JP3702625B2 - シート状吸収体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、幼児用および成人用オムツ、女性用生理用品、メディカル用血液吸収体などの広範囲な用途に利用できるシート状吸収体の製造方法に関し、さらに詳しくは、高吸水性樹脂を含むスラリーをシート状支持体上に効率よく塗布することができる工業的な連続生産に適したシート状吸収体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高吸水性樹脂((以下「SAP」と略記する)を利用した吸水性に優れたシート状吸収体としては従来から種々のものが開発されているが、その一つとして、木材パルプを微細化して得られる微細フィブリル化セルロース(以下「MFC」と略記する)によりSAP粒子を相互に結合させた状態でシート状支持体上に形成せしめてなるシート状吸収体が提案されている(特願平8−333520号)。上記したSAPとMFCを用いたシート状吸収体を製造するに際しては、水相溶性を有する有機溶媒と水との混合溶媒からなる分散媒体中にSAPとMFCを分散させ、得られたスラリーをノズルから吐出させることによりシート状支持体上に塗布したのち、分散媒体を乾燥除去する方法が採用できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
有機溶媒と水との混合溶媒(以下単に「混合溶媒」と略記する)にSAPとMFCを分散させたスラリーは、攪拌状態においてはSAPとMFCの固形分が混合溶媒中に安定に分散しているが、攪拌を停止すると数秒してSAPとMFCの沈降が始まり、数分経過すると固液が分離してくる。
【0004】
そのため、このスラリーをノズルから吐出させる場合に、沈降したSAPとMFCがノズル吐出孔を目詰まりさせ、工業的生産に必要なノズルからの連続吐出を不可能にさせる傾向がある。特に、複数の吐出孔を穿設したパイプ(以下「複数孔パイプ」と略記する)からなるノズルを使用する場合には連続吐出がしにくくなる。
【0005】
そこで本発明は、混合溶媒にSAPとMFCを分散させたスラリーをシート状支持体上に塗布してシート状吸収体を製造するに際して、複数孔パイプからなるノズルを用いてスラリーを吐出させた場合でも、ノズル吐出孔の目詰まりが起こりにくく、連続吐出が可能となる結果、効率よくシート状吸収体を製造できる方法を提供することを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、水相溶性を有する有機溶媒と水との混合溶媒からなる分散媒体中にSAPおよびMFCを分散させたスラリーを、単数または複数の吐出孔を有するノズルから吐出させることによりシート状支持体上に塗布したのち、分散媒体を乾燥除去することからなるシート状吸収体の製造方法において、スラリー中にポリエチレンオキサイドを添加する(ことによりノズルからのスラリーの吐出性を向上させる)ことを特徴とするシート状吸収体の製造方法である。
【0007】
スラリーにポリエチレンオキサイドを添加することにより、混合溶媒中でのSAPとMFCの分散安定性が向上するだけでなく、スラリーの曳糸性も向上する。その結果、スラリーをノズルへ移送する管路内でSAPやMFCの混合溶媒中での分散が維持され、沈降したSAPやMFCにより吐出孔が閉塞される現象を低減できることになり、さらには、吐出孔から吐出されたスラリーの曳糸性が優れるため、スラリーが途切れることなく吐出孔から吐出され易くなり、連続吐出が可能となるものと考えられる。
【0008】
【発明の実施の態様】
本発明で使用するSAPは、多量の水を安定に保持する性質を持つ高分子吸収体の総称であり、例えば、カルギキンメチルセルロース、ポリアクリル酸およびその塩類、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミドなどの水膨潤性ポリマーを部分架橋したもの、イソブチレンとマレイン酸との共重合体等の合成樹脂や、微生物起源の高吸水性ポリマー等が挙げられる。本発明においては、分散媒体中に均一に分散可能な粒状、顆粒状、フレーク状、ペレット状といった粒子状のSAPが好ましく使用できる。
【0009】
本発明で使用するMFCは、木材パルプを高度に叩解して微細化することにより得ることができる。微細化の方法としては従来から種々提案されており、砥粒板擦り合わせ装置を用いる方法が本願と同一出願人により提案されている(例えば特開平7−310296号、特開平8−284090号)が、いかなる方法で製造されたMFCでも本発明に使用することができる。このMFCは、分散溶媒中にSAP粒子を安定に分散させる分散剤として機能するとともに、シート状支持体上でSAP粒子を互いに結合させて支持体上に支持させる結合剤として機能する。
【0010】
SAPとMFCの分散媒体となる有機溶媒/水の混合溶媒に使用される有機溶媒は、水相溶性を有し、SAPをあまり膨潤させず、しかもSAPとMFCを分散できるものであれば原則的にいかなるものでも使用できる。しかしながら、シート状吸収体を製造するに際しては、経済性を向上させ、しかも環境への負荷を小さくするという観点から、有機溶媒を蒸留回収して再利用できることが重要となる。かような観点から、有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトンなどが好ましく使用できる。なお有機溶媒は1種類のみを用いても、あるいは必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
【0011】
有機溶媒と水との混合比は、MFCの結合剤としての機能が発現され、かつSAPの吸水をできるだけ抑制する範囲に設定されるが、一般的には有機溶媒/水の混合比を90/10〜40/60の範囲とすることが適当である。なおこの比率は、使用される有機溶媒やSAPの性質によっても変化する。
【0012】
スラリー中のSAPの濃度は、取り扱いの容易さから5〜50重量%の範囲から適宜選択することが好ましく、一方、MFCの濃度は、スラリー中のSAPやMFCの分散性の観点から0.1〜5重量%の範囲が好ましい。また、SAPに対するMFCの割合は、重量比で0.5〜20/100の範囲から適宜選択することが好ましい。
【0013】
混合溶媒にSAPとMFCを分散させたスラリーをノズルから吐出させて塗布するシート状支持体としては、多孔質の不織布が好ましく使用できる。不織布の構成素材としては、コットン、レーヨン、木材パルプなどの親水性素材、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの合成繊維を親水性化処理した素材を用いることが好ましい。。
【0014】
本発明によるシート状吸収体を製造するに際しては、混合溶媒中にSAPとMFCとを所定量分散させたスラリーを、単数また複数のノズルから吐出させてシート状支持体の上に種々のパターンとなるように塗布したのち、混合溶媒と水とを乾燥除去すればよい。特に本発明においては、スラリー中にポリエチレンオキサイドを添加しておくことにより、ノズルからのスラリーの吐出性を向上させることができ、工業的製造に不可欠な連続吐出を可能にさせるのである。
【0015】
本発明で使用するポリエチレンオキサイドは、分子量100万〜600万程度のものが好ましく使用できる。またポリエチレンオキサイドの添加量は、スラリー中でのSAPやMFCの分散安定性およびスラリーの曳糸性を付与するために有効な量を添加すればよいが、一般的にはスラリー全量に対して0.01〜1.0重量%の範囲で適宜添加することが好ましい。
【0016】
なお、混合溶媒からなる分散媒体にSAPとMFCを分散させたスラリーをシート状支持体上に吐出散布させずに、ノズルから吐出させて噴霧状に散布させたのち、分散媒体を自然乾燥または加熱乾燥により除去することにより、粒状の吸収体を得ることもできる。また、乾燥時にMFCと結合を形成しない素材からなるシート状支持体上にスラリーを吐出塗布して分散媒体を乾燥除去したのち、シート状支持体を剥離除去することにより、支持体上に支持されていないSAPとMFCからなるシート状吸収体を得ることもできる。
【0017】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明の効果を説明する。
【0018】
[実施例1]
濃度5.0重量%のMFC水分散液(特種製紙(株)製)600gにエタノール2350gを加え、攪拌して均一に混合した。次いで、攪拌しながら、0.5重量%のポリエチレンオキサイド(商品名「アルコックスSR、明成化学工業(株)製造)水溶液(ポリエチレンオキサイドの分子量300万〜350万)300gと水180gを加え、さらに攪拌を続けながら、SAP(商品名「アクアパールAP211D」、三菱化学(株)製造)1470gを加え、SAP/MFC混合溶媒スラリーを調製した。このスラリーの成分は以下の通りである。
【0019】
SAP+MFC:30重量%(SAP/MFC=98/2)
エタノール+水+PEO:70重量%(エタノール/(PEO+水)=70/30)
PEO濃度:スラリー全量の0.03重量%
【0020】
上記のスラリーを図1に示した吐出装置を用いて不織布(商品名「TCF404」、二村化学(株)製造)上に吐出塗布したのち、乾燥してシート状吸収体を得た。図1の塗布装置は、SAP/MFC混合溶媒スラリーを収容する攪拌機付容器1とモノポンプ2とを接続ホース3により接続し、モノポンプ2と二股分岐管4とを接続ホース5で接続し、さらに二股分岐管4の左右から等しい長さの接続ホース6a、6bで複数孔パイプからなるノズル7の両端に接続している。複数孔パイプは、長さ30cm、内径2.5cmの鉄製パイプに、直径4mmの吐出孔8を一直線上に2cm間隔で12個穿孔したものを使用した。なお、接続ホース3、5、6a、6bは内径2.5cmのブレードホースを使用した。
【0021】
[実施例2]
実施例1における0.5重量%PEO水溶液300gと水180gに代えて、0.5重量%PEO水溶液100gと水380gを加えた以外は、実施例1と同様にしてSAP/MFC混合溶媒スラリーを調製し、このスラリーを図1の吐出装置を用いて不織布上に塗布してシート状吸収体を得た。スラリーの成分は以下の通りである。
【0022】
SAP+MFC:30重量%(SAP/MFC=98/2)
エタノール+水+PEO:70重量%(エタノール/(PEO+水)=70/30)
PEO濃度:スラリー全量の0.01重量%
【0023】
[比較例]
実施例1における0.5重量%PEO水溶液と水180gに代えて、水480gを加えた以外は、実施例1と同様にしてSAP/MFC混合溶媒スラリーを調製し、このスラリーを図1の吐出装置を用いて不織布上に塗布してシート状吸収体を得た。スラリーの成分は以下の通りである。
【0024】
SAP+MFC:30重量%(SAP/MFC=98/2)
エタノール+水+PEO:70重量%(エタノール/(PEO+水)=70/30)
【0025】
[スラリーの吐出性試験]
図1の吐出装置におけるポンプを駆動させ、複数孔パイプからなるノズルの12個全部の孔からSAP/MFC混合溶媒スラリーが吐出する状態になった時から、いずれか1個の孔からスラリーが吐出しなくなった時までの時間(連続吐出時間)を、実施例1、実施例2および比較例についてそれぞれ10回測定した。結果を表1に示す。
【0026】
【0027】
表1からわかるように、PEOを添加していない比較例では平均67秒の連続吐出時間となるのに比べて、PEOを0.01重量%添加した実施例2では平均76秒、PEOを0.03重量%添加した実施例1では平均107秒を示し、連続吐出時間が伸びており、PEO添加によって吐出性が向上している。
【0028】
[SAPおよびMFCの沈降性試験]
実施例1および比較例のSAP/MFC混合溶媒スラリーをそれぞれ攪拌して十分に混合した後、そのうちの50mL(ミリリットル)を速やかに50mL容メスシリンダーに入れて静置し、スラリー中のSAPおよびMFCが沈降する様子を、経時的に沈殿の上面の位置のmL目盛りを読むことにより調べた。結果を表2に示す。
【0029】
【0030】
表2からわかるように、PEOを添加したスラリーの方が、PEOを添加しないスラリーに比べてSAPやMFCが沈降しにくく、相分離が起こりにくい。
【0031】
[スラリーの曳糸性試験]
実施例1および比較例のSAP/MFC混合溶媒スラリーをそれぞれ100mL容ビーカーにその上面まで一杯になるように入れて、直径8mmのポリエチレン製攪拌棒をビーカー液面に垂直に挿入したのち、秒速約50cmの速さで手で攪拌棒を上に引き上げ、その時の攪拌棒からスラリーが滴り落ちる様子を写真撮影した。その結果を図2(a)〜(c)に示す。
【0032】
図2(a)および(b)は、それぞれ約0.3秒後(15cm引き上げた状態)および約0.4秒後(20cm引き上げた状態)におけるPEO無添加スラリーの滴りの様子を示している。図2(a)では攪拌棒から滴り落ちるスラリーは既に途切れており、図2(b)ではスラリーが球状の液滴となって滴り落ちている。一方、図2(c)は、約0.5秒後(25cm引き上げた状態)におけるPEO添加スラリーの滴りの様子を示しており、スラリーは途切れることなく糸状に滴り落ちており、曳糸性に優れていることがわかる。
【0033】
【発明の効果】
上述したところからわかるように本発明においては、SAP/MFC混合溶媒スラリーにポリエチレンオキサイドを添加することによって、スラリー中のSAPやMFCの分散安定性が向上するとともに、スラリーに曳糸性を付与することができる結果、複数孔パイプからなるノズルを使用してスラリーを吐出させる場合でも連続吐出が可能となり、効率よくシート状吸収体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SAP/MFC混合溶媒スラリーの吐出性試験に用いた吐出装置の説明図である。
【図2】SAP/MFC混合溶媒スラリーの曳糸性試験の状態を示す写真であり、(a)と(b)はポリエチレンオキサイド無添加スラリーの状態、(c)はポリエチレンオキサイド添加スラリーの状態をそれぞれ示している。
【符号の説明】
1:攪拌機付容器
2:モノポンプ
3、5、6a、6b:接続ホース
4:二股分岐管
7:ノズル
8:吐出孔
Claims (2)
- 水相溶性を有する有機溶媒と水との混合溶媒からなる分散媒体中に高吸水性樹脂および微細フィブリル化セルロースを分散させたスラリーを、単数または複数の吐出孔を有するノズルから吐出させることによりシート状支持体上に塗布したのち、分散媒体を乾燥除去することからなるシート状吸収体の製造方法において、スラリー中にポリエチレンオキサイドを添加することを特徴とするシート状吸収体の製造方法。
- 前記ポリエチレンオキサイドの添加量をスラリー全量に対して0.01〜1.0重量%の範囲とする請求項1記載のシート状吸収体の製造方法。
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JP33442297A JP3702625B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | シート状吸収体の製造方法 |
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- 1997-12-04 JP JP33442297A patent/JP3702625B2/ja not_active Expired - Fee Related
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