聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及聚丙締酸（盐）系吸水性树脂的制造方法。具体而言，设及一种能通 过控制表面交联处理时的反应条件来稳定地连续生产耐损性优越且具高性能的吸水性树 脂的聚丙締酸（盐）系吸水性树脂制造方法。
【背景技术】
[0002] 吸水性树脂（SAP;SuperAbsorbentPolymer:超吸收性聚合物）是具有水溶胀性 的不溶水性高分子凝胶化剂，其能够多量吸收自重数倍乃至数百倍的水性液，而出于该性 质，其被广泛用在纸尿布、生理用卫生巾、失禁护垫等卫生用品、W及农园用保水剂或工业 用止水剂等各种用途中。
[0003] 关于此类吸水性树脂，目前提出了多种单体及亲水性高分子来用作其原料。从吸 水性能的观点出发，将丙締酸及/或其盐用作单体的聚丙締酸（盐）系吸水性树脂在工业 中用得最多。
[0004] 该吸水性树脂随着其主用途物即纸尿布的高性能化，而被要求具备各种功能（具 备高物理性质）。具体而言，对于吸水性树脂，不但要求提高其无加压下吸水倍率及加压下 吸水倍率等运些基本物理性质，还要求提高凝胶强度、水可溶成分量、含水率、吸水速度、渗 液性、粒度分布、耐尿性、抗菌性、耐损性、粉体流动性、除臭性、耐着色性、低粉尘、低残留单 体等运些物理性质。为此，至今提出了许多改良技术。具体例如有下述专利文献1~13中 掲示的针对表面交联、添加剂、或制造工序的变更技术方案等。 阳0化]其中，关于吸水性树脂的表面交联技术，本领域中分别提出了 ：在加热处理时控制 环境气氛的相对湿度及露点来调整吸水性树脂中的水分的技术（专利文献1、2)、对加热处 理后的吸水性树脂的冷却装置的大小加W规定的技术（专利文献3)、在加热处理时添加水 性液的技术（专利文献4)、进行两次表面交联反应的技术（专利文献5)。
[0006] 另外，关于表面交联后的改性方法，本领域中分别提出了：向表面交联反应后的吸 水性树脂添加水并进行造粒的技术（专利文献6)、在对加热处理后的吸水性树脂进行冷却 时添加水性液并进行造粒的技术（7)、在加热处理后添加水性液来提高耐损性的技术（专 利文献8)、调整制品的含水率来提高耐损性的技术（专利文献9)、在加热处理后再次进行 湿混来提高吸水性树脂的含水率的技术（专利文献10)、在表面交联后添加多价金属盐水 溶液的技术（专利文献11、12)、在表面交联后添加烧醇胺水溶液的技术（专利文献13)。
[0007] 然而，用上述的表面交联技术等所制造的吸水性树脂在搬送工序及装填工序、进 而被加工成用户所用的纸尿布等吸收物品的加工等中，有时会受到机械性损伤，因此吸水 性树脂的表面交联层或吸水性树脂颗粒其本身会遭到破坏等，导致粉尘的发生及物理性质 的下降。
[0008] W上的现象都是与吸水性树脂的耐损性相关的问题，而作为运些问题的解决手 法，本领域中提出了向经表面交联的吸水性树脂添加水、水溶液的技术（专利文献9~13)。
[0009] [现有技术文献]
[0010] 专利文献I:日本国专利公告"特许第2020021号公报"
[0011] 专利文献2 :美国专利第6720389号说明书
[0012] 专利文献3 :美国专利申请公开第2012/0172536号说明书
[0013] 专利文献4 :日本国专利申请公开"特开平03-195705号公报"
[0014] 专利文献5 :美国专利第5672633号说明书
[0015] 专利文献6 :美国专利第5096944号说明书
[0016] 专利文献7 :美国专利第7378453号说明书
[0017] 专利文献8 :日本国专利申请公开"特开平9-124879号公报"
[0018] 专利文献9 :美国专利申请公开第2009/0186542号说明书
[0019] 专利文献10 :美国专利申请公开第2010/0323885号说明书
[0020] 专利文献11 :美国专利第7507475号说明书
[0021] 专利文献12 :美国专利第6323252号说明书
[0022] 专利文献13 :美国专利第6414214号说明书
【发明内容】
[0023][本发明所要解决的问题]
[0024] 如上所述，至今提出了许多W提高吸水性树脂物理性质为目的的表面交联技术 等。其中，随着纸尿布的高性能化，为了获得微粉发生量少且耐损性优越的吸水性树脂，本 领域中已提出了吸水性树脂的表面交联方法（专利文献1~5)及在表面交联后提高含水 率的方法（专利文献8~13)。
[00巧]然而上述专利文献1~7的方法中，在制造具有耐损性的高含水率吸水性树脂时， 吸水性树脂有时会附着到混合机、反应机或冷却机的内壁等上而不能稳定地连续生产，导 致生产性及物理性质的下降。
[00%] 另外，上述专利文献8~13的方法为了获得耐损性（也称耐冲击稳定性）而将溶 解有无机化合物、多价金属盐、烧醇胺的水溶液用作水性液。然而若是W降低吸水性树脂的 微粉量W及提高耐损性为目的，运些方法反而会导致成本增加。
[0027] 对此，本发明的课题在于提供一种W高生产性且低成本来稳定制造具优越耐损性 的吸水性树脂的方法。
[0028][解决课题的技术方案]
[0029] 为解决上述课题，本发明的发明人针对吸水性树脂的制造方法，尤其针对表面交 联工序时的诸条件进行了锐意研究，结果得出了W下知见，并完成了本发明。
[0030]目P，耐损性、高含水率、加压下吸水倍率等运些吸水性树脂物理性质取决于表面交 联工序（反应工序）所用的加热装置内的环境气氛露点及吸水性树脂溫度，而且加热装置 内的环境气氛溫度及内壁面溫度会对防止吸水性树脂付着到该加热装置等上起到影响。
[0031] 因此，为了达成吸水性树脂的物理性质及稳定生産，施W控制来满足上述所有的 条件（加热装置的环境气氛露点、环境气氛溫度、内壁面溫度及吸水性树脂溫度）是很重要 的。
[0032] 为此，本发明提供一种包括表面交联工序的聚丙締酸（盐）系吸水性树脂的制造 方法，其中，在上述表面交联工序的反应工序中，所用的反应装置的内壁面溫度为100~ 250°C且该反应装置内部的环境气氛露点为60~100°C，而且对吸水性树脂混合物进行加 热处理来使粉溫成为90~130°C。 阳〇3引〔发明的效果）
[0034] 根据本发明的制造方法，能稳定地制造加压下吸水倍率优越且无需在表面交联工 序后追加提升含水率的工序就具有优越的耐损性的高含水率吸水性树脂。
【具体实施方式】
[0035]W下详细说明本发明的聚丙締酸（盐）系吸水性树脂的制造方法，但本发明的范 围并不拘泥于运些说明，除后文例示的方案外，还能在无损本发明主旨的范围下进行适当 的变更、实施。具体而言，本发明并不限于后述的各实施方式，能在权利要求所示的范围内 进行各种变更，适当组合不同实施方式中各自掲示的技术方案而得到的实施方式也包含在 本发明的技术范围内。
[0036] 山术语的定义
[0037] (1-1)"吸水性树脂"
[0038] 本发明中吸水性树脂"指具水溶胀性的不溶水性高分子凝胶化剂，其具备下述 的物理性质。目P，吸水性树脂是指：表达水溶胀性的CRC(无加压下吸水倍率）为5(g/g)W 上且表达不溶水性的Ext(水可溶成分量）为50重量％ ^下的高分子凝胶化剂。
[0039] 上述吸水性树脂可W视其用途、目的来适当设计，并无特别限定，但优选是将具有 簇基的不饱和单体交联聚合而得的亲水性交联聚合物。
[0040] 另外，并不限定上述吸水性树脂的全量（100重量％ )均为聚合物，其也可W是在 维持上述物理性质（CRC、Ext)的范围下含有添加剂等的吸水性树脂组合物。运里，本说明 书中除非有特别注明，将含有添加剂等的吸水性树脂组合物、中间工序中获得的中间产物 (例如经混合工序而得的混合物、经反应工序而得的反应物等）、最终制品一并统称为"吸 水性树脂"。
[0041] 上述吸水性树脂若是上述吸水性树脂组合物，那么相对于吸水性树脂组合物全 体，该吸水性树脂（聚丙締酸（盐）系吸水性树脂）的含量优选为70~99. 9重量％，更优 选为75~99重量％，进而优选为80~97重量％，尤其优选为80~95重量％。
[0042] 从吸水速度及耐冲击性的观点出发，吸水性树脂W外的成分优选是水，视需要也 可包括后述的添加剂。 阳0创 （1-? "聚丙締酸（盐）"
[0044] 本发明中，"聚丙締酸（盐）"是指，任意地含有接枝成分且W作为重复单元的丙締 酸及/或其盐（W下称"丙締酸（盐）"）为主成分的聚合物。
[0045] 运里，上述"主成分"的意思是指：相对于用来聚合的全部单体（交联剂除外），丙 締酸（盐）的含量（用量）通常为50~100摩尔％，优选为70~100摩尔％，更优选为 90~100摩尔％，进而优选实质上为100摩尔％。
[0046] 另外，作为聚合物的聚丙締酸盐必须包含水溶性盐，其中优选包含一价盐，更优选 包含碱金属盐或锭盐，进而优选包含碱金属盐，尤其优选包含钢盐。
[0047] (1-3) "EDANA"及"ERT"
[0048] "EDANA"是欧洲无纺布工业协会巧uropeanDispos油IesandNonwovens Associations)的简称。"ERT"是欧洲标准（近乎世界标准）的吸水性树脂测定法巧DANA RecommendedTestMethods)的简称。
[0049] 本发明中，除非有特别指出，均是依准于ERT正本（2002年改定版/公知文献）来 测定吸水性树脂的物理性质的。 阳0加](1-3-1) "CRC"巧RT441. 2-02)
[0051] "CRC"是离屯、下维持量（CentrifugeRetentionCapacity)的简称，意思指无加压 下吸水倍率（有时也称"吸水倍率"）。
[0052] 其具体是指使包在无纺布中的吸水性树脂0.2g在过剩量的0.9重量％氯化钢水 溶液中自由溶胀30分钟，然后用离屯、机（250G)甩干后的吸水倍率（单位：g/g)。
[0053] (1-3-2) "AAP"巧RT442. 2-02)
[0054] "AAP"是抗压吸收率（Abso;rptionAgainstPressure)的简称，意思指加压下吸水 倍率。 阳化5] 其具体是指使吸水性树脂0. 9g于2. 06kPa(0.化si)的负重下在过剩量的0. 9重 量％氯化钢水溶液中溶胀1小时后的吸水倍率（单位：g/g)。
[0056] (1-3-3) "Ext"巧RT470. 2-02)
[0057] "Ext"是可溶性巧Xtract油Ies)的简称，意思指水可溶成分量。
[0058] 其具体是指将吸水性树脂1.Og添入0. 9重量％氯化钢水溶液200ml中并W转速 SOOrpm揽拌16小时，然后通过piH滴定所测得的聚合物溶解量（单位：重量％ )。
[0059] (1-3-4)"湿量（Mois化reContent)，，巧RT430. 2-02) W60]"湿量"的意思指吸水性树脂的含水率。
[0061] 其具体是根据吸水性树脂4.Og在105°C下经3小时干燥后的减少重量来算出的 值（单位：重量％ )。但本发明中是将吸水性树脂改为1.Og且将干燥溫度改为18(TC来进 行测定的。
[0062] (1-3-5) "PSD"巧RT420. 2-02) 阳06；3]"PSD"是粒度分布（ParticleSizeDistribution)的简称，意思指通过筛分级所 测得的粒度分布。另外，重均粒径值50)及粒径分布幅度是按照欧洲专利第0349240号W 及国际公布第 2004/069915 号的"（I)AverageParticleDiameterandDistributionof ParticleDiameter"栏目中掲示的方法来测定的。
[0064] (1-3-6化DANA所规定的其他物理性质 阳0化]"抑值"巧RT400. 2-02):指吸水性树脂的抑值。
[0066] "FSC"巧RT440. 2-0。：是自由膨胀量（化eeSwellCapacity)的简称，意思指吸 水性树脂的自由溶胀倍率（单位：g/g)。
[0067]"流动率（FlowRate)"巧RT450. 2-02):意思指吸水性树脂的流下速度。 W側"密度值ensity)"巧RT460. 2-0。：意思指吸水性树脂的毛体积比重。
[0069]"可呼吸颗粒（Respir油IeParticles)"巧RT480. 0-02):意思指呼吸空间中的吸 水性树脂粉尘。
[0070]"尘埃（Dust)"巧RT490. 2-02):意思指吸水性树脂中含有的粉尘。
[0071] (