(57)【要約】  本発明は、吸水特性に優れる吸水性樹脂の表面処理方法を提供する。本発明は、吸水性樹脂の表面処理方法であって、ａ）吸水性樹脂１００重量部に対し、過硫酸塩、過酸化水素およびアゾ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のラジカル重合開始剤０．０１〜２０重量部とラジカル重合性化合物とを混合し、ｂ）得られた混合物に活性エネルギー線を照射することを含む方法に関する。特に、加圧下吸収倍率や食塩水流れ誘導性が向上する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性樹脂の表面処理方法であって、
ａ）吸水性樹脂１００重量部に対し、過硫酸塩、過酸化水素およびアゾ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のラジカル重合開始剤０．０１〜２０重量部とラジカル重合性化合物とを混合し、
ｂ）得られた混合物に活性エネルギー線を照射することを含む、吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項２】
該吸水性樹脂は、エチレン性不飽和単量体及び内部架橋剤を使用して製造され、かつ該ラジカル重合性化合物は、該エチレン性不飽和単量体及び内部架橋剤とは異なる化合物を含む、請求項１に記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項３】
該ラジカル重合性化合物は、酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体を含む、請求項２に記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項４】
該酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体は、該ラジカル重合性化合物の全量１００重量部に対して、５０重量部以下の量で含まれる、請求項３に記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項５】
該ラジカル重合開始剤が、過硫酸塩である、請求項１〜４のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項６】
該ラジカル重合性化合物の混合量が、吸水性樹脂１００重量部に対して１〜９重量部である、請求項１〜５のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項７】
該ラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物とは、水溶液で混合される、請求項１〜６のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項８】
該吸水性樹脂とラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物との混合の際に、更に吸水性樹脂１００重量部に対して水が１〜２０重量部混合される、請求項１〜７のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項９】
該工程ａ）と同時にまたは該工程ａ）の前に、水以外の混合助剤を添加する、請求項１〜８のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１０】
該混合助剤は、界面活性剤、高分子、親水性有機溶媒、水溶性無機化合物、無機酸、無機酸塩、有機酸及び有機酸塩からなる群より選択される少なくとも１種の水溶性または水分散性の化合物である、請求項９に記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１１】
該混合助剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール、水溶性多価金属塩、塩化ナトリウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸、及び塩酸からなる群より選択される少なくとも１種の水溶性または水分散性の化合物である、請求項９または１０に記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１２】
該混合助剤は、該吸水性樹脂１００重量部に対して、０．０１〜４０重量部の量で添加される、請求項９〜１１のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１３】
該吸水性樹脂は、酸基を含有しかつ５０〜７５モル％の中和率（全酸基中の中和された酸基のモル％）を有する、請求項１〜１２のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１４】
該活性エネルギー線が紫外線である、請求項１〜１３のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１５】
該活性エネルギー線の照射が、加熱下で行なわれる、請求項１〜１４のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１６】
該吸水性樹脂が、アクリル酸(塩)を主成分とするモノマーを重合して得られる粉末状吸水性樹脂である請求項１〜１５いずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１７】
該吸水性樹脂は、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を得、該吸水性樹脂前駆体と塩基を混合することによって得られるものである、請求項１〜１６のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１８】
該吸水性樹脂が、１５０〜８５０μｍの範囲の粒径の粒子を９０〜１００重量％含むものである、請求項１〜１７のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項１９】
表面処理後の吸水性樹脂の４．８３ｋＰａの生理食塩水に対する加圧下吸収倍率が、表面処理前の該加圧下吸収倍率よりも少なくとも１ｇ／ｇ向上する、請求項１〜１８のいずれかに記載の吸水性樹脂の表面処理方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかの表面処理方法を吸水性樹脂に行なうことを特徴とする、表面架橋された吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２１】
表面架橋処理後の吸水性樹脂の４．８３ｋＰａの生理食塩水に対する加圧下吸収倍率が、８〜４０ｇ／ｇである、請求項２０記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２２】
表面架橋処理後の吸水性樹脂の食塩水流れ誘導性が、１０（×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１）以上である、請求項２０または２１記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２３】
請求項２に記載の表面処理方法で得られる吸水剤。
【請求項２４】
請求項３に記載の表面処理方法で得られる吸水剤。
【請求項２５】
該酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体は、ケイ素を含むエチレン性不飽和単量体を含む、請求項２４に記載の吸水剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水性樹脂の表面処理方法に関し、より詳細には、ラジカル重合性化合物と特定のラジカル重合開始剤とを混合した吸水性樹脂に、活性エネルギー線を照射する、吸水性樹脂の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生理綿、紙おむつ、あるいはその他の体液を吸収する衛生材料の一構成材料として吸水性樹脂が用いられている。このような吸水性樹脂としては、例えば、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解物、これらの架橋体やポリアクリル酸部分中和物架橋体等がある。これらは、いずれも内部架橋構造を有し、水に不溶である。
【０００３】
このような吸水性樹脂に望まれる特性として、高吸収倍率、優れた吸収速度、高いゲル強度、基材から水を吸い上げるための優れた吸引力等がある。しかし、吸水特性は架橋密度に影響を受けるため、架橋密度が大きくなるとゲル強度は増加するが吸水量が低下するなど、特性間の関係は必ずしも正の相関を示さない。特に、吸収倍率と、吸収速度、ゲル強度および吸引力等とは相反する関係にある。このため、吸収倍率が向上した吸水性樹脂では、粒子が液体に接した場合に、吸水が均一に行なわれず吸水性樹脂の塊になった部分を形成したり、吸水性樹脂粒子全体に水が拡散しないため吸収速度等を極端に低下させる場合がある。
【０００４】
このような現象を緩和し、吸収倍率が高く、かつ吸収速度等も比較的良好な吸水性樹脂を得るために、吸水性樹脂粒子の表面を界面活性剤や非揮発性炭化水素によりコーティングする方法がある。この方法では、初期に吸収する水の分散性は改良されるが、粒子個々の吸収速度や吸引力の向上という面では効果が十分でない。
【０００５】
また、吸水特性の改良されたポリアクリル酸系高吸水性重合体の製造方法として、ポリアクリル酸の部分アルカリ金属塩を主成分とし、架橋密度が低い重合体の水性組成物を、水溶性過酸化物ラジカル開始剤の存在下で加熱し、ラジカル架橋によって架橋を導入する方法がある（米国特許４９１０２５０号）。内部架橋を重合体中に均一に分布することは困難であり、架橋密度の調整も容易でない。このため、架橋密度が低く水溶性のポリアクリル酸ゲルを含む重合体を得た後、重合開始剤である過硫酸塩などを添加して加熱する。該米国特許４９１０２５０号では、開始剤添加量を調整することで架橋密度の精密な制御を可能とし、かつ架橋が均一に重合体中に存在するため、優れた吸水特性が得られ、かつ粘着性がない吸水性樹脂が得られた、としている。
【０００６】
上記米国特許４９１０２５０号で使用された過硫酸塩は熱によって分解されるが、紫外線によっても分解されラジカルを発生する（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，１９７５，７９，２６９３、Ｊ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ．，Ａ，１９８８，４４，２４３）。過硫酸塩は重合開始剤としての作用を有するから、水溶性ビニルモノマーの水溶液に光エネルギーを照射すれば、開始剤が解離してラジカルを生成し、生成されたモノマーラジカルが次のモノマーを攻撃して、合成高分子ゲルを製造することができる（特開２００４−９９７８９号公報）。特開２００４−９９７８９号公報の方法では、特定構造の水溶性ビニルモノマーと過硫酸塩とを含む水溶液に紫外線を照射して、水溶性ビニルモノマーを重合し、かつ生成したポリマーの架橋とを同時に行うことができる、としている。なお、親水性重合体成分と光重合開始剤とに加えて、更に架橋剤を添加して、光照射によって内部架橋を形成させる反応系もある（国際公開第２００４／０３１２５３号）。国際公開第２００４／０３１２５３号では、光重合開始剤として過硫酸塩を使用し、架橋剤の存在下に水溶性ポリマーの水溶液に紫外線を照射して、架橋されたハイドロゲルを得ている。
【０００７】
一方、吸水性樹脂の表面を架橋剤を用いて処理し、吸水性樹脂の表面の架橋密度を高める方法もある（例えば、米国特許第４６６６９８３号、米国特許第５４２２４０５号）。上記したように、吸水樹脂は、重合性単量体に内部架橋剤と重合開始剤を配合し、重合して製造される内部架橋を有する水不溶性のポリマーである。重合後の吸水性樹脂の表面には単量体に含まれる反応性の官能基が存在する。このため、このような官能基と反応し得る表面架橋剤を添加して官能基間に架橋を導入すれば、吸水性樹脂の表面架橋密度が増加し、加圧下でも優れた吸水特性を有する吸水性樹脂とすることができる。
【０００８】
しかし、これらの表面架橋剤を使用すると、架橋形成反応に高温あるいは長持間を要し、未反応架橋剤の残存などの問題があるため、過酸化物ラジカル開始剤を含む水溶液を樹脂に接触させ、該樹脂を加熱してラジカル開始剤の分解を通じて樹脂の表面近傍部の重合体分子鎖に架橋を導入する方法もある（米国特許第４７８３５１０号）。実施例では、１３０℃の過熱水蒸気で６分加熱し、吸水倍率の向上した吸水性樹脂を得ている。また、過酸化物ラジカル開始剤を含む水溶液に、更にＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドなどの親水性多官能不飽和化合物を含ませ、該水溶液を樹脂に接触させた後に加熱し、吸水倍率の向上した吸水性樹脂も得ている。
【０００９】
また、吸水性樹脂に、水溶性エチレン性不飽和単量体を含浸および重合させ、加熱によって吸水性樹脂の粒子表面の近傍が粒子内部よりも高い架橋密度を有する改良された吸水性樹脂を製造する方法もある（日本国特許第２５３０６６８号）。吸水性樹脂の表面架橋時に、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む溶液に、該吸水性樹脂を重合する際に使用する架橋剤濃度よりも高濃度の架橋剤を含ませ、該溶液を用いて吸水性樹脂表面に重合層を形成させるため、樹脂内部よりも架橋密度の高い吸水性樹脂となる。日本国特許第２５３０６６８号記載の方法では、表面架橋の際の重合開始剤として過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどの水溶性ラジカル重合開始剤を使用できるとし、実施例ではこれを温度６０℃に加温して重合を開始している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
吸水性樹脂に表面架橋を導入する目的は、吸収倍率と吸収速度とのバランスに優れた吸水性樹脂を製造する方法である。一般には、吸水性樹脂表面にある官能基と反応しうる、少なくとも２つの官能基を有する架橋剤を吸水性樹脂に作用させる必要がある。このような架橋剤としては、多価アルコール類、多価グリシジルエーテル類、ハロエポキシ化合物類、多価アルデヒド類、多価アミン類、多価金属塩類等があるが、一般的に反応性が低いために反応を高温で行う必要があり、場合によっては長時間加熱下に置く場合もある。このため、多くのエネルギーと時間とが要求される。
【００１１】
過酸化物ラジカル開始剤を架橋剤として用いる米国特許第４７８３５１０号の表面処理方法においても、効率的に反応を進行させるためには、高い反応温度と反応の進行に必要な水分を保持するための加湿が必要であり、さらなる生産効率の向上が求められる。
【００１２】
このような現状のもと、本発明は、生産効率に優れ、加圧下吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、通液性等に優れた改質された吸水性樹脂の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
吸水性樹脂の表面処理方法を詳細に検討したところ、従来から重合開始剤として使用されている過硫酸塩とラジカル重合性化合物とを吸水性樹脂に混合し、ついで、活性エネルギー線を照射することにより、吸水特性に優れた、表面架橋された吸水性樹脂が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１４】
従来は、表面架橋の際には、配合する表面架橋剤の種類に応じて１００〜３００℃の高温処理が必要であったが、本発明では表面架橋剤を使用しないため、活性エネルギー線の照射で表面架橋を導入することができる。この結果、表面処理された吸水性樹脂は、吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、吸引力など吸水性樹脂に望まれる特性が極めて高い。
【００１５】
本発明の方法は、活性エネルギー線の照射によって表面架橋を行なうため、従来と比較して短時間で吸水性樹脂を表面処理することができる。
【００１６】
本発明の上記および他の目的、態様および他の利点は、下記好ましい態様の説明および添付図面から明らかになるであろう。
【００１７】
図面の簡単な説明
図１は、食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）の測定に用いる測定装置の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
発明を実施するための最良の形態
本発明の第一は、吸水性樹脂の表面処理方法であって、
ａ）吸水性樹脂１００重量部に対し、過硫酸塩、過酸化水素およびアゾ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のラジカル重合開始剤０．０１〜２０重量部とラジカル重合性化合物とを混合し、
ｂ）得られた混合物に活性エネルギー線を照射することを含む、吸水性樹脂の表面処理方法である。以下、本発明にかかる吸水性樹脂の表面処理方法について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更して実施し得る。
【００１９】
（ａ）吸水性樹脂
本発明で使用できる吸水性樹脂は、ヒドロゲルを形成しうる水膨潤性水不溶性の架橋重合体である。本発明において「水膨潤性」とは、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液（生理食塩水）中において自由膨潤倍率が、必須に２ｇ／ｇ以上、好ましくは５〜１００ｇ／ｇ、より好ましくは１０〜６０ｇ／ｇの生理食塩水を吸収するものをいう。また、「水不溶性」とは、吸水性樹脂中の未架橋の水可溶性成分（水溶性高分子）が好ましくは０〜５０重量％、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、特に好ましくは１０重量％以下のものをいう。なお、自由膨潤倍率および水可溶性成分の数値は、後記する実施例で規定する測定方法によるものとする。「表面処理」とは、吸水性樹脂に対する全ての物理的または化学的作用をいい、特に好ましくは吸水性樹脂の表面架橋、孔の形成、親水化、疎水化などである。なお、本明細書では、「表面処理」を、「改質」とも称する。
【００２０】
本発明において使用できる吸水性樹脂としては、エチレン性不飽和単量体を必須に含む単量体成分を用いて、従来公知の方法などを用いて重合により得られるものであれば、特に限定されない。
【００２１】
エチレン性不飽和単量体としては、特に限定されず、好ましくは末端に不飽和二重結合を有する単量体、例えば、（メタ）アクリル酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等のアニオン性単量体やその塩；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（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、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、等のノニオン性親水基含有単量体；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、等のアミノ基含有不飽和単量体やそれらの４級化物；等を挙げることができ、これらの中から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。好ましくは、（メタ）アクリル酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの４級化物、（メタ）アクリルアミドであり、特に好ましくは、アクリル酸および／またはその塩である。
【００２２】
単量体としてアクリル酸塩を用いる場合には、吸水性樹脂の吸水性能の観点からアクリル酸のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩から選ばれるアクリル酸の１価塩が好ましい。より好ましくはアクリル酸アルカリ金属塩であり、特に好ましくは、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩から選ばれるアクリル酸塩である。
【００２３】
吸水性樹脂を製造する際には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記単量体以外の他の単量体成分を用いることができる。例えば、炭素数８〜３０の芳香族エチレン性不飽和単量体、炭素数２〜２０の脂肪族エチレン性不飽和単量体、炭素数５〜１５の脂環式エチレン性不飽和単量体、アルキル基の炭素数４〜５０の（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどの疎水性単量体を例示することができる。これら疎水性単量体の割合は、一般に、上記エチレン性不飽和単量体１００重量部に対し、０〜２０重量部の範囲である。疎水性単量体が２０重量部を超えると、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下する場合がある。
【００２４】
本発明で使用する吸水性樹脂は、内部架橋の形成によって不溶性となる。このような内部架橋は、架橋剤を使用しない自己架橋型でもよいが、一分子内に２個以上の重合性不飽和基及び／又は２個以上の反応性官能基を有する内部架橋剤を使用して形成することができる。
【００２５】
このような内部架橋剤としては、特に限定されず、例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、グリシジル（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、（メタ）アクリル酸多価金属塩、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリアリルアミン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロール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等を挙げることができる。これらの内部架橋剤は２種以上を併用してもよい。
【００２６】
内部架橋剤の使用量は、吸水性樹脂を製造する際に用いる単量体成分の全量に対して、好ましくは０．０００１〜１モル％、より好ましくは０．００１〜０．５モル％、さらに好ましくは０．００５〜０．２モル％である。０．０００１モル％を下回ると、内部架橋が樹脂中に導入されず、一方、１モル％を超えると、吸水性樹脂のゲル強度が高くなりすぎ、吸水倍率が低下する場合がある。上記内部架橋剤を用いて架橋構造を重合体内部に導入する場合には、上記内部架橋剤を、上記単量体の重合前あるいは重合途中、あるいは重合後、または中和後に反応系に添加するようにすればよい。
【００２７】
吸水性樹脂を得るには、上記単量体および内部架橋剤を含む単量体成分を水溶液中で重合すればよい。この際、使用できる重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩；過酢酸カリウム、過酢酸ナトリウム、過炭酸カリウム、過炭酸ナトリウム、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド；過酸化水素；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩等のアゾ化合物、等の水溶性ラジカル重合開始剤や、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン等の光重合開始剤がある。また、例えば、上記ラジカル重合開始剤に、亜硫酸塩やＬ−アスコルビン酸、第２鉄塩等の還元剤を組み合わせてレドックス系開始剤として用いてもよい。
【００２８】
上記単量体水溶液中の単量体の濃度に特に制限はないが、好ましくは１５〜９０重量％、より好ましくは３５〜８０重量％である。１５重量％を下回ると、得られたヒドロゲルの水分量が多いため、乾燥のための熱量や時間を必要とし、不利である。
【００２９】
重合方法としては特に限定されず、周知の方法、例えば、水溶液重合、逆相懸濁重合、沈殿重合、塊状重合等を採用することができる。これらの方法の中でも、重合反応の制御の容易さや、得られる吸水性樹脂の性能面から、単量体を水溶液に溶解して重合させる水溶液重合や、逆相懸濁重合が好ましい。
【００３０】
上記の重合を開始させる際には、前述の重合開始剤を使用して開始させる。また、前述重合開始剤の他にも紫外線や電子線、γ線などの活性エネルギー線を単独あるいは重合開始剤と併用しても良い。重合開始時の温度は、使用する重合開始剤の種類にもよるが、１５〜１３０℃の範囲が好ましく、２０〜１２０℃の範囲が好ましい。重合開始時の温度が上記の範囲を外れると、得られる吸水性樹脂の残存単量体の増加や、過度の自己架橋反応が進行して吸水性樹脂の吸水性能が低下するおそれがあるので好ましくない。
【００３１】
なお、逆相懸濁重合とは、単量体水溶液を疎水性有機溶媒に懸濁させる重合法であり、例えば、米国特許第４０９３７７６号、同４３６７３２３号、同４４４６２６１号、同４６８３２７４号、同５２４４７３５号などの米国特許に記載されている。水溶液重合は分散溶媒を用いずに単量体水溶液を重合する方法であり、例えば、米国特許第４６２５００１号、同４８７３２９９号、同４２８６０８２号、同４９７３６３２号、同４９８５５１８号、同５１２４４１６号、同５２５０６４０号、同５２６４４９５号、同５１４５９０６号、同５３８０８０８号などの米国特許や、欧州特許第０８１１６３６号、同０９５５０８６号，同０９２２７１７号などの欧州特許に記載されている。これら重合法に例示の単量体や開始剤なども本発明では適用できる。
【００３２】
なお、水溶液重合を行なう場合には、アクリル酸等の部分中和物を重合したり、アクリル酸等の酸基含有単量体を重合した後に水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物により重合物を中和することもできる。なお、得られる吸水性樹脂の中和率（全酸基中の中和された酸基のモル％）は、２５〜１００モル％の範囲であり、好ましくは５０〜９０モル％の範囲、さらに好ましくは５０〜７５モル％、最も好ましくは６０〜７０モル％の範囲である。
【００３３】
重合後、通常は含水ゲル状架橋重合体である。本発明では、この含水ゲル状架橋重合体をそのまま吸水性樹脂として使用することもできるが、好ましくは乾燥され、後述の含水率（％）（１００−固形分（％））とされる。
【００３４】
一方、本発明で用いられる吸水性樹脂としては、好ましくは特にアクリル酸(塩)を主成分とするモノマーを重合して得られる粉末状の吸水性樹脂である。重合によって得られた含水ゲル状物は、好ましくは乾燥の後に粉砕されて吸水性樹脂とする。前記乾燥は、例えば、熱風乾燥機などの乾燥機を用い、好ましくは１００〜２２０℃、より好ましくは１２０〜２００℃で乾燥させればよい。
【００３５】
このような粉砕に用いることができる粉砕機としては、例えば、粉体工学便覧（粉体工学会編、初版）の表１．１０で分類されている粉砕機種名のうちでも、剪断粗砕機、衝撃破砕機、高速回転式粉砕機に分類されて、切断、剪断、衝撃、摩擦といった粉砕機構の１つ以上の機構を有するものが好ましく使用でき、それら機種に該当する粉砕機の中でも切断、剪断機構が主機構である粉砕機が特に好ましく使用できる。例えば、ロールミル（ロール回転形）粉砕機が好ましく挙げられる。
【００３６】
本発明で用いられる吸水性樹脂は、粉末状であることが好ましい。より好ましくは１５０〜８５０μｍ（ふるい分級で規定）の範囲の粒径の粒子を９０〜１００重量％、特に好ましくは９５〜１００重量％含む粉末状吸水性樹脂である。８５０μｍよりも大きい吸水性樹脂は、例えば得られた表面処理された吸水性樹脂をおむつ等に用いると、肌触りが悪く、おむつのトップシートを破ったりする場合もある。一方、１５０μｍよりも小さい粒子が１０重量％を超えると、微粉が飛散したり、使用時に目詰まりを生じ、表面処理された吸水性樹脂の吸水性能を低下させる場合もある。重量平均粒径は、１０〜１，０００μｍ、好ましくは２００〜６００μｍの範囲である。重量平均粒径が１０μｍを下回ると、安全衛生上好ましくない場合がある。一方、１，０００μｍを超えると、オムツなどに用いることができない場合がある。なお、上記粒径は、後記する実施例の粒度分布の測定方法で測定した値である。
【００３７】
上記に加えてあるいは上記に代えて、本発明で用いられる吸水性樹脂は、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を得、該吸水性樹脂前駆体に塩基を加えることによって得られることが好ましい。従来では、表面処理（表面架橋）に多官能表面処理剤を使用していた。この多官能表面処理剤は、吸水性樹脂中のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）とは反応するがその塩（例えば、−ＣＯＯＮａ）とは反応しないという性質を有する。このため、予め−ＣＯＯＨ／−ＣＯＯＮａの存在割合が適当な範囲になるように調節したエチレン性不飽和単量体混合物（例えば、アクリル酸とアクリル酸ナトリウムとの混合物）を重合することにより、−ＣＯＯＨと−ＣＯＯＮａが均一に分布した吸水性樹脂を製造して、これを多官能表面処理剤による表面架橋に使用する場合には、均一な架橋が得られる。一方で、アクリル酸等の酸型のエチレン性不飽和単量体を主成分として重合した後、当該重合体を水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物で中和することにより得られる吸水性樹脂は、可溶分が少なく、ゲル強度が高いが、多官能表面処理剤で表面架橋する場合には、−ＣＯＯＨと−ＣＯＯＮａが均一に分布していないため、吸水特性が低下してしまう。このため、後者のような方法で得られた吸水性樹脂に、従来のような多官能表面処理剤による表面架橋を施すことは望ましくなかった。本発明の方法によれば、一旦、アクリル酸等の酸型のエチレン性不飽和単量体を主成分とする単量体／単量体混合物を重合して、低位の中和率の吸水性樹脂前駆体を得た後、この吸水性樹脂前駆体を水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物で中和することによって得られる吸水性樹脂を改質することが可能になり、当該方法によって得られた改質された吸水性樹脂は、高いゲル強度及び優れた吸水特性を発揮できる。
【００３８】
本発明において、「低位の中和率の吸水性樹脂前駆体」とは、中和率（全酸基中の中和された酸基のモル％）が低いまたは酸基が中和されてない（中和率が０である）吸水性樹脂前駆体をいい、具体的には、中和率（全酸基中の中和された酸基のモル％）が０〜５０モル％、より好ましくは０〜２０モル％程度のものをいう。このような低位の中和率の吸水性樹脂前駆体は、上記方法において、好ましくは上記中和率になるように、アクリル酸などの酸基を有する単量体を主成分とした単量体混合物を使用することによって上記と同様の方法によって得られるため、詳細な説明はここでは省略する。
【００３９】
本発明の方法で使用する吸水性樹脂の含水率は、吸水性樹脂が流動性を有する限り、特に制限無い。好ましくは１８０℃で３時間乾燥した後の含水率が、０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％、より好ましくは０〜５重量％の範囲である。
【００４０】
（ｂ）ラジカル重合性化合物
本発明で吸水性樹脂と混合するラジカル重合性化合物としては、好ましくは前述したエチレン性不飽和単量体と架橋性不飽和単量体とがある。本明細書中、「エチレン性不飽和単量体」とは、１分子内に１つのビニル基を有する単量体であり、「架橋性不飽和単量体」とは、１分子内に２以上のビニル基を有する単量体である。エチレン性不飽和単量体と架橋性不飽和単量体とは、それぞれ単独で使用してもよく、両者を併用してもよい。好ましくは、吸水性樹脂を製造するに用いたエチレン性不飽和単量体と架橋性不飽和単量体との併用である。なお、この際、モル組成比はベースポリマーとしての吸水性樹脂と同一でも異なってもよいが、好ましくはベースポリマーとしての吸水性樹脂の組成と比較して、エチレン不飽和単量体に対して相対的に多くの架橋性単量体を含むようにする。特に、エチレン性不飽和単量体としてアクリル酸(塩)を主成分とし、これに架橋性不飽和単量体を併用すると、吸水特性に優れる点で好ましい。
【００４１】
また、吸水性樹脂と混合するラジカル重合性化合物を適宜選択することにより、表面処理された吸水性樹脂粒子表面に親水性、疎水性、接着性、生体親和性などの様々な性質を付与することができる。吸水性樹脂粒子表面に親水性を付与するエチレン性不飽和単量体としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの水酸基含有単量体、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チルエーテル（メタ）アクリレートなどのポリエチレングリコール含有単量体が例として挙げられる。吸水性樹脂粒子表面に疎水性を付与するエチレン性不飽和単量体としては、メチルメタクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレートや、スチレンなどの芳香族基含有単量体、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートなどのフッ素含有単量体が例として挙げられる。吸水性樹脂粒子表面に接着性を付与するエチレン性不飽和単量体としては、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートなどのガラス転移温度が２５℃以下のポリマーを形成する単量体、ビニルアミン、アリルアミン、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドなどのカチオン性単量体、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなどのシラン基を含む単量体が例として挙げられる。中でも、シラン基を含む単量体が、吸水性樹脂粒子間の接着性だけでなく、吸水性樹脂粒子の金属、ガラス、パルプなどの基材への接着性が向上できるため、好ましく使用される。さらに、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランを部分的に中和されたアクリル酸と過硫酸塩を含む水溶液に加えると、加えない場合に比べて通液性が優れた吸水性樹脂を得ることができる。吸水性樹脂粒子表面に生体親和性を付与するエチレン性不飽和単量体としては、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンなどのリン脂質様の構造を有する単量体が例として挙げられる。
【００４２】
吸水性樹脂粒子表面の性質を改変するという目的を達成するためには、ラジカル重合性化合物は、上記（ａ）で記載した吸水性樹脂を製造するのに使用されるエチレン性不飽和単量体及び内部架橋剤とは異なる化合物を含むことが望ましい。この際、上記（ａ）で記載した吸水性樹脂を製造するのに使用されるエチレン性不飽和単量体と中和率の異なるエチレン性不飽和単量体は、「上記（ａ）で記載した吸水性樹脂を製造するのに使用されるエチレン性不飽和単量体及び内部架橋剤とは異なるラジカル重合性化合物」に包含される。特に、ラジカル重合性化合物中に、窒素、硫黄、リン、ケイ素、及びホウ素からなる群より選択される少なくとも１つの酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体が含まれることが好ましい。これにより、吸水性樹脂粒子の性質をより大きく改変できる。より好ましくは、ケイ素、特にシラン基（ＸｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ、但し、Ｒは、独立して、メチル、エチル、フェニルまたはアセトキシ基を表わし、ｎは、１〜３の整数である）、リンを含むエチレン性不飽和単量体が使用される。また、酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体をラジカル重合性化合物として使用する場合の当該酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体の量は、所望の性質によって適宜選択できるが、ラジカル重合性化合物の全量１００重量部に対して、５０重量部以下、より好ましくは０．０１〜２０重量部、最も好ましくは０．１〜１０重量部であることが好ましい。
【００４３】
上記したエチレン性不飽和単量体の中で水溶性の低い化合物は、ラジカル重合開始剤及び必要に応じて他のラジカル重合性化合物を含む水溶液に分散するか、親水性有機溶媒に溶解して該水溶液に混合した後、吸水性樹脂に添加してもよい。または、必要に応じて有機溶媒に溶解して、該水溶液とは別に添加してもよい。この際、エチレン性不飽和単量体の添加順序は、特に制限されず、上記水溶液より前にあるいは後に添加してもいずれでもよい。
【００４４】
また、表面処理後の吸水性樹脂の吸水性能と経済的な観点からは、ラジカル重合性化合物は、アクリル酸および／またはアクリル酸のアルカリ金属塩を含むことが好ましい。この際、アクリル酸および／またはアクリル酸のアルカリ金属塩の量は、所望の性能などによって適宜選択でき、特に制限されるものではないが、ラジカル重合性化合物の全量１００重量部に対して、アクリル酸（塩）が、５０重量部以上、より好ましくは７０〜９０重量部の量で使用されることが好ましい。
【００４５】
また、本発明において使用できる架橋性不飽和単量体としては、特に制限されないが、例えば、吸水性樹脂の製造で使用される内部架橋剤として例示した単量体や２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパンなどが挙げられる。これらのうち、ポリエチレングリコールジアクリレートや２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリロキシプロパンが好ましく使用される。このような場合の架橋性不飽和単量体の量は、所望の性質によって適宜選択できるが、ラジカル重合性化合物の全量に対して、０．０５〜２０モル％、より好ましくは０．１〜１０モル％、最も好ましくは０．３〜５モル％であることが好ましい。
【００４６】
上記ラジカル重合性化合物は、単独で使用されてもあるいは２種以上の混合物で使用されてもよく、また、後者の場合の組合わせは、付与すべき性質などにより適宜に選択でき、特に限定されるものではない。
【００４７】
使用するラジカル重合性化合物の量は、好ましくは吸水性樹脂１００重量部に対し１〜９重量部の範囲、より好ましくは２〜６重量部の範囲である。ラジカル重合性化合物の量が１重量部よりも少ないと、吸水性樹脂の加圧下吸収性能が十分に向上しない場合がある。一方、ラジカル重合性化合物の量が９重量部よりも多いと、得られる表面処理された吸水性樹脂の吸収倍率が低下する場合がある。この際、ラジカル重合性化合物に含まれる架橋性不飽和単量体は、エチレン性不飽和単量体１００重量部に対し、５０重量部以下、好ましくは０．０１〜２０重量部の範囲、より好ましくは０．１〜１０重量部の範囲である。架橋性不飽和単量体を併用することにより加圧下吸収倍率をより向上せしめることができる。架橋性不飽和単量体を併用することで、加圧下吸収倍率が向上する理由は明確ではないが、該水溶性エチレン性不飽和単量体が重合時に架橋性不飽和単量体によって架橋構造を形成し、これが吸水性樹脂の表面に導入されるためと推察される。
【００４８】
（ｃ）ラジカル重合開始剤
本発明では、過硫酸塩、過酸化水素、およびアゾ化合物からなる選択されるラジカル重合開始剤を使用する。具体的には、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；過酸化水素；２，２’−アゾビス−２−アミジノプロパン二塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−２（−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕２塩酸塩等の水溶性アゾ化合物等が挙げられる。これらの中でも、特に過硫酸塩を使用すると、表面処理後の吸水性樹脂の加圧下吸収倍率、食塩水流れ誘導性、自由膨潤倍率がいずれも優れる点で好ましい。
【００４９】
本発明において、上記ラジカル重合開始剤は、水溶性ラジカル重合開始剤及び熱分解型ラジカル重合開始剤であることが好ましい。
【００５０】
上記ラジカル重合開始剤のうち、水溶性ラジカル重合開始剤は、親水性および吸水性に優れる吸水性樹脂の表面に均一に容易に分散でき、これにより吸水特性に優れる吸水性樹脂を製造することができるため、好ましく使用される。
【００５１】
本発明で用いられる水溶性ラジカル重合開始剤としては、水（２５℃）に１質量％以上、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上溶解するものであり、本発明では、過硫酸塩、過酸化水素、および水溶性アゾ化合物からなる選択される水溶性ラジカル重合開始剤が好ましく使用される。具体的には、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；過酸化水素；２，２’−アゾビス−２−アミジノプロパン二塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−２（−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕２塩酸塩等の水溶性アゾ化合物等が挙げられる。これらの中でも、特に過硫酸塩を使用すると、表面処理後の吸水性樹脂の加圧下吸収倍率、食塩水流れ誘導性、自由膨潤倍率がいずれも優れる点で好ましい。
【００５２】
ラジカル重合開始剤の使用量に制限はないが、本発明では、吸水性樹脂１００重量部に対し、０．０１〜２０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．１〜１５重量部の範囲、特に好ましくは１〜１０重量部の範囲である。ラジカル重合開始剤の混合量が０．０１重量部よりも少ないと、活性エネルギー線を照射しても吸水特性に優れる吸水性樹脂を得られない場合がある。一方、ラジカル重合開始剤の混合量が２０重量部よりも多いと、改質された吸水性樹脂の吸水性能が低下することがある。
【００５３】
本発明では、過硫酸塩、過酸化水素および水溶性アゾ化合物から選ばれるラジカル重合開始剤を必須に使用するが、該ラジカル重合開始剤以外の開始剤を更に併用してもよい。このような併用できる他の重合開始剤として、油溶性のベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体などの光重合開始剤、また油溶性のケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシカルボネートなどの油溶性有機過酸化物が挙げられる。かかる光重合開始剤としては市販品でもよく、チバ・スペシャルティケミカルズの商品名イルガキュア１８４（ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン）、イルガキュア２９５９（１−[４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル]−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン）などが例示できる。
【００５４】
上記他の開始剤に加えてまたは上記他の重合開始剤に代えて、過炭酸ナトリウムなどの過炭酸塩；過酢酸、過酢酸ナトリウムなどの過酢酸塩などを、さらに使用してもよい。
【００５５】
本発明で必要により他の開始剤を併用する場合、その使用量は吸水性樹脂１００重量部に対して０〜２０重量部、好ましくは０〜１５重量部、特には０〜１０重量部であり、その使用比率は該ラジカル重合開始剤よりも少ない量、例えば該ラジカル重合開始剤の重量比の１／２以下、更には１／１０以下、特には１／５０以下である。
【００５６】
次に、本発明では、熱分解型ラジカル重合開始剤が特定の１０時間半減期温度を示す場合には、水溶性ラジカル重合開始剤と同様の効果を発現することが判明した。ここで、熱分解型ラジカル重合開始剤とは、加熱によりラジカルを発生する化合物であり、中でも１０時間半減期温度が０℃以上１２０℃以下のものが好ましく、２０℃以上１００℃以下のものがより好ましく、活性エネルギー線を照射する温度条件等を考慮すると、４０℃以上８０℃以下のものが特に好ましい。１０時間半減期温度が０℃（下限値）未満では、貯蔵時に不安定であり、１２０℃（上限値）を超えると化学的に安定過ぎて反応性が低くなる。
【００５７】
熱分解型ラジカル重合開始剤は、光分解型ラジカル重合開始剤として市販されている化合物と比べて比較的安価で、厳密な遮光が必ずしも必要でないため製造プロセス、製造装置を簡略化できる。代表的な熱分解型ラジカル重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩；過酸化水素；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス[２−２（−イミダゾリン−２−イル）プロパン]二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）などのアゾ化合物が挙げられる。中でも、１０時間半減期温度が４０〜８０℃である、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、および２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス[２−２（−イミダゾリン−２−イル）プロパン]二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）などのアゾ化合物が好ましい。これらの中でも、特に過硫酸塩を使用すると、加圧下吸収倍率、食塩水流れ誘導性、自由膨潤倍率がいずれも優れる点で好ましい。
【００５８】
本発明において、特に「熱分解型ラジカル重合開始剤」としたのは、吸水性樹脂に特定の１０時間半減期温度を示す重合開始剤を添加し、活性エネルギー線を照射することで、低温かつ短時間で表面架橋ができ、高いゲル強度及び優れた吸水特性を達成できるからである。本発明の熱分解型ラジカル重合開始剤は、油溶性と水溶性のいずれも用いることができる。油溶性熱分解型ラジカル重合開始剤は、水溶性熱分解型ラジカル重合開始剤と比較して分解速度がｐＨやイオン強度の影響を受けにくいという特徴がある。しかし、吸水性樹脂は親水性なので、吸水性樹脂への浸透性を考慮すると、水溶性熱分解型ラジカル重合開始剤を使用することがより好ましい。
【００５９】
熱分解型ラジカル重合開始剤の使用量は、吸水性樹脂１００質量部に対し、０．０１〜２０質量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．１〜１５質量部の範囲、特に好ましくは１〜１０質量部の範囲である。熱分解型ラジカル重合開始剤の混合量が０．０１質量部よりも少ないと、活性エネルギー線を照射しても吸水性樹脂を表面架橋することができなくなる場合がある。一方、熱分解型ラジカル重合開始剤の混合量が２０質量部よりも多いと、表面架橋された吸水性樹脂の吸水性能が低下することがある。
【００６０】
本発明では、過硫酸塩、過酸化水素および熱分解型アゾ化合物などの熱分解型ラジカル重合開始剤などを使用する。特に過硫酸塩は１種類だけでなく対イオンの異なる２種類以上を併用できる。また該熱分解型ラジカル重合開始剤以外の開始剤を更に併用してもよい。このような併用できる他の重合開始剤として、油溶性のベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体などの光重合開始剤が挙げられる。かかる光重合開始剤としては市販品でもよく、チバ・スペシャルティケミカルズの商品名イルガキュア１８４（ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン）、イルガキュア２９５９（１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン）などが例示できる。
【００６１】
上記他の開始剤に加えてまたは上記他の重合開始剤に代えて、過炭酸ナトリウムなどの過炭酸塩；過酢酸、過酢酸ナトリウムなどの過酢酸塩などを、さらに使用してもよい。
【００６２】
本発明で必要により他の開始剤を併用する場合、その使用量は吸水性樹脂１００質量部に対して０〜２０質量部、好ましくは０〜１５質量部、特には０〜１０質量部であり、その使用比率は熱分解型ラジカル重合開始剤よりも少ない量、例えば熱分解型ラジカル重合開始剤の質量比の１／２以下、更には１／１０以下、特には１／５０以下である。
【００６３】
（ｄ）吸水性樹脂、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物との混合
上記ラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物とを吸水性樹脂に混合する際の混合順序には限定がない。したがって、それぞれ単独で吸水性樹脂と混合してもよく、予めラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物とを含む水溶液を調製し、これを吸水性樹脂に混合してもよい。しかしながら、両者が均一に吸水性樹脂の表面に分散されるためには、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物とを含む水溶液を予め調製し、これと吸水樹脂とを混合することが好ましい。なお、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物とを吸水性樹脂とを混合した後に、水と混合してもよい。
【００６４】
ラジカル重合開始剤とラジカル重合性化合物とを溶解させる水溶液は、水のほかに、これらの溶解性を損なわない範囲で他の溶媒を含んでいてもよい。
【００６５】
使用する水溶液の量は、吸水性樹脂１００重量部（固形分１００重量％に換算したもの）に対し１〜２０重量部の範囲である。水溶液量が１重量部よりも少ないと、ラジカル重合開始剤に活性エネルギーを照射しても、十分に表面架橋が行なわれない場合がある。一方、水溶液が２０重量部よりも多いと、活性エネルギー線を照射した後に乾燥工程で多くのエネルギーを必要とするため、不利となる。また、吸水性樹脂が分解する場合もある。なお、水溶液は、必ずしもラジカル重合開始剤などを溶解するための水溶液として使用する場合に限られない。ラジカル重合開始剤などと吸水性樹脂とを混合した後に、上記範囲の水または水溶液と混合してもよい。したがって、単量体成分を重合して得た含水ゲル状架橋体を、含水率０〜２０重量％に乾燥したものは、これにラジカル重合開始剤を直接混合することができる。
【００６６】
一方、水溶液と吸水性樹脂との混合性を向上させるため、水以外の混合助剤を添加することが好ましい。この際、混合助剤の添加時期は特に制限されないが、混合助剤を、吸水性樹脂とラジカル重合開始剤との混合工程ａ）と同時にまたは当該工程ａ）の前に添加することが好ましい。ここで、水以外の混合助剤は、エチレン性不飽和単量体または水溶性ラジカル重合開始剤以外の水溶性または水分散性の化合物であり、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、水溶液と吸水性樹脂との混合性を向上できるものであれば特に制限されないが、水溶性または水分散性の化合物であることが好ましい。このような水溶性または水分散性の化合物としては、具体的には、界面活性剤、水溶性高分子、親水性有機溶媒、水溶性無機化合物、無機酸、無機酸塩、有機酸及び有機酸塩が使用できる。なお、本明細書において、水溶性の化合物とは、室温で水１００ｇに対する溶解度が１ｇ以上、好ましくは１０ｇ以上のものをいう。水以外の混合助剤を添加することによって、吸水性樹脂の水による凝集を抑制して、水溶液と吸水性樹脂とが均一に混合できるため、次工程で活性エネルギー線を照射する際に、活性エネルギー線を吸水性樹脂に均等にかつまんべんなく照射することができ、吸水性樹脂全体を均一に表面架橋することが可能になる。この際使用できる混合助剤としては、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、水溶液と吸水性樹脂との混合性を向上できるものであれば特に制限されない。具体的には、界面活性剤、水溶性高分子、親水性有機溶媒、水溶性無機化合物、無機酸、無機酸塩、有機酸及び有機酸塩が使用できる。
【００６７】
混合助剤を使用する場合の、混合助剤の使用形態は特に制限されず、粉末の形態で使用されてもあるいは溶液中に溶解、分散若しくは懸濁させて使用してもよいが、好ましくは水溶液の形態で使用される。
【００６８】
また、混合助剤を使用する場合の、混合助剤の添加順序もまた特に制限されず、吸水性樹脂に予め混合助剤を加えた後、これに水溶液を添加して混合する方法、および混合助剤を水溶液に溶解して吸水性樹脂と同時に混合する方法などどのような方法も使用できる。
【００６９】
このような界面活性剤としては、ＨＬＢが７以上の非イオン性界面活性剤もしくはアニオン系界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の界面活性剤を用いることができる。例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアシルエステル、ショ糖脂肪酸エステル、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルポリオキシエチレンサルフェート塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、等が例示できる。中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテルの数平均分子量は、２００〜１００，０００が好ましく、５００〜１０，０００がさらに好ましい。数平均分子量が大き過ぎると、水への溶解度が低下して、添加量を増やせない上、溶液の粘度も増加するので、吸水性樹脂との混合性がよくない。一方、数平均分子量が小さ過ぎると、混合助剤として効果が劣る。
【００７０】
水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンイミン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、デンプン等を挙げることができる。中でも、ポリエチレングリコールが好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテルと同じく、数平均分子量は２００〜１００，０００が好ましく、５００〜１０，０００がさらに好ましい。
【００７１】
親水性有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ジオキサン、アルコキシ（ポリ）エチレングリコール、テトラヒドロフラン等のエーテル類；ε−カプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；ジメチルスルホキサイド等のスルホキサイド類；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、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、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、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類；などが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。
【００７２】
水溶性無機化合物としては、塩化ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩、塩化アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物や、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、カリウムミョウバン、塩化カルシウム、アルコキシチタン、炭酸ジルコニウムアンモニウム、酢酸ジルコニウムなどの多価金属塩、および炭酸水素塩、リン酸二水素塩、リン酸水素塩などの非還元性アルカリ金属塩ｐＨ緩衝剤が例示される。
【００７３】
また、無機酸（塩）としては、塩酸、硫酸、リン酸、炭酸、ホウ酸、およびそれらの塩、例えば、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が、また、有機酸（塩）としては、酢酸、プロピオン酸、乳酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸およびそれらの塩、例えば、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が代表的なものとして例示される。
【００７４】
上記例示のうち、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール、水溶性多価金属塩、塩化ナトリウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸、及び塩酸が混合助剤として好ましく使用される。
【００７５】
これらの混合助剤は、単独で使用されてあるいは２種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、混合助剤の添加量は、上記したように、吸水性樹脂の水による凝集を抑制し、水溶液と吸水性樹脂との混合性を向上できるものであれば特に制限されないが、例えば、吸水性樹脂１００重量部に対して、０．０１〜４０重量部、より好ましくは０．１〜５重量部の量で添加されることが好ましい。または、本発明では、混合助剤は、水溶液全量に対して、好ましくは０〜４０重量％、より好ましくは０．０１〜３０重量％、さらに好ましくは０．１〜１０重量％の量で使用されてもよい。
【００７６】
なお、吸水性樹脂、ラジカル重合性化合物とラジカル重合開始剤とを混合する方法としては、通常の混合機、例えばＶ型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、回転円板型混合機、気流型混合機、バッチ式ニーダー、連続式ニーダー、パドル型混合機、鋤型混合機等を用いて混合する方法が挙げられる。
【００７７】
（ｅ）活性エネルギー線
吸水性樹脂の製造において、活性エネルギー線を照射して重合率を向上させることは公知である。例えば、重合性単量体成分に内部架橋剤と光重合開始剤を配合し、紫外線や電子線、γ線などの活性エネルギー線を照射すると、内部架橋を有する不溶性吸水性樹脂を調製することができる。一方、吸水性樹脂の表面架橋方法として、表面架橋剤を使用し、加温条件で反応を促進して表面架橋を形成させることも公知である。このような吸水性樹脂の表面架橋として、多価アルコールや多価グリシジルエーテル、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒドなどの、１分子中に複数の官能基を有する化合物がある。一般に、１００〜３００℃に加熱すると、これらの官能基が吸水性樹脂の表面にあるカルボキシル基などと反応し、吸水性樹脂の表面に架橋構造が形成される。しかしながら本発明では、このような表面架橋剤がなくても、重合性単量体の存在とラジカル重合開始剤と活性エネルギー線の照射によって、吸水性樹脂の表面処理を行うことができ、吸水特性に優れる吸水性樹脂を得ることができる。このような表面処理によって、吸水性樹脂の表面に架橋構造を形成しうると考えられる。また、ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線の照射以外に、例えば熱によっても活性化する。しかしながら、吸水性樹脂と共にラジカル重合性化合物を混合し、これにラジカル重合開始剤を作用させて表面処理を行なうには、加熱による活性化では不十分であることが判明した。後記する実施例に示すように、得られた吸水性樹脂の吸水特性が相違する。この理由は不明であるが、ラジカル重合開始剤によるラジカルの生成には熱では不十分であり、活性エネルギー線によって初めて表面処理に十分なラジカルが生成されるためと考えられる。
【００７８】
本発明において、活性エネルギー線の照射は、吸水性樹脂とラジカル重合開始剤との混合中に行なってもよく、両者を混合した後に照射してもよい。しかしながら、均一な表面架橋を形成しうる点で、好ましくは、吸水性樹脂と、ラジカル重合開始剤とを含む水溶液との混合物を調製し、得られた混合物に活性エネルギー線を照射する方法である。
【００７９】
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、ガンマー線の１種または２種以上が挙げられる。好ましくは、紫外線、電子線である。活性エネルギー線の人体への影響を考慮すると、紫外線がより好ましく、更に好ましくは波長３００ｎｍ以下、特に好ましくは１８０〜２９０ｎｍの紫外線である。照射条件は、紫外線を用いる場合には、好ましくは、照射強度が３〜１０００ｍＷ／ｃｍ２、照射量が１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２である。紫外線を照射する装置としては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を例示することができる。紫外線が照射される限り、好ましくは３００ｎｍ以下の紫外線が照射される限り、他の放射線や波長を含んでもよく、その手法は特に限定されるものではない。なお、電子線を用いる場合には、好ましくは加速電圧を５０〜８００ｋＶ、吸収線量が０．１〜１００Ｍｒａｄとする。一般に、活性エネルギー線を照射する時間は、好ましくは０.１分以上６０分未満でよく、より好ましくは０.２分以上３０分未満、さらに好ましくは１分以上１５分未満である。従来の、表面架橋剤を使用する場合には６０分を越えることもあるなど、同一架橋密度で比較すると、表面架橋処理時間を短縮することができる。
【００８０】
本発明では、活性エネルギー線を照射して表面処理する際には、加温する必要はない。ただし、該活性エネルギー線の照射を、加熱下で行なうこともできる。これによって、吸水特性に優れる吸水性樹脂が得られる。加熱温度は、好ましくは０〜１５０℃、より好ましくは１０〜１２０℃、さらに好ましくは室温〜１００℃、特に好ましくは５０〜１００℃の範囲である。なお、活性エネルギー線を照射すると輻射熱が発生する場合がある。この場合には、活性エネルギー線の照射が加熱下に行なわれている。本発明では、活性エネルギー線を照射してラジカル重合開始剤を活性化するため、加熱は補助的なものであり、したがって、従来の表面処理温度よりも処理温度を低く設定することができる。なお、加熱する方法としては、活性エネルギー線照射装置内に加熱された気体を導入する方法、活性エネルギー線照射装置の周りをジャケット等で加熱する方法、活性エネルギー照射線を照射する際の輻射熱により加熱する方法、予め加熱された吸水性樹脂に活性エネルギー照射線を照射する方法が挙げられる。
【００８１】
活性エネルギー線の照射の際には、吸水性樹脂を撹拌することが好ましい。撹拌によってラジカル重合開始剤と吸水性樹脂との混合物に、活性エネルギー線を均一に照射することができる。活性エネルギー線の照射の際に吸水性樹脂を撹拌できる装置としては、振動型混合機、振動フィダー、リボン型混合機、円錐型リボン型混合機、スクリュー型混合押出機、気流型混合機、バッチ式ニーダー、連続式ニーダー、パドル型混合機、高速流動式混合機、浮上流動式混合機等が挙げられる。
【００８２】
一般に、ラジカルを活性種とする反応は、酸素によって阻害されることが知られている。しかし、本発明の製造方法においては、系中に酸素が存在していても表面処理された吸水性樹脂の物性は低下しなかった。このことから、活性エネルギー線の照射の際には、雰囲気を不活性雰囲気にする必要はない。
【００８３】
（ｆ）その他の処理
活性エネルギー線の照射後には、乾燥などのために、必要に応じて、吸水性樹脂を５０〜２５０℃の温度で加熱処理してもよい。
【００８４】
また、活性エネルギー線照射後に、従来周知の多価アルコール、多価エポキシ化合物、アルキレンカーボネート等の表面架橋剤を使用して、表面架橋を形成させてもよい。
【００８５】
本発明の表面処理方法では、活性エネルギー線照射の後に、吸水性樹脂に通液性向上剤を添加してもよい。このような通液性向上剤の例としては、タルク、カオリン、フラー土、ベントナイト、活性白土、重晶石、天然アスファルタム、ストロンチウム鉱石、イルメナイト、パーライトなどの鉱産物；硫酸アルミニウム１４〜１８水塩（または無水物）、硫酸カリウムアルミニウム１２水塩、硫酸ナトリウムアルミニウム１２水塩、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、酸化アルミニウムなどのアルミニウム化合物類、及びそれらの水溶液；その他の多価金属塩類；親水性のアモルファスシリカ（例、乾式法：トクヤマ社  ＲｅｏｌｏｓｉｌＱＳ−２０、沈殿法：ＤＥＧＵＳＳＡ社  Ｓｉｐｅｒｎａｔ２２Ｓ, Ｓｉｐｅｒｎａｔ２２００）類；酸化ケイ素・酸化アルミ・酸化マグネシウム複合体（例、ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社  Ａｔｔａｇｅｌ＃５０）、酸化ケイ素・酸化アルミニウム複合体、酸化ケイ素・酸化マグネシウム複合体などの酸化物複合体類などがある。このような通液性向上剤は、表面処理後の吸水性樹脂１００重量部に対して、０〜２０重量部、より好ましくは０．０１〜１０重量部、特に好ましくは０．１〜５重量部を、混合する。通液性向上剤は、水に溶けるものは水溶液で、溶けないものは粉末やスラリーで添加することができる。その他、添加剤として、抗菌剤、消臭剤、キレート剤などを適宜前記範囲で添加してもよい。
【００８６】
（ｇ）表面処理された吸水性樹脂
本発明では、上記表面処理方法を吸水性樹脂に行なうことで、表面架橋された吸水性樹脂を製造することができ、得られた吸水性樹脂の加圧下吸収倍率が向上する。したがって、本発明はまた、上記第一の方法において、吸水性樹脂は、エチレン性不飽和単量体及び内部架橋剤を使用して製造され、かつ該ラジカル重合性化合物は、該エチレン性不飽和単量体及び内部架橋剤とは異なる化合物を含む方法によって得られる吸水剤を提供するものである。また、本発明は、上記第一の方法において、ラジカル重合性化合物は、酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体を含む方法によって得られる吸水剤を提供するものである。この際、上述したように、酸素以外のヘテロ原子を含むエチレン性不飽和単量体は、ケイ素、より好ましくは、シラン、および／またはリンを含むエチレン性不飽和単量体を含むことが好ましい。本発明はさらに、吸水性樹脂１００重量部に対して、ラジカル重合開始剤０．０１〜２０重量部と、アクリル酸および／またはアクリル酸のアルカリ金属塩を含むラジカル重合性化合物とを混合し、得られた混合物に活性エネルギー線を照射することによって得られる吸水剤を提供するものである。この際、上述したように、アクリル酸および／またはアクリル酸のアルカリ金属塩は、ラジカル重合性化合物１００重量部中、５０重量部以上の量で含まれることが好ましい。
【００８７】
従来から、表面架橋を形成すると、自由膨潤倍率は若干低下するが、圧力をかけた状態でも吸液を維持できる能力、すなわち加圧下吸収倍率が向上することが知られている。本発明の方法によれば、表面架橋剤を使用しなくても、吸水性樹脂の４．８３ｋＰａの加圧下吸収倍率が１ｇ／ｇ以上増加する。このことは、本発明の方法によって吸水性樹脂の表面に架橋構造が導入されたことを示すものと考えられる。改質後の物性で、好ましくは８ｇ／ｇ以上、より好ましくは１２ｇ／ｇ以上、さらに好ましくは１５ｇ／ｇ以上、特に好ましくは２０ｇ／ｇ以上、最も好ましくは２２ｇ／ｇ以上である。また、本発明の表面処理方法を導入して製造した表面架橋された吸水性樹脂は、４．８３ｋＰａの加圧下吸収倍率が、８〜４０ｇ／ｇである。なお、上限は特に問わないが、製造の困難によるコストアップから４０ｇ／ｇ程度で十分である場合もある。
【００８８】
また、自由膨潤倍率（ＧＶ）は、好ましくは８ｇ／ｇ以上、より好ましくは１５ｇ／ｇ以上、さらに好ましくは２０ｇ／ｇ以上、特に好ましくは２５ｇ／ｇ以上である。上限値は特に限定されないが、好ましくは５０ｇ／ｇ以下であり、より好ましくは４０ｇ／ｇ以下であり、更に好ましくは３５ｇ／ｇ以下である。自由膨潤倍率（ＧＶ）が８ｇ／ｇ未満の場合、吸収量が少なすぎ、オムツなどの衛生材料の使用に適さない。また、自由膨潤倍率（ＧＶ）が５０ｇ／ｇよりも大きい場合、ゲル強度が弱く、通液性に優れる吸水性樹脂をうる事ができないおそれがある。
【００８９】
また、本発明によって得られる表面処理された吸水性樹脂は、その食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）が、好ましくは１０（×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１）以上、より好ましくは３０（×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１）以上、さらに好ましくは５０（×１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１）以上である。なお、これらの数値は、後記する実施例で特定した方法で測定した値とする。
【００９０】
本発明によって得られる表面処理された吸水性樹脂の形状は、処理前の吸水性樹脂の形状などの処理条件や、処理後の造粒・成形などによって適宜調整できるが、一般には粉末状である。かかる粉末は、重量平均粒子径（ふるい分級で規定）が１０〜１，０００μｍ、好ましくは２００〜６００μｍの粉末状であり、好ましくは１５０〜８５０μｍの含有量が９０〜１００重量％、更に好ましくは９５〜１００重量％である。
【００９１】
本発明の方法では、吸水性樹脂の表面架橋時に、吸水性樹脂の製造時に発生する微粉を造粒する効果がある。このため、表面処理前の吸水性樹脂に微粉が含まれていても、本発明の表面処理方法を行なうと、含まれる微粉が造粒されるため、得られる表面処理された吸水性樹脂に含まれる微粉量を低減させることができる。得られる表面処理された吸水性樹脂の粒度分布は表面処理前の吸水性樹脂と比較して高粒度側へシフトする。ただし、シフトする割合は、ラジカル重合開始剤の種類や量、さらにこれらを水溶液とした場合は水の比率、活性エネルギー線の照射条件、照射時の流動のさせ方などにより変化する。
【００９２】
本発明の方法で得られる表面処理された吸水性樹脂は、内部より表面近傍の架橋密度が高い、好ましくは吸水性樹脂表面全体にわたって均一かつ架橋密度の高い表面架橋が形成され、吸水性樹脂に望まれる特性、例えば、吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、吸引力を極めて高いレベルとすることができる。
【００９３】
また、本発明によれば、吸水性樹脂を表面処理するにあたって、室温付近の反応温度でも十分に表面処理可能であり、しかも、得られる表面処理された吸水性樹脂は、吸収倍率、吸収速度、ゲル強度、吸引力など吸水性樹脂に望まれる特性が極めて高いレベルにある。したがって、本発明によって得られる吸水性樹脂は、生理綿、紙おむつ、或いはその他の体液を吸収する衛生材料や農業用の吸水性樹脂としても最適なものである。
【実施例】
【００９４】
実施例
以下に、実施例および比較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。実施例および比較例における、測定方法および評価方法を以下に示す。
【００９５】
（１）  粒度分布
表面処理前および表面処理後の吸水性樹脂１０ｇを直径７５ｍｍ、目開き８５０μｍ、６００μｍ、３００μｍ、１５０μｍのテストふるい（ＩＩＤＡ製作所製）で篩い分けし、それぞれの質量を測定し、各粒度の重量％を求めた。篩い分けは、ＩＩＤＡ製作所製のＳＩＥＶＥ  ＳＨＡＫＥＲ  ＥＳ−６５型を用いて５分間振とうすることにより行った。なお、吸水性樹脂は、予め６０±５℃で減圧（１ｍｍＨｇ（１３３．３ｐａ）未満）下で２４時間乾燥してから測定した。
【００９６】
（２）  固形分の測定
底面の直径が４ｃｍ、高さ２ｃｍのアルミ製カップに吸水性樹脂１ｇをアルミ袋カップ底面に均一に広げた。これを、１８０℃に調温した熱風乾燥機中に３時間放置し、前後の重量減少より、吸水性樹脂の固形分（％）を算出した。
【００９７】
（３）  自由膨潤倍率（ＧＶ）
吸水性樹脂０．２ｇを不織布製の袋（南国パルプ工業（株）製、商品名：ヒートロンペーパー、型式：ＧＳＰ−２２、大きさ：６０ｍｍ×６０ｍｍ）に均一に入れ、大過剰（通常は５００ｍＬ）の０．９重量％塩化ナトリウム水溶液（生理食塩水）中に室温（２５±２℃）で浸漬した。３０分後に袋を引き上げ、遠心分離機を用いて２５０Ｇの遠心力で３分間水切りを行った後、袋の質量Ｗ１（ｇ）を測定した。また、同様の操作を吸水性樹脂を用いないで行い、その時の袋の質量Ｗ２（ｇ）を測定した。そして、Ｗ１、Ｗ２から、次式によって自由膨潤倍率（ＧＶ）（ｇ／ｇ）を算出した。
【００９８】
【数１】
2008523196.tif 000002
【００９９】
（４）  加圧下吸収倍率（ＡＡＰ）
内径６０ｍｍのプラスチックの支持円筒の底に、ステンレス製４００メッシュの金網（目開きの大きさ３８μｍ）を融着させ、室温（２５±２℃）、湿度５０ＲＨ％の条件下で、金網上に吸水性樹脂０．９００ｇを均一に散布し、その上に、吸水性樹脂に対して４．８３ｋＰａの荷重を均一に加えることができるよう調整された、外径が６０ｍｍよりわずかに小さく支持円筒の内壁面との間に隙間が生じず、かつ上下の動きが妨げられないピストンと荷重とをこの順に載置して、この測定装置一式の質量Ｗａ（ｇ）を測定した。
【０１００】
直径１５０ｍｍのペトリ皿の内側に直径９０ｍｍのガラスフィルター（株式会社相互理化学硝子製作所社製、細孔直径：１００〜１２０μｍ）を置き、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液（生理食塩水）（２０〜２５℃）をガラスフィルターの上面と同じレベルになるように加えた。その上に、直径９０ｍｍの濾紙１枚（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋株式会社製、品名：（ＪＩＳ  Ｐ  ３８０１、Ｎｏ．２）、厚さ０．２６ｍｍ、保留粒子径５μｍ）を載せ、表面が全て濡れるようにし、かつ過剰の液を除いた。
【０１０１】
測定装置一式を前記湿った濾紙上に載せ、液を荷重下で所定時間吸収させた。この吸収時間は、測定開始から算出して、１時間後とした。具体的には、１時間後、測定装置一式を持ち上げ、その質量Ｗｂ（ｇ）を測定した。この質量測定はできるだけすばやく、かつ振動を与えないように行わなくてはならない。そして、Ｗａ、Ｗｂから、次式によって加圧下吸収倍率（ＡＡＰ）（ｇ／ｇ）を算出した。
【０１０２】
【数２】
2008523196.tif 000003
【０１０３】
（５）  食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）
食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）は吸水性樹脂の膨潤時の液透過性を示す値である。ＳＦＣの値が大きいほど高い液透過性を有することを示している。
【０１０４】
特表平９−５０９５９１号公報記載の食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）試験に準じて行った。
【０１０５】
図１に示す装置を用い、容器４０に均一に入れた吸水性樹脂（０．９００ｇ）を人工尿中で０．３ｐｓｉ（２．０７ｋＰａ）の加圧下、６０分間膨潤させ、ゲル４４のゲル層の高さを記録し、次に０．３ｐｓｉ（２．０７ｋＰａ）の加圧下、０．６９重量％食塩水３３を、一定の静水圧でタンク３１から膨潤したゲル層を通液させた。このＳＦＣ試験は室温（２０〜２５℃）で行った。コンピューターと天秤を用い、時間の関数として２０秒間隔でゲル層を通過する液体量を１０分間記録した。膨潤したゲル４４（の主に粒子間）を通過する流速Ｆｓ（Ｔ）は増加質量（ｇ）を増加時間（ｓ）で割ることによりｇ／ｓの単位で決定した。一定の静水圧と安定した流速が得られた時間をＴｓとし、Ｔｓと１０分間の間に得たデータだけを流速計算に使用して、Ｔｓと１０分間の間に得た流速を使用してＦｓ（Ｔ＝０）の値、つまりゲル層を通る最初の流速を計算した。Ｆｓ（Ｔ＝０）はＦｓ（Ｔ）対時間の最小２乗法の結果をＴ＝０に外挿することにより計算した。
【０１０６】
【数３】
2008523196.tif 000004
【０１０７】
ここで、
Ｆｓ（ｔ＝０）：ｇ／ｓで表した流速、
Ｌ０：ｃｍで表したゲル層の高さ、
ρ：ＮａＣｌ溶液の密度（１．００３ｇ／ｃｍ３）、
Ａ：セル４１中のゲル層上側の面積（２８．２７ｃｍ２）、
ΔＰ：ゲル層にかかる静水圧（４９２０ｄｙｎｅ／ｃｍ２）、および
ＳＦＣ値の単位は（１０−７・ｃｍ３・ｓ・ｇ−１）である。
【０１０８】
図１に示す装置としては、タンク３１には、ガラス管３２が挿入されており、ガラス管３２の下端は、０．６９重量％食塩水３３をセル４１中の膨潤ゲル４４の底部から、５ｃｍ上の高さに維持できるように配置した。タンク３１中の０．６９重量％食塩水３３は、コック付きＬ字管３４を通じてセル４１へ供給された。セル４１の下には、通過した液を補集する容器４８が配置されており、補集容器４８は上皿天秤４９の上に設置されていた。セル４１の内径は６ｃｍであり、下部の底面にはＮｏ．４００ステンレス製金網（目開き３８μｍ）４２が設置されていた。ピストン４６の下部には液が通過するのに十分な穴４７があり、底部には吸水性樹脂あるいはその膨潤ゲルが、穴４７へ入り込まないように透過性の良いガラスフィルター４５が取り付けてあった。セル４１は、セルを乗せるための台の上に置かれ、セルと接する台の面は、液の透過を妨げないステンレス製の金網４３の上に設置した。
【０１０９】
なお、上記人工尿は、塩化カルシウムの２水和物０．２５ｇ、塩化カリウム２．０ｇ、塩化マグネシウムの６水和物０．５０ｇ、硫酸ナトリウム２．０ｇ、りん酸２水素アンモニウム０．８５ｇ、りん酸水素２アンモニウム０．１５ｇ、および、純水９９４．２５ｇを加えたものである。
【０１１０】
（６）  可溶分量  
２５０ｍｌ容量の蓋付きプラスチック容器（直径６ｃｍ×高さ９ｃｍ）に、０．９００重量％塩化ナトリウム水溶液の１８４．３ｇを測り取り、その水溶液中に粒子状吸水性樹脂１．００ｇを加え、１６時間、直径８ｍｍ、長さ２５ｍｍの磁気攪拌子を用いて５００ｒｐｍの回転数で攪拌することにより、樹脂中の可溶分を抽出した。この抽出液を濾紙１枚（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋株式会社、品名：ＪＩＳ  Ｐ  ３８０１  Ｎｏ．２、厚さ：０．２６ｍｍ、保留粒子径５μｍ）を用いて濾過することにより得られた濾液の５０．０ｇを測り取り、測定溶液とした。
【０１１１】
はじめに０．９００重量％塩化ナトリウム水溶液だけを、まず、０．１ＮのＮａＯＨ水溶液でｐＨ１０まで滴定を行い、その後、０．１ＮのＨＣｌ水溶液でｐＨ２．７まで滴定して空滴定量（［ｂＮａＯＨ］ｍｌ、［ｂＨＣｌ］ｍｌ）を得た。
【０１１２】
同様の滴定操作を測定溶液についても行なうことにより、滴定量（［ＮａＯＨ］ｍｌ、［ＨＣｌ］ｍｌ）を求めた。
【０１１３】
例えば、既知量のアクリル酸とそのナトリウム塩からなる吸水性樹脂の場合、そのモノマーの平均分子量と上記操作により得られた滴定量をもとに、吸水性樹脂中の可溶分量を下式により算出することができる。未知量の場合は滴定により求めた中和率を用いてモノマーの平均分子量を算出した。
【０１１４】
【数４】
2008523196.tif 000005
【０１１５】
【数５】
2008523196.tif 000006
【０１１６】
（製造例１）
２本のシグマ型ブレードを備えたニーダーに、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸、および水からなるアクリル酸塩系単量体水溶液（単量体濃度：３８重量％、中和率：７５モル％）を調製し、内部架橋剤としてのポリエチレングリコールジアクリレート（平均エチレンオキサイドユニット数：ｎ＝８）を前記単量体に対して０．０５モル％となるように溶解させた。
【０１１７】
次に、この水溶液に窒素ガスを吹き込むことで、水溶液中の酸素濃度を低減させるとともに、反応容器内全体を窒素置換した。続いて、２本のシグマ型ブレードを回転させながら、重合開始剤として、０．０５モル％（対単量体）の過硫酸ナトリウムおよび０．０００６モル％（対単量体）のＬ−アスコルビン酸を添加し、ニーダー内で攪拌重合を行い、４０分後に、平均粒子径２ｍｍの含水ゲル状重合体を得た。
【０１１８】
得られた含水ゲル状重合体を１７０℃に設定した熱風乾燥機中で４５分間乾燥させた後、乾燥物をロールミル粉砕機で粉砕し、目開き８５０μｍのふるいで分級して、粒径が８５０μｍよりも大きい粒子を除去することにより、ベースポリマーとしての粉末状吸水性樹脂（Ａ）を得た。
【０１１９】
得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂（Ａ）の各種評価結果を表１に示した。
【０１２０】
また、得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂（Ａ）の粒度分布を表２に示した。
【０１２１】
（実施例１）
ベースポリマーとしての吸水性樹脂（Ａ）１０ｇを石英製セパラブルフラスコに加え、撹拌羽根で撹拌下、ポリエチレングリコールジアクリレート（平均エチレンオキサイドユニット数：ｎ＝８）０．０２ｇ、アクリル酸ナトリウム０．２０ｇ、アクリル酸０．０８ｇ、水０．９０ｇ、過硫酸アンモニウム０．２０ｇを予め混合した処理液を加えた。１０分間撹拌を続けた後、メタルハライドランプ（ウシオ電機製、ＵＶＬ−１５００Ｍ２−Ｎ１）を取り付けた紫外線照射装置（同、ＵＶ−１５２／１ＭＮＳＣ３−ＡＡ０６）を用いて、照射強度６０ｍＷ／ｃｍ２で１０分間、室温で紫外線を照射し、表面処理された吸水性樹脂（１）を得た。照射中、輻射熱による系内の温度を７０〜８０℃に調整した。表３に表面処理条件、吸水特性を示す。
【０１２２】
（実施例２）
過硫酸アンモニウムを０．３０ｇ使用した以外は実施例１と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（２）を得た。
【０１２３】
（実施例３）
過硫酸アンモニウムを０．４０ｇ使用した以外は実施例１と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（３）を得た。
【０１２４】
（実施例４）
過硫酸アンモニウムを０．５０ｇ使用した以外は実施例１と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（４）を得た。
【０１２５】
（実施例５）
石英製ジャケットによるセパラブルフラスコの水冷と、メタルハライドランプ用熱線カットフィルター（ウシオ電機製）による輻射熱のカットを併用することにより、系内の温度を約４２℃まで下げた以外は、実施例４と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（５）を得た。
【０１２６】
（実施例６）
処理液を加える前に、吸水性樹脂（Ａ）に５０重量％硫酸アルミニウム１４〜１８水和物水溶液０．１ｇ、プロピレングリコール０．００２５ｇ、及び６０重量％乳酸ナトリウム水溶液０．０１６７ｇの混合液を加えた以外は、実施例３と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（６）を得た。
【０１２７】
（実施例７）
処理液にポリエチレングリコールモノメチルエーテル（数平均分子量  約２，０００）０．０５ｇを加えた以外は、実施例３と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（７）を得た。
【０１２８】
（実施例８）
過硫酸アンモニウムの添加量を０．１ｇにした以外は、実施例１と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（８）を得た。
【０１２９】
（実施例９）
処理液に硫酸水素ナトリウム０．２５ｇを加えた以外は、実施例８と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（９）を得た。
【０１３０】
（実施例１０）
処理液に硫酸水素アンモニウム０．２５ｇを加えた以外は、実施例８と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（１０）を得た。
【０１３１】
（実施例１１）
処理液に硫酸アンモニウム０．２５ｇを加えた以外は、実施例８と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（１１）を得た。
【０１３２】
（比較例１）
紫外線を照射する代わりに、８０℃の温浴で１０分間加熱した以外は、実施例５と同様にして、表面処理された比較吸水性樹脂（１）を得た。
【０１３３】
（比較例２）
過硫酸ナトリウムを０．０００４５ｇとイルガキュア２９５９（チバ・スペシャルティケミカルズ製）０．００３ｇを使用した以外は実施例１と同様にして、表面処理された比較吸水性樹脂（２）を得た。
【０１３４】
（比較例３）
水０．９０ｇ、過硫酸アンモニウム０．５０ｇを予め混合した処理液を使用した以外は実施例１と同様にして、表面処理された比較吸水性樹脂（３）を得た。
【０１３５】
（比較例４）
紫外線を照射する代わりに、８０℃の温浴で１０分間加熱した以外は、比較例３と同様にして、表面処理された比較吸水性樹脂（４）を得た。
【０１３６】
（製造例２）
製造例１の内部架橋剤量を単量体に対して０．０９モル％とした以外は製造例１と同様に重合を行うことで含水ゲル状重合体を得た。得られた含水ゲル状重合体を１７５℃に設定した熱風乾燥機中で５０分間乾燥させた後、乾燥物をロールミル粉砕機で粉砕し、目開き６００μｍのふるいで分級して、粒径が６００μｍよりも大きい粒子を除去することにより、ベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｂ）を得た。
【０１３７】
得られたベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｂ）の各種評価結果を表１に示した。
【０１３８】
また、得られたベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｂ）の粒度分布を表２に示した。
【０１３９】
（実施例１２）
吸水性樹脂（Ａ）の代わりに吸水性樹脂（Ｂ）を使用し、過硫酸アンモニウムに代えて過硫酸ナトリウム０．２ｇを使用した以外は実施例１と同様にして、表面処理された粒子状吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂を６０℃に調温した減圧乾燥機中に減圧下１２時間放置することで粒子状吸水性樹脂（１２）を得た。得られた粒子状吸水性樹脂（１２）の固形分量（１８０℃、３時間の乾燥減量で規定）は９３．１重量％であった。
【０１４０】
（実施例１３）
実施例１において、過硫酸アンモニウムの代わりに過硫酸ナトリウムを使用した処理液と、吸水性樹脂（Ｂ）とを混合した後、５０重量％硫酸アルミニウム水溶液０．２ｇとを加えた以外は実施例１と同様にして、表面処理された粒子状吸水性樹脂（１３）を得た。得られた粒子状吸水性樹脂（１３）の固形分量（１８０℃、３時間の乾燥減量で規定）は９３．３重量％であった。
【０１４１】
（実施例１４）
実施例１において、過硫酸アンモニウムの代わりに過硫酸ナトリウムを使用した処理液と、吸水性樹脂（Ｂ）とを混合した後、５０重量％硫酸アルミニウム水溶液と５０重量％乳酸ナトリウム水溶液と５対１で混合した溶液０．２ｇを順番に加えた以外は実施例１と同様にして、表面処理された粒子状吸水性樹脂（１４）を得た。得られた粒子状吸水性樹脂（１４）の固形分量（１８０℃、３時間の乾燥減量で規定）は９３．７重量％であった。
【０１４２】
（製造例３）
製造例１のアクリル酸塩系単量体水溶液の中和率を６０モル％とし、内部架橋剤量を単量体に対して０．０６モル％とした以外は製造例１と同様に重合を行うことで含水ゲル状重合体を得た。得られた含水ゲル状重合体を１７５℃に設定した熱風乾燥機中で５０分間乾燥させた後、乾燥物をロールミル粉砕機で粉砕し、目開き６００μｍのふるいで分級して、粒径が６００μｍよりも大きい粒子を除去することにより、ベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｃ）を得た。
【０１４３】
得られたベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｃ）の各種評価結果を表１に示した。
【０１４４】
また、得られたベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｃ）の粒度分布は（Ｂ）と同じであった。
【０１４５】
（実施例１５）
ベースポリマーとして吸水性樹脂（Ｃ）１０ｇを使用した以外は、実施例４と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（１５）を得た。
【０１４６】
（実施例１６）
過硫酸アンモニウムの添加量を０．０５ｇにした以外は、実施例１５と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（１６）を得た。
【０１４７】
（製造例４）
２本のシグマ型ブレードを備えたニーダーに、アクリル酸水溶液（単量体濃度：３０重量％）を調製し、内部架橋剤としてのメチレンビスアクリルアミドを前記単量体に対して０．１５モル％となるように溶解させた。
【０１４８】
次に、この水溶液に窒素ガスを吹き込むことで、水溶液中の酸素濃度を低減させるとともに、反応容器内全体を窒素置換した。続いて、２本のシグマ型ブレードを回転させながら、重合開始剤として、０．０１６モル％（対単量体）の２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、０．００２モル％（対単量体）のＬ−アスコルビン酸、および０．０４モル％（対単量体）の過酸化水素を添加した。アクリル酸水溶液の粘度が上昇したところでブレードの回転を停止し、ニーダー内で静置重合を行った。ゲルの温度がピークに達してから、ニーダーのジャケットの温度を７０℃にして１時間静置した。その後、再度ニーダーのブレードを回転させて、２０分間ゲルを解砕した。続いて、ブレードを回転させたまま、２０重量％炭酸ナトリウム水溶液（対単量体６０モル％等量）を加えて６０分間混合し、平均粒子径２ｍｍの含水ゲル状重合体を得た。
【０１４９】
得られた含水ゲル状重合体を１７５℃に設定した熱風乾燥機中で５０分間乾燥させた後、乾燥物をロールミル粉砕機で粉砕し、目開き６００μｍのふるいで分級して、粒径が６００μｍよりも大きい粒子を除去することにより、ベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｄ）を得た。
【０１５０】
得られたベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｄ）の各種評価結果を表１に示した。
【０１５１】
また、得られたベースポリマーとしての粒子状吸水性樹脂（Ｄ）の粒度分布は（Ｂ）と同じであった。
【０１５２】
（実施例１７）
ベースポリマーとして吸水性樹脂（Ｄ）１０ｇを使用した以外は、実施例１６と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（１７）を得た。
【０１５３】
（実施例１８）
実施例１に記載の処理液において、過硫酸アンモニウムの量を０．０５ｇとし、かつ３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＳＺ６０３０、東レ・ダウコーニング株式会社製）０．２ｇを加えた処理液を使用した以外は、実施例１と同様にして、表面処理された吸水性樹脂（１８）を得た。
【０１５４】
得られた表面処理された吸水性樹脂の各種評価結果を表１〜４に示した。
【０１５５】
【表１】
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【０１５６】
【表２】
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【０１５７】
【表３】
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【０１５８】
【表４】
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【産業上の利用可能性】
【０１５９】
産業上の利用可能性
本発明によれば、吸水性樹脂を改質するにあたって、室温付近の反応温度でも十分に表
面処理可能であり、得られる改質された吸水性樹脂は、吸水特性に優れるため、紙おむつ
等として利用することができ、産業上有用である。
【０１６０】
さらに、本出願は、２００４年１２月１０日に出願された日本特許出願番号２００４−３５９０３３号及び２００５年８月２２日に出願された日本特許出願番号２００５−２４０２１４号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】食塩水流れ誘導性（ＳＦＣ）の測定に用いる測定装置の概略図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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