JP2005186016A - 吸収剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた着色防止性をもつ吸収剤を提供することである。
【解決手段】吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分としてなることを特徴とする吸収剤を用いる。水不溶性粒子(B)としては、JIS Z8830(2001年)に準拠して測定される比表面積が80〜500m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)が3〜6であるシリカが好ましく、またオキシカルボン酸(C)の酸解離指数(pKa、25℃)は2〜6であることが好ましく、また(A)の重量に基づいて、(B)の含有量が0.01〜5重量%、(C)の含有量が0.05〜15重量%であることが好ましい。
【選択図】 なし
【解決手段】吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分としてなることを特徴とする吸収剤を用いる。水不溶性粒子(B)としては、JIS Z8830(2001年)に準拠して測定される比表面積が80〜500m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)が3〜6であるシリカが好ましく、またオキシカルボン酸(C)の酸解離指数(pKa、25℃)は2〜6であることが好ましく、また(A)の重量に基づいて、(B)の含有量が0.01〜5重量%、(C)の含有量が0.05〜15重量%であることが好ましい。
【選択図】 なし
Description
本発明は吸収剤に関する。さらに詳しくは紙おむつやナプキン等に好適な吸収剤に関する。
高温・多湿下における着色防止のため、吸水性樹脂に特定の酸( 有機カルボン酸又はこの塩)を添加した吸収剤(特許文献1)が知られている。
特開2000−327926号公報
しかし、上記吸収剤は、着色防止性が必ずしも十分ではないため、さらなる改良が強く望まれている。
すなわち、本発明は、優れた着色防止性をもつ吸収剤を提供することである。
すなわち、本発明は、優れた着色防止性をもつ吸収剤を提供することである。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構成成分を組み合わせることにより上記課題を解決できることを見出し本発明に到達した。
すなわち、本発明の吸収剤の特徴は、吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分としてなる点を要旨とする。
すなわち、本発明の吸収剤の特徴は、吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分としてなる点を要旨とする。
本発明の吸収剤は、優れた着色防止性を有する。よって、紙おむつ及び生理用ナプキン等の吸収性物品に本発明の吸収剤を適用した場合、長期間にわたって吸収剤の着色による外観不良が生じにくい。特に、外観を重視する商品(紙おむつ及び生理用ナプキン等の衛生用品)に本発明の吸収剤を適用した場合、長期間にその商品価値を損なうことがないため、産業上極めて有用である。
吸水性樹脂(A)は、水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解により(a1)となるビニルモノマー(a2)並びに内部架橋剤(b)を必須構成単位としてなるものである。
水溶性ビニルモノマー(a1)としては特に限定はないが、少なくとも1個の水溶性置換基とエチレン性不飽和基とを有するビニルモノマー等が使用できる。
水溶性ビニルモノマー(a1)としては特に限定はないが、少なくとも1個の水溶性置換基とエチレン性不飽和基とを有するビニルモノマー等が使用できる。
水溶性置換基としては、カルボキシル(塩)基(−CO2M)、スルホ(塩)基(−SO3M)、スルホン酸エステル(塩)からなる基(−OSO3M)、ホスホノ(塩)基(−PO(OM)2)、水酸基(−OH)、アミノ基(−NR2)、アミドからなる基(−CONR2)、アンモニオ基(−NH3 +)及び第2級、第3級又は第4級アンモニオ基(−NR3 +)等が挙げられる。ここで、カルボキシル(塩)基とは、カルボキシル基又はカルボン酸塩からなる基(メタルカルボキシレート基又はアンモニウムカルボキシレート基)を示す意味で用いている。他の基についても同様の趣旨である。
なお、Mは、水素原子、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)、アルカリ土類金属(マグネシウム及びカルシウム等)又はアンモニウム(NH4)を表し、Rは水素原子又はヘテロ原子を含んでもよい炭素数1〜7の炭化水素基(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ベンジル、ヒドロキシエチル、トリフルオロメチル及びクロロエチル等)を表す。また、アンモニオ基には、対アニオン(塩素イオン、臭素イオン、メトサルフェートイオン及び硫酸イオン等)をもっていてもよい。
水溶性ビニルモノマー(a1)としては、以下の(i)アニオン性ビニルモノマー、(ii)非イオン性ビニルモノマー及び(iii)カチオン性ビニルモノマー等が使用できる。
なお、(i)アニオン性ビニルモノマーは塩であってもよく、塩であるアニオン性ビニルモノマーとしては、アルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)、アンモニウム塩[アンモニウム塩、テトラアルキル(炭素数1〜8)アンモニウム塩(テトラメチルアンモニウム等)等]、有機アミン[炭素数1〜8のアルキルアミン、炭素数2〜8のアルカノールアミン、ポリアルキレン(炭素数1〜8)ポリアミン(アミノ基数2〜10)若しくはポリアルキレンポリアミンの誘導体[炭素数1〜8のアルキル基でアルキル化された化合物、あるいは炭素数2〜12のアルキレンオキサイドが付加された化合物(アミノ基1個あたりの平均付加モル数1〜30モル)等]]塩等が挙げられる。
なお、(i)アニオン性ビニルモノマーは塩であってもよく、塩であるアニオン性ビニルモノマーとしては、アルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)、アンモニウム塩[アンモニウム塩、テトラアルキル(炭素数1〜8)アンモニウム塩(テトラメチルアンモニウム等)等]、有機アミン[炭素数1〜8のアルキルアミン、炭素数2〜8のアルカノールアミン、ポリアルキレン(炭素数1〜8)ポリアミン(アミノ基数2〜10)若しくはポリアルキレンポリアミンの誘導体[炭素数1〜8のアルキル基でアルキル化された化合物、あるいは炭素数2〜12のアルキレンオキサイドが付加された化合物(アミノ基1個あたりの平均付加モル数1〜30モル)等]]塩等が挙げられる。
(i)アニオン性ビニルモノマー
(i−1)カルボキシル(塩)基(−CO2M)を有するビニルモノマーとしては、炭素数3〜30のビニル基含有カルボン酸(塩)等が用いられ、不飽和モノカルボン酸{(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸塩、クロトン酸及び桂皮酸等};不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、マレイン酸塩、フマル酸、シトラコン酸及びイタコン酸等);及び前記不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜8)エステル(マレイン酸モノブチルエステル、フマル酸モノブチルエステル、マレイン酸のエチルカルビトールモノエステル、フマル酸のエチルカルビトールモノエステル、シトラコン酸モノブチルエステル及びイタコン酸グリコールモノエステル等)等が挙げられる。
(i−1)カルボキシル(塩)基(−CO2M)を有するビニルモノマーとしては、炭素数3〜30のビニル基含有カルボン酸(塩)等が用いられ、不飽和モノカルボン酸{(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸塩、クロトン酸及び桂皮酸等};不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、マレイン酸塩、フマル酸、シトラコン酸及びイタコン酸等);及び前記不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜8)エステル(マレイン酸モノブチルエステル、フマル酸モノブチルエステル、マレイン酸のエチルカルビトールモノエステル、フマル酸のエチルカルビトールモノエステル、シトラコン酸モノブチルエステル及びイタコン酸グリコールモノエステル等)等が挙げられる。
(i−2) スルホ(塩)基(−SO3M)を有するビニルモノマーとしては、炭素数2〜30のビニル基含有スルホン酸(塩)等が用いられ、脂肪族又は芳香族ビニルスルホン酸(ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸及びα−メチルスチレンスルホン酸等);(メタ)アクリロイル含有アルキルスルホン酸((メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロキシエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等);及びアルキル(炭素数3〜18)(メタ)アリルスルホコハク酸エステル等が挙げられる。本発明において、例えば、(メタ)アクリル・・とか、(メタ)アリル・・等の表現は、(メタ)アクリル・・の場合、アクリル・・又はメタクリル・・を表し、(メタ)アリル・・の場合、アリル・・又はメタリル・・を表す。
(i−3)スルホン酸エステル(塩)からなる基(−OSO3M)を有するビニルモノマーとしては、ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレートの硫酸エステル化物[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの硫酸エステル化物等];ポリ(重合度2〜30)オキシアルキレン(アルキレン基の炭素数は2〜4であり、重合形態は単独又はランダム及び/若しくはブロック)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル化物[ポリ(重合度5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル化物等];及び一般式(1)、(2)又は(3)で示される化合物等が挙げられる。
一般式(1)〜(3)中、Rは水素原子又は炭素数1〜15のアルキル基を表す。R’は水素原子、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜15のアルキル基、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)、アルカリ土類金属(マグネシウム及びカルシウム等)又はアンモニウムを表す。OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基を示し、nが2以上の場合、2以上のOAは同一でも異なっていてもよく、異なる場合はランダムでもブロックでもまたその混合でもよい。Arはベンゼン環を表し、Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウムを表す。nは1〜50の整数を表す。
アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、t−ブチル、2−エチルヘキシル、ドデカニル及びペンタデカニル等が挙げられる。
フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基としては、メチル、エチル、t−ブチル、2−エチルヘキシル、ペンタデカニル、トリフルオロメチル及びペンタフルオロエチル等が挙げられる。
オキシアルキレン基としては、オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等が挙げられる。
フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基としては、メチル、エチル、t−ブチル、2−エチルヘキシル、ペンタデカニル、トリフルオロメチル及びペンタフルオロエチル等が挙げられる。
オキシアルキレン基としては、オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等が挙げられる。
(i−4)ホスホノ(塩)基(−PO(OM)2)を有するビニルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)のリン酸モノエステル[(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルのモノホスフェート等]、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)のリン酸ジエステル[フェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等]及び(メタ)アクリル酸アルキル(炭素数2〜6)ホスホン酸[2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等]等が挙げられる。
(ii)非イオン性ビニルモノマー
(ii−1)水酸基(−OH)を有するビニルモノマーとしては、炭素数3〜15のモノエチレン性不飽和アルコール[(メタ)アリルアルコール及び(メタ)プロペニルアルコール等];及び2〜6価のポリオール(炭素数2〜20のアルキレングリコール、グリセリン、ソルビタン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリアルキレン(炭素数2〜4)グリコール(重量平均分子量100〜2000)等)のモノエチレン性不飽和カルボン酸エステル又はモノエチレン性不飽和エーテル[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ−オキシエチレン−オキシプロピレン(ランダム及び/又はブロック、重量平均分子量100〜2000)モノ(メタ)アリルエーテル(末端の水酸基は炭素数1〜4のアルキル基(メチル、エチル及びブチル等)又は炭素数2〜3の飽和脂肪酸(酢酸及びプロピオン酸等)でエーテル化又はエステル化されていてもよい)等]等が挙げられる。
(ii−1)水酸基(−OH)を有するビニルモノマーとしては、炭素数3〜15のモノエチレン性不飽和アルコール[(メタ)アリルアルコール及び(メタ)プロペニルアルコール等];及び2〜6価のポリオール(炭素数2〜20のアルキレングリコール、グリセリン、ソルビタン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリアルキレン(炭素数2〜4)グリコール(重量平均分子量100〜2000)等)のモノエチレン性不飽和カルボン酸エステル又はモノエチレン性不飽和エーテル[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ−オキシエチレン−オキシプロピレン(ランダム及び/又はブロック、重量平均分子量100〜2000)モノ(メタ)アリルエーテル(末端の水酸基は炭素数1〜4のアルキル基(メチル、エチル及びブチル等)又は炭素数2〜3の飽和脂肪酸(酢酸及びプロピオン酸等)でエーテル化又はエステル化されていてもよい)等]等が挙げられる。
(ii−2)アミドからなる基(−CONR2)を有するビニルモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(炭素数1〜8)(メタ)アクリルアミド[N−メチルアクリルアミド等]、N,N−ジアルキル(炭素数1〜8)アクリルアミド[N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジ−n−又はi−プロピルアクリルアミド等]、N−ヒドロキシアルキル(炭素数1〜8)(メタ)アクリルアミド[N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等];N,N−ジヒドロキシアルキル(炭素数1〜8)(メタ)アクリルアミド[N,N−ジヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等]が挙げられる。
アミドからなる基を有するビニルモノマーとしては、これらの他に、炭素数5〜10のビニルラクタム(N−ビニルピロリドン等)等も使用できる。
アミドからなる基を有するビニルモノマーとしては、これらの他に、炭素数5〜10のビニルラクタム(N−ビニルピロリドン等)等も使用できる。
(ii−3)アミノ基(−NR2)を有するビニルモノマーとしては、モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアミノ基含有エステル及びモノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアミノ基含有アミド等が使用できる。
モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアミノ基含有エステルとしては、ジアルキル(炭素数1〜8)アミノアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリレート、ジヒドロキシアルキル(炭素数1〜8)アミノアルキル(炭素数2〜10)エステル及びモルホリノアルキル(炭素数1〜8)エステル等が使用でき、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ(メタ)アクリレート、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、 ジメチルアミノエチルフマレート及びジメチルアミノエチルマレート等が挙げられる。
モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアミノ基含有アミドとしては、モノアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリルアミド等が用いられ、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
アミノ基を有するビニルモノマーとしては、これらの他にビニルピリジン(4−ビニルピリジン及び2−ビニルピリジン等)も使用できる。
モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアミノ基含有エステルとしては、ジアルキル(炭素数1〜8)アミノアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリレート、ジヒドロキシアルキル(炭素数1〜8)アミノアルキル(炭素数2〜10)エステル及びモルホリノアルキル(炭素数1〜8)エステル等が使用でき、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ(メタ)アクリレート、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、 ジメチルアミノエチルフマレート及びジメチルアミノエチルマレート等が挙げられる。
モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアミノ基含有アミドとしては、モノアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリルアミド等が用いられ、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
アミノ基を有するビニルモノマーとしては、これらの他にビニルピリジン(4−ビニルピリジン及び2−ビニルピリジン等)も使用できる。
(iii)カチオン性ビニルモノマー
(iii−1)アンモニオ基(−NH3 +)を有するビニルモノマーとしては、モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアンモニオ基含有エステル[アンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリレート{アンモニオエチル(メタ)アクリレート・クロライド等}等]及びモノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアンモニオ基含有アミド[アンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリルアミド{アンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・メトサルフェート等}等]等が挙げられる。
(iii−1)アンモニオ基(−NH3 +)を有するビニルモノマーとしては、モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアンモニオ基含有エステル[アンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリレート{アンモニオエチル(メタ)アクリレート・クロライド等}等]及びモノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアンモニオ基含有アミド[アンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリルアミド{アンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・メトサルフェート等}等]等が挙げられる。
(iii−2)モノ−又はジ−アルキルアンモニオ基(−NRH2 +又は−NR2H+)を有するビニルモノマーとしては、モノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアルキルアンモニオ基含有エステル[モノアルキル(炭素数1〜4)アンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリレート{メチルアンモニオエチル(メタ)アクリレート・クロライド及びt−ブチルアンモニオエチル(メタ)アクリレート・メトサルフェート等}及びジアルキル(炭素数1〜4)アンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリレート{ジメチルアンモニオエチル(メタ)アクリレート・クロライド及びメチルt−ブチルアンモニオエチル(メタ)アクリレート・ブロマイド等}等]及びモノエチレン性不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアルキルアンモニオ基含有アミド[モノアルキルアンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリルアミド{メチルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・クロライド及びブチルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・クロライド等}及びジアルキルアンモニオアルキル(炭素数2〜10)(メタ)アクリルアミド{ジメチルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・クロライド及びメチルプロピルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・メトサルフェート等}等]等が挙げられる。
(iii−3)トリアルキルアンモニオ基(−NR3 +)を有するビニルモノマーとしては、前記アミノ基を有するビニルモノマーを炭素数1〜8のアルキル化剤(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド及びジメチルカーボネート等の4級化剤)を用いて4級化したもの{トリメチルアンモニオエチル(メタ)アクリレート・クロライド、メチルジエチルアンモニオエチル(メタ)アクリレート・メトサルフェート、トリメチルアンモニオエチルマレート・クロライド、トリメチルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・クロライド、ジエチルベンジルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミド・クロライド}等が挙げられる。これらの他にN−ビニルピリジニウム塩(N−ビニルピリジニウム・クロライド及びN−メチル−2−ビニルピリジニウム・クロライド等)も使用できる。
水溶性ビニルモノマーのHLB値は、10〜20が好ましく、さらに好ましくは11.5〜20、特に好ましくは13〜20である。
なお、HLB値は、デイビス(Daiis)のHLB(藤本武彦著「新・界面活性剤入門」三洋化成工業株式会社1992年8月第3刷発行、132頁;対応英語版Dr.Takehiko Fujimoto,「New Introduction to Surface Active Agents」Copyright 1985,SANYO CHEMICAL INDUSTRIES,LTD 第132頁)によって算出される値である。
なお、HLB値は、デイビス(Daiis)のHLB(藤本武彦著「新・界面活性剤入門」三洋化成工業株式会社1992年8月第3刷発行、132頁;対応英語版Dr.Takehiko Fujimoto,「New Introduction to Surface Active Agents」Copyright 1985,SANYO CHEMICAL INDUSTRIES,LTD 第132頁)によって算出される値である。
加水分解により水溶性ビニルモノマー(a1)となるビニルモノマー(a2)しては特に限定はないが、加水分解により水溶性置換基となる加水分解性置換基を少なくとも1個有するビニルモノマー等が使用できる。
加水分解性置換基としては、酸無水物構造を含む基(−COO−CO−)、エステル結合を含む基(−COOR)及びシアノ基等が挙げられる。
なお、Rは炭素数1〜4のアルキル基(メチル、エチル、プロピル及びt−ブチル)、ビニル、アリル及びプロペニルである。
加水分解性置換基としては、酸無水物構造を含む基(−COO−CO−)、エステル結合を含む基(−COOR)及びシアノ基等が挙げられる。
なお、Rは炭素数1〜4のアルキル基(メチル、エチル、プロピル及びt−ブチル)、ビニル、アリル及びプロペニルである。
酸無水物構造を含む基を有するビニルモノマーとしては、炭素数4〜20のジカルボン酸無水物等が用いられ、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。
エステル結合を含む基を有するビニルモノマーとしては、モノエチレン性不飽和カルボン酸の低級アルキル(炭素数1〜4)エステル[(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル及び(メタ)アクリル酸t−ブチル等]、モノエチレン性不飽和アルコールのエステル[酢酸ビニル及び酢酸(メタ)アリル等]等が挙げられる。
シアノ基を有するビニルモノマーとしては、炭素数3〜6のビニル基含有のニトリル等[(メタ)アクリロニトリル及び5−ヘキセンニトリル等]等が挙げられる。
エステル結合を含む基を有するビニルモノマーとしては、モノエチレン性不飽和カルボン酸の低級アルキル(炭素数1〜4)エステル[(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル及び(メタ)アクリル酸t−ブチル等]、モノエチレン性不飽和アルコールのエステル[酢酸ビニル及び酢酸(メタ)アリル等]等が挙げられる。
シアノ基を有するビニルモノマーとしては、炭素数3〜6のビニル基含有のニトリル等[(メタ)アクリロニトリル及び5−ヘキセンニトリル等]等が挙げられる。
加水分解性置換基の加水分解は、重合中、重合後及びこれらの両方のいずれでもよいが、得られる吸水性樹脂の分子量の観点等から重合後が好ましい。
ビニルモノマー(a1)又は(a2)のいずれかを構成単位とする場合、それぞれ単独で構成単位としてもよく、また、必要により2種以上を構成単位としてもよい。また、(a1)及び(a2)を構成単位とする場合も同様である。
これらのうち、水溶性ビニルモノマー(a1)が好ましく、さらに好ましくはアニオン性ビニルモノマー、特に好ましくはカルボキシル(塩)基、スルホ(塩)基、アミノ基、アミドからなる基、アンモニオ基又はモノ−、ジ−若しくはトリ−アルキルアンモニオ基を有するビニルモノマーであり、次に好ましくはカルボキシル(塩)基又はアミドからなる基を有するビニルモノマー、さらに特に好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)及び(メタ)アクリルアミド、より特に好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)、最も好ましくはアクリル酸(塩)である。
ビニルモノマー(a1)又は(a2)のいずれかを構成単位とする場合、それぞれ単独で構成単位としてもよく、また、必要により2種以上を構成単位としてもよい。また、(a1)及び(a2)を構成単位とする場合も同様である。
これらのうち、水溶性ビニルモノマー(a1)が好ましく、さらに好ましくはアニオン性ビニルモノマー、特に好ましくはカルボキシル(塩)基、スルホ(塩)基、アミノ基、アミドからなる基、アンモニオ基又はモノ−、ジ−若しくはトリ−アルキルアンモニオ基を有するビニルモノマーであり、次に好ましくはカルボキシル(塩)基又はアミドからなる基を有するビニルモノマー、さらに特に好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)及び(メタ)アクリルアミド、より特に好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)、最も好ましくはアクリル酸(塩)である。
水溶性ビニルモノマー(a1)及びビニルモノマー(a2)を構成単位とする場合、これらの含有重量比(a1/a2)は、75/25〜99/1が好ましく、さらに好ましくは85/15〜95/5、特に好ましくは90/10〜93/7、最も好ましくは91/9〜92/8である。
吸水性樹脂(A)の構成単位として用いられているビニルモノマーとしては、ビニルモノマー(a1)及び/又は(a2)の他に、これらと共重合可能なその他のビニルモノマー(a3)を構成単位とすることができる。
共重合可能なその他のビニルモノマー(a3)としては、疎水性ビニルモノマー等が使用できるが、これらに限定されるわけではない。
その他のビニルモノマー(a3)としては下記の(i)〜(iii)のビニルモノマー等が用いられる。
共重合可能なその他のビニルモノマー(a3)としては、疎水性ビニルモノマー等が使用できるが、これらに限定されるわけではない。
その他のビニルモノマー(a3)としては下記の(i)〜(iii)のビニルモノマー等が用いられる。
(i)炭素数8〜30の芳香族エチレン性モノマー;
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ヒドロキシスチレン及びビニルナフタレン等の他、ジクロルスチレン等のスチレンのハロゲン置換体等。
(ii)炭素数2〜20の脂肪族エチレンモノマー;
アルケン[エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等];並びにアルカジエン[ブタジエン及びイソプレン等]等。
(iii)炭素数5〜15の脂環式エチレンモノマー;
モノエチレン性不飽和モノマー[ピネン、リモネン及びインデン等];並びにポリエチレン性ビニル重合性モノマー[シクロペンタジエン、ビシクロペンタジエン及びエチリデンノルボルネン等]等。
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ヒドロキシスチレン及びビニルナフタレン等の他、ジクロルスチレン等のスチレンのハロゲン置換体等。
(ii)炭素数2〜20の脂肪族エチレンモノマー;
アルケン[エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等];並びにアルカジエン[ブタジエン及びイソプレン等]等。
(iii)炭素数5〜15の脂環式エチレンモノマー;
モノエチレン性不飽和モノマー[ピネン、リモネン及びインデン等];並びにポリエチレン性ビニル重合性モノマー[シクロペンタジエン、ビシクロペンタジエン及びエチリデンノルボルネン等]等。
共重合可能なその他のビニルモノマー(a3)を構成単位とする場合、(a3)の含有量(重量%)は、ビニルモノマー(a1)及び(a2)の合計重量に基づいて、0.01〜5が好ましく、さらに好ましくは0.05〜3、特に好ましくは0.08〜2、最も好ましくは0.1〜1.5である。この範囲であると、吸収性能(特に吸収量及び吸収速度等)がさらに良好となる。
内部架橋剤(b)としては、エチレン性不飽和基を2個以上有する内部架橋剤(b1)、水溶性ビニルモノマー(a1)の水溶性置換基及び/又はビニルモノマー(a2)の加水分解によって生成する水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくとも1個有し且つ少なくとも1個のエチレン性不飽和基とを有する内部架橋剤(b2)、並びに水溶性ビニルモノマー(a1)の水溶性置換基及び/又はビニルモノマー(a2)の加水分解によって生成する水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくとも2個以上有する内部架橋剤(b3)等が使用できる。
(i)エチレン性不飽和基を2個以上有する内部架橋剤(b1)としては、炭素数8〜12のビス(メタ)アクリルアミド、炭素数2〜10のポリオールのポリ(メタ)アクリレート、炭素数2〜10のポリアリルアミン及び炭素数2〜10のポリオールのポリ(メタ)アリルエーテル等が用いられ、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(重合度2〜5)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリン(ジ又はトリ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジアリルアミン、トリアリルアミン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル及びジグリセリンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(ii)水溶性ビニルモノマー(a1)の水溶性置換基及び/又はビニルモノマー(a2)の加水分解によって生成する水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくとも1個有し且つ少なくとも1個のエチレン性不飽和基とを有する内部架橋剤(b2)としては、炭素数6〜8のエポキシ基を有するエチレン性不飽和化合物、炭素数4〜8の水酸基を有するエチレン性不飽和化合物及び炭素数4〜8のイソシアナト基を有するエチレン性不飽和化合物等が用いられ、グリシジル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びイソシアナトエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(iii)水溶性ビニルモノマー(a1)の水溶性置換基及び/又はビニルモノマー(a2)の加水分解によって生成する水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくともを2個以上有する内部架橋剤(b3)としては、特開昭58−180233号公報及び特開昭59−189103号公報(対応USP4666983号公報)に記載の多価アルコール、多価グリシジル、多価アミン、多価アジリジン及び多価イソシアネート等が使用できる。多価グリシジル化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル及びグリセリンジグリシジルエーテル等が挙げられる。多価アミン化合物としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン及びポリエチレンイミン等が挙げられる。多価アジリジン化合物としては、商品名:ケミタイトPZ−33{2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス(3−(1−アジリジニル)プロピネート)}、商品名:ケミタイトHZ−22{1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア}及び商品名:ケミタイトDZ−22{ジフェニルメタン−ビス−4、4’−N、N’−ジエチレンウレア}(これらは日本触媒化学工業社製の商品名である)等が挙げられる。多価イソシアネート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート及びヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
これらの内部架橋剤は単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。
これらの内部架橋剤は単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。
内部架橋剤(b)のうち、吸収性能(特に吸収量及び吸収速度等)等の観点から、エチレン性不飽和基を2個以上有する内部架橋剤(b1)が好ましく、さらに好ましくは炭素数2〜10のポリオールのポリ(メタ)アリルエーテル、特に好ましくはトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、テトラアリロキシエタン及びペンタエリスリトールトリアリルエーテル、最も好ましくはペンタエリスリトールトリアリルエーテルである。
内部架橋剤(b)の含有量(重量%)は、ビニルモノマー(a1)及び/又は(a2)並びに必要により使用するその他のビニルモノマー(a3)の合計重量に基づいて、0.001〜5が好ましく、さらに好ましくは0.002〜2、特に好ましくは0.003〜1.6である。この範囲であると、吸収性能(特に吸収量及び吸収速度等)がさらに良好となる。
吸水性樹脂(A)には、さらに後述する、防腐剤、防かび剤、抗菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、芳香剤、消臭剤及び有機質繊維状物等の添加剤を含有させることができる。
これらの添加剤を含有させる場合、添加剤の含有量(重量%)は、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、0.001〜10が好ましく、さらに好ましくは0.01〜5、特に好ましくは0.05〜1、最も好ましくは0.1〜0.5である。
これらの添加剤を含有させる場合、添加剤の含有量(重量%)は、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、0.001〜10が好ましく、さらに好ましくは0.01〜5、特に好ましくは0.05〜1、最も好ましくは0.1〜0.5である。
吸水性樹脂(A)の重合形態としては、従来から知られている方法等が使用でき、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、逆相懸濁重合法が適応できる。また、重合時の重合液の形状として、薄膜状及び噴霧状等であってもよい。
重合制御の方法としては、断熱重合法、温度制御重合法及び等温重合法等が適用できる。
重合方法として懸濁重合法又は逆相懸濁重合法を適用する場合、必要に応じて、従来公知の分散剤、保護コロイド及び界面活性剤等(例えば「水溶性高分子の最新技術」CMC出版2000年5月発行または「界面活性剤の応用技術」CMC出版2002年12月発行に記載の分散剤、保護コロイド及び界面活性剤)を使用できる。また、逆相懸濁重合法の場合、従来から公知のシクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、トルエン及びキシレン等の溶媒を使用して重合を行うことができる。
重合方法のうち、好ましくは溶液重合法であり、有機溶媒等を使用する必要がなく生産コスト面で有利なことから、特に好ましくは水溶液重合法である。
重合制御の方法としては、断熱重合法、温度制御重合法及び等温重合法等が適用できる。
重合方法として懸濁重合法又は逆相懸濁重合法を適用する場合、必要に応じて、従来公知の分散剤、保護コロイド及び界面活性剤等(例えば「水溶性高分子の最新技術」CMC出版2000年5月発行または「界面活性剤の応用技術」CMC出版2002年12月発行に記載の分散剤、保護コロイド及び界面活性剤)を使用できる。また、逆相懸濁重合法の場合、従来から公知のシクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、トルエン及びキシレン等の溶媒を使用して重合を行うことができる。
重合方法のうち、好ましくは溶液重合法であり、有機溶媒等を使用する必要がなく生産コスト面で有利なことから、特に好ましくは水溶液重合法である。
吸水性樹脂(A)の重合には重合開始剤を使用することができる。重合開始剤としては特に限定はなく従来公知のものが使用でき、(i)アゾ系開始剤、(ii)過酸化物系開始剤、(iii)レドックス系開始剤及び(iv)有機ハロゲン化合物開始剤等が使用できる。
(i)アゾ系開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライド並びに2,2′−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド等が挙げられる。
(ii)過酸化物系開始剤としては、無機過酸化物[過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム及び過硫酸ナトリウム等]、有機過酸化物[過酸化ベンゾイル、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド及びジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート等]等が挙げられる。
(i)アゾ系開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライド並びに2,2′−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド等が挙げられる。
(ii)過酸化物系開始剤としては、無機過酸化物[過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム及び過硫酸ナトリウム等]、有機過酸化物[過酸化ベンゾイル、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド及びジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート等]等が挙げられる。
(iii)レドックス系開始剤としては、アルカリ金属の亜硫酸塩若しくは重亜硫酸塩、亜硫酸アンモニウム、重亜硫酸アンモニウム、塩化第2鉄、硫酸第2鉄及び/又はアスコルビン酸等の還元剤と、アルカリ金属の過硫酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化水素及び/又は有機過酸化物等の酸化剤との組合せよりなるもの等が挙げられる。
(iv)有機ハロゲン化合物開始剤としては、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルキルフェニルケトン、ハロゲン化アルキルカルボン酸及びハロゲン化アルキルカルボン酸アルキルエステルからなる群から選ばれるハロゲン数1〜10、炭素数1〜15の有機ハロゲン化合物等が用いられ、テトラクロロメタン、トリクロロブロモメタン、トリクロロヨードメタン、ジクロロメチルフェニルケトン、1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸及びアルキル基の炭素数1〜8の1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸アルキルエステル(1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸メチル、1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸エチル、1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸オクチル及び1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸ラウリル)等が挙げられる。
(iv)有機ハロゲン化合物開始剤としては、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルキルフェニルケトン、ハロゲン化アルキルカルボン酸及びハロゲン化アルキルカルボン酸アルキルエステルからなる群から選ばれるハロゲン数1〜10、炭素数1〜15の有機ハロゲン化合物等が用いられ、テトラクロロメタン、トリクロロブロモメタン、トリクロロヨードメタン、ジクロロメチルフェニルケトン、1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸及びアルキル基の炭素数1〜8の1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸アルキルエステル(1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸メチル、1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸エチル、1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸オクチル及び1−ブロモ−1−メチルエチルカルボン酸ラウリル)等が挙げられる。
これらのうち、(i)アゾ系開始剤、(ii)過酸化物開始剤及び(iii)レドックス系開始剤が好ましく、さらに好ましくは(i)アゾ系開始剤及び(ii)過酸化物開始剤と(iii)レドックス系開始剤との併用することである。
重合開始剤を使用する場合、重合開始剤の使用量(重量%)は、ビニルモノマー(a1)及び/又は(a2)、必要により使用するその他のビニルモノマー(a3)並びに内部架橋剤(b)の合計重量に基づいて、0.005〜0.5が好ましく、さらに好ましくは0.007〜0.4、特に好ましくは0.009〜0.3である。すなわち、この場合、重合開始剤の使用量(重量%)の上限は、(a1)及び/又は(a2)、(a3)並びに(b)の合計重量に基づいて、0.5が好ましく、さらに好ましくは0.4、特に好ましくは0.3であり、同様に下限は0.005が好ましく、さらに好ましくは0.007、特に好ましくは0.009である。
重合によって得られる含水ゲル{吸水性樹脂(A)と水とを含む}は、必要に応じて破砕することができる。破砕後の含水ゲルの大きさは50μm〜10cmが好ましく、さらに好ましくは100μm〜2cm、特に好ましくは1mm〜1cmである。この範囲であると、乾燥工程での乾燥性がさらに良好となる。
破砕は、公知の方法で行うことができ、例えば、ベックスミル、ラバーチョッパ、ファーマミル、ミンチ機、衝撃式粉砕機及びロール式粉砕機等の通常の装置をが使用して破砕できる。
破砕は、公知の方法で行うことができ、例えば、ベックスミル、ラバーチョッパ、ファーマミル、ミンチ機、衝撃式粉砕機及びロール式粉砕機等の通常の装置をが使用して破砕できる。
吸水性樹脂(A)の重合に溶媒(水を含む)を使用する場合、重合後に溶媒を留去することができる。
溶媒に有機溶媒を含む場合、留去後の有機溶媒の含有量(重量%)は、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、10〜0.01が好ましく、さらに好ましくは5〜0.05、特に好ましくは3〜0.1、最も好ましくは1〜0.5である。この範囲であると、吸収性樹脂粒子の吸収性能(特に保水量)がさらに良好となる。
また、溶媒に水を含む場合、留去後の水分(重量%)は、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、0〜20が好ましく、さらにに好ましくは0〜10、特に好ましくは0〜5、最も好ましくは0〜2である。この範囲であると、吸収性能(特に保水量)及び乾燥後のハンドリング性(吸水性樹脂粒子の粉体流動性等)がさらに良好となる。
なお、有機溶媒の含有量及び水分は、赤外水分測定器{(株)KETT社製JE400等:120±5℃、30分、加熱前の雰囲気湿度50±10%RH、ランプ仕様100V、40W}により加熱したときの加熱前後の吸水性樹脂(A)の重量減量から求められる。
留去する方法は、80〜230℃の温度の熱風で留去(乾燥)する方法、100〜230℃に加熱されたドラムドライヤー等による薄膜乾燥法、(加熱)減圧乾燥法、凍結乾燥法、赤外線による乾燥法、デカンテーション及び濾過等の通常の方法でよい。
溶媒に有機溶媒を含む場合、留去後の有機溶媒の含有量(重量%)は、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、10〜0.01が好ましく、さらに好ましくは5〜0.05、特に好ましくは3〜0.1、最も好ましくは1〜0.5である。この範囲であると、吸収性樹脂粒子の吸収性能(特に保水量)がさらに良好となる。
また、溶媒に水を含む場合、留去後の水分(重量%)は、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、0〜20が好ましく、さらにに好ましくは0〜10、特に好ましくは0〜5、最も好ましくは0〜2である。この範囲であると、吸収性能(特に保水量)及び乾燥後のハンドリング性(吸水性樹脂粒子の粉体流動性等)がさらに良好となる。
なお、有機溶媒の含有量及び水分は、赤外水分測定器{(株)KETT社製JE400等:120±5℃、30分、加熱前の雰囲気湿度50±10%RH、ランプ仕様100V、40W}により加熱したときの加熱前後の吸水性樹脂(A)の重量減量から求められる。
留去する方法は、80〜230℃の温度の熱風で留去(乾燥)する方法、100〜230℃に加熱されたドラムドライヤー等による薄膜乾燥法、(加熱)減圧乾燥法、凍結乾燥法、赤外線による乾燥法、デカンテーション及び濾過等の通常の方法でよい。
さらに吸水性樹脂(A)は、乾燥後に粉砕することができる。
粉砕する場合、粉砕後の吸水性樹脂の重量平均粒径(μm)は、100〜800が好ましく、さらに好ましくは200〜500、特に好ましくは300〜400である。この範囲であると、粉砕後のハンドリング性(吸水性樹脂粒子の粉体流動性等)がさらに良好となる。
粉砕する場合、粉砕後の吸水性樹脂の重量平均粒径(μm)は、100〜800が好ましく、さらに好ましくは200〜500、特に好ましくは300〜400である。この範囲であると、粉砕後のハンドリング性(吸水性樹脂粒子の粉体流動性等)がさらに良好となる。
重量平均粒径は、吸水性樹脂の粒度分布を、横軸が粒径、縦軸が重量基準の含有量として、対数確率紙にプロットし、全体の重量の50重量%を占める粒径を求める方法による。
粒度分布は、目開き850μm、710μm、500μm、300μm、150μm、106μm及び75μmのふるい(内径150mm、深さ45mm)を、目開きの狭いふるいを下にして重ね、一番上の最も目開きの広い710μmのふるいの上に、測定試料50gを入れ、ふるい振動機にて10分間ふるい、各ふるいの上に残った測定試料の重量を測定し、最初の測定試料の重量に基づく各ふるいの上に残った測定試料の重量%を求めることによって測定される。
粒度分布は、目開き850μm、710μm、500μm、300μm、150μm、106μm及び75μmのふるい(内径150mm、深さ45mm)を、目開きの狭いふるいを下にして重ね、一番上の最も目開きの広い710μmのふるいの上に、測定試料50gを入れ、ふるい振動機にて10分間ふるい、各ふるいの上に残った測定試料の重量を測定し、最初の測定試料の重量に基づく各ふるいの上に残った測定試料の重量%を求めることによって測定される。
微粒子の含有量は少ない方が吸収性能がよく、全粒子に占める106μm以下の微粒子の含有量が3重量%以下が好ましく、さらに好ましくは全粒子に占める150μm以下の微粒子の含有量が3重量%以下である。
微粒子の含有量は、上記の重量平均粒径を求める際に作成するプロットを用いて求めることができる。
微粒子の含有量は、上記の重量平均粒径を求める際に作成するプロットを用いて求めることができる。
粉砕方法については、特に限定はなく、ハンマー式粉砕機、衝撃式粉砕機、ロール式粉砕機及びシェット気流式粉砕機等の通常の装置が使用できる。
得られ粉砕物は、必要により篩別して粒度調整される。
吸水性樹脂粒子の形状については特に限定はなく、不定形破砕状、リン片状、パール状及び米粒状等が挙げられる。これらのうち、紙おむつ用途等での繊維状物とのからみが良く、繊維状物からの脱落の心配がないという観点から、不定形破砕状が好ましい。
得られ粉砕物は、必要により篩別して粒度調整される。
吸水性樹脂粒子の形状については特に限定はなく、不定形破砕状、リン片状、パール状及び米粒状等が挙げられる。これらのうち、紙おむつ用途等での繊維状物とのからみが良く、繊維状物からの脱落の心配がないという観点から、不定形破砕状が好ましい。
吸水性樹脂は必要に応じて表面架橋を行うことができる。表面架橋を行うための表面架橋剤としては、内部架橋剤(b)と同じもの等が使用できる。表面架橋剤としては、吸水性樹脂の吸収性能等の観点から、水溶性ビニルモノマー(a1)の水溶性置換基及び/又はビニルモノマー(a2)の加水分解によって生成する水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくとも2個以上有する架橋剤(b3)が好ましく、さらに好ましくは多価グリシジル、特に好ましくはエチレングリコールジグリシジルエーテル及びグリセリンジグリシジルエーテル、最も好ましくはエチレングリコールジグリシジルエーテルである。
表面架橋する場合、表面架橋剤の含有量(重量%)は、ビニルモノマー(a1)及び/又は(a2)、内部架橋剤(b)並びに必要により使用するその他のビニルモノマー(a3)の合計重量に基づいて、0.001〜7が好ましく、さらに好ましくは0.002〜5、特に好ましくは0.003〜4である。すなわち、この場合、表面架橋剤の含有量(重量%)の上限は、(a1)及び/又は(a2)、(b)並びに(a3)の合計重量に基づいて、7が好ましく、さらに好ましくは5、特に好ましくは4であり、同様に下限は0.001が好ましく、さらに好ましくは0.002、特に好ましくは0.003である。この範囲であると、さらに吸収性能が良好となる。
水不溶性粒子(B)としては、水に不溶性で且つ吸水性樹脂(A)と非反応性であれば特に限定はなく、有機物及び無機物のいずれであってもよい。なお、金属は、(A)及び水と接触した際、金属の酸化・還元反応により(A)を分解する恐れがあるため好ましくない。
有機物としては、(i)炭化水素からなる有機物、(ii)炭素、水素及び酸素原子からなる有機物、(iii)窒素原子を含有する有機物及び(iv)その他の有機物等が使用できる。
有機物の単粒子の溶融温度は、吸水性樹脂(A)製造の際、有機物の単粒子の溶融を防止するために製造時の到達温度以上であることが好ましい。乾燥温度とのバランスにより変化し得るが、有機物単粒子の溶融温度(℃)は、130〜300が好ましく、さらに好ましくは150〜250である。
有機物としては、(i)炭化水素からなる有機物、(ii)炭素、水素及び酸素原子からなる有機物、(iii)窒素原子を含有する有機物及び(iv)その他の有機物等が使用できる。
有機物の単粒子の溶融温度は、吸水性樹脂(A)製造の際、有機物の単粒子の溶融を防止するために製造時の到達温度以上であることが好ましい。乾燥温度とのバランスにより変化し得るが、有機物単粒子の溶融温度(℃)は、130〜300が好ましく、さらに好ましくは150〜250である。
(i)炭化水素からなる有機物としては、重量平均分子量1万〜15万の、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ−p−キシリレン及びポリブタジエン等が挙げられる。
(ii)炭素、水素及び酸素原子からなる有機物としては、重量平均分子量1万〜15万の、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルエーテル、熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド及びポリエポキシ等が挙げられる。
(iii)窒素原子を含有する有機物としては、重量平均分子量1万〜15万の、ポリアクリロニトリル、ポリアミド及び熱可塑性ポリウレタン等が挙げられる。
(iv)その他の有機物としては、シリコーン架橋樹脂(東芝シリコーン会社製、商品名トスパール103,トスパール3120,トスパール240等)及び重量平均分子量1万〜15万のポリチオエポキシ樹脂等が挙げられる。
(ii)炭素、水素及び酸素原子からなる有機物としては、重量平均分子量1万〜15万の、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルエーテル、熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド及びポリエポキシ等が挙げられる。
(iii)窒素原子を含有する有機物としては、重量平均分子量1万〜15万の、ポリアクリロニトリル、ポリアミド及び熱可塑性ポリウレタン等が挙げられる。
(iv)その他の有機物としては、シリコーン架橋樹脂(東芝シリコーン会社製、商品名トスパール103,トスパール3120,トスパール240等)及び重量平均分子量1万〜15万のポリチオエポキシ樹脂等が挙げられる。
無機物としては、天然無機物及び合成無機物のいずれであってもよく、シリカ、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム及び酸化ジルコニウム等の酸化物、炭化ケイ素及び炭化アルミニウム等の炭化物、並びに窒化チタン等の窒化物等が挙げられる。また、これらは2種以上併用してもよく、あるいは2種以上が複合化されたもの(ゼオライト及びタルク等)であってもよい。
これら水不溶性粒子(B)のうち、無機物が好ましく、さらに好ましくは酸化物、特に好ましくはシリカである。
これら水不溶性粒子(B)のうち、無機物が好ましく、さらに好ましくは酸化物、特に好ましくはシリカである。
水不溶性粒子(B)の形状は特に限定はなく、球状、顆粒状、破砕状、針状、薄片状及びこれらの一次粒子が互いに融着したような凝集状等のいずれの形状であってもよい。
水不溶性粒子(B)の比表面積(m2/g)は、80〜500が好ましく、さらに好ましくは85〜480、特に好ましくは90〜440、最も好ましくは100〜420である。この範囲であると、着色防止性がさらに良好となる。
なお、比表面積は、JIS Z8830:2001年(窒素ガス、6.3.3流動法、7.2多点法)に準拠して測定される。
水不溶性粒子(B)の比表面積(m2/g)は、80〜500が好ましく、さらに好ましくは85〜480、特に好ましくは90〜440、最も好ましくは100〜420である。この範囲であると、着色防止性がさらに良好となる。
なお、比表面積は、JIS Z8830:2001年(窒素ガス、6.3.3流動法、7.2多点法)に準拠して測定される。
水不溶性粒子(B)の4重量%水分散液のpH(25℃)は、3〜6が好ましく、さらに好ましくは3.1〜5.6、特に好ましくは3.2〜5.3、最も好ましくは3.5〜5.0である。この範囲であると、着色防止性がさらに良好となる。
水不溶性粒子(B)の見掛け比重(g/1000cm3)は、10〜120が好ましく、さらに好ましくは12〜115、特に好ましくは15〜120である。この範囲内であると、吸水性樹脂(A)の性能を低下させることなく、さらに着色防止性が良好となる。
なお、見掛け比重は、見掛け比重は、JIS Z8807:1976年(9.見かけ比重測定方法、6.体積からの測定法)に準拠して測定される。
水不溶性粒子(B)の見掛け比重(g/1000cm3)は、10〜120が好ましく、さらに好ましくは12〜115、特に好ましくは15〜120である。この範囲内であると、吸水性樹脂(A)の性能を低下させることなく、さらに着色防止性が良好となる。
なお、見掛け比重は、見掛け比重は、JIS Z8807:1976年(9.見かけ比重測定方法、6.体積からの測定法)に準拠して測定される。
水不溶性粒子(B)の含有量(重量%)は、着色防止性及び経済性の観点等から、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、0.01〜5が好ましく、さらに好ましくは0.05〜4.5、特に好ましくは0.1〜4である。
水不溶性粒子(C)の酸解離指数(pKa)は、2〜8が好ましく、さらに好ましくは2.5〜7.5、特に好ましくは2.6〜7、最も好ましくは2.7〜5.5である。
なお、酸解離指数(pKa)は、滴定溶液に0.1規定水酸化カリウム水溶液を用いJIS K0113(1997年)5.電位差滴定方法に準拠して酸解離定数(Ka)求め、式:pKa=−log(Ka)により算出されるが、「化学便覧基礎編II 改訂3版(1984年)、社会法人日本化学協会編集、丸善株式会社発行」に記載の値を用いてもよい。
なお、酸解離指数(pKa)は、滴定溶液に0.1規定水酸化カリウム水溶液を用いJIS K0113(1997年)5.電位差滴定方法に準拠して酸解離定数(Ka)求め、式:pKa=−log(Ka)により算出されるが、「化学便覧基礎編II 改訂3版(1984年)、社会法人日本化学協会編集、丸善株式会社発行」に記載の値を用いてもよい。
オキシカルボン酸(C)としては、水酸基とカルボキシル基とを有す化合物であれば特に限定はなはなく、脂肪族オキシカルボン酸、脂環式オキシカルボン酸及び芳香族オキシカルボン酸等が使用できる。以下のかっこ内の数値は酸解離指数(pKa)である。
脂肪族オキシカルボン酸としては、炭素数2〜10のカルボン酸等が用いられ、グリコール酸(3.6)、乳酸(3.7)、酒石酸(2.8)、リンゴ酸(3.2)及びクエン酸(2.9)等が挙げられる。
脂環式オキシカルボン酸としては、炭素数7〜20のカルボン酸等が用いられ、2−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(5.0)、3−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(5.2)及び4−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(5.4)等が挙げられる。 芳香族オキシカルボン酸としては、炭素数7〜20のカルボン酸等が用いられ、サリチル酸(2.8)、m−ヒドロキシ安息香酸(4.1)、p−ヒドロキシ安息香酸(4.6)及びマンデル酸(3.2)等が挙げられる。
脂肪族オキシカルボン酸としては、炭素数2〜10のカルボン酸等が用いられ、グリコール酸(3.6)、乳酸(3.7)、酒石酸(2.8)、リンゴ酸(3.2)及びクエン酸(2.9)等が挙げられる。
脂環式オキシカルボン酸としては、炭素数7〜20のカルボン酸等が用いられ、2−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(5.0)、3−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(5.2)及び4−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(5.4)等が挙げられる。 芳香族オキシカルボン酸としては、炭素数7〜20のカルボン酸等が用いられ、サリチル酸(2.8)、m−ヒドロキシ安息香酸(4.1)、p−ヒドロキシ安息香酸(4.6)及びマンデル酸(3.2)等が挙げられる。
オキシカルボン酸(C)の形状は特に限定はないがは、取扱性の観点等から、固体状が好ましく、さらに好ましくは粒子状である。粒子状の場合、形状は特に限定はなく、球状、顆粒状、破砕状、針状、薄片状及びこれらの一次粒子が互いに融着したような凝集状等のいずれの形状であってもよい。また、重量平均粒径(μm)は、吸収剤の着色防止性の観点等から、1〜400が好ましく、さらに好ましくは10〜200、特に好ましくは20〜150である。
水不溶性粒子(C)の含有量(重量%)は、着色防止性及び経済性の観点等から、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、0.05〜15が好ましく、さらに好ましくは0.1〜13、特に好ましくは0.2〜10である。この範囲であると、着色防止性がさらに良好となる。
吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分とすることによって着色防止効果を発現する理由は明確ではないが、以下のように推定される。
すなわち、着色の主な原因としては、吸水性樹脂(A)の製造にもちいるビニルモノマー等に含まれる重合禁止剤(メトキシハイドロキノン等)が酸化されて生成する化合物が着色を引き起こすと考えられる。また、吸水性樹脂(A)の製造の際に使用する溶媒(水又は溶剤等)及び重合触媒等に不純物として含有する遷移金属の介在によっても、着色現象(遷移金属が酸化触媒として作用することにより吸水性樹脂が酸化着色すると考えられる)が生じるものと考えられる。
そして、水不溶性粒子(B)の存在によって、重合禁止剤の酸化作用が抑制されるものと推定される。
さらに、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)の存在によって、遷移金属による酸化を抑制できるものと推定される。
すなわち、着色の主な原因としては、吸水性樹脂(A)の製造にもちいるビニルモノマー等に含まれる重合禁止剤(メトキシハイドロキノン等)が酸化されて生成する化合物が着色を引き起こすと考えられる。また、吸水性樹脂(A)の製造の際に使用する溶媒(水又は溶剤等)及び重合触媒等に不純物として含有する遷移金属の介在によっても、着色現象(遷移金属が酸化触媒として作用することにより吸水性樹脂が酸化着色すると考えられる)が生じるものと考えられる。
そして、水不溶性粒子(B)の存在によって、重合禁止剤の酸化作用が抑制されるものと推定される。
さらに、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)の存在によって、遷移金属による酸化を抑制できるものと推定される。
本発明の吸収剤には、さらに添加剤(D)を含有してもよい。添加物(D)としては、防腐剤、防かび剤、抗菌剤、着色剤、芳香剤、消臭剤及び有機質繊維状物等が使用でき、これらの1種又は2種以上を併用してもよい。
防腐剤としては、ソルビン酸、デヒドロ酢酸及びメチルナフトキノン等の保存料、並びにクロラミンB及びニトロフラゾン等の殺菌料等が挙げられる。
防かび剤としては、p−オキシ安息香酸ブチル等が挙げられる。
抗菌剤としては、塩化ベンザルコニウム塩及びグルコン酸クロルヘキシジン等が挙げられる。
着色剤としては、酸化チタン及びフェライト等の無機顔料、アゾレーキ系、ベンジイミダゾロン系及びフタロシアニン系等の有機顔料、並びにニグロシン系及びアニリン系等の染料等が挙げられる。
芳香剤としては、じゃ香、アビエス油及びテレピン油等の天然香料、並びにメントール、シトラール、p−メチルアセトフェノン及びフローラル等の合成香料等が挙げられる。
消臭剤としては、ゼオライト、シリカ、フラボノイド及びシクロデキストリン等が挙げられる。
これらの添加物(D)を添加する場合、その添加量(重量%)は用途によって異なるが、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、10-6〜20が好ましく、さらに好ましくは10-5〜10、特に好ましくは10-4〜5である。この範囲であると、吸収剤の吸収性能を低下させることがほとんどない。
防腐剤としては、ソルビン酸、デヒドロ酢酸及びメチルナフトキノン等の保存料、並びにクロラミンB及びニトロフラゾン等の殺菌料等が挙げられる。
防かび剤としては、p−オキシ安息香酸ブチル等が挙げられる。
抗菌剤としては、塩化ベンザルコニウム塩及びグルコン酸クロルヘキシジン等が挙げられる。
着色剤としては、酸化チタン及びフェライト等の無機顔料、アゾレーキ系、ベンジイミダゾロン系及びフタロシアニン系等の有機顔料、並びにニグロシン系及びアニリン系等の染料等が挙げられる。
芳香剤としては、じゃ香、アビエス油及びテレピン油等の天然香料、並びにメントール、シトラール、p−メチルアセトフェノン及びフローラル等の合成香料等が挙げられる。
消臭剤としては、ゼオライト、シリカ、フラボノイド及びシクロデキストリン等が挙げられる。
これらの添加物(D)を添加する場合、その添加量(重量%)は用途によって異なるが、吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、10-6〜20が好ましく、さらに好ましくは10-5〜10、特に好ましくは10-4〜5である。この範囲であると、吸収剤の吸収性能を低下させることがほとんどない。
本発明の吸収剤は、吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分としてなれば制限なく製造することができ、たとえば、(A)又は(A)を構成するビニルモノマー等{(A)の製造工程のいずれかの中間体を含む}と、(B)、(C)及び必要により添加剤(D)とを混合すること等により製造され得る。着色性の観点等から、(A)の表面近傍に(B)及び(C)が存在することが好ましいため、(A)、(B)、(C)及び必要により(D)を混合することが好ましい。
なお、吸水性樹脂(A)の製造工程のいずれかで混合する場合、(B)、(C)及び/又は(D)を混合するタイミングとしては、特に制限はないが、溶液重合により(A)を得るとき、重合工程前、重合工程中、重合工程直後、含水樹脂の破砕(ミンチ)中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中等が挙げられる。これらのうち、(A)の表面に存在しやすさの観点等から、重合工程直後、含水樹脂の破砕(ミンチ)工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中が好ましく、ブロッキング防止の観点等から、さらに好ましくは重合工程直後、含水樹脂の破砕(ミンチ)中、表面架橋処理工程中及び表面架橋処理工程直後、特に好ましくは表面架橋処理工程直後である。
また、逆相懸濁重合により(A)を得るとき、重合工程前、重合工程中、重合工程直後、脱水工程中(水分10重量%前後まで脱水する工程中)、脱水工程直後、重合で得られた含水樹脂と重合に用いた有機溶剤とを分離する工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中(10重量%以下まで乾燥する工程)等が挙げられる。(A)の表面に存在しやすさの観点等から、重合工程直後、脱水工程中、脱水工程直後、重合で得られた含水樹脂と重合に用いた有機溶剤とを分離する工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中が好ましく、ブロッキング防止の観点から、さらに好ましくは重合工程直後、脱水工程中、脱水工程直後、重合で得られた含水樹脂と重合に用いた有機溶剤とを分離する工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中及び表面架橋処理工程直後、特に好ましくは表面架橋処理工程直後である。
なお、吸水性樹脂(A)の製造工程のいずれかで混合する場合、(B)、(C)及び/又は(D)を混合するタイミングとしては、特に制限はないが、溶液重合により(A)を得るとき、重合工程前、重合工程中、重合工程直後、含水樹脂の破砕(ミンチ)中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中等が挙げられる。これらのうち、(A)の表面に存在しやすさの観点等から、重合工程直後、含水樹脂の破砕(ミンチ)工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中が好ましく、ブロッキング防止の観点等から、さらに好ましくは重合工程直後、含水樹脂の破砕(ミンチ)中、表面架橋処理工程中及び表面架橋処理工程直後、特に好ましくは表面架橋処理工程直後である。
また、逆相懸濁重合により(A)を得るとき、重合工程前、重合工程中、重合工程直後、脱水工程中(水分10重量%前後まで脱水する工程中)、脱水工程直後、重合で得られた含水樹脂と重合に用いた有機溶剤とを分離する工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中(10重量%以下まで乾燥する工程)等が挙げられる。(A)の表面に存在しやすさの観点等から、重合工程直後、脱水工程中、脱水工程直後、重合で得られた含水樹脂と重合に用いた有機溶剤とを分離する工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中、表面架橋処理工程直後及び乾燥工程中が好ましく、ブロッキング防止の観点から、さらに好ましくは重合工程直後、脱水工程中、脱水工程直後、重合で得られた含水樹脂と重合に用いた有機溶剤とを分離する工程中、表面架橋処理工程直前、表面架橋処理工程中及び表面架橋処理工程直後、特に好ましくは表面架橋処理工程直後である。
水不溶性粒子(B)、オキシカルボン酸(C)及び必要により添加剤(D)の混合の順序に特に制限はないが、吸収剤の吸収速度の観点等から、(A)及び(C)の混合物に、(B)を混合することが好ましい。
混合温度(℃)は特に限定はなはないが、10〜130が好ましく、さらに好ましくは15〜125、特に好ましくは20〜120である。
混合温度(℃)は特に限定はなはないが、10〜130が好ましく、さらに好ましくは15〜125、特に好ましくは20〜120である。
なお、水不溶性粒子(B)は、水又は揮発性溶剤に、分散、乳化した形態でも使用できる。 揮発性溶剤としては、20℃での蒸気圧が17.5〜700mmHgのものが好ましく、さらに好ましくは20〜600mmHg、特に好ましくは30〜500mmHgのものである。このような揮発性溶剤としては、アルコール(メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等)、炭化水素(ヘキサン、シクロヘキサン及びトルエン等)、エーテル(ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン等)、ケトン(アセトン及びメチルエチルケトン等)、エステル(酢酸エチル、酢酸イソプロピル及び炭酸ジエチル等)等が挙げられる。
水又は揮発性溶剤を使用する場合、これらの使用量(重量%)は水不溶性粒子(B)の重量に基づいて、1〜900が好ましく、さらに好ましくは2〜700、特に好ましくは3〜400である。
水又は揮発性溶剤を使用する場合、これらの使用量(重量%)は水不溶性粒子(B)の重量に基づいて、1〜900が好ましく、さらに好ましくは2〜700、特に好ましくは3〜400である。
また、オキシカルボン酸(C)は、水又は揮発性溶剤に、溶解、分散又は乳化した形態でも使用できる。揮発性溶剤としては、(B)に使用できるものと同じものが使用できる。水又は揮発性溶剤を使用する場合、これらの使用量(重量%)はオキシカルボン酸(C)の重量に基づいて、1〜900が好ましく、さらに好ましくは2〜700、特に好ましくは3〜400である。
吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)、オキシカルボン酸(C)及び必要により添加剤(D)を混合する工業的な装置としては特に制限はないが、例えば、コニカルブレンダー、ナウターミキサー、双腕型ニーダー、V型混合機、流動層式混合機、タービュライザー、スクリュー式のラインブレンド装置、リボンミキサー及びモルタルミキサー等の機械的混合装置が好適に用いられる。
本発明の吸収剤の45±5℃、95±3%RHの雰囲気に30日間放置後の白色度2は、70〜100が好ましく、さらに好ましくは73〜100、特に好ましくは75〜100、最も好ましくは85〜100である。
なお、白色度は、次の手順で測定される。
内径90mmのガラスシャーレに10gの測定試料を入れ、表面が平坦になるように均一に均す。これを45±5℃、95±3%RH.の恒温恒湿槽内に30日間保存する。
その後、恒温恒湿槽内からシャーレを取り出して25℃、65%RHの雰囲気に24時間放置した後、白色度計(例えば、株式会社シロ産業CR−14)を用いて、JIS Z8722:2000年(1.適用(2度視野に基づくXYZ表色系)6.3.刺激値直読方法測定法、6.3.2.a目盛り調整、7.2多点法)に準拠して、白色度を10箇所測定する。上限値、下限値を除く8箇所の測定値の平均値を白色度2とする。
また、45±5℃、95±3%RHの雰囲気に30日間放置する前の白色度を同様に測定し平均値を白色度1とする。
そして、着色防止性は、白色度1と白色度2との差の大小から評価できる。
内径90mmのガラスシャーレに10gの測定試料を入れ、表面が平坦になるように均一に均す。これを45±5℃、95±3%RH.の恒温恒湿槽内に30日間保存する。
その後、恒温恒湿槽内からシャーレを取り出して25℃、65%RHの雰囲気に24時間放置した後、白色度計(例えば、株式会社シロ産業CR−14)を用いて、JIS Z8722:2000年(1.適用(2度視野に基づくXYZ表色系)6.3.刺激値直読方法測定法、6.3.2.a目盛り調整、7.2多点法)に準拠して、白色度を10箇所測定する。上限値、下限値を除く8箇所の測定値の平均値を白色度2とする。
また、45±5℃、95±3%RHの雰囲気に30日間放置する前の白色度を同様に測定し平均値を白色度1とする。
そして、着色防止性は、白色度1と白色度2との差の大小から評価できる。
本発明の吸収剤の生理食塩水(g/g、0.9重量%の塩化ナトリウム水溶液)に対する吸水倍率は、(A)と同じであり、(B)及び(C)の添加・混合による吸水倍率の変化はほとんどなく、40以上が好ましく、さらに好ましくは45〜90、特に好ましくは50〜85である。
なお、吸水倍率は、下記方法にて測定される。
<吸水倍率の測定法>
250メッシュのナイロン網で作成したティーバッグ(縦20cm、横10cm)に測定試料1.00gを入れ、生理食塩水(食塩濃度0.9重量%)1,000cc中に無撹拌下、1時間浸漬した後、15分間吊るして水切りする。その後、ティーバックを含めた重量(h1)を測定し次式から吸水倍率を求める。なお、使用する生理食塩水及び測定雰囲気の温度は25℃±2℃である。
(h2)は、測定試料の無い場合について上記と同様の操作により計測したティーバックの重量である。
<吸水倍率の測定法>
250メッシュのナイロン網で作成したティーバッグ(縦20cm、横10cm)に測定試料1.00gを入れ、生理食塩水(食塩濃度0.9重量%)1,000cc中に無撹拌下、1時間浸漬した後、15分間吊るして水切りする。その後、ティーバックを含めた重量(h1)を測定し次式から吸水倍率を求める。なお、使用する生理食塩水及び測定雰囲気の温度は25℃±2℃である。
本発明の吸収剤の生理食塩水に対する保水量(g/g)は、22以上が好ましく、さらに好ましくは25〜70、特に好ましくは30〜65である。
なお、保水量は、下記方法にて測定される。
<保水量の測定法>
250メッシュのナイロン網で作成したティーバッグ(縦20cm、横10cm)に測定試料1.00gを入れ、生理食塩水(食塩濃度0.9重量%)1,000cc中に無撹拌下、1時間浸漬した後、15分間吊るして水切りする。その後、ティーバッグごと、遠心分離器にいれ、150Gで90秒間遠心脱水して余剰の生理食塩水を取り除き、ティーバックを含めた重量(g1)を測定し次式から保水量を求める。なお、使用する生理食塩水及び測定雰囲気の温度は25℃±2℃である。
(g2)は、測定試料の無い場合について上記と同様の操作により計測したティーバックの重量である。
<保水量の測定法>
250メッシュのナイロン網で作成したティーバッグ(縦20cm、横10cm)に測定試料1.00gを入れ、生理食塩水(食塩濃度0.9重量%)1,000cc中に無撹拌下、1時間浸漬した後、15分間吊るして水切りする。その後、ティーバッグごと、遠心分離器にいれ、150Gで90秒間遠心脱水して余剰の生理食塩水を取り除き、ティーバックを含めた重量(g1)を測定し次式から保水量を求める。なお、使用する生理食塩水及び測定雰囲気の温度は25℃±2℃である。
また、本発明の吸収剤の生理食塩水に対する通液速度は、0.5以上が好ましく、さらに好ましくは1〜300、特に好ましくは2〜250である。
なお、通液速度は、下記方法にて測定される。
<通液速度の測定法>
測定試料0.32gを50ml生理食塩水に1時間浸漬して含水ゲル粒子を調整する。
一方、コック及び容量目盛が付いたフィルター(目開き:10〜15μm)閉じ込み型クロマトグラフ管(直径(内径):25.4mm、長さ:35cm)のコック(内径:5mm 、長さ:10cm)閉じて、このコックを下側にしてクロマトグラフ管を垂直に固定しておく。
次に、上記の含水ゲル粒子を生理食塩水と共にクロマトグラフ管に移し、片端に目開き150μm(JIS Z8801−1:2000)の円形金網(直径25mm)が垂直についた加圧軸(重量:15.5g、長さ:31.5cm)を金網が含水ゲル粒子に接触するように入れ、さらにおもり(91.5g)を乗せ1分間静置する。
クロマトグラフ管下部のコックを開き、管内の液面が60mlから40mlになるのに要する時間(T1;秒)を計測し、次式より通液速度(ml/分)を求める。なお、使用する生理食塩水及び測定雰囲気の温度は25℃±2℃で行う。
(T2)は、測定試料の無い場合について上記と同様の操作により計測した時間(秒)である。すなわち、コック及び容量目盛が付いたフィルター閉じ込み型クロマトグラフ管に生理食塩水50mlを入れ、管内の液量が60mlから40mlになるのに要する時間(T2;秒)である。
なお、通液速度は、下記方法にて測定される。
<通液速度の測定法>
測定試料0.32gを50ml生理食塩水に1時間浸漬して含水ゲル粒子を調整する。
一方、コック及び容量目盛が付いたフィルター(目開き:10〜15μm)閉じ込み型クロマトグラフ管(直径(内径):25.4mm、長さ:35cm)のコック(内径:5mm 、長さ:10cm)閉じて、このコックを下側にしてクロマトグラフ管を垂直に固定しておく。
次に、上記の含水ゲル粒子を生理食塩水と共にクロマトグラフ管に移し、片端に目開き150μm(JIS Z8801−1:2000)の円形金網(直径25mm)が垂直についた加圧軸(重量:15.5g、長さ:31.5cm)を金網が含水ゲル粒子に接触するように入れ、さらにおもり(91.5g)を乗せ1分間静置する。
クロマトグラフ管下部のコックを開き、管内の液面が60mlから40mlになるのに要する時間(T1;秒)を計測し、次式より通液速度(ml/分)を求める。なお、使用する生理食塩水及び測定雰囲気の温度は25℃±2℃で行う。
本発明の吸収剤は、各種の吸収体に適用することにより、着色性及び吸収性能に優れた吸収性物品を製造し得る。
吸収性物品に吸収剤を適用する方法としては、(1)層状に配置されたパルプ等からなる繊維状物の層の間に吸収剤を散粒する方法;(2)パルプ、熱融着性繊維等からなる繊維状物と吸収剤とを混合する方法;(3)二枚以上の吸水紙や不織布で、必要により繊維状物と共に吸収剤をサンドイッチする等の方法等が挙げられる。
吸収性物品に吸収剤を適用する方法としては、(1)層状に配置されたパルプ等からなる繊維状物の層の間に吸収剤を散粒する方法;(2)パルプ、熱融着性繊維等からなる繊維状物と吸収剤とを混合する方法;(3)二枚以上の吸水紙や不織布で、必要により繊維状物と共に吸収剤をサンドイッチする等の方法等が挙げられる。
繊維状物としては、従来から吸収性物品に使用されている繊維状物{原料(針葉樹及び広葉樹等)、製造方法[クラフトパルプ、ケミカルパルプ、セミケミカルパルプ及びケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)等]、漂白方法等については特に限定されない}等が使用でき、各種フラップパルプや綿状パルプ等の他に、必要により水に膨潤しない合成繊維も単独あるいはフラッフパルプや綿状パルプ等と併用して使用できる。合成繊維としては、ポリオレフィン繊維(ポリエチレン繊維及びポリプロピレン繊維等)、ポリエステル繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維等)、ポリオレフィン・ポリエステル複合繊維、ポリアミド繊維及びポリアクリロニトリル繊維等が挙げられる。
繊維状物の長さ、太さについては特に限定されず、通常、長さは1〜200mm、太さは0.1〜100デニール(0.11〜110dtex)の範囲が好適である。
形状についても繊維状であれば特に限定されず、ウェブ状、細い円筒状、裁断されたスプリットヤーン状、ステープル状及びフィラメント状等が例示される。
形状についても繊維状であれば特に限定されず、ウェブ状、細い円筒状、裁断されたスプリットヤーン状、ステープル状及びフィラメント状等が例示される。
吸収性物品中の本発明の吸収剤の含有量(重量%)は、吸収性物品の種類やサイズ、目標とする吸収性能に応じて種々変化させることができるが、吸収剤及び繊維状物の合計重量に基づいて、30〜95が好ましく、さらに好ましくは40〜94、特に好ましくは50〜93である。この範囲であると、得られる吸収性物品の吸収能がさらに良好となる。
本発明の吸収剤を用いた吸収性物品は、被吸収液(汗、尿及び血液等の体液並びに海水、地下水及び泥水等の水等)を吸収した場合であってもさらっとした感触を示すため、特に紙おむつ及び生理用ナプキン等の衛生用品に適用した場合、優れた吸収性能のみならず、被吸収液が圧力下でも逆戻りしにくい優れた特徴を発揮する。
吸収性物品としては、吸収体、液体透過性シート、通気性バックシートを備える吸収性物品が好ましく、さらに好ましくは衛生用品としての吸収性物品である。
衛生用品としては、紙おむつ(子供用紙おむつ及び大人用紙おむつ等)、ナプキン(生理用ナプキン等)、紙タオル、パッド(失禁者用パッド及び手術用アンダーパッド等)及びペットシート(ペット尿吸収シート)等が挙げられる。これらの衛生物品のうち、紙おむつにより適している。さらに、紙おむつのうちでも、SDME法で測定した表面ドライネス値が50%以上、さらに好ましくは55%以上の値が要求される紙おむつに最適である。
衛生用品としては、紙おむつ(子供用紙おむつ及び大人用紙おむつ等)、ナプキン(生理用ナプキン等)、紙タオル、パッド(失禁者用パッド及び手術用アンダーパッド等)及びペットシート(ペット尿吸収シート)等が挙げられる。これらの衛生物品のうち、紙おむつにより適している。さらに、紙おむつのうちでも、SDME法で測定した表面ドライネス値が50%以上、さらに好ましくは55%以上の値が要求される紙おむつに最適である。
<SDME法による表面ドライネス値>
SDME法による表面ドライネス値は、SDME(Surface Dryness Measurement Equpment)試験器(たとえば、WK system社製)を用いて次の手順で測定される。
SDME試験器の検出器を十分に湿らした紙おむつ(紙おむつを覆う程度の人工尿(塩化カルシウム0.03重量%、硫酸マグネシウム0.08重量%、塩化ナトリウム0.8重量%及びイオン交換水99.09重量%)中に浸し、60分放置した)の上に置き、0%ドライネス値を設定し、次に、SDME試験器の検出器を乾いた紙おむつ(紙おむつを80℃、2時間加熱乾燥した)の上に置き100%ドライネスを設定し、SDME試験器の校正を行う。
次に、測定する紙おむつの中央に金属リング(内径70mm、外径80mm長さ50mm、重量300g)をセットし、人工尿80mlを注入する。注入後直ちに金属リングを取り去り、紙おむつの中央にSDME検出器を紙おむつに接触してセットし測定を開始する。測定開始後、5分後の値をSDMEによる表面ドライネス値とする。
SDME法による表面ドライネス値は、SDME(Surface Dryness Measurement Equpment)試験器(たとえば、WK system社製)を用いて次の手順で測定される。
SDME試験器の検出器を十分に湿らした紙おむつ(紙おむつを覆う程度の人工尿(塩化カルシウム0.03重量%、硫酸マグネシウム0.08重量%、塩化ナトリウム0.8重量%及びイオン交換水99.09重量%)中に浸し、60分放置した)の上に置き、0%ドライネス値を設定し、次に、SDME試験器の検出器を乾いた紙おむつ(紙おむつを80℃、2時間加熱乾燥した)の上に置き100%ドライネスを設定し、SDME試験器の校正を行う。
次に、測定する紙おむつの中央に金属リング(内径70mm、外径80mm長さ50mm、重量300g)をセットし、人工尿80mlを注入する。注入後直ちに金属リングを取り去り、紙おむつの中央にSDME検出器を紙おむつに接触してセットし測定を開始する。測定開始後、5分後の値をSDMEによる表面ドライネス値とする。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、部は重量部を示し、%は重量%を示す。
<合成例1>
ガラス製反応容器に、アクリル酸ナトリウム77部、アクリル酸22.85部、N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.15部、脱イオン水293部及ヘキサカルボニルテトラクロロジルテニウム[Ru2Cl4(CO)6]0.001部を仕込み、撹拌・混合しながら内容物の温度を3℃に保った。内容物に窒素を流入した後、過酸化水素の1%水溶液0.3部、アスコルビン酸の0.2%水溶液0.8部及び2.2’−アゾビスアミノジプロパンジハイドライドの2%水溶液0.8部を添加・混合して重合を開始させ、30分後50℃まで達したので、この後無攪拌下50℃で約12時間保持することにより含水ゲル重合体(J1)を得た。この含水ゲル重合体(J1)をインターナルミキサーで細断した後、135℃、風速2.0m/秒の条件の通気型バンド乾燥機で乾燥し、市販のジューサーミキサーにて粉砕し、目開き590及び250μmのふるいを用いて250〜590μmの粒度に調製して、重合体乾燥物(JK1)を得た。この重合体乾燥物(JK1)の100部を高速撹拌(細川ミクロン製高速撹拌タービュライザー:回転数2000rpm)しながらエチレングリコールジグリシジルエーテルの10%水/メタノール混合溶液(水/メタノール体積比7/3)を2流体式スプレーノズルでスプレー噴霧しながら2部加えて混合した後、高速撹拌を続けながら140℃で30分間加熱架橋して吸水性樹脂(A1)を得た。
<合成例1>
ガラス製反応容器に、アクリル酸ナトリウム77部、アクリル酸22.85部、N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.15部、脱イオン水293部及ヘキサカルボニルテトラクロロジルテニウム[Ru2Cl4(CO)6]0.001部を仕込み、撹拌・混合しながら内容物の温度を3℃に保った。内容物に窒素を流入した後、過酸化水素の1%水溶液0.3部、アスコルビン酸の0.2%水溶液0.8部及び2.2’−アゾビスアミノジプロパンジハイドライドの2%水溶液0.8部を添加・混合して重合を開始させ、30分後50℃まで達したので、この後無攪拌下50℃で約12時間保持することにより含水ゲル重合体(J1)を得た。この含水ゲル重合体(J1)をインターナルミキサーで細断した後、135℃、風速2.0m/秒の条件の通気型バンド乾燥機で乾燥し、市販のジューサーミキサーにて粉砕し、目開き590及び250μmのふるいを用いて250〜590μmの粒度に調製して、重合体乾燥物(JK1)を得た。この重合体乾燥物(JK1)の100部を高速撹拌(細川ミクロン製高速撹拌タービュライザー:回転数2000rpm)しながらエチレングリコールジグリシジルエーテルの10%水/メタノール混合溶液(水/メタノール体積比7/3)を2流体式スプレーノズルでスプレー噴霧しながら2部加えて混合した後、高速撹拌を続けながら140℃で30分間加熱架橋して吸水性樹脂(A1)を得た。
<合成例2>
材料N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.15部代えて、材料N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.10部を用いた以外実施例1と同様にして、吸水性樹脂(A2)を得た。
材料N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.15部代えて、材料N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.10部を用いた以外実施例1と同様にして、吸水性樹脂(A2)を得た。
<実施例1>
吸水性樹脂(A1)100部、水不溶性粒子(B1){日本エアロジル(株)製のシリカ、商品名AEROSIL380、比表面積380m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=4.1}1部、及びグリコール酸7部(C1){pka=3.7}を混合攪拌(細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー:回転数2000rpm)し、本発明の吸収剤(1)を得た。
吸水性樹脂(A1)100部、水不溶性粒子(B1){日本エアロジル(株)製のシリカ、商品名AEROSIL380、比表面積380m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=4.1}1部、及びグリコール酸7部(C1){pka=3.7}を混合攪拌(細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー:回転数2000rpm)し、本発明の吸収剤(1)を得た。
<実施例2>
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を0.01部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(2)を得た。
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を0.01部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(2)を得た。
<実施例3>
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を0.1部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(3)を得た。
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を0.1部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(3)を得た。
<実施例4>
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を4部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(4)を得た。
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を4部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(4)を得た。
<実施例5>
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を5部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(5)を得た。
水不溶性粒子(B1)の使用量1部を5部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(5)を得た。
<実施例6>
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B2){日本アエロジル株式会社製シリカ、商品名AEROSIL TT600、比表面積200m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=3.6}1部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(6)を得た。
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B2){日本アエロジル株式会社製シリカ、商品名AEROSIL TT600、比表面積200m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=3.6}1部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(6)を得た。
<実施例7>
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B2){日本アエロジル株式会社製シリカ、商品名AEROSIL TT600、比表面積200m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=3.6}5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(7)を得た。
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B2){日本アエロジル株式会社製シリカ、商品名AEROSIL TT600、比表面積200m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=3.6}5部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(7)を得た。
<実施例8>
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B3){日本アエロジル株式会社製シリカ、商品名AEROSIL R805、比表面積150m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=5.0}1部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(8)を得た。
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B3){日本アエロジル株式会社製シリカ、商品名AEROSIL R805、比表面積150m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=5.0}1部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(8)を得た。
<実施例9>
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B4){日本アエロジル株式会社製の酸化アルミニウム、商品名AluminiumOxideC、比表面積100m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=4.7}1部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(9)を得た。
水不溶性粒子(B1)1部に代えて、水不溶性粒子(B4){日本アエロジル株式会社製の酸化アルミニウム、商品名AluminiumOxideC、比表面積100m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)=4.7}1部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(9)を得た。
<実施例10>
グリコール酸(C1)の使用量7部を0.05部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(10)を得た。
グリコール酸(C1)の使用量7部を0.05部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(10)を得た。
<実施例11>
グリコール酸(C1)の使用量7部を0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(11)を得た。
グリコール酸(C1)の使用量7部を0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(11)を得た。
<実施例12>
グリコール酸(C1)の使用量7部を10部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(12)を得た。
グリコール酸(C1)の使用量7部を10部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(12)を得た。
<実施例13>
グリコール酸(C1)の使用量7部を15部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(13)を得た。
グリコール酸(C1)の使用量7部を15部に変更した以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(13)を得た。
<実施例14>
グリコール酸(C1)7部に代えて、酒石酸(C2){pka=2.8}7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(14)を得た。
グリコール酸(C1)7部に代えて、酒石酸(C2){pka=2.8}7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(14)を得た。
<実施例15>
グリコール酸(C1)7部に代えて、サリチル酸(C3){pka=2.8}7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(15)を得た。
グリコール酸(C1)7部に代えて、サリチル酸(C3){pka=2.8}7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(15)を得た。
<実施例16>
グリコール酸(C1)7部に代えて、ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(C4){pka=5.5}7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(16)を得た。
グリコール酸(C1)7部に代えて、ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸(C4){pka=5.5}7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(16)を得た。
<実施例17>
吸水性樹脂(A1)100部に代えて、吸水性樹脂(A2)7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(17)を得た。
吸水性樹脂(A1)100部に代えて、吸水性樹脂(A2)7部を用いた以外は、実施例1と同様にして、本発明の吸収剤(17)を得た。
<比較例1>
水不溶性粒子(B1)を添加しない以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(18)を得た。
水不溶性粒子(B1)を添加しない以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(18)を得た。
<比較例2>
グリコール酸(C1)を添加しない以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(19)を得た。
<比較例3>
吸水性樹脂(A1)100部に代えて吸水性樹脂(A2)7部を用いたこと、水不溶性粒子(B1)を添加しないこと以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(20)を得た。
グリコール酸(C1)を添加しない以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(19)を得た。
<比較例3>
吸水性樹脂(A1)100部に代えて吸水性樹脂(A2)7部を用いたこと、水不溶性粒子(B1)を添加しないこと以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(20)を得た。
<比較例4>
吸水性樹脂(A1)100部に代えて吸水性樹脂(A2)7部を用いたこと、グリコール酸(C1)を添加しないこと以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(21)を得た。
吸水性樹脂(A1)100部に代えて吸水性樹脂(A2)7部を用いたこと、グリコール酸(C1)を添加しないこと以外は実施例1と同様にして比較用の吸収剤(21)を得た。
吸収剤(1)〜(21)の吸水倍率、保水量、通液速度、白色度の評価結果を上記方法により評価した結果を表1に示した。
本発明の吸収剤1〜17は、比較用の吸収剤18〜21に比較して、着色防止性(白色度1と白色度2との差)は著しく良好であり、本発明の吸収剤は、高温多湿下に保存しても極めて着色が起こりにくいことが明らかである。
本発明の吸収剤は、紙おむつ及び生理用ナプキン等の衛生用品に適している他、ペット尿吸収剤、携帯トイレの尿ゲル化剤、青果物等の鮮度保持剤、肉類及び魚介類のドリップ吸収剤、保冷剤、使い捨てカイロ、電池用ゲル化剤、植物や土壌等の保水剤、結露防止剤、止水材やパッキング材並びに人工雪等、種々の用途にも有用である。
Claims (5)
- 吸水性樹脂(A)、水不溶性粒子(B)及びオキシカルボン酸(C)を必須構成成分としてなることを特徴とする吸収剤。
- 水不溶性粒子(B)が、JIS Z8830(2001年)に準拠して測定される比表面積80〜500m2/g、4重量%水分散液のpH(25℃)3〜6であるシリカである請求項1に記載の吸収剤。
- 吸水性樹脂(A)の重量に基づいて、水不溶性粒子(B)の含有量が0.01〜5重量%であり、オキシカルボン酸(C)の含有量が0.05〜15重量%である請求項1又は2に記載の吸収剤。
- オキシカルボン酸(C)の酸解離指数(pKa、25℃)が2〜6である請求項1〜3のいずれかに記載の吸収剤。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の吸収剤を用いてなる吸収性物品。
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