JP2012077157A - Water-absorbing resin and method for manufacturing the same - Google Patents

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大志 小林
Yoshiji Adachi
芳史 足立
Kunihiko Ishizaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-absorbing resin with high productivity, which is a water-absorbing resin obtained by using a raw material derived from biomass, and exhibits a high water absorption rate capable of sufficiently responding to required performance in practical use and in particular, a high water absorption rate under no pressure and a high water absorption rate under pressure.SOLUTION: A method for producing the water-absorbing resin includes: a polymerizing step of an aqueous monomer solution containing, as an essential component, an acid group-containing unsaturated monomer; a drying step of the obtained water-containing gel; and a surface crosslinking step of crosslinking the surface of water-absorbing resin particles after drying. In the polymerization step, polysaccharides are mixed at such a stage that the polymerization rate is higher than 0 mol% and not higher than 90 mol%, and further, polymerization is advanced.

Description

本発明は、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、酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液を重合して得られる重合体と多糖類とを含む、表面架橋された吸水性樹脂とその製造方法に関する。   The present invention relates to a water absorbent resin and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a surface-crosslinked water-absorbing resin containing a polymer obtained by polymerizing an aqueous monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component and a polysaccharide, and a method for producing the same.

吸水性樹脂(SAP/Super Absorbent Polymer)は水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤であり、紙オムツ、生理用ナプキン等の吸収物品の構成材、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。このような吸水性樹脂としては、原料として多くの単量体や親水性高分子が提案されている。   Water-absorbing resin (SAP / Super Absorbent Polymer) is a water-swellable, water-insoluble polymer gelling agent, and is a constituent material for absorbent articles such as paper diapers and sanitary napkins, as well as agricultural and horticultural water retention agents, industrial use. As a water stop material, etc., it is frequently used mainly for disposable applications. As such a water-absorbing resin, many monomers and hydrophilic polymers have been proposed as raw materials.

吸収物品の例として、紙オムツの場合を例に挙げると、近年の紙オムツの薄型化に伴って、吸収体(吸水性樹脂とパルプとの混合物)中に占める吸水性樹脂の割合が高く(高濃度化)なって来ている。そのため、吸水性樹脂に求められる吸水性能が、高度化かつ多様化してきている。特に吸収体に占める吸水性樹脂の高濃度化に伴って、CRC(無加圧下吸水倍率)に加え、AAP(加圧下吸水倍率)の高性能化が求められている(特許文献1〜3)。   As an example of an absorbent article, in the case of a paper diaper, as the paper diaper is thinned in recent years, the proportion of the water absorbent resin in the absorber (mixture of water absorbent resin and pulp) is high ( High concentration). For this reason, the water absorption performance required for water-absorbing resins has been advanced and diversified. In particular, with the increase in the concentration of the water-absorbing resin in the absorbent body, in addition to CRC (water absorption capacity under no pressure), high performance of AAP (water absorption capacity under pressure) is required (Patent Documents 1 to 3). .

また近年、地球環境の負荷低減、資源保護、カーボンニュートラル等の観点から、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おり、徐々にバイオマス由来の吸水性樹脂が求められてきている。   Also, in recent years, from the viewpoint of reducing environmental impact, resource protection, carbon neutral, etc., instead of depleting energy resources such as petroleum (hereinafter referred to as “fossil resources”), renewable organisms that are constituents of living organisms The movement to use the organic resources derived from animals and plants excluding the fossil resources (hereinafter referred to as “biomass”) is becoming active. In the field of water-absorbent resins, research using monomers obtained from biomass as raw materials has been promoted, and biomass-derived water-absorbent resins have been gradually demanded.

従来、吸水性樹脂として最も多く生産・使用されているポリアクリル酸(塩)系の吸水性樹脂は、その原料として、化石資源由来のプロピレンから得られるアクリル酸を主原料に用いてきたが、上記理由に加えて、化石資源の枯渇等の観点からその使用量を減らす必要がある。   Conventionally, polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resins that are most produced and used as water-absorbing resins have used acrylic acid obtained from fossil resource-derived propylene as the main raw material. In addition to the above reasons, it is necessary to reduce the amount used from the viewpoint of depletion of fossil resources.

そこで、これまでにバイオマス由来の原料を用いた吸水性樹脂の提案がなされてきた。具体的には、カルボキシメチルセルロース架橋体、ガラクトマンナン架橋体、ポリアミノ酸架橋体(特許文献4〜6)等が知られているが、これらの吸水性樹脂は吸水性能が低く、また、価格も高いため、ほとんど実用化されていない。   So far, proposals have been made for water-absorbing resins using biomass-derived raw materials. Specifically, a crosslinked carboxymethyl cellulose, a crosslinked galactomannan, a crosslinked polyamino acid (Patent Documents 4 to 6) and the like are known, but these water absorbent resins have low water absorption performance and high price. Therefore, it is hardly put into practical use.

さらに従来から、バイオマス由来の原料とアクリル系吸水性樹脂(ポリアクリル酸系やポリアクリルアミド系)とのグラフト重合等の手法により、複合化した吸水性樹脂が開発されている(特許文献7〜9)。具体的には、デンプンおよび/またはセルロースの存在下に重合を行う方法(特許文献7)、アミロースの存在下に重合を行う方法(特許文献8)、中和熱を利用してデンプン等を溶解させて重合する方法(特許文献9)が開示されている。しかしながら、これら特許文献7〜9に開示された方法は、加熱による多糖類の劣化や、それに伴う吸水性能の低下を避けるため、減圧乾燥や低温乾燥等、100℃以下で乾燥する手法が採用されていたが、生産性が極めて悪いものであった。   Furthermore, conventionally, composite water-absorbing resins have been developed by techniques such as graft polymerization of biomass-derived raw materials and acrylic water-absorbing resins (polyacrylic acid or polyacrylamide) (Patent Documents 7 to 9). ). Specifically, polymerization is performed in the presence of starch and / or cellulose (Patent Document 7), polymerization is performed in the presence of amylose (Patent Document 8), and starch is dissolved using neutralization heat. And a method for polymerizing the same (Patent Document 9) is disclosed. However, in these methods disclosed in Patent Documents 7 to 9, a method of drying at 100 ° C. or lower, such as reduced pressure drying or low temperature drying, is employed in order to avoid deterioration of polysaccharides due to heating and the accompanying decrease in water absorption performance. However, the productivity was extremely poor.

上記問題点を鑑みて、生産効率や吸水性能、白色度を向上させる手法も提案されている(特許文献10〜11)。具体的には、ドラムドライヤーを用いて高温でかつ短時間で乾燥を行う方法(特許文献10)、中和率0〜85モル%の酸基含有単量体をデンプングリコール酸の存在下で重合し、白色度の高い吸水剤を得る方法(特許文献11)、デンプン化合物を吸水剤の各製造工程で導入する方法(特許文献12、13)、中和率96モル%以上の土壌保水剤(特許文献14)が開示されている。しかしながら、いずれの方法においても、高い生産性を確保しつつ、高いCRC(無加圧下吸水倍率)に加えて、高いAAP(加圧下吸水倍率)を達成するという要求にこたえるには不十分であった。   In view of the above problems, methods for improving production efficiency, water absorption performance, and whiteness have also been proposed (Patent Documents 10 to 11). Specifically, a method of drying at a high temperature in a short time using a drum dryer (Patent Document 10), polymerizing an acid group-containing monomer having a neutralization rate of 0 to 85 mol% in the presence of starch glycolic acid In addition, a method for obtaining a water-absorbing agent having high whiteness (Patent Document 11), a method for introducing a starch compound in each production step of the water-absorbing agent (Patent Documents 12 and 13), and a soil water retaining agent having a neutralization rate of 96 mol% or more ( Patent Document 14) is disclosed. However, none of these methods is sufficient to meet the requirement to achieve high AAP (water absorption capacity under pressure) in addition to high CRC (water absorption capacity without pressure) while ensuring high productivity. It was.

米国特許第6646179号明細書US Pat. No. 6,646,179 米国特許第5797893号明細書US Pat. No. 5,797,893 米国特許第7473470号明細書US Pat. No. 7,473,470 米国特許第4650716号明細書US Pat. No. 4,650,716 日本国特許第3450914号公報Japanese Patent No. 3450914 特開2005−247891号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-247891 米国特許第4076663号明細書U.S. Pat. No. 4,076,663 特開昭54−37188号公報JP 54-37188 A 米国特許出願公開第2007/149701号明細書US Patent Application Publication No. 2007/149701 国際公開第2007/098932号パンフレットInternational Publication No. 2007/098932 Pamphlet 特公昭55−21041号公報Japanese Patent Publication No.55-21041 日本国特許第2901480号公報Japanese Patent No. 2901480 特表2009−528412号公報Special table 2009-528412 日本国特許第2706727号公報Japanese Patent No. 2706727

バイオマス由来の原料を用いた吸水性樹脂は、上記特許文献以外にも数多く検討されてきている。かような吸水性樹脂として、酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体溶液を重合して得られる重合体と多糖類とを含む吸水性樹脂等が挙げられるが、従来このような吸水性樹脂では、乾燥時に多糖類中の水酸基と重合体中の単量体由来の酸基とが縮合エステル化反応することにより吸水倍率が低下するという問題があった。さらに、この吸水倍率の低下を解消するために乾燥温度を低くする手法が採られていたが、この場合は生産性が低下するという問題が新たに生じた。さらに、この場合に得られる吸水性樹脂は、無加圧下での吸水倍率はある程度高く維持されるものの、加圧下での吸水倍率が低くなるため、紙オムツ等の実使用にこたえるには不十分であった。   Many water-absorbing resins using biomass-derived raw materials have been studied in addition to the above patent documents. Examples of such a water-absorbing resin include a water-absorbing resin containing a polymer obtained by polymerizing a monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component and a polysaccharide. Such a water-absorbent resin has a problem in that the water absorption capacity is lowered by a condensation esterification reaction between the hydroxyl group in the polysaccharide and the acid group derived from the monomer in the polymer during drying. Furthermore, in order to eliminate this decrease in water absorption ratio, a technique for lowering the drying temperature has been adopted, but in this case, a new problem has arisen that productivity is lowered. Furthermore, the water-absorbing resin obtained in this case is not sufficient for actual use such as paper diapers because the water-absorbing capacity under no pressure is maintained at a certain level, but the water-absorbing capacity under pressure is low. Met.

そこで、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、生産性の低下や製造コストの増大を伴うことなく、しかも、従来のバイオマス由来原料を使用した吸水性樹脂では決して達成し得なかった、高CRC(無加圧下吸水倍率)で高AAP(加圧下吸水倍率)を発現する吸水性樹脂を高生産性で得ることのできる製造方法を提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the purpose thereof is not accompanied by a decrease in productivity or an increase in manufacturing cost, and in a water-absorbing resin using a conventional biomass-derived raw material. It is an object of the present invention to provide a production method capable of obtaining a highly water-absorbent resin that exhibits high AAP (water absorption capacity under pressure) and high CRC (water absorption capacity without pressure) that could never be achieved.

さらに本発明の目的は、バイオマス由来原料を使用した吸水性樹脂であって、しかも実使用時の要求性能にも十分こたえることのできる高い吸水倍率、特に高い加圧下吸水倍率を発現する吸水性樹脂を提供することである。   Furthermore, an object of the present invention is a water-absorbing resin using a biomass-derived raw material, and also exhibits a high water-absorbing capacity that can sufficiently satisfy the required performance during actual use, particularly a high water-absorbing resin under high pressure. Is to provide.

上記課題を解決するための、本発明の吸水性樹脂の製造方法および本発明の吸水性樹脂は以下の通りである。   In order to solve the above problems, the method for producing the water absorbent resin of the present invention and the water absorbent resin of the present invention are as follows.

すなわち、上記課題を解決するために、本発明の吸水性樹脂の製造方法は、酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液の重合工程、得られた含水ゲルの乾燥工程、乾燥後の吸水性樹脂粒子を表面架橋する表面架橋工程を含む吸水性樹脂の製造方法であって、重合工程途中の重合率90%以下の段階で多糖類を混合してさらに重合を進行させる、吸水性樹脂の製造方法を提供する。   That is, in order to solve the above problems, the method for producing a water-absorbent resin of the present invention includes a polymerization step of an aqueous monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component, and a drying step of the obtained hydrogel. , A method for producing a water-absorbent resin comprising a surface cross-linking step of surface cross-linking the dried water-absorbent resin particles, wherein the polysaccharide is mixed at a stage where the polymerization rate is 90% or less during the polymerization step to further proceed the polymerization A method for producing a water-absorbent resin is provided.

また、上記課題を解決するために、本発明の吸水性樹脂は、ポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含み、加圧下吸水倍率(AAP)が22[g/g]以上の吸水性樹脂を提供する。   In order to solve the above problems, the water-absorbent resin of the present invention includes a polyacrylic acid-based water-absorbent resin and a polysaccharide non-uniformly in the particles, and has a water absorption capacity under pressure (AAP) of 22 [g / g. ] The above water-absorbent resin is provided.

本発明の製造方法によれば、生産性の低下や製造コストの増大を伴うことなく、高CRC(無加圧下吸水倍率)で高AAP(加圧下吸水倍率)を発現する吸水性樹脂を高生産性で得ることができる。   According to the production method of the present invention, high production of a water-absorbing resin that expresses a high AAP (water absorption capacity under pressure) at a high CRC (water absorption capacity without pressure) without lowering productivity or increasing manufacturing cost. Can be obtained by sex.

また本発明の吸水性樹脂は、ポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含むため、ポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に均一に含む吸水性樹脂と比較して、高AAP(加圧下吸水倍率)を示す。一般に、吸水性樹脂を使用してなる吸収体は実使用時において加圧下状態におかれる場合が主であるため、本発明の吸水性樹脂を利用した吸収体は、実使用時において高い吸収性能を発揮する。   In addition, since the water-absorbing resin of the present invention includes the polyacrylic acid-based water-absorbing resin and the polysaccharide non-uniformly in the particles, the polyacrylic acid-based water-absorbing resin and the polysaccharide are uniformly included in the particles; In comparison, high AAP (water absorption under pressure) is shown. In general, an absorbent body using a water-absorbent resin is mainly placed under pressure during actual use. Therefore, an absorbent body using the water-absorbent resin of the present invention has high absorption performance during actual use. Demonstrate.

以下、本発明に係る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。   Hereinafter, the water-absorbent resin and the production method thereof according to the present invention will be described in detail.

〔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、酸基を有する不飽和単量体を必須成分として含む単量体溶液を重合した重合体と多糖類を含む、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 is a water-swellable water-insoluble polymer gel containing a polymer obtained by polymerizing a monomer solution containing an unsaturated monomer having an acid group as an essential component and a polysaccharide. Means an 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 insoluble”. 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、全量(100質量%)が重合体である形態に限定されず、上記性能を発現する範囲内において添加剤等を含んでもよい。   The water-absorbing resin can be appropriately designed according to its use and is not particularly limited. May contain additives and the like.

(1−2)「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。
(1-2) “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.

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。   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、0.9質量%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 (centrifugal 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 0.9% by mass sodium chloride aqueous solution and further drained with a centrifuge.

(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質量%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。
(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 mass% sodium chloride aqueous solution.

(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16時間攪拌した後、溶出した水可溶分をpH滴定で測定した値(単位;質量%)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 mass) measured by pH titration of 1 g of water-absorbing resin with respect to 200 g of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution after stirring for 16 hours and then eluting the water-soluble component. .

(d)「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、質量平均粒子径(D50)および粒度分布の対数標準偏差(σζ)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。
(D) “PSD” (ERT420.2-02)
“PSD” is an abbreviation for Particle Size Distribution, and means a particle size distribution measured by sieve classification. The mass average particle size (D50) and the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution are described in European publication 0349240, page 7, lines 25 to 43 “(1) Average Particle Diameter and Dielectric Particle Diameter”. ”And measure in the same way.

(1−3)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、特に注釈のない限り、「ppm」は「質量ppm」を意味する。
(1-3) Others In this specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”. Unless otherwise noted, “ppm” means “mass ppm”.

〔2〕吸水性樹脂の製造方法
(2−1)重合工程
本工程は、酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液を重合して得られる含水ゲル状架橋重合体と多糖類とを混合する工程である。以下に各項目に分けて順に記載する。
[2] Method for producing water-absorbing resin (2-1) Polymerization step This step comprises a hydrogel crosslinked polymer obtained by polymerizing an aqueous monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component. This is a step of mixing polysaccharides. Each item is listed below in order.

(a)単量体
本発明では、単量体として、酸基を含有しているラジカル重合性化合物(以下、「酸基含有不飽和単量体」と略す)を必須に用いる。酸基を含有する不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液を重合して得られる重合体は、酸基の解離によって大きな浸透圧が発現するため、吸水特性の点で非常に優れるからである。本発明で規定する酸基としては、特に限定されないが、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基等が挙げられる。
(A) Monomer In the present invention, a radically polymerizable compound containing an acid group (hereinafter abbreviated as “acid group-containing unsaturated monomer”) is used as a monomer. A polymer obtained by polymerizing an aqueous monomer solution containing an unsaturated monomer containing an acid group as an essential component exhibits a great osmotic pressure due to the dissociation of the acid group, and is therefore excellent in terms of water absorption characteristics. Because. Although it does not specifically limit as an acid group prescribed | regulated by this invention, A carboxyl group, a sulfone group, a phosphoric acid group etc. are mentioned.

本発明でいう酸基含有不飽和単量体としては、好ましくは不飽和二重結合を有する単量体(エチレン性不飽和単量体)のうち、酸基を含有する単量体である。具体的には、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸および/またはそれらの塩が挙げられる。中でも、吸水特性の点で、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸および/またはそれらの塩がより好ましく、アクリル酸および/またはその塩が特に好ましい。すなわち、本発明で得られる吸水性樹脂としては、アクリル酸および/またはその塩を必須成分とした単量体を重合して得られる、ポリアクリル酸系吸水性樹脂が特に好ましい。   The acid group-containing unsaturated monomer referred to in the present invention is preferably a monomer containing an acid group among monomers having an unsaturated double bond (ethylenically unsaturated monomer). Specifically, (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2- (meth) acryloylethane sulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropane sulfonic acid, 2- (meth) ) Acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid and / or their salts. Of these, (meth) acrylic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and / or a salt thereof are more preferable, and acrylic acid and / or a salt thereof are particularly preferable in terms of water absorption characteristics. That is, the water-absorbing resin obtained in the present invention is particularly preferably a polyacrylic acid-based water-absorbing resin obtained by polymerizing a monomer containing acrylic acid and / or a salt thereof as an essential component.

本発明で用いられる単量体には酸基含有不飽和単量体は必須に含まれ、その割合は全単量体の好ましくは50〜100モル%、さらに好ましくは70〜100モル%、特に好ましくは90〜100モル%である。酸基含有不飽和単量体は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物で使用されてもよい。   The monomer used in the present invention essentially includes an acid group-containing unsaturated monomer, and the proportion thereof is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%, particularly preferably all monomers. Preferably it is 90-100 mol%. The acid group-containing unsaturated monomer may be used alone or in a mixture of two or more.

酸基含有単量体の中和率には、特に制限はないが、衛生用品等、人体に触れる可能性のある用途では、50モル%以上が好ましい。より好ましくは50モル%以上80モル%未満、より好ましくは55モル%以上78モル%以下、最も好ましくは60モル%以上75モル%以下である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the neutralization rate of an acid group containing monomer, 50 mol% or more is preferable in the use which may touch a human body, such as sanitary goods. More preferably, they are 50 mol% or more and less than 80 mol%, More preferably, they are 55 mol% or more and 78 mol% or less, Most preferably, they are 60 mol% or more and 75 mol% or less.

一価塩としては好ましくはアルカリ金属塩、アンモニウム塩およびアミン塩を挙げる事ができる。より好ましくはナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩およびアンモニウム塩である。特に好ましくはナトリウム塩である。   Preferred monovalent salts include alkali metal salts, ammonium salts and amine salts. More preferred are sodium salt, potassium salt, lithium salt and ammonium salt. Particularly preferred is a sodium salt.

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、アンモニア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。   The basic substance used for neutralization is not particularly limited, but includes alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, sodium carbonate (hydrogen), potassium carbonate (hydrogen) and the like. Monovalent basic substances such as carbonic acid (hydrogen) salt and ammonia are preferred, and sodium hydroxide is particularly preferred.

上記中和は、重合後の重合体(含水ゲル状架橋重合体)に塩基性物質を添加することで行ってもよく、重合前の単量体水溶液を調製する際に単量体として塩の形態の酸基含有不飽和単量体を使用して重合を行ってもよく、単量体水溶液の重合の途中に行ってもよいが、生産性やAAP(加圧下吸水倍率)の向上等の観点から、中和された単量体を使用する、すなわち、酸基含有不飽和単量体の部分中和塩を単量体として使用して重合することが好ましく、アクリル酸部分中和塩を単量体として使用して重合することが特に好ましい。なお、得られた吸水性樹脂の酸基の中和率は後述するExt.(可溶分量)の測定時に併せて測定する事が出来る。   The neutralization may be performed by adding a basic substance to the polymer after polymerization (water-containing gel-like crosslinked polymer). When preparing an aqueous monomer solution before polymerization, a salt as a monomer is prepared. Polymerization may be performed using the acid group-containing unsaturated monomer in the form, or may be performed in the middle of the polymerization of the monomer aqueous solution. However, such as improvement in productivity and AAP (water absorption under pressure) From the viewpoint, it is preferable to use a neutralized monomer, that is, to polymerize using a partially neutralized salt of an acid group-containing unsaturated monomer as a monomer. It is particularly preferred to polymerize using as a monomer. In addition, the neutralization rate of the acid group of the obtained water-absorbent resin is Ext. It can also be measured at the time of measuring (soluble amount).

さらに、得られる吸水性樹脂の諸物性を改善する目的で、多糖類以外の任意成分として、単量体水溶液または重合後の含水ゲル状架橋重合体、乾燥物もしくは粉体に、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(多糖類以外の)水溶性あるいは親水性樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、各種の発泡剤(炭酸塩、アゾ化合物、気泡等)、界面活性剤、消臭剤、抗菌剤、香料、二酸化珪素及び酸化チタン等の無機粉末、顔料、染料、親水性短繊維、可塑剤、および、その他後述の添加剤を添加してもよい。それら任意成分の添加量としては、上記水溶性あるいは親水性樹脂は、単量体に対して0〜50質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましく、0〜10質量%が特に好ましく、0〜3質量%が最も好ましい。また、上記発泡剤あるいは界面活性剤は、単量体に対して0〜5質量%が好ましく、0〜1質量%がより好ましい。   Furthermore, for the purpose of improving various properties of the resulting water-absorbent resin, as an optional component other than the polysaccharide, an aqueous monomer solution or a hydrogel crosslinked polymer after polymerization, a dried product or a powder, Salt), water-soluble or hydrophilic resins (other than polysaccharides) such as polyvinyl alcohol and polyethyleneimine, thermoplastic resins such as polyethylene and polypropylene, various foaming agents (carbonates, azo compounds, bubbles, etc.), surfactants In addition, deodorants, antibacterial agents, fragrances, inorganic powders such as silicon dioxide and titanium oxide, pigments, dyes, hydrophilic short fibers, plasticizers, and other additives described below may be added. As the addition amount of these optional components, the water-soluble or hydrophilic resin is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, and particularly preferably 0 to 10% by mass with respect to the monomer. 0-3 mass% is the most preferable. Moreover, 0-5 mass% is preferable with respect to a monomer, and the said foaming agent or surfactant has more preferable 0-1 mass%.

また、添加剤として、キレート剤、ヒドロキシカルボン酸あるいは還元性無機塩を使用する場合、その使用量としては、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。これらの中でも、キレート剤の使用が好ましい。キレート剤の使用によって、吸水性樹脂の色安定性(高温高湿条件下で長期間保存した場合の色安定性)や耐尿性(ゲル劣化防止)の向上を達成することができる。上記キレート剤としては、米国特許第6599989号明細書や国際公開第2008/090961号パンフレット等に例示されているものを適用することができ、その中でも、アミノカルボン酸系金属キレート剤や多価リン酸系化合物が好ましい。   When a chelating agent, hydroxycarboxylic acid or reducing inorganic salt is used as an additive, the amount used is preferably 10 to 5000 ppm, more preferably 10 to 1000 ppm, more preferably 50 to 1000 ppm is more preferable, and 100 to 1000 ppm is particularly preferable. Among these, the use of a chelating agent is preferable. By using a chelating agent, the color stability of the water-absorbent resin (color stability when stored for a long time under high temperature and high humidity conditions) and urine resistance (preventing gel degradation) can be achieved. Examples of the chelating agent include those exemplified in US Pat. No. 6,599,989 and International Publication No. 2008/090961, and among them, aminocarboxylic acid metal chelating agents and polyvalent phosphorus Acid compounds are preferred.

また、本発明においては、酸基含有不飽和単量体以外の親水性または疎水性不飽和単量体(以下、「他の単量体」とも称する)を他の単量体として含んでいてもよい。このような他の単量体としては、特に限定されないが、例えば、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等が挙げられる。このような他の単量体を使用する場合、その使用量としては、所望の特性を損なわない程度であれば特に制限されないが、全単量体に対して、好ましくは50モル%以下、より好ましくは0〜30モル%、特に0〜10モル%である。   In the present invention, a hydrophilic or hydrophobic unsaturated monomer other than the acid group-containing unsaturated monomer (hereinafter also referred to as “other monomer”) is included as another monomer. Also good. Examples of such other monomers include, but are not limited to, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylacetamide, (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl ( Examples include meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, and stearyl acrylate. When such other monomers are used, the amount used is not particularly limited as long as it does not impair the desired properties, but is preferably 50 mol% or less, based on the total monomers. Preferably it is 0-30 mol%, especially 0-10 mol%.

(b)内部架橋剤
本発明において単量体水溶液を重合する際、該単量体水溶液に内部架橋剤を共存させて重合することが好ましい。使用できる内部架橋剤としては、例えば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)プロピレングリコールジ(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、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(β−アクリロイルオキシプロピオネート)、トリメチロールプロパントリ(β−アクリロイルオキシプロピオネート)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン等の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;ポリグリシジルエーテル(エチレングリコールジグリシジルエーテル等)、ポリオール(エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等)等のカルボキシル基と反応して共有結合を形成し得る化合物、等を例示できる。
(B) Internal cross-linking agent In the present invention, when the aqueous monomer solution is polymerized, it is preferable to carry out the polymerization in the presence of the internal cross-linking agent in the aqueous monomer solution. Examples of the internal crosslinking agent that can be used include N, N′-methylenebisacrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, (polyoxyethylene) trimethylolpropane tri ( Molecules such as (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (β-acryloyloxypropionate), trimethylolpropane tri (β-acryloyloxypropionate), poly (meth) allyloxyalkane Compounds having at least two polymerizable double bonds in them; such as polyglycidyl ether (ethylene glycol diglycidyl ether, etc.), polyol (ethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, sorbitol, etc.), etc. A compound capable of forming a covalent bond by reacting with carboxyl groups, can be exemplified a.

これら内部架橋剤は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよいが、内部架橋剤を使用する場合には、得られる吸水性樹脂の吸収特性等を考慮して分子内に重合性二重結合を少なくとも2個有する化合物を用いることが好ましい。内部架橋剤量は、CRC(無加圧下吸水倍率)とAAP(加圧下吸水倍率)を所望の物性とする目的から、上記単量体に対して0〜5.000モル%、好ましくは0.001〜2.000モル%、さらに好ましくは0.003〜0.10モル%、特に好ましくは0.005〜0.05モル%、最も好ましくは0.01〜0.04モル%で使用される。また、上記架橋剤を単量体水溶液に添加して重合を行う際に、重合時のラジカル自己架橋や放射線架橋などの公知の架橋方法を併用してもよい。   These internal cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more. However, when using the internal cross-linking agent, the absorption characteristics of the resulting water-absorbent resin are taken into consideration. It is preferable to use a compound having at least two polymerizable double bonds in the molecule. The amount of the internal cross-linking agent is 0 to 5.000 mol%, preferably 0. 0% with respect to the above monomer, for the purpose of making CRC (water absorption capacity under no pressure) and AAP (water absorption capacity under pressure) desired properties. 001 to 2.000 mol%, more preferably 0.003 to 0.10 mol%, particularly preferably 0.005 to 0.05 mol%, most preferably 0.01 to 0.04 mol%. . Moreover, when performing the polymerization by adding the above crosslinking agent to the monomer aqueous solution, a known crosslinking method such as radical self-crosslinking or radiation crosslinking during polymerization may be used in combination.

(c)多糖類
本発明で使用される多糖類とは、単糖類反復単位を含む骨格を有するポリマーであり、デンプン、アミロペクチン、アミロース、セルロース、ガラクトマンナン、グルコマンナン、キサンタンガム、カラギーナン、キチン、キトサンおよびそれらの変性物等が含まれる。具体的には、デンプンとしては、トウモロコシデンプン、バレイショデンプン、小麦デンプン、タピオカデンプン、ワキシーコーンデンプン、米デンプン、甘藷デンプン等が挙げられる。セルロースとしては、木綿、木材由来のパルプ、バクテリアセルロース、リグノセルロース、再生セルロース(セロハンや再生繊維等)、微結晶セルロース等が挙げられる。ガラクトマンナンとしてはグアガム、ローカストビーンガム、タラガム、カシアガム等挙げられる。
(C) Polysaccharide The polysaccharide used in the present invention is a polymer having a skeleton containing a monosaccharide repeating unit, such as starch, amylopectin, amylose, cellulose, galactomannan, glucomannan, xanthan gum, carrageenan, chitin, and chitosan. And modified products thereof. Specifically, examples of the starch include corn starch, potato starch, wheat starch, tapioca starch, waxy corn starch, rice starch, and sweet potato starch. Examples of cellulose include cotton, wood-derived pulp, bacterial cellulose, lignocellulose, regenerated cellulose (such as cellophane and regenerated fiber), and microcrystalline cellulose. Examples of the galactomannan include guar gum, locust bean gum, tara gum, and cassia gum.

また、本発明で使用される多糖類は、上記例示のとおり、変性されていないものであってもよく、置換基等を導入した変性物であってもよい。変性された多糖類としては、例えば、変性デンプン、変性アミロペクチン、変性アミロース、変性セルロース、変性ガラクトマンナン、変性グルコマンナン、変性キサンタンガム、変性カラギーナン等が挙げられる。これらの変性物を得るための変性手法としては、各多糖類のアセチル化処理等のエステル化、カルボキシアルキル化等のエーテル化、リン酸化、酸化、硫酸化、リン酸架橋、アジピン酸架橋、酵素処理およびそれらの組み合わせにより得られるものである。   Moreover, the polysaccharide used by this invention may be the thing which is not modified | denatured as the said illustration, and the modified material which introduce | transduced the substituent etc. may be sufficient as it. Examples of the modified polysaccharide include modified starch, modified amylopectin, modified amylose, modified cellulose, modified galactomannan, modified glucomannan, modified xanthan gum, and modified carrageenan. Modification methods for obtaining these modified products include esterification such as acetylation treatment of each polysaccharide, etherification such as carboxyalkylation, phosphorylation, oxidation, sulfation, phosphate crosslinking, adipic acid crosslinking, enzyme It is obtained by processing and combinations thereof.

変性により導入される置換基の種類は1種でもよいし、2種以上であってもよい。多糖類の置換度は、未変性物の場合は0であり、変性物を使用する場合は、吸収性能と価格の観点から、2以下が好ましく、さらに好ましくは1以下、特に好ましくは0.5以下、最も好ましくは0.25以下である。   One type of substituent may be introduced by modification, or two or more types may be used. The degree of substitution of the polysaccharide is 0 in the case of an unmodified product, and when a modified product is used, it is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, particularly preferably 0.5, from the viewpoint of absorption performance and cost. Hereinafter, it is most preferably 0.25 or less.

多糖類の中で入手のしやすさ、価格の観点から、デンプン、セルロース、それらの変性物がさらに好ましく、未変性のデンプン、未変性のセルロースが最も好ましい。   Among the polysaccharides, starch, cellulose, and modified products thereof are more preferable from the viewpoint of availability and cost, and unmodified starch and unmodified cellulose are most preferable.

また、これらの多糖類は、架橋されていてもよい。多糖類の架橋は公知の任意の方法で行うことができ、架橋剤を用いて架橋させてもよいし、放射線(例えば、ガンマ線、X線または電子ビームの放射線)および/または熱で架橋させてもよい。架橋剤を用いる場合、架橋剤としては、特に限定されないが、分子内に環状部分を有するN−メチロール化合物(ジメチロールエチレン尿素およびジメチロールジヒドロキシエチレン尿素等)、ポリカルボン酸(クエン酸トリカルバリル酸およびブタンテトラカルボン酸等)、多官能性エポキシ化合物(エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテルおよびグリセロールジグリシジルエーテル等)、多価金属イオン(アルミニウムイオンおよびクロムイオン等)、多官能性アミン(アミノ酸、ポリアミン、トリアミンおよびジアミン等)等、多官能性アルデヒド類(グルタルアルデヒド、グリオキサール等)が挙げられる。これらの架橋剤は、それぞれ単独で使用してもよく、または2種以上を混合して用いてもよい。   These polysaccharides may be cross-linked. Polysaccharides can be cross-linked by any known method, and may be cross-linked using a cross-linking agent, and may be cross-linked by radiation (for example, gamma ray, X-ray or electron beam radiation) and / or heat. Also good. When a crosslinking agent is used, the crosslinking agent is not particularly limited, but N-methylol compounds having a cyclic portion in the molecule (such as dimethylolethyleneurea and dimethyloldihydroxyethyleneurea), polycarboxylic acids (tricarbaryl citrate) And butanetetracarboxylic acid), polyfunctional epoxy compounds (ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, etc.), polyvalent metal ions (such as aluminum ions and chromium ions), polyfunctional amines And polyfunctional aldehydes (glutaraldehyde, glyoxal, etc.) such as amino acids, polyamines, triamines and diamines. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

使用する多糖類の質量平均分子量は500以上が好ましく、1000以上がより好ましく、2000以上がさらに好ましく、5000以上が特に好ましく、10000以上が最も好ましい。また、その上限は特に限定されないが、1000万以下が好ましく、800万以下がさらに好ましく、500万以下が特に好ましい。分子量が上記下限値を下回ると、吸水性樹脂から多糖類の溶出が多くなり、吸収倍率が低下する為好ましくない。分子量が上記上限値を上回ると、多糖類の取り扱いが難しくなる為好ましくない。
本発明では、重合工程において、重合の進行に伴い生成する含水ゲル状架橋重合体(以下、含水ゲルとも称する)と多糖類を混合することが好ましい。この際に使用する多糖類は、乾燥粉末状の多糖類をそのまま使用してもよく、または、多糖類を水および/または有機溶媒中に分散または膨潤した状態で使用してもよいが、生産性向上の観点から、乾燥粉末状の多糖類を使用することが好ましい。
The mass average molecular weight of the polysaccharide used is preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, further preferably 2000 or more, particularly preferably 5000 or more, and most preferably 10,000 or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 10 million or less, more preferably 8 million or less, and particularly preferably 5 million or less. When the molecular weight is lower than the lower limit, polysaccharide elution increases from the water-absorbent resin, which is not preferable because the absorption capacity is reduced. When the molecular weight exceeds the above upper limit, it is not preferable because handling of the polysaccharide becomes difficult.
In the present invention, in the polymerization step, it is preferable to mix a hydrated gel-like cross-linked polymer (hereinafter also referred to as a hydrated gel) produced with the progress of polymerization and a polysaccharide. The polysaccharide used in this case may be a dry powdered polysaccharide as it is, or may be used in a state where the polysaccharide is dispersed or swollen in water and / or an organic solvent. From the viewpoint of improving the properties, it is preferable to use a polysaccharide in a dry powder form.

多糖類の使用量は、酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液を重合して得られる重合体の固形分に対して5〜50質量%が好ましく、7.5〜45質量%がさらに好ましく、10〜40質量%が最も好ましい。多糖類の使用量がこの範囲を超える場合には、吸収性能が低下するため好ましくなく、この範囲を下回る場合には、バイオマスの利用率が低過ぎるため、地球環境の観点から好ましくない。   The amount of the polysaccharide used is preferably 5 to 50% by mass with respect to the solid content of a polymer obtained by polymerizing an aqueous monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component. 45 mass% is further more preferable, and 10-40 mass% is the most preferable. When the amount of the polysaccharide used exceeds this range, the absorption performance decreases, which is not preferable. When the amount used is less than this range, the biomass utilization rate is too low, which is not preferable from the viewpoint of the global environment.

(d)重合開始剤
本発明で使用される重合開始剤としては、重合の形態によって適宜選択される。このような重合開始剤としては、例えば、光分解型重合開始剤、熱分解型重合開始剤、レドックス系重合開始剤等を例示できる。重合開始剤の使用量は、前記単量体に対して、0.0001〜1モル%が好ましく、0.0005〜0.5モル%がより好ましい。
(D) Polymerization initiator The polymerization initiator used in the present invention is appropriately selected depending on the form of polymerization. Examples of such polymerization initiators include photodegradable polymerization initiators, thermal decomposition polymerization initiators, and redox polymerization initiators. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.0001 to 1 mol%, more preferably 0.0005 to 0.5 mol%, based on the monomer.

光分解型重合開始剤としては、例えば、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、アゾ化合物等を例示することができる。また、熱分解型重合開始剤としては、例えば、過硫酸塩(過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム)、過酸化物(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)、アゾ化合物(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)等を例示することができる。   Examples of the photodegradable polymerization initiator include benzoin derivatives, benzyl derivatives, acetophenone derivatives, benzophenone derivatives, azo compounds, and the like. Examples of the thermal decomposition type polymerization initiator include persulfates (sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate), peroxides (hydrogen peroxide, t-butyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide), and azo compounds. (2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, etc.) and the like.

レドックス系重合開始剤としては、例えば、上記過硫酸塩や過酸化物に、L−アスコルビン酸や亜硫酸水素ナトリウム等の還元性化合物を併用し、両者を組み合わせた系を例示することができる。また、上記光分解型開始剤と熱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。これらを併用する場合の併用比率(モル比)は適宜決定されるが、1/100〜100/1、より好ましくは1/10〜10/1である。なお、これらの重合開始剤のうち、コスト、残存モノマー低減能の観点から過硫酸塩を使用する事が好ましい。   Examples of the redox polymerization initiator include a system in which a reducing compound such as L-ascorbic acid or sodium hydrogen sulfite is used in combination with the persulfate or peroxide and the both are combined. Moreover, it can also be mentioned as a preferable aspect to use the said photodegradable initiator and a thermal decomposable polymerization initiator together. Although the combined ratio (molar ratio) when these are used in combination is appropriately determined, it is 1/100 to 100/1, more preferably 1/10 to 10/1. Of these polymerization initiators, it is preferable to use a persulfate from the viewpoints of cost and ability to reduce residual monomers.

(e)重合方法
本発明での重合は、特に限定されるものではなく従来公知の逆相懸濁重合であっても水溶液重合であっても良い。なお、逆相懸濁重合とは、単量体水溶液を疎水性有機溶媒に懸濁させる重合法であり、例えば、米国特許第4093776号、同第4367323号、同第4446261号、同第4683274号、同第5244735号等の米国特許に記載されている。水溶液重合とは、分散溶媒を用いずに単量体水溶液を重合する方法であり、例えば、米国特許第4625001号、同第4873299号、同第4286082号、同第4973632号、同第4985518号、同第5124416号、同第5250640号、同第5264495号、同第5145906号、同第5380808号等の米国特許や、欧州特許第0811636号、同第0955086号、同第0922717号等の欧州特許に記載されている。これらに記載の単量体、架橋剤、重合開始剤、添加剤、重合方法は本発明の趣旨を外れない限り適用できる。
(E) Polymerization method The polymerization in the present invention is not particularly limited, and may be a conventionally known reverse phase suspension polymerization or aqueous solution polymerization. The reverse phase suspension polymerization is a polymerization method in which an aqueous monomer solution is suspended in a hydrophobic organic solvent. For example, U.S. Pat. Nos. 4,093,764, 4,367,323, 4,446,261, and 4,683,274. , U.S. Pat. No. 5,244,735. Aqueous polymerization is a method of polymerizing an aqueous monomer solution without using a dispersion solvent. For example, U.S. Pat. Nos. 4,462,001, 4,873,299, 4,286,082, 4,973,632, 4,985,518, No. 5124416, US Pat. No. 5,250,640, US Pat. No. 5,264,495, US Pat. No. 5,145,906, US Pat. No. 5,380,808, and other European patents such as European Patent Nos. 081636, 09555086, and 09221717. Are listed. The monomers, crosslinking agents, polymerization initiators, additives, and polymerization methods described therein can be applied as long as they do not depart from the spirit of the present invention.

しかし、生産性、重合制御の容易さ、得られる吸水性樹脂の物性といった観点から、水溶液重合が好ましい。水溶液重合であれば、単量体水溶液を静置状態で重合する静置重合法、攪拌装置内で重合する攪拌重合法等で本発明を実施することができる。   However, aqueous solution polymerization is preferred from the viewpoints of productivity, ease of polymerization control, and physical properties of the resulting water-absorbent resin. If it is aqueous solution polymerization, this invention can be implemented by the stationary polymerization method which superposes | polymerizes monomer aqueous solution in a stationary state, the stirring polymerization method which superposes | polymerizes within a stirring apparatus, etc.

静置重合法では、エンドレスベルトを用いた連続静置重合(米国特許第4893999号、同第6241928号や米国特許出願公開第2005/215734号)が好ましい。また、エンドレスベルトの材質としては、重合熱を接材面から逃しにくい樹脂ないしゴム製のベルトが好ましい。さらに、重合容器上部に開放空間が存在することが好ましい。   In the static polymerization method, continuous static polymerization using an endless belt (US Pat. Nos. 4,893,999 and 6,241,928 and US Patent Application Publication No. 2005/215734) is preferable. The material of the endless belt is preferably a resin or rubber belt that does not allow the heat of polymerization to escape from the contact surface. Furthermore, it is preferable that an open space exists above the polymerization vessel.

本発明において、単量体、重合開始剤、架橋剤およびを含む単量体水溶液をベルトに供給した際の単量体水溶液(またはゲル)の仕込み厚さは、通常1〜100mmが好ましく、より好ましくは3〜50mm、最も好ましくは5〜30mmである。単量体水溶液の厚みが1mm以下の場合、単量体水溶液の温度調整が困難となり、一方、100mm以上の場合、重合熱の除熱が困難となり、いずれも吸水性樹脂の物性が低下する原因となるため、好ましくない。   In the present invention, the charged thickness of the aqueous monomer solution (or gel) when the aqueous monomer solution containing the monomer, the polymerization initiator, and the crosslinking agent is supplied to the belt is usually preferably 1 to 100 mm. Preferably it is 3-50 mm, Most preferably, it is 5-30 mm. When the thickness of the aqueous monomer solution is 1 mm or less, it is difficult to adjust the temperature of the aqueous monomer solution. On the other hand, when the thickness is 100 mm or more, it is difficult to remove the heat of polymerization, which causes the physical properties of the water-absorbent resin to deteriorate. Therefore, it is not preferable.

攪拌重合法では、一軸攪拌機または複数攪拌軸の攪拌機が好ましく用いられ、例えば、バッチ式ニーダー重合、または、連続ニーダー重合(米国特許第6987151号や同第6710141号等に記載)等が好ましい。   In the stirring polymerization method, a single-shaft stirrer or a stirrer having a plurality of stirring shafts is preferably used. For example, batch kneader polymerization or continuous kneader polymerization (described in US Pat. Nos. 6,987,151 and 6,710,141) is preferable.

本発明において、単量体溶液中(好ましくは水溶液中)での固形分濃度(酸基含有不飽和単量体成分および任意成分の合計量が該溶液全体に占める割合)は、特に制限はないが、好ましくは30〜80質量%、さらに好ましくは30〜70質量%、さらにより好ましくは30〜65質量%である。上記樹脂分濃度が30質量%未満の場合、生産性が低くなり、一方、70質量%を超える場合、吸収倍率が低くなるため好ましくない。   In the present invention, the solid content concentration in the monomer solution (preferably in an aqueous solution) (the ratio of the total amount of the acid group-containing unsaturated monomer component and the optional component to the entire solution) is not particularly limited. However, it is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and even more preferably 30 to 65% by mass. When the resin concentration is less than 30% by mass, the productivity is low. On the other hand, when it exceeds 70% by mass, the absorption capacity is low, which is not preferable.

本発明の課題である高い生産性と高い吸収倍率を両立する為には、多糖類と酸基によるエステル化反応等を抑制する必要があり、そのため本発明においては、単量体水溶液の重合により得られる含水ゲル状架橋重合体と多糖類とを混合する際の単量体の転化率(重合率)は、0を超えて90モル%以下とする必要があり、好ましくは20〜85モル%、より好ましくは30〜80モル%、特に好ましくは40〜70モル%である。重合率が0モル%である場合、無加圧下吸収倍率が低くなり、90モル%を超える場合、加圧下吸収倍率が低くなるため好ましくない。ここで、多糖類を混合する際の重合率は混合開始時における重合率で規定され、重合進行中の重合率が上記範囲内において、混合する多糖類の60質量%以上、80質量%以上、さらには90質量%以上、特に100%の添加が終了することが好ましい。   In order to achieve both high productivity and high absorption capacity, which are the problems of the present invention, it is necessary to suppress the esterification reaction by polysaccharides and acid groups, and in the present invention, by polymerization of an aqueous monomer solution. The conversion rate (polymerization rate) of the monomer when mixing the resulting hydrogel crosslinked polymer and polysaccharide needs to be more than 0 and 90 mol% or less, preferably 20 to 85 mol%. More preferably, it is 30-80 mol%, Most preferably, it is 40-70 mol%. When the polymerization rate is 0 mol%, the absorption capacity under no pressure decreases, and when it exceeds 90 mol%, the absorption capacity under pressure decreases, which is not preferable. Here, the polymerization rate at the time of mixing the polysaccharide is defined by the polymerization rate at the start of mixing, and the polymerization rate during the polymerization is within the above range, 60 mass% or more of the polysaccharide to be mixed, 80 mass% or more, Furthermore, it is preferable that addition of 90% by mass or more, particularly 100% is completed.

本発明の課題を解決するために、本発明において多糖類は重合途中で混合されるが、好ましくは、重合工程の全時間の50%以下、さらには40%以下、特に30%以下の重合の初期段階で添加される。下限は重合開始後(重合率や重合物の目視で確認可能)でよいが、例えば、全重合時間の1%以上、さらに5%以上、特に10%以上の範囲で適宜決定される。   In order to solve the problems of the present invention, in the present invention, the polysaccharide is mixed during the polymerization, but preferably 50% or less, more preferably 40% or less, particularly 30% or less of the total time of the polymerization process. It is added at an early stage. The lower limit may be after the start of polymerization (can be confirmed by visual observation of the polymerization rate or the polymer), but is suitably determined within a range of, for example, 1% or more, further 5% or more, particularly 10% or more of the total polymerization time.

本発明では、本発明の課題を解決するために、重合工程で多糖類を混合後にさらに重合反応を継続して行うことを特徴とするが、好ましくは多糖類の混合開始後に重合率を5モル%以上、さらには10モル%以上、特に20モル%以上進行させる。さらに、課題の解決のために、重合工程で重合率を好ましくは93モル%以上、より好ましくは95〜99.99%%、さらに好ましくは98〜99.9モル%まで重合させたのちに、得られる含水ゲル状重合体を乾燥することが好ましい。また、多糖類の導入は上記重合率において、一括添加でもよく、異なる重合率で複数回に分けた分割添加でもよく、該重合率の範囲での連続添加でもよい。   In the present invention, in order to solve the problems of the present invention, it is characterized in that the polymerization reaction is further continued after mixing the polysaccharide in the polymerization step. % Or more, further 10 mol% or more, particularly 20 mol% or more. Furthermore, in order to solve the problem, the polymerization rate is preferably 93 mol% or more, more preferably 95 to 99.99%%, and even more preferably 98 to 99.9 mol% in the polymerization step. It is preferable to dry the resulting hydrogel polymer. In addition, the introduction of the polysaccharide may be performed by batch addition at the above polymerization rate, by divided addition divided into a plurality of times at different polymerization rates, or by continuous addition within the range of the polymerization rate.

重合時の重合機内の圧力は、減圧でも加圧でも常圧でもよく、また、重合時の雰囲気は空気下でも不活性気体下でも蒸気下でもよく、さらにそれらの混合雰囲気下でもよいが、物性面から好ましくは不活性気体下で行われ、その際には好ましくは90%以上、さらには99%以上、特には99.9%以上が不活性気体の雰囲気下で行われる。   The pressure in the polymerization machine at the time of polymerization may be reduced pressure, increased pressure, or normal pressure, and the atmosphere at the time of polymerization may be air, inert gas or steam, and may be a mixed atmosphere thereof. From the aspect, it is preferably carried out under an inert gas, and in that case, preferably 90% or more, further 99% or more, particularly 99.9% or more is carried out in an inert gas atmosphere.

また、多糖類を添加するためには各種フィーダー(テーブルフィーダー、スクリューフィーダー、ベルトコンベア、バケットコンベアや空気輸送など)が使用されるが、物性面から好ましくは、多糖類と不活性気体を同時に添加すること、特に多糖類が乾燥粉末である場合、安定的な混合性や配管等のつまり防止の面から、乾燥粉末を不活性気体の圧力で添加することが好ましい。なお、上記雰囲気および添加の際の不活性気体としては、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等を使用することができるが、工業的使用の容易性の点から、特に窒素が好ましい。ガス圧、特に不活性気体のガス圧で多糖類、特に多糖類の乾燥粉末を導入する場合、その装置や圧力、露点なども適宜決定されるが、例えば0.01〜1mPaのガス圧で多糖類が重合機や熟成機に導入される。   Various feeders (table feeders, screw feeders, belt conveyors, bucket conveyors, pneumatic transportation, etc.) are used to add polysaccharides. From the viewpoint of physical properties, polysaccharides and inert gases are preferably added simultaneously. In particular, when the polysaccharide is a dry powder, it is preferable to add the dry powder at an inert gas pressure from the viewpoint of stable mixing and prevention of clogging such as piping. In addition, nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, or the like can be used as the atmosphere and the inert gas at the time of addition, but nitrogen is particularly preferable from the viewpoint of ease of industrial use. When a polysaccharide, particularly a polysaccharide dry powder is introduced at a gas pressure, particularly an inert gas gas pressure, the apparatus, pressure, dew point, etc. are appropriately determined. For example, a gas pressure of 0.01 to 1 mPa Saccharides are introduced into the polymerization machine and aging machine.

重合工程において使用する重合機は一つでもよく、複数を併用してもよく、重合機の後に熟成機(重合ゲルの貯蔵工程ないし保温工程)を設置してもよい。よって、多糖類の添加は、一つの重合機の途中、複数の重合機の途中、重合機および重合後の熟成機の途中、の少なくともいずれかにおいて行えばよい。   One polymerization machine may be used in the polymerization process, a plurality of polymerization machines may be used in combination, and an aging machine (polymer gel storage process or heat retention process) may be installed after the polymerization machine. Therefore, the polysaccharide may be added at least one of in the middle of one polymerization machine, in the middle of a plurality of polymerization machines, and in the middle of the polymerization machine and the aging machine after polymerization.

本発明において、重合時に含水ゲル状架橋重合体の解砕と同時に多糖類を混合することが好ましい。すなわち、重合の進行に伴い生成する含水ゲル状架橋重合体の解砕を行いながら、同時に含水ゲル状架橋重合体と多糖類とを混合することにより、重合後に解砕機等によって含水ゲル状架橋重合体をさらに解砕する工程、および、含水ゲル状架橋重合体と多糖類を混合する工程を必要としないため、吸水性樹脂の生産効率を高めることが可能となる。   In the present invention, it is preferable to mix the polysaccharide simultaneously with the crushing of the hydrogel crosslinked polymer during the polymerization. That is, by simultaneously crushing the water-containing gel-like cross-linked polymer produced as the polymerization proceeds, the water-containing gel-like cross-linked polymer and the polysaccharide are mixed at the same time, so that the water-containing gel-like cross-linked polymer is polymerized by a crusher after the polymerization. Since the step of further crushing the coalescence and the step of mixing the hydrogel crosslinked polymer and the polysaccharide are not required, the production efficiency of the water-absorbent resin can be increased.

本発明において、「解砕」とは、酸基含有不飽和単量体を重合する時に重合の進行に伴い生成する含水ゲル状架橋重合体を、続く乾燥工程で乾燥されやすいように細粒化するものであればよい。また解砕は、重合の開始から重合の終了時までの間の任意の時間で行えばよいが、必ずしも、重合工程全体にわたって解砕を行う必要はない。なお、解砕された含水ゲル状架橋重合体は、一般的な乾燥条件で、未乾燥物となるような大きなゲルの塊が少ないほど好ましい。解砕された含水ゲル状架橋重合体の粒子の平均粒子径は、0.1mm以上5mm以下の範囲内であることが好ましく、0.5mm以上3mm以下の範囲内であることがより好ましい。また、粒子径が5mm以上の粒子は、全含水ゲル状架橋重合体に対して10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。含水ゲル状架橋重合体の粒子の粒子径または平均粒子径が上記範囲内であれば、乾燥が効率的に行われ、未乾燥物を低減することができるため好ましい。なお、ここで、含水ゲル状架橋重合体の粒子の粒子径は粉砕後の吸水性樹脂の粒子径(後述の方法で測定される)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、平均粒子径についても、後述のD50と同様にして求められる。但し、含水ゲル状架橋重合体の分級操作は乾式では困難なため、特開2000−63527号の段落〔0091〕に記載の湿式の分級方法を用いて測定される。   In the present invention, “pulverization” means that the water-containing gel-like crosslinked polymer produced as the polymerization proceeds when polymerizing the acid group-containing unsaturated monomer is finely divided so that it can be easily dried in the subsequent drying step. Anything to do. In addition, the crushing may be performed at any time between the start of polymerization and the end of polymerization, but it is not always necessary to perform crushing throughout the polymerization process. The crushed water-containing gel-like cross-linked polymer is more preferable as the number of large gel lumps that are undried under general drying conditions decreases. The average particle size of the crushed hydrogel crosslinked polymer particles is preferably in the range of 0.1 mm to 5 mm, and more preferably in the range of 0.5 mm to 3 mm. Moreover, it is preferable that it is 10 mass% or less with respect to all the water-containing gel-like crosslinked polymers, and, as for the particle | grains whose particle diameter is 5 mm or more, it is more preferable that it is 5 mass% or less. If the particle diameter or average particle diameter of the hydrogel crosslinked polymer particles is within the above range, it is preferable because drying can be performed efficiently and undried products can be reduced. Here, the particle size of the water-containing gel-like crosslinked polymer particles is classified by a sieve with a specific opening, similarly to the particle size of the water-absorbent resin after pulverization (measured by the method described later). Desired. Further, the average particle diameter is also obtained in the same manner as D50 described later. However, since the classification operation of the hydrated gel-like crosslinked polymer is difficult in the dry method, it is measured using the wet classification method described in paragraph [0091] of JP-A No. 2000-63527.

なお、本発明において、「解砕」は、解砕した含水ゲル状架橋重合体を乾燥して得られる乾燥物を更に細かく砕いて最終製品とする「粉砕」とは区別される。   In the present invention, “pulverization” is distinguished from “pulverization” in which a dried product obtained by drying a crushed hydrogel crosslinked polymer is further finely pulverized to obtain a final product.

上記方法としては、酸基含有不飽和単量体を重合させながら解砕を行う方法であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、解砕手段を有する反応容器(重合機)内で重合を行いながら解砕する方法を挙げることができる。かかる反応容器としては、例えば、酸基含有不飽和単量体を重合する時に重合の進行に伴い生成する含水ゲル状架橋重合体に回転攪拌翼の回転により剪断力を与え得るものであることが好ましく、そのために回転攪拌翼が複数であることがより好ましい。   The method is not particularly limited as long as it is a method of crushing while polymerizing the acid group-containing unsaturated monomer. For example, in a reaction vessel (polymerizer) having a crushing means And crushing while performing polymerization. As such a reaction vessel, for example, it is possible to give a shearing force to the water-containing gel-like cross-linked polymer produced as the polymerization proceeds by polymerizing an acid group-containing unsaturated monomer by the rotation of a rotary stirring blade. For that purpose, it is more preferable that there are a plurality of rotary stirring blades.

上記反応容器としては、例えば、一軸の混練機、一軸の押し出し機、双腕型ニーダー、三軸ニーダー等を挙げることができる。中でも、上記反応容器は、連続式ニーダーまたは回分式ニーダーが好ましく、重合途中に多糖類を混合してさらに重合ゲルを攪拌および細分化することで本発明の吸水性樹脂が得られる。ニーダーは、双腕型ニーダーまたは三軸ニーダーであることがより好ましく、双腕型ニーダーであることがさらに好ましい。   Examples of the reaction vessel include a uniaxial kneader, a uniaxial extruder, a double-arm kneader, and a triaxial kneader. Among them, the reaction vessel is preferably a continuous kneader or a batch kneader, and the water-absorbent resin of the present invention can be obtained by mixing polysaccharides during polymerization and further stirring and subdividing the polymer gel. The kneader is more preferably a double-arm kneader or a triaxial kneader, and even more preferably a double-arm kneader.

双腕型ニーダーを使用するに際しては、二本の回転攪拌翼を互いに逆方向に等速または不等速で回転して使用することが好ましい。等速の場合は二本の回転攪拌翼の回転半径は互いに重なり合う部分を有する状態で使用し、不等速の場合は二本の回転攪拌翼の回転半径は互いに重ならない状態で使用する。   When using a double-arm kneader, it is preferable to use two rotating stirring blades rotated in the opposite directions at a constant speed or an unequal speed. In the case of constant speed, the rotational radii of the two rotary stirring blades are used in a state where they overlap each other, and in the case of non-uniform speed, the rotational radii of the two rotary stirring blades are used in a state where they do not overlap each other.

また、上記回転攪拌翼の形態は特に限定されるものではないが、例えば、シグマ型、S型、バンバリー型、魚尾型等の回転攪拌翼を好適に用いることができる。   The form of the rotary stirring blade is not particularly limited, but for example, a rotary stirring blade such as a sigma type, S type, Banbury type, or fishtail type can be suitably used.

また、上記反応容器としては、酸基含有不飽和単量体(好ましくはその水溶液)の連続供給及び/又は生成する含水ゲル状架橋重合体の連続排出が可能となっている連続式ニーダーも好適に用いることができる。これにより、重合を連続的に行うことが可能となる。また、かかる連続式ニーダーは、複数の回転攪拌軸を有するものであることがより好ましい。   Further, as the above reaction vessel, a continuous kneader capable of continuously supplying an acid group-containing unsaturated monomer (preferably an aqueous solution thereof) and / or continuously discharging the resulting hydrogel crosslinked polymer is also suitable. Can be used. Thereby, it becomes possible to perform superposition | polymerization continuously. Moreover, it is more preferable that such a continuous kneader has a plurality of rotary stirring shafts.

上記複数の回転攪拌軸を有する連続式ニーダーとしては、例えば、攪拌翼2本と排出用スクリュー1本とを有する三軸ニーダー(ニーダールーダー);二軸押し出し混練機;二軸押し出し混合機等を挙げることができる。中でも、上記複数の回転攪拌軸を有する連続式ニーダーは、高性能の吸水性樹脂を高生産性で製造するという観点から、酸基含有不飽和単量体(好ましくはその水溶液)の連続供給及び生成する含水ゲル状架橋重合体の連続排出が可能な、2つの回転攪拌軸を有するものであって、ピストンフロー性を有する連続式ニーダーであることがより好ましい。   Examples of the continuous kneader having a plurality of rotating stirring shafts include a triaxial kneader (kneader ruder) having two stirring blades and one discharging screw; a twin screw extruder kneader; a twin screw mixer, etc. Can be mentioned. Among them, the continuous kneader having the plurality of rotating stirring shafts is a continuous supply of an acid group-containing unsaturated monomer (preferably an aqueous solution thereof) from the viewpoint of producing a high-performance water-absorbing resin with high productivity. More preferably, it is a continuous kneader having two rotating stirring shafts capable of continuously discharging the resulting hydrogel crosslinked polymer and having piston flowability.

重合時の温度は、使用する溶媒の種類にもよるが、0℃以上120℃以下であることが好ましく、10℃以上100℃以下であることがより好ましく、20℃以上90℃以下であることがさらに好ましい。   The temperature during polymerization depends on the type of solvent used, but is preferably 0 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and 20 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. Is more preferable.

多糖類と混合する際の含水ゲル状架橋重合体の温度は、60℃以上が好ましい。多糖類混合時の温度が60℃以上でなければ、デンプンのα化による含水ゲル状架橋重合体への融着が進行しないため、60℃未満の場合、融着が不十分、多糖類の剥離となる場合があるため、好ましくない。   The temperature of the hydrogel crosslinked polymer when mixing with the polysaccharide is preferably 60 ° C. or higher. If the temperature at which the polysaccharide is mixed is not 60 ° C or higher, the fusion to the hydrogel crosslinked polymer due to the gelatinization of starch does not proceed. If it is less than 60 ° C, the fusion is insufficient and the polysaccharide is peeled off. This is not preferable.

また、重合時間は、特に限定されるものではないが、好ましくは、30秒以上60分以下、より好ましくは2分以上40分以下である。重合時間が60分以下であることにより、得られる吸水性樹脂の物性の低下を回避することができるため好ましい。なお、ここで、重合時間とは、酸基含有不飽和単量体に重合開始剤を添加した時点から、含水ゲル状架橋重合体を反応容器から取り出すまでの時間をいう。ここで、含水ゲル状架橋重合体を反応容器から取り出す時点、すなわち、重合時間の終了時においては、単量体の転化率(重合率)が90モル%以上であることが好ましい。   The polymerization time is not particularly limited, but is preferably 30 seconds or longer and 60 minutes or shorter, more preferably 2 minutes or longer and 40 minutes or shorter. It is preferable for the polymerization time to be 60 minutes or less because a decrease in physical properties of the resulting water-absorbent resin can be avoided. Here, the polymerization time refers to the time from when the polymerization initiator is added to the acid group-containing unsaturated monomer to when the hydrogel crosslinked polymer is removed from the reaction vessel. Here, when the hydrogel crosslinked polymer is taken out from the reaction vessel, that is, at the end of the polymerization time, the monomer conversion rate (polymerization rate) is preferably 90 mol% or more.

含水ゲル状架橋重合体と多糖類との混合の際には、乾燥粉末状の多糖類を使用してもよく、または、多糖類を水及び/または有機溶媒中に分散または膨潤した状態で使用してもよいが、生産性向上の観点から、乾燥粉末状の多糖類を使用することが好ましい。乾燥粉末状多糖類の粒子径としては質量平均粒子径(D50)で2mm以下、さらには1〜0.001mmが好ましい。   When mixing the hydrogel crosslinked polymer and the polysaccharide, a dry powdered polysaccharide may be used, or the polysaccharide is used in a state dispersed or swollen in water and / or an organic solvent. However, from the viewpoint of improving productivity, it is preferable to use a dry powdered polysaccharide. The particle diameter of the dry powdered polysaccharide is preferably 2 mm or less, more preferably 1 to 0.001 mm in terms of mass average particle diameter (D50).

また、得られる吸水性樹脂中の残存モノマーを低減するために、重合工程において、酸化剤、亜硫酸や亜硫酸(水素)塩などの還元剤、過硫酸塩などの上記重合開始剤を、多糖類を含む含水ゲル状架橋重合体に添加する工程を含んでもよく、好ましくは,亜硫酸や亜硫酸(水素)塩、過硫酸塩が添加される。これらの添加剤の添加工程は、多糖類の添加と同時、または多糖類添加後でもよく、また1回でも複数回でもよい。これらの添加剤の添加量は重合率などで適宜決定されるが、酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液を重合して得られる重合体の固形分に対して0〜3質量%が好ましく、0〜1質量%がさらに好ましく、0〜0.5質量%が最も好ましい。得られる吸水性樹脂中の残存モノマー量は500ppm以下であることが好ましく、450ppm以下がより好ましく、400ppm以下がさらに好ましい。   Further, in order to reduce the residual monomer in the obtained water-absorbent resin, in the polymerization step, an oxidizing agent, a reducing agent such as sulfurous acid or sulfurous acid (hydrogen) salt, the polymerization initiator such as persulfate, A step of adding to the hydrogel crosslinked polymer to be contained may be included, and preferably, sulfurous acid, sulfurous acid (hydrogen) salt, or persulfate is added. The step of adding these additives may be performed simultaneously with the addition of the polysaccharide or after the addition of the polysaccharide, and may be performed once or plural times. The addition amount of these additives is appropriately determined depending on the polymerization rate and the like, but is 0 with respect to the solid content of the polymer obtained by polymerizing an aqueous monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component. -3 mass% is preferable, 0-1 mass% is further more preferable, and 0-0.5 mass% is the most preferable. The amount of residual monomer in the resulting water-absorbent resin is preferably 500 ppm or less, more preferably 450 ppm or less, and even more preferably 400 ppm or less.

(2−2)乾燥工程
本発明の製造方法において、上記重合工程で得られた含水ゲル状架橋重合体は、乾燥工程にて乾燥され、重合体乾燥物とされる。乾燥方法としては、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、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脱水、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の方法を採用することができるが、好ましくは露点が40〜100℃、より好ましくは露点が50〜90℃の気体による熱風乾燥である。
(2-2) Drying step In the production method of the present invention, the hydrogel crosslinked polymer obtained in the polymerization step is dried in the drying step to obtain a polymer dried product. There are various drying methods such as heat drying, hot air drying, vacuum drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, azeotropic dehydration with hydrophobic organic solvents, and high humidity drying using high temperature steam. Although it can employ | adopt, Preferably it is hot-air drying by a gas with a dew point of 40-100 degreeC, More preferably, a dew point is 50-90 degreeC.

乾燥温度は、特に限定されるものではないが、好ましくは100〜200℃の範囲内、より好ましくは120〜180℃、さらに好ましくは140℃〜160℃の範囲内とすればよい。特に、熱風乾燥の場合には、熱風温度が好ましくは100〜200℃の範囲内、より好ましくは120〜180℃、さらに好ましくは140℃〜160℃の範囲内とすればよい。   The drying temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 100 to 200 ° C, more preferably 120 to 180 ° C, and still more preferably in the range of 140 to 160 ° C. In particular, in the case of hot air drying, the hot air temperature is preferably in the range of 100 to 200 ° C, more preferably 120 to 180 ° C, still more preferably in the range of 140 ° C to 160 ° C.

乾燥時間は適宜決定され、特に限定されるものではないが、好ましくは10秒〜2時間、さらには1分〜1.5時間、特には、10分〜1時間が好適である。   The drying time is appropriately determined and is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 2 hours, more preferably 1 minute to 1.5 hours, and particularly preferably 10 minutes to 1 hour.

乾燥機に入る直前の含水ゲルの表面温度は40〜110℃が好ましく、より好ましくは60〜100℃である。40℃に満たない場合、乾燥時に風船状乾燥物ができ、粉砕時に微粉が多く発生し物性低下を招く恐れがあるからである。   The surface temperature of the hydrogel immediately before entering the dryer is preferably 40 to 110 ° C, more preferably 60 to 100 ° C. When the temperature is lower than 40 ° C., a balloon-like dried product is formed at the time of drying, and a lot of fine powder is generated at the time of pulverization, which may cause deterioration of physical properties.

重合工程後、好ましくはゲル解砕されてから含水ゲルが乾燥機に入るまでの時間は、吸水性樹脂における着色の観点から、短い方が良い。好ましくは2時間以内、より好ましくは1時間以内、さらに好ましくは30分以内、特に好ましくは10分以内、最も好ましくは2分以内である。   After the polymerization step, it is preferable that the time from when the gel is crushed until the water-containing gel enters the dryer is shorter from the viewpoint of coloring in the water-absorbent resin. It is preferably within 2 hours, more preferably within 1 hour, further preferably within 30 minutes, particularly preferably within 10 minutes, and most preferably within 2 minutes.

乾燥工程においては、乾燥後の乾燥物の含水率を3〜15質量%、より好ましくは4〜14質量%、さらに好ましくは5〜13質量%、特に好ましくは6〜12質量%の範囲に制御して乾燥する事が好ましく、乾燥温度、露点、乾燥時間等の条件を適宜設定することで制御調整することが可能である。含水率が3質量%を下回るように過剰に乾燥してしまうと、酸基とデンプンとのエステル化反応等が起こるため、吸水性樹脂の吸収倍率が大幅に低下してしまうので好ましくない。また、含水率が15質量%を超えて乾燥物が水分を含んでいる場合には、粉砕工程で粉砕できず、粉砕機の詰まり等のトラブルとなるため好ましくない。   In the drying step, the moisture content of the dried product after drying is controlled in the range of 3 to 15% by mass, more preferably 4 to 14% by mass, further preferably 5 to 13% by mass, and particularly preferably 6 to 12% by mass. Then, it is preferable to dry, and it is possible to control and adjust by appropriately setting conditions such as drying temperature, dew point, and drying time. If the water content is excessively dried so as to be less than 3% by mass, an esterification reaction between an acid group and starch occurs, which is not preferable because the absorption capacity of the water-absorbent resin is greatly reduced. Further, when the moisture content exceeds 15% by mass and the dried product contains moisture, it cannot be pulverized in the pulverization step, which causes a trouble such as clogging of the pulverizer, which is not preferable.

(2−3)粉砕工程
本発明の製造方法において、乾燥工程後に得られる実質乾燥状態にある重合体乾燥物は、好ましくは所定範囲内の大きさの粒子を得るために粉砕される(粉砕工程)。このときの粉砕方法についても限定されるものではなく、例えば、振動ミル、ロールグラニュレーター(特開平9−235378号公報、段落「0174」)、ナックルタイプ粉砕機、ロールミル(特表2002−527547号公報、段落「0069」)、高速回転式粉砕機(ピンミル、ハンマミル、スクリューミル、ロールミル)(特開平6−41319号公報、段落「0036」)、円筒状ミキサー(特開平5−202199号公報、段落「0008」)などによって行うことができる。
(2-3) Grinding step In the production method of the present invention, the polymer dried product in a substantially dry state obtained after the drying step is preferably pulverized in order to obtain particles having a size within a predetermined range (pulverization step). ). The pulverization method at this time is also not limited, and for example, a vibration mill, a roll granulator (Japanese Patent Laid-Open No. 9-235378, paragraph “0174”), a knuckle type pulverizer, a roll mill (Japanese Patent Publication No. 2002-527547). Gazette, paragraph "0069"), high-speed rotary crusher (pin mill, hammer mill, screw mill, roll mill) (JP-A-6-41319, paragraph "0036"), cylindrical mixer (JP-A-5-202199, Paragraph “0008”) or the like.

(2−4)分級工程
本発明の製造方法において、粉砕工程で得られる粉砕生成物は分級されることが好ましい。これによって所定範囲内の大きさの粒子のみを選別し、得られる吸水性樹脂が所望の高物性をより効率的に発現できるようになるため好ましい。このときの分級方法についても特に限定されるものではなく、たとえば、ふるいを用いたふるい分けなどが好適に用いられる。具体的にたとえば、粉砕生成物の大きさの範囲を150μm〜850μmとする場合には、先に850μmのふるい目の開きを有するふるいで粉砕生成物をふるい分けた後、該ふるいをパスした粉砕生成物を150μmのふるい目の開きを有するふるいでふるい分ける。この150μmのふるい上に残存する粉砕生成物が所望の範囲内の吸水性樹脂となる。
(2-4) Classification step In the production method of the present invention, the pulverized product obtained in the pulverization step is preferably classified. Accordingly, only particles having a size within a predetermined range are selected, and the resulting water-absorbent resin is preferable because it can express desired high physical properties more efficiently. The classification method at this time is also not particularly limited. For example, sieving using a sieve is preferably used. Specifically, for example, when the size range of the pulverized product is set to 150 μm to 850 μm, the pulverized product is first screened with a sieve having a sieve opening of 850 μm and then passed through the sieve. The object is sieved with a sieve having a 150 μm sieve opening. The pulverized product remaining on the 150 μm sieve becomes a water-absorbing resin within a desired range.

得られる吸水性樹脂は、後述の表面架橋工程にて表面架橋処理を施すことになるが、表面架橋工程に供する前の吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)としては、好ましくは250〜450μm、より好ましくは275〜425μm、さらに好ましくは300〜400μmに調整される。また、150μm未満の粒子が少ないほどよく、通常好ましくは0〜5質量%、より好ましくは0〜3質量%、特に好ましくは0〜1質量%に調整される。また、本発明では850〜150μmの割合が95質量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは96質量%以上、最も好ましくは98質量%以上(上限100質量%)に調整される。粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.2〜0.5が好ましく、より好ましくは0.25〜0.45、さらに好ましくは0.30〜0.40である。これらの測定方法については、標準篩を用いて、例えば、WO2004/69915号やEDANA−ERT420.2−02に記載されている。上記表面架橋前の粒度は好ましくは表面架橋後さらには最終製品にも適用され、表面架橋前の上記粒度特性を表面架橋後も維持するように表面架橋処理される事が好ましく、特に、表面架橋前の質量平均粒子径(D50)と150μm未満の粒子量を表面架橋後も上記範囲に維持するように表面架橋処理される事が好ましい。   The obtained water-absorbent resin is subjected to surface cross-linking treatment in the surface cross-linking step described later, and the mass average particle diameter (D50) of the water-absorbent resin before being subjected to the surface cross-linking step is preferably 250 to 450 μm. More preferably, it is adjusted to 275 to 425 μm, and more preferably 300 to 400 μm. Moreover, it is so good that there are few particles below 150 micrometers, Usually, it is preferable to adjust to 0-5 mass%, More preferably, it is 0-3 mass%, Most preferably, it is adjusted to 0-1 mass%. In the present invention, the ratio of 850 to 150 μm is preferably 95% by mass or more, more preferably 96% by mass or more, and most preferably 98% by mass or more (upper limit 100% by mass). The logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution is preferably 0.2 to 0.5, more preferably 0.25 to 0.45, and still more preferably 0.30 to 0.40. About these measuring methods, it describes in WO2004 / 69915 and EDANA-ERT420.2-02 using a standard sieve, for example. The particle size before surface cross-linking is preferably applied to the final product after surface cross-linking, and is preferably subjected to surface cross-linking treatment so as to maintain the particle size characteristics before surface cross-linking after surface cross-linking. Surface crosslinking treatment is preferably performed so that the previous mass average particle diameter (D50) and the amount of particles less than 150 μm are maintained in the above range even after surface crosslinking.

かかる分級工程は乾燥工程後の表面架橋前に行われることが好ましく(第1の分級工程)、さらには、表面架橋後にも粒度制御のために分級工程(第2の分級工程、さらに必要により第3の分級工程)を設けることが好ましい。   Such a classification step is preferably performed before the surface cross-linking after the drying step (first classification step), and further, after the surface cross-linking, a classification step (second classification step, and further, if necessary, a first step). 3 classification step) is preferably provided.

(2−5)吸水性樹脂微粒子の回収・再生
本発明の製造方法においては、上記のとおり粒子径を細かい範囲内で制御することが好ましいが、この際、相反して上記粉砕工程および分級工程において微粒子が多く生成するという課題が生じる。この相反する微粒子量(150μm未満の粒子)を低減する手法として、例えば、微粒子の回収・再生がなされることが好ましく行なわれる。
(2-5) Recovery / Regeneration of Water-absorbent Resin Fine Particles In the production method of the present invention, it is preferable to control the particle diameter within a fine range as described above. This causes a problem that a large amount of fine particles are generated. As a technique for reducing the contradictory amount of fine particles (particles less than 150 μm), for example, it is preferable to collect and regenerate fine particles.

上記分級工程によって取り出された吸水性樹脂微粒子(例えば150μm未満の粒子)は、再度重合に使用する単量体溶液に戻すか、または、多量のお湯(特に50℃〜沸点の温度)と混合して再度含水ゲル状物質に戻し、その後乾燥・粉砕などを行なって、目的とする吸水性樹脂粒子に再生することができる。なお、この時の吸水性樹脂微粒子とお湯の質量比は、5:4〜3:7の範囲とすることが好ましい。このような技術の例示としては、米国特許第228930号、同第5264495号、同第4950692号、同第5478879号、及び、欧州特許第844270号がある。このようにして微粒子を回収・再生すると廃棄量を低減することができる。   The water-absorbent resin fine particles (for example, particles of less than 150 μm) taken out by the classification step are returned to the monomer solution used for polymerization again or mixed with a large amount of hot water (especially a temperature of 50 ° C. to boiling point). Then, it is returned again to the water-containing gel-like substance, and then dried, pulverized, etc. to regenerate the intended water-absorbent resin particles. In addition, it is preferable that the mass ratio of the water-absorbent resin fine particles and hot water at this time is in the range of 5: 4 to 3: 7. Examples of such techniques include U.S. Pat. Nos. 228930, 5264495, 4950692, 5478879, and EP 844270. When the fine particles are collected and regenerated in this way, the amount of waste can be reduced.

(2−6)表面架橋工程
本発明の製造方法で得られる吸水性樹脂は、従来から知られている表面架橋処理工程を経て、より衛生材料向けに好適な吸水性樹脂とすることができる。表面架橋とは、吸水性樹脂の表面層(表面近傍:吸水性樹脂表面から通常数10μm前後)にさらに架橋密度の高い部分を設けることであり、粒子表面でのラジカル開始剤等によるラジカル架橋反応、粒子表面での単量体の重合反応、ないし、表面架橋剤との架橋反応等で形成できる。
(2-6) Surface cross-linking step The water-absorbent resin obtained by the production method of the present invention can be made into a water-absorbent resin more suitable for sanitary materials through a conventionally known surface cross-linking treatment step. Surface cross-linking means that a portion having a higher cross-linking density is provided in the surface layer of the water-absorbent resin (near the surface: usually around several tens of μm from the surface of the water-absorbent resin). It can be formed by a polymerization reaction of monomers on the particle surface or a crosslinking reaction with a surface crosslinking agent.

好適な表面架橋剤として、オキサゾリン化合物(米国特許第6297319号明細書)、ビニルエーテル化合物(米国特許第6372852号明細書)、エポキシ化合物(米国特許第625488号明細書)、オキセタン化合物(米国特許第6809158号明細書)、多価アルコール化合物(米国特許第4734478号明細書)、ポリアミドポリアミン−エピハロ付加物(米国特許第4755562号明細書及び同第4824901号明細書)、ヒドロキシアクリルアミド化合物(米国特許第6239230号明細書)、オキサゾリジノン化合物(米国特許第6559239号明細書)、ビスまたはポリ−オキサゾリジノン化合物(米国特許第6472478号明細書)、2−オキソテトラヒドロ−1,3−オキサゾリジン化合物(米国特許第6657015号明細書)、アルキレンカーボネート化合物(米国特許第5672633号明細書)、アルミニウム等の多価金属イオン(米国特許第6605673号明細書及び同第6620899号明細書)等の1種または2種以上が使用される。また、有機酸や無機酸(米国特許第5610208号明細書)等を併用してもよい。さらに、吸水性樹脂の表面でモノマーの重合を行うことで表面架橋(米国特許出願公開第2005/48221号明細書)としてもよい。   Suitable surface crosslinking agents include oxazoline compounds (US Pat. No. 6,297,319), vinyl ether compounds (US Pat. No. 6,372,852), epoxy compounds (US Pat. No. 6,25,488), oxetane compounds (US Pat. No. 6,809,158). ), Polyhydric alcohol compounds (US Pat. No. 4,734,478), polyamide polyamine-epihalo adducts (US Pat. Nos. 4,755,562 and 4,824,901), hydroxyacrylamide compounds (US Pat. No. 6,239,230). Oxazolidinone compound (US Pat. No. 6,559,239), bis or poly-oxazolidinone compound (US Pat. No. 6,472,478), 2-oxotetrahydro-1,3-oxazolidine compound (US) No. 6657015), alkylene carbonate compounds (US Pat. No. 5,672,633), polyvalent metal ions such as aluminum (US Pat. Nos. 6,605,673 and 6,620,899), etc. More than seeds are used. Further, an organic acid or an inorganic acid (US Pat. No. 5,610,208) may be used in combination. Furthermore, it is good also as surface bridge | crosslinking (US Patent application publication 2005/48221 specification) by superposing | polymerizing a monomer on the surface of a water absorbing resin.

具体的な表面架橋剤として、(ジ、トリ、テトラ、ポリ)エチレングリコール、(ジ、ポリ)プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、(ポリ)グリセリン、2−ブテン−1,4−ジオール、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、トリメチロールプロパン、ジまたはトリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール化合物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ジ、ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル、(ジ、ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等のエポキシ化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリン化合物;1,3−ジオキソラン−2−オン等のアルキレンカーボネート化合物;硫酸アルミニウム等の多価金属化合物、ポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン付加物等が挙げられる。   Specific surface crosslinking agents include (di, tri, tetra, poly) ethylene glycol, (di, poly) propylene glycol, 1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, (Poly) glycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, di- or tri Polyhydric alcohol compounds such as ethanolamine, pentaerythritol, sorbitol; epoxy compounds such as (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (di, poly) glycerol polyglycidyl ether, (di, poly) propylene glycol diglycidyl ether, glycidol; 1,2-ethylenebisoxazoline, etc. Oxazoline compounds; 1,3-dioxolan-2-alkylene carbonate compounds such as one; polyvalent metal compounds such as aluminum sulfate, polyamide polyamine - epihalohydrin adducts.

これらの中でも、高い吸収倍率と高い加圧下吸収倍率の吸水性樹脂を得るためには、低温で含水率を保ったまま架橋反応を進行させる事が出来る手法が好ましく、表面架橋剤としてはエポキシ化合物、ポリアミドポリアミン−エピハロ付加物、アルミニウム等の多価金属イオンが好ましく、その他、有機酸および/または無機酸の併用、吸水性樹脂の表面でモノマーの重合を行うことで表面架橋とする手法が好ましい。   Among these, in order to obtain a water-absorbent resin having a high absorption capacity and a high absorption capacity under pressure, a method that allows the crosslinking reaction to proceed while maintaining the moisture content at a low temperature is preferable. Polyamide polyamine-epihalo adducts and polyvalent metal ions such as aluminum are preferable. In addition, combined use of organic acids and / or inorganic acids, and methods of surface crosslinking by polymerizing monomers on the surface of the water-absorbent resin are preferable. .

特にポリアミドポリアミン−エピハロヒドリン付加物はHercules社が販売するKymene557LX、Kymene557H、Kymene plus、星光PMC社が販売するWS4002、WS4020、WS4010、WS4046等が好適に使用される。   In particular, polyamide polyamine-epihalohydrin adduct is suitably Kymene 557LX, Kymene 557H, Kymene plus sold by Hercules, WS4002, WS4020, WS4010, WS4046, etc. sold by Seiko PMC.

表面架橋剤の使用量としては、吸水性樹脂100質量部に対して、0.005〜10質量部用いるのが好ましく、0.005〜5質量部用いるのがより好ましく、0.01〜3質量部用いるのがさらに好ましい。表面架橋剤の量が0.005質量部未満の場合には、加圧下吸収倍率が低下する場合がある。10質量部を越えて使用すると、吸収倍率が極端に低下する場合がある。   As a usage-amount of a surface crosslinking agent, it is preferable to use 0.005-10 mass parts with respect to 100 mass parts of water absorbing resin, It is more preferable to use 0.005-5 mass parts, 0.01-3 mass More preferably, parts are used. When the amount of the surface cross-linking agent is less than 0.005 parts by mass, the absorption capacity under pressure may decrease. If the amount exceeds 10 parts by mass, the absorption capacity may be extremely reduced.

吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合する際の溶媒としては水を用いるのが好ましい。吸水性樹脂100質量部に対して水の総量が1〜10質量部である場合、吸水性樹脂の表面に表面架橋剤水溶液が十分に浸透して、適切な厚み及び密度を有する多層的な表面架橋層が形成される。   Water is preferably used as a solvent for mixing the water-absorbent resin and the surface cross-linking agent. When the total amount of water is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-absorbent resin, the surface of the water-absorbent resin is sufficiently penetrated by the aqueous solution of the surface cross-linking agent and has a multilayer surface having an appropriate thickness and density A crosslinked layer is formed.

また、吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合する際には、必要に応じて、溶媒として親水性有機溶媒を用いてもよい。該親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフラン、アルコキシポリエチレングリコール等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等が挙げられる。親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂の種類や粒径等にもよるが、吸水性樹脂の固形分100質量部に対して20質量部以下が好ましく、0.1〜10質量部の範囲内がより好ましい。   Moreover, when mixing a water absorbing resin and a surface crosslinking agent, you may use a hydrophilic organic solvent as a solvent as needed. Examples of the hydrophilic organic solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol and t-butyl alcohol; ketones such as acetone; Examples include ethers such as tetrahydrofuran and alkoxy polyethylene glycol; amides such as N, N-dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide. The amount of the hydrophilic organic solvent used is preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water-absorbent resin, although it depends on the type and particle size of the water-absorbent resin. Within the range is more preferable.

そして、吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合する方法は特に限定されるものではないが、水および/または親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を、吸水性樹脂に直接、噴霧または滴下して混合する方法が好ましい。   The method for mixing the water-absorbing resin and the surface cross-linking agent is not particularly limited, but the surface cross-linking agent dissolved in water and / or a hydrophilic organic solvent is directly sprayed or dripped onto the water-absorbing resin. And mixing them is preferable.

吸水性樹脂と表面架橋剤を混合する際に用いられる混合装置は、両者を均一かつ確実に混合するために、大きな混合力を備えていることが望ましい。上記混合装置としては、例えば、円筒型混合機、二重壁円錐型混合機、V字型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、流動型炉ロータリーディスク型混合機、気流型混合機、双腕型ニーダー、内部混合機、粉砕型ニーダー、回転式混合機、スクリュー型押出機、タービュライザー等が好適である。   It is desirable that the mixing device used when mixing the water-absorbent resin and the surface cross-linking agent has a large mixing force in order to mix both uniformly and reliably. Examples of the mixing apparatus include a cylindrical mixer, a double wall conical mixer, a V-shaped mixer, a ribbon mixer, a screw mixer, a fluidized-type furnace rotary disk mixer, and an airflow mixer. A double-arm kneader, an internal mixer, a pulverizing kneader, a rotary mixer, a screw extruder, a turbulizer, and the like are suitable.

吸水性樹脂と表面架橋剤との混合物は架橋反応のために必要により、加熱しても良い。加熱温度は20〜250℃が好ましく、30〜200℃がさらに好ましく、50〜170℃がさらに好ましい。また、加熱時間は1分〜2時間が好ましく、5分〜1時間がより好ましく、10〜30分がさらに好ましい。加熱温度と加熱時間の組み合わせの好適例として、70〜120℃で3分〜1時間、130〜170℃で1〜30分の例がある。   The mixture of the water absorbent resin and the surface crosslinking agent may be heated as necessary for the crosslinking reaction. The heating temperature is preferably 20 to 250 ° C, more preferably 30 to 200 ° C, and further preferably 50 to 170 ° C. The heating time is preferably 1 minute to 2 hours, more preferably 5 minutes to 1 hour, and even more preferably 10 to 30 minutes. As a suitable example of a combination of heating temperature and heating time, there is an example of 3 minutes to 1 hour at 70 to 120 ° C and 1 to 30 minutes at 130 to 170 ° C.

本発明の製造方法において、高い吸収倍率と高い加圧下吸収倍率を発現できる吸水剤を得るためには、吸水性樹脂の含水率を3〜15質量%に保持した状態に制御して表面架橋を行う事が好ましく、さらに4〜14質量%に制御することがより好ましく、5〜13質量%に制御することがさらに好ましく、6〜12質量%に制御することが最も好ましい。含水率が上記範囲より少なくなった場合には、多糖類と酸基との間でエステル化反応等の反応が起こり、吸水性樹脂の吸収倍率が大幅に低下するので好ましくない。含水率が上記範囲を超えて多い場合には、吸水性樹脂の取り扱い性が低下し、粉体の流動性が低下する為好ましくない。   In the production method of the present invention, in order to obtain a water-absorbing agent capable of expressing a high absorption capacity and a high absorption capacity under pressure, the surface crosslinking is controlled by controlling the water content of the water-absorbing resin at 3 to 15% by mass. It is preferable to carry out, more preferably 4 to 14% by mass, more preferably 5 to 13% by mass, and most preferably 6 to 12% by mass. When the water content is less than the above range, a reaction such as an esterification reaction occurs between the polysaccharide and the acid group, which is not preferable because the absorption capacity of the water absorbent resin is greatly reduced. When the water content exceeds the above range, the handling property of the water-absorbent resin is lowered, and the fluidity of the powder is lowered, which is not preferable.

本発明においては、表面架橋後に必要に応じてさらに乾燥してもよいし、水やその他添加剤を加えて、含水率やその他の物性を調整してもよい。また、粒度制御のために第2ないし第3の分級工程を設けてもよく、造粒してもよい。その他添加剤としては、親水性のアモルファスシリカのような水不溶性微粒子や、還元剤、抗菌剤、消臭剤、キレート剤、多価金属化合物、などを添加してもよく、これらの添加量としては、吸水性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜20質量部、より好ましくは0.01〜10質量部、特に好ましくは0.1〜5質量部である。   In the present invention, after surface cross-linking, it may be further dried as necessary, or water and other additives may be added to adjust the water content and other physical properties. Moreover, the 2nd thru | or 3rd classification process may be provided for a particle size control, and you may granulate. As other additives, water-insoluble fine particles such as hydrophilic amorphous silica, reducing agents, antibacterial agents, deodorants, chelating agents, polyvalent metal compounds, and the like may be added. Is preferably 0.001 to 20 parts by mass, more preferably 0.01 to 10 parts by mass, and particularly preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water absorbent resin.

〔3〕本発明の吸水性樹脂
本発明の製造方法において、単量体としてアクリル酸および/またはその塩を用い、重合途中に多糖類として澱粉を添加する場合、得られた吸水性樹脂の粒子一つ一つにポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含むことが可能である。すなわちこの場合、本発明にかかる吸水性樹脂は、ポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含む吸水性樹脂となる。かかる不均一状態については、沃素澱粉反応試験によって、一つの粒子に「紫部分(澱粉部分)」と「無色ないし黄色部分(ポリアクリル酸系吸水性樹脂部分)」が混在して表色されることにより確認できる。かかる粒子の割合は好ましくは全粒子個数(例えば、100粒)のうちの10%以上、さらには50%以上、特に90%を含む。
すなわち、本発明では、ポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含み、加圧下吸水倍率(AAP)が22[g/g]以上の吸水性樹脂を提供する。かかる吸水性樹脂は、さらに好ましくは含水率が3〜15質量%である。また、好ましくは、質量平均粒子径(D50)が250〜450μmで、かつ150μm未満の粒子の割合が0〜5質量%である。なお、さらに好ましい範囲は下記である。
[3] Water-absorbent resin of the present invention In the production method of the present invention, when acrylic acid and / or a salt thereof is used as a monomer and starch is added as a polysaccharide during polymerization, particles of the obtained water-absorbent resin It is possible to contain polyacrylic acid-based water-absorbing resin and polysaccharide non-uniformly in the particles one by one. That is, in this case, the water-absorbent resin according to the present invention is a water-absorbent resin that includes a polyacrylic acid-based water-absorbent resin and a polysaccharide non-uniformly in the particles. In such a heterogeneous state, a “purple part (starch part)” and a “colorless or yellow part (polyacrylic acid water-absorbing resin part)” are mixed in one particle by an iodine starch reaction test. Can be confirmed. The proportion of such particles preferably comprises 10% or more, further 50% or more, in particular 90%, of the total number of particles (eg 100 grains).
That is, the present invention provides a water-absorbing resin that includes a polyacrylic acid-based water-absorbing resin and a polysaccharide non-uniformly in the particles and has a water absorption capacity under pressure (AAP) of 22 [g / g] or more. More preferably, the water-absorbent resin has a water content of 3 to 15% by mass. Moreover, Preferably, the ratio of the particle | grains whose mass mean particle diameter (D50) is 250-450 micrometers and less than 150 micrometers is 0-5 mass%. Further preferable ranges are as follows.

従来、澱粉などを単量体に添加する澱粉アクリル酸グラフト重合物は公知であるが、かかるグラフト重合物では澱粉が単量体に均一に溶解するため、得られた吸水性樹脂の粒子の一つ一つには澱粉が均一に含まれ、結果、沃素澱粉反応では一つの粒子全体が「紫部分(澱粉部分)」となる。従来の澱粉グラフト物では、澱粉などの多糖類の水酸基がポリアクリル酸と反応するためか吸水倍率(CRC)が低くなるのに対して、本発明ではポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含むため、かかる問題もなく、高いCRCの吸水性樹脂となり、従来の課題(多糖類使用によるCRCの低下)を解決した。また、多糖類混合の際の重合率を90モル%以下に制御することで、加圧下吸水倍率(AAP)が22[g/g]以上の吸水性樹脂が得られ、本発明の課題(AAPの向上)を解決した。含水率が3〜15質量%であること、質量平均粒子径(D50)が250〜450μmで、かつ150μm未満の粒子の割合が0〜5質量%であることでも、さらに本発明の課題を解決する。   Conventionally, a starch acrylic acid graft polymer obtained by adding starch or the like to a monomer is known. However, in such a graft polymer, starch is uniformly dissolved in the monomer. One of them contains starch uniformly, and as a result, in the iodine starch reaction, one whole particle becomes a “purple portion (starch portion)”. In the conventional starch graft product, the hydroxyl absorption of polysaccharides such as starch reacts with polyacrylic acid or the water absorption capacity (CRC) is low, whereas in the present invention, the polyacrylic acid water-absorbing resin and polysaccharide are used. Since it is contained in the particles non-uniformly, there is no such problem, and the water-absorbing resin has a high CRC, which solves the conventional problem (decrease in CRC due to the use of polysaccharides). Further, by controlling the polymerization rate at the time of polysaccharide mixing to 90 mol% or less, a water-absorbing resin having a water absorption capacity under pressure (AAP) of 22 [g / g] or more can be obtained. Improved). Even when the water content is 3 to 15% by mass, the mass average particle diameter (D50) is 250 to 450 μm, and the proportion of particles less than 150 μm is 0 to 5% by mass, the problem of the present invention is further solved. To do.

本発明の吸水性樹脂は、質量平均粒子径(D50)が好ましくは250〜450μmであり、より好ましくは275〜425μm、さらに好ましくは300〜400μmに調整される。これらの範囲を外れると、吸収速度が遅くなったり、加圧下吸収倍率が低下したりするため、好ましくない。   The water-absorbent resin of the present invention has a mass average particle diameter (D50) of preferably 250 to 450 μm, more preferably 275 to 425 μm, and further preferably 300 to 400 μm. Outside these ranges, the absorption rate becomes slow and the absorption capacity under pressure decreases, which is not preferable.

本発明の吸水性樹脂は、粒子径150μm未満の粒子の質量百分率が好ましくは0〜5質量%であり、より好ましくは0〜3質量%、さらに好ましくは0〜1質量%に調整される。これらの範囲を外れると、加圧下吸水倍率が低下する上、取り扱いする上で、発塵が多くなるため、作業環境上好ましくない。   In the water-absorbent resin of the present invention, the mass percentage of particles having a particle diameter of less than 150 μm is preferably 0 to 5% by mass, more preferably 0 to 3% by mass, and further preferably 0 to 1% by mass. Outside these ranges, the water absorption magnification under pressure is reduced, and dust generation is increased in handling, which is not preferable in the work environment.

本発明の吸水性樹脂は、含水率が好ましくは3〜15質量%であり、より好ましくは4〜14質量%、さらに好ましくは5〜13質量%、特に好ましくは6〜12質量%に調整される。含水率が上記範囲より小さい場合、多糖類と酸基との間でエステル化反応等の反応が起こり、吸水倍率の大幅低下を引き起こすため好ましくない。さらに、粒子としての耐衝撃安定性が低いため、製造プロセス中での機械的衝撃を受けた場合、吸水性樹脂の加圧下吸水倍率が低下しやすくなるため好ましくない。含水率が上記範囲を超えて多い場合には、吸水性樹脂の取り扱い性が低下し、粉体の流動性が低下するため好ましくない。   The water-absorbent resin of the present invention has a water content of preferably 3 to 15% by mass, more preferably 4 to 14% by mass, still more preferably 5 to 13% by mass, and particularly preferably 6 to 12% by mass. The When the water content is smaller than the above range, a reaction such as an esterification reaction occurs between the polysaccharide and the acid group, which causes a significant reduction in the water absorption ratio, which is not preferable. Furthermore, since the impact resistance stability as particles is low, when subjected to mechanical impact during the production process, the water absorption capacity under pressure of the water absorbent resin tends to decrease, such being undesirable. When the water content exceeds the above range, the handling property of the water-absorbent resin is lowered, and the fluidity of the powder is lowered, which is not preferable.

本発明の吸水性樹脂は、CRC(無加圧下吸水倍率)が好ましくは25〜60[g/g]、さらに31〜50[[g/g]]であり、より好ましくは32〜50[[g/g]]であり、さらに好ましくは33〜50[[g/g]]であり、特に好ましくは34〜50[[g/g]]であり、最も好ましくは35〜50[[g/g]]である。CRCが25[g/g]を下回る場合には、オムツ等の吸収物品に使用した場合、吸収能力が足りない問題が起こったり、吸水剤の使用量を増やす必要が発生したりするため好ましくない。また、CRCが高すぎる場合、可溶分が増加したり、通液性や吸水後の耐久性が低下することもある。CRCは例えば、前記重合時の架橋剤量や重合濃度などで適宜制御できる。   The water absorbent resin of the present invention preferably has a CRC (water absorption capacity under no pressure) of 25 to 60 [g / g], more preferably 31 to 50 [[g / g]], and more preferably 32 to 50 [[ g / g]], more preferably 33 to 50 [[g / g]], particularly preferably 34 to 50 [[g / g]], and most preferably 35 to 50 [[g / g]. g]]. When CRC is less than 25 [g / g], when used for absorbent articles such as diapers, problems such as insufficient absorption capacity occur, or it is necessary to increase the amount of water-absorbing agent, which is not preferable. . Moreover, when CRC is too high, a soluble part may increase or durability after liquid permeability and water absorption may fall. CRC can be appropriately controlled by, for example, the amount of crosslinking agent and polymerization concentration during the polymerization.

本発明の吸水性樹脂は、AAP(加圧下吸水倍率)が22〜50[[g/g]]であり、より好ましくは23〜50[[g/g]]であり、さらに好ましくは24〜50[[g/g]]である。AAPがこれらの範囲を下回る場合には、紙オムツ等の吸収物品に使用した場合、圧力下において尿漏れが発生したりするため好ましくない。AAPは例えば前記表面架橋なで適宜制御できる。
本発明の吸水性樹脂は、ゲルの耐久性などから、Extr(水可溶分量)が好ましくは50質量%以下、さらには40質量%以下、30質量%以下であり、架橋剤量などで適宜制御できる。水可溶分量の下限は低いほど好ましいが、CRCの過度の低下を招くおそれから、1質量%、さらには5質量%でも十分である。
The water absorbent resin of the present invention has an AAP (water absorption capacity under pressure) of 22 to 50 [[g / g]], more preferably 23 to 50 [[g / g]], still more preferably 24 to. 50 [[g / g]]. When AAP is less than these ranges, urine leakage may occur under pressure when used for absorbent articles such as paper diapers. AAP can be appropriately controlled, for example, without the surface crosslinking.
The water-absorbent resin of the present invention has an extr (water-soluble content) of preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and 30% by mass or less depending on the durability of the gel, etc. Can be controlled. The lower the lower limit of the water-soluble content, the better. However, 1% by mass, and even 5% by mass is sufficient because there is a risk of excessive decrease in CRC.

なお、本発明において、後述の実施例を含め、水可溶分とは酸基含有単量体の重合に由来する水溶性高分子をさし、例えば、ポリアクリル酸系吸水性樹脂中の水溶性ポリアクリル酸量をERT470.2−02に準じて後述のpH滴定することによって規定されるものである。すなわち、本発明では多糖類は水可溶分としてみなさない。   In the present invention, including the examples described later, the water-soluble component refers to a water-soluble polymer derived from the polymerization of an acid group-containing monomer, such as a water-soluble polymer in a polyacrylic acid-based water absorbent resin. The amount of water-soluble polyacrylic acid is defined by pH titration described later according to ERT470.2-02. That is, in the present invention, the polysaccharide is not regarded as a water-soluble component.

本発明の吸水性樹脂は、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が好ましくは0.2〜0.50であり、より好ましくは0.25〜0.45であり、さらに好ましくは0.30〜0.40である。これらの範囲を外れると、偏析が発生して性能にばらつきが出るおそれがあるため好ましくない。   In the water absorbent resin of the present invention, the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution is preferably 0.2 to 0.50, more preferably 0.25 to 0.45, and further preferably 0.30. 0.40. Outside these ranges, segregation occurs and performance may vary, which is not preferable.

〔4〕本発明の吸水性樹脂の用途
本発明の吸水性樹脂の用途は特定に限定されないが、好ましくは、紙オムツ、ペットシート、失禁パッド、生理用ナプキン等の吸収体及び吸収性物品に使用される。
[4] Use of the water-absorbent resin of the present invention The use of the water-absorbent resin of the present invention is not particularly limited, but preferably for absorbent articles and absorbent articles such as paper diapers, pet sheets, incontinence pads, and sanitary napkins. used.

ここで、吸収体とは、吸水性樹脂と親水性繊維とを主成分として成型された吸収材のことを指し、吸収体の質量(吸水性樹脂と親水性繊維等との合計質量)に対する吸水性樹脂の含有率(コア濃度)は、好ましくは20〜100質量%、より好ましくは30〜90質量%、特に好ましくは40〜80質量%である。   Here, the absorber refers to an absorbent material formed mainly of a water absorbent resin and hydrophilic fibers, and absorbs water with respect to the mass of the absorber (total mass of the water absorbent resin and hydrophilic fibers, etc.). The content (core concentration) of the conductive resin is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 30 to 90% by mass, and particularly preferably 40 to 80% by mass.

前記吸収性物品とは、前記吸収体、液透過性を有する表面シート、及び液不透過性を有する背面シートを備えて作成されるものである。   The absorbent article is prepared by including the absorbent body, a top sheet having liquid permeability, and a back sheet having liquid impermeability.

本発明の吸水性樹脂を使用した吸収性物品は、吸水性樹脂の吸収倍率が高いため、一度に添加された多量の尿等の吸収液を素早く吸収することができ、吸収液の戻り量が少なくなることが特徴である。さらに、本発明の吸水性樹脂は加圧下吸収倍率が高いため、赤ちゃんが座っている場合のように、吸収性物品に圧力がかかっているときでも、確実に尿等の吸収液を吸収する事が出来る。   Since the absorbent article using the water absorbent resin of the present invention has a high absorption capacity of the water absorbent resin, it can quickly absorb a large amount of absorption liquid such as urine added at one time, and the return amount of the absorption liquid can be reduced. It is characteristic that it decreases. Furthermore, since the water-absorbent resin of the present invention has a high absorption capacity under pressure, even when a baby is sitting, the absorbent article such as urine can be surely absorbed even when pressure is applied to the absorbent article. I can do it.

〔実施例〕
以下、実施例および比較例に従って本発明を説明するが、本発明はこれらに限定され解釈されるものではない。また、本発明の特許請求の範囲や実施例に記載した諸物性は、特に記載のない限り、室温(20〜25℃)、湿度50±5RH%の条件下で、EDANA法および以下の測定方法に従って求めた。さらに、実施例および比較例に提示される電気機器は、200Vまたは100Vで、かつ、60Hzの条件下で使用した。なお、便宜上、「リットル」を「L」、「質量%」を「wt%」と記すことがある。
〔Example〕
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated according to an Example and a comparative example, this invention is limited to these and is not interpreted. Further, the physical properties described in the claims and examples of the present invention are the EDANA method and the following measuring methods under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and humidity of 50 ± 5 RH% unless otherwise specified. Sought according to. Furthermore, the electric devices presented in the examples and comparative examples were used under the conditions of 200 V or 100 V and 60 Hz. For convenience, “liter” may be referred to as “L” and “mass%” may be referred to as “wt%”.

[測定方法1]CRC(無加圧下吸水倍率)
CRC(無加圧下吸水倍率)の測定はERT441.2−02に準じて行った。
[Measurement method 1] CRC (absorption capacity under no pressure)
The measurement of CRC (absorption capacity under no pressure) was performed according to ERT441.2-02.

吸水性樹脂0.2gを秤量し、不職布製の袋(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(生理食塩水)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。   0.2 g of water-absorbent resin was weighed, uniformly put into a bag made of unemployed cloth (60 x 60 mm), heat-sealed, and then 500 mL of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution (saline) adjusted to 25 ± 3 ° C. Soaked in. 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.

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。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-absorbent resin, and the weight W2 [g] of the bag at that time was measured. CRC (absorption capacity under no pressure) was calculated according to the following formula.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

[測定方法2]AAP(加圧下吸水倍率)
AAP(加圧下吸水倍率)の測定はERT442.2−02に準じて行った。以下、図1を参照しながら測定方法について説明する。
[Measuring method 2] AAP (Water absorption capacity under pressure)
The measurement of AAP (water absorption capacity under pressure) was performed according to ERT442.2-02. Hereinafter, the measurement method will be described with reference to FIG.

ステンレス製の金網101(目開き38μm;400メッシュ)を融着させたプラスチックの支持円筒100(内径60mm)を用意した。20〜25℃(室温)、相対湿度50±5RH%の雰囲気下で、上記金網上に0.900gの吸水性樹脂102を均一に散布した。   A plastic support cylinder 100 (inner diameter 60 mm) to which a stainless steel wire mesh 101 (aperture 38 μm; 400 mesh) was fused was prepared. Under an atmosphere of 20 to 25 ° C. (room temperature) and a relative humidity of 50 ± 5 RH%, 0.900 g of the water-absorbing resin 102 was uniformly sprayed on the wire mesh.

次いで、該吸水剤の上に、吸水剤に対して2.06kPa(0.3psi)の荷重を均一に加えることのできるピストン103と荷重(おもり)104をこの順序に載せ、測定装置一式の重量W3[g]を測定した。なお、ピストンと荷重(おもり)は、支持円筒との隙間がなく、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。   Next, a piston 103 and a load (weight) 104 capable of uniformly applying a load of 2.06 kPa (0.3 psi) to the water absorbing agent are placed on the water absorbing agent in this order, and the weight of the measuring device set. W3 [g] was measured. The piston and the load (weight) had no gap between the support cylinder and the outer diameter was slightly smaller than 60 mm so that the vertical movement was not hindered.

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108をガラスフィルター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上に載せ、濾紙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を取り除いた。その後、上記測定装置一式を、上記濾紙上に載せ、0.9wt%塩化ナトリウム水溶液を吸水性樹脂に吸収させた。   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 sodium chloride aqueous solution 108 was poured until it became the same height as the upper surface of the glass filter. Next, one 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) is placed on a glass filter so that the entire filter paper gets wet. And an excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution was removed. Thereafter, the set of measuring devices was placed on the filter paper, and a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution was absorbed into the water absorbent resin.

1時間経過後、測定装置一式を持ち上げ、その重量W4[g]を測定した。得られたW3[g]、W4[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 set of measuring apparatus was lifted and its weight W4 [g] was measured. From the obtained W3 [g] and W4 [g], AAP (water absorption capacity under pressure) was calculated according to the following formula.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

[測定方法3]Extr.(水可溶分量)
Extr.(水可溶分量)の測定はERT470.2−02に準じて行った。
[Measurement Method 3] Extract. (Water-soluble content)
Extr. The (water-soluble content) was measured according to ERT470.2-02.

容量250mLの蓋付きプラスチック容器に、吸水性樹脂1.00gと0.90wt%塩化ナトリウム水溶液200.0gとを入れ、16時間攪拌を行い、吸水剤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。   A plastic container with a lid with a capacity of 250 mL was charged with 1.00 g of a water absorbent resin and 200.0 g of a 0.90 wt% sodium chloride aqueous solution, and stirred for 16 hours to extract the water-soluble component in the water absorbent. 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. Liquid.

次いで、上記測定用液をpH10となるまで0.1N−NaOH水溶液で滴定し、その後、pH2.7となるまで0.1N−HCl水溶液で滴定し、このときの滴定量([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。   Next, the above measurement solution was titrated with a 0.1 N NaOH aqueous solution until pH 10 and then titrated with a 0.1 N HCl aqueous solution until pH 2.7. At this time, titration ([NaOH] mL, [HCl] mL) was determined. 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.

本発明の吸水性樹脂の場合、そのモノマーの平均分子量と上記操作により得られた滴定量とに基づき、次式にしたがって、Extr.(水可溶分量)を算出した。   In the case of the water-absorbent resin of the present invention, based on the average molecular weight of the monomer and the titration amount obtained by the above operation, according to the following formula, Extr. (Water-soluble content) was calculated.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

なお、モノマーの平均分子量が未知である場合、上記滴定操作により求めた中和率を用いてモノマーの平均分子量を算出する。なお、中和率は次式にしたがって求めた。   In addition, when the average molecular weight of a monomer is unknown, the average molecular weight of a monomer is calculated using the neutralization rate calculated | required by the said titration operation. In addition, the neutralization rate was calculated | required according to following Formula.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

[測定方法4]含水率
底面の大きさが直径約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W5[g]を測定した。
[Measuring method 4] Water content 1.00 g of water absorbent resin was weighed into an aluminum cup having a bottom surface of about 50 mm in diameter, and the total weight W5 [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W6[g]を測定し、次式にしたがって、含水率(単位;[質量%])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 removed from the oven and cooled to room temperature in a desiccator. Thereafter, the total weight W6 [g] of the dried sample (water absorbent resin and aluminum cup) was measured, and the water content (unit: [% by mass]) was calculated according to the following formula.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

[測定方法5]質量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ)および粒子径150μm未満の重量百分率
目開き850μm、600μm、300μm、150μmを有するJIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm;JIS Z8801−1(2000))、あるいはJIS標準篩に相当する篩を用いて、吸水性樹脂10.00gを分級した。分級後、篩ごとの重量を測定し、粒子径150μm未満の粒子の質量百分率(単位;質量%)を算出した。なお、「粒子径150μm未満の粒子の質量百分率」とは、目開き150μmのJIS標準篩を通過する粒子の、吸水性樹脂全体に対する割合である。
[Measuring Method 5] Mass standard particle diameter (D50), logarithmic standard deviation of particle size distribution (σζ) and weight percentage of particle diameter less than 150 μm JIS standard sieve having a mesh size of 850 μm, 600 μm, 300 μm, 150 μm (The IIDA TESTING SIEVE: An inner diameter of 80 mm; JIS Z8801-1 (2000)) or a sieve corresponding to a JIS standard sieve was used to classify 10.00 g of the water absorbent resin. After classification, the weight of each sieve was measured, and the mass percentage (unit: mass%) of particles having a particle diameter of less than 150 μm was calculated. The “mass percentage of particles having a particle diameter of less than 150 μm” is the ratio of particles passing through a JIS standard sieve having an opening of 150 μm to the entire water-absorbent resin.

質量平均粒子径(D50)は、国際公開第2004/069404号に開示された方法に準じて測定した。すなわち、各粒度の残留百分率Rを対数確率紙にプロットし、このグラフからR=50質量%に相当する粒子径を質量平均粒子径(D50)として読み取った。なお、質量平均粒子径(D50)は、吸水剤全体の50質量%に対応する標準篩の粒子径のことをいう。   The mass average particle diameter (D50) was measured according to the method disclosed in International Publication No. 2004/066944. That is, the residual percentage R of each particle size was plotted on logarithmic probability paper, and the particle diameter corresponding to R = 50 mass% was read from this graph as the mass average particle diameter (D50). In addition, a mass average particle diameter (D50) means the particle diameter of the standard sieve corresponding to 50 mass% of the whole water-absorbing agent.

粒度分布の対数標準偏差(σζ)は次式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、その値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。   The logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution was calculated according to the following formula. The logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution means that the smaller the value, the narrower the particle size distribution.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

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

[測定方法6]重合率
脱イオン水1000gに重合ゲル0.5gを加え、攪拌下で2時間、モノマーを抽出した後、重合ゲルを濾紙を用いて濾別し、濾液中のモノマー量を液体クロマトグラフィーで分析した。一方、既知濃度のモノマー標準溶液を同様に分析して得た検量線を外部標準とし、濾液の希釈倍率を考慮して、重合ゲルに含まれるモノマー量を求め、重合率(mol%)を算出した。
[Measuring Method 6] Polymerization Rate After adding 0.5 g of polymer gel to 1000 g of deionized water and extracting the monomer for 2 hours with stirring, the polymer gel is filtered off using filter paper, and the amount of monomer in the filtrate is liquid. Analyzed by chromatography. On the other hand, a calibration curve obtained by analyzing a monomer standard solution having a known concentration in the same manner is used as an external standard, and the amount of monomer contained in the polymer gel is obtained in consideration of the dilution rate of the filtrate, and the polymerization rate (mol%) is calculated. did.

[測定方法7]沃素澱粉反応試験
脱イオン水50gにヨウ化カリウム0.1gを溶解させ、ヨウ素溶液とした。吸水性樹脂0.2gにヨウ素溶液を2g滴下し、沃素澱粉反応による着色を目視で、必要により顕微鏡で観察することにより、吸水性樹脂中に存在する澱粉の不均一度を評価した。
[Measuring Method 7] Iodine Starch Reaction Test 0.1 g of potassium iodide was dissolved in 50 g of deionized water to obtain an iodine solution. 2 g of iodine solution was added dropwise to 0.2 g of the water-absorbent resin, and coloring due to the iodine starch reaction was visually observed and, if necessary, observed with a microscope, thereby evaluating the non-uniformity of the starch present in the water-absorbent resin.

[実施例1]
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸437.2g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4169.7g、純水636.0g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.18g(0.01mol%)を溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で20分間脱気した。続いて、反応液に20質量%過硫酸ナトリウム水溶液13.48gおよび0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液22.47gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを解砕しながら、25℃以上92℃以下で重合を行い、重合開始から10分後、重合率56mol%、温度70℃の重合途中のゲルに粉末状のトウモロコシデンプン(関東化学株式会社製、カタログNo.37325−02)220.0g(添加比率;アクリル酸(ナトリウム塩)成分に対して11.1質量%)を不活性気体として窒素ガスで加圧しながら反応器中に添加し、さらに撹拌を継続した。トウモロコシデンプンを添加して20分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、重合率が98.1mol%であり、実質ゲルの粒子径が約5mm以下に細分化されていた。
[Example 1]
In a reactor formed by attaching a lid to a stainless steel double-armed kneader with two sigma-shaped blades and having an inner volume of 10 liters, 437.2 g of acrylic acid, 4169.7 g of 37 mass% sodium acrylate aqueous solution, pure 636.0 g of water and 1.18 g (0.01 mol%) of polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 523) were dissolved to prepare a reaction solution. Next, this reaction solution was degassed for 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 13.48 g of a 20% by mass sodium persulfate aqueous solution and 22.47 g of a 0.1% by mass L-ascorbic acid aqueous solution were added to the reaction solution with stirring. Polymerization started after about 1 minute. Then, polymerization is performed at 25 ° C. or more and 92 ° C. or less while crushing the generated gel, and 10 minutes after the start of polymerization, powdered corn starch (Kanto) is added to the gel in the middle of polymerization at a polymerization rate of 56 mol% and a temperature of 70 ° C. Chemical Co., Ltd., Catalog No. 37325-02) 220.0 g (addition ratio; 11.1 mass% with respect to acrylic acid (sodium salt) component) as an inert gas while being pressurized with nitrogen gas in the reactor Added and continued stirring. 20 minutes after adding corn starch, the hydrogel crosslinked polymer was taken out. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a polymerization rate of 98.1 mol% and the particle size of the substantial gel was subdivided to about 5 mm or less.

上記ゲル細粒化工程で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を目開き850μmの金網上に広げ、150℃で30分間熱風乾燥を行い、乾燥物を得た。得られた乾燥物はロールミル(WML型ロール粉砕機;有限会社井ノ口技研製)を用いて粉砕し、その後さらに、目開き850μm、600μm、300μm、150μmのJIS標準篩で分級し、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が57質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が29質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は379μm、対数標準偏差(σζ)は0.330である吸水性樹脂(E1−b)を得た。得られた吸水性樹脂(E1−b)のその他の物性については表1に示す。吸水性樹脂(E1−b)の沃素澱粉反応試験による、粒子の光学顕微鏡写真を図2に示す。   The finely divided hydrogel crosslinked polymer obtained in the above-mentioned gel granulation step was spread on a wire mesh having an opening of 850 μm and dried with hot air at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a dried product. The obtained dried product is pulverized using a roll mill (WML type roll pulverizer; manufactured by Inoguchi Giken Co., Ltd.), and further classified with JIS standard sieves having openings of 850 μm, 600 μm, 300 μm, and 150 μm, and the particle diameter is 600 μm. The ratio of particles having a particle diameter of 850 μm or less is 14% by mass, the ratio of particles having a particle diameter of 300 μm or more and less than 600 μm is 57% by mass, and the ratio of particles having a particle diameter of 150 μm or more and less than 300 μm is 29% by mass. By blending, a water absorbent resin (E1-b) having an average particle diameter (D50) of 379 μm and a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.330 was obtained. The other physical properties of the water absorbent resin (E1-b) obtained are shown in Table 1. FIG. 2 shows an optical micrograph of the particles obtained by the iodine starch reaction test of the water absorbent resin (E1-b).

上記工程で得られた吸水性樹脂(E1−b)100質量部に対して、表面架橋処理として、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.1質量部、プロピレングリコール1.0質量部、純水3.0質量部、イソプロピルアルコール1.0質量部からなる表面架橋剤を均一に混合した後、該混合物を100℃で60分間加熱処理した。その後、解砕処理として、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕した。こうして、表面架橋された吸水性樹脂(E1−st)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(E1−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が16質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が59質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が25質量%であり、平均粒子径(D50)は397μm、対数標準偏差(σζ)は0.347であった。その他の物性を表2に示す。   As a surface crosslinking treatment, 100 parts by mass of the water-absorbent resin (E1-b) obtained in the above step is 0.1 part by mass of ethylene glycol diglycidyl ether, 1.0 part by mass of propylene glycol, and 3.0% pure water. After uniformly mixing a surface cross-linking agent comprising parts by mass and 1.0 part by mass of isopropyl alcohol, the mixture was heat-treated at 100 ° C. for 60 minutes. Thereafter, as a crushing treatment, the obtained particles were crushed until they passed through a JIS standard sieve having an opening of 850 μm. Thus, a surface-crosslinked water-absorbing resin (E1-st) was obtained. The particle size distribution of the surface-crosslinked water-absorbent resin (E1-st) obtained was such that the proportion of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm was 16% by mass, and the proportion of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm was 59. The proportion of particles having a mass% of 150 μm or more and less than 300 μm was 25% by mass, the average particle diameter (D50) was 397 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.347. Other physical properties are shown in Table 2.

[実施例2]
実施例1において、重合開始から15分後、重合率84mol%、温度90℃の重合途中のゲルに粉末状のトウモロコシデンプン(関東化学株式会社製、カタログNo.37325−02)220.0g(添加比率;アクリル酸(ナトリウム塩)成分に対して11.1重量%)を不活性気体として窒素ガスで加圧しながら反応器中に添加し、さらに撹拌を継続した。トウモロコシデンプンを添加して20分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、重合率が98.3mol%であり、実質ゲルの粒子径が約5mm以下に細分化されていた。
[Example 2]
In Example 1, 15 minutes after the start of polymerization, 220.0 g of powdered corn starch (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., catalog No. 37325-02) 220.0 g (addition) on the gel during polymerization at a polymerization rate of 84 mol% and a temperature of 90 ° C. The ratio: 11.1% by weight with respect to the acrylic acid (sodium salt) component) was added to the reactor while being pressurized with nitrogen gas as an inert gas, and stirring was continued. 20 minutes after adding corn starch, the hydrogel crosslinked polymer was taken out. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a polymerization rate of 98.3 mol% and the particle size of the substantial gel was subdivided to about 5 mm or less.

上記ゲル細粒化工程で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を、実施例1と同様に乾燥、粉砕および分級して、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が57質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が29質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は379μm、対数標準偏差(σζ)は0.330である吸水性樹脂(E2−b)を得た。得られた吸水性樹脂(E2−b)のその他の物性については表1に示す。   The finely divided hydrogel crosslinked polymer obtained in the above-mentioned gel atomization step was dried, ground and classified in the same manner as in Example 1, and the ratio of particles having a particle diameter of 600 μm or more and less than 850 μm was 14. The average particle diameter (D50) is adjusted by blending so that the ratio of particles having a mass% of 300 to less than 600 μm is 57 mass% and the ratio of particles having a particle diameter of 150 to 300 μm is 29 mass%. ) And a water-absorbent resin (E2-b) having a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.330. It shows in Table 1 about the other physical property of the obtained water absorbing resin (E2-b).

上記工程で得られた吸水性樹脂(E2−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された吸水性樹脂(E2−st)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(E2−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が15質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が58質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が27質量%であり、平均粒子径(D50)は388μm、対数標準偏差(σζ)は0.339であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the water-absorbent resin (E2-b) obtained in the above step, the same surface cross-linking treatment and crushing treatment as in Example 1 were performed, and the surface-crosslinked water-absorbent resin (E2-st) was obtained. Obtained. The particle size distribution of the surface-crosslinked water-absorbent resin (E2-st) obtained was 15% by mass of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm, and 58% of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm. The proportion of particles having a mass% of 150 μm or more and less than 300 μm was 27 mass%, the average particle diameter (D50) was 388 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.339. Other physical properties are shown in Table 2.

[実施例3]
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸416.4g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液3971.2g、純水605.7g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.12g(0.01mol%)を溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で20分間脱気した。続いて、反応液に20質量%過硫酸ナトリウム水溶液12.84gおよび0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液21.40gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを解砕しながら、25℃以上92℃以下で重合を行い、重合開始から10分後、重合率56mol%、温度70℃の重合途中のゲルに粉末状のトウモロコシデンプン(関東化学株式会社製、カタログNo.37325−02)471.4g(添加比率;アクリル酸(ナトリウム塩)成分に対して25.0重量%)を不活性気体として窒素ガスで加圧しながら反応器中に添加し、さらに撹拌を継続した。トウモロコシデンプンを添加して20分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、重合率が98.1mol%であり、実質ゲルの粒子径が約5mm以下に細分化されていた。
[Example 3]
In a reactor formed by covering a stainless steel double-armed kneader with two sigma-shaped blades and having an internal volume of 10 liters, 416.4 g of acrylic acid, 3971.2 g of 37 mass% sodium acrylate aqueous solution, pure 605.7 g of water and 1.12 g (0.01 mol%) of polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 523) were dissolved to obtain a reaction solution. Next, this reaction solution was degassed for 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 12.84 g of a 20% by mass sodium persulfate aqueous solution and 21.40 g of a 0.1% by mass L-ascorbic acid aqueous solution were added to the reaction solution with stirring. Polymerization started after about 1 minute. Then, polymerization is performed at 25 ° C. or more and 92 ° C. or less while crushing the generated gel, and 10 minutes after the start of polymerization, powdered corn starch (Kanto) is added to the gel in the middle of polymerization at a polymerization rate of 56 mol% and a temperature of 70 ° C. Chemical Co., Ltd., Catalog No. 37325-02) 471.4 g (addition ratio; 25.0% by weight with respect to acrylic acid (sodium salt) component) as an inert gas while being pressurized with nitrogen gas in the reactor Added and continued stirring. 20 minutes after adding corn starch, the hydrogel crosslinked polymer was taken out. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a polymerization rate of 98.1 mol% and the particle size of the substantial gel was subdivided to about 5 mm or less.

上記ゲル細粒化工程で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を目開き850μmの金網上に広げ、150℃で30分間熱風乾燥を行い、乾燥物を得た。得られた乾燥物はロールミル(WML型ロール粉砕機;有限会社井ノ口技研製)を用いて粉砕し、その後さらに、目開き850μm、600μm、300μm、150μmのJIS標準篩で分級し、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が57質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が29質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は379μm、対数標準偏差(σζ)は0.330である吸水性樹脂(E3−b)を得た。得られた吸水性樹脂(E3−b)のその他の物性については表1に示す。   The finely divided hydrogel crosslinked polymer obtained in the above-mentioned gel granulation step was spread on a wire mesh having an opening of 850 μm and dried with hot air at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a dried product. The obtained dried product is pulverized using a roll mill (WML type roll pulverizer; manufactured by Inoguchi Giken Co., Ltd.), and further classified with JIS standard sieves having openings of 850 μm, 600 μm, 300 μm, and 150 μm, and the particle diameter is 600 μm. The ratio of particles having a particle diameter of 850 μm or less is 14% by mass, the ratio of particles having a particle diameter of 300 μm or more and less than 600 μm is 57% by mass, and the ratio of particles having a particle diameter of 150 μm or more and less than 300 μm is 29% by mass. By blending, a water absorbent resin (E3-b) having an average particle diameter (D50) of 379 μm and a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.330 was obtained. It shows in Table 1 about the other physical property of the obtained water absorbing resin (E3-b).

上記工程で得られた吸水性樹脂(E3−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された吸水性樹脂(E3−st)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(E3−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が17質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が59質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が24質量%であり、平均粒子径(D50)は403μm、対数標準偏差(σζ)は0.347であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the water absorbent resin (E3-b) obtained in the above step, the same surface cross-linking treatment and crushing treatment as in Example 1 were performed, and the surface cross-linked water absorbent resin (E3-st) was obtained. Obtained. The particle size distribution of the surface-crosslinked water-absorbent resin (E3-st) obtained was 17% by mass of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm, and 59% of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm. The ratio of particles having a mass% and a particle diameter of 150 μm or more and less than 300 μm was 24 mass%, the average particle diameter (D50) was 403 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.347. Other physical properties are shown in Table 2.

[実施例4]
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸392.4g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液3742.1g、純水570.7g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.05g(0.01mol%)を溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で20分間脱気した。続いて、反応液に20質量%過硫酸ナトリウム水溶液12.10gおよび0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液20.17gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを解砕しながら、25℃以上92℃以下で重合を行い、重合開始から10分後、重合率56mol%、温度70℃の重合途中のゲルに粉末状のトウモロコシデンプン(関東化学株式会社製、カタログNo.37325−02)761.5g(添加比率;アクリル酸(ナトリウム塩)成分に対して42.8重量%)を不活性気体として窒素ガスで加圧しながら反応器中に添加し、さらに撹拌を継続した。トウモロコシデンプンを添加して20分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、重合率が98.1mol%であり、実質ゲルの粒子径が約5mm以下に細分化されていた。
[Example 4]
In a reactor formed by attaching a lid to a stainless steel double-armed kneader with a jacket of 10 liters with two sigma-shaped blades, 392.4 g of acrylic acid, 3742.1 g of 37 mass% sodium acrylate aqueous solution, pure 570.7 g of water and 1.05 g (0.01 mol%) of polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 523) were dissolved to prepare a reaction solution. Next, this reaction solution was degassed for 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 12.10 g of a 20% by mass aqueous sodium persulfate solution and 20.17 g of a 0.1% by mass L-ascorbic acid aqueous solution were added to the reaction solution with stirring, and polymerization started about 1 minute later. Then, polymerization is performed at 25 ° C. or more and 92 ° C. or less while crushing the generated gel, and 10 minutes after the start of polymerization, powdered corn starch (Kanto) is added to the gel in the middle of polymerization at a polymerization rate of 56 mol% and a temperature of 70 ° C. Chemical Co., Ltd., Catalog No. 37325-02) 761.5 g (addition ratio; 42.8 wt% with respect to acrylic acid (sodium salt) component) as an inert gas while being pressurized with nitrogen gas in the reactor Added and continued stirring. 20 minutes after adding corn starch, the hydrogel crosslinked polymer was taken out. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a polymerization rate of 98.1 mol% and the particle size of the substantial gel was subdivided to about 5 mm or less.

上記ゲル細粒化工程で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を目開き850μmの金網上に広げ、150℃で30分間熱風乾燥を行い、乾燥物を得た。得られた乾燥物はロールミル(WML型ロール粉砕機;有限会社井ノ口技研製)を用いて粉砕し、その後さらに、目開き850μm、600μm、300μm、150μmのJIS標準篩で分級し、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が57質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が29質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は379μm、対数標準偏差(σζ)は0.330である吸水性樹脂(E4−b)を得た。得られた吸水性樹脂(E4−b)のその他の物性については表1に示す。   The finely divided hydrogel crosslinked polymer obtained in the above-mentioned gel granulation step was spread on a wire mesh having an opening of 850 μm and dried with hot air at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a dried product. The obtained dried product is pulverized using a roll mill (WML type roll pulverizer; manufactured by Inoguchi Giken Co., Ltd.), and further classified with JIS standard sieves having openings of 850 μm, 600 μm, 300 μm, and 150 μm, and the particle diameter is 600 μm. The ratio of particles having a particle diameter of 850 μm or less is 14% by mass, the ratio of particles having a particle diameter of 300 μm or more and less than 600 μm is 57% by mass, and the ratio of particles having a particle diameter of 150 μm or more and less than 300 μm is 29% by mass. By blending, a water absorbent resin (E4-b) having an average particle diameter (D50) of 379 μm and a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.330 was obtained. It shows in Table 1 about the other physical property of the obtained water absorbing resin (E4-b).

上記工程で得られた吸水性樹脂(E4−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された吸水性樹脂(E4−st)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(E4−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が16質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が60質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が24質量%であり、平均粒子径(D50)は400μm、対数標準偏差(σζ)は0.347であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the water absorbent resin (E4-b) obtained in the above step, the same surface cross-linking treatment and crushing treatment as in Example 1 were performed, and the surface cross-linked water absorbent resin (E4-st) was obtained. Obtained. The particle size distribution of the surface-crosslinked water-absorbent resin (E4-st) obtained was 16% by mass of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm, and 60% of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm. The ratio of particles having a mass% of 150 μm or more and less than 300 μm was 24% by mass, the average particle diameter (D50) was 400 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.347. Other physical properties are shown in Table 2.

[実施例5]
実施例1において、得られた乾燥物をロールミル(WML型ロール粉砕機;有限会社井ノ口技研製)を用いて粉砕し、その後さらに、目開き850μm、600μm、300μm、150μmのJIS標準篩で分級し、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が13質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が54質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が28質量%、粒子径が150μm未満である粒子の割合は5質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は364μm、対数標準偏差(σζ)は0.480である吸水性樹脂(E5−b)を得た。得られた吸水性樹脂(E5−b)のその他の物性については表1に示す。
[Example 5]
In Example 1, the obtained dried product was pulverized using a roll mill (WML type roll pulverizer; manufactured by Inoguchi Giken Co., Ltd.), and further classified with JIS standard sieves having openings of 850 μm, 600 μm, 300 μm, and 150 μm. The ratio of particles having a particle diameter of 600 μm or more and less than 850 μm is 13% by mass, the ratio of particles having a particle diameter of 300 μm or more and less than 600 μm is 54% by mass, and the ratio of particles having a particle diameter of 150 μm or more and less than 300 μm is 28% by mass. %, The proportion of particles having a particle diameter of less than 150 μm is adjusted to 5% by mass so that the average particle diameter (D50) is 364 μm and the logarithmic standard deviation (σζ) is 0.480. E5-b) was obtained. The other physical properties of the water absorbent resin (E5-b) obtained are shown in Table 1.

上記工程で得られた吸水性樹脂(E5−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された吸水性樹脂(E5−st)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(E5−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が56質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が27質量%、粒子径が150μm未満の粒子は3質量%であり、平均粒子径(D50)は376μm、対数標準偏差(σζ)は0.451であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the water absorbent resin (E5-b) obtained in the above step, the same surface cross-linking treatment and crushing treatment as in Example 1 were performed, and the surface cross-linked water absorbent resin (E5-st) was obtained. Obtained. The particle size distribution of the surface-crosslinked water-absorbent resin (E5-st) obtained was such that the proportion of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm was 14% by mass, and the proportion of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm was 56. The percentage of particles having a mass% of 150 μm or more and less than 300 μm is 27% by mass, the particles having a particle diameter of less than 150 μm is 3% by mass, the average particle diameter (D50) is 376 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) is 0.451. Other physical properties are shown in Table 2.

[比較例1]
実施例1において、澱粉を重合前の単量体水溶液(重合率0%)に溶解させた。すなわち、シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸392.4g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液3742.1g、純水570.7g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.05g(0.01mol%)を溶解させた。そこに、トウモロコシデンプン(関東化学株式会社製、カタログNo.37325−02)220.0g(添加比率;アクリル酸(ナトリウム塩)成分に対して11.1重量%)を添加し、反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で20分間脱気した。続いて、反応液に20質量%過硫酸ナトリウム水溶液12.10gおよび0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液20.17gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを解砕しながら、25℃以上92℃以下で重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、重合率が98.0mol%であり、実質ゲルの粒子径が約5mm以下に細分化されていた。
[Comparative Example 1]
In Example 1, starch was dissolved in an aqueous monomer solution (polymerization rate: 0%) before polymerization. That is, 392.4 g of acrylic acid and 3742.1 g of 37 mass% sodium acrylate aqueous solution in a reactor formed by attaching a cover to a stainless steel double-arm kneader with a jacket of 10 liters and having two sigma blades. 570.7 g of pure water and 1.05 g (0.01 mol%) of polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 523) were dissolved. Thereto, 220.0 g of corn starch (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., catalog No. 37325-02) (addition ratio; 11.1% by weight with respect to the acrylic acid (sodium salt) component) was added to obtain a reaction solution. . Next, this reaction solution was degassed for 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 12.10 g of a 20% by mass aqueous sodium persulfate solution and 20.17 g of a 0.1% by mass L-ascorbic acid aqueous solution were added to the reaction solution with stirring, and polymerization started about 1 minute later. Then, polymerization was performed at 25 ° C. or more and 92 ° C. or less while pulverizing the generated gel, and a hydrous gel-like crosslinked polymer was taken out 30 minutes after the polymerization started. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a polymerization rate of 98.0 mol%, and the particle size of the substantial gel was subdivided to about 5 mm or less.

上記ゲル細粒化工程で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を、実施例1と同様に乾燥、粉砕および分級して、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が57質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が29質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は379μm、対数標準偏差(σζ)は0.330である比較用吸水性樹脂(C1−b)を得た。得られた比較用吸水性樹脂(C1−b)のその他の物性については表1に示す。比較用吸水性樹脂(C1−b)の沃素澱粉反応試験による、粒子の光学顕微鏡写真を図3に示す。   The finely divided hydrogel crosslinked polymer obtained in the above-mentioned gel atomization step was dried, ground and classified in the same manner as in Example 1, and the ratio of particles having a particle diameter of 600 μm or more and less than 850 μm was 14. The average particle diameter (D50) is adjusted by blending so that the ratio of particles having a mass% of 300 to less than 600 μm is 57 mass% and the ratio of particles having a particle diameter of 150 to 300 μm is 29 mass%. ) And a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.330 were obtained as comparative water absorbent resins (C1-b). The other physical properties of the comparative water absorbent resin (C1-b) obtained are shown in Table 1. FIG. 3 shows an optical micrograph of the particles obtained by the iodine starch reaction test of the comparative water absorbent resin (C1-b).

上記工程で得られた比較用吸水性樹脂(C1−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された比較用吸水性樹脂(C1−st)を得た。得られた表面架橋された比較用吸水性樹脂(C1−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が17質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が58質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が25質量%であり、平均粒子径(D50)は400μm、対数標準偏差(σζ)は0.347であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the comparative water-absorbing resin (C1-b) obtained in the above process, the same surface cross-linking treatment and pulverization treatment as in Example 1 were performed, and the surface water-crosslinked comparative water-absorbing resin (C1) -St). The particle size distribution of the obtained surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (C1-st) is 17% by mass of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm, and the proportion of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm. Was 58% by mass, the proportion of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 300 μm was 25% by mass, the average particle size (D50) was 400 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.347. Other physical properties are shown in Table 2.

[比較例2]
実施例1において、澱粉を重合率98%で添加した。すなわち、シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸437.2g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4169.7g、純水636.0g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.18g(0.01mol%)を溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で20分間脱気した。続いて、反応液に20質量%過硫酸ナトリウム水溶液13.48gおよび0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液22.47gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを解砕しながら、25℃以上92℃以下で重合を行い、重合開始から40分後、重合率98mol%、温度60℃の重合途中のゲルに粉末状のトウモロコシデンプン(関東化学株式会社製、カタログNo.37325−02)220.0g(添加比率;アクリル酸(ナトリウム塩)成分に対して11.1重量%)を不活性気体として窒素ガスで加圧しながら反応器中に添加し、さらに撹拌を継続した。トウモロコシデンプンを添加して20分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、重合率が98.5mol%であり、実質ゲルの粒子径が約5mm以下に細分化されていた。
[Comparative Example 2]
In Example 1, starch was added at a polymerization rate of 98%. That is, 437.2 g of acrylic acid and 4169.7 g of 37 mass% sodium acrylate aqueous solution were formed in a reactor formed by attaching a lid to a jacketed stainless steel double-arm kneader having two sigma-shaped blades and having an internal volume of 10 liters. Then, 636.0 g of pure water and 1.18 g (0.01 mol%) of polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 523) were dissolved to obtain a reaction solution. Next, this reaction solution was degassed for 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Subsequently, 13.48 g of a 20% by mass sodium persulfate aqueous solution and 22.47 g of a 0.1% by mass L-ascorbic acid aqueous solution were added to the reaction solution with stirring. Polymerization started after about 1 minute. Then, polymerization is performed at 25 ° C. or more and 92 ° C. or less while pulverizing the generated gel, and after 40 minutes from the start of polymerization, powdered corn starch (Kanto) is added to the gel in the middle of polymerization at a polymerization rate of 98 mol% and a temperature of 60 ° C. Chemical Co., Ltd., Catalog No. 37325-02) 220.0 g (addition ratio; 11.1 wt% with respect to acrylic acid (sodium salt) component) as an inert gas while being pressurized with nitrogen gas in the reactor Added and continued stirring. 20 minutes after adding corn starch, the hydrogel crosslinked polymer was taken out. The obtained hydrogel crosslinked polymer had a polymerization rate of 98.5 mol%, and the particle size of the substantial gel was subdivided to about 5 mm or less.

上記ゲル細粒化工程で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を、実施例1と同様に乾燥、粉砕および分級して、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が57質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が29質量%であるように調合することで、平均粒子径(D50)は379μm、対数標準偏差(σζ)は0.330である比較用吸水性樹脂(C2−b)を得た。得られた比較用吸水性樹脂(C2−b)のその他の物性については表1に示す。   The finely divided hydrogel crosslinked polymer obtained in the above-mentioned gel atomization step was dried, ground and classified in the same manner as in Example 1, and the ratio of particles having a particle diameter of 600 μm or more and less than 850 μm was 14. The average particle diameter (D50) is adjusted by blending so that the ratio of particles having a mass% of 300 to less than 600 μm is 57 mass% and the ratio of particles having a particle diameter of 150 to 300 μm is 29 mass%. ) And a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.330 were obtained as comparative water-absorbing resins (C2-b). The other physical properties of the comparative water absorbent resin (C2-b) obtained are shown in Table 1.

上記工程で得られた比較用吸水性樹脂(C2−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された比較用吸水性樹脂(C2−st)を得た。得られた表面架橋された比較用吸水性樹脂(C2−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が58質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が28質量%であり、平均粒子径(D50)は382μm、対数標準偏差(σζ)は0.330であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the comparative water-absorbing resin (C2-b) obtained in the above step, the same surface cross-linking treatment and crushing treatment as in Example 1 were performed, and the surface water-cross-linked comparative water-absorbing resin (C2) -St). The particle size distribution of the obtained surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (C2-st) is such that the proportion of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm is 14% by mass, and the proportion of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm. Was 58 mass%, the proportion of particles having a particle diameter of 150 μm or more and less than 300 μm was 28 mass%, the average particle diameter (D50) was 382 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.330. Other physical properties are shown in Table 2.

[比較例3]
実施例1において得られた乾燥物の粉砕物をJIS850μmの標準篩を通過させるだけの処理を行い、粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が13質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が51質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が26質量%、粒子径が150μm未満である粒子の割合が10質量%、平均粒子径(D50)は355μm、対数標準偏差(σζ)は0.558である比較用吸水性樹脂(C3−b)を得た。その他の物性については表1に示す。
[Comparative Example 3]
The pulverized product of the dried product obtained in Example 1 was treated by simply passing it through a JIS 850 μm standard sieve. The proportion of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm was 13% by mass, and the particle size was 300 μm or more and less than 600 μm. The proportion of particles is 51% by mass, the proportion of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 300 μm is 26% by mass, the proportion of particles having a particle size of less than 150 μm is 10% by mass, and the average particle size (D50) is 355 μm. A comparative water absorbent resin (C3-b) having a logarithmic standard deviation (σζ) of 0.558 was obtained. Other physical properties are shown in Table 1.

上記工程で得られた比較用吸水性樹脂(C3−b)100質量部に対して、実施例1と同様の表面架橋処理および解砕処理を行い、表面架橋された比較用吸水性樹脂(C3−st)を得た。得られた表面架橋された比較用吸水性樹脂(C3−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が14質量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が52質量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が27質量%、粒子径が150μm未満である粒子の割合が7質量%であり、平均粒子径(D50)は363μm、対数標準偏差(σζ)は0.519であった。その他の物性を表2に示す。   For 100 parts by mass of the comparative water-absorbing resin (C3-b) obtained in the above step, the same surface cross-linking treatment and pulverization treatment as in Example 1 were performed, and the surface water-crosslinked comparative water-absorbing resin (C3) -St). The particle size distribution of the obtained surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (C3-st) is 14% by mass of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm, and the proportion of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm. Is 52% by mass, the proportion of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 300 μm is 27% by mass, the proportion of particles having a particle size of less than 150 μm is 7% by mass, the average particle size (D50) is 363 μm, logarithmic standard The deviation (σζ) was 0.519. Other physical properties are shown in Table 2.

[比較例4]
比較例1の表面架橋条件を195℃で30分間に変更した以外は同様の処理を行い、表面架橋された比較用吸水性樹脂(C4−st)を得た。得られた(C4−st)の粒度分布は粒子径が600μm以上850μm未満である粒子の割合が16重量%、粒子径が300μm以上600μm未満である粒子の割合が59重量%、粒子径が150μm以上300μm未満である粒子の割合が25重量%であり、平均粒子径(D50)は397μm、対数標準偏差(σζ)は0.347であった。その他の物性を表2に示した。
[Comparative Example 4]
The same treatment was carried out except that the surface crosslinking conditions of Comparative Example 1 were changed to 195 ° C. for 30 minutes, to obtain a surface-crosslinked comparative water absorbent resin (C4-st). In the obtained particle size distribution of (C4-st), the proportion of particles having a particle size of 600 μm or more and less than 850 μm is 16% by weight, the proportion of particles having a particle size of 300 μm or more and less than 600 μm is 59% by weight, and the particle size is 150 μm. The proportion of particles having a particle size of less than 300 μm was 25% by weight, the average particle size (D50) was 397 μm, and the logarithmic standard deviation (σζ) was 0.347. Other physical properties are shown in Table 2.

Figure 2012077157
Figure 2012077157

Figure 2012077157
なお、前述の特許文献13(特表2009−528412号公報)において、その実施例1では澱粉化合物を添加した単量体水溶液を重合する方法を開示し、また実施例1e−1〜1e−24では単量体水溶液を重合した後のヒドロゲルに澱粉化合物を添加する方法を開示している。しかしながら、前者の方法は本願比較例1の方法に相当し、また後者の方法は本願比較例2の方法に相当する。したがって、本願発明の方法で得られる吸水性樹脂は、従来公知の方法で得られるものに比べて、優位に高いCRC(無加圧下吸水倍率)および高いAAP(加圧下吸水倍率)を発現できることが分かる。
Figure 2012077157
In addition, in the above-mentioned patent document 13 (Japanese translations of PCT publication No. 2009-528412), the Example 1 discloses the method of superposing | polymerizing the monomer aqueous solution which added the starch compound, and Example 1e-1 to 1e-24. Discloses a method of adding a starch compound to a hydrogel after polymerization of an aqueous monomer solution. However, the former method corresponds to the method of Comparative Example 1 of the present application, and the latter method corresponds to the method of Comparative Example 2 of the present application. Therefore, the water-absorbing resin obtained by the method of the present invention can express a significantly higher CRC (absorption capacity under no pressure) and higher AAP (absorption capacity under pressure) than those obtained by a conventionally known method. I understand.

図2、3に示したとおり、実施例1の吸水性樹脂は不均一に着色していることから、粒子中に澱粉が不均一に存在していることが分かる。一方、比較例1の吸水性樹脂は均一に着色していることから、粒子中に澱粉が均一に存在していることが分かる。   As shown in FIGS. 2 and 3, since the water-absorbent resin of Example 1 is colored unevenly, it can be seen that starch is unevenly present in the particles. On the other hand, since the water-absorbent resin of Comparative Example 1 is uniformly colored, it can be seen that starch is uniformly present in the particles.

本発明の製造方法によれば、従来のバイオマス由来原料を使用した吸水性樹脂では決して達成し得なかった、高CRC(無加圧下吸水倍率)で高AAP(加圧下吸水倍率)を発現する吸水性樹脂を、高生産性で得ることができる。本発明に係る製造方法で得られた吸水性樹脂は、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パット等の衛生材料に適している。   According to the production method of the present invention, water absorption that exhibits high AAP (water absorption capacity under pressure) with high CRC (water absorption capacity under no pressure), which could never be achieved with a water absorbent resin using conventional biomass-derived raw materials. Resin can be obtained with high productivity. The water-absorbent resin obtained by the production method according to the present invention is suitable for sanitary materials such as paper diapers, sanitary napkins, and incontinence pads.

実施例で用いられるAAP(加圧下吸水倍率)の測定装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the measuring device of AAP (water absorption magnification under pressure) used in an example. 実施例1で得られた本発明の吸水性樹脂の沃素澱粉反応試験による、粒子の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of particles obtained by an iodine starch reaction test of the water-absorbent resin of the present invention obtained in Example 1. FIG. 比較例1で得られた吸水性樹脂の沃素澱粉反応試験による、粒子の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of particles obtained by an iodine starch reaction test of the water-absorbent resin obtained in Comparative Example 1.

100 プラスチックの支持円筒
101 ステンレス製400メッシュの金網
102 吸水性樹脂(膨潤ゲル)
103 ピストン
104 荷重(おもり)
105 ペトリ皿
106 ガラスフィルター
107 濾紙
108 0.90重量%塩化ナトリウム水溶液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Plastic support cylinder 101 Stainless steel 400 mesh wire mesh 102 Water absorbing resin (swelling gel)
103 piston 104 load (weight)
105 Petri dish 106 Glass filter 107 Filter paper 108 0.90 wt% Sodium chloride aqueous solution

Claims (20)

酸基含有不飽和単量体を必須成分とする単量体水溶液の重合工程、得られた含水ゲルの乾燥工程、乾燥後の吸水性樹脂粒子を表面架橋する表面架橋工程を含む吸水性樹脂の製造方法であって、重合工程途中の重合率0を超えて90モル%以下の段階で多糖類を混合してさらに重合を進行させる、吸水性樹脂の製造方法。   A water-absorbent resin comprising a polymerization step of an aqueous monomer solution containing an acid group-containing unsaturated monomer as an essential component, a drying step of the obtained hydrogel, and a surface cross-linking step of surface-crosslinking the water-absorbent resin particles after drying A method for producing a water-absorbing resin, which is a production method, wherein a polysaccharide is mixed at a stage where the polymerization rate exceeds 0 in the course of the polymerization step and exceeds 90 mol%, and the polymerization further proceeds. 重合工程で多糖類混合後に重合率をさらに5モル%以上進行させる、請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the polymerization rate is further advanced by 5 mol% or more after mixing the polysaccharide in the polymerization step. 重合工程で重合率を95〜99.99モル%まで重合させたのち、得られた含水ゲルを乾燥する、請求項1または2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein after the polymerization rate is polymerized to 95 to 99.99 mol% in the polymerization step, the obtained hydrogel is dried. 重合工程において重合時に含水ゲル状架橋重合体の解砕と同時に多糖類を混合する請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the water absorbing resin of any one of Claims 1-3 which mix a polysaccharide simultaneously with crushing of a hydrogel crosslinked polymer at the time of superposition | polymerization in a superposition | polymerization process. 重合工程が連続式または回分式のニーダーで行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the water absorbing resin of any one of Claims 1-4 with which a superposition | polymerization process is performed with a continuous type or a batch type kneader. 重合工程の全時間の50%以下でかつ重合開始後の段階で多糖類を混合する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The method for producing a water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 5, wherein the polysaccharide is mixed at 50% or less of the total time of the polymerization step and at a stage after the start of polymerization. 重合工程において多糖類と不活性気体を同時に添加する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-6 which adds a polysaccharide and an inert gas simultaneously in a superposition | polymerization process. 上記多糖類が乾燥粉末である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the water absorbing resin of any one of Claims 1-7 whose said polysaccharide is a dry powder. 上記多糖類を不活性気体の圧力で添加する、請求項項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-8 which adds the said polysaccharide by the pressure of an inert gas. (a)一つの重合機の途中、(b)複数の重合機の途中、(c)重合機および重合後の熟成機の途中、の少なくともいずれかにおいて多糖類を添加する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法。   The polysaccharide is added at least one of (a) in the middle of one polymerization machine, (b) in the middle of a plurality of polymerization machines, and (c) in the middle of the polymerization machine and the aging machine after polymerization. The manufacturing method of any one of these. 含水ゲル状架橋重合体と多糖類を混合する工程において、該含水ゲルの温度が60℃以上である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The method for producing a water absorbent resin according to any one of claims 1 to 10, wherein in the step of mixing the hydrogel crosslinked polymer and the polysaccharide, the temperature of the hydrogel is 60 ° C or higher. 表面架橋工程で吸水性樹脂の含水率を3〜15質量%に制御する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The method for producing a water absorbent resin according to any one of claims 1 to 11, wherein the water content of the water absorbent resin is controlled to 3 to 15% by mass in the surface crosslinking step. 乾燥工程で吸水性樹脂の含水率を3〜15質量%に制御する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the water absorbing resin of any one of Claims 1-12 which controls the moisture content of a water absorbing resin to 3-15 mass% at a drying process. 上記乾燥工程が100〜200℃の熱風乾燥である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The method for producing a water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 13, wherein the drying step is hot-air drying at 100 to 200 ° C. 乾燥工程後で表面架橋工程前の吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)が250〜450μmで、かつ150μm未満の粒子の割合が0〜5質量%である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The mass average particle diameter (D50) of the water-absorbent resin after the drying step and before the surface cross-linking step is 250 to 450 µm, and the proportion of particles less than 150 µm is 0 to 5% by mass. 2. A method for producing a water-absorbent resin according to item 1. 重合中または重合後に重合開始剤、還元剤ないし酸化剤をさらに添加する、請求項1〜15のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The method for producing a water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 15, wherein a polymerization initiator, a reducing agent or an oxidizing agent is further added during or after the polymerization. ポリアクリル酸系吸水性樹脂と多糖類を粒子内に不均一に含み、加圧下吸水倍率(AAP)が22[g/g]以上の吸水性樹脂。   A water-absorbing resin containing a polyacrylic acid-based water-absorbing resin and a polysaccharide non-uniformly in particles and having a water absorption capacity under pressure (AAP) of 22 [g / g] or more. 含水率が3〜15質量%である請求項17に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to claim 17, wherein the water content is 3 to 15% by mass. 質量平均粒子径(D50)が250〜450μmで、かつ150μm未満の粒子の割合が0〜5質量%である、請求項17または18に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to claim 17 or 18, wherein a mass average particle diameter (D50) is 250 to 450 µm, and a ratio of particles less than 150 µm is 0 to 5 mass%. 残存モノマーが500ppm以下である、請求項17〜19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 17 to 19, wherein the residual monomer is 500 ppm or less.
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