JP2002275760A - 吸水性複合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸水性樹脂粒子の製造と同時に、吸水性樹脂
粒子をその本来の吸水性能および保水性能を発現し得る
ように繊維質材料に固着させることから成る、効率の良
い吸水性複合体の製造方法を提供すること。 【解決手段】 下記の工程を含むことを特徴とする吸水
性樹脂および不織布からなる吸水性複合体の製造方法。 （Ａ）溶融樹脂またはファイバーからウエブを形成する
ウエブ形成工程 （Ｂ）（Ａ）工程で形成したウエブから不織布を形成す
る不織布化工程 （Ｃ）カルボキシル基の２０％以上が中和されているア
クリル酸を主成分とする重合性モノマー水溶液が液滴状
で重合しつつ落下している重合室に、繊維質材料を送入
して、重合途上の樹脂粒子を該繊維質材料に付着させて
吸水性樹脂−繊維質材料複合体を形成する複合化工程
（該工程（Ｃ）は、工程（Ａ）の前、工程（Ａ）と工程
（Ｂ）の間、工程（Ｂ）の後のいずれかに行う）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不織布に吸水性樹
脂粒子が結着している吸水性複合体を製造する方法に関
するものである。本発明方法で製造された吸水性複合体
は、いわゆる紙おむつや生理用ナプキンなどのような吸
水性物品の製造に用いるのに好適である。

【０００２】

【従来の技術】紙、パルプ、不織布、スポンジ状ウレタ
ン樹脂等は吸水性が高いために、従来から保水剤として
生理用ナプキン、紙おむつ等を始めとする各種の衛生用
品及び農業用資材等に使用されてきた。しかし、これら
の吸水性材料はその吸水量が自重の１０〜５０倍程度に
過ぎない。このため、多量の水を吸水又は保持させるた
めには多量の材料が必要とされ、著しく嵩高になるとい
う問題があった。また、吸水した材料を加圧すると、簡
単に水分を放出してしまう等の欠点もあった。

【０００３】この種の吸水材料の上記欠点を改善するこ
とを目的として、近年、高吸水性の種々の高分子材料が
提案されている。例えば、澱粉のグラフト重合体（特公
昭５３−４６１９９号公報等）、セルロ−ス変性体（特
開昭５０−８０３７６号公報等）、水溶性ポリマーの架
橋物（特公昭４３−２３４６２号公報等）、自己架橋型
アクリル酸アルカリ金属塩ポリマ−（特公昭５４−３０
７１０号公報等）等が提案されている。

【０００４】これらの吸水性ポリマーの吸水性能はかな
り高いレベルに達しているが、その殆どが粉末状である
ために、例えば、生理用ナプキン、紙おむつ等の衛生材
料として使用するためにはティッシュ、不織布、綿等の
基材上に吸水性樹脂粉末を均一に分散させる必要があ
る。しかし、公知の方法で分散させた吸水性樹脂粉末
は、繊維質基材上に安定性良く固定することが困難であ
り、均一に分散させた後でも一部局所に集合化すること
が多く、また、吸水後の膨潤ゲルも安定性良く繊維質基
材上に固定されずに繊維質基材から容易に移動してしま
うという欠点があった。このような移動を防ぐために吸
水性樹脂粉末をフラッフパルプ等に接着剤で接着する
と、接着剤により吸水性樹脂粉末が吸水して膨潤が阻害
されるので、一般に樹脂粒子本来の吸水性能が発現しな
くなってしまう。

【０００５】更に、上記の様な吸水性樹脂粉末を繊維質
基材に均一に分散させて吸収体を得る方法では、繊維質
基材上からポリマ−粉末が漏れやすいばかりか、粉末の
取り扱いに伴う煩雑さ、並びに、均一な分散を効率良く
行う上でのプロセス上の問題等により、コストも極めて
割高にならざるを得なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、吸水
性樹脂粒子の製造と同時に、吸水性樹脂粒子をその本来
の吸水性能および保水性能を発現し得るように繊維質材
料に固着させることから成る、効率の良い吸水性複合体
の製造方法を提供することを目的とする。また本発明
は、この吸水性複合体を不織布やその原料である溶融樹
脂、ファイバー、ウエブから生産効率よく製造する方法
を提供することも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するために鋭意検討を重ねた結果、下記の工程を含む
ことを特徴とする吸水性樹脂および不織布からなる吸水
性複合体の製造方法を提供するに至った。 （Ａ）溶融樹脂またはファイバーからウエブを形成する
ウエブ形成工程 （Ｂ）（Ａ）工程で形成したウエブから不織布を形成す
る不織布化工程 （Ｃ）カルボキシル基の２０％以上が中和されているア
クリル酸を主成分とする重合性モノマー水溶液が液滴状
で重合しつつ落下している重合室に、繊維質材料を送入
して、重合途上の樹脂粒子を該繊維質材料に付着させて
吸水性樹脂−繊維質材料複合体を形成する複合化工程
（該工程（Ｃ）は、工程（Ａ）の前、工程（Ａ）と工程
（Ｂ）の間、工程（Ｂ）の後のいずれかに行う）

【０００８】本発明の製造方法には、工程（Ｃ）、工程
（Ａ）、工程（Ｂ）の順に行う方法、工程（Ａ）、工程
（Ｃ）、工程（Ｂ）の順に行う方法、工程（Ａ）、工程
（Ｂ）、工程（Ｃ）の順に行う方法が含まれる。

【０００９】本発明の好ましい態様として、吸水性樹脂
−繊維質材料複合体に、カルボキシル基および／または
カルボキシレート基と反応しうる２個以上の官能基を有
する架橋剤を、該複合体中の重合性モノマー由来の樹脂
粒子１重量部につき０．０１〜１重量部に相当する量の
水が存在する状態において添加して反応させる表面架橋
工程を含む態様を挙げることができる。表面架橋工程に
供する吸水性樹脂−繊維質材料複合体を構成する樹脂粒
子の含水率は、樹脂粒子の１０〜４０重量％であること
が好ましい。このため、表面架橋工程より前に、吸水性
樹脂−繊維質材料複合体を構成する樹脂粒子の含水率を
該樹脂粒子の１０〜４０重量％に調整する含水率調整工
程を含むことが好ましい。また、本発明では、複合化工
程より後に、吸水性樹脂−繊維質材料複合体を構成する
樹脂粒子に残存する重合性モノマーを処理する残存モノ
マー処理工程を行うことが好ましい。さらに、吸水性樹
脂−繊維質材料複合体を接着する工程を行ってもよい。
本発明では、全工程を連続的に行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の吸水性複
合体の製造方法について詳細に説明する。なお、本明細
書において「〜」はその前後に記載される数値をそれぞ
れ最小値および最大値として含む範囲を意味する。

【００１１】本発明の吸水性複合体の製造方法は、工程
（Ｃ）を、工程（Ａ）の前、工程（Ａ）と工程（Ｂ）の
間、工程（Ｂ）の後のいずれかの段階で行う点に特徴が
ある。工程（Ｃ）は、これらのうちの１つの段階でのみ
行ってもよいし、２以上の段階で複数回行ってもよい。
工程（Ｃ）を行う段階によって、工程（Ｃ）の重合室に
送入する繊維質材料は、溶融樹脂、ファイバー、ウエ
ブ、不織布の中から選択する。

【００１２】本発明の製造方法の工程（Ａ）のウエブ形
成方法は、通常のウエブ形成に用いられる方法の中から
適宜選択することができる。工程（Ａ）の原料は、少な
くとも溶融樹脂またはファイバーを含む材料であり、場
合によっては吸水性樹脂が重合しつつ付着した溶融樹脂
またはファイバーを原料とすることができる。工程
（Ａ）は、ウエブ形成のみでウエブ接着しない方法、ウ
エブ形成後にウエブ接着する方法、ウエブ形成とウエブ
接着を同時に行う方法（直接法）のいずれでもよい。ま
た、ウエブ形成は、湿式法により行ってもよいし、乾式
法により行ってもよい。例えば乾式法としては、エアレ
イ法、カード法等を用いることができる。ウエブ接着は
ラテックス、溶剤等を用いる化学的接着、ニードルパン
チ、スパンレース、ステッチ等による機械的接着、スル
ーエアボンド、カレンダーボンド等の熱的接着等により
行うことができる。また直接法としては、スパンボンド
法、メルトブロー法等を用いることができる。

【００１３】本発明の製造方法の工程（Ｂ）の不織布化
方法は、少なくとも工程（Ａ）を経て得られるウエブを
原料として、通常の不織布化に用いられる方法の中から
適宜選択して行う。例えば、機械的加工、熱的加工、化
学的加工等の仕上げ加工を行うことができる。工程
（Ｂ）を行うことによって、不織布の美観、機能および
その後の加工特性等を向上させることができる。

【００１４】工程（Ｃ）を工程（Ａ）の前に行う場合、
カルボキシル基の２０％以上が中和されているアクリル
酸を主成分とする重合性モノマー水溶液が液滴状で重合
しつつ落下している重合室に、溶融樹脂またはファイバ
ーを送入する。このとき挿入する溶融樹脂やファイバー
の種類は特に制限されず、ウエブ形成用に用いられてい
るものの中から適宜選択して用いることができる。ま
た、工程（Ｃ）の溶融樹脂またはファイバーの送入条
件、重合性モノマーの重合条件等を適宜選択することに
より、吸水性樹脂が重合で付着した溶融樹脂またはファ
イバーが一部互いに結着しつつも、後の工程（Ａ）の原
料として用いることができる程度には分離した状態にす
ることができる。吸水性樹脂が重合で付着した溶融樹脂
またはファイバーを工程（Ａ）に供給し、ウエブを形成
する。得られたウエブを工程（Ｂ）に供給し、吸水性複
合体を得る。工程（Ｃ）を工程（Ａ）の前に行うことに
よって、ウエブ内部に吸水性樹脂を組み込むことができ
る。このため、吸水性複合体の吸水効率を上げることが
できるという利点がある。また、吸水性樹脂粒子および
溶融樹脂またはファイバーを原料としたウエブを用いる
吸水性複合体と比較すると、吸水後のゲルの固定性も良
好である。

【００１５】工程（Ｃ）を工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間
に行う場合、カルボキシル基の２０％以上が中和されて
いるアクリル酸を主成分とする重合性モノマー水溶液が
液滴状で重合しつつ落下している重合室には、ウエブを
送入する。このとき送入するウエブは、工程（Ａ）で製
造されたウエブである。ウエブを製造する工程（Ａ）
と、吸水性樹脂と複合化する工程（Ｃ）は、連続した工
程であってもよいし、非連続な工程であってもよい。工
程（Ｃ）を工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間に行えば、吸水
性樹脂がウエブの接着剤としての役割を果たすため、ウ
エブ接着工程を簡略化することができる。特に、ウエブ
を接着するための接着剤の使用を少量化したり省略した
りすることができるため、製造工程の簡略化とコスト削
減を図ることができる。また、吸水性樹脂粒子およびウ
エブを原料とした不織布を用いる吸水性複合体と比較す
ると、吸水後のゲルの固定性も良好である。

【００１６】工程（Ｃ）を工程（Ｂ）の後に行う場合、
カルボキシル基の２０％以上が中和されているアクリル
酸を主成分とする重合性モノマー水溶液が液滴状で重合
しつつ落下している重合室には、不織布を送入する。こ
のとき送入する不織布は、工程（Ｂ）で製造された不織
布である。また、不織布を製造する工程（Ｂ）と、吸水
性樹脂と複合化する工程（Ｃ）は、連続した工程であっ
てもよいし、非連続な工程であってもよい。工程（Ｃ）
を工程（Ｂ）の後に行えば、吸水性樹脂がウエブの接着
剤としての役割を果たすため、工程（Ｂ）よりさらに前
の工程（Ａ）のウエブ形成工程を簡略化することができ
る。特にウエブを接着するための接着剤の使用量を少な
くしたり省略したりすることができるため、製造工程の
簡略化とコスト削減を図ることができる。また、既存の
不織布製造プロセスの後処理工程として工程（Ｃ）を容
易につなげることができるという利点がある。

【００１７】本発明の製造方法は、全工程を連続的に行
うこともできる。全工程を連続的に行えば、限られたス
ペースで効率よく吸水性複合体を製造することができ、
また、所望の機能を有する吸水性複合体を製造するため
に製造工程の調整を容易に行うことができるという利点
がある。

【００１８】以下において、本発明の製造方法の工程
（Ｃ）について詳細に説明する。工程（Ｃ）の重合方法
は、重合性モノマー水溶液を液滴状に分散させた状態
で、気相中で重合を行わせるものである。このような重
合方法は公知であり、通常は重合室の上部に設けた液分
散装置に重合開始剤を含む重合性モノマー水溶液を供給
し、液滴として重合室内を落下させる間に重合が行われ
る。

【００１９】複合化工程で用いる重合性モノマーとして
は、吸水性樹脂を与えるものであれば任意のものを用い
ることができるが、通常はアクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸が用い
られる。所望ならばこれらのいくつかを併用したり、こ
れらに（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレートなどの他のモノマーを併用しても
よい。これらのなかでもアクリル酸又はメタクリル酸を
用いるのが好ましい。特に好ましいのはアクリル酸であ
り、通常はアクリル酸単独、又はアクリル酸が５０モル
％以上、特に８０モル％以上を占めるモノマー混合物を
用いるのが好ましい。

【００２０】なお、これらの不飽和カルボン酸は、その
少なくとも一部を水溶性塩、例えばアルカリ金属塩やア
ンモニウム塩として用いるのが好ましく、こうすること
により得られる吸水性樹脂の吸水能を向上させることが
できる。例えばアクリル酸であれば、２０％以上、好ま
しくは２０〜９０％をアルカリ金属塩やアンモニウム塩
として重合に供することにより、得られる吸水性樹脂の
吸水能を著しく向上させることができる。

【００２１】本発明において重合に供する重合性モノマ
ーの溶液中には、所望ならば少量の架橋剤を含有させる
こともできる。架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−メ
チレンビス（メタ）アクリルアミドや（ポリ）エチレン
グリコールジグリシジルエーテル等を用いることがで
き、架橋剤の使用量はモノマーに対して通常０．０１〜
１重量％、好ましくは０．０５〜０．５重量％である。
架橋剤の量が多過ぎると、生成する樹脂粒子の吸水能が
低下する傾向がある。

【００２２】モノマー溶液中の重合性モノマー濃度は、
遊離型及び塩型のそれぞれの重量の合計で、通常２０重
量％以上、好ましくは２５重量％以上である。モノマー
濃度が小さすぎると、適度の粘度の有する液滴の形成が
困難であり、樹脂粒子が繊維質基材に付着する際にその
形状がくずれ易く、ひいては最終的に得られる吸水性複
合体の物性が劣ったものとなり易い。モノマー濃度の上
限は、取扱い性などの点から、８０重量％程度である。

【００２３】重合開始剤としては、酸化性を示すラジカ
ル発生剤と還元剤との組合せから成るレドックス系重合
開始剤を用いるのが好ましい。ラジカル発生剤として
は、過酸化水素を用いるのが好ましいが、過硫酸アンモ
ニウムや過硫酸カリウム等の過硫酸塩、ｔ−ブチルハイ
ドロパーオキシドやクメンハイドロパーオキシド等のハ
イドロパーオキシド類、その他、第二セリウム塩、過マ
ンガン酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩などを用いるこ
とができる。これらのラジカル発生剤は、重合性モノマ
ーに対して０．０１〜１０重量％、特に０．１〜２重量
％となるように用いるのが好ましい。

【００２４】還元剤としてはＬ−アスコルビン酸又はそ
のアルカリ金属塩を用いるのが好ましいが、他にも亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の亜硫酸塩、チ
オ硫酸ナトリウム、酢酸コバルト、硫酸銅、硫酸第一鉄
などを用いることもできる。これらの還元剤は、重合性
モノマーに対して０．０１〜１０重量％、特に０．１〜
２重量％となるように用いるのが好ましい。

【００２５】重合反応は公知の種々の方式で行うことが
できるが、特開平１１−３１７１０５号公報に記載の方
式に従い、ラジカル発生剤を含む重合性モノマー水溶液
と、還元剤を含む重合性モノマー水溶液とを、重合室の
上部に相対向して設置されているそれぞれのノズルから
液柱状に噴出させ、空中で両液を衝突させて混合すると
共に液滴状に分散させる方式により行うのが好ましい
（図１）。例えば、レドックス系重合開始剤を構成する
酸化剤と重合性モノマ−水溶液を含む第１液と、レドッ
クス系重合開始剤を構成する還元剤と重合性モノマ−水
溶液を含む第２液とを気相中で混合する方法を好ましい
方法として例示することができる。液滴の大きさは５〜
３０００μｍ、特に５０〜１０００μｍが好ましい。両
液が混合すると直ちに重合が開始され、引続き液滴内で
重合が進行しつつ重合室内を落下する。重合室の雰囲気
は重合反応に支障を来さない限り任意である。通常は雰
囲気ガスとしては窒素、ヘリウム、炭酸ガスなどを用い
るが、空気や水蒸気を用いることもできる。雰囲気の温
度は通常は室温〜１５０℃、好ましくは室温〜１００℃
である。なお、雰囲気中に水蒸気を送入する場合には、
反応に供するモノマー水溶液の濃度や、生成する樹脂粒
子に所望の含水率などに基づき、モノマー水溶液からの
水分蒸発をどの程度にするかの点から設定すればよい。

【００２６】本発明では重合室に繊維質材料を送入し、
これを重合室の床面に平行に移動させつつ、その上に落
下してくる重合途上の樹脂粒子を付着させることが好ま
しい。繊維質材料としては、一定の形状に形成されてい
て、かつ重合途上の樹脂粒子が付着し易いものであれば
よく、工程（Ｃ）を行う段階によって、溶融樹脂、ファ
イバ、ウエブ、不織布などを用いることができる。なか
でも、繊維質基材が粗に集積されていて樹脂粒子が内部
にまで入り込み易く、かつ樹脂粒子が繊維質基材に強く
付着することが可能な不織布やその原材料を用いるのが
好ましい。特に好ましいのは湿潤状態でも強度の大き
い、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、アセ
テートなどのような（半）合成繊維からなる不織布やそ
の原材料である。不織布を構成する繊維質基材の繊維の
太さは１０〜５０μｍが好ましく、また不織布の目付量
は１０〜１００ｇ／ｍ²、特に２０〜５０ｇ／ｍ²である
のが好ましい。

【００２７】重合途上の樹脂粒子は、その粘着力により
繊維質材料に付着するので、強く付着し得るように十分
な粘着力を有していなければならない。そのためには重
合率は９７％以下であるのが好ましい。また、樹脂粒子
は繊維質材料を接触したときに、その形状をほぼ維持し
得るだけの粒度を有していることが必要であり、モノマ
ー水溶液の濃度にもよるが重合率は２０％以上に達して
いるのが好ましい。

【００２８】樹脂粒子は、最終的に得られる吸水性複合
体中に５０〜４００ｇ／ｍ²となるように繊維質基材に
付着させる。用途にもよるが一般に８０〜３００ｇ／ｍ
²となるように付着させるのが好ましい。吸水性複合体
の樹脂粒子の含有量が少ないと、当然のことながら吸水
能が小さくなる。また含有量が多過ぎることは一般に不
経済であり、かつ繊維質基材と結合する部分の割合が減
少して、繊維質基材との結合力が弱くなる。

【００２９】本発明の連続製造方法で製造される吸水性
複合体を構成する樹脂粒子は、その少なくとも一部が重
合途上の樹脂粒子（一次粒子）が相互に結着して凝集粒
状体を構成しており、かつこの凝集粒状体を構成する樹
脂粒子（一次粒子）の一部は繊維質基材に直接結合して
いないものであることが好ましい。このような凝集粒状
体は比表面積が大きいので吸水速度が大きく、かつ凝集
粒状体を構成する一次粒子の一部でしか繊維質基材に結
合していないので、吸水して膨潤するに際し繊維質基材
から受ける拘束が小さく、吸水能に優れている。また凝
集粒状体を構成する一次粒子同士の接合面は一体化して
いるので、吸水前は勿論のこと吸水後においても、凝集
粒状体が一次粒子に崩壊して繊維質基材から脱落するこ
とが少ない。樹脂粒子の３０重量％以上が凝集粒状体で
あるのが好ましく、５０重量％以上、特に８０重量％以
上が凝集粒状体であれば更に好ましい。一般に凝集粒状
体の比率が大きいほど吸水材としての性能が優れてい
る。凝集粒状体の粒径は実質的に１００〜３０００μｍ
の範囲にあるのが好ましい。粒径が１００μｍより小さ
いと、吸水性能が十分に発現しない傾向がある。また粒
径が３０００μｍより大きくなると、シート状基材との
接着力が弱くなる傾向がある。凝集粒状体の比率や粒径
は、主として気相中における重合途上の粒子の密度や分
布状態、流動状態などを適宜調整することにより制御す
ることができる。例えば凝集粒状体の比率を大きくする
には、重合途上の粒子が落下の途中において相互に接触
する機会が増加するように、重合室の単位横断面積当た
りの落下樹脂量を大きくしたり、重合室内に上昇流を発
生させて樹脂粒子の落下速度を遅くしたりすればよい。
また重合室内に偏流を発生させて、落下する樹脂粒子の
分布に片寄りを生じさせるのも一方法である。

【００３０】上記により得られた吸水性樹脂−繊維質材
料複合体は吸水性能を改善するために吸水性樹脂の表面
に架橋処理を施すこともできる。

【００３１】一般に、粉末状の吸水性樹脂粒子の表面に
架橋剤を付与した後、加熱して表面を架橋することによ
り樹脂粒子の特性を改良することは公知であり、表面に
選択的に架橋構造が形成される結果、吸水して膨潤する
に際し、膨潤を阻害せずにその形状を維持することがで
きるものと考えられている。この工程ではまず凝集粒状
体と基材との複合体の凝集粒状体に表面架橋剤の溶液を
付与する。表面架橋剤としてはＮ，Ｎ’−メチレンビス
（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコール
ビス（メタ）アクリレート等の重合性モノマーと共重合
し得る多官能化合物や、（ポリ）エチレングリコールジ
グリシジルエーテル等のカルボン酸基と反応し得る官能
基を複数個有する化合物が用いられる。これらの表面架
橋剤は、通常、凝集粒状体（乾燥基準）に対して０．１
〜１重量％、好ましくは０．２〜０．５重量％となるよ
うに用いられる。なお、これらの表面架橋剤は、凝集粒
状体表面全体に均一に付与されるように、水、エタノー
ル、メタノールなどで希釈して０．１〜１重量％、特に
０．２〜０．５重量％の溶液として用いるのが好まし
い。架橋材溶液の付与は通常は噴霧器を用いて架橋剤溶
液を凝集粒状体に噴霧したり、凝集粒状体と基材との複
合体を反転させて樹脂粒子付着面が下面になるようにし
て移動させつつ、これに架橋剤水溶液を収容した槽に下
部が浸漬しているロールブラシで架橋剤溶液を塗布する
方法により行うのが好ましい。なお、架橋剤溶液を過剰
に付与した後、圧搾ロールで樹脂粒子がつぶれない程度
に軽く圧搾したり、風を吹き付けたりして、余剰の架橋
剤溶液を除去するようにしてもよい。この架橋剤溶液の
付与は室温で行えばよい。架橋剤溶液を付与された凝集
粒状体と基材との複合体は、次いで加熱して架橋反応を
進行させ、凝集粒状体表面に選択的に架橋構造を形成さ
せる。架橋反応の条件は用いる架橋剤により適宜選択す
ればよいが、通常は１００℃以上の温度で１０分間以上
反応させる。

【００３２】表面架橋工程では吸水性樹脂の表面を効率
的に架橋するために、吸水性樹脂の含水率が１０〜４０
重量％であることが好ましい。含水率の調整は、表面架
橋工程の前処理として必要だが、１）複合体を加熱処理
することにより吸水性樹脂に含まれる水を除去する方
法、２）メタノール、エタノール、アセトンの様な親水
性有機溶媒で抽出する方法等が挙げられる。また複合化
工程で重合反応に供するモノマー水溶液の濃度や、重合
室雰囲気の温度、湿度などを制御することにより、重合
室から取出される粒子−シート複合体の樹脂粒子の含水
率を、乾燥樹脂基準で表面架橋に好適な１０〜４０重量
％とすることも可能である。

【００３３】また該複合体を形成する吸水性樹脂に残存
する未反応モノマーを処理することにより、さらに高品
質の吸水性複合体を得ることができる。残存モノマーを
処理する方法としては、１）モノマーの重合を進行させ
る方法、２）モノマーを他の誘導体へ導く方法、３）モ
ノマーを除去する方法が挙げられる。

【００３４】１）のモノマーの重合を進行させる方法と
しては、例えば凝集粒状体と基材との複合体をさらに加
熱する方法、凝集粒状体にモノマーの重合を促進する触
媒ないしは触媒成分を添加した後に加熱する方法、紫外
線を照射する方法、電磁放射線または微粒子性イオン化
放射線を照射する方法などが挙げられる。凝集粒状体と
基材との複合体をさらに加熱する方法は、凝集粒状体と
基材との複合体を１００〜２５０℃で加熱処理し、凝集
粒状体に残存するモノマーを重合させるものである。

【００３５】凝集粒状体にモノマーの重合を促進する触
媒ないしは触媒成分を添加する方法は、例えばレドック
ス系重合開始剤を用いて重合を行った場合には、ラジカ
ル発生剤が残存していることが多いので凝集粒状体に還
元剤溶液を付与すればよい。還元剤としては、レドック
ス系開始重合剤として用いる亜硫酸ナトリウム、亜硫酸
水素ナトリウム、Ｌ−アスコルビン酸等を用いればよ
く、通常はこれらを０．５〜５重量％水溶液として凝集
粒状体に付与する。還元剤の付与量は乾式樹脂基準で
０．１〜２重量％でよい。還元剤溶液の付与は、噴霧器
を用いてスプレーしたり、還元剤溶液中に浸漬するな
ど、任意の方法で行うことができる。還元剤を付与した
凝集粒状体は次いで加熱して重合性モノマーを重合させ
る。加熱は例えば１００〜１５０℃で１０〜３０分間程
度行えばよい。この加熱により凝集粒状体の含水率は低
下するが、もし含水率が高い場合にはさらに乾燥機で乾
燥して製品の吸水性複合体とする。

【００３６】凝集粒状体と基材との複合体に紫外線を照
射する方法では、通常の紫外線ランプを用いればよく、
照射強度、照射時間等は用いる繊維質基体の種類、残存
モノマー含浸量等によって変化するが、一般的には紫外
線ランプ１０〜２００ｗ／ｃｍ、好ましくは３０〜１２
０ｗ／ｃｍ、照射時間０．１秒〜３０分、ランプ−複合
体間隔２〜３０ｃｍである。また、この時の複合体中の
水分量としては、一般的には重合体１重量部に対して
０．０１〜４０重量部、好ましくは０．１〜１．０重量
部が採用される。０．０１重量部未満又は４０重量部超
過の水分量は、残存モノマーの低減化に著しい影響を及
ぼすので好ましくない。紫外線を照射する時の雰囲気と
しては、真空下または窒素、アルゴン、ヘリウム等の無
機ガス存在下、または空気中のいずれも使用できる。ま
た照射温度は特に制限はなく、室温で充分その目的を達
成することができる。用いる紫外線照射装置にも特に制
限はなく、静置状態にて一定時間照射する方法、あるい
はベルトコンベヤーにて連続的に照射する方法等、任意
の方法を用いることができる。

【００３７】凝集粒状体と基材との複合体に放射線を照
射する方法には、加速電子やガンマー線の様な高エネル
ギー放射線が用いられる。照射されるべき線量は、複合
体中の残存モノマー量や、水分量等により変化するが、
一般的には０．０１〜１００メガラド、好ましくは０．
１〜５０メガラドである。１００メガラド超過の線量で
は吸水量が極めて小さくなり、また０．０１メガラド未
満では本発明で目的とする吸水能や吸水速度が大きく、
残存モノマーが特段に小さいものが得られ難い。また、
この時の複合体中の水分量としては、一般的には繊維質
基体１重量部に対して４０重量部以下、好ましくは１０
重量部以下が採用される。４０重量部超過の水分量では
吸水速度改良効果が少なく、特に未重合モノマーの低減
化に著しい影響を及ぼすので好ましくない。本発明で前
記複合体に高エネルギー放射線を照射する時の雰囲気と
しては、真空下または窒素、アルゴン、ヘリウム等の無
機ガス存在下、または空気中のいずれも使用できる。好
ましい雰囲気は空気であって、空気中で照射を行なうと
吸水能や吸水速度の大きくかつ残存モノマーが特段に小
さくなる。また、照射濃度には特に制限は無く室温で十
分にその目的を達成することができる。

【００３８】２）のモノマーを他の誘導体へ導く方法と
しては、例えばアミン、アンモニア等を加える方法、亜
硫酸水素塩、亜硫酸塩、ピロ亜硫酸塩等の還元剤を加え
る方法が挙げられる。

【００３９】３）のモノマーを除去する方法としては、
例えば有機溶媒による抽出、留去する方法が挙げられ
る。有機溶媒により抽出する方法では、凝集粒状体と基
材との複合体を、含水有機溶媒中に浸漬して、残存モノ
マーを抽出除去する。含水有機溶媒としてはエタノー
ル、メタノール、アセトン等を用いることができ、その
含水率は１０〜９９重量％、特に３０〜６０重量％であ
るのが好ましい。一般に含水率が高いほど残存モノマー
の除去能が高いが、含水率の高い含水有機溶媒を用いる
と後続する乾燥工程でのエネルギー消費が多くなる。凝
集粒状体と基材との複合体を含水有機溶媒に浸漬する時
間は通常５〜３０分間程度で十分であり、凝集粒状体と
基材との複合体を揺動させるなど残存モノマーの抽出を
促進する手段を採用するのも好ましい。浸漬処理後は通
常乾燥機で処理して乾燥する。

【００４０】また、モノマーを留去する方法としては、
凝集粒状体と基材との複合体を過熱水蒸気または水蒸気
含有ガスで処理する。例えば１１０℃の飽和水蒸気を１
２０〜１５０℃に加熱して過熱水蒸気として凝集粒状体
と基材との複合体に接触させることにより、凝集粒状体
中の残存モノマーを低減させることができる。この方法
では、凝集粒状体中の水が水蒸気となって蒸発する最
に、残存モノマーも同時に気化して凝集粒状体から抜け
出るものと考えられる。この方法によれば、残存モノマ
ーの除去と製品の乾燥とを兼ねることができる。

【００４１】本発明の方法により製造される吸水性複合
体は、これまで吸水性樹脂が利用されていた様々な用途
に用いることができる。「吸水性ポリマー」８１〜１１
１頁（増田房義、共立出版、１９８７）、「高吸水性樹
脂の開発動向とその用途展開」（大森英三、テクノフォ
ーラム、１９８７）、田中健治、「工業材料」４２巻４
号１８〜２５頁、１９９４、原田信幸、下村忠生、同２
６〜３０頁には吸水性樹脂の様々な用途が紹介されてお
り、適宜用いることができる。例えば紙おむつ、生理用
品、鮮度保持材、保湿剤、保冷剤、結露防止剤、土壌改
良材等が挙げられる。

【００４２】また更に特開昭６３−２６７３７０号公
報、特開昭６３−１０６６７号公報、特開昭６３−２９
５２５１号公報、特開昭２７０８０１号公報、特開昭６
３−２９４７１６号公報、特開昭６４−６４６０２号公
報、特開平１−２３１９４０号公報、特開平１−２４３
９２７号公報、特開平２−３０５２２号公報、特開平２
−１５３７３１号公報、特開平３−２１３８５号公報、
特開平４−１３３７２８号公報、特開平１１−１５６１
１８号公報等に提案されているシート状吸水性複合体の
用途にも用いることができる。

【００４３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに
具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、
割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱し
ない限り適宜変更することができる。したがって、本発
明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈される
べきものではない。

【００４４】本実施例において、図２に記載される装置
を用いて吸水性複合体を製造した。エアレイ色の積織機
（３）を用いて、ポリエステル短繊維（１）から目付量
３５ｇ／ｍ²のウエブ（２）を連続的に形成させた。ウ
エブ（２）はそのまま、重合室（４）へ送入した。重合
室の上部には、還元剤を含む重合性モノマー水溶液
（Ａ）を噴射するノズルと、酸化剤を含む重合性モノマ
ー水溶液（Ｂ）を噴射するノズルとを下向きに相対向さ
せ、相対向する２本１組のノズルを１ｃｍ間隔で５対設
置した。その条件は次の通りである。

【００４５】 ノズル内径 ０．１３ｍｍ ノズルの対向角度 ３０度 ノズル間の対向間隔 ４．０ｍｍ 不織布面からノズル開口端までの高さ ３ｍ 重合性モノマー水溶液Ａ：８０重量％のアクリル酸水溶
液１２５重量部に、４８．５重量％の水酸化ナトリウム
水溶液５７．３重量部、水６．４重量部、架橋剤（Ｎ，
Ｎ'−メチレンビスアクリルアミド）０．１５重量部と
更に酸化剤として３０重量％の過酸化水素水溶液５．０
重量部を加えて溶液Ａを調製した。モノマー濃度は６０
重量％、中和度は５０モル％であった。重合性モノマー
水溶液Ｂ：８０重量％のアクリル酸水溶液１２５重量部
に、４８．５重量％の水酸化ナトリウム水溶液５７．３
重量部、水９．９重量部、架橋剤（Ｎ，Ｎ'−メチレン
ビスアクリルアミド）０．１５重量部と更に還元剤とし
てＬ−アスコルビン酸１．５重量部を加えて溶液Ｂを調
製した。モノマー濃度、中和度は重合性モノマー水溶液
Ａと同様であった。

【００４６】ノズルには、下記の重合性モノマー水溶液
を４０℃で供給し、それぞれのノズルから５．０ｍ／秒
で噴出させた。重合室の雰囲気は約５０〜６０℃に制御
した。ノズルから噴射された重合性モノマー水溶液Ａと
重合性モノマー水溶液Ｂは衝突して液滴を形成し、重合
しつつ不織布上に落下して、重合率約８０％以上の樹脂
粒子として不織布に付着した。樹脂粒子の付着量は乾燥
樹脂基準で約２００ｇ／ｍ²であった。樹脂粒子の大き
さは約２００〜１５００μｍであり、樹脂粒子の約９０
％は凝集粒子であった。

【００４７】重合室から出た樹脂粒子が付着したウエブ
は、表面架橋装置（５）に送入した。ここでは樹脂粒子
に先ずエチレングリコールジグリシジルエーテルの０．
５重量％エタノール溶液を、樹脂粒子に対し乾燥樹脂基
準でエチレングリコールジグリシジルエーテルが０．３
０重量％となるように噴霧して付与し、次いで約１１０
℃に３０分間加熱して表面架橋させた。表面架橋装置か
ら引出したウエブは、乾燥用ドラム（６）で温度１２０
℃、露点１１０℃の加熱蒸気と接触させて、エタノール
及び水を蒸発させて除去した。このようにして製造され
た吸水性複合体を巻取機（７）で巻取り、製品とした。

【００４８】

【発明の効果】本発明の吸水性複合体の製造方法によれ
ば、吸水性樹脂粒子の製造と同時に、吸水性樹脂粒子を
その本来の吸水性能および保水性能を発現し得るように
繊維質材料に固着させることができる。したがって、本
発明の製造方法によれば、不織布やその原料である溶融
樹脂、ファイバー、ウエブから生産効率よく吸水性複合
体を製造することができる。また、吸水性能を改善する
ために吸水性樹脂の表面に架橋処理を施したり、吸水性
樹脂に残存するモノマーを削減するために残存モノマー
処理を施すことによりさらに優れた吸水性材料を得るこ
とができる。このため、本発明の製造方法は、紙おむつ
や生理用ナプキンなどのような吸水性物品の製造に好適
に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法における複合化工程に用い
るノズル構造の一例である。

【図２】 本発明の製造方法により吸水性複合体を連続
的に製造する際のフローシートの例である。

【符号の説明】

１ ファイバー ２ ウエブ ３ 積織機 ４ 重合室 ５ 表面架橋装置 ６ 乾燥機 ７ 吸水性複合体の巻取り機

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｚ ４Ｌ０３３ 1/44 1/44 ４Ｌ０４７ 1/58 1/58 Ｄ０６Ｍ 23/00 Ｄ０６Ｍ 23/00 // Ａ６１Ｆ 13/49 Ａ６１Ｆ 5/44 Ｈ 13/15 Ａ４１Ｂ 13/02 Ｓ 5/44 Ａ６１Ｆ 13/18 ３０７Ｇ 13/53 Ｆターム(参考） 3B029 BF03 4C003 AA28 GA02 4C098 AA09 CE06 DD05 DD23 DD24 DD26 DD27 DD28 4F100 AK01B AK25B AK25K AK41 AL06B BA02 BA41B CA02B DE01B DG03 DG06A DG16A EA02A EH612 EJ052 EJ882 GB72 JA20B JD15B 4L031 AB34 DA08 4L033 AB07 AC07 BA08 CA19 CA49 CA69 CA70 4L047 AA21 BA23 CB07 CB10 CC04 CC05 DA00 EA22

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の工程を含むことを特徴とする吸水
   性樹脂および不織布からなる吸水性複合体の製造方法。 （Ａ）溶融樹脂またはファイバーからウエブを形成する
   ウエブ形成工程 （Ｂ）（Ａ）工程で形成したウエブから不織布を形成す
   る不織布化工程 （Ｃ）カルボキシル基の２０％以上が中和されているア
   クリル酸を主成分とする重合性モノマー水溶液が液滴状
   で重合しつつ落下している重合室に、繊維質材料を送入
   して、重合途上の樹脂粒子を該繊維質材料に付着させて
   吸水性樹脂−繊維質材料複合体を形成する複合化工程
   （該工程（Ｃ）は、工程（Ａ）の前、工程（Ａ）と工程
   （Ｂ）の間、工程（Ｂ）の後のいずれかに行う）
2. 【請求項２】 工程（Ｃ）、工程（Ａ）、工程（Ｂ）の
   順に行うことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】 工程（Ａ）、工程（Ｃ）、工程（Ｂ）の
   順に行うことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
4. 【請求項４】 工程（Ａ）、工程（Ｂ）、工程（Ｃ）の
   順に行うことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
5. 【請求項５】 吸水性樹脂−繊維質材料複合体に、カル
   ボキシル基および／またはカルボキシレート基と反応し
   うる２個以上の官能基を有する架橋剤を、該複合体中の
   重合性モノマー由来の樹脂粒子１重量部につき０．０１
   〜１重量部に相当する量の水が存在する状態において添
   加して反応させる表面架橋工程を含むことを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
6. 【請求項６】 表面架橋工程に供する吸水性樹脂−繊維
   質材料複合体を構成する樹脂粒子の含水率が該樹脂粒子
   の１０〜４０重量％であることを特徴とする請求項５に
   記載の製造方法。
7. 【請求項７】 表面架橋工程より前に、吸水性樹脂−繊
   維質材料複合体を構成する樹脂粒子の含水率を該樹脂粒
   子の１０〜４０重量％に調整する含水率調整工程を含む
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の製造方法。
8. 【請求項８】 複合化工程より後に、吸水性樹脂−繊維
   質材料複合体を構成する樹脂粒子に残存する重合性モノ
   マーを処理する残存モノマー処理工程を含むことを特徴
   とする請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
9. 【請求項９】 吸水性樹脂−繊維質材料複合体を接着す
   ることを特徴とする請求項２または３に記載の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 全工程を連続的に行うことを特徴とす
    る請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。