特許 6973874 高吸水性樹脂およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973874

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】高吸水性樹脂およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/24 20060101AFI20211118BHJP

   C08F 20/06 20060101ALI20211118BHJP

   C08K 3/011 20180101ALI20211118BHJP

   C08K 3/013 20180101ALI20211118BHJP

   C08K 3/10 20180101ALI20211118BHJP

   C08L 33/00 20060101ALI20211118BHJP

   B01J 20/26 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   C08J3/24 ZCEY

   C08F20/06

   C08K3/011

   C08K3/013

   C08K3/10

   C08L33/00

   B01J20/26 D

【請求項の数】13

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-518768(P2020-518768)

(86)(22)【出願日】2019年9月17日

(65)【公表番号】特表2021-510741(P2021-510741A)

(43)【公表日】2021年4月30日

(86)【国際出願番号】KR2019011994

(87)【国際公開番号】WO2020101167

(87)【国際公開日】20200522

【審査請求日】2020年4月1日

(31)【優先権主張番号】10-2018-0139103

(32)【優先日】2018年11月13日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2019-0113734

(32)【優先日】2019年9月16日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ホ、ヨン−チェ

(72)【発明者】

【氏名】ナム、テ−ウ

(72)【発明者】

【氏名】パク、ポヒ

(72)【発明者】

【氏名】キム、スチン

【審査官】 河内 浩志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２４４１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８００６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２８８０８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第６０９２２２８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 国際公開第２０１８／１４７３１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１８５４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１７８０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０２８１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｊ ３／００− ３／２８

９９／００

Ｃ０８Ｆ ６／００−２４６／００

３０１／００

Ｃ０８Ｋ ３／００− １３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００−１０１／１４

Ａ６１Ｆ １３／１５− １３／８４

Ｂ０１Ｊ ２０／００− ２０／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸性基を有し、前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体および内部架橋剤が架橋重合されたベース樹脂（ｂａｓｅ ｒｅｓｉｎ）を準備する段階（段階１）；
前記ベース樹脂に、無機フィラー、エポキシ系表面架橋剤および多価金属塩を混合し、前記無機フィラーを先に前記ベース樹脂に乾式で混合し、次いでエポキシ系表面架橋剤および多価金属塩を水に溶解して表面架橋溶液状態にて混合する段階（段階２）；および
前記段階２の混合物を昇温して前記ベース樹脂に対する表面改質を行う段階（段階３）を含み、
前記エポキシ系表面架橋剤は、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を含むものであり、
前記第１エポキシ架橋剤はベース樹脂１００重量部に対して０．０２〜０．０５重量部で含まれ、第２エポキシ架橋剤はベース樹脂１００重量部に対して０．００５〜０．０５重量部で含まれる、高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項2】

第１エポキシ架橋剤は、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ ｄｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）およびジエチレングリコールジグリシジルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ ｄｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）からなる群より選ばれる１種以上である、請求項１に記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項3】

第２エポキシ架橋剤は、グリセロールポリグリシジルエーテル（ｇｌｙｃｅｒｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）、ジグリセロールポリグリシジルエーテル（ｄｉｇｌｙｃｅｒｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル（ｐｏｌｙｇｌｙｃｅｒｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）およびソルビトールポリグリシジルエーテル（ｓｏｒｂｉｔｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）からなる群より選ばれる１種以上である、請求項１または２に記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項4】

前記段階２において、ＨＬＢが０以上６以下の疎水性物質をさらに混合する、請求項１〜３のいずれかに記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項5】

前記疎水性物質は、グリセリルステアレート（ｇｌｙｃｅｒｙｌ ｓｔｅａｒａｔｅ）、グリコールステアレート（ｇｌｙｃｏｌ ｓｔｅａｒａｔｅ）、マグネシウムステアレート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｔｅａｒａｔｅ）、グリセリルラウレート（ｇｌｙｃｅｒｙｌ ｌａｕｒａｔｅ）、ソルビタンステアレート（ｓｏｒｂｉｔａｎ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ソルビタントリオレート（ｓｏｒｂｉｔａｎ ｔｒｉｏｌｅａｔｅ）、およびＰＥＧ−４ジラウレート（ＰＥＧ−４ ｄｉｌａｕｒａｔｅ）からなる群より選ばれる１種以上を含む、請求項４に記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項6】

前記疎水性物質は、前記ベース樹脂１００重量部に対して０．００１〜０．５重量部で混合する、請求項４または５に記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項7】

前記段階３は、１２０〜１９０℃の温度で行う、請求項１〜６のいずれかに記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項8】

前記段階１は、
酸性基を有し、前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体、内部架橋剤、および重合開始剤を含むモノマー組成物を重合して含水ゲル状重合体を形成する段階；
前記含水ゲル状重合体を乾燥する段階；
前記乾燥された重合体を粉砕する段階；および
前記粉砕された重合体を分級する段階を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の高吸水性樹脂の製造方法。

【請求項9】

酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体が架橋重合された架橋重合体を含むベース樹脂；および
前記ベース樹脂の粒子表面に形成されており、前記架橋重合体がエポキシ当量が相異する２種のエポキシ系表面架橋剤を介して追加架橋されている二重の表面改質層を含み、
前記表面改質層は、無機フィラーおよび多価金属塩を含み、
前記２種のエポキシ系表面架橋剤は、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を含み、
前記第１エポキシ架橋剤はベース樹脂１００重量部に対して０．０２〜０．０５重量部で含まれ、第２エポキシ架橋剤はベース樹脂１００重量部に対して０．００５〜０．０５重量部で含まれる、高吸水性樹脂。

【請求項10】

前記高吸水性樹脂は、吸収速度（ｖｏｒｔｅｘ ｔｉｍｅ）が４０秒以下である、請求項９に記載の高吸水性樹脂。

【請求項11】

前記高吸水性樹脂は、下記式１により測定される通液性（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ、単位：秒）が３５秒以下である、請求項９または１０に記載の高吸水性樹脂：

【数4】

前記式１において、
Ｔ１は、クロマトグラフィー管内に分級（３００〜６００μｍ）した高吸水性樹脂試料０．２±０．０００５ｇを入れて塩水を加えて塩水体積が５０ｍＬになるようにした後、３０分間放置後、液面高さが４０ｍＬから２０ｍＬまで減るのにかかる時間であり、Ｂは、塩水が満たされたクロマトグラフィー管で液面高さが４０ｍＬから２０ｍＬまで減るのにかかる時間である。

【請求項12】

前記高吸水性樹脂は、遠心分離保持能（ＣＲＣ）が２５ｇ／ｇ以上である、請求項９〜１１のいずれかに記載の高吸水性樹脂。

【請求項13】

前記高吸水性樹脂は、前記高吸水性樹脂４ｇを水道水２００ｇに浸漬させて２時間膨潤させた後、膨潤された前記高吸水性樹脂を０．７５ｐｓｉの圧力下に１分間濾過紙上で放置してから、前記高吸水性樹脂から前記濾過紙に再び染み出てきた水の重量で定義される再湿潤特性（加圧水道水の長期再湿潤）が１．０ｇ以下である、請求項９〜１２のいずれかに記載の高吸水性樹脂。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願との相互引用］
本出願は２０１８年１１月１３日付韓国特許出願第１０−２０１８−０１３９１０３号および２０１９年９月１６日付韓国特許出願第１０−２０１９−０１１３７３４号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれている。

【0002】

本発明は、高吸水性樹脂およびその製造方法に関する。より詳細には、向上した再湿潤（ｒｅｗｅｔ）特性および通液性を有する高吸水性樹脂およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

高吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ，ＳＡＰ）とは、自体重量の５百ないし１千倍程度の水分を吸収できる機能を有する合成高分子物質であって、開発業者ごとにＳＡＭ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ）、ＡＧＭ（Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｇｅｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ）などそれぞれ異なる名前で名付けている。前記のような高吸水性樹脂は生理用具として実用化され始め、現在は、子供用紙おむつや生理用ナプキンなど衛生用品の他に園芸用土壌保水剤、土木、建築用止水材、育苗用シート、食品流通分野での鮮度保持剤、および湿布用などの材料として広く使われている。

【0004】

最も多くの場合に、このような高吸水性樹脂は、おむつや生理用ナプキンなど衛生材分野で広く使われているが、このような用途のために水分などに対する高い吸収力を示す必要があり、外部の圧力にも吸収された水分が抜け出てはならず、これに加え、水を吸収して体積膨張（膨潤）した状態でも形態をよく保って優れた通液性（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）を示す必要がある。

【0005】

しかし、前記高吸水性樹脂の基本的な吸収力および保水力を示す物性である保持能（ＣＲＣ）と、外部の圧力にも吸収された水分をよく保持する特性を示す加圧下吸収能（ＡＵＰ）は共に向上させにくいことが知られている。これは高吸水性樹脂の全体的な架橋密度が低く制御される場合、保持能は相対的に高くなり得るが、架橋構造が粗くなりゲル強度が低くなって加圧下吸収能は低下し得るからである。逆に、架橋密度を高く制御して加圧下吸収能を向上させる場合、密な架橋構造の間に水分が吸収されにくい状態になって基本的な保持能が低下し得る。上述した理由によって、保持能および加圧下吸収能が共に向上した高吸水性樹脂を提供するのに限界がある。

【0006】

しかし、最近、おむつや生理用ナプキンなどのような衛生材の薄膜化につれ、高吸水性樹脂に対するより高い吸収性能が求められている。その中でも、相反する物性である保持能と加圧吸水能の同時向上と通液性の改善などが重要な課題として浮上している。

【0007】

また、おむつや生理用ナプキンなどの衛生材には使用者の体重によって圧力が加えられる。特に、おむつや生理用ナプキンなどの衛生材に適用される高吸水性樹脂が液体を吸収した後、これに使用者の体重による圧力が加えられると高吸水性樹脂に吸収された一部の液体が再び染み出る再湿潤（ｒｅｗｅｔ）現象と、小便が漏れる漏出（ｌｅａｋａｇｅ）現象が発生し得る。

【0008】

したがって、このような再湿潤現象を抑制すべく、様々な試みが進められてる。しかし、まだ再湿潤現象を効果的に抑制できる具体的な方案が提示されていない実情である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

前記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は再湿潤および小便の漏出現象が抑制される高吸水性樹脂およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記の目的を達成するために、本発明の一側面によれば、
酸性基を有し、前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体および内部架橋剤が架橋重合されたベース樹脂（ｂａｓｅ ｒｅｓｉｎ）を準備する段階（段階１）；
前記ベース樹脂に、無機フィラー、およびエポキシ系表面架橋剤を混合し、前記無機フィラーを先に前記ベース樹脂に乾式で混合し、次いでエポキシ系表面架橋剤を水に溶解して表面架橋溶液状態にて混合する段階（段階２）；および
前記段階２の混合物を昇温して前記ベース樹脂に対する表面改質を行う段階（段階３）を含み、
前記エポキシ系表面架橋剤は、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を含むものである、高吸水性樹脂の製造方法を提供する。

【0011】

また、本発明の他の一側面によれば、
酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体が架橋重合された架橋重合体を含むベース樹脂；および
前記ベース樹脂の粒子表面に形成されており、前記架橋重合体がエポキシ当量が相異する２種のエポキシ系表面架橋剤を媒介として追加架橋されている二重の表面改質層を含み、
前記表面改質層は、無機フィラーを含み、
前記２種のエポキシ系表面架橋剤は、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を含むものである、高吸水性樹脂を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の高吸水性樹脂およびその製造方法によれば、優れた諸吸水物性を示しながらも再湿潤現象および小便漏出現象が抑制された高吸水性樹脂を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明は多様な変更が加えられ、様々な形態を有し得ることから、特定の実施例を例示して下記に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。

【0014】

以下、本発明の一実施形態による高吸水性樹脂の製造方法について詳細に説明する。

【0015】

本発明の一実施形態による高吸水性樹脂の製造方法は、
酸性基を有し、前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体および内部架橋剤が架橋重合されたベース樹脂（ｂａｓｅ ｒｅｓｉｎ）を準備する段階（段階１）；
前記ベース樹脂に、無機フィラー、およびエポキシ系表面架橋剤を混合し、前記無機フィラーを先に前記ベース樹脂に乾式で混合し、次いでエポキシ系表面架橋剤を水に溶解して表面架橋溶液状態に混合する段階（段階２）；および
前記段階２の混合物を昇温して前記ベース樹脂に対する表面改質を行う段階（段階３）を含み、
前記エポキシ系表面架橋剤は、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を含む。

【0016】

本発明の明細書において、「ベース樹脂」または「ベース樹脂粉末」は、水溶性エチレン系不飽和単量体が重合された重合体を乾燥および粉砕して粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）または 粉末（ｐｏｗｄｅｒ）形態にしたものであり、後述する表面改質または表面架橋段階を行わない状態の重合体を意味する。

【0017】

アクリル酸系単量体の重合反応によって収得される含水ゲル状重合体は、乾燥、粉砕、分級、表面架橋などの工程を経て粉末状の製品である高吸水性樹脂として市販される。

【0018】

最近、高吸水性樹脂において吸収能、通液性のような諸吸水物性だけでなく実際のおむつが使われる状況で表面の乾燥（ｄｒｙｎｅｓｓ）状態がどれくらい保持されるかがおむつ特性を測る重要な尺度になっている。

【0019】

本発明の一実施形態による製造方法によって収得される高吸水性樹脂は、保持能、加圧吸水能、通液性などの物性に優れ、優れた諸吸収性能を示し、塩水によって膨潤された後にも乾燥した状態が保持され、高吸水性樹脂に吸収された小便が再び染み出る再湿潤（ｒｅｗｅｔ）および小便漏出（ｌｅａｋａｇｅ）現象を効果的に防止する可能性があることを確認して本発明に至った。

【0020】

本発明の高吸水性樹脂の製造方法において、先に前記高吸水性樹脂の原料物質であるモノマー組成物は、酸性基を有して前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体、内部架橋剤および重合開始剤を含むモノマー組成物を重合して含水ゲル状重合体を収得し、これを乾燥、粉砕、分級してベース樹脂（ｂａｓｅ ｒｅｓｉｎ）を準備する（段階１）。

【0021】

これについて下記でより詳細に説明する。

【0022】

前記高吸水性樹脂の原料物質であるモノマー組成物は酸性基を有して前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体および重合開始剤を含む。

【0023】

前記アクリル酸系単量体は、下記化学式１で表される化合物である：

【0024】

【化1】

【0025】

前記化学式１において、
Ｒ^１は不飽和結合を含む炭素数２〜５のアルキルグループであり、
Ｍ^１は水素原子、１価または２価金属、アンモニウム基または有機アミン塩である。

【0026】

好ましくは、前記アクリル酸系単量体は、アクリル酸、メタクリル酸およびそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩および有機アミン塩からなる群より選ばれる１種以上を含む。

【0027】

ここで、前記アクリル酸系単量体は、酸性基を有し、前記酸性基の少なくとも一部が中和されたものであり得る。好ましくは前記単量体を水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなどのようなアルカリ物質で部分的に中和させたものが使用され得る。このとき、前記アクリル酸系単量体の中和度は４０〜９５モル％、または４０〜８０モル％、または４５〜７５モル％であり得る。前記中和度の範囲は最終物性に応じて調整することができる。しかし、前記中和度が過度に高いと中和された単量体が析出されて円滑な重合の進行が難しく、逆に中和度が過度に低いと高分子の吸収力が大きく低下するだけでなく取り扱いが困難な弾性ゴムのような性質を示し得る。

【0028】

前記アクリル酸系単量体の濃度は、前記高吸水性樹脂の原料物質および溶媒を含むモノマー組成物に対して約２０〜約６０重量％、好ましくは約４０〜約５０重量％であり得、重合時間および反応条件などを考慮した適宜濃度調整し得る。ただし、前記単量体の濃度が過度に低いと高吸水性樹脂の収率が低く経済性に問題が生じ得、逆に濃度が過度に高くなると単量体の一部が析出されたり重合された含水ゲル状重合体の粉砕時、粉砕効率が低く示されるなど工程上の問題が生じ得、高吸水性樹脂の物性が低下し得る。

【0029】

本発明の高吸水性樹脂製造方法において、重合時使用される重合開始剤は高吸水性樹脂の製造に一般的に使われるものであれば特に限定されない。

【0030】

具体的には、前記重合開始剤は重合方法によって熱重合開始剤またはＵＶ照射による光重合開始剤を使用することができる。ただし、光重合方法によっても、紫外線照射などの照射によって一定量の熱が発生し、また、発熱反応である重合反応の進行によりある程度の熱が発生するので、追加的に熱重合開始剤を含むこともできる。

【0031】

前記光重合開始剤は紫外線のような光によってラジカルを形成できる化合物であれば、その構成の限定なく使用することができる。

【0032】

前記光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインエーテル（ｂｅｎｚｏｉｎ ｅｔｈｅｒ）、ジアルキルアセトフェノン（ｄｉａｌｋｙｌ ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）、ヒドロキシルアルキルケトン（ｈｙｄｒｏｘｙｌ ａｌｋｙｌｋｅｔｏｎｅ）、フェニルグリオキシレート（ｐｈｅｎｙｌ ｇｌｙｏｘｙｌａｔｅ）、ベンジルジメチルケタール（Ｂｅｎｚｙｌ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｋｅｔａｌ）、アシルホスフィン（ａｃｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）およびα−アミノケトン（α−ａｍｉｎｏｋｅｔｏｎｅ）からなる群より選ばれる一つ以上を使用することができる。一方、アシルホスフィンの具体例として、商用のｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ、すなわち、２，４，６−トリメチル−ベンゾイル−トリメチルホスフィンオキシド（２，４，６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ｏｘｉｄｅ）を使用することができる。より多様な光開始剤についてはＲｅｉｎｈｏｌｄ Ｓｃｈｗａｌｍの著書である「ＵＶ Ｃｏａｔｉｎｇｓ：Ｂａｓｉｃｓ，Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｎｅｗ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ ２００７年）」ｐ１１５によく明示されており、上述した例に限定されない。

【0033】

前記光重合開始剤は、前記モノマー組成物に対して約０．０１〜約１．０重量％の濃度で含まれ得る。このような光重合開始剤の濃度が過度に低い場合、重合速度が遅くなり、光重合開始剤の濃度が過度に高いと高吸水性樹脂の分子量が小さく物性が不均一になる。

【0034】

また、前記熱重合開始剤としては、過硫酸塩系開始剤、アゾ系開始剤、過酸化水素およびアスコルビン酸からなる開始剤群より選ばれる一つ以上を使用することができる。具体的には、過硫酸塩系開始剤の例としては過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ；Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_８）、過硫酸カリウム（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ；Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８）、過硫酸アンモニウム（Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ；（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_８）などがあって、アゾ（Ａｚｏ）系開始剤の例としては２，２−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（２，２−ａｚｏｂｉｓ（２−ａｍｉｄｉｎｏｐｒｏｐａｎｅ）ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、２，２−アゾビス−（Ｎ，Ｎ−ジメチレン）イソブチルアミジンジヒドロクロリド（２，２−ａｚｏｂｉｓ−（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）ｉｓｏｂｕｔｙｒａｍｉｄｉｎｅ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリル（２−（ｃａｒｂａｍｏｙｌａｚｏ）ｉｓｏｂｕｔｙｌｏｎｉｔｒｉｌ）、２，２−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド（２，２−ａｚｏｂｉｓ［２−（２−ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎ−２−ｙｌ）ｐｒｏｐａｎｅ］ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、４，４−アゾビス−（４−シアノバレリン酸）（４，４−ａｚｏｂｉｓ−（４−ｃｙａｎｏｖａｌｅｒｉｃ ａｃｉｄ））などがある。より多様な熱重合開始剤についてはＯｄｉａｎの著書である「Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ（Ｗｉｌｅｙ、１９８１）」、ｐ２０３によく明示されており、上述した例に限定されない。

【0035】

本発明の一実施例によれば、前記モノマー組成物は、高吸水性樹脂の原料物質として内部架橋剤を含む。前記内部架橋剤としては、前記アクリル酸系単量体と反応できる官能基を１個以上有し、かつエチレン性不飽和基を１個以上有する架橋剤；あるいは前記アクリル酸系単量体の置換基および／または単量体の加水分解によって形成された置換基と反応できる官能基を２個以上有する架橋剤を使用することができる。

【0036】

前記内部架橋剤は、アクリル酸系単量体が重合された重合体の内部を架橋させるためのものであって、前記重合体の表面を架橋させるための表面架橋剤と区分される。

【0037】

前記内部架橋剤の具体的な例としては、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラアクリレート、トリアリールアミン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコール、グリセリン、およびエチレンカーボネートからなる群より選ばれた１種以上を使用することができる。

【0038】

このような内部架橋剤は、前記モノマー組成物に対して約０．０１〜約１．０重量％の濃度で含まれ、重合された高分子を架橋させることができる。

【0039】

本発明の製造方法において、高吸水性樹脂の前記モノマー組成物は必要に応じて増粘剤（ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）、可塑剤、保存安定剤、酸化防止剤などの添加剤をさらに含み得る。

【0040】

上述した酸性基を有して前記酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体、光重合開始剤、熱重合開始剤、内部架橋剤および添加剤のような原料物質は溶媒に溶解したモノマー組成物溶液の形態で準備される。

【0041】

このとき使用できる前記溶媒は、上述した成分を溶解できればその構成の限定なく使用可能であり、例えば、水、エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、アセトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、トルエン、キシレン、ブチロラクトン、カルビトール、メチルセロソルブアセテートおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどより選ばれた１種以上を組み合わせて使用することができる。

【0042】

前記溶媒はモノマー組成物の総含有量に対して上述した成分を除いた残量で含まれ得る。

【0043】

一方、このようなモノマー組成物を熱重合または光重合して含水ゲル状重合体を形成する方法も通常用いられる重合方法であれば、特に構成の限定はない。

【0044】

具体的には、重合方法は重合エネルギー源によって大きく熱重合および光重合に分かれ、通常熱重合を行う場合、ニーダー（ｋｎｅａｄｅｒ）のような攪拌軸を有する反応器で行うことができ、光重合を行う場合は移動可能なコンベヤーベルトを備えた反応器で行われるが、上述した重合方法は一例であり、本発明は上述した重合方法に限定されない。

【0045】

一例として、前述したように攪拌軸を備えたニーダー（ｋｎｅａｄｅｒ）のような反応器に、熱風を供給したり反応器を加熱して熱重合を行い、含水ゲル状重合体を得ることができ、反応器に備えられた攪拌軸の形態に応じて、反応器の排出口に排出される含水ゲル状重合体は数センチメートル〜数ミリメートル形態であり得る。具体的には、得られる含水ゲル状重合体の大きさは、注入されるモノマー組成物の濃度および注入速度などに応じて多様に現れるが、通常重量平均粒径が２〜５０ｍｍの含水ゲル状重合体が得られる。

【0046】

また、前述したように移動可能なコンベヤーベルトを備えた反応器で光重合を行う場合、通常得られる含水ゲル状重合体の形態はベルトの幅を有するシート状の含水ゲル状重合体であり得る。このとき、重合体シートの厚さは注入される単量体組成物の濃度および注入速度により変わるが、通常、約０．５〜約５ｃｍの厚さを有するシート状の重合体が得られるように単量体組成物を供給することが好ましい。シート状の重合体の厚さが過度に薄い程度に単量体組成物を供給する場合、生産効率が低いため好ましくなく、シート状の重合体厚さが５ｃｍを超える場合は過度に厚い厚さによって重合反応が全ての厚さにわたって等しく行われない。

【0047】

このとき、このような方法で得られた含水ゲル状重合体の通常含水率は約４０〜約８０重量％であり得る。一方、本明細書全体で「含水率」は全体含水ゲル状重合体重量に対して占める水分の含有量であり、含水ゲル状重合体の重量から乾燥状態の重合体の重量を引いた値を意味する。具体的には、赤外線加熱によって重合体の温度を上げて乾燥する過程で重合体中の水分蒸発による重量減少分を測定して計算された値で定義する。このとき、乾燥条件は常温で約１８０℃まで温度を上昇させた後１８０℃で維持する方式で総乾燥時間は温度上昇段階の５分を含んで２０分に設定し、含水率を測定する。

【0048】

次に、得られた含水ゲル状重合体を乾燥する段階を行う。

【0049】

このとき、必要に応じて前記乾燥段階の効率を高めるために乾燥前に粗粉砕する段階をさらに経る。

【0050】

このとき、用いらえる粉砕機は構成の限定はないが、具体的には、竪型粉砕機（Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒ）、ターボカッター（Ｔｕｒｂｏ ｃｕｔｔｅｒ）、ターボグラインダー（Ｔｕｒｂｏ ｇｒｉｎｄｅｒ）、ロータリーカッターミル（Ｒｏｔａｒｙ ｃｕｔｔｅｒ ｍｉｌｌ）、カッターミル（Ｃｕｔｔｅｒ ｍｉｌｌ）、ディスクミル（Ｄｉｓｃ ｍｉｌｌ）、シュレッドクラッシャー（Ｓｈｒｅｄ ｃｒｕｓｈｅｒ）、クラッシャー（Ｃｒｕｓｈｅｒ）、チョッパー（ｃｈｏｐｐｅｒ）およびディスクカッター（Ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒ）からなる粉砕機器群より選ばれるいずれか一つを含み得るが、上述した例に限定されない。

【0051】

このとき、粉砕段階は含水ゲル状重合体の粒径が約２〜約１０ｍｍになるように粉砕することができる。

【0052】

粒径を２ｍｍ未満に粉砕することは含水ゲル状重合体の高い含水率のため技術的に容易でなく、また、粉砕された粒子間に互いに凝集する現象が現れることもある。一方、粒径が１０ｍｍ超過に粉砕する場合、後に行われる乾燥段階の効率増大効果がわずかである。

【0053】

上記のように粉砕されたり、あるいは粉砕段階を経ていない重合直後の含水ゲル状重合体に対して乾燥を行う。このとき、前記乾燥段階の乾燥温度は約１５０〜約２５０℃であり得る。乾燥温度が１５０℃未満である場合、乾燥時間が過度に長くなって最終形成される高吸水性樹脂の物性が低下する恐れがあり、乾燥温度が２５０℃を超える場合、過度に重合体表面のみ乾燥され、後に行われる粉砕工程で微粉が発生し得、最終形成される高吸水性樹脂の物性が低下する恐れがある。したがって、好ましくは前記乾燥は約１５０〜約２００℃の温度で、さらに好ましくは約１６０〜約１８０℃の温度で行われる。

【0054】

一方、乾燥時間の場合は工程効率などを考慮して約２０〜約９０分間行われるが、これに限定されない。

【0055】

前記乾燥段階の乾燥方法も含水ゲル状重合体の乾燥工程で通常用いられるものであれば、その構成の限定なく選んで用いることができる。具体的には、熱風供給、赤外線照射、極超短波照射、または紫外線照射などの方法で乾燥段階を行うことができる。このような乾燥段階進行後の重合体の含水率は約０．１〜約１０重量％であり得る。

【0056】

次に、このような乾燥段階を経て得られた乾燥された重合体を粉砕する段階を行う。

【0057】

粉砕段階後に得られる重合体粉末は、粒径が約１５０〜約８５０μｍであり得る。このような粒径に粉砕するために用いられる粉砕機は、具体的には、ピンミル（ｐｉｎ ｍｉｌｌ）、ハンマーミル（ｈａｍｍｅｒ ｍｉｌｌ）、スクリューミル（ｓｃｒｅｗ ｍｉｌｌ）、ロールミル（ｒｏｌｌ ｍｉｌｌ）、ディスクミル（ｄｉｓｃ ｍｉｌｌ）またはジョグミル（ｊｏｇ ｍｉｌｌ）などが用いられるが、本発明は上述した例に限定されない。

【0058】

そして、このような粉砕段階後に最終製品化される高吸水性樹脂粉末の物性を管理するために、粉砕後得られる重合体粉末を粒径に応じて分級する別途の過程を経ることができ、前記重合体粉末を粒径範囲に応じて一定の重量比になるように分級することができる。

【0059】

次に、前記ベース樹脂に、無機フィラー、およびエポキシ系表面架橋剤を混合する （段階２）。

【0060】

一般的な高吸水性樹脂の製造方法において、乾燥および粉砕された重合体、すなわち、ベース樹脂に表面架橋剤を含む表面架橋溶液を混合した後、これらの混合物に熱を加えて昇温することによって前記粉砕された重合体に対して表面架橋反応を行う。

【0061】

前記表面架橋段階は、表面架橋剤の存在下に前記粉砕された重合体の表面に架橋反応を誘導することによって、より向上した物性を有する高吸水性樹脂を形成させる段階である。このような表面架橋により前記粉砕された重合体粒子の表面には表面架橋層（表面改質層）が形成される。

【0062】

一般に、表面架橋剤は高吸水性樹脂粒子の表面に塗布されるので、表面架橋反応は高吸水性樹脂粒子の表面上で起き、これは粒子の内部には実質的に影響を及ぼすことなく粒子の表面上での架橋結合性は改善させる。したがって、表面架橋結合された高吸水性樹脂粒子は内部でより表面付近でさらに高い架橋結合度を有する。

【0063】

一方、前記表面架橋剤としては重合体が有する官能基と反応可能な化合物を使用し、一例として多価アルコール化合物、エポキシ化合物、ポリアミン化合物、ハロエポキシ化合物、ハロエポキシ化合物の縮合産物、オキサゾリン化合物類、多価金属塩、またはアルキレンカーボネート化合物などを使用できることが知られている。

【0064】

一方、本発明の製造方法によれば、エポキシ系表面架橋剤を使用し、エポキシ当量が相異する２種のエポキシ系表面架橋剤を混合使用する。このように２種のエポキシ系表面架橋剤を混合使用すると、高吸水性樹脂の表面に架橋層が二重層で形成され、これにより、高吸水性樹脂の再湿潤特性が低下することなく、水が速やかに通過する性質である通液性をより改善することができる。

【0065】

具体的には、本発明の製造方法では、前記エポキシ系表面架橋剤としてエポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を使用する。

【0066】

一実施形態において、前記第１エポキシ架橋剤は、エポキシ当量が１１０〜１２５ｇ／ｅｑ範囲であり得る。第１エポキシ架橋剤は、ベース樹脂の１次表面架橋による全般的な吸水特性の向上効果を得るために使用され、万一、第１エポキシ架橋剤のエポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ未満であれば、上述した効果を十分に確保することはできない。

【0067】

前記第１エポキシ架橋剤は、２官能性架橋剤が好ましい。第１エポキシ架橋剤として２官能性エポキシ架橋剤を使用するとき、架橋鎖の柔軟性を確保することができ、これにより、高吸水性樹脂の吸収性能を最大化することができる。

【0068】

また、前記第１エポキシ架橋剤の含有量は、ベース樹脂１００重量部に対して０．０１〜０．１重量部、または０．０２〜０．０５重量部であり得る。仮に、第１エポキシ架橋剤の含有量がベース樹脂１００重量部に対して０．０１重量部未満であると、十分な表面架橋が行われず、加圧吸水能および通液性低下の問題があり得、０．１重量部を超えると高吸水性樹脂の再湿潤特性が低下する問題があり得る。

【0069】

前記第１エポキシ架橋剤の例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ ｄｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）およびジエチレングリコールジグリシジルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ ｄｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。

【0070】

前記第２エポキシ架橋剤は、第１エポキシ架橋剤に比べてエポキシ当量が高いものであり、ベース樹脂の表面架橋時の第２エポキシ架橋剤の浸透の深さは第１エポキシ架橋剤と相異する。したがって、第１エポキシ架橋剤および第２エポキシ架橋剤を同時に使用して表面架橋を行うとベース樹脂表面が二重で架橋される効果が得られる。

【0071】

一実施形態で前記第２エポキシ架橋剤のエポキシ当量は、１３５ｇ／ｅｑ以上、１５０ｇ／ｅｑ以上、または１６０ｇ／ｅｑ以上であり、かつ１９５ｇ／ｅｑ以下、または１９０ｇ／ｅｑ以下であり得るが、これに制限されるものではない。

【0072】

前記第２エポキシ架橋剤の含有量は、ベース樹脂１００重量部に対して０．００１〜０．１重量部、または０．００５〜０．０５重量部であり得る。仮に、第２エポキシ架橋剤の含有量がベース樹脂１００重量部に対して０．００１重量部未満であると、二重で表面架橋効果を得ることができず、０．１重量部を超えると表面架橋強度が過度に強く、再湿潤特性が低下する問題があり得る。

【0073】

前記第２エポキシ架橋剤の例としては、グリセロールポリグリシジルエーテル（ｇｌｙｃｅｒｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）、ジグリセロールポリグリシジルエーテル（ｄｉｇｌｙｃｅｒｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル（ｐｏｌｙｇｌｙｃｅｒｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）およびソルビトールポリグリシジルエーテル（ｓｏｒｂｉｔｏｌ ｐｏｌｙｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。前記ポリグリセロールポリグリシジルエーテルは、好ましくは繰り返し単位を３個有するトリグリセロールポリグリシジルエーテルであり得る。

【0074】

前記第２エポキシ架橋剤は、エポキシ官能基を３以上、または３〜４個含むことが好ましい。前記官能基数を満足する第２エポキシ架橋剤を使用するとき、追加的に高吸水性粒子の最外郭表面の架橋強度のみ向上させることができ、これにより、高吸水性樹脂の通液性および再湿潤特性がさらに向上することができる。

【0075】

前記エポキシ系表面架橋剤の添加時、追加で水を共に混合して表面架橋溶液の形態で添加することができる。水を添加する場合、表面架橋剤が重合体に均一に分散される利点がある。このとき、追加される水の含有量は表面架橋剤の均一な分散を誘導して重合体粉末の凝集現象を防止すると同時に表面架橋剤の表面浸透の深さを最適化するための目的で重合体１００重量部に対して、約１〜約１０重量部の割合で添加されることが好ましい。

【0076】

一方、上述した前記表面架橋剤の他に多価金属塩、例えば、アルミニウム塩、より具体的にアルミニウムの硫酸塩、カリウム塩、アンモニウム塩、ナトリウム塩および塩酸塩からなる群より選ばれた１種以上をさらに含み得る。

【0077】

このような多価金属塩は、追加で使用することにより、一実施形態の方法で製造された高吸水性樹脂の通液性などをさらに向上させることができる。このような多価金属塩は、前記表面架橋剤とともに表面架橋溶液に添加され得、前記ベース樹脂１００重量部に対して０．０１〜４重量部の含有量で使用され得る。

【0078】

また、本発明の製造方法では、表面改質反応を行うための昇温以前に無機フィラーをベース樹脂に混合して凝集防止（ａｎｔｉ−ｃａｋｉｎｇ）効果を付与する。本発明において前記無機フィラーは表面架橋溶液を混合する前に乾式混合する方式で混合され、この場合ベース樹脂と無機フィラーがさらに均一に混合される。

【0079】

前記無機フィラーは、疎水性または親水性のいずれでも混合可能であり、例えば、ヒュームドシリカ（ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ）、沈降シリカなどのようにシリカ粒子を使用できるが、本発明はこれに制限されるものではない。

【0080】

また、前記無機フィラーは、前記ベース樹脂または高吸水性樹脂１００重量部に対して約０．０１〜約０．５重量部、または約０．０２〜約０．２重量部の濃度で添加され得る。前記無機フィラーの使用量が０．５重量部を超える場合は、加圧吸水能のような吸収特性が低下し得、前記０．０１重量部未満である場合は凝集防止効果がなく、このような観点から前記重量部範囲で使用ことが好ましい。

【0081】

一方、このような表面架橋反応によって加圧吸水能と通液性（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）は改善できるが、再湿潤特性はさらに補完する必要がある。

【0082】

本発明の製造方法によれば、ベース樹脂に表面架橋剤を混合して表面架橋反応を行うために昇温する前に疎水性物質を前記ベース樹脂に混合して再湿潤特性をより改善することができる。また、表面架橋効率が向上して疎水性物質を使用しない樹脂に比べて吸収速度、および通液性がさらに向上することができる。

【0083】

前記疎水性物質は、ＨＬＢがその下限値として０以上、または１以上、または２以上であり、かつ上限値として６以下、または５以下、または５．５以下を満足する物質を使用することができる。また、前記疎水性物質は、表面架橋反応時に溶けてベース樹脂の表面改質層に位置しなければならないので、融解温度（ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が表面架橋の反応温度以下である物質を使用することができる。

【0084】

使用可能な疎水性物質としては、例えば、グリセリルステアレート（ｇｌｙｃｅｒｙｌ ｓｔｅａｒａｔｅ）、グリコールステアレート（ｇｌｙｃｏｌ ｓｔｅａｒａｔｅ）、マグネシウムステアレート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｔｅａｒａｔｅ）、グリセリルラウレート（ｇｌｙｃｅｒｙｌ ｌａｕｒａｔｅ）、ソルビタンステアレート（ｓｏｒｂｉｔａｎ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ソルビタントリオレート（ｓｏｒｂｉｔａｎ ｔｒｉｏｌｅａｔｅ）、またはＰＥＧ−４ジラウレート（ＰＥＧ−４ ｄｉｌａｕｒａｔｅ）などが挙げられ、好ましくはグリセリルステアレート、またはグリセリルラウレートを使用できるが、本発明はこれに制限されるものではない。

【0085】

前記疎水性物質は、前記ベース樹脂の表面の表面改質層内に分布して高吸水性樹脂が液体を吸収して膨潤される過程で膨潤された樹脂粒子が高まった圧力によって互いに凝集したり固まったりすることを防止し、表面に疎水性を付与することによって液体の透過および拡散をより容易にすることができる。したがって、高吸水性樹脂の再湿潤特性の改善に寄与することができる。

【0086】

前記疎水性物質は、前記ベース樹脂１００重量部に対して約０．００１重量部以上、または約０．００５重量部以上、または約０．０１重量部以上であり、かつ約０．５重量部以下、または約０．３重量部以下、または約０．１重量部以下になるように混合することができる。前記疎水性物質の含有量が過度に少ないと再湿潤特性を改善するには足りず、過度に多く含まれる場合、ベース樹脂と疎水性物質が互いに脱離して再湿潤改善効果がないか、不純物として作用する問題があり得るので、このような観点から前記重量部範囲が好ましい。

【0087】

前記疎水性物質をベース樹脂と混合する方法は、特に制限されるものではないが、前記表面架橋溶液に表面架橋剤とともに分散させてベース樹脂に混合する方式で混合されるとき高吸水性樹脂粒子により均一にコートできるため好ましい。

【0088】

次に、前記ベース樹脂、およびエポキシ系表面架橋剤の混合物に熱を加えて昇温することによって、前記ベース樹脂に対して表面改質段階を行う（段階３）。

【0089】

前記表面改質段階は、約１２０〜約１９０℃、好ましくは約１３０〜約１８０℃の温度で約１０〜約９０分、好ましくは約２０〜約７０分間加熱させることによって行われる。架橋反応温度が１２０℃未満でるか、反応時間が短すぎる場合、表面架橋反応が正しく起きず透過度が低くなり、１９０℃を超えるか反応時間が長すぎる場合、保持能が低下する問題が発生し得る。

【0090】

表面改質反応のための昇温手段は特に限定されない。熱媒体を供給したり、熱源を直接供給して加熱することができる。このとき、使用可能な熱媒体の種類としては、スチーム、熱風、熱い油のような昇温した流体などを使用できるが、本発明はこれに限定されるものではなく、また供給される熱媒体の温度は熱媒体の手段、昇温速度および昇温目標温度を考慮して適宜選択することができる。一方、直接供給される熱源としては電気による加熱、ガスによる加熱方法が挙げられるが、本発明は上述した例に限定されるものではない。

【0091】

前記のような表面改質段階によって、前記ベース樹脂の表面には２種の互いに異なるエポキシ系表面架橋剤がベース樹脂が有する官能基と反応して形成された二重の表面架橋構造が形成され、前記表面架橋構造内に前述した疎水性物質と無機フィラーが均一に分布した表面改質層が形成され得る。

【0092】

したがって、前記本発明の製造方法で製造された高吸水性樹脂は、このような二重の表面改質層により保持能と加圧吸水能などの物性を低下させず向上した再湿潤および通液性を有することができる。

【0093】

そこで、本発明の他の一実施形態によれば、酸性基の少なくとも一部が中和されたアクリル酸系単量体が架橋重合された架橋重合体を含むベース樹脂；および前記ベース樹脂の粒子表面に形成されており、前記架橋重合体がエポキシ当量が相異する２種のエポキシ系表面架橋剤を介して追加架橋されている二重の表面改質層を含み、前記表面改質層は、無機フィラーを含み、前記２種のエポキシ系表面架橋剤は、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤およびエポキシ当量が１３０〜２００ｇ／ｅｑである第２エポキシ架橋剤を含むものである、高吸水性樹脂が提供される。

【0094】

前記高吸水性樹脂の具体的な製造方法および物性などに対する詳細な説明は、前記高吸水性樹脂の製造方法で上述したとおりである。

【0095】

前記高吸水性樹脂は、ＥＤＡＮＡ法ＷＳＰ ２４１．３に準拠して測定した遠心分離保持能（ＣＲＣ）が、約２５ｇ／ｇ以上、または約２９ｇ／ｇ以上、または約３０ｇ／ｇ以上であり、かつ約４０ｇ／ｇ以下、または約３８ｇ／ｇ以下、または約３５ｇ／ｇ以下の範囲を有することができる。

【0096】

また、前記高吸水性樹脂は、ＥＤＡＮＡ法ＷＳＰ ２４２．３に準拠して測定した０．３ｐｓｉの加圧吸水能（ＡＵＰ）が、約２０ｇ／ｇ以上、または約２３ｇ／ｇ以上、または約２５ｇ／ｇ以上であり、かつ約３７ｇ／ｇ以下、または約３５ｇ／ｇ以下、または約３２ｇ／ｇ以下の範囲を有することができる。

【0097】

また、前記高吸水性樹脂は、吸収速度（ｖｏｒｔｅｘ ｔｉｍｅ）が４０秒以下、または３５秒以下、または約３２秒以下であり得る。前記吸収速度はその値が小さいほど優れ、前記吸収速度の下限は理論上０秒であるが、一例として約５秒以上、または約１０秒以上、または約１２秒以上であり得る。

【0098】

前記吸収速度は生理食塩水に高吸水性樹脂を加えて攪拌させたとき、速やかな吸収によって液体の渦（ｖｏｒｔｅｘ）がなくなる時間（ｔｉｍｅ、単位：秒）を意味するものであり、前記時間が短いほど高吸水性樹脂が速い初期吸収速度を有すると見ることができる。

【0099】

また、前記高吸水性樹脂は、下記式１により測定される通液性（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ、単位：秒）が約３５秒以下、または約３０秒以下であり得る。前記通液性はその値が小さいほど優れ、理論上下限値は０秒であるが、例えば、約５秒以上、または約１０秒以上、または約１２秒以上であり得る。

【0100】

【数1】

【0101】

前記式１において、
Ｔ１は、クロマトグラフィー管内に分級（３００〜６００μｍ）した高吸水性樹脂試料０．２±０．０００５ｇを入れて塩水を加えて塩水体積が５０ｍＬになるようにした後、３０分間放置後、液面高さが４０ｍＬから２０ｍＬまで減るのにかかる時間であり、Ｂは、塩水が満たされたクロマトグラフィー管で液面高さが４０ｍＬから２０ｍＬまで減るのにかかる時間である。

【0102】

また、前記高吸水性樹脂は、優れた吸収特性を示しながらも、より向上した再湿潤特性を示すことができる。

【0103】

より具体的には、前記高吸水性樹脂４ｇを水道水２００ｇに浸漬させて２時間膨潤させた後、膨潤された前記高吸水性樹脂を０．７５ｐｓｉの圧力下に１分間濾過紙上で放置してから、前記高吸水性樹脂から前記濾過紙に再び染み出てきた水の重量で定義される再湿潤特性（加圧水道水の長期再湿潤）が１．０ｇ以下、または０．９ｇ以下、または０．８ｇ以下であり得る。前記水の重量はその値が小さいほど優れ、理論上下限値は０ｇであるが、例えば０．１ｇ以上、または０．２ｇ以上、または０．３ｇ以上であり得る。

【0104】

前記再湿潤物性評価で使用した水道水は電気伝導度が１４０〜１５０μＳ／ｃｍである。水道水の電気伝導度は測定物性に大きな影響を与えるので、同等水準の電気伝導度を有する水道水を使用して再湿潤などの物性を測定する必要がある。

【0105】

上記のように本発明の高吸水性樹脂は、優れた吸収能を有し、多量の小便を吸収した場合にも再湿潤および小便漏出現象を抑制することができる。

【実施例】

【0106】

本発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するだけであり、本発明の詳細な説明は下記の実施例によって限定されない。

【0107】

［高吸水性樹脂の製造］
（実施例１）
（１）ベース樹脂の製造
攪拌機、窒素投入器、温度計が取り付けられた３Ｌガラス容器にアクリル酸５１８ｇ、ポリエチレングリコールジアクリレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ （４００） ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）３．２ｇとジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシド０．０４ｇを添加して溶解させた後、２４．５％水酸化ナトリウム溶液８２２．２ｇを添加して窒素を連続的に投入しながら水溶性不飽和単量体水溶液を製造した。前記水溶性不飽和単量体水溶液を４０℃で冷却した。この水溶液５００ｇを横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、高さ３０ｍｍのステンレス材質の容器に加えて紫外線を照射（照射量：１０ｍＶ／ｃｍ^２）して９０秒間ＵＶ重合を実施して含水ゲル状重合体を収得した。収得した含水ゲル状重合体を２ｍｍ＊２ｍｍ大きさに粉砕した後、得られたゲル状樹脂を６００μｍの孔径を有するステンレス製金網の上に約３０ｍｍ厚さで広げて１８０℃熱風オーブンで３０分間乾燥した。このように得られた乾燥重合体を粉砕機を用いて粉砕し、ＡＳＴＭ規格の標準網ふるいで分級して１５０〜８５０μｍの粒子の大きさを有するベース樹脂を得た。

【0108】

（２）高吸水性樹脂の製造
前記ベース樹脂１００重量部にシリカ０．１重量部を乾式で混合した後、エチレングリコールジグリシジルエーテル（エポキシ当量１１３〜１２５ｇ／ｅｑ）０．０２重量部、グリセロールポリグリシジルエーテル（エポキシ当量１３５〜１５５ｇ／ｅｑ、３官能性）０．０１重量部、水６．２重量部、硫酸アルミニウム０．２重量部、グリセリルステアレート（ＨＬＢ ３．８）０．０３重量部を含む表面架橋溶液を噴射して混合し、これを攪拌機と二重ジャケットからなる容器に入れて１４０℃で３５分間表面架橋反応を行った。その後表面処理された粉末をＡＳＴＭ規格の標準網ふるいで分級して１５０〜８５０μｍの粒子の大きさを有する高吸水性樹脂粉末を得た。

【0109】

（実施例２）
（２）段階でグリセロールポリグリシジルエーテルをベース樹脂１００重量部に対して０．００５重量部で使用したことを除いては実施例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0110】

（実施例３）
（２）段階でグリセロールポリグリシジルエーテルをベース樹脂１００重量部に対して０．０３重量部で使用したことを除いては実施例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0111】

（実施例４）
（２）段階でグリセロールポリグリシジルエーテルをベース樹脂１００重量部に対して０．０５重量部で使用したことを除いては実施例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0112】

（実施例５）
（２）段階でグリセロールポリグリシジルエーテルの代わりにポリグリセロールポリグリシジルエーテル（エポキシ当量１６８ｇ／ｅｑ）をベース樹脂１００重量部に対して０．０１重量部で使用したことを除いては実施例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0113】

（実施例６）
（２）段階でグリセロールポリグリシジルエーテルの代わりにソルビトールポリグリシジルエーテル（エポキシ当量１６０〜１９０ｇ／ｅｑ）をベース樹脂１００重量部に対して０．０１重量部で使用したことを除いては実施例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0114】

（比較例１）
（１）ベース樹脂の製造
攪拌機、窒素投入器、温度計が取り付けられた３Ｌガラス容器にアクリル酸５１８ｇ、ポリエチレングリコールジアクリレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ （４００）ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）３．２ｇとジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシド０．０４ｇを添加して溶解させた後、２４．５％水酸化ナトリウム溶液８２２．２ｇを添加して窒素を連続的に投入しながら水溶性不飽和単量体水溶液を製造した。前記水溶性不飽和単量体水溶液を４０℃で冷却した。この水溶液５００ｇを横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、高さ３０ｍｍのステンレス材質の容器に加えて紫外線を照射（照射量：１０ｍＶ／ｃｍ^２）して９０秒間ＵＶ重合を実施して含水ゲル状重合体を収得した。収得した含水ゲル状重合体を２ｍｍ＊２ｍｍ大きさに粉砕した後、得られたゲル状樹脂を６００μｍの孔径を有するステンレス製金網の上に約３０ｍｍ厚さで広げて１８０℃熱風オーブンで３０分間乾燥した。このように得られた乾燥重合体を粉砕機を用いて粉砕し、ＡＳＴＭ規格の標準網ふるいで分級して１５０〜８５０μｍの粒子の大きさを有するベース樹脂を得た。

【0115】

（２）高吸水性樹脂の製造
前記ベース樹脂１００重量部にシリカ０．１重量部を乾式で混合した後、エチレングリコールジグリシジルエーテル（エポキシ当量１１３〜１２５ｇ／ｅｑ）０．０２重量部、水６．２重量部、硫酸アルミニウム０．２重量部、グリセリルステアレート（ＨＬＢ ３．８）０．０３重量部を含む表面架橋溶液を噴射して混合し、これを攪拌機と二重ジャケットからなる容器に入れて１４０℃で３５分間表面架橋反応を行った。その後表面処理された粉末をＡＳＴＭ規格の標準網ふるいで分級して１５０〜８５０μｍの粒子の大きさを有する高吸水性樹脂粉末を得た。

【0116】

（比較例２）
（２）段階でエチレングリコールジグリシジルエーテルをベース樹脂１００重量部に対して０．０３重量部で使用したことを除いては比較例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0117】

（比較例３）
（２）段階でエチレングリコールジグリシジルエーテルをベース樹脂１００重量部に対して０．０５重量部で使用したことを除いては比較例１と同様の方法で高吸水性樹脂粉末を得た。

【0118】

＜実験例＞
前記実施例および比較例で製造した高吸水性樹脂に対して、次のような方法で物性を評価した。

【0119】

他に表記しない限り、下記物性評価は、いずれも恒温恒湿（２３±１℃，相対湿度５０±１０％）で行い、生理食塩水または塩水は０．９重量％塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液を意味する。

【0120】

また、下記再湿潤物性評価で使用した水道水は、Ｏｒｉｏｎ Ｓｔａｒ Ａ２２２（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて測定したとき、電気伝導度が１４０〜１５０μＳ／ｃｍであるものを使用した。

【0121】

（１）遠心分離保持能（ＣＲＣ：Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ）
各樹脂の無荷重下吸収倍率による保持能をＥＤＡＮＡ ＷＳＰ ２４１．３に準拠して測定した。

【0122】

具体的には、高吸水性樹脂Ｗ_０（ｇ）（約０．２ｇ）を不織布製の封筒に均一に入れて密封（ｓｅａｌ）した後、常温で生理食塩水（０．９重量％）に浸水させた。３０分経過後、遠心分離機を用いて２５０ｇの条件下で前記封筒から３分間水気を取り、封筒の質量Ｗ_２（ｇ）を測定した。また、樹脂を使用せずに同じ操作をした後、その時の質量Ｗ_１（ｇ）を測定した。得られた各質量を用いて次のような式によりＣＲＣ（ｇ／ｇ）を算出した。

【0123】

【数2】

【0124】

（２）吸収速度（Ｖｏｒｔｅｘ ｔｉｍｅ）
吸収速度（ｖｏｒｔｅｘ ｔｉｍｅ）は、国際公開出願第１９８７−００３２０８号に記載された方法に準じて秒単位で測定した。

【0125】

具体的には、２３℃の５０ｍＬの生理食塩水に２ｇの高吸水性樹脂を入れて、マグネットバー（直径８ｍｍ、長さ３０ｍｍ）を６００ｒｐｍで攪拌して渦流（ｖｏｒｔｅｘ）が消えるまでの時間を秒単位で測定して算出された。

【0126】

（３）加圧吸水能（ＡＵＰ：Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｕｎｄｅｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）
各樹脂の０．３ｐｓｉの加圧吸水能を、ＥＤＡＮＡ法ＷＳＰ ２４２．３に準拠して測定した。

【0127】

具体的には、内径６０ｍｍのプラスチックの円筒底にステンレス製４００ ｍｅｓｈ金網を取り付けた。常温および湿度５０％の条件下で金網上に高吸水性樹脂Ｗ_０（ｇ）（０．９０ｇ）を均一に散布し、その上に０．３ｐｓｉの荷重を均一にさらに付与できるピストンは外径６０ｍｍより若干小さく、円筒の内壁との隙間がなく、上下動きが妨げられないようにした。このとき、前記装置の重量Ｗ_３（ｇ）を測定した。
直径１５０ｍｍのペトリ皿の内側に直径９０ｍｍおよび厚さ５ｍｍのガラスフィルタを置き、０．９重量％塩化ナトリウムで構成された生理食塩水をガラスフィルタの上面と同一レベルになるようにした。その上に直径９０ｍｍの濾過紙１枚を載せた。濾過紙上に前記測定装置を載せて、液を荷重下で１時間吸収させた。１時間後測定装置を持ち上げて、その重量Ｗ_４（ｇ）を測定した。

【0128】

得られた各質量を用いて次の式により加圧吸水能（ｇ／ｇ）を算出した。

【0129】

【数3】

【0130】

（４）通液性（Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）
クロマトグラフィー管（Ｆ２０ｍｍ）にピストンを入れた状態での液量２０ｍＬおよび４０ｍＬの液面に線を表示した。その後、クロマトグラフィー管下部のガラスフィルタとコックとの間に気泡が生じないように逆に水を投入して約１０ｍＬを満たして塩水で２〜３回洗浄し、４０ｍＬ以上まで０．９％塩水を満たした。クロマトグラフィー管にピストンを入れて下部弁を開いて液面が４０ｍＬから２０ｍＬ表示線まで減る時間（Ｂ）を記録した。

【0131】

クロマトグラフィー管に塩水を１０ｍＬ残し、分級（３００〜６００μｍ）した高吸水性樹脂試料０．２±０．０００５ｇを入れて塩水を加えて塩水体積が５０ｍＬになるようにした後、３０分間放置した。その後、クロマトグラフィー管内に重り付きのピストン（０．３ｐｓｉ＝１０６．２６ｇ）を入れて１分間放置後、クロマトグラフィー管の下部弁を開いて液面が４０ｍＬから２０ｍＬ表示線まで減る時間（Ｔ１）を記録して、Ｔ１−Ｂの時間（単位：秒）を計算した。

【0132】

（５）加圧水道水の長期再湿潤（２ｈｒｓ）
（１）直径１３ｃｍペトリ皿（ｐｅｔｒｉ ｄｉｓｈ）に高吸水性樹脂４ｇを均一に撒いて分散させて水道水２００ｇを注いだ後２時間膨潤させた。

【0133】

（２）２時間膨潤させた高吸水性樹脂をフィルタペーパー（ｗｈａｔｍａｎ社製，ｃａｔａｌｏｇ Ｎｏ．１００４−１１０，ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ ２０−２５μｍ、直径１１ｃｍ）２０枚上に敷いて直径１１ｃｍ、５ｋｇの重り（０．７５ｐｓｉ）で１分間加圧した。

【0134】

（３）１分間加圧後フィルタペーパーに付いた水道水の量（単位：ｇ）を測定した。

【0135】

前記実施例と比較例に関する物性値を下記表１に記載した。

【0136】

【表1】

【0137】

表１を参照すると、本発明の実施例１〜６はいずれも優れた再湿潤特性および通液性を示すことを確認することができる。これに対し、エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ以上１３０ｇ／ｅｑ未満である第１エポキシ架橋剤のみを使用した比較例１〜２は通液性および再湿潤特性が実施例より良くないことがわかる。すなわち、同量のエポキシ系表面架橋剤を使用した場合を比較するとき、比較例に比べて実施例の場合が優れた通液性および再湿潤特性を示すことが確認された。