JPH02155952A - 混合型粒状高吸水性ポリマーとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粒状高吸水性ポリマーの粒子自体の内部に、
より小型の金属粒の内蔵された混合型粒状高吸水性ポリ
マーとその製造方法に係る。

［従来の技術］ 今日、高吸水性ポリマーの最も多く使用されている用途
は、生理用品、子供用紙おむつを中心とする衛生材分野
である。中でも主要途である紙おむつの製造工程を簡東
に説明すると、先ず、パルプ短繊維を、走行する長尺状
のティッシュペーパー上に３１！統的に落として帯状の
フラノを作り、その上に粒状高吸水性ポリマーを上記フ
ラノ上に連続的に撒き、その上にまたフラノをのせて、
粒状高吸水性ポリマーの層状に内蔵された長尺のそして
比較的厚い（約２０■）フラノを作るのである。この平
面図を第２図に示す、これをまた１個々の紙おむつに適
応すべく、一定の長さにカットしく第３図）、いわゆる
粒状高吸水性ポリマーの内蔵されたフラノの吸水帯即ち
バッドＰを作り、これを次工程において、長尺のプラス
チックフィルム及びティッシュペーパー、不織布などの
間に一枚ずつ一定間隔を置いて送り込んで挾み込み、即
ちサンドウィッチしく第４図）、最後にそれらの一定間
隔の中間部をカットして（第５図）、個々の紙おむつを
作るのである。

［解決しようとする問題点］ 上記従来の紙おむつの製造方法において、一つの問題点
があった。それは１粒状高吸水性ポリマーが、一つの紙
おむつのバッドＰの中に、必要とする量が然るべき位置
（第５図ＩＩ　Ａ”部）に、きちんと収まっているのか
どうか、即座に検出する方法がなかった事である。それ
が為。

従来は上述のように、必要以上の広範囲に分散していた
のである。また、従来パッドＰの中の高吸水性ポリマー
の量をチエツクする方法としては、製品となった紙おむ
つをこわして中からバッドＰを取り出し、水に膨潤させ
て溶は出すＮａイオンからナトリウム滴定法により算出
して求めるという方法もあるが、時間がかかる上に製品
を破壊しなければ検査ができない事から、多数のサンプ
ルを取ることができなかったのである。（Ｎａイオンか
らポリマーの量を求められるのは、高吸水性ポリマーに
アクリル酸ソーダが含まれている場合である。）つまり
１粒状高吸水性ポリマーは、必要とする個所にだけ間欠
的に分散されていれば良いのにもかかわらず、それらの
検出方法がないためにバッドＰの全長に亘って連続的に
撒布し、内蔵しているのが実状であった。

即ち、連続的な撒布により、多大な粒状高吸水性ポリマ
ーが浪費されてきたのである。

よって、上述の如〈従来の適当な大きさのパッドＰ上の
必要なる小部分即ち”Ａ”部（第５図上仮想線）のみに
粒状高吸水性ポリマーを内蔵させることが望ましく、業
界各社では競ってその改善が試みられてきた。その−例
をあげると、長尺のフラノ上に１粒状高吸水性ポリマー
を必要とする小部分Ａ″部の長さをもって、間欠的に撒
布することであった。その場合、定尺（第５図上のｎ）
であるバッドＰの端部よりの必要なる内方への距１ｍ　
ｎ　＊の位置に粒状高吸水性ポリマーは撒布、即ち存在
（”Ａ”部の一端）させなければならない、逆にいうと
、間欠的に撒布された場所（”Ａ”部）の一端（１）の
位置を検出して、必要とするある一定距離（Ｑ、）の部
をカットするか、若しくはカット位置を基準として、撒
布位′１１１（ｔ’）を決定すれば良いのである。とこ
ろが、厚いフラノ（約２０■）の中にバラ撒かれている
粒状高吸水性ポリマー等は、それらを包んでいるカサ（
約７００ｏｃ）の比較的大きいフラノに比べると極めて
少なく（約６ｇ）、従って高吸水性ポリマーによってフ
ラノの厚みの増加は外部からはキャッチされ難いのであ
る。さりとて１粒状高吸水性ポリマーを電気的に又は磁
気的に検知することもできなかった。

以上の理由により、フラノ上への粒状高吸水性ポリマー
の間欠的撒布は実用化されなかったのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、粒状高吸水性ポリマーの分散位置を。

外部より電気的又は磁気的に感知することの可能なる粒
状高吸水性ポリマーを提供することである。

即ち１粒状高吸水性ポリマー粒子の内部に、より小型の
金属粒を内蔵せしめた混合型粒状高吸水性ポリマー（第
１図参照）を造粒することである。

本発明の要旨は１粒状高吸水性ポリマーの製造過程にお
いて、金属粒をモノマー溶液内に添加分散させ１重合。

架橋の終わった時点で、形成された高吸水性ポリマー粒
子の内部に、金属粒を内蔵せしめることである。

金属粒を添加する理由は、前述の如く金属探知器等の検
出器の使用により、金属粒の内蔵されている粒状高吸水
性ポリマーがバッドのどの部分に、どの位分散している
かを検知するためである。その場合の金属粒の大きさを
検討してみる。一般に市販されている入手し易い金属探
知器によると、その検出能力は鉄粒後最少０．７５ｍφ
である。

これを基礎として計算すると、 鉄粒径０．７５ｍの重量Ｗ＝１．７３５■・・・・・・
・・・・・・（１）（１）を１００−上に１個等間隔に
分散すると、各鉄粒間隔は約１０■となる。・・・・・
・・−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（２）また、（１）を１００−に４個等間隔に分
散すると、各鉄粒間隔は約５膿となる。・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）なお
、粒状高吸水性ポリマーの内蔵されている面積。

即ち同ポリマーの撒布される面積（第５図上”Ａ”部）
は１００■Ｘ３５０−＝３５０００−・・・・・・（４
）（４）の面積に撒布される鉄粒の数及びそれらの重さ
は。

（２）の場合は３５０００Ｘ１／１００ＸＩ＝３５０個
・・・（５） 重量は１．７３５Ｘ３５０＝０．６ｇ　・・・（６）（
３）の場合は３５０００Ｘｌ／１ｏＯＸ４＝１４００個
・・・（７） 重量は１．７３５Ｘ１４００＝２．４ｇ・・・・・・（
８）上述の如く、分散された鉄粒の数によって分散間隔
は決められ、それは検出されるべき混合型粒状高吸水性
ボリマーの存在位置の精度を決めることになるのである
。

他方１粒状高吸水性ポリマーの上記面積”Ａ”部（約３
５０００ｊ）に対する撒布量は約６ｇであるから。

これらの上記鉄粒との重量比は６　：　０．６　ｇ〜２
．４、約して１　：　０．１〜０．４となる。

しかし、上記比率は一般の金属探知器を使用した場合の
例であり、より高感度の金属探知器を用いた場合には。

上記の数倍の高感度が得られるといわれている。より小
径のもの即ちより重量の小なるものが検出できるのであ
る。今仮に高感度の倍率を３倍とすると、上述の粒状高
吸水性ポリマーと鉄粒との混合比は１：０．０３〜０．
４となる。

次に本発明の製造方法について説明する。高吸水性ポリ
マーの合成法については数多くの方法があり、例えば組
成側にみると、デンプン−７クリロニトリル系、ポリア
クリル酸系、デンプン−アクリル酸系、架橋ポバール系
等がある。また、これらの方法には３次元構造を生成さ
せる過程がある。これらの架橋方法側にみても、グラフ
ト重合、架橋剤の共重合、水溶性高分子の３次元化反応
、自己架橋重合、電子線・放射線の照射等がある。

ここでは例として架橋ポリアクリル酸ソーダについて述
べる０重合法には、逆相懸濁重合法と静置水溶液重合法
とがあり、逆相懸濁重合法が製法の主流となっている。

以下その実験に試みた方法を簡単に説明する。

〈逆相懸濁重合法〉 水溶性のビニルモノマーの水溶液を、親油性界面活性剤
を用いて、油相中で分散懸濁させて、水溶性の重合開始
剤を用いて油中水型重合させる。

〈静置水溶液重合法〉 重合装置として、例えば７ｃｍＸ７０ｍＸＩＯ（１１程
度の容器を水槽中に並列に並べて、冷却水により重合熱
を排除できるようにする。これに４０％程度のアクリル
酸水溶液の苛性ソーダで中和したものを入れ、過酸化物
と還元剤とからなるレドックス系の重合開始剤で重合す
る。

アクリル酸水溶液に含まれている溶存酸素は、重合度を
上げにくくするので、窒素ガスを小気泡状に該水溶液中
にｂｕｂｂｌｅさせて溶存酸素計で１ρＰ−以下になる
まで除去する６重合は常温で一夜間放置する。

これら製造過程において金属粒を添加分散させて、金属
粒を内蔵せしめた粒状高吸水性ポリマーを造粒すること
が、本発明の主旨である。

次に、特開昭６０−１８６５０６号を応用した金属粒を
内蔵した混合型粒状高吸水性ポリマーのＶ具体的実験例
を示す。

実験例 撹拌機、還流冷却器、滴下ろ斗及び窒素ガス導入管を付
した５００ｄの４つロフラスコにシクロヘキサン２３０
−、エチルセルロースＮ−２００１，８６ｇ（分散剤）
を仕込み７５℃まで昇温した。別に三角フラスコ中でア
クリル酸３０−を水３９ｇに溶解した苛性ソーダ１３．
４ｇで中和した。モノマー水溶液中のモノマー濃度は４
５％（水分量５５％）となった、ついで過硫酸カリウム
０．１ｇ（水溶性ラジカル重合開始剤）を加えて溶解し
た。この七ツマー水溶液を上記の４つロフラスコに窒素
雰囲気下に１．５時間かけて滴下重合した後７０〜７５
℃で０．５時間保持し重合を完了させた。この後、共沸
脱水（シクロヘキサンは還流）によりシクロヘキサン中
に懸濁しているポリマー中の水分量を２０％にコントロ
ールした。この後、０．０５ｍφの鉄粉２．１１ｇを添
加した０次にエチレングリコールジグリシジルエーテル
０．０３ｇ　（架橋剤）を水１−に溶解した水溶液を７
３℃で添加し、この温度に２時間保持した後シクロヘキ
サンを除去し、ポリマーを８０〜１００℃で減圧下に乾
燥させた。

結果二粒径１００〜３５０μｍの鉄粉内蔵型の高吸水性
ポリマーを得た。

上記の例においては、金属粒（鉄粉）を架橋剤の添加時
期と同時期に添加したが、重合前の七ツマー水溶液の時
点で添加分散しても良い。

上記の実験例の他にも種々の粒状高吸水性ポリマーの合
成法があるが、何れも七ツマー溶液中、あるいは重合開
始剤の添加と同時期、あるいは架橋剤の添加と同時期に
生成する粒状高吸水性ポリマーよりも小型の金属粒を添
加分散し、重合あるいは架橋反応を行なわせしめれば良
いのである。

この方法により、粒状高吸水性ポリマー粒子の内部に。

に、より小型の金属粒の内蔵された形状の混合型粒状高
吸水性ポリマーが得られるのである。

なお、この時金属粒は、ポリマーの中に包まれているの
で１発錆が防止される。

また、逆相懸濁重合法等のように有機溶媒を使用するも
のについては、その有機溶媒にハロゲン化アルキルの系
を用いると、金属と二元的に分解し、レドックス開始剤
となるため、従来の開始剤の代用にもなり得るのである
。

上記金属粒の材質としては、鉄が最適である。理由はコ
スト安であると共に、磁性体であるため、比較的安価な
磁気検出器が使用できるからである。

また１粒状高吸水性ポリマー（粒径１００〜３５０μφ
）は、製法によって、顆粒状（長さ１５０〜３００μ）
又は砕片状（５０〜２００メツシユ）、粉末状（粒径１
０〜８０μφ）があり、何れも使用できるが、添加分散
させる金属粒の粒径はポリマーよりも小であることが必
要なことから、高吸水性ポリマーの粒径は大きい方が望
ましい。

なお、上述の記載においては１紙おむつを対象として説
明してきたが、同一構成より成る生理用ナプキン等に対
しても、本発明の混合型粒状高吸水性ポリマーは適用す
ることができる。

［発明の効果］ 本発明による混合型粒状高吸水性ポリマーを紙おむつ内
の吸水ｆ（パッド）内の必要とする小部分（第５図”Ａ
”部）に限定内蔵させることによって、該紙おむつの製
造工程において、該ポリマーの分散位置を検出すｂこと
ができ、！１品の非破壊検査が行なえることから、不良
品を未然に防止し、生産効率の向上及び品質の向上が行
なえる。また、高吸水性ポリマーの間欠撒布も可能とな
ることから、高価な高吸水性ポリマーを削減することが
でき。

コストダウンに大いに寄与することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒状高吸水性ポリマー粒子の内部に金
属粒の内蔵された状態の拡大説明図　　第２図は従来の
紙おむつ内の吸水帯即ち粒状高吸水性ポリマーの撒布さ
れた帯状フラノの平面図　　第３図は上記帯状フラノを
一定の長さに切断したパッドの平面図　　第４図は上記
パッドを１個ずつ長尺のプラスチックフィルムと不織布
等の間に一定間隔をおいてサンドウィッチしたものの平
面図　　第５図は上記の長尺物を一定の長さにカットし
１個々の紙おむつとしたものの平面図主要な符号の説明 ′″Δ″・・・・・粒状高吸水性ポリマーの必要とする
範囲、ＦＰ・・−・・・粒状高吸水性ポリマーの連続的
に撒布され内蔵された帯状のフラノ、　　ト・・・・・
必要とするパッドの長さ、　　　　Ｑ□・・・・・・上
記”Ａ”部の長さ、　　　６・・・・・・パッドの端部
より上記”Ａ”部の端部までの距離、　　　Ｑ３・・・
・・・紙おむつの端部より上記″Ａ”部の端部までの距
離。 ｔ・・・・・・上記”Ａ”部の端部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒状高吸水性ポリマー粒子の内部に、より小型の金
   属粒の内蔵されていることを特徴とする混合型粒状高吸
   水性ポリマー。 ２、金属粒が、鉄粒又は磁性体粒である特許請求の範囲
   第１項記載の混合型粒状高吸水性ポリマー。 ３、粒状高吸水性ポリマーが、顆粒状高吸水性ポリマー
   である特許請求の範囲第１項記載の混合型粒状高吸水性
   ポリマー。 ４、粒状高吸水性ポリマーが、砕片状高吸水性ポリマー
   である特許請求の範囲第１項記載の混合型粒状高吸水性
   ポリマー。 ５、粒状高吸水性ポリマーが、粉末状高吸水性ポリマー
   である特許請求の範囲第１項記載の混合型粒状高吸水性
   ポリマー。 ６、粒状高吸水性ポリマーの製造過程において、重合に
   より形成されるべき形態のポリマーよりも小型の金属粒
   をモノマー溶液の中に添加分散させて、重合あるいは架
   橋させることにより、上記金属粒をポリマー粒子中に内
   蔵させることを特徴とする混合型粒状高吸水性ポリマー
   の製造方法。 ７、金属粒の添加時期が、重合開始剤の添加と同時期で
   ある特許請求の範囲第６項記載の混合型粒状高吸水性ポ
   リマーの製造方法。 ８、金属粒の添加時期が、架橋剤の添加と同時期である
   特許請求の範囲第６項記載の混合型粒状高吸水性ポリマ
   ーの製造方法。