JPWO2020067563A1 - Manufacturing method of water-absorbent resin powder and water-absorbent resin powder - Google Patents

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Abstract

水溶性多価金属塩以外で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、加熱下で多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内で表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する、吸水性樹脂粉末の製造方法によって、通液性に優れた吸水性樹脂粉末を簡便に得られる。 A method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with a substance other than the water-soluble polyvalent metal salt and contains the water-soluble polyvalent metal salt, and the concentration of the polyvalent metal salt under heating is 5% by weight or more. A water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability can be easily obtained by a method for producing a water-absorbent resin powder in which an aqueous solution is sprayed onto the water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking or after surface cross-linking in a fluidized layer mixer.

Description

本発明は、吸水性樹脂粉末の製造方法および吸水性樹脂粉末に関する。 The present invention relates to a method for producing a water-absorbent resin powder and a water-absorbent resin powder.

紙おむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料には、体液を吸収させることを目的として、パルプ等の親水性繊維と吸水性樹脂とをその構成材料とする吸収体が幅広く利用されている。 As sanitary materials such as disposable diapers, sanitary napkins, and incontinence pads, absorbent bodies made of hydrophilic fibers such as pulp and water-absorbent resins are widely used for the purpose of absorbing body fluids.

近年、これら衛生材料は、高機能かつ薄型化が進み、衛生材料一枚あたりの吸水性樹脂の使用量や、吸水性樹脂と親水性繊維とからなる吸収体全体に対する吸水性樹脂の比率が増加する傾向にある。つまり、嵩比重の小さい親水性繊維を少なくし、吸水性に優れかつかさ比重の大きい吸水性樹脂を多く使用することにより、吸収体中における吸水性樹脂の比率を高め、吸水量を低下させることなく衛生材料の薄型化を図っている。 In recent years, these sanitary materials have become highly functional and thin, and the amount of water-absorbent resin used per sanitary material and the ratio of water-absorbent resin to the entire absorber composed of water-absorbent resin and hydrophilic fiber have increased. Tend to do. That is, by reducing the number of hydrophilic fibers having a small bulk specific density and using a large amount of water-absorbent resin having excellent water absorption and a large bulk specific density, the ratio of the water-absorbent resin in the absorber is increased and the amount of water absorption is reduced. We are trying to make the sanitary material thinner.

吸収体全体に対する吸水性樹脂の比率が上がるに従って、吸水性樹脂に求められる性能の要求も高まっている。例えば、無加圧下での吸水倍率(CRC)だけでなく、体重がかかった状態でも吸水できるように加圧下での吸水倍率(AAP)が求められたり、ゲルブロッキングを防ぐために通液性(例えば、GBPやSFC)が求められたりする。 As the ratio of the water-absorbent resin to the entire absorber increases, the performance requirements for the water-absorbent resin also increase. For example, not only the water absorption ratio (CRC) under no pressure but also the water absorption ratio (AAP) under pressure is required so that water can be absorbed even under weight, and liquid permeability (for example) to prevent gel blocking is required. , GBP and SFC) are required.

また、吸収体の効率的な生産のために、吸水性樹脂の取扱性に対する要求も高まっている。中でも、吸水性樹脂は吸湿性を示すため、湿度によらず粉末としての取扱性が変わらないように、吸湿流動性(別称:anti-caking性)が求められる。 In addition, there is an increasing demand for handleability of the water-absorbent resin for efficient production of the absorber. Above all, since the water-absorbent resin exhibits hygroscopicity, moisture-absorbing fluidity (also known as anti-caking property) is required so that the handleability as a powder does not change regardless of humidity.

これらの要求を満たすために主に吸水性樹脂粒子表面に添加剤を添加する技術が開発されてきた。 In order to meet these requirements, techniques for adding additives to the surface of water-absorbent resin particles have been mainly developed.

例えば、通液性の向上のために多価金属塩を用いることが知られており、特許文献1には、吸水性ポリマー粒子に、多価金属塩等の非反応性コーティング剤を連続的方法で流動床反応機中0℃〜150℃の範囲で噴霧コーティングさせる段階を含む、吸水性物質の製造方法が開示されている。特許文献2〜7には、表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂に多価金属塩を混合する、通液性(SFC)の向上方法が開示されている。 For example, it is known to use a polyvalent metal salt for improving liquid permeability, and Patent Document 1 states that a non-reactive coating agent such as a polyvalent metal salt is continuously applied to water-absorbent polymer particles. Discloses a method for producing a water-absorbent substance, which comprises a step of spray coating in a fluidized bed reactor in the range of 0 ° C. to 150 ° C. Patent Documents 2 to 7 disclose a method for improving liquid permeability (SFC) by mixing a polyvalent metal salt with a water-absorbent resin at the time of surface cross-linking or after surface cross-linking.

表面架橋の改良方法として、特許文献8,9には、流動させながら加熱された吸水性樹脂粒子に気体流を用いて表面架橋剤を混合して表面架橋する、吸水性樹脂の表面架橋方法が開示されている。特許文献10には、流動層を形成しているモノマーに表面架橋剤を噴霧する吸水性樹脂の製造方法が開示されている。特許文献11〜13には、流動層混合器で、表面架橋剤と別途添加された吸水性樹脂とを加熱して架橋させる表面架橋方法が開示されている。 As a method for improving surface cross-linking, Patent Documents 8 and 9 describe a method for surface cross-linking of a water-absorbent resin, in which a surface cross-linking agent is mixed with water-absorbent resin particles heated while flowing and a surface cross-linking agent is mixed with the water-absorbent resin particles. It is disclosed. Patent Document 10 discloses a method for producing a water-absorbent resin in which a surface cross-linking agent is sprayed on a monomer forming a fluidized bed. Patent Documents 11 to 13 disclose a surface cross-linking method in which a surface cross-linking agent and a separately added water-absorbent resin are heated and cross-linked by a fluidized bed mixer.

吸水速度の向上のために、特許文献14〜16には、流動層造粒装置中でバインダーを噴霧する吸水性樹脂微粒子の造粒法が開示され、また特許文献17には、多価金属塩水溶液を噴霧する吸水性樹脂組成物が開示されている。さらに特許文献18、19には、通液性と吸湿流動性とが共に優れた吸水性樹脂を得るために改善された多価金属塩水溶液の添加方法が開示されている。なお、特許文献18(比較例2)によれば、吸水性樹脂に硫酸アルミニウム水和物を粉体添加した場合、吸湿流動性は悪かった。 In order to improve the water absorption rate, Patent Documents 14 to 16 disclose a method for granulating water-absorbent resin fine particles in which a binder is sprayed in a fluidized bed granulator, and Patent Document 17 discloses a polyvalent metal salt. A water-absorbent resin composition for spraying an aqueous solution is disclosed. Further, Patent Documents 18 and 19 disclose a method for adding an aqueous solution of a polyvalent metal salt, which is improved in order to obtain a water-absorbent resin having excellent liquid permeability and moisture absorption and fluidity. According to Patent Document 18 (Comparative Example 2), when aluminum sulfate hydrate was powder-added to the water-absorbent resin, the hygroscopic fluidity was poor.

一方、二酸化ケイ素等の水不溶性無機微粒子を添加して通液性または吸湿流動性を向上させる方法も非常に汎用に行われている。例えば通液性(SFC)の向上のために、特許文献20にはシリカ等を添加した吸水性樹脂が、特許文献21には水不溶性金属燐酸塩を添加した吸水性樹脂が開示されている。また、吸湿流動性の向上のために、特許文献22には水不溶性多価金属複合塩を添加した吸水性樹脂が開示されている。しかしながら、このような水不溶性無機微粒子の添加は通液性または吸湿流動性のいずれかが不十分である場合や、加圧下の吸水倍率を低下させる恐れがあった。 On the other hand, a method of adding water-insoluble inorganic fine particles such as silicon dioxide to improve liquid permeability or hygroscopic fluidity is also very widely used. For example, in order to improve liquid permeability (SFC), Patent Document 20 discloses a water-absorbent resin to which silica or the like is added, and Patent Document 21 discloses a water-absorbent resin to which a water-insoluble metal phosphate is added. Further, in order to improve the hygroscopic fluidity, Patent Document 22 discloses a water-absorbent resin to which a water-insoluble multivalent metal composite salt is added. However, the addition of such water-insoluble inorganic fine particles may cause insufficient liquid permeability or moisture absorption and fluidity, or may reduce the water absorption ratio under pressure.

また、特許文献23にはミョウバンの微粒子を添加して尿臭の原因であるアンモニアを中和する技術が開示されているものの、通液性が悪く、吸湿流動性も十分ではなかった。 Further, although Patent Document 23 discloses a technique of adding fine particles of alum to neutralize ammonia which is a cause of urine odor, it has poor liquid permeability and insufficient moisture absorption and fluidity.

日本国公開特許公報「特表2009−522387号公報」Japanese Patent Publication "Special Table 2009-522387" 日本国公開特許公報「特開2005−097519号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 2005-077519" 国際公開第2000/053664号パンフレットInternational Publication No. 2000/053664 Pamphlet 国際公開第2000/053644号パンフレットInternational Publication No. 2000/053644 Pamphlet 国際公開第2001/074913号パンフレットInternational Publication No. 2001/074913 Pamphlet 日本国公開特許公報「特表2004−508432号公報」Japanese Patent Publication "Special Table 2004-508432" 国際公開第2007/121941号パンフレットInternational Publication No. 2007/121941 Pamphlet 日本国公開特許公報「特開平7−242709号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 7-242709" 日本国公開特許公報「特開平7−224204号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 7-224204" 国際公開第2003/044120号パンフレットInternational Publication No. 2003/044120 Pamphlet 国際公開第2013/110414号パンフレットInternational Publication No. 2013/11414 Pamphlet 国際公開第2013/110415号パンフレットInternational Publication No. 2013/11415 Pamphlet 国際公開第2009/028568号パンフレットInternational Publication No. 2009/028568 Pamphlet 日本国公開特許公報「特表平3−501493号公報」Japanese Patent Gazette "Special Table 3-501493 Gazette" 日本国公開特許公報「特開平6−313043号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 6-313043" 日本国公開特許公報「特開平6−313042号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 6-313402" 日本国公開特許公報「特開昭61−257235号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 61-257235" 日本国公開特許公報「特開2005−113117号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-113117" 日本国公開特許公報「特開2005−344103号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-344103" 国際公開第2007/037522号パンフレットInternational Publication No. 2007/037522 Pamphlet 国際公開第2002/060983号パンフレットInternational Publication No. 2002/060983 Pamphlet 国際公開第2014/054656号パンフレットInternational Publication No. 2014/054656 Pamphlet 日本国公開特許公報「特開2000−79159号公報」Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 2000-79159"

しかしながら、通液性、吸湿流動性、および加圧下吸水倍率に優れた吸水性樹脂粉末を簡便に製造するという観点からは、上述の従来技術にはさらなる改善の余地があった。 However, from the viewpoint of easily producing a water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability, moisture absorption and fluidity, and water absorption ratio under pressure, there is room for further improvement in the above-mentioned prior art.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、通液性、吸湿流動性、および加圧下吸水倍率に優れた吸水性樹脂粉末を簡便に製造する方法および吸水性樹脂粉末を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a method for easily producing a water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability, moisture absorption and fluidity, and a water absorption ratio under pressure, and a water-absorbent resin. To provide powder.

本願発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、流動層混合機内で、加熱下で多価金属塩水溶液を表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧することによって、通液性、吸湿流動性、および加圧下吸水倍率に優れた吸水性樹脂粉末を得ることができることを見出した。さらに従来にない細かな多価金属微粒子が表面に存在する吸水性樹脂粉末は通液性、吸湿流動性、および加圧下吸水倍率に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the inventors of the present application spray a polyvalent metal salt aqueous solution on the water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking or after surface cross-linking in a fluidized bed mixer under heating. As a result, it has been found that a water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability, moisture-absorbing fluidity, and water-absorbing ratio under pressure can be obtained. Further, they have found that the water-absorbent resin powder in which fine polyvalent metal fine particles present on the surface are excellent in liquid permeability, moisture absorption and fluidity, and water absorption ratio under pressure, and have completed the present invention.

すなわち、本願発明(1)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内で有機表面架橋剤による表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する噴霧工程を有し、上記多価金属塩水溶液の噴霧位置での風温が50℃以上である、吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。 That is, the present invention (1) is a method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt, and the concentration of the polyvalent metal salt is as high as 5% by weight or more. It has a spraying step of spraying a valent metal salt aqueous solution onto water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking with an organic surface cross-linking agent or after surface cross-linking in a fluidized layer mixer, and the air temperature at the spray position of the polyvalent metal salt aqueous solution. Provided is a method for producing a water-absorbent resin powder having a temperature of 50 ° C. or higher.

また、本願発明(2)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、有機表面架橋剤で表面架橋された吸水性樹脂に対し、レーザ回折・散乱法で測定される体積平均粒子径が0.3〜15μmの水溶性多価金属塩粒子を添加する、吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。 Further, the present invention (2) is a method for producing a water-absorbent resin powder which is surface-crosslinked with an organic surface-crosslinking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. On the other hand, a method for producing a water-absorbent resin powder is provided, in which water-soluble polyvalent metal salt particles having a volume average particle diameter of 0.3 to 15 μm measured by a laser diffraction / scattering method are added.

さらに、本願発明(3)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末であって、吸水性樹脂粉末の表面に数平均粒子径0.3〜15μm(SEM画像分析)の水溶性多価金属塩粒子が付着した、吸水性樹脂粉末を提供する。 Further, the present invention (3) is a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt, and has a number average particle diameter of 0.3 to 15 μm on the surface of the water-absorbent resin powder. Provided is a water-absorbent resin powder to which water-soluble polyvalent metal salt particles of (SEM image analysis) are attached.

本発明の一態様によれば、通液性、吸湿流動性、および加圧下吸水倍率に優れた吸水性樹脂粉末を簡便に製造することができる。 According to one aspect of the present invention, a water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability, moisture absorption and fluidity, and water absorption ratio under pressure can be easily produced.

また、本発明の一態様によれば、経時色調にも優れた吸水性樹脂粉末を簡便に製造することができる。 Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to easily produce a water-absorbent resin powder having an excellent color tone over time.

実施例1の吸水性樹脂粉末のSEM画像である。It is an SEM image of the water-absorbent resin powder of Example 1.

以下、本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の製造方法および本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末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および実施することができる。 Hereinafter, the method for producing the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention and the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention will be described in detail, but the scope of the present invention is not limited to these explanations. However, other than the following examples, changes and implementations can be appropriately made without impairing the gist of the present invention.

具体的には、本発明は下記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において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。 Specifically, the present invention is not limited to each of the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in the different embodiments may be appropriately combined. The obtained embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上、B以下」を意味する。また、特に注釈のない限り、「ppm」は「重量ppm」または「質量ppm」を意味する。さらに、「〜酸(塩)」は「〜酸および/またはその塩」、「(メタ)アクリル」は「アクリルおよび/またはメタクリル」をそれぞれ意味する。 Unless otherwise specified in the present specification, "A to B" representing a numerical range means "A or more and B or less". Also, unless otherwise noted, "ppm" means "weight ppm" or "mass ppm". Further, "-acid (salt)" means "-acid and / or a salt thereof", and "(meth) acrylic" means "acrylic and / or methacryl", respectively.

〔1〕用語の定義
〔1−1〕「吸水性樹脂」「吸水性樹脂粒子」「吸水性樹脂粉末」
本明細書中、「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、一般的に粉末状である。ここで、「水膨潤性」とは、ERT441.2−02にて規定されるCRCが5g/g以上であることをいい、「水不溶性」とは、ERT470.2−02にて規定されるExtが0重量%〜50重量%であることをいう。なお、要求性能(CRCおよびExt)を満たす範囲内であれば、添加剤等を含有した吸水性樹脂組成物であっても、本明細書中においては「吸水性樹脂」と称する。
[1] Definition of terms [1-1] "Water-absorbent resin""Water-absorbent resin particles""Water-absorbent resin powder"
In the present specification, the "water-absorbent resin" means a water-swellable water-insoluble polymer gelling agent, and is generally in the form of powder. Here, "water swellability" means that the CRC defined by ERT441.2-02 is 5 g / g or more, and "water insoluble" is defined by ERT470.2-02. Ext is 0% by weight to 50% by weight. As long as the required performance (CRC and Ext) is satisfied, even a water-absorbent resin composition containing an additive or the like is referred to as a "water-absorbent resin" in the present specification.

便宜上、本明細書中において、多価金属塩水溶液の表面処理または表面架橋を行う前の吸水性樹脂を「吸水性樹脂粒子」、表面処理および表面架橋を行った後の吸水性樹脂を「吸水性樹脂粉末」と称する。 For convenience, in the present specification, the water-absorbent resin before surface treatment or surface cross-linking of the polyvalent metal salt aqueous solution is referred to as "water-absorbent resin particles", and the water-absorbent resin after surface treatment and surface cross-linking is referred to as "water-absorbent resin". It is called "sex resin powder".

〔1−2〕「EDANA」および「ERT」
「EDANA」は、欧州不織布工業会(European Disposables and Nonwovens Associations)の略称であり、「ERT」とは、欧州標準(ほぼ世界標準)である吸水性樹脂の測定方法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。なお、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)に準拠して測定を行う。
[1-2] "EDANA" and "ERT"
"EDANA" is an abbreviation for European Disposables and Nonwovens Associations, and "ERT" is an abbreviation for EDANA Recommended Test Methods, which is a European standard (almost the world standard). Is. In this specification, unless otherwise specified, the measurement is performed in accordance with the original ERT (publicly known document; revised in 2002).

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

〔1−3−2〕「Ext」(ERT470.2−02)
「Ext」は、Extractablesの略称であり、吸水性樹脂の水可溶分(水可溶成分量)を意味する。
[1-3-2] "Ext" (ERT470.2-02)
"Ext" is an abbreviation for Extremes, and means a water-soluble component (amount of water-soluble component) of a water-absorbent resin.

具体的には、吸水性樹脂1.0gを0.9重量%塩化ナトリウム水溶液200mLに添加し、500rpmで16時間攪拌した後の溶解ポリマー量(単位;重量%)のことをいう。溶解ポリマー量の測定は、pH滴定を用いて行う。 Specifically, it refers to the amount of dissolved polymer (unit:% by weight) after 1.0 g of a water-absorbent resin is added to 200 mL of a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution and stirred at 500 rpm for 16 hours. The amount of dissolved polymer is measured using pH titration.

〔1−3−3〕「FLOWRATE」(ERT450.2−02)
「FLOWRATE」は、吸水性樹脂の粉体流動性を意味する。具体的には、円錐型ホッパーの開口部(口径10mm)から100gの吸水性樹脂が流れ落ちる速度(単位;g/s)のことをいう。以下「FLOWRATE」のことを「F.R.」と記載することがある。
[1-3-3] "FLOWRATE" (ERT450.2-02)
"FLOWRATE" means the powder fluidity of the water-absorbent resin. Specifically, it refers to the speed (unit: g / s) at which 100 g of the water-absorbent resin flows down from the opening (diameter 10 mm) of the conical hopper. Hereinafter, "FLOWRATE" may be referred to as "FR".

〔1−4〕「通液性」
本明細書中、吸水性樹脂粉末の「通液性」は、荷重下または無荷重下での、吸水性樹脂またはそれを膨潤させたゲルの粒子間を通過する液の流れ性のことをいい、代表的な測定方法として、SFCおよびGBPがある。
[1-4] "Liquid permeability"
In the present specification, the "liquid permeability" of the water-absorbent resin powder refers to the flowability of the liquid passing between the particles of the water-absorbent resin or the gel in which the water-absorbent resin powder is swollen under a load or no load. , SFC and GBP are typical measurement methods.

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

「GBP(Gel Bed Pearmeability)」は、WO2004/096304に開示されている方法により測定される。 "GBP (Gel Bed Pearmeability)" is measured by the method disclosed in WO2004 / 096304.

〔2〕吸水性樹脂粉末の製造方法
本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の製造方法(本明細書中、単に「製造方法」とも称する)は、(1)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内で表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する噴霧工程を有し、上記多価金属塩水溶液の噴霧位置での風温が50℃以上である、吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。
[2] Method for producing water-absorbent resin powder The method for producing water-absorbent resin powder according to an embodiment of the present invention (also simply referred to as "production method" in the present specification) is described in (1) as an organic surface cross-linking agent. This is a method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more is surface-crosslinked in a fluidized layer mixer. Provided is a method for producing a water-absorbent resin powder, which comprises a spraying step of spraying on the water-absorbent resin particles at the time or after surface cross-linking, and the air temperature at the spray position of the polyvalent metal salt aqueous solution is 50 ° C. or higher.

本発明の一実施形態では、流動層混合機内において、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を高温雰囲気下で噴霧することによって、多価金属塩水溶液は噴霧乾燥状態となり、吸水性樹脂の表面に微細な塊状となって付着すると推定される。 In one embodiment of the present invention, the polyvalent metal salt aqueous solution is spray-dried by spraying the polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more in a fluidized bed mixer in a high temperature atmosphere. Therefore, it is presumed that it adheres to the surface of the water-absorbent resin in the form of fine lumps.

また、本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の製造方法(2)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、有機表面架橋剤で表面架橋された吸水性樹脂に対し、レーザ回折・散乱法で測定される体積平均粒子径が0.3〜15μmの多価金属塩粒子を添加する、吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。 Further, the method (2) for producing a water-absorbent resin powder according to an embodiment of the present invention is a method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. Production of water-absorbent resin powder by adding polyvalent metal salt particles having a volume average particle diameter of 0.3 to 15 μm measured by a laser diffraction / scattering method to a water-absorbent resin surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent. Provide a method.

上記構成により、通液性、吸湿流動性、および加圧下吸水倍率に優れた吸水性樹脂粉末を得ることができる。 With the above configuration, it is possible to obtain a water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability, moisture absorption and fluidity, and water absorption ratio under pressure.

また、上記構成により、表面に水溶性多価金属塩粒子が付着している吸水性樹脂粉末を得ることができる。 Further, with the above configuration, it is possible to obtain a water-absorbent resin powder in which water-soluble polyvalent metal salt particles are attached to the surface.

以下に、本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂の製造方法として代表的な工程(2−1)〜(2−9)を記載するが、本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂の製造方法は、後述の表面架橋工程および噴霧工程を含み、他の工程は任意に含まれる。 Hereinafter, typical steps (2-1) to (2-9) as a method for producing the water-absorbent resin according to the embodiment of the present invention will be described, but the water-absorbent resin according to the embodiment of the present invention will be described. The production method includes a surface cross-linking step and a spraying step described later, and other steps are optionally included.

(2−1)単量体水溶液の調製工程
本工程は、単量体水溶液を調製する工程である。なお、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下しない範囲で、単量体水溶液の代わりに単量体のスラリー液を使用することもできるが、本項では便宜上、単量体水溶液について説明を行う。
(2-1) Preparation Step of Monomer Aqueous Solution This step is a step of preparing a monomer aqueous solution. A monomer slurry solution may be used instead of the monomer aqueous solution as long as the water absorption performance of the obtained water-absorbent resin is not deteriorated, but in this section, the monomer aqueous solution will be described for convenience. ..

本工程で使用できる単量体として、アクリル酸(塩)、メタクリル酸(塩)、(無水)マレイン酸(塩)、フマル酸(塩)、クロトン酸(塩)、イタコン酸(塩)、ビニルスルホン酸(塩)、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(塩)、(メタ)アクリロキシアルカンスルホン酸(塩)等の酸基含有不飽和単量体;N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルアセトアミド、(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の親水性モノマー類、並びにそれらの塩が挙げられる。これらの中でも、酸基含有不飽和単量体が好ましく、アクリル酸(塩)、メタクリル酸(塩)等のカルボキシル基含有不飽和単量体がより好ましく、アクリル酸(塩)がさらに好ましい。本発明の一実施形態では複数種類の単量体を組み合わせることもできる。全単量体中のアクリル酸(塩)の使用量は10〜100モル%、さらには50〜100モル%、特に90〜100モル%とされ、本発明の一実施形態では、かかるポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂が好適に使用される。 As the monomers that can be used in this step, acrylic acid (salt), methacrylic acid (salt), (anhydrous) maleic acid (salt), fumaric acid (salt), crotonic acid (salt), itaconic acid (salt), vinyl. Acid group-containing unsaturated monomers such as sulfonic acid (salt), 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (salt), (meth) acryloxialcan sulfonic acid (salt); N-vinyl-2 -Pyrrolidone, N-vinylacetamide, (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol Examples thereof include hydrophilic monomers such as (meth) acrylate and salts thereof. Among these, an acid group-containing unsaturated monomer is preferable, a carboxyl group-containing unsaturated monomer such as acrylic acid (salt) and methacrylic acid (salt) is more preferable, and acrylic acid (salt) is even more preferable. In one embodiment of the present invention, a plurality of types of monomers can be combined. The amount of acrylic acid (salt) used in all the monomers is 10 to 100 mol%, further 50 to 100 mol%, particularly 90 to 100 mol%, and in one embodiment of the present invention, such polyacrylic acid. A (salt) -based water-absorbent resin is preferably used.

酸基含有不飽和単量体は部分的に塩型になっていることが好ましく、好ましくは1価の塩基性化合物との塩、より好ましくはアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、さらに好ましくはナトリウム塩である。 The acid group-containing unsaturated monomer is preferably partially salt-type, preferably a salt with a monovalent basic compound, more preferably an alkali metal salt or an ammonium salt, and even more preferably a sodium salt. be.

本発明の一実施形態における中和率は、単量体の酸基に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは40〜85モル%、さらに好ましくは50〜80モル%、特に好ましくは60〜75モル%である。該中和率が10モル%未満の場合、吸水倍率が著しく低下することがある。一方、該中和率が90モル%を超える場合、加圧下吸水倍率の高い吸水性樹脂が得られないことがある。 The neutralization rate in one embodiment of the present invention is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 40 to 85 mol%, still more preferably 50 to 80 mol%, particularly preferably 50 to 80 mol%, based on the acid group of the monomer. Is 60-75 mol%. If the neutralization rate is less than 10 mol%, the water absorption ratio may be significantly reduced. On the other hand, when the neutralization rate exceeds 90 mol%, a water-absorbent resin having a high water-absorbing ratio under pressure may not be obtained.

上記中和率は、単量体に対してではなく重合体に対して中和する場合でも同様である。また、最終製品としての吸水性樹脂粉末の中和率についても、上記中和率が適用される。 The neutralization rate is the same even when the polymer is neutralized instead of the monomer. The above neutralization rate is also applied to the neutralization rate of the water-absorbent resin powder as the final product.

(内部架橋剤)
本発明の一実施形態では、本工程において内部架橋剤を用いることが好ましい。内部架橋剤としては米国特許第6241928号に例示された化合物が本発明の一実施形態にも適用され、これらの中から反応性を考慮して1種または2種以上の化合物が選択される。
(Internal cross-linking agent)
In one embodiment of the present invention, it is preferable to use an internal cross-linking agent in this step. As the internal cross-linking agent, the compound exemplified in US Pat. No. 6,241,928 is also applied to one embodiment of the present invention, and one or more compounds are selected from these in consideration of reactivity.

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

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

上記内部架橋剤の使用量は、単量体全体に対して、好ましくは0.0001〜10モル%、より好ましくは0.001〜1モル%である。該使用量を上記範囲内とすることで所望する吸水性樹脂が得られる。なお、該使用量が少なすぎる場合、ゲル強度が低下し水可溶分が増加する傾向にあり、該使用量が多すぎる場合、吸水性樹脂の吸水倍率が低下する傾向にあるため、好ましくない。 The amount of the internal cross-linking agent used is preferably 0.0001 to 10 mol%, more preferably 0.001 to 1 mol%, based on the entire monomer. The desired water-absorbent resin can be obtained by setting the amount used within the above range. If the amount used is too small, the gel strength tends to decrease and the water-soluble content tends to increase, and if the amount used is too large, the water absorption ratio of the water-absorbent resin tends to decrease, which is not preferable. ..

本工程で添加された内部架橋剤は重合工程、または重合工程後の例えば乾燥工程において架橋反応する。なお、本発明の一実施形態において、内部架橋は上記形態に限らず、重合工程途中や重合工程後の含水ゲル状架橋重合体に内部架橋剤を添加して架橋してもよい。さらにラジカル重合開始剤を用いてラジカル架橋する方法、並びに、電子線または紫外線等の活性エネルギー線を用いた放射線架橋する方法等を採用することもできる。また、これらの方法を併用することもできる。 The internal cross-linking agent added in this step undergoes a cross-linking reaction in a polymerization step or, for example, a drying step after the polymerization step. In one embodiment of the present invention, the internal cross-linking is not limited to the above-mentioned form, and an internal cross-linking agent may be added to the water-containing gel-like cross-linked polymer during the polymerization step or after the polymerization step to carry out the cross-linking. Further, a method of radical cross-linking using a radical polymerization initiator, a method of radiation cross-linking using an electron beam or an active energy ray such as ultraviolet rays, or the like can also be adopted. Moreover, these methods can also be used together.

(その他、単量体水溶液に添加される物質)
本発明の一実施形態では、得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、下記の物質を単量体水溶液の調製時に添加することもできる。
(Other substances added to the monomer aqueous solution)
In one embodiment of the present invention, the following substances can be added at the time of preparing the aqueous monomer solution from the viewpoint of improving the physical properties of the obtained water-absorbent resin.

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

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

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

(単量体成分の濃度)
本工程において、単量体水溶液を調製する際に、上記の各物質が添加される。該単量体水溶液中の単量体成分の濃度としては特に限定されないが、吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは10〜80重量%、より好ましくは20〜75重量%、さらに好ましくは30〜70重量%である。
(Concentration of monomer component)
In this step, each of the above substances is added when preparing the monomer aqueous solution. The concentration of the monomer component in the aqueous monomer solution is not particularly limited, but from the viewpoint of the physical properties of the water-absorbent resin, it is preferably 10 to 80% by weight, more preferably 20 to 75% by weight, still more preferably 30. ~ 70% by weight.

また、水溶液重合または逆相懸濁重合を採用する場合、水以外の溶媒を必要に応じて併用することもできる。この場合、溶媒の種類は特に限定されない。 Further, when aqueous solution polymerization or reverse phase suspension polymerization is adopted, a solvent other than water can be used in combination as necessary. In this case, the type of solvent is not particularly limited.

なお、上記「単量体成分の濃度」とは、下記式(1)で求められる値であり、単量体水溶液の重量には、グラフト成分や吸水性樹脂、逆相懸濁重合における疎水性溶媒の重量は含めない。 The above-mentioned "concentration of the monomer component" is a value obtained by the following formula (1), and the weight of the aqueous monomer solution includes the graft component, the water-absorbent resin, and the hydrophobicity in the reverse phase suspension polymerization. The weight of the solvent is not included.

(単量体成分の濃度(重量%))=(単量体成分の重量)/(単量体水溶液の重量)×100 …式(1)
(2−2)重合工程
本工程は、上記単量体水溶液の調製工程で得られた単量体水溶液を重合させて、含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)を得る工程である。
(Concentration of monomer component (% by weight)) = (weight of monomer component) / (weight of aqueous monomer solution) × 100 ... Equation (1)
(2-2) Polymerization Step In this step, the monomer aqueous solution obtained in the above-mentioned monomer aqueous solution preparation step is polymerized to obtain a hydrogel-like crosslinked polymer (hereinafter referred to as “hydrogen gel”). It is a process.

(重合開始剤)
本発明の一実施形態で使用される重合開始剤は、重合形態等によって適宜選択されるため、特に限定されない。重合開始剤として、例えば、熱分解型重合開始剤、光分解型重合開始剤、またはこれらの重合開始剤の分解を促進する還元剤を併用したレドックス系重合開始剤等が挙げられる。具体的には、米国特許第7265190号に開示された重合開始剤のうち、1種または2種以上が用いられる。なお、重合開始剤の取扱性や吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは過酸化物またはアゾ化合物、より好ましくは過酸化物、さらに好ましくは過酸化物の中でも過硫酸塩が使用される。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator used in one embodiment of the present invention is appropriately selected depending on the polymerization form and the like, and is not particularly limited. Examples of the polymerization initiator include a thermal decomposition type polymerization initiator, a photodegradable polymerization initiator, and a redox-based polymerization initiator in which a reducing agent that promotes the decomposition of these polymerization initiators is used in combination. Specifically, one or more of the polymerization initiators disclosed in US Pat. No. 7,265,190 are used. From the viewpoint of the handleability of the polymerization initiator and the physical properties of the water-absorbent resin, a peroxide or an azo compound is preferably used, a peroxide is more preferably used, and a persulfate is more preferably used among the peroxides.

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

なお、上記重合開始剤に代えて、放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合反応を実施してもよく、これらの活性エネルギー線と重合開始剤とを併用してもよい。 Instead of the above-mentioned polymerization initiator, the polymerization reaction may be carried out by irradiating with active energy rays such as radiation, electron beam, and ultraviolet rays, or these active energy rays and the polymerization initiator may be used in combination. ..

(重合形態)
本発明の一実施形態に適用される重合形態としては、特に限定されないが、吸水特性および重合制御の容易性等の観点から、好ましくは気相中の噴霧・液滴重合、水溶液重合または逆相懸濁重合、より好ましくは水溶液重合または逆相懸濁重合、さらに好ましくは水溶液重合が挙げられる。水溶液重合の中でも、連続水溶液重合が特に好ましく、連続ベルト重合、連続ニーダー重合の何れも適用される。
(Polymerization form)
The polymerization mode applied to one embodiment of the present invention is not particularly limited, but is preferably spray / droplet polymerization in the gas phase, aqueous solution polymerization or reverse phase from the viewpoint of water absorption characteristics and ease of polymerization control. Suspension polymerization, more preferably aqueous solution polymerization or reverse phase suspension polymerization, still more preferably aqueous solution polymerization. Among the aqueous solution polymerizations, continuous aqueous solution polymerization is particularly preferable, and both continuous belt polymerization and continuous kneader polymerization are applied.

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、米国特許第6241928号および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号および米国特許第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 described in US Pat. No. 4,893999, US Pat. No. 6,241,928 and US Patent Application Publication No. 2005/215734, and continuous kneader polymerization is described in US Pat. No. 6,987,151 and US Pat. No. 6,710,141. Etc., respectively. By adopting these continuous aqueous solution polymerizations, the production efficiency of the water-absorbent resin is improved.

(2−3)ゲル粉砕工程
本工程は、上記重合工程で得られた含水ゲルを、例えば、ニーダー、ミートチョッパー等のスクリュー押出し機、カッターミル等のゲル粉砕機でゲル粉砕し、粒子状の含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称する)を得る工程である。なお、上記重合工程がニーダー重合の場合、重合工程とゲル粉砕工程とが同時に実施されている。また、気相重合や逆相懸濁重合等、粒子状含水ゲルが重合過程で直接得られる場合には、該ゲル粉砕工程が実施されないこともある。
(2-3) Gel crushing step In this step, the hydrous gel obtained in the above polymerization step is gel crushed by, for example, a screw extruder such as a kneader or a meat chopper, or a gel crusher such as a cutter mill, and is in the form of particles. This is a step of obtaining a hydrogel (hereinafter referred to as "particulate hydrogel"). When the above-mentioned polymerization step is kneader polymerization, the polymerization step and the gel crushing step are carried out at the same time. Further, when a particulate hydrogel such as vapor phase polymerization or reverse phase suspension polymerization is directly obtained in the polymerization process, the gel pulverization step may not be carried out.

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

上記粒子状含水ゲルの乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、流動層乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、ドラムドライヤー乾燥、疎水性有機溶媒との共沸脱水による乾燥および高温の水蒸気を利用した高湿乾燥等が挙げられる。中でも乾燥効率の観点から、熱風乾燥が好ましく、熱風乾燥の中でも、通気ベルト上で熱風乾燥を行うバンド乾燥がより好ましい。 The method for drying the particulate hydrogel is not particularly limited, but for example, heat drying, hot air drying, vacuum drying, fluidized layer drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, co-boiling with a hydrophobic organic solvent. Examples include drying by dehydration and high-humidity drying using high-temperature steam. Among them, hot air drying is preferable from the viewpoint of drying efficiency, and among hot air drying, band drying in which hot air drying is performed on a ventilation belt is more preferable.

上記熱風乾燥における乾燥温度(熱風の温度)としては、吸水性樹脂の色調および乾燥効率の観点から、好ましくは120〜250℃、より好ましくは150〜200℃である。なお、熱風の風速および乾燥時間等、上記乾燥温度以外の乾燥条件については、乾燥に供する粒子状含水ゲルの含水率や総重量および目的とする樹脂固形分の量に応じて、適宜設定すればよい。例えば、バンド乾燥を行う際には、国際公開第2006/100300号、国際公開第2011/025012号、国際公開第2011/025013号、国際公開第2011/111657号等に記載される諸条件が適宜適用される。 The drying temperature (temperature of the hot air) in the hot air drying is preferably 120 to 250 ° C., more preferably 150 to 200 ° C. from the viewpoint of the color tone of the water-absorbent resin and the drying efficiency. Drying conditions other than the above-mentioned drying temperature, such as the wind speed and drying time of hot air, may be appropriately set according to the moisture content and total weight of the particulate hydrogel to be dried and the amount of the target resin solid content. good. For example, when performing band drying, the conditions described in International Publication No. 2006/100300, International Publication No. 2011/025012, International Publication No. 2011/0250513, International Publication No. 2011/111657, etc. are appropriately applied. Applies.

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

(2−5)粉砕工程および分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体を粉砕(粉砕工程)し、所定範囲の粒度に調整(分級工程)して、吸水性樹脂粒子を得る工程である。上記乾燥工程により得られた乾燥重合体が下記の粒度から外れている場合に、少なくとも表面架橋工程の前に本工程を実施するのが好ましい。
(2-5) Grinding Step and Classification Step In this step, the dry polymer obtained in the drying step is crushed (grinding step) and adjusted to a particle size within a predetermined range (classifying step) to obtain water-absorbent resin particles. This is the process of obtaining. When the dried polymer obtained by the drying step deviates from the following particle size, it is preferable to carry out this step at least before the surface cross-linking step.

本発明の一実施形態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、スクリューミルおよび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 crushing step of the embodiment of the present invention include high-speed rotary crushers such as roll mills, hammer mills, screw mills and pin mills; vibration mills, knuckle type crushers, cylindrical mixers and the like. And used together as needed.

また、本発明の一実施形態の分級工程としては、特に限定されないが、例えば、篩分級や気流分級等が挙げられる。 Further, the classification step of one embodiment of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include sieve classification and air flow classification.

本工程で得られる吸水性樹脂粒子の粒子径は、重量平均粒子径(D50)として、通常100〜2000μm、好ましくは200〜600μm、より好ましくは200〜550μm、さらに好ましくは250〜500μm、特に好ましくは350〜450μmである。また、本工程で得られる吸水性樹脂粒子全体に対する、上記粒子径が150μm未満の吸水性樹脂粒子の割合は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。また、本工程で得られる吸水性樹脂粒子全体に対する、上記粒子径が850μm以上の吸水性樹脂粒子の割合は、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。なお、これらの吸水性樹脂粒子の割合の下限値としては、何れの場合も少ないほど好ましく、0重量%が望まれるが、0.1重量%程度でもよい。さらに、吸水性樹脂粒子の粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、好ましくは0.20〜0.50、より好ましくは0.25〜0.40、さらに好ましくは0.27〜0.35である。なお、吸水性樹脂粒子の粒度は、米国特許第7638570号およびEDANA ERT420.2−02に開示されている測定方法に準じて、標準篩を用いて測定される。 The particle size of the water-absorbent resin particles obtained in this step is usually 100 to 2000 μm, preferably 200 to 600 μm, more preferably 200 to 550 μm, still more preferably 250 to 500 μm, particularly preferably 250 to 500 μm, as the weight average particle size (D50). Is 350 to 450 μm. The ratio of the water-absorbent resin particles having a particle size of less than 150 μm to the entire water-absorbent resin particles obtained in this step is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, still more preferably 1% by weight. It is as follows. The ratio of the water-absorbent resin particles having a particle size of 850 μm or more to the entire water-absorbent resin particles obtained in this step is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, still more preferably 1% by weight. It is as follows. In any case, the lower limit of the ratio of these water-absorbent resin particles is preferably as small as 0% by weight, but may be about 0.1% by weight. Further, the logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution of the water-absorbent resin particles is preferably 0.25 to 0.50, more preferably 0.25 to 0.40, still more preferably 0.27 to 0.35. be. The particle size of the water-absorbent resin particles is measured using a standard sieve according to the measuring methods disclosed in US Pat. No. 7,638,570 and EDANA ERT4200.2-02.

上述した粒子径や粒度分布は、最終製品としての吸水性樹脂粉末についても適用される。そのため、吸水性樹脂粉末が上記範囲の粒子径や粒度分布を維持するように、後述のように表面架橋処理(表面架橋工程)されることが好ましく、表面架橋工程以降に整粒工程を設けて粒度調整されることがより好ましい。 The above-mentioned particle size and particle size distribution are also applied to the water-absorbent resin powder as a final product. Therefore, it is preferable that the water-absorbent resin powder is subjected to a surface cross-linking treatment (surface cross-linking step) as described later so as to maintain the particle size and particle size distribution in the above range, and a sizing step is provided after the surface cross-linking step. It is more preferable that the particle size is adjusted.

(2−6)表面架橋工程
本発明の一実施形態に係る製造方法は、濃度5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内において表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する噴霧工程を有する。すなわち、本発明の一実施形態に係る製造方法は、吸水性樹脂粒子を有機表面架橋剤で表面架橋する工程を含む。以下、本工程を「表面架橋工程」とも称する。
(2-6) Surface Crosslinking Step In the production method according to the embodiment of the present invention, a polyvalent metal salt aqueous solution having a concentration of 5% by weight or more is subjected to surface crosslinking or after surface crosslinking in a fluidized bed mixer. Has a spraying step of spraying on. That is, the production method according to the embodiment of the present invention includes a step of surface-crosslinking the water-absorbent resin particles with an organic surface-crosslinking agent. Hereinafter, this step is also referred to as a “surface cross-linking step”.

表面架橋とは、吸水性樹脂粒子の表面層(表面近傍、吸水性樹脂粒子表面から通常は数10μm前後)にさらに架橋密度の高い部分を設けることである。表面でのラジカル架橋や表面重合、表面架橋剤との架橋反応等によって架橋密度の高い部分を形成することができる。物性面から、本発明の一実施形態の表面架橋は、吸水性樹脂の官能基と共有結合する有機表面架橋剤での表面架橋を意図する。 The surface cross-linking is to provide a portion having a higher cross-linking density in the surface layer of the water-absorbent resin particles (near the surface, usually about several tens of μm from the surface of the water-absorbent resin particles). A portion having a high crosslink density can be formed by radical cross-linking on the surface, surface polymerization, a cross-linking reaction with a surface cross-linking agent, or the like. From the viewpoint of physical characteristics, the surface cross-linking according to the embodiment of the present invention is intended to be surface cross-linking with an organic surface cross-linking agent covalently bonded to the functional group of the water-absorbent resin.

本工程の手順は、有機表面架橋剤を用いて吸水性樹脂粒子を表面架橋できる限りにおいて、特に限定されないが、例えば、以下の(I)および(II)の手順を含んでいる。 The procedure of this step is not particularly limited as long as the water-absorbent resin particles can be surface-crosslinked using an organic surface cross-linking agent, and includes, for example, the following procedures (I) and (II).

(I)吸水性樹脂に有機表面架橋剤を混合する工程
本発明の一実施形態の有機表面架橋剤による表面架橋としては、重合性モノマーによる表面架橋重合や、吸水性樹脂の官能基と共有結合またはイオン結合しうる有機表面架橋剤による表面架橋が挙げられる。
(I) Step of mixing an organic surface cross-linking agent with a water-absorbent resin As the surface cross-linking by the organic surface cross-linking agent of the embodiment of the present invention, surface cross-linking polymerization using a polymerizable monomer or covalent bonding with a functional group of the water-absorbent resin Alternatively, surface cross-linking with an organic surface cross-linking agent capable of ionic bonding can be mentioned.

本発明の一実施形態の有機表面架橋剤は、吸水性樹脂が有する官能基、特に、カルボキシル基と共有結合反応し、架橋構造を形成し得る有機架橋剤が好ましい。特に好ましくは以下の有機架橋剤が用いられる。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、1,3−ブタンジオール、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−シクロヘキサノール、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(吸水性樹脂のCOOHと脱水エステル化で架橋);
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(吸水性樹脂のCOOHとエポキシ基で架橋);
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(吸水性樹脂のCOOHとアミド化で架橋)や、それらの無機塩ないし有機塩(例えば、アゼチジニウム塩等);
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;
尿素、チオ尿素、グアニジン、ジシアンジアミド、2−オキサゾリジノン等の炭酸誘導体;
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;
オキサゾリジノンなどのモノまたは多価オキサゾリジノン化合物;
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、カチオン性高分子化合物(例えば、デックハーキュレス製カイメン;登録商標);γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤;3−メチル−3−オキセタンメタノール、3−エチル−3−オキセタンメタノール、3−ブチル−3−オキセタンメタノール、3−メチル−3−オキセタンエタノール、3−エチル−3−オキセタンエタノール、3−ブチル−3−オキセタンエタノール、3−クロロメチル−3−メチルオキセタン、3−クロロメチル−3−エチルオキセタン、多価オキセタン化合物等のオキセタン化合物;等である。これら有機表面架橋剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。好ましくは多価アルコール、多価グリシジル、アルキレンカーボネート、オキサゾリジノン化合物から選ばれる1種以上の有機表面架橋剤が使用される。
The organic surface cross-linking agent according to the embodiment of the present invention is preferably an organic cross-linking agent capable of forming a cross-linked structure by covalently reacting with a functional group of the water-absorbent resin, particularly a carboxyl group. Particularly preferably, the following organic cross-linking agents are used. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol, Glycerin, polyglycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol , 1,2-Cyclohexanol, Trimethylol Propane, Diethanolamine, Triethanolamine, Polyoxypropylene, Oxyethylene-Oxypropylene Block Copolymer, Pentaerythritol, Sorbitol and other polyhydric alcohols (COOH and dehydrated ester of water-absorbent resin) Cross-linking with propylene glycol);
Epoxy compounds (water-absorbent resin) such as ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, and glycidol. Crosslinked with COOH and epoxy group);
Polyvalent amine compounds such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and polyethyleneimine (crosslinked with COOH of water-absorbent resin by amidation) and their inorganic or organic salts (for example, azetidineium). Salt, etc.);
Multivalent isocyanate compounds such as 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate;
Multivalent oxazoline compounds such as 1,2-ethylene bisoxazoline;
Carbonated derivatives such as urea, thiourea, guanidine, dicyandiamide, 2-oxazolidinone;
1,3-Dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-dimethyl-1,3- Dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxane-2-one, 4-methyl-1 , 3-Dioxane-2-one, 4,6-dimethyl-1,3-dioxane-2-one, 1,3-dioxopan-2-one and other alkylene carbonate compounds;
Mono or multivalent oxazolidinone compounds such as oxazolidinone;
Haloepoxy, cationic polymer compounds such as epichlorohydrin, epibromhydrin, α-methylepichlorohydrin (eg, Kaimen manufactured by Deck Hercules; registered trademark); γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- Silane coupling agents such as aminopropyltriethoxysilane; 3-methyl-3-oxetane methanol, 3-ethyl-3-oxetane methanol, 3-butyl-3-oxetane methanol, 3-methyl-3-oxetane ethanol, 3- Ethyl-3-oxetan ethanol, 3-butyl-3-oxetan ethanol, 3-chloromethyl-3-methyloxetane, 3-chloromethyl-3-ethyloxetane, oxetane compounds such as polyvalent oxetane compounds; and the like. Only one kind of these organic surface cross-linking agents may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination. Preferably, one or more organic surface cross-linking agents selected from polyhydric alcohols, polyhydric glycidyl, alkylene carbonates and oxazolidinone compounds are used.

有機表面架橋剤の使用量は、用いる化合物やそれらの組み合わせ等にもよるが、吸水性樹脂粒子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。本発明の一実施形態において、有機表面架橋剤は、水に溶解して(すなわち、有機表面架橋剤水溶液として)使用され得る。上記水の量は、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは0.5〜10重量部の範囲である。また、本発明の一実施形態において、水以外に、親水性有機溶媒を用いることも可能である。さらに、吸水性樹脂粒子への有機表面架橋剤水溶液の混合に際し、本発明の効果を妨げない範囲、例えば、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、0〜10重量部、好ましくは0〜5重量部、より好ましくは0〜1重量部で、水不溶性微粒子粉体および界面活性剤等を共存させてもよい。 The amount of the organic surface cross-linking agent used depends on the compounds used and their combinations, etc., but is preferably in the range of 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles. It is more preferably within the range of parts by weight. In one embodiment of the present invention, the organic surface cross-linking agent can be used by being dissolved in water (that is, as an aqueous solution of the organic surface cross-linking agent). The amount of water is preferably in the range of 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles. Further, in one embodiment of the present invention, it is also possible to use a hydrophilic organic solvent in addition to water. Further, when the organic surface cross-linking agent aqueous solution is mixed with the water-absorbent resin particles, the effect of the present invention is not hindered, for example, 0 to 10 parts by weight, preferably 0 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles. Water-insoluble fine particle powder, surfactant and the like may coexist in parts by weight, more preferably 0 to 1 part by weight.

本発明の一実施形態では上記有機表面架橋剤に加えて、吸水性樹脂を多価金属塩で表面架橋することを排除しない。吸水性樹脂を多価金属塩で表面架橋する場合は、表面架橋剤としての多価金属塩とは別途、表面処理工程で水溶性多価金属塩を添加する。 In one embodiment of the present invention, it is not excluded that the water-absorbent resin is surface-crosslinked with a polyvalent metal salt in addition to the above-mentioned organic surface-crosslinking agent. When the water-absorbent resin is surface-crosslinked with a polyvalent metal salt, a water-soluble polyvalent metal salt is added in a surface treatment step separately from the polyvalent metal salt as a surface cross-linking agent.

吸水性樹脂粒子と有機表面架橋剤とをより均一に混合するため、非架橋性の水溶性無機塩基類(好ましくは、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アルカリ金属水酸化物、および、アンモニアあるいはその水酸化物)や、非還元性アルカリ金属塩pH緩衝剤(好ましくは炭酸水素塩、リン酸二水素塩、リン酸水素塩等)を、さらに吸水性樹脂粒子と有機表面架橋剤とに添加してもよい。これらの使用量は、吸水性樹脂粒子の種類や粒子径等にもよるが、吸水性樹脂粒子の固形分100質量部に対して、0.005〜10質量部が好ましく、0.05〜5質量部がより好ましい。 Non-crosslinkable water-soluble inorganic bases (preferably alkali metal salts, ammonium salts, alkali metal hydroxides, and ammonia or water thereof) to more uniformly mix the water-absorbent resin particles and the organic surface cross-linking agent. (Oxide) and non-reducing alkali metal salt pH buffer (preferably hydrogen carbonate, dihydrogen phosphate, hydrogen phosphate, etc.) are further added to the water-absorbent resin particles and the organic surface cross-linking agent. May be good. The amount of these used depends on the type and particle size of the water-absorbent resin particles, but is preferably 0.005 to 10 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content of the water-absorbent resin particles. Parts by mass are more preferred.

吸水性樹脂粒子と有機表面架橋剤とを混合する方法は特に限定されないが、たとえば吸水性樹脂粒子を親水性有機溶剤に浸漬し、有機表面架橋剤水溶液を混合する方法、吸水性樹脂粒子に直接、有機表面架橋剤水溶液を噴霧若しくは滴下して混合する方法等が例示できる。 The method of mixing the water-absorbent resin particles and the organic surface cross-linking agent is not particularly limited. For example, a method of immersing the water-absorbent resin particles in a hydrophilic organic solvent and mixing the organic surface cross-linking agent aqueous solution, or directly to the water-absorbent resin particles. , A method of spraying or dropping an aqueous solution of an organic surface cross-linking agent and mixing them can be exemplified.

吸水性樹脂粒子と有機表面架橋剤水溶液とを混合する際に用いられる混合装置は、これら各物質を均一に、かつ確実に混合するために、大きな混合力を備えていることが好ましい。上記の混合装置としては、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(商標)、バッチ式Ploughshare(商標)ミキサー、連続式Ploughshare(商標)ミキサー、Schugi(商標)ミキサー、流動層混合機等が好適である。 The mixing device used when mixing the water-absorbent resin particles and the aqueous solution of the organic surface cross-linking agent preferably has a large mixing force in order to mix these substances uniformly and reliably. Examples of the above mixing device include a cylindrical mixer, a double-walled conical mixer, a high-speed stirring type mixer, a V-shaped mixer, a ribbon type mixer, a screw type mixer, a double-armed kneader, and a crushing type. Kneaders, rotary mixers, airflow mixers, turbulizers (trademarks), batch-type Ploughshare ™ mixers, continuous Ploughshare ™ mixers, Schugi ™ mixers, fluidized layer mixers and the like are suitable. ..

(II)吸水性樹脂粒子と有機表面架橋剤水溶液との混合物を加熱する加熱工程
有機表面架橋剤を混合した後の吸水性樹脂粒子は、表面架橋を促進するために加熱される。加熱温度は、40〜300℃、好ましくは120〜250℃、より好ましくは150〜250℃の範囲である。加熱処理時間は、好ましくは1分間〜2時間、より好ましくは5分間〜1時間である。加熱処理は、通常の乾燥機または加熱炉を用いて行うことができる。加熱処理温度が40℃未満の場合には、加圧下の吸収倍率等の吸収特性が十分に改善されない場合がある。加熱処理温度が300℃を超える場合には、吸水性樹脂粒子の劣化を引き起こし、各種性能が低下する場合がある。
(II) Heating step of heating a mixture of the water-absorbent resin particles and the aqueous solution of the organic surface cross-linking agent The water-absorbent resin particles after mixing the organic surface cross-linking agent are heated to promote surface cross-linking. The heating temperature is in the range of 40 to 300 ° C., preferably 120 to 250 ° C., more preferably 150 to 250 ° C. The heat treatment time is preferably 1 minute to 2 hours, more preferably 5 minutes to 1 hour. The heat treatment can be carried out using a normal dryer or a heating furnace. If the heat treatment temperature is less than 40 ° C., the absorption characteristics such as the absorption ratio under pressure may not be sufficiently improved. If the heat treatment temperature exceeds 300 ° C., the water-absorbent resin particles may be deteriorated and various performances may be deteriorated.

吸水性樹脂粒子と有機表面架橋剤水溶液との混合物を加熱する際に用いられる装置(さらに任意に多価金属塩水溶液を噴霧添加する装置)は、例えばドラムドライヤー、パドルドライヤー、流動層乾燥機、バンド乾燥機等が挙げられる。これらの中でも撹拌力の観点からパドルドライヤーが好ましい。 Devices used when heating a mixture of water-absorbent resin particles and an aqueous solution of an organic surface cross-linking agent (and a device for optionally spraying and adding a polyvalent metal salt aqueous solution) include, for example, a drum dryer, a paddle dryer, and a fluidized bed dryer. A band dryer and the like can be mentioned. Among these, a paddle dryer is preferable from the viewpoint of stirring power.

また、本発明の一実施形態における表面架橋工程としては、ラジカル重合性化合物を含む処理液を吸水性樹脂粒子に添加した後に、活性エネルギーを照射して表面架橋する方法が挙げられる。また、上記処理液に界面活性剤を添加し、活性エネルギーを照射して吸水性樹脂粒子を表面架橋することもできる。 Further, as a surface cross-linking step in one embodiment of the present invention, a method of adding a treatment liquid containing a radically polymerizable compound to the water-absorbent resin particles and then irradiating with active energy to carry out surface cross-linking can be mentioned. Further, it is also possible to add a surfactant to the treatment liquid and irradiate it with active energy to surface-crosslink the water-absorbent resin particles.

本工程により、吸水性樹脂粒子の加圧下吸水倍率が向上する。表面架橋された吸水性樹脂粒子は通常、すでに後述の好ましい範囲の加圧下吸水倍率を有する。即ち、表面架橋された吸水性樹脂粒子は通常、CRCが25g/g以上のときにAAP(0.7psi)が15g/g以上である。 By this step, the water absorption ratio of the water-absorbent resin particles under pressure is improved. The surface-crosslinked water-absorbent resin particles usually already have a water absorption ratio under pressure in a preferable range, which will be described later. That is, the surface-crosslinked water-absorbent resin particles usually have an AAP (0.7 psi) of 15 g / g or more when the CRC is 25 g / g or more.

(III)冷却工程
本発明の一実施形態に係る製造方法は、さらに、(III)吸水性樹脂粒子を冷却する工程を含んでいてもよい。以下、本工程を「冷却工程」とも称する。
(III) Cooling Step The production method according to the embodiment of the present invention may further include (III) a step of cooling the water-absorbent resin particles. Hereinafter, this step is also referred to as a “cooling step”.

冷却工程は、余分な表面架橋反応の進行を停止させ、粉体(吸水性樹脂粉末)の取扱性を良くする観点から、冷却工程は表面架橋工程での加熱後に行われることが好ましい。 The cooling step is preferably performed after heating in the surface cross-linking step from the viewpoint of stopping the progress of the excess surface cross-linking reaction and improving the handleability of the powder (water-absorbent resin powder).

具体的には、表面架橋工程での加熱で高温になった吸水性樹脂粒子を、冷却工程において、冷風や冷却伝面等の冷媒と接触させて強制冷却する。 Specifically, the water-absorbent resin particles that have become hot due to heating in the surface cross-linking step are forcibly cooled by contacting them with a refrigerant such as cold air or a cooling transfer surface in the cooling step.

冷却温度は、30〜100℃が好ましく、40〜80℃がより好ましい。冷却温度が低すぎると、吸水性樹脂粉末の粉体特性が悪くなる場合や、吸水性樹脂粉末の物性低下が起こる場合がある。なお、「冷却温度」は冷風を用いる場合は冷風の温度、冷却伝面を用いる場合は伝面の温度を意図する。また、冷風および冷却伝面を併用する場合はそれぞれ温度を意図し、その両方について上記範囲を満たすことが好ましい。 The cooling temperature is preferably 30 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C. If the cooling temperature is too low, the powder characteristics of the water-absorbent resin powder may deteriorate, or the physical properties of the water-absorbent resin powder may deteriorate. The "cooling temperature" is intended to be the temperature of the cold air when cold air is used, and the temperature of the transmission surface when the cooling transmission surface is used. Further, when the cold air and the cooling transfer surface are used together, it is preferable that the temperature is intended for each and the above range is satisfied for both of them.

冷却時間は、好ましくは1分間〜1時間、より好ましくは5分間〜40分である。 The cooling time is preferably 1 minute to 1 hour, more preferably 5 minutes to 40 minutes.

本工程で用いられる装置は、例えばパドルドライヤー、流動層乾燥機、空気輸送装置、バンド乾燥機等が挙げられる。ただし本工程では、パドルドライヤーは冷媒を、流動層乾燥機およびバンド乾燥機は冷風を用いる。 Examples of the device used in this step include a paddle dryer, a fluidized bed dryer, an air transport device, and a band dryer. However, in this step, the paddle dryer uses a refrigerant, and the fluidized bed dryer and the band dryer use cold air.

(2−7)表面処理工程
本工程は、流動層混合機内において吸水性樹脂粒子に水溶性多価金属塩水溶液を噴霧、または水溶性多価金属塩粒子を添加し、吸水性樹脂粒子の表面に水溶性多価金属塩粒子を付着させ、吸水性樹脂粒子の表面処理を行う工程である。
(2-7) Surface Treatment Step In this step, the water-soluble polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed on the water-absorbent resin particles in the fluidized layer mixer, or the water-soluble polyvalent metal salt particles are added to the surface of the water-absorbent resin particles. This is a step of adhering water-soluble polyvalent metal salt particles to the surface of the water-absorbent resin particles to perform surface treatment.

(2−7−1)噴霧工程
本発明の一実施形態に係る製造方法(1)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内において表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粉末粒子(好ましくは表面架橋後の吸水性樹脂粒子)に噴霧する噴霧工程を有し、上記多価金属塩水溶液の噴霧位置での風温が50℃以上である。また、本発明の一実施形態に係る製造方法(1)では、好ましくは流動層混合機内において表面架橋後の吸水性樹脂粒子の冷却も同時に行われる。
(2-7-1) Spraying Step The production method (1) according to the embodiment of the present invention is a method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface-crosslinking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. Then, a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more is subjected to surface cross-linking or surface cross-linking in a fluidized layer mixer, and water-absorbent resin powder particles (preferably water-absorbent resin particles after surface cross-linking). ), And the air temperature at the spraying position of the above-mentioned polyvalent metal salt aqueous solution is 50 ° C. or higher. Further, in the production method (1) according to the embodiment of the present invention, the water-absorbent resin particles are preferably cooled at the same time after surface cross-linking in the fluidized bed mixer.

以下、表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に多価金属塩水溶液を噴霧する工程を「噴霧工程」とも称する。 Hereinafter, the step of spraying the polyvalent metal salt aqueous solution on the water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking or after the surface cross-linking is also referred to as a “spraying step”.

本発明の一実施形態において「多価金属塩水溶液を表面架橋時の吸水性樹脂粒子に噴霧する」とは、流動層混合機内で表面架橋を行う場合、有機表面架橋剤の混合や有機表面架橋剤との反応時に同時または別途に多価金属塩水溶液を噴霧することである。具体的には、有機表面架橋剤の混合機として流動層混合機を使用して多価金属塩水溶液を噴霧したり、有機表面架橋剤を混合した吸水性樹脂粒子の加熱装置として流動層混合機を使用して多価金属塩水溶液を噴霧したり、また有機表面架橋剤の混合機および加熱装置とは別に流動層混合機を使用して多価金属塩水溶液を別途噴霧したりできる。 In one embodiment of the present invention, "spraying a polyvalent metal salt aqueous solution onto water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking" means that when surface cross-linking is performed in a fluidized layer mixer, an organic surface cross-linking agent is mixed or organic surface cross-linking is performed. The polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed simultaneously or separately at the time of reaction with the agent. Specifically, a fluidized bed mixer is used as a mixer for organic surface cross-linking agents to spray a polyvalent metal salt aqueous solution, or a fluidized bed mixer is used as a heating device for water-absorbent resin particles mixed with an organic surface cross-linking agent. Can be used to spray a polyvalent metal salt aqueous solution, or a fluidized bed mixer can be used separately from the organic surface cross-linking agent mixer and heating device to spray the polyvalent metal salt aqueous solution separately.

ここで、有機表面架橋剤の混合機として流動層混合機を使用して多価金属塩水溶液を噴霧する場合、有機表面架橋剤は吸水性樹脂粒子中にわずかに浸透することが好ましい。一方、多価金属塩は吸水性樹脂粒子表面に析出させたいため、本工程で多価金属塩水溶液を噴霧する場合、有機表面架橋剤と多価金属塩水溶液とを別途噴霧、すなわち有機表面架橋剤の添加口とは異なる添加口から多価金属塩水溶液を噴霧するのが好ましく、吸水性樹脂粒子に有機表面架橋剤を滴下または噴霧した後、多価金属塩水溶液を噴霧するのがより好ましい。 Here, when the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed using a fluidized bed mixer as a mixer for the organic surface cross-linking agent, it is preferable that the organic surface cross-linking agent slightly permeates into the water-absorbent resin particles. On the other hand, since the polyvalent metal salt is desired to be deposited on the surface of the water-absorbent resin particles, when the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed in this step, the organic surface cross-linking agent and the polyvalent metal salt aqueous solution are separately sprayed, that is, the organic surface cross-linking. It is preferable to spray the polyvalent metal salt aqueous solution from an addition port different from the agent addition port, and it is more preferable to spray the polyvalent metal salt aqueous solution after dropping or spraying the organic surface cross-linking agent on the water-absorbent resin particles. ..

また、冷却工程の冷却機として流動層混合機を使用して多価金属塩水溶液を噴霧することもできる。なお、冷却工程について便宜上「表面架橋工程」に記載しているが、冷却工程を行う際、表面架橋反応は実質終了しているので、本工程で多価金属塩水溶液を噴霧する場合、表面架橋後の吸水性樹脂粒子に対する多価金属塩水溶液の噴霧と同義である。表面処理工程では、噴霧は好ましくは流動層混合機の上部から行われるので、仮に冷風の温度が本発明の一実施形態の表面処理工程の好ましい温度範囲より低くとも、高温の吸水性樹脂粒子の層を通った後、噴霧位置での風温が上記範囲であれば、安定して本発明を実施できる。 It is also possible to spray the polyvalent metal salt aqueous solution using a fluidized bed mixer as a cooler in the cooling step. Although the cooling step is described in "Surface cross-linking step" for convenience, the surface cross-linking reaction is substantially completed when the cooling step is performed. Therefore, when the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed in this step, the surface cross-linking is performed. It is synonymous with the subsequent spraying of a polyvalent metal salt aqueous solution on the water-absorbent resin particles. In the surface treatment step, spraying is preferably performed from the upper part of the fluidized bed mixer, so that even if the temperature of the cold air is lower than the preferable temperature range of the surface treatment step of one embodiment of the present invention, the high temperature water-absorbent resin particles can be sprayed. After passing through the layer, if the air temperature at the spraying position is within the above range, the present invention can be stably carried out.

流動層を形成する流動層混合機としては、流動層乾燥機/冷却機や流動層造粒機として販売されている公知のものを使用できるが、例えば、ラボスケールであればスプレードライヤー Pulvis GBシリーズ(ヤマト科学社製)等を使用することができる。 As the fluidized bed mixer for forming the fluidized bed, known fluidized bed dryers / coolers and fluidized bed granulators sold can be used. For example, in the case of lab scale, the spray dryer Pulvis GB series can be used. (Manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) etc. can be used.

噴霧工程において、噴霧位置での風温は、50℃以上であり、好ましくは60℃以上であり、より好ましくは80℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。上記風温の上限は、好ましくは250℃以下であり、より好ましくは220℃であり、さらに好ましくは200℃以下である。本明細書中、「噴霧位置での風温」とは、噴霧口付近の風温であり、噴霧口付近の風温を温度計によって測定することができる。なお、後述のように噴霧口は好ましくは流動層混合機内の空間部分に設置されることから、流動層混合機内の空間部分の温度ということもできる。噴霧位置での風温が上記温度であれば、多価金属塩水溶液から溶媒成分(特に水)を好適に蒸発させ、微細な水溶性多価金属塩(本明細書中、「水溶性多価金属塩粒子」とも称される)を吸水性樹脂粉末表面に付着させることができる。すなわち、噴霧された多価金属塩水溶液が吸水性樹脂に吸収される前に、流動層混合機内の気層または吸水性樹脂の表面において、多価金属塩水溶液の液滴が急速に乾燥して、微細な水溶性多価金属塩が塊状、略球状、瘤状に吸水性樹脂の表面に付着すると推定される。 In the spraying step, the air temperature at the spraying position is 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and further preferably 100 ° C. or higher. The upper limit of the air temperature is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or lower, and further preferably 200 ° C. or lower. In the present specification, the "air temperature at the spray position" is the air temperature near the spray port, and the air temperature near the spray port can be measured by a thermometer. Since the spray port is preferably installed in the space portion in the fluidized bed mixer as described later, it can also be said to be the temperature of the space portion in the fluidized bed mixer. When the air temperature at the spraying position is the above temperature, the solvent component (particularly water) is suitably evaporated from the polyvalent metal salt aqueous solution, and the fine water-soluble polyvalent metal salt (in the present specification, "water-soluble polyvalent" is used. (Also referred to as "metal salt particles") can be attached to the surface of the water-absorbent resin powder. That is, before the sprayed polyvalent metal salt aqueous solution is absorbed by the water-absorbent resin, the droplets of the polyvalent metal salt aqueous solution are rapidly dried on the surface of the air layer or the water-absorbent resin in the fluidized layer mixer. It is presumed that fine water-soluble polyvalent metal salts adhere to the surface of the water-absorbent resin in a lumpy, substantially spherical, or bumpy shape.

噴霧工程において、導入される吸水性樹脂粒子の温度は50〜250℃であることが好ましく、60〜220℃であることがより好ましい。この温度は具体的には、バッチ式の流動層混合機の場合、噴霧直前の吸水性樹脂粒子の温度、連続式の流動層混合機の場合、噴霧箇所の直前の位置での吸水性樹脂粒子の温度を意図する。 In the spraying step, the temperature of the water-absorbent resin particles introduced is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 60 to 220 ° C. Specifically, in the case of a batch type fluidized bed mixer, the temperature of the water-absorbent resin particles immediately before spraying, and in the case of a continuous type fluidized bed mixer, the temperature of the water-absorbent resin particles at a position immediately before the spraying location. Intended for temperature.

噴霧工程において、多価金属塩水溶液の噴霧方法は、特に限定されないが、噴霧される液滴のサイズが好適であるという観点からは、二流体スプレーを用いることが好ましい。 In the spraying step, the method for spraying the polyvalent metal salt aqueous solution is not particularly limited, but from the viewpoint that the size of the droplets to be sprayed is preferable, it is preferable to use a two-fluid spray.

噴霧工程において、多価金属塩水溶液の噴霧は、流動層混合機の上部から行ってもよく、流動層混合機の下部から行ってもよい。すなわち、流動層混合機において、スプレーは上部に設置されていてもよく、下部に設置されていてもよい。しかし、水溶性多価金属塩粒子の形成のしやすさという観点からは、流動層混合機の上部から多価金属塩水溶液が噴霧されることが好ましい。一般的に流動層混合機は、下部から熱風を送ることにより、下部に導入された吸水性樹脂粒子を流動化させており、吸水性樹脂粒子が過度に舞い上がるのを防止するため、通常流動層混合機の上部を広くして、風速を遅くしている。流動層混合機の上部から多価金属塩水溶液を噴霧すると、従来技術では巨大な凝集物ができやすく、吸水性樹脂粒子の流動が止まる恐れがあったが、本発明の一実施形態の製造条件では吸水性樹脂粒子の流動を維持できる。さらに、流動層混合機の上部から多価金属塩水溶液を噴霧させると、多価金属塩水溶液が吸水性樹脂粒子に到達するまでの過程で多価金属塩水溶液の溶媒成分が蒸発するため、吸水性樹脂粒子表面で固体の水溶性多価金属塩粒子が形成(析出)されやすいと考えられる。一方、流動層混合機の下部から多価金属塩水溶液を噴霧させると、多価金属塩水溶液の溶媒成分が蒸発することなく、多価金属塩水溶液が吸水性樹脂粒子にすぐに接触するため、水溶性多価金属塩粒子が形成されにくいと考えられる。 In the spraying step, the spray of the polyvalent metal salt aqueous solution may be performed from the upper part of the fluidized bed mixer or from the lower part of the fluidized bed mixer. That is, in the fluidized bed mixer, the spray may be installed at the upper part or at the lower part. However, from the viewpoint of easiness of forming water-soluble polyvalent metal salt particles, it is preferable that the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed from the upper part of the fluidized bed mixer. Generally, in a fluidized bed mixer, hot air is sent from the lower part to fluidize the water-absorbent resin particles introduced into the lower part, and in order to prevent the water-absorbent resin particles from flying up excessively, a normal fluidized bed is usually used. The upper part of the mixer is widened to slow down the wind speed. When a polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed from the upper part of the fluidized bed mixer, huge agglomerates are likely to be formed in the prior art, and the flow of the water-absorbent resin particles may be stopped. Then, the flow of the water-absorbent resin particles can be maintained. Furthermore, when the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed from the upper part of the fluidized layer mixer, the solvent component of the polyvalent metal salt aqueous solution evaporates in the process until the polyvalent metal salt aqueous solution reaches the water-absorbent resin particles, so that water absorption occurs. It is considered that solid water-soluble polyvalent metal salt particles are likely to be formed (precipitated) on the surface of the sex resin particles. On the other hand, when the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed from the lower part of the fluidized layer mixer, the polyvalent metal salt aqueous solution immediately comes into contact with the water-absorbent resin particles without evaporating the solvent component of the polyvalent metal salt aqueous solution. It is considered that water-soluble polyvalent metal salt particles are unlikely to be formed.

上記多価金属塩水溶液中の水溶性多価金属塩は、表面架橋された吸水性樹脂粒子100重量部に対して、0.01〜1重量部であることが好ましく、0.05〜0.5重量部であることがより好ましい。水溶性多価金属塩が上記割合であれば、通液性に優れた吸水性樹脂粉末を得ることができる。 The water-soluble polyvalent metal salt in the aqueous polyvalent metal salt solution is preferably 0.01 to 1 part by weight, preferably 0.05 to 0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles. More preferably, it is 5 parts by weight. When the water-soluble polyvalent metal salt is in the above ratio, a water-absorbent resin powder having excellent liquid permeability can be obtained.

本明細書中、水溶性多価金属塩は、2価以上、好ましくは3価以上、特に3価または4価の原子価を有する金属の塩を意図する。「水溶性」とは20℃の水に5重量%以上溶解することを意図し、ここで溶解度は結晶水を除いた形で計算(例;硫酸アルミニウムの18水和物の水溶液は、硫酸アルミニウムとしての濃度で計算)される。溶解度が11重量%以上、さらに15重量%以上、特に20重量%以上である水溶性多価金属塩が、本発明の一実施形態において好ましく適用される。本明細書中、「水溶性多価金属塩」を単に「多価金属塩」とも称する。 In the present specification, the water-soluble polyvalent metal salt is intended to be a salt of a metal having a valence of divalent or higher, preferably trivalent or higher, particularly trivalent or tetravalent. "Water-soluble" is intended to dissolve in water at 20 ° C. in an amount of 5% by weight or more, where the solubility is calculated excluding water of crystallization (eg, an aqueous solution of 18 hydrate of aluminum sulfate is aluminum sulfate. (Calculated with the concentration as). A water-soluble polyvalent metal salt having a solubility of 11% by weight or more, further 15% by weight or more, particularly 20% by weight or more is preferably applied in one embodiment of the present invention. In the present specification, the "water-soluble polyvalent metal salt" is also simply referred to as "polyvalent metal salt".

本発明の一実施形態で使用することができる多価金属塩としては、多価金属カチオンの塩または水酸化物を意図し、特に多価金属の有機酸塩ないし無機酸塩であり、代表的には、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、硝酸ジルコニウム等を例示することができる。多価金属塩は一部が水酸化物、すなわち塩基性塩でもよい。また、これらの結晶水を有する塩を使用するのが好ましい。さらに溶解度にもよるが、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ジルコニウム等の多価金属と有機酸(例えば、アニス酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリオキシル酸、グリコール酸、グルタル酸、コハク酸、酒石酸、乳酸、フマル酸、プロピオン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、マロン酸、イミジノ酢酸、リンゴ酸、イセチオン酸、アジピン酸、シュウ酸、サリチル酸、グルコン酸、ソルビン酸、p−オキシ安息香酸等)との組み合わせを例示することができる。 The polyvalent metal salt that can be used in one embodiment of the present invention is intended to be a salt or hydroxide of a polyvalent metal cation, and is particularly an organic or inorganic acid salt of a polyvalent metal, which is typical. Aluminum chloride, polyaluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum nitrate, potassium aluminum bissulfate, sodium aluminum bissulfate, potassium myoban, ammonium myoban, sodium myoban, sodium aluminate, calcium chloride, calcium nitrate, magnesium chloride, magnesium sulfate. , Magnesium nitrate, zinc chloride, zinc sulfate, zinc nitrate, zirconium chloride, zirconium sulfate, zirconium nitrate and the like can be exemplified. The polyvalent metal salt may be partially a hydroxide, that is, a basic salt. Moreover, it is preferable to use a salt having these waters of crystallization. Further, depending on the solubility, polyvalent metals such as aluminum, magnesium, calcium, zinc, zirconium and organic acids (eg, anisic acid, benzoic acid, formic acid, valeric acid, citric acid, glyoxylic acid, glycolic acid, glutaric acid, etc. Succinic acid, tartaric acid, lactic acid, fumaric acid, propionic acid, 3-hydroxypropionic acid, malonic acid, imidinoacetic acid, malic acid, isethionic acid, adipic acid, oxalic acid, salicylic acid, gluconic acid, sorbic acid, p-oxybenzoic acid Etc.) can be exemplified in combination with.

物性の観点から特に好ましいのは、水溶性アルミニウム塩(アルミニウム化合物)、中でも、本発明の一実施形態の多価金属塩の濃度に調整しやすいという観点から、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く、硫酸アルミニウム18水塩、硫酸アルミニウム14〜18水塩等の含水結晶の粉末は最も好適に使用することができる。これらは1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Water-soluble aluminum salts (aluminum compounds) are particularly preferable from the viewpoint of physical properties, and aluminum chloride, polyaluminum chloride, and aluminum sulfate are particularly preferable from the viewpoint of easily adjusting the concentration of the polyvalent metal salt according to the embodiment of the present invention. , Aluminum nitrate, potassium aluminum sulphate, sodium bissulfate, potassium alum, ammonium alum, sodium alum, sodium aluminate is preferable, aluminum sulfate is particularly preferable, aluminum sulfate 18 hydroxide, aluminum sulfate 14-18 hydroxide, etc. Hydrous crystallized powder can be most preferably used. Only one of these may be used, or two or more thereof may be used in combination.

多価金属塩水溶液中の多価金属塩の濃度は、5重量%以上であることが好ましく、11重量%以上であることがより好ましく、15重量%以上であることがさらに好ましく、20重量%以上が特に好ましい。上記濃度の上限は飽和濃度を意図し、好ましくは40重量%以下であり、より好ましくは30重量%以下である。上記濃度が高いほど吸水性樹脂粒子表面に塊状の多価金属塩粒子ができやすいが、過度に濃度が高いと、噴霧ノズルの詰まりや粘度上昇など製造上のトラブルが発生しやすい。 The concentration of the polyvalent metal salt in the aqueous polyvalent metal salt solution is preferably 5% by weight or more, more preferably 11% by weight or more, further preferably 15% by weight or more, and 20% by weight. The above is particularly preferable. The upper limit of the above concentration is intended to be a saturated concentration, preferably 40% by weight or less, and more preferably 30% by weight or less. The higher the concentration, the more likely it is that massive polyvalent metal salt particles will form on the surface of the water-absorbent resin particles. However, if the concentration is excessively high, manufacturing problems such as clogging of the spray nozzle and increase in viscosity are likely to occur.

添加する多価金属塩水溶液の液温は室温でもよく、混合性や溶解度を調整するために、適宜、冷却ないし加熱し、例えば0〜100℃としてもよい。 The liquid temperature of the aqueous solution of the polyvalent metal salt to be added may be room temperature, and may be appropriately cooled or heated, for example, 0 to 100 ° C. in order to adjust the mixing property and solubility.

表面処理工程では、さらに多価金属塩水溶液と同時に有機酸(塩)を同一溶液または別溶液で噴霧してもよい。有機酸(塩)を用いることにより、多価金属塩(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することを抑制し、多価金属塩粒子を吸水性樹脂粒子表面に均一に拡散させることができるため、吸水性樹脂粒子の通液性が大きく向上する。また、有機酸(塩)を用いることにより、従来のように金属成分が吸水性樹脂粒子の表面に面状にかつ不均一に付着してしまう問題を解消することができ、金属成分を吸水性樹脂粒子の表面近傍全体に細かい点状で均一に付着(局在)させることができるという効果を発揮できる。 In the surface treatment step, the organic acid (salt) may be sprayed with the same solution or another solution at the same time as the aqueous solution of the polyvalent metal salt. By using an organic acid (salt), polyvalent metal salts (for example, aluminum ions) are suppressed from penetrating into the water-absorbent resin particles, and the polyvalent metal salt particles are uniformly diffused on the surface of the water-absorbent resin particles. Therefore, the liquid permeability of the water-absorbent resin particles is greatly improved. Further, by using an organic acid (salt), it is possible to solve the problem that the metal component adheres to the surface of the water-absorbent resin particles in a planar and non-uniform manner as in the conventional case, and the metal component can absorb water. The effect of being able to uniformly adhere (localize) to the entire surface of the resin particles in the form of fine dots can be exhibited.

有機酸(塩)は、そのまま吸水性樹脂粒子と混合してもよいが、多価金属塩と共に混合することが好ましい。また、有機酸(塩)と多価金属塩とを共に水溶液として混合することがより好ましく、有機酸(塩)と多価金属塩とを共通の水溶液として混合することが特に好ましい。 The organic acid (salt) may be mixed with the water-absorbent resin particles as it is, but is preferably mixed with the polyvalent metal salt. Further, it is more preferable to mix the organic acid (salt) and the polyvalent metal salt together as an aqueous solution, and it is particularly preferable to mix the organic acid (salt) and the polyvalent metal salt as a common aqueous solution.

有機酸(塩)としては、例えば、アニス酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリオキシル酸、グリコール酸、グルタル酸、コハク酸、酒石酸、乳酸、フマル酸、プロピオン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、マロン酸、イミジノ酢酸、リンゴ酸、イセチオン酸、アジピン酸、シュウ酸、サリチル酸、グルコン酸、ソルビン酸、p−オキシ安息香酸、およびこれらのナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩やアンモニウム塩が挙げられる。中でも、グリコール酸、酒石酸、乳酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、リンゴ酸、サリチル酸、グルコン酸等のヒドロキシカルボン酸、およびこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩が好ましい。これらは1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of organic acids (salts) include anis acid, benzoic acid, formic acid, valeric acid, citric acid, glyoxylic acid, glycolic acid, glutaric acid, succinic acid, tartaric acid, lactic acid, fumaric acid, propionic acid, and 3-hydroxypropion. Acids, malonic acid, imidinoacetic acid, malic acid, isethionic acid, adipic acid, oxalic acid, salicylic acid, gluconic acid, sorbic acid, p-oxybenzoic acid, and alkali metal and ammonium salts such as sodium and potassium. Be done. Of these, hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, tartrate acid, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, malic acid, salicylic acid, and gluconic acid, and alkali metal salts and ammonium salts thereof are preferable. Only one of these may be used, or two or more thereof may be used in combination.

有機酸(塩)の使用量は多くとも多価金属塩のモル数の2倍以内が好ましく、1倍以内がより好ましく、0.5倍以内がさらに好ましい。有機酸(塩)の使用量が多過ぎると噴霧ノズルの詰まりや粘度上昇など製造上のトラブルが発生しやすい。 The amount of the organic acid (salt) used is preferably at most twice the number of moles of the polyvalent metal salt, more preferably one time or less, still more preferably 0.5 times or less. If the amount of organic acid (salt) used is too large, manufacturing problems such as clogging of the spray nozzle and increase in viscosity are likely to occur.

(2−7−2)水溶性多価金属塩粒子の添加工程
本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の製造方法は、上記の噴霧工程以外の方法でも実施することができる。本願発明(2)は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、有機表面架橋剤で表面架橋された吸水性樹脂粒子に対し、レーザ回折・散乱法で測定される体積平均粒子径が0.3〜15μmの水溶性多価金属塩粒子を添加する、吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。例えば、多価金属塩水溶液をスプレードライ法や共沸脱水法により水溶性多価金属塩粒子とした後、吸水性樹脂粒子に添加することができる。この場合、略球状の水溶性多価金属塩粒子が付着した吸水性樹脂粉末が得られる。このとき、多価金属塩の使用量は上記噴霧工程において記載されているものと同様の範囲であることが好ましい。
(2-7-2) Step of Adding Water-Soluble Polyvalent Metal Salt Particles The method for producing a water-absorbent resin powder according to an embodiment of the present invention can also be carried out by a method other than the above-mentioned spraying step. The present invention (2) is a method for producing a water-absorbent resin powder which is surface-crosslinked with an organic surface-crosslinking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt, and is for water-absorbent resin particles surface-crosslinked with an organic surface-crosslinking agent. Provided is a method for producing a water-absorbent resin powder, to which water-soluble polyvalent metal salt particles having a volume average particle diameter of 0.3 to 15 μm measured by a laser diffraction / scattering method are added. For example, the polyvalent metal salt aqueous solution can be made into water-soluble polyvalent metal salt particles by a spray-drying method or an azeotropic dehydration method, and then added to the water-absorbent resin particles. In this case, a water-absorbent resin powder to which substantially spherical water-soluble polyvalent metal salt particles are attached can be obtained. At this time, the amount of the polyvalent metal salt used is preferably in the same range as that described in the spraying step.

ここで、レーザ回折・散乱法で測定される水溶性多価金属塩粒子の体積平均粒子径は、0.3〜15μmが好ましく、0.3〜10μmがより好ましく、0.3〜5μmがさらに好ましい。レーザ回折・散乱法で測定する際、水溶性多価金属塩粒子が溶解しないよう、測定溶媒は適宜選択される。また、水溶性多価金属塩粒子の凝集を防ぐため、水溶性多価金属塩粒子が添加された測定溶媒に超音波振動を与えてから体積平均粒子径が測定される。なお、レーザ回折・散乱法で測定できない大きな水溶性多価金属塩粒子がないことを、38μmや45μmの目開きをもつ標準篩を水溶性多価金属塩粒子が通過することにより事前に確認してもよい。測定される水溶性多価金属塩粒子全体に対して、好ましくは、目開きが45μmの標準篩上の水溶性多価金属塩粒子が10重量%以下であり、より好ましくは5重量%以下であり、さらに好ましくは1重量%以下である。有機表面架橋剤で表面架橋された吸水性樹脂粒子に対し、上記体積平均粒子径をもつ水溶性多価金属塩粒子を吸水性樹脂粒子に添加する。 Here, the volume average particle diameter of the water-soluble polyvalent metal salt particles measured by the laser diffraction / scattering method is preferably 0.3 to 15 μm, more preferably 0.3 to 10 μm, and further preferably 0.3 to 5 μm. preferable. When measuring by the laser diffraction / scattering method, the measurement solvent is appropriately selected so that the water-soluble polyvalent metal salt particles are not dissolved. Further, in order to prevent aggregation of the water-soluble polyvalent metal salt particles, the volume average particle diameter is measured after ultrasonic vibration is applied to the measurement solvent to which the water-soluble polyvalent metal salt particles are added. It should be confirmed in advance that there are no large water-soluble polyvalent metal salt particles that cannot be measured by the laser diffraction / scattering method by passing the water-soluble polyvalent metal salt particles through a standard sieve having a mesh size of 38 μm or 45 μm. You may. The amount of water-soluble polyvalent metal salt particles on a standard sieve having a mesh size of 45 μm is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, based on the total amount of water-soluble polyvalent metal salt particles to be measured. Yes, more preferably 1% by weight or less. Water-soluble polyvalent metal salt particles having the above volume average particle diameter are added to the water-absorbent resin particles with respect to the water-absorbent resin particles surface-crosslinked with the organic surface cross-linking agent.

上記水溶性多価金属塩粒子の形状は、略球状が好ましい。但し、上記水溶性多価金属塩粒子は、上記体積平均粒子径の範囲内で少し凝集しても良い。添加させる上記水溶性多価金属塩粒子の形状が球状に近いほど吸水性樹脂粉末の流動性がよい。なお、水溶性多価金属塩粒子の形状は、2000倍に拡大した、水溶性多価金属塩粒子の走査電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し、当該写真の画像解析を行うことで確認できる。 The shape of the water-soluble polyvalent metal salt particles is preferably substantially spherical. However, the water-soluble polyvalent metal salt particles may be slightly aggregated within the range of the volume average particle size. The closer the shape of the water-soluble polyvalent metal salt particles to be added is to a spherical shape, the better the fluidity of the water-absorbent resin powder. The shape of the water-soluble polyvalent metal salt particles can be confirmed by taking a scanning electron microscope (SEM) photograph of the water-soluble polyvalent metal salt particles magnified 2000 times and performing image analysis of the photograph.

水溶性多価金属塩粒子を吸水性樹脂粒子に添加する場合、ドライブレンドしてもよいが、有機溶媒とともに添加してもよい。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等の揮発性アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン等の多価アルコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、分子量が200〜600のポリエチレングリコール等の室温で液状のポリエチレングリコール:等の有機溶媒とともに添加することができる。有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、0.5〜5重量部がより好ましい。なお、水溶性多価金属塩粒子が溶解しない程度であればこれらの有機溶媒中に水分が含まれていてもよい。ドライブレンドされた水溶性多価金属塩粒子は吸水性樹脂粉末から剥がれ落ちやすいので、好ましくは、ドライブレンド後に上記の溶媒を添加する。 When the water-soluble polyvalent metal salt particles are added to the water-absorbent resin particles, they may be dry-blended or added together with an organic solvent. For example, volatile alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropyl alcohol; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol and glycerin; diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol having a molecular weight of 200 to 600 at room temperature. Liquid polyethylene glycol: Can be added with organic solvents such as. The amount of the organic solvent used is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles. Moisture may be contained in these organic solvents as long as the water-soluble polyvalent metal salt particles are not dissolved. Since the dry-blended water-soluble multivalent metal salt particles are easily peeled off from the water-absorbent resin powder, the above solvent is preferably added after the dry blend.

水溶性多価金属塩粒子を吸水性樹脂粒子に添加する際に用いられる装置は、公知の混合機が用いられ特に限定されない。例えば縦型、横型、さらには斜め向きの撹拌混合機、流動層混合機が挙げられる。さらに、空気輸送中の混合も可能である。具体的には、円筒型混合機、二重壁円錐混合機、縦型または横型の高速攪拌型混合機、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、回転式混合機、気流型混合機、流動層混合機が挙げられる。水溶性多価金属塩粒子を有機溶媒と共に添加する場合は、凝集物をほぐす機構や乾燥させるための加熱機構が付いた混合機が好適である。具体的には、パドルドライヤー、スチームチューブドライヤー、ドラムドライヤー、流動層乾燥機、加熱ジャケットの付いたスクリュー型混合機やニーダー、等が挙げられる。 A known mixer is used as the apparatus used when adding the water-soluble polyvalent metal salt particles to the water-absorbent resin particles, and the apparatus is not particularly limited. Examples thereof include a vertical type, a horizontal type, a stirring mixer in an oblique direction, and a fluidized bed mixer. In addition, mixing during air transport is also possible. Specifically, a cylindrical mixer, a double-walled conical mixer, a vertical or horizontal high-speed stirring type mixer, a V-shaped mixer, a ribbon type mixer, a screw type mixer, a double-armed kneader, and a rotary type mixer. Examples include a type mixer, an air flow type mixer, and a fluidized bed mixer. When water-soluble polyvalent metal salt particles are added together with an organic solvent, a mixer equipped with a mechanism for loosening agglomerates and a heating mechanism for drying is preferable. Specific examples thereof include a paddle dryer, a steam tube dryer, a drum dryer, a fluidized bed dryer, a screw type mixer with a heating jacket, a kneader, and the like.

(2−8)その他の添加工程
本発明の一実施形態では、さらにその他の添加剤を吸水性樹脂粒子または吸水性樹脂粉末に添加することができる。例えば、キレート剤、酸化剤、還元剤、カチオン性ポリマー、親水性ポリマー、αヒドロキシカルボン酸、界面活性剤、水不溶性無機微粒子、芳香剤、消臭剤、抗菌剤等が挙げられる。該添加剤の使用量(添加量)は、その用途に応じて適宜決定されるため、特に限定されないが、吸水性樹脂粒子または吸水性樹脂粉末100重量部に対して、好ましくは3重量部以下、より好ましくは1重量部以下である。上記添加時の添加剤の形態は、粉体、液体、溶液、分散液等が挙げられるが、水を含む場合、水溶性多価金属塩粒子が溶解してしまわない程度とするか、表面処理工程以前に添加することが好ましい。
(2-8) Other Additive Steps In one embodiment of the present invention, other additives can be added to the water-absorbent resin particles or the water-absorbent resin powder. Examples thereof include chelating agents, oxidizing agents, reducing agents, cationic polymers, hydrophilic polymers, α-hydroxycarboxylic acids, surfactants, water-insoluble inorganic fine particles, fragrances, deodorants, antibacterial agents and the like. The amount of the additive used (addition amount) is appropriately determined according to the intended use and is not particularly limited, but is preferably 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles or the water-absorbent resin powder. , More preferably 1 part by weight or less. Examples of the form of the additive at the time of the above addition include powder, liquid, solution, dispersion, etc. However, when water is contained, the water-soluble polyvalent metal salt particles should not be dissolved or surface treatment should be performed. It is preferable to add it before the step.

上記添加剤の中でも、吸水性樹脂粉末のSFCをさらに向上させるため、カチオン性ポリマーおよび/または水不溶性無機微粒子の少なくとも1つを本発明の一実施形態において吸水性樹脂粒子または吸水性樹脂粉末に使用することが好ましい。上記カチオン性ポリマーとしては、アミノ基を有するカチオン性ポリマーであり、さらには水溶性カチオン性ポリマーであり、好ましくは、25℃の水に2重量%以上、さらには5重量%以上溶解する水溶性ポリマーである。例えば、ポリエチレンイミン等のポリアルキレンイミン、ポリエーテルポリアミン、ポリエーテルアミン、ポリビニルアミン、ポリアルキルアミン、ポリアリルアミン、ポリジアリルアミン、ポリ(N−アルキルアリルアミン)、モノアリルアミン−ジアリルアミン共重合体、N−アルキルアリルアミン−モノアリルアミン共重合体、モノアリルアミン−ジアルキルジアリルアンモニウム塩・共重合体、ジアリルアミン−ジアルキルジアリルアンモニウム塩・共重合体、ポリエチレンポリアミン、ポリプロピレンポリアミン、ポリアミジン等;およびこれらの塩が好ましく挙げられる。また、国際公開第2009/041727号に記載の改質カチオン性ポリマーがより好ましく挙げられる。 Among the above additives, in order to further improve the SFC of the water-absorbent resin powder, at least one of the cationic polymer and / or the water-insoluble inorganic fine particles is made into the water-absorbent resin particles or the water-absorbent resin powder in one embodiment of the present invention. It is preferable to use it. The cationic polymer is a cationic polymer having an amino group, and further is a water-soluble cationic polymer, preferably a water-soluble polymer that dissolves in water at 25 ° C. in an amount of 2% by weight or more, further 5% by weight or more. It is a polymer. For example, polyalkyleneimine such as polyethyleneimine, polyetherpolyamine, polyetheramine, polyvinylamine, polyalkylamine, polyallylamine, polydialylamine, poly (N-alkylallylamine), monoallylamine-diallylamine copolymer, N-alkyl. Allylamine-monoallylamine copolymers, monoallylamine-dialkyldiallylammonium salts / copolymers, diallylamine-dialkyldiallylammonium salts / copolymers, polyethylenepolyamines, polypropylenepolyamines, polyamidines, etc .; and salts thereof are preferred. Further, the modified cationic polymer described in International Publication No. 2009/041727 is more preferable.

また、上記水不溶性無機微粒子は、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、好ましくは0.001〜200μm、より好ましくは0.005〜50μm、さらに好ましくは0.01〜10μmの範囲の微粒子である。上記水不溶性無機微粒子は、好ましくは親水性微粒子であり、例えば、シリカ(二酸化珪素)や酸化チタン等の金属酸化物、亜鉛と珪素、または、亜鉛とアルミニウムとを含む複合含水酸化物(例えば、国際公開第2005/010102号に例示)、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、リン酸カルシウム、リン酸バリウム、珪酸またはその塩、粘土、珪藻土、シリカゲル、ゼオライト、ベントナイト、ヒドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、バーミュキュライト、パーライト、イソライト、活性白土、ケイ砂、ケイ石、ストロンチウム鉱石、蛍石、ボーキサイト等が挙げられる。また、このうち二酸化ケイ素および珪酸(塩)がより好ましく、二酸化ケイ素がさらに好ましい。二酸化ケイ素はフュームドシリカまたはコロイダルシリカが好ましく、吸水特性のバランスからコロイダルシリカが好ましい。 The water-insoluble inorganic fine particles have an average particle diameter of preferably 0.001 to 200 μm, more preferably 0.005 to 50 μm, still more preferably 0.01 to 10 μm, as measured by the Coulter counter method. Is. The water-insoluble inorganic fine particles are preferably hydrophilic fine particles, and are, for example, metal oxides such as silica (silicon dioxide) and titanium oxide, and composite hydrous oxides containing zinc and silicon, or zinc and aluminum (for example,). (Example in International Publication No. 2005/010102), silicates such as natural zeolite and synthetic zeolite, kaolin, talc, clay, bentonite, calcium phosphate, barium phosphate, silicate or its salt, clay, diatomaceous earth, silica gel, zeolite, Examples thereof include bentonite, hydroxyapatite, hydrotalcite, vermucurite, pearlite, isolite, activated clay, silica gel, silica gel, strontium ore, fluorite, and bokisite. Of these, silicon dioxide and silicate (salt) are more preferable, and silicon dioxide is even more preferable. As the silicon dioxide, fumed silica or colloidal silica is preferable, and colloidal silica is preferable from the viewpoint of balance of water absorption characteristics.

カチオン性ポリマーを使用するならばその使用量は吸水性樹脂粒子または吸水性樹脂粉末100重量部に対して好ましくは0.001〜1重量部で、水不溶性無機微粒子を使用するならばその使用量は吸水性樹脂粒子または吸水性樹脂粉末100重量部に対して好ましくは0.001〜1重量部である。カチオン性ポリマーおよび/または水不溶性無機微粒子の使用量は、吸水性樹脂粉末におけるカチオン性ポリマーおよび/または水不溶性無機微粒子の含有量ともいうことができる。 If a cationic polymer is used, the amount used is preferably 0.001 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles or the water-absorbent resin powder, and if water-insoluble inorganic fine particles are used, the amount used is the same. Is preferably 0.001 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles or the water-absorbent resin powder. The amount of the cationic polymer and / or water-insoluble inorganic fine particles used can also be referred to as the content of the cationic polymer and / or water-insoluble inorganic fine particles in the water-absorbent resin powder.

また、吸水性樹脂粉末の表面に付着した水溶性多価金属塩粒子が摩擦等ではがれないよう、界面活性剤を適用することが好ましい。界面活性剤を使用するならば吸水時の吸水性樹脂粉末の物性の低下を防ぐために、その使用量は吸水性樹脂粒子または吸水性樹脂粉末100重量部に対して、好ましくは0.0001〜0.1重量部である。界面活性剤の使用量は、吸水性樹脂粉末における界面活性剤の含有量ともいうことができる。また、吸水物性に対する悪影響を与えないようにするため、他の指標として、吸水性樹脂粉末の成分を0.9重量%塩化ナトリウム水溶液で抽出したとき抽出液の表面張力が好ましくは60〜75mN/m、より好ましくは65〜72mN/mの範囲になるように使用量が決定される。なお、界面活性剤が添加されていない吸水性樹脂粉末の場合、上記表面張力は通常約71〜75mN/mを示す。 Further, it is preferable to apply a surfactant so that the water-soluble polyvalent metal salt particles adhering to the surface of the water-absorbent resin powder are not peeled off by friction or the like. If a surfactant is used, the amount used is preferably 0.0001 to 0 with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles or the water-absorbent resin powder in order to prevent deterioration of the physical properties of the water-absorbent resin powder during water absorption. .1 part by weight. The amount of the surfactant used can also be said to be the content of the surfactant in the water-absorbent resin powder. In addition, as another index, the surface tension of the extract is preferably 60 to 75 mN / when the component of the water-absorbent resin powder is extracted with a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution so as not to adversely affect the water-absorbing physical characteristics. The amount used is determined so as to be in the range of m, more preferably 65 to 72 mN / m. In the case of the water-absorbent resin powder to which no surfactant is added, the surface tension is usually about 71 to 75 mN / m.

上記添加剤の中でも、本発明の吸水性樹脂は、経時着色防止、尿劣化防止等の観点から、キレート剤を含むことが好ましい。本発明のキレート剤としては、効果の面から、高分子化合物または非高分子化合物、中でも非高分子化合物が好ましく、具体的には、アミノ多価カルボン酸、有機多価燐酸、無機多価燐酸から選ばれる化合物が好ましい。効果の面から、キレート剤の分子量は100〜5000であることが好ましく、より好ましくは200〜1000である。キレート剤がない場合、着色や劣化の面で劣った吸水性樹脂となる。 Among the above additives, the water-absorbent resin of the present invention preferably contains a chelating agent from the viewpoint of preventing coloration over time, preventing urine deterioration, and the like. As the chelating agent of the present invention, a polymer compound or a non-polymer compound, particularly a non-polymer compound is preferable from the viewpoint of effect, and specifically, an amino polyvalent carboxylic acid, an organic polyvalent phosphoric acid, and an inorganic polyvalent phosphoric acid. Compounds selected from are preferred. From the viewpoint of effect, the molecular weight of the chelating agent is preferably 100 to 5000, more preferably 200 to 1000. In the absence of a chelating agent, the water-absorbent resin is inferior in terms of coloring and deterioration.

ここで、多価とは1分子中に複数の該官能基を有し、2〜30個、さらには3〜20個、特に4〜10個の該官能基を有する。また、これらキレート剤は、水溶性キレート剤、具体的には、100g(25℃)の水に1g以上、さらには10g以上溶解する水溶性キレート剤であることが好ましい。 Here, the multivalent has a plurality of the functional groups in one molecule, and has 2 to 30 and further 3 to 20, particularly 4 to 10 such functional groups. Further, these chelating agents are preferably water-soluble chelating agents, specifically, water-soluble chelating agents that dissolve 1 g or more, more preferably 10 g or more, in 100 g (25 ° C.) of water.

上記アミノ多価カルボン酸としては、イミノ2酢酸、ヒドロキシエチルイミノ2酢酸、ニトリロ3酢酸、ニトリロ3プロピオン酸、エチレンジアミン4酢酸、ジエチレントリアミン5酢酸、トリエチレンテトラミン6酢酸、trans−1,2−ジアミノシクロヘキサン4酢酸、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン、ジアミノプロパノール4酢酸、エチレンジアミン2プロピオン酸、ヒドロキシエチレンジアミン3酢酸、グリコールエーテルジアミン4酢酸、ジアミノプロパン4酢酸、N,N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N’−2酢酸、1,6−ヘキサメチレンジアミン−N,N,N’,N’−4酢酸およびそれらの塩等が挙げられ、中でもジエチレントリアミン5酢酸(塩)、または、トリエチレンテトラミン6酢酸(塩)がより好ましく、ジエチレントリアミン5酢酸(塩)がさらに好ましい。 Examples of the amino polyvalent carboxylic acid include imino diacetic acid, hydroxyethyl imino 2 acetic acid, nitrilo 3 acetic acid, nitrilo 3 propionic acid, ethylenediamine 4 acetic acid, diethylenetriamine 5 acetic acid, triethylenetetramine 6 acetic acid, and trans-1,2-diaminocyclohexane. 4 Acetic acid, N, N-bis (2-hydroxyethyl) glycine, diaminopropanol 4 acetic acid, ethylenediamine 2 propionic acid, hydroxyethylenediamine 3 acetic acid, glycol ether diamine 4 acetic acid, diaminopropane 4 acetic acid, N, N'-bis (2) -Hydroxybenzyl) ethylenediamine-N, N'-2 acetic acid, 1,6-hexamethylenediamine-N, N, N', N'-4 acetic acid and salts thereof, among others, diethylenetriamine-5 acetic acid (salt). , Or triethylenetetramine 6 acetic acid (salt) is more preferred, and diethylenetriamine 5 acetic acid (salt) is even more preferred.

上記有機多価燐酸としては、エチレンジアミン−N,N’−ジ(メチレンホスフィン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスフィン酸)、シクロヘキサンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン−N,N’−ジ酢酸−N,N’−ジ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン−N,N’−ジ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ポリメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)およびこれらの塩等の上記アミノ多価燐酸や、 ニトリロ酢酸−ジ(メチレンホスフィン酸)、ニトリロジ酢酸−(メチレンホスフィン酸)、ニトリロ酢酸−β−プロピオン酸−メチレンホスホン酸、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、等が挙げられる。また、上記無機多価燐酸としては、ピロ燐酸、トリポリ燐酸およびそれらの塩等が挙げられる。本発明のキレート剤としては、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(塩)が好ましい。 Examples of the organic polyvalent phosphoric acid include ethylenediamine-N, N'-di (methylenephosphinic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphinic acid), cyclohexanediaminetetra (methylenephosphonic acid), ethylenediamine-N, N'-diacetic acid-N. , N'-di (methylenephosphonic acid), ethylenediamine-N, N'-di (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), polymethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) And the above aminopolyphosphates such as these salts, nitriloacetate-di (methylenephosphinic acid), nitrilogicacetic acid- (methylenephosphinic acid), nitriloacetate-β-propionic acid-methylenephosphonic acid, nitrilotris (methylenephosphonic acid). ), 1-Hydroxyethylidene diphosphonic acid, and the like. Examples of the inorganic polyphosphoric acid include pyrophosphoric acid, tripoliphosphoric acid and salts thereof. As the chelating agent of the present invention, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) (salt) is preferable.

また、キレート剤、特に上記の好ましいキレート剤の使用量は、吸水性樹脂100重量部に対して、0.0001重量部以上、0.001重量部以上、0.01重量部以上、0.02重量部以上、0.03重量部以上、0.05重量部以上、0.06重量部以上の順に好ましく、1重量部以下、0.5重量部以下、0.2重量部以下、0.15重量部以下の順に好ましい。それにより経時着色防止、尿劣化防止、耐熱性、耐光性、抗菌性、安全性、取扱性等に優れる。 The amount of the chelating agent used, particularly the above-mentioned preferable chelating agent, is 0.0001 parts by weight or more, 0.001 parts by weight or more, 0.01 parts by weight or more, and 0.02 with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin. The order is preferably 1 part by weight or more, 0.03 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, and 0.06 parts by weight or more, 1 part by weight or less, 0.5 parts by weight or less, 0.2 parts by weight or less, and 0.15 parts by weight. It is preferable in the order of parts by weight or less. As a result, it is excellent in prevention of coloration over time, prevention of urine deterioration, heat resistance, light resistance, antibacterial property, safety, handleability and the like.

上記添加剤の中でも、本発明の吸水性樹脂は、残存モノマーの低減や着色防止等の観点から、重合工程以降で、酸化剤および/または還元剤を用いることが好ましい。本発明の酸化剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、t−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、過酸化水素、塩素酸塩、臭素酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩等が挙げられる。中でも残存モノマーの低減の観点から過硫酸塩が好ましい。これらの酸化剤は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 Among the above additives, the water-absorbent resin of the present invention preferably uses an oxidizing agent and / or a reducing agent after the polymerization step from the viewpoint of reducing residual monomers and preventing coloration. Examples of the oxidizing agent of the present invention include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate, organic peroxides such as t-butyl peroxide and benzoyl peroxide, hydrogen peroxide, chlorates and bromates. Examples include salts, chlorites, hypochlorates and the like. Of these, persulfate is preferable from the viewpoint of reducing residual monomers. These oxidizing agents may be only one kind or two or more kinds.

また、本発明の還元剤としては、特に、イオウ系、リン系、窒素系還元剤が好適である。具体的には、例えば、亜硫酸塩(例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモニウム等)、亜硫酸水素塩(例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム等)、ピロ亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、三チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩、2−ヒドロキシ−2−スルフィナト酢酸などのスルフィナト酢酸誘導体、ジメチルスルホキサイド、二酸化チオ尿素、亜硝酸塩、アミノ酸やエタノールアミン等の窒素含有有機化合物、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、などが挙げられる。これらの中でも、イオウ系無機還元剤、特に、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜二チオン酸塩が好ましく、それらの塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が好ましく挙げられる。中でも、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムが特に好ましい。これら還元剤は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 Further, as the reducing agent of the present invention, sulfur-based, phosphorus-based, and nitrogen-based reducing agents are particularly suitable. Specifically, for example, sulfite (for example, sodium sulfite, potassium sulfite, ammonium sulfite, etc.), hydrogen sulfite (for example, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, ammonium hydrogen sulfite, etc.), pyrosulfite, nitione. Sulfinatoacetic acid derivatives such as acid salts, trithionates, tetrathionates, thiosulfites, 2-hydroxy-2-sulfinatoacetic acid, dimethylsulfoxides, thiourea dioxide, nitrites, nitrogens such as amino acids and ethanolamines. Examples include contained organic compounds, bisulfites, hypobisulfites, and the like. Among these, sulfur-based inorganic reducing agents, particularly sulfites, hydrogen sulfites, pyrosulfites, and nitionates are preferable, and sodium salts, potassium salts, and ammonium salts are preferably mentioned as their salts. Of these, sodium sulfite and sodium hydrogen sulfite are particularly preferable. These reducing agents may be only one kind or two or more kinds.

また、酸化剤または還元剤の使用量は、吸水性樹脂100重量部に対して、0.0001重量部以上、0.001重量部以上、0.01重量部以上、0.02重量部以上、0.03重量部以上、0.05重量部以上、0.06重量部以上の順に好ましく、3重量部以下、1重量部以下、0.7重量部以下、0.5重量部以下の順に好ましい。 The amount of the oxidizing agent or reducing agent used is 0.0001 parts by weight or more, 0.001 parts by weight or more, 0.01 parts by weight or more, 0.02 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin. 0.03 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, 0.06 parts by weight or more are preferable, and 3 parts by weight or less, 1 part by weight or less, 0.7 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or less are preferable in this order. ..

(2−9)その他の工程
本発明の一実施形態においては、上述した工程以外にも、整粒工程、微粉除去工程、微粉の再利用工程等を必要に応じて設けることができる。また、輸送工程、貯蔵工程、梱包工程、保管工程等の1種または2種以上の工程をさらに含んでもよい。なお、整粒工程には、加熱処理工程以降で微粉を分級して除去する工程や吸水性樹脂が凝集し、所望の大きさを超えた場合に分級、粉砕を行う工程を含む。また、微粉の再利用工程は微粉をそのまま、また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何れかの工程で添加する工程を含む。
(2-9) Other Steps In one embodiment of the present invention, in addition to the steps described above, a granulation step, a fine powder removing step, a fine powder reuse step, and the like can be provided as necessary. Further, one or more steps such as a transportation step, a storage step, a packing step, and a storage step may be further included. The granulation step includes a step of classifying and removing fine powder after the heat treatment step and a step of classifying and crushing when the water-absorbent resin aggregates and exceeds a desired size. Further, the step of reusing the fine powder includes a step of converting the fine powder as it is or making it into a large water-containing gel in the fine powder granulation step and adding it in any step of the manufacturing step of the water-absorbent resin.

〔3〕吸水性樹脂粉末の特性
また、本願発明は、有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末であって、吸水性樹脂粉末の表面に数平均粒子径0.3〜15μm(SEM画像分析)の水溶性多価金属塩粒子が付着した吸水性樹脂粉末を提供する。「水溶性多価金属塩粒子の付着」とは、吸水性樹脂の表面に立体的に水溶性多価金属塩粒子の固体が存在する状態であり、略球状、瘤状、塊状など厚みをもって多価金属塩が吸水性樹脂粉末の表面に存在する。数平均粒子径0.3〜15μm(SEM画像分析)の多価金属塩粒子が吸水性樹脂の一粒につき平均して1個以上付着していればよく、好ましくは10個以上、さらには100個以上付着していることが好ましい。
[3] Characteristics of Water-absorbent Resin Powder The present invention is a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt, and has number average particles on the surface of the water-absorbent resin powder. Provided is a water-absorbent resin powder to which water-soluble polyvalent metal salt particles having a diameter of 0.3 to 15 μm (SEM image analysis) are attached. "Adhesion of water-soluble polyvalent metal salt particles" is a state in which solid water-soluble polyvalent metal salt particles are sterically present on the surface of the water-absorbent resin, and has a thickness such as substantially spherical, bumpy, or lumpy. Valuable metal salts are present on the surface of the water-absorbent resin powder. It is sufficient that one or more polyvalent metal salt particles having a number average particle diameter of 0.3 to 15 μm (SEM image analysis) are attached to each grain of the water-absorbent resin, preferably 10 or more, and further 100. It is preferable that more than one is attached.

SEM画像分析とは、走査電子顕微鏡を用いて取得した画像での分析を意味する。水溶性多価金属塩粒子の数平均粒子径は、走査電子顕微鏡下2000倍で観察した水溶性多価金属粒子を無作為に20個選択し、この20個の水溶性多価金属塩粒子の直径を定規にて測定し、当該測定値を、顕微鏡の観察倍率にて補正し、補正した測定値の平均値を計算することによって決定する。なお、水溶性多価金属塩粒子が真円でない場合は、平行な2本の接線間の距離のうち最小のもの、即ち最小フェレー径を粒子径とみなす。 SEM image analysis means analysis of images obtained using a scanning electron microscope. For the number average particle size of the water-soluble polyvalent metal salt particles, 20 water-soluble polyvalent metal particles observed at 2000 times under a scanning electron microscope were randomly selected, and the 20 water-soluble polyvalent metal salt particles were selected. The diameter is measured with a ruler, the measured value is corrected by the observation magnification of a microscope, and the average value of the corrected measured values is calculated. When the water-soluble polyvalent metal salt particles are not a perfect circle, the smallest distance between two parallel tangents, that is, the minimum ferret diameter is regarded as the particle diameter.

水溶性多価金属塩粒子の数平均粒子径は0.3〜15μmであり、0.3〜10μmが好ましく、0.3〜5μmがより好ましい。 The number average particle size of the water-soluble polyvalent metal salt particles is 0.3 to 15 μm, preferably 0.3 to 10 μm, and more preferably 0.3 to 5 μm.

また、付着した水溶性多価金属塩粒子の粒子径を直径とする球を想定したとき、体積平均粒子径は0.3〜15μmが好ましく、0.3〜10μmがより好ましく、0.3〜5μmがさらに好ましい。 Further, assuming a sphere having the particle size of the attached water-soluble polyvalent metal salt particles as the diameter, the volume average particle size is preferably 0.3 to 15 μm, more preferably 0.3 to 10 μm, and 0.3 to 0.3 to. 5 μm is more preferable.

水溶性多価金属塩粒子は、SEM画像において円形に近いことが好ましく、円形であることがより好ましい。上記水溶性多価金属塩粒子は、SEM画像において円形に近づくにつれて、粉体流動性が向上する。円形とは、円形度が0.8以上の図形を意図する。円形度とは、個々の水溶性多価金属塩粒子において、ある一つの方向から水溶性多価金属塩粒子を観察した際の形状での外周の全長をLとし、当該形状での面積をSとした場合に、下記式(2)により求められる値である。
円形度=4π・S/L …式(2)
SEM画像分析における、水溶性多価金属塩粒子の被覆面積は、吸水性樹脂粉末の面積に対して、0.1〜50%であることが好ましく、0.5〜20%であることがより好ましく、1〜10%であることがさらに好ましい。水溶性多価金属塩粒子の被覆面積は、2000倍で取得したSEM画像において、吸水性樹脂粉末上で確認できる全ての水溶性多価金属塩粒子の面積を合計した面積を、吸水性樹脂粉末の面積で割ることにより求められる値である。
The water-soluble polyvalent metal salt particles are preferably close to a circle in the SEM image, and more preferably a circle. The powder fluidity of the water-soluble polyvalent metal salt particles improves as they approach a circle in the SEM image. The circular shape is intended to be a figure having a circularity of 0.8 or more. The circularity means that the total length of the outer circumference of each water-soluble polyvalent metal salt particle in the shape when the water-soluble polyvalent metal salt particle is observed from a certain direction is L, and the area in the shape is S. , It is a value obtained by the following formula (2).
Circularity = 4π · S / L 2 ... Equation (2)
The coating area of the water-soluble polyvalent metal salt particles in the SEM image analysis is preferably 0.1 to 50%, more preferably 0.5 to 20%, based on the area of the water-absorbent resin powder. It is preferably 1 to 10%, more preferably 1 to 10%. The covering area of the water-soluble polyvalent metal salt particles is the total area of all the water-soluble polyvalent metal salt particles that can be confirmed on the water-absorbent resin powder in the SEM image acquired at 2000 times. It is a value obtained by dividing by the area of.

水溶性多価金属塩粒子がSEM画像上で他の添加剤と区別が付きにくい場合は、各種元素マッピング手法とSEMとを併用して確認することができる。元素マッピング手法としては、例えば、エネルギー分散型X線分光器(EDS)、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)等が挙げられる。 When the water-soluble polyvalent metal salt particles are difficult to distinguish from other additives on the SEM image, it can be confirmed by using various element mapping methods and SEM in combination. Examples of the element mapping method include an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) and an electron probe microanalyzer (EPMA).

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のSFCは、10[10−7・cm・s・g−1]以上が好ましく、30[10−7・cm・s・g−1]以上がより好ましい。上限値は、高値ほど好ましく特に限定されないが、他の物性とのバランスの観点から、好ましくは500[10−7・cm・s・g−1]以下、より好ましくは200[10−7・cm・s・g−1]以下である。The SFC of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention is preferably 10 [10-7 · cm 3 · s · g -1 ] or more, preferably 30 [ 10-7 · cm 3 · s · g -1 ]. The above is more preferable. The upper limit is preferably as high as the value, but is not particularly limited, but from the viewpoint of balance with other physical properties, it is preferably 500 [ 10-7 · cm 3 · s · g -1 ] or less, more preferably 200 [ 10-7 ·. cm 3 · s · g -1 ] or less.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のCRCは、25g/g以上が好ましく、27g/g以上がより好ましい。上限値は、高値ほど好ましく特に限定されないが、他の物性とのバランスの観点から、好ましくは50g/g以下、より好ましくは40g/gである。 The CRC of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention is preferably 25 g / g or more, more preferably 27 g / g or more. The upper limit value is preferably as high as the value, but is not particularly limited, but is preferably 50 g / g or less, more preferably 40 g / g, from the viewpoint of balance with other physical properties.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のAAP(0.7psi)は、15g/g以上が好ましく、20g/g以上がより好ましく、24g/g以上がさらに好ましい。上限値は、高値ほど好ましく特に限定されないが、他の物性、特にSFCとのバランスの観点から、好ましくは30g/g以下、より好ましくは28g/g以下である。なお、AAP(0.7psi)は、後述の実施例のように、荷重条件を4.83kPa(0.7psi)に変更し、EDANA法(ERT442.2−02)に準拠して測定される。 The AAP (0.7 psi) of the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention is preferably 15 g / g or more, more preferably 20 g / g or more, still more preferably 24 g / g or more. The upper limit value is preferably 30 g / g or less, more preferably 28 g / g or less, from the viewpoint of balance with other physical properties, particularly SFC, although the higher value is preferable and not particularly limited. The AAP (0.7 psi) is measured according to the EDANA method (ERT442.2.22) by changing the load condition to 4.83 kPa (0.7 psi) as in the examples described later.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の吸湿流動性は、25℃、相対湿度70%で1時間保管したとき、吸湿ブロッキング率が50重量%以下であることが好ましく、30重量%以下であることがより好ましく、10重量%以下であることがさらに好ましい。 The hygroscopic fluidity of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention is preferably 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, when stored at 25 ° C. and 70% relative humidity for 1 hour. Is more preferable, and 10% by weight or less is further preferable.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の成分を0.9重量%食塩水で抽出したときの表面張力は、好ましくは60〜72mN/mの範囲であり、より好ましくは65〜72mN/mの範囲である。 The surface tension when the component of the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention is extracted with 0.9% by weight saline solution is preferably in the range of 60 to 72 mN / m, more preferably 65 to 72 mN / m. It is in the range of m.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の含水率(吸水性樹脂粉末1.0gを180℃3時間乾燥させた際の乾燥減量で規定)は、0.1〜15重量%であることが好ましく、1〜12重量%であることがより好ましく、3〜10重量%であることがさらに好ましい。含水率の制御により、吸水性樹脂粉末の耐衝撃性や吸水速度が向上する。含水率は乾燥工程や表面架橋工程で蒸発させる水の量、噴霧する多価金属塩水溶液の水の量および流動層での乾燥(特に噴霧乾燥)の温度や時間、その他、水の添加により制御できる。本発明の一実施形態では、流動層混合機内で多価金属塩水溶液を噴霧するため、通常は添加した水の全量が吸水性樹脂粒子の含水率に反映されない。噴霧される多価金属塩水溶液中の水の少なくとも一部が乾燥された結果、噴霧される多価金属塩水溶液中の水の80重量%以下、さらに1〜70重量%、特に5〜60重量%が吸水性樹脂粒子に吸収され、結果として、吸水性樹脂粉末の含水率が向上されることが好ましい。 The water content of the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention (specified by the weight loss when 1.0 g of the water-absorbent resin powder is dried at 180 ° C. for 3 hours) is 0.1 to 15% by weight. Is more preferable, 1 to 12% by weight is more preferable, and 3 to 10% by weight is further preferable. By controlling the water content, the impact resistance and water absorption rate of the water-absorbent resin powder are improved. Moisture content is controlled by the amount of water evaporated in the drying process and surface cross-linking process, the amount of water in the polyvalent metal salt aqueous solution to be sprayed, the temperature and time of drying in the fluidized bed (particularly spray drying), and the addition of water. can. In one embodiment of the present invention, since the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed in the fluidized bed mixer, the total amount of added water is usually not reflected in the water content of the water-absorbent resin particles. As a result of drying at least a part of the water in the sprayed polyvalent metal salt aqueous solution, 80% by weight or less of the water in the sprayed polyvalent metal salt aqueous solution, further 1 to 70% by weight, particularly 5 to 60% by weight. % Is absorbed by the water-absorbent resin particles, and as a result, the water content of the water-absorbent resin powder is preferably improved.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のExt(水可溶分)は、50重量%以下であり、好ましくは35重量%以下、より好ましくは25重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下である。下限値については特に限定されないが、好ましくは0重量%、より好ましくは0.1重量%程度である。上記Extが50重量%以下である場合、ゲル強度が弱くならず、液透過性に優れた吸水性樹脂粉末となる。さらに、リウェットが少ないため、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適する。なお、Extは、内部架橋剤等で制御することができる。 The Ext (water-soluble content) of the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention is 50% by weight or less, preferably 35% by weight or less, more preferably 25% by weight or less, still more preferably 15% by weight. It is as follows. The lower limit value is not particularly limited, but is preferably about 0% by weight, more preferably about 0.1% by weight. When the Ext is 50% by weight or less, the gel strength is not weakened and the water-absorbent resin powder has excellent liquid permeability. Furthermore, since there is little rewetting, it is suitable as an absorber for sanitary goods such as disposable diapers. The Ext can be controlled by an internal cross-linking agent or the like.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の初期色調は、ハンターLab表色系において、L値が好ましくは85以上、より好ましくは88以上、さらに好ましくは90以上である。上限値は100であるが、少なくとも80を示せば色調による問題は発生しない。また、a値は好ましくは−3〜3、より好ましくは−2〜2、さらに好ましくは−1〜1である。さらに、b値は好ましくは0〜10、より好ましくは0〜7、さらに好ましくは0〜5である。なお、上記L値は100に近づくほど白色度が増し、a値およびb値は0に近づくほど低着色で実質的に白色となる。 The initial color tone of the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention is preferably 85 or more, more preferably 88 or more, and further preferably 90 or more in the L value in the Hunter Lab color system. The upper limit is 100, but if at least 80 is shown, the problem due to the color tone does not occur. The a value is preferably -3 to 3, more preferably -2 to 2, and even more preferably -1 to 1. Further, the b value is preferably 0 to 10, more preferably 0 to 7, and even more preferably 0 to 5. The whiteness increases as the L value approaches 100, and the a value and b value become less colored and substantially white as the value approaches 0.

本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の経時色調は、ハンターLab表色系において、L値が好ましくは70以上、より好ましくは75以上、さらに好ましくは80以上、特に好ましくは83以上である。上限値は100であるが、少なくとも80を示せば色調による問題は発生しない。また、a値は好ましくは−3〜3、より好ましくは−2〜2、さらに好ましくは−1〜1である。さらに、b値は好ましくは0〜15、より好ましくは0〜12、さらに好ましくは0〜10である。なお、上記L値は100に近づくほど白色度が増し、a値およびb値は0に近づくほど低着色で実質的に白色となる。本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末は、従来の多価金属塩を添加した吸水性樹脂に比べて初期色調に対する経時色調の変化が小さい、即ち着色しにくい傾向にある。
なお、初期色調および経時色調は、WO2009/005114に記載の着色促進試験前および着色促進試験後の着色評価に準拠して測定される。
The color tone of the water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention is preferably 70 or more, more preferably 75 or more, still more preferably 80 or more, and particularly preferably 83 or more in the Hunter Lab color system. be. The upper limit is 100, but if at least 80 is shown, the problem due to the color tone does not occur. The a value is preferably -3 to 3, more preferably -2 to 2, and even more preferably -1 to 1. Further, the b value is preferably 0 to 15, more preferably 0 to 12, and even more preferably 0 to 10. The whiteness increases as the L value approaches 100, and the a value and b value become less colored and substantially white as the value approaches 0. The water-absorbent resin powder according to the embodiment of the present invention tends to have a smaller change in color tone over time with respect to the initial color tone, that is, to be difficult to color, as compared with the conventional water-absorbent resin powder to which a polyvalent metal salt is added.
The initial color tone and the color tone over time are measured according to the color evaluation before the color promotion test and after the color promotion test described in WO2009 / 00114.

吸水性樹脂粉末の粒度や高分子構造は上記の通りである。 The particle size and polymer structure of the water-absorbent resin powder are as described above.

〔4〕本発明の態様
すなわち、本発明は以下の態様であり得る。
[4] Aspects of the present invention That is, the present invention can be the following aspects.

(吸水性樹脂粉末の製造方法)
1.有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内で表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する噴霧工程を有し、上記多価金属塩水溶液の噴霧位置での風温が50℃以上である、吸水性樹脂粉末の製造方法。
(Manufacturing method of water-absorbent resin powder)
1. 1. A method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more is mixed with a fluidized layer. A method for producing a water-absorbent resin powder, which comprises a spraying step of spraying on the water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking or after surface cross-linking in the machine, and the air temperature at the spraying position of the polyvalent metal salt aqueous solution is 50 ° C. or higher. ..

2.上記多価金属塩水溶液を、上記流動層混合機内で表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する、1に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。かかる構成により、得られる吸水性樹脂の物性が向上する。 2. The method for producing a water-absorbent resin powder according to 1, wherein the aqueous solution of the polyvalent metal salt is sprayed onto the water-absorbent resin particles after surface cross-linking in the fluidized bed mixer. With such a configuration, the physical characteristics of the obtained water-absorbent resin are improved.

3.上記流動層混合機内において表面架橋後の吸水性樹脂粒子の冷却が上記噴霧工程と同時に行われる、1または2に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。かかる構成により、得られる吸水性樹脂の物性よりが向上するとともに冷却と同時に噴霧するため、工程が簡略化される。 3. 3. The method for producing a water-absorbent resin powder according to 1 or 2, wherein the water-absorbent resin particles after surface cross-linking are cooled in the fluidized bed mixer at the same time as the spraying step. With such a configuration, the physical characteristics of the obtained water-absorbent resin are improved and the spray is sprayed at the same time as cooling, so that the process is simplified.

4.上記噴霧工程において、導入される吸水性樹脂粒子の温度が50〜250℃である、1〜3のいずれかに記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。かかる構成により、吸水性樹脂の物性が向上する。 4. The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of 1 to 3, wherein the temperature of the water-absorbent resin particles introduced in the spraying step is 50 to 250 ° C. With such a configuration, the physical characteristics of the water-absorbent resin are improved.

5.上記噴霧工程において、上記流動層混合機の上部から上記多価金属塩水溶液を噴霧する、1〜4のいずれかに記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。かかる構成により、得られる吸水性樹脂の物性が向上するともに、製造上のトラブルが低減する。 5. The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of 1 to 4, wherein in the spraying step, the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed from the upper part of the fluidized bed mixer. With such a configuration, the physical properties of the obtained water-absorbent resin are improved, and manufacturing troubles are reduced.

6.噴霧される多価金属塩水溶液中の水の少なくとも一部が乾燥され、噴霧される多価金属塩水溶液の水の80重量%以下が吸水性樹脂粒子に吸収される、1〜5のいずれかに記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 6. Any of 1 to 5, wherein at least a part of the water in the sprayed polyvalent metal salt aqueous solution is dried, and 80% by weight or less of the water in the sprayed polyvalent metal salt aqueous solution is absorbed by the water-absorbent resin particles. The method for producing a water-absorbent resin powder according to.

7.有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、有機表面架橋剤で表面架橋された吸水性樹脂に対し、レーザ回折・散乱法で測定される体積平均粒子径が0.3〜15μmの水溶性多価金属塩粒子を添加する、吸水性樹脂粉末の製造方法。 7. A method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface-crosslinking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A method for producing a water-absorbent resin powder, to which water-soluble polyvalent metal salt particles having a volume average particle diameter of 0.3 to 15 μm measured in 1 are added.

8.上記水溶性多価金属塩が、上記吸水性樹脂粒子100重量部に対して、0.01〜1重量部である、1〜7のいずれかに記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。かかる構成により、得られる吸水性樹脂の物性が向上する。 8. The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of 1 to 7, wherein the water-soluble polyvalent metal salt is 0.01 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles. With such a configuration, the physical characteristics of the obtained water-absorbent resin are improved.

9.上記水溶性多価金属塩が水溶性アルミニウム塩である、1〜8のいずれかに記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。かかる構成により、得られる吸水性樹脂の物性が向上する。 9. The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of 1 to 8, wherein the water-soluble polyvalent metal salt is a water-soluble aluminum salt. With such a configuration, the physical characteristics of the obtained water-absorbent resin are improved.

(吸水性樹脂粉末)
10.有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末であって、吸水性樹脂粉末の表面に水溶性多価金属塩粒子が付着し、SEM画像分析による水溶性多価金属塩粒子の数平均粒子径が0.3〜15μmである吸水性樹脂粉末。かかる構成により、吸水性樹脂の物性が向上する。
(Water-absorbent resin powder)
10. A water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A water-absorbent resin powder having a number average particle diameter of valent metal salt particles of 0.3 to 15 μm. With such a configuration, the physical characteristics of the water-absorbent resin are improved.

11.SEM画像分析による水溶性多価金属塩粒子の下記式で規定される円形度が0.8以上である、10に記載の吸水性樹脂粉末。 11. The water-absorbent resin powder according to 10, wherein the water-soluble polyvalent metal salt particles obtained by SEM image analysis have a circularity of 0.8 or more defined by the following formula.

(円形度)=4π・S/L
(式中、付着した水溶性多価金属塩粒子の外周をL、付着した水溶性多価金属塩粒子の面積をSとする)
12.SEM画像分析による水溶性多価金属塩粒子の被覆面積が、吸水性樹脂粉末の面積に対して、0.1〜50%である、10または11に記載の吸水性樹脂粉末。かかる構成により、吸水性樹脂の物性が向上する。
(Circularity) = 4π ・ S / L 2
(In the formula, the outer circumference of the attached water-soluble polyvalent metal salt particles is L, and the area of the attached water-soluble polyvalent metal salt particles is S).
12. 10. The water-absorbent resin powder according to 10 or 11, wherein the coverage area of the water-soluble polyvalent metal salt particles by SEM image analysis is 0.1 to 50% with respect to the area of the water-absorbent resin powder. With such a configuration, the physical characteristics of the water-absorbent resin are improved.

13.CRCが25g/g以上、AAP(0.7psi)が15g/g以上である、10〜12のいずれに記載の吸水性樹脂粉末。かかる構成により、吸水性樹脂の物性が向上する。 13. The water-absorbent resin powder according to any one of 10 to 12, wherein the CRC is 25 g / g or more and the AAP (0.7 psi) is 15 g / g or more. With such a configuration, the physical characteristics of the water-absorbent resin are improved.

14.重量平均粒子径が100〜2000μmである、10〜13のいずれかに記載の吸水性樹脂粉末。かかる構成により、吸水性樹脂の物性が向上する。 14. The water-absorbent resin powder according to any one of 10 to 13, wherein the weight average particle size is 100 to 2000 μm. With such a configuration, the physical characteristics of the water-absorbent resin are improved.

〔5〕従来技術との相違
上記特許文献1〜22に記載の発明に対して、本発明の一実施形態は、加熱下で多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を流動層混合機内において表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する、吸水性樹脂粉末の製造方法に関する発明である。
[5] Differences from Conventional Techniques With respect to the inventions described in Patent Documents 1 to 22, one embodiment of the present invention is a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more under heating. Is an invention relating to a method for producing a water-absorbent resin powder, which is sprayed onto the water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking or after surface cross-linking in a fluidized layer mixer.

反応機構に限定されるものではないが、本発明の一実施形態では、加熱下で流動層混合機において多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を噴霧することによって、多価金属塩水溶液は噴霧乾燥状態となり、水溶性多価金属塩が平均粒子径0.3〜15μmの微細な塊状となって吸水性樹脂の表面に付着することによって、吸水性樹脂の通液性が向上すると推定される。すなわち、加熱下の流動層で多価金属塩水溶液を噴霧添加することで、多価金属塩水溶液の液滴が気層または気層で流動する吸水性樹脂の表面で乾燥して固体の多価金属塩が付着した状態となると推定される。 Although not limited to the reaction mechanism, in one embodiment of the present invention, a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more is sprayed in a fluidized bed mixer under heating. The aqueous solution of the polyvalent metal salt is in a spray-dried state, and the water-soluble polyvalent metal salt forms a fine mass having an average particle diameter of 0.3 to 15 μm and adheres to the surface of the water-absorbent resin to allow the water-absorbent resin to pass through. It is estimated that the sex will improve. That is, by spraying and adding a polyvalent metal salt aqueous solution in a fluidized bed under heating, droplets of the polyvalent metal salt aqueous solution are dried on the surface of the air layer or a water-absorbent resin that flows in the air layer, and are solid polyvalent. It is presumed that the metal salt is attached.

従来の攪拌下の多価金属塩水溶液の添加では、撹拌された吸水性樹脂粒子の層に多価金属塩水溶液が添加されるため、多価金属塩は吸水性樹脂に吸収されるか、あるいは吸水性樹脂どうしの接触により薄く伸ばされることにより吸水性樹脂を被覆する。これに対して、本発明の一実施形態では、図1に示すような略球状/塊状で固体の多価金属塩が吸水性樹脂の表面に点状に非連続的に付着する。従来の多価金属塩水溶液での吸水性樹脂の表面処理では、吸水性樹脂が多価金属塩で被覆されるのに対して、本発明の一実施形態は図1のような新たな形状の吸水性樹脂を与える。 In the conventional addition of the polyvalent metal salt aqueous solution under stirring, the polyvalent metal salt aqueous solution is added to the layer of the agitated water-absorbent resin particles, so that the polyvalent metal salt is absorbed by the water-absorbent resin, or The water-absorbent resin is coated by being thinly stretched by contact between the water-absorbent resins. On the other hand, in one embodiment of the present invention, a substantially spherical / massive solid polyvalent metal salt as shown in FIG. 1 adheres to the surface of the water-absorbent resin in a point-like discontinuous manner. In the conventional surface treatment of the water-absorbent resin with the aqueous solution of the polyvalent metal salt, the water-absorbent resin is coated with the polyvalent metal salt, whereas one embodiment of the present invention has a new shape as shown in FIG. Gives a water-absorbent resin.

上記特許文献1〜22は、本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末の製造方法および吸水性樹脂粉末を示唆しない。 The above-mentioned Patent Documents 1 to 22 do not suggest a method for producing a water-absorbent resin powder and a water-absorbent resin powder according to an embodiment of the present invention.

以下に、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下では、便宜上、「重量部」を単に「部」と、「リットル」を単に「L」と記すことがある。また、「重量%」を「wt%」と記すことがある。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, for convenience, "parts by weight" may be simply referred to as "parts" and "liter" may be simply referred to as "L". Moreover, "weight%" may be described as "wt%".

吸水性樹脂粒子の諸性能は、以下の方法で測定した。特に記載が無い限り下記測定は室温(20〜25℃)、湿度50RH%の条件下で行われたものとする。なお、測定対象物が吸水性樹脂粒子以外である場合には、特に断りのない限り、吸水性樹脂粒子を対象物に読み替えて適用する。 The various performances of the water-absorbent resin particles were measured by the following methods. Unless otherwise specified, the following measurements shall be performed under the conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and humidity of 50 RH%. When the object to be measured is other than the water-absorbent resin particles, the water-absorbent resin particles are read as the object and applied unless otherwise specified.

<食塩水流れ誘導性(SFC)>
本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のSFCは、米国特許第5669894号に記載された測定方法に準拠して測定した。
<Saline flow inducibility (SFC)>
The SFC of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention was measured according to the measuring method described in US Pat. No. 5,669894.

<遠心分離機保持容量(CRC)>
本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のCRCは、EDANA法(ERT441.2−02)に準拠して測定した。
<Centrifuge retention capacity (CRC)>
The CRC of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT441.2-02).

<加圧下吸水倍率(AAP)>
本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のAAPは、EDANA法(ERT442.2−02)に準拠して測定した。なお、荷重条件を4.83kPa(0.7psi)に変更した。
<Water absorption ratio under pressure (AAP)>
The AAP of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT442.2-02). The load condition was changed to 4.83 kPa (0.7 psi).

<粉体流動性(FLOWRATE(F.R.))>
本発明の一実施形態に係る吸水性樹脂粉末のF.R.は、EDANA法(ERT450.2−02)に準拠して測定した。
<Powder fluidity (FLOWRATE (FR))>
The FR of the water-absorbent resin powder according to one embodiment of the present invention was measured according to the EDANA method (ERT450.2-02).

<吸湿ブロッキング率(Blocking Ratio(B.R.))>
底面の直径52mmのアルミカップに、吸水性樹脂粉末約2gを均一に散布した後、温度25℃、相対湿度70%RH下の恒温恒湿機中で1時間放置した。1時間後、上記アルミカップに入った吸水性樹脂粉末を、目開き2000μmのJIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm)の上に静かに移し、ロータップ型篩振盪機(株式会社飯田製作所製ES−65型篩振盪機;回転数230rpm、衝撃数130rpm)を用いて8秒間分級し、上記篩上に残存した吸水性樹脂粉末の重量(i(g))および該篩を通過した吸水性樹脂粉末の重量(j(g))を測定した。そして、下記式(3)に従って、吸湿ブロッキング率を算出した。なお、吸湿ブロッキング率が0重量%に近いほど、吸湿流動性が高いことを示す。
吸湿ブロッキング率(重量%)=((i(g))/(i(g)+j(g)))×100 …式(3)
<抽出液の表面張力>
吸水性樹脂粉末の抽出液の表面張力は、吸水性樹脂粉末から0.9重量%塩化ナトリウム水溶液で抽出した抽出液について測定した値である。具体的には十分に洗浄された容量100mLのビーカーに、23℃〜25℃に調温された0.9質量%の塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)50mLを投入し、該生理食塩水の表面張力を、表面張力計(自動表面張力計K11、クルス社製)を用いて測定し、表面張力の測定値が71mN/m〜75mN/mの範囲内であることを確認する。続いて、該生理食塩水に、十分に洗浄された25mm長のフッ素樹脂製の回転子と吸水性樹脂0.5gとを投入し、500rpmで4分間攪拌する。その後、攪拌を停止して膨潤した吸水性樹脂を沈降させ、上澄み液について上記と同様にして測定した値を表面張力とした。
<Blocking Ratio (BR)>
Approximately 2 g of water-absorbent resin powder was uniformly sprayed on an aluminum cup having a diameter of 52 mm on the bottom surface, and then left in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 70% RH for 1 hour. After 1 hour, the water-absorbent resin powder in the aluminum cup was gently transferred onto a JIS standard sieve (The IIDA TESTING SIEVE: inner diameter 80 mm) with an opening of 2000 μm, and a low-tap type sieve shaker (manufactured by Iida Seisakusho Co., Ltd.). Classified for 8 seconds using an ES-65 type sieve shaker (rotation speed 230 rpm, impact number 130 rpm), the weight (i (g)) of the water-absorbent resin powder remaining on the sieve, and the water absorption that passed through the sieve. The weight (j (g)) of the resin powder was measured. Then, the moisture absorption blocking rate was calculated according to the following formula (3). The closer the moisture absorption blocking rate is to 0% by weight, the higher the moisture absorption fluidity.
Moisture absorption blocking rate (% by weight) = ((i (g)) / (i (g) + j (g))) × 100 ... Equation (3)
<Surface tension of extract>
The surface tension of the extract of the water-absorbent resin powder is a value measured for the extract extracted from the water-absorbent resin powder with a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution. Specifically, 50 mL of 0.9% by mass sodium chloride aqueous solution (physiological saline) whose temperature was adjusted to 23 ° C. to 25 ° C. was put into a well-washed beaker having a capacity of 100 mL, and the surface of the physiological saline solution was added. The tension is measured using a surface tensiometer (automatic surface tension meter K11, manufactured by Cruz), and it is confirmed that the measured value of the surface tension is within the range of 71 mN / m to 75 mN / m. Subsequently, a sufficiently washed 25 mm long fluororesin rotor and 0.5 g of a water-absorbent resin are added to the physiological saline solution, and the mixture is stirred at 500 rpm for 4 minutes. Then, the stirring was stopped to allow the swollen water-absorbent resin to settle, and the value measured for the supernatant liquid in the same manner as above was taken as the surface tension.

<含水率>
EDANA法(ERT430.2−02)において、吸水性樹脂の粒子または粉末1gを180℃で3時間(無風オーブン)乾燥させたときの乾燥減量に変更して測定した。
<Moisture content>
In the EDANA method (ERT430.2-02), 1 g of water-absorbent resin particles or powder was changed to a drying weight loss when dried at 180 ° C. for 3 hours (windless oven).

<多価金属塩水溶液中の多価金属塩粒子の体積平均粒子径>
試験管中にシクロヘキサンと多価金属塩粒子とを入れて、超音波洗浄機で多価金属塩粒子を分散させた。この分散液をレーザ回折・散乱法で分析して、多価金属塩粒子の体積平均粒子径を求めた。
<Volume average particle size of polyvalent metal salt particles in polyvalent metal salt aqueous solution>
Cyclohexane and polyvalent metal salt particles were placed in a test tube, and the polyvalent metal salt particles were dispersed by an ultrasonic cleaner. This dispersion was analyzed by a laser diffraction / scattering method to determine the volume average particle size of the polyvalent metal salt particles.

〔製造例1:吸水性樹脂粒子の製造(重合・乾燥・粉砕・分級)〕
シグマ型羽根を2本有する内容量10Lのジャケット付きニーダーに、中和率75%、単量体濃度38重量%のアクリル酸ナトリウム水溶液を5500g、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均分子量523)を4.5g投入し、混合した後、窒素を吹き込んで脱気した。次いでニーダーの内容物を撹拌しながら30℃に調整し、10重量%過硫酸ナトリウム水溶液28.3g、その後1重量%L−アスコルビン酸2.0gを注入したところ、重合は速やかに始まり、40分後に粒子径が1〜5mmの含水ゲルが得られた。この含水ゲルを目開き300μmのステンレスメッシュ上で50cm×70cmに広げて、熱風式乾燥機(製品名;71−6S 佐竹化学機械社製)で180℃40分乾燥した。得られた乾燥重合体をロールミル粉砕し、目開きが850μmと150μmの標準篩で分級して、粒子径が150〜850μmの吸水性樹脂粒子(1)(重量平均粒子(D50)は370μm)を得た。
[Production Example 1: Production of water-absorbent resin particles (polymerization, drying, pulverization, classification)]
5500 g of sodium acrylate aqueous solution having a neutralization rate of 75% and a monomer concentration of 38% by weight, and 4.5 g of polyethylene glycol diacrylate (average molecular weight 523) in a kneader with a jacket having an internal volume of 10 L and having two sigma type blades. After charging and mixing, nitrogen was blown in and degassed. Next, the contents of the kneader were adjusted to 30 ° C. with stirring, and 28.3 g of a 10 wt% sodium persulfate aqueous solution and then 2.0 g of 1 wt% L-ascorbic acid were injected. Later, a hydrogel having a particle size of 1 to 5 mm was obtained. This hydrous gel was spread to 50 cm × 70 cm on a stainless mesh having an opening of 300 μm, and dried at 180 ° C. for 40 minutes in a hot air dryer (product name: 71-6S manufactured by Satake Chemical Machinery Co., Ltd.). The obtained dried polymer was pulverized by a roll mill and classified with a standard sieve having a mesh size of 850 μm and 150 μm to obtain water-absorbent resin particles (1) having a particle size of 150 to 850 μm (weight average particles (D50) were 370 μm). Obtained.

〔製造例2:吸水性樹脂粒子の表面架橋〕
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)100重量部を高速撹拌しながら、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアラート(TWEEN60)0.001重量部、エチレンカーボネート0.3重量部、プロピレングリコール0.6重量部、脱イオン水3重量部からなる表面架橋剤水溶液を噴霧添加し、パドルドライヤーで200℃、40分間撹拌しながら加熱した。さらに、表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)を、凝集をほぐしながら目開き850μmの篩を通過させた。ここで上記表面架橋剤は吸水性樹脂粒子(1)の官能基であるカルボキシル基と共有結合(COOHとOHの脱水反応)で架橋する有機架橋剤である。
[Production Example 2: Surface cross-linking of water-absorbent resin particles]
While stirring 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 1 at high speed, 0.001 part by weight of polyoxyethylene sorbitan monosteert (TWEEN60), 0.3 part by weight of ethylene carbonate, and propylene glycol. An aqueous solution of a surface cross-linking agent consisting of 0.6 parts by weight and 3 parts by weight of deionized water was spray-added and heated with a paddle dryer at 200 ° C. for 40 minutes while stirring. Further, the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) were passed through a sieve having an opening of 850 μm while loosening the agglomeration. Here, the surface cross-linking agent is an organic cross-linking agent that crosslinks with a carboxyl group which is a functional group of the water-absorbent resin particles (1) by a covalent bond (dehydration reaction of COOH and OH).

こうして得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)は、重量平均粒子(D50)が380μmであった。得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)についての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)の抽出液の表面張力は70mN/mであった。なお、製造例1に引き続き行われた実施例、比較例で得られた吸水性樹脂粉末の表面張力はいずれも70mN/m程度であった。 The surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) thus obtained had a weight average particle (D50) of 380 μm. Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the obtained surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1). The surface tension of the extract of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) was 70 mN / m. The surface tension of the water-absorbent resin powders obtained in Examples and Comparative Examples following Production Example 1 was about 70 mN / m.

〔実施例1:多価金属塩の濃度が27重量%の多価金属塩水溶液の加熱下での添加〕
製造例2で得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)に対して、加熱下で流動層混合機内において多価金属塩の濃度が27重量%の多価金属塩水溶液を噴霧した。
[Example 1: Addition of a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 27% by weight under heating]
The surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 2 were sprayed with a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 27% by weight in a fluidized bed mixer under heating.

具体的には、流動層を形成する流動層混合機(製品名;Pulvis GB22、ヤマト科学社製)に吸水性樹脂粒子(1)を500g仕込み、熱風;100℃、風量;0.2m/min(パンチング;8cmφ、風速;0.66m/s)の条件で吸水性樹脂粒子(1)を流動させながら温めた。吸水性樹脂粒子(1)の温度および流動層排気温度が80℃となった後、27重量%硫酸アルミニウム水溶液5g(吸水性樹脂粒子100重量%に対して1重量%)を15g/分の速さで噴霧した。さらに、硫酸アルミニウム水溶液を噴霧した吸水性樹脂粒子を5分間、流動層混合機内で混合させることにより、吸水性樹脂粉末(1)を得た。各種物性値の測定結果を表1に示す。Specifically, 500 g of water-absorbent resin particles (1) are charged into a fluidized bed mixer (product name: Pulvis GB22, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) that forms a fluidized bed, and hot air; 100 ° C., air volume: 0.2 m 3 / The water-absorbent resin particles (1) were warmed while flowing under the condition of min (punching; 8 cmφ, wind speed: 0.66 m / s). After the temperature of the water-absorbent resin particles (1) and the exhaust temperature of the fluidized bed reached 80 ° C., 5 g of a 27 wt% aluminum sulfate aqueous solution (1 wt% with respect to 100 wt% of the water-absorbent resin particles) was applied at a rate of 15 g / min. I sprayed it. Further, the water-absorbent resin particles sprayed with the aqueous aluminum sulfate solution were mixed in the fluidized bed mixer for 5 minutes to obtain the water-absorbent resin powder (1). Table 1 shows the measurement results of various physical property values.

なお、硫酸アルミニウムの飽和水溶液濃度(20℃)は約50重量%であり、実施例1では硫酸アルミニウム水溶液の噴霧乾燥と同時に吸水性樹脂粒子への添加が行われると推定される。その結果、図1に示すように硫酸アルミニウム水和物の球状粒子の付着が観察された。取得したSEM画像に基づくと、硫酸アルミニウム水和物の数平均粒子径は3μm、被覆面積は吸水性樹脂粉末の面積に対して2%、円形度は0.85であった。さらに上記操作において、吸水性樹脂粒子に対して水73重量%および硫酸アルミニウム27重量%が添加され、吸水性樹脂の含水率の向上は約0.2%となっていた。すなわち、添加した水の27重量%が吸収された。 The concentration of the saturated aqueous solution of aluminum sulfate (20 ° C.) is about 50% by weight, and it is estimated that in Example 1, the aqueous solution of aluminum sulfate is spray-dried and added to the water-absorbent resin particles at the same time. As a result, as shown in FIG. 1, adhesion of spherical particles of aluminum sulfate hydrate was observed. Based on the acquired SEM image, the number average particle size of the aluminum sulfate hydrate was 3 μm, the coating area was 2% with respect to the area of the water-absorbent resin powder, and the circularity was 0.85. Further, in the above operation, 73% by weight of water and 27% by weight of aluminum sulfate were added to the water-absorbent resin particles, and the water content of the water-absorbent resin was improved by about 0.2%. That is, 27% by weight of the added water was absorbed.

〔比較例1:多価金属塩の濃度が4重量%の多価金属塩水溶液の室温下での添加〕
送風;24℃(吸水性樹脂温度;24℃)、風量;0.6m/min(パンチング;8cmφ、風速;2.0m/s)の条件で吸水性樹脂粒子を流動させながら、4重量%硫酸アルミニウム水溶液25g(吸水性樹脂粒子100重量%に対して5重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして吸水性樹脂粉末の製造を試みた。しかし、硫酸アルミニウム水溶液を噴霧した後、吸水性樹脂粒子はすぐに流動しなくなり、凝集体状になった。
[Comparative Example 1: Addition of an aqueous solution of a polyvalent metal salt having a concentration of a polyvalent metal salt of 4% by weight at room temperature]
Blower: 24 ° C (water-absorbent resin temperature; 24 ° C), air volume: 0.6 m 3 / min (punching; 8 cmφ, wind speed; 2.0 m / s) while flowing water-absorbent resin particles, 4% by weight An attempt was made to produce a water-absorbent resin powder in the same manner as in Example 1 except that 25 g of an aqueous solution of aluminum sulfate (5% by weight based on 100% by weight of water-absorbent resin particles) was used. However, after spraying the aqueous solution of aluminum sulfate, the water-absorbent resin particles immediately stopped flowing and became aggregates.

〔比較例2:多価金属塩の濃度が4重量%の多価金属塩水溶液の加熱下での添加〕
4重量%硫酸アルミニウム水溶液25g(吸水性樹脂粒子100重量%に対して5重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして吸水性樹脂粉末の製造を試みた。しかし、硫酸アルミニウム水溶液を噴霧した後、吸水性樹脂粒子はすぐに流動しなくなり、凝集体状になった。
[Comparative Example 2: Addition of a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 4% by weight under heating]
An attempt was made to produce a water-absorbent resin powder in the same manner as in Example 1 except that 25 g of a 4-weight% aluminum sulfate aqueous solution (5% by weight with respect to 100% by weight of the water-absorbent resin particles) was used. However, after spraying the aqueous solution of aluminum sulfate, the water-absorbent resin particles immediately stopped flowing and became aggregates.

〔比較例3:多価金属塩の濃度が4重量%の多価金属塩水溶液の加熱下での添加(風量変更)〕
風量を0.36m/min(パンチング;8cmφ、風速;1.2m/s)とした以外は比較例2と同様に吸水性樹脂粉末の製造を試みたところ、吸水性樹脂粒子の流動は止まらなかったが、流動層混合機内で吸水性樹脂粒子が飛散した。さらに硫酸アルミニウム水溶液を噴霧した吸水性樹脂粒子を5分間、流動層混合機内で混合させることにより、比較吸水性樹脂粉末(3)を得た。比較吸水性樹脂粉末(3)の各種物性値の測定結果を表1に示す。なお、SEMによる観察で、比較吸水性樹脂粉末(3)の表面に硫酸アルミニウム水和物の粒子や塊は見られなかった。
[Comparative Example 3: Addition of a polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 4% by weight under heating (changing the air volume)]
When an attempt was made to produce a water-absorbent resin powder in the same manner as in Comparative Example 2 except that the air volume was 0.36 m 3 / min (punching; 8 cmφ, wind speed; 1.2 m / s), the flow of the water-absorbent resin particles did not stop. However, the water-absorbent resin particles were scattered in the fluidized bed mixer. Further, the water-absorbent resin particles sprayed with the aqueous aluminum sulfate solution were mixed in the fluidized bed mixer for 5 minutes to obtain a comparative water-absorbent resin powder (3). Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin powder (3). In addition, in the observation by SEM, no particles or lumps of aluminum sulfate hydrate were observed on the surface of the comparative water-absorbent resin powder (3).

〔比較例4:多価金属塩の濃度が4重量%の多価金属塩水溶液の室温下での添加(噴霧方向変更)〕
硫酸アルミニウム水溶液の噴霧をパンチングメタル付近から上向きに行った以外は、比較例1と同様に吸水性樹脂粉末の製造を試みたところ、吸水性樹脂粒子の流動は止まらなかった。さらに硫酸アルミニウム水溶液を噴霧した吸水性樹脂粒子を5分間、流動層混合機内で混合させることにより、比較吸水性樹脂粉末(4)を得た。比較吸水性樹脂粉末(4)の各種物性値の測定結果を表1に示す。なお、SEMによる観察で、比較吸水性樹脂粉末(4)の表面に硫酸アルミニウム水和物の粒子や塊は見られなかった。
[Comparative Example 4: Addition of an aqueous solution of a polyvalent metal salt having a concentration of a polyvalent metal salt of 4% by weight at room temperature (change of spray direction)]
When the production of the water-absorbent resin powder was attempted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the aqueous solution of aluminum sulfate was sprayed upward from the vicinity of the punching metal, the flow of the water-absorbent resin particles did not stop. Further, the water-absorbent resin particles sprayed with the aqueous aluminum sulfate solution were mixed in the fluidized bed mixer for 5 minutes to obtain a comparative water-absorbent resin powder (4). Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin powder (4). In addition, in the observation by SEM, no particles or lumps of aluminum sulfate hydrate were observed on the surface of the comparative water-absorbent resin powder (4).

〔参考例1〕
実施例1において吸水性樹脂粒子を用いずに流動層混合機内で、多価金属塩の濃度が27重量%の硫酸アルミニウム水溶液を噴霧させたところ、硫酸アルミニウム水和物の微粉末が得られた。この微粉末を目開き45μmの篩で分級することにより大きな凝集物を除くと、レーザ回折・散乱法で測定した体積平均粒子径が4μmである硫酸アルミニウム水和物の微粒子が得られた。
[Reference Example 1]
When an aqueous aluminum sulfate solution having a polyvalent metal salt concentration of 27% by weight was sprayed in the fluidized bed mixer without using the water-absorbent resin particles in Example 1, fine powder of aluminum sulfate hydrate was obtained. .. When this fine powder was classified with a sieve having a mesh size of 45 μm to remove large agglomerates, fine particles of aluminum sulfate hydrate having a volume average particle diameter of 4 μm measured by a laser diffraction / scattering method were obtained.

〔実施例2〕
製造例2で得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)100重量部に参考例1で得られた硫酸アルミニウム水和物0.25重量部を添加、混合し、吸水性樹脂粉末(2)を得た。吸水性樹脂粉末(2)の各種物性値の測定結果を表1に示す。取得した吸水性樹脂粉末(2)のSEM画像に基づくと、硫酸アルミニウム水和物の数平均粒子径は2μmであった。
[Example 2]
0.25 parts by weight of the aluminum sulfate hydrate obtained in Reference Example 1 was added to 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 2, mixed, and the water-absorbent resin powder (1) 2) was obtained. Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the water-absorbent resin powder (2). Based on the SEM image of the obtained water-absorbent resin powder (2), the number average particle size of aluminum sulfate hydrate was 2 μm.

〔実施例3〕
上記実施例2において、参考例1で得られた硫酸アルミニウム水和物0.5重量部を添加、混合した以外は、実施例2と同様に操作して、吸水性樹脂粉末(3)を得た。吸水性樹脂粉末(3)の各種物性値の測定結果を表1に示す。
[Example 3]
In Example 2 above, the water-absorbent resin powder (3) was obtained in the same manner as in Example 2 except that 0.5 part by weight of the aluminum sulfate hydrate obtained in Reference Example 1 was added and mixed. rice field. Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the water-absorbent resin powder (3).

〔比較例5〕
製造例2で得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)100重量部をプラスチック容器に入れ、スパチュラで撹拌しながら27重量%硫酸アルミニウム水溶液1重量部を注射器で添加、混合し、80℃の無風オーブンで30分間加熱した。さらに凝集物を崩しながら目開きが850μmの篩を通過させて、比較吸水性樹脂粉末(5)を得た。比較吸水性樹脂粉末(5)の各種物性値の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 5]
100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 2 are placed in a plastic container, and 1 part by weight of a 27% by weight aluminum sulfate aqueous solution is added and mixed with a syringe while stirring with a spatula, and 80 parts by weight are added. It was heated in a windless oven at ° C for 30 minutes. Further, the aggregate was passed through a sieve having an opening of 850 μm while breaking down to obtain a comparative water-absorbent resin powder (5). Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin powder (5).

〔比較例6〕
製造例2で得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)100重量部をプラスチック容器に入れ、スパチュラで撹拌しながら27重量%硫酸アルミニウム水溶液1重量部、60重量%乳酸ナトリウム0.3重量部、プロピレングリコール0.025重量部からなる液を注射器で添加、混合し、80℃の無風オーブンで30分間加熱した。さらに凝集物を崩しながら目開きが850μmの篩を通過させて、比較吸水性樹脂粉末(6)を得た。比較吸水性樹脂粉末(6)の各種物性値の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 6]
Place 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 2 in a plastic container, and stir with a syringe to 1 part by weight of a 27% by weight aluminum sulfate aqueous solution and 0.3% by weight of 60% by weight sodium lactate. A liquid consisting of 0.025 parts by weight of propylene glycol was added by a syringe, mixed, and heated in a windless oven at 80 ° C. for 30 minutes. Further, the aggregate was passed through a sieve having an opening of 850 μm while breaking down to obtain a comparative water-absorbent resin powder (6). Table 1 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin powder (6).

Figure 2020067563
(まとめ)
製造例2(表面架橋された吸水性樹脂粒子)を用いて、多価金属塩を添加する実施例1の吸水性樹脂粉末(1)(多価金属塩の濃度が27%の多価金属塩水溶液の加熱下での添加)と比較例1〜4の比較吸水性樹脂粉末(1)〜(4)(多価金属塩の濃度が4重量%の多価金属塩水溶液の加熱下または室温での添加)とを製造した。これらの対比により、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩を加熱下で噴霧する本発明の一実施形態の製造方法では、凝集もなく安定的に吸水性樹脂粉末が得られるとともに、吸水性樹脂粉末の通液性(SFC)および吸湿流動性が高いことが分かる。また流動層混合機を用いないで多価金属塩を添加する従来の高通液性、高吸湿流動性技術に相当する比較例5、6により得られた比較吸水性樹脂粉末と比べても実施例1〜3で得られた吸水性樹脂粉末は通液性、吸湿流動性に優れていることが分かる。さらに、シリカ等を添加した吸水性樹脂と異なり、本発明の一実施形態の製造方法で得られた表面架橋された吸水性樹脂粒子は、加圧下吸水倍率(AAP)が製造例2の表面架橋された吸水性樹脂粒子とほぼ同等の加圧下吸水倍率を示す。実施例1の吸水性樹脂粉末は、図1に示すように、数平均粒子径3μm程度の球状の多価金属塩(硫酸アルミニウム)の粒子の付着がSEM画像で観察された。さらに実施例1で得られた吸水性樹脂粉末の含水率から噴霧した水溶液中の水が乾燥したことが示唆される。
Figure 2020067563
(summary)
Water-absorbent resin powder of Example 1 to which a polyvalent metal salt is added using Production Example 2 (surface-crosslinked water-absorbent resin particles) (1) (Polyvalent metal salt having a polyvalent metal salt concentration of 27%) Addition of aqueous solution under heating) and comparison of Comparative Examples 1 to 4 Water-absorbent resin powders (1) to (4) (polyvalent metal salt concentration of 4% by weight under heating or at room temperature Addition) and manufactured. Based on these comparisons, in the production method of one embodiment of the present invention in which a polyvalent metal salt having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more is sprayed under heating, a water-absorbent resin powder can be stably obtained without aggregation. It can be seen that the water-absorbent resin powder has high liquid permeability (SFC) and moisture absorption and fluidity. Further, it is also compared with the comparative water-absorbent resin powders obtained in Comparative Examples 5 and 6 corresponding to the conventional high liquid permeability and high moisture absorption fluidity techniques in which a polyvalent metal salt is added without using a fluidized bed mixer. It can be seen that the water-absorbent resin powders obtained in Nos. 1 to 3 are excellent in liquid permeability and hygroscopic fluidity. Further, unlike the water-absorbent resin to which silica or the like is added, the surface-crosslinked water-absorbent resin particles obtained by the production method of one embodiment of the present invention have a surface-crosslinked water absorption ratio (AAP) of Production Example 2 under pressure. It shows a water absorption ratio under pressure that is almost the same as that of the water-absorbent resin particles. As shown in FIG. 1, in the water-absorbent resin powder of Example 1, adhesion of spherical polyvalent metal salt (aluminum sulfate) particles having a number average particle diameter of about 3 μm was observed on the SEM image. Further, the water content of the water-absorbent resin powder obtained in Example 1 suggests that the water in the sprayed aqueous solution has dried.

〔製造例3〕
製造例1においてポリエチレングリコールジアクリレートの使用量を11.2重量部に変更した以外は製造例1と同様に操作して、吸水性樹脂粒子(3)を得た。
[Manufacturing Example 3]
Water-absorbent resin particles (3) were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of polyethylene glycol diacrylate used was changed to 11.2 parts by weight in Production Example 1.

〔製造例4〕
製造例2において、吸水性樹脂粒子(3)を用いた以外は製造例2と同様に操作して、表面架橋された吸水性樹脂粒子(4)を得た。表面架橋された吸水性樹脂粒子(4)の各種物性値の測定結果を表2に示す。
[Manufacturing Example 4]
The surface-crosslinked water-absorbent resin particles (4) were obtained in the same manner as in Production Example 2 except that the water-absorbent resin particles (3) were used in Production Example 2. Table 2 shows the measurement results of various physical property values of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (4).

〔実施例4〕
実施例3において、表面架橋された吸水性樹脂粒子(4)を用いた以外は、実施例3と同様に操作して吸水性樹脂粉末(4)を得た。吸水性樹脂粉末(4)の各種物性値の測定結果を表2に示す。
[Example 4]
A water-absorbent resin powder (4) was obtained in the same manner as in Example 3 except that the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (4) were used in Example 3. Table 2 shows the measurement results of various physical property values of the water-absorbent resin powder (4).

〔比較例7〕
比較例5において、表面架橋された吸水性樹脂粒子(4)を用いた以外は、比較例5と同様に操作して比較吸水性樹脂粉末(7)を得た。比較吸水性樹脂粉末(7)の各種物性値の測定結果を表2に示す。
[Comparative Example 7]
A comparative water-absorbent resin powder (7) was obtained in the same manner as in Comparative Example 5 except that the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (4) were used in Comparative Example 5. Table 2 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin powder (7).

〔比較例8〕
比較例6において、表面架橋された吸水性樹脂粒子(4)を用いた以外は、比較例6と同様に操作して比較吸水性樹脂粉末(8)を得た。比較吸水性樹脂粉末(8)の各種物性値の測定結果を表2に示す。
[Comparative Example 8]
A comparative water-absorbent resin powder (8) was obtained in the same manner as in Comparative Example 6 except that the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (4) were used in Comparative Example 6. Table 2 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin powder (8).

Figure 2020067563
(まとめ)
内部架橋剤の使用量を変更して、表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)よりもCRCの低い表面架橋された吸水性樹脂粒子(2)を作製し、実施例4、比較例7、8の吸水性樹脂粉末を製造した。これらについて各種物性値を測定したところ、SFCの違いがより明確になった。すなわち、実施例4の吸水性樹脂粉末(4)は比較例7の比較吸水性樹脂粉末(7)よりもSFCが高く、吸湿ブロッキング率が低く、0重量%に近いことから、通液性および吸湿流動性の面で明らかに優れている。また、実施例4の吸水性樹脂粉末(4)は比較例8の比較吸水性樹脂粉末(8)に対しても、吸湿ブロッキング率が低く、0重量%に近いことから、吸湿流動性の面で優れている。
Figure 2020067563
(summary)
By changing the amount of the internal cross-linking agent used, surface-crosslinked water-absorbent resin particles (2) having a lower CRC than the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) were prepared, and Example 4, Comparative Example 7, 8 water-absorbent resin powders were produced. When various physical property values were measured for these, the difference in SFC became clearer. That is, the water-absorbent resin powder (4) of Example 4 has a higher SFC than the comparative water-absorbent resin powder (7) of Comparative Example 7, has a lower moisture absorption blocking rate, and is close to 0% by weight. Clearly excellent in terms of moisture absorption and fluidity. Further, the water-absorbent resin powder (4) of Example 4 has a lower moisture absorption blocking rate than the comparative water-absorbent resin powder (8) of Comparative Example 8 and is close to 0% by weight. Is excellent.

〔参考例2〕
ポリエチレングリコール(分子量200)4重量部に13.5重量%の硫酸アルミニウム水溶液2重量部を激しくかき混ぜながら添加することにより、硫酸アルミニウム水和物が析出、分散した分散液(1)を得た。
[Reference example 2]
By adding 2 parts by weight of a 13.5% by weight aqueous aluminum sulfate solution to 4 parts by weight of polyethylene glycol (molecular weight 200) with vigorous stirring, a dispersion liquid (1) in which aluminum sulfate hydrate was precipitated and dispersed was obtained.

〔実施例5〕
製造例2で得られた、表面架橋された吸水性樹脂粒子(1)100重量部に、参考例2で得られた分散液(1)6重量部を、かき混ぜながら滴下した。さらに180℃のオーブンで30分間乾燥させ、目開きが850μmの篩を通過させることにより吸水性樹脂粉末(5)を得た。吸水性樹脂粉末(5)の各種物性値の測定結果を表3に示す。なお、SEM画像で観察したところ、硫酸アルミニウム水和物はやや細長い多面体で、数平均粒子径は1μmであった。粉立ち(ダスト)はなかった。
[Example 5]
6 parts by weight of the dispersion liquid (1) obtained in Reference Example 2 was added dropwise to 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 2 while stirring. Further, it was dried in an oven at 180 ° C. for 30 minutes and passed through a sieve having an opening of 850 μm to obtain a water-absorbent resin powder (5). Table 3 shows the measurement results of various physical property values of the water-absorbent resin powder (5). When observed on the SEM image, the aluminum sulfate hydrate was a slightly elongated polyhedron, and the number average particle size was 1 μm. There was no dust.

〔参考例3〕
参考例1で得られた硫酸アルミニウム水和物0.5重量部をポリエチレングリコール(分子量200)4重量部および脱イオン水1.5重量部の混合液に分散させて、分散液(2)を得た。
[Reference Example 3]
0.5 parts by weight of the aluminum sulfate hydrate obtained in Reference Example 1 was dispersed in a mixed solution of 4 parts by weight of polyethylene glycol (molecular weight 200) and 1.5 parts by weight of deionized water to obtain the dispersion liquid (2). Obtained.

〔実施例6〕
実施例5において、分散液(1)の代わりに参考例3で得られた分散液(2)6重量部を添加した以外は同様に操作し、吸水性樹脂粉末(6)を得た。吸水性樹脂粉末(6)の各種物性値の測定結果を表3に示す。なお、SEM画像で観察したところ、硫酸アルミニウム水和物の形状は球状、多面体などが混在し、数平均粒子径は1μm、円形度は0.81であった。粉立ち(ダスト)はなかった。
[Example 6]
In Example 5, a water-absorbent resin powder (6) was obtained in the same manner except that 6 parts by weight of the dispersion liquid (2) obtained in Reference Example 3 was added instead of the dispersion liquid (1). Table 3 shows the measurement results of various physical property values of the water-absorbent resin powder (6). When observed on the SEM image, the shape of the aluminum sulfate hydrate was a mixture of spherical and polyhedrons, the number average particle diameter was 1 μm, and the circularity was 0.81. There was no dust.

〔比較例9〕
実施例5において、分散液(1)の代わりにポリエチレングリコール(分子量200)4重量部、脱イオン水2重量部からなる水溶液を添加した以外は同様に操作し、比較吸水性樹脂(9)を得た。比較吸水性樹脂(9)の各種物性値の測定結果を表3に示す。
[Comparative Example 9]
In Example 5, the comparative water-absorbent resin (9) was prepared in the same manner except that an aqueous solution consisting of 4 parts by weight of polyethylene glycol (molecular weight 200) and 2 parts by weight of deionized water was added instead of the dispersion liquid (1). Obtained. Table 3 shows the measurement results of various physical property values of the comparative water-absorbent resin (9).

Figure 2020067563
実施例5,6、比較例9におけるF.R.の比較から、硫酸アルミニウム粒子が含まれていることにより、吸水性樹脂のF.R.が向上していることがわかる。また、実施例5と実施例6を比較すると、球状の硫酸アルミニウム粒子が含まれていると、吸水性樹脂のF.R.とSFCが向上することが分かる。さらに、表1の記載と表3の記載との対比から、球状硫酸アルミニウムをポリエチレングリコールとともに添加すると、吸水性樹脂のSFCが大きく向上することが分かる。
Figure 2020067563
From the comparison of FR in Examples 5 and 6 and Comparative Example 9, it can be seen that the inclusion of aluminum sulfate particles improves the FR of the water-absorbent resin. Further, when Example 5 and Example 6 are compared, it is found that the water-absorbent resin F.I. R. It can be seen that SFC is improved. Furthermore, from the comparison between the description in Table 1 and the description in Table 3, it can be seen that the addition of spherical aluminum sulfate together with polyethylene glycol greatly improves the SFC of the water-absorbent resin.

〔実施例7〕
乳酸アルミニウムを乳鉢ですりつぶし、体積平均粒子径4μmの乳酸アルミニウム粒子を得た。
[Example 7]
Aluminum lactate was ground in a mortar to obtain aluminum lactate particles having a volume average particle diameter of 4 μm.

得られた乳酸アルミニウム0.5重量部を、表面架橋された吸水性樹脂(1)100重量部に添加、混合し、吸水性樹脂粉末(7)を得た。吸水性樹脂粉末(7)の各種物性値の測定結果を表4に示す。

Figure 2020067563
0.5 part by weight of the obtained aluminum lactate was added to and mixed with 100 parts by weight of the surface-crosslinked water-absorbent resin (1) to obtain a water-absorbent resin powder (7). Table 4 shows the measurement results of various physical property values of the water-absorbent resin powder (7).
Figure 2020067563

本発明を用いて製造される吸水性樹脂粉末は、通液性に優れるので、紙オムツや生理用ナプキンをはじめ各種衛生材料やその他、各種吸水性樹脂の用途に好適に使用することができる。 Since the water-absorbent resin powder produced by using the present invention has excellent liquid permeability, it can be suitably used for various sanitary materials such as paper diapers and sanitary napkins, and other various water-absorbent resins.

Claims (14)

有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、多価金属塩の濃度が5重量%以上の多価金属塩水溶液を、流動層混合機内で表面架橋時または表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する噴霧工程を有し、上記多価金属塩水溶液の噴霧位置での風温が50℃以上である、吸水性樹脂粉末の製造方法。 A method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A polyvalent metal salt aqueous solution having a polyvalent metal salt concentration of 5% by weight or more is mixed with a fluidized layer. A method for producing a water-absorbent resin powder, which comprises a spraying step of spraying on the water-absorbent resin particles at the time of surface cross-linking or after surface cross-linking in the machine, and the air temperature at the spraying position of the polyvalent metal salt aqueous solution is 50 ° C. or higher. .. 上記流動層混合機内で、上記多価金属塩水溶液を表面架橋後の吸水性樹脂粒子に噴霧する、請求項1に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 The method for producing a water-absorbent resin powder according to claim 1, wherein the aqueous solution of the polyvalent metal salt is sprayed onto the water-absorbent resin particles after surface cross-linking in the fluidized bed mixer. 上記流動層混合機内において、表面架橋後の吸水性樹脂粒子の冷却が上記噴霧工程と同時に行われる、請求項1または2に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 The method for producing a water-absorbent resin powder according to claim 1 or 2, wherein the water-absorbent resin particles after surface cross-linking are cooled at the same time as the spraying step in the fluidized bed mixer. 上記噴霧工程において、導入される吸水性樹脂粒子の温度が50〜250℃である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the water-absorbent resin particles introduced in the spraying step is 50 to 250 ° C. 上記噴霧工程において、上記流動層混合機の上部から上記多価金属塩水溶液を噴霧する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of claims 1 to 4, wherein in the spraying step, the polyvalent metal salt aqueous solution is sprayed from the upper part of the fluidized bed mixer. 噴霧される多価金属塩水溶液中の水の少なくとも一部が乾燥され、噴霧される多価金属塩水溶液の水の80重量%以下が吸水性樹脂粒子に吸収される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 2. The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of the following items. 有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末の製造方法であって、有機表面架橋剤で表面架橋された吸水性樹脂粒子に対し、レーザ回折・散乱法で測定される体積平均粒子径が0.3〜15μmの水溶性多価金属塩粒子を添加する、吸水性樹脂粉末の製造方法。 A method for producing a water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface-crosslinking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A method for producing a water-absorbent resin powder, to which water-soluble polyvalent metal salt particles having a measured volume average particle diameter of 0.3 to 15 μm are added. 上記水溶性多価金属塩が、上記吸水性樹脂粒子100重量部に対して、0.01〜1重量部である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 The production of the water-absorbent resin powder according to any one of claims 1 to 7, wherein the water-soluble polyvalent metal salt is 0.01 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles. Method. 上記水溶性多価金属塩が水溶性アルミニウム塩である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末の製造方法。 The method for producing a water-absorbent resin powder according to any one of claims 1 to 8, wherein the water-soluble polyvalent metal salt is a water-soluble aluminum salt. 有機表面架橋剤で表面架橋され且つ水溶性多価金属塩を含む吸水性樹脂粉末であって、吸水性樹脂粉末の表面に水溶性多価金属塩粒子が付着し、SEM画像分析による水溶性多価金属塩粒子の数平均粒子径が0.3〜15μmである吸水性樹脂粉末。 A water-absorbent resin powder that is surface-crosslinked with an organic surface cross-linking agent and contains a water-soluble polyvalent metal salt. A water-absorbent resin powder having a number average particle diameter of valent metal salt particles of 0.3 to 15 μm. SEM画像分析による水溶性多価金属塩粒子の下記式で規定される円形度が、0.8以上である、請求項10に記載の吸水性樹脂粉末。
(円形度)=4π・S/L
(式中、付着した水溶性多価金属塩粒子の外周をL、付着した水溶性多価金属塩粒子の面積をSとする)
The water-absorbent resin powder according to claim 10, wherein the water-soluble polyvalent metal salt particles obtained by SEM image analysis have a circularity of 0.8 or more as defined by the following formula.
(Circularity) = 4π ・ S / L 2
(In the formula, the outer circumference of the attached water-soluble polyvalent metal salt particles is L, and the area of the attached water-soluble polyvalent metal salt particles is S).
SEM画像分析による水溶性多価金属塩粒子の被覆面積が、吸水性樹脂粉末の面積に対して、0.1〜50%である、請求項10または11に記載の吸水性樹脂粉末。 The water-absorbent resin powder according to claim 10 or 11, wherein the coverage area of the water-soluble polyvalent metal salt particles by SEM image analysis is 0.1 to 50% with respect to the area of the water-absorbent resin powder. CRCが25g/g以上、AAP(0.7psi)が15g/g以上である、請求項10〜12のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末。 The water-absorbent resin powder according to any one of claims 10 to 12, wherein the CRC is 25 g / g or more and the AAP (0.7 psi) is 15 g / g or more. 重量平均粒子径が100〜2000μmである、請求項10〜13のいずれか1項に記載の吸水性樹脂粉末。 The water-absorbent resin powder according to any one of claims 10 to 13, wherein the weight average particle size is 100 to 2000 μm.
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