JP2539956B2

JP2539956B2 - 流体安定性造粒物の製造方法

Info

Publication number: JP2539956B2
Application number: JP3068448A
Authority: JP
Inventors: 卓己初田; 和正木村; 欣也長砂; 昭人矢野
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1991-04-01
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: EP0450922B1; PT97232A; CN1056504A; IE911071A1; CA2038779A1; DE69131406D1; BR9101312A; MA22105A1; JPH04214736A; KR910018417A; CS86091A2; PL289709A1; TR25457A; ATE181841T1; DE69131406T2; EP0450922A2; FI911522A0; CN1029126C; AU7389291A; AU637470B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の吸水性樹脂粉末
粒子が共有結合により相互に粒子間架橋構造をなし、造
粒構造がつぶれることのない流体安定性造粒物およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、体液を吸水することを目的とし
て、生理用ナプキン、使い捨ておむつ等のこれらの衛生
用品に関する１つの構成材料として吸水性樹脂を用いる
試みがなされている。このような吸水性樹脂としては、
デンプン―アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解
物（特公昭４９―４３，３９５号）、デンプン―アクリ
ル酸グラフト重合体の中和物（特開昭５１―１２５，４
６８）、酢酸ビニル―アクリル酸エステル共重合体のケ
ン化物（特開昭５２―１４，６９８）、アクリロニトリ
ル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解
物（特公昭５３―１５，９５９）、これらの架橋体、ポ
リアクリル酸部分中和物およびポリアクリル酸部分中和
物架橋体（特開昭５７―３４，１０１）が知られてい
る。

【０００３】こうした吸水性樹脂の特性としては大きい
吸水倍率、大きい吸水速度、通液性、大きいゲル強度が
ある。しかしながら、同時にこれらの特性を改良するこ
とは困難である。

【０００４】吸水性樹脂の粒子径を小さくするか、吸水
性樹脂を造粒にするか、あるいは薄片に吸水性樹脂を形
成することによって吸水速度を高めることが試みられて
いる。一般に、吸水性樹脂が小さな粒子径に形成される
場合には、尿との接触により吸水性樹脂粒子は、いわゆ
る“ママコ”を形成し、吸水速度が低下する。吸水性樹
脂が造粒物に形成される場合には、尿と接触することで
造粒物自体が個々に“ママコ”の状態に変化するという
現象がおこり吸水速度がかえって低下する。吸水性樹脂
が薄片に形成される場合には、その吸水速度は改良され
るが、ゲルブロッキングを誘発するために、吸水速度は
充分でなく、さらに薄片に吸水性樹脂を形成すること
は、製造される吸水性樹脂は必然的にかさばり、より大
きな輸送および貯蔵設備を要するために経済的でなく、
該吸水性樹脂の製造は、工場の立地上、制限される。

【０００５】一方、吸水性樹脂の表面近傍の分子鎖を架
橋させ、表面の架橋密度を上げることにより、吸水倍率
を低下させることなく、吸水速度および吸水後のゲル強
度を高めるための技術が、提案されている。

【０００６】これらの技術は、例えば、特開昭５７―４
４，６２７号、特開昭５８―４２，６２０号、特公昭６
０―１８，６０９号、特開昭５８―１８０，２３３号、
特開昭５９―６２，６６５号、および特開昭６１―１
６，９０３号に開示されている。

【０００７】しかしながら、これらの技術により製造さ
れる吸水性樹脂の多くは、１００メッシュの標準フルイ
を通過する微粉末を高率で含んでいる。このような吸水
性樹脂は実際の使用において、下記の如き課題に直面し
ている。

【０００８】（１）微粉末を含んだ吸水性樹脂は、粉末
の浮遊を誘発する危険があり、その結果として作業環境
に害を及ぼし、さらに重量損失を来たす。

【０００９】（２）微粉末を含んだ吸水性樹脂は、他の
材料と混合した場合に、劣った混合性能び分散性能を示
す。

【００１０】（３）特に、吸水性樹脂中の微粉末の量が
多い場合は、液体との接触により、ゲルブロッキングを
生じ易く、繰り返し通液性に難点を生ずる。

【００１１】（４）微粉末を含んだ吸水性樹脂は、流動
性が悪く、該吸水性樹脂がホッパー中でブリッジを形成
したり、フラッシュ現象が生じたりしやすい。

【００１２】この課題の解決方法は、吸水性樹脂の微粉
末部分の除去による方法もしくは吸水性樹脂の水を使っ
た造粒による方法である。前者の方法は経済的に不利で
あるため、好ましくない。

【００１３】水を用いた造粒に関する方法は、特開昭６
１―９７，３３３号、特開昭６１―１０１，５３６号に
開示されている高速回転羽型混合機あるいは気流型混合
機といった特殊な攪拌装置の使用により吸水性樹脂粉末
と水を均一に混合し、得られた混合物を破砕造粒するこ
とより成る。

【００１４】吸水性樹脂粉末の（粒子径を大きくする）
水を使った造粒方法により、粉体としての取り扱い性が
改良された吸水性樹脂粉末が得られる。しかしながら、
この方法により得られる造粒物は、単に粒子同士が物理
的に相互に結合したものであり、造粒物の強度は非常に
弱いものである。そのため、得られる吸水性樹脂の造粒
物は、工場や輸送の取り扱い中に細かい粒子に分解され
てしまう。該造粒物が、最終製品として使用に供される
までの間に、その造粒構造を保持することが出来たとし
ても、最終製品が使用された場合には前記造粒構造を保
持することは期待できない。例えば、吸水性樹脂の造粒
物を、使い捨ておむつに用いる場合、水性液体と接触し
た造粒物は、小さいもとの基本粒子に分解され、該粒子
は、小さいために、“ママコ”を生じ易くなる。さらに
水性液体の吸水により形成されるゲルの基本粒子は小さ
いものであるために、パルプ繊維の毛細管を塞ぎ、ゲル
ブロッキング現象を生じ易くなる。すなわち、通液性が
低下する。

【００１５】吸水性の含水ゲルを形成する、高分子組成
物中の流体安定性造粒物が、そうした高分子組成物の性
能を劇的に改良することがわかった。該流体安定性造粒
物は、多量の液体を吸水することができ、速い膨脹速度
を有し、吸水速度が大きくなっているにもかかわらず、
高分子組成物のゲルブロッキング作用を減少させるため
に液体を吸水しても該造粒物の形を保持する。

【００１６】高分子材料の膨脹速度は、含水ゲルを形成
する該高分子材料の試料に与えられる一定の割当量の流
体の吸い上げの平均速度によって表される。膨脹速度
は、拡散速度（ゲルブロッキング）によって制限され
る、全体への通液性の計測である。それゆえ、ゲルの通
液性が、自由な流体が混合物中の他の粒子に到達できる
速度がどのくらいかを制限することによる制限要因に成
る。膨脹速度は計測され、毎秒当りの含水ゲルを形成す
る高分子のグラム量に対する人工尿のグラム量によって
定義される。膨脹速度は、後述する試験方法により測定
される。

【００１７】高分子組成物中に流体安定性造粒物の利用
が望まれており、こうした流体安定性造粒物の製造方法
を見出すことが望まれている。その上に、経済的で効率
的な方法で、流体安定性造粒物の製造方法を見出すこと
が望まれている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、流体安定性造粒物の製造方法を提供することに
ある。

【００１９】本発明の他の目的は、流体安定性造粒物の
経済的で効率的な製造方法を提供することにある。

【００２０】本発明のさらに他の目的は、相対的に大量
の流体安定性造粒物を含有し、大きい膨脹速度を有する
高分子組成物の製造方法を提供することにある。

【００２１】本発明のさらに他の目的は、少ない微粉の
含有量を有する高分子組成物の製造方法を提供すること
にある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記諸目的は、水に対す
る接触角が約６０°以上で約７０℃以上の熱変形温度を
有する基材（）で実質的に形成された内面を有する高
速攪拌型ミキサー内で、カルボキシル基を有する吸水性
樹脂粉末（Ａ）１００重量部、該吸水性樹脂粉末のカル
ボキシル基と反応し得る少なくとも２個の官能基を有す
る架橋剤（Ｂ）０．０１〜３０重量部、水（Ｃ）０〜５
０重量部、および親水性有機溶媒（Ｄ）０〜６０重量部
を攪拌羽根の先端部の回転速度が６００ｍ／ｍｉｎ以上
の攪拌条件下で混合し、その後、反応中に混合物に加え
られる全力学的エネルギーＦが下記の数式１を満たす条
件下で該吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の反応を
完結することを特徴とする流体安定性造粒物の製造方法
により達成される：０≦Ｆ≦３６，０００ジュール／ｋｇ（数式１）（ただし、数式１において、反応中に加えられる毎分当
たりの力学的エネルギーＦａは、６００ジュール／ｋｇ
以下である。）

【００２３】

【作用】本発明に用いられる吸水性樹脂粉末（Ａ）とし
ては、カルボキシル基を有することを要する。上記記述
に適合する吸水性樹脂粉末は、一様に粉体であり、例え
ばデンプン―アクリロニトリルグラフト共重合体の加水
分解物、デンプン―アクリロニトリルグラフト共重合体
の部分中和物、酢酸ビニル―アクリル酸エステル共重合
体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくはアク
リルアミド共重合体の加水分解物、これらの共重合体架
橋体、ポリアクリル酸部分中和物およびポリアクリル酸
部分中和物架橋体が挙げられる。これらの吸水性樹脂粉
末は、単独または２種あるいはそれ以上の混合物の形で
使用される。吸水性樹脂粉末（Ａ）が、架橋構造を有し
ていることが望ましいけれども、そのような架橋構造を
持たない形で効果的に用いても良い。

【００２４】上述の種々の吸水性樹脂粉末（Ａ）の中
で、特に望ましいもが、以下（１）〜（５）に示す吸水
性樹脂である。

【００２５】（１）１〜５０モル％のアクリル酸と９
９〜５０モル％のアクリル酸アルカリ金属塩から成るア
クリル酸塩単量体１００重量部および架橋性単量体０〜
５重量部を２０重量％以上の単量体濃度を有する水溶液
中で共重合することにより形成されたゲル状含水重合体
を熱乾燥して得られる粉状アクリルアルカリ金属塩重合
体。

【００２６】（２）親水性−疎水性バランス（ＨＬ
Ｂ）が８〜１２の範囲にある界面活性剤の存在下で脂肪
族および／または脂肪族炭化水素溶媒中に水溶性ラジカ
ル重合反応開始剤および必要により架橋性単量体を含む
アクリル酸および／またはアクリル酸アルカリ金属塩を
分散させ、これを懸濁重合して得られる粉状樹脂。

【００２７】（３）ビニルエステルとエチレン性不飽
和カルボン酸あるいはその誘導体との粉状ケン化重合
体。

【００２８】（４）デンプンおよび／またはセルロー
ス、カルボキシル基を有する単量体、あるいは加水分解
の結果としてカルボキシル基を形成することができる単
量体および必要により架橋性単量体を水性液中で重合
し、さらに必要により得られる重合体を加水分解するこ
とにより得られる粉状吸水性樹脂。

【００２９】（５）無水マレイン酸およびα−オレフ
ィンおよびビニル化合物よりなる群から選ばれた少なく
とも１種の単量体よりなる無水マレイン酸共重合体にア
ルカリ物質を反応させ、必要により得られた生成物をさ
らにポリエポキシ化合物と反応させることにより得られ
る粉状吸水性樹脂。

【００３０】吸水性樹脂粉末（Ａ）が有しているカルボ
キシル基の量は特に限定されないが、カルボキシ基は、
吸水性樹脂粉末（Ａ）１００ｇに対し、０．０１当量以
上を有していることが望ましい。ポリアクリル酸部分中
和物の場合において、例えば、ポリアクリル酸未中和物
の比率は、１〜５０モル％の範囲にあることが望まし
く、さらに好ましくは５〜４０モル％の範囲である。

【００３１】本発明に使用される吸水性樹脂粉末（Ａ）
の粒子の形は、特に限定されない。逆相懸濁重合により
得られる球状であってよく、ドラムで乾燥することによ
り得られるフレーク状であってもよく、また塊状の樹脂
を粉砕して得られる不定形状であってもよい。

【００３２】本発明に使用できる架橋剤（Ｂ）は、分子
内にカルボキシル基と反応できる、少なくとも２個の官
能基を有する化合物を含んでいる。本発明において架橋
剤（Ｂ）として使用できる化合物は、例えば、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、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリ
コール、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
レンブロックコポリマー、ペンタエリトリトールおよび
ソルビトールのような多価アルコール類、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、グリセリンポリグリシジルエー
テル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリ
セリンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリ
シジルエーテル、ペンタエリトリト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
およびポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル
のようなポリグリシジルエーテル化合物、エピクロルヒ
ドリンおよびα―メチルフルオロヒドリンのようなハロ
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アミン、テトラエチレンペン
タアミン、ペンタエチレンヘキサアミンおよびポリエチ
レンイミンのようなポリアミン化合物を含んでいる。前
記の群より選ばれた１種の架橋剤ないしは２種以上の相
互に反応しない架橋剤が使用できる。

【００３３】上記の化合物の中でも、特に、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレング
リコール、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
ロピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリトリトールおよびソ
ルビトールよりなる群から選ばれた少なくとも１種の化
合物を用いることが望ましい。

【００３４】本発明に使用される架橋剤（Ｂ）の比率
は、０．０１〜３０重量部の範囲であり、０．１〜１０
重量部の範囲がより好ましい。該比率が前記重量部の範
囲である限り、流体安定性造粒物の高い含有量および大
きい膨脹速度を有する。前記比率が３０重量部を越える
と、該超過は、何ら経済効果を産みだすことなく浪費さ
れ、適正な架橋効果の遂行には多過ぎ、製造される吸水
剤の吸水倍率が減少する。反対に、前記比率が０．０１
重量部未満では、本発明の効果が、かろうじて達成され
るのみである。

【００３５】本発明において、水（Ｃ）は、架橋剤
（Ｂ）と吸水性樹脂粉末（Ａ）の混合中に使用される。
水（Ｃ）の作用は、吸水性樹脂粉末（Ａ）の表面上への
架橋剤（Ｂ）の均一な分散を促進し、さらに吸水性樹脂
粉末（Ａ）の粒子表面付近に架橋剤（Ｂ）の浸透を促進
するだけでなく、また、吸水性樹脂粉末（Ａ）の粒子間
の架橋反応を促進する。

【００３６】本発明による流体安定性造粒物は、水
（Ｃ）の未添加の場合と比較して、架橋剤（Ｂ）と吸水
性樹脂（Ａ）の混合中に水（Ｃ）を添加することにより
より好ましく製造される。すなわち、本発明において、
水（Ｃ）は、吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対
し、０〜５０重量部の範囲、好ましくは、０．５〜４０
重量部の範囲、さらに好ましくは、２〜４０重量部の範
囲で使用され、吸水性樹脂粉末（Ａ）の種類や粒子の大
きさのいかんで決まる。水（Ｃ）の量が５０重量部を越
えるならば、熱処理が過度に長期間浪費され、架橋剤
（Ｂ）が、吸水性樹脂粉末（Ａ）の粒子の中心部まで浸
透し、製造された流体安定性造粒物の吸水倍率は、非常
に減少するであろう。さらに、吸水性樹脂粉末（Ａ）
は、“ママコ”を形成する傾向となり、混合は均一には
ならないであろう。

【００３７】本発明に任意に用いられる親水性有機溶媒
（Ｄ）は、架橋剤（Ｂ）と均一に混合でき、吸水性樹脂
粉末（Ａ）の品質上、少しでも好ましくない効果を生じ
ることを抑制することが単に要求されている。前記記載
に適合する親水性有機溶媒は、例えば、メタノール、エ
タノール、ｎ―プロパノール、イソプロパノール、ｎ―
ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ―ブタノールおよ
びｔ―ブタノールのような低級アルコール類、アセト
ン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン
のようなケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフランお
よびジエチルエーテルのようなエーテル類、Ｎ，Ｎ―ジ
メチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ―ジエチルホルムアミ
ドのようなアミド類およびジメチルスルホオキシドのよ
うなスルホオキシド類が挙げられる。親水性有機溶媒
（Ｄ）は、吸水性樹脂粉末（Ａ）の表面上で架橋剤
（Ｂ）と任意に用いられる水（Ｃ）との均一な分散を達
成しうる役目を果す。

【００３８】本発明において用いられる親水性有機溶媒
（Ｄ）の量は、吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対
し、使用される吸水性樹脂粉末（Ａ）の種類や粒子の大
きさによって変化しやすいけれども、０〜６０重量部の
範囲、好ましくは、０．１〜１０重量部の範囲である。
親水性有機溶媒（Ｄ）の量が、６０重量部を越えるなら
ば、該超過は、目指した効果に比例した添加物の付与が
観察されず、乾燥を行なうために使われるエネルギー量
を増加することによる経済性の減少を被るはめになる。
本発明に関し、親水性有機溶媒（Ｄ）の使用は、必ずし
も必要でなく、架橋剤（Ｂ）と吸水性樹脂粉末（Ａ）の
混合は、以下に詳細に記載される特殊な高速攪拌型ミキ
サーを用いることにより達成される。親水性有機溶媒
（Ｄ）を使用した場合には、架橋剤（Ｂ）の種類や量、
水（Ｃ）の量ないしは、使用される吸水性樹脂粉末
（Ａ）の種類や粒子の大きさいかんで決まるが、本発明
の効果を増す場合がある。架橋剤（Ｂ）と吸水性樹脂粉
末（Ａ）を混合する場合に、たとえ必要な水（Ｃ）が不
十分であっても、例えば、吸水性樹脂粉末（Ａ）の粒子
の大きさが非常に小さい場合、あるいは用いられる水の
量が、架橋剤（Ｂ）の量に比較して非常に大きい場合に
は、比較的少量の有機溶媒の併用が本発明の効果を達成
することを容易にさせる。

【００３９】本発明において、架橋剤（Ｂ）と吸水性樹
脂粉末（Ａ）の混合は、高速攪拌型ミキサーを用いるこ
とにより達成される。

【００４０】本発明において使用される高速攪拌型ミキ
サーは、攪拌羽根の先端部の回転速度が６００ｍ／ｍｉ
ｎ以上、好ましくは、１０００〜３０００ｍ／ｍｉｎの
範囲で回転できる。攪拌羽根の先端部の回転速度が６０
０ｍ／ｍｉｎ未満であれば、吸水性樹脂粉末（Ａ）は、
架橋剤（Ｂ）、水（Ｃ）および親水性有機溶媒（Ｄ）の
前記の量を用いても十分に混合することができず、本発
明の効果を達成することが必要であるけれども、架橋剤
（Ｂ）により相互に粒子間架橋した吸水性樹脂粉末
（Ａ）は、工業化において非能率的となる。攪拌羽根の
先端部の回転速度が３０００ｍ／ｍｉｎを越えるなら
ば、攪拌の衝撃が、吸水性樹脂粉末（Ａ）の破砕を誘発
させる。

【００４１】本発明に使用される高速攪拌型ミキサー
は、少なくとも１つの攪拌羽根を有する少なくとも１つ
の攪拌軸を持ち、攪拌軸は、攪拌羽根の先端部の回転速
度を約６００ｍ／ｍｉｎ以上、好ましくは、１０００〜
３０００ｍ／ｍｉｎの範囲で回転させることができる。

【００４２】高速攪拌型ミキサーは、例えば、ヘンシェ
ルミキサー（三井三池機械株式会社製）、ニュースピー
ドミキサー（岡田精工株式会社製）およびヘビーデュー
ティーマトリックス（奈良機械製作所株式会社製）のよ
うな回転する羽根が攪拌槽の底部内面上に備え付けられ
た型のミキサー、および例えば、タービュライザーおよ
びサンドターボ（共に細川ミクロン株式会社製）のよう
な円筒状のコンテナを内側に配置し多数のパドルが付け
られたローターの高速回転により２ないしそれ以上の粉
末あるいは液体と粉末を（連続的に）混合できる型のミ
キサーが挙げられる。こうした高速攪拌型ミキサーの中
で、連続型ミキサーが高い生産性を有し、好ましいもの
である。

【００４３】本発明に使用される高速攪拌型ミキサー
は、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）との十分な混
合効果を得るために、水に対する接触角が約６０°以上
を有し、さらに、約７０℃以上の熱変形温度を有する基
材（）から実質的に成る内面が備わっている。

【００４４】特に、本発明において水（Ｃ）が用いられ
る場合で、用いられる水（Ｃ）の量が多いときに、吸水
性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）および水（Ｃ）の混合
が不十分になる。こうした場合において、混合特性は水
に対する接触角が６０°以上を有する基材（）の内壁
を有するミキサーの使用によりしばしば改善される。熱
変形温度が、約７０℃未満であれば、基材（）は、混
合期間中に発生する熱に充分耐えることができず、その
ために安定した混合を継続することができなくなる。

【００４５】ミキサーの内面の構成基材（）として使
用できる材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリアミド、フッ素樹脂、ポ
リ塩化ビニル、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂のよ
うな合成樹脂あるいは、ガラス、グラファイト、ブロン
ズおよびモリブデンジサルファイドのような無機充填剤
あるいは、ポリイミドのような有機充填剤で複合体を作
り増強した前記合成樹脂を含む。前記物質の中でも、ポ
リエチレンテトラフルオライド、ポリエチレントリフル
オライド、ポリエチレントリフルオロクロライド、エチ
レンテトラフルオライド―エチレンコポリマー、エチレ
ントリフルオロクロライド―エチレンコポリマー、プロ
ピレンペンタフルオライド―エチレンテトラフルオライ
ドコポリマー、パーフルオロアルキルビニルエーテル―
エチレンテトラフルオライドコポリマーおよびポリフッ
化ビニルのようなフッ素樹脂が、特に望ましいものであ
る。

【００４６】本発明に使用される高速攪拌型ミキサー
は、それ自体が前記の基材（）で作られたミキサーで
あってもよい。通常、ミキサーは、金属材料で作られ基
材（）の被覆を施したものあるいは、基材（）のス
リーブで覆った内壁を有する。

【００４７】好ましくは、成形された材料、より好まし
くは、基材（）から成る成形された円筒状の材料が高
速攪拌型ミキサー内に挿入されているものである。

【００４８】さらに、基材（）の成形された材料は、
５ｍｍ以上、さらに好ましくは１０ｍｍ以上の厚みを有
する。吸水性樹脂粉末（Ａ）を、長時間、架橋剤（Ｂ）
と混合する場合に、ミキサーの内面が基材（）で被覆
されてあるミキサーを使用するならば、基材（）の層
は、比較的短時間の間に不十分な厚みのために傷付けら
れ、基板が見えてくるため、混合は安定しないものとな
る。その上に、被覆層が修繕される場合には、被覆層に
は、より長い時間とより高いコストが求められる。それ
とは逆に、５ｍｍ以上、通常５〜５０ｍｍの厚みを有す
る基材（）の成形された材料が、ミキサーの中に取り
外し可能なように挿入されたならば、混合物は、長時間
安定して得ることができ、修繕は、容易に実施すること
ができる。

【００４９】本発明において、吸水性樹脂粉末（Ａ）と
架橋剤（Ｂ）、さらに必要に応じて水（Ｃ）と親水性有
機溶媒（Ｄ）を混合する場合には、前記条件下で高速攪
拌型ミキサーを用いて実施することが望まれ、前記条件
下で実施されないならば、本発明の目的を、達成するこ
とはできない。根拠は明確ではないが、吸水性樹脂粉末
（Ａ）同士の間で特殊な結合が生じ、粒子間の反応効率
が、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の混合が均質
に実施された事に加え、混合が強い剪断力により実施さ
れた事により高くなるためであると考えられる。

【００５０】本発明において、吸水性樹脂粉末（Ａ）と
架橋剤（Ｂ）との反応は攪拌あるいは未攪拌の条件下で
実施されるけれども、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤
（Ｂ）との反応が完結されるまで、吸水性樹脂粉末
（Ａ）と架橋剤（Ｂ）さらに必要に応じて水（Ｃ）、親
水性有機溶媒（Ｄ）および後に説明される水不溶性微粒
子（Ｅ）の混合物に付加される全力学的エネルギーＦが
下記の数式１を満足することが必要である：０≦Ｆ≦３６，０００ジュール／ｋｇ（数式１）（ただし、数式１において、反応中に加えられる毎分当
たりの力学的エネルギーＦａは、６００ジュール／ｋｇ
以下である。）すなわち、本発明の方法により得られる
流体安定性造粒物は、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤
（Ｂ）との反応を通じて、複数の吸水性樹脂粉末（Ａ）
が、粒子間架橋することにより形成される。従って、過
度の力学的エネルギーが、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋
剤（Ｂ）との反応の完結前に加えられるならば、物理的
な結合を基礎にした弱い造粒構造が破壊されるため、目
的とした流体安定性造粒物は、得ることができない。最
も理想的な状態は複数の吸水性樹脂粉末（Ａ）が吸水性
樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）との反応の間、同一接触
点による物理的接触状態に保持されることである。

【００５１】非常に大きな力学的エネルギーが、吸水性
樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の架橋反応の完結前に、
吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の混合物に加えら
れたならば、高い流体安定性造粒物含有量、非常に僅か
な微粒子の含有量および、優れた膨脹速度を有した反応
生成物高分子組成物は得られないだろう。

【００５２】本発明の明細書における“全力学的エネル
ギー”は、反応の完結のために反応器内に混合物が入れ
られてからの期間を通じて、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架
橋剤（Ｂ）、さらに必要に応じて水（Ｃ）と親水性有機
溶媒（Ｄ）および水不溶性微粒子（Ｅ）の混合物に付加
された力学的エネルギーである。さらに、“全力学的エ
ネルギー”は、主に混合物を攪拌するために付加される
エネルギーであり、例えば、混合物を含んだバケットの
位置を変えるために使用されるエネルギーは、含まれな
い。

【００５３】上記の条件が満たされるならば、通常の乾
燥器あるいは加熱炉が、本発明の流体安定性造粒物を得
るために用いられる熱処理装置すなわち反応器として使
用することができる。

【００５４】熱処理は、通常の乾燥器あるいは、加熱炉
の使用により実施することができる。熱処理に使用でき
る乾燥器には、例えば、水平攪拌乾燥器、ロータリー乾
燥器、ディスク乾燥器、流動層乾燥器、気流乾燥器およ
び赤外線乾燥器が挙げられる。熱処理は、混合の完成後
直ちに開始するかあるいは、混合物を所定時間、放置し
た後、開始する。

【００５５】本発明において、吸水性樹脂粉末（Ａ）と
架橋剤（Ｂ）を、高速攪拌型ミキサーにより混合するに
際して、（“粒子（Ｅ）”として以下に言及される）水
不溶性微粒子と一緒に混合してもよい。粒子（Ｅ）の併
用は、十分に混合効果を高め、造粒効果を改善する目的
のために用いられる。従って、多量の流体安定性造粒物
を含んでいる反応生成物の高分子組成物は、膨脹速度に
おいて優れている。

【００５６】本発明において使用できる水不溶性微粒子
（Ｅ）は、例えば、吸水樹脂の耐光性を改良させる効果
および脱臭効果のあるカーボンブラック、活性炭および
パルプ粉のような有機粒子、さらにまた、雲母、パイロ
フィライト、カオリナイト、ハルサイト、および他の類
似した粘土鉱物および主に５０μｍ以下の平均粒子径を
有する二酸化シリコン粒子から成るアエロジル２００
（日本アエロジル株式会社製）およびカプレックス＃８
０（シオノギ株式会社製）のような微粉末のシリカのよ
うな無機粒子を含む。

【００５７】これら水不溶性微粒子（Ｅ）の粒子径は、
１０００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下、さら
に好ましくは、５０μｍ以下である。

【００５８】用いられる水不溶性微粒子（Ｅ）の量は、
吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対し、０．０１〜
１０重量部の範囲、好ましくは、０．０１〜５重量部の
範囲である。用いられる水不溶性微粒子（Ｅ）の量が、
前記の範囲にある間は、大きい膨脹速度、高い流体安定
性造粒物の含有量および十分に低い微粉の含有量を有す
る高分子組成物を、効率的に得ることができる。前記重
量が１０重量部を越えるならば、該超過は、添加量に比
例する効果を得ることができず、そればかりかむしろ、
吸水倍率が減少し、場合によっては、造粒を困難にす
る。

【００５９】吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）を、
水不溶性微粒子（Ｅ）と一緒に混合する場合において
は、該粒子（Ｅ）は、最初から混合に関係するように吸
水性樹脂粉末（Ａ）および架橋剤（Ｂ）と同様に、高速
攪拌型ミキサーに直接供給される。任意に、前記粒子
（Ｅ）は、異なるミキサーで吸水性樹脂粉末（Ａ）と前
もって混合させてもよく、その後、前もって混合された
混合物と架橋剤（Ｂ）が、混合するための高速攪拌型ミ
キサーに直接供給されてもよい。それとも、前記粒子
（Ｅ）が、架橋剤（Ｂ）と混合され、その後、該混合物
が吸水性樹脂粉末（Ａ）と混合されてもよい。混合は、
水（Ｃ）および親水性有機溶媒（Ｄ）またはその一方の
存在下で実施してもよい。吸水性樹脂粉末（Ａ）の粒子
間の結合の強さは、水不溶性微粒子（Ｅ）の使用により
増加することがある。

【００６０】さらに、吸水性樹脂粉末（Ａ）が、架橋剤
（Ｂ）と混合される場合に、本発明の効果は、吸水性樹
脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の反応を完結するまで行な
うことにより高められる。前記の反応が完結する時点
は、下記の数式２、数式３、数式４および数式５を満足
する時点である。：（下記の数式において、水不溶性微
粒子（Ｅ）は、混合中、使用していないときの値であ
る。）

【００６１】

【数５】

【００６２】好ましくは、

【００６３】

【数６】

【００６４】［ただし、上記数式において、Ｐは、吸水
性樹脂粉末（Ａ）の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｑ
は、反応生成物の生理食塩水の吸水倍率であり、さらに
Ｒは、吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対して用い
られた架橋剤（Ｂ）の重量部による値である。］（下記
の数式において、水不溶性微粒子（Ｅ）は、混合中、使
用したときの値である。）

【００６５】

【数７】

【００６６】好ましくは、

【００６７】

【数８】

【００６８】［ただし、上記数式において、Ｐは、吸水
性樹脂粉末（Ａ）の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｑ
は、反応生成物の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｒは、
吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対して用いられた
架橋剤（Ｂ）の重量部による値であり、さらに、Ｓは、
吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対して用いられた
水不溶性微粒子（Ｅ）の重量部による値である。］上記
の数式２あるいは数式４の計算値が、９５を越えるなら
ば、単に吸水性樹脂粉末（Ａ）の表面層の架橋密度は増
加し、そのため表面層の架橋密度の増加に対するゲル強
度の増加が認められるけれども、ある一定水準あるいは
それ以上の膨脹速度および流体安定性造粒物含有率を有
する高分子組成物を得るのは困難である。一方、上記の
数式２あるいは数式４の計算値が、３０未満であるなら
ば、架橋密度は、適度な密度を越えるであろう、そのた
め得られる高分子組成物の吸水倍率は、減少する。大き
い膨脹速度および高い流体安定性造粒物の含有量を有す
る高分子組成物は、好ましくは、反応が完結するまで、
すなわち数式２あるいは数式４を満足する時点まで、吸
水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）を反応させることに
より得ることができる。

【００６９】吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の反
応は、吸水性樹脂粉末（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の混合後に
行なう。多価アルコール、ポリグリシジル化合物、ポリ
アミン化合物あるいは、ポリオキサゾリン化合物が、架
橋剤（Ｂ）として使用される場合のように、反応が熱の
使用を必要とする場合には、熱処理は、吸水性樹脂粉末
（Ａ）と架橋剤（Ｂ）が混合された後、実施されること
が強く望まれる。熱処理温度は、通常、４０℃〜２５０
℃の範囲、好ましくは、９０℃〜２５０℃の範囲であ
る。

【００７０】多価アルコールが、架橋剤（Ｂ）として使
用され、熱処理温度が、９０℃〜２５０℃の範囲、好ま
しくは、１７０℃〜２２０℃の範囲で選ばれた場合に
は、本発明の効果を十分に現すために十分な架橋反応
が、吸水性樹脂が着色したり、あるいは劣化したりする
ことなく、すばやく達成することができる。付加的に言
えば、熱処理が２５０℃を越えた高温で実施された場合
には、樹脂の種類により、吸水性樹脂は、熱による劣化
をうけるであろうことに注意すべきである。

【００７１】本発明において、吸水性樹脂粉末（Ａ）と
架橋剤（Ｂ）の反応生成物は、必要に応じて、破砕造粒
してよい。破砕造粒は、通常の破砕造粒機の使用により
実施することができる。本発明で使用できる破砕造粒機
は、例えば、ニュースピードミル（岡田精工株式会社
製）、フラッシュミル（不二パウダー株式会社製）、お
よびスピードミル（昭和エンジニアリング株式会社製）
が挙げられる。

【００７２】本発明の方法により得られる高分子組成物
は、大きい膨脹速度、高い流体安定性造粒物の含有量お
よび非常に僅かな微粒子の含有量を有している。そのた
め、本発明は、前記のような従来の吸水性樹脂により生
じた種々の問題を解決した。さらに本発明では、吸液時
にも構造の崩壊の少ない丈夫な造粒物を豊富に含有する
高分子組成物を得ることができる。このように非常に豊
富に造粒物を含有した高分子組成物は、特に、著しく改
良された通液性を現す。

【００７３】本発明の方法により得られた高分子組成物
は、生理用ナプキンおよび使い捨ておむつのような衛生
用品の吸水剤としての使用のみならず、例えば、汚泥の
凝固剤、建材の結露防止剤および、農園芸用保水剤ある
いは乾燥剤のような広範な製品にも有用なものである。

【００７４】本発明に従った方法により得られる高分子
組成物は、好ましくは、３０重量％以上、さらに好まし
くは、４０重量％以上、特に５０重量％以上の分量の上
記流体安定性造粒物を含有し、そして微粒子の減少する
ことに加え優れた膨脹速度を示す。

【００７５】架橋結合が以前には独立した吸水性樹脂粉
末粒子の高分子鎖間に形成されたものである印しは、得
られた流体安定性造粒物が流体（すなわち液体）安定性
であることである。“流体安定性”は、水性流体と接触
あるいは水性流体中で（加圧下および／あるいは非加圧
下で）膨脹した造粒物が実質的に元のままであるという
意味で本明細書に使われている（すなわち、２つ以上の
以前には独立した成分を成す吸水性樹脂粉末粒子間が、
互いに継がれたままである）。一方、流体安定性の定義
は２つ以上の吸水性樹脂粉末粒子間が、互いに継がれた
ままであることが認められることであり、好ましくは、
一定の流体安定性造粒物を作るために用いられた全ての
吸水性樹脂粉末粒子間が元のまま残存することである。
しかしながら、仮にある粒子が、流体安定性造粒物にそ
の後水造粒されたならば、幾らかの吸水性樹脂粉末粒子
が流体安定性造粒物との結合を絶たれることがあること
を知ることができる。

【００７６】本発明の流体安定性造粒物の流体安定性
は、流体安定性造粒物が乾燥および湿った（膨脹した）
両方の状態で構造を保持し、構成成分の吸水性樹脂粉末
粒子を固定化し、粒子の移動を最小限にし、流体吸い上
げの高速度を維持することを認める。吸水材料のような
最終製品において、流体安定性は、過剰の液体と接触し
た際でも、吸水性樹脂粉末粒子を造粒させたままである
からゲルブロッキングを減少させ、以前には独立した微
粉末粒子を造粒物の形で用いることを許させ、さらにゲ
ルブロッキングの要素を導き入れることなく高分子組成
物の流体吸い上げの速度を増加することに有用である。
さらに、流体安定性造粒物の大きな粒子は、液体の取り
扱い性を改良させ吸水材料の毛細管の経路を広げる。造
粒物の流体安定性は、下記の方法により決定することが
できる。造粒物の特性をそなえた（すなわち多数の吸水
性樹脂粉末粒子からなるもの）相対的に大きな粒子（す
なわち粒子径３００ミクロン以上）が、選ばれる。水性
流体（人工尿）が、造粒物の粒子に加えられ、その後、
完全に膨脹して平衡状態にある造粒物が観察される。仮
に、造粒物の粒子が、多数の崩壊した構成成分の吸水性
樹脂粉末粒子になったならば、粒子は、不安定と見なさ
れる。主な造粒物の粒子（もし、まだ存在するのであれ
ば）が、その造粒物粒子から粒子が分離するのかどうか
みるためにへらで注意深く動かされる。仮に主な造粒物
の粒子が緩やかなさぐりでばらばらに崩壊し、あるいは
たくさんの粒子が分解するならば、該粒子は、不安定と
見なされる。仮に該造粒物の粒子が、各々の試験の後で
も比較的安定ならば、造粒物の粒子は、安定と見なされ
る。

【００７７】

【実施例】次に本発明を、実施例につき以下により詳細
に記載する。しかしながら本発明は、これらの実施例に
限定されないことに注意すべきである。実施例におい
て、他に指示しない限り、“％”は、“重量％”を意味
し、“部”は、“重量部”を意味するものである。

【００７８】実施例１内容積１０リットル、２２０ｍｍ×２４０ｍｍの開口部
および深さ２４０ｍｍおよび、回転直径１２０ｍｍから
なる２つのシグマ型羽根が備わっているステンレススチ
ール製の双腕型捏和機が、蓋により止められた。７５モ
ル％の中和率を有するアクリル酸ナトリウム水溶液５５
００ｇおよびトリメチロールプロパントリアクリレート
３．４ｇ（７５モル％の中和率を有するアクリル酸ナト
リウム水溶液に対し０．０５モル％）（水溶液中３７重
量％濃度の単量体）が導入され、窒素ガスが反応系に存
在する空気を置換するために導入された。その後シグマ
型羽根が４６ｒｐｍで回転させられ、同時にジャケット
が、３５℃の熱水により暖められた。重合開始剤とし
て、過硫酸ナトリウム２．８ｇおよびＬ−アスコルビン
酸０．１４ｇが加えられた。重合は、重合開始剤の添加
４分後に開始した。反応系内のピーク温度は、重合開始
剤の添加に続き１５分経過後８２℃に到達した。含水ゲ
ル重合体は、５ｍｍの大きさの細粒に砕かれた。撹拌
は、さらに継続された。前記蓋は、重合開始６０分後に
捏和機から取り外され、前記ゲルが、捏和機から取り出
された。

【００７９】このようにして得られた含水ゲル重合体の
細粒は、５０メッシュの金網の上に広げられ、１５０℃
で９０分間熱風乾燥された。乾燥された含水ゲル重合体
の細粒は、ハンマー型粉砕機で粉砕され、２０メッシュ
を通過できるもの［吸水性樹脂粉末（Ａ−１）］を得る
ため２０メッシュの金網で篩にかけられた。

【００８０】図１に示される厚さ１０ｍｍを有するポリ
テトラフルオロエチレン（接触角１１４°および熱変形
温度１２１℃）で作られた内管５が取り付けられた、タ
ービュライザー１（細川ミクロン株式会社製）におい
て、吸水性樹脂粉末（Ａ−１）が、粒子入口２から連続
的に供給され、グリセリンと水の液体混合物が、吸水性
樹脂粉末（Ａ−１）１００部に対してグリセリン２部と
水４部の割合で液体入口４から連続的に供給され、該混
合物が混合される。タービュライザー１において、攪拌
羽根３の先端部の回転速度は、１２８０ｍ／ｍｉｎであ
つた。出口６より取り出された混合物７００ｇが、オイ
ルバス（２２０℃）に漬されたボールの中に充填され、
造粒された高分子組成物を得るために、モルタルミキサ
ー（西日本試験機制作所製）による撹拌（６０ｒｍｐ）
下、８０分間熱処理を受けた。投入電力は、パワーアナ
ライザーＰＡ１０００（株式会社武蔵電気計器制作所
製）により計測され１６５Ｗで安定していた。一方、同
じモルタルミキサーを空で８０分間運転したとき、投入
電力は１６３Ｗで安定していた。効率は、モーターの特
性表から読み取られ、架橋反応する間混合物に加えられ
る力学的エネルギーが以下の数式６に算出された：Ｆ＝４．８Ｗ・ｈｒ／ｋｇ＝１７，２８０Ｊ／ｋｇ（数式６）得られた造粒された高分子組成物は、１８メッシュの金
網（ＡＳＴＭ）を通過させられ、流体安定性造粒物（Ｆ
ＳＡ）（１）を得た。

【００８１】前記のごとく得られた吸水性樹脂粉末（Ａ
−１）とＦＳＡ（１）は、（ａ）吸水倍率、（ｂ）膨脹
速度、（ｃ）ＦＳＡの含有量および、（ｄ）粒度分布に
ついて次の通り試験した。結果は、表１に示す通りであ
る。

【００８２】（ａ）吸水倍率：ティーバッグ風の不織布
製である、吸水性樹脂粉末（Ａ−１）あるいは流体安定
性造粒物（１）のサンプル約０．２ｇにつき均等に充填
された袋状物（４０ｍｍ×１５０ｍｍ）が、６０分間、
０．９％塩化ナトリウム水溶液中に浸され、その後該溶
液から取り出され、５秒間水きりされ、さらに１０秒
間、６０ｃｍのトイレットペーパーを２４回折り畳んだ
上で水を除去し、計量して下記の数式７により算出し
た。

【００８３】

【数９】

【００８４】（ｂ）膨脹速度：吸水性樹脂粉末（Ａ−
１）あるいは流体安定性造粒物（１）のサンプルは、常
法にしたがって縮分され、３０メッシュ（６００ミクロ
ン）で遮られ２０メッシュ（８５０ミクロン）を通過す
るものあるいは、５０メッシュ（３００ミクロン）で遮
られ３０メッシュを通過するものを得るために篩にかけ
られた。

【００８５】２０／３０カットあるいは、３０／５０カ
ットのサンプル０．４５０ｇが、計量され、標準０．５
インチ径の試験管の底に置かれた。Ｊａｙｃｏ人工尿
（０．２％のＫＣｌ、０．２％のＮａ₂ＳＯ₄、０．０
８５％の（ＮＨ₄）Ｈ₂ＰＯ₄、０．０１５％の（ＮＨ
₄）₂ＨＰＯ₄、０．０２５％のＣａＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ
および０．０５０％のＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏを含有す
る）１２．６ｇが、垂直に支えられた試験管に添加され
ると同時にストップウォッチを動かした。

【００８６】ストップウォッチは、上昇するゲルの集団
が試験管内の流体のメニスカスの底に達した、ちょうど
その時に止めた。サンプルの単位グラム当りの人工尿グ
ラムすなわち２８ｇ／ｇを膨脹速度を得るために秒の単
位で経過した時間で割った。

【００８７】（ｃ）ＦＳＡの含有量：吸水性樹脂粉末
（Ａ−１）あるいは流体安定性造粒物（１）のサンプル
は、常法にしたがって縮分され、３０メッシュ（６００
ミクロン）で遮られ２０メッシュ（８５０ミクロン）を
通過するものあるいは、５０メッシュ（３００ミクロ
ン）で遮られ３０メッシュを通過するものを得るために
篩にかけられた。

【００８８】ＦＳＡの含有量は、３０メッシュで遮られ
２０メッシュを通過するものから５０粒子を取り、単一
粒子である粒子を分別し、分別されず残った粒子、すな
わち造粒物粒子上へ人工尿約０．１ｇを滴下し、そして
粒子が人口尿を吸水するため１０分間放置し、その後薄
くて軽い紙で過剰な人工尿を除去し、２ないしそれ以上
のゲル粒子破片に分離しないゲル粒子の数（ｍ）およ
び、５０メッシュで遮られ３０メッシュを通過するもの
から得た粒子で前記記載の手順を繰り返すことにより得
られる数（ｎ）により決定された。

【００８９】すなわちＦＳＡの含有量は下記の数式８で
表わされる。

【００９０】

【数１０】

【００９１】（ｄ）粒度分布：２０メッシュ、５０メッ
シュおよび、１００メッシュの大きさの直径７０ｍｍの
標準篩および分級皿としての受用皿が重ねられた。最上
段の篩には、吸水性樹脂粉末（Ａ−１）あるいは流体安
定性造粒物（１）のサンプル３０ｇが置かれた。篩は、
１０分間分級器により振盪された。分級皿に集められる
サンプルの部分を計量し重量％により記録した。

【００９２】（ｅ）基材の接触角：接触角計ＣＡ−ＤＴ
−Ａ型（協和界面科学株式会社製）を使用する液滴法に
より計測した。

【００９３】（ｆ）基材の熱変形温度：ＡＳＴＭＤ−
６４８（４．６ｋｇ／ｃｍ²）の方法により計測した。

【００９４】（ｇ）数式の計算値：吸水性樹脂粉末（Ａ
−１）の含水率（１０５℃、３時間）が、２％（湿式基
準）であったので、Ｐ／０．９８＝Ｐ´値を、数式２に
代入し、数式の値を計算した。さらに流体安定性造粒物
（１）の含水率は、０％であった。

【００９５】実施例２出口６から取り出された混合物５００ｇが充填され、モ
ルタルミキサーの回転数が１２０ｒｐｍである以外は実
施例１と同様の操作を繰り返しＦＳＡ（２）を得た。実
施例１と同様の試験を行い得られた結果を表１に示し
た。

【００９６】実施例３実施例１での吸水性樹脂粉末（Ａ−１）１００重量部と
水不溶性の微細シリカ（“アエロジル２００”、アエロ
ジル株式会社製品の商標名）０．３重量部が、吸水性樹
脂粉末Ｂを得るためにＶ−型ミキサーにより混合され
た。吸水性樹脂粉末（Ａ−１）の代わりに吸水性樹脂粉
末Ｂを用いた以外は実施例１と同様の操作を繰り返しＦ
ＳＡ（３）を得た。実施例１と同様の試験を行い得られ
た結果を表１に示した。

【００９７】実施例４イソプロパノール８重量部をグリセリン２重量部と水４
重量部に加えた液体混合物が用いられ、熱処理時間が４
０分間である以外は実施例１と同様の操作を繰り返しＦ
ＳＡ（４）を得た。実施例１と同様の試験を行い得られ
た結果を表１に示した。

【００９８】比較例１モルタルミキサーの代わりに熱処理を８０℃の熱風乾燥
器を用いて行った以外は実施例１と同様の操作を繰り返
し吸水剤（１）を得た。実施例１と同様の試験を行い得
られた結果を表２に示した。

【００９９】造粒物は、認められるけれども、流体安定
性造粒物は吸水剤（１）内になく、膨脹速度は、極めて
遅かった。

【０１００】比較例２吸水性樹脂粉末（Ａ−１）３０００重量部、グリセリン
６０重量部および水１２０重量部が、タービュライザー
の代わりに内壁をテトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテルコポリマーで被覆した捏和機
（攪拌羽根の回転数は４６ｒｐｍ）を用いて回分式で混
合された以外は実施例１と同様の操作を繰り返し吸水剤
（２）を得た。攪拌羽根の先端部の回転速度は、５２ｍ
／ｍｉｎであった。実施例１と同様の試験を行い得られ
た結果を表２に示した。

【０１０１】比較例３モルタルミキサーの代わりに捏和機を用いた以外は実施
例１と同様の操作を繰り返し吸水剤（３）を得た。実施
例１と同様の試験を行い得られた結果を表２に示した。

【０１０２】比較例４タービュライザーの代わりに内壁がテトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー
で被覆したモルタルミキサーを用いた以外は実施例４と
同様の操作を繰り返し吸水剤（４）を得た。攪拌羽根の
先端部の回転速度は、９２ｍ／ｍｉｎであった。実施例
１と同様の試験を行い得られた結果を表２に示した。

【０１０３】実施例５高密度ポリエチレン製の内管５を有するタービュライザ
ーを用いた以外は実施例１と同様の操作を繰り返しＦＳ
Ａ（５）を得た。実施例１と同様の試験を行い得られた
結果を表２に示した。

【０１０４】実施例６タービュライザーの代わりに図２に示された厚さ１０ｍ
ｍのポリテトラフルオロエチレン（接触角１１４°で熱
変形温度１２１℃）製の内壁１５を備えたヘビーデュー
ティーマトリックス（奈良機械製作所株式会社製）１１
を用いた以外は実施例１と同様の操作を繰り返しＦＳＡ
（６）を得た。ヘビーデューティーマトリックス１１
は、蓋１２ａを有する粒子入口１２および液体入口（２
流体ノズル）１４、底部に位置する撹拌羽根１３、側壁
の解砕羽根１７および、出口１６が備わっている。撹拌
羽根１３の先端部の回転速度は、約７００ｍ／ｍｉｎで
ある。

【０１０５】ＦＳＡ（６）は、実施例１と同様の物理的
特性を有している。

【０１０６】実施例７粉砕された含水ゲルを、トリメチロールプロパントリア
クリレート１．７ｇ（７５モル％の中和率を有するアク
リル酸ナトリウムに対し０．０２５モル％）を用いた以
外は実施例１の製造に準じる操作により得た。ゲルは、
実施例１と同様の操作により乾燥し、該乾燥ゲルは、実
施例１よりも厳しい条件でハンマー型粉砕機により粉砕
され２０メッシュの金網を通過する粒子［吸水性樹脂粉
末（Ａ−２）］を得た。

【０１０７】吸水性樹脂粉末（Ａ−２）１００重量部お
よびグリセリン４重量部、水８重量部およびイソプロパ
ノール２重量部を含有する液体混合物が、実施例１と同
様のタービュライザーで混合された。こうして得られた
混合物１０００ｇを平箱（３０ｃｍ×６０ｃｍ）に広
げ、該平箱を熱風乾燥機に挿入して造粒した高分子組成
物を得るために３０分間２１０℃の温度で熱処理した。
得られた造粒した高分子組成物は、１８メッシュの金網
を通過させＦＳＡ（７）を得た。

【０１０８】吸水性樹脂粉末（Ａ−２）とＦＳＡ（７）
は、実施例１と同様の方法により試験を行い得られた結
果を表３に示した。

【０１０９】実施例８乾燥ゲルを実施例１よりも厳しい条件でハンマー型粉砕
機により粉砕し、２０メッシュの金網を通過する粒子
［吸水性樹脂粉末（Ａ−３）］を得、該吸水性樹脂粉末
（Ａ−３）１００重量部とアエロジル２００の１重量部
が、Ｖ−型ミキサーにより混合された以外は実施例１に
準じる操作を行ない吸水性樹脂粉末Ｃを得た。

【０１１０】吸水性樹脂粉末Ｃの１０１重量部および、
エチレングリコールジグリシジルエーテル０．５重量
部、水３０重量部およびメタノール４重量部を有する液
体混合物が、表１に記載の条件下で、実施例１と同様の
タービュライザーで混合された以外は実施例１に準じる
操作を行ないＦＳＡ（８）を得た。実施例１と同様の試
験を行い得られた結果を表３に示した。

【０１１１】

【表１】

【０１１２】

【表２】

【０１１３】

【表３】

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、前記吸水性樹脂粉末
（Ａ）と前記架橋剤（Ｂ）の混合は前記記載の高速攪拌
型ミキサーにより実施され、反応中に加えられる力学的
エネルギーは、前記記載の範囲であり、そのため、こう
して得られた高分子組成物は、非常に少量の微粒子の含
有であり、大きい膨脹速度を持ち、さらに比較的大量の
流体安定性造粒物を含有する。さらに、高分子組成物
は、吸水性樹脂粉末（Ａ）の表面部分の架橋密度が増し
ただけでなく、また架橋剤（Ｂ）により、複数の吸水性
樹脂粉末（Ａ）が共有結合により粒子間架橋された強い
造粒物を多く含有し、そのため微粉の発生のより少ない
高分子組成物を得ることができ、高分子組成物が水と接
触した際に、造粒物が崩壊せず、さらに、ゲルブロッキ
ングが起こらないものである。これらの高分子組成物
を、パルプ繊維の間に分散させ、この状態で水性液体に
さらして膨潤およびゲル化させた場合に、パルプ繊維の
毛細管を塞ぐ代りに該毛細管をおし広げる効果が現れ
る。これらの高分子組成物を、例えば、おむつに使用し
た場合には、そのおむつは満足のゆく通液性を持ってお
り、漏れを減じたものとなる。

【０１１５】このようにして得られる本発明の流体安定
性造粒物は、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、使い捨
てタオル等の衛材分野、止水剤、結露防止剤、スラッジ
の凝固剤等の土木関係分野、調湿剤等の建築分野、種苗
シート、保水剤等の農園芸分野、鮮度保持材、脱水剤、
乾燥剤等の食品包装分野、吸血剤、外科用スポンジ等の
医療分野、ケーブル用止水剤、湿度センサー等の電機関
連分野、その他油水分離剤、吸干剤、水膨潤性オモチ
ャ、イオン交換樹脂等として使用でき、水、尿、汗、血
液、水蒸気、肉汁を始めとする食品の汁、海水を始めと
するイオン含有水、有機物が分散した水溶液等の水性液
を吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用したタービュライザーを具
体的に表現した断面図である。

【図２】本発明において使用したもう一つのヘビーデュ
ーティーマトリックスの断面図である。

【符号の説明】

１…タービュライザー２…粒子入口３…攪拌羽根４…液体入口５…内管６…出口１１…ヘビーデューティーマトリックス１２…粒子入口１２ａ…蓋１３…攪拌羽根１４…液体入口１５…内壁１６…出口１７…解砕羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長砂欣也兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１日本触媒化学工業株式会社姫路研究所内 (72)発明者矢野昭人兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１日本触媒化学工業株式会社姫路研究所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水に対する接触角が約６０°以上で約７
０℃以上の熱変形温度を有する基材（）で実質的に形
成された内面を有する高速攪拌型ミキサー内で、カルボ
キシル基を有する吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部、
該吸水性樹脂粉末のカルボキシル基と反応し得る少なく
とも２個の官能基を有する架橋剤（Ｂ）０．０１〜３０
重量部、水（Ｃ）０〜５０重量部、および親水性有機溶
媒（Ｄ）０〜６０重量部を攪拌羽根の先端部の回転速度
が６００ｍ／ｍｉｎ以上の攪拌条件下で混合し、その
後、反応中に混合物に加えられる全力学的エネルギーＦ
が下記の数式１を満たす条件下で該吸水性樹脂粉末
（Ａ）と架橋剤（Ｂ）の反応を完結することを特徴とす
る流体安定性造粒物の製造方法：０≦Ｆ≦３６，０００ジュール／ｋｇ（数式１）（ただし、数式１において、反応中に加えられる毎分当
たりの力学的エネルギーＦａは、６００ジュール／ｋｇ
以下である。）
【請求項２】前記攪拌羽根の先端部の回転速度が、１
０００〜３０００ｍ／ｍｉｎの範囲である請求項１記載
の方法。
【請求項３】高速攪拌型ミキサーの前記内面の基材
（）が、５ｍｍ以上の厚さである請求項１記載の方
法。
【請求項４】前記内面が、前記ミキサー内へ挿入され
た取り外し可能な前記基材（）の成型体である請求項
１記載の方法。
【請求項５】前記成型体が、円筒状である請求項４記
載の方法。
【請求項６】前記基材（）が、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリアミド、フッ素樹脂、
ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂よ
りなる群から選ばれたものの１種である請求項１記載の
方法。
【請求項７】前記基材（）が、フッ素樹脂である請
求項６記載の方法。
【請求項８】反応温度が、４０〜２５０℃の範囲であ
る請求項１記載の方法。
【請求項９】前記架橋剤（Ｂ）が、多価アルコール化
合物、ポリグリシジルエーテル化合物、ポリオキサゾリ
ン化合物およびポリアミン化合物よりなる群から選ばれ
たものである請求項１記載の方法。
【請求項１０】反応の完結する時点が、下記の数式２
を満たす時点である請求項１記載の方法：【数１】（ただし、数式２において、Ｐは、吸水性樹脂粉末
（Ａ）の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｑは、反応生成
物の生理食塩水の吸水倍率であり、さらにＲは、吸水性
樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対して用いられた架橋剤
（Ｂ）の重量部の値である。）
【請求項１１】反応の完結する時点が、下記の数式３
を満たす時点である請求項１０記載の方法：【数２】（ただし、数式３において、Ｐは、吸水性樹脂粉末
（Ａ）の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｑは、反応生成
物の生理食塩水の吸水倍率であり、さらにＲは、吸水性
樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対して用いられた架橋剤
（Ｂ）の重量部の値である。）
【請求項１２】前記架橋剤（Ｂ）が、多価アルコール
化合物である請求項１０あるいは１１記載の方法。
【請求項１３】前記架橋剤（Ｂ）が、吸水性樹脂粉末
（Ａ）１００重量部に対し、０．１〜１０重量部の範囲
内で使用されてなる請求項１記載の方法。
【請求項１４】前記水（Ｃ）が、吸水性樹脂粉末
（Ａ）１００重量部に対し、０．５〜４０重量部の範囲
内で使用されてなる請求項１記載の方法。
【請求項１５】前記親水性有機溶媒（Ｄ）が、吸水性
樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対し、０．１〜１０重量
部の範囲で使用されてなる請求項１記載の方法。
【請求項１６】吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に
対し、前記水（Ｃ）が、０．５〜４０重量部の範囲で使
用され、さらに前記親水性有機溶媒（Ｄ）が、０．１〜
１０重量部の範囲で使用されてなる請求項１記載の方
法。
【請求項１７】反応温度が、１５０〜２５０℃の範囲
である請求項１２記載の方法。
【請求項１８】構成成分（Ａ）〜（Ｄ）の混合が、連
続的に実施されてなる請求項１記載の方法。
【請求項１９】請求項１、９、１０あるいは１２記載
のいづれか１つの方法により製造された実質的に水不溶
性で吸水性含水ゲルを形成する高分子、流体安定性造粒
物。
【請求項２０】前記吸水性樹脂粉末（Ａ）と前記架橋
剤（Ｂ）の混合が、吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部
に対し、水不溶性微粒子（Ｅ）０．０１〜１０重量部の
存在下で実施されてなる請求項１記載の方法。
【請求項２１】前記吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量
部に対し、前記架橋剤（Ｂ）が、０．１〜１０重量部の
範囲で使用され、前記水（Ｃ）が、０．５〜４０重量部
の範囲で使用され、前記親水性有機溶媒（Ｄ）が、０〜
２０重量部の範囲で使用され、さらに前記水不溶性微粒
子（Ｅ）０．０１〜１０重量部の範囲で使用されてなる
請求項２０記載の方法。
【請求項２２】前記吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量
部に対し、前記親水性有機溶媒（Ｄ）が、０．１〜１０
重量部の範囲で使用されてなる請求項２１記載の方法。
【請求項２３】前記吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量
部に対し、前記水不溶性微粒子（Ｅ）が、０．０１〜５
重量部の範囲で使用されてなる請求項２０記載の方法。
【請求項２４】反応の完結する時点が、下記の数式４
を満たす時点である請求項２０記載の方法：【数３】（ただし、数式４において、Ｐは、吸水性樹脂粉末
（Ａ）の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｑは、反応生成
物の生理食塩水の吸水倍率であり、それに加えて前記吸
水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対し、Ｒは架橋剤
（Ｂ）の重量部の値であり、さらにＳは前記水不溶性微
粒子（Ｅ）の重量部の値である。）
【請求項２５】反応の完結する時点が、下記の数式５
を満たす時点である請求項２４記載の方法：【数４】（ただし、数式５において、Ｐは、吸水性樹脂粉末
（Ａ）の生理食塩水の吸水倍率であり、Ｑは、反応生成
物の生理食塩水の吸水倍率であり、それに加えて前記吸
水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に対し、Ｒは架橋剤
（Ｂ）の重量部の値であり、さらにＳは前記水不溶性微
粒子（Ｅ）の重量部の値である。）
【請求項２６】前記架橋剤（Ｂ）が、多価アルコール
化合物である請求項２０あるいは２１記載の方法。
【請求項２７】請求項２０〜２６記載のいづれか１つ
の方法により製造された実質的に水不溶性で吸水性含水
ゲルを形成する高分子、流体安定性造粒物。