JP2000302876A - 吸水性樹脂粉末の製造方法、吸水性樹脂粉末、およびその用途 - Google Patents

吸水性樹脂粉末の製造方法、吸水性樹脂粉末、およびその用途

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JP2000302876A JP2000035941A JP2000035941A JP2000302876A JP 2000302876 A JP2000302876 A JP 2000302876A JP 2000035941 A JP2000035941 A JP 2000035941A JP 2000035941 A JP2000035941 A JP 2000035941A JP 2000302876 A JP2000302876 A JP 2000302876A
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卓己 初田
Hiroyuki Ikeuchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い通液性を有し、かつ、吸水性も高い吸水
性樹脂粉末の製造方法、吸水性樹脂粉末、およびその用
途を提供する。 【解決手段】 本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法は、
水溶液重合工程を経て吸水性の架橋重合体粒子を得る吸
水性樹脂粉末の製造方法において、前記架橋重合体粒子
を嵩比重が0.72(g/ml)以上に増大するまで研
磨する工程を含むことを特徴とする。本発明の吸水性樹
脂粉末は、嵩比重が0.74(g/ml)以上であり、
かつ、0.9重量%生理食塩水に対する0.7psi
(4.83kPa)加圧下の吸水倍率が20(g/g)
以上の不定形破砕状であることを特徴とする。また、本
発明の吸収体は、前記吸水性樹脂粉末と繊維基材とを含
んでなることを特徴とし、本発明の吸収性物品は、前記
吸収体からなる吸収層を含んでなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸水性樹脂粉末の
製造方法、吸水性樹脂粉末、およびその用途に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、紙オムツや生理用ナプキン、いわ
ゆる失禁パット等の衛生材料には、その構成材として、
体液を吸収させることを目的とし吸水性樹脂(吸水剤)
が幅広く使用されている。上記の吸水性樹脂としては、
例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アク
リル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アク
リル酸エステル共重合体ケン化物、アクリロニトリル共
重合体若しくはアクリルアミド共重合体の加水分解物又
はこれらの架橋体、及びカチオン性モノマーの架橋体等
が知られている。
【0003】上記の吸水性樹脂が備えるべき特性とし
て、従来より体液等の水性液体に接した際の優れた吸水
量や吸水速度、ゲル強度、水性液体を含んだ基材から水
を吸い上げる吸引力等が唱えられている。そして、従来
よりこれらの特性を複数併せ持ち、紙オムツや生理用ナ
プキン等の衛生材料に用いられた場合に、優れた性能
(吸収特性)を示す吸水性樹脂、または、該吸水性樹脂
を用いた吸収体や吸収性物品が種々提案されている。上
記従来の吸水性樹脂、或いは吸水性樹脂を用いた吸収体
や吸収性物品としては、例えば、特定のゲル容量や剪断
弾性率、抽出性重合体含量を組み合わせた吸水性樹脂
(米国特許第4,654,039号)、吸水量や吸水速度、ゲル
強度を特定した吸水性樹脂、および、該吸水性樹脂を用
いた紙オムツや生理用ナプキン(特開昭60-185550号公
報、特開昭60-185551号公報、特開昭60-185804号公報、
米国特許第4,666,975号)、特定の吸水量や吸水速度、
ゲル安定性を有する吸水性樹脂を用いた紙オムツ(特開
昭60-185805号公報)、吸水量や吸引力、水可溶成分量
を特定した吸水性樹脂を用いた吸水性物品(特開昭63-2
1902号公報)、吸水量や加圧下吸水量、ゲル破壊強度を
特定した吸水性樹脂を含有する吸水性衛生用品(特開昭
63-99861号公報)、吸水量や加圧下吸水速度を特定した
吸水性樹脂を含有する紙オムツ(特開平2-34167号公
報)、加圧下吸水量(AUL)や、その粒径を特定した
吸水性樹脂を含有する吸水剤(欧州特許第339,461
号)、吸水速度(FSR)や5分間での加圧下吸水量を
特定した吸水性樹脂を60〜100重量%含有する吸水
剤(欧州特許第443,627号)、負荷時の変形(DUL)
や吸い上げ指数(WI)を特定した吸水性樹脂を少なく
とも30重量%以上含有する吸水性複合材料(欧州特許
第532,002号)、圧力吸収指数(PAI)と16時間抽出
性レベルを規定した樹脂を30〜100重量%用いる吸
収性物品(欧州特許第615,735号)、吸水倍率、吸水速
度、加圧下通液性が特定の超吸収性材料からなる吸水性
樹脂組成物(米国特許第5985944号)、拡散吸収倍率が
特定の吸水剤(米国特許第5760080号)、拡散吸収指数
が特定の吸水剤組成物(欧州特許第761241号)、加圧下
吸収特性(PUP)や生理食塩水流れ誘動性(SFC)
などに特徴あるヒドロゲルを用いた吸収体(米国特許第
5562646号)等が知られている。また、吸収性樹脂粉末
は、製造プロセスや製造後、(空気)輸送や、吸収性物
品に組み込む際の、表面破壊により物性が低下する問題
があるが、この物性低下の少ない耐衝撃性に優れた吸水
性樹脂も知られている(欧州特許第812873号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような種々の改
良を吸水性樹脂に施すことにより、吸収体やそれを含む
吸収性物品に該樹脂を用いたときの吸水性に係る特性
(無加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率など)は、改良前
に比較して確実に向上し、高吸水性の紙おむつ等への適
用がなされてきている。しかしながら、実際に日常で使
用する際に重要となる、樹脂が吸水した後のゲルの粒子
間の通液性についてはまだまだ不十分なレベルであり、
吸収性物品に含まれる吸水性樹脂全体を充分に活用して
いるとは言いがたい。さらに、高加圧下(例えば、幼児
の荷重に対応する0.3psi(2.07kPa))で
のゲルの通液性を確保しようとすると、ゲルの架橋密度
を増やし、吸水性能を犠牲にする必要があった。
【0005】従って、本発明の目的は、加圧下において
高い通液性を有し、かつ、加圧下においても無加圧下に
おいても吸水性の高い吸水性樹脂粉末の製造方法と、該
吸水性樹脂粉末、それを用いた吸収体および吸収性物品
を提供することにある。また、本発明の目的は、製造プ
ロセスや製造後、(空気)輸送や、吸収性物品に組み込
む際に物性低下の少ない耐衝撃性に優れた吸水性樹脂粉
末を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を行った。その結果、吸水性樹脂
の通液性が不十分である原因は、該樹脂粒子が不定形破
砕状であり、表面に角ばった部分やヒダヒダの部分があ
るために、通常、数万から数十万粒以上の該樹脂粒子を
含む吸収体や吸収性物品において粒子間の通液可能な空
間が不均一となっていることであると考えた。また、粒
子表面の角ばった部分やヒダヒダの部分が弱いために、
耐衝撃性が低下していると考えた。そして、上記原因を
解消するための手段として、樹脂粒子の表面を研磨した
後に表面架橋することを着想し、実際に研磨した後に樹
脂粒子を表面架橋したところ、吸水性は従来のレベルを
保持したまま、加圧下通液性が従来に比べて顕著に向上
することを見いだした。また、表面を研磨した吸水性樹
脂粉末は、製造プロセスや製造後、(空気)輸送や、吸
収性物品に組み込む際に物性低下の少ない耐衝撃性に優
れた吸水性樹脂粉末であることを見い出した。さらに、
上記方法を用いると、高吸水性を有し、かつ、嵩比重が
高い、新規な吸水性樹脂粉末が得られることも見つけ
た。また、不定形破砕状で嵩比重が高い吸水性樹脂粉末
は、充填した際の空間が少ないことにもかかわらず、驚
くべきことに、粒子間の加圧下の通液性がかえって向上
することを見い出した。以上のようにして、本発明は完
成された。
【0007】すなわち、本発明の不定形破砕状吸水性樹
脂粉末は、嵩比重が0.74(g/ml)以上であり、
かつ、0.9重量%生理食塩水に対する0.7psi
(4.83kPa)加圧下の吸水倍率が20(g/g)
以上であることを特徴とする。本発明の吸収体は、本発
明の不定形破砕状吸水性樹脂粉末と繊維基材とを含んで
なることを特徴とする。本発明の吸収性物品は、本発明
の吸収体からなる吸収層を含んでなることを特徴とす
る。本発明の別の吸収性物品は、本発明の吸収体からな
る吸収層を含んでなり、前記吸収体中の不定形破砕状吸
水性樹脂粉末の割合が30重量%以上である、オムツで
あることを特徴とする。
【0008】本発明の不定形破砕状吸水性樹脂粉末の製
造方法は、水溶液重合工程を経て吸水性の架橋重合体粒
子を得る吸水性樹脂粉末の製造方法において、前記架橋
重合体粒子を嵩比重が0.72(g/ml)以上に増大
するまで研磨する工程を含むことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 (吸水性樹脂粉末の製造方法)本発明の吸水性樹脂粉末
の製造工程の例を図1に示す。ただし、本発明の吸水性
樹脂粉末の製造工程は、これにより限定されるものでは
ない。本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法は、水溶液重
合工程を経て吸水性の架橋重合体粒子を得る吸水性樹脂
粉末の製造方法において、前記架橋重合体粒子を嵩比重
が0.72(g/ml)以上に増大するまで研磨する工
程を含むことを特徴とする。
【0010】なお、本発明の吸水性樹脂粉末は、不定形
破砕状である。不定形破砕状とは、水溶液重合を経て得
られる架橋重合体のゲルまたは乾燥物(好ましくは乾燥
物)を粉砕することによって得られる吸水性樹脂粉末で
あって、形状が一定でない破砕状の粒子(例えば、図2
の(A)、(B)で示されるような形状の粒子)であ
る。なお、以下、本発明における不定形破砕状吸水性樹
脂粉末を、単に、吸水性樹脂粉末と呼ぶ。本発明の吸水
性樹脂粉末の製造に際して使用される前記架橋重合体粒
子とは、イオン交換水中において50倍から1000倍
という多量の水を吸収し、アニオン性、ノニオン性、カ
チオン性のヒドロゲルを形成する従来公知の架橋重合体
であるか、または、必要に応じて該重合体を乾燥し、乾
燥の前および/または後で通常粉砕して得られたもので
ある。このような架橋重合体としては、ポリアクリル酸
部分中和物架橋体、デンプン−アクリロニトリルグラフ
ト重合体の加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト
重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル
共重合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしく
はアクリルアミド共重合体の加水分解物又はこれらの架
橋体、カルボキシル基含有架橋ポリビニルアルコール変
性物、架橋イソブチレンー無水マレイン酸共重合体等の
1種または2種以上を挙げることができる。これらの架
橋重合体は、1種または混合物でも用いられるが、中で
もカルボキシル基を有するものの1種またはその混合物
が好ましく、典型的にはアクリル酸及び/又はその塩
(中和物)を主成分とする単量体を重合・架橋すること
により得られる重合体が主成分とされる。また、上記架
橋重合体としては、該架橋重合体中の未架橋の水可溶成
分が、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15
重量%以下、さらに好ましくは12重量%以下、特に好
ましくは10重量%以下のものが用いられる。
【0011】上記アクリル酸塩としては、アクリル酸の
ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、
アンモニウム塩及びアミン塩等を例示することができ
る。上記架橋重合体は、その構成単位としてアクリル酸
0モル%〜50モル%およびアクリル酸塩100モル%
〜50モル%(但し、両者の合計量は100モル%とす
る)の範囲にあるものが好ましく、アクリル酸10モル
%〜40モル%およびアクリル酸塩90モル%〜60モ
ル%(但し、両者の合計量は100モル%とする)の範
囲にあるものがより好ましい。上記塩を形成させるため
の架橋重合体の中和は重合前に単量体の状態で行っても
良いし、あるいは重合途中や重合後に重合体の状態で行
っても良いし、それらを併用してもよいが、重合体の状
態で中和を行うと可溶分が少なくなるという利点も有す
るものの、中和にかなりの長時間を要するため、生産コ
ストの点から重合前の単量体の状態で中和を行う方が好
ましい。
【0012】本発明で用いる架橋重合体を得るための単
量体は、必要に応じて上記アクリル酸(塩)以外の単量
体を含有していてもよい。アクリル酸(塩)以外の単量
体としては、特に限定されるものではないが、具体的に
は、例えば、メタクリル酸、マレイン酸、ビニルスルホ
ン酸、スチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アク
リロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイル
プロパンスルホン酸等のアニオン性不飽和単量体及びそ
の塩;アクリルアミド、メタアクリルアミド、N−エチ
ル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)
アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルア
ミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキ
シプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレ
ングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、N
−ビニルピロリドン、N−アクリロイルピペリジン、N
−アクリロイルピロリジン、N−ビニルアセトアミド等
のノニオン性の親水基含有不飽和単量体;N,N−ジメ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメ
チルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジ
メチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、及びこ
れらの四級塩等のカチオン性不飽和単量体等が挙げられ
る。これら単量体は、単独で用いてもよく、適宜2種類
以上を混合して用いてもよい。
【0013】本発明において、アクリル酸(塩)以外の
単量体を用いる場合には、該アクリル酸(塩)以外の単
量体は、主成分として用いるアクリル酸及びその塩との
合計量に対して、好ましくは30モル%以下、より好ま
しくは10モル%以下の割合である。上記アクリル酸
(塩)以外の単量体を上記の割合で用いることにより、
最終的に得られる吸水性樹脂粉末の吸収特性がより一層
向上すると共に、吸水性樹脂粉末をより一層安価に得る
ことができる。本発明に用いられる架橋重合体を得るた
めに上述の単量体を重合するに際しては、バルク重合や
沈殿重合を行うことが可能であるが、性能面や重合の制
御の容易さ、さらに膨潤ゲルの通液性の観点から、上記
単量体を水溶液とすることによる水溶液重合が好まし
い。尚、上記単量体を水溶液とする場合の該水溶液(以
下、単量体水溶液と称する)中の単量体の濃度は、特に
限定されるものではないが、10重量%〜70重量%の
範囲内が好ましく、20重量%〜40重量%の範囲内が
さらに好ましい。また、上記水溶液重合を行う際には、
水以外の溶媒を必要に応じて併用してもよく、併用して
用いられる溶媒の種類は、特に限定されるものではな
い。
【0014】水溶液重合の方法としては、双腕型ニーダ
ー中で単量体水溶液を、得られる含水ゲルを砕きながら
重合したり、所定の容器中や駆動するベルト上に単量体
水溶液を供給し、重合して得られたゲルをミートチョッ
パー等で粉砕する方法等が挙げられる。上記の重合を開
始させる際には、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸ナトリウム、t−ブチルハイドロパーオ
キサイド、過酸化水素、2,2′−アゾビス(2−アミ
ジノプロパン)二塩酸塩等のラジカル重合開始剤を用い
ることができる。
【0015】さらに、これら重合開始剤の分解を促進す
る還元剤を併用し、両者を組み合わせることによりレド
ックス系開始剤とすることもできる。上記の還元剤とし
ては、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウ
ム等の(重)亜硫酸(塩)、L−アスコルビン酸
(塩)、第一鉄塩等の還元性金属(塩)、アミン類等が
挙げられるが、特に限定されるものではない。これら重
合開始剤の使用量は、通常0.001モル%〜2モル
%、好ましくは0.01モル%〜0.1モル%である。
これら重合開始剤の使用量が0.001モル%未満の場
合には、未反応の単量体が多くなり、従って、得られる
重合体中の残存単量体量が増加するので好ましくない。
一方、これら重合開始剤の使用量が2モル%を超える場
合には、得られる重合体中の水可溶成分量が増加するの
で好ましくない場合がある。
【0016】また、反応系に放射線、電子線、紫外線等
の活性エネルギー線を照射することにより重合反応の開
始を行ってもよいし、さらに、上記重合開始剤を併用し
てもよい。尚、上記重合反応における反応温度は、特に
限定されるものではないが、15〜110℃の範囲が好
ましく、20〜90℃の範囲内がより好ましい。また、
反応時間も特に限定されるものではなく、単量体や重合
開始剤の種類、反応温度等に応じて適宜設定すればよ
い。本発明において用いられる架橋重合体としては、架
橋剤を使用しない自己架橋型のものであってもよいが、
一分子中に、2個以上の重合性不飽和基や、2個以上の
反応性基を有する内部架橋剤を共重合又は反応させたも
のがさらに好ましい。
【0017】これら内部架橋剤の具体例としては、例え
ば、N,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、
(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、トリメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレー
ト、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリン
アクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペ
ンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ
アリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ト
リアリルホスフェート、トリアリルアミン、ポリ(メ
タ)アリロキシアルカン、(ポリ)エチレングリコール
ジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエー
テル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、
プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリト
ール、エチレンジアミン、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ポリエチレンイミン、グリシジル
(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【0018】これら内部架橋剤は、単独で用いてもよ
く、適宜2種類以上を混合して用いてもよい。また、こ
れら内部架橋剤は、反応系に一括添加してもよく、分割
添加してもよい。少なくとも1種または2種類以上の内
部架橋剤を使用する場合には、最終的に得られる吸水性
樹脂粉末の吸収特性等を考慮して、2個以上の重合性不
飽和基を有する化合物を重合時に必須に用いることが好
ましい。これら内部架橋剤の使用量は、前記単量体に対
して、0.005モル%〜2モル%の範囲内であること
が好ましく、0.02モル%〜0.5モル%の範囲内と
することがより好ましく、0.04モル%〜0.2モル
%の範囲内とすることがさらに好ましい。上記内部架橋
剤の使用量が0.005モル%よりも少ない場合、並び
に、2モル%よりも多い場合には、充分な吸収特性が得
られないおそれがある。
【0019】上記内部架橋剤を用いて架橋構造を重合体
内部に導入する場合には、上記内部架橋剤を、上記単量
体の重合前あるいは重合途中、あるいは重合後、または
中和後に反応系に添加するようにすればよい。尚、上記
重合に際しては、反応系に、炭酸(水素)塩、二酸化炭
素、アゾ化合物、不活性有機溶媒等の各種発泡剤;澱粉
・セルロース、澱粉・セルロースの誘導体、ポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリル酸
(塩)架橋体等の親水性高分子;各種界面活性剤;キレ
ート剤;次亜燐酸(塩)等の連鎖移動剤を添加してもよ
い。
【0020】上記架橋重合体が水溶液重合で得られたも
のでゲル状である場合、すなわち含水ゲル状架橋重合体
である場合、該架橋重合体は、必要に応じて乾燥し、乾
燥の前および/または後で通常粉砕されて不定形破砕状
架橋重合体とする。本発明に用いることのできる架橋重
合体の含水率は特に限定されないが、好ましくは含水率
は0.1重量%以上40重量%未満、より好ましくは
0.2重量%以上20重量%以下、さらに好ましくは
0.5重量%以上10重量%以下である。また本発明の
製造方法に用いることのできる架橋重合体の粒径は、通
常平均粒径が10μm〜1500μm、好ましくは10
μm〜1000μm、より好ましくは50μm〜800
μm、さらにより好ましくは75μmを越えて700μ
m以下、特に好ましくは150μmを越えて600μm
以下のものである。
【0021】次に、本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法
における特徴である、前記架橋重合体粒子の研磨につい
て説明する。本発明の製造方法により得られる吸水性樹
脂粉末の形状の例を、図2(B)に示す。本発明におけ
る「研磨」の定義は、外力を加えて、重合体粒子を、破
壊または摩擦によって、比表面積の減少を図る機械的単
位操作をいう。したがって、同じ粒度分布において比較
した場合、「研磨」は、比表面積の増大が起こる「粉
砕」とは異なる概念である。
【0022】また、別の言い方をすれば、本発明におけ
る「粉砕」とは、水溶液重合によってできたゲルない
し、好ましくはゲルを乾燥して得られた固体状物質を、
割る力などの外力によって破壊し、粒径を小さくする機
械的操作をいい、粉砕は主に粒子の全体あるいは内部で
行われる。それに対して、本発明における「研磨」と
は、粉砕によって得られる角張った部分や尖った部分を
有する粒子から、その凸部を取り除くことによって、粒
子表面を滑らかにする機械的操作をいい、したがって、
研磨は主に粒子の表面で行われる。そして、本発明の吸
水性樹脂粉末の製造方法においては、架橋重合体粒子を
嵩比重が0.72(g/ml)以上に増大するまで(表
面を)研磨する工程を含むことを特徴とする。なお、こ
こにいう嵩比重とは、研磨により発生した(削り取られ
た)微粉を除去した後の粒子の嵩比重をいう。また、除
去した微粉は必要に応じ回収して再利用してもよい(吸
水性樹脂の微粉回収方法は、例えば、米国特許第4,950,
692号、米国特許第5,064,582号、米国特許第5,264,495
号、米国特許第5,478,879号、欧州特許第812,873号、欧
州特許第885,917号、欧州特許第844,270号などに記載さ
れている)。
【0023】また、ここにいう微粉とは、例えば、10
0μm以下、好ましくは150μm以下、より好ましく
は212μm以下などの、一定の粒径以下の粒子であ
る。また、微粉の除去方法はふるいを用いてふるい分け
する方法や、気流によって除去する方法が挙げられる。
なお、微粉を除去する際、微粉を完全に除去すること
は、分級効率などから困難であり、よって、通常、目的
の微粉の50wt%以上、好ましくは70wt%以上、
より好ましくは90wt%以上、除去すればよい。本発
明においては、前記の方法によって得られた架橋重合体
粒子に対して、研磨を行い、該研磨後には後述の表面処
理を行うことが好ましい。前記の方法によって得られた
架橋重合体の粒子形状は、不定形破砕状で、角ばった部
分やヒダヒダの形状の部分が存在しており(図2
(A)、図9参照)、この研磨操作によって比較的丸み
を帯びた形状となる(図2(B)、図8参照)。
【0024】本発明に係る研磨により、重合体粒子はよ
り丸みを帯びて均一な形状となるので、研磨後の重合体
の嵩比重は研磨前に比べて高くなり、研磨後の重合体の
嵩比重は0.72g/ml以上であることが好ましく、
より好ましくは0.72〜0.95g/ml、さらに好
ましくは0.73〜0.90g/ml、さらに好ましく
は0.74〜0.90g/ml、さらに好ましくは0.
75〜0.90g/ml、さらにより好ましくは0.7
6〜0.90g/ml、特に好ましくは0.78〜0.
90g/ml、最も好ましくは0.79〜0.90g/
mlである。研磨後の嵩比重が0.72g/mlよりも
低いと、最終的に得られる吸収体や吸収性物品における
通液性が充分に向上しないうえに、得られる吸水性樹脂
粉末の耐衝撃性(プロセスダメージ)に弱いので、好ま
しくない。また、0.95g/mlよりも高いと、膨潤
時にゲル間の通液空間を確保することが困難になる場合
が起こりうる。なお、本発明における嵩比重の値は、重
合体の固形分(湿量基準)が95重量%以上の状態で測
定した。
【0025】なお、「嵩比重」(単位:g/ml)は、
粒子の集合体を一定容積の容器に充填した際の全体の重
量を単位容積当たりの重量として表す値である。そし
て、容器に粒子を充填した場合、粒子間に隙間(空隙)
が存在するため、嵩比重は、粒子の体積当たりの質量で
表す値である「密度」や「真比重」(単位:g/c
3)よりもほぼ空隙分低い値になる。また、嵩比重
は、粒子の充填方法(粗充填と密充填)によって影響を
受ける値であり、さらに、測定装置(嵩比重計)の種類
によっても多少の値のふれが生じる。
【0026】嵩比重を測定する装置としては、例えば、
JIS K−3362で示される装置、JIS K−6
721で示される装置、ASTM D 1895−69
で示される装置や、edana APPARENT D
ENSITY 460,1−99で示される装置などが
挙げられるが、これらの装置での測定値は必ずしも同じ
値を示すものではなく、一概に比較することはできな
い。例えば、上記edana APPARENT DE
NSITY 460,1−99で示される装置で測定し
た値は、本発明で用いた装置(JIS K−3362で
示される装置)で測定した値に比べて多少高い値を示す
傾向がある。また、測定条件によっても値が異なり、例
えば、測定容器に吸水性樹脂粉末を充填する際に、振動
を与えたり、測定装置を叩いたりすることによって、測
定値が大きくなる。本発明においては、充填する際に振
動を与えたり、測定容器を叩いたりすることなしに測定
した。本発明における嵩比重の値は、後述する実施例に
おいて説明する測定装置、測定方法により得られた値を
採用した。
【0027】本発明に係る研磨により、重合体粒子はよ
り丸みを帯びて均一な形状となるので、研磨後の重合体
の平均粒径(D50)の研磨前からの減少は、粉砕の場
合に比べて少なく、好ましくは40%以下、さらに好ま
しくは30%以下、より好ましくは25%以下である。
40%を超えて研磨を行うと、吸水速度の低下、微粉発
生量の増加などのため好ましくない。本発明に係る研磨
を行うために用いる装置としては特に限定されないが、
粒子を機械的に攪拌することにより、粒子表面を研磨す
ることができる装置が好ましく、効果的な研磨を達成で
きる点で、ホモジナイザーまたはピンミルが特に好まし
く、より好ましくは高速ホモジナイザーを使用する。ホ
モジナイザーとは、通常、固体と液体または液体と液体
の2相系を懸濁液または乳濁液とする混合装置である
が、本発明では、架橋重合体粒子の研磨に有効であるこ
とを見い出した。
【0028】例えば、本発明において、ホモジナイザー
を用いて架橋重合体粒子を研磨する場合、回転数は10
00〜20000rpmが好ましく、より好ましくは3
000〜10000rpmであり、時間は、30秒〜5
時間が好ましく、より好ましくは1分〜3時間、さらに
好ましくは3分〜2時間である。本発明に係る研磨によ
り、前述のように架橋重合体粒子は丸みを帯びて均一な
形状となるので、該粒子が集まった吸収体や吸収性物品
において、通液できる空間が樹脂中全体に均一に存在す
ることができ、粒子間の空隙が減少するにもかかわら
ず、粒子間の(加圧下の)通液性が向上する。
【0029】また、本発明に係る研磨により、前述のよ
うに吸水性樹脂粉末の嵩比重(g/ml)が高くなるの
で、得られる吸水性樹脂粉末を入れる容器(バッグ)が
コンパクト化できたり、同じ容器に多量の吸水性樹脂粉
末を充填できるなど、輸送面でのメリットも考えられ
る。さらに、本発明に係る研磨により、重合体粒子の角
ばった部分やヒダヒダの形状の部分が除去されるので、
樹脂を製造する過程での樹脂粒子どうしの衝突や樹脂と
装置との衝突などによる該樹脂のダメージ(いわゆるプ
ロセスダメージ)が少なくなり、該ダメージによる樹脂
の物性低下を抑制できる。また、プロセスダメージに対
してのみならず、製造後の輸送時や、吸水性物品の製造
時、紙おむつ等などの実使用の際においても樹脂のダメ
ージが軽減でき、物性低下が抑制できる。また、研磨後
の粒子(吸水性樹脂粉末)は、従来の粒子(吸水性樹脂
粉末)と比較して表面架橋剤との混合性が向上し、混合
時のダマ(凝集体)も少なく、表面架橋が均一に行える
ため、得られた吸水性樹脂粉末の吸収特性や耐プロセス
ダメージが向上する。
【0030】本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法では、
上記の様にして得られた、研磨処理した架橋重合体粒子
(吸水性樹脂粉末)にさらに表面架橋剤を混合し、表面
架橋処理する工程を含むことが好ましい。表面架橋する
ことによって、粒子間の凝集を低減させたり、加圧下の
吸収特性を向上させることが可能であり、さらに、研磨
処理した架橋重合体(吸水性樹脂粉末)に表面架橋処理
を施すことによって、加圧下の吸収特性を損なうことな
く、加圧下の通液性を向上させることができる。本発明
に用いることのできる表面架橋剤としては、例えば、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレン
グリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、1,3−プロパ
ンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4−ト
リメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリプロピレン
グリコール、グリセリン、ポリグリセリン、グリセロリ
ン酸、2−ブテン−1,4−ジオール、1,3−ブタン
ジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロ
ヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサノール、
トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレ
ン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリス
リトール、ソルビトール等の多価アルコール化合物;エ
チレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレン
グリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグ
リシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエー
テル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、プロ
ピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレ
ングリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等の
エポキシ化合物;エチレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタ
ミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン
等の多価アミン化合物や、それらの無機塩ないし有機塩
(例えば、アジチニウム塩等);2,4−トリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の多
価イソシアネート化合物;1,2−エチレンビスオキサ
ゾリン、ポリイソプロペニルオキサゾリンやその共重合
体等の多価オキサゾリン化合物;1,3−ジオキソラン
−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−
オン、4,5−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−
オン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−
オン、4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、
4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オ
ン、1,3−ジオキサン−2−オン、4−メチル−1,
3−ジオキサン−2−オン、4,6−ジメチル−1,3
−ジオキサン−2−オン、1,3−ジオキソパン−2−
オン等のアルキレンカーボネート化合物;エピクロロヒ
ドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒ
ドリン等のハロエポキシ化合物、および、その多価アミ
ン付加物(例えばハーキュレス製カイメン;登録商
標);γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γーアミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカッ
プリング剤;亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミ
ニウム、鉄、ジルコニウム等の水酸化物又は塩化物等の
多価金属化合物等が挙げられる。これらの中で未反応の
表面架橋剤が残存した場合の安全性を考慮すると、多価
アルコールおよびアルキレンカーボネート化合物が好ま
しい。特に、表面架橋剤としては多価アルコールを含む
ものが好ましい。
【0031】これら表面架橋剤は、単独で用いてもよ
く、また、2種類以上を併用してもよい。2種類以上の
表面架橋剤を併用する場合には、溶解度パラメータ(S
P値)が互いに異なる第1表面架橋剤および第2表面架
橋剤を組み合わせることにより、吸収特性がさらに一層
優れた吸水性樹脂を得ることができる。なお、上記の溶
解度パラメータとは、化合物の極性を表すファクターと
して一般に用いられる値である。上記の第1表面架橋剤
は、架橋重合体(吸水性樹脂粉末)が有するカルボキシ
ル基と反応可能な、溶解度パラメータが12.5(ca
l/cm3 1/2 (0.0256(J/m3 1/2 )以
上の化合物であり、例えばエチレングリコール、プロピ
レングリコール、グリセリン、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート等が該当する。上記の第2表面
架橋剤は、架橋重合体(吸水性樹脂粉末)が有するカル
ボキシル基と反応可能な、溶解度パラメータが12.5
(cal/cm3 1/2 (0.0256(J/m3
1/2 )未満の化合物であり、例えばグリセロールポリグ
リシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジ
ルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、1,3−ブタンジオール、トリメチロールプロパ
ン、1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル等が該当する。
【0032】本発明における研磨処理後の架橋重合体
(吸水性樹脂粉末)に対して必要により用いる表面架橋
剤の使用量は、架橋重合体(吸水性樹脂粉末)および表
面架橋剤の組み合わせ等にもよるが、乾燥状態の該架橋
重合体(吸水性樹脂粉末)100重量部に対して0.0
05〜10重量部の範囲内、より好ましくは0.05〜
5重量部の範囲内とすればよい。上記の第1表面架橋剤
と第2表面架橋剤を併用する場合、第1表面架橋剤の使
用量は、好ましくは0.01〜8重量部、より好ましく
は0.1〜5重量部であり、第2表面架橋剤の使用量
は、好ましくは0.001〜1重量部、より好ましくは
0.005〜0.5重量部の範囲内とすればよい。上記
の範囲内で表面架橋剤を用いることにより、尿や汗、経
血等の体液(水性液体)に対する吸収特性をさらに一層
向上させることができる。表面架橋剤の使用量が0.0
05重量部未満では、架橋重合体(吸水性樹脂粉末)の
表面近傍の架橋密度をほとんど高めることができず、吸
収特性が向上しない場合がある。また、表面架橋剤の使
用量が10重量部より多い場合には、該表面架橋剤が過
剰となり、不経済であるとともに、架橋密度を適正な値
に制御することが困難となり吸水倍率が向上しない恐れ
がある。
【0033】本発明において、研磨処理後の架橋重合体
(吸水性樹脂粉末)と表面架橋剤とを混合する場合に
は、水を用いることが好ましい。この際、使用される水
の量は、架橋重合体の種類や粒度や含水率に応じて異な
るが、架橋重合体(吸水性樹脂粉末)の固形分100重
量部に対し、0.5〜10重量部、好ましくは0.5〜
3重量部の範囲である。水の使用量が10重量%を越え
ると吸水倍率が低下してしまうことがある。0.5重量
%よりも少ないと、加圧下吸水倍率を向上させることが
できなくなるおそれがある。また、本発明において架橋
重合体(吸水性樹脂粉末)と表面架橋剤とを混合する場
合、親水性有機溶媒を用いてもよい。用いられる親水性
有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルア
ルコール、プロピレングリコール等のアルコール;アセ
トン等のケトン類;ジオキサン、アルコキシ(ポリ)エ
チレングリコール、テトラヒドロフラン等のエーテル
類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメ
チルスルホキサイド等のスルホキサイド類が挙げられ
る。使用される有機溶媒の量は、架橋重合体(吸水性樹
脂粉末)の種類や粒度によって異なるが、通常、架橋重
合体(吸水性樹脂粉末)100重量部に対し0〜10重
量部、好ましくは0〜5重量部、より好ましくは0.1
〜5重量部の範囲である。
【0034】本発明において、架橋重合体(吸水性樹脂
粉末)と表面架橋剤の混合はシクロヘキサン、ペンタン
等の有機溶媒中に該架橋重合体(吸水性樹脂粉末)を分
散させた状態で行ってもよいが、その方法としては、例
えば、必要により水及び/または親水性有機溶媒と表面
架橋剤とを予め混合した後、次いで、該混合物を架橋重
合体に噴霧あるいは滴下混合する方法が挙げられ、好ま
しくは噴霧する方法であり、噴霧される液滴の大きさ
は、300μm以下が好ましく、200μm以下がより
好ましい。混合に水を用いる場合、水不溶性微粒子粉体
や界面活性剤を共存させてもよい。
【0035】前記混合に用いられる好適な混合装置は、
均一な混合を確実にするため大きな混合力を生み出せる
ことが必要である。本発明に用いることのできる混合装
置としては、例えば、円筒型混合機、二重壁円錐型混合
機、高速攪拌型混合機、V字型混合機、リボン型混合
機、スクリュー型混合機、流動型炉ロータリーディスク
型混合機、気流型混合機、双腕型ニーダー、内部混合
機、粉砕型ニーダー、回転式混合機、スクリュー型押出
機等が好適である。本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法
では、研磨処理した架橋重合体(吸水性樹脂粉末)に、
好ましくは表面架橋剤とを混合した後、吸水性樹脂粉末
の表面近傍を架橋させる際に、必要により、加熱処理を
行う。
【0036】本発明で加熱処理を行う場合、処理時間
は、1分〜180分が好ましく、3分〜120分がより
好ましく、5分〜100分がさらに好ましい。処理温度
は80〜250℃の範囲が好ましく、100〜210℃
の範囲がより好ましく、120〜200℃の範囲がさら
に好ましい。加熱温度が80℃未満では、加熱処理に時
間がかかり生産性の低下を引き起こすのみならず、均一
な架橋が達成されず、優れた吸水性樹脂粉末が得られな
くなる恐れがある。また処理温度が250℃を越える
と、得られる吸水性樹脂粉末がダメージを受け、吸水倍
率に優れたものが得られにくいとことがある。
【0037】加熱処理は通常の乾燥機または加熱炉を用
いて行うことができ、溝型混合乾燥機、ロータリー乾燥
機、ディスク乾燥機、流動層乾燥機、気流型乾燥機、お
よび赤外線乾燥機が例示される。上記表面架橋を行うこ
とにより、好ましくは、0.9重量%生理食塩水に対す
る0.7psi(4.83kPa)加圧下の吸水倍率が
20(g/g)以上、より好ましくは23(g/g)以
上、さらに好ましくは25(g/g)以上、さらにより
好ましくは27(g/g)以上、特に好ましくは28
(g/g)以上の吸水性樹脂粉末とされる。なお、前記
物性は、後述の機械的ダメージ試験を受ける前の物性で
あるが、本発明の吸水性樹脂粉末は、従来と異なり、機
械的ダメージを受けた後も前記物性が維持される、ある
いは、ほとんど低下しない、優れた吸水性樹脂粉末であ
る。
【0038】上記の本発明に係る吸水性樹脂粉末の製造
方法においては、さらに、必要に応じて、消臭剤、抗菌
剤、香料、二酸化珪素や酸化チタン等の無機粉末、発泡
剤、顔料、染料、親水性短繊維、可塑剤、粘着剤、界面
活性剤、肥料、酸化剤、還元剤、水、塩類、キレート
剤、殺菌剤、ポリエチレングリコールやポリエチレンイ
ミンなどの親水性高分子、パラフィンなどの疎水性高分
子、ポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹
脂、ポリエステル樹脂やユリア樹脂などの熱硬化性樹脂
等を添加する等、吸水性樹脂粉末に種々の機能を付与す
る工程を含んでいてもよい。 (吸水性樹脂粉末)本発明に係る不定形破砕状吸水性樹
脂粉末は、嵩比重が0.74(g/ml)以上であり、
かつ、0.9重量%生理食塩水に対する0.7psi
(4.83kPa)加圧下の吸水倍率が20(g/g)
以上であることを特徴とし、例えば、前述の本発明に係
る製造方法によって得ることができるものであるが、前
記製造方法により限定されるものではない。
【0039】従来の不定形破砕状吸水性樹脂粉末におい
て、0.9重量%生理食塩水に対する0.7psi
(4.83kPa)加圧下の吸水倍率が20(g/g)
以上である場合、嵩比重は0.74(g/ml)未満の
もののみしか開示されておらず、前記の本発明に係る不
定形破砕状吸水性樹脂粉末は新規な樹脂である。嵩比重
が0.74(g/ml)以上であると、通液できる空間
が樹脂全体に均一に分布するため、通液性が向上する。
一方、逆相懸濁重合により得られた、粒子径が比較的小
さいあるいは球形の吸水性樹脂は、パルプに固定化する
ことが困難で、吸水性物品に不適当なうえ、最密充填と
なりやすく、通液できる粒子間の空間部分が少なくなり
すぎて、(加圧下の)通液性が低下する。したがって、
前記の本発明に係る吸水性樹脂粉末は、吸水性と(加圧
下の)通液性の両方の性能向上が両立できた樹脂であ
る。従来は、高加圧下のゲルの通液性を確保するために
は、ゲルの架橋密度を増やしたり、添加剤を加えること
によって、吸収特性を犠牲にする必要があり、一方、高
い吸収特性(吸水倍率)を確保するためには、通液性が
犠牲になっていたため、吸水性と(加圧下の)通液性の
両立は困難であったが、本発明の吸水性樹脂粉末はそれ
を可能にしたものである。
【0040】また、嵩比重が0.74(g/ml)以上
であると、得られる吸水性樹脂粉末を入れる容器(バッ
ク)がコンパクト化できるなど、輸送面でのメリットも
ある。さらに、樹脂粒子に余分な凹凸が少ないので、吸
水性樹脂粉末の製造工程で該樹脂を移送したり、おむつ
を製造する時の、プロセスダメージや実使用での樹脂粒
子の受けるダメージが少ないという利点も有する。な
お、嵩比重を0.74(g/ml)以上にすることで、
本発明では、吸水性樹脂粉末の水可溶分も減少するとい
う予想外の利点も見い出された。本発明に係る不定形破
砕状吸水性樹脂粉末においては、加圧下の通液性が良く
なる点とプロセスダメージが少なくなる点で、嵩比重
は、好ましくは0.75(g/ml)以上、より好まし
くは0.76(g/ml)以上、さらに好ましくは0.
78(g/ml)以上、特に好ましくは0.79(g/
ml)以上である。また、嵩比重の上限は、好ましくは
0.95(g/ml)以下、より好ましくは0.90
(g/ml)以下である。上限が0.95(g/ml)
を超えてしまうと、粒子が密に充填されすぎてしまうの
で、かえって(加圧下の)通液性が低下する場合があ
り、好ましくない。
【0041】本発明における0.3psi(2.07k
Pa)加圧下の通液性は、オムツなどの吸収性物品にお
いて、幼児の体重を考慮した際の吸水性樹脂粉末の粒子
間の通液性である。ところが、かかる0.3psi
(2.07kPa)加圧下の通液性は、0.3psi
(2.07kPa)加圧下の吸水倍率が高いだけの吸水
性樹脂粉末では達成されないことが見い出された。な
お、従来、0.3psi(2.07kPa)加圧下の吸
水倍率が20(g/g)以上の吸水性樹脂粉末や、嵩比
重が約0.4〜最大数0.7(g/ml)程度の粉砕工
程を経た吸水性樹脂粉末が知られていた(例えば、特開
昭61−200102号公報の実施例では、嵩比重0.
40〜0.46(g/ml)の吸水性樹脂粉末が開示さ
れている)。しかし、一般に、加圧下の吸水倍率は荷重
が増すに従って低下することにより、0.3psi
(2.07kPa)加圧下の吸水倍率が高い吸水性樹脂
粉末であっても、0.7psi(4.83kPa)加圧
下の吸水倍率が必ずしも高いとは限らない。同じ0.3
psiの加圧下吸水倍率を示す吸水性樹脂粉末であって
も、その製法や高分子構造などによって、0.7psi
の値はそれぞれ異なる値を示すものである。
【0042】そこで、本発明者は、0.3psi(2.
07kPa)加圧下の通液性を改善するために、吸水性
樹脂粉末の0.7psi(4.83kPa)加圧下の吸
水倍率を高め、さらに、嵩比重を高めることによって、
かかる課題を達成した。すなわち、本発明では、前記方
法により、架橋重合体(表面)を研磨することによっ
て、吸水性樹脂粉末の嵩比重を従来より高め、かつ、
0.7psi(4.83kPa)加圧下の吸水倍率を従
来より高めることによって、0.3psi(2.07k
Pa)加圧下の通液性の改善を達成し、さらに吸水性樹
脂粉末のプロセスダメージを低減することができたので
ある。
【0043】また、本発明に係る不定形破砕状吸水性樹
脂粉末における、0.9重量%生理食塩水に対する0.
7psi(4.83kPa)加圧下の吸水倍率は、好ま
しくは23(g/g)以上、より好ましくは25(g/
g)以上、さらに好ましくは27(g/g)以上、特に
好ましくは28(g/g)以上である。なお、前記物性
は、後述の機械的ダメージ試験を受ける前の物性である
が、本発明の吸水性樹脂粉末は、従来と異なり、機械的
ダメージを受けた後も、前記物性が維持される、あるい
は、ほとんど低下しない、優れた吸水性樹脂粉末であ
る。本発明に係る不定形破砕状吸水性樹脂粉末は、先の
製造方法の説明において述べたものと同様の理由によ
り、前記樹脂粉末の表面近傍が架橋されたものであるこ
とが好ましく、さらにその架橋が多価アルコールを含む
表面架橋剤を用いてなされたものであることが好まし
い。表面架橋剤の種類や表面架橋の方法等は、前述と同
様である。
【0044】本発明で得られた吸水性樹脂粉末の平均粒
径は、好ましくは150〜600μmであり、より好ま
しくは300〜600μmである。また、150μm以
下の微粉末は、吸水性樹脂粉末全量に対して通常10重
量%以下であり、好ましくは5重量%以下である。本発
明に係る不定形破砕状吸水性樹脂粉末は、分光式色差計
等を用いて測定した明度(明度指数)L値が、好ましく
は85以上であり、色度(クロマチックネス指数)を示
すa値、b値が、好ましくは、a値が±2の範囲、b値
が0〜9の範囲である。これらL値、a値、b値の値が
上記範囲を外れると、吸水性樹脂粉末の表面に褐色の着
色が見られる傾向があり、特に、吸収体中の吸水性樹脂
濃度(重量%)が高い場合には吸収体中で吸水性樹脂の
粒子が黄ばんだ斑点状に見えることがあるため、消費者
に好まれない。かかる明度や色度は、原料(モノマー、
開始剤など)およびその純度や、製造条件(加熱温度や
時間)などで決定されるが、通常前記した本発明の条件
を適宜行えばよい。
【0045】本発明に係る不定形破砕状吸水性樹脂粉
末、あるいは、本発明の製造方法により得られた吸水性
樹脂粉末は、プロセスダメージ(機械的ダメージ)によ
る物性の低下が少なく、機械的ダメージ試験(後述実施
例において説明)後の吸水倍率が、好ましくは25(g
/g)以上、より好ましくは30(g/g)以上、さら
に好ましくは35(g/g)以上である。また、水可溶
成分は前述した範囲と同様であり、好ましくは20重量
%以下、より好ましくは15重量%以下、さらに好まし
くは12重量%以下、さらにより好ましくは10重量%
以下である。 (吸収体)本発明に係る吸収体は、前記の本発明に係る
不定形破砕状吸水性樹脂粉末と、親水性繊維等の繊維基
材とを含んでなることを特徴としている。そして、吸収
体が例えば吸水性樹脂粉末と親水性繊維とからなる場合
には、吸収体の構成としては、例えば、吸水性樹脂粉末
と親水性繊維とを均一に混合したものを含む構成が本発
明の効果を十分発揮させる上で好ましい。この場合、吸
水性樹脂粉末と親水性繊維との重量比率は、通常、2
0:80〜90:10の範囲であり、好ましくは、3
0:70〜90:10の範囲、より好ましくは、40:
60〜80:20の範囲であり、さらに好ましくは、5
0:50〜80:20の範囲である。本発明の吸水性樹
脂粉末は、その表面が研磨され、通液性に優れたもので
あるため、その特徴を最大限に発揮するには、吸水性樹
脂粉末の比率が30重量%以上であることが好ましく、
40重量%以上であることがより好ましい。このような
ものとしては例えば吸水性樹脂粉末と親水性繊維とを均
一に混合した構成;吸水性樹脂粉末と親水性繊維とを均
一に混合して層状に形成し、この上に層状に形成した親
水性繊維を積層した構成;吸水性樹脂粉末と親水性繊維
とを均一に混合して層状に形成し、これと層状に形成し
た親水性繊維との間に吸水性樹脂粉末を挟持した構成等
を例示することができる。またこの他にも層状に形成し
た親水性繊維間に吸水性樹脂粉末を挟持した構成等でも
よい。さらに、吸収体は、吸水性樹脂粉末に対して特定
量の水を配合することによって該吸水性樹脂粉末をシー
ト状に形成してなる構成であってもよい。尚、吸収体の
構成は、上記例示の構成に限定されるものではない。
【0046】上記の繊維基材の例としては、例えば、木
材から得られるメカニカルパルプやケミカルパルプ、セ
ミケミカルパルプ、溶解パルプ等のセルロース繊維、レ
ーヨン、アセテート等の人工セルロース繊維等の親水性
繊維が挙げられる。上記例示の繊維のうち、セルロース
繊維が好ましい。また、親水性繊維は、ポリアミドやポ
リエステル、ポリオレフィン等の合成繊維、を含有して
いてもよい。尚、繊維基材は、上記例示の繊維に限定さ
れるものではない。また、吸収体における親水性繊維等
の繊維基材の割合が比較的少ない場合には、接着性バイ
ンダーを用いて吸収体、つまり、親水性繊維同士を接着
させてもよい。親水性繊維同士を接着させることによ
り、吸収体の使用前や使用中における該吸収体の強度や
保形性を高めることができる。
【0047】上記の接着性バインダーとしては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合
体、1−ブテン−エチレン共重合体等のポリオレフィン
繊維等の熱融着繊維や接着性を有するエマルション等が
例示できる。これら接着性バインダーは、単独で用いて
もよく、また、2種類以上を混合して用いてもよい。親
水性繊維と接着性バインダーとの重量比は、50/50
〜99/1の範囲内が好ましく、70/30〜95/5
の範囲内がより好ましく、80/20〜95/5の範囲
内がさらに好ましい。本発明に係る吸収体は、前述の本
発明に係るプロセスダメージに強い吸水性樹脂粉末を用
いて製造されるので、吸収体製造時にも物性低下が少な
く、よって、高吸収性と高通液性の両立等、本発明の吸
水性樹脂粉末の有する効果を吸収体中でも発現できる。 (吸収性物品)本発明に係る吸収性物品は、前記の本発
明に係る吸収体からなる吸収層を含んでなることを特徴
とする。
【0048】本発明に係る吸収性物品は、好ましくは、
このような吸収体からなる吸収層を、透液性を有する表
面シート、不透液性を有する背面シートの間に挟持する
が、この吸収層の上面あるいは表面シートの裏面、表面
シートの上面に液拡散を助ける、不織布、セルロース、
架橋セルロース等よりなる拡散層を配置することもでき
る。本発明に係る吸収性物品は、上記構成の吸収体から
なる吸収層を有してなるので、上述したよう優れた吸収
特性と優れた通液性とを両立して備えている。吸収性物
品としては、具体的には、例えば、紙オムツや生理用ナ
プキン、いわゆる失禁パット等の衛生材料等が挙げられ
るが、特に限定されるものではない。吸収性物品は優れ
た吸収特性と通液性を備えているので、例えば該吸収性
物品が紙オムツである場合には、尿の漏れを防止するこ
とができると共に、いわゆるドライ感を付与することが
できる。特に本発明の吸収性物品がオムツである場合に
は、本発明の吸収体からなる吸収層を含んでなり、前記
吸収体中の不定形破砕状吸水性樹脂粉末の割合が30重
量%以上であることが、通液性に優れたオムツとしての
性能を十分に発揮できる点で好ましく、より好ましくは
40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上、特
に好ましくは60重量%以上である。
【0049】上記の透液性を有するシート(以下、液透
過性シートと称する)は、水性液体を透過する性質を備
えた材料からなっている。液透過性シートの材料として
は、例えば、不織布、織布;ポリエチレンやポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリアミド等からなる多孔質の合
成樹脂フィルム等が挙げられる。上記の不透液性を有す
るシート(以下、液不透過性シートと称する)は、水性
液体を透過しない性質を備えた材料からなっている。液
不透過性シートの材料としては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテート、ポリ
塩化ビニル等からなる合成樹脂フィルム;これら合成樹
脂と不織布との複合材からなるフィルム;上記合成樹脂
と織布との複合材からなるフィルム等が挙げられる。
尚、液不透過性シートは、蒸気を透過する性質を備えて
いてもよい。
【0050】吸収層の構成は、特に限定されるものでは
なく、上記の吸収体を有していればよい。また、吸収層
の製造方法は、特に限定されるものではない。さらに、
液透過性シートと液不透過性シートとで吸収層を挟持す
る方法、即ち、吸収性物品の製造方法は、特に限定され
るものではない。尚、上記の吸収体にさらに消臭剤、香
料、各種の無機粉末、発泡剤、顔料、染料、親水性短繊
維、肥料、酸化剤、還元剤、キレート剤、水、塩類等を
添加し、これにより、吸収体または吸収性物品に種々の
機能を付与させてもよい。本発明に係る吸収性物品は、
前述の本発明に係る吸水性樹脂粉末を用いて製造された
吸収体からなるので、高吸収性と高通液性の両立等、本
発明の吸水性樹脂粉末の有する効果を発現できる。
【0051】
【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。なお、重合体、吸水性樹脂粉末の
諸性能は、以下の方法で測定した。また、吸水性樹脂粉
末の物性を測定した際の値は、流通や保存、または、吸
収性物品との複合化などで該吸水性樹脂粉末が吸湿して
しまっている場合、必要により、含水率補正することが
好ましい。例えば、該吸水性樹脂粉末の含水率(湿量基
準)が5重量%未満の場合、測定値は含水率補正せずに
そのまま用いてもよいが、吸湿などによって含水率(湿
量基準)が5重量%以上の場合は、以下の実測値を含水
率補正(例えば、5重量%)した値を用いるか、あるい
は、測定に際して吸湿した吸水性樹脂粉末を予め乾燥
(例えば、60℃の無風乾燥器中で減圧乾燥)しておく
ことが好ましい。 (無加圧下吸水倍率)吸水性樹脂粉末0.2gを不織布
製の袋(60mm×60mm)に均一に入れ、0.9重
量%生理食塩水中に浸漬した。60分後に袋を引き上
げ、遠心分離機を用いて250Gで3分間水切りを行っ
た後、袋の重量W1(g)を測定した。また、同様の操
作を吸水性樹脂粉末を用いずに行い、その時の重量W0
(g)を測定した。そして、これらW1、W0から、次
式に従って無加圧下吸水倍率(g/g)を算出した。
【0052】無加圧下吸水倍率(g/g)=(W1
(g)−W0(g))/吸水性樹脂粉末の重量(g) (加圧下吸水倍率)まず、加圧下吸水倍率の測定に用い
る測定装置について図3に基づいて説明する。図3に示
すように、測定装置は、天秤11と、この天秤11上に
載置された所定容量の容器12と、外気吸入パイプ13
と、導管14と、ガラスフィルタ16と、このガラスフ
ィルタ16上に載置された測定部15とからなってい
る。
【0053】上記の容器12は、その頂部に開口部12
aを、その側面部に開口部12bをそれぞれ有してい
る。容器12の開口部12aには外気吸入パイプ13が
嵌入される一方、開口部12bには導管14が取り付け
られている。また、容器12には、所定量の生理食塩水
22が入っている。外気吸入パイプ13の下端部は、生
理食塩水22中に没している。外気吸入パイプ13は、
容器12内の圧力をほぼ大気圧に保つために設けられて
いる。上記のガラスフィルタ16は、直径55mmに形
成されている。そして、容器12およびガラスフィルタ
16は、シリコーン樹脂からなる導管14によって互い
に連通している。また、ガラスフィルタ16は、容器1
2に対する位置及び高さが固定されている。
【0054】上記の測定部15は、濾紙17と、支持円
筒18と、この支持円筒18の底部に貼着された金網1
9と、おもり20とを有している。そして、測定部15
は、ガラスフィルタ16上に濾紙17、底部に金網19
を有する支持円筒18がこの順に載置されると共に、支
持円筒18内部、つまり金網19上におもり20が載置
されてなっている。金網19は、ステンレスからなり、
400メッシュ(目開き38μm)に形成されている。
また、金網19の上面、つまり金網19と吸水性樹脂粉
末21との接触面の高さは、外気吸入パイプ13の下端
面13aの高さと等しくなるように設定されている。そ
して、金網19上に、所定量および所定粒径の吸水性樹
脂粉末が均一に散布されるようになっている。おもり2
0は、金網19上の吸水性樹脂粉末21に対して、0.
7psi(4.83kPa)の荷重を均一に加えること
ができるように、その重量が調整されている。
【0055】上記構成の測定装置を用いて、吸水性樹脂
粉末21の加圧下での吸水倍率を測定した。測定方法に
ついて以下に説明する。まず、容器12に所定量の0.
9重量%生理食塩水22を入れ、外気吸入パイプ13を
嵌入する等の所定の準備動作を行った。次に、ガラスフ
ィルタ16上に濾紙17を載置すると共に、この載置動
作に平行して、支持円筒18内部、つまり金網19上
に、吸水性樹脂粉末0.9gを均一に散布し、この吸水
性樹脂粉末21上におもり20を載置した。次いで、濾
紙17上に、吸水性樹脂粉末21およびおもり20を載
置した上記支持円筒18の金網19を、その中心部がガ
ラスフィルタ16の中心部に一致するように載置した。
【0056】そして、濾紙17上に支持円筒18を載置
した時点から、60分にわたって経時的に、該吸水性樹
脂粉末21が吸水した生理食塩水22の重量(g)を天
秤11の測定値から求めた。また、同様の操作を吸水性
樹脂粉末21を用いないで行い、ブランク重量、すなわ
ち、吸水性樹脂粉末21以外の例えば濾紙17等が吸収
した生理食塩水22の重量(g)を、天秤11の測定値
から求め、ブランク値とした。次いで、ブランク値を差
し引く補正を行って、吸水性樹脂粉末21が実際に吸水
した生理食塩水22の重量(g)を、吸水性樹脂粉末2
1の重量(0.9g)で除して、加圧下での吸水倍率
(g/g)を算出した。 (加圧下通液量)図4に示す装置を用い、容器40に均
一に入れた吸水性樹脂粉末(0.900g)を人工尿
(1)中で0.3psi(2.07kPa)の加圧下、
60分間膨潤させ、次に、0.3psi(2.07kP
a)の加圧下、10分間の間に、膨潤したゲル44(の
主に粒子間)を通過した0.69重量%塩化ナトリウム
水溶液33の量(g)を測定した。
【0057】図4に示す装置としては、タンク31に
は、ガラス管32が挿入されており、ガラス管32の下
端は、0.69重量%塩化ナトリウム水溶液33をセル
41中の膨潤ゲル44の底部から、5cm上の高さに維
持できるように配置した。タンク31中の0.69重量
%塩化ナトリウム水溶液33は、コック付きL字管34
を通じてセル41へ供給された。セル41の下には、通
過した液を補集する容器48が配置されており、補集容
器48は上皿天秤49の上に設置されていた。セル41
の内径は6cmであり、下部の底面にはNo.400ス
テンレス製金網(目開き38μm)42が設置されてい
た。ピストン46の下部には液が通過するのに十分な穴
47があり、底部には吸水性樹脂粉末あるいはその膨潤
ゲルが、穴47へ入り込まないように透過性の良いガラ
スフィルター45が取り付けてあった。セル41は、セ
ルを乗せるための台の上に置かれ、セルと接する台の面
は、液の透過を妨げないステンレス製の金網43の上に
設置した。
【0058】測定値は、コック35を開いてから10分
間に流れた液量(g)を上皿天秤により読み取った。人
工尿(1)は、塩化カルシウムの2水和物0.25g、
塩化カリウム2.0g、塩化マグネシウムの6水和物
0.50g、硫酸ナトリウム2.0g、りん酸2水素ア
ンモニウム0.85g、りん酸水素2アンモニウム0.
15g、および、純水994.25gを加えたものを用
いた。 (機械的ダメージ試験)図5に示すガラス製容器(山村
硝子社製マヨネーズ瓶、商品名:A−29)に吸水性樹
脂粉末30gとガラスビーズ(玉径約6mmの精密分留
充填用ソーダ石灰ガラスビーズ)10gを入れた。これ
を、図6に示す分散機(東洋精機製作所社製、No.4
88試験用分散機)に備えられたクランプ間に挟み固定
し、100V/60Hzで振動回転数750cpmの振
動を30分間与えた。これにより、上記分散機に固定さ
れた容器は、分散機における上記クランプの取り付け面
に対して左右に各々12.5°(合計25°)傾斜運動
すると同時に、前後に各々8mm(合計16mm)振動
することにより、容器内部の吸水性樹脂粉末に衝撃を与
える。
【0059】上記衝撃は、吸水性樹脂粉末の製造工程中
に吸水性樹脂粉末が受ける衝撃力を代表するものとし
て、経験的に定められた力であるが、製造後の輸送や吸
収体製造時のダメージにも広く適用できるものである。 (嵩比重)図7に示す嵩比重測定器(蔵持科学器機製作
所社製)を用い、JIS K 3362に準じて測定し
た。粒度による偏りを無くすため十分に混合された試料
(吸水性樹脂粒子)120gをダンパー61を閉めた漏
斗62に入れた後、速やかにダンパー61を開け、試料
を受器63に落とした。受器から盛り上がった試料は、
ガラス棒ですり落とした後、試料の入った受器の重さを
0.1gまで正確に量り、次の式によって嵩比重を算出
した。なお、嵩比重測定時の吸水性樹脂粉末の固形分
(湿量基準)は95重量%以上で測定した。測定時の温
度は25±2°Cであり、相対湿度は30〜50%であ
った。また、吸水性樹脂粉末の固形分(湿量基準)が9
5重量%未満の場合、好ましくは、60℃の無風乾燥器
中で減圧乾燥し、固形分(湿量基準)を95重量%以上
にした後に測定することが好ましい。
【0060】S=(C−A)/B S:嵩比重(g/ml) A:受器の重さ(g) B:受器の内容積(100ml) C:試料の入った受器の重さ(g) (比表面積)吸水性樹脂粉末の比表面積は、「BET
(Brunauer−Emmett−Teller)一
点法」により求めた。測定装置は、「検体全自動比表面
積測定装置4−ソーブU−1」(湯浅アイオニクス社
製)を使用した。まず、吸水性樹脂粉末(試料は、予め
篩により850〜212あるいは850〜150μmの
範囲に分級した粒子)約5gを内容量約13cm3 のマ
イクロセル(TYPE:QS−400)中に入れ、窒素
ガス気流下に試料入りマイクロセルを150°Cに加熱
し、試料の脱気および脱水を充分に行った。次いで、ヘ
リウムガスと0.1%のクリプトンガスからなる混合ガ
ス気流下に試料入りマイクロセルを−200°Cに冷却
し、混合ガスを試料に平衡になるまで吸着させた。その
後、試料入りマイクロセルの温度を室温まで戻し、混合
ガスの試料から脱離を行い、クリプトン混合ガスの脱離
量より吸水性樹脂粉末の比表面積を求めた。なお、試料
入りマイクロセルの吸着−脱離工程は3回行い、その平
均量より吸水性樹脂粉末の比表面積(m2 /g)を求め
た。 (重量平均粒径)吸水性樹脂粉末を予め篩により、85
0〜212または850〜150μmの範囲に分級した
粒子の粒度分布(例えば、600μm、500μm、4
25μm、300μm、212μm、150μm、10
6μmなどのふるい)を対数確率紙にプロットした。こ
れにより、重量平均粒子径(D50)を読み取った。 (含水率)吸水性樹脂粉末1.000gを内径52mm
のアルミカップに入れ、105℃の無風オーブン中で3
時間加熱乾燥した。粉末の乾燥減量(g)を水分とし
て、含水率(重量%)を求めた。 (吸水性樹脂粉末の色の評価)吸水性樹脂粉末の明度
(明度指数)L値、色度(クロマチックネス指数)a
値、b値について、日本電色工業(株)製分光式色差計
(SZ−Σ80 COLOR MEASURING S
YSTEM)を用いて、設定条件(反射測定/付属の粉
末・ペースト試料台(30mmφ)/標準として粉末・
ペースト用・標準丸白板NO.2/30Φ投光パイプ)
にて、吸水性樹脂粉末の表面色を測定した。 (吸収体の吸収速度:コア・アクイジション)吸水性樹
脂粉末11.4gと木材パルプ6.2gを、ミキサーを
用いて乾式混合した。得られた混合物を260mm×1
50mmの大きさのウェブに成形することにより、吸収
体(吸収体中の吸水性樹脂粉末の割合が65重量%)を
作製した。
【0061】一方、尿素1.9重量%、NaCl0.8
重量%、CaCl2 0.1重量%、および、MgSO4
0.1重量%の組成(残りは水)を有する人工尿(2)
を調製した。上記吸収体の全体に、18g/cm2 の荷
重を均一に加えると共に、その吸収体の中心部分に、直
径30mm、高さ120mmの円筒を押し当て、その円
筒を垂直に立てた。次いで、その円筒に25℃の人工尿
(2)50gを素早く(一気に)注ぎ、人工尿(2)を
注ぎ始めた時点から、円筒中の人工尿(2)が中心より
吸収体全体にすべて吸収されるまでの時間を測定し、1
回目の吸収速度(秒)とした。その後、上記測定に用い
た吸収体を用いて、50分間隔で同様の測定を2回繰り
返し、2回目の吸収速度(秒)、および、3回目の吸収
速度(秒)を測定した。
【0062】吸収体の液拡散性は、これら吸収速度が速
い程、すなわち、秒数が短い程、高いと評価することが
できる。 (吸収性物品の性能評価:キューピー人形テスト)吸水
性樹脂粉末65重量部と木材パルプ35重量部を、ミキ
サーを用いて乾式混合した。得られた混合物を400メ
ッシュ(目の大きさ38μm)に形成されたワイヤース
クリーン上にバッチ型空気抄造装置を用いて空気抄造す
ることにより、120mm×400mmの大きさのウェ
ブに成形した。さらにこのウェブを圧力2kg/cm2
で5秒間プレスすることにより、坪量が約0.047g
/cm2 の吸収体(吸収体中の吸水性樹脂粉末の割合が
65重量%)を得た。
【0063】続いて、不透液性のポリプロピレンからな
り、いわゆるレッグギャザーを有するバックシート(液
不透過性シート)、上記吸収体、および、透液性のポリ
プロピレンからなるトップシート(液透過性シート)を
両面テープを用いてこの順に互いに貼着すると共に、こ
の貼着物に2つのいわゆるテープファスナーを取り付け
ることにより、吸収性物品(オムツ)を得た。上記吸収
性物品を、いわゆるキューピー人形(体長55cm、重
量5kg)に装着し、この人形をうつ伏せ状態にした
後、吸収性物品と人形との間にチューブを差し込み、人
体において排尿を行う位置に相当する位置に、1回当た
り50gの0.9重量%生理食塩水を、20分間隔で順
次注入した。そして、注入した生理食塩水が吸収性物品
に吸収されなくなって外部に漏れ出した時点で、この注
入動作を終了し、この時までに注入した生理食塩水の合
計量(g)を測定した。
【0064】上記の測定値を4回繰り返し、得られた4
つの測定値の平均を求め、この値を吸収量(g)とし
た。吸収量が多いほど、吸収性物品の性能が良好である
と評価した。 (可溶分量)吸水性樹脂粉末0.5gを1000mlの
脱イオン交換水中に分散させ、16時間攪拌した後、膨
潤ゲルを濾紙で濾過した。そして、得られた濾液中の水
溶性高分子、すなわち、吸水性樹脂粉末から溶出した可
溶分量(重量%、対吸水性樹脂粉末)をコロイド滴定に
より測定した。
【0065】−参考例1− シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケ
ット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成
した反応器中で、75モル%の中和率を有するアクリル
酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度33重量
%)にポリエチレングリコールジアクリレート2.50
gを溶解した反応液に、過硫酸アンモニウム2.4gお
よびL−アスコルビン酸0.12gを攪拌しながら添加
したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、
生成したゲルを粉砕しながら、30〜80°Cで重合を
行い、重合が開始して60分後に含水ゲル状架橋重合体
(1)を取り出した。
【0066】得られた含水ゲル状架橋重合体(1)は、
その径が約5mm以下に細分化されていた。この細分化
された含水ゲル状架橋重合体(1)を50メッシュ(目
開き300μm)の金網上に広げ、150°Cで90分
間熱風乾燥することによって架橋重合体である吸水性樹
脂(A)を得た。 −参考例2− ステンレス製バットに温度計、蓋を備えた反応容器中
で、65モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウム
の水溶液2000g(単量体濃度35重量%)にポリエ
チレングリコールジアクリレート1.97gを溶解した
反応液に、5重量%過硫酸ナトリウム水溶液3.24g
および0.5重量%L−アスコルビン酸水溶液2.92
g、5重量%2,2´−アゾビス(2−アミジノプロパ
ン)2塩基酸塩(商品名:V−50、和光純薬工業社
製)水溶液3.24g、0.35重量%過酸化水素水溶
液3.34gを攪拌しながら添加し、反応液を窒素脱気
したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、
反応容器の下面を10°Cに冷却しながら重合を行い、
重合が開始して10分後に発熱のピーク温度(82°
C)に達した。その後、反応器の下面を60°Cで20
分間加熱した後、含水ゲル状架橋重合体(2)を取り出
した。
【0067】得られた含水ゲル状架橋重合体(2)をミ
ートチョッパー(平賀製作所社製、2枚ブレード、ダイ
ス径9.5mm)でゲルの径が約5mm以下になるよう
に粉砕した。この粉砕された含水ゲル状架橋重合体
(2)を50メッシュ(目開き300μm)の金網上に
広げ、170°Cで40分間熱風乾燥することによって
架橋重合体である吸水性樹脂(B)を得た。 −参考例3− ステンレス製バットに温度計、蓋を備えた反応容器中
で、70モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウム
の水溶液2000g(単量体濃度39重量%)にポリエ
チレングリコールジアクリレート4.33gを溶解した
反応液に、20重量%過硫酸ナトリウム水溶液5.33
gおよび0.5重量%L−アスコルビン酸水溶液3.2
0gを攪拌しながら添加し、反応液を窒素脱気したとこ
ろ、およそ4分後に重合が開始した。そして、反応容器
の下面を15°Cに冷却しながら重合を行い、重合が開
始して16分後に発熱のピーク温度(93°C)に達し
た。その後、反応器の下面を80°Cで20分間加熱し
た後、含水ゲル状架橋重合体(3)を取り出した。
【0068】得られた含水ゲル状架橋重合体(3)をミ
ートチョッパー(平賀製作所社製、2枚ブレード、ダイ
ス径16mm)でゲルの径が約5mm以下になるように
粉砕した。この粉砕された含水ゲル状架橋重合体(3)
を50メッシュ(目開き300μm)の金網上に広げ、
170°Cで40分間熱風乾燥することによって架橋重
合体である吸水性樹脂(C)を得た。 −実施例1− 参考例1で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(A)
をハンマーミル(ロストル:穴の径3mm)で粉砕した
後、吸水性樹脂150gをホモジナイザー(日本精機社
製、高速ホモジナイザー、Model:MX−7)に入
れ、回転数6000rpmで約1時間研磨した。得られ
た吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き850,21
2μm)でふるい、850〜212μmの粒度に分級し
た。得られた不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(1)の無
加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均粒径を測定し
た結果を表1に示した。また、得られた不定形破砕状の
吸水性樹脂粉末(1)の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
を図8に示した。
【0069】−実施例2− 参考例1で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(A)
をロールグラニュレーター(日本グラニュレーター
(株)製、Model:GRN1041型)で粉砕した
後、吸水性樹脂150gをホモジナイザー(日本精機社
製、高速ホモジナイザー、Model:MX−7)に入
れ、回転数6000rpmで25分間研磨した。得られ
た吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き850,21
2μm)でふるい、850〜212μmの粒度に分級し
た。得られた不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(2)の無
加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均粒径を測定し
た結果を表1に示した。
【0070】−実施例3− 参考例2で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(B)
を手で解した後、吸水性樹脂150gをホモジナイザー
(日本精機社製、高速ホモジナイザー、Model:M
X−7)に入れ、回転数6000rpmで約1時間研磨
した。得られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き
850,212μm)でふるい、850〜212μmの
粒度に分級した。得られた不定形破砕状の吸水性樹脂粉
末(3)の無加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均
粒径を測定した結果を表1に示した。
【0071】−実施例4− 参考例2で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(B)
を手で解した後、吸水性樹脂150gをホモジナイザー
(日本精機社製、高速ホモジナイザー、Model:M
X−7)に入れ、回転数6000rpmで約15分間研
磨した。得られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開
き850,212μm)でふるい、850〜212μm
の粒度に分級した。得られた不定形破砕状の吸水性樹脂
粉末(4)の無加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平
均粒径を測定した結果を表1に示した。
【0072】−実施例5− 参考例3で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(C)
をハンマーミル(ロストル:穴の径3mm)で粉砕した
後、吸水性樹脂180gをホモジナイザー(日本精機社
製、高速ホモジナイザー、Model:MX−7)に入
れ、回転数6000rpmで約1.5時間研磨した。得
られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き850,
212μm)でふるい、850〜212μmの粒度に分
級した。得られた不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(5)
の無加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均粒径を測
定した結果を表1に示した。また、得られた不定形破砕
状の吸水性樹脂粉末(5)の比表面積を測定したとこ
ろ、0.011m2 /gであった。
【0073】−比較例1− 参考例1で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(A)
をハンマーミル(ロストル:穴の径3mm)で粉砕した
後、得られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き8
50,212μm)でふるい、850〜212μmの粒
度に分級した。得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉
末(1)の無加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均
粒径を測定した結果を表1に示した。また、得られた不
定形破砕状比較吸水性樹脂粉末(1)の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真を図9に示した。 −比較例2− 参考例2で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(B)
をハンマーミル(ロストル:穴の径3mm)で粉砕した
後、得られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き8
50,212μm)でふるい、850〜212μmの粒
度に分級した。得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉
末(2)の無加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均
粒径を測定した結果を表1に示した。
【0074】−比較例3− 参考例3で得られた架橋重合体である吸水性樹脂(C)
をハンマーミル(ロストル:穴の径3mm)で粉砕した
後、得られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き8
50,212μm)でふるい、850〜212μmの粒
度に分級した。得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉
末(3)の無加圧下吸水倍率、可溶分量、嵩比重、平均
粒径を測定した結果を表1に示した。また、得られた不
定形破砕状比較吸水性樹脂粉末(3)の比表面積を測定
したところ、0.023m2 /gであった。
【0075】
【表1】 表1は、表面架橋前の物性比較を示している。吸水性樹
脂(A)を研磨する工程を含む実施例1(嵩比重0.8
3(g/ml))、実施例2(嵩比重0.77(g/m
l))は、研磨しない比較例1(嵩比重0.66(g/
ml))に比べて、可溶分量が減少している。なお、無
加圧下吸水倍率は1時間浸漬した後の値であるが、飽和
値は同等の46(g/g)であった。また、吸水性樹脂
(B)を研磨する工程を含む実施例3(嵩比重0.87
(g/ml))、実施例4(嵩比重0.73(g/m
l))は、研磨しない比較例2(嵩比重0.66(g/
ml))に比べて、可溶分量が減少している。なお、無
加圧下吸水倍率は1時間浸漬した後の値であるが、飽和
値は同等の53(g/g)であった。
【0076】また、吸水性樹脂(C)を研磨する工程を
含む実施例5(嵩比重0.87(g/ml))は、研磨
しない比較例3(嵩比重0.64(g/ml))に比べ
て、比表面積が約半分(0.023(m2 /g)が0.
011(m2 /g)に減少)となり、かつ、可溶分量も
減少している。 −実施例6− 実施例1で得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(1)
100重量部に、エチレングリコールジグリシジルエー
テル0.03重量部、プロピレングリコール1重量部、
水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる表面架
橋剤を混合した。上記混合物を185°Cで30分間加
熱処理して、不定形破砕状吸水性樹脂粉末(6)を得
た。得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(6)の無加
圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下通液量、固形
分、嵩比重を測定した結果を表2に示した。
【0077】−実施例7− 実施例2で得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(2)
100重量部に、エチレングリコールジグリシジルエー
テル0.03重量部、プロピレングリコール1重量部、
水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる表面架
橋剤を混合した。上記混合物を185°Cで30分間加
熱処理して、不定形破砕状吸水性樹脂粉末(7)を得
た。得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(7)の無加
圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下通液量、固形
分、嵩比重を測定した結果を表2に示した。
【0078】−実施例8− 実施例3で得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(3)
100重量部に、エチレングリコールジグリシジルエー
テル0.03重量部、プロピレングリコール1重量部、
水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる表面架
橋剤を混合した。上記混合物を185°Cで30分間加
熱処理して、不定形破砕状吸水性樹脂粉末(8)を得
た。得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(8)の無加
圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下通液量、固形
分、嵩比重を測定した結果を表2に示した。
【0079】−実施例9− 実施例4で得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(4)
100重量部に、エチレングリコールジグリシジルエー
テル0.03重量部、プロピレングリコール1重量部、
水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる表面架
橋剤を混合した。上記混合物を185°Cで30分間加
熱処理して、不定形破砕状吸水性樹脂粉末(9)を得
た。得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(9)の無加
圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下通液量、固形
分、嵩比重を測定した結果を表2に示した。
【0080】−実施例10− 実施例5で得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(5)
100重量部に、1,4−ブタンジオール1重量部、水
3重量部、2−プロパノール1重量部からなる表面架橋
剤を混合した。上記混合物を195°Cで25分間加熱
処理して、不定形破砕状吸水性樹脂粉末(10)を得
た。得られた不定形破砕状吸水性樹脂粉末(10)の無
加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下通液量、固形
分、嵩比重を測定した結果を表2に示した。 −比較例4− 比較例1で得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(1)100重量部に、エチレングリコールジグリシジ
ルエーテル0.03重量部、プロピレングリコール1重
量部、水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる
表面架橋剤を混合した。上記混合物を185°Cで30
分間加熱処理して、不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(4)を得た。得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉
末(4)の無加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下
通液量、固形分、嵩比重を測定した結果を表2に示し
た。
【0081】−比較例5− 比較例2で得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(2)100重量部に、エチレングリコールジグリシジ
ルエーテル0.03重量部、プロピレングリコール1重
量部、水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる
表面架橋剤を混合した。上記混合物を185°Cで30
分間加熱処理して、不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(5)を得た。得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉
末(5)の無加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下
通液量、固形分、嵩比重を測定した結果を表2に示し
た。
【0082】−比較例6− 比較例3で得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(3)100重量部に、1,4−ブタンジオール1重量
部、水3重量部、2−プロパノール1重量部からなる表
面架橋剤を混合した。上記混合物を195°Cで25分
間加熱処理して、不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(6)を得た。得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉
末(6)の無加圧下吸水倍率、加圧下吸水倍率、加圧下
通液量、固形分、嵩比重を測定した結果を表2に示し
た。
【0083】
【表2】 表2は、表面架橋後の物性比較を示している。吸水性樹
脂(A)を研磨する工程を含む実施例6(嵩比重0.8
3(g/ml))、実施例7(嵩比重0.77(g/m
l))は、研磨しない比較例4(嵩比重0.68(g/
ml))に比べて、加圧下通液量が2倍以上に向上して
いる。また、吸水性樹脂(B)を研磨する工程を含む実
施例8(嵩比重0.86(g/ml))、実施例9(嵩
比重0.75(g/ml))は、研磨しない比較例5
(嵩比重0.67(g/ml))に比べて、加圧下通液
量が約2倍に向上している。さらに、吸水性樹脂(C)
を研磨する工程を含む実施例10(嵩比重0.85(g
/ml))は、研磨しない比較例6(嵩比重0.64
(g/ml))に比べて、加圧下通液量が72(g)向
上している。
【0084】−比較例7− 比較例1で得られた不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末
(1)100重量部に、エチレングリコールジグリシジ
ルエーテル0.015重量部、プロピレングリコール
0.5重量部、水1.5重量部、2−プロパノール0.
45重量部からなる表面架橋剤を混合した。上記混合物
を180°Cで15分間加熱処理して、不定形破砕状比
較吸水性樹脂粉末(7)を得た。得られた不定形破砕状
比較吸水性樹脂粉末(7)の無加圧下吸水倍率、加圧下
吸水倍率、加圧下通液量、固形分、嵩比重を測定した。
特に、加圧下吸水倍率については、2種類の荷重(0.
3psiおよび0.7psi)を用いて測定した。な
お、0.3psi(2.07kPa)加圧下吸水倍率
は、前記測定方法において、荷重を0.7psi(4.
83kPa)から0.3psi(2.07kPa)に変
更することによって求めた。結果を表3に示した。
【0085】
【表3】 比較例7の不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末(7)(嵩
比重0.67(g/ml))は、0.3psi(2.0
7kPa)加圧下の吸水倍率は33(g/g)である
が、0.7psi(4.83kPa)加圧下の吸水倍率
が12(g/g)と低くなっており、実施例6と比較す
ると加圧下通液性が大きく減少していること(実施例
6:375(g)、比較例7:40(g))がわかっ
た。 −実施例11〜15、比較例8〜10− 実施例6〜10、比較例4〜6で得られた吸水性樹脂粉
末それぞれについて、機械的ダメージ試験を行った。結
果を表4に示した。
【0086】
【表4】 表4は、表面架橋後に機械的ダメージ試験を行ったもの
であるが、衝撃前の表2と比較して、嵩比重が0.74
(g/ml)以上である本発明の不定形破砕状吸水性樹
脂粉末(6)〜(10)は、機械的ダメージを与えて
も、ほとんど、あるいは、全く物性が低下しない。それ
に対して、嵩比重が0.74(g/ml)未満である本
発明の不定形破砕状比較吸水性樹脂粉末(4)〜(6)
は、機械的ダメージによって、加圧下吸水倍率や、加圧
下通液量が大きく低下する。本発明の不定形破砕状吸水
性樹脂粉末は、製造プロセスや、製造後の輸送や、吸収
性物品の製造時に物性低下の少ない優れたものである。
【0087】−実施例16、比較例11− 実施例6および比較例4で得られた吸水性樹脂粉末それ
ぞれについて、吸収体の吸収速度(コア・アクイジショ
ン)の測定、および、吸収性物品の性能評価(キューピ
ー人形テスト)を行った。これら測定あるいは評価の方
法は前述の通りである。結果を表5に示した。
【0088】
【表5】 表5は、吸収体、および、吸収性物品(オムツ)の性能
評価であるが、実施例6の不定形破砕状吸水性樹脂粉末
(6)を用いた吸収体は、比較例4の不定形破砕状比較
吸水性樹脂粉末(4)を用いた吸収体に比べて、特に2
回目、3回目の液吸収に要する秒数が半分以下になって
おり、吸収体の吸収速度が大きく向上している。また、
実施例6の不定形破砕状吸水性樹脂粉末(6)を用いた
吸収性物品(オムツ)は、比較例4の不定形破砕状比較
吸水性樹脂粉末(4)を用いた吸収性物品(オムツ)に
比べて、吸収性物品の総吸収量(g)も改善されてい
る。
【0089】−実施例17− 実施例6〜10の不定形破砕状吸水性樹脂粉末(6)〜
(10)について、色の評価を行ったところ、いずれの
吸水性樹脂粉末も、L値が85以上(約88)、a値が
±2の範囲内(約−0.6)、b値が0〜9の範囲内
(約6)であった。
【0090】
【発明の効果】本発明の吸水性樹脂粉末の製造方法によ
れば、吸水性は従来の高いレベルを保持したまま、通液
性が従来に比べて大きく向上し、かつ、機械的ダメージ
に強くなる。また、本発明の製造方法で得られる吸水性
樹脂粉末は、高吸水性を有し、かつ、嵩比重が高い、新
規な樹脂粉末である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の吸水性樹脂粉末の製造工程の代表例を
表す工程図。
【図2】本発明における粉砕後(研磨前)(A)および
研磨後(B)の樹脂粉末の形状を表すイメージ図。
【図3】加圧下吸水倍率の測定に用いる測定装置の概略
の断面図。
【図4】加圧下通液量の測定に用いる測定装置の概略の
断面図。
【図5】機械的ダメージ試験に用いるガラス製容器の側
面概略図(a)と平面概略図(b)。
【図6】機械的ダメージ試験に用いる分散機の概略図。
【図7】嵩比重の測定装置の概略図。
【図8】実施例1で得られた樹脂粉末の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真。
【図9】比較例1で得られた樹脂粉末の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
11 天秤 12 容器 12a 頂部開口部 12b 側面部開口部 13 外気吸入パイプ 13a 外気吸入パイプの下端面 14 導管 15 測定部 16 ガラスフィルタ 17 濾紙 18 支持円筒 19 金網 20 おもり 21 吸水性樹脂粉末 22 生理食塩水 31 タンク 32 ガラス管 33 0.69重量%塩化ナトリウム水溶液 34 コック付きL字管 35 コック 40 容器 41 セル 42 ステンレス製金網 43 ステンレス製金網 44 膨潤ゲル 45 ガラスフィルター 46 ピストン 47 ピストン中の穴 48 補集容器 49 上皿天秤 51 ガラス容器 52 分散機 53 上側クランプ 54 下側クランプ 61 ダンパー 62 漏斗 63 受器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08J 3/24 CER C08J 3/24 CERZ 5/04 CER 5/04 CER // A61F 13/53 A61F 5/44 H 13/49 C08L 101/14 5/44 A41B 13/02 D A61L 15/60 A61F 13/18 307A C08L 101/14 (72)発明者 三宅 浩司 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 (72)発明者 入江 好夫 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 (72)発明者 石崎 邦彦 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】嵩比重が0.74(g/ml)以上であ
    り、かつ、0.9重量%生理食塩水に対する0.7ps
    i(4.83kPa)加圧下の吸水倍率が20(g/
    g)以上である、不定形破砕状吸水性樹脂粉末。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の不定形破砕状吸水性樹脂
    粉末と繊維基材とを含んでなる、吸収体。
  3. 【請求項3】請求項2の吸収体からなる吸収層を含んで
    なる、吸収性物品。
  4. 【請求項4】請求項2の吸収体からなる吸収層を含んで
    なり、前記吸収体中の不定形破砕状吸水性樹脂粉末の割
    合が30重量%以上である、オムツである吸収性物品。
  5. 【請求項5】水溶液重合工程を経て吸水性の架橋重合体
    粒子を得る吸水性樹脂粉末の製造方法において、前記架
    橋重合体粒子を嵩比重が0.72(g/ml)以上に増
    大するまで研磨する工程を含むことを特徴とする、不定
    形破砕状吸水性樹脂粉末の製造方法。
  6. 【請求項6】粉砕により架橋重合体粒子を得る工程を含
    む場合において、前記粉砕を、前記研磨と同時に行う、
    請求項5に記載の不定形破砕状吸水性樹脂粉末の製造方
    法。
  7. 【請求項7】前記研磨を、架橋重合体粒子の比表面積が
    減少するような条件で行う、請求項5または6に記載の
    不定形破砕状吸水性樹脂粉末の製造方法。
  8. 【請求項8】前記研磨後に吸水性樹脂粉末の表面近傍を
    架橋させる工程を含む、請求項5から7までのいずれか
    に記載の不定形破砕状吸水性樹脂粉末の製造方法。
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