(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル酸（塩）を主成分とする単量体水溶液を重合する重合工程、及び、
重合工程以後で、かつ、少なくとも乾燥工程及び表面架橋工程が実施される後処理工程を含む、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法であって、
上記重合工程は複数系列のバッチ式重合反応装置を使用して行い、該複数系列の重合反応装置において、該系列ごとに重合開始時期を変えて、バッチ式重合反応を行い、かつ、
複数系列の生成物を、上記後処理工程に含まれる少なくとも１つの工程において、同一の後処理装置で連続的に処理する、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２】
上記重合反応装置が、タンク式反応装置、撹拌翼付き反応装置、又はニーダー反応装置である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記重合反応装置の内壁面が、耐腐食性の材質で構成されている、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記耐腐食性の材質が、グラスライニング鋼、ステンレス鋼、又は樹脂ライニング鋼である、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
上記後処理工程が、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体の粉砕工程、分級工程、添加剤の添加工程の少なくとも１つ以上の工程を更に含み、
上記複数系列の生成物を、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程、及び添加剤の添加工程から選ばれる少なくとも１つ以上の工程において、同一の後処理装置で連続的に処理する、請求項１〜４の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
上記後処理工程が、複数系列のバッチ式重合反応で得られた生成物である含水ゲル状架橋重合体をゲル粉砕する、ゲル粉砕工程を更に含み、
上記複数系列のバッチ式重合反応で得られた含水ゲル状架橋重合体を、ゲル粉砕工程において、同一のゲル粉砕装置で連続的に処理する、請求項１〜５の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
上記ゲル粉砕工程において、界面活性剤、粉体の滑剤及び吸水性樹脂微粉から選ばれる少なくとも１つ以上の添加剤を添加する、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
上記ゲル粉砕工程において、塩基性組成物、架橋剤、酸化剤及び還元剤から選ばれる少なくとも１つ以上の添加剤を添加する、請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
上記ゲル粉砕工程において、ゲル粉砕装置の動力を監視する、請求項６〜８の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
上記ゲル粉砕工程において、ゲル粉砕装置の動力の時間変動が、時間平均値の０．５〜２．０倍である、請求項６〜９の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
上記生成物が上記バッチ式重合反応装置から排出された時点を起点として上記乾燥装置への供給が完了するまでの時間で規定されるゲル滞留時間が、上記バッチ式重合反応装置内での滞留時間より短い、請求項１〜１０の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
上記ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の初期色調が、ＷＢ値で７５以上である、請求項１〜１１の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
上記複数系列の重合反応装置において行われるバッチ式重合反応が同一条件である、請求項１〜１２の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１４】
上記複数系列の重合反応装置が２基であり、該２基の重合反応装置を交互に稼働させる、請求項１〜１３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
上記後処理工程において、複数系列の生成物を１系列にし、その後、複数系列に再分配する、請求項１〜１４の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
上記後処理工程での処理量が、乾燥された吸水性樹脂換算で、１ｔ／ｈｒ以上である、請求項１〜１５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、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法に関する。更に詳しくは、重合反応はバッチ式で行い、重合後の後処理は連続式で行う、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸水性樹脂（ＳＡＰ／Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）は、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤であり、紙オムツや生理用ナプキン等の吸収性物品、農園芸用の保水剤、工業用の止水剤等、様々な分野で多用されている。
【０００３】
上記吸水性樹脂には、その原料として多くの単量体や親水性高分子が使用されているが、吸水性能の観点から、アクリル酸及び／又はその塩を単量体として用いたポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂が、工業的に最も多く生産されている。
【０００４】
上記吸水性樹脂には、主用途である紙オムツの高性能化に伴い、様々な機能（高物性化）が求められている。具体的には、基本物性である無加圧下吸水倍率や加圧下吸水倍率の他に、ゲル強度、水可溶分、含水率、吸水速度、通液性、粒度分布、耐尿性、抗菌性、耐ダメージ性、粉体流動性、消臭性、耐着色性、低粉塵、低残存モノマー等の様々な物性が吸水性樹脂に対して要求されている。更に、上述の物性向上に加えて、上記物性の安定化や生産性の向上も要求されている。
【０００５】
上記の要求は、大規模な生産において、より顕著であり、より重要度が増している。つまり、吸水性樹脂の世界的な規模での需要増加に伴い、生産量の増加に加え、安定的な連続操業や高物性の維持が強く望まれている。
【０００６】
そこで、これまで数多くの改良技術が提案されてきた。具体的には、連続式の生産では、規格を外れた吸水性樹脂を除去した後、別の工程に再混合する技術（特許文献１）、吸水性樹脂の製造プロセスにおける輸送や貯蔵での設備改良や条件変更によって、吸水性樹脂の物性低下を防止する技術（特許文献２、３）、重合を二系列で行い、重合以降の工程を一系列とする技術（特許文献４）、重合を一系列で行い、重合以降の工程を二系列とする技術（特許文献５）が開示されている。また、バッチ式の生産では、１つの重合機で、重合と排出を交互に行う特殊な装置が開示されている（特許文献６）。また、重合をバッチ式で行った後、以降の操作を連続式で行う技術として、バッチ式重合と連続式乾燥とをならし装置を介して連結する技術（特許文献７）や、乾燥機に投入された含水ゲルをイブナローラーでならし、更に含水ゲルの厚みを検知して乾燥条件を制御する技術（特許文献８）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１１０００６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００２０１９９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００１／００１１１２３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０２２７９３２号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１１／０００６１４０号明細書
【特許文献６】特開平５−５７１８１号公報
【特許文献７】特開平１０−５９５３４号公報
【特許文献８】特開平８−７３５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した改良技術や、重合反応装置１基当たりの生産量を多くするため、重合反応装置のサイズを大きくするといった技術では、得られる吸水性樹脂の物性向上や安定化が困難であり、物性の僅かなバラつきが最終製品（例えば、紙オムツ等）での性能低下や消費者からの苦情を引き起こすことがあった。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は高物性の吸水性樹脂を高生産性で安定的に製造することができる、吸水性樹脂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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明者らは鋭意検討した結果、吸水性樹脂の重合形態がバッチ式であれば、連続式の重合形態に対して高物性の吸水性樹脂が得られるものの、生産量を上げるためにバッチ式の重合反応装置のサイズを大きくすると、ロット間で、物性の変動が大きくなったり吸水性樹脂が着色したりする問題が発生することが判明した。
【００１１】
そこで、バッチ式の重合反応装置のサイズは変えずに複数の重合反応装置を時間をずらして稼働させ、重合以降の工程を連続式とすることで、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
即ち、本発明に係るポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法は、アクリル酸（塩）を主成分とする単量体水溶液を重合する重合工程、及び、重合工程以後で、かつ、少なくとも乾燥工程及び表面架橋工程が実施される後処理工程を含む、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法であって、上記重合工程が複数の重合反応装置からなり、該複数の重合反応装置において、該重合反応装置ごとに重合開始時期を変えて、バッチ式重合反応を行い、かつ、上記バッチ式重合反応で得られた含水ゲル状架橋重合体を、上記後処理工程に含まれる少なくとも１つの工程において、同一の後処理装置で連続的に処理する、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の方法によると、高物性の吸水性樹脂を高生産性で安定的に製造することができる。特に大規模スケールにおいて、吸水性樹脂の製造工程全体として連続生産する場合、顕著に生じる物性の変動を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本願の実施形態を示すプロセス概略図である。
【図２】図２は、本願の別の実施形態（後処理工程の一部も複数系列）を示すプロセス概略図である。
【図３】図３は、本願の別の実施形態（重合工程後、一旦一系列となり、その後の後処理工程は複数系列）を示すプロセス概略図である。
【図４】図４は、本願の好ましい実施形態を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、本願の実施形態の一具体例である。
【図６】図６は、本願の実施形態の別の具体例である。
【図７】図７は、本願の実施形態の別の具体例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明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、以下に例示する以外にも、本発明の趣旨を損なわない範囲内で適宜変更して、実施することが可能である。また、本発明は、以下の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る。複数の実施形態について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他の実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１６】
〔１〕用語の定義
（１−１）「吸水性樹脂」
本発明における「吸水性樹脂」とは、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤を指し、下記の物性を満たすものをいう。即ち、水膨潤性としてＥＲＴ４４１．２−０２で規定されるＣＲＣ（遠心分離機保持容量）が５ｇ／ｇ以上であり、かつ、水不溶性としてＥＲＴ４７０．２−０２で規定されるＥｘｔ（水可溶分）が５０重量％以下である高分子ゲル化剤を指す。
【００１７】
上記吸水性樹脂は、その用途・目的に応じた設計が可能であり、特に限定されないが、カルボキシル基を有する不飽和単量体を架橋重合させた親水性架橋重合体であることが好ましい。また、全量が架橋重合体である形態に限定されず、上記の各物性（ＣＲＣ、Ｅｘｔ）が上記数値範囲を満たす限り、添加剤等を含んだ組成物であってもよい。
【００１８】
本発明における「吸水性樹脂」は、出荷前の最終製品に限らず、吸水性樹脂の製造工程における中間体（例えば、重合後の含水ゲル状架橋重合体、乾燥後の乾燥重合体、粉砕後の粉砕重合体、表面架橋前の吸水性樹脂粉末等）を指す場合もある。これら全てを包括して「吸水性樹脂」と総称する。なお、該吸水性樹脂の形状として、シート状、繊維状、フィルム状、粒子状、ゲル状等が挙げられるが、本発明では粒子状の吸水性樹脂が好ましい。
【００１９】
（１−２）「ポリアクリル酸（塩）」
本発明における「ポリアクリル酸（塩）」とは、ポリアクリル酸及び／又はその塩を指し、主成分としてアクリル酸及び／又はその塩（以下、「アクリル酸（塩）」と称する）を繰り返し単位として含み、任意成分としてグラフト成分を含む架橋重合体を意味する。
【００２０】
上記「主成分」とは、アクリル酸（塩）の使用量（含有量）が、重合に用いられる単量体（内部架橋剤を除く）全体に対して、好ましくは５０〜１００モル％、より好ましくは７０〜１００モル％、更に好ましくは９０〜１００モル％、特に好ましくは実質１００モル％であることを意味する。
【００２１】
架橋重合体としての「ポリアクリル酸塩」は、ポリアクリル酸の水溶性塩を含み、好ましくは一価の塩、より好ましくはアルカリ金属塩又はアンモニウム塩、更に好ましくはアルカリ金属塩、特に好ましくはナトリウム塩を含む。
【００２２】
（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）の吸水性樹脂の測定法（ＥＤＡＮＡ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ）の略称である。本発明では、特に断りのない限り、ＥＲＴ原本（２００２年改定）に準拠して、吸水性樹脂の物性を測定する。
【００２３】
（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、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重量％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。
【００２４】
（ｂ）「ＡＡＰ」（ＥＲＴ４４２．２−０２）
「ＡＡＰ」は、Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ａｇａｉｎｓｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅの略称であり、吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、吸水性樹脂０．９ｇを大過剰の０．９重量％塩化ナトリウム水溶液に対して、１時間、２．０６ｋＰａ（２１ｇ／ｃｍ２、０．３ｐｓｉ）の荷重下で膨潤させた後の吸水倍率（単位；ｇ／ｇ）のことをいう。
【００２５】
なお、ＥＲＴ４４２．２−０２には、Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｕｎｄｅｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅと表記されているが、実質的にはＡＡＰを同一内容である。また、荷重条件を４．８３ｋＰａ（４９ｇ／ｃｍ２、０．７ｐｓｉ）に変更して測定する場合もある。
【００２６】
（ｃ）「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。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、水溶液に溶解した物質の量（単位；重量％）のことをいう。水可溶分の測定には、ｐＨ滴定が用いられる。
【００２７】
（１−４）その他
本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は「Ｘ以上、Ｙ以下」を意味する。また、特に注釈のない限り、重量の単位である「ｔ（トン）」は「Ｍｅｔｒｉｃ  ｔｏｎ（メトリック  トン）」を意味し、「ｐｐｍ」は「重量ｐｐｍ」又は「質量ｐｐｍ」を意味する。
【００２８】
また、「〜酸（塩）」は「〜酸及び／又はその塩」、「（メタ）アクリル」は「アクリル及び／又はメタクリル」をそれぞれ意味する。
【００２９】
〔２〕ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法
以下、本発明に係るポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法について、説明する。
【００３０】
（２−１）単量体水溶液の調製工程
本工程は、アクリル酸（塩）を主成分として含む水溶液（以下、「単量体水溶液」と称する）を調製する工程である。なお、該「主成分」とは、アクリル酸（塩）の含有量（使用量）が、吸水性樹脂の重合反応に供される単量体（内部架橋剤は除く）全体に対して、好ましくは５０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上、更に好ましくは９０モル％以上（上限は１００モル％）であることをいう。また、得られる吸水性樹脂の吸水性能を低下させない範囲内で、単量体のスラリー液を使用することもできるが、便宜上、単量体水溶液について説明を行う。
【００３１】
（アクリル酸（塩））
本発明では、得られる吸水性樹脂の物性及び生産性の観点から、単量体としてアクリル酸及び／又はその塩（以下、「アクリル酸（塩）」と称する）が用いられる。該「アクリル酸」としては、重合禁止剤や不純物等の微量成分が含有する公知のアクリル酸を使用することができる。
【００３２】
上記重合禁止剤としては特に限定されないが、好ましくはフェノール類、より好ましくはメトキシフェノール類、更に好ましくはｐ−メトキシフェノール類が挙げられる。重合禁止剤のアクリル酸中での濃度は、アクリル酸の重合性や吸水性樹脂の色調の観点から、好ましくは２００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０〜１６０ｐｐｍ、更に好ましくは２０〜１００ｐｐｍである。
【００３３】
上記不純物としては、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１６１５１２号に記載された物質が挙げられる。
【００３４】
また、上記「アクリル酸塩」は、上述したアクリル酸を下記の塩基性組成物で中和したものであるが、該アクリル酸塩として、市販のアクリル酸塩（例えば、アクリル酸ナトリウム）でもよいし、吸水性樹脂の製造プラント内でアクリル酸を中和処理して得られたものでもよい。
【００３５】
（塩基性組成物）
本発明において「塩基性組成物」とは、塩基性化合物を含有する組成物を指し、例えば、市販の水酸化ナトリウム水溶液等が該当する。
【００３６】
上記塩基性化合物として、具体的には、アルカリ金属の炭酸塩や炭酸水素塩、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、有機アミン等が挙げられる。中でも、得られる吸水性樹脂の物性の観点から、強塩基性であることが好ましい。即ち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物がより好ましく、水酸化ナトリウムが更に好ましい。
【００３７】
（中和）
本発明では、アクリル酸塩を得るため、アクリル酸を塩基性組成物で中和することもできる。なお、該中和は、アクリル酸に対する中和（重合前）又はアクリル酸を架橋重合して得られる含水ゲル状架橋重合体に対する中和（重合後）（以下、「後中和」と称する）の何れか一方を選択してもよいし、又は併用することもできる。
【００３８】
上記中和は、連続式でもバッチ式でもよく、何れも採用することができるが、生産効率等の観点から好ましくは連続式である。なお、中和を行う装置、中和温度、滞留時間等の条件については、国際公開第２００９／１２３１９７号や米国特許出願公開第２００８／０１９４８６３号に記載された条件が本発明にも適用される。
【００３９】
本発明での中和率は、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％、更に好ましくは５０〜８０モル％、特に好ましくは６０〜７５モル％である。
【００４０】
上記中和率が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ため、好ましくない。一方、上記中和率が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ため、好ましくない。
【００４１】
なお、上記中和率は、後中和の場合でも同様である。また、最終製品としての吸水性樹脂の中和率についても、上記の中和率が適用される。
【００４２】
（他の単量体）
本発明では、「他の単量体」として米国特許出願公開第２００５／０２１５７３４号に記載された化合物（但し、アクリル酸は除く）を、上記アクリル酸（塩）と併用して吸水性樹脂を製造してもよい。なお、本発明に係る製造方法で得られる吸水性樹脂には、親水性又は疎水性の不飽和単量体を共重合成分とする吸水性樹脂も含まれる。
【００４３】
（内部架橋剤）
本発明で使用される内部架橋剤として、米国特許第６２４１９２８号に記載された化合物が本発明にも適用される。これらの中から反応性を考慮して１種又は２種以上の化合物が選択される。
【００４４】
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する化合物、更に好ましくは（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。
【００４５】
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。
【００４６】
したがって、本発明では、好ましくは（ポリ）アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート又は（ポリ）アルキレングリコールトリ（メタ）アクリレート、より好ましくは（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレートが用いられる。
【００４７】
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０．００５〜２モル％、より好ましくは０．０１〜１モル％、更に好ましくは０．０５〜０．５モル％である。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、吸水倍率が低下する傾向にあるため、好ましくない。
【００４８】
本発明では、所定量の内部架橋剤を予め単量体水溶液に添加しておき、重合と同時に架橋反応する方法が好ましく適用される。一方、該手法以外に、重合中や重合後に内部架橋剤を添加して後架橋する方法や、ラジカル重合開始剤を用いてラジカル架橋する方法、電子線、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。
【００４９】
（その他、単量体水溶液に添加される物質）
本発明において、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。
【００５０】
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）架橋体等の親水性又は吸水性の高分子を、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１０重量％以下、特に好ましくは５重量％以下（下限は０重量％）で添加したり、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、更に好ましくは０．５重量％以下（下限は０重量％）で添加したりすることができる。
【００５１】
また、上記の物質は、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く、これらの形態を併用してもよい。
【００５２】
なお、親水性高分子として水溶性樹脂又は吸水性樹脂を使用する場合には、グラフト重合体又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。これらの重合体や吸水性樹脂組成物も、本発明の範疇である。
【００５３】
（単量体成分の濃度）
本発明において、単量体水溶液を調製する際に、上述した各物質を添加してもよい。該単量体水溶液中の単量体成分の濃度（以下、「モノマー濃度」と称する場合がある）としては特に限定されないが、吸水性樹脂の物性及び生産性の観点から、好ましくは１０〜８０重量％、より好ましくは２０〜７５重量％、更に好ましくは３０〜７０重量％である。
【００５４】
また、重合形態として、水溶液重合又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、使用される溶媒の種類は特に限定されない。
【００５５】
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まれない。
【００５６】
【数１】
0006425341.tif 000002
【００５７】
（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アクリル酸（塩）系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。
【００５８】
（重合開始剤）
本発明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、特に限定されないが、例えば、熱分解性ラジカル重合開始剤、光分解性ラジカル重合開始剤、又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号に記載された重合開始剤のうち、１種又は２種以上の化合物が用いられる。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又はアゾ化合物、より好ましくは過酸化物、更に好ましくは過硫酸塩が用いられる。
【００５９】
上記重合開始剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは０．０００１〜１モル％、より好ましくは０．００１〜０．５モル％である。また、上記還元剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは０．０００１〜０．０２モル％である。重合開始剤や還元剤の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。
【００６０】
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を併用してもよい。
【００６１】
（重合形態）
本発明では、容量の小さい重合反応装置を複数系列でバッチ式で使用することによって、高物性の吸水性樹脂を高い生産量で製造することができる。
【００６２】
バッチ式重合は、連続式重合で見られる重合率の異なる含水ゲルが混ざり合うことがなく、その結果として物性低下が少なく、複数系列で使用することによって、生産量を増加することができるため、好ましい。
【００６３】
一方、バッチ式重合であっても、重合反応装置ごとや重合反応ごとに、重合状態のバラつきが生じる可能性があるが、本発明の効果を損なわない程度に、重合条件を、重合反応装置ごとや重合反応ごとに監視して変更することもできる。なお、複数系列のバッチ式重合を同一条件で行うことが好ましい。
【００６４】
本発明における上記複数系列としては、吸水性樹脂の製造設備全体として１系列あたり、重合工程が好ましくは２〜４系列、より好ましくは２系列または３系列、更に好ましくは２系列である。
【００６５】
本発明で適用されるバッチ式の重合形態としては、特に限定されないが、例えば、バルク重合、沈殿重合、水溶液重合、逆相懸濁重合、気相噴霧・液滴重合等が挙げられる。中でも、吸水性樹脂の吸水性能や重合制御の容易性等の観点から、単量体を水溶液として用いる水溶液重合（ニーダー重合、静置重合）や逆相懸濁重合が好ましい。
【００６６】
本発明における重合時の最高温度としては、高物性、特に水可溶分の少ない吸水性樹脂を得るという観点から、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、特に好ましくは７０℃以下である。下限値としては、冷却コストや重合時間が過度に長時間になるのを防止するという観点から、好ましくは５０℃以上である。
【００６７】
また、本発明では、得られる吸水性樹脂の色調の観点から、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で重合を実施することが好ましく、酸素濃度を１容積％以下の雰囲気下に制御することがより好ましい。更にこの場合、単量体又は単量体水溶液中の溶存酸素を不活性ガスで十分に置換（例えば、溶存酸素濃度を１（ｍｇ／ｌ）未満）しておくことも望まれる。なお、上記不活性ガス等の気泡を単量体水溶液に分散させて重合を行う発泡重合とすることもできる。
【００６８】
本発明において、重合後に得られる含水ゲルの重合率は、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、更に好ましくは９８モル％以上、特に好ましくは９９モル％以上である。上限として好ましくは９９．９９モル％以下、より好ましくは９９．９モル％以下、更に好ましくは９９．８モル％以下である。当該重合率が９０モル％未満の場合、吸水性樹脂中の残存単量体が多く、一方、重合率が９９．９９モル％を超える場合、必要以上の重合時間を要し生産性が低下するため、好ましくない。更に場合により、乾燥後の吸水性樹脂の物性（吸水倍率と可溶分の関係）が低下する。
【００６９】
本発明では、過度に重合を進行させる必要はなく、後述の乾燥工程、特に熱風乾燥工程において残存モノマーを低減させることが可能であり、結果として生産性を向上させることができる。
【００７０】
（複数系列の重合反応装置の運用方法）
本発明では、重合工程が複数系列のバッチ式重合反応装置からなり、該複数系列の重合反応装置において、該系列ごとに重合開始時期を変えて、バッチ式重合反応を行う。以下、具体例を挙げて説明する。
【００７１】
例えば、２基の重合反応装置（Ａ、Ｂ）を用いる場合、図４のタイムチャートに示したように、先ず、重合反応装置（Ａ）から重合反応を開始する。続いて、重合反応装置（Ａ）での重合反応が終了し、得られた含水ゲルを次工程に移送するため、重合反応装置（Ａ）から含水ゲルが排出される。該排出と同時に、重合反応装置（Ｂ）で原材料の投入を開始し、重合反応を行う。以下、重合反応装置（Ａ）と（Ｂ）とで交互に重合反応を実施する。
【００７２】
重合反応装置（Ａ）で重合反応を開始してから重合反応装置（Ｂ）での重合反応を開始させるまでの時間としては、重合反応器（Ａ）で製造された含水ゲルが次工程で処理され、次工程を実施する装置から含水ゲルが排出されて該装置がほぼ空になったときに、重合反応装置（Ｂ）の含水ゲルが該装置に投入できるような間隔が好ましい。なお、再び重合反応装置（Ａ）が重合を開始するまでの間隔についても同様である。
【００７３】
上記間隔として具体的には、重合方法にもよるが、好ましくは１０分〜１０時間、より好ましくは２０分〜５時間、更に好ましくは３０分〜３時間である。
【００７４】
（重合反応装置）
本発明において使用される重合反応装置としては、閉鎖系において重合条件を一定に保ちながら重合することができる装置であれば特に限定されないが、例えば、タンク式反応装置、撹拌翼付き反応装置、又はニーダー反応装置が挙げられる。
【００７５】
上記タンク式反応装置としては、単量体水溶液の投入口及び含水ゲルの排出口が少なくとも１つ有すればよいが、上記特許文献６に記載されるように、タンク式反応装置の内部に仕切りを設けて、両側に単量体水溶液の投入口及び含水ゲルの排出口を１組ずつ配してなる構造がより好ましい。
【００７６】
上記重合反応装置は、機器のメンテナンス頻度の削減や性能維持を図る観点から、その内壁面が耐腐食性（耐酸性、耐アルカリ性）の材質で構成されていることが好ましい。該耐腐食性の材質としては、例えば、グラスライニング鋼、ステンレス鋼、又は樹脂ライニング鋼が挙げられる。
【００７７】
更に、重合反応装置の内壁面が付着防止性を有していることも重要である。つまり、バッチ式重合ごとに、含水ゲルの保持−排出が繰り返されるためである。したがって、重合反応装置の内壁面は、平滑性が高く、耐付着性に優れた材質であることが好ましい。例えば、電解研磨等によって内壁面が研磨されているか、又はテフロン（登録商標）コーティングされていることが好ましい。
【００７８】
（２−３）後処理工程
本発明における「後処理工程」とは、重合工程以後で、かつ、少なくとも乾燥工程及び表面架橋工程が実施される複数の工程を総称するものである。具体的には、後述の（２−３−１）〜（２−３−９）に掲げた工程をひとまとめにした総称である。なお、重合工程がニーダー重合に代表されるように、重合とゲル粉砕が同時に行われる場合には、ゲル粉砕工程は後処理工程には含まれない。
【００７９】
また、本発明は、複数系列の生成物を後処理工程の少なくとも１つの工程で、同一の装置で後処理すればよく、後処理工程に含まれるすべての工程について、同一の装置で後処理する必要はない。
【００８０】
上記「複数系列の生成物」とは、複数系列の重合工程で得られる含水ゲルに限らず、重合工程に続いて複数系列に分離したゲル粉砕工程で得られる粒子状含水ゲルや、重合工程に続いて複数系列に分離した乾燥工程で得られる乾燥重合体も該当する。つまり、上記「複数系列の生成物」は、重合工程に続いて複数系列に分離した工程で得られる生成物が該当する。
【００８１】
また、上記「同一の装置」とは、装置の数が単数の１系列のみの形態に限らず、複数系列の場合であってもよい。「同一の装置」が複数系列である場合、該工程の前に、複数系列の生成物を１系列にし、その後、複数系列に再分配して後処理される。
【００８２】
上記後処理工程として、粉砕工程、分級工程、添加剤の添加工程の少なくとも１つ以上の工程を更に含み、上記複数系列の生成物を、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程、及び添加剤の添加工程から選ばれる少なくとも１つ以上の工程において、同一の後処理装置で連続的に処理することが好ましい。
【００８３】
より好ましくは、上記複数系列の生成物を、乾燥工程、表面架橋工程から選ばれる少なくとも１つの工程において、同一の後処理装置で連続的に処理する。更に好ましくは、上記複数系列の生成物を、乾燥工程において、同一の乾燥装置で連続的に乾燥する。
【００８４】
なお、後処理工程にゲル粉砕工程を含む場合、上記複数系列の生成物を、ゲル粉砕工程において、同一のゲル粉砕装置で連続的にゲル粉砕するのも好ましい形態である。
【００８５】
（２−３−１）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が同時に実施されていることになり、この場合、本発明の後処理工程に含まれない。また、重合工程が逆相懸濁重合等、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。
【００８６】
本発明では、ゲル粉砕工程において、単にゲル粉砕を行うのみならず、下記の添加剤を必要に応じて混合することもできる。該添加剤としては、乾燥工程での生産性向上を目的に、界面活性剤、粉体の滑剤及び吸水性樹脂微粉から選ばれる少なくとも１つ以上の添加剤が挙げられる。また、残存モノマーの低減や吸水物性の向上を目的に、塩基性組成物、架橋剤、酸化剤及び還元剤から選ばれる少なくとも１つ以上の添加剤が挙げられる。中でも、吸水性樹脂の着色防止、劣化防止、残存モノマー低減を目的とする添加剤として、「（２−３−５）添加剤の添加工程」で記載した無機還元剤が好ましく使用される。また、添加剤が塩基性組成物の場合、上述した後中和に該当する。
【００８７】
本工程で得られる粒子状含水ゲルのＤ５０（重量平均粒子径）や上記添加剤の添加量を制御する際の容易性の観点から、複数系列のバッチ式重合反応で得られた含水ゲルを、ゲル粉砕工程において、同一のゲル粉砕装置で連続的に処理することが好ましい。
【００８８】
上記粒子状含水ゲルのＤ５０（重量平均粒子径）や添加量の制御は、粒子状含水ゲルの測定で行うこともできるが、上記ゲル粉砕装置の動力を監視することでも制御することができる。なお、ゲル粉砕装置の動力を監視する場合、ゲル粉砕装置の動力の時間変動が時間平均値の０．５〜２．０倍であることが好ましい。当該範囲内とすることで、製品としての吸水性樹脂の物性のバラつきを抑制することができる。
【００８９】
なお、上記以外のゲル粉砕条件や形態については、国際公開第２０１１／１２６０７９号に記載される内容が、本発明にも適用される。
【００９０】
上述したゲル粉砕によって得られる粒子状含水ゲルのＤ５０（重量平均粒子径）は、好ましくは４０００μｍ以下、より好ましくは２０００μｍ以下、更に好ましくは１０００μｍ以下である。
【００９１】
上記Ｄ５０（重量平均粒子径）を上記範囲内とすることで、得られる吸水性樹脂の表面積が大きくなり、残存モノマー（特にアクリル酸）が揮発しやすくなるため、残存モノマーの低減を図ることができる。
【００９２】
（２−３−２）乾燥工程
本工程は、上記重合工程及び／又はゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲルを所定の固形分まで乾燥させて「乾燥重合体」を得る工程である。なお、乾燥後の固形分は、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）から求められる値であり、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは８５〜９９重量％、更に好ましくは９０〜９８重量％、特に好ましくは９２〜９７重量％である。
【００９３】
本工程において、採用される乾燥方法としては、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、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、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。
【００９４】
本工程における乾燥温度（熱風乾燥の場合は熱風の温度で規定）としては、得られる吸水性樹脂の色調や乾燥効率の観点から、好ましくは１００〜３００℃、より好ましくは１２０〜２５０℃、更に好ましくは１５０〜２００℃である。また、乾燥時間としては、所望する吸水性樹脂の物性に応じて適宜決定されるが、好ましくは１分〜１０時間、より好ましくは５分〜３時間、更に好ましくは１０分〜１時間である。更に、熱風乾燥の場合、熱風の風速としては、好ましくは３．０ｍ／ｓ以下、より好ましくは０．５〜２．０ｍ／ｓ以下である。なお、その他の乾燥条件については、乾燥を行う粒子状含水ゲルの含水率や総重量、目的とする固形分等に応じて、適宜設定すればよい。
【００９５】
上記乾燥の諸条件を上記範囲内に制御することで、乾燥重合体の物性にムラが生じにくく、固形分を所定の範囲に制御することができ、更に得られる吸水性樹脂の色調悪化や吸水性能の低下を抑えることができる。なお、バンド乾燥を行う場合、国際公開第２００６／１００３００号、同第２０１１／０２５０１２号、同第２０１１／０２５０１３号、同第２０１１／１１１６５７号等に記載される諸条件が適宜適用される。
【００９６】
本工程で得られる乾燥重合体又は下記吸水性樹脂粉末のＣＲＣ（遠心分離機保持容量）、Ｅｘｔ（水可溶分）、色調等の安定化の観点から、複数系列のバッチ式重合反応で得られた含水ゲルを、乾燥工程において、同一の乾燥装置で連続的に処理することが好ましい。
【００９７】
また、上記含水ゲルが上記バッチ式重合反応装置から排出された時点を起点として上記乾燥装置への供給が完了するまでの時間で規定されるゲル滞留時間が、上記バッチ式重合反応装置内での滞留時間より短いことが好ましい。
【００９８】
従来、バッチ式の重合工程と連続式の乾燥工程とを連結させるため、重合反応で得られた含水ゲルは順次乾燥工程に移送され乾燥されていくが、重合反応装置が空になるまで、次の重合操作に入れず、生産性を上げることができなかった。換言すれば、重合反応で得られた含水ゲルを乾燥工程での処理が終わるまでそのまま重合反応装置に滞留させておく必要があった。即ち、従来では、本発明で規定する上記ゲル滞留時間に相当する時間が、重合反応装置内での滞留時間より長時間であった。
【００９９】
（２−３−３）粉砕工程、分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体を粉砕（粉砕工程）し、所定範囲の粒度に調整（分級工程）して、吸水性樹脂粉末（表面架橋を施す前の、粉末状の吸水性樹脂を便宜上「吸水性樹脂粉末」と称する）を得る工程である。
【０１００】
本発明の粉砕工程で使用される機器としては、特に限定されないが、例えば、ロールミル、ハンマーミル、スクリューミル、ピンミル等の高速回転式粉砕機、振動ミル、ナックルタイプ粉砕機、円筒型ミキサー等が挙げられ、必要により併用される。
【０１０１】
また、本発明の分級工程での粒度調整方法としては、特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ標準篩（ＪＩＳ  Ｚ８８０１−１（２０００））を用いた篩分級や気流分級等が挙げられる。なお、吸水性樹脂の粒度調整は、上記粉砕工程、分級工程に限定されず、重合工程（特に逆相懸濁重合や噴霧重合、液滴重合）や、その他の工程（例えば、造粒工程、微粉回収工程等）で適宜実施することができる。
【０１０２】
（吸水性樹脂粉末の物性）
（粒度）
本工程で得られる吸水性樹脂粉末は、Ｄ５０（重量平均粒子径）として、好ましくは２００〜６００μｍ、より好ましくは２００〜５５０μｍ、更に好ましくは２５０〜５００μｍ、特に好ましくは３５０〜４５０μｍである。また、粒子径が１５０μｍ未満の粒子の割合は、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下、更に好ましくは１重量％以下であり、粒子径が８５０μｍ以上の粒子の割合は、好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下、更に好ましくは１重量％以下である。なお、これらの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％程度であってもよい。更に、σζ（粒度分布の対数標準偏差）は、好ましくは０．２０〜０．５０、より好ましくは０．２５〜０．４０、更に好ましくは０．２７〜０．３５である。なお、これらの粒度は、米国特許第７６３８５７０号やＥＲＴ４２０．２−０２に記載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。
【０１０３】
上記粒度は、表面架橋後の吸水性樹脂（以下、便宜上「吸水性樹脂粒子」と称する）のみならず、最終製品としての吸水性樹脂についても適用される。そのため、上記範囲の粒度を維持するように、表面架橋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。
【０１０４】
本工程で得られる吸水性樹脂粉末のＣＲＣ（遠心分離機保持容量）、Ｅｘｔ（水可溶分）、色調等の安定化の観点から、複数系列のバッチ式重合反応で得られた含水ゲルを、粉砕工程及び／又は分級工程において、同一の粉砕装置及び／又は分級装置で連続的に処理することが好ましい。
【０１０５】
（２−３−４）表面架橋工程
本工程は、上述した工程を経て得られる吸水性樹脂粉末の表面層（吸水性樹脂粉末の表面から数１０μｍの部分）に、更に架橋密度の高い部分を設ける工程であり、以下の混合工程、加熱処理工程及び冷却工程（任意）から構成される。
【０１０６】
なお、逆相懸濁重合や気相重合、噴霧重合、液滴重合のように、重合時に粒度制御がなされている場合には、表面架橋工程の前の粉砕工程や分級工程は不要であり、上記加熱処理工程を乾燥工程と同時に行ってもよい。
【０１０７】
また、上記表面架橋工程において、吸水性樹脂粉末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り表面架橋された吸水性樹脂（吸水性樹脂粒子）が得られる。
【０１０８】
本工程で得られる吸水性樹脂粒子の物性、特に下記〔３〕に掲げた各物性の安定化の観点から、複数系列のバッチ式重合反応で得られた生成物を、表面架橋工程において、同一の混合装置及び／又は加熱処理装置で連続的に処理することが好ましい。
【０１０９】
（表面架橋剤）
本発明で使用される表面架橋剤としては、特に限定されないが、有機又は無機の表面架橋剤が挙げられる。中でも、吸水性樹脂の物性や表面架橋剤の取扱性の観点から、カルボキシル基と反応する有機表面架橋剤が好ましい。例えば、米国特許第７１８３４５６号に記載される１種又は２種以上の表面架橋剤が挙げられる。より具体的には、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、ハロエポキシ化合物、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、オキサゾリジノン化合物、多価金属塩、アルキレンカーボネート化合物、環状尿素化合物等が挙げられる。
【０１１０】
上記表面架橋剤の使用量（複数使用の場合は合計使用量）は、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜１０重量部、より好ましくは０．０１〜５重量部である。また、該表面架橋剤は水溶液として添加することが好ましく、この場合、水の使用量は、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．５〜１０重量部である。更に必要に応じて、親水性有機溶媒を使用する場合、その使用量は、吸水性樹脂粉末１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以下、より好ましくは５重量部以下である。
【０１１１】
また、後述の「添加剤の添加工程」で添加される各添加剤をそれぞれ５重量部以下の範囲内で該表面架橋剤（水溶液）に混合して添加したり、別途、混合工程で添加したりすることもできる。
【０１１２】
（混合工程）
本工程は、吸水性樹脂粉末と上記表面架橋剤とを混合する工程である。該表面架橋剤の混合方法については、特に限定されないが、予め表面架橋剤溶液を作成しておき、該溶液を吸水性樹脂粉末に対して、好ましくは噴霧又は滴下して、より好ましくは噴霧して混合する方法が挙げられる。
【０１１３】
上記混合を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくは高速撹拌型混合機、より好ましくは高速撹拌型連続混合機が挙げられる。
【０１１４】
（加熱処理工程）
本工程は、上記混合工程から排出された混合物に熱を加えて、吸水性樹脂粉末の表面上で架橋反応を起させる工程である。
【０１１５】
上記架橋反応を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくはパドルドライヤーが挙げられる。該架橋反応での反応温度は、使用される表面架橋剤の種類に応じて適宜設定されるが、好ましくは５０〜３００℃、より好ましくは１００〜２２０℃である。
【０１１６】
（冷却工程）
本工程は、上記加熱処理工程後に必要に応じて設置される任意の工程である。
【０１１７】
上記冷却を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくは加熱処理工程で使用される装置と同一仕様の装置であり、より好ましくはパドルドライヤーである。熱媒を冷媒に変更することで、冷却装置として使用できるためである。なお、上記加熱処理工程で得られた吸水性樹脂粒子は、該冷却工程において、好ましくは４０〜８０℃、より好ましくは５０〜７０℃に、必要に応じて強制冷却される。
【０１１８】
（２−３−５）添加剤の添加工程
本工程は、上記表面架橋工程で得られた吸水性樹脂粒子に、下記の多価金属塩、カチオン性ポリマー、キレート剤、無機還元剤、α−ヒドロキシカルボン酸化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤を添加する工程である。
【０１１９】
上記添加剤は、水溶液又はスラリー液で添加されるため、吸水性樹脂粒子は再度、水膨潤する。このため、本工程を「再加湿工程」と称する場合もある。また、上述したように、該添加剤は上記表面架橋剤（水溶液）と同時に、吸水性樹脂粉末と混合することもできる。
【０１２０】
（多価金属塩及び／又はカチオン性ポリマー）
本発明において、得られる吸水性樹脂の吸水速度、通液性、吸湿流動性等の観点から、多価金属塩及び／又はカチオン性ポリマーを添加することが好ましい。
【０１２１】
上記多価金属塩及び／又はカチオン性ポリマーとして、具体的には、国際公開第２０１１／０４０５３０号の「〔７〕多価金属塩及び／又はカチオン性ポリマー」に記載された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
【０１２２】
（キレート剤）
本発明において、得られる吸水性樹脂の色調（着色防止）、劣化防止等の観点から、キレート剤を添加することが好ましい。
【０１２３】
上記キレート剤として、具体的には、国際公開第２０１１／０４０５３０号の「〔２〕キレート剤」に記載された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
【０１２４】
（無機還元剤）
本発明において、得られる吸水性樹脂の色調（着色防止）、劣化防止、残存モノマー低減等の観点から、無機還元剤を添加することが好ましい。
【０１２５】
上記無機還元剤として、具体的には、国際公開第２０１１／０４０５３０号の「〔３〕無機還元剤」に記載された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
【０１２６】
（α−ヒドロキシカルボン酸化合物）
本発明において、得られる吸水性樹脂の色調（着色防止）等の観点から、α−ヒドロキシカルボン酸化合物を添加することが好ましい。なお、「α−ヒドロキシカルボン酸化合物」とは、分子内にヒドロキシル基を有するカルボン酸又はその塩のことで、α位にヒドロキシル基を有するヒドロキシカルボン酸である。
【０１２７】
上記α−ヒドロキシカルボン酸化合物として、具体的には、国際公開第２０１１／０４０５３０号の「〔６〕α−ヒドロキシカルボン酸化合物」に記載された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
【０１２８】
（２−３−６）その他の添加剤添加工程
本発明においては、上述した添加剤以外の添加剤を、吸水性樹脂に種々の機能を付加させるため、添加することもできる。該添加剤として、具体的には、界面活性剤、リン原子を有する化合物、酸化剤、有機還元剤、水不溶性無機微粒子、金属石鹸等の有機粉末、消臭剤、抗菌剤、パルプや熱可塑性繊維等が挙げられる。なお、上記界面活性剤は、国際公開第２００５／０７５０７０号に記載された化合物が、また、上記水不溶性無機微粒子は、国際公開第２０１１／０４０５３０号の「〔５〕水不溶性無機微粒子」に記載された化合物が、それぞれ本発明に適用される。
【０１２９】
上記添加剤の使用量（添加量）は、得られる吸水性樹脂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。また、該添加剤は、ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の何れかの製造工程で添加することができる。
【０１３０】
（２−３−７）貯蔵工程及び充填工程
本工程は、上述した工程のうち、少なくとも一部を経て製造された最終製品としての吸水性樹脂をホッパー等に貯蔵（貯蔵工程）した後、コンテナバッグやペーパーバッグ等の充填容器に充填する工程（充填工程）である。
【０１３１】
上記充填容器に充填された吸水性樹脂は、所定の検査がなされた後に出荷される。また、最終製品の吸水性樹脂を上記貯蔵槽に貯蔵し、更に出荷形態（袋、箱、瓶、サイロ等）に充填することで、充填後の吸水性樹脂の物性向上及び安定化が可能となる。なお、充填単位は、出荷単位に応じて適宜決定され、特に限定されないが、好ましくは１００ｇ〜１００ｔ（Ｍｅｔｒｉｃ  ｔｏｎ）、より好ましくは１０ｋｇ〜１０ｔである。
【０１３２】
（生産量）
本発明に係るポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法は、大スケールでの長期連続稼働に適しており、生産量として１ラインあたり、好ましくは１ｔ／ｈｒ以上がよく、また、稼働日数として好ましくは１０日間以上、より好ましくは１ヶ月間以上の連続稼働がよい。なお、本発明では、「連続稼働」は品番の切り替え（物性の変更）を含め、実質的な連続稼働を指し、一時的に停止する場合も連続稼働の範疇に入るものとする。
【０１３３】
（２−３−８）各工程の連結工程（輸送工程）
上記各工程は、重合工程から最終の充填工程までは、スクリューフィーダー、バケットコンベア、フライトコンベア、ベルトコンベアや空気輸送等の各種搬送機で連結され、必要により中間貯蔵され、全体として基本的に連結され、好ましくは密閉系で製造及び充填がなされる。
【０１３４】
（２−３−９）その他の工程
本発明においては、上述した工程以外に、造粒工程、整粒工程、微粉除去工程、微粉の再利用工程等を必要に応じて設けることができる。なお、「整粒工程」は、表面架橋工程以降の微粉除去工程や吸水性樹脂が凝集し、所望の大きさを超えた場合に分級、粉砕を行う工程を含む。また、「微粉の再利用工程」は、微粉をそのまま添加する形態の他、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に添加する工程を含む。
【０１３５】
〔３〕ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の物性
本発明に係る製造方法で得られるポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂は、以下の物性を満たすものが望まれる。なお、該吸水性樹脂を衛生用品、特に紙オムツに使用する場合、下記（３−１）〜（３−３）に掲げた物性のうち、少なくとも１つ以上、好ましくはＡＡＰを含めた２つ以上、より好ましくは３つすべての物性を、所望する範囲に制御することが望まれる。
【０１３６】
本発明の吸水性樹脂は、その形状について特に限定されないが、好ましくは粒子状である。本明細書では好ましい態様である粒子状の吸水性樹脂について、その物性を説明する。なお、下記の物性は、特に断りのない限り、ＥＤＡＮＡ法に準拠して測定した。
【０１３７】
本発明では、連続的に製造される吸水性樹脂のサンプリングを定期的に行い、測定した測定値の平均値及び標準偏差をもって、吸水性樹脂の物性の安定性を評価する。また、分析点数ｎを大きくすることで、物性のフレをより正確に把握することができるため、該ｎ数としては、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上、特に好ましくは２０以上である。該ｎ数の上限値としては特に限定されないが、好ましくは５０００以下、より好ましくは１０００以下、更に好ましくは５００以下である。
【０１３８】
上記分析点数ｎを抽出する形態としては、特に限定されないが、例えば、吸水性樹脂の製造プラントでの中間体の場合、一定の単位製造期間ごとに１ロットずつ、計ｎ期に亘って抽出する形態、１ロットからｎ個のサンプルを抽出する形態等が挙げられる。なお、上記１ロットは、最終製品の出荷容器（例えば、ペーパーバッグ等／「荷姿」とも称する）単位でもよいし、生産のバッチ、時間、日等を１単位としてもよい。
【０１３９】
上記１ロットあたりの重量としては、吸水性樹脂の製品形態によって左右されるため特に限定されないが、好ましくは１ｋｇ以上、より好ましくは１０ｋｇ以上、更に好ましくは２０ｋｇ以上、特に好ましくは１００ｋｇ以上、最も好ましくは５００ｋｇ以上である。上限値としては特に限定されないが、好ましくは１００以下、より好ましくは５０ｔ以下、更に好ましくは２５ｔ以下、特に好ましくは２０ｔ以下である。
【０１４０】
（３−１）ＣＲＣ（遠心分離機保持容量）
本発明の吸水性樹脂のＣＲＣ（遠心分離機保持容量）は、物性の安定化の観点から分析点数ｎの平均値として、通常５ｇ／ｇ以上、好ましくは１０〜１００ｇ／ｇ、より好ましくは２０〜５０ｇ／ｇ、更に好ましくは２５〜４０ｇ／ｇ、特に好ましくは２７〜３６ｇ／ｇである。上記ＣＲＣの平均値が５ｇ／ｇ未満の場合、吸水量が少なく、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、上記ＣＲＣの平均値が１００ｇ／ｇを超える場合、尿や血液等の体液等を吸収する速度が低下するため、高吸水速度タイプの紙オムツ等への使用に適さない。また、分析点数ｎでの標準偏差としては、好ましくは０．７０以下、より好ましくは０．６０以下、更に好ましくは０．５０以下である。標準偏差の下限値としては特に限定されないが、好ましくは０以上である。なお、ＣＲＣは、内部架橋剤や表面架橋剤等で制御することができる。
【０１４１】
（３−２）ＡＡＰ（加圧下吸水倍率）
本発明の吸水性樹脂のＡＡＰ（加圧下吸水倍率）は、物性の安定化の観点から分析点数ｎの平均値として、好ましくは１５〜４０ｇ／ｇ、より好ましくは２０〜３５ｇ／ｇ、更に好ましくは２５〜３５ｇ／ｇである。上記ＡＡＰの平均値が１５ｇ／ｇ未満の場合、吸収体に圧力が加わった際の液の戻り量（以下、「Ｒｅ−Ｗｅｔ（リウェット）」と称する）が多くなり、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、分析点数ｎでの標準偏差としては、好ましくは０．６０以下、より好ましくは０．５０以下、更に好ましくは０．４０以下である。標準偏差の下限値としては特に限定されないが、好ましくは０以上である。なお、ＡＡＰは、粒度や表面架橋剤等で制御することができる。
【０１４２】
（３−３）ＷＢ（ホワイトバランス）
本発明の吸水性樹脂のＷＢ（ホワイトバランス）は、物性の安定化の観点から分析点数ｎの平均値として、好ましくは７５以上、より好ましくは８０以上、更に好ましくは８５以上である。なお、該ＷＢ値は、その値が大きいほど白色度が高くなる。また、分析点数ｎでの標準偏差としては、好ましくは１．６以下、より好ましくは１．３以下、更に好ましくは１．０以下である。標準偏差の下限値としては特に限定されないが、好ましくは０以上である。
【０１４３】
〔４〕ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の用途
本発明のポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂は、特に限定されないが、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生用品の吸収体用途として、使用されることが好ましい。特に、原料由来の臭気、着色等が問題となっていた高濃度紙オムツ（紙オムツ１枚あたりの吸水性樹脂の使用量が多いもの）の吸収体として使用することができる。更に、上記吸収体の上層部に使用される場合に、顕著な効果が期待できる。
【０１４４】
また、上記吸収体として、吸水性樹脂以外にパルプ繊維等の吸収性材料を使用することもできる。この場合、吸収体中の吸水性樹脂の含有量（コア濃度）としては、好ましくは３０〜１００重量％、より好ましくは４０〜１００重量％、更に好ましくは５０〜１００重量％、更により好ましくは６０〜１００重量％、特に好ましくは７０〜１００重量％、最も好ましくは７５〜９５重量％である。
【０１４５】
上記コア濃度を上記範囲とすることで、該吸収体を吸収性物品の上層部に使用した場合、吸収性物品が清浄感のある白色状態を保つことができる。更に、尿や血液等の体液等の拡散性に優れるため、効率的な液分配によって吸収量の向上が見込める。
【実施例】
【０１４６】
以下の実施例に従って、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解釈されるものではなく、各実施例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例も、本発明の範囲に含まれるものとする。なお、製造例、実施例及び比較例で使用する電気機器（吸水性樹脂の物性測定も含む）は、特に注釈のない限り、２００Ｖ又は１００Ｖの電源を使用した。また、本発明の吸水性樹脂の諸物性は、特に注釈のない限り、室温（２０〜２５℃）、相対湿度５０％ＲＨの条件下で測定した。また、便宜上、「リットル」を「ｌ」又は「Ｌ」、「重量％」を「ｗｔ％」と記すことがある。
【０１４７】
［吸水性樹脂の物性測定］
（ａ）ＣＲＣ（遠心分離機保持容量）
本発明の吸水性樹脂のＣＲＣ（遠心分離機保持容量）は、ＥＤＡＮＡ法（ＥＲＴ４４１．２−０２）に準拠して測定した。
【０１４８】
（ｂ）ＡＡＰ（加圧下吸水倍率）
本発明の吸水性樹脂のＡＡＰ（加圧下吸水倍率）は、ＥＤＡＮＡ法（ＥＲＴ４４２．２−０２）に準拠して測定した。
【０１４９】
（ｃ）ＷＢ（ホワイトバランス）
本発明の吸水性樹脂のＷＢ（ホワイトバランス）は、測定装置として日本電色工業株式会社製の分光式色差計（ＳＺ−Σ８０）を使用し、反射測定を選択して測定した。なお、該分光式色差計には、粉末・ペースト試料用容器（内径３０ｍｍ、高さ１２ｍｍ）、粉末・ペースト試料用標準丸白板Ｎｏ．２及び３０Φ投光パイプが備えられている。
【０１５０】
上記粉末・ペースト試料用容器に吸水性樹脂５ｇを充填し、室温（２０〜２５℃）、相対湿度５０％ＲＨの雰囲気下で、該吸水性樹脂のＷＢ値を測定した。該ＷＢ値は、その値が大きいほど低着色であり、実質的には白色に近づくことを示す。なお、製造直後又は工場出荷前の吸水性樹脂や、気温３０℃以下でかつ相対湿度が５０％ＲＨの雰囲気下で製造後１年以内の吸水性樹脂についての色調を「初期色調」という。
【０１５１】
［実施例１］
本発明に係る吸水性樹脂の製造装置として、重合、乾燥、粉砕、分級、表面架橋及び整粒の各操作が行われる装置を含む、製造装置を用意した。なお、該製造装置は、上記の各装置がこの順序で配置されており、各装置間は輸送装置によって連結されている。また、該表面架橋を行う装置には、表面架橋剤との混合、熱処理及び冷却の各操作を行う装置が含まれている。該製造装置を用いて、本発明の吸水性樹脂を２０００ｋｇ／ｈｒで連続的に製造した。
【０１５２】
上記重合を行う重合反応装置として、２本のシグマ型ブレードを備えたジャケット付きニーダー重合反応装置を２基用意した。なお、これら２基のニーダー重合反応装置は、同じ仕様であり、同じ性能を有している。また、本明細書では、便宜上、一方のニーダー重合反応装置をニーダー（Ａ）、他方をニーダー（Ｂ）と称する。
【０１５３】
先ず、ニーダー（Ａ）に、中和率７５モル％のアクリル酸ナトリウム水溶液（単量体濃度３８重量％）を投入した後に、２本のシグマ型ブレードを回転させて攪拌させながら、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート（エチレンオキシドの平均付加モル数；９）を全単量体に対して０．０４５モル％となるように添加して、単量体水溶液（Ａ１）を作製した。
【０１５４】
次いで、単量体水溶液（Ａ１）を攪拌しながら、液温を２２℃に保持した状態で窒素ガスを吹き込み、単量体水溶液（Ａ１）中の溶存酸素を低減すると共に、ニーダー（Ａ）の内部全体を窒素置換した。その後、単量体水溶液（Ａ１）を攪拌しながら、重合開始剤として過硫酸ナトリウム０．１２ｇ／モル（対単量体）及びＬ−アスコルビン酸０．００５ｇ／モル（対単量体）を、それぞれ別々の配管を用いて単量体水溶液（Ａ１）中に添加した。
【０１５５】
上記重合開始剤の添加後、直ちに単量体水溶液（Ａ１）が白濁し重合反応が開始したため、ブレードの回転を一時的に停止させた。その後、単量体水溶液（Ａ１）の温度が５０℃に到達した時点でブレードを再回転させ、５０分間、重合反応を継続した。
【０１５６】
このようにして、重量平均粒子径（Ｄ５０）が２ｍｍの含水ゲル状架橋重合体（以下、「含水ゲル」と称する）（Ａ１）を得た。なお、上記ニーダー（Ａ）内での滞留時間（原材料の投入開始時から含水ゲルの排出完了時までの時間）は１００分間であった。
【０１５７】
続いて、上記含水ゲル（Ａ１）は、均し機付きのゲルフィーダーを用いて、乾燥装置に供給した。なお、含水ゲル（Ａ１）の重合反応装置（ニーダー（Ａ））からの排出開始時から乾燥装置への供給完了時までの時間で規定されるゲル滞留時間は６０分間であった。
【０１５８】
一方、ニーダー（Ｂ）での重合は、上記ニーダー（Ａ）と同じ条件で行い、ニーダー（Ａ）でのブレードの再回転と同時に開始した。当該操作によって、重量平均粒子径（Ｄ５０）が２ｍｍの含水ゲル（Ｂ１）を得た。なお、ニーダー（Ｂ）内での滞留時間やゲル滞留時間は、上記ニーダー（Ａ）と同じであった。
【０１５９】
続いて、上記含水ゲル（Ａ１）を乾燥装置に供給する際に使用した均し機付きのゲルフィーダーを用いて、上記含水ゲル（Ｂ１）を上記乾燥装置に供給した。なお、含水ゲル（Ｂ１）のゲルフィーダーへの移送は、含水ゲル（Ａ１）の乾燥装置への供給完了後に開始した。
【０１６０】
上記含水ゲル（Ａ１）をゲルフィーダーに移送することで空になったニーダー（Ａ）において、上記単量体水溶液（Ａ１）と同一組成の単量体水溶液（Ａ２）を作製し、上記と同じ条件で重合反応を行って、含水ゲル（Ａ２）を得た。
【０１６１】
上記含水ゲル（Ａ２）のゲルフィーダーへの移送は、含水ゲル（Ｂ１）の乾燥装置への供給完了後に、開始した。
【０１６２】
上記含水ゲル（Ｂ１）をゲルフィーダーに移送することで空になったニーダー（Ｂ）において、上記単量体水溶液（Ａ１）と同一組成の単量体水溶液（Ｂ２）を作製し、上記と同じ条件で重合反応を行って、含水ゲル（Ｂ２）を得た。
【０１６３】
このように、上記ゲルフィーダーで乾燥装置に供給される含水ゲルは、ニーダー（Ａ）で製造された含水ゲル（Ａ）と、ニーダー（Ｂ）で製造された含水ゲル（Ｂ）とが、交互に処理されていることになる。つまり、２基のバッチ式ニーダー重合反応装置から交互に排出された含水ゲルは、重合工程以降において連続的に処理されている。
【０１６４】
上記操作を繰り返して、ニーダー１基あたり１００バッチの重合反応を行い、含水ゲル（Ａ１）〜含水ゲル（Ａ１００）及び含水ゲル（Ｂ１）〜含水ゲル（Ｂ１００）を得た。
【０１６５】
下記の乾燥工程以降は、上記操作で得られた含水ゲル（Ａ１）〜含水ゲル（Ｂ１００）を、順次、処理した。具体的には、含水ゲル（Ａ１）、含水ゲル（Ｂ１）、含水ゲル（Ａ２）、含水ゲル（Ｂ２）・・・含水ゲル（Ａ１００）、含水ゲル（Ｂ１００）のように、ニーダー（Ａ）及びニーダー（Ｂ）で生成した含水ゲルを交互に処理した。
【０１６６】
なお、以下、「含水ゲル」及び「吸水樹脂粉末」等の後ろに記載した括弧内の数字は、実施例１で得られたことを表す。つまり、例えば「含水ゲル（Ａ１）〜（Ｂ１００）」はすべて実施例１で得られるものであるため、「含水ゲル（１）」と表記する。
【０１６７】
上記操作で得られた含水ゲル（１）は、ゲルフィーダーによって通気バンド型連続乾燥装置の多孔板上に厚みが５０ｍｍとなるように供給された後、温度１８５℃の熱風を風速３ｍ／ｓで３０分間通気することで、乾燥した。該操作によって、乾燥装置出口においてブロック状の乾燥重合体（１）を得た。
【０１６８】
続いて、上記ブロック状の乾燥重合体（１）全量を３段ロールミル（ロールギャップ；上から順に１．０ｍｍ／０．６５ｍｍ／０．４２ｍｍ）に連続的に供給して、粉砕した。なお、該粉砕装置（３段ロールミル）に供給された乾燥重合体（１）は、その温度が約６０℃であった。また、該粉砕装置での減圧度を０．２９ｋＰａに調整した。該操作によって、粉砕重合体（１）を得た。
【０１６９】
続いて、上記粉砕重合体（１）全量を分級装置（目開き；上から順に７１０μｍ／１５０μｍ）に連続的に供給して、分級した。なお、該分級装置に供給された粉砕重合体（１）は、その温度が約６０℃であった。また、該分級装置が据え付けらている架台の接地抵抗値は５Ωであった。該操作によって、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末（１）を得た。
【０１７０】
次に、上記吸水性樹脂粉末（１）１００重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル０．０２５重量部、１，４−ブタンジオール０．３重量部、プロピレングリコール０．５重量部及び脱イオン水３．０重量部を含む、表面架橋剤溶液を用意した。
【０１７１】
続いて、上記吸水性樹脂粉末（１）を高速混合機（タービュライザー／１０００ｒｐｍ）に連続的に供給した後、上記表面架橋剤溶液をスプレーを用いて噴霧し、均一に混合した。その後、パドルドライヤーに移送し、２０８℃で４０分間、加熱処理することで、吸水性樹脂粒子（１）を得た。
【０１７２】
上記加熱処理後、上記パドルドライヤーと同じ仕様のパドルドライヤーを用いて、吸水性樹脂粒子（１）の粉温が６０℃となるまで強制的に冷却を行った。なお、該冷却時に、吸水性樹脂粉末（１）１００重量部に対して、４５重量％のジエチレントリアミン５酢酸ナトリウム水溶液０．４４重量部を、スプレーを用いて噴霧し、混合して、混合物（１）を得た。
【０１７３】
続いて、目開き７１０μｍのＪＩＳ標準篩を有する分級装置を用いて、上記混合物（１）全量が通過するまで解砕した。その後、上記吸水性樹脂粉末（１）１００重量部に対して、シリカ（商品名；アエロジル２００ＣＦ−５／日本アエロジル株式会社）０．３重量部を添加することで、吸水性樹脂（１）を得た。
【０１７４】
上述した一連の操作を２４時間稼働で２週間連続で行い、サンプリングは吸水性樹脂（１）の生産量２ｔごとに実施した。分析点数ｎとして計３３６点のサンプルを得た。該サンプル全数について、その物性値を測定し、得られた物性値の平均値と標準偏差を算出した。結果を表１に示す。
【０１７５】
［比較例１］
上記実施例１で使用したニーダー（Ａ）及びニーダー（Ｂ）と同一形状で容量が２倍であるニーダー（Ｃ）１基を用いて重合し、該重合反応で得られた比較含水ゲルを一時的に貯蔵する中間タンクを重合工程と乾燥工程との間に設けた以外は、実施例１と同様の操作を行って、比較吸水性樹脂（１）を得た。
【０１７６】
比較例１でのゲル滞留時間は１２０分間であり、乾燥工程に供給される比較含水ゲル（１）に若干の着色が見られた。
【０１７７】
なお、比較例１では、重合工程と乾燥工程との間に中間タンクを設けたが、該中間タンクでの貯蔵時間は本発明のゲル滞留時間に含むものとする。なお、中間タンクでの貯蔵時間は、比較含水ゲル（１）の粉面の推移によって把握することができる。
【０１７８】
上述した一連の操作を２４時間稼働で２週間連続で行い、サンプリングは比較吸水性樹脂（１）の生産量２ｔごとに実施した。分析点数ｎとして計３３６点のサンプルを得た。該サンプル全数について、その物性値を測定し、得られた物性値の平均値と標準偏差を算出した。結果を表１に示す。
【０１７９】
［実施例２］
本発明に係る吸水性樹脂の製造装置として、重合、ゲル粉砕、後中和、乾燥、粉砕、分級、表面架橋及び整粒の各操作が行われる装置を含む、製造装置を用意した。なお、該製造装置は、上記の各装置がこの順序で配置されており、各装置間は輸送装置によって連結されている。また、該表面架橋を行う装置には、表面架橋剤との混合、熱処理及び冷却の各操作を行う装置が含まれている。該製造装置を用いて、本発明の吸水性樹脂を２０００ｋｇ／ｈｒで連続的に製造した。
【０１８０】
上記重合を行う重合反応装置として、内壁がグラスライニング鋼であるタンク式重合反応装置を２基用意した。なお、これら２基のタンク式重合反応装置は、同じ仕様であり、同じ性能を有している。また、本明細書では、便宜上、一方のタンク式重合反応装置を重合タンク（ａ）、他方を重合タンク（ｂ）と称する。
【０１８１】
先ず、重合タンク（ａ）に、アクリル酸１２３重量部、内部架橋剤としてＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド０．４５重量部及び脱イオン水３６１重量部を投入し、攪拌、混合することで、単量体水溶液（ａ１）とした。なお、重合タンク（ａ）内を１５℃に保った。
【０１８２】
次いで、窒素ガスを吹き込み、溶存酸素量を１ｐｐｍ以下まで低減した後、密閉下、重合開始剤として１重量％の過酸化水素水溶液１．５重量部、２重量％のＬ−アスコルビン酸水溶液１．８重量部、及び２重量％の２，２’−アゾビスアミジノプロパンジハイドロクロライド水溶液４．２重量部を、それぞれ別々の配管を用いて重合タンク（ａ）内に添加し、混合して重合反応を開始した。
【０１８３】
上記重合反応は、系内温度が最高到達温度として７４℃に達した後、６０℃となるように加熱しながら２時間、重合反応を継続することにより、含水ゲル（ａ１）を得た。なお、上記重合タンク（ａ）内での滞留時間（原材料の投入開始時から含水ゲルの排出完了時までの時間）は１８０分間であった。
【０１８４】
続いて、上記含水ゲル（ａ１）は、重合タンク（ａ）から排出し、次工程であるゲル粉砕装置に移送した。なお、含水ゲル（ａ１）の重合反応装置（重合タンク（ａ））からの排出開始時から乾燥装置への供給完了時までの時間で規定されるゲル滞留時間は９０分間であった。
【０１８５】
一方、重合タンク（ｂ）での重合は、上記重合タンク（ａ）と同じ条件で行い、重合タンク（ａ）からの含水ゲル（ａ１）の排出と同時に開始した。つまり、一方の重合タンクで含水ゲルを排出している間に、他方の重合タンクで重合を行うようにした。該操作によって、含水ゲルが連続的に排出された。
【０１８６】
続いて、上記含水ゲル（ａ１）をゲル粉砕装置（ミンチ機）に供給して細断しながら、３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液１６４重量部を添加して、混合、中和（中和率７２モル％）した。得られた中和ゲル（ａ１）を更にミンチ機で細断しながら、還元剤として１重量％の亜硫酸水素ナトリウム水溶液１２重量部を添加し、均一に混合し、細断ゲル（ａ１）を得た。
【０１８７】
上記操作を繰り返して、重合タンク１基あたり１００バッチの重合反応、ゲル粉砕及び後中和を行い、細断ゲル（ａ１）〜細断ゲル（ａ１００）及び細断ゲル（ｂ１）〜細断ゲル（ｂ１００）を得た。
【０１８８】
下記の乾燥工程以降は、上記操作で得られた細断ゲル（ａ１）〜細断ゲル（ｂ１００）を、順次、処理した。具体的には、細断ゲル（ａ１）、細断ゲル（ｂ１）、細断ゲル（ａ２）、細断ゲル（ｂ２）・・・細断ゲル（ａ１００）、細断ゲル（ｂ１００）のように、上記操作で生成した細断ゲルを交互に処理した。
【０１８９】
なお、以下、「細断ゲル」及び「吸水樹脂粉末」等の後ろに記載した括弧内の数字は、実施例２で得られたことを表す。つまり、例えば「細断ゲル（ａ１）〜（ｂ１００）」はすべて実施例２で得られるものであるため、「細断ゲル（２）」と表記する。
【０１９０】
上記操作で得られた細断ゲル（２）は、ゲルフィーダーによって通気バンド型連続乾燥装置の多孔板上に厚みが５０ｍｍとなるように供給された後、温度１５０℃の熱風を風速２ｍ／ｓで３０分間通気することで、乾燥した。該操作によって、乾燥装置出口においてブロック状の乾燥重合体（２）を得た。
【０１９１】
続いて、上記ブロック状の乾燥重合体（２）全量を３段ロールミル（ロールギャップ；上から順に１．０ｍｍ／０．６５ｍｍ／０．４２ｍｍ）に連続的に供給して、粉砕した。なお、該粉砕装置（３段ロールミル）に供給された乾燥重合体（２）は、その温度が約６０℃であった。また、該粉砕装置での減圧度を０．２９ｋＰａに調整した。該操作によって、粉砕重合体（２）を得た。
【０１９２】
続いて、上記粉砕重合体（２）全量を分級装置（目開き；上から順に７１０μｍ／１５０μｍ）に連続的に供給して、分級した。なお、該分級装置に供給された粉砕重合体（２）は、その温度が約６０℃であった。また、該分級装置が据え付けらている架台の接地抵抗値は５Ωであった。該操作によって、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末（２）を得た。
【０１９３】
次に、上記吸水性樹脂粉末（２）１００重量部に対して、１０重量％のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液及び３０重量％のメタノール水溶液を含む、表面架橋剤溶液４．５重量部を用意した。
【０１９４】
続いて、上記吸水性樹脂粉末（２）を５０℃に保ちながら高速混合機（タービュライザー／１０００ｒｐｍ）に連続的に２０００ｋｇ／ｈｒで供給した後、上記表面架橋剤溶液を２流体式スプレーを用いて噴霧し、均一に混合した。その後、パドルドライヤーに移送し、１４０℃で３０分間、加熱処理することで、吸水性樹脂粒子（２）を得た。
【０１９５】
上記加熱処理後、上記パドルドライヤーと同じ仕様のパドルドライヤーを用いて、吸水性樹脂粒子（２）の粉温が６０℃となるまで強制的に冷却を行った。
【０１９６】
続いて、目開き７１０μｍのＪＩＳ標準篩を有する分級装置を用いて、上記吸水性樹脂粒子（２）全量が通過するまで解砕した。その後、上記吸水性樹脂粉末（２）１００重量部に対して、シリカ（商品名；アエロジル２００ＣＦ−５／日本アエロジル株式会社）０．３重量部を添加することで、吸水性樹脂（２）を得た。
【０１９７】
上述した一連の操作を２４時間稼働で２週間連続で行い、サンプリングは吸水性樹脂（２）の生産量２ｔごとに実施した。分析点数ｎとして計３３６点のサンプルを得た。該サンプル全数について、その物性値を測定し、得られた物性値の平均値と標準偏差を算出した。結果を表１に示す。
【０１９８】
［比較例２］
上記実施例２で使用した重合タンク（ａ）及び重合タンク（ｂ）と同一形状で容量が２倍である重合タンク（ｃ）１基を用いて重合し、該重合反応で得られた比較含水ゲルを一時的に貯蔵する中間タンクを重合工程と乾燥工程との間に設けた以外は、実施例２と同様の操作を行って、比較吸水性樹脂（２）を得た。
【０１９９】
比較例２でのゲル滞留時間は２４０分間であり、乾燥工程に供給される比較含水ゲル（２）に若干の着色が見られた。
【０２００】
なお、比較例２では、重合工程と乾燥工程との間に中間タンクを設けたが、該中間タンクでの貯蔵時間は本発明のゲル滞留時間に含むものとする。なお、中間タンクでの貯蔵時間は、比較含水ゲル（２）の粉面の推移によって把握することができる。
【０２０１】
上述した一連の操作を２４時間稼働で２週間連続で行い、サンプリングは比較吸水性樹脂（２）の生産量２ｔごとに実施した。分析点数ｎとして計３３６点のサンプルを得た。該サンプル全数について、その物性値を測定し、得られた物性値の平均値と標準偏差を算出した。結果を表１に示す。
【０２０２】
【表１】
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【０２０３】
（まとめ）
表１に示したように、実施例のＣＲＣ、ＡＡＰ、ＷＢの測定値は、比較例に対して、平均値が大きくなり吸水性樹脂の性能が向上することが明らかとなった。更に、これらの物性値の標準偏差は、比較例に対して小さくなり、物性値の振れが低減した。
【０２０４】
つまり、吸水性樹脂の大規模生産において、安定して高物性が得られるバッチ式の重合反応装置を複数準備し、これらを交互に稼働させて重合反応を行い、得られた含水ゲルを生産順に連続的に乾燥、粉砕、分級、表面架橋等の後処理を行うことによって、高品質の吸水性樹脂を安定的に生産することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明に係るポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂の製造方法は、吸水性樹脂の生産、特に大量生産に適用することができる。また、本発明によって得られるポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂は、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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