JPH10279822A

JPH10279822A - 消臭性吸水樹脂

Info

Publication number: JPH10279822A
Application number: JP10093697A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Hirukawa; 敏郎蛭川; Noriyuki Yamamoto; 則幸山本
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】人体に対する安全性に優れ、消臭性に優れた消
臭性吸水樹脂を提供する。【解決手段】HZr₂ (PO₄)₃ ・H₂ O、Na_1.12Cu_0.44 Zr
（PO₄）₂・H₂O 等の四価金属燐酸塩等の特定の消臭剤
を含有する消臭性吸水樹脂。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の消臭剤を含
有する消臭性吸水樹脂に関し、特に乳幼児や寝たきり老
人、病人などの排尿、排糞の処理に使用する紙おむつや
生理用ナプキン等の衛生材料に使用され、人体に長時間
接している際の、或いは使用後の排尿、排糞によるにお
いを消臭することができる吸水樹脂として有用である。

【０００２】

【従来の技術】近年、快適な生活に対する要求は急激に
高まってきている。その１つとして消臭の機能が非常に
注目されており、生理用品等に多用されている吸水樹脂
に消臭性を付与することが試みられている。通常、生理
用品は吸水樹脂を不織布等の間に挟み込んだ積層成型品
であり、吸水性に優れているが、尿のアンモニア臭や、
排泄物の硫化水素臭等の軽減が望まれている。消臭剤と
して活性炭やゼオライト等が古くから知られており、芳
香属第一級アミンを活性炭に添着させたものや、活性炭
のｐＨ調整をしたものなどが提案されている。また、鉄
化合物とアスコルビン酸を組み合わせたものや、アミノ
基やスルホン基を持つ高分子化合物も消臭剤として知ら
れている。しかし、これらは、人体に対する安全性が充
分確保されているとは言いがたいため、これらを吸水樹
脂に多量には含有させられなかったり、悪臭ガスに対す
る消臭性が充分でないため、得られる吸水樹脂は消臭性
が不充分であるという問題がある。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、人体に対
する安全性に優れ、消臭性に優れた消臭性吸水樹脂を提
供しようとするものである。

【０００４】

〔Ａは１価金属であり、Ｂは２価金属であり、Ｍは４価金属であり、ａ、ｂ、ｃ、ｅ及びｎは０又は正数であって、ｂとｃが共に０であることはなく、ｄ及びｆは正数であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは式（ａ＋ｂ＋２ｃ＋４ｄ＝２ｅ＋３ｆ）を満たす。〕

【０００５】

【０００６】（消臭剤イ）消臭剤イは、上記一般式
〔１〕で表される水に対して不溶性又は難溶性の４価金
属リン酸塩であり、水素を有する化合物である。この消
臭剤イは、トリメチルアミン、トリエチルアミン及びピ
リジン等のアミン類化合物並びにアンモニア等の塩基性
ガスに対して優れた消臭性を発揮するものである。上式
〔１〕におけるＭの好ましい具体例として、ジルコニウ
ム、チタン、スズ、セリウム、ハフニウム等があり、ジ
ルコニウム、チタンがより好ましい。好ましい消臭剤イ
におけるａ、ｂ、ｃ及びｄの各係数は以下の数である。ａ＝１、ｂ＝１、ｃ＝１、ｄ＝１ａ＝１、ｂ＝２、ｃ＝０、ｄ＝３ａ＝２、ｂ＝１、ｃ＝０、ｄ＝２

【０００７】ａ＝１、ｂ＝１、ｃ＝１、ｄ＝１で示され
る４価金属リン酸塩は、平均粒径が１μｍ以下の非晶質
微粒子として得やすい化合物であり、ａ＝１、ｂ＝２、
ｃ＝０、ｄ＝３で示される４価金属リン酸塩は、ナシコ
ン型結晶質化合物又は非晶質化合物であり、ａ＝２、ｂ
＝１、ｃ＝０、ｄ＝２で示される４価金属リン酸塩は、
１水塩であるα型結晶、無水塩であるβ型結晶及び２水
塩であるγ型結晶等の層状構造を有する結晶質化合物又
は非晶質化合物である。特に好ましい上式〔１〕で表さ
れる４価金属リン酸塩は、結晶の層間距離が最も大き
く、消臭速度が大きいことから、ａ＝２、ｂ＝１、ｃ＝
０、ｄ＝２の係数を有するγ型結晶である。

【０００８】消臭剤イの好ましい具体例として以下の化
合物がある。ＨＴｉＯ（ＰＯ₄）ＨＺｒＯ（ＰＯ₄）ＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃・Ｈ₂ＯＨＴｉ₂（ＰＯ₄）₃・Ｈ₂ＯＨＳｎ₂（ＰＯ₄）₃・３Ｈ₂ＯＨ₂Ｚｒ（ＰＯ₄）₂ Ｈ₂Ｔｉ（ＰＯ₄）₂・２Ｈ₂ＯＨ₂Ｓｎ（ＰＯ₄）₂・Ｈ₂Ｏ

【０００９】（消臭剤ロ）消臭剤ロは、上記一般式
〔２〕で表される水に対して不溶性又は難溶性の４価金
属リン酸塩であり、１価金属及び／又は２価金属を有す
る化合物である。この消臭剤ロは、硫化水素やメチルメ
ルカプタン等の含硫黄系ガスや、酢酸、吉草酸、酪酸等
の低級脂肪酸に対して優れた消臭性を発揮するものであ
る。上式〔２〕におけるＭの好ましい具体例として、ジ
ルコニウム、チタン、スズ、セリウム、ハフニウム等が
あり、ジルコニウム、チタンがより好ましい。消臭剤ロ
における１価又は２価の金属の好ましい具体例として、
リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅、
鉄、亜鉛、ニッケル、マンガン及びコバルト等がある。
これらの中でも、ナトリウム、カリウム、銅、亜鉛及び
マンガンが好ましい。好ましい消臭剤ロにおけるａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆの各係数は以下の式を満たす数で
ある（但し、ａ，ｂ及びｃは０であっても良く、ｂとｃ
が共に０であることはない）。ａ＋ｂ＋ｃ＝１、ｄ＝１、ｅ＝１、ｆ＝１ａ＋ｂ＋ｃ＝１、ｄ＝２、ｅ＝０、ｆ＝３ａ＋ｂ＋ｃ＝２、ｄ＝１、ｅ＝０、ｆ＝２上式〔２〕で表される４価金属リン酸塩は、上式〔１〕
で表される化合物の水素の一部又は全部を、１価又は２
価の金属で置換した構造を有する化合物であり、特に好
ましいものは、式（ａ＋ｂ＋ｃ＝２、ｄ＝１、ｅ＝０、
ｆ＝２）を満たす係数（但し、ａ，ｂ及びｃは０であっ
ても良く、ｂとｃが共に０であることはない）を有する
γ型の層状構造を有する結晶質化合物である。

【００１０】上式〔１〕で表される４価金属リン酸塩は
陽イオン交換性を有しているので、消臭剤ロは、上式
〔１〕における水素とのイオン交換により、１価金属及
び／又は２価金属を上式〔１〕で表される４価金属リン
酸塩に容易に担持させることができ、具体的には上式
〔１〕で表される４価金属リン酸塩を、１価金属及び／
又は２価金属の塩または水酸化物を含有する水溶液と接
触させることにより容易に担持させることができる。２
種以上の金属を担持させる場合、２種以上の金属を含有
する水溶液を用いて一度のイオン交換により担持させて
も、或いは複数回のイオン交換により担持させてもかま
わない。尚、１価金属と２価金属を担持させる場合、最
初に１価金属を担持させた後に２価金属を担持させる
と、イオン交換を効率的に行うことができる。１価金属
及び／又は２価金属の担持量は、上式〔１〕で表される
４価金属リン酸塩のイオン交換容量内であれば、最大１
００％まで所望により自由に制御することができるが、
含硫黄系ガスや、低級脂肪酸等に対して十分な消臭性を
発揮させるためには、上記金属の担持量を、イオン交換
容量の２５％（αリン酸ジルコニウムの場合、１．６ミ
リグラム当量／ｇ）以上、より好ましくは５０％（αリ
ン酸ジルコニウムの場合、３．２ミリグラム当量／ｇ）
以上とするのが良い。一方、水素イオンを有する消臭剤
ロは塩基性ガスに対する消臭性を有しているので、含硫
黄系ガスや低級脂肪酸等と共に塩基性ガスを同時に消臭
することを希望する場合、金属担持量をイオン交換容量
の１００％未満の範囲で適宜調整することもできる。

【００１１】消臭剤イと消臭剤ロは、紫外線を照射する
ことにより悪臭ガス、特にアンモニアガス、脂肪族アミ
ンガス等の塩基性悪臭ガスに対する消臭能を再生する機
能を有している。即ち、消臭能がなくなるまで消臭剤を
一旦使用した後に、紫外線を照射して、消臭剤を再利用
したり、或いは紫外線の照射下で消臭を行うことによ
り、消臭剤の寿命を延長させることができる。紫外線照
射による消臭能の再生機能は、消臭剤ロよりも消臭剤イ
において強く発揮できる。これは、消臭剤イと消臭剤ロ
は光触媒機能を有しており、この光触媒機能を消臭剤イ
において消臭剤ロより強く発揮できるためと推定され
る。紫外線は太陽光や蛍光灯の光にも含まれているた
め、これらの光でも当然再生できる。

【００１２】本発明おける消臭剤は、いずれも通常粉体
状で得られ、好ましい平均粒径は０．０１〜２０μｍで
あり、より好ましくは０．０１〜１０μであり、さらに
好ましくは０．０１〜５μｍである。平均粒径が０．０
１μｍ未満では再凝集しやすく取扱いが困難であるとい
った問題があり好ましくない。また、２０μｍより大き
いと、均一に樹脂に分散させにくかったり、吸水樹脂の
表面に付着させ難い等の問題があり好ましくない。

【００１３】○吸水樹脂本発明における吸水樹脂に制限はなく、重合体中に結晶
構造あるいは架橋構造を有することにによって、水と接
した際に速やかにこれを吸収し、膨潤する能力のある重
合体からなるものであればよく、好ましい具体例として
ポリ（メタ）アクリル酸塩、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレンオキシド、ポリスルフォン酸塩、ポリ（メ
タ）アクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ビ
ニルアルコール／アクリル酸塩共重合体、アクリル酸塩
／アクリルアミド共重合体を主成分とする合成高分子化
合物、寒天、コンニャクマンナン、アルギン酸塩、カラ
ギン等の天然高分子に上記合成高分子化合物がグラフト
されているもの等がある。吸水樹脂は２種類以上の混合
物であっても差し支えない。吸水樹脂における消臭剤の
好ましい添加量は、効果と経済性の面から、吸水樹脂１
００重量部（以下、単に部と略す）当たり０．０００１
〜５部であり、より好ましくは０．０５〜２部である。
消臭剤の添加量が０．０００１部より少ないと消臭性効
果が十分に発揮されず、また、５部より多くしても添加
の割合に応じた効果の向上は認められず、経済的に問題
がある上に、吸水樹脂の吸水速度やさらっとした使用感
等の点で吸水樹脂本来の特性が損なわれる恐れがある。

【００１４】吸水樹脂に消臭剤を添加する方法として、
圧力で接合する方法、バインダーを使用して接着する方
法、単に混合する方法等があり、いずれの場合も十分な
消臭性を発揮できるが、経済性、作業性、効果の速効性
等を考慮すれば、以下のように吸水樹脂の表面処理段階
において添加することが好ましい。

【００１５】即ち、吸水樹脂粉末に少量の水を添加し
（あらかじめ３％以上の水を含有している樹脂をそのま
ま使用することも可能である）、樹脂表面の付着性を良
くしたうえで、適量の本発明の消臭剤及び必要に応じた
他の添加剤を加え良く攪拌する。この際、攪拌と同時又
は攪拌後に加熱乾燥することも可能である。

【００１６】又、吸水樹脂粉末に消臭剤を添加する際、
多官能性架橋剤及び必要に応じて他の添加剤を加えて、
攪拌しながら加熱することができる。好ましい多官能性
架橋剤は、吸水樹脂中のカルボン酸基、水酸基、スルホ
ン酸基、アミノ基等と反応し得る２個以上の官能基を有
する化合物であり、好ましい具体例として、ジグリシジ
ルエーテル系化合物、多価金属塩、ハロエポキシ化合
物、アルデヒド系化合物、イソシアネート系化合物等が
ある。

【００１７】○用途本発明の消臭性吸水樹脂は、不織布等の間に消臭剤を挟
み込んで紙おむつや生理用品などの衛生用品に用いるこ
とができる。その他、氷枕用畜冷剤、食品用水分補給シ
ート、生鮮肉類用吸水シート等、吸水樹脂の吸水性又は
保水性を利用する、従来より知られた吸水樹脂の利用分
野で有用である。

【００１８】

【実施例及び比較例】以下に、本発明を実施例及び比較
例を用いて具体的に説明する。（実施例１〜１０及び比較例１〜４）本発明における特
定の消臭剤を所定の重量比で配合した各種の消臭剤
［Ａ］〜［Ｊ］（下記表１。表中における混合比は重量
比である）、又は比較のための従来の消臭剤［ａ］〜
［ｄ］（下記表２）を、以下のようにして吸水樹脂に添
加した。即ち、蒸留水に対する吸水能が約３００倍であ
るアクリル酸ナトリウム系吸水樹脂粉末１００部に、２
０部の水を添加し、良く攪拌しながら消臭剤［Ａ］〜
［Ｊ］叉は消臭剤［ａ］〜［ｄ］から選んだ消臭剤一種
を１部加えた。その後１２０℃で約２時間乾燥して本発
明の消臭性吸水樹脂を得た（下記表３，５）。なお、上
記で得た各樹脂の吸水能を調べた結果、約３００倍であ
り、全く吸水能の低下は認められず、吸水樹脂の経時的
な変色も見られなかった。

【００１９】（実施例１１〜２０及び比較例５〜８）消
臭剤と共に架橋剤としてポリエチレングリコールジグリ
シジエーテル系化合物を０．５重量部を加えた以外は実
施例１〜１０と同様にして、本発明の消臭性吸水樹脂を
得た（下記表４，５）。なお、上記で得た各樹脂の吸水
能を調べた結果、約３００倍であり、全く吸水能の低下
は認められず、吸水樹脂の経時的な変色も見られなかっ
た。

【００２０】（消臭性試験）実施例及び比較例で得た各
試料について、下記表６に示した３種の各ガスに対する
消臭性を以下のようにして評価した。即ち、試料をテド
ラーバッグ（１リットル）に入れ密封し、ついでガスを注入
し、ガスを注入し終えた時から２４時間後に、テドラー
バッグ中のガス濃度を検知管（ガステック株式会社製）
又はガスクロマトグラフィー（島津製作所株式会社製）
により測定した。尚、テドラーバッグにガスを注入した
時のガス初期濃度は下記表５の通りである。但し、ガス
発生源が液体である場合、約２時間放置して完全にガス
化した後に試料をガスと接触させた。ガス濃度の測定方
法は、ガスの種類によって適宜選択し、硫黄系悪臭ガス
はガスクロマトグラフィーを用い、その他のガスについ
ては、検知管を用いた。尚、測定機器の制限から、100p
pmを越える高濃度の場合は、測定可能な濃度に適宜希釈
してガスクロマトグラフィーを行い、得られた測定値を
希釈倍率に従って原濃度に換算した。上記のようにして
得られた消臭性試験の結果を下記表７〜表９に示した
（表中にＮＤとあるのは検出限界以下であることを示
す）。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】＊）クラレ株式会社製商品名：クラレコー
ル３ＧＣ- Ｈ

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】

【表５】

【００２７】

【表６】

【００２８】

【表７】

【００２９】

【表８】

【００３０】

【表９】

【００３１】上記表７の実施例1 〜3 及び上記表８の実
施例11〜13の結果から、消臭剤イを含有する吸水樹脂は
アンモニア等の塩基性ガスに対する消臭性が優れている
ことがわかる。上記表７の実施例4 〜6 及び上記表８の
実施例14〜16の結果から、消臭剤ロを含有する吸水樹脂
は、硫化水素、メチルメルカプタン等の含硫黄系ガスに
対する消臭性が特に優れており、アンモニア等の塩基性
ガスに対しても優れた消臭性を有していることがわか
る。上記表７の実施例7 〜10及び上記表８の実施例17〜
20の結果から、消臭剤イと消臭剤ロを含有する吸水樹脂
は塩基性ガス及び含硫黄系ガスに対する消臭性が優れて
いることがわかる。

【００３２】尚、上記各実施例において、吸水樹脂粉末
に消臭剤を添加した後、吸水樹脂１００部当たり８０部
の水を添加した以外は同様にして予め吸水させた消臭性
吸水樹脂を調製し、上記の消臭性試験を行った所、それ
らの試験結果は上記の表７、表８に示したものと殆ど同
じであった。

【００３３】実施例１で得た試料を多量のアンモニアガ
スを充填した容器中に放置して、一旦消臭性をなくした
後に、試料に殺菌灯で紫外線を８日間照射して、上記の
試験方法と同様にしてアンモニアガスに対する消臭性試
験を行った所、上記表６の実施例１と同様に優れた消臭
性を発揮した。

【００３４】

【発明の効果】本発明の消臭性吸水樹脂は、水に対して
不溶性又は難溶性であり、人体に対する安全性に優れた
消臭剤を含有するものであり、本発明の消臭性吸水樹脂
は、優れた消臭性を有する。即ち、消臭剤イを含有する
吸水樹脂は、塩基性ガスに対する消臭性に優れ、消臭剤
ロを含有する吸水樹脂は、含硫黄系ガスや低級脂肪酸ガ
スに対する消臭性に優れている。又、消臭剤イと消臭剤
ロは、紫外線の照射により塩基性ガスに対する消臭性を
再生させることができる。本発明の消臭性吸水樹脂は、
乳幼児や寝たきり老人、病人などの排尿の処理に使用す
る紙おむつや生理用ナプキン等の衛生材料に使用され、
人体に長時間接触している際の、あるいは使用後の悪臭
を抑えることができるという優れた効果を有している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式〔１〕で示される水に対して不
溶性又は難溶性の４価金属リン酸塩を含有することを特
徴とする消臭性吸水樹脂。Ｈ_aＭ_bＯ_c（ＰＯ₄）_d・ｎＨ₂Ｏ〔１〕〔Ｍは４価金属であり、ａ、ｂ、ｃ及びｄは式（ａ＋４
ｂ＝２ｃ＋３ｄ）を満たす正数であり（但し、ｃは０で
あっても良い）、ｎは０又は正数である。〕
【請求項２】下記一般式〔２〕で示される水に対して不
溶性又は難溶性の４価金属リン酸塩を含有することを特
徴とする消臭性吸水樹脂。Ｈ_aＡ_bＢ_cＭ_dＯ_e（ＰＯ₄）_f・ｎＨ₂Ｏ〔２〕〔Ａは１価金属であり、Ｂは２価金属であり、Ｍは４価
金属であり、ａ、ｂ、ｃ、ｅ及びｎは０又は正数であっ
て、ｂとｃが共に０であることはなく、ｄ及びｆは正数
であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは式（ａ＋ｂ＋２ｃ
＋４ｄ＝２ｅ＋３ｆ）を満たす。〕