JP2011231188A - Polyacrylic acid (salt) based water-absorbing resin and its manufacturing method - Google Patents

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Masahiro Kamimura
政宏 上村
Tomotsugu Matsumoto
智嗣 松本
Tomonori Miura
友紀 三浦
Kunihiko Ishizaki
邦彦 石▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-absorbing resin in which too much purification process is not needed even if acrylic acid is biomass origin, which is a water-absorbing resin excessively consumed by a paper diaper or the like, and is water-absorbing resin which is gentle to earth environment and in which regenerating is possible, and in which whiteness is high, and coloring is little with the passage of time.SOLUTION: The polyacrylic acid (salt) based water-absorbing resin is a polyacrylic acid (salt) based water-absorbing resin which has an internal cross linkage structure obtained by carrying out polymerization of a water-soluble unsaturated monomer, and is characterized in that a carbon stable isotope ratio (δC) measured by an accelerator mass spectrometry is at least -20 per mill.

Description

本発明は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、再生可能な動植物由来の有機性資源から得られる単量体を原料とする吸水性樹脂であり、白色度が高く、経時着色の少ないポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin and a method for producing the same. More specifically, it is a water-absorbent resin made from monomers obtained from renewable animal and plant-derived organic resources, a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin having high whiteness and little coloration over time, and its It relates to a manufacturing method.

近年、高度の吸水性を有する吸水性樹脂が開発され、紙オムツ、生理用ナプキン等の吸収性物品、さらには、農園芸用保水剤、工業用止水材等として、主に使い捨て用途に多用されている。   In recent years, water-absorbing resins having a high water-absorbing property have been developed, and are widely used mainly in disposable applications as absorbent articles such as paper diapers and sanitary napkins, as well as water-holding agents for agriculture and horticulture, industrial water-stopping materials Has been.

また近年、地球環境の問題から、石油等の枯渇性エネルギー資源(以下、「化石資源」と称する)に代えて、現生生物体構成物質である再生可能な、動植物由来の有機性資源で上記化石資源を除いたもの(以下、「バイオマス」と称する)を、利用しようとする動きが活発化している。吸水性樹脂の分野においても、バイオマスから得られる単量体を原料として用いる研究が進められている。   In recent years, due to problems in the global environment, instead of oil and other depletable energy resources (hereinafter referred to as “fossil resources”), the above-mentioned fossils are replaced by renewable organic and plant-derived organic resources that are constituents of living organisms. The movement to use resources excluding resources (hereinafter referred to as “biomass”) has become active. Also in the field of water-absorbing resins, research using monomers obtained from biomass as raw materials is in progress.

吸水性樹脂は、これまでに種々の観点から数多くの規定(パラメーター測定法)が提案されており、例えば、無加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、吸水速度、無加圧下通液性、加圧下通液性、耐衝撃性、耐尿性、流動性、ゲル強度、初期色調(白色度)、経時着色、粒度等の物性向上が求められている。そして、その原料として多くの単量体や親水性高分子化合物が提案されている。中でもアクリル酸および/またはその塩を原料として用いたポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂が、その吸水性能の高さから工業的に最も多く用いられている。   Many rules (parameter measurement methods) have been proposed for water-absorbing resins from various viewpoints. For example, water absorption capacity under no pressure, water absorption capacity under pressure, water absorption speed, liquid permeability under no pressure, There are demands for improvements in physical properties such as liquid permeability, impact resistance, urine resistance, fluidity, gel strength, initial color tone (whiteness), coloration with time, and particle size. And many monomers and hydrophilic polymer compounds are proposed as the raw material. Of these, polyacrylic acid (salt) water-absorbing resins using acrylic acid and / or a salt thereof as a raw material are industrially most frequently used because of their high water absorption performance.

しかしながら、上記物性の向上を目的として開発されている吸水性樹脂ではあるが、紙オムツ等の吸収性物品の使用において、未だ十分な性能を発揮しているとは言い難い状況である。特に、白色度や経時着色については、化石資源由来の単量体を用いる場合には顕著であった。   However, although it is a water-absorbing resin developed for the purpose of improving the above physical properties, it is difficult to say that it still exhibits sufficient performance in the use of absorbent articles such as paper diapers. In particular, whiteness and coloration with time were significant when using a fossil resource-derived monomer.

そこで、原材料の単量体や吸水性樹脂の処理方法に着目して、吸水性樹脂の白色度向上や着色防止技術の提案がなされてきた(特許文献1〜27等)。具体的には、アクリル酸中のメトキシフェノールを10〜160ppmに制御する技術(特許文献1)、アクリル酸中のハイドロキノンを0.2ppm以下に制御する技術(特許文献2)、単量体を活性炭で処理する技術(特許文献3)、重合禁止剤としてトコフェノールを使用する技術(特許文献4)、重合禁止剤としてN−オキシル化合物やマンガン化合物等を使用する技術(特許文献5)、メトキシフェノールおよび特定の多価金属塩を使用する技術(特許文献6、7)等が知られている。   Then, paying attention to the raw material monomer and the method for treating the water-absorbent resin, proposals have been made for improving the whiteness of the water-absorbent resin and preventing coloring (Patent Documents 1 to 27, etc.). Specifically, a technique for controlling methoxyphenol in acrylic acid to 10 to 160 ppm (Patent Document 1), a technique for controlling hydroquinone in acrylic acid to 0.2 ppm or less (Patent Document 2), and a monomer for activated carbon (Patent Document 3), a technique using tocophenol as a polymerization inhibitor (Patent Document 4), a technique using an N-oxyl compound or a manganese compound as a polymerization inhibitor (Patent Document 5), methoxyphenol And the technique (patent documents 6, 7) etc. which use a specific polyvalent metal salt are known.

また、吸水性樹脂の着色防止技術として、次亜リン酸塩等の還元剤を添加する技術(特許文献8)、酸化防止剤を添加する技術(特許文献9、10)、金属キレートおよび必要によりその他還元剤等を添加する技術(特許文献11〜15)、有機カルボン酸および必要によりその他化合物等を添加する技術(特許文献16〜19)等が知られている。さらに、吸水性樹脂の重合工程における重合開始剤に着目した技術(特許文献20〜22)や、着色原因物質としての鉄に着目し、還元剤等中の鉄含有量を制御する技術(特許文献23、24)、単量体にアクリル酸アンモニウム塩を用いる技術(特許文献25)、乾燥工程や表面架橋工程での酸素量を制御する技術(特許文献26、27)が提案されている。   In addition, as a technique for preventing coloring of the water-absorbent resin, a technique of adding a reducing agent such as hypophosphite (Patent Document 8), a technique of adding an antioxidant (Patent Documents 9 and 10), a metal chelate and, if necessary, Other techniques for adding a reducing agent and the like (Patent Documents 11 to 15), techniques for adding an organic carboxylic acid and other compounds as necessary (Patent Documents 16 to 19), and the like are known. Furthermore, a technique (Patent Documents 20 to 22) that focuses on a polymerization initiator in a polymerization process of a water-absorbent resin, or a technique that controls iron content in a reducing agent or the like by focusing on iron as a color-causing substance (Patent Documents) 23, 24), a technique using an ammonium acrylate salt as a monomer (Patent Document 25), and a technique (Patent Documents 26 and 27) for controlling the amount of oxygen in a drying process or a surface cross-linking process.

国際公開第2003/051940号パンフレットInternational Publication No. 2003/051940 Pamphlet 米国特許第6444744号明細書US Pat. No. 6,444,744 国際公開第2004/052819号パンフレットInternational Publication No. 2004/052819 Pamphlet 国際公開第2003/053482号パンフレットInternational Publication No. 2003/053482 Pamphlet 国際公開第2008/096713号パンフレットInternational Publication No. 2008/096713 Pamphlet 国際公開第2008/092843号パンフレットInternational Publication No. 2008/092843 Pamphlet 国際公開第2008/092842号パンフレットInternational Publication No. 2008/092842 Pamphlet 米国特許第6359049号明細書US Pat. No. 6,359,049 国際公開第2009/060062号パンフレットInternational Publication No. 2009/060062 Pamphlet 国際公開第2009/011717号パンフレットInternational Publication No. 2009/011717 Pamphlet 米国特許出願公開第2005/085604号明細書US Patent Application Publication No. 2005/085604 国際公開第2003/059961号パンフレットInternational Publication No. 2003/059961 Pamphlet 欧州特許第1645596号明細書European Patent No. 1645596 日本国登録特許第3107873号公報Japanese Registered Patent No. 3107873 国際公開第2009/005114号パンフレットInternational Publication No. 2009/005114 Pamphlet 国際公開第2008/026772号パンフレットInternational Publication No. 2008/026752 Pamphlet 特開2000−327926号公報JP 2000-327926 A 特開2003−052742号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-057422 特開2005−186016号公報JP 2005-186016 A 特開平4−331205号公報JP-A-4-331205 米国特許出願公開第2006/089611号明細書US Patent Application Publication No. 2006/089611 米国特許第7528291号明細書US Pat. No. 7,528,291 国際公開第2007/072969号パンフレットInternational Publication No. 2007/072969 Pamphlet 米国特許出願公開第2006/074160号明細書US Patent Application Publication No. 2006/074160 国際公開第2006/109882号パンフレットInternational Publication No. 2006/109882 Pamphlet 米国特許出願公開第2007/293632号明細書US Patent Application Publication No. 2007/293632 国際公開第2006/008905号パンフレットInternational Publication No. 2006/008905 Pamphlet

しかしながら、特許文献1〜27に開示された着色防止技術を、バイオマス由来の単量体や吸水性樹脂に適用しても、依然として、吸水性樹脂の白色度および経時着色にバラつきが見られ、その効果は十分であるとは言い難い状況であった。   However, even when the anti-coloring technology disclosed in Patent Documents 1 to 27 is applied to biomass-derived monomers and water-absorbing resins, variations in the whiteness and coloration over time of the water-absorbing resins are still observed. It was difficult to say that the effect was sufficient.

さらに、バイオマス由来の単量体の純度を高める、吸水性樹脂の重合条件や乾燥条件を最適化する、あるいは、新たな着色防止剤(例えば、還元剤)を使用する等の着色防止技術では、生産コストの増大や生産性の低下、着色防止剤の使用による安全性や吸水特性の低下等の問題が生じるおそれがあった。   Furthermore, in the anti-coloring technology such as increasing the purity of the biomass-derived monomer, optimizing the polymerization conditions and drying conditions of the water-absorbent resin, or using a new anti-coloring agent (for example, a reducing agent), There is a possibility that problems such as an increase in production cost, a decrease in productivity, and a decrease in safety and water absorption characteristics due to the use of a coloring inhibitor may occur.

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性や製造コストおよび安全性等を犠牲にすることなく、白色度が高く、経時着色の少ない吸水性樹脂を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a water-absorbing resin with high whiteness and little coloration over time without sacrificing productivity, manufacturing cost, safety, and the like. There is to do.

さらなる目的は、バイオマス由来のアクリル酸であっても過度の精製工程を必要とせず、紙オムツ等で大量消費される吸水性樹脂であり、地球環境に優しい再生可能な吸水性樹脂であって、白色度が高く、経時着色の少ない吸水性樹脂を提供することにある。   A further object is a water-absorbent resin that does not require excessive purification steps even with biomass-derived acrylic acid, and is consumed in large quantities by paper diapers, etc., and is a renewable water-absorbent resin that is friendly to the global environment, An object of the present invention is to provide a water-absorbent resin having high whiteness and little coloration with time.

かかる課題を解決するために鋭意検討した結果、C4植物を出発原料とするバイオマスから合成されるアクリル酸を吸水性樹脂の原料として用いる場合、C4植物のアルコール発酵時に副生するジヒドロキシアセトンが着色原因物質であることを見出し、上記アクリル酸中のジヒドロキシアセトン含有量を特定量に制御することで、得られる吸水性樹脂の白色度向上および経時着色の低減が可能であることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent studies to solve such problems, when acrylic acid synthesized from biomass starting from C4 plants is used as a raw material for the water-absorbent resin, dihydroxyacetone by-produced during alcohol fermentation of C4 plants is the cause of coloring. It has been found that it is a substance, and by controlling the content of dihydroxyacetone in the acrylic acid to a specific amount, it has been found that it is possible to improve the whiteness of the resulting water-absorbent resin and to reduce coloring over time, and to completed.

すなわち、本発明は上記課題を解決するため、水溶性不飽和単量体を重合して得られる内部架橋構造を有するポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂であって、加速器質量分析法によって測定される炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上であることを特徴とする、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を提供する。 That is, in order to solve the above problems, the present invention is a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin having an internal cross-linked structure obtained by polymerizing a water-soluble unsaturated monomer, which is measured by accelerator mass spectrometry. Provided is a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin characterized by having a stable carbon isotope ratio (δ 13 C) of −20 ‰ or more.

また、本発明は上記課題を解決するため、水溶性不飽和単量体の重合工程、得られた含水ゲル状架橋重合体の乾燥工程を含む、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法であって、加速器質量分析法により測定される炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上のアクリル酸を単量体として用いることを特徴とする、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin comprising a step of polymerizing a water-soluble unsaturated monomer and a step of drying the resulting hydrogel crosslinked polymer. A polyacrylic acid (salt) system, characterized in that acrylic acid having a carbon stable isotope ratio (δ 13 C) measured by accelerator mass spectrometry of −20 ‰ or more is used as a monomer A method for producing a water absorbent resin is provided.

得られる吸水性樹脂の炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上となる、バイオマス源を吸水性樹脂の原料として用いることで、白色度が高く、経時着色の少ない吸水性樹脂を得ることができる。 By using a biomass source as a raw material for the water-absorbing resin, the carbon stable isotope ratio (δ 13 C) of the obtained water-absorbing resin is -20 ‰ or more, a water-absorbing resin having high whiteness and little coloration with time is obtained. Obtainable.

以下、本発明に係るポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂およびその製造方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、実施し得る。具体的には、本発明は下記の各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin and the production method thereof according to the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and the present invention is not limited to the following examples. Modifications and implementations can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention. Specifically, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. Embodiments obtained in this manner are also included in the technical scope of the present invention.

〔1〕用語の定義
(1−1)「吸水性樹脂」
本発明における「吸水性樹脂」とは、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤を意味する。なお、「水膨潤性」とは、ERT441.2−02で規定するCRC(無加圧下吸水倍率)が通常5[g/g]以上であることをいい、また、「水不溶性」とは、ERT470.2−02で規定するExt(水可溶分)が通常0〜50重量%であることをいう。
[1] Definition of terms (1-1) "Water absorbent resin"
The “water-absorbing resin” in the present invention means a water-swellable water-insoluble polymer gelling agent. “Water swellability” means that the CRC (water absorption capacity under no pressure) specified by ERT441.2-02 is usually 5 [g / g] or more, and “water insolubility” It means that Ext (water-soluble content) specified by ERT470.2-02 is usually 0 to 50% by weight.

上記吸水性樹脂は、その用途に応じて適宜設計可能であり、特に限定されるものではないが、カルボキシル基を有する不飽和単量体を架橋重合させた、親水性架橋重合体であることが好ましい。また、全量(100重量%)が重合体である形態に限定されず、上記性能を維持する範囲内において、添加剤等を含んでもよい。   The water-absorbent resin can be appropriately designed according to its use and is not particularly limited, but may be a hydrophilic cross-linked polymer obtained by cross-linking an unsaturated monomer having a carboxyl group. preferable. Further, the total amount (100% by weight) is not limited to the form of a polymer, and may contain additives and the like within a range that maintains the above performance.

(1−2)「ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂」
本発明における「ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂」とは、繰り返し単位として、アクリル酸および/またはその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)を主成分とする吸水性樹脂を意味する。
(1-2) “Polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin”
The “polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin” in the present invention is a water-absorbing resin mainly composed of acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “acrylic acid (salt)”) as a repeating unit. Means.

具体的には、重合に用いられる総単量体(架橋剤を除く)のうち、アクリル酸(塩)を通常50〜100モル%含む重合体をいい、好ましくは70〜100モル%、より好ましくは90〜100モル%、特に好ましくは実質100モル%含む吸水性樹脂をいう。   Specifically, among the total monomers (excluding the crosslinking agent) used in the polymerization, a polymer containing usually 50 to 100 mol% of acrylic acid (salt) is mentioned, preferably 70 to 100 mol%, more preferably. Means a water-absorbing resin containing 90 to 100 mol%, particularly preferably substantially 100 mol%.

(1−3)「EDANA」および「ERT」
「EDANA」は、欧州不織布工業会(European Disposables and Nonwovens Associations)の略称であり、「ERT」は、欧州標準(ほぼ世界標準)である吸水性樹脂の測定方法(EDANA Recomeded Test Method)の略称である。なお、本発明においては、特に断りのない限り、ERT原本(公知文献:2002年改定)に準拠して、吸水性樹脂の物性を測定する。
(1-3) “EDANA” and “ERT”
“EDANA” is an abbreviation for European Disposables and Nonwovens Associations, and “ERT” is an abbreviation for a method for measuring water-absorbent resin (EDANA Recommended Test Method), which is a European standard (almost world standard). is there. In the present invention, unless otherwise specified, the physical properties of the water-absorbent resin are measured in accordance with the ERT original (known document: revised in 2002).

(a)「CRC」(ERT441.2−02)
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離機保持容量)の略称であり、無加圧下吸水倍率(以下、「吸水倍率」と称することもある)を意味する。具体的には、吸水性樹脂0.2gについて、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に対する30分間の自由膨潤後さらに遠心分離機で水切りした後の吸水倍率(単位;[g/g])である。
(A) "CRC" (ERT441.2-02)
“CRC” is an abbreviation for Centrifugation Retention Capacity (centrifuge retention capacity) and means water absorption capacity without pressure (hereinafter also referred to as “water absorption capacity”). Specifically, it is the water absorption capacity (unit: [g / g]) after 30 minutes of free swelling with respect to a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution and further draining with a centrifuge for 0.2 g of water absorbent resin. .

(b)「AAP」(ERT442.2−02)
「AAP」は、Absorption Against Pressureの略称であり、加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に対する1時間、2.06kPa(0.3psi)での荷重下膨潤後の吸水倍率(単位;[g/g])である。なお、荷重条件を4.83kPa(0.7psi)に変更して測定することもある。
(B) “AAP” (ERT442.2-02)
“AAP” is an abbreviation for Absorption Against Pressure, which means water absorption capacity under pressure. Specifically, the water absorption capacity (unit: [g / g]) after swelling under a load of 2.06 kPa (0.3 psi) for 1 hour with respect to a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution. Note that the load condition may be changed to 4.83 kPa (0.7 psi) for measurement.

(c)「Ext」(ERT470.2−02)
「Ext」は、Extractablesの略称であり、水可溶分(水可溶成分量)を意味する。具体的には、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200gに対して、吸水性樹脂1gを500rpmで16時間攪拌した後、溶解したポリマー量をpH滴定で測定した値(単位;重量%)である。
(C) "Ext" (ERT470.2-02)
“Ext” is an abbreviation for Extractables and means a water-soluble component (water-soluble component amount). Specifically, it is a value (unit:% by weight) measured by pH titration after stirring 1 g of water absorbent resin at 500 rpm for 16 hours with respect to 200 g of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution. .

(d)「FSC」(ERT440.2−02)
「FSC」は、Free Swell Capacityの略称であり、自由膨潤倍率を意味する。具体的には、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に吸水性樹脂0.20gを30分浸漬した後、遠心分離機で水切りを行わないで測定した吸水倍率(単位;[g/g])である。
(D) "FSC" (ERT440.2-02)
“FSC” is an abbreviation for Free Well Capacity and means free swelling ratio. Specifically, the water absorption capacity (unit: [g / g]) measured without immersing 0.20 g of the water-absorbing resin in a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution for 30 minutes and then draining with a centrifuge. is there.

(e)「Residual Monomers」(ERT410.2−02)
「Residual Monomers」とは、吸水性樹脂中に残存するモノマー量を意味する。具体的には、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200cmに対して、吸水性樹脂1.0gを500rpmで1時間攪拌した後、溶解した残存モノマー量をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で測定した値(単位;ppm)である。
(E) “Residual Monomers” (ERT410.2-02)
“Residual Monomers” means the amount of monomer remaining in the water-absorbent resin. Specifically, 1.0 g of a water-absorbing resin was stirred for 1 hour at 500 rpm with respect to 200 cm 3 of a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution, and the amount of dissolved residual monomer was measured by HPLC (high performance liquid chromatography). Value (unit: ppm).

(f)「PSD」(ERT420.2−02)
「PSD」とは、Particle Size Disributionの略称であり、ふるい分級により測定される粒度分布を意味する。なお、重量平均粒子径(D50)および粒子径分布幅は欧州公告特許第0349240号明細書7頁25〜43行に記載された「(1) Average Particle Diameter and Distribution of Particle Diameter」と同様の方法で測定する。
(F) "PSD" (ERT420.2-02)
“PSD” is an abbreviation for Particle Size Distribution, and means a particle size distribution measured by sieve classification. The weight average particle size (D50) and the particle size distribution range are the same as those described in “(1) Average Particle Diameter and Distillation of Particle Diameter” described in European Patent No. 0349240, page 7, lines 25-43. Measure with

(1−4)「通液性」
荷重下または無荷重下における膨潤ゲルの粒子間を流れる液の流れを「通液性」という。この「通液性」の代表的な測定方法として、SFC(Saline Flow Conductivity)や、GBP(Gel Bed Permeability)がある。
(1-4) “Liquid permeability”
The flow of the liquid flowing between the particles of the swollen gel under load or no load is called “liquid permeability”. Typical measurement methods for this “liquid permeability” include SFC (Saline Flow Conductivity) and GBP (Gel Bed Permeability).

「SFC(生理食塩水流れ誘導性)」は、荷重0.3psiにおける吸水性樹脂に対する0.69重量%生理食塩水の通液性をいう。米国特許第5669894号明細書に記載されたSFC試験方法に準じて測定される。   “SFC (saline flow inductivity)” refers to the permeability of 0.69 wt% saline to a water absorbent resin at a load of 0.3 psi. It is measured according to the SFC test method described in US Pat. No. 5,669,894.

「GBP」は、荷重下または自由膨張における吸水性樹脂に対する0.69重量%生理食塩水の通液性をいう。国際公開第2005/016393号パンフレットに記載されたGBP試験方法に準じて測定される。   “GBP” refers to the permeability of 0.69 wt% physiological saline to a water-absorbent resin under load or free expansion. It is measured according to the GBP test method described in International Publication No. 2005/016393 pamphlet.

(1−5)「初期色調および経時着色」
本発明における「初期色調」とは、製造直後の吸水性樹脂またはユーザー出荷直後の吸水性樹脂の色調をいい、通常、工場出荷前の色調で管理する。色調の測定方法については、国際公開第2009/005114号に記載される方法(Lab値、YI値、WB値等)を例示することができる。
(1-5) “Initial color tone and coloring over time”
The “initial color tone” in the present invention refers to the color tone of the water absorbent resin immediately after production or the water absorbent resin immediately after user shipment, and is usually managed by the color tone before factory shipment. Examples of the color tone measurement method include the methods described in International Publication No. 2009/005114 (Lab value, YI value, WB value, etc.).

また、「経時着色」とは、未使用状態で長期間の保管、あるいは、流通時に生じる吸水性樹脂の色調変化をいう。経時によって吸水性樹脂が着色するため、紙オムツの商品価値の低下となりうる。経時着色は数ヶ月〜数年単位で生じるため、国際公開第2009/005114号に開示される促進試験(高温・高湿下での促進試験)で検証する。   Further, “coloring with time” refers to a change in the color tone of the water-absorbent resin that occurs during long-term storage or distribution in an unused state. Since the water-absorbent resin is colored over time, the commercial value of the paper diaper can be reduced. Since coloration with time occurs in units of several months to several years, it is verified by an accelerated test (accelerated test under high temperature and high humidity) disclosed in International Publication No. 2009/005114.

(1−6)「バイオマス」
本発明における「バイオマス」とは、枯渇性資源ではない、現生生物構成体物質起源の産業資源のことをいい、再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたものをいう。
(1-6) “Biomass”
“Biomass” in the present invention refers to an industrial resource derived from a living organism constituent material that is not a depleting resource, and refers to a renewable, organic organic resource excluding fossil resources.

バイオマスはその成長過程で光合成により大気中の二酸化炭素を取り込む。したがって、バイオマスを燃焼させ、二酸化炭素を排出しても、全体としてみれば大気中の二酸化炭素量は増加しない。この性質をカーボンニュートラルといい、地球環境の観点から、好ましい性質である。   Biomass captures carbon dioxide in the atmosphere by photosynthesis during its growth process. Therefore, even if biomass is burned and carbon dioxide is discharged, the amount of carbon dioxide in the atmosphere does not increase as a whole. This property is called carbon neutral, which is a preferable property from the viewpoint of the global environment.

バイオマスとして単一由来でもよく、混合物でもよく、例えば、玉蜀黍の穂軸と茎葉、草と葉であり、バイオマスはバイオ燃料収穫物に限定されず、農業残さ、都市廃棄物、産業廃棄物、製紙工業の沈積物、牧草地の廃棄物、木材や森林の廃棄物等が挙げられる。   Biomass may be derived from a single source or a mixture, for example, onion cobs and stems, grass and leaves. Biomass is not limited to biofuel crops, agricultural residues, municipal waste, industrial waste, papermaking Industrial sludge, pasture waste, timber and forest waste.

(1−7)「炭素安定同位体比(δ13C)」
本発明における「炭素安定同位体比(δ13C)」とは、自然界に存在する炭素原子の3種類の同位体(存在比 12C:13C:14C=98.9:1.11:1.2×10−12 単位;%)のうち、12Cに対する13Cの割合のいい、以下の式で定義される値をいう。
(1-7) “Carbon stable isotope ratio (δ 13 C)”
In the present invention, the “carbon stable isotope ratio (δ 13 C)” refers to three types of isotopes of carbon atoms existing in nature (abundance ratio 12 C: 13 C: 14 C = 98.9: 1.11: 1.2 × 10 −12 units;%), the ratio of 13 C to 12 C is good, and is a value defined by the following formula.

Figure 2011231188
Figure 2011231188

なお、ここで、PDBは、「Pee Dee Belemnite」の略称であり、炭酸カルシウムからなる矢石類の化石を意味し、13C/12C比の標準体として用いられる。また、「炭素安定同位体比(δ13C)」は、加速器質量分析法(AMS法;Accelerator Mass Spectrometry)によって測定される。 Here, PDB is an abbreviation for “Pee Dee Belemnite”, which means a fossil of an arrowhead composed of calcium carbonate, and is used as a standard of 13 C / 12 C ratio. Further, the “carbon stable isotope ratio (δ 13 C)” is measured by an accelerator mass spectrometry (AMS method; Accelerator Mass Spectrometry).

(1−8)「C3植物およびC4植物」
本発明における「C3植物およびC4植物」とは、植物の光合成機構の違いによる分類を指し、C3型光合成を行う植物群をC3植物、C4型光合成を行う植物群をC4植物という。
(1-8) “C3 plant and C4 plant”
The “C3 plant and C4 plant” in the present invention refers to a classification based on the difference in plant photosynthesis mechanism, and a group of plants that perform C3 type photosynthesis is referred to as a C3 plant, and a group of plants that performs C4 type photosynthesis is referred to as a C4 plant.

C3型光合成は、植物体内に取り込まれた二酸化炭素から炭素数3の3−ホスホグリセリン酸を合成することをいい、陸上植物の大部分(約90%)が含まれる。   C3-type photosynthesis refers to synthesizing 3-phosphoglyceric acid having 3 carbon atoms from carbon dioxide taken into the plant body, and includes most land plants (about 90%).

C4型光合成は、植物体内に取り込まれた二酸化炭素から炭素数4のオキザロ酢酸を合成することをいい、トウモロコシ、サトウキビ、シバ等の植物が含まれる。   C4-type photosynthesis refers to the synthesis of oxalloacetic acid having 4 carbon atoms from carbon dioxide incorporated into the plant, and includes plants such as corn, sugar cane, and buckwheat.

なお、上記C3型光合成、C4型光合成の他に、CAM型光合成という特殊な光合成を行う植物群もある。このCAM型光合成は、夜間に二酸化炭素を植物体内に取り込みリンゴ酸等の形で蓄え、昼間にそれを分解してできる二酸化酸素を利用するもので、サボテン等の多肉植物やパイナップル等が該当する。   In addition to the C3 type photosynthesis and C4 type photosynthesis, there is a plant group that performs special photosynthesis called CAM type photosynthesis. This CAM type photosynthesis uses carbon dioxide that is taken into the plant body at night and stored in the form of malic acid, etc., and uses oxygen dioxide produced by decomposing it in the daytime. This applies to succulent plants such as cacti and pineapples. .

(1−9)トレーサー/トレーサビリティー
伝播の状態や範囲を追跡調査するための微量添加物質や性質をいう。本発明では吸水性樹脂に特定範囲量の13C、さらに好ましくは14Cを使用するが、市販ないし公知の吸水性樹脂と13C(および14C量)で判別できる範囲においてトレーサビリティーを有している。
(1-9) Tracer / Traceability This refers to substances and properties of trace amounts added to follow up the state and range of propagation. In the present invention, a specific range of 13C, more preferably 14C, is used for the water-absorbent resin, but it has traceability within a range that can be distinguished from a commercially available or known water-absorbent resin by 13C (and 14C amount).

(1−10)その他
本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は、「X以上、Y以下」であることを意味する。また、重量の単位である「t(トン)」は、「Metric ton(メトリック トン)」であることを意味し、さらに、特に注釈のない限り、「ppm」は「重量ppm」または「質量ppm」を意味する。
(1-10) Others In this specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”. Further, “t (ton)” which is a unit of weight means “Metric ton”, and unless otherwise noted, “ppm” means “ppm by weight” or “ppm by mass”. "Means.

〔2〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法
(2−1)アクリル酸製造工程
本工程は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の原料として用いるアクリル酸、特にバイオマスからアクリル酸を得る工程である。
[2] Production method of polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin (2-1) Acrylic acid production process This step is an acrylic acid used as a raw material for polyacrylic acid (salt) -based water absorbent resin, in particular, acrylic from biomass. This is a step of obtaining an acid.

(アクリル酸)
本発明で用いられるアクリル酸は、アクリル酸の炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上であればよく、その製造方法については特に限定されない。例えば、トウモロコシやサトウキビといったC4植物から合成されるエタノール、イソプロパノール、メタノール等を出発原料として得られるプロピレンからアクリル酸を合成すればよい。さらには、天然油脂、好ましくは植物油脂の鹸化物、特に好ましくは天然油脂のエステル交換反応から得られるグリセリンの脱水・酸化反応によりアクリル酸を得る方法や、β−アラニン、乳酸、グリセリン、グルコース、澱粉、セルロース等の発酵法により得られる、2−ヒドロキシプロピオン酸や3−ヒドロキシプロピオン酸の脱水反応によりアクリル酸を得る方法等が挙げられる。これら以外に、バイオマスから得られるアセチレンを用いる方法、バイオマスから得られる酸化エチレンと二酸化炭素との反応による方法、バイオマスから得られるホルマリンと酢酸との反応による方法等を挙げることができる。
(Acrylic acid)
The acrylic acid used in the present invention is not particularly limited as long as the carbon stable isotope ratio (δ 13 C) of acrylic acid is −20 ‰ or more. For example, acrylic acid may be synthesized from propylene obtained by using ethanol, isopropanol, methanol or the like synthesized from a C4 plant such as corn or sugarcane as a starting material. Furthermore, natural oils and fats, preferably saponified products of vegetable oils and fats, particularly preferably a method of obtaining acrylic acid by dehydration / oxidation reaction of glycerin obtained from transesterification of natural fats and oils, β-alanine, lactic acid, glycerin, glucose, Examples thereof include a method of obtaining acrylic acid by dehydration reaction of 2-hydroxypropionic acid or 3-hydroxypropionic acid obtained by a fermentation method such as starch or cellulose. In addition to these, a method using acetylene obtained from biomass, a method by reaction of ethylene oxide obtained from biomass and carbon dioxide, a method by reaction of formalin obtained from biomass and acetic acid, and the like can be mentioned.

さらに、現在、アクリル酸の原料として使用されているプロピレンについて、化石資源である原油のクラッキング法に代わり、バイオマス由来とする製造方法が例示される。具体的には、ブテンとエチレンとのメタセシス反応、プロパノールの脱水反応、グリセリンの脱水還元反応、ブテンの接触分解、バイオガス(合成ガス)のGTL合成反応、バイオガス(合成ガス)からのメタノール合成を経たMTO合成反応、バイオマスプロパンの脱水素反応等が挙げられる。   Furthermore, as for the propylene currently used as a raw material for acrylic acid, a production method derived from biomass is exemplified instead of the cracking method of crude oil which is a fossil resource. Specifically, metathesis reaction of butene with ethylene, dehydration reaction of propanol, dehydration reduction reaction of glycerol, catalytic decomposition of butene, GTL synthesis reaction of biogas (synthesis gas), synthesis of methanol from biogas (synthesis gas) And MTO synthesis reaction via biomass, dehydrogenation reaction of biomass propane, and the like.

上記各種の製造方法においては、その出発原料として、エチレン、プロパノール、ブテン、グリセリン、バイオガス等が挙げられるが、これら物質のバイオガスからの生成ルートは、以下の通りである。すなわち、バイオマスからエタノールを経てエチレンおよび/またはブテンを得る方法、バイオマスからエタノールを経てブタノールおよび/またはブテンを得る方法、バイオマスからブタノールを経てブテンを得る方法、バイオマスからアセトンを経てi−プロパノールを得る方法、バイオマスからn−プロパノールおよび/またはiso−プロパノールを得る方法、バイオマスからBDFとグリセリンを得る方法、バイオマスから合成ガス(CO、H)を得る方法等が挙げられる。 In the various production methods described above, ethylene, propanol, butene, glycerin, biogas, and the like are listed as starting materials. The production routes of these substances from biogas are as follows. That is, a method of obtaining ethylene and / or butene from biomass through ethanol, a method of obtaining butanol and / or butene from biomass through ethanol, a method of obtaining butene from biomass through butanol, and i-propanol from biomass through acetone. Examples thereof include a method, a method of obtaining n-propanol and / or iso-propanol from biomass, a method of obtaining BDF and glycerin from biomass, a method of obtaining synthesis gas (CO, H 2 ) from biomass, and the like.

これらバイオマス由来のアクリル酸の製造方法については、例えば、国際公開第2006/08024号、同第2007/119528号、同第2007/132926号、および米国特許出願公開第2007/0129570号等に例示されている。国際公開第2006/08024号はグリセリンからアクロレインを得る際にプロパナールが副生する事実を開示し、かかるプロパナールを含むアクロレインを酸化することで、本発明のアクリル酸を容易に得ることができる。   About the manufacturing method of these acrylic acids derived from biomass, it is illustrated by international publication 2006/08024, 2007/119528, 2007/132926, US Patent application publication 2007/0129570, etc., for example. ing. International Publication No. 2006/08024 discloses the fact that propanal is by-produced when acrolein is obtained from glycerin, and the acrylic acid of the present invention can be easily obtained by oxidizing acrolein containing such propanal. .

なお、バイオマス由来のアクリル酸を用いた吸水性樹脂の製造方法については、国際公開第2006/092271号、同第2006/092272号、同第2006/136336号、同第2008/023039号、同第2008/023040号、および同第2007/109128号等に例示されている。しかしながら、上記6件の特許文献は、本願発明の吸水性樹脂の製造方法については、なんら開示も示唆もない。   In addition, about the manufacturing method of the water absorbing resin using acrylic acid derived from biomass, international publication 2006/092711, 2006/0692272, 2006/136336, 2008/023039, Examples are 2008/023040 and 2007/109128. However, the above six patent documents do not disclose or suggest any method for producing the water absorbent resin of the present invention.

(ジヒドロキシアセトン)
本発明において、ジヒドロキシアセトンが吸水性樹脂の初期色調および経時着色に悪影響を与えることが見出された。
(Dihydroxyacetone)
In the present invention, it has been found that dihydroxyacetone has an adverse effect on the initial color tone and coloration over time of the water-absorbent resin.

すなわち、本発明のアクリル酸に、不純物として、好ましくはジヒドロキシアセトンが、0〜500ppm含有(対アクリル酸)していることが好ましい。ジヒドロキシアセトンの含有量の上限は、200ppm、100ppm、50ppm、20ppm、10ppm、5ppm、1ppm、0.1ppmの順で好ましい。なお、高度の精製は、アクリル酸のコストや収率の問題もあり、また、後述の実施例にあるように、所定量の含有は初期着色(特にWB)を改善する場合もあるので、ジヒドロキシアセトンは0.1ppm程度存在してもよい。単量体や使用するアクリル酸でジヒドロキシアセトンが500ppmを超えると、重合前、すなわち重合開始剤添加前の単量体、特に脱気時の単量体に微量の重合物が副生し易く、微量ゲルのための配管閉塞など、工業的な安定生産で好ましくないだけでなく、得られる吸水性樹脂の経時着色(製造後してから使用までの保存時・輸送時の着色)が低下するので好ましくない。   That is, the acrylic acid of the present invention preferably contains 0 to 500 ppm of dihydroxyacetone (as opposed to acrylic acid) as an impurity. The upper limit of the content of dihydroxyacetone is preferable in the order of 200 ppm, 100 ppm, 50 ppm, 20 ppm, 10 ppm, 5 ppm, 1 ppm, and 0.1 ppm. In addition, high purification has a problem of cost and yield of acrylic acid, and, as described in the examples below, since a predetermined amount may sometimes improve initial coloring (particularly WB), dihydroxy About 0.1 ppm of acetone may be present. When dihydroxyacetone exceeds 500 ppm in the monomer or acrylic acid used, a small amount of polymer is easily produced as a by-product in the monomer before polymerization, that is, the monomer before addition of the polymerization initiator, particularly the monomer during degassing, Not only is it unfavorable for industrial stable production, such as piping clogging for trace amounts of gel, but also the coloration of the resulting water-absorbent resin over time (coloration during storage and transportation from production to use) is reduced. It is not preferable.

本発明では、ジヒドロキシアセトンを低減することにより、その酸化物である非重合性の酢酸も低減できるため、得られる吸水性樹脂の酸臭も低減でき好ましい。   In the present invention, by reducing dihydroxyacetone, non-polymerizable acetic acid, which is an oxide thereof, can be reduced, so that the acid odor of the resulting water-absorbent resin can also be reduced.

従来、物性や生産性のために重合開始温度や濃度を上げたり、重合スケールを大きくしたり、また、着色防止のために重合禁止剤を減らしたりすると、単量体の部分的なゲル化が起っていた。そこで、本発明では、かかる原因物性として、ジヒドロキシアセトンが単量体の安定性を低下させることが見出された。ジヒドロキシアセトンは、アクリル酸に対し0.1〜500ppm程度含有していることが好ましい。   Conventionally, when the polymerization start temperature and concentration are increased for physical properties and productivity, the polymerization scale is increased, or the polymerization inhibitor is decreased to prevent coloring, partial monomer gelation occurs. It was happening. Therefore, in the present invention, it has been found that dihydroxyacetone decreases the stability of the monomer as the causal physical property. Dihydroxyacetone is preferably contained in an amount of about 0.1 to 500 ppm based on acrylic acid.

すなわち、アクリル酸中のジヒドロキシアセトンの影響に注目し、ジヒドロキシアセトンが重合前の単量体の安定性を低下させ、かつ、吸水性樹脂の経時着色の原因であること、および、C4植物由来のアクリル酸には比較的多く、ジヒドロキシアセトンが含まれる為、得られた吸水性樹脂が着色しやすいことを見出し、本発明を完成した。また、ジヒドロキシアセトンは天然物、特にC4植物からアクリル酸を得る場合、ジヒドロキシアセトンは比較的多く含まれ易いため、本発明の方法が好適に適用される。   That is, paying attention to the influence of dihydroxyacetone in acrylic acid, dihydroxyacetone reduces the stability of the monomer before polymerization, and is a cause of coloration with time of the water-absorbent resin, and is derived from C4 plants. Since acrylic acid contains a relatively large amount of dihydroxyacetone, it was found that the resulting water-absorbent resin was easily colored, and the present invention was completed. Moreover, since dihydroxyacetone is comparatively easy to be contained when dihydroxyacetone is obtained from a natural product, particularly C4 plant, dihydroxyacetone is relatively easily contained, the method of the present invention is suitably applied.

なお、国際公開第2008/053646号公報に開示の制御方法(特に段落〔0015〕〜〔0039〕および実施例の段落〔0042〕〜〔0054〕)はすべて本願に盛り込まれる。また、前記特許文献17、18は、グリセリン由来のアクリル酸で吸水性樹脂を重合する技術を開示するが、同様に、フェノールやヒドロキシアセトンを所定量含有させて特定工程で吸水性樹脂を製造する技術を開示しないし、フェノールやヒドロキシアセトンの制御において、特定の重合禁止剤(好ましくはp−メトキシフェノール25〜200ppm)やFe(好ましくは0.005〜3ppm/Fe換算)との併用も開示しない。 In addition, all the control methods (particularly paragraphs [0015] to [0039] and paragraphs [0042] to [0054] of Examples) disclosed in International Publication No. 2008/053646 are incorporated in the present application. Moreover, although the said patent documents 17 and 18 disclose the technique which superposes | polymerizes a water absorbing resin with acrylic acid derived from glycerol, similarly, a predetermined amount of phenol and hydroxyacetone are contained, and a water absorbing resin is manufactured in a specific process. The technology is not disclosed, and in combination with a specific polymerization inhibitor (preferably p-methoxyphenol 25 to 200 ppm) or Fe (preferably 0.005 to 3 ppm / Fe 2 O 3 equivalent) in the control of phenol or hydroxyacetone Also not disclosed.

(キレート剤)
本発明の粒子状吸水剤は、例えばさらに色安定性(粒子状吸水剤を、高温高湿条件下で、長期間保存する場合の色安定性)の向上や耐尿性(ゲル劣化防止)の向上を目的とする場合は、好ましくはキレート剤(さらに好ましくは水溶性有機キレート剤)が用いられる。
(Chelating agent)
The particulate water-absorbing agent of the present invention has, for example, further improved color stability (color stability when the particulate water-absorbing agent is stored for a long period of time under high temperature and high humidity conditions) and urine resistance (gel degradation prevention). For the purpose of improvement, a chelating agent (more preferably a water-soluble organic chelating agent) is preferably used.

効果の面から好ましくは、キレート剤が水溶性有機キレート剤であり、さらに、好ましくは、窒素原子または燐原子を有する非高分子化合物有機キレート剤が用いられ、より好ましくは、アミノ多価カルボン酸系キレート剤またはアミノ多価燐酸系キレート剤が使用される。重合への影響や得られる物性から、重量平均分子量が5000以下の非高分子系有機化合物が好ましく、より好ましくは分子量100〜1000である。   In view of the effect, the chelating agent is preferably a water-soluble organic chelating agent, more preferably a non-polymeric organic chelating agent having a nitrogen atom or a phosphorus atom, more preferably an amino polyvalent carboxylic acid. A system chelating agent or an amino polyvalent phosphoric acid chelating agent is used. Nonpolymeric organic compounds having a weight average molecular weight of 5,000 or less are preferred, and a molecular weight of 100 to 1,000 is more preferred, from the influence on polymerization and the properties obtained.

前記の中でも窒素原子または燐原子を有する化合物が好ましく、さらに好ましくはカルボキシル基を分子内に2個さらには3個以上、好ましくは3〜100個、さらには3〜20個、特に3〜10個を有する、アミノ多価カルボン酸(塩)またはリン酸基を有する有機リン酸(塩)化合物が好ましい。有機多価リン酸化合物やアミノ基を有するアミノ多価リン酸化合物が好ましい。   Of these, compounds having a nitrogen atom or a phosphorus atom are preferred, more preferably two or more carboxyl groups in the molecule, more preferably 3 or more, preferably 3 to 100, more preferably 3 to 20, especially 3 to 10 An aminopolycarboxylic acid (salt) or an organic phosphoric acid (salt) compound having a phosphoric acid group is preferred. Organic polyvalent phosphoric acid compounds and amino polyvalent phosphoric acid compounds having an amino group are preferred.

2個以上のカルボキシル基を有するアミノ多価カルボン酸(塩)としては、イミノ二酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三プロピオン酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸、ヘキサメチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸およびこれらの塩等のアミノカルボン酸系金属キレート剤が例示される。   Examples of amino polycarboxylic acids (salts) having two or more carboxyl groups include iminodiacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, nitrilotripropionic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, hydroxyethylenediaminetriacetic acid, hexamethylenediamine Examples include aminocarboxylic acid metal chelating agents such as tetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, and salts thereof.

分子内に3個以上のリン酸基を有する有機多価リン酸化合物またはアミノ多価有機リン酸化合物としては、エチレンジアミン−N,N’−ジ(メチレンホスフィン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスフィン酸)、ポリメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、およびこれらの塩である。   Examples of the organic polyvalent phosphoric acid compound or amino polyvalent organic phosphoric acid compound having three or more phosphoric acid groups in the molecule include ethylenediamine-N, N′-di (methylenephosphinic acid) and ethylenediaminetetra (methylenephosphinic acid). Polymethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidenediphosphonic acid, and salts thereof.

(ヒドロキシカルボン酸化合物)
さらには、色安定性効果のために、本願出願時点で未公開の国際出願第2007/JP/67348号(国際出願日2007年8月30日)例示の乳酸(塩)、クエン酸(塩)、リンゴ酸(塩)などヒドロキシカルボン酸、特に非高分子ヒドロキシカルボン酸(塩)などを単量体ないしその重合物に使用してもよい。
(Hydroxycarboxylic acid compound)
Furthermore, for the purpose of color stability effect, the lactic acid (salt) and citric acid (salt) exemplified in the international application 2007 / JP / 67348 (international application date August 30, 2007) which has not been published at the time of filing of the present application. Hydroxy carboxylic acid such as malic acid (salt), particularly non-polymeric hydroxy carboxylic acid (salt) may be used as the monomer or polymer thereof.

(還元性無機塩)
さらには、色安定性効果のために、米国特許出願公開第2006/88115号明細書に例示の還元性無機塩を使用してもよい。
(Reducing inorganic salt)
Furthermore, for the color stability effect, reducing inorganic salts exemplified in US 2006/88115 may be used.

(その他の不純物)
該アクリル酸中のプロトアネモニン、アリルアクリレート、アリルアルコール、アルデヒド分(特にフルフラール)、マレイン酸、安息香酸の不純物6種類のうち、1以上、2以上、さらには3以上、4以上、5以上、6個が各々0〜20ppm(質量基準、以下同じ)である。好ましくは各々が0〜10ppm、より好ましくは0〜5ppm、さらに好ましくは0〜3ppm、特に好ましくは0〜1ppm、最も好ましくはND(検出限界)である。また、これらプロトアネモニン、アリルアクリレート、アリルアルコール、アルデヒド分、マレイン酸、安息香酸の合計量(対アクリル酸質量)は100ppm以下が好ましく、0〜20ppm、さらには0〜10ppmであることがより好ましい。これら微量成分やプロピオン酸量の好適な制御方法として、下記の非化石原料由来のアクリル酸が使用される。
(Other impurities)
Among 6 types of impurities such as protoanemonin, allyl acrylate, allyl alcohol, aldehyde content (particularly furfural), maleic acid and benzoic acid in the acrylic acid, 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more 6 are each 0 to 20 ppm (mass basis, the same applies hereinafter). Preferably, each is 0 to 10 ppm, more preferably 0 to 5 ppm, still more preferably 0 to 3 ppm, particularly preferably 0 to 1 ppm, and most preferably ND (detection limit). Further, the total amount of protoanemonin, allyl acrylate, allyl alcohol, aldehyde, maleic acid and benzoic acid (with respect to acrylic acid mass) is preferably 100 ppm or less, more preferably 0 to 20 ppm, and even more preferably 0 to 10 ppm. preferable. As a suitable method for controlling these trace components and the amount of propionic acid, acrylic acid derived from the following non-fossil raw materials is used.

(2−2)重合工程
本工程は、上記(2−1)アクリル酸製造工程で得られたアクリル酸(塩)を主成分として含む水溶液を重合して、含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)を得る工程である。
(2-2) Polymerization step In this step, an aqueous solution containing acrylic acid (salt) obtained in the above (2-1) acrylic acid production step as a main component is polymerized to form a hydrogel crosslinked polymer (hereinafter, This is a step of obtaining a “hydrogel”.

(単量体)架橋剤を除く
本発明で得られる吸水性樹脂は、その原料(単量体)として、アクリル酸(塩)を主成分として含む水溶液を使用し、通常、水溶液状態で重合される。該単量体水溶液中の単量体濃度は、通常10〜90重量%であり、好ましくは20〜80重量%、より好ましくは30〜70重量%、さらに好ましくは40〜60重量%である。
(Monomer) Excluding the cross-linking agent The water-absorbent resin obtained in the present invention uses an aqueous solution containing acrylic acid (salt) as a main component as a raw material (monomer), and is usually polymerized in an aqueous solution state. The The monomer concentration in the monomer aqueous solution is usually 10 to 90% by weight, preferably 20 to 80% by weight, more preferably 30 to 70% by weight, and further preferably 40 to 60% by weight.

また、該水溶液の重合により得られる含水ゲルは、吸水性能の観点から、重合体の酸基の少なくとも一部が中和されていることが好ましい。上記中和は、アクリル酸の重合前、重合中または重合後に行うことができるが、吸水性樹脂の生産性、AAP(加圧下吸水倍率)やSFC(生理食塩水流れ誘導性)の向上等の観点から、アクリル酸の重合前に中和を行うことが好ましい。つまり、中和されたアクリル酸(すなわち、アクリル酸の部分中和塩)を単量体として使用することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the hydrogel obtained by superposition | polymerization of this aqueous solution is neutralized at least one part of the acid group of a polymer from a viewpoint of water absorption performance. The neutralization can be carried out before, during or after the polymerization of acrylic acid. For example, productivity of the water-absorbent resin, improvement of AAP (water absorption capacity under pressure) and SFC (saline flow conductivity) can be improved. From the viewpoint, neutralization is preferably performed before polymerization of acrylic acid. That is, it is preferable to use neutralized acrylic acid (that is, a partially neutralized salt of acrylic acid) as a monomer.

上記中和の中和率は、特に制限されないが、酸基に対して10〜100モル%が好ましく、30〜95モル%がより好ましく、50〜90モル%がさらに好ましく、60〜80モル%が特に好ましい。中和率が10モル%未満の場合、特に、CRC(無加圧下吸水倍率)が著しく低下することがあり好ましくない。   The neutralization rate of the neutralization is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 95 mol%, still more preferably 50 to 90 mol%, and more preferably 60 to 80 mol% with respect to the acid group. Is particularly preferred. When the neutralization rate is less than 10 mol%, CRC (water absorption capacity under no pressure) may be particularly lowered, which is not preferable.

また、本発明においてアクリル酸(塩)を主成分として使用する場合、アクリル酸(塩)以外の親水性または疎水性の不飽和単量体(以下、「他の単量体」と称することもある)を使用することもできる。このような他の単量体としては、特に限定されないが、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリロキシアルカンスルホン酸、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルアセトアミド、(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(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、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリルアクリレートやそれらの塩等が挙げられる。これら他の単量体を使用する場合、その使用量は、得られる吸水性樹脂の吸水特性を損なわない程度であれば、特に限定されないが、全単量体の重量に対して、50重量%以下が好ましく、20重量%以下がより好ましい。   In the present invention, when acrylic acid (salt) is used as a main component, a hydrophilic or hydrophobic unsaturated monomer other than acrylic acid (salt) (hereinafter also referred to as “other monomer”). Can also be used. Such other monomers are not particularly limited, but include methacrylic acid, (anhydrous) maleic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, (meth) acryloxyalkanesulfonic acid, N- Vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylacetamide, (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate , Polyethylene glycol (meth) acrylate, stearyl acrylate and salts thereof. When using these other monomers, the amount used is not particularly limited as long as it does not impair the water-absorbing properties of the resulting water-absorbent resin, but is 50% by weight based on the weight of the total monomers. The following is preferable, and 20% by weight or less is more preferable.

(中和の塩)
上記単量体としてのアクリル酸または重合後の重合体(含水ゲル)の中和に用いられる塩基性物質としては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物や炭酸(水素)ナトリウム、炭酸(水素)カリウム等の炭酸(水素)塩等の一価の塩基性物質が好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。また、中和時の温度(中和温度)についても、特に制限されず、10〜100℃が好ましく、30〜90℃がより好ましい。なお、上記以外の中和処理条件等については、国際公開第2006/522181号に開示されている条件等が、本発明に好ましく適用される。
(Neutralized salt)
The basic substance used for neutralization of acrylic acid as the monomer or polymer after polymerization (hydrogel) is not particularly limited, but alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide. Monovalent basic substances such as carbonates (hydrogen) salts such as sodium hydroxide and hydrogen carbonate, such as sodium carbonate and hydrogen carbonate, are preferred, and sodium hydroxide is particularly preferred. Moreover, it does not restrict | limit especially about the temperature at the time of neutralization (neutralization temperature), 10-100 degreeC is preferable and 30-90 degreeC is more preferable. In addition, about the neutralization process conditions other than the above, the conditions disclosed in International Publication No. 2006/522181 are preferably applied to the present invention.

(内部架橋剤)
本発明においては、得られる吸水性樹脂の吸水性能の観点から、架橋剤(以下、「内部架橋剤」と称することもある)を使用することが特に好ましい。使用できる内部架橋剤としては、特に限定されず、例えば、アクリル酸との重合性架橋剤や、カルボキシル基との反応性架橋剤、それらを併せ持った架橋剤等を例示することができる。具体的には、重合性架橋剤として、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリオキシエチレン)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アリロキシアルカン等、分子内に重合性二重結合を少なくとも2個有する化合物が例示できる。また、反応性架橋剤として、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル;プロパンジオール、グリセリン、ソルビトール等の多価アルコール等の共有結合性架橋剤、アルミニウム塩等の多価金属化合物であるイオン結合性架橋剤が例示できる。これらの中でも、吸水性能の観点から、アクリル酸との重合性架橋剤が好ましく、特に、アクリレート系、アリル系、アクリルアミド系の重合性架橋剤が好適に使用される。これらの内部架橋剤は1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。上記内部架橋剤の使用量は、物性面から、架橋剤を除く上記単量体に対して、0.001〜5モル%が好ましく、0.005〜2モル%がより好ましく、0.01〜1モル%がさらに好ましく、0.03〜0.5モル%が特に好ましい。
(Internal crosslinking agent)
In the present invention, it is particularly preferable to use a cross-linking agent (hereinafter also referred to as “internal cross-linking agent”) from the viewpoint of the water absorption performance of the resulting water-absorbent resin. The internal crosslinking agent that can be used is not particularly limited, and examples thereof include a polymerizable crosslinking agent with acrylic acid, a reactive crosslinking agent with a carboxyl group, and a crosslinking agent having both of them. Specifically, N, N′-methylenebisacrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (polyoxyethylene) trimethylolpropane tri (meth) acrylate, poly (meth) ary can be used as the polymerizable crosslinking agent. Examples thereof include compounds having at least two polymerizable double bonds in the molecule, such as roxyalkane. In addition, as reactive crosslinking agents, polyglycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether; covalent crosslinking agents such as polyhydric alcohols such as propanediol, glycerin and sorbitol, and ionic bonds that are polyvalent metal compounds such as aluminum salts An example of the functional cross-linking agent. Among these, from the viewpoint of water absorption performance, a polymerizable crosslinking agent with acrylic acid is preferable, and acrylate-based, allyl-based, and acrylamide-based polymerizable crosslinking agents are particularly preferably used. These internal crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of the internal crosslinking agent used is preferably from 0.001 to 5 mol%, more preferably from 0.005 to 2 mol%, more preferably from 0.01 to 5 mol%, based on physical properties, with respect to the monomer excluding the crosslinking agent. 1 mol% is more preferable and 0.03-0.5 mol% is especially preferable.

したがって、特許文献5に例示される未架橋物(内部架橋剤を未使用)では高物性の吸水性樹脂が得ることができず、よって本発明では含水ゲル状架橋重合体が必須に使用される。   Therefore, it is impossible to obtain a water-absorbing resin having high physical properties with the uncrosslinked product exemplified in Patent Document 5 (internal crosslinking agent is not used). Therefore, in the present invention, a hydrogel crosslinked polymer is essential. .

(単量体水溶液中のその他の成分)
本発明で得られる吸水性樹脂の諸物性を改善するために、任意成分として、上記単量体水溶液に、以下の物質を添加することができる。すなわち、澱粉、ポリアクリル酸(塩)、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン等の水溶性樹脂あるいは吸水性樹脂を、単量体に対して、例えば0〜50重量%、好ましくは0〜20重量%、より好ましくは0〜10重量%、さらに好ましくは0〜3重量%添加することができる。さらに、各種の発泡剤(炭酸塩、アゾ化合物、気泡等)、界面活性剤、各種キレート剤、ヒドロキシカルボン酸や還元性無機塩等の添加剤を、単量体に対して、例えば0〜5重量%、好ましくは0〜1重量%添加することができる。
(Other components in the monomer aqueous solution)
In order to improve various physical properties of the water-absorbent resin obtained in the present invention, the following substances can be added as optional components to the monomer aqueous solution. That is, water-soluble resin or water-absorbing resin such as starch, polyacrylic acid (salt), polyvinyl alcohol, and polyethyleneimine is, for example, 0 to 50% by weight, preferably 0 to 20% by weight, based on the monomer. Preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 3% by weight can be added. Furthermore, various foaming agents (carbonates, azo compounds, bubbles, etc.), surfactants, various chelating agents, additives such as hydroxycarboxylic acid and reducing inorganic salts are added to the monomer, for example, 0-5. % By weight, preferably 0 to 1% by weight can be added.

これらの中でも、吸水性樹脂の経時着色の抑制や耐尿性(ゲル劣化防止)の向上を目的とする場合には、キレート剤、ヒドロキシカルボン酸、還元性無機塩が好ましく使用され、キレート剤が特に好ましく使用される。この場合の使用量は、吸水性樹脂に対して、10〜5000ppmが好ましく、10〜1000ppmがより好ましく、50〜1000ppmがさらに好ましく、100〜1000ppmが特に好ましい。なお、上記キレート剤、ヒドロキシカルボン酸、還元性無機塩については、国際公開第2009/005114号、欧州特許第2057228号、同第1848758号に開示される化合物が使用される。   Of these, chelating agents, hydroxycarboxylic acids, and reducing inorganic salts are preferably used for the purpose of suppressing coloration with time of the water-absorbing resin and improving urine resistance (preventing gel degradation). Particularly preferably used. The amount used in this case is preferably 10 to 5000 ppm, more preferably 10 to 1000 ppm, still more preferably 50 to 1000 ppm, and particularly preferably 100 to 1000 ppm with respect to the water absorbent resin. In addition, about the said chelating agent, hydroxycarboxylic acid, and a reducing inorganic salt, the compound disclosed by international publication 2009/005114, European Patent Nos. 2057228, and 1848758 is used.

(重合開始剤)
本発明において使用される重合開始剤は、重合形態によって適宜選択され、特に限定されない。例えば、熱分解型重合開始剤、光分解型重合開始剤、レドックス系重合開始剤等が挙げられる。具体的には、熱分解型重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド等のアゾ化合物等が挙げられる。また、光分解型重合開始剤としては、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、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物等が挙げられる。さらに、レドックス系重合開始剤としては、上記過硫酸塩や過酸化物に、L−アスコルビン酸、亜硫酸水素ナトリウム等の還元性化合物を組み合わせた系が挙げられる。上記熱分解型重合開始剤と光分解型重合開始剤とを併用することも、好ましい態様として挙げることができる。これらの重合開始剤の使用量は、上記単量体に対して、0.0001〜1モル%が好ましく、0.001〜0.5モル%がより好ましい。重合開始剤の使用量が1モル%を超える場合、吸水性樹脂の着色を引き起こすことがあるため好ましくない。また、重合開始剤の使用量が0.0001モル%を下回る場合、残存モノマーを増加させるおそれがあるため好ましくない。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator used in the present invention is appropriately selected depending on the polymerization form and is not particularly limited. For example, a thermal decomposition polymerization initiator, a photodecomposition polymerization initiator, a redox polymerization initiator, and the like can be given. Specifically, examples of the thermal decomposition polymerization initiator include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; peroxides such as hydrogen peroxide, t-butyl peroxide, and methyl ethyl ketone peroxide; 2 , 2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, and the like. Examples of the photodegradable polymerization initiator include benzoin derivatives, benzyl derivatives, acetophenone derivatives, benzophenone derivatives, and azo compounds. Further, examples of the redox polymerization initiator include a system in which a reducing compound such as L-ascorbic acid or sodium hydrogen sulfite is combined with the above-described persulfate or peroxide. A combination of the thermal decomposition type polymerization initiator and the photodecomposition type polymerization initiator can also be mentioned as a preferred embodiment. 0.0001-1 mol% is preferable with respect to the said monomer, and, as for the usage-amount of these polymerization initiators, 0.001-0.5 mol% is more preferable. When the usage-amount of a polymerization initiator exceeds 1 mol%, since coloring of a water absorbing resin may be caused, it is unpreferable. Moreover, when the usage-amount of a polymerization initiator is less than 0.0001 mol%, since there exists a possibility of increasing a residual monomer, it is unpreferable.

なお、上記重合開始剤を使用する代わりに、放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより重合を行ってもよく、これらの活性エネルギー線と重合開始剤とを併用して重合してもよい。   Instead of using the above polymerization initiator, polymerization may be carried out by irradiating active energy rays such as radiation, electron beam, ultraviolet rays, etc., and polymerization is carried out using these active energy rays and a polymerization initiator in combination. May be.

(重合方法)
本発明においては、上記単量体水溶液を重合するに際して、得られる吸水性樹脂の吸水性能や重合制御の容易性等の観点から、通常、水溶液重合または逆相懸濁重合が採用されるが、好ましくは水溶液重合、より好ましくは連続水溶液重合が採用される。中でも、吸水性樹脂の1ラインあたりの生産量が多い巨大スケールでの製造に好ましく適用される。該生産量として、好ましくは0.5[t/hr]以上であり、より好ましくは1[t/hr]以上、さらに好ましくは5[t/hr]以上、特に好ましくは10[t/hr]以上である。また、上記水溶液重合の好ましい形態として、連続ベルト重合(米国特許第4893999号、同第6241928号、米国特許出願公開第2005/215734号等に開示)、連続ニーダー重合、バッチニーダー重合(米国特許第6987151号、同第6710141号等に開示)等が挙げられ、これらの中でも、連続ベルト重合が特に好ましい。
(Polymerization method)
In the present invention, when polymerizing the monomer aqueous solution, from the viewpoint of water absorption performance of the water-absorbing resin obtained and ease of polymerization control, aqueous solution polymerization or reverse phase suspension polymerization is usually employed. Preferably aqueous solution polymerization, more preferably continuous aqueous solution polymerization is employed. Especially, it is preferably applied to manufacture on a huge scale with a large production amount per line of water-absorbing resin. The production amount is preferably 0.5 [t / hr] or more, more preferably 1 [t / hr] or more, further preferably 5 [t / hr] or more, and particularly preferably 10 [t / hr]. That's it. Further, as preferred forms of the aqueous solution polymerization, continuous belt polymerization (disclosed in US Pat. Nos. 4,893,999, 6,241,928, US Patent Application Publication No. 2005/215734, etc.), continuous kneader polymerization, batch kneader polymerization (US Pat. No. 6987151, No. 6710141, etc.), among which continuous belt polymerization is particularly preferable.

上記連続水溶液重合においては、重合開始温度を好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上、さらに好ましくは40℃以上、特に好ましくは50℃以上(上限は沸点)とする高温開始重合、あるいは、単量体濃度を好ましくは35重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは45重量%以上(上限は飽和濃度)とする高単量体濃度重合が、最も好ましい一例として例示できる。なお、上記重合開始温度は、単量体水溶液の重合機供給直前の液温で規定されるが、米国特許第6906159号および同第7091253号等に開示された条件等を、本発明に好ましく適用することができる。   In the continuous aqueous solution polymerization, high temperature initiation polymerization with a polymerization initiation temperature of preferably 30 ° C. or higher, more preferably 35 ° C. or higher, further preferably 40 ° C. or higher, particularly preferably 50 ° C. or higher (the upper limit is the boiling point), or High monomer concentration polymerization in which the monomer concentration is preferably 35% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and further preferably 45% by weight or more (the upper limit is a saturated concentration) can be exemplified as a most preferable example. The polymerization initiation temperature is defined by the liquid temperature immediately before supplying the monomer aqueous solution to the polymerization machine. The conditions disclosed in US Pat. Nos. 6,906,159 and 7091253 are preferably applied to the present invention. can do.

さらに本発明においては、得られる吸水性樹脂の物性と乾燥効率の向上という観点から、重合時に水分を蒸発させることが好ましい。すなわち、本発明の重合において、より高固形分の含水ゲルを得ればよく、固形分上昇度(「重合後の含水ゲルの固形分」−「重合前の単量体濃度」)が、1重量%以上が好ましく、2〜40重量%がより好ましく、3〜30重量%がさらに好ましい。ただし、得られる含水ゲルの固形分が80重量%以下であることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, it is preferable to evaporate water during the polymerization from the viewpoint of improving the physical properties and drying efficiency of the resulting water-absorbent resin. That is, in the polymerization of the present invention, a water gel having a higher solid content may be obtained, and the solid content increase degree (“solid content of water gel after polymerization” − “monomer concentration before polymerization”) is 1 % By weight or more is preferable, 2 to 40% by weight is more preferable, and 3 to 30% by weight is further preferable. However, the solid content of the obtained hydrogel is preferably 80% by weight or less.

また、これらの重合は、空気雰囲気下でも実施可能であるが、着色防止の観点から窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気(例えば、酸素濃度1容積%以下)下で実施することが好ましい。また、単量体または単量体を含む溶液中の溶存酸素を不活性ガスで置換(例えば、溶存酸素濃度;1mg/L未満)した後に、重合することが好ましい。また、減圧、常圧、加圧のいずれの圧力下でも実施することができる。   These polymerizations can be carried out in an air atmosphere. However, from the viewpoint of preventing coloring, it is preferred to carry out under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon (for example, an oxygen concentration of 1% by volume or less). Moreover, it is preferable to polymerize after replacing the dissolved oxygen in the monomer or the solution containing the monomer with an inert gas (for example, dissolved oxygen concentration; less than 1 mg / L). Moreover, it can implement under any pressure of pressure reduction, a normal pressure, and pressurization.

(2−3)ゲル解砕工程
本工程は、上記重合工程で得られた含水ゲルを解砕し、粒子状の含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称する)を得る工程である。
(2-3) Gel Crushing Step This step is a step of crushing the hydrated gel obtained in the polymerization step to obtain a particulate hydrated gel (hereinafter referred to as “particulate hydrated gel”).

上記重合工程で得られた含水ゲルは、そのまま乾燥を行ってもよいが、課題を解決するために、好ましくは重合時または重合後、必要により解砕機(ニーダー、ミートチョパー、カッターミル等)を用いてゲル解砕され粒子状にされる。すなわち、連続ベルト重合または連続ニーダー重合による重合工程と乾燥工程との間に、含水ゲルの細粒化(以下、「ゲル解砕」とも称する)工程をさらに含んでもよい。なお、逆相懸濁重合等、重合時に溶媒中での分散よってゲルが細粒化されている場合も、本発明の細粒化(重合工程の細粒化)に含むものとするが、好適には解砕機を用いて解砕される。   The hydrogel obtained in the above polymerization step may be dried as it is, but in order to solve the problem, a crusher (kneader, meat chopper, cutter mill, etc.) is preferably used during or after the polymerization, if necessary. Use it to crush the gel to form particles. That is, a hydrated gel refinement (hereinafter also referred to as “gel crushing”) step may be further included between the polymerization step by continuous belt polymerization or continuous kneader polymerization and the drying step. In addition, when the gel is finely divided by dispersion in a solvent at the time of polymerization, such as reverse phase suspension polymerization, it is included in the fine particleization (fine particleization of the polymerization step) of the present invention. It is crushed using a crusher.

ゲル解砕時の含水ゲルの温度は、物性の面から、40〜95℃に保温あるいは加熱されるのが好ましく、50〜80℃がより好ましい。また、ゲル解砕時または解砕後の粒子状含水ゲルの樹脂固形分は、特に限定されるものではないが、物性の面から、55〜80重量%が好ましい。なお、ゲル解砕工程においては、解砕効率向上を目的に、必要に応じて、水、多価アルコール、水と多価アルコールとの混合液、多価金属水溶液、あるいはこれらの蒸気等を添加してもよい。また、本願発明を好ましく適用できる高固形分濃度(例えば、上述した55〜80重量%)の含水ゲルを解砕する場合には、解砕装置内を通風、好ましくは乾燥空気を通気してもよい。   From the viewpoint of physical properties, the temperature of the hydrogel at the time of gel crushing is preferably kept at 40 to 95 ° C. or more preferably 50 to 80 ° C. Moreover, the resin solid content of the particulate water-containing gel at the time of gel crushing or after crushing is not particularly limited, but is preferably 55 to 80% by weight from the viewpoint of physical properties. In the gel crushing step, water, polyhydric alcohol, a mixture of water and polyhydric alcohol, a polyvalent metal aqueous solution, or a vapor thereof is added as necessary for the purpose of improving crushing efficiency. May be. Further, when pulverizing a hydrogel having a high solid content concentration (for example, 55 to 80% by weight described above) to which the present invention can be preferably applied, even if ventilation air, preferably dry air is passed through the pulverizer. Good.

ゲル解砕後の粒子状含水ゲルの重量平均粒子径(D50)は、落下飛散率を低く制御する観点から、0.2〜4mmが好ましく、0.3〜3mmがより好ましく、0.5〜2mmがさらに好ましい。上記粒子状含水ゲルの重量平均粒子径(D50)が、上記範囲内となることで、乾燥が効率的に行われるため好ましい。また、5mm以上の粒径を有する粒子状含水ゲルの割合は、粒子状含水ゲル全体の0〜10重量%が好ましく、0〜5重量%がより好ましい。   The weight average particle diameter (D50) of the particulate hydrogel after gel crushing is preferably 0.2 to 4 mm, more preferably 0.3 to 3 mm, from the viewpoint of controlling the falling scattering rate low. 2 mm is more preferable. Since the weight average particle diameter (D50) of the particulate hydrous gel is within the above range, drying is performed efficiently, which is preferable. Moreover, 0 to 10 weight% of the whole particulate water-containing gel is preferable, and, as for the ratio of the particulate water-containing gel which has a particle size of 5 mm or more, 0 to 5 weight% is more preferable.

なお、上記粒子状含水ゲルの粒子径は、粉砕工程後の吸水性樹脂の粒子径と同様に、特定の目開きの篩で分級することによって求められる。また、重量平均粒子径(D50)についても、同様に求めることができる。ただし、上記粒子状含水ゲルの分級操作が、乾式の分級方法では凝集等により測定が困難である場合は、特開2000−63527号公報の段落〔0091〕に記載の、湿式の分級方法を用いて測定する。   In addition, the particle diameter of the said particulate water-containing gel is calculated | required by classifying with the sieve of a specific opening similarly to the particle diameter of the water absorbing resin after a grinding | pulverization process. Further, the weight average particle diameter (D50) can be determined in the same manner. However, when the classification operation of the particulate hydrous gel is difficult to measure due to aggregation or the like in the dry classification method, the wet classification method described in paragraph [0091] of JP-A-2000-63527 is used. To measure.

(2−4)乾燥工程
上記重合工程で得られた含水ゲル状架橋重合体、またはゲル細粒化工程で得られた解砕ゲルを、所望する樹脂固形分量まで乾燥することができれば、その方法について特に制限されないが、例えば、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、流動床乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、ドラムドライヤー乾燥、疎水性有機溶媒との共沸による脱水乾燥、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の乾燥方法を採用することができる。
(2-4) Drying step If the hydrated gel-like crosslinked polymer obtained in the polymerization step or the crushed gel obtained in the gel atomization step can be dried to the desired resin solid content, the method Although not particularly limited, for example, heat drying, hot air drying, vacuum drying, fluidized bed drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, dehydration drying by azeotropy with a hydrophobic organic solvent, high-temperature steam was used Various drying methods such as high-humidity drying can be employed.

これらの中でも、熱風乾燥が好ましく、露点温度が40〜100℃の気体による熱風乾燥がより好ましく、露点温度が50〜90℃の気体による熱風乾燥がさらに好ましい。熱風乾燥を用いる場合、その風速(水平に広がる乾燥対象物に対して垂直に通過する気流の速度)は、0.01〜10[m/s]が好ましく、0.1〜5[m/s]がより好ましい。   Among these, hot air drying is preferable, hot air drying with a gas having a dew point temperature of 40 to 100 ° C. is more preferable, and hot air drying with a gas having a dew point temperature of 50 to 90 ° C. is more preferable. When hot air drying is used, the wind speed (velocity of the airflow passing perpendicularly to the drying object spreading horizontally) is preferably 0.01 to 10 [m / s], and preferably 0.1 to 5 [m / s. ] Is more preferable.

本発明において、適用される乾燥温度としては、特に制限されないが、50〜300℃(100℃以下の場合は減圧下で行うことが好ましい)が好ましく、100〜250℃がより好ましく、150〜200℃がさらに好ましい。また、乾燥時間としては、10〜120分が好ましく、20〜90分がより好ましく、30〜60分がさらに好ましい。上記乾燥時間が10分未満の場合、吸水性樹脂内部のポリマー鎖に起こる変化が小さく、十分な改善効果が得られないと考えられるため、諸物性の向上効果が見られない場合がある。一方、上記乾燥時間が120分以上の場合では、吸水性樹脂にダメージを与えてしまい、水可溶分の上昇が生じ、諸物性の向上効果が見られない場合がある。   In the present invention, the drying temperature to be applied is not particularly limited, but is preferably 50 to 300 ° C. (preferably performed under reduced pressure when it is 100 ° C. or lower), more preferably 100 to 250 ° C., and 150 to 200. More preferably. Moreover, as drying time, 10 to 120 minutes are preferable, 20 to 90 minutes are more preferable, and 30 to 60 minutes are more preferable. When the drying time is less than 10 minutes, the change occurring in the polymer chain inside the water-absorbent resin is small, and it is considered that a sufficient improvement effect cannot be obtained. On the other hand, when the drying time is 120 minutes or more, the water-absorbent resin is damaged, and the water-soluble content is increased, and the effects of improving various physical properties may not be observed.

さらに、得られる粒子状吸水剤の物性と白色度を両立させるため、乾燥温度が165〜230℃の範囲内で、乾燥時間が50分以内であることが好ましく、20〜40分が特に好ましい。乾燥温度や乾燥時間がこの範囲を外れると、粒子状吸水剤のCRC(無加圧下吸水倍率)の低下や水可溶分の増加、白色度の低下を引き起こす恐れがある。   Furthermore, in order to achieve both physical properties and whiteness of the obtained particulate water-absorbing agent, the drying temperature is preferably within a range of 165 to 230 ° C., and the drying time is preferably within 50 minutes, particularly preferably 20 to 40 minutes. If the drying temperature or drying time is out of this range, the particulate water-absorbing agent may have a decrease in CRC (water absorption capacity under no pressure), an increase in water-soluble content, and a decrease in whiteness.

また、含水ゲル状架橋重合体または解砕ゲルの乾燥減量(吸水性樹脂1gを180℃で3時間加熱した際の重量変化)から求められる樹脂固形分は、80重量%以上が好ましく、85〜99重量%がより好ましく、90〜98重量%がさらに好ましく、92〜97重量%が特に好ましい。該乾燥工程において、乾燥重量が前記範囲内に調整された乾燥重合体が得られる。   Further, the resin solid content obtained from the loss on drying of the hydrogel crosslinked polymer or crushed gel (weight change when 1 g of the water-absorbent resin is heated at 180 ° C. for 3 hours) is preferably 80% by weight or more, 99 weight% is more preferable, 90 to 98 weight% is further more preferable, and 92 to 97 weight% is especially preferable. In the drying step, a dry polymer whose dry weight is adjusted within the above range is obtained.

さらに、得られる粒子状吸水剤の残存モノマー低減や、ゲル劣化(耐尿性)の防止、黄変の防止を図るため、重合終了後から乾燥を開始するまでの時間を短時間とすることが好ましい。すなわち、上記ゲル細粒化工程の有無に関わらず、重合終了時点から乾燥開始までの時間を1時間以内とすることが好ましく、0.5時間以内とすることがより好ましく、0.1時間以内とすることがさらに好ましい。また、この期間中、含水ゲル状架橋重合体または解砕ゲルの温度は、50〜80℃に制御されるのが好ましく、60〜70℃がさらに好ましい。この温度範囲に制御することで、残存モノマーの低減や低着色を達成することができる。   Furthermore, in order to reduce the residual monomer of the obtained particulate water-absorbing agent, prevent gel degradation (urine resistance), and prevent yellowing, the time from the completion of polymerization to the start of drying may be shortened. preferable. That is, regardless of the presence or absence of the above-described gel granulation step, the time from the completion of polymerization to the start of drying is preferably within 1 hour, more preferably within 0.5 hour, and within 0.1 hour More preferably. During this period, the temperature of the hydrogel crosslinked polymer or crushed gel is preferably controlled to 50 to 80 ° C, more preferably 60 to 70 ° C. By controlling within this temperature range, it is possible to achieve a reduction in residual monomer and low coloration.

(2−5)粉砕工程、分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥物を、粉砕・分級して、吸水性樹脂を得る工程である。
(2-5) Crushing step and classification step This step is a step of crushing and classifying the dried product obtained in the drying step to obtain a water absorbent resin.

本工程においては、上記乾燥工程で得られた乾燥物をそのまま乾燥粉末として使用することもできるが、後述する表面架橋工程での物性向上のため、特定の粒度に制御することが好ましい。なお、粒度制御は、本粉砕工程、分級工程に限らず、重合工程(特に逆相懸濁重合)、微粉回収工程、造粒工程等で適宜実施することができる。以下、粒度は標準篩(JIS Z8801−1(2000))で規定する。   In this step, the dried product obtained in the drying step can be used as a dry powder as it is, but it is preferable to control to a specific particle size in order to improve physical properties in the surface crosslinking step described later. The particle size control is not limited to the main pulverization step and the classification step, and can be appropriately performed in a polymerization step (particularly reverse phase suspension polymerization), a fine powder collection step, a granulation step, and the like. Hereinafter, the particle size is defined by a standard sieve (JIS Z8801-1 (2000)).

本粉砕工程で使用できる粉砕機は、特に限定されず、従来から知られている粉砕機を使用することができる。具体的には、ロールミル、ハンマーミル、ロールグラニュレーター、ジョークラッシャー、ジャイレクトリークラッシャー、コーンクラッシャー、ロールクラッシャー、カッターミル等を挙げることができる。これらの中でも、粒度制御の観点から、多段のロールミルまたはロールグラニュレーターを使用することが好ましい。   The pulverizer that can be used in the pulverization step is not particularly limited, and a conventionally known pulverizer can be used. Specific examples include a roll mill, a hammer mill, a roll granulator, a jaw crusher, a gylet crusher, a cone crusher, a roll crusher, and a cutter mill. Among these, it is preferable to use a multistage roll mill or roll granulator from the viewpoint of particle size control.

また、分級工程においては、ふるい分級や気流分級等、各種の分級機を使用することができる。   In the classification step, various classifiers such as sieve classification and airflow classification can be used.

本工程で得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、以下の粒度となるように制御することが好ましい。すなわち、表面架橋前の吸水性樹脂の重量平均粒子径(D50)は、200〜600μmが好ましく、200〜550μmがより好ましく、250〜500μmがさらに好ましく、350〜450μmが特に好ましい。また、目開き150μmの篩(JIS標準篩)を通過する微細な粒子の割合が、吸水性樹脂全体に対して、0〜5重量%が好ましく、0〜3重量%がより好ましく、0〜1重量%がさらに好ましい。また、目開き850μmの篩(JIS標準篩)を通過しない巨大な粒子の割合が、吸水性樹脂全体に対して、0〜5重量%が好ましく、0〜3重量%がより好ましく、0〜1重量%がさらに好ましい。さらに、吸水性樹脂の粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、0.20〜0.40が好ましく、0.25〜0.37がより好ましく、0.25〜0.35がさらに好ましい。これらの粒度は、国際公開第2004/69915号やEDANA−ERT420.2.−02(Particle Size Disribution)に開示された方法で測定される。   From the viewpoint of improving the physical properties of the water-absorbent resin obtained in this step, it is preferable to control the particle size to be as follows. That is, the weight average particle diameter (D50) of the water absorbent resin before surface crosslinking is preferably 200 to 600 μm, more preferably 200 to 550 μm, further preferably 250 to 500 μm, and particularly preferably 350 to 450 μm. Further, the ratio of fine particles passing through a sieve having a mesh size of 150 μm (JIS standard sieve) is preferably 0 to 5% by weight, more preferably 0 to 3% by weight, based on the whole water-absorbent resin, and 0 to 1 More preferred is weight percent. In addition, the ratio of huge particles that do not pass through a sieve having an opening of 850 μm (JIS standard sieve) is preferably 0 to 5% by weight, more preferably 0 to 3% by weight, based on the entire water-absorbent resin, and 0 to 1 More preferred is weight percent. Furthermore, the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution of the water absorbent resin is preferably 0.20 to 0.40, more preferably 0.25 to 0.37, and further preferably 0.25 to 0.35. These particle sizes are disclosed in International Publication No. 2004/69915 and EDANA-ERT420.2. Measured by the method disclosed in -02 (Particle Size Distribution).

一般的に粒度分布を狭くする、すなわち、粒度の上下限を近づけるように制御すると、吸水性樹脂の着色が色調測定上目立つが、本発明では、このような色調の問題が発生せず、好ましい。したがって、本発明で得られる吸水性樹脂の粒度分布は、150〜850μmの粒子径を有する割合が95重量%以上であり、好ましくは98重量%以上(上限が100重量%)である。   Generally, when the particle size distribution is narrowed, that is, when the particle size is controlled so as to approach the upper and lower limits of the particle size, the coloring of the water-absorbent resin is conspicuous in color tone measurement. . Therefore, the particle size distribution of the water-absorbent resin obtained in the present invention is such that the proportion having a particle size of 150 to 850 μm is 95% by weight or more, preferably 98% by weight or more (upper limit is 100% by weight).

(2−6)表面架橋工程
本工程は、上記粉砕工程、分級工程で得られた吸水性樹脂の表面近傍を、吸水性能向上のために、表面架橋剤を用いて架橋(表面架橋反応)する工程である。本表面架橋処理によって、着色の少ない白色度の高い吸水性樹脂が得られ、特に高温表面架橋での吸水性樹脂に好ましく適用される。さらに、本発明で得られる吸水性樹脂を衛生用品(特に紙オムツ)の原材料として使用する場合、本表面架橋処理によって、AAP(加圧下吸水倍率)を、好ましくは20[g/g]以上に高めればよい。
(2-6) Surface cross-linking step In this step, the surface vicinity of the water-absorbent resin obtained in the pulverization step and the classification step is cross-linked (surface cross-linking reaction) using a surface cross-linking agent in order to improve water absorption performance. It is a process. By this surface cross-linking treatment, a water-absorbing resin with little coloration and high whiteness can be obtained, and is particularly preferably applied to a water-absorbing resin with high-temperature surface cross-linking. Furthermore, when the water-absorbing resin obtained in the present invention is used as a raw material for sanitary goods (especially paper diapers), AAP (water absorption capacity under pressure) is preferably 20 [g / g] or more by the surface cross-linking treatment. You only have to increase it.

本発明で用いることができる表面架橋剤としては、特に限定されないが、種々の有機または無機架橋剤を挙げることができる。中でも有機表面架橋剤が好ましく、有機表面架橋剤とイオン架橋剤との併用がより好ましい。具体的には、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物またはそのハロエポキシ化合物との縮合物、オキサゾリン化合物、(モノ、ジ、またはポリ)オキサゾリジノン化合物、アルキレンカーボネート化合物であり、特に高温での反応が必要な、多価アルコール化合物、アルキレンカーボネート化合物、オキサゾリジノン化合物からなる脱水エステル反応性架橋剤が使用できる。さらにより具体的には、米国特許第6228930号、同第6071976号、同第6254990号等に例示されている化合物を挙げることが出来る。例えば、モノ,ジ,トリ,テトラまたはプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、グリセリン、1,4−ブタンジオール、1,3−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、ソルビトール等多価アルコール化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテルやグリシドール等のエポキシ化合物;エチレンカボネート等のアルキレンカーボネート化合物;オキセタン化合物;2−イミダゾリジノンのような環状尿素化合物等が挙げられる。上記表面架橋剤の使用量は、吸水性樹脂100重量部に対して、好ましくは0.001〜10重量部、より好ましくは0.01〜5重量部の範囲内で適宜決定される。   Although it does not specifically limit as a surface crosslinking agent which can be used by this invention, Various organic or inorganic crosslinking agents can be mentioned. Among these, an organic surface crosslinking agent is preferable, and a combined use of an organic surface crosslinking agent and an ionic crosslinking agent is more preferable. Specifically, polyhydric alcohol compounds, epoxy compounds, polyvalent amine compounds or condensates thereof with haloepoxy compounds, oxazoline compounds, (mono, di, or poly) oxazolidinone compounds, alkylene carbonate compounds, particularly at high temperatures. A dehydrating ester-reactive crosslinking agent comprising a polyhydric alcohol compound, an alkylene carbonate compound, or an oxazolidinone compound that requires a reaction can be used. More specifically, compounds exemplified in US Pat. Nos. 6,228,930, 6071976, 6254990, and the like can be exemplified. For example, mono, di, tri, tetra or propylene glycol, 1,3-propanediol, glycerin, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, Polyhydric alcohol compounds such as sorbitol; Epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether and glycidol; Alkylene carbonate compounds such as ethylene carbonate; Oxetane compounds; Cyclic urea compounds such as 2-imidazolidinone. The amount of the surface cross-linking agent used is suitably determined within the range of preferably 0.001 to 10 parts by weight, more preferably 0.01 to 5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin.

また、吸水性樹脂と表面架橋剤との混合の際、溶媒として水を用いることが好ましい。上記水の使用量は、吸水性樹脂100重量部に対して、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは0.5〜10重量部の範囲内で適宜決定される。さらに、上記水以外に、必要に応じて、親水性有機溶媒を併用してもよく、その使用量は、吸水性樹脂100重量部に対して、好ましくは0〜10重量部、より好ましくは0〜5重量部の範囲内で適宜決定される。さらに、表面架橋剤溶液の混合に際し、水不溶性の微粒子粉体や界面活性剤を本発明の効果を妨げない程度に共存させてもよい。該微粒子粉体や界面活性剤の種類や使用量等については、米国特許第7473739号等に例示されているが、該使用量としては、吸水性樹脂100重量部に対して、好ましくは0〜10重量部、より好ましくは0〜5重量部、さらに好ましくは0〜1重量部の範囲内で適宜決定される。   Moreover, it is preferable to use water as a solvent when mixing the water absorbent resin and the surface cross-linking agent. The amount of water used is appropriately determined within a range of preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. Furthermore, in addition to the above water, a hydrophilic organic solvent may be used in combination, if necessary, and the amount used is preferably 0 to 10 parts by weight, more preferably 0 with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. It is suitably determined within the range of ˜5 parts by weight. Furthermore, when mixing the surface cross-linking agent solution, water-insoluble fine particle powder or surfactant may be allowed to coexist to the extent that the effects of the present invention are not hindered. The type and amount of the fine particle powder and the surfactant are exemplified in U.S. Pat. No. 7,473,739, and the amount used is preferably 0 to 100 parts by weight of the water absorbent resin. It is appropriately determined within a range of 10 parts by weight, more preferably 0 to 5 parts by weight, and still more preferably 0 to 1 part by weight.

本工程において、吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合した後、好ましくは加熱処理され、その後必要により冷却処理される。上記加熱処理時の加熱温度は、70〜300℃が好ましく、120〜250℃がより好ましく、150〜250℃がさらに好ましい。上記処理温度が70℃未満の場合、加熱処理時間が延び生産性の低下を招来する上に、均一な表面架橋層を形成することができないため好ましくない。また、上記処理温度が300℃を超える場合、吸水性樹脂が劣化するため好ましくない。また、上記加熱処理時の加熱時間は、1分〜2時間の範囲が好ましい。上記加熱処理は、通常の乾燥機または加熱炉で行うことができる。   In this step, the water-absorbent resin and the surface cross-linking agent are mixed, and then preferably heat-treated, and then cooled if necessary. 70-300 degreeC is preferable, the heating temperature at the time of the said heat processing has more preferable 120-250 degreeC, and 150-250 degreeC is further more preferable. When the said processing temperature is less than 70 degreeC, since heat processing time is extended and productivity falls, and a uniform surface crosslinked layer cannot be formed, it is unpreferable. Moreover, when the said processing temperature exceeds 300 degreeC, since a water absorbing resin deteriorates, it is unpreferable. The heating time during the heat treatment is preferably in the range of 1 minute to 2 hours. The said heat processing can be performed with a normal dryer or a heating furnace.

なお、欧州特許第0349240号、同第0605150号、同第0450923号、同第0812873号、同第0450924号、同第0668080号、日本国特開平7−242709号、同平7−224304号、米国特許第5409771号、同第5597873号、同第5385983号、同第5610220号、同第5633316号、同第5674633号、同第5462972号、国際公開第99/42494号、同第99/43720号、同第99/42496号等に開示された表面架橋方法についても、本発明に好ましく適用することができる。   European Patent Nos. 0349240, 0605150, 0450923, 0818733, 0450924, 0668080, JP-A-7-242709, 7-224304, US Patent Nos. 5,409,771, 5,597,873, 5,385,983, 5,610,220, 5,633,316, 5,674,633, 5,462,972, International Publication Nos. 99/42494, 99/43720, The surface cross-linking method disclosed in JP 99/42496 can be preferably applied to the present invention.

(2−7)微粉リサイクル工程
本工程は、乾燥工程および必要により粉砕工程、分級工程で発生する微粉(特に粒子径150μm以下の粉体を70重量%以上含む微粉)を分離した後、そのままの状態で、あるいは水和して重合工程や乾燥工程にリサイクルする工程をいい、米国特許出願公開第2006/247351号や米国特許第6228930号に記載された方法を適用することができる。微粉をリサイクルすることで、吸水性樹脂の粒度を制御することができるとともに、微粉の添加によって、高固形分濃度を容易に達成することができ、さらに、乾燥機の通気ベルトから、乾燥後の吸水性樹脂を容易に剥離することができるので好ましい。
(2-7) Fine powder recycling process This process is performed after separating the fine powder generated in the drying process and, if necessary, the pulverization process and the classification process (particularly the fine powder containing 70% by weight or more of the powder having a particle diameter of 150 μm or less). It refers to a process in which it is hydrated or recycled to a polymerization process or a drying process, and the methods described in US Patent Application Publication No. 2006/247351 and US Pat. No. 6,228,930 can be applied. By recycling the fine powder, the particle size of the water-absorbing resin can be controlled, and by adding the fine powder, a high solid content concentration can be easily achieved. Further, from the ventilation belt of the dryer, It is preferable because the water absorbent resin can be easily peeled off.

(2−8)その他の工程
上記工程以外に、必要により、多価金属の表面処理工程、蒸発モノマーのリサイクル工程、造粒工程、微粉除去工程等を設けてもよい。さらに、経時色調の安定性効果やゲル劣化防止等のために、上記各工程のいずれかまたは全部に、上記添加剤を必要により使用してもよい。
(2-8) Other steps In addition to the above steps, a polyvalent metal surface treatment step, an evaporation monomer recycling step, a granulation step, a fine powder removal step, and the like may be provided as necessary. Further, for the purpose of stabilizing the color tone over time and preventing gel degradation, the additives may be used as necessary in any or all of the above steps.

上記多価金属塩の表面処理工程は、高い加圧下通液性(SFCやGBP)を求める場合に適用され、例えば、米国特許第6605673号、同第6620899号に記載された製法が必要に応じて適用される。   The surface treatment step of the polyvalent metal salt is applied when liquid permeability under high pressure (SFC or GBP) is required. For example, the production methods described in US Pat. Nos. 6,605,673 and 6,620,899 are necessary. Applied.

〔3〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂
本発明の吸水性樹脂は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とし、衛生用品、特に紙オムツへの使用を目的とする場合、上述した重合方法や表面架橋方法等によって得られる。さらに得られる吸水性樹脂は、下記(2−1)〜(2−7)に挙げられた各物性のうち、少なくとも1以上の物性を制御することが好ましく、さらにはAAPを含めた2以上、特に3以上の物性を制御することが好ましい。吸水性樹脂が下記の各物性を満たさない場合、吸水性樹脂濃度が40重量%以上の高濃度オムツでは十分な性能を発揮しないおそれがある。
[3] Polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin The water-absorbing resin of the present invention is mainly composed of a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin and is intended for use in sanitary goods, particularly paper diapers. It can be obtained by the above-described polymerization method, surface crosslinking method, or the like. Further, the obtained water-absorbing resin preferably controls at least one or more of the physical properties listed in the following (2-1) to (2-7), and further includes two or more including AAP, In particular, it is preferable to control three or more physical properties. When the water absorbent resin does not satisfy the following physical properties, a high concentration diaper having a water absorbent resin concentration of 40% by weight or more may not exhibit sufficient performance.

(3−1)初期色調
本発明で得られる吸水性樹脂は、紙オムツ等の衛生用品の原材料として使用するため、白色粉末であることが好ましい。したがって、分光式色差計によるハンターLab表色系測定において、初期色調として、L値(Lightness/明度)が、85以上が好ましく、87以上がより好ましく、89以上がさらに好ましい。また、a値は、−2〜2が好ましく、−1〜1がより好ましく、−0.5〜1がさらに好ましく、0〜1が特に好ましい。さらに、b値は、−5〜10が好ましく、−5〜5がより好ましく、−4〜4がさらに好ましい。なお、上記L値の上限は100であるが、85以上を示せば、衛生用品等において色調による問題が発生しない。また、YI(Yellow Index)値は、10以下が好ましく、8以下が好ましく、6以下がより好ましい。さらに、WB(White Balance)値は、70以上が好ましく、75以上がより好ましく、77以上がさらに好ましい。
(3-1) Initial color tone The water-absorbent resin obtained in the present invention is preferably a white powder because it is used as a raw material for sanitary goods such as paper diapers. Accordingly, in Hunter Lab color system measurement using a spectroscopic color difference meter, the L value (Lightness / lightness) is preferably 85 or more, more preferably 87 or more, and even more preferably 89 or more as the initial color tone. The a value is preferably -2 to 2, more preferably -1 to 1, more preferably -0.5 to 1, and particularly preferably 0 to 1. Further, the b value is preferably −5 to 10, more preferably −5 to 5, and further preferably −4 to 4. The upper limit of the L value is 100, but if it is 85 or more, there is no problem with color tone in sanitary goods. Further, the YI (Yellow Index) value is preferably 10 or less, preferably 8 or less, and more preferably 6 or less. Further, the WB (White Balance) value is preferably 70 or more, more preferably 75 or more, and further preferably 77 or more.

上記初期色調とは、製造後の粒子状吸水剤の色調を指し、一般的には工場出荷前に測定される色調をいうが、30℃以下、相対湿度50%RHの雰囲気下での保存であれば、製造後1年以内に測定される色調でもよい。   The initial color tone refers to the color tone of the particulate water-absorbing agent after production, and generally refers to the color tone measured before shipment from the factory, but is stored under an atmosphere of 30 ° C. or less and a relative humidity of 50% RH. If it exists, the color tone measured within one year after production may be used.

(3−2)経時色調
本発明にかかる吸水性樹脂は、上述した通り、紙オムツ等の衛生用品の原材料として使用するため、高温多湿条件下での長期貯蔵状態においても、清浄な白色状態を維持することが好ましい。したがって、分光式色差計によるハンターLab表色系測定において、経時色調として、L値(Lightness/明度)が少なくとも80を示すことが好ましく、81以上がより好ましく、82以上がさらに好ましく、83以上が特に好ましい。また、a値は、−3〜3が好ましく、−2〜2がより好ましく、−1〜1がさらに好ましい。さらに、b値は、0〜15が好ましく、0〜12がより好ましく、0〜10がさらに好ましい。なお、上記L値の上限は100であるが、80以上を示せば、高温多湿条件下での長期保存状態において実質問題が発生しない。
(3-2) Temporal color tone As described above, the water-absorbent resin according to the present invention is used as a raw material for sanitary products such as paper diapers, and therefore has a clean white state even in a long-term storage state under high-temperature and high-humidity conditions. It is preferable to maintain. Therefore, in Hunter Lab color system measurement using a spectroscopic color difference meter, the L value (Lightness / lightness) is preferably at least 80, more preferably 81 or more, still more preferably 82 or more, and 83 or more as the color tone over time. Particularly preferred. Further, the a value is preferably −3 to 3, more preferably −2 to 2, and further preferably −1 to 1. Furthermore, 0-15 are preferable, as for b value, 0-12 are more preferable, and 0-10 are more preferable. In addition, although the upper limit of the said L value is 100, if it shows 80 or more, a real problem will not generate | occur | produce in the long-term preservation | save state on high temperature and humidity conditions.

上記経時色調とは、吸水性樹脂を温度70±1℃、相対湿度65±1%RHの雰囲気下、7日間曝露させた後に測定される色調をいう。   The color tone with time refers to a color tone measured after the water-absorbing resin is exposed for 7 days in an atmosphere at a temperature of 70 ± 1 ° C. and a relative humidity of 65 ± 1% RH.

(3−3)CRC(無加圧下吸水倍率)
本発明で得られる吸水性樹脂のCRC(無加圧下吸水倍率)は、10[g/g]以上が好ましく、20[g/g]以上がより好ましく、25[g/g]以上がさらに好ましく、30[g/g]以上が特に好ましい。CRCの上限値は、特に限定されないが、50[g/g]以下が好ましく、45[g/g]以下がより好ましく、40[g/g]以下がさらに好ましい。上記CRCが10[g/g]未満の場合、吸水性樹脂の吸水量が低く、紙オムツ等、衛生用品中の吸収体への使用に適さないおそれがある。また、上記CRCが50[g/g]を超える場合、かような吸水性樹脂を吸収体に使用すると、液の取り込み速度に優れる衛生用品を得ることができないおそれがあるため、好ましくない。なお、CRCは、上述した内部架橋剤や表面架橋剤等で適宜制御することができる。
(3-3) CRC (absorption capacity under no pressure)
The CRC (water absorption capacity under no pressure) of the water absorbent resin obtained in the present invention is preferably 10 [g / g] or more, more preferably 20 [g / g] or more, and further preferably 25 [g / g] or more. 30 [g / g] or more is particularly preferable. Although the upper limit of CRC is not particularly limited, it is preferably 50 [g / g] or less, more preferably 45 [g / g] or less, and still more preferably 40 [g / g] or less. When the CRC is less than 10 [g / g], the water-absorbing resin has a low water absorption amount and may not be suitable for use in absorbent articles such as paper diapers. In addition, when the CRC exceeds 50 [g / g], it is not preferable to use such a water-absorbent resin for the absorbent body because it may not be possible to obtain a sanitary product having an excellent liquid uptake rate. CRC can be appropriately controlled by the internal cross-linking agent and surface cross-linking agent described above.

(3−4)AAP(加圧下吸水倍率)
本発明で得られる吸水性樹脂のAAP(加圧下吸水倍率)は、紙オムツでのモレを防止するため、上記乾燥を達成手段として、1.9kPa、さらに好ましくは4.8kPaの加圧下において、20[g/g]以上が好ましく、22[g/g]以上がより好ましく、24[g/g]以上がさらに好ましい。AAPの上限値は、特に限定されないが、他の物性とのバランスから40[g/g]以下が好ましい。上記AAPが20[g/g]未満の場合、かような吸水性樹脂を吸収体に使用すると、吸収体に圧力が加わった際の液の戻り(通常、「リウェット(Re−Wet)」とも称される)が少ない衛生用品を得ることができないおそれがあるため、好ましくない。なお、AAPは、上述した表面架橋剤や粒度等で適宜制御することができる。
(3-4) AAP (absorption capacity under pressure)
The AAP (water absorption capacity under pressure) of the water-absorbent resin obtained in the present invention is 1.9 kPa, more preferably under pressure of 4.8 kPa, as a means for achieving the above-mentioned drying in order to prevent leakage in paper diapers. 20 [g / g] or more is preferable, 22 [g / g] or more is more preferable, and 24 [g / g] or more is more preferable. The upper limit value of AAP is not particularly limited, but is preferably 40 [g / g] or less in view of balance with other physical properties. When the AAP is less than 20 [g / g], when such a water-absorbent resin is used for the absorbent body, the return of the liquid when pressure is applied to the absorbent body (usually, “Re-Wet”) This is not preferable because there is a possibility that a hygienic product with a small amount of the product may not be obtained. AAP can be appropriately controlled by the above-described surface cross-linking agent, particle size, and the like.

(3−5)SFC(食塩水流れ誘導性)
本発明で得られる吸水性樹脂のSFC(食塩水流れ誘導性)は、紙オムツでのモレを防止するため、上記乾燥を達成手段として、加圧下において、1[×10−7・cm・s・g−1]以上が好ましく、10[×10−7・cm・s・g−1]以上がより好ましく、50[×10−7・cm・s・g−1]以上がさらに好ましく、70[×10−7・cm・s・g−1]以上が特に好ましく、100[×10−7・cm・s・g−1]以上が最も好ましい。SFCの上限値は、特に限定されないが、3000[×10−7・cm・s・g−1]以下が好ましく、2000[×10−7・cm・s・g−1]以下がより好ましい。上記SFCが3000[×10−7・cm・s・g−1]を超える場合、かような吸水性樹脂を吸水体に使用すると、吸水体で液漏れが発生するおそれがあるため、好ましくない。なお、SFCは、上述した乾燥方法等で適宜制御することができる。
(3-5) SFC (saline flow conductivity)
The SFC (saline flow inductivity) of the water-absorbent resin obtained by the present invention is 1 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or more, preferably 10 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or more, more preferably 50 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or more. It is preferably 70 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or more, and most preferably 100 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or more. The upper limit of SFC is not particularly limited, but is preferably 3000 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or less, more preferably 2000 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ] or less. preferable. When the above SFC exceeds 3000 [× 10 −7 · cm 3 · s · g −1 ], it is preferable to use such a water absorbent resin for the water absorbent body, because there is a risk of liquid leakage in the water absorbent body. Absent. The SFC can be appropriately controlled by the above-described drying method or the like.

(3−6)Ext(水可溶分)
本発明で得られる吸水性樹脂のExt(水可溶分)は、35重量%以下が好ましく、25重量%以下がより好ましく、15重量%以下がさらに好ましく、10重量%以下が特に好ましい。上記Extが35重量%を超える場合、得られる吸水性樹脂のゲル強度が弱く、液透過性に劣ったものとなるおそれがある。また、かような吸水性樹脂を吸水体に使用すると、吸水体に圧力が加わった際の液の戻り(リウェット)が少ない吸水性樹脂を得ることができないおそれがあるため、好ましくない。なお、Extは、上述した内部架橋剤等で適宜制御することができる。
(3-6) Ext (water-soluble component)
The Ext (water-soluble content) of the water-absorbent resin obtained in the present invention is preferably 35% by weight or less, more preferably 25% by weight or less, further preferably 15% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or less. When the Ext exceeds 35% by weight, the gel strength of the obtained water-absorbent resin is weak and the liquid permeability may be inferior. Moreover, it is not preferable to use such a water-absorbing resin for the water-absorbing body because it may not be possible to obtain a water-absorbing resin with little liquid return (rewetting) when pressure is applied to the water-absorbing body. Note that Ext can be appropriately controlled by the internal cross-linking agent described above.

(3−7)Residual Monomers(残存モノマー)
本発明で得られる吸水性樹脂のResidual Monomers(残存モノマー)は、安全性の観点から、好ましくは0〜400ppm、より好ましくは0〜300ppm、さらに好ましくは0〜200ppmに制御される。なお、Residual Monomersは、上述した重合方法等で適宜制御することができる。
(3-7) Residual Monomers (residual monomers)
Residual Monomers (residual monomers) of the water-absorbent resin obtained in the present invention are preferably controlled to 0 to 400 ppm, more preferably 0 to 300 ppm, and still more preferably 0 to 200 ppm from the viewpoint of safety. Residual Monomers can be appropriately controlled by the polymerization method described above.

〔4〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の用途
本発明にかかる製造方法により得られる吸水性樹脂の用途は、特に限定されず、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パット等の衛生用品、農園芸用保水剤、廃液固化剤や、工業用止水材等、吸収性物品に使用することができる
本発明で得られる吸水性樹脂は、吸水性樹脂を高濃度に使用する吸収性物品で、特に優れた性能が発揮される。すなわち、該吸収性物品中の吸収体における吸水性樹脂の含有量(コア濃度)は、30〜100重量%が好ましく、40〜100重量%がより好ましく、50〜100重量%がさらに好ましく、60〜100重量%がさらにより好ましく、70〜100重量%が特に好ましく、75〜95重量%が最も好ましい。該コア濃度を上記範囲内とすることで、本発明の効果をより発揮することができるため、好ましい。特に、本発明で得られる吸水性樹脂を上記コア濃度の範囲内で吸収体上層部分に使用する場合、高通液性(加圧下通液性)のため、尿等の吸収液の拡散性に優れ、効率的な液分配によって、紙オムツ等、吸収性物品全体の吸収量が向上するため、好ましい。さらに、衛生感のある白色状態が保たれた吸収性物品を提供することができるため、好ましい。
[4] Use of polyacrylic acid (salt) water-absorbent resin The use of the water-absorbent resin obtained by the production method according to the present invention is not particularly limited, and sanitary products such as paper diapers, sanitary napkins, incontinence pads, The water absorbent resin obtained in the present invention that can be used for absorbent articles such as agricultural and horticultural water retention agents, waste liquid solidifying agents, industrial water-stopping materials, etc. is an absorbent article that uses the water absorbent resin in a high concentration. Especially, excellent performance is exhibited. That is, the content (core concentration) of the water-absorbent resin in the absorbent body in the absorbent article is preferably 30 to 100% by weight, more preferably 40 to 100% by weight, further preferably 50 to 100% by weight, -100% by weight is even more preferred, 70-100% by weight is particularly preferred, and 75-95% by weight is most preferred. It is preferable to set the core concentration within the above range because the effects of the present invention can be further exhibited. In particular, when the water-absorbent resin obtained in the present invention is used for the upper part of the absorbent body within the above-mentioned core concentration range, it is highly permeable to urine and the like due to high liquid permeability (liquid permeability under pressure). Since the amount of absorption of the entire absorbent article such as a paper diaper is improved by efficient liquid distribution, it is preferable. Furthermore, it is preferable because it is possible to provide an absorbent article that maintains a hygienic white state.

また、上記吸収体は、密度が0.06〜0.50[g/cm]であり、坪量が0.01〜0.20[g/cm]に圧縮成形されているのが好ましい。さらに、上記吸収体の厚みは、好ましくは30mm以下、より好ましくは20mm以下、さらに好ましくは10mm以下の薄型化の紙オムツにとって好適な吸収性物品を提供することができる。 In addition, the absorber preferably has a density of 0.06 to 0.50 [g / cm 3 ] and is compression-molded to a basis weight of 0.01 to 0.20 [g / cm 2 ]. . Furthermore, it is possible to provide an absorbent article suitable for a thin paper diaper having a thickness of preferably 30 mm or less, more preferably 20 mm or less, and even more preferably 10 mm or less.

〔5〕吸水性樹脂の同定方法/追跡方法
本発明において、製造後のポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の同定方法として、該吸水性樹脂中の13C量を定量してもよい。同定するには、紙オムツ等に組み込まれたり、土中に埋められた流通中の吸水性樹脂について、吸水性樹脂を取り出し、さらに13C量を定量すればよい。吸水性樹脂の同定ないし追跡の制度を高めるために、吸水性樹脂の物性が測定されたり、微量成分が定量されたりすればよい。
[5] Identification method / tracking method of water-absorbing resin In the present invention, the amount of 13 C in the water-absorbing resin may be quantified as a method for identifying a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin after production. For identification, the water-absorbing resin is taken out from the water-absorbing resin that is incorporated into a paper diaper or buried in the soil, and the amount of 13 C is quantified. In order to improve the identification or tracking system of the water-absorbent resin, the physical properties of the water-absorbent resin may be measured or the trace components may be quantified.

分析される物性としては、吸水倍率、加圧下吸水倍率、粒度分布、可溶成分、粒度、通液性などであり、分析される微量成分としては残存モノマー、残存飽和有機酸(特にプロピオン酸)、残存架橋剤などであり、過去の標準サンプルと比較することで、吸水性樹脂の同定/あるいは追跡すればよい。   The physical properties to be analyzed include water absorption capacity, water absorption capacity under pressure, particle size distribution, soluble components, particle size, liquid permeability, etc., and the minor components to be analyzed include residual monomers and residual saturated organic acids (particularly propionic acid). The remaining cross-linking agent may be identified and / or traced by comparing with a past standard sample.

[実施例]
以下、実施例に従い本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、便宜上、「リットル」を「L」、「重量%」を「wt%」と記すことがある。なお、本発明の吸水性樹脂の諸物性は、特に記載がない限り、室温(20〜25℃)、湿度50RH%の条件下で測定した。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated according to an Example, this invention is not limited to these. For convenience, “liter” may be described as “L” and “wt%” may be described as “wt%”. The physical properties of the water-absorbent resin of the present invention were measured under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and humidity of 50 RH% unless otherwise specified.

[測定例1]CRC(無加圧下吸水倍率)
吸水性樹脂0.2g(重量W0[g]とする)を秤量し、不織布製の袋(60×60mm)に均一に入れヒートシールした後、25±3℃に調温した0.9wt%塩化ナトリウム水溶液500mL中に浸漬した。60分経過後、袋を引き上げ、遠心分離機(株式会社コクサン社製遠心機、形式;H−122)を用いて、250G、3分間の条件で水切りを行った。その後、袋の重量W1[g]を測定した。
[Measurement Example 1] CRC (absorption capacity under no pressure)
After weighing 0.2 g of water absorbent resin (weight W0 [g]), uniformly putting it in a non-woven bag (60 × 60 mm) and heat-sealing, 0.9 wt% chloride adjusted to 25 ± 3 ° C. It was immersed in 500 mL of aqueous sodium solution. After the elapse of 60 minutes, the bag was pulled up and drained using a centrifuge (centrifuge manufactured by Kokusan Co., Ltd., type: H-122) at 250 G for 3 minutes. Thereafter, the weight W1 [g] of the bag was measured.

また、同様の操作を、吸水性樹脂を入れずに行い、そのときの袋の重量W2[g]を測定した。得られたW0[g]、W1[g]、W2[g]から次式にしたがって、CRC(無加圧下吸水倍率)を算出した。   The same operation was performed without adding the water-absorbing resin, and the weight W2 [g] of the bag at that time was measured. CRC (water absorption capacity under no pressure) was calculated from the obtained W0 [g], W1 [g], and W2 [g] according to the following formula.

Figure 2011231188
Figure 2011231188

[測定例2]AAP(加圧下吸水倍率)
図1に示す測定装置を用いて、本発明の吸水性樹脂のAAP(加圧下吸水倍率)を測定した。なお、ERT442.2−02に規定する測定方法にしたがってAAPを測定したが、荷重のみ、4.83kPaに変更した。以下、図1を参照しながら測定方法について説明する。
[Measurement Example 2] AAP (Water absorption capacity under pressure)
Using the measuring apparatus shown in FIG. 1, the AAP (water absorption magnification under pressure) of the water absorbent resin of the present invention was measured. In addition, although AAP was measured according to the measuring method prescribed | regulated to ERT442.2-02, only the load was changed to 4.83 kPa. Hereinafter, the measurement method will be described with reference to FIG.

ステンレス製400メッシュの金網101(目開き38μm)を融着させたプラスチックの支持円筒(内径60mm)を用意した。20〜25℃(室温)、相対湿度50RH%の雰囲気下で、上記金網101上に0.900gの吸水性樹脂102を均一に載せた。次いで、該吸水性樹脂102の上に、ピストン103、荷重(おもり)104をこの順序に載せ、測定装置一式の重量Wa[g]を測定した。なお、ピストン103と荷重(おもり)104は、支持円筒100との隙間がなく、かつ、上下の動きが妨げられないように、外径が60mmよりわずかに小さいものであった。さらに、吸水性樹脂に対して、均一に荷重を加えることができるものであった。   A plastic support cylinder (inner diameter: 60 mm) to which a 400-mesh metal mesh 101 (mesh size: 38 μm) was fused was prepared. Under an atmosphere of 20 to 25 ° C. (room temperature) and a relative humidity of 50 RH%, 0.900 g of the water absorbent resin 102 was uniformly placed on the wire mesh 101. Next, the piston 103 and the load (weight) 104 were placed in this order on the water absorbent resin 102, and the weight Wa [g] of the measuring device set was measured. The piston 103 and the load (weight) 104 had no gap with the support cylinder 100 and had an outer diameter slightly smaller than 60 mm so that the vertical movement was not hindered. Furthermore, a load could be uniformly applied to the water absorbent resin.

次に、ペトリ皿105(直径150mm)に、ガラスフィルター106(直径90mm)(株式会社相互理化学硝子製作所製;細孔直径100〜120μm)を置き、20〜25℃に調温した0.9wt%塩化ナトリウム水溶液をガラスフィルター106の上面と同じ高さとなるまで注いだ。次いで、濾紙107(直径90mm)(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)1枚をガラスフィルター106上に載せ、濾紙107全体が濡れるようにし、かつ、過剰の0.9wt%塩化ナトリウム水溶液108を取り除いた。その後、上記測定装置一式を、上記濾紙107上に載せ、0.9wt%塩化ナトリウム水溶液108を吸水性樹脂102に吸収させた。   Next, a glass filter 106 (diameter 90 mm) (manufactured by Mutual Riken Glass Co., Ltd .; pore diameter 100 to 120 μm) was placed in a Petri dish 105 (diameter 150 mm), and the temperature was adjusted to 20 to 25 ° C. 0.9 wt% The aqueous sodium chloride solution was poured until it was flush with the upper surface of the glass filter 106. Next, one sheet of filter paper 107 (diameter 90 mm) (manufactured by ADVANTEC Toyo Co., Ltd., product name: JIS P 3801, No. 2, thickness 0.26 mm, reserved particle diameter 5 μm) was placed on the glass filter 106, and the entire filter paper 107 was It was allowed to get wet and excess 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution 108 was removed. Thereafter, the set of measuring devices was placed on the filter paper 107 and the 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution 108 was absorbed by the water absorbent resin 102.

1時間経過後、測定装置一式を持ち上げ、その重量Wb[g]を測定した。得られたWa[g]、Wb[g]から次式にしたがって、AAP(加圧下吸水倍率)を算出した。   After 1 hour, the measuring device set was lifted and its weight Wb [g] was measured. AAP (water absorption capacity under pressure) was calculated from the obtained Wa [g] and Wb [g] according to the following formula.

Figure 2011231188
Figure 2011231188

[測定例3]SFC(生理食塩水流れ誘導性)
図2に示す測定装置を用いて、本発明の吸水性樹脂のSFC(生理食塩水流れ誘導性)を測定した。SFC(生理食塩水流れ誘導性)は、膨潤した吸水性樹脂の液透過性を示す値であり、値が大きいほど高い液透過性を有することを示している。なお、SFCの測定は、米国特許第5849405号明細書に開示された方法にしたがって行った。
[Measurement Example 3] SFC (saline flow conductivity)
The SFC (physiological saline flow inductivity) of the water-absorbent resin of the present invention was measured using the measuring apparatus shown in FIG. SFC (physiological saline flow inductivity) is a value indicating the liquid permeability of the swollen water-absorbent resin, and the larger the value, the higher the liquid permeability. In addition, the measurement of SFC was performed according to the method disclosed in US Pat. No. 5,849,405.

まず、図2に示すSFC測定装置について、説明する。   First, the SFC measuring apparatus shown in FIG. 2 will be described.

本発明で使用するSFC測定装置は、0.69wt%塩化ナトリウム水溶液(以下、「生理食塩水」と称する)の貯蔵タンク31およびその付帯設備、荷重下で膨潤ゲル44に生理食塩水を通液させる通液装置40、膨潤ゲルを通過した生理食塩水の重量を測定する測定部から構成されている。   The SFC measuring device used in the present invention is a 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution (hereinafter referred to as “physiological saline”) storage tank 31 and its associated equipment, and physiological saline is passed through the swelling gel 44 under load. The liquid passing device 40 is configured to include a measuring unit that measures the weight of the physiological saline that has passed through the swelling gel.

上記貯蔵タンク31には、一定静水圧で生理食塩水33を通液装置40に移送するために、末端が開いたガラス管32が設置されている。該ガラス管32は、シリンダー41中の生理食塩水の液面が、膨潤ゲル44の底部から5cm上の高さとなるように、ゴム栓(蓋)を通して生理食塩水33中に挿入されている。   The storage tank 31 is provided with a glass tube 32 having an open end in order to transfer the physiological saline 33 to the liquid device 40 at a constant hydrostatic pressure. The glass tube 32 is inserted into the physiological saline 33 through a rubber plug (lid) so that the level of the physiological saline in the cylinder 41 is 5 cm above the bottom of the swollen gel 44.

また、貯蔵タンク31には、通液装置40に生理食塩水33を移送するための、コック付きL字管34を備えている。該コック付L字管34は、貯蔵タンク31中の生理食塩水33の液面より下に配置されており、コック35により生理食塩水の流量を制御することができる。   Further, the storage tank 31 is provided with an L-shaped tube 34 with a cock for transferring the physiological saline 33 to the liquid passing device 40. The L-shaped tube 34 with a cock is disposed below the surface of the physiological saline 33 in the storage tank 31, and the flow rate of the physiological saline can be controlled by the cock 35.

上記通液装置40は、シリンダー41(内径6cm)、およびピストン46とから構成されており、シリンダー41の底部にはステンレス製金網42(目開き38μm)が、ピストン46の底部にはガラスフィルター45がそれぞれ取り付けられ、吸水性樹脂または膨潤ゲル44が移動できないようにされている。また、ピストン46の下部には、生理食塩水が通過するために十分な穴47が開けられている。さらに該通液装置40は、ステンレス製金網43で構成される台の上に置かれている。   The liquid passing device 40 includes a cylinder 41 (inner diameter 6 cm) and a piston 46, a stainless steel wire mesh 42 (mesh opening 38 μm) at the bottom of the cylinder 41, and a glass filter 45 at the bottom of the piston 46. Are attached so that the water-absorbent resin or swollen gel 44 cannot move. Further, a sufficient hole 47 is formed in the lower part of the piston 46 so that physiological saline can pass therethrough. Further, the liquid passing device 40 is placed on a table composed of a stainless steel wire mesh 43.

上記測定部は、通過した生理食塩水を捕集する容器48と、捕集した生理食塩水の重量を測定する上皿天秤49とから構成されている。   The measurement unit includes a container 48 that collects the physiological saline that has passed, and an upper pan balance 49 that measures the weight of the collected physiological saline.

次に、SFCの測定方法について説明する。   Next, an SFC measurement method will be described.

シリンダー41中に吸水性樹脂0.900gを均一に入れ、2.07kPaの荷重となるようにおもりを載せたピストン46を設置した、通液装置40を用意した。該通液装置40中の吸水性樹脂を人工尿で60分間膨潤させた後、膨潤ゲル44のゲル層高さを測定した。なお、上記膨潤方法は、AAP(加圧下吸水倍率)測定方法に準拠して行った。また、上記人工尿は、塩化カルシウム2水和物0.25g、塩化カリウム2.0g、塩化マグネシウム6水和物0.50g、硫酸ナトリウム2.0g、りん酸2水素アンモニウム0.85g、およびりん酸水素2アンモニウム0.15gを純水に加え、全体の重量を1000.00gとしたものを用いた。   A liquid passing device 40 was prepared in which 0.900 g of a water-absorbing resin was uniformly placed in a cylinder 41 and a piston 46 on which a weight was placed so as to have a load of 2.07 kPa was installed. After the water absorbent resin in the liquid flow device 40 was swollen with artificial urine for 60 minutes, the gel layer height of the swollen gel 44 was measured. In addition, the said swelling method was performed based on the AAP (water absorption magnification under pressure) measuring method. The artificial urine contains 0.25 g of calcium chloride dihydrate, 2.0 g of potassium chloride, 0.50 g of magnesium chloride hexahydrate, 2.0 g of sodium sulfate, 0.85 g of ammonium dihydrogen phosphate, and phosphorus. A solution prepared by adding 0.15 g of diammonium hydrogen hydride to pure water and making the total weight 1000.00 g was used.

上記人工尿で膨潤した後の通液装置40を図2のように設置し、2.07kPaの荷重下で生理食塩水33を、一定の静水圧で貯蔵タンク31からコック付L字管34を経て膨潤ゲル44に通液させた。コック35を開けた時点を起点として、20秒間隔でゲル層を通過する生理食塩水の重量を10分間記録した。20秒ごとの増加液量[g]を経過時間[s](20秒)で除した値を、膨潤ゲル44(主に粒子間)を通過する生理食塩水の流速Fs(T)[g/s]とし、経過時間に対して流速Fs(T)をプロットした。   The liquid passing device 40 after swelling with the artificial urine is installed as shown in FIG. 2, and the physiological saline 33 is loaded under a load of 2.07 kPa, and the L-shaped tube 34 with a cock from the storage tank 31 at a constant hydrostatic pressure. Then, the liquid was passed through the swelling gel 44. Starting from the time when the cock 35 was opened, the weight of physiological saline passing through the gel layer at intervals of 20 seconds was recorded for 10 minutes. The value obtained by dividing the increased liquid volume [g] every 20 seconds by the elapsed time [s] (20 seconds) is the flow rate Fs (T) of physiological saline passing through the swollen gel 44 (mainly between the particles) [g / s], and the flow rate Fs (T) was plotted against the elapsed time.

上記プロットから、安定した流速が得られる時点を読み取り、その点をTsとした。該Tsから測定終了時(10分目)までに得た流速データのみを利用して、Fs(T=0)、つまり、ゲル層を通る最初の流速を最小二乗法の結果をT=0に外挿することにより計算した後、下記数3にしたがって、SFC(食塩水流れ誘導性)を算出した。   The time point at which a stable flow rate was obtained was read from the plot, and that point was defined as Ts. Using only the flow rate data obtained from the Ts until the end of the measurement (10th minute), Fs (T = 0), that is, the initial flow rate through the gel layer is set to the result of the least squares method as T = 0. After calculation by extrapolation, SFC (saline flow conductivity) was calculated according to the following formula 3.

Figure 2011231188
Figure 2011231188

ここで、
Fs(t=0):流速[g/s]
L0:ゲル層の高さ[cm]
ρ:塩化ナトリウム水溶液の密度(1.003[g/cm])
A:シリンダー41中のゲル層上側の面積(28.27[cm])
ΔP:ゲル層にかかる静水圧(4920[dyn/cm])
である。
here,
Fs (t = 0): flow rate [g / s]
L0: Gel layer height [cm]
ρ: Density of aqueous sodium chloride solution (1.003 [g / cm 3 ])
A: Area above the gel layer in the cylinder 41 (28.27 [cm 2 ])
ΔP: hydrostatic pressure applied to the gel layer (4920 [dyn / cm 2 ])
It is.

[測定例4]Ext(水可溶分)
吸水性樹脂1.00gと0.90wt%塩化ナトリウム水溶液184.3gとを、容量250mLの蓋付きプラスチック容器に入れ、16時間攪拌を行い、吸水性樹脂中の水可溶分を抽出した。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50.0gを測定用液とした。
[Measurement Example 4] Ext (water-soluble component)
A water-absorbing resin (1.00 g) and a 0.90 wt% sodium chloride aqueous solution (184.3 g) were put in a plastic container with a cap having a capacity of 250 mL and stirred for 16 hours to extract a water-soluble component in the water-absorbing resin. This extract was filtered using one 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 was used for measurement. A liquid was used.

上記測定用液を、pH10となるまで0.1NのNaOH水溶液で滴定し、次いで、pH2.7となるまで0.1NのHCl水溶液で滴定し、滴定量([NaOH]mL、[HCl]mL)を求めた。また、同様の操作を、0.90wt%塩化ナトリウム水溶液のみに対して行い、空滴定量([bNaOH]mL、[bHCl]mL)を求めた。   The measurement solution was titrated with a 0.1N NaOH aqueous solution until pH 10 and then titrated with a 0.1N HCl aqueous solution until pH 2.7, and titrated ([NaOH] mL, [HCl] mL). ) Moreover, the same operation was performed only with respect to 0.90 wt% sodium chloride aqueous solution, and empty-quantity ([bNaOH] mL, [bHCl] mL) was calculated | required.

上記操作により得られた滴定量およびモノマーの平均分子量とから下記数5にしたがって、Ext(水可溶分)を算出した。なお、モノマーの平均分子量が未知の場合、下記数6にしたがって算出される中和率を用いて、モノマーの平均分子量を算出した。   Ext (water-soluble content) was calculated from the titration amount obtained by the above operation and the average molecular weight of the monomer according to the following formula 5. In addition, when the average molecular weight of the monomer was unknown, the average molecular weight of the monomer was calculated using the neutralization rate calculated according to the following formula 6.

Figure 2011231188
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Figure 2011231188
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[測定例5]Residual Monomer(残存モノマー)
本発明の吸水性樹脂に含まれる残存モノマーは、上記Ext(水可溶分)の測定方法における攪拌時間を16時間から2時間に変更した以外は同様の操作を行って得た濾液を、高速液体クロマトグラフィーで分析することにより、求められる。なお、残存モノマーはppm(対吸水性樹脂)で表す。
[Measurement Example 5] Residual Monomer (residual monomer)
The residual monomer contained in the water-absorbent resin of the present invention is obtained by subjecting a filtrate obtained by performing the same operation except that the stirring time in the Ext (water-soluble) measurement method is changed from 16 hours to 2 hours. It is calculated | required by analyzing by liquid chromatography. The residual monomer is expressed in ppm (vs. water-absorbing resin).

[測定定6]含水率
底面の直径が約50mmのアルミカップに、吸水性樹脂1.00gを量り取り、試料(吸水性樹脂およびアルミカップ)の総重量W8[g]を測定した。
[Measurement Standard 6] Water content 1.00 g of water absorbent resin was weighed into an aluminum cup having a bottom diameter of about 50 mm, and the total weight W8 [g] of the sample (water absorbent resin and aluminum cup) was measured.

次に、雰囲気温度180℃のオーブン中に上記試料を静置し、吸水性樹脂を乾燥させた。3時間経過後オーブンから該試料を取り出し、デシケーター中で室温まで冷却した。その後、乾燥後の試料(吸水性樹脂およびアルミカップ)の総重量W9[g]を測定し、次式にしたがって含水率(単位;[重量%])を算出した。   Next, the sample was allowed to stand in an oven having an atmospheric temperature of 180 ° C., and the water absorbent resin was dried. After 3 hours, the sample was taken out of the oven and cooled to room temperature in a desiccator. Thereafter, the total weight W9 [g] of the dried sample (water absorbent resin and aluminum cup) was measured, and the water content (unit: [wt%]) was calculated according to the following formula.

Figure 2011231188
Figure 2011231188

[測定例7]重量平均粒子径(D50)、粒子径150μm未満の重量百分率、粒度分布の対数標準偏差(σζ)
以下の目開きを有するJIS標準篩を用いて吸水性樹脂10.00gを分級し、ふるい毎の重量を測定し、粒子径150μm未満の重量百分率を算出した。また、各粒度の残留百分率Rを数確率紙にプロットし、このグラフからR=50重量%に相当する粒子径を重量平均粒子径(D50)として読み取った。なお。重量平均粒子径(D50)は、米国特許第5051259号明細書等に開示されているように、粒子全体の50重量%に対応する標準篩の粒子径のことをいう。さらに、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は下記の数8にしたがって算出した。なお、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。
[Measurement Example 7] Weight average particle diameter (D50), weight percentage less than 150 μm, logarithmic standard deviation of particle size distribution (σζ)
10.00 g of the water-absorbent resin was classified using a JIS standard sieve having the following openings, the weight of each sieve was measured, and the weight percentage with a particle diameter of less than 150 μm was calculated. Further, the residual percentage R of each particle size was plotted on several probability papers, and the particle diameter corresponding to R = 50 wt% was read from this graph as the weight average particle diameter (D50). Note that. The weight average particle diameter (D50) refers to the particle diameter of a standard sieve corresponding to 50% by weight of the whole particle as disclosed in US Pat. No. 5,051,259. Further, the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution was calculated according to the following formula 8. The logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution means that the smaller the value, the narrower the particle size distribution.

Figure 2011231188
Figure 2011231188

ここで、X1はR=84.1重量%、X2はR=15.9重量%に相当する粒子径である。   Here, X1 is a particle diameter corresponding to R = 84.1% by weight, and X2 is a particle diameter corresponding to R = 15.9% by weight.

上記JIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm)は、目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、45μmのものを用意した。また、ロータップ型ふるい振盪機(株式会社飯田製作所製;ES−65型ふるい振盪機)で5分間分級を行った。   The JIS standard sieves (The IIDA TESTING SIVE: inner diameter 80 mm) were prepared with openings of 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 425 μm, 300 μm, 212 μm, 150 μm, 106 μm, and 45 μm. Moreover, it classified for 5 minutes with the low tap type sieve shaker (Iida Seisakusho make; ES-65 type sieve shaker).

[測定例8]吸水性樹脂の色調評価
吸水性樹脂の色調評価は、ハンターLab表色系で実施した。なお、測定装置(分光式色差計)としては、HunterLab社製のLabScan(登録商標)XEを使用し、その測定条件としては、反射測定を選択した。また、粉末・ペースト試料用容器(内径30mm、高さ12mm)、粉末・ペースト用標準丸白板No.2および30Φ投光パイプを用いた。
[Measurement Example 8] Color tone evaluation of water-absorbing resin The color tone evaluation of the water-absorbing resin was carried out in the Hunter Lab color system. Note that LabScan (registered trademark) XE manufactured by HunterLab was used as a measurement apparatus (spectral color difference meter), and reflection measurement was selected as the measurement condition. In addition, powder / paste sample containers (inner diameter 30 mm, height 12 mm), standard round white plate No. 1 for powder / paste. 2 and 30Φ floodlight pipes were used.

上記粉末・ペースト試料用容器に吸水性樹脂約5gを充填し、室温(20〜25℃)、相対湿度50RH%の雰囲気下で、上記分光式色差計にて該吸水性樹脂表面のL値(Lightness:明度指数)、a値、b値を測定した。   The powder / paste sample container is filled with about 5 g of a water-absorbent resin, and the L-value of the surface of the water-absorbent resin is measured with the spectral color difference meter at room temperature (20 to 25 ° C.) and a relative humidity of 50 RH%. Lightness: brightness index), a value, and b value were measured.

本発明においては、製造直後の吸水性樹脂、あるいは、気温30℃以下、相対湿度50RH%以下の雰囲気下での保存期間が製造後1年以内である吸水性樹脂の色調を「初期色調」とし、この際に測定されたL値を「曝露前の明度指数」という。   In the present invention, the color tone of the water-absorbent resin immediately after production or the water-absorbent resin in which the storage period in an atmosphere at a temperature of 30 ° C. or less and a relative humidity of 50 RH% or less is within one year after production is referred to as “initial color tone”. The L value measured at this time is referred to as “lightness index before exposure”.

また、「着色促進試験」として、以下の操作を行い、「曝露後の明度指数」を測定した。   In addition, as a “coloring promotion test”, the following operation was performed, and “lightness index after exposure” was measured.

上記着色促進試験は、温度70±1℃、相対湿度65±1RH%の雰囲気に調整した恒温恒湿機(エスペック株式会社製小型環境試験器;形式SH−641)中に、吸水性樹脂約5gを充填した粉末・ペースト試料用容器を入れ、7日間曝露することで実施した。   The above color acceleration test was carried out in a constant temperature and humidity chamber (Espec Co., Ltd., small environmental tester; model SH-641) adjusted to an atmosphere of 70 ± 1 ° C. and relative humidity of 65 ± 1 RH%. A powder / paste sample container filled with was placed and exposed for 7 days.

上記曝露後の吸水性樹脂についての色調を「経時色調」とし、この際に測定されたL値を「曝露後の明度指数」という。   The color tone of the water-absorbent resin after exposure is referred to as “temporal color tone”, and the L value measured at this time is referred to as “lightness index after exposure”.

なお、上記L値は100に近づくほど白色度が増し、a値、b値は0(ゼロ)に近いほど、低着色で実質的に白色となる。   Note that the whiteness increases as the L value approaches 100, and the closer the a and b values are to 0 (zero), the lower the color and the substantially white.

[測定例9]δ13C(炭素安定同位体比)
片側を閉じた外径9mm、内径6mm、長さ350mmの石英ガラス管に、酸化銅500mgと吸水性樹脂10mgとを入れ、次に、銀線(直径0.1mm、長さ5mm)5本を入れた。
[Measurement Example 9] δ 13 C (carbon stable isotope ratio)
Place 500 mg of copper oxide and 10 mg of water-absorbing resin in a quartz glass tube with an outer diameter of 9 mm, an inner diameter of 6 mm, and a length of 350 mm with one side closed, and then 5 silver wires (diameter 0.1 mm, length 5 mm) I put it in.

次いで、予め1000℃に加熱処理が施されている石英綿をゆるく丸めて上記石英ガラス管の中ほどにいれ、該ガラス管の内部を真空に引く際に吸水性樹脂が管外に放出されないようにした。真空操作は、油回転式のポンプと液体窒素のコールドトラップを用いて行った。吸水性樹脂および助燃剤が入った上記ガラス管を高真空に排気し、ガスバーナーを用いて300mmの長さに封じきった。   Next, the quartz cotton that has been heat-treated at 1000 ° C. is loosely rolled and placed in the middle of the quartz glass tube so that the water-absorbent resin is not released outside the tube when the inside of the glass tube is evacuated. I made it. The vacuum operation was performed using an oil rotary pump and a liquid nitrogen cold trap. The glass tube containing the water-absorbing resin and the auxiliary combustor was evacuated to high vacuum and sealed to a length of 300 mm using a gas burner.

その後、上記石英ガラス管を900℃で3時間加熱し、試料を燃焼させ、二酸化炭素等を発生させた。   Thereafter, the quartz glass tube was heated at 900 ° C. for 3 hours to burn the sample and generate carbon dioxide and the like.

上記操作により発生した二酸化炭素を含む燃焼ガスを真空装置に導入し、液体窒素を用いて精製分離して純粋な二酸化炭素を回収した。   Combustion gas containing carbon dioxide generated by the above operation was introduced into a vacuum apparatus, and purified and separated using liquid nitrogen to recover pure carbon dioxide.

この二酸化炭素は、水素還元法により触媒として作用する鉄粉上にグラファイトとして回収される。さらに、回収されたグラファイトと鉄粉とを混合し、アルミニウム製のターゲットホルダーに圧入して、タンデトロン加速器質量分析計の分析試料とした。   This carbon dioxide is recovered as graphite on the iron powder acting as a catalyst by the hydrogen reduction method. Furthermore, the recovered graphite and iron powder were mixed and pressed into an aluminum target holder to obtain an analysis sample of a tandetron accelerator mass spectrometer.

その後、タンデトロン加速器質量分析計を用いて、試料の炭素同位体比を測定した。   Thereafter, the carbon isotope ratio of the sample was measured using a tandetron accelerator mass spectrometer.

[実施例1]
C4植物であるサトウキビを出発原料とするアクリル酸を得た。
[Example 1]
Acrylic acid was obtained starting from sugarcane, a C4 plant.

上記得られたアクリル酸に、NaOH水溶液を中和温度60℃で添加し、中和率75モル%で濃度35重量%のアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。このとき、3−ヒドロキシプロピオン酸の含有量は2100ppm(対アクリル酸ナトリウム水溶液)であった。   A NaOH aqueous solution was added to the acrylic acid obtained above at a neutralization temperature of 60 ° C. to obtain a sodium acrylate aqueous solution having a neutralization rate of 75 mol% and a concentration of 35 wt%. At this time, the content of 3-hydroxypropionic acid was 2100 ppm (relative to a sodium acrylate aqueous solution).

該アクリル酸ナトリウム水溶液に、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレートを0.05モル%(対アクリル酸ナトリウム塩)を溶解させることで、単量体(1)を得た。該単量体(1)350gを容積1Lの円筒型容器に3分以内で投入し、2[L/min]で窒素バブリングを20分間行い、脱気した。次いで、過硫酸ナトリウム0.12[g/モル](対単量体)、およびL−アスコルビン酸0.005[g/モル](対単量体)を水溶液状態で、攪拌下の上記単量体(1)に添加して重合を開始した。重合開始後に攪拌を停止し、静置水溶液重合を行った。重合開始後14分経過したところで、ピーク重合温度110℃を示した。その後、30分経過後に円筒型容器から重合物を取り出し、含水ゲル状架橋重合体(1)を得た。   Monomer (1) was obtained by dissolving 0.05 mol% (as compared with sodium acrylate) of polyethylene glycol diacrylate as an internal crosslinking agent in the sodium acrylate aqueous solution. 350 g of the monomer (1) was put into a cylindrical container having a volume of 1 L within 3 minutes, and nitrogen bubbling was performed at 2 [L / min] for 20 minutes to deaerate. Next, sodium persulfate 0.12 [g / mol] (with respect to monomer) and L-ascorbic acid 0.005 [g / mol] (with respect to monomer) in the form of an aqueous solution were mixed with the above-mentioned single amount. Polymerization was started by adding to the body (1). Stirring was stopped after the initiation of polymerization, and a standing aqueous solution polymerization was performed. When 14 minutes had elapsed after the start of polymerization, a peak polymerization temperature of 110 ° C. was exhibited. Thereafter, after 30 minutes, the polymer was taken out from the cylindrical container to obtain a hydrogel crosslinked polymer (1).

得られた含水ゲル状架橋重合体(1)は、雰囲気温度45℃の条件下で、ミートチョッパー(孔径8mm)によって細分化した後、3分以内に乾燥機に導入した。該乾燥は、風速1.8[m/sec]、温度170℃の熱風を20分間吹き付けることで、行った。該乾燥操作により得られた乾燥重合物(固形分濃度;約95重量%)をロールミルで粉砕し、JIS標準篩で850〜150μmに分級することで、粒子状吸水性樹脂(1)を得た。   The obtained hydrogel crosslinked polymer (1) was subdivided by a meat chopper (pore diameter: 8 mm) under an atmosphere temperature of 45 ° C. and then introduced into the dryer within 3 minutes. The drying was performed by blowing hot air having a wind speed of 1.8 [m / sec] and a temperature of 170 ° C. for 20 minutes. The dried polymer (solid content concentration: about 95% by weight) obtained by the drying operation was pulverized with a roll mill and classified into 850 to 150 μm with a JIS standard sieve to obtain a particulate water-absorbing resin (1). .

得られた粒子状吸水性樹脂(1)100重量部に対して、表面架橋剤として、エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品名デナコール(登録商標)EX−810;ナガセ化成株式会社製)0.05重量部/イソプロピルアルコール1重量部/水3重量部からなる混合物を噴霧添加した後、195℃のオイルバス中で60分間加熱処理を行い、表面架橋された吸水性樹脂(1)を得た。   0.05 weight of ethylene glycol diglycidyl ether (trade name Denacol (registered trademark) EX-810; manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd.) as a surface cross-linking agent with respect to 100 parts by weight of the obtained particulate water-absorbing resin (1) After spraying a mixture consisting of 1 part by weight / 1 part by weight of isopropyl alcohol / 3 parts by weight of water, heat treatment was performed in an oil bath at 195 ° C. for 60 minutes to obtain a surface-crosslinked water-absorbent resin (1).

得られた吸水性樹脂(1)のハンターLab表色系のL値は89であった。また、着色促進試験後のL値は80であり、経時着色は少なかった。   The L value of the Hunter Lab color system of the obtained water absorbent resin (1) was 89. Further, the L value after the coloring promotion test was 80, and coloring with time was small.

また、上記測定例9で求められる炭素安定同位体比は−13‰であった。ジヒドロキシアセトン含有量は250ppmであった。   In addition, the stable carbon isotope ratio obtained in Measurement Example 9 was −13 ‰. The dihydroxyacetone content was 250 ppm.

[比較例1]
C3植物であるキャッサバを出発原料とするアクリル酸を得た以外は、実施例1と同様の操作を行った。
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was performed except that acrylic acid was obtained using cassava, which is a C3 plant, as a starting material.

得られた比較吸水性樹脂(1)のハンターLab表色系のL値は76であった。また、着色促進試験後のL値は62まで低下した。   The L value of the Hunter Lab color system of the obtained comparative water absorbent resin (1) was 76. Further, the L value after the coloring acceleration test was reduced to 62.

また、上記測定例9で求められる炭素安定同位体比は−25‰であった。ジヒドロキシアセトン含有量は1460ppmであった。   In addition, the stable carbon isotope ratio obtained in Measurement Example 9 was −25 ‰. The dihydroxyacetone content was 1460 ppm.

バイオマス由来物の使用によって、燃焼しても大気中の二酸化炭素が増えることはなく、地球環境にやさしい吸水性樹脂を得ることができる。さらに、C4植物由来のバイオマス源を用いることによって、白色度が高く、経時着色の少ない吸水性樹脂を提供することができる。   By using the biomass-derived material, carbon dioxide in the atmosphere does not increase even if it is burned, and a water-absorbing resin that is friendly to the global environment can be obtained. Furthermore, by using a biomass source derived from a C4 plant, it is possible to provide a water-absorbing resin having high whiteness and little coloration with time.

Claims (9)

水溶性不飽和単量体を重合して得られる内部架橋構造を有するポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂であって、
加速器質量分析法によって測定される炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上であることを特徴とする、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂。
A polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin having an internal cross-linked structure obtained by polymerizing a water-soluble unsaturated monomer,
A polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin, wherein a carbon stable isotope ratio (δ 13 C) measured by accelerator mass spectrometry is −20 ‰ or more.
ジヒドロキシアセトン含有量が500ppm以下である、請求項1に記載の吸水性樹脂。   The water absorbent resin according to claim 1, wherein the dihydroxyacetone content is 500 ppm or less. 飽和脂肪族カルボン酸含有量が2000ppm以下である、請求項1または2に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to claim 1 or 2, wherein the saturated aliphatic carboxylic acid content is 2000 ppm or less. 上記飽和脂肪族カルボン酸が酢酸、プロピオン酸、酪酸から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the saturated aliphatic carboxylic acid is at least one selected from acetic acid, propionic acid, and butyric acid. 上記水溶性不飽和単量体がC4植物由来のバイオマス源から得られるアクリル酸を主成分とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-soluble unsaturated monomer is mainly composed of acrylic acid obtained from a biomass source derived from a C4 plant. 上記アクリル酸の炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸水性樹脂。 The water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 5, wherein the acrylic acid has a carbon stable isotope ratio (δ 13 C) of -20 ‰ or more. 上記アクリル酸中のジヒドロキアセトン含有量が500ppm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 6, wherein a content of dihydroxyacetone in the acrylic acid is 500 ppm or less. 水溶性不飽和単量体の重合工程、得られた含水ゲル状架橋重合体の乾燥工程を含む、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法であって、
加速器質量分析法により測定される炭素安定同位体比(δ13C)が−20‰以上のアクリル酸を単量体として用いることを特徴とする、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法。
A method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, comprising a step of polymerizing a water-soluble unsaturated monomer, and a step of drying the resulting hydrogel crosslinked polymer,
Production of polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin, characterized in that acrylic acid having a carbon stable isotope ratio (δ 13 C) measured by accelerator mass spectrometry of −20 ‰ or more is used as a monomer Method.
上記水溶性不飽和単量体がC4植物由来のバイオマス源から得られるアクリル酸を主成分とする、請求項8に記載の製造方法。   The production method according to claim 8, wherein the water-soluble unsaturated monomer is mainly composed of acrylic acid obtained from a biomass source derived from a C4 plant.
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