JP2005074255A - Production method of granular water absorption material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method whereby a water absorption material consisting of a biodegradable polysaccharide having a high absorption performance is produced by a simple process not requiring a large amount of a volatile hydrophilic solvent. <P>SOLUTION: A method for producing a granular water absorption material composed of crosslinked galactomannan is provided. The method includes a process wherein a galactomannan powder is mixed with an aqueous crosslinker solution containing borate ion and/or a trivalent or higher polyvalent metallic ion to crosslink galactomannan and to granulate the powder. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、製造コストが安価で、且つ優れた生分解性、および、血液、尿などの体液に対して優れた吸収性能を有する顆粒状吸水材の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a granular water-absorbing material having a low production cost, excellent biodegradability, and excellent absorption performance for body fluids such as blood and urine.

吸水材は、自重の数十倍から数千倍の水を吸水できる樹脂であり、例えばアクリル系吸水材などが知られている。これらの吸水材は、その高い吸水性から広く使い捨て衛生用品に使用されている。しかし、従来の吸水材は生分解性がなく、それを含む衛生用品の処理方法に問題があった。   The water-absorbing material is a resin that can absorb water several tens to several thousand times its own weight. For example, an acrylic water-absorbing material is known. These water-absorbing materials are widely used for disposable sanitary products because of their high water absorption. However, the conventional water-absorbing material is not biodegradable, and there has been a problem in the method for treating sanitary goods containing it.

生分解性を有する吸水材としては、例えばポリエチレンオキシド架橋体(例えば、特許文献1参照)、ポリビニルアルコール架橋体、カルボキシメチルセルロース架橋体(例えば、特許文献2参照)、アルギン酸架橋体、澱粉架橋体(例えば、特許文献3参照)、ポリアミノ酸架橋体(例えば、特許文献4〜8参照)、ガラクトマンナン−金属イオン架橋体(例えば、特許文献9〜11参照)などが知られている。   Examples of the water-absorbing material having biodegradability include, for example, a polyethylene oxide crosslinked body (for example, see Patent Document 1), a polyvinyl alcohol crosslinked body, a carboxymethylcellulose crosslinked body (for example, see Patent Document 2), an alginate crosslinked body, and a starch crosslinked body ( For example, patent document 3), a polyamino acid crosslinked body (for example, refer to patent documents 4 to 8), a galactomannan-metal ion crosslinked body (for example, refer to patent documents 9 to 11), and the like are known.

ところで、これらの生分解性を有する吸水材を、非生分解性の合成高分子系吸水材と比較した場合、生分解性を有する吸水材の方が、製造コストが高い、吸水性能が低い、吸水後のゲル強度が弱いなどの問題があり実用化には至っていない。そこで、本発明者らはガラクトマンナンとホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンからなる吸水材が生分解性があり、吸水性能、吸水後のゲル強度が優れていることを報告した(例えば、特許文献12、特許文献13を参照)。   By the way, when these water-degradable water-absorbing materials are compared with non-biodegradable synthetic polymer water-absorbing materials, the bio-degradable water-absorbing materials have higher production costs and lower water-absorbing performance. Due to problems such as weak gel strength after water absorption, it has not been put to practical use. Therefore, the present inventors have reported that a water-absorbing material composed of galactomannan and borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions is biodegradable and has excellent water absorption performance and gel strength after water absorption. (For example, see Patent Document 12 and Patent Document 13).

一般に用いられる吸水材に求められる性能としては、一価以上のカチオンを含む尿、血液、経血、汗等の体液、さらに泥水、海水、河川水などの環境中の液体を大量に、かつ速やかに吸収し、保液することが要求される。特に血液のような固形分を多量に含む粘液を吸収するには高い比表面積が有効であることを本発明者らは報告した(例えば、特願2002−253952号を参照)。   The performance required for commonly used water-absorbing materials includes urine, blood, menstrual blood, sweat, and other body fluids containing monovalent or higher cations, as well as a large amount of environmental fluids such as mud, seawater, and river water. It is required to absorb and retain liquid. In particular, the present inventors have reported that a high specific surface area is effective in absorbing mucus containing a large amount of solids such as blood (see, for example, Japanese Patent Application No. 2002-253952).

上記したガラクトマンナンとホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンからなる吸水材はこのような点で非常に優れた体液吸収性を有するものではあるが、その製造時に架橋ヒドロゲルを経由するプロセスを有している。   Although the water-absorbing material composed of galactomannan and borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions has excellent body fluid absorbability in this respect, it passes through a crosslinked hydrogel at the time of production. Have a process to do.

架橋ヒドロゲルを乾燥して高い表面積を維持した吸水材として回収するためには、ヒドロゲルからその水分を効率的に脱水する必要がある。ヒドロゲルから効率的に脱水する方法としては、アルコール類に代表される揮発性親水性溶媒と破砕したヒドロゲルを直接接触させ、ゲル中の水分をアルコールに充分に置換し、遠心分離法などで固液分離してからその固形分を乾燥するという方法が最も好ましいが、吸水材の回収質量に比べて多量(吸水材質量の10〜25倍量)の揮発性親水性溶媒を必要としていた。   In order to recover the crosslinked hydrogel as a water-absorbing material that maintains a high surface area by drying, it is necessary to efficiently dehydrate the water from the hydrogel. As a method for efficiently dehydrating the hydrogel, a volatile hydrophilic solvent typified by alcohol is directly brought into contact with the crushed hydrogel, the water in the gel is sufficiently substituted with alcohol, and solid liquid is obtained by centrifugation or the like. The method of drying the solid content after separation is most preferable, but a large amount of volatile hydrophilic solvent (10 to 25 times the amount of the water-absorbing material) is required as compared with the recovered mass of the water-absorbing material.

このため、揮発性親水性溶媒に要するコストが膨大になり、結果として吸水材が高価になってしまうという問題が有った。
特開平6−157795号公報 米国特許4650716号公報 特開昭55−15634号公報 特開平7−224163号公報 特開平7−309943号公報 特開平8−59820号公報 特開平8−504219号公報 特開平9−169840号公報 特開平8−59891号公報 特公平3−66321号公報 特開昭56−97450号公報 特開2001−120992号公報 特開2002−37924号公報
For this reason, the cost which a volatile hydrophilic solvent requires becomes huge, and there existed a problem that a water absorbing material will become expensive as a result.
JP-A-6-157795 U.S. Pat. No. 4,650,716 Japanese Patent Laid-Open No. 55-15634 JP 7-224163 A JP 7-309943 A JP-A-8-59820 JP-A-8-504219 JP-A-9-169840 JP-A-8-59891 Japanese Patent Publication No. 3-66321 JP 56-97450 A JP 2001-12992 A JP 2002-37924 A

本発明の目的は、上記のような従来の問題点を解決し、生分解性を有し、製造工程で大量の揮発性親水性溶媒を必要とせず、良好な吸収性能を有する顆粒状の吸水材及びその製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, have biodegradability, do not require a large amount of volatile hydrophilic solvent in the production process, and have a granular water absorption having good absorption performance It is in providing a material and its manufacturing method.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ガラクトマンナンに直接架橋剤水溶液を添加・混合することで顆粒状の架橋体を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a granular crosslinked product can be obtained by adding and mixing an aqueous crosslinking agent solution directly to galactomannan, and to complete the present invention. It came.

すなわち、本発明は、ガラクトマンナン粉末に、ホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンを含む架橋剤水溶液を添加し混合して、ガラクトマンナンを架橋するとともに顆粒状に造粒する工程を含むことを特徴とするガラクトマンナン架橋体からなる顆粒状吸水材の製造方法を提供する。   That is, the present invention includes a step of adding an aqueous solution of a cross-linking agent containing borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions to galactomannan powder to crosslink the galactomannan and granulate it into granules. The manufacturing method of the granular water absorbing material which consists of galactomannan crosslinked body characterized by including this is provided.

架橋剤水溶液を添加して混合する方法としては特に限定されないが、好ましくは、架橋剤水溶液をガラクトマンナン粉末に噴霧し攪拌することである。噴霧によると、ガラクトマンナンと架橋剤水溶液の混合物を高速に攪拌する必要がなく、ガラクトマンナン粉末に均一に架橋剤を接触させることができる。   The method of adding and mixing the aqueous solution of the crosslinking agent is not particularly limited, but preferably, the aqueous solution of the crosslinking agent is sprayed on the galactomannan powder and stirred. According to the spraying, it is not necessary to stir the mixture of the galactomannan and the aqueous crosslinking agent solution at high speed, and the galactomannan powder can be uniformly contacted with the galactomannan powder.

また好ましくは、ガラクトマンナン粉末に添加する架橋剤水溶液は、ガラクトマンナン粉末に対し200質量%以下である。   Also preferably, the aqueous crosslinking agent solution added to the galactomannan powder is 200% by mass or less based on the galactomannan powder.

さらに架橋剤の添加量は、架橋剤がホウ酸イオンの場合にはガラクトマンナン粉末1kgに対しホウ酸として1〜200ミリモルであるのが好ましく、架橋剤が三価以上の多価金属イオンの場合にはガラクトマンナン粉末1kgに対し該金属として1〜100ミリモル添加するのが好ましい。   Further, when the crosslinking agent is borate ion, the amount of the crosslinking agent added is preferably 1 to 200 mmol as boric acid per 1 kg of galactomannan powder, and the crosslinking agent is trivalent or higher polyvalent metal ion. It is preferable to add 1 to 100 mmol of the metal per 1 kg of galactomannan powder.

本発明によれば、大量のアルコール等の揮発性親水性溶媒を使用せずに生分解性吸水材を安価に製造することが可能である。   According to the present invention, it is possible to produce a biodegradable water-absorbing material at low cost without using a large amount of volatile hydrophilic solvent such as alcohol.

本発明は、生分解性を有する顆粒状吸水材を製造する方法であって、ガラクトマンナン粉末にホウ酸及び/又は三価以上の多価金属イオンを含む水溶液を均一に添加して架橋させるとともに相互に集合させて造粒し、乾燥する工程を含むものである。   The present invention is a method for producing a granular water-absorbing material having biodegradability, wherein an aqueous solution containing boric acid and / or trivalent or higher polyvalent metal ions is uniformly added to the galactomannan powder and crosslinked. It includes the steps of aggregating each other, granulating and drying.

本発明において用いられるガラクトマンナンは、D−マンノース主鎖にD−ガラクトース側鎖を持つ多糖類である。本発明に用いるガラクトマンナンは、ホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンと架橋できるものであれば、特に限定されるものではない。   The galactomannan used in the present invention is a polysaccharide having a D-galactose side chain in the D-mannose main chain. The galactomannan used in the present invention is not particularly limited as long as it can crosslink with borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions.

かかるガラクトマンナン類としては、グアガム、ローカストビーンガム、タラガム、アカシアガム等が知られており、いずれを用いてもよいが、安価であることからグアガムが好ましい。   As such galactomannans, guar gum, locust bean gum, tara gum, acacia gum and the like are known, and any of them may be used, but guar gum is preferred because it is inexpensive.

これらのガラクトマンナンは単独でホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンと架橋させても良いが、これらの未修飾ガラクトマンナンに1種以上のガラクトマンナン誘導体を混合してから架橋させても良い。この場合、全ガラクトマンナンの50質量%以上が未修飾ガラクトマンナンであればよい。   These galactomannans may be crosslinked alone with borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions, but these unmodified galactomannans are mixed with one or more galactomannan derivatives before crosslinking. May be. In this case, 50 mass% or more of all galactomannans should just be unmodified galactomannans.

未修飾ガラクトマンナンと混合可能なガラクトマンナン誘導体としては、カルボキシルメチルガラクトマンナン、カルボキシメチルヒドロキシプロピルガラクトマンナンやヒドロキシプロピルガラクトマンナンなどが挙げられ、これらの群から選ばれる1種以上のガラクトマンナン誘導体を全ガラクトマンナンの50質量%以下の範囲で加えてからホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンで架橋してもよい。   Examples of the galactomannan derivative that can be mixed with the unmodified galactomannan include carboxymethyl galactomannan, carboxymethylhydroxypropyl galactomannan, and hydroxypropyl galactomannan, and one or more galactomannan derivatives selected from these groups can be used. After adding in the range of 50% by mass or less of galactomannan, crosslinking may be performed with borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions.

なお、ガラクトマンナン誘導体がカルボキシル基を有する場合、吸水材の構造中にカルボキシル基が含有され、二価以下のカチオン濃度に対して吸水能が影響を受け、低下する。したがって、カルボキシル基を含有するガラクトマンナンの混合割合は全ガラクトマンナンの10質量%以下が好ましく、さらに好ましくは5質量%以下である。   In addition, when a galactomannan derivative has a carboxyl group, a carboxyl group is contained in the structure of the water-absorbing material, and the water-absorbing ability is affected and lowered with respect to a cation concentration of 2 or less. Therefore, the mixing ratio of the galactomannan containing a carboxyl group is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total galactomannan.

本発明において用いられるガラクトマンナンの分子量は1万以上が好ましく、より好ましくは5万以上である。分子量が1万以下の場合は多価金属イオンで架橋されないので不適当である。分子量の上限としては特に限定的ではないが、通常100万までのもの、特に分子量25万までのものが好適に用いられる。   The molecular weight of the galactomannan used in the present invention is preferably 10,000 or more, more preferably 50,000 or more. When the molecular weight is 10,000 or less, it is not suitable because it is not crosslinked with polyvalent metal ions. The upper limit of the molecular weight is not particularly limited, but those having a molecular weight of up to 1,000,000, particularly those having a molecular weight of up to 250,000 are preferably used.

吸水性能を低下させない範囲であれば、吸水速度の向上やゲル強度の向上の目的で単糖類、キレート剤などの有機化合物、無機塩類、コロイダルシリカ、層状珪酸塩、ゼオライト、タルク、ホワイトカーボン、超微粒子状シリカ、酸化チタン粉末等の無機化合物を添加しても構わない。   As long as the water absorption performance is not reduced, organic compounds such as monosaccharides and chelating agents, inorganic salts, colloidal silica, layered silicates, zeolite, talc, white carbon, super Inorganic compounds such as fine-particle silica and titanium oxide powder may be added.

さらに可塑剤、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、殺菌剤、防カビ剤、肥料、香料、防臭剤、消臭剤、顔料等を混合しても構わない。また場合によっては架橋遅延剤を添加することも可能である。
これらの添加物は、予めガラクトマンナン粉末に均一に混合しておくことが好ましいが、水溶性の有機化合物や無機塩類などは架橋剤やバインダーと反応しないのであれば予め架橋剤水溶液に溶解して使用してもよい。
Further, a plasticizer, an oxidizing agent, an antioxidant, a reducing agent, an ultraviolet absorber, an antibacterial agent, a bactericidal agent, a fungicide, a fertilizer, a fragrance, a deodorant, a deodorant, a pigment, and the like may be mixed. In some cases, a crosslinking retarder can be added.
These additives are preferably mixed in advance in the galactomannan powder in advance, but if water-soluble organic compounds and inorganic salts do not react with the crosslinking agent or binder, they are dissolved in the aqueous crosslinking agent solution in advance. May be used.

本発明に使用される可塑剤としては、各種の親水性化合物が使用できる。その目的は、吸水材に柔軟性を付与することにある。本発明に使用される可塑剤としては特に限定されないが、アルコール、カルボン酸、スルホン酸、グリコール類、水溶性合成ポリマー、アミノアルコール、単糖類、二糖類、三糖類、20種類の必須アミノ酸、アミノ酸及びアミノ酸誘導体、核酸及びその誘導体、リン脂質、ビタミン及び補酵素類が挙げられる。これらの中で分子内に親水基を豊富に持つ化合物が均一に混合しやすいので好ましい。   As the plasticizer used in the present invention, various hydrophilic compounds can be used. The purpose is to impart flexibility to the water absorbing material. The plasticizer used in the present invention is not particularly limited, but alcohols, carboxylic acids, sulfonic acids, glycols, water-soluble synthetic polymers, amino alcohols, monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, 20 kinds of essential amino acids, amino acids And amino acid derivatives, nucleic acids and derivatives thereof, phospholipids, vitamins and coenzymes. Among these, a compound having abundant hydrophilic groups in the molecule is preferable because it can be easily mixed uniformly.

本発明に使用される可塑剤は必要により、2種以上の他の可塑剤と混合して用いても良い。これらの可塑剤の使用量は特に限定されないが、吸水材に対して、0.1〜70質量%が好ましく、0.1〜30質量%がより好ましい。   If necessary, the plasticizer used in the present invention may be mixed with two or more other plasticizers. Although the usage-amount of these plasticizers is not specifically limited, 0.1-70 mass% is preferable with respect to a water absorbing material, and 0.1-30 mass% is more preferable.

本発明で用いられる上記したガラクトマンナンは、粉末であることが必要である。このガラクトマンナン粉末の大きさとしては、粒径30〜250μmが好ましく、50〜200μmがさらに好ましく、100〜150μmがもっとも好ましい。ガラクトマンナンが前記範囲より大きい粉末の場合には、公知の粉砕機、例えば、碾き臼式破砕機、ジェットミル、ローラーミルなどにより破砕し、前記範囲内の粉末とすることができる。   The above-described galactomannan used in the present invention needs to be a powder. The size of the galactomannan powder is preferably 30 to 250 μm, more preferably 50 to 200 μm, and most preferably 100 to 150 μm. When the galactomannan is a powder larger than the above range, it can be crushed by a known pulverizer such as a milling mill, jet mill, roller mill, etc. to obtain a powder within the above range.

本発明に用いる架橋剤水溶液は、架橋剤として、ホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンを含む水溶液であることが必要である。   The aqueous crosslinking agent solution used in the present invention needs to be an aqueous solution containing borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions as a crosslinking agent.

本発明に用いるホウ酸イオンの形態(化合物の化学構造)としては特に限定しないが、ホウ酸ナトリウム、オルトホウ酸、メタホウ酸などが例示される。なお、ホウ酸化合物は安価なことから四ホウ酸ナトリウム水和物又は無水物が好ましい。   Although it does not specifically limit as a form (chemical structure of a compound) of the borate ion used for this invention, Sodium borate, orthoboric acid, metaboric acid, etc. are illustrated. In addition, since a boric-acid compound is cheap, sodium tetraborate hydrate or an anhydride is preferable.

本発明に用いる「三価以上の多価金属イオン」とは、ガラクトマンナンの有する官能基と反応し得る官能基を2個以上有する、三価以上の多価金属を含有する化合物のイオンである。なお、「三価以上の多価金属イオン」はホウ酸イオンを含まないものとする。三価以上の多価金属イオンとしては、チタンイオン、ジルコニウムイオン、アルミニウムイオン、イットリウムイオン、セリウムイオンが挙げられるが、安価で安全性が高いことからチタンイオン及びジルコニウムイオンが最も好ましい。   The “trivalent or higher polyvalent metal ion” used in the present invention is an ion of a compound containing a trivalent or higher polyvalent metal having two or more functional groups capable of reacting with the functional group of galactomannan. . “Trivalent or higher polyvalent metal ions” do not contain borate ions. Examples of the trivalent or higher polyvalent metal ions include titanium ions, zirconium ions, aluminum ions, yttrium ions, and cerium ions, but titanium ions and zirconium ions are most preferable because they are inexpensive and highly safe.

チタンイオン、ジルコニウムイオン等の形態(化合物の化学構造)としては特に限定しないが、チタン化合物とジルコニウム化合物に関しては、水溶液でのpHが中性〜弱アルカリ性であり、水中での安定性が高いことからアルコキシド化合物が好ましい。   The form of titanium ions, zirconium ions, etc. (chemical structure of the compound) is not particularly limited, but for titanium compounds and zirconium compounds, the pH in the aqueous solution is neutral to weakly alkaline, and the stability in water is high. To alkoxide compounds are preferred.

チタンアルコキシド化合物としては、デュポン社の製品の、Tyzor131、TyzorTE(チタニウムIV トリエタノールアミネート イソプロポキシド)、TyzorAA(チタニウムIV ジイソプロポキシド ビスアセチルアミネート)、TyzorGBA、TyzorTOT(チタニウムIV テトラ−2−エチルヘキソキシド)、TyzorTPT(チタニウムIV テトライソプロポキシド)、ニッソー社の製品の、TAT(チタニウムIV ジ−n−ブトキシ ビストリエタノールアミネート)、TOG(チタニウムIV イソプロポキシオクチレン グリコレート)、三菱ガス化学社製の、TEAT(チタニウムIV ビストリエタノールアミネート ジイソプロポキシド)、TAA(チタニウムIV ビスアセチルアセトネート ジイソプロポキシド)などが挙げられる。   Titanium alkoxide compounds include DuPont's products Tyzor131, TyzorTE (titanium IV triethanolamate isopropoxide), TyzorAA (titanium IV diisopropoxide bisacetylaminate), TyzorGBA, TyzorTOT (titanium IV tetra-2). -Ethyl hexoxide), TyzorTPT (titanium IV tetraisopropoxide), a product of Nisso, TAT (titanium IV di-n-butoxy bistriethanolamate), TOG (titanium IV isopropoxy octylene glycolate), Examples include TEAT (titanium IV bistriethanolamate diisopropoxide) and TAA (titanium IV bisacetylacetonate diisopropoxide) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company.

ジルコニウムアルコキシド化合物としては酢酸ジルコニルアンモニウム、炭酸ジルコニルアンモニウム、ジルコニウムIV テトラ-n-ブトキシド、ジルコニウムIV テトラ-n-プロポキシドなどが挙げられる。   Examples of the zirconium alkoxide compound include zirconyl ammonium acetate, zirconyl ammonium carbonate, zirconium IV tetra-n-butoxide, and zirconium IV tetra-n-propoxide.

これらアルコキシド化合物は使用する溶媒やpHなどの条件によって安定性が異なるので適宜選択すれば良い。   These alkoxide compounds have different stability depending on conditions such as the solvent to be used and pH, and therefore may be appropriately selected.

本発明に用いられる架橋剤はホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンを含むことが必要であるが、生分解性や吸水性能の低下を招かない範囲であれば他の架橋剤、例えばグルタルアルデヒド、グリオキサールなどのアルデヒド化合物、エチレンジアミン、ポリアミドレジンなどのアミン化合物、2,2-ビスヒドロキシメチルブタノールトリ[3-(1-アジリジン)]プロピオン酸などのアジリジン化合物、トリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、トルエンジイソシアナートなどのイソシアナート化合物、グリセロール、プロピレングリコール、エチレングリコールなどの多価アルコール、エピクロルヒドリン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルなどのエポキシ化合物などと混合して用いることも可能である。   The cross-linking agent used in the present invention needs to contain borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions, but other cross-linking agents as long as they do not cause deterioration in biodegradability and water absorption performance. Aldehyde compounds such as glutaraldehyde and glyoxal, amine compounds such as ethylenediamine and polyamide resin, aziridine compounds such as 2,2-bishydroxymethylbutanol tri [3- (1-aziridine)] propionic acid, tolylene diisocyanate, Isocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate and toluene diisocyanate, polyhydric alcohols such as glycerol, propylene glycol and ethylene glycol, epoxy compounds such as epichlorohydrin, ethylene glycol diglycidyl ether and diethylene glycol diglycidyl ether It is also possible to use in admixture with like.

ガラクトマンナン粉末の架橋に必要な架橋剤の添加量は、架橋剤がホウ酸イオンの場合には全ガラクトマンナン質量1kg当たりホウ酸として1〜200ミリモルが好ましく、5〜60ミリモルが特に好ましい。   When the crosslinking agent is borate ion, the amount of the crosslinking agent required for crosslinking the galactomannan powder is preferably 1 to 200 mmol, particularly preferably 5 to 60 mmol, as boric acid per 1 kg of the total galactomannan mass.

また架橋剤が三価以上の多価金属イオンの場合には、金属イオンの種類やその形態によって適宜異なるが、ガラクトマンナン質量1kg当たり該金属として約1〜100ミリモルが好ましく、5〜50ミリモルが特に好ましい。   When the cross-linking agent is a trivalent or higher polyvalent metal ion, it varies depending on the type of metal ion and its form, but about 1 to 100 mmol is preferable as the metal per kg of galactomannan mass, and 5 to 50 mmol is preferable. Particularly preferred.

あまり架橋イオン添加量が少ないと吸水してもゲル化しないのでハンドリング性が悪く、添加量が多いと吸水量が低下する。ガラクトマンナンとホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンとを架橋させる温度は特に限定されないが、反応を促進させるためにも5〜90℃が好ましく、20〜70℃がさらに好ましい。反応時間は1〜60分が好ましく、5〜30分がさらに好ましい。架橋剤水溶液のpHは7.5〜12.0が好ましく、8.5〜11.0がさらに好ましい。架橋剤水溶液のpHが7.5以下ではホウ酸イオンがガラクトマンナンの水酸基と架橋反応できない。またpH12以上では架橋したガラクトマンナンが適度に膨潤できず造粒が困難になる。   If the addition amount of the crosslinking ions is too small, gelation does not occur even if water is absorbed, so that the handleability is poor, and if the addition amount is large, the water absorption amount decreases. The temperature at which galactomannan and borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions are cross-linked is not particularly limited, but is preferably 5 to 90 ° C and more preferably 20 to 70 ° C in order to promote the reaction. The reaction time is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 5 to 30 minutes. The pH of the aqueous crosslinking agent solution is preferably 7.5 to 12.0, and more preferably 8.5 to 11.0. When the pH of the aqueous crosslinking agent solution is 7.5 or less, borate ions cannot undergo a crosslinking reaction with the hydroxyl group of galactomannan. If the pH is 12 or more, the crosslinked galactomannan cannot be swollen appropriately and granulation becomes difficult.

本発明においてはガラクトマンナン粉末に上記した架橋剤水溶液を添加し混合するのであるが、その具体的な操作としては、
1.流動床式造粒機内にガラクトマンナン粉末を流動させてから架橋剤水溶液を噴霧又は滴下し、架橋と造粒と乾燥を同時に行う方法、
2.造粒機内で高速で攪拌されているガラクトマンナン粉末に架橋剤水溶液を噴霧又は滴下し、架橋と造粒を同時に行い、次いで乾燥する方法、
3.前記2において架橋と造粒を同時に行った後、さらに押し出し式成形機にて適度な顆粒状態に造粒したあと乾燥する方法などがある。
In the present invention, the above-described aqueous crosslinking agent solution is added to and mixed with the galactomannan powder.
1. A method in which the galactomannan powder is fluidized in a fluid bed granulator and then sprayed or dripped with an aqueous solution of the crosslinking agent, and crosslinking, granulation and drying are performed simultaneously.
2. A method of spraying or dropping an aqueous solution of a crosslinking agent on a galactomannan powder stirred at high speed in a granulator, simultaneously performing crosslinking and granulation, and then drying,
3. There is a method in which, after the crosslinking and granulation are performed at the same time in 2 above, the mixture is further granulated into an appropriate granule state by an extrusion molding machine and then dried.

これらの架橋剤水溶液をガラクトマンナン粉末に噴霧する場合、その水溶液の噴霧量は、水溶液全体の質量として、ガラクトマンナン粉末質量の200%以下であることが好ましい。   When spraying these aqueous solution of the crosslinking agent onto the galactomannan powder, the spray amount of the aqueous solution is preferably 200% or less of the mass of the galactomannan powder as the total mass of the aqueous solution.

噴霧量が200%以上である場合、架橋されたガラクトマンナン粉末が水分を吸収して膨潤し、相互に融着し合ってゲル化してしまう。攪拌状態下でゲル化してしまうと塊状となるので粒径の制御が困難になり、塊状ゲルの破砕工程などを必要とするようになるため不利である。   When the spray amount is 200% or more, the cross-linked galactomannan powder absorbs moisture and swells, and is fused and gelled. When gelled under stirring, it becomes a lump, which makes it difficult to control the particle size and requires a crushing step for the lump gel, which is disadvantageous.

また200%以上の水分添加は乾燥工程にエネルギーを要し、このような状態で得たゲルをそのまま熱風乾燥するとゲルが著しく収縮し、吸水性能が低下するため好ましくない。   Addition of 200% or more of water requires energy for the drying process, and if the gel obtained in such a state is dried with hot air as it is, the gel is remarkably contracted and the water absorption performance is deteriorated.

製造方法や条件にもよるが、例えば流動床式造粒機の場合、噴霧量はガラクトマンナン粉末重量の30〜60%程度が好ましい。   Depending on the production method and conditions, for example, in the case of a fluid bed granulator, the spray amount is preferably about 30 to 60% of the weight of the galactomannan powder.

また、架橋剤水溶液を添加し混合する操作は、架橋剤の種類を変えて繰り返し行うこともできる。繰り返し混合する場合は、添加する架橋剤水溶液の総量を、水溶液全体の質量として、ガラクトマンナン粉末質量の200%以下にすることが好ましい。   Further, the operation of adding and mixing the aqueous crosslinking agent solution can be repeated by changing the kind of the crosslinking agent. When mixing repeatedly, it is preferable that the total amount of the aqueous crosslinking agent solution to be added is 200% or less of the galactomannan powder mass as the mass of the entire aqueous solution.

架橋剤液をガラクトマンナン粉末に噴霧する場合におけるガラクトマンナン粉末の攪拌条件は製造する方法や適用する機械装置類の攪拌効率(攪拌羽根や攪拌槽の形状)などにもよるが、回転式造粒機の場合、その攪拌速度は1500〜5000rpmが好ましく、2000〜3500rpmがさらに好ましい。   When spraying the crosslinker solution onto the galactomannan powder, the stirring conditions of the galactomannan powder depend on the production method and the stirring efficiency (shape of the stirring blade and stirring tank) of the applied machinery. In the case of a machine, the stirring speed is preferably 1500 to 5000 rpm, more preferably 2000 to 3500 rpm.

1500rpm以下の攪拌速度の場合はガラクトマンナン粉末に架橋剤液が接触した場合、その接触部のみが膨潤、架橋してしまい全体として不均一な架橋状態となってしまう。また5000rpm以上での攪拌はガラクトマンナン粉末と機械装置及びガラクトマンナン粉末同士の衝突に伴う摩擦により発熱するので粉体温度が上昇し、ガラクトマンナンの熱分解や架橋剤成分の加水分解が著しく促進されるので好ましくない。   In the case of a stirring speed of 1500 rpm or less, when the crosslinker liquid comes into contact with the galactomannan powder, only the contact portion swells and crosslinks, resulting in a nonuniform crosslinked state as a whole. In addition, stirring at 5000 rpm or more generates heat due to friction caused by the collision between the galactomannan powder, the mechanical device, and the galactomannan powder, so that the powder temperature rises and the thermal decomposition of the galactomannan and the hydrolysis of the cross-linking agent component are significantly accelerated. Therefore, it is not preferable.

流動床式造粒機の場合、装置の大きさや形状、ガラクトマンナン粉末の投入量や粒径に影響を受けるので、流動空気供給量は粉末の流動状態を目視確認することにより適宜選択すればよい。適度にガラクトマンナン粉末を流動させることが可能な送風量は、造粒機の容積や形状、床面積、送風口の位置、ガラクトマンナン粉末の投入量や粒子径などにより影響を受けるため、適宜最適な送風量を選択すればよい。   In the case of a fluidized bed granulator, it is affected by the size and shape of the apparatus, the input amount and particle size of the galactomannan powder, so the fluid air supply amount may be appropriately selected by visually confirming the powder flow state. . The amount of air that can flow the galactomannan powder moderately is optimal as appropriate because it is affected by the volume and shape of the granulator, floor area, position of the air outlet, the amount of galactomannan powder input and the particle size, etc. What is necessary is just to select the appropriate ventilation volume.

ガラクトマンナン粉末と架橋剤との反応条件はガラクトマンナンや架橋剤成分の分解、即ち、ガラクトマンナンの熱分解や架橋剤成分の加水分解が生じない範囲であればよい。好ましくは5〜90℃、特に好ましくは20〜70℃の温度下で行う。また反応時間は1〜60分が好ましく、5〜30分が好ましい。架橋剤水溶液のpHは7.5〜12.0が好ましく、8.5〜11.0がさらに好ましい。架橋剤水溶液のpHが7.5以下ではホウ酸イオンがガラクトマンナンの水酸基と架橋反応できない。またpH12以上では架橋したガラクトマンナンが適度に膨潤できず造粒が困難になる。   The reaction conditions between the galactomannan powder and the crosslinking agent may be within a range in which decomposition of the galactomannan and the crosslinking agent component, that is, thermal decomposition of the galactomannan and hydrolysis of the crosslinking agent component does not occur. It is preferably carried out at a temperature of 5 to 90 ° C, particularly preferably 20 to 70 ° C. The reaction time is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 5 to 30 minutes. The pH of the aqueous crosslinking agent solution is preferably 7.5 to 12.0, and more preferably 8.5 to 11.0. When the pH of the aqueous crosslinking agent solution is 7.5 or less, borate ions cannot undergo a crosslinking reaction with the hydroxyl group of galactomannan. If the pH is 12 or more, the crosslinked galactomannan cannot be swollen appropriately and granulation becomes difficult.

本発明においてガラクトマンナン架橋物を乾燥する方法としては、乾燥後の吸水性能を低下させるような方法でなければいかなる乾燥方法でも限定されるものではなく、例えば常温静置乾燥、熱風静置乾燥や凍結乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、流動乾燥などの方法が挙げられる。   In the present invention, the method for drying the galactomannan cross-linked product is not limited to any drying method as long as it does not reduce the water absorption performance after drying. Examples include freeze drying, reduced pressure drying, vacuum drying, fluidized drying and the like.

その他の乾燥方法としては、架橋物中の水分を炭素数1〜5個の一価のアルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノールなど)や炭素数3〜6個のケトン(アセトンなど)又はこれらの混合液のような吸湿性、揮発性の無水親水性有機溶媒に置換してから乾燥する方法を採用してもよい。   As other drying methods, water in the cross-linked product may be monovalent alcohol having 1 to 5 carbon atoms (methanol, ethanol, isopropanol, etc.), ketone having 3 to 6 carbon atoms (acetone, etc.), or a mixture thereof. A method of drying after substituting with a hygroscopic and volatile anhydrous hydrophilic organic solvent as described above may be employed.

本発明の方法によれば、アルコール類を使用せずに乾燥することが可能であるが、アルコール等の揮発性親水性溶媒を使用して乾燥する場合も本発明の範囲に含まれる。   According to the method of the present invention, it is possible to dry without using alcohols, but the case of drying using a volatile hydrophilic solvent such as alcohol is also included in the scope of the present invention.

本発明の製造方法により、所望の粒径の顆粒状吸水剤を得ることが出来る。吸水剤としては用途にもよるが、通常、粒径200〜1000μmの範囲、より好ましく300〜800μmの範囲のものが好適に用いられる。   A granular water-absorbing agent having a desired particle size can be obtained by the production method of the present invention. Although it depends on the application, a water absorbing agent having a particle size in the range of 200 to 1000 μm, more preferably in the range of 300 to 800 μm is preferably used.

粒径が200μm未満である場合には吸水時にママコが発生しやすいだけでなく、これらを含む製品を作成する工程で粉塵が発生したり、例えば紙おむつなどではそのトップシートに用いる不織布の隙間から吸水材が漏れ出てしまったりするので好ましくない。   If the particle size is less than 200 μm, not only will mamas easily occur during water absorption, but dust may also be generated in the process of producing products containing these, and for example, paper diapers absorb water from the gaps in the nonwoven fabric used for the top sheet. Since the material leaks out, it is not preferable.

また粒径が1000μmを超えればこれらを含む紙おむつや生理用品の場合、吸水速度が低下するだけでなく、吸水材が大きすぎて装着時に不快感があるため好ましくない。   Further, if the particle size exceeds 1000 μm, in the case of disposable diapers and sanitary products containing these, not only the water absorption speed is lowered, but also the water absorbing material is too large and uncomfortable when worn, which is not preferable.

得られた乾燥物が所望の粒径、例えば、200μm未満以下であった場合には、生分解性バインダー成分の水溶液を噴霧して再度造粒後乾燥して、粒径が上記範囲内の吸水材を得ることが可能である。バインダー成分として架橋剤と反応しないのものを用いれば、架橋剤を含む水溶液に予めバインダー成分を溶解してガラクトマンナンの架橋と造粒を同時に行い乾燥することも可能である。この際のバインダー成分の濃度は0.2〜5質量%が好ましい。   When the obtained dried product has a desired particle size, for example, less than 200 μm, it is sprayed with an aqueous solution of a biodegradable binder component, dried again after granulation, and water absorption within the above range. It is possible to obtain a material. If a binder component that does not react with the crosslinking agent is used, it is possible to dissolve the binder component in an aqueous solution containing the crosslinking agent in advance, and simultaneously perform crosslinking and granulation of galactomannan and drying. In this case, the concentration of the binder component is preferably 0.2 to 5% by mass.

架橋剤、即ち、ホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンと反応しないことにより、予め混合して水溶液が作成可能なバインダー成分としては、デンプン又はその誘導体が挙げられる。   Examples of the binder component that can be mixed in advance to form an aqueous solution by not reacting with a cross-linking agent, that is, borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions include starch and derivatives thereof.

なお、粒径調節のためのバインダー成分として、例えばグアガム、ローカストビーンガム、グルコマンナン、キサンタンガム、カラギーナン、アルギン酸ナトリウムなどを用いてもよい。しかしながらこれらはホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンと反応するため予め架橋剤水溶液と混合できない。即ち、これらを予め混合するとバインダー成分が架橋剤と反応して架橋・ゲル化してしまうのでポンプで送液して噴霧することができない。   In addition, as a binder component for particle diameter adjustment, you may use a guar gum, locust bean gum, glucomannan, xanthan gum, carrageenan, sodium alginate, etc., for example. However, since these react with borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions, they cannot be mixed with an aqueous crosslinking agent solution in advance. That is, when these are mixed in advance, the binder component reacts with the cross-linking agent to cross-link and gel, and therefore cannot be fed and sprayed with a pump.

本発明の製造方法により得られた顆粒状吸水材は、優れた吸収性能を有するものであり、例えば、ティーバッグ法において1時間後の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液吸水量が自重の15倍以上であり、且つボルテックス吸水速度が90秒以内という吸収性能を有するものである。   The granular water-absorbing material obtained by the production method of the present invention has excellent absorption performance. For example, in the tea bag method, the water absorption amount of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution after 1 hour is 15 times its own weight. The absorption performance is as described above and the vortex water absorption speed is within 90 seconds.

なお、ティーバッグ法とは255メッシュのナイロン製ティーバッグに吸水材1gを入れ、1Lの0.9質量%塩化ナトリウム水溶液にティーバッグを60分間浸し、ティーバッグを引き上げ、10分間水切りを行った後、その重量を測定する方法である。
吸水材の吸水量は、60分間水に浸した吸水材が入っていないティーバッグの重量をブランクとし、吸収して膨潤した吸水材が入ったティーバッグの重量から、膨潤前の吸水材の重量とブランクの重量を減じた値を、膨潤前の吸水材の重量で除した値を吸水量(g/g樹脂)とする。
In the tea bag method, 1 g of a water-absorbing material was put into a 255 mesh nylon tea bag, the tea bag was immersed in 1 L of a 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution for 60 minutes, the tea bag was pulled up and drained for 10 minutes. Later, the weight is measured.
The water absorption amount of the water-absorbing material is the weight of the tea bag without water-absorbing material soaked in water for 60 minutes, and the weight of the water-absorbing material before swelling from the weight of the tea bag containing the water-absorbing material absorbed and swollen And the value obtained by dividing the weight of the blank by the weight of the water-absorbing material before swelling is defined as the water absorption (g / g resin).

またボルテックス吸水速度とは0.9質量%塩化ナトリウム水溶液50mlを600rpmでスターラー攪拌しながら2g吸水材を加え、流動性(水の渦巻き)が消失するまでの時間を測定する方法である。   The vortex water absorption speed is a method in which 50 g of a 0.9% by mass aqueous sodium chloride solution is added with 2 g of water absorbing material while stirring with a stirrer at 600 rpm, and the time until fluidity (water swirl) disappears is measured.

こうして得られる吸水材に、さらに、必要に応じて、消臭剤、香料、各種の無機粉末、発泡剤、顔料、染料、抗菌剤、発泡剤、親水性短繊維、可塑剤、粘着剤、界面活性剤、肥料、酸化剤、還元剤、水、塩類等を添加し、これにより、吸水材に種々の機能を付与してもよい。   In addition to the water-absorbing material thus obtained, if necessary, deodorants, fragrances, various inorganic powders, foaming agents, pigments, dyes, antibacterial agents, foaming agents, hydrophilic short fibers, plasticizers, adhesives, interfaces An activator, a fertilizer, an oxidizing agent, a reducing agent, water, salts, and the like may be added to thereby impart various functions to the water absorbing material.

上記無機粉末としては、水性液体等に対して不活性な物質、例えば、各種の無機化合物の微粒子、粘土鉱物の微粒子等が挙げられる。該無機粉末は、水に対して適度な親和性を有し、かつ、水に不溶もしくは難溶であるものが好ましい。   Examples of the inorganic powder include substances that are inert to aqueous liquids, such as fine particles of various inorganic compounds, fine particles of clay minerals, and the like. The inorganic powder preferably has an appropriate affinity for water and is insoluble or hardly soluble in water.

具体的には、例えば、二酸化珪素や酸化チタン等の金属酸化物、天然ゼオライトや合成ゼオライト等の珪酸(塩)、カオリン、タルク、クレー、ベントナイト等が挙げられる。このうち、二酸化珪素および珪酸(塩)がより好ましく、コールターカウンター法により測定された平均粒子径が200μm以下の二酸化珪素および珪酸(塩)がさらに好ましい。   Specific examples include metal oxides such as silicon dioxide and titanium oxide, silicic acid (salts) such as natural zeolite and synthetic zeolite, kaolin, talc, clay, bentonite and the like. Among these, silicon dioxide and silicic acid (salt) are more preferable, and silicon dioxide and silicic acid (salt) having an average particle diameter measured by a Coulter counter method of 200 μm or less are more preferable.

無機粉末の使用量は、吸水材および無機粉末の組み合わせ等にもよるが、吸水材100質量部に対し0.001〜10質量部の範囲内、より好ましくは0.01〜5質量部の範囲内とすればよい。吸水材と無機粉末との混合方法は、特に限定されるものではなく、例えばドライブレンド法、湿式混合法等を採用できるが、ドライブレンド法を採用するのが好ましい。   The amount of the inorganic powder used depends on the combination of the water-absorbing material and the inorganic powder, but is in the range of 0.001 to 10 parts by mass, more preferably in the range of 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-absorbing material. It should be inside. The mixing method of the water-absorbing material and the inorganic powder is not particularly limited, and for example, a dry blend method, a wet mixing method, or the like can be employed, but it is preferable to employ the dry blend method.

本発明の製造方法により得られた顆粒状吸水材は、例えばパルプ等の繊維質材料と複合化する(組み合わせる)ことにより、吸収物品を作成することができる。適用できる吸収物品としては、例えば、紙オムツや生理用ナプキン、簡易トイレ用ポッド、携帯用トイレ、失禁パット、オストミーバッグなどの使い捨て衛生材料、創傷保護材や創傷治癒材等のサージカル用品、ペット用トイレ砂やシートなどのペット用品、建材や土壌用保水材、止水材、パッキング材、ゲル水嚢等の土木建築用資材、ドリップ吸収材や鮮度保持材、保冷材等の食品用物品、油水分離材、結露防止材、凝固材などの各種産業用物品、植物や土壌等の保水材等の農園芸用物品等が挙げられる。   The granular water-absorbing material obtained by the production method of the present invention can be combined with (combined with) a fibrous material such as pulp to produce an absorbent article. Applicable absorbent articles include disposable sanitation materials such as paper diapers, sanitary napkins, simple toilet pods, portable toilets, incontinence pads, ostomy bags, surgical products such as wound protection materials and wound healing materials, and pets Pet supplies such as toilet sand and sheets, construction materials and soil water retaining materials, water-stopping materials, packing materials, civil engineering and construction materials such as gel water sacs, drip absorbent materials and freshness retaining materials, food items such as cold insulation materials, oil water Examples include various industrial articles such as separation materials, anti-condensation materials, coagulants, and agricultural and horticultural articles such as water retention materials such as plants and soil.

なお、例えば使い捨て紙オムツを作成する場合、液不透過性の材料からなるバックシート(裏面材)、本発明の吸水性樹脂を含むコア層、および液透過性の材料からなるトップシート(表面材)を、この順に積層して互いに固定するとともに、この積層物に、ギャザー(弾性部)やいわゆるテープファスナー等を取り付けることにより形成される。また、紙オムツには、幼児に排尿・排便の躾をする際に用いられる紙オムツ付きパンツも含まれる。   For example, when making disposable paper diapers, a back sheet (back surface material) made of a liquid-impermeable material, a core layer containing the water-absorbent resin of the present invention, and a top sheet (surface material) made of a liquid-permeable material Are laminated in this order and fixed to each other, and a gather (elastic portion), a so-called tape fastener or the like is attached to the laminate. Paper diapers also include pants with paper diapers that are used when urinating or defecation is performed on infants.

これらの吸収物品に用いる吸水材以外の素材にポリ乳酸やポリビニルアルコールなどの生分解性素材を用いることによりオール生分解性の吸収物品を作成することが可能となり、焼却ゴミの減量や埋め立て処分場の延命化に寄与することが可能である。さらに生分解性素材が植物原料からなるポリ乳酸などの再生可能資源であるならば、これらの素材からなる吸収物品も再生可能製品であり、新たに発生する二酸化炭素量を削減することができ地球温暖化問題の解決に寄与することができる。
(実施例)
By using biodegradable materials such as polylactic acid and polyvinyl alcohol as materials other than the water-absorbing material used for these absorbent articles, it becomes possible to create all-biodegradable absorbent articles, reducing the amount of incinerated garbage and landfills It is possible to contribute to the prolongation of life. Furthermore, if the biodegradable material is a renewable resource such as polylactic acid made from plant materials, absorbent articles made from these materials are also renewable products, which can reduce the amount of newly generated carbon dioxide. It can contribute to the solution of the global warming problem.
(Example)

以下実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples.

なお、吸水量の測定はティーバッグ法により実施した。すなわち、255メッシュのナイロン製ティーバッグに吸水材1gを入れ、1Lの0.9質量%塩化ナトリウム水溶液にティーバッグを60分間浸し、ティーバッグを引き上げ、10分間水切りを行った後、その重量を測定した。吸水材の吸水量は、60分間水に浸した吸水材が入っていないティーバッグの重量をブランクとし、吸収して膨潤した吸水材が入ったティーバッグの重量から、膨潤前の吸水材の重量とブランクの重量を減じた値を、膨潤前の吸水材の重量で除した値を吸水量(g/g樹脂)とする方法である。   The water absorption was measured by the tea bag method. That is, 1 g of a water absorbing material is put into a 255 mesh nylon tea bag, the tea bag is immersed in 1 L of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution for 60 minutes, the tea bag is pulled up, drained for 10 minutes, It was measured. The water absorption amount of the water-absorbing material is the weight of the tea bag without water-absorbing material soaked in water for 60 minutes, and the weight of the water-absorbing material before swelling from the weight of the tea bag containing the water-absorbing material absorbed and swollen. And the value obtained by dividing the weight of the blank by the weight of the water-absorbing material before swelling is the water absorption amount (g / g resin).

吸水速度の測定はボルテックス吸水速度法により実施した。すなわち、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液50mlを600rpmでスターラー攪拌しながら2g吸水材を加え、流動性(水の渦巻き)が消失するまでの時間測定を測定する方法である。   The water absorption rate was measured by the vortex water absorption rate method. That is, this is a method of measuring the time until fluidity (water swirl) disappears by adding 2 g of a water-absorbing material while stirring 50 ml of a 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution at 600 rpm with a stirrer.

ジルコゾールAC7(第一稀元素化学社製 炭酸ジルコニルアンモニウム)原液18.9mlを蒸留水で300mlにメスアップして架橋剤水溶液を作成した。別に流動床式造粒機(容積2L、以下同様)で予めグアガム(三栄薬品貿易社製 グアコール)1kgを0.6L/分の風量にて60℃熱風を装置下部から送風して適度に流動させておいた。次いで架橋剤水溶液の300mlをペリスタリックポンプにて15ml/分で流動床式造粒機に供給し噴霧した。このときのグアガムに対するジルコニウム添加量は25ミリモル/kgであった。   Zircozol AC7 (Zirconyl ammonium carbonate manufactured by Daiichi Rare Elemental Chemical Co., Ltd.) 18.9 ml of the stock solution was made up to 300 ml with distilled water to prepare an aqueous crosslinking agent solution. Separately, 1 kg of guar gum (Guacoal manufactured by Sanei Pharmaceutical Trading Co., Ltd.) 1 kg is blown from the lower part of the device with a fluid bed granulator (volume 2 L, the same shall apply below) in advance to flow moderately. Oita. Next, 300 ml of the aqueous crosslinking agent solution was supplied to a fluidized bed granulator at 15 ml / min with a peristaltic pump and sprayed. At this time, the amount of zirconium added to guar gum was 25 mmol / kg.

本装置を用いるとグアガム粉末の架橋と同時に造粒ができ、架橋剤噴霧後、排気温度が30℃になるまで流動させておくことで乾燥することも可能である。回収した造粒乾燥物の粒径を篩により分級して粒度分布を測定した。なお吸水性能試験は造粒乾燥物を分級し、200〜1000マイクロメートルの範囲にあるものだけを使用して実施した。粒度分布の結果を表1、吸水性能を表2に示した。   When this apparatus is used, granulation can be performed simultaneously with the crosslinking of the guar gum powder, and after the spraying of the crosslinking agent, it can be dried by allowing it to flow until the exhaust temperature reaches 30 ° C. The particle size distribution was measured by classifying the particle size of the collected granulated dried product with a sieve. The water absorption performance test was conducted by classifying the granulated dried product and using only the one in the range of 200 to 1000 micrometers. The results of the particle size distribution are shown in Table 1, and the water absorption performance is shown in Table 2.

実施例1と同様の方法を用い、ジルコゾールAC7原液37.7mlを蒸留水にて300mlにメスアップし、この300mlをグアガム1kgに噴霧添加することでグアガムに対するジルコニウム添加量50ミリモル/kgのグアガム架橋物を得た。   Using the same method as in Example 1, 37.7 ml of zircozol AC7 stock solution was made up to 300 ml with distilled water, and 300 ml of this was spray-added to 1 kg of guar gum, so that a guar gum cross-linked product having a zirconium addition amount of 50 mmol / kg to guar gum. Got.

この架橋物1kgを流動床式乾燥機に投入して流動させ、さらに0.4質量%グアガム水溶液300mlを13g/分の速度で噴霧して造粒を行った。噴霧終了後、排気温度が30℃になってから造粒乾燥物を回収した。粒度分布の結果を表1、吸水性能を表2に示した。   1 kg of this cross-linked product was put into a fluidized bed dryer and fluidized, and further, 300 ml of 0.4 mass% guar gum aqueous solution was sprayed at a rate of 13 g / min for granulation. After spraying, the granulated dried product was collected after the exhaust temperature reached 30 ° C. The results of the particle size distribution are shown in Table 1, and the water absorption performance is shown in Table 2.

ジルコゾールAC7原液18.9mlと0.5Mホウ酸ナトリウム水溶液30mlを混合しさらに蒸留水で300mlになるようメスアップした。この300mlを用いて実施例1と同様に操作し、造粒乾燥物を得た。このときのグアガムに対するジルコニウム添加量は25ミリモル/kg、ホウ酸は15ミリモル/kgであった。粒度分布の結果を表1、吸水性能を表2に示した。   Zircozol AC7 stock solution 18.9ml and 0.5M sodium borate aqueous solution 30ml were mixed and further diluted to 300ml with distilled water. Using this 300 ml, the same operation as in Example 1 was carried out to obtain a granulated dried product. The amount of zirconium added to guar gum at this time was 25 mmol / kg, and boric acid was 15 mmol / kg. The results of the particle size distribution are shown in Table 1, and the water absorption performance is shown in Table 2.

ジルコゾールAC7原液18.9mlを5質量%馬鈴薯デンプン水溶液を用いて300mlにメスアップした。その300mlを実施例1と同様に操作し、造粒乾燥物を得た。このときのグアガムに対するジルコニウム添加量は25ミリモル/kgであった。粒度分布の結果を表1、吸水性能を表2に示した。   Zircozol AC7 stock solution (18.9 ml) was made up to 300 ml with 5% by weight potato starch aqueous solution. 300 ml of the mixture was operated in the same manner as in Example 1 to obtain a granulated dried product. At this time, the amount of zirconium added to guar gum was 25 mmol / kg. The results of the particle size distribution are shown in Table 1, and the water absorption performance is shown in Table 2.

0.5Mホウ酸ナトリウム水溶液90mlを蒸留水で300mlになるようにメスアップした。この300mlを用いて実施例1と同様に操作し、造粒乾燥物を得た。このときのグアガムに対するホウ酸添加量は45ミリモル/kgであった。粒度分布の結果を表1、吸水性能を表2に示した。   90 ml of 0.5M sodium borate aqueous solution was diluted with distilled water to 300 ml. Using this 300 ml, the same operation as in Example 1 was carried out to obtain a granulated dried product. The amount of boric acid added to guar gum at this time was 45 mmol / kg. The results of the particle size distribution are shown in Table 1, and the water absorption performance is shown in Table 2.

ジルコゾールAC7原液18.9mlを蒸留水で1Lになるようにメスアップし架橋剤水溶液を作成した。横形回転式造粒機にグアガム1kgを投入し3000rpmにてグアガムを攪拌しつつ、この架橋剤水溶液を4ml/分で噴霧し、湿架橋物を得た。この湿架橋物を次に押し出し式成形機に投入し、ノズル径0.5mmでペレット状に造粒し、さらにこの造粒物を流動床式乾燥機にて吸気温度80℃にて乾燥し、造粒乾燥物を得た。粒度分布の結果を表1、吸水性能を表2に示した。   Zircozol AC7 stock solution 18.9ml was made up to 1L with distilled water to make a crosslinker aqueous solution. 1 kg of guar gum was put into a horizontal rotary granulator and this aqueous solution of the crosslinking agent was sprayed at 4 ml / min while stirring the guar gum at 3000 rpm to obtain a wet crosslinked product. This wet cross-linked product is then put into an extrusion molding machine, granulated into pellets with a nozzle diameter of 0.5 mm, and further this granulated product is dried with a fluid bed dryer at an intake air temperature of 80 ° C. A dry grain was obtained. The results of the particle size distribution are shown in Table 1, and the water absorption performance is shown in Table 2.

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Claims (6)

ガラクトマンナン粉末に、ホウ酸イオン及び/又は三価以上の多価金属イオンを含む架橋剤水溶液を添加し混合して、ガラクトマンナンを架橋するとともに顆粒状に造粒する工程を含むことを特徴とするガラクトマンナン架橋体からなる顆粒状吸水材の製造方法。 A step of adding an aqueous solution of a crosslinking agent containing borate ions and / or trivalent or higher polyvalent metal ions to the galactomannan powder and mixing it to crosslink the galactomannan and granulate it in a granular form. A method for producing a granular water-absorbing material comprising a crosslinked galactomannan. 架橋剤水溶液を添加して混合する方法が、架橋剤水溶液を、ガラクトマンナン粉末に噴霧し攪拌することである請求項1記載の顆粒状吸水材の製造方法。 The method for producing a granular water-absorbing material according to claim 1, wherein the method of adding and mixing the aqueous solution of the crosslinking agent is spraying and stirring the aqueous solution of the crosslinking agent on the galactomannan powder. ガラクトマンナン粉末に添加する架橋剤水溶液が、ガラクトマンナン粉末に対し200質量%以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の顆粒状吸水材の製造方法。 The method for producing a granular water-absorbing material according to claim 1 or 2, wherein the aqueous solution of the crosslinking agent added to the galactomannan powder is 200% by mass or less based on the galactomannan powder. ホウ酸イオンを含む架橋剤水溶液をガラクトマンナン粉末1kgに対しホウ酸として1〜200ミリモル添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顆粒状吸水材の製造方法。 The method for producing a granular water-absorbing material according to any one of claims 1 to 3, wherein 1 to 200 mmol of boric acid aqueous solution containing borate ions is added as boric acid to 1 kg of galactomannan powder. 三価以上の多価金属イオンを含む架橋剤水溶液をガラクトマンナン粉末1kgに対し該金属として1〜100ミリモル添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顆粒状吸水材の製造方法。 The granular water-absorbing material according to any one of claims 1 to 3, wherein an aqueous solution of a crosslinking agent containing a trivalent or higher polyvalent metal ion is added as 1 to 100 mmol of the metal per 1 kg of galactomannan powder. Production method. さらにバインダー成分としてデンプン又はその誘導体を架橋剤水溶液に添加することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の顆粒状吸水材の製造方法。
Furthermore, starch or its derivative (s) is added to crosslinking agent aqueous solution as a binder component, The manufacturing method of the granular water absorbing material in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
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