JP2000273107A - 高吸水性樹脂 - Google Patents
高吸水性樹脂Info
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Abstract
共に大きい高吸水性樹脂を提供する。 【解決手段】 重合性モノマーの水溶液を液滴状に分散
させた状態で重合させる過程を経て得られた粒状樹脂で
あって、生理食塩水の吸収容量が40g/g以上であ
り、かつ生理食塩水の通液速度が300ml/分以上で
ある高吸水性樹脂。
Description
や生理用ナプキンなどに用いるのに好適な、高吸水性樹
脂に関するものである。特に本発明は、水性液体を吸収
して膨潤した状態においても、水性液体と接触すると速
やかにこれを吸収することのできる、改良された高吸水
性樹脂に関するものである。
水性液体を吸収することのできる高吸水性樹脂が、いわ
ゆる紙おむつや生理用ナプキンをはじめ、種々の用途に
用いられている。高吸水性樹脂としては種々のものが提
案されているが、アクリル酸の部分中和物ないしはこれ
を主体とするモノマー水溶液を、疎水性有機溶媒中に液
滴状に分散させた状態で重合させて得られた樹脂粒子、
又はこれに更に架橋剤を反応させて表面に選択的に架橋
構造を形成させた樹脂粒子が、最も好ましいものの一つ
と考えられている。
量が大きい、すなわち樹脂単位重量当りの吸収し得る水
性液体の量が多いことが必要であるが、それ以外にも種
々の特性が要求される。その一つに膨潤状態における通
液性が良いことが挙げられる。すなわち高吸水性樹脂は
一般に水性液体を吸収すると膨潤して軟化するが、軟化
が著しくて樹脂粒子がその形状を保持し得ずに流動状態
に近くなると、引続いて吸水させる際に多大の障害とな
る。何故ならば、紙おむつや生理用ナプキンなどでは、
樹脂粒子は液の浸透方向に対して一定の厚さとなるよう
に全体として層状に分布しているので、表面近傍の樹脂
粒子が吸水して膨潤軟化し、樹脂粒子間の間隙を塞いで
しまうと、液が内部に浸透するのが阻止され、吸水速度
が著しく遅くなるからである。この通液性を良くするに
は、樹脂粒子の架橋度を密にして樹脂粒子を硬くして変
形しないようにすればよいが、高い架橋密度は樹脂粒子
の膨潤を阻害し、吸収容量を小さくする。従って吸収容
量が大きく、かつ通液性のよい樹脂粒子を求めて種々の
検討が行われている(特開平6−57010号公報参
照)。本発明は、この点において従来提案されているも
のよりも更に優れた吸水性樹脂を提供しようとするもの
である。
脂は、重合性モノマーの水溶液を疎水性有機溶媒中に液
滴状に分散させた状態で重合させる過程を経て得られた
粒状樹脂であって、生理食塩水の吸収容量が40g/g
以上であり、かつ生理食塩水の通液速度が300ml/
分以上であるものである。これらのなかでも、平均粒径
とゲル強度との積が2.0(g/cm)以上であるもの
が好ましい。
容量及びその通液速度、並びに樹脂粒子の平均粒径及び
ゲル強度は、以下により測定するものとする。生理食塩
水の吸収容量;樹脂0.50g(W1 g)を秤量し、2
50メッシュのナイロン袋(20cm×10cm)に入
れ、室温の生理食塩水(濃度0.9重量%)500ml
中に30分間浸漬する。次いでナイロン袋を引上げ、1
5分間懸垂して水切りしたのち、遠心分離機を用いて9
0Gで90秒間脱水する。脱水後のナイロン袋の重量
(W2 g)を測定する。樹脂を入れないナイロン袋を用
いて同様の操作を行い、その重量(W3 g)を測定す
る。 生理食塩水の吸収容量=(W2 −W3 )/W1 (g
/g)
し、その上部にガラスフィルターを有している、内径2
5.6mm、フィルター上の高さ約50cmのガラス円
筒を用意する。ガラスフィルターの上面から100m
l、150ml及び200mlの位置に標線を設ける。
このガラス円筒に室温の生理食塩水(濃度0.9重量
%)を200mlの標線の位置まで入れ、次いで樹脂粒
子0.50gを入れる。5分間経過後、ガラス円筒を上
下に転倒させることを3回反復する。引続いて25分間
保持したのち、コックを開放して、100mlの標線の
位置まで液面を降下させる。コックを閉じ、樹脂粒子が
舞い上がらないように注意しながら、生理食塩水を20
0mlの標線の位置まで注ぎ入れる。樹脂粒子が沈降し
ていることを確認したのち、コックを開いて液を流出さ
せ、液面が150mlの標線と100mlの標線の間を
通過する時間(T秒)を測定する。 通液速度=3000/T (ml/分) なお、樹脂粒子が存在しない場合には、液面が150m
lの標線と100mlの標線の間を通過するに要する時
間は6.8秒である。
12、20、32、40、60、80、100、120
及び150メッシュ、並びに受皿の順に組み合せる。最
上段の8メッシュ篩に樹脂粒子約50gを入れ、ロータ
ップ式自動振盪機で1分間振盪させる。各篩及び受皿上
の樹脂粒子の重量を秤量し、その合計を100%として
重量分率により粒径分布を求める。重量分率で50%の
粒子径を平均粒径とする。
生理食塩水(濃度0.9重量%)100mlと磁気回転
子(長さ25mm)とを入れる。回転子を600rpm
で回転させながら、下記式により算出される量の樹脂粒
子をゆっくりと投入し、30分間吸水させる。 樹脂粒子量=100/樹脂粒子の生理食塩水吸収容量 吸水させた樹脂粒子を、レオメーター(不動工業社製、
NMR−2002J、直径20mmの圧縮弾性用アダプ
ター装着、移動速度50mm/分)を用いて、セルが樹
脂粒子に入り込む時点の圧力を測定する。この圧力を吸
水した樹脂粒子のゲル強度とする。
液速度が300ml/分以上と著しく大きいことが特徴
である。通液速度が大きいことは、樹脂粒子が水を吸収
して膨潤しても、この膨潤した樹脂粒子から成る層を水
が容易に通過し得ることを意味する。高吸水性樹脂の最
大の用途の一つである紙おむつでは、数回の排尿があっ
てからおむつ交換を行うのが常態なので、第2回目以降
の尿の吸収速度は、樹脂粒子の通液速度に大きく依存す
る。若し通液速度が小さいと、紙おむつに尿に対する吸
収容量が十分に残存していても、排尿後しばらくの間は
尿は吸収されずに滞留する。その結果、着用者の肌が濡
れて不快感を生ずる。高吸水性樹脂の通液速度は350
ml/分以上、特に400ml/分以上であるのが好ま
しい。
量は40g/g以上であり、50g/g以上、特に60
g/g以上であるのが好ましい。吸収容量が大きいこと
は吸水性樹脂に要求される基本的性質であるが、前述の
如く通液速度と吸収容量とは基本的に相反する傾向にあ
り、両者を共に満足させることは極めて困難である。本
発明に係る高吸水性樹脂は、通液速度と吸収容量のいず
れの点でも優れており、他に類をみないものである。
ゲル強度との積が2.0(g/cm)以上であるのが好
ましい。前記の通液速度が、吸水して膨潤した樹脂粒子
に圧力が加わらない状態での通液性を示す指標であるの
に対し、平均粒径とゲル強度との積は、膨潤した樹脂粒
子に圧力が加わった状態での通液性を示す指標の一つで
ある。紙おむつは、着用者が寝ていて体重が加わった状
態においても、排尿がある毎に尿をすみやかに吸収する
ことが要求されるので、加圧状態での通液性が良いこと
は重要な特性の一つである。加圧状態での通液性は、下
記の2つの要因により左右されると考えられる。 膨潤した樹脂粒子に圧力が加わっても、樹脂粒子が
大きく変形したり破壊したりしないこと。 膨潤した樹脂粒子間に大きな間隙が存在すること。 前者の要因はゲル強度で代表され、後者の要因は平均粒
径で代表されると考えられるので、ゲル強度と平均粒径
との積は加圧状態における通液性を示す指標となり得る
と考えられる。本発明に係る高吸水性樹脂粒子の平均粒
径は通常100〜1000μm、好ましくは200〜8
00μmであり、また十分な吸収容量を確保するために
は樹脂粒子は吸水して膨潤軟化することが不可欠なの
で、ゲル強度も通常は40〜80g/cm2 程度であ
る。従ってゲル強度と平均粒径との積も自ずと制限さ
れ、通常は2.0〜4.0g/cmの範囲にある。一般
にこの積が2.0〜3.5g/cmの範囲にあるのが好
ましい。
を与えるモノマー水溶液を疎水性有機溶媒中に液滴状に
分散させて懸濁重合し、得られた重合体粒子に、これと
反応し得る多官能性化合物を反応させて重合体粒子の表
面に選択的に架橋構造を形成させることにより製造する
ことができる。モノマーとしては通常は不飽和カルボン
酸、特にアクリル酸を用いる。不飽和カルボン酸はアル
カリ金属やアンモニアで60%以上中和して用いるのが
好ましい。中和度が小さいと得られる樹脂の吸水性能が
低下する。不飽和カルボン酸の中和度は70〜90%、
特に75〜85%であるのが好ましい。モノマー水溶液
のモノマー濃度は、部分中和した状態で35重量%以上
であるのが好ましい。これよりも低濃度では、生成した
樹脂粒子の脱水費用がかさみ経済的に不利である。しか
しモノマー濃度が高過ぎると自己架橋が起り易く、その
結果、生成する樹脂粒子のゲル強度が大きくなって吸水
性能が低下するので、モノマー濃度は35〜45重量%
が好ましい。重合開始剤としては懸濁重合で常用されて
いる過硫酸カリウムなどのラジカル発生剤を用いるのが
好ましい。モノマー水溶液中の重合開始剤の濃度、及び
反応温度も生成する樹脂粒子の吸水性能及びゲル強度に
影響し、一般に重合開始剤の濃度を高くしたり、重合温
度を高くすると、生成する樹脂粒子はゲル強度が大きく
なって吸水性能が低下する。これは自己架橋が起り易く
なるためである。重合反応により得られた樹脂粒子の表
面架橋もゲル強度及び吸水性能に大きく影響し、表面架
橋度を大きくするほどゲル強度は増加するが吸水性能は
低下する。
明する。 実施例1 アクリル酸207.7gに水13.5gを加え、次いで
冷却しつつ25%水酸化ナトリウム水溶液346.2g
を加えて中和した。これに過硫酸カリウム0.104g
及び次亜リン酸ソーダ0.021gを加え、更にポリオ
キシエチレンオクチルフェニルエーテルリン酸(第一工
業製薬社製品、ブライサーフA210G)1.56gを
加えて溶解させ、モノマー水溶液を調製した。攪拌機、
還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた容量3
リットルの四っ口丸底フラスコにシクロヘキサン624
gを入れた。400rpmで攪拌しながらフラスコを窒
素ガスで置換した。引続き攪拌しながら75℃に昇温し
てシクロヘキサンを還流させながら、これに上記のモノ
マー水溶液を60分間かけて滴下した。滴下終了後、引
続き攪拌下に75℃で30分間保持した。次いで水をシ
クロヘキサンとの共沸によって除去し、ポリマー粒子の
含水率が乾燥ポリマー基準で20%になるまで脱水し
た。攪拌を停止してポリマー粒子を沈降させ、デカンテ
ーションにより液相と分離した。この湿潤状態のポリマ
ー粒子40gとシクロヘキサン140gとを攪拌機、還
流冷却器及び温度計を備えた容量300ミリリットルの
ナスフラスコに入れ、これにグリセロールポリグリシジ
ルエーテル(ナガセ化成工業社製品、デナコールEX3
14)の0.34重量%シクロヘキサン溶液3.4gを
添加した。攪拌下に60℃で30分間保持したのちシク
ロヘキサンを沸騰させ還流下に30分間保持した。濾過
してポリマー粒子を回収し、減圧下に80℃で乾燥し
た。得られた高吸水性樹脂の物性を表−1に示す。
ソーダ添加量を0.042gとし、かつ重合時の攪拌機
の回転数を350rpmとした以外は実施例1と全く同
様にして、表−1の物性の高吸水性樹脂を製造した。 実施例3 実施例1において、モノマー水溶液調製時の過硫酸カリ
ウム添加量を0.125g、次亜リン酸ソーダ添加量を
0.010gとし、かつ重合時の攪拌機の回転数を32
0rpmとした以外は実施例1と全く同様にして、表−
1の物性の高吸水性樹脂を製造した。 実施例4 実施例2において、重合時の攪拌機の回転数を300r
pmとした以外は実施例2と全く同様にして、表−1の
高吸水性樹脂を製造した。
ウム添加量を0.2077g、次亜硫酸ソーダ添加量を
0.010gとし、かつ重合時の攪拌機の回転数を50
0rpmとした以外は実施例1と全く同様にして、表−
1の物性の高吸水性樹脂を製造した。 比較例2 実施例1において、モノマー水溶液調製時の次亜リン酸
ソーダ添加量を0.083gとし、かつ重合時の攪拌機
の回転数を370rpmとした以外は実施例1と全く同
様にして、表−1の物性の高吸水性樹脂を製造した。
Claims (7)
- 【請求項1】 重合性モノマーの水溶液を疎水性有機溶
媒中に液滴状に分散させた状態で重合させる過程を経て
得られた粒状樹脂であって、生理食塩水の吸収容量が4
0g/g以上であり、かつ生理食塩水の通液速度が30
0ml/分以上である高吸水性樹脂。 - 【請求項2】 通液速度が350ml/分以上であるこ
とを特徴とする請求項1記載の高吸水性樹脂。 - 【請求項3】 通液速度が400ml/分以上であるこ
とを特徴とする請求項1記載の高吸水性樹脂。 - 【請求項4】 平均粒径とゲル強度との積が2.0(g
/cm)以上であることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれかに記載の高吸水性樹脂。 - 【請求項5】 平均粒径とゲル強度の積が2.0〜4.
0(g/cm)であることを特徴とする請求項1ないし
3のいずれかに記載の高吸水性樹脂。 - 【請求項6】 重合性モノマーの水溶液が、アクリル酸
の部分中和物とラジカル発生剤とを含むものであること
を特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の高吸
水性樹脂。 - 【請求項7】 表面架橋されていることを特徴とする請
求項1ないし6のいずれかに記載の高吸水性樹脂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11080954A JP2000273107A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 高吸水性樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11080954A JP2000273107A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 高吸水性樹脂 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000273107A true JP2000273107A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13732912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11080954A Pending JP2000273107A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 高吸水性樹脂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000273107A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006054487A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | 吸水性樹脂粒子、それを用いた吸収体および吸収性物品 |
JP2018050835A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | ユニ・チャーム株式会社 | 吸収性物品 |
CN113543877A (zh) * | 2019-03-08 | 2021-10-22 | 住友精化株式会社 | 吸水性树脂颗粒、吸收体、吸收性物品、吸水性树脂颗粒的通液维持率的测定方法及吸水性树脂颗粒的制造方法 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP11080954A patent/JP2000273107A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006054487A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | 吸水性樹脂粒子、それを用いた吸収体および吸収性物品 |
JP2018050835A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | ユニ・チャーム株式会社 | 吸収性物品 |
JP7085795B2 (ja) | 2016-09-27 | 2022-06-17 | ユニ・チャーム株式会社 | 吸収性物品 |
CN113543877A (zh) * | 2019-03-08 | 2021-10-22 | 住友精化株式会社 | 吸水性树脂颗粒、吸收体、吸收性物品、吸水性树脂颗粒的通液维持率的测定方法及吸水性树脂颗粒的制造方法 |
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