JPS6153386B2

JPS6153386B2 -

Info

Publication number: JPS6153386B2
Application number: JP57195262A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Tsubakimoto; Tadao Shimomura; Yoshio Irie; Yoshihiko Masuda
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1986-11-17
Also published as: JPS5986657A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、粉体としての取扱い性の改良された
高吸収性樹脂組成物に関する。近年、高吸収性樹脂は生理綿等の衛生用品や農
園芸用の保水剤等、様々な分野で利用されるよう
になつてきた。しかしながら、従来用いられている高吸収性樹
脂の多くは、100メツシユの標準篩を通過するよ
うな微粉末を多く含んでいたり、嵩比重が比較的
大きなものである場合が多い。このような粉末状
高吸収性樹脂の利用に当つては、次のような問題
がある。１粉塵が発生しやすい。２混合性、分散性が悪い。衛生用品の製造においては綿状パルプとの混
合が行なわれることがあるが、その場合に綿状
パルプと高吸収性樹脂粉末との間の比重差が大
であると混合むらが出来やすい。また、農園芸
分野で土や砂と混合する場合、特にそれらが湿
つている場合には高吸収性樹脂の吸湿した塊り
ができやすく、一旦塊ができると、後に潅水し
ても“ママコ”となつて保水能力が低下する。これらの問題の解決方法としては、高吸収性樹
脂を粉砕する時に粒径が大きくなるような条件で
粉砕して微粉を少なくするという方法や、高吸収
性樹脂粉末同士を水等のバインダーを使用して付
着させて造粒するという方法が考えられる。しか
し、前者の方法では吸収速度が小さくなるため好
ましくない。また、後者の方法では、多量のバイ
ンダーが必要であつたり、バインダーの均一な分
散が困難なために粒度分布が広くなり且つ比較的
高密度の塊りが生じたりして、折角の高速吸収性
を阻害するので好ましくない。特に、バインダー
として水性液を用いた場合には、被造粒物が高吸
水性であるために少量の水性液を使用するだけで
は水性液の均一な分散が困難で、高密度の大きな
塊りを生じ易く、均質な造粒物を得ることが困難
である。本発明者らはこのような現状に鑑み、高速吸収
性を維持し、しかも粉体としての取り扱い性に優
れた高吸収性樹脂組成物を得べく鋭意検討した結
果、少量の水性液で少量の粉末状の極めて微細な
特定のセルロース繊維を湿潤させたのち、特定の
高吸収性樹脂粉末と混合し造粒することによつて
得られる高吸収性樹脂組成物が、前記問題点を一
挙に解決することを見出し、本発明を完成させる
に至つた。従つて本発明の目的は、粉体としての取扱い性
の良好な高吸収性樹脂組成物を極めて簡単な製法
によつて提供することにある。即ち本発明は、平均繊維長が400μ以下で且つ
その90重量％以上が100メツシユの標準篩を通過
する粉末繊維素(A)２〜10重量部を水性液(B)１〜10
重量部で湿潤させたのち、全部が20メツシユの標
準篩を通過し且つ200メツシユの標準篩を通過す
るものが90重量％以下である高吸収性樹脂粉末(C)
100重量部と混合して得られる造粒された嵩比重
0.25〜0.6ｇ/c.c.の高吸収性樹脂組成物に関するも
のである。本発明で用いられる高吸収性樹脂とは、実質的
に水に溶解せず且つ水を吸収して膨潤するもの
で、水での吸収倍率が10倍以上のものをいう。このような高吸収性樹脂としては、例えばポリ
アクリル酸塩架橋体、デンプン−アクリル酸塩グ
ラフト架橋体、ポリビニルアルコール変性架橋
体、マレイン酸共重合物架橋体等がある。そし
て、これらの高吸収性樹脂は架橋密度が均一のも
のでも、あるいは表面高架橋化処理を施したもの
でも、いずれも使用でき、特に限定はされない。
これら高吸収性樹脂粉末(C)の粒度としては、20メ
ツシユの標準篩を通過するもので且つ200メツシ
ユの標準篩を通過するものが90重量％以下である
ものである。これより大きい粒子を含むものは、
吸収速度が低いため好ましくない。また、これよ
り小さい粒度のものを使用した場合には、100メ
ツシユ以下の微粉末が少ない造粒物を得るために
は10重量部を越える水性液を使用する必要があ
り、その場合には、比較的粒径の大きなものも生
成しやすい上に乾燥工程が必要となるので好まし
くない。本発明に用いる粉末繊維素(A)は、平均繊維長が
400μ以下で且つその90重量％以上が100メツシユ
の標準篩を通過するものである。即ち、これより
大きな平均繊維長のものや粒度の大きなものは、
一部に繊維素間のからみ合いによるフロツクが存
在しており、水性液で湿潤させても均一分散させ
るのが容易でなく、得られる組成物中に比較的密
度の高い塊りを生じさせるので好ましくない。本発明に用いる粉末繊維素(A)の例としては、山
陽国策パルプ(株)より市販されている。KCフロツ
クＷ−100、Ｗ−300やパルプフロツクＷ−
１、Ｗ−４、Ｗ−５等を挙げることができる。粉末繊維素(A)は、高吸収性樹脂粉末(C)100重量
部に対して２〜10重量部の比率の範囲で用いられ
る。使用量の最適値は、高吸収性樹脂粉末(C)の種
類および粒度に応じて適宜決定する必要がある
が、２重量部より少ない比率の場合はあまり効果
がなく、逆に10重量部を超える比率の場合には得
られる組成物の嵩比重が小さくなり過ぎたり、粉
末繊維素(A)の一部が遊離の状態で残存することに
なるので好ましくない。水性液(B)としては、水単独、水と混和性のある
有機溶剤と水との混合液、あるいはこれら水又は
混合液に水溶性高分子を溶解した水性溶液が用い
られる。水と混和性のある有機溶剤としては低級
アルコール、低級グリコール、エチレングリコー
ルと低級アルコールとのモノエーテル、グリセリ
ン、アセトン等を挙げることができる。水溶性高
分子としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸
アルカリ金属塩、カルボキシメチルセルロース、
ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール
等を挙げることができる。これら水溶性高分子を
用いる場合、濃度が高すぎると水性液の粘度が高
くなつて、粉末繊維素(A)を水性液(B)で湿潤するた
めの混合が困難になるので好ましくない。水溶性
高分子の濃度は、通常10重量％以下である。水性液(B)の使用量は、高吸収性樹脂粉末(C)100
重量部に対して１〜10重量部の比率の範囲であ
る。使用量の最適値は高吸収性樹脂(C)の種類と粒
度および粉末繊維素(A)の使用量により適宜決定し
なければならないが、１重量部より少ない比率で
は粉末繊維素(A)と高吸収性樹脂(C)とを付着させて
造粒するのに不充分であり、逆に10重量部を超え
る比率では粒径の大きな造粒物が生成しやすく好
ましくない。本発明で粉末繊維素(A)を水性液(B)で湿潤させる
には、両者を適当な混合機中に入れて、混合すれ
ばよい。このような混合機としては、固体の混
合、〓和、混練に通常用いられる混合機を使用で
きる。それらの混合機の例としては、回転円筒型
混合機、Ｖ型混合機、双腕型〓和機、連続噴射混
合機、高速ミキサー等をあげることができる。混
合時間は通常30分以内で充分であるが、更に長時
間でもよい。粉末繊維素(A)を水性液(B)で湿潤させたのち高吸
収性樹脂粉末(C)と混合して造粒するには、粉末繊
維素(A)を水性液(B)で湿潤させる際に使用できると
して挙げた混合機を用いることができる。そし
て、粉末繊維素(A)を水性液(B)で湿潤させたのち引
き続いて高吸収性樹脂粉末(C)を添加して混合造粒
してもよく、あるいは予じめ粉末繊維素(A)を水性
液(B)で湿潤させたのち高吸収性樹脂粉末(C)ととも
に別の混合機に入れて混合して造粒してもよい。水性液(B)で湿潤された粉末繊維素(A)と高吸収性
樹脂粉末(C)とを、前記特定比率で混合することに
より水性液(B)で湿潤された粉末繊維素(A)といくつ
かの高吸収性樹脂粉末(C)とが造粒される。本発明
の高吸収性樹脂組成物は、このようにして造粒さ
れた嵩比重0.25〜0.6ｇ/c.c.のものである。嵩比重0.25ｇ/c.c.未満のものは、造粒物が嵩高
くなり過ぎてかえつて取扱いにくくなり、0.6ｇ/
c.c.を超えるものでは、混合性や分散性が低いため
に好ましくない。このようにして得られた本発明による高吸収性
樹脂組成物は、少量の水を含んでいるにも拘らず
乾燥工程は不要でそのまま粉体としての取扱いが
可能であり、もとの高吸収性樹脂粉末(C)に比して
嵩比重が小さく、100メツシユ以下の微粉も少な
くなつており、従来の粉末状高吸収性樹脂の有す
る問題点を一挙に解決するものである。乾燥工程
は不要であるが、勿論必要ならば乾燥を行つても
差し支えない。本発明の高吸収性樹脂成物は、顕微鏡で観察し
てみると、複数個の高吸収性樹脂粒子(C)が少量の
粉末繊維素(A)を介して造粒されており、得られた
造粒粉の表面は粉末繊維素(A)ではほとんど被覆さ
れていなかつた。この事は、特開昭51−35685号
で開示されている単一のヒドロゲル粒子が多量の
比較的長い繊維で被覆された形のものとは全く異
なるものである。さらに、特開昭51−35685号に
よれば繊維とヒドロゲルとを付着させるためにヒ
ドロゲルに対して多量の水を使用するために乾燥
工程が必要であるが、本発明ではきわめて少量の
水性液で充分であるので乾燥工程は不必要であ
る。また、本発明ではそのほとんどが100メツシユ
の標準篩を通過するような微細な粉末繊維素を少
量使用するだけで嵩比重を大巾に小さくし、100
メツシユ以下の微粉を少なくすることが可能にな
つたのは驚くべきことである。本発明の高吸収性樹脂組成物は、このままでも
粉体としての取扱い性に優れているが、粉体とし
ての流動性をさらに高めるために、微粉末シリカ
等の流動性改良剤を添加して使用することもでき
る。以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明の範囲がこれら実施例のみに限定され
るものではない。尚、吸収性樹脂の水での吸収倍率は、吸収性樹
脂粉末を不織布製のテイーバツグ式袋に均一に入
れ、純水中に浸漬し、10分後の重量を測定し、次
式に従つて算出した。吸収倍率＝吸収後の重量（ｇ）−吸収前の重量（ｇ）／粉末の
重量（ｇ）実施例１アクリル酸ナトリウム74.9モル％、アクリル酸
25モル％及びトリメチロールプロパントリアクリ
レート0.1モル％からなるアクリル酸塩系単量体
の43％水溶液4000部を、過硫酸アンモニウム0.6
部及び亜硫酸水素ナトリウム0.2部を用いて窒素
雰囲気中55〜80℃で静置重合し、ゲル状含水重合
体を得た。このゲル状含水重合体を180℃の熱風
乾燥器で乾燥後、振動式粉砕機で粉砕し、ポリア
クリル酸塩架橋体の粉末(a)を得た。この粉末(a)の
水での吸収倍率は350倍であつた。容量４のＶ型ブレンダーにKCフロツクＷ
−100〔山陽国策パルプ(株)製（100メツシユパス90
重量％以上）〕100ｇと水40ｇとを入れ、均一な湿
潤粉体となるまでよく混合した。これに粉末(a)
1000ｇを添加し、30分間撹拌混合すると、造粒物
の軟凝集体が得られた。この造粒物の軟凝集体は
容易にほぐれて嵩比重の小さい高吸収性樹脂組成
物の粉末(1)が得られた。この粉末(1)と粉末(a)の粒度分布および嵩比重を
第１表に示した。実施例２アクリル酸ナトリウム74.95モル％、アクリル
酸25モル％及びトリメチロールプロパントリアク
リレート0.05モル％からなるアクリル酸塩系単量
体の43％水溶液4000部を、過硫酸アンモニウム
0.6部及び亜硫酸水素ナトリウム0.2部を用いて窒
素雰囲気中55〜80℃で静置重合し、ゲル状含水重
合体を得た。このゲル状含水重合体を180℃の熱
風乾燥器で乾燥後、振動式粉砕機で粉砕し、60メ
ツシユ通過物を得た。この粉末100部にグリセリン0.3部を加えてスク
リユー型混合機により混合し、得られた混合物を
円盤乾燥機により熱処理を行なつた。すなわち、
220℃の熱媒で加熱した円盤上に上記混合物を厚
さ１cmになるようにのせ、スクレーパーで撹拌し
ながら15分間加熱してポリアクリル酸塩架橋体の
粉末(b)を得た。この粉末(b)の水での吸収倍率は
500倍であつた。全容量2.5の双腕型〓和機中にパルプフロツ
クＷ−５〔山陽国策パルプ(株)製（100メツシユ
パス60重量％以上）〕32ｇを入れ、分子量約20000
のポリアクリル酸の２％水溶液32ｇを添加して40
分間混合した。これに粉末(b)400ｇを添加し、20
分間混合すると、造粒物の軟凝集体が得られた。
この造粒物の軟凝集体は容易にほぐれて高吸収性
樹脂組成物の粉末(2)が得られた。この粉末(2)と粉末(b)の粒度分布および嵩比重を
第１表に示した。実施例３実施例２において、粉体としてゲル状含水重合
体を乾燥粉砕したときの粒度の異なるものを用い
た他の実施例２と同様にしてポリアクリル酸塩架
橋体の粉末(c)を得た。この粉末(c)の水で吸収倍率
は500倍であつた。全容量2.5のナウター型ミキサー中にパルプ
フロツクＷ−１〔山陽国策パルプ(株)製（100メ
ツシユパス90重量％以上）〕24ｇを入れ、水12ｇ
を添加し10分間撹拌した。これに粉末(c)400ｇを
添加して５分間混合し、造粒物である高吸収性樹
脂組成物の粉末(3)を得た。この粉末(3)と粉末(c)の
粒度分布および嵩比重を第１表に示した。実施例４全容量30のリボンブレンダー中に、パルプフ
ロツクＷ−４〔山陽国策パルプ(株)製（400メツ
シユパス90重量％以上）250ｇを入れ、撹拌しな
がら平均分子量20000のポリエチレングリコール
の５％水溶液250ｇを５分間で滴下した。30分間
混合した後、実施例３で用いたと同じポリアクリ
ル酸塩架橋体の粉末(c)5000ｇを添加し、20分間撹
拌混合し、造粒物である高吸収性樹脂組成物の粉
末(4)を得た。この粉末(4)の粒度分布および嵩比重
を第１表に示した。実施例５トウモロコシデンプン50部、水200部およびメ
タノール1000部を撹拌棒、窒素吹き込み管および
温度計を備え付けた反応容器に仕込み、窒素気流
下50℃で１時間撹拌したのち30℃に冷却し、25部
のアクリル酸、75部のアクリル酸ソーダ、0.5部
のメチレンビスアクリルアミド、重合触媒として
0.1部の過硫酸アンモンおよび促進剤として0.1部
の亜硫酸水素ナトリウムを添加し、60℃で４時間
反応せしめたところ、白色懸濁液が得られた。この白色懸濁液を過して得られた粉末を水−
メタノール混合溶液（水対メタノールは重量比で
２：10）で洗浄し、60℃、３時間減圧乾燥したの
ち粉砕して、デンプン−アクリル酸塩グラフト架
橋体の粉末(d)を得た。この粉末(d)の水での吸収倍
率は250倍であつた。粉末(d)300ｇを容量2.5のニーダーに入れ、あ
らかじめ平均分子量6000のポリエチレングリコー
ルの３％水溶液12ｇで湿潤させておいたKCフロ
ツクＷ−300〔山陽国策パルプ(株)製（300メツシ
ユパス90重量％以上）〕９ｇを添加し、10分間混
合造粒して高吸収性樹脂組成物の粉体(5)を得た。この粉体(5)と粉末(d)の粒度分布および嵩比重を
第１表に示した。実施例６反応器にｎ−ヘキサン300部をとり、ソルビタ
ンモノステアレート0.7部を溶解した。次いでこ
の中に、アクリル酸30部を水40部に溶解したのち
12.5部のカセイソーダで中和し更に過硫酸カリウ
ム0.05部を溶解したモノマー水溶液を加えて分散
させ、窒素気流下65℃に保つて５時間重合を行な
つた。重合終了後、減圧乾燥して粉体を得た。こ
の粉体100部に、ポリエチレングリコール300を１
部加え、Ｖ型混合機により混合を行なつた。得ら
れた混合物をベルトコンベヤーにうすくのせ、赤
外線乾燥機中を通過させて熱処理を行ない、ポリ
アクリル酸塩架橋体の粉末(e)を得た。平均加熱時
間は４分間で、乾燥機出口での材料温度は230℃
であつた。この粉末(e)の水での吸収倍率は400倍
であつた。実施例１において、粉末(a)の替わりに粉末(e)を
用いる他は実施例１と同様にして高吸収性樹脂組
成物の粉体(6)を得た。この粉体(6)と粉末(e)の粒度と嵩比重を第１表に
示した。比較例１実施例１において、KCフロツクＷ−100の替
わりに平均繊維長500μの綿状パルプを使用した
以外は実施例１と同様して比較粉体(1)を得た。比
較粉体(1)にはからみ合つたパルプ繊維のフロツク
の表面および中に高吸収性樹脂が付着した、解し
にくい塊状物が混在していた。この比較粉体(1)の
塊状物を除いたものの粒度分布と嵩比重を第１表
に示した。比較例２実施例１で粉末(a)の替わりに粉末(a)のうちの
200メツシユの篩を通過したものばかり（粉末
(f)）1000ｇ使用し、水を100ｇ使用した以外は、
実施例１と同様の方法で比較粉体(2)を得た。比較
粉体(2)には密度の高い大きな塊りが混在してい
た。比較粉体(2)から塊状物を除いたものと粉末(f)
の粒度分布と嵩比重を第１表に示した。比較例３容量４のＶ型ブレンダーにKCフロツクＷ
−100を400ｇと実施例１で使用した粉末(a)400ｇ
とを投入し、10分間混合した。ついで、撹拌しな
がら10分間にわたつて水40ｇを添加した。さらに
10分間撹拌を続けて、比較粉体(3)を得た。比較粉体(3)には、密度の大きな塊りが混在して
おり、粉末繊維素(A)は高吸収性樹脂組成物(C)と混
合する前にあらかじめ水性液(B)で湿潤させておか
なければならないことがわかる。比較粉体(3)から
塊状物を除いたものの粒度分布と嵩比重を第１表
に示した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１平均繊維長が400μ以下で且つその90重量％
以上が100メツシユの標準篩を通過する粉末繊維
素(A)２〜10重量部を水性液(B)１〜10重量部で湿潤
させたのち、全部が20メツシユの標準篩を通過し
且つ200メツシユの標準篩を通過するものが90重
量％以下である高吸収性樹脂粉末(C)100重量部と
混合して得られる造粒された嵩比重0.25〜0.6ｇ/
c.c.の高吸収性樹脂組成物。