專利名稱：吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法和該方法中所用的粉面檢測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法和該方法中所用的粉面檢測器。更詳細地說，該方法是連續(xù)地制造經表面改良的吸水性樹脂粉末的方法，它包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序和表面改良工序，以及連接這些工序的輸送工序，它能提高吸水性樹脂的表面改良效果，連續(xù)地制造無論是在無加壓下還是在加壓下都能呈現出高吸收倍率和高生理鹽水流動誘導性的經表面改良的吸水性樹脂粉末，還涉及該方法中所用的粉面檢測器。
背景技術：
近年來，在紙尿布、生理用衛(wèi)生巾及失禁吸收墊等衛(wèi)生材料中，廣泛使用以吸收體液為目的的吸水性樹脂作為它們的構成材料。吸水性樹脂已知例如有聚丙烯酸部分中和物交聯體、淀粉-丙烯酸接枝聚合物水解產物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物皂化物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物的水解產物或它們的交聯體、以及陽離子型單體的交聯聚合物等。
上述的吸水性樹脂所具有的功能特性通常有與體液等水性液體接觸時良好的吸水量和吸水速度、凝膠強度、凝膠透液性、從含有水性液體的基材吸取水分的吸收力等。
迄今，兼有這些性能的并在用于紙尿布和生理用衛(wèi)生巾等衛(wèi)生材料時發(fā)揮出優(yōu)異性能的吸水性樹脂有各種提案。
已知有對吸水性樹脂粉末的表面進行改良的技術，這是使吸水性樹脂的無加壓下吸收倍率和加壓下吸收倍率等的吸收特性之間平衡良好的改良方法。有使吸水性樹脂顆粒的表面進行交聯、在吸水性樹脂顆粒的表面上粘附不溶于水的粉末、在吸水性樹脂粉末上粘附除臭劑、抗菌劑、耐久性提高劑等其它添加劑等的改良技術。
關于表面交聯技術，已知例如有特開昭58-180233號公報、特開昭61-16903號公報、特開昭59-189103號公報、特開昭52-117393號公報、特開昭51-136588號公報、特開昭61-257235號公報、特開昭62-7745號公報、特開昭61-211305號公報、特開昭61-252212號公報、特開昭61-264006號公報、德國專利第4020780號公報、特開平11-315216號公報等。關于不溶于水的粉末的粘附技術，例如在特開平11-12367號公報等公開了在吸水性樹脂粉末中加入二氧化硅微粉和有機微粉的方法。關于在吸水性樹脂粉末中加入除臭劑、抗菌劑、耐久性提高劑等其它添加劑的改良技術，例如在特開平11-5847號公報、特開平11-267500號公報和特開平11-315148號公報中有公開。
然而，近年來，隨著吸水性樹脂制造量的增加，制造的各工序相連續(xù)，但由于要求具有更高物理性能的吸水性樹脂，又加入了表面改良工序和微粉回收工序等，導致工序數增加，生產線變長。從物理性質方面考慮，要求粒度分布非常狹窄的吸水性樹脂粉末、和吸水倍率高而可溶于水的組分少的吸水性樹脂粉末，而且，近年來，要求加壓下的吸收倍率和加壓下的透液性等也必須提高。
但是，在以高生產率制得所述高物理性能的吸水性樹脂時，使高物理性能穩(wěn)定是非常困難的，在連續(xù)生產時高物理性能和高生產量通常不能兼顧。通常，提高生產量(規(guī)模)時物理性能就變低。也就是說，在包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序、和表面改良工序、以及連接這些工序的輸送工序的連續(xù)制造經表面改良的吸水性樹脂粉末的方法中，以高生產率連續(xù)生產粒度分布窄的高物理性能的吸水性樹脂是非常困難的。

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題有鑒于這種現狀，本發(fā)明課題涉及包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序、表面改良工序以及連接這些工序的輸送工序、連續(xù)制造表面經改良的吸水性樹脂粉末的方法，提供了高生產率地連續(xù)制造粒度分布狹窄且高物理性能高的吸水性樹脂的方法，以及用于該方法的粉面檢測器。
解決課題的手段本發(fā)明人為了解決上述課題而進行了各種研討，經反復進行試驗，結果發(fā)現，為了進行具備聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序、和表面改良工序、以及連接這些工序的輸送工序的以高生產率連續(xù)制造高品質吸水性樹脂粉末，控制吸水性樹脂粉末的流量是最重要的，在巧妙實施這種控制上，進行吸水性樹脂粉末的定量供應是較好的。
因此，在上述輸送工序中設置至少2個料斗，并在上述計量供應料斗中，在容納粉末的貯槽的上部設有向貯槽內供應吸水性樹脂粉末的供應部，貯槽的下部設有使貯槽內的吸水性樹脂粉末按計量排出的排出部，并設有檢測貯槽內粉末量的檢測器，就能成功地在實際技術中運用上述發(fā)現，從而完成本發(fā)明，同時在實施該方法時還并用方便的粉面檢測器來完成。
也就是說，本發(fā)明的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法是連續(xù)制造經表面改良的吸水性樹脂粉末的方法，它包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序、和表面改良工序、以及連接這些工序的輸送工序，其特征在于，所述的吸水性樹脂粉末具有由不飽和單體聚合而成的交聯結構，它的質均粒徑為300～600微米，粒度分布為850～150微米的顆粒含量在90質量％以上，它的物理性質是無負荷下吸收倍率在25克/克以上，且可溶于水的組分的含量在25質量％以下；并且，所述的輸送工序在所述粉碎工序之后設有至少2個容納和排出吸水性樹脂粉末的料斗，其中至少1個包括容納所述吸水性樹脂粉末的貯槽、設在所述貯槽上部向貯槽內供應吸水性樹脂粉末的供應部、設在所述貯槽下部使貯槽內的吸水性樹脂粉末排出的排出部、檢測貯槽內粉末量的檢測器。
所述的至少2個料斗通常包括容納和排出吸水性樹脂粉末的緩沖料斗、和設在該緩沖料斗后段的使吸水性樹脂粉末按計量排出的定量供應料斗。
上述的本發(fā)明方法中，還包括輸送用于對所述吸水性樹脂粉末進行改良的添加劑粉末的第2輸送工序，所述的第2輸送工序設有至少使添加劑粉末按計量排出的定量供應料斗，作為容納和排出所述添加劑粉末的料斗，所述的定量供應料斗包括容納所述添加劑粉末的貯槽、設在所述貯槽上部的向貯槽內供應添加劑粉末的供應部、設在所述貯槽下部使貯槽內添加劑粉末排出的排出部、檢測貯槽內粉末量的檢測器。
因此，本發(fā)明的粉面檢測器用于檢測容納作為超微粉末的添加劑粉末的貯槽中粉末堆積時上升的粉面，設在所述貯槽中，所述的粉面檢測器設有浮標、吊線、和限位開關，所述的浮標被支持在所述粉面上方可上下運動、且其下端可在粉面上升時與粉面接觸，所述的吊線以所述浮標可上下運動的方式懸吊所述浮標，所述的限位開關具有支持所述吊線、并經吊線由所受浮標重量的變化而工作的啟動元件。


圖1是本發(fā)明的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法一實施例的流程圖，圖2是上述圖1的實施例中所用緩沖料斗和定量供應料斗的配置例的圖示，圖3是本發(fā)明的粉面檢測器一實施例的部分剖面斜視圖，圖4是裝有粉面檢測器的容納超微粉的料斗的整體結構圖。
圖1中，符號1表示聚合工序，符號2表示干燥工序，符號3表示粉碎工序，符號4表示分級工序，符號5表示表面改良工序，符號6a～6d表示輸送工序，符號7a、7c表示緩沖料斗，符號7c表示定量供應料斗，符號8表示第2輸送工序，符號9表示定量供應料斗。
圖2中，符號100表示緩沖料斗，符號101表示貯槽，符號102表示供應部，符號103表示排出部，符號104表示檢測器，符號110表示定量供應料斗，符號111表示貯槽，符號112表示供應部，符號113表示排出部，符號114表示檢測器。
圖3和圖4中，符號10表示粉面檢測器，符號14表示支撐臂，符號20表示限位開關，符號24表示啟動元件，符號30表示浮標，符號32表示吊線，符號50表示貯槽。
發(fā)明的實施方式下面將詳細說明本發(fā)明的實施方式。
<吸水性樹脂粉末>
本發(fā)明中，吸水性樹脂不單指100％的吸水性樹脂，也是吸水性樹脂中含有添加劑(改性劑等)和水等的組合物的統(tǒng)稱。即使含有等量程度的水，在外觀上也好，處理上也好，和干燥的粉末無異。因此，不僅在純樹脂含量為100質量％時，而且在90質量％以上時、80質量％以上時、即使50質量％以上時都稱為吸水性樹脂。吸水性樹脂以樹脂組分含量多為好。本說明書中，質量(質量％)和重量(重量％)同義。
本發(fā)明中，吸水性樹脂通常是指具有水溶脹性的不溶于水的親水性交聯聚合物，例如在離子交換水或生理鹽水中可吸收達自重5倍以上、50～1000倍的大量水形成陰離子型、非離子型或陽離子型不溶于水的水凝膠。
通過本發(fā)明，可簡便地制造具有無加壓下的吸收倍率、加壓下的吸收倍率、生理鹽水流動誘導性之間平衡良好的具吸收特性的吸水性樹脂粉末，它可廣泛應用于農業(yè)園藝保濕劑、工業(yè)用保濕劑、吸濕劑、除濕劑、建材等，它的吸水性樹脂粉末還特別適用于紙尿布、生理用衛(wèi)生巾等的糞、尿或血液吸收用衛(wèi)生材料。由本發(fā)明的方法得到的吸水性樹脂粉末如下所述，各物理性質之間的平衡更好，因此在用作衛(wèi)生材料時能以比一般吸水性樹脂粉末濃度(吸水性樹脂粉末相對于吸水性樹脂粉末和纖維材料總量的質量比)高的濃度使用，該濃度例如是30～100質量％，更好是40～100質量％，還要好是50～95質量％。
由本發(fā)明的較佳實施方式得到的吸水性樹脂粉末的各物理性質如下所述。
(a)粒度吸水性樹脂粉末具有由不飽和單體聚合而成的交聯結構，并且其粉末的質均粒徑為300～600微米，850～150微米顆粒的含量在90質量％以上，它的物理性質是在無負荷下的吸收倍率在25克/克以上，可溶于水的組分在25質量％以下。
吸水性樹脂粉末的粒徑具有狹窄的粒度分布，具體是質均粒徑為300～600微米，850～150微米的顆粒在90～100質量％，平均粒徑較好為350～550微米，更好是400～500微米，850～150微米的顆粒在95～100質量％，進一步是98～100質量％的范圍內。通過控制在該范圍內，本發(fā)明的方法就更為合適，從而能在所述的粒度控制下提供高物理性能的滲漏小的衛(wèi)生材料。而且，其堆積密度(按照JIS K-3362規(guī)定)從吸水性樹脂的優(yōu)良物理性質考慮以0.40～0.80克/毫升為好，0.50～0.75克/毫升更好，0.60～0.73克/毫升還要好。
(b)吸收倍率吸水性樹脂粉末對0.90質量％生理鹽水的吸收倍率(CRC)在25克/克以上，在31克/克以上更好。CRC在31克/克以上是較好的，因為衛(wèi)生材料的吸收變好，進入臨界狀態(tài)，能形成緊湊的衛(wèi)生材料，還能降低吸收體的成本，穩(wěn)定地提供所述的物理性質。CRC在32克/克以上更好，在33克/克以上還要好，在34克/克以上還要更好，在35克/克以上特別好，在36克/克以上更特別好。
(c)可溶于水的組分量吸水性樹脂基本上是不溶于水的，它的可溶于水的組分量(可溶性組分量)在25質量％以下，在20質量％以下較好，在10質量％以下更好。可溶于水的組分量少，能增加凝膠穩(wěn)定性并消除濕滑感，還能提供穩(wěn)定的物理性質，對本發(fā)明的方法是合適的。
(d)加壓下的吸收倍率吸水性樹脂粉末對0.90質量％生理鹽水在4.83千帕壓力下60分鐘內的加壓下吸收倍率(AAP)以20克/克以上為好，因為能穩(wěn)定地提供所述物理性質，這對本發(fā)明的方法是合適的。
AAP在20克/克以上，在紙尿布吸水體(由纖維材料和吸水性樹脂構成的吸水部)的一部分使用吸水性樹脂粉末時，防止吸水體吸收的尿返回尿布表面的效果變得很大。加壓下吸收倍率在22克/克以上更好，在24克/克以上還要好，在25克/克以上還要更好，在26克/克以上特別好，在27克/克以上更特別好。加壓下吸收倍率如果比20克/克小，防止吸水體吸收的尿返回尿布表面的效果就變得很小，所以是不好的。
(e)生理鹽水流動誘導性吸水性樹脂粉末的0.69質量％生理鹽水流動誘導性(SFC)以20(單位10-7×厘米3×秒×克-1)以上為好。SFC對吸水性樹脂粉末溶脹后的透液性有非常大的影響。例如，在紙尿布吸水體的一部分使用吸水性樹脂粉末時，透液性良好，液體充分地分布于吸水體，吸水量增大，防止液體滲漏的效果顯著增大。SFC在25(10-7×厘米3×秒×克-1)以上更好，在30以上還要好，在35以上還要更好，在40以上特別好，在50以上更特別好。SFC如果比20還小，例如用于紙尿布吸水體的一部分時透液性會下降，液體集中于吸水體的局部，吸液量減少，液體滲漏增多，作為吸水體的性能顯著下降，因此是不好的。
吸水性樹脂的上述各物理性質用以下方法測定。
(a)粒度(質均粒徑)用篩孔大小850微米、600微米、500微米、425微米、300微米、212微米、150微米、106微米、75微米等的JIS標準篩對吸水性樹脂粉末進行篩分，在對數概率紙上作出殘留百分率R的圖。從中讀取質均粒徑(D50)。
(b)吸收倍率(無加壓下的吸收倍率·CRC)是對0.90質量％生理鹽水的無加壓下30分鐘的吸收倍率。將0.2克吸水性樹脂粉末均勻地投入無紡布制的袋子(60毫米×60毫米)中，室溫下浸漬于0.9質量％生理鹽水中。30分鐘后取出袋子，用離心分離機以250G分離3分鐘后，測定袋子的質量W1(克)。然后不使用吸水性樹脂再進行同樣的操作，測定這時的質量W0(克)。于是，由W1和W0按照下式算出無加壓下吸收倍率(克/克)。
無加壓下吸收倍率(克/克)＝(W1(克)-W0(克))/吸水性樹脂粉末的質量(克)(c)可溶于水的組分量(可溶性組分量)將184.3克0.9質量％NaCl水溶液(生理鹽水)稱取到250毫升帶有蓋子的塑料容器中，在該水溶液中加入1.00克吸水性樹脂粉末，通過攪拌16小時，萃取出吸水性樹脂粉末中的可溶性組分。用濾紙過濾該萃取液得到濾液，稱取為50.0克，以此作為測定溶液。
然后，對溶出的聚丙烯酸(鹽)進行pH滴定，求出可溶性組分量。
(d)加壓下吸收倍率(AAP)是在4.83千帕壓力下對0.90質量％生理鹽水經60分鐘的加壓下吸收倍率。在內徑60毫米的塑料支承圓筒底部熔合不銹鋼制400目金屬網(網眼大小為38微米)，在該網上均勻散布0.900克吸水性樹脂粉末，并在其上方對吸水性樹脂粉末均勻地施加4.83千帕的負荷，依次設置外徑比60毫米只小一點而與支承圓筒之間不產生間隙、且不妨礙上下運動的活塞和重物，測定該整組測定裝置的質量Wa(克)。在直徑150毫米的培養(yǎng)皿內側放置直徑90毫米的玻璃濾器，加入0.9質量％生理鹽水(25℃)直到和玻璃濾器同一水平。其上再放置直徑90毫米的濾紙，使其表面全部潤濕，并除去過剩的液體。將上述整組測定裝置放置在前述濕潤的濾紙上，液體在負荷下被吸收。1小時后，提起整組測定裝置，測定其質量Wb(克)。由Wa和Wb按照下式算出加壓下吸收倍率(克/克)。
加壓下吸收倍率(克/克)＝(Wa(克)-Wb(克))/吸水性樹脂的質量((0.9克))(e)生理鹽水流動誘導性(SFC)按照特表平9-509591的生理鹽水流動誘導性(SFC)試驗進行。即，在容器40內的人工尿中均勻地加入吸水性樹脂粉末(0.900克)，在0.3磅/英寸2(2.07千帕)的加壓下溶脹60分鐘，記錄下凝膠層的高度，然后在0.3磅/英寸2(2.07千帕)的加壓下使0.69質量％氯化鈉水溶液于一定靜水壓力下從貯槽中通過溶脹的凝膠層。該試驗在室溫(20～25℃)下進行。使用計算機和天平，記錄作為時間函數的每隔20秒透過凝膠層的液體量共10分鐘。透過溶脹凝膠(主要是顆粒間)的流速Fs(t)是增加的質量(克)除以增加的時間(秒)，因此單位為克/秒。設一定靜水壓力下達到穩(wěn)定的流速的時間為ts，流速計算中僅使用ts和10分鐘之間所得數據，用ts和10分鐘之間所得的流速計算Fs(t＝0)的值、即透過凝膠層的最初流速。Fs(t＝0)是將Fs(t)對時間的最小2乘法的結果外推至t＝0時計算出來的。
生理鹽水流動誘導性＝(Fs(t＝0)×L0)/(ρ×A×ΔP)＝(Fs(t＝0)×L0)/139506其中，Fs(t＝0)以克/秒表示的流速L0以厘米表示的凝膠層高度ρNaCl溶液的密度(1.003克/厘米3)A小池41中的凝膠層上測的面積(28.27厘米2)Δp凝膠層受到的靜水壓力(4920達因/厘米2)SFC值的單位是(10-7×厘米3×秒×克-1)。
所用的人工尿是0.25克氯化鈣的二水合物、2.0克氯化鉀、0.50克氯化鎂的六水合物、2.0克硫酸鈉、0.85克磷酸二氫銨、0.15克磷酸氫二銨和994.25克純水混合而成的物質。
<吸水性樹脂粉末的生產線>
通過本發(fā)明，經過以下所述的連續(xù)工序，就能連續(xù)地制造經表面改良的吸水性樹脂粉末。
該連續(xù)工序如圖1所示，有聚合工序1、干燥工序2、粉碎工序3、分級工序4和表面改良工序5，這些工序1～5由輸送工序6a～6d相互連接。聚合工序1中，從原料貯槽1b、原料貯槽1c和原料貯槽1d向混合貯槽1a分別供應可聚合單體、引發(fā)劑、和內部交聯劑，在該工序經連續(xù)混合后，進行連續(xù)聚合。所得的凝膠狀交聯聚合物經輸送工序6a被送到干燥工序2中，在該工序中進行連續(xù)干燥，再經輸送工序6b被送到粉碎工序3，在該輸送工序6b中設有用于取得干燥工序2中干燥量和粉碎工序3中粉碎量的平衡的緩沖料斗7a。也就是說，粉碎量少時干燥后的吸水性樹脂粉末暫時儲藏在該緩沖料斗7a中，而在粉碎量多時暫時儲藏在該緩沖料斗7a中的凝膠狀交聯聚合物(或其粒狀干燥物)經多個口排出，從而取得平衡。從粉碎工序3排出的吸水性樹脂粉末經輸送工序6c被送到分級工序4中。在該輸送工序6c中也可設有緩沖料斗。從分級工序4排出的吸水性樹脂粉末經輸送工序6d被送到表面改良工序5。雖然圖中未示出，但可根據需要在表面改良工序5之后再設置分級工序。此外，輸送工序6d中可設有將送到表面改良工序5的吸水性樹脂粉末定量的定量供應料斗7b。為提高表面改良的效果，供應量的定量是極為重要的。要由定量供應料斗7b提高定量的準確性，使定量供應料斗7b內的粉末量保持在一定范圍內是重要的，定量供應料斗7b的前段可設置緩沖料斗7c。
在表面改良工序5中，經第2輸送工序8，作為用于表面改良的超微粉末的添加劑粉末從第2定量供應料斗9供應。添加劑粉末與吸水性樹脂粉末不同，不用在表面改良時連續(xù)供應到料斗中，所以通常無需在前段設置緩沖料斗。
(緩沖料斗和定量供應料斗)關于吸水性樹脂粉末的輸送工序中設置的緩沖料斗和定量供應料斗，下面詳細說明其設置方法的2個例子。
如圖2所示，定量供應料斗100設有容納吸水性樹脂粉末的貯槽101、設在貯槽101上部的向貯槽101內供應吸水性樹脂粉末的供應部102、設在貯槽101下部的將貯槽101內吸水性樹脂粉末按計量排出的排出部103、檢測貯槽101內粉末量的檢測器104。在該實施例中，檢測器104采用測力傳感式(loadcell)的，檢測的是貯槽101及其內部容納的吸水性樹脂粉末的總質量減去貯槽101的質量得出的貯槽101內的吸水性樹脂粉末量。貯槽101的下部設有振動器105，因此貯槽101是內側振動式的。也就是說，貯槽101通過振動器105的振動來防止貯槽101內吸水性樹脂粉末粘附在貯槽的內壁上，使吸水性樹脂粉末順利地利用其自重而向貯槽的下部移動。測力傳感器雖然測量的是重量，但在此都統(tǒng)稱為質量。
另一方面，設在定量供應料斗100的前段的緩沖料斗110設有容納吸水性樹脂粉末的貯槽111、設在貯槽111上部的向貯槽111內供應吸水性樹脂粉末的供應部112、設在貯槽111下部的使貯槽111內的吸水性樹脂粉末排出的排出部113、和檢測貯槽111內粉末量的檢測器114。該檢測器114采用測力傳感式。設置緩沖料斗110是為了取得形成吸水性樹脂粉末的含水凝膠狀聚合物的制造量與表面處理量之間的平衡，因此無需進行嚴格的容納量控制。所以，即使省去檢測器114也是可以的。貯槽111雖然不設振動器，但如果設置則以內側振動式為佳。
定量供應料斗100設在緩沖料斗110的后段，因此緩沖料斗110的平衡作用能使其內部容納量一直保持在給定范圍內，能很好地定量。
對于圖2的實施方式，其運轉方法的一個例子敘述如下。
①將經聚合·干燥·粉碎·分級而得到的吸水性樹脂粉末(表面處理前)投入緩沖料斗110中。
②由緩沖料斗110中設置的測力傳感式檢測器114監(jiān)測粉末量。
③緩沖料斗110的排出部113設有截止閥和旋轉閥，將其開啟，可將內部的吸水性樹脂粉末經傳送帶等輸送工序排出。
④定量供應料斗100，從它的供應部102接受經輸送工序從緩沖料斗110供應的吸水性樹脂粉末。定量供應料斗100，其內部容納的吸水性樹脂粉末量一直受到測力傳感式檢測器104的不斷監(jiān)測，通過緩沖料斗110的截止閥的開關來將貯槽101內部的粉末量控制在一定范圍內。
⑤定量供應料斗100將其內部的吸水性樹脂粉末經計量從排出部103以給定量送入表面處理劑混合裝置(圖示省略)。雖然圖中未示出，但表面處理劑混合裝置中可同時送入表面處理劑。
⑥將表面處理劑混合裝置中混合后的濕潤物供應到熱處理機(圖示省略)中，進行表面交聯反應，得到吸水性樹脂粉末(表面處理后)。
下面將更詳細地說明上述定量供應料斗。
本發(fā)明中，如上所述，各輸送工序中都用定量供應料斗。該定量供應料斗設有貯槽、向貯槽內供應粉末的供應部、從貯槽內排出粉末的排出部、和監(jiān)測貯槽內吸水性樹脂粉末和添加劑粉末數量的檢測器。
第1輸送工序中，在生產吸水性樹脂粉末的同時，將其送到表面改良工序中，因此還設有使其數量之間達到平衡的緩沖2料斗。緩沖料斗無需嚴格的定量性，它除了貯槽、向貯槽內供應粉末的供應部、從貯槽中排出粉末的排出部以外，還設有檢測貯槽內吸水性樹脂粉末量的檢測器。
緩沖料斗和定量供應料斗中，其內部容納了表面改良之前的吸水性樹脂粉末和/或添加劑粉末(無機粉末等)。用裝有粉末檢測器的緩沖料斗在輸送工序中暫時儲藏吸水性樹脂粉末，此外，通過用定量供應料斗進行定量供應，就能精確地控制吸水性樹脂粉末的供應量，使吸水性樹脂的物理性能大幅提高并保持穩(wěn)定。添加劑粉末的輸送工序中原則上僅用定量供應料斗即可。
這些料斗的貯槽可用不銹鋼等金屬制成，為了防止粉末、特別是吸水性樹脂粉末的附著凝集，在40～100℃的范圍內保溫或加溫為好，更好是在50～90℃的范圍內。
定量供應料斗內的粉末量控制在貯槽容量的20～80％(容量比)為好，更好是30～70％，還要好是50～60％。較好的是，容量比的控制采用測量粉末質量的形式進行。通過這樣的控制，能穩(wěn)定吸水性樹脂粉末和添加劑粉末的定量供應，從而能達到穩(wěn)定地連續(xù)制造高物理性能的吸水性樹脂粉末的本發(fā)明目的。對此，如果不在輸送工序中設置這樣的料斗，吸水性樹脂粉末的物理性能會降低因而變得不穩(wěn)定。此外，定量供應料斗的容納量比緩沖料斗的容納量小為好，例如以2/3～1/30左右為好，1/3～1/10左右更好。
本發(fā)明特別適于吸水性樹脂粉末的大量生產，例如，適用于吸水性樹脂粉末的制造量在500千克/小時以上，更好是750千克/小時以上，還要好是1000千克/小時以上。
(粉末量檢測器)
本發(fā)明中所用的粉末量檢測器例如是圖2和圖3的實施方式中所用的這種檢測器，例如大致分為以下幾種(a)以測力傳感式等為具體例子的測定容器的總質量、減去貯槽的空質量來求出粉末堆積質量的粉末量檢測器；(b)以音叉式等為具體例子的由粉末引起的音叉和振動的差異或靜電容量的差異轉化為電信號來測定粉末表面位置的粉末量檢測器；(c)適合檢測粒徑極細的微粒的方式的檢測器，它是通過吊在吊線上的超輕浮標板與上升的粉面接觸、經吊線來檢測限位開關的啟動元件上所受微小的力的變化的粉末量檢測器；(d)以超聲波式等為具體例子的使粉末表面照射的聲波或光發(fā)生反射而測定表面位置的粉末量檢測器；(e)用鏈條等懸吊的錘向粉末的堆積表面下垂、由錘搭在粉末的堆積表面上時的鏈長測定粉末表面位置的粉末量檢測器等。這些類型(a)～(e)的粉末量檢測器以(a)～(c)型為好，對吸水性樹脂來說用(a)型更好，對添加劑等微粒來說用(c)型更好。
如上所述，(a)型的粉末量檢測器在要求精度特別好的供應一定量吸水性樹脂粉末時使用較好。
粉末容納料斗通常設有呈筒狀的上述粉末供應口，下部設有排出口。由空氣輸送或傳送帶等輸送裝置從供應口供應到容納筒的粉末堆積在容納筒中，在使用堆積的粉末時，排出口打開，排出必要量的粉末。由空氣輸送或傳送帶等將粉末從供應口供應到容納筒時，要是在容納筒中堆積了給定量粉末時還未停止供應粉末，粉末就會從容納筒溢出。因此，測定容納筒中的粉末堆積量、檢測是否達到給定限度的檢測裝置是必要的。在吸水性樹脂粉末由表面交聯劑進行表面交聯時，特別需要非常精確地供應吸水性樹脂粉末，因此使容納筒中粉末的堆積量保持一定是必要的。也就是說，在容納筒中粉末的堆積量多時，從排出部排出的粉末的堆積密度會因其自重而增大；而在裝料筒中粉末的堆積量少時，從排出部排出的粉末的堆積密度減小，因此難以按一定量供應。這種精度要求非常高的供應機前的料斗以非常高的精度檢測料斗內的粉末堆積量，進行控制是必要的。從這一點看，(a)型的粉末量檢測器如前所述，是具有測定裝容納的總質量、并通過將其減去容納筒的空質量來求出粉末的堆積質量的粉末量檢測器的料斗，具體說是正確地檢測粉末的堆積量、再將該信息用于供應和排出的控制中。(a)型的粉末量檢測器是一種在粉末堆積時連續(xù)檢測粉末的質量的裝置，它由軟管測定單個料斗的總質量。由于測定質量，所以對堆積密度的變化之類粉末的狀態(tài)沒有影響，而且由于連續(xù)地進行監(jiān)測，因此能使料斗內的粉末量基本保持一定，還由于不和粉末直接接觸，所以也不用擔心混入雜質。
其次，(b)型粉末量檢測器也可在以良好精度供應一定量吸水性樹脂微粉時使用。
使吸水性樹脂微粉中的微粉返回造粒工序中再利用時，所進行的供應不發(fā)生因吸水性樹脂微粉而引起的問題是必要的。也就是說，吸水性樹脂微粉隨粉碎條件的變化會變多或變少，因此根據其數量進行微粉造粒和微粉回收是必要的。為此，通過檢測各料斗中的粉面來由該信息防止微粉溢出或變空是必要的。因此，需要多個粉面計，可用比較廉價且故障少的音叉式粉末量檢測器或振動式粉末量檢測器或靜電容量式粉末量檢測器這些粉末量檢測器。(b)型的粉末量檢測器可將前述因粉末而引起的音叉振動差異或靜電容量差異轉化為電信號來測定粉末表面位置。具體地說，以使用音叉式電平開關(level switch)、振動式電平開關、靜電容量式電平開關、旋轉式電平開關、活塞式電平開關這類粉末量檢測器為好。(b)型的粉末量檢測器是利用粉末與空氣之間的性質差異的非常簡單的原理檢測的，所以故障非常少，而且廉價，因此可在多數料斗中使用。
(c)型的粉末量檢測器是檢測粒徑極小的微粒的情況下特別適合的檢測器，其具體例子以后描述。
本發(fā)明中，可使用上述粉末量檢測器中的任何一種，其中，檢測貯槽內粉面的粉面檢測器以使用測定貯槽整體質量的粉末量檢測器為好。
上述第2輸送工序中，定量供應二氧化硅等粒徑極細的超微粉是必要的，因此最好選擇定量供應料斗中設置的粉末量檢測器的種類。從這個觀點考慮，以使用上述粉面檢測器為好，使用后述的用吊線懸吊浮標的類型特別好。
<超微粉容納料斗>
堆積粉末的裝置有超微粉容納料斗。
這里所述的“超微粉”是指平均粒徑在1微米以下、較好是平均粒徑為1～50納米的粉末。
超微粉容納料斗基本上是具有與通常容納粉末的料斗裝置共同的結構。
具體地說，包括容納超微粉的貯槽、設在貯槽上部的供應超微粉的供應部、和設在貯槽下部的排出超微粉的定量排出部。
貯槽應具有符合超微粉特性和容納量等要求性能的給定材料、形狀和結構。可在貯槽的內壁設計從下向上擴大的錐度，以使超微粉的排出順利地進行。錐度沿著貯槽的全部高度設置為好，也可僅在近排出口的下部附近設置。貯槽內壁可以僅單側面傾斜，其它面也可以垂直。
貯槽可以是通常的圓筒狀，也可以是橢圓筒狀或方筒狀。
供應口通常設在貯槽的上面，也可設在接近上面的側面。供應口與粉末的輸送裝置連接。具體是與空氣輸送管連接。有時也與螺旋式輸送器等各種輸送裝置的端部連接。
排出口通常設在貯槽的最下部。有時也設在最下部附近的側壁或底面周圍。排出口還可設置控制粉末排出量的排出控制閥或滑板閥、定量供應裝置等。
貯槽中還可設有將貯槽內空氣排出的排氣裝置、和使貯槽振動以防止粉末粘結或結塊的振動裝置。還可使用對粉末加熱或冷卻的裝置。
粉面檢測器設在貯槽的上面或上面附近的側面。粉面檢測器中，浮標和吊線的一部分設在貯槽的內部空間中。設有導向筒時導向筒也設在貯槽內部。限位開關可設在貯槽的外部。為了不使粉末侵入限位開關的動作部分，該部分設在貯槽的外部為好。這樣限位開關的檢修和交換也容易。在吊線貫穿貯槽外壁的情況下，為使粉末不從該貫穿部分漏出，吊線周圍可設置罩子。
粉面檢測器的設置部位以能夠代表和顯示整個貯槽中粉面的高度位置的部位為好。以不容易受到從供應口供應的粉末流和空氣流的影響的部位為好。例如，可以是貯槽上面直徑方向的一端周圍與作為供應口的空氣輸送管連接，另一端周圍設置粉面檢測器。
一個超微粉容納料斗中也可設多個粉面檢測器。如果多個粉面檢測器中有任何一個檢測器有檢測輸出，可停止供應粉末。可由多個粉面檢測器全部檢測輸出后停止供應粉末，也可由給定個數以上的檢測輸出來停止。
如果將檢測高度的設定不同的多個粉面檢測器組合，可由根據有哪個粉面檢測器得出檢測輸出，來得到粉面高度位置的詳細信息。
<吸水性樹脂粉末生產路線的各工序>
吸水性樹脂通常是由單體溶液狀態(tài)聚合、必要時將該聚合物干燥、干燥前和/或后粉碎而得到的。其中以含有酸基的吸水性樹脂為好，為羧酸或其鹽的含有羧基的吸水性樹脂的一種或其混合物更好，典型的是由以丙烯酸和/或其鹽(中和物)為主要組分的單體經聚合·交聯而得到的聚合物，以必要時含有接枝組分的聚丙烯酸鹽交聯聚合物為主要組分。
(聚合工序)上述丙烯酸鹽，例如有丙烯酸鈉、鉀、鋰等的堿金屬鹽、銨鹽和胺鹽等，酸基的中和率(中和的酸基的摩爾％)以30～100摩爾％的范圍為好，50～90摩爾％的范圍更好。吸水性樹脂的中和可以在聚合前單體的狀態(tài)進行，也可以聚合途中或聚合之后在聚合物的狀態(tài)進行，也可并用這些狀態(tài)。
用于得到本發(fā)明所用吸水性樹脂的單體根據需要可含有上述丙烯酸(鹽)以外的單體。在使用丙烯酸(鹽)以外的單體時，該丙烯酸(鹽)以外的單體的用量相對于用作主要組分的丙烯酸和/或其鹽的總量為30摩爾％以下為好，更好是10摩爾％以下。
丙烯酸(鹽)以外的單體并沒有特別的限制，具體例如有2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯?；一撬帷?-(甲基)丙烯?；撬岬汝庪x子型不飽和單體及其鹽；(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯、N-乙烯基吡咯烷酮等非離子型的含有親水基的不飽和單體；(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯和它的季銨鹽等陽離子型不飽和單體等。
吸水性樹脂可以是不使用交聯劑的自交聯型的，但最好是由一分子中有2個以上可聚合不飽和基或2個以上反應性基團的交聯劑(吸水性樹脂的內部交聯劑)共聚或反應而成的。
這些內部交聯劑的具體例子例如有N，N’-亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、(聚)二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(聚)二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、(環(huán)氧乙烷改性)三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇等，這些內部交聯劑在0.001～2摩爾％的范圍內使用為好，更好是0.005～0.5摩爾％，還要好是0.01～0.2摩爾％，特別好是0.03～0.15摩爾％。
使用內部交聯劑向聚合物內部引入交聯結構時，上述內部交聯劑可在上述單體聚合前或聚合中或聚合后、或者是中和后添加到反應體系中。
由本發(fā)明的方法所得的吸水性樹脂具有上述單體(必要時使用的交聯劑)構成的重復單元。還可帶有接枝鏈。
上述聚合時，可向反應體系以0～50質量％(相對于單體)、更好是0.5質量％(相對于單體)的量添加淀粉、纖維素、淀粉·纖維素衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(鹽)、聚丙烯酸(鹽)交聯體等親水性高分子，也可以10質量％(相對于單體)以下的量添加碳酸(氫)鹽、二氧化碳、偶氮化合物、惰性有機溶劑等各種發(fā)泡劑；淀粉；各種表面活性劑、螯合劑；次磷酸(鹽)等鏈轉移劑。
上述單體在聚合時，可進行本體聚合或沉淀聚合，但從性能方面和聚合的控制容易性、還有溶脹凝膠的吸收特性的觀點考慮，上述單體形成水溶液進行水溶液聚合或逆相懸浮聚合為好，特別好的是水溶液聚合。較好的水溶液聚合有用雙柱型捏合機將單體水溶液得到的含水凝膠一邊粉碎一邊聚合、在給定容器中或驅動帶上供應單體水溶液進行聚合、將所得凝膠以碎肉機等粉碎的方法等。
在上述單體形成水溶液的情況下，該水溶液(以下稱為單體水溶液)中的單體濃度根據水溶液的溫度和單體決定，并沒有特別的限制，但在10～70質量％的范圍內為好，更好是20～60質量％的范圍內。進行上述水溶液聚合時，根據需要還可并用水以外的溶劑，并用的溶劑種類沒有特別的限制。
上述聚合開始時，可使用例如過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、叔丁基氫過氧化物、過氧化氫、2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽等自由基引發(fā)劑；2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮等的光聚合引發(fā)劑，根據需要還可并用還原劑，通過將這兩者組合可成為氧化還原體系引發(fā)劑。上述還原劑可例舉亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等的(重)亞硫酸(鹽)、L-抗壞血酸(鹽)、亞鐵鹽等的還原性金屬(鹽)、胺類等，沒有特別的限制。這些聚合引發(fā)劑的用量通常為0.001～2摩爾％，更好是0.01～0.1摩爾％。
可向反應體系照射放射線、電子束、紫外線等活化能量線來引發(fā)聚合反應，還可并用上述聚合引發(fā)劑。而且，上述聚合反應時的反應溫度雖然沒有特別的限制，但在15～130℃的范圍內為好，20～120℃的范圍內更好。而反應時間和聚合壓力也沒有特別的限制，但最好根據單體和聚合引發(fā)劑的種類、反應溫度等適當設定。
(干燥工序)在前述交聯聚合物以水溶液聚合得到的產物呈凝膠狀、即含水凝膠狀交聯聚合物的情況下，該交聯聚合物根據需要應干燥、干燥前和/或后通常進行粉碎而成為吸水性樹脂。干燥通常在60～250℃的溫度范圍內進行，更好是100～220℃，還要好是120～200℃。干燥時間依賴于聚合物的表面積、含水率和干燥機的種類，可根據作為目的的含水率來選擇。
本發(fā)明可用的吸水性樹脂的含水率(以吸水性樹脂中所含的水分量規(guī)定/180℃干燥3小時的減少量測定)沒有特別的限制，但從所得吸水性樹脂的物理性質方面考慮應該是即使在室溫下也顯示出流動性的粉末，因此以0.2～30質量％的粉末狀態(tài)為好，0.3～15質量％更好，0.5～10質量％特別好。
(粉碎工序和分級工序)吸水性樹脂粉末雖然可以經干燥粉碎前的凝膠狀物、即平均粒徑超過1000微米的物質使用，但通常以粉末狀使用。
通過將上述凝膠狀物干燥·粉碎·分級，根據目的調整粉末粒徑。
由此得到的吸水性樹脂的顆粒形狀可以是球狀、破碎狀、無定形狀等，沒有特別的限制，但以使用經粉碎工序而得到的無定形破碎狀為好。
(表面改良工序)本發(fā)明中，還對經上述聚合·干燥·粉碎·分級的吸水性樹脂進行表面改良。
吸水性樹脂的表面改良有(i)用表面交聯劑進行的表面交聯、(ii)用不溶于水的微粒進行的表面包覆、(iii)用表面活性劑進行的表面包覆、(iv)用親水性或疏水性高分子進行的表面包覆、(v)用抗菌劑或除臭劑進行的表面包覆、(vi)用親水性或疏水性有機化合物進行的表面包覆等，可使用其中的1種或2種以上，較好的是(i)的表面交聯和/或(ii)用不溶于水的微粒進行的表面包覆，最好是組合使用(i)和(ii)。
由表面交聯進行的表面改良從物理性質方面考慮，表面改良劑(表面交聯劑或不溶于水的微粒等)的用量相對于100質量份吸水性樹脂在0.001～10質量份的范圍內，以0.01～8質量份的范圍為好，0.05～5質量份的范圍更好，0.1～2質量份的范圍最好。
表面交聯是使吸水性樹脂微粒的表面附近的交聯密度比顆粒內部高的改良各物理性質的操作，因此在吸水性樹脂粉末中加入各種表面交聯劑(相對于內部交聯劑的第2交聯劑)而僅使表面交聯。
表面交聯劑沒有特別的限定，為了增大作為本發(fā)明所要求的料斗的使用效果，以使用脫水反應交聯劑為好。這里所述的“脫水反應”是指吸水性樹脂的官能團(特別是表面附近的官能團)與交聯劑的脫水反應，較好是脫水酯化和/或脫水酰胺化，更好是脫水酯化。
進行這種脫水反應的表面交聯劑，具體地說，在吸水性樹脂含有羧基時，有多元醇等含有羥基的交聯劑、多元胺等含有氨基的交聯劑，還有碳酸亞烷酯或一元、二或聚噁唑烷酮化合物；3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇等氧雜環(huán)丁烷化合物等的環(huán)狀交聯劑，這種環(huán)狀交聯劑伴隨著開環(huán)反應而產生羥基和氨基，該羥基和氨基進行交聯反應。
更進一步具體描述脫水反應交聯劑，例如有丙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇等的多元醇化合物；1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮等的碳酸亞烷酯化合物；3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇等的氧雜環(huán)丁烷化合物和多元氧雜環(huán)丁烷化合物等，其中，為了最大限度地發(fā)揮本發(fā)明的效果，較好的是選自多元醇、碳酸亞烷酯、噁唑烷酮化合物、(多元)氧雜環(huán)丁烷化合物中的一種以上，使用多元醇最好。
表面交聯劑除了這些脫水反應性交聯劑以外，還可例舉乙二醇二縮水甘油醚、γ-縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷等環(huán)氧化合物；二異氰酸2，4-甲亞苯基酯等多元異氰酸酯化合物；1，2-亞乙基雙噁唑啉等多元噁唑啉化合物；γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等的硅烷偶聯劑；2，2-雙羥基甲基丁醇-三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]等多元氮丙啶化合物、鈹、鎂、鈣、鍶、鋅、鋁、鐵、鉻、錳、鈦、鋯等多價金屬的非脫水反應性交聯劑等。
在吸水性樹脂粉末混入表面交聯劑時，也可使用水和/或親水性有機溶劑。
水的用量相對于100質量份吸水性樹脂粉末在0.1～10質量份的范圍內，較好是0.5～8質量份的范圍，更好是1～5質量份的范圍。
親水性有機溶劑可例舉乙醇、丙醇、異丙醇等醇類；丙酮等酮類；二噁烷、烷氧基(聚)乙二醇、四氫呋喃等醚類；ε-己內酰胺等酰胺類；二甲基亞砜等亞砜類等，其用量相對于100質量份吸水性樹脂在0～10質量份的范圍內，較好是0～5質量份的范圍，更好是0～3質量份的范圍。
表面交聯劑的混合方法沒有特別的限制。因此，可將水與親水性有機溶劑、無機粉末等分別混入吸水性樹脂粉末，也可一起混入，或分幾次混入，較好的是將它們全部預混和后，將該混合物加入吸水性樹脂中，再使之形成水溶液。
混合時，可在不妨礙本發(fā)明效果的范圍內共存不溶于水的微粒粉末和表面活性劑。
上述各種混合方法中，在吸水性樹脂粉末中滴下并混合表面交聯劑和必要時所用的水和/或親水性有機溶劑的方法較好，更好的是噴霧方法。噴霧的液滴大小在300微米以下為好，200微米以下更好。此時的水溶液溫度從混合性和穩(wěn)定性方面考慮為0℃～沸點，較好是5～50℃，更好是10～30℃?；旌锨暗奈詷渲勰┑臏囟葟幕旌闲苑矫鎭砜匆?～80℃為好，40～70℃更好。
前述混合中所用的合適混合裝置是能產生確保均勻混合的大混合力的裝置。這種混合裝置例如有圓筒型混合機、雙壁圓錐型混合機、高速攪拌型混合機、V字型混合機、螺旋帶型混合機、螺桿型混合機、流動型爐旋轉盤型混合機、氣流型混合機、雙柱型捏合機、內部混合機、粉碎性捏合機、旋轉式混合機、螺桿型擠出機等。
該工序中，進行加熱處理時的處理時間以1分鐘～180分鐘為好，3～120分鐘更好，5～100分鐘最好。加熱處理溫度(以加熱介質溫度或材料溫度規(guī)定)以100～250℃的范圍為好，140～220℃的范圍更好，150～230℃的范圍還要好，160～220℃的范圍最好。
加熱處理可用通常的干燥機或加熱爐進行，可例舉溝型混合干燥機、旋轉干燥機、盤式干燥機、流動床干燥機、氣流型干燥機、和紅外線干燥機。
其它的表面改良在本發(fā)明的方法所用的表面改良中，除了表面交聯以外，也可使用惰性的表面活性劑、惰性的除臭劑或惰性的無機微粒粉末等，所謂“惰性”是指不產生表面交聯且基本上不與吸水性樹脂反應。此時所用的表面活性劑或惰性無機微粒粉末使用后述的超微顆粒、無機微粒等為好，此時表面交聯可同時進行或另外進行。
本發(fā)明中，為了提高吸水劑對衛(wèi)生材料的固定性等，用作吸水性樹脂粉末的表面改良中所用添加劑的陽離子型高分子化合物的質均分子量以2000以上為好，更好是5000以上，最好是質均分子量在10000以上。其用量相對于100質量份吸水性樹脂以0.01～10質量份為好，0.05～5質量份更好，0.1～3質量份還要好。陽離子型高分子化合物的混合可單獨進行也可加溶液(水溶液)進行，較好的是在表面交聯之后加入。陽離子型高分子化合物的具體例子可舉出聚乙烯亞胺、聚乙烯基胺、聚烯丙基胺、聚酰胺基胺和表氯醇的縮合物、聚脒、聚(N-乙烯基甲醛)的部分水解產物或它們的鹽等。
本發(fā)明中，如果使用不溶于水的微粒作為用于表面改良的添加劑，可改善吸水性樹脂粉末的透液性和吸濕時的耐結塊性等。不溶于水的微粒以使用10微米以下的無機或有機的不溶于水的微粒為好，在1微米以下更好，在0.1微米以下特別好，具體是二氧化硅(商品名Areosil，日本Areosil社制)、二氧化鈦、氧化鋁等?；旌峡梢苑勰┗旌?Dry-Blend)或漿狀混合進行，此時的用量相對于100質量份吸水劑粉末在10質量份以下為好，為0.001～5質量份更好，為0.01～2質量份還要好。
本發(fā)明中，除了表面改良以外，或者作為表面改良的還可根據需要包括加入以下添加劑來為吸水性樹脂提供各種功能的添加工序除臭劑、抗菌劑、香料、發(fā)泡劑、顏料、染料、親水性短纖維、增塑劑、粘附劑、表面活性劑、肥料、氧化劑、還原劑、水、鹽類、螯合劑、殺菌劑、聚乙二醇或聚乙烯亞胺等的親水性高分子、石蠟等的疏水性高分子、聚乙烯或聚丙烯等的熱塑性樹脂、聚酯樹脂或尿素樹脂等的熱固性樹脂等。這些添加劑的用量相對于100質量份吸水性樹脂粉末在0～10質量份的范圍內，較好的是在0～1質量份的范圍內。
(輸送工序)
本發(fā)明的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法包括將含水凝膠狀交聯聚合物干燥物粉碎后用輸送機等將上述干燥物粉末連續(xù)輸送的工序。
上述連續(xù)輸送工序中所用的輸送機例如有帶式輸送機、螺旋式輸送機、鏈式輸送機、振動輸送機、氣動輸送機等、以及裝有從外側加熱其內壁的裝置或保溫裝置的輸送機。這些輸送機中以鏈式輸送機或氣動輸送機為好。
上述連續(xù)輸送工序中，至少一部分用空氣輸送來進行為好。而且為了降低干燥物粉末、即高物理性能的吸水性樹脂粉末因輸送而產生損傷，并抑制金屬性雜質的混入，也最好在連續(xù)輸送工序的一部分用空氣輸送來進行。
這種連續(xù)輸送工序以處于從外側對輸送機的內壁面進行加熱的狀態(tài)和/或保溫的狀態(tài)為好。因為這樣能有效地防止輸送機中的凝集。
<新型的粉面檢測器>
定量供應料斗等通常為筒狀的貯槽上部設有粉末供應口，下部設有排出口。由空氣輸送等輸送手段從供應口向貯槽內供應的粉末堆積在貯槽中。在使用堆積的粉末時，排出口打開，排出必需量的粉末。由空氣輸送等將粉末從供應口供應到貯槽中時，如果貯槽內堆積到給定量的粉末時未停止供應粉末，粉末就會從貯槽中溢出。
因此，檢測貯槽中粉末的堆積量是否達到給定限度的檢測裝置是必要的。但是，在前述由空氣輸送向料斗供應粉末的情況下，粉末以大量懸浮在空氣中的狀態(tài)供應，即使已供應到貯槽中的粉末也會處于在空氣中漂浮飛舞的狀態(tài)，因此存在難以正確測定貯槽內粉末量或粉面的問題。特別是在處理作為粉末的平均粒徑在1微米以下(較好是平均粒徑在50納米以下)、且堆積密度在600克/升以下(較好是1～500克/升、更好是10～300克/升)的超微粉時，上述問題變得更嚴重，難以正確了解料斗中的粉面。處理這種超微粉的用途有將超微粉進行粘附于吸水性樹脂顆粒的處理的吸水性樹脂顆粒的制造方法。本發(fā)明的料斗(a)的貯槽中堆積了前述這種粉末、特別是超微粉時，可正確而簡單地檢測粉末的堆積量、具體的說就是粉末表面位置即粉面。
本發(fā)明的粉面檢測器是檢測粉末堆積時上升的粉面的裝置，它包括浮標、吊線、和限位開關，所述的浮標受所述粉面上方支持可上下運動、且其下端可在粉面上升時與粉面接觸，所述的吊線以所述浮標可上下運動的方式懸吊所述浮標，所述的限位開關具有支持所述吊線、并經吊線由所受浮標重量的變化而動作的啟動元件。
粉末、特別是粒徑極細的超微粉在用于各種工業(yè)用途時，使用定量供應料斗。檢測貯槽中粉末的堆積量是否達到給定限度的檢測裝置是必要的。但是，在由前述空氣輸送向料斗供應粉末作為吸水性樹脂原料的情況下，粉末以大量懸浮在空氣中的狀態(tài)供應，即使是已供應到貯槽中的粉末也會處于在空氣中漂浮飛舞的狀態(tài)，因此存在難以正確檢測貯槽內的粉末量或粉面的問題。
懸浮在空氣中的狀態(tài)的粉末不加到貯槽的質量上，因此即使測定了貯槽的質量，也不能正確了解粉末的容納量。粉末在空氣中漂浮的狀態(tài)下，聲波或光不能在粉面正確地反射，因此由聲波或光檢測粉末也是困難的。
粉末在堆積、容納或保管時，安裝并使用于必須了解堆積的粉末表面、即粉面的高度位置的機械或裝置中。
在必須將粉末堆積時上升的粉面高度控制在給定限度的用途中，也可使用該裝置。
容納粉末的裝置有各種化學制品的生產線中的料斗裝置或計量裝置、混合攪拌裝置、儲藏裝置、搬運容器、輸送車輛等。
下面將詳細說明本發(fā)明的新型粉面檢測器，它是根據上述情況開發(fā)的，它是為檢測容納作為超微粉末的添加劑粉末的貯槽中粉末堆積時上升的粉面而安裝在前述貯槽中的檢測器，它包括浮標、吊線、和限位開關，所述的浮標受所述粉面上方支持可上下運動、且其下端可在粉面上升時與粉面接觸，所述的吊線以所述浮標可上下運動的方式懸吊所述浮標，所述的限位開關具有支持所述吊線、并經吊線由所受浮標重量的變化而動作的啟動元件。
下面將詳細說明各結構要素。
它的功能是在粉末堆積時讓上升的粉面與它的下面接觸，因粉末而被抬起，從而檢測粉面的高度位置。也就是說，使用相對于粉末浮游的浮標部分。
容易被輕的粉末抬起的材料制成的浮標能敏感地檢測粉面的上升，因此是較好的。但是，其質量必需達到能由其重量變化使限位開關的啟動元件產生切換動作的程度。并要求不會因周圍環(huán)境中空氣流的影響而隨便浮起或傾斜。
浮標(最好是浮板)的形狀可根據粉末的種類、料斗的大小和形狀來適當決定，例如可使用粒度與粉面接觸的每單位面積質量為0.000001～0.2克/毫米2的浮標，更好是0.00001～0.002克/毫米2，特別好是0.0001～0.0002克/毫米2左右。一個浮標的質量為0.3～400克，0.3～40克更好，3～4克特別好。浮標的厚度為0.07～800毫米，更好是0.7～80毫米，還要好是7～8毫米；面積為20～3000厘米2，更好是200～300厘米2。
浮標的表面以難以粘附粉末或因與粉末接觸而變質、劣化的材料為好。
浮標的具體材料可使用聚苯乙烯等合成樹脂發(fā)泡板。
浮標的形狀可任意設定，只要能確實檢測粉面的上升即可。在使用導向筒時，根據能進入導向筒的內部形狀來設定形狀是必要的。具體可采用矩形、多邊形、圓形或其它形狀。
浮標通常制成平坦的板狀，但在不妨礙所需功能的范圍內可具有凹凸或翹曲、彎曲、孔、溝等。
其強度只要是能懸吊并支持浮標的程度即可。為使限位開關的動作敏感，以每單位長度的質量較輕為好。為使超輕的浮標和吊線的質量能有效地轉化為限位開關啟動元件的啟動力，吊線以具有可撓性、柔軟而且可變形為好。例如，吊線的外徑為0.5～2.0毫米，密度為0.002～0.008(克/毫升)。
但是，只要能正確設定啟動元件與浮標和吊線的支持和姿勢，正確地傳達負荷，則即使是難以變形的剛性線材也能使用。以具有與粉末接觸摩擦而難以切斷的強度和難以耐久性為好。
吊線的具體材料可用尼龍等合成樹脂或其它絲線材料。也可使用金屬或玻璃線。Kevlar(杜邦公司的注冊商標)絲線是強力的優(yōu)選材料。
吊線裝在浮標中間即重心位置處，這樣就能用1點平衡性良好地以水平狀態(tài)支持浮標，結構也很簡單。也可在離開浮標中心的幾個部位、例如3個部位裝上吊線來支持。多根吊線可在上方收成1束。還可在上方與裝在限位開關上的另一根吊線連接。
通過浮標和吊線隨著粉面上升的運動可完成電切換動作，開關的內部結構和工作原理并沒有特別的限定。
切換動作通過至少在粉面未達到給定高度的狀態(tài)、粉面達到給定高度的狀態(tài)這2個狀態(tài)間的切換動作來進行。
進行電觸點切換的啟動元件的動作通常是以一端為基點進行回旋運動，也可以是沿軸方向進行直線運動或進行軸周圍的回旋運動。
由于吊線和浮標的質量沿重力方向即垂直方向作用，安裝吊線的啟動元件的裝配部分在垂直方向運動而進行切換動作，這種結構能簡單而且確定地產生動作。但吊線與啟動元件之間如有變換運動方向的機構插入，或吊線沿滑輪或導軌改向后與啟動元件連結，啟動元件的動作方向也可與重力方向不同。
限位開關的輸出可作為電信號通過通信線等向各種顯示裝置和控制裝置傳達信息。輸出信號的形態(tài)和強度等可適當設定。
粉面檢測器設置在堆積的粉末的粉面上方。
因粉末堆積而上升的粉面與浮標的下面接觸，浮標被粉面支承。由超輕的浮標對吊線施加的浮標重力即重量減少。
結果，由吊線對限位開關的啟動元件施加的作用力發(fā)生變化。隨著該作用力的變化，啟動元件動作，限位開關進行電切換。
限位開關的電輸出使指示燈點亮，發(fā)出蜂鳴聲，在監(jiān)控畫面上顯示出文字，管理者就能知道粉面已升高到給定位置。
管理者可控制粉末的供應裝置，使粉末的堆積停止。代替這種手動操作的是使用計算機或自動控制裝置，由粉面檢測器的輸出使粉末供應裝置的運作自動停止。
粉面檢測器也可設在粉面高度位置不同的多個部位，當較低位置的粉面檢測器動作時減少粉末的供應量，再當較高位置的粉面檢測器動作時完全停止粉末的供應，從而進行更復雜的控制。設在較低位置的粉面檢測器未檢測到粉面時，還可進行開始繼續(xù)供應粉末的動作。

導向筒具有防止故障且避免不能動作的現象以使浮標正確檢測粉面上升的保護功能。
導向筒為包圍浮標的外側而設置。它應該不與超輕浮標接觸，并且不妨礙浮標的敏感動作。最好是在超輕浮標上下運動的全部范圍內都能確實包圍浮標。設置導向筒是為了避免可能使浮標搖晃或傾斜的周圍空氣流使浮標產生故障。還能防止粉末從浮標周圍上升到浮標上面而積蓄，所以是好的。
導向筒的材料以能遮擋上述空氣流或粉末為好，可使用合成樹脂或金屬、玻璃等其它材料。
導向筒的上下端向導向筒的外側空間敞開。因此，浮游在空氣中的粉末就能在導向筒的外部和內部幾乎均等地存在，從而使導向筒內側的浮標周圍的粉面和導向筒外側的粉面之間不產生大的差異。
導向筒的形狀可采用圓筒、方筒或其它筒狀。
由吊線懸吊的浮標與粉面接觸，并隨粉面的上升而上升。當浮標上升過多時，會飛出導向筒的上端，會受到外部空氣流影響而傾斜，容易產生從導向筒飛出的問題。因浮標上升而松弛的吊線會產生卷曲或纏繞。
為消除這樣的問題，阻止浮標在超過給定位置時上升的上升控制部是有效的。
上升控制部是在浮標上升與其物理接觸以阻止它上升到該位置以上的部件。例如，可在導向筒的內側設置突起，也可拉上橫切導向筒的細線材。構成上升控制部的部件的形狀和設置以不妨礙導向筒內側粉面的上升和浮標的粉面檢測動作為好。
作為上升控制部，可以是在浮標上裝的控制線?？刂凭€可用和前述吊線相同的材料，最好由輕而具有柔軟的變形性的材料構成。控制線的一端與浮標的一部分(例如下面)連接，控制線的另一端與不隨浮標而移動的導向筒等的固定結構連接。
超輕浮標上升，控制線被拉直，從而阻止了浮標再上升?？刂凭€設置在浮標的內側空間，因此對浮標的動作和因粉末堆積而產生的粉面變化動作等的不良影響少。
浮標上面堆積粉末時，吊線上承載的重量增加。浮標支持在粉面上，質量即使減少，如果浮標上堆積大量粉末，由吊線對限位開關的啟動元件施加的作用力減少不充分，啟動元件進行切換動作需要時間。
因此，除去堆積在浮標上的粉末的空氣噴出裝置是有效的。
空氣噴出裝置是空氣噴出口或噴嘴，它設于能有效吹掉堆積在浮標上的粉末的位置。通常，從浮標的一端外周斜向下噴出空氣，浮標表面的空氣流擴展，就能除去整個表面上堆積的粉末。空氣噴出口可設在多個部位。
除去浮標上粉末以空氣噴出裝置進行，與用刷毛或刷板等掃除粉末相比，能有效地除去粉末，而且還能防止對浮標過度施加外力而損傷浮標。
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的粉面檢測器的實施例。
圖3所示的粉面檢測器安裝于圖4所示的料斗等而使用。
如圖3所示，粉面檢測器10包括浮標30、吊線32和限位開關20。
浮標30由發(fā)泡苯聚乙烯板等非常輕的矩形薄板構成。具體可用厚8毫米、面積28900毫米2、質量4克的浮標30。
吊線32由粗1毫米的具有柔軟的可撓性的Kevlar絲制成，下端到浮標30上面的中央為止。吊線32的上端貫穿粉面檢測器10的支撐板材12的中央再向上延伸。支撐板材12固定在料斗等上。有時料斗的頂壁等的結構本身也起支撐板材12的作用。
限位開關20設在支撐板材12的上方中央所設的連接筒23的上端。限位開關20通過內藏的啟動元件24在垂直面內上下方向的回旋運動，進行與電觸點的斷接動作。具體是在啟動元件24的前端處于向下回旋的狀態(tài)和啟動元件24的前端處于向上回旋的狀態(tài)時，與限位開關20接通的通信線26的輸出信號發(fā)生切換。雖然圖中省略，但啟動元件24也可由彈簧等賦能裝置來向上加力。
通信線26與指示燈28連接。限位開關20的啟動元件24處于向下的狀態(tài)時指示燈28不亮，啟動元件24處于向上的狀態(tài)時指示燈28發(fā)亮。
前述的吊線32從支撐板材12的中央經過連接筒23的內部延伸到限位開關20的內部，吊線32的上端與啟動元件24的前端連接。啟動元件24向下受到吊線32的質量和經吊線32施加的浮標30的質量。由吊線32和浮標30的重量所產生的作用力對啟動元件24施加較大的賦能力，啟動元件24成為向下回旋的狀態(tài)。該狀態(tài)下指示燈28不亮。
包圍浮標30外側設有圓筒狀導向筒16。導向筒16在比浮標30沿上下方向移動的范圍更大的范圍內，包圍浮標30的周圍。在導向筒16存在的范圍內，能防止導向筒16外側的外部空氣流和粉末直接接觸到內側浮標30。
導向筒16的上端經細棒狀支撐臂14支撐在支撐板材12上。導向筒16的上方空間中，除支撐臂14的部分以外，空氣和粉末在導向筒16內外都可自由地流動。
上升控制線34的一端到浮標30的下面中央為止。上升控制線34由和吊線32相同的材料制成。上升控制線34的另一端到導向筒16下端沿直徑方向架著的細棒狀固定軸18的中央為止。
上升控制線34比處于由吊線32懸吊狀態(tài)的浮標30與固定軸18之間的距離長，因此可以稍許松弛的有余地的狀態(tài)設置。浮標30向上移動時，上升控制線24拉伸至沒有余地，因此浮標30就不能上升到超過上升控制線34的長度所決定的上升位置了。
吊線32懸吊的浮標30的側上方設有空氣噴嘴42?？諝鈬娮?2從空氣管路40供應空氣流。從空氣噴嘴42噴出的空氣流從斜方向吹到浮標30上面，將堆積在浮標30上面的粉末吹走而除去。
在堆積粉末的部位，設置粉面檢測器10使浮標30配置在堆積的粉末的上方。
粉末堆積使粉面上升時，粉面的一部分從導向筒16的下端上升到導向筒16的內部。此時，導向筒16的上端是敞開的，所以在空氣中漂浮或流動的粉末無論在導向筒16內部還是外部都相同地堆積。因此，導向筒16的內部和外部幾乎不產生堆積粉末的表面即粉面的高度差異。
在導向筒16的內部，浮標30的上面也可能堆積粉末。但是，浮標30上堆積的粉末可通過空氣噴嘴42噴出空氣來從浮標30的上面除去。
當上升的粉面與浮標30的下面接觸使浮標30質量的至少一部分受到粉面支承時，經吊線32對限位開關20的啟動元件24施加的向下作用力減小或消失。
粉面處于粉末含有大量空氣的狀態(tài)下，因此雖然浮標30與粉面接觸時浮標30所受的力很小，但因浮標30非常輕且慣性力也小，因此即使是很小的外力也能使浮標30上升，由浮標30經吊線32對啟動元件24施加的作用力變化很敏感。
當原來加在啟動元件24上的彈簧等的賦能力變得比向下的作用力大時，啟動元件24向上進行回旋運動。
啟動元件24向上回旋時，觸點切換，經通信線26使指示燈28發(fā)亮。
觀察指示燈28的工作人員如果要停止粉末的堆積，應在粉末堆積到給定的粉面高度的狀態(tài)下停止供應粉末。指示燈28不亮，使粉末的供應裝置停止運轉，堆積便自動停止。
浮標30的下面與粉面接觸到停止粉末的堆積即供應之間的時間有一段延遲，供應停止后仍漂浮的粉末降落而堆積，會使浮標30再上升。但是，當浮標30的上升超過一定限度時，上升控制線就拉直，限制浮標30再上升。因此，防止了浮標30從導向筒16的上方伸出到外面，并防止了浮標30的上方處于松弛狀態(tài)的吊線32纏繞。
之后，在排出堆積的粉末、粉末的粉面下降時，浮標30的質量不再受到粉面的支承，浮標30的質量加到限位開關20的啟動元件24上，因此限位開關20切換到原來的狀態(tài)。
如圖4所示，超微粉料斗H裝有包括前述的浮標30等組成的粉面檢測器10。
超微粉料斗H具有大致上為圓筒狀的貯槽50，貯槽50的下部從下到上擴展形成錐體狀。這部分的貯槽50內面為傾斜面。貯槽50的上部內面為垂直面。
貯槽50的上面靠近外周的位置裝有作為粉末供應部的空氣輸送管74?？諝廨斔凸?4經鼓風機72與粉末供應袋70連接。通常，粉末供應袋70由別的工廠或制造公司經卡車輸送等而運入，相對于運入工廠的1樓部分等，超微粉容納料斗H的貯槽50上面設在工廠的最上層(例如5樓部分)，因此從粉末供應袋70到貯槽50的上面可鋪設相當長距離的空氣輸送管74，粉末供應袋70與空氣輸送管74連接，控制鼓風機72運轉的工作人員不能觀察到貯槽50中粉末的堆積狀態(tài)，為了確認粉末的堆積狀態(tài)，要往返于貯槽50的上面位置，因此作業(yè)過于繁重，而且還花時間。
貯槽50的上面，與空氣輸送管74的安裝位置夾著貯槽50中心沿直徑方向在對面的位置附近裝有粉面檢測器10。
粉面檢測器10在貯槽50的頂壁下方，設有導向筒16和浮標30，限位開關20設在貯槽50的外部。吊線32從貯槽50的內部貫穿頂壁延伸到限位開關20。從貯槽50的外部到導向筒16的內側設有空氣管路40，從空氣管路40的前端向浮標30的表面吹送空氣。
限位開關20經通信線26與指示燈28連接。指示燈28又經通信線26與設在空氣輸送管74上的切換開關75連接。對于多個檢測部位或裝置，切換開關75可根據需要切換檢測對象。
貯槽50的上面接有排出管64。從空氣輸送管74導入貯槽50的大量空氣排到排出管64。排出管64經閥與袋式過濾器60連接。袋式過濾器60除去排氣中所含的粉末，除去了粉末的排氣經外部排氣管63向外部放出。外部排氣管63中設有吸風機，促進排氣的流動。從袋式過濾器60的下端向貯槽50設置返回管65，返回管65中裝有旋轉閥66。由袋式過濾器60從排氣中分離出的粉末經返回管65回到貯槽50中。
貯槽50下部的錐體狀部分中，在水平方向上相對的2個部位安裝了振動器(ブレ一カ一ボ一イ)52(東洋ハイラツク社制，商品名“ト一ヨ一フアイン，ブレ一カ一ボ一イ”)。也就是說，貯槽50是內側振動式的。貯槽50的下端還設有定量供應裝置54，容納在貯槽50中的粉末定量地排到排出管56。振動器52發(fā)生強制振動使貯槽50的壁面振動，防止了粉末粘附在貯槽50的內面而難以排出。
超微粉料斗H中容納的粉末以裝在粉末供應袋70中的狀態(tài)供應。從連接到空氣輸送管74的粉末供應袋70取出粉末，供應到超微粉料斗H的貯槽50中。
供應到貯槽50的超微粉堆積在貯槽50內，超微粉混入了大量空氣，因此難以形成僅有超微粉的層。特別是在堆積層的表層部分，超微粉會流動，起泡而向上飛舞。堆積層的粉面就處于這種超微粉與空氣混存的狀態(tài)下。
雖然貯槽50內產生超微粉與空氣的混合流，但浮標30的周圍包圍有導向筒16，因此防止了浮標30亂動和限位開關20發(fā)生故障。
隨著超微粉供應增加，粉面上升。上升的粉面與導向筒16內部的浮標30的下面接觸，抬起浮標30。通過與處于超微粉與空氣混存狀態(tài)的粉面接觸，即使是較小的力也容易抬起浮標30。
上升的粉面抬起浮標30時，經吊線32使限位開關20動作，指示燈28發(fā)亮。
確認指示燈28發(fā)亮的工作人員關掉鼓風機72，停止向貯槽50供應超微粉。
實施例下面，通過實施例和比較例，更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
以下的實施例和比較例，在以1000千克/小時×10天進行吸水性樹脂粉末的連續(xù)生產中，可發(fā)現在料斗中設置粉末量檢測器的情況和未設置的情況的表面改良效果等的差異。
制造例由前述的連續(xù)工序，即聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序、表面交聯工序和輸送工序進行10天吸水性樹脂粉末的連續(xù)生產(1000千克/小時)。
具體是將含有0.05摩爾％交聯劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的有75摩爾％經中和的丙烯酸部分鈉鹽水溶液(濃度為38質量％)作為單體水溶液，將其以2630千克/小時用計量泵連續(xù)供應，在管道中連續(xù)吹入氮氣，以使氧濃度保持在0.5ppm以下。在單體水溶液再混入過硫酸鈉/L-抗壞血酸＝0.12/0.005(克/單體摩爾)，在12厘米/分鐘移動的環(huán)狀鋼帶聚合機(兩側具有50毫米堰的環(huán)狀鋼帶)上以23毫米厚度連續(xù)供應。在鋼帶上立即開始聚合，約20分鐘聚合后，從鈉帶末端取出含水凝膠狀交聯聚合物，連續(xù)剪斷為約5厘米，再用孔徑7毫米的碎肉機細分。所得的含水凝膠狀交聯聚合物的大小約為1～2厘米，在帶式干燥機上下通氣25分鐘進行連續(xù)干燥(180℃熱風，露點60℃)。由此得到固體組分94質量％的粒狀干燥聚合物。該粒狀干燥聚合物經輥式研磨機連續(xù)粉碎，得到850微米的通過物，從而得到吸水性樹脂粉末(1)。所得的吸水性樹脂粉末(1)的無加壓下吸水倍率(CRC)為50克/克，可溶性組分量為18質量％。
實施例1上述制造例的粉碎工序之后，對所得的吸水性樹脂粉末(1)進行表面改良處理(表面交聯處理)，但在該表面交聯工序中，將吸水性樹脂粉末(1)一次裝入設于該輸送工序中的定量供應料斗(a)中進行表面交聯。
定量供應料斗(a)包括容納吸水性樹脂粉末(1)的貯槽、設在該貯槽上部的接受吸水性樹脂粉末(1)供應的供應部、設在所述貯槽下部的將吸水性樹脂粉末(1)按計量排出的排出部、在容納吸水性樹脂粉末(1)的狀態(tài)下測定整個貯槽質量的粉末量檢測器。
要由上述粉末量檢測器保持定量供應料斗(a)容量的約45～50％，一邊控制吸水性樹脂粉末(1)的容納量，一邊在吸水性樹脂粉末(1)以1000千克/小時從定量供應料斗(a)連續(xù)供應到高速連續(xù)混合機(タ一ビユライザ一/1000rpm)，同時向吸水性樹脂粉末(1)中噴霧丙三醇/水/異丙醇＝0.5/2.0/0.5(相對于吸水性樹脂粉末(1)的質量％)混合而成的表面交聯劑水溶液所形成的約250微米液滴進行混合。然后，所得的混合物用槳式干燥機于195℃干燥30分鐘，連續(xù)地加熱處理，之后，用裝有網眼大小850微米的篩網的篩分裝置進行分級，得到150微米以上不到850微米大小的顆粒占90質量％以上的經表面改良的吸水性樹脂粉末(1A)。該吸水性樹脂粉末(1A)的質均粒徑為420微米，無負荷下吸收倍率為28克/克，可溶于水的組分量為10質量％。
比較例1實施例1中，使用沒有粉末量檢測器的定量供應料斗作為定量供應料斗。也就是說，不對定量供應料斗的吸水性樹脂粉末容納量進行控制。其余按照實施例1相同地進行，得到150微米以上不到850微米大小的顆粒占90質量％以上的經表面改良的比較吸水性樹脂粉末(1B)。該吸水性樹脂粉末(1B)的質均粒徑為420微米，無負荷下吸收倍率為27克/克，可溶于水的組分量為10質量％。
比較例2實施例1中，不用定量供應料斗(a)，而將吸水性樹脂粉末(1)用輸送機直接從分級工序送到表面改良工序中。其余按照實施例1相同地進行，得到了150微米以上不到850微米大小的顆粒占90質量％以上的經表面改良的比較吸水性樹脂粉末(2B)。該吸水性樹脂粉末(2B)的質均粒徑為420微米，無負荷下吸收倍率為27克/克，可溶于水的組分量為10質量％。
實施例2實施例1中，在表面改良工序中同時由表面交聯劑水溶液進行表面交聯處理，用0.5質量％無機微粒(アエロジル200，日本アエロジル社制)作為添加劑進行表面改良。此時，無機微粒粉末是用定量供應料斗(b)供應添加到吸水性樹脂粉末(1)中的。該定量供應料斗(b)包括容納無機微粒粉末的貯槽、設在該貯槽上部接受無機微粒粉末供應的供應部、設在前述貯槽下部將無機微粒粉末按計量排出的排出部、設在前述貯槽上部檢測前述無機微粒粉末粉面的粉末量檢測器。
其余按照實施例1相同地進行，得到了150微米以上不到850微米大小的顆粒占90質量％以上的經表面改良的吸水性樹脂粉末(2A)。該吸水性樹脂粉末(2A)的質均粒徑為420微米，無負荷下吸收倍率為28克/克，可溶于水的組分量為10質量％。
比較例3實施例2中，使用沒有粉末量檢測器的定量供應料斗作為定量供應料斗。也就是說，不對定量供應料斗的吸水性樹脂粉末容納量進行控制。其余按照實施例2相同地進行，得到了150微米以上不到850微米大小的顆粒占90質量％以上的經表面改良的比較吸水性樹脂粉末(3B)。該吸水性樹脂粉末(3B)的質均粒徑為420微米，無負荷下吸收倍率為27克/克，可溶于水的組分量為10質量％。
對于上述實施例和比較例的結果，各經表面改良的吸水性樹脂粉末的加壓下吸收倍率(AAP)和生理鹽水流動誘導性(SFC)、吸濕流動性、凝膠固體組分量和運行故障的結果列于表1，由此可明確知道設置粉末量檢測器的必要性。
表1

(注1)運行故障物理性質不穩(wěn)定、表面改良不均勻、流動堵塞等。
(注2)吸濕(60 RH％)時顆粒粉末的結塊性工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序和表面改良工序和連接這些工序的輸送工序，所述的輸送工序設有容納吸水性樹脂粉末的緩沖料斗和將吸水性樹脂粉末按計量排出的定量供應料斗中的至少2個料斗，因此高物理性能的經表面改良的吸水性樹脂粉末可在粒度分布狹窄且物理性能高的狀態(tài)下以高生產率連續(xù)地制造。
本發(fā)明的粉面檢測器是通過由吊線懸吊的浮標與上升的粉面接觸、經吊線對限位開關的啟動元件施加的很小的力的變化來檢測的，因此即使存在處于含大量空氣的狀態(tài)的粉末堆積物的粉面，也能確切地檢測。而且，僅由浮標和吊線等較為簡單的結構部件就能確實檢測粉面，因此無需使用復雜的裝置或檢測儀器，從經濟上看在實用中能非常精確地檢測粉面。
權利要求
1.吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，它是連續(xù)制造經表面改良的吸水性樹脂粉末的方法，它包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序、和表面改良工序、以及連接這些工序的輸送工序，其特征在于，所述的吸水性樹脂粉末具有由不飽和單體聚合而成的交聯結構，它的質均粒徑為300～600微米，粒度分布為850～150微米的顆粒含量在90質量％以上，它的物理性質是無負荷下吸收倍率在25克/克以上，且可溶于水的組分的含量在25質量％以下；并且，所述的輸送工序在所述粉碎工序之后設有至少2個容納和排出吸水性樹脂粉末的料斗，其中至少1個包括容納所述吸水性樹脂粉末的貯槽、設在所述貯槽上部向貯槽內供應吸水性樹脂粉末的供應部、設在所述貯槽下部使貯槽內的吸水性樹脂粉末排出的排出部、檢測貯槽內粉末量的檢測器。
2.如權利要求1所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的至少2個料斗包括容納和排出吸水性樹脂粉末的緩沖料斗、和設在該緩沖料斗后段的使吸水性樹脂粉末按計量排出的定量供應料斗。
3.如權利要求1或2所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，該方法還包括輸送用于對所述吸水性樹脂粉末進行改良的添加劑粉末的第2輸送工序，所述的第2輸送工序設有至少使添加劑粉末按計量排出的定量供應料斗，作為容納和排出所述添加劑粉末的料斗，所述的定量供應料斗包括容納所述添加劑粉末的貯槽、設在所述貯槽上部的向貯槽內供應添加劑粉末的供應部、設在所述貯槽下部使貯槽內添加劑粉末排出的排出部、檢測貯槽內粉末量的檢測器。
4.如權利要求1～3中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的貯槽是內側振動式貯槽。
5.如權利要求1～4中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的供應部與由空氣流輸送所述吸水性樹脂粉末和/或添加劑粉末的管道連接。
6.如權利要求2～5中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的定量供應料斗中所述吸水性樹脂粉末和/或添加劑粉末的容納量控制在料斗總容量的20～80％(容量比)的范圍內。
7.如權利要求1～6中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的吸水性樹脂粉末的制造量在500千克/小時以上。
8.如權利要求1～7中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的吸水性樹脂粉末的加壓下吸收倍率在20克/克以上，生理鹽水流動誘導性在20(10-7×厘米3×秒×克-1)以上。
9.如權利要求1～8中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的表面改良工序包括對吸水性樹脂粉末添加脫水反應性表面交聯劑的工序、和在150～250℃對經前述添加后的吸水性樹脂粉末進行加熱處理的工序。
10.如權利要求1～9中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的定量供應料斗裝有供應到所述表面改良工序中的吸水性樹脂粉末，所述的檢測器是測定包括吸水性樹脂粉末在內的料斗總質量的粉末量檢測器。
11.如權利要求2～10中任何一項所述的吸水性樹脂粉末的連續(xù)制造方法，其特征在于，所述的定量供應料斗是裝有供應到所述表面改良工序的添加劑粉末的料斗，所述的添加劑粉末是超微粉末，所述的檢測器是檢測所述計量料斗的粉面的檢測器。
12.粉面檢測器，它用于檢測容納和排出作為超微粉末的添加劑粉末的貯槽中粉末堆積時上升的粉面，設在所述貯槽中，其特征在于，所述的粉面檢測器設有浮標、吊線、和限位開關，所述的浮標支持在所述粉面上方可上下運動、且其下端可在粉面上升時與粉面接觸，所述的吊線以所述浮標可上下運動的方式懸吊所述浮標，所述的限位開關具有支持所述吊線、并經吊線由所受浮標重量的變化而動作的啟動元件。
13.如權利要求12所述的粉面檢測器，其特征在于，它還包括控制所述浮標上升范圍的上升控制部。
14.如權利要求12或13所述的粉面檢測器，其特征在于，所述的貯槽為內側振動式貯槽。
全文摘要
連續(xù)地以高生產率制造粒度分布狹窄且物理性能高的狀態(tài)的經表面改良的吸水性樹脂粉末的方法。該方法包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分級工序和表面改良工序、以及連接這些工序的輸送工序，所述的輸送工序裝有至少2個容納吸水性樹脂粉末的料斗。該方法較好的是所用的粉面檢測器裝有用吊線懸吊的浮標。
文檔編號C08J3/12GK1464826SQ02802548
公開日2003年12月31日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權日2001年7月3日
發(fā)明者梶川勝弘, 西岡徹, 藤丸洋圭, 石﨑邦彥 申請人:株式會社日本觸媒