JP2000080291A - 抗菌性吸水性樹脂組成物およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸水性樹脂が本来有する吸水機能を維持した
まま、液体、例えば尿、血液、体液、に対して優れた抗
菌機能を有する抗菌性吸水性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 吸水性樹脂とアルキルピリジニウム塩か
らなることを特徴とする、抗菌性吸水性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】〔発明の背景〕本発明は、吸収性
能および抗菌性能に優れ、液体、特に尿、血液、体液な
ど、を吸収する吸収性物質として有用な抗菌性吸水性樹
脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸水性樹脂は、その吸収性能、保水能お
よびゲル化能を利用して、紙おむつ、失禁パッド、、生
理用ナプキン等の吸収性物質や、ペット用シート、ペッ
ト用床砂、ドリップ吸収剤等の各種用途で使用されてい
る。しかしながら、従来の吸水性樹脂は、液体、例えば
尿、血液、体液など、を吸収および保水する能力に優れ
るものの、それ自体は抗菌機能を有していないのが普通
である。したがって、吸収された液体に含まれる菌類や
微生物などによって、吸収液体中の有機物が分解され、
この分解生成物が悪臭を発生させたり、皮膚刺激、かぶ
れ等の原因になるという問題がある。以上のことから、
衛生面および安全性の観点から、吸収機能と抗菌機能の
双方を満足する材料の出現が要望されてきた。

【０００３】上記に類似する効果を発現させる方法とし
て、吸水性樹脂とゼオライトとの粉体同士の混合物（特
開昭５７−２５８１３号公報、特開昭３９−１７９１１
４号公報および特開昭５９−１８９８５４号公報）、活
性炭を吸水性樹脂でコーティングした組成物（特開昭５
６−３１４２５号公報）、吸水性樹脂とツバキ科植物か
ら抽出された消臭成分とから成る組成物（特開昭６０−
１５８８６１号公報）、特定の抗菌剤（塩化ベンザルコ
ニウム、グルコン酸クロルヘキシジン、燐酸塩化合物な
ど）を含有した吸水性樹脂組成物（特公平４−１７０５
８号公報および特開平５−１７９０５３号公報）などの
組成物およびこれらの吸収性物品への適用が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の組成物は、それなりに有用なものではあるが、本発明
者が知るところでは、吸収性物品に適用するには必ずし
も満足のいく悪臭発生防止効果や腐敗抑制効果が得られ
なかった。すなわち、吸水性樹脂とゼオライトとの混合
物は、発生した悪臭は吸着することができるものの、吸
水性樹脂およびゼオライトともに抗菌機能を持たないこ
とから、微生物や菌類による有機物の分解や腐敗を抑制
し、この分解生成物や腐敗による悪臭の発生を防止する
ことができない。したがって、ゼオライトを吸収性物品
に適用しても皮膚刺激やかぶれ等を抑えることはできな
かった。一方、活性炭を吸水性樹脂でコーティングした
組成物や、吸水性樹脂とツバキ科植物から抽出された消
臭成分とから成る組成物の場合も、活性炭およびツバキ
科植物から抽出された消臭成分が抗菌機能を示さないこ
とから、上記のゼオライトの場合と同様の結果となり、
微生物や菌類による有機物の分解や腐敗を抑制すること
ができないようである。塩化ベンザルコニウムや燐酸塩
化合物を含有した吸水性樹脂組成物は、ある程度の抗菌
作用が認められるものの、適用対象となる菌類や微生物
の種類に限度があり、必ずしも満足のできるものではな
かった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】〔発明の概要〕 ＜要旨＞本発明は、上記問題点に解決を与えるものであ
って、吸収性能と抗菌性能の双方に優れた吸水性樹脂組
成物であり、特に尿、血液、体液など、を吸収する目的
で使用される吸収性物品として有用な抗菌性吸水性樹脂
組成物およびその製造法を提供するものである。

【０００６】すなわち、本発明による抗菌性吸水性樹脂
組成物は、吸水性樹脂およびアルキルピリジニウム塩か
らなること、を特徴とするものである。

【０００７】また、本発明による抗菌性吸水性樹脂組成
物の製造法は、吸水性樹脂とアルキルピリジニウム塩と
を混合すること、を特徴とするものである。

【０００８】なお、本発明において「抗菌性」とは、細
菌の活性ないし増殖を抑制する作用または細菌を死滅さ
せる作用を有することをいう。 ＜効果＞本発明による抗菌性吸水性樹脂組成物は、吸収
機能のみならず、優れた抗菌機能を同時に発現するもの
である。従って、本発明による抗菌性吸水性樹脂組成物
は、紙おむつ、失禁パッドおよび生理用ナプキンなど各
種の吸収性物品に特に有用なものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】＜吸水性樹脂＞本発明で必須成分
として用いられる吸水性樹脂は、数々のものが使用可能
であり、その種類、製造法および形状、その他は任意で
ある。例えば、デンプン−（メタ）アクリロニトリルグ
ラフト共重合体の加水分解物、デンプン−（メタ）アク
リル酸グラフト共重合体の中和物、架橋カルボキシメチ
ルセルローズ、（メタ）アクリル酸エステル−酢酸ビニ
ル共重合体のケン化物、部分中和ポリ（メタ）アクリル
酸塩架橋体、架橋ポリビニルアルコール、架橋イソブチ
レン−無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。上記
吸水性樹脂は２種以上併用することもできる。ここで、
「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」および「メタ
クリル」の両者を意味する。なお、上記において、
「塩」とは通常ナトリウム塩および（または）カリウム
塩であるが、用途によってはアンモニウム塩、アミン塩
などの有機塩であってもよい。

【００１０】これらの吸水性樹脂のうちで好ましいもの
は、比較的大きな吸収能力を発揮するという点で、（メ
タ）アクリル酸単位および（メタ）アクリル酸塩単位を
主構成単位とする水不溶性の吸水性樹脂である。ここ
で、「主構成単位とする」とは、吸水性樹脂を構成して
いる全構成単位中に（メタ）アクリル酸単位および（メ
タ）アクリル酸塩単位が６０％以上存在していることを
意味する。

【００１１】（メタ）アクリル酸単位および（メタ）ア
クリル酸塩単位を主構成単位とする水不溶性の吸水性樹
脂において、（メタ）アクリル酸単位の割合は、（メ
タ）アクリル酸単位と（メタ）アクリル酸塩単位との合
計に対して、好ましくは１０〜５０モル％、更に好まし
くは２０〜４０モル％、である。このように、吸水性樹
脂に（メタ）アクリル酸単位を所定量残しておくことに
よって、（メタ）アクリル酸単位のカルボキシル基が臭
気成分、例えばアンモニア、などを吸着するという付随
効果が得られる。（メタ）アクリル酸単位と（メタ）ア
クリル酸塩単位の合計に対する（メタ）アクリル酸単位
の割合が５０モル％を越える場合、吸収性能が低下する
と共に、得られる抗菌性吸水剤性樹脂組成物のｐＨが酸
性となり、皮膚に対する安全性の面でも好ましくない。
一方、（メタ）アクリル酸単位が１０モル％未満の場
合、臭気成分、例えばアンモニアなど、を吸着する効果
が乏しくなると共に、得られる抗菌性吸水性樹脂組成物
のｐＨがアルカリ性となり、この場合も皮膚に対する安
全性の面で好ましくない。

【００１２】吸水性樹脂の形状および粒度分布について
は特に限定はない。形状については、粒状、顆粒状、造
粒状、リン片状、塊状、パール状、微粉末状などのいず
れの形状であってもよい。平均粒子径は、通常１０〜２
０００μｍ、好ましくは５０〜１０００μｍ、である。 ＜アルキルピリジニウム塩＞本発明では、抗菌成分とし
てアルキルピリジニウム塩が使用される。アルキルピリ
ジニウム塩のアルキル基は、炭素数１２〜１８の脂肪族
アルキル基が好ましく、更に好ましいものは炭素数１６
の脂肪族アルキル基である。アルキルピリジニウム基の
対アニオンは、無機酸および有機酸のいずれに由来する
ものでもよい。好ましいものは、無機酸、例えばＣ
ｌ⁻、Ｂｒ⁻、Ｉ⁻、に由来するもの、特に好ましくは
Ｃｌ⁻、である。

【００１３】本発明における吸水性樹脂とアルキルピリ
ジニウム塩との比率は、目的とする吸収性能と抗菌性能
とのバランスによって種々変化させることができるが、
通常、吸水性樹脂１００重量部に対して、０．００１〜
５重量部、好ましくは０．００３〜１重量部、更に好ま
しくは０．００５〜０．５重量部、である。アルキルピ
リジニウム塩の割合がが０．００１重量部未満では、得
られる組成物の抗菌効果が乏しくなる。一方、５重量部
超過にしても抗菌効果は変わらず、吸収性能だけが低下
してくる。 ＜抗菌性吸水性樹脂組成物およびその製造法＞本発明に
よる抗菌性吸水性樹脂組成物は、上記の吸水性樹脂およ
びアルキルピリジニウム塩からなるものである。ここ
で、「からなる」ということは、上記の二種の必須成分
のみからなるものの外に、これ以外の合目的的な任意成
分を含んでなるものをも意味する。

【００１４】このような本発明による抗菌性吸水性樹脂
組成物は、吸水性樹脂とアルキルピリジニウム塩とを混
合することによって製造することができる。吸水性樹脂
とアルキルピリジニウム塩との混合は、吸水性樹脂製造
工程の重合工程終了後であれば何れの段階でもよい。重
合前および重合中に添加した場合は、重合が懸濁重合で
は重合自体が不安定化したり、重合時の発熱によってア
ルキルピリジニウム塩が変質することがあるために好ま
しくない。

【００１５】アルキルピリジニウム塩を重合工程終了後
に混合添加する段階は、重合後乾燥前の段階、乾燥中の
段階、乾燥後粉砕前の段階、粉砕中の段階、および粉砕
後製品に至る前のいずれでもよい。また、吸水性樹脂を
逆相懸濁重合法によって製造したときには、アルキルピ
リジニウム塩は、上述の段階の外に、含水ゲルに添加す
ることもできる。例えば、重合終了後の溶媒の除去前の
段階でアルキルピリジニウム塩を有機溶媒懸濁液中に添
加して吸液させる方法や、溶媒の除去後の段階において
含水ゲルにアルキルピリジニウム塩の水溶液ないし分散
液をスプレーする方法なども採ることができる。

【００１６】アルキルピリジニウム塩は、固体の状態
で、すなわち粉状ないし粒状で、添加してもよいが、均
一な添加を行うために、水溶液または水分散液の状態で
添加するのが好ましい。アルキルピリジニウム塩を、吸
水性樹脂が含水状態であるとき、即ち重合後乾燥前の段
階、で添加する場合、その混合方法は均一に添加できる
方法であれば何れでもよい。例えば、吸水性樹脂をアル
キルピリジニウム塩水溶液中あるいは水分散液中に浸積
する方法、含水ゲルに上記水溶液をスプレーする方法、
および吸水性樹脂とアルキルピリジニウム塩またはその
水溶液とを撹枠混合する方法などが挙げられる。

【００１７】乾燥後粉砕前の段階または粉砕後製品に至
る前の段階における重合体に添加する方法も、種々の方
法を採ることができる。例えば、ナウターミキサー、リ
ボンミキサー、パドルミキサー、ニーダー、エアーミッ
クス、コニカルブレンダーなどの混合機を使用して行う
方法が挙げられる。

【００１８】本発明においては、アルキルピリジニウム
塩の水溶液または水分散液を、撹拌下重合体にスプレー
あるいは滴下するのが好ましいが、均一添加が可能であ
ればこの方法に限定されるものではない。アルキルピリ
ジニウム塩の水溶液または水分散液を添加混合した場合
は必要により加熱混合することができる。加熱乾燥温度
は、乾燥を常圧下で行う場合には、通常８０〜２００
℃、好ましくは１００〜１５０℃、である。８０℃未満
で乾燥を実施する場合は、長時間にわたり乾燥する必要
があって工業的に好ましくない。また、２００℃超過の
温度で乾燥を行うときは、短時間で乾燥を終了すること
は可能であるが、アルキルピリジニウム塩が変質するお
それがあるので好ましくない。但し、減圧下にて乾燥さ
せる場合には、乾燥温度を８０℃未満にすることも可能
である。加熱乾燥の方法は、公知の方法でよく、多孔
板、金網、平板、ペルト上に積層して回分または連続的
に熱風乾燥する方法、流動乾燥炉内で熱風乾燥する方
法、加熱減圧乾燥する方法などが挙げられる。吸水性樹
脂にアルキルピリジニウム塩を添加する最も好ましい方
法は、吸水性性樹脂を製造する好ましい方法である逆相
懸濁重合法と組合わせた場合に見られる。

【００１９】吸水性樹脂の有利な製造法のうちの代表的
なものは、所謂逆相懸濁重合法である。逆相懸濁重合法
では、モノマー水溶液を非水溶性媒体中に分散させ、該
モノマー水溶液中のモノマーに対する重合条件を印加し
て（通常は、該水溶液中に溶存させておいた重合開始剤
の活性化（たとえば、加熱する））、モノマーを重合さ
せて、生成ポリマーを該非水溶性懸濁媒体中に分散した
含水粒子の形で得る工程を含んでなる。生成ポリマーの
含水粒子は、固液分離に付してから、あるいは懸濁状態
のまま、脱水してから分散媒から分離する等の手段によ
って、乾燥粒子として回収することができる。

【００２０】このような逆相懸濁重合法で好ましいアル
キルピリジニウム塩の添加方法は、アルキルピリジニウ
ム塩の水溶液をこのポリマー含水粒子分散液に添加混合
して、該水溶液をポリマー含水粒子に含浸させることか
らなる。含水ポリマー粒子は、懸濁状態においてそこに
接近して来るアルキルピリジニウム塩水溶液と均一に接
触すると共に該水溶液をよく吸収するため、ポリマーに
対するアルキルピリジニウム塩の均一分散が効率よく実
現できる。

【００２１】本発明において、吸水性樹脂の表面を、ア
ルキルピリジニウム塩の添加前あるいは添加後に、グリ
シジルエーテル化合物、シラン化合物あるいは多価金属
塩などの架橋剤により通常の方法で表面処理を行っても
よい。

【００２２】

【実施例】以下の実施例および比較例は、本発明を更に
詳細に説明するためのものである。よって、本発明はこ
れらの具体的記載の範囲内のみに限定されるものではな
い。

【００２３】抗菌性吸水性樹脂組成物の吸水能および抗
菌効果は、下記の方法により測定した。以下、特に定め
ない限り、「％」は「重量％」を示す。 （１） 吸水能：試料１ｇを、２５０メッシュのナイロ
ンネット製ティーバッグに入れ、これを過剰の生理食塩
水（０．９％食塩水）中に３０分間浸して吸水させた
後、引き上げて１５分問水切りを行う。以上の操作によ
って増加した質量を測定する。この増加質量を吸水量と
した。 （２） 抗菌性試験：滅菌済生理食塩液にＥｓｃｈｅｒ
ｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ（大腸菌）をコロニー形成単位が
１×１０^７ＣＦＵ／ｍｌとなるように試験溶液を調製し
た。その１０ｍｌに対し試験試料を１ｇ加え、３７℃、
２４時間放置した。２４時問後、ゲル状になった試験試
料を１ｇ採取し、これを９ｍｌの滅菌済生理食塩液に加
え、激しく混和後、その上清液中の生菌数の測定を行っ
た。同様にしてＥｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｃｌｏａｃ
ａｅ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ
（黄色ブドウ球菌）、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｆａ
ｅｃａｌｉｓ（腸球菌）についても抗菌性を試験した。

【００２４】＜実施例１＞撹拌機、還流冷却器、温度管
および窒素ガス導入管を付設した容量５０００ｍｌの四
つ口丸底フラスコにシクロヘキサン１２１０ｇを入れ、
さらにソルビタンモノステアレート９ｇを添加して溶解
させた後、窒素ガスを吹き込んで溶残酸素を迫い出し
た。別に、容量２０００ｍｌのビーカー中でアクリル酸
３５０ｇを外部より冷却しながらこれに水７２７．７ｇ
に溶解した１４３．１ｇの純度９５％の水酸化ナトリウ
ムを加えて、アクリル酸のカルボキシル基の７０％を中
和させた。ついで、これにＮ，Ｎ´−メチレンビスアク
リルアミド０．３７ｇおよび過硫酸カリウム０．９４ｇ
を加え、溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶残酸素
を迫い出した。前記の四つ口丸底フラスコの内容物にこ
の容量２０００ｍｌのビーカーの内容物を添加し、撹拌
して分散させ、窒素ガスをバブリングさせながら油浴に
よりフラスコ内温を昇温させたところ、６０℃付近に達
してから内温が急激に上昇し、数十分後には７５℃に達
した。次いで、撹拌しながら３時間反応させた。さらに
本フラスコに、塩化セチルピリジニウム・１水和物０．
４ｇが水４０ｇに溶解した水溶液を１０分かけて滴下
し、３０分間保持することでこの水溶液を均一かつ完全
に吸水性樹脂に吸液させた。その後、本樹脂をデカンテ
ーションにより取りだし、減圧乾燥機に移し、９０℃に
て付着したシクロヘキサンおよび水を除去して、目的と
する粉末状の抗菌性吸水性樹脂組成物３９８．５ｇを得
た。得られた抗菌性吸水性樹脂組成物の性能測定結果
は、表１に示される通りである。

【００２５】＜実施例２＞吸水性樹脂（「ダイヤウェッ
ト ＵＳ４０」、三菱化学社製；ポリアクリル酸塩架橋
物）１００ｇ、塩化セチルピリジニウム・１水和物０．
０１ｇをＶブレンダー（筒井理化学器機株式会社製、Ｓ
−５型）を用いて３０分間室温にて均一に混合して、抗
菌性吸水性樹脂組成物９９．５ｇを得た。得られた抗菌
性吸水性樹脂組成物の性能測定結果は、表１に示される
通りである。

【００２６】＜実施例３＞実施例２において、塩化セチ
ルピリジニウム・１水和物の添加量を０．１ｇに代える
以外は実施例２と同様にして抗菌性吸水性樹脂組成物９
９．７ｇを得た。得られた抗菌性吸水性樹脂組成物の性
能測定結果は、表１に示される通りである。

【００２７】＜比較例１＞実施例２で用いられたものと
同一の吸水性樹脂（「ダイヤウェット ＵＳ４０」）の
みの性能測定結果は、表１に示される通りである。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明による抗菌性吸水性樹脂組成物
は、吸収機能のみならず、優れた抗菌機能を同時に発現
し、従って、紙おむつ、失禁パッド、生理用ナプキンな
ど各種の吸収性物品に特に有用なものであることは「発
明の概要」において前記したところである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 喜 一 三重県四日市市東邦町１番地 三菱化学株 式会社四日市事業所内 Ｆターム(参考） 4H011 AA02 BA01 BB09 BC19 DH08 DH25 4J002 AA001 AB031 BE021 BF021 BG011 BG031 BH021 BN011 EU046 FD186 GB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸水性樹脂およびアルキルピリジニウム塩
   からなることを特徴とする、抗菌性吸水性樹脂組成物。
2. 【請求項２】吸水性樹脂１００重量部に対してアルキル
   ピリジニウム塩が０．００１〜５重量部である、請求項
   １に記載の抗菌性吸水性樹脂組成物。
3. 【請求項３】吸水性樹脂が、（メタ）アクリル酸単位お
   よび（メタ）アクリル酸塩単位を主構成単位とする水不
   溶性の吸水性樹脂であり、且つ、この（メタ）アクリル
   酸単位の割合が（メタ）アクリル酸単位と（メタ）アク
   リル酸塩単位の合計に対して１０〜５０モル％である、
   請求項１または２記載の抗菌性吸水性樹脂組成物（ここ
   で、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」および
   「メタクリル」の両者を意味する）。
4. 【請求項４】アルキルピリジニウム塩が、炭素数１２〜
   １８の脂肪族アルキル基を有するものである、請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の抗菌性吸水性樹脂組成物。
5. 【請求項５】吸水性樹脂とアルキルピリジニウム塩とを
   混合することを特徴とする、抗菌性吸水性樹脂組成物の
   製造法。