(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉を含水ゲル状架橋重合体に混合する水膨潤性の吸水性樹脂の製造方法において、
多孔板を有する押出口を備えているスクリュウ式押出機を用い、
このスクリュウ式押出機内で、アクリル酸（塩）系単量体を主成分として含む単量体を水溶液重合することによって得られる、その温度が４０℃〜１００℃の範囲内の含水ゲル状架橋重合体と、全体の９０重量％以上が、吸水性樹脂の製造過程で得られる１５０μｍ未満の大きさを有する吸水性樹脂である微粉とを混練しながら押出口付近の圧縮力を高めることによって得られる、含水ゲル状架橋重合体および微粉の混合物を押出口から押し出すことを特徴とする吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２】
上記多孔板として、０．８ｍｍ〜２８ｍｍの範囲内にある複数の孔が形成され、かつ該複数の孔の開口率が２０％〜５５％の範囲内に設定されているものを用いることを特徴とする請求項１に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項３】
上記微粉の含水ゲル状架橋重合体への混合比は、含水ゲル状架橋重合体の固形分に対して５０重量％以下となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項４】
上記方法により得られる吸水性樹脂をさらに表面架橋することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項５】
上記含水ゲルの含水率が、１０重量％〜８０重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項６】
上記含水ゲルが、内部に気泡を含有していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１項に記載の製造方法により製造されることを特徴とする吸水性樹脂。
【請求項８】
請求項７記載の吸水性樹脂を含むことを特徴とするおむつ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水ゲル状重合体に微粉を混合する吸水性樹脂の製造方法に関するものであり、特に、吸水性樹脂の製造過程において発生する微粉を、吸水性樹脂の原料となる含水ゲル状重合体に混合することによって、該微粉を再利用する吸水性樹脂およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶液重合することにより、吸水性重合体として、含水ゲル状重合体（以下、単に含水ゲルとする）が得られることはよく知られている。この含水ゲルは、半固体状で弾性に富むゲル状物として得られるもので、これを乾燥して粉末状態とすることにより吸水性樹脂、すなわち吸水剤として使用する。
【０００３】
上記含水ゲルは、塊状あるいは含水ゲル粒子の凝集体として得られる。この塊状または凝集体の含水ゲルはニーダーやミートチョッパーなどの粉砕機を用いて粉砕する。得られた粒子状含水ゲル（粉砕ゲル）は、乾燥した後、さらに粉砕機で所定範囲の大きさ（粒径）の粒子となるように粉砕される。その結果、粒子状の吸水性樹脂が得られる。
【０００４】
ここで、粉砕ゲルの乾燥後の粉砕工程では、所定範囲の大きさの粒子以外に、所定範囲よりも小さい粒子、すなわち微粉が発生する。この微粉が吸水性樹脂に含まれると、吸水性樹脂を取り扱う際に粉立ちなどが発生して衛生上好ましくないとともに、吸水性樹脂の加圧下吸収倍率が低下したり通液性が低下するなど物性の低下も招来するため好ましくない。ところがこの微粉を取り除くと、吸水性樹脂の製造における歩留りを低下させ、さらに微粉の廃棄コストも必要となり、大幅なコストアップになる。そこで、従来より、この微粉を再利用する技術が種々提案されている。
【０００５】
たとえば、▲１▼特開平３−１５２１０４号公報には、乾燥した微粉に水を噴霧して該微粉を水和させて水和物としてから、含水ゲルを剪断応力で混練して押し出す技術が開示されている。また、▲２▼特開平４−４１５３２号公報には、微粉を十分に湿潤させて非晶質のゲルを形成させた後に、重合後の含水ゲルと組み合わせる技術が開示されている。また、▲３▼特開平５−４３６１０号公報には、微粉と重合途中の含水ゲルとを混合して、該含水ゲルの重合率を混合時以上に高める技術が開示されている。さらに▲４▼特開平４−２２７９３４号公報には、重合ゲル中にに微粉の分散系を形成した後、水を加えて混合し、実質的に均一な混合物を形成する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記▲１▼および▲２▼の技術では、微粉に水を加えて含水ゲルに戻してから重合後の含水ゲルに添加しているために、製造工程が繁雑かつ困難である。また、微粉を一度水で戻してから重合後の含水ゲルに添加して、さらに乾燥させてから吸水性樹脂としている点で経済的に不利でもある。さらに、このとき、上記微粉は一度水で膨潤されて再乾燥されていることになる。そのため、最終的に得られる吸水性樹脂において、元は微粉である部位が含水ゲル状態でさらに加熱されることにより性能の低下をまねく。その結果、吸水性樹脂全体の吸水特性が低下することになる。
【０００７】
一方、上記▲３▼の技術では、ニーダーなどにより混合しながら重合反応途中の含水ゲルに乾燥した微粉をそのまま添加している。そのため、上記各技術のように、吸水性樹脂の物性を低下させる可能性は小さくなるが、実施例での重合反応がバッチであるため、製造過程を連続的に進行させることが困難となっている。それゆえ、吸水性樹脂の製造効率が低下する上に、微粉の再利用効率も低下するという問題点を招来している。
【０００８】
そして、▲４▼の技術では、微粉と水の添加方法に違いはあるものの、実質的に上記▲１▼および▲２▼の技術と同様の問題点を有している。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸水性樹脂の製造過程で生ずる微粉を効率的に再利用するとともに、微粉の再利用により得られる吸水性樹脂の物性を低下させない製造効率に優れた吸水性樹脂の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、水溶性エチレン性不飽和モノマーを好ましくは架橋剤の存在下で重合させて含水ゲルを得た後、該含水ゲルに微粉を加えて、圧縮力をかけながら混合して押し出すことによって、微粉を十分に含水ゲルに混合することが可能になり、高品質な吸水性樹脂を連続的に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法は、上記の課題を解決するために、微粉を含水ゲル状重合体に混合する吸水性樹脂の製造方法において、多孔板を有する押出口を備えているスクリュウ式押出機を用い、このスクリュウ式押出機内で含水ゲル状重合体と微粉とを混練しながら押出口付近の圧縮力を高めることによって得られる、含水ゲル状重合体および微粉の混合物を押出口から好ましくは連続して押し出すことを特徴としている。
【００１２】
このとき、上記微粉としては、吸水性樹脂の製造過程で得られる、所定範囲未満の大きさ（粒径）を有する吸水性樹脂の微粉が好適に用いられる。上記の所定範囲としては、微粉の大きさが２１２μｍ未満であることがより好ましく、１５０μｍ未満であることがさらに好ましい。さらに、所定範囲未満の大きさを有する吸水性樹脂の割合は、微粉全体の９０重量％以上であることが、特に好ましい。また、上記多孔板としては、０．８ｍｍ〜２８ｍｍの範囲内、好ましくは５ｍｍ〜２４ｍｍの範囲内にある複数の孔が形成され、かつ該複数の孔の開口率が２０％〜５５％の範囲内、特に２５％〜３５％の範囲内に設定されているものを用いることが好ましい。また、上記微粉の含水ゲル状重合体への混合比は、含水ゲル状重合体の固形分に対して５０重量％以下となっていることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、５重量％〜２０重量％であることが特に好ましい。さらに、上記方法により得られる吸水性樹脂をさらに表面架橋することが好ましい。また、上記含水ゲルの含水率が１０重量％〜８０重量％の範囲内であることが好ましく、上記含水ゲルが内部に気泡を含有していることが好ましい。
【００１３】
上記方法によれば、押出口近傍において、含水ゲルおよび微粉は圧縮されながら混合される。そのため、通常では混合しにくい微粉が含水ゲルに十分に混合される。しかも、含水ゲルと微粉とは混合されながら連続して押し出されるので、含水ゲル表面に微粉がより均一かつ強固に付着されることになる。なお、本発明における「連続」には、終始連続のみならず、一定の時間を隔てて起きる間欠的な連続も含まれる。
【００１４】
その結果、含水ゲルに微粉を確実かつ十分に混合することが可能になり、得られる吸水性樹脂の特性を向上させることが可能になる。加えて、細粒化後の含水ゲルを乾燥・粉砕した場合に、微粉の再発生量を低減することもできる。特に、上記微粉として吸水性樹脂の微粉を用いると、この微粉をより確実に再利用することが可能になり、吸水性樹脂製造の歩留りを向上させることができる。また、微粉を一旦水で膨潤させるなど、最終的に得られる吸水性樹脂の物性の低下を招来するような操作を実施する必要がないので、高品質の吸水性樹脂を得ることができる。
【００１５】
さらに、上記方法によれば、含水ゲルは微粉と混合されながら連続的に細粒化される。そのため、微粉の再利用および吸水性樹脂の製造を効率的に実施することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法は、水溶性エチレン性不飽和モノマーを重合させて得られた含水ゲル状重合体に微粉を加えて、さらに含水ゲル状重合体に圧縮力をかけながら混合して押し出すものである。なお、本発明において、「吸水性樹脂」とは、自重の１０倍以上、より好ましくは２０〜２０００倍、さらに好ましくは５０〜１０００倍の水（イオン交換水）を吸収し、水不溶性（水溶成分が５０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下）のヒドロゲルを形成する水膨潤性の架橋体のことを示す。
【００１７】
本発明において用いられる上記含水ゲル状重合体（以下、単に含水ゲルとする）は、エチレン性不飽和単量体を水溶液重合することによって得られるものであり、必要に応じて微量の架橋剤を重合前もしくは重合後に加えることにより、アニオン性、カチオン性またはノニオン性の架橋体として得られるものである。また、エチレン性不飽和単量体の代わりに、エチレンオキサイドやエチレンイミンを単量体として用い、該単量体を開環重合させ、その後に、必要により架橋を行うことにより含水ゲルを得てもよい。
【００１８】
また、本発明において、含水ゲルは、乾燥ないし未乾燥の重合体に水を添加することにより得てもよいが、通常、好ましくは、以下の単量体の重合によって得られる。
【００１９】
上記含水ゲルの原料として用いられるエチレン性不飽和単量体は、水溶性を有する単量体であり、具体的には、たとえば、（メタ）アクリル酸、β−アクリロイルオキシプロピオン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、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、アリルスルホン酸、ビニルホスホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルリン酸、（メタ）アクリロキシアルカンスルホン酸などの酸基含有単量体、およびこれらのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルキルアミン塩；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）アクリルアミドなどのジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類およびこれらの四級化物（たとえば、アルキルハイドライドとの反応物、ジアルキル硫酸との反応物など）；ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート類およびこれら四級化物；Ｎ−アルキルビニルピリジニウムハライド；ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、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ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド；メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートなどのアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート；ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−アクリロイルピペリジン；Ｎ−ビニルアセトアミド；などが挙げられる。これらエチレン性不飽和単量体は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合してもよい。
【００２０】
上記例示のエチレン性不飽和単量体のうち、アクリル酸（塩）系単量体を主成分として含む単量体を用いると、得られる含水ゲルの吸水特性や安全性がより一層向上するので好ましい。ここで、アクリル酸（塩）系単量体とは、アクリル酸、および／またはアクリル酸の水溶性塩類を示す。
【００２１】
また、アクリル酸の水溶性塩類とは、中和率が３０モル％〜１００モル％の範囲内、好ましくは５０モル％〜９９モル％の範囲内であるアクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、ヒドロキシアンモニウム塩、アミン塩、アルキルアミン塩を示す。上記例示の水溶性塩類のうち、リチウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩がより好ましく、ナトリウム塩が特に好ましい。
【００２２】
なお、未中和ないし部分中和のアクリル酸（塩）系単量体、例えば中和率３０モル％未満の単量体を重合した後、得られた含水ゲルに対して所定の中和率となるように中和剤を加えることにより、中和率が３０モル％以上の含水ゲルを得ることもできる。前記の中和剤としては、炭酸（水素）塩やアルカリ金属塩などが挙げられる。これらの中和剤は、単独で用いてもよく、また二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
【００２３】
上記のアクリル酸（塩）系単量体は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。なお、吸水性樹脂の平均分子量（重合度）は、特に限定されるものではない。
【００２４】
上記エチレン性不飽和単量体を主成分として含む単量体組成物を、架橋剤の存在下で重合させることによって、単なる含水ゲル状重合体ではなく、含水ゲル状架橋重合体を得ることができる。それゆえ、上記単量体組成物は、得られる含水ゲル状架橋重合体の親水性を阻害しない程度に、上記エチレン性不飽和単量体と共重合可能な他の単量体（共重合性モノマー）を含んでいてもよい。なお、以下の説明では、含水ゲル状重合体だけでなく、含水ゲル状架橋重合体も単に含水ゲルとする。
【００２５】
上記の共重合性モノマーとしては、具体的には、たとえば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの疎水性単量体；などが挙げられる。これら共重合性モノマーは、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
【００２６】
また、上記単量体成分を重合させる際に用いられる架橋剤としては、たとえば、分子内にビニル基を複数有する化合物；分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基を複数含有する化合物；分子内にビニル基と、カルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基とを複数含有する化合物；などが挙げられる。これら架橋剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００２７】
分子内にビニル基を複数含有する化合物としては、具体的には、たとえば、Ｎ，Ｎ−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（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、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルアミド、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、トリアリルアミン、ジアリルオキシ酢酸、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアクリルアミド、ビス（Ｎ−ビニルカルボン酸アミド）、テトラアリロキシエタンなどが挙げられる。
【００２８】
分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基を複数有する化合物としては、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、（ポリ）グリセリン、２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサノール、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、オキシエチレンオキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール化合物；（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドールなどのエポキシ化合物；エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリアミドポリアミン、ポリエチレンイミンなどの多価アミン化合物、並びに、それら多価アミンとハロエポキシ化合物との縮合物；２，４−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの多価イソシアネート化合物；１，２−エチレンビスオキサゾリンなどの多価オキサゾリン化合物；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤；１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオキソパン−２−オンなどのアルキレンカーボネート化合物；エピクロロヒドリンなどのハロエポキシ化合物；亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジルコニウムなどの水酸化物あるいは塩化物などが挙げられる。これら分子内に複数の官能基を有する化合物は、後述する表面架橋の際に、架橋剤として用いることもできる。
【００２９】
上記の架橋剤の使用量としては、特に限定されるものではないが、上記単量体成分または重合体を架橋する場合はその重合前の単量体成分に対して、０．０００１モル％〜１０モル％の範囲内であることが好ましく、０．００１モル％〜１モル％の範囲内であることがより好ましく、０．００５モル％〜０．５モル％の範囲内であることがさらに好ましく、０．０１モル％〜０．２モル％の範囲内であることが最も好ましい。すなわち、架橋剤の使用量の下限値は、上記単量体成分に対して、０．０００１モル％であることが好ましく、０．００１モル％であることがより好ましく，０．００５モル％であることがさらに好ましく、０．０１モル％であることが最も好ましい。架橋剤の使用量の上限値は、上記単量体成分に対して、１０モル％であることが好ましく、１モル％であることがより好ましく，０．５モル％であることがさらに好ましく、０．２モル％であることが最も好ましい。
【００３０】
本発明において、上記の単量体成分を重合する方法としては、特に限定されるものではなく、バルク重合、沈殿重合、水溶液重合または逆相懸濁重合などの従来公知の種々の重合方法を採用することができる。その中でも、得られる吸水性樹脂の吸水特性を向上させるとともに、重合の制御の容易さから、逆相懸濁重合や水溶液重合、特に上記の単量体成分を水溶液とした水溶液重合が好ましい。水溶液重合を行う方法としては、例えば、型枠の中で行う注型重合、ベルトコンベアー上で重合する方法、撹拌羽根を有するニーダー等の中で重合する方法が挙げられる。
【００３１】
上記重合反応中は、単量体成分を撹拌することなく、静置して重合させることが好ましい。さらに、上記のエチレン性不飽和単量体を水溶液重合させる際には、連続式重合、または回分重合の何れかの方式を採用してもよく、また、常圧、減圧、加圧の何れの圧力下で実施してもよい。なお、重合反応は、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの不活性ガスの気流下で行うことが好ましい。
【００３２】
上記重合反応における重合開始時には、たとえば、重合開始剤、あるいは放射線や電子線、紫外線、電磁線などの活性化エネルギー線などを用いることができる。上記重合開始剤としては、具体的には、たとえば、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などの無機化合物；ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物；などの熱分解性ラジカル重合開始剤、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−メチレンイソブチルアミジン）またはその塩、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）またはその塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）またはその塩、４，４’−アゾビス−４−シアノ吉草酸などのアゾ化合物；ベンゾイン、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジルなど、およびこれらの誘導体、アシルフォスフィンオキサイド系化合物；などの光ラジカル重合開始剤が挙げられる。なお、アゾ化合物は、光ラジカル重合開始剤として用いられるのみではなく、熱分解性ラジカル重合開始剤としても用いられる。
【００３３】
これら重合開始剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。また、重合開始剤として過酸化物を用いる場合には、たとえば、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、Ｌ−アスコルビン酸（塩）などの還元剤を併用して酸化還元（レドックス）重合を行ってもよい。これら重合開始剤の使用量は、必要に応じて適宜決めることができるが、通常は、単量体成分に対して０．００１モル％〜２モル％の範囲内とするのがより好ましく、０．００５モル％〜０．５モル％の範囲内とするのがさらに好ましい。すなわち、重合開始剤の使用量の下限値は、単量体成分に対して０．００１モル％とするのがより好ましく、０．００５モル％とするのがさらに好ましい。重合開始剤の使用量の上限値は、単量体成分に対して２モル％とするのがより好ましく、０．５モル％とするのがさらに好ましい。重合開始剤の使用量が、単量体成分に対して０．００１モル％よりも少ないと誘導期間が長くなったり、残存モノマーが増加したりする恐れがある。一方、単量体成分に対して２モル％よりも多くなると、重合体の低分子量化および過剰ラジカルによる自己架橋や分解が増加し、吸水性樹脂の吸水特性が低下する恐れがある。
【００３４】
本発明において、上記単量体成分を重合して得られる含水ゲルは、内部に気泡を含有していると、得られる吸水性樹脂の吸水性能を向上させることができるので特に好ましい。内部に気泡を含有する含水ゲルは、上記単量体成分を、気泡を含有するように架橋剤の存在下で重合させることによって容易に得ることができる。このような重合方法としては、アゾ系開始剤の存在下での重合方法；発泡剤として炭酸塩（特開平５−２３７３７８号公報、特開平７−１８５３３１号公報）を用いての重合方法；ペンタンやトリフルオロエタンなどの水に不溶な発泡剤をモノマー中に分散させての重合方法（米国特許第５３２８９３５号公報、米国特許第５３３８７６６号公報）；固体微粒子状発泡剤を用いての重合法（国際公開ＷＯ９６／１７８８４号公報）；界面活性剤の存在下に、不活性気体を分散させながら重合する方法；など、従来公知の種々の方法を採用することができる。
【００３５】
上記単量体成分を架橋剤の存在下で重合させる際には、溶媒として水を用いることが好ましい。つまり、上記単量体成分および架橋剤を水溶液とすることが好ましい。これは、得られる吸水性樹脂の吸水特性を向上させるとともに、発泡剤による発泡を効率的に行うためである。
【００３６】
上記水溶液（以下、単量体水溶液とする）中の単量体成分の濃度は、発泡させる場合も発泡させない場合も、２０重量％〜６０重量％の範囲内がより好ましく、２５重量％〜５０重量％の範囲内とすることがさらに好ましい。単量体成分の濃度が２０重量％未満の場合には、得られる吸水性樹脂の水可溶性成分量が増加する恐れがあるとともに、発泡剤による発泡が不十分となり、吸水速度を向上させることができなくなる恐れがある。一方、単量体成分の濃度が６０重量％を越える場合には、反応温度並びに発泡剤による発泡を制御することが困難となる恐れがある。
【００３７】
また、単量体水溶液の溶媒として、水と、水に可溶な有機溶媒とを併用することもできる。該有機溶媒としては、具体的には、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、アセトン、ジメチルスルホキシド、エチレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。これら有機溶媒は、単独で用いてもよく、また、２種類以上を併用してもよい。
【００３８】
上記単量体水溶液に加えられる発泡剤は、該単量体水溶液に分散あるいは溶解するものを使用することができる。該発泡剤としては、具体的には、たとえば、ｎ−ペンタン、２−メチルプロパン、２，２−ジメチルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、置換されたベンゼン、クロロメタン、クロロフルオロメタン、１，１，２−トリクロロトリフルオロエタン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルなどの上記単量体水溶液に分散あるいは溶解する揮発性の有機化合物；重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの炭酸塩；亜硝酸アンモニウム；ドライアイス；アミノ基含有アゾ化合物のアクリル酸塩などが挙げられる。上記発泡剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００３９】
単量体に対する発泡剤の使用量は、単量体および発泡剤の組み合わせなどに応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。しかしながら、単量体１００重量部に対して０．００１重量部〜１０重量部の範囲内であることがより好ましい。発泡剤の使用量が上記の範囲から外れると、得られる吸水性樹脂の吸水特性が不十分となる恐れがある。
【００４０】
上記のようにして得られた含水ゲルの含水率は、一般に１０重量％〜８０重量％の範囲であり、好ましくは２０重量％〜７５重量％の範囲である。含水率が１０重量％未満では、含水ゲルの粉砕が困難となったり、気泡を含有する含水ゲルの場合、気泡が潰れてしまうことがある。また、含水率が８０重量％よりも高くなると、粉砕後の乾燥に時間を要しすぎることになる。
【００４１】
また、上記含水ゲルの重合率は、７０モル％以上であることが好ましく、９０モル％以上であることがより好ましく、９５モル％以上であることがさらに好ましい。その後、乾燥工程などで、さらに重合率を高める（好ましくは９９モル％以上、さらに好ましくは９９．９モル％以上）ことが最も好ましい。
【００４２】
また、上記含水ゲルは固形分が２０重量％〜６０重量％の範囲内であることが好ましく、２５重量％〜５０重量％の範囲内であることがより好ましい。含水ゲルの固形分が上記の範囲から外れると、良好な乾燥ができなくなり好ましくない。
【００４３】
上記含水ゲルは、水溶液重合などの場合は、通常、所定の大きさに細粒化されて粒子状の含水ゲル（以下、細粒化含水ゲルとする）にする（細粒化工程）。その後、細粒化含水ゲルは、乾燥、粉砕、および分級されることによって吸水性樹脂となる。ここで、上記含水ゲルの細粒化は、均一かつ練られないように実施されることが望ましい。これは、得られる吸水性樹脂の物性の低下を避けるためである。
【００４４】
本実施の形態における吸水性樹脂の製造方法では、上記細粒化手段としてスクリュウ式押出機を用いる。スクリュウ式押出機は、円筒内にて回転するスクリュウを有するものであれば、１軸または多軸の何れでもよい。このスクリュウ式押出機の具体的な構成、これを用いた微粉の再利用方法および含水ゲルの細粒化方法などについては後述する。
【００４５】
なお、上記細粒化工程の前に、重合時または重合後の含水ゲル、好ましくは重合後の含水ゲルを粗く砕く（粗砕する）粗砕工程を実施することが好ましい。含水ゲルを粗砕することによって、含水ゲルを供給し易くなるとともに細粒化手段に充填し易くなり、細粒化工程をより円滑に実施することが可能となる。上記粗砕工程に用いられる粗砕手段としては、含水ゲルを練らないように粗く砕くことができるものが好ましく、たとえばギロチンカッターやニーダーなどを挙げることができる。
【００４６】
粗砕工程で得られる含水ゲルの粗砕生成物の大きさや形状は、用いられる重合方法によっても異なるので、細粒化手段に充填できる程度の大きさや形状であれば特に限定されるものではない。しかし、一般に、含水ゲルの粗砕生成物の大きさや形状は、その長い部分の一辺の長さが、５ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内であることが好ましく、１０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内であることがより好ましく、３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。上記の一辺の長さが５ｍｍ未満であれば、細粒化手段で粉砕する意味が少なくなる。一方、上記の一辺の長さが５００ｍｍを超えれば、含水ゲルを細粒化手段に充填する際に大きな隙間ができ易くなり、粉砕効率を低下させる恐れがある。
【００４７】
上記細粒化工程により得られる細粒化含水ゲルは、通常、好ましくは、その後乾燥される（乾燥工程）。このときの乾燥方法については特に限定されるものではなく、たとえば、バンド乾燥機、撹拌乾燥機、流動層乾燥機などを用いるような従来からの乾燥方法を好適に用い、好ましくは８０〜２３０℃の範囲内で、さらに好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲内で乾燥することができる。通常、含水ゲルの乾燥後の含水率が、１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下となるよう乾燥温度、乾燥時間等の条件が選択される。
【００４８】
乾燥工程後に得られる実質乾燥状態にある細粒化含水ゲルは所定範囲内の大きさの粒子を得るために粉砕される（粉砕工程）。このときの粉砕方法についても限定されるものではなく、ロールミルなどを用いた従来からの粉砕方法を好適に用いることができる。
【００４９】
粉砕工程で得られる粉砕生成物は分級される（分級工程）。これによって所定範囲内の大きさの粒子のみを選別し、これを吸水性樹脂とする。このときの分級方法についても特に限定されるものではなく、たとえば、ふるいを用いたふるい分けなどが好適に用いられる。たとえば、粉砕生成物の大きさの範囲を２１２μｍ〜８５０μｍとした場合には、先に８５０μｍのふるい目の開きを有するふるいで粉砕生成物をふるい分けた後、該ふるいをパスした粉砕生成物を２１２μｍのふるい目の開きを有するふるいでふるい分ける。この２１２μｍのふるい上に残存する粉砕生成物が所望の範囲内の吸水性樹脂となる。
【００５０】
上記分級工程の後に得られる、吸水性樹脂の粒径は、好ましくは１５０μｍ〜８５０μｍの範囲内であり、より好ましくは２１２μｍ〜８５０μｍの範囲内である。大きさが１５０μｍ未満の微粉、あるいは８５０μｍ超の大きな粒子は、十分な吸水特性を発揮できないなどの問題点を招来するため好ましくない。なお、分級効率は通常１００％未満であるため、微粉（例えば１５０μｍの目の開きを有するふるいの通過物）を１００％除去することは困難である。よって、本発明において、粒径が一定の範囲内であるとは、該範囲内の粒径の粒子が全粒子の大部分を占めることを意味する。たとえば、吸水性樹脂の粒径が１５０μｍ〜８５０μｍの範囲内とは、吸水性樹脂の大部分が、粒径１５０μｍ〜８５０μｍの粒子であることをいう。粒径が一定の範囲内の粒子は、全粒子の９０重量％以上を占めることがより好ましく、９５重量％以上を占めることがさらに好ましく、９８重量％以上を占めることが最も好ましい。
【００５１】
ここで、大きさが８５０μｍを超えている大きな粒子は、再度粉砕工程を繰り返すことによって所定範囲内の大きさの粒子とすることが可能である。しかしながら、１５０μｍ未満（または２１２μｍ未満）の微粉は吸水性樹脂として用いると、その物性や取扱性が低下してしまう。具体的には、作業時に発塵し易く、作業環境の悪化や目詰まりを引き起こしたり、吸水時に、ダマ（ママコ）を生成し易く、液の拡散を阻害してしまう。一方、この微粉をそのまま廃棄すれば、廃棄のためのコストや手間が別途必要な上、吸水性樹脂製造における歩留りが低下する。そこで、この吸水性樹脂の微粉は回収して再利用することが非常に好ましい。
【００５２】
上記微粉の再利用方法としては、具体的には、細粒化前の含水ゲルに微粉を添加して混合する手法が用いられる。ところが、乾燥した微粉をそのまま含水ゲルに添加して混合すると、微粉がこなれないで微粉同士が凝集して粒子状となるダマ（ママコ）になってしまい、含水ゲルに十分分散されないため、再利用が困難である。そこで、微粉を一旦水で膨潤させて細粒化前の含水ゲルに添加すると、微粉は含水ゲルに十分混合され得る。しかしながら、一度乾燥させた含水ゲル（微粉）を再びゲルに戻してから乾燥させるため、その際の再加熱による劣化に起因すると思われる、微粉部分の吸水倍率の低下や可溶分量の増加といった吸水特性が低下し、結果として吸水性樹脂そのものの物性を低下させる。すなわち、最終的に得られる吸水性樹脂の物性が低下する。したがって、上記吸水性樹脂の微粉は乾燥したままで細粒化前の含水ゲルに加えられることが非常に好ましい。
【００５３】
本発明で用いることのできる微粉としては、上述したように、吸水性樹脂の製造過程、たとえば上記分級工程で分級される微粉、後述する熱処理工程や吸水性樹脂の輸送工程で発生する微粉、粉砕工程でバグフィルターに補修される微粉などが挙げられる。また、別の製造ラインや工場で発生する吸水性樹脂の微粉を用いることもできる。微粉は乾燥状態でも湿潤状態でもよいが、微粉の含水率は１５重量％以下であることが好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。そして、逆相懸濁重合やゲル粉砕で発生した微小ゲルを微粉として用いてもよい。
【００５４】
さらに、本発明では、上記吸水性樹脂の微粉のみならず、吸水性樹脂の流動性、吸水特性、抗菌性、消臭性、耐尿性、耐光性などといった吸水性樹脂の望まれる諸特性を向上させるために、各種の水溶性ないし水不溶性の有機物や無機物の微粉を添加することができる。前記微粉の平均粒径は、１５０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、１μｍ以下であることが最も好ましい。このような微粉としては、例えば、シリカ、酸化チタン、セメント、粘土、タルク、抗菌剤、消臭剤、イオン交換樹脂、キレート剤、ワックス、界面活性剤、水溶性無機塩（アルカリ金属塩）、ポリエチレン、ポリプロピレン、綿、麻、デンプンやその他多糖類などの微粉が挙げられる。そして、これら微粉の添加量は、含水ゲルの固形分に対して５０重量％以下の範囲内で適宜決定される。
【００５５】
また、本発明では、上記各種微粉に加えて、その他の添加剤を含水ゲルに加えることもできる。添加剤としては、水、有機溶剤、重合開始剤、単量体、架橋剤、界面活性剤、消臭剤、抗菌剤などが挙げられる。上記吸水性樹脂の微粉を含水ゲルに添加し、さらに、水もしくは水溶液（以下、単に水溶液と記す）を添加する場合は、前述の理由により水溶液の添加量は少量である事が望ましい。上記微粉１重量部に対する前記水溶液の割合は、４重量部以下であることが好ましく、１重量部以下であることがより好ましく、０．１重量部以下であることがさらに好ましく、０．０１重量部以下であることが最も好ましい。
【００５６】
本発明では、微粉の再利用において、細粒化前の含水ゲルに微粉を加えた後、スクリュウ式押出機を用いてこれらを混練し、該スクリュウ式押出機の押出口付近の圧縮力を高めた状態で連続的に含水ゲルを押し出す方法を用いる。これによって、含水ゲルに乾燥した微粉を均一に混合することができる。
【００５７】
上記スクリュウ式押出機としては、たとえば、図２に示すように、ケーシング１１、台１２、スクリュウ１３、供給口１４、ホッパー１５、押出口１６、多孔板１７、回転刃１８、リング１９、逆戻り防止部材２０、モータ２１、筋状突起２２などを備えている構成を好適に用いることができる。
【００５８】
上記ケーシング１１は円筒状となっており、その内部にケーシング１１の長手方向に沿ってスクリュウ１３が配置されている。円筒状のケーシング１１における一方の端部には、含水ゲルを押し出して粉砕する押出口１６が設けられており、もう一方の端部には、スクリュウ１３を回転させるためのモータ２１や駆動系などが設けられている。ケーシング１１の下方には台１２が設けられており、これによってスクリュウ式押出機を床に安定して配置させることができる。一方、ケーシング１１の上方には、含水ゲルを供給するための供給口１４が設けられており、好ましくは、含水ゲルを供給し易くするためのホッパー１５が備えられている。
【００５９】
上記ケーシング１１の形状や大きさは、スクリュウ１３の形状に対応するような円筒状の内面を有していれば特に限定されるものではない。また、スクリュウ１３の回転数は、スクリュウ式押出機の形状によって適宜異なるため特に限定されるものではないが、後述するように、含水ゲルの供給量に応じてスクリュウ１３の回転数を変化させることが好ましい。
【００６０】
上記スクリュウ１３の回転方向については特に限定されるものではない。本発明では、モータ２１を接続している側の端部から見て、スクリュウ１３は右まわりに回転するようになっている。
【００６１】
上記押出口１６には、図３（ａ）・（ｂ）に示すような複数の孔１７ａ…を有する多孔板１７が配置されている。また、この多孔板１７は、リング１９によって押出口１６に着脱可能に固定されている。これは、多孔板１７の孔１７ａの径によって細粒化含水ゲルの粒子の大きさが決定されるため、含水ゲルの粒子の大きさを調節するためには孔１７ａの径が異なる多孔板１７を適宜取り替える必要が生じるためである。
【００６２】
上記多孔板１７の厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内である。また、複数の孔１７ａ…の径は、１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内にあることがより好ましく、１０〜２０ｍｍの範囲内にあることが特に好ましい。孔１７ａの径が上記の範囲内にあれば、押出口１６近傍において含水ゲル（および微粉）に十分な圧縮力が加えられるとともに、押し出しに際して含水ゲルに過剰に機械的外力が加えられることがない。そのため、含水ゲル中に微粉を十分に分散することができるとともに、含水ゲルを良好に細粒化することができる。
【００６３】
上記多孔板１７の開口率は、２０％〜５５％の範囲内であることが好ましく、２５％〜３５％の範囲内であることがさらに好ましく、３０％前後であることが特に好ましい。開口率が２０％未満であると、含水ゲルが押し出されにくくなり生産性が低下する。また、含水ゲルが押し出されにくくなることから、多孔板１７への圧送部位で含水ゲルが過度に細かく破砕されてしまうことにもなるため好ましくない。一方、５５％を超えると、押し出し時に、含水ゲルに十分な圧縮力が加えられなくなり、含水ゲルへ微粉が十分に分散されなくなる恐れがある。なお、上記開口率とは、多孔板１７の総面積（実質的には、ケーシング１１の断面積と同一と見なせる）に対する全ての孔１７ａ…の合計面積の比率を指す。
【００６４】
上記多孔板１７が、孔１７ａ…の径とその開口率とを上述したように設定したものであれば、スクリュウ式押出機に投入された含水ゲルおよび微粉には、押出口１６近傍で大きな圧縮力が加えられることになる。
【００６５】
具体的には、図１に示すように、供給口１４からケーシング１１内に投入された含水ゲルと微粉とは十分に混合されない。ケーシング１１内に供給された含水ゲルと微粉とはスクリュウ１３の回転により混合（混練）されるが、このスクリュウ１３の回転では、混合よりも押出口１６側に搬送されるために含水ゲルに外力が加えられる。そのため、含水ゲルが圧縮しない程度に均一な圧力が加えられることになる。なお、このような均一な圧力が含水ゲルに加えられるケーシング１１内の大部分を、図１に示すように、均圧部とする。
【００６６】
これに対して、押出口１６には多孔板１７が設けられているので、押出口１６近傍では含水ゲルは容易に押し出されず、スクリュウ１３の回転によって圧縮される。しかも、上述したように、ケーシング１１内の含水ゲルおよび微粉は、スクリュウ１３の回転によって押出口１６側に搬送されるため、圧縮力はさらに高まる。その結果、含水ゲルおよび微粉は圧縮されながら（図１参照）撹拌・混合され、押出口１６（多孔板１７）から押し出されることになる。なお、このような大きな圧縮力が加えられる押出口１６近傍を、図１に示すように、圧縮部とする。
【００６７】
通常の撹拌・混合では、含水ゲルおよび微粉が圧縮されない（図１における均圧部参照）ので、含水ゲルに添加された微粉は十分に分散せずダマ（ママコ）になり易い。これに対して、上記スクリュウ式押出機による撹拌・混合では、含水ゲルおよび微粉が圧縮されながら混合されるため、微粉が含水ゲルに密着した状態で撹拌される（図１における圧縮部参照）。
【００６８】
しかも、含水ゲルと微粉とは混合されながら押し出され、細粒化されるので、含水ゲル中に微粉を確実かつ十分に分散させ、細粒化含水ゲルの表面に、微粉を均一かつ強固に固着させることができる。つまり、スクリュウ式押出機から押し出された細粒化含水ゲルは、含水ゲルに微粉が十分に分散してなる、含水ゲルと微粉との混合物となっている。それゆえ、効果的に微粉を再利用し、かつ高品質の吸水性樹脂を得ることができる。
【００６９】
また、微粉を再利用して得られる細粒化含水ゲルには、微粉が均一に分散しているとともに含水ゲル表面に強固に付着している。そのため、乾燥後に粉砕しても大量の微粉が再発生しない。それゆえ、微粉の再利用率が低下せず、効率的な吸水性樹脂の製造が可能となる。
【００７０】
さらに、本発明に用いられる上記スクリュウ式押出機には、好ましくは、少なくとも押出口１６近傍に、逆戻り防止部材２０が備えられている。そのため、押出口１６近傍でより一層十分な圧縮力を加えることが可能となる。上記逆戻り防止部材２０が押出口１６（多孔板１７）近傍に設けられていると、孔１７ａの径がかなり小さい場合であっても含水ゲルが供給口１４側へ逆戻りしない。それゆえ、押出口１６近傍で含水ゲルにより一層十分な圧縮力が加えられて微粉を確実に分散・混合することができるとともに、含水ゲルの押し出しが円滑に行われるため、生産性の低下を回避することができる。
【００７１】
上記逆戻り防止部材２０は、含水ゲルが押出口１６から供給口１４側に逆戻りすることを防止するものであれば、その形状は特に限定されるものではない。たとえば、逆戻り防止部材２０としては、図２に示すようなラセン状の帯状突起２０ａや、図４に示すような同心円状の帯状突起２０ｂ、あるいはスクリュウ１３の進行方向に平行な筋状突起２２（図２参照）、粒状、球状または角状の突起などが挙げられる。
【００７２】
上記逆戻り防止部材２０は、図２に示すように、少なくともケーシング１１における押出口１６近傍に設けられている必要がある（図２では帯状突起２０ａを例に挙げている）が、ケーシング１１の内面全体に設けられていてもよい。上記逆戻り防止部材２０が押出口１６近傍に設けられていることで、押出口１６近傍で含水ゲルの逆戻りが防止されるが、ケーシング１１内面全体に逆戻り防止部材２０が設けられていれば、ケーシング１１内の全ての部位で含水ゲルの逆戻りが回避され、押出口１６近傍で含水ゲルを良好に圧縮できるとともに、含水ゲルに機械的外力を加えることなく細粒化することができる。
【００７３】
上記ケーシング１１内面全面には、上記逆戻り防止部材２０が設けられていることが好ましいが、たとえば図２に示すように、押出口１６近傍に設けられている逆戻り防止部材２０の形状と、それ以外の位置に設けられている逆戻り防止部材２０の形状とがそれぞれ異なっていてもよい。たとえば、図２では、押出口近傍には、らせん状の帯状突起２０ａが形成されており、それ以外には、スクリュウ１３の軸方向に平行な筋状突起２２が形成されている。押出口１６近傍以外の位置には上記のような筋状突起２２も設けない円滑な面であってもよい。
【００７４】
上記逆戻り防止部材２０とスクリュウ１３との隙間は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。０．１ｍｍ未満となると、逆戻り防止部材２０がスクリュウ１３の回転を妨げることになるため好ましくない。一方、５ｍｍを超えると、逆戻り防止部材２０が含水ゲルの逆戻りを防止できなくなるため好ましくない。
【００７５】
上記押出口１６には、モータ２１に接続されていない側のスクリュウ１３の端部が近接しているが、上記多孔板１７と上記スクリュウ１３の端部との間には、多孔板１７の表面に実質的に接触して作動するように上記回転刃１８が配置されている。この回転刃１８を用いることによって、多孔板１７から押し出される含水ゲルの粒子の大きさをより小さく、かつ均一な粒度分布とすることが可能となる。
【００７６】
上記回転刃１８の構成としては特に限定されるものではないが、たとえば、十文字型の構成のものを好適に用いることができる。また、この回転刃１８の回転方向についても特に限定されるものではなく、たとえば、本発明では、回転刃１８はスクリュウ１３の回転方向と同一の方向に回転するようになっている。さらに、回転刃１８の回転数も特に限定されるものではない。
【００７７】
本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、スクリュウ式押出機のケーシング１１内に含水ゲルを所定量以上、できればほぼ一杯に充填して粉砕することが好ましい。このように粉砕することで、含水ゲルがケーシング１１内で練られることを抑制することができるとともに、粉砕処理の生産性を向上させることができる。
【００７８】
ケーシング１１内に充填される含水ゲルの所定量としては、本発明では、次のような充填率により規定している。上記スクリュウ式押出機のケーシング１１内に含水ゲルを完全に充填して粉砕処理を行った場合の単位時間当たりの処理量をＡとし、このときと同一の回転数でスクリュウ１３が回転する状態で供給される含水ゲルの供給量をＢとした場合、次式（１）で充填率Ｃを定義する。
【００７９】
Ｃ＝（Ｂ／Ａ）×１００・・・（１）
本発明では、上記充填率Ｃを３０％〜１００％の範囲内となるように設定して粉砕処理を行うことが好ましく、充填率Ｃを１００％に近づけることが特に好ましい。充填率Ｃが３０％未満であれば、ケーシング１１内で、スクリュウ１３の回転に伴い含水ゲルに余計な機械的外力が加わり、含水ゲルが練られてしまう恐れがある。
【００８０】
ここで、含水ゲルの生産量によっては、上記充填率Ｃが３０％未満となる場合が生じ、含水ゲルに機械的外力が加わり易くなる。そこで、この問題を回避するために、本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、上記スクリュウ式押出機に供給された含水ゲルの供給量の変化に応じて、充填率Ｃが３０％〜１００％となるようにスクリュウ１３の回転数を変化させている。
【００８１】
具体的には、たとえば、連続的に含水ゲルが供給されるような場合、その供給量が少ないと、上記充填率Ｃが３０％以下となるような状態で含水ゲルが粉砕される状態が生じることになる。そこで、供給量の低下（すなわち、充填率Ｃの低下）幅に応じてスクリュウ１３の回転数を低下させる。
【００８２】
本発明の含水ゲルは架橋構造を有するので、スクリュウ１３の回転数を低下させることで単位時間当たりの処理量Ａを低下させることができる。その結果、供給量が低下した場合においても充填率Ｃを３０％〜１００％の範囲内に保ちながら含水ゲルを細粒化することができる。本発明では、回転数と処理量Ａとの関係をパラメータ化し、含水ゲルの供給量の変化に応じてスクリュウ１３の回転数を変化させ、充填率Ｃを３０％〜１００％の範囲内に保ちながら含水ゲルを細粒化することができる。
【００８３】
本発明では、上述したように、含水ゲルの供給量の変化を充填率Ｃの変化として規定しているが、供給量の規定はこれに限定されるものではなく、他のパラメータにより供給量を規定できる場合は、そのパラメータに応じてスクリュウ１３の回転数の下げ幅を適宜規定することができる。
【００８４】
また、上述したように、含水ゲル供給量の変化に対応するスクリュウ１３の回転数の変化幅も、ある特定の幅に限定されるものではなく、細粒化の条件、たとえば、用いられるスクリュウ式押出機の形状（ケーシング１１の容積やスクリュウ１３の形状、多孔板１７の孔１７ａの径など）や、含水ゲルの物性などによって最適の変化幅を規定することが可能である。それゆえ、上記回転数は用いられるスクリュウ式押出機や含水ゲルに応じて適宜規定することが好ましい。
【００８５】
また、上記微粉の再利用において、含水ゲルに対する微粉の混合比は、含水ゲルの固形分に対して少なくとも５０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、５重量％〜２０重量％の範囲内であることが特に好ましい。
【００８６】
通常、含水ゲルを細粒化、乾燥、および粉砕した後に得られる微粉の量は、細粒化前の含水ゲルの固形分に対して約２０重量％前後である。それゆえ、２０重量％の混合比で微粉が再利用されれば、吸水性樹脂製造の歩留り低下を回避することができる。特に好ましい範囲としては、上記５重量％〜２０重量％の範囲内である。
【００８７】
ただし、実際の吸水性樹脂の製造では、一つの製造ラインＡでは、発生する微粉をただ回収するだけの製造工程を実施し、他の製造ラインＢでは、製造ラインＡで回収した微粉を細粒化工程にて再利用するような場合がある。この場合では、製造ラインＢの細粒化工程にて、得られる吸水性樹脂の物性を低下させないレベルで微粉を多く加えることが可能である。そこで、微粉の回収と微粉の再利用を別の製造ラインで実施する場合には、微粉の混合比は２０重量％〜５０重量％の範囲内であってもよい。
【００８８】
なお、微粉の混合比が５０重量％を超えると、微粉が多過ぎて、最終的に得られる吸水性樹脂の物性を低下させるため好ましくない。
【００８９】
さらに、上記微粉の再利用において、スクリュウ式押出機への微粉の投入方法としては特に限定されるものではない。本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、含水ゲルは連続的に細粒化されるので、粗砕された含水ゲルは連続的に投入される。これに対して微粉は、押出口１６近傍で含水ゲルと十分に混合されてから細粒化されるため、粗砕された含水ゲルと同様、連続的に投入してもよいし、微粉の混合時間を考慮して間欠的に投入してもよい。
【００９０】
また、上記微粉および含水ゲルは、スクリュウ式押出機に投入する前に、混合されていてもよい。すなわち、粗砕された含水ゲルに微粉をまぶしてから、スクリュウ式押出機に投入してもよい。ただしこの場合、得られる細粒化含水ゲルにおける微粉と含水ゲルとの混合状態は、投入前に混合しない場合と比較しても大幅に変化するものではない。また、微粉と含水ゲルとを混合する工程が増加するため、製造工程の簡素化を妨げることにもなる。それゆえ、微粉および含水ゲルは、スクリュウ式押出機に投入する前に混合される必要はない。
【００９１】
スクリュウ式押出機に投入される含水ゲルの温度およびスクリュウ式押出機から押し出されて得られる細粒化含水ゲルの温度としては、４０℃〜１００℃の範囲内であることが好ましい。上記温度範囲から外れた場合、特に４０℃以下と冷却された場合、細粒化含水ゲルの取扱いが困難となるため好ましくない。
【００９２】
上述したスクリュウ式押出機により粉砕されて得られる細粒化含水ゲルは、粒度分布がシャープであり、かつ粉砕時に余計な機械的外力が加えられていない良質のものとなっている。ここで、上記細粒化含水ゲルの平均粒子径は、０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内が好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内がより好ましく、含水ゲルが固いものである場合、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内が特に好ましい。
【００９３】
なお、本発明においては、微粉の混合性の向上や、細粒化含水ゲルの粒子制御のために、多段にしたスクリュウ式押出機を用いてもよいし、あるいは、同じ押出機で数回押出してもよい。
【００９４】
細粒化含水ゲルの粒子径は平均的に小さいほど後の乾燥工程を均一かつ良好とすることができるが、含水ゲルが固いものである場合、あまり細かく粉砕されず粗く粉砕されることが好ましい。これは、固い含水ゲルを細かく砕き過ぎると、後の乾燥工程などで目詰まりなどが生じ、均一に乾燥されにくくなって、未乾燥物の発生を招来する恐れがあるためである。なお、細粒化含水ゲルが大き過ぎても未乾燥物の発生を招来するので、細粒化含水ゲルの平均粒子径は上記１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００９５】
上記細粒化含水ゲルは、その後、前述のような乾燥工程、粉砕工程、および分級工程を経て所定範囲内の大きさを有する粒子状の吸水性樹脂となる。なお、粉砕工程および分級工程の後に得られた微粉は、再び上述した方法により再利用される。
【００９６】
本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、上記粒子状の吸水性樹脂をベースポリマーとして、これをさらに表面架橋することによって、最終的に吸水性樹脂の表面架橋重合体を得てもよい。この表面架橋重合体の製造方法は特に限定されるものではないが、たとえば、分級工程の後に得られた上記粒子状の吸水性樹脂を表面架橋剤溶液に混合して加熱する方法が挙げられる。そして、上記の表面架橋を行う際に用いる架橋剤としては、前記単量体成分を重合させる際に用いられる架橋剤として挙げた化合物を用いることができる。
【００９７】
上記表面架橋剤溶液は、溶媒に表面架橋剤を混合してなるものである。この溶媒としては、水が最も好ましいが、水以外に、水に可溶な有機溶媒とを併用することもできる。該有機溶媒としては、前述した各有機溶媒が挙げられる。また、上記表面架橋剤としては、上述した単量体成分を重合させる際に用いられる架橋剤と同様のものを用いることができる。そして、これら架橋剤は、１種のみを用いてもよく、または、２種以上を併用してもよい。その中でもエチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、エチレンカーボネート、ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン−エピクロルヒドリンなどが好ましい。この表面架橋剤の使用量としては、０．０１重量％〜１０重量％の範囲内であることがより好ましく、０．０５重量％〜５重量％の範囲内であることがさらに好ましい。
【００９８】
上記水と水に可溶な有機溶媒（併用する場合）とからなる溶液の使用量は、５０重量％以下であることがより好ましく、０．５重量％〜２０重量％の範囲内であることがさらに好ましく、１重量％〜１０重量％の範囲内であることが特に好ましい。
【００９９】
上記表面架橋剤溶液をベースポリマー（粒子状の吸水性樹脂）に混合させれば、表面架橋剤溶液中の水などにより吸水性樹脂が膨潤する。そこで、膨潤した吸水性樹脂は加熱により乾燥される。このときの加熱温度（乾燥温度）としては８０〜２２０℃であることが好ましい。また、加熱時間（乾燥時間）は１０〜１２０分であることが好ましい。
【０１００】
このように、微粉を再利用して得られる吸水性樹脂をさらに表面架橋することにより、吸水性樹脂としての物性をより一層向上させることができる。
【０１０１】
以上のような本発明にかかる製造方法により得られた吸水性樹脂は、優れた吸水性能によって、例えば、紙オムツや生理用ナプキン、失禁パッド、創傷保護材、創傷治癒材等の衛生材料（体液吸収物品）；ペット用の尿等の吸収物品；建材や土壌用保水材、止水材、パッキング材、ゲル水嚢等の土木建築用資材；ドリップ吸収材や鮮度保持材、保冷材等の食品用物品；油水分離材、結露防止材、凝固材等の各種産業用物品；植物や土壌等の保水材等の農園芸用物品等、種々の用途に好適に用いられるものとなっている。
【０１０２】
【実施例】
本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法について、以下の参考例、実施例、および比較例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例における吸水性樹脂の吸水倍率、加圧下吸水倍率、および可溶分は、以下のようにして測定した。
【０１０３】
（吸水倍率）
吸水性樹脂約０．２ｇを正確に秤量し、５ｃｍ四方の不織布のティーバッグの中に入れ、ヒートシールにより封入した。このティーバッグを、人工尿中に室温で浸漬した。１時間後にティーバッグを引き上げ、遠心分離機を用いて１３００ｒｐｍで３分間液切りを行った後、上記ティーバッグの重量Ｗ1 （ｇ）を測定した。別途、同様の操作を、ティーバッグに吸水性樹脂を封入しないで行い、そのときのティーバッグの重量Ｗ0 （ｇ）をブランクとして求めた。吸水倍率は次式に基づいて算出した。
【０１０４】
【数１】
0004132592.tif 000002
【０１０５】
なお、上記人工尿の組成およびそれらの配合量は、表１に示す。
【０１０６】
【表１】
0004132592.tif 000003
【０１０７】
（加圧下吸水倍率）
先に、加圧下吸水倍率の測定に用いられる測定装置の構成から説明する。
【０１０８】
図５に示すように、測定装置は、天秤１０１と、この天秤１０１上に載置された所定容量の容器１０２と、外気吸入パイプ１０３と、シリコーン樹脂からなる導管１０４と、ガラスフィルタ１０６と、このガラスフィルタ１０６上に載置された測定部１０５とを備えている。上記容器１０２は、その頂部に開口部１０２ａを、その側面部に開口部１０２ｂをそれぞれ有している。開口部１０２ａには外気吸入パイプ１０３が嵌入される一方、開口部１０２ｂには導管１０４が取り付けられている。
【０１０９】
容器１０２には、所定量の人工尿１１２が入れられている。外気吸入パイプ１０３の下端部はこの人工尿１１２中に没しており、この外気吸入パイプ１１３によって容器１１２内の圧力がほぼ大気圧に保持される。ガラスフィルタ１０６は直径５５ｍｍに形成されており、容器１０２に対する位置および高さが固定された状態となっている。このガラスフィルタ１０６と容器１０２とは導管１０４によって互いに連通している。
【０１１０】
上記測定部１０５は、濾紙１０７と、支持円筒１０９と、この支持円筒１０９の底部に貼着された金網１１０と、重り１１１とを有している。上記ガラスフィルタ１０６上には、濾紙１０７、支持円筒１０９（つまり金網１１０）がこの順に載置されており、さらに支持円筒１０９内部、すなわち金網１１０上に重り１１１が載置されている。金網１１０はステンレスからなり、４００メッシュ（目の大きさ３８μｍ）に形成されている。
【０１１１】
上記金網１１０上に、所定量および所定粒子径の吸水性樹脂１１５を均一に撒布することによって該吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を測定するようになっている。金網１１０の上面、つまり金網１１０と吸水性樹脂１１５との接触面の高さは、外気吸入パイプ１０３の下端面１０３ａの高さと等しくなるように設定されている。重り１１１は、金網１１０、すなわち吸水性樹脂１１５に対して、５０ｇ／ｃｍ2 （約４．８ｋＰａに相当）の荷重を加えることができるように、その重量が調整されている。
【０１１２】
次に、加圧下吸水倍率の測定方法について説明する。
まず、容器１０２に所定量の人工尿１１２を入れたり、容器１０２に外気導入パイプ１０３を嵌入するなどの所定の準備動作を実施した。次に、ガラスフィルタ１０６上に濾紙１０７を載置するとともに、この動作に並行して、支持円筒１０９内部、すなわち金網１１０上に、吸水性樹脂１１５を０．９ｇ均一に撤布し、この吸水性樹脂１１５上に重り１１１を載置した。
【０１１３】
次いで、濾紙１０７上に、金網１１０、つまり吸水性樹脂１１５および重り１１１を載置した上記支持円筒１０９を、その中心部がガラスフィルタ１０６の中心部に一致するように載置した。そして、濾紙１０７上に支持円筒１０９を載置した時点から６０分間にわたって経時的に該吸水性樹脂１１５が吸収した人工尿１１２の重量Ｗ2 （ｇ）を、天秤１０１を用いて測定した。また、同様の操作を吸水性樹脂１１５を用いないで行い、そのときの重量、つまり吸水性樹脂１１５以外の、たとえば濾紙１０７などが吸収した人工尿１１２の重量を、天秤１０１を用いて測定し、ブランク重量Ｗ3 （ｇ）とした。これら重量Ｗ2 およびブランク重量Ｗ3 から次式にしたがって加圧下吸水倍率（ｇ／ｇ）を算出した。
【０１１４】
【数２】
0004132592.tif 000004
【０１１５】
（可溶分）
吸水性樹脂０．５ｇを１０００ｍＬの脱イオン水に分散させ、１６時間撹拌した後、濾紙で濾過した。その後、得られた濾液を陽イオンコロイド試薬を用いてコロイド滴定し、濾液中に分散している吸水性樹脂のコロイド量を測定することによって、吸水性樹脂の可溶分（重量％）を求めた。
【０１１６】
上記スクリュウ式押出機としては、ケーシング１１の内径２１０ｍｍ、長さ９００ｍｍのものを用いた。また、逆戻り防止部材２０として、上記のケーシング１１内の押出口１６近傍には、４本のラセン状の帯状突起２０ａを設けた。なお、この帯状突起２０ａのケーシング１１内面からの高さは９ｍｍとした。
【０１１７】
〔参考例１〕
７０モル％部分中和アクリル酸ナトリウムおよびポリエチレングリコールジアクリレートを０．１モル％（対部分中和アクリル酸ナトリウム）含むモノマー水溶液を調製した。このときアクリル酸ナトリウムの濃度は３９重量％であった。このモノマー水溶液に窒素を吹き込み、水溶液中の溶存酸素濃度を０．５ｐｐｍ以下とした。
【０１１８】
次いで、過硫酸ナトリウム０．１２ｇ／モル（対部分中和アクリル酸ナトリウム）およびＬ−アスコルビン酸０．０００５ｇ／モル（対部分中和アクリル酸ナトリウム）を順番に添加し、重合を行った。重合開始温度は１８℃であり、１２分後温度は９０℃に達した。
【０１１９】
重合後に得られた含水ゲル（固形分４２重量％）を３０〜１００ｍｍに粗砕した。得られた粗砕含水ゲル（粗砕生成物）１００重量部を、胴体内部にらせん状の突起を設けたスクリュウ式押出機に投入し、孔径１６ｍｍ、開口率３５％の多孔板から含水ゲルを押し出した。押し出されて得られた細粒化含水ゲルの平均粒径は約２ｍｍであり、１０ｍｍよりも大きい粒子は見られなかった。
【０１２０】
上記細粒化含水ゲルを１７０℃で４０分間熱風乾燥し固形分９４重量％とした後、ロールミルで８５０μｍ以下に粉砕した。粉砕生成物をふるい目の開きが１５０μｍのＪＩＳ標準ふるいでふるい分け、上記ふるいのふるい上分を参考吸水性樹脂（１）として得た。また、上記ふるいをパスした粒子、すなわち粒径（大きさ）１５０μｍ未満の粒子を微粉（Ａ）として得た。この微粉（Ａ）の割合は１５重量％であった。また、１５重量％の微粉を除去して得られた参考吸水性樹脂（１）の吸水倍率は４３倍、可溶分は６重量％であった。
【０１２１】
〔実施例１〕
参考例１と同様にして、３０〜１００ｍｍに粗砕された粗砕含水ゲルを得た。この粗砕含水ゲル１００重量部と、参考例１で得た微粉（Ａ）８重量部とを上記スクリュウ式押出機に連続投入し、孔径１６ｍｍの多孔板から含水ゲルを押し出した。押し出された細粒化含水ゲルの平均粒径は約２ｍｍであり、１０ｍｍよりも大きい粒子は見られなかった。
【０１２２】
上記細粒化含水ゲルを１７０℃で４０分間熱風乾燥し、ロールミルで８５０μｍ以下に粉砕して本発明の吸水性樹脂（１）を得た。吸水性樹脂（１）の吸水倍率は４３倍、可溶分は６重量％であった。なお、吸水性樹脂（１）に含まれる粒径１５０μｍ未満の微粉の割合は１６重量％であった。
【０１２３】
〔実施例２〕
実施例１において微粉（Ａ）を１２重量部とした以外は、該実施例１と同様にして、本発明にかかる吸水性樹脂（２）を得た。吸水性樹脂（２）の吸水倍率は４３倍、可溶分は６重量％であった。なお、吸水性樹脂（２）に含まれる粒径１５０μｍ未満の微粉の割合は１７重量％であった。
【０１２４】
〔参考例２〕
６５モル％部分中和アクリル酸ナトリウムおよびポリエチレングリコールジアクリレートを０．０４モル％（対部分中和アクリル酸ナトリウム）含むモノマー水溶液を調製した。このときアクリル酸ナトリウムの濃度は３５重量％であった。このモノマー水溶液に窒素を吹き込み、水溶液中の溶存酸素濃度を０．５ｐｐｍ以下とした。
【０１２５】
次いで、過硫酸ナトリウム０．１２ｇ／モル（対部分中和アクリル酸ナトリウム）およびＬ−アスコルビン酸０．０００５ｇ／モル（対部分中和アクリル酸ナトリウム）を順番に添加し、重合を行った。重合開始温度は２２℃であり、１２分後温度は８５℃に達した。
【０１２６】
重合後に得られた含水ゲルを３０〜１００ｍｍに粗砕した。得られた粗砕含水ゲル（粉砕生成物）１００重量部を、上記スクリュウ式押出機に投入し、孔径９．５ｍｍ、開口率３５％の多孔板から含水ゲルを押し出した。押し出されて得られた細粒化含水ゲルの平均粒径は約２ｍｍであり、１０ｍｍよりも大きい粒子は見られなかった。
【０１２７】
上記細粒化含水ゲルを１６０℃で６０分間熱風乾燥し、ロールミルで８５０μｍ以下に粉砕した。粉砕生成物をふるい目の開きが１５０μｍのふるいでふるい分け、上記ふるいのふるい上分を参考吸水性樹脂（２）として得た。また、上記ふるいをパスした粒子、すなわち粒径１５０μｍ未満の粒子を微粉（Ｂ）として得た。この微粉（Ｂ）の割合は１５重量％であった。また、１５重量％の微粉を除去して得られた参考吸水性樹脂（２）の吸水倍率は６５倍、可溶分は１２重量％であった。
【０１２８】
〔実施例３〕
参考例２と同様にして、３０〜１００ｍｍに粗砕された粗砕含水ゲルを得た。この粗砕含水ゲル１００重量部と、参考例１で得た微粉（Ｂ）１０重量部とを上記スクリュウ式押出機に連続投入し、孔径９．５ｍｍの多孔板から含水ゲルを押し出した。押し出された細粒化含水ゲルの平均粒径は約２ｍｍであり、１０ｍｍよりも大きい粒子は見られなかった。
【０１２９】
上記細粒化含水ゲルを１６０℃で６０分間熱風乾燥し、ロールミルで８５０μｍ以下に粉砕して本発明の吸水性樹脂（３）を得た。吸水性樹脂（３）の吸水倍率は６４倍、可溶分は１２重量％であった。なお、吸水性樹脂（３）に含まれる粒径１５０μｍ未満の微粉の割合は１６重量％であった。
【０１３０】
上記の実施例および参考例をまとめて表２に示す。
【０１３１】
【表２】
0004132592.tif 000005
【０１３２】
上記実施例および参考例からわかるように、本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法により得られた、微粉を混入した吸水性樹脂（１）〜（３）は、通常の製造方法で得られる、微粉を除去した参考吸水性樹脂（１）・（２）と比べて収率低下によるコストアップもなく、しかも吸水特性が低下せず、優れた物性を有していることがわかる。
【０１３３】
すなわち、参考例（１）の１５重量％の微粉を除去（収率１５重量％低下）した参考吸水性樹脂（１）と、実施例（１）・（２）の８重量％〜１２重量％微粉を再生し、かつ微粉を除去していない吸水性樹脂（１）・（２）とは、同じ物性を有している。そして、参考例（２）の１５重量％の微粉を除去（収率１５重量％低下）した参考吸水性樹脂（２）と、１０重量％微粉を再生し、かつ微粉を除去していない実施例（３）の吸水性樹脂（３）とは、同じ物性を有している。
【０１３４】
次に、上記吸水性樹脂（１）〜（３）をベースポリマーとして、これを表面架橋して吸水性樹脂を得る場合について説明する。
【０１３５】
〔実施例４〕
実施例１で得た吸水性樹脂（１）を、ふるい目の開きが１５０μｍのふるいでふるい分け、粒径１５０μｍ未満の微粉を除去した。
【０１３６】
微粉を除去したベースポリマーとしての吸水性樹脂（１）１００重量部に対し、エチレングリコールジグリシジルエーテル０．０３重量部、水３重量部、イソプロピルアルコール１重量部からなる表面架橋剤溶液を混合した。その後、２００℃で３０〜５０分間加熱し、本発明にかかる表面架橋体としての吸水性樹脂（４）を得た。この吸水性樹脂（４）の吸水倍率は３０倍であり、加圧下吸水倍率は２７倍、可溶分は５重量％であった。
【０１３７】
〔実施例５〕
実施例２で得た吸水性樹脂（２）をベースポリマーとして用いた以外は実施例４と同様にして、本発明にかかる吸水性樹脂（５）を得た。吸水性樹脂（５）の吸水倍率は３０倍、加圧下吸水倍率は２７倍、可溶分は５重量％であった。
【０１３８】
〔比較例１〕
参考例１で得た参考吸水性樹脂（１）をベースポリマーとして用いた以外は実施例４と同様にして、すなわち微粉を再利用しないで実施例４と同様にして、比較吸水性樹脂（１）を得た。比較吸水性樹脂（１）の吸水倍率は３０倍、加圧下吸水倍率は２７倍、可溶分は５重量％であった。
【０１３９】
〔比較例２〕
比較例１において、参考例１で得た参考吸水性樹脂（１）から粒径１５０μｍ以下の微粉を除去しなかった以外は比較例１と同様にして、比較吸水性樹脂（２）を得た。比較吸水性樹脂（２）の吸水倍率は２９倍、加圧下吸水倍率は２５倍、可溶分は６重量％であった。
【０１４０】
〔実施例６〕
実施例３で得た吸水性樹脂（３）を、ふるい目の開きが１５０μｍのふるいでふるい分け、粒径１５０μｍ未満の微粉を除去した。
【０１４１】
微粉を除去したベースポリマーとしての吸水性樹脂（３）１００重量部に対し、エチレングリコールジグリシジルエーテル０．０３重量部、水３重量部、イソプロピルアルコール１重量部からなる表面架橋剤溶液を混合した。その後、１９０℃で３０〜５０分間加熱し、本発明にかかる表面架橋体としての吸水性樹脂（６）を得た。この吸水性樹脂（６）の吸水倍率は４０倍であり、加圧下吸水倍率は３０倍、可溶分は１２重量％であった。
【０１４２】
〔比較例３〕
参考例２で得た参考吸水性樹脂（２）をベースポリマーとして用いた以外は実施例６と同様にして、すなわち微粉を再利用しないで実施例６と同様にして、比較吸水性樹脂（３）を得た。比較吸水性樹脂（３）の吸水倍率は４１倍、加圧下吸水倍率は３０倍、可溶分は１２重量％であった。
【０１４３】
〔比較例４〕
比較例１において、参考例２で得た参考吸水性樹脂（２）から粒径１５０μｍ以下の微粉を除去しなかった以外は実施例６と同様にして、比較吸水性樹脂（４）を得た。比較吸水性樹脂（４）の吸水倍率は３８倍、加圧下吸水倍率は２７倍、可溶分は１４重量％であった。
【０１４４】
上記実施例および比較例の結果をまとめて表３に示す。
【０１４５】
【表３】
0004132592.tif 000006
【０１４６】
上記実施例からわかるように、本発明における吸水性樹脂（４）〜（６）は、表面架橋することによって、より優れた物性を発揮できることがわかる。また、比較吸水性樹脂（１）〜（４）との比較からも明らかなように、上記吸水性樹脂（４）〜（６）は、微粉を添加しても優れた物性を有していることがわかる。
【０１４７】
すなわち、１２重量％の微粉が再利用されて収率が向上した吸水性樹脂（２）をベースポリマーとして使用した吸水性樹脂（５）と、微粉を再利用しないため収率が低下した参考吸水性樹脂（１）をベースポリマーとして使用した比較吸水性樹脂（１）とは、同等の物性を示す。したがって、吸水性樹脂（５）は、低コストで製造することができる点で、参考吸水性樹脂（１）より優れている。
【０１４８】
また、収率低下によるコストの上昇を回避するために、微粉を除去せずに１５重量％の微粉を含有する状態でベースポリマーの表面架橋を行った比較吸水性樹脂（２）は、微粉を除去した後にベースポリマーの表面架橋を行った比較吸水性樹脂（１）に比べて、物性が大きく低下している。したがって、コストの上昇を回避するために微粉を除去せずにベースポリマーの表面架橋を行う方法は、得られる吸水性樹脂の物性が低下してしまうため、好ましくない。
【０１４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法は、微粉を含水ゲル状重合体に混合する吸水性樹脂の製造方法において、多孔板を有する押出口を備えているスクリュウ式押出機を用い、このスクリュウ式押出機内で含水ゲル状重合体と微粉とを混練しながら押出口付近の圧縮力を高めることによって得られる、含水ゲル状重合体および微粉の混合物を押出口から押し出す方法である。
【０１５０】
それゆえ、含水ゲルに微粉を確実かつ十分に混合することが可能になるという効果を奏する。特に、上記微粉として含水ゲルの微粉を用いると、この微粉を確実に再利用して、吸水性樹脂製造の歩留りを向上させることができるとともに、最終的に得られる吸水性樹脂の物性の低下を招来するような操作を実施する必要がないので、高品質の吸水性樹脂を得ることができるという効果を奏する。また、微粉の再利用および吸水性樹脂の製造を効率的に実施することができるという効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる吸水性樹脂の製造方法において、スクリュウ式押出機を用いた含水ゲルの細粒化工程を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかる吸水性樹脂の製造方法に用いられるスクリュウ式押出機の構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）・（ｂ）は、図１に示すスクリュウ式押出機が有する多孔板の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図１に示すスクリュウ式押出機に備えられている逆戻り防止部材としての帯状突起の構成の他の例を示す説明図である。
【図５】上記吸水性樹脂の製造方法で得られる吸水性樹脂の物性の一つである、加圧下吸水倍率を測定するために用いる測定装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１１    ケーシング
１３    スクリュウ
１４    供給口
１６    押出口
１７    多孔板
１７ａ  孔
２０    逆戻り防止部材
２０ａ  帯状突起（逆戻り防止部材）
２０ｂ  帯状突起（逆戻り防止部材）
２２    筋状突起（逆戻り防止部材）
【図１】
0004132592.tif 000007
【図２】
0004132592.tif 000008
【図３】
0004132592.tif 000009
【図４】
0004132592.tif 000010
【図５】
0004132592.tif 000011