JPH1143508A - 吸水性樹脂および製造方法 - Google Patents
吸水性樹脂および製造方法Info
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- JPH1143508A JPH1143508A JP9203113A JP20311397A JPH1143508A JP H1143508 A JPH1143508 A JP H1143508A JP 9203113 A JP9203113 A JP 9203113A JP 20311397 A JP20311397 A JP 20311397A JP H1143508 A JPH1143508 A JP H1143508A
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Abstract
い吸水倍率を示し、かつその粒子径に起因する大きい吸
水速度を有し、紙おむつや生理用ナプキン、失禁パッド
等の衛生材料に好適に用いられる吸水性樹脂及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 平均粒子径が50〜200μmの範囲に
あり、荷重下吸水倍率が少なくとも35g/gである吸
水性樹脂。前記吸水性樹脂は、例えば、吸水性樹脂粒子
と該吸水性樹脂の有する官能基と反応し得る基を少なく
とも二つ有する架橋剤とを混合する工程と、該吸水性樹
脂粒子と該架橋剤との混合物と水性液とを混合する工程
を含んでなる吸水性樹脂の製造方法により得られる。
Description
その製造方法に関するものである。更に詳しくは、小さ
い粒子径ながら荷重下において非常に高い吸水倍率を示
し、かつその粒子径に起因する大きい吸水速度を有し、
紙おむつや生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料に
好適に用いられる吸水性樹脂およびその製造方法に関す
るものである。
収する吸水性樹脂が開発され、生理用品や紙おむつ等の
衛生材料分野をはじめとして農園芸用分野、鮮度保持等
の食品分野、結露防止や保冷材等の産業分野等、吸水や
保水を必要とする用途に種々の吸水性樹脂が使用されて
きている。
デンプン−アクリルニトリルグラフト重合体の加水分解
物(特公昭49−43395号)、デンプン−アクリル
酸グラフト重合体の中和物(特開昭51−125468
号)、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン
化物(特開昭52−14689号)、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
(特公昭53−15959号)、またはこれらの架橋
体、逆相懸濁重合によって得られた自己架橋型ポリアク
リル酸ナトリウム(特開昭53−46389号)、ポリ
アクリル酸部分中和物架橋体(特開昭55−84304
号)等が知られている。
求される性能は異なるが、衛生材料向けの吸水性樹脂に
望まれる特性としては、水性液体に接した際の、高い加
圧下の吸収倍率、速い吸収速度、大きい通液性等が挙げ
られる。しかしながら、これらの特性間の関係を必ずし
も、正の相関を示さず、同時にこれらの特性を改良する
ことは困難であった。
水性樹脂粒子の表面近傍を架橋する方法が提案されてい
る。こうした方法で荷重下吸水倍率は向上するものの、
吸水速度は低いものであった。
させるため、吸水性樹脂の粒子径を小さくすると、吸水
性樹脂は迅速に膨潤する傾向にあるが、膨潤したゲルは
ママコやゲルブロッキングを生成し、吸水速度はかえっ
て遅くなってしまった。また、膨潤ゲルが液透過性の著
しく低下したゲルマスを形成してしまうことがあった。
目的は、吸水性樹脂およびその製造方法を提供すること
にある。
荷重下において非常に高い吸水倍率を示し、かつその粒
子径に起因する大きい吸水速度を有し、紙おむつや生理
用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料に好適に用いられ
る吸水性樹脂及びその製造方法に関するものである。
〜(6)により達成される。
範囲にあり、荷重下吸水倍率が少なくとも35g/gで
ある吸水性樹脂。
有する官能基と反応し得る基を少なくとも二つ有する表
面架橋剤または該架橋剤と有機溶媒との混合溶液とを混
合する工程と、該吸水性樹脂粒子と該表面架橋剤との混
合物と水性液とを混合する工程を含んでなる吸水性樹脂
の製造方法。
の開口部を持つ米国標準70メッシュ篩を通過し、45
μmの開口部を持つ米国標準325メッシュ篩に捕捉さ
れる大きさである前記(2)に記載の吸水性樹脂の製造
方法。
前記(2)または(3)に記載の吸水性樹脂の製造方
法。
少なくとも2種以上の表面架橋剤を含んでなる前記
(2)〜(4)のいずれか一つに記載の吸水性樹脂の製
造方法。
機溶媒との混合溶媒である前記(2)〜(5)のいずれ
か一つに記載の吸水性樹脂の製造方法。
00μmの範囲にあり、荷重下吸水倍率が少なくとも3
5g/gである吸水性樹脂を提供する。こうした吸水性
樹脂は、例えば、吸水性樹脂粒子と該吸水性樹脂の有す
る官能基と反応し得る基を少なくとも二つ有する架橋剤
とを混合した後、該吸水性樹脂粒子と該架橋剤との混合
物と水性液とを混合し、次いで該吸水性樹脂と該架橋剤
とを反応させることにより得られる。
子としては、水中において多量の水を吸収してヒドロゲ
ルを形成するものであり、カルボキシル基を有している
ことが必要である。このような吸水性樹脂粒子として
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
解物またはこれらの架橋体、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−無水マ
レイン酸共重合体等を挙げることができる。
和カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、無水マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イ
タコン酸、β―ヒドロキシアクリル酸、β―アクリルオ
キシプロピオン酸およびこれらの中和物から選ばれる少
なくとも1種を必須に含む単量体成分を重合させること
により得られる。好ましい単量体成分は、アクリル酸、
メタクリル酸およびこれらの中和物である。
子は、必要により他の単量体を上記不飽和カルボン酸に
併用して用い重合させてもよい。具体的には、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、2−(メタ)アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン
酸、スチレンスルホン酸等のアニオン性単量体やそのリ
チウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩やア
ンモニウム塩;(メタ)アクリルアミド、N−置換(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(メタ)アクリレー
ト、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド等
のノニオン性親水性基含有単量体;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)アクリルアミド等のアミノ基含
有不飽和単量体やそれらの4級化物等を挙げることがで
きる。また、得られる重合体の親水性を極度に阻害しな
い程度の量で、例えば、メチル(メタ)アクリレート、
エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレ
ート等のアクリル酸エステル類や酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル等の疎水性単量体を使用してもよい。
量については特に制限ないが、吸水性樹脂粒子100g
につきカルボキシル基が0.01当量以上存在すること
が好ましい。例えば、ポリアクリル酸未中和物の比率
は、1〜60モル%の範囲にあることが望ましく、10
〜50モル%の範囲にあることがより望ましい。
い自己架橋型のものよりは、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ごく少量共
重合または反応させたものが望ましい。例えば、エチレ
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、トリエチレングリコー
ルジ(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、ポリエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)
アクリレート、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ジ(メタ)アクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレー
ト、N,N´−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、
イソシアヌル酸トリアリル、シアヌル酸トリアリル、ト
リメチロールプロパンジ(メタ)アリルエーテル、トリ
アリルアミン、テトラアリロキシエタン、グリセロール
プロポキシトリアクリレート等の1分子中にエチレン性
不飽和基を2個以上有する化合物;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、
ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリ
ン、プロピレングルコール、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、ネオペンチルアルコール、ジエタノールアミン、ト
リジエタノールアミン、ポリプロピレングリコール、ポ
リビニルアルコール、ペンタエリスリトール、ソルビッ
ト、ソルビタン、グルコース、マンニット、マンニタ
ン、ショ糖、ブドウ糖などの多価アルコール;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、グリセリントリグリシジル
エーテル等のポリグリシジルエーテル;エピクロロヒド
リン、α−メチルクロルヒドリン等のハロエポキシ化合
物;グルタールアルデヒド、グリオキザール等のポリア
ルデヒド;エチレンジアミン等のポリアミン類;水酸化
カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カ
ルシウム、塩化硼砂マグネシウム、酸化マグネシウム、
塩化アルミニウム、塩化亜鉛および塩化ニッケル等の周
期律表2A族、3B族、8族の金属の水酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩、酸化物、硼砂等の硼酸塩、アルミニウ
ムイソプロピラート等の多価金属化合物等が挙げられ
る。これらの1種または2種以上を、反応性を考慮した
上で用いることができるが、1分子中にエチレン性不飽
和基を2個以上有する化合物を架橋剤として用いるのが
最も好ましい。架橋剤の使用量は前記単量体成分に対し
て、0.005〜2モル%、より好ましくは0.01〜
1モル%である。
単量体を重合する際には、バルク重合や沈殿重合を行う
ことも可能であるが、性能面や重合の制御の容易さか
ら、単量体を水溶液として、水溶液重合や逆相懸濁重合
を行うことが好ましい。
子の形状は不定形破砕状、球状、繊維状、棒状、略球
状、鱗片状等種々のものが本発明に好ましく使用でき
る。
粒子径は50〜200μm、特に75〜180μmの範
囲が好ましい。平均粒子径が50μmよりも小さいと、
表面処理に伴う二次架橋により過度に架橋がなされ、得
られる吸水性樹脂の荷重下吸水倍率の低いものとなる。
また、平均粒子径が200μmよりも大きいと得られる
吸水性樹脂の吸水速度に劣ったものとなる。
12μmの開口部を持つ米国標準70メッシュ篩を通過
し、45μmの開口部を持つ米国標準325メッシュ篩
に捕捉されるものである。
特定の方法で架橋せしめる。吸水性樹脂粒子が不定形破
砕状粒子の場合、本発明の吸水性樹脂は以下の工程によ
り得られる。
子の有する官能基と反応し得る基を少なくとも2個有す
る表面架橋剤とを混合する工程。
との混合物に水性液を混合する工程。
とを反応させる工程。
面処理したり、あるいは吸水性樹脂粒子を十分にほぐし
ながら表面処理剤を加えたり、表面処理するときに粒子
を十分にほぐしながら加熱することにより得ることがで
きる。粒子の温度を20〜80℃、好ましくは30〜6
0℃にコントロールしながら表面処理剤を添加し、次い
で表面処理を行なうことによっても得られる。粒子の温
度が前記範囲を外れると表面処理剤を混合する粒子が凝
集しやすく、その結果荷重下の吸水倍率の低いものとな
ることがある。
状である場合、本発明の吸水性樹脂は上記工程に加え
て、例えば、反応性の異なる2種類の表面架橋剤を用い
て表面架橋することにより得られる。
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、2,3,4−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、2−ブテン−
1,4−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
ンジオール、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、ポリアミドポリアミン等の多価アミン化
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;上
記多価アミン化合物と上記ハロエポキシ化合物との縮合
物;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等の多価オキサゾリ
ン化合物;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシラン
カップリング剤;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−ジオキソバン−2−オン等のアルキ
レンカーボネート化合物;等が挙げられるが、特に限定
されるものではない。
ール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物、多価
アミン化合物とハロエポキシ化合物との縮合物、および
アルキレンカーボネート化合物がより好ましい。
く、また、反応性の異なる少なくとも2種類以上の表面
架橋剤を併用してもよい。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(SP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、吸水特性がさらに一層優れた吸水性樹
脂粒子を得ることができる。なお、上記の溶解度パラメ
ータとは、化合物の幅性を表すファクターとして一般に
用いられる値である。
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 以上の化合物であ
り、例えばグリセリンやプロピレングリコール等が該当
する。上記の第2表面架橋剤は、吸水性樹脂粒子が有す
るカルボキシル基と反応可能な、溶解度パラメータが1
2.5(cal/cm3 )1/2 未満の化合物であり、例
えばエチレングリコールジグリシジルエーテル等が該当
する。
量は、吸水性樹脂粒子および表面架橋剤の組み合わせ等
にもよるが、乾燥状態の吸水性樹脂粒子100重量部に
対して0.01〜5重量部の範囲内、より好ましくは
0.05〜3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)に対する吸水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0.01重量
部未満では、吸水性樹脂粒子の表面近傍の架橋密度をほ
とんど高めることができない。また、表面架橋剤の使用
量が5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るおそれがある。
する際の処理方法は、特に限定されるものではない。例
えば、(a)吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを無溶媒で
混合する方法、(b)シクロヘキサンやペンタン等の疎
水性溶媒に吸水性樹脂粒子を分散させた後、表面架橋剤
を混合する方法、(c)溶媒に表面架橋剤を溶解もしく
は分散させた後、該溶液もしくは分散液を吸水性樹脂粒
子に噴霧あるいは滴下して混合する方法等が挙げられ
る。
しくは分散させることができる溶媒であれば特に制限な
いが、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、
n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコー
ル、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセ
トン等のケトン類;ジオキサン、一価アルコールのエチ
レンオキシド(EO)付加物、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、ε−カプ
ロラクタム等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のス
ルホキシド類等の親水性有機溶媒が好ましく用いれら
る。これら有機溶媒は、単独で用いてもよく、また、2
種類以上を併用してもよい。
対する溶媒の使用量は、吸水性樹脂粒子や表面架橋剤、
溶媒の組み合わせ等にもよるが、吸水性樹脂粒子100
重量部に対して200重量部以下、より好ましくは0.
001〜50重量部の範囲内、さらに好ましくは0.1
〜50重量部の範囲内、特に好ましくは0.5〜20重
量部の範囲内とすればよい。
際に用いられる混合装置は、両者を均一かつ確実に混合
するために、大きな混合力を備えていることが好まし
い。上記の混合装置としては、例えば、円筒型混合機、
二重壁円錐型混合機、高速撹拌型混合機、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。
用いることなく、吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合
することにより、表面架橋剤を吸水性樹脂粒子の表面に
均一に混合することができる。また、吸水性樹脂粒子と
表面架橋剤との混合物中に凝集物もほとんどない。その
結果、荷重下の吸水倍率に優れた吸水性樹脂を得ること
ができる。吸水性樹脂粒子と表面架橋剤との混合物中に
凝集物が生成すると、表面架橋剤を吸水性樹脂粒子の表
面に均一に混合することが困難となる。また前記凝集物
はそのまま表面処理されると、吸水速度の遅い吸水性樹
脂となる恐れがある。また、凝集物には表面処理剤が過
剰に加えられているので、表面架橋が過度に進行し吸水
量の低い吸水性樹脂になる恐れがある。また、後述する
ように表面架橋反応を攪拌下加熱しながら進めると、前
記凝集物は攪拌により表面架橋が破壊され荷重下吸水倍
率の低い吸水性樹脂となる恐れがある。
橋剤との混合物と水性液とを混合する。水性液として
は、水または水と水に可溶な有機溶媒との混合溶媒が挙
げられる。水性液として水と水に可溶な有機溶媒との混
合溶媒を用いることにより、水を吸水性樹脂表面により
均一に混合することができる。水に可溶な有機溶媒とし
てはメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピ
ルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチ
ルアルコール、iso−ブチルアルコール、t−ブチル
アルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン
類;ジオキサン、一価アルコールのエチレンオキシド
(EO)付加物、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、ε−カプロラクタム等
のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類
等が挙げられる。水と水に可溶な有機溶媒の割合は10
0:0〜1:99の範囲であり、好ましくは100:0
〜10:90の範囲であり、より好ましくは95:5〜
20:80の範囲である。前記水または水と水に可溶な
有機溶媒との混合溶媒には、前記した表面架橋剤を含有
させることもできる。
い。水性液を液滴状態で粒子表面に直接添加することに
より、水蒸気を用いたり高湿度雰囲気下に吸水性樹脂を
さらす場合と比較して、水性液を吸水性樹脂表面に素早
く浸透させることができる。そして表面架橋剤は水性液
体とともに吸水性樹脂表面に浸透し、荷重下でも吸水性
を発揮することのできる表面架橋層を形成することがで
きる。液滴の大きさは、水性液の種類や量、吸水性樹脂
粒子の形状や粒径により適宜設定することができるが、
一般に10〜4000μmの範囲であり、好ましくは5
0〜1000μmの範囲である。
吸水性樹脂粒子表面に水を均一に混合することができ
る。その結果、吸水性樹脂粒子表面への架橋剤の浸透の
程度を均一にコントロールすることが可能となる。そし
て、表面架橋部分の厚みが均一な吸水性樹脂を得ること
ができる。また、吸水性樹脂粒子の凝集物も生成しな
い。
水性液とを混合する方法としては、上記した各種混合装
置を用い、機械混合することができる。機械混合により
水性液を均一に混合することができる。
には、表面架橋剤の種類により、必要に応じて加熱処理
を行ない、吸水性樹脂粒子の表面近傍を架橋させる。上
記二次架橋を施すことにより、さらに加圧下での吸収倍
率に優れる吸水性樹脂粒子を得ることができる。
する際の処理温度や処理時間は、吸水性樹脂粒子および
表面架橋剤の組み合わせや、所望する架橋密度等に応じ
て適宜選択すればよく、特に限定されるものではない
が、例えば処理温度は、0〜250℃、特に80〜22
0℃の範囲内が好適である。
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。
って本発明の吸水性樹脂を得る。本発明の吸水性樹脂
は、単一粒子のみならずその造粒物を含む。
〜200μmと細かいにもかかわらず、荷重下吸水倍率
が35g/g以上とこれまでに無い優れた吸水性能を示
す。
性樹脂は被吸収液を素早く吸収する傾向にあるが、膨潤
したゲルが粒子間の毛管空間を塞ぎ、液体透過性を著し
く低下させていた。本発明の吸水性樹脂は、荷重下吸水
倍率が35g/g以上と高いので、膨潤したゲル同士の
間に被吸収液を透過させる毛管空間を保持することがで
き、ママコやゲルブロッキングを起こすことなく、被吸
収液を素早く吸収することができる。
て、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、可塑剤、粘着剤、界面活性剤、肥
料、酸化剤、還元剤、水、塩類等を添加し、これによ
り、吸水性樹脂に種々の機能を付与してもよい。
活性な物質、例えば、各種の無機化合物の微粒子、粘土
鉱物の微粒子等が挙げられる。該無機粉体は、水に対し
て適度な親和性を有し、かつ、水に不溶もしくは難溶で
あるものが好ましい。具体的には、例えば、二酸化珪素
や酸化チタン等の金属酸化物、天然ゼオライトや合成ゼ
オライト等の珪酸(塩)、カオリン、タルク、クレー、
ベントナイト等が挙げられる。このうち、二酸化珪素お
よび珪酸(塩)がより好ましく、コールターカウンター
法により測定された平均粒子径が200μm以下の二酸
化珪素および珪酸(塩)がさらに好ましい。
吸水性樹脂および無機粉体の組み合わせ等にもよるが、
吸水性樹脂100重量部に対し0.001〜10重量部
の範囲内、より好ましくは0.01〜5重量部の範囲内
とすればよい。吸水性樹脂と無機粉体との混合方法は、
特に限定されるものではなく、例えばドライブレンド
法、湿式混合法等を採用できるが、ドライブレンド法を
採用するのが好ましい。
材料と複合化する(組み合わせる)ことにより、吸収物
品とされる。
理用ナプキン、失禁パット、創傷保護材、創傷治癒材等
の衛生材料(体液吸収物品);ペット用の尿等の吸収物
品;建材や土壌用保水材、止水材、パッキング材、ゲル
水嚢等の土木建築用資材;ドリップ吸収材や鮮度保持
材、保冷材等の食品用物品;油水分離材、結露防止材、
凝固材などの各種産業用物品;植物や土壌等の保水材等
の農園芸用物品;等が挙げられるが、特に限定されるも
のではない。なお、例えば紙オムツは、液不透過性の材
料からなるバックシート(裏面材)、上記の吸水性組成
物、および液透過性の材料からなるトップシート(表面
材)を、この順に積層して互いに固定するとともに、こ
の積層物に、ギャザー(弾性部)やいわゆるテープファ
スナー等を取り付けることにより形成される。また、紙
オムツには、幼児に排尿・排便の躾をする際に用いられ
る紙オムツ付きパンツも含まれる。
らに詳しく説明するが、本発明の範囲がこれらの例によ
り限定されるものではない。また実施例および比較例中
の%は特に断りの無い限り重量%を、また部は重量部を
意味するものとする。
率、吸水速度、水可溶性成分量は以下の方法により測定
した。
m)に均一に入れ、開口部をヒートシールした後、以下
に示す人工尿中に浸漬した。60分後にティーバック式
袋を引き上げ、遠心分離機を用いて250Gで3分間水
切りを行ったのち、該袋の重量W1 (g)を測定した。
また、同様の操作を吸水性樹脂を用いないで行い、その
時の重量W0 (g)を測定した。そして、これら重量W
1 、W0から、次式、 吸水量(g/g)=(W1 −W0 )/吸水性樹脂の重量
(g) に従って吸水量(g/g)を算出した。
は、以下の通りである。
図1に示すように、測定装置は、天秤1、天秤1上に載
置された所定容量の容器2、外気吸入パイプシート3、
導管4、ガラスフィルター6、ガラスフィルター6上に
載置された測定部5からなっている。容器2は、頂部に
開口部2aと側部に開口部2bを有している。開口部2
aには外気吸入パイプ3が嵌入されており、開口部2b
には導管4が取り付けられている。また、容器2には所
定量の人工尿12が入っている。外気吸入パイプ3の下
端部は人工尿12中に没している。外気吸入パイプ3
は、容器2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ー6は、直径55mmに
形成されている。容器2及びガラスフィルター6は、シ
リコーン樹脂からなる導管4によって互いに連通してい
る。また、ガラスフィルター6は、容器2に対する位置
および高さが固定されている。上記の測定部5は、濾紙
7、支持円筒9、支持円筒9の底部に貼着された金網1
0、重り11とを有している。測定部5は、ガラスフィ
ルター6上に、濾紙7、支持円筒9(つまり金網10)
がこの順に載置されてなっている。金網10はステンレ
スからなり、その網目の大きさは400メッシュであ
る。金網10の上面、すなわち、金網10と吸水性樹脂
15との接触面の高さは、外気吸入パイプ3の下端面3
aの高さと等しくなるように設定されている。金網10
上には、所定量の吸水性樹脂が均一に散布される。重り
11は、金網10、即ち吸水性樹脂15に対して、0.
7psi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。
を測定した。測定方法について以下に説明する。
器2に外部吸入パイプ3を嵌入する等の所定の準備動作
を行った。次に、ガラスフィルター6上に濾紙7を載置
した。また、載置と平行して、支持円筒9内部、すなわ
ち、金網10上に、吸水性樹脂0.9gを均一に散布
し、この吸水性樹脂15上に重り11を載置した。次い
で、濾紙7上に、金網10、すなわち吸水性樹脂15お
よび重り11を載置した上記支持円筒9を、その中心部
がガラスフィルター6の中心部に一致するように載置し
た。次いで、濾紙7上に支持円筒9を載置した時点か
ら、60分間にわたって経時的に、該吸水性樹脂15が
吸水した人工尿の重量を天秤1の測定値から求めた。ま
た、同様の操作を吸水性樹脂15を用いないで行い、吸
水性樹脂以外の例えば濾紙7等が吸水した人工尿の重量
を、天秤1の測定値から求め、これをブランク値とし
た。荷重下吸水量は以下の式より求めた。
水量―ブランク値)/吸水性樹脂の重量 (3)吸水性樹脂の吸水速度 内径58mm、深さ25mmの有底円筒状のポリプロピ
レン製容器に、吸水性樹脂 1.0gを入れた。次に該
容器に人工尿20gを注いだ。そして、人工尿を注いだ
時点から、該人工尿が吸水性樹脂に全て吸収されて見え
なくなる状態までの時間を測定した。該測定を3回繰り
返し、これらの平均値を吸水速度(秒)とした。
散させ、16時間撹拌した後、濾紙で濾過した。そし
て、得られた濾液をコロイド滴定により滴定し吸水性樹
脂中の水可溶性成分量(%)を求めた。
m、150μm、106μm、75μm、45μm)を
有する篩を用いて吸水性樹脂を分級した後、残留百分率
Rを対数確率紙にプロットし、R=50%に相当する粒
子径を平均粒子径とした。
液4668g、ポリエチレングリコール(n=8)ジア
クリレート6.5gおよび純水1418gからなる単量
体水溶液を調製し、窒素ガスで30分脱気後、内容積1
0リットルでシグマ型羽根を2本有するジャケット付き
ステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けた反応器に供給
し、単量体を30℃の温度に保ちながら反応系を更に窒
素置換した。
ウム水溶液34gと1%のL−アスコルビン酸水溶液
1.6gを添加した。1分後に重合が開始し、15分後
には反応系内のピーク温度は78℃に達した。更に攪拌
を続け、重合を開始して35分後に含水ゲル重合体を取
り出した。
0℃で60分間熱風乾燥した。乾燥物をロールミルで粉
砕し、更に212μmの篩を通過し106μmの篩上に
残る粒子径の吸水性樹脂粒子(1)を得た。
し、エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品
名:デナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)
0.06部、プロピレングリコール2部およびイソプロ
ピルアルコール2部からなる架橋剤溶液を混合した。こ
の吸水性樹脂粒子(1)と架橋剤との混合物に、水6部
およびイソプロピルアルコール4部からなる水性液を混
合した。吸水性樹脂粒子の凝集物はほとんどなかった。
このものを185℃で40分間加熱し、本発明の吸水性
樹脂(1)を得た。
(g/g)、荷重下吸水倍率は36.4(g/g)、吸
水速度20秒、可溶性成分は14%かつ平均粒子径は1
60μmであった。
レングリコール(n=8)ジアクリレート4.8gおよ
び純水2862gからなる単量体水溶液を調製し、窒素
ガスで30分脱気し、単量体の温度を20℃に保った。
ミジノプロパン)二塩酸塩水溶液4.8g、0.5%の
L−アスコルビン酸水溶液8.6gおよび0.35%過
酸化水素水溶液4gを添加し、静置重合を行った。30
分後に重合が開始し、80分後には反応系内のピーク温
度は70℃に達した。更に60分静置した後、含水ゲル
重合体を取り出した。取り出した含水ゲル重合体を双腕
型ニーダーで解砕しながら、炭酸ナトリウムの粉末41
2gを加え、中和した。解砕した含水ゲル重合体を取り
出し、バット上で純水5000gを加え、中和が均一に
なされフェノールフタレインによる呈色反応が認められ
なくなるまで熟成した。含水ゲルに含まれるカルボキシ
ル基の中和率は75%であった。中和後のゲルを熱風乾
燥機で160℃で1時間乾燥した。乾燥物をロールミル
で粉砕し、篩でふるい、212μmの篩を通過し150
μmの篩上に残る粒子径の吸水性樹脂粒子(2)を得
た。
し、エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品
名:デナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)
0.1部、プロピレングリコール2部およびイソプロピ
ルアルコール2部からなる架橋剤溶液を混合した。この
吸水性樹脂粒子(2)と架橋剤との混合物に、水6部お
よびイソプロピルアルコール4部からなる水性液を混合
した。吸水性樹脂粒子の凝集物はほとんどなかった。こ
のものを185℃で50分間加熱し、本発明の吸水性樹
脂(2)を得た。
5.4(g/g)、荷重下吸水倍率は38.7(g/
g)、吸水速度は26秒、可溶性成分は7%、かつ平均
粒子径は180μmであった。
を通過し、104μmの篩上に残る粒子径の吸水性樹脂
粒子(3)を得た。
し、エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品
名:デナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)
0.125部、プロピレングリコール2.5部およびイ
ソプロピルアルコール2.5部からなる架橋剤溶液を混
合した。この吸水性樹脂粒子(3)と架橋剤との混合物
に、水7.5部およびイソプロピルアルコール5部から
なる水性液を混合した。吸水性樹脂粒子の凝集物はほと
んどなかった。このものを185℃で35分間加熱し、
本発明の吸水性樹脂(3)を得た。
2.4(g/g)、荷重下吸水倍率は37.8(g/
g)、吸水速度は22秒、可溶性成分は8%、かつ平均
粒子径は140μmであった。
381g、N,N´−メチレンビスアクリルアミド0.
15gおよび純水173gからなる単量体水溶液を調製
した。この単量体水溶液に過硫酸ナトリウム0.24g
を溶解させ、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出し
た。
入管および滴下漏斗を備えた2リットルの四つ口セパラ
ブルフラスコにシクロヘキサン1リットルおよび分散剤
としてソルビタンモノステアレート(HLB4.7)3
gを加えて溶解し、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を除
去した。
ラスコに加えて、230rpmで攪拌することにより分
散させた。その後、浴温を65℃に昇温して重合反応を
開始させた後、2時間この温度に保持して重合を完結さ
せた。重合終了後、共沸脱水して大部分の水を取り除
き、濾過した。濾物を100℃で一晩減圧乾燥し、球状
の吸水性樹脂粒子(4)を得た。吸水性樹脂粒子(4)
の平均粒子径は110μmであった。
し、エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品
名:デナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)
0.05部、プロピレングリコール1部およびイソプロ
ピルアルコール1部からなる架橋剤溶液を混合した。こ
の吸水性樹脂粒子(4)と架橋剤との混合物に、水3部
およびイソプロピルアルコール2部からなる水性液を混
合した。吸水性樹脂粒子の凝集物はほとんどなかった。
このものを150℃で10分間加熱し、本発明の吸水性
樹脂(4)を得た。
(g/g)、荷重下吸水倍率は39.4(g/g)、吸
水速度は20秒、可溶性成分は18%、かつ平均粒子径
は120μmであった。
を通過し、75μmの篩上に残る吸水性樹脂粒子(5)
を得た。
し、エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品
名:デナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)
0.05部、プロピレングリコール1部およびイソプロ
ピルアルコール1部からなる架橋剤溶液を混合した。こ
の吸水性樹脂粒子(5)と架橋剤との混合物に、水3部
およびイソプロピルアルコール2部からなる水性液を混
合した。吸水性樹脂粒子の凝集物はほとんどなかった。
このものを150℃で10分間加熱し、本発明の吸水性
樹脂(5)を得た。
8.8(g/g)、荷重下吸水倍率は39.8(g/
g)、吸水速度は9秒、かつ可溶性成分は18%であっ
た。
エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品名:デ
ナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)0.06
部、プロピレングリコール2部、純水6部およびイソプ
ロピルアルコール6部からなる架橋剤水溶液を添加混合
した。混合物中の凝集物の割合は10%であった。この
ものを185℃で40分間加熱し、300μmの篩でふ
るって比較吸水性樹脂(1)を得た。
/g)、荷重下吸水倍率は28.5(g/g)、吸水速
度24秒、可溶性成分は16%、かつ平均粒子径は18
0μmであった。
エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品名:デ
ナコールEX−810、長瀬化成株式会社製)0.1
部、プロピレングリコール2部、水6部およびイソプロ
ピルアルコール6部からなる架橋剤溶液を混合した。混
合物中吸水性樹脂粒子の凝集物の割合は約15%であっ
た。この混合物を185℃で50分間加熱し、比較吸水
性樹脂(2)を得た。
(g/g)、荷重下吸水倍率は32.6(g/g)、吸
水速度は27秒、可溶性成分は7%、かつ平均粒子径は
190μmであった。
く、かつ荷重下の吸水性に優れるので、おむつや生理綿
に用いたとき、膨潤したゲルによる閉塞を起こすことな
く尿をすばやく且つ大量に吸収することができる。
度が速くかつ荷重下の吸水性に優れた吸水性樹脂を容易
に得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 平均粒子径が50〜200μmの範囲に
あり、荷重下吸水倍率が少なくとも35g/gである吸
水性樹脂。 - 【請求項2】 吸水性樹脂粒子と該吸水性樹脂の有する
官能基と反応し得る基を少なくとも二つ有する表面架橋
剤または該架橋剤と有機溶媒との混合溶液とを混合する
工程と、該吸水性樹脂粒子と該表面架橋剤との混合物と
水性液とを混合する工程を含んでなる吸水性樹脂の製造
方法。 - 【請求項3】 該吸水性樹脂粒子が、212μmの開口
部を持つ米国標準70メッシュ篩を通過し、45μmの
開口部を持つ米国標準325メッシュ篩に捕捉される大
きさである請求項2に記載の吸水性樹脂の製造方法。 - 【請求項4】 該吸水性樹脂粒子が、球状である請求項
2または3に記載の吸水性樹脂の製造方法。 - 【請求項5】 該表面架橋剤が、反応性の異なる少なく
とも2種以上の表面架橋剤を含んでなる請求項2〜4の
いずれか一つに記載の吸水性樹脂の製造方法。 - 【請求項6】 該水性液が水または水と水溶性有機溶媒
との混合溶媒である請求項2〜5のいずれか一つに記載
の吸水性樹脂の製造方法。
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
| JP20311397A JP3515679B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 吸水性樹脂および製造方法 |
| US08/915,557 US6107358A (en) | 1996-08-23 | 1997-08-21 | Water-absorbent resin and method for production thereof |
| DE69740019T DE69740019D1 (de) | 1996-08-23 | 1997-08-22 | Wasserabsorbierendes Harz und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE69724052T DE69724052T2 (de) | 1996-08-23 | 1997-08-22 | Wasserabsorbierendes Harz und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP97306427A EP0827753B1 (en) | 1996-08-23 | 1997-08-22 | Water-absorbent resin and method for production thereof |
| EP03018270A EP1374919B1 (en) | 1996-08-23 | 1997-08-22 | Water-Absorbent Resin and method for production thereof |
| CNB031458068A CN1229424C (zh) | 1996-08-23 | 1997-08-23 | 吸水性树脂的制备方法 |
| CNB971186715A CN1154663C (zh) | 1996-08-23 | 1997-08-23 | 吸水性树脂及其制备方法 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2007116778A1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-18 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Water absorbing resin with improved internal structure and manufacturing method therefor |
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-
1997
- 1997-07-29 JP JP20311397A patent/JP3515679B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2017502094A (ja) * | 2013-10-30 | 2017-01-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 吸収性ポリマー粒子を懸濁重合によって製造する方法 |
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