(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性樹脂の第１分級工程と、分級後の表面架橋工程と、表面架橋後、表面架橋中、及び表面架橋前の少なくとも１つにおいて吸水性樹脂粉末への水の添加工程と、第２分級工程及び搬送工程とを順次有し、上記水の添加工程で水が添加される装置の下部に上記第２分級工程で使用される装置が連結してなり、上記第２分級工程後の上記搬送工程が、吸水性樹脂粉末を垂直上向き方向に搬送する工程であることを特徴とする、吸水性樹脂粉末の製造方法。
【請求項２】
上記第２分級工程は少なくとも吸水性樹脂粉末の非定常的凝集物を分離する工程である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記水の添加工程が表面架橋後の吸水性樹脂粉末に対して行われる、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記水の添加工程で水が添加される装置と第２分級工程で使用される装置とが０〜５ｍで連結されてなる、請求項１〜３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
上記水の添加工程が表面架橋後の冷却工程を兼ねるものである、請求項１〜４の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
上記水の添加工程で水が添加される装置が、攪拌回転軸の回転数１００ｒｐｍ未満の低速攪拌型冷却機である、請求項１〜５の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
上記水の添加工程において、吸水性樹脂粉末と水との混合が１分間超である、請求項１〜６の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
上記表面架橋工程又は水の添加工程で使用される装置が、吸水性樹脂粉末の投入口とその排出口及び複数の攪拌羽根を備えた１本以上の回転軸からなる撹拌手段と、加熱又は冷却手段とを有する横型の連続撹拌装置である、請求項１〜７の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
上記水の添加工程で添加される水に添加剤が含まれる、請求項１〜８の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
上記添加剤が、無機架橋剤、消臭剤、抗菌剤、着色剤、キレート剤、無機塩、酸、アルカリ、界面活性剤からなる群から選ばれる１種又は２種以上である、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
上記水の添加工程で水が添加される装置と第２分級工程で使用される装置との間に周期的遮蔽装置が設置される、請求項１〜１０の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
上記第１分級工程及び／又は第２分級工程で除電を行う、請求項１〜１１の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
上記非定常的凝集物が、吸水性樹脂粉末と水との混合時に横型の連続攪拌装置の内壁面に付着する付着性凝集物である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項１４】
上記搬送工程後に、第３分級工程が更に設置される、請求項１〜１３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
上記第３分級工程が、篩分級によって吸水性樹脂粉末の粒度を制御する、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
上記第２分級工程における篩の最大目開きが、第１分級工程及び／又は任意に存在する第３分級工程で得られる吸水性樹脂粉末の最大目的粒径の２〜２００倍である、請求項１〜１５の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
上記第１分級工程において、粒子径１ｍｍ未満の吸水性樹脂粒子を得た後、第２分級工程において、粒子径１０ｍｍ以上の吸水性樹脂粉末の非定常的凝集物を除去する、請求項１〜１６の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１８】
上記第２分級工程で分離した非定常的凝集物を粉砕した後、第２分級工程以前の工程にリサイクルする、請求項１〜１７の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１９】
上記第２分級工程で分離した非定常的凝集物を粉砕した後、表面架橋を行う、請求項１〜１８の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項２０】
上記搬送工程が、搬送距離として１０〜１０００ｍの空気輸送である、請求項１〜１９の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項２１】
吸水性樹脂粉末の生産量が１［ｔ／ｈｒ］以上である、請求項１〜２０の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項２２】
吸水性樹脂粉末の含水率（ＥＲＴ４３０．２−２で規定）が１〜１５重量％、４．８３ｋＰａでの加圧下吸水倍率（ＥＲＴ４４２．２−０２で規定）が２０［ｇ／ｇ］以上である、請求項１〜２１の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項２３】
上記吸水性樹脂が連続ニーダー重合又は連続ベルト重合で得られる破砕状の粒子であり、上記表面架橋剤が脱水反応性表面架橋剤である、請求項１〜２２の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項２４】
上記第１分級工程に供給される吸水性樹脂は、重合工程、ゲル解砕工程、乾燥工程、及び粉砕工程を経て得られたものである、請求項１〜２３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項２５】
表面架橋工程、水の添加工程、第２分級工程及び第２分級工程後の搬送工程を順次含み、表面架橋工程、水の添加工程、第２分級工程での各装置がそれぞれ前工程の装置の下部に連結され、吸水性樹脂粉末が上記各工程間を重力で移動する、請求項１〜２４の何れか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水性樹脂粉末の製造方法に関する。更に詳しくは、工業スケールでの表面架橋された吸水性樹脂粉末の製造方法において、製造上の諸問題を解消し、吸水性樹脂の物性劣化を引き起こさず、長時間の安定運転が可能であり、物性も安定（標準偏差の低下）及び／又は向上（ＡＡＰの向上）する、所定量の水を添加又は含有させた、微粉の少ない高物性の吸水性樹脂粉末の製造方法を提供することである。
【背景技術】
【０００２】
吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ；略称「ＳＡＰ」）は、自重の数倍から数百倍という多量の水性液を吸収する性質から紙オムツや生理用ナプキン、成人用失禁製品等の衛生材料、土壌用保水剤等の各種用途に幅広く利用され、大量に生産及び消費されている。【０００３】
一般に、吸水性樹脂は、親水性単量体及び内部架橋剤を含む水溶液を重合することにより得られる含水ゲル状架橋重合体を乾燥し、表面架橋を行うことで製造される。上記吸水性樹脂の表面架橋工程を経て、加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）や通液性（ＳＦＣ、ＧＢＰ）等の物性が高められる。尚、表面架橋工程とは、通常、上記吸水性樹脂と表面架橋剤又は重合性単量体との反応によって、吸水性樹脂の表面近傍に高架橋層を設ける工程である。【０００４】
上記吸水性樹脂の表面改質方法として、吸水性樹脂の官能基（特にカルボキシル基）と反応する各種の表面架橋剤が提案されている。例えば、オキサゾリン化合物（特許文献１）、ビニルエーテル化合物（特許文献２）、エポキシ化合物（特許文献３）、オキセタン化合物（特許文献４）、多価アルコール化合物（特許文献５）、ポリアミドポリアミン−エピハロ付加物（特許文献６、７）、ヒドロキシアクリルアミド化合物（特許文献８）、オキサゾリジノン化合物（特許文献９、１０）、ビス又はポリ−オキサゾリジノン化合物（特許文献１１）、２−オキソテトラヒドロ−１，３−オキサゾリジン化合物（特許文献１２）、アルキレンカーボネート化合物（特許文献１３）等が開示されている。又、特定の表面架橋剤を併用する技術（特許文献１４）も開示されている。【０００５】
更に、表面架橋剤以外による表面改質方法として、単量体を重合して表面架橋する技術（特許文献１５）や過硫酸塩等でラジカル架橋する技術（特許文献１６、１７）が開示されている。又、通常の表面架橋処理と異なり、表面架橋剤を使用せずに、熱を加えることで吸水性樹脂の改質を行う技術（特許文献１８、１９）も開示されている。【０００６】
更に、表面架橋剤の混合に添加剤を併用する技術も開示され、添加剤としてアルミニウム塩等の水溶性カチオン（特許文献２０、２１）、アルカリ（特許文献２２）、有機酸や無機酸（特許文献２３）、過酸化物（特許文献２４）、界面活性剤（特許文献２５）等が開示されている。【０００７】
上記ケミカル面での改善だけでなく、装置面や反応条件面での表面処理の改善も多く開示されている。例えば、装置面の改良では、表面架橋剤の混合機に特定の混合機を使用する技術（特許文献２６〜２９）や、吸水性樹脂と表面架橋剤とを反応させるための特定の加熱機を使用する技術（特許文献３０、３１）等が開示されている。【０００８】
又、反応条件面の改良では、吸水性樹脂と表面架橋剤との反応温度の昇温制御についての技術（特許文献３２）が開示されている。更に、加熱工程において、表面架橋を二度行う技術（特許文献３３）や、予め加熱処理後に表面架橋剤を添加する技術（特許文献３４）、酸素分圧を規定する技術（特許文献３５）、スプレーや露点を規定する技術（特許文献３７〜３８）、処理液の混合条件を規定する技術（特許文献３９、４０）、冷却工程に着目する技術（特許文献４１）等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６２９７３１９号明細書
【特許文献２】米国特許第６３７２８５２号明細書
【特許文献３】米国特許第６２６５４８８号明細書
【特許文献４】米国特許第６８０９１５８号明細書
【特許文献５】米国特許第４７３４４７８号明細書
【特許文献６】米国特許第４７５５５６２号明細書
【特許文献７】米国特許第４８２４９０１号明細書
【特許文献８】米国特許第６２３９２３０号明細書
【特許文献９】米国特許第６５５９２３９号明細書
【特許文献１０】米国特許第６５０３９７９号明細書
【特許文献１１】米国特許第６４７２４７８号明細書
【特許文献１２】米国特許第６６５７０１５号明細書
【特許文献１３】米国特許第５４０９７７１号明細書
【特許文献１４】米国特許第５４２２４０５号明細書
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００５／０４８２２１号明細書
【特許文献１６】米国特許第４７８３５１０号明細書
【特許文献１７】欧州特許第１８２４９１０号明細書
【特許文献１８】米国特許第５２０６２０５号明細書
【特許文献１９】欧州特許第０６０３２９２号明細書
【特許文献２０】米国特許第６６０５６７３号明細書
【特許文献２１】米国特許第６６２０８９９号明細書
【特許文献２２】米国特許第７３１２２７８号明細書
【特許文献２３】米国特許第５６１０２０８号明細書
【特許文献２４】米国特許出願公開第２００７／０７８２３１号明細書
【特許文献２５】米国特許出願公開第２００５／０２９３５２号明細書
【特許文献２６】米国特許第５１４００７６号明細書
【特許文献２７】米国特許第６０７１９７６号明細書
【特許文献２８】米国特許出願公開第２００４／２４０３１６号明細書
【特許文献２９】国際公開第２００７／０６５８４０号パンフレット
【特許文献３０】米国特許出願公開第２００７／１４９７６０号明細書
【特許文献３１】特開２００４−３５２９４１号公報
【特許文献３２】米国特許第６５１４６１５号明細書
【特許文献３３】米国特許第５６７２６３３号明細書
【特許文献３４】国際公開第２００９／０２８５６８号パンフレット
【特許文献３５】米国特許出願公開第２００７／０２９３６３２号明細書
【特許文献３６】米国特許第６７２０３８９号明細書
【特許文献３７】米国特許第７１８３４５６号明細書
【特許文献３８】米国特許出願公開第２００７／１６１７５９号明細書
【特許文献３９】米国特許出願公開第２００６／０５７３８９号明細書
【特許文献４０】欧州特許第０５３４２２８号明細書
【特許文献４１】米国特許第７３７８４５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した通り、表面架橋剤（特許文献１〜１３）やその併用（特許文献１４）、表面架橋の助剤（特許文献２０〜２５）、その混合装置（特許文献２６〜２９）や加熱処理機（特許文献３０、３１）、その他、各種条件（特許文献３２〜４１）等、多くの技術が開示されているにもかかわらず、従来の表面架橋技術のみでは、吸水性樹脂の加圧下吸水倍率や通液性等の物性に対する要求に対応することが困難であった。又、表面架橋剤の変更や新たな助剤の使用は、コストアップ、安全性低下、他の物性低下（例えば、吸水性樹脂の色調悪化）等が見られる場合もあった。更に、上記の従来技術は、実験室レベルの小スケールやバッチ式（回分式）での製造では一定の効果を示すものの、工業的スケール（例えば、生産量が１［ｔ／ｈｒ］以上）の連続生産では、効果を示さないことがあった。【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、物性に優れた、表面架橋された吸水性樹脂粉末を、低コストで高い生産性を確保しながら効率的に得ることができる吸水性樹脂粉末の製造方法を提供することにある。【００１２】
より具体的には、工業スケールにおいて適用可能である、吸水性樹脂粉末の表面架橋前の水添加又は表面架橋後の水添加、更には表面架橋後の水添加、特に表面架橋後の冷却と同時にする水添加において、発生する問題の解決方法を提供することである。即ち、製造の安定化や物性面での劣化を防ぐ吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。更に、工業スケールでの表面架橋された吸水性樹脂粉末の製造において、製造上の諸問題を解消し、吸水性樹脂の物性劣化を引き起こさず、長時間（例えば、好ましくは１０日間以上、より好ましくは３０日間以上、特に好ましくは１００日間以上）の安定運転が可能であり、物性も安定（標準偏差の低下）及び／又は向上（ＡＡＰの向上）する、所定量の水を添加又は含有させた、微粉の少ない高物性の吸水性樹脂粉末の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、表面架橋工程について検討した結果、水添加後、実質的に搬送前（機械的な搬送工程前）に分級することで上記課題を解決した。【００１４】
即ち、本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法は、吸水性樹脂の第１分級工程と、分級工程後の表面架橋工程と、表面架橋後、表面架橋中及び表面架橋前の少なくとも１つにおいて吸水性樹脂粉末への水の添加工程と、第２分級工程及び搬送工程とを順次有する吸水性樹脂粉末の製造方法を提供する。尚、本発明の好ましい実施態様は、搬送工程前に第２分級工程が設置され、水の添加工程で水が添加される装置の下部に第２分級工程で使用される装置が連結してなることであり、又、本発明の別の好ましい実施態様は、第２分級工程が少なくとも吸水性樹脂粉末の非定常的凝集物を分離する工程である。更に、本発明の別の好ましい実施形態は、表面架橋工程後、特に第２分級工程後の上記搬送工程が、吸水性樹脂粉末を垂直上向き方向（即ち、吸水性樹脂粉末を下から上に上げる）に搬送する工程である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大規模な工業的スケール（特に生産量が１［ｔ／ｈｒ］以上）での連続生産において、表面架橋後の物性（例えば、加圧下吸水倍率や通液性）を向上させ、かつ、物性の振れ（標準偏差）を小さくすることができる。【００１６】
更に、本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法における表面架橋工程は、加湿混合機で吸水性樹脂粒子と表面架橋剤（水溶液）とを所定割合で混合（加湿混合工程）し、加熱処理機にて加熱処理（加熱処理工程）し、次いで冷却機により冷却処理（冷却工程）する際に水性液（水性液については後記する）を添加（水の添加工程）することから構成されるが、その際、発生する吸水性樹脂粉末の非定常的な凝集物を除去することにより、優れた物性を有する吸水性樹脂粉末を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の吸水性樹脂粉末の製造工程の一例を示す概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る吸水性樹脂粉末の製造方法について図１に示す概略工程図を参照しながら詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更、実施し得る。具体的には、本発明は下記の各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１９】
〔１〕用語の定義
（１−１）「吸水性樹脂」
本明細書における「吸水性樹脂」とは、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤を意味する。尚、「水膨潤性」とは、ＥＲＴ４４１．２−０２で規定するＣＲＣ（無加圧下吸水倍率）が５［ｇ／ｇ］以上であることをいい、又、「水不溶性」とは、ＥＲＴ４７０．２−０２で規定するＥｘｔ（水可溶分）が０〜５０重量％であることをいう。
【００２０】
上記吸水性樹脂は、その用途に応じて適宜設計可能であり、特に限定されるものではないが、カルボキシル基を有する不飽和単量体を架橋重合させた、親水性架橋重合体であることが好ましい。又、全量（１００重量％）が重合体である形態に限定されず、上記性能を維持する範囲内において、添加剤等を含んでもよく、少量の添加剤を含有する吸水性樹脂組成物であっても、本発明では吸水性樹脂と総称する。尚、吸水性樹脂の形状としてシート状、繊維状、フィルム状、ゲル状等が挙げられるが、好ましくは粉末状であり、特に好ましくは後述する粒度や含水率を有する粉末状の吸水性樹脂がよい。又、本明細書では、表面架橋前の吸水性樹脂を「吸水性樹脂粒子」、吸水性樹脂粒子に表面架橋剤を添加したものを「吸水性樹脂粉末」と称する。
【００２１】
（１−２）「ポリアクリル酸（塩）」
本明細書における「ポリアクリル酸（塩）」とは、任意にグラフト成分を含み、繰り返し単位の、アクリル酸及び／又はその塩（以下、アクリル酸（塩）と称する）を主成分とする重合体を意味する。
【００２２】
具体的には、重合に用いられる総単量体（架橋剤を除く）のうち、アクリル酸（塩）を必須に５０〜１００モル％を含む重合体をいい、好ましくは７０〜１００モル％、より好ましくは９０〜１００モル％、特に好ましくは実質１００モル％を含む重合体をいう。
【００２３】
（１−３）「ＥＤＡＮＡ」及び「ＥＲＴ」
「ＥＤＡＮＡ」は、欧州不織布工業会（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ  ａｎｄ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｓ）の略称であり、「ＥＲＴ」は、欧州標準（ほぼ世界標準）である吸水性樹脂の測定方法（ＥＤＡＮＡ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）の略称である。尚、本発明においては、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、吸水性樹脂等の物性を測定する。
【００２４】
（ａ）「ＣＲＣ」（ＥＲＴ４４１．２−０２）
「ＣＲＣ」は、Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｃａｐａｃｉｔｙ（遠心分離機保持容量）の略称であり、無加圧下吸水倍率（以下、「吸水倍率」と称することもある）を意味する。具体的には、不織布袋中の吸水性樹脂０．２００ｇを、大過剰の０．９重量％塩化ナトリウム水溶液に対して３０分間自由膨潤させた後、更に遠心分離機（２５０Ｇ）で水切りした後の吸水倍率（単位；［ｇ／ｇ］）である。
【００２５】
（ｂ）「ＡＡＰ」（ＥＲＴ４４２．２−０２）
「ＡＡＰ」は、Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅの略称であり、加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、吸水性樹脂０．９００ｇを０．９重量％塩化ナトリウム水溶液に対して１時間、２．０６ｋＰａ（２１［ｇ／ｃｍ２］）での荷重下で膨潤させた後の吸水倍率（単位；［ｇ／ｇ］）であるが、本発明及び実施例においては、１時間、４．８３ｋＰａ（４９［ｇ／ｃｍ２］）の荷重下で測定した値をいう。
【００２６】
（ｃ）「Ｅｘｔ」（ＥＲＴ４７０．２−０２）
「Ｅｘｔ」は、Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅｓの略称であり、水可溶分（水可溶成分量）を意味する。具体的には、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液２００ｇに対して、吸水性樹脂１．０００ｇを１６時間攪拌した後、溶解したポリマー量をｐＨ滴定で測定した値（単位；重量％）である。
【００２７】
（ｄ）「Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｍｏｎｏｍｅｒｓ」（ＥＲＴ４１０．２−０２）
「Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｍｏｎｏｍｅｒｓ」は、吸水性樹脂中に残存しているモノマー量を意味する。具体的には、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液２００ｍｌに吸水性樹脂１．０ｇを投入し２時間攪拌後、該水溶液に溶出したモノマー量を高速液体クロマトグラフィーで測定した値（単位；ｐｐｍ）である。
【００２８】
（ｅ）「ＰＳＤ」（ＥＲＴ４２０．２−０２）
「ＰＳＤ」は、Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎの略称であり、篩分級により測定される粒度分布を意味する。尚、重量平均粒子径（Ｄ５０）及び粒子径分布幅は欧州特許第０３４９２４０号明細書７頁２５〜４３行に記載された「（１）  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ  ａｎｄ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ」と同様の方法で測定する。
【００２９】
（ｆ）その他、ＥＤＡＴＡで規定される吸水性樹脂の物性
「ｐＨ」（ＥＲＴ４００．２−０２）：吸水性樹脂のｐＨを意味する。
「Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔ」（ＥＲＴ４３０．２−２）：吸水性樹脂の含水率を意味する。
「Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅ」（ＥＲＴ４５０．２−０２）：吸水性樹脂の流下速度を意味する。
「Ｄｅｎｓｉｔｙ」（ＥＲＴ４６０．２−０２）：吸水性樹脂の嵩比重を意味する。
「Ｒｅｓｐｉｒａｂｌｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」（ＥＲＴ４８０．２−０２）：吸水性樹脂の呼吸域粉塵を意味する。
「Ｄｕｓｔ」（ＥＲＴ４９０．２−０２）：吸水性樹脂中に含まれる粉塵を意味する。
【００３０】
（１−４）「通液性」
荷重下又は無荷重下における膨潤ゲルの粒子間を流れる液の流れやすさを「通液性」という。この「通液性」の代表的な測定方法として、ＳＦＣ（Ｓａｌｉｎｅ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ／生理食塩水流れ誘導性）や、ＧＢＰ（Ｇｅｌ  Ｂｅｄ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ／ゲル床透過性）がある。
【００３１】
「ＳＦＣ（生理食塩水流れ誘導性）」は、荷重０．３ｐｓｉにおける吸水性樹脂０．９ｇに対する０．６９重量％塩化ナトリウム水溶液の通液性をいう。米国特許第５６６９８９４号明細書に記載されたＳＦＣ試験方法に準じて測定される。又、「ＧＢＰ（ゲル床透過性）」は、荷重下又は無荷重下における吸水性樹脂に対する０．６９重量％塩化ナトリウム水溶液の通液性をいう。国際公開第２００５／０１６３９３号パンフレットに記載されたＧＢＰ試験方法に準じて測定される。
【００３２】
（１−５）その他
本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は、「Ｘ以上Ｙ以下」であることを意味する。又、重量の単位である「ｔ（トン）」は、「Ｍｅｔｒｉｃ  ｔｏｎ（メトリック  トン）」であることを意味する。更に、特に注釈のない限り、「ｐｐｍ」は「重量ｐｐｍ」又は「質量ｐｐｍ」を意味する。又、本明細書において、「質量」と「重量」、「質量％」と「重量％」、及び「質量部」と「重量部」は同義語として扱う。更に、「〜酸（塩）」は「〜酸及び／又はその塩」を意味し、「（メタ）アクリル」は「アクリル及び／又はメタクリル」を意味する。
【００３３】
〔２〕吸水性樹脂粉末の製造方法
（本発明の特徴）
本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法は、吸水性樹脂の第１分級工程と、分級後の表面架橋工程と、表面架橋後、表面架橋中及び表面架橋前の少なくとも１つにおいて吸水性樹脂粉末への水の添加工程と、（実質搬送前の）第２分級工程及び搬送工程とを順次有することに特徴を有する、吸水性樹脂粉末の製造方法である。
【００３４】
上記「実質搬送前」とは、表面架橋後の第２分級工程前に搬送工程がない状態、或いは表面架橋工程直後に第２分級工程が直結される状態、更には表面架橋後の第２分級工程前の搬送工程が第２分級工程後の搬送工程より短い状態、特に第２分級工程前の搬送工程での搬送距離が第２分級工程後の搬送工程での搬送距離（ｍ）の１／５以下、更には１／１０以下、特に１／５０以下である状態をいう。
【００３５】
又、好ましい形態として、第２分級工程後の搬送工程は、吸水性樹脂粉末を垂直上向き方向（即ち、吸水性樹脂粉末を下から上に上げる）に搬送する工程を含む。
【００３６】
尚、上記吸水性樹脂粉末への水の添加工程を行う「表面架橋前」とは、表面架橋反応（加熱処理工程）より前のことをいい、好ましくは表面架橋反応を行う加熱処理機より前のことであり、より好ましくは表面架橋剤の混合時（加湿混合工程）のことをいう。又、吸水性樹脂粉末への水の添加工程を行う「表面架橋後」とは、表面架橋反応（加熱処理工程）より後のことをいい、好ましくは加熱処理機より後のことであり、より好ましくは表面架橋反応後の水添加による添加剤の混合時のことをいう（例えば、水の添加工程と冷却工程とが同時に行われ、その際に横型連続攪拌装置が用いられる。ここで水は後述の添加剤を含んでいてもよい）。従って、上記「表面架橋中」とは、表面架橋反応時に水を添加することであり、好ましくは加熱処理機（加熱処理工程）で水を添加することである。
【００３７】
又、本発明の好ましい実施態様として、搬送工程前に第２分級工程が設置され、水の添加工程で水が添加される装置の下部に第２分級工程で使用される装置が連結してなることに特徴を有し、更に、本発明の別の好ましい実施態様として、第２分級工程が少なくとも吸水性樹脂粉末の非定常的凝集物を分離する工程であることに特徴を有する。
【００３８】
本発明の吸水性樹脂粉末は、親水性単量体及び架橋剤を含む水溶液を重合して得られる含水ゲル状架橋重合体（以下、「含水ゲル」と称する）を乾燥した後、粉砕、分級を経て得られる吸水性樹脂粒子に表面架橋等の表面処理を行うことで製造される。
【００３９】
本発明では、表面架橋工程に供される吸水性樹脂粒子については特に限定されず、公知の製法で製造されたものを使用することができる。例えば、表面架橋工程に供される吸水性樹脂粒子は、後述する重合工程、ゲル解砕工程、乾燥工程、粉砕工程、第１分級工程を含む、製造工程を経て得ることができる。
【００４０】
（２−１）重合工程
本発明で用いられる吸水性樹脂は、特に限定されないが、好ましくはポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂であり、アクリル酸（塩）を主成分として、内部架橋剤を好ましくは０．００１〜１０モル％、より好ましくは０．０１〜２モル％含有した単量体水溶液を水溶液重合や逆相懸濁重合することで得られる。本発明では、性能や重合制御の容易性等の観点から、通常、水溶液重合又は逆相懸濁重合が採用されるが、好ましくは水溶液重合、更に好ましくは連続水溶液重合が採用される。
【００４１】
又、上記単量体中のアクリル酸（塩）は主成分として使用され、その含有量は５０〜１００モル％が好ましく、７０〜１００モル％がより好ましく、９０〜１００モル％が特に好ましい。更に、吸水特性の観点から、重合体の酸基が中和されていることが好ましく、その中和率としては、好ましくは１０〜１００モル％、より好ましくは３０〜９５モル％、更に好ましくは５０〜９０モル％、特に好ましくは６０〜８０モル％である。中和は重合後の重合体（含水ゲル）に行ってもよく、単量体で行ってもよい。
【００４２】
又、重合時には架橋（１次架橋）剤を使用することが好ましい。該架橋剤として好ましくはアクリル酸の二重結合と共重合又はカルボキシル基と反応しえる架橋剤であり、具体的には、ポリエチレングリコールジアクリレート等の多官能アクリレート、ポリアリルアミン、ポリオール、ポリグリシジル化合物等、下記の特許文献等に開示された架橋剤を使用することができる。
【００４３】
上記連続水溶液重合の好ましい形態として、連続ニーダー重合（例えば、米国特許第６９８７１５１号、同第６７１０１４１号、国際公開第２００６／０３４８０６号）や、連続ベルト重合（例えば、米国特許第４８９３９９９号、同第６２４１９２８号、米国特許出願公開第２００５／２１５７３４号）が挙げられる。これらの連続ニーダー重合や連続ベルト重合では、高生産性で吸水性樹脂粉末を生産することができる。尚、上記重合方法は、１ライン当りの生産量が多い巨大スケールでの製造装置において好ましく採用され、上記生産量としては、０．５［ｔ／ｈｒ］が好ましく、１［ｔ／ｈｒ］がより好ましく、５［ｔ／ｈｒ］が更に好ましく、１０［ｔ／ｈｒ］が特に好ましい。
【００４４】
上記水溶液重合の好ましい形態の一例として、重合開始温度を３０℃以上、好ましくは３５℃以上、より好ましくは４０℃以上、更に好ましくは５０℃以上、特に好ましくは６０℃以上、最も好ましくは７０℃以上（上限は沸点）とする高温開始連続水溶液重合、又は、単量体濃度を好ましくは３５重量％以上、より好ましくは４０重量％以上、更に好ましくは４５重量％以上、特に好ましくは５０％重量以上、最も好ましくは５５重量％以上（上限は飽和濃度）とする高濃度連続水溶液重合、更に、これらを組み合わせた高濃度・高温開始連続水溶液重合を挙げることができる。上述した高濃度・高温開始重合については、米国特許第６９０６１５９号及び同第７０９１２５３号等に開示されている。
【００４５】
本発明で使用される重合開始剤は、重合形態によって適宜決定され特に限定されないが、例えば、上記特許に例示の光分解型重合開始剤、熱分解型重合開始剤、レドックス系重合開始剤等が挙げられる。これらの中でも水溶性の重合開始剤が好ましく使用できる。
【００４６】
上記光分解型重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物等が挙げられる。又、上記熱分解型重合開始剤としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩；過酸化水素、ｔ−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド等のアゾ化合物等が挙げられる。更に、上記レドックス系重合開始剤としては、例えば、上記過硫酸塩や過酸化物にＬ−アスコルビン酸や亜硫酸水素ナトリウム等の還元性化合物を併用した系が挙げられる。又、上記光分解型重合開始剤と熱分解型重合開始剤とを併用することも好ましい態様である。
【００４７】
上記重合開始剤の使用量は、上記単量体に対して、０．０００１〜１モル％が好ましく、０．０００５〜０．５モル％がより好ましい。該使用量が１モル％を超える場合、吸水性樹脂粉末の色調悪化が生じるため、好ましくない。又、該使用量が０．０００１モル％未満の場合、残存モノマーが増加するため、好ましくない。
【００４８】
（２−２）ゲル解砕工程
本発明においては、上記重合工程で得られた含水ゲルをそのまま乾燥してもよいが、好ましくは、重合時又は重合後の含水ゲルを、ゲル解砕機（ニーダー、ミートチョッパー等）でゲル解砕され細粒状（例えば、重量平均粒子径（Ｄ５０）が好ましくは０．１〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜３ｍｍ）にされる。尚、細粒状にされた含水ゲルを「粒子状含水ゲル」と称することもある。
【００４９】
本発明のゲル解砕工程において、ゲル解砕時の含水ゲルの温度は、粒度制御や物性の観点から、下限として４０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましい。又、上限としては好ましくは９５℃以下、より好ましくは８０℃以下に保温又は加熱される。
【００５０】
又、含水ゲルの樹脂固形分は、特に限定されないが、物性の観点から、下限として１０重量％以上が好ましく、１５重量％以上がより好ましく、３０重量％以上が更に好ましい。又、上限としては好ましくは７０重量％以下、より好ましくは６５重量％以下、更に好ましくは５５重量％以下である。更に、ゲル解砕時に、水、多価アルコール、水と多価アルコールとの混合物、水に多価金属を溶解した溶液或いはこれらの蒸気等を添加してもよい。又、ゲル解砕工程で、吸水性樹脂微粒子（例えば、粒子径が１５０μｍ未満の吸水性樹脂）やその他の各種添加剤を混錬してもよい。
【００５１】
（２−３）乾燥工程
本発明における乾燥工程では、上記重合工程で得られた含水ゲル又は上記ゲル解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できればよく、その方式につい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、流動床乾燥、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、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の乾燥方法を採用することができる。これらの中でも、熱風乾燥が好ましく、露点温度が好ましくは４０〜１００℃、より好ましくは５０〜９０℃の気体を使用する熱風乾燥がより好ましい。
【００５２】
又、乾燥温度としては特に限定されないが、下限として１００℃以上が好ましく、１５０℃以上がより好ましく、１６０℃以上が更に好ましく、１６５℃以上が特に好ましい。又、上限としては３００℃以下が好ましく、２５０℃以下がより好ましく、２３５℃以下が更に好ましく、２３０℃以下が特に好ましい。更に乾燥時間としては特に限定されないが、上限として５０分以内が好ましい。上記乾燥温度及び乾燥時間が上記範囲を外れると吸水倍率（ＣＲＣ）の低下、水可溶分（Ｅｘｔ）の増加、色調悪化（白色度の低下）等の物性低下を引き起こすおそれがあるため、好ましくない。
【００５３】
又、本発明の乾燥工程で以下の樹脂固形分を有する乾燥重合体が得られる。即ち、乾燥減量（粉末又は粒子１ｇを１８０℃で３時間加熱）から求められる樹脂固形分が、下限として好ましくは８０重量以上％、より好ましくは８５重量以上％、更に好ましくは９０重量％以上、特に好ましくは９２重量％以上、又、上限として好ましくは９９重量％以下、より好ましくは９８重量％以下、更に好ましくは９７重量％以下の乾燥重合体が得られる。
【００５４】
尚、本発明の製造方法においては、残存モノマーの低減やゲル劣化防止（耐尿性向上）、黄変防止等を達成するため、ゲル解砕工程を経て乾燥を開始するまでの時間（インターバル時間）を、短くすることが好ましい。即ち、重合機から排出された含水ゲルを、好ましくは１時間以内、より好ましくは０．５時間以内、更に好ましくは０．１時間以内に乾燥機に投入することが好ましい。かような時間とするためには、重合後の含水ゲルを貯蔵することなく、直接、ゲル解砕或いは乾燥することが好ましい。更に、残存モノマーの低減や黄変防止のため、重合後から乾燥開始まで（インターバル区間）の含水ゲルの温度は、下限として好ましくは５０℃以上、より好ましく６０℃以上であり、又、上限としては好ましくは８０℃以下、より好ましくは７０℃以下に制御する。
【００５５】
（２−４）粉砕工程／第１分級工程
本発明において、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体は、その後必要により粉砕され（この段階で吸水性樹脂は例えば破砕状の粒子となっている）、更に分級工程を経て粒度が制御され、吸水性樹脂粒子が得られる。
【００５６】
本発明に係る吸水性樹脂粉末の物性の観点から、上記吸水性樹脂粒子は特定粒度とすることが要求され、好ましくは後述する表面架橋工程前に分級（第１分級）、特に篩分級が行われる。尚、表面架橋工程後の分級（第２分級工程）は必須に行われ、好ましくは更に搬送後に第３分級工程が行われる。又、本発明においては、粒度の制御は、標準篩で規定（ＪＩＳ  Ｚ８８０１−１（２０００））される。
【００５７】
上記粉砕は、所望の粒度（好ましくは重量平均粒子径で２００〜６００μｍ）の吸水性樹脂粒子がより多く得られれば、その方法（装置）については特に限定されず、従来公知の粉砕装置を採用することができる。具体的には、例えばロールミル、ハンマーミル、ロールグラニュレーター、ジョーククラッシャー、ジャイレクトリークラッシャー、コーンクラッシャー、ロールクラッシャー、カッターミル等を挙げることができる。これらの中でも、粒度制御の観点から、ロールミル又はロールグラニュレーターを多段で使用することが好ましい。
【００５８】
又、上記分級方法としては、例えば、米国特許第６１６４４５５号、国際公開第２００６／０７４８１６号、同第２００８／０３７６７２号、同第２００８／０３７６７３号、同第２００８／０３７６７５号、同第２００８／１２３４７７号、同第２０１０／０３２６９４号等に開示されている篩分級や風力分級等が適用される。該分級によって、目的粒度の上下が除去され、必要により再粉砕される。
【００５９】
本発明で得られる吸水性樹脂粉末の物性向上の観点から、以下の粒度となるように制御することが好ましい。即ち、表面架橋前の吸水性樹脂粒子の重量平均粒子径（Ｄ５０）は、２００〜６００μｍが好ましく、２００〜５５０μｍがより好ましく、２５０〜５００μｍが更に好ましく、３５０〜４５０μｍが特に好ましい。又、目開き１５０μｍの篩（ＪＩＳ標準篩）を通過する微細な粒子（以下、「吸水性樹脂微粒子」と称することもある）の割合は少ない程よく、吸水性樹脂粒子全体に対して、０〜５重量％が好ましく、０〜３重量％がより好ましく、０〜１重量％が更に好ましい。又、目開き８５０μｍ、好ましくは目開き７１０μｍの篩（ＪＩＳ標準篩）を通過しない巨大な粒子（以下、「粗大粒子」と称することもある）の割合も少ない程よく、吸水性樹脂粒子全体に対して、０〜５重量％が好ましく、０〜３重量％がより好ましく、０〜１重量％が更に好ましい。又、粒度分布の対数標準偏差（σζ）としては、０．２０〜０．４０が好ましく、０．２５〜０．３７がより好ましく、０．２７〜０．３５が更に好ましい。上記粒度は、標準篩を用いて、国際公開第２００４／６９９１５号の方法を参照してＥＤＡＮＡ−ＥＲＴ４２０．２−０２に開示された方法に準じて測定される。
【００６０】
尚、一般的に粒度分布を狭くする、即ち、粒度の上下限を近づけるように制御すると、吸水性樹脂の着色が色調測定上目立つが、本発明では、このような色調の問題が発生せず、好ましい。従って、本工程で得られる吸水性樹脂粒子の粒度分布は、１５０〜８５０μｍの粒子径を有する割合が好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９８重量％以上（上限１００重量％）である。
【００６１】
又、本工程で得られる吸水性樹脂粒子の嵩比重は、０．５０〜０．７５［ｇ／ｃｍ３］が好ましく、０．６０〜０．７０［ｇ／ｃｍ３］がより好ましい。上記嵩比重が上記範囲を外れる場合、表面架橋工程で使用される横型連続攪拌装置の攪拌動力指数の制御が困難となり、更には吸水性樹脂粉末の物性低下や粉化を引き起こすため、好ましくない。
【００６２】
本発明において篩分級を採用する場合、使用できる分級装置としては、篩網面を有するものであれば特に限定されないが、例えば、固定された格子、バイブレーティングスクリーンやシフタに分類されるものが挙げられる。バイブレーティングスクリーンには、傾斜形、ローヘッド（Ｌｏｗ−ｈｅａｄ）形、ハムマー（Ｈｕｍ−ｍｅｒ）、レーブン（Ｒｈｅｗｕｍ）、タイロック（Ｔｙ−Ｒｏｃｋ）、ジャイレックス（Ｇｙｒｅｘ）、及び楕円振動（Ｅｌｉｐｔｅｘ）等があり、シフタにはレシプロ（Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ）形、Ｅｘｏｌｏｎ−ｇｒａｄｅｒ、Ｔｒａｖｅｒｓａｔｏｒ−ｓｉｅｂ、Ｓａｕｅｒ−ｍｅｙｅｒ、ジャイレトリーシフタ（Ｇｙｒａｔｏｒｙ）、ジャイロシフタ、及びローテックススクリーン（Ｒｏ−ｔｅｘ）等がある。これらは、振動させても固定してもよいが、好ましくは網面の運動形状（円、楕円、直線、円弧、擬似楕円、スパイラル、螺旋状）、振動方式（自由振動、強制振動）、駆動方法（偏心軸、不平衡重錘、電磁石、インパクト）、網面の傾斜（水平式、傾斜式）、設置方法（床置式、吊り下げ式）等によって細分類されている。これらの中でも、本発明の効果の観点から、揺動式（タンブラシフタ、Ｔｕｍｂｌｅｒ−Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅｓ）のように、ラジアル傾斜（中央から周辺に材料を分散させる篩網の傾斜）やタンジェンシャル傾斜（網上の排出スピードを制御する篩網の傾斜）の組み合わせにより、篩網面を螺旋状に動かす分級装置が好ましい。
【００６３】
本発明においては、篩分級で除電されることが好ましく、更には粉砕工程も除電されることが好ましい。又、本発明の課題を解決する上で、粉砕工程に加えて、分級工程も減圧されることが好ましい。更に、本発明の課題を解決する上で、粉砕工程に加えて、分級工程も一定温度に制御することが好ましい。
【００６４】
尚、後述する第２分級工程や第３分級工程でも第１分級工程と同様に、上記の分級装置を用いることができ、更に、第１分級工程と同様に除電、減圧、一定温度とすることが好ましい。
【００６５】
（除電）
本発明における篩分級においては、除電されることが好ましい。尚、粉砕工程も除電されることが好ましい。粉砕工程及び／又は分級工程で除電を行うことにより、表面架橋された吸水性樹脂の物性、特に通液性（例えば、ＳＦＣ）が向上するため、好ましい。この効果は、実験室レベルの小スケールより、吸水性樹脂の製造プラント等の大規模な工業的連続生産、特に高ＳＦＣ（例えば、ＳＦＣが１０［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上）の吸水性樹脂を１［ｔ／ｈｒ］以上で、２４時間以上の連続生産を続ける際に、顕著に発揮される。
【００６６】
分級工程における除電は、分級装置、吸水性樹脂、篩の少なくとも一つに対して行われるが、これら３つは互いに接するため、何れか一つを除電すればよく、分級装置及び／又は篩を除電することが好ましい。
【００６７】
該除電方法としては、特に限定されないが、例えば、下記の方法（Ａ）〜方法（Ｃ）が挙げられる。尚、除電の際に取り出される漏洩電流は、好ましくは下記接地抵抗値で示される接地（アース）を通じて大地に流される。
方法（Ａ）除電ブラシ：静電気が発生した篩を除電する方法。
方法（Ｂ）イオン発生ブラシ：高電圧の印加によってイオンを発生させ除電する方法。
方法（Ｃ）接地（アース）：回転物等、装置に発生した静電気を除電する方法。
【００６８】
上記方法（Ａ）の除電ブラシを使用する場合、除電ブラシと帯電物との間に隙間を作る自己放電法でも、アースした除電ブラシを帯電物に接触させて溜った静電気を漏洩電流として取り出し、除電する接地漏洩法でもよい。該除電ブラシは、ステンレス繊維、カーボン繊維、アモルファス繊維、化学繊維、植物繊維、獣毛等で製造され、その線径は１〜１００μｍが好ましく、５〜２０μｍ程度がより好ましい。又、線長は１〜１００ｍｍが好ましく、更に、ステンレス極細加工された除電ブラシが好ましい。
【００６９】
上記、方法（Ｂ）のイオン発生ブラシを使用する場合、除電器（イオナイザー）が挙げられる。該方法（Ｂ）は、分級装置又は吸水性樹脂の帯電量や帯電電荷を測定し、＋帯電或いは−帯電に対して、その反対の電荷を付与し、電気的に中和状態とする方法である。即ち、方法（Ｂ）の除電は、空気或いは他のガス中でイオンを生成し、生成したイオンで帯電電荷を中和する。つまり、対象物の帯電状況に応じた最適な除電とイオンバランスの制御を両立させることができる。対象物の帯電量は、イオン電流をコントローラに内蔵されたイオン電流検出回路により測定すればよい。上記方法（Ｂ）は、逆極性の電荷で中和し、静電気を全く無力化にするため、吸水性樹脂に好ましい方法の一つである。
【００７０】
上記、方法（Ｃ）の接地（アース）を使用する場合、分級等の装置が設置されている建物或いは架台を下記の接地抵抗値を示す接地に（電気的に）接続し、帯電物の接触によって、装置に溜った静電気を漏洩電流として取り出し、除電する方法である。該方法（Ｃ）は簡便な方法であり、分級等の装置全体が除電装置として働くため効果が高く、吸水性樹脂に好ましい方法の一つである。
【００７１】
上記「接地抵抗値」とは、接地のために土壌に埋設したアース電極から大地に流れる電流に対する抵抗値を示す。その測定方法は、市販品の接地抵抗計を用いて測定することができる。尚、接地抵抗値の好ましい範囲としては、１００Ω以下が好ましく、１０Ω以下がより好ましく、５Ω以下が更に好ましい。接地抵抗値の下限は特に限定されず小さい程好ましいが、通常１Ω以上である。
【００７２】
（表面粗さ、材質等）
本発明において、物性向上の観点から篩装置の表面粗さは８００ｎｍ以下が好ましく、篩装置の材質はステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼を鏡面仕上げとすることにより、物性が更に高まる。該ステンレス鋼としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等が挙げられる。
【００７３】
本発明で使用できる篩装置は、その内面の表面粗さ（Ｒｚ）（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１で規定）が８００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下が更に好ましく、２５ｎｍ以下が特に好ましい。尚、該表面粗さ（Ｒｚ）は、表面凹凸の最大高さ（μｍ）の最大値を意味し、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５１−２００１に準拠した触針式表面粗さ測定器、或いは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５２−２００２に準拠した光波干渉式表面粗さ測定器により、測定することができる。
【００７４】
（２−５）表面架橋（２次架橋）工程
本発明は乾燥工程後に更に表面架橋工程を含む。本発明の製造方法は、高い加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）及び通液性（ＳＦＣ）を有する吸水性樹脂粉末の製造方法や巨大スケール（特に生産量１［ｔ／ｈｒ］以上）での連続生産に適用され、特に高温で表面架橋反応を行う吸水性樹脂粉末の製造に好ましく適用される。更に本発明の表面架橋は、吸水性樹脂粒子表面を更に架橋（２次架橋）できればその手法は限定されず、例えば、表面架橋剤の使用、樹脂表面での単量体の重合、ラジカル重合開始剤の使用等による手法が挙げられるが、好ましくは後述の表面架橋剤を使用する手法が採用される。尚、本発明においては、下記の「加湿混合工程」、「加熱処理工程」、及び「冷却工程」から構成される工程を「表面架橋工程」という。
【００７５】
（２−５−１）加湿混合工程
この加湿混合工程は、上述の重合工程から第１分級工程を経て得られた吸水性樹脂粒子に、表面架橋剤を添加、混合する工程である。尚、表面架橋剤による加湿は、湿度増加という狭義の意味ではなく、表面架橋剤又はその溶液や分散液を吸水性樹脂、特に乾燥した上記吸水性樹脂粒子に添加、混合することである。又、表面架橋剤又はその溶液や分散液の添加形態としては特に限定されず、液体、気体、固体は問われないが、好ましくは表面架橋剤の溶液、特に水溶液として混合される。
【００７６】
（ａ）表面架橋剤
本発明で使用できる表面架橋剤は、上記特許文献１〜１９に記載された処理剤、特に表面架橋剤が挙げられる。これらの中でも、物性の観点から、好ましくは、吸水性樹脂の官能基、特にカルボキシル基との共有結合性表面架橋剤、イオン結合性表面架橋剤が挙げられ、より好ましくは共有結合性表面架橋剤及びイオン結合性表面架橋剤が併用される。
【００７７】
（共有結合性表面架橋剤）
本発明で使用できる表面架橋剤として、種々の有機又は無機の表面架橋剤を例示することができる。具体的には、物性の観点から、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物又はそのハロエポキシ化合物との縮合物、オキサゾリン化合物、（モノ、ジ、又はポリ）オキサゾリジノン化合物、アルキレンカーボネート化合物等が挙げられる。中でも、高温での反応が必要な、多価アルコール化合物、アルキレンカーボネート化合物、オキサゾリジノン化合物からなる脱水反応性表面架橋剤が特に好ましい。該脱水反応性表面架橋剤の使用によって、物性向上や本発明の効果が顕著に見られる。更に、脱水反応性表面架橋剤を使用した表面架橋後の吸水性樹脂粉末は、その含水率が低いため、表面架橋後の水添加による含水率の増加に対して好ましく適用できる。
【００７８】
上記共有結合性表面架橋剤のより具体的な例として、米国特許第６２２８９３０号、同第６０７１９７６号、同第６２５４９９０号等に開示されている化合物を挙げることができる。例えば、モノ，ジ，トリ，テトラ又はプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、グリセリン、１，４−ブタンジオール、１，３−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、ソルビトール等の多価アルコール化合物；エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等のエポキシ化合物；エチレンカボネート等のアルキレンカーボネート化合物；オキセタン化合物；２−イミダゾリジノン等の環状尿素化合物等が挙げられる。
【００７９】
（イオン結合性表面架橋剤）
又、上記共有結合性表面架橋剤（有機表面架橋剤）以外にイオン結合性表面架橋剤（無機表面架橋剤）を使用して通液性等を向上させてもよい。使用できるイオン結合性表面架橋剤としては、好ましくは２価以上、より好ましくは３価又は４価の多価金属の塩（有機塩若しくは無機塩）又は水酸化物、特に好ましくはアルミニウム塩が挙げられる。該多価金属としては、アルミニウム、ジルコニウム等が挙げられ、該多価金属の塩としては、乳酸アルミニウム、硫酸アルミニウム等が挙げられる。
【００８０】
これらのイオン結合性表面架橋剤は、共有結合性表面架橋剤と同時又は別々に使用することができる。尚、多価金属による表面架橋については、国際公開第２００７／１２１０３７号、同第２００８／０９８４３号、同第２００８／０９８４２号、米国特許第７１５７１４１号、同第６６０５６７３号、同第６６２０８８９号、米国特許出願公開第２００５／０２８８１８２号、同第２００５／００７０６７１号、同第２００７／０１０６０１３号、同第２００６／００７３９６９号等に開示されている。
【００８１】
更に、上記共有結合性表面架橋剤以外にポリアミンポリマー、特に重量平均分子量５０００〜１００万程度のポリアミンポリマーを同時又は別々に使用して通液性等を向上させてもよい。使用されるポリアミンポリマーは、米国特許第７０９８２８４号、国際公開第２００６／０８２１８８号、同第２００６／０８２１８９号、同第２００６／０８２１９７号、同第２００６／１１１４０２号、同第２００６／１１１４０３号、同第２００６／１１１４０４号等に開示されている。
【００８２】
（使用量）
本発明において、上記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よって適宜決定されるが、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、０．００１〜１０重量部が好ましく、０．０１〜５重量部がより好ましい。尚、共有結合性表面架橋剤とイオン結合性表面架橋剤とを併用する場合、それらの使用量は上述した範囲内で併用される。
【００８３】
上記表面架橋剤を吸水性樹脂粉末に添加する際、表面架橋剤溶液として水が好ましく使用される。該水の使用量としては特に限定されないが、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、０．５〜２０重量部が好ましく、０．５〜１０重量部がより好ましい。又、このときに親水性有機溶媒を使用してもよく、その使用量としては特に限定されないが、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、０〜１０重量部が好ましく、０〜５重量部がより好ましい。更に、上記表面架橋剤を吸水性樹脂粉末に混合する際、水不溶性微粒子や界面活性剤を、本発明の効果を妨げない範囲で、例えば、好ましくは０〜１０重量部、より好ましくは０〜５重量部、更に好ましくは０〜１重量部の範囲で共存させてもよい。用いられる界面活性剤やその使用量については米国特許第７４７３７３９号等に開示されている。
【００８４】
（ｂ）混合装置
本加湿混合工程において、表面処理剤や水と吸水性樹脂粒子との混合に、好ましくは連続高速回転攪拌型混合装置、より好ましくは縦型又は横型の連続高速回転攪拌型混合装置、更に好ましくは横型の連続高速回転攪拌型混合装置が使用される。尚、上記表面処理剤とは、上記表面架橋剤又はその代替物（例えば、過硫酸塩等のラジカル重合開始剤や単量体）を指し、その溶液や分散液をも含む概念である。上記混合装置の攪拌回転数は、１００〜１００００ｒｐｍが好ましく、３００〜２０００ｒｐｍがより好ましい。更に、上記混合装置での混合（滞留）時間は、１８０秒以内が好ましく、０．１〜６０秒がより好ましく、１〜３０秒が更に好ましい。
【００８５】
尚、上記表面処理剤や水と吸水性樹脂粒子との混合（滞留）時間が、好ましくは１分以内、より好ましくは０．５分以内、更に好ましくは０．１分以内である場合、或いは、混合時の攪拌回転数が好ましくは１００ｒｐｍ以上、より好ましくは上記範囲である場合での混合形態を、本明細書では「高速混合」という。
【００８６】
一方、上記混合（滞留）時間が１分を超え、更には５分以上、特に１０分以上である場合や混合時の攪拌回転数が１００ｒｐｍ未満、特に１〜９０ｒｐｍである場合での混合形態を、「低速混合」という。
【００８７】
本発明では、得られる吸水性樹脂粉末の物性や生産性の観点から、高速混合が採用される。上記混合（滞留）時間及び攪拌回転数を共に満たす場合、本発明の効果がより発揮できるため、好ましい。
【００８８】
（ｃ）吸水性樹脂粒子の温度
本発明において、表面架橋工程（加湿混合工程）に供給される吸水性樹脂粒子の温度は、好ましくは３０℃以上、より好ましくは４０℃以上、更に好ましくは５０℃以上である。又、上限は１００℃以下が好ましく、９５℃以下がより好ましい。吸水性樹脂粒子の温度を上記範囲に保持することによって、吸水性樹脂粉末の物性の低下が抑制される。具体的には、生理食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）等の物性維持に顕著な効果がある。
【００８９】
（２−５−２）加熱処理工程
この加熱処理工程は、上記加湿混合工程で混合された、吸水性樹脂粉末と表面処理剤溶液との湿潤混合物を加熱し、表面架橋反応させる工程である。
【００９０】
（加熱装置）
本発明における加熱処理工程で使用される加熱処理装置としては、連続加熱処理機が好ましく、例えば、流動床乾燥機、ベルト乾燥機、熱風乾燥機、赤外線乾燥機、溝型混合乾燥機、ロータリー乾燥機、ディスク乾燥機、パドル型乾燥機、振動流動乾燥機等、各種の加熱処理装置が挙げられる。これらの中でも、物性向上及び安定化の観点から、パドル型乾燥機が好ましい。
【００９１】
即ち、本加熱処理工程で使用される加熱処理機としては、吸水性樹脂粉末の投入口とその排出口及び複数の攪拌羽根を備えた１本以上の回転軸からなる攪拌手段と、加熱手段とを有する横型の連続攪拌装置が好ましく使用される。
【００９２】
（攪拌動力指数）
又、加熱処理工程で使用される加熱処理装置の攪拌動力指数としては、３〜１５［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が好ましく、４〜１３［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］がより好ましく、５〜１１［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が更に好ましく、５〜１０［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が特に好ましく、５〜９［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が最も好ましい。上記攪拌動力指数が１５［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］を超える場合、物性（特に通液性）の低下が認められ、又、３［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］未満の場合であっても物性（特に加圧下吸水倍率）の低下が認められる。
【００９３】
ここで、上記「攪拌動力指数」とは、表面処理時の装置の消費電力及び空運転時の消費電力とから求められるパラメータ（次式参照）であり、大規模（特に生産量１［ｔ／ｈｒ］以上）なスケールアップ時にも高物性の吸水性樹脂粉末を連続的に安定的に得る指標となる。尚、（攪拌動力指数）＝｛（表面処理時の装置の消費電力）−（空運転時の消費電力）｝×（平均滞留時間）／（単位時間当りの処理量×平均滞留時間）で規定される。
【００９４】
上記攪拌動力指数の制御は、吸水性樹脂粉末の供給量及び排出量の調整、吸水性樹脂粉末の粒度や嵩比重、装置の攪拌回転数、形状、表面処理剤の組成、滞留時間等で適宜決定される。
【００９５】
（加熱処理温度及び時間）
上記加湿混合工程で表面架橋剤溶液が添加された吸水性樹脂粉末は、本加熱処理工程で表面架橋反応を行うため、加熱処理される。その後、必要により冷却処理（冷却工程）される。加熱処理工程における加熱温度としては、表面架橋反応が速やかに行えれば特に限定されないが、７０〜３００℃が好ましく、１２０〜２５０℃がより好ましく、１５０〜２５０℃が更に好ましい。又、加熱時間としては、１分〜２時間が好ましい。加熱処理は、上述した乾燥機又は加熱炉で行うことができ、加熱温度及び加熱時間を上記範囲内とすることで、白色度の高い吸水性樹脂粉末を得ることができる。
【００９６】
（周期的遮蔽）
本明細書において「周期的遮蔽」とは、連続装置間（例えば、加湿混合機と加熱処理機との間、加熱処理機と冷却機との間、又は、冷却機と分級機との間等）に周期的遮蔽装置を設置することで、吸水性樹脂を間欠的（Ｏｎ−Ｏｆｆ）に移動させることである。即ち、表面架橋での物性安定や向上の観点から、表面架橋工程の各工程間、或いは表面架橋工程と分級工程との間において、周期的遮蔽を行うことが好ましい。尚、周期的遮蔽の間隔は、好ましくは０．００１〜５分間隔、より好ましくは０．０１〜１分間隔、更に好ましくは０．０５〜０．５分間隔である。
【００９７】
上記周期的遮蔽を行わない場合、得られる吸水性樹脂粉末の物性が低下することがある。従って、遮蔽率（吸水性樹脂が下流の連続装置へ移動する際、遮蔽される時間の割合）としては、物性の安定化（標準偏差）の観点から、好ましくは５〜９５％、より好ましくは１０〜９０％、更に好ましくは２０〜８０％、特に好ましくは３０〜７０％、最も好ましくは４０〜６０％である。周期的遮蔽によって、例えば、生産量が１［ｔ／ｈｒ］以上の吸水性樹脂が上記連続装置に供給さればよい。
【００９８】
上記周期的遮蔽を例えば、ロータリーバルブを用いて行う場合、その遮蔽間隔は回転数［ｒｐｍ］の逆数［ｍｉｎ］で定義され、遮蔽率は加湿混合機から供給される加湿混合物（湿潤粉体；吸水性樹脂と表面架橋剤溶液との混合物）を排出するのに必要なロータリーバルブの１分間当たりの理論回転数［ｒｐｍ］（ロータリーバルブ１回転当たりの容積と排出される混合物の質量流量、及び嵩比重から求められる体積流量から得られる理論回転数）を実際のロータリーバルブの回転数［ｒｐｍ］で割った値に１００を乗じた値で定義される。
【００９９】
尚、周期的遮蔽における吸水性樹脂の滞留量は、処理量の０〜２％が好ましく、０を超えて１％以下がより好ましい。ロ−タリーバルブ１回転当たりの容積は適宜決定されるが、０．１〜０．００１［ｍ３／ｌｅｖ（１回転）］が好ましく、０．２〜０．００２［ｍ３／ｌｅｖ］がより好ましく、０．２〜０．０１［ｍ３／ｌｅｖ］が更に好ましい。
【０１００】
上記連続装置（加湿混合機、加熱処理機、冷却機）を連結する場合、一の装置の出口と他の装置の入口との距離を好ましくは１０ｍ以下、より好ましくは５ｍ以下、更に好ましくは１ｍ以下、特に好ましくは０．５ｍ以下で連結、より好ましくは各装置を上下に連結することが望まれる。周期的遮蔽をする場合は、該装置の間に周期的遮蔽装置を設ければよい。上記連続装置間の距離の下限は、装置の大きさや下記遮蔽装置が収容できる範囲で適宜決定される。又、上記連続装置間の距離が長い場合、又は、各装置を上下に連結しない場合、得られる吸水性樹脂粉末の物性が低下することがある。尚、各装置を上下に連結する場合、例えば、加湿混合機、加熱処理機、冷却機の順に下側となるように連結すればよい。
【０１０１】
本発明で使用される周期的遮蔽装置としては、ゲート、バルブ、ダンパ、ロータリーフィーダ、テーブルフィーダ等を挙げることができる。上記ゲートとしては、スライドゲート、ローラーゲート、テンターゲート（Ｔａｉｎｔｅｒ  ｇａｔｅ）、ラジアルゲート、フラップゲート（起伏ゲート）、ローリングゲート、ラバーゲート等が挙げられる。又、上記バルブとしては、ハウエルバンガーバルブ〔Ｈｏｗｅｌｌ−Ｂｕｎｇｅｒ（ｆｉｘｅｄ  ｃｏｎｅ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）ｖａｌｖｅ〕（固定コーンバルブ）、ホロージェットバルブ〔Ｈｏｌｌｏｗ  ｊｅｔ  ｖａｌｖｅ〕（可動コーンバルブ）、ジェットフローバルブ、バタフライバルブ、ゲートバルブ（仕切弁）、オリフィスバルブ、ロータリーバルブ〔Ｒｏｔａｒｙ  ｖａｌｖｅ〕（円筒を回転させることにより開閉を行うバルブ）、ジョンソンバルブ（円錐状の弁体を前後させることにより開閉を行うバルブ）等が挙げられる。これらの中でもバルブが好ましく、ロータリーバルブがより好ましい。バルブの大きさ（直径を指す。ただし、断面が円以外の形状である場合には、同面積の円の直径に換算する。）としては適宜決定され、例えば、直径１〜１００ｃｍが好ましく、直径１０〜５０ｃｍがより好ましい。
【０１０２】
これらの周期的遮蔽装置の処理量は、最大処理量（周期的遮蔽装置が単位時間当たりに通過させることのできる物質量の最大量）に対して、好ましくは１００％未満、より好ましくは５〜９５％、更に好ましくは１０〜９０％、特に好ましくは２０〜８０％である。周期的遮蔽装置の処理量が上記範囲から外れる場合、物性が低下したり、不安定になったりする。
【０１０３】
ロータリーバルブ等の回転式遮蔽装置を用いる場合、その回転数は適宜決定されるが、好ましくは１〜５００００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜３０００ｒｐｍ、更に好ましくは５０〜５００ｒｐｍである。周期的遮蔽装置の処理能力は適宜決定されるが、好ましくは０．０１〜２０［ｔ／ｈｒ］、より好ましくは０．１〜５［ｔ／ｈｒ］である。
【０１０４】
（２−５−３）冷却工程
本発明における冷却工程は、表面架橋反応の停止や吸水性樹脂粉末の温度制御等を目的として加熱処理工程の後に実施される工程であり、好ましくは上記高温での反応が必要な、多価アルコール化合物、アルキレンカーボネート化合物、オキサゾリジノン化合物からなる脱水反応性表面架橋剤を使用した表面架橋後に、吸水性樹脂粉末を冷却するために、冷却工程を行うことが望ましい。
【０１０５】
又、本発明における冷却工程は、気流下で攪拌冷却処理を行うことにより、表面架橋剤の反応を制御する。そのため、表面架橋反応等により発生する水分（加熱で発生する水蒸気）の結露、それによる樹脂粒子の凝集を防ぎ、製造の安定化や吸水性樹脂の物性面での劣化を防ぐことができるため、好ましい。
【０１０６】
（冷却装置）
冷却工程で使用できる冷却装置としては、特に限定されないが、上述した加熱処理工程で使用される加熱処理装置、又は上記特許文献４１等に開示された装置と同一形式のものが挙げられる。例えば、内壁その他伝熱面の内部に冷却水が通水される２軸攪拌冷却機等が挙げられる。更に具体的には、流動床冷却機、気流型冷却機、溝型混合冷却機、ロータリー冷却機、ディスク冷却機、パドル型冷却機、振動流動冷却機、気流併用パドル冷却機等、気流の通気機構を備えた各種の冷却装置が挙げられる。即ち、本冷却工程で使用される冷却機としては、吸水性樹脂粉末の投入口とその排出口及び複数の攪拌羽根を備えた１本以上の回転軸からなる攪拌手段と、冷却手段とを有する横型の連続攪拌装置が好ましく使用される。
【０１０７】
又、上記冷却装置として、特許文献４１等に開示された機械的攪拌（気流攪拌と組み合わせることも可）による混合、又は、振動攪拌及び気流攪拌の組み合わせによる攪拌混合を採用する冷却機が好ましく使用される。
【０１０８】
尚、上記冷却装置の内壁その他伝熱面に通水される冷却水の温度は、表面架橋反応温度、即ち加熱処理温度より低い温度が好ましく、２５℃以上８０℃未満がより好ましい。上記冷却水の温度を上記範囲とすることで、表面架橋反応が制御され、吸水性樹脂粉末の物性が向上する。
【０１０９】
上記冷却装置は、加熱処理工程で使用される横型の連続撹拌装置と同じ仕様の装置が好ましく、その攪拌動力指数についても加熱処理工程と同様である。具体的には、３〜１５［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が好ましく、４〜１３［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］がより好ましく、５〜１１［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が更に好ましく、５〜１０［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が特に好ましく、５〜９［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］が最も好ましい。
【０１１０】
本発明の冷却工程で使用される冷却機は、上記表面処理を行った後、表面架橋された吸水性樹脂粉末を室温〜６０℃程度まで冷却を施すために、上記加熱処理装置に連結されたものである。又、冷却工程に供給時の吸水性樹脂粉末の温度は、（加熱処理温度）〜（加熱処理温度−３０℃）の範囲であり、雰囲気温度や連結距離等により変化する。
【０１１１】
冷却装置に供給された吸水性樹脂粉末の温度は、冷却装置内において温度勾配を有する。冷却装置の入口付近では加熱処理温度或いはそれに近い温度を示し、冷却装置の出口付近では冷却予定温度に近い温度を示す。出口温度は、冷媒温度、冷却機の伝熱面積、滞在時間等に影響を受けるが、所望する出口温度となるように適宜設定すればよい。
【０１１２】
本発明においては、目的を達成するため、加熱処理機から取り出した表面架橋後の吸水性樹脂粉末を、好ましくは取り出し後１分以内、より好ましくは３０秒以内に冷却することが望まれ、そのため、加熱処理機と冷却機は実質的に連結される。尚、「実質的に連結」とは、該装置間の距離が０〜１０ｍ、好ましくは０〜５ｍ、より好ましくは０〜１ｍ、特に好ましくは０〜０．５ｍであることをいう。又、物性及び生産性の観点から、冷却開始時の吸水性樹脂粉末の温度が１５０〜２５０℃の場合、冷却後の温度が好ましくは４０〜１００℃、より好ましくは５０〜９０℃、更に好ましくは５０〜８０℃となるように、冷却することが望まれる。
【０１１３】
（攪拌冷却処理）
本発明において、「攪拌冷却処理」とは、機械的攪拌（気流攪拌と組み合わせることも可）による混合、又は、振動攪拌及び気流攪拌の組み合わせによる攪拌混合によって、吸水性樹脂粉末を攪拌させ冷却することをいう。その際、強制的に冷却する機能を有する冷却機（混合機）中で連続式又はバッチ式で吸水性樹脂粉末を冷却し、必須条件として気流下で攪拌冷却処理がなされる。
【０１１４】
（機械的攪拌）
本発明の冷却工程において、使用される冷却装置としては、気流を通気させ、かつ冷却機能を有する攪拌装置であればよく、例えば、回転軸が水平であり、装置自体が回転するタイプ（水平円筒型、傾斜円筒型、Ｖ型、２重円錐型、正立方体形、Ｓ字形、連続Ｖ型等の攪拌機）や、回転軸が水平であり、装置は固定されるタイプ（リボン型、スクリュー型、円錐スクリュー型、溝型撹拌型、高速流動形、回転円盤型、マラー型、パドル型、ロータリー型、ディスク型等の攪拌機）等が挙げられる。尚、上記気流の方向は上下左右等、目的を達成する限り特に限定されない。好ましくは、吸水性樹脂粉末を攪拌させる回転攪拌翼を備え、かつ気流を通気させた容器固定型冷却機、これらは連続式又はバッチ式、好ましくは連続式で使用される。これらの装置は撹拌を行う固定容器部以外に気流が通気できるだけの充分な上部空間を有していることが必須であり、好ましくは、吸水性樹脂の充填率は固定容器内容積の１０〜１００％の範囲で運転される。
【０１１５】
（振動攪拌）
本明細書における「振動攪拌」とは、吸水性樹脂粉末に機械的な振動を与え、振動により吸水性樹脂粉末を３次元運動させることによりなされる攪拌操作をいう。
【０１１６】
上記振動攪拌は、偏心モーター（振動モーター）、電磁石等を使用することにより可能である。尚、加振角度、振動数、ストロークの制御が容易であることから、偏心モーターが好ましい。
【０１１７】
与える振動の方向（加振角度）により、吸水性樹脂粉末を上下運動させたり、横方向への並進運動させたりすることが可能である。振動方向に関してはその装置にふさわしい条件を適宜設定すればよい。
【０１１８】
又、振動による攪拌において、装置内からの排出を促進するために、加振角を好ましくは０°を超え９０°未満、より好ましくは３０°を超え７０°未満に設定する。上記加振角が上記範囲を外れる場合、吸水性樹脂粉末の振動による攪拌は起こるものの排出はされないか、或いは、排出が強すぎて必要な滞留時間が稼げない等の問題が発生する。
【０１１９】
（気流攪拌）
本明細書における「気流攪拌」とは、吸水性樹脂粉末に気流をあて、その気流により吸水性樹脂粉末を３次元運動させることによりなされる攪拌操作をいう。
【０１２０】
上記気流の方向については特に限定されないが、吸水性樹脂粉末に対して下方向から当てることが好ましい。下方向から気流を当てる場合、その風速は、攪拌される吸水性樹脂粉末のその気流中での終末速度以上の風速を必要に応じて選択すればよい。尚、上記「終末速度」とは、流体中での自由落下に関する運動方程式（流体抵抗を加味）において、加速度項がゼロになる落下速度、即ち一定速度となった速度のことをいい、粒子径の大きいものほど終末速度は速くなる。尚、一定の風速で攪拌を行う場合、粒子径の小さい粒子は激しく運動し、粒子径が大きな粒子は穏やかに運動する。
【０１２１】
又、上記終末速度は、流体抵抗を加味した粒子の運動方程式に基づいて、粒子径、密度、気流温度、粘度を用いて数値解析により決定してもよいし、実際に実験を行って適宜決定してもよい。更に、上記「風速」とは、通常、空塔風速といわれる風速であり、気流が流れる方向に対して垂直断面での風速、つまり、冷却装置の断面積当りの通気量をいう。
【０１２２】
本発明の気流攪拌において、風速は、通常、最大粒子径を有する吸水性樹脂粉末の終末速度を上限とし、好ましくは重量平均粒子径を有する吸水性樹脂粉末の終末速度以下、より好ましくは重量平均粒子径を有する吸水性樹脂粉末の終末速度の５０％以下である。
【０１２３】
具体的には、通常、最大風速は５［ｍ／ｓ］程度であり、重量平均粒子径が４００μｍ程度の場合は、好ましくは２．５［ｍ／ｓ］以下、より好ましくは１．３［ｍ／ｓ］以下である。上記風速が早過ぎる場合、吸水性樹脂粉末が装置から飛散し、逆に風速が極端に遅い場合、攪拌が行われない等の問題が生じる。
【０１２４】
（振動流動冷却機）
上記振動攪拌と気流攪拌との併用を可能とする冷却機として、振動流動冷却機が挙げられる。この装置は、振動攪拌と気流攪拌を併用して吸水性樹脂粉末を流動させながら冷却する装置である。具体的には、玉川マシナリー（株）製連続式振動乾燥・冷却機、（株）ダルトン製振動乾燥機・冷却機、月島機械（株）製振動式流動床乾燥・冷却機等が挙げられる。又、これらの装置はその内部に冷却を促すための冷却管等の伝熱管を併設することもできる。
【０１２５】
上記振動流動冷却機は、振動攪拌及び気流攪拌により吸水性樹脂粉末を流動させ、その際、冷却機内に導入された気流により吸水性樹脂粉末は冷却される。尚、振動流動冷却機の振動数は、通常、１０００ｃｐｓ（ｃｏｕｎｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃ）程度であり、ストロークは３ｍｍ程度である。
【０１２６】
又、機械的攪拌と気流攪拌を併用する冷却装置として、日精エンジニアリング（株）製フリゴミックス、月島機械（株）製流動床付回転ディスク型乾燥・冷却機等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１２７】
上記機械的攪拌と気流攪拌を併用する冷却装置は、機械的攪拌及び気流攪拌により吸水性樹脂粉末を攪拌し、その際、冷却装置の内面及び／又は回転攪拌軸との伝導伝熱及び導入された気流により吸水性樹脂粉末は冷却される。尚、該冷却装置の回転攪拌軸の回転数は、１〜１０００ｒｐｍが好ましく、３〜５００ｒｐｍがより好ましく、５ｒｐｍ以上、１００ｒｐｍ未満が更に好ましい。又、気流の風速は、線速（容器断面面積当りの通気量）として０．０１［ｍ／ｓ］以上が好ましく、０．１〜１０［ｍ／ｓ］がより好ましく、０．２〜５［ｍ／ｓ］が更に好ましい。
【０１２８】
（効果）
本発明では、気流下で吸水性樹脂粉末を攪拌冷却処理するが、その際、吸水性樹脂粉末の冷却処理と同時に、吸水性樹脂微粒子及び／又は残存表面架橋剤の少なくとも一部を除去することが好ましい。上記吸水性樹脂微粒子及び／又は残存表面架橋剤の除去は、吸水性樹脂粉末が単に流動する以上の過剰の気流を供給することが好ましい。尚、過剰な気流を底部より導入する連続移動流動床形式の冷却装置も本願の冷却機として使用できる。
【０１２９】
即ち、気流下で、機械的攪拌（気流攪拌と組み合わせることも可）による混合、又は、振動攪拌及び気流攪拌の組み合わせによる攪拌混合を行う冷却機が使用され、気流により吸水性樹脂微粒子及び／又は残存表面架橋剤の少なくとも一部を除去されるが、該冷却機としては、十分な気流が通気でき、かつ冷却できる構造であれば特に限定されず、上記攪拌冷却装置に加えて、連続移動流動床形式の冷却装置も冷却機として使用できる。
【０１３０】
（低速攪拌型冷却機）
本発明において、攪拌冷却処理を行うために使用する攪拌冷却機は、回転攪拌軸を有することが好ましく、その回転攪拌軸は１軸又は複数軸（２軸、３軸等）であり、それらは通常回転攪拌翼（パドル）を有している。上記攪拌冷却機内部において、実質的に吸水性樹脂粉末が下部に充填又は堆積された状態で回転攪拌されピストンフローにて流動するが、その際、冷却機内面（内壁面）及び／又は回転攪拌軸との伝導伝熱によって吸水性樹脂粉末が冷却（急冷）される。
【０１３１】
尚、上記攪拌冷却機は、複数のパドルを備えた低速攪拌式冷却機であり、具体的には、（株）栗本鐵工所製ＣＤドライヤー及び月島機械（株）製インクラインドディスク型ドライヤー等が挙げられる。
【０１３２】
上記低速撹拌型冷却機の攪拌回転軸の回転数は、通常、１００ｒｐｍ（Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）未満であり、好ましくは５０ｒｐｍ以下、より好ましくは５〜３０ｒｐｍである。又、パドル径にもよるが、上記回転数を満たし、更にパドル最外部の周速は５［ｍ／ｓ］以下が好ましい。
上記回転数が５ｒｐｍ未満の場合、十分な冷却効果が得られない。又、上記回転数が１００ｒｐｍを超える場合、摩擦や機械的な破壊により吸水性樹脂粉末が損傷を受け、物性が低下する。
【０１３３】
上記低速攪拌型冷却機に吸水性樹脂粉末が気流下で連続供給される場合、該冷却機の配置については特に限定されず、縦置き（吸水性樹脂粉末は上から下へ移動）でも、横置き（吸水性樹脂粉末は横方向に移動）でもよいが、得られる吸水性樹脂粉末の物性の観点から、横置きに設置されることが好ましく、更には下向きの傾斜が付けられいることが好ましい。下向きの傾斜によって、吸水性樹脂粉末の連続運転のピストンフロー性が向上し、更に製品の切り替えが容易となる。
【０１３４】
この下向きの傾斜角度は適宜決定されるが、吸水性樹脂粉末の進行方向に対して水平方向から下向きに０．１〜３０°の傾斜が好ましく、１〜２０°の傾斜がより好ましく、３〜１５°の傾斜が更に好ましい。該下向きの傾斜がない場合、加熱された吸水性樹脂粉末の安定的な供給が困難となり、物性の低下や安定性に劣る場合が生じる。
【０１３５】
又、低速攪拌型冷却機内部の吸水性樹脂粉末の充填状態については、適宜決定されるが、通常自重で積層されており、その層高としては１〜１００ｃｍが好ましく、５〜８０ｃｍがより好ましく、１０〜５０ｃｍが更に好ましい。かような状態で吸水性樹脂粉末が充填され、気流下で、好ましくは攪拌回転されている。
【０１３６】
尚、本発明においては、上述したのと同様に、下向きの傾斜を有する加熱処理機を加熱処理工程で用いることができる。即ち、上述の傾斜を有する冷却機のみならず、冷却前の加熱処理工程にも同様の傾斜が好ましく適用され、本発明の吸水性樹脂粉末の物性向上を図ることが可能となる。
【０１３７】
（減圧）
本発明では、装置内を微減圧として冷却処理することが好ましい。上記「微減圧」とは大気圧より気圧が低い状態を意味し、大気圧との圧力差を正（プラス）の値として表現する。例えば、大気圧が標準大気圧（１０１．３ｋＰａ）で、装置内の圧力が９１．３ｋＰａである場合、「減圧度１０ｋＰａ」という。尚、装置内を減圧としない場合、装置の吸気口から吸水性樹脂粉末が排出することがあり好ましくない。一方、装置内を微減圧とすることで、吸水性樹脂粉末からダスト（吸水性樹脂の超微粒子や必要により使用する無機微粒子）の除去ができ、ダスト低減の観点からも好ましい。
【０１３８】
上記減圧度の下限は、減圧の効果を高める観点から、０ｋＰａを超えることが好ましく、０．０１ｋＰａ以上がより好ましく、０．０５ｋＰａ以上が更に好ましい。又、減圧度の上限は、系内での粉の吊り上がり抑制及びコスト削減の観点から、１０ｋＰａ以下が好ましく、８ｋＰａ以下がより好ましく、５ｋＰａ以下が更に好ましく、２ｋＰａ以下が特に好ましい。過度に減圧すると、ダストのみならず吸水性樹脂粉末まで系外に排出してしまい、収率低下を招くため、好ましくない。尚、減圧度の好ましい範囲は、上記下限値と上限値との間で任意に選択することができる。
【０１３９】
上記装置内を微減圧にする方法は、特に限定されないが、例えば、攪拌冷却する場合、冷却機の一方に吸気口を設置し吸引（減圧）する方法や、冷却機の一方に排気口を設置し送風（加圧）する方法等が挙げられる。これらの吸気口や排気口は、吸水性樹脂粉末の排出口や注入口と兼ねることもできるが、好ましくは別途設置される。
【０１４０】
（２−６）水の添加工程
水の添加工程とは、吸水性樹脂粉末の含水率増加やパウダリング防止、添加剤（例えば、表面架橋剤等）の混合等の観点から、吸水性樹脂粉末に水、水と添加剤とを含む溶液や分散液を添加する等、様々な形態で、表面架橋後、表面架橋中及び表面架橋前の少なくとも１つにおいて水を吸水性樹脂粉末に添加する工程をいう。好ましくは表面架橋工程後の水の添加によって、表面架橋後の吸水性樹脂粉末を冷却したり、吸水性樹脂粉末の改質等を行ったりすることができる。又、水の添加は、吸水性樹脂粉末と水とを混合機（例えば、加湿混合機、加熱処理機、冷却機等）等によって混合することにより行われる。
【０１４１】
（水）
本発明の、水の添加工程における「水」とは、水のみに限定されず、他の溶媒や添加剤を含んでもよく（後記するように本発明では「水性液」ということがある）、水性液としての水の割合は水を主成分とする範囲で、例えば、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは７０〜１００重量％の範囲で決定される。又、水の添加工程における水の形態は、上記範囲内で水溶液又は水分散液でもよいが、好ましくは水溶液である。
【０１４２】
水と共に任意で使用される溶媒は、好ましくは有機溶媒であり、低級アルコール（１価アルコール又は多価アルコール）や低級ケトン等、好ましくはＣ１〜Ｃ６、より好ましくはＣ２〜Ｃ５程度の親水性有機溶媒が例示できる。
【０１４３】
又、本発明の吸水性樹脂粉末に付加機能を発現させるため、各種の添加剤を溶解又は分散させてもよい。上記添加剤として、消臭剤、抗菌剤、着色剤、キレート剤、無機塩、酸、アルカリ、金属塩、界面活性剤、有機表面架橋剤、無機架橋剤等から選ばれる任意の化合物が挙げられる。より具体的には、残存モノマー低減を目的とする亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）等の亜硫酸塩、吸水速度を調節する有機又は無機塩基、有機酸又は無機酸、一価金属塩又は多価金属塩（硫酸アルミニウム）、消臭機能を付与する消臭剤、ビジュアル的な価値を付与する着色剤、耐尿性を高める各種キレート剤等が挙げられる。上記添加剤は、水性液中の濃度（総使用量）として、０．０１〜５０重量％が好ましく、０．１〜４０重量％がより好ましく、１〜３０重量％が更に好ましい。尚、水と共に使用される添加剤は、吸水性樹脂組成物として混合後の吸水性樹脂粉末にそのまま残存させてもよく、架橋剤や酸、アルカリのように吸水性樹脂粉末と反応させてもよく、又、揮発性溶媒のように吸水性樹脂粉末から乾燥又は除去してもよい。
【０１４４】
（表面架橋剤の場合）
但し、上記加湿混合工程において、表面架橋剤と水とを含む溶液を使用する場合、吸水性樹脂粉末と該溶液とを加湿混合した直後に加熱処理することによって、吸水性樹脂粉末から過剰な水分が除去されるため、加熱処理機内で凝集して非定常的凝集物を形成する恐れは低減しており、表面架橋（加熱処理工程）直後には、後述する第２分級工程（分離工程）は敢えて行わなくてもよい。
【０１４５】
従って、本発明は、表面架橋後に水の添加工程を含む場合に好ましく適用され、更に好ましくは表面架橋前の加湿混合工程での水添加及び／又は表面架橋後の冷却工程での水添加が併用される。
【０１４６】
（水の温度及び添加量等）
添加される水性液の温度は、好ましくは０℃〜沸点未満、より好ましくは１０〜５０℃である。水性液の添加量は、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜５０重量部、より好ましくは０．０１〜３０重量部、更に好ましくは０．１〜１０重量部、特に好ましくは０．５〜８重量部である。
【０１４７】
（目標含水率）
目的の吸水性樹脂粉末の含水率（ＥＲＴ４２０．０２−０２で規定）は、好ましくは０．２重量％以上、より好ましくは１〜１５重量％、更に好ましくは２〜１０重量％、特に好ましくは３〜８重量％である。かかる含水率に最終製品の段階で調整することもできるが、第２分級工程前の含水率が過度に高いと効率が低下する傾向にあるため、好ましくは第２分級工程前に調整することが望ましい。
【０１４８】
（水の添加方法）
上記水性液を吸水性樹脂粉末に添加するための装置については、目的に適う噴霧装置であれば特に限定されないが、水性液を狭い面積に、均一に噴霧できる装置が望ましい。好ましくは、フラットスプレー、ホローコーン、フルコーンのスプレーパターンを有する一流体型或いは２流体型スプレーが挙げられ、更に好ましくは、狭い領域に噴霧するために、狭角のスプレーが挙げられる。
【０１４９】
上記水性液を噴霧する際、その液滴の大きさについては特に限定されないが、体積平均１０〜１０００μｍが好ましく、最適な大きさとして体積平均５０〜５００μｍがより好ましい。液滴の大きさが上記範囲を超える場合、吸水性樹脂粉末の含水率が不均一になり、多量に吸水した樹脂粉末が「だま」となって装置の閉塞を起こすことがある。又、液滴の大きさが１０μｍ未満の場合、噴霧した水が吸水性樹脂粉末に有効に付着せず、飛沫として装置外に排気されたり、結露水となったりして問題を起こすため、好ましくない。
【０１５０】
（水の添加時期）
本発明において、水の添加時期は、特に限定されず、表面架橋前、表面架橋後、又は表面架橋中の何れでもよいが、好ましくは表面架橋後の冷却工程において水の添加工程を設けて水を吸水性樹脂粉末に添加することである。例えば、表面架橋前（表面架橋反応前）の水は表面架橋剤の溶媒として使用され、表面架橋中や表面架橋後の水は表面架橋された吸水性樹脂粉末の含水率の向上、又は吸水性樹脂粉末への各種添加剤の溶媒として使用される。
【０１５１】
好ましくは、表面架橋前に表面架橋剤の溶媒として水が添加され、更に、表面架橋後にも水が添加されることである。又、水の添加工程が表面架橋後の吸水性樹脂粉末に行われることも好ましい実施態様である。尚、本発明で表面架橋が複数回行われる場合、例えば、共有結合性表面架橋剤で表面架橋後にイオン結合性表面架橋剤で２度目の表面架橋を行う場合、イオン結合性表面架橋剤水溶液や水分散液での２度目の表面架橋は、（最初の）表面架橋「後」の水添加に該当する。
【０１５２】
水の添加は上述したように、表面架橋後の水の添加工程、中でも冷却工程において冷却と同時に水の添加を行うことが好ましく、その際、低速攪拌型冷却機が使用される（即ち、水の添加を冷却工程で使用する低速攪拌型冷却機で行う）ことが好ましい。かかる冷却機としては、吸水性樹脂粉末の投入口とその排出口及び複数の攪拌羽根を備えた１本以上の回転軸からなる撹拌手段と、冷却手段とを有する横型の連続撹拌装置が挙げられる。更に、表面架橋工程において、連続加熱処理機（加熱処理工程）及び連続冷却機（冷却工程）を連結し、かつ、該加熱処理機と該冷却機との間に上述した周期的遮蔽を行うことが好ましい。
【０１５３】
更に、表面架橋後の水の添加工程、中でも冷却工程において、吸水性樹脂粉末の温度が４０〜１００℃の場で水を添加することで吸水性樹脂を凝集させ、微粉末及び発塵の低減が可能となる。
【０１５４】
上記の場合、冷却開始前の吸水性樹脂粉末の温度は通常１００℃を超えており、該冷却処理によって、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９０℃以下、更に好ましくは８０℃以下まで冷却される。尚、該冷却処理は、上述した気流下での冷却が好ましく、気流による攪拌冷却がより好ましい。
【０１５５】
吸着性樹脂粉末への水の添加は、吸熱ではなく、発熱を伴うものである。吸水性樹脂粉末への水の添加により、水和熱で発熱反応が起こり、吸水性樹脂粉末が発熱するが、同時に冷却機中で強制冷却されるため、吸水性樹脂粉末の表面特性が変化し、更に物性の優れたものが得られる。又、微粉末の発生が抑制され、吸水性樹脂粉末の形態も良好になるものと考えられる。
【０１５６】
この水性液の特定の添加方法により、重量平均粒子径（Ｄ５０）が好ましくは２００〜６００μｍ、より好ましくは３００〜５００μｍ、粒子径が１５０μｍ以下である微粒子の含有量が好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下、更に好ましくは１重量％以下に制御された、吸水性樹脂粉末を得ることができる。
【０１５７】
冷却工程での水性液の添加は、吸水性樹脂粉末の温度が好ましくは４０〜１００℃の場、より好ましくは５０〜９０℃の場、更に好ましくは６０〜８０℃の場で行う。尚、上記「場」とは、例えば、連続フローの吸水性樹脂粉末の製造（冷却）装置において、連続的に温度が変化（低下）している場合、特定の温度を有する領域（ゾーン）を意味する。
【０１５８】
尚、上記吸水性樹脂粉末の温度が４０℃未満の場で水性液を添加した場合、吸水性樹脂は凝集物になって冷却機出口を閉塞したり、冷却機の伝熱面へ吸水性樹脂が付着して、伝熱効率を下げて、実質的に冷却効率が低下したり、凝集物が破壊される際に、凝集物を構成する吸水性樹脂自身がダメージを受けて物性が低下する。又、上述の温度が１００℃を超える場で水性液を添加した場合、添加した水性液中の低沸点成分、例えば、水が気散し、水性液が吸水性樹脂粉末に有効に添加されないばかりか、例えば、気散した水によって冷却機内が結露し、その結露水によって凝集物が発生し、凝集物により冷却機出口が閉塞されて安定した運転ができなくなったり、冷却機の伝熱面へ吸水性樹脂が付着して、伝熱効率を下げて、実質的に冷却効率が低下したり、吸水性樹脂の物性が低下したりする。
【０１５９】
本発明では、上記に記載した温度範囲の場で水性液を添加することが好ましい。これらの好ましい温度領域を冷却機内で見いだす手法は、例えば、設定運転条件下で実際に測定を行うか、或いは、冷却機入口、出口の吸水性樹脂粉末の温度、吸水性樹脂の比熱、供給速度、冷媒の入口、出口温度等から、向流或いは並流接触式の熱交換機を仮定し、総括伝熱係数を算出し、伝熱面積を流れ方向の距離の関数とし、数値解析により温度を見いだせばよい。
【０１６０】
冷却工程において水を添加する場合、冷却工程と水の添加は上記したように一体的に行われる。一体的に行われるとは、冷却と水の添加が同時に開始される意味ではなく、冷却工程（特に冷却装置内）において上記所望のタイミングで水を添加する意味である。
【０１６１】
冷却工程において水を添加した場合は、冷却工程後、他の工程で処理するまでに第２分級工程（分離工程）で処理して、凝集物、特に非定常敵凝集物を選別除去すればよい。
【０１６２】
（非定常的凝集物）
従来、吸水性樹脂の製造方法において、造粒物（吸水性樹脂微粒子に水等を添加して造粒したもの）を得る際、生成する目的外粒度の凝集物が問題とされてきた。同様に、本発明では水を添加する際に生成する非定常的凝集物に着目し、本発明を完成させた。尚、本発明で規定する「非定常的凝集物」とは、連続製造において連続的に生成する造粒物や相対的に小さい凝集物を指すのではなく、非定常的に生成する規格外の粗大な凝集物を指す。又、「非定常的」とは、凝集物の発生する頻度、間隔が不定期であることをいい、間隔としては１０秒以上、３０秒以上、1分以上、１０分以上、１時間以上、５時間以上、２４時間以上、１２０時間以上が想定され、これらがランダムに現れることをいう。従って、非定常的凝集物を特定するための時間的な条件は特に限定されない。
【０１６３】
上記非定常的凝集物が不定期に発生する原因については、特に問われないが、添加する水の量や混合条件の変更や、装置の内壁等に付着した凝集物が巨大化することによる脱離等が想定される。尚、本発明は、かかる非定常的凝集物、特に装置の内壁等から脱離する付着性凝集物である場合に好ましく適用される。付着性凝集物は、上述したように、装置の内壁等に付着した凝集物が巨大化することで自重等によって脱離し、発生するものである。従って、通常の製造工程で発生する相対的に小さいな凝集物とはその大きさが異なる。以下の説明では、特に注釈のない限り、相対的に小さいな凝集物と非定常的凝集物との総称として「凝集物」を使用する。
【０１６４】
上記非定常的凝集物の大きさ、形状は、上述したように様々な要因によって発生するため、特に限定されないが、大きさとしては標準篩で通常１０ｍｍ以上であり、好ましくは２０ｍｍ以上、より好ましくは５０ｍｍ以上である。上限については、使用する装置の大きさによって決定されるが、例えば、１ｍ、５０ｃｍ、１０ｃｍである。尚、非定常的凝集物は篩上に残存する樹脂塊であり、具体的には１０ｍｍ以上の凝集物とはメッシュ角１０ｍｍとしたときに通過しない凝集物であり、以下同様の意味である。
【０１６５】
又、非定常的凝集物の含水率は特に制限されず、大きさや装置内での滞留時間等で決定されるが、一般的に含水物であり、例えば１〜５０重量％が好ましく、２〜３０重量％がより好ましく、３〜２０重量％が特に好ましい。
【０１６６】
（２−７）第２分級工程（分離工程）
本発明に係る吸水性樹脂粉末の製造方法では、表面架橋工程や特に水の添加工程によって発生する吸水性樹脂粉末の凝集物（特に非定常凝集物）を分離する工程（第２分級工程）を有する。本工程で凝集物を分離、除去することにより高品質の吸水性樹脂粉末を効率よく、又、長期間に亘って製造することができる。尚、上記第２分級工程では、分級によって凝集物等を製造目的物である吸水性樹脂粉末から分離している。
【０１６７】
本発明の吸水性樹脂粉末は、水性液を添加することで表層部の含水率が高くなり、含水率として３０〜５０重量％の範囲に達すると急激に粘着性が上昇する。そして、粒状の含水した吸水性樹脂粉末は互いに付着し、最終的には凝集物となり易い。更に、発生した凝集物はその粘着性の高さから更に凝集したり、装置の内壁等に付着したりして、大きく成長していく。又、該凝集物は含水率が高いため、吸水性樹脂粉末より相対的に重くなる。
【０１６８】
本発明に係る吸水性樹脂粉末の製造方法では、上記凝集物の性質に着目し、凝集物が吸水性樹脂粉末より相対的に大きくなることを利用して、粒子の大小や軽重を網篩や板篩等の篩分級や気流分級等によって、容易に分離することができる。
【０１６９】
本発明において、凝集物を分離する手法は上述したように篩等により粒子を所定の大きさで分離できる篩分級を利用することが好ましいが、この際、大幅なロスとならない限り、凝集物に同伴して吸水性樹脂粉末（粒子径が例えば１ｍｍ未満の粉末）が分級、分離されてもよく、更に分離された凝集物と吸水性樹脂粉末とを再度分級してもよい。
【０１７０】
従来、吸水性樹脂粉末の製造方法においては、最後の粉砕工程、例えば、搬送工程後に行われる粉砕工程の後に、分級（本明細書では後述する第３分級工程が該当する。以下、搬送工程後に行われる分級工程を「第３分級工程」と称し、第１分級工程、第２分級工程とは区別する。）が行われることがあるが、本発明に係る吸水性樹脂粉末の製造方法での第２分級工程（分離工程）は、独自の工程であり、従来の第３分級工程とは根本的に異なる工程である。
【０１７１】
つまり、従来の第３分級工程は、単に粉砕が不十分なものを選別するための工程であるが、本発明における第２分級工程（分離工程）は、水の添加によって発生する凝集物、特に非定常的凝集物を分離するための工程である。この第２分級工程（分離工程）において、分級という手段を用いることで上記凝集物を容易に分離することができる。従って、該第２分級工程（分離工程）では、凝集物、特に非定常凝集物を効果的に分離できれば、分級手段に限定されるものではない。
【０１７２】
又、上記従来の第３分級工程は、最終製品である吸水性樹脂粉末を得る直前に行われることがほとんどであり、搬送工程の前に行われることはない。この点からも、上記従来の第３分級工程と本発明の第２分級工程（分離工程）は、全く異なる工程であることは明らかである。
【０１７３】
上記本発明の第２分級工程（分離工程）について、従来の第３分級工程との違いを更に詳細に説明する。第２分級工程（分離工程）で除去される凝集物の大きさと、最終製品である吸水性樹脂粉末の大きさを比較すると、凝集物の方が大きい。従って、第２分級工程（分離工程）では相対的に篩の目開きが最も大きいものを使用する。例えば、本発明の実施形態では、目開きが１０ｍｍの篩を用いて、凝集物を分離する。尚、以下の説明では、「目開きが１０ｍｍの篩」を単に「１０ｍｍの篩」と称することがある。又、上記凝集物を分級又は分離でき得る限り、第２分級工程（分離工程）で使用される篩は、網篩、板篩（例えば、パンチングメタル等）、又は格子の何れでもよく、その孔の形状は丸形、長方形、正方形等特に限定されず、これらを本発明では「篩」と称する。更に、第１分級工程及び任意に設置される第３分級工程でも同様である。
【０１７４】
本発明では、第２分級工程（分離工程）の分級において、１０ｍｍの篩の上分（非通過物）を凝集物とする。この場合、凝集物は１０ｍｍ以上であり、実質上記の非定常凝集物と考えられる。尚、該凝集物が非常に少量であれば、そのまま廃棄してもよい。又、１０ｍｍの篩の下分（通過物）は凝集物とは言わない。一方、吸水性樹脂製品を得るための第３分級工程では、例えば、０．８５ｍｍの篩によって分級される。
【０１７５】
このように、第２分級工程（分離工程）でなされている分級では、凝集物、特に非定常凝集物を分離することを目的としている。尚、上記第２分級工程（分離工程）における分離法としては、上述したように篩による分級が好ましい。但し、上記分離法は、凝集物を効率的に分離できる方法であれば特に限定されるものではない。
【０１７６】
本発明では、水を添加した後の第２分級工程を必須とする。水を添加した後に生じた凝集物を直後に分離しなければ、最終製品を得るための第３分級工程に輸送される前に、凝集物同士が更に凝集し固化物として生産ラインを閉塞させてしまう。又、輸送に過度の負荷が掛かり、吸水性樹脂粉末の物性を低下させてしまう。凝集物による製造設備の閉塞を回避するためには、凝集物が発生した直後に速やかに除去する必要がある。
【０１７７】
（生産量（処理量））
上記効果は、１ライン当り一定量以上の大規模な生産、特に連続生産において顕著である。上記「大規模な生産」とは、例えば、１ライン当りの生産量が好ましくは３００［ｋｇ／ｈｒ］以上、より好ましくは５００［ｋｇ／ｈｒ］以上、更に好ましくは１０００［ｋｇ／ｈｒ］以上である連続生産をいう。かような連続製造工程、特に冷却工程を有する生産において、吸水性樹脂粉末の物性向上の効果が顕著となる。これは、大規模な生産においては、吸水性樹脂粉末の形態等による流動性低下、閉塞等、物性低下の原因が多様にあるが、本発明においては、これらを回避することができるためと考えられる。
【０１７８】
上記生産量の上限は特に限定されないが、スケールが大きくなりすぎると、制御が困難となったり、物性が低下したりする場合がある。従って、上記生産量の上限としては、１００００［ｋｇ／ｈｒ］程度までならかかる問題も発生しないので好ましい。
【０１７９】
本発明の吸水性樹脂粉末は、表面架橋前又は表面架橋後に分級、特に篩分級される。吸水性樹脂粉末の篩分級方法は、例えば、米国特許第６１６４４５５号、国際公開第２００６／０７４８１６号、同第２００８／０３６７２号、同第２００８／０３７６７３号、同第２００８／０３６７５号、同第２００８／１２３４７７号に開示される。
【０１８０】
中でも、本発明の効果の観点から、揺動式（タンブラシフタ、Ｔｕｍｂｌｅｒ−Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅｓ）のように、ラジアル傾斜（中央から周辺に材料を分散させる篩網の傾斜）やタンジェンシャル傾斜（網上の排出スピードを制御する篩網の傾斜）の組み合わせにより、篩網面を螺旋状に動かす分級装置が好ましい。
【０１８１】
尚、上述したように第２分級工程（分離工程）では、一定サイズ以上（超）の吸水性樹脂の塊をまず、目開きの大きな篩で除去し、該篩を通過した吸水性樹脂粉末を目開きの小さな篩で分級することで、一定サイズ以下（未満）の吸水性樹脂の粉末を取り除き、２番目の篩上に残存する粒度が調整された吸水性樹脂粉末を得るものである。この第２分級工程（分離工程）において、どのような目開き（メッシュ角）の篩を用いるかは、目的とする吸水性樹脂粉末のサイズにもよるため、特に限定されない。
【０１８２】
（表面架橋工程、水の添加工程又は冷却工程との連結）
本発明は、表面架橋工程や冷却工程等で水を添加した後に機械的な搬送、特に空気輸送する（実質搬送）前に、分級工程（第２分級工程）を設けることを特徴とする。
【０１８３】
上記「実質搬送前」とは、第２分級工程前に搬送工程（別称、機械的な搬送であり、重力落下による吸水性樹脂樹脂の搬送を除く）、特に空気輸送工程がない状態、或いは表面架橋工程直後に第２分級工程が直結される状態、更には表面架橋後の第２分級工程前の搬送工程が第２分級工程後の搬送工程より短い状態、特に第２分級工程前の搬送工程での搬送距離が第２分級工程後の搬送工程での搬送距離（ｍ）の１／５以下、更には１／１０以下、特に１／５０以下である状態をいう。又、第２分級工程は表面架橋工程の下部に設置され、更に第２分級工程前に搬送工程（別称；機械的な搬送）が存在しない実質搬送前の状態では、吸水性樹脂粉末は重力による落下によって、表面架橋工程から第２分級工程に搬送されることが好ましい。
【０１８４】
本発明においては、吸水性樹脂粉末を落下させて搬送する際、前工程での連続的な排出（例えば、水の添加工程や冷却工程で使用される混合機からの排出や、その他必要により、各種の定量フィーダー）を使用することができる。この場合、上記加熱処置装置（特に連続加熱処理機や混合機）から定量的に排出される吸水性樹脂粉末は、該装置の下部に設置された第２分級工程に搬送（落下）させることが好ましい。尚、前工程での連続的な排出や必要により使用される定量フィーダーを用いて吸水性樹脂を重力落下で上部から下部に搬送される限り、上記の「機械的な搬送」には含まれない。
【０１８５】
従って、本発明は、表面架橋後に水が添加された吸水性樹脂粉末について、下部に設置された第２分級工程に吸水性樹脂粉末を落下させた後、更に搬送工程（好ましくは空気輸送、好ましくは垂直方法の搬送）を含む。
【０１８６】
本発明で、「（冷却工程との）連結」とは、水が添加された冷却装置や混合装置の出口の下部（下方向）に分級装置が設置されることであり、実質的に搬送装置（特に空気輸送）を用いることなく、重力で吸水性樹脂粉末が混合装置から分級装置に移送される状態を指す。尚、水の添加は上記冷却工程には限定されず、表面架橋前での水の添加も本発明に含まれるが、便宜上、冷却工程に水を添加する場合について、以下説明する。
【０１８７】
更に詳しくは、上記「連結」とは、水が添加される工程で使用する機器の排出口と第２分級工程で使用する機器の供給口とが、特別な搬送手段を用いず、接続に必要な配管のみを介して接続することである。又、水が添加される工程と第２分級工程とを連結する場合、上述した周期的遮蔽を両工程間に介在させてもよい。つまり、水が添加される工程と周期的遮蔽との間、及び／又は、周期的遮蔽と第２分級工程（分離工程）との間に、搬送手段を設けずに接続すればよい。
【０１８８】
又、「下部」とは、真下に限定されず、吸水性樹脂粉末が落下して第２分級工程（分離工程）に移動できる限り、斜め下でもよく、その際、スロープや曲率配管をもって連結させてもよいが、冷却装置出口と分級装置の位置関係が垂直線に対して、好ましくは４５°以内、より好ましくは３０°以内、更に好ましくは１０°以内、特に好ましくは実質０°（真下）に配置される。
【０１８９】
更に、水が添加された混合装置や冷却装置出口と分級装置入口との距離は適宜設計されるが、好ましくは０〜２０ｍ、より好ましくは０〜１０ｍ、更に好ましくは０〜５ｍ、特に好ましくは０〜１ｍ、最も好ましくは実質０ｍである。尚、冷却装置出口と分級装置入口との距離が実質０ｍである形態を「直結」という。又、移動時間（自由落下やすべり落ちによる移動時間）は好ましくは５分以内、より好ましくは１分以内、更に好ましくは０．５分以内、特に好ましくは０．１分以内であり、短いほど好ましい。
【０１９０】
水を添加した後に、水が添加された工程（例えば、水が添加される工程で用いられる冷却装置等の排出口）の下部に第２分級工程（例えば、篩の供給口）を設けることで、吸水性樹脂粉末の凝集物、特に非定常的凝集物を第２分級工程で除去した後、搬送するので、吸水性樹脂粉末の搬送に過度の負荷なく、又、結果的にマイルドな搬送、特に空気輸送が可能となり、表面架橋後の物性低下も抑制できる。更に、上記の非定常的に発生しうる搬送工程で詰まりや停止もない。
【０１９１】
即ち、本発明の好ましい実施形態は、表面架橋工程、水の添加工程（冷却工程と兼ねることもできる）、第２分級工程及び第２分級工程後の搬送工程を順次含み、表面架橋工程、水の添加工程、第２分級工程での各装置がそれぞれ前工程の装置の下部に連結され、吸水性樹脂粉末が上記各工程間を重力で移動することである。更に好ましくは、表面架橋工程での加湿混合工程及び加熱処理工程においても、各装置がそれぞれ前工程の装置の下部に連結され、吸水性樹脂粉末が重力落下で移動する。かような実施態様とすることで、装置の簡略化が図れ、吸水性樹脂粉末の物性低下を抑えることができ、更に運転停止等のトラブルもない。
【０１９２】
（非定常的凝集物の分離）
本発明者らは、製造装置を長時間運転した際、水の添加によって発生する凝集物、つまり長期間装置内に堆積する凝集物、特に非定常的凝集物が、得られる吸水性樹脂粉末の物性低下（標準偏差の悪化）や運転停止の原因となっていること、そして、上記非定常的凝集物の分離工程（第２分級工程）を水の添加直後に設けることで上記問題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
【０１９３】
上記第２分級工程で使用される篩の最大目開きは、第１分級工程及び／又は任意に存在する第３分級工程で分級される最大目的粒度に対して、２〜２００倍が好ましく、３〜１００倍がより好ましく、５〜５０倍が更に好ましく、１０〜３０倍が特に好ましい。具体的には、第１分級工程において吸水性樹脂粒子の粒子径が１ｍｍ未満、好ましくは０．８５ｍｍ未満、より好ましくは０．７１ｍｍ未満とされるが、第２分級工程においては、１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上の粒子径を有する凝集物、特に非定常的凝集物が除去される。尚、上記「最大目的粒度」とは、篩を通過する吸水性樹脂粉末のうち、最大の値をいう。又、上記第１分級工程における１ｍｍ未満の吸水性樹脂粒子とは、篩の目開き（メッシュ角）１ｍｍを通過したものを意味し、更に第２分級工程における１０ｍｍ以上の凝集物とは、メッシュ角１０ｍｍを通過しなかったものをいう。
【０１９４】
本発明の第２分級工程では、第１分級工程と同仕様の各種分級装置が用いられ、分級効率や物性向上の観点から、好ましくは篩分級、より好ましくは除電された篩分級が採用される。又、上記第２分級工程は、上記非定常的凝集物の分級、分離の他に、一定サイズ未満の吸水性樹脂微粒子を分級、分離することもできる。
【０１９５】
上記吸水性樹脂微粒子を除去する工程を含む場合、第２分級工程によって一定範囲の吸水性樹脂粉末のみが選別される。一方、分離工程では上記した第２分級工程における、吸水性樹脂粉末のうち、一定サイズ以上（超）の吸水性樹脂粉末を非定常的凝集物等として除去する部分のみを行う工程である。第２分級工程は少なくとも分離する工程（分離工程）でもあるため、本発明において第２分級工程の説明は、凝集物を除去する部分に関しては分離工程も併せて説明するものである。また、分離工程の説明は、第２分級工程における凝集物を除去する部分も併せて説明するものである。第２分級工程では上記非定常的凝集物の分離のみを行ってもよい。
【０１９６】
（凝集物のリサイクル）
上記第２分級工程（分離工程）で分離された凝集物、特に非定常的凝集物は、適宜回収され、再度表面架橋工程前の粉砕工程或いは含水率が高い場合には粉砕工程前の乾燥工程に再供給してもよい。但し、分離された凝集物の回収にかかるコストや生産効率等を鑑みて、実施の要否を判断することが望ましい。具体的には、凝集物の回収量が非常に少量であり、コスト増大を招く場合は廃棄すればよい。
【０１９７】
上記分離された凝集物を乾燥工程に再供給する場合、本発明の吸水性樹脂粉末の製造工程における乾燥工程に供給してもよいし、製造工程とは別途独立した乾燥機に供給してもよい。即ち、どちらの回収方法を採用するかは、コストや生産効率等の観点から、適宜選択すればよい。尚、別途独立した乾燥機は、通常の乾燥機と同一形式でも別の形式でもよく、凝集物の状態によって適宜選択すればよい。又、別途独立した乾燥機で乾燥した場合、得られた乾燥物は、適宜粉砕工程等で所定の大きさに調整される。
【０１９８】
又、上記分離された凝集物を粉砕工程に再供給する場合、本発明の吸水性樹脂粉末の製造工程における粉砕工程に供給してもよいし、製造工程とは別途独立した粉砕機に供給してもよい。即ち、どちらの回収方法を採用するかは、コストや生産効率等の観点から、適宜選択すればよい。尚、別途独立した粉砕機は、通常の粉砕機と同一形式でも別の形式でもよく、凝集物の状態によって適宜選択すればよい。又、別途独立した粉砕機で粉砕した場合、得られた粉砕物は、適宜分級工程等で所定の大きさ（例えば、８５０μｍ未満）に調整される。又、所定範囲から外れる粉砕物は、更に再度粉砕するか、少量であれば廃棄する。上記操作で得られた粉砕生成物が表面架橋工程に送られる。以上の操作を行うことにより、物性の優れた吸水性樹脂粉末が効率よく得られる。
【０１９９】
以上、水を添加することで発生する凝集物を分離することで、種々のトラブルを回避することができ、更に最終製品である吸水性樹脂粉末に凝集物が混入することなく、高品質の吸水性樹脂粉末を効率的に得ることができる。
【０２００】
（２−８）搬送工程
本発明に係る吸水性樹脂粉末の製造方法では、表面架橋工程後或いは第２分級工程（分離工程）後の吸水性樹脂粉末は、例えば、梱包工程等の次工程に搬送される。ここで、表面架橋工程後や第２分級工程後の搬送工程、特に第２分級工程後の搬送工程では、その進行方向として特に制限がなく、例えば、横方向（水平方向）、斜め上方向、斜め下方向、下方向、上方向（垂直方向）等から適宜選択することができる。又、搬送区間中に、複数（好ましくは２〜２０個程度）の装置や複数箇所（好ましくは２〜５箇所程度）の湾曲部や折れ曲がり箇所を有してもよい。本発明の効果の観点から、少なくとも第２分級工程後に吸水性樹脂粉末を下から上に搬送（垂直方向の搬送）を含むことが好ましい。尚、「垂直方向の搬送」とは、製造プラントの１階から上層階（例えば、２〜４階等）への搬送や、第２分級工程で使用される分級装置より上部に設置された次工程の装置への搬送をいう。その際、搬送距離としては下記の範囲であり、搬送距離が過度に長い場合は吸水性樹脂粉末の物性低下や微粒子の増加が見られ、又、搬送距離が過度に短い場合は本発明の効果が現れにくい。更に、機械的負荷を低く維持するために、空気輸送配管の湾曲部は、できるだけ少ない方が好ましく、６箇所未満がより好ましく、５箇所未満が更に好ましく、４箇所未満が特に好ましく、３箇所未満が最も好ましい。
【０２０１】
該搬送方法としては特に限定されないが、例えば、スクリューフィーダー、ベルトコンベア、バケットコンベアー、フライトコンベア、振動フィーダー、空気輸送等の機械的な搬送装置が挙げられるが、好ましくは空気輸送が挙げられる。尚、空気輸送については、例えば、特開２００４−３４５８０４号公報、国際公開第２００７／１０４６５７号、同第２００７／１０４６７３号、同第２００７／１０４６７６号に開示されている空気輸送を適用することができる。
【０２０２】
上記空気輸送で使用される空気としては、吸水性樹脂粉末の物性安定性及び配管等の閉塞抑制という観点から、一次空気及び二次空気に乾燥空気を用いることが好ましい。該乾燥空気として、その露点は−３０℃以下が好ましく、−３５℃以下がより好ましく、−４０℃以下が更に好ましい。又、乾燥空気以外に加熱空気を用いてもよい。その場合、加熱方法としては特に限定されないが、空気が熱源から直接加熱されてもよいし、上記搬送工程の配管が加熱されることにより流通する空気が間接的に加熱されてもよい。加熱空気の温度としては、３０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましく、７０℃以上が更に好ましい。
【０２０３】
本発明において、空気輸送される吸水性樹脂粉末の温度は、３０℃以上が好ましく、４０℃以上がより好ましく、５０℃以上が更に好ましい。上記温度を上記範囲に保持することで、吸水性樹脂粉末の物性低下が抑制される。具体的には、ＳＦＣ（生理食塩水流れ誘導性）等の物性維持に顕著な効果がある。以上の観点から、空気輸送の配管に供給される吸水性樹脂粉末の温度は、１００℃以下が好ましく、９５℃以下がより好ましく、９０℃以下が更に好ましい。又、空気輸送配管の出口付近での吸水性樹脂粉末の温度は、３０℃以上が好ましく、４０℃以上がより好ましく、５０℃以上が更に好ましい。
【０２０４】
上記空気輸送での搬送距離は特に限定されないが、第２分級工程後から合計５ｍ以上が好ましく、１０〜１０００ｍがより好ましく、２０〜５０ｍが更に好ましい。又、空気輸送等の搬送工程で用いられるチューブ等の配管径は特に限定されないが、３〜３０ｃｍが好ましく、５〜２０ｃｍがより好ましい。更に、最終工程としては通常、袋や輸送タンク、コンテナ等への梱包工程であり、その前に、第３分級工程や、整粒工程、造粒工程等を任意で含んでもよい。
【０２０５】
本発明は、水の添加によって発生する非定常的凝集物を第２分級工程（分離工程）で分級、分離することで、良好な搬送が可能となり搬送に対しての負荷もない。そのため、搬送工程での吸水性樹脂粉末の物性低下を防止することができる。
【０２０６】
（２−９）その他の工程
上記以外に、必要により、蒸発した単量体のリサイクル工程、造粒工程、微粉除去工程、微粉リサイクル工程等を設けてもよい。更には、経時色安定性効果やゲル劣化防止等のために、後述の添加剤を単量体又はその重合物に使用してもよい。又、梱包処理に先立って吸水性樹脂粒子を任意の工程で処理してもよく、例えば、含水率調整のための乾燥工程、粒度調整のための整粒工程、造粒工程、分級工程等を任意に含んでもよい。
【０２０７】
（第３分級工程）
本発明では、搬送工程後に更に第３分級工程を有することが好ましい。本発明では第２分級工程を設けて予め凝集物を除去しているため、第３分級工程によって、粒度制御がより容易となる。特に本発明のように第２分級工程で凝集物を除去した吸水性樹脂粉末を第３分級工程に供給すると、従来のように搬送工程後の第３分級工程で凝集物（特に非定常的凝集物）が混在している吸水性樹脂粉末を分級する場合と比べて、搬送等によって凝集物が粗大化して分級手段（例えば篩）の目詰まりが生じて分級効率が低下することがなく、又、篩上で凝集物に付着する吸水性樹脂量が増えて生産性が低下するという問題も回避できる。
【０２０８】
例えば、第３分級工程の分級手段としては上記した篩によって行えばよく、篩の最大目開きも特に限定されず、製造する吸水性樹脂の粒度に応じて、一定サイズ以上の吸水性樹脂粒を除去できる目開きとすればよい。該目開きとして好ましくは、上記非定常的凝集物の分離に記載の範囲である。
【０２０９】
又、第３分級工程においても上記した除電を行うことによって、上記と同様の除電効果を得ることができる。
【０２１０】
（その他の添加剤）
更に、目的に応じて、酸化剤、酸化防止剤、水、多価金属化合物、シリカや金属石鹸等の水不溶性無機ないし有機粉末、消臭剤、抗菌剤、高分子ポリアミン、パルプや熱可塑性繊維などを吸水性樹脂中に０〜３重量％、好ましくは０〜１重量％添加してもよい。
【０２１１】
〔３〕吸水性樹脂粉末の物性
本発明の吸水性樹脂粉末を、衛生材料、特に紙オムツへの使用を目的とする場合、上記重合や表面架橋をもって、下記（３−１）〜（３−６）の少なくとも１つ、更にはＡＡＰを含めた２つ以上、特に３つ以上を制御することが好ましい。下記を満たさない場合、後述の高濃度オムツでは十分な性能を発揮しないことがある。本発明の製造方法は下記の吸水性樹脂の物性の製造でより効果を発揮する。
【０２１２】
（３−１）加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）
紙オムツでのモレを防止するため、２．０６ｋＰａ（２１［ｇ／ｃｍ２］）の加圧下、更には４．８３ｋＰａ（４９［ｇ／ｃｍ２］）の加圧下での０．９重量％の塩化ナトリウム水溶液に対する吸水倍率（ＡＡＰ）が、好ましくは２０［ｇ／ｇ］以上、よりに好ましくは２２［ｇ／ｇ］以上、更に好ましくは２４［ｇ／ｇ］以上に制御される。ＡＡＰは、高いほど好ましいが、他の物性やコストとのバランスから、上限は２．０６ｋＰａ（２１［ｇ／ｃｍ２］）の場合で４０［ｇ／ｇ］、４．８３ｋＰａ（４９［ｇ／ｃｍ２］）の場合で３０［ｇ／ｇ］程度である。特に記載のない場合、ＡＡＰは４．８３ｋＰａ（４９［ｇ／ｃｍ２］）での値を示す。連続生産での物性の安定性を示す標準偏差は０．３以下、０．２以下、特に０．１以下と安定する。
【０２１３】
（３−２）通液性（ＳＦＣ）
紙オムツでのモレを防止するため、加圧下での液の通液特性である０．６９％生理食塩水流れ誘導性ＳＦＣ（米国特許第５６６９８９４号で規定）は１［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上、好ましくは２５［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上、より好ましくは５０［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上、更に好ましくは７０［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上、特に好ましくは１００［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上に制御される。
【０２１４】
本発明では通液性の向上、中でもＳＦＣ向上、特に２５［×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１］以上へのより顕著に効果を発揮するため、かかる高通液性の吸水性樹脂の製法に好適に適用できる。
【０２１５】
（３−３）無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）
無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は、好ましくは１０［ｇ／ｇ］以上であり、より好ましくは２０［ｇ／ｇ］以上、更に好ましくは２５［ｇ／ｇ］以上、特に好ましくは３０［ｇ／ｇ］以上に制御される。ＣＲＣは、高いほど好ましく上限値は特に限定されないが、他の物性のバランスから、好ましくは５０［ｇ／ｇ］以下、より好ましくは４５［ｇ／ｇ］以下、更に好ましくは４０［ｇ／ｇ］以下である。
【０２１６】
（３−４）水可溶分（可溶分量）
水可溶分が好ましくは０〜３５重量％以下、より好ましくは２５重量％以下であり、更に好ましくは１５重量％以下、特に好ましくは１０重量％以下である。
【０２１７】
（３−５）残存モノマー
上記重合を達成手段の一例として、残存モノマー（残存単量体）量は通常５００ｐｐｍ以下、好ましくは０〜４００ｐｐｍ、より好ましくは０〜３００ｐｐｍ、特に好ましくは０〜２００ｐｐｍを示す。
【０２１８】
（３−６）含水率（Ｍｏｉｓｕｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔ）
上述したように、水を添加して得られる吸水性樹脂粉末は更に乾燥してよいが、吸水速度や粉末の耐衝撃安定性、粉塵低減の観点から、所定量の水分を残存させることが好ましい。吸水性樹脂粉末の含水率（ＥＲＴ４２０．０２−０２で規定）は０．２重量％以上が好ましく、１〜１５重量％がより好ましく、２〜１０重量％が更に好ましく、３〜８重量％が特に好ましい。
【０２１９】
含水率が低いと吸水速度や粉末の耐衝撃安定性、粉塵低減に劣り、含水率が過度に高いと吸水倍率の低下や粉体流動性に劣る傾向にある。表面架橋後の吸水性樹脂、特に、脱水反応性架橋剤などによる表面架橋後の吸水性樹脂は含水率が低いため、本発明の表面架橋後の水添加による含水率向上が好適に使用できる。
【０２２０】
［実施例］
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。又、便宜上、「リットル」を「Ｌ」、「重量％」を「ｗｔ％」と記すことがある。  尚、実施例、比較例で使用する電気機器は、特に断り書きのない限り、２００Ｖ又は１００Ｖの電源を使用した。更に本発明の吸水性樹脂の諸物性は、特に記載のない限り、室温（２０〜２５℃）、湿度５０ＲＨ％の条件下で測定した。
【０２２１】
［物性の測定方法］
［凝集物の含水率］
凝集物の含水率は、凝集物を必要により分割するなどして約１ｇを底面の直径約５ｃｍのアルミ皿に薄く広げて、１８０℃の無風オーブンで３時間乾燥することで、その乾燥前の質量と乾燥後の質量を測定し、下記式１（再掲）に代入することにより含水率（重量％）を測定した。なお、ｗｔ０は乾燥前の凝集物の重量を示し、ｗｔ１は乾燥後の凝集物の重量を示す。
【０２２２】
【数１】
0005605855.tif 000002
【０２２３】
［ＣＲＣ］
ＥＲＴ４４１．２−０２に従って測定した。
【０２２４】
［ＡＡＰ］
ＥＲＴ４４２．２−０２に従って測定した。なお、本発明および実施例で４．８３ｋＰａで測定される。
【０２２５】
（実施例１）
表面架橋処理を行う吸水性樹脂粉末の製造
（重合工程）
ポリエチレングリコールジアクリレート（エチレンオキサイドの平均付加モル数ｎ＝９）０．０４モル％（対単量体）を内部架橋剤として含む、酸基の中和率７５モル％、モノマー濃度３８重量％のアクリル酸部分中和ナトリウム塩水溶液（単量体水溶液（１））中に、過硫酸ナトリウム０．１４［ｇ／ｍｏｌ］及びＬ−アスコルビン酸０．００５［ｇ／ｍｏｌ］をそれぞれ別個にラインミキシングで連続混合した後、水平スチールベルト重合機に連続的に供給し、連続的に静置水溶液重合（ベルト滞留時間：約３０分、ベルト上の厚み：約２５ｍｍ）を行い、含水ゲル状架橋重合体（１ａ）を得た。
【０２２６】
（ゲル解砕工程、乾燥工程、粉砕工程）
得られた含水ゲル状架橋重合体（１ａ）をミートチョッパーで数ｍｍの細粒状にゲル解砕し、これをバンド乾燥機の多孔板上に薄く広げて載せ、１６０〜１８０℃で３０分間連続熱風乾燥し、乾燥機出口でブロック状の乾燥重合体（１ｂ）を得た。この乾燥重合体（１ｂ）の取り出しと同時に解砕し、得られた粒子状乾燥物（１ｃ）を１６５０［ｋｇ／ｈｒ］で３段ロールグラニュレーターに連続供給することで粉砕して、粉砕物（１ｄ）を得た。
【０２２７】
（第１分級工程）
第１分級工程として、得られた約６０℃の粉砕物（１ｄ）を、５Ω以下に除電された目開き８５０μｍの標準篩を備えた揺動式円形篩い分け装置で分級し、全体の９０重量％が、粒子径１５０μｍ以上８５０μｍ未満となる吸水性樹脂粒子（１ｅ）を得た。篩い分け装置が据え付けられている架台についても除電され、接地抵抗値が５Ωの接地がなされていた。得られた吸水性樹脂粒子（１ｅ）の無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は４４［ｇ／ｇ］、水可溶分（Ｅｘｔ）は１６重量％、重量平均粒子径（Ｄ５０）は４００μｍであった。
【０２２８】
（表面架橋工程）
（加湿混合工程）
次に、上記工程で得られた吸水性樹脂粒子（１ｅ）を、高速連続混合機（ホソカワミクロン社製タービュライザー／１０００ｒｐｍ）に１５００［ｋｇ／ｈｒ］で連続供給し、更に、吸水性樹脂粒子（１ｅ）１００重量部に対して、１，４−ブタンジオール／プロピレングリコール／水＝０．４重量部／０．６重量部／３．５重量部からなる表面架橋剤水溶液（表面架橋時の水添加）を、平均粒径約２００μｍの液滴になるスプレーで噴霧し混合した。
【０２２９】
（加熱処理工程）
次いで、得られた加湿混合物を１９５℃で５０分間、高速連続混合機の下部に設置されたパドル型低速攪拌型間接加熱乾燥機（パドルドライヤー）により、連続的に加熱処理することで吸水性樹脂粉末（１ｆ）を得た。なお、上記パドル型低速攪拌型間接加熱乾燥機（パドルドライヤー）の仕様等は以下の通りであった。即ち、１°の下向き傾斜角を有し、縦横比２．２、パドル回転数１３ｒｐｍ、かき上げ羽根を有し、内面の表面粗さ（Ｒｚ）は５００ｎｍの２本の回転軸からなる横型連続攪拌装置（１）であり、この際、装置（１）内はバグフィルターを備えた吸引排気装置により吸引され、該装置内は１ｋＰａの減圧とされていた。攪拌羽根と攪拌軸の総表面積は２４．４ｍ２であり、処理量とから計算される質量面積比は６１．５［ｋｇ／ｍ２／ｈｒ］であった。また、表面処理時の攪拌動力は２７．８ｋＷ、空運転での攪拌動力は１３．５ｋＷ、平均滞留時間４５分であり、攪拌動力指数は９．５［Ｗ・ｈｒ／ｋｇ］であった。
【０２３０】
（冷却工程・水の添加工程）
次いで、上記工程で得られた吸水性樹脂粉末（１ｆ）を、加熱処理で使用したパドルドライヤーと同一仕様の、加熱乾燥機の下部に直列に接続されたパドルドライヤーに４０℃の冷媒（冷水）を流すことで冷却を行った。このとき、冷却機の上部空間にわずかに吸引気流を通して内部を１００ｍｍＨ２Ｏの減圧とした。冷却機の全長に対して、出口側から１／３長の位置の温度を測定したところ、６５℃であったので、その位置の頭上から、スプレーイング  システムス  ジャパン社製２流体ノズル（エアーアトマイジングノズル  ＳＵＦ１  フラットパターン）を用い、２重量％（吸水性樹脂粉末（１ｆ）に対して）の水を噴霧添加して吸水性樹脂粉末（１ｇ）を得た。
【０２３１】
（第２分級工程）
次いで、上記水を添加した後の吸水性樹脂粉末（１ｇ）を、冷却装置出口下部（距離０．５ｍの真下）に直結した目開き１０ｍｍの標準篩をもつ揺動式円形篩い分け装置（第２分級工程。第１分級工程と同様に除電した。）に自由落下させて、分級を行った。目開き１０ｍｍの標準篩上には、運転上問題ないレベルではあったが、長時間の稼働で凝集物が堆積した。この凝集物は、冷却機内壁面からの脱離凝集物が主であり、非定常的に発生するものであった。尚、この凝集物の含水率は１２重量％であった。
【０２３２】
（搬送工程・第３分級工程）
上記第２分級工程の、目開き１０ｍｍの標準篩を通過した吸水性樹脂粉末（１ｈ）は、露点−２０℃の圧縮空気で垂直上向き方向の輸送を含む空気輸送がなされ、最終工程である第３分級工程において目開き８５０μｍの標準篩で分級し、本発明の吸水性樹脂粉末（１ｉ）を得た。得られた吸水性樹脂粉末（１ｉ）の無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は３４［ｇ／ｇ］、４．８３ｋＰａの加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）は２３［ｇ／ｇ］であった。
【０２３３】
（実施例２）
冷却工程における水の供給量を０．５重量％にした以外は、実施例１と同様の操作を行った。第２分級工程における目開き１０ｍｍの標準篩非通過物は、長時間の稼働で凝集物が堆積した。この凝集物の含水率は６重量％であった。一方、目開き１０ｍｍの標準篩通過物は、最終工程である第３分級工程に移送され、目開き８５０μｍの標準篩により分級し、本発明の吸水性樹脂粉末（２ｉ）を得た。得られた吸水性樹脂粉末（２ｉ）の無加圧下吸水倍率（ＣＲＣ）は３５［ｇ／ｇ］、４．８３ｋＰａの加圧下吸水倍率（ＡＡＰ）は２４［ｇ／ｇ］であった。
【０２３４】
（比較例１）
冷却機下部に設置した第２分級工程を除去して稼働した以外は実施例１と同様の操作を行った（第２分級工程は行っていない）。即ち、実施例１において、冷却装置出口下部に直結させた目開き１０ｍｍの揺動式円形篩い分け装置を設けないで、冷却工程で水の添加を行った。運転開始当初は、実施例１と同様に順調に製造できたが、長期間連続運転を続けると、徐々に物性が低下（標準偏差が悪化）した。その原因は、水の添加によって混合機内面に堆積した吸水性樹脂の凝集物であることが判明した。
【０２３５】
凝集物は混合機内でかさが大きくなり、やがて、吸水性樹脂の非定常的含水凝集物（約１０〜８０ｍｍ）として混合機内面から脱離し、冷却機出口を閉塞及び搬送機を閉塞した。出口が閉塞されたことにより、水添加された吸水性樹脂は排出されなくなり、運転の継続が不可能になった。結果を表１に示す。
【０２３６】
（比較例２）
冷却機下部に設置した第２分級工程を除去して稼働した以外は実施例２と同様の操作を行った（第２分級工程は行っていない）。即ち、実施例２において、冷却装置出口下部に直結させた目開き１０ｍｍの揺動式円形篩い分け装置を設けないで、冷却工程で水の添加を行った。運転開始当初は、実施例２と同様に順調に製造できたが、長期間連続運転を続けると、徐々に物性が低下（標準偏差が悪化）した。更に、時間と共に凝集物が冷却機内で成長し、時折脱落して大きな固まりとなって排出され、出口を閉塞し、運転の継続が不可能になった。結果を表１に示す。
【０２３７】
（比較例３）
比較例１において、第３分級工程（８５０μｍ標準篩の通過）に更に第２分級工程で使用した１０ｍｍ標準篩を追加し、第３分級工程で１０ｍｍ及び８５０μｍの２段で分級した（第２分級工程は行っていない）。比較例１と同様に、当初は凝集物もなく順調に製造できたが、長時間運転すると、混合機内面から脱離した吸水性樹脂の非定常的凝集物（約１０〜５０ｍｍ）によって閉塞が生じた。結果を表１に示す。
【０２３８】
（比較例４）
実施例１において、第２分級工程の篩の位置を冷却機上部に設置し、冷却工程から排出された吸水性樹脂粉体を空気輸送（搬送工程）により第２分級工程の篩へ送った。更にその下部に第３分級工程（８５０μｍ標準篩の通過）を設置した。比較例１と同様に、第２分級工程に搬送途中、当初は凝集物もなく順調に製造できたが、長時間運転で吸水性樹脂の非定常的凝集物（約１０〜５０ｍｍ）として混合機内面から脱離し、閉塞した。結果を表１に示す。
【０２３９】
（比較例５）
実施例１の水の添加工程において、水にかえてエタノールを溶媒として使用した。凝集は見られず、搬送に問題はなかったが、水を使用しないため、微粉が見られ、更に搬送工程で物性低下（ＡＡＰで約０．５［ｇ／ｇ］）が見られた。結果を表１に示す。
【０２４０】
（比較例６）
比較例１において、水の添加工程後の搬送工程を空気輸送からバケットコンベアーに変更した。比較例１と同様に、長時間運転でバケットコンベアーの停止が見られた。結果を表１に示す。
【０２４１】
（比較例７）
比較例１において、水の添加工程を冷却工程における低速攪拌型混合機から、別途、冷却工程後に別途設置した高速攪拌型混合機タービュライザーで行った。長時間運転で殆ど閉塞は見られなかった。本願の特徴は低速回転型混合機で大きいに発揮されることが分かる。結果を表１に示す。
【０２４２】
（比較例８）
比較例１において、５〜１０日ごとに連続運転を一旦停止し、混合機内部の清掃を行い、半連続的運転を行った。頻度は比較例１に比べ減少したが、閉塞が見られ、更に生産性が悪化した。
【０２４３】
（実施例３）
実施例１において、分級工程の除電を行わなかった。即ち、この分級装置は架台から接地的にはフローティング状態で据え付けられており、分級時に発生する静電気等を逃がすことが出来ない状態となっていた。実施例１に比べて、ＡＡＰが約０．５［ｇ／ｇ］低下及びその標準偏差が約０．１［ｇ／ｇ］増大（即ち、物性悪化）したが、閉塞はなく連続運転には支障はなかった。結果を表１に示す。
【０２４４】
（実施例４）
実施例１において、冷却機出口にローターバルブを設置して周期的遮蔽を行った。実施例１に比べて、ＡＡＰが約０．５［ｇ／ｇ］向上及びその標準偏差が約０．１［ｇ／ｇ］低下（即ち、物性向上）したが、閉塞はなく連続運転には支障はなかった。結果を表１に示す。
【０２４５】
（実施例５）
実施例１において、第３分級工程（８５０μｍ標準篩の通過）に更に第２分級工程で使用した１０ｍｍ標準篩を追加し、１０ｍｍ及び８５０μｍの２段で分級した。結果を表１に示す。
【０２４６】
【表１】
0005605855.tif 000003
【０２４７】
（まとめ）
表１に示すように、水添加工程の下部に第２分級工程を設置する本発明の製造方法では、長時間の安定運転が可能であり、物性も安定（標準偏差の低下）又は向上（ＡＡＰの向上）する。従来技術（比較例）の問題、即ち、連続製造において、運転開始当初は安定的して製造できても、長期間運転する際に時間とともに物性が低下したり、運転が停止したりする問題を本発明では解決する。
【産業上の利用可能性】
【０２４８】
所定量の水を添加又は含有させた、微粉の少ない高物性の吸水性樹脂粉末を長時間の連続運転で安定物性にて提供できる。
【図１】
0005605855.tif 000004