JP5635397B2 - 吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤の製造方法に関する。

近年、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料には、体液吸収性に優れるという観点から、その構成材料としての吸水性樹脂が、吸水剤として幅広く利用されている。かかる吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体の鹸化物、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解物又はこれらの架橋体、及びカチオン性モノマーの架橋体等が知られている。この吸水性樹脂は、シート状、繊維状、フィルム状とされても用いられうるが、一般には、粉末状（粒子状）とされて吸水剤に用いられている。かかる粉末（粒子）としては、例えば、その重量平均粒子径が２００〜８００μｍ程度である粒子状吸水剤が汎用されている。粒子状吸水剤は、多くの工程を経て製造される。この工程には、吸水性樹脂の重合工程、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程等が含まれうる。

粒子状吸水剤はその使用目的（例えば、紙オムツ、生理用ナプキン等）に応じて、多くのパラメーター物性（例えば、吸水倍率、加圧下吸水倍率、吸水速度、通液性、ゲル安定性等）をスペックとして制御されて生産されている。しかし、粒子状吸水剤の大規模連続生産において、その生産性向上、物性の向上、そして物性の安定化は難しく、わずかな物性のフレが最終製品（例えば、紙オムツ等）での物性低下や消費者クレームを引き起こすことがある。高物性の維持と安定的な連続操業は大きな課題であった。かかる課題を解決するために、特許文献２は物性から上下に外れた吸水性樹脂を除去して再混合する手法を開示する。特許文献３や４は中間工程や重合工程に複数のホッパーを使用する技術を開示する。また、特許文献５は重合を二系列で行い後半を一系列にする手法を開示する。その他特許文献１のほか特許文献２〜４など新たな中間製造工程の変更ないし付与によって、また、特許文献４、６〜８など複数の製造装置の併用によって、粒子状吸水剤の物性の向上ないし安定化する技術は多く提案されているが、改善の余地が充分にあった。

また、物性向上のため表面架橋後に微粉を再度除去したり、リサイクルしたりする技術も特許文献９などに提案されているが、微粉除去は収率低下の問題を有する。

先行技術文献

米国特許第６８１７５５７号明細書 米国特許第７１９３００６号明細書 米国特許第６７２７３４５号明細書 米国特許第４９８５５１８号明細書 国際公開第２００７／０２３０９７号パンフレット 米国特許公開２００７−１４９７６０号 国際公開第２００９／００１９５４号パンフレット 国際公開第２００８／１２３４７７号パンフレット 米国特許第７３４７３３０号明細書

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、各工程を適宜分岐させることが物性の向上と安定化に大きく影響することを見出した。特に、粉砕工程や分級工程において、連続生産の制御方法次第で最終的に得られる粒子状吸水剤に大きな物性の低下やフレをもたらし、これが、最終製品（例えば、紙オムツ）での物性低下や消費者クレームを引き起こす一因となりうることを見出し、本発明を完成させた。

本発明が解決しようとする課題は、大規模連続生産において物性向上、物性安定化に寄与し、更には生産性の改善等にも寄与しうる粒子状吸水剤の製造方法を提供することにある。

本発明に係る粒子状吸水剤の製造方法は、
単量体を重合させて重合ゲルを得る重合工程と、
上記重合ゲルを乾燥して、粒子状吸水性樹脂を得る乾燥工程と、
上記粒子状吸水性樹脂を粉砕する粉砕工程と、
上記粒子状吸水性樹脂を篩い分ける分級工程と、
上記粒子状吸水性樹脂の表面近傍を架橋して、粒子状吸水剤を得る表面架橋工程と、
上記粒子状吸水剤を包装材容器に充填して包装する包装工程と、
上記各工程において生成した生成物を、他の上記工程に輸送する輸送工程とを含み、
上記重合工程一系列に対して、上記乾燥工程以降の少なくともいずれか一つの工程が二系列以上とされている。

好ましくは、上記重合工程一系列に対して、粉砕工程が二系列以上である。

好ましくは、上記重合工程一系列に対して、分級工程が二系列以上である。

好ましくは、上記重合工程から粉砕工程の前までは一系列であり、前記一系列に対して、粉砕工程及び分級工程が二系列以上である。

好ましくは、更に貯蔵工程を含み、上記分岐された複数の系列を経た吸水性樹脂は貯蔵工程に回収され一系列となる。

好ましくは、上記貯蔵工程は４０〜１５０℃の温度で行われる。

好ましくは、一系列の工程が複数の系列に分岐し、その後一系列となるサイクルが２回以上行われる。

好ましくは、上記粒子状吸水剤の生産量は５００ｋｇ／ｈｒ以上である。

好ましくは、重合装置１基に対して、乾燥工程以降の工程において、２基以上の同じ装置が並列に設置される。

好ましくは、上記重合工程一系列に対して、表面架橋工程が二系列以上である。

好ましくは、上記重合工程一系列に対して、粉砕工程、分級工程、及び表面架橋工程のすべてが二系列以上である。

好ましくは、上記粒子状吸水性樹脂の分割工程を含む。

好ましくは、上記粒子状吸水性樹脂を６：４〜４：６の比で２分割する工程を含む。

好ましくは、上記粒子状吸水性樹脂がホッパーへの貯蔵後に分割される。

好ましくは、上記粒子状吸水性樹脂が自由落下時に分割される。

好ましくは、上記粒子状吸水性樹脂が空気輸送により複数のホッパーへ輸送される際に分割される。

好ましくは、上記重合工程で得られる重合ゲルを６：４〜４：６の比で２分割する工程を含む。

好ましくは、上記重合工程で得られる重合ゲルを自由落下又はフィーダーにより２分割した後に、乾燥する。

好ましくは、上記粒子状吸水性樹脂の粒子が不定形破砕状粒子であり、該粒子状吸水性樹脂がポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂である。

好ましくは、上記重合工程において連続ニーダー重合又は連続ベルト重合が行われる。

好ましくは、上記表面架橋工程が、オキサゾリジノン化合物、アルキレンカーボネート化合物、多価アルコール化合物、オキセタン化合物から選ばれる１種又は２種以上の脱水エステル化反応性表面架橋剤を用いて、１５０〜２５０℃の温度で行われる。

好ましくは、上記粒子状吸水剤が、ＣＲＣ：１０〜１００ｇ／ｇ、ＡＡＰ：１５〜５０ｇ／ｇ、ＳＦＣ：１（単位：１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上、粒径１５０μｍ以下の微粉量：０〜５質量％の物性を有している。

本発明では、重合工程一系列に対して、乾燥工程以降の少なくとも何れか一つの工程が二系列以上とされることにより、粒子状吸水剤の物性向上と物性安定化がもたらされる。

図１は、本発明の製造方法により粒子状吸水剤を製造するために用いられる製造設備を示す概略構成図である。 図２は、図１の製造設備に含まれる粉砕装置及び分級装置の概略構成を示す図である。 図３は、図１の製造設備に含まれる整粒装置の概略構成を示す図である。

本発明では、重合工程一系列に対して、乾燥工程以降の少なくとも何れか一つの工程が二系列以上とされることにより、粒子状吸水剤の物性が向上するという新たな知見が得られた。特に、粉砕工程や分級工程が二系列以上（並列で粉砕工程や分級工程）とされることにより、及び／又は表面架橋を二系列以上とすることにより、効果が高いことが判明した。

以下、本発明に係る吸水性樹脂を主成分とする粒子状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ことはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更、実施し得る。
（１）用語の定義
（ａ）「吸水性樹脂」
本明細書において、「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、吸水倍率（ＣＲＣ/実施例で規定）が、必須に５ｇ／ｇ以上、好ましくは１０〜１００ｇ／ｇ、更に好ましくは２０〜８０ｇ／ｇであり、また、水可溶分（Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅｓ／ＥＲＴ４５０．２−０２（２００２）で規定）が、必須に０〜５０重量％、好ましくは０〜３０重量％、更に好ましくは０〜２０重量％、特に好ましくは０〜１０重量％である高分子ゲル化剤をいう。なお、該吸水性樹脂は、全量（１００％）が重合体である形態に限定されず、上記性能を維持する範囲において、後述する添加剤等を含んでいてもよい。
（ｂ）「ポリアクリル酸（塩）」
本明細書において、「ポリアクリル酸（塩）」とは、アクリル酸（塩）を繰り返し単位の主成分とする重合体を意味する。具体的には、架橋剤を除く単量体として、アクリル酸（塩）を、必須に５０〜１００モル％、好ましくは７０〜１００モル％、更に好ましくは９０〜１００モル％、特に好ましくは実質１００モル％を含む重合体を意味する。重合体としての塩は、必須に水溶性塩を含み、好ましくは一価塩、更に好ましくはアルカリ金属塩あるいはアンモニウム塩である。その中でも特にアルカリ金属塩が好ましく、更にはナトリウム塩が好ましい。
（ｃ）「吸水剤」
本明細書において、「吸水剤」とは、吸水性樹脂を主成分とする水性液のゲル化剤を意味する。なお、前記水性液としては、水に限らず、尿、血液、糞、廃液、湿気や蒸気、氷、水と有機溶媒及び／又は無機溶媒との混合物、雨水、地下水等であってもよく、水を含めば特に制限されるものではない。中でも前記水性液としては、より好ましくは、尿、特に人尿を挙げることができる。本発明に係る吸水性樹脂（ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂）の含有量は、吸水材の重量全体に対して、好ましくは７０〜９９．９重量％であり、より好ましくは８０〜９９．７重量％であり、更に好ましくは９０〜９９．５重量％である。吸水性樹脂以外のその他の成分としては、吸水速度や粉末（粒子）の耐衝撃性の観点から、水が好ましく、必要により後述の添加剤が含まれる。
（ｄ）「ＥＤＡＮＡ」および「ＥＲＴ」
「ＥＤＡＮＡ」は、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ ａｎｄ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの略称であり、「ＥＲＴ」は、欧州標準（ほぼ世界標準）の吸水性樹脂の測定法（ＥＲＴ／ＥＤＡＮＡ Ｒｅｃｏｍｅｄｅｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ）の略称である。本明細書においては、特に断りのない限り、ＥＲＴ原本（公知文献：２００２年改定）を参照して、吸水性樹脂の物性を測定している。
（ｅ）粒子
本明細書において、「粒子」とは、篩分級で規定される粒径が５ｍｍ以下の流動性を有する固体を意味する。固体であれば、含水率について特に制限されないが、通常、３０重量％未満、更に好ましくは２０重量％以下である。また、粒径の下限としては、例えば、１ｎｍである。更に、粉体として一定の流動性を有していればよく、例えば、Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ（ＥＲＴ４５０．２−０２）が測定可能な固体、あるいは（ＥＲＴ４２０．２−０２）で篩分級が可能な固体を意味する。固体の形状については、特に制限されず、不定形破砕状粒子、球状、略球状やそれらの造粒物（凝集物）が挙げられるが、好ましくは、不定形破砕状粒子が含まれる。
（ｆ）系列
本明細書において、「系列」とは、下記に規定しているように、原料（モノマー）から重合ゲル、吸水性樹脂（微粉回収品を含む）、粒子状吸水剤と最終製品が得られるまでに、工程を経るごとに進んでいく一つの系を意味する。その系が二つに分岐する場合、「二系列」という。

なお、本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は、Ｘ以上Ｙ以下であることを示す。また、重量（質量）を示す「１トン（１ｔ）」は、１メトリック・トン（１ Ｍｅｔｏｒｉｃ ｔｏｎ）であることを指す。さらに、本明細書において、「質量」と「重量」、「質量％」と「重量％」、および「質量部」と「重量部」はそれぞれ同義語であり、物性等の測定に関しては特に断りがない場合は室温（２０〜２５℃）／相対湿度４０〜５０％で測定するものとする。
（２）粒子状吸水剤の製造方法
図１は、本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤の製造設備２の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る製造工程は、重合工程（解砕工程を含む）、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程、冷却工程、整粒工程及び包装工程を含む。なお、図１に示す実施形態において、表面架橋工程は、吸水性樹脂と表面架橋剤又は単量体とを混合する混合工程と、加熱処理及び／又はＵＶ等の活性エネルギー線の照射処理（以下、後者を「ＵＶ処理」と称することもある。）を行う表面処理工程とから構成される。ここで、混合工程において吸水性樹脂と単量体とが混合された場合には、表面処理工程においてＵＶ処理が行われる。更にこの製造方法は、上記各工程において生成した生成物を次の工程に輸送する輸送工程を含む。これらの工程の全てが必須ではない。本発明は、少なくとも、重合工程、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程、整粒工程及び輸送工程を含む。

図１に示す製造設備２は、上記重合工程（及び重合工程で得られた重合ゲルを解砕する解砕工程）がなされる重合装置４ａ、上記乾燥工程がなされる乾燥装置４ｂ、上記粉砕工程がなされる粉砕装置４ｃ、上記分級工程がなされる分級装置４ｄ、上記混合工程がなされる混合装置４ｅ、上記表面処理工程がなされる表面処理装置４ｆ、上記冷却工程がなされる冷却装置４ｇ、上記整粒工程がなされる整粒装置４ｈ並びに上記包装工程がなされる充填装置４ｉを備えている。更に製造設備２は、微粉を収集する収集工程を行うための微粉捕捉装置６を備えている。この製造設備２では、これら各装置が配管８で連結されている。この製造設備２は、粒子状吸水剤を連続的に製造しうる。更に、この製造設備２には、造粒工程がなされる造粒装置４ｊが設けられている。ここで、「造粒工程」とは、上記分級工程、上記整粒工程及び上記収集工程で得られた（回収された）微粉を造粒して、再度上記乾燥工程へと導入する工程を意味する。

［二系列以上］
本発明の製造方法では、重合工程一系列に対して、乾燥工程以降の少なくともいずれか一つの工程が二系列以上とされる。本発明で「一系列」とは、原料（モノマー）から重合ゲル、吸水性樹脂（微粉回収品を含む）、粒子状吸水剤と最終製品が得られるまでに、工程を経るごとに進んでいく一つの系を意味する。その系が二つに分岐する場合、「二系列」という。換言すれば、「二系列以上」とは、同一工程内で、２基以上の装置を並列に配置して、同時又は交互に、稼動させる形態を指す。

ここで、「同時」とは、実質的に同じ２基以上の装置を並列で稼動させる状態を指し、「交互」とは、一方の装置と他方の装置を交互に停止と稼動を繰り返す状態を指す。本発明において、二系列以上で装置を稼動させることで、吸水性樹脂の物性が向上することが見い出された。本発明では、重合装置１基に対して、２基以上の同じ装置（特に２基の装置）を並列で同時に稼動させることが好ましい。

例えば、重合ゲルを乾燥工程に供する際、１基の重合装置から排出された重合ゲルを二基のバンド乾燥機に分岐させて乾燥する形態では、乾燥工程が二系列になっていることになる。そして、その際の中間生成物の物性は、二系列以上の各系からサンプリングして平均値を算出することで代表値として測定されうる。

本発明において、各工程を二系列以上とする場合、それぞれの工程について、上限は１０系列程度であり、中でも、二〜四系列が好ましく、二〜三系列が更に好ましく、二系列が特に好ましい。また、上限は十系列程度である。系列数を上記範囲とすることで、得られる吸水性樹脂の物性が向上する。系列（分割）数が多い場合、分割する効果が得られず、また、運転が煩雑になり、コスト的にも経済的でないという観点から、二系列、即ち、２基以上の同じ装置（特に２基の装置）を並列で同時に稼動させることが特に好ましい。

また、本発明においては、乾燥工程以降の工程で、重合ゲル又はその乾燥物である吸水性樹脂を二系列以上に分割するが、その分割量の割合は、工程毎に決定すればよく、特に制限されない。例えば、２分割する場合は、４：６〜６：４が好ましく、４．５：５．５〜５．５：４．５がより好ましく、４．８：５．２〜５．２：４．８が更に好ましく、５：５が最も好ましい。三系列以上の場合であっても、ｎ分割される最大量と最小量との比が、上記範囲内に入ることが好ましい。なお、分割操作は、連続形式でもバッチ形式でもよく、上記分割量の割合は、所定時間での平均量で規定される。

［並列の装置］
即ち、本発明においては、重合装置１基に対して、乾燥工程以降の工程において、２基以上の同じ装置が並列に設置されてなる。

本発明では、重合工程以降の工程として、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程、包装工程、輸送工程等があり、それぞれ、乾燥装置、粉砕装置、分級装置、表面架橋装置（架橋剤の混合装置、加熱処理装置、冷却装置）、包装装置、（重合ゲル又は乾燥重合体の）輸送装置等を含むが、重合装置１基に対して、これらのうち、いずれかの工程において、装置が並列で設置されることが好ましく、例えば１０基以下、２〜４基の装置が並列で設置されることが更に好ましく、２基の装置が並列で設置されることが特に好ましい。また、装置を並列とする工程は、特に制限されないが、粉砕工程、更には分級工程及び／又は表面架橋工程が好ましく、表面架橋工程が特に好ましい。

また、ひとつの装置に換えて、本発明で並列に複数の装置を設置する場合、並列の装置は適宜ダウンサイズすればよい。装置の処理能力を１／２にダウンサイズしても装置の価格は半減しないが、本発明では特定の並列の装置を設置することで、得られる吸水剤の物性が向上し、スペックアウト率も低減するため、結果的にコストダウンにも繋がることが見出された。

なお、前記特許文献５は「重合を二系列」で行い後半を一系列にする手法を開示し、前記特許文献６では攪拌乾燥装置と加熱処理機を「直列に連結」する技術、また、特許文献７ではベルト重合装置を「直列に連結」する技術をそれぞれ開示する。これに対し、本発明では重合機１基に対して重合工程終了後の特定の工程で「(実質的に同一の)装置を並列に配置」することで、従来以上の物性の向上および安定化を達成する。

以下、各工程について詳細に説明する。

［重合工程］
重合工程は、重合により吸水性樹脂となりうる単量体（本明細書中、「モノマー」とも称することもある。）を重合させて重合ゲルを生成させる工程である。本発明に係る製造方法で用いる重合法としては、特に限定されないが、例えば、バルク重合、沈殿重合、水溶液重合、逆相懸濁重合等が挙げられる。性能面及び重合制御の容易さから、モノマーが水溶液とされて用いられうる水溶液重合（ベルト重合、ニーダー重合）又は逆相懸濁重合が好ましい。

上記モノマーは特に限定されないが、例えば以下に示すようなものが挙げられる。例えば、（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、ビニルスルホン酸、アリルトルエンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、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−ヒドロキシエチル（メタ）アクリロイルフォスフェート等の、アニオン性不飽和単量体およびその塩；メルカプト基含有不飽和単量体；フェノール性水酸基含有不飽和単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の、アミド基含有不飽和単量体；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体；等である。これらモノマーは単独で用いられてもよく、適宜２種以上が混合されて用いられてもよい。得られる吸水性樹脂の性能及びコストの点から、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂が好ましく、そのため、アクリル酸及び／又はその塩（例えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、アンモニウム、アミン類等の塩、中でもコスト面からナトリウム塩が好ましい）を主成分として用いることが好ましい。アクリル酸及び／又はその塩の使用量は全モノマー成分（後述する内部架橋剤は除く）に対して７０モル％以上が好ましく、より好ましくは８０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上である（上限は１００モル％である）。なお、前記モノマーが酸基含有単量体の場合、その中和率には特に制限されず、必要に応じて、重合後に重合ゲルが中和されてもよい。衛生用品など人体に触れる可能性のある用途では、重合後の中和は必要とされない。この重合体の中和率は、４０〜９０モル％であり、より好ましくは５０〜８０モル％である。

重合工程において前述のモノマーを水溶液とする場合、該水溶液（以下、「モノマー溶液」と称することもある。）中のモノマーの濃度は、特に限定されないが、１０〜７０重量％の範囲内が好ましく、２０〜６０重量％の範囲内が更に好ましい。また、上記水溶液重合又は逆相懸濁重合を行う際には、水以外の溶媒が必要に応じて併用されてもよい。なお、併用される溶媒の種類は、特に限定されるものではない。

重合工程においては、例えば、ラジカル重合開始剤を用いることができる。このラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、重合させるモノマーの種類、重合条件等に合わせて、通常の吸水性樹脂の重合において利用されているものの中から１種又は２種以上が選択されて使用されればよい。例えば、熱分解型開始剤（例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩；過酸化水素、ｔ−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物；アゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物、環状アゾアミジン化合物、アゾアミド化合物、アルキルアゾ化合物、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド等のアゾ化合物；など）や、光分解型開始剤（例えば、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物など）等を挙げることができる。これらのなかでも、コスト面及び残存モノマー低減能から、熱分解型開始剤が好ましく、過硫酸塩が特に好ましい。また、還元剤の併用はこれらラジカル重合開始剤の分解を促進しうるので、両者を組み合わせてレドックス系開始剤とすることもできる。前記の還元剤としては、特に限定されないが、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の（重）亜硫酸（塩）、Ｌ−アスコルビン酸（塩）、第一鉄塩等の還元性金属（塩）、アミン類等が挙げられる。より好ましくは、光分解型開始剤と熱分解型開始剤を併用することである。前述の重合工程に用いられるラジカル重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、モノマーの使用量に対して、通常、０．００１〜２重量％であることが好ましく、０．０１〜０．５重量％であることがより好ましい。該モノマーの使用量に対するラジカル重合開始剤の使用量が０．００１重量％未満であることは、未反応のモノマーが多くなり得られる吸水性樹脂中の残存モノマー量が増加してしまうという点で好ましくない。一方、該使用量が２重量％を超えることは、得られる吸水性樹脂中の水可溶成分が増加してしまうという点で好ましくない。なお、この重合工程においては、前述のラジカル重合開始剤の代わりに、放射線、電子線、紫外線などの活性エネルギー線が照射されて、モノマーが重合されてもよい。

重合工程においては、必要に応じて、内部架橋剤を用いることができる。内部架橋剤としては、１分子内に２個以上の重合性不飽和基や２個以上の反応性基を有する従来公知の内部架橋剤が挙げられる。具体的には、例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、トリアリルアミン、ポリアリロキシアルカン、（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、１，４−ブタンジオール、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ポリエチレンイミン、グリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらのなかから、反応性を考慮して、１種または２種以上が用いられうる。特に、内部架橋剤としては、２個以上の重合性不飽和基を有する化合物が好ましい。内部架橋剤の使用量は、吸水性樹脂の所望の物性により適宜決定されればよいが、通常、内部架橋剤の使用量は、モノマーに対して０．００１〜５モル％、好ましくは０．００５〜１モル％の範囲がよい。内部架橋剤の使用量が少なすぎると、重合ゲルの強度が低下し可溶分が増加する傾向にあり、逆に多すぎると吸水倍率等の物性が低下する傾向にある。なお、内部架橋剤は、反応系に一括添加されてもよく、分割添加されてもよい。

重合工程においては、更に必要に応じて、反応系に、炭酸（水素）塩、二酸化炭素、アゾ化合物、不活性有機溶媒などの各種発泡剤；澱粉・セルロース、澱粉・セルロースの誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸（塩）、ポリアクリル酸（塩）架橋体等の親水性高分子；各種界面活性剤；次亜燐酸（塩）等の連鎖移動剤；などが、本発明の効果を損なわない範囲（例えば、モノマー１００重量部に対して、各種発泡剤は０重量部を超えて３０重量部以下、親水性高分子は０重量部を越えて３０重量部以下、連鎖移動剤は０重量部を超えて１重量部以下）で適宜添加されてもよい。

重合工程における重合温度は、特に限定されないが、通常、１０〜１４０℃とされるのが好ましい。重合温度が１０℃未満であると、重合時間が長くなり生産性が低下するのみならず、吸水性樹脂の物性も低下する恐れがある。一方、１４０℃を超えると、吸水性樹脂の物性が低下する恐れがある。重合時間も、特に限定されないが、モノマー及び重合開始剤の種類、重合温度などに応じて適宜決定されればよい。また、前述の重合は、通常、装置及び操作の容易さ等の観点から常圧下で行われるが、重合系の沸騰温度を下げるために、この重合が減圧されて行われるのも好ましい態様である。

重合方法としては、性能面及び重合制御の容易性の観点から、例えば、内部架橋剤としてのポリエチレングリコールジアクリレートを含むアクリル酸部分ナトリウム塩水溶液からなるモノマー溶液に、熱分解型開始剤としての過硫酸ナトリウムと還元剤としてのＬ−アスコルビン酸とが混合された後、この混合液がサイドに堰を有する平面スチールベルトに供給されつつ、このベルト上で連続的に水溶液重合がなされてもよい。このような重合方法は、ベルト重合とも称される。このベルト重合以外の重合方法として、米国特許第６８６７２６９号明細書の実施例１に記載の連続ニーダー重合が用いられてもよい。この場合においても、所望の性能を有する吸水性樹脂が得られうる。

即ち、上記重合工程においては、連続ニーダー重合又は連続ベルト重合が好適に使用される。かかる連続ニーダー重合には、例えば、米国特許第６９８７１５１号明細書および米国特許第６７１０１４１号明細書に記載の技術などが好適に適用される。連続ベルト重合には、例えば、米国特許第４８９３９９９号明細書、米国特許第６２４１９２８号明細書および米国特許出願公開第２００５−２１５７３４号明細書に記載の技術などが好適に適用される。

かかる工程では、高物性の不定形破砕状粒子が高生産性で得られるが、連続生産時に、物性のフレの問題、特に巨大スケールでの連続生産では、かかるフレの問題が大きいが、本発明では、かかる問題を解決するために好適に適用できる。

また、連続ニーダー重合では、細分化された粒子状含水ゲル（例；０．１〜３ｍｍ）が得られるため、容易に重合ゲルを２分割（すなわち２系列）とすることができるため、また、連続ベルト重合では、シート状重合ゲル（例；幅０．１〜５ｍ、厚み０．１〜２０ｃｍ）が得られるため、裁断することで容易に重合ゲルを２分割（すなわち２系列）とすることができるため、本発明に好適に適用できる重合方法である。乾燥工程での分割は好ましくは２分割であり、３分割以上の分割は効果の差が小さく、また、運転が煩雑になる場合もあり、分割コストから経済的でない場合がある。

［乾燥工程］
乾燥工程は、前述の重合工程で得られた重合ゲル（別称；含水ゲル状重合体）を乾燥する工程である。重合工程で得られた重合ゲルは、通常、解砕処理により０．１〜５ｍｍ程度の粒子状の状態にして、乾燥工程に供されることが好ましい。粒子状であることにより容易に重合ゲルを２分割（すなわち乾燥工程を２系列）とすることができるため、好ましい。該乾燥工程における乾燥方法は特に限定されないが、上記乾燥装置４ｂとしての通常の乾燥機及び加熱炉を用いた方法が広く採用されうる。乾燥温度としては、比較的高い温度が設定されることが好ましく、具体的には、１００〜２５０℃が好ましく、１２０〜２２０℃がより好ましく、１５０〜２００℃が更に好ましい。乾燥時間は特に限定されないが、得られる乾燥物が所望の固形分率となるような時間が設定されればよい。乾燥工程において得られる乾燥物の固形分率（１８０℃で３時間加熱した後の残存量）が、９０重量％以上であるのが、粉砕のし易さの点で好ましい。一般に、重合ゲルの粒子径、乾燥温度、風量などにもよるが、生産効率の点から、乾燥時間は通常、２時間以内とすることが好ましい。乾燥方法としては、疎水性有機溶媒による共沸脱水、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、熱風乾燥、攪拌乾燥、通気バンド乾燥など、種々適用できるが、生産性と物性から、通気バンド乾燥が好適に適用される。かかる通気バンド乾燥でも生産スケールを上げると、物性の低下が見られる傾向にあったが、本発明ではかかる問題も解決するため、通気バンド乾燥が好適に適用される。

本発明において乾燥を２系列とする場合、上記乾燥機が並列で設置されて、重合ゲルが２分割されたのち、各々の乾燥機で並列に乾燥される。かかる手法で、乾燥後の物性も向上させることができる。

本発明においては、乾燥工程を二〜十系列に分岐させることで、効率良く重合ゲルの乾燥ができるため、生産性を向上させることができる。分割する場合、好ましくは、分割の容易さから、粒子状含水重合後の粒子状含水ゲルを６：４〜４：６の比で２分割する工程を含む。また、乾燥により固形分を高めると、粉砕により微粉や粉塵が発生しやすいが、本発明ではかかる問題を解決するために高温高固形分の乾燥に好適に適用できる。

［粉砕工程］
粉砕工程は、重合ゲル又はその乾燥物を粉砕する工程である。粉砕は通常、乾燥工程で得られた重合ゲルの乾燥物に対して行うが、乾燥前の、重合工程で得られた重合ゲルに対して行っても良い。この粉砕により、粉砕物としての粒子状吸水性樹脂が得られる。粉砕は、所望の粒径（好ましくは重量平均粒子径２００〜８００μｍ、特に好ましくは重量平均粒子径３００〜６００μｍ）の粒子状吸水性樹脂がより多く得られるように行うことが好ましい。粉砕方法については、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。この粉砕により微粉が発生するので、粉砕工程で得られる粒子状吸水性樹脂には微粉が含まれる。

本発明においては、粉砕工程を二〜十系列に分岐させることで、効率良く重合ゲル又はその乾燥物を粉砕することができるため、最終製品である粒子状吸水剤の吸水性能（特に通液性）を向上させることができる。

粉砕工程を経て得られた吸水性樹脂や吸水剤の粒子は、不定形破砕状粒子となるが、かかる形状では粉砕により被表面積が大きく、かつ、パルプへの固定も容易であるため好ましい。すなわち、吸水性樹脂や吸水剤の形状は不定形破砕状粒子であることが好ましい。また、粉砕工程などで微粉や粉塵（ダスト）が発生しやすいが、本発明ではかかる問題を解決するために好適に適用できる。

粉砕方法としては、乾燥物は、粒径制御のため、粉砕、および分級される。これらの方法については、例えば、米国特許出願公開第２００６／０２４７５５号に記載されている。

これらの中でも、粒度制御の面から、ロールミルまたはロールグラニュレターが好適に使用でき、１段または好ましくは多段、さらには２〜５段のロールミルまたはロールグラニュレターでの粉砕が適用できる。ロールグラニュレターでも生産スケールを上げると、粒度制御の低下が見られる傾向にあったが、本発明ではかかる問題も解決するため、好適に適用される。

［分級工程］
分級工程は、前述の粉砕工程で得られた粉砕物を分級する工程である。分級工程において、粉砕物が篩い分けられる。この分級工程において、所望の粒径（好ましくは、重量平均粒子径２００〜８００μｍ）を有する粒子を選択して目的とする粒子状吸水性樹脂が得られうる。分級方法について特に制限はなく、従来公知の方法が採用されうる。なお、この分級工程においては、粉砕物に微粉として含まれている粒子状吸水性樹脂が残存物として得られる場合がある。吸水性樹脂の分級方法は、米国特許第６１６４４５５号明細書、国際公開第２００６／０７４８１６号パンフレット、国際公開第２００８／０３７６７２号パンフレット、国際公開第２００８／０３７６７３号パンフレット、国際公開第２００８／０３７６７５号パンフレット、国際公開第２００８／１２３４７７号パンフレットなどに例示されている。これらの中で、特に篩分級が適用され、篩の数は２〜５段程度で適宜決定される。

本発明においては、分級工程を二〜十系列に分岐させることで、効率良く上記粉砕物の分級ができるため、最終製品である粒子状吸水剤の吸水性能（特に通液性）を向上させることができる。

なお、本明細書では、乾燥工程を経た後、後述する表面架橋工程に供される前の段階の生成物を「（粒子状）吸水性樹脂」と称し、表面架橋工程を経た後の生成物を「（粒子状）吸水剤」と称する。

［表面架橋工程］
表面架橋工程は、前述の分級工程で得られた粒子状吸水性樹脂の表面近傍を、表面架橋剤又は単量体を用いて表面処理して粒子状吸水剤を得る工程である。

表面架橋工程に用いられる表面架橋剤としては、従来公知の表面架橋剤が好適に用いられる。表面架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール化合物；エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等のエポキシ化合物；エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等の多価アミン化合物やそれらの無機塩ないし有機塩（アジリジニウム塩など）；２，４−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の多価イソシアネート化合物；１，２−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリン化合物；１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオキソパン−２−オン等のアルキレンカーボネート化合物；エピクロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポキシ化合物；亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジルコニウム等の水酸化物又は塩化物等の多価金属化合物等が挙げられる。これらの表面架橋剤の中でも、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物やそれらの塩、アルキレンカーボネート化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好適である。これら表面架橋剤は単独で用いてもよく、反応性を考慮して２種以上が混合されて用いられてもよい。なお、表面架橋工程は、その効果を考慮して２回以上行ってもよく、その場合、各回に用いられる表面架橋剤は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。

すなわち、本発明における表面架橋工程では、オキサゾリジノン化合物、アルキレンカーボネート化合物、多価アルコール化合物、およびオキセタン化合物からなる群から選ばれる脱水エステル化反応性表面架橋剤の１種または２種以上が好ましく用いられる。かかる表面架橋工程では高物性の吸水剤が得られる。その一方で、高温の脱水エステル化を必要とするため、得られる吸水剤の含水率が低く、よって、微粉や粉塵が副生することもある。これに対し、本発明ではかかる問題を解決するために好適に適用できる。よって、かかる表面架橋剤を使用して、重合機ひとつに対して表面架橋工程が並列で設置されることが好ましい。その場合、加熱処理機、混合機、任意に冷却機が並列で設置されることで、吸水性樹脂の物性が向上する。

また、米国特許第７２０１９４１号明細書に開示のように粒子状吸水性樹脂に、ラジカル重合性化合物を含む処理液を添加した後に、ＵＶ等の活性エネルギー線を照射して表面処理することも好ましい態様である。この態様では、上述した表面架橋剤に代えて、又はこれに加えて、単量体が用いられる。当該単量体としては、重合工程における「モノマー」として上述したものが同様に用いられうるため、ここでは詳細な説明を省略する。

表面架橋工程において、前述の表面架橋剤又は単量体の使用量は、選定される表面架橋剤／単量体の種類やその組み合わせ等にもよるが、粒子状吸水性樹脂の固形分１００重量部に対して、０．００１〜１０重量部の範囲内が好ましく、０．０１〜５重量部の範囲内がより好ましい。この範囲で表面架橋剤／単量体が用いられることにより、粒子状吸水剤の表面近傍の架橋密度を内部のそれよりも高くすることができる。表面架橋剤／単量体の使用量が１０重量部を超える場合は、不経済であるばかりか、粒子状吸水性樹脂に最適な架橋構造を形成する上で架橋剤の供給が過剰であるので、好ましくない。一方、表面架橋剤／単量体の使用量が０．００１重量部未満の場合は、粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率等の性能を向上させる上で、充分な改良効果が得られないので、好ましくない。

表面架橋工程では、粒子状吸水性樹脂と表面架橋剤／単量体との混合にあたり、溶媒として水を用いることが好ましい。水の使用量は、吸水性樹脂の種類、粒子状吸水性樹脂の粒径、含水率等にもよるが、粒子状吸水性樹脂の固形分１００重量部に対して、０重量部を超え２０重量部以下であることが好ましく、０．５〜１０重量部の範囲内がより好ましい。粒子状吸水性樹脂と表面架橋剤／単量体との混合にあたり、必要に応じて、親水性有機溶媒が併用されてもよい。ここで併用されうる親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール類；アセトン等のケトン類；ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等が挙げられる。親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂の種類、粒子状吸水性樹脂の粒径、含水率等にもよるが、粒子状吸水性樹脂の固形分１００重量部に対して、２０重量部以下が好ましく、１０重量部以下の範囲内がより好ましい。

表面架橋を行うに際しては、水及び／又は親水性有機溶媒と表面架橋剤／単量体とが予め混合されてなる水溶液を得た後、次いで、その水溶液が粒子状吸水性樹脂に噴霧又は滴下されて混合される方法が好ましく、噴霧による混合方法がより好ましい。噴霧される液滴の大きさとしては、平均粒子径で０．１〜３００μｍの範囲内が好ましく、０．１〜２００μｍの範囲がより好ましい。

粒子状吸水性樹脂と、上記表面架橋剤／単量体、水及び親水性有機溶媒との混合に、上記混合装置４ｅが用いられる。この混合装置４ｅは、両者を均一かつ確実に混合するために、大きな混合力を備えているのが好ましい。この混合装置４ｅとしては、例えば円筒型混合機、二重壁円錐混合機、高速攪拌型混合機、Ｖ字型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、双腕型ニーダー、粉砕型ニーダー、回転式混合機、気流型混合機、タービュライザー、バッチ式レディゲミキサー、連続式レディゲミキサー等が好適である。

すなわち、本発明では重合機ひとつに対して、表面架橋工程で混合機が並列で設置されることで、吸水性樹脂の物性が向上する。混合機としては連続混合機、特に連続攪拌型混合機（例；タービュライザー、レディゲミキサーなど）が好適に使用される。

表面架橋工程において、表面架橋反応は、室温でも進行しうる。ただし、反応の促進並びに添加された水及び溶媒の除去の観点から、粒子状吸水性樹脂と表面架橋剤との混合（混合工程）後、更に、加熱処理及び/又はＵＶ処理が行われて、粒子状吸水性樹脂の表面近傍が架橋させられることが好ましい（本明細書中、この工程を「表面処理工程」とも称する。）。混合工程において表面架橋剤が吸水性樹脂と混合される場合、粒子状吸水性樹脂の表面近傍で表面架橋剤を反応させるには、表面架橋剤の反応性、製造装置の簡易性、生産性等を考慮すると加熱処理が行われるのが好ましい。一方、単量体を混合してＵＶ照射を行う場合は、室温でも反応性が高い。該加熱処理において、処理温度は、選定される表面架橋剤にもよるが、８０℃以上が好ましい。処理温度が８０℃未満の場合には、加熱処理に時間がかかり生産性の低下が引き起こされる上に、均一な表面架橋が達成されない場合がある。この場合、粒子状吸水剤の、加圧下における吸収特性が低下する上に、未反応の表面架橋剤の残存が懸念される。処理温度が２５０℃を超える場合は、粒子状吸水性樹脂の劣化が引き起こされて表面架橋された粒子状吸水剤の性能が低下するため、好ましくない。この観点から、処理温度（熱媒温度又は材料温度／特に熱媒温度）としては、好ましくは１００〜２５０℃の範囲内、より好ましくは１５０〜２５０℃の範囲内（特に上記脱水エステル化反応性表面架橋剤では好適）である。加熱時間としては、１分〜２時間の範囲内が好ましい。加熱温度と加熱時間の組み合わせの好適例としては１８０℃で０．１〜１．５時間、２００℃で０．１〜１時間である。

なお、単量体を含む処理液を添加して、ＵＶ処理を行う場合は、好ましくは０．１分以上６０分未満でよく、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、特に好ましくは１分以上３分未満である。ＵＶ照射して表面処理する際には、加温する必要はない。ただし、該ＵＶ照射を、加熱下で行うこともできる。これによって、吸水特性に優れる吸水性樹脂が得られる。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。なお、ＵＶ照射すると輻射熱が発生する場合がある。この場合には、ＵＶ照射が加熱下に行なわれていることになる。

上記加熱処理及び/又はＵＶ処理を行う装置４ｆとしては、公知の乾燥機又は加熱炉が用いられる。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又は加熱炉が好適である。具体的には、ベルト式、溝型攪拌式、スクリュー式、回転型、円盤型、捏和型、流動層式、気流式、赤外線型、電子線型の乾燥機又は加熱炉が挙げられる。

すなわち、本発明では最も好ましくは、重合機ひとつに対して表面架橋工程で加熱処理機が並列で設置される。これにより、吸水性樹脂の物性が向上する。加熱処理機としては連続加熱処理機、特に連続伝導伝熱型加熱処理機（例；パドルドライヤーなど）が好適に使用される。

表面処理工程では、表面処理は静置状態又は撹拌下で行なわれうる。撹拌下で表面処理が実施される場合、粒子状吸水性樹脂と表面架橋剤との混合がなされた混合装置内で混合物が加熱されて表面架橋が完成させられてもよいし、例えば２軸溝型撹拌乾燥装置に混合物を投入して、該混合物が加熱されて表面架橋が完成させられてもよい。

本発明において、表面架橋工程の系列数は特に限定されず、任意の系列数を選択することができるが、プラントの建設コスト、ランニングコスト等を考慮すると１系列または２系列、特に２系列であることが好ましい。すなわち、物性面から上記重合工程１系列に対して、粉砕工程、分級工程、及び表面架橋工程のすべてが２系列以上（上限は前述の範囲）であることが最も好ましい。

［冷却工程］
冷却工程は、表面処理工程の後、任意に実施される工程であり、例えば、前述の表面架橋工程で加熱され表面近傍が架橋されて得られる粒子状吸水剤が、後述する整粒工程に投入される前に、冷却させられる工程である。この冷却工程で用いられる上記冷却装置４ｇとしては、特に制限はないが、冷却機は米国特許第６３７８４５３号明細書などに例示され、例えば、内壁その他の伝熱面の内部に冷却水が通水されている２軸撹拌乾燥機等が用いられうる。この冷却水の温度は、表面処理工程における加熱温度未満とされ、好ましくは２５℃以上８０℃未満とされる。上記表面架橋工程において、粒子状吸水性樹脂の表面架橋が室温で実施される場合がある。この場合、表面架橋により得られる粒子状吸水剤は加熱されないので、この冷却工程は実施されなくてもよい。つまり、この冷却工程は、必要によりこの製造方法にさらに含まれていてもよい他の工程である。

すなわち、本発明では任意に設置される冷却機が並列で設置されることで、吸水性樹脂の物性が向上する。冷却機としては米国特許第６３７８４５３号明細書などに例示された機械的攪拌（気流による攪拌を組み合わせてもよい）又は振動による攪拌と気流による攪拌の組み合わせにより攪拌混合にする冷却機が好適に使用される。

［添加剤の添加工程］
本発明では、上記表面架橋剤／単量体以外の添加剤を添加する添加工程がさらに設けられてもよい。この添加工程は、上記重合工程以降に設けられることが好ましく、上記乾燥工程以降に設けられることがより好ましい。上記冷却工程又はその他の工程において、添加剤が添加されてもよい。この添加剤としては、例えば、（Ａ）多価金属塩、（Ｂ）無機粒子、（Ｃ）通液性向上剤、（Ｄ）その他の添加物等が挙げられる。これらの添加により、粒子状吸水剤に種々の機能が付与されうる。更に、この粒子状吸水剤には、下記の（Ｅ）キレート剤が添加されてもよい。かかる添加剤の使用工程では高物性の吸水剤が得られる。その一方で、工程が増加するために物性のフレがより大きくなりやすい。これに対し、本発明はかかる問題を解決するために好適に適用できる。

本発明に係る製造方法における、上記（Ａ）〜（Ｅ）の使用量は、目的及び付加機能によっても異なるが、通常、その１種類の添加量として、吸水性樹脂１００質量部に対して０．００１〜１０質量部、好ましくは０．００１〜５質量部、さらに好ましくは０．００２〜３質量部の範囲である。通常、この添加量が０．００１質量部より少ない場合、添加剤による十分な効果及び付加機能が得られず、この添加量が１０質量部以上の場合、添加量に見合った効果が得られないか、吸水性能が低下してしまう。

以下に、本発明で特に好適に用いられうる添加剤について説明する。
（Ａ）多価金属塩について
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤には、通液性及び吸湿時の粉体流動性の向上の目的で、多価金属塩が配合されうる。この多価金属塩の好ましい配合量は、上記の通りである。この多価金属塩としては、有機酸の多価金属塩及び無機の多価金属塩が例示される。好ましい無機の多価金属塩として、例えば、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、ビス硫酸カリウムアルミニウム、ビス硫酸ナトリウムアルミニウム、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、アルミン酸ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウムなどが挙げられる。また、尿などの吸収液との溶解性の点から、これらの結晶水を有する塩を使用するのが好ましい。特に好ましくは、アルミニウム化合物である。このアルミニウム化合物の中でも、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、ビス硫酸カリウムアルミニウム、ビス硫酸ナトリウムアルミニウム、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、アルミン酸ナトリウムが好ましく、硫酸アルミニウムが特に好ましい。硫酸アルミニウム１８水塩、硫酸アルミニウム１４〜１８水塩などの含水結晶の粉末は、最も好適に使用することが出来る。これらは１種のみ用いても良いし、２種以上を併用して用いても良い。上記多価金属塩は、ハンドリング性及び粒子状吸水剤との混合性の観点から、溶液状態で用いられることが好ましく、特に水溶液状態で用いられるのが好ましい。

その他、用いられる有機酸の多価金属塩及びその混合方法は、例えば、米国特許第７２８２２６２号明細書に例示されている。
（Ｂ）無機粒子について
本発明の製造方法で得られる粒子状吸水剤には、吸湿時のブロッキング防止のために無機粒子、特に水不溶性無機粒子を配合されうる。本発明に使用される無機粉末としては、具体的には例えば、二酸化珪素や酸化チタン等の金属酸化物；天然ゼオライトや合成ゼオライト等の珪酸（塩）；カオリン；タルク；クレー；ベントナイト等が挙げられる。このうち二酸化珪素及び珪酸（塩）がより好ましく、コールターカウンター法により測定された平均粒子径が０．００１〜２００μｍの二酸化珪素及び珪酸（塩）が更に好ましい。
（Ｃ）通液性向上剤について
通液性向上剤とは、非水溶性無機微粒子、水溶性多価金属塩、水溶性高分子、ポリアミン等の、後述する食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）が６（×１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上である吸水性樹脂又は吸水剤の食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）を１０（×１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上向上させる添加剤をいう。したがって、前述の（Ａ）及び（Ｂ）に例示された添加剤が、この通液性向上剤にも該当する場合がある。この製造方法では、この通液性向上剤は、水溶性多価金属化合物又はポリカチオン化合物であるのが好ましい。具体的には、アルミニウム化合物、ジルコニウム化合物、チタン化合物及びアミノ基を有する化合物からなる群より選択される１種以上の化合物であるのがより好ましい。より具体的には、例えば硫酸アルミニウム、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバン、ナトリウムミョウバン、（ポリ）塩化アルミニウム、これらの水和物等の、水溶性の多価金属化合物；高分子ポリアミン化合物、好ましくは水溶性高分子ポリアミン、より具体的には重量平均分子量２００〜１００００００のポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の、ポリカチオン化合物；シリカ、アルミナ、ベントナイト等の、非水溶性の無機微粒子；などが挙げられ、これらの１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、硫酸アルミニウム、カリウムミョウバン等の水溶性多価金属塩が、食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）を向上させる点で好ましい。また、通液性向上剤は、吸水性樹脂表面全体により均一に添加しやすく、通液性向上剤の偏析等がない点から、水溶液の形態で添加されることが好ましい。
（Ｄ）その他の添加物について
本発明の製造方法で得られた粒子状吸水剤には、必要に応じて、例えば、界面活性剤、消毒剤、抗菌剤、香料、各種の無機粉末、発泡剤、顔料、染料、親水性短繊維、肥料、酸化剤、還元剤、水性塩類等を、本発明の効果を損なわない範囲（例えば、粒子状吸水剤１００重量部に対して、３０重量部以下、さらには１０重量部以下）で適宜添加し、これにより、種々の機能を付与させることもできる。
（Ｅ）キレート剤について
本発明で用いられる粒子状吸水剤は、キレート剤を含んでいても良い。キレート剤を混合する工程は特に限定されないが、重合工程において原料として用いられる前記単量体又は単量体溶液に、キレート剤を混合することが好ましい。上記キレート剤としては、高分子キレート剤及び非高分子キレート剤が例示される。好ましくは、酸基含有非高分子キレート剤であり、更に好ましくは、リン酸ないしカルボン酸基を含む非高分子キレート剤が用いられる。この非高分子キレート剤に含まれる酸基の数は、２〜１００個、さらには２〜５０個、特に２〜１０個である。このキレート剤が、窒素含有する非高分子キレート剤が用いられ、また、窒素を含むキレート剤も好適に用いられうる。キレート剤の使用量は、吸水性樹脂１００質量部に対して１０〜１０００質量ｐｐｍが好ましい。

上記（Ａ）及び（Ｃ）は、表面処理剤として好適に用いられうる。これら（Ｂ）〜（Ｅ）などの添加剤は水溶液や水分散液の形態で添加してもよく、また、固体の場合、添加剤の粉体（好ましくは粒径３００μｍ以下の粉体）として吸水性樹脂に乾式混合してもよい。本願において表面処理とは、加熱処理や活性エネルギー線の照射処理により、吸水性樹脂表面あるいは表面近傍の領域が、化学的あるいは物理的に修飾されていることを意味するが、その他、多価アルコールで被覆されている状態や、水溶性多価金属塩で化学的結合を伴わない状態で被覆されている状態も、表面処理された状態とよぶ。

特に本発明では、通液性を向上させる添加剤として多価金属塩が好ましい。多価金属塩は、添加後、混合されることが好ましい。混合する装置としては、例えば、円筒型混合機、スクリュー型混合機、スクリュー型押出機、タービュライザー、ナウター型混合機、Ｖ型混合機、リボン型混合機、双腕型ニーダー、流動式混合機、気流型混合機、回転円盤型混合機、ロールミキサー、転動式混合機、レディゲミキサーなどを挙げることができる。

すなわち、本発明における添加剤の添加工程では、重合機ひとつに対して混合機が並列で設置されることが好ましい。これにより、吸水性樹脂の物性が向上する。混合機としては連続混合機、特に連続攪拌型混合機（例；タービュライザー、レディゲミキサーなど）が好適に使用される。なお、ここで、添加剤としては、表面架橋剤以外をすべて添加剤と総称するが、好ましくは、上記（Ａ）〜（Ｃ）が添加剤、特に表面処理剤として使用される。ここで、表面処理剤は表面を改質する添加剤の総称である。

なお、多価金属塩は、水溶液の形態で吸水性樹脂に混合されることが好ましい。水溶液の液滴の大きさは、適宜調整されうる。多価金属イオン（例えば、アルミニウムイオン） が吸水性樹脂粒子の内部に浸透・拡散することを防ぐ観点から、水溶液は、飽和濃度に対して５０質量％以上の濃度が好ましく、より好ましくは６０質量％以上の濃度、更に好ましくは７０質量％以上の濃度、特に好ましくは８０質量％以上の濃度、最も好ましくは９０質量％以上の濃度である。もちろん、飽和濃度であってもよいし、飽和濃度を超えた分散液でもよい。水溶液の温度は溶解度や粘度調整のため、沸点以下の範囲で適宜調整されるが、通常、室温程度で混合される。

［整粒工程］
前述した粉砕工程及び分級工程において、その粒径が調整されたにも関わらず、冷却工程後の粒子状吸水剤には、大きな粒径を有する凝集物が含まれる場合がある。この凝集物は、主として、表面架橋剤の混合時や、表面架橋反応時において生成されうる。この整粒工程では、粒度を再調整する目的で、この凝集物の解砕処理及び分級処理が行なわれる。この解砕処理及び分級処理の順序及び回数は、特に限定されない。整粒方法は米国特許第７３４７３３０号明細書、米国特許出願公開２００５／０１１３２５２号明細書などに例示されている。

この整粒工程では、例えば、粒子状吸水剤に対して、先ず分級処理がなされる。この分級処理では、ふるいや気流分級機などの分級装置が用いられうる。この分級処理において、例えば、大きな目開きを有する篩いが用いられることにより、粒径の大きな凝集物が得られうる。このようにして、粒径の大きな凝集物が除かれた後、小さな目開きを有する篩いが用いられることにより、その粒径が小さい微粉が除去される。この分級処理により得られる凝集物には、解砕処理がなされる。この解砕処理により、凝集物を構成する粒子が個々の粒子に解き分けられて一次粒子としての粒子状吸水剤が得られうる。この解砕処理には、例えばナイフカッター式解砕機が用いられる。この解砕処理により得られた解砕物に対しては、上記分級処理が再度実施される。この整粒工程では、その粒径が小さい微粉が除去されつつ、所望の粒径（好ましくは、重量平均粒子径２００〜８００μｍ）を有する粒子状吸水剤が得られうる。この製造方法では、この解砕処理に用いられる装置及び分級処理に用いられる装置から、上記整粒装置４ｈが構成される。なお、この整粒工程において、微粉として含まれている粒子状吸水剤が残存物として得られうる。

本発明において、整粒工程の系列数は特に限定されず、任意の系列数を選択することができる。

なお、物性能力のため、表面架橋後に微粉（例；１５０μｍ未満）を再度除去する技術も知られている。かかる微粉除去は収率の低下やコストアップの問題もあるが、本発明では表面架橋後に微粉を除去しなくても、高物性を維持できるため、好ましい。

［包装工程］
包装工程は、前述の整粒工程で整粒された粒子状吸水剤が、包装材容器に充填され、包装される工程である。例えば、この包装工程では、ホッパーに移された粒子状吸水剤が、上記充填装置４ｉにより包装材容器に充填される。包装材容器としては、例えば、フレキシブルコンテナバック等の貯蔵バックが用いられる。この製造方法では、貯蔵バックに充填された粒子状吸水剤が、所定の検査を経て出荷される。

本発明において、包装工程の系列数は特に限定されず、任意の系列数を選択することができるが、製造プラントの建設コスト等を考慮すると、一系列が好ましい。

［輸送工程］
本発明に係る製造方法において行われる「輸送工程」は、上記各工程において生成した、重合ゲル、粒子状吸水性樹脂、粒子状吸水剤等の生成物を他の工程に輸送する工程である。この輸送工程では、例えば、上記各工程に設けられる各装置同士を連結する配管８内の圧力が制御されることにより、一の工程で生成した生成物が他の工程に輸送される。この製造方法において、重合ゲル、粒子状吸水性樹脂、粒子状吸水剤等の生成物は、例えば空気輸送により輸送される。なお、空気輸送に代えて、コンベア等の輸送機が用いられてもよい。即ち、一の工程において使用される装置と、他の工程において使用される他の装置とが、コンベア等のような輸送機を介して連結されることにより、一の工程で生成した生成物が、他の工程に輸送されてもよい。更に輸送工程では、重力による自然落下により輸送がなされてもよい。また、自由落下時に山や堰を用いて、粒子状含水ゲルや吸水性樹脂粒子を分割してもよい。輸送工程における輸送手段は適宜選択され、搬送機（例：空気輸送装置、ベルトコンベア、スクリューコンベア、バケットコンベアなど）や重力落下などにより搬送（移送）され、例えば空気輸送は国際公開第２００７／１０４６５７号パンフレット、国際公開第２００７／１０４６７３号パンフレット、国際公開第２００７／１０４６７６号パンフレットなどに例示されている。

この製造方法では、例えば、輸送工程により、上記重合工程で生成した重合ゲルが、乾燥工程が行われる上記乾燥装置４ｂに輸送される。そして、輸送工程により、上記乾燥工程で乾燥された重合ゲルの乾燥物は、粉砕工程が行われる上記粉砕装置４ｃに輸送される。また、輸送工程により、上記粉砕工程で得られた粒子状吸水性樹脂は、分級工程が行われる上記分級装置４ｄに輸送される。更に、輸送工程により、上記分級工程で篩い分けられた粒子状吸水性樹脂は、混合工程が行われる上記混合装置４ｅに輸送される。また、輸送工程により、上記表面架橋工程でその表面部分が架橋された粒子状吸水剤は、冷却工程が行われる上記冷却装置４ｇに輸送される。そして、輸送工程により、上記冷却工程で冷却された粒子状吸水剤は、整粒工程が行われる上記整粒装置４ｈに輸送される。最終的に、輸送工程により、上記整粒工程で整粒された粒子状吸水剤は、包装工程が行われる上記充填装置４ｉに輸送される。この製造方法では、上記各工程以外の別の工程が含まれる場合においても、この別の工程で生成した生成物が輸送工程により上記各工程のいずれかに輸送されることが好ましい。この製造方法によれば、粒子状吸水剤が連続的に製造されうる。輸送工程以外の各工程は、直接連結されてもよいが、輸送工程を介して連結されることが好ましい。よって、輸送工程以外の工程数に相当する数の輸送工程が存在することが好ましい。この観点から、重合工程ひとつあたりの輸送工程の数は、並列または直列に、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、より好ましくは４以上、より好ましくは５以上である。輸送工程の数の上限は適宜決定されるが、例えば、好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下とされる。複数の輸送工程において用いられている輸送装置は、同一の装置であってもよいし、異なる装置であってもよい。なお、直列輸送はある工程から他の工程への輸送に用いられ（例；表面架橋工程→冷却工程→造粒工程）、並列輸送は複数の装置（例；上記並列の表面架橋工程、並列の乾燥工程）に吸水性樹脂や重合ゲルが輸送されるものであり、上述した輸送工程の数はそれらの合計数で規定される（並列の場合も並列の輸送機の合計数で規定される）。

［貯蔵工程］
本発明に係る製造方法においては、各工程の直後や直前、そして輸送工程中に凝集を防ぐために３０℃以上に加温されたホッパーを設けることで、中間生成物（粒子状吸水性樹脂や粒子状吸水剤）を一旦貯蔵する貯蔵工程を設けることが好ましい。分岐された複数の系列（並列の装置）を経た吸水性樹脂は、例えば貯蔵工程に回収されて、その後に一系列となる。そして、一系列から複数の系列（並列の装置）に分岐し、その後一系列となるサイクルが２回以上行われることで、物性の安定化がより促進される。

好適な貯蔵手段はホッパーやサイロであり、吸水性樹脂をホッパーやサイロに一旦貯蔵後に、複数の並列の輸送機を用いて、複数の並列の工程（例えば、好ましくは上記表面架橋工程）に輸送すればよい。一旦貯蔵することで、複数の並列の装置に定量供給性が向上して、より物性が向上および安定する。ホッパーからの排出には、スクリューフィーダーやテーブルフィーダーなど定量フィーダーが好適に使用される。

ホッパーは分割の定量供給の観点から、加熱または保温されていることが好ましく、好ましくは内面が４０〜１００℃、さらには４５〜９０℃、特に５０〜８０℃程度に保持される。

［収集工程］
前述したように、本発明に係る製造方法では、上記粉砕工程における乾燥した重合ゲルの粉砕により、微粉が発生する。上記整粒工程における解砕処理においても微粉が発生する。更に、上記輸送工程で輸送中にある粒子状吸水性樹脂及び粒子状吸水剤の摩耗等により、微粉が発生することがある。更に、上記表面架橋工程における加熱処理／ＵＶ処理以降のプロセスで粒子状吸水剤がダメージを受けることにより、微粉が発生することもある。さらには、後述する装置により捕捉された微粒子を走査型電子顕微鏡、Ｘ線マイクロアナライザー等によって観察すると、この微粉に混じって、長径２０〜１００μｍの二酸化ケイ素等からなる無機微粒子の凝集物（ダスト）が存在することもある。このような凝集物（ダスト）の存在は、添加剤及び気体中の埃に起因する。微粉捕捉装置を用いた収集工程により、この凝集物（ダスト）が除去されうる。この凝集物（ダスト）の除去により、作業環境が向上しうる。また、この凝集物（ダスト）の除去は、粒子状吸水剤の物性の向上に寄与しうる。好ましくは、本発明の製造方法は、この収集工程を含む。

この製造方法では、上記各工程のいずれかにおける工程内の気体中に、微粉が存在しうる。具体的には、微粉は、各工程がなされる各装置の内部及び配管８の内部に存在する気体に含まれうる。収集工程は、この気体中の微粉を捕集材を用いて収集する工程である。前述したように、この収集工程では、上記微粉捕捉装置６が使用される。微粉捕捉装置６は、気体を吸引しうる装置を有している。この吸引された気体を捕集材に通過させることにより、微粉が捕捉される。ただし、微粉捕捉装置に形態がかような形態のみに限定されるわけではない。この製造方法では、微粉は、上記輸送工程により、上記微粉捕捉装置６に輸送されることが好ましい。微粉捕捉装置６は、１台が用いられてもよいし、２台以上が用いられてもよい。

微粉とは、本発明の製造方法で得ようとする粒子状吸水剤の粒径よりも小さい粒径を有するものであり、従来は通常、廃棄物として処理されていたものである。後述するが、粒子状吸水剤の重量平均粒子径（Ｄ５０）（ＪＩＳ標準篩分級により規定）は２００〜８００μｍであることが好ましく、例えば、本発明の製造方法で得られる粒子状吸水剤の重量平均粒子径（Ｄ５０）は２００〜４５０μｍであることが好ましい。微粉は、得られる粒子状吸水剤の重量平均粒子径（Ｄ５０）が前述した所望の範囲になるよう除かれた残存物であり、具体的には、微粉の重量平均粒子径（Ｄ５０）は１０〜１５０μｍの範囲内にある。好ましくは、微粉は、実質１５０μｍ未満の粒子径（ＪＩＳ標準篩分級により規定）を有する粒子を、７０〜１００重量％、更には９０〜１００重量％含んでいることが望ましい。また、微粉の形状としては、例えば、逆相懸濁重合で得られた球形のもの及び水溶液重合で得られた不定形のものが挙げられる。また、微粉は、上記表面処理が施されたものであってもよいし、施されていないものであってもよいし、それらの混合物であってもよい。

この製造方法では、微粉捕捉装置６は配管８ａにより、上記各工程で用いられる装置又はそれらを連結する配管のいずれかと繋げられる。図１に示す微粉捕捉装置６では、配管８ａは、図中矢印線Ｓ１〜Ｓ２０のいずれか一箇所に連結されてもよいし、Ｓ１〜Ｓ２０のうちの複数箇所に連結されていてもよいし、Ｓ１〜Ｓ２０の全ての箇所に連結されてもよい。この連結箇所は、微粉の発生状況が考慮されて適宜決められる。この連結により、上記工程のいずれかに存在する微粉が、配管８ａを通じてこの微粉捕捉装置６に輸送される。配管８ａは、複数箇所に連結できるように分岐していてもよい。

この製造方法では、配管８ｂを通じて、この微粉捕捉装置６で収集された微粉が排出される。好ましくは、この微粉捕捉装置６は、配管８ｂにより、造粒工程を行うための造粒装置４ｊに連結される。造粒工程の詳細については後述する。微粉を造粒して得られた造粒物は、配管８を経て、上記各工程で用いられる装置のいずれかと繋げられる。図１に示す微粉捕捉装置６では、造粒装置４ｊは、重合装置４ａと乾燥装置４ｂとを連結する配管８に連結されている。これにより、造粒装置４ｊにおいて造粒された微粉は、配管８ｂを通じて乾燥工程に投入される。この製造方法では、微粉が廃棄されることなく再利用されうる。この再利用は、生産コストの削減に寄与しうる。

更に、この製造方法では、工程を適宜分岐させることで、生産効率に優れる。そして加圧下吸水倍率、通液性などの物性に優れる粒子状吸水剤が得られうる。

［造粒工程］
本発明の好ましい製造方法は、造粒工程を含む。造粒工程は、微粉に水性液を添加して、造粒粒子を得る工程である。この微粉は、上記分級工程、上記整粒工程及び上記収集工程で得られうる。微粉の回収率を高める観点からは、上記収集工程で得られた微粉の全てがこの造粒工程に供されうるのが好ましい。造粒粒子は複数の微粉よりなる。造粒粒子の平均粒子径は、２０ｍｍ以下、好ましくは０．３〜１０ｍｍ、更に好ましくは０．３５〜５ｍｍである。好ましくは、この造粒粒子は、上記乾燥工程に投入されて上記重合ゲルの共存下で乾燥させられる。後述されるように、好ましくは、この造粒工程では、収集工程で捕集された微粉が用いられる。

この造粒工程では、生じた造粒物が造粒粒子であることは、光学顕微鏡によって個々の粒子が形状を保ったまま複数集まり凝集している事実や、吸液時に複数の不連続粒子として膨潤する事実により確認できる。

この造粒工程では、造粒粒子は、乾燥負荷の観点から、含水率が７５重量％以下であることが好ましく、より好ましくは７０重量%以下、更に好ましくは６５重量％以下である（下限は、０重量％を超え、好ましくは５重量％以上である）。造粒粒子の含水率が上記重合ゲルのそれよりも極端に高い場合、この造粒粒子と上記重合ゲルとが共存した状態で乾燥工程を行うと、部分的に乾燥が不完全となる恐れがある。

この造粒工程では、微粉の温度は、上記水性液との混合性や乾燥効率などの点から、３５℃以上であることが好ましく、４０〜１００℃であることがより好ましく、４５〜８０℃であることが更に好ましい。微粉の温度は、粒子状吸水剤の製造の各過程で、保温、加熱、冷却することなどで適宜調整されうる。

この造粒工程では、造粒の好ましい態様において、加熱された水性液と微粉とは高速混合される。高速混合とは、水性液と微粉との混合が完了し、造粒粒子が生成するまでの時間が短時間であることを意味する。すなわち、水性液と微粉との接触時点から造粒粒子が生成するまでの時間、言い換えれば混合時間が短時間であるということである。該混合時間は、好ましくは３分以下、より好ましくは１分以下であり、１〜６０秒が最も好ましい。混合時間が長い場合には、水性液と微粉との均一な混合が困難となり一体化した巨大なゲル状物となりやすい。また、混合時間が長いと、生じた造粒粒子を重合ゲルとともに乾燥工程に供されるまでの間に、水性液中に含有させた添加剤が分解してしまい、乾燥工程において充分な量の添加剤が存在しえないこととなる恐れがある。更に、混合を長時間続けると、混合完了後に得られる粒子状吸水剤の水可溶分の増加や加圧下吸水倍率の低下など、粒子状吸水剤の性能低下を招く場合もある。

［重合工程一系列に対して二系列］
以下に本発明の製造方法の特徴である、重合工程一系列に対して、乾燥工程以降の少なくとも何れか一つの工程が二系列以上となっている具体例を説明する。

図２は、製造設備２における粉砕装置４ｃ及び分級装置４ｄの概略構成の一例を示す図である。粉砕装置４ｃは、第一粉砕装置４ｃ１で粗砕をした後、第二粉砕装置４ｃ２では二系列で更に細かく粉砕される。第一粉砕装置４ｃ１と第二粉砕装置４ｃ２とは工程内配管１２で分岐されるように連結している。このように、粉砕を二系列で行うことで生産性が大きく向上する。更に各粉砕装置を経た粒子状吸水性樹脂は２台の分級装置４ｄで、二系列で分級されている。

本実施形態では、２段階の粉砕工程がなされる。第一粉砕装置４ｃ１には、乾燥工程に供された乾燥物が輸送されてくる。この第一粉砕装置４ｃ１により第一段階の粉砕工程がなされ、第一粉砕物が得られる。この第一粉砕物が、工程内配管１２を経て、第二粉砕装置４ｃ２に供給される。第二粉砕装置４ｃ２は２台設けられている。工程内配管１２は分岐しており、第一粉砕物は、分岐した工程内配管１２を経て、２台の第二粉砕装置４ｃ２のそれぞれに供給される。第二粉砕装置４ｃ２により、第一粉砕物がより細かく粉砕されて、第二粉砕物が得られる。この第二粉砕物が、分級装置４ｄに供給される。２台の分級装置４ｄに、２台の第二粉砕装置４ｃ２で粉砕された第二粉砕物がそれぞれ供給される。分級装置４ｄにより分級された分級物のうち、所望の粒子径を有するものは、表面架橋工程に供される。また分級物のうち、粒子径が小さすぎるものは、微粉として、造粒工程４ｊに供される。分級物のうち粒子径が大きすぎるものは、再度、第一粉砕装置４ｃ１に供される。上記形態のように、好ましくは２〜５段階の粉砕工程を経ることで、効率的に粉砕ができ、所望の粒子径の粉砕物が得られる。なお、本実施形態では、粉砕工程及び分級工程の双方が、重合工程一系列に対して二系列であるが、粉砕工程は工程内で一系列から二系列へと分岐しているのに対し、分級工程は工程の当初から二系列である。本発明における「二系列以上」との概念は、これらのいずれをも包含するものである。すなわち、本実施形態の粉砕工程のように工程内で分岐することにより二系列以上となる場合；及び、本実施形態の分級工程のように工程の当初から二系列以上である場合の双方が、本発明における「二系列以上」の概念に含まれるのである。

粉砕工程、分級工程が二系列以上、十系列以下とされることにより、生産量を上げて負荷が大きくなった時でも、粉体へのダメージが低減でき、生産効率を高く維持できる。その結果、得られる粒子状吸水剤の物性（特に、後述する通液性、加圧下吸水倍率）が維持できる。また、二系列以上とすることで、装置の小型化が可能となる。その結果、分級装置の篩の網が破れにくく耐久性が向上する。

１台の分級装置で分級を行う場合、生産量を増やそうとすると、分級装置に対する負荷が大きくなる。そこで、本発明では小型の分級装置を２台設置し、生産性向上を図ることができ、しかも最終製品である粒子状吸水剤の物性を向上させることができる。図２に示す実施形態では、更に貯蔵工程が行われるホッパー（図示せず）に運ばれる。ホッパーは、加温されることで貯蔵されている吸水性樹脂の凝集を防いでいる。そこでは上記分岐された系列を経た吸水性樹脂を、例えば貯蔵工程に回収された時点で一系列とすることもできる。そして大型の装置で一系列のまま表面架橋工程へと進んでもよい。

表面架橋工程で一系列に戻すことで、物性が安定した吸水性樹脂を表面処理することができる。そして、一系列では配管を減らすことができ、余計なプラント設計が不要となる。

上述した流れは一例であるが、最終の粒子状吸水剤に求められる物性に応じて、その物性が影響する工程を適宜、複数の系列にすることで悪影響の低減や更なる吸水性能の向上を図ることができる。

図３は、製造設備２における整粒装置４ｈの概略構成の一例を示す図である。整粒装置４ｈは、ホッパー４ｈ１と、粉砕機４ｈ２と、分級装置４ｈ３と、ホッパー４ｈ４と、工程内配管１２とを有する。

表面架橋工程、冷却工程を経た粒子状吸水剤が、ホッパー４ｈ１に一時的に貯留される（貯蔵工程）。次に、粒子状吸水剤は、ホッパー４ｈ１から粉砕機４ｈ２へと送られる。ホッパーは凝集を防ぐために加温されている。この粉砕機４ｈ２で粉砕された粒子状吸水剤は、分級装置４ｈ３へと送られる。分級装置４ｈ３により分級された分級物のうち、所望の粒子径を有するものは、下級に設置される充填装置４ｉに供される。また分級物のうち、粒子径が小さすぎるものは、微粉として、ホッパー４ｈ４を経由して、造粒工程４ｊに供される。分級物のうち粒子径が大きすぎるものは、再度、粉砕機４ｈ２に輸送される。この輸送は、コンベア１４によりなされる。即ち、大きすぎる分級物は、コンベア１４を経由して、分級装置４ｈ３から粉砕機４ｈ２へと戻される。表面架橋工程以降に整粒工程を含み、整粒工程内で二系列以上に分岐することで、表面架橋時に粒子径の変化が生じても、最終的に得られる吸水剤の粒子径を所望のものとすることができる。

複数に分岐させることの有用性は先に述べた通りである。更に、本発明では図１のように多数の工程を経由する粒子状吸水剤の製造方法において、分岐のサイクルを複数設けることで吸水性能の向上と安定化が更に促進されることを見出した。具体的には、一系列の工程が複数の系列に分岐し、その後一系列となるサイクルが２回以上行われることが好ましい。更に好ましくは３回以上、特に好ましくは５回以上、最も好ましくは７回以上である。上限としては、プラント設計を考慮し、２０回以下、好ましくは１５回以下、特に好ましくは１２回以下である。好ましくは、分岐の途中に適宜ホッパーやサイロを設けて、ホッパーやサイロから定量フィーダーを用いて、１系列または２系列以上に定量供給すればよい。

［分割手法］
本発明では分割工程を含み、好ましくは、粒子状含水ゲルまたはその乾燥物である粒子状吸水性樹脂の分割工程、より好ましくは、粒子状吸水性樹脂の分割工程を含む。

用いられる分割方法としては、例えば、乾燥後の粒子状吸水性樹脂に対しては下記の手法（ａ）〜（ｃ）が用いられる。

（ａ）粒子状吸水性樹脂をホッパーへの貯蔵後に分割する方法。好ましくは、粉体への定量フィーダーが使用される。定量フィーダーとしてはサークルフィーダーやスクリューフィーダーなどが好適に使用される。

（ｂ）粒子状吸水性樹脂を空気輸送により複数のホッパーへ輸送する際に分割する方法。

（ｃ）粒子状吸水性樹脂を落下（例えば、自由落下）時に分割する方法。この際、分割には山や堰を設けた２分器、３分器などが使用される。なお、ＪＩＳ試料縮分器（２分器）は、多数の小部屋に仕切られ、投入された試料が交互に２方向に振り分けられる構造を有している。

例えば、重合後の重合ゲルに対しては下記（ｄ）〜（ｆ）ないしそれらの併用の手法が用いられ、並列の乾燥工程に供給される。

（ｄ）ニーダーやミートチョッパーで得られた粒子状含水ゲルを落下（例えば、自由落下）時に分割する方法。分割にはニーダーやミートチョッパー出口に、山や堰を設けた２分機、３分機などが使用される。

（ｅ）上記の粒子状含水ゲルを定量フィーダーで分割する方法。

（ｆ）ベルト重合で得られたシート状ゲルを切断する方法。

これらの中では、少なくとも、乾燥後の粒子状吸水性樹脂は分割されていることが好ましく、そのためには、重合ゲルまたは粒子状乾燥物が分割される。

なお、上述した形態において分割される粒子状吸水性樹脂や重合ゲルの分割比の好ましい値については、上述した通りである。

これらの中でも、定量供給性から、好ましくは手法（ａ）〜（ｃ）が、更に好ましくは手法（ａ）が用いられる。

［本発明の粒子状吸水剤］
本発明の製造方法により得られる粒子状吸水剤の、ＪＩＳ標準篩分級により規定される重量平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは２００〜８００μｍ、より好ましくは２００〜４５０μｍ、更に好ましくは２２０〜４３０μｍ、特に好ましくは２５０〜４００μｍである。また、本発明の粒子状吸水剤は、特定の粒度分布を有する場合に特に優れた効果を発揮し得る。好ましい粒度分布として、上下限８５０〜１５０μｍ（ＪＩＳ標準篩；Ｚ８８０１−１（２０００）で規定）に占める粒子の割合が吸水剤全体に対して好ましくは９０〜１００質量％、更に好ましくは９５〜１００質量％、特に好ましくは９８〜１００質量％である。そして、粒子状吸水剤の全質量に占める１５０μｍ通過物（粒径１５０μｍ以下の粒子状吸水剤（微粉））の割合は５質量％未満が好ましく、更に好ましくは１質量％未満である。粒度分布は、特定の範囲であることが好ましい。その対数標準偏差（σζ）は、好ましくは０．２０〜０．５０、更に好ましくは０．３０〜０．４０とされる。重量平均粒子径（Ｄ５０）、１５０μｍ未満の粒子の含有率、及び粒度分布の対数標準偏差（σζ）が前記範囲を外れると、通液性及び吸水速度が低下する場合がある。なお、粒度分布の対数標準偏差及び質量平均粒子径は、米国特許２００６−０２０４７５５号明細書に規定されている。

なお、本発明に係る粒子状吸水剤又は粒子状吸水性樹脂の粒子形状は限定されない。この粒子形状として、球状、略球状、（粉砕物である）不定形破砕状、棒状、多面体状、ソーセージ状（例えば、米国特許第４９７３６３２号明細書を参照）、皺を有する粒子（例えば、米国特許第５７４４５６４号明細書を参照）などが挙げられる。本発明に係る粒子状吸水剤又は粒子状吸水性樹脂の粒子は、一次粒子（ｓｉｎｇｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ）でもよく、造粒粒子でもよく、一次粒子と造粒粒子との混合物でもよい。また、粒子は発泡した多孔質でもよい。好ましくは、不定形破砕状の一次粒子又はそれらの造粒物である。

異臭及び衛生の観点から、粒子状吸水剤の残存モノマー量は、０〜５００ｐｐｍが好ましい。より好ましくは０〜４００ｐｐｍ、より好ましくは０〜３００ｐｐｍ、より好ましくは０〜２５０ｐｐｍ、より好ましくは０〜２００ｐｐｍ、更に好ましくは０〜１５０ｐｐｍ、特に好ましくは０〜１００ｐｐｍである。上記重合に使用されるモノマーの主成分がアクリル酸及び／又はその塩である場合、未反応のアクリル酸及び／又はその塩の含有量が５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。残存モノマー量の測定では、まず、蓋付きプラスチック容器中の１０００ｇの脱イオン水に、０．５ｇの吸水剤を加え、２時間攪拌する。攪拌後、膨潤ゲル化した吸水剤を濾紙を用いて濾別し、濾液を液体クロマトグラフィーで分析する。一方、既知濃度のモノマー（アクリル酸）の溶液について同様の分析を行い、得られる検量線を外部標準として用いる。この外部標準に基づき、濾液の希釈倍率を考慮して残存モノマー量を算出する。

本発明の製造方法では、生産効率が向上する。また、得られる粒子状吸水剤の物性が安定する。この製造方法で得られる粒子状吸水剤は、無加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、通液性等の物性に優れている。

粒子状吸水剤の、生理食塩水に対する無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は１５ｇ／ｇ以上であることが好ましい。一般に、無加圧下吸水倍率が１５ｇ／ｇ未満である粒子状吸水剤を紙オムツ等の吸収性物品に使用すると、高物性が得られない恐れがある。一方、無加圧下吸水倍率が高いほど吸収性物品は高物性が得られるので特にその上限は制限されないが、製造が困難となる上にコストが高くなるという観点から、この無加圧下吸水倍率の上限は６０ｇ／ｇであると考えられる。この無加圧下吸水倍率は、より好ましくは１５〜５０ｇ／ｇ以下、特に好ましくは２５〜３５ｇ／ｇある。

生理食塩水に対する無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は、次のようにして得られる。まず、粒子状吸水剤０．２ｇが正確にはかり取り（この重量が下記式の「粒子状吸水剤の質量」となる）、これを不織布製の袋（６０ｍｍ×８５ｍｍ）に均一に入れ、２５±２℃に調温した生理食塩水中（約２００ｇ）に浸漬する。３０分後に袋が引き上げ、遠心分離機（株式会社コクサン製、型式Ｈ−１２２小型遠心分離機）を用いて２５０Ｇ（２５０×９．８１ｍ／ｓ^２）で３分間水切りする。次に、この水切りした袋の質量Ｗ４（ｇ）を測定する。また、同様の操作を、粒子状吸水剤を含まない不織布製の袋について行い、この袋の質量Ｗ３（ｇ）を測定する。そして、これら質量Ｗ４及びＷ３を用いて、次式に従って無加圧下吸水倍率を算出する。

本発明の製造方法により得られる粒子状吸水剤は、４．８ｋＰａ荷重下での生理食塩水の加圧下吸水倍率（ＡＡＰ：Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ ａｇａｉｎｓｔ Ｐｒｅｓｕｒｅ）は、好ましくは１５ｇ／ｇ以上、より好ましくは２２ｇ／ｇ以上、更に好ましくは２４ｇ／ｇ以上、最も好ましくは２６ｇ／ｇ以上である。一般に、加圧下吸水倍率が１５ｇ／ｇ未満である粒子状吸水剤が紙オムツ等の吸収性物品に使用すると、高物性が得られない恐れがある。一方、加圧下吸水倍率が高いほど吸収性物品は高物性が得られるので特にその上限は制限されないが、製造が困難となる上にコストが高騰するという観点からこの加圧下吸水倍率の上限は３５ｇ／ｇ程度であると考えられる。

上記加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）は、米国特許第６０７１９７６号明細書に記載の方法に従って得られる。より詳細には、５０ｇ／ｃｍ^２（４．８ｋＰａ）での生理食塩水に対する加圧下吸水倍率（６０分値）を測定する。この測定は、２３±２℃の環境下で行う。

４．８ｋＰａ加圧下の生理食塩水に対する加圧下吸水倍率（ＡＡＰ４．８ｋＰａ）は次のようにして得られる。まず、その底に４００メッシュのステンレス製金網（目開き３８μｍ）が溶着された、内径６０ｍｍのプラスチック製支持円筒を準備する。次に、この金網の上に、粒子状吸水剤０．９００ｇが均一に散布し、その上に外径が６０ｍｍより僅かに小さく支持円筒の壁面との間に隙間が生じず、かつ上下に摺動しうるピストン（ｃｏｖｅｒ ｐｌａｔｅ）が載置する。次に、支持円筒、粒子状吸水剤及びピストンの質量Ｗ６（ｇ）を測定する。次に、このピストンにおもりが載置することにより、粒子状吸水剤に対して４．８ｋＰａの圧力が均一に加えられるように調整する。このように調整された状態が、この加圧下吸水倍率の測定装置である。次に、直径１５０ｍｍのペトリ皿の内側に直径９０ｍｍ、厚さ５ｍｍのガラスフィルターを置き、２５±２℃に調温した生理食塩水を、液面がガラスフィルターの上面と同レベルになるように注ぐ。このガラスフィルターの上面に直径９ｃｍの濾紙（トーヨー濾紙（株）製、Ｎｏ．２）が１枚載せて表面が全て濡れるようにし、過剰の生理食塩水を除く。次に、上記測定装置を濾紙上に載せて、生理食塩水を加圧下で吸収させる。生理食塩水の水面がガラスフィルターの上面より下がった場合には生理食塩水を追加し、水面レベルを一定に保持する。１時間後に測定装置を取り出し、おもりを取り除いた質量Ｗ５（ｇ）を測定する。質量Ｗ５は、支持円筒、膨潤した吸水剤及びピストンの合計質量である。そして、これら質量Ｗ５及びＷ６を用いて、次式に従って４．８ｋＰａ加圧下の加圧下吸水倍率（ｇ／ｇ）を算出する。但し、式中のＷｓは粒子状吸水剤の質量を示す。

本発明の製造方法で得られる粒子状吸水剤を用いてなる吸収性物品は、例えば、粒子状吸水剤と必要により親水性繊維とをシート状などに成形して得られうる。親水性繊維が用いられない場合には、紙や不織布に粒子状の粒子状吸水剤を固定させることにより吸収性物品が得られうる。このような吸収性物品における粒子状吸水剤の含有量（コア濃度）は、例えば、１０〜１００重量％、好ましくは３０〜１００重量％、より好ましくは５０〜１００重量％であるのがよい。また、この吸収性物品は、密度が０．０６〜０．５ｇ／ｃｃの範囲であり、坪量が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ^２の範囲であるように調整されていることが望ましい。なお、用いられる繊維基材としては、例えば、粉砕された木材パルプ、コットンリンターや架橋セルロース繊維、レーヨン、綿、羊毛、アセテート、ビニロン等の親水性繊維などを例示でき、それらがエアレイドされたものが好ましい。

本発明の製造方法により得られる粒子状吸水剤に含まれる、微粉の量は少ない。このような粒子状吸水剤では、微粉による通液性の阻害が抑制されている。この粒子状吸水剤は、通液性に優れる。このため、本発明の製造方法は、特に高い通液性（ＳＦＣ）が求められる粒子状吸水剤の製造方法として望ましい。

本発明の製造方法で得られる粒子状吸水剤の通液性（ＳＦＣ）は、粒子状吸水剤又は吸水剤の膨潤時の液透過性を示す値である。この通液性（ＳＦＣ）の値が大きいほど、粒子状吸水剤は高い液透過性を有することを示している。微粉の除去により、通液性（ＳＦＣ）の値が高められうる。この通液性（ＳＦＣ）は、好ましくは３０（×１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上であり、より好ましくは６０（×１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上であり、更に好ましくは１００（×１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上である。通液性（ＳＦＣ）が３０（×１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）未満の場合、紙オムツ等の吸収性物品中での粒子状吸水剤の濃度が３０質量％以上、より具体的には５０質量％以上の場合において、尿の吸収速度が遅くなり、漏れが引き起こされる恐れがある。本願において、この通液性（ＳＦＣ）は、食塩水流れ誘導性とも称される。

食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）の測定では、０．９００ｇの吸水剤を容器に均一に入れる。この吸水剤が人工尿に浸漬させつつ、２．０７ｋＰａで加圧する。６０分後に、膨潤した吸水剤（ゲル層）の高さを記録する。吸水剤が２．０７ｋＰａで加圧された状態で、０．６９質量％食塩水を、ゲル層に通過させる。この際、室温を２０〜２５℃に調整する。コンピューター及び天秤を用いて、ゲル層を通過する液体量を２０秒間隔で記録し、通過する液体の流速Ｆｓ（Ｔ）を算出する。流速Ｆｓ（Ｔ）は、増加質量（ｇ）を増加時間（ｓ）で割ることにより算出される。食塩水の静水圧が一定となり安定した流速が得られた時刻をＴｓとし、このＴｓから１０分間の間に計測されたデータのみを流速計算に使用する。Ｔｓから１０分間の間に計測される流速から、Ｆｓ（Ｔ＝０）の値が得られる。この値は、ゲル層を通過する最初の流速である。Ｆｓ（Ｔ）を時間に対してプロットし、最小２乗法により得られる結果に基づいてＦｓ（Ｔ＝０）を計算する。食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）は、下記数式によって算出される。

この数式において、Ｌ０はゲル層の高さ（ｃｍ）であり、ρは食塩水の密度（ｇ／ｃｍ^３）であり、Ａはゲル層の断面積Ａ（ｃｍ^２）であり、ΔＰはゲル層にかかる静水圧（ｄｙｎｅ／ｃｍ^２）である。上記人工尿は、０．２５ｇの塩化カルシウムの二水和物、２．０ｇの塩化カリウム、０．５０ｇの塩化マグネシウムの六水和物、２．０ｇの硫酸ナトリウム、０．８５ｇの燐酸二水素アンモニウム、０．１５ｇの燐酸水素二アンモニウム及び９９４．２５ｇの純水が混合されて得られる。このような評価は、米国特許第５８４９４０５号明細書に記載されたＳＦＣ試験に準じて行われる。

また、本発明では、吸水性樹脂粉体にダメージがかかる大規模連続生産を想定して、以下のペイントシェーカーテストを採用している。

ペイントシェーカーテスト（ＰＳ）とは、直径６ｃｍ、高さ１１ｃｍのガラス製容器に、直径６ｍｍのガラスビーズ１０ｇ、吸水性樹脂又は吸水剤３０ｇを入れてペイントシェーカー（東洋製機製作所 製品Ｎｏ．４８８）に取り付け、８００ｃｙｃｌｅ／ｍiｎ（ＣＰＭ）で振盪するものであり、装置詳細は特開平９−２３５３７８号公報に開示されている。なおＰ/Ｓ ３０と記載された場合は振盪時間３０分間である。振盪後、目開き２ｍｍのＪIＳ標準篩でガラスビーズを除去し、ダメージを与えられた吸水性樹脂粒子又は吸水剤が得られる。

［本発明の製造方法による生産量］
本発明に係る製造方法は、生産量を大きくし負荷が過剰となる場合でも、重合工程一系列に対して、乾燥工程以降の少なくともいずれか一つの工程が二系列以上となるように分岐させることで、粒子状吸水剤を連続して安定に生産しうる。このような製造方法は、好ましくは５００ｋｇ／時間以上、更に好ましくは１０００ｋｇ／時間以上、特に好ましくは１５００ｋｇ／時間以上の生産規模（上限は例えば１００００ｋｇ／時間）において、連続的に得られる製品の吸水特性の安定化に寄与しうる。この製造方法では、重合工程から粉砕工程までは一系列であり、粉砕工程、分級工程で二系列以上に分岐させ、好ましくは表面処理工程で一系列に戻すことでより効果的となりうる。この製造方法では、一系列の工程が複数の系列に分岐し、その後一系列となるサイクルが、合計２回以上行われることで、さらに効果的となりうる。得られる製品の品質が高く、かつ、経時変化が小さく維持されうるため、大規模連続生産時に効果的である。

上記各工程は、同一又は別個の装置によりバッチ式にて行われてもよいが、好ましくは、上記各工程が連結されて連続生産がなされる。各工程での処理時間は適宜決定される。各工程における処理時間は、例えば以下の通りである。重合工程の処理時間は、例えば０．１分間〜１０時間、好ましくは１分間〜１時間である。乾燥工程の処理時間は、例えば０．１分間〜１０時間、好ましくは１分間〜１時間である。粉砕工程の処理時間は、例えば０．０１秒間〜１時間、好ましくは０．１秒間〜０．５時間である。分級工程の処理時間は、例えば０．０１秒間〜１時間、好ましくは０．１秒間〜０．５時間である。輸送工程の処理時間（輸送工程が複数行われる場合には個々の工程の時間）は、例えば０．０１秒間〜１時間、好ましくは０．１秒間〜０．５時間である。表面架橋工程の処理時間は、例えば０．１分間〜５時間、好ましくは１分間〜１時間である。冷却工程の処理時間は、例えば０〜２時間、好ましくは０．１〜１時間である。整粒工程の処理時間は、例えば０〜２時間、好ましくは０．１〜１時間である。

通液性等の物性向上を達成する観点から、本発明に係る製造方法のより好ましい形態は、単量体を重合させて重合ゲルを得る重合工程と、上記重合ゲルを乾燥して乾燥物を得る乾燥工程と、上記乾燥物を粉砕する粉砕工程と、上記粒子状吸水性樹脂を篩い分ける分級工程と、上記粒子状吸水性樹脂の表面近傍を架橋して粒子状吸水剤を得る表面架橋工程と、上記粒子状吸水剤を包装材容器に充填して包装する包装工程及び上記各工程において生成した生成物を他の工程に輸送する輸送工程を必須に含んでおり、更に、上記表面架橋工程後に得られた粒子状吸水剤を冷却する冷却工程及び上記粒子状吸水剤を整粒する整粒工程からなる群から選ばれる０〜２工程を含む。好ましくは、この製造方法は、上記冷却工程及び上記整粒工程の少なくとも一方を含み、更に好ましくはこれらの双方を含む。

工程内における吸湿や結露を抑制する観点から、少なくとも一の工程内において、当該工程内の空気の温度Ｔａは、好ましくは２５℃以上とされ、より好ましくは３０℃以上とされ、更に好ましくは４０℃以上、特に好ましくは５０℃以上とされる。工程内の空気の温度Ｔａが高すぎると、粒子状吸水剤の物性がかえって低下する場合があることから、この温度Ｔａは、１５０℃以下が好ましい。生産安定化の観点から、上述した温度Ｔａの好ましい形態は、特に、粉砕工程、分級工程及び整粒工程、貯蔵工程において採用されることが好ましい。これらの工程において吸湿や結露が発生した場合、安定的な生産が妨げられやすい。また、複数の系列から集約されるホッパー等の貯留部には、多量の粒子状吸水性樹脂が比較的長い時間貯留されるため、湿気の吸収が発生しやすい。また、ホッパー等の貯留部内で凝集が発生した場合には、粒子状吸水性樹脂が貯留部の排出口から排出されにくくなるため、安定的な生産が妨げられやすい。これらの観点から、製造設備中に存在する貯留部の内部空気は、好ましくは４０〜１５０℃、更に好ましくは５０〜１００℃に加温されることが好ましい。また配管で凝集が発生した場合、配管の閉塞が起こりやすいため、安定的な生産が妨げられやすい。貯留部（ホッパー）又は配管の内部空気を加熱するためには、ホッパーや配管等の外側に加熱部材が配置されることが好ましい。この加熱部材として、バンドヒーター等の電気ヒーター、高温の蒸気又は加熱された液体を透過させうるパイプ又はジャケット等が採用されうる。扱いやすさの観点から、上記液体は、水が好ましい。熱伝導性の観点から、上記加熱部材（パイプ等）の材質は、金属が好ましく、銅又は銅系の合金がより好ましい。この加熱部材は、ホッパー等の貯留部の外面に巻回されているのが好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。なお、本明細書では、「質量部」は「重量部」と、「質量％」は「重量％」と同義である。

［実施例１］
図１、図２及び図３に示す製造設備を用いて、粒子状吸水剤（１５００００ｋｇ）を連続製造した。この製造設備は、１時間あたり１５００ｋｇの粒子状吸水剤を製造する能力を有している。

まず、微粉捕捉装置６と造粒装置４ｊとを、配管８ｂにより連結した。そして、造粒装置４ｊを、重合装置４ａと乾燥装置４ｂとを連結する配管８に連結した。これにより、配管８ａを通じて微粉を微粉捕捉装置６により収集した（収集工程）。収集された微粉は、配管８ｂを通じて造粒装置４ｊに投入された。この製造装置では、分級装置４ｄと造粒装置４ｊとが配管８で連結されており、分級装置４ｄで選り分けられた微粉は、この配管及び加温されたホッパーを経由して造粒装置４ｊに投入された。また、整粒装置４ｈと造粒装置４ｊとが配管８で連結されており、この整粒装置４ｈで選り分けられた微粉は、この配管及び加温されたホッパーを経由して造粒装置４ｊに投入された。この造粒装置４ｊで微粉から得られた造粒粒子については、乾燥工程４ｂに投入した。

実施例１では、まず、モノマーとしての７５モル％が中和されたアクリル酸部分ナトリウム塩と、内部架橋剤としてのポリエチレングリコールジアクリレート（平均ｎ数＝９）とを含んだ水溶液を、モノマー溶液（単量体水溶液（１））として準備した。なお、上記「平均ｎ数」とは、ポリエチレングリコール鎖中のエチレンオキシド重合度の平均数を意味する。このモノマー溶液のモノマー濃度は、３８質量％に調整した。内部架橋剤の濃度は、モノマーに対して０．０６モル％となるように調整した。次に、このモノマー溶液を定量ポンプで連続フィードしつつ、窒素ガスを連続的に吹き込むことにより、このモノマー溶液の酸素濃度を０．５ｐｐｍ以下に調整した。次に、モノマー溶液に、過硫酸ナトリウム及びＬ−アスコルビン酸を、モノマー１モルに対して過硫酸ナトリウム／Ｌ−アスコルビン酸の質量比が０．１４／０．００５となるようにラインミキシングにより混合した。次に、その両側に堰を有する平面スチールベルトにその厚みが約２５ｍｍとなるように、モノマー溶液を供給して、水溶液重合を３０分間実施して、含水状態にある重合ゲルを得た。次に、この重合ゲルを解砕し、更にこの解砕された重合ゲルを孔径７ｍｍのミートチョッパーで約１ｍｍに細分化した（重合工程）。これをバンド乾燥機の多孔板上に薄く拡げて載せて、１８０℃で３０分間熱風乾燥し、重合ゲルの乾燥物としての粒子状吸水性樹脂が得た（乾燥工程）。次に、この乾燥物を粉砕して、粒子状の乾燥物を得た。この粒子状の乾燥物の全量を、粉砕装置４ｃである３段ロールミル（ロールギャップの構成は、上から１．０ｍｍ／０．５５ｍｍ／０．４２ｍｍ）に連続的に供給して更に粉砕した（粉砕工程）。なお、粉砕装置４ｃとして、詳細には、図２に示す第一粉砕装置４ｃ１及びに系列に分岐した第二粉砕装置４ｃ２（粉砕工程；二系列）から、３段ロールミルを構成した。続いて、各々の系列について目開き８５０μｍの金属篩網、目開き１５０μｍの金属篩網を有する分級装置を連結し、これにより分級を行って（分級工程；二系列）、粒子状吸水性樹脂を得た。この粒子状吸水性樹脂の約９８質量％が、その粒径が１５０〜８５０μｍである粒子状吸水性樹脂であった。なお、この粒子状吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は、３５ｇ／ｇであった。次に、表面処理剤溶液を準備した。この表面処理剤溶液は、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール及び純水からなり、粒子状吸水性樹脂１００質量部に対して、１，４−ブタンジオールが０．３０質量部、プロピレングリコールが０．５０質量部、純水が２．７０質量部となるように調整した。次に、この粒子状吸水性樹脂を一系列の高速連続混合機（タービュライザー／１０００ｒｐｍ）に１０００ｋｇ／時間で連続供給して、上記表面処理剤溶液をスプレーで噴霧して、この表面処理剤溶液と粒子状吸水性樹脂とを混合した。次に、この表面処理剤溶液が混合された粒子状吸水性樹脂を、（表面架橋工程）後、６０℃に冷却した（冷却工程）。冷却後、目開き８５０μｍの金属篩網及び目開き１５０μｍの金属篩網を用いて分級して、その粒径が１５０〜８５０μｍである製品としての粒子状吸水剤（１）を得た（整粒工程）。この整粒工程を行った整粒装置４ｈの構成は、図３に示す通りである。次に、この粒子状吸水剤（１）を、包装材容器に充填し、包装した（包装工程）。

［実施例２］
冷却工程において、５０％の硫酸アルミニウム水溶液が吸水性樹脂に対して１質量％添加したこと以外は実施例１と同様にして、粒子状吸水剤（２）を製造した。

［比較例１］
粉砕工程及び分級工程を一系列に変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較粒子状吸水剤（１）を製造した。

［比較例２］
比較例１において、前記特許文献５（国際公開第２００７／２３０９７号パンフレット）に準じて、重合を２系列（ベルト重合機を並列）にして、さらに後半を１系列とすること以外は、同様に粉砕・分級・表面架橋を行うことで、比較粒子状吸水剤（３）を製造した。

［実施例３］
粉砕工程及び分級工程を一系列に変更し、表面架橋工程および冷却工程を二系列としたこと以外は実施例１と同様にして、粒子状吸水剤（３）を製造した。

即ち、実施例１と同様の方法により、重合ゲルの乾燥物を得た後、一系列の粉砕工程及び一系列の分級工程によって、粒子状吸水性樹脂を得た。この粒子状吸水性樹脂の約９８質量％が、その粒径が１５０〜８５０μｍである粒子状吸水性樹脂であった。なお、この粒子状吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は、３５ｇ／ｇであった。

次に、実施例１と同様の表面処理剤溶液を準備し、この粒子状吸水性樹脂をホッパーに貯蔵後に定量フィーダーにて二系列の高速連続混合機（タービュライザー／１０００ｒｐｍ）に５００ｋｇ／時間で連続供給して、上記表面処理剤溶液をスプレーで噴霧して、この表面処理剤溶液と粒子状吸水性樹脂とを混合した（混合工程；二系列）。次に、この表面処理剤溶液が混合された粒子状吸水性樹脂を、２００℃に調整された二系列のパドルドライヤーで４０分間加熱した（表面処理工程；二系列）後、二系列の冷却機で６０℃に冷却した（冷却工程；二系列）。

冷却後、一系列のホッパーに一時貯蔵し、目開き８５０μｍの金属篩網及び目開き１５０μｍの金属篩網を用いて分級して、その粒径が１５０〜８５０μｍである製品としての粒子状吸水剤（３）を得た（整粒工程）。この整粒工程を行った整粒装置４ｈの構成は、図３に示す通りである。次に、この粒子状吸水剤（３）を、包装材容器に充填し、包装した（包装工程）。

［実施例４]
粉砕工程及び分級工程が２系列である実施例１において、一旦、分級後の吸水性樹脂粉末をひとつのホッパーに貯蔵し、さらに実施例３と同様に定量フィーダーを用いて２系列の高速連続混合機に連続供給することで、表面架橋工程及び冷却工程を二系列とすること以外は同様に、粒子状吸水剤（４）を製造した。

［実施例５］
実施例４において、ホッパーを使用せず、２分器（ＪＩＳ縮分器）を使用して２系列の高速連続混合機に連続供給することで、表面架橋工程および冷却工程を２系列とすること以外は同様に、粒子状吸水剤（５）を製造した。

［実施例６］
実施例４において、表面処理剤に硫酸アルミニウム１８水和物を０．５重量部更に添加した上で同様に表面架橋し、更に、目開き８５０μｍの金属篩のみを使用して、８５０μｍ通過物の粒子状吸水剤（６）を得た。

［比較例３］
比較例１において、表面処理剤に硫酸アルミニウム１８水和物を０．５重量部更に添加した上で同様に表面架橋し、目開き８５０μｍの金属篩のみを使用して、８５０μｍ通過物の比較粒子状吸水剤（３）を得た。

［粒子状吸水剤の性能評価］
粒子状吸水剤（１）〜（６）、及び比較粒子状吸水剤（１）〜（３）について、無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）、加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）及び食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）の値を測定した。無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）、加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）及び食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）の計測方法は、前述した通りである。これらの結果を、下記表１に示す。

表１に示すように、実施例１は比較例１に比べて加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）及び食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）に優れる。実施例２は比較例１に比べて食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）に優れる。また、特許文献５（重合機を並列）に準じた比較例２に比べて、実施例１ではＡＡＰ／ＳＦＣに優れる。また、比較例３と実施例６との対比からわかるように、表面架橋により本発明の効果はより顕著に発現し、また、微粉除去に伴う収率低下の問題もない。

また、上記１５００００ｋｇの連続生産においては、得られる吸水剤の物性向上のみならず、無加圧下吸水剤率（ＣＲＣ）、加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）及び食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）の標準偏差（ｎ＝１５０）が半減し、物性値の振れが小さくなる。例えば、加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）の標準偏差は、比較例３では０．６２であったのに対し、実施例６では０．２３となった。

すなわち、本発明によれば、重合工程一系列に対してそれ以降の工程の少なくとも１つの工程（本発明では、粉砕工程及び分級工程、表面架橋工程など）を二系列以上とすることで、得られる粒子状吸水剤の物性を著しく向上させ、更に安定化させることが可能となるのである。かような粒子状吸水剤の物性の向上は、特に吸水剤の大規模連続生産において、または通液性（ＳＦＣ）の高い製品において、大きな効果をもたらすものである。

本発明にかかる粒子状吸水剤の製造方法は、例えば、紙オムツや生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収体を含む衛生材料等の吸収性物品の製造に好適に適用できる。

Claims (20)

1. 単量体を重合させて重合ゲルを得る重合工程と、
   上記重合ゲルを乾燥して、粒子状吸水性樹脂を得る乾燥工程と、
   上記粒子状吸水性樹脂を粉砕する粉砕工程と、
   上記粒子状吸水性樹脂を篩い分ける分級工程と、
   上記粒子状吸水性樹脂の表面近傍を架橋して、粒子状吸水剤を得る表面架橋工程と、
   上記粒子状吸水剤を包装材容器に充填して包装する包装工程と、
   上記各工程において生成した生成物を、他の上記工程に輸送する輸送工程とを含み、
   上記重合工程一系列に対して、上記粉砕工程または分級工程の少なくとも一つの工程が二系列以上である、粒子状吸水剤の製造方法。
2. 上記重合工程から粉砕工程の前までは一系列であり、前記一系列に対して、粉砕工程及び分級工程が二系列以上である、請求項１に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
3. 更に貯蔵工程を含み、上記分岐された複数の系列を経た吸水性樹脂は貯蔵工程に回収され一系列となる、請求項１または２に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
4. 上記貯蔵工程は４０〜１５０℃の温度で行われる、請求項３に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
5. 一系列の工程が複数の系列に分岐し、その後一系列となるサイクルが２回以上行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
6. 上記粒子状吸水剤の生産量は５００ｋｇ／時間以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
7. 重合装置１基に対して、乾燥工程以降の工程において、２基以上の同じ装置が並列に設置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
8. 上記重合工程一系列に対して、表面架橋工程が二系列以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
9. 上記重合工程一系列に対して、粉砕工程、分級工程、及び表面架橋工程のすべてが二系列以上である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
10. 上記粒子状吸水性樹脂の分割工程を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
11. 上記粒子状吸水性樹脂を６：４〜４：６の比で２分割する工程を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
12. 上記粒子状吸水性樹脂がホッパーへの貯蔵後に分割される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
13. 上記粒子状吸水性樹脂が自由落下時に分割される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
14. 上記粒子状吸水性樹脂が空気輸送により複数のホッパーへ輸送される際に分割される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
15. 上記重合工程で得られる重合ゲルを６：４〜４：６の比で２分割する工程を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
16. 上記重合工程で得られる重合ゲルを自由落下又はフィーダーで２分割した後に乾燥する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
17. 上記粒子状吸水性樹脂の粒子が不定形破砕状粒子であり、該粒子状吸水性樹脂がポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
18. 上記重合工程において連続ニーダー重合又は連続ベルト重合が行われる、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
19. 上記表面架橋工程が、オキサゾリジノン化合物、アルキレンカーボネート化合物、多価アルコール化合物、オキセタン化合物から選ばれる１種又は２種以上の脱 水エステル化反応性表面架橋剤を用いて、１５０〜２５０℃の温度で行われる、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。
20. 上記粒子状吸水剤が、ＣＲＣ：１０〜１００ｇ／ｇ、ＡＡＰ：１５〜５０ｇ／ｇ、ＳＦＣ：１（単位：１０^−７・ｃｍ^３・ｓ・ｇ^−１）以上、粒径１５０μｍ以下の微粉量：０〜５質量％の物性を有している、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の粒子状吸水剤の製造方法。

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