JPS6169854A - 吸水性樹脂組成物 - 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、生理用ナプキンや紙おむつ等への体液吸収剤
、土壌の保水剤、種子コーティング剤、止水剤、結露防
止剤などの幅広い用途を有する吸水特性及び流動性の改
良された吸水性樹脂に関するものである。

〔従来の技術〕

これまでカルボキシメチルセルロース架橋物、ポリエチ
レンオキシド部分架橋物、澱粉−アクリロニ）　ＩＪル
グラフト共重合体の部分加水分解物、架橋型ポリアクリ
ル酸塩などの吸水性樹脂については、液体と接触した時
に生じるママコを防止し、吸水速度を向上させるための
検討が種々なされて′きた。例えば、３５℃以下の融点
を有する脂肪族炭化水素、非イオン誘導体や炭素数１２
〜１８のアルキル基を有するアルキル）　ＩＪメチルア
ンモニウムクロライドで表面処理する方法（特開昭５５
−・５０３５５号）、ノニオン界面活性剤などの水溶性
界面活性剤やポリビニルアルコールなどノ水溶性高分子
を吸水性樹脂にコーチインクする方法（特開昭５７−１
６８９２１号）、アニオン界面活性剤や）（Ｌ８７以上
の７ニオン界面活性剤で吸水性（Ｍ脂を処理する方法（
特開昭５８−３２６４１号）などである。しかしながら
、これらの方法では、吸水性樹脂の濡れ性は向上しママ
コはかなり防止できるものの、吸水速度は未だ不十分で
ある。これに加えて、これらの方法では、吸水性樹脂粉
体の流動性が底下する。特に４０℃程度の温度になると
流動性の低下が大きく、作業性等が損われることになる
。

一方、吸水性樹脂粉末特有の吸湿に起因する流動性の低
下を防止するための検討も行なわれている。例えば、吸
水性樹脂粉体を疎水性超微粒子状ソリカと混合する方法
（特開昭５６〜１３３０２８　”）や含水２酸化珪素、
含水酸化アルミニウム、含水酸化チタンなどと混合する
方法（特開昭５９−８０４５９）などであるが、これら
の方法は単に吸湿による流動性の低下を防止するもので
あり、ママコ等を改良するものではなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、水への分散性（濡れ性）が良く、ママコが防
止でき、吸水速度が速く、かつ高温での粉体流動性にす
ぐれた吸水性樹脂組成物を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために種々の処理剤について検
討したところ、数ある処理剤の中から吸水性樹脂中のカ
ルボキシル基とイオン結合しうる特定のカチオン界面活
性剤を選択し、これて処理した後、無機粉体又は特定の
有機物粉体処理とを組合せると特異的にすぐれた性能の
吸水性樹脂が１等られることを見出し、本発明をなすに
至った。

すなわち、本発明は、カルボキシル基を有する吸水性樹
脂を、炭素数１２〜２４のアルキル基（又はアルケニル
基）を分子内に少なくとも１個有するカチオン界面活性
剤で処理した後、無機物質及び／又は高融点有機化合物
を混合したことを特徴とする吸水性樹脂組成物を提供す
るものである。

本発明に使用する吸水性樹脂としては、その構成単位に
カルボキシル基を有するものであれば重合体の種類及び
重合方法は問わない。通常使用されるモノマーとして、
カルボキシル基を有するビニル単量体であるアクリル酸
、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸及びこれらの
塩などが例示される。そして、これらのものは単独重合
又は２種以上の共重合、さらに、池の成分例えばアクリ
ルアミド、酢酸ビニル、デンプンなどと共重合させるこ
とができる。このようにして重合して得た吸水性樹脂と
しては、例えば、デンプン−アクリロニトリノーレグラ
フト共重合体ケン化物、デンプン−アクリル酸グラフト
共重合体およびその塩、デンプン−アクリルアミド共重
合体ケン化物、・カルボキシメチルセルロースの架橋物
、ポリビニルアルコール−アクリル酸共重合体及びその
塩、ビニルエステルー不飽和カルボン酸共重合体ケン化
物、アクリル酸又は、その塩の重合体、アクリロニトリ
ル重合体ケン化物等があげられる。又、これらには架橋
剤を用いて架橋したものや自己架橋型のものも含まれる
。これらの吸水性樹脂は、溶液重合法、（逆相）懸濁重
合法などの公知の重合によって合成される。このうち、
逆相懸濁重合法による場合は、生成する吸水性樹脂の粒
径を所望のものとなるように調整した後、そのままある
いは脱溶媒や脱水処理した後乾燥して用いる。このほか
溶液重合法などによりシート状や塊状で得られたものは
、乾燥後所望の粒径となるように機械粉砕される。吸水
性樹脂粉末の粒径は、種々の用途に応じて決定されるが
、通常平均粒径が５〜１０００μｍ、好ましくは３０〜
３００μｍとされる。粒子の形状は球状、片状、不定形
等いずれでもよい。

本発明においては、上記の吸水性樹脂を先づカチオン界
面活性剤で処理する。ここで使用されるカチオン界面活
性剤は、分子内に少なくとも１個の炭素数１２〜２４の
アルキル基（又はアルケニル基）を有する第４級アンモ
ニウム塩、イミダゾリニウム塩、アミン塩である。この
うち、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ス
テアリルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート、
ジラウリルジエチルアンモニウムエチルサルフェート、
シミリスチルジメチルアンモニウムクロライド、ジステ
アリルジメチルアンモニウムメチルサルフェート、ジ硬
化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライドなどの
炭素数１２〜１８のアルキル基を分子内に１個又は２個
有する第４級アンモニウム塩が好ましく、特に、炭素数
１２〜１８のアルキル基を分子内に２個有するジ長鎖ア
ルキルジ短鎮アルキル第４級アンモニウム塩が好ましい
。このようなカチオン界面活性剤で吸水性樹脂を処理す
る方法としては、種々の方法が採用可能であるが、加熱
により溶融したカチオン界面活性剤と吸水性樹脂粉体と
を混合し、吸水性樹脂粉末の表面にコーティングした後
冷却する方法によるのが望ましい。このほか、カチオン
界面活性剤を溶媒に溶解後、吸水性樹脂乾燥粉末または
、吸水性樹脂製造途中の含水重合体にコーテイング後溶
媒または／及び水を除去する方法などによってもよい。

カチオン界面活性剤の使用量は吸水性樹脂組成物に対し
て０．１〜２０重量％（以下％と略称する）、好ましく
は１〜１０％の範囲にするのがよい。

次に上記処理物に無機物質及び／又は高融点有機化合物
を混合し、これらを上記処理物の表面に付着させる。こ
こで用いる無機物質としては、通常平均粒径が１００μ
ｍ以下、好ましくは３０μｍ以下の酸化ケイ素、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マ
グネシウム、リン酸カルシウム、酸化亜鉛、炭酸マグネ
シウムのいずれかを主成分として含有する無機微粒子並
びに粘土鉱物などがあげられる。又、高融点有機化合物
としては、通常、融点が８０℃以上、好ましくは１００
℃以上、粒径が１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以
下のステアリン酸カルシウムやステアリン酸マグネシウ
ムなどの脂肪酸の金属塩、の粉末や、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリアクリル（メタクリル）酸エステル、
ナイロン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂粉があげられる
。これらの使用量は吸水性樹脂に対して０．０１〜１０
％、好ましくは０．１〜１％の範囲にするのがよい。少
量すぎると粉体流動性は向上せず多量すぎても流動性は
上記範囲で用いる場合に比較して向上しないので、吸水
量や、経済性の点で不利である。

これらの粉末はカチオン界面活性剤で表面をコーティン
グした吸水性樹脂粉末に混合、攪拌する。

場合によっては、無機物質や高融点有機化合物の粉末に
何ら影響を及ぼさない分散媒（例えば、脂肪族炭水崇や
アルコール類）を用いて混合後、分散媒を除去しても良
い。ただし、高融点有機化合物を使用した場合で、分散
媒を除去するためや、混合後の吸水性樹脂を再乾燥のた
めに加熱する場合などにはその化合物の融点以下で加熱
しな（ではならない。

〔発明の効果〕

本発明の吸水性樹脂組成物は、特定のカチオン界面活性
剤と無機物質及び／又は高融点有機化合物との組合せ処
理により、水への分散性（儒れ性）ママコの防止及び吸
水速度の向上が極めて効果的に達成できる。これに加え
て、吸水性樹脂を薄葉紙等の２枚のシートの間に充填す
る際等に、工程での摩凛熱や雰囲気温度により約４０℃
といった高温となっても、すぐれた流動性を有するので
作業性が極めて良好である。

従って、前記のような浸れた吸水特性をもつことから、
薄葉紙等の２枚のシートの間にはさんでエンボスしたシ
ート状物の製品の形で適用するのが効果的であり、この
ようなシート製品は生理用ナプキンや紙おむつ、病人用
シーツ等の吸水性シ。

−トとして有利に利用される。また、土壌に対する保水
剤、土木建築用の止水剤、結露防止剤、シップ剤、ハッ
プ剤、芳香剤基材等広範に使用できる。

次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。

〔実施例〕

実施例において、吸水速度、粉体流動性及びママコの生
成は、次のようにして測定した。

０吸水量度 吸水性樹脂０．３ｇを不織布製袋に封入し、垂直にして
試料を底につめる。これを３００ｍＡのビ−カーに入っ
た生理食塩水の中に垂直に３０秒間浸漬する。その後、
これを引き上げて金網上で１分間水切りして重量を測定
する。

別に吸水性樹脂の入っていない不織布製袋を試験して得
た重量をブランクとする。

上記測定値からブランクを差し引き、吸水性樹脂１ｇ当
りの重量に換算して得た値を吸水速度とした。数値の大
きいほど、吸水速度が速いことを示す。

粉体流動性 吸水性樹脂組成物２０ｇを７０　ｍ、、ｇのガラスサン
プルビンに入れ、４０℃にて流動性を観察した。

評価は次のようにした。

３・・・さらさらで少しビンを傾けただけで流動する。

２・・・流動するが少しかたまる。

１・・・流動しない。

０ママコの生成 １００ｍｔ’のビーカーに吸水性樹脂２ノを入れ、これ
にイオン交換水５０−を加えた後、ガラス棒で軽（攪拌
し、吸水性樹脂の吸水状態を目視により判定した。

０吸水性樹脂（Ｎｏ、　１　）の合成 攪拌機、還流冷却器及び窒素ガス導入管を付けた５００
ｒｒ＋ｊ！の四つロフラスコにｎ−へキサン１５０　ｇ
を入れ、ソルビタンモノステアレート１．’５ｇを加え
て溶解し攪拌しながら、窒素置換した。

別にアクリル酸３０ｇを水３９ｇに溶解した水酸化ナト
リウム１２．９　ｇで中和し、過硫酸カリウＡ０．０５
ｇとＮ、Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド０．００２
　ｇを加え、溶解した後窒素置換した。

この溶液を上記四つロフラスコに加えて攪拌しながら分
散させ、窒素雰囲気下で６０℃で３時間重合した。重合
後ｎ−ヘキサンを除去し、減圧下で８０℃にて乾燥し、
粉末状の乾燥した吸水性樹脂を得た。

０吸水性樹脂（Ｎｌ１２）の生成 攪拌機、還流冷却器及び窒素ガス導入管を付けた５００
ｍｆの四つロフラスコにシクロヘキサン１８０ｇを入れ
、ソルビタンラウレート１．８　ｇ　ヲ加えて溶解し攪
拌しながら、窒素置検し７５℃まで昇温した。

別にアクリル酸３０ｇを２４％水酸化ナトリウム水溶液
５２ｇで中和し、さらに過硫酸アンモニウム０．１ｇと
エチレングリコールジグリルシジルエーテル０．０１　
ｇを加えて溶解、攪拌しながら窒素置換した。

この溶液を上記四つロフラスコに窒素雰囲気下に１時間
かけて滴下し、重合した後、７５℃で１時間熟成し、重
合を完了した。重合後シクロヘキサンを除去し、減圧下
で８０℃にて乾燥し、粉末状の吸水性樹脂を辱た。

０吸水性樹脂（Ｎα３）の生成 ２００ｒｒ＋１のビーカーにアクリル酸３０ｇを入れた
後、水酸化ナトリウム１２．９　ｇを水３９ｇに溶解し
た水溶液を加えて中和した。

室温に冷却後、過硫酸カリウム０．０５　ｇとＮ。

Ｎ゛−メチレンビスアクリルアミド０．００５　ｇを加
え、溶解した。こうして得られた水溶液ｌｏｇを直径１
５ｃｍのガラス製シャーレに入れ、次いで内１ｊＬ１５
０℃の恒温槽中に２０分間、放置し、重合と乾燥を同時
に行った。得られたフィルム状の生成物を粉砕し、粉末
状の乾燥した吸水性樹脂を得た。

実施例１ ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド１ｇを加
温して溶融しこれに吸水性樹脂（Ｎｏ、　１　）１９ｇ
を加え、８０℃で１０分間攪拌した後冷却して、コーテ
ィング粉末（比較例４）を得た。

このコーティング粉末２０ｇに含水ケイ酸扮末（他山ソ
ーダ製トクシールＧＬＩ−Ｎ）０．１ｇを加え室温で１
０分間攪拌し吸水性樹脂組成物を寿だ。

実施例２ ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド１ｇにメタ
ノール２０ｇを加え６０℃に加温し、溶解した後、これ
に吸水性樹脂（Ｖ（１１）・１９ｇを加え、１０分間攪
拌した後、８０℃で２時間減圧乾燥し、コーティング粉
末（比較例５）を辱た。

このコーティング粉末２０ｇに酸化チタン粉末（ケイ酸
アルミ含有帝国化工ＪＲ−８０１）０．１ｇを加え、室
温で１０分間攪拌し吸水性樹脂組成１勿を１等だ。

実施例３ ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド０．４ｇ
を加温して溶融し、これに吸水性樹脂（Ｎα２）１９．
６ｇを加ｉｔ、８０℃テ１０　分Ｍ攪拌Ｌ　ｆ、：。

後、冷却して、コーティング粉末（比較例６）を得た。

このコーティング粉末２０ｇに含水ケイ酸粉末（ＤＥＧ
ＵＳＳＡ社製Ａｅｒｏｓｉｌ　　１３０　）　０．０４
　ｇを加え室温で１０分間攪拌し吸水性樹脂組成物を辱
だ。

実施例４ ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド０．４ｇを
加温して溶融し、これに吸水性樹脂（Ｎα２）１９．６
ｇを加え、８０℃で１０分間攪拌した後冷却し、コーテ
ィング粉末（比較例７）を辱た。

このコーティング粉末２０ｇに沈降性炭酸カルシウム粉
末０．０８　ｇを加え、室温で１０分間攪拌し吸水性樹
脂組成物を得た。

実施例５ ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド２ｇを加
温して溶融し、これに吸水性樹脂（Ｎα３）１８ｇを加
え、８０℃で１０分間攪拌しｔこ後、冷却しコーティン
グ粉末（比較例８）を辱た。　　　、このコーティング
粉末２０ｇにリン酸カルシウム・２水塩粉末（東洋スト
ファー製）　０．１　ｇを加え、室温で１０分間攪拌し
吸水性樹脂組成物を得た。

実施例６ ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド２ｇを加温
して溶融し、これに吸水性樹脂（Ｎα３）１８ｇを加え
、８０℃で１０分間攪拌した後冷却し、コーティング粉
末（比較例９）を得た。

このコーティング粉末２０ｇにケイ酸アルミニウムを主
成分とする粘土化合物（クニミネ工業製りニピアＦ　）
　０．２　ｇを加え、室温で１０分間攪拌し吸水性樹脂
組成物を１等だ。

実施例７ 含水ケイ酸粉末の代りにポリスチレン粉末（実験室調整
品、平均粒径２０μｍ）を用いた以外は実施例１と同様
に行なった。

実施例８ 含水ケイ酸粉末の代りにポリ塩化ビニル（住友化学製ス
ミカビーズＢＣ−３０）を用いた以外は実施例１と同様
に行なった。

比較例 吸水性樹脂（Ｎｌｌｌ）（Ｎ（１２）及び（Ｎａ３）を
それぞれ比較例１．２．３とした。又、前記の比較例４
〜９に加えて、下記の比較例１０．１１を行なった。

比較例１０ 吸水性樹脂（Ｎｏ、１）１９．５ｇにソルビタンモノラ
ウレート０．５　ｇを加え、室温で１０分間攪拌してコ
ーティング粉末を得た。

比較例１１ 吸水性樹脂（Ｎｏ、１）１９．５ｇにポリエチレングリ
コール０．５ｇを加え、室温で１０分間攪拌してコーテ
ィング粉末を辱だ。

実施例及び比較例で得た吸水性樹脂組成物の性能を、ま
とめて表−１に示す。

表　　−１ 表−１より明らかに本発明品は、すぐれた吸水特性と粉
体流動性とを有していることがわかる。

尚、上記吸水性樹脂組成物を２枚の薄葉紙間にはさみ、
エンボスをかけた後、加圧下での吸水量を測定したとこ
ろ、本発明品は比較例に比べて、いずれもすぐれた吸水
量を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルボキシル基を有する吸水性樹脂を、炭素数１２〜２
   ４のアルキル基（又はアルケニル基）を分子内に少なく
   とも１個有するカチオン界面活性剤で処理した後、無機
   物質及び／又は高融点有機化合物を混合したことを特徴
   とする吸水性樹脂組成物。