JP2016112474A - Method for producing water-absorbing agent - Google Patents

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英訓 和田
Hidenori Wada
英訓 和田
芳史 足立
Yoshiji Adachi
芳史 足立
幸恵 北畑
Yukie Kitahata
幸恵 北畑
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means for producing a surface-crosslinked water-absorbing resin (water-absorbing agent) which has an excellent balance between non-pressure water absorption magnification and water absorption magnification under pressure and has no problem in safety at low temperatures for a short time with a safe method at low cost.SOLUTION: A method for producing a water-absorbing agent containing a poly(meth)acrylic acid (salt)-based water-absorbing resin as a main component includes: a) a step of mixing the water-absorbing resin with 50 pts.wt. or less of a treatment liquid containing a radical polymerizable monomer and an organic-based crosslinking agent with respect to 100 pts.wt. of the water-absorbing resin; and b) a step of crosslinking and polymerizing the radical polymerizable monomer and the organic-based crosslinking agent. The organic-based crosslinking agent has a plurality of functional groups selected from the group consisting of functional groups that can react with a (meth)acrylate group or a carboxyl group, and has a molecular weight of less than 200.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂に、ラジカル重合性単量体及び有機系架橋剤を含む表面処理液を混合・架橋重合して、無加圧下吸水倍率と加圧下吸水倍率のバランスに優れ、安全性の改善した吸水剤を製造するための技術に関する。   The present invention relates to a method for producing a water-absorbing agent comprising a poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin as a main component. More specifically, in the present invention, a poly (meth) acrylic acid (salt) water-absorbing resin is mixed with a surface treatment liquid containing a radical polymerizable monomer and an organic crosslinking agent and subjected to cross-linking polymerization, thereby adding no additive. The present invention relates to a technique for producing a water-absorbing agent having an excellent balance between a reduced water absorption ratio and a pressurized water absorption ratio and improved safety.

従来、生理綿、紙おむつ、あるいはその他の体液を吸収する衛生材料の構成材料の一つとして、吸水性樹脂を主成分とする吸水剤が用いられている。このような吸水剤を構成する吸水性樹脂としては、例えば、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体若しくはアクリルアミド共重合体の加水分解物、これらの架橋体やポリ(メタ)アクリル酸部分中和物架橋体等がある。これらは、いずれも架橋構造を有し、水に不溶である。   Conventionally, a water-absorbing agent mainly composed of a water-absorbing resin has been used as one of the constituent materials of sanitary materials that absorb sanitary cotton, disposable diapers, or other body fluids. Examples of the water-absorbing resin constituting such a water-absorbing agent include starch-acrylonitrile graft polymer hydrolyzate, starch-acrylic acid graft polymer neutralized product, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymer kenken. Products, hydrolysates of acrylonitrile copolymers or acrylamide copolymers, cross-linked products thereof, and cross-linked products of partially neutralized poly (meth) acrylic acid. All of these have a crosslinked structure and are insoluble in water.

このような吸水性樹脂に望まれる特性として、高い吸水倍率、速い吸水速度、高いゲル強度、基材から水を吸い上げるための優れた吸引力、高い通液性等がある。   Properties desired for such a water-absorbent resin include a high water absorption ratio, a high water absorption speed, a high gel strength, an excellent suction force for sucking water from the substrate, and a high liquid permeability.

吸水性樹脂の各種吸水特性を改良する事を目的とした技術として、従来、吸水性樹脂に存在するカルボキシル基と反応しうる官能基を複数個有する架橋剤を用いて吸水性樹脂の表面近傍に架橋構造を形成させ、吸水性樹脂の表面架橋密度を高める方法(表面架橋)が行われている(非特許文献1)。   As a technique for improving various water absorption characteristics of the water absorbent resin, conventionally, a cross-linking agent having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group present in the water absorbent resin is used in the vicinity of the surface of the water absorbent resin. A method of forming a cross-linked structure and increasing the surface cross-linking density of the water-absorbent resin (surface cross-linking) is performed (Non-patent Document 1).

例えば、吸水性樹脂の代表的な表面架橋剤として、アルキレンカーボネート(特許文献1)、モノ又は多価オキサゾリジノン(特許文献2)、ポリオール(特許文献3)、オキセタンやチオ尿素(特許文献4)などの有機系架橋剤が例示され、また、特許文献5では溶媒度パラメーターの異なる複数の架橋剤(例えばグリセリンとジエポキシ化合物)を吸水性樹脂に混合し、160℃以上で加熱する事により表面架橋を行い、拡散吸収倍率に優れた吸水剤が得られる事が例示されている。   For example, as a typical surface cross-linking agent for a water-absorbent resin, alkylene carbonate (Patent Document 1), mono- or polyvalent oxazolidinone (Patent Document 2), polyol (Patent Document 3), oxetane, thiourea (Patent Document 4), and the like In addition, in Patent Document 5, a plurality of crosslinking agents (for example, glycerin and diepoxy compound) having different solvent parameters are mixed in a water-absorbent resin and heated at 160 ° C. or higher to effect surface crosslinking. It is exemplified that a water-absorbing agent excellent in diffusion absorption capacity is obtained.

しかしながら、これら特許文献1〜5の表面架橋技術では、架橋剤と吸水性樹脂の脱水エステル化反応や脱水アミド化反応に高温で長時間加熱(例えば160℃以上で数10分)が必要であり、高温表面架橋に伴う設備面やエネルギー面での製造コストアップに加えて、高温加熱のために、得られた吸水性樹脂の着色(若干黄変)の問題や低含水率(例えば0.数%)で脆く、粉塵発生や機械的ダメージに弱くなるといった問題を有していた。そこで、表面架橋後の低い含水率に由来する粉塵発生や機械的ダメージを改善するために、表面架橋後に水を加えて含水率を向上させる技術(特許文献6)も知られているが、水添加工程が複雑になる事に加えて、水添加時に表面架橋が破壊され物性が低下する事もあった。また、反応に高温を必要とする架橋剤は、一般に反応性が低いため、最終製品の表面に架橋剤が残存しやすかった。   However, these surface cross-linking techniques of Patent Documents 1 to 5 require heating at a high temperature for a long time (for example, several tens of minutes at 160 ° C. or higher) for the dehydration esterification reaction or dehydration amidation reaction between the crosslinking agent and the water absorbent resin. In addition to the increase in production costs and equipment costs associated with high-temperature surface crosslinking, there is a problem of coloring (slightly yellowing) of the resulting water-absorbent resin due to high-temperature heating, and low water content (for example, 0.00). %), It is brittle and has a problem that it becomes weak against dust generation and mechanical damage. Therefore, a technique for improving water content by adding water after surface crosslinking in order to improve dust generation and mechanical damage due to low moisture content after surface crosslinking (Patent Document 6) is also known. In addition to making the addition process complicated, surface cross-linking was destroyed when water was added, and physical properties were sometimes lowered. Moreover, since the crosslinking agent which requires high temperature for reaction is generally low in reactivity, the crosslinking agent tends to remain on the surface of the final product.

一方、比較的低温(例えば150℃以下、更には120℃以下)で反応する表面架橋剤として多価金属塩(例えば、硫酸アルミニウム)やポリグリシジル化合物(例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル)なども知られているが、これら低温反応性架橋剤の場合、多価金属塩では物性面の問題、ポリグリシジル化合物では残存架橋剤の安全性の問題も有していた。   On the other hand, polyvalent metal salts (for example, aluminum sulfate) and polyglycidyl compounds (for example, ethylene glycol diglycidyl ether) are also known as surface cross-linking agents that react at relatively low temperatures (for example, 150 ° C. or less, further 120 ° C. or less). However, in the case of these low-temperature reactive crosslinking agents, the polyvalent metal salt has a problem of physical properties, and the polyglycidyl compound has a problem of safety of the remaining crosslinking agent.

これら従来の高温又は低温での表面架橋の問題点を改善するために、吸水性樹脂のカルボキシル基と表面架橋剤を反応させて表面架橋するかわりに、第2の表面架橋方法として、低温反応で高物性の吸水性樹脂が得られる表面架橋である、吸水性樹脂の表面で単量体を重合させて表面架橋する技術(単量体の架橋重合による表面架橋)も提案されている。具体的には、吸水性樹脂に、ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤を混合し、その混合物に加熱、又は、紫外線等の活性エネルギー線照射を施す事により表面架橋を行う技術が開示されている(特許文献7〜13)。   In order to improve the conventional problems of surface crosslinking at high temperature or low temperature, instead of surface crosslinking by reacting the carboxyl group of the water-absorbent resin with the surface crosslinking agent, the second surface crosslinking method is a low temperature reaction. A technique for surface cross-linking by polymerizing a monomer on the surface of the water-absorbent resin (surface cross-linking by monomer cross-linking polymerization), which is surface cross-linking that can obtain a water-absorbing resin having high physical properties, has also been proposed. Specifically, a radically polymerizable monomer, an organic crosslinking agent, and a radical polymerization initiator are mixed in a water-absorbing resin, and the mixture is heated or irradiated with active energy rays such as ultraviolet rays to crosslink the surface. The technique which performs is disclosed (patent documents 7 to 13).

これら吸水性樹脂にラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤を混合させた後の重合方法として、特許文献7〜9では、100℃程度の加熱により低温で表面架橋を行う事が例示されている。また、特許文献10〜12では、紫外線を照射する事により室温程度の条件で表面架橋を行う事が例示されている。これら特許文献における開示によれば、吸水性樹脂表面において、ラジカル重合性単量体等が重合するなどして、吸水性樹脂の表面架橋密度が増加し、各種の吸水特性が向上しうる、としている。   As a polymerization method after mixing these water-absorbing resin with a radical polymerizable monomer, an organic crosslinking agent, and a radical polymerization initiator, in Patent Documents 7 to 9, surface crosslinking is performed at a low temperature by heating at about 100 ° C. Things are illustrated. Patent Documents 10 to 12 exemplify performing surface crosslinking under conditions of about room temperature by irradiating ultraviolet rays. According to the disclosure in these patent documents, on the surface of the water-absorbent resin, radically polymerizable monomers and the like are polymerized, and the surface cross-linking density of the water-absorbent resin is increased, and various water absorption characteristics can be improved. Yes.

しかしながら、これらの技術では、低温反応で比較的高含水率(含水率で数%〜数10%)の表面架橋が達成されるが、依然、従来の表面架橋(特に特許文献1〜5などの高温表面架橋)に比べて、無加圧下吸水倍率と加圧下吸水倍率のバランスが十分ではなかったり、高物性を目的として高架橋にするためには、大量の架橋剤を使用する必要があり、表面架橋後に架橋剤の残存量が非常に多かったりした。また、N,N’−メチレンビスアクリルアミドなどのアミド系架橋剤は、変異原生・生殖毒性等の問題を有し、吸水性樹脂の原料としてアミド系架橋剤は100%安全とまではいえないものであった。   However, in these techniques, surface crosslinking with a relatively high water content (several percent to several tens of percent in terms of water content) is achieved by a low-temperature reaction. However, conventional surface crosslinking (particularly, Patent Documents 1 to 5) Compared to high-temperature surface cross-linking), the balance between water absorption capacity without pressure and water absorption capacity under pressure is not sufficient, or in order to achieve high cross-linking for the purpose of high physical properties, it is necessary to use a large amount of cross-linking agent. After crosslinking, the amount of remaining crosslinking agent was very large. In addition, amide-based cross-linking agents such as N, N′-methylenebisacrylamide have problems such as mutagenesis and reproductive toxicity, and amide-based cross-linking agents are not 100% safe as raw materials for water-absorbing resins. Met.

更に、上記第1の表面架橋方法(カルボキシル基と反応する架橋剤による表面架橋)、第2の表面架橋方法(単量体の架橋重合による表面架橋)に加えて、第3の表面架橋方法としてラジカル重合開始剤による表面架橋(特許文献14,15)も提案されているが、前記第1及び第2の表面架橋方法に比べて、物性面で及ばないものであった。   Furthermore, in addition to the first surface crosslinking method (surface crosslinking by a crosslinking agent that reacts with a carboxyl group) and the second surface crosslinking method (surface crosslinking by monomer crosslinking polymerization), as a third surface crosslinking method Surface cross-linking with a radical polymerization initiator (Patent Documents 14 and 15) has also been proposed, but it is less than physical properties compared to the first and second surface cross-linking methods.

また、複数の(メタ)アクリレート基を含有する有機系架橋剤として分子量200以上の架橋剤、例えば、従来用いられているポリエチレングリコールジアクリレート(平均エチレンオキサイドユニット数:n=9)(分子量522.66)、トリメチロールプロパントリアクリレート(分子量296.35)、グリセリンジメタクリレート(分子量228.27)などを使用する場合、表面架橋では残存の問題がある事を見出した。   Moreover, as an organic type crosslinking agent containing a plurality of (meth) acrylate groups, a crosslinking agent having a molecular weight of 200 or more, for example, polyethylene glycol diacrylate (average number of ethylene oxide units: n = 9) conventionally used (molecular weight 522. 66), when using trimethylolpropane triacrylate (molecular weight 296.35), glycerin dimethacrylate (molecular weight 228.27), etc., it has been found that there is a problem of remaining in surface crosslinking.

米国特許5409771号US Pat. No. 5,409,771 米国特許6472478号US Pat. No. 6,472,478 米国特許4734478号US Pat. No. 4,734,478 米国特許6809158号US Pat. No. 6,809,158 欧州特許712659号European Patent No. 712659 国際公開WO98/49221号パンフレットInternational Publication WO98 / 49221 Pamphlet 特開平1−126314号公報JP-A-1-126314 国際公開WO2006/068067号パンフレットInternational Publication WO2006 / 068067 Pamphlet 国際公開WO2009/048157号パンフレットInternational Publication WO2009 / 048157 Pamphlet 国際公開WO2009/048160号パンフレットInternational Publication WO2009 / 048160 Pamphlet 国際公開WO2006/062253号パンフレットInternational Publication WO2006 / 062253 Pamphlet 特開2007−302856号JP 2007-302856 A 国際公開WO2011/040472号パンフレットInternational Publication WO2011 / 040472 Pamphlet 米国特許4783510号U.S. Pat. No. 4,783,510 国際公開WO2006/062258号パンフレットInternational Publication WO2006 / 062258 Pamphlet 国際公開WO2002/032964号パンフレットInternational Publication WO2002 / 032964 Pamphlet 米国公開特許US2003/0208020号US Published Patent US2003 / 0208020 米国公開特許US2003/0208022号US Published Patent US2003 / 0208022 国際公開WO2003/104299号パンフレットInternational Publication WO2003 / 104299 Pamphlet 国際公開WO2003/104300号パンフレットInternational Publication WO2003 / 104300 Pamphlet 国際公開WO2003/104301号パンフレットInternational Publication WO2003 / 104301 Pamphlet 国際公開WO2003/104302号パンフレットInternational Publication WO2003 / 104302 Pamphlet 国際公開WO2004/087790号パンフレットInternational Publication WO2004 / 088770 Pamphlet 国際公開WO2004/087635号パンフレットInternational Publication WO 2004/087635 Pamphlet 国際公開WO2004/108795号パンフレットInternational Publication WO2004 / 108795 Pamphlet 国際公開WO2005/005513号パンフレットInternational Publication WO2005 / 005513 Pamphlet 国際公開WO2005/05514号パンフレットInternational Publication WO2005 / 05514 Pamphlet 国際公開WO2005/058987号パンフレットInternational Publication WO2005 / 058987 Pamphlet 米国公開特許US2007/0129564号US Published Patent US2007 / 0129564 国際公開WO2008/046841号パンフレットInternational Publication WO2008 / 046841 Pamphlet 米国特許第4893999号US Pat. No. 4,893,999 米国特許第6241928号US Pat. No. 6,241,928 米国公開特許US2005/215734号US Published Patent US2005 / 215734 米国特許第6987151号US Pat. No. 6,987,151 米国特許第6710141号U.S. Patent No. 6,710,141

Modern Superabsorbent Polymer Technology(1998)頁55〜60,頁97〜103Modern Superabsorbent Polymer Technology (1998) pages 55-60, pages 97-103.

従って、本発明の課題は、低コスト(低温かつ短時間)で、かつ、無加圧下吸水倍率と加圧下吸水倍率のバランスと安全性に優れ、更に、過度に含水率も低下せず粉塵や機械的ダメージにも強く、架橋剤の残存量が少ない表面架橋された吸水性樹脂(吸水剤)の製造方法を提供する事である。   Therefore, the problem of the present invention is low cost (low temperature and short time), excellent balance and safety between the absorption ratio without load and the absorption ratio under pressure, and further, the moisture content does not decrease excessively. To provide a method for producing a surface-crosslinked water-absorbing resin (water-absorbing agent) that is resistant to mechanical damage and has a small amount of remaining crosslinking agent.

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意研究を行った結果、上記第1〜第3の表面架橋の中でも上記特許文献7〜13などに記載の第2の表面架橋方法(単量体の架橋重合による表面架橋)において、特定架橋剤の使用が上記課題を解決する事を見出した。また、従来吸水性樹脂の重合に使用する架橋剤として多くが提案(例えば、後述の特許文献16〜31)されているが、本発明は、単量体の架橋重合による表面架橋において、分子量200未満の特定架橋剤を使用する事で、上記課題が解決され本発明の効果(残存架橋剤の低減、加圧下吸収倍率の向上)が得られる事を見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that, among the first to third surface crosslinks, the second surface crosslink method described in Patent Documents 7 to 13 (monomer It has been found that the use of a specific cross-linking agent solves the above problems in surface cross-linking by cross-linking polymerization). Many of the crosslinking agents conventionally used for the polymerization of water-absorbing resins have been proposed (for example, Patent Documents 16 to 31 described later), but the present invention has a molecular weight of 200 in surface crosslinking by monomer crosslinking polymerization. By using less specific crosslinking agent, it was found that the above problems were solved and the effects of the present invention (reduction of residual crosslinking agent and improvement of absorption capacity under pressure) were obtained, and the present invention was completed.

すなわち、特許文献7〜13などに記載のポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂にラジカル重合性単量体及び有機系架橋剤を混合して表面架橋するにあたり、架橋剤の分子量及び官能基が、残存架橋剤及び物性に大きく影響する事を見出し、分子量200未満の特定架橋剤を使用した場合に、架橋剤の残存が非常に少なく、安全性に優れ、更に無加圧下吸水倍率と加圧下吸水倍率のバランスとコストパフォーマンスに優れる表面架橋された吸水性樹脂(吸水剤)が製造出来る事を見出し、本発明を完成させるに至った。   That is, when the surface-crosslinking is performed by mixing the radically polymerizable monomer and the organic crosslinking agent with the poly (meth) acrylic acid (salt) water-absorbing resin described in Patent Documents 7 to 13, the molecular weight of the crosslinking agent and It was found that the functional group greatly affects the remaining cross-linking agent and physical properties, and when a specific cross-linking agent having a molecular weight of less than 200 is used, the remaining cross-linking agent is extremely low, excellent in safety, and water absorption capacity without pressure. The inventors have found that a surface-crosslinked water-absorbing resin (water-absorbing agent) that is excellent in balance of water absorption ratio under pressure and cost performance can be produced, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は上記特許文献7〜13などに記載の第2の表面架橋方法(単量体の架橋重合による表面架橋)において、分子量200未満の特定架橋剤の使用が上記課題を解決する事を見出された。尚、これら分子量200未満の特定架橋剤を用いて表面架橋に使用する吸水性樹脂(ベースポリマー)の重合を行ってよいが、該架橋剤を吸水性樹脂の重合に使用しても本発明の効果(残存架橋剤の低減、加圧下吸収倍率の向上)は特に得られず、本発明の効果は、単量体の架橋重合による表面架橋に特定架橋剤の使用する事で初めて発揮する。   That is, in the second surface cross-linking method (surface cross-linking by monomer cross-linking polymerization) described in Patent Documents 7 to 13 and the like, the present invention solves the above problems by using a specific cross-linking agent having a molecular weight of less than 200. Was found. Although the water-absorbing resin (base polymer) used for surface cross-linking may be polymerized using these specific cross-linking agents having a molecular weight of less than 200, the cross-linking agent may be used for polymerization of the water-absorbing resin. The effect (reduction of residual crosslinking agent, improvement of absorption capacity under pressure) is not particularly obtained, and the effect of the present invention is demonstrated for the first time by using a specific crosslinking agent for surface crosslinking by monomer crosslinking polymerization.

本発明は、従来の表面架橋の中でも、上記特許文献7〜13などに記載の第2の表面架橋方法(単量体の架橋重合による表面架橋)において、特定架橋剤の使用が上記課題を解決する事を見出した。   The present invention solves the above problems by using a specific cross-linking agent in the second surface cross-linking method (surface cross-linking by monomer cross-linking polymerization) described in Patent Documents 7 to 13 among conventional surface cross-links. I found something to do.

すなわち、本発明にかかる吸水剤の製造方法は、
a)ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂に、ラジカル重合性単量体及び有機系架橋剤を含む表面処理液を、該吸水性樹脂100重量部に対して50重量部以下で混合する工程、及び、
b)該ラジカル重合性単量体及び該有機系架橋剤を架橋重合する工程、を含み、該有機系架橋剤が、(メタ)アクリレート基、又は、カルボキシル基と反応しうる官能基、からなる群より選ばれる複数個の官能基を有し、かつ、分子量が200未満である事を特徴としている。
That is, the method for producing a water absorbing agent according to the present invention includes:
a) A poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin containing a surface treatment liquid containing a radical polymerizable monomer and an organic crosslinking agent at 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the water-absorbing resin. Mixing, and
b) a step of crosslinking polymerization of the radical polymerizable monomer and the organic crosslinking agent, wherein the organic crosslinking agent comprises a (meth) acrylate group or a functional group capable of reacting with a carboxyl group. It has a plurality of functional groups selected from the group and has a molecular weight of less than 200.

また、本発明の吸水剤は、表面架橋重合されたポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、架橋剤の残存量が100重量ppm以下、4.83kPaの生理食塩水に対する加圧下吸収倍率(AAP4.83kPa)が10〜30g/gである事を特徴とする。   The water-absorbing agent of the present invention is a water-absorbing agent mainly composed of a surface-crosslinked poly (meth) acrylic acid (salt) water-absorbing resin, and the residual amount of the cross-linking agent is 100 ppm by weight or less. The absorption capacity under pressure (AAP 4.83 kPa) for physiological saline of .83 kPa is 10 to 30 g / g.

本発明の製造方法によれば、低温、短時間、低コストで、安全性と吸水性能に優れた吸水剤を製造する事が出来る。また、本発明の吸水剤は、高物性で、内部及び表面の残存架橋剤(特にビニル架橋剤)が少ないため、安全性に優れ、実使用時に優れた衛生用品(例えば、おむつ、失禁パット、生理用ナプキン)を提供する。   According to the production method of the present invention, it is possible to produce a water-absorbing agent excellent in safety and water-absorbing performance at low temperature, in a short time and at low cost. In addition, the water-absorbing agent of the present invention has high physical properties and a small amount of internal and surface residual cross-linking agent (particularly vinyl cross-linking agent), so that it has excellent safety and excellent hygiene products (for example, diapers, incontinence pads, Sanitary napkins).

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

〔1〕用語の定義
(1−1)「吸水剤」
本発明における「吸水剤」とは、表面架橋された吸水性樹脂を主成分とする水性液体の吸収ゲル化剤を意味する。該吸水剤における吸水性樹脂の含有率は、好ましくは70〜100重量%、より好ましくは75〜97重量%、更に好ましくは80〜95重量%、特に好ましくは85〜95重量%である。その他成分(0〜30重量%、3〜25重量%、5〜20重量%、5〜15重量%)には、好ましくは水が主成分で含有され、更には、無機微粒子、カチオン性高分子化合物、水溶性多価金属カチオン含有化合物、界面活性剤、着色防止剤、耐尿性向上剤、消臭剤、香料、抗菌剤、発泡剤、顔料、染料、肥料、酸化剤、還元剤等を、それぞれ0〜10重量%、好ましくは0.1〜1重量%含有してもよい。
[1] Definition of terms (1-1) “Water absorbing agent”
The “water-absorbing agent” in the present invention means an aqueous liquid absorption gelling agent mainly composed of a surface-crosslinked water-absorbing resin. The content of the water-absorbing resin in the water-absorbing agent is preferably 70 to 100% by weight, more preferably 75 to 97% by weight, still more preferably 80 to 95% by weight, and particularly preferably 85 to 95% by weight. The other components (0 to 30% by weight, 3 to 25% by weight, 5 to 20% by weight, and 5 to 15% by weight) preferably contain water as a main component, and further include inorganic fine particles and cationic polymers. Compounds, water-soluble polyvalent metal cation-containing compounds, surfactants, anti-coloring agents, urine resistance improvers, deodorants, fragrances, antibacterial agents, foaming agents, pigments, dyes, fertilizers, oxidizing agents, reducing agents, etc. , 0 to 10% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight.

また、前記水性液体は水のみに限定されず、尿、廃水、血液、食塩水、廃液、消臭剤、芳香剤等、水を含んでいればよい。更に、前記水性液体の形体は、液状に限らず、固形状や気体状(例えば水蒸気や湿気)でもよい。   Further, the aqueous liquid is not limited to water, but may contain water such as urine, waste water, blood, saline, waste liquid, deodorant, and fragrance. Further, the form of the aqueous liquid is not limited to liquid, but may be solid or gaseous (for example, water vapor or moisture).

(1−2)「吸水性樹脂」
本発明における「吸水性樹脂」とは、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤を意味し、以下の物性を有するものをいう。即ち、「水膨潤性」の指標として、ERT441.2−02(2002)で規定されるCRC(無加圧下吸水倍率)が5(g/g)以上、及び、「水不溶性」の指標として、ERT470.2−02(2002)で規定されるExt(水可溶分)が50重量%以下の物性を有する高分子ゲル化剤を意味する。
(1-2) “Water Absorbent Resin”
The “water-absorbing resin” in the present invention means a water-swellable, water-insoluble polymer gelling agent and has the following physical properties. That is, as an indicator of “water swellability”, the CRC (water absorption capacity under no pressure) defined by ERT441.2-02 (2002) is 5 (g / g) or more, and as an indicator of “water insolubility”, It means a polymer gelling agent having a physical property of Ext (water-soluble content) defined by ERT470.2-02 (2002) of 50% by weight or less.

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事が好ましい。   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.

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。   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).

尚、本発明における吸水性樹脂は、吸水性樹脂の製造工程における中間体を包括する用語である。別途区別が必要である場合には、「重合後の含水ゲル」、「乾燥後の乾燥重合体」、「表面架橋前の吸水性樹脂(ベースポリマー)」、「表面架橋後の吸水性樹脂(吸水剤)」と区別して表す事がある。   In addition, the water absorbent resin in the present invention is a term encompassing intermediates in the production process of the water absorbent resin. If there is a need for distinction separately, “hydrogel after polymerization”, “dry polymer after drying”, “water absorbent resin before surface crosslinking (base polymer)”, “water absorbent resin after surface crosslinking ( "Water-absorbing agent)" may be distinguished.

尚、吸水性樹脂の形状としては、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。   Examples of the shape of the water-absorbing 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-absorbing resin is preferable.

(1−3)「ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂」
本発明における「ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂」とは、グラフト成分を任意に含み、繰り返し単位として、(メタ)アクリル酸及び/又はその塩(以下、「(メタ)アクリル酸(塩)」と称する)を主成分とする重合体を意味する。
(1-3) “Poly (meth) acrylic acid (salt) water-absorbing resin”
The “poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin” in the present invention optionally includes a graft component, and (meth) acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “(meth) acrylic” as a repeating unit. It is a polymer mainly composed of “acid (salt)”.

尚、「主成分」とは、(メタ)アクリル酸(塩)の含有量(使用量)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%である事をいう。また、重合体としてのポリ(メタ)アクリル酸塩は、水溶性塩を必須に含み、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 “main component” means that the content (use amount) of (meth) acrylic acid (salt) is usually 50 to 100 mol based on the whole 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 poly (meth) acrylate as a polymer essentially contains a water-soluble salt, preferably a monovalent salt, more preferably an alkali metal salt or an ammonium salt.

(1−4)「EDANA」及び「ERT」
「EDANA」とは、欧州不織布工業会(European Disposables and Nonwovens Associations)の略称であり、「ERT」とは、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。
(1-4) “EDANA” and “ERT”
“EDANA” is an abbreviation for European Disposables and Nonwovens Associations, and “ERT” is an abbreviation for EDANA Recommended Test Methods. It is. 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).

(a)「CRC」(ERT441.2−02)
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離機保持容量)の略称であり、無加圧下吸水倍率(「吸水倍率」と称することもある)を意味する。具体的には、不織布中の吸水性樹脂0.2g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、30分間自由膨潤させた後、遠心分離機(250G)で水切りした後の吸水倍率(単位;g/g)である。
(A) "CRC" (ERT441.2-02)
“CRC” is an abbreviation for Centrifugation Retention Capacity (centrifuge retention capacity) and means water absorption capacity without pressure (sometimes referred to as “water absorption capacity”). Specifically, 0.2 g of the water-absorbent resin in the nonwoven fabric was freely swollen for 30 minutes with respect to a large excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution, and then drained with a centrifuge (250 G). It is a water absorption magnification (unit; g / g).

(b)「Ext」(ERT470.2−02)
「Ext」は、Extractablesの略称であり、水可溶分を意味する。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%)である。
(B) "Ext" (ERT470.2-02)
“Ext” is an abbreviation for Extractables and means a water-soluble component. 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%) ).

(c)「Residual Monomers」(ERT410.2−02)
「Residual Monomers」は、吸水性樹脂中に残存する単量体(モノマー)量(以下、「残存モノマー」と称する)を意味する。具体的には、吸水性樹脂1.0g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1時間攪拌した後の溶解した残存モノマー量を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で測定した値(単位;重量ppm)である。
(C) “Residual Monomers” (ERT410.2-02)
“Residual Monomers” means the amount of monomer (monomer) remaining in the water-absorbent resin (hereinafter referred to as “residual monomer”). Specifically, with respect to 1.0 g of the water-absorbing resin, the amount of residual monomer dissolved after stirring for 1 hour at 500 rpm with respect to 200 ml of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution was measured by high performance liquid chromatography (HPLC). Value (unit: ppm by weight).

(d)「PSD」(ERT420.2−02)
「PSD」とは、Particle Size Disributionの略称であり、篩分級により測定される粒度分布を意味する。尚、重量平均粒子径(D50)及び粒子径分布幅は米国特許第7638570号明細書第27、28カラムに記載された「(3) Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」と同様の方法で測定する。
(D) “PSD” (ERT420.2-02)
“PSD” is an abbreviation for Particle Size Distribution and means a particle size distribution measured by sieve classification. The weight average particle size (D50) and the particle size distribution width are described in US Pat. No. 7,638,570, columns 27 and 28, “(3) Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logical Standard Deviation (σζ)”. The measurement is performed in the same manner as the “of Particle Diameter Distribution”.

(e)「AAP」(ERT442.2−02)
「AAP」は、Absorption Against Pressureの略称であり、加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、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、2.06kPa(21g/cm2、0.3psi)荷重下で膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)である。尚、ERT442.2−02では、Absorption Under Pressureと表記されているが、実質的にはAAPと同一内容である。また、本発明では荷重条件を4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])に変更して測定する事もあるため、2.06kPaの荷重下で測定した結果をAAP2.06kPaとして記載し、4.83kPaの荷重下で測定した結果をAAP4.83kPaとして表記する。
(E) "AAP" (ERT442.2-02)
“AAP” is an abbreviation for Absorption Against Pressure, which means water absorption capacity under pressure. Specifically, 0.9 g of water-absorbing resin was swollen under a load of 2.06 kPa (21 g / cm 2, 0.3 psi) for 1 hour against a large excess of 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution. Of water absorption (unit: g / g). In ERT442.2-02, “Absorption Under Pressure” is described, but it has substantially the same content as AAP. In the present invention, since the load condition may be changed to 4.83 kPa (0.7 psi, 50 [g / cm 2]), the measurement result under a load of 2.06 kPa is described as AAP 2.06 kPa. The result measured under a load of 4.83 kPa is expressed as AAP 4.83 kPa.

(1−5)分子量
本明細書において、「分子量」とは、国際純正応用化学連合(International Union of Pure and Applied Chemistry)が定める原子量表(2012年版)に基づき、各原子について小数点以下3桁目を四捨五入して得られる原子量を用いて計算される値である。代表的な原子の原子量を挙げると、水素原子1.01、炭素原子12.01、窒素原子14.01、酸素原子16.00となる。
(1-5) Molecular Weight In this specification, “molecular weight” means the third decimal place for each atom based on the atomic weight table (2012 version) defined by the International Union of Pure and Applied Chemistry. Is a value calculated using the atomic weight obtained by rounding off. If the atomic weight of a typical atom is mentioned, it will be 1.01 of a hydrogen atom, 12.01 of a carbon atom, 14.01 of a nitrogen atom, and 16.00 of an oxygen atom.

(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”.

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

〔2〕ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法
本発明で表面架橋に使用されるポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法は特に限定されず、前記特許文献1〜15(更には特許文献8〜13、代表的には特許文献9)などに記載の吸水性樹脂の製造方法が広く適用可能である。
[2] Production method of poly (meth) acrylic acid (salt) -based water absorbent resin The production method of poly (meth) acrylic acid (salt) -based water absorbent resin used for surface crosslinking in the present invention is not particularly limited, The method for producing a water-absorbent resin described in Patent Literatures 1 to 15 (further, Patent Literatures 8 to 13, typically Patent Literature 9) can be widely applied.

以下に、特に限定されないが、本発明にかかわる吸水性樹脂の代表的な製造工程(2−1)〜(2−5)について示す。   Although it does not specifically limit below, it shows about the typical manufacturing process (2-1)-(2-5) of the water absorbing resin concerning this invention.

(2−1)単量体水溶液の調製工程
本工程は、(メタ)アクリル酸(塩)を主成分として含む水溶液(単量体水溶液)を調製する工程である。尚、前記単量体水溶液は、得られる吸水剤の吸水性能を損なわない範囲であれば、一部の単量体が乳液上及び/又はスラリー状であっても良く、本願においては単量体水溶液として包含される。
(2-1) Monomer aqueous solution preparation step This step is a step of preparing an aqueous solution (monomer aqueous solution) containing (meth) acrylic acid (salt) as a main component. The monomer aqueous solution may be a part of the monomer on the emulsion and / or slurry as long as the water absorption performance of the resulting water-absorbing agent is not impaired. Included as an aqueous solution.

((メタ)アクリル酸)
本発明の単量体として用いられる(メタ)アクリル酸は原料や製造方法に制限がなく、通常、重合禁止剤や不純物等の微量成分が含まれている。前記重合禁止剤としてはフェノール類が好ましく、メトキシフェノール類がより好ましく、該重合禁止剤の濃度は、単量体の重合性への影響や得られる吸水剤の色調等から、好ましくは1〜200ppm、より好ましくは10〜160ppmである。また、前記不純物としては例えば米国特許公開公報第2008/0161512号明細書に記載の化合物などが挙げられる。
((Meth) acrylic acid)
The (meth) acrylic acid used as the monomer of the present invention is not limited in raw materials and production methods, and usually contains trace components such as a polymerization inhibitor and impurities. As the polymerization inhibitor, phenols are preferable, methoxyphenols are more preferable, and the concentration of the polymerization inhibitor is preferably 1 to 200 ppm from the influence on the polymerizability of the monomer and the color tone of the obtained water absorbing agent. More preferably, it is 10-160 ppm. Examples of the impurities include compounds described in US Patent Publication No. 2008/0161512.

(他の単量体)
本発明において、(メタ)アクリル酸(塩)と共に他の単量体を併用しても良く、該他の単量体としては、水溶性又は疎水性の不飽和単量体が挙げられ、より具体的には、米国特許出願公開第2005/215734号段落[0035]に記載の単量体(ただし(メタ)アクリル酸を除く)が挙げられる。また、前記吸水性樹脂は、前記他の単量体が共重合成分として含まれていてもよい。
(Other monomers)
In the present invention, other monomers may be used in combination with (meth) acrylic acid (salt), and examples of the other monomers include water-soluble or hydrophobic unsaturated monomers. Specific examples include monomers (excluding (meth) acrylic acid) described in paragraph [0035] of US Patent Application Publication No. 2005/215734. The water-absorbing resin may contain the other monomer as a copolymerization component.

(単量体の中和)
前記単量体の中和は、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩などの一価塩、特にアルカリ金属塩、更にはナトリウム塩を用いるのが好ましい。更に、極少量(例えば、前記単量体に対して0〜5モル%程度)であれば、多価金属塩化合物を用いても良い。
(Monomer neutralization)
For neutralization of the monomer, it is preferable to use a monovalent salt such as an alkali metal salt, ammonium salt or alkanolamine salt, particularly an alkali metal salt, and further a sodium salt. Furthermore, a polyvalent metal salt compound may be used in a very small amount (for example, about 0 to 5 mol% with respect to the monomer).

前記単量体水溶液の中和率は、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。該中和率は、前記単量体水溶液中の酸基の量、特に前記単量体に由来するカルボン酸基に対する塩基性化合物の添加量により表される。   The neutralization rate of the monomer aqueous solution is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 40 to 85 mol%, still more preferably 50 to 80 mol%, and particularly preferably 60 to 75 mol%. The neutralization rate is represented by the amount of acid groups in the aqueous monomer solution, particularly the amount of basic compound added to the carboxylic acid group derived from the monomer.

該中和は、重合前の前記単量体及び/又は前記単量体水溶液に対して行う以外に、重合後の含水ゲルに行っても良く、両方を併用しても良い。尚、複数回行う場合には、全ての塩基性化合物の添加量を考慮して、前記中和率の範囲に調整するのが好ましい。   The neutralization may be performed on the hydrogel after polymerization in addition to the monomer and / or the monomer aqueous solution before polymerization, or both may be used in combination. In addition, when performing several times, it is preferable to adjust to the range of the said neutralization rate in consideration of the addition amount of all the basic compounds.

(内部架橋剤)
本発明で使用される内部架橋剤は、(メタ)アクリル酸と反応しうる官能基を2個以上有する化合物が好ましく、特許文献16〜35に記載の架橋剤、例えば米国特許第6241928号の第14カラムに記載の架橋剤が挙げられる。
(Internal crosslinking agent)
The internal cross-linking agent used in the present invention is preferably a compound having two or more functional groups capable of reacting with (meth) acrylic acid, such as the cross-linking agents described in Patent Documents 16 to 35, for example, US Pat. No. 6,241,928. The crosslinking agent as described in 14 columns is mentioned.

尚、得られる吸水性樹脂の吸水特性等を考慮して、架橋剤としては2個以上のラジカル重合性官能基を有する化合物、特に(ポリ)アルキレングリコール構造単位を有する2個以上のラジカル重合性官能基(好ましくは、アリル基、(メタ)アクリレート基、特にアクリレート基)を有する化合物が好ましい。具体的には、(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートないしトリ(メタ)アクリレートを重合時に用いる事が好ましい。アルキレングリコール単位としてはn数が1〜100、さらには6〜50のポリエチレングリコールが好適に例示される。これらのうち、1種又は2種以上が用いられる。   In consideration of the water-absorbing properties of the resulting water-absorbing resin, the crosslinking agent is a compound having two or more radical polymerizable functional groups, particularly two or more radical polymerizable compounds having a (poly) alkylene glycol structural unit. A compound having a functional group (preferably an allyl group, a (meth) acrylate group, particularly an acrylate group) is preferable. Specifically, it is preferable to use (poly) alkylene glycol di (meth) acrylate or tri (meth) acrylate during polymerization. Preferable examples of the alkylene glycol unit include polyethylene glycol having an n number of 1 to 100, and further 6 to 50. Of these, one or more are used.

前記内部架橋剤の分子量は、50〜5万であればよく、得られる吸水剤の物性面から後述の表面架橋に使用される架橋剤(分子量200未満)よりも大きい分子量であると好ましく、具体的には、200〜4万が好ましく、300〜3万がより好ましく、400〜1万が更に好ましい。   The molecular weight of the internal cross-linking agent may be from 50,000 to 50,000, and is preferably a molecular weight larger than the cross-linking agent (less than 200 molecular weight) used for surface cross-linking described later in view of the physical properties of the resulting water-absorbing agent. Specifically, 200 to 40,000 are preferable, 300 to 30,000 are more preferable, and 400 to 10,000 are more preferable.

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。内部架橋剤の使用量を上記範囲とすることで、所望する吸水特性が得られる。   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 of the internal cross-linking agent used within the above range, desired water absorption characteristics can be obtained.

尚、本発明では重合前に内部架橋剤を添加して架橋する方法以外に、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でラジカル架橋する方法、電子線等による放射線架橋する方法等を採用することもできるが、予め所定量の内部架橋剤を単量体に添加して重合を行い、重合と同時に架橋反応させる方法がより好ましい。   In the present invention, in addition to the method of crosslinking by adding an internal crosslinking agent before polymerization, a method of adding an internal crosslinking agent after polymerization or post-crosslinking after polymerization, a method of radical crosslinking with a radical polymerization initiator, an electron Although a method of radiation cross-linking with a wire or the like can be adopted, a method in which a predetermined amount of an internal cross-linking agent is previously added to the monomer for polymerization and a cross-linking reaction at the same time as the polymerization is more preferable.

(その他単量体に添加する物質)
本発明においては、単量体水溶液、上述した物質以外に下記の物質を添加する事も出来る。具体的には、吸水性樹脂の諸物性を改善する事を目的として、水溶性樹脂又は吸水性樹脂を好ましくは0〜50重量%、より好ましくは0〜20重量%を添加したり、各種の発泡剤(例えば、炭酸塩、アゾ化合物、気泡等)、界面活性剤、キレート剤、連鎖移動剤等を好ましくは0〜5重量%、より好ましくは0〜1重量%を添加したりする事も出来る。これらの物質は単量体水溶液の調整工程に添加する形態のみならず、重合反応途中に添加してもよい。
(Other substances added to monomers)
In the present invention, the following substances can be added in addition to the monomer aqueous solution and the substances described above. Specifically, for the purpose of improving various properties of the water-absorbent resin, the water-soluble resin or the water-absorbent resin is preferably added in an amount of 0 to 50% by weight, more preferably 0 to 20% by weight. A foaming agent (for example, carbonate, azo compound, bubbles, etc.), surfactant, chelating agent, chain transfer agent, etc. is preferably added in an amount of 0 to 5% by weight, more preferably 0 to 1% by weight. I can do it. These substances may be added during the polymerization reaction as well as in the form of adding to the monomer aqueous solution adjustment step.

尚、上記水溶性樹脂又は吸水性樹脂の使用は、グラフト重合体又は吸水性樹脂組成物(例えば、澱粉−(メタ)アクリル酸重合体、PVA−(メタ)アクリル酸重合体等)を与えるが、これらの重合体、吸水性樹脂組成物も本発明ではポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂と総称する。   The use of the water-soluble resin or water-absorbing resin gives a graft polymer or a water-absorbing resin composition (for example, starch- (meth) acrylic acid polymer, PVA- (meth) acrylic acid polymer, etc.). These polymers and water-absorbing resin compositions are also collectively referred to as poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resins in the present invention.

(単量体成分の濃度)
本工程において、上述した各物質を混合する事で単量体水溶液を調製する。その際、単量体水溶液中の単量体成分の濃度(単量体/(単量体+水)の重量比で規定)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。
(Concentration of monomer component)
In this step, a monomer aqueous solution is prepared by mixing the above-described substances. At that time, the concentration of the monomer component in the aqueous monomer solution (specified by the weight ratio of monomer / (monomer + water)) is not particularly limited, but is preferably from the viewpoint of the physical properties of the water-absorbent resin. It is 10 to 80% by weight, more preferably 20 to 75% by weight, still more preferably 30 to 70% by weight.

(2−2)重合工程
本発明で適用される重合方法は特に限定されないが、吸水特性や重合制御の容易性等の観点から、噴霧液滴重合、水溶液重合、逆相懸濁重合が好ましく、水溶液重合、逆相懸濁重合がより好ましく、水溶液重合が更に好ましい。中でも、連続水溶液重合が特に好ましく、連続ベルト重合でも連続ニーダー重合の何れでもよい。
(2-2) Polymerization step The polymerization method applied in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of water absorption characteristics and ease of polymerization control, spray droplet polymerization, aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization are preferable, Aqueous solution polymerization and reverse phase suspension polymerization are more preferred, and aqueous solution polymerization is more preferred. Among them, continuous aqueous solution polymerization is particularly preferable, and either continuous belt polymerization or continuous kneader polymerization may be used.

具体的な重合形態として、連続ベルト重合は米国特許第4893999号、同第6241928号、米国特許出願公開第2005/215734号等に、連続ニーダー重合は米国特許第6987151号、同第6710141号等に、それぞれ開示されている。これらの連続水溶液重合を採用することで、吸水性樹脂の生産効率が向上する。   As specific polymerization forms, continuous belt polymerization is disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,893,999 and 6,241,928 and U.S. Patent Application Publication No. 2005/215734, and continuous kneader polymerization is disclosed in U.S. Pat. Nos. 6,987,151 and 6,710,141. , Respectively. By adopting such continuous aqueous solution polymerization, the production efficiency of the water-absorbent resin is improved.

また、上記連続水溶液重合の好ましい一例として、高温開始重合や高濃度重合が挙げられる。「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(上限は単量体の沸点)の温度で重合を開始する重合方法をいい、「高濃度重合」とは、単量体濃度を好ましくは30重量%以上、より好ましくは35重量%以上、更に好ましくは40重量%以上、特に好ましくは45重量%以上(上限は飽和濃度)で重合を行う重合方法をいう。これらの重合方法を併用する事も出来る。   Moreover, high temperature initiation polymerization and high concentration polymerization are mentioned as a preferable example of the said continuous aqueous solution polymerization. “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 the boiling point of the monomer). The “high concentration polymerization” means that the monomer concentration is preferably 30% by weight or more, more preferably 35% by weight or more, still more preferably 40% by weight or more, particularly preferably. Means a polymerization method in which the polymerization is carried out at 45% by weight or more (the upper limit is a saturated concentration). These polymerization methods can be used in combination.

(2−3)ゲル粉砕工程(ゲル解砕工程)
水溶液重合では乾燥に先立って、重合中又は重合後にゲル粉砕(含水ゲルの粒子化)が行われる。上記重合工程がニーダー重合の場合、重合工程とゲル粉砕工程が同時に実施されている。
(2-3) Gel crushing step (gel crushing step)
In aqueous solution polymerization, gel pulverization (formation of hydrous gel) is performed before or after polymerization, before drying. When the polymerization process is kneader polymerization, the polymerization process and the gel grinding process are performed simultaneously.

本発明のゲル粉砕工程では、特に限定されないが、国際公開第2011/126079号パンフレットに開示されたゲル粉砕方法が好ましく適用される。   Although it does not specifically limit in the gel grinding | pulverization process of this invention, The gel grinding | pulverization method disclosed by the international publication 2011/126079 pamphlet is applied preferably.

(2−4)乾燥工程
本工程は、上記重合工程及び/又はゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲルを所望する樹脂固形分まで乾燥させて乾燥重合体を得る工程である。尚、該樹脂固形分は、乾燥減量(吸水性樹脂1gを180℃で3時間加熱した際の重量変化)から求められ、通常70重量%以上、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(残りは主に水分)。
(2-4) Drying step This step is a step of obtaining a dry polymer by drying the particulate hydrogel obtained in the polymerization step and / or the gel grinding step to a desired resin solid content. The resin solid content is determined from loss on drying (weight change when 1 g of water-absorbing resin is heated at 180 ° C. for 3 hours), and is usually 70% by weight or more, preferably 80% by weight or more, more preferably 85 to 85%. 99% by weight, more preferably 90-98% by weight, particularly preferably 92-97% by weight (the remainder is mainly water).

尚、ここで乾燥後の吸水性樹脂は、内部に上記範囲の水分を含む場合があるが、以下、特に断りのない場合を除き、水を含めての吸水性樹脂や吸水剤の重量基準とする(例えば、後述の重量比において、吸水性樹脂100重量部とは樹脂内部に含む水分を含んだ重量を指す)。   The dried water-absorbent resin may contain water in the above range inside, but unless otherwise specified, the weight-based water-absorbent resin and water-absorbing agent including water are described below. (For example, in the weight ratio described later, 100 parts by weight of the water-absorbing resin refers to the weight including water contained in the resin).

本発明の乾燥工程では、特に限定されないが、例えば、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、流動層乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、ドラムドライヤー乾燥、疎水性有機溶媒との共沸脱水による乾燥、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の乾燥方法が適用される。   In the drying step of the present invention, although not particularly limited, for example, heat drying, hot air drying, vacuum drying, fluidized bed drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, drying by azeotropic dehydration with a hydrophobic organic solvent, Various drying methods such as high-humidity drying using high-temperature steam are applied.

上記の乾燥方法の中でも、効率の高さから、熱風乾燥が好ましく、特にベルト上で熱風乾燥を行うバンド乾燥が好ましい。熱風温度は色調や効率から好ましくは100〜250℃、より好ましくは120〜220℃である。   Among the above drying methods, hot air drying is preferable because of high efficiency, and band drying in which hot air drying is performed on a belt is particularly preferable. The hot air temperature is preferably 100 to 250 ° C., more preferably 120 to 220 ° C. from the viewpoint of color tone and efficiency.

(2−5)粉砕工程、分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体を粉砕(粉砕工程)し、所定範囲の粒度に調整(分級工程)して、粒子状の吸水性樹脂を得る工程である。
(2-5) Pulverization 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 particulate water absorption This is a step of obtaining a resin.

本発明の粉砕工程で使用される機器としては、例えばロールミル、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、必要により併用される。   Examples of the equipment used in the pulverization process of the present invention 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. Is done.

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

本発明における吸水性樹脂の粒度として、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300〜450μmである。また、粒子径150μm未満の粒子の割合は好ましくは0〜10重量%、より好ましくは0〜5重量%、更に好ましくは0〜1重量%であり、粒子径850μm以上の粒子の割合は好ましくは0〜5重量%、より好ましくは0〜3重量%、更に好ましくは0〜1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。尚、これらの粒度は、米国特許第7638570号明細書やEDANA ERT420.2−02に開示されている測定方法に準じて、標準篩を用いて測定される。   As a particle size of the water-absorbent resin in the present invention, 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 300 to 450 μm. The ratio of particles having a particle diameter of less than 150 μm is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, and still more preferably 0 to 1% by weight. The ratio of particles having a particle diameter of 850 μm or more is preferably It is 0-5 weight%, More preferably, it is 0-3 weight%, More preferably, it is 0-1 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. In addition, these particle sizes are measured using a standard sieve according to the measuring method disclosed in US Pat. No. 7,638,570 and EDANA ERT420.2-02.

上述した粒度は、表面架橋前の吸水性樹脂のみならず、表面架橋後の吸水性樹脂、最終製品としての吸水剤についても適用される。そのため、表面架橋工程前後において粒子径の変動が小さい事が好ましい。具体的には表面架橋前に対する表面架橋後の平均粒子径の比率が好ましくは0.8〜1.5、更に好ましくは0.9〜1.2である。   The particle size described above is applied not only to the water-absorbing resin before surface crosslinking but also to the water-absorbing resin after surface crosslinking and the water-absorbing agent as the final product. Therefore, it is preferable that the fluctuation of the particle diameter is small before and after the surface crosslinking step. Specifically, the ratio of the average particle size after surface crosslinking to that before surface crosslinking is preferably 0.8 to 1.5, more preferably 0.9 to 1.2.

〔3〕吸水剤の製造工程(表面架橋工程)
本工程は、表面架橋されていない吸水性樹脂を用いて吸水剤を得るための工程であり、前記ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法に従い得られた吸水性樹脂を用いるのが好ましい。尚、本表面架橋工程は1回だけでなく、複数回繰り返して行ってもよい。また、本表面架橋工程は、好ましくは表面架橋前の吸水性樹脂に対してなされるが、既に特許文献1〜5に記載の方法によって表面架橋された吸水性樹脂に対して本表面架橋を実施しても良いし、本表面架橋を実施した後に更に特許文献1〜5に記載の方法によって表面架橋を行っても良い。
[3] Water-absorbing agent manufacturing process (surface cross-linking process)
This step is a step for obtaining a water-absorbing agent using a water-absorbing resin that is not surface-crosslinked, and a water-absorbing resin obtained according to the method for producing a poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin. It is preferable to use it. The surface cross-linking step may be repeated not only once but also a plurality of times. The surface cross-linking step is preferably performed on the water-absorbing resin before surface cross-linking, but the surface cross-linking is already performed on the water-absorbing resin surface cross-linked by the methods described in Patent Documents 1 to 5. Alternatively, the surface crosslinking may be further performed by the methods described in Patent Documents 1 to 5 after the surface crosslinking.

表面架橋とは、吸水性樹脂の表面層(吸水性樹脂の表面から数μm〜数10μmの部分)の架橋密度を高める技術である。本工程には、吸水性樹脂と表面処理液(ラジカル重合性単量体及び有機系架橋剤を含む処理液)とを混合する混合工程と、該混合物を架橋重合する架橋重合工程との2つの工程に分けることが出来る。   The surface cross-linking is a technique for increasing the cross-linking density of the surface layer of the water-absorbent resin (part of several μm to several tens μm from the surface of the water-absorbent resin). This step includes two steps: a mixing step of mixing a water-absorbing resin and a surface treatment liquid (a treatment liquid containing a radical polymerizable monomer and an organic crosslinking agent) and a crosslinking polymerization step of crosslinking and polymerizing the mixture. It can be divided into processes.

本発明では、該有機系架橋剤が、(メタ)アクリレート基、又は、カルボキシル基と反応しうる官能基、からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を、2以上有し、かつ、分子量が200未満の化合物である事を特徴とする。該表面架橋剤を用いる事で、架橋剤の残存が非常に少なく、安全性に優れ、更に無加圧下吸水倍率と加圧下吸水倍率のバランスとコストパフォーマンスに優れる表面架橋された吸水性樹脂(吸水剤)が得られる。   In the present invention, the organic crosslinking agent has at least one functional group selected from the group consisting of a (meth) acrylate group or a functional group capable of reacting with a carboxyl group, and has a molecular weight. Is a compound of less than 200. By using the surface cross-linking agent, there is very little residual cross-linking agent, excellent safety, and a surface-crosslinked water-absorbing resin (water-absorbing water) that is excellent in balance between water absorption capacity without pressure and water absorption capacity under pressure and cost performance. Agent).

(3−1−1)混合工程
本工程は、上述した吸水性樹脂に、表面処理液を添加、混合して吸水性樹脂混合物(以下、「混合物」と称する)を得る工程である。
(3-1-1) Mixing Step This step is a step of obtaining a water absorbent resin mixture (hereinafter referred to as “mixture”) by adding and mixing the surface treatment liquid to the water absorbent resin described above.

(表面処理液)
表面処理液には、ラジカル重合性単量体及び有機系架橋剤を含み、その他にラジカル重合開始剤、溶媒、混合助剤等が任意に含まれる。
(Surface treatment liquid)
The surface treatment liquid contains a radical polymerizable monomer and an organic crosslinking agent, and optionally contains a radical polymerization initiator, a solvent, a mixing aid and the like.

前記表面処理液の総量は、(必要により水分を含む)吸水性樹脂100重量部に対し、0を超えて50重量部以下、好ましくは0.1〜40重量部、より好ましくは1〜30重量部、更に好ましくは3〜20重量部、特に好ましくは5〜15重量部である。該表面処理液の総量が少ないと、表面架橋が不十分となる恐れがあり、また、総量が50重量部を超えると、吸水性樹脂混合物の付着や詰まり等の不具合の発生、吸水剤の無加圧下吸収倍率(CRC)が過度に低下したり、吸水性樹脂と表面処理液の混合物の取扱い性が低下したりするため好ましくない。   The total amount of the surface treatment liquid is more than 0 and not more than 50 parts by weight, preferably 0.1 to 40 parts by weight, more preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbing resin (including water if necessary). Parts, more preferably 3 to 20 parts by weight, particularly preferably 5 to 15 parts by weight. If the total amount of the surface treatment liquid is small, surface crosslinking may be insufficient. If the total amount exceeds 50 parts by weight, problems such as adhesion and clogging of the water-absorbent resin mixture occur, and there is no water-absorbing agent. The absorption capacity under pressure (CRC) is undesirably lowered, and the handleability of the mixture of the water-absorbent resin and the surface treatment liquid is lowered.

(ラジカル重合性単量体)
前記ラジカル重合性単量体とは、ラジカル重合による重合が可能な化合物を意味し、具体的には、(好ましくは末端)不飽和2重結合を有する単量体、例えば、上記のポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造に用いられる(メタ)アクリル酸(塩)及び/又は併用される単量体が好ましく用いられうる。
(Radical polymerizable monomer)
The radical polymerizable monomer means a compound that can be polymerized by radical polymerization, and specifically, a monomer having an (preferably terminal) unsaturated double bond, such as the poly (meta) described above. ) (Meth) acrylic acid (salt) used in the production of acrylic acid (salt) -based water-absorbent resin and / or monomers used in combination may be preferably used.

ラジカル重合性単量体は、酸基を含有しかつ所定の中和率(全酸基中の中和された酸基のモル%)を有するものである事が好ましい。単官能ラジカル重合性単量体の中でも酸基を含有する化合物は、吸水特性の点で非常に優れる。該酸基としては、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基などが挙げられる。   The radical polymerizable monomer preferably contains an acid group and has a predetermined neutralization rate (mol% of neutralized acid groups in all acid groups). Among monofunctional radical polymerizable monomers, a compound containing an acid group is very excellent in terms of water absorption characteristics. Examples of the acid group include a carboxyl group, a sulfone group, and a phosphoric acid group.

酸基含有単官能ラジカル重合性単量体としては、好ましくは、酸基を含有する単量体である。具体的には、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び/又はそれらの塩が挙げられる。中でも、吸水特性の点で、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がより好ましく、アクリル酸が特に好ましい。   The acid group-containing monofunctional radical polymerizable monomer is preferably a monomer containing an acid group. Specifically, (meth) acrylic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, styrene Examples include sulfonic acids and / or their salts. Among these, (meth) acrylic acid and 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are more preferable, and acrylic acid is particularly preferable in terms of water absorption characteristics.

全酸基含有ラジカル重合性単量体のうちアクリル酸(塩)の合計量の割合は、好ましくは50〜100モル%、より好ましくは70〜100モル%、特に好ましくは90〜100モル%である。酸基含有ラジカル重合性単量体は、単独で使用されても良く、2種以上の混合物で使用されても良い。   The ratio of the total amount of acrylic acid (salt) in the total acid group-containing radical polymerizable monomer is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%, and particularly preferably 90 to 100 mol%. is there. The acid group-containing radical polymerizable monomer may be used alone or in a mixture of two or more.

酸基含有ラジカル重合性単量体が中和されている場合(塩の形態の場合)、当該単量体はアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩から選ばれる1価塩である事が好ましい。中でも、より好ましくはアルカリ金属塩であり、特に好ましくは、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩から選ばれる塩である。   When the acid group-containing radically polymerizable monomer is neutralized (in the form of a salt), the monomer is preferably a monovalent salt selected from alkali metal salts, ammonium salts, and amine salts. Among these, an alkali metal salt is more preferable, and a salt selected from a sodium salt, a lithium salt, and a potassium salt is particularly preferable.

前記酸基含有ラジカル重合性単量体の中和率は、0〜100モル%の範囲で適宜決定され、ベースポリマーとしての吸水性樹脂の前記中和率と同じであってもよいし、異なっていてもよい。尚、「酸基含有ラジカル重合性単量体の全酸基」及び「中和された酸基」は、酸基含有ラジカル重合性単量体が2種以上である場合、それぞれ全ての酸基含有ラジカル重合性単量体中の酸基及び中和された酸基の合計を指す。例えば、酸基含有ラジカル重合性単量体として、アクリル酸とアクリル酸ナトリウムとを1:1のモル比で用いた場合には、酸基含有ラジカル重合性単量体の中和率は50モル%である。   The neutralization rate of the acid group-containing radical polymerizable monomer is appropriately determined in the range of 0 to 100 mol%, and may be the same as or different from the neutralization rate of the water-absorbent resin as the base polymer. It may be. The “total acid groups of the acid group-containing radical polymerizable monomer” and “neutralized acid group” are all acid groups when there are two or more acid group-containing radical polymerizable monomers. The total of the acid group and the neutralized acid group in a containing radically polymerizable monomer is pointed out. For example, when acrylic acid and sodium acrylate are used in a molar ratio of 1: 1 as the acid group-containing radical polymerizable monomer, the neutralization rate of the acid group-containing radical polymerizable monomer is 50 mol. %.

吸水性樹脂の表面架橋をラジカル重合性単量体の存在下で行う場合において、架橋重合反応系中に存在するラジカル重合性単量体の量は、吸水性樹脂100重量部に対し、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部、更に好ましくは2〜10重量部、特に好ましくは3〜7重量部である。該単量体の量が0.1重量部未満ないし未使用(0)であれば、表面架橋された吸水性樹脂の加圧下吸水性能が十分な値にまで向上しないため好ましくない。一方、ラジカル重合性単量体の量が20重量部を超えると、表面架橋された吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率が著しく低下してしまうため好ましくない。   In the case where the surface crosslinking of the water absorbent resin is performed in the presence of the radical polymerizable monomer, the amount of the radical polymerizable monomer present in the crosslinking polymerization reaction system is preferably 100 parts by weight of the water absorbent resin. It is 0.1-20 weight part, More preferably, it is 1-15 weight part, More preferably, it is 2-10 weight part, Especially preferably, it is 3-7 weight part. If the amount of the monomer is less than 0.1 parts by weight or unused (0), the water absorption performance under pressure of the surface-crosslinked water-absorbing resin is not improved to a sufficient value, which is not preferable. On the other hand, when the amount of the radically polymerizable monomer exceeds 20 parts by weight, the water absorption capacity without load of the surface-crosslinked water-absorbing resin is remarkably lowered, which is not preferable.

(有機系架橋剤)
本発明の表面架橋工程において用いられる有機系架橋剤は、架橋剤の残存性、架橋剤単体の安全性、架橋剤の使用量に対する表面架橋の効率の観点から、1種以上のカルボキシル基、特に(メタ)アクリレート基と反応しうる官能基を、2以上有し、かつ、分子量が200未満である事を特徴とする。
(Organic crosslinking agent)
The organic crosslinking agent used in the surface crosslinking step of the present invention is one or more carboxyl groups, particularly from the viewpoint of the survivability of the crosslinking agent, the safety of the crosslinking agent alone, and the efficiency of surface crosslinking with respect to the amount of crosslinking agent used. It has two or more functional groups capable of reacting with (meth) acrylate groups and has a molecular weight of less than 200.

ここで、有機系架橋剤とは、有機共有結合性架橋剤であり、単量体や吸水性樹脂の官能基と共有結合で架橋する架橋剤である。また、アクリル酸アルミニウムのようなイオン性結合で架橋を形成する架橋剤(例えば不飽和有機酸の多価金属塩)は本発明における有機系架橋剤に含まれず、多価金属塩のみによるイオン架橋では、加圧下吸収倍率向上などの面で、本発明の十分な効果を示さない。   Here, the organic cross-linking agent is an organic covalent cross-linking agent, and is a cross-linking agent that cross-links with a functional group of a monomer or a water absorbent resin through a covalent bond. In addition, a crosslinking agent that forms a crosslink with an ionic bond such as aluminum acrylate (for example, a polyvalent metal salt of an unsaturated organic acid) is not included in the organic crosslinker in the present invention, and is an ionic crosslink only with a polyvalent metal salt. However, the effect of the present invention is not exhibited in terms of improving the absorption capacity under pressure.

有機系架橋剤の分子量は、200未満、好ましくは190未満、より好ましくは180未満である。架橋剤中の官能基が同じ場合、該分子量が小さい方が、架橋効率が優れるため好ましい。一方で、該分子量が200以上では、架橋剤分子が大きくなり、吸水性樹脂表面から染み込みにくくなるため、CRCが低下しにくくなる等、表面架橋の効率が悪くなったり、表面架橋後の吸水性樹脂中の残存架橋剤が増加したりするため好ましくない。分子量の下限は、ラジカル重合性単量体及び/又は吸水性樹脂と架橋形成できる官能基を複数有すればよく、通常、50以上、さらには80以上、100以上が好ましい。   The molecular weight of the organic crosslinking agent is less than 200, preferably less than 190, more preferably less than 180. When the functional groups in the cross-linking agent are the same, the smaller molecular weight is preferable because the cross-linking efficiency is excellent. On the other hand, when the molecular weight is 200 or more, the crosslinking agent molecule becomes large and it is difficult to penetrate from the surface of the water-absorbent resin, so that the CRC is difficult to be lowered. This is not preferable because the residual crosslinking agent in the resin increases. The lower limit of the molecular weight is sufficient if it has a plurality of functional groups capable of crosslinking with the radical polymerizable monomer and / or the water-absorbent resin, and is usually 50 or more, more preferably 80 or more, and 100 or more.

本発明において、カルボキシル基と反応しうる官能基の一例を挙げると、例えば、環状の官能基、ヒドロキシ基、1級アミノ基、2級アミノ基、イソシアネート基等が挙げられる。また、環状の官能基の一例を挙げると、エポキシ基、アジリジン基、オキセタン基、エチレンカーボネート基、オキサゾリン基、オキサゾリジノン基等が挙げられる。   In the present invention, examples of functional groups that can react with a carboxyl group include cyclic functional groups, hydroxy groups, primary amino groups, secondary amino groups, and isocyanate groups. Examples of cyclic functional groups include an epoxy group, an aziridine group, an oxetane group, an ethylene carbonate group, an oxazoline group, and an oxazolidinone group.

これら架橋剤の官能基と吸水性樹脂のカルボキシル基との反応は、有機系架橋剤を含む表面処理液との混合時に行ってもよく、後述の(3−1−2)架橋重合工程で単量体の重合と共に、架橋剤の官能基と吸水性樹脂のカルボキシル基を反応させてもよく、架橋重合工程の前又は後に別途、必要により加熱する事で架橋剤の官能基と吸水性樹脂のカルボキシル基を反応させてもよい。   The reaction between the functional group of the cross-linking agent and the carboxyl group of the water-absorbent resin may be performed at the time of mixing with the surface treatment liquid containing the organic cross-linking agent, and may be simply performed in the (3-1-2) cross-linking polymerization step described later. Along with polymerization of the monomer, the functional group of the cross-linking agent and the carboxyl group of the water-absorbing resin may be reacted. Before or after the cross-linking polymerization step, if necessary, the functional group of the cross-linking agent and the water-absorbing resin can be reacted. A carboxyl group may be reacted.

用いられうる有機系架橋剤については、例えば、上記のポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造時に用いられる内部架橋剤、米国特許第6228930号明細書、同6071976号明細書、同6254990号明細書などに例示されている表面架橋剤から上記範囲を満たす有機系架橋剤を選択してもよい。例えば、分子量が200未満で、(メタ)アクリレート基を複数個もつ架橋剤、(メタ)アクリレート基及びカルボキシル基と反応しうる官能基をそれぞれ有する架橋剤、カルボキシル基と反応しうる官能基を2以上有する架橋剤である。   As for the organic crosslinking agent that can be used, for example, an internal crosslinking agent used in the production of the poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin, U.S. Pat. Nos. 6,228,930 and 6071976, You may select the organic type crosslinking agent which satisfy | fills the said range from the surface crosslinking agent illustrated by the said 6254990 specification etc. For example, a crosslinking agent having a molecular weight of less than 200 and having a plurality of (meth) acrylate groups, a crosslinking agent having functional groups that can react with (meth) acrylate groups and carboxyl groups, and two functional groups that can react with carboxyl groups. It is a crosslinking agent having the above.

具体的には、架橋剤の分子量が200未満の有機系架橋剤であって、特に(a)多官能性(メタ)アクリレート系架橋剤、(b)カルボキシル基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレート系架橋剤、(c)複数のカルボキシル基と反応しうる官能基を有する架橋剤から選ばれる架橋剤が使用される。更に好ましくは、前記(a)としてはジ(メタ)アクリレート系架橋剤、前記(b)としては(メタ)アクリレート基及び他の官能基として、環状の官能基、ヒドロキシ基、1級アミン、2級アミン、イソシアネート基からなる群より選ばれる1種類以上の官能基を有する架橋剤、前記(c)としては前記、複数のカルボキシル基と反応しうる官能基を有する架橋剤、特に、ポリオール系架橋剤、ポリアミン系架橋剤、ポリイソシアネート系架橋剤、環状の官能基を1個以上もつ架橋剤が挙げられる。   Specifically, the crosslinking agent has an organic crosslinking agent having a molecular weight of less than 200, and has (a) a polyfunctional (meth) acrylate crosslinking agent, and (b) a functional group capable of reacting with a carboxyl group ( A cross-linking agent selected from a (meth) acrylate-based cross-linking agent and (c) a cross-linking agent having a functional group capable of reacting with a plurality of carboxyl groups is used. More preferably, the (a) is a di (meth) acrylate-based crosslinking agent, the (b) is a (meth) acrylate group, and other functional groups include a cyclic functional group, a hydroxy group, a primary amine, A crosslinking agent having one or more types of functional groups selected from the group consisting of a secondary amine and an isocyanate group, the (c) as the crosslinking agent having a functional group capable of reacting with a plurality of carboxyl groups, particularly a polyol-based crosslinking Agents, polyamine crosslinking agents, polyisocyanate crosslinking agents, and crosslinking agents having one or more cyclic functional groups.

尚、エポキシ基やエチレンカーボネート基などの環状の官能基は、単独であっても、カルボキシル基との開環反応によって、水酸基やアミノ基を一旦生成した後、更に別のカルボキシル基と反応しうる。よって、1つの環状の官能基は2箇所の反応点を有することから、複数のカルキシル基と反応できる架橋剤であり、本発明ではカルボキシル基と反応しうる官能基を複数個持つものとする。   In addition, even if a cyclic functional group such as an epoxy group or an ethylene carbonate group is used alone, it can react with another carboxyl group after once generating a hydroxyl group or an amino group by a ring-opening reaction with the carboxyl group. . Therefore, since one cyclic functional group has two reactive sites, it is a crosslinking agent capable of reacting with a plurality of carboxyl groups, and in the present invention, it has a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group.

これら有機系架橋剤の中でも、(メタ)アクリレート基は、ラジカル重合性単量体との共重合性に優れ、エポキシ基やエチレンカーボネート基などは、カルボキシル基との反応性に優れるために、好ましい。   Among these organic crosslinking agents, (meth) acrylate groups are preferable because they are excellent in copolymerizability with radical polymerizable monomers, and epoxy groups and ethylene carbonate groups are excellent in reactivity with carboxyl groups. .

すなわち、好ましくは、(a)多官能性(メタ)アクリレート系架橋剤、(b)カルボキシル基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレート系架橋剤、(c)複数のカルボキシル基と反応しうる官能基を有する有機系架橋剤から選ばれる架橋剤、更に、好ましくはジ(メタ)アクリレート系架橋剤ないしカルボキシル基と反応しうる官能基を有するモノ(メタ)アクリレート系架橋剤から選ばれる(メタ)アクリレート系架橋剤、より好ましくはジ(メタ)アクリレート系架橋剤ないし環状の官能基を有する(メタ)アクリレート系架橋剤、特に好ましくはジ(メタ)アクリレート系架橋剤である。   That is, preferably, (a) a polyfunctional (meth) acrylate crosslinking agent, (b) a (meth) acrylate crosslinking agent having a functional group capable of reacting with a carboxyl group, and (c) a reaction with a plurality of carboxyl groups. A crosslinking agent selected from organic crosslinking agents having a functional group capable of being selected, more preferably a di (meth) acrylate crosslinking agent or a mono (meth) acrylate crosslinking agent having a functional group capable of reacting with a carboxyl group ( A (meth) acrylate crosslinking agent, more preferably a di (meth) acrylate crosslinking agent or a (meth) acrylate crosslinking agent having a cyclic functional group, particularly preferably a di (meth) acrylate crosslinking agent.

(a)多官能性(メタ)アクリレート系架橋剤
まず、複数の(メタ)アクリレート基を有する分子量が200未満の有機系架橋剤、すなわち多官能性(メタ)アクリレート系架橋剤としては、ジ(メタ)アクリレート系架橋剤が使用され、これら分子量が200未満のジ(メタ)アクリレート系架橋剤は、ラジカル重合性単量体と共重合しやすい官能基を複数有するため、架橋効率が良く特に好ましい。尚、前記多官能性とは一分子内にアクリレート基及びメタクリレート基の合計が複数であることを意味し、ジ(メタ)アクリレートとはジアクリレート、ジメタクリレート、アクリレートメタクリレートの総称である。
(A) Multifunctional (meth) acrylate-based crosslinking agent First, as the organic crosslinking agent having a plurality of (meth) acrylate groups and a molecular weight of less than 200, that is, a multifunctional (meth) acrylate-based crosslinking agent, di ( A (meth) acrylate-based cross-linking agent is used, and these di (meth) acrylate-based cross-linking agents having a molecular weight of less than 200 have a plurality of functional groups that are easy to copolymerize with the radical polymerizable monomer, and are particularly preferable because of their good cross-linking efficiency. . The polyfunctionality means that there are a plurality of acrylate groups and methacrylate groups in one molecule, and di (meth) acrylate is a general term for diacrylate, dimethacrylate, and acrylate methacrylate.

具体的には、多官能性(メタ)アクリレート系架橋剤として、エチレングリコールジアクリレート(分子量170.18)、エチレングリコールアクリレートメタクリレート(分子量184.21)、エチレングリコールジメタクリレート(分子量198.24)、プロピレングリコールジアクリレート(分子量184.21)、1,3−プロピレングリコールジアクリレート(分子量184.21)、プロピレングリコールアクリレートメタクリレート(分子量198.24)、1,3−プロピレングリコールアクリレートメタクリレート(分子量198.24)、1,3−ブタンジオールジアクリレート(分子量198.24)、1,4−ブタンジオールジアクリレート(分子量198.24)などが挙げられる。   Specifically, as a polyfunctional (meth) acrylate-based crosslinking agent, ethylene glycol diacrylate (molecular weight 170.18), ethylene glycol acrylate methacrylate (molecular weight 184.21), ethylene glycol dimethacrylate (molecular weight 198.24), Propylene glycol diacrylate (molecular weight 184.21), 1,3-propylene glycol diacrylate (molecular weight 184.21), propylene glycol acrylate methacrylate (molecular weight 198.24), 1,3-propylene glycol acrylate methacrylate (molecular weight 198.24) ), 1,3-butanediol diacrylate (molecular weight 198.24), 1,4-butanediol diacrylate (molecular weight 198.24), and the like.

(b)カルボキシル基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレート系架橋剤
次に、(メタ)アクリレート基及びカルボキシル基と反応しうる官能基をあわせ持つ分子量が200未満の有機系架橋剤、好ましくはカルボキシル基と反応しうる官能基を有する単官能(メタ)アクリレート系架橋剤は、1つ又は2つのラジカル重合性単量体と共重合しやすい官能基、すなわち(メタ)アクリレート基を有し、更に、吸水性樹脂及び/又はラジカル重合性単量体に含まれるカルボキシル基との反応性に優れる官能基を有するため、架橋効率が良くより好ましい。
(B) (meth) acrylate-based crosslinking agent having a functional group capable of reacting with a carboxyl group Next, an organic crosslinking agent having a molecular weight of less than 200 having both a (meth) acrylate group and a functional group capable of reacting with a carboxyl group, Preferably, the monofunctional (meth) acrylate crosslinking agent having a functional group capable of reacting with a carboxyl group has a functional group that is easily copolymerized with one or two radical polymerizable monomers, that is, a (meth) acrylate group. Furthermore, since it has a functional group excellent in reactivity with a carboxyl group contained in the water-absorbing resin and / or radically polymerizable monomer, it is more preferable because of its good crosslinking efficiency.

具体的には、カルボキシル基と反応しうる官能基を有する(メタ)アクリレート系架橋剤として、グリシジルアクリレート(分子量128.14)、グリシジルメタクリレート(分子量142.17)、グリシジルアクリレートに炭酸ガスを反応させてエポキシ基をエチレンカーボネート基にした架橋剤(アクリル酸グリセロールカーボネート、分子量172.15)、グリシジルメタクリレートに炭酸ガスを反応させてエポキシ基をエチレンカーボネート基にした架橋剤(メタクリル酸グリセロールカーボネート、分子量186.18)、2−イソシアネートエチルアクリレート(分子量141.14)、2−イソシアネートエチルメタクリレート(分子量155.17)、グリセリンモノアクレート(分子量146.16)、グリセリンモノメタリレート(分子量160.19)、ヒドロキシエチルアクレート(分子量116.13)、ヒドロキシエチルメタクリレート(分子量130.16)、アミノエチルアクリレート(分子量115.15)、アミノエチルメタクリレート(分子量129.18)、1,3−プロピレングリコールモノアクレート(分子量130.16)などが挙げられる。   Specifically, as a (meth) acrylate crosslinking agent having a functional group capable of reacting with a carboxyl group, carbon dioxide gas is reacted with glycidyl acrylate (molecular weight 128.14), glycidyl methacrylate (molecular weight 142.17), and glycidyl acrylate. A cross-linking agent having an epoxy group converted to ethylene carbonate (glycerol carbonate acrylate, molecular weight 172.15), and a cross-linking agent having an epoxy group converted to ethylene carbonate group by reacting glycidyl methacrylate with carbon dioxide (glycerol carbonate methacrylate, molecular weight 186) .18), 2-isocyanate ethyl acrylate (molecular weight 141.14), 2-isocyanate ethyl methacrylate (molecular weight 155.17), glycerin monoacrylate (molecular weight 146.16), glycerin Nometallate (molecular weight 160.19), hydroxyethyl acrylate (molecular weight 116.13), hydroxyethyl methacrylate (molecular weight 130.16), aminoethyl acrylate (molecular weight 115.15), aminoethyl methacrylate (molecular weight 129.18), 1 , 3-propylene glycol monoacrylate (molecular weight 130.16).

物性と反応性から官能基として環状の官能基(特にエポキシ基やエチレンカーボネート基)を有する(メタ)アクリレート、特に、グリシジル(メタ)アクリレート、グリセロールカーボネート(メタ)アクリレートが(メタ)アクリレート系架橋剤としてより好ましい。   From the physical properties and reactivity, (meth) acrylates having cyclic functional groups (especially epoxy groups or ethylene carbonate groups) as functional groups, in particular glycidyl (meth) acrylates and glycerol carbonate (meth) acrylates are (meth) acrylate-based crosslinking agents. Is more preferable.

(c)カルボキシル基と反応しうる官能基を複数持つ架橋剤
更に、カルボキシル基と反応しうる官能基を複数持つ分子量が200未満の有機系架橋剤は、吸水性樹脂及び/又はラジカル重合性単量体に含まれるカルボキシル基との反応性に優れる官能基を複数有するため、架橋効率が良く好ましい。
(C) A cross-linking agent having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group Further, an organic cross-linking agent having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group and having a molecular weight of less than 200 is a water-absorbing resin and / or a radically polymerizable monomer. Since it has a plurality of functional groups excellent in reactivity with the carboxyl group contained in the monomer, crosslinking efficiency is good and preferable.

具体的には、オキサゾリジノン(分子量87.09)、オキセタン(分子量58.09)、エチレン尿素(分子量86.11)、エチレンカーボネート(分子量88.07)、プロピレンカーボネート(分子量102.10)、エチレングリコールジグリシジルエーテル(分子量174.22)、プロピレングリコールジグリシジルエーテル(分子量188.25)などの環状の官能基をもつ架橋剤、グルセリンカーボネート(分子量118.10)、グリシドール(分子量74.09)、エチレングリコールモノグリシジルエーテル(分子量118.15)、プロピレングリコールモノグリシジルエーテル(分子量132.18)、グリセリンモノグリシジルエーテル(分子量148.18)、トリメチロールプロパンモノグリシジルエーテル(分子量190.27)、ジエチレングリコールモノグリシジルエーテル(分子量162.21)などの環状の官能基と水酸基を併せもつ架橋剤、エチレングリコール(分子量62.08)、ジエチレングリコール(分子量106.14)、プロピレングリコール(分子量76.11)、トリエチレングリコール(分子量150.20)、テトラエチレングリコール(分子量194.26)、1,3−プロパンジオール(分子量76.11)、ジプロピレングリコール(分子量134.20)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール(分子量146.26)、グリセリン(分子量92.11)、2−ブテン−1,4−ジオール(分子量88.12)、1,3−ブタンジオール(分子量90.14)、1,4−ブタンジオール(分子量90.14)、1,5−ペンタンジオール(分子量104.17)、1,6−ヘキサンジオール(分子量118.20)、1,2−シクロヘキサンジメタノール(分子量144.24)、1,2−シクロヘキサノール(分子量116.18)、トリメチロールプロパン(分子量134.20)、ペンタエリスリトール(分子量136.17)、ソルビトール(分子量182.20)などの複数の水酸基を有するポリオール系架橋剤、ジエタノールアミン(分子量105.16)、トリエタノールアミン(分子量149.22)などのアルカノールアミン系架橋剤、エチレンジアミン(分子量60.12)、ジエチレントリアミン(分子量103.20)、トリエチレンテトラミン(分子量146.28)、テトラエチレンペンタミン(分子量189.36)などのポリアミン系架橋剤、2,4−トリレンジイソシアネート(分子量174.17)、ヘキサメチレンジイソシアネート(分子量168.22)などのポリイソシアネート系架橋剤などが挙げられる。   Specifically, oxazolidinone (molecular weight 87.09), oxetane (molecular weight 58.09), ethylene urea (molecular weight 86.11), ethylene carbonate (molecular weight 88.07), propylene carbonate (molecular weight 102.10), ethylene glycol A crosslinking agent having a cyclic functional group such as diglycidyl ether (molecular weight 174.22), propylene glycol diglycidyl ether (molecular weight 188.25), glycerin carbonate (molecular weight 118.10), glycidol (molecular weight 74.09), Ethylene glycol monoglycidyl ether (molecular weight 118.15), propylene glycol monoglycidyl ether (molecular weight 132.18), glycerin monoglycidyl ether (molecular weight 148.18), trimethylolpropane monoglycidyl ether (Molecular weight 190.27), cross-linking agents having both a cyclic functional group and a hydroxyl group such as diethylene glycol monoglycidyl ether (molecular weight 162.21), ethylene glycol (molecular weight 62.08), diethylene glycol (molecular weight 106.14), propylene Glycol (molecular weight 76.11), triethylene glycol (molecular weight 150.20), tetraethylene glycol (molecular weight 194.26), 1,3-propanediol (molecular weight 76.11), dipropylene glycol (molecular weight 134.20) 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol (molecular weight 146.26), glycerin (molecular weight 92.11), 2-butene-1,4-diol (molecular weight 88.12), 1,3- Butanediol (molecular weight 90.14), 1,4-butanedio (Molecular weight 90.14), 1,5-pentanediol (molecular weight 104.17), 1,6-hexanediol (molecular weight 118.20), 1,2-cyclohexanedimethanol (molecular weight 144.24), 1,2 A polyol-based crosslinking agent having a plurality of hydroxyl groups such as cyclohexanol (molecular weight 116.18), trimethylolpropane (molecular weight 134.20), pentaerythritol (molecular weight 136.17), sorbitol (molecular weight 182.20), diethanolamine ( Alkanolamine cross-linking agents such as molecular weight 105.16), triethanolamine (molecular weight 149.22), ethylenediamine (molecular weight 60.12), diethylenetriamine (molecular weight 103.20), triethylenetetramine (molecular weight 146.28), tetra Ethylenepentamine And polyamine crosslinking agents such as (molecular weight 189.36), and polyisocyanate crosslinking agents such as 2,4-tolylene diisocyanate (molecular weight 174.17) and hexamethylene diisocyanate (molecular weight 168.22).

これら(c)カルボキシル基と反応しうる官能基を複数持つ架橋剤としては、好ましくは、水酸基、環状の官能基から選ばれる架橋剤、更には、水酸基、カーボネート基、グリシジル基から選ばれる官能基を有する架橋剤が使用される。   These (c) crosslinking agents having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group are preferably a crosslinking agent selected from hydroxyl groups and cyclic functional groups, and further a functional group selected from hydroxyl groups, carbonate groups and glycidyl groups. A cross-linking agent is used.

尚、分子量が200未満の有機系架橋剤の官能基がアミド基である場合、具体的には、N,N’−メチレンビスアクリルアミド(分子量154.19)、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド(分子量182.25)などは、変異原生・生殖毒性等の安全性に問題があるため、実使用においては、好ましくない。   When the functional group of the organic crosslinking agent having a molecular weight of less than 200 is an amide group, specifically, N, N′-methylenebisacrylamide (molecular weight 154.19), N, N′-methylenebismethacrylamide (Molecular weight 182.25) and the like are not preferable in actual use because they have safety problems such as mutagenesis and reproductive toxicity.

(本願対象外の架橋剤)
前記表面架橋剤が、アリル基又はビニル基を有し、かつ他の官能基が1つの化合物、具体的には、アリルアクリレート(分子量112.14)、アリルメタクリレート(分子量126.17)、ビニルアクリレート(分子量98.11)、ビニルメタクリレート(分子量112.14)等の場合は、該アリル基又はビニル基が、前記ラジカル重合性単量体との共重合性が劣るため、架橋剤の架橋効率が低く、無加圧下吸水倍率と加圧下吸水倍率のバランスに優れた吸水性樹脂が得られないため、好ましくない。
(Crosslinking agent not covered by this application)
The surface cross-linking agent has an allyl group or a vinyl group, and another functional group is one compound, specifically, allyl acrylate (molecular weight 112.14), allyl methacrylate (molecular weight 126.17), vinyl acrylate In the case of (molecular weight 98.11), vinyl methacrylate (molecular weight 112.14) and the like, the allyl group or vinyl group is inferior in copolymerizability with the radical polymerizable monomer, so that the crosslinking efficiency of the crosslinking agent is low. This is not preferable because a water-absorbing resin having a low balance between water absorption capacity without pressure and water absorption capacity under pressure cannot be obtained.

また、有機系架橋剤の分子量が200以上では、架橋剤分子が大きくなり、吸水性樹脂表面から染み込みにくくなるため、CRCが低下しにくくなる等、表面架橋の効率が悪くなったり、表面架橋後の吸水性樹脂中の残存架橋剤が増加したりするため好ましくない。   In addition, when the molecular weight of the organic crosslinking agent is 200 or more, the crosslinking agent molecule becomes large and it is difficult to penetrate from the surface of the water-absorbent resin, so that the CRC is difficult to be lowered. The residual cross-linking agent in the water-absorbent resin increases, which is not preferable.

尚、本発明の範囲を制限するものではないが、分子量200未満の特定架橋剤が、表面架橋重合で上記効果を特異的に発揮する理由として、架橋剤を含む単量体水溶液をそのまま重合させる吸水性樹脂の重合とは違って、分子量による吸水性樹脂への浸透性の影響と推定される。すなわち、架橋剤を含む単量体水溶液を吸水性樹脂の表面に少量添加する表面架橋重合(吸水性樹脂100重量部に50重量部以下の表面処理液)では、架橋剤の分子量によって吸水性樹脂内部への浸透が異なり、分子量200未満の特定架橋剤が良好な吸水性樹脂への浸透によって最適な表面架橋層を形成するのに対して、浸透性の低い分子量200以上の架橋剤では吸水性樹脂表面への残存量が多く、加圧下吸水倍率も低いと推定される。   In addition, although the scope of the present invention is not limited, as a reason why the specific crosslinking agent having a molecular weight of less than 200 exhibits the above-mentioned effect specifically in the surface crosslinking polymerization, the monomer aqueous solution containing the crosslinking agent is polymerized as it is. Unlike the polymerization of the water-absorbent resin, it is presumed to be the influence of the permeability to the water-absorbent resin due to the molecular weight. That is, in surface cross-linking polymerization (surface treatment liquid of 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of water-absorbing resin) in which a small amount of a monomer aqueous solution containing a cross-linking agent is added to the surface of the water-absorbing resin, While a specific cross-linking agent having a molecular weight of less than 200 forms an optimum surface cross-linking layer by penetrating a good water-absorbing resin, the cross-linking agent having a low penetrability and a molecular weight of 200 or more absorbs water. It is estimated that the amount remaining on the resin surface is large and the water absorption capacity under pressure is low.

(架橋剤の使用量)
分子量200未満の上記有機系架橋剤の使用量は、用いる化合物やそれらの組合せ等にもよるが、吸水性樹脂100重量部に対して、0.001〜5重量部、好ましくは0.01〜2重量部、より好ましくは0.05〜1重量部である。該使用量が0.001重量部未満であれば、吸水性樹脂が表面架橋されにくく、加圧下吸水性能が十分な値にまで向上しないため好ましくない。一方、該使用量が5重量部を超えると、表面架橋された吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率が著しく低下してしまうばかりでなく、コストアップや残存架橋剤量の増加を引き起こすため好ましくない。尚、分子量200未満の上記有機系架橋剤に加えて、必要により、その他の架橋剤を1つ又は2つ以上併用してもよく、併用する場合の架橋剤量は、上記有機系架橋剤100重量部に対して0〜100重量部の範囲である。
(Amount of crosslinking agent used)
The amount of the organic crosslinking agent having a molecular weight of less than 200 depends on the compounds used and combinations thereof, but is 0.001 to 5 parts by weight, preferably 0.01 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. 2 parts by weight, more preferably 0.05 to 1 part by weight. If the amount used is less than 0.001 part by weight, the water-absorbent resin is not easily cross-linked and the water absorption performance under pressure is not improved to a sufficient value, which is not preferable. On the other hand, when the amount used exceeds 5 parts by weight, not only is the water absorption capacity of the surface-crosslinked water-absorbent resin under no pressure significantly reduced, but it is also not preferable because it causes an increase in cost and an increase in the amount of the remaining crosslinking agent. . In addition to the organic crosslinking agent having a molecular weight of less than 200, one or two or more other crosslinking agents may be used in combination, if necessary. It is the range of 0-100 weight part with respect to a weight part.

また、前記単量体と架橋剤の比率も適宜決定できるが、上記範囲で吸水性樹脂に対して使用される単量体100重量部に対して1000〜0.0001重量部、100〜0.001重量部の範囲である。   Moreover, although the ratio of the said monomer and a crosslinking agent can also be determined suitably, 1000-0.0001 weight part with respect to 100 weight part of monomers used with respect to a water absorbing resin in the said range, 100-0. The range is 001 parts by weight.

(ラジカル重合開始剤)
本発明において、吸水性樹脂の表面架橋工程は、ラジカル重合開始剤の存在下で行われるのが好ましい。本発明の表面架橋工程において用いられうるラジカル重合開始剤について特に制限はなく、特許文献7〜13(特に特許文献8〜13)に記載の重合開始剤が適用出来、上記のポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造時に用いられうる熱分解型ラジカル重合開始剤や光分解型ラジカル重合開始剤を使用すればよい。
(Radical polymerization initiator)
In the present invention, the surface cross-linking step of the water absorbent resin is preferably performed in the presence of a radical polymerization initiator. There is no restriction | limiting in particular about the radical polymerization initiator which can be used in the surface crosslinking process of this invention, The polymerization initiator as described in patent documents 7-13 (especially patent documents 8-13) can be applied, and said poly (meth) acryl is mentioned above. What is necessary is just to use the thermal decomposition type radical polymerization initiator and photodecomposition type radical polymerization initiator which can be used at the time of manufacture of acid (salt) type | system | group water absorbing resin.

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

具体的な熱分解型ラジカル重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−2(−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)などのアゾ化合物が挙げられる。中でも、10時間半減期温度が40〜80℃である、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、及び2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−2(−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)などのアゾ化合物が好ましい。これらの中でも、特に過硫酸塩を使用すると、加圧下吸収倍率、通液性、自由膨潤倍率がいずれも優れる点で好ましい。過硫酸塩は1種類だけでなく対イオンの異なる2種類以上を併用する事が出来る。   Specific thermal decomposition type radical polymerization initiators include persulfates such as sodium persulfate, ammonium persulfate and potassium persulfate; hydrogen peroxide; 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2 , 2′-azobis [2-2 (-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile) and the like. Among them, persulfates such as sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium persulfate, and the like, and 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride having a 10-hour half-life temperature of 40 to 80 ° C., 2, Azo compounds such as 2′-azobis [2-2 (-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride and 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile) are preferred. Among these, the use of persulfate is particularly preferable in terms of excellent absorption capacity under load, liquid permeability, and free swelling capacity. Persulfate can be used in combination of not only one type but also two or more types having different counter ions.

光分解型開始剤とは光(好ましくは活性エネルギー線)の照射によりラジカルを発生する化合物であり、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体等が挙げられる。その中でも市販品として、ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(チバ・スペシャルティケミカルズの商品名イルガキュア(登録商標)184)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(イルガキュア(登録商標)2959)などがより好ましく使用される。   A photolytic initiator is a compound that generates radicals upon irradiation with light (preferably active energy rays), and examples thereof include benzoin derivatives, benzyl derivatives, benzophenone derivatives, and acetophenone derivatives. Among these, as commercially available products, hydroxycyclohexyl-phenyl ketone (trade name Irgacure (registered trademark) 184 of Ciba Specialty Chemicals), 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl- 1-propan-1-one (Irgacure (registered trademark) 2959) or the like is more preferably used.

表面架橋工程において吸水性樹脂に含まれる、又は、架橋重合反応前において吸水性樹脂と混合されるラジカル重合開始剤の量は、吸水性樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01〜2重量部、より好ましくは0.05〜1重量部、特に好ましくは0.1〜0.5重量部である。ラジカル重合開始剤の存在量が0.01重量部未満であれば、吸水性樹脂の表面に架橋構造が効果的に導入されないため、好ましくない。一方、ラジカル重合開始剤の存在量が2重量部を超えると、多量の開始剤が残存したり、着色したり、表面架橋後の吸水性樹脂の吸水性能が低下するため、好ましくない。   The amount of the radical polymerization initiator contained in the water-absorbent resin in the surface cross-linking step or mixed with the water-absorbent resin before the cross-linking polymerization reaction is preferably 0.01 to 2 with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin. Part by weight, more preferably 0.05 to 1 part by weight, particularly preferably 0.1 to 0.5 part by weight. If the amount of the radical polymerization initiator is less than 0.01 parts by weight, the crosslinked structure is not effectively introduced on the surface of the water absorbent resin, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the radical polymerization initiator exceeds 2 parts by weight, a large amount of the initiator remains or is colored, and the water absorption performance of the water absorbent resin after surface cross-linking is not preferable.

(溶媒)
本発明の表面架橋工程において、ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤を吸水性樹脂と共に存在させる形態は、これらラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤を直接そのまま吸水性樹脂と混合する形態でもよいが、これらを溶媒に溶解させた状態で吸水性樹脂と混合する形態が好ましく採用される。
(solvent)
In the surface crosslinking step of the present invention, the radical polymerizable monomer, the organic crosslinking agent, and the radical polymerization initiator are present together with the water absorbent resin. Although the form which mixes an agent with a water absorbing resin directly as it is may be sufficient, the form mixed with a water absorbing resin in the state dissolved in the solvent is preferably adopted.

該溶媒は、特許文献7〜13(特に特許文献8〜13)に記載の溶媒が適用出来、これらを溶解させるものであれば特に制限されないが、ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤の溶解度、溶媒の安全性、吸水性樹脂が吸水特性を有する事から、該溶媒としては、水が好ましい。   The solvent is not particularly limited as long as the solvent described in Patent Documents 7 to 13 (especially Patent Documents 8 to 13) can be applied and dissolves these, but a radical polymerizable monomer, an organic crosslinking agent, Water is preferable as the solvent because the solubility of the radical polymerization initiator, the safety of the solvent, and the water-absorbing resin have water-absorbing properties.

ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤を水溶液の形態で混合する事で、これらを吸水性樹脂の表面に均一に分散・浸透させ、吸水性樹脂と均一に混合する事が出来る。このとき、吸水性樹脂に添加・混合される水の量は、吸水性樹脂100重量部対して、好ましくは1〜20重量部、より好ましくは2〜10重量部である。水の量が1重量部未満であれば、ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤等が溶解しないおそれがあり、また、吸水性樹脂に表面処理液が浸透しにくくなるため好ましくない。一方、水の量が20重量部を超えると、表面架橋後の吸水性樹脂の吸収性能が低下したり、得られる吸水性樹脂の取扱い性が悪化したりするため好ましくない。尚、ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤を添加するための水溶液は、表面処理液の溶解性・浸透性を損なわない範囲で他の溶媒や他の成分(例えば、後述する混合助剤など)を含んでいてもよい。   By mixing a radical polymerizable monomer, an organic crosslinking agent, and a radical polymerization initiator in the form of an aqueous solution, these can be uniformly dispersed and infiltrated on the surface of the water absorbent resin and mixed with the water absorbent resin uniformly. I can do it. At this time, the amount of water added to and mixed with the water absorbent resin is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. If the amount of water is less than 1 part by weight, the radically polymerizable monomer, the organic crosslinking agent, the radical polymerization initiator, etc. may not dissolve, and the surface treatment liquid will not easily penetrate into the water absorbent resin. Therefore, it is not preferable. On the other hand, when the amount of water exceeds 20 parts by weight, the absorption performance of the water absorbent resin after surface cross-linking is lowered, and the handleability of the resulting water absorbent resin is deteriorated, which is not preferable. In addition, the aqueous solution for adding the radical polymerizable monomer, the organic crosslinking agent, and the radical polymerization initiator is not limited to the solubility / permeability of the surface treatment liquid, and other solvents and other components (for example, And a mixing aid described later).

また、溶媒を使用する場合の架橋剤及び単量体の濃度(水溶液濃度)としては、それぞれ前記使用量を満たす濃度であれば特に制限されないが、0.001〜99質量%が好ましく、0.01〜90質量%がより好ましく、0.1〜80質量%が更に好ましい範囲である。濃度が0.001%未満では、吸水性樹脂が十分表面架橋されず加圧下吸収倍率が向上しないおそれがあり、濃度が99%以上の場合、架橋剤及び単量体が大量に残存するおそれがある。   In addition, the concentration of the crosslinking agent and the monomer (aqueous solution concentration) in the case of using a solvent is not particularly limited as long as it is a concentration that satisfies the above-mentioned usage amount, but is preferably 0.001 to 99% by mass, 01-90 mass% is more preferable, and 0.1-80 mass% is a still more preferable range. If the concentration is less than 0.001%, the water-absorbent resin may not be sufficiently surface-crosslinked and the absorption capacity under pressure may not be improved. If the concentration is 99% or more, a large amount of the crosslinking agent and the monomer may remain. is there.

(混合助剤)
上述したように、本発明の架橋重合工程においては、吸水性樹脂と共にラジカル重合性単量体、有機系架橋剤、ラジカル重合開始剤及び水が架橋重合反応系に存在するが、これらの混合性を向上させる目的で、反応系に混合助剤を存在させても良い。混合助剤とは、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、表面処理液と吸水性樹脂との混合性を向上出来るものであれば特に制限されないが、特許文献7〜13(特に特許文献8〜13)に記載の混合助剤を適用する事が出来る。混合助剤を添加する事によって、吸水性樹脂が水により凝集する事が抑制され、前記表面処理液が吸水性樹脂に対してより均一に混合される。その結果、吸水性樹脂表面全体をより均一に架橋重合する事が可能となる。
(Mixing aid)
As described above, in the crosslinking polymerization step of the present invention, a radical polymerizable monomer, an organic crosslinking agent, a radical polymerization initiator, and water are present in the crosslinking polymerization reaction system together with the water-absorbing resin. For the purpose of improving, a mixing aid may be present in the reaction system. The mixing aid is not particularly limited as long as it can suppress aggregation of the water-absorbent resin with water and can improve the mixing property of the surface treatment liquid and the water-absorbent resin, but is not limited to Patent Documents 7 to 13 (particularly Patent Document 8). To 13) can be applied. By adding the mixing aid, the water-absorbing resin is prevented from aggregating with water, and the surface treatment liquid is more uniformly mixed with the water-absorbing resin. As a result, the entire surface of the water absorbent resin can be more uniformly cross-linked.

混合助剤の具体例としては、例えば、界面活性剤、水溶性高分子、親水性有機溶媒、水溶性無機化合物、無機酸(塩)、及び有機酸(塩)が挙げられる。   Specific examples of the mixing aid include a surfactant, a water-soluble polymer, a hydrophilic organic solvent, a water-soluble inorganic compound, an inorganic acid (salt), and an organic acid (salt).

これらの混合助剤は、1種のみが単独で使用されてもよいし、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、架橋重合反応系における混合助剤の存在量は、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、表面処理液と吸水性樹脂との混合性を向上できる形態であれば特に制限されないが、例えば、吸水性樹脂100重量部に対して、好ましくは0.0001〜20重量部、より好ましくは0.001〜10重量部、更に好ましくは0.005〜5重量部、特に好ましくは0.01〜1重量部である。   These mixing aids may be used alone or in the form of a mixture of two or more. Further, the amount of the mixing aid in the cross-linking polymerization reaction system is not particularly limited as long as it is a form that can suppress aggregation of the water-absorbing resin with water and improve the mixing property between the surface treatment liquid and the water-absorbing resin. , Preferably from 0.0001 to 20 parts by weight, more preferably from 0.001 to 10 parts by weight, still more preferably from 0.005 to 5 parts by weight, particularly preferably from 0.01 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the water absorbent resin. 1 part by weight.

混合助剤を使用する場合の混合助剤の添加順序もまた特に制限されず、吸水性樹脂に予め混合助剤を加えた後、これにラジカル重合性単量体や有機系架橋剤(場合によってはこれらを含む表面処理液)を添加して混合する方法、及び混合助剤を表面処理液に溶解してラジカル重合性単量体や有機系架橋剤と同時に吸水性樹脂と混合する方法なども使用出来る。   The order of addition of the mixing aid in the case of using the mixing aid is also not particularly limited, and after adding the mixing aid to the water-absorbent resin in advance, a radical polymerizable monomer or an organic crosslinking agent (in some cases) Is a method in which a surface treatment liquid containing these is added and mixed, and a method in which a mixing aid is dissolved in the surface treatment liquid and mixed with a water-absorbent resin simultaneously with a radical polymerizable monomer or an organic crosslinking agent, etc. Can be used.

尚、ラジカル重合性単量体と有機系架橋剤を含む表面処理液と混合助剤を別々に添加する場合でも、その合計量が表面架橋工程における表面処理液量となる。   Even when the surface treatment liquid containing the radical polymerizable monomer and the organic crosslinking agent and the mixing aid are added separately, the total amount is the surface treatment liquid amount in the surface crosslinking step.

(重合禁止剤/温度/酸素)
前記表面処理液は、安定性の観点から、重合禁止剤及び/又は酸素(溶存酸素)を含むことが好ましく、更に、所定温度以下で貯蔵・調製するのが好ましい。
(Polymerization inhibitor / temperature / oxygen)
From the viewpoint of stability, the surface treatment liquid preferably contains a polymerization inhibitor and / or oxygen (dissolved oxygen), and is preferably stored and prepared at a predetermined temperature or lower.

前記重合禁止剤は、フェノール類が好ましく、メトキシフェノール類がより好ましい。また、その濃度は重合性や吸水性樹脂の色調から好ましくは1〜200ppm、より好ましくは10〜160ppmである。前記酸素(溶存酸素)量は1ppm〜飽和濃度である。また、前記温度は、50℃以下、好ましくは40℃以下、更に好ましくは30℃以下であり、前記表面処理液が凍ったり、成分が沈殿や分離を起こしたりしない温度以上であればよく、0℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましい。   The polymerization inhibitor is preferably phenols, and more preferably methoxyphenols. Moreover, the density | concentration becomes like this. Preferably it is 1-200 ppm from the color tone of polymerizability or a water absorbing resin, More preferably, it is 10-160 ppm. The amount of oxygen (dissolved oxygen) is 1 ppm to a saturated concentration. The temperature may be 50 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower, and may be a temperature that does not cause the surface treatment liquid to freeze or cause components to precipitate or separate. ° C or higher is preferable, and 5 ° C or higher is more preferable.

(表面処理液と吸水性樹脂との混合条件)
前記表面処理液は吸水性樹脂粉末に直接添加してもよく、逆相懸濁重合や共沸脱水などで疎水性有機溶媒(ないし親水性有機溶媒)に分散した吸水性樹脂に添加してもよい。
(Mixing conditions of surface treatment liquid and water-absorbing resin)
The surface treatment liquid may be added directly to the water-absorbent resin powder, or may be added to the water-absorbent resin dispersed in a hydrophobic organic solvent (or hydrophilic organic solvent) by reverse phase suspension polymerization or azeotropic dehydration. Good.

前記表面処理液の添加方法は、滴下や噴霧等添加液の形態を問わず、全成分を調製した表面処理液の一括添加、成分毎の添加、各成分の一部を調製した複数の液の添加、同一の表面処理液を複数回に分けた添加、等が挙げられる。更に、表面処理液の添加は、1つの添加口でもよく、複数の添加口を用いても良い。例えば、ラジカル重合性単量体やラジカル重合開始剤が別々に吸水性樹脂に添加されてもよいし、更に一部を架橋重合反応を施している吸水性樹脂に添加してもよい。   Regardless of the form of the additive solution such as dripping or spraying, the method for adding the surface treatment solution may be a batch addition of the surface treatment solution prepared for all components, addition for each component, or a plurality of solutions prepared for a part of each component. Addition, addition of the same surface treatment solution divided into a plurality of times, and the like. Furthermore, the addition of the surface treatment liquid may be performed using one addition port or a plurality of addition ports. For example, a radically polymerizable monomer and a radical polymerization initiator may be separately added to the water absorbent resin, or a part thereof may be added to the water absorbent resin subjected to a crosslinking polymerization reaction.

尚、上記のように分割して添加する場合には、その合計量が表面架橋工程における表面処理液量となる。   In addition, when adding by dividing | segmenting as mentioned above, the total amount becomes the surface treatment liquid amount in a surface crosslinking process.

前記表面処理液と吸水性樹脂とを混合する際の混合条件は、特に制限されないが、特許文献7〜13(特に特許文献8〜13)に記載の混合条件が適用出来る。例えば、混合時の吸水性樹脂の温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは10〜120℃、更に好ましくは20〜100℃、特に好ましくは30〜90℃、最も好ましくは40〜70℃である。混合時間も特に制限されないが、通常0.1〜60分間である。   The mixing conditions for mixing the surface treatment liquid and the water absorbent resin are not particularly limited, but the mixing conditions described in Patent Documents 7 to 13 (particularly Patent Documents 8 to 13) can be applied. For example, the temperature of the water absorbent resin during mixing is preferably 0 to 150 ° C, more preferably 10 to 120 ° C, still more preferably 20 to 100 ° C, particularly preferably 30 to 90 ° C, and most preferably 40 to 70 ° C. It is. The mixing time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 60 minutes.

また、混合機についても特に制限はなく、通常の混合機、例えばV型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、回転円板型混合機、気流型混合機、バッチ式ニーダー、連続式ニーダー、パドル型混合機、鋤型混合機等が混合機として用いられうる。逆相懸濁重合や共沸脱水などで疎水性有機溶媒に分散した吸水性樹脂に添加する場合、回転攪拌機能を備えた重合釜や脱水釜をそのまま表面処理液の混合機として使用してもよく、分散した吸水性樹脂をろ過後に表面処理液を添加してもよい。   There are no particular restrictions on the mixer, and ordinary mixers such as V-type mixers, ribbon-type mixers, screw-type mixers, rotating disk-type mixers, air-flow-type mixers, batch-type kneaders, and continuous types. A kneader, a paddle type mixer, a vertical type mixer, or the like can be used as the mixer. When adding to a water-absorbing resin dispersed in a hydrophobic organic solvent by reverse-phase suspension polymerization or azeotropic dehydration, a polymerization kettle with a rotary stirring function or a dehydration kettle can be used as it is as a mixer for the surface treatment liquid. The surface treatment liquid may be added after filtering the dispersed water-absorbent resin.

(3−1−2)架橋重合工程
本架橋重合工程により、表面架橋された吸水性樹脂(吸水剤)が得られる。表面架橋の効率は、表面架橋工程前の吸水性樹脂からのCRC(樹脂固形分による補正後の値)の低下により確認されうる。
(3-1-2) Crosslinking polymerization step By this crosslinking polymerization step, a surface-crosslinked water-absorbing resin (water-absorbing agent) is obtained. The efficiency of surface cross-linking can be confirmed by a decrease in CRC (value corrected by resin solid content) from the water absorbent resin before the surface cross-linking step.

前記工程は、混合工程により得られた混合物を、架橋重合する事で、吸水性樹脂の表面層(吸水性樹脂の表面から数10μmの部分)に、更に架橋密度の高い部分を形成させる工程である。   The step is a step of forming a portion having a higher cross-linking density in the surface layer of the water-absorbent resin (a portion of several tens of μm from the surface of the water-absorbent resin) by cross-linking polymerization of the mixture obtained in the mixing step. is there.

該架橋重合する方法としては、特に制限されないが、特許文献7〜13(特に特許文献8〜13)に記載の重合方法が適用出来る。具体的には、特許文献7〜9では加熱により表面架橋を行う事が例示されている。特許文献10〜12では、紫外線を照射する事により表面架橋を行う事が例示されている。詳細には、吸水性樹脂に混合したラジカル重合性単量体及び有機系架橋剤を、加熱及び/又は活性エネルギー線の照射によって、吸水性樹脂の表面及び/又はその近傍で架橋重合する。尚、吸水性樹脂に対して、加熱と活性エネルギー線の照射の両方を行う場合は、同時に行っても良く、別々に行っても良い。   The crosslinking polymerization method is not particularly limited, but the polymerization methods described in Patent Documents 7 to 13 (particularly Patent Documents 8 to 13) can be applied. Specifically, Patent Documents 7 to 9 exemplify surface crosslinking by heating. Patent Documents 10 to 12 exemplify performing surface crosslinking by irradiating ultraviolet rays. Specifically, the radical polymerizable monomer and the organic crosslinking agent mixed in the water absorbent resin are crosslinked and polymerized on the surface of the water absorbent resin and / or in the vicinity thereof by heating and / or irradiation with active energy rays. In addition, when performing both heating and irradiation of an active energy ray with respect to a water absorbing resin, you may carry out simultaneously and may carry out separately.

前記架橋重合反応を効率よく進めるためには、該工程中に吸水性樹脂の含水率を特定の範囲に維持することが重要であり、該工程中の吸水性樹脂含水率(1g吸水性樹脂を180℃で3時間加熱後の乾燥減量で規定)は、好ましくは1〜30重量%、より好ましくは3〜25重量%、更に好ましくは5〜20重量%である。表面架橋中の吸水性樹脂に含まれる水量が1重量%未満の場合、架橋重合反応が進行しにくく、ラジカル重合性単量体及び/又は有機系架橋剤が多量に残存するため好ましくない。   In order to advance the crosslinking polymerization reaction efficiently, it is important to maintain the water content of the water-absorbent resin in a specific range during the step, and the water content of the water-absorbent resin in the step (1 g of the water-absorbent resin is reduced). The weight loss after drying at 180 ° C. for 3 hours is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 3 to 25% by weight, and still more preferably 5 to 20% by weight. When the amount of water contained in the water-absorbing resin during surface cross-linking is less than 1% by weight, the cross-linking polymerization reaction hardly proceeds and a large amount of radical polymerizable monomer and / or organic cross-linking agent remains, which is not preferable.

前記架橋重合工程中の吸水性樹脂の含水率の調整は、前記混合工程における表面処理液中の水量を調整して行っても良いし、表面架橋前の吸水性樹脂の含水率を調整して行っても良い。更に、表面架橋中に、表面架橋中の反応容器を密閉したり、表面架橋中の反応容器の雰囲気露点を高くしたり、表面架橋中の吸水性樹脂に更に水を添加したりする等の方法によって、吸水性樹脂の含水率を調整する事が出来る。これらの方法のうち、一つを選択して行っても良いし、複数を組み合わせて行っても良い。   The water content of the water absorbent resin during the crosslinking polymerization step may be adjusted by adjusting the amount of water in the surface treatment liquid in the mixing step, or by adjusting the water content of the water absorbent resin before the surface crosslinking. You can go. Further, during surface crosslinking, a method of sealing the reaction vessel during surface crosslinking, increasing the atmospheric dew point of the reaction vessel during surface crosslinking, or adding water to the water absorbent resin during surface crosslinking, etc. Thus, the water content of the water-absorbing resin can be adjusted. One of these methods may be selected and performed, or a plurality of methods may be combined.

(加熱処理条件)
熱分解型ラジカル重合開始剤を用いて重合を加熱単独で行う場合、活性エネルギー線の照射装置を別途設けることが不要となり、製造装置の設計の面において優れるので好ましい面がある。
(Heat treatment conditions)
When the polymerization is carried out by heating alone using a thermal decomposition type radical polymerization initiator, there is no need to separately provide an active energy ray irradiation device, which is preferable in terms of designing the production apparatus.

加熱処理により吸水性樹脂を架橋重合するには、上述した各成分を含む架橋重合反応系を加熱すればよく、好ましくは比較的高湿度の雰囲気下において加熱すればよい。かような雰囲気の具体的な条件や加熱処理の具体的な条件について特に制限はない。   In order to cross-link the water-absorbent resin by heat treatment, the cross-linking polymerization reaction system containing the above-described components may be heated, and preferably heated in a relatively high humidity atmosphere. There are no particular restrictions on the specific conditions of such an atmosphere and the specific conditions of the heat treatment.

加熱処理を行う際、前記混合物は、50〜150℃、好ましくは60〜140℃、より好ましくは70〜130℃、更に好ましくは80〜120℃に加熱される。該混合物を加熱するための方法としては特に制限されないが、ジャケット等の伝熱面をスチーム、温水、ナイター、オイル等で加温することによる加熱、熱風を当てることによる加熱、雰囲気を加温することによる加熱等が挙げられる。   In performing the heat treatment, the mixture is heated to 50 to 150 ° C, preferably 60 to 140 ° C, more preferably 70 to 130 ° C, and still more preferably 80 to 120 ° C. The method for heating the mixture is not particularly limited, but heating by heating a heat transfer surface such as a jacket with steam, hot water, nighter, oil, etc., heating by applying hot air, and heating the atmosphere. The heating etc. by the thing is mentioned.

加熱処理を行う際の雰囲気条件の一例として、雰囲気の温度は、好ましくは50〜150℃、より好ましくは70〜130℃、更に好ましくは80〜120℃である。また、雰囲気の露点は、通常20℃以上100℃未満、好ましくは30〜95℃、より好ましくは40〜90℃、更に好ましくは50〜90℃、特に好ましくは60〜90℃、最も好ましくは70〜90℃である。   As an example of the atmospheric conditions when performing the heat treatment, the temperature of the atmosphere is preferably 50 to 150 ° C, more preferably 70 to 130 ° C, and still more preferably 80 to 120 ° C. The dew point of the atmosphere is usually 20 ° C. or higher and lower than 100 ° C., preferably 30 to 95 ° C., more preferably 40 to 90 ° C., still more preferably 50 to 90 ° C., particularly preferably 60 to 90 ° C., most preferably 70. ~ 90 ° C.

加熱処理を行う際の加熱時間も特に制限されないが、好ましくは1〜90分間、より好ましくは3〜60分間、更に好ましくは5〜45分間、特に好ましくは10〜30分間である。加熱時間が1分以下であれば、吸水性樹脂の表面に架橋構造の導入が不十分となるため好ましくない。一方、加熱時間が90分以上であれば、生産性が悪化したり、吸水性能が低下したりするため好ましくない。   The heating time for performing the heat treatment is not particularly limited, but is preferably 1 to 90 minutes, more preferably 3 to 60 minutes, still more preferably 5 to 45 minutes, and particularly preferably 10 to 30 minutes. A heating time of 1 minute or less is not preferable because the introduction of a crosslinked structure on the surface of the water-absorbent resin becomes insufficient. On the other hand, a heating time of 90 minutes or more is not preferable because productivity deteriorates and water absorption performance decreases.

加熱処理により吸水性樹脂を表面架橋する場合の装置に特に制限はなく、公知の乾燥機が用いられうる。例えば、伝導伝熱型、輻射伝熱型、熱風伝熱型、誘電加熱型の乾燥機が好ましく用いられ、具体的には、静置式、ベルト式、流動層式、気流式、パドル型、回転型、捏和型、赤外線型、電子線型乾燥機等が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular in the apparatus in the case of surface-crosslinking a water absorbing resin by heat processing, A well-known dryer can be used. For example, a conduction heat transfer type, a radiant heat transfer type, a hot air heat transfer type, and a dielectric heating type dryer are preferably used. Specifically, a stationary type, a belt type, a fluidized bed type, an air flow type, a paddle type, a rotation type Mold, kneading type, infrared type, electron beam type dryer and the like.

尚、前記混合条件を満足できる限りにおいて、前記混合工程の一部又は全部を、本架橋重合工程で代用することが出来る。但し、架橋重合反応を十分に進行させるため、表面処理液の添加終了から架橋重合工程終了までの時間が、0.1分以上、好ましくは1分以上、より好ましくは3分以上、更に好ましくは5分以上、特に好ましくは10分以上となるように調整する必要がある。   In addition, as long as the said mixing conditions can be satisfied, a part or all of the said mixing process can be substituted by this bridge | crosslinking polymerization process. However, in order to sufficiently advance the cross-linking polymerization reaction, the time from the end of the addition of the surface treatment liquid to the end of the cross-linking polymerization step is 0.1 minutes or more, preferably 1 minute or more, more preferably 3 minutes or more, still more preferably It is necessary to adjust it to be 5 minutes or more, particularly preferably 10 minutes or more.

(活性エネルギー線照射条件)
活性エネルギー線により架橋重合する場合には、用いられる活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、ガンマー線の1種又は2種以上が挙げられる。これら活性エネルギー線の中でも、紫外線、電子線が好ましい。活性エネルギー線の人体への影響を考慮すると、好ましくは紫外線、更に好ましくは波長300nm以下、特に好ましくは波長180〜290nmの紫外線である。照射条件は、紫外線を用いる場合には、好ましくは、照射強度が3〜1000mW/cm2、照射量が100〜10000mJ/cm2である。
(Active energy ray irradiation conditions)
In the case of crosslinking polymerization with active energy rays, the active energy rays used include one or more of ultraviolet rays, electron beams and gamma rays. Among these active energy rays, ultraviolet rays and electron beams are preferable. Considering the influence of active energy rays on the human body, it is preferably ultraviolet rays, more preferably ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less, and particularly preferably wavelengths of 180 to 290 nm. The irradiation conditions are preferably an irradiation intensity of 3 to 1000 mW / cm 2 and an irradiation amount of 100 to 10000 mJ / cm 2 when ultraviolet rays are used.

紫外線を照射する装置としては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を例示される。紫外線が照射される限り、特に前記波長範囲の紫外線が照射される限り、他の放射線や波長を含んでもよく、その手法は特に限定されるものではない。尚、電子線を用いる場合には、好ましくは加速電圧を50〜800kV、吸収線量が0.1〜100Mradとする。活性エネルギー線を照射する時間は、処理する吸水性樹脂の量に依存するが、好ましくは0.1分以上60分未満、より好ましくは0.5分以上20分未満、更に好ましくは0.5分以上5分未満、特に好ましくは1分以上3分未満である。   Examples of the apparatus for irradiating ultraviolet rays include a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, and a halogen lamp. As long as the ultraviolet rays are irradiated, particularly as long as the ultraviolet rays in the wavelength range are irradiated, other radiations and wavelengths may be included, and the method is not particularly limited. When an electron beam is used, the acceleration voltage is preferably 50 to 800 kV and the absorbed dose is 0.1 to 100 Mrad. The time for irradiating the active energy ray depends on the amount of the water-absorbing resin to be treated, but is preferably 0.1 minutes or more and less than 60 minutes, more preferably 0.5 minutes or more and less than 20 minutes, still more preferably 0.5. Min. To less than 5 minutes, particularly preferably from 1 minute to less than 3 minutes.

本発明では、活性エネルギー線を照射して表面架橋する際には、加温する必要はないが、該活性エネルギー線の照射を、加熱下で行うと、吸水特性に優れる表面架橋された吸水性樹脂が得られるため、より好ましい。該加熱温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは10〜120℃、更に好ましくは室温〜100℃、特に好ましくは50〜100℃の範囲である。   In the present invention, when the surface is crosslinked by irradiation with active energy rays, it is not necessary to heat the surface. However, when irradiation with the active energy rays is performed under heating, the surface-crosslinked water-absorbing property is excellent in water absorption characteristics. Since resin is obtained, it is more preferable. The heating temperature is preferably in the range of 0 to 150 ° C, more preferably 10 to 120 ° C, still more preferably room temperature to 100 ° C, and particularly preferably 50 to 100 ° C.

活性エネルギー線の照射の際には、吸水性樹脂を撹拌することが好ましい。撹拌によって吸水性樹脂と表面処理液の混合物に、活性エネルギー線を均一に照射することができる。活性エネルギー線の照射の際に吸水性樹脂を撹拌できる装置としては特に制限はなく、公知の混合機が用いられる。具体的には、振動型、振動フィーダー型、リボン型、円錐型リボン型、スクリュー押出型、気流型、バッチ式ニーダー、連続式ニーダー、パドル型、高速流動式、浮上流動式混合機等が挙げられる。   It is preferable to stir the water-absorbent resin during irradiation with active energy rays. The active energy ray can be uniformly irradiated to the mixture of the water absorbent resin and the surface treatment liquid by stirring. There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which can stir a water absorbing resin in the case of irradiation of an active energy ray, A well-known mixer is used. Specific examples include vibration type, vibration feeder type, ribbon type, conical ribbon type, screw extrusion type, airflow type, batch kneader, continuous kneader, paddle type, high-speed flow type, floating flow type mixer, etc. It is done.

(3−2)任意に架橋重合後の加熱工程
更に、加熱及び/又は活性エネルギー線の照射後には、含水率の調整、架橋重合後に残存しているラジカル重合性単量体や、残存及び/又は一部分しか反応していない有機系架橋剤を更に反応させるなどのために、必要に応じて、吸水性樹脂を50〜250℃の範囲において前記温度よりも高い温度で更に加熱しても良い。該加熱によって、所望の含水率の吸水剤を得る、吸水剤の安全性を高める、吸水剤の架橋効率を高めることができる。該加熱を行うための装置としては、上記加熱処理に記載の装置と同様の装置が好ましく用いられる。特に、上記架橋剤の官能基が水酸基やカーボネート基などの場合、反応には100〜240℃、更には120〜230℃、130〜220℃に1分以上(更には5〜300分程度)加熱する事で、架橋反応を促進する事が出来る。
(3-2) Heating step optionally after cross-linking polymerization Further, after heating and / or irradiation with active energy rays, adjustment of water content, radical polymerizable monomer remaining after cross-linking polymerization, and residual and / or Alternatively, the water-absorbent resin may be further heated at a temperature higher than the above temperature in the range of 50 to 250 ° C., if necessary, in order to further react with an organic crosslinking agent that has reacted only partially. By this heating, a water-absorbing agent having a desired water content can be obtained, the safety of the water-absorbing agent can be increased, and the crosslinking efficiency of the water-absorbing agent can be increased. As an apparatus for performing the heating, an apparatus similar to the apparatus described in the heat treatment is preferably used. In particular, when the functional group of the cross-linking agent is a hydroxyl group or a carbonate group, the reaction is heated to 100 to 240 ° C., more preferably 120 to 230 ° C., and 130 to 220 ° C. for 1 minute or more (further about 5 to 300 minutes). By doing so, the crosslinking reaction can be promoted.

尚、上記架橋剤のうち、(c)カルボキシル基と反応しうる官能基を複数持つ架橋剤、特にポリオール系架橋剤、具体的にはプロピレングリコールなどのポリオールは、溶媒や混合助剤としても使用出来るが、本発明では具体的に架橋反応に寄与する場合(ないし架橋するに十分な温度で加熱する場合)、ポリオールは有機系架橋剤であり、それでない場合は溶媒ないし混合助剤に分類される。架橋反応の有無は吸水倍率の低下(特にCRCで1g/g以上)などで確認出来、また、架橋に十分な加熱温度は、例えば水酸基やカーボネート基などの場合、上記範囲である。   Of the above-mentioned crosslinking agents, (c) a crosslinking agent having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group, particularly a polyol-based crosslinking agent, specifically a polyol such as propylene glycol, is also used as a solvent or a mixing aid. However, in the present invention, when specifically contributing to the crosslinking reaction (or when heating at a temperature sufficient for crosslinking), the polyol is an organic crosslinking agent, otherwise it is classified as a solvent or a mixing aid. The The presence or absence of a crosslinking reaction can be confirmed by a decrease in water absorption ratio (particularly 1 g / g or more in CRC), and the heating temperature sufficient for crosslinking is in the above range in the case of, for example, a hydroxyl group or a carbonate group.

(3−3)任意に冷却工程
当該工程は、上記架橋重合工程(特に加熱処理)後に、架橋反応の停止や次工程への搬送などを目的として、必要に応じて実施される工程である。冷却装置は特に問わないが、好ましくは、伝面や気流などによる冷却機能を備えた攪拌装置又は流動装置でなされる。冷却工程は上記表面架橋工程後に短時間で実施されることが好ましく、架橋重合工程直後、好ましくは0秒を越えて3分以内、より好ましくは2分以内、更に好ましくは1分以内、特に好ましくは0.5分以内に冷却工程の冷却装置に投入される。該投入までの時間は装置のレイアウト(例えば、架橋重合装置と冷却装置を直結ないし短距離、例えば10m以内の輸送距離で配置)等でも調整する事が出来る。
(3-3) Arbitrarily cooling process The said process is a process implemented as needed for the purpose of the stop of a crosslinking reaction, the conveyance to the following process, etc. after the said crosslinking polymerization process (especially heat processing). The cooling device is not particularly limited, but is preferably a stirring device or a flow device having a cooling function by a transmission surface or an air flow. The cooling step is preferably carried out in a short time after the surface cross-linking step, immediately after the cross-linking polymerization step, preferably over 0 seconds and within 3 minutes, more preferably within 2 minutes, even more preferably within 1 minute, particularly preferably Is put into the cooling device of the cooling process within 0.5 minutes. The time until the charging can be adjusted by the layout of the apparatus (for example, the cross-linking polymerization apparatus and the cooling apparatus are directly connected or arranged with a short distance, for example, a transport distance within 10 m).

本発明で用いられる冷却装置は、冷媒を用いた伝熱式でも、冷風を吹き込む形式でも良い。前記冷媒としては特に限定されないが、好ましくは水、温水、不凍液等が挙げられる。その際の温度(ジャケット等の伝熱面温度、冷風の温度)としては、好ましくは0〜100℃、より好ましくは20〜90℃、更に好ましくは40〜80℃である。   The cooling device used in the present invention may be a heat transfer type using a refrigerant or a type in which cold air is blown. Although it does not specifically limit as said refrigerant | coolant, Preferably water, warm water, an antifreeze, etc. are mentioned. The temperature at that time (temperature of the heat transfer surface of the jacket or the like, the temperature of the cold air) is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 20 to 90 ° C, still more preferably 40 to 80 ° C.

(3−4)添加剤の添加工程
その他、添加剤を混合するために、必要に応じて添加剤の添加工程を設けてもよい。本添加剤の添加工程は、用いられる添加剤の性質により適宜設定することが出来る。例えば、添加剤が表面処理液と反応するおそれのある場合や、加熱による影響を受けるおそれのある場合などは、上記冷却工程中又は該工程終了後に行うことが好ましく、冷却工程中であれば別途装置を設ける必要がないため簡便でより好ましい。
(3-4) Addition process of additive In addition, in order to mix an additive, you may provide the addition process of an additive as needed. The addition process of this additive can be suitably set according to the property of the additive used. For example, when there is a possibility that the additive may react with the surface treatment liquid or when it may be affected by heating, it is preferably performed during the cooling step or after the completion of the step. Since it is not necessary to provide an apparatus, it is simple and more preferable.

また、冷却工程を設けない場合、添加剤添加装置は特に問わないが、好ましくは攪拌装置又は流動装置でなされる。攪拌装置としては、国際特許公開第2008/141821号パンフレットに記載の攪拌混合機も好適に使用できる。   Moreover, when not providing a cooling process, although an additive addition apparatus in particular is not ask | required, Preferably it is made | formed with a stirring apparatus or a fluidization apparatus. As the stirring device, a stirring mixer described in International Patent Publication No. 2008/141821 pamphlet can also be suitably used.

添加剤添加工程も上記架橋重合工程後に短時間で実施されることが好ましく、架橋重合工程直後、好ましくは0秒を越えて3分以内、より好ましくは2分以内、更に好ましくは1分以内、特に好ましくは0.5分以内に添加剤添加工程の攪拌又は流動装置に投入される。   The additive addition step is also preferably performed in a short time after the cross-linking polymerization step, immediately after the cross-linking polymerization step, preferably over 0 seconds within 3 minutes, more preferably within 2 minutes, more preferably within 1 minute, Particularly preferably, it is added to the stirring or fluidizing apparatus in the additive addition step within 0.5 minutes.

上記添加剤としては、上記混合工程に記載されていない化合物のうち、下記の多価金属塩化合物、ポリカチオン性ポリマー、キレート剤、無機還元剤、ヒドロキシカルボン酸化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である。上記の添加剤は、水溶液またはスラリー液で添加することが好ましく、前記混合工程時に添加・混合してもよい。   The additive is at least one selected from the group consisting of the following polyvalent metal salt compounds, polycationic polymers, chelating agents, inorganic reducing agents, and hydroxycarboxylic acid compounds among the compounds not described in the mixing step. It is a seed. The additive is preferably added as an aqueous solution or a slurry solution, and may be added and mixed during the mixing step.

(多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー)
本発明において、得られる吸水性樹脂の吸水速度(Vortex)向上、通液性(SFC)向上や吸湿時の流動性等の観点から、多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーを添加する事が好ましい。具体的には、国際特許公開第2011/040530号パンフレットの「〔7〕多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー」に記載の多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー、及びその使用量は本発明においても好適に用いられる。
(Polyvalent metal salt and / or cationic polymer)
In the present invention, a polyvalent metal salt and / or a cationic polymer may be added from the viewpoint of improving the water absorption rate (Vortex), liquid permeability (SFC), fluidity at the time of moisture absorption, etc. preferable. Specifically, the polyvalent metal salt and / or cationic polymer described in “[7] Polyvalent metal salt and / or cationic polymer” of International Patent Publication No. 2011/040530 pamphlet, and the amount used thereof are It is also suitably used in the invention.

(キレート剤)
本発明において、得られる吸水性樹脂の着色防止や劣化防止の観点から、キレート剤を更に添加する事が出来る。上記キレート剤としては、例えば国際特許公開第2011/040530号パンフレットの「〔2〕キレート剤」に記載されたキレート剤、及びその使用量は本発明においても好適に用いられる。
(Chelating agent)
In the present invention, a chelating agent can be further added from the viewpoint of preventing coloring and deterioration of the resulting water-absorbent resin. As the chelating agent, for example, the chelating agent described in “[2] chelating agent” of International Patent Publication No. 2011/040530 pamphlet, and the amount used thereof are also preferably used in 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着色防止や劣化防止、残存モノマー低減の観点から、無機還元剤を更に添加することができる。上記無機還元剤としては、例えば国際特許公開第2011/040530号パンフレットの「〔3〕無機還元剤」に記載された無機還元剤、およびその使用量は本発明においても好適に用いられる。
(Inorganic reducing agent)
In the present invention, an inorganic reducing agent can be further added from the viewpoint of preventing coloring and deterioration of the resulting water-absorbent resin and reducing the residual monomer. As the inorganic reducing agent, for example, the inorganic reducing agent described in “[3] Inorganic reducing agent” in International Patent Publication No. 2011/040530 pamphlet and the amount used thereof are also preferably used in 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着色防止の観点から、α−ヒドロキシカルボン酸化合物を更に添加する事が出来る。尚、「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基を有するカルボン酸又はその塩のうち、α位にヒドロキシ基を有するヒドロキシカルボン酸である。上記α−ヒドロキシカルボン酸化合物としては、例えば国際特許公開第2011/040530号パンフレットの「〔6〕α−ヒドロキシカルボン酸化合物」に記載されたα−ヒドロキシカルボン酸化合物、及びその使用量が本発明においても好適に用いられる。
(Α-hydroxycarboxylic acid compound)
In the present invention, from the viewpoint of preventing coloring of the resulting water-absorbent resin, an α-hydroxycarboxylic acid compound can be further added. The “α-hydroxycarboxylic acid compound” is a hydroxycarboxylic acid having a hydroxy group at the α position among carboxylic acids having a hydroxy group in the molecule or a salt thereof. Examples of the α-hydroxycarboxylic acid compound include the α-hydroxycarboxylic acid compound described in “[6] α-hydroxycarboxylic acid compound” of International Patent Publication No. 2011/040530 pamphlet, and the use amount thereof. Is also preferably used.

(その他の添加剤)
上述した添加剤以外の添加剤を、吸水性樹脂に種々の機能を付与させるため、添加する事が出来る。かような添加剤として具体的には、界面活性剤、リン原子を有する化合物、酸化剤、有機還元剤、国際特許公開第2011/040530号パンフレットの「〔5〕水不溶性無機微粒子」に記載された水不溶性無機微粒子、金属石鹸等の有機粉末、消臭剤、抗菌剤、パルプや熱可塑性繊維等が挙げられる。尚、上記界面活性剤は、国際特許公開第2005/075070号に開示された界面活性剤が好ましく適用される。また、これらの添加剤の使用量としては、その用途に応じて適宜決定され、特に限定されないが、好ましくは0〜3重量%、より好ましくは0〜1重量%である。
(Other additives)
Additives other than those mentioned above can be added to impart various functions to the water-absorbent resin. Specific examples of such additives include surfactants, compounds having phosphorus atoms, oxidizing agents, organic reducing agents, and described in “[5] Water-insoluble inorganic fine particles” in International Patent Publication No. 2011/040530. Water-insoluble inorganic fine particles, organic powders such as metal soaps, deodorizers, antibacterial agents, pulp and thermoplastic fibers. As the surfactant, the surfactant disclosed in International Patent Publication No. 2005/077500 is preferably applied. The amount of these additives used is appropriately determined according to the application and is not particularly limited, but is preferably 0 to 3% by weight, more preferably 0 to 1% by weight.

(3−5)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事が出来る。また、輸送工程、貯蔵工程、梱包工程、保管工程等の1種又は2種以上の工程を更に含んでもよい。
(3-5) 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. Moreover, you may further include 1 type, or 2 or more types of processes, such as a transport process, a storage process, a packing process, and a storage process.

ここで整粒工程とは、表面架橋工程以降の微粉除去工程や吸水性樹脂が凝集し、所望の大きさを超えた場合に分級、更に必要により分級された凝集物の粉砕を行う工程を含む。   Here, the sizing step includes a fine powder removing step after the surface cross-linking step and a step in which the water-absorbent resin is agglomerated and classified when the desired size is exceeded, and further, the classified agglomerated material is pulverized as necessary. .

また、微粉の再利用工程は微粉をそのまま、又は微粉造粒工程で大きな含水ゲルにして、吸水性樹脂の製造工程のいずれかの工程で添加する工程を含む。   Further, the fine powder recycling step includes a step of adding the fine powder as it is or making it into a large hydrogel in the fine powder granulation step and adding it in any step of the production process of the water absorbent resin.

〔4〕吸水剤ないしポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の物性
上記本発明の製造方法は、幅広い物性の吸水剤を提供するが、表面架橋重合で残存架橋剤と加圧下吸収倍率を両立する。本発明の製造方法を製造法の一例として、本発明は、好ましくは、表面架橋重合されたポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、架橋剤の残存量が100重量ppm以下、4.83kPaの生理食塩水に対する加圧下吸収倍率(AAP4.83kPa)が10〜30g/gである吸水剤を提供する。本発明の吸水剤は残存架橋剤が少ないため、安全性や残存架橋剤に由来する種々の問題(例えば表面の過度の親水化や疎水化)もなく、使用する際にも高物性の衛生用品を提供する。
[4] Physical properties of water-absorbing agent or poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin The production method of the present invention provides a water-absorbing agent with a wide range of physical properties. Balance magnification. By taking the production method of the present invention as an example of the production method, the present invention is preferably a water-absorbing agent comprising a poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin whose surface is cross-linked and polymerized, A water-absorbing agent having an absorption capacity under load (AAP 4.83 kPa) of 10 to 30 g / g with respect to physiological saline having a residual amount of 100 ppm by weight or less and 4.83 kPa is provided. Since the water-absorbing agent of the present invention has a small amount of residual crosslinking agent, it does not have various problems (for example, excessive hydrophilization or hydrophobization of the surface) derived from the residual crosslinking agent, and has high physical properties even when used. I will provide a.

本発明の吸水剤は、更に好ましくは、含水率が5〜15重量%であり、含水率が高いために、静電気を帯びにくく、また可塑性を有し耐ダメージ性にも優れるため、高物性の衛生用品を提供する。更に、好ましくは、吸水倍率(CRC)が25〜50g/gで、2.06kPaの生理食塩水に対する加圧下吸収倍率(AAP2.06Pa)が20〜40g/gである。   More preferably, the water-absorbing agent of the present invention has a water content of 5 to 15% by weight, and since the water content is high, it is difficult to be charged with static electricity, and has plasticity and excellent damage resistance. Provide hygiene products. Further, preferably, the water absorption capacity (CRC) is 25 to 50 g / g, and the absorption capacity under pressure (AAP 2.06 Pa) against 2.06 kPa physiological saline is 20 to 40 g / g.

本発明にかかる吸水剤は、下記の(4−1)〜(4−7)の物性を満たす、優れた特性を有しているため、安全で高性能な衛生用品(特に紙オムツ)が提供出来るようになる。   Since the water-absorbing agent according to the present invention has excellent properties that satisfy the following physical properties (4-1) to (4-7), a safe and high-performance sanitary article (especially a paper diaper) is provided. become able to do.

また、本発明に係る製造方法で得られる吸水剤は、その形状について特に限定されないが、粒子状が特に好ましい。本項では、好ましい態様である粒子状の吸水剤についてその物性を説明する。尚、下記の物性は、特に断りのない限り、EDANA法に準拠して規定する。   Moreover, although the water absorbing agent obtained with the manufacturing method which concerns on this invention is not specifically limited about the shape, A particulate form is especially preferable. In this section, the physical properties of the particulate water-absorbing agent which is a preferred embodiment will be described. In addition, the following physical property is prescribed | regulated based on EDANA method unless there is particular notice.

(4−1)無加圧下吸水倍率(CRC)(ERT441.2−02)
本発明の吸水剤の無加圧下吸水倍率(CRC)は5g/g以上、好ましくは10(g/g)以上、より好ましくは15(g/g)以上、更に好ましくは25(g/g)以上,更には27g/g以上である。上限値は特に限定されないが、好ましくは70(g/g)以下、より好ましくは60(g/g)以下、更に好ましくは50(g/g)以下である。
(4-1) Non-pressurized water absorption capacity (CRC) (ERT441.2-02)
The water absorption capacity (CRC) of the water absorbing agent of the present invention under no pressure is 5 g / g or more, preferably 10 (g / g) or more, more preferably 15 (g / g) or more, and further preferably 25 (g / g). In addition, it is 27 g / g or more. Although an upper limit is not specifically limited, Preferably it is 70 (g / g) or less, More preferably, it is 60 (g / g) or less, More preferably, it is 50 (g / g) or less.

上記CRCが5(g/g)未満の場合、吸収量が少なく、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、上記CRCが70(g/g)を超える場合、尿や血液等の体液等を取り込む速度が低下するため、高吸水速度タイプの紙オムツ等への使用に適さない。尚、CRCは、内部架橋剤や表面処理液の組成や量で制御する事が出来る。   When the CRC is less than 5 (g / g), the amount of absorption is small and it is not suitable as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers. In addition, when the CRC exceeds 70 (g / g), the speed of taking in body fluids such as urine and blood decreases, so that it is not suitable for use in a high water absorption speed type paper diaper. The CRC can be controlled by the composition and amount of the internal cross-linking agent and the surface treatment liquid.

(4−2)加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa、AAP4.83kPa)(ERT442.2−02)
本発明の吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)は、好ましくは20(g/g)以上、より好ましくは22(g/g)以上、更に好ましくは23(g/g)以上、特に好ましくは25(g/g)以上、最も好ましくは28(g/g)以上である。上限値は特に限定されないが、好ましくは40(g/g)以下である。
(4-2) Water absorption capacity under pressure (AAP 2.06 kPa, AAP 4.83 kPa) (ERT442.2-02)
The water absorption capacity under pressure (AAP2.06 kPa) of the water-absorbing agent of the present invention is preferably 20 (g / g) or more, more preferably 22 (g / g) or more, still more preferably 23 (g / g) or more, particularly Preferably it is 25 (g / g) or more, most preferably 28 (g / g) or more. Although an upper limit is not specifically limited, Preferably it is 40 (g / g) or less.

また、本発明の吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP4.83kPa)は、10g/g以上、好ましくは12(g/g)以上、より好ましくは15(g/g)以上、更に好ましくは20(g/g)以上、特に好ましくは21(g/g)以上、最も好ましくは22(g/g)以上である。上限値は特に限定されないが、好ましくは30(g/g)以下である。   The water absorption capacity under pressure (AAP 4.83 kPa) of the water-absorbing agent of the present invention is 10 g / g or more, preferably 12 (g / g) or more, more preferably 15 (g / g) or more, and still more preferably 20 ( g / g) or more, particularly preferably 21 (g / g) or more, and most preferably 22 (g / g) or more. Although an upper limit is not specifically limited, Preferably it is 30 (g / g) or less.

上記AAP2.06kPa、AAP4.83kPaが上記範囲未満の場合、吸収体に圧力が加わった際の液の戻り量(「Re−Wet(リウェット)」と通常、称する)が多くなり、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。尚、AAP2.06kPa、AAP4.83kPaは、粒度や表面処理液の組成や量で制御することができる。   When the above AAP 2.06 kPa and AAP 4.83 kPa are less than the above ranges, the amount of return of the liquid when pressure is applied to the absorber (usually referred to as “Re-Wet”) is increased. Not suitable as an absorbent for hygiene products. AAP 2.06 kPa and AAP 4.83 kPa can be controlled by the particle size and the composition and amount of the surface treatment liquid.

(4−3)含水率(実施例の測定法で規定)
本発明の吸水剤の含水率は、好ましくは5〜15重量%、より好ましくは5〜14重量%、更に好ましくは5.5〜13重量%、特に好ましくは6〜12重量%である。上記含水率を上記範囲に制御する事で、粉体特性(例えば、流動性、搬送性、耐ダメージ性等)に優れた吸水剤を得る事が出来る。尚、含水率の測定は、後述する実施例に記載の方法で行った。
(4-3) Moisture content (specified by the measurement method in the example)
The water content of the water-absorbing agent of the present invention is preferably 5 to 15% by weight, more preferably 5 to 14% by weight, still more preferably 5.5 to 13% by weight, and particularly preferably 6 to 12% by weight. By controlling the water content within the above range, it is possible to obtain a water-absorbing agent having excellent powder characteristics (for example, fluidity, transportability, damage resistance, etc.). In addition, the measurement of the moisture content was performed by the method as described in the Example mentioned later.

(4−4)残存モノマー(ERT410.2−02で規定)
本発明の吸水剤の残存モノマーは、安全性の観点から、好ましくは500ppm以下、より好ましくは400ppm以下、更に好ましくは300ppm以下である。上記残存モノマーを上記範囲に制御することで、皮膚等への刺激が軽減される吸水剤を得ることができる。
(4-4) Residual monomer (specified by ERT410.2-02)
From the viewpoint of safety, the residual monomer of the water-absorbing agent of the present invention is preferably 500 ppm or less, more preferably 400 ppm or less, and still more preferably 300 ppm or less. By controlling the residual monomer within the above range, a water-absorbing agent that can reduce irritation to the skin and the like can be obtained.

(4−5)水可溶分(Ext)(ERT470.2−02で規定)
本発明の吸水剤の水可溶分(Ext)は、好ましくは35重量%以下、より好ましくは25重量%以下、更に好ましくは15重量%以下である。
(4-5) Water-soluble component (Ext) (specified by ERT470.2-02)
The water-soluble component (Ext) of the water-absorbing agent of the present invention is preferably 35% by weight or less, more preferably 25% by weight or less, and still more preferably 15% by weight or less.

上記水可溶分が35重量%を超える場合、ゲル強度が弱く、液透過性の劣った吸水剤となる事がある。更に、Re−Wetが多くなるため、紙オムツ等への使用に適さない。尚、水可溶分量は、内部架橋剤量、表面処理液の組成や量で制御することができる。   If the water-soluble content exceeds 35% by weight, the gel strength may be weak and the water-absorbing agent may have poor liquid permeability. Furthermore, since Re-Wet increases, it is not suitable for use on paper diapers. The amount of water-soluble component can be controlled by the amount of the internal crosslinking agent and the composition and amount of the surface treatment liquid.

(4−6)残存架橋剤(実施例の測定法で規定)
本発明の吸水剤の残存架橋剤は、安全性の観点から、好ましくは100ppm以下、より好ましくは10ppm以下、更に好ましくは1ppm以下である。上記残存架橋剤を上記範囲に制御することで、安全性に優れた吸水剤を得ることができる。尚、残存架橋剤の測定は、後述する実施例に記載の方法で行った。
(4-6) Residual cross-linking agent (specified by the measurement method in the examples)
From the viewpoint of safety, the residual crosslinking agent of the water-absorbing agent of the present invention is preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and still more preferably 1 ppm or less. By controlling the residual crosslinking agent within the above range, a water-absorbing agent having excellent safety can be obtained. In addition, the measurement of a residual crosslinking agent was performed by the method as described in the Example mentioned later.

(4−7)粒度
本発明の吸水剤の粒度(粒度分布(PSD)、重量平均粒子径(D50)及び粒子径分布幅(σζ))は、表面架橋前の吸水性樹脂と同様の範囲に制御される。
(4-7) Particle size The particle size (particle size distribution (PSD), weight average particle size (D50) and particle size distribution width (σζ)) of the water-absorbing agent of the present invention is in the same range as the water-absorbent resin before surface crosslinking. Be controlled.

〔5〕吸水剤ないしポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂の用途
本発明の吸水剤の用途としては特に限定されないが、好ましくは紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生用品の吸収体に使用され得る。特に、原料由来の臭気、着色等が問題となっていた高濃度紙オムツ(紙オムツ1枚あたりの吸水剤の使用量が多いもの)の吸収体として使用する事が出来る。更に、上記吸収体の上層部に使用される場合に、顕著な効果が期待できる。
[5] Use of water-absorbing agent or poly (meth) acrylic acid (salt) water-absorbing resin The use of the water-absorbing agent of the present invention is not particularly limited, but preferably sanitary products such as paper diapers, sanitary napkins, incontinence pads, etc. It can be used for various absorbers. In particular, it can be used as an absorber for high-concentration paper diapers (those with a large amount of water-absorbing agent used per paper diaper) where odors, coloring, and the like derived from raw materials have been problems. Furthermore, a remarkable effect can be expected when used in the upper layer of the absorber.

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

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

以下の実施例で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たものも、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. However, the present invention is not construed as being limited thereto, and combinations of technical means disclosed in each example are also included in the scope of the present invention. Shall be included.

特に注釈のない限り、物性測定は室温(20〜25℃)、相対湿度50%RHの条件下で行った。   Unless otherwise noted, physical properties were measured under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and relative humidity of 50% RH.

[物性の測定方法]
(a)無加圧下吸水倍率(CRC)
本発明にかかる製造方法で得られる吸水性樹脂(吸水剤)の無加圧下吸水倍率(CRC)は、ERT441.2−02に従って測定した。
[Measurement method of physical properties]
(A) Absorption capacity without pressure (CRC)
The water absorption capacity (CRC) under no pressure of the water absorbent resin (water absorbent) obtained by the production method according to the present invention was measured in accordance with ERT441.2-02.

(b)加圧下吸水倍率
本発明にかかる製造方法で得られる吸水性樹脂(吸水剤)の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)は、ERT442.2−02に従って測定した。また、加圧下吸水倍率(AAP4.83kPa)は、荷重条件を4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])に変更した以外は、ERT442.2−02と同様の方法に従って測定した。
(B) Water absorption capacity under pressure The water absorption capacity under pressure (AAP 2.06 kPa) of the water absorbent resin (water absorbing agent) obtained by the production method according to the present invention was measured in accordance with ERT442.2-02. Moreover, the water absorption capacity | capacitance under pressure (AAP4.83kPa) was measured in accordance with the method similar to ERT442.2-02 except having changed the load conditions to 4.83kPa (0.7psi, 50 [g / cm2]).

(c)固形分及び含水率
本発明にかかる製造方法で得られる吸水性樹脂(吸水剤)の固形分及び含水率は、以下の手法で評価した。本発明において固形分とは、吸水性樹脂(吸水剤)において、180℃、3時間で揮発しない成分が占める割合を表し、含水率とは、以下の関係式から求められる。
(C) Solid content and water content The solid content and water content of the water-absorbent resin (water-absorbing agent) obtained by the production method according to the present invention were evaluated by the following methods. In this invention, solid content represents the ratio for which the component which does not volatilize in 180 degreeC and 3 hours in a water absorbing resin (water absorbing agent), and a moisture content is calculated | required from the following relational expressions.

含水率[重量%]=100−固形分[重量%]
固形分の測定方法は、以下のように行った。
Water content [wt%] = 100-solid content [wt%]
The measurement method of solid content was performed as follows.

底面の直径が約5cmのアルミカップ(重量W1[g])に、約1gの吸水性樹脂(吸水剤)を量り取り(重量W2[g])、180℃の無風乾燥機中において3時間静置し、乾燥させた。乾燥後のアルミカップと吸水性樹脂(吸水剤)との合計重量(W3[g])を測定し、数1より固形分を求めた。   About 1 g of water-absorbing resin (water-absorbing agent) is weighed (weight W2 [g]) into an aluminum cup (weight W1 [g]) having a bottom diameter of about 5 cm, and allowed to stand still in a windless dryer at 180 ° C. for 3 hours. And dried. The total weight (W3 [g]) of the dried aluminum cup and the water absorbent resin (water absorbent) was measured, and the solid content was determined from Equation 1.

(数1)
固形分[重量%]={(W3−W1)/W2}×100
(d)残存架橋剤
本発明にかかる製造方法で得られる吸水性樹脂(吸水剤)の残存架橋剤量は、以下の手法で評価した。
(Equation 1)
Solid content [% by weight] = {(W3-W1) / W2} × 100
(D) Residual cross-linking agent The amount of the residual cross-linking agent of the water-absorbent resin (water-absorbing agent) obtained by the production method according to the present invention was evaluated by the following method.

容量250mlのガラス製ビーカーに、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200mlを投入し、そこに吸水性樹脂(吸水剤)1.0gを添加して、500rpmで16時間攪拌し、残存架橋剤を抽出した。得られた抽出液を濾紙(品名:JIS P 3801、No.2、厚さ0.26mm、保留粒子径5μm/ADVANTEC東洋株式会社製)1枚を用いて濾過し、得られた濾液を、フィルター(ジーエルサイエンス社製、GLクロマトディスク、水系25A、孔径0.45μm)を透過させて、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で測定した値(単位;ppm)を残存架橋剤量とした。   Into a glass beaker with a capacity of 250 ml, 200 ml of a 0.9% by weight sodium chloride aqueous solution is added, and 1.0 g of a water absorbent resin (water absorbent) is added thereto, followed by stirring at 500 rpm for 16 hours to extract the remaining crosslinking agent. did. The obtained extract was filtered using one sheet of filter paper (product name: JIS P 3801, No. 2, thickness 0.26 mm, reserved particle diameter 5 μm / manufactured by ADVANTEC Toyo Co., Ltd.), and the obtained filtrate was filtered. (GL Science Disc, GL Chromatodisc, aqueous 25A, pore size 0.45 μm) was passed through, and the value (unit: ppm) measured by high performance liquid chromatography (HPLC) was defined as the amount of the remaining crosslinking agent.

尚、残存架橋剤量の値は、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に架橋剤を0.005ppm(対吸水性樹脂換算1ppm)、0.025ppm(対吸水性樹脂換算5ppm)、0.05ppm(対吸水性樹脂換算10ppm)、0.25ppm(対吸水性樹脂換算50ppm)、0.5ppm(対吸水性樹脂換算100ppm)、2.5ppm(対吸水性樹脂換算500ppm)、5ppm(対吸水性樹脂換算1000ppm)溶解させた液から作成した検量線をもとに計算した。   In addition, the value of the residual crosslinking agent amount is 0.005 ppm (1 ppm in terms of water-absorbing resin), 0.025 ppm (5 ppm in terms of water-absorbing resin), 0.05 ppm (0.9 wt% sodium chloride aqueous solution) Water-absorbing resin conversion 10 ppm), 0.25 ppm (vs. water-absorbing resin conversion 50 ppm), 0.5 ppm (vs. water-absorbing resin conversion 100 ppm), 2.5 ppm (vs. water-absorbing resin conversion 500 ppm), 5 ppm (vs. water-absorbing resin) Calculation was performed based on a calibration curve prepared from the dissolved solution.

(e)粒度分布(PSD)、重量平均粒子径(D50)、粒子径分布幅(σζ)
本発明にかかる製造方法で得られる吸水性樹脂(吸水剤)の粒度分布及び重量平均粒子径(D50)は、米国特許第7638570号に開示された測定方法に準拠して、標準篩分級にて測定した。
(E) Particle size distribution (PSD), weight average particle size (D50), particle size distribution width (σζ)
The particle size distribution and weight average particle diameter (D50) of the water absorbent resin (water absorbent) obtained by the production method according to the present invention are determined by standard sieve classification in accordance with the measurement method disclosed in US Pat. No. 7,638,570. It was measured.

[製造例1]
容量2Lのポリプロピレン製容器に、アクリル酸351g、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(分子量522.66、平均エチレンオキサイドユニット数:n=9)0.76g、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液296g及び水337gを投入し、混合(撹拌)させて単量体水溶液(1)を作製した。尚、当該単量体水溶液(1)の温度は中和熱によって84℃まで上昇した。
[Production Example 1]
In a 2 L polypropylene container, 351 g of acrylic acid, 0.76 g of polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 522.66, average number of ethylene oxide units: n = 9) as an internal cross-linking agent, 48.5 wt% sodium hydroxide aqueous solution 296 g and 337 g of water were added and mixed (stirred) to prepare an aqueous monomer solution (1). The temperature of the monomer aqueous solution (1) rose to 84 ° C. due to heat of neutralization.

次に、上記単量体水溶液(1)を撹拌させながら温度が83℃に低下した時点で、3.8重量%の過硫酸ナトリウム水溶液15.4gを添加した。その後すぐにステンレス製バット型反応装置(底面;340×340mm、高さ;25mm、内表面;テフロン(登録商標)コーティング)に当該水溶液を大気開放系で注ぎ込んだところ、約15秒経過後に重合反応が開始した。尚、当該ステンレス製バット型反応装置は、ホットプレート(株式会社井内盛栄堂製;NEO HOTPLATE HI−1000)を用いて、表面温度を予め40℃に設定しておいた。   Next, when the temperature dropped to 83 ° C. while stirring the monomer aqueous solution (1), 15.4 g of a 3.8 wt% sodium persulfate aqueous solution was added. Immediately after that, the aqueous solution was poured into a stainless steel bat-type reactor (bottom; 340 × 340 mm, height: 25 mm, inner surface; Teflon (registered trademark) coating) in an open air system. Started. In addition, the surface temperature was previously set to 40 degreeC using the hot plate (Inoue Seieido Co., Ltd .; NEO HOTPLATE HI-1000) for the said stainless steel bat type | mold reactor.

上記重合反応は、水蒸気を発生しながらバット型反応装置の上方に向かって四方八方に膨張発泡して進行し、その後、当該反応装置の底面より若干大きなサイズまで収縮した。尚、この重合反応(膨張・収縮)は約1分間で終了した。重合終了後、4分間反応装置内に保持させ、含水ゲル状架橋重合体(1)として取り出した。   The polymerization reaction proceeded by expanding and foaming in all directions toward the upper side of the bat-type reactor while generating water vapor, and then contracted to a size slightly larger than the bottom surface of the reactor. This polymerization reaction (expansion / shrinkage) was completed in about 1 minute. After completion of the polymerization, it was kept in the reaction apparatus for 4 minutes and taken out as a hydrogel crosslinked polymer (1).

上記重合反応で得られた含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)(1)をミートチョッパー(飯塚工業株式会社製;MEAT−CHOPPER TYPE 12VR−400KSOX/ダイ孔径:6.4mm、孔数:38、ダイ厚み:8mm)を用いてゲル粉砕し、粒子状含水ゲル(1)を得た。   The hydrogel crosslinked polymer (hereinafter referred to as “hydrogel”) (1) obtained by the above polymerization reaction was used as a meat chopper (manufactured by Iizuka Kogyo Co., Ltd .; MEAT-CHOPER TYPE 12VR-400KSOX / die pore diameter: 6.4 mm). And the number of holes: 38, die thickness: 8 mm), and gel pulverization gave a particulate hydrous gel (1).

このとき、含水ゲルを250(g/min)で投入し、並行して90℃に調温した水を50(g/min)で添加した。   At this time, the hydrogel was added at 250 (g / min), and water adjusted to 90 ° C. in parallel was added at 50 (g / min).

次いで、得られた粒子状含水ゲル(1)を目開き850μmのステンレス製金網上に広げて載せた後、熱風乾燥機を用いて180℃で30分間乾燥を行った。続いて、得られた乾燥重合体(1)をロールミル(有限会社井ノ口技研社製;WML型ロール粉砕機)を用いて粉砕した後、目開き850μm及び150μmのJIS標準篩を用いて分級した。   Next, the obtained particulate hydrogel (1) was spread and placed on a stainless steel wire mesh having an opening of 850 μm, and then dried at 180 ° C. for 30 minutes using a hot air dryer. Subsequently, the obtained dried polymer (1) was pulverized using a roll mill (manufactured by Inoguchi Giken Co., Ltd .; WML type roll pulverizer), and then classified using a JIS standard sieve having openings of 850 μm and 150 μm.

上記の操作により、重量平均粒子径(D50)が350μm、粒子径150μm以上850μm未満の粒子含有量が97重量%、150μm通過物が3重量%(うち106μm通過物が1%)である、不定形破砕状の吸水性樹脂(1)を得た。得られた吸水性樹脂(1)の無加圧下吸水倍率(CRC)は51.1(g/g)、加圧下吸水倍率AAP2.06kPaは7.1(g/g)、AAP4.83kPaは6.5(g/g)、含水率は4.0重量%であった。また吸水性樹脂(1)中の残存架橋剤ポリエチレングリコールジアクリレートはN.D.(検出限界10ppm未満)であった。   According to the above operation, the weight average particle size (D50) is 350 μm, the content of particles having a particle size of 150 μm or more and less than 850 μm is 97% by weight, the 150 μm passing material is 3% by weight (of which 106 μm passing material is 1%), A regularly crushed water-absorbing resin (1) was obtained. The water-absorbing resin (1) thus obtained has a water absorption capacity (CRC) under no pressure of 51.1 (g / g), a water absorption capacity under pressure of AAP of 2.06 kPa is 7.1 (g / g), and an AAP of 4.83 kPa is 6 0.5 (g / g), the water content was 4.0% by weight. The residual crosslinking agent polyethylene glycol diacrylate in the water absorbent resin (1) is N.I. D. (The detection limit was less than 10 ppm).

[実施例1]
(混合工程)
製造例1で得られた吸水性樹脂(1)100重量部に対して、ラジカル重合性単量体としてアクリル酸4.0重量部、有機系架橋剤としてエチレングリコールジアクリレート(分子量170.18、アクリレート基2個)0.2重量部、水7.0重量部、ラジカル重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.25重量部、混合助剤としてポリエチレングリコールモノメチルエーテル(数平均分子量 約2000)0.1重量部を予め混合しておいた表面処理液11.55重量部を均一に滴下混合し、混合物(1)を得た。
[Example 1]
(Mixing process)
For 100 parts by weight of the water-absorbent resin (1) obtained in Production Example 1, 4.0 parts by weight of acrylic acid as a radical polymerizable monomer and ethylene glycol diacrylate (molecular weight 170.18, as an organic crosslinking agent) 2 acrylate groups) 0.2 parts by weight, 7.0 parts by weight of water, 0.25 parts by weight of ammonium persulfate as a radical polymerization initiator, 0.1 parts by weight of polyethylene glycol monomethyl ether (number average molecular weight of about 2000) as a mixing aid 11.55 parts by weight of the surface treatment liquid in which parts were previously mixed was uniformly dropped and mixed to obtain a mixture (1).

(架橋重合工程)
次に、上記操作で得られた混合物(1)50gを、バット(SUS304製:縦158mm×横128mm×深さ25mm)に均一に広げ、チャック付きポリエチレン性ビニール袋(ユニパックH−4、株式会社生産日本社製:縦240mm×横170mm×厚さ0.04mm)に入れて密閉し、静置したまま100℃で30分間加熱した。
(Crosslinking polymerization process)
Next, 50 g of the mixture (1) obtained by the above operation was uniformly spread on a bat (manufactured by SUS304: length 158 mm × width 128 mm × depth 25 mm), and a polyethylene plastic bag with a chuck (Unipack H-4, Ltd.) Production: manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd .: 240 mm long × 170 mm wide × 0.04 mm thick) was sealed and heated at 100 ° C. for 30 minutes while standing still.

(整粒工程)
上記表面架橋の終了後、目開き850μmのJIS標準篩を用いて分級し、吸水剤(1)を得た。尚、当該篩のON品(不通過物)は、その全量が850μmを通過するまで解砕した。
(Sizing process)
After completion of the surface cross-linking, classification was performed using a JIS standard sieve having an opening of 850 μm to obtain a water absorbing agent (1). In addition, the ON product (non-passing material) of the sieve was crushed until the entire amount passed 850 μm.

得られた吸水剤(1)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface crosslinking conditions of the water-absorbing agent (1) and the performance of the water-absorbing agent.

[実施例2]
実施例1において、有機系架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート(分子量198.24、メタクリレート基2個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って吸水剤(2)を得た。
[Example 2]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was carried out except that 0.2 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate (molecular weight 198.24, two methacrylate groups) was used as the organic crosslinking agent. )

得られた吸水剤(2)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface crosslinking conditions of the water-absorbing agent (2) and the performance of the water-absorbing agent.

[実施例3]
実施例1において、有機系架橋剤として1,4-ブタンジオールジアクリレート(分子量198.24、アクリレート基2個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って吸水剤(3)を得た。
[Example 3]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that 0.2 part by weight of 1,4-butanediol diacrylate (molecular weight 198.24, two acrylate groups) was used as the organic crosslinking agent. A water absorbing agent (3) was obtained.

得られた吸水剤(3)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface crosslinking conditions of the water-absorbing agent (3) and the performance of the water-absorbing agent.

[実施例4]
実施例1において、有機系架橋剤としてアクリル酸グリセロールカーボネート(グリシジルアクリレートのエポキシ基を、炭酸ガスと反応させてエチレンカーボネート基にした化合物)(分子量172.15、アクリレート基1個+カーボネート環1個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作(アクリレート基の重合)を行った後、得られた架橋重合工程後の吸水性樹脂を整粒工程前に、更に加熱処理工程として140℃で30分間加熱(カーボネート環の反応操作)を行う事で、吸水剤(4)を得た。
[Example 4]
In Example 1, glycerol carbonate acrylate (a compound obtained by reacting an epoxy group of glycidyl acrylate with carbon dioxide to form an ethylene carbonate group) (molecular weight 172.15, one acrylate group + one carbonate ring) as an organic crosslinking agent ) After performing the same operation (polymerization of acrylate group) as in Example 1 except that 0.2 parts by weight was used, the obtained water-absorbing resin after the crosslinking polymerization step was further heated before the granulating step. A water absorbing agent (4) was obtained by heating at 140 ° C. for 30 minutes (reaction operation of carbonate ring) as a treatment step.

得られた吸水剤(4)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the water-absorbing agent (4) and the performance of the water-absorbing agent.

[実施例5]
実施例1において、有機系架橋剤としてグリシジルメタクリレート(分子量142.17、メタクリレート基1個、エポキシ基1個)0.05重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って吸水剤(5)を得た。
[Example 5]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that 0.05 part by weight of glycidyl methacrylate (molecular weight 142.17, one methacrylate group, one epoxy group) was used as the organic crosslinking agent. Agent (5) was obtained.

得られた吸水剤(5)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface crosslinking conditions of the water-absorbing agent (5) and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例1]
実施例1において、有機系架橋剤として製造例1で使用した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)(分子量522.66、アクリレート基2個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(1)を得た。
[Comparative Example 1]
In Example 1, 0.2 parts by weight of polyethylene glycol diacrylate (average number of ethylene oxide units: n = 9) (molecular weight 522.66, two acrylate groups) used in Production Example 1 was used as the organic crosslinking agent. Except for the above, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a comparative water-absorbing agent (1).

得られた比較吸水剤(1)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface crosslinking conditions of the comparative water-absorbing agent (1) and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例2]
実施例1において、有機系架橋剤としてジエチレングリコールジアクリレート(分子量214.24、アクリレート基2個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(2)を得た。
[Comparative Example 2]
In Example 1, a comparative water-absorbing agent (2) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2 parts by weight of diethylene glycol diacrylate (molecular weight 214.24, two acrylate groups) was used as the organic crosslinking agent. )

得られた比較吸水剤(2)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the comparative water-absorbing agent (2) obtained and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例3]
実施例1において、有機系架橋剤としてグリセリンアクリレートメタクリレート(新中村化学工業株式会社製NKエステル701A:分子量214.24、アクリレート基1個+メタクリレート基1個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(3)を得た。
[Comparative Example 3]
In Example 1, except that 0.2 parts by weight of glycerin acrylate methacrylate (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. NK ester 701A: molecular weight 214.24, one acrylate group + one methacrylate group) was used as the organic crosslinking agent. The same operation as in Example 1 was performed to obtain a comparative water-absorbing agent (3).

得られた比較吸水剤(3)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the comparative water-absorbing agent (3) obtained and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例4]
比較例3において、グリセリンアクリレートメタクリレートの使用量を0.05重量部に変更した以外は、比較例3と同様の操作を行って比較吸水剤(4)を得た。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 3, a comparative water-absorbing agent (4) was obtained by performing the same operation as in Comparative Example 3 except that the amount of glycerin acrylate methacrylate was changed to 0.05 parts by weight.

得られた比較吸水剤(4)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the comparative water-absorbing agent (4) and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例5]
実施例1において、有機系架橋剤としてグリセリンジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製NKエステル701:分子量228.27、メタクリレート基2個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(5)を得た。
[Comparative Example 5]
In Example 1, Example 1 was used except that 0.2 parts by weight of glycerin dimethacrylate (NK ester 701: molecular weight 228.27, two methacrylate groups) manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. was used as the organic crosslinking agent. The same operation was performed to obtain a comparative water-absorbing agent (5).

得られた比較吸水剤(5)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the comparative water-absorbing agent (5) and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例6](同ペンタエリスリトールトリアクリレートを使用)
実施例1において、有機系架橋剤としてペンタエリスリトールトリアクリレート(分子量298.32、アクリレート基3個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(6)を得た。
[Comparative Example 6] (using the same pentaerythritol triacrylate)
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that 0.2 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (molecular weight: 298.32, 3 acrylate groups) was used as the organic crosslinking agent. 6) was obtained.

得られた比較吸水剤(6)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the comparative water-absorbing agent (6) and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例7](同アリルメタクリレートを使用)
実施例1において、有機系架橋剤としてアリルメタクリレート(分子量126.17、アクリレート基1個+アリル基1個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(7)を得た。
[Comparative Example 7] (using the same allyl methacrylate)
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that 0.2 parts by weight of allyl methacrylate (molecular weight 126.17, one acrylate group + one allyl group) was used as the organic crosslinking agent. A water absorbing agent (7) was obtained.

得られた比較吸水剤(7)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface crosslinking conditions of the comparative water-absorbing agent (7) and the performance of the water-absorbing agent.

[比較例8](同ビニルメタクリレートを使用)
実施例1において、有機系架橋剤としてビニルメタクリレート(分子量112.14、アクリレート基1個+ビニル基1個)0.2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って比較吸水剤(8)を得た。
[Comparative Example 8] (using the same vinyl methacrylate)
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that 0.2 parts by weight of vinyl methacrylate (molecular weight 112.14, one acrylate group + one vinyl group) was used as the organic crosslinking agent. A water absorbing agent (8) was obtained.

得られた比較吸水剤(8)の表面架橋条件及び吸水剤の性能を表1に示す。   Table 1 shows the surface cross-linking conditions of the comparative water-absorbing agent (8) and the performance of the water-absorbing agent.

(まとめ)
比較例1〜3、5、6では使用した有機系架橋剤の分子量が200以上と大きいために、残存架橋剤が671〜1149ppmとなり、表面近傍に未反応の状態で残存する。尚、表には記載しないが、実施例及び比較例では残存モノマーは500ppm以下であり、比較例1〜3、5、6では残存モノマー(残存アクリル酸)を上回る多量の残存架橋剤が検出される事が分かる。
(Summary)
In Comparative Examples 1 to 3, 5, and 6, since the molecular weight of the organic crosslinking agent used was as large as 200 or more, the remaining crosslinking agent was 671 to 1149 ppm, and remained in an unreacted state in the vicinity of the surface. Although not shown in the table, the residual monomer was 500 ppm or less in Examples and Comparative Examples, and a large amount of residual crosslinking agent exceeding the residual monomer (residual acrylic acid) was detected in Comparative Examples 1-3, 5, and 6. I understand that.

一方、実施例1〜5では、AAP2.06が20g/g以上、AAP4.83が12g/g以上に向上し、更に、残存架橋剤がN.D.〜31ppmとなり、分子量が200未満では残存架橋剤量が低減する事が分かる。尚、ここで、実施例1〜3はジアクリレート系架橋剤の使用、実施例4、5は環状の官能基を有するアクリレート系架橋剤を使用した実施例であり、実施例4では架橋重合後に、更に加熱処理工程(カーボネート環の反応工程)を含むが、いずれの架橋剤も良好な結果を与える事が分かる。   On the other hand, in Examples 1-5, AAP2.06 improved to 20 g / g or more, AAP4.83 improved to 12 g / g or more, and the remaining crosslinking agent was N.P. D. It can be seen that when the molecular weight is less than 200, the amount of the remaining crosslinking agent is reduced. Here, Examples 1 to 3 are examples using a diacrylate-based crosslinking agent, Examples 4 and 5 are examples using an acrylate-based crosslinking agent having a cyclic functional group, and in Example 4 after crosslinking polymerization. Furthermore, although it includes a heat treatment step (reaction step of carbonate ring), it can be seen that any cross-linking agent gives good results.

また、製造例1で、ベースポリマーの重合にポリエチレングリコールジアクリレート(分子量522.66)を使用しても残存量はN.D.であったが、比較例1に示すように、同じ架橋剤を表面架橋重合に使用する場合、残存架橋剤1149ppmが検出される。かかる架橋剤分子量による本発明の効果は、通常の吸水性樹脂の重合(ベースポリマーの架橋重合)では特に確認されず、特許文献7〜13などに記載の第2の表面架橋方法(単量体の架橋重合による表面架橋)において特異的に発現する事が分かる。   Further, in Production Example 1, even when polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 522.66) is used for polymerization of the base polymer, the residual amount is N.P. D. However, as shown in Comparative Example 1, when the same crosslinking agent is used for surface crosslinking polymerization, 1149 ppm of residual crosslinking agent is detected. The effect of the present invention due to the molecular weight of the crosslinking agent is not particularly confirmed in the polymerization of a normal water-absorbent resin (crosslinking polymerization of a base polymer), and the second surface crosslinking method (monomer described in Patent Documents 7 to 13). It can be seen that it is specifically expressed in the surface cross-linking by cross-linking polymerization.

比較例4では、比較例3(架橋剤0.2重量部で、残存架橋剤671ppm)の有機系架橋剤の残存量を減らすために、架橋剤量を0.05重量部に減らしたところ、残存架橋剤量は15ppmに減少したものの、AAP4.83は半減し(16.8g/gから8.8g/gにほぼ半減した)、十分な架橋効果は得られなかった事が分かる。   In Comparative Example 4, when the amount of the crosslinking agent was reduced to 0.05 parts by weight in order to reduce the residual amount of the organic crosslinking agent in Comparative Example 3 (0.2 parts by weight of the crosslinking agent, 671 ppm of the remaining crosslinking agent), Although the amount of residual crosslinking agent was reduced to 15 ppm, it was found that AAP4.83 was halved (from 16.8 g / g to almost 8.8 g / g), and a sufficient crosslinking effect was not obtained.

比較例7、8では、表面架橋でCRCのみが低下し(ベースポリマーの約50g/gから約40g/gに低下した)、AAP4.83kPaが殆ど向上しない。アリル基やビニル基は(メタ)アクリレート基と重合反応性が異なるため、(メタ)アクリレート基のみが反応し、アリル基、ビニル基が反応していないため、AAP4.83kPaを向上するだけの架橋が形成されない。このことから、使用する有機系架橋剤の反応性基の選択が重要であることが分かる。   In Comparative Examples 7 and 8, only the CRC decreased due to surface crosslinking (from about 50 g / g of the base polymer to about 40 g / g), and AAP 4.83 kPa hardly improved. Since allyl group and vinyl group are different in polymerization reactivity from (meth) acrylate group, only (meth) acrylate group reacts, and allyl group and vinyl group do not react, so that only AAP 4.83kPa is improved. Is not formed. This shows that selection of the reactive group of the organic type crosslinking agent to be used is important.

Figure 2016112474
Figure 2016112474

表1中、架橋剤は、A:エチレングリコールジアクリレート、B:エチレングリコールジメタクリレート、C:1,4−ブタンジオールジアクリレート、D:アクリル酸グリセロールカーボネート(検出限界 1ppm未満)、E:グリシジルメタクリレート(検出限界 1ppm)、F:ポリエチレングリコールジアクリレート(n=9)、G:ジエチレングリコールジアクリレート、H:グリセリンアクリレートメタクリレート、I:グリセリンジメタクリレート、J:ペンタエリスリトールトリアクリレート、K:アリルメタクリレート(検出限界 10ppm)、L:ビニルメタクリレート(検出限界 10ppm)を表す。   In Table 1, the crosslinking agents are: A: ethylene glycol diacrylate, B: ethylene glycol dimethacrylate, C: 1,4-butanediol diacrylate, D: glycerol carbonate acrylate (detection limit less than 1 ppm), E: glycidyl methacrylate (Detection limit 1 ppm), F: polyethylene glycol diacrylate (n = 9), G: diethylene glycol diacrylate, H: glycerol acrylate methacrylate, I: glycerol dimethacrylate, J: pentaerythritol triacrylate, K: allyl methacrylate (detection limit) 10 ppm), L: vinyl methacrylate (detection limit 10 ppm).

また、表1中、加熱条件は、I:100℃30分間、II:100℃30分間後に更に140℃30分間行ったことを表す。   In Table 1, the heating conditions indicate that I: 100 ° C. for 30 minutes, II: 100 ° C. for 30 minutes, and further 140 ° C. for 30 minutes.

Claims (18)

ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤の製造方法であって、
a)ラジカル重合性単量体、有機系架橋剤を含む表面処理液を混合する表面処理液混合工程、及び、
b)前記表面処理液混合工程後の吸水性樹脂組成物を表面架橋重合する表面架橋重合工程、を有し、
該表面処理液の量が、該吸水性樹脂100重量部に対して50重量部以下であり、
該表面処理液は、必要に応じて混合助剤を含み
該有機系架橋剤が、(メタ)アクリレート基又はカルボキシル基と反応しうる官能基、からなる群より選ばれる複数個の官能基を有し、かつ、分子量が200未満の有機化合物である事を特徴とする吸水剤の製造方法。
A method for producing a water-absorbing agent comprising a poly (meth) acrylic acid (salt) water-absorbing resin as a main component,
a) a surface treatment liquid mixing step of mixing a radically polymerizable monomer and a surface treatment liquid containing an organic crosslinking agent; and
b) a surface cross-linking polymerization step for surface cross-linking polymerization of the water absorbent resin composition after the surface treatment liquid mixing step,
The amount of the surface treatment liquid is 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin,
The surface treatment liquid contains a mixing aid as necessary, and the organic crosslinking agent has a plurality of functional groups selected from the group consisting of functional groups capable of reacting with (meth) acrylate groups or carboxyl groups. And a method for producing a water-absorbing agent, which is an organic compound having a molecular weight of less than 200.
前記カルボキシル基と反応しうる官能基が、環状の官能基、ヒドロキシ基、1級又は2級のアミノ基、イソシアネート基のいずれかであるから選ばれる事を特徴とする請求項1に記載の製造方法。   The production according to claim 1, wherein the functional group capable of reacting with the carboxyl group is selected from a cyclic functional group, a hydroxy group, a primary or secondary amino group, and an isocyanate group. Method. 前記環状の官能基が、エポキシ基、アジリジン基、オキセタン基、エチレンカーボネート基、オキサゾリン基、オキサゾリジノン基から選ばれる事を特徴とする請求項2に記載の製造方法。   The production method according to claim 2, wherein the cyclic functional group is selected from an epoxy group, an aziridine group, an oxetane group, an ethylene carbonate group, an oxazoline group, and an oxazolidinone group. 前記有機系架橋剤が、分子量が200未満のジ(メタ)アクリレート系架橋剤又は環状の官能基を有する(メタ)アクリレート系架橋剤から選ばれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。   The organic crosslinking agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic crosslinking agent is selected from a di (meth) acrylate crosslinking agent having a molecular weight of less than 200 or a (meth) acrylate crosslinking agent having a cyclic functional group. Manufacturing method. 前記表面架橋重合工程において用いられる吸水性樹脂組成物が熱分解型ラジカル重合開始剤を含み、該工程が加熱処理である事を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。   5. The production according to claim 1, wherein the water-absorbent resin composition used in the surface cross-linking polymerization step includes a thermal decomposition type radical polymerization initiator, and the step is a heat treatment. Method. 前記表面架橋重合工程の温度が、50℃〜150℃である事を特徴とする請求項5に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein the temperature of the surface crosslinking polymerization step is 50 ° C. to 150 ° C. 前記表面処理液に含まれる前記ラジカル重合性単量体の主成分が、(メタ)アクリル酸である事を特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, wherein a main component of the radical polymerizable monomer contained in the surface treatment liquid is (meth) acrylic acid. 前記表面処理液中に含まれるラジカル重合性単量体の量が、前記吸水性樹脂100重量部に対して、0.1〜20重量部である事を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。   The amount of the radical polymerizable monomer contained in the surface treatment liquid is 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. The production method according to claim 1. 前記表面処理液中に含まれる有機系架橋剤の量が、前記吸水性樹脂100重量部に対して、0.001〜5重量部である事を特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。   The amount of the organic crosslinking agent contained in the surface treatment liquid is 0.001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. The production method according to item. 前記表面処理液中に含まれる水が、吸水性樹脂100重量部に対して、1〜20重量部である事を特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法。   10. The production method according to claim 1, wherein water contained in the surface treatment liquid is 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. 前記表面処理液は前記ラジカル重合開始剤を含み、該ラジカル重合開始剤は過硫酸塩、過酸化水素及び水溶性アゾ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、該ラジカル重合開始剤の量が、吸水性樹脂100重量部に対して、0.01〜2重量部である事を特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法。   The surface treatment liquid contains the radical polymerization initiator, and the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of persulfate, hydrogen peroxide, and a water-soluble azo compound, and the amount of the radical polymerization initiator The manufacturing method according to claim 1, wherein the content is 0.01 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin. 前記混合助剤を、前記表面処理液混合工程と同時又は前に添加することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 11, wherein the mixing aid is added simultaneously with or before the surface treatment liquid mixing step. 前記有機系架橋剤の分子量が、前記吸水性樹脂の製造に用いられた架橋剤の分子量よりも小さい事を特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 12, wherein the molecular weight of the organic crosslinking agent is smaller than the molecular weight of the crosslinking agent used for the production of the water-absorbent resin. 前記表面架橋重合工程後に、更に該表面架橋重合工程よりも高温で加熱処理工程を有する請求項1〜13のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 13, further comprising a heat treatment step at a higher temperature than the surface cross-linking polymerization step after the surface cross-linking polymerization step. 表面架橋重合されたポリ(メタ)アクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、架橋剤の残存量が100重量ppm以下、4.83kPaでの加圧下吸収倍率(AAP4.83kPa)が10〜30g/gである吸水剤。   A water-absorbing agent composed mainly of a poly (meth) acrylic acid (salt) -based water-absorbing resin subjected to surface cross-linking polymerization, wherein the residual amount of the cross-linking agent is 100 ppm by weight or less and the absorption capacity under pressure at 4.83 kPa ( A water absorbing agent having an AAP of 4.83 kPa) of 10 to 30 g / g. 含水率が5〜15重量%である請求項15に記載の吸水剤。   The water-absorbing agent according to claim 15, wherein the water content is 5 to 15% by weight. 無加圧下吸水倍率(CRC)が5〜70g/gで、2.06kPaでの加圧下吸収倍率(AAP2.06Pa)が20〜40g/gである、請求項15又は16に記載の吸水剤。   The water absorption agent of Claim 15 or 16 whose water absorption capacity | capacitance (CRC) under no pressure is 5-70 g / g and whose absorption capacity under pressure (AAP2.06Pa) in 2.06 kPa is 20-40 g / g. 請求項15〜17の何れかに記載の吸水剤を含む、衛生用品。   Sanitary goods containing the water absorbing agent according to any one of claims 15 to 17.
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