JP2016060764A - Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin - Google Patents

Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin Download PDF

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好希 片田
Yoshiki Katada
好希 片田
邦彦 石▲崎▼
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邦彦 石▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of efficiently and persistently producing a water-absorbing resin.SOLUTION: A method for producing a polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin includes a production step which needs a temperature adjustment of a water-absorbing resin or a raw material thereof, separately from a drying step after polymerization and a heating treatment step after drying. As a heat exchange fluid of equipment for adjusting the temperature, water having a fouling factor at a temperature lower than 50°C of 0.0004 mK/W or less and a fouling factor at 50°C or higher of 0.0006 mK/W or less or water having a content of polyvalent metal ions of 200 ppm or less are used.SELECTED DRAWING: None

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ものである。詳しくは、温度調整を必要とする製造工程を含むポリアクリル酸(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. Specifically, the present invention relates to a method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin including a production process that requires temperature adjustment.

吸水性樹脂(SAP/Super Absorbent Polymer)は、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤であり、紙オムツや生理用ナプキン等の衛生用品、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。   Water-absorbent resin (SAP / Super Absorbent Polymer) is a water-swellable, water-insoluble polymer gelling agent, sanitary products such as paper diapers and sanitary napkins, water retention agents for agriculture and horticulture, and industrial water-stopping agents. As such, it is frequently used mainly in disposable applications.

かような吸水性樹脂は、その原料として、多くの単量体や親水性高分子化合物が用いられている。中でも、吸水性能の高さから、アクリル酸及び/又はその塩を用いたポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂が工業的に最も多く利用されている。   Such a water-absorbing resin uses many monomers and hydrophilic polymer compounds as raw materials. Among them, polyacrylic acid (salt) water-absorbing resins using acrylic acid and / or a salt thereof are most frequently used industrially because of their high water absorption performance.

上述した吸水性樹脂は、重合、乾燥、粉砕、分級、表面架橋等の製造工程を経て、粒子状の製品として製造される(非特許文献1)が、その製造工程は通常、連続運転であり、大量に生産されている。また、当該吸水性樹脂は、吸水倍率、可溶分、加圧下吸水倍率、通液性、吸水速度等、多くの物性が規格として制御されるため、上記製造工程は長期間、安定した連続運転が要求されている。また、物性の安定化も求められている。   The water-absorbing resin described above is manufactured as a particulate product through manufacturing processes such as polymerization, drying, pulverization, classification, and surface cross-linking (Non-Patent Document 1), but the manufacturing process is usually a continuous operation. Have been mass produced. In addition, since the water-absorbent resin is controlled by many physical properties such as water absorption capacity, soluble content, water absorption capacity under pressure, liquid permeability, water absorption speed, etc., the above manufacturing process is stable and stable for a long time. Is required. In addition, stabilization of physical properties is also required.

そこで、長期間安定した連続運転や物性の安定化を達成する様々な手法がこれまでに提案されている。例えば、吸水性樹脂の原材料を所定の温度に加熱する方法(特許文献1、2)、複数の並列する装置からなる工程を経た後に単数の装置からなる工程にする方法、または、単数の装置からなる工程を経た後に複数の並列する装置からなる工程に分割する方法(特許文献3、4)、製品としての吸水性樹脂を容器に充填する際に振動させる方法(特許文献5)、吸水性樹脂の物性を測定し、規格外となったものを分離し、再混合する方法(特許文献6)、重合開始剤や表面架橋剤等の溶液を調製する際、母液を使用する方法(特許文献7)等が挙げられる。   In view of this, various methods have been proposed so far for achieving stable operation over a long period of time and stabilization of physical properties. For example, a method of heating the raw material of the water-absorbent resin to a predetermined temperature (Patent Documents 1 and 2), a method of making a process consisting of a single device after a process consisting of a plurality of parallel devices, or a single device (Patent Documents 3 and 4), a method of vibrating when filling a container with a water absorbent resin as a product (Patent Document 5), a water absorbent resin A method of measuring the physical properties of the sample, separating and re-mixing those that are out of specification (Patent Document 6), and a method of using a mother liquor when preparing a solution such as a polymerization initiator or a surface cross-linking agent (Patent Document 7) ) And the like.

なお、重合後に得られる含水ゲル状架橋重合体の乾燥や、乾燥後の加熱処理(例えば、表面架橋)とは別に、吸水性樹脂そのものや吸水性樹脂の原材料(例えば、アクリル酸、水酸化ナトリウム、重合開始剤、表面架橋剤等)の温度を制御することが知られている(特許文献1、2等)。そこで、上述した乾燥や加熱処理以外の吸水性樹脂の製造工程でも、温度調整機器が使用されている。例えば、熱交換器、ジャケット付きの重合反応装置、ジャケット付きの混合装置等が挙げられる。   In addition to the drying of the hydrogel crosslinked polymer obtained after polymerization and the heat treatment after drying (for example, surface crosslinking), the water-absorbing resin itself and the raw material of the water-absorbing resin (for example, acrylic acid, sodium hydroxide) It is known to control the temperature of a polymerization initiator, a surface cross-linking agent, etc. (Patent Documents 1, 2, etc.). Therefore, temperature adjusting devices are also used in the manufacturing process of the water absorbent resin other than the drying and heat treatment described above. For example, a heat exchanger, a polymerization reaction apparatus with a jacket, a mixing apparatus with a jacket, and the like can be given.

上記温度調整機器を用いた吸水性樹脂の製造方法として、例えば、単量体水溶液の中和熱を除熱するために熱交換器を用いる技術(特許文献8、9)、単量体水溶液の連続的な中和を行う装置の一部に熱交換器を具備する技術(特許文献10〜12)、重合直後の含水ゲル状架橋重合体に残存する未反応単量体をゲル化させるため、該含水ゲル状架橋重合体を熱交換器に移送し加熱する技術(特許文献13)、表面処理後の脆くて壊れやすい吸水性樹脂を乾燥、加熱、冷却等する際、熱交換器を使用する技術(特許文献14)、ジャケット付きの重合機(例えば、ニーダー型重合機)を使用する技術(特許文献15、16)が開示されている。上述した温度調整機器は、熱媒として目的に応じて、蒸気、水(温水)、油等が使用されている。   Examples of a method for producing a water-absorbent resin using the temperature adjusting device include, for example, a technique using a heat exchanger to remove heat of neutralization of a monomer aqueous solution (Patent Documents 8 and 9), In order to gel the unreacted monomer remaining in the hydrogel crosslinked polymer immediately after the polymerization (Patent Documents 10 to 12), a technology comprising a heat exchanger in a part of the apparatus for continuous neutralization, A technique for transferring and heating the hydrogel crosslinked polymer to a heat exchanger (Patent Document 13), and using a heat exchanger for drying, heating, cooling and the like of a brittle and fragile water-absorbent resin after surface treatment. Techniques (Patent Documents 14) and techniques (Patent Documents 15 and 16) using a jacketed polymerization machine (for example, a kneader type polymerization machine) are disclosed. The temperature adjusting device described above uses steam, water (hot water), oil, or the like as a heat medium depending on the purpose.

米国特許出願公開第2014/0031473号US Patent Application Publication No. 2014/0031473 米国特許出願公開第2014/0042364号US Patent Application Publication No. 2014/0042364 米国特許出願公開第2011/0006140号US Patent Application Publication No. 2011/0006140 米国特許出願公開第2008/0227932号US Patent Application Publication No. 2008/0227932. 米国特許出願公開第2011/0011491号US Patent Application Publication No. 2011/0011491 米国特許出願公開第2004/0110006号US Patent Application Publication No. 2004/0110006 米国特許出願公開第2011/0039961号US Patent Application Publication No. 2011/0039961 米国特許出願公開第2010/0010184号US Patent Application Publication No. 2010/0010184 国際公開第2013/104480号International Publication No. 2013/104480 米国特許出願公開第2008/0242816号US Patent Application Publication No. 2008/0242816 米国特許出願公開第2009/0221746号US Patent Application Publication No. 2009/0221746 米国特許出願公開第2008/0194863号US Patent Application Publication No. 2008/0194863 特開2004−352899号公報JP 2004-352899 A 米国特許出願公開第2010/0018671号US Patent Application Publication No. 2010/0018671 米国特許8070351号US Patent No. 8070351 米国特許6987151号US Pat. No. 6,987,151

Modern Superabsorbent Polymer Technology(1998),p69−103Modern Supersorbent Polymer Technology (1998), p69-103.

上述した吸水性樹脂の生産において、安定的な運転が継続出来なくなり生産性が悪化したり、得られる吸水性樹脂の物性が大きく振れたりするといった問題が従来から生じていた。かような問題を解決するために、これまで上記特許文献1〜7等の手法が提案されてきたが、何れの場合も十分ではなかった。   In the production of the water-absorbing resin described above, there have conventionally been problems that stable operation cannot be continued, productivity is deteriorated, and physical properties of the obtained water-absorbing resin greatly fluctuate. In order to solve such a problem, methods of the above Patent Documents 1 to 7 and the like have been proposed so far, but in either case, it is not sufficient.

また、温度調整機器を扱う従来技術(例えば、上記特許文献8〜16等)において、当該機器の伝熱性能が吸水性樹脂の物性に影響することについては全く考慮されておらず、したがって、伝熱性能に影響する温度調整機器の伝熱面への汚れの付着防止や、最適な熱交換流体の選択についても全く考慮されていなかった。   In addition, in the prior art (for example, Patent Documents 8 to 16 and the like) handling the temperature control device, no consideration is given to the fact that the heat transfer performance of the device affects the physical properties of the water absorbent resin. No consideration was given to the prevention of contamination from being adhered to the heat transfer surface of the temperature control device that affects the thermal performance, and the selection of the optimum heat exchange fluid.

本発明の目的は、上記課題を鑑みてなされたものであり、吸水性樹脂を効率的にかつ持続的に製造することができる方法を提供することにある。   The object of the present invention is made in view of the above-mentioned problems, and is to provide a method capable of efficiently and continuously producing a water absorbent resin.

上記課題を解決するため、本発明者らは温度調整機器の伝熱性能に初めて着目したところ、乾燥工程や加熱処理工程以外の工程で使用される製造装置(例えば、重合装置)において、温度調整機器の伝熱性能の低下が吸水性樹脂の物性低下の要因となっていることを見出した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors paid attention to the heat transfer performance of the temperature adjusting device for the first time. In a manufacturing apparatus (for example, a polymerization apparatus) used in a process other than the drying process and the heat treatment process, the temperature adjustment is performed. It has been found that a decrease in the heat transfer performance of the equipment is a cause of a decrease in the physical properties of the water absorbent resin.

そこで、本発明者らは、温度調整機器の伝熱面に付着する汚れ防止を図る手法として、本発明を完成させた。   Therefore, the present inventors have completed the present invention as a technique for preventing contamination from adhering to the heat transfer surface of the temperature adjusting device.

即ち、上記課題を解決するため、本発明の製造方法(第1の方法)は、重合後の乾燥工程及び乾燥後の加熱処理工程とは別途に、吸水性樹脂又はその原料の温度調整を必要とする製造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、上記温度調整を行う機器の熱交換流体として、50℃未満での汚れ係数が0.0004m・K/W以下であり、かつ、50℃以上での汚れ係数が0.0006m・K/W以下である水が使用される、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, in order to solve the above problems, the production method (first method) of the present invention requires temperature adjustment of the water-absorbent resin or its raw material separately from the drying step after polymerization and the heat treatment step after drying. A manufacturing method of a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin including a manufacturing process as described above, wherein a soil coefficient at less than 50 ° C. is 0.0004 m 2 · K / Provided is a method for producing a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin, in which water having a soil coefficient at 50 ° C. or higher and a soil coefficient of 0.0006 m 2 · K / W or lower is used.

また、上記課題を解決するため、本発明の製造方法(第2の方法)は、重合後の乾燥工程及び乾燥後の加熱処理工程とは別途に、吸水性樹脂又はその原料の温度調整を必要とする製造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、上記温度調整を行う機器の熱交換流体として、多価金属イオンの含有量が200ppm以下である水が使用される、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法を提供する。   In addition, in order to solve the above problems, the production method (second method) of the present invention requires temperature adjustment of the water-absorbent resin or its raw material separately from the drying step after polymerization and the heat treatment step after drying. A method for producing a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin including a production process in which water having a polyvalent metal ion content of 200 ppm or less is used as a heat exchange fluid for a device for adjusting the temperature. A method for producing a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin is provided.

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を採用することで、温度調整機器の伝熱面の表面への汚れ付着を低減することができ、一定の加熱及び/又は冷却能力を長期間に渡って安定的に維持することが可能となる。その結果、長期間、安定的に運転することができる。   By adopting the method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin according to the present invention, it is possible to reduce the adhesion of dirt to the surface of the heat transfer surface of the temperature adjusting device, and to perform constant heating and / or cooling. It becomes possible to maintain the ability stably over a long period of time. As a result, stable operation can be performed for a long period of time.

また、汚れ付着による過剰な加熱及び/又は冷却が不要となるため、エネルギーコストを削減することができる。また、付着した汚れを除去するための洗浄といったメンテナンスを少なくすることもでき、吸水性樹脂の生産を停止することなく、ランニングコストの低減も図ることができる。   Further, since excessive heating and / or cooling due to dirt adhesion is not necessary, energy cost can be reduced. In addition, maintenance such as cleaning for removing attached dirt can be reduced, and running costs can be reduced without stopping production of the water absorbent resin.

更に、重合開始時の単量体水溶液の温度や、表面架橋後の吸水樹脂の冷却温度が安定するため、最終的に得られる吸水性樹脂の物性をより安定化させることができる。   Furthermore, since the temperature of the aqueous monomer solution at the start of polymerization and the cooling temperature of the water-absorbing resin after surface crosslinking are stabilized, the physical properties of the finally obtained water-absorbing resin can be further stabilized.

以下、本発明について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲内で適宜変更、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、請求項に示す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る技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and modifications other than the following examples can be appropriately modified and implemented within a range not impairing the gist of the present invention. Specifically, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. The obtained embodiment is 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、前述の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 water-absorbent resin composition described above, 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指す。
(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.

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。また、上記ポリアクリル酸塩は、必須に水溶性塩を含み、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を含む。   The above-mentioned “main component” means that the amount (content) of acrylic acid (salt) used is usually 50 to 100 mol% with respect to the entire monomer (excluding the internal crosslinking agent) used for polymerization, preferably 70 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol%, still more preferably substantially 100 mol%. The polyacrylic acid salt essentially contains a water-soluble salt, preferably a monovalent salt, more preferably an alkali metal salt or an ammonium 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、遠心分離機保持容量(Centrifuge Retention Capacity)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 centrifugal 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 a water-absorbing resin was put in a nonwoven fabric, and then freely swollen by immersion in a large excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution for 30 minutes, and then drained with a centrifuge (250 G). It means the water absorption ratio (unit; g / g) after

(1−3−2)「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について、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200mlに対して、500rpmで16時間攪拌した後の溶解したポリマー量をpH滴定で測定した値(単位;重量%)のことをいう。
(1-3-2) “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, for 1.0 g of water-absorbing resin, a value obtained by measuring the amount of dissolved polymer after stirring for 16 hours at 500 rpm with respect to 200 ml of 0.9 wt% aqueous sodium chloride solution (unit: wt%) ).

(1−3−3)「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について、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、0.3psi(2.06kPa、21g/cm)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、本発明では、荷重条件を0.7psi(4.83kPa、49g/cm)に変更して測定している。
(1-3-3) “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, 0.9 g of the water-absorbing resin was swollen under a load of 0.3 psi (2.06 kPa, 21 g / cm 2 ) for 1 hour against a large excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution. It refers to the subsequent water absorption ratio (unit: g / g). In the present invention, the load condition is changed to 0.7 psi (4.83 kPa, 49 g / cm 2 ) for measurement.

(1−4)「通液性」
吸水性樹脂の「通液性」とは、荷重下また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 refers to the fluidity of the liquid passing between the particles of the swollen gel under load or no load. As a typical measurement method, SFC (Saline Flow Conductivity / Saline flow conductivity) and GBP (Gel Bed Permeability / gel bed permeability).

「SFC(生理食塩水流れ誘導性)」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 (Saline Flow Inducibility)” refers to the liquid permeability of a 0.69 wt% sodium chloride aqueous solution to a water absorbent resin under a load of 2.07 kPa, and the SFC test disclosed in US Pat. No. 5,669,894. Measured according to the method.

「GBP(ゲル床透過性)」とは、荷重下また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 (gel bed permeability)” refers to the liquid permeability of a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution to a water absorbent resin under load or free swelling, and is disclosed in International Publication No. 2005/016393. Measured according to the test method.

(1−5)「吸水速度」
吸水性樹脂の「吸水速度」とは、ある一定量の水性液を吸収する際の速さのことをいい、代表的な測定方法として、「FSR」や、「Vortex」(単位:秒)がある。なお、本発明における吸水速度は、FSRで評価した。また、「FSR」とは、Free Swell Rateの略称である。具体的な測定方法については、後述の実施例において説明する。
(1-5) “Water absorption rate”
The “water absorption rate” of the water absorbent resin refers to the speed at which a certain amount of aqueous liquid is absorbed, and “FSR” and “Vortex” (unit: seconds) are typical measurement methods. is there. In addition, the water absorption speed in this invention was evaluated by FSR. “FSR” is an abbreviation for Free Swell Rate. Specific measurement methods will be described in the examples described later.

(1−6)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。
(1-6) 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”. Further, “weight” and “mass”, “parts by weight” and “parts 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
本発明は、重合後の乾燥工程及び乾燥後の熱処理工程とは別途に、吸水性樹脂又はその原料の温度調整を必要とする製造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、上記温度調整を行う機器の熱交換流体として、50℃未満での汚れ係数が0.0004m・K/W以下であり、かつ、50℃以上での汚れ係数が0.0006m・K/W以下である水が使用される、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法を提供する。
[2] Manufacturing method of polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin The present invention is a manufacturing that requires temperature adjustment of the water-absorbing resin or its raw material separately from the drying step after polymerization and the heat treatment step after drying. A method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin including a step, wherein a soil coefficient at less than 50 ° C. is 0.0004 m 2 · K / W or less as a heat exchange fluid for a device for adjusting the temperature. There is also provided a method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, in which water having a soil coefficient at 50 ° C. or higher and 0.0006 m 2 · K / W or lower is used.

更に、本発明は、重合後の乾燥工程及び乾燥後の加熱処理工程とは別途に、吸水性樹脂又はその原料の温度調整を必要とする製造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、上記温度調整を行う機器の熱交換流体として、多価金属イオンの含有量が200ppm以下である水が使用される、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法も提供する。   Furthermore, the present invention provides a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin including a manufacturing step that requires temperature adjustment of the water-absorbing resin or its raw material, separately from the drying step after polymerization and the heat treatment step after drying. A method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, wherein water having a polyvalent metal ion content of 200 ppm or less is used as a heat exchange fluid for a device for adjusting the temperature. Also provide.

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工程(2−1)〜(2−11)について説明する。なお、「温度調整を必要とする製造工程」については〔3〕で説明する。   Hereinafter, the production steps (2-1) to (2-11) of the polyacrylic acid (salt) -based water absorbent resin according to the present invention will be described. The “manufacturing process requiring temperature adjustment” will be described in [3].

(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、準備する工程である。なお、吸水性能が低下しない限り、単量体のスラリー液を使用することもできるが、本明細書では、便宜上、単量体水溶液について説明する。
(2-1) Preparation Step of Monomer Aqueous Solution This step is a step of preparing and preparing an aqueous solution containing acrylic acid (salt) as a main component (hereinafter referred to as “monomer aqueous solution”). A monomer slurry liquid can be used as long as the water absorption performance does not deteriorate, but in this specification, the monomer aqueous solution will be described for convenience.

(アクリル酸)
本発明では、発明の効果の観点から単量体としてアクリル酸が用いられる。当該アクリル酸としては公知のものでよく、重合禁止剤として好ましくはフェノール類、より好ましくはメトキシフェノール類が含まれていればよい。また、重合禁止剤の濃度として、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1〜200ppm、より好ましくは10〜160ppmであればよい。
(Acrylic acid)
In the present invention, acrylic acid is used as a monomer from the viewpoint of the effects of the invention. The acrylic acid may be a known one, and the polymerization inhibitor preferably contains phenols, more preferably methoxyphenols. Further, the concentration of the polymerization inhibitor is preferably 1 to 200 ppm, more preferably 10 to 160 ppm from the viewpoint of the polymerizability of acrylic acid and the color tone of the water absorbent resin.

アクリル酸中の不純物については、米国特許出願公開第2008/0161512号に開示された内容が本発明にも適用される。   As for impurities in acrylic acid, the contents disclosed in US Patent Application Publication No. 2008/0161512 also apply to the present invention.

(併用される単量体)
本発明においては、アクリル酸(塩)以外の単量体(以下、「他の単量体」と称する)を、アクリル酸(塩)と併用して吸水性樹脂を製造することもできる。当該他の単量体としては、特に限定されないが、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、米国特許出願公開第2005/215734号の段落〔0035〕に開示された単量体(但し、アクリル酸は除く)が挙げられる。
(Monomer used together)
In the present invention, a water-absorbing resin can also be produced by using a monomer other than acrylic acid (salt) (hereinafter referred to as “other monomer”) in combination with acrylic acid (salt). Although it does not specifically limit as said other monomer, Water-soluble or hydrophobic unsaturated monomer is mentioned. Specific examples include monomers (excluding acrylic acid) disclosed in paragraph [0035] of US Patent Application Publication No. 2005/215734.

本発明に係る製造方法で得られる吸水性樹脂には、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。   The water-absorbent resin obtained by the production method according to the present invention includes those having the water-soluble or hydrophobic unsaturated monomer as a copolymerization component.

(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意味し、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” means a composition containing a basic compound, such as a commercially available sodium hydroxide aqueous solution.

当該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。中でも、高物性の吸水性樹脂を製造するという観点から、強塩基性の化合物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特に好ましい。   Specific examples of the basic compound include alkali metal carbonates and hydrogen carbonates, alkali metal hydroxides, ammonia, and organic amines. Among these, from the viewpoint of producing a water-absorbing resin having high physical properties, a strongly basic compound is desired. That is, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide are preferable, and sodium hydroxide is particularly preferable.

本発明の吸水性樹脂は、アクリル酸(塩)を架橋重合したポリアクリル酸(塩)である。したがって、当該ポリアクリル酸(塩)を得るため、アクリル酸を上記塩基性組成物で中和する工程(中和工程)を有することが好ましい。   The water-absorbent resin of the present invention is polyacrylic acid (salt) obtained by crosslinking and polymerizing acrylic acid (salt). Therefore, in order to obtain the polyacrylic acid (salt), it is preferable to have a step of neutralizing acrylic acid with the basic composition (neutralization step).

(中和工程)
上記中和工程として本発明では、単量体のアクリル酸に対する中和の他に、アクリル酸を架橋重合させて得られる含水ゲル状架橋重合体に対する中和(以下、「後中和」と称する)も含まれる。これらの中和は、連続式でもバッチ式でもよいが、生産効率等の観点から連続式が好ましい。また、これらの中和を併用することもできる。
(Neutralization process)
In the present invention as the neutralization step, in addition to neutralization of the monomer acrylic acid, neutralization of the hydrogel crosslinked polymer obtained by crosslinking polymerization of acrylic acid (hereinafter referred to as “post-neutralization”). ) Is also included. These neutralizations may be continuous or batch, but continuous is preferred from the viewpoint of production efficiency. Moreover, these neutralization can also be used together.

当該中和工程で適用される装置、塩基性組成物、温度条件、滞留時間等の中和条件については、国際公開第2009/123197号や米国特許出願公開第2008/0194863号に開示された内容が本発明に適用される。   About the neutralization conditions, such as the apparatus applied in the said neutralization process, a basic composition, temperature conditions, and residence time, the content disclosed by international publication 2009/123197 or US Patent application publication 2008/0194863 Applies to the present invention.

また、当該中和工程で得られるアクリル酸塩は実質一価塩であるが、例えば、5モル%以下の極少量を多価金属塩としてもよい。   The acrylate obtained in the neutralization step is a substantially monovalent salt. For example, a very small amount of 5 mol% or less may be used as the polyvalent metal salt.

本発明における中和率としては、単量体の酸基に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは40〜85モル%、更に好ましくは50〜80モル%、特に好ましくは60〜75モル%である。上記中和率が10モル%未満の場合、吸水倍率が著しく低下することがある。一方、上記中和率が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。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。   The neutralization rate in the present invention is preferably from 10 to 90 mol%, more preferably from 40 to 85 mol%, still more preferably from 50 to 80 mol%, particularly preferably from 60 to 90 mol%, based on the acid group of the monomer. 75 mol%. When the said neutralization rate is less than 10 mol%, a water absorption factor may fall remarkably. On the other hand, when the said neutralization rate exceeds 90 mol%, the water absorbing resin with a high water absorption ratio under pressure may not be obtained. 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.

(内部架橋剤)
本発明で使用される内部架橋剤としては、アクリル酸と反応しうる置換基を2個以上有する化合物が挙げられる。具体的には、米国特許第6241928号のカラム14に記載された化合物が挙げられる。これらのうち、1種又は2種以上の化合物が用いられる。
(Internal crosslinking agent)
Examples of the internal crosslinking agent used in the present invention include compounds having two or more substituents capable of reacting with acrylic acid. Specific examples include compounds described in column 14 of US Pat. No. 6,241,928. Of these, one or more compounds are used.

中でも、得られる吸水性樹脂の吸水性能等の観点から、2個以上の重合性不飽和基を有する化合物が好ましく、より好ましくは後述する乾燥温度程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2個以上の重合性不飽和基を有する化合物が挙げられる。   Among these, from the viewpoint of the water absorption performance of the resulting water-absorbent resin, a compound having two or more polymerizable unsaturated groups is preferable, more preferably a compound having thermal decomposability at about the drying temperature described below, and more preferably ( And compounds having two or more polymerizable unsaturated groups having a poly) alkylene glycol structural unit.

当該重合性不飽和基として、好ましくはアリル基や(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、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数としては、1〜100が好ましく、6〜50がより好ましい。   The polymerizable unsaturated group is preferably an allyl group or a (meth) acrylate group, more preferably a (meth) acrylate group. Moreover, as an alkylene glycol structural unit, polyethyleneglycol is preferable and as n number, 1-100 are preferable and 6-50 are more preferable.

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)アクリレートが重合時に用いられる。   Therefore, in the present invention, (poly) alkylene glycol di (meth) acrylate or (poly) alkylene glycol tri (meth) acrylate, more preferably (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate is used during polymerization.

上記内部架橋剤の使用量は、単量体に対して、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。当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。   The amount of the internal cross-linking 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 monomer. is there. By setting the amount to be used within the above range, a desired water absorbent resin can be obtained.

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。一方で、当該手法以外に、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、上記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, an internal crosslinking agent was added during or after polymerization, a method of post-crosslinking, a method of radical crosslinking using a radical polymerization initiator, active energy rays such as electron beams and ultraviolet rays were used. A method of radiation crosslinking or the like can also be employed. Moreover, said method 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、吸水性樹脂の吸水性能等の諸物性を向上させることを目的として、下記の物質を単量体水溶液を調製する際に、添加することもできる。
(Other substances added to the monomer aqueous solution)
In the present invention, for the purpose of improving various physical properties such as water absorption performance of the water absorbent resin, the following substances can be added when preparing the monomer aqueous solution.

具体的には、水溶性樹脂又は吸水性樹脂を好ましくは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、気泡等の発泡剤や、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, the water-soluble resin or water-absorbing resin is preferably 50% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, still more preferably 10% by weight or less, and particularly preferably 5% by weight or less (the lower limit is 0% by weight). Or a foaming agent such as carbonates, azo compounds and bubbles, surfactants, chelating agents, chain transfer agents and the like are preferably 5% by weight or less, more preferably 1% by weight or less, still more preferably 0.8%. Or 5% by weight or less (the lower limit is 0% by weight).

これらの物質は、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。   These substances may be added not only in the form added to the monomer aqueous solution, but also in the form added during the polymerization, or these forms may be used in combination.

なお、上記水溶性樹脂又は吸水性樹脂を使用する場合、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)が得られるが、これらの重合体、吸水性樹脂組成物も本発明のポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の範疇である。   When the above water-soluble resin or water-absorbent resin is used, a graft polymer or a water-absorbent resin composition (for example, starch-acrylic acid polymer, PVA-acrylic acid polymer, etc.) is obtained. Combined and water-absorbing resin compositions are also within the category of the polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin of the present invention.

(単量体成分の濃度)
本発明において、単量体水溶液中の単量体成分の濃度としては、特に限定されないが、吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは10〜80重量%、より好ましくは20〜75重量%、更に好ましくは30〜70重量%である。なお、後述する高濃度重合を採用する場合には、後述の範囲が好ましく適用される。
(Concentration of monomer component)
In the present invention, the concentration of the monomer component in the aqueous monomer solution is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by weight, more preferably 20 to 75% by weight, from the viewpoint of physical properties of the water absorbent resin. More preferably, it is 30 to 70% by weight. In addition, when employ | adopting high concentration polymerization mentioned later, the below-mentioned range is applied preferably.

なお、重合形態として、水溶液重合又は逆相懸濁重合を採用する場合、水以外の任意の溶媒を必要に応じて併用することもできる。その場合、使用される溶媒の種類は特に限定されない。   In addition, when employ | adopting aqueous solution polymerization or reverse phase suspension polymerization as a polymerization form, arbitrary solvents other than water can also be used together as needed. In that case, the kind of solvent used is not specifically limited.

上記「単量体成分の濃度」は、下記式(1)から算出される値であり、式(1)中、単量体水溶液には、グラフト成分や吸水性樹脂、逆相懸濁重合における疎水性溶媒は含まれない。   The “concentration of the monomer component” is a value calculated from the following formula (1). In the formula (1), the monomer aqueous solution includes a graft component, a water absorbent resin, and a reverse phase suspension polymerization. Hydrophobic solvents are not included.

Figure 2016060764
(2−2)重合工程
Figure 2016060764
(2-2) Polymerization process

本工程は、上記単量体水溶液の調製工程で得られる単量体水溶液を重合させて、含水ゲ   In this step, the monomer aqueous solution obtained in the monomer aqueous solution preparation step is polymerized to obtain a water-containing gel.

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。 This is a step of obtaining a crosslinked polymer (hereinafter referred to as “water-containing gel”).

(重合開始剤)
本発明で使用される重合開始剤として、熱分解性重合開始剤、光分解性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、具体的には、米国特許第7265190号のカラム5に開示された化合物が挙げられる。これらのうち、1種又は2種以上の化合物が用いられる。
(Polymerization initiator)
Examples of the polymerization initiator used in the present invention include a thermally decomposable polymerization initiator, a photodegradable polymerization initiator, or a redox polymerization initiator used in combination with a reducing agent that promotes the decomposition of these polymerization initiators. Specific examples include compounds disclosed in column 5 of US Pat. No. 7,265,190. Of these, one or more compounds are used.

中でも、得られる吸水性樹脂の吸水性能や取扱性の観点から、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用いられる。   Among these, from the viewpoint of water absorption performance and handleability of the obtained water absorbent resin, a peroxide or an azo compound is preferably used, more preferably a peroxide, and still more preferably a persulfate.

上記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。上記還元剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは0.0001〜0.02モル%である。当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。   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. By setting the amount to be used within the above range, a desired water absorbent resin can be obtained.

上記重合開始剤以外に、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することもできる。また、これらを併用することもできる。   In addition to the above polymerization initiator, an active energy ray such as an electron beam or ultraviolet ray may be irradiated to cause a polymerization reaction. Moreover, these can also 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、吸水性樹脂の吸水性能や重合制御の容易性等の観点から、好ましくは噴霧重合、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、特に好ましくは連続水溶液重合が挙げられる。
(Polymerization form)
The polymerization form applied to the present invention is not particularly limited, but is preferably spray polymerization, droplet polymerization, aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization from the viewpoint of water absorption performance of the water absorbent resin and ease of polymerization control. More preferably, aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, still more preferably aqueous solution polymerization, and particularly preferably continuous aqueous solution polymerization.

上記連続水溶液重合の具体的形態として、連続ベルト重合や連続ニーダー重合が挙げられる。なお、連続ベルト重合として、米国特許第4893999号、同第6241928号、米国特許出願公開第2005/215734号等に、連続ニーダー重合として、米国特許第6987151号、同第6710141号等に、それぞれ開示されている内容が本発明に適用される。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。   Specific examples of the continuous aqueous solution polymerization include continuous belt polymerization and continuous kneader polymerization. In addition, as continuous belt polymerization, U.S. Pat. Nos. 4,893,999 and 6,241,928, U.S. Patent Application Publication No. 2005/215734, etc., and as continuous kneader polymerization, disclosed in U.S. Pat. Nos. 6,987,151 and 6,710,141, respectively. The contents applied are applied to the present invention. 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実施形態として、高温開始重合や高濃度重合が挙げられる。当該「高温開始重合」とは、単量体水溶液の温度を好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上、更に好ましくは40℃以上、特に好ましくは50℃以上(上限は単量体水溶液の沸点)に上昇させた後に重合を開始する方法をいい、「高濃度重合」とは、単量体成分の濃度を好ましくは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80重量%)に調製した後に重合を開始する方法をいう。なお、これらの重合方法は併用することもできる。   Moreover, high temperature initiation polymerization and high concentration polymerization are mentioned as preferable embodiment of the said continuous aqueous solution polymerization. The “high temperature initiation polymerization” means that the temperature of the monomer aqueous solution is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 35 ° C. or higher, still more preferably 40 ° C. or higher, particularly preferably 50 ° C. or higher (the upper limit is that of the monomer aqueous solution). Refers to a method in which the polymerization is started after the boiling point is raised, and “high concentration polymerization” means that the concentration of the monomer component is preferably 30% by weight or more, more preferably 35% by weight or more, and still more preferably 40% by weight. % Or more, particularly preferably 45% by weight or more (upper limit is 80% by weight), and then the polymerization is started. These polymerization methods can be used in combination.

また、本発明では重合中に固形分濃度を上昇させることもできる。当該固形分濃度の上昇は、「固形分上昇度」として下記式(2)で定義される。当該固形分上昇度は好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上である。   Moreover, in this invention, solid content concentration can also be raised during superposition | polymerization. The increase in the solid content concentration is defined by the following formula (2) as “solid content increase degree”. The degree of increase in the solid content is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more.

Figure 2016060764
上式(2)中、「単量体水溶液の固形分濃度」とは、下記式(3)で定義される値であ
Figure 2016060764
In the above formula (2), the “solid content concentration of the monomer aqueous solution” is a value defined by the following formula (3).

る。 The

Figure 2016060764
上式(3)中、「重合系内の成分重量」とは、単量体水溶液、グラフト成分、吸水性樹
Figure 2016060764
In the above formula (3), “component weight in polymerization system” means monomer aqueous solution, graft component, water-absorbing resin

脂及びその他の固形分(例えば、水不溶性微粒子等)の合計重量を指し、逆相懸濁重合等 Refers to the total weight of fat and other solids (for example, water-insoluble fine particles). Reverse phase suspension polymerization, etc.

で用いられる疎水性溶媒は含まれない。つまり、上記「単量体水溶液の固形分濃度」とは、重合によって固体化する成分の濃度を指す。 The hydrophobic solvent used in is not included. That is, the “solid content concentration of the monomer aqueous solution” refers to the concentration of the component that is solidified by polymerization.

また、本発明では、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実施することが好ましく、酸素濃度を1容積%以下の雰囲気下に制御することがより好ましい。更にこの場合、単量体又は単量体水溶液中の溶存酸素を不活性ガスで十分に置換(例えば、溶存酸素濃度を1mg/L未満)しておくことも望まれる。なお、上記不活性ガス等の気泡を単量体水溶液に分散させて重合を行う発泡重合とすることもできる。   In the present invention, from the viewpoint of the color tone of the resulting water-absorbent resin, the polymerization is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, and the oxygen concentration is controlled in an atmosphere of 1% by volume or less. Is more preferable. Further, in this case, it is also desired that the dissolved oxygen in the monomer or the monomer aqueous solution is sufficiently substituted with an inert gas (for example, the dissolved oxygen concentration is less than 1 mg / L). In addition, it can also be set as foaming polymerization which superpose | polymerizes by disperse | distributing bubbles, such as the said inert gas, in monomer aqueous solution.

本発明において、重合後に得られる含水ゲルの重合率は、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。上限として好ましくは99.99モル%以下、より好ましくは99.9モル%以下、更に好ましくは99.8モル%以下である。当該重合率が90モル%未満の場合、吸水性樹脂中の残存モノマーが多く、一方、重合率が99.99モル%を超える場合、必要以上の重合時間を要し生産性が低下するため、好ましくない。更に場合により、乾燥後の吸水性樹脂の物性(吸水倍率と可溶分の関係)が低下する。   In the present invention, the polymerization rate of the hydrogel obtained after polymerization is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, still more preferably 98 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more. The upper limit is preferably 99.99 mol% or less, more preferably 99.9 mol% or less, still more preferably 99.8 mol% or less. When the polymerization rate is less than 90 mol%, there are many residual monomers in the water-absorbent resin, while when the polymerization rate exceeds 99.99 mol%, it takes more polymerization time than necessary, and the productivity decreases. It is not preferable. Furthermore, depending on the case, the physical properties (relationship between water absorption and soluble content) of the water-absorbent resin after drying are lowered.

本発明では、過度に重合を進行させる必要はなく、後述の乾燥工程、特に熱風乾燥工程において残存単量体を低減させることが可能であり、結果として生産性を向上させることができる。   In the present invention, it is not necessary to advance the polymerization excessively, and it is possible to reduce the residual monomer in the drying step described later, particularly in the hot air drying step, and as a result, productivity can be improved.

(2−3)ゲル粉砕工程
本工程は、上記重合工程で得られる含水ゲルをニーダー、ミートチョッパー又は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ことになる。
(2-3) Gel pulverization step In this step, the water-containing gel obtained in the polymerization step is subjected to gel pulverization with a gel pulverizer such as a kneader, meat chopper, or cutter mill, and then a particulate water-containing gel (hereinafter referred to as "particulate water-containing water"). This is a step of obtaining a “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.

本発明に適用されるゲル粉砕形態としては、特に限定されないが、国際公開第2011/126079号に開示される方法が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a gel grinding | pulverization form applied to this invention, The method disclosed by international publication 2011/126079 is mentioned.

かようなゲル粉砕で得られる粒子状含水ゲルの重量平均粒子径(D50)は、好ましくは4000μm以下、より好ましくは2000μm以下である。粒子状含水ゲルの重量平均粒子径(D50)を上記範囲内とすることで、表面積が大きくなるため、残存モノマー(特にアクリル酸)が揮発しやすくなり、残存モノマーの低減を図ることができる。   The weight average particle diameter (D50) of the particulate hydrogel obtained by such gel pulverization is preferably 4000 μm or less, more preferably 2000 μm or less. By setting the weight average particle diameter (D50) of the particulate hydrogel within the above range, the surface area is increased, so that the residual monomer (particularly acrylic acid) is likely to volatilize, and the residual monomer can be reduced.

(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る粒子状含水ゲルを所望の固形分濃度まで乾燥させて乾燥重合体を得る工程である。
(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 solid content concentration.

本発明に適用される乾燥形態としては、特に限定されないが、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、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の乾燥を適用することができる。   The drying form applied to the present invention is not particularly limited, but is heat drying, hot air drying, vacuum drying, fluidized bed drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, azeotropic dehydration with a hydrophobic organic solvent. Various drying methods such as drying and high-humidity drying using high-temperature steam can be applied.

これらの中でも、本発明に適した乾燥形態として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特に好ましい。なお、得られる吸水性樹脂の色調や乾燥効率の観点から、熱風の温度(乾燥温度)として好ましくは100〜300℃、より好ましくは120〜220℃、更に好ましくは160〜200℃である。また、熱風の風速として好ましくは3.0m/s以下、より好ましくは0.5〜2.0m/s以下である。乾燥時間は適宜決定されるが、好ましくは1分〜10時間、より好ましくは5分〜3時間、更に好ましくは10分〜1時間である。かような範囲とすることで、乾燥重合体の物性にムラが生じにくく、含水率を所望の範囲に制御することができ、更に得られる吸水性樹脂の色調悪化や吸水性能の低下を抑えることができる。   Among these, hot air drying is preferable as a drying form suitable for the present invention, and band drying in which hot air drying is performed on a ventilation belt is particularly preferable. In addition, from a viewpoint of the color tone and drying efficiency of the water-absorbing resin obtained, the temperature of the hot air (drying temperature) is preferably 100 to 300 ° C, more preferably 120 to 220 ° C, and still more preferably 160 to 200 ° C. Also, the wind speed of the hot air is preferably 3.0 m / s or less, more preferably 0.5 to 2.0 m / s or less. Although drying time is suitably determined, Preferably it is 1 minute-10 hours, More preferably, it is 5 minutes-3 hours, More preferably, it is 10 minutes-1 hour. By setting it in such a range, it is difficult to cause unevenness in the physical properties of the dry polymer, the water content can be controlled to a desired range, and further, the deterioration of the color tone and water absorption performance of the obtained water absorbent resin can be suppressed. Can do.

また、本工程で得られる乾燥重合体の固形分濃度として好ましくは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。なお、当該固形分濃度は、乾燥減量(試料1gを180℃で3時間加熱した際の重量変化量)から求められる。   Further, the solid content concentration of the dry polymer obtained in this step is preferably 80% by weight or more, more preferably 85 to 99% by weight, still more preferably 90 to 98% by weight, and particularly preferably 92 to 97% by weight. . In addition, the said solid content density | concentration is calculated | required from drying loss (weight change amount when a sample 1g is heated at 180 degreeC for 3 hours).

上記バンド乾燥を行う場合、上述以外の条件として、国際公開第2006/100300号、同第2011/025012号、同第2011/025013号、同第2011/111657号等に開示される条件が適用される。   When performing the band drying, conditions disclosed in International Publication Nos. 2006/100300, 2011/025012, 2011/025013, 2011/111657, etc. are applied as conditions other than those described above. The

(2−5)粉砕工程、分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られる乾燥重合体を粉砕(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(表面架橋前の、粒子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) Crushing 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 (surface) This is a step of obtaining a particulate water-absorbing resin before crosslinking, for 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、特に限定されないが、ロールミル、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。これらは、必要に応じて併用される。   The equipment used in the pulverization step of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a high-speed rotary pulverizer such as a roll mill, a hammer mill, a screw mill, and a pin mill, a vibration mill, a knuckle type pulverizer, and a cylindrical mixer. . These are used in combination as necessary.

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、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、吸水性樹脂の粒度は、粉砕工程、分級工程に限らず、重合工程(特に逆相懸濁重合や噴霧重合、液滴重合)やその他の工程(例えば、造粒工程)でも、適宜調整することができる。   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 of the water-absorbing resin is not limited to the pulverization step and the classification step, but is also adjusted appropriately in the polymerization step (especially reverse phase suspension polymerization, spray polymerization, droplet polymerization) and other steps (for example, granulation step). can do.

当該吸水性樹脂粉末の粒度として、重量平均粒子径(D50)は好ましくは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、粒子径が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(下限は0重量%)であり、粒子径が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(下限は0重量%)である。更に、粒子径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。   As the particle size of the water-absorbent resin powder, the weight average particle size (D50) is 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 proportion of particles having a particle size of less than 150 μm is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, still more preferably 1% by weight or less (the lower limit is 0% by weight), and the particle size is 850 μm or more. The proportion of the particles is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, still more preferably 1% by weight or less (the lower limit is 0% 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.

これらの粒度は、米国特許第7638570号や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。   These particle sizes are measured using a standard sieve according to the measurement methods disclosed in US Pat. No. 7,638,570 and ERT420.2-02.

上記粒度は、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)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、上記範囲の粒度を維持するように、表面架橋されることが望まれる。   The above particle size is applied not only to the water-absorbing resin after surface crosslinking (hereinafter referred to as “water-absorbing resin particles” for convenience) but also to the water-absorbing resin as a final product. Therefore, it is desired that the surface is crosslinked so as to maintain the particle size in the above range.

(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、加熱処理工程及び必要により冷却工程から構成される。当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重合や表面重合、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。
(2-6) Surface cross-linking step This step is a step of providing a portion having a high 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). , A mixing step, a heat treatment step and, if necessary, a cooling step. In the surface crosslinking step, surface-crosslinked water-absorbing resin (water-absorbing resin particles) is obtained by radical polymerization or surface polymerization on the surface of the water-absorbent resin powder, a crosslinking reaction with a surface crosslinking agent, or the like.

(表面架橋剤)
本発明で使用される表面架橋剤として、好ましくは、種々の有機又は無機の表面架橋剤、より好ましくは吸水性樹脂の吸水性能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して共有結合を形成する有機表面架橋剤が挙げられる。具体的には、米国特許7183456号のカラム9〜10に記載された表面架橋剤が挙げられる。これらのうち、1種又は2種以上の表面架橋剤が用いられる。また、必要に応じて、親水性有機溶媒を使用することもできる。
(Surface cross-linking agent)
The surface cross-linking agent used in the present invention is preferably various organic or inorganic surface cross-linking agents, and more preferably reacted with a carboxyl group from the viewpoint of water absorption performance of the water-absorbent resin and handling properties of the surface cross-linking agent. Organic surface cross-linking agents that form covalent bonds. Specifically, surface cross-linking agents described in columns 9 to 10 of US Pat. No. 7,183,456 can be mentioned. Of these, one or more surface cross-linking agents are used. Moreover, a hydrophilic organic solvent can also be used as needed.

当該表面架橋剤の使用量(複数使用の場合は合計使用量)としては、吸水性樹脂粉末100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.01〜5重量部である。また、当該表面架橋剤は水溶液として添加することが好ましく、この場合、水の使用量としては、吸水性樹脂粉末100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは0.5〜10重量部である。更に、必要に応じて親水性有機溶媒を用いる場合の使用量としては、吸水性樹脂粉末100重量部に対して、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。   The amount of the surface cross-linking agent used is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin powder. Part. The surface cross-linking agent is preferably added as an aqueous solution. In this case, the amount of water used is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0 to 100 parts by weight of the water-absorbent resin powder. .5 to 10 parts by weight. Furthermore, the amount used when using a hydrophilic organic solvent as required is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin powder.

(混合工程)
本混合工程は、吸水性樹脂粉末と上記表面架橋剤とを混合して混合物を得る工程である。当該表面架橋剤の添加、混合方法については、特に限定されないが、表面架橋剤及び溶媒としての水、親水性有機溶媒又はこれらの混合物を予め用意した後、吸水性樹脂粉末に対して、噴霧又は滴下して添加し混合することが好ましく、噴霧して添加し混合することがより好ましい。
(Mixing process)
This mixing step is a step of obtaining a mixture by mixing the water absorbent resin powder and the surface cross-linking agent. The method for adding and mixing the surface cross-linking agent is not particularly limited, but after preparing the surface cross-linking agent and water as a solvent, a hydrophilic organic solvent or a mixture thereof in advance, spraying or It is preferable to add and mix dropwise, and more preferably to add and mix by spraying.

また、当該混合に用いられる機器としては、特に限定されないが、好ましくは高速攪拌型混合機、より好ましくは高速攪拌型連続混合機が挙げられる。   Further, the equipment used for 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)
本加熱処理工程は、上記吸水性樹脂粉末と表面架橋剤との混合物を加熱処理して、吸水性樹脂粒子を得る工程である。
(Heat treatment process)
This heat treatment step is a step of obtaining water absorbent resin particles by heat-treating the mixture of the water absorbent resin powder and the surface cross-linking agent.

上記加熱処理に用いられる機器としては、特に限定されないが、好ましくはパドルドライヤーが挙げられる。加熱処理時の温度として好ましくは80〜250℃、より好ましくは100〜220℃である。   Although it does not specifically limit as an apparatus used for the said heat processing, Preferably a paddle dryer is mentioned. Preferably it is 80-250 degreeC as temperature at the time of heat processing, More preferably, it is 100-220 degreeC.

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

当該冷却工程に用いられる機器としては、特に限定されないが、加熱処理工程で使用される機器と同一仕様の機器が好ましく、パドルドライヤーがより好ましい。熱媒に代えて冷媒を用いることで冷却機として使用することができるためである。   Although it does not specifically limit as an apparatus used for the said cooling process, The apparatus of the same specification as the apparatus used at a heat processing process is preferable, and a paddle dryer is more preferable. It is because it can be used as a cooler by using a refrigerant instead of the heat medium.

(2−7)再加湿工程
本工程は、上記表面架橋工程で得られる吸水性樹脂粒子に、添加剤として、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、及びα−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種の化合物を添加する工程である。
(2-7) Re-humidification step This step comprises adding, as an additive to the water-absorbent resin particles obtained in the surface cross-linking step, a polyvalent metal salt compound, a polycationic polymer, a chelating agent, an inorganic reducing agent, and α- It is a step of adding at least one compound selected from the group consisting of hydroxycarboxylic acid compounds.

上記添加剤は、水溶液又はスラリー液で添加することが好ましく、吸水性樹脂を再度水膨潤させることになるため、本工程を「再加湿工程」という。なお、当該再加湿工程において、必要に応じて、加熱又は乾燥を行って、得られる吸水性樹脂の含水率を好ましくは1〜10重量%、より好ましくは2〜9重量%に制御する。   The additive is preferably added as an aqueous solution or a slurry, and the water-absorbing resin is again swollen with water, so this step is referred to as a “rehumidification step”. In addition, in the said rehumidification process, it heats or dries as needed, Preferably the water content of the water-absorbing resin obtained is controlled to 1 to 10 weight%, More preferably, it is 2 to 9 weight%.

上記添加剤は、上述した表面架橋剤と同時に添加、混合してもよく、あるいは、表面架橋剤とは別途に表面架橋工程で添加することもできる。   The above additives may be added and mixed simultaneously with the surface cross-linking agent described above, or may be added separately from the surface cross-linking agent in the surface cross-linking step.

(多価金属塩化合物及び/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性能の観点から、多価金属塩化合物及び/又はカチオン性ポリマーを添加することが好ましい。これらの化合物を添加することによって、吸水性樹脂の吸水速度(例えば、FSR)や通液性(例えば、SFC)を向上させることができ、更に吸湿時の流動性も向上させることができる。
(Polyvalent metal salt compound and / or cationic polymer)
In the present invention, it is preferable to add a polyvalent metal salt compound and / or a cationic polymer from the viewpoint of the water absorption performance of the resulting water absorbent resin. By adding these compounds, the water absorption rate (for example, FSR) and liquid permeability (for example, SFC) of the water absorbent resin can be improved, and the fluidity at the time of moisture absorption can also be improved.

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」に記載される化合物及びその使用量が本発明に適用される。   Specifically, the compounds described in “[7] polyvalent metal salts and / or cationic polymers” of WO 2011/040530 and the amounts used thereof are applied 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物性の観点から、キレート剤を添加することが好ましい。当該化合物を添加することによって、吸水性樹脂の色調悪化や劣化を抑制又は防止することができる。
(Chelating agent)
In this invention, it is preferable to add a chelating agent from a viewpoint of the physical property of the water-absorbing resin obtained. By adding the compound, deterioration or deterioration of the color tone of the water-absorbent resin can be suppressed or prevented.

具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔2〕キレート剤」に記載される化合物及びその使用量が本発明に適用される。   Specifically, the compounds described in “[2] chelating agents” of WO 2011/040530 and the amounts 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物性の観点から、無機還元剤を添加することが好ましい。当該化合物を添加することによって、吸水性樹脂の色調悪化や劣化を抑制又は防止、更には残存モノマーを低減させることができる。
(Inorganic reducing agent)
In this invention, it is preferable to add an inorganic reducing agent from a viewpoint of the physical property of the water absorbent resin obtained. By adding the compound, it is possible to suppress or prevent the color tone deterioration and deterioration of the water-absorbent resin, and further reduce the residual monomer.

具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔3〕無機還元剤」に記載される化合物及びその使用量が本発明に適用される。   Specifically, the compounds described in “[3] Inorganic reducing agent” of International Publication No. 2011/040530 and the amounts 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物性の観点から、α−ヒドロキシカルボン酸化合物を添加することが好ましい。当該化合物を添加することによって、吸水性樹脂の色調悪化を抑制又は防止することができる。
(Α-hydroxycarboxylic acid compound)
In the present invention, it is preferable to add an α-hydroxycarboxylic acid compound from the viewpoint of physical properties of the resulting water-absorbent resin. By adding the compound, deterioration of the color tone of the water-absorbent resin can be suppressed or prevented.

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」に記載される化合物及びその使用量が本発明に適用される。   Specifically, the compounds described in “[6] α-hydroxycarboxylic acid compound” of WO 2011/040530 and the amount of use thereof are applied to the present invention.

なお、上記「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を指し、α位にヒドロキシル基を有する化合物である。   The “α-hydroxycarboxylic acid compound” refers to a carboxylic acid having a hydroxyl group in the molecule or a salt thereof, and is a compound having a hydroxyl group at the α-position.

(2−8)その他の添加剤の添加工程
本工程は、上述した添加剤以外の添加剤を添加する工程であり、吸水性樹脂に対して種々の機能を付与するために設置される任意の工程である。かような添加剤として、界面活性剤、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、リン原子を有する化合物、パルプや熱可塑性繊維等が挙げられる。
(2-8) Addition process of other additives This process is a process of adding additives other than the above-described additives, and is an arbitrary process installed to impart various functions to the water absorbent resin. It is a process. Such additives include surfactants, oxidizing agents, organic reducing agents, water-insoluble inorganic fine particles, organic powders such as metal soaps, deodorants, antibacterial agents, compounds having phosphorus atoms, pulp and thermoplastic fibers. Can be mentioned.

なお、上記界面活性剤として、具体的には国際公開第2005/075070号に記載された界面活性剤が好ましく適用される。   As the surfactant, specifically, a surfactant described in International Publication No. 2005/077500 is preferably applied.

また、当該界面活性剤は、上記(2−1)で述べたように単量体水溶液に添加してもよいし、表面架橋後の吸水性樹脂に添加してもよい。   Further, the surfactant may be added to the aqueous monomer solution as described in (2-1) above, or may be added to the water-absorbing resin after surface crosslinking.

上記添加剤の使用量としては、用途に応じて適宜設定すればよく特に限定されないが、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(下限は0重量%)である。   The amount of the additive used is not particularly limited as long as it is appropriately set depending on the application, but is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less (the lower limit is 0% by weight). %).

(2−9)その他の工程
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。
(2-9) Other steps 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.

なお、上記整粒工程には、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行われる粉砕工程及び分級工程が含まれる。また、上記微粉の再利用工程には、微粉をそのままの状態で、或いは、造粒工程で大きな含水ゲルとした上で、吸水性樹脂の何れかの製造工程に添加する工程が含まれる。   The above sizing process includes a fine powder removing process after the surface cross-linking process and a pulverizing process and a classifying process performed when the water-absorbing resin aggregates and exceeds a desired size. The fine powder reuse step includes a step of adding the fine powder as it is or making it into a large hydrogel in the granulation step and adding it to any of the production steps of the water absorbent resin.

(2−10)輸送工程
上述した各工程の間は、スクリューフィーダー、バケットコンベア、フライトコンベア、ベルトコンベアや空気輸送等の各種搬送機で連結され、必要に応じて、各工程の間で中間貯蔵される。吸水性樹脂の製造工程全体として、基本的に各工程が連結されており、好ましくは密閉系で製造及び充填がなされる。
(2-10) Transportation process Between each process mentioned above, it is connected with various feeders, such as a screw feeder, a bucket conveyor, a flight conveyor, a belt conveyor, and pneumatic transportation, and intermediate storage is carried out between each process as needed. Is done. As a whole manufacturing process of the water-absorbent resin, each process is basically connected, and the manufacturing and filling are preferably performed in a closed system.

(2−11)充填工程
本工程は、上述した工程の少なくとも一部を経て製造される最終製品としての吸水性樹脂が、コンテナバッグやペーパーバッグ等の充填容器に充填される工程である。当該充填容器に充填された吸水性樹脂は、所定の検査を受けた後に出荷される。
(2-11) Filling step This step is a step in which a water-absorbing resin as a final product manufactured through at least a part of the above-described steps is filled into a filling container such as a container bag or a paper bag. The water-absorbent resin filled in the filling container is shipped after undergoing a predetermined inspection.

なお、最終製品の吸水性樹脂を充填容器に充填する前に、貯蔵槽に所定時間貯蔵し、その後、出荷形態(例えば、袋、箱、瓶、サイロ等)に応じた充填を行うことで、充填後の吸水性樹脂の物性が向上及び安定化が可能となる。充填単位としては、出荷形態に応じて適宜設定すればよく、好ましくは100g〜100t、より好ましくは10kg〜10tである。   In addition, before filling the water-absorbent resin of the final product into the filling container, it is stored in a storage tank for a predetermined time, and then is filled according to the shipment form (for example, bag, box, bottle, silo, etc.) The physical properties of the water-absorbent resin after filling can be improved and stabilized. What is necessary is just to set suitably as a filling unit according to a shipment form, Preferably it is 100g-100t, More preferably, it is 10kg-10t.

〔3〕温度調整を必要とする製造工程
本発明における温度調整を必要とする製造工程は、単量体水溶液の調製工程、重合工程、表面架橋後の冷却工程から選ばれる少なくとも一つ以上であることが好ましい。また、上記以外に再加湿工程等が挙げられる。また、単量体水溶液の調整工程には、中和反応後の単量体水溶液の冷却も含まれる。
[3] Manufacturing process requiring temperature adjustment The manufacturing process requiring temperature adjustment in the present invention is at least one selected from a monomer aqueous solution preparation step, a polymerization step, and a cooling step after surface crosslinking. It is preferable. Moreover, a rehumidification process etc. are mentioned other than the above. The monomer aqueous solution adjustment step includes cooling of the monomer aqueous solution after the neutralization reaction.

(温度調整機器)
上記の各製造工程で使用される温度調整機器は、長期間、安定的に温度制御を行うことができればよく、特に限定されないが、用途に応じて適切な機器が選択される。具体的には、中和反応後の単量体水溶液の冷却には二重管式熱交換器や多管式熱交換器が使用される。また、重合工程ではジャケット付き重合反応器(ニーダー等)が使用され、表面架橋工程や再加湿工程ではジャケット付きの混合装置、例えば、スクリューミキサー、ディスクミキサー、鋤型ミキサー、パドル型ミキサー等が使用される。
(Temperature adjustment equipment)
The temperature adjusting device used in each of the manufacturing processes is not particularly limited as long as it can stably control the temperature for a long period of time, and an appropriate device is selected according to the application. Specifically, a double-tube heat exchanger or a multi-tube heat exchanger is used for cooling the aqueous monomer solution after the neutralization reaction. In addition, a polymerization reactor with a jacket (kneader, etc.) is used in the polymerization process, and a mixing apparatus with a jacket, such as a screw mixer, a disk mixer, a vertical mixer, a paddle mixer, etc., is used in the surface crosslinking process or rehumidification process. Is done.

本発明では、吸水性樹脂又はその原料の温度が好ましくは0〜100℃、より好ましくは30〜95℃、更に好ましくは40〜90℃に調整される。当該温度範囲内に制御することによって物性がより安定する。   In the present invention, the temperature of the water absorbent resin or its raw material is preferably adjusted to 0 to 100 ° C, more preferably 30 to 95 ° C, and still more preferably 40 to 90 ° C. By controlling the temperature within the temperature range, the physical properties become more stable.

上記温度調整機器は、その比冷却出力として、好ましくは0を超えて10W/cm以下、より好ましくは0.01〜5W/cm、更に好ましくは0.1〜2W/cmを有すればよい。当該比冷却出力が10W/cmを超える場合、エネルギー的に不利となるのみならず、過冷却によって、例えば、単量体水溶液の冷却に使用した場合、単量体の塩が析出することもあり、好ましくない。 The temperature control device, as the ratio cooling output, preferably more than 0 10 W / cm 2 or less, more preferably 0.01~5W / cm 2, more preferably you have a 0.1~2W / cm 2 That's fine. When the specific cooling output exceeds 10 W / cm 2 , not only is it disadvantageous in terms of energy, but also when used for cooling a monomer aqueous solution by supercooling, a monomer salt may be precipitated. Yes, not preferred.

(温度調整機器の伝熱面に付着する汚れ)
温度調整機器の伝熱面に付着する汚れは、スケーリング、微粒子汚れ、化学反応汚れ、腐食汚れ、生物汚れ、凍結汚れに分類される。
(Dirts adhering to the heat transfer surface of the temperature control device)
Dirt adhering to the heat transfer surface of the temperature control device is classified into scaling, fine particle dirt, chemical reaction dirt, corrosive dirt, biological dirt, and frozen dirt.

上記「スケーリング」とは、例えば、水の場合、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸ナトリウムの結晶が付着したものを指す。   The “scaling” refers to, for example, in the case of water, a crystal in which calcium carbonate, calcium sulfate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and sodium sulfate are attached.

「微粒子汚れ」とは、流体中に浮遊している微粒子が沈殿して、伝熱面に堆積したものを指す。   “Particulate contamination” refers to a deposit of fine particles floating in a fluid deposited on a heat transfer surface.

「化学反応汚れ」とは、物質の化学反応によって形成された沈殿物を指す。   “Chemical reaction soil” refers to a precipitate formed by a chemical reaction of a substance.

「腐食汚れ」とは、伝熱面自身が流体と腐食反応を起こして汚れとなったものを指す。   “Corrosion dirt” refers to the heat transfer surface itself becoming dirty due to a corrosion reaction with the fluid.

「生物汚れ」とは、貝類等の固形生物が付着したものや、バクテリアと有機物及び無機物からなるスライムと呼ばれる泥状物質が付着したものを指す。   “Biological stains” refers to those to which solid organisms such as shellfish have adhered, and those to which mud substances called slime composed of bacteria, organic matter and inorganic matter have adhered.

「凍結汚れ」とは、冷たい伝熱面において、流体が凍結して付着したものを指す。   “Frozen soil” refers to a fluid that freezes and adheres to a cold heat transfer surface.

(熱交換流体)
本発明では、温度調整機器の熱交換流体として、特定の汚れ係数を有する水が使用される。当該「汚れ係数」とは、総括伝熱係数のうち、温度調整装置の伝熱面に付着した汚れに由来する熱抵抗の大きさを表し、その値は流体の種類や温度によって異なり、代表的な流体の値は経験的に求められている。したがって、汚れ係数が小さい流体の方が、温度調整機器の伝熱面に汚れとして付着した場合でも、温度調整機器の伝熱性能の低下を抑えることができる。
(Heat exchange fluid)
In the present invention, water having a specific fouling coefficient is used as the heat exchange fluid of the temperature control device. The “fouling coefficient” represents the magnitude of thermal resistance derived from dirt adhered to the heat transfer surface of the temperature control device in the overall heat transfer coefficient. The value varies depending on the type and temperature of the fluid, and is representative. The fluid value is empirically determined. Therefore, even if the fluid having a smaller contamination coefficient adheres as contamination to the heat transfer surface of the temperature adjustment device, it is possible to suppress a decrease in the heat transfer performance of the temperature adjustment device.

上記汚れ係数として、流体温度が50℃未満の時は、0.0004m・K/W以下であり、好ましくは0.0002m・K/W以下、より好ましくは0.0001m・K/W以下である。また、流体温度が50℃以上の時は、0.0006m・K/W以下であり、好ましくは0.0004m・K/W以下、より好ましくは0.0002m・K/W以下、更に好ましくは0.0001m・K/W以下である。当該汚れ係数が、上記各流体温度における上限値を超えると、温度調整機器の伝熱面に汚れが付着した際、伝熱性能の低下が大きくなるため、好ましくない。 When the fluid temperature is less than 50 ° C., the soil coefficient is 0.0004 m 2 · K / W or less, preferably 0.0002 m 2 · K / W or less, more preferably 0.0001 m 2 · K / W. It is as follows. Further, when the fluid temperature is 50 ° C. or higher, it is 0.0006 m 2 · K / W or lower, preferably 0.0004 m 2 · K / W or lower, more preferably 0.0002 m 2 · K / W or lower, Preferably it is 0.0001 m 2 · K / W or less. If the contamination coefficient exceeds the upper limit value for each of the fluid temperatures described above, it is not preferable because when the contamination is attached to the heat transfer surface of the temperature adjusting device, the heat transfer performance is greatly deteriorated.

また、特にスケーリング防止の観点から、本発明では、温度調整機器の熱交換流体として、多価金属イオンの含有量が200ppm以下である水を使用する。当該多価金属イオンの含有量として、好ましくは150ppm以下、以下順に、100ppm以下、50ppm以下、20ppm以下、10ppm以下、5ppm以下、1ppm以下、0.5ppm以下が好ましく、最も好ましくは0.1ppm以下である。下限値としては0ppmであるが、0.01ppmであってもよい。   In particular, from the viewpoint of preventing scaling, in the present invention, water having a polyvalent metal ion content of 200 ppm or less is used as the heat exchange fluid of the temperature adjusting device. The content of the polyvalent metal ions is preferably 150 ppm or less, and in order, 100 ppm or less, 50 ppm or less, 20 ppm or less, 10 ppm or less, 5 ppm or less, 1 ppm or less, 0.5 ppm or less, and most preferably 0.1 ppm or less. It is. The lower limit is 0 ppm, but may be 0.01 ppm.

上記多価金属イオンの含有量が200ppmを超える場合、温度調整機器の伝熱面表面に多価金属塩の結晶が付着し、伝熱性能の低下を招いたり、熱交換流体の流れが塞き止められるといった不具合が発生したりするため、好ましくない。   When the content of the polyvalent metal ion exceeds 200 ppm, polyvalent metal salt crystals adhere to the surface of the heat transfer surface of the temperature control device, causing a decrease in heat transfer performance or blocking the flow of the heat exchange fluid. It is not preferable because a problem such as stopping can occur.

なお、上記多価金属イオンの含有量が少ない(例えば、100ppm以下の)水としては、特に限定されないが、例えば、イオン交換水、蒸留水、天然水(ただし、低硬度の水)、河川水、地下水、雨水等が挙げられる。更に、吸水性樹脂の製造工程等、工業的に発生する凝縮水等も該当する。   The water with a low content of the polyvalent metal ions (for example, 100 ppm or less) is not particularly limited. For example, ion exchange water, distilled water, natural water (however, low hardness water), river water , Groundwater, rainwater, etc. Furthermore, industrially generated condensed water, such as a water-absorbing resin manufacturing process, also falls under this category.

また、本発明において、上記多価金属イオンは特に限定されないが、本発明の効果の観点から、好ましくは周期表第2族元素の金属イオン、より好ましくはマグネシウムイオン又はカルシウムイオン、更に好ましくはカルシウムイオンである。   In the present invention, the polyvalent metal ion is not particularly limited, but from the viewpoint of the effect of the present invention, it is preferably a metal ion of Group 2 element of the periodic table, more preferably magnesium ion or calcium ion, and still more preferably calcium. Ion.

本発明においては、スケール防止剤を使用することもできる。当該スケール防止剤としては特に限定されないが、例えば、水溶性ポリアクリル酸(塩)、ホスホン酸エステル、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。   In the present invention, a scale inhibitor can also be used. Although it does not specifically limit as the said scale inhibitor, For example, water-soluble polyacrylic acid (salt), phosphonic acid ester, benzotriazole, etc. are mentioned.

上記スケール防止剤の使用量としては、多価金属イオンの含有量、水温、循環量等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、好ましくは0〜100mg/L、より好ましくは1〜80mg/L、更に好ましくは5〜50mg/Lである。   The amount of the scale inhibitor used may be appropriately set according to the content of the polyvalent metal ion, the water temperature, the circulation amount, etc., and is not particularly limited, but is preferably 0 to 100 mg / L, more preferably 1 to 80 mg / L, more preferably 5-50 mg / L.

また、特に生物汚れ防止の観点から、本発明では、温度調整機器の熱交換流体として、消毒処理された水を使用することが好ましい。当該「消毒処理された水」とは、液化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、クロラミン、二酸化塩素、オゾン、紫外線等の殺菌作用を有する物質、いわゆるスライム防止剤で処理された水のことをいう。   In particular, from the viewpoint of preventing biological contamination, in the present invention, it is preferable to use disinfected water as the heat exchange fluid of the temperature adjusting device. The “disinfected water” is treated with a substance having a bactericidal action such as liquefied chlorine, sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, chloramine, chlorine dioxide, ozone, ultraviolet rays, so-called anti-slime agent. It means water.

また、本発明では、遊離残留塩素の含有量が好ましくは0.1mg/L以上、より好ましくは0.3〜5mg/L、更に好ましくは0.5〜1mg/Lである水を使用することが好ましい。当該遊離残留塩素の含有量が0.1mg/L未満の場合、生物汚れの防止効果が不十分であり、一方、5mg/Lを超える場合、臭気が強くなる上にコストに見合う効果が得られないため、好ましくない。   In the present invention, water having a free residual chlorine content of preferably 0.1 mg / L or more, more preferably 0.3 to 5 mg / L, still more preferably 0.5 to 1 mg / L is used. Is preferred. When the content of the free residual chlorine is less than 0.1 mg / L, the effect of preventing biofouling is insufficient. On the other hand, when it exceeds 5 mg / L, the odor becomes stronger and the effect commensurate with the cost is obtained. Since it is not, it is not preferable.

上記遊離残留塩素の含有量が0.1mg/L以上の水を得るには、取扱性や効果の観点から、殺菌作用を有する物質として、好ましくは、液化塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、二酸化塩素、より好ましくは、液化塩素、次亜塩素酸ナトリウムを使用すればよい。   In order to obtain water having a free residual chlorine content of 0.1 mg / L or more, from the viewpoint of handleability and effects, the substance having a bactericidal action is preferably liquefied chlorine, sodium hypochlorite, hypochlorous acid. Calcium chlorate and chlorine dioxide, more preferably liquefied chlorine and sodium hypochlorite may be used.

(生産量)
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、大スケールでの長期連続稼働に適しており、生産量として1ラインあたり、好ましくは1t/hr以上、より好ましくは2t/hr以上がよく、また、稼働日数として好ましくは10日間以上、より好ましくは1ヶ月間以上の連続稼働がよい。なお、本発明では、「連続稼働」は品番の切替(物性の変更)を含め、実質的な連続稼働を指し、一時的に停止する場合も連続稼働の範疇に入るものとする。
(Production volume)
The method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin according to the present invention is suitable for long-term continuous operation on a large scale, and the production amount is preferably 1 t / hr or more, more preferably 2 t / hr per line. hr is preferable, and the continuous operation is preferably 10 days or more, more preferably 1 month or more as the number of working days. In the present invention, “continuous operation” refers to substantial continuous operation including switching of product numbers (change of physical properties), and even when temporarily stopped, it is within the category of continuous operation.

〔4〕ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の物性及びその用途
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、以下の物性を満たすものが好ましい。
[4] Physical properties of polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin and use thereof The polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin obtained by the production method according to the present invention preferably satisfies the following physical properties.

即ち、CRC(遠心分離機保持容量)として、好ましくは10〜100g/g、より好ましくは20〜50g/g、更に好ましくは25〜40g/g、特に好ましくは27〜36g/gであり、AAP(加圧下吸水倍率)として、好ましくは15〜40g/g、より好ましくは20〜35g/g、更に好ましくは25〜35g/gである。   That is, the CRC (centrifuge retention capacity) is preferably 10 to 100 g / g, more preferably 20 to 50 g / g, still more preferably 25 to 40 g / g, and particularly preferably 27 to 36 g / g. (Water absorption capacity under pressure) is preferably 15 to 40 g / g, more preferably 20 to 35 g / g, and still more preferably 25 to 35 g / g.

また、SFC(生理食塩水流れ誘導性)として、好ましくは1×10−7・cm・s・g−1以上、より好ましくは10×10−7・cm・s・g−1以上であり、FSR(吸水速度)として、好ましくは0.1〜2.0g/g/s、より好ましくは0.2〜1.0g/g/sである。 Moreover, as SFC (saline flow-inductivity), Preferably it is 1 * 10 < -7 > * cm < 3 > * s * g- 1 or more, More preferably, it is 10 * 10 < -7 > * cm < 3 > * s * g- 1 or more. Yes, the FSR (water absorption rate) is preferably 0.1 to 2.0 g / g / s, more preferably 0.2 to 1.0 g / g / s.

当該吸水性樹脂を衛生用品、特に紙オムツに使用する場合、上述した物性の少なくとも1つ以上、好ましくはAAP(加圧下吸水倍率)を含めた2つ以上、より好ましくはAAP(加圧下吸水倍率)を含めた3つ以上、更に好ましくは4つすべての物性を満たすことが望まれる。   When the water-absorbent resin is used in sanitary goods, particularly paper diapers, at least one or more of the physical properties described above, preferably two or more including AAP (water absorption under pressure), more preferably AAP (water absorption under pressure). 3) or more, more preferably all four physical properties, including

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、吸収性物品、特に紙オムツや生理用ナプキン、失禁パット等の衛生用品の吸収体用途として、使用されることが好ましい。その際、親水性繊維等と複合化されてシート状等に成形される。なお、親水性繊維が使用されない場合には、紙や不織布等に当該吸水性樹脂を固定化することで、吸収性物品が得られる。   The polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin obtained by the production method according to the present invention can be used as an absorbent article for absorbent articles, particularly sanitary articles such as paper diapers, sanitary napkins, and incontinence pads. preferable. At that time, it is combined with hydrophilic fibers and formed into a sheet or the like. In addition, when hydrophilic fiber is not used, an absorptive article is obtained by immobilizing the water-absorbent resin on paper, nonwoven fabric, or the like.

以下の実施例に従って、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 in more detail with reference to the following examples, but 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. It is intended to be included within 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, the 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 unless otherwise noted.

また、便宜上、「リットル」を「l」又は「L」、「重量%」を「wt%」と記すことがある。更に、微量成分の測定を行う場合において、検出限界以下をN.D(Non Detected)と表記する。   For convenience, “liter” may be described as “l” or “L”, and “wt%” may be described as “wt%”. Further, in the case of measuring a trace component, N.sub. Described as D (Non Detected).

[吸水性樹脂の物性測定]
(a)CRC(遠心分離機保持容量)
本発明の吸水性樹脂のCRC(遠心分離機保持容量)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 (centrifuge retention capacity)
The CRC (centrifuge retention capacity) 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)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。
(C) 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.

(d)重量平均粒子径(D50)
本発明の吸水性樹脂の重量平均粒子径(D50)は、米国特許出願公開第2006/204755号に開示された測定方法に準拠して測定した。
(D) Weight average particle diameter (D50)
The weight average particle diameter (D50) of the water-absorbent resin of the present invention was measured in accordance with the measurement method disclosed in US Patent Application Publication No. 2006/204755.

(e)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2009/016055号に開示された測定方法に準拠して測定した。
(E) FSR (Water absorption rate)
The FSR (water absorption rate) of the water-absorbent resin of the present invention was measured according to the measurement method disclosed in International Publication No. 2009/016055.

[製造例1]
ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の連続製造装置として、単量体水溶液の調製工程、重合工程、ゲル粉砕工程、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程(混合工程、加熱処理工程、冷却工程)、及び整粒工程を含む製造装置を用意した。
[Production Example 1]
As a continuous production equipment for polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, preparation process of monomer aqueous solution, polymerization process, gel grinding process, drying process, grinding process, classification process, surface cross-linking process (mixing process, heat treatment process) , A cooling step), and a production apparatus including a sizing step.

当該連続製造装置は、上記各工程がこの順序で構成されており、各工程間は輸送工程によって連結されていた。当該連続製造装置を用いて、吸水性樹脂を2000kg/hrで連続的に製造した。   In the continuous manufacturing apparatus, the steps are configured in this order, and the steps are connected by a transport step. A water absorbent resin was continuously produced at 2000 kg / hr using the continuous production apparatus.

先ず、単量体水溶液(1)として、アクリル酸35.2重量部、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液11.7重量部、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(平均エチレンオキサイドユニット数:n=9)0.23重量部、キレート剤として1重量%のジエチレントリアミン5酢酸3ナトリウム(略称:DTPA・3Na)水溶液0.22重量部、及び脱イオン水33.6重量部を混合した。なお、単量体水溶液(1)の温度は50℃まで上昇した。   First, 35.2 parts by weight of acrylic acid as an aqueous monomer solution (1), 11.7 parts by weight of a 48% by weight aqueous sodium hydroxide solution, polyethylene glycol diacrylate as an internal crosslinking agent (average number of ethylene oxide units: n = 9) 0.23 parts by weight, 0.22 parts by weight of a 1% by weight diethylenetriaminepentaacetic acid trisodium (abbreviation: DTPA · 3Na) aqueous solution as a chelating agent, and 33.6 parts by weight of deionized water were mixed. In addition, the temperature of monomer aqueous solution (1) rose to 50 degreeC.

次に、上記単量体水溶液(1)を熱交換器に通して40℃に調温した後、定量ポンプを用いて連続的に重合装置に供給(送液)した。その際、送液配管の途中から窒素ガスを連続的に吹き込み、単量体水溶液(1)中の溶存酸素の濃度を0.5ppm以下とした。その後、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液17.7重量部を連続的に混合(ラインミキシング)し、続いて、重合開始剤として4重量%の過硫酸ナトリウム水溶液1.38重量部を連続的に混合(ラインミキシング)した。なお、上記水酸化ナトリウム水溶液を混合した後の単量体水溶液(1)は、中和熱によって86℃まで上昇していた。   Next, the monomer aqueous solution (1) was passed through a heat exchanger to adjust the temperature to 40 ° C., and then continuously supplied (delivered) to the polymerization apparatus using a metering pump. At that time, nitrogen gas was continuously blown from the middle of the liquid feeding pipe, so that the concentration of dissolved oxygen in the aqueous monomer solution (1) was 0.5 ppm or less. Thereafter, 17.7 parts by weight of a 48% by weight sodium hydroxide aqueous solution was continuously mixed (line mixing), and then 1.38 parts by weight of a 4% by weight sodium persulfate aqueous solution was continuously added as a polymerization initiator. Mixed (line mixing). In addition, monomer aqueous solution (1) after mixing the said sodium hydroxide aqueous solution rose to 86 degreeC with the heat of neutralization.

上記重合装置は、両端に堰を有する平面スチールベルト重合装置であり、当該重合装置を用いて、水溶液重合を連続的に行った。なお、当該重合装置に供給された液は、平面スチールベルト上での厚みが約7.5mmであり、当該重合の重合時間は3分間であった。当該操作によって、帯状の含水ゲル状架橋重合体(含水ゲル)(1)を得た。   The polymerization apparatus is a flat steel belt polymerization apparatus having weirs at both ends, and aqueous solution polymerization was continuously performed using the polymerization apparatus. The liquid supplied to the polymerization apparatus had a thickness of about 7.5 mm on a flat steel belt, and the polymerization time for the polymerization was 3 minutes. By this operation, a band-shaped hydrogel crosslinked polymer (hydrogel) (1) was obtained.

次に、上記帯状の含水ゲル(1)を、上記平面スチールベルトの進行方向に対して、垂直方向に等間隔に切断した後、孔径22mmのミートチョッパーに連続的に供給して、約1.5mmの粒子状にゲル粉砕した。当該操作によって、粒子状の含水ゲル(1)を得た。   Next, the band-like hydrogel (1) is cut at equal intervals in the direction perpendicular to the traveling direction of the flat steel belt, and then continuously supplied to a meat chopper having a hole diameter of 22 mm. The gel was pulverized into 5 mm particles. By the operation, a particulate hydrous gel (1) was obtained.

続いて、粒子状の含水ゲル(1)を、通気バンド型連続乾燥機の多孔板上に、厚みが50mmとなるように積載し、温度185℃の熱風を30分間通気させて乾燥し、乾燥重合体(1)を得た。   Subsequently, the particulate hydrogel (1) was loaded on the perforated plate of the ventilation band type continuous dryer so as to have a thickness of 50 mm, dried by aeration with hot air at a temperature of 185 ° C. for 30 minutes. A polymer (1) was obtained.

得られた乾燥重合体(1)をロールミルで粉砕した後、目開き710μm及び175μmの金属篩網を有する篩い分け装置で篩い分けすることにより、粒子径が175μm以上710μm未満の吸水性樹脂粉末(1)を得た。   The obtained dried polymer (1) is pulverized with a roll mill, and then sieved with a sieving device having a metal sieve mesh having openings of 710 μm and 175 μm, whereby a water absorbent resin powder having a particle diameter of 175 μm or more and less than 710 μm ( 1) was obtained.

次に、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0.3重量部、プロピレングリコール0.6重量部、脱イオン水3.0重量部からなる表面架橋剤溶液(1)を用意した。   Next, surface cross-linking comprising 0.3 parts by weight of 1,4-butanediol, 0.6 parts by weight of propylene glycol, and 3.0 parts by weight of deionized water with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin powder (1). Agent solution (1) was prepared.

その後、上記吸水性樹脂粉末(1)を高速混合機(タービュライザー/1000rpm)に、連続的に2000(kg/hr)で供給した。その際、上記表面架橋剤溶液(1)を、スプレーを用いて噴霧し、均一に混合した。その後、当該混合物をパドルドライヤーに移送し、208℃で40分間加熱処理を行った。   Thereafter, the water absorbent resin powder (1) was continuously supplied to a high-speed mixer (turbulator / 1000 rpm) at 2000 (kg / hr). In that case, the said surface crosslinking agent solution (1) was sprayed using the spray, and was mixed uniformly. Thereafter, the mixture was transferred to a paddle dryer and heat-treated at 208 ° C. for 40 minutes.

上記加熱処理後、加熱処理工程で使用したパドルドライヤーと同一形式のパドルドライヤーを用いて、表面架橋された吸水性樹脂粉末(1)の温度が60℃となるまで、強制的に冷却を行った。   After the above heat treatment, the paddle dryer of the same type as the paddle dryer used in the heat treatment step was used to forcibly cool the surface-crosslinked water absorbent resin powder (1) until the temperature reached 60 ° C. .

なお、当該冷却の際、表面架橋された吸水性樹脂粉末(1)100重量部に対して、30重量%の亜硫酸水素ナトリウム水溶液1.66重量部を、スプレーを用いて噴霧し、均一に混合した。   During the cooling, 1.66 parts by weight of a 30% by weight aqueous sodium hydrogen sulfite solution is sprayed with 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbing resin powder (1) using a spray, and mixed uniformly. did.

その後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させることで、吸水性樹脂(A)を得た。   Then, the water-absorbent resin (A) was obtained by passing through a JIS standard sieve having an aperture of 710 μm.

上記一連の操作で得られた吸水性樹脂(A)の物性は以下の通りであった。即ち、重量平均粒子径(D50);375μm、CRC;27.0g/g、AAP(4.83kPa);24.5g/g、SFC;76×10−7・cm・s・g−1、FSR;0.23g/g/sであった。 The physical properties of the water absorbent resin (A) obtained by the above series of operations were as follows. That is, weight average particle diameter (D50); 375 μm, CRC; 27.0 g / g, AAP (4.83 kPa); 24.5 g / g, SFC; 76 × 10 −7 · cm 3 · s · g −1 , FSR: 0.23 g / g / s.

[実施例1]
上記製造例1の単量体水溶液の調製工程において、重合装置に供給(送液)する前の単量体水溶液(1)の温度を調整する熱交換器として、有効伝熱面積が80m、及び、冷却出力が480kW(比冷却出力;0.6W/cmに相当)である竪型多管式熱交換器を使用した。また、上記熱交換器の熱交換流体として、カルシウムイオンの含有量が0.1ppmの水(汚れ係数;0.0001m・K/W、遊離残留塩素量;0.6mg/L、温度;35℃)を使用した。上記熱交換器及び熱交換流体を用いて、上記単量体水溶液(1)の温度が40℃となるように制御した。
[Example 1]
As a heat exchanger for adjusting the temperature of the monomer aqueous solution (1) before supplying (liquid feeding) to the polymerization apparatus in the preparation step of the monomer aqueous solution of Production Example 1, an effective heat transfer area is 80 m 2 , And the vertical multi-tube heat exchanger whose cooling output is 480 kW (specific cooling output; equivalent to 0.6 W / cm < 2 >) was used. Further, as a heat exchange fluid of the heat exchanger, water having a calcium ion content of 0.1 ppm (dirt coefficient: 0.0001 m 2 · K / W, free residual chlorine content: 0.6 mg / L, temperature: 35 ° C) was used. Using the heat exchanger and the heat exchange fluid, the temperature of the monomer aqueous solution (1) was controlled to be 40 ° C.

上記操作を6ヵ月間連続して運転したが、特にトラブルもなく、単量体水溶液(1)の温度を40℃に保つことができた。   Although the above operation was continuously performed for 6 months, the temperature of the monomer aqueous solution (1) could be kept at 40 ° C. without any particular trouble.

[比較例1]
実施例1において、熱交換器の熱交換流体として、カルシウムイオンの含有量が300ppmの水(汚れ係数;0.00053m・K/W、遊離残留塩素量;0mg/L、温度;35℃)に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行った。
[Comparative Example 1]
In Example 1, water having a calcium ion content of 300 ppm as a heat exchange fluid of a heat exchanger (stain coefficient: 0.00053 m 2 · K / W, free residual chlorine content: 0 mg / L, temperature: 35 ° C.) The same operation as Example 1 was performed except having changed into.

連続運転を開始してから4ヵ月を経過すると、比較単量体水溶液(1)の温度が不安定になり、40〜50℃を指すようになった。更に、5ヵ月目には比較単量体水溶液(1)の温度が45℃までしか低下せず、更に不安定な状態となった。   After 4 months from the start of continuous operation, the temperature of the comparative monomer aqueous solution (1) became unstable, and began to point to 40 to 50 ° C. Further, at the fifth month, the temperature of the comparative monomer aqueous solution (1) decreased only to 45 ° C., and became more unstable.

そこで、本来の設定温度に調整するため、熱交換流体の温度を更に30℃まで低下させた。運転を停止し、機器を洗浄したところ、回収した排水から水不溶性の塩と藻類が検出された。   Therefore, in order to adjust to the original set temperature, the temperature of the heat exchange fluid was further lowered to 30 ° C. When the operation was stopped and the equipment was washed, water-insoluble salts and algae were detected from the collected wastewater.

[製造例2]
2本のシグマ型ブレードを備えたジャケット付きニーダー型反応器に、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム及び水からなる混合溶液(単量体濃度38重量%、中和率75モル%)、及び内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数:9)0.045モル%(対全単量体のモル数)を添加し、単量体水溶液(2)を調製した。
[Production Example 2]
A jacketed kneader reactor equipped with two sigma blades, a mixed solution consisting of acrylic acid, sodium acrylate and water (monomer concentration 38 wt%, neutralization rate 75 mol%), and internal cross-linking agent Polyethylene glycol diacrylate (average n number: 9) was added as 0.045 mol% (mole number of all monomers) to prepare an aqueous monomer solution (2).

次に、上記単量体水溶液(2)に窒素ガスを吹き込み、該単量体水溶液(2)中の溶存酸素を低減すると共に、反応器内全体を窒素置換した。   Next, nitrogen gas was blown into the monomer aqueous solution (2) to reduce dissolved oxygen in the monomer aqueous solution (2), and the entire reactor was purged with nitrogen.

続いて、2本のシグマ型ブレードを回転させながら単量体水溶液(2)の温度を22℃に調整した後に、重合開始剤として過硫酸ナトリウムを0.12g/mol(対単量体)、L−アスコルビン酸を0.005g/mol(対単量体)となるように添加した。   Subsequently, while adjusting the temperature of the aqueous monomer solution (2) to 22 ° C. while rotating two sigma blades, 0.12 g / mol of sodium persulfate (as a monomer) as a polymerization initiator, L-ascorbic acid was added so that it might become 0.005 g / mol (vs. monomer).

直ちに重合が開始して単量体水溶液が白濁したため、ブレードの回転を停止した。重合温度が50℃に達した後、ブレードを再び回転させ、ニーダー内で攪拌下重合を続け、50分後に重量平均粒子径が2mmの含水ゲル状架橋重合体(含水ゲル)(2)を得た。   The polymerization started immediately and the aqueous monomer solution became cloudy, so the rotation of the blade was stopped. After the polymerization temperature reached 50 ° C., the blade was rotated again, and the polymerization was continued with stirring in the kneader. After 50 minutes, a hydrogel crosslinked polymer (hydrogel) (2) having a weight average particle diameter of 2 mm was obtained. It was.

得られた含水ゲル(2)を、製造例1と同様の乾燥、粉砕、分級工程で連続処理することにより、吸水性樹脂粉末(2)を得た。   The water-containing resin powder (2) was obtained by continuously processing the obtained hydrogel (2) in the same drying, pulverization and classification steps as in Production Example 1.

次に、上記吸水性樹脂粉末(2)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、1,4−ブタンジオール0.3重量部、プロピレングリコール0.5重量部、脱イオン水3.0重量部からなる表面架橋剤溶液(2)を用意した。   Next, 0.025 part by weight of ethylene glycol diglycidyl ether, 0.3 part by weight of 1,4-butanediol, 0.5 part by weight of propylene glycol, 100 parts by weight of the water absorbent resin powder (2) A surface crosslinking agent solution (2) comprising 3.0 parts by weight of ionic water was prepared.

その後、上記吸水性樹脂粉末(2)を高速混合機(タービュライザー/1000rpm)に、連続的に2000kg/hrで供給した。その際、上記表面架橋剤溶液(2)を、スプレーを用いて噴霧し、均一に混合した。その後、当該混合物をパドルドライヤーに移送し、208℃で40分間加熱処理を行った。   Thereafter, the water-absorbent resin powder (2) was continuously supplied to a high-speed mixer (turbulator / 1000 rpm) at 2000 kg / hr. In that case, the said surface crosslinking agent solution (2) was sprayed using the spray, and was mixed uniformly. Thereafter, the mixture was transferred to a paddle dryer and heat-treated at 208 ° C. for 40 minutes.

上記加熱処理後、加熱処理工程で使用したパドルドライヤーと同一形式のパドルドライヤーを用いて、表面架橋された吸水性樹脂粉末(2)の温度が60℃となるまで、強制的に冷却を行った。   After the above heat treatment, the paddle dryer of the same type as the paddle dryer used in the heat treatment step was used to forcibly cool the surface-crosslinked water absorbent resin powder (2) until the temperature reached 60 ° C. .

なお、当該冷却の際、表面架橋された吸水性樹脂粉末(2)100重量部に対して、45重量%のジエチレントリアミン5酢酸ナトリウム水溶液0.44重量部を、スプレーを用いて噴霧し、均一に混合した。   During the cooling, 0.44 parts by weight of a 45% by weight aqueous solution of diethylenetriaminepentaacetic acid 5 sodium salt is sprayed on 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin powder (2) using a spray, and uniformly Mixed.

その後、目開き710μmのJIS標準篩を有する篩い分け装置を用いて、表面処理された吸水性樹脂粉末(2)全量が通過するまで解砕を行い、該吸水性樹脂粉末(2)100重量部に対して、シリカ(商品名:アエロジル200CF−5、日本アエロジル株式会社製)0.3重量部を添加混合することで、吸水性樹脂(B)を得た。   Then, using a sieving device having a JIS standard sieve having a mesh size of 710 μm, the surface-treated water-absorbent resin powder (2) is crushed until it passes through, and 100 parts by weight of the water-absorbent resin powder (2) The water-absorbent resin (B) was obtained by adding and mixing 0.3 parts by weight of silica (trade name: Aerosil 200CF-5, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.).

上記一連の操作で得られた吸水性樹脂(B)の物性は以下の通りであった。即ち、重量平均粒子径(D50);370μm、CRC;34.0g/g、AAP(4.83kPa);18.0g/gであった。   The physical properties of the water absorbent resin (B) obtained by the series of operations were as follows. That is, the weight average particle diameter (D50): 370 μm, CRC: 34.0 g / g, AAP (4.83 kPa): 18.0 g / g.

[実施例2]
上記製造例2の重合工程において、重合開始剤を添加する前の単量体水溶液(2)の温度を22℃に調整するため、ニーダー型反応器のジャケットに流す熱交換流体として、カルシウムイオンの含有量が0.1ppmの水(汚れ係数;0.0001m・K/W、遊離残留塩素量;0.6mg/L、温度;20℃)を使用した。
[Example 2]
In the polymerization step of Production Example 2 described above, in order to adjust the temperature of the aqueous monomer solution (2) before adding the polymerization initiator to 22 ° C., as a heat exchange fluid flowing through the jacket of the kneader reactor, Water having a content of 0.1 ppm (stain coefficient: 0.0001 m 2 · K / W, free residual chlorine content: 0.6 mg / L, temperature: 20 ° C.) was used.

上記操作を6ヵ月間連続して運転したが、特にトラブルもなく、単量体水溶液(2)の温度を22℃に保つことができた。更に、得られた吸水性樹脂(2)の物性も、安定していた。詳細を表1に示す。   Although the above operation was continuously performed for 6 months, the temperature of the monomer aqueous solution (2) could be maintained at 22 ° C. without any particular trouble. Furthermore, the physical properties of the water absorbent resin (2) obtained were also stable. Details are shown in Table 1.

[比較例2]
実施例2において、ニーダー型反応器のジャケットに流す熱交換流体として、カルシウムイオンの含有量が300ppmの水(汚れ係数;0.00053m・K/W、遊離残留塩素量;0mg/L、温度20℃)に変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。
[Comparative Example 2]
In Example 2, water having a calcium ion content of 300 ppm (stain coefficient: 0.00053 m 2 · K / W, free residual chlorine content: 0 mg / L, temperature) as a heat exchange fluid that flows through the jacket of the kneader reactor The same operation as in Example 2 was performed except that the temperature was changed to 20 ° C.

連続運転を開始してから4ヵ月を経過すると、比較単量体水溶液(2)の温度が不安定になり、20〜30℃を指すようになった。更に、5ヵ月目には比較単量体水溶液(2)の温度が27℃までしか低下せず、更に不安定な状態となった。そのため、得られる比較吸水性樹脂(2)の物性も安定せず、バラつきが大きくなった。詳細を表1に示す。   When 4 months passed from the start of continuous operation, the temperature of the comparative monomer aqueous solution (2) became unstable and came to indicate 20 to 30 ° C. Furthermore, at the 5th month, the temperature of the comparative monomer aqueous solution (2) decreased only to 27 ° C., and became more unstable. Therefore, the physical properties of the comparative water-absorbing resin (2) obtained were not stable and the variation was large. Details are shown in Table 1.

そこで、本来の設定温度に調整するため、熱交換流体の温度を更に15℃まで低下させた。運転を停止し、機器を洗浄したところ、回収した排水から水不溶性の塩と藻類が検出された。   Therefore, in order to adjust to the original set temperature, the temperature of the heat exchange fluid was further lowered to 15 ° C. When the operation was stopped and the equipment was washed, water-insoluble salts and algae were detected from the collected wastewater.

[実施例3]
上記製造例2の表面架橋後の冷却工程において、加熱処理後の吸水性樹脂粉末(2)を60℃まで冷却するため、パドルドライヤーのジャケットに流す熱交換流体として、カルシウムイオンの含有量が0.1ppmの水(汚れ係数;0.0001m・K/W、遊離残留塩素量;0.6mg/L、温度;50℃)を使用した。
[Example 3]
In the cooling step after surface cross-linking in Production Example 2, the water-absorbent resin powder (2) after the heat treatment is cooled to 60 ° C., so that the content of calcium ions is 0 as the heat exchange fluid that flows through the jacket of the paddle dryer. 0.1 ppm of water (stain coefficient: 0.0001 m 2 · K / W, free residual chlorine content: 0.6 mg / L, temperature: 50 ° C.) was used.

上記操作を6ヵ月間連続して運転したが、特にトラブルもなく、上記加熱処理後の吸水性樹脂粉末(2)の温度を60℃に保つことができた。更に、得られた吸水性樹脂(3)の物性も、安定していた。詳細を表1に示す。   Although the said operation was continuously operated for 6 months, there was no trouble in particular and the temperature of the water-absorbent resin powder (2) after the above heat treatment could be kept at 60 ° C. Furthermore, the physical properties of the water absorbent resin (3) obtained were also stable. Details are shown in Table 1.

[比較例3]
実施例3において、パドルドライヤーのジャケットに流す熱交換流体として、カルシウムイオンの含有量が300ppmの水(汚れ係数;0.00053m・K/W、遊離残留塩素量;0mg/L、温度50℃)に変更した以外は、実施例3と同様の操作を行った。
[Comparative Example 3]
In Example 3, water having a calcium ion content of 300 ppm (stain coefficient: 0.00053 m 2 · K / W, free residual chlorine content: 0 mg / L, temperature 50 ° C.) as a heat exchange fluid that flows through the jacket of the paddle dryer ) The same operation as in Example 3 was performed except that the change was made.

連続運転を開始してから4ヵ月を経過すると、加熱処理後の比較吸水性樹脂粉末(2)の温度が不安定になり、60〜80℃を指すようになった。更に、5ヵ月目には該比較吸水性樹脂粉末(2)の温度が70℃までしか低下せず、更に不安定な状態となった。そのため、得られる比較吸水性樹脂(3)の物性も安定せず、バラつきが大きくなった。詳細を表1に示す。   When 4 months passed from the start of the continuous operation, the temperature of the comparative water absorbent resin powder (2) after the heat treatment became unstable and became 60 to 80 ° C. Further, at the fifth month, the temperature of the comparative water absorbent resin powder (2) decreased only to 70 ° C., and became more unstable. For this reason, the properties of the comparative water-absorbing resin (3) obtained were not stable, and the variation was large. Details are shown in Table 1.

そこで、本来の設定温度に調整するため、熱交換流体の温度を更に40℃まで低下させた。運転を停止し、機器を洗浄したところ、回収した排水から水不溶性の塩と藻類が検出された。   Therefore, in order to adjust to the original set temperature, the temperature of the heat exchange fluid was further lowered to 40 ° C. When the operation was stopped and the equipment was washed, water-insoluble salts and algae were detected from the collected wastewater.

Figure 2016060764
Figure 2016060764

(まとめ)
表1に示したように、温度調整機器の熱交換流体に、カルシウムイオンの含有量が0.1ppm(汚れ係数;0.0001m・K/W)の水を使用することで、長期間に渡って、吸水性樹脂の物性(CRC、AAP4.83kPa)が安定することが確認された。
(Summary)
As shown in Table 1, by using water with a calcium ion content of 0.1 ppm (fouling coefficient; 0.0001 m 2 · K / W) as the heat exchange fluid of the temperature control device, It was confirmed that the physical properties of the water-absorbent resin (CRC, AAP 4.83 kPa) were stable.

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、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ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂は、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-absorbent resin according to the present invention can be applied to the production of water-absorbent resins, particularly mass production. Moreover, the polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin obtained by the present invention is suitable for use as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers.

Claims (9)

重合後の乾燥工程及び乾燥後の加熱処理工程とは別途に、吸水性樹脂又はその原料の温度調整を必要とする製造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、
上記温度調整を行う機器の熱交換流体として、50℃未満での汚れ係数が0.0004m・K/W以下であり、かつ、50℃以上での汚れ係数が0.0006m・K/W以下である水が使用される、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法。
Separately from the drying step after polymerization and the heat treatment step after drying, there is provided a method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin including a production step that requires temperature adjustment of the water-absorbing resin or its raw material. ,
As a heat exchange fluid for the device for adjusting the temperature, the contamination coefficient at less than 50 ° C. is 0.0004 m 2 · K / W or less, and the contamination coefficient at 50 ° C. or more is 0.0006 m 2 · K / W. The manufacturing method of the polyacrylic acid (salt) type water absorbing resin in which the following water is used.
重合後の乾燥工程及び乾燥後の加熱処理工程とは別途に、吸水性樹脂又はその原料の温度調整を必要とする製造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、
上記温度調整を行う機器の熱交換流体として、多価金属イオンの含有量が200ppm以下である水が使用される、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法。
Separately from the drying step after polymerization and the heat treatment step after drying, there is provided a method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin including a production step that requires temperature adjustment of the water-absorbing resin or its raw material. ,
A method for producing a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin, wherein water having a polyvalent metal ion content of 200 ppm or less is used as a heat exchange fluid for a device for adjusting the temperature.
上記熱交換流体として使用される水に含まれる多価金属イオンの含有量が100ppm以下である、請求項1又は2に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 1 or 2 whose content of the polyvalent metal ion contained in the water used as the said heat exchange fluid is 100 ppm or less. 上記吸水性樹脂又はその原料の温度が0〜100℃に調整される、請求項1〜3の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-3 with which the temperature of the said water absorbing resin or its raw material is adjusted to 0-100 degreeC. 上記温度調整を必要とする製造工程が、単量体水溶液の調整工程、重合工程、表面架橋後の冷却工程から選ばれる少なくとも一つ以上である、請求項1〜4の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing process that requires the temperature adjustment is at least one or more selected from a monomer aqueous solution adjustment process, a polymerization process, and a cooling process after surface crosslinking. Manufacturing method. 上記多価金属イオンが周期表第2族元素の金属イオンである、請求項2〜5の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 2 to 5, wherein the polyvalent metal ion is a metal ion of a Group 2 element in the periodic table. 上記熱交換体として使用される水が消毒処理されたものである、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 water used as the heat exchanger has been sterilized. 上記熱交換体として使用される水に含まれる遊離残留塩素の含有量が0.1mg/L以上である、請求項1〜7の何れか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-7 whose content of the free residual chlorine contained in the water used as the said heat exchanger is 0.1 mg / L or more. 上記温度調整を行う機器の比冷却出力が0を超えて10W/cm以下である、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 whose specific cooling output of the apparatus which performs the said temperature adjustment exceeds 0 and is 10 W / cm < 2 > or less.
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