JP2016033224A - 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法 - Google Patents

吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2016033224A
JP2016033224A JP2015223284A JP2015223284A JP2016033224A JP 2016033224 A JP2016033224 A JP 2016033224A JP 2015223284 A JP2015223284 A JP 2015223284A JP 2015223284 A JP2015223284 A JP 2015223284A JP 2016033224 A JP2016033224 A JP 2016033224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
mass
absorbing agent
residual monomer
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015223284A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6025953B2 (ja
JP2016033224A5 (ja
Inventor
一樹 木村
Kazuki Kimura
一樹 木村
藤野 眞一
Shinichi Fujino
眞一 藤野
克之 和田
Katsuyuki Wada
克之 和田
邦彦 石▲崎▼
Kunihiko Ishizaki
邦彦 石▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36407948&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2016033224(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2015223284A priority Critical patent/JP6025953B2/ja
Publication of JP2016033224A publication Critical patent/JP2016033224A/ja
Publication of JP2016033224A5 publication Critical patent/JP2016033224A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6025953B2 publication Critical patent/JP6025953B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/264Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B01J20/267Cross-linked polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28047Gels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028Granulating, agglomerating or aggregating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/245Differential crosslinking of one polymer with one crosslinking type, e.g. surface crosslinking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/50Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/68Superabsorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/14Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated
    • Y10T428/2998Coated including synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

【課題】残存モノマー量が低く、粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さく、良好な吸収特性を有して衛生的である吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法の提供。【解決手段】吸水剤は、残存モノマー量が500ppm以下であり、残存モノマー粒度指数が0.30以下である。その製造方法は、不飽和カルボン酸又はその塩を含むモノマーを水溶液にし、架橋剤の存在下、上記モノマーを重合させて含水ゲル状ポリマーを得る第一工程と、上記含水ゲル状ポリマーを乾燥、粉砕及び分級して粒度調整を行い、吸水性樹脂前駆体を得る第二工程と、上記吸水性樹脂前駆体に表面架橋剤を添加して加熱し、吸水性樹脂を得る第三工程と、上記吸水性樹脂に硫黄含有還元剤を含む水溶液を噴霧添加する第四工程と、上記水溶液を噴霧添加された吸水性樹脂を40℃以上120℃以下の気流下、加熱処理する第五工程とを有する。【選択図】なし

Description

本発明は、吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法に関する。
近年、紙オムツ、生理用ナプキン、いわゆる失禁パット等の衛生材料には、体液を吸収させることを目的とする吸水剤が幅広く利用されている。この吸水剤として、例えばポリアクリル酸部分中和物の架橋体等が知られており、その形状としては、シート状、繊維状及びフィルム状を有するものも知られているが、粒子状を有するものが一般的である。
この吸水剤に求められる特性としては、無加圧下吸収倍率、加圧下吸収倍率等が高いという吸水特性が当然挙げられるが、紙オムツ等の衛生材料に使用されるので衛生上及び臭気の問題を考慮することも必要である。衛生上及び臭気の問題に影響を及ぼす原因として、吸水剤の原料に起因する場合があるが、その一つに、吸水剤中に僅かに残存する未反応のモノマーが知られている。従って、吸水剤中の残存モノマー量が低いことが要求されている。
吸水性樹脂中の残存モノマー量を低減させる技術としては、(1)モノマー液に添加するラジカル重合開始剤を2回以上、分割添加して増量する方法(特公昭63−7203号公報)、(2)ラジカル重合開始剤を重合途中又は重合後のゲル状ポリマーに添加する方法(特開平2004−517179号公報)、(3)乾燥前又は乾燥中のゲル状ポリマーに還元性物質を添加する方法(特公平7−98847号公報)が開示されている。また、還元性物質を、(4)吸水性樹脂を表面架橋剤水溶液と混合するときに併せて混合する方法(特開平4−106108号公報)、(5)表面架橋処理した吸水性樹脂を界面活性剤、水不溶性微粒子等の混合助剤と混合するときに混合する方法(国際公開第91/03497号パンフレット)等も開示されている。
特公昭63−7203号 特開平2004−517179号 特公平7−98847号 特開平4−106108号 国際公開第91/03497号パンフレット
しかし、上記(1)及び(2)の技術を用いて残存モノマー量を低減させる場合、得られる吸水性樹脂が着色することがあり、吸収性物品のトップシートから着色した吸水性樹脂が透けて見え、商品価値が下がるという問題がある。また、残存モノマー量を低減させるには種々の厳しい反応条件が必要であるため、ポリマーの劣化により物性が低下することがあり、所望の残存モノマーレベルへの低減と無加圧下吸収倍率や加圧下吸収倍率等の吸収特性の維持、向上とを両立させるのは困難であるという問題もある。また、上記(3)及び(4)の場合においても、詳細な原因は不明であるが、後工程の加熱処理により、添加した還元性物質と原料由来の不純物等とが結合した成分由来と考えられる異臭が発生するという問題があり、オムツ等の吸収性物品への使用には不適切である。さらに、上記(5)の場合においても、確実に残存モノマー量が低減されるが、オムツ等の吸収性物品から吸水剤を取り出して残存モノマー量を測定すると、吸収性物品間で吸水剤の残存モノマー量のばらつきが大きく、残存モノマー量が所望のレベルまで低減されていないものや、スペックアウト品が見られるという問題がある。このことは、吸収性物品の薄型化が好まれており、この吸収性物品を構成する親水性繊維のパルプ等の量が減じられ、吸水剤がより使用者の肌と接触する確率が高くなっている現状において、臭気や衛生上の問題となったり、場合によりスペックアウトとなるおそれがある。
本発明の目的は、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さく、良好な吸収特性を有して衛生的である吸水剤、その製造方法、及び吸収性物品の提供にある。
上記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討を行った結果、オムツ等の吸収性物品間で吸水剤の残存モノマー量がばらつく原因が吸水剤の粒度分布の違いにあり、吸水剤が粒度間で残存モノマー量に差があるので、この粒度分布の違いに基づき、残存モノマー量に差が生じることが分かった。また、吸水剤粒子のうち粒子径が小さい粒子に残存モノマーが多いことが判明した。
より詳しく説明すると、オムツ等の吸収性物品の製造装置から吸収性物品に粉体である吸水剤を供給する際に、該吸水剤は少なからず粒度偏析を起こしていた。そして、その一つ一つのオムツ等の吸収性物品に供給された吸水剤の残存モノマー量がばらついており、同時に粒度分布が異なっていることが分かった。さらに、それぞれの吸水剤の残存モノマー量を粒子径別に測定した場合、粒度ごとに残存モノマー量が大きく異なることが見出された。すなわち、同じ粒子径での比較、例えば粒子径300μm以上の粒子同士での残存モノマー量はそれ程変わっていなかったが、1つのオムツから取り出した粒子径300μm以上の残存モノマー量と、粒子径300μm未満の粒子の残存モノマー量とが粒度間で異なることが明らかとなった。つまり、吸水剤は粒度ごとに残存モノマー量が異なることが見出され、吸収性物品から取り出した吸水剤の残存モノマー量がばらつく原因が、偏析に伴う粒度間の残存モノマー量の違いに起因していることが明らかとなった。
粒度間で残存モノマー量が異なる原因は、以下のように考察される。吸水性樹脂が水溶液重合により得られる場合、重合終了後のゲル状ポリマー中の残存モノマー量は一般に5万〜10万ppmであるが、このポリマーが乾燥されると、残存モノマー量は数百ppmとなる。これは、ゲル状ポリマー粒子中に残存する重合開始剤が、乾燥による高温下で残存モノマーに作用してポリマー化させるためである。ここで、乾燥スピードが速いポリマーゲルの表面及び小さなゲル粒子は、すぐに含水率が低くなるので、残存開始剤が失活し、又は含水率低下によるモノマーと残存開始剤との遭遇確率が低下して、残存モノマーがポリマー化しないことになる。従って、乾燥しやすい部分、具体的には、ポリマーゲルの乾燥物の表面及び小さなゲル粒子にモノマーが多く残存する。また、乾燥時に蒸発するモノマー蒸気が、他の乾燥物表面に吸着されて、乾燥物表面にモノマーが多く存在することにもなる。さらに、重合終了後のポリマーが酸素と接触し、ゲルの表面及び小さなゲル粒子の開始剤ラジカルが空気中の酸素と作用して失活し、乾燥中の残存モノマーのポリマー化が進行しないこともある。
以上のように、ゲル状ポリマーを乾燥させる工程において、ゲル粒子間で残存モノマー量がばらつき、1つの粒子内においても表面側に近い程残存モノマー量が高くなるというグラデーションが存在するようになると考えられる。
さらに、ゲル状ポリマーの乾燥物を必要により粉砕するときに、粉砕装置にもよるが、通常、壊れやすくて残存モノマー量が多い表面部分から粉砕されるので、小さな粒子が、残存モノマー量の多い粒子となると推定される。
吸水性樹脂が逆相懸濁重合により得られる場合、一般に粉砕工程を伴わないことが多いが、粒度分布の差に基づく残存モノマー量の違いは生じている。重合終了後、水及び懸濁溶媒(シクロヘキサン、ノルマルヘキサン等)を蒸留で除去するときに、一部の残存モノマーは溶媒中に溶出して除去されるが、このときに、粒度間で残存モノマーに違いが生じる。ゲルの状態で残存モノマー量が同じであっても、微粒子と粗粒子とでは単位体積あたりの表面積が異なり、ゲル内部から溶出する量は表面積に依存するので、粗粒子にモノマーが残存しやすくなると推定される。
以上の点から、本発明者は、吸水剤の粒度間の残存モノマー量のばらつきを制御する指標として下記数式(1)で算出される「残存モノマー粒度指数(RMI:Residual Monomer Index)」を導入し、この残存モノマー粒度指数を所定範囲に制御することで、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さくて衛生的である吸水剤を得るに至った。
RMI=|RM−RM|/RM ・・・(1)
但し、RMは吸水剤を構成する粒子のうち300μm未満の粒子径を有する吸水剤の残存モノマー量、RMは吸水剤を構成する粒子のうち粒子径が300〜850μmの粒子径を有する吸水剤の残存モノマー量、RMは吸水剤の残存モノマー量を示す。なお、RMが0のとき、RMIは0とする。また、|RM−RM|は、(RM−RM)の絶対値を示す。
本発明に係る吸水剤は、不飽和カルボン酸及び/又はその塩由来の構成単位を含む架橋構造を有し、その表面近傍が表面架橋剤により表面架橋処理されて得られる吸水性樹脂を主成分とする、粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子とを含んでなる粒子状の吸水剤であって、
残存モノマー量が0以上500ppm以下であり、
上記数式(1)で算出される残存モノマー粒度指数(RMI)が0.30以下である。
本発明に係る吸収性物品は、上記吸水剤を含む。
本発明に係る吸水剤の製造方法は、
(1)不飽和カルボン酸又はその塩を含むモノマーを水溶液にし、架橋剤の存在下、このモノマーを重合させて含水ゲル状ポリマーを得る工程、
(2)この含水ゲル状ポリマーを乾燥、粉砕及び分級して、粒度調整を行い、粉末状で、かつ、粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子とを主成分として含む吸水性樹脂前駆体を得る工程、
(3)この吸水性樹脂前駆体に、吸水性樹脂前駆体の表面近傍でエステル結合を形成し得る表面架橋剤を添加して加熱し、吸水性樹脂を得る工程、
(4)この吸水性樹脂に硫黄含有還元剤を含む水溶液を噴霧添加する工程
及び
(5)上記水溶液を噴霧添加された吸水性樹脂を40〜120℃の気流下、乾燥させ加熱処理する工程
を有する。
本発明の吸水剤は、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さいので、吸収性物品に使用した場合に、粒度偏析による吸収性物品間の残存モノマー量のばらつきが小さくなり、近年普及が著しい薄型の吸収性物品に使用した場合においても、衛生的である。
前述したように、本発明者は吸水剤の残存モノマーが吸水剤粒子に均一に存在するのではなく、特に水溶液重合で得られる吸水剤では、吸水剤粒子でもその表面部分及び微粒子に多く存在することを見出した。従来の残存モノマー低減方法では、残存モノマーが粒子内部まで均一に存在すると信じられていたため、吸水剤全体(粒子内部、大粒子)の残存モノマーを処理すべく、粒子内部及び全体につき過剰な残存モノマー低減処理が行われており、吸水剤の諸物性を低下させ、その結果、残存モノマー量の低減と、良好な物性とを、例えば加圧下吸収倍率が高いこと、着色が抑制されていること等とを両立させることが困難であった。しかし、本発明の製造方法によれば、吸水剤粒子の表面及び微粒子の残存モノマーを選択的に処理するので、残存モノマー低減と良好な物性とを両立させることができる。
本発明の吸水剤に関し、その製造方法は特に限定されない。本発明では吸水剤粒子の表面及び微粒子の残存モノマーを選択的に処理する手段として、例えば、本発明の製造方法(表面架橋処理後に、少量の硫黄含有還元剤を含む水溶液を添加してさらに特定条件下で加熱処理)が適用されてもよく、条件を選択した上で特願2005−038123号に記載された製造方法が適用されてもよい。本発明の製造方法によれば、表面架橋によって、少量の上記水溶液が均一に噴霧添加できる。さらに少量の水溶液しか使用しない本発明の製造方法によれば、水溶液は表面及び微粒子に優先的に取り込まれ、特定の気流下の加熱処理(乾燥)で吸水剤粒子の表面及び微粒子の残存モノマーが選択的かつ優先的に処理される。
以上のように、本発明の吸水剤の製造方法によれば、硫黄含有還元剤を含む水溶液が吸水性樹脂に均一に噴霧混合されて加熱処理されるので、粒度の違いによって残存モノマー量がばらついている吸水性樹脂においても効率的に硫黄含有還元剤が残存モノマーに作用し、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さい吸水剤が得られる。該吸水剤は着色しておらず、異臭もなく、ポリマーが劣化して物性、特に加圧下の吸収特性が低下するという問題も生じず、良好な物性を有する。
本発明の吸収性物品は、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さい吸水剤を含むので、着色もなく、粒度偏析による残存モノマー量のばらつきやスペックアウトを心配する必要がなく、衛生的である。
以下、好ましい実施形態に基づいて本発明に係る吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法が詳細に説明されるが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることなく、以下の例示以外についても、本発明の範囲趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施され得る。
本発明に係る吸水剤の製造方法における第一工程は、不飽和カルボン酸及び/又はその塩を含むモノマーが重合させられて含水ゲル状ポリマー(以下において重合ゲルとも称される。)が生成される工程である。不飽和カルボン酸としては、1分子中にカルボキシル基を1つ以上含有するものであれば特に限定されるものではないが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、クロトン酸等が挙げられる。得られる吸水剤の性能及びコストの点からアクリル酸及び/又はその塩を主成分とするのが好ましい。アクリル酸及び/又はその塩を主成分とする場合、すなわち、ポリアクリル酸(部分中和物)架橋体を主成分とする場合、上記の不飽和カルボン酸の他、必要により無水マレイン酸、ビニルスルホン酸、アリルトルエンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルフォスフェート等のアニオン性不飽和モノマー及びその塩;メルカプト基含有不飽和モノマー;フェノール性水酸基含有不飽和モノマー;(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有不飽和モノマー;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和モノマー等が併用され得る。これらのモノマーは単独で上記不飽和カルボン酸及び/又はその塩と共に用いてよく、適宜2種以上を混合してもよい。
アクリル酸を始めとする不飽和カルボン酸の塩としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、アンモニウム、アミン類等の塩が挙げられるが、コスト面からナトリウム塩が好ましい。アクリル酸及び/又はその塩の使用量は全モノマー成分(後述する内部架橋剤は除く)に対して70モル%以上が好ましく、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。上限は100モル%である。上記モノマーがアクリル酸を始めとする酸基含有モノマーである場合、その中和率には特に制限はなく、必要に応じて、重合後に中和するようにしてもよいが、衛生用品等、人体に触れる可能性のある用途では、重合後の中和を必要としないこともあり、40モル%以上90モル%以下が好ましく、下限50モル%、上限80モル%がより好ましい。
重合は、水溶液重合又は逆相懸濁重合により行われる。モノマー水溶液の濃度は、特に限定されるものではないが、10質量%以上70質量%以下であるのが好ましく、特に20質量%以上60質量%以下であるのが好ましい。また、上記水溶液重合又は逆相懸濁重合を行うときに、水以外の溶媒も併用され得る。さらに、その溶媒の種類は特に限定されるものではない。なお、かかるモノマー水溶液濃度は本願でいう含水ゲル状ポリマーの好ましい固形分でもある。その含水ゲル状ポリマーの固形分は180℃/6時間乾燥後の乾燥残渣により求められる。
重合は、ラジカル重合開始剤を用いて行われ得る。このラジカル重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、重合させるモノマーの種類及び重合条件等に合わせて、通常の吸水剤の製造において使用されるものの中から1種又は2種以上を適宜選択して使用すればよい。例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物;アゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物、環状アゾアミジン化合物、アゾアミド化合物、アルキルアゾ化合物、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド等のアゾ化合物等の熱分解型開始剤、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物等の光分解型開始剤がある。コスト面及び残存モノマーの低減効果から、熱分解型開始剤が好ましく、特に過硫酸塩が好ましい。
また、上記ラジカル重合開始剤の分解を促進する、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の(重)亜硫酸(塩)、L−アスコルビン酸(塩)、第一鉄塩等の還元性金属(塩)、アミン類等の還元剤を併用して、レドックス系開始剤としてもよい。より好ましくは、光分解型開始剤と熱分解型開始剤とを併用する。この重合工程におけるラジカル重合開始剤の使用量は、モノマー100質量部に対して0.001質量部以上2質量部以下であるのが好ましく、特に下限が0.01質量部、上限が0.05質量部であるのがより好ましい。該ラジカル重合開始剤の使用量が0.001質量部未満であると、未反応のモノマーが多くなり、従って、得られる吸水剤の残存モノマー量が増加するので好ましくない。一方、2質量部を超えると、得られる吸水剤の吸水特性、特に加圧下吸収倍率が低下するので好ましくない。さらに、得られる吸水剤が着色しやすくなるという問題もあるので、好ましくない。本発明では残存モノマーを特定の穏やかな処理条件で低減できるので、従来のような厳しい重合条件や乾燥条件での残存モノマー低減による物性低下がない。上記重合工程においては、上記ラジカル重合開始剤を用いる代わりに、反応系に放射線、電子線、紫外線などの活性エネルギー線を照射することにより重合反応を行ってもよい。
この重合工程においては、本発明の吸水剤が不飽和カルボン酸及び/又はその塩由来の架橋構造を有するため、自己架橋型架橋体、又は必要により内部架橋剤等の架橋性モノマーを用いた架橋体が形成される。内部架橋剤としては、1分子内に2個以上の重合性不飽和基や1分子内に2個以上の反応性基を有する、公知の内部架橋剤が用いられ得る。具体的には、例えば、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ジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、トリアリルアミン、ポリアリロキシアルカン、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,4−ブタンジオール、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ポリエチレンイミン、グリシジル(メタ)アクリレート等があり、これらのうちの1種又は2種以上を用いればよい。なお、内部架橋剤等の架橋性モノマーによる架橋構造は、モノマーに一括添加してから重合されて形成されてもよく、分割添加して形成されてもよく、また、重合後の含水ポリマーに添加し、後から架橋して形成されてもよい。
また、本発明の吸水性樹脂は、本願で開示の製造方法により製造されるものに限定されず、上記モノマー由来の構成単位を含む架橋体であればよい。上記モノマー由来の構成単位とは、例えば重合反応によって、各モノマーの重合性二重結合が開いた構造(二重結合(C=C)が単結合(−C−C−)となった構造)に相当する。
内部架橋剤の使用量は、所望する吸水剤の特性により適宜決定すればよいが、通常、モノマー100モルに対して0.001モル以上5モル以下であるのが好ましい。内部架橋剤の使用量が0.001モル未満である場合、ゲル強度が低下して可溶分が増加し、5モルを超える場合、吸収倍率が低下する傾向にある。内部架橋剤は、反応系に一括添加してもよく、分割添加してもよい。上記重合工程においては、さらに必要に応じて、反応系に、炭酸(水素)塩、二酸化炭素、アゾ化合物、不活性有機溶媒等の各種発泡剤(例えば、モノマー100質量部に対して0〜30質量部);澱粉・セルロース、澱粉・セルロースの誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリル酸(塩)架橋体等の親水性高分子(例えば、モノマー100質量部に対して0〜30質量部);各種界面活性剤;次亜燐酸(塩)等の連鎖移動剤(例えば、モノマー100質量部に対して0〜1質量部)を添加してもよい。
重合温度は、特に限定されるものではないが、通常、10℃以上140℃以下とするのが好ましい。重合温度が10℃未満であると、重合時間が長くなり、生産性が低下するのみならず、吸水性樹脂の物性も低下するおそれがあり、一方、140℃を超えると、同様に吸水性樹脂の物性が低下するおそれがある。重合時間も特に限定されるものではなく、モノマー及び重合開始剤の種類、重合温度等に応じて適宜決定すればよい。また、この重合は、通常、装置及び操作の容易さ等のため常圧下で行われるが、重合系の沸騰温度を下げるために減圧下で行ってもよい。
上記重合によって得られた含水ゲル状ポリマーは、上記モノマー水溶液濃度に由来する固形分、例えば10質量%以上70質量%以下を有し、必要により乾燥、粉砕及び分級されて吸水性樹脂前駆体が得られる(第二工程)。上記含水ゲル状ポリマーは、0.1〜5mm程度の粒子状の状態にして、第二工程に供されるのが好ましい。乾燥方法は、特に限定されず、通常の乾燥機及び加熱炉を用いた方法が採用され得る。乾燥温度は100℃以上250℃以下であるのが好ましい。下限は120℃、特に150℃が好ましく、上限は220℃、特に200℃が好ましい。乾燥時間は、得られる乾燥物が所望の固形分、例えば80質量%以上、好ましくは85〜100質量%、より好ましくは90〜100質量%となるような時間を設定すればよく、特に限定されない。乾燥によって得られる乾燥物は、180℃で3時間加熱したときの乾燥残渣の質量を乾燥前の質量で除して規定される固形分が、90質量%以上となるように行うのが、粉砕のし易さの点から好ましい。一般に、重合ゲルの粒子径、乾燥温度や使用する風量等に依存するが、生産効率の点から、通常は2時間以内で行われる。
上記乾燥されたポリマーは、必要により粉砕される。粉砕は、通常は乾燥工程で得られたゲル状ポリマーの乾燥物に対して行われるが、乾燥前のポリマーに対して行ってもよい。粉砕は、所望の粒子径を有する粒子が多く得られるように行うのが好ましく、粒子径150〜850μmの粒子が多く得られる粉砕条件を適宜選択するのがより好ましい。粉砕方法は、特に制限はなく、従来公知の方法が採用され得る。
粒度調整は逆相懸濁重合のように粒子状で分散重合及び分散乾燥させて調整してもよいが、通常、特に水溶液重合の場合、乾燥後に粉砕及び分級されて、特定の粒度に調整される。上記粉砕工程で得られた粉砕物は、必要により、粒子の質量平均粒子径(D50)が通常200μm以上850μm以下となるように分級され、好ましくは粉末として特定の粒度に調整される。分級方法は、従来公知の方法が採用され得る。
本発明の吸水剤を得るために、調整される粉砕物の粒子径としては、質量平均粒子径(D50)が通常200〜850μm、好ましくは200〜710μm、より好ましくは250〜600μm、特に好ましくは300〜500μmの狭い範囲に制限され、かつ、150μm未満の粒子の含有量が、0〜5質量%、好ましくは0〜3質量%、より好ましくは0〜2質量%、特に好ましくは0〜1質量%に制御される。また、上記粉砕物は、粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子との質量比が、5/95以上95/5以下であればよい。さらに、粒子径150μm以上600μm以下である粒子が、粉砕物全体に対して90質量%以上、さらには95質量%以上、特に98質量%以上に制御されているのが好ましい。
例えば質量平均粒子径(D50)を250〜600μmと狭い範囲に制御しながら150μm未満の微粒子量を少なくするという特定粒度への調整では、必要により上記粉砕後に粗粒子と微粒子とが篩い等の一般的な分級装置で除去される。その際に除去される粗粒子として、好ましくは600〜5000μmの粒子径を有する粒子、より好ましくは850〜2000μmの粒子径を有する粒子である。また、粒度調整により除去される微粒子として、好ましくは150μm未満の粒子径を有する粒子、より好ましくは200μm未満の粒子径を有する粒子である。なお、除去された粗粒子はそのまま廃棄されてもよいが、一般的には再度、上記粉砕の工程に回される。
また、除去された微粒子はそのまま廃棄されてもよいが、より大きな粒子又は粒子状凝集物に再生し、本発明の吸水性樹脂として用いることを可能とする工程を含んでもよい。米国特許6228930号、同5264495号、同4950692号、同5478879号及び欧州特許844270号、特願2005−38123号等に記載された工程が用いられ得る。
特に、特願2005−38123号に記載された技術は、前述したように残存モノマーを多量に含有する微粒子を回収する工程において該微粒子の残存モノマーを低減して回収する技術であり、本発明の吸水剤を得る製造方法の1つとして好ましい。
特願2005−38123号に記載された製造方法においては、重合ゲルにラジカル重合開始剤を添加するのでなく、吸水性樹脂の製造過程で発生する微粉から得られる造粒粒子の側に熱分解型ラジカル重合開始剤を添加しておき、得られた造粒粒子と重合ゲルとを共存させて乾燥するようにする。この製造方法によれば、熱分解型ラジカル重合開始剤を重合ゲルに直接に添加する場合に比べて、同じ量(最終的に得られる吸水性樹脂の単位質量当たり)の添加でより効果的に残存モノマーを低減させることができる。また、このような効果は、前記熱分解型ラジカル重合開始剤に代えて酸化剤や還元剤を用いても同様に得られる。
すなわち、特願2005−38123号に記載された吸水性樹脂の製造方法は、吸水性を有する重合ゲルを得る工程と、吸水性樹脂の製造において得られ質量平均粒子径が10〜150μmの範囲内である微粉に熱分解型ラジカル重合開始剤、酸化剤および還元剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加剤を含む水性液を添加することにより造粒されたゲルを得る工程と、前記造粒されたゲルと前記重合ゲルとを共存させて乾燥する工程とを含む。
特願2005−38123号に記載の発明によれば、製造過程で発生する微粉の低減と、得られる吸水性樹脂中の残存モノマー量の低減とを両立させることができる。詳しくは、本発明によれば、吸水性樹脂の製造過程で発生する微粉を有効に再利用しつつ、残存モノマー低減のための添加剤(熱分解型ラジカル重合開始剤、酸化剤および還元剤からなる群より選ばれる少なくとも1種)の使用量を増やすことなく、残存モノマー量の少ない良好な物性を有する吸水性樹脂を得させることができるのである。すなわち、この吸水性樹脂の製造方法は、残存モノマーを効率よく低減する方法であり、しかも、造粒によるこれまでの微粉再利用方法と同様、微粉の再利用という生産コスト上の効果も得られるものである。よって、特願2005−38123号に記載の製造方法は、本発明に係る吸水剤の製造方法の一例として好ましい。
以下、本発明に係る吸水剤の製造方法の一例として、特願2005−38123号に記載された製造方法が詳しく説明される。ただし、この製造方法は、以下の説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本製造方法の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施され得る。
本製造方法は、吸水性を有する重合ゲルを得る工程(以下「重合工程」と称することもある)を含むものである。その後の工程については、限定されるものではないが、通常は、さらに、前記重合ゲルを乾燥する工程(以下「乾燥工程」と称することもある)と、重合ゲルの乾燥物を粉砕する工程(以下「粉砕工程」と称することもある)と、粉砕物を分級する工程(以下「分級工程」と称することもある)と、を含むのが一般的である。詳しくは、本製造方法は、吸水性樹脂の製造において得られる微粉(例えば、前記分級工程などで廃棄物として除かれる微粉)を再利用して残存モノマー量が少ない吸水性樹脂を得させるものであり、吸水性樹脂を連続的に製造する際に適した方法であると言える。
すなわち、本製造方法においては、吸水性樹脂の製造において得られ質量平均粒子径が10〜150μmの範囲内である微粉に、熱分解型ラジカル重合開始剤、酸化剤および還元剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加剤(以下「必須添加剤」と称することもある)を含む水性液を添加することにより造粒されたゲル(以下「造粒ゲル」もしくは「造粒粒子」と称することもある)を得、該造粒されたゲルと前記重合ゲルとを共存させて乾燥することが重要となる。つまり、前記微粉と前記水性液とを混合して得られる造粒粒子を、重合工程で得られた重合ゲルと共に乾燥工程に供するのである。
本製造方法において、前記造粒粒子とは、複数の微粉よりなり、かつ造粒粒子の平均粒子径が20mm以下、好ましくは0.3〜10mm、さらに好ましくは0.35〜5mmのものを言う。したがって、前記微粉と前記水性液との混合により一体化した巨大なゲル状物が得られた場合には、さらに乾燥、粉砕することが必要となる。
前記造粒粒子は、乾燥負荷の観点から、含水率が75質量%以下であることが好ましく、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは65質量%以下であるのがよい(下限は、0質量%を超え、好ましくは5質量%以上である)。造粒粒子の含水率が重合ゲルのそれよりも極端に高くなると、重合ゲルと共に乾燥する際に部分的に乾燥が不完全となる恐れがある。本製造方法の発明者が得た知見によると、従来の技術においては、含水率の低い造粒粒子を重合ゲルと共に乾燥すると、得られる吸水性樹脂の残存モノマー量がより顕著に増加する傾向があり、残存モノマーの観点からは後の乾燥工程で負荷がかかったとしても造粒粒子の含水率は高くしておく必要があったのであるが、本製造方法によれば含水率を比較的低くしても残存モノマーを充分に低減することが可能であり、含水率が前記範囲である場合により本製造方法の適用が有意となる。
前記微粉とは、本製造方法で得ようとする吸水性樹脂の粒径よりも小さい粒径を有するものであり、前述したように従来は通常、廃棄物として処理されていたものである。一般に、吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)(JIS標準篩分級により規定)は200〜800μmであることが好ましく、例えば、本製造方法で得られる吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)は200〜450μmであることが好ましい。前記微粉は、得られる吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)が前述した所望の範囲になるよう除かれた残存物であり、具体的には、前述したように、質量平均粒子径(D50)が10〜150μmの範囲内である。好ましくは、実質150μm未満の粒子径(JIS標準篩分級により規定)を有する粒子を、70〜100質量%、さらには90〜100質量%含んでいることが望ましい。また、微粉の形状としては、造粒強度の面から、逆相懸濁重合で得られた球形よりも、水溶液重合で得られた不定形のものが好ましい。また、前記微粉は、吸水性樹脂の製造において一般的に行われている表面架橋処理が施されたものであってもよいし、施されていないものであってもよいし、それらの混合物であってもよい。
なお、前記造粒には、吸水性樹脂の製造において得られる全ての微粉を供することができる。通常は、分級工程で得られた微粉が主として用いられるが、該分級工程で得られた微粉のみならず、例えば、各製造工程中のバックフィルターなどで取り除かれた微粉を前記造粒に用いてもよく、また、別々の工程で得られた微粉や別の製造過程(別の製造装置)で得られた微粉を混合して用いることもできる。また、前記微粉は、共に乾燥する重合ゲルと同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよいが、好ましくは、共に乾燥する重合ゲルに由来する同一組成の微粉を用いるのがよい。
前記微粉の温度は、水性液との混合性や乾燥効率などの点から、35℃以上であることが好ましく、40〜100℃であることがより好ましく、45〜80℃であることがさらに好ましい。微粉の温度は、吸水性樹脂の製造の各過程で、保温、加熱、冷却することなどで適宜調整すればよい。
前記微粉を造粒する際に用いる水性液は、溶媒に前記必須添加剤が溶解したものであり、該溶媒としては、特に限定されないが、例えば、水や、親水性有機溶剤(例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等)を含んだ水溶液などが挙げられる。物性や造粒強度の面から、好ましくは90〜100質量%、より好ましくは99〜100質量%の範囲内が水であることが好ましく、水のみからなることが特に好ましい。また、前記水性液には、本製造方法の効果を損なわない範囲で、架橋剤、キレート剤、界面活性剤などの他の添加剤を少量含有させることもできる。例えば、架橋剤としては、後述する種類の表面架橋剤を用いることができ、水性液に架橋剤を含有させることで、水可溶成分の低減や造粒強度の向上が期待できる。
前記水性液に含有される前記必須添加剤として用いることのできる熱分解型ラジカル重合開始剤としては、造粒粒子と重合ゲルとを共存させて乾燥する際に分解してモノマーと反応しうるものであれば、特に制限されないが、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩などが挙げられる。これらの中でも、過酸化物が好ましく、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩が特に好ましい。これら熱分解型ラジカル重合開始剤は1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。
前記水性液に含有される前記必須添加剤として用いることのできる酸化剤としては、造粒粒子と重合ゲルとを共存させて乾燥する際にモノマーと反応しうるものであれば、特に制限されないが、例えば、塩素酸塩、臭素酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩などの無機酸化剤、前記熱分解型ラジカル重合開始剤としても例示した過硫酸塩や過酸化水素、t−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル等の無機過酸化物あるいは有機過酸化物などが挙げられる。これらの中でも、過硫酸塩、過酸化水素が好ましく、過硫酸塩が特に好ましい。これら酸化剤は1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。
前記水性液に含有される前記必須添加剤として用いることのできる還元剤としては、造粒粒子と重合ゲルとを共存させて乾燥する際にモノマーと反応しうるものであれば、有機系還元剤であっても無機系還元剤であってもよく、特に制限されないが、好ましくは無機系還元剤がよく、特に、イオウ系、リン系、窒素系還元剤が好適である。具体的には、例えば、亜硫酸塩(例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモニウム等)、亜硫酸水素塩(例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム等)、ピロ亜硫酸塩、亜二チオン酸塩、三チオン酸塩、四チオン酸塩、チオ硫酸塩、亜硝酸塩、ジメチルスルホキサイド、二酸化チオ尿素、亜リン酸塩、アミノ酸やエタノールアミン等の窒素含有有機化合物などが挙げられる。これらの中でも、イオウ系還元剤、特に、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜二チオン酸塩が好ましく、それらの塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が好ましく挙げられる。中でも、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムが特に好ましい。これら還元剤は1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。
前記必須添加剤としては、前述したなかでも、熱分解型ラジカル重合開始剤が好ましく、特に、過硫酸塩を必須とすることが、優れた残存モノマー低減効果を発揮しうる点で好ましい。
前記水性液中の前記必須添加剤の含有量は、特に限定されないが、通常、微粉に対して0.0001〜1質量%であることが好ましい。0.0001質量%未満であると、充分に残存モノマーを低減できない恐れがあり、一方、1質量%を超えると、乾燥後に得られる最終的な吸水性樹脂に着色が生じる恐れがある。
また、前記必須添加剤(特に、熱分解型ラジカル重合開始剤)は、重合工程において使用されることがある。その場合、前記水性液中の前記必須添加剤の含有量は、通常、造粒前の微粉の単位質量当たりに対する量が、重合工程で添加される必須添加剤の量(モノマー成分の単位質量当たりに対する量)の1〜500質量%であることが好ましく、5〜400質量%であることがより好ましく、10〜300質量%であることがさらに好ましい。重合工程で添加される必須添加剤に対する水性液中に含有させる必須添加剤の比率が前記範囲を外れると、本製造方法の効果を発揮しえないことになる。なお、前述のような場合(すなわち、重合工程において前記必須添加剤が使用される場合)、重合工程で添加される必須添加剤と水性液中に含有させる必須添加剤とは、同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
なお、本製造方法の特徴は前記必須添加剤を水性液に含有させることであり、この場合に比べて添加量に対する効果は低いものの、前記必須添加剤(特に熱分解型ラジカル重合開始剤)を、例えば、乾燥工程に供する前の重合ゲルに添加したり、粉砕工程に供する前の乾燥物(乾燥した重合ゲル)に添加したりするなど、水性液に添加する以外に別途、本製造方法における任意の工程において添加してもよい。
前記水性液の使用量は、特に制限されないが、微粉100質量部に対し、25質量部以上、280質量部以下とすることが好ましい。より好ましくは200質量部以下、さらに好ましくは150質量部以下である。水性液の使用量が280質量部を超えると、一体化した巨大なゲル状物が得られることとなり、該ゲル状物をさらに乾燥、粉砕して造粒粒子とする必要が生じ、しかも乾燥に多大な負荷がかかることになる。一方、水性液の使用量が25質量部よりも少ない場合、造粒強度が不充分になり、最終製品において優れた特性を発揮することができなくなるおそれがあるとともに、混合が不均一になり造粒が困難になるおそれがある。
前記微粉を造粒するに際しては、前記微粉と前記水性液とを混合すればよいのであるが、特に、前記造粒に際し、前記水性液を予め加熱しておくことが好ましく、さらに、該加熱した水性液と前記微粉とを高速混合することにより造粒することが、好ましい態様である。これにより、一体化した巨大なゲル状物ではなく、直接粒径が制御された造粒粒子を得ることができ、その結果、ゲル状物をさらに乾燥、粉砕して造粒粒子とする必要がなくなるとともに、一体化した巨大なゲル状物が得られる場合に生じる問題、すなわち、混合に巨大な力が必要なったり、ゲル状の塊が混練状態となったりするため、主鎖の切断や絡まりなどによって、吸水性樹脂自身が劣化するという問題を回避することができる。
前記造粒の好ましい態様において、水性液の加熱の際の温度は、通常40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上である。また、該温度の上限は水性液の沸点以下であり、沸点は塩類や他の溶媒の添加、圧力(減圧・加圧)などを変化させて種々調整してよいが、温度が100℃を超えても大きな変化はないため、通常、100℃以下で行われる。なお、水性液を予め加熱しておく場合には、前記必須添加剤は、別途、室温または冷却下で比較的濃度の高い水溶液としておき、微粉との混合直前に、加熱しておいた比較的多量の水性液残部と混合することが好ましい。
前記造粒の好ましい態様においては、予め水性液を加熱することに加え、さらに、微粉自体も加熱されていることが好ましい。この微粉の加熱の際の温度も、通常、40℃以上、好ましくは50℃以上であり、100℃を超えても大きな変化はないため、通常、100℃以下で行われる。なお、微粉自体を加熱しておく場合、その手段は特に制限されず、例えば、乾燥による加熱ののち保温することにより行ってもよいし、別途外部から加熱するようにしてもよい。
前記造粒の好ましい態様において、加熱された水性液と微粉とを高速混合するに際し、高速混合とは、水性液と微粉との混合が完了し、造粒粒子が生成する時間が短時間であることを意味する。すなわち、水性液と微粉との接触時点から造粒粒子が生成するまでの時間、言い換えれば混合時間が短時間であるということである。該混合時間は、好ましくは3分以下、より好ましくは1分以下であり、1秒から60秒が最も好ましい。混合時間が長い場合には、水性液と微粉との均一な混合が困難となり一体化した巨大なゲル状物となりやすい。また、混合時間が長いと、生じた造粒粒子を重合ゲルとともに乾燥工程に供するまでの間に、水性液中に含有させた前記必須添加剤が分解してしまい、乾燥工程において充分な量の必須添加剤が存在しえないこととなる恐れがある。さらに、混合完了後に、混合を長時間続けると、得られる吸水性樹脂の水可溶分の増加や加圧下吸水倍率の低下など、吸水性樹脂の性能低下を招く場合もある。
高速混合を達成するための手段としては、加熱された水性液を攪拌中の微粉に一気に投入することが挙げられる。すなわち、水性液を、例えば噴霧する等の方法で徐々に添加する場合には、途中で微粉が大きな凝集塊となったり、混練されたりして、吸水性樹脂の劣化を生じるおそれがある。加熱された水性液の投入時間が、60秒以下であることが好ましく、30秒以下であることがさらに好ましく、10秒以下であることが最も好ましい。また、高速混合を達成するための手段として、上記とは逆に、微粉を攪拌中の加熱された水性液に投入する方法も挙げられる。この場合は、微粉の投入時間が、60秒以下であることが好ましく、30秒以下であることがさらに好ましく、10秒以下であることが最も好ましい。また、高速混合を達成するための手段として、微粉と加熱された水性液とを同時に一気に混合する方法も挙げられる。この場合は、両者の投入時間が、60秒以下であることが好ましく、30秒以下であることがさらに好ましく、10秒以下であることが最も好ましい。また、両者を連続的に同時に投入し、高速混合して、連続的に造粒粒子を得ることも可能である。なお、前記必須添加剤の分解を考慮すれば、造粒粒子と重合ゲルとを共存させて乾燥するまでの時間はできるだけ短い方が好ましく、重合工程で連続的に重合ゲルを得る場合、これに連続的に造粒粒子を混ぜ合わせて短時間に乾燥工程に送ることが好ましい態様である。
なお、生じた造粒物が造粒粒子であることは、光学顕微鏡によって個々の粒子が形状を保ったまま複数集まり凝集している事実や、吸液時に複数の不連続粒子として膨潤する事実で確認できる。
前記造粒粒子と前記重合ゲルとを共存させて乾燥するに際しては、前記重合ゲルの固形分率(%)と前記造粒粒子の固形分率(%)の差(もしくは、重合ゲルの含水率と造粒粒子の含水率の差)は、小さいほど好ましい。具体的には、通常、造粒粒子(造粒ゲル)の固形分率A(%)と、重合ゲルの固形分率B(%)との比(A/B)が、1/3以上3以下となっていることが好ましく、より好ましくは1/2以上2以下、さらに好ましくは2/3以上3/2以下、さらに好ましくは4.5/5.5以上5.5/4.5以下、特に好ましくは1(すなわち、実質同一の固形分率であること)がよい。重合ゲルの固形分率Bと造粒粒子の固形分率Aとの比(A/B)が前記範囲を外れると、混合した両者の乾燥が不均一になりやすく、どちらか一方が過乾燥あるいは未乾燥となり、製造上のトラブルや、品質上の問題を引き起こす恐れがある。
なお、「固形分」とは、ゲル状の吸水性樹脂(重合ゲルや造粒ゲル)から揮発成分(主に水)を除いた残渣、つまり吸水性樹脂の樹脂成分のことであり、本明細書においては、上記固形分の質量を「固形分量」と称し、揮発成分を含んだゲル状の吸水性樹脂の質量に対する上記固形分量の割合を「固形分率(%)」と表すこととする。また、「含水率」とは、ゲル状の吸水性樹脂に含まれる水の割合(%)であり、100%から前記固形分(%)を差し引いた値にほぼ相当する。
前記造粒粒子と前記重合ゲルとを共存させて乾燥するに際しては、前記造粒粒子と重合ゲルの割合(言い換えれば、重合工程で得られる重合ゲル中の固形分量に対する微粉のリサイクル量)は、前記造粒粒子(造粒ゲル)中の固形分量(造粒前の微粉の固形分量)が重合ゲル中の固形分量に対して、40質量%以下となるようにすることが好ましく、さらには35質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、となるようにすることが順に好ましい。なお、下限は、0質量%を超えていればよい。通常、重合工程で得られる重合ゲル中の固形分量に対する微粉のリサイクル量が40質量%を超えるようなことは、生産効率の点から現実的でないと言える。
微粉のリサイクル量が高くても40質量%であることを考慮すると、水性液に添加して使用される前記必須添加剤の量は、造粒粒子を重合ゲルと共に乾燥したのちに得られる吸水性樹脂全体に対しては非常に少なく、多くても0.3質量%未満にとどまり、十数質量%程度の微粉リサイクル量では0.1質量%未満となる。すなわち、使用する全ての必須添加剤を重合ゲルに添加して所望のレベルにまで残存モノマーを低減しようとする場合に比べ、水性液に前記必須添加剤を添加する本製造方法は、非常に少ない量の必須添加剤で前記所望のレベルまで残存モノマーを低減することができるのである。
本製造方法においては、造粒粒子と重合ゲルとを共存させて乾燥する。好ましくは、造粒粒子の少なくとも一部と重合ゲルの少なくとも一部とを接触させた状態で乾燥するのがよい。又は、好ましくは、造粒粒子を重合ゲルに混ぜ合わせて乾燥するのがよい。造粒粒子が重合ゲルに均質に混ざり合った状態で乾燥させてもよいし、造粒粒子が重合ゲルに軽く混ざった状態もしくは殆ど混ざり合っていない状態で乾燥させてもよい。すなわち、本製造方法においては、前述のように軽く混ざり合った状態もしくは殆ど混ざり合っていない状態で乾燥するだけで、特に均質に混合しなくても、残存モノマーの低減を十分に達成しうることができるのである。具体的には、例えば、乾燥工程を行う装置へと繋がる配管中あるいは搬送ベルト上などを流れる重合ゲルに対して、造粒粒子を同配管中に合流させたり同搬送ベルト上に供給させたりして、そのまま一緒に乾燥を行うだけで良いのである。重合ゲルに過硫酸塩等を添加して残存モノマーを低減する従来の技術においては、重合ゲル全体へ過硫酸塩等の添加剤を均質に分配することが重要となり、別途混合操作が必要になる場合もあることを考慮すると、この点で、残存モノマーの低減機構が異なると示唆される。すなわち、本製造方法においては、造粒粒子に含まれる前記必須添加剤が造粒粒子という形態で重合ゲルに均質に混合されて残存モノマー低減に作用するというわけではないと言え、乾燥中に何らかの効果を発揮しているものと考えられる。勿論、重合ゲルに対して造粒粒子を均一に混合したとしても何ら差し支えないことは言うまでもない。
上記の工程(特願2005−38123号に記載された工程)で得られた微粉の上記造粒ゲルは、その粒子が保持する残存モノマーは低減されている。したがって、前述した乾燥工程(上記造粒ゲルと上記重合ゲルとを共存させた乾燥工程)後に所望の粒度分布を得るために粉砕した際に、該粉砕工程で発生する造粒ゲル由来の微粉(再発生微粉)は、上記重合ゲルが乾燥・粉砕されて直接発生する微粉(処女微粉)に比べて、その残存モノマー量は低くなる。その結果、例えば粒子径300μm未満の細かい粒子のトータルの残存モノマー量が減るので、例えば300〜850μmの粒子と300μm未満の粒子との残存モノマー差が小さくなり、RMIが小さい本発明の吸水剤を得ることができる。
本発明の吸水性樹脂粒子中に含まれる、上記工程によって再生された吸水性樹脂の含有量は、好ましくは0〜50質量%、より好ましくは5〜40質量%、最も好ましくは10〜30質量%である。上記工程によって再生された吸水性樹脂を、本発明の吸水性樹脂粒子として用いた場合、再生されていないものと比べて表面積が大きいため、より速い吸水速度を有し、性能的に有利となる場合がある。
上記吸水性樹脂前駆体は、本発明の吸水剤を得るために、その嵩比重(JIS K−3362−1998年で規定)は0.40〜0.90g/ml、より好ましくは0.50〜0.80g/mlの範囲に調整される。また150〜600μmの粒子が全体の好ましくは90〜100質量%、より好ましくは95〜100質量%、さらに好ましくは98〜100質量%とされる。粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.20〜0.50、より好ましくは0.20〜0.45、特に好ましくは0.20〜0.40とされる。
なお、本発明で上記のようにして得られた吸水性樹脂前駆体は上記粒度に調整されるが、好ましくは表面架橋前の生理食塩水への無加圧吸収倍率が32g/g以上、より好ましくは35〜70g/g、さらに好ましくは40〜65g/g、特に好ましくは45〜60g/gとされる。吸収倍率の制御は、内部架橋剤等、前述の重合条件及び乾燥条件を制御して行えばよい。
上記のようにして得られた吸水性樹脂前駆体に対して、粒子表面近傍で架橋を施す表面架橋処理が行われる(第三工程)。かかる表面処理によって、本発明の吸水剤は、その無加圧下吸収倍率(CRC)を低下、好ましくは表面架橋前の無加圧下吸収倍率(CRC)の95〜50%、さらには90〜60%にまで低下させて得られる。
表面架橋剤としては、カルボキシル基との間でエステル結合を形成しうる表面架橋剤が好ましい。ポリカルボン酸系吸水性樹脂の官能基(カルボキシル基)とエステル結合(好ましくは脱水エステル結合)を形成する表面架橋剤としては、多価アルコール又はアミノアルコールなどの分子内に水酸基を有する表面架橋剤や、アルキレンカーボネート、オキサゾリジノン、オキセタン、エポキシ化合物などの開環によって水酸基を発生する表面架橋剤が例示される。
この表面架橋剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,3,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、meso−エリスリトール、D−ソルビトール、ソルビトール等の多価アルコール化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等のエポキシ化合物;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、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン等の多価アミン化合物及びこれらの無機塩又は有機塩(アジリジニウム塩等);2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の多価イソシアネート化合物;エピクロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポキシ化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリン化合物;N−アシルオキサゾリジノン、2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン化合物;1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,5−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,3−ジオキサン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン、4,6−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン、1,3−ジオキソパン−2−オン等のアルキレンカーボネート化合物;環状尿素化合物;オキセタン、2−メチルオキセタン、3−メチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン等のオキセタン化合物;亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジルコニウム等の水酸化物又は塩化物等の多価金属化合物等がある。これらの表面架橋剤の中でも、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物及びそれらの塩、オキセタン化合物並びにアルキレンカーボネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が好適である。より好ましくは、表面架橋剤は、炭素数3〜6で且つ分子内に含有する水酸基が2〜3の多価アルコール、炭素数6〜12のエポキシ化合物、炭素数3〜5のアルキレンカーボネート及び炭素数3〜10のオキセタン化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物である。これらの表面架橋剤は、1種又は2種類以上が反応性を考慮して用いられる。なお、表面架橋工程は、その効果を考慮して2回以上行ってもよく、その場合、2回目以降の工程は1回目と同一の表面架橋剤を用いて行ってもよく、異なる表面架橋剤を用いて行ってもよい。
表面架橋剤として用いられうるアミノアルコールとしては、上記以外に、エタノールアミンが挙げられる。
上記表面架橋剤の使用量は、用いる化合物やその組み合わせ等にもよるが、吸水性樹脂前駆体粉末100質量部に対して0.001質量部以上10質量部以下とするのが好ましく、下限は0.01質量部、上限は5質量部であるのが特に好ましい。この範囲で表面架橋剤を用いることにより、吸水性樹脂の表面近傍の架橋密度を内部よりも高くすることができる。表面架橋剤の使用量が10質量部を超える場合には、不経済となるばかりか、吸水剤における最適な架橋構造を形成する上で、架橋剤の量が過剰となるため、好ましくない。表面架橋剤の使用量が0.001質量部未満の場合には、加圧下吸収倍率等の吸水特性を向上させる上で、その改良効果が得られ難いため、好ましくない。表面架橋を施すに際しては、吸水性樹脂と表面架橋剤との混合にあたり、溶媒として水を用いるのが好ましい。水の使用量は、吸水性樹脂前駆体の種類や粒径、含水率等にもよるが、吸水性樹脂の固形分100質量部に対して、0質量部を超え、20質量部以下であるのが好ましく、0.5質量部以上10質量部以下とするのが好ましい。
表面架橋を施すに際しては、吸水性樹脂前駆体と表面架橋剤とを混合するときに、必要に応じて親水性有機溶媒を併用してもよい。ここで用いることが出来る親水性有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類がある。親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂前駆体の種類や粒径、含水率等にもよるが、吸水性樹脂前駆体粉末100質量部に対して、0質量部以上20質量部以下とするのが好ましく、0質量部以上10質量部以下にするのがより好ましく、異臭の原因となる可能性がある不純物の発生源を少なくする目的で、親水性有機溶媒を使用しない(実質0質量部)のが最も好ましい。
表面架橋を行うに際しては、水及び/又は親水性有機溶媒と表面架橋剤とを予め混合した後、次いで、その水溶液を吸水性樹脂前駆体に噴霧又は滴下混合する方法が好ましく、噴霧混合する方法がより好ましい。噴霧される液滴の大きさは、平均粒子径で0.1〜300μmの範囲内が好ましく、0.1〜200μmの範囲がより好ましい。
吸水性樹脂前駆体と上記表面架橋剤、水及び親水性有機溶媒を混合する際に用いられる混合装置としては両者を均一かつ確実に混合するために、大きな混合力を備えているのが好ましい。上記の混合装置としては例えば円筒型混合機、二重壁円錐混合機、高速攪拌型混合機、V字型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、双腕型ニーダー、粉砕型ニーダー、回転式混合機、気流型混合機、タービュライザー、バッチ式レディゲミキサー、連続式レディゲミキサー等が好適である。
表面架橋を施すに際しては、吸水性樹脂前駆体と表面架橋剤とが混合された後、さらに加熱処理が行われ、吸水性樹脂前駆体の表面近傍を架橋させることにより、吸水性樹脂が得られる。すなわち、吸水性樹脂前駆体の表面近傍で架橋剤を反応させるには、架橋剤の反応性、製造装置の簡易性、生産性を考慮すると、加熱処理を行うのが好ましいのである。加熱処理の処理温度は、用いる架橋剤にもよるが、材料温度で80℃以上250℃以下であるのが好ましい。処理温度が80℃未満の場合には、加熱処理に時間がかかるので、生産性の低下を引き起こすのみならず、均一な表面架橋が達成されず、加圧下の吸収特性の低下、表面架橋剤の残存を招き易いため、好ましくない。また、処理温度が250℃を超える場合、吸水性樹脂前駆体自体が熱劣化を引き起こすおそれがあるため、好ましくない。
上記加熱処理を行う装置としては、公知の乾燥機又は加熱炉が用いられる。例えば、伝導伝熱型、輻射伝熱型、熱風伝熱型、誘電加熱型の乾燥機又は加熱炉が好適である。具体的には、ベルト式、溝型攪拌式、スクリュー式、回転型、円盤型、捏和型、流動層式、気流式、赤外線型、電子線型の乾燥機又は加熱炉が挙げられる。
なお、上記加熱処理以降のプロセスで受けるダメージにより微粉が再度発生することがあるが、これは、最終製品になるまでの間にさらに分級工程を設けることにより取り除かれて、熱処理前の粉砕粒子の分級工程から得られる微粉とともに微粒子の大粒径化工程(造粒工程;前述した、より大きな粒子又は粒子状凝集物に再生する工程)に供されるのが好ましい。大粒径化工程に供される該微粉については、熱処理前の微粉量に対する熱処理後の微粉量の比率が5質量%以下となっているのが好ましく、3質量%以下となっているのがより好ましい。熱処理後の微粉量の比率が5質量%を超えると、大粒径化粒子の強度が低下する傾向があり、吸収倍率も低下する傾向があるため、好ましくない。
上記のようにして得られた吸水性樹脂に対して、必要により、硫黄含有還元剤を含む水溶液が噴霧添加される(第四工程)。特に、前記した残存モノマーを多量に含有する微粒子を回収する工程において、該微粒子の残存モノマーを低減して回収する技術(特願2005−38123の技術)を用いずに、残存モノマー量が低く且つ粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さい吸水剤を得る為には、この方法が用いられ得る。
上記表面架橋によって少量の水溶液を粒子表面及び微粒子に選択的、かつ優先的に添加できるという特徴を有する。上記水溶液中には、後述するキレート剤、植物成分、抗菌剤、水溶性高分子、無機塩等が含まれ得る。硫黄含有還元剤が溶解される水の量は、吸水性樹脂100質量部に対して、0.5質量部以上15質量部以下とされ、より好ましくは1質量部以上12質量部以下とされ、より好ましくは1質量部以上10質量部以下とされ、特に好ましくは1質量部以上5質量部以下とされる。水の量が上記の下限0.5質量部未満である場合、該硫黄含有還元剤を含む水溶液を均一に吸水性樹脂に混合するのが困難になり、また、上限15質量部を超える場合には、後述する所望の含水率に調整する際に必要以上の乾燥エネルギーを必要とするため、不経済であり、好ましくない。また、該水溶液混合後の混合物の取り扱いが困難になるため、安定生産の観点からも好ましくない。さらには、上限15質量部を超える場合、所望の含水率に短時間で調製するために高温乾燥を行った際に不快臭が発生する可能性がある。加えて、上限15質量部以上の水を加えると、吸水性樹脂は強固に凝集するため、乾燥後に粉砕が必要となる。この再粉砕工程により、既に形成された表面架橋層が破壊され、所望の加圧下吸収倍率が得られない恐れがある。
また、硫黄含有還元剤の量は、吸水性樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上10質量部以下とされるのが好ましく、0.1質量部以上8質量部以下とされるのが好ましい。硫黄含有還元剤の使用量が上記の下限0.05質量部未満である場合には所望の残存モノマー低減効果が得られないおそれがあり、また、上限10質量部を超える場合には、必要とする残存モノマー低減効果に対し過剰の添加量となり、物性の低下を伴う場合もあり、さらにコスト的に不経済である。また、硫黄含有還元剤を含む添加剤は、水溶液に対して0.001質量%以上50質量%以下とされるのが好ましい。本発明では粒子の表面及び微粒子に選択的、かつ優先的に添加するので、少量で十分であり、物性も低下しない。
この硫黄含有還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸アンモニウム、チオ硫酸マグネシウム、システイン、シスチン等があり、これらのうちの1種又は2種以上が使用され得る。これらのうち残存モノマー低減効果とコスト面とから考えると、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩が好ましい。
硫黄含有還元剤を含む水溶液は、吸水性樹脂に液滴状態で供給され混合され得るが、噴霧により微細な液滴径に制御されて混合される方がより好ましい。噴霧される液滴の平均粒子径は、0.1μm以上300μm以下であるのが好ましく、上限は200μmであるのがより好ましい。液滴の平均粒子径が0.1μm未満であっても特に問題はないが、選択出来るスプレーノズルが制限され、装置選択の上で非常に高価な装置設計となるおそれがあるため、一般的ではない。また、液滴の平均粒子径が300μmを超える場合には該水溶液の単位量当たりの液滴数が少なくなるため、混合される吸水性樹脂との遭遇確率が低下して均一に混合されず、残存モノマー量の低減効果はあっても、粒子間の残存モノマー量にばらつきが生じ、所望の残存モノマー粒度指数が得られないことになる。
上記水溶液の添加に用いられる混合装置は、大きな混合力を備えているのが好ましい。この混合装置としては、例えば、円筒型混合機、二重壁円錐混合機、高速攪拌型混合機、V字型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、双腕型ニーダー、粉砕型ニーダー、回転式混合機、気流型混合機、タービュライザー、バッチ式レディゲミキサー、連続式レディゲミキサー等が挙げられる。
なお、上記水溶液を噴霧添加するに際し、上記硫黄含有還元剤を含む水溶液に、さらに後述するキレート剤、植物成分、抗菌剤、水溶性高分子、無機塩等の他の添加剤を含んでもよい。その場合の添加剤の含有量は、必要により適宜選択されるが、該水溶液の0.001質量%以上50質量%以下にする。上記キレート剤としては、Fe及びCuに対するイオン封鎖能やキレート能が高いキレート剤が好ましく、具体的にはFeイオンに対する安定度定数が10以上のキレート剤、好ましくは20以上のキレート剤、さらに好ましくはアミノ多価カルボン酸及びその塩、特に好ましくはカルボキシル基を3個以上有するアミノカルボン酸及びその塩が挙げられる。これら多価カルボン酸は、具体的には、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸、シクロヘキサン−1,2−ジアミンテトラ酢酸、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、エチレングリコールジエチルエーテルジアミンテトラ酢酸、エチレンジアミンテトラプロピオン酢酸、N−アルキル−N’−カルボキシメチルアスパラギン酸、N−アルゲニル−N’−カルボキシメチルアスパラギン酸及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩又はアミン塩が挙げられる。塩は完全中和でもよく、部分中和でもよく、混合物でもよい。中でも、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸及びその塩が最も好ましい。また、その使用量は吸水性樹脂100質量部に対して通常、0.00001〜10質量部、好ましくは0.0001〜1質量部である。
上記の植物成分は、消臭性を発揮するために、吸水性樹脂100質量部に対して0〜10質量部、好ましくは0.001〜5質量部、さらに好ましくは0.002〜3質量部の範囲で配合し得る。本発明において用いることが出来る植物成分は、好ましくはポリフェノール、フラボン及びその類、カフェインから選ばれる少なくとも1種の化合物であるのが好ましく、タンニン、タンニン酸、五倍子、没食子及び没食子酸から選ばれる少なくとも1種の化合物であるのがさらに好ましい。また、上記の抗菌剤としては、抗菌性を有するこれまでの公知の抗菌剤であり、特に限定されないが、例えば特開平11−267500号公報記載の抗菌剤が挙げられる。
硫黄含有還元剤を含む水溶液を添加された上記吸水性樹脂に対しては、加熱乾燥処理が行われ、造粒形態の吸水剤が得られる(第五工程)。造粒強度の観点から、加熱処理は、180℃で3時間加熱したときの乾燥減量を乾燥前の質量で除して規定される含水率が1質量%以上15質量%以下である状態になるように行われる。含水率の下限は2質量%、特に2.5質量%が好ましく、上限は13質量%、特に12質量%が好ましい。
加熱には熱風等気流の熱媒が使用され、加熱温度(熱媒温度又は材料温度)は、40℃以上120℃以下であるのが好ましく、下限が50℃、上限が100℃であるのがより好ましい。加熱時間は、1分以上2時間以下であるのが好ましい。加熱温度と加熱時間との組み合わせとして、60℃で0.1〜1.5時間、100℃で0.1〜1時間等の好適な例がある。上記の範囲外である場合、低温短時間側で範囲外である場合には、得られる吸水剤の表面状態が湿潤状態にあるため粘着性が強く、粉体としての取り扱いが困難になるため好ましくない。また、高温長時間側で範囲外である場合には、エネルギー的に不経済であるばかりでなく、吸水剤に僅かに残存する表面架橋剤に起因する架橋反応が進行し、吸収倍率を低下させるおそれがあるため好ましくない。
上記水溶液の添加と加熱とは同一の装置で行なってもよく、異なる装置で行なってもよい。加熱は温度及び含水率が所定範囲に制御できるのであれば、攪拌してもよく、静置(無攪拌)でもよいが、静置して弱いブロック状に硬化させるのが好ましい。加熱は、上記水溶液を添加した吸水性樹脂を1〜100cm程度の厚みに積層して行われる。厚みの下限は5cm、特に10cmが好ましく、上限は80cm、特に70cmが好ましい。硬化された吸水剤は必要によりさらに粉砕、又は分級されて、本発明に係る吸水剤が得られる。なお、上記硬化とは、上記加熱処理工程により吸水剤粒子の表面の湿潤性をなくし、粉体化する操作のことと定義される。
本発明ではさらに、上記したキレート剤、植物成分、抗菌剤以外にも、下記の(A)植物成分、(B)有機酸の多価金属塩、(C)無機微粒子((D)複合含水酸化物を含む)等を微量成分として添加し、これにより本発明の吸水剤に種々の機能を付与させることも出来る。
これら(A)〜(D)及び(E)その他の添加剤の使用量は、目的及び付加機能によっても異なるが、通常、その1種類の添加量として、吸水性樹脂100質量部に対して0〜10質量部、好ましくは0.001〜5質量部、さらに好ましくは0.002〜3質量部の範囲である。通常、0.001質量部より少ないと十分な効果及び付加機能が得られず、10質量部以上の場合は添加量に見合った効果が得られないか、吸水性能の低下を招くことがある。
(A)植物成分
本発明に係る吸水剤は、消臭性を発揮させるために、上記量で植物成分を配合することが出来る。上記した植物成分以外の植物成分を含んだ植物としては、例えば、ツバキ科の植物ではツバキ、ヒカサキ、モッコク等が挙げられ、イネ科の植物ではイネ、ササ、竹、トウモロコシ、麦等が挙げられ、アカネ科の植物ではコーヒー等が挙げられる。本発明において用いられる植物成分の形態としては植物から抽出したエキス(精油)、植物自体、植物加工業や食物加工業における製造工程で副生する植物滓及び抽出滓等が挙げられるが、特に限定されない。
(B)多価金属塩
本発明に係る吸水剤は、粉体流動性の向上、吸湿時のブロッキング防止のために上記量で多価金属塩、特に有機酸の多価金属塩を配合することが出来る。用いられる有機酸の多価金属塩や混合方法は、例えば、国際出願番号PCT/2004/JP1355に例示されており、本発明に用いられる、炭素数が分子内に7個以上ある有機酸の多価金属塩としては、脂肪酸、石油酸、高分子酸等のアルカリ金属塩以外の金属塩がある。該有機酸の多価金属塩を構成する有機酸としては、カプロン酸、オクチル酸、オクチン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の長鎖又は分枝の脂肪酸、安息香酸、ミリスチシン酸、ナフテン酸、ナフトエ酸、ナフトキシ酢酸等の石油酸、ポリ(メタ)アクリル酸、やポリスルホン酸等の高分子酸が例示出来るが、分子内にカルボキシル基を有する有機酸であるのが好ましく、より好ましくはカプロン酸、オクチル酸、オクチン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、牛脂肪酸やヒマシ硬化脂肪酸等の脂肪酸である。さらに好ましくは分子内に不飽和結合を有しない脂肪酸で、例えば、カプロン酸、オクチル酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸である。最も好ましくは、炭素数が12個以上で分子内に不飽和結合を有しない長鎖脂肪酸で、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸である。
(C)無機微粒子
本発明に係る吸水剤は、吸湿時のブロッキング防止のために無機微粒子、特に水不溶性無機微粒子を配合することが出来る。本発明に使用される無機粉末としては、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及び珪酸(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0.001〜200μmの二酸化珪素及び珪酸(塩)がさらに好ましい。
(D)複合含水酸化物
本発明に係る吸水剤は、優れた吸湿流動性(吸水性樹脂又は吸水剤が吸湿した後の粉体の流動性)を示し、さらに、優れた消臭機能を発揮させるために亜鉛と珪素、又は亜鉛とアルミニウムを含む複合含水酸化物を配合することが出来る。
例えば、上記製造方法を一例として得られる、本発明に係る吸水剤は、後述するHPLC(高速液体クロマトグラフィー)による定量により求められる残存モノマー量が、0以上500ppm以下である。好ましくは0以上400ppm以下、より好ましくは0以上300ppm以下、より好ましくは0以上250ppm以下、より好ましくは0以上200ppm以下、さらに好ましくは0以上150ppm以下、特に好ましくは0以上100ppm以下である。上記重合に使用されるモノマーの主成分がアクリル酸及び/又はその塩である場合、未反応のアクリル酸及び/又はその塩の含有量が500ppm以下である。本発明の吸水剤の残存モノマー量が500ppmを超えると、実際にオムツ等の吸収性物品に使用した際の人尿吸収後、膨潤時に異臭が生じるおそれがあり、また、使用者の肌との接触の可能性を考慮すると、衛生面からも問題がある。また、吸収性物品の製造現場における粉体飛散により、作業者の健康へ悪影響を及ぼすおそれも懸念されるため、好ましくない。
例えば、上記製造方法を一例として得られる、本発明に係る吸水剤の下記数式(1)で求められる残存モノマー粒度指数(RMI)は0.30以下である。好ましくは、0以上0.26以下、より好ましくは、0以上0.20以下、さらに好ましくは、0以上0.15以下、特に好ましくは、0以上0.10以下である。
RMI=|RM−RM|/RM ・・・(1)
但し、RMは吸水剤を構成する粒子のうち300μm未満の粒子径を有する吸水剤の残存モノマー量、RMは吸水剤を構成する粒子のうち粒子径が300〜850μmの粒子径を有する吸水剤の残存モノマー量、RMは吸水剤の残存モノマー量を示す。なお、RMが0であるとき、RMIは0とする。
ここで、残存モノマー粒度指数は、吸水剤を850μm、300μmのJIS標準ふるい及び受け皿を用いて分級篩い分けし、粒子径が300μm未満である粒子、及び粒子径が300〜850μmである粒子それぞれにつき残存モノマー量を求めて、上記の通り求めた吸水剤の残存モノマー値と共に数式(1)に代入することにより求められる。この残存モノマー粒度指数が0.30を超えると、吸水剤の粒度間で残存モノマー量にばらつきがあることになり、この吸水剤を吸収性物品に使用した場合に、粒度偏析に起因する吸水剤の粒度分布の差に基づいて残存モノマー量にばらつきが生じることになるため、好ましくない。
本発明の吸水剤は、後述する方法で測定される、生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が30g/g以上であるのが好ましい。無加圧下吸収倍率が30g/g未満であると、オムツ等の吸収性物品に使用したときに高吸収特性を示さないおそれがあり、一方、上限に制限はないが、製造上の困難及びコストの観点から60g/g程度で充分と考えられる。より好ましくは31g/g以上55g/g以下、特に好ましくは32g/g以上50g/g以下である。なお、本発明の吸水剤の無加圧下吸収倍率(CRC)を30g/g以上に制御する場合には、上記第四工程において硫黄含有還元剤を含む水溶液を添加される前の吸水性樹脂、すなわち上記第三工程で得られる表面架橋された吸水性樹脂が、該水溶液の添加量分の吸水能力が低下することを見越して、30g/g以上に制御されるべきである。
本発明の吸水性樹脂は、後述する方法で測定される、生理食塩水の4.8kPa加圧下での高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)が20g/g以上であるのが好ましい。この高加圧下吸収倍率が20g/g未満であると、オムツ等の吸収性物品に使用したときに高吸収特性を示さないおそれがあり、上限には制限はないが、製造上の困難及びコストの観点から35g/g程度で充分と考えられる。より好ましくは21g/g以上、特に好ましくは22g/g以上である。
なお、本発明の吸水剤の高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)を20g/g以上に制御する場合には、上記第四工程において硫黄含有還元剤を含む水溶液を添加される前の吸水性樹脂、すなわち上記第三工程で得られる表面架橋された吸水性樹脂が、該水溶液の添加量分の吸水能力が低下することを見越して、20g/g以上に制御されるべきである。
上記の無加圧下吸収倍率が30g/g以上で、かつ高加圧下吸収倍率が20g/g以上に制御された本発明の吸水剤は、ゲル強度が比較的高くなる場合が多い。従って、吸収性物品に使用される場合、特に、吸水剤と親水性繊維を主成分として構成される吸収性物品において、吸水剤と親水性繊維との合計質量に対する吸水剤の含有量(コア濃度)が高い吸収性物品に好適に使用される。その場合のコア濃度は、好ましくは30〜100質量%、より好ましくは40〜90質量%、最も好ましくは50〜80質量%である。
本発明の吸水剤は、上記の無加圧下吸収倍率が30g/g以上で、かつ高加圧下吸収倍率が20g/g以上であるように制御するのを任意とした場合、別のパラメーターとして、上記無加圧下吸収倍率(CRC)、及び後述する方法により測定される1.9kPa加圧下の単層加圧下吸収倍率(SAAP)を下記数式(2)に代入して算出される、生理食塩水に対するトータル吸収倍率(TAC)が65g/g以上であるのが好ましい。より好ましくは67g/g以上、特に好ましくは70g/g以上である。このトータル吸収倍率が65g/g未満であると、オムツ等の吸収性物品に使用したときに高吸収特性を示さないおそれがあるため好ましくない。なお、上限に制限はないが、製造上の困難及びコストの観点から100g/g程度で充分であると考えられる。
TAC(g/g)=CRC+SAAP ・・・(2)
但し、CRCは無加圧下吸収倍率(g/g)、SAAP(Single-layer AAP)は1.9kPa加圧下での単層加圧下吸収倍率(g/g)を示す。
なお、本発明の吸水剤のトータル吸収倍率(TAC)を65g/g以上に制御する場合は、上記第四工程において硫黄含有還元剤を含む水溶液を添加される前の吸水性樹脂、すなわち上記第三工程で得られる表面架橋された吸水性樹脂が、該水溶液の添加量分の吸水能力が低下することを見越して、65g/g以上に制御されるべきである。
上記の生理食塩水に対するトータル吸収倍率が65g/g以上である吸水剤は、一般に、上記の無加圧下吸収倍率が30g/g以上で、かつ高加圧下吸収倍率が20g/g以上に制御された吸水剤と比べて、無加圧下吸収倍率が高い場合が多い。従って、少ない吸水剤で所望の吸収性物品の吸収容量が達成出来ることから、前述した吸収性物品で使用されるコア濃度より比較的低いコア濃度で使用されるのが好ましい。その場合のコア濃度は、好ましくは10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%、最も好ましくは30〜50質量%である。
なお、上記の無加圧下吸収倍率が30g/g以上で、かつ高加圧下吸収倍率が20g/g以上に制御した吸水剤と、トータル吸収倍率が65g/g以上である吸水剤とは、それぞれ別々にパラメーターを満たす吸水剤であってもよいが、同時に満たす吸水剤であってもよい。
本発明者は、従来知られていなかった吸水剤の残存モノマー量が粒度間で異なることを見出し、各粒度ごとの残存モノマー量の比較では、300μmの粒子径を境に残存モノマー量が大きく変化し、150μm前後の粒子径を境にさらに残存モノマー量が大きく変化することを見出した。従って、本発明の残存モノマー粒度指数を特定の範囲に制御するためには、粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子との質量比や、粒子径150μm未満の微粒子量といった粒度分布を厳密に制御することが重要となるのである。下記に示す具体的な範囲から外れると該残存モノマー粒度指数の制御が困難になる。
また、近年好まれる薄型の紙オムツ等の吸収性物品では、中に含まれる吸水剤の粒子径があまりにも大きい場合、例えば850μmを超える粒子径を有する粒子が多い場合、吸水剤のこの粗い粒子が装着者の皮膚を刺激し、装着者の不快感を増大させる。従って粒子径の粗い粒子があまりにも多い吸水剤は、吸収性物品にとって好ましくない。
さらには、吸水剤の粒度分布や質量平均粒子径は、吸水剤の表面積量と密接に関係している。吸水剤の表面積は、吸水剤と体液等の水性液体との接触面積に相当し、吸水剤の吸水挙動や上記した吸収能力に大きく影響を及ぼす。微粒子が多い場合には、ゲルブロッキングを引き起こして吸収性物品の吸収能力を低下させる可能性がある。また、吸収性物品の製造時の粉塵飛散により作業環境が悪化する可能性が高くなる。また一方で、粗い粒子が多いと、吸水剤の表面積低下による吸水速度低下で、吸収性物品の吸収能力を低下させるおそれがある。
このように、吸水剤の粒度分布の制御は、吸水剤の吸収能力制御の観点や吸収性物品の仕上がり、作業環境の観点からも重要である。従って、上記事情に鑑み、本発明の吸水剤は具体的には下記の範囲に厳密に制御される。
本発明の吸水剤は、粒子径850μm以下の粒子が吸水剤全体に対し95質量%以上であって、150μm未満の粒子の含有率が5質量%以下、好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下に制御されたものである。粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子との質量比は、5/95以上95/5以下であればよく、より好ましくは20/80以上80/20以下、さらに好ましくは30/70以上70/30以下である。さらに、粒子径が150μm以上600μm以下である粒子が、吸水剤全体に対して90質量%以上、さらには95質量%以上、特に98質量%以上に制御されているのが好ましい。
吸水剤の質量平均粒子径(D50)は、好ましくは200〜710μm、より好ましくは250〜600μm、特に好ましくは300〜500μmの範囲に狭く制御され、かつ、150μm未満の粒子の割合が0〜5質量%、好ましくは0〜3質量%、より好ましくは0〜2質量%、特に好ましくは0〜1質量%に制御される。なお、上記第四、第五工程による造粒後の吸水剤の質量平均粒子径は、造粒前の吸水性樹脂の質量平均粒子径に対して、5〜30%上昇している場合がある。その場合の上昇率は、下限が7%、特に9%、上限が25%、特に20%であるのがより好ましい。本発明の製造方法においては造粒工程を有するので、吸水剤は、質量平均粒子径が小さいにも関わらず、例えば粒子径150μm未満といった微粒子の含有量が少ないという特性を有する。
なお、この吸水剤の粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.20以上0.50以下に制御されている。上限は0.45、特に0.40とされるのがより好ましい。
本発明の吸水剤の嵩比重(JIS K−3362−1998年で規定される)は0.40g/ml以上0.90g/ml以下であるように制御されたものである。嵩比重の下限は、0.50g/ml、上限は0.80g/mlに制御されているのがより好ましい。
この吸水剤は、パルプ等、親水性繊維への固定性等から、好ましくは不定形破砕状を有する。なお、不定形破砕状とは粉砕物を示し、好ましくは水溶液重合における粉砕物であり、かつ、上記粒度分布を有するものである。
さらに、この吸水剤は、後述する測定方法で規定される硫黄系揮発成分の含有量が0〜2.5ppmであるのが好ましく、0〜2.0ppmであるのがより好ましく、0〜1.5ppmであるのがさらに好ましく、0〜1.0ppmであるのがさらにより好ましく、0ppm(検出できない)であるのが特に好ましい。上記上限2.5ppmを超えて硫黄系揮発成分が検出される場合、上記工程で添加した硫黄含有還元剤由来の臭気が膨潤したゲルから発生していることになる。その場合、実際に吸収性物品に使用されると装着者に不快感を与え、また、衛生上も好ましくない。
なお、残存モノマー量を低減すべく硫黄含有還元剤を含む水溶液を表面架橋処理後の吸水性樹脂に添加して吸水剤を得る場合、得られた吸水剤の硫黄系揮発成分量を上記範囲内に制御するだけでなく、得られる吸水剤の吸収特性にも十分注意しなければならない。これについて、以下に詳しく述べる。
得られる吸水剤の硫黄系揮発成分量を上記範囲内に制御するためには、該水溶液と表面架橋処理後の吸水性樹脂とをできるだけ均一に混合する必要があり、その手段としては、上記した大きな混合力を備えた混合装置を使用するのが好ましい。しかしながら、大きな混合力を備えた混合装置では、該装置から吸水性樹脂に与えられるプロセスダメージにより、予め形成された表面架橋層が破壊されることがある。特に、硫黄含有還元剤を含む水溶液が吸水性樹脂へ大きな液滴状態で供給され、かつ、吸水性樹脂との遭遇確率が低い場合、該液滴と接触できなかった吸水性樹脂は、混合装置内でいわゆる「空混合」され、熱処理工程で乾燥状態にある表面架橋層が混合装置壁面や攪拌部分によって削られる。その結果、得られる吸水剤としては、表面架橋の均一性が物性値を大きく左右する高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)の著しい低下を招き、特定の無加圧下吸収倍率(CRC)を有しながら高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)を特定レベルに維持した吸水剤を得ることは、これまで困難であった。すなわち、表面架橋された吸水性樹脂と硫黄含有還元剤とを含んでなる吸水剤において、特定の無加圧下吸収倍率(CRC)、特定の高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)を有しながら、同時に硫黄系揮発成分が特定範囲内に制御された吸水剤は従来存在し得なかったのである。
しかしながら、本発明の製造方法のように、表面架橋後の吸水性樹脂に硫黄含有還元剤を含む水溶液を添加する際、該水溶液を上記した好ましい液滴径の範囲で噴霧混合すれば、これまで得られなかった吸水剤、すなわち、無加圧下吸収倍率(CRC)が32g/g以上、高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)が20g/g以上でありながら、同時に硫黄系揮発成分量が0〜3ppmという極めて高度な範囲に制御された吸水剤を得ることが可能になった。しかも、該水溶液の添加により残存モノマー量が所望の範囲内に低減された吸水剤が得られる。本発明の製造方法で得られる吸水剤の吸収特性が高く維持される要因の詳細は不明であるが、上記の方法により吸水性樹脂と該水溶液の液滴との遭遇確率が高くなった結果、該吸水性樹脂の表面が僅かながら湿潤・膨潤状態になってゲル弾性が高まり、混合装置壁面や攪拌部分から与えられるプロセスダメージによっても表面架橋層が破壊されにくくなったためと推定される。
さらに、本発明の吸水剤のハンター白度は、70以上、好ましくは71以上、より好ましくは72以上であり、含水率は全体に対し1〜15質量%である。
本発明の吸水剤は、用途は特に限定されにないが、好ましくは、紙オムツ、生理ナプキン、失禁パット等の吸収性物品に使用され得る。特に、従来、吸水剤の原料由来の臭気、着色等が問題になっていた高濃度オムツ(1枚のオムツに多量の吸水性樹脂を使用したもの)に使用された場合、優れた性能が発揮される。
本発明の吸収性物品は、吸水剤、必要に応じ親水性繊維をシート状に成形して得られる吸収体、液透過性を有する表面シート、及び液不透過性を有する背面シートを備える吸収性物品である。上記親水性繊維を使用しない場合の吸収体は、紙及び/又は不織布に吸水剤を固定させることにより構成される。本発明の吸収性物品、特に子供用紙オムツ、大人用紙オムツや生理ナプキンは、例えば繊維基材と本発明の吸水剤とをブレンドないしサンドイッチすることで吸収体(吸収コア)を作製し、吸収コアを液透過性を有する基材(表面シート)と液不透過性を有する基材(背面シート)とでサンドイッチして、必要に応じて、弾性部材、拡散層、粘着テープ等を装備することで製造され得る。
この吸収性物品中の吸収体における吸水剤の含有量(コア濃度)は、10質量%以上が好ましく、20質量%以上であるのがより好ましく、30質量%以上であるのが特に好ましく、70質量%以上であるのが特に好ましい。また、上記吸収体は、密度が0.06g/cc以上0.50g/cc以下、坪量が0.01g/cm 以上0.20g/cm以下に圧縮成形されているのが好ましい。用いられ得る繊維基材としては、粉砕された木材パルプ、コットンリンター及び架橋セルロース繊維、レーヨン、綿、羊毛、アセテート、ビニロン等の親水性繊維等が挙げられ、好ましくは、これらがエアレイドされたものがよい。
本発明の吸収性物品は、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さい吸水剤を含むので、製品全体の残存モノマー量が低く、製品間の残存モノマー量のばらつきが小さい。残存モノマー量が低いので、吸収性物品が薄型であっても、衛生的である。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。なお、吸水剤の諸性能は以下の方法で測定した。吸水剤に代えて市販品の吸水性樹脂や吸水剤、オムツ等から取り出した吸水剤等の諸性能を測定する場合も、同様の測定方法を用いればよい。また、比較として市販品の吸水性樹脂や吸水剤、オムツ等から取り出した吸水剤で比較試験する際、流通過程で吸湿している場合、適宜、減圧乾燥(例、60〜80℃で16時間程度)して吸水剤の含水率を平衡(5質量%前後、2〜8質量%)にまで乾燥したのちに比較すればよい。
[吸水性樹脂(1)の調製]
75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(モノマー濃度38質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)4.0gを溶解させ、反応液とした。次に、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋をして構成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を25℃に保持しながら、反応液に窒素ガスを導入し、反応液中に溶存する酸素を追い出し、窒素ガス置換を行った。そして、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液28.3g及びL−アスコルビン酸の1質量%水溶液1.4gを添加したところ、1分後に重合が開始した。重合開始後17分で重合ピーク温度86℃を示し、重合開始後35分に、含水ゲル状ポリマーを取り出した。得られた含水ゲル状ポリマーは1〜4mmの粒子に細分化されており、この細分化されたポリマーを50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、160℃で60分間熱風乾燥した。次に、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き850μmと150μmの金網で分級することにより、吸水性樹脂前駆体としての不定形破砕状の架橋ポリマー粉末(a)を得た。
得られた架橋ポリマー粉末(a)100質量部に、プロピレングリコール0.5質量部と、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部と、1,4−ブタンジオール0.3質量部と、水2.7質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.53質量部をスプレーで噴霧混合した。この混合物を熱媒温度210℃の混合機で45分間加熱処理することにより吸水性樹脂(1)を得た。
[吸水性樹脂(2)の調製]
75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(モノマー濃度38質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)2.5gを溶解させ、反応液とした。次に、吸水性樹脂(1)の調製の場合と同一の反応器に上記反応液を供給し、反応液を25℃に保持しながら、反応液に窒素ガスを導入し、反応液中に溶存する酸素を追い出し、窒素ガス置換を行った。そして、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液28.3g及びL−アスコルビン酸の1質量%水溶液1.4gを添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。重合開始後17分で重合ピーク温度86℃を示し、重合開始後35分で含水ゲル状ポリマーを取り出した。得られた含水ゲル状ポリマーは約1〜6mmの粒子に細分化されており、この含水ゲル状ポリマーを上記と同様に乾燥・粉砕し、さらに目開き850μmと150μmの金網で分級することにより、吸水性樹脂前駆体としての不定形破砕状の架橋ポリマー粉末(b)を得た。
得られた架橋ポリマー粉末(b)100質量部に、上記と同一組成の表面架橋剤水溶液3.53質量部をスプレーで噴霧混合した。この混合物を熱媒温度195℃の混合機で40分間加熱処理することにより吸水性樹脂(2)を得た。
[吸水性樹脂(3)の調製]
75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液2000g(モノマー濃度35質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)1.7gを溶解させ、反応液とした。この反応液を、縦320mm×横220mm×高さ50mmの大きさのステンレス製バットに注入した。このときの反応液の高さは23mmであった。このステンレス製バットの上部を、窒素導入口、排気口及び重合開始剤投入口を備えるポリエチレンフィルムでシールした後、30℃のウォーターバスに入れ、反応液の温度を30℃に保持しながら、この反応液に窒素ガスを導入して、液中の溶存酸素を除去した。その後も、窒素ガスを反応容器の上部空間に導入し、反対側から排気し続けた。2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジハイドロクロリドの10質量%水溶液を1.6g、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液を1.6g、L−アスコルビン酸の1質量%を2.9g及び過酸化水素の3.5質量%水溶液を0.3g注入して、マグネティックスターラーで十分混合した。重合開始剤投入後1分で重合が開始したので、ステンレス製バットを液温12℃のウォーターバスに、底から10mmの高さまで浸かった状態で浸漬させるのを断続的に繰り返して、重合温度をコントロールした。重合開始後12分で重合ピーク74℃を示したので、ゲルを熟成するために液温60℃のウォーターバスに、底から10mmの高さまでステンレス製バットを浸け、20分間保持した。得られた含水ゲル状ポリマーを9.5mmの口径を有するダイスを付けたミートチョッパーで粉砕し、50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、160℃で60分間熱風乾燥した。次に、乾燥物をロールミルで粉砕し、さらに目開き850μm及び150μmの金網で分級することにより、吸水性樹脂前駆体としての不定形破砕状の架橋ポリマー(c)を得た。
得られた架橋ポリマー粉末(c)100質量部に、プロピレングリコール1質量部と、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部と、イソプロピルアルコール1質量部と、水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液5.03質量部をスプレーで噴霧混合した。この混合物を熱媒温度195℃の混合機で40分間加熱処理することにより吸水性樹脂(3)を得た。
[吸水性樹脂(4)の調製]
75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液5500g(モノマー濃度38質量%)に、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)4.0gを溶解させ、反応液とした。次に、シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付けて構成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を25℃に保持しながら、反応液に窒素ガスを導入し、反応液中に溶存する酸素を追い出し、窒素ガス置換を行った。そして、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液47.2g及びL−アスコルビン酸の1質量%水溶液1.4gを添加したところ、1分後に重合が開始した。重合開始後15分で重合ピーク温度92℃を示し、重合開始後35分で含水ゲル状ポリマーを取り出した。得られた含水ゲル状ポリマーは1〜4mmの粒子に細分化されていた。この細分化された含水ゲル状ポリマーを50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、160℃で60分間熱風乾燥した。次に、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き850μm及び150μmの金網で分級することにより、吸水性樹脂前駆体としての不定形破砕状の架橋ポリマー粉末(d)を得た。
得られた架橋ポリマー粉末(d)100質量部に、プロピレングリコール0.5質量部と、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.03質量部と、1,4−ブタンジオール0.3質量部と、水2.7質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.53質量部をスプレーで噴霧混合した。上記の混合物を熱媒温度210℃の混合機で45分間加熱処理することにより吸水性樹脂(4)を得た。
[実施例1]
上記のようにして得られた吸水性樹脂(1)100質量部に、水5質量部及び硫黄含有還元剤としての亜硫酸水素ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、試薬特級)1質量部からなる水溶液を噴霧添加した。噴霧添加は、空円錐ノズル1/4M−K010(株式会社いけうち製、液滴径70μm〜150μm)を用いて行った。得られた混合物を5cmの層状に積層し、雰囲気温度を80℃に設定した通気型熱風乾燥機に30分間静置して硬化させた。硬化処理された混合物を目開き850μmの金網に通すことにより、吸水剤(1)を得た。
[実施例2]
吸水性樹脂(1)100質量部に、水10質量部及び上記亜硫酸水素ナトリウム1質量部からなる水溶液を噴霧添加した。噴霧添加は、上記空円錐ノズル1/4M−K010(液滴径70μm〜150μm)を用いて行った。得られた混合物を5cmの層状に積層して、雰囲気温度を80℃に設定した通気型熱風乾燥機に30分間静置して硬化させた。硬化処理された混合物を目開き850μmの金網に通すことにより、吸水剤(2)を得た。
[比較例1]
吸水性樹脂(1)をそのまま比較用吸水剤(1)とした。
[比較例2]
吸水性樹脂(1)100質量部に、上記亜硫酸水素ナトリウム1質量部を粉体のまま添加し、十分に混合して、比較用吸水剤(2)を得た。
[実施例3]
上記のようにして得られた吸水性樹脂(2)100質量部に、水3質量部及び上記亜硫酸水素ナトリウム0.5質量部からなる水溶液を噴霧添加した。噴霧添加は、上記空円錐ノズル1/4M−K010(液滴径70μm〜150μm)を用いて行った。得られた混合物を5cmの層状に積層して、雰囲気温度を80℃に設定した通気型熱風乾燥機に30分間静置して硬化させた。硬化処理された混合物を目開き850μmの金網に通すことにより、吸水剤(3)を得た。
[実施例4]
吸水性樹脂(2)100質量部に、水10質量部及び上記亜硫酸水素ナトリウム1質量部からなる水溶液を噴霧添加した。噴霧添加は、上記空円錐ノズル1/4M−K010(液滴径70μm〜150μm)を用いて行った。得られた混合物を5cmの層状に積層して、雰囲気温度を80℃に設定した通気型熱風乾燥機に30分間静置して硬化させた。硬化処理された混合物を目開き850μmの金網に通すことにより、吸水剤(4)を得た。
[比較例3]
吸水性樹脂(2)を、そのまま比較用吸水剤(3)とした。
[実施例5]
上記のようにして得られた吸水性樹脂(3)100質量部に、水5質量部及び上記亜硫酸水素ナトリウム0.5質量部からなる水溶液を噴霧添加した。噴霧添加は、上記空円錐ノズル1/4M−K010(液滴径70μm〜150μm)を用いて行った。得られた混合物を5cmの層状に積層して、雰囲気温度を80℃に設定した通気型熱風乾燥機に30分間静置して硬化させた。硬化された混合物を目開き850μmの金網に通すことにより、吸水剤(5)を得た。
[比較例4〕
吸水性樹脂(3)を、そのまま比較用吸水剤(4)とした。
[実施例6]
実施例5において、水5質量部及び亜硫酸水素ナトリウム0.5質量部からなる水溶液を混合するときに、空円錐ノズルに換えて内径1mmの直管を用い、液滴径約2mmでこの水溶液を添加して混合した。その後は実施例5と同一の処理を行い、吸水剤(6)を得た。
[比較例5]
上記のようにして得られた吸水性樹脂(4)をそのまま比較用吸水剤(5)とした。
[実施例7に係る吸水剤(7)の調製]
75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液2000g(単量体濃度39質量%)に、ポリエチレングリコールアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数9)2.3gを溶解し反応液とした。得られた反応液を縦320mm×横220mm×高さ50mmのサイズのサイズのステンレス製バットに注入した。このときの反応液の厚みは23mmであった。該ステンレス製バットの上部を、窒素導入口、排気口及び重合開始剤投入口を備えるポリエチレンフィルムでシールした後、25℃のウォーターバスに漬け、反応液の温度を25℃に保持しながら、該反応液に窒素ガスを導入して、液中の溶存酸素を除去した。その後は、窒素ガスを反応容器の上部空間に導入し、反対側から排気し続けた。重合開始剤として、過硫酸ナトリウムの10質量%水溶液8.0gと、L−アスコルビン酸の1質量%水溶液1.4gとを注入して、マグネティックスターラーで十分混合した。重合開始剤投入後2分で重合が開始したので、ステンレス製バットを液温12℃のウォーターバスに、バットの底から10mmの高さまで浸ける操作を断続的に繰り返して、重合温度をコントロールした。重合開始後15分で重合ピーク85℃を示したので、ゲルを熟成するために液温60℃のウォーターバスに、バットの底から10mmの高さまで浸け20分間保持した。得られた含水ゲル状ポリマーを、9.5mmの口径を有するダイスを付けたミートチョッパー(株式会社平賀製作所製のNo.32型ミートチョッパー)で粉砕して粒子状の含水ゲル状ポリマー(重合ゲル)を得た。更に、この含水ゲル状ポリマー(重合ゲル)を50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、通気流回分式乾燥機(佐竹化学機械工業(株)製「形式71−S6」)を用いて180℃で30分間熱風乾燥した。次に、乾燥物をロールミルで粉砕するゲル粉砕工程を行い、粉砕物を目開き850μm及び150μmの金網で分級することにより、150μm〜850μmの粒子径を有する不定形破砕状の架橋重合体粉末(e)と、150μm未満の粒子径を有する架橋重合体粉末(f)とを得た。
上記の操作を繰り返すことにより、300gの架橋重合体粉末(f)を得た。得られた300gの架橋重合体粉末(f)を、80℃のウォーターバスで保温された5Lモルタルミキサー(西日本試験機製作所製)に入れ、該モルタルミキサーの撹拌羽根を60Hz/100Vで高速撹拌させながら、80℃とされた微粒子造粒用の水性液(s1)をモルタルミキサーに一気に投入した。なお投入された水性液(s1)は、80℃の水450gに過硫酸ナトリウム0.08gを溶解させて作製した水性液であり、作製直後に用いた。投入から10秒以内に微粉状の架橋重合体粉末(f)と水性液とが混合されて造粒物となり、水性液の投入から10分後に取り出すことにより、粒径3〜10mmの造粒ゲルが得られた。さらに、得られた造粒ゲル200gと、上記重合工程及び上記ゲル粉砕工程を繰り返して得られた粒子状の含水ゲル状ポリマー(重合ゲル)1800gとを、軽く混ぜ合わせた状態とし、これを50メッシュ(目の大きさ300μm)の金網上に広げ、通気流回分式乾燥機(佐竹化学機械工業(株)製「形式71−S6」)を用いて180℃で30分間熱風乾燥して乾燥物を得た。この乾燥物をロールミルで粉砕し、さらに目開き850μm及び150μmの金網で分級することにより、150μm〜850μmの粒子径を有する不定形破砕状の架橋重合体粉末(g)を得た。
得られた架橋重合体粉末(g)100質量部に、1,4−ブタンジオール0.3質量部と、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン0.2質量部と水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.5質量部とを、スプレーで噴霧混合した。この混合物を熱媒温度210℃の混合機で40分間加熱処理することにより、実施例7に係る吸水性樹脂としての吸水剤(7)を得た。
〔比較例6〕
微粒子造粒工程において用いた上記水性液(s1)の代わりに、80℃の水450gを用いた点以外は、架橋重合体粉末(g)と同様にして、150μm〜850μmの粒子径を有する不定形破砕状の架橋重合体粉末(h)を得た。得られた架橋重合体粉末(h)100質量部に、1,4−ブタンジオール0.3質量部と、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン0.2質量部と水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.5質量部をスプレーで噴霧混合した。この混合物を熱媒温度210℃の混合機で40分間加熱処理することにより、比較用吸水剤(6)を得た。
〔比較例7〕
上記架橋重合体粉末(h)100質量部に、亜硫酸水素ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、試薬特級)0.3質量部と水5質量部とからなる水性液(s2)を添加・混合した。更に、得られた該混合物100質量部に、1,4−ブタンジオール0.3質量部と、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン0.2質量部と水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.5質量部とを、スプレーで噴霧混合した。この混合物を熱媒温度210℃の混合機で40分間加熱処理することにより、比較例7に係る比較用吸水剤(7)を得た。
〔比較例8〕
比較例6において得られた上記比較用吸水剤(6)100質量部に、亜硫酸水素ナトリウム(和光純薬工業株式会社製、試薬特級)0.05質量部と水30質量部とからなる水性液(s3)を添加・混合した。更に、得られた該混合物を通気流回分式乾燥機(佐竹化学機械工業(株)製「形式71−S6」)を用いて70℃で2時間乾燥した。得られた該乾燥物は強固に凝集していたため、実施例1と同じ操作では目開き850μmの金網を通すことができなかった。そこで再びロールミルを用いて粉砕した後、目開き850μmの金網を通すことにより、比較用吸水剤(8)を得た。
上記のようにして得られた各吸水剤につき、残存モノマー量、残存モノマー粒度指数、無加圧下吸収倍率、4.8kPa加圧下の吸収倍率、1.9kPa加圧下の単層吸収倍率、粒子径150μm未満の質量百分率、ハンター白度及び含水率を下記の測定方法に従って、測定した。測定は、25℃±2℃、相対湿度50%RHの条件下で行った。また、生理食塩水として0.90質量%の塩化ナトリウム水溶液を用いた。
[残存モノマー量(ppm)]
吸水剤0.500gを1000mlの脱イオン水に分散させ、長さ50mmのマグネティックスタラーで2時間攪拌して残存モノマーを抽出した。その後、膨潤ゲルを、濾紙(トーヨー濾紙(株)製、No.2、JIS P 3801で規定された保留粒子径5μm)を用いて濾過し、この濾液をHPLCサンプル前処理用フィルタークロマトディスク25A(倉敷紡績株式会社製、水系タイプ、ポアサイズ0.45μm)でさらに濾過して、残存モノマー測定サンプルとした。この残存モノマー測定サンプルを、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析した。既知の濃度を示すモノマー標準液を分析して得た検量線を外部標準となし、吸水剤の脱イオン水に対する希釈倍率を考慮して、吸水剤の残存モノマー量を定量した。HPLCの測定条件は、次の通りである。
キャリア液:りん酸(85質量%、和光純薬工業株式会社製、試薬特級)3mlを、超純水(比抵抗15MΩ・cm以上)1000mlで希釈したりん酸水溶液
キャリアスピード:0.7ml/min.
カラム:SHODEX RSpak DM−614(昭和電工株式会社)
カラム温度:23±2℃
波長:UV205nm
[生理食塩水に対する無加圧下吸収倍率(CRC)]
吸水剤0.20gを不織布製の袋(60mm×85mm)に均一に入れ、25±2℃に調温した生理食塩水中に浸漬した。30分後に袋を引き上げ、遠心分離機(株式会社コクサン製、型式H−122小型遠心分離機)を用いて250G(250×9.81m/s )で3分間水切りを行った後、袋の質量W2(g)を測定した。また、吸水剤を用いないで同様の操作を行い、そのときの質量W1(g)を測定した。そして、これら質量W1 、W2から、次式に従って、吸収倍率(g/g)を算出した。
CRC(g/g)=(W2−W1)/W0−1
但し、W0 は吸水剤の質量を示す。
[生理食塩水に対する4.8kPa加圧下の高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa:Absorbency Against Pressure)]
400メッシュのステンレス製金網(目の大きさ38μm)を円筒断面の一辺(底)に溶着させた内径60mmのプラスチック製支持円筒の底の金網上に、吸水剤0.900gを均一に散布し、その上に外径が60mmより僅かに小さく支持円筒との壁面に隙間が生じず、かつ上下に摺動自在にピストンを載置し、支持円筒、吸水剤及びピストンの質量W3(g)を測定した。このピストン上に、吸水剤に対して、ピストンを含め4.8kPaの圧力を均一に加えることができるように調整されたおもりを載置し、測定装置とした。直径150mmのペトリ皿の内側に直径90mm、厚さ5mmのガラスフィルターを置き、25±2℃に調温した生理食塩水をガラスフィルターの上面と同レベルになるように加えた。その上に直径9cmの濾紙(トーヨー濾紙(株)製、No.2)を1枚載せて表面が全て濡れるようにし、過剰の液を除いた。
上記測定装置を上記濾紙上にのせ、液を加圧下で吸収させた。液面がガラスフィルターの上面より下がった場合には液を追加し、液面レベルを一定に保持した。1時間後に測定装置を取り出し、おもりを取り除いた質量W4(g)(支持円筒、膨潤した吸水剤及びピストンの質量)を再測定した。そして、これら質量W3 、W4 から、次式に従って4.8kPa加圧下の高加圧下吸収倍率(g/g)を算出した。
AAP4.8kPa(g/g)=(W4−W3)/W0
但し、W0 は吸水剤の質量を示す。
[生理食塩水に対する1.9kPa加圧下の単層加圧下吸収倍率(SAAP;Single−layer AAP1.9kPa:Single-layer Absorbency Against Pressure)]
吸水剤の質量を0.900gから0.200gにする点、及び、吸水剤に対して、ピストンを含め1.9kPaの圧力を均一に加えることができるように調整されたおもりを載置する点以外は、上記4.8kPa加圧下の高加圧下吸収倍率と同様にして測定し、次式に従って1.9kPa加圧下の単層吸収倍率(g/g)を算出した。
SAAP(g/g)=(W6−W5)/W0
(W5は吸水前の支持円筒、吸水剤及びピストンの質量、W6は吸水後の支持円筒、吸水剤及びピストンの質量、W0 は吸水剤の質量を表す)
[粒子径150μm未満の質量百分率]
吸水剤を、850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、45μmのJIS標準ふるい及び受け皿を用いて分級篩い分けし、粒子径150μm未満の質量百分率を実測した。また、各粒度の残留は百分率Rを対数確率紙にプロットした。これにより、R=50質量%に相当する粒径を質量平均粒子径(D50)として読み取った。また、対数標準偏差(σζ)は下記の数式で表され、σζの値が小さい程、粒度分布が狭いことを意味する。
σζ=0.5×ln(X2/X1)
但し、X1 はR=84.1質量%、X2 はR=15.9質量%のときのそれぞれの粒径を示す。
なお、分級篩い分けは、吸水剤10.00gを上記目開きのJIS標準ふるい(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm)に仕込み、ロータップ型ふるい振盪機((株)飯田製作所製、ES−65型ふるい振盪機)により5分間振盪させて行った。
[ハンター白度(WB)]
ハンター式測色色差計を用いて測定した。ハンター白度は値が大きい方が、白度が高いことを示す。
[吸水剤の含水率(H)]
吸水剤2.000gを底面の直径略50mmのアルミカップに計り取り、吸水剤及びアルミカップの総質量W7(g)を測定した。その後、雰囲気温度180℃のオーブン中に3時間静置して乾燥した。3時間後、オーブンから取り出したアルミカップ及び吸水剤をデシケーターで十分に室温まで冷却したのち、乾燥後の吸水剤及びアルミカップの総質量W8(g)を求め、次式に従って、含水率を求めた。
H(質量%)=(W7−W8)/W0
但し、W0 は吸水剤の質量を示す。
[吸水剤の硫黄系揮発成分の含有量(ppm)]
ガラスシャーレ(株式会社相互理化学硝子製作所発行の「GENERAL CATALOGUE A−1000(2003年発行)に記載、コード:305−07、外径120mm×高さ25mm)に、後述する実施例及び比較例で得られた吸水剤6.00gを均一に撒布した。次いで、円形(直径116mm)に切った通気性及び通液性を有するヒートロンペーパー(南国パルプ工業株式会社製、品種:GSP−22)1枚で吸水剤を覆い(ヒートロンペーパーの代わりに不織布を使用可能)、ヒートロンペーパー又は不織布の外周3箇所をガラスシャーレ内壁にテープ(10mm×10mm)で固定した。3Lの臭い袋(近江オドエアサービス(株)製)の一辺を開口し、吸水剤を撒布したガラスシャーレを入れた後、臭い袋の開口部分を粘着テープで隙間がないように閉じた。臭い袋に備えられたガラス管部から、臭い袋内を一旦減圧にした後、無臭空気1.2Lを注入し、続いて、外気の混入を防ぎながら臭い袋内のシャーレにテフロン(登録商標)チューブを備えたガラス漏斗を用いて、25±2℃に調温した0.90質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)30mlを一気に注ぎ、吸水剤を均一に膨潤させ、シリコンゴム栓で密栓した。膨潤させ、37℃の恒温機内に放置し、60分後に取り出した後、室温で放置した。室温放置から10分後、シリコンゴム栓を外し、外気の混入を防ぎながら、ガス採取器((株)ガステック製、GV−100S)及びガス検知管((株)ガステック製、No.5Lb、測定対象気体:二酸化硫黄)を用いて雰囲気濃度を測定した。そして、この雰囲気濃度を吸水剤から揮発する硫黄系揮発成分の含有量(ppm)とした。
なお、該測定方法では、吸水剤を用いずに生理食塩水のみを用いて同様の操作を行ってもガス検知管が検知・変色することがある。その場合は、生理食塩水のみを用いた該変色域から検出されたブランクを減じて補正した(検出限界0.05ppm)。
上記物性につき測定した結果が次の表1及び表2に示される。
[臭気官能試験]
吸水剤(1)〜(7)及び比較用吸水剤(1)〜(8)のそれぞれについて、官能評価を行った。1質量部の吸水剤を0.9質量%の生理食塩水20質量部で膨潤させ、37℃で1時間密閉して放置した。その後、成人の被験者10名による臭気官能試験を行った。評価方法は、不快な臭気がないものを0点とし、不快な臭気があるものを5点とし、被験者の不快度合いに応じて5段階評価する方法とした。被験者10名の平均点が臭気ポイントである。この臭気ポイントは、点数が低い方が不快臭が少ないことを示す。この臭気ポイントの結果が下記の表1及び表2で示される。なお、比較する基準として吸水性樹脂(1)を用い、この吸水性樹脂(1)の臭気ポイントを3.0として評価した。
臭気官能試験の結果から分かるように、硫黄含有還元剤としての亜硫酸水素ナトリウムを粉体のまま混合した比較用吸水剤(2)は、該亜硫酸水素ナトリウム特有の臭気があり、被験者の不快度は高くなった。また、該亜硫酸水素ナトリウムを水溶液の状態で添加したとしても、その後の工程で高温の加熱処理(例えば、比較例7に関して言えば、210℃)が施されると、被験者の不快度は高くなることが分かる。これに対して、実施例7のように、微粉造粒工程での残存モノマーを低減する方法や、高温処理が終了した後の表面架橋後の吸水性樹脂に硫黄含有還元剤を添加する方法を用いれば、被験者の不快感が低減することが明らかとなった。
[吸収体評価(残存モノマー量のばらつきの評価)]
実施例3で得られた吸水剤(3)と、親水性繊維としてのフラフパルプを用いて、吸水剤10gとフラフパルプ10gとからなる吸水体コアを作製した。この吸水体コアの製法を詳細を以下に述べる。100質量部の吸水剤(3)がホッパーに投入され、予め搬送及び投入量が調整された振動フィーダーのスイッチのオン・オフにより断続的に該吸水剤が金網上に投下されるようにセッティングがなされた。一方、吸水剤(3)が投下される前の時点から、吸水剤(3)の所定量の投下が終了する時点までに亘って、フラフパルプがほぐされながら金網に所定量投下されるようにセッティングがなされた。吸水体コアは、縦12cm、横12cmの枠を有する目開き150μmの金網上に該吸水剤(3)とフラフパルプとを投下し、これらを金網の下部から吸引することにより作製される。先ずフラフパルプの供給が開始され、金網上にフラフパルプの層が形成され始めてから、次いで吸水剤(3)を供給する振動フィーダーのスイッチをオンにし、吸水剤(3)を所定時間で所定量投下して、吸水体コアを作製した。この操作を繰り返すことにより、10枚の吸水体コア(1)〜(10)を作製した。得られた吸水体コア(1)〜(10)のそれぞれを、縦20cm、横24cmのポリエチレン製の袋に入れ、袋の口を密閉したのち、袋を振り、吸水剤(3)とフラフパルプとを分離することにより、分離された吸水剤(3)-1〜(3)-10を得た。得られたそれぞれの吸水剤の残存モノマーが、表3で示される。
更に、比較例5で得られた比較用吸水剤(5)を用いて同様の操作を行うことにより、比較用吸水剤(5)-1〜(5)-10を得た。得られたそれぞれの吸水剤の残存モノマーが、下記の表3で示される。
Figure 2016033224
Figure 2016033224
Figure 2016033224
表1及び表2において、の実施例1及び2と比較例1とを比較し、実施例3及び4と比較例3とを比較すると、実施例1〜4の吸水剤は、残存モノマー量が少なく、粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さく、衛生的であることが分かる。また、実施例2と比較例2とを比較し、実施例5と実施例6とを比較すると、上記のような物性を有する吸水剤を得るためには、単に硫黄含有還元剤と吸水性樹脂とを混合するだけではなく、吸水性樹脂に硫黄含有還元剤の水溶液を均一に混合することが有効であることが分かる。さらに、比較例5では重合開始剤量を増量して残存モノマー量の低減を図ったが、残存モノマー粒度指数を他の実施例の範囲まで小さくすることは出来ず、しかもハンター白度が低下しており、4.8kPa加圧下の高加圧下吸収倍率も低下していることが分かった。
実施例7と比較例6との比較から、微粉の造粒ゲルを得る工程で該微粒子が保持する残存モノマー量を低減させておくと、得られる吸水剤の残存モノマー量は低減され、且つ、残存モノマー粒度指数も小さくできることが分かる。更に、比較例5をも考え合わせると、重合時に重合開始剤を増量するよりも、実施例7の方法を選択して残存モノマーを低減する方が、効率的であり、且つ、残存モノマー粒度指数も小さくできるといえる。
更に、実施例7と比較例8との比較から分かるように、比較例8の方法では、残存モノマーはよく低減できているが、残存モノマー粒度指数は所望の範囲にできなかった。加えて、比較例8では、含水率が高く、吸水剤中の吸水性樹脂成分の割合(固形分率)が低下するため、無加圧下吸収倍率や高加圧下吸収倍率が低くなった。その上、比較例8では、強固な造粒物を粉砕するために、表面架橋処理後、再度粉砕工程を通したが、これにより表面架橋層が破壊されてしまい、固形分率による上記低下以上に加圧下吸収倍率が低下することが分かった。
表1及び表2が示すように、実施例3と比較例5とは、残存モノマー量がほぼ同じである。しかし、表3から明らかなように、残存モノマー量がほぼ同じであっても、残存モノマー粒度指数が低い実施例3では、比較例5と比較して、吸水体コアごとのばらつきが少なくなっている。
以上のように、本発明の吸水剤の製造方法によれば、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さい吸水剤が得られる。この吸水剤は着色しておらず、異臭もなく、ポリマーが劣化して物性が低下するという問題も生じず、バランス良く良好な物性を有する。
そして、本発明の吸水剤は、物性が良好であり、残存モノマー量が低く、しかも粒度間の残存モノマー量のばらつきが小さいので、オムツ等の吸収性物品に使用した場合に、製品間のばらつきが小さくなり、薄型の吸収性物品に使用した場合においても、衛生的である。
本発明の吸水剤は、オムツ、生理用ナプキン等の衛生材料の吸水剤、医療用保水剤、農園芸用保水剤、その他諸工業脱水剤等の吸水性及び保水性を要する用途に適用され得る。

Claims (12)

  1. 不飽和カルボン酸及び/又はその塩由来の構成単位を含む架橋構造を有し、その表面近傍が表面架橋剤により表面架橋処理されて得られる吸水性樹脂を主成分とする、粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子とを含んでなる粒子状の吸水剤であって、
    残存モノマー量が0以上500ppm以下であり、
    下記数式(1)で算出される残存モノマー粒度指数(RMI)が0.30以下である吸水剤。
    RMI=|RM−RM|/RM ・・・(1)
    但し、RM は吸水剤を構成する粒子のうち300μm未満の粒子径を有する吸水剤の残存モノマー量、RM は吸水剤を構成する粒子のうち粒子径が300〜850μmの粒子径を有する吸水剤の残存モノマー量、RMは吸水剤の残存モノマー量を示す。
  2. 残存モノマー量が0以上300ppm以下である請求項1に記載の吸水剤。
  3. 上記不飽和カルボン酸の主成分がアクリル酸であり、上記残存モノマーが、アクリル酸及び/又はその塩である請求項1又は2に記載の吸水剤。
  4. 粒子径300〜850μmの粒子と粒子径300μm未満の粒子との質量比が、20/80以上80/20以下である請求項1から3のいずれかに記載の吸水剤。
  5. 生理食塩水に対する無加圧下吸収倍率(CRC)が30g/g以上であり、生理食塩水に対する4.8kPa加圧下での高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)が20g/g以上である請求項1から4のいずれかに記載の吸水剤。
  6. 生理食塩水に対する、下記数式(2)で算出されるトータル吸収倍率(TAC)が65g/g以上である請求項1から4のいずれかに記載の吸水剤。
    TAC(g/g)=CRC+SAAP ・・・(2)
    但し、CRCは無加圧下吸収倍率(g/g)、SAAP(Single-layer AAP)は1.9kPa加圧下での単層加圧下吸収倍率(g/g)を示す。
  7. 粒子径150μm未満の粒子の含有量が2質量%以下である請求項1から6のいずれかに記載の吸水剤。
  8. 粒子形状が不定形破砕状である請求項1から7のいずれかに記載の吸水剤。
  9. 酸化剤、還元剤又は過硫酸塩と吸水性樹脂とを含んでなる請求項1から8のいずれかに記載の吸水剤。
  10. 硫黄含有還元剤と吸水性樹脂とを含んでなる請求項1から8に記載の吸水剤。
  11. 不飽和カルボン酸及び/又はその塩由来の構成単位を含む架橋構造を有し、その表面近傍が表面架橋剤により表面架橋処理されて得られる吸水性樹脂と硫黄含有還元剤とを含んでなる吸水剤であって、
    生理食塩水に対する無加圧下吸収倍率(CRC)が32g/g以上であり、
    生理食塩水に対する4.8kPa加圧下での高加圧下吸収倍率(AAP4.8kPa)が20g/g以上であり、
    ガス検知管にて規定される雰囲気濃度としての硫黄系揮発成分の含有量が0以上2.5ppm以下である吸水剤。
  12. 請求項1から11のいずれかに記載の吸水剤を含む吸収性物品。
JP2015223284A 2005-02-15 2015-11-13 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法 Active JP6025953B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015223284A JP6025953B2 (ja) 2005-02-15 2015-11-13 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005038123 2005-02-15
JP2005038123 2005-02-15
JP2005089307 2005-03-25
JP2005089307 2005-03-25
JP2015223284A JP6025953B2 (ja) 2005-02-15 2015-11-13 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013202582A Division JP5903086B2 (ja) 2005-02-15 2013-09-27 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016033224A true JP2016033224A (ja) 2016-03-10
JP2016033224A5 JP2016033224A5 (ja) 2016-04-28
JP6025953B2 JP6025953B2 (ja) 2016-11-16

Family

ID=36407948

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012001296A Active JP5625003B2 (ja) 2005-02-15 2012-01-06 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法
JP2013202582A Active JP5903086B2 (ja) 2005-02-15 2013-09-27 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法
JP2015223284A Active JP6025953B2 (ja) 2005-02-15 2015-11-13 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012001296A Active JP5625003B2 (ja) 2005-02-15 2012-01-06 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法
JP2013202582A Active JP5903086B2 (ja) 2005-02-15 2013-09-27 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法

Country Status (12)

Country Link
US (2) US8182916B2 (ja)
EP (2) EP1848758B2 (ja)
JP (3) JP5625003B2 (ja)
KR (1) KR20070104663A (ja)
CN (1) CN104086938B (ja)
AU (1) AU2006216015A1 (ja)
BR (1) BRPI0607725B1 (ja)
DE (1) DE602006001215D1 (ja)
RU (1) RU2364611C2 (ja)
SG (1) SG159540A1 (ja)
TW (1) TWI406883B (ja)
WO (1) WO2006088115A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019221235A1 (ja) * 2018-05-16 2019-11-21 株式会社日本触媒 吸水性樹脂の製造方法

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1793187B1 (en) * 2004-09-21 2011-11-23 Vives Joan Iglesias Method and machine for the sintering and/or drying of powder materials using infrared radiation
TW200712114A (en) * 2005-09-30 2007-04-01 Nippon Catalytic Chem Ind Method for manufacturing particulate water-absorbing agent and particulate water-absorbing agent
EP2013251B1 (en) 2006-03-27 2011-09-14 Nippon Shokubai Co.,Ltd. Water absorbing resin with improved internal structure and manufacturing method therefor
WO2008038840A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing water absorbent resin particle
US20080127996A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-05 Weinhold Dennis G Method and apparatus to remediate an acid and/or liquid spill
EP2115013B1 (de) * 2007-02-06 2018-04-11 Basf Se Verfahren zur herstellung wasserabsorbierender polymerpartikel durch polymerisation von tropfen einer monomerlösung
US8697779B2 (en) 2007-02-06 2014-04-15 Basf Se Method for producing water-absorbent polymer particles by the polymerization of droplets of a monomer solution
US8845924B2 (en) * 2007-09-28 2014-09-30 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water absorbing agent and production method thereof
EP2204388B1 (en) * 2007-10-24 2012-11-21 Sumitomo Seika Chemicals CO. LTD. Process for the production of water-absorbing resins and water-absorbing resins obtained by the process
CN102066431B (zh) 2008-06-19 2012-10-03 巴斯夫欧洲公司 连续制备吸水性聚合物颗粒的方法
CN102099062B (zh) 2008-07-15 2018-04-24 巴斯夫欧洲公司 吸水性聚合物颗粒的生产方法
US8809475B2 (en) 2009-08-28 2014-08-19 Nippon Shokubai, Co., Ltd. Production method for water-absorbent resin
JP5718816B2 (ja) * 2009-09-16 2015-05-13 株式会社日本触媒 吸水性樹脂粉末の製造方法
JP5785087B2 (ja) 2009-09-30 2015-09-24 株式会社日本触媒 粒子状吸水剤及びその製造方法
US10294315B2 (en) 2009-09-30 2019-05-21 Nippon Shokubai Co., Ltd. Polyacrylic acid (salt)-based water absorbent resin and method for producing same
CN102666670B (zh) 2009-10-09 2014-02-19 巴斯夫欧洲公司 再润湿表面后交联的吸水性聚合物颗粒的方法
WO2011042468A2 (de) 2009-10-09 2011-04-14 Basf Se Verfahren zur nachbefeuchtung oberflächennachvernetzter wasserabsorbierender polymerpartikel
WO2011078298A1 (ja) 2009-12-24 2011-06-30 株式会社日本触媒 ポリアクリル酸系吸水性樹脂粉末及びその製造方法
JP5514841B2 (ja) 2010-01-20 2014-06-04 株式会社日本触媒 吸水性樹脂の製造方法
JP5587348B2 (ja) 2010-01-20 2014-09-10 株式会社日本触媒 吸水性樹脂の製造方法
EP2535369B1 (en) 2010-02-10 2021-03-24 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing water-absorbing resin powder
EP2546283B1 (en) 2010-03-08 2020-07-22 Nippon Shokubai Co., Ltd. Drying method for granular water-containing gel-like cross-linked polymer
US9272068B2 (en) 2010-03-12 2016-03-01 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing water-absorbing resin
US9624322B2 (en) 2010-03-17 2017-04-18 Nippon Shukubai Co., Ltd. Method of producing water absorbent resin
EP2565211B1 (en) 2010-04-26 2017-10-25 Nippon Shokubai Co., Ltd. Polyacrylic acid (salt), polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin, and process for producing same
CN102858815B (zh) 2010-04-26 2016-07-06 株式会社日本触媒 聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂及其制造方法
JP5616437B2 (ja) 2010-04-27 2014-10-29 株式会社日本触媒 ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末の製造方法
US8507620B2 (en) * 2010-06-08 2013-08-13 Lg Display Co., Ltd. Process for preparing water absorbent resin with high performance
US8791230B2 (en) 2010-06-08 2014-07-29 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing particulate water absorbent resin
WO2012102407A1 (ja) 2011-01-28 2012-08-02 株式会社日本触媒 ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末の製造方法
US9833769B2 (en) 2011-02-07 2017-12-05 Basf Se Process for producing water-absorbing polymer particles with high free swell rate
WO2012107432A1 (de) 2011-02-07 2012-08-16 Basf Se Verfahren zur herstellung wasserabsorbierender polymerpartikel mit hoher anquellgeschwindigkeit
JP6053762B2 (ja) 2011-06-03 2016-12-27 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 吸水性ポリマー粒子の連続的な製造法
WO2014054656A1 (ja) 2012-10-01 2014-04-10 株式会社日本触媒 多元金属化合物からなる粉塵低減剤、多元金属化合物を含む吸水剤及びその製造方法
KR101559081B1 (ko) * 2012-11-15 2015-10-08 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 고흡수성 수지
RU2543895C2 (ru) * 2013-05-17 2015-03-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственный Центр "Амфион" Гидрогелевый материал на основе сшиваемого поливинилового спирта
KR101718942B1 (ko) * 2013-09-17 2017-03-22 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
WO2015053372A1 (ja) 2013-10-09 2015-04-16 株式会社日本触媒 吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤及びその製造方法
JP6468538B2 (ja) * 2013-12-11 2019-02-13 エルジー・ケム・リミテッド 高吸水性樹脂およびその製造方法
ES2887110T3 (es) 2014-01-16 2021-12-21 Grace W R & Co Medios para cromatografía de afinidad y dispositivos para cromatografía
US9873104B2 (en) 2014-03-03 2018-01-23 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin
CN107847907A (zh) * 2014-05-02 2018-03-27 格雷斯公司 官能化载体材料以及制备和使用官能化载体材料的方法
WO2016002621A1 (ja) * 2014-06-30 2016-01-07 株式会社日清製粉グループ本社 粉体中の特定成分を濃縮する方法
JP5719078B1 (ja) 2014-07-11 2015-05-13 住友精化株式会社 吸水性樹脂の製造方法
JP6993878B2 (ja) * 2015-03-16 2022-01-14 住友精化株式会社 吸水性樹脂および吸水剤
KR101745410B1 (ko) * 2015-05-12 2017-06-09 엘지전자 주식회사 고분자 기반 초흡습성 코팅 조성물 및 그 이용
EP3302784B1 (en) 2015-06-05 2021-10-06 W.R. Grace & Co.-Conn. Adsorbent bioprocessing clarification agents and methods of making and using the same
KR101848470B1 (ko) 2015-07-10 2018-04-12 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지
KR101853401B1 (ko) 2016-03-11 2018-04-30 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법, 및 고흡수성 수지
CN109983332B (zh) * 2016-09-30 2021-10-08 株式会社日本触媒 吸水性树脂的含量的测定方法、以及使用其的卫生材料或吸收性物品的制造方法
KR102162503B1 (ko) 2016-12-23 2020-10-06 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR102215025B1 (ko) * 2017-06-30 2021-02-10 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이러한 방법으로 얻은 고흡수성 수지
KR102555381B1 (ko) 2018-04-03 2023-07-12 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조방법
KR102452566B1 (ko) 2018-04-27 2022-10-06 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 조성물
CN112512476A (zh) * 2018-08-01 2021-03-16 巴斯夫欧洲公司 流体吸收芯
CN109575350B (zh) * 2018-11-20 2021-04-20 万华化学集团股份有限公司 一种制备高通液性吸水性树脂的方法
KR102500281B1 (ko) 2018-12-12 2023-02-15 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
WO2020145384A1 (ja) 2019-01-11 2020-07-16 株式会社日本触媒 吸水性樹脂を主成分とする吸水剤及びその製造方法
WO2020145383A1 (ja) 2019-01-11 2020-07-16 株式会社日本触媒 吸水剤、及び吸水剤の製造方法
US20220145018A1 (en) * 2019-09-30 2022-05-12 Lg Chem, Ltd. Method for Preparation of Super Absorbent Polymer
WO2021091240A1 (ko) * 2019-11-05 2021-05-14 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
US20220111351A1 (en) * 2019-11-05 2022-04-14 Lg Chem, Ltd. Method for Preparing Superabsorbent Polymer
JP7352459B2 (ja) 2019-12-12 2023-09-28 株式会社ブリヂストン タイヤ
WO2023191392A1 (ko) * 2022-03-29 2023-10-05 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 조성물 및 이의 제조 방법
CN115181205A (zh) * 2022-07-20 2022-10-14 浙江卫星新材料科技有限公司 一种气味轻的高吸收性树脂的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991003497A1 (en) * 1989-09-04 1991-03-21 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Method of preparing water-absorbent resin
JPH04106108A (ja) * 1990-08-24 1992-04-08 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂の製造方法
JPH06240151A (ja) * 1992-12-25 1994-08-30 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水剤
JP2004197087A (ja) * 2002-12-06 2004-07-15 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂製品の連続製造方法
JP2004300425A (ja) * 2003-03-14 2004-10-28 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂粉末の表面架橋処理方法
JP2004359943A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂およびその製造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5672005A (en) 1979-11-19 1981-06-16 Sumitomo Chem Co Ltd Production of polymeric material having high water absorptivity
JPH0651243B2 (ja) 1986-06-25 1994-07-06 松下電工株式会社 締め付け具
US4950692A (en) 1988-12-19 1990-08-21 Nalco Chemical Company Method for reconstituting superabsorbent polymer fines
US4970267A (en) 1990-03-08 1990-11-13 Nalco Chemical Company Reconstitution of superabsorbent polymer fines using persulfate salts
JPH0768316B2 (ja) * 1990-09-07 1995-07-26 三洋化成工業株式会社 吸水性樹脂の製造法
US5342899A (en) 1991-05-16 1994-08-30 The Dow Chemical Company Process for recycling aqueous fluid absorbents fines to a polymerizer
DE69317636T2 (de) * 1992-12-25 1998-11-12 Nippon Catalytic Chem Ind Absorber und Methode zur Herstellung eines absorbierenden Harzes
JPH0798847A (ja) 1993-09-29 1995-04-11 Kao Corp 磁気記録媒体
US5610208A (en) * 1994-02-17 1997-03-11 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent agent, method for production thereof, and water-absorbent composition
EP0812873B2 (en) 1995-12-27 2018-10-24 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water absorbent and process and equipment for the production thereof
US6228930B1 (en) 1997-06-18 2001-05-08 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin granule-containing composition and production process for water-absorbent resin granule
DE19752127A1 (de) * 1997-11-25 1999-07-29 Stockhausen Chem Fab Gmbh Verfahren zur Herstellung von synthetischen Polymerisaten mit sehr niedrigem Restmonomergehalt, danach hergestellte Produkte und deren Verwendung
US6906159B2 (en) * 2000-08-03 2005-06-14 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin, hydropolymer, process for producing them, and uses of them
US6720389B2 (en) * 2000-09-20 2004-04-13 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin and production process therefor
BR0116761A (pt) * 2000-12-29 2004-02-25 Dow Global Technologies Inc Processo para a preparação de partìculas de resina absorventes de água de polìmeros contendo carboxila reticulados com baixo teor de monÈmero, partìculas obtidas e seu uso
WO2002100451A2 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbing agent, its production and sanitary material
US6716894B2 (en) * 2001-07-06 2004-04-06 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin powder and its production process and uses
US6875511B2 (en) * 2002-05-30 2005-04-05 Nippon Shokubai Co., Ltd. Production process for particulate water-absorbent resin
US7193006B2 (en) * 2002-12-06 2007-03-20 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for continuous production of water-absorbent resin product
EP1433526A3 (en) * 2002-12-26 2007-03-14 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin composition
CA2482394C (en) 2003-02-10 2009-06-30 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbent containing water absorbent resin as a main component
EP1462473B1 (en) 2003-03-14 2011-07-06 Nippon Shokubai Co., Ltd. Surface crosslinking method of water-absorbing resin powder
TWI302541B (en) * 2003-05-09 2008-11-01 Nippon Catalytic Chem Ind Water-absorbent resin and its production process
JP4564284B2 (ja) * 2003-06-03 2010-10-20 株式会社日本触媒 吸水材の製造方法
DE10334271B4 (de) * 2003-07-25 2006-02-23 Stockhausen Gmbh Verfahren zur Agglomeration von Superabsorberfeinteilchen, daraus erhältliche Superabsorberpartikel, deren Verwendung sowie diese beinhaltende Verbunde
AU2005210411B2 (en) * 2004-02-05 2008-01-31 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbing agent and method for production thereof, and water absorbing article
WO2005092955A1 (en) * 2004-03-29 2005-10-06 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbing agent with irregularly pulverized shape
EP1796831B1 (en) * 2004-08-06 2020-01-15 Nippon Shokubai Co.,Ltd. Method for production of a particulate water-absorbing agent, corresponding particulate water-absorbing agent, and absorbing article
US8481664B2 (en) * 2005-04-12 2013-07-09 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbing agent including polyacrylic acid (polyacrylate) based water absorbing resin as a principal component, method for production thereof, water-absorbent core and absorbing article in which the particulate water absorbing agent is used

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991003497A1 (en) * 1989-09-04 1991-03-21 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Method of preparing water-absorbent resin
JPH04106108A (ja) * 1990-08-24 1992-04-08 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂の製造方法
JPH06240151A (ja) * 1992-12-25 1994-08-30 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水剤
JP2004197087A (ja) * 2002-12-06 2004-07-15 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂製品の連続製造方法
JP2004300425A (ja) * 2003-03-14 2004-10-28 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂粉末の表面架橋処理方法
JP2004359943A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Nippon Shokubai Co Ltd 吸水性樹脂およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019221235A1 (ja) * 2018-05-16 2019-11-21 株式会社日本触媒 吸水性樹脂の製造方法
KR20210010504A (ko) * 2018-05-16 2021-01-27 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 흡수성 수지의 제조 방법
KR102589018B1 (ko) 2018-05-16 2023-10-16 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 흡수성 수지의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006216015A1 (en) 2006-08-24
EP1690887B1 (en) 2008-05-21
EP1848758B2 (en) 2021-02-17
BRPI0607725B1 (pt) 2017-07-04
TWI406883B (zh) 2013-09-01
JP6025953B2 (ja) 2016-11-16
RU2007134385A (ru) 2009-03-27
JP5625003B2 (ja) 2014-11-12
US20060183828A1 (en) 2006-08-17
WO2006088115A1 (en) 2006-08-24
EP1848758A1 (en) 2007-10-31
CN104086938B (zh) 2017-09-19
US20100062252A1 (en) 2010-03-11
EP1690887A1 (en) 2006-08-16
EP1848758B1 (en) 2012-11-07
SG159540A1 (en) 2010-03-30
CN104086938A (zh) 2014-10-08
TW200706566A (en) 2007-02-16
JP2014039927A (ja) 2014-03-06
KR20070104663A (ko) 2007-10-26
JP5903086B2 (ja) 2016-04-13
US8182916B2 (en) 2012-05-22
DE602006001215D1 (de) 2008-07-03
RU2364611C2 (ru) 2009-08-20
BRPI0607725A2 (pt) 2009-10-06
JP2012086221A (ja) 2012-05-10
EP1848758A4 (en) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6025953B2 (ja) 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法
JP4965865B2 (ja) 吸水剤、吸収性物品及び吸水剤の製造方法
EP1392371B1 (en) Water-absorbing agent, its production and sanitary material
EP2905072B1 (en) Absorbent and manufacturing method therefor
RU2368625C2 (ru) Порошкообразный водопоглощающий агент, содержащий водопоглощающую смолу в качестве основного компонента
JP5847260B2 (ja) 吸水性樹脂の製造方法
JP4920183B2 (ja) 吸水剤
US7285615B2 (en) Particulate water-absorbent resin composition
JP5390511B2 (ja) 吸水性樹脂の表面処理方法および吸水性樹脂の製造方法
JP4162746B2 (ja) 吸水剤組成物及びそれを用いた吸収性物品
US10363544B2 (en) Particulate water-absorbing agent
KR20150056571A (ko) 폴리아크릴산(염)계 흡수제의 제조 방법 및 그 흡수제
JP2003105092A (ja) 吸水剤およびその製造方法、並びに、衛生材料
JP2010053296A (ja) 吸水性樹脂の製造方法
WO2020145384A1 (ja) 吸水性樹脂を主成分とする吸水剤及びその製造方法
JPWO2020145383A1 (ja) 吸水剤、及び吸水剤の製造方法
JP4942235B2 (ja) 吸水剤、吸収体、吸収性物品、および吸収特性の測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160309

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161011

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6025953

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150