JP2007326912A - Method for producing modified water-absorbing resin - Google Patents

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義朗 光上
Makoto Matsumoto
松本 誠
Taku Iwamura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing modified water-absorbing resin excellent in production efficiency, absorbing capacity under pressure, absorbing rate, gel strength, liquid permeability, etc. <P>SOLUTION: The invention relates to the method for producing the modified water-absorbing resin comprising a process (a) obtaining a water-absorbing resin composition comprising mixing a water-absorbing resin, water and a water soluble radical polymerization initiator without adding an ethylenic unsaturated monomer, (b) a process irradiating the water-absorbing resin composition obtained in the mixing process, with an active energy ray, wherein the mixing amount of the water in the mixing process (a) is 20-100 pts.wt. per 100 pts.wt. of the water-absorbing resin, and the surface water-absorbing rate in the water-absorbing resin composition in the irradiating process (b) at least any time in the process is regulated at less than 3.0 wt.%. per the 100 wt.%. of the water-absorbing resin. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、改質された吸水性樹脂の製法に関し、より詳細には、吸水性樹脂に活性エネルギー線を照射することによる、改質された吸水性樹脂の製法に関する。   The present invention relates to a method for producing a modified water absorbent resin, and more particularly to a method for producing a modified water absorbent resin by irradiating the water absorbent resin with active energy rays.

従来、生理綿、紙おむつ、あるいはその他の体液を吸収する衛生材料の一構成材料として吸水性樹脂が用いられている。このような吸水性樹脂としては、例えば、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解物、これらの架橋体やポリアクリル酸部分中和物架橋体等がある。これらは、いずれも内部架橋構造を有し、水に不溶である。   Conventionally, a water-absorbing resin has been used as a constituent material of sanitary materials that absorb sanitary cotton, disposable diapers, or other body fluids. Examples of such a water-absorbing resin include a hydrolyzate of starch-acrylonitrile graft polymer, a neutralized product of starch-acrylic acid graft polymer, a saponified product of vinyl acetate-acrylic ester copolymer, and an acrylonitrile copolymer. Examples thereof include hydrolysates of polymers or acrylamide copolymers, cross-linked products thereof, and cross-linked products of partially neutralized polyacrylic acid. All of these have an internal crosslinking structure and are insoluble in water.

このような吸水性樹脂に望まれる特性として、高吸収倍率、優れた吸収速度、高いゲル強度、基材から水を吸い上げるための優れた吸引力等がある。しかし、吸水特性は架橋密度に影響を受けるため、架橋密度が大きくなるとゲル強度は増加するが吸水量が低下するなど、特性間の関係は必ずしも正の相関を示さない。特に、吸収倍率と、吸収速度、ゲル強度および吸引力等とは相反する関係にある。このため、吸収倍率が向上した吸水性樹脂では、粒子が液体に接した場合に、吸水が均一に行なわれず吸水性樹脂の塊になった部分を形成したり、吸水性樹脂粒子全体に水が拡散しないため吸収速度等を極端に低下させる場合がある。   Properties desired for such a water-absorbent resin include a high absorption ratio, an excellent absorption rate, a high gel strength, and an excellent suction force for sucking water from the substrate. However, since the water absorption property is affected by the crosslink density, the relationship between the properties does not necessarily show a positive correlation, for example, the gel strength increases but the water absorption amount decreases as the crosslink density increases. In particular, the absorption magnification and the absorption rate, gel strength, suction force, and the like are in a contradictory relationship. For this reason, in the water-absorbent resin having improved absorption capacity, when the particles come into contact with the liquid, water absorption is not performed uniformly, and a part of the water-absorbent resin is formed or water is absorbed in the entire water-absorbent resin particles. Since it does not diffuse, the absorption rate may be drastically reduced.

このような現象を緩和し、吸収倍率が高く、かつ吸収速度等も比較的良好な吸水性樹脂を得るために、吸水性樹脂粒子の表面を界面活性剤や非揮発性炭化水素によりコーティングする方法がある。この方法では、初期に吸収する水の分散性は改良されるが、粒子個々の吸収速度や吸引力の向上という面では効果が十分でない。   A method of coating the surface of water-absorbent resin particles with a surfactant or a non-volatile hydrocarbon in order to alleviate such a phenomenon and obtain a water-absorbent resin having a high absorption rate and a relatively good absorption rate. There is. This method improves the dispersibility of water absorbed in the initial stage, but is not sufficiently effective in improving the absorption speed and suction force of individual particles.

また、吸水特性の改良されたポリアクリル酸系高吸水性重合体の製造方法として、ポリアクリル酸の部分アルカリ金属塩を主成分とし、架橋密度が低い重合体の水性組成物を、水溶性過酸化物ラジカル開始剤の存在下で加熱し、ラジカル架橋によって架橋を導入する方法がある(特許文献1)。内部架橋を重合体中に均一に分布することは困難であり、架橋密度の調整も容易でない。このため、架橋密度が低く水溶性のポリアクリル酸ゲルを含む重合体を得た後、重合開始剤である過硫酸塩などを添加して加熱する。該特許文献1では、開始剤添加量を調整することで架橋密度の精密な制御を可能とし、かつ架橋が均一に重合体中に存在するため、優れた吸水特性が得られ、かつ粘着性がない吸水性樹脂が得られた、としている。   Further, as a method for producing a polyacrylic acid-based superabsorbent polymer with improved water absorption characteristics, an aqueous composition of a polymer having a partial alkali metal salt of polyacrylic acid as a main component and a low crosslinking density is used as a water-soluble polymer. There is a method of heating in the presence of an oxide radical initiator and introducing crosslinking by radical crosslinking (Patent Document 1). It is difficult to uniformly distribute the internal crosslinks in the polymer, and it is not easy to adjust the crosslink density. For this reason, after obtaining a polymer having a low crosslinking density and a water-soluble polyacrylic acid gel, a persulfate as a polymerization initiator is added and heated. In this Patent Document 1, it is possible to precisely control the crosslinking density by adjusting the amount of initiator added, and since the crosslinking is uniformly present in the polymer, excellent water absorption characteristics are obtained, and the adhesiveness is high. No water-absorbing resin was obtained.

上記特許文献1で使用された過硫酸塩は熱によって分解されるが、紫外線によっても分解されラジカルを発生する(非特許文献1)。過硫酸塩は重合開始剤としての作用を有するから、水溶性ビニルモノマーの水溶液に光エネルギーを照射すれば、重合と同時にラジカル架橋が起こり、ハイドロゲルを製造することができる(特許文献2)。また、親水性重合体成分と光重合開始剤とに加えて、更に架橋剤を添加して、紫外線照射によって内部架橋を形成させる反応系もある(特許文献3)。   The persulfate used in Patent Document 1 is decomposed by heat, but is also decomposed by ultraviolet rays to generate radicals (Non-Patent Document 1). Since persulfate has an action as a polymerization initiator, radical crosslinking occurs at the same time as polymerization by irradiating an aqueous solution of a water-soluble vinyl monomer with light energy, and a hydrogel can be produced (Patent Document 2). In addition to the hydrophilic polymer component and the photopolymerization initiator, there is also a reaction system in which a crosslinking agent is further added to form internal crosslinking by ultraviolet irradiation (Patent Document 3).

一方、吸水性樹脂の表面を架橋剤を用いて処理し、吸水性樹脂の表面の架橋密度を高める方法もある(例えば、特許文献4、特許文献5)。上記の例で示したような吸水性樹脂の表面には、反応性の官能基が存在する。このような官能基と反応し得る表面架橋剤を添加して官能基間に架橋を導入すれば、吸水性樹脂の表面架橋密度が増加し、加圧下でも優れた吸水特性を有する吸水性樹脂とすることができる。   On the other hand, there is a method in which the surface of the water absorbent resin is treated with a crosslinking agent to increase the crosslink density of the surface of the water absorbent resin (for example, Patent Document 4 and Patent Document 5). Reactive functional groups exist on the surface of the water-absorbent resin as shown in the above example. If a surface cross-linking agent capable of reacting with such a functional group is added to introduce cross-linking between functional groups, the surface cross-linking density of the water-absorbing resin increases, and a water-absorbing resin having excellent water-absorbing properties even under pressure can do.

また、上記表面架橋剤を使用すると、架橋形成反応に高温あるいは長持間を要し、未反応架橋剤の残存などの問題があるため、過酸化物ラジカル開始剤を含む水溶液を樹脂に接触させ、該樹脂を加熱してラジカル開始剤の分解を通じて樹脂の表面近傍部の重合体分子鎖に架橋を導入する方法もある(特許文献6)。実施例では、130℃の過熱水蒸気で6分加熱し、吸水倍率の向上した吸水性樹脂を得ている。   Further, when the surface crosslinking agent is used, the crosslinking formation reaction requires a high temperature or a long period of time, and there is a problem such as remaining unreacted crosslinking agent. Therefore, an aqueous solution containing a peroxide radical initiator is brought into contact with the resin, There is also a method in which the resin is heated to introduce crosslinks to polymer molecular chains in the vicinity of the surface of the resin through decomposition of the radical initiator (Patent Document 6). In the examples, heating with 130 ° C. superheated steam was performed for 6 minutes to obtain a water-absorbing resin with improved water absorption ratio.

ここで、表面架橋剤を添加して吸水性樹脂粒子を表面架橋する際に、該吸水性樹脂粒子全体の含水率や水分量を制御して、吸水性樹脂粒子の吸水特性を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献7、特許文献8)。
米国特許第4910250号明細書 特開2004−99789号公報 国際公開第2004/031253号パンフレット 米国特許第4666983号明細書 米国特許第5422405号明細書 米国特許第4783510号明細書 米国特許第4541871号明細書 米国特許第4507438号明細書 J.Phys.Chem.,1975,79,2693、J.Photochem.Photobiol.,A,1988,44,243
Here, when adding a surface cross-linking agent to surface cross-link the water-absorbent resin particles, there is a technique for improving the water-absorbing characteristics of the water-absorbent resin particles by controlling the water content and water content of the entire water-absorbent resin particles. It is known (for example, Patent Document 7 and Patent Document 8).
U.S. Pat. No. 4,910,250 JP 2004-99789 A International Publication No. 2004/031253 Pamphlet US Pat. No. 4,666,983 US Pat. No. 5,422,405 U.S. Pat. No. 4,783,510 U.S. Pat. No. 4,541,871 US Pat. No. 4,507,438 J. et al. Phys. Chem. , 1975, 79, 2693, J. Am. Photochem. Photobiol. , A, 1988, 44, 243

吸水性樹脂に表面架橋を導入する目的は、吸収倍率と吸収速度とのバランスに優れた吸水性樹脂を製造するためである。一般には、吸水性樹脂表面にある官能基と反応しうる、少なくとも2つの官能基を有する架橋剤を吸水性樹脂に作用させる必要がある。このような架橋剤としては、多価アルコール類、多価グリシジルエーテル類、ハロエポキシ化合物類、多価アルデヒド類、多価アミン類、多価金属塩類等があるが、一般的に反応性が低いために反応を高温で行う必要があり、場合によっては長時間加熱下に置く場合もある。このため、多くのエネルギーと時間とが要求される。   The purpose of introducing surface cross-linking to the water-absorbent resin is to produce a water-absorbent resin excellent in the balance between the absorption capacity and the absorption speed. In general, a cross-linking agent having at least two functional groups that can react with a functional group on the surface of the water absorbent resin needs to act on the water absorbent resin. Examples of such cross-linking agents include polyhydric alcohols, polyhydric glycidyl ethers, haloepoxy compounds, polyhydric aldehydes, polyhydric amines, polyvalent metal salts, etc., but generally have low reactivity. It is necessary to carry out the reaction at a high temperature, and in some cases, it may be left under heating for a long time. For this reason, much energy and time are required.

表面架橋剤を添加して吸水性樹脂粒子の表面に架橋構造を導入する際に、吸水性樹脂粒子全体の含水率や水分量を制御する上記特許文献7や特許文献8に記載の製造方法においても、より効率的に表面架橋を導入し、より吸水特性に優れる吸水性樹脂を製造することが求められているが、必ずしも満足のいく製造方法が提供されているとは言えないのが現状である。   In the production methods described in Patent Document 7 and Patent Document 8 described above, the moisture content and water content of the entire water-absorbent resin particles are controlled when a surface cross-linking agent is added to introduce a crosslinked structure on the surface of the water-absorbent resin particles. However, it is required to introduce surface crosslinking more efficiently and to produce a water-absorbing resin having more excellent water-absorbing properties, but it is not always possible to provide a satisfactory production method. is there.

このような現状のもと、本発明は、生産効率に優れ、加圧下吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、通液性等に優れた改質された吸水性樹脂の製法を提供することを目的とする。   Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing a modified water-absorbing resin that is excellent in production efficiency and excellent in absorption capacity under pressure, absorption speed, gel strength, liquid permeability, and the like. And

本発明者らは、表面が改質された吸水性樹脂の製法を詳細に検討した。その過程において、吸水性樹脂粒子全体の含水率や水分量を制御する従来の製造方法では十分に優れた吸水特性を有する吸水性樹脂が効率的に製造されえない原因を鋭意探索した。その結果、吸水性樹脂粒子の表面に効率的に架橋構造が導入されるためには粒子の表面がある程度の水分を保持している必要があることを見出した。すなわち、従来の製造方法では、たとえ吸水性樹脂粒子全体の含水率や水分量を制御したとしても、粒子の表面がある程度湿っていない場合には、粒子表面への架橋構造の導入が効率的に行われず、吸水特性に優れた吸水性樹脂が製造されえないことを見出したのである。かような知見に基づき、本発明者らは、吸水性樹脂粒子の表面をある程度湿らせた状態で表面架橋処理を施すことを試みた。加えて、表面架橋の導入手段として、従来の表面架橋剤の添加ではなく活性エネルギー線の照射を採用することで、架橋効率および得られる吸水性樹脂の吸水特性を向上させうることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have studied in detail the method for producing a water-absorbent resin having a modified surface. In the process, the inventors have eagerly searched for the reason why a water-absorbing resin having sufficiently excellent water-absorbing characteristics cannot be efficiently manufactured by the conventional manufacturing method for controlling the water content and the water content of the entire water-absorbing resin particles. As a result, it was found that the surface of the particles needs to retain a certain amount of moisture in order to efficiently introduce a crosslinked structure on the surface of the water-absorbent resin particles. That is, in the conventional manufacturing method, even if the water content and the water content of the entire water-absorbent resin particles are controlled, if the surface of the particles is not moistened to some extent, the introduction of a crosslinked structure to the particle surface is efficient. It was found that a water-absorbing resin excellent in water absorption characteristics could not be produced. Based on such knowledge, the present inventors tried to perform surface cross-linking treatment with the surface of the water-absorbent resin particles moistened to some extent. In addition, it has been found that by adopting active energy ray irradiation instead of the conventional addition of a surface cross-linking agent as a means for introducing surface cross-linking, the cross-linking efficiency and the water-absorbing properties of the resulting water-absorbent resin can be improved. The invention has been completed.

すなわち、本発明は、改質された吸水性樹脂の製法であって、a)エチレン性不飽和単量体を添加せずに、吸水性樹脂と、水と、水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤とを混合して吸水性樹脂組成物を得る混合工程と、b)該混合工程で得られた該吸水性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、を含み、該混合工程a)における該水の混合量が、該吸水性樹脂100重量部に対して20重量部を超えて100重量部以下であり、該照射工程b)における少なくともいずれかの時点での該吸水性樹脂組成物中の該吸水性樹脂の表面含水率を、吸水性樹脂100重量%に対して3.0重量%以上に制御することを特徴とする、改質された吸水性樹脂の製法である。   That is, the present invention relates to a method for producing a modified water-absorbing resin, in which a) a water-absorbing resin, water, a water-soluble radical polymerization initiator and / Or a mixing step of mixing a thermally decomposable radical polymerization initiator to obtain a water absorbent resin composition, and b) an irradiation step of irradiating the water absorbent resin composition obtained in the mixing step with active energy rays, The mixing amount of the water in the mixing step a) is more than 20 parts by weight and not more than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin, and at least one point in the irradiation step b) The surface water content of the water-absorbent resin in the water-absorbent resin composition is controlled to 3.0% by weight or more with respect to 100% by weight of the water-absorbent resin. It is a resin manufacturing method.

本発明の製法によれば、吸水性樹脂粒子の表面に均一な架橋構造を導入することができる。その結果、改質された吸水性樹脂は、吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、吸引力など吸水性樹脂に望まれる特性が極めて高い。   According to the production method of the present invention, a uniform cross-linked structure can be introduced on the surface of the water-absorbent resin particles. As a result, the modified water-absorbent resin has extremely high properties desired for the water-absorbent resin, such as absorption capacity, absorption rate, gel strength, and suction force.

また、本発明の改質された吸水性樹脂の製法は、活性エネルギー線の照射によって表面架橋を行なうため、従来の製法と比較して短時間で吸水性樹脂を改質することができる。   Moreover, since the method for producing a modified water-absorbing resin of the present invention performs surface cross-linking by irradiation with active energy rays, the water-absorbing resin can be modified in a shorter time than a conventional method.

本発明は、改質された吸水性樹脂の製法であって、a)エチレン性不飽和単量体を添加せずに、吸水性樹脂と、水と、水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤とを混合して吸水性樹脂組成物を得る混合工程と、b)該混合工程で得られた該吸水性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、を含み、該混合工程a)における該水の混合量が、該吸水性樹脂100重量部に対して20重量部を超えて100重量部以下であり、該照射工程b)における少なくともいずれかの時点での該吸水性樹脂組成物中の該吸水性樹脂の表面含水率を、吸水性樹脂100重量%に対して3.0重量%以上に制御することを特徴とする、改質された吸水性樹脂の製法である。   The present invention relates to a method for producing a modified water-absorbent resin, comprising: a) a water-absorbent resin, water, a water-soluble radical polymerization initiator and / or heat without adding an ethylenically unsaturated monomer. A mixing step of mixing a decomposable radical polymerization initiator to obtain a water absorbent resin composition, and b) an irradiation step of irradiating the water absorbent resin composition obtained in the mixing step with active energy rays. The mixing amount of the water in the mixing step a) is more than 20 parts by weight and not more than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin, and at least at any point in the irradiation step b) A modified water-absorbent resin, characterized in that the water content of the surface of the water-absorbent resin in the water-absorbent resin composition is controlled to 3.0% by weight or more with respect to 100% by weight of the water-absorbent resin. It is a manufacturing method.

以下、本発明にかかる改質された吸水性樹脂の製法について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更して実施し得る。   Hereinafter, although the manufacturing method of the modified water-absorbing resin according to the present invention will be described in detail, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and the gist of the present invention is impaired except for the following examples. The present invention can be carried out with appropriate modifications within the range.

(a)吸水性樹脂
本発明で使用できる吸水性樹脂は、ヒドロゲルを形成しうる水膨潤性水不溶性の架橋重合体である。なお、以下に詳述するが、本発明は、照射工程における少なくともいずれかの時点での吸水性樹脂組成物中の吸水性樹脂の表面含水率を、吸水性樹脂100重量%に対して3.0重量%以上に制御することを特徴とするものである。このため、混合工程において、吸水性樹脂が混合前に既に含水状態であり、水の添加がなくとも次工程の照射工程開始時の表面含水率が3.0重量%以上である場合には、混合工程において、水を別途添加する必要は必ずしもない。また、本発明において「水膨潤性」とは、生理食塩水での遠心分離機保持容量が2g/g以上であることを意味し、好ましくは5〜100g/g、より好ましくは10〜60g/gである。また、「水不溶性」とは、吸水性樹脂中の未架橋の水可溶性成分(水溶性高分子;以下、「溶出可溶分」とも称する)の含有量が0〜50重量%であることを意味し、好ましくは25重量%以下、より好ましくは15重量%以下、特に好ましくは10重量%以下である。なお、遠心分離機保持容量の数値としては、後述する実施例に記載の手法により測定された値を採用するものとする。また、溶出可溶分の数値としては、以下の手法により測定された値を採用するものとする。
(A) Water-absorbing resin The water-absorbing resin that can be used in the present invention is a water-swellable, water-insoluble crosslinked polymer capable of forming a hydrogel. As will be described in detail below, the present invention relates to the surface moisture content of the water-absorbent resin in the water-absorbent resin composition at least at any point in the irradiation step with respect to 100% by weight of the water-absorbent resin. It is characterized by being controlled to 0% by weight or more. For this reason, in the mixing step, the water-absorbing resin is already in a water-containing state before mixing, and even when no water is added, the surface moisture content at the start of the irradiation step of the next step is 3.0% by weight or more, In the mixing step, it is not always necessary to add water separately. In the present invention, “water swellability” means that the centrifuge retention capacity in physiological saline is 2 g / g or more, preferably 5 to 100 g / g, more preferably 10 to 60 g / g. g. Further, “water-insoluble” means that the content of an uncrosslinked water-soluble component (water-soluble polymer; hereinafter also referred to as “eluting soluble component”) in the water-absorbent resin is 0 to 50% by weight. Meaning, preferably 25% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or less. In addition, as a numerical value of a centrifuge retention capacity, the value measured by the method as described in the Example mentioned later shall be employ | adopted. Moreover, the value measured by the following method shall be employ | adopted as a numerical value of an elution soluble part.

[溶出可溶分の測定方法]
250mL容量の蓋付きプラスチック容器(直径6cm×高さ9cm)に、生理食塩水184.3gを測り取り、その中に吸水性樹脂1.00gを加え、16時間、直径8mm、長さ25mmの磁気撹拌子を用いて500rpmの回転数で撹拌することにより、樹脂中の溶出可溶分を抽出する。この抽出液を濾紙(ADVANTEC東洋株式会社、品名:JIS P 3801、No.2、厚さ:0.26mm、保留粒子径:5μm)1枚を用いて濾過し、得られた濾液の50.0gを測り取り、測定溶液とする。
[Measurement method for soluble elution]
Measure 184.3 g of physiological saline in a plastic container with a lid of 250 mL capacity (diameter 6 cm x height 9 cm), add 1.00 g of water-absorbing resin to it, and magnetize it with a diameter of 8 mm and a length of 25 mm for 16 hours. By using a stir bar to stir at a rotation speed of 500 rpm, the soluble fraction eluted in the resin is extracted. This extract was filtered using one sheet of filter paper (ADVANTEC Toyo Corporation, product name: JIS P 3801, No. 2, thickness: 0.26 mm, retention particle diameter: 5 μm), and 50.0 g of the obtained filtrate. Is measured to obtain a measurement solution.

はじめに生理食塩水のみを、まず、0.1N水酸化ナトリウム水溶液でpH10まで滴定を行い、その後、1N塩酸でpH2.7まで滴定して空滴定量(それぞれ、[bNaOH]、[bHCl]と称する)を得る。   First, the physiological saline alone was titrated to pH 10 with 0.1N aqueous sodium hydroxide solution, and then titrated to pH 2.7 with 1N hydrochloric acid (referred to as [bNaOH] and [bHCl], respectively). )

同様の滴定操作を測定溶液についても行うことにより、滴定量(それぞれ、[NaOH]、[HCl]と称する)を得る。   By performing the same titration operation on the measurement solution, titration amounts (referred to as [NaOH] and [HCl], respectively) are obtained.

例えば、既知量のアクリル酸およびそのナトリウム塩からなる吸水性樹脂の場合、当該単量体の平均分子量および上記操作により得られた滴定量をもとに、吸水性樹脂中の溶出可溶分を下記数式に従って算出する。未知量の場合は滴定により下記数式に従って求めた中和率を用いて単量体の平均分子量を算出する。   For example, in the case of a water-absorbing resin composed of a known amount of acrylic acid and its sodium salt, the elution soluble content in the water-absorbing resin is determined based on the average molecular weight of the monomer and the titration amount obtained by the above operation. Calculate according to the following formula. In the case of an unknown amount, the average molecular weight of the monomer is calculated using the neutralization rate obtained by titration according to the following formula.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

なお、本発明において「改質」とは、吸水性樹脂に対する全ての物理的または化学的作用をいい、吸水性樹脂の表面架橋、孔の形成、親水化、疎水化などがある。   In the present invention, “modification” refers to all physical or chemical effects on the water-absorbent resin, and includes surface cross-linking, pore formation, hydrophilization, and hydrophobicity of the water-absorbent resin.

本発明において使用できる吸水性樹脂としては、エチレン性不飽和単量体を必須に含む単量体成分を用いて、従来公知の方法などを用いて重合により得られるものであれば、特に限定されない。   The water-absorbing resin that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is obtained by polymerization using a conventionally known method using a monomer component that essentially contains an ethylenically unsaturated monomer. .

エチレン性不飽和単量体としては、特に限定されず、好ましくは末端に不飽和二重結合を有する単量体、例えば、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等のアニオン性単量体やその塩;(メタ)アクリルアミド、N−置換(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、等のノニオン性親水基含有単量体;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、等のアミノ基含有不飽和単量体やそれらの4級化物;等を挙げることができ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。好ましくは、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの4級化物、(メタ)アクリルアミドであり、特に好ましくは、アクリル酸および/またはその塩である。   The ethylenically unsaturated monomer is not particularly limited and is preferably a monomer having an unsaturated double bond at the terminal, such as (meth) acrylic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- Anionic monomers such as (meth) acryloylpropane sulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid and salts thereof; (meth) acrylamide, N-substituted (meta ) Nonionic hydrophilic group-containing monomers such as acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (Meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N- Methylamino propyl (meth) acrylamide, amino group-containing unsaturated monomers and their quaternized products and the like; or the like can be cited, and may be used alone or two or more selected from these. Preferably, (meth) acrylic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, salts thereof, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N , N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate quaternized product, (meth) acrylamide, particularly preferably acrylic acid and / or a salt thereof.

単量体としてアクリル酸塩を用いる場合には、吸水性樹脂の吸水性能の観点からアクリル酸のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩から選ばれるアクリル酸の1価塩が好ましい。より好ましくはアクリル酸アルカリ金属塩であり、特に好ましくは、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩から選ばれるアクリル酸塩である。   When acrylate is used as the monomer, a monovalent salt of acrylic acid selected from alkali metal salts, ammonium salts, and amine salts of acrylic acid is preferable from the viewpoint of water absorption performance of the water absorbent resin. More preferred are alkali metal acrylates, and particularly preferred are acrylates selected from sodium salts, lithium salts, and potassium salts.

吸水性樹脂を製造する際には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記単量体以外の他の単量体成分を用いることができる。例えば、炭素数8〜30の芳香族エチレン性不飽和単量体、炭素数2〜20の脂肪族エチレン性不飽和単量体、炭素数5〜15の脂環式エチレン性不飽和単量体、アルキル基の炭素数4〜50の(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどの疎水性単量体を例示することができる。これら疎水性単量体の割合は、一般に、上記エチレン性不飽和単量体100重量部に対し、0〜20重量部の範囲である。疎水性単量体が20重量部を超えると、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下する場合がある。   When producing the water-absorbent resin, other monomer components other than the above-mentioned monomers can be used within a range not impairing the effects of the present invention. For example, an aromatic ethylenically unsaturated monomer having 8 to 30 carbon atoms, an aliphatic ethylenically unsaturated monomer having 2 to 20 carbon atoms, and an alicyclic ethylenically unsaturated monomer having 5 to 15 carbon atoms And hydrophobic monomers such as alkyl group (meth) acrylic acid alkyl ester having 4 to 50 carbon atoms. Generally the ratio of these hydrophobic monomers is the range of 0-20 weight part with respect to 100 weight part of said ethylenically unsaturated monomers. When the amount of the hydrophobic monomer exceeds 20 parts by weight, the water absorption performance of the resulting water absorbent resin may be deteriorated.

本発明で使用する吸水性樹脂は、内部架橋の形成によって不溶性となる。このような内部架橋は、架橋剤を使用しない自己架橋型でもよいが、一分子内に2個以上の重合性不飽和基及び/又は2個以上の反応性官能基を有する内部架橋剤を使用して形成することができる。   The water absorbent resin used in the present invention becomes insoluble due to the formation of internal crosslinks. Such internal crosslinking may be a self-crosslinking type that does not use a crosslinking agent, but uses an internal crosslinking agent having two or more polymerizable unsaturated groups and / or two or more reactive functional groups in one molecule. Can be formed.

このような内部架橋剤としては、特に限定されず、好ましくは、例えば、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、(メタ)アクリル酸多価金属塩、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリアリルアミン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等を挙げることができる。これらの内部架橋剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上を併用してもよい。   Such an internal cross-linking agent is not particularly limited, and preferably, for example, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, glycidyl (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol diester (Meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol acrylate methacrylate, (meth) acrylic acid polyvalent metal salt, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, triallylamine, tri List allyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate, ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerol glycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, etc. It can be. These internal crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

内部架橋剤の使用量は、吸水性樹脂を製造する際に用いる単量体成分の全量に対して、好ましくは0.0001〜1モル%、より好ましくは0.001〜0.5モル%、さらに好ましくは0.005〜0.2モル%である。0.0001モル%を下回ると、内部架橋が樹脂中に導入されず、一方、1モル%を超えると、吸水性樹脂のゲル強度が高くなりすぎ、吸水倍率が低下する場合がある。上記内部架橋剤を用いて架橋構造を重合体内部に導入する場合には、上記内部架橋剤を、上記単量体の重合前あるいは重合途中、あるいは重合後、または中和後に反応系に添加するようにすればよい。   The amount of the internal crosslinking agent used is preferably 0.0001 to 1 mol%, more preferably 0.001 to 0.5 mol%, based on the total amount of monomer components used in producing the water absorbent resin. More preferably, it is 0.005-0.2 mol%. When the amount is less than 0.0001 mol%, internal crosslinking is not introduced into the resin. On the other hand, when the amount exceeds 1 mol%, the gel strength of the water-absorbent resin becomes too high, and the water absorption ratio may be lowered. When a crosslinked structure is introduced into the polymer using the internal cross-linking agent, the internal cross-linking agent is added to the reaction system before, during or after the polymerization of the monomer, or after the polymerization or neutralization. What should I do?

吸水性樹脂を得るには、上記単量体および内部架橋剤を含む単量体成分を水溶液中で重合すればよい。この際、使用できる重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩;過酢酸カリウム、過酢酸ナトリウム、過炭酸カリウム、過炭酸ナトリウム、t−ブチルハイドロパーオキサイド;過酸化水素;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ化合物、等の水溶性ラジカル重合開始剤や、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン等の光重合開始剤がある。また、例えば、上記水溶性ラジカル重合開始剤に、亜硫酸塩やL−アスコルビン酸、第2鉄塩等の還元剤を組み合わせてレドックス系開始剤として用いてもよい。   In order to obtain a water-absorbing resin, the monomer component including the monomer and the internal crosslinking agent may be polymerized in an aqueous solution. In this case, usable polymerization initiators include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate and sodium persulfate; potassium peracetate, sodium peracetate, potassium percarbonate, sodium percarbonate, t-butyl hydroperoxide; Hydrogen peroxide; azo compounds such as 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, water-soluble radical polymerization initiators such as 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1- There are photopolymerization initiators such as ON. Further, for example, a reducing agent such as sulfite, L-ascorbic acid or ferric salt may be combined with the water-soluble radical polymerization initiator and used as a redox initiator.

上記単量体水溶液中の単量体の濃度に特に制限はないが、好ましくは15〜90重量%、より好ましくは35〜80重量%である。15重量%を下回ると、得られたヒドロゲルの水分量が多いため、乾燥のための熱量や時間を必要とし、不利である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the density | concentration of the monomer in the said monomer aqueous solution, Preferably it is 15 to 90 weight%, More preferably, it is 35 to 80 weight%. If it is less than 15% by weight, the resulting hydrogel has a large amount of water, which requires a heat amount and time for drying, which is disadvantageous.

重合方法としては特に限定されず、周知の方法、例えば、水溶液重合、逆相懸濁重合、沈殿重合、塊状重合等を採用することができる。これらの方法の中でも、重合反応の制御の容易さや、得られる吸水性樹脂の性能面から、単量体を水溶液に溶解して重合させる水溶液重合や、逆相懸濁重合が好ましい。   The polymerization method is not particularly limited, and well-known methods such as aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, precipitation polymerization, bulk polymerization and the like can be employed. Among these methods, aqueous solution polymerization in which a monomer is dissolved in an aqueous solution for polymerization and reverse phase suspension polymerization are preferable from the viewpoint of ease of control of the polymerization reaction and performance of the obtained water-absorbent resin.

上記の重合を開始させる際には、前述の重合開始剤を使用して開始させる。また、前述重合開始剤の他にも紫外線や電子線、γ線などの活性エネルギー線を単独あるいは重合開始剤と併用しても良い。重合開始時の温度は、使用する重合開始剤の種類にもよるが、15〜130℃の範囲が好ましく、20〜120℃の範囲が好ましい。重合開始時の温度が上記の範囲を外れると、得られる吸水性樹脂の残存単量体の増加や、過度の自己架橋反応が進行して吸水性樹脂の吸水性能が低下するおそれがある。   When starting the above polymerization, the above polymerization initiator is used. In addition to the aforementioned polymerization initiator, active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, and γ rays may be used alone or in combination with the polymerization initiator. The temperature at the start of polymerization depends on the type of polymerization initiator used, but is preferably in the range of 15 to 130 ° C, and more preferably in the range of 20 to 120 ° C. If the temperature at the start of polymerization is out of the above range, there may be an increase in the residual monomer of the resulting water-absorbent resin or an excessive self-crosslinking reaction to deteriorate the water-absorbing performance of the water-absorbent resin.

なお、逆相懸濁重合とは、単量体水溶液を疎水性有機溶媒に懸濁させる重合法であり、例えば、米国特許第4093776号、同4367323号、同4446261号、同4683274号、同5244735号などの米国特許に記載されている。水溶液重合は分散溶媒を用いずに単量体水溶液を重合する方法であり、例えば、米国特許第4625001号、同4873299号、同4286082号、同4973632号、同4985518号、同5124416号、同5250640号、同5264495号、同5145906号、同5380808号などの米国特許や、欧州特許第0811636号、同0955086号,同0922717号などの欧州特許に記載されている。これら重合法に例示の単量体や開始剤なども本発明では適用できる。   The reverse phase suspension polymerization is a polymerization method in which an aqueous monomer solution is suspended in a hydrophobic organic solvent. For example, U.S. Pat. Nos. 4,093,764, 4,367,323, 4,446,261, 4,683,274, and 5,244,735. In US patents such as The aqueous solution polymerization is a method of polymerizing an aqueous monomer solution without using a dispersion solvent. For example, U.S. Pat. Nos. 4,462,001, 4,873,299, 4,286,682, 4,973,632, 4,985,518, 5,124,416, 5,250,640 are used. No. 5,264,495, US Pat. No. 5,145,906, US Pat. No. 5,380,808, and European patents such as European Patent Nos. 081636, 09555086, and 0922717. Monomers and initiators exemplified in these polymerization methods can also be applied in the present invention.

なお、水溶液重合を行なう場合には、アクリル酸等の部分中和物を重合したり、アクリル酸等の酸基含有単量体を重合した後に水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物により重合物を中和することもできる。したがって、本発明で使用される吸水性樹脂は、酸基を含有しかつ所定の中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)を有するものであることが好ましい。この際、得られる吸水性樹脂の中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)は、25〜100モル%の範囲であり、好ましくは50〜90モル%の範囲、さらに好ましくは50〜75モル%、最も好ましくは60〜70モル%の範囲である。   When aqueous solution polymerization is performed, a partially neutralized product such as acrylic acid is polymerized, or an acid group-containing monomer such as acrylic acid is polymerized and then polymerized with an alkali compound such as sodium hydroxide or sodium carbonate. Can also be neutralized. Therefore, the water-absorbing resin used in the present invention preferably contains an acid group and has a predetermined neutralization rate (mol% of neutralized acid groups in all acid groups). Under the present circumstances, the neutralization rate (mol% of the neutralized acid group in all the acid groups) of the water absorbing resin obtained is the range of 25-100 mol%, Preferably it is the range of 50-90 mol%, More preferably, it is 50-75 mol%, Most preferably, it is the range of 60-70 mol%.

したがって、本発明の好ましい態様は、改質された吸水性樹脂の製法であって、a)エチレン性不飽和単量体を添加せずに、吸水性樹脂と水とラジカル重合開始剤としての過硫酸塩とを混合し、b)得られた混合物に活性エネルギー線を照射すること、を含み、かつ該吸水性樹脂が酸基を含有しかつ50〜75モル%の中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)を有するものである、改質された吸水性樹脂の製法を提供する。重合後、通常は含水ゲル状架橋重合体である。本発明では、この含水ゲル状架橋重合体をそのまま吸水性樹脂として使用することもできるが、好ましくは乾燥され、後述の含水率(重量%)(100−固形分(重量%))とされる。   Therefore, a preferred embodiment of the present invention is a method for producing a modified water-absorbing resin, in which a) a water-absorbing resin, water, and a radical polymerization initiator are added without adding an ethylenically unsaturated monomer. B) irradiating the resulting mixture with active energy rays, and the water-absorbent resin contains acid groups and has a neutralization rate of 50 to 75 mol% (total acid groups). A method for producing a modified water-absorbing resin having a mole percent of neutralized acid groups therein is provided. After polymerization, it is usually a hydrogel crosslinked polymer. In the present invention, the water-containing gel-like crosslinked polymer can be used as it is as a water-absorbing resin, but is preferably dried to have the water content (wt%) (100-solid content (wt%)) described later. .

なお、本発明において、吸水性樹脂は、後述するように水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤(本明細書中では、一括して「ラジカル重合開始剤」とも称する)並びに水と混合されて吸水性樹脂組成物を形成する。そして当該組成物に活性エネルギー線を照射することによって吸水性樹脂は改質されるが、このような改質は重合体主鎖に対する活性ラジカル重合開始剤の作用によるものである。したがって、必ずしも前述した水溶性エチレン性不飽和モノマーを重合して得られる吸水性樹脂のみならず、ポリビニルアルコール架橋体、ポリエチレンオキサイド架橋体、ポリアスパラギン酸架橋体、カルボキシメチルセルロース架橋体等の吸水性樹脂を改質することもできる。   In the present invention, the water-absorbing resin is a water-soluble radical polymerization initiator and / or a thermally decomposable radical polymerization initiator (hereinafter, collectively referred to as “radical polymerization initiator”) as described later. In addition, it is mixed with water to form a water absorbent resin composition. The water-absorbent resin is modified by irradiating the composition with active energy rays. Such modification is due to the action of an active radical polymerization initiator on the polymer main chain. Therefore, not only the water-absorbing resin obtained by polymerizing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer described above, but also a water-absorbing resin such as a polyvinyl alcohol crosslinked product, a polyethylene oxide crosslinked product, a polyaspartic acid crosslinked product, or a carboxymethylcellulose crosslinked product. Can also be modified.

一方、本発明で用いられる吸水性樹脂としては、好ましくは特にアクリル酸(塩)を主成分とするモノマーを重合して得られる粉末状の吸水性樹脂である。重合によって得られた含水ゲル状重合体は、好ましくは乾燥の後に粉砕されて吸水性樹脂とする。前記乾燥は、例えば、熱風乾燥機などの乾燥機を用い、好ましくは100〜220℃、より好ましくは120〜200℃で乾燥させればよい。   On the other hand, the water-absorbent resin used in the present invention is preferably a powdery water-absorbent resin obtained by polymerizing a monomer mainly composed of acrylic acid (salt). The hydrogel polymer obtained by polymerization is preferably pulverized after drying to obtain a water-absorbing resin. The drying may be performed, for example, using a dryer such as a hot air dryer, preferably at 100 to 220 ° C, more preferably at 120 to 200 ° C.

このような粉砕に用いることができる粉砕機としては、例えば、粉体工学便覧(粉体工学会編、初版)の表1.10で分類されている粉砕機種名のうちでも、剪断粗砕機、衝撃破砕機、高速回転式粉砕機に分類されて、切断、剪断、衝撃、摩擦といった粉砕機構の1つ以上の機構を有するものが好ましく使用でき、それら機種に該当する粉砕機の中でも切断、剪断機構が主機構である粉砕機が特に好ましく使用できる。例えば、ロールミル(ロール回転形)粉砕機が好ましく挙げられる。   As a pulverizer that can be used for such pulverization, for example, among the pulverization model names classified in Table 1.10 of the Powder Engineering Handbook (Edition of the Powder Engineering Society, first edition), a shear pulverizer, It is classified into an impact crusher and a high-speed rotary crusher, and those having one or more crushing mechanisms such as cutting, shearing, impact, and friction can be preferably used. Among crushers corresponding to these models, cutting and shearing A crusher whose mechanism is the main mechanism can be used particularly preferably. For example, a roll mill (roll rotary type) pulverizer is preferable.

本発明で用いられる吸水性樹脂は、粉末状であることが好ましい。より好ましくは150〜850μm(ふるい分級で規定)の範囲の粒径の粒子を90〜100重量%、特に好ましくは95〜100重量%含む粉末状吸水性樹脂である。850μmよりも大きい吸水性樹脂は、例えば得られた改質された吸水性樹脂をおむつ等に用いると、肌触りが悪く、おむつのトップシートを破ったりする場合もある。一方、150μmよりも小さい粒子が10重量%を超えると、微粉が飛散したり、使用時に目詰まりを生じ、改質された吸水性樹脂の吸水性能を低下させる場合もある。重量平均粒径は、10〜1,000μm、好ましくは200〜600μmの範囲である。重量平均粒径が10μmを下回ると、安全衛生上好ましくない場合がある。一方、1,000μmを超えると、オムツなどに用いることができない場合がある。なお、上記粒径の数値としては、以下の実施例で記載された粒度分布の測定方法で測定された値を採用するものとする。   The water-absorbent resin used in the present invention is preferably in the form of powder. More preferably, it is a powdery water-absorbent resin containing 90 to 100% by weight, particularly preferably 95 to 100% by weight of particles having a particle size in the range of 150 to 850 μm (specified by sieve classification). When the water-absorbent resin larger than 850 μm is used for, for example, the obtained modified water-absorbent resin in a diaper or the like, the touch may be poor and the top sheet of the diaper may be broken. On the other hand, if the particles smaller than 150 μm exceed 10% by weight, fine powder may be scattered or clogged at the time of use, and the water absorption performance of the modified water absorbent resin may be lowered. The weight average particle diameter is in the range of 10 to 1,000 μm, preferably 200 to 600 μm. If the weight average particle size is less than 10 μm, it may be unfavorable for safety and health. On the other hand, if it exceeds 1,000 μm, it may not be used for diapers. In addition, as a numerical value of the particle size, a value measured by the particle size distribution measuring method described in the following examples is adopted.

上記に加えてあるいは上記に代えて、本発明で用いられる吸水性樹脂は、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を得、該吸水性樹脂前駆体に塩基を加えることによって得られることが好ましい。従来では、表面処理(表面架橋)に多官能表面処理剤を使用していた。この多官能表面処理剤は、吸水性樹脂中のカルボキシル基(−COOH)とは反応するがその塩(例えば、−COONa)とは反応しないという性質を有する。このため、予め−COOH/−COONaの存在割合が適当な範囲になるように調節したエチレン性不飽和単量体混合物(例えば、アクリル酸とアクリル酸ナトリウムとの混合物)を重合することにより、−COOHと−COONaが均一に分布した吸水性樹脂を製造して、これを多官能表面処理剤による表面架橋に使用する場合には、均一な架橋が得られる。一方で、アクリル酸等の酸型のエチレン性不飽和単量体を主成分として重合した後、当該重合体を水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物で中和することにより得られる吸水性樹脂は、可溶分が少なく、ゲル強度が高いが、多官能表面処理剤で表面架橋する場合には、−COOHと−COONaが均一に分布していないため、吸水特性が低下してしまう。このため、後者のような方法で得られた吸水性樹脂に、従来のような多官能表面処理剤による表面架橋を施すことは望ましくなかった。しかしながら、本発明の方法によれば、水溶性ラジカル重合開始剤または熱分解型ラジカル重合性開始剤は、−COOHと反応するのではなく、主鎖の水素を引き抜くことによってラジカルを形成し、このラジカルがカップリングすることによって架橋するため、吸収性樹脂中に−COOHが均一に分布するか否かで架橋反応が影響を受けることはない。したがって、本発明の方法によれば、一旦、アクリル酸等の酸型のエチレン性不飽和単量体を主成分とする単量体/単量体混合物を重合して、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を得た後、この吸水性樹脂前駆体を水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物で中和することによって得られる吸水性樹脂を改質することが可能になり、当該方法によって得られた改質された吸水性樹脂は、高いゲル強度及び優れた吸水特性を発揮できる。   In addition to or instead of the above, the water-absorbent resin used in the present invention can be obtained by obtaining a water-absorbent resin precursor having a low neutralization rate and adding a base to the water-absorbent resin precursor. preferable. Conventionally, polyfunctional surface treatment agents have been used for surface treatment (surface crosslinking). This polyfunctional surface treating agent has a property of reacting with a carboxyl group (—COOH) in a water absorbent resin but not reacting with a salt thereof (for example, —COONa). For this reason, by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer mixture (for example, a mixture of acrylic acid and sodium acrylate) that has been adjusted so that the abundance ratio of -COOH / -COONa is in an appropriate range, When a water-absorbing resin in which COOH and -COONa are uniformly distributed is produced and used for surface crosslinking with a polyfunctional surface treating agent, uniform crosslinking is obtained. On the other hand, a water-absorbent resin obtained by polymerizing an acid-type ethylenically unsaturated monomer such as acrylic acid as a main component and then neutralizing the polymer with an alkali compound such as sodium hydroxide or sodium carbonate Has a low soluble content and high gel strength. However, when the surface is crosslinked with a polyfunctional surface treatment agent, -COOH and -COONa are not uniformly distributed, so that the water absorption property is deteriorated. For this reason, it is not desirable to subject the water-absorbent resin obtained by the latter method to surface cross-linking with a conventional polyfunctional surface treating agent. However, according to the method of the present invention, the water-soluble radical polymerization initiator or the thermally decomposable radical polymerization initiator does not react with —COOH, but forms a radical by extracting hydrogen of the main chain. Since the radicals are cross-linked by coupling, the cross-linking reaction is not affected by whether -COOH is uniformly distributed in the absorbent resin. Therefore, according to the method of the present invention, once a monomer / monomer mixture mainly composed of an acid-type ethylenically unsaturated monomer such as acrylic acid is polymerized, a low neutralization rate is obtained. After obtaining the water-absorbing resin precursor, it becomes possible to modify the water-absorbing resin obtained by neutralizing the water-absorbing resin precursor with an alkali compound such as sodium hydroxide or sodium carbonate. The modified water-absorbing resin obtained by the above can exhibit high gel strength and excellent water absorption characteristics.

上記したように、吸水性樹脂を、酸型のエチレン性不飽和単量体を主成分とする単量体/単量体混合物を重合して、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を得た後、この吸水性樹脂前駆体に塩基を加えることによって得る場合において、塩基は、固体または液体のいずれの形態で添加されてもよい。好ましくは、塩基は、液体、特に水溶液の形態で添加することが好ましい。このように塩基を水溶液の形態で添加すると、得られた吸水性樹脂が含水状態にあるため、吸水性樹脂前駆体へ塩基を添加する工程と吸水性樹脂組成物を得る工程とを同時に行なうことができる。上記実施形態において使用できる塩基は、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を所望の中和率にまで中和できるものであれば特に制限されず、従来公知の無機または有機の塩または酸を使用することができる。具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、乳酸アンモニウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸アンモニウム等が挙げられる。これら塩基は、一種類のみを単独で使用してもあるいは二種類以上を適宜混合して用いてもよい。上記塩基のうち、アクリル酸等の酸型のエチレン性不飽和単量体を主成分とする単量体/単量体混合物を重合して得られる低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を中和する場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム等の一価陽イオンの水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム等の一価陽イオンの炭酸塩が、工業的に入手が容易で、しかも、高物性であり、また、効率的に所望の中和率に調節することができることため、好ましい。なお、上記実施形態における塩基の添加量は、特に制限されず、混合工程a)で使用される吸水性樹脂が上記したような好ましい範囲の所望の中和率に適宜選択される。   As described above, the water-absorbing resin is polymerized with a monomer / monomer mixture containing an acid-type ethylenically unsaturated monomer as a main component to form a water-absorbing resin precursor having a low neutralization rate. In the case where the base is obtained by adding a base to the water absorbent resin precursor after being obtained, the base may be added in any form of a solid or a liquid. Preferably, the base is added in the form of a liquid, in particular an aqueous solution. When the base is added in the form of an aqueous solution in this manner, the obtained water-absorbing resin is in a water-containing state, and therefore the step of adding the base to the water-absorbing resin precursor and the step of obtaining the water-absorbing resin composition are performed simultaneously. Can do. The base that can be used in the above embodiment is not particularly limited as long as it can neutralize the water-absorbing resin precursor having a low neutralization rate to a desired neutralization rate, and is a conventionally known inorganic or organic salt or acid. Can be used. Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, ammonium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, ammonium bicarbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, Examples thereof include ammonium phosphate, sodium borate, potassium borate, ammonium borate, sodium acetate, potassium acetate, ammonium acetate, sodium lactate, potassium lactate, ammonium lactate, sodium propionate, potassium propionate, and ammonium propionate. These bases may be used alone or in a suitable mixture of two or more. Among the above bases, a low neutralization water-absorbing resin precursor obtained by polymerizing a monomer / monomer mixture mainly composed of an acid-type ethylenically unsaturated monomer such as acrylic acid When neutralizing, monovalent cation hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, ammonium hydroxide; sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, Monovalent cation carbonates such as ammonium hydrogen carbonate are preferred because they are easily available industrially, have high physical properties, and can be efficiently adjusted to a desired neutralization rate. In addition, the addition amount of the base in the said embodiment is not restrict | limited in particular, The water absorbing resin used by mixing process a) is suitably selected for the desired neutralization rate of the above preferable range.

本発明において、「低位の中和率の吸水性樹脂前駆体」とは、中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)が低いまたは酸基が中和されてない(中和率が0である)吸水性樹脂前駆体をいい、具体的には、中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)が0〜50モル%、より好ましくは0〜20モル%程度のものをいう。このような低位の中和率の吸水性樹脂前駆体は、上記方法において、好ましくは上記中和率になるように、アクリル酸などの酸基を有する単量体を主成分とした単量体混合物を使用することによって上記と同様の方法によって得られるため、詳細な説明はここでは省略する。   In the present invention, the “low neutralization rate water-absorbing resin precursor” means that the neutralization rate (mol% of neutralized acid groups in all acid groups) is low or the acid groups are not neutralized. It refers to a water-absorbing resin precursor (neutralization rate is 0). Specifically, the neutralization rate (mol% of neutralized acid groups in all acid groups) is preferably 0 to 50 mol%, more preferably Means about 0 to 20 mol%. Such a low neutralization rate water-absorbing resin precursor is a monomer mainly composed of a monomer having an acid group such as acrylic acid so as to achieve the neutralization rate in the above method. Since it is obtained by the same method as described above by using the mixture, the detailed description is omitted here.

本発明の改質された吸水性樹脂の製法で使用する吸水性樹脂の、改質前における含水率は、吸水性樹脂が流動性を有する限り、特に制限されない。好ましくは180℃で3時間乾燥した後の含水率が、0〜50重量%、0〜40重量%、0〜30重量%、0〜20重量%、0〜10重量%、0〜5重量%の範囲の順で好ましい。   The water content before modification of the water absorbent resin used in the method for producing a modified water absorbent resin of the present invention is not particularly limited as long as the water absorbent resin has fluidity. Preferably, the water content after drying at 180 ° C. for 3 hours is 0 to 50 wt%, 0 to 40 wt%, 0 to 30 wt%, 0 to 20 wt%, 0 to 10 wt%, 0 to 5 wt% It is preferable in the order of the range.

本発明で用いる吸水性樹脂は、上記方法で製造されたものに限定されず、他の方法で調製されたものであってもよい。また、上記方法で得られた吸水性樹脂は、表面架橋されていない吸水性樹脂であるが、本発明の改質された吸水性樹脂の製法で使用する吸水性樹脂としては、予め多価アルコール、多価エポキシ化合物、アルキレンカーボネート、オキサゾリドン化合物等を用いて表面架橋された吸水性樹脂であってもよい。   The water-absorbent resin used in the present invention is not limited to the one produced by the above method, and may be one prepared by another method. The water-absorbing resin obtained by the above method is a water-absorbing resin that is not surface-crosslinked, but the water-absorbing resin used in the method for producing a modified water-absorbing resin of the present invention is a polyhydric alcohol in advance. Further, a water-absorbent resin surface-crosslinked using a polyvalent epoxy compound, an alkylene carbonate, an oxazolidone compound or the like may be used.

(b)吸水性樹脂組成物
本発明の改質された吸水性樹脂の製法では、工程a)において、エチレン性不飽和単量体を添加することなく、前記吸水性樹脂に対して水と、ラジカル重合開始剤(水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤)とを混合して、吸水性樹脂組成物を得る。
(B) Water-absorbent resin composition In the method for producing a modified water-absorbent resin of the present invention, in step a), water is added to the water-absorbent resin without adding an ethylenically unsaturated monomer, A water-absorbing resin composition is obtained by mixing with a radical polymerization initiator (water-soluble radical polymerization initiator and / or thermally decomposable radical polymerization initiator).

従来、吸水性樹脂の表面架橋には、表面架橋剤を配合して行われることが一般的であった。表面架橋剤を配合すれば、樹脂表面にある官能基と表面架橋剤とが化学的に強固に結合し、これによって安定な表面架橋構造を樹脂表面に導入することができる。また、表面架橋剤の鎖長を適宜選択することで表面架橋距離を容易に調整することができ、配合量を調整すれば架橋密度を制御することができる。しかしながら、本発明では、このような表面架橋剤を配合しなくとも、ラジカル重合開始剤を使用するだけで、吸水性樹脂を改質し、具体的には吸水性樹脂の表面に架橋構造を導入することができる。さらに、水を混合して得られる吸水性樹脂組成物に対して活性エネルギー線を照射することで、吸水性樹脂粒子の表面に効率的に架橋構造を導入することができ、かつ、得られる改質された吸水性樹脂の吸水特性も改善されうるのである。上記利点に加えて、工程a)で吸水性樹脂に比較的多量の水を添加することによって、後述する工程b)により、吸水性樹脂粒子の表面に効率的に架橋構造を導入することができるため、加圧下吸収倍率(AAP)や食塩水流れ誘導性(SFC)を所望の程度まで向上させるために必要な照射時間を短縮できるという利点もある。   Conventionally, surface cross-linking of a water-absorbent resin has been generally performed by blending a surface cross-linking agent. If a surface cross-linking agent is blended, the functional group on the resin surface and the surface cross-linking agent are chemically strongly bonded, and thereby a stable surface cross-linking structure can be introduced on the resin surface. Further, the surface crosslinking distance can be easily adjusted by appropriately selecting the chain length of the surface crosslinking agent, and the crosslinking density can be controlled by adjusting the blending amount. However, in the present invention, even if such a surface cross-linking agent is not added, the water-absorbing resin is modified only by using a radical polymerization initiator, and specifically, a cross-linking structure is introduced on the surface of the water-absorbing resin. can do. Furthermore, by irradiating the water absorbent resin composition obtained by mixing water with active energy rays, a crosslinked structure can be efficiently introduced on the surface of the water absorbent resin particles, and the obtained modification is obtained. The water absorption characteristics of the water-absorbing resin thus improved can also be improved. In addition to the advantages described above, by adding a relatively large amount of water to the water-absorbent resin in step a), a crosslinked structure can be efficiently introduced on the surface of the water-absorbent resin particles by step b) described later. Therefore, there is also an advantage that the irradiation time required for improving the absorption capacity under pressure (AAP) and the saline flow conductivity (SFC) to a desired level can be shortened.

なお、本発明において、「エチレン性不飽和単量体を添加することなく」としたのは、吸水性樹脂組成物がエチレン性不飽和単量体を含むと、工程b)において活性エネルギー線を照射することにより活性化したラジカル重合開始剤が、吸水性樹脂の表面に作用する前にエチレン性不飽和単量体と反応して消費されてしまうが、これを避けるためである。   In the present invention, “without adding an ethylenically unsaturated monomer” means that when the water-absorbent resin composition contains an ethylenically unsaturated monomer, an active energy ray is applied in step b). This is to avoid the radical polymerization initiator activated by irradiation reacting with the ethylenically unsaturated monomer before acting on the surface of the water-absorbent resin, and is consumed.

工程a)においては、吸水性樹脂に対して、水が混合される。この際、吸水性樹脂と水との混合は、水が単独で添加されることにより行われてもよいし、水が他の成分を含む水溶液の形態で添加されることにより行われてもよい。当該水溶液としては、例えば、後述するラジカル重合開始剤を含む水溶液や、同様に後述する混合助剤を含む水溶液などが例示される。   In step a), water is mixed with the water absorbent resin. At this time, the mixing of the water-absorbing resin and water may be performed by adding water alone, or may be performed by adding water in the form of an aqueous solution containing other components. . As the said aqueous solution, the aqueous solution containing the radical polymerization initiator mentioned later, the aqueous solution containing the mixing aid mentioned later similarly, etc. are illustrated, for example.

工程a)において吸水性樹脂と混合される水の混合量は、得られる吸水性樹脂組成物における値として、吸水性樹脂100重量部(固形分100重量部に換算)に対して、20重量部を超えて100重量部以下であることが必須である。このように工程a)で吸水性樹脂に比較的多量の水を添加することによって、後述する工程b)により、吸水性樹脂粒子の表面に効率的に架橋構造を導入することができるため、加圧下吸収倍率(AAP)や食塩水流れ誘導性(SFC)を所望の程度まで向上させるために必要な照射時間を短縮できる。また、工程a)において吸水性樹脂と混合される水の混合量は、得られる吸水性樹脂組成物における値として、吸水性樹脂100重量部(固形分100重量部に換算)に対して、20重量部を超えて70重量部、20重量部を超えて50重量部、20重量部を超えて40重量部、及び20重量部を超えて30重量部の順で好ましい。この際、水の量が100重量部よりも多いと、活性エネルギー線を照射した後に乾燥工程で多くのエネルギーを必要とするため、不利となる。また、吸水性樹脂が分解する場合もある。   The amount of water mixed with the water-absorbent resin in step a) is 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin (converted to 100 parts by weight of solid content) as a value in the obtained water-absorbent resin composition. It is essential that the amount is 100 parts by weight or less. Thus, by adding a relatively large amount of water to the water-absorbent resin in step a), a crosslinked structure can be efficiently introduced on the surface of the water-absorbent resin particles by step b) described later. The irradiation time required to improve the reduction absorption factor (AAP) and saline flow conductivity (SFC) to a desired level can be shortened. Further, the amount of water mixed with the water-absorbent resin in step a) is 20 as a value in the obtained water-absorbent resin composition with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin (converted to 100 parts by weight of solid content). It is preferable in the order of 70 parts by weight over 50 parts by weight, 50 parts by weight over 20 parts by weight, 40 parts by weight over 20 parts by weight, and 30 parts by weight over 20 parts by weight. At this time, if the amount of water is more than 100 parts by weight, a large amount of energy is required in the drying process after irradiation with active energy rays, which is disadvantageous. In addition, the water absorbent resin may be decomposed.

さらに、工程a)においては、上述した水に加えて、吸水性樹脂組成物にラジカル重合開始剤として水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤が混合される。なお、以下では、「水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤」を一括してラジカル重合開始剤と称することもある。   Furthermore, in step a), in addition to the water described above, a water-soluble radical polymerization initiator and / or a thermally decomposable radical polymerization initiator are mixed as a radical polymerization initiator in the water-absorbent resin composition. Hereinafter, “water-soluble radical polymerization initiator and / or thermally decomposable radical polymerization initiator” may be collectively referred to as a radical polymerization initiator.

本工程において、吸水性樹脂に「水溶性ラジカル重合開始剤」が混合されると、親水性および吸水性に優れる吸水性樹脂の表面に均一に容易に分散できる。これによって、吸水特性に優れる吸水性樹脂を製造することができる。   In this step, when the “water-soluble radical polymerization initiator” is mixed with the water-absorbent resin, it can be easily and uniformly dispersed on the surface of the water-absorbent resin excellent in hydrophilicity and water absorbency. As a result, a water-absorbing resin having excellent water absorption characteristics can be produced.

本発明で用いられる水溶性ラジカル重合開始剤としては、水(25℃)に1重量%以上、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上溶解するものであり、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス−2−アミジノプロパン二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−2(−イミダゾリン−2−イル)プロパン]2塩酸塩等の水溶性アゾ化合物等が挙げられる。これらの中でも、特に過硫酸塩を使用すると、改質後の吸水性樹脂の生理食塩水に対する加圧下吸収倍率(本明細書では、単に「加圧下吸収倍率」とも称する)、食塩水流れ誘導性などの吸水特性がいずれも優れる点で好ましい。   The water-soluble radical polymerization initiator used in the present invention is one that dissolves in water (25 ° C.) in an amount of 1 wt% or more, preferably 5 wt% or more, more preferably 10 wt% or more. Persulfates such as sodium and potassium persulfate; hydrogen peroxide; 2,2′-azobis-2-amidinopropane dihydrochloride, 2,2′-azobis [2-2 (-imidazolin-2-yl) propane] And water-soluble azo compounds such as dihydrochloride. Among these, in particular, when persulfate is used, the absorption capacity under pressure of the modified water-absorbent resin with respect to physiological saline (in this specification, simply referred to as “absorption capacity under pressure”), saline flow conductivity The water absorption characteristics such as are preferable in that they are all excellent.

一方、本発明で用いられる熱分解性ラジカル重合開始剤とは、加熱によりラジカルを発生する化合物であり、中でも10時間半減期温度が0℃以上120℃以下のものが好ましく、20℃以上100℃以下のものがより好ましく、活性エネルギー線を照射する温度条件等を考慮すると、40℃以上80℃以下のものが特に好ましい。10時間半減期温度が0℃(下限値)未満では、貯蔵時に不安定であり、120℃(上限値)を超えると化学的に安定過ぎて反応性が低くなる場合がある。   On the other hand, the thermally decomposable radical polymerization initiator used in the present invention is a compound that generates radicals by heating, and preferably has a 10-hour half-life temperature of 0 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, preferably 20 ° C. or higher and 100 ° C. The following are more preferable, and when considering the temperature conditions for irradiating the active energy ray, those of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower are particularly preferable. If the 10-hour half-life temperature is less than 0 ° C. (lower limit), it is unstable during storage, and if it exceeds 120 ° C. (upper limit), it may be chemically too stable to lower the reactivity.

本工程において、吸水性樹脂に「熱分解性ラジカル重合開始剤」が混合されると、かような重合開始剤を添加した状態で活性エネルギー線を照射することで、低温かつ短時間で表面改質ができ、高いゲル強度及び優れた吸水特性を達成できる。本発明において、熱分解性ラジカル重合開始剤としては、油溶性および水溶性のいずれも用いられうる。油溶性熱分解性ラジカル重合開始剤は、水溶性熱分解性ラジカル重合開始剤と比較して分解速度がpHやイオン強度の影響を受けにくいという特徴がある。しかし、吸水性樹脂は親水性であるため、吸水性樹脂への浸透性を考慮すると、水溶性熱分解性ラジカル重合開始剤を使用することがより好ましい。   In this step, when a “thermally decomposable radical polymerization initiator” is mixed with the water-absorbent resin, the surface is modified at a low temperature and in a short time by irradiating active energy rays with such a polymerization initiator added. Quality, high gel strength and excellent water absorption properties. In the present invention, as the thermally decomposable radical polymerization initiator, both oil-soluble and water-soluble can be used. Oil-soluble thermally decomposable radical polymerization initiators are characterized in that the degradation rate is less affected by pH and ionic strength than water-soluble thermally decomposable radical polymerization initiators. However, since the water-absorbent resin is hydrophilic, it is more preferable to use a water-soluble thermally decomposable radical polymerization initiator in consideration of permeability to the water-absorbent resin.

熱分解性ラジカル重合開始剤は、光分解型ラジカル重合開始剤として市販されている化合物と比べて比較的安価で、厳密な遮光が必ずしも必要でないため製造プロセス、製造装置を簡略化できる。代表的な熱分解性ラジカル重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過炭酸ナトリウムなどの過炭酸塩;過酢酸、過酢酸ナトリウムなどの過酢酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−2(−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)などのアゾ化合物が挙げられる。中でも、10時間半減期温度が40〜80℃である、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、および2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−2(−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)などのアゾ化合物が好ましい。これらの中でも、特に過硫酸塩を使用すると、加圧下吸収倍率、食塩水流れ誘導性がいずれも優れる点で好ましい。   The thermal decomposable radical polymerization initiator is relatively inexpensive as compared with a commercially available compound as a photodegradable radical polymerization initiator, and strict light shielding is not necessarily required, so that the manufacturing process and the manufacturing apparatus can be simplified. Typical thermal decomposable radical polymerization initiators include persulfates such as sodium persulfate, ammonium persulfate and potassium persulfate; percarbonates such as sodium percarbonate; peracetates such as peracetic acid and sodium peracetate; Hydrogen peroxide; 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2-2 (-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis And azo compounds such as (2-methylpropionitrile). Among them, persulfates such as sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium persulfate, and the like, and 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride having a 10-hour half-life temperature of 40 to 80 ° C., 2, Azo compounds such as 2′-azobis [2-2 (-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride and 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile) are preferred. Among these, the use of persulfate is particularly preferable in terms of excellent absorption capacity under pressure and saline flow conductivity.

ラジカル重合開始剤の使用量は、吸水性樹脂100重量部に対し、0.01〜20重量部の範囲が好ましく、より好ましくは0.1〜15重量部の範囲、特に好ましくは1〜10重量部の範囲である。ラジカル重合開始剤の混合量が0.01重量部よりも少ないと、活性エネルギー線を照射しても吸水性樹脂を十分に改質することができなくなる場合がある。一方、ラジカル重合開始剤の混合量が20重量部よりも多いと、改質された吸水性樹脂の吸水性能が低下することがある。   The amount of the radical polymerization initiator used is preferably in the range of 0.01 to 20 parts by weight, more preferably in the range of 0.1 to 15 parts by weight, particularly preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. Part range. If the mixing amount of the radical polymerization initiator is less than 0.01 parts by weight, the water absorbent resin may not be sufficiently modified even when irradiated with active energy rays. On the other hand, when the amount of the radical polymerization initiator mixed is more than 20 parts by weight, the water absorption performance of the modified water absorbent resin may be lowered.

本発明では、水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤を必須に使用することで、これらのラジカル重合開始剤を全く用いない場合、例えば、油溶性光重合開始剤のみを使用する場合などに比べて、優れた物性を達成できる。なお、ここでいう油溶性光重合開始剤とは、例えば水への溶解度が1重量%未満の化合物である。   In the present invention, a water-soluble radical polymerization initiator and / or a heat-decomposable radical polymerization initiator is essential, and when these radical polymerization initiators are not used at all, for example, only an oil-soluble photopolymerization initiator is used. Excellent physical properties can be achieved compared to the case of using. The oil-soluble photopolymerization initiator referred to here is, for example, a compound having a solubility in water of less than 1% by weight.

本発明では、水溶性ラジカル重合開始剤および/または熱分解性ラジカル重合開始剤を必須に使用するが、これらのラジカル重合開始剤以外の開始剤を更に併用してもよい。このような併用できる他の重合開始剤として、油溶性のベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体などの光重合開始剤、また油溶性のケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシカルボネートなどの油溶性有機過酸化物が挙げられる。かかる光重合開始剤としては市販品でもよく、チバ・スペシャルティケミカルズの商品名イルガキュア(登録商標)184(ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン)、イルガキュア(登録商標)2959(1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン)などが例示できる。   In the present invention, a water-soluble radical polymerization initiator and / or a heat-decomposable radical polymerization initiator are essential, but an initiator other than these radical polymerization initiators may be used in combination. As other polymerization initiators that can be used in combination, photopolymerization initiators such as oil-soluble benzoin derivatives, benzyl derivatives, and acetophenone derivatives, oil-soluble ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, Examples thereof include oil-soluble organic peroxides such as peroxyesters and peroxycarbonates. Such a photopolymerization initiator may be a commercially available product, and trade names Irgacure (registered trademark) 184 (hydroxycyclohexyl-phenylketone), Irgacure (registered trademark) 2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) of Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. ) -Phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one) and the like.

本発明で必要により他の開始剤を併用する場合、その使用量は吸水性樹脂100重量部に対して0〜20重量部、好ましくは0〜15重量部、特には0〜10重量部であり、その使用比率はラジカル重合開始剤よりも少ない量、例えばラジカル重合開始剤に対する重量比で1/2以下、更には1/10以下、特には1/50以下である。この際、水溶性ラジカル重合開始剤および熱分解性ラジカル重合開始剤が併用される場合には、ラジカル重合開始剤の量とはこれらの合計量を意味する。   When other initiators are used in combination with the present invention, the amount used is 0 to 20 parts by weight, preferably 0 to 15 parts by weight, particularly 0 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water absorbent resin. The use ratio is less than the radical polymerization initiator, for example, 1/2 or less, more preferably 1/10 or less, especially 1/50 or less in weight ratio to the radical polymerization initiator. At this time, when a water-soluble radical polymerization initiator and a thermally decomposable radical polymerization initiator are used in combination, the amount of the radical polymerization initiator means the total amount thereof.

上記ラジカル重合開始剤を吸水性樹脂と混合するには、ラジカル重合開始剤をそのまま吸水性樹脂と混合してもよいが、好ましくはこれを水に溶解させ、得られた水溶液を吸水性樹脂と混合する。吸水性樹脂は吸水特性を有するため、上記ラジカル重合開始剤を水溶液の形態で混合することで、ラジカル重合開始剤を吸水性樹脂の表面に均一に分散させ、吸水性樹脂と均一に混合することができる。なお、水溶液としては、水の他、ラジカル重合開始剤の溶解性を損なわない範囲で他の溶媒を含んでいてもよい。   In order to mix the radical polymerization initiator with the water-absorbent resin, the radical polymerization initiator may be mixed with the water-absorbent resin as it is, but preferably this is dissolved in water and the resulting aqueous solution is used as the water-absorbent resin. Mix. Since the water-absorbing resin has water-absorbing properties, the radical polymerization initiator is mixed in the form of an aqueous solution to uniformly disperse the radical polymerization initiator on the surface of the water-absorbing resin and to be mixed with the water-absorbing resin uniformly. Can do. In addition, as aqueous solution, the other solvent may be included in the range which does not impair the solubility of a radical polymerization initiator other than water.

ラジカル重合開始剤の添加が水溶液の形態で行われる場合、用いられる水溶液における水の量は特に制限されないが、得られる吸水性樹脂組成物における水の量が上述した好ましい範囲となるように調節すればよい。なお、吸水性樹脂への水の混合形態は、必ずしもラジカル重合開始剤を含む水溶液の形態で混合される場合に限られない。ラジカル重合開始剤と吸水性樹脂とを混合した後に、水または水溶液が混合されてもよい。したがって、単量体成分を重合して得た含水ゲル状架橋体を、含水率0〜50重量%に乾燥したものに、ラジカル重合開始剤を直接混合して、吸水性樹脂組成物を得てもよい。   When the radical polymerization initiator is added in the form of an aqueous solution, the amount of water in the aqueous solution used is not particularly limited, but the amount of water in the resulting water-absorbent resin composition is adjusted so as to be in the preferred range described above. That's fine. In addition, the mixing form of the water to a water absorbing resin is not necessarily restricted to the case of mixing with the form of the aqueous solution containing a radical polymerization initiator. After mixing the radical polymerization initiator and the water absorbent resin, water or an aqueous solution may be mixed. Accordingly, the water-containing gel-like crosslinked product obtained by polymerizing the monomer components is directly mixed with the dried water-containing gel having a water content of 0 to 50% by weight to obtain a water-absorbing resin composition. Also good.

一方、吸水性樹脂組成物の混合性を向上させるため、吸水性樹脂組成物に対して混合助剤を添加することが好ましい。この際、混合助剤の添加時期は特に制限されないが、混合助剤を、混合工程a)と同時にまたは当該工程a)の前に添加することが好ましい。   On the other hand, in order to improve the mixing property of the water absorbent resin composition, it is preferable to add a mixing aid to the water absorbent resin composition. At this time, the timing of adding the mixing aid is not particularly limited, but it is preferable to add the mixing aid simultaneously with the mixing step a) or before the step a).

ここで、混合助剤は、エチレン性不飽和単量体またはラジカル重合開始剤以外の水溶性または水分散性の化合物であり、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、水溶液と吸水性樹脂との混合性を向上できるものであれば特に制限されないが、水溶性または水分散性の化合物であることが好ましい。このような水溶性または水分散性の化合物としては、具体的には、界面活性剤、水溶性高分子、親水性有機溶媒、水溶性無機化合物、無機酸、無機酸塩、有機酸及び有機酸塩が使用できる。なお、本明細書において、水溶性の化合物とは、室温で水100gに対する溶解度が1g以上のものを意味し、好ましくは10g以上のものである。混合助剤を添加することによって、吸水性樹脂の水による凝集を抑制して、水溶液と吸水性樹脂とが均一に混合できるため、次工程で活性エネルギー線を照射する際に、活性エネルギー線を吸水性樹脂に均等にかつまんべんなく照射することができ、吸水性樹脂全体を均一に表面架橋することが可能になる。   Here, the mixing aid is a water-soluble or water-dispersible compound other than the ethylenically unsaturated monomer or the radical polymerization initiator, suppresses aggregation of the water-absorbent resin with water, Although it will not restrict | limit if it can improve the mixability of this, It is preferable that it is a water-soluble or water-dispersible compound. Specific examples of such water-soluble or water-dispersible compounds include surfactants, water-soluble polymers, hydrophilic organic solvents, water-soluble inorganic compounds, inorganic acids, inorganic acid salts, organic acids, and organic acids. Salt can be used. In the present specification, the water-soluble compound means a compound having a solubility in 100 g of water of 1 g or more at room temperature, preferably 10 g or more. By adding a mixing aid, the water-absorbing resin is prevented from agglomerating with water, and the aqueous solution and the water-absorbing resin can be uniformly mixed. The water-absorbing resin can be irradiated evenly and evenly, and the entire water-absorbing resin can be uniformly surface-crosslinked.

混合助剤を使用する場合の、混合助剤の使用形態は特に制限されず、粉末の形態で使用されてもあるいは溶液中に溶解、分散若しくは懸濁させて使用してもよいが、好ましくは水溶液の形態で使用される。   In the case of using a mixing aid, the usage form of the mixing aid is not particularly limited, and it may be used in the form of a powder or may be used by dissolving, dispersing or suspending in a solution. Used in the form of an aqueous solution.

また、混合助剤を使用する場合の、混合助剤の添加順序もまた特に制限されず、吸水性樹脂に予め混合助剤を加えた後、これに水やラジカル重合開始剤(場合によってはこれらを含む水溶液)を添加して混合する方法、および混合助剤を水溶液に溶解して吸水性樹脂と同時に混合する方法なども使用できる。   Also, the order of addition of the mixing aid when using the mixing aid is not particularly limited, and after adding the mixing aid to the water-absorbent resin in advance, water or a radical polymerization initiator (in some cases these are added). And the like, and a method of dissolving the mixing aid in the aqueous solution and mixing it with the water-absorbent resin can also be used.

このような界面活性剤としては、HLBが7以上の非イオン性界面活性剤もしくはアニオン系界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の界面活性剤を用いることができる。例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアシルエステル、ショ糖脂肪酸エステル、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルポリオキシエチレンサルフェート塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、等が例示できる。中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテルの数平均分子量は、200〜100,000が好ましく、500〜10,000がさらに好ましい。数平均分子量が大き過ぎると、水への溶解度が低下して、添加量を増やせない上、溶液の粘度も増加するので、吸水性樹脂との混合性がよくない。一方、数平均分子量が小さ過ぎると、混合助剤として効果が劣る。   As such a surfactant, at least one surfactant selected from the group consisting of a nonionic surfactant having an HLB of 7 or more or an anionic surfactant can be used. For example, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene acyl ester, sucrose fatty acid ester, higher alcohol sulfate ester salt, alkylnaphthalene sulfone Examples thereof include acid salts, alkyl polyoxyethylene sulfate salts, and dialkyl sulfosuccinates. Among these, polyoxyethylene alkyl ether is preferable. The number average molecular weight of the polyoxyethylene alkyl ether is preferably 200 to 100,000, and more preferably 500 to 10,000. When the number average molecular weight is too large, the solubility in water decreases, the amount added cannot be increased, and the viscosity of the solution also increases, so that the miscibility with the water absorbent resin is not good. On the other hand, when the number average molecular weight is too small, the effect as a mixing aid is inferior.

水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンイミン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、デンプン等を挙げることができる。中でも、ポリエチレングリコールが好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテルと同じく、数平均分子量は200〜100,000が好ましく、500〜10,000がさらに好ましい。   Examples of the water-soluble polymer include polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacrylamide, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyethyleneimine, methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, dextrin, Examples include sodium alginate and starch. Among these, polyethylene glycol is preferable. Similar to polyoxyethylene alkyl ether, the number average molecular weight is preferably 200 to 100,000, more preferably 500 to 10,000.

親水性有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジオキサン、アルコキシ(ポリ)エチレングリコール、テトラヒドロフラン等のエーテル類;ε−カプロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキサイド等のスルホキサイド類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、グリセリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサノール、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール類;などが挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   Examples of hydrophilic organic solvents include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol and t-butyl alcohol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; dioxane and alkoxy (poly) ethylene glycol , Ethers such as tetrahydrofuran; amides such as ε-caprolactam and N, N-dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,3 -Propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, glycerin, 2-butene-1,4-dioe 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanol, trimethylolpropane, diethanolamine, And polyhydric alcohols such as triethanolamine, polyoxypropylene, pentaerythritol, and sorbitol; and one or more of these can be used.

水溶性無機化合物としては、塩化ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩、塩化アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物や、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、カリウムミョウバン、塩化カルシウム、アルコキシチタン、炭酸ジルコニウムアンモニウム、酢酸ジルコニウムなどの多価金属塩、および炭酸水素塩、リン酸二水素塩、リン酸水素塩などの非還元性アルカリ金属塩pH緩衝剤が例示される。   Examples of water-soluble inorganic compounds include alkali metal salts such as sodium chloride, sodium hydrogen sulfate, and sodium sulfate; ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium hydrogen sulfate, and ammonium sulfate; alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; , Aluminum chloride, polyaluminum chloride, aluminum sulfate, potassium alum, calcium chloride, alkoxytitanium, ammonium zirconium carbonate, zirconium acetate and other polyvalent metal salts, and hydrogen carbonate, dihydrogen phosphate, hydrogen phosphate, etc. Non-reducing alkali metal salt pH buffer is exemplified.

また、無機酸(塩)としては、塩酸、硫酸、リン酸、炭酸、ホウ酸、およびそれらの塩、例えば、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が、また、有機酸(塩)としては、酢酸、プロピオン酸、乳酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸およびそれらの塩、例えば、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が代表的なものとして例示される。   Examples of inorganic acids (salts) include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, carbonic acid, boric acid, and salts thereof, such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts, and examples of organic acids (salts) include Representative examples include acetic acid, propionic acid, lactic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid and salts thereof, for example, alkali metal salts and alkaline earth metal salts.

上記例示のうち、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール、水溶性多価金属塩、塩化ナトリウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸、及び塩酸からなる群より選択される少なくとも1種の水溶性または水分散性の化合物が混合助剤として好ましく使用される。   Among the above examples, at least one water-soluble or water-dispersed material selected from the group consisting of polyoxyethylene alkyl ether, polyethylene glycol, water-soluble polyvalent metal salt, sodium chloride, ammonium hydrogen sulfate, ammonium sulfate, sulfuric acid, and hydrochloric acid Compounds are preferably used as mixing aids.

これらの混合助剤は、単独で使用されてもよいし、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、混合助剤の添加量は、上記したように、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、水溶液と吸水性樹脂との混合性を向上できるものであれば特に制限されないが、例えば、吸水性樹脂100重量部に対して、0.01〜40重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の量で添加されることが好ましい。   These mixing aids may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Further, the amount of addition of the mixing aid is not particularly limited as long as it can suppress aggregation of the water-absorbing resin with water and can improve the mixing property of the aqueous solution and the water-absorbing resin. It is preferably added in an amount of 0.01 to 40 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive resin.

本発明に係る工程a)において、吸水性樹脂、水及びラジカル重合開始剤、ならびに必要であれば混合助剤の混合条件は、特に制限されない。例えば、工程a)における混合温度は、0〜150℃、10〜120℃、20〜100℃、30〜90℃、40〜70℃の順で好ましい。この際、混合温度が150℃を超えると、吸水性樹脂が熱で劣化したり、また、水の蒸発等により工程b)での吸水性樹脂の表面含水率が3.0重量%未満に到達しない可能性がある。逆に、混合温度が0℃未満であると、水が結露してしまい運転を安定して行なえない可能性がある。なお、混合工程を高温で行なう場合には、ラジカル重合開始剤が熱により少ない照射量でも作用でき、好ましい。このため、このような場合には、工程b)での吸水性樹脂の表面含水率を3.0重量%以上にするために、混合/照射系を密閉などすることにより水蒸気の過剰な漏れを抑えることが好ましい。また、工程a)前の吸水性樹脂及び水の温度もまた特に制限されないが、例えば、工程a)前の吸水性樹脂の温度は、0〜150℃、10〜120℃、20〜100℃、50〜100℃の順で好ましい。この際、工程a)前の吸水性樹脂の温度が150℃を超えると、吸水性樹脂が熱で劣化する可能性があり、逆に0℃未満であると、水が結露してしまい運転を安定して行なえない可能性がある。また、工程a)前の水の温度は、好ましくは5〜80℃、より好ましくは10〜60℃、特に好ましくは20〜50℃である。この際、工程a)前の水の温度が80℃を超えると、混合工程a)前に水が過度に蒸発して、十分量の水を吸水性樹脂と混合できずに、工程b)での吸水性樹脂の表面含水率が3.0重量%に到達しない可能性があり、逆に5℃未満であると、水が結露してしまい運転を安定して行なえない可能性がある。さらに、工程a)における混合時間は、これらが均一に混合できる時間であれば特に制限されない。具体的には、混合時間は、好ましくは0.1秒〜60分、より好ましくは1秒〜30分、更により好ましくは2秒〜20分、最も好ましくは5秒〜10分である。この際、混合時間が下限を下回ると、吸水性樹脂、水及びラジカル重合開始剤、ならびに必要であれば混合助剤が均一に混合しない可能性があり、逆に、混合時間が上限を超えて必要以上に長くなると、吸水性樹脂内部に過剰な水が浸透していくため、表面含水率が3.0重量%未満に低下し、活性エネルギー線の照射による表面処理が進行しにくくなる可能性がある。また、吸水性樹脂と混合する水量を必要以上に減らしても同様に表面含水率が3.0重量%未満に低下するため好ましくない。   In step a) according to the present invention, the mixing conditions of the water-absorbent resin, water and radical polymerization initiator, and if necessary, the mixing aid are not particularly limited. For example, the mixing temperature in step a) is preferably in the order of 0 to 150 ° C, 10 to 120 ° C, 20 to 100 ° C, 30 to 90 ° C, and 40 to 70 ° C. At this time, if the mixing temperature exceeds 150 ° C., the water-absorbent resin is deteriorated by heat, or the water content of the surface of the water-absorbent resin in step b) reaches less than 3.0% by weight due to water evaporation or the like. There is a possibility not to. On the other hand, if the mixing temperature is less than 0 ° C., water may condense and the operation may not be performed stably. In addition, when performing a mixing process at high temperature, a radical polymerization initiator can act | action with a small irradiation amount with a heat | fever, and is preferable. For this reason, in such a case, in order to make the surface moisture content of the water-absorbent resin in step b) 3.0% by weight or more, excessive leakage of water vapor is caused by sealing the mixing / irradiation system. It is preferable to suppress. In addition, the temperature of the water absorbent resin and water before step a) is also not particularly limited. For example, the temperature of the water absorbent resin before step a) is 0 to 150 ° C, 10 to 120 ° C, 20 to 100 ° C, It is preferable in order of 50-100 degreeC. At this time, if the temperature of the water-absorbent resin before step a) exceeds 150 ° C., the water-absorbent resin may be deteriorated by heat. There is a possibility that it cannot be performed stably. The temperature of the water before step a) is preferably 5 to 80 ° C, more preferably 10 to 60 ° C, and particularly preferably 20 to 50 ° C. At this time, if the temperature of the water before step a) exceeds 80 ° C., the water evaporates excessively before the mixing step a), and a sufficient amount of water cannot be mixed with the water absorbent resin. The surface moisture content of the water-absorbent resin may not reach 3.0% by weight, and conversely if it is less than 5 ° C., water may condense and the operation may not be performed stably. Furthermore, the mixing time in step a) is not particularly limited as long as these can be mixed uniformly. Specifically, the mixing time is preferably 0.1 second to 60 minutes, more preferably 1 second to 30 minutes, even more preferably 2 seconds to 20 minutes, and most preferably 5 seconds to 10 minutes. At this time, if the mixing time is less than the lower limit, the water absorbent resin, water and radical polymerization initiator, and if necessary, the mixing aid may not be mixed uniformly, and conversely, the mixing time exceeds the upper limit. If the length is longer than necessary, excess water penetrates into the water-absorbent resin, so that the surface moisture content decreases to less than 3.0% by weight, and the surface treatment by irradiation with active energy rays may not proceed easily. There is. Further, even if the amount of water mixed with the water-absorbent resin is reduced more than necessary, the surface moisture content is similarly reduced to less than 3.0% by weight, which is not preferable.

なお、吸水性樹脂と、水と、ラジカル重合開始剤とを混合して吸水性樹脂組成物を得る方法としては、通常の混合機、例えばV型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、回転円板型混合機、気流型混合機、バッチ式ニーダー、連続式ニーダー、パドル型混合機、鋤型混合機等を用いて混合する方法が挙げられる。   As a method for obtaining a water-absorbent resin composition by mixing a water-absorbent resin, water, and a radical polymerization initiator, an ordinary mixer such as a V-type mixer, a ribbon-type mixer, or a screw-type mixer is used. And a mixing method using a rotating disk type mixer, an airflow type mixer, a batch type kneader, a continuous type kneader, a paddle type mixer, a vertical type mixer and the like.

(c)活性エネルギー線
吸水性樹脂の製造において、活性エネルギー線を照射し、重合率を向上させることは公知である。例えば、重合性単量体成分に内部架橋剤と光重合開始剤を配合し、紫外線や電子線、γ線などの活性エネルギー線を照射して内部架橋を有する不溶性吸水性樹脂を調製することができる。また、吸水性樹脂の表面架橋方法として、表面架橋剤を使用し、加温条件で反応を促進して表面架橋を形成させることも公知である。このような吸水性樹脂の表面架橋として、多価アルコールや多価グリシジルエーテル、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒドなどの、1分子中に複数の官能基を有する化合物を使用する。一般に、100〜300℃に加熱すると、これらの官能基が吸水性樹脂の表面にあるカルボキシル基などと反応し、吸水性樹脂の表面に架橋構造が形成される。しかしながら本発明では、このような表面架橋剤や重合性単量体の存在がなくても、ラジカル重合開始剤と活性エネルギー線の照射によって、吸水性樹脂の表面に架橋構造を形成しうる点に特徴がある。またこれによって、改質後の吸水性樹脂の加圧下吸収倍率(AAP)や食塩水流れ誘導性(SFC)を向上させることができる。
(C) Active energy rays In the production of a water-absorbent resin, it is known to irradiate active energy rays to improve the polymerization rate. For example, an insoluble water-absorbing resin having an internal crosslink can be prepared by blending an internal crosslinking agent and a photopolymerization initiator in a polymerizable monomer component and irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, and γ rays. it can. In addition, as a surface cross-linking method for a water-absorbent resin, it is also known to use a surface cross-linking agent and promote surface reaction to form surface cross-linking under heating conditions. As such surface cross-linking of the water-absorbent resin, a compound having a plurality of functional groups in one molecule, such as polyhydric alcohol, polyhydric glycidyl ether, haloepoxy compound, polyhydric aldehyde, is used. Generally, when heated to 100 to 300 ° C., these functional groups react with carboxyl groups and the like on the surface of the water absorbent resin, and a crosslinked structure is formed on the surface of the water absorbent resin. However, in the present invention, a crosslinked structure can be formed on the surface of the water-absorbent resin by irradiation with a radical polymerization initiator and active energy rays without the presence of such a surface crosslinking agent or polymerizable monomer. There are features. In addition, this makes it possible to improve the absorption capacity under load (AAP) and saline flow conductivity (SFC) of the modified water absorbent resin.

本発明の製法は、吸水性樹脂組成物に対して活性エネルギー線を照射する照射工程において、当該吸水性樹脂組成物中の吸水性樹脂の表面含水率を所定の値以上に制御する点に特徴を有する。   The production method of the present invention is characterized in that the surface moisture content of the water absorbent resin in the water absorbent resin composition is controlled to a predetermined value or more in the irradiation step of irradiating the water absorbent resin composition with active energy rays. Have

具体的には、当該照射工程において、吸水性樹脂組成物中の吸水性樹脂の表面含水率を3.0重量%以上に制御する。なお、当該表面含水率は、活性エネルギー線の照射工程における少なくともいずれかの時点において3.0重量%以上となるように制御されていればよいのであって、照射工程の開始から終了までの全期間に亘って3.0重量%以上に制御されている必要はない。ここで、照射工程の開始から終了までの全期間に亘って、吸水性樹脂の表面含水率が3.0重量%未満であると、活性エネルギー線照射による吸水性樹脂表面の改質(例えば、架橋構造の導入)が効率的に行われない場合がある。そしてその結果、得られる改質された吸水性樹脂も十分に優れた吸水特性を示さない場合がある。   Specifically, in the irradiation step, the surface moisture content of the water absorbent resin in the water absorbent resin composition is controlled to 3.0% by weight or more. Note that the surface moisture content only needs to be controlled to be 3.0% by weight or more at least at any point in the active energy ray irradiation process. It is not necessary to be controlled to 3.0% by weight or more over the period. Here, over the entire period from the start to the end of the irradiation process, when the water content of the surface of the water absorbent resin is less than 3.0% by weight, modification of the surface of the water absorbent resin by active energy ray irradiation (for example, The introduction of a crosslinked structure may not be performed efficiently. As a result, the resulting modified water-absorbent resin may not exhibit sufficiently good water absorption characteristics.

上述したように、表面含水率の値は、照射工程における少なくともいずれかの時点において3.0重量%以上に制御されていればよいが、好ましくは3.5重量%以上、より好ましくは4.0重量%以上に制御される。なお、本発明の作用効果を得るという観点からは、表面含水率の上限値について特に制限はなく、目的に応じて適宜設定されうる。ただし、表面含水率は通常60.0重量%以下であり、好ましくは50.0重量%以下であり、より好ましくは40.0重量%以下であり、さらに好ましくは30.0重量%以下である。表面含水率が高すぎると、吸水性樹脂が粒子間で接着/凝集してしまい、吸水性樹脂表面への活性エネルギー線の照射が効率的に行われない場合がある。   As described above, the value of the surface moisture content may be controlled to 3.0% by weight or more at least at any point in the irradiation step, but is preferably 3.5% by weight or more, more preferably 4. It is controlled to 0% by weight or more. From the viewpoint of obtaining the effects of the present invention, the upper limit value of the surface moisture content is not particularly limited, and can be appropriately set according to the purpose. However, the surface moisture content is usually 60.0% by weight or less, preferably 50.0% by weight or less, more preferably 40.0% by weight or less, and further preferably 30.0% by weight or less. . If the surface moisture content is too high, the water absorbent resin adheres / aggregates between the particles, and the surface of the water absorbent resin may not be efficiently irradiated with active energy rays.

本発明の好ましい形態においては、照射工程の開始時における表面含水率が、上記の範囲内の値に制御される。これにより、本発明の作用効果を確実に得ることが可能となる。ここで、照射工程が行われる期間中、表面含水率の値は変動してもよい。すなわち、照射工程開始時と比較して、表面含水率の値が増加してもよいし、減少してもよい。いずれにしても、照射工程における少なくともいずれかの時点において、表面含水率が上記の範囲内の値に制御されていればよく、好ましくは照射工程の全期間の30%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは100%(すなわち、全期間)において、表面含水率が上記の範囲内の値に制御される。   In the preferable form of this invention, the surface moisture content at the time of the start of an irradiation process is controlled by the value within said range. This makes it possible to reliably obtain the effects of the present invention. Here, during the period in which the irradiation process is performed, the value of the surface moisture content may vary. That is, the value of the surface moisture content may be increased or decreased as compared with the time of starting the irradiation process. In any case, it is sufficient that the surface moisture content is controlled to a value within the above range at least at any point in the irradiation step, and preferably 30% or more, more preferably 60% of the entire period of the irradiation step. As described above, the surface moisture content is controlled to a value within the above range at 90% or more, particularly preferably 100% (that is, the entire period).

なお、本発明において「表面含水率」とは、吸水性樹脂粒子の重量に対する、当該粒子の表面近傍に存在する水分量の重量百分率を意味し、粒子全体の水分量や含水率といった概念とは本質的に異なるものである。そしてその数値としては、後述する実施例に記載の手法により測定された値を採用するものとする。当該測定手法を簡潔に説明すると、工程a)で得られた吸水性樹脂組成物に親水性有機溶媒を加えて水分を抽出し、抽出液中の水分量をカールフィッシャー法により定量することで、表面含水率の値が算出されうる。   In the present invention, the “surface moisture content” means the percentage by weight of the amount of water present in the vicinity of the surface of the water-absorbent resin particles, and the concept of the moisture content and moisture content of the entire particles. It is essentially different. And the value measured by the method as described in the Example mentioned later shall be employ | adopted as the numerical value. Briefly explaining the measurement method, by adding a hydrophilic organic solvent to the water-absorbent resin composition obtained in step a) to extract water, the amount of water in the extract is quantified by the Karl Fischer method. A value for the surface moisture content can be calculated.

照射工程において、吸水性樹脂の表面含水率の値を上記の範囲内の値に制御する手法は特に制限されない。一例を挙げると、好ましい表面含水率を達成するためには、工程a)で得られる吸水性樹脂組成物中に十分な量の水を加えるという手法や、混合工程a)および照射工程b)において、水分が吸水性樹脂粒子内部に浸透したり、雰囲気へと蒸発するのを抑えるといった手法が挙げられる。水分の吸水性樹脂粒子内部への浸透の程度は時間と温度の影響を受けることから、混合工程a)における系内の温度を適宜制御することが好ましい。また、水分の蒸発を抑えるためには、混合時間と系内温度の制御に加えて、系を出来るだけ密閉に近い状態にすることが好ましい。照射工程b)において、例えば箱または筒状の構造を有する撹拌装置を使用する場合には、照射のための開口部を石英ガラスのような活性エネルギー線を透過可能な部材で覆うことで密閉に近い状態を達成できる。また、吸水性樹脂内部への水の浸透を促進させる手法としては、混合工程a)における混合時間を長くしたり、吸水性樹脂組成物を密閉系に置いたり、当該組成物に対して水の沸点以下の温度での加熱処理を施すといった手法が挙げられる。一方、水の表面からの拡散を促進させる方法としては、吸水性樹脂組成物に対して気流を導入したり、吸水性樹脂組成物を開放系に置いたり、当該組成物に対して水の沸点以上の温度での加熱処理を施すといった手法が挙げられる。   In the irradiation step, the method for controlling the surface moisture content value of the water-absorbent resin to a value within the above range is not particularly limited. For example, in order to achieve a preferable surface moisture content, in the technique of adding a sufficient amount of water to the water-absorbent resin composition obtained in step a), or in the mixing step a) and the irradiation step b). And a method of suppressing moisture from penetrating into the water-absorbent resin particles and evaporating into the atmosphere. Since the degree of penetration of moisture into the water-absorbent resin particles is affected by time and temperature, it is preferable to appropriately control the temperature in the system in the mixing step a). Further, in order to suppress the evaporation of moisture, it is preferable to make the system as close to a seal as possible in addition to controlling the mixing time and the temperature in the system. In the irradiation step b), for example, when a stirrer having a box or a cylindrical structure is used, the opening for irradiation is hermetically sealed by covering it with a member capable of transmitting active energy rays such as quartz glass. A close state can be achieved. Further, as a method for promoting the penetration of water into the water-absorbent resin, the mixing time in the mixing step a) is increased, the water-absorbent resin composition is placed in a closed system, or water is added to the composition. A technique of performing a heat treatment at a temperature below the boiling point is mentioned. On the other hand, as a method for promoting diffusion from the surface of water, an air stream is introduced into the water absorbent resin composition, the water absorbent resin composition is placed in an open system, or the boiling point of water with respect to the composition. A method of performing heat treatment at the above temperature can be mentioned.

なお、吸水性樹脂の表面含水率の値を上記の範囲内に制御するには、当該表面含水率の値を適宜モニタリングしながら活性エネルギー線の照射を行うことが好ましく、この際のモニタリング値に応じて、吸水性樹脂組成物を一定範囲に乾燥してもよく、吸水性樹脂組成物に対して所定量の水を添加してもよい。また、水を添加する場合には、吸水性樹脂の表面から内部への水の浸透拡散を適宜制御してもよく、吸水性樹脂の表面からの水の揮発を適宜制御してもよい。   In order to control the surface moisture content of the water-absorbent resin within the above range, it is preferable to irradiate active energy rays while appropriately monitoring the surface moisture content. Accordingly, the water absorbent resin composition may be dried to a certain range, or a predetermined amount of water may be added to the water absorbent resin composition. In addition, when water is added, the permeation and diffusion of water from the surface of the water absorbent resin to the inside may be appropriately controlled, and the volatilization of water from the surface of the water absorbent resin may be appropriately controlled.

本発明において、活性エネルギー線の照射は、吸水性樹脂、水およびラジカル重合開始剤の混合中に行なってもよく、これらの2つ以上を混合した後に照射してもよい。しかしながら、均一な表面架橋を形成しうる点で、好ましくは、吸水性樹脂、水およびラジカル重合開始剤を含む吸水性樹脂組成物を得た後、得られた吸水性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する。   In the present invention, the irradiation with the active energy ray may be performed during the mixing of the water absorbent resin, water and the radical polymerization initiator, or may be performed after mixing two or more of these. However, preferably, after obtaining a water-absorbing resin composition containing a water-absorbing resin, water and a radical polymerization initiator, it is possible to form uniform surface cross-linking, and then to the obtained water-absorbing resin composition, active energy rays. Irradiate.

活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、ガンマー線の1種または2種以上が挙げられる。好ましくは、紫外線、電子線である。活性エネルギー線の人体への影響を考慮すると、紫外線がより好ましく、更に好ましくは波長300nm以下、特に好ましくは180〜290nmの紫外線である。   Examples of active energy rays include one or more of ultraviolet rays, electron beams, and gamma rays. Of these, ultraviolet rays and electron beams are preferable. Considering the influence of the active energy rays on the human body, ultraviolet rays are more preferable, ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less, particularly preferably 180 to 290 nm are more preferable.

照射条件は、紫外線を用いる場合には、好ましくは、照射強度が3〜1000mW/cm、照射量が100〜10000mJ/cmである。紫外線を照射する装置としては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を例示することができる。紫外線が照射される限り、好ましくは300nm以下の紫外線が照射される限り、他の放射線や波長を含んでもよく、その手法は特に限定されるものではない。なお、電子線を用いる場合には、好ましくは加速電圧を50〜800kV、吸収線量が0.1〜100Mradとする。 Irradiation conditions, when ultraviolet rays are used, preferably, irradiation intensity 3~1000mW / cm 2, irradiation amount is 100~10000mJ / cm 2. Examples of the apparatus for irradiating ultraviolet rays include a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, and a halogen lamp. As long as ultraviolet rays are irradiated, preferably as long as ultraviolet rays of 300 nm or less are irradiated, other radiations and wavelengths may be included, and the method is not particularly limited. In the case of using an electron beam, preferably the acceleration voltage is 50 to 800 kV and the absorbed dose is 0.1 to 100 Mrad.

一般に、活性エネルギー線を照射する時間は、好ましくは0.1分以上60分未満でよく、より好ましくは0.2分以上30分未満、さらに好ましくは1分以上15分未満である。従来の表面架橋剤を使用する場合には60分を超えることもあるなど、同一架橋密度で比較して、表面架橋処理時間を短縮することができる。   In general, the irradiation time of the active energy ray may be preferably from 0.1 minutes to less than 60 minutes, more preferably from 0.2 minutes to less than 30 minutes, and even more preferably from 1 minute to less than 15 minutes. When a conventional surface cross-linking agent is used, the time for the surface cross-linking treatment can be shortened as compared with the same cross-linking density, which may exceed 60 minutes.

活性エネルギー線を照射して表面処理する際には、加温する必要はない。ただし、活性エネルギー線を照射すると、輻射熱が発生する場合がある。一般には、吸水性樹脂を、好ましくは150℃未満、より好ましくは120℃未満、さらに好ましくは室温〜100℃、特に好ましくは50〜100℃の範囲で処理すればよい。したがって、従来の表面処理温度よりも処理温度を低く設定することができる。   When surface treatment is performed by irradiating active energy rays, it is not necessary to heat the surface. However, when irradiated with active energy rays, radiant heat may be generated. In general, the water-absorbent resin is preferably treated at a temperature of less than 150 ° C, more preferably less than 120 ° C, still more preferably from room temperature to 100 ° C, particularly preferably from 50 to 100 ° C. Therefore, the treatment temperature can be set lower than the conventional surface treatment temperature.

活性エネルギー線の照射の際には、吸水性樹脂を撹拌することが好ましい。撹拌によってラジカル重合開始剤と吸水性樹脂との混合物に、活性エネルギー線を均一に照射することができる。活性エネルギー線の照射の際に吸水性樹脂を撹拌できる装置としては、振動型混合機、振動フィダー、リボン型混合機、円錐型リボン型混合機、スクリュー型混合機、気流型混合機、バッチ式ニーダー、連続式ニーダー、パドル型混合機、高速流動式混合機、浮上流動式混合機等が挙げられる。   It is preferable to stir the water-absorbent resin during irradiation with active energy rays. By stirring, the active energy ray can be uniformly irradiated to the mixture of the radical polymerization initiator and the water-absorbing resin. The devices that can stir the water-absorbent resin during irradiation with active energy rays include vibration mixer, vibration feeder, ribbon mixer, conical ribbon mixer, screw mixer, airflow mixer, and batch type. Examples thereof include a kneader, a continuous kneader, a paddle type mixer, a high-speed flow type mixer, and a floating flow type mixer.

また、筒状または箱状などの形状を有する装置中で吸水性樹脂組成物を流動させ、当該装置の周囲から活性エネルギー線を照射してもよい。この際、混合物を流動させるためには、粉体の空気輸送に用いられるように空気などの気体の圧力を利用してもよい。さらに、必要に応じて筒を傾斜させてもよい。空気を利用する場合には、吸水性樹脂組成物の乾燥を防ぐために空気を加湿することが好ましい。活性エネルギー線の照射は、多方向から行うと短時間で均一に表面処理することができる。なお、上記装置を構成する材料は、吸水性樹脂組成物への活性エネルギー線の照射を阻害しない材料であれば特に制限されないが、例えば、石英ガラスなどが例示される。   Alternatively, the water-absorbent resin composition may be flowed in a device having a cylindrical shape or a box shape, and active energy rays may be irradiated from the periphery of the device. At this time, in order to cause the mixture to flow, the pressure of a gas such as air may be used as used for pneumatic transportation of the powder. Furthermore, you may incline a pipe | tube as needed. When air is used, it is preferable to humidify the air in order to prevent drying of the water absorbent resin composition. Irradiation of active energy rays can be uniformly surface-treated in a short time when performed from multiple directions. In addition, the material which comprises the said apparatus will not be restrict | limited especially if it is a material which does not inhibit irradiation of the active energy ray to a water absorbing resin composition, For example, quartz glass etc. are illustrated.

(d)その他の処理
活性エネルギー線の照射後には、乾燥などのために、必要に応じて、吸水性樹脂を50〜250℃の温度で加熱処理してもよい。
(D) Other treatments After irradiation with active energy rays, the water-absorbent resin may be heat-treated at a temperature of 50 to 250 ° C. as necessary for drying and the like.

また、活性エネルギー線照射後に、従来周知の多価アルコール、多価エポキシ化合物、アルキレンカーボネート等の表面架橋剤を使用して、表面架橋を形成させてもよい。   Further, after the active energy ray irradiation, surface cross-linking may be formed using a conventionally known surface cross-linking agent such as polyhydric alcohol, polyhydric epoxy compound, alkylene carbonate or the like.

本発明の改質された吸水性樹脂の製法では、活性エネルギー線照射の前後または同時に、吸水性樹脂に通液性向上剤を添加してもよい。このような通液性向上剤の例としては、タルク、カオリン、フラー土、ベントナイト、活性白土、重晶石、天然アスファルタム、ストロンチウム鉱石、イルメナイト、パーライトなどの鉱産物;硫酸アルミニウム14〜18水塩(または無水物)、硫酸カリウムアルミニウム12水塩、硫酸ナトリウムアルミニウム12水塩、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、酸化アルミニウムなどのアルミニウム化合物類、及びそれらの水溶液;その他の多価金属塩類;親水性のアモルファスシリカ(例、乾式法:トクヤマ社 ReolosilQS−20、沈殿法:DEGUSSA社 Sipernat22S, Sipernat2200)類;酸化ケイ素・酸化アルミ・酸化マグネシウム複合体(例、ENGELHARD社 Attagel#50)、酸化ケイ素・酸化アルミニウム複合体、酸化ケイ素・酸化マグネシウム複合体などの酸化物複合体類などがある。このような通液性向上剤は、改質後の吸水性樹脂100重量部に対して、0〜20重量部、より好ましくは0.01〜10重量部、特に好ましくは0.1〜5重量部を、混合する。通液性向上剤では、水に溶けるものは水溶液で、溶けないものは粉末やスラリーで添加することができる。また、これらの通液性向上剤は、ラジカル重合開始剤と混合して添加してもよい。その他、添加剤として、抗菌剤、消臭剤、キレート剤などを適宜前記範囲で添加してもよい。   In the method for producing a modified water-absorbent resin of the present invention, a liquid permeability improving agent may be added to the water-absorbent resin before or after irradiation with active energy rays. Examples of such liquid permeability improvers include talc, kaolin, fullerite, bentonite, activated clay, barite, natural asphalt, strontium ore, ilmenite, perlite, and other mineral products; aluminum sulfate 14-18 water Salts (or anhydrides), potassium aluminum sulfate 12-hydrate, sodium aluminum sulfate 12-hydrate, aluminum compounds such as aluminum chloride, polyaluminum chloride, aluminum oxide, and aqueous solutions thereof; other polyvalent metal salts; hydrophilic Amorphous silica (eg, dry method: Reolosil QS-20, Tokuyama Corp., precipitation method: DEGUSSA Sipernat22S, Sipernat 2200), etc .; 50), silicon oxide-aluminum oxide complex, and the like oxide composite such as silicon oxide, magnesium oxide complex. Such a liquid permeability improver is 0 to 20 parts by weight, more preferably 0.01 to 10 parts by weight, and particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the modified water absorbent resin. Mix the parts. In the liquid permeability improving agent, those that are soluble in water can be added as an aqueous solution, and those that are not soluble can be added as a powder or slurry. Further, these liquid permeability improvers may be mixed with a radical polymerization initiator and added. In addition, as an additive, an antibacterial agent, a deodorant, a chelating agent, and the like may be appropriately added within the above range.

(e)改質された吸水性樹脂
本発明の改質された吸水性樹脂の製法によれば、得られた吸水性樹脂の加圧下吸収倍率が向上する。従来から、表面架橋を形成すると、自由膨潤倍率は若干低下するが、圧力をかけた状態でも吸液を維持できる能力、すなわち加圧下吸収倍率が向上することが知られている。本発明の方法によれば、表面架橋剤やエチレン性不飽和単量体を使用しなくても、吸水性樹脂の4.83kPaの加圧下吸収倍率が1g/g以上増加する。このことは、本発明の方法によって吸水性樹脂の表面に架橋構造が導入されたことを示すものと考えられる。当該加圧下吸収倍率の増加量は、改質後の物性で、好ましくは8g/g以上、より好ましくは12g/g以上、さらに好ましくは15g/g以上、特に好ましくは20g/g以上、最も好ましくは22g/g以上である。また、本発明の改質された吸水性樹脂は、4.83kPaの加圧下吸収倍率が、好ましくは8〜40g/gである。
(E) Modified Water Absorbent Resin According to the method for producing a modified water absorbent resin of the present invention, the absorption capacity under pressure of the obtained water absorbent resin is improved. Conventionally, it is known that when surface cross-linking is formed, the free swelling ratio is slightly reduced, but the ability to maintain liquid absorption even under pressure, that is, the absorption capacity under pressure, is improved. According to the method of the present invention, the absorption capacity under pressure of 4.83 kPa of the water absorbent resin is increased by 1 g / g or more without using a surface crosslinking agent or an ethylenically unsaturated monomer. This is considered to indicate that a crosslinked structure was introduced on the surface of the water absorbent resin by the method of the present invention. The increase in absorption capacity under pressure is preferably 8 g / g or more, more preferably 12 g / g or more, still more preferably 15 g / g or more, particularly preferably 20 g / g or more, and most preferably in terms of physical properties after modification. Is 22 g / g or more. The modified water-absorbent resin of the present invention has an absorption capacity under pressure of 4.83 kPa, preferably 8 to 40 g / g.

また、改質された吸水性樹脂の遠心分離機保持容量(CRC)は、好ましくは50g/g以下であり、より好ましくは40g/g以下であり、さらに好ましくは35g/g以下である。下限値は特に限定されないが、好ましくは10g/g以上であり、より好ましくは20g/g以上であり、さらに好ましくは25g/g以上である。遠心分離機保持容量(CRC)が50g/gを超えると、ゲル強度が低下し、それに伴って加圧下吸水倍率が低下する虞がある。一方、遠心分離機保持容量(CRC)が10g/g未満であると、十分な吸収倍率が得られず、おむつとして使用した際に尿漏れが発生する虞がある。   Further, the centrifuge retention capacity (CRC) of the modified water absorbent resin is preferably 50 g / g or less, more preferably 40 g / g or less, and further preferably 35 g / g or less. Although a lower limit is not specifically limited, Preferably it is 10 g / g or more, More preferably, it is 20 g / g or more, More preferably, it is 25 g / g or more. If the centrifuge retention capacity (CRC) exceeds 50 g / g, the gel strength may decrease, and the water absorption capacity under pressure may decrease accordingly. On the other hand, if the centrifuge retention capacity (CRC) is less than 10 g / g, sufficient absorption capacity cannot be obtained, and urine leakage may occur when used as a diaper.

本発明によって得られる改質された吸水性樹脂は、その食塩水流れ誘導性(SFC)が、好ましくは10(×10−7・cm・s・g−1)以上、より好ましくは30(×10−7・cm・s・g−1)以上、さらに好ましくは50(×10−7・cm・s・g−1)以上、特に好ましくは70(×10−7・cm・s・g−1)以上、最も好ましくは100(×10−7・cm・s・g−1)以上である。なお、これらの数値としては、後述する実施例に記載の手法により測定された値を採用するものとする。 The modified water-absorbent resin obtained by the present invention has a saline flow conductivity (SFC) of preferably 10 (× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ) or more, more preferably 30 ( × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ) or more, more preferably 50 (× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ) or more, particularly preferably 70 (× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ) or more, and most preferably 100 (× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ) or more. In addition, as these numerical values, values measured by the method described in Examples described later are adopted.

また、本発明によって得られる改質された吸水性樹脂は、残存モノマー量が極めて少ないという特徴がある。これは、ラジカル重合開始剤への活性エネルギー線の照射により生成する開始剤ラジカルが、吸水性樹脂の残存モノマーと反応するためであると考えられる。吸水性樹脂は、紙おむつなどの衛生材料に使用されるので、残存モノマーは臭気や安全性の面から少なければ少ないほどよい。通常、ベースポリマーとしての吸水性樹脂に含まれる残存モノマー量は200〜500ppmであるが、本発明によって得られる表面処理された吸水性樹脂の残存モノマー量は、多くの場合200ppm以下(下限は0ppm)である。改質後の吸水性樹脂の残存モノマー量は、好ましくは200ppm以下、より好ましくは150ppm以下、さらに好ましくは100ppm以下である(下限は0ppm)。   Further, the modified water-absorbing resin obtained by the present invention is characterized in that the amount of residual monomer is extremely small. This is considered because the initiator radical produced | generated by irradiation of the active energy ray to a radical polymerization initiator reacts with the residual monomer of a water absorbing resin. Since the water-absorbing resin is used in sanitary materials such as disposable diapers, the smaller the residual monomer, the better from the viewpoint of odor and safety. Usually, the amount of residual monomer contained in the water-absorbing resin as the base polymer is 200 to 500 ppm. ). The amount of residual monomer in the water absorbent resin after modification is preferably 200 ppm or less, more preferably 150 ppm or less, and even more preferably 100 ppm or less (the lower limit is 0 ppm).

さらに、本発明によって得られる改質された吸水性樹脂は、ベースポリマーとしての吸水性樹脂に表面架橋剤を加えて高温で加熱する従来の改質方法で得られる改質された吸水性樹脂と比較して、固形分が少ない。なぜなら、本発明の製法では、反応に高温を必要としないため、ベースポリマーとしての吸水性樹脂に加える水溶液に含まれる水分が、反応後もほとんどそのまま残るためである。吸水性樹脂に含まれる水分量が多いと、健康上好ましくない粒径150μm以下の微粉の量が造粒により減るだけでなく、空気輸送時にブロッキングの原因となる粒子表面の静電気発生の防止、同じく空気輸送時の物理的ダメージによる物性低下の低減などの効果がある。改質後の吸水性樹脂の固形分は、好ましくは95%以下、より好ましくは93%以下、さらに好ましくは91%以下である。下限は特に問わないが、70%以下になると吸水性樹脂の単位重量当たりの吸収倍率が低下するため、用途によっては好ましくない場合がある。   Further, the modified water-absorbing resin obtained by the present invention includes a modified water-absorbing resin obtained by a conventional reforming method in which a surface cross-linking agent is added to a water-absorbing resin as a base polymer and heated at a high temperature. Compared with less solid content. This is because the production method of the present invention does not require a high temperature for the reaction, so that the water contained in the aqueous solution added to the water-absorbent resin as the base polymer remains almost intact after the reaction. When the water content in the water-absorbent resin is large, not only the amount of fine powder with a particle size of 150 μm or less, which is unfavorable for health, is reduced by granulation, but also the prevention of static electricity generation on the particle surface that causes blocking during pneumatic transportation. It has effects such as reduction of physical properties due to physical damage during pneumatic transportation. The solid content of the water absorbent resin after modification is preferably 95% or less, more preferably 93% or less, and still more preferably 91% or less. The lower limit is not particularly limited, but if it is 70% or less, the absorption capacity per unit weight of the water-absorbent resin is lowered, which may not be preferable depending on the application.

本発明によって得られる表面処理された吸水性樹脂の形状は、処理前の吸水性樹脂の形状などの処理条件や、処理後の造粒・成形などによって適宜調整できるが、一般には粉末状である。かかる粉末は、重量平均粒径(ふるい分級で規定)が10〜1,000μm、好ましくは200〜600μmの粉末状であり、好ましくは150〜850μmの含有量が、吸水性樹脂に対して、90〜100重量%、更に好ましくは95〜100重量%である。   The shape of the surface-treated water-absorbent resin obtained by the present invention can be adjusted as appropriate depending on the treatment conditions such as the shape of the water-absorbent resin before treatment, granulation / molding after treatment, etc. . Such powder has a weight average particle size (specified by sieve classification) of 10 to 1,000 μm, preferably 200 to 600 μm, and preferably 150 to 850 μm in content with respect to the water-absorbent resin. -100% by weight, more preferably 95-100% by weight.

本発明の製法では、吸水性樹脂の表面架橋時に、吸水性樹脂の製造時に発生する微粉を造粒する効果がある。このため、改質前の吸水性樹脂に微粉が含まれていても、本発明の改質された吸水性樹脂の製法を行なうと、含まれる微粉が造粒されるため、得られる表面処理された吸水性樹脂に含まれる微粉量を低減させることができる。得られる改質された吸水性樹脂の粒度分布は改質前の吸水性樹脂と比較して高粒度側へシフトする。ただし、シフトする割合は、吸水性樹脂と混合させるラジカル重合開始剤の種類や量、さらにこれを水溶液とした場合は水の比率、活性エネルギー線の照射条件、照射時の流動のさせ方などにより変化する。   The production method of the present invention has the effect of granulating fine powder generated during the production of the water-absorbent resin during surface crosslinking of the water-absorbent resin. For this reason, even if fine powder is contained in the water absorbent resin before modification, the fine powder contained is granulated when the method for producing the modified water absorbent resin of the present invention is performed. The amount of fine powder contained in the water absorbent resin can be reduced. The particle size distribution of the modified water-absorbing resin obtained shifts to the higher particle size side compared to the water-absorbing resin before the modification. However, the shift ratio depends on the type and amount of the radical polymerization initiator to be mixed with the water-absorbent resin, and when this is used as an aqueous solution, the ratio of water, irradiation conditions of active energy rays, how to flow during irradiation, etc. Change.

本発明の方法で得られる改質された吸水性樹脂は、吸水性樹脂表面全体にわたって均一かつ架橋密度の高い表面架橋が形成され、吸水性樹脂に望まれる特性、例えば、吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、吸引力を極めて高いレベルとすることができる。なお、多価アルコール、多価エポキシ化合物、アルキレンカーボネート等の表面架橋剤を用いてアクリル酸系吸水性樹脂を表面架橋する場合には、表面架橋の速度や程度は吸水性樹脂の中和率に依存していた。具体的には、中和率が低いと表面架橋が早く進行し、中和率が高いと表面架橋されにくくなる。また、ポリアクリル酸の後中和によって得られる吸水性樹脂を表面架橋するには、表面架橋処理後に、均一に後中和する必要性があった。しかしながら本発明では、吸水性樹脂の中和率や後中和の均一性に依存することなく、吸水性樹脂を改質して、吸水特性に優れる吸水樹脂を製造することができる。表面架橋が、ラジカル重合開始剤による吸水性樹脂の主鎖などへの作用に依存するため、カルボキシル基が酸で存在するか、塩となっているかなどを問題とすることなく、進行することによると考えられる。   The modified water-absorbing resin obtained by the method of the present invention is formed with uniform and high cross-linking density across the entire surface of the water-absorbent resin, and the properties desired for the water-absorbing resin, such as absorption capacity, absorption rate, The gel strength and suction force can be made extremely high. In addition, when surface-crosslinking the acrylic acid water-absorbing resin using a surface cross-linking agent such as polyhydric alcohol, polyvalent epoxy compound, alkylene carbonate, the speed and degree of surface cross-linking depends on the neutralization rate of the water-absorbing resin. It was dependent. Specifically, when the neutralization rate is low, surface crosslinking proceeds quickly, and when the neutralization rate is high, surface crosslinking is difficult. Moreover, in order to surface-crosslink the water-absorbing resin obtained by post-neutralization of polyacrylic acid, it has been necessary to uniformly post-neutralize after the surface cross-linking treatment. However, in the present invention, it is possible to produce a water-absorbing resin excellent in water-absorbing characteristics by modifying the water-absorbing resin without depending on the neutralization rate of the water-absorbing resin and the uniformity of post-neutralization. Since surface cross-linking depends on the action of the radical polymerization initiator on the main chain of the water-absorbent resin, it does not matter whether the carboxyl group is present in an acid or is a salt, and so on. it is conceivable that.

なお、エチレン性不飽和単量体の存在下に本発明を実施すると、ラジカル重合開始剤がエチレン性不飽和単量体の重合に消費されてしまうので、本発明の意図するものではない。   In addition, when this invention is implemented in presence of an ethylenically unsaturated monomer, since a radical polymerization initiator will be consumed for superposition | polymerization of an ethylenically unsaturated monomer, it is not the intention of this invention.

本発明によれば、吸水性樹脂を表面処理するにあたって、室温付近の反応温度でも十分に表面処理可能であり、しかも、得られる表面処理された吸水性樹脂は、吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、吸引力など吸水性樹脂に望まれる特性が極めて高いレベルにある。したがって、本発明によって得られる吸水性樹脂は、生理綿、紙おむつ、或いはその他の体液を吸収する衛生材料や農業用の吸水性樹脂としても最適なものである。   According to the present invention, when the water-absorbing resin is surface-treated, it can be sufficiently surface-treated even at a reaction temperature near room temperature, and the obtained surface-treated water-absorbing resin has an absorption capacity, an absorption rate, a gel strength. The properties desired for the water-absorbing resin such as suction force are at a very high level. Therefore, the water-absorbent resin obtained by the present invention is optimal as a sanitary material that absorbs sanitary cotton, disposable diapers, or other bodily fluids, or an agricultural water-absorbent resin.

以下に、実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下では、便宜上、「重量部」を単に「部」と、「リットル」を単に「L」と記すことがある。実施例および比較例における、測定方法および評価方法を以下に示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. Hereinafter, for convenience, “part by weight” may be simply referred to as “part”, and “liter” may be simply referred to as “L”. Measurement methods and evaluation methods in Examples and Comparative Examples are shown below.

(1)粒度分布:重量平均粒子径(D50)および粒度分布の対数標準偏差(σζ)
吸水性樹脂または粒子状吸水剤10.0gを、室温(20〜25℃)、湿度50RH%の条件下で、目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、45μmのJIS標準ふるい(THE IIDA TESTING SIEVE:径8cm)に仕込み、振動分級器(IIDA SIEVE SHAKER、TYPE:ES−65型、SER.No.0501)により、5分間、分級を行ない、残留百分率Rを対数確率紙にプロットした。これにより、R=50重量%に相当する粒径を重量平均粒子径(D50)として読み取った。
(1) Particle size distribution: weight average particle size (D50) and logarithmic standard deviation of particle size distribution (σζ)
A water-absorbing resin or a particulate water-absorbing agent 10.0 g under the conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and humidity 50 RH%, the openings are 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 425 μm, 300 μm, 212 μm, 150 μm, 106 μm, 45 μm. JIS standard sieve (THE IIDA TESTING SIEVE: diameter 8cm), and classifying for 5 minutes with vibration classifier (IIDA SIEVE SHAKER, TYPE: ES-65 type, SER. No. 0501). Plotted on log probability paper. Thereby, the particle size corresponding to R = 50% by weight was read as the weight average particle size (D50).

また、X1をR=84.1重量%、X2をR=15.9重量%の時のそれぞれの粒径とすると、対数標準偏差(σζ)は下記の式で表される。すなわち、σζの値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。   Further, when X1 is R = 84.1% by weight and X2 is each particle size when R = 15.9% by weight, the logarithmic standard deviation (σζ) is expressed by the following equation. That is, the smaller the value of σζ, the narrower the particle size distribution.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(2)表面含水率
ベースポリマーとしての吸水性樹脂500gを5Lレーディゲミキサー(Loedige社製、型式M5R)に加え、300rpmで撹拌下、過硫酸アンモニウム5.0g、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(数平均分子量 約2,000)2.5g、水40gを予め混合した処理液を噴霧した。室温で3分間撹拌混合を続けた後、撹拌を停止した。得られた混合物1gをスクリュー管に加え、無水メタノール4gを加えてIKA社製ミニシェーカーMS1で30秒間振盪した後、シリンジで吸い取り、フィルター(ジールサイエンス株式会社製、水系25A(孔径0.45μm))で濾過した。濾液に含まれる水分量をカールフィッシャー水分計(京都電子工業株式会社製、形式:MKS−1S)を用いて、以下の手法により測定した。
(2) Surface moisture content 500 g of a water-absorbing resin as a base polymer was added to a 5 L Ladige mixer (Loedige, model M5R), and stirred at 300 rpm, 5.0 g of ammonium persulfate, polyethylene glycol monomethyl ether (number average molecular weight) A processing solution in which 2.5 g of about 2,000) and 40 g of water were mixed in advance was sprayed. Stirring was continued for 3 minutes at room temperature, and then stirring was stopped. 1 g of the obtained mixture was added to a screw tube, 4 g of anhydrous methanol was added, and the mixture was shaken with an IKA mini shaker MS1 for 30 seconds, and then sucked with a syringe, and a filter (manufactured by Zeal Science Co., Ltd., water system 25A (pore size 0.45 μm)). ). The amount of water contained in the filtrate was measured by the following method using a Karl Fischer moisture meter (manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd., model: MKS-1S).

<カールフィッシャー水分計による水分測定>
1.測定原理
メチルアルコール及びピリジンの存在下で水がヨウ素及び亜硫酸ガスと定量的に反応するカールフィッシャー試薬を滴定液にする容量分析の水分定量法である。
<Moisture measurement with Karl Fischer moisture meter>
1. Measurement principle This is a volumetric moisture determination method using a Karl Fischer reagent in which water reacts quantitatively with iodine and sulfurous acid gas in the presence of methyl alcohol and pyridine as a titrant.

溶液に浸した2本の白金電極間に微少な一定電流を流して分極させ、終点での過剰のヨウ素によって生じる電位変化を検出するDead Stop法により滴定終点を検出する。   A titration end point is detected by the Dead Stop method in which a slight constant current is passed between two platinum electrodes immersed in a solution to polarize the electrode and a potential change caused by excess iodine at the end point is detected.

カールフィッシャー法によって水分を定量するには、滴定フラスコに試料を入れて、カールフィッシャー試薬の滴定を行い、試料の水分量をカールフィッシャー試薬の滴定量と力価の積で求める。   In order to quantify moisture by the Karl Fischer method, a sample is placed in a titration flask, the Karl Fischer reagent is titrated, and the moisture content of the sample is determined by the product of the titer and the titer of the Karl Fischer reagent.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

2.測定方法
測定溶媒(酢酸(特級)50mL、Buffer溶液(HYDRANAL−Buffer)50mL、無水メタノール900mLの混合品)をカールフィッシャー水分計の電極が浸される程度に仕込み、STARTキーを押してカールフィッシャー試薬による滴定を行い、滴定フラスコ内を無水状態にする。
2. Measurement method A measurement solvent (a mixture of 50 mL of acetic acid (special grade), 50 mL of buffer solution (HYDRANAL-Buffer), and 900 mL of anhydrous methanol) is charged to such an extent that the electrode of the Karl Fischer moisture meter is immersed, and the START key is pressed and Karl Fischer reagent is used. Titration is performed to make the inside of the titration flask anhydrous.

試料を滴定フラスコに投入し、STARTキーを押してカールフィッシャー試薬による滴定を行い、試料重量(a)〔mg〕とカールフィッシャー滴定量(b)〔mL〕を記録する。計3回測定し、平均値を求める。   The sample is put into a titration flask, and the START key is pressed to perform titration with the Karl Fischer reagent, and the sample weight (a) [mg] and Karl Fischer titration (b) [mL] are recorded. Measure a total of 3 times and obtain the average value.

試料重量(a)、カールフィッシャー試薬滴定量(b)を下記式(1)に代入して吸水性樹脂混合物からの水分抽出に用いた無水メタノール中の水分量(c)〔wt%〕を求める。   Substituting the sample weight (a) and Karl Fischer reagent titration amount (b) into the following formula (1), the water content (c) [wt%] in anhydrous methanol used for water extraction from the water absorbent resin mixture is obtained. .

F(カールフィッシャー試薬の力価)は予め、HYDRANAL−Composite5K(約5mgHO/mL)を用いて測定を行ない、下記式(2)に代入して求めておく。 F (the titer of the Karl Fischer reagent) is measured in advance using HYDRANAL-Composite 5K (about 5 mgH 2 O / mL), and is obtained by substituting it into the following formula (2).

Figure 2007326912
Figure 2007326912

上記式(1)より求めた吸水性樹脂混合物からの水分抽出に用いた無水メタノール中の水分濃度(c)から、予め測定しておいた無水メタノールそのものに含まれる水分濃度および処理剤を添加する前の吸水性樹脂に含まれる水分に由来する水分濃度の合計(d)〔wt%〕を減じたもの(c)−(d)=(e)と、吸水性樹脂混合物からの水分抽出に用いた無水メタノール量(f)〔mg〕から、下記式(3)を用いて吸水性樹脂混合物から抽出された水分量(g)〔mg〕を求める。   From the moisture concentration (c) in anhydrous methanol used for moisture extraction from the water-absorbent resin mixture obtained from the above formula (1), the moisture concentration and treating agent contained in anhydrous methanol itself measured in advance are added. (C)-(d) = (e) obtained by subtracting the total water concentration (d) [wt%] derived from water contained in the previous water absorbent resin, and used for water extraction from the water absorbent resin mixture The amount of water (g) [mg] extracted from the water-absorbent resin mixture is obtained from the amount of anhydrous methanol (f) [mg] using the following formula (3).

Figure 2007326912
Figure 2007326912

また、吸水性樹脂混合物(a)中に計算上含まれる処理液由来の水分量(h)〔mg〕は、吸水性樹脂1,000mg当たりに加える処理液の重量(i)〔mg〕とその処理液中に含まれる水分の重量(j)〔mg〕から、下記式(4)を用いて求められる。   In addition, the amount of water (h) [mg] derived from the treatment liquid calculated in the water absorbent resin mixture (a) is the weight (i) [mg] of the treatment liquid added per 1,000 mg of the water absorbent resin. From the weight (j) [mg] of the water contained in the treatment liquid, it is obtained using the following formula (4).

Figure 2007326912
Figure 2007326912

吸水性樹脂混合物(a)中に計算上含まれる処理液由来の水分量(h)に対する吸水性樹脂から抽出された水分量(g)の割合を下記式(5)から求め、抽出率(k)〔重量%〕とする。   The ratio of the amount of water (g) extracted from the water-absorbent resin to the amount of water (h) derived from the processing liquid included in the water-absorbent resin mixture (a) is calculated from the following formula (5), and the extraction rate (k ) [% By weight].

Figure 2007326912
Figure 2007326912

吸水性樹脂に加える処理液中に含まれる水分の吸水性樹脂に対する重量比(l)〔重量%〕と抽出率(k)の積を下記式(6)で求め、表面含水率(m)〔重量%〕とする。   The product of the weight ratio (l) [wt%] of water contained in the treatment liquid added to the water absorbent resin to the water absorbent resin and the extraction rate (k) is obtained by the following formula (6), and the surface moisture content (m) [ % By weight].

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(3)遠心分離機保持容量(Centrifuge Retention Capacity;「CRC」とも称する)
CRCは、0.90重量%塩化ナトリウム水溶液(以下、単に「生理食塩水」とも称する)に対する無加圧下、30分間における吸収倍率を示す。
(3) Centrifugal retention capacity (also referred to as “CRC”)
CRC indicates the absorption rate for 30 minutes under no pressure with respect to a 0.90% by weight sodium chloride aqueous solution (hereinafter, also simply referred to as “physiological saline”).

吸水性樹脂0.200gを不織布(南国パルプ工業株式会社製、商品名:ヒートロンペーパー、型式:GSP−22)製の袋(85mm×60mm)に均一に入れてヒートシールした後、室温にて大過剰(約500mL)の生理食塩水中に浸漬させた。30分後に袋を引き上げ、遠心分離機(株式会社コクサン製、型式:H−122)を用いてedena ABSORBENCY II 441.1−99に記載の遠心力(250G)で3分間水切りを行った後、袋の重量を測定した。この重量をW1(g)とした。また、同様の操作を吸水性樹脂を用いずに行い、その際の重量をW0(g)とした。そして、これらW1およびW0の値から、下記数式に従ってCRC(g/g)を算出した。   0.200 g of water-absorbent resin was uniformly put into a bag (85 mm × 60 mm) made of a nonwoven fabric (trade name: Heaton Paper, model: GSP-22, manufactured by Nankoku Pulp Industries Co., Ltd.) and heat sealed, and then at room temperature. It was immersed in a large excess (about 500 mL) of physiological saline. After 30 minutes, the bag was pulled up and drained for 3 minutes with a centrifugal force (250 G) described in edena ABSORBENCY II 441.1-99 using a centrifuge (manufactured by Kokusan Co., Ltd., model: H-122). The weight of the bag was measured. This weight was designated as W1 (g). Further, the same operation was performed without using the water-absorbent resin, and the weight at that time was defined as W0 (g). And CRC (g / g) was computed from the value of these W1 and W0 according to the following numerical formula.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(4)加圧下吸収倍率(AAP)
内径60mmのプラスチックの支持円筒の底に、ステンレス製400メッシュの金網(目開きの大きさ38μm)を融着させ、室温(25±2℃)、湿度50RH%の条件下で、金網上に吸水性樹脂0.900gを均一に散布し、その上に、吸水性樹脂に対して4.83kPaの荷重を均一に加えることができるよう調整された、外径が60mmよりわずかに小さく支持円筒の内壁面との間に隙間が生じず、かつ上下の動きが妨げられないピストンと荷重とをこの順に載置して、この測定装置一式の重量W(g)を測定した。
(4) Absorption capacity under pressure (AAP)
A stainless steel 400 mesh wire mesh (aperture size 38 μm) is fused to the bottom of a plastic support cylinder with an inner diameter of 60 mm, and water is absorbed on the wire mesh at room temperature (25 ± 2 ° C.) and humidity 50 RH%. 0.900 g of the water-soluble resin was uniformly sprayed, and the outer diameter was adjusted to be able to uniformly apply a load of 4.83 kPa to the water-absorbent resin. A piston and a load, in which no gap is generated between the wall surface and the vertical movement is not hindered, were placed in this order, and the weight W a (g) of the measuring device set was measured.

直径150mmのペトリ皿の内側に直径90mmのガラスフィルター(株式会社相互理化学硝子製作所社製、細孔直径:100〜120μm)を置き、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)(20〜25℃)をガラスフィルターの上面と同じレベルになるように加えた。その上に、直径90mmの濾紙1枚(ADVANTEC東洋株式会社製、品名:(JIS P 3801、No.2)、厚さ0.26mm、保留粒子径5μm)を載せ、表面が全て濡れるようにし、かつ過剰の液を除いた。   A glass filter with a diameter of 90 mm (manufactured by Mutual Riken Glass Co., Ltd., pore diameter: 100 to 120 μm) is placed inside a petri dish with a diameter of 150 mm, and a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution (saline) (20 to 25 ° C.) was added to the same level as the upper surface of the glass filter. On top of that, a sheet of filter paper having a diameter of 90 mm (manufactured by ADVANTEC Toyo Co., Ltd., product name: (JIS P 3801, No. 2), thickness 0.26 mm, retained particle diameter 5 μm) was placed so that the entire surface was wetted. Excess liquid was removed.

測定装置一式を前記湿った濾紙上に載せ、液を荷重下で所定時間吸収させた。この吸収時間は、測定開始から算出して、1時間後とした。具体的には、1時間後、測定装置一式を持ち上げ、その重量W(g)を測定した。この重量測定はできるだけすばやく、かつ振動を与えないように行わなくてはならない。そして、W、Wから、次式によって加圧下吸収倍率(AAP)(g/g)を算出した。 A set of measuring devices was placed on the wet filter paper, and the liquid was absorbed under load for a predetermined time. This absorption time was calculated from the start of measurement and was 1 hour later. Specifically, after 1 hour, the set of measuring devices was lifted and its weight W b (g) was measured. This weight measurement must be performed as quickly as possible and without vibrations. Then, the absorption capacity under pressure (AAP) (g / g) was calculated from W a and W b by the following formula.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(5)全体含水率
底面の直径が4cm、高さ2cmのアルミ製カップに、吸水性樹脂1.00gをアルミ袋カップ底面に均一に広げ、この吸水性樹脂入りアルミ製カップの重さ[W4(g)]を測定した。これを180℃に調温した熱風乾燥機中に3時間放置し、熱風乾燥機から取り出した直後(少なくとも1分以内)の吸水性樹脂入りアルミ製カップの重さ[W5(g)]を測定した。そして、これらW4、W5から、次式に従って全体含水率(重量%)を算出した。
(5) Total moisture content In an aluminum cup having a bottom diameter of 4 cm and a height of 2 cm, 1.00 g of water absorbent resin is spread evenly on the bottom of the aluminum bag cup, and the weight of the aluminum cup containing the water absorbent resin [W4 (G)] was measured. This was left in a hot air dryer adjusted to 180 ° C. for 3 hours, and the weight [W5 (g)] of the water-absorbent resin-containing aluminum cup immediately after removal from the hot air dryer (within at least 1 minute) was measured. did. And from these W4 and W5, the whole moisture content (weight%) was computed according to following Formula.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(6)食塩水流れ誘導性(Saline Flow Conductivity;「SFC」とも称する)
SFCは、吸水性樹脂粒子の膨潤時の液透過性を示す値である。SFCの値が大きいほど高い液透過性を有することを示す。
(6) Saline Flow Conductivity (also referred to as “SFC”)
SFC is a value indicating the liquid permeability during swelling of the water-absorbent resin particles. It shows that it has high liquid permeability, so that the value of SFC is large.

特表平9−509591号公報記載の食塩水流れ誘導性(SFC)試験に準じて行った。   This was performed according to the saline flow conductivity (SFC) test described in JP-T 9-509591.

具体的には、図1に示す装置を用いて、SFCを測定した。図1に示す装置において、タンク31には、ガラス管32が挿入されており、ガラス管32の下端は、0.69重量%塩化ナトリウム水溶液33をセル41中の膨潤ゲル44の底部から、5cm上の高さに維持できるように配置されている。タンク31中の0.69重量%塩化ナトリウム水溶液33は、コック付きL字管34を通じてセル41へ供給された。セル41の下には、通過した液を捕集する捕集容器48が配置されており、捕集容器48は上皿天秤49の上に設置されている。セル41の内径は6cmであり、下部の底面にはNo.400ステンレス製金網(目開き38μm)42が設置されている。ピストン46の下部には液が通過するのに十分な穴47があり、底部には吸水性樹脂またはその膨潤ゲルが、穴47へ入り込まないように透過性の良いガラスフィルター45が取り付けてある。セル41は、セルを乗せるための台の上に置かれ、セルと接する台の面は、液の透過を妨げないステンレス製の金網43の上に設置されている。   Specifically, SFC was measured using the apparatus shown in FIG. In the apparatus shown in FIG. 1, a glass tube 32 is inserted into the tank 31, and the lower end of the glass tube 32 is 5 cm from the bottom of the swollen gel 44 in the cell 41 with a 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution 33. It is arranged so that it can be maintained at an upper height. The 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution 33 in the tank 31 was supplied to the cell 41 through the L-shaped tube 34 with a cock. A collection container 48 for collecting the liquid that has passed is disposed under the cell 41, and the collection container 48 is installed on an upper pan balance 49. The inner diameter of the cell 41 is 6 cm. A 400 stainless steel wire mesh (aperture 38 μm) 42 is installed. There is a hole 47 sufficient for the liquid to pass through the lower part of the piston 46, and a glass filter 45 with good permeability is attached to the bottom so that the water-absorbing resin or its swelling gel does not enter the hole 47. The cell 41 is placed on a table on which the cell is placed, and the surface of the table in contact with the cell is installed on a stainless steel wire mesh 43 that does not hinder the permeation of the liquid.

上記人工尿は、塩化カルシウムの2水和物0.25g、塩化カリウム2.0g、塩化マグネシウムの6水和物0.50g、硫酸ナトリウム2.0g、リン酸2水素アンモニウム0.85g、リン酸水素2アンモニウム0.15g、および、純水994.25gを加えたものである。   The artificial urine consists of calcium chloride dihydrate 0.25 g, potassium chloride 2.0 g, magnesium chloride hexahydrate 0.50 g, sodium sulfate 2.0 g, ammonium dihydrogen phosphate 0.85 g, phosphoric acid Hydrogen diammonium 0.15g and pure water 994.25g are added.

測定操作としては、容器40に均一に入れた吸水性樹脂(0.900g)を人工尿中で0.3psi(2.07kPa)の加圧下、60分間膨潤させ、ゲル44のゲル層の高さを記録し、次に0.3psi(2.07kPa)の加圧下、0.69重量%塩化ナトリウム水溶液33を、一定の静水圧でタンク31から膨潤したゲル層を通液させた。コンピューターおよび天秤を用い、時間の関数として20秒間隔でゲル層を通過する液体量を10分間記録した。膨潤したゲル44(の主に粒子間)を通過する流速Fs(t)は増加重量(g)を増加時間(s)で割ることにより[g/s]の単位で決定した。一定の静水圧と安定した流速が得られた時間をTsとし、Tsと10分間の間に得たデータのみを流速計算に使用して、Tsと10分間の間に得た流速を使用してFs(t=0)の値、つまりゲル層を通る最初の流速を計算した。具体的には、Fs(t)対時間の最小2乗法の結果をt=0に外挿することにより、Fs(t=0)を算出した。   As a measurement operation, a water-absorbing resin (0.900 g) uniformly placed in the container 40 is swollen for 60 minutes in an artificial urine under a pressure of 0.3 psi (2.07 kPa), and the height of the gel layer of the gel 44 is measured. Then, under a pressure of 0.3 psi (2.07 kPa), a 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution 33 was passed through the swelled gel layer from the tank 31 at a constant hydrostatic pressure. Using a computer and a balance, the amount of liquid passing through the gel layer at 20 second intervals as a function of time was recorded for 10 minutes. The flow rate Fs (t) passing through the swollen gel 44 (mainly between the particles) was determined in units of [g / s] by dividing the increased weight (g) by the increased time (s). Let Ts be the time at which a constant hydrostatic pressure and a stable flow rate were obtained, use only the data obtained between Ts and 10 minutes for the flow rate calculation, and use the flow rate obtained between Ts and 10 minutes. The value of Fs (t = 0), ie the initial flow rate through the gel layer, was calculated. Specifically, Fs (t = 0) was calculated by extrapolating the result of least squares of Fs (t) versus time to t = 0.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

ここで、
Fs(t):[g/s]で表した流速、
L0:cmで表したゲル層の高さ、
ρ:0.69重量%塩化ナトリウム水溶液の密度(1.003g/cm)、
A:セル41中のゲル層上側の面積(28.27cm)、
ΔP:ゲル層にかかる静水圧(4920dyne/cm)、および
SFC値の単位は(10−7・cm・s・g−1)である。
here,
Fs (t): flow rate expressed in [g / s],
L0: height of the gel layer expressed in cm,
ρ: density of a 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution (1.003 g / cm 3 ),
A: Area above the gel layer in the cell 41 (28.27 cm 2 ),
ΔP: Hydrostatic pressure applied to the gel layer (4920 dyne / cm 2 ), and the unit of SFC value is (10 −7 · cm 3 · s · g −1 ).

(製造例1)
シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中に、60モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5437g(単量体濃度:39重量%)を仕込み、当該水溶液に内部架橋剤であるポリエチレングリコールジアクリレート(平均エチレンオキサイドユニット数:n=9)7.90gを溶解させて反応液とした。次いで、この反応液を窒素ガス雰囲気下において脱気した。続いて、重合開始剤である過硫酸ナトリウムの10重量%水溶液30.19gおよびL−アスコルビン酸の0.1重量%水溶液25.16gを撹拌しながら反応液に添加した。その結果、約1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら、20〜95℃にて重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体の粒子径は5mm以下であった。この粉砕された含水ゲル状架橋重合体を50メッシュ(目開き300μm)の金網上に広げ、175℃にて50分間熱風乾燥した。このようにして、不定形で、容易に粉砕されうる粉末状凝集体を得た。
(Production Example 1)
An aqueous solution of sodium acrylate having a neutralization rate of 60 mol% (monomer) in a reactor formed by attaching a lid to a stainless steel double-armed kneader with an internal volume of 10 L having two sigma type blades and a jacket (Concentration: 39% by weight), and 7.90 g of polyethylene glycol diacrylate (average number of ethylene oxide units: n = 9) as an internal crosslinking agent was dissolved in the aqueous solution to prepare a reaction solution. Subsequently, this reaction liquid was deaerated under a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 30.19 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium persulfate as a polymerization initiator and 25.16 g of a 0.1 wt% aqueous solution of L-ascorbic acid were added to the reaction solution while stirring. As a result, polymerization started after about 1 minute. Then, polymerization was performed at 20 to 95 ° C. while pulverizing the generated gel, and a hydrous gel-like crosslinked polymer was taken out 30 minutes after the polymerization started. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a particle size of 5 mm or less. The crushed water-containing gel-like crosslinked polymer was spread on a 50 mesh (mesh opening 300 μm) wire net and dried with hot air at 175 ° C. for 50 minutes. In this way, an agglomerated powdery aggregate that can be easily pulverized was obtained.

得られた粉末状凝集体をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き710μmのJIS標準ふるいを用いて分級した。次いで、前記の操作で目開き710μmのふるいを通過した粒子を目開き150μmのJIS標準ふるいを用いて分級し、目開き150μmのふるいを通過した粒子を除去した。このようにして、吸水性樹脂(A)を得た。   The obtained powdery aggregate was pulverized using a roll mill, and further classified using a JIS standard sieve having an aperture of 710 μm. Next, the particles that passed through the sieve having an aperture of 710 μm by the above operation were classified using a JIS standard sieve having an aperture of 150 μm, and the particles that passed through the sieve having an aperture of 150 μm were removed. In this way, a water absorbent resin (A) was obtained.

得られた吸水性樹脂(A)の粒度分布を下記表1に、各種評価結果を下記表2に示す。   The particle size distribution of the obtained water absorbent resin (A) is shown in Table 1 below, and various evaluation results are shown in Table 2 below.

(製造例2)
シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中に、90モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5443g(単量体濃度:39重量%)を仕込み、当該水溶液に内部架橋剤であるポリエチレングリコールジアクリレート(平均エチレンオキサイドユニット数:n=9)6.11gを溶解させて反応液とした。次いで、この反応液を窒素ガス雰囲気下において脱気した。続いて、重合開始剤である過硫酸ナトリウムの10重量%水溶液28.02gおよびL−アスコルビン酸の0.1重量%水溶液23.35gを撹拌しながら反応液に添加した。その結果、約1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら、20〜95℃にて重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体の粒子径は5mm以下であった。この粉砕された含水ゲル状架橋重合体を50メッシュ(目開き300μm)の金網上に広げ、175℃にて50分間熱風乾燥した。このようにして、不定形で、容易に粉砕されうる粉末状凝集体を得た。
(Production Example 2)
An aqueous solution of sodium acrylate having a neutralization rate of 90 mol% (monomer) in a reactor formed by attaching a lid to a stainless steel double-armed kneader with an internal volume of 10 L and having two sigma-shaped blades Concentration: 39% by weight) was charged, and 6.11 g of polyethylene glycol diacrylate (average number of ethylene oxide units: n = 9) as an internal crosslinking agent was dissolved in the aqueous solution to prepare a reaction solution. Subsequently, this reaction liquid was deaerated under a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 28.02 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium persulfate as a polymerization initiator and 23.35 g of a 0.1 wt% aqueous solution of L-ascorbic acid were added to the reaction solution while stirring. As a result, polymerization started after about 1 minute. Then, polymerization was performed at 20 to 95 ° C. while pulverizing the generated gel, and a hydrous gel-like crosslinked polymer was taken out 30 minutes after the polymerization started. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a particle size of 5 mm or less. The crushed water-containing gel-like crosslinked polymer was spread on a 50 mesh (mesh opening 300 μm) wire net and dried with hot air at 175 ° C. for 50 minutes. In this way, an agglomerated powdery aggregate that can be easily pulverized was obtained.

得られた粉末状凝集体をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き710μmのJIS標準ふるいを用いて分級した。次いで、前記の操作で目開き710μmのふるいを通過した粒子を目開き150μmのJIS標準ふるいを用いて分級し、目開き150μmのふるいを通過した粒子を除去した。このようにして、吸水性樹脂(B)を得た。   The obtained powdery aggregate was pulverized using a roll mill, and further classified using a JIS standard sieve having an aperture of 710 μm. Next, the particles that passed through the sieve having an aperture of 710 μm by the above operation were classified using a JIS standard sieve having an aperture of 150 μm, and the particles that passed through the sieve having an aperture of 150 μm were removed. In this way, a water absorbent resin (B) was obtained.

得られた吸水性樹脂(B)の粒度分布を下記表1に、各種評価結果を下記表2に示す。なお、下記表1において、「850μm以上」は、分級操作後に目開き850μmの篩の上に残存した吸水性樹脂の割合(重量%)を示す。「45μm以下」は、分級操作後に目開き45μmの篩を通過した吸水性樹脂の割合(重量%)を示す。「x〜yμm」は、分級操作後に目開きxμmの篩を通過し、目開きyμmの篩の上に残存した吸水性樹脂の割合(重量%)を示す。   The particle size distribution of the obtained water absorbent resin (B) is shown in Table 1 below, and various evaluation results are shown in Table 2 below. In Table 1 below, “850 μm or more” indicates the ratio (% by weight) of the water-absorbing resin remaining on the sieve having an opening of 850 μm after the classification operation. “45 μm or less” indicates the ratio (% by weight) of the water-absorbent resin that passed through a sieve having an opening of 45 μm after the classification operation. “X to y μm” indicates the ratio (% by weight) of the water-absorbent resin that passed through the sieve having an opening of x μm and remained on the sieve having an opening of y μm after the classification operation.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(実施例1)
ベースポリマーとしての吸水性樹脂(A)500gを5Lレーディゲミキサー(Loedige社製、型式M5R)に加え、300rpmで撹拌下、過硫酸アンモニウム12.5g、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(数平均分子量 約2,000)2.5g、水120gを予め混合した処理液を噴霧した。室温で3分間撹拌混合を続け、添加した水を粒子内部に浸透拡散させた後、一度撹拌を停止し、プロシェアミキサーの試料投入口を取り外した。吸水性樹脂組成物(1)の表面含水率は10.4重量%であった。
Example 1
500 g of the water-absorbent resin (A) as a base polymer was added to a 5 L Leedige mixer (manufactured by Loedige, model M5R), and stirred at 300 rpm, 12.5 g of ammonium persulfate, polyethylene glycol monomethyl ether (number average molecular weight of about 2, 000) 2.5 g and water 120 g in advance were sprayed. Stirring and mixing were continued at room temperature for 3 minutes, and the added water was permeated and diffused inside the particles. Then, the stirring was once stopped and the sample inlet of the proshear mixer was removed. The water content of the surface of the water absorbent resin composition (1) was 10.4% by weight.

吸水性樹脂組成物(1)に対して、開口部に厚さ3mmの石英製のガラス板を乗せた後、300rpmで撹拌を再開し(再開までの所要時間は30秒間)、1kWメタルハライドランプ(ウシオ電機製、UVL−1500M2−N1)を取り付けた紫外線照射装置(同、UV−152/1MNSC3−AA06)をランプの中心と石英板との距離が8cmになるように設置して室温で15分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(1)を得た。   A quartz glass plate having a thickness of 3 mm was placed on the opening of the water absorbent resin composition (1), and then stirring was resumed at 300 rpm (required time for restarting was 30 seconds). 1 kW metal halide lamp ( A UV irradiation device (UV-152 / 1MNSC3-AA06) equipped with Ushio Electric's UVL-1500M2-N1) is installed so that the distance between the center of the lamp and the quartz plate is 8 cm, and 15 minutes at room temperature. Ultraviolet rays were irradiated to obtain a modified water absorbent resin (1).

得られた改質された吸水性樹脂(1)の各種評価結果を下記表2に示す。なお、下記表2に示した「全体含水率補正後のCRC」及び「全体含水率補正後のAAP」は、以下に示す計算式によって算出した。なお、下記式において、「全体含水率補正前のCRC」とは、上記(5)の全体含水率を測定する前の吸水性樹脂の遠心分離機保持容量(CRC)であり、また、「全体含水率補正前のAAP」とは、上記(5)の全体含水率を測定する前の吸水性樹脂の加圧下吸収倍率(AAP)である。   Various evaluation results of the resulting modified water absorbent resin (1) are shown in Table 2 below. In addition, “CRC after correction of total moisture content” and “AAP after correction of total moisture content” shown in Table 2 below were calculated by the following calculation formulas. In the following formula, “CRC before correction of total moisture content” is the centrifuge retention capacity (CRC) of the water-absorbent resin before measuring the total moisture content of (5) above. “AAP before moisture content correction” is the absorption capacity (AAP) under pressure of the water absorbent resin before measuring the total moisture content in (5) above.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

Figure 2007326912
Figure 2007326912

(実施例2)
処理液中の水量を160gに変えたこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、表面含水率12.5重量%の吸水性樹脂組成物(2)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、吸水性樹脂組成物(2)に対して15分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(2)を得た。
(Example 2)
A water absorbent resin composition (2) having a surface moisture content of 12.5% by weight was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water in the treatment liquid was changed to 160 g. Further, the water absorbent resin composition (2) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes in the same manner as in Example 1 to obtain a modified water absorbent resin (2).

得られた改質された吸水性樹脂(2)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the obtained modified water absorbent resin (2) are shown in Table 2 below.

(実施例3)
処理液中の水量を200gに変えたこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、表面含水率15.5重量%の吸水性樹脂組成物(3)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、吸水性樹脂組成物(3)に対して15分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(3)を得た。
(Example 3)
A water absorbent resin composition (3) having a surface moisture content of 15.5% by weight was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water in the treatment liquid was changed to 200 g. Further, the water absorbent resin composition (3) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes in the same manner as in Example 1 to obtain a modified water absorbent resin (3).

得られた改質された吸水性樹脂(3)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified water absorbent resin (3) are shown in Table 2 below.

(実施例4)
上記の実施例2と同様の手法により表面含水率12.5重量%の吸水性樹脂組成物(4)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、吸水性樹脂組成物(4)に対して1分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(4)を得た。
Example 4
A water absorbent resin composition (4) having a surface moisture content of 12.5% by weight was obtained in the same manner as in Example 2 above. Further, the water absorbent resin composition (4) was irradiated with ultraviolet rays for 1 minute in the same manner as in Example 1 to obtain a modified water absorbent resin (4).

得られた改質された吸水性樹脂(4)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified water absorbent resin (4) are shown in Table 2 below.

(実施例5)
ベースポリマーとして吸水性樹脂(B)を用いたこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、表面含水率6.5重量%の吸水性樹脂組成物(5)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、吸水性樹脂組成物(5)に対して15分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(5)を得た。
(Example 5)
A water absorbent resin composition (5) having a surface water content of 6.5% by weight was obtained in the same manner as in Example 1 except that the water absorbent resin (B) was used as the base polymer. Further, the water absorbent resin composition (5) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes in the same manner as in Example 1 to obtain a modified water absorbent resin (5).

得られた改質された吸水性樹脂(5)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified water-absorbing resin (5) are shown in Table 2 below.

(実施例6)
ベースポリマーとして吸水性樹脂(B)を用いたこと以外は、上記の実施例2と同様の手法により、表面含水率6.7重量%の吸水性樹脂組成物(6)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、吸水性樹脂組成物(6)に対して15分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(6)を得た。
(Example 6)
A water absorbent resin composition (6) having a surface moisture content of 6.7% by weight was obtained in the same manner as in Example 2 except that the water absorbent resin (B) was used as the base polymer. Further, the water absorbent resin composition (6) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes by the same method as in Example 1 to obtain a modified water absorbent resin (6).

得られた改質された吸水性樹脂(6)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified water absorbent resin (6) are shown in Table 2 below.

(実施例7)
ベースポリマーとして吸水性樹脂(B)を用いたこと以外は、上記の実施例3と同様の手法により、表面含水率9.6重量%の吸水性樹脂組成物(7)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、吸水性樹脂組成物(7)に対して15分間紫外線を照射し、改質された吸水性樹脂(7)を得た。
(Example 7)
A water absorbent resin composition (7) having a surface moisture content of 9.6% by weight was obtained in the same manner as in Example 3 except that the water absorbent resin (B) was used as the base polymer. Further, the water absorbent resin composition (7) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes by the same method as in Example 1 to obtain a modified water absorbent resin (7).

得られた改質された吸水性樹脂(7)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified water absorbent resin (7) are shown in Table 2 below.

(比較例1)
処理液中の水量を20gに変えたこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、表面含水率1.9重量%の比較吸水性樹脂組成物(1)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、比較吸水性樹脂組成物(1)に対して15分間紫外線を照射し、改質された比較吸水性樹脂(1)を得た。
(Comparative Example 1)
A comparative water absorbent resin composition (1) having a surface moisture content of 1.9% by weight was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water in the treatment liquid was changed to 20 g. Moreover, the comparative water-absorbent resin composition (1) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes in the same manner as in Example 1 to obtain a modified comparative water-absorbent resin (1).

得られた改質された比較吸水性樹脂(1)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified comparative water absorbent resin (1) are shown in Table 2 below.

(比較例2)
処理液中の水量を40gに変えたこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、表面含水率4.5重量%の比較吸水性樹脂組成物(2)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、比較吸水性樹脂組成物(2)に対して15分間紫外線を照射し、改質された比較吸水性樹脂(2)を得た。
(Comparative Example 2)
A comparative water absorbent resin composition (2) having a surface moisture content of 4.5% by weight was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water in the treatment liquid was changed to 40 g. Further, the comparative water absorbent resin composition (2) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes by the same method as in Example 1 to obtain a modified comparative water absorbent resin (2).

得られた改質された比較吸水性樹脂(2)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified comparative water absorbent resin (2) are shown in Table 2 below.

(比較例3)
処理液中の水量を80gに変えたこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、表面含水率7.9重量%の比較吸水性樹脂組成物(3)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、比較吸水性樹脂組成物(3)に対して15分間紫外線を照射し、改質された比較吸水性樹脂(3)を得た。
(Comparative Example 3)
A comparative water absorbent resin composition (3) having a surface moisture content of 7.9% by weight was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water in the treatment liquid was changed to 80 g. Moreover, the comparative water-absorbent resin composition (3) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes by the same method as in Example 1 to obtain a modified comparative water-absorbent resin (3).

得られた改質された比較吸水性樹脂(3)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified comparative water absorbent resin (3) are shown in Table 2 below.

(比較例4)
上記の比較例2と同様の手法により表面含水率4.5重量%の比較吸水性樹脂組成物(4)を得た。また、上記の実施例4と同様の手法により、比較吸水性樹脂組成物(4)に対して1分間紫外線を照射し、改質された比較吸水性樹脂(4)を得た。
(Comparative Example 4)
A comparative water absorbent resin composition (4) having a surface water content of 4.5% by weight was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 above. Further, the comparative water absorbent resin composition (4) was irradiated with ultraviolet rays for 1 minute by the same method as in Example 4 to obtain a modified comparative water absorbent resin (4).

得られた改質された比較吸水性樹脂(4)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified comparative water absorbent resin (4) are shown in Table 2 below.

(比較例5)
ベースポリマーとして吸水性樹脂(B)を用いたこと以外は、上記の比較例1と同様の手法により、表面含水率1.1重量%の比較吸水性樹脂組成物(5)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、比較吸水性樹脂組成物(5)に対して15分間紫外線を照射し、改質された比較吸水性樹脂(5)を得た。
(Comparative Example 5)
A comparative water absorbent resin composition (5) having a surface moisture content of 1.1% by weight was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the water absorbent resin (B) was used as the base polymer. Moreover, the comparative water-absorbent resin composition (5) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes in the same manner as in Example 1 to obtain a modified comparative water-absorbent resin (5).

得られた改質された比較吸水性樹脂(5)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified comparative water absorbent resin (5) are shown in Table 2 below.

(比較例6)
ベースポリマーとして吸水性樹脂(B)を用いたこと以外は、上記の比較例3と同様の手法により、表面含水率5.2重量%の比較吸水性樹脂組成物(6)を得た。また、上記の実施例1と同様の手法により、比較吸水性樹脂組成物(6)に対して15分間紫外線を照射し、改質された比較吸水性樹脂(6)を得た。
(Comparative Example 6)
A comparative water absorbent resin composition (6) having a surface water content of 5.2% by weight was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that the water absorbent resin (B) was used as the base polymer. Moreover, the comparative water-absorbent resin composition (6) was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes in the same manner as in Example 1 to obtain a modified comparative water-absorbent resin (6).

得られた改質された比較吸水性樹脂(6)の各種評価結果を下記の表2に示す。   Various evaluation results of the resulting modified comparative water absorbent resin (6) are shown in Table 2 below.

Figure 2007326912
Figure 2007326912

表2に示す結果から、本発明の製法によれば、吸水性樹脂の表面含水率を所定の値以上に制御した状態で、水およびラジカル重合開始剤を含む吸水性樹脂組成物に対して活性エネルギー線を照射することにより、吸水性樹脂粒子表面の改質が効率的に行われ、かつ、吸水特性に優れる吸水性樹脂が製造されうることが示される。また、実施例4の結果から、多量の水を吸水性樹脂に添加して吸水性樹脂の表面含水率を所定の値以上に制御した状態で、活性エネルギー線を照射することによって、活性エネルギー線照射時間が短かくとも、吸水性樹脂粒子表面の改質が効率的に行われ、かつ、吸水特性に優れる吸水性樹脂が製造されうることもまた示される。   From the results shown in Table 2, according to the production method of the present invention, the surface water content of the water-absorbent resin is controlled to a predetermined value or more and is active against the water-absorbent resin composition containing water and a radical polymerization initiator. By irradiating energy rays, it is shown that the surface of the water-absorbent resin particles can be efficiently modified and a water-absorbent resin having excellent water absorption characteristics can be produced. Moreover, from the result of Example 4, by adding a large amount of water to the water-absorbent resin and irradiating the active energy beam with the surface moisture content of the water-absorbent resin controlled to a predetermined value or more, the active energy beam is obtained. It is also shown that even when the irradiation time is short, the surface of the water-absorbing resin particles can be efficiently modified and a water-absorbing resin having excellent water absorption characteristics can be produced.

本発明によれば、吸水性樹脂を改質するにあたって、室温付近の反応温度でも十分に表面処理可能であり、得られる改質された吸水性樹脂は、吸水特性に優れるため、紙おむつ等として利用することができ、産業上有用である。   According to the present invention, when modifying a water-absorbent resin, it can be sufficiently surface-treated even at a reaction temperature near room temperature, and the resulting modified water-absorbent resin is excellent in water-absorbing properties, so that it can be used as a paper diaper or the like. Can be industrially useful.

食塩水流れ誘導性(SFC)の測定に用いる測定装置の概略図である。It is the schematic of the measuring apparatus used for the measurement of a saline flow conductivity (SFC).

Claims (14)

改質された吸水性樹脂の製法であって、
a)エチレン性不飽和単量体を添加せずに、吸水性樹脂と、水と、水溶性ラジカル重合開始剤とを混合して吸水性樹脂組成物を得る混合工程と、
b)該混合工程で得られた該吸水性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、
を含み、該混合工程a)における該水の混合量が、該吸水性樹脂100重量部に対して20重量部を超えて100重量部以下であり、該照射工程b)における少なくともいずれかの時点での該吸水性樹脂組成物中の該吸水性樹脂の表面含水率を、吸水性樹脂100重量%に対して3.0重量%以上に制御することを特徴とする、改質された吸水性樹脂の製法。
A method for producing a modified water absorbent resin,
a) a mixing step of mixing a water-absorbent resin, water, and a water-soluble radical polymerization initiator without adding an ethylenically unsaturated monomer to obtain a water-absorbent resin composition;
b) an irradiation step of irradiating the water-absorbent resin composition obtained in the mixing step with active energy rays;
The mixing amount of the water in the mixing step a) is more than 20 parts by weight and not more than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin, and at least one point in the irradiation step b) The surface water content of the water-absorbent resin in the water-absorbent resin composition is controlled to 3.0% by weight or more with respect to 100% by weight of the water-absorbent resin. Production method of resin.
該水溶性ラジカル重合開始剤は、過硫酸塩、過酸化水素及び水溶性アゾ化合物からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The method for producing a modified water-absorbent resin according to claim 1, wherein the water-soluble radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of persulfate, hydrogen peroxide and a water-soluble azo compound. 改質された吸水性樹脂の製法であって、
a)エチレン性不飽和単量体を添加せずに、吸水性樹脂と、水と、熱分解性ラジカル重合開始剤とを混合して吸水性樹脂組成物を得る混合工程と、
b)該混合工程で得られた該吸水性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、
を含み、該混合工程a)における該水の混合量が、該吸水性樹脂100重量部に対して20重量部を超えて100重量部以下であり、該照射工程b)における少なくともいずれかの時点での該吸水性樹脂組成物中の該吸水性樹脂の表面含水率を、吸水性樹脂100重量%に対して3.0重量%以上に制御することを特徴とする、改質された吸水性樹脂の製法。
A method for producing a modified water absorbent resin,
a) a mixing step of mixing a water-absorbent resin, water, and a thermally decomposable radical polymerization initiator without adding an ethylenically unsaturated monomer to obtain a water-absorbent resin composition;
b) an irradiation step of irradiating the water-absorbent resin composition obtained in the mixing step with active energy rays;
The mixing amount of the water in the mixing step a) is more than 20 parts by weight and not more than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin, and at least one point in the irradiation step b) The surface water content of the water-absorbent resin in the water-absorbent resin composition is controlled to 3.0% by weight or more with respect to 100% by weight of the water-absorbent resin. Production method of resin.
該熱分解性ラジカル重合開始剤は、過硫酸塩、過酸化水素及びアゾ化合物からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項3に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The method for producing a modified water-absorbent resin according to claim 3, wherein the thermally decomposable radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of persulfate, hydrogen peroxide and azo compounds. 該照射工程の開始時における該表面含水率を3.0重量%以上に制御する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The method for producing a modified water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface moisture content at the start of the irradiation step is controlled to 3.0 wt% or more. 該混合工程における該ラジカル重合開始剤の混合量が、該吸水性樹脂100重量部に対して0.01〜20重量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The modified amount according to any one of claims 1 to 5, wherein the mixing amount of the radical polymerization initiator in the mixing step is 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. Manufacturing method of water-absorbent resin. 該混合工程において、該ラジカル重合開始剤は、水溶液の形態で混合される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The method for producing a modified water-absorbing resin according to any one of claims 1 to 6, wherein in the mixing step, the radical polymerization initiator is mixed in the form of an aqueous solution. 該混合工程a)と同時にまたは該混合工程a)の前に、該吸水性樹脂に対して混合助剤を添加する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The modified water-absorbing property according to any one of claims 1 to 7, wherein a mixing aid is added to the water-absorbing resin simultaneously with the mixing step a) or before the mixing step a). Production method of resin. 該吸水性樹脂は、酸基を含有しかつ50〜75モル%の中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The water-absorbing resin contains acid groups and has a neutralization rate of 50 to 75 mol% (mol% of neutralized acid groups in all acid groups). A process for producing the modified water-absorbent resin described in 1. 該活性エネルギー線が紫外線である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The method for producing a modified water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 9, wherein the active energy rays are ultraviolet rays. 該吸水性樹脂が、アクリル酸(塩)を主成分とするモノマーを重合して得られる粉末状吸水性樹脂である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The modified water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 10, wherein the water-absorbent resin is a powder water-absorbent resin obtained by polymerizing a monomer mainly composed of acrylic acid (salt). Production method of resin. 該吸水性樹脂が、150〜850μmの範囲の粒径の粒子を90〜100重量%含むものである、請求項1〜11のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The method for producing a modified water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 11, wherein the water-absorbent resin contains 90 to 100% by weight of particles having a particle size in the range of 150 to 850 µm. 改質後の吸水性樹脂の4.83kPaの生理食塩水に対する加圧下吸収倍率が、8〜40g/gである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。   The modified water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 12, wherein the modified water-absorbent resin has an absorption capacity under pressure with respect to 4.83 kPa physiological saline of 8 to 40 g / g. The manufacturing method. 改質後の吸水性樹脂の食塩水流れ誘導性が、10(×10−7・cm・s・g−1)以上である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の改質された吸水性樹脂の製法。 The modification | reformation of any one of Claims 1-13 whose salt solution flow-inductivity of the water absorbing resin after modification | reformation is 10 (* 10 < -7 > * cm < 3 > * s * g < -1 >) or more. Of the water-absorbing resin made.
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