JP2015178608A - Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a water-absorbing resin that even if produced using an acrylic acid having a high content of acrylic acid dimer, can reduce a residual monomer without deteriorating the productivity and without using a treatment agent.SOLUTION: The method for producing a polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin includes a step of preparing a monomer aqueous solution from an acrylic acid having an acrylic acid dimer content of 150-2,000 ppm and a step of polymerizing the monomer aqueous solution. The production method further includes a step of neutralizing the acrylic acid with a basic compound in the step of preparing the monomer aqueous solution in which the maximum temperature in the neutralization step is 70°C or higher.

Description

本発明は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法に関する。詳しくは、紙オムツや生理用ナプキン等の衛生用品の吸収体に用いられる吸水性樹脂の製造方法に関する。更に詳しくは、アクリル酸ダイマーの含有量が多いアクリル酸を原料として用いたとしても、残存モノマー量の少ない吸水性樹脂を効率的に得ることができる、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin. In detail, it is related with the manufacturing method of the water absorbing resin used for the absorber of sanitary goods, such as a paper diaper and a sanitary napkin. More specifically, a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin that can efficiently obtain a water-absorbing resin with a small amount of residual monomer even if acrylic acid with a large content of acrylic acid dimer is used as a raw material. It relates to a manufacturing method.

吸水性樹脂は、高度の吸水性を有する化合物として近年開発され、紙オムツや生理用ナプキン等の衛生用品の吸収体や、農園芸用の保水剤、工業用の止水剤等として、主に使い捨て用途で多用されている。該吸水性樹脂には多種多様な吸水性樹脂が存在し、その原料についても数多くの単量体や親水性高分子が存在する。中でも、アクリル酸及び/又はその塩を単量体として用いるポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂が、その吸水性能の高さから工業的に最も多く製造されている(特許文献5〜8)。   Water-absorbing resins have been developed in recent years as highly water-absorbing compounds, and are mainly used as absorbents for sanitary products such as paper diapers and sanitary napkins, water retention agents for agriculture and horticulture, and industrial water-stopping agents. Widely used in disposable applications. There are a wide variety of water-absorbent resins in the water-absorbent resin, and many monomers and hydrophilic polymers are present as raw materials. Among them, polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resins using acrylic acid and / or a salt thereof as a monomer are industrially most produced due to their high water absorption performance (Patent Documents 5 to 8). .

上記ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造にあたって、使用されるアクリル酸には、次式で示されるアクリル酸の二量体(以下、「アクリル酸ダイマー」と称する)が存在する。   In the production of the polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin, acrylic acid used includes a dimer of acrylic acid represented by the following formula (hereinafter referred to as “acrylic acid dimer”).

Figure 2015178608
Figure 2015178608

該アクリル酸ダイマーは、アクリル酸の製造工程における蒸留や晶析等の精製操作によって、除去することはできるものの、得られたアクリル酸を製品タンク等に保存している間にアクリル酸ダイマーが1日あたり数10〜数100ppm程度生成し、保存時の条件(温度、時間、水分等)によって、アクリル酸中の含有量が数重量%となることもある(非特許文献1、2)。   Although the acrylic acid dimer can be removed by purification operations such as distillation and crystallization in the production process of acrylic acid, the acrylic acid dimer becomes 1 while the obtained acrylic acid is stored in a product tank or the like. About several tens to several hundreds of ppm per day is produced, and the content in acrylic acid may be several weight% depending on the storage conditions (temperature, time, moisture, etc.) (Non-Patent Documents 1 and 2).

また、該アクリル酸ダイマーは、重合性二重結合を有していることからアクリル酸等の単量体と共重合し、主鎖ポリマーに組み込まれることになる。そのため、吸水性樹脂の乾燥工程等の加熱が行われる工程で、主鎖から分解しアクリル酸を生成する。その結果、吸水性樹脂中の残存モノマーが増加するという問題を有している。   Further, since the acrylic acid dimer has a polymerizable double bond, it is copolymerized with a monomer such as acrylic acid and incorporated into the main chain polymer. Therefore, it is decomposed from the main chain to produce acrylic acid in a process such as a drying process of the water absorbent resin. As a result, there is a problem that the residual monomer in the water absorbent resin increases.

そこで、上記残存モノマーの量を低減するため、アクリル酸を塩基性化合物で過剰に中和してアルカリ性(温度は20〜50℃)に保った後に、アクリル酸を加えて部分中和物とする技術(特許文献1)や、アクリル酸ダイマーの含有量が200ppm以上のアクリル酸を用いて吸水性樹脂を製造する際、吸水性樹脂中の残存モノマーを低減するために亜硫酸水素ナトリウムを添加する技術(特許文献2)が提案されている。   Accordingly, in order to reduce the amount of the residual monomer, acrylic acid is excessively neutralized with a basic compound and kept alkaline (temperature is 20 to 50 ° C.), and then acrylic acid is added to obtain a partially neutralized product. Technology (Patent Document 1) and technology for adding sodium bisulfite to reduce the residual monomer in the water-absorbent resin when producing the water-absorbent resin using acrylic acid having an acrylic acid dimer content of 200 ppm or more (Patent Document 2) has been proposed.

また、アクリル酸中からアクリル酸ダイマーを除去することや重合後での処理は高コストであるため、更に、アクリル酸中のアクリル酸ダイマーは上述したように残存モノマーの増加に繋がるため、アクリル酸ダイマー含有量の少ないアクリル酸を用いる技術(特許文献3、10)や、アクリル酸ダイマーを含むアクリル酸オリゴマー含有量の少ないアクリル酸を用いる技術(特許文献4)、純度99.8重量%未満のアクリル酸を用いる技術(特許文献9)が提案されている。なお、これらの技術では、特許文献5〜8と同様、アクリル酸の精製工程(特に蒸留)を行った後、吸水性樹脂の製造に使用されるまでの貯蔵時間をでき得る限り短くして、吸水性樹脂中の残存モノマーを低減している。   In addition, since acrylic acid dimer is removed from acrylic acid and the treatment after polymerization is expensive, acrylic acid dimer in acrylic acid leads to an increase in residual monomers as described above. Technology using acrylic acid with low dimer content (Patent Documents 3 and 10), technology using acrylic acid with low acrylic acid oligomer content including acrylic acid dimer (Patent Document 4), purity less than 99.8% by weight A technique (Patent Document 9) using acrylic acid has been proposed. In addition, in these techniques, like patent documents 5-8, after performing the refining process (especially distillation) of acrylic acid, the storage time until it is used for manufacture of a water absorbing resin is made as short as possible, The residual monomer in the water absorbent resin is reduced.

また、吸水性樹脂は部分中和ポリアクリル酸であるが、吸水性樹脂用のアクリル酸を中和する方法として特許文献11〜15が提案されている。なお、特許文献11はアクリル酸の中和方法が吸水性樹脂の着色に影響することが開示され、特許文献12では中和温度を70℃未満に維持した状態での連続中和を開示する。更に、中和温度に関し、重合時の危険性の観点から、中和温度を40℃未満、更には35℃未満とする技術が提案されている(特許文献16)。   Moreover, although water absorbing resin is partially neutralized polyacrylic acid, patent documents 11-15 are proposed as a method of neutralizing acrylic acid for water absorbing resin. Patent Document 11 discloses that the neutralization method of acrylic acid affects the coloring of the water-absorbent resin, and Patent Document 12 discloses continuous neutralization in a state where the neutralization temperature is maintained below 70 ° C. Furthermore, regarding the neutralization temperature, from the viewpoint of danger during polymerization, a technique has been proposed in which the neutralization temperature is less than 40 ° C., and further less than 35 ° C. (Patent Document 16).

特開平2−209906号公報JP-A-2-209906 国際公開第2012/163930号パンフレットInternational Publication No. 2012/163930 Pamphlet 特開平6−211934号公報JP-A-6-21934 特表2006−509085号公報Special table 2006-509085 gazette 特開2002−212204号公報JP 2002-212204 A 特開2004−155963号公報JP 2004-155963 A 特開2005−36100号公報JP 2005-36100 A 国際公開第2013/122246号パンフレットInternational Publication No. 2013/122246 Pamphlet 国際公開第2012/164081号パンフレットInternational Publication No. 2012/164081 Pamphlet 特開2006−219661号公報JP 2006-219661 A 国際公開第2009/123197号パンフレットInternational Publication No. 2009/123197 Pamphlet 国際公開第2007/028751号パンフレットInternational Publication No. 2007/028751 Pamphlet 国際公開第2007/028747号パンフレットInternational Publication No. 2007/028747 Pamphlet 国際公開第2007/028746号パンフレットInternational Publication No. 2007/028746 Pamphlet 国際公開第2003/095410号パンフレットInternational Publication No. 2003/095410 Pamphlet 国際公開第98/49221号パンフレットInternational Publication No. 98/49221 Pamphlet

「アクリル酸とそのポリマー(1)」大森英三著、株式会社昭晃堂(1973)p.34“Acrylic acid and its polymer (1)” by Eizo Omori, Shosodo Co., Ltd. (1973) p. 34 「Modern Superabsorbent Polymer Technology」(1998)p.24〜28"Modern Superabsorbent Polymer Technology" (1998) p. 24-28

上述した従来技術では、以下に掲げる様々な問題を有していた。つまり、アクリル酸ダイマーの含有量が少ない高純度のアクリル酸を入手することが困難又は高価であったり(特許文献3、4、10等)、低温でのアクリル酸の中和は冷却する際にはエネルギー的に不利であったり(特許文献1、12、16等)、残存モノマーを低減する操作が煩雑であったり(特許文献1、2、9等)、工程が増えたりするため、生産性の低下を招いたり、更に余分な処理剤の添加による新たな問題が発生したりする等の問題を有していた。   The above-described conventional technology has various problems listed below. That is, it is difficult or expensive to obtain high-purity acrylic acid with a low content of acrylic acid dimer (Patent Documents 3, 4, 10, etc.), and neutralization of acrylic acid at a low temperature is performed when cooling. Is disadvantageous in terms of energy (Patent Documents 1, 12, 16, etc.), the operation of reducing the residual monomer is complicated (Patent Documents 1, 2, 9, etc.), and the number of processes is increased. And a new problem occurs due to the addition of an extra treating agent.

また、アクリル酸の精製工程(特に蒸留)を行った後、吸水性樹脂の製造に使用されるまでの貯蔵時間(滞留時間)をでき得る限り短くするため、貯蔵タンクでの液面を極力低く抑える等の方策が採られてきた(特許文献11)。   In addition, the liquid level in the storage tank is kept as low as possible in order to shorten the storage time (residence time) until it is used for the production of the water-absorbent resin after the purification step (especially distillation) of acrylic acid. Measures such as suppression have been taken (Patent Document 11).

しかしながら、生産調整で一時的に連続生産を停止させる場合や、吸水性樹脂の製造プラントにおけるトラブル等による休止の場合、該貯蔵タンクにアクリル酸を貯蔵することになるが、停止や休止期間が長引くと、高純度のアクリル酸でも該タンク内でアクリル酸ダイマー含有量が増加してしまい、再度、アクリル酸を精製工程に戻す必要がある等の問題を有していた。   However, when continuous production is temporarily stopped by production adjustment, or when there is a suspension due to troubles in the water absorbent resin manufacturing plant, acrylic acid is stored in the storage tank, but the suspension or suspension period is prolonged. Even with high-purity acrylic acid, the acrylic acid dimer content in the tank increases, and it is necessary to return the acrylic acid to the purification process again.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、コストや調達の面で不利な高純度アクリル酸の使用に限定されず、アクリル酸ダイマー含有量の高いアクリル酸であっても、生産性を落とすことなく、更に、処理剤を使用することなく、残存モノマーが低減される吸水性樹脂の製造方法を提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is not limited to the use of high-purity acrylic acid, which is disadvantageous in terms of cost and procurement, and lowers productivity even with acrylic acid having a high acrylic acid dimer content. Furthermore, it is to provide a method for producing a water-absorbent resin in which residual monomers are reduced without using a treating agent.

上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果、中和時の温度条件について、最高到達温度を70℃以上とすることで、アクリル酸ダイマーを除去するための操作を必要とせず、アクリル酸ダイマー含有量の少ないアクリル酸を使用した場合と遜色ない吸水性樹脂が得られることを見い出した。なお、上記「重合組成物」とは、単量体、重合体、水及び重合開始剤等のことをいう。   As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, an operation for removing the acrylic acid dimer is not required by setting the maximum temperature to 70 ° C. or higher for the temperature condition during neutralization. The present inventors have found that a water-absorbing resin comparable to that obtained when acrylic acid having a low acrylic acid dimer content is used can be obtained. The “polymerization composition” means a monomer, a polymer, water, a polymerization initiator, and the like.

即ち、本発明に係るポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法は、アクリル酸ダイマーの含有量が150〜2000ppmであるアクリル酸で単量体水溶液を調製する工程、該単量体水溶液を重合する工程を含む、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法であって、上記単量体水溶液の調製工程において、上記アクリル酸を塩基性化合物で中和する工程が更に含まれ、該中和工程における最高温度が70℃以上である、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法を提供する。   That is, the method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin according to the present invention includes a step of preparing a monomer aqueous solution with acrylic acid having an acrylic acid dimer content of 150 to 2000 ppm, and the monomer aqueous solution. A method for producing a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin, comprising a step of polymerizing a monomer, and further comprising a step of neutralizing the acrylic acid with a basic compound in the monomer aqueous solution preparation step. A method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, wherein the maximum temperature in the neutralization step is 70 ° C. or higher.

本発明によれば、アクリル酸ダイマーの含有量が多いアクリル酸を吸水性樹脂の原料酸として使用したとしても、アクリル酸ダイマーに起因する残存モノマーが低減された吸水性樹脂が得られる。更に、アクリル酸ダイマーを除去するための操作が不要となるため、生産性の向上やコストダウンが図れる。   According to the present invention, even when acrylic acid having a high content of acrylic acid dimer is used as a raw acid for the water-absorbing resin, a water-absorbing resin with reduced residual monomers due to the acrylic acid dimer can be obtained. Furthermore, since an operation for removing the acrylic acid dimer is not required, productivity can be improved and costs can be reduced.

以下、本発明に係るポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法について詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更、実施し得る。具体的には、本発明は下記の各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, although the manufacturing method of the polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin according to the present invention will be described in detail, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and the present invention is not limited to the following examples. Modifications and implementations can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention. Specifically, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. Embodiments obtained in this manner are also included in the technical scope of the present invention.

〔1〕用語の定義
(1−1)「吸水性樹脂」
本発明における「吸水性樹脂」とは、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤を指し、以下の物性を満たすものをいう。即ち、「水膨潤性」として、ERT441.2−02で規定されるCRCが5g/g以上、かつ、「水不溶性」として、ERT470.2−02で規定されるExtが50重量%以下の物性を満たす高分子ゲル化剤を指す。
[1] Definition of terms (1-1) "Water absorbent resin"
The “water-absorbent resin” in the present invention refers to a water-swellable, water-insoluble polymer gelling agent and satisfies the following physical properties. That is, as “water swellability”, CRC specified by ERT441.2-02 is 5 g / g or more, and as “water-insoluble”, Ext specified by ERT470.2-02 is 50% by weight or less. It refers to a polymer gelling agent that satisfies the above.

上記吸水性樹脂は、その用途に応じて適宜、設計が可能であり、特に限定されないが、カルボキシル基を有する不飽和単量体を架橋重合させた親水性架橋重合体であることが好ましい。また、全量(100重量%)が重合体である形態に限定されず、上記物性(CRC、Ext)を満足する範囲内で、添加剤等を含んだ吸水性樹脂組成物であってもよい。   The water-absorbent resin can be appropriately designed according to its use, and is not particularly limited, but is preferably a hydrophilic cross-linked polymer obtained by cross-linking an unsaturated monomer having a carboxyl group. Moreover, the whole amount (100 weight%) is not limited to the form which is a polymer, The water absorbing resin composition containing the additive etc. may be sufficient in the range which satisfies the said physical property (CRC, Ext).

更に、本発明における吸水性樹脂は、最終製品に限らず、吸水性樹脂の製造工程における中間体(例えば、重合後の含水ゲル状架橋重合体や乾燥後の乾燥重合体、表面架橋前の吸水性樹脂粉末等)を指す場合もあり、上記吸水性樹脂組成物と合わせて、これら全てを包括して「吸水性樹脂」と総称する。なお、吸水性樹脂の形状として、シート状、繊維状、フィルム状、粒子状、ゲル状等が挙げられるが、本発明では粒子状の吸水性樹脂が好ましい。   Furthermore, the water-absorbent resin in the present invention is not limited to the final product, but is an intermediate in the manufacturing process of the water-absorbent resin (for example, a water-containing gel-like crosslinked polymer after polymerization, a dried polymer after drying, a water absorption before surface crosslinking). In combination with the above water-absorbent resin composition, all of which are collectively referred to as “water-absorbent resin”. Examples of the shape of the water absorbent resin include a sheet shape, a fiber shape, a film shape, a particle shape, and a gel shape. In the present invention, a particulate water absorbent resin is preferable.

(1−2)「ポリアクリル酸(塩)」
本発明における「ポリアクリル酸(塩)」とは、ポリアクリル酸及び/又はその塩を指し、主成分として、アクリル酸及び/又はその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)を繰り返し単位として含み、任意成分としてグラフト成分を含む重合体を意味する。
(1-2) "Polyacrylic acid (salt)"
The “polyacrylic acid (salt)” in the present invention refers to polyacrylic acid and / or a salt thereof, and acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “acrylic acid (salt)”) as a main component. A polymer containing a repeating component and a graft component as an optional component is meant.

なお、上記「主成分」とは、アクリル酸(塩)の使用量(含有量)が、重合に用いられる単量体(内部架橋剤を除く)全体に対して、通常50〜100モル%、好ましくは70〜100モル%、より好ましくは90〜100モル%、更に好ましくは実質100モル%であることをいう。   The “main component” means that the used amount (content) of acrylic acid (salt) is usually 50 to 100 mol% based on the entire monomer (excluding the internal crosslinking agent) used for polymerization, Preferably it is 70-100 mol%, More preferably, it is 90-100 mol%, More preferably, it means substantially 100 mol%.

また、重合体としてのポリアクリル酸塩は、水溶性塩を含み、好ましくは一価の塩、より好ましくはアルカリ金属塩又はアンモニウム塩、更に好ましくはアルカリ金属塩、特に好ましくはナトリウム塩を含むものである。   The polyacrylic acid salt as a polymer contains a water-soluble salt, preferably a monovalent salt, more preferably an alkali metal salt or an ammonium salt, still more preferably an alkali metal salt, particularly preferably a sodium salt. .

(1−3)「EDANA」及び「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)の吸水性樹脂の測定法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。本発明では、特に断りのない限り、ERT原本(2002年改定/公知文献)に準拠して、吸水性樹脂の物性を測定する。
(1-3) “EDANA” and “ERT”
“EDANA” is an abbreviation for European Disposables and Nonwovens Associations, and “ERT” is an abbreviation for a method of measuring water-absorbent resin of the European standard (almost the world standard) (EDANA Recommended Test Methods). . In the present invention, unless otherwise specified, the physical properties of the water-absorbent resin are measured according to the original ERT (revised in 2002 / known literature).

(1−3−1)「CRC」(ERT441.2−02)
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離機保持容量)の略称であり、吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率(「吸水倍率」と称する場合もある)を意味する。具体的には、吸水性樹脂0.2gを不織布製の袋に入れた後、大過剰の0.9重量%塩化ナトリウム水溶液中に30分間浸漬して自由膨潤させ、その後、遠心分離機(250G)で水切りした後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。
(1-3-1) “CRC” (ERT441.2-02)
“CRC” is an abbreviation for Centrifugation Retention Capacity (centrifuge retention capacity), and means the water absorption capacity of the water absorbent resin under no pressure (sometimes referred to as “water absorption capacity”). Specifically, 0.2 g of the water-absorbing resin was put in a non-woven bag, and then immersed in a large excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution for 30 minutes to freely swell, and then centrifuged (250 G ) Is the water absorption rate (unit: g / g) after draining.

(1−3−2)「AAP」(ERT442.2−02)
「AAP」は、Absorption Against Pressureの略称であり、吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、吸水性樹脂0.9gを大過剰の0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に対して、1時間、2.06kPa(21g/cm、0.3psi)荷重下で膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。なお、荷重条件を4.83kPa(49g/cm、0.7psi)に変更して測定する場合もある。また、ERT442.2−02には、Absorption Under Pressureと表記されているが、実質的に同一内容である。
(1-3-2) “AAP” (ERT442.2-02)
“AAP” is an abbreviation for Absorption Against Pressure, which means the water absorption capacity of a water absorbent resin under pressure. Specifically, after swelling 0.9 g of water-absorbing resin with a large excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution for 1 hour under a load of 2.06 kPa (21 g / cm 2 , 0.3 psi) Of water absorption (unit: g / g). In some cases, the load condition is changed to 4.83 kPa (49 g / cm 2 , 0.7 psi). In addition, ERT442.2-02 describes “Absorption Under Pressure”, which has substantially the same content.

(1−3−3)「PSD」(ERT420.2−02)
「PSD」は、Particle Size Distributionの略称であり、篩分級により測定される、吸水性樹脂の粒度分布を意味する。なお、重量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、米国特許第7638570号に記載された「(3)Mass−Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」と同様の方法で測定する。
(1-3-3) "PSD" (ERT420.2-02)
“PSD” is an abbreviation for Particle Size Distribution, and means a particle size distribution of a water-absorbent resin measured by sieving classification. The weight average particle diameter (D50) and the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution are described in “(3) Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of US Pat. It measures by the method similar to "Particle Diameter Distribution."

(1−3−4)「Ext」(ERT470.2−02)
「Ext」は、Extractablesの略称であり、吸水性樹脂の水可溶分(水可溶成分量)を意味する。具体的には、吸水性樹脂1.0gを0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200mlに添加し、500rpmで16時間攪拌した後の溶解ポリマー量(単位;重量%)のことをいう。溶解ポリマー量の測定は、pH滴定を用いて行う。
(1-3-4) “Ext” (ERT470.2-02)
“Ext” is an abbreviation for Extractables, which means the water-soluble component (water-soluble component amount) of the water-absorbent resin. Specifically, it refers to the amount of dissolved polymer (unit:% by weight) after adding 1.0 g of water-absorbing resin to 200 ml of 0.9 wt% aqueous sodium chloride solution and stirring at 500 rpm for 16 hours. The amount of dissolved polymer is measured using pH titration.

(1−3−5)「Moisture Content」(ERT430.2−02)
「Moisture Content」は、吸水性樹脂の含水率を意味する。具体的には、吸水性樹脂4.0gを105℃で3時間乾燥した際の乾燥減量から算出した値(単位;重量%)のことをいう。なお、吸水性樹脂を1.0g、乾燥温度を180℃にそれぞれ変更して測定する場合もある。
(1-3-5) “Moisture Content” (ERT430.2-02)
“Moisture Content” means the water content of the water-absorbent resin. Specifically, it refers to a value (unit:% by weight) calculated from loss on drying when 4.0 g of water-absorbent resin is dried at 105 ° C. for 3 hours. In some cases, the water-absorbent resin is measured at 1.0 g and the drying temperature is changed to 180 ° C.

(1−3−6)「Residual Monomers」(ERT410.2−02)
「Residual Monomers」は、吸水性樹脂中に残存する単量体(モノマー)量(以下、「残存モノマー」と称する)を意味する。具体的には、吸水性樹脂1.0gを0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200mlに添加し、500rpmで1時間攪拌した後の溶解残存モノマー量(単位;ppm)のことをいう。溶解残存モノマー量の測定は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて行う。
(1-3-6) “Residual Monomers” (ERT410.2-02)
“Residual Monomers” means the amount of monomer (monomer) remaining in the water-absorbent resin (hereinafter referred to as “residual monomer”). Specifically, it refers to the amount of residual monomer (unit: ppm) after adding 1.0 g of water-absorbing resin to 200 ml of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution and stirring at 500 rpm for 1 hour. The amount of residual monomer is measured using high performance liquid chromatography (HPLC).

(1−3−7)その他、EDANAで規定される吸水性樹脂の物性
「pH」(ERT400.2−02):吸水性樹脂のpHを意味する。
(1-3-7) Other properties of water-absorbing resin specified by EDANA “pH” (ERT400.2-02): means the pH of the water-absorbing resin.

「Flow Rate」(ERT450.2−02):吸水性樹脂の流下速度を意味する。   “Flow Rate” (ERT450.2-02): The flow rate of the water-absorbing resin.

「Density」(ERT460.2−02):吸水性樹脂の嵩比重を意味する。   “Density” (ERT460.2-02): means the bulk specific gravity of the water-absorbent resin.

「Respirable Particles」(ERT480.2−02):吸水性樹脂の呼吸域粉塵を意味する。   “Respirable Particles” (ERT480.2-02): Respirable area dust of water absorbent resin.

「Dust」(ERT490.2−02):吸水性樹脂中に含まれる粉塵を意味する。   “Dust” (ERT490.2-02): means dust contained in the water absorbent resin.

(1−4)「通液性」
本発明における吸水性樹脂の「通液性」とは、荷重下又は無荷重下での膨潤ゲルの粒子間を通過する液の流れ性のことをいい、代表的な測定方法として、SFC(Saline Flow Conductivity/生理食塩水流れ誘導性)やGBP(Gel Bed Permeability/ゲル床透過性)がある。
(1-4) “Liquid permeability”
“Liquid permeability” of the water-absorbent resin in the present invention refers to the fluidity of liquid passing between particles of the swollen gel under load or no load. As a typical measurement method, SFC (Saline) is used. Flow Conductivity / Saline Flow Inductivity) and GBP (Gel Bed Permeability / Gel Bed Permeability).

「SFC」は、2.07kPa荷重下での吸水性樹脂に対する0.69重量%塩化ナトリウム水溶液の通液性をいい、米国特許第5669894号に開示されるSFC試験方法に準拠して測定される。   “SFC” refers to the liquid permeability of a 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution to a water absorbent resin under a 2.07 kPa load, and is measured according to the SFC test method disclosed in US Pat. No. 5,669,894. .

「GBP」とは、荷重下又は自由膨潤での吸水性樹脂に対する0.9重量%塩化ナトリウム水溶液の通液性をいい、国際公開第2005/016393号に開示されるGBP試験方法に準拠して測定される。   “GBP” refers to the liquid permeability of a 0.9 wt% aqueous sodium chloride solution to a water-absorbent resin under load or free swelling, and conforms to the GBP test method disclosed in International Publication No. 2005/016393. Measured.

(1−5)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」を意味する。また、特に注釈のない限り、重量の単位である「t(トン)」は「Metric ton(メトリック トン)」を意味し、「ppm」は「重量ppm」又は「質量ppm」を意味する。更に、「重量」と「質量」、「重量部」と「質量部」、「重量%」と「質量%」はそれぞれ同義語として扱う。また、「〜酸(塩)」は「〜酸及び/又はその塩」、「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」をそれぞれ意味する。
(1-5) Others In this specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”. Further, unless otherwise noted, “t (ton)” as a unit of weight means “Metric ton”, and “ppm” means “weight ppm” or “mass ppm”. Furthermore, “weight” and “mass”, “part by weight” and “part by mass”, “% by weight” and “% by mass” are treated as synonyms. Further, “˜acid (salt)” means “˜acid and / or salt thereof”, and “(meth) acryl” means “acryl and / or methacryl”.

〔2〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法
以下、本発明に係るポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法について説明する。
[2] Method for Producing Polyacrylic Acid (Salt) Water Absorbent Resin Hereinafter, a method for producing a polyacrylic acid (salt) water absorbent resin according to the present invention will be described.

(2−1)単量体水溶液の調製工程
本工程は、アクリル酸(塩)を主成分として含む水溶液(以下、「単量体水溶液」と称する)を調製する工程である。なお、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下しない範囲で、単量体のスラリー液を使用することもできるが、本項では便宜上、単量体水溶液について説明を行う。
(2-1) Preparation Step of Monomer Aqueous Solution This step is a step of preparing an aqueous solution containing acrylic acid (salt) as a main component (hereinafter referred to as “monomer aqueous solution”). In addition, although the slurry liquid of a monomer can also be used in the range by which the water absorption performance of the water-absorbing resin obtained does not fall, in this section, monomer aqueous solution is demonstrated for convenience.

また、上記「主成分」とは、アクリル酸(塩)の含有量(使用量)が、吸水性樹脂の重合反応に供される単量体(内部架橋剤は除く)全体に対して、通常50モル%以上、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上(上限は100モル%)であることをいう。   Further, the above “main component” means that the content (usage amount) of acrylic acid (salt) is usually based on the whole monomer (excluding the internal cross-linking agent) subjected to the polymerization reaction of the water absorbent resin. It means 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more (the upper limit is 100 mol%).

(アクリル酸(塩))
本発明では、得られる吸水性樹脂の物性及び生産性の観点から、単量体としてアクリル酸及び/又はその塩(以下「アクリル酸(塩)」と称する)が用いられる。上記「アクリル酸」として、重合禁止剤や有機不純物等の微量成分が含有するアクリル酸を使用することができる。
(Acrylic acid (salt))
In the present invention, acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “acrylic acid (salt)”) is used as a monomer from the viewpoint of physical properties and productivity of the obtained water-absorbent resin. As the “acrylic acid”, acrylic acid containing a trace inhibitor such as a polymerization inhibitor or an organic impurity can be used.

上記重合禁止剤として、好ましくはメトキシフェノール類、より好ましくはp−メトキシフェノールを、アクリル酸の重合性や吸水性樹脂の色調の観点から、好ましくは10〜300ppm、より好ましくは30〜200ppm、更に好ましくは50〜150ppm、特に好ましくは60〜100ppmを含んでいればよい。なお、上記メトキシフェノール類の含有量が10ppm未満の場合、吸水性樹脂を製造するまでにアクリル酸の重合反応が始まる危険性が増大する。また、該含有量が300ppmを超える場合、吸水性樹脂を製造するための重合反応が遅延したり、得られた吸水性樹脂の色調が悪化したりするため、好ましくない。   As the polymerization inhibitor, preferably methoxyphenols, more preferably p-methoxyphenol, from the viewpoint of the polymerization of acrylic acid and the color tone of the water-absorbent resin, preferably 10 to 300 ppm, more preferably 30 to 200 ppm, further Preferably 50 to 150 ppm, particularly preferably 60 to 100 ppm. In addition, when content of the said methoxyphenol is less than 10 ppm, the danger that the polymerization reaction of acrylic acid will start by the time of manufacturing a water absorbing resin increases. Moreover, when this content exceeds 300 ppm, since the polymerization reaction for manufacturing a water absorbing resin is delayed or the color tone of the obtained water absorbing resin deteriorates, it is not preferable.

上記有機不純物の一つとして、本発明では、「アクリル酸2分子が付加反応したアクリル酸ダイマー」に着目する。なお、本発明のアクリル酸中のアクリル酸ダイマー含有量は150〜2000ppmであり、好ましくは200〜1500ppm、より好ましくは250〜1000ppm、更に好ましくは300〜600ppmである。該アクリル酸ダイマー含有量が150ppm未満の場合、アクリル酸のコストが高くなったり、アクリル酸の精製後、速やかに使用したりする必要がある。一方、該含有量が2000ppmを超える場合、吸水性樹脂の製造工程(特に乾燥工程や、加熱処理工程)において、製造途中の吸水性樹脂を高温に加熱した際、残存モノマーが顕著に増加するため、好ましくない。   As one of the organic impurities, in the present invention, attention is paid to “acrylic acid dimer obtained by addition reaction of two molecules of acrylic acid”. In addition, acrylic acid dimer content in acrylic acid of this invention is 150-2000 ppm, Preferably it is 200-1500 ppm, More preferably, it is 250-1000 ppm, More preferably, it is 300-600 ppm. When the acrylic acid dimer content is less than 150 ppm, it is necessary to increase the cost of acrylic acid or to use it immediately after purification of acrylic acid. On the other hand, when the content exceeds 2000 ppm, the residual monomer increases remarkably when the water-absorbing resin in the manufacturing process is heated to a high temperature in the water-absorbing resin manufacturing process (particularly the drying process or the heat treatment process). Is not preferable.

なお、本発明のアクリル酸には、上述したアクリル酸ダイマー以外の有機不純物や水を含有してもよい。該有機不純物の含有量としては、好ましくは2重量%以下、より好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.1重量%以下であり、水の含有量としては、好ましくは2重量%以下、より好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.1重量%以下、特に好ましくは0.01重量%以下である。   The acrylic acid of the present invention may contain organic impurities other than the above-mentioned acrylic acid dimer and water. The content of the organic impurities is preferably 2% by weight or less, more preferably 1% by weight or less, still more preferably 0.1% by weight or less, and the water content is preferably 2% by weight or less. More preferably, it is 1 weight% or less, More preferably, it is 0.1 weight% or less, Most preferably, it is 0.01 weight% or less.

また、上記以外のアクリル酸中の重合禁止剤や不純物等の微量成分については、特許文献10や米国特許出願公開第2008/0161512号に記載された化合物が本発明に適用される。   For trace components such as polymerization inhibitors and impurities in acrylic acid other than those described above, the compounds described in Patent Document 10 and US Patent Application Publication No. 2008/0161512 are applied to the present invention.

また、上記「アクリル酸塩」は、上記アクリル酸を下記塩基性組成物で中和したものであるが、該アクリル酸塩として、市販のアクリル酸塩(例えば、アクリル酸ナトリウムの水溶液や粉体))でもよいし、吸水性樹脂の製造プラント内で中和(以下、「中和工程」と称する)して得られたものでもよい。   The “acrylate” is obtained by neutralizing the above acrylic acid with the following basic composition. As the acrylate, a commercially available acrylate (for example, an aqueous solution or powder of sodium acrylate) is used. )) Or may be obtained by neutralization (hereinafter referred to as “neutralization step”) in the water-absorbent resin production plant.

(他の単量体)
本発明において、「他の単量体」とは、上記アクリル酸(塩)以外の単量体を指し、アクリル酸(塩)と併用して吸水性樹脂を製造することができる。
(Other monomers)
In the present invention, the “other monomer” refers to a monomer other than the acrylic acid (salt), and can be used in combination with acrylic acid (salt) to produce a water-absorbing resin.

上記他の単量体として、水溶性又は疎水性の不飽和単量体が挙げられる。具体的には、米国特許第4893999号、同第6241928号、同第6987151号、同第6710141号、米国特許出願公開第2005/0215734等に記載された化合物(但し、アクリル酸は除く)が本発明にも適用される。なお、本発明の吸水性樹脂には、上記水溶性又は疎水性の不飽和単量体を共重合成分とするものも含まれる。   Examples of the other monomers include water-soluble or hydrophobic unsaturated monomers. Specifically, compounds described in U.S. Pat. Nos. 4,893,999, 6,241,928, 6,987,151, 6,671,141, U.S. Patent Application Publication No. 2005/0215734, etc. (excluding acrylic acid) are used. The invention also applies. In addition, what uses the said water-soluble or hydrophobic unsaturated monomer as a copolymerization component is contained in the water absorbing resin of this invention.

(塩基性組成物)
本発明において、「塩基性組成物」とは、塩基性化合物を含有する組成物を指し、例えば、市販の水酸化ナトリウム水溶液等が該当する。
(Basic composition)
In the present invention, the “basic composition” refers to a composition containing a basic compound, such as a commercially available sodium hydroxide aqueous solution.

上記塩基性化合物として、具体的には、アルカリ金属の炭酸塩や炭酸水素塩、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、有機アミン等が挙げられる。これらの中でも、得られる吸水性樹脂の物性の観点から、強塩基性であることが望まれる。即ち、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が好ましく、水酸化ナトリウムがより好ましい。   Specific examples of the basic compound include alkali metal carbonates and hydrogen carbonates, alkali metal hydroxides, ammonia, and organic amines. Among these, strong basicity is desired from the viewpoint of the physical properties of the obtained water-absorbent resin. That is, hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide are preferable, and sodium hydroxide is more preferable.

(中和工程)
本工程は、アクリル酸塩を得るため、アクリル酸を塩基性組成物で中和する工程である。なお、該中和工程は、アクリル酸に対する中和(重合前)又はアクリル酸を架橋重合して得られる含水ゲル状架橋重合体に対する中和(重合後)(以下、「後中和」と称する)の何れか一方であってもよいし、又は併用してもよい。
(Neutralization process)
This step is a step of neutralizing acrylic acid with a basic composition in order to obtain an acrylate. The neutralization step is neutralization with respect to acrylic acid (before polymerization) or neutralization with respect to a hydrogel crosslinked polymer obtained by crosslinking polymerization of acrylic acid (after polymerization) (hereinafter referred to as “post-neutralization”). ) May be used, or may be used in combination.

また、これらの中和工程は、連続式でもバッチ式でもよく特に限定されないが、生産効率等の観点から連続式が好ましい。   These neutralization steps may be continuous or batch and are not particularly limited, but are preferably continuous from the viewpoint of production efficiency and the like.

本発明における中和率は、単量体の酸基に対して、好ましくは60〜90モル%、より好ましくは60〜85モル%、更に好ましくは60〜80モル%、特に好ましくは65〜75モル%である。該中和率が60モル%未満の場合、吸水倍率が低下することがある。一方、該中和率が90モル%を超える場合、加圧下吸水倍率の高い吸水性樹脂が得られないことがある。   The neutralization rate in the present invention is preferably 60 to 90 mol%, more preferably 60 to 85 mol%, still more preferably 60 to 80 mol%, particularly preferably 65 to 75 mol, based on the acid group of the monomer. Mol%. When the neutralization rate is less than 60 mol%, the water absorption ratio may decrease. On the other hand, when the neutralization rate exceeds 90 mol%, a water absorbent resin having a high water absorption capacity under pressure may not be obtained.

上記中和率は、後中和の場合でも同様である。また、最終製品としての吸水性樹脂の中和率についても、上記中和率が適用される。なお、中和率75モル%とは、アクリル酸25モル%及びアクリル酸塩75モル%の混合物を意味する。また、該混合物をアクリル酸部分中和物と称する場合もある。   The neutralization rate is the same even in the case of post-neutralization. Moreover, the said neutralization rate is applied also about the neutralization rate of the water absorbing resin as a final product. The neutralization rate of 75 mol% means a mixture of 25 mol% acrylic acid and 75 mol% acrylate. Moreover, this mixture may be called an acrylic acid partial neutralized material.

本発明において、中和工程での系の最高温度は、70℃以上、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上である。なお、上限としては単量体水溶液の沸点以下であればよく、好ましくは100℃以下であればよい。該「沸点」とは、中和系の常圧における沸点を意味する。   In the present invention, the maximum temperature of the system in the neutralization step is 70 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher. In addition, as an upper limit, it should just be below the boiling point of monomer aqueous solution, Preferably it should just be 100 degrees C or less. The “boiling point” means the boiling point at normal pressure of the neutralization system.

また、アクリル酸に対する中和である場合、つまり、中和物が単量体水溶液(以下、「中和液」と称する場合がある)である場合、上記最高温度に到達した後、該中和液を好ましくは70℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは30℃以下まで冷却し、その後、重合を行ってもよい。なお、冷却の下限温度としては、中和塩の溶解度の観点から、0℃程度である。   In the case of neutralization with respect to acrylic acid, that is, when the neutralized product is a monomer aqueous solution (hereinafter sometimes referred to as “neutralization solution”), the neutralization is performed after reaching the maximum temperature. The liquid is preferably cooled to 70 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower, still more preferably 30 ° C. or lower, and then polymerization may be performed. In addition, as a minimum temperature of cooling, it is about 0 degreeC from a viewpoint of the solubility of neutralization salt.

また、本発明では、上記最高温度に到達した後、以下の操作を行うことが好ましい。即ち、上記最高温度に到達した後、好ましくは20〜1200秒間、より好ましくは30〜800秒間、更に好ましくは60〜600秒間、特に好ましくは90〜500秒間(以下、当該時間を「保温時間」と称する)、温度を70℃以上に保温することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to perform the following operations after reaching the maximum temperature. That is, after reaching the maximum temperature, it is preferably 20 to 1200 seconds, more preferably 30 to 800 seconds, still more preferably 60 to 600 seconds, and particularly preferably 90 to 500 seconds (hereinafter, this time is referred to as “warming time”). It is preferable to keep the temperature at 70 ° C. or higher.

また、上記保温時間には、単量体水溶液である時間、重合反応を行っている時間が含まれる。具体的には、中和系の温度が最高温度(例えば、87℃)に到達した時点を起点として、40秒後に重合反応が80℃で開始し、70秒後に重合組成物の温度が最高到達温度(重合組成物の沸点)に到達し、200秒後に重合組成物の温度が70℃に下降するような場合が挙げられる。なお、該温度パターンは、本発明の最も好ましい態様の一つである。   In addition, the above-mentioned heat retention time includes the time for the monomer aqueous solution and the time for performing the polymerization reaction. Specifically, starting from the time when the temperature of the neutralization system reaches the maximum temperature (for example, 87 ° C.), the polymerization reaction starts at 80 ° C. after 40 seconds, and the temperature of the polymerization composition reaches the maximum after 70 seconds. Examples include a case where the temperature (boiling point of the polymerization composition) is reached and the temperature of the polymerization composition drops to 70 ° C. after 200 seconds. The temperature pattern is one of the most preferred embodiments of the present invention.

また、アクリル酸ダイマーについても、本中和工程で中和され、アクリル酸ダイマー塩と成り得る。したがって、本工程で得られる単量体水溶液中のアクリル酸ダイマー(塩も含む)と、中和前のアクリル酸中のアクリル酸ダイマーとの比率(モル数)は、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下、更に好ましくは60%以下、特に好ましくは50%以下である。   In addition, the acrylic acid dimer can also be neutralized in this neutralization step to form an acrylic acid dimer salt. Therefore, the ratio (number of moles) of the acrylic acid dimer (including salt) in the aqueous monomer solution obtained in this step to the acrylic acid dimer in the acrylic acid before neutralization is preferably 80% or less, more Preferably it is 70% or less, More preferably, it is 60% or less, Most preferably, it is 50% or less.

なお、中和を行う装置や滞留時間等、その他の中和条件については、特許文献11(国際公開第2009/123197号)に記載された条件が本発明に適用される。   In addition, about other neutralization conditions, such as the apparatus which performs neutralization, and residence time, the conditions described in patent document 11 (International Publication No. 2009/123197) are applied to this invention.

(内部架橋剤)
本発明で使用される内部架橋剤として、米国特許第6241928号に記載された化合物が本発明にも適用される。これらの中から反応性を考慮して1種又は2種以上の化合物が選択される。
(Internal crosslinking agent)
As the internal crosslinking agent used in the present invention, the compounds described in US Pat. No. 6,241,928 are also applied to the present invention. From these, one or more compounds are selected in consideration of reactivity.

また、得られる吸水性樹脂の吸水性能等の観点から、好ましくは重合性不飽和基を2個以上有する化合物、より好ましくは下記乾燥温度で熱分解性を有する化合物、更に好ましくは(ポリ)アルキレングリコール構造単位を有する重合性不飽和基を2個以上する化合物が、内部架橋剤として用いられる。   Further, from the viewpoint of water absorption performance and the like of the obtained water absorbent resin, preferably a compound having two or more polymerizable unsaturated groups, more preferably a compound having thermal decomposability at the following drying temperature, more preferably (poly) alkylene. A compound having two or more polymerizable unsaturated groups having a glycol structural unit is used as an internal cross-linking agent.

上記重合性不飽和基として、好ましくはアリル基、(メタ)アクリレート基、より好ましくは(メタ)アクリレート基が挙げられる。また、上記(ポリ)アルキレングリコール構造単位としてポリエチレングリコールが好ましく、n数として好ましくは1〜100、より好ましくは6〜50である。   The polymerizable unsaturated group is preferably an allyl group, a (meth) acrylate group, more preferably a (meth) acrylate group. Moreover, polyethylene glycol is preferable as the (poly) alkylene glycol structural unit, and the n number is preferably 1 to 100, more preferably 6 to 50.

したがって、本発明では、好ましくは(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート又は(ポリ)アルキレングリコールトリ(メタ)アクリレート、より好ましくは(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレートが用いられる。   Therefore, in the present invention, (poly) alkylene glycol di (meth) acrylate or (poly) alkylene glycol tri (meth) acrylate is preferably used, and more preferably (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate is used.

上記内部架橋剤の使用量は、単量体全体に対して、好ましくは0.005〜2モル%、より好ましくは0.01〜1モル%、更に好ましくは0.05〜0.5モル%である。該使用量を上記範囲内とすることで所望する吸水性樹脂が得られる。なお、該使用量が少なすぎる場合、ゲル強度が低下し水可溶分が増加する傾向にあり、該使用量が多すぎる場合、吸水倍率が低下する傾向にあるため、好ましくない。   The amount of the internal crosslinking agent used is preferably 0.005 to 2 mol%, more preferably 0.01 to 1 mol%, still more preferably 0.05 to 0.5 mol%, based on the entire monomer. It is. A desired water-absorbing resin can be obtained by setting the amount used within the above range. In addition, when there is too little this usage-amount, it exists in the tendency for gel strength to fall and a water soluble content to increase, and since there exists a tendency for a water absorption factor to fall when this usage-amount is too much, it is unpreferable.

本発明では、所定量の内部架橋剤を予め単量体水溶液に添加しておき、重合と同時に架橋反応する方法が好ましく適用される。一方、該手法以外に、重合中や重合後に内部架橋剤を添加して後架橋する方法や、ラジカル重合開始剤を用いてラジカル架橋する方法、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を用いた放射線架橋する方法等を採用することもできる。また、これらの方法を併用することもできる。   In the present invention, a method in which a predetermined amount of an internal cross-linking agent is previously added to the monomer aqueous solution and a cross-linking reaction is performed simultaneously with the polymerization is preferably applied. On the other hand, in addition to this method, a method of adding an internal cross-linking agent during or after polymerization and post-crosslinking, a method of radical cross-linking using a radical polymerization initiator, radiation using active energy rays such as electron beams and ultraviolet rays A method of crosslinking and the like can also be employed. Moreover, these methods can also be used together.

(その他、単量体水溶液に添加される物質)
本発明において、得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、下記の物質を単量体水溶液の調製時に添加することもできる。
(Other substances added to the monomer aqueous solution)
In the present invention, from the viewpoint of improving the physical properties of the resulting water-absorbent resin, the following substances may be added during preparation of the aqueous monomer solution.

具体的には、澱粉、澱粉誘導体、セルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリル酸(塩)架橋体等の親水性高分子を、好ましくは50重量%以下、より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下(下限は0重量%)で添加したり、炭酸塩、アゾ化合物、気泡等の発泡剤、界面活性剤、キレート剤、連鎖移動剤等を、好ましくは5重量%以下、より好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.5重量%以下(下限は0重量%)で添加したりすることができる。   Specifically, hydrophilic polymer such as starch, starch derivative, cellulose, cellulose derivative, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), polyacrylic acid (salt) cross-linked product, preferably 50% by weight or less, more preferably Is added in an amount of 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, particularly preferably 5% by weight or less (the lower limit is 0% by weight), foaming agents such as carbonates, azo compounds and bubbles, surfactants, chelating agents. An agent, a chain transfer agent and the like are preferably added at 5% by weight or less, more preferably 1% by weight or less, still more preferably 0.5% by weight or less (the lower limit is 0% by weight).

また、上記物質は、単量体水溶液に添加される形態のみならず、重合途中で添加される形態でもよいし、これらの形態を併用することもできる。   Moreover, the said substance may be added not only in the form added to monomer aqueous solution but in the middle of superposition | polymerization, and these forms can also be used together.

なお、親水性高分子として水溶性樹脂又は吸水性樹脂を使用する場合には、グラフト重合体又は吸水性樹脂組成物(例えば、澱粉−アクリル酸重合体、PVA−アクリル酸重合体等)が得られる。これらの重合体、吸水性樹脂組成物も本発明の範疇である。   When a water-soluble resin or a water-absorbing resin is used as the hydrophilic polymer, a graft polymer or a water-absorbing resin composition (for example, starch-acrylic acid polymer, PVA-acrylic acid polymer, etc.) is obtained. It is done. These polymers and water-absorbing resin compositions are also within the scope of the present invention.

(2−2)重合工程
本工程は、上記単量体水溶液の調製工程で得られたアクリル酸(塩)系単量体水溶液を重合させて、含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)を得る工程である。
(2-2) Polymerization step In this step, the acrylic acid (salt) monomer aqueous solution obtained in the monomer aqueous solution preparation step is polymerized to form a hydrogel crosslinked polymer (hereinafter referred to as "hydrogel"). It is a process of obtaining.

(重合開始剤)
本発明で使用される重合開始剤は、重合形態等によって適宜選択されるため、特に限定されないが、例えば、熱分解型重合開始剤、光分解型重合開始剤、又はこれらの重合開始剤の分解を促進する還元剤を併用したレドックス系重合開始剤等が挙げられる。具体的には、米国特許第4893999号、同第6241928号、同第6987151号、同第6710141号、米国特許出願公開第2005/0215734号等に開示された重合開始剤のうち、1種又は2種以上が用いられる。なお、重合開始剤の取扱性や吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは過酸化物又はアゾ化合物、より好ましくは過酸化物、更に好ましくは過硫酸塩が使用される。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator used in the present invention is not particularly limited because it is appropriately selected depending on the polymerization form and the like. For example, the thermal decomposition type polymerization initiator, the photodecomposition type polymerization initiator, or the decomposition of these polymerization initiators is used. And a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent that promotes the reaction. Specifically, one or two polymerization initiators disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,893,999, 6,241,928, 6,987,151, 6,671,141, U.S. Patent Application Publication No. 2005/0215734, and the like. More than seeds are used. From the viewpoint of handling of the polymerization initiator and physical properties of the water-absorbent resin, a peroxide or an azo compound is preferably used, more preferably a peroxide, and still more preferably a persulfate.

該重合開始剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは0.001〜1モル%、より好ましくは0.001〜0.5モル%である。また、該還元剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは0.0001〜0.02モル%である。   The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 1 mol%, more preferably 0.001 to 0.5 mol%, based on the monomer. The amount of the reducing agent used is preferably 0.0001 to 0.02 mol% with respect to the monomer.

なお、上記重合開始剤に代えて、放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合反応を実施してもよく、これらの活性エネルギー線と重合開始剤を併用してもよい。   In addition, it may replace with the said polymerization initiator and may irradiate active energy rays, such as a radiation, an electron beam, and an ultraviolet-ray, and may implement a polymerization reaction, and these active energy rays and a polymerization initiator may be used together.

(重合形態)
本発明に適用される重合形態としては、特に限定されないが、吸水特性や重合制御の容易性等の観点から、好ましくは噴霧液滴重合、水溶液重合、逆相懸濁重合、より好ましくは水溶液重合、逆相懸濁重合、更に好ましくは水溶液重合が挙げられる。中でも、連続水溶液重合が特に好ましく、連続ベルト重合、連続ニーダー重合の何れでも適用されるが、連続ベルト重合が最も好ましい。
(Polymerization form)
The polymerization form applied to the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of water absorption characteristics and ease of polymerization control, preferably spray droplet polymerization, aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, more preferably aqueous solution polymerization. , Reverse phase suspension polymerization, more preferably aqueous solution polymerization. Among them, continuous aqueous solution polymerization is particularly preferable, and either continuous belt polymerization or continuous kneader polymerization is applied, but continuous belt polymerization is most preferable.

具体的な重合形態として、連続ベルト重合は米国特許第4893999号、同第6241928号、同第6906159号、同第7091253号、米国特許出願公開第2005/0215734号等に、連続ニーダー重合は米国特許第6987151号、同第6710141号等に、それぞれ開示されている。これらの連続水溶液重合を採用することで、吸水性樹脂の生産効率が向上する。   As specific polymerization forms, continuous belt polymerization is disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,893,999, 6,241,928, 6,906,159, and 7,091,253, U.S. Patent Application Publication No. 2005/0215734, etc. Nos. 6987151 and 6710141, respectively. By adopting such continuous aqueous solution polymerization, the production efficiency of the water-absorbent resin is improved.

また、上記連続水溶液重合の好ましい形態として、「高温開始重合」や「高濃度重合」が挙げられる。これらの重合形態は特許文献5〜8で詳細に述べられているが、本発明の重合形態としてそのまま適用することができる。   Moreover, as a preferable form of the continuous aqueous solution polymerization, “high temperature initiation polymerization” and “high concentration polymerization” can be mentioned. Although these polymerization forms are described in detail in Patent Documents 5 to 8, they can be applied as they are as the polymerization forms of the present invention.

具体的には、「高温開始重合」とは、単量体水溶液の温度を好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上、特に好ましくは90℃以上(上限は沸点)の温度で重合を開始する形態をいい、「高濃度重合」とは、モノマー濃度を好ましくは30重量%以上、より好ましくは35重量%以上、更に好ましくは40重量%以上、特に好ましくは45重量%以上(上限は飽和濃度)で重合を開始する形態をいう。これらの重合形態を併用することもできる。   Specifically, “high temperature initiation polymerization” means that the temperature of the monomer aqueous solution is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, further preferably 80 ° C. or higher, particularly preferably 90 ° C. or higher (the upper limit is the boiling point). The polymerization starts at a temperature of), and “high concentration polymerization” means that the monomer concentration is preferably 30% by weight or more, more preferably 35% by weight or more, still more preferably 40% by weight or more, and particularly preferably 45%. It refers to a form in which polymerization is initiated at a weight percent or more (the upper limit is a saturated concentration). These polymerization forms can also be used in combination.

なお、上記高温開始重合では、重合開始時の温度と重合時の最高到達温度との温度差(ΔT)が、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは40℃以下、特に好ましくは30℃以下、最も好ましくは25℃以下となるように制御する。該ΔTが60℃を超える場合、得られる吸水性樹脂の物性が低下するため、好ましくない。   In the above high temperature initiation polymerization, the temperature difference (ΔT) between the temperature at the start of polymerization and the highest temperature reached at the time of polymerization is preferably 60 ° C. or less, more preferably 50 ° C. or less, still more preferably 40 ° C. or less, particularly It is preferably controlled to be 30 ° C. or lower, and most preferably 25 ° C. or lower. When the ΔT exceeds 60 ° C., the physical properties of the resulting water-absorbent resin are lowered, which is not preferable.

また、本発明においては、上記の重合形態により重合期間中に単量体水溶液の固形分を上昇させてもよい。該単量体水溶液の固形分は、下式(1)から求められる値である。なお、重合後に得られる含水ゲル状架橋重合体についても、下式(1)から求められる値を固形分とする。   Moreover, in this invention, you may raise solid content of monomer aqueous solution during a superposition | polymerization period with said superposition | polymerization form. The solid content of the monomer aqueous solution is a value obtained from the following formula (1). In addition, also about the water-containing gel-like crosslinked polymer obtained after superposition | polymerization, let the value calculated | required from the following Formula (1) be solid content.

Figure 2015178608
Figure 2015178608

上式(1)中、「重合系内の成分」とは、単量体水溶液や、グラフト成分、吸水性樹脂、その他の固形分(例えば、水不溶性微粒子等)の成分のことをいい、逆相懸濁重合における疎水性溶媒は含まれない。   In the above formula (1), the “component in the polymerization system” refers to a monomer aqueous solution, a graft component, a water-absorbing resin, and other solid components (for example, water-insoluble fine particles). Hydrophobic solvents in phase suspension polymerization are not included.

本発明において、重合後の含水ゲル状架橋重合体の固形分は、特に限定されないが、好ましくは30〜80重量%、より好ましくは40〜75重量%、更に好ましくは50〜70重量%、特に好ましくは55〜65重量%である。該固形分が80重量%を超える場合、吸水倍率の低下や可溶分の増加といった問題が発生する。一方、該固形分が30重量%未満の場合、乾燥工程での負荷が大きく、好ましくない。   In the present invention, the solid content of the hydrogel crosslinked polymer after polymerization is not particularly limited, but is preferably 30 to 80% by weight, more preferably 40 to 75% by weight, still more preferably 50 to 70% by weight, particularly Preferably it is 55 to 65% by weight. When the solid content exceeds 80% by weight, problems such as a reduction in water absorption and an increase in soluble content occur. On the other hand, when the solid content is less than 30% by weight, the load in the drying process is large, which is not preferable.

また、上記固形分について、重合期間中の変化の割合(固形分上昇の指標)を「濃縮比」として、下式(2)により定義することができる。   Further, the solid content can be defined by the following formula (2), with the rate of change during the polymerization period (indicator of solid content increase) as the “concentration ratio”.

Figure 2015178608
Figure 2015178608

本発明における上記濃縮比は、特に限定されないが、好ましくは1.10以上、より好ましくは1.15以上、更に好ましくは1.20以上、特に好ましくは1.25以上である。   Although the said concentration ratio in this invention is not specifically limited, Preferably it is 1.10 or more, More preferably, it is 1.15 or more, More preferably, it is 1.20 or more, Most preferably, it is 1.25 or more.

本発明において好ましく適用される高温開始・高濃度重合では、重合期間中の最高到達温度が重合組成物の沸点にまで到達し、水蒸気が発生する。そのため、重合期間中に固形分が上昇する。また、該水蒸気には、アクリル酸等の吸水性樹脂の原材料が含まれている。そこで、該水蒸気を回収し、単量体水溶液として再利用することが望まれる。この場合、アクリル酸の回収率としては、使用した全アクリル酸(中和前)の重量に対して、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、更に好ましくは2重量%以上である。   In the high temperature initiation / high concentration polymerization preferably applied in the present invention, the maximum temperature reached during the polymerization period reaches the boiling point of the polymerization composition, and water vapor is generated. Therefore, the solid content increases during the polymerization period. The water vapor contains a raw material for a water-absorbing resin such as acrylic acid. Therefore, it is desired to recover the water vapor and reuse it as a monomer aqueous solution. In this case, the recovery rate of acrylic acid is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, still more preferably 2% by weight, based on the weight of the total acrylic acid used (before neutralization). That's it.

また、本発明においては、空気雰囲気下で重合を行うこともできるが、得られる吸水性樹脂の色調の観点から、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で重合を行うことが好ましい。また、上記高温開始重合の場合は、空気雰囲気下で実施でき、作業員の事故(酸素欠乏症)を考慮する必要がないため、好ましい。   Moreover, in this invention, although superposition | polymerization can also be performed in an air atmosphere, it is preferable to superpose | polymerize in inert gas atmosphere, such as nitrogen and argon, from a viewpoint of the color tone of the water absorbent resin obtained. In addition, the above high temperature initiation polymerization is preferable because it can be carried out in an air atmosphere and it is not necessary to consider an accident (oxygen deficiency) of a worker.

(2−3)ゲル粉砕工程
本工程は、上記重合工程で得られた含水ゲルを、例えば、ニーダー、ミートチョッパー等のスクリュー押出し機、カッターミル等のゲル粉砕機でゲル粉砕し、粒子状の含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称する)を得る工程である。なお、上記重合工程がニーダー重合の場合、重合工程とゲル粉砕工程が同時に実施されている。
(2-3) Gel pulverization step In this step, the hydrogel obtained in the polymerization step is subjected to gel pulverization with a screw pulverizer such as a kneader or meat chopper, or a gel pulverizer such as a cutter mill. This is a step of obtaining a hydrous gel (hereinafter referred to as “particulate hydrous gel”). In addition, when the said superposition | polymerization process is kneader polymerization, the superposition | polymerization process and the gel grinding | pulverization process are implemented simultaneously.

上記以外のゲル粉砕条件や形態については、国際公開第2011/126079号に開示される内容が、本発明に好ましく適用される。   Regarding gel grinding conditions and forms other than those described above, the contents disclosed in International Publication No. 2011/126079 are preferably applied to the present invention.

(2−4)乾燥工程
本工程は、上記重合工程及び/又はゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲルを所望する樹脂固形分まで乾燥させて乾燥重合体を得る工程である。該樹脂固形分は、乾燥減量(吸水性樹脂1gを180℃で3時間加熱した際の重量変化)から求められ、好ましくは80重量%以上、より好ましくは85〜99重量%、更に好ましくは90〜98重量%、特に好ましくは92〜97重量%である。
(2-4) Drying step This step is a step of obtaining a dry polymer by drying the particulate hydrogel obtained in the polymerization step and / or the gel grinding step to a desired resin solid content. The resin solid content is determined from loss on drying (weight change when 1 g of water-absorbent resin is heated at 180 ° C. for 3 hours), preferably 80% by weight or more, more preferably 85 to 99% by weight, and still more preferably 90%. It is -98 weight%, Most preferably, it is 92-97 weight%.

上記粒子状含水ゲルの乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、流動層乾燥、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による乾燥、高温の水蒸気を利用した高湿乾燥等が挙げられる。中でも乾燥効率の観点から、熱風乾燥が好ましく、通気ベルト上で熱風乾燥を行うバンド乾燥がより好ましい。   The method for drying the particulate hydrous gel is not particularly limited. For example, heat drying, hot air drying, reduced pressure drying, fluidized bed drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, azeotropy with a hydrophobic organic solvent. Examples include drying by dehydration and high-humidity drying using high-temperature steam. Among these, hot air drying is preferable from the viewpoint of drying efficiency, and band drying in which hot air drying is performed on a ventilation belt is more preferable.

上記熱風乾燥における乾燥温度(熱風の温度)としては、吸水性樹脂の色調や乾燥効率の観点から、好ましくは120〜250℃、より好ましくは150〜200℃である。また、熱風の露点としては、特に限定されないが、残存モノマー低減の観点から、好ましくは50〜90℃、より好ましくは60〜80℃、更に好ましくは65〜75℃である。該熱風の露点が50℃未満の場合、残存モノマーの低減効果が小さく、また、該熱風の露点が90℃を超える場合、装置内で結露が発生しやすく装置の劣化を促進するため、好ましくない。   The drying temperature (hot air temperature) in the hot air drying is preferably 120 to 250 ° C, more preferably 150 to 200 ° C, from the viewpoint of the color tone of the water absorbent resin and the drying efficiency. The dew point of the hot air is not particularly limited, but is preferably 50 to 90 ° C, more preferably 60 to 80 ° C, and still more preferably 65 to 75 ° C from the viewpoint of reducing the residual monomer. If the dew point of the hot air is less than 50 ° C., the residual monomer reducing effect is small, and if the dew point of the hot air exceeds 90 ° C., condensation is likely to occur in the device and promotes deterioration of the device, which is not preferable. .

なお、熱風の風速や乾燥時間等、上記乾燥温度や露点以外の乾燥条件については、乾燥に供する粒子状含水ゲルの含水率や総重量及び目的とする樹脂固形分に応じて、適宜設定すればよく、バンド乾燥を行う際には、国際公開第2006/100300号、同第2011/025012号、同第2011/025013号、同第2011/111657号等に記載される諸条件が適宜適用される。   Note that drying conditions other than the above drying temperature and dew point, such as the wind speed and drying time of hot air, can be appropriately set according to the moisture content and total weight of the particulate hydrous gel to be dried and the desired resin solid content. When performing band drying, various conditions described in International Publication Nos. 2006/100300, 2011/025012, 2011/025013, 2011/111657, etc. are appropriately applied. .

上述した乾燥温度や乾燥時間、露点を上記範囲とすることで、得られる吸水性樹脂のCRC(吸水倍率)やExt(水可溶分)、色調を所望する範囲(下記〔3〕を参照)とすることができる。   By setting the above drying temperature, drying time, and dew point within the above ranges, the desired water-absorbent resin CRC (water absorption ratio), Ext (water-soluble), and color tone (see [3] below) It can be.

(2−5)粉砕工程、分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体を粉砕(粉砕工程)し、所定範囲の粒度に調整(分級工程)して、吸水性樹脂粉末(表面架橋を施す前の、粉末状の吸水性樹脂を便宜上「吸水性樹脂粉末」と称する)を得る工程である。
(2-5) Grinding step, classification step In this step, the dried polymer obtained in the drying step is pulverized (pulverization step), adjusted to a predetermined particle size (classification step), and water-absorbing resin powder ( This is a step of obtaining a powdery water-absorbing resin before surface cross-linking for the sake of convenience as “water-absorbing resin powder”.

本発明の粉砕工程で使用される機器としては、ロールミル及び/又はロールグラニュレーターが必須に使用されるが、その他併用される機器として、例えば、ハンマーミル、スクリューミル、ピンミル等の高速回転式粉砕機、振動ミル、ナックルタイプ粉砕機、円筒型ミキサー等が挙げられる。   As an apparatus used in the pulverization process of the present invention, a roll mill and / or a roll granulator are essential, but as other combined apparatuses, for example, high-speed rotary pulverization such as a hammer mill, a screw mill, a pin mill, etc. Machine, vibration mill, knuckle type pulverizer, cylindrical mixer and the like.

また、本発明の分級工程での粒度調整方法としては、特に限定されないが、例えば、JIS標準篩(JIS Z8801−1(2000))を用いた篩分級や気流分級等が挙げられる。なお、吸水性樹脂の粒度調整は、上記粉砕工程、分級工程に限定されず、重合工程(特に逆相懸濁重合や噴霧液滴重合)、その他の工程(例えば、造粒工程、微粉回収工程)で適宜実施できる。   In addition, the particle size adjustment method in the classification step of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include sieve classification using JIS standard sieve (JIS Z8801-1 (2000)), airflow classification, and the like. The particle size adjustment of the water-absorbing resin is not limited to the above pulverization step and classification step, but a polymerization step (especially reverse phase suspension polymerization or spray droplet polymerization), other steps (for example, granulation step, fine powder collection step) ).

本発明で得られる吸水性樹脂粉末は、重量平均粒子径(D50)として、好ましくは200〜600μm、より好ましくは200〜550μm、更に好ましくは250〜500μm、特に好ましくは350〜450μmである。また、粒子径150μm未満の粒子の割合は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下であり、粒子径850μm以上の粒子の割合は、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下、更に好ましくは1重量%以下である。なお、これらの粒子の割合の下限値としては、何れの場合も少ないほど好ましく、0重量%が望まれるが、0.1重量%程度でもよい。更に、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、好ましくは0.20〜0.50、より好ましくは0.25〜0.40、更に好ましくは0.27〜0.35である。なお、これらの粒度は、米国特許第7638570号やEDANA ERT420.2−02に開示されている測定方法に準じて、標準篩を用いて測定される。   The water-absorbent resin powder obtained in the present invention has a weight average particle diameter (D50) of preferably 200 to 600 μm, more preferably 200 to 550 μm, still more preferably 250 to 500 μm, and particularly preferably 350 to 450 μm. The ratio of particles having a particle diameter of less than 150 μm is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less. The ratio of particles having a particle diameter of 850 μm or more is preferably 5% or less. % By weight or less, more preferably 3% by weight or less, still more preferably 1% by weight or less. The lower limit of the ratio of these particles is preferably as small as possible in any case, and is preferably 0% by weight, but may be about 0.1% by weight. Furthermore, the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution is preferably 0.20 to 0.50, more preferably 0.25 to 0.40, and still more preferably 0.27 to 0.35. These particle sizes are measured using a standard sieve according to the measurement methods disclosed in US Pat. No. 7,638,570 and EDANA ERT420.2-02.

上述した粒度は、表面架橋後の吸水性樹脂(以下、便宜上「吸水性樹脂粒子」と称する場合がある)のみならず、最終製品としての吸水性樹脂についても適用される。そのため、吸水性樹脂粒子において、上記範囲の粒度を維持するように、表面架橋処理(表面架橋工程)されることが好ましく、表面架橋工程以降に整粒工程を設けて粒度調整されることがより好ましい。   The particle size described above is applied not only to the water-absorbent resin after surface crosslinking (hereinafter sometimes referred to as “water-absorbent resin particles” for convenience) but also to the water-absorbent resin as the final product. Therefore, in the water-absorbent resin particles, it is preferable that the surface cross-linking treatment (surface cross-linking step) is performed so as to maintain the particle size in the above range, and the particle size is adjusted by providing a sizing step after the surface cross-linking step. preferable.

(2−6)表面架橋工程
本工程は、上述した工程を経て得られる吸水性樹脂粉末の表面層(吸水性樹脂粉末の表面から数10μmの部分)に、更に架橋密度の高い部分を設ける工程であり、混合工程、加熱処理工程及び冷却工程(任意)から構成される。
(2-6) Surface cross-linking step This step is a step of providing a portion having a higher cross-linking density in the surface layer of the water-absorbent resin powder obtained through the above-described steps (portion of several tens of micrometers from the surface of the water-absorbent resin powder). It is comprised from a mixing process, a heat treatment process, and a cooling process (optional).

該表面架橋工程において、吸水性樹脂粉末表面でのラジカル架橋や表面重合、表面架橋剤との架橋反応等により表面架橋された吸水性樹脂(吸水性樹脂粒子)が得られる。   In the surface cross-linking step, a water-absorbing resin (water-absorbing resin particles) surface-crosslinked by radical cross-linking or surface polymerization on the surface of the water-absorbent resin powder, a cross-linking reaction with a surface cross-linking agent, or the like is obtained.

(表面架橋剤)
本発明で使用される表面架橋剤としては、特に限定されないが、有機又は無機の表面架橋剤が挙げられる。中でも、吸水性樹脂の物性や表面架橋剤の取扱性の観点から、カルボキシル基と反応する有機表面架橋剤が好ましい。例えば、米国特許6071976号に開示される1種又は2種以上の表面架橋剤(但し、多価金属化合物は除く)が挙げられる。また、該表面架橋剤の使用量や、溶媒として水、必要に応じて使用される親水性有機溶媒の種類や使用量についても、該米国特許文献の開示内容が本発明に適用される。
(Surface cross-linking agent)
Although it does not specifically limit as a surface crosslinking agent used by this invention, An organic or inorganic surface crosslinking agent is mentioned. Among these, an organic surface cross-linking agent that reacts with a carboxyl group is preferable from the viewpoint of the physical properties of the water-absorbing resin and the handleability of the surface cross-linking agent. Examples thereof include one or more surface cross-linking agents (excluding polyvalent metal compounds) disclosed in US Pat. No. 6,071,976. Further, the disclosed contents of the US Patent Document are applied to the present invention regarding the amount of the surface cross-linking agent used, water as a solvent, and the type and amount of a hydrophilic organic solvent used as necessary.

(混合工程)
本工程は、吸水性樹脂粉末と上記表面架橋剤を混合する工程である。該表面架橋剤の混合方法については、特に限定されないが、予め表面架橋剤溶液を作成しておき、該液を吸水性樹脂粉末に対して、好ましくは噴霧又は滴下して、より好ましくは噴霧して混合する方法が挙げられる。
(Mixing process)
This step is a step of mixing the water absorbent resin powder and the surface cross-linking agent. The method for mixing the surface cross-linking agent is not particularly limited, but a surface cross-linking agent solution is prepared in advance, and the liquid is preferably sprayed or dropped on the water-absorbent resin powder, and more preferably sprayed. And mixing them.

該混合を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくは高速撹拌型混合機、より好ましくは高速撹拌型連続混合機が挙げられる。   An apparatus for performing the mixing is not particularly limited, but a high-speed stirring type mixer is preferable, and a high-speed stirring type continuous mixer is more preferable.

(加熱処理工程)
本工程は、上記混合工程から排出された混合物に熱を加えて、吸水性樹脂粉末の表面上で架橋反応を起させる工程である。
(Heat treatment process)
In this step, heat is applied to the mixture discharged from the mixing step to cause a crosslinking reaction on the surface of the water absorbent resin powder.

なお、該加熱処理工程での加熱処理条件についても、米国特許第6071976号に開示される内容が本発明に適用される。   As for the heat treatment conditions in the heat treatment step, the contents disclosed in US Pat. No. 6,071,976 are applied to the present invention.

(冷却工程)
本工程は、上記加熱処理工程後に必要に応じて設置される任意の工程である。
(Cooling process)
This step is an optional step that is installed as necessary after the heat treatment step.

該冷却を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくは加熱処理工程で使用される装置と同一仕様の装置であり、より好ましくはパドルドライヤーである。熱媒を冷媒に変更することで、冷却装置として使用できるためである。なお、上記加熱処理工程で得られた吸水性樹脂粒子は、該冷却工程において、好ましくは40〜80℃、より好ましくは50〜70℃に、必要に応じて強制冷却される。   The apparatus for performing the cooling is not particularly limited, but is preferably an apparatus having the same specifications as the apparatus used in the heat treatment step, and more preferably a paddle dryer. It is because it can be used as a cooling device by changing the heat medium to a refrigerant. In the cooling step, the water-absorbent resin particles obtained in the heat treatment step are forcibly cooled to 40 to 80 ° C., more preferably 50 to 70 ° C. as necessary.

(2−7)再加湿工程
本工程は、上記表面架橋工程で得られた吸水性樹脂粒子に、下記の多価金属塩化合物、ポリカチオン性ポリマー、キレート剤、無機還元剤、ヒドロキシカルボン酸化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤を添加する工程である。
(2-7) Rehumidification step This step is performed by adding the following polyvalent metal salt compound, polycationic polymer, chelating agent, inorganic reducing agent, hydroxycarboxylic acid compound to the water absorbent resin particles obtained in the surface cross-linking step. A step of adding at least one additive selected from the group consisting of:

なお、上記添加剤は水溶液又はスラリー液で添加されるため、吸水性樹脂粒子は再度、水膨潤する。このため、本工程を「再加湿工程」と称する。また、上述したように、該添加剤は上記表面架橋剤(水溶液)と同時に、吸水性樹脂粉末と混合することもできる。   In addition, since the said additive is added with aqueous solution or slurry liquid, a water-absorbent resin particle is swollen with water again. For this reason, this process is referred to as a “rehumidification process”. As described above, the additive can be mixed with the water-absorbent resin powder simultaneously with the surface cross-linking agent (aqueous solution).

(多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー)
本発明において、得られる吸水性樹脂の吸水速度、通液性、吸湿流動性等の観点から、多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーを添加することが好ましい。
(Polyvalent metal salt and / or cationic polymer)
In the present invention, it is preferable to add a polyvalent metal salt and / or a cationic polymer from the viewpoint of the water absorption rate, liquid permeability, hygroscopic fluidity and the like of the water absorbent resin obtained.

上記多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーとして、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔7〕多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。   As the polyvalent metal salt and / or cationic polymer, specifically, compounds disclosed in “[7] Polyvalent metal salt and / or cationic polymer” of International Publication No. 2011/040530 and the amount of use thereof Applies to the present invention.

(キレート剤)
本発明において、得られる吸水性樹脂の色調(着色防止)、劣化防止等の観点から、キレート剤を添加することが好ましい。
(Chelating agent)
In the present invention, it is preferable to add a chelating agent from the viewpoint of the color tone (coloring prevention) and deterioration prevention of the water-absorbent resin obtained.

上記キレート剤として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔2〕キレート剤」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。   As the chelating agent, specifically, the compounds disclosed in “[2] chelating agent” of WO 2011/040530 and the amount used thereof are applied to the present invention.

(無機還元剤)
本発明において、得られる吸水性樹脂の色調(着色防止)、劣化防止、残存モノマー低減等の観点から、無機還元剤を添加することが好ましい。
(Inorganic reducing agent)
In the present invention, it is preferable to add an inorganic reducing agent from the viewpoints of color tone (anti-coloring), deterioration prevention, residual monomer reduction and the like of the water-absorbing resin obtained.

上記無機還元剤として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔3〕無機還元剤」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。   As the inorganic reducing agent, specifically, compounds disclosed in “[3] Inorganic reducing agent” of WO 2011/040530 and the amount used thereof are applied to the present invention.

(α−ヒドロキシカルボン酸化合物)
本発明において、得られる吸水性樹脂の色調(着色防止)等の観点から、α−ヒドロキシカルボン酸を添加することが好ましい。なお、「α−ヒドロキシカルボン酸化合物」とは、分子内にヒドロキシル基を有するカルボン酸又はその塩のことで、α位にヒドロキシル基を有するヒドロキシカルボン酸である。
(Α-hydroxycarboxylic acid compound)
In this invention, it is preferable to add (alpha) -hydroxycarboxylic acid from viewpoints, such as color tone (coloring prevention) of the water absorbing resin obtained. The “α-hydroxycarboxylic acid compound” is a carboxylic acid having a hydroxyl group in the molecule or a salt thereof, and is a hydroxycarboxylic acid having a hydroxyl group at the α-position.

上記α−ヒドロキシカルボン酸化合物として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔6〕α−ヒドロキシカルボン酸化合物」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。   As the α-hydroxycarboxylic acid compound, specifically, the compounds disclosed in “[6] α-hydroxycarboxylic acid compound” of International Publication No. 2011/040530 and the amount used thereof are applied to the present invention. .

(2−8)その他の添加剤添加工程
本発明においては、上述した添加剤以外の添加剤を、吸水性樹脂に種々の機能を付加させるため、添加することもできる。該添加剤として、具体的には、界面活性剤、リン原子を有する化合物、酸化剤、有機還元剤、水不溶性無機微粒子、金属石鹸等の有機粉末、消臭剤、抗菌剤、パルプや熱可塑性繊維等が挙げられる。なお、上記界面活性剤は、国際公開第2005/075070号に開示された化合物が、また、上記水不溶性無機微粒子は、国際公開第2011/040530号の「〔5〕水不溶性無機微粒子」に開示された化合物が、それぞれ本発明に適用される。
(2-8) Other additive addition process In this invention, in order to add various functions to water-absorbent resin, additives other than the additive mentioned above can also be added. Specific examples of such additives include surfactants, compounds having phosphorus atoms, oxidizing agents, organic reducing agents, water-insoluble inorganic fine particles, organic powders such as metal soaps, deodorants, antibacterial agents, pulp and thermoplastics. Examples thereof include fibers. The surfactant is a compound disclosed in International Publication No. 2005/077500, and the water-insoluble inorganic fine particles are disclosed in International Publication No. 2011/040530 “[5] Water-insoluble inorganic fine particles”. Each of these compounds is applied to the present invention.

該添加剤の使用量(添加量)は、得られる吸水性樹脂の用途に応じて適宜決定されるため、特に限定されないが、吸水性樹脂粉末100重量部に対して、好ましくは3重量部以下、より好ましくは1重量部以下である。また、該添加剤は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の何れかの製造工程で添加することができる。   The amount of the additive used (addition amount) is appropriately determined depending on the intended use of the water absorbent resin to be obtained, and is not particularly limited, but is preferably 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin powder. More preferably, it is 1 part by weight or less. Moreover, this additive can be added in any manufacturing process of polyacrylic acid (salt) type water absorbing resin.

(2−9)その他の工程
本発明においては、上述した工程以外に、造粒工程、整粒工程、微粉除去工程、微粉の再利用工程等を必要に応じて設けることができる。また、輸送工程、貯蔵工程、梱包工程、保管工程等の1種又は2種以上の工程を更に含んでもよい。なお、「整粒工程」は、表面架橋工程以降の微粉除去工程や吸水性樹脂が凝集し、所望の大きさを超えた場合に分級、粉砕を行う工程を含む。また、「微粉の再利用工程」は、本発明のように微粉をそのまま添加する形態の他、大きな含水ゲルにして、吸水性樹脂の製造工程の何れかの工程に添加する工程を含む。
(2-9) Other Steps In the present invention, in addition to the steps described above, a granulation step, a sizing step, a fine powder removal step, a fine powder reuse step, and the like can be provided as necessary. Moreover, you may further include 1 type, or 2 or more types of processes, such as a transport process, a storage process, a packing process, and a storage process. In addition, the “granulating step” includes a step of performing classification and pulverization when the fine powder removing step after the surface cross-linking step and the water absorbent resin are aggregated and exceed a desired size. In addition, the “fine powder recycling step” includes a step of adding the fine powder as it is as in the present invention to a large water-containing gel and adding it to any step of the production process of the water absorbent resin.

〔3〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の物性
本発明に係る製造方法で得られるポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂は、該吸水性樹脂を衛生用品、特に紙オムツに使用する場合には、下記の(3−1)〜(3−10)に掲げた物性のうち、少なくとも1つ以上、好ましくはAAPを含めた2つ以上、より好ましくはAAPを含めた3つ以上、最も好ましくは全ての物性を、所望する範囲に制御することが望まれる。これらの物性が下記の範囲を満たさない場合、本発明の効果が十分に得られず、高濃度紙オムツにおいて十分な性能を発揮しない虞がある。
[3] Physical properties of polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin The polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin obtained by the production method according to the present invention uses the water-absorbing resin in sanitary goods, particularly paper diapers. In the case, among the physical properties listed in the following (3-1) to (3-10), at least one or more, preferably two or more including AAP, more preferably three or more including AAP, Most preferably, it is desired to control all physical properties within a desired range. When these physical properties do not satisfy the following ranges, the effects of the present invention cannot be obtained sufficiently, and there is a possibility that sufficient performance will not be exhibited in high-concentration paper diapers.

また、本発明に係る製造方法で得られるポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂は、その形状について特に限定されないが、好ましくは粒子状である。本項においては、好ましい態様である粒子状の吸水性樹脂について、その物性を説明する。なお、下記の物性は、特に断りのない限り、EADANA法に準拠して測定した。   In addition, the polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin obtained by the production method according to the present invention is not particularly limited with respect to its shape, but is preferably in the form of particles. In this section, the physical properties of the particulate water-absorbing resin which is a preferred embodiment will be described. The following physical properties were measured according to the EADANA method unless otherwise specified.

(3−1)CRC(無加圧下吸水倍率)
本発明の吸水性樹脂のCRC(無加圧下吸水倍率)は、通常5g/g以上であり、好ましくは15g/g以上、より好ましくは25g/g以上である。上限値については特に限定されず高値ほど好ましいが、他の物性とのバランスの観点から、好ましくは70g/g以下、より好ましくは50g/g以下、更に好ましくは40g/g以下である。
(3-1) CRC (absorption capacity under no pressure)
The CRC (water absorption capacity under no pressure) of the water absorbent resin of the present invention is usually 5 g / g or more, preferably 15 g / g or more, more preferably 25 g / g or more. The upper limit is not particularly limited and is preferably as high as possible, but from the viewpoint of balance with other physical properties, it is preferably 70 g / g or less, more preferably 50 g / g or less, and still more preferably 40 g / g or less.

該CRCが5g/g未満の場合、吸収量が少なく、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、該CRCが70g/gを超える場合、尿や血液等の体液等を吸収する速度が低下するため、高吸水速度タイプの紙オムツ等への使用に適さない。なお、CRCは、内部架橋剤や表面架橋剤等で制御することができる。   When the CRC is less than 5 g / g, the amount of absorption is small and it is not suitable as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers. In addition, when the CRC exceeds 70 g / g, the rate of absorbing body fluids such as urine and blood is reduced, so that it is not suitable for use in high water absorption type paper diapers. CRC can be controlled by an internal crosslinking agent, a surface crosslinking agent, or the like.

(3−2)AAP(加圧下吸水倍率)
本発明の吸水性樹脂のAAP(加圧下吸水倍率)は、好ましくは20g/g以上、より好ましくは22g/g以上、更に好ましくは23g/g以上、特に好ましくは24g/g以上、最も好ましくは25g/g以上である。上限値については特に限定されないが、好ましくは30g/g以下である。
(3-2) AAP (absorption capacity under pressure)
The AAP (water absorption capacity under pressure) of the water absorbent resin of the present invention is preferably 20 g / g or more, more preferably 22 g / g or more, still more preferably 23 g / g or more, particularly preferably 24 g / g or more, most preferably It is 25 g / g or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 30 g / g or less.

該AAPが20g/g未満の場合、吸収体に圧力が加わった際の液の戻り量(通常、「Re−Wet(リウェット)」と称する)が多くなり、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。なお、AAPは、粒度や表面架橋剤等で制御することができる。   When the AAP is less than 20 g / g, the amount of liquid returned when pressure is applied to the absorbent body (usually referred to as “Re-Wet”) increases, and the absorbent article for sanitary goods such as paper diapers. Not suitable as. AAP can be controlled by particle size, surface cross-linking agent, and the like.

(3−3)粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))
本発明の吸水性樹脂の粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))は、表面架橋を施す前の吸水性樹脂粉末の粒度と同じになるように、制御される。
(3-3) Particle size (particle size distribution, weight average particle size (D50), logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution)
The particle size (particle size distribution, weight average particle size (D50), logarithmic standard deviation (σζ)) of the water absorbent resin of the present invention is the same as the particle size of the water absorbent resin powder before surface crosslinking. Controlled.

(3−4)Ext(水可溶分)
本発明の吸水性樹脂のExt(水可溶分)は、通常50重量%以下であり、好ましくは35重量%以下、より好ましくは25重量%以下、更に好ましくは15重量%以下である。下限値については特に限定されないが、好ましくは0重量%、より好ましくは0.1重量%程度である。
(3-4) Ext (water-soluble component)
The Ext (water-soluble content) of the water-absorbent resin of the present invention is usually 50% by weight or less, preferably 35% by weight or less, more preferably 25% by weight or less, and further preferably 15% by weight or less. Although it does not specifically limit about a lower limit, Preferably it is 0 weight%, More preferably, it is about 0.1 weight%.

該Extが50重量%を超える場合、ゲル強度が弱く、液透過性に劣った吸水性樹脂となる虞がある。更に、リウェットが多くなるため、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。なお、Extは、内部架橋剤等で制御することができる。   When this Ext exceeds 50 weight%, there exists a possibility that it may become a water absorbing resin with weak gel strength and inferior liquid permeability. Furthermore, since rewetting increases, it is not suitable as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers. Ext can be controlled with an internal cross-linking agent or the like.

(3−5)含水率
本発明の吸水性樹脂の含水率は、好ましくは0重量%を超えて15重量%以下、より好ましくは1〜13重量%、更に好ましくは2〜10重量%、特に好ましくは2〜9重量%である。
(3-5) Water content The water content of the water-absorbent resin of the present invention is preferably more than 0% by weight and 15% by weight or less, more preferably 1 to 13% by weight, still more preferably 2 to 10% by weight, particularly Preferably, it is 2 to 9% by weight.

該含水率を上記範囲内とすることで、粉体特性(例えば、流動性、搬送性、耐ダメージ性等)に優れた吸水性樹脂が得られる。   By setting the moisture content within the above range, a water-absorbing resin excellent in powder characteristics (for example, fluidity, transportability, damage resistance, etc.) can be obtained.

(3−6)残存モノマー
本発明の吸水性樹脂に含有する残存モノマーは、安全性の観点から、好ましくは500ppm以下、より好ましくは400ppm以下、更に好ましくは300ppm以下である。下限値については特に限定されないが、好ましくは0ppm、より好ましくは10ppm程度である。
(3-6) Residual monomer From the viewpoint of safety, the residual monomer contained in the water-absorbent resin of the present invention is preferably 500 ppm or less, more preferably 400 ppm or less, and even more preferably 300 ppm or less. Although it does not specifically limit about a lower limit, Preferably it is 0 ppm, More preferably, it is about 10 ppm.

該残存モノマーの含有量を上記範囲内とすることで、人体の皮膚等への刺激が軽減される吸水性樹脂が得られる。   By setting the content of the residual monomer within the above range, a water-absorbing resin that can reduce irritation to human skin and the like can be obtained.

(3−7)SFC(生理食塩水流れ誘導性)
本発明の吸水性樹脂のSFC(生理食塩水流れ誘導性)は、好ましくは50×10−7・cm・s・g−1以上、より好ましくは60×10−7・cm・s・g−1以上、更に好ましくは70×10−7・cm・s・g−1以上、特に好ましくは80×10−7・cm・s・g−1以上である。上限値については特に限定されないが、好ましくは3000×10−7・cm・s・g−1以下、より好ましくは2000×10−7・cm・s・g−1以下である。
(3-7) SFC (saline flow conductivity)
The SFC (saline flow conductivity) of the water-absorbent resin of the present invention is preferably 50 × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 or more, more preferably 60 × 10 −7 · cm 3 · s ·. g −1 or more, more preferably 70 × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 or more, and particularly preferably 80 × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 or more. Although it does not specifically limit about an upper limit, Preferably it is 3000 * 10 <-7> * cm < 3 > * s <-1> or less, More preferably, it is 2000 * 10 <-7> * cm < 3 > * s * g <-1> or less.

該SFCが50×10−7・cm・s・g−1未満の場合、尿や血液等の体液等の液透過性が低いため、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、該SFCが3000×10−7・cm・s・g−1を超える場合、尿や血液等の体液等が十分に吸収されずに液漏れが発生する虞があるため、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。なお、SFCは、粒度や表面架橋剤、多価金属塩、カチオン性ポリマー等で制御することができる。 When the SFC is less than 50 × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 , the liquid permeability of body fluids such as urine and blood is low, so it is not suitable as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers. In addition, when the SFC exceeds 3000 × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 , body fluids such as urine and blood may not be sufficiently absorbed and liquid leakage may occur. Not suitable as a sanitary product absorber. SFC can be controlled by particle size, surface cross-linking agent, polyvalent metal salt, cationic polymer, and the like.

(3−8)FSR(吸水速度)
本発明の吸水性樹脂のFSR(吸水速度)は、好ましくは0.10g/g/s以上、より好ましくは0.15g/g/s以上、更に好ましくは0.20g/g/s以上、特に好ましくは0.25g/g/s以上である。上限値については特に限定されないが、好ましくは5.0g/g/s以下、より好ましくは3.0g/g/s以下である。
(3-8) FSR (Water absorption rate)
The FSR (water absorption rate) of the water absorbent resin of the present invention is preferably 0.10 g / g / s or more, more preferably 0.15 g / g / s or more, still more preferably 0.20 g / g / s or more, Preferably it is 0.25 g / g / s or more. Although it does not specifically limit about an upper limit, Preferably it is 5.0 g / g / s or less, More preferably, it is 3.0 g / g / s or less.

該FSRが0.10g/g/s未満の場合、尿や血液等の体液等が十分に吸収されずに液漏れが発生する虞があるため、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。なお、FSRは、発泡重合や粒度等で制御することができる。   If the FSR is less than 0.10 g / g / s, body fluids such as urine and blood may not be sufficiently absorbed and liquid leakage may occur, which is not suitable as an absorbent material for sanitary articles such as paper diapers. . The FSR can be controlled by foam polymerization, particle size, and the like.

(3−9)初期色調
本発明の吸水性樹脂の初期色調は、ハンターLab表色系において、L値が好ましくは88以上、より好ましくは89以上、更に好ましくは90以上である。上限値は100であるが、少なくとも88を示せば色調による問題は発生しない。また、a値は好ましくは−3〜3、より好ましくは−2〜2、更に好ましくは−1〜1である。更に、b値は好ましくは0〜12、より好ましくは0〜10、更に好ましくは0〜9である。なお、上記L値は100に近づくほど白色度が増し、a値及びb値は0に近づくほど低着色で実質的に白色となる。
(3-9) Initial color tone The initial color tone of the water-absorbent resin of the present invention is preferably 88 or more, more preferably 89 or more, and still more preferably 90 or more in the Hunter Lab color system. The upper limit is 100, but if it shows at least 88, there will be no problem with color tone. The a value is preferably −3 to 3, more preferably −2 to 2, and still more preferably −1 to 1. Furthermore, b value becomes like this. Preferably it is 0-12, More preferably, it is 0-10, More preferably, it is 0-9. In addition, the whiteness increases as the L value approaches 100, and the a value and the b value become substantially white with low coloration as the value approaches 0.

(3−10)経時色調
本発明の吸水性樹脂の経時色調は、ハンターLab表色系において、L値が好ましくは80以上、より好ましくは81以上、更に好ましくは82以上、特に好ましくは83以上である。上限値は100であるが、少なくとも80を示せば色調による問題は発生しない。また、a値は好ましくは−3〜3、より好ましくは−2〜2、更に好ましくは−1〜1である。更に、b値は好ましくは0〜15、より好ましくは0〜12、更に好ましくは0〜10である。なお、上記L値は100に近づくほど白色度が増し、a値及びb値は0に近づくほど低着色で実質的に白色となる。
(3-10) Color tone with time The color tone with time of the water-absorbent resin of the present invention is preferably 80 or more, more preferably 81 or more, still more preferably 82 or more, and particularly preferably 83 or more in the Hunter Lab color system. It is. The upper limit is 100, but if it shows at least 80, there will be no problem with color tone. The a value is preferably −3 to 3, more preferably −2 to 2, and still more preferably −1 to 1. Furthermore, b value becomes like this. Preferably it is 0-15, More preferably, it is 0-12, More preferably, it is 0-10. In addition, the whiteness increases as the L value approaches 100, and the a value and the b value become substantially white with low coloration as the value approaches 0.

〔4〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の用途
本発明の吸水性樹脂の用途は、特に限定されないが、好ましくは紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生用品の吸収体用途が挙げられる。特に、原料由来の臭気、着色等が問題となっていた高濃度紙オムツ(紙オムツ1枚あたりの吸水性樹脂の使用量が多いもの)の吸収体として使用することができる。更に、上記吸収体の上層部に使用される場合に、顕著な効果が期待できる。
[4] Use of polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin The use of the water-absorbing resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably used as an absorbent material for sanitary products such as paper diapers, sanitary napkins, and incontinence pads. Can be mentioned. In particular, it can be used as an absorber for high-concentration paper diapers (a large amount of water-absorbing resin used per paper diaper), which has been a problem with odor, coloring and the like derived from raw materials. Furthermore, a remarkable effect can be expected when used in the upper layer of the absorber.

また、上記吸収体として、吸水性樹脂以外にパルプ繊維等の吸収性材料を使用することもできる。この場合、吸収体中の吸水性樹脂の含有量(コア濃度)としては、好ましくは30〜100重量%、より好ましくは40〜100重量%、更に好ましくは50〜100重量%、更により好ましくは60〜100重量%、特に好ましくは70〜100重量%、最も好ましくは75〜95重量%である。   In addition to the water-absorbent resin, an absorbent material such as pulp fiber can be used as the absorbent body. In this case, the content (core concentration) of the water absorbent resin in the absorbent body is preferably 30 to 100% by weight, more preferably 40 to 100% by weight, still more preferably 50 to 100% by weight, and still more preferably. 60 to 100% by weight, particularly preferably 70 to 100% by weight, and most preferably 75 to 95% by weight.

上記コア濃度を上記範囲とすることで、該吸収体を吸収性物品の上層部に使用した場合、吸収性物品が清浄感のある白色状態を保つことができる。更に、尿や血液等の体液等の拡散性に優れるため、効率的な液分配によって吸収量の向上が見込める。   By making the said core density | concentration into the said range, when this absorber is used for the upper layer part of an absorbent article, an absorbent article can maintain the white state with a clean feeling. Furthermore, since the diffusibility of body fluids such as urine and blood is excellent, the amount of absorption can be improved by efficient liquid distribution.

以下の実施例・比較例に従って本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定解釈されるものではなく、各実施例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例も、本発明の範囲に含まれるものとする。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. However, the present invention is not construed as being limited thereto, and examples obtained by appropriately combining technical means disclosed in each example. Are also included in the scope of the present invention.

なお、製造例、実施例及び比較例で使用する電気機器(吸水性樹脂の物性測定も含む)は、特に注釈のない限り、200V又は100Vの電源を使用した。また、本発明の吸水性樹脂の諸物性は、特に注釈のない限り、室温(20〜25℃)、相対湿度50%RH±10%の条件下で測定した。   In addition, as long as there is no notice, the electrical device (including the physical property measurement of a water absorbing resin) used by a manufacture example, an Example, and a comparative example used the power supply of 200V or 100V. Further, various physical properties of the water-absorbent resin of the present invention were measured under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and relative humidity of 50% RH ± 10% unless otherwise noted.

また、便宜上、「リットル」を「l」又は「L」、「重量%」を「wt%」と表記する場合がある。更に微量成分の測定において、検出限界以下を「N.D」(Non Detected)と表記する。   For convenience, “liter” may be expressed as “l” or “L”, and “wt%” may be expressed as “wt%”. Further, in the measurement of trace components, the value below the detection limit is expressed as “ND” (Non Detected).

[吸水性樹脂の物性測定]
(a)CRC(無加圧下吸水倍率)
本発明の吸水性樹脂のCRC(無加圧下吸水倍率)は、EDANA法(ERT441.2−02)に準拠して測定した。
[Measurement of physical properties of water-absorbing resin]
(A) CRC (absorption capacity under no pressure)
The CRC (water absorption capacity under no pressure) of the water absorbent resin of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT441.2-02).

(b)AAP(加圧下吸水倍率)
本発明の吸水性樹脂のAAP(加圧下吸水倍率)は、EDANA法(ERT442.2−02)に準拠して測定した。なお、荷重条件を4.83kPa(0.7psi)に変更した。
(B) AAP (water absorption magnification under pressure)
The AAP (water absorption capacity under pressure) of the water-absorbent resin of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT442.2-02). The load condition was changed to 4.83 kPa (0.7 psi).

(c)粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))
本発明の吸水性樹脂の粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))は、米国特許第7638570号のカラム27、28に記載された「(3)Mass−Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」に準拠して測定した。
(C) Particle size (particle size distribution, weight average particle size (D50), logarithmic standard deviation of particle size distribution (σζ))
The particle size (particle size distribution, weight average particle size (D50), logarithmic standard deviation (σζ)) of the water-absorbent resin of the present invention is described in columns 27 and 28 of US Pat. No. 7,638,570 “(3) Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logical Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution ”.

(d)Ext(水可溶分)
本発明の吸水性樹脂のExt(水可溶分)は、EDANA法(ERT470.2−02)に準拠して測定した。
(D) Ext (water soluble component)
The Ext (water-soluble content) of the water-absorbent resin of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT470.2-02).

(e)含水率、樹脂固形分
本発明の吸水性樹脂の含水率は、EDANA法(ERT430.2−02)に準拠して測定した。なお、本発明においては、試料量を1.0g、乾燥温度を180℃にそれぞれ変更して測定した。
(E) Water content and resin solid content The water content of the water-absorbent resin of the present invention was measured in accordance with the EDANA method (ERT430.2-02). In the present invention, the measurement was performed by changing the sample amount to 1.0 g and the drying temperature to 180 ° C.

なお、樹脂固形分(重量%)は、(100−含水率)(重量%)で規定した。   In addition, resin solid content (weight%) was prescribed | regulated by (100-water content) (weight%).

(f)残存モノマー及び微量成分(酢酸、アクリル酸ダイマー等)
本発明の吸水性樹脂に含有する残存モノマーは、EDANA法(ERT410.2−02)に準拠して測定した。また、残存モノマー以外の微量成分(例えば、酢酸、アクリル酸ダイマー等)についても、EDANA法(ERT410.2−02)に準拠して測定した。
(F) Residual monomer and trace components (acetic acid, acrylic acid dimer, etc.)
The residual monomer contained in the water absorbent resin of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT410.2-02). Moreover, it measured based on EDANA method (ERT410.2-02) also about trace components (for example, an acetic acid, acrylic acid dimer, etc.) other than a residual monomer.

また、含水ゲル状架橋重合体中の微量成分(例えば、酢酸等)については、試料量を2g、攪拌時間を24時間にそれぞれ変更して測定した。   Further, the trace amount component (for example, acetic acid and the like) in the hydrogel crosslinked polymer was measured by changing the sample amount to 2 g and the stirring time to 24 hours.

(g)SFC(生理食塩水流れ誘導性)
本発明の吸水性樹脂のSFC(生理食塩水流れ誘導性)は、米国特許第5669894号に開示された測定方法に準拠して測定した。
(G) SFC (saline flow conductivity)
The SFC (saline flow conductivity) of the water-absorbent resin of the present invention was measured according to the measurement method disclosed in US Pat. No. 5,669,894.

(h)FSR(吸水速度)
本発明の吸水性樹脂のFSR(吸水速度)は、国際公開第2011/078298号に開示された測定方法に準拠して測定した。
(H) FSR (Water absorption speed)
The FSR (water absorption rate) of the water-absorbent resin of the present invention was measured based on the measurement method disclosed in International Publication No. 2011/078298.

(i)初期色調及び経時色調
本発明の吸水性樹脂の初期色調及び経時色調は、国際公開第2011/040530号に開示された測定方法に準拠して測定した。
(I) Initial color tone and temporal color tone The initial color tone and temporal color tone of the water-absorbent resin of the present invention were measured in accordance with the measurement method disclosed in International Publication No. 2011/040530.

[製造例1]
市販のアクリル酸を入手し、アクリル酸ダイマー及びp−メトキシフェノールの含有量を測定したところ、アクリル酸ダイマーは5000ppm、p−メトキシフェノールは70ppmであった。なお、該アクリル酸を便宜上、アクリル酸(A)とした。
[Production Example 1]
When commercially available acrylic acid was obtained and the contents of acrylic acid dimer and p-methoxyphenol were measured, the acrylic acid dimer was 5000 ppm and p-methoxyphenol was 70 ppm. The acrylic acid was referred to as acrylic acid (A) for convenience.

次に、上記アクリル酸(A)を再蒸留することによって、アクリル酸ダイマーの含有量が80ppm、p−メトキシフェノールの含有量が0.1ppmの再精製アクリル酸を得た。その後、p−メトキシフェノールを添加して、その含有量が70ppmであるアクリル酸(B)を作製した。   Next, by re-distilling the acrylic acid (A), repurified acrylic acid having an acrylic acid dimer content of 80 ppm and a p-methoxyphenol content of 0.1 ppm was obtained. Thereafter, p-methoxyphenol was added to prepare acrylic acid (B) having a content of 70 ppm.

次に、上記アクリル酸(A)及びアクリル酸(B)を以下の重量比で混合することによって、アクリル酸ダイマーの含有量が異なる3種類のアクリル酸を作製した。   Next, the acrylic acid (A) and acrylic acid (B) were mixed at the following weight ratios to produce three types of acrylic acid having different acrylic acid dimer contents.

即ち、アクリル酸(1)として、アクリル酸(A):アクリル酸(B)=1:53.9(重量比)で、アクリル酸(2)として、アクリル酸(A):アクリル酸(B)=1:8.65(重量比)で、アクリル酸(3)として、アクリル酸(A):アクリル酸(B)=1:3.97(重量比)で、それぞれ混合することで得た。なお、アクリル酸ダイマーの含有量は、アクリル酸(1)が170ppm、アクリル酸(2)が590ppm、アクリル酸(3)が1070ppmであった。また、p−メトキシフェノールの含有量は、何れのアクリル酸も70ppmであった。   That is, acrylic acid (1) is acrylic acid (A): acrylic acid (B) = 1: 53.9 (weight ratio), and acrylic acid (2) is acrylic acid (A): acrylic acid (B). = 1: 8.65 (weight ratio), and acrylic acid (3) was obtained by mixing acrylic acid (A): acrylic acid (B) = 1: 3.97 (weight ratio). The acrylic acid dimer content was 170 ppm for acrylic acid (1), 590 ppm for acrylic acid (2), and 1070 ppm for acrylic acid (3). Further, the acrylic acid content of p-methoxyphenol was 70 ppm.

[実施例1]
上記製造例1で得られたアクリル酸(1)について、以下の操作を行った。
[Example 1]
About acrylic acid (1) obtained by the said manufacture example 1, the following operation was performed.

即ち、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液297g/分、アクリル酸(1)367g/分、30重量%のポリエチレングリコールジアクリレート(数平均分子量523)水溶液4.0g/分、20重量%のアクリル酸水溶液97.9重量部に2−ヒドロキシメチル−2−メチルプロピオフェノン0.989重量部、ジエチレントリアミン5酢酸3ナトリウム1.08重量部を溶解した溶液4.5g/分、及びイオン交換水314g/分を連続的にミキサーに供給して、混合液(1)を作製した。このとき、該混合液(1)は、溶解熱及び中和熱によって、最高温度95℃まで上昇した。   That is, 48.5 wt% sodium hydroxide aqueous solution 297 g / min, acrylic acid (1) 367 g / min, 30 wt% polyethylene glycol diacrylate (number average molecular weight 523) aqueous solution 4.0 g / min, 20 wt% 4.5 g / min of a solution prepared by dissolving 0.989 parts by weight of 2-hydroxymethyl-2-methylpropiophenone, 1.08 parts by weight of trisodium diethylenetriaminepentaacetate in 97.9 parts by weight of an aqueous acrylic acid solution, and ion-exchanged water 314 g / min was continuously supplied to the mixer to prepare a mixed solution (1). At this time, the mixed liquid (1) rose to a maximum temperature of 95 ° C. due to heat of dissolution and heat of neutralization.

実施例1では、中和率70モル%、単量体濃度45重量%であった。また、上記中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算して、90ppmであった。   In Example 1, the neutralization rate was 70 mol% and the monomer concentration was 45 wt%. The neutralized acrylic acid dimer was 90 ppm in terms of the content in acrylic acid.

次に、上記混合液(1)の温度が90℃まで下降した時点で、該混合液(1)に3重量%の過硫酸ナトリウム水溶液20.1g/分を添加して、単量体水溶液(1)とした後に、重合装置に連続的に供給した。なお、上記混合液(1)の温度が最高温度となった時点を起点として、単量体水溶液(1)が重合装置に供給されるまでの時間は300秒間であった。   Next, when the temperature of the mixed liquid (1) is lowered to 90 ° C., 20.1 g / min of a 3 wt% aqueous sodium persulfate solution is added to the mixed liquid (1) to obtain an aqueous monomer solution ( After 1), it was continuously fed to the polymerization apparatus. Starting from the time when the temperature of the mixed solution (1) reached the maximum temperature, the time until the monomer aqueous solution (1) was supplied to the polymerization apparatus was 300 seconds.

上記重合装置は、単量体水溶液の供給口から含水ゲル状架橋重合体が排出されるまでの長さで定義される有効長が3.2mの連続ベルト重合機である。また、該ベルトは、ガラス繊維基材の表面にフッ素樹脂がコーティングされたエンドレスベルトであり、走行速度を1.7m/分に設定した。また、ベルトの表面温度は約100℃に保温した。   The polymerization apparatus is a continuous belt polymerization machine having an effective length of 3.2 m, which is defined by the length of time until the hydrogel crosslinked polymer is discharged from the supply port of the aqueous monomer solution. The belt was an endless belt in which the surface of a glass fiber substrate was coated with a fluororesin, and the running speed was set to 1.7 m / min. The surface temperature of the belt was kept at about 100 ° C.

上記単量体水溶液(1)は、上記連続ベルト重合機のベルト上に、厚さ4.9cmとなるように連続的に供給した。このときの単量体水溶液(1)の温度としては88℃であり、該温度を重合開始温度とした。   The monomer aqueous solution (1) was continuously supplied on the belt of the continuous belt polymerization machine so as to have a thickness of 4.9 cm. The temperature of the monomer aqueous solution (1) at this time was 88 ° C., and this temperature was set as the polymerization start temperature.

ベルト上に供給された単量体水溶液(1)は速やかに重合を開始し、水蒸気を発生しながら膨張した。また、最高到達温度として109℃(重合組成物(1)の沸点)を記録した。該膨張過程において、含水ゲル状架橋重合体は不規則的にベルトから剥離したが、重合開始から約60秒後に収縮した。   The aqueous monomer solution (1) supplied on the belt quickly started polymerization and expanded while generating water vapor. In addition, 109 ° C. (the boiling point of the polymerization composition (1)) was recorded as the highest temperature reached. In the expansion process, the water-containing gel-like crosslinked polymer was irregularly peeled from the belt, but contracted about 60 seconds after the start of polymerization.

続いて、上記収縮した含水ゲル状架橋重合体に、紫外線照射装置(VB15201BY/ウシオ電機)を用いて、光量210mJ/cmの紫外線を照射した。なお、紫外線の光量は、受光機(UVD−S365/ウシオ電機)を取り付けた紫外線積算光量計(UIT−150/ウシオ電機)を用いて測定した。以上の操作により、シート状の含水ゲル状架橋重合体(1)を得た。 Subsequently, the contracted water-containing gel-like crosslinked polymer was irradiated with ultraviolet rays having a light amount of 210 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device (VB15201BY / USHIO). In addition, the light quantity of the ultraviolet rays was measured using an ultraviolet ray integrating light meter (UIT-150 / Ushio Electric) equipped with a light receiver (UVD-S365 / Ushio Electric). By the above operation, a sheet-like hydrogel crosslinked polymer (1) was obtained.

得られたシート状の含水ゲル状架橋重合体(1)は、ミートチョッパー(VR−400K/飯塚工業;ダイス孔径10mm)によってゲル粉砕した後、温度180℃、露点70℃の熱風乾燥機で30分間乾燥し、乾燥重合体(1)を得た。   The obtained sheet-like hydrogel crosslinked polymer (1) was subjected to gel pulverization with a meat chopper (VR-400K / Iizuka Kogyo; die hole diameter 10 mm), and then heated with a hot air dryer at a temperature of 180 ° C. and a dew point of 70 ° C. Drying for a minute gave a dry polymer (1).

上記乾燥重合体(1)をロールミルで粉砕した後、目開きが850μm、710μm、600μm、500μm、300μm、150μmのJIS標準篩を用いて分級し、以下の重量割合で混合することによって、吸水性樹脂粉末(1)を得た。   After the dried polymer (1) is pulverized with a roll mill, it is classified using a JIS standard sieve having openings of 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm, and 150 μm, and mixed at the following weight ratios to absorb water: Resin powder (1) was obtained.

即ち、粒子径が150μm以上300μm未満の粒子を15重量%、同300μm以上500μm未満の粒子を45重量%、同500μm以上600μm未満の粒子を25重量%、同600μm以上710μm未満の粒子を10重量%、同710μm以上850μm未満の粒子を5重量%となるように混合した。   That is, 15% by weight of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 300 μm, 45% by weight of particles of 300 μm or more and less than 500 μm, 25% by weight of particles of 500 μm or more and less than 600 μm, and 10% by weight of particles of 600 μm or more and less than 710 μm. %, Particles of 710 μm or more and less than 850 μm were mixed so as to be 5% by weight.

上記操作で得られた吸水性樹脂粉末(1)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。   Table 1 shows the physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the water-absorbent resin powder (1) obtained by the above operation.

続いて、上記吸水性樹脂粉末(1)100重量部に対して、1,4−ブタンジオール0.34重量部、プロピレングリコール0.56重量部及びイオン交換水3.0重量部からなる表面架橋剤溶液を均一に混合し、208℃で40分間、加熱処理を行った後、60℃まで強制冷却した(表面架橋工程)。   Subsequently, surface cross-linking consisting of 0.34 parts by weight of 1,4-butanediol, 0.56 parts by weight of propylene glycol and 3.0 parts by weight of ion-exchanged water with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin powder (1). The agent solution was uniformly mixed, heat-treated at 208 ° C. for 40 minutes, and then forcedly cooled to 60 ° C. (surface crosslinking step).

その後、目開き850μmnJIS標準篩を通過するまで解砕することによって(整粒工程)、表面架橋された吸水性樹脂(1)を得た。得られた吸水性樹脂(1)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Thereafter, the mixture was pulverized until passing through a 850 μm JIS standard sieve (granulation step) to obtain a surface-crosslinked water-absorbing resin (1). Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the water absorbent resin (1) obtained.

[実施例2]
上記実施例1において、アクリル酸(2)に変更した以外は実施例1と同様の操作を行って、吸水性樹脂粉末(2)を得た。得られた吸水性樹脂粉末(2)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。なお、中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算すると、260ppmであった。
[Example 2]
Except having changed into acrylic acid (2) in the said Example 1, operation similar to Example 1 was performed and the water absorbent resin powder (2) was obtained. The physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the water-absorbent resin powder (2) obtained are shown in Table 1. In addition, the acrylic acid dimer after neutralization was 260 ppm when converted to the content in acrylic acid.

続いて、実施例1と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された吸水性樹脂(2)を得た。得られた吸水性樹脂(2)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Then, the surface-crosslinked water-absorbing resin (2) was obtained by performing the same surface-crosslinking step and sizing step as in Example 1. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the water absorbent resin (2) obtained.

[実施例3]
上記実施例1において、アクリル酸(3)に変更した以外は実施例1と同様の操作を行って、吸水性樹脂粉末(3)を得た。得られた吸水性樹脂粉末(3)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。なお、中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算すると、540ppmであった。
[Example 3]
Except having changed into acrylic acid (3) in the said Example 1, operation similar to Example 1 was performed and the water absorbing resin powder (3) was obtained. The physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the water-absorbent resin powder (3) obtained are shown in Table 1. In addition, the acrylic acid dimer after neutralization was 540 ppm when converted to the content in acrylic acid.

続いて、実施例1と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された吸水性樹脂(3)を得た。得られた吸水性樹脂(3)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Then, the surface-crosslinked water-absorbing resin (3) was obtained by performing the same surface cross-linking step and granulating step as in Example 1. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the water absorbent resin (3) obtained.

[実施例4]
容量500mlのセパラブルフラスコに、実施例1の連続中和で得られた混合液(1)300gを投入した後、直ちに氷水浴に浸し、20℃まで急速に冷却した。なお、該混合液(1)の温度が21℃付近となった時点で氷水浴を外し、空気浴とした。
[Example 4]
After putting 300 g of the mixed liquid (1) obtained by continuous neutralization of Example 1 into a separable flask having a volume of 500 ml, the mixture was immediately immersed in an ice water bath and rapidly cooled to 20 ° C. When the temperature of the mixed solution (1) reached around 21 ° C., the ice water bath was removed and an air bath was used.

続いて、窒素雰囲気下、上記混合液(1)の温度が20℃となった時点で、5重量%の過硫酸ナトリウム水溶液2.4g及び1重量%のL−アスコルビン酸水溶液0.5gを、攪拌下で添加し、単量体水溶液(4)とした。   Subsequently, when the temperature of the mixed liquid (1) reached 20 ° C. in a nitrogen atmosphere, 2.4 g of a 5 wt% aqueous sodium persulfate solution and 0.5 g of a 1 wt% L-ascorbic acid aqueous solution were added, It added under stirring and was set as monomer aqueous solution (4).

10分経過後、単量体水溶液(4)は徐々に白濁し、重合が開始した。なお、このときの単量体水溶液(4)の温度は30℃であり、当該温度を重合開始温度とした。   After 10 minutes, the monomer aqueous solution (4) gradually became cloudy and polymerization started. The temperature of the monomer aqueous solution (4) at this time was 30 ° C., and this temperature was used as the polymerization start temperature.

重合開始後30分程度で最高到達温度として85℃を記録した。この時点から、上記セパラブルフラスコを85℃の湯浴に浸し、1時間、加熱を継続した。その後、湯浴を外して放冷し、含水ゲル状架橋重合体(4)を取り出した。   About 30 minutes after the start of polymerization, 85 ° C. was recorded as the maximum temperature reached. From this point, the separable flask was immersed in a 85 ° C. hot water bath and heating was continued for 1 hour. Thereafter, the hot water bath was removed and the mixture was allowed to cool, and the hydrogel crosslinked polymer (4) was taken out.

得られた含水ゲル状架橋重合体(4)は、ミートチョッパー(VR−400K/飯塚工業;ダイス孔径10mm)によってゲル粉砕した後、温度180℃、露点70℃の熱風乾燥機で30分間乾燥し、乾燥重合体(4)を得た。   The obtained hydrogel crosslinked polymer (4) was subjected to gel pulverization with a meat chopper (VR-400K / Iizuka Kogyo; die pore diameter 10 mm) and then dried for 30 minutes in a hot air dryer with a temperature of 180 ° C. and a dew point of 70 ° C. A dry polymer (4) was obtained.

上記乾燥重合体(4)をロールミルで粉砕した後、目開きが850μm、710μm、600μm、500μm、300μm、150μmのJIS標準篩を用いて分級し、以下の重量割合で混合することによって、吸水性樹脂粉末(4)を得た。   After the dried polymer (4) is pulverized with a roll mill, it is classified using a JIS standard sieve having openings of 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm, and 150 μm, and mixed at the following weight ratios to absorb water: Resin powder (4) was obtained.

即ち、粒子径が150μm以上300μm未満の粒子を15重量%、同300μm以上500μm未満の粒子を45重量%、同500μm以上600μm未満の粒子を25重量%、同600μm以上710μm未満の粒子を10重量%、同710μm以上850μm未満の粒子を5重量%となるように混合した。   That is, 15% by weight of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 300 μm, 45% by weight of particles of 300 μm or more and less than 500 μm, 25% by weight of particles of 500 μm or more and less than 600 μm, and 10% by weight of particles of 600 μm or more and less than 710 μm. %, Particles of 710 μm or more and less than 850 μm were mixed so as to be 5% by weight.

上記操作で得られた吸水性樹脂粉末(4)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。   Table 1 shows the physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the water-absorbent resin powder (4) obtained by the above operation.

続いて、実施例1と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された吸水性樹脂(4)を得た。得られた吸水性樹脂(4)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Subsequently, a surface-crosslinked water-absorbing resin (4) was obtained by carrying out the same surface-crosslinking step and sizing step as in Example 1. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the water absorbent resin (4) obtained.

[実施例5]
上記実施例4において、アクリル酸(2)に変更した以外は実施例4と同様の操作を行って、吸水性樹脂粉末(5)を得た。得られた吸水性樹脂粉末(5)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。なお、中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算すると、260ppmであった。
[Example 5]
Except having changed into acrylic acid (2) in the said Example 4, operation similar to Example 4 was performed and the water absorbing resin powder (5) was obtained. Table 1 shows the physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the water-absorbent resin powder (5) obtained. In addition, the acrylic acid dimer after neutralization was 260 ppm when converted to the content in acrylic acid.

続いて、実施例4と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された吸水性樹脂(5)を得た。得られた吸水性樹脂(5)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Subsequently, a surface-crosslinked water-absorbing resin (5) was obtained by performing the same surface-crosslinking step and sizing step as in Example 4. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the water absorbent resin (5) obtained.

[実施例6]
上記実施例4において、アクリル酸(3)に変更した以外は実施例4と同様の操作を行って、吸水性樹脂粉末(6)を得た。得られた吸水性樹脂粉末(6)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。なお、中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算すると、540ppmであった。
[Example 6]
Except having changed into acrylic acid (3) in the said Example 4, operation similar to Example 4 was performed and the water absorbent resin powder (6) was obtained. The physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the water absorbent resin powder (6) obtained are shown in Table 1. In addition, the acrylic acid dimer after neutralization was 540 ppm when converted to the content in acrylic acid.

続いて、実施例4と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された吸水性樹脂(6)を得た。得られた吸水性樹脂(6)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Subsequently, a surface-crosslinked water-absorbing resin (6) was obtained by carrying out the same surface-crosslinking step and sizing step as in Example 4. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the water absorbent resin (6) obtained.

[比較例1]
容量500mlのセパラブルフラスコに、製造例1で得られたアクリル酸(1)79.2g、ポリエチレングリコールジアクリレート(数平均分子量523)0.52g、及びイオン交換水57.3gを投入した後、窒素雰囲気下でマグネチックスターラーで攪拌した。また、該セパラブルフラスコを氷水浴に浸した。
[Comparative Example 1]
After charging 79.2 g of acrylic acid (1) obtained in Production Example 1, 0.52 g of polyethylene glycol diacrylate (number average molecular weight 523), and 57.3 g of ion-exchanged water into a separable flask having a volume of 500 ml, The mixture was stirred with a magnetic stirrer under a nitrogen atmosphere. The separable flask was immersed in an ice water bath.

続いて、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液63.5gにイオン交換水100gを加えて溶解した液を徐々に添加した。このとき、セパラブルフラスコ内の液温が30℃を超えないように除熱しながら中和を行った。   Subsequently, a solution obtained by adding 100 g of ion-exchanged water to 63.5 g of a 48.5 wt% aqueous sodium hydroxide solution was gradually added. At this time, neutralization was performed while removing heat so that the liquid temperature in the separable flask did not exceed 30 ° C.

比較例1では、中和率70モル%、単量体濃度30重量%であった。また、上記中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算して、200ppmであった。   In Comparative Example 1, the neutralization rate was 70 mol% and the monomer concentration was 30 wt%. The neutralized acrylic acid dimer was 200 ppm in terms of the content in acrylic acid.

続いて、窒素雰囲気下、上記セパラブルフラスコ内の液温が20℃となった時点で、5重量%の過硫酸ナトリウム水溶液2.4g及び1重量%のL−アスコルビン酸水溶液0.5gを、攪拌下で添加し、比較単量体水溶液(1)とした。   Subsequently, when the liquid temperature in the separable flask reached 20 ° C. in a nitrogen atmosphere, 2.4 g of a 5 wt% aqueous sodium persulfate solution and 0.5 g of a 1 wt% aqueous L-ascorbic acid solution were added, It added under stirring and it was set as comparative monomer aqueous solution (1).

10分経過後、比較単量体水溶液(1)は徐々に白濁し、重合が開始した。なお、このときの比較単量体水溶液(1)の温度は30℃であり、当該温度を重合開始温度とした。   After 10 minutes, the comparative monomer aqueous solution (1) gradually became cloudy and polymerization started. The temperature of the comparative monomer aqueous solution (1) at this time was 30 ° C., and this temperature was used as the polymerization start temperature.

重合開始後30分程度で最高到達温度として82℃を記録した。この時点から、上記セパラブルフラスコを85℃の湯浴に浸し、1時間、加熱を継続した。その後、湯浴を外して放冷し、比較含水ゲル状架橋重合体(1)を取り出した。   About 30 minutes after the start of polymerization, 82 ° C. was recorded as the maximum temperature reached. From this point, the separable flask was immersed in a 85 ° C. hot water bath and heating was continued for 1 hour. Thereafter, the hot water bath was removed and the mixture was allowed to cool, and the comparative hydrogel crosslinked polymer (1) was taken out.

得られた比較含水ゲル状架橋重合体(1)は、ミートチョッパー(VR−400K/飯塚工業;ダイス孔径10mm)によってゲル粉砕した後、温度180℃、露点70℃の熱風乾燥機で30分間乾燥し、比較乾燥重合体(1)を得た。   The obtained comparative hydrous gel-like cross-linked polymer (1) was subjected to gel pulverization with a meat chopper (VR-400K / Iizuka Kogyo; dice pore diameter 10 mm), and then dried in a hot air drier at a temperature of 180 ° C. and a dew point of 70 ° C. for 30 minutes. As a result, a comparative dry polymer (1) was obtained.

上記比較乾燥重合体(1)をロールミルで粉砕した後、目開きが850μm、710μm、600μm、500μm、300μm、150μmのJIS標準篩を用いて分級し、以下の重量割合で混合することによって、比較吸水性樹脂粉末(1)を得た。   After the comparative dry polymer (1) was pulverized with a roll mill, it was classified using a JIS standard sieve having openings of 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm, and 150 μm, and mixed at the following weight ratios for comparison. Water-absorbent resin powder (1) was obtained.

即ち、粒子径が150μm以上300μm未満の粒子を15重量%、同300μm以上500μm未満の粒子を45重量%、同500μm以上600μm未満の粒子を25重量%、同600μm以上710μm未満の粒子を10重量%、同710μm以上850μm未満の粒子を5重量%となるように混合した。   That is, 15% by weight of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 300 μm, 45% by weight of particles of 300 μm or more and less than 500 μm, 25% by weight of particles of 500 μm or more and less than 600 μm, and 10% by weight of particles of 600 μm or more and less than 710 μm. %, Particles of 710 μm or more and less than 850 μm were mixed so as to be 5% by weight.

上記操作で得られた比較吸水性樹脂粉末(1)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。   Table 1 shows the physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the comparative water absorbent resin powder (1) obtained by the above operation.

続いて、実施例1と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された比較吸水性樹脂(1)を得た。得られた比較吸水性樹脂(1)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Subsequently, a surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (1) was obtained by performing the same surface-crosslinking step and sizing step as in Example 1. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the comparative water absorbent resin (1) obtained.

[比較例2]
上記比較例1において、アクリル酸(2)に変更した以外は比較例1と同様の操作を行って、比較吸水性樹脂粉末(2)を得た。得られた比較吸水性樹脂粉末(2)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。なお、中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算すると、600ppmであった。
[Comparative Example 2]
A comparative water absorbent resin powder (2) was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the acrylic acid (2) was changed. Table 1 shows the physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the comparative water absorbent resin powder (2) obtained. In addition, the acrylic acid dimer after neutralization was 600 ppm when converted to the content in acrylic acid.

続いて、比較例1と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された比較吸水性樹脂(2)を得た。得られた比較吸水性樹脂(2)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Subsequently, a surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (2) was obtained by performing the same surface cross-linking step and sizing step as in Comparative Example 1. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the comparative water absorbent resin (2) obtained.

[比較例3]
上記比較例1において、アクリル酸(3)に変更した以外は比較例1と同様の操作を行って、比較吸水性樹脂粉末(3)を得た。得られた比較吸水性樹脂粉末(3)の物性値(CRC、残存モノマー、可溶分)を表1に示す。なお、中和後のアクリル酸ダイマーは、アクリル酸中の含有量に換算すると、1100ppmであった。
[Comparative Example 3]
A comparative water absorbent resin powder (3) was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the acrylic acid (3) was changed. Table 1 shows the physical properties (CRC, residual monomer, soluble content) of the comparative water absorbent resin powder (3) obtained. In addition, the acrylic acid dimer after neutralization was 1100 ppm when converted to the content in acrylic acid.

続いて、比較例1と同様の表面架橋工程、整粒工程を行うことによって、表面架橋された比較吸水性樹脂(3)を得た。得られた比較吸水性樹脂(3)の物性値(CRC、AAP、残存モノマー)を表1に示す。   Subsequently, a surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (3) was obtained by performing the same surface cross-linking step and granulation step as in Comparative Example 1. Table 1 shows the physical properties (CRC, AAP, residual monomer) of the comparative water absorbent resin (3) obtained.

Figure 2015178608
Figure 2015178608

(まとめ)
中和時の温度の影響について、実施例1〜6及び比較例1〜3では中和率は70モル%と同じであるものの、中和時の最高温度が95℃の場合(実施例1〜3)と、30℃を超えない場合(比較例1〜3)とでは、中和後のアクリル酸ダイマー含有量が大きく異なっている。中和時の温度を高温にすることで、アクリル酸ダイマーが低減されることが分かる。
(Summary)
About the influence of the temperature at the time of neutralization, in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3, although the neutralization rate is the same as 70 mol%, when the maximum temperature at the time of neutralization is 95 degreeC (Examples 1- 3) and the case where it does not exceed 30 ° C. (Comparative Examples 1 to 3), the acrylic acid dimer content after neutralization is greatly different. It can be seen that the acrylic acid dimer is reduced by increasing the temperature during neutralization.

また、重合方法の影響について、実施例1〜3及び実施例4〜6との対比から、重合時の最高到達温度が、吸水性樹脂粉末中の残存モノマー量に影響していると判断される。即ち、重合時の最高到達温度が109℃の実施例1〜3の方が、重合時の最高到達温度が85℃の実施例4〜6より、残存モノマーが低減されていることが分かる。   Moreover, about the influence of a polymerization method, it is judged from the comparison with Examples 1-3 and Examples 4-6 that the highest reached temperature at the time of superposition | polymerization has affected the amount of residual monomers in a water absorbent resin powder. . That is, it can be seen that in Examples 1 to 3, in which the maximum temperature reached during polymerization was 109 ° C, the residual monomer was reduced compared to Examples 4 to 6 in which the maximum temperature reached during polymerization was 85 ° C.

つまり、中和工程や重合工程において高温状態とすることで、アクリル酸ダイマーの分解が促進されるため、吸水性樹脂の主鎖部に組み込まれるアクリル酸ダイマーが減少する。そのため、乾燥工程や表面架橋工程での加熱操作で、分解されるアクリル酸ダイマーが相対的に減少していることから、その結果として、残存モノマーが低減されると推定される。   That is, since the decomposition of the acrylic acid dimer is promoted by setting it to a high temperature state in the neutralization step or the polymerization step, the acrylic acid dimer incorporated in the main chain portion of the water absorbent resin is reduced. Therefore, since the acrylic acid dimer to be decomposed is relatively decreased by the heating operation in the drying step or the surface cross-linking step, it is estimated that the residual monomer is reduced as a result.

本発明に係るポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法は、アクリル酸ダイマーを多量に含むアクリル酸を用いた吸水性樹脂の生産、特に大量生産に適用することができる。また、本発明によって得られる吸水性樹脂は、紙オムツ等の衛生用品の吸収体用途に適している。   The method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin according to the present invention can be applied to production of water-absorbing resin using acrylic acid containing a large amount of acrylic acid dimer, particularly mass production. Moreover, the water-absorbent resin obtained by the present invention is suitable for use as an absorbent body for sanitary goods such as paper diapers.

Claims (11)

アクリル酸ダイマーの含有量が150〜2000ppmであるアクリル酸で単量体水溶液を調製する工程、該単量体水溶液を重合する工程を含む、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法であって、
上記単量体水溶液の調製工程において、上記アクリル酸を塩基性化合物で中和する工程が更に含まれ、該中和工程における最高温度が70℃以上である、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法。
A method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, comprising a step of preparing an aqueous monomer solution with acrylic acid having an acrylic acid dimer content of 150 to 2000 ppm, and a step of polymerizing the aqueous monomer solution. There,
The step of preparing the aqueous monomer solution further includes a step of neutralizing the acrylic acid with a basic compound, and the maximum temperature in the neutralization step is 70 ° C. or higher. Manufacturing method of resin.
上記アクリル酸にp−メトキシフェノールが更に含まれ、その含有量が50〜150ppmである、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein p-methoxyphenol is further contained in the acrylic acid, and the content thereof is 50 to 150 ppm. 上記中和工程において、最高温度に到達した後、70℃以上に保温する時間が20〜1200秒間である、請求項1又は2に記載の製造方法。   3. The production method according to claim 1, wherein in the neutralization step, after reaching the maximum temperature, the time for keeping the temperature at 70 ° C. or more is 20 to 1200 seconds. 上記中和工程において、最高温度を70℃以上とした中和液を70℃以下まで冷却する、請求項1〜3の何れか1項に記載の製造方法。   The said neutralization process WHEREIN: The manufacturing method of any one of Claims 1-3 which cools the neutralization liquid which made the maximum temperature 70 degreeC or more to 70 degrees C or less. 上記中和工程で得られる単量体水溶液中のアクリル酸ダイマー(塩も含む)と、中和前のアクリル酸中のアクリル酸ダイマーとの比率(モル数)が80%以下である、請求項3又は4に記載の製造方法。   The ratio (number of moles) of acrylic acid dimer (including salt) in the aqueous monomer solution obtained in the neutralization step to acrylic acid dimer in acrylic acid before neutralization is 80% or less. 3. The production method according to 3 or 4. 上記中和工程で得られるアクリル酸(塩)の中和率が60〜90モル%である、請求項3〜5の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 3-5 whose neutralization rate of acrylic acid (salt) obtained at the said neutralization process is 60-90 mol%. 上記単量体水溶液のモノマー濃度を30重量%以上で重合を開始する、請求項1〜6の何れか1項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 6, wherein polymerization is started at a monomer concentration of the monomer aqueous solution of 30% by weight or more. 上記重合工程が、単量体水溶液の温度を60℃以上で重合を開始する高温開始重合とし、該重合工程での最高到達温度を単量体水溶液の沸点とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の製造方法。   The polymerization process according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymerization step is a high temperature initiation polymerization that starts polymerization at a temperature of the monomer aqueous solution of 60 ° C or higher, and the highest temperature reached in the polymerization step is the boiling point of the monomer aqueous solution. The production method according to claim 1. 上記重合工程を空気雰囲気下で行う、請求項1〜8の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-8 which performs the said superposition | polymerization process in air atmosphere. 上記重合工程で得られる含水ゲル状架橋重合体を乾燥する工程を更に含み、当該乾燥工程において、露点が50〜90℃の熱風を用いて乾燥する、請求項1〜9の何れか1項に記載の製造方法。   The method according to any one of claims 1 to 9, further comprising a step of drying the hydrogel crosslinked polymer obtained in the polymerization step, wherein the drying step is performed using hot air having a dew point of 50 to 90 ° C. The manufacturing method as described. 上記ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂中の残存モノマーが300ppm以下である、請求項1〜10の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-10 whose residual monomer in the said polyacrylic acid (salt) type water absorbing resin is 300 ppm or less.
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