JP2017509757A - 高吸水性樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、初期吸水性に優れ、時間経過後にも加圧時に水分が滲み出ない高吸水性樹脂に関し、長時間経過後にも加圧状態で水分がほとんど滲み出ることなく吸水能に優れていると同時に、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有して保管安定性を向上させることができる。本発明の高吸水性樹脂組成物は、各種おむつ、排便訓練用パンツ、尿失禁用パッドなどにおいて物性の向上が可能であり、高温多湿環境においても保管安定性に優れた高吸水能の個人衛生吸収用品を製造することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、高温多湿環境において優れたケーキング防止特性を有すると同時に、加圧下で高い吸水性および優れた通液性を有する高吸水性樹脂組成物に関する。
高吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＳＡＰ）とは、自重の５百から１千倍程度の水分を吸収できる機能を有する合成高分子物質であって、開発業者ごとにＳＡＭ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ）、ＡＧＭ（Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｇｅｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ）などとそれぞれ異なる名前で名付けている。このような高吸水性樹脂は、生理用品として実用化され始め、現在は、幼児用紙おむつなどの衛生用品のほか、園芸用土壌保水剤、土木・建築用止水材、育苗用シート、食品流通分野での鮮度保持剤、およびシップ用などの材料に幅広く使用されている。
このような高吸水性樹脂を製造する方法としては、逆相懸濁重合による方法、または水溶液重合による方法などが知られている。逆相懸濁重合については、例えば、日本国特開昭５６−１６１４０８、特開昭５７−１５８２０９、および特開昭５７−１９８７１４などに開示されている。
水溶液重合による方法としてはさらに、複数の軸を備えた捏和機内で重合ゲルを破断、冷却しながら重合する熱重合方法、および高濃度水溶液をベルト上で紫外線などを照射して重合と乾燥を同時に行う光重合方法などが知られている。
このような重合反応を経て得られた含水ゲル状重合体は、一般に、乾燥工程を経て粉砕した後、粉末状の製品として市販される。
高吸水性樹脂を用いた製品において、透過率（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）は、吸収される液体の流動性を測定する尺度である。透過率は、架橋結合された樹脂の粒子サイズ分布、粒子形状および粒子間の開口部の連結性、膨潤したゲルの表面改質などの特性に応じて異なる。高吸水性樹脂組成物の透過率に応じて、膨潤した粒子を通過する液体の流動性が異なる。透過率が低ければ、液体が高吸水性樹脂組成物を通して容易に流動できなくなる。
高吸水性樹脂において透過率を増加させる一つの方法として、樹脂重合後に表面架橋反応を行う方法があり、この時、表面架橋剤と共にシリカ（ｓｉｌｉｃａ）やクレー（ｃｌａｙ）などを添加する方法が利用されてきた。例えば、米国特許第５，１４０，０７６号（特許文献１）および第４，７３４，４７８号（特許文献２）は、乾燥高吸水性樹脂粉末の表面架橋結合中のシリカの添加を開示している。
しかし、前記シリカやクレーなどを添加するに伴って透過率は向上するが、これに比例して保水能または加圧吸水能の低下が現れ、移動時、外部の物理的衝撃によって高吸水性樹脂と分離されやすい問題がある。特に、シリカ（ｓｉｌｉｃａ）やクレー（ｃｌａｙ）などを湿式または乾式混合する場合にケーキング防止特性などが得られるものの、加圧下で吸水性能が顕著に低下し、実際におむつなどに適用時、速い吸水性能を実現しにくいという欠点がある。
特に、シリカの場合、乾式混合しなければ、目標のケーキング防止効果を確保しにくく、少量の添加でも加圧下で吸水性能が過度に減少する副作用がある。また、乾式混合されたシリカは、ラインからの製品移送中、高吸水性樹脂と分離されたシリカ粉塵が発生するという欠点がある。
したがって、おむつなどの個人衛生吸収用品において、迅速に排泄物を吸収し、その排泄物を溜めておいたり、またはその排泄物を分配または溜めるために隣接した物質に移動させ、これと同時に、優れたケーキング防止特性により、高温多湿環境下においても優れた保管安定性を示す高吸水性材料の開発に対する研究が必要である。
米国特許第５，１４０，０７６号明細書 米国特許第４，７３４，４７８号明細書
本発明は、長時間経過後にも加圧状態で水分がほとんど滲み出ない加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下なしに水の通液性を向上させると同時に、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有して保管安定性に優れた高吸水性樹脂組成物およびこれを含む個人衛生吸収用品を提供する。
本発明は、高吸水性樹脂および水酸化アルミニウムを含み、前記水酸化アルミニウムは、高吸水性樹脂の表面に付着したものである高吸水性樹脂組成物を提供する。
本発明はまた、前記高吸水性樹脂組成物を含む個人衛生吸収用品を提供する。
以下、発明の具体的な実施形態により高吸水性樹脂組成物およびこれを含む個人衛生吸収用品についてより詳細に説明する。ただし、これは発明の一例として提示されるもので、これによって発明の権利範囲が限定されるものではなく、発明の権利範囲内で実施形態に対する多様な変形が可能であることは当業者に自明である。
追加的に、本明細書全体において、特別な言及がない限り、「含む」または「含有する」とは、ある構成要素（または構成成分）を特別な制限なく含むことを指し示し、他の構成要素（または構成成分）の付加を除くと解釈されない。
本発明者らは、初期吸水性に優れ、長時間経過後にも加圧状態で水分がほとんど滲み出ることなく吸水能に優れた高吸水性樹脂組成物および個人衛生吸収用品に対する研究を繰り返す過程で、所定の水酸化アルミニウム粉末を表面処理することによって、加圧下で吸水能（ＡＵＰ）の低下が最小化され、かつ、優れた通液性およびケーキング防止特性を付与できることを確認し、本発明を完成した。
そこで、発明の一実施形態によれば、加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下なしに水の通液性を向上させると同時に、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有する高吸水性樹脂組成物が提供される。本発明の高吸水性樹脂組成物は、高吸水性樹脂および水酸化アルミニウムを含み、前記水酸化アルミニウムは、高吸水性樹脂の表面に付着したものである。
特に、本発明の高吸水性樹脂組成物は、後述するように、特定の水酸化アルミニウム粒子を用いて高吸水性樹脂の表面をコーティングすることによって、ケーキング防止効果および透過性が向上し、かつ、加圧下で吸水能（ＡＵＰ）の低下が最小化されることを特徴とするものである。
以下の明細書において、水酸化アルミニウムが高吸水性樹脂の表面に「付着」しているとは、本発明の高吸水性樹脂組成物に含まれている水酸化アルミニウム粒子の約７０重量％、あるいは約９０重量％以上が、前記高吸水性樹脂粒子の表面に固定され、前記組成物中において高吸水性樹脂粒子と物理的に分離された状態で存在しないことを指すことができる。これは、水酸化アルミニウム粒子が高吸水性樹脂粒子と単純「混合」され、組成物中において水酸化アルミニウム粒子の大部分、例えば、約５０重量％以上が高吸水性樹脂粒子と物理的に分離された状態で存在する状態と区分される。
本発明の一実施形態によれば、前記高吸水性樹脂組成物は、粒子形態を有するもので、特定の水酸化アルミニウム粉末と高分子樹脂粒子とを含むことができる。
また、本発明の高吸水性樹脂組成物は、所定の粒子サイズを有する水酸化アルミニウム粒子を用いて、保水能と加圧吸水能などの物性を低下することなく向上した通液性を有することができ、これと同時に、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有して保管安定性を向上させることができる。
このような本発明の高吸水性樹脂組成物は、遠心分離保水能（ＣＲＣ）、および加圧吸水能（ＡＵＰ）を全て同時に最適化する複合的な物性の結合により、シナジー効果を提供することができる。これによって、本発明の高吸水性樹脂組成物は、優れた物性と心地よい着用感を誘導することができる。
前記高吸水性樹脂組成物は、生理食塩水に対する遠心分離保水能（ＣＲＣ）が２５ｇ／ｇ以上であり、生理食塩水に対する０．７ｐｓｉの加圧吸水能（ＡＵＰ）が１０ｇ／ｇ以上であってもよい。
前記高吸水性樹脂組成物において、生理食塩水に対する遠心分離保水能（ＣＲＣ）は、下記計算式１により示すものになってもよい。
前記計算式１において、Ｗ0（ｇ）は、吸水性樹脂組成物の重量（ｇ）であり、Ｗ1（ｇ）は、吸水性樹脂組成物を使用せず、遠心分離機を用いて２５０Ｇで３分間脱水した後に測定した装置の重量であり、Ｗ2（ｇ）は、常温で０．９質量％の生理食塩水に吸水性樹脂組成物を３０分間浸水後、遠心分離機を用いて２５０Ｇで３分間脱水した後に、吸水性樹脂組成物を含めて測定した装置の重量である。
前記高吸水性樹脂組成物の生理食塩水に対する遠心分離保水能（ＣＲＣ）は、２５ｇ／ｇ以上、好ましくは２８ｇ／ｇ以上、より好ましくは３０ｇ／ｇ以上になってもよい。
また、本発明の高吸水性樹脂組成物において、前記生理食塩水に対する０．７ｐｓｉの加圧吸水能（ＡＵＰ）は、下記計算式２で示すものであってもよい。
前記計算式２において、Ｗ0（ｇ）は、吸水性樹脂組成物の重量（ｇ）であり、Ｗ1（ｇ）は、吸水性樹脂組成物の重量および前記吸水性樹脂組成物に荷重を付与できる装置の重量の総和であり、Ｗ2（ｇ）は、荷重（０．７ｐｓｉ）下で１時間前記吸水性樹脂組成物に水分を供給した後の水分が吸収された吸水性樹脂組成物の重量および前記吸水性樹脂組成物に荷重を付与できる装置の重量の総和である。
前記高吸水性樹脂組成物の生理食塩水に対する０．７ｐｓｉの加圧吸水能（ＡＵＰ）は、１０ｇ／ｇ以上、好ましくは１５ｇ／ｇ以上、より好ましくは２０ｇ／ｇ以上になってもよい。
本発明において、前記計算式１および２に記載のＷ0（ｇ）は、それぞれの物性値に適用した吸水性樹脂の重量（ｇ）に相当するもので、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
本発明において、前記高吸水性樹脂組成物の生理食塩水に対する自由膨潤ゲル層透過度（ＧＢＰ、Ｆｒｅｅ Ｓｗｅｌｌ Ｇｅｌ Ｂｅｄ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）は、１０ｄａｒｃｙ以上、好ましくは２０ｄａｒｃｙ以上、より好ましくは２５ｄａｒｃｙ以上になってもよい。ここで、１ダルシー（ｄａｒｃｙ）は、粘度が１センチポアズの１立方センチメートルの流体が、固体の２つの面の間の圧力差が１気圧の場合、１センチメートルの厚さおよび１平方センチメートルの断面積を通して、１秒で流れる固体の透過度である。また、１ダルシーは、約０．９８６９２×１０-12ｍ2または約０．９８６９２×１０-8ｃｍ2と等しい。
一方、本発明の高吸水性樹脂組成物は、高吸水性樹脂と共に、特定の粒子サイズを有する水酸化アルミニウム粒子を含むことを特徴とする。前記水酸化アルミニウムは、不溶性特徴を有し、高吸水性樹脂の表面に分散して固着しているため、高吸水性樹脂が互いに凝集されるのを防止してケーキング防止効果および通液性を向上させることができる。このような水酸化アルミニウムは、水に溶けず、高吸水性樹脂と反応しない無機物に相当する。特に、水酸化アルミニウムは、ケーキング防止剤として主に使用されるシリカ対比の比重が約４０倍高く、平均粒度が大きくて表面をコーティングする程度が相対的に小さく、加圧下で吸水能の低下が最小化できる。
前記水酸化アルミニウムの平均粒子サイズは、２μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは７μｍ〜２０μｍになってもよい。前記水酸化アルミニウム粒子は、加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下を最少化する側面から、５μｍ以上の平均粒子サイズを有するとよい。さらに、前記水酸化アルミニウム粒子は、高吸水性表面によく固着させて微粉の含有量の増加およびケーキング防止効果を与えるために、５０μｍ以下の平均粒子サイズを有してもよい。
また、本発明の高吸水性樹脂組成物は、水酸化アルミニウムを処理した高吸水性樹脂に追加的にシリカを極めて少量処理することによって、追加的な自由膨潤ゲル層透過度（ＧＢＰ）の向上が可能である。前記水酸化アルミニウムが高吸水性樹脂の表面に付着したものである高吸水性樹脂組成物１００重量部に対して、シリカ０．１重量部以下が追加的に表面に付着したものであってもよい。前記シリカは、好ましくは、水酸化アルミニウムを処理した高吸水性樹脂に、０．０５重量部以下で表面にコーティング処理されてもよい。この時、前記高吸水性樹脂組成物の生理食塩水に対する自由膨潤ゲル層透過度（ＧＢＰ）は、６５ｄａｒｃｙ以上、好ましくは７０ｄａｒｃｙ以上、好ましくは７５ｄａｒｃｙ以上になってもよい。
前記高吸水性樹脂組成物はさらに、優れた加圧吸水能（ＡＵＰ）および通液性と共に、優れた吸水速度（ｖｏｒｔｅｘ）を有する。前記高吸水性樹脂組成物の吸水速度（ｖｏｒｔｅｘ）は、５８秒以下または５秒〜５８秒、好ましくは５３秒以下、より好ましくは５０秒以下になってもよい。
本発明の高吸水性樹脂組成物は、上述のように、長時間経過後にも加圧状態で水分がほとんど滲み出ない加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下なしに水の通液性および吸水速度（ｖｏｒｔｅｘ）を向上させると同時に、優れたケーキング防止特性を有する。前記高吸水性樹脂組成物のケーキング防止効率（Ａ／Ｃ、Ａｎｔｉ−ｃａｋｉｎｇ）は、下記計算式３で示すものであってもよい。
前記計算式３において、Ｗ5（ｇ）は、高吸水性樹脂組成物の重量（ｇ）であり、Ｗ6（ｇ）は、直径１０ｃｍのフラスコ皿に均等に塗布した後、温度４０±３℃、湿度７０±３％の水準を維持する恒温恒湿チャンバー内で１０分間維持させた後、フィルターペーパーにフラスコ皿をひっくり返して３回軽くタッピング（ｔａｐｐｉｎｇ）後、高吸水性樹脂が落ちる吸水性樹脂組成物の重量である。
前記高吸水性樹脂組成物のケーキング防止効率（Ａ／Ｃ、Ａｎｔｉ−ｃａｋｉｎｇ）は、３０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上になってもよい。
一方、本発明において、高吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＳＡＰ）とは、自重の５百から１千倍程度の水分を吸収できる機能を有する合成高分子物質であって、開発企業ごとにＳＡＭ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ）、ＡＧＭ（Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｇｅｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ）などとそれぞれ異なる名前で名付けている。このような高吸水性樹脂は、生理用品として実用化され始め、現在は、幼児用紙おむつなどの衛生用品のほか、園芸用土壌保水剤、土木・建築用止水材、育苗用シート、食品流通分野での鮮度保持剤、およびシップ用などの材料に幅広く使用されている。
本発明の一実施形態によれば、前記高吸水性樹脂は、遠心分離保水能（ＣＲＣ）、および加圧吸水能（ＡＵＰ）、通液性（ＧＢＰ）を全て同時に最適化する複合的な物性の結合により、シナジー効果を提供することができる。ここで、前記高吸水性樹脂の遠心分離保水能（ＣＲＣ）、および加圧吸水能（ＡＵＰ）、通液性（ＧＢＰ）は、前記組成物について上述のような同一またはそれを上回る程度を示すことができる。
また、本発明の高吸水性樹脂組成物は、例えば、図１の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に示されているように、本発明によれば、水酸化アルミニウムはよく分散して高吸水樹脂の表面に固くくっついていることを確認することができる。反面、図２の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に示されているように、シリカを混合した場合は、シリカが塊の形態で一部が高吸水樹脂と分離された状態であることを観察することができる。このような側面から、本発明の高吸水性樹脂組成物は、１５０μｍ未満の粒度分布比率において、ベースポリマーの高吸水性樹脂と比較して同一または減少する特性を有する。
前記高吸水性樹脂は、酸性基を含み、少なくとも一部が中和した水溶性エチレン系不飽和単量体を重合させた粉末形態のベース樹脂を、炭素数２〜８のジオールまたはグリコール系化合物で表面架橋させた架橋重合体を含むことができる。
また、前記架橋重合体の架橋密度は、前記加圧吸水能（ＡＵＰ）の数値に影響を及ぼす要素になり得ることから、本発明に係る方法によりベース樹脂を表面架橋させることが好ましい。
前記水溶性エチレン系不飽和単量体は、アクリル酸、メタアクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、２−アクリロイルエタンスルホン酸、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、または２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の陰イオン性単量体とその塩；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、またはポリエチレングリコール（メタ）アクリレートの非イオン系親水性含有単量体；および（Ｎ，Ｎ）−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、または（Ｎ，Ｎ）−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドのアミノ基含有不飽和単量体とその４級化物；からなる群より選択された１種以上を含むことができる。
本発明の高吸水性樹脂組成物は、上述のように、保水能と加圧吸水能などの物性を低下することなく向上した通液性を有することができ、これと同時に、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有して保管安定性に優れた特性を有する。特に、代表的なケーキング防止剤として知られたシリカの場合、０．１％未満の極めて少ない量を添加時にも２０％以上の加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下が現れ、工程上で比重の差による分離、極微粉の粉塵の発生によるフィルター吸着など、添加量が消失しながらケーキング防止効果が低減される問題がある。しかし、本発明により、水酸化アルミニウムを、例えば、３％以上添加時にも加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下は１０％以内に限られ、工程上の消失の危険がなく、含有量の変化に対する性能が安定して高吸水性樹脂の製造が便利であり、高い品質安定性の確保が可能である。
また、本発明の一実施形態によれば、水酸化アルミニウムを高吸水性樹脂に付着させる方法として、乾式混合のほか、多様な方法で適用可能である。例えば、表面処理液に分散する方法、ベースポリマーと乾式混合した後に表面処理する方法、表面処理液と同時に投入する方法、水酸化アルミニウムスラリーで処理する方法が全て可能である。高吸水性樹脂が少量の水と接触した時に発生する粘性によって固着するものであるため、様々な方法で全て実現が可能である。シリカもすべての方法で処理が可能であり、乾式以外の方法で処理時には、ケーキング防止効果が低下し、特にメタノールのような低価アルコールと接触する組成および工程においてはケーキング防止効果が全く現れず、いずれの方法であれ、少量の添加でもＡＵＰが過度に低下するという欠点がある。
一方、発明の他の実施形態によれば、上述のような高吸水性樹脂組成物を含む個人衛生吸収用品が提供される。本発明の個人衛生吸収用品は、高吸水性樹脂組成物、液体透過性上部シート、および防水性背面シートを含むことができる。
本発明に係る個人衛生吸収用品において、高吸水性樹脂組成物は、上述のような特性を有するもので、高吸水性樹脂および水酸化アルミニウムを含み、前記水酸化アルミニウムは、高吸水性樹脂の表面に付着したものである。
前記液体透過性上部シートは、通常、感触が柔らかく、着用者の皮膚に刺激を与えないもので構成され、特に、上部シートは、液状の体分泌物が吸収体に速かに通過できる物性を有するものでなければならない。このような物性を有するものとして適した上部シートは、気孔プラスチックフィルム、天然繊維、合成繊維、または天然および合成繊維の混合物のような広範囲な物質から製造されて使用できる。
また、防水性背面シートは、液体に対して不透過性であるので、吸収体に吸収されて含まれる体分泌物が、着用者の衣服やベッドシートなどのような、おむつと直接接触する製品を汚したり濡らさないようにする。前記背面シートは、液体に対しては不透過性であり、気体に対しては透過性であることが好ましい。このような物性を有するものとして、通常プラスチックフィルムが使用されてきており、最近は、ポリエチレンフィルムに不織布を接着した素材を用いることができる。
本発明において、前記記載された内容以外の事項は、必要に応じて加減が可能なものであるので、本発明では特に限定しない。
本発明によれば、所定の水酸化アルミニウム粒子を用いて表面処理することによって、保水能と加圧吸水能などの物性を低下することなく向上した通液性を有することができ、これと同時に、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有して保管安定性に優れた高吸水性樹脂組成物を製造することができる。
特に、本発明の高吸水性樹脂組成物は、各種おむつ、排便訓練用パンツ、尿失禁用パッドなどにおいて物性の向上が可能であり、これによって、超薄型技術が適用された高吸水能の個人衛生吸収用品の製造に適用することができる。
本発明の実施例６により水酸化アルミニウムで処理した高吸水性樹脂の表面を示す写真である。 本発明の比較例５によりシリカを処理した高吸水性樹脂の表面を示す写真である。
以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例］
製造例：高吸水性樹脂の製造
まず、高吸水性樹脂は、次のような方法で製造した。アクリル酸１００ｇ、架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート（Ｍｗ＝５２３）０．２５〜０．５ｇ、５０％苛性ソーダ（ＮａＯＨ）８３．３ｇ、および水８９．８ｇを混合して、単量体の濃度が４５重量％のモノマー水溶液組成物比を有するように製造した。
以降、前記モノマー水溶液８１０ｇを、まず、０．１８％アスコルビン酸（ａｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ）溶液３０．５４ｇと、１％過硫酸ナトリウム溶液３３ｇとを先に混合し、０．１５％過酸化水素溶液３０．４５ｇと共に連続で重合しながらニーディング可能な重合器の供給部を通して投入して重合を実施した。この時、重合器の温度は８０℃に維持し、重合の最高温度は１１０℃、重合時間は１分１５秒である。以降、引き続きニーディングを実施して、２０分間重合とニーディングを実施した。以降、生成された重合器の大きさは０．２ｃｍ以下で分布した。この時、最終形成された含水ゲル重合体の含水率は５１重量％であった。
次に、前記含水ゲル重合体に対して、１８０℃の温度の熱風乾燥機で３０分間乾燥し、乾燥した含水ゲル重合体をピンミル紛砕機で粉砕した。その後、ふるい（ｓｉｅｖｅ）を用いて、粒度（平均粒径サイズ）が１５０μｍ未満の重合体と、粒度１５０μｍ〜８５０μｍの重合体とを分級して、ＣＲＣが３４ｇ／ｇのベースポリマー（Ａ）、ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）を得た。
実施例１
ＣＲＣが３４ｇ／ｇのベースポリマー（Ａ）に、８μｍの水酸化アルミニウム０．５重量％を乾式混合した後に、１,３−プロパンジオール５重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１８０℃以上の温度で４０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例２
ＣＲＣが３４ｇ／ｇのベースポリマー（Ａ）に、８μｍの水酸化アルミニウム１．０重量％を乾式混合した後に、１．３−プロパンジオール５重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１８０℃以上の温度で４０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例３
ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）に、２μｍの水酸化アルミニウム１．０重量％を乾式混合した後に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で４０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例４
ＣＲＣが３４ｇ／ｇのベースポリマー（Ａ）に、８μｍの水酸化アルミニウム１．５重量％を乾式混合した後に、１．３−プロパンジオール５重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１８０℃以上の温度で４０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例５
ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）に、８μｍの水酸化アルミニウム１．５重量％を乾式混合した後に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で６０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例６
ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）に、２μｍの水酸化アルミニウム２．０重量％を乾式混合した後に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で６０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例７
ＣＲＣが３４ｇ／ｇのベースポリマー（Ａ）に、８μｍの水酸化アルミニウム３．０重量％を乾式混合した後に、１．３−プロパンジオール５重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１８０℃以上の温度で４０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例８
ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）に、８μｍの水酸化アルミニウム３．０重量％を乾式混合した後に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で６０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
実施例９
ＣＲＣが４０ｇのベースポリマー（Ｂ）に、８μｍの水酸化アルミニウム３．０重量％を乾式混合した後に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で６０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。これにシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ２００）０．１％を乾式混合した。
実施例１０
ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）に、８μｍの水酸化アルミニウム５．０重量％を乾式混合した後に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で６０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
比較例１
ＣＲＣが３４ｇ／ｇのベースポリマー（Ａ）に、１．３−プロパンジオール５重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１８０℃以上の温度で４０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
比較例２
ＣＲＣが４０ｇ／ｇのベースポリマー（Ｂ）に、エチレングリコールジグリシジルエーテル３重量％を含む表面処理溶液を噴射して、高吸水性樹脂の表面を処理した。また、前記表面を処理する段階で、分級された含水ゲル状重合体を１つの表面架橋反応器に供給し、１２０℃以上の温度で６０分間、含水ゲル重合体の表面架橋反応を進行させた。
比較例３
比較例２で得られた製品に、平均粒子サイズ１２ｎｍのシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ２００）を０．１％乾式混合して、製品を製造した。
比較例４
比較例１で得られた製品に、平均粒子サイズ１２ｎｍのシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ２００）を１．０％乾式混合して、製品を製造した。
比較例５
比較例２で得られた製品に、平均粒子サイズ１２ｎｍのシリカ（Ａｅｒｏｓｉｌ２００）を１．０％乾式混合して、製品を製造した。
試験例
実施例１〜１０および比較例１〜５により製造された高吸水性樹脂組成物に対して次のような方法で物性評価を行い、測定された物性値は下記表１に示した通りである。
ａ）ＣＲＣ：ＷＳＰ２４１．３．１０に基づいて測定
ｂ）ＡＵＰ：ＷＳＰ２４２．３．１０に基づいて測定
ｃ）ＧＢＰ：大韓民国公開特許公報第１０−２００９−０１２３９０４号に記載の自由膨潤ゲル層透過度試験に基づいて測定された。
ｄ）Ａ／Ｃ：高吸水性樹脂２ｇ（Ｗ5）を直径１０ｃｍのフラスコ皿に均等に塗布した後、温度４０±３℃、湿度７０±３％の水準を維持する恒温恒湿チャンバー内で１０分間維持させた後、フィルターペーパーにフラスコ皿をひっくり返して３回軽くタッピング（ｔａｐｐｉｎｇ）後、高吸水性樹脂の落ちる量（Ｗ6）を測定した。ケーキング防止（Ａｎｔｉ−ｃａｋｉｎｇ）効率（Ａ／Ｃ、％）はＷ6／Ｗ5×１００で計算し、数値が高いほど効率に優れる。
ｅ）ボルテックス（Ｖｏｒｔｅｘ）：５０．０±１．０ｍＬの０．９％ＮａＣｌ溶液を１００ｍＬビーカーに添加した。シリンダ型撹拌バー（３０ｘ６ｍｍ）を添加し、前記塩類溶液を６００ｒｐｍで撹拌プレート上で撹拌した。２．０００±０．０１０ｇの水分吸収性重合体粒子をできるだけ速く前記ビーカーに添加し、添加を始めながらストップウォッチを始めた。前記ストップウォッチを、前記混合物の表面が「静止（ｓｔｉｌｌ）」状態になれば止めたが、前記状態は表面が乱流を持たないことを意味するもので、この時、前記混合物は相変わらず回転するが、粒子の全体表面が１つの単位として回転することになる。前記ストップウォッチに表示された時間をボルテックス時間として記録した。
また、図１および図２に、それぞれ実施例６および比較例５により水酸化アルミニウムおよびシリカを処理した高吸水性樹脂表面の写真を示した。図１に示しているように、実施例６により水酸化アルミニウムを２．０％処理した高吸水性樹脂の場合、水酸化アルミニウムが表面によく分散して固く固着していることを確認することができる。しかし、図２に示しているように、比較例５によりシリカを１％乾式混合処理した高吸水性樹脂は均一でない状態で互いに固まっており、ひいては高吸水性樹脂と分離されていることを確認することができる。このように分離されたシリカ粒子は、工程移送中に粉塵が発生する原因になる問題がある。
前記表１に示しているように、本発明に係る実施例１〜１０の高吸水性樹脂組成物は、比較例１〜２と比較して、高温多湿環境においてケーキング防止特性を有して保管安定性を向上させることができ、優れた通液性および吸水速度（Ｖｏｒｔｅｘ）を示す。また、比較例３〜５と比較して、実施例７〜１０は、高温多湿環境において同等以上のケーキング防止効果および通液性を有し、かつ、高い加圧吸水能（ＡＵＰ）および優れた吸水速度（Ｖｏｒｔｅｘ）が実現される。
さらに、実施例１〜９の高吸水性樹脂組成物は、１５０μｍ未満の粒度分布比率が水酸化アルミニウムを処理しなかった比較例１〜２の高吸水性樹脂と同等または減少した水準で、水酸化アルミニウムがベースポリマーの高吸水樹脂に強く付着していることを確認することができる。しかし、シリカを１％乾式混合処理した比較例４〜５の高吸水性樹脂は、１５０μｍ未満の粒度分布比率は、比較例１〜２のベースポリマー高吸水性樹脂と比較して顕著に増加し、ケーキング防止性能が非常に良くないことが分かる。
特に、シリカが処理された比較例３〜４のようにシリカを乾式適用した時にケーキング防止効果に優れるが、少量添加時にも過度な加圧吸水能（ＡＵＰ）の低下が現れた。また、図２と実施例４〜５において、シリカの高吸水性樹脂との分離、１５０μｍ通過含有量の増加から明らかなように、高吸水性樹脂に単純に混合されている状態で製品移送時、比重の差による分離およびバックフィルター捕集によるシリカの消失および不均一な分布によって、ケーキング防止特性の低下が発生することがあり、粉塵が多量発生して作業環境を阻害するという欠点がある。さらに、高分子樹脂の表面に固着させるために、湿式処理時にケーキング防止特性が低下し、特に表面処理時に溶液に一部使用されるアルコール類のように使用時の効率が急激に低下する問題があることは公知の事実である。

Claims (11)

  1. 高吸水性樹脂および水酸化アルミニウムを含み、前記水酸化アルミニウムは、高吸水性樹脂の表面に付着したものである高吸水性樹脂組成物。
  2. 前記水酸化アルミニウムの平均粒子サイズ２μｍ〜５０μｍである請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  3. 前記水酸化アルミニウムは、高吸水性樹脂１００重量部に対して、０．５〜５重量部の含有量で含む請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  4. 前記高吸水性樹脂は、酸性基を含み、少なくとも一部が中和した水溶性エチレン系不飽和単量体を重合させた粉末形態のベース樹脂を、炭素数２〜８のジオールまたはグリコール系化合物で表面架橋させた架橋重合体を含むものである請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  5. 前記水溶性エチレン系不飽和単量体は、アクリル酸、メタアクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、２−アクリロイルエタンスルホン酸、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、または２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の陰イオン性単量体とその塩；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、またはポリエチレングリコール（メタ）アクリレートの非イオン系親水性含有単量体；および（Ｎ，Ｎ）−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、または（Ｎ，Ｎ）−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドのアミノ基含有不飽和単量体とその４級化物；からなる群より選択された１種以上を含む請求項４に記載の高吸水性樹脂組成物。
  6. 水酸化アルミニウムが高吸水性樹脂の表面に付着したものである高吸水性樹脂組成物１００重量部に対して、シリカ０．１重量部以下が追加的に表面に付着したものである請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  7. 粒子形態を有する請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  8. 生理食塩水に対する遠心分離保水能（ＣＲＣ）が２５ｇ／ｇ以上である請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  9. 生理食塩水に対する０．７ｐｓｉの加圧吸水能（ＡＵＰ）が１０ｇ／ｇ以上である請求項１に記載の高吸水性樹脂組成物。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の高吸水性樹脂組成物を含む個人衛生吸収用品。
  11. 前記高吸水性樹脂組成物、液体透過性上部シート、および防水性背面シートを含む請求項１０に記載の個人衛生吸収用品。
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