CN101765622B

CN101765622B - 吸水树脂的结合方法

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Publication number: CN101765622B
Application number: CN200880100841.2A
Authority: CN
Inventors: 多田贤治; 角永宪资; 笹部昌纯
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: CN101765622A; EP2185631A4; SA08290556B1; US20110237739A1; JP5320305B2; EP2185631B1; JP2010538095A; US8598254B2; WO2009031701A1; EP2185631A1

Abstract

将水基液和水蒸汽加入吸水树脂粉末中，使所述吸水树脂粉末颗粒进行结合。在通过向所述吸水树脂粉末中供给水基液和水蒸汽以成型结合的颗粒时，上述配置使得可以向所有粉末供给湿气，从而使较少量的颗粒保持未结合(未粒化)，并且所述吸水树脂结合的颗粒浓度的增加可以进一步改进干燥效率并且使得可以得到颗粒状的吸水树脂，所述颗粒状的吸水树脂即使在所述结合的颗粒高度浓缩时仍具有优异的性质。本发明提供了(i)一种用于结合吸水树脂的方法，和(ii)一种用于生产颗粒状的吸水树脂的方法，该方法包括结合吸水树脂粉末颗粒的步骤。通过这些方法可得到上述效果。

Description

吸水树脂的结合方法

技术领域

本发明涉及一种用于结合吸水树脂的方法。更具体地说，本发明涉及(i)一种用于结合吸水树脂的方法，其中通过将水基液和水蒸汽加入吸水树脂粉末中得到的结合颗粒的固体成分浓度增加，颗粒状吸水树脂的粒化强度和吸收率增强，即，一种通过增加所述吸水树脂固体成分的量使干燥效率有所改进的用于结合吸水树脂的方法；和(ii)一种吸水树脂的生产方法，所述方法包括结合吸水树脂粉末颗粒的步骤。

背景技术

通常，吸水树脂广泛用于构成卫生材料，如一次性尿布、卫生巾、失禁垫等等，来吸收如体液等的水基液。并且，吸水树脂也已经被用于构成用于园艺、农业等的吸水物。

并且，已知从加工性质、安全性和卫生的角度来看，通过使用水、水基液、水溶性聚合物或其类似物使所述吸水树脂粉末颗粒粒化(结合)来得到期望的粒径，从而使其产物用作吸水剂或其类似物。并且，已知将水、水基液、及其类似物加入到所述吸水树脂粉末的沉淀物中，所述沉淀物具有合适的厚度以得到片状的吸水树脂层，随后将所述产物粒化以得到期望的粒径，以此生产一种吸水剂或其类似物。

然而，根据常规的粒化方法，在粒化后，还保留着大量的未粒化的吸水树脂粉末(尤其是那些粒径小于150μm的粉末)。因此，当所制得的吸水剂及其类似物用于一次性尿布及其类似物时，其液体渗透性下降。并且，当通过进一步将所述粒化的吸水剂或其类似物进行表面交联以提高性质，如抗压吸收率或类似的性质时，所述未粒化的粉末优选吸收所述表面交联剂，因而不可能在整个吸水剂或其类似物中均匀地分散表面交联剂。因此，得到满足期望性质(品质)水平的吸水剂或其类似物是困难的。

并且，当通过加入水、水基液或其类似物来粒化所述吸水树脂粉末时，需要加入大量的水、水基液、水溶性聚合物或其类似物以实现充分的粒化，因而在后续的干燥步骤中能耗增加。当通过加入各种结合剂如水溶性聚合物或其类似物来粒化吸水树脂粉末时，所述结合剂自身导致所制得的吸水剂的液体渗透性、吸收率等性质的下降。

作为一种用于解决所述常规粒化方法的问题的方法，专利文献1描述了一种颗粒状的吸水树脂的生产方法。根据该方法，当向吸水树脂粉末中供给水来进行粒化时，可以在粒化后减少未粒化颗粒的量，还可以通过减少粒化中所需供水的量减少在粒化后的干燥成本。尤其是专利文献1描述了“一种用于生产颗粒状的吸水树脂的方法，所述方法包括向吸水树脂粉末中供给湿气以结合所述粉末的颗粒；并由结合的粉末颗粒得到粒化的吸水树脂颗粒，其中供给的湿气是水蒸汽的形式。”

并且，专利文献2描述了一种方法，其中：用大量的温水将吸水树脂制成凝胶状以使所述吸水树脂互相粘附，并且所述大量水的蒸发能被用于干燥所述凝胶状的吸水树脂。特别地，专利文献2描述了“一种通过将吸水树脂粉末和水基液混合来生产粒化的吸水树脂的方法，所述方法包括以下步骤：加热尚未被混合的水基液；和将加热的水和吸水树脂高速混合。”

【专利文献1】日本未审专利公开特开2005-54151(公开日：2005年3月3日)

【专利文献2】日本未审专利公开特开平11-106514(公开日：1999年4月20日)

发明内容

然而，通过本发明人进行的勤奋研究，他们发现：当粒化吸水树脂，尤其是细粉状的吸水树脂(如上述粉末)时，其表面积大，因而吸水率高，这导致难以均匀地添加液体结合剂，例如水基液或其类似物。因此，通常，用于粒化的流化床或搅拌混合机，如高速搅拌混合机，带来下述问题：当加入所述粒化的吸水树脂中的水基液的量超过50％时，所述吸水树脂和所述水基液的混合物是极不均匀的，因而持续并稳定地进行混合是极为困难的。另外，这样的装置还带来这样的问题：所述水基液的不均匀的加入导致性质劣化以及粒化产物的破碎。并且，本发明人发现：当生产方法包括粒化粉末颗粒的步骤时，由于在干燥步骤中的载荷和干燥时间的延长，留在粒化产物中的一定量的湿气导致生产率的下降。

当加入粒化的吸水树脂中的水基液的量少于50％时，由于其粘附力，粉末粘附到所述搅拌混合机的内部，尤其是粘附在搅拌叶片上，因而粉末会残留在装置内，而残留的粉末不能被移出。特别地，当所述吸水树脂中包含50wt％或更多的、粒径为105μm或更小的细粉(粉末)时，进行产业上的粒化是极为困难的。

本发明是针对上述的常规问题而作出的，本发明的一个目的是提供一种结合方法，通过这种结合方法能够长时间地持续并稳定地进行粒化，并且可以得到具有优异的粒化强度的粒化产物。

根据专利文献1中所述的吸水树脂的粒化(结合)方法，对吸水树脂供给水蒸汽形式的湿气以使所述粉末颗粒结合。这导致需要长时间和大量的水蒸汽的问题。并且，专利文献1未描述任何采取连续模式的实例。

并且，专利文2献中描述的吸水树脂的粒化方法没有作为具体实例提到吸水树脂高度浓缩的情况，即，所述吸水树脂的固体成分大的情况，例如，所述吸水树脂的固体成分为50wt％或更多的情况。

并且，根据专利文献2中所述的粒化(结合)的吸水树脂的生产方法，对整个吸水树脂粉末均匀地供给水基液并不容易，并且需要使用过量的湿气，这导致在后续的干燥步骤中能量成本增加的问题。

本发明是针对专利文献1和2的问题而作出的，本发明的一个目的是提供(i)一种吸水树脂的结合(粒化)方法，所述方法使得通过增加所述吸水树脂的浓度，即通过增加所述吸水树脂的固体成分，能够改进干燥效率，所述方法还使得即使所述吸水树脂高度浓缩，即，即使所述吸水树脂中包含大量固体成分时，也能够得到具有优异性质的颗粒状的吸水树脂；和(ii)一种颗粒状的吸水树脂的生产方法，所述方法包括结合(粒化)吸水树脂粉末颗粒的步骤。

为了解决上述问题，本发明的一种用于结合吸水树脂的方法包括向吸水树脂粉末中加入水基液和水蒸汽以结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤。

根据本发明，本发明的用于结合吸水树脂的方法包括向吸水树脂粉末中加入水基液和水分蒸汽的步骤，从而与仅加入所述水基液的情况相比能够更加均匀地对所述粉末整体供给湿气。这使得能够减少供给的湿气的量。因此，能够减少在结合所述吸水树脂粉末颗粒后的干燥步骤的干燥时间。因此，本发明的用于结合吸水树脂的方法使得能够改进颗粒状的吸水树脂的生产率。

并且，根据本发明，本发明的用于结合吸水树脂的方法包括向吸水树脂粉末中加入水基液和水蒸汽的步骤，从而与仅加入水蒸汽的情况相比能够更为牢固地用水基液结合所述粉末的颗粒。并且，能够用水蒸汽结合所述粉末的颗粒使结合的粉末中的空位较少。这使得在结合所述吸水树脂粉末的过程中能够使所述吸水树脂粉末颗粒更为牢固地成团并结合。因此，本发明的用于结合吸水树脂的方法使得能够得到具有优异的性质，尤其是优异的抗破坏性的颗粒状的吸水树脂。

并且，优选将本发明的用于结合吸水树脂的方法安排为，使所述吸水树脂粉末的颗粒持续地结合。

因此，本发明的用于结合吸水树脂的方法使得能够进一步改进所述颗粒状的吸水树脂的生产率。

这里，当所述吸水树脂在结合所述吸水树脂粉末后是高度浓缩的情况下，所述吸水树脂中结合剂如水的量减少，因而粘合力下降。因此，性能可能会下降。然而，以本发明的用于结合吸水树脂的方法加入所述水基液，从而使所述水基液作为结合剂发挥作用。因此，即使所述吸水树脂在结合所述吸水树脂粉末的颗粒后是高度浓缩的，也能够实现与在所述吸水树脂较低浓缩的情况下、例如在所述吸水树脂的固体成分为49wt％或更少的情况下的颗粒状吸水树脂相同的性质。

并且，优选将本发明的用于结合吸水树脂的方法安排为，将50-10份重量的水基液加入到50-90份重量的所述吸水树脂粉末中，从而使总量为100份重量。

因此，本发明用于结合吸水树脂的方法使在结合所述吸水树脂粉末的颗粒后能够高度浓缩所述吸水树脂。

并且，优选将本发明的用于结合吸水树脂的方法安排为，将1-100kg/hr的水蒸汽加入到100kg/hr的所述吸水树脂粉末中。

根据本发明的用于结合吸水树脂的方法，添加的水蒸汽的大部分被排出而没有结合至吸水树脂粉末中。因此，在结合所述吸水树脂粉末的颗粒后，所述吸水树脂的固体成分并未减少。

并且，优选将本发明的用于结合吸水树脂的方法安排为，通过使用转盘混合机使所述吸水树脂粉末的颗粒结合。

因此，本发明的用于结合吸水树脂的方法使得能够利用离心力和重力搅拌并混合所述吸水树脂粉末的颗粒。

并且，本发明的用于结合吸水树脂的方法可被安排为，所述吸水树脂粉末包括表面已交联的吸水树脂粉末。

为了解决上述问题，本发明的一种用于生产颗粒状吸水树脂的方法包括将水基液和水分蒸汽加入到吸水树脂粉末中以结合所述吸水树脂粉末的颗粒的步骤。

根据本发明，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法包括将水基液和水蒸汽加入到吸水树脂粉末中的步骤，因而与仅加入所述水基液的情况相比能够更为均匀地向所述粉末整体供给湿气。这使得能够减少所述供给的湿气的量。因此，能够减少在结合所述吸水树脂粉末后的干燥步骤的干燥时间。因此，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法使得能够改进颗粒状吸水树脂的生产率。

并且，根据本发明，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法包括将水基液和水蒸汽加入到吸水树脂粉末中的步骤，从而与仅加入所述水蒸汽的情况相比能够用所述水基液更为牢固地结合所述粉末的颗粒。并且，所述水蒸汽能够结合所述粉末的颗粒，使结合的粉末的空位较少。这使得在结合所述吸水树脂粉末的过程中，能够使所述吸水树脂粉末的颗粒更牢固地成团并且结合。因此，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的的方法使得能够得到具有优异性质、尤其是优异的抗破坏性的颗粒状吸水树脂。

并且，优选将本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法安排为，包括多步结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤。

因此，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法使得能够进一步改进所述颗粒状吸水树脂的生产率和质量。

并且，优选将本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法安排为，使颗粒已被结合的所述吸水树脂粉末的固体成分在50-90wt％的范围内。

因此，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法使得能够在结合所述吸水树脂粉末颗粒后提高所述吸水树脂的浓度。因此，能够确实减少结合所述吸水树脂粉末颗粒后的干燥步骤的干燥时间。因此，本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法使得能够确实提高所述颗粒状吸水树脂的生产率。

其他的目的、特征、以及本发明的长处，将通过以下的描述变得清楚。并且，本发明的优点将从以下参照附图的解释中变得显而易见。

附图说明

图1是表示根据本发明的一种用于结合吸水树脂的方法的一个实施方案得到的吸水树脂的固体成分，以及根据一种常规的用于结合吸水树脂的方法得到的吸水树脂的固体成分的曲线图。

图2为是表示根据用于结合吸水树脂的方法得到的吸水树脂的外观的示意图，并且(a)示出了根据本发明的用于结合吸水树脂的方法的一个实施方案得到的吸水树脂的外观，以及(b)和(c)示出了根据常规的用于结合吸水树脂的方法得到的吸水树脂的外观。

图3为为示意性地表示用于测量在60分钟内4.83kPa下对0.90质量％的生理盐水的抗压吸收率(AAP)的测量装置的横截面图。

图4为为示意性地表示用于测量0.69质量％的生理盐水的盐水导流率(SFC)的测量装置的横截面图。

图5为用于本发明的用于结合吸水树脂的方法的一个实施方案的水平连续混合机的平面图。

图6为用于本发明的用于结合吸水树脂的方法的一个实施方案的水平连续混合机的横截面图。

【附图标记】

10 塑料支撑柱

11 400目不锈金属纱网

12 吸水树脂颗粒(吸水树脂)

13 活塞

14 载荷(重量)

15 Petri培养皿

16 玻璃过滤器

17 滤纸

18 0.90质量％的生理盐水

31 罐

32 玻璃管

33 0.69质量％的生理盐水

34 带旋塞的L形管

35 旋塞

40 容器

41 腔室

42 不锈金属纱网

43 不锈金属纱网

44 膨润凝胶(凝胶)

45 玻璃过滤器

46 活塞

47 孔

48 收集容器

49 平秤

51 水平连续混合机

52 外壳

53 进口

54 进口

55 进口

58 进口

60 出口

61 转轴

62 搅拌叶片

具体实施方式

以下的描述将详述本发明，但本发明的范围并不局限于此，并且本发明可以在本发明的精神主旨之内通过很多变动发生变化。特别地，本发明并不局限于以下的实施方案，而可以在权利要求的范围内通过很多变动发生变化。即是说，基于在不同的实施方案中公开的技术手段的适当结合的一个实施方案是包括在本发明的技术范围内的。注意在本说明书中，“质量”是“重量”的同义词。并且，例如“在A-B的范围内”的词语所指的条件是“不少于A且不多于B”。并且，“粒径”是“颗粒尺寸”的同义词。

在本发明中，要供给的吸水树脂粉末的量、要生产的颗粒状吸水树脂的量、要排出的水基液或水蒸汽的量、生产装置的每个搅拌叶片的旋转速率、以及类似的值根据所述装置的类型被合适地设定为最佳条件。

本发明的用于结合吸水树脂的方法包括向吸水树脂粉末中加入水基液和水蒸汽以结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤。并且，优选将用于结合吸水树脂的方法安排为，使所述吸水树脂粉末的颗粒连续结合。

用于本发明中的吸水树脂包括相对于整体的吸水树脂的10wt％或更少的水。只要所述粉末是由吸水树脂制成的，对用于本发明的吸水树脂粉末就没有特别限制。并且，用于本发明中的吸水树脂粉末还包括吸水树脂的细小颗粒，这些细小颗粒在将颗粒状吸水树脂分级为每个都具有期望粒径的颗粒的步骤中已被挑出。并且，只要所述液体是水基的，对用于本发明中的水基液就没有特别的限制。

即是说，根据要使用的粉末类型和粒化产物的使用目的来选择合适的水基液。这样的实例包括：水、含水溶性盐或亲水性有机溶剂等的水基液、和类似的水基液。作为液体结合剂，从性质、粒化强度、效率、安全性、生产成本等角度而言，优选使用水或水基液。水的量为90wt％或更多，优选为99wt％或更多，更优选在99-100wt％的范围内。特别优选所述液体结合剂仅由水制成。并且，不溶于水的无机或有机的细小颗粒可分散在所述水基液中。并且，当使用吸水树脂粉末作为上述粉末时，所述液体结合剂可以包含具有能够与所述吸水树脂的官能团发生反应的官能团的有机物质。所述有机物质的一个实例是交联剂或其类似物。通过使用有机物，能够减少水溶性的成分并且进一步改进粒化强度。

并且，本说明书中使用的用语“结合”意为处于一种脱离粉末状态的状态，一个实例为粒化或其类似状态。

在将所述水基液和水蒸汽加入到所述吸水树脂粉末中时，所述水基液和水蒸汽基本同时添加。然而，所述水蒸汽在添加所述水基液的同时添加，或在添加所述水基液之后添加。或者，水蒸汽可以在添加水基液之前添加。

并且，本发明的一种用于生产颗粒状吸水树脂的方法包括向吸水树脂粉末中加入水基液和水蒸汽以结合所述吸水树脂颗粒的步骤。并且，本发明的一种用于生产颗粒状吸水树脂的方法包括向吸水树脂粉末中供给水蒸汽以结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤(整合步骤)；和由结合的颗粒得到粒化的吸水树脂颗粒的步骤(颗粒形成步骤)，其中这些步骤同时进行。并且，优选本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法包括多步结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤。短语“包括多步结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤”表示分阶段地揉和(再揉和)在结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤中生成的所述吸水树脂粉末。

在本发明的用于结合吸水树脂的用途和本发明的用于生产颗粒状吸水树脂的方法中，结合了所述吸水树脂粉末颗粒后的吸水树脂的固体含量优选在50-90wt％的范围内，更优选为50-80wt％。在上述范围内，能够缩短由结合所述吸水树脂粉末颗粒后的吸水树脂来生产颗粒状吸水树脂的过程中的干燥时间。因此，改进所述颗粒状吸水树脂的生产率是可能的。

若固体含量少于50％，对整个吸水树脂粉末提供湿气可能是困难的，并且可能会耗费一些时间来进行后续的干燥步骤，因此可能增加能量成本。这可能导致不经济的情况。另一方面，若固体含量超过90％，可能不能充分整合所述吸水树脂粉末。

对于在干燥步骤后得到的吸水树脂的湿气含量没有特别的限制，但考虑到所述获得的吸水物品的性质，所述湿气含量优选即使在室温下也能保持粉末状态。特别地，所述湿气含量优选在0.2-30质量％的范围内，更优选为0.3-15质量％，还更优选为0.5-10质量％。

以下将详细描述本发明用于生产颗粒状吸水树脂的方法，但是相同特征也包含在本发明用于结合吸水树脂的方法中。即是说，本描述也可应用于本发明用于结合吸水树脂的方法。

在本发明用于生产颗粒状吸水树脂的方法中，在以下方面可以将整合步骤和颗粒成形步骤清楚地区分开：(i)怎样进行所述步骤和(ii)在怎样的条件下进行所述步骤，或者这两个步骤可以在以下方面是实质相同的：(i)如何进行所述步骤和(i i)在怎样的条件下进行所述步骤，而且可以被认为是单个步骤。以这种方式，对于如何进行这两个步骤没有特别限制。例如，在一个实施方案中，向所述吸水树脂粉末供给湿气(水基液和水蒸汽)同时搅拌，吸水树脂粉末颗粒的结合以及粒化的颗粒的成形可基本同时进行(实质上在单个步骤中进行)。在这种情况下，这两个步骤被认为是上述单个步骤。

<结合步骤>

在本发明的结合步骤中，向吸水树脂粉末供给湿气，湿气以水基液或水蒸汽的形式供给以结合(粒化)吸水树脂粉末颗粒。

在本发明用于生产吸水树脂的方法中，目标吸水树脂为常规已知的水溶胀交联聚合物，所述水溶胀交联聚合物为水溶胀的和基本为水不溶性的交联聚合物并且形成阴离子的、非离子的、阳离子的、和基本为水不溶性的水凝胶。需要注意的是，“水溶胀”指的是，在离子交换水中，物质吸水能力为例如至少5倍或更多倍，优选50-1000倍的该物质重量的比率。“基本为水不溶性”指的是吸水树脂中的可提取的聚合物含量(水溶性聚合物)在0-50质量％的范围内，优选为30质量％或更少，更优选25质量％或更少。

所述吸水树脂可以按照使用目的适当地选自常规已知的树脂，并且对其没有特别的限制。所述吸水树脂的实例包括一种或者包括两种或更多种的以下物质：(i)交联的部分中和的聚丙烯酸；(ii)水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物；(iii)淀粉-丙烯酸接枝聚合物；(iv)皂化的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物；(v)水解的丙烯腈共聚物或水解的丙烯酰胺共聚物，或交联的丙烯腈共聚物或交联的丙烯酰胺共聚物；(vi)改性的羧基化的交联的聚乙烯醇；(vii)交联的异丁烯-马来酸酐共聚物；(viii)及其类似物。总之，更优选使用羧基化的亲水性交联聚合物。所述亲水性交联聚合物的一个优选实例为通过(共)聚合(以下仅用“聚合”代表)主要由丙烯酸和/或其盐(中和剂)制成的亲水性不饱和单体得到的部分中和的聚丙烯酸聚合物。

优选所述亲水性交联聚合物的30-100mol％的酸基由碱金属盐(钠盐、钾盐、锂盐、及其类似物)、铵盐、胺盐、及其类似物中和，并且更优选所述亲水性交联聚合物的50-90mol％的酸基被中和，还更优选所述亲水性交联聚合物的60-80mol％的酸基被中和。在中和所述酸基的过程中，可以安排使所述中和在获得所述交联聚合物之前，提前在制备所述亲水性不饱和单体的阶段进行，并且引发聚合反应，或者可以安排使获得的交联聚合物的酸基在聚合过程中或完成聚合反应后中和，或者这些安排可以一并采用。以此方式，对于所述酸基的中和没有特别的限制。

基本上，本发明的吸水树脂粉末为实质上未粒化的吸水树脂粉末，用(a)吸水树脂初级颗粒表示，每个(a)的颗粒不能被一定的力破碎，例如，通过分级操作或运输(搬运)操作被破碎。本发明用于生产颗粒状吸水树脂的方法进一步还优选应用于所述吸水树脂粉末不像前述状态(a)，不是吸水树脂初级颗粒，的情况，而是(b)所述吸水树脂初级颗粒为结合的颗粒的情况，每个结合的颗粒具有小于最终得到的颗粒状吸水树脂的希望的颗粒直径，且该结合的颗粒被适当地粒化。

对每个吸水树脂粉末颗粒的尺寸没有特别限制，只要所述粉末为能够实现本发明的目的的颗粒状态。所述吸水树脂粉末可仅包括吸水树脂细粉(例如其粒径为150μm或更小)，或可以为所述细粉和大颗粒(其粒径为850μm或更小，包括150μm或更小)的混合物，或可为从其中除去了所述细粉的吸水树脂(所述吸水树脂具有150μm或更大的粒径以及850μm或更小的粒径的颗粒)。进一步，为了提高吸收率，所述细粉可为在制造过程中被从所述混合物中除去的细粉，或可以为专门通过特意地粉碎所述吸水树脂或调整所述吸水树脂的聚合条件得到的细粉。进一步，用于本发明的粒化中的吸水树脂粉末可进行表面交联处理或可不进行表面交联处理。

除了这些类型的吸水树脂粉末之外，优选使用吸水树脂细粉。所述细粉的平均粒径优选在150-10μm的范围内，优选70wt％或更多，更优选90wt％或更多的颗粒具有大致为150μm或更小的粒径。进一步，作为所述细粉颗粒的形状，在粒化强度的角度上，通过水溶液聚合得到的不定形状比通过反向悬浮聚合得到的球形更为优选。进一步，未进行表面交联处理的细粉是更为优选的。

在结合步骤提供的水蒸汽是未饱和的水蒸汽，并且优选将所述未饱和的水蒸汽释放在混合装置中。特别地，更优选使用0.11MPa或更大气压(102℃或更高温度)的未饱和水蒸汽，还更优选使用0.5MPa或更大气压(152℃或更高温度)的未饱和水分蒸汽。通过提供所述未饱和水蒸汽形式的湿气，能够在短时间内以高效率对整个吸水树脂粉末提供湿气，并能够具有高强度的粒化的颗粒。以此方式，可得到这样的效果。

在本发明中，当通过混合所述吸水树脂粉末和水基液得到由多种吸水树脂粉末制成的吸水树脂粒化产物时，更优选在混合之前适当选择并设定所述水基液的温度。水基液的温度在室温至100℃的范围内，更优选在室温至70℃之间。进一步，加热温度的上限不高于所述水基液的沸点，该沸点可通过添加盐或其他溶剂或改变气压(减压或加压)或类似手段来变化地调节。由于超过100℃的温度并不引起多大的变化，因此通常在100℃进行加热。

以下的描述将特别地说明实施所述结合方法的情况。

在所述结合方法中，优选以水蒸汽的形式提供湿气，同时搅拌所述吸水树脂粉末。其特定的实例包括搅拌粒化工艺、碾轧粒化工艺、压缩粒化工艺、流化床粒化工艺，以及类似工艺，所述结合方法可优选通过这些工艺中的任意一项来实施。总之，在简单性的角度上考虑，更优选采用所述搅拌粒化工艺。当采用这些工艺时，除了所述湿气被允许以水基液和水蒸汽的形式提供之外，可应用与常规相同的装置和操作条件等等。注意在本发明中，优选使用的装置设有用于注入水基液和水蒸汽的喷嘴或其类似物，从而将水基液和水蒸汽供给到所述装置中，并且所述装置是封闭的以至于可流畅地供给水蒸汽并且其内部气压可以调节。进一步，在提供水基液和水蒸汽时可将其喷雾。

例如，当通过所述搅拌粒化工艺实施所述结合方法时，可以使用连续搅拌装置作为所述搅拌装置，有竖直型和水平型。所述竖直型连续搅拌装置的实例包括螺旋销钉式混合机(spiral pin mixer)(太平洋机工株式会社)、流射混合机(flow jet mixer)，以及Schugi造粒系统(粉研POWTECHS株式会社)，及类似装置。所述水平连续混合装置的实例包括环层混合机(annula rlayer mixer)(DRAIS WERKE)、双杆混合机(List公司)，及类似装置。在本发明中，优选通过使用转盘式混合机结合所述吸水树脂粉末颗粒。进一步，在本发明中优选通过使用设有叶轮(径流型、交流型、混流型、轴流型等)的盘式混合机结合所述吸水树脂粉末颗粒。

可适当地设定水基液和水蒸汽注入所述装置的条件，从而在考虑可采用的工艺、可采用的装置等的同时得到希望的颗粒状吸水树脂，对该条件没有特别的限制。然而，优选以0.1-2.0MPa的表压注入水蒸汽，更优选以0.1-1.00MPa的表压注入水蒸汽，还更优选以0.1-0.50MPa的表压注入水蒸汽。当表压小于0.1MPa时，结合及粒化所述吸水树脂粉末颗粒要耗费一些时间，这可能导致具有低强度的粒化颗粒的形成。当表压超过2.0MPa时所述吸水树脂可能会劣化。对于蒸汽压力，表压维持不变直至所述装置压力的附近，其中所述混合机内部无任何压力。

相对于100kg/hr的所述吸水树脂粉末，待添加的水蒸汽量优选在1-100kg/hr的范围内，更优选7-30kg/hr。所述水蒸汽量在上述范围内，并且所述水蒸汽弥散在颗粒的间隙中，由此更牢固地结合所述颗粒。相反地，当所述水蒸汽的量小于1kg/hr时，所述颗粒结合地较弱。另一方面，当所述水蒸汽的量大于100kg/hr时，所述吸水树脂的表面被溶胀，从而难以结合所述颗粒。

当以所述水蒸汽的形式提供湿气时，能够更均匀更有效率地向整个吸水树脂粉末提供所述湿气，从而相比于常规设置要添加的液体(水或水基液)，能够更加减少所要添加的湿气量的。因此能够大幅减少后续的干燥步骤所需要的能量成本。当所述水蒸汽量小于1质量份时，可能不能充分结合所述吸水树脂颗粒。当所述水蒸汽量超过100质量份时，所述吸水树脂的表面被溶胀，从而可能不能结合所述颗粒，并且所述后续的干燥步骤需要的时间长。因此能量成本可能增加，这可能导致经济上的缺点。

进一步，注入所述装置的水基液的量也没有特别地限定为前述的量。然而，例如添加的水蒸汽量优选在50-10重量份的范围内，更优选50-20重量份，还更优选40-20重量份，从而相对于50-90重量份的吸水树脂粉末，总量为100重量份。

所述装置的内部温度也没有特别地限定为前述的设置。然而，例如，所述内部温度优选在10-200℃的范围内，更优选20-180℃，还更优选50-150℃。当所述内部温度低于10℃时，注入所述装置的水蒸汽冷凝，这可能导致难以将所述湿气均匀地供给整个吸水树脂粉末。当所述内部温度超过200℃时，所述吸水树脂可能会劣化。注意对于如何调整所述装置的内部温度是没有特别的限制的。例如能够采用一种调整夹套温度以调整所述装置的内部温度的方法或类似的方法。注意将所述水基液和水蒸汽添加到所述吸水树脂粉末的步骤可在室温下进行。

所述装置的内部压力也没有特别限定为前述设置的那样。例如，优选所述内部压力大于常压(0.101MPa)。通过令所述内部压力高于常压，能够有效地结合所述吸水树脂粉末颗粒。对加压的程度没有特别限制，可适当地进行设定以得到前述的效果。

对各种机械工艺条件和工艺时间等(例如，在所述搅拌粒化工艺中搅拌叶轮的形状、搅拌力、搅拌速率、搅拌时间等，以及在连续型中的平均保留时间等)没有特别的限制，适当地设定以在考虑可采用的工艺和可采用的装置的类型以及类似的条件的同时获得希望的颗粒状吸水树脂。

在本发明中，关键是将所述水基液和水蒸汽与所述吸水树脂粉末高速混合。短语“将所述水基液和水蒸汽与所述吸水树脂粉末高速混合”表示在完成所述水基液、水蒸汽和吸水树脂粉末的混合后，花费短时间就产生所述粒化的吸水树脂颗粒。在所述水基液和吸水树脂粉末开始相互接触后，短时间就产生所述粒化的吸水树脂颗粒，即，混合时间是短暂的。所述混合时间优选在3分钟以内，更优选在1分钟之内，最优选在1秒-60秒的范围内。

当所述混合时间长的时候，难以均匀混合所述水基液和吸水树脂粉末，这导致形成大团块，从而不能得到本发明目标的粒化的吸水树脂颗粒。进一步，若所述混合在混合完成后长时间持续，所述吸水树脂可能会劣化，例如所述吸水树脂的一种可提取的聚合物含量增加、抗压吸收率下降、或出现类似的缺点。进行所述高速混合的一个关键条件是将加热的水基液以单剂量倒入正在搅拌的所述吸水树脂粉末。即是说，例如当通过喷雾所述水基液或以相似的方式逐渐加入所述水基液时，不能得到本发明目标的粒化的吸水树脂颗粒。当逐渐地加入所述水基液时，在加入所述水基液的同时所述吸水树脂粉末会成为大团块或被捏合，这导致所述吸水树脂的劣化。用以倾倒所述热的水基液的时间优选60秒或更短，更优选30秒或更短，最优选10秒或更短。

反之，为了实现本发明的目的，高速混合还可通过一种将所述吸水树脂粉末倒入所述搅拌中的热的水基液中的方法实现。在这种情况下，用以倾倒所述吸水树脂粉末的时间优选60秒或更短，更优选30秒或更短，最优选10秒或更短。进一步，也能够通过一种将所述吸水树脂粉末和热的水基液均以单剂量同时混合的方法进行所述用于达成本发明目的的高速混合。在这种情况下用以倾倒这两种原材料的时间优选60秒或更短，更优选30秒或更短，最优选10秒或更短。进一步地，存在一种情况，即持续同时倾倒并高速混合所述两种原材料，从而持续生产本发明的所述粒化的吸水树脂颗粒。

例如优选，上述方法包括：将所述水基液和水蒸汽供给所述吸水树脂粉末，并将其捏合以得到水凝胶吸水树脂的步骤(结合步骤)；和，必要时使所述水凝胶产物形成希望的形状的步骤(多级捏合/成形步骤)。在所述捏合步骤中，优选使用在上述搅拌粒化工艺中使用的搅拌装置或类似装置，但对该装置没有特别限制。能够使用已知的各种能够捏合所述原材料的装置。

可以在考虑装置的类型的同时适当设定水基液和水蒸汽注入所述装置的条件，对所述条件没有特别的限制。

例如，优选在捏合所述原材料的过程中使用机械搅拌机。所述搅拌机的实例不仅包括用于进行所述搅拌粒化工艺的装置，还包括湍流增强器(turbulizer)(细川密克朗集团)、罗地格(

)混合机(罗地格)、灰浆搅拌机(西日本试验机)，及类似装置。注意可使用任何的分次式搅拌机和连续型搅拌机。

在所述成形阶段，所述水凝胶产物被挤出、压缩、或进行相似的处理以形成希望的形状，并且必要时可进行该步骤。在所述挤出、压缩和此时的处理条件方面，可采用已知的装置和技术和条件。所述装置可被整合到用于所述捏合步骤中的所述搅拌装置或类似装置中。注意不仅可采用通过挤出机成形，也可采用已知的各种树脂成型工艺成形，如通过使所述原材料流进具有预定形状的容器成形。例如能够采用使用了压塑机械、压块轧辊、压片机械、或类似机械的方法。

在所述成型步骤中，能够令所述原材料成形为各种形状，如片状、盘状、团块状、绳状等等。

在所述干燥步骤中进行干燥处理以调整所述捏合步骤后或成形步骤后的水凝胶产物中的湿气。所述干燥步骤是需要的，尤其当接着要压碎所述产物时。

当通过进行所述结合步骤得到结合的吸水树脂粉末时，如上所述，所述颗粒成形步骤与所述整合步骤同时进行，因此与上述说明相同的说明可应用于此。因此，关于以上说明的各种装置、工艺条件等等，更优选在考虑所述颗粒状吸水树脂的希望的粒径的同时适当地选择和设定它们。

例如当通过进行所述多级捏合/成形步骤得到结合的吸水树脂粉末颗粒时，优选所述方法进一步包括：将所述结合产物切割成碎片的步骤(精细切割步骤)，每片具有合适的尺寸；和，将所述结合产物压碎成碎块的步骤(压碎步骤)，每块具有希望的粒径。

在所述精细切割步骤中，所述吸水树脂粉末的结合产物被精细切割成片，每片具有能够进行所述压碎步骤的尺寸或使其更容易进行所述压碎步骤的尺寸。必要时进行所述精细切割步骤。

对所述精细切割构件没有特别的限制，可采用普通的精细切割构件或破碎构件，如剪刀、切刀、切碎机、剪断机、碎肉机、切割机、旋切机、和类似可采用的机械。

虽然所述精细切割步骤依赖于如上所述的精细切割构件变化，但是在进行所述干燥步骤之前对所述吸水树脂粉末层或水凝胶产物进行所述精细切割步骤可能更加容易。

通过精细切割所述原材料得到的每片的尺寸，即，通过精细切割所述原材料得到的每片的尺寸和形状不仅依赖于所述压碎装置的种类还依赖于下列条件而变化，如使用目的、需要的性能、所述精细切割构件的类型、及类似的条件。例如，能够获得细板条形、多边形、盘状、柱状、棱柱状、不定形状、等等。

当通过精细切割所述结合产物获得的各种形状的每片直径的最大尺寸被定义为通过精细切割所述结合产物得到的每片的最大长度时，优选进行所述精细切割步骤以使所述最大长度在0.5-40mm，优选为1-5mm。

在所述压碎步骤中，由所述结合步骤和多级捏合/成形步骤中得到的结合产物或由所述精细切割步骤中得到的结合产物被压碎成颗粒状吸水树脂，其包括每个颗粒都具有希望的粒径的颗粒。可按照所述压碎装置的种类和特性压碎这两种结合产物的任意一种。

在压碎所述结合产物的过程中也可采用在已知的各种树脂制造技术中使用的压碎装置和压碎方法。

对于含有大量湿气的结合产物来说，进行所述压碎步骤是困难的，因而优选对已进行所述干燥步骤的结合产物进行所述压碎步骤。

可以在考虑所述颗粒状吸水树脂的使用目的的同时适当设定在所述结合步骤中得到的粒化的颗粒粒径。例如，所述粒径优选在100μm-40mm的范围内，更优选150μm-5mm，还更优选150μm-1mm。当所述粒径小于100μm时，所述粒化的颗粒是破碎的，这样所述破碎的颗粒可成为吸水树脂初级颗粒。当所述粒径超过40mm时，所述吸水树脂在进行所述干燥步骤后可能仍是未干燥的。特别地，对于使用目的为用作卫生材料，如一次性尿布或卫生巾，质量平均粒径优选在100μm-1mm的范围，更优选150-800μm。对于使用目的为作为农业或园艺中的保水剂或其类似物，所述质量平均粒径优选在500μm-5mm。

如下所述，优选对通过以上述方式得到的吸水树脂的结合并干燥的颗粒进行压碎和分级而得到的每块的表面附近进行交联。即是说，优选所述吸水树脂粉末成形为按照本发明的结合方法的吸水树脂的结合颗粒，且干燥所述吸水树脂的结合颗粒以具有100μm-1mm的质量平均粒径，且以这种方式得到的具有少量细粉的吸水树脂是表面交联的，由此得到一种吸水剂。

得到的结合颗粒的形状不仅依赖于所述混合装置的类型，还依赖于其混合工艺和条件来变化。例如能够得到球形、盘状、多边形、无定形、团块状(球形、盘状、多边形、杆状)、等等。

在所述结合步骤成形的结合颗粒为粒化的颗粒。这可以用光学显微镜通过发现以下事实来确定：(i)多个颗粒集合并成团，同时每个颗粒保持其形状，和(ii)当许多不连续的颗粒在吸收液中时所述颗粒被溶胀。

在本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法中，所述粒化的颗粒可为每个颗粒表面均交联的颗粒。这是优选的，因为能够改进所述颗粒状吸水树脂的各种性质，如抗压吸收率和类似性质。当粒化的颗粒每个都具有交联表面时，优选对在所述结合步骤中得到的粒化的颗粒进行表面交联处理。还有，当将表面交联的粉末用作上述的吸水树脂粉末时，每个粒化颗粒的表面原本就是交联的，因而这种设置也是优选的。注意所述表面交联处理将在以下对表面改性步骤的描述中进行详述。

例如优选本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法不仅包括所述结合步骤和多级捏合/成形步骤，还包括一般的吸水树脂制造过程，即，合成作为所述吸水树脂的聚合物的步骤(聚合步骤)、干燥所述聚合物的步骤(聚合物干燥步骤)、和大致分级干燥的颗粒以得到希望的粒径(聚合物分级步骤)，其中在所述结合步骤中使用的吸水树脂粉末为在所述聚合物分级步骤中除去的吸水树脂细颗粒。

进一步，更优选所述方法包括表面改性步骤、运输步骤、和储存步骤。

以下描述各种步骤。

<聚合步骤>

在本发明中，所述吸水树脂含有酸基和/或其盐(中和产物)。因此，优选所述吸水树脂通过聚合亲水性不饱和单体来得到，所述亲水性不饱和单体含有作为主要成分的含酸基的不饱和单体。注意所述含酸基的不饱和单体的实例也包括在聚合后通过水解形成酸基的单体(例如丙烯腈)。但优选使用在聚合时就含有酸基的含酸基的不饱和单体。作为含有含酸基的不饱和单体的亲水性不饱和单体，更优选使用含有丙烯酸和/或其盐(中和产物)作为主要成分的亲水性不饱和单体。

当所述亲水性不饱和单体含有丙烯酸和/或其盐(中和产物)作为主要成分时，必要时可使用除丙烯酸和/或其盐之外的不饱和单体(以下，该单体将用“其他单体”表示)。所述其他单体的具体实例包括：阴离子不饱和单体，如甲基丙烯酸、马来酸、乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰丙磺酸、及他们的盐；非离子亲水性不饱和单体，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-n-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯，甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰哌啶、及N-丙烯酰吡咯烷酮；阳离子不饱和单体，如N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺及他们的季盐；以及类似物质。然而对所述其他单体没有特别的限制。所述其他单体的量相对于整体的亲水性不饱和单体优选为30mol％或更少，更优选10mol％或更少。

优选通过聚合所述亲水性不饱和单体得到的吸水树脂含有羧基。对所述吸水树脂的羧基量没有特别的限制，但优选相对于100g所述吸水树脂，所述羧基当量为0.01或更多。

对于通过聚合所述亲水性不饱和单体得到所述吸水树脂的方法，特别是通过聚合所述亲水性不饱和单体得到所述吸水树脂的水凝胶聚合物的方法没有特别的限制，但能够采用已知的方法，如水溶液聚合、反相悬浮聚合、本体聚合、沉淀聚合，等等。总之由于控制得到的吸水树脂的聚合反应和最优性质(例如溶胀的凝胶的吸收率或类似性质)的容易性，优选采用一种聚合所述亲水不饱和单体的水溶液的方法，即，优选采用所述水溶液聚合和反相悬浮聚合，并且特别优选采用所述水溶液聚合。

所述反相悬浮聚合是一种将单体水剂溶液悬浮在疏水性的有机溶剂中来进行聚合的方法。这种聚合方法在例如美国专利号4093775、美国专利号4367323、美国专利号4446261、美国专利号4683274、和美国专利号5244735中有描述。在这些方法中示例的亲水性单体、聚合引发剂等可以应用于本发明。

所述水剂溶液聚合为一种在不使用分散溶剂的条件下聚合单体水溶液的方法。这种聚合方法在例如美国专利号4625001、美国专利号4873299、美国专利号4286082、美国专利号4973632、美国专利号4985518、美国专利号5124416、美国专利号5250640、美国专利号5264495、美国专利号5145906、和美国专利号5380808，以及欧洲专利号0811636、欧洲专利号0955086、和欧洲专利号0922717中有描述。在这些聚合方法中示例的亲水性单体、聚合引发剂等等可以应用于本发明。进一步，对所述水溶液聚合的方法没有特别限制。然而其优选实例包括：聚合所述单体水溶液的同时在单螺杆或双臂捏合机中压碎得到的水凝胶交联的聚合物的方法(捏合机聚合)，将所述单体水溶液供给到预定容器中或传送带上并通过碎肉机或类似装置压碎聚合得到的凝胶的方法(传送带聚合)，和类似的方法。

在所述聚合方法中，所述亲水性不饱和单体水溶液中的亲水不饱和单体的浓度(以下，所述水溶液用“单体水溶液”表示)根据所述水溶液的温度和单体的类型确定，并且对其没有特别的限制，但优选10质量％或更多，更优选在10-65质量％的范围，还更优选在10-50质量％的范围，尤其优选15-40质量％范围。在所述聚合方法中，当制备所述单体水溶液时，必要时可一并使用非水的溶剂，且对所述一并使用的溶剂的种类没有特别限制。

在聚合所述亲水性不饱和单体的过程中，可使用：自由基聚合引发剂，如过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐；自由基光聚合引发剂，如2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮；或活性能量射线，如紫外线和电子射线。进一步，当使用自由基聚合引发剂时，可通过一并使用还原剂，如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸亚铁、L-抗坏血酸等等，进行氧化还原聚合。使用的聚合引发剂的量相对于所有单体优选0.001mol％或更多和2mol％或更少，更优选0.01mol％或更多和0.5mol％或更少。进一步所述聚合反应可通过对反应体系进行辐照活性能量射线如放射线、电子射线、紫外线来引发，或可通过一并使用上述的聚合引发剂来引发。

对所述聚合方法中的反应温度没有特别的限制，但优选在15-130℃的范围，更优选20-120℃。进一步，对各种反应条件，如反应时间、聚合压力等等没有特别的限制，并且可根据所述单体和聚合引发剂的种类和组成、反应温度等来适当地设定。

在得到本发明的吸水树脂的过程中，优选在得到的吸水树脂中引入交联结构。可通过使用自体交联的亲水性不饱和单体而不特别使用任何内部交联剂来形成内部交联结构，或可以通过使用一种化合物作为所述内部交联剂来形成内部交联结构，所述化合物在其单个分子中具有两个或更多个均可与可聚合的不饱和基团和/或羧基发生反应的反应基团(取代基)。这两种工艺都是优选的，但更优选采用使用了所述内部交联剂的后者的工艺。

所述内部交联剂的实例包括：N，N’-甲烯基二(甲基)丙烯酰胺、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基异氰尿酸酯、三烯丙基磷酸酯、三烯丙基胺、聚(甲基)烯丙基氧化烷、(聚)乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丙三醇、季戊四醇、乙二胺、聚乙烯亚胺、缩水甘油(甲基)丙烯酸酯、和类似物质，且对所述内部交联剂没有特别的限制。这些内部交联剂可单独或以两种或更多种结合的形式来使用。进一步，除以上提到的内部交联剂之外，使用一种在其分子中具有可聚合的不饱和基团的内部交联剂，由此进一步改进得到的吸水树脂的吸收性质或类似性质。

当通过使用所述内部交联剂在聚合物中引入交联结构时，可以将所述内部交联剂以单剂量或多剂量添加到所述反应体系中。进一步，在聚合所述亲水性不饱和单体之前、过程中、或之后，或者在中和之后将所述内部交联剂添加到所述反应体系中。

相对于所述亲水性不饱和单体，所述内部交联剂的量优选在0.005-3mol％的范围，更优选0.01-1.5mol％。当所述内部交联剂的量小于0.005mol％和大于3mol％时，可能不能得到具有希望的吸水性质的吸水树脂。

在通过聚合所述亲水性饱和单体得到所述吸水剂的过程中，可以添加亲水性聚合物，如淀粉、淀粉衍生物、纤维素、纤维素衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(盐)，交联聚丙烯酸(盐)等等；或可添加链转移剂，如次磷酸(盐)；或可添加水溶性或水分散性的表面活性剂或类似物质。

<聚合物干燥步骤>

对通过所述聚合方法得到的聚合物，即，所述吸水树脂的水凝胶聚合物进行干燥，以调整其固体含量，由此得到具有希望的湿气含量的吸水树脂。

从减少着色和剩余单体的方面考虑，从完成所述聚合起(从聚合物被从所述聚合装置中排出之后)优选2小时以内，更优选1小时以内，还更优选0.5小时之内，特别优选0.2小时以内开始进行所述干燥操作(将所述聚合物放入干燥机)。

在所述干燥操作中，可使用一般的热空气干燥剂或普通的加热烘箱。其实例包括槽式的搅拌干燥机、旋转干燥机、盘式干燥机、流化床干燥机、闪干机、红外干燥机、等等。干燥温度优选在40-250℃的范围，更优选90-200℃，还更优选120-180℃。干燥时间取决于所述聚合物的表面积尺寸和湿气含量以及干燥机的类型，并且设定干燥时间以得到所需的湿气含量，但优选进行热空气干燥0.1-5小时。

对在所述干燥操作后得到的吸水树脂的湿气含量没有特别限制。然而，在得到的吸水树脂产物的性质的角度上，优选保持一种甚至在室温下表现为流动的粉末状态。特别地，所述湿气含量优选在0.2-30质量％，更优选0.3-15质量％，还更优选0.5-10质量％。

<聚合物分级步骤>

在所述聚合物干燥步骤中得到的干燥的吸水树脂经历大致进行分级以得到希望的粒径的步骤，由此按照使用目的调整所述粒径。

所述干燥的吸水树脂可能能够不进行任何改性就作为颗粒状吸水树脂进行分级，但必要时进一步进行通过使用粉碎机或类似装置来粉碎或分割所述干燥的吸水树脂的步骤(聚合物粉碎步骤)以成形所述颗粒状吸水树脂，随后将所述颗粒状吸水树脂分级。

在所述聚合物粉碎步骤中使用的粉碎机的实例包括辊碎机、切碎机、锤磨机、销棒粉碎机、气流粉碎机、等等。优选所述粉碎机包括用于加热所述粉碎机本身的内壁表面的构件。

对于通过粉碎或分割得到的每个颗粒状吸水树脂的形状没有特别限制，所述形状可以为球状、鳞片状、不定粉碎的形状、纤维状、粒状。杆状、扁圆形、等等。

当进行所述聚合物粉碎步骤时，优选在所述聚合物粉碎步骤之后并在下述的表面改性步骤之前进行所述分级。更优选所述表面改性步骤包括二次分级。

所述分级的吸水树脂(终产物)的粒径(颗粒尺寸)优选2mm或更小，更优选在10μm-1mm的范围。质量平均粒径依赖于使用目的来变化，但总体上，所述质量平均粒径优选在100μm-1mm的范围，更优选150-800

μm，还更优选200-700μm，特别优选300-600μm。

优选所述分级的吸水树脂还包括95-100质量％的粒径在850-150μm范围的颗粒(通过筛孔尺寸为850μm的标准筛且无法通过筛孔尺寸为150μm的标准筛的颗粒：使用JIS标准筛或类似筛)。在这种情况下，更优选所述分级的吸水树脂包括较少量的颗粒，所述较少量的颗粒的粒径例如优选小于100μm，更优选小于150μm。特别地，所述颗粒的量优选小于15质量％，更优选小于10质量％，还更优选小于5质量％，特别优选小于3质量％，最优选小于1质量％。进一步，更优选所述分级的吸水树脂包括少量的粗颗粒(例如，大致上粒径优选1000μm或更大，更优选850μm或更大的颗粒)。特别地，所述颗粒的量优选5质量％或更小，更优选1质量％或更小。

在本发明中，如上所述，优选使用在所述聚合物分级步骤中被除去的吸水树脂细颗粒作为在所述整合步骤中的吸水树脂粉末。在一般的吸水树脂制造过程中被除去的吸水树脂细颗粒(即已被除去并且被认为不需要的吸水树脂颗粒)，可方便地被重新用作具有希望粒径的颗粒状吸水树脂和类似物，从而改进了整个制造过程中的生产率和类似性质。进一步，在这种情况下，当已被除去的吸水树脂细颗粒包括粒径小于150μm的吸水树脂细颗粒时，实施上述的设置方案会更加重要，这导致更为显著的效果，将所述生产率提高到一个常规不可能实现的水平。因此，上述设定是优选的。更优选包括粒径小于105μm的吸水树脂细颗粒。进一步，包括优选50质量％，更优选80质量％的粒径等于或小于预定粒径的吸水树脂细颗粒。

<表面改性步骤>

对所述吸水树脂实施的表面改性的实例包括：(i)用表面交联剂进行的表面交联，(ii)用水不溶性细颗粒进行的表面涂覆，(iii)用表面活性剂进行的表面涂覆，(iv)用亲水性或疏水性聚合物进行的表面涂覆，(v)用抗菌剂或除臭剂进行的表面涂覆，(vi)用亲水性或疏水性有机化合物进行的表面涂覆，等等。可单独采用这些表面改性处理或以两种或更多种的结合方式采用这些表面改性处理。然而，优选采用(i)用表面交联剂进行的表面交联和/或(ii)用水不溶性细颗粒进行的表面涂覆，且更优选采用处理(i)和(ii)两者的结合。

进一步，可在所述聚合物分级步骤中进行的分级之前或之后进行所述表面改性步骤。以此方式，对所述表面改性步骤的时机是没有特别的限制的。当在所述分级之前进行所述表面改性步骤时，在所述分级中除去的吸水树脂粉末已经进行过表面改性处理(例如表面交联处理)。当在所述分级之后进行所述表面改性步骤时，也能够在所述表面改性步骤之后通过进一步进行所述分级步骤除去所述粉末。

考虑得到的吸水树脂的性质，所述表面改性剂(表面交联剂、水不溶性细颗粒等)的量相对于100质量份的吸水树脂，优选在0.001-10质量份的范围，更优选0.01-8质量份，还更优选0.05-5质量份，更优选0.1-2质量份。

所述表面交联处理是通过从所述颗粒的内部增加所述吸水树脂表面附近的交联密度来改进性质的处理，其中将各种表面交联剂(使用的除所述内部交联剂之外的第二交联剂)添加到所述吸水树脂中以仅交联表面。

对所述表面交联剂没有特别限制，但优选使用能与羧基发生反应的交联剂，总之，优选使用脱水反应性的交联剂，因为这种交联剂允许形成具有优异性质的吸水树脂。注意所述“脱水反应性”表示，所述吸水树脂的官能团(尤其是所述表面附近的官能团)与所述交联剂发生脱水反应，优选进行脱水酯化和/或脱水酰胺化，更优选进行脱水酯化。

例如当所述吸水树脂含有羧基时，所述脱水反应性的交联剂的实例包括：含有羟基的交联剂，如多价醇；含有氨基的交联剂，如多价胺；环状交联剂，如碳酸亚烃酯，或者单、双或聚恶唑烷酮化合物和环氧丙烷化合物如3-甲基-3-环氧丙烷甲醇等等，其中所述环状交联剂的开环反应导致形成羟基或氨基，所述羟基或氨基引起交联反应；以及类似的交联剂。其特定的实例包括：多价醇化合物，如丙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、和1，5-戊二醇；碳酸亚烃酯化合物，如1，3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮；环氧丙烷化合物和多价环氧丙烷化合物，如3-甲基-3-环氧丙烷甲醇；以及类似物质。总之，优选使用选自多元醇、碳酸亚烃酯、恶唑烷酮化合物、和(多价)环氧丙烷化合物的一种或更多种所述脱水反应性的交联剂，并更优选基本上使用多价醇。

所述表面交联剂的实例不仅包括所述脱水反应性的交联剂，还包括：环氧化合物，如乙二醇二缩水甘油醚和γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷；多价异氰酸酯化合物，如2，4-甲苯二异氰酸酯；多价恶唑啉化合物，如1，2-乙烯双恶唑啉；硅烷耦联剂，如γ-氨基丙基三甲氧基硅烷；多价氮丙啶化合物，如2，2-双羟甲基丁醇-三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]；和多价金属的非脱水交联剂，如铍、镁、钙、锶、锌、铝、铁、铬、锰、钛，和锆。

可使用水和/或亲水性有机溶剂将所述表面交联剂与所述吸水树脂混合。

相对100质量份的吸水树脂，用作溶剂的水的量优选0.1-10质量份，更优选0.5-8质量份，并更优选1-5质量份。

所述亲水性有机溶剂的实例包括：醇类，如乙醇、丙醇、和异丙醇；酮类，如丙酮；醚类，如二氧六环、烷氧基(聚)乙二醇、和四氢呋喃；胺类，如ε-己内酰胺；和亚砜类，如二甲亚砜。相对于100质量份的所述吸水树脂，使用的亲水性有机溶剂的量优选在0-10质量份的范围内。更优选0-5质量份，并最优选0-3质量份。

对于混合所述表面交联剂的方法没有特别的限制。例如，可以以分次的剂量或单剂量将在水、亲水性有机溶剂、无机粉末等中的所述表面交联剂与所述吸水树脂混合。然而，更优选将所述表面交联剂先与所有的这些溶剂成分混合，然后将得到的混合物以水溶液的形式添加到所述吸水树脂中。

例如，在混合时，水不溶性细颗粒或表面活性剂可以共存，只要其量例如在0-10质量份的范围内(相对于所述吸水树脂)。

在这些不同的混合方法中，优选将可选择地溶解在水和/或亲水性有机溶剂中的所述表面交联剂逐滴与所述吸水树脂混合。更优选地，将可选择地溶解在水和/或亲水性有机溶剂中的所述表面交联剂喷雾到所述吸水树脂中。所述喷雾的液滴尺寸(直径)优选不大于300μm。并更优选不大于200μm。考虑到混合的容易度和稳定性，待喷雾溶液的温度优选在0℃至所述溶液的沸点的范围内，更优选5-50℃，并更优选10-30℃。考虑到混合的容易度，混合之前的吸水树脂粉末的温度优选在0-80℃范围内，并更优选40-70℃。

对混合中使用的混合机的类型没有特别的限制，只要该类型能够生产强度足以实现均匀混合的粉末。这样的混合机的实例包括圆筒混料机、双壁锥形混合机、高速搅拌混合机、楔形混合机、螺带混合机、螺旋混合机、流化炉转盘式混合机，空气混合机、双臂捏合机、内部混合机、粉碎捏合机、旋转混合机、和螺旋挤出机。特别地，优选通过所述高速搅拌混合机在3分钟之内进行所述混合。

当在表面交联处理的过程中进行加热时，优选加热1-180分钟，更优选3-120分钟，并更优选5-100分钟。所述加热温度(由加热介质或材料的温度限定)优选在100-250℃的范围内，更优选140-220℃，进一步优选150-230℃，并最优选160-220℃。可以使用普通的干燥机或炉子进行加热，其实例包括沟槽混合干燥机、旋转干燥机、盘式干燥机、流化床干燥机、空气干燥机、和红外干燥机。

此时，可加入添加剂，如惰性表面活性剂、惰性除臭剂、和惰性无机细颗粒，同时引入或不引入表面交联。这里“惰性”意为所述添加剂基本不与所述吸水树脂发生反应。

注意，这些表面交联方法在欧洲专利号0349240、欧洲专利号0605150、欧洲专利号0450923、欧洲专利号0812873、欧洲专利号0450924、欧洲专利号0668080、美国专利号5409771、美国专利号5597873、美国专利号5385983、美国专利号5610220、美国专利号5633316、美国专利号5674633、美国专利号5462972的专利中以及国际公开号WO99/42494、国际公开号WO99/43720、国际公开号WO99/42496的专利申请等等中有描述。这些表面交联方法也可应用于本发明。

例如添加作为添加剂用于所述吸水树脂表面改性的阳离子聚合物化合物以改进所述吸水树脂的性质，如固定至卫生用品的容易度。所述阳离子聚合物化合物的质量平均分子量优选不小于2000，更优选不小于5000，并最优选不小于10000。相对于100质量份的吸水树脂，所述阳离子聚合物化合物的量优选在0.01-10质量份的范围内，更优选0.05-5质量份，还更优选0.1-3质量份。直接或以溶液(水溶液)的形式添加所述阳离子聚合物化合物。所属阳离子聚合物化合物的优选实例为聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚酰胺胺和环氧氯丙烷的冷凝物、聚脒、部分水解的聚(N-乙烯甲醛)，以及这些化合物的盐。

通过作为添加剂用于所述表面改性的水不溶性细颗粒的使用，能够改进所述吸水树脂的渗透性，和吸水树脂吸湿后的抗粘连性。可采用有机或无机水不溶性细颗粒作为所述水不溶性细颗粒，颗粒尺寸优选直径不大于10μm，更优选直径不大于1μm，并最优选直径不大于0.1μm(例如所述颗粒的直径通过使用库尔特计数器测量)。更具体地说，氧化硅(产品名：Aerosil，日本Aerosil株式会社生产)、氧化钛、或氧化铝可用作所述水不溶性细颗粒。混合通过如干混或浆混的方法进行。相对于100质量份的所述吸水树脂，所述细颗粒的量优选不大于10质量份，更优选在0.001-5质量份的范围内，还更优选0.01-2质量份。

除了表面改性步骤中的表面交联剂，必要时可添加其它添加剂(以下记为“其他添加剂”)。这样的其他添加剂的实例包括除臭剂、抗菌剂、芳香剂、发泡剂、颜料、染料、亲水性短纤维、增塑剂、粘结剂、表面活性剂、肥料、氧化剂、还原剂、水、盐、螯合剂、消毒剂、亲水性聚合物如聚乙二醇和聚乙烯亚胺、疏水性聚合物如石蜡、热塑性树脂如聚乙烯和聚丙烯、以及热固性树脂如聚酯树脂和尿素树脂。可在添加步骤中添加这些添加剂以将各种功能赋予所述吸水树脂。优选地，在所述添加步骤中将这些添加剂添加到所述吸水树脂表面。这些添加剂以相对于100质量份的所述吸水树脂，大致为0-30质量份，优选0-10质量份，更优选0-1质量份的量来使用。注意，在本发明中，所述表面交联剂和添加剂也被称为“吸水树脂”，只要所述吸水树脂作为主要成分，并且在对所述吸水树脂进行表面交联处理之后和/或将所述添加剂添加到所述吸水树脂中之后，所述表面交联剂和/或添加剂基本上整合到所述吸水树脂中。

在通过进行所述表面交联处理或内部交联处理得到的吸水树脂中，未交联聚合物的量，即，可提取出的成分含量优选在0-50质量％的范围内，更优选不大于30质量％，还更优选不大于25质量％。

本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法的优选实例为：将在一般吸水树脂制造过程中的聚合物分级步骤中分级除去的吸水树脂粉末进行结合步骤得到粒化的颗粒，在对该粒化的颗粒进行干燥处理的情况下，则在所述聚合物分级步骤中(特别是在所述聚合物分级步骤中进行分级时)或在之前的步骤中加入所述粒化的颗粒，从而被再次使用，和，将在一般吸水树脂制造过程中的聚合物分级步骤中分级除去的吸水树脂粉末进行结合步骤得到粒化的颗粒，在不对该粒化的颗粒进行干燥处理的情况下，则在所述聚合物分级步骤之前加入所述粒化的颗粒，从而再次使用。此处，在所述粒化的颗粒不进行所述干燥处理时，优选在所述聚合物分级步骤之前的聚合物干燥步骤中或更早的步骤中再次使用所述粒化的颗粒，并且这也可以应用在以下的说明中。注意，所述粒化的颗粒未进行所述干燥处理的情况的一个实例是进行所述结合步骤的情况或类似情况。

可在任何步骤中添加所述粒化的颗粒，只要该步骤在一般吸水树脂制造方法的聚合物分级步骤之前。总之，更优选在所述聚合步骤中将所述粒化的颗粒添加到单体制剂液(preparation liquid)中，或者将所述粒化的颗粒添加到在所述聚合步骤后得到的聚合物(水凝胶聚合物)中，除所述聚合物分级步骤之外还进行分级(或者在所述聚合物分级步骤中添加所述粒化的颗粒以进行干燥和分级，或进行类似的处理)。

以此方式，将在一般的吸水树脂制造方法中被除去的吸水树脂粉末送回到之前的制造过程中，由此大大改进了制造吸水树脂产品的产率。

如上所述，在通过常规的粒化方法，即，通过将水或水基液添加到所述吸水树脂粉末中并进行粒化的方法得到的粒化的颗粒中，保留有大量的未被粒化的粉末。因此，即使如上所述再次使用所述粉末，也不能避免出现与在再次使用未进行任何改性的粉末的常规情况中相同的问题。

在通过将其添加到所述单体制剂液或水凝胶聚合物中来再次使用所述粒化的颗粒时，通常将已进行分级或类似处理的吸水树脂粉末不进行任何改性就将其加入。在这种情况下会出现以下问题：在所述单体制剂液中出现白点(fish eyes)，因此不能均匀地分散和溶解所述粒化的颗粒；所述吸水树脂粉末吸收从所述水凝胶聚合物中释放出的湿气或水蒸汽，因而所述粉末粘附于进料口附近的壁面上。因此，如上所述，已进行分级的吸水树脂粉末形成粒化的颗粒，并且将所述粒化的颗粒添加到所述单体制剂液或水凝胶聚合物中，由此完全并有效地解决了常规问题。

考虑到得到的颗粒状吸水树脂的使用目的或类似因素，在所述聚合物分级步骤中通过添加所述粒化的颗粒对其再次使用的过程中，优选再次使用每颗都具有希望粒径的粒化的颗粒。这使其能够有效地将从制造过程中除去的吸水树脂粉末作为具有希望粒径的新的颗粒状吸水树脂而再次使用。

所述水凝胶聚合物的浓度在40-90％的范围，优选50-80％。在固体成分浓度方面，含酸基的不饱和单体的单体制剂液或水凝胶聚合物与所述粒化的颗粒之间的差别优选50wt％或更少、更优选0-30wt％，最优选0-10wt％。当在所述固体成分浓度方面的差别大时，在将所述粒化的颗粒添加到所述单体制剂液中时，单体聚合会过度进行或延迟或出现类似的缺陷，并且在将所述粒化的颗粒添加到所述水凝胶聚合物中时，所述干燥操作进行得不均匀。

以此方式，根据本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法为，例如将水基液供给至吸水树脂粉末以结合并粒化所述粉末的方法，并且对该方法的具体设置没有特定的限制，只要一并使用水基液和水蒸汽。

例如，进一步地，可设置根据本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法，使其包括连续结合和粒化所述吸水树脂粉末的步骤。

例如，进一步地，可设置根据本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法，从而搅拌并混合50-90重量份的吸水树脂粉末和50-10重量份的水基液。

例如，进一步地，可设置根据本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法，从而使所述水蒸汽的量相对于100kg/hr的所述吸水树脂粉末在1-100kg/hr的范围。

【实施例】

下面用以下的实施例和比较例更为具体地描述本发明。然而本发明并不限定为这些实施例。注意，为了说明上的容易，“质量份”可能简单表示为“份”，“升”可能简单表示为“L”。类似地，“质量％”可能表示为“wt％”，“颗粒状吸水树脂”可能表示为“吸水树脂颗粒”。

【测定吸水树脂颗粒性质的方法】

<湿气含量>

如下进行湿气含量的测定。将1g的样品，如粒化(结合)的吸水树脂颗粒，放入铝杯(底部直径52mm，高22mm)中，放入恒温干燥机(东京理化器械株式会社制造的NDO-450)在180℃下干燥3小时。测量干燥前的质量和干燥后的质量，并根据以下的表达式计算所述湿气含量(％)。

湿气含量(质量％)＝[(干燥前的质量(g)-干燥后的质量(g))/干燥前的质量(g)]×100

固体含量(质量％)＝100-湿气含量(％)

<离心保留能力(CRC)>

将0.20g的吸水树脂颗粒(吸水树脂)均匀装进无纺纤维(南国纸浆工业株式会社制造的希特龙(Heatron)纸：型号GSP-22)制成的包裹(85mm×60mm)中。然后密封所述包裹。之后将所述包裹浸入极过量(通常约500ml)的温度调节为室温的0.9质量％的生理盐水中，30分钟后取出。通过使用离心分离机(国产株式会社制造的离心机械：型号H-122)以欧洲吸收率卫生用品与无纺布协会(edana)吸收率(ABSORBENCY)I I 441，1-99中引用的离心力令所述包裹进行排水3分钟，并测量所述包裹的质量W1(g)。进一步，不使用所述吸水树脂颗粒进行相同的操作，并测量质量W0(g)。然后，由质量W1和W0根据下式计算离心保留能力(CRC)[CRC被评价为在无压条件下使用0.90质量％的生理盐水测量30分钟的吸收率]。

离心保留能力(g/g)＝(质量W1(g)-质量W0(g))/(吸水树脂颗粒或吸水剂的质量(g))-1

<抗压吸收率(AAP)>

使用图3中示出的仪器测量抗压吸收率。在内径为60mm的塑料支撑柱10的底上熔接上不锈钢400目(网眼尺寸38μm)金属纱网11。然后在室温(20℃-25℃)和50RH％的相对湿度的条件下，在筛网上均匀铺上0.90g的吸水树脂颗粒(吸水树脂12)。接着，活塞13和载荷14以此顺序放置到所述吸水树脂颗粒上。所述活塞13和载荷14的外径稍小于所述支撑柱10的内径60mm，以使在所述活塞和支撑柱之间没有缝隙，并且不会阻碍所述活塞13和载重14的向上向下的活动。注意，调整所述活塞13和载重14以使其在所述吸水树脂粒子上均匀地施加4.83kPa(0.7psi)的载荷。然后测量该测试组的质量Wa(g)。

在直径150mm的Petri培养皿15内放置直径90mm的玻璃过滤器16(相互理化学玻璃制作所株式会社的产品；小孔直径100μm-120μm)。之后添加温度已调整到20℃-25℃的0.90质量％的氯化钠溶液18直到达到所述玻璃过滤器16上表面的水平面。然后，将直径90mm的滤纸(Advantec东洋株式会社的产品；品名：JIS P3801，No.2；厚度：0.26mm；保留粒径：5μm)置于其上，从而使所述滤纸17的整个表面湿润。除去过量的0.90质量％的盐水18。

所述测试仪器组对于所述湿润的滤纸17上。然后，使所述吸水树脂颗粒在4.83kPa(0.7psi)的载荷下吸收所述0.90质量％的盐水181小时。1小时后，提起已吸收0.90质量％盐水18的测试仪器组，测量其质量Wb(g)。由质量Wa和Wb，根据下式计算所述抗压吸收率(APP)(g/g)。

抗压吸收率(g/g)＝(Wb(g)-Wa(g))/吸水树脂颗粒的质量(0.900g)

<盐水导流率(SFC)>

0.69质量％的盐水的导流率(SFC)是表示当吸水树脂颗粒(吸水树脂)被溶胀时的液体渗透性的值。SFC越高，所述液体渗透性就越高。

按照在专利申请号为509591/1997(特表平9-509591)的国际公布的已公布日文译文中引用的盐水导流率(SFC)测试进行所述盐水导流率的计算。通过使用图4中所示的仪器，在0.3psi(2.07kPa)的压力下将均匀地铺在在容器40中的吸水树脂颗粒(0.900g)在合成尿(1)中溶胀60分钟，记录凝胶44的凝胶层高度。然后，令0.69质量％的氯化钠溶液33从罐31流出，在恒定的静水压力下经过所述溶胀的凝胶层。该SFC测试在室温(20-25℃)下进行。通过使用计算机和天平，间隔20秒记录流经所述凝胶侧的液体量，作为时间的函数，记录10分钟。用增加的重量(g)除以增加的时间(s)表示所述溶液流经溶胀的凝胶44(主要在其颗粒之间)的流速Fs(T)单位为g/s。得到恒定净水压力和稳定的流速的时间设定为“Ts”。仅采用在“Ts”和10分钟的间隔之间的数据计算所述流速，在“Ts”和10分钟的间隔之间计算所得的流速用于计算Fs(T＝0)的值，即，所述溶液流经所述凝胶层的第一速率。由通过近似计算表示Fs(T)和T之间关系的函数得到的结果外延T＝0来计算Fs(T＝0)。

盐水导流率(SFC)＝(Fs(t＝0)×L0)/(ρ×A×ΔP)

＝(Fs(t＝0)×L0)/139506

此处：

Fs(t＝0)：用“g/s”表示的流速

L0：用“cm”表示的凝胶层高度

ρ：NaCl溶液的密度(1.003g/cm³)

A：腔室41的凝胶层的上面的面积(28.27cm²)

ΔP：施加于所述凝胶层的静水压力(4920dyne/cm²)。另外所述盐水导流率(SFC)的单位是(10^-7·cm³·s·g^-1)。

在图4中所示的仪器中，将玻璃管32插入罐31中，并设置所述玻璃管32的较低末端，以使0.69质量％的氯化钠溶液33比腔室41中的溶胀的凝胶44高出5cm。将罐31中含有的0.69质量％的氯化钠溶液33通过带有旋塞35的L-形管34供给腔室41。用于收集通过所述凝胶层的液体的收集容器48放置在腔室41之下，收集容器48放置在平秤49上。腔室41的内径为6cm，400号的不锈金属纱网(网眼尺寸38μm)42放置于腔室41的较低部分的底部上。将允许液体通过的孔洞47设于活塞46的较低部分上，将具有高渗透性的玻璃过滤器45设于活塞46的底部上，从而使(i)所述吸水树脂颗粒或吸水剂，或(ii)溶胀的凝胶不进入孔洞47。将腔室41放置在用于此腔室的桌台上，与所述腔室接触的桌台表面设于不锈金属纱网43之上，该不锈金属纱网43不会阻止液体通过。

通过混合0.25g二水合氯化钙、2.0g氯化钾、0.5g六水合氯化镁、2.0g硫酸钠、0.85g磷酸二氢铵、0.15g磷酸氢二铵和994.25g纯水来制备所述合成尿(1)。

<质量平均粒径(D50)和颗粒尺寸分布的对数标准差(σζ)>

按照在国际公开号为2004/69915的小册子中所述的质量平均粒径(D50)测试和颗粒尺寸分布的对数标准差测试，来计算质量平均粒径(D50)和颗粒尺寸分布的对数标准差(σζ)。

<通过筛孔尺寸为150μm的筛网的颗粒比例>

进行与在质量平均粒径(D50)和颗粒尺寸分布的对数标准差测试中相同的分极操作。根据通过筛孔尺寸为150μm的筛网的颗粒的量来计算通过筛孔尺寸为150μm的筛网的颗粒比例(质量％)。

<受震时的细粉增加率>

将粒径在150-850μm范围内的吸水树脂30g和直径6mm的玻璃珠(钠玻璃)10g放进225ml的带盖的美乃滋瓶中。将该瓶放置在油漆震动机(东洋精机制作所的产品)中震动10分钟。之后测量生成的粒径为9μm或更小的颗粒(细粉、粉末)的量(质量％)。当测得的值较小时，在震动时再次生成细粉的可能性较小且颗粒结构较牢固。

<结合的颗粒的形状>

回收所述吸水树脂粉末的含水颗粒(结合的颗粒)并在热空气干燥机中在170℃下干燥60分钟，用眼检查干燥产物的每个颗粒的形状。接下来，回收其中的约100个颗粒并用尺(千分尺)测量这些颗粒的粒径，并计算其平均粒径(mm)。

【参考例1】

在配备有两个西格玛桨叶的捏合机(小池制作所制造的LDS-50-0V)中，准备丙烯酸钠水溶液构成的单体水溶液(单体浓度为39wt％，中和率为75mol％)、丙烯酸和水，将聚乙二醇二丙烯酸酯(平均氧化乙烯单元数为9)溶解在所述单体水溶液中使其浓度为0.045mol％(相对于所述单体)。

然后，将氮气注入所述单体水溶液，以减少在所述单体水溶液中的溶解氧并用氮完全替代所述捏合机的内部空气。接下来，在夹套中循环10℃的冷水，同时旋转所述捏合机的桨叶，由此将所述单体水溶液的温度调整为20℃。

接下来，将0.05mol％(相对于所述单体)的过硫酸钠和0.003mol％(相对于所述单体)的L-抗坏血酸作为聚合引发剂加入，以引发聚合，搅拌得到的溶液30分钟，由此得到平均粒径约为2.0mm的水凝胶聚合物作为所述聚合物。

在热空气干燥机(佐竹株式会社制造的佐竹平行分次型干燥机71-S6)中在170℃下干燥得到的水凝胶聚合物60分钟。将干燥产品粗破碎，然后散布在金属丝网孔为850μm的筛网上(JIS标准筛)。接着，用辊碎机将筛网上的干燥产品粉碎，然后通过使用网眼尺寸为850μm的JIS标准筛和网眼尺寸为180μm的JIS标准筛进行分级。未通过850μm筛网的干燥产品用所述辊碎机再次粉碎，然后以前述方式进行分级。已用180μm筛网分级的干燥产品的量相对于所述干燥产品的总量约为15wt％。

关于通过上述分级得到的吸水树脂颗粒(A)，其吸收率为38g/g，其平均粒径为420μm，其中包含的粒径为150μm或更小的粉末的量为3wt％。

【实施例1】(7L(搅拌部分具有5L的有效体积)的竖直转盘式混合机，固体成分为67wt％，0.6MPa下引入的蒸汽量为15kg/hr)

使用内部体积为7L的配备了搅拌叶轮、破碎叶轮、排出叶轮、和喷嘴的竖直旋转盘式混合机(粉研POWTECH株式会社)，使用容积式给料器(Accurate株式会社的产品)以100kg/hr提供已通过在参考例1的分级过程中使用的180μm筛网的吸水树脂粉末(a)，并用所述搅拌叶轮转动该吸水树脂粉末(a)，由此在混合机(由粉研POWTECH株式会社制造的连续流射混合机MW-F-300的改进版(从其转盘除去了销钉))中将所述吸水树脂粉末(a)与以42.9kg/h倒入的水连续地进行混合，同时将水蒸汽(表压为0.6MPa，且所述混合机无内部压力)以15kg/h注入所述混合机。

注意，对于所述吸水树脂粉末(a)，其吸收率为37g/g，其平均粒径为88μm，已通过150μm筛网的颗粒的量约为80wt％。

在混合后，从混合机中回收含水的吸水树脂粉末(结合的颗粒)。注意，混合后所述含水粉末的湿气含量为33％。接着，回收产品在热空气干燥机中在170℃下干燥60分钟，干燥产品如在参考例1中那样进行粉碎并分级。

对于通过分级得到的吸水树脂颗粒(a1)，其吸收率为37g/g，其平均粒径为400μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为11wt％。

另外，在受震时细粉增加率为2.4％。

图1示出了在混合后将含水的吸水树脂粉末(结合的颗粒)回收并将回收的产品在热空气干燥机中170℃下干燥60分钟时所述吸水树脂的固体含量的变化。

图2(a)示出了实施例1的吸水树脂的外观。如图2(a)中所示，通过将水和水蒸汽加入高度浓缩的吸水树脂粉末(固体成为为70wt％)中而得到的吸水树脂中没有孔隙。因此，该吸水树脂具有优异的抗破坏性。

【实施例2】(7L(搅拌部分具有5L的有效体积)的竖直转盘式混合机，固体成分为66wt％，0.6MPa下(减去混合机内部压力)引入的蒸汽量为30kg/hr)

除了在与所述吸水树脂粉末(a)混合时以30kg/hr注入所述水蒸汽之外，进行如实施例1中相同的操作，由此得到吸水树脂颗粒(2)。注意在混合后回收的含水产品的湿气含量为34％。

对于得到的吸水树脂颗粒(a2)，其吸收率为37g/g，其平均粒径为400μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为11wt％。

另外，在受震时细粉增加率为2.0％。

【实施例3】(水平连续混合机，固体成分为67wt％，0.6MPa(减去混合机内部压力)下引入的蒸汽量为15kg/hr)

使用在图5和图6中示出的水平连续混合机51。通过进口53供给空气，该进口53设于所述水平连续混合机(连续挤出混合机)51的一端上，即，设于图5中的左端。所述水平连续混合机51的内部压力保持在不高于5mmH₂O的减压下。在这种状态下，通过进口54以47kg/hr供给水，在位于机壳52中的转轴61的总长为475mm的条件下，该进口54位于距机壳52的左端140mm的位置。进一步地，在通过进口55以15kg/hr供给水蒸汽(表压为0.6MPa，减去混合机内部压力)的同时进行连续混合，该进口55位于距机壳52的左端230mm的位置。

同时，使用容积式给料器(Accurate株式会社的产品)通过进口58以110kg/hr给水平连续混合机51供给在参考例1中得到的吸水树脂粉末(a)，该进口58位于距位于机壳52中的转轴61的左端228mm的位置(在所述转轴61的总长为100％的条件下，相对于出口60约为52％的下游)，搅拌叶轮62以1700rpm转动，由此用水/水蒸汽连续混合吸水树脂粉末(a)。

因此，从位于水平连续混合机51右端的出口60连续得到粒径在2mm-5mm范围内的结合的颗粒。

在混合后，从混合机中回收所述吸水树脂粉末的含水颗粒并在热空气干燥机中在170℃下干燥60分钟，如参考例1那样将干燥产品粉碎并分级。注意混合后回收的含水颗粒的湿气含量为33％。

对于通过分级得到的吸水树脂颗粒(a3)，其吸收率为37g/g，其平均粒径为400μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为14wt％。另外，在受震时细粉增加率为2.4％。

【实施例5】(7L(搅拌部分具有5L的有效体积)的竖直转盘式混合机，固体成分为86wt％，0.6MPa(减去混合机内部压力)下引入的蒸汽量为15kg/hr)

除了将0.10wt％的过硫酸钠(相对于所述吸水树脂粉末(a))加入到390kg/hr的吸水树脂粉末(a)和42.9kg/hr的水中之外，进行如实施例1中相同的操作，由此得到吸水树脂颗粒(a 5)。注意混合后回收的含水颗粒的湿气含量为14％。

下一步，通过在1L的聚丙烯树脂容器中混合288.2g的丙烯酸、作为内部交联剂的0.29g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为522)、和作为螯合剂的1.8g的1质量％的二乙烯三胺五乙酸五钠盐的水溶液，来制备溶液(A)。进一步，通过将230.9g的48.5质量％的氢氧化钠水溶液与129.1g的离子交换水混合来制备溶液(B)。接下来，将溶液(B)迅速加入溶液(A)并用长度为50mm的磁力搅拌子以500rpm搅拌的同时进行混合，由此得到单体水溶液(C)。由于中和热和熔解热，所述单体水溶液(C)的温度升至102℃。

当单体水溶液(C)的温度降至96℃时，将90g的吸水树脂颗粒(a 5)加入由此得到的单体水溶液(C)中，接着将11g的3质量％的过硫酸钠水溶液加入到该单体水溶液(C)中，将该混合物搅拌约1秒。之后，将该产品以开放的方式倒入不锈的盘型容器，该盘型容器的表面用热板(新型热板H1-1000：井内盛荣堂的产品)加热至130℃。所述不锈的盘型容器内部涂覆特氟龙(注册商标)，其底部尺寸为250×250mm。

在倾倒单体水溶液之后立即引发聚合。在生成水蒸汽的同时促进聚合(聚合引发温度为97℃)。在聚合之后约1分钟之内，温度达到峰值温度(峰值温度为106℃)。3分钟之后，回收含水聚合物(水凝胶)。注意以开放的方式进行一系列的这些操作。

<凝胶破碎>

用剪刀将回收的水凝胶交联聚合物剪成宽100mm的条，然后用立式压碎机(型号：VM27-S，东方(Orient)的产品，8mm筛)将得到的条压碎，由此得到具有流动性的颗粒状含水聚合物(D)。

<干燥、粉碎、和分级>

在破碎后，回收颗粒状含水聚合物(D)并在热空气干燥机中在170℃下干燥60分钟，如参考例1那样将干燥产品粉碎并分级，由此得到吸水树脂。对于得到的吸水树脂，其固体含量为96wt％，其吸收率为36，其平均粒径为440μm，粒径为150μm或更小的粉末含量为7wt％，并具有不定粉碎的形状。另外，在受震时细粉增加率为1.8％。

【比较例1】(7L(搅拌部分具有5L的有效体积)的竖直转盘式混合机，固体含量为68wt％，无蒸汽)

除了不使用所述水蒸汽之外，进行如实施例1中相同的操作，由此得到吸水树脂颗粒(c1)。注意混合后回收的含水产品的湿气含量为32％。

对于吸水树脂颗粒(c1)，其吸收率为37g/g，其平均粒径为400μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为18wt％。

另外，在受震时细粉增加率为4.0％。

图1示出了在混合后将含水的吸水树脂粉末(结合的颗粒)回收并将回收的产品在热空气干燥机中在170℃下干燥60分钟时所述吸水树脂的固体含量的变化。

图2(b)示出了比较例1的吸水树脂的外观。如图2(b)中所示，通过将水和水蒸汽加入高度浓缩的吸水树脂粉末(固体含量为70wt％)中而得到的吸水树脂中存在孔隙。因此，该吸水树脂的抗破坏性较差。

【比较例2】(5L的灰浆搅拌机，固体含量为42wt％，无蒸汽，进行搅拌/混合耗费的时间为60秒)

使用5L的灰浆搅拌机(西日本试验机的产品，旋转运动为280rpm，轨道转动为125rpm)，将已通过在参考例1的分级中使用的180μm筛网的吸水树脂粉末(a)100份和温度约为90℃的热水110份在搅拌下混合60秒。

在混合后，从混合机中回收含水的吸水树脂粉末，回收的产物在热空气干燥机中在180℃下干燥50分钟，将干燥产品如参考例1中那样进行粉碎和分级。注意混合后回收的含水粉末的湿气含量为58％。

对于通过分级得到的吸水树脂颗粒(c2)，其吸收率为35g/g，其平均粒径为390μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为15wt％。

另外，在受震时细粉增加率为3.5％。

图2(c)示出了比较例2的吸水树脂的外观。如图2(c)中所示，通过将水和水蒸汽加入较低浓缩的吸水树脂粉末(固体含量为42wt％)中而得到的吸水树脂中存在孔隙。因此，该吸水树脂的抗破坏性较差。

【比较例3】(7L(搅拌部分具有5L的有效体积)的竖直转盘式混合机，固体含量为93wt％，0.6MPa(减去混合机内部压力)下引入的蒸汽的量为15kg/hr)

除了不使用所述水基液之外，进行如实施例1中相同的操作，由此得到吸水树脂颗粒。得到的吸水树脂粉末是粉状的。注意混合后回收的含水产品的湿气含量为7％。

【实施例4】(在实施例1后进行表面交联处理)

将实施例1的含水的吸水树脂粉末(a)30份和参考例1的水凝胶聚合物250份在热空气干燥机中在170℃下干燥60分钟。将干燥产品如参考例1中那样进行粉碎和分级，由此得到吸水树脂颗粒(4)。

对于得到的吸水树脂颗粒(a4)，其吸收率为38g/g，其平均粒径为420μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为3wt％。

将3.3份的由丙二醇、丁二醇和水构成的组合液进行喷雾，以与100份的吸水树脂颗粒(a4)混合。注意组合液中成分的组合比例(质量比)为丙二醇/丁二醇/水＝0.3/0.5/2.5。得到的混合物在搅拌的同时在200℃下加热40分钟，由此得到表面交联的吸水树脂颗粒(a4-1)。

另外，对于表面交联的吸水树脂颗粒(a4-1)，其吸收率为38g/g，其抗压吸收率为24g/g。另外，其盐水导流率(SFC)为50(10^-7·cm³·s·g^-1)。

【比较例4】(在比较例1后进行表面交联处理)

除了用比较例1的30份的含水的吸水树脂粉末代替实施例1的30份的含水的吸水树脂粉末之外，进行如实施例4中相同的操作，由此得到吸水树脂颗粒(c5)和表面交联的吸水树脂颗粒(c5-1)。对于得到的吸水树脂颗粒(c5)，其吸收率为38g/g，其平均粒径为420μm，粒径为150μm或更小的粉末的量为5wt％。

另外，对于表面交联的吸水树脂颗粒(c5-1)，其吸收率为38g/g，其抗压吸收率为20g/g。另外，其盐水导流率(SFC)为45(10^-7·cm³·s·g^-1)。

表1示出了实施例1-5和比较例1-4的评价结果。

【实施例的结论】

如表1所示，将实施例1和比较例1进行如下对比。对于实施例1的吸水树脂颗粒(a 1)，粒径为150μm或更小的粉末的量为13wt％，受震时细粉增加率为2.4％。另一方面，对于比较例1的吸水树脂颗粒(c1)，粒径为150μm或更小的粉末的量为18wt％，受震时细粉增加率为4.0％。因此，该对比显示，通过将水和水蒸汽添加到吸水树脂粉末中，在受到震动时细粉几乎不出现，且具有牢固的颗粒结构和优异的抗破坏性，与仅加入水的情况不同。

进一步地，如表1中所示，将实施例1和比较例3进行如下对比。对于实施例1的吸水树脂颗粒(a1)，生产出了不损害加工性质的颗粒。另一方面，比较例3的吸水树脂粉末是损害加工性质的未结合的颗粒。因此，该对比显示，通过将水和水蒸汽添加到吸水树脂粉末中，增强了粘着力，与仅加入水蒸汽的情况不同。

进一步地，如表1中所示，实施例1的吸水树脂颗粒(a 1)的固体含量达到92wt％所用的时间约为15分钟，比较例1的吸水树脂颗粒(c 1)的固体含量达到92wt％所用的时间约为45分钟。因此，该对比显示，通过将水和水蒸汽添加到吸水树脂粉末中，制造吸水树脂颗粒过程中的干燥时间约为1/3，与仅加入水的情况不同。

如上所述，本发明的用于结合颗粒状吸水树脂的方法包括将水基液和水蒸汽加入到吸水树脂粉末中的步骤，以结合所述吸水树脂粉末的颗粒。

如上所述，本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法包括将水基液和水蒸汽加入到吸水树脂粉末中的步骤，以结合所述吸水树脂粉末的颗粒。

因此，所述吸水树脂是高度浓缩的，即，吸水树脂的固体含量增加，从而能够提供(i)一种用于结合(粒化)吸水树脂的方法，和(ii)一种包括结合(粒化)吸水树脂粉末颗粒的步骤以制造颗粒状吸水树脂的方法，两种方法都使其能够改进干燥效率以及能够得到高度浓缩的吸水树脂，即，甚至当所述吸水树脂的固体含量高的时候也具有优异性质的颗粒状吸水树脂。

上述内容即为本发明，显而易见的是，相同的方式可以以很多方式变化。这样的变化不应被认为脱离了本发明的精神实质和范围，且所有对于本领域技术人员是显而易见的改动包括在本申请的权利要求的范围内。

工业应用性

本发明的用于结合吸水树脂的方法和本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法优选应用于颗粒状吸水树脂的制造中，所述颗粒状吸水树脂用于构成卫生材料，如一次性尿布、卫生巾、失禁垫、等等，这些卫生材料的目的是吸收水基液如体液，或者用于构成用于园艺、农业等的吸水材料。进一步地，这些方法还优选应用于，在吸水树脂制造过程中的预定步骤中另外使用在吸水树脂制造过程中被除去的吸水树脂粉末的情况。进一步地，本发明的用于结合吸水树脂的方法和本发明的用于制造颗粒状吸水树脂的方法还优选应用于大批量生产的工厂。

Claims

1.一种用于结合吸水树脂的方法，所述吸水树脂含有酸基和/或其盐，其特征在于，所述方法包括将水基液和表压为0.1-2.0MPa的水蒸汽添加到吸水树脂粉末中以结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤，所述吸水树脂粉末包括相对于整体的吸水树脂的10wt％或更少的水。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述吸水树脂粉末颗粒被连续地结合。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中将50-10重量份的所述水基液添加到50-90重量份的所述吸水树脂粉末中从而使总量为100份。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中将1-100kg/hr的所述表压为0.1-2.0MPa的水蒸汽添加到100kg/hr的所述吸水树脂粉末中。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中通过使用转盘式混合机结合所述吸水树脂粉末颗粒。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述吸水树脂粉末包括表面已交联的吸水树脂的粉末。

7.一种用于制造颗粒状吸水树脂的方法，所述吸水树脂含有酸基和/或其盐，其特征在于，所述方法包括将水基液和表压为0.1-2.0MPa的水蒸汽添加到吸水树脂粉末中以结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤，所述吸水树脂粉末包括相对于整体的吸水树脂的10wt％或更少的水。

8.如权利要求7所述的方法，包括多步结合所述吸水树脂粉末颗粒的步骤。

9.如权利要求7或8所述的方法，其中颗粒已被结合的所述吸水树脂粉末的固体成分在50-90wt％的范围内。

10.如权利要求7或8所述的方法，其中，在所述粒化的颗粒进行干燥步骤的情况下，在聚合物分级步骤中或在所述聚合物分级步骤之前的步骤中，添加通过对所述吸水树脂的粉末进行的结合步骤得到的、粒径在100μm-40mm范围的粒化的颗粒，以再次使用；并且在所述粒化的颗粒不进行所述干燥步骤的情况下，在所述聚合物分级步骤之前的步骤中添加所述粒化的颗粒，以再次使用。

11.一种吸水树脂结合的团块，其按照权利要求1-6中的任意一项所述的方法制造。