JP5014607B2 - Particulate water-absorbing agent mainly composed of water-absorbing resin - Google Patents
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Description
本発明は、吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤に関する。さらに詳しくは、紙オムツなど吸収性物品に用いられる吸収体用の粒子状吸水剤で、従来になく実使用時に臭気やエチレングリコールを発生せず、かつ、優れた吸収能を発揮する粒子状吸水剤に関するものである。 The present invention relates to a particulate water-absorbing agent mainly composed of a water-absorbing resin. More specifically, it is a particulate water-absorbing agent for absorbers used in absorbent articles such as paper diapers, which is unprecedented and does not generate odors or ethylene glycol during actual use, and exhibits excellent absorption capacity. It relates to the agent.
現在、紙オムツや生理用ナプキン、いわゆる失禁パット等の衛生材料には、その構成材として、体液を吸収させることを目的とした吸水性樹脂(または吸水性樹脂を含む粒子状吸水剤)およびパルプ等の親水性繊維が幅広く使用されている。かかる吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物、アクリロニトリル共重合体の加水分解物または架橋体、アクリルアミド共重合体の加水分解物または架橋体、カチオン性モノマーの架橋重合体等が主原料として用いられている。 Currently, sanitary materials such as disposable diapers and sanitary napkins, so-called incontinence pads, as constituent materials, water-absorbing resins (or particulate water-absorbing agents containing water-absorbing resins) and pulp intended to absorb body fluids Such hydrophilic fibers are widely used. Examples of the water-absorbing resin include a crosslinked polyacrylic acid partial neutralized product, a hydrolyzate of starch-acrylic acid graft polymer, a saponified vinyl acetate-acrylic acid ester copolymer, and a hydrolysis of acrylonitrile copolymer. Products or cross-linked products, hydrolysates or cross-linked products of acrylamide copolymers, cross-linked polymers of cationic monomers, and the like are used as main raw materials.
上記吸水性樹脂に望まれる吸水特性としては、従来から、体液等の水性液体に接した際の高い吸収倍率、優れた吸収速度、通液性、膨潤ゲルのゲル強度、水性液体を含んだ基材から水を吸い上げる吸引量等が唱えられ、特定物性に調整した粒子状吸水剤が提供されている。 The water-absorbing characteristics desired for the water-absorbent resin include conventionally high absorption capacity when contacting with an aqueous liquid such as body fluid, excellent absorption rate, liquid permeability, gel strength of swollen gel, and a group containing an aqueous liquid. The amount of water sucked up from the material is advocated, and a particulate water-absorbing agent adjusted to specific physical properties is provided.
さらに、近年は、非常に粒度分布が狭い吸水性樹脂粉末や、吸収倍率が高く水可溶分が少ない吸水性樹脂粉末が求められ、加圧下吸収倍率や加圧下通液性などの高いことが必須に求められるようになっている。そして、下記特許文献1〜39のように、これらの吸水性樹脂の諸物性を規定した多くのパラメーター特許や測定法も出願されている。 Furthermore, in recent years, water-absorbing resin powders having a very narrow particle size distribution and water-absorbing resin powders having a high absorption capacity and a low water-soluble content have been demanded, and the absorption capacity under pressure and liquid permeability under pressure are high. It has come to be required. And many patent patents and measurement methods that define various physical properties of these water-absorbent resins have been filed, as in Patent Documents 1 to 39 below.
特許文献1では、ゲル強度、可溶分、吸水倍率に優れた吸水性樹脂が提案されている。特許文献2では無加圧通液性、吸水速度、吸水倍率に優れた吸水性樹脂が提案されている。特定の粒度分布を規定した技術として特許文献3〜6なども提案されている。また、各種荷重での加圧下吸収倍率に優れた吸水性樹脂やその測定法も多く提案され、加圧下吸収倍率単独または他の物性との組み合わせにおいて優れた吸水性樹脂が特許文献7〜16、38、39などに提案されている。 Patent Document 1 proposes a water absorbent resin excellent in gel strength, soluble content, and water absorption magnification. Patent Document 2 proposes a water absorbent resin excellent in non-pressurized liquid permeability, water absorption speed, and water absorption magnification. Patent Documents 3 to 6 and the like have also been proposed as techniques for defining a specific particle size distribution. In addition, many water-absorbing resins excellent in absorption capacity under pressure under various loads and methods for measuring the same are proposed, and water-absorbing resins excellent in absorption capacity under pressure alone or in combination with other physical properties are disclosed in Patent Documents 7 to 16, 38, 39, etc.
また、耐衝撃性に優れた吸水性樹脂が特許文献17、18などに提案されている。また、粉塵量を規定した吸水性樹脂が特許文献19などに提案され、着色の少ない吸水性樹脂が特許文献20などに提案されている。耐尿性を規定するL-アスコルビン酸水溶液などへのゲル耐久性や吸水能に優れた吸水性樹脂が特許文献21、22で提案され、通気性に優れた吸水性樹脂が特許文献23で提案されている。また、残存モノマーの少ない吸水性樹脂が特許文献24に提案されている。 Further, water-absorbing resins having excellent impact resistance have been proposed in Patent Documents 17 and 18 and the like. Further, a water-absorbing resin that defines the amount of dust is proposed in Patent Document 19 and the like, and a water-absorbing resin with less coloring is proposed in Patent Document 20 and the like. Patent Literatures 21 and 22 propose water-absorbing resins excellent in gel durability and water-absorbing ability to L-ascorbic acid aqueous solutions that regulate urine resistance, and Patent Literature 23 proposes a water-absorbing resin excellent in air permeability. Has been. Further, Patent Document 24 proposes a water-absorbing resin with little residual monomer.
さらに特定の物性を持った吸水性樹脂が、特定の物性・構成・ポリマー濃度を有する吸水性物品(紙オムツ)に好適であることが、特許文献25〜32などに提案されている。さらに、表面架橋を行なう際に、樹脂粒子の少なくとも一部を粉砕しながら行なう方法が特許文献33などに提案されている。 Further, Patent Documents 25 to 32 propose that a water-absorbing resin having specific physical properties is suitable for a water-absorbing article (paper diaper) having specific physical properties, constitution, and polymer concentration. Further, Patent Document 33 proposes a method of performing surface cross-linking while pulverizing at least a part of resin particles.
また、近年では、紙オムツ等の衛生材料は薄型化、すなわち吸水性樹脂濃度が増加する傾向にあり、吸水性樹脂から発生する臭気に対する改善要求が高まっている。臭気に対しては、吸水性樹脂に消臭性能を付与するため、これまでに吸水性樹脂と各種の消臭剤や抗菌剤との組み合わせが提案されている。例えば、吸水性樹脂とツバキ科植物の葉抽出物とからなる吸水性樹脂組成物(例えば、特許文献34参照。)、針葉樹木抽出エキスと特定の性能を有する吸水性樹脂とを含む吸水性樹脂組成物(例えば、特許文献35等参照。)、などが知られている。また、近年、吸水性樹脂の臭気として、アクリル酸中の不純物である酢酸やプロピオン酸に注目した技術(例えば、特許文献36参照。)も提案されている。さらに、残存モノマ−に関連して、アクリル酸塩中の不純物であるβ−ヒロドキシプロピオン酸に注目した技術(例えば、特許文献37参照。)も提案されている。
以上のように、吸水性樹脂の種々の特性を満たすべく、多くの技術が提案されているが、近年、紙オムツなどの吸収体で吸水性樹脂の使用量が多くなって、吸収体の吸水性樹脂が高濃度となる傾向を示すなかで、従来の吸水性樹脂では高濃度(吸水性樹脂の高い重量比)の使用に十分に性能を示すとは言えなくなっている。さらに、紙オムツ等吸収体に対する吸水性樹脂の使用量が増加(高濃度化)するに従い、重要な因子となってきている消臭性能についても、吸水剤自体に消臭性能を付与するためにさまざまな消臭剤を検討しても、十分な消臭性能が得られていない。 As described above, many technologies have been proposed to satisfy various characteristics of the water-absorbent resin, but in recent years, the amount of water-absorbent resin used in absorbent bodies such as paper diapers has increased, and the water absorption capacity of the absorbent body has increased. However, the conventional water-absorbent resin cannot be said to exhibit sufficient performance for use at a high concentration (high weight ratio of the water-absorbent resin). In addition, as the amount of water-absorbent resin used for absorbents such as paper diapers increases (higher concentration), the deodorizing performance, which has become an important factor, is also given to the water-absorbing agent itself. Even if various deodorants are studied, sufficient deodorizing performance has not been obtained.
さらに、近年、紙オムツ等の吸収体における吸水性粒子のゴツゴツ感を低減し、また、粒度偏析を少なくして吸収体作製時の粒度ブレを少なくするために、粒度分布が狭い吸水性樹脂粒子が求められている。 Furthermore, in recent years, water-absorbent resin particles with a narrow particle size distribution have been used to reduce the lumpy feeling of water-absorbent particles in absorbent bodies such as paper diapers, and to reduce particle size segregation and reduce particle size fluctuations during the production of the absorber. Is required.
しかし、実使用時に不快臭が少なく、優れた吸収倍率を示すとともに、粒度分布が狭く粒度偏析が少ないという特性をすべて満たす吸水性樹脂はいまだなかった。 However, there has been no water-absorbing resin that has all of the characteristics that it has less unpleasant odor during actual use, exhibits excellent absorption capacity, and has a narrow particle size distribution and little particle size segregation.
すなわち、本願の課題は、実使用時に不快臭が少なく、優れた吸収倍率を示すとともに、粒度分布が狭く粒度偏析が少ないという特性をすべて満たす吸水性樹脂を実現することにより、吸収性物品での実使用時に高物性かつ安全性も高いだけでなく、従来になく膨潤後に発生する不快臭が少なく、快適に使用できる吸水剤を提供することである。 That is, the problem of the present application is to realize a water-absorbing resin that has all of the characteristics that there are few unpleasant odors during actual use, an excellent absorption rate, and a narrow particle size distribution and little particle size segregation. An object of the present invention is to provide a water-absorbing agent that not only has high physical properties and safety during actual use, but also has a less unpleasant odor generated after swelling and can be used comfortably.
上記課題を解決するために、本発明者らは、吸水性樹脂(吸水剤)の付加機能として消臭性能(例えば消臭剤の付与)を検討する過程で、意外にも、吸水性樹脂自体が膨潤時に特異的な臭気を有することを見出し、かかる吸水性樹脂自体の臭気が消臭性能を低下させ、その結果、紙オムツ等での実使用での消臭性能を低下させている事実を見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors unexpectedly discovered the water-absorbing resin itself in the process of examining the deodorizing performance (for example, the addition of a deodorant) as an additional function of the water-absorbing resin (water-absorbing agent). Found that the water-absorbent resin itself has a specific odor when swollen, and the odor of the water-absorbent resin itself decreases the deodorizing performance, resulting in a decrease in the deodorizing performance in actual use in paper diapers and the like. I found it.
そして、吸水性樹脂自体の特異的な臭気の原因を鋭意検討した結果、特定の表面架橋剤(カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤)を用い、高い加圧下吸収倍率および高い無加圧下吸収倍率を有する場合に、吸水性樹脂の原料自体は臭気を有さずとも、得られた製品の実使用時に臭気の問題が特異的に発生して、紙オムツ等吸収体中での吸水剤の実使用での性能を低下させている事実を見出した。また、かかる吸水性樹脂自身の臭気の問題を解消することにより、カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤を用い、高い吸収倍率を有することと、臭気の改善との、相反する特性を初めて兼ね備えた高物性の紙オムツ等の吸水性物品が得られる事実を見出した。 As a result of diligent investigation of the cause of the specific odor of the water-absorbent resin itself, a specific surface cross-linking agent (surface cross-linking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group) was used, and the absorption under high pressure and high absorption under no pressure were used. Even when the raw material of the water-absorbent resin itself does not have an odor when it has a magnification, a problem of odor occurs specifically during actual use of the obtained product, and the water-absorbing agent in the absorbent such as paper diapers The fact that the performance in actual use is deteriorated was found. In addition, by eliminating the problem of odor of the water-absorbent resin itself, a surface cross-linking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group is used, and for the first time, it has the opposite characteristics of having a high absorption capacity and improving odor. The present inventors have found that water-absorbing articles such as paper diapers with high physical properties can be obtained.
さらに、本発明者らは臭気の少ない特定の表面架橋剤を検討する中で、単量体や架橋剤としてエチレングリコールを全く使用しない吸水性樹脂でも残存エチレングリコールが含有される場合があることを見出し、このように、臭気の原因となる単量体や架橋剤を用いない場合にも、選択する表面架橋剤の種類によっては、吸水性樹脂にエチレングリコールが副生して存在し、安全性の問題の原因となることを見出した。そしてかかるエチレングリコールの由来を追求した結果、原料(特にエチレングリコール誘導体;例、エチレンカーボネートやポリエチレングリコール)の表面架橋剤の不純物または分解物であることを見出した。さらに、表面架橋剤としてアルキレンカーボネート(特にエチレンカーボネート)を使用して物性(特に加圧下吸収倍率や加圧下通液性)などを向上させると、多量の表面架橋剤や高温での反応が必要なため、原料でエチレングリコールを全くしない吸水性樹脂でも、また、エチレンカーボネート等のアルキレンカーボネートに実質エチレングリコールが含有されずとも、最終製品である吸収性物品にエチレングリコールが副生することを見出した。かかるエチレングリコールによる安全性の問題を解消することにより、表面架橋剤としてアルキレンカーボネートを使用して物性(特に加圧下吸収倍率や加圧下通液性)などを向上させることと、安全性の改善との、相反する特性を初めて兼ね備えた高物性の紙オムツ等の吸水性物品が得られる事実を見出した。 Furthermore, the present inventors have studied specific surface cross-linking agents with low odors, and that residual ethylene glycol may be contained even in water-absorbing resins that do not use ethylene glycol as a monomer or cross-linking agent at all. The headline, as described above, even when no odor-causing monomer or cross-linking agent is used, depending on the type of surface cross-linking agent to be selected, ethylene glycol is present as a by-product in the water-absorbent resin. It was found to cause problems. As a result of pursuing the origin of such ethylene glycol, it was found that it is an impurity or decomposition product of the surface cross-linking agent of the raw material (especially ethylene glycol derivatives; eg, ethylene carbonate and polyethylene glycol). In addition, when alkylene carbonate (especially ethylene carbonate) is used as a surface cross-linking agent to improve physical properties (especially absorption capacity under pressure or liquid permeability under pressure), a large amount of surface cross-linking agent or reaction at high temperature is required. Therefore, it was found that even in a water-absorbing resin that does not contain ethylene glycol at all as a raw material, even if alkylene carbonate such as ethylene carbonate does not contain substantial ethylene glycol, ethylene glycol is produced as a by-product in the absorbent product that is the final product. . By eliminating such safety problems due to ethylene glycol, using alkylene carbonate as a surface cross-linking agent to improve physical properties (especially absorption capacity under pressure and liquid permeability under pressure), and improving safety The present inventors have found that a water-absorbing article such as a paper diaper having high physical properties that has the contradictory characteristics for the first time can be obtained.
さらに、粒度分布が狭く、粒度偏析が少ない吸水性樹脂粒子を得るために細粒化を行なうと、微粉発生量が増えるという問題に着目し、吸水性樹脂粒子の平均粒子径と微粉量と、粒度分布とが、高物性の紙オムツ等の吸水性物品に重要な因子である事実を見出し、平均粒子径や粒度分布と、微粉量という、相反する特性の値を所定の範囲とすることで、粒度分布が狭く粒度偏析が少ない吸水性樹脂粒子が得られることを見出した。 Furthermore, focusing on the problem of increasing the amount of fine powder generated when finely pulverized in order to obtain water-absorbent resin particles with a narrow particle size distribution and little particle size segregation, By finding the fact that the particle size distribution is an important factor for water-absorbing articles such as paper diapers with high physical properties, and by setting the values of the contradictory properties, such as the average particle size and particle size distribution, and the amount of fine powder, within a predetermined range It was found that water-absorbing resin particles having a narrow particle size distribution and little particle size segregation can be obtained.
かかる新たな知見(特定の表面架橋剤および特定の物性と臭気とが相反、表面架橋剤であるアルキレンカーボネートによる高物性とエチレングリコールの副生残存が相反、平均粒子径と微粉量が相反、5つの物性(無加圧下吸収倍率(CRC)、加圧下吸収倍率(AAP)、質量平均粒子径、粒子状吸水剤中の150μm未満の粒子の割合、粒度分布の対数標準偏差)が紙オムツ等の実使用に重要)に基づき、本発明者らは、少なくとも5つの特定物性に制御された粒子状吸水剤が実使用で好適であることを見出して本発明を完成させるに至った。 Such new findings (specific surface cross-linking agent and specific physical properties and odor are contradictory, high physical properties due to alkylene carbonate as a surface cross-linking agent and ethylene glycol by-product residual are contradictory, average particle diameter and fine powder amount are contradictory, 5 Three properties (absorption capacity under no pressure (CRC), absorption capacity under pressure (AAP), mass average particle diameter, proportion of particles less than 150 μm in particulate water-absorbing agent, logarithmic standard deviation of particle size distribution) On the basis of practical use), the present inventors have found that at least five particulate water-absorbing agents controlled to specific physical properties are suitable for practical use, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の粒子状吸水剤(第1の吸水剤)は、カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤で表面架橋処理されたポリカルボン酸系吸水性樹脂粒子を主成分とする粒子状吸水剤であって、下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)を満たすことを特徴としている。
(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が27g/g以上
(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)が20g/g以上
(c)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(d)粒子状吸水剤中の150μm未満の粒子が0〜5質量%
(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.40
(f)ガス検知管で定量される雰囲気濃度として規定される、粒子状吸水剤から揮発するアルコール系揮発性物質の含有量が0〜10ppm。
That is, the particulate water-absorbing agent (first water-absorbing agent) of the present invention is a particulate water-absorbing material mainly composed of polycarboxylic acid-based water-absorbing resin particles surface-crosslinked with a surface-crosslinking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group. It is an agent and is characterized by satisfying the following (a), (b), (c), (d), (e) and (f).
(A) Absorption capacity without load (CRC) of 27 g / g or more in physiological saline (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa of physiological saline is 20 g / g or more (c) Mass Average particle size (D50) is 200 to 450 μm
(D) 0-5 mass% of particles less than 150 μm in the particulate water-absorbing agent
(E) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.40.
(F) The content of the alcohol-based volatile substance volatilized from the particulate water-absorbing agent, defined as the atmospheric concentration determined by the gas detector tube, is 0 to 10 ppm.
また、本発明の粒子状吸水剤(第2の吸水剤)は、カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤で表面架橋処理されたポリカルボン酸系吸水性樹脂粒子を主成分とする粒子状吸水剤であって、上記表面架橋剤がアルキレンカーボネートを含む表面架橋剤であり、下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(g)を満たすことを特徴としている。
(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が27g/g以上
(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)が20g/g以上
(c)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(d)粒子状吸水剤中の150μm未満の粒子が0〜5質量%
(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.40
(g)粒子状吸水剤中の残存エチレングリコール含有量(HPLC定量)が0〜40ppm。
Further, the particulate water-absorbing agent (second water-absorbing agent) of the present invention is a particulate water-absorbing material composed mainly of polycarboxylic acid-based water-absorbing resin particles surface-crosslinked with a surface-crosslinking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group. The surface cross-linking agent is an alkylene carbonate-containing surface cross-linking agent and satisfies the following (a), (b), (c), (d), (e) and (g): Yes.
(A) Absorption capacity without load (CRC) of 27 g / g or more in physiological saline (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa of physiological saline is 20 g / g or more (c) Mass Average particle size (D50) is 200 to 450 μm
(D) 0-5 mass% of particles less than 150 μm in the particulate water-absorbing agent
(E) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.40.
(G) The residual ethylene glycol content (HPLC determination) in the particulate water-absorbing agent is 0 to 40 ppm.
本発明の粒子状吸水剤は、さらに、アミノアルコール、アルキレンカーボネートおよび多価アルコールから選ばれるアルコール系化合物(ただしエチレングリコールを除く)を含有していることが好ましい。 The particulate water-absorbing agent of the present invention preferably further contains an alcohol compound selected from amino alcohol, alkylene carbonate and polyhydric alcohol (excluding ethylene glycol).
また、本発明の粒子状吸水剤は、さらに、キレート剤、消臭剤、多価金属塩、および、無機微粒子からなる群より選ばれる成分を含んでいてもよい。 Moreover, the particulate water-absorbing agent of the present invention may further contain a component selected from the group consisting of a chelating agent, a deodorant, a polyvalent metal salt, and inorganic fine particles.
上記表面架橋剤は、グリセリン、1,3−プロパンジオール、エチレンカーボネート、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、および、エタノールアミンからなる群より選ばれる1種類以上の化合物であることが好ましい。 The surface cross-linking agent is preferably one or more compounds selected from the group consisting of glycerin, 1,3-propanediol, ethylene carbonate, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, and ethanolamine.
本発明の粒子状吸水剤は、さらに(h)ガス検知管で定量される雰囲気濃度として規定される、粒子状吸水剤から揮発する硫黄系揮発性物質量が0〜0.3ppmであることが好ましい。 In the particulate water-absorbing agent of the present invention, the amount of sulfur-based volatile substances volatilized from the particulate water-absorbing agent is further defined as (h) the atmospheric concentration determined by the gas detector tube. preferable.
また、本発明の粒子状吸水剤は、さらに(i)粒子状吸水剤中の、アクリル酸、酢酸およびプロピオン酸の合計含有量(HPLC定量)が0〜1000ppmであることが好ましい。 The particulate water-absorbing agent of the present invention preferably further has (i) a total content of acrylic acid, acetic acid and propionic acid (HPLC determination) in the particulate water-absorbing agent of 0 to 1000 ppm.
また、本発明の粒子状吸水剤は、さらに(j)白度としてハンター式測色色差計で示される明度指数L値が80以上であって、クロマチックネス指数を示すa値が−2〜2.5であって、b値が0〜4であることが好ましい。 The particulate water-absorbing agent of the present invention further has (j) a brightness index L value indicated by a Hunter colorimetric color difference meter of 80 or more as whiteness, and an a value indicating a chromaticness index is -2 to 2. And the b value is preferably 0-4.
本発明の高濃度吸収体は、本発明の粒子状吸水剤および親水性繊維から成形された吸収体であって、粒子状吸水剤および親水性繊維の合計質量に対して該粒子状吸水剤が30〜100質量%(100質量%は粒子状吸水剤単独)である。 The high-concentration absorber of the present invention is an absorber molded from the particulate water-absorbing agent of the present invention and hydrophilic fibers, and the particulate water-absorbing agent is contained in the total mass of the particulate water-absorbing agent and hydrophilic fibers. 30 to 100% by mass (100% by mass is the particulate water-absorbing agent alone).
本発明にかかる粒子状吸水剤の製造方法は、未中和アクリル酸および/またはその塩を単量体の主成分とする不飽和単量体水溶液を内部架橋剤の存在下に架橋重合し架橋重合体を得る工程と、得られた架橋重合体を乾燥し、整粒して下記(a)、(b)、(c)および(d)を満たす吸水性樹脂を得る工程と、
(a)生理食塩水への無加圧下吸収倍率(CRC)が30g/g以上
(b)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(c)150μm未満の粒子が0〜8質量%
(d)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.50
上記吸水性樹脂の表面近傍を、エステル結合を形成する表面架橋剤を添加後さらに加熱処理する工程と、上記加熱処理中および/または加熱処理後の吸水性樹脂を雰囲気温度60℃以上の気流下に暴露する工程と、を含むことを特徴としている。
The method for producing a particulate water-absorbing agent according to the present invention comprises crosslinking an unsaturated monomer aqueous solution comprising unneutralized acrylic acid and / or a salt thereof as a main component of a monomer in the presence of an internal crosslinking agent. A step of obtaining a polymer, a step of drying the obtained crosslinked polymer and sizing to obtain a water-absorbing resin satisfying the following (a), (b), (c) and (d);
(A) Absorption capacity (CRC) under no pressure to physiological saline is 30 g / g or more (b) Mass average particle diameter (D50) is 200 to 450 μm
(C) 0 to 8% by mass of particles less than 150 μm
(D) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.50.
The surface vicinity of the water-absorbent resin is further subjected to a heat treatment after adding a surface cross-linking agent that forms an ester bond, and the water-absorbent resin during and / or after the heat treatment is subjected to an air flow at an ambient temperature of 60 ° C. or higher. And a step of exposing to.
本発明にかかる粒子状吸水剤の製造方法において、上記未中和アクリル酸は、該アクリル酸の質量に対してメトキシフェノール10〜200ppm、酢酸およびプロピオン酸の合計含有量0〜10000ppm、アクリル酸ダイマー量0〜1000ppm、フルフラール0〜10ppm、およびプロトアネモニン0〜10ppmから選ばれる1以上の化合物が該当する範囲内であるアクリル酸であることが好ましい。また、上記表面架橋剤はアルキレンカーボネートを含む表面架橋剤であることが好ましい。 In the method for producing a particulate water-absorbing agent according to the present invention, the unneutralized acrylic acid is 10 to 200 ppm of methoxyphenol, 0 to 10,000 ppm of acetic acid and propionic acid based on the mass of the acrylic acid, and acrylic acid dimer. One or more compounds selected from an amount of 0 to 1000 ppm, furfural 0 to 10 ppm, and protoanemonin 0 to 10 ppm are preferably acrylic acid within the applicable range. The surface cross-linking agent is preferably a surface cross-linking agent containing alkylene carbonate.
上記アルキレンカーボネートに含有されるエチレングリコール量は、該アルキレンカーボネートの質量に対して0.1質量%以下であることが好ましい。 The amount of ethylene glycol contained in the alkylene carbonate is preferably 0.1% by mass or less based on the mass of the alkylene carbonate.
本発明の粒子状吸水剤およびその製造方法によれば、実使用時に不快臭や安全性の問題が少なく、優れた吸収倍率を示すとともに、粒度分布が狭く粒度偏析が少ないという特性をすべて満たす粒子状吸水剤が実現される。それゆえ、得られる粒子状吸水剤は、従来臭気が特に問題になった高濃度紙オムツ(1枚に多量の吸水性樹脂を使用)など、吸収性物品での実使用時、高物性かつ安全性も高いだけでなく、従来になく不快臭が少なく快適に使用でき、かつ優れた吸収能を発揮する。 According to the particulate water-absorbing agent and the method for producing the same of the present invention, the particles satisfying all the characteristics that there are few unpleasant odors and safety problems at the time of actual use, an excellent absorption ratio, and a narrow particle size distribution and a small particle size segregation. A water-absorbing agent is realized. Therefore, the obtained particulate water-absorbing agent has high physical properties and safety in actual use in absorbent articles such as high-concentration paper diapers (a large amount of water-absorbent resin is used in one sheet), which has been a particularly problematic odor. In addition to its high performance, it has an unpleasant odor and can be used comfortably, and exhibits excellent absorption.
以下、本発明の粒子状吸水剤、粒子状吸水剤に使用する吸水性樹脂、および、その原料や反応条件等について説明する。また、本発明における、(a)生理食塩水への無加圧下吸収倍率(CRC)、(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)、(c)質量平均粒子径(D50)、(d)150μm未満の粒子の割合、(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)、(f)粒子状吸水剤から揮発するアルコール系揮発性物質の含有量、(g)粒子状吸水剤中の残存エチレングリコール含有量、(h)粒子状吸水剤から揮発する硫黄系揮発性物質量(硫黄系揮発成分の含有量)、(i)粒子状吸水剤中のアクリル酸、酢酸およびプロピオン酸の合計含有量、(j)白度は、後述する実施例に記載する方法によって測定した数値とする。また、本明細書において「重量部」「重量%」は、それぞれ「質量部」「質量%」と読み替えてよい。 Hereinafter, the particulate water-absorbing agent of the present invention, the water-absorbing resin used for the particulate water-absorbing agent, and the raw materials and reaction conditions thereof will be described. Further, in the present invention, (a) Absorption capacity without load (CRC) into physiological saline, (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa physiological saline, (c) Mass average Particle diameter (D50), (d) ratio of particles less than 150 μm, (e) logarithmic standard deviation of particle size distribution (σζ), (f) content of alcohol-based volatile material volatilized from particulate water-absorbing agent, (g ) Residual ethylene glycol content in particulate water-absorbing agent, (h) Amount of sulfur-based volatile substances volatilized from particulate water-absorbing agent (content of sulfur-based volatile components), (i) Acrylic acid in particulate water-absorbing agent , Acetic acid and propionic acid total content, (j) whiteness is a value measured by the method described in the examples described later. In the present specification, “parts by weight” and “% by weight” may be read as “parts by mass” and “% by mass”, respectively.
(1)吸水性樹脂
本発明において吸水性樹脂とは、ヒドロゲルを形成しうる水膨潤性水不溶性の架橋重合体のことであり、例えば、水膨潤性とはイオン交換水中において必須に自重の5倍以上、好ましくは50倍から1000倍という多量の水を吸収するものを指し、また、水不溶性とは水可溶分が50重量%以下のものを指す。なお、これらの測定法は本発明の実施例や、EDANA(Europian Disposables And Nonwovens Association)のERT(EDENA Recommended Test Method) 441.1-99や、470.1-99に準じていればよい。
(1) Water-absorbing resin In the present invention, the water-absorbing resin is a water-swellable water-insoluble cross-linked polymer that can form a hydrogel. For example, water-swelling property is essential weight of 5 in ion-exchanged water. It is one that absorbs a large amount of water, preferably 50 times to 1000 times, and water-insoluble means one having a water-soluble content of 50% by weight or less. In addition, these measuring methods should just be based on the Example of this invention, ERT (EDENA Recommended Test Method) 441.1-99 of EDANA (Europian Disposables And Nonwovens Association), and 470.1-99.
本発明において、吸水性樹脂は、本発明を達成する上で、酸基および/またはその塩含有不飽和単量体を架橋重合して得られる架橋重合体を乾燥した吸水性樹脂であればよく、ポリカルボン酸系吸水性樹脂をより好適に用いることができる。中でも、さらに好ましくは、アクリル酸及び/又はその塩(中和物)を主成分とする不飽和単量体を重合・架橋することにより得られるポリアクリル酸部分中和物重合体が用いられる。 In the present invention, the water-absorbing resin may be any water-absorbing resin obtained by drying a crosslinked polymer obtained by crosslinking polymerization of an acid group and / or a salt-containing unsaturated monomer thereof for achieving the present invention. Polycarboxylic acid water-absorbing resins can be used more suitably. Among them, a partially neutralized polyacrylic acid polymer obtained by polymerizing / crosslinking an unsaturated monomer containing acrylic acid and / or a salt thereof (neutralized product) as a main component is more preferably used.
また、本発明で用いられる吸水性樹脂は、本願開示の製造方法により製造されるものに限定されず、後述する不飽和単量体由来の構成単位を含む架橋重合体を乾燥したものであればよい。後述する不飽和単量体由来の構成単位とは、例えば重合反応によって各単量体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。 Further, the water-absorbent resin used in the present invention is not limited to those produced by the production method disclosed in the present application, and may be any one obtained by drying a crosslinked polymer containing a constituent unit derived from an unsaturated monomer described later. Good. The structural unit derived from an unsaturated monomer described later is, for example, a structure in which a polymerizable double bond of each monomer is opened by a polymerization reaction (double bond (—C═C—) is a single bond (—C— This corresponds to the structure (C-).
(2)粒子状吸水剤およびその製造方法
本発明で粒子状吸水剤とは、吸水性樹脂を主成分とし、必要により少量の添加剤および/または水を含有する、水性液体の吸収固化剤のことを指し、吸水性樹脂の含有量は全体の、すなわち、粒子状吸水剤を100質量%としたときに、70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%の範囲である。上記粒子状吸水剤中の吸水性樹脂以外の成分としては、通常は水が主成分とされ、さらには後述の添加剤が使用される。なお、上記水性液体としては、水に限らず、尿、血液、糞、廃液、湿気や蒸気、氷、水と有機溶媒および/または無機溶媒との混合物、雨水、地下水など、水を含めば特定に制限されないが、好ましくは、尿、特に人尿を挙げることができる。
(2) Particulate water-absorbing agent and production method thereof In the present invention, the particulate water-absorbing agent is a water-absorbing solidifying agent containing a water-absorbing resin as a main component, and optionally containing a small amount of additives and / or water. That is, the content of the water-absorbing resin is 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% when the total amount of the water-absorbing resin is 100% by mass. It is the range of mass%. As components other than the water-absorbing resin in the particulate water-absorbing agent, water is usually the main component, and the additives described later are used. The above-mentioned aqueous liquid is not limited to water, but is specified as long as it includes water, such as urine, blood, feces, waste liquid, moisture and steam, ice, a mixture of water and organic solvent and / or inorganic solvent, rainwater, and groundwater. Preferably, urine, particularly human urine can be mentioned.
本発明の粒子状吸水剤の製造方法は、本発明の物性が得られるように制御されれば特に限定されるものではない。かかる製造方法としては、例えば、表面架橋前に特定粒度に制御して表面架橋する製法、より好ましくは以下の<製法例1>の方法を用いることができる。また、<製法例1>に加えて、例えば、さらに、下記<製法例2>、<製法例3>、または<製法例4>の方法を用いてもよい。 The method for producing the particulate water-absorbing agent of the present invention is not particularly limited as long as the physical properties of the present invention are controlled. As such a production method, for example, a production method in which surface crosslinking is performed by controlling to a specific particle size before surface crosslinking, more preferably, the following <Production Method Example 1> can be used. In addition to <Production Method 1>, for example, the following <Production Method 2>, <Production Example 3>, or <Production Example 4> may be used.
<製法例1>
特定の粒度および吸収倍率に制御した吸水性樹脂を得たのち、得られた吸水性樹脂の表面近傍を、エステル結合を形成する表面架橋剤を添加後加熱処理し、該加熱処理中および/または加熱処理後の吸水性樹脂を雰囲気温度60℃以上の気流下に暴露する方法。好ましくは、さらに原料アクリル酸の純度を後述する範囲に制御する。
<Production Example 1>
After obtaining a water-absorbent resin controlled to a specific particle size and absorption rate, the surface of the obtained water-absorbent resin is subjected to heat treatment after adding a surface cross-linking agent that forms an ester bond, and / or during the heat treatment and / or A method of exposing the water-absorbent resin after heat treatment to an air current having an atmospheric temperature of 60 ° C. or higher. Preferably, the purity of the raw acrylic acid is further controlled within the range described later.
<製法例2>
未中和アクリル酸および/またはその塩を単量体の主成分とする不飽和単量体水溶液を内部架橋剤および必要により連鎖移動剤の存在下で架橋重合し、特定吸収倍率に制御された吸水性樹脂を得たのち、特定の粒度に調整し、得られた特定の粒度および吸収倍率の架橋重合体を表面架橋する工程を含む方法。
<Production Example 2>
An unsaturated monomer aqueous solution containing unneutralized acrylic acid and / or a salt thereof as a main component of the monomer was subjected to cross-linking polymerization in the presence of an internal cross-linking agent and, if necessary, a chain transfer agent, and the specific absorption ratio was controlled. A method comprising the steps of, after obtaining a water-absorbing resin, adjusting to a specific particle size and surface-crosslinking the obtained crosslinked polymer having a specific particle size and absorption capacity.
<製法例3>
未中和アクリル酸を主成分とする特定濃度の不飽和単量体水溶液を内部架橋剤の存在下で架橋重合し、特定吸収倍率に制御された吸水性樹脂を得たのち、さらに中和し、特定の粒度に調整し、得られた特定の粒度および吸収倍率の架橋重合体を表面架橋する工程を含む方法。
<Production Example 3>
Cross-linking polymerization of an unsaturated monomer aqueous solution with a specific concentration of unneutralized acrylic acid in the presence of an internal cross-linking agent to obtain a water-absorbing resin controlled to a specific absorption ratio, followed by further neutralization A method comprising the steps of surface-crosslinking a crosslinked polymer having a specific particle size and an absorption capacity obtained by adjusting to a specific particle size.
<製法例4>
未中和アクリル酸および/またはその塩を単量体の主成分とする不飽和単量体水溶液を内部架橋剤の存在下に架橋重合し、特定吸収倍率に制御された吸水性樹脂を得たのち、特定の粒度に調整し、得られた特定の粒度および吸収倍率の架橋重合体を表面架橋する工程を含み、必要により、その重合時、または表面架橋の前後ないし同時に、キレート剤を添加する方法。
<Production Example 4>
An unsaturated monomer aqueous solution containing unneutralized acrylic acid and / or a salt thereof as a main component of the monomer was subjected to cross-linking polymerization in the presence of an internal cross-linking agent to obtain a water-absorbing resin controlled to a specific absorption ratio. After that, it includes a step of surface-crosslinking the obtained crosslinked polymer having a specific particle size and absorption capacity, and if necessary, adding a chelating agent at the time of the polymerization, before or after or simultaneously with the surface crosslinking. Method.
以下、本発明の粒子状吸水剤の製造方法、さらには本発明の粒子状吸水剤について順次説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the particulate water-absorbing agent of the present invention and further the particulate water-absorbing agent of the present invention will be described in order.
(3)不飽和単量体
<アクリル酸>
吸水性樹脂を構成する不飽和単量体(以下、適宜単量体と略す)としては、アクリル酸および/またはその塩を主成分として使用することが好ましい。また、本発明の粒子状吸水剤を得るために、特定純度のアクリル酸、すなわち、特定化合物が特定の含有量含まれるアクリル酸を使用することが好ましい。かかるアクリル酸としては、具体的には、メトキシフェノール10〜200ppm、酢酸およびプロピオン酸の合計含有量0〜10000ppm、アクリル酸ダイマー量0〜1000ppm、フルフラール0〜10ppm、およびプロトアネモニン0〜10ppmから選ばれる1以上の化合物が該当する範囲内であるアクリル酸であることが好ましい。
(3) Unsaturated monomer <Acrylic acid>
As an unsaturated monomer (hereinafter abbreviated as a monomer as appropriate) constituting the water-absorbent resin, it is preferable to use acrylic acid and / or a salt thereof as a main component. In order to obtain the particulate water-absorbing agent of the present invention, it is preferable to use acrylic acid having a specific purity, that is, acrylic acid containing a specific content of a specific compound. As such acrylic acid, specifically, from methoxyphenol 10-200 ppm, acetic acid and propionic acid total content 0-10000 ppm, acrylic acid dimer amount 0-1000 ppm, furfural 0-10 ppm, and protoanemonin 0-10 ppm It is preferable that one or more selected compounds is acrylic acid within the applicable range.
中でも、上記アクリル酸は、アクリル酸中の酢酸およびプロピオン酸の合計含有量が1000ppm〜0ppmで、且つ、アクリル酸ダイマー量が1000ppm〜0ppmであることが好ましい。また、アクリル酸中の酢酸およびプロピオン酸の合計含有量、および、アクリル酸ダイマー量の含有量はそれぞれ500ppm以下であることがより好ましく、300ppm以下であることがさらに好ましく、100ppm以下であることが特に好ましい。フルフラールは5ppm以下であることがより好ましく、1ppm以下であることがさらに好ましい。また、プロトアネモニンは、5ppm以下であることがより好ましく、1ppm以下であることがさらに好ましい。アクリル酸中の酢酸およびプロピオン酸の合計含有量、且つアクリル酸ダイマー量が多い場合、臭気または残存モノマーの要因となり、アルコール系揮発性物質(アルコール換算)など揮発性有機物の少ない本発明の粒子状吸水剤が得にくい。また、フルフラールやプロトアネモニンが多い場合、高倍率の吸水剤となり難い。p−メトキシフェノールは、通常200ppm以下、好ましくは20〜160ppm、さらには30〜100ppmで、重合を制御し促進するに有効である。 Among them, the acrylic acid preferably has a total content of acetic acid and propionic acid in acrylic acid of 1000 ppm to 0 ppm and an acrylic acid dimer amount of 1000 ppm to 0 ppm. Further, the total content of acetic acid and propionic acid in acrylic acid and the content of the acrylic acid dimer amount are more preferably 500 ppm or less, further preferably 300 ppm or less, and more preferably 100 ppm or less. Particularly preferred. The furfural is more preferably 5 ppm or less, and further preferably 1 ppm or less. Protoanemonin is more preferably 5 ppm or less, and further preferably 1 ppm or less. When the total content of acetic acid and propionic acid in acrylic acid and the amount of acrylic acid dimer is large, it becomes a factor of odor or residual monomer, and the particulate form of the present invention is low in volatile organic substances such as alcohol-based volatile substances (in terms of alcohol) It is difficult to obtain a water-absorbing agent. Moreover, when there is much furfural and protoanemonin, it is hard to become a high magnification water-absorbing agent. p-methoxyphenol is usually 200 ppm or less, preferably 20 to 160 ppm, more preferably 30 to 100 ppm, and is effective for controlling and promoting polymerization.
かかるアクリル酸を得る方法としては、アクリル酸の酸化条件を制御したり、蒸留や晶析の条件を上記範囲になるように厳密に制御すればよい。精製方法として蒸留法を採用する場合は理論段数の増加(例えば6〜20段増加すること)や還流比の増加等により、また、精製方法として晶析法を採用する場合は晶析回数の増加(例えば3〜10回増加すること)等により、それぞれ精留度を上げて上記範囲のアクリル酸を得ることができる。なお、蒸留法と晶析法は組み合わせて用いてもよい。また、精製後のかかるアクリル酸の保存は低い温度(10〜25℃)に制御すればよい。 As a method for obtaining such acrylic acid, the oxidation conditions of acrylic acid may be controlled, or the conditions for distillation and crystallization may be strictly controlled so as to be in the above range. When the distillation method is used as a purification method, the number of theoretical plates is increased (for example, by 6 to 20 plates) or the reflux ratio is increased. When the crystallization method is used as a purification method, the number of crystallizations is increased. (For example, increase 3-10 times) etc., respectively, can raise rectification degree and can obtain acrylic acid of the said range. The distillation method and the crystallization method may be used in combination. Moreover, what is necessary is just to control the preservation | save of this acrylic acid after refinement | purification to low temperature (10-25 degreeC).
<その他の単量体>
本発明で用いる吸水性樹脂を構成する単量体としては、アクリル酸以外の「その他の単量体」を共重合成分として併用してもよいし、「その他の単量体」だけから吸水性樹脂を得てもよい。かかる「その他の単量体」としては、例えば、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリロキシアルカンスルホン酸、これらのアルカリ金属塩、これらのアンモニウム塩、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルアセトアミド、(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(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、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソブチレン、ラウリル(メタ)アクリレート等の水溶性または疎水性の不飽和単量体等を挙げることができる。なお、本発明において「水溶性」とは、室温の水100gに、1g以上溶解するものをいう。
<Other monomers>
As the monomer constituting the water-absorbing resin used in the present invention, “other monomers” other than acrylic acid may be used in combination as a copolymerization component, or only from “other monomers”. A resin may be obtained. Examples of such “other monomers” include methacrylic acid, (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, ( (Meth) acryloxyalkanesulfonic acid, alkali metal salts thereof, ammonium salts thereof, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylacetamide, (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl Water-soluble or hydrophobic unsaturated monomers such as (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, isobutylene, lauryl (meth) acrylate, etc. To mention That. In the present invention, the term “water-soluble” means that 1 g or more is dissolved in 100 g of water at room temperature.
また、ポリカルボン酸系吸水性樹脂として、上記の不飽和単量体の架橋重合体以外でも、ポリアミノ酸架橋体(例、ポリアスパラギン酸)やカルボキシ化ポリマー架橋体(例、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉)などの吸水性樹脂を用いてもよい。 In addition, the polycarboxylic acid-based water-absorbing resin may be a polyamino acid cross-linked product (eg, polyaspartic acid) or a carboxylated polymer cross-linked product (eg, carboxymethylcellulose, carboxymethyl) other than the above-mentioned crosslinked polymer of unsaturated monomer. A water-absorbing resin such as starch) may be used.
本発明でアクリル酸(塩)以外の単量体を用いる場合、本発明を達成するため、該アクリル酸(塩)以外の単量体は、主成分として用いるアクリル酸および/またはその塩との合計量に対して、好ましくは0〜30モル%、より好ましくは0〜10モル%、最も好ましくは0〜5モル%の割合である。 When a monomer other than acrylic acid (salt) is used in the present invention, in order to achieve the present invention, a monomer other than acrylic acid (salt) is used with acrylic acid and / or a salt thereof used as a main component. Preferably it is 0-30 mol% with respect to the total amount, More preferably, it is 0-10 mol%, Most preferably, it is a ratio of 0-5 mol%.
なお、単量体として酸基含有の不飽和単量体を使用する場合、その塩としてアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩が挙げられるが、得られる吸水性樹脂の性能、工業的入手の容易さ、安全性等の面からナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。 In addition, when an acid group-containing unsaturated monomer is used as the monomer, examples of the salt include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and ammonium salts. Sodium salts and potassium salts are preferred from the standpoints of availability and safety.
またアクリル酸などの酸基含有不飽和単量体は、物性面およびpH面から酸基が中和されることが好ましく、酸基の中和率は通常20〜100モル%、さらには好ましくは30〜95モル%、より好ましく40〜80モル%である。酸基の中和は単量体で行ってもよいし、<製法例3>のように重合体で行ってもよいし、それらを併用しても良い。 The acid group-containing unsaturated monomer such as acrylic acid is preferably neutralized in terms of physical properties and pH, and the acid group neutralization rate is usually 20 to 100 mol%, more preferably 30 to 95 mol%, more preferably 40 to 80 mol%. The neutralization of the acid group may be performed with a monomer, may be performed with a polymer as in <Production Example 3>, or may be used in combination.
(4)架橋性単量体(内部架橋剤)
本発明で用いられる吸水性樹脂は上記不飽和単量体を重合することにより得られる架橋重合体を乾燥することにより得られるが、かかる架橋重合体は、架橋性単量体を使用しない自己架橋型のものであってもよいが、物性面から好ましくは、一分子中に2個以上の重合性不飽和基、2個以上の反応性基を有する架橋性単量体(吸水性樹脂の内部架橋剤とも言う)を共重合又は反応させることによって得られる。なお、架橋重合体であることは、上記水不溶性であることでも規定される。
(4) Crosslinkable monomer (internal crosslinking agent)
The water-absorbent resin used in the present invention is obtained by drying a cross-linked polymer obtained by polymerizing the unsaturated monomer, but the cross-linked polymer is self-crosslinked without using a cross-linkable monomer. In terms of physical properties, a crosslinkable monomer having two or more polymerizable unsaturated groups and two or more reactive groups in one molecule (inside the water absorbent resin) It is also obtained by copolymerizing or reacting a crosslinking agent). In addition, being a crosslinked polymer is also defined by being insoluble in water.
上記内部架橋剤の具体例としては、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、トリメチル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(メタ)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、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)アクリレート等を挙げることができる。 Specific examples of the internal cross-linking agent include, for example, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ( (Meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol hexa (meth) acrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate, tri Allylamine, poly (meth) allyloxyalkane, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, ethylene glycol, polyethylene Glycol, propylene glycol, glycerol, pentaerythritol, ethylenediamine, ethylene carbonate, propylene carbonate, polyethylenimine, and glycidyl (meth) acrylate.
これら内部架橋剤は、単独で用いてもよく、適宜2種類以上を混合して用いてもよい。また、これら内部架橋剤は、反応系に一括添加してもよく、分割添加してもよい。少なくとも1種類または2種類以上の内部架橋剤を使用する場合には、最終的に得られる吸水性樹脂や粒子状吸水剤の吸収特性等を考慮して、2個以上の重合性不飽和基を有する化合物を重合時に必須に用いることが好ましい。 These internal cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more. These internal cross-linking agents may be added to the reaction system all at once or in divided portions. In the case of using at least one type or two or more types of internal crosslinking agents, two or more polymerizable unsaturated groups are added in consideration of the absorption characteristics of the finally obtained water-absorbing resin and particulate water-absorbing agent. It is preferable to use the compound which has it at the time of superposition | polymerization.
これら内部架橋剤の使用量は上記単量体(内部架橋剤を除く)に対して、好ましくは0.001〜2モル%、より好ましくは0.005〜0.5モル%、さらに好ましくは0.01〜0.2モル%、特に好ましくは0.03〜0.15モル%の範囲内とされる。上記内部架橋剤の使用量が0.001モル%よりも少ない場合、並びに、2モル%よりも多い場合には、充分な吸収特性が得られないおそれがある。内部架橋剤の使用量が上記範囲より少ないと、架橋構造が十分に形成されず、上記(1)で述べたような水膨潤性水不溶性の架橋重合体を得ることができなくなるため好ましくない。また、内部架橋剤の使用量が、上記範囲より多いと、水可溶分などは低減されるが、吸水性樹脂や吸水剤の吸収倍率の低下を引き起こし、紙オムツ等の吸収性物品の吸収量を低下させるため好ましくない。 The amount of these internal crosslinking agents to be used is preferably 0.001 to 2 mol%, more preferably 0.005 to 0.5 mol%, still more preferably 0, based on the above monomers (excluding the internal crosslinking agent). 0.01 to 0.2 mol%, particularly preferably 0.03 to 0.15 mol%. When the amount of the internal cross-linking agent used is less than 0.001 mol% and more than 2 mol%, sufficient absorption characteristics may not be obtained. When the amount of the internal cross-linking agent used is less than the above range, the cross-linked structure is not sufficiently formed and the water-swellable water-insoluble cross-linked polymer as described in the above (1) cannot be obtained. If the amount of the internal cross-linking agent used is larger than the above range, the water-soluble content and the like are reduced, but the absorption capacity of the water-absorbent resin and water-absorbing agent is reduced, and the absorption of absorbent articles such as paper diapers is reduced. This is not preferable because the amount is reduced.
上記内部架橋剤を用いて架橋構造を重合体内部に導入する場合には、上記内部架橋剤を、上記不飽和単量体の重合前あるいは重合途中、あるいは重合後、または中和後に反応系に添加するようにすればよい。 When the crosslinked structure is introduced into the polymer using the internal crosslinking agent, the internal crosslinking agent is added to the reaction system before or during the polymerization of the unsaturated monomer, after the polymerization, or after the neutralization. What is necessary is just to add.
(5)重合開始剤
本発明に用いられる吸水性樹脂を得るために上述の単量体を重合するに際して使用される開始剤としては過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過酢酸カリウム、過酢酸ナトリウム、過炭酸カリウム、過炭酸ナトリウム、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)二塩酸塩等のラジカル重合開始剤;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン等の光重合開始剤等を用いることができる。これら重合開始剤の使用量は物性面から0.001〜2モル%、好ましくは0.01〜0.1モル%(対全単量体)である。これらの重合開始剤が0.001モル%未満の場合には未反応の残存単量体が多くなり、一方重合開始剤が2モル%を超える場合には重合の制御が困難となるので好ましくない。
(5) Polymerization initiator As the initiator used for polymerizing the above-mentioned monomers to obtain the water-absorbent resin used in the present invention, potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium peracetate, Radical polymerization initiators such as sodium acetate, potassium percarbonate, sodium percarbonate, t-butyl hydroperoxide, hydrogen peroxide, 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride; 2-hydroxy-2- Photopolymerization initiators such as methyl-1-phenyl-propan-1-one can be used. The amount of these polymerization initiators used is 0.001 to 2 mol%, preferably 0.01 to 0.1 mol% (based on the total monomers) in view of physical properties. When these polymerization initiators are less than 0.001 mol%, the amount of unreacted residual monomers increases, whereas when the polymerization initiator exceeds 2 mol%, it is difficult to control the polymerization. .
(6)重合方法および重合溶液
本発明で用いられる吸水性樹脂を製造するために不飽和単量体を重合するに際しては、バルク重合や沈殿重合を行うことが可能であるが、物性面から上記単量体を水溶液とすることによる、水溶液重合や逆相懸濁重合を行うことが好ましい。単量体を水溶液とする場合の該水溶液(以下、単量体水溶液と称する)中の単量体の濃度は水溶液の温度や単量体によって決まり、特に限定されるものではないが、例えば<製法例1>+<製法例2>、<製法例1>+<製法例4>のように、予め中和された酸基含有不飽和単量体で重合(中和重合法)を行なう場合は、好ましくは10〜70質量%、さらに好ましくは20〜60質量%である。また、上記水溶液重合を行う際には、水以外の溶媒を必要に応じて併用してもよく、併用して用いられる溶媒の種類は、特に限定されるものではない。
(6) Polymerization method and polymerization solution When the unsaturated monomer is polymerized in order to produce the water-absorbent resin used in the present invention, bulk polymerization or precipitation polymerization can be performed. It is preferable to perform aqueous solution polymerization or reverse phase suspension polymerization by making the monomer into an aqueous solution. When the monomer is an aqueous solution, the concentration of the monomer in the aqueous solution (hereinafter referred to as the monomer aqueous solution) is determined by the temperature of the aqueous solution and the monomer, and is not particularly limited. Production Example 1> + <Production Example 2>, <Production Example 1> + <Production Example 4> When polymerization is performed with a neutralized acid group-containing unsaturated monomer (neutralization polymerization method) in advance Is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass. Moreover, when performing the said aqueous solution polymerization, you may use together solvents other than water as needed, and the kind of solvent used together is not specifically limited.
上記の重合を開始させる際には、上記重合開始剤を使用して開始させることができる。また、上記重合開始剤の他にも、紫外線や電子線、γ線などの活性エネルギー線を単独で、あるいは上記重合開始剤と併用して用いても良い。重合開始時の温度は、使用する重合開始剤の種類にもよるが、上下限で15〜130℃の範囲が好ましく、20〜120℃の範囲がより好ましい。 When starting the above polymerization, it can be started using the above polymerization initiator. In addition to the polymerization initiator, active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, and γ rays may be used alone or in combination with the polymerization initiator. The temperature at the start of polymerization depends on the type of polymerization initiator used, but the upper and lower limits are preferably in the range of 15 to 130 ° C, and more preferably in the range of 20 to 120 ° C.
なお、逆相懸濁重合とは、単量体水溶液を疎水性有機溶媒に懸濁させる重合法であり、例えば、米国特許4093776号、同4367323号、同4446261号、同4683274号、同5244735号などに記載されている。水溶液重合は分散溶媒を用いずに単量体水溶液を重合する方法であり、例えば、米国特許4625001号、同4873299号、同4286082号、同4973632号、同4985518号、同5124416号、同5250640号、同5264495号、同5145906号、同5380808号、欧州特許0811636号、同0955086号,同0922717号などに記載されている。これらに例示の単量体や開始剤なども本発明では適用できる。 The reverse phase suspension polymerization is a polymerization method in which an aqueous monomer solution is suspended in a hydrophobic organic solvent. For example, U.S. Pat. Nos. 4,093,764, 4,367,323, 4,446,261, 4,683,274, and 5,244,735. It is described in. Aqueous solution polymerization is a method of polymerizing an aqueous monomer solution without using a dispersion solvent. For example, US Pat. Nos. 4,462,001, 4,873,299, 4,286,082, 4,973,632, 4,985,518, 5,124,416, 5,250,640 are used. No. 5264495, No. 5145906, No. 5380808, European Patent No. 081636, No. 09555086, No. 0922717, and the like. The monomers and initiators exemplified in these can also be applied in the present invention.
(7)その他の重合方法
(a)未中和のカルボン酸基(アクリル酸)が主成分である単量体の重合
上記(6)の重合方法は、通常、予め中和された酸基含有不飽和単量体で重合(中和重合法)されるが、例えば、上記<製法例3>のように、重合方法として、未中和の酸基含有不飽和単量体、特に未中和アクリル酸を主成分として重合を行い、重合後に酸基を中和する、いわゆる酸重合&後中和法を用いてもよい。
(7) Other polymerization method (a) Polymerization of monomer whose main component is unneutralized carboxylic acid group (acrylic acid) The polymerization method of (6) above usually contains a previously neutralized acid group. Polymerized with an unsaturated monomer (neutralization polymerization method), for example, as in <Production Example 3> above, as a polymerization method, an unneutralized acid group-containing unsaturated monomer, particularly an unneutralized monomer A so-called acid polymerization & post-neutralization method may be used in which polymerization is performed using acrylic acid as a main component and acid groups are neutralized after polymerization.
例えば<製法例3>では、未中和アクリル酸を主成分とする特定濃度の不飽和単量体水溶液を内部架橋剤の存在下に架橋重合したのち中和し、特定の粒度に調整し、得られた特定の粒度および吸収倍率の架橋重合体をさらに表面架橋する。 For example, in <Production Example 3>, an unsaturated monomer aqueous solution having a specific concentration mainly composed of unneutralized acrylic acid is subjected to cross-linking polymerization in the presence of an internal cross-linking agent, and then neutralized, adjusted to a specific particle size, The obtained crosslinked polymer having a specific particle size and absorption capacity is further subjected to surface crosslinking.
このような酸重合&後中和法では、未中和アクリル酸が主成分、特に30〜100モル%、さらには90〜100モル%、特に100モル%の不飽和単量体を重合させて得られる架橋重合体について、1価塩、特に、アルカリ金属塩を添加し、架橋重合体のカルボキシル基を部分的に中和してアルカリ金属塩とすることで本発明で用いられる吸水性樹脂を得ることが出来る。かかる酸重合&後中和法により得られる吸水性樹脂を本発明の粒子状吸水剤として用いた場合、吸収能が高く、尿に対する安定性に優れた粒子状吸収体を得ることが可能になる。 In such an acid polymerization & post-neutralization method, unneutralized acrylic acid is polymerized as a main component, particularly 30 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol%, and particularly 100 mol% of an unsaturated monomer. A monovalent salt, particularly an alkali metal salt, is added to the resulting crosslinked polymer, and the carboxyl group of the crosslinked polymer is partially neutralized to obtain an alkali metal salt. Can be obtained. When the water-absorbent resin obtained by the acid polymerization & post-neutralization method is used as the particulate water-absorbing agent of the present invention, it becomes possible to obtain a particulate absorber having high absorbability and excellent stability to urine. .
なお、酸重合&後中和法においても、上述の重合方法(6)と同様に、アクリル酸とともに必要により「その他の単量体」も使用することが出来る。また、「その他の単量体」、「架橋性単量体(内部架橋剤)」、および「重合開始剤」の種類、添加量等詳細については、上記(3)(4)(5)記載の内容と同様である。また、酸重合&後中和法において、溶媒を使用する場合の不飽和単量体全体(アクリル酸+その他の単量体)の濃度は特に限定されるものでは無いが、通常5〜40%質量%、好ましくは10〜30質量%の低濃度である。また、重合開始温度は低温であり、10〜25℃の水溶液とされる。 In addition, in the acid polymerization & post-neutralization method, “other monomer” can be used together with acrylic acid as necessary, similarly to the above-described polymerization method (6). In addition, the details of “other monomer”, “crosslinkable monomer (internal crosslinking agent)”, “polymerization initiator”, addition amount, and the like are described in (3), (4), and (5) above. It is the same as the contents of. In addition, in the acid polymerization & post-neutralization method, the concentration of the whole unsaturated monomer (acrylic acid + other monomer) when using a solvent is not particularly limited, but is usually 5 to 40%. The concentration is as low as mass%, preferably 10 to 30 mass%. Moreover, the polymerization start temperature is low temperature and it is set as 10-25 degreeC aqueous solution.
酸重合&後中和法において、重合後の架橋重合体は必須に中和される。得られた架橋重合体中の酸基を中和して部分的にアルカリ金属塩基とするために使用されるアルカリ金属化合物としてはアルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなど)、アルカリ金属炭酸塩(炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなど)などが挙げられる。また、アンモニア、アルカノールアミン、炭酸アンモニウム等のアミンを用いてもよい。得られる吸水性樹脂の性能、工業的入手の容易さ、安全性等の面からナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。本酸重合&後中和法においては、架橋重合体中の酸基の50〜90モル%、好ましくは60〜80モル%がアルカリ金属化合物との中和反応によりアルカリ金属塩に変換される。重合により得られる架橋重合体をアルカリ金属化合物で中和する方法としては溶媒を使用して重合した場合、得られたゲル状重合体を約1cm3以下の小片に裁断しながらアルカリ金属化合物の水溶液を添加し、ゲルをさらにニーダーやミートチョパーで混練する方法がある。また、本発明の粒子状吸水剤を得る上で、中和温度は好ましくは50〜100℃、より好ましくは60〜90℃であり、中和は米国特許6187872号の請求項1に記載の第一中和指数(粒子200個の中和度合いで規定)が10以下であって、均一さを示すことが好ましい。 In the acid polymerization & post-neutralization method, the cross-linked polymer after polymerization is essentially neutralized. Alkali metal hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide) are used as alkali metal compounds used to neutralize the acid groups in the resulting crosslinked polymer and partially convert them to alkali metal bases. Etc.), alkali metal carbonates (sodium carbonate, sodium bicarbonate, etc.). In addition, amines such as ammonia, alkanolamine, and ammonium carbonate may be used. Sodium salt and potassium salt are preferable from the viewpoint of the performance of the water-absorbing resin to be obtained, industrial availability, safety and the like. In the present acid polymerization & post-neutralization method, 50 to 90 mol%, preferably 60 to 80 mol% of the acid groups in the crosslinked polymer are converted into alkali metal salts by a neutralization reaction with an alkali metal compound. As a method for neutralizing the cross-linked polymer obtained by polymerization with an alkali metal compound, an aqueous solution of an alkali metal compound is obtained while polymerizing using a solvent while cutting the obtained gel polymer into pieces of about 1 cm 3 or less. And the gel is further kneaded with a kneader or meat chopper. Further, in obtaining the particulate water-absorbing agent of the present invention, the neutralization temperature is preferably 50 to 100 ° C., more preferably 60 to 90 ° C., and neutralization is performed according to claim 1 of US Pat. No. 6,187,872. Preferably, the neutralization index (specified by the degree of neutralization of 200 particles) is 10 or less, indicating uniformity.
(b)連鎖移動剤を添加する方法(例えば、<製法例2>)
本発明の粒子状吸水剤の製造方法では、重合時に必要により連鎖移動剤が使用されても良い。上記不飽和単量体、内部架橋剤、および、重合開始剤に加えて水溶性連鎖移動剤を存在させて重合することで、得られる架橋重合体から製造された吸水性樹脂を本発明の粒子状吸水剤として用いた場合、吸収能が高く、尿に対する安定性に優れる吸収体を得ることが可能になる。
(B) A method of adding a chain transfer agent (for example, <Production Example 2>)
In the method for producing a particulate water-absorbing agent of the present invention, a chain transfer agent may be used as necessary during polymerization. The water-absorbing resin produced from the crosslinked polymer obtained by polymerizing in the presence of the water-soluble chain transfer agent in addition to the unsaturated monomer, the internal cross-linking agent, and the polymerization initiator is used as the particles of the present invention. When used as a water-absorbing agent, it is possible to obtain an absorbent body having high absorbability and excellent urine stability.
本発明で重合に使用する上記水溶性連鎖移動剤としては、水または水溶性エチレン性不飽和単量体に溶解するものであれば特に限定されず、チオール類、チオール酸類、2級アルコール類、アミン類、次亜燐酸塩類などを挙げることが出来る。具体的には、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、ドデシルメルカプタン、チオグリコール類、チオリンゴ酸、3−メルカプトプロピオン酸、イソプロパノール、次亜燐酸ナトリウム、蟻酸、およびこれらの塩類からなる群から選ばれる1種類または2種類以上が用いられるが、その効果から次亜燐酸ナトリウムなどの次亜燐酸塩を用いることがより好ましい。 The water-soluble chain transfer agent used for polymerization in the present invention is not particularly limited as long as it dissolves in water or a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, and thiols, thiolic acids, secondary alcohols, Examples include amines and hypophosphites. Specifically, one or two selected from the group consisting of mercaptoethanol, mercaptopropanol, dodecyl mercaptan, thioglycols, thiomalic acid, 3-mercaptopropionic acid, isopropanol, sodium hypophosphite, formic acid, and salts thereof. Although more than one kind is used, it is more preferable to use a hypophosphite such as sodium hypophosphite because of its effect.
上記水溶性連鎖移動剤の使用量は水溶性連鎖移動剤の種類、単量体水溶液のモノマー濃度にもよるが、全単量体に対して0.001〜1モル%であり、好ましくは0.005〜0.3モル%である。使用量が0.001モル%未満の場合、本発明に用いる内部架橋剤量では架橋密度が高く吸収倍率が低くなりすぎるので好ましくない。また1モル%を超えて使用すると水可溶成分量が増加し、かえってゲルの安定性が低下するので好ましくない。 The amount of the water-soluble chain transfer agent used depends on the type of water-soluble chain transfer agent and the monomer concentration of the aqueous monomer solution, but is 0.001 to 1 mol% with respect to the total monomer, preferably 0. 0.005 to 0.3 mol%. When the amount used is less than 0.001 mol%, the amount of the internal crosslinking agent used in the present invention is not preferable because the crosslinking density is high and the absorption capacity is too low. On the other hand, if it exceeds 1 mol%, the amount of water-soluble components increases, and on the contrary, the stability of the gel decreases, which is not preferable.
(8)乾燥
上述した重合方法により得られる上記架橋重合体は含水ゲル状架橋重合体として得られる。得られた架橋重合体は、必要に応じて例えば含水率10%以上70%未満のゲルの状態で粉砕し、さらに乾燥される。乾燥は通常60℃〜250℃、好ましくは100℃〜220℃、より好ましくは120℃〜200℃の温度範囲で行われる。乾燥時間は重合体の表面積、含水率、および乾燥機の種類に依存し、目的とする含水率になるよう選択される。なお、本発明では、乾燥後の架橋重合体を吸水性樹脂と称する。
(8) Drying The crosslinked polymer obtained by the polymerization method described above is obtained as a hydrogel crosslinked polymer. The obtained cross-linked polymer is pulverized, for example, in a gel state having a water content of 10% or more and less than 70% as necessary, and further dried. Drying is usually performed in a temperature range of 60 ° C to 250 ° C, preferably 100 ° C to 220 ° C, more preferably 120 ° C to 200 ° C. The drying time depends on the surface area of the polymer, the moisture content, and the type of dryer, and is selected to achieve the desired moisture content. In the present invention, the crosslinked polymer after drying is referred to as a water absorbent resin.
本発明に用いることのできる吸水性樹脂の含水率は特に限定されないが、室温でも流動性を示す粒子(粉末)であり、より好ましくは含水率が0.2〜30質量%、さらに好ましくは0.3〜15質量%、特に好ましくは0.5〜10質量%の粉末状態である。含水率が上記範囲の上限より高くなってしまうと、吸水性樹脂の流動性が悪くなり製造に支障をきたすばかりか、吸水性樹脂が粉砕できなくなったり、特定の粒度分布に制御できなくなってしまう恐れがある。なお、吸水性樹脂の含水率は吸水性樹脂に含まれる水分量で規定され、吸水性樹脂1gを直径52mmのアルミカップに広げ、180℃で3時間無風乾燥した場合の乾燥減量の、乾燥前の質量に対する割合(%)で規定される。 The water content of the water-absorbent resin that can be used in the present invention is not particularly limited, but is a particle (powder) that exhibits fluidity even at room temperature, more preferably the water content is 0.2 to 30% by mass, and even more preferably 0. .3 to 15% by mass, particularly preferably 0.5 to 10% by mass. If the moisture content is higher than the upper limit of the above range, the water-absorbent resin will not be fluid and the production will be hindered, and the water-absorbent resin cannot be pulverized or controlled to a specific particle size distribution. There is a fear. The water content of the water-absorbent resin is defined by the amount of water contained in the water-absorbent resin, and 1 g of the water-absorbent resin is spread on an aluminum cup with a diameter of 52 mm and is subjected to airless drying at 180 ° C. for 3 hours before drying. It is defined by the ratio (%) to the mass of.
用いられる乾燥方法としては、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、疎水性有機溶媒との共沸による脱水、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等目的の含水率となるように種々の方法を採用することができ、特に限定されるものではない。 The drying method used includes heat drying, hot air drying, vacuum drying, infrared drying, microwave drying, dehydration by azeotropy with a hydrophobic organic solvent, and high moisture content using high-temperature steam. As described above, various methods can be employed, and the method is not particularly limited.
以上のような製法で得られた、本発明で用いられる吸水性樹脂の形状は、粉末として取り扱えるのであれば、球状、繊維状、棒状、略球状、偏平状、不定形状、造粒粒子状、多孔質構造を有する粒子等特に限定されるものではないが、粉砕工程を経て得られた不定形破砕状のものが好ましく使用できる。 If the shape of the water-absorbent resin used in the present invention obtained by the above-described manufacturing method can be handled as a powder, it is spherical, fibrous, rod-like, substantially spherical, flat, irregular, granulated particle, Although it does not specifically limit etc., the particle | grains which have a porous structure, The thing of the irregular-shaped crush form obtained through the grinding | pulverization process can be used preferably.
(9)粉砕・分級および粒度制御、ならびに吸収倍率
上記(8)の工程で得られた吸水性樹脂は、本発明の粒子状吸水剤を得るために、好ましくは粉末として特定の粒度に調整される。
(9) Grinding / classification, particle size control, and absorption ratio The water absorbent resin obtained in the step (8) is preferably adjusted to a specific particle size as a powder in order to obtain the particulate water absorbing agent of the present invention. The
本発明の粒子状吸水剤に用いるために好ましい上記吸水性樹脂の粒径は、質量平均粒子径が通常150〜600μm、好ましくは180〜500μm、より好ましくは200〜450μm、特に好ましくは220〜430μmに狭く制御され、かつ、150μm未満の粒子の割合が、0〜8質量%、好ましくは0〜5質量%、より好ましくは0〜3質量%、特に好ましくは0〜1質量%に制御される。 The water-absorbent resin preferably used for the particulate water-absorbing agent of the present invention has a mass average particle diameter of usually 150 to 600 μm, preferably 180 to 500 μm, more preferably 200 to 450 μm, and particularly preferably 220 to 430 μm. The proportion of particles less than 150 μm is controlled to 0 to 8% by mass, preferably 0 to 5% by mass, more preferably 0 to 3% by mass, and particularly preferably 0 to 1% by mass. .
また、本発明の粒子状吸水剤を得るために好ましい上記吸水性樹の嵩比重(JIS K−3362−1998年度で規定)は好ましくは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600〜150μmの間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)は好ましくは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。 The bulk specific gravity (specified in JIS K-3362-1998) of the above water-absorbing tree, which is preferable for obtaining the particulate water-absorbing agent of the present invention, is preferably 0.40 to 0.90 g / ml, more preferably 0.8. It is adjusted in the range of 50 to 0.80 g / ml. Moreover, the particle | grains between 600-150 micrometers are preferably 90-100 mass% of the whole, More preferably, it is 95-100 mass%, More preferably, it is set as 98-100 mass%. The logarithmic standard deviation (σζ) of the particle size distribution is preferably 0.20 to 0.50, more preferably 0.20 to 0.45, and particularly preferably 0.20 to 0.40.
粒度の調整は、架橋重合体を逆相縣濁重合で製造した場合には、粒子状で分散重合およ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、乾燥後に粉砕および分級し、相反する質量平均粒子径D50と、粒子径150μm未満の粒子の割合を制御しながら、特定粒度に調整する。例えば、質量平均粒子径D50を400μm以下と小さくしながら、150μm未満の微粒子量を少なくするという特定粒度への調製では、必要により、上記粉砕後に粗粒子と微粒子とをふるい等の一般的な分級装置で除去してもよい。その際に除去される粗粒子としては、好ましくは5000μm〜400μmの粒子径を有する粒子、より好ましくは2000μm〜400μmの粒子径を有する粒子、さらに好ましくは1000μm〜400μmの粒子径を有する粒子である。また、粒度の調整により除去される微粒子としては、好ましくは200μm未満の粒子径を有する粒子、より好ましくは150μm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してもよいが、一般的には、再度、上記の粉砕工程で粉砕する。また、除去された微粒子は、次項(10)の、微粒子の大粒径化工程を行なえば、ロスを低減することができる。このようにして粉砕工程を経て特定の粒度に調整して得られた吸水性樹脂の形状は、不定形破砕状の形状を示す。 When the cross-linked polymer is produced by reverse phase suspension polymerization, the particle size may be adjusted by dispersion polymerization and dispersion drying in the form of particles. Usually, particularly in the case of aqueous solution polymerization, The particle size is adjusted to a specific particle size while controlling the mass average particle diameter D50 and the ratio of particles having a particle diameter of less than 150 μm, which are classified and contradictory. For example, in the preparation to a specific particle size in which the amount of fine particles of less than 150 μm is reduced while the mass average particle diameter D50 is reduced to 400 μm or less, a general classification such as sieving coarse particles and fine particles after pulverization is necessary. It may be removed with a device. The coarse particles removed at this time are preferably particles having a particle size of 5000 μm to 400 μm, more preferably particles having a particle size of 2000 μm to 400 μm, and still more preferably particles having a particle size of 1000 μm to 400 μm. . The fine particles removed by adjusting the particle size are preferably particles having a particle size of less than 200 μm, more preferably particles having a particle size of less than 150 μm. Although the removed coarse particles may be discarded as they are, they are generally pulverized again in the above pulverization step. Further, the removed fine particles can be reduced in loss by performing the step of enlarging the fine particles in the next item (10). Thus, the shape of the water-absorbing resin obtained by adjusting to a specific particle size through the pulverization step shows an irregularly crushed shape.
なお、上記(8)の工程で得られた吸水性樹脂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下吸収倍率(CRC)が30g/g以上、より好ましくは32〜70g/g、さらに好ましくは35〜65g/g、特に好ましくは40〜60g/gとされる。無加圧下吸収倍率(CRC)の制御は内部架橋剤など、前述の重合条件や乾燥条件を制御して行えばよい。なお、吸水性樹脂は、本発明の粒子状吸水剤を得るために、後述する表面架橋処理を施されるので、本発明の粒子状吸水剤の無加圧下吸収倍率が27g/g以上であるためには、表面架橋処理前の吸水性樹脂の無加圧下吸収倍率は、27g/g以上であることが通常は必須である。なお、加熱によって吸水性樹脂自体の吸収倍率が向上する内部架橋剤(米国特許第5389722号明細書、米国特許第5532323号明細書等参照。)を使用する場合、27g/g未満でもよい。 The water-absorbent resin obtained in the step (8) is adjusted to the above particle size, but preferably has a non-pressure absorption capacity (CRC) of 30 g / g or more to physiological saline before surface crosslinking, More preferably, it is 32-70 g / g, More preferably, it is 35-65 g / g, Most preferably, it is 40-60 g / g. The absorption capacity without pressure (CRC) may be controlled by controlling the aforementioned polymerization conditions and drying conditions such as an internal cross-linking agent. In addition, since the water-absorbent resin is subjected to surface cross-linking treatment described later in order to obtain the particulate water-absorbing agent of the present invention, the absorption capacity under no pressure of the particulate water-absorbing agent of the present invention is 27 g / g or more. For this purpose, it is usually essential that the absorption capacity without pressure of the water-absorbing resin before the surface crosslinking treatment is 27 g / g or more. In the case of using an internal crosslinking agent (see US Pat. No. 5,389,722, US Pat. No. 5,532,323, etc.) in which the absorption capacity of the water-absorbent resin itself is improved by heating, it may be less than 27 g / g.
(10)微粒子の大粒径化
上記(9)の粉砕・分級および粒度制御によって除去された微粒子は、より大きな粒子または粒子状凝集物に再生し、本発明で用いられる吸水性樹脂として用いることができる。このような微粒子の大粒径化の方法としては、米国特許6228930号、同5264495号、同4950692号、同5478879号および欧州特許844270号などに記載の方法を用いることが可能である。なお、このように再生された再生吸水性樹脂は実質的に多孔質構造を有する。
(10) Increasing the particle size of fine particles The fine particles removed by pulverization / classification and particle size control in (9) above are regenerated into larger particles or particulate aggregates and used as the water-absorbent resin used in the present invention. Can do. As a method for increasing the particle size of such fine particles, methods described in US Pat. Nos. 6,228,930, 5,264,495, 4,950,692, 5,478,879 and European Patent 844270 can be used. The regenerated water absorbent resin regenerated in this way has a substantially porous structure.
本発明で用いられる吸水性樹脂に含まれる、本工程によって再生される再生吸水性樹脂の割合は、好ましくは0〜50質量%、より好ましくは5〜40質量%、さらに好ましくは10〜30質量%である。本工程によって、再生された再生吸水性樹脂は、同じ粒子径を有する、再生されていないものと比較して表面積が大きいため、最終的に得られる粒子状吸水剤ではより速い吸収速度を得ることができ、性能的に有利である。このように、大粒径化された再生吸水性樹脂は、一般には、上記(8)乾燥工程で得た吸水性樹脂と混合された後に、粉砕・分級および粒度制御が行なわれる。 The ratio of the regenerated water absorbent resin regenerated by this step contained in the water absorbent resin used in the present invention is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and further preferably 10 to 30% by mass. %. The regenerated water-absorbing resin regenerated by this process has the same particle size and has a larger surface area than that of non-regenerated, so that the finally obtained particulate water-absorbing agent can obtain a faster absorption rate. This is advantageous in terms of performance. As described above, generally, the recycled water-absorbing resin having a large particle size is mixed with the water-absorbing resin obtained in the above (8) drying step, and then pulverization / classification and particle size control are performed.
(11)表面架橋処理
本発明の粒子状吸水剤は、好ましくは、例えば、上記<製法例1>及び<製法例2〜4>に代表されるように、特定の粒度および吸収倍率に制御し、得られた特定の粒度および吸収倍率の吸水性樹脂をさらに表面架橋して得た表面架橋処理後の吸水性樹脂を含んでいる。本発明の粒子状吸水剤は、例えば、かかる表面架橋によって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。なお、無加圧下吸収倍率(CRC)の低下は架橋剤の種類や量、反応温度や時間などで適宜調整すればよい。
(11) Surface cross-linking treatment The particulate water-absorbing agent of the present invention is preferably controlled to a specific particle size and absorptivity as represented by <Production Method 1> and <Production Examples 2 to 4>, for example. The water-absorbing resin after surface crosslinking treatment obtained by further surface-crosslinking the obtained water-absorbing resin having a specific particle size and absorption capacity is included. The particulate water-absorbing agent of the present invention, for example, decreases its absorption capacity without pressure (CRC) by such surface crosslinking, preferably 95-50% of the absorption capacity without pressure (CRC) before surface crosslinking, and further 90 It is obtained by reducing it to ˜60%. In addition, what is necessary is just to adjust suitably the fall of absorption capacity | capacitance (CRC) under no pressure with the kind and quantity of a crosslinking agent, reaction temperature, time, etc.
<表面架橋剤>
本表面架橋処理工程で用いることができる表面架橋剤としては、必須にカルボキシル基とエステル結合を形成する表面架橋剤が使用される。かかる架橋剤を使用しない場合、後述の特定物性(無加圧下吸収倍率、加圧下吸収倍率)が達成され難いだけなく、一般に安全性の高いエステル結合を形成する表面架橋剤(好ましくは多価アルコール、アルキレンカーボネート、オキセタン化合物、アミノアルコール化合物)に比べて、他の架橋剤によっては、残存架橋剤の安全性の問題となる場合もある。
<Surface cross-linking agent>
As the surface crosslinking agent that can be used in the surface crosslinking treatment step, a surface crosslinking agent that forms an ester bond with a carboxyl group is used. When such a cross-linking agent is not used, the following specific physical properties (absorption capacity under no pressure, absorption capacity under pressure) are difficult to achieve, and surface cross-linking agents that form generally highly safe ester bonds (preferably polyhydric alcohols) , Alkylene carbonate, oxetane compound, amino alcohol compound), depending on the other crosslinking agent, there may be a problem of the safety of the remaining crosslinking agent.
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、多価アルコールないしアミノアルコールなどの分子内に水酸基を有する架橋剤;アルキレンカーボネート、オキサゾリジノン、オキセタン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できる。 As a surface cross-linking agent that forms an ester bond (preferably a dehydrated ester bond) with a functional group (carboxyl group) of the polycarboxylic acid-based water-absorbing resin, a cross-linking agent having a hydroxyl group in the molecule such as polyhydric alcohol or amino alcohol; Examples thereof include surface crosslinking agents that generate hydroxyl groups by ring opening such as alkylene carbonates, oxazolidinones, and oxetanes.
かかる表面架橋剤としては、例えば、モノ,ジ,トリ,テトラまたはポリエチレングリコール、モノ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、2,3,4−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、meso−エリスリトール、D−ソルビトール、1,2−シクロヘキサンジメタノールなどの多価アルコール化合物;N−アシルオキサゾリジノン、2−オキサゾリジノンなどのオキサゾリジノン化合物(米国特許6559239号);1,3−ジオキソラン−2−オン(別称;エチレンカーボネ−ト)、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−ジオキセスパン−2−オンなどのアルキレンカーボネート化合物(米国特許5409771号);2−イミダゾリジノン等の環状尿素や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(米国特許公開2002/0072471);エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミノアルコール化合物等が挙げられ、これらの1種類のみ用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 Examples of such surface cross-linking agents include mono-, di-, tri-, tetra- or polyethylene glycol, monopropylene glycol, 1,3-propanediol, 1-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,3- Propanediol, dipropylene glycol, 2,3,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol, glycerin, polyglycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,3 -Polyhydric alcohol compounds such as butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, meso-erythritol, D-sorbitol, 1,2-cyclohexanedimethanol; N-acyloxazolidinone, 2-oxazolidinone, etc. Oxazolidinone compounds (US Pat. No. 6,559) 239); 1,3-dioxolan-2-one (also known as ethylene carbonate), 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethyl-1,3 dioxolane-2- ON, 4,4-dimethyl-1,3 dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3 dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3 dioxolan-2-one, 1,3-dioxane- Alkylene carbonate compounds such as 2-one, 4-methyl-1,3-dioxan-2-one, 4,6 dimethyl-1,3-dioxan-2-one, 1,3-dioxespan-2-one (US Patent) 5409771); cyclic ureas such as 2-imidazolidinone and oxetane compounds such as 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane (US Patent Publication 2002/0072471); etano Triethanolamine, diethanolamine, amino alcohols compounds such as triethanolamine and the like, may be used only these one kind or in combination of two or more.
なかでも本発明の特徴である臭気成分の発生を抑制しながらその表面架橋効果を十分に発揮するためには、上記表面架橋剤は、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、アミノアルコール、炭素数3〜5のアルキレンカーボネート、および炭素数2〜10のオキセタン化合物からなる群より選ばれる1種類以上の表面架橋剤であることがより好ましく、グリセリン、1,3−プロパンジオール、ポリエチレングリコール、エチレンカーボネート、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、および、エタノールアミンからなる群より選ばれる1種類以上の表面架橋剤であることがさらに好ましい。 In particular, in order to sufficiently exhibit the surface cross-linking effect while suppressing the generation of the odor component that is a feature of the present invention, the surface cross-linking agent has 3 to 6 carbon atoms and 2 hydroxyl groups contained in the molecule. It is more preferable that it is 1 or more types of surface crosslinking agents chosen from the group which consists of -3 polyhydric alcohol, amino alcohol, C3-C5 alkylene carbonate, and C2-C10 oxetane compound, More preferably, it is at least one surface cross-linking agent selected from the group consisting of 1,3-propanediol, polyethylene glycol, ethylene carbonate, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, and ethanolamine.
かかる表面架橋剤の使用量は、表面架橋剤として用いる化合物やそれらの組み合わせ等にもよるが、吸水性樹脂に対して、0.001〜10質量%の範囲内が好ましく、0.01〜5質量%の範囲内がより好ましい。 The amount of the surface cross-linking agent used depends on the compounds used as the surface cross-linking agent and combinations thereof, but is preferably in the range of 0.001 to 10% by mass with respect to the water-absorbent resin, and 0.01 to 5 More preferably within the range of mass%.
また、上記表面架橋剤は、さらに「その他の架橋剤」を含んでいてもよい。「その他の架橋剤」としては、エチレングリコールジグリシジルエーテルやグリシドールなどのエポキシ化合物;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;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;上記多価アミン化合物と上記ハロエポキシ化合物との縮合物などを挙げることができる。「その他の架橋剤」は、表面架橋剤全体に対し、0〜10質量%、さらに0〜5質量%、特に0〜1質量%で併用してもよい。 The surface cross-linking agent may further contain “other cross-linking agent”. Examples of the “other crosslinking agent” include epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether and glycidol; polyvalent amine compounds such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, polyethyleneimine, and polyamidepolyamine; Examples thereof include haloepoxy compounds such as epichlorohydrin, epibromohydrin, α-methylepichlorohydrin; condensates of the polyvalent amine compounds and the haloepoxy compounds. The “other crosslinking agent” may be used in an amount of 0 to 10% by mass, further 0 to 5% by mass, and particularly 0 to 1% by mass with respect to the entire surface crosslinking agent.
<表面架橋剤の混合および加熱処理>
本発明で表面架橋を行う場合には、水を用いることが好ましい。この際、使用される水の量は、使用する吸水性樹脂の含水率にもよるが、吸水性樹脂に対して0.5〜20質量%の範囲内が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%の範囲内である。
<Mixing of surface cross-linking agent and heat treatment>
When performing surface crosslinking in the present invention, it is preferable to use water. At this time, although the amount of water used depends on the water content of the water-absorbing resin to be used, it is preferably in the range of 0.5 to 20% by mass, more preferably 0.5 to It is in the range of 10% by mass.
また、水と表面架橋剤以外に親水性有機溶媒を用いてもよいが、得られる粒子状吸水剤の臭気の原因となることを避けるため、できるだけ少ない使用量であることが好ましい。その使用量は、吸水性樹脂に対して0〜10質量%の範囲内が好ましく、より好ましくは0〜5質量%の範囲内、さらに好ましくは0〜3質量%、特に好ましくは0質量%(実質使用しない)の範囲内である。なお、本願でいう親水性有機溶媒とは、100gの室温の水に1g以上、好ましくは10g以上、さらに好ましくは100g以上溶解する有機溶媒をいう。また、上記親水性有機溶媒の沸点は150℃以下であることが好ましい。 In addition to water and the surface cross-linking agent, a hydrophilic organic solvent may be used. However, in order to avoid causing the odor of the obtained particulate water-absorbing agent, the amount used is preferably as small as possible. The amount used is preferably in the range of 0 to 10% by weight, more preferably in the range of 0 to 5% by weight, still more preferably 0 to 3% by weight, particularly preferably 0% by weight (with respect to the water-absorbent resin. It is within the range of (not substantially used). In addition, the hydrophilic organic solvent as used in this application means the organic solvent which melt | dissolves in 100 g of room temperature water 1g or more, Preferably it is 10g or more, More preferably, it is 100g or more. The boiling point of the hydrophilic organic solvent is preferably 150 ° C. or lower.
さらに、上記表面架橋剤に加えて、有機酸(乳酸、クエン酸、p−トルエンスルホン酸)や無機酸(リン酸、硫酸、亜硫酸)などの酸物質、苛性ソーダや炭酸ソーダなどの塩基物質、硫酸アルミニウムなどの多価金属などを、本発明の臭気レベルの粒子状吸水剤が得られる範囲内であれば、吸水性樹脂に対して0〜10重量%、さらには0〜5重量%、特に0〜1%程度で併用してもよい。 Furthermore, in addition to the surface cross-linking agent, acid substances such as organic acids (lactic acid, citric acid, p-toluenesulfonic acid) and inorganic acids (phosphoric acid, sulfuric acid, sulfurous acid), basic substances such as caustic soda and sodium carbonate, sulfuric acid If a polyvalent metal such as aluminum is within the range where the odor level particulate water-absorbing agent of the present invention is obtained, it is 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, particularly 0% to the water-absorbing resin. You may use together at about 1%.
本発明において表面架橋を行う場合には、水及び/また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に噴霧あるいは滴下混合する方法が好ましく、噴霧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。 In the case of performing surface crosslinking in the present invention, it is preferable to mix water and / or a hydrophilic organic solvent and a surface crosslinking agent in advance, and then spray or drop-mix the aqueous solution onto the water-absorbent resin. The method is more preferred. The size of the droplets to be sprayed is preferably in the range of 0.1 to 300 μm, more preferably in the range of 0.1 to 200 μm, in terms of average particle diameter.
本発明の吸水性樹脂と該表面架橋剤、水や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にかつ確実に混合するために、大きな混合力を備えていることが好ましい。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。 The mixing device used when mixing the water-absorbent resin of the present invention and the surface cross-linking agent, water or a hydrophilic organic solvent should have a large mixing force in order to mix both uniformly and reliably. preferable. Examples of the mixing apparatus include a cylindrical mixer, a double-wall cone mixer, a high-speed stirring mixer, a V-shaped mixer, a ribbon mixer, a screw mixer, a double-arm kneader, and a pulverizing kneader. Rotating mixers, airflow mixers, turbulators, batch-type Redige mixers, continuous-type Redige mixers, and the like are suitable.
表面架橋剤を混合後の吸水性樹脂は加熱処理されることが好ましい。加熱温度(熱媒温度または材料温度)は、好ましくは120〜250℃の範囲内、より好ましくは150〜250℃の範囲内であり、加熱時間は、1分〜2時間の範囲内が好ましい。加熱温度と加熱時間の組み合わせの好適例としては、180℃で0.1〜1.5時間、200℃で0.1〜1時間である。 It is preferable that the water-absorbent resin after mixing the surface cross-linking agent is heat-treated. The heating temperature (heating medium temperature or material temperature) is preferably in the range of 120 to 250 ° C, more preferably in the range of 150 to 250 ° C, and the heating time is preferably in the range of 1 minute to 2 hours. Preferable examples of the combination of the heating temperature and the heating time are 0.1 to 1.5 hours at 180 ° C. and 0.1 to 1 hour at 200 ° C.
加熱処理を行う装置としては、表面架橋剤と吸水性樹脂の混合物に対して均一に熱が伝わるように処理が行われる装置であれば、特に限定されるものではないが、均一な加熱処理を確実に行うために、大きな混合装置を備えていることが好ましい。上記加熱処理装置としては、ベルト式、溝型攪拌式、スクリュー型、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。 The apparatus for performing the heat treatment is not particularly limited as long as the apparatus can perform heat treatment so that heat is uniformly transmitted to the mixture of the surface cross-linking agent and the water absorbent resin. In order to carry out reliably, it is preferable to provide a large mixing device. Examples of the heat treatment apparatus include belt type, groove type stirring type, screw type, rotary type, disk type, kneading type, fluidized bed type, airflow type, infrared type, electron beam type dryer or heating furnace.
<気流に暴露>
本発明の好ましい製造方法は気流に暴露することを特徴とする。すなわち、表面架橋剤混合後の吸水性樹脂の加熱処理時および/または加熱処理後に該吸水性樹脂は気流下に暴露されることが好ましい。上記気流下における吸水性樹脂の暴露とは、吸水性樹脂または粒子状吸水剤の加熱処理機および/またはその他プロセス中の内部に充満した気体を循環および置換することを意味する。この操作を行うことにより、高温での加熱処理によって発生する不快臭の原因となる揮発成分を除去することが可能となる。上記気流に用いられる気体としては、水蒸気、空気、窒素、および、これらの1種類以上の混合気体などであり、その供給量は適宜決められるが、通常、吸水性樹脂または粒子状吸水剤が存在する加熱処理機および/またはその他プロセスにおける単位容積1m3あたり、0.001〜100m3/hr、さらには0.01〜10m3/hrの範囲である。また、別の指標である気流の線速で表現するならば、気流の線速は好ましくは0.01〜100m/s、より好ましくは0.1〜50m/sの範囲である。さらに、暴露する時間は、好ましくは1分〜120分、より好ましくは10分〜90分の範囲である。気流は送風により生じさせてもよいし、吸引により生じさせてもよい。また、その際、10%以内、好ましくは、1%以内の減圧または加圧となってもよい。
<Exposure to airflow>
A preferred production method of the present invention is characterized by exposure to an air stream. That is, it is preferable that the water-absorbent resin is exposed to air current during and / or after the heat treatment of the water-absorbent resin after mixing the surface crosslinking agent. The exposure of the water-absorbing resin under the airflow means circulation and replacement of the gas filled inside the heat-absorbing resin or the particulate water-absorbing agent in the heat treatment machine and / or other processes. By performing this operation, it becomes possible to remove volatile components that cause unpleasant odors generated by heat treatment at high temperatures. Examples of the gas used in the air flow include water vapor, air, nitrogen, and one or more kinds of mixed gases thereof. The supply amount of the gas is appropriately determined. Usually, a water absorbent resin or a particulate water absorbent exists. heat treatment machine and / or unit volume 1 m 3 per in other processes, 0.001~100m 3 / hr, further in the range of 0.01~10m 3 / hr. Moreover, if expressed with the linear velocity of the airflow which is another index, the linear velocity of the airflow is preferably in the range of 0.01 to 100 m / s, more preferably in the range of 0.1 to 50 m / s. Further, the exposure time is preferably in the range of 1 minute to 120 minutes, more preferably 10 minutes to 90 minutes. The airflow may be generated by blowing air or may be generated by suction. In this case, the pressure may be reduced or increased within 10%, preferably within 1%.
上記気流下の暴露は、表面架橋剤混合後の吸水性樹脂の加熱処理時に同時に行う場合には、気体供給装置ないし気体排気装置を具備する上記乾燥機または加熱炉を用いることが好ましく、加熱処理時の温度設定(好ましくは120℃〜250℃)が著しく低下してエネルギー的に悪影響を及ぼさない範囲で、乾燥機ないし加熱炉の空間を占める気体(水蒸気、空気、窒素、および、これらの1種類以上の混合気体など)を置換することが好ましい。 When the exposure under the airflow is performed simultaneously with the heat treatment of the water absorbent resin after mixing the surface cross-linking agent, it is preferable to use the dryer or heating furnace provided with the gas supply device or the gas exhaust device. As long as the temperature setting (preferably 120 ° C. to 250 ° C.) of the hour is remarkably lowered and does not adversely affect the energy, the gas (steam, air, nitrogen, and one of these) occupying the space of the dryer or heating furnace It is preferable to replace more than one kind of mixed gas).
上記気流下の暴露が加熱処理後の工程で行われる場合には、該表面架橋後の吸水性樹脂の冷却機、輸送中に輸送ラインないし配管内を通気することが好ましい。この場合の該気体の温度としては、適宜加熱されても冷却されてもよいが、通常、不快臭の原因となる揮発成分が吸水性樹脂または粒子状吸水剤から揮発しやすいように、その温度が50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることがさらに好ましい。なお、暴露される気流の温度が50℃未満である場合には、上記揮発成分の除去が困難になる惧れがあるため好ましくない。また、加熱処理後の工程で行うので表面架橋をおこなう加熱処理温度である120℃より低く設定すべきである。 In the case where the exposure under the airflow is performed in a step after the heat treatment, it is preferable that the water-absorbent resin after surface cross-linking is ventilated in the transport line or the pipe during transport. The temperature of the gas in this case may be appropriately heated or cooled, but is usually such a temperature that the volatile component causing unpleasant odor is likely to volatilize from the water absorbent resin or the particulate water absorbent. Is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and even more preferably 70 ° C. or higher. In addition, when the temperature of the airflow to be exposed is less than 50 ° C., it is not preferable because removal of the volatile components may be difficult. Moreover, since it is performed in a step after the heat treatment, it should be set lower than 120 ° C., which is a heat treatment temperature for performing surface crosslinking.
また、この特定温度の気流に暴露する工程は、不快臭低減という効果に加えて、表面架橋剤としてアルキレンカーボネート化合物、特に、1,3ジオキソラン−2−オンを用いた場合に高温処理によって副生成するエチレングリコールを除去する効果もある。詳しくは後述するが、エチレングリコールは人体に悪影響を及ぼすおそれのある物質であるため、できるだけこの工程で低減または除去することが好ましい。 In addition to the effect of reducing unpleasant odor, the step of exposing to an air stream at a specific temperature is a by-product of high-temperature treatment when an alkylene carbonate compound, particularly 1,3-dioxolan-2-one, is used as a surface cross-linking agent. There is also an effect of removing ethylene glycol. Although details will be described later, since ethylene glycol is a substance that may adversely affect the human body, it is preferably reduced or removed in this step as much as possible.
さらに、不快臭、エチレングリコール等を除去する別の方法としては、上述した特定温度の気流に暴露する方法以外に、得られた表面架橋処理後の吸水性樹脂または粒子状吸水剤を洗浄する方法を挙げることができる。例えば、不快臭の原因となる物質を低減または除去するために、低沸点の溶媒で洗浄してもよい。かかる低沸点の溶媒としては、例えば、沸点が0℃以上70℃未満、さらには30℃以上50℃未満であるものがより好ましく、それらの中でも、アセトン、ジメチルエーテル、塩化メチレン等が好ましい。また、エチレングリコールは水溶性であるので、吸水性樹脂が膨潤しない範囲で水を併用してもよい。なお、かかる溶媒による洗浄を行なった場合には、使用した溶媒由来の臭気が残存する可能性がある。したがって、後述するアルコール系揮発性物質の含有量が所定の範囲になるように十分に低沸点溶媒を除去する必要がある。低沸点溶媒を除去する方法としては、例えば、得られた吸水性樹脂または粒子状吸水剤の性能を損なわない範囲で、これらを熱風乾燥させる方法等を挙げることができる。 Furthermore, as another method for removing unpleasant odor, ethylene glycol, and the like, in addition to the above-described method of exposing to an air stream at a specific temperature, a method of washing the obtained water-absorbing resin or particulate water-absorbing agent after the surface crosslinking treatment Can be mentioned. For example, in order to reduce or remove substances that cause unpleasant odors, washing may be performed with a low boiling point solvent. As such a low boiling point solvent, for example, those having a boiling point of 0 ° C. or more and less than 70 ° C., more preferably 30 ° C. or more and less than 50 ° C. are preferable, and among these, acetone, dimethyl ether, methylene chloride and the like are preferable. Further, since ethylene glycol is water-soluble, water may be used in combination as long as the water absorbent resin does not swell. In addition, when washing | cleaning by this solvent is performed, the odor derived from the used solvent may remain. Therefore, it is necessary to sufficiently remove the low-boiling solvent so that the content of the alcohol-based volatile substance described later falls within a predetermined range. Examples of the method for removing the low boiling point solvent include a method of drying these with hot air as long as the performance of the obtained water absorbent resin or particulate water absorbent is not impaired.
(12)造粒
本発明の粒子状吸水剤を得るために、上記表面架橋処理後の吸水性樹脂は、必要に応じて、水を加えて粉末として特定の粒度に調整される。また添加する水の中に、後述するキレート剤、植物成分、抗菌剤、水溶性高分子、無機塩などを含んでもよい。これらのキレート剤、植物成分、抗菌剤、水溶性高分子、無機塩などの含有量は、水溶液の濃度が、0.001〜50質量%の範囲である。好適な造粒方法や造粒特性は特願2004−211856号に例示されている。
(12) Granulation In order to obtain the particulate water-absorbing agent of the present invention, the water-absorbent resin after the surface cross-linking treatment is adjusted to a specific particle size as a powder by adding water as necessary. Further, the water to be added may contain a chelating agent, a plant component, an antibacterial agent, a water-soluble polymer, an inorganic salt, etc., which will be described later. The content of these chelating agents, plant components, antibacterial agents, water-soluble polymers and inorganic salts is such that the concentration of the aqueous solution is in the range of 0.001 to 50% by mass. Suitable granulation methods and granulation characteristics are exemplified in Japanese Patent Application No. 2004-21856.
(13)キレート剤の添加
本発明の粒子状吸水剤は、キレート剤、特に多価カルボン酸およびその塩を配合することが出来る。
(13) Addition of chelating agent The particulate water-absorbing agent of the present invention can contain a chelating agent, particularly a polyvalent carboxylic acid and a salt thereof.
特に、上記製法例4は、未中和アクリル酸および/またはその塩を単量体の主成分とする不飽和単量体水溶液を内部架橋剤の存在下に架橋重合したのち、特定の粒度に調整し、得られた特定吸収倍率の架橋重合体粒子をさらに表面架橋し、その重合時、または表面架橋の前後ないし同時に、キレート剤を添加する方法であり、本発明の粒子状吸水剤は製法例4を用いてキレート剤を添加することで得ることもできる。 In particular, the above production method example 4 has a specific particle size after cross-linking polymerization of an unsaturated monomer aqueous solution containing unneutralized acrylic acid and / or a salt thereof as a main component in the presence of an internal cross-linking agent. The cross-linked polymer particles having a specific absorption capacity are further surface-cross-linked, and a chelating agent is added at the time of polymerization, before or after or simultaneously with the surface cross-linking. It can also be obtained by adding a chelating agent using Example 4.
本発明の粒子状吸水剤に用いることが出来るキレート剤としては、好ましくは、FeやCuに対するイオン封鎖能やキレート能が高いレート剤、具体的にはFeイオンに対する安定度定数が10以上、好ましくは20以上のキレート剤が好ましく、さらに好ましくは、アミノ多価カルボン酸およびその塩、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およびその塩である。 The chelating agent that can be used in the particulate water-absorbing agent of the present invention is preferably a rate agent having a high ion sequestering ability and chelating ability for Fe and Cu, specifically, a stability constant for Fe ions of 10 or more, preferably Is preferably 20 or more chelating agents, more preferably aminopolycarboxylic acids and salts thereof, particularly preferably aminocarboxylic acids having 3 or more carboxyl groups and salts thereof.
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−アルケニル−N’−カルボキシメチルアスパラギン酸、およびこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩もしくはアミン塩が挙げられる。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およびその塩が最も好ましい。 Specific examples of these polycarboxylic acids include diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraaminehexaacetic acid, cyclohexane-1,2-diaminetetraacetic acid, N-hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, ethylene glycol diethyl etherdiaminetetraacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid. Examples include propionacetic acid, N-alkyl-N′-carboxymethylaspartic acid, N-alkenyl-N′-carboxymethylaspartic acid, and alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, or amine salts thereof. Of these, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraaminehexaacetic acid, N-hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid and salts thereof are most preferable.
本発明においてキレート剤、特にアミノ多価カルボン酸の使用量は、主成分である吸水性樹脂100重量部に対して微量成分、通常0.00001〜10重量部、好ましくは0.0001〜1重量部である。使用量が10重量部を超えると、使用に見合う効果が得られず不経済になるばかりか、吸収量が低下するなどの問題が生じる。また、0.00001重量部よりも少ないと十分な添加効果が得られない。 In the present invention, the amount of the chelating agent, particularly the amino polyvalent carboxylic acid, is a minor component, usually 0.00001 to 10 parts by weight, preferably 0.0001 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the water-absorbent resin as the main component. Part. When the amount used exceeds 10 parts by weight, not only an effect commensurate with the use cannot be obtained, but it becomes uneconomical, and problems such as a decrease in the amount of absorption occur. On the other hand, when the amount is less than 0.00001 part by weight, a sufficient addition effect cannot be obtained.
(14)その他添加剤
本発明ではさらに、上記したキレート剤以外にも、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)、(E)還元性物質等を微量成分として添加し、これにより本発明の粒子状吸水剤に種々の機能を付与させることも出来る。
(14) Other additives In the present invention, in addition to the chelating agent described above, the following (A) plant component, (B) polyvalent metal salt of organic acid, (C) inorganic fine particles ((D) complex hydrous oxide) And (E) reducing substances and the like can be added as trace components, thereby imparting various functions to the particulate water-absorbing agent of the present invention.
これら(A)〜(E)および(F)の添加剤の使用量は、目的や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重量部に対して0〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部、さらに好ましくは0.002〜3重量部の範囲である。通常、0.001重量部より少ないと十分な効果や付加機能が得られず、10重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、吸収性能の低下を招くことがある。 The amount of these additives (A) to (E) and (F) to be used varies depending on the purpose and additional function, but is usually 0 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the water-absorbent resin. The range is 10 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts by weight, and more preferably 0.002 to 3 parts by weight. Usually, if it is less than 0.001 part by weight, sufficient effects and additional functions cannot be obtained, and if it is 10 parts by weight or more, an effect corresponding to the amount added may not be obtained, or the absorption performance may be lowered.
(A)植物成分
本発明にかかる粒子状吸水剤は、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。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、フラボンおよびその類、カフェインから選ばれる少なくとも1種類の化合物;タンニン、タンニン酸、五倍子、没食子および没食子酸から選ばれるすくなくとも1種類の化合物等である。好適な植物成分は、例えば米国特許6469080号、WO2002/423479号、国際出願番号PCT2003/JP6751号などに例示されている。
(A) Plant component The particulate water-absorbing agent according to the present invention can be blended with a plant component in the above amount in order to exhibit deodorant properties. The plant component that can be used in the present invention is preferably at least one compound selected from polyphenols, flavones and the like, caffeine; at least one compound selected from tannin, tannic acid, pentaploid, gallic acid and gallic acid. Compounds and the like. Suitable plant components are exemplified in US Pat. No. 6,469,080, WO2002 / 423479, International Application No. PCT2003 / JP6751, and the like.
(B)多価金属塩
本発明にかかる粒子状吸水剤は、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、国際出願番号でPCT/JP2004/1355号、PCT/JP2004/1007号、PCT/JP2004/1294号、PCT/JP2004/9242号などに例示されている。本発明に用いることのできる炭素数が分子内に7個以上の有機酸多価金属塩(PCT/JP2004/1355号)は好ましくは、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からなる。
(B) Polyvalent metal salt The particulate water-absorbing agent according to the present invention contains a polyvalent metal salt, particularly a polyvalent metal salt of an organic acid, in the above amount in order to improve powder flowability and prevent blocking during moisture absorption. I can do it.
The polyvalent metal salt of organic acid used and the mixing method are exemplified in PCT / JP2004 / 1355, PCT / JP2004 / 1007, PCT / JP2004 / 1294, PCT / JP2004 / 9242, etc. with international application numbers, for example. Has been. The organic acid polyvalent metal salt (PCT / JP2004 / 1355) having 7 or more carbon atoms in the molecule that can be used in the present invention is preferably other than alkali metal salts such as fatty acids, petroleum acids, and polymer acids. It consists of a metal salt.
(C)無機微粒子
本発明にかかる粒子状吸水剤は、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および珪酸(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の二酸化珪素および珪酸(塩)がさらに好ましい。
(C) Inorganic fine particles The particulate water-absorbing agent according to the present invention can be blended with inorganic fine particles, particularly water-insoluble inorganic fine particles, in order to prevent blocking during moisture absorption. Specific examples of the inorganic powder used in the present invention include metal oxides such as silicon dioxide and titanium oxide, silicic acid (salts) such as natural zeolite and synthetic zeolite, kaolin, talc, clay, bentonite and the like. It is done. Among these, silicon dioxide and silicic acid (salt) are more preferable, and silicon dioxide and silicic acid (salt) having an average particle diameter measured by the Coulter counter method of 0.001 to 200 μm are more preferable.
(D)複合含水酸化物
本発明にかかる粒子状吸水剤は、優れた吸湿流動性(吸水性樹脂または粒子状吸水剤が吸湿した後の粉体の流動性)を示し、さらに、優れた消臭性能を発揮させるために亜鉛と珪素、または、亜鉛とアルミニウムを含む複合含水酸化物(例えば、特願2003−280373号、PCT/JP2004/10896号に例示)を配合することが出来る。
(D) Composite Hydrous Oxide The particulate water-absorbing agent according to the present invention exhibits excellent moisture-absorbing fluidity (powder fluidity after the water-absorbing resin or particulate water-absorbing agent absorbs moisture), and further exhibits excellent quenching properties. In order to exhibit odor performance, a composite hydrous oxide containing zinc and silicon, or zinc and aluminum (for example, exemplified in Japanese Patent Application Nos. 2003-280373 and PCT / JP2004 / 10896) can be blended.
(E)還元性物質
本発明にかかる吸水剤は、臭気や着色の防止のために、還元性物質、特に無機還元性物質、さらには含硫黄ないし含酸素の還元性物質を使用することが好ましい。用いられる還元性物質としては、米国特許4863989号、同4863989号などに例示の亜硫酸(塩)ないし亜硫酸(水素塩)などが挙げられる。
(E) Reducing substance The water-absorbing agent according to the present invention preferably uses a reducing substance, particularly an inorganic reducing substance, and further a sulfur-containing or oxygen-containing reducing substance in order to prevent odor and coloring. . Examples of the reducing substance used include sulfurous acid (salt) and sulfurous acid (hydrogen salt) exemplified in US Pat. Nos. 4,863,889 and 4,863,889.
(F)その他
抗菌剤、水溶性高分子、水不溶性高分子、水、有機微粒子など、その他添加剤は特に本発明の粒子状吸水剤が得られる限り、その添加は任意である。
(F) Others Other additives such as antibacterial agents, water-soluble polymers, water-insoluble polymers, water, and organic fine particles can be arbitrarily added as long as the particulate water-absorbing agent of the present invention is obtained.
(15)本発明の粒子状吸水剤
上記製法、さらには製法例1〜4などを製法の一例とする本発明の粒子状吸水剤は、従来にない新規な性能を示す新規な粒子状吸水剤である。すなわち、本発明は新たな知見(平均粒子径と微粉量が相反、特定の表面架橋剤および特定の物性と臭気が相反、5つの物性が紙オムツ等の吸収性物品の実使用に重要)に基づき、本発明の粒子状吸水剤は、少なくとも5つの特定物性に制御された吸水剤が実使用で好適であることを見出して、設計および製造された吸水剤である。
(15) Particulate water-absorbing agent of the present invention The particulate water-absorbing agent of the present invention having the above-mentioned production method, further, production examples 1 to 4 as an example of the production method, It is. That is, the present invention is based on new findings (average particle size and fine powder amount are contradictory, specific surface cross-linking agent and specific physical properties and odor are conflicting, and five physical properties are important for actual use of absorbent articles such as paper diapers). Based on this, the particulate water-absorbing agent of the present invention is a water-absorbing agent designed and manufactured by finding that a water-absorbing agent controlled to at least 5 specific physical properties is suitable for practical use.
本発明の粒子状吸水剤(第1の吸水剤)は、カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤でさらに表面架橋処理したポリカルボン酸系吸水性樹脂粒子を主成分する粒子状吸水剤であって、
下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)を満たすことを特徴とする。
(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が27g/g以上
(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)が20g/g以上
(c)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(d)150μm未満の粒子が0〜5質量%
(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.40
(f)ガス検知管で定量される雰囲気濃度として規定される、粒子状吸水剤から揮発するアルコール系揮発性物質の含有量が0〜10ppm。
The particulate water-absorbing agent (first water-absorbing agent) of the present invention is a particulate water-absorbing agent mainly composed of polycarboxylic acid-based water-absorbing resin particles that are further surface-crosslinked with a surface-crosslinking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group. And
The following (a), (b), (c), (d), (e) and (f) are satisfied.
(A) Absorption capacity without load (CRC) of 27 g / g or more in physiological saline (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa of physiological saline is 20 g / g or more (c) Mass Average particle size (D50) is 200 to 450 μm
(D) 0 to 5% by mass of particles less than 150 μm
(E) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.40.
(F) The content of the alcohol-based volatile substance volatilized from the particulate water-absorbing agent, defined as the atmospheric concentration determined by the gas detector tube, is 0 to 10 ppm.
以下、本発明の粒子状吸水剤についてさらに説明する。 Hereinafter, the particulate water-absorbing agent of the present invention will be further described.
<アルコール系揮発性物質>
本発明でいうアルコール系揮発性物質とは、本願の実施例で規定される測定法で検知されるアルコール揮発性物質量(ガス検知管で定量される雰囲気濃度)のことであり、アルコール検知管、特にメタノールガス検知管で定量される揮発性成分のことである。
<Alcohol-based volatile substances>
The alcohol-based volatile substance referred to in the present invention is the amount of alcohol volatile substance (atmospheric concentration determined by a gas detector tube) detected by the measurement method defined in the embodiment of the present application. In particular, it is a volatile component quantified by a methanol gas detector tube.
アルコール系揮発性物質はメタノールガス検知管で検出および定量される揮発性成分であるため、必ずしもアルコールに限定されるものではなく、本願ではアルコール換算の総揮発性成分量で規定されるものである。よって、場合により前述の酢酸、プロピオン酸、残存モノマー(アクリル酸)など、アルコール以外の揮発性物質も、アルコール系揮発性物質としてカウントされることもある。 Alcohol-based volatile substances are volatile components that are detected and quantified with a methanol gas detector tube, and therefore are not necessarily limited to alcohols. In this application, they are defined by the total amount of volatile components in terms of alcohol. . Therefore, in some cases, volatile substances other than alcohol such as the aforementioned acetic acid, propionic acid, and residual monomer (acrylic acid) may be counted as alcohol-based volatile substances.
本発明者らは、吸水性樹脂(粒子状吸水剤)の付加機能として消臭性能(例えば消臭剤の付与)を検討する過程で、意外にも、吸水性樹脂自体が膨潤時に特異的な臭気を有することを見出し、かかる吸水性樹脂自体の膨潤時に発生する臭気が消臭性能を低下させ、その結果、紙オムツ中等での実使用での消臭性能を低下させている事実を見出した。そして、かかる吸水性樹脂自体の臭気、および、紙オムツ等での実使用での消臭性能を種々さまざまな手法で分析および定量を検討した結果、吸水性樹脂自体の臭気、および、紙オムツ等での実使用での消臭性能がアルコール検知管で測定される雰囲気濃度と非常によく相関する事実を見出し、かかる新規パラメーターの臨界的範囲を見出し、本願を完成させた。 In the process of examining the deodorizing performance (for example, provision of a deodorant) as an additional function of the water absorbent resin (particulate water absorbent), the present inventors surprisingly have a specific characteristic when the water absorbent resin itself swells. It has been found that it has an odor, and the odor generated when the water-absorbent resin itself swells reduces the deodorization performance, and as a result, the fact that the deodorization performance in actual use such as in a paper diaper is reduced. . And, as a result of examining and analyzing the odor of the water absorbent resin itself and the deodorizing performance in actual use in paper diapers by various methods, the odor of the water absorbent resin itself, paper diapers, etc. The present invention was completed by finding the fact that the deodorizing performance in actual use correlates very well with the atmospheric concentration measured with an alcohol detector tube, and found the critical range of such new parameters.
本発明の粒子状吸水剤の(f)アルコール系揮発性物質の含有量は0〜10ppm、好ましくは0〜8ppm、より好ましくは0〜5ppm、特に好ましくは0ppm(検出できない)である。この範囲を外れると不快臭の原因となる臭気物質の揮発量が多くなり本発明の効果を示さない。 The content of the (f) alcohol-based volatile substance in the particulate water-absorbing agent of the present invention is 0 to 10 ppm, preferably 0 to 8 ppm, more preferably 0 to 5 ppm, and particularly preferably 0 ppm (not detectable). Outside this range, the amount of volatilization of odorous substances causing unpleasant odors increases and the effects of the present invention are not exhibited.
<吸収倍率>
本発明者は、従来の吸水剤では特定の表面架橋剤(カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤)および特定の物性(高い加圧下吸収倍率、高い無加圧下吸収倍率)と、臭気(消臭性能)が相反する特性であること見出したが、それらを解決して高物性の紙オムツ等の吸水性物品が得られる事実を見出した。
<Absorption magnification>
In the conventional water-absorbing agent, the present inventor has specified a specific surface cross-linking agent (surface cross-linking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group) and specific physical properties (high absorption capacity under pressure, high absorption capacity under no pressure) and odor (extinction). The odor performance was found to be a contradictory characteristic, but the fact that water-absorbing articles such as paper diapers with high physical properties could be obtained by solving them was found.
すなわち、本発明の粒子状吸水剤の(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)は27g/g以上、好ましくは28g/g以上、29g/g以上、30g/g以上、33g/g以上、36g/g以上とされる。無加圧下吸収倍率が27g/g未満である場合には紙オムツ等に使用した場合に高物性を示さない惧れがある。また、上限は特には問わないが、製造上の困難によるコストアップから60g/g程度で十分である。 That is, the absorption capacity (CRC) of the particulate water-absorbing agent of the present invention under pressure-free (a) physiological saline is 27 g / g or more, preferably 28 g / g or more, 29 g / g or more, 30 g / g or more, 33 g / g. g or more and 36 g / g or more. When the absorption capacity under no pressure is less than 27 g / g, there is a possibility that high physical properties are not exhibited when used for paper diapers and the like. Moreover, although an upper limit is not ask | required in particular, about 60 g / g is enough from the cost increase by the difficulty on manufacture.
本発明の粒子状吸水剤の(b)4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)は20g/g以上、より好ましくは22g/g以上、さらに好ましくは24g/g以上、特に好ましくは26g/g以上とされる。加圧下吸収倍率が20g/g未満である場合には紙オムツ等に使用した場合に高物性を示さない惧れがある。また、上限は特には問わないが、製造上の困難によるコストアップから35g/g程度で十分である。 (B) Absorption capacity under pressure (AAP) under a load of 4.8 kPa of the particulate water-absorbing agent of the present invention is 20 g / g or more, more preferably 22 g / g or more, further preferably 24 g / g or more, particularly preferably. It is set to 26 g / g or more. When the absorption capacity under pressure is less than 20 g / g, there is a possibility that high physical properties are not exhibited when used for paper diapers and the like. Moreover, although an upper limit is not ask | required in particular, about 35 g / g is enough from the cost increase by the difficulty on manufacture.
<粒度分布>
また、特定の表面架橋剤、特定の物性および臭気に加えて、吸水剤(吸水性樹脂)の平均粒子径と微粉量も高物性の紙オムツ等の吸水性物品に重要な因子である事実を見出し、さらに、それらを制御する過程で平均粒子径と微粉量も相反する特性であることを見出し、それらを解決して高物性の紙オムツ等の吸水性物品が得られる事実を見出した。
<Particle size distribution>
In addition to the specific surface cross-linking agent, specific physical properties and odor, the average particle size and fine powder amount of the water-absorbing agent (water-absorbing resin) are also important factors for water-absorbing articles such as paper diapers with high physical properties. In addition, in the process of controlling them, it was found that the average particle size and the amount of fine powder are also contradictory properties, and it was found that water-absorbing articles such as paper diapers with high physical properties could be obtained by solving them.
すなわち、本発明の粒子状吸水剤は(c)質量平均粒子径(D50)は200〜450μm、好ましくは220〜430μm、より好ましくは250〜400μmに狭く制御され、かつ、(d)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0〜1質量%に制御され、かつ、(e)対数標準偏差(σζ)は0.20〜0.40、好ましくは0.20〜0.38、特に好ましくは0.20〜0.35に制御される。 That is, the particulate water-absorbing agent of the present invention has a (c) mass-average particle diameter (D50) of 200 to 450 μm, preferably 220 to 430 μm, more preferably 250 to 400 μm, and (d) less than 150 μm. The ratio of the particles is controlled to 0 to 5% by mass, preferably 0 to 3% by mass, more preferably 0 to 1% by mass, and (e) logarithmic standard deviation (σζ) is 0.20 to 0.40. , Preferably 0.20 to 0.38, particularly preferably 0.20 to 0.35.
粒度調整は、表面架橋前に粒度が制御され、また、表面架橋後に粉砕および分級、造粒されて特定粒度にされる。粒度がこれらの範囲から外れると、紙オムツ等に使用した場合、本発明の効果を示さない。 In the particle size adjustment, the particle size is controlled before surface cross-linking, and after surface cross-linking, pulverization, classification and granulation are performed to obtain a specific particle size. When the particle size is out of these ranges, the effect of the present invention is not exhibited when used for a paper diaper or the like.
<残存エチレングリコール含有量>
本発明の粒子状吸水剤の残存エチレングリコール含有量(HPLC定量)は0〜40ppm、好ましくは0〜30ppm、より好ましくは0〜20ppm、特に好ましくは、0ppm(検出しない)である。残存エチレングリコール含有量が上記範囲を越えた場合、臭気の原因となるだけでなく人体に悪影響を及ぼす惧れがあるため好ましくない。
<Residual ethylene glycol content>
The residual ethylene glycol content (HPLC determination) of the particulate water-absorbing agent of the present invention is 0 to 40 ppm, preferably 0 to 30 ppm, more preferably 0 to 20 ppm, and particularly preferably 0 ppm (not detected). If the content of residual ethylene glycol exceeds the above range, it is not preferable because it not only causes odor but also may adversely affect the human body.
本発明者らは単量体や架橋剤としてエチングリコールを全く使用しない吸水性樹脂でもエチレングリコールが含有される場合があることを見出し、エチレングリコールに起因する安全性の問題が存在することを見出した。かかるエチレングリコールの由来を追求した結果、原料(特にエチレングリコール誘導体;例、エチレンカーボネートやポリエチレングリコール)の表面架橋剤の不純物または分解物であり、特に分解物であることを見出した。さらに、表面架橋剤としてアルキレンカーボネート(特にエチレンカーボネート)を使用して物性(特に加圧下吸収倍率や加圧下通液性)などを向上させると、多量の表面架橋剤や高温での反応が必要なため、原料でエチレングリコールを全く使用しない吸水性樹脂でも、また、エチレンカーボネート等のアルキレンカーボネートに含まれるエチレングリコールやエチレングリコール系不純物が実質的にゼロの高純度のものを使用しても、最終製品にエチレングリコールが副生することを見出した。 The present inventors have found that ethylene glycol may be contained even in a water-absorbing resin that does not use ethyne glycol as a monomer or a crosslinking agent, and found that there is a safety problem due to ethylene glycol. It was. As a result of pursuing the origin of such ethylene glycol, it has been found that it is an impurity or decomposition product of the surface cross-linking agent of the raw material (particularly ethylene glycol derivative; eg, ethylene carbonate or polyethylene glycol), and in particular, the decomposition product. In addition, when alkylene carbonate (especially ethylene carbonate) is used as a surface cross-linking agent to improve physical properties (especially absorption capacity under pressure or liquid permeability under pressure), a large amount of surface cross-linking agent or reaction at high temperature is required. Therefore, even if it is a water-absorbing resin that does not use ethylene glycol as a raw material at all, or even if it uses a high-purity resin that contains substantially no ethylene glycol or ethylene glycol impurities contained in alkylene carbonate such as ethylene carbonate, It was found that ethylene glycol was produced as a by-product in the product.
よって、本発明の粒子状吸水剤の好ましい製法としては、エチレングリコールを全く使用しないだけでなく、エチレンカーボネートやポリエチレングリコールなどに含まれるエチレングリコール、エチレングリコール系不純物を低減(例えば純度98%以上、好ましくは99%以上、より好ましくは99.9%以上)させた上で、副生したエチレングリコールを吸水性樹脂の製造時に除去、好ましくは洗浄ないし揮発、具体的には前述の雰囲気温度60℃以上の気流下で暴露すればよい。 Therefore, as a preferred production method of the particulate water-absorbing agent of the present invention, not only ethylene glycol is not used at all, but also ethylene glycol and ethylene glycol impurities contained in ethylene carbonate and polyethylene glycol are reduced (for example, a purity of 98% or more, Preferably 99% or more, more preferably 99.9% or more), and by-produced ethylene glycol is removed during the production of the water-absorbent resin, preferably washing or volatilization, specifically the above-mentioned ambient temperature of 60 ° C. What is necessary is just to expose in the above airflow.
このように、本発明は、原料の純度を高めて、粒子状吸水剤中のエチレングリコール含有量を低減するというだけではなく、高物性を達成するために、実質的にエチレングリコールやエチレングリコール系不純物がゼロの高純度の原料(特にエチレンカーボネート)を使用してもエチレングリコールが副生することを見出したことに基づくものである。 Thus, the present invention not only increases the purity of the raw material and reduces the ethylene glycol content in the particulate water-absorbing agent, but in order to achieve high physical properties, ethylene glycol and ethylene glycol-based materials are substantially used. This is based on the finding that ethylene glycol is produced as a by-product even when a high-purity raw material (especially ethylene carbonate) having no impurities is used.
すなわち、本発明の粒子状吸水剤(第2の吸水剤)は、カルボキシル基とエステル結合しうる表面架橋剤でさらに表面架橋処理したポリカルボン酸系吸水性樹脂粒子を主成分する粒子状吸水剤であって、
上記エステル結合しうる表面架橋剤がアルキレンカーボネートを含む表面架橋剤であり、
下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(g)を満たすことを特徴とする。
(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が27g/g以上
(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)が20g/g以上
(c)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(d)150μm未満の粒子が0〜5質量%
(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.40
および
(g)吸水剤中の残存エチレングリコール含有量(HPLC定量)が0〜40ppm
かかる第2の吸水剤は、好ましくは、上記の(f)アルコール系揮発性物質の含有量0〜10ppmをさらに満足し、さらに、後述の物性(h)〜(j)を満足し、後述の添加物を含有する。
That is, the particulate water-absorbing agent (second water-absorbing agent) of the present invention is a particulate water-absorbing agent mainly composed of polycarboxylic acid-based water-absorbing resin particles that are further surface-crosslinked with a surface-crosslinking agent capable of ester-bonding with a carboxyl group. Because
The surface crosslinking agent capable of ester bonding is a surface crosslinking agent containing alkylene carbonate,
The following (a), (b), (c), (d), (e) and (g) are satisfied.
(A) Absorption capacity without load (CRC) of 27 g / g or more in physiological saline (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa of physiological saline is 20 g / g or more (c) Mass Average particle size (D50) is 200 to 450 μm
(D) 0 to 5% by mass of particles less than 150 μm
(E) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.40.
And (g) the residual ethylene glycol content (HPLC determination) in the water-absorbing agent is 0 to 40 ppm
The second water-absorbing agent preferably further satisfies the content (f) of the alcohol-based volatile substance (0 to 10 ppm) and further satisfies the physical properties (h) to (j) described later. Contains additives.
従来、表面架橋剤としてアルキレンカーボネート(特にエチレンカーボネート)を使用して物性(特に加圧下吸収倍率や加圧下通液性など)を向上させると、原料でエチレングリコールを全く使用しない吸水性樹脂や、実質エチレングリコールがゼロの高純度の原料を用いた吸水性樹脂でも、最終製品に原料や不純物としてのエチレングリコールの量をはるかに超える量のエチレングリコールが副生することを本発明者は見出した。かかるエチレングリコールが安全性のみならず、種々の問題を起こしていたが、本発明ではかかる問題のない新規な吸水剤を提供する。 Conventionally, when using alkylene carbonate (particularly ethylene carbonate) as a surface cross-linking agent to improve physical properties (especially absorption capacity under pressure or liquid permeability under pressure), a water-absorbing resin that does not use ethylene glycol as a raw material, The present inventor has found that even in a water-absorbent resin using a high-purity raw material having substantially no ethylene glycol, an amount of ethylene glycol far exceeding the amount of ethylene glycol as a raw material or impurities is by-produced in the final product. . Although such ethylene glycol has caused various problems as well as safety, the present invention provides a novel water-absorbing agent having no such problems.
かかる粒子状吸水剤は、例えば、前述の製造方法、すなわち、粒子状吸水剤の製造方法であって、
未中和アクリル酸および/またはその塩を単量体の主成分とする不飽和単量体水溶液を架橋剤の存在下に架橋重合し、架橋重合体を得る工程と、
得られた架橋重合体を乾燥し、さらに整粒して下記(a)、(b)、(c)および(d)を満たす吸水性樹脂を得る工程と、
(a)生理食塩水への無加圧下吸収倍率(CRC)が30g/g以上
(b)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(c)150μm未満の粒子が0〜8質量%
(d)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.50
上記吸水性樹脂の表面近傍を、エステル結合を形成する表面架橋剤でさらに加熱処理する工程と、
上記加熱処理中および/または加熱処理後の吸水性樹脂を雰囲気温度60℃以上の気流下に暴露する工程と、
を含む、粒子状吸水剤の製造方法で得られる。さらに、かかる製造方法で、上記エステル結合しうる表面架橋剤としてアルキレンカーボネートを含む表面架橋剤(特に第2の吸水剤の場合)を用いることが好ましい。
Such a particulate water-absorbing agent is, for example, the aforementioned production method, that is, a production method of a particulate water-absorbing agent,
A step of crosslinking polymerization of an unsaturated monomer aqueous solution containing unneutralized acrylic acid and / or a salt thereof as a main component in the presence of a crosslinking agent to obtain a crosslinked polymer;
Drying the obtained cross-linked polymer, further sizing to obtain a water-absorbing resin satisfying the following (a), (b), (c) and (d);
(A) Absorption capacity (CRC) under no pressure to physiological saline is 30 g / g or more (b) Mass average particle diameter (D50) is 200 to 450 μm
(C) 0 to 8% by mass of particles less than 150 μm
(D) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.50.
A step of further heat-treating the vicinity of the surface of the water-absorbent resin with a surface cross-linking agent that forms an ester bond;
Exposing the water-absorbent resin during and / or after the heat treatment to an air flow having an atmospheric temperature of 60 ° C. or higher;
It is obtained by the manufacturing method of a particulate water absorbing agent containing. Furthermore, in this production method, it is preferable to use a surface cross-linking agent containing alkylene carbonate (particularly in the case of the second water-absorbing agent) as the surface cross-linking agent capable of ester bonding.
(16)本発明の粒子状吸水剤のその他の特性
<第2成分>
本発明の吸水剤は、主成分の吸水性樹脂以外にさらに、アミノアルコール、アルキレンカーボネートおよび多価アルコール(ただしエチレングリコールを除く)から選ばれるアルコール系化合物を含有することが好ましい。なお、アルキレンカーボネートはアルコール誘導体(例えば、エチレンカーボネートはエチレングリコールと二酸化炭素)であるため、本発明では、水酸基の有無によらずアルキレンカーボネートもアルコール系化合物と呼ぶ。
(16) Other characteristics of the particulate water-absorbing agent of the present invention <Second component>
The water-absorbing agent of the present invention preferably further contains an alcohol compound selected from amino alcohols, alkylene carbonates and polyhydric alcohols (excluding ethylene glycol) in addition to the main component water-absorbing resin. Since alkylene carbonate is an alcohol derivative (for example, ethylene carbonate is ethylene glycol and carbon dioxide), in the present invention, alkylene carbonate is also referred to as an alcohol compound regardless of the presence or absence of a hydroxyl group.
かかるアルコール系化合物の含有によって、紙オムツ等への固定性が向上し、さらに吸水剤の粉塵も防止され、吸水速度も向上する。かかるアルコール系化合物の含有量は吸水性樹脂の重量に対して10〜10000ppm、好ましくは20〜5000ppm、より好ましくは、30〜3000ppmである。アルコール系化合物は表面架橋剤とて使用して特定量を残存させてもよいし、別途、添加してもよい。ただし、上記の範囲内であってもアルコール系揮発性物質が前述(f)の範囲を越える場合には膨潤時の臭気の原因となる惧れがあるため、(f)アルコール系揮発性物質の含有量の範囲内となるように設定される。 By containing such an alcohol compound, the fixing property to paper diapers and the like is improved, dust of the water-absorbing agent is also prevented, and the water absorption speed is also improved. The content of the alcohol compound is 10 to 10000 ppm, preferably 20 to 5000 ppm, more preferably 30 to 3000 ppm based on the weight of the water-absorbent resin. The alcohol-based compound may be used as a surface cross-linking agent to leave a specific amount, or may be added separately. However, even if it is within the above range, if the alcohol volatile substance exceeds the range of (f), there is a risk of causing odor during swelling. It is set to be within the content range.
<第3成分>
主成分の吸水性樹脂以外に、上記したキレート剤、消臭剤、多価金属塩、および、無機微粒子から選ばれる微量成分をさらに含むことが好ましい。
<Third component>
In addition to the water-absorbent resin as the main component, it is preferable to further contain a trace component selected from the above-described chelating agent, deodorant, polyvalent metal salt, and inorganic fine particles.
<表面架橋剤>
上記エステル結合性表面架橋剤は、グリセリン、1,3−プロパンジオール、エチレンカーボネート、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、および、エタノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物であることが好ましい。その純度は臭気の原因となる不純物の混入を避けるため高いほうが好ましく、93%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましく、97%以上であることが最も好ましい。
<Surface cross-linking agent>
The ester bondable surface crosslinking agent is preferably at least one compound selected from the group consisting of glycerin, 1,3-propanediol, ethylene carbonate, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, and ethanolamine. . The purity is preferably high in order to avoid mixing of impurities that cause odor, more preferably 93% or more, still more preferably 95% or more, and most preferably 97% or more.
<硫黄系揮発成分>
本発明の粒子状吸水剤の(h)ガス検知管で定量される雰囲気濃度として規定される、粒子状吸水剤から揮発する硫黄系揮発性物質量は、通常0〜10ppm、好ましくは0〜5ppm、より好ましくは0〜2ppm、さらに好ましくは0〜0.3ppm、特に好ましくは0ppm(検出できない)である。
<Sulfur-based volatile components>
The amount of sulfur-based volatile substances volatilized from the particulate water-absorbing agent, which is defined as the atmospheric concentration determined by the gas detector tube (h) of the particulate water-absorbing agent of the present invention, is usually 0 to 10 ppm, preferably 0 to 5 ppm. More preferably, it is 0-2 ppm, More preferably, it is 0-0.3 ppm, Especially preferably, it is 0 ppm (it cannot detect).
硫黄系揮発成分の含有量が10ppmを超える場合、消臭作用を臨界的に低下させ好ましくない。かかる硫黄系揮発成分は原料の硫黄系化合物(例、過硫酸塩、亜硫酸水素塩)の分解ないし不純物に由来すると推定され、硫黄系化合物を全く使用しないか、硫黄系化合物の不純物を低減(例えば純度99.99%以上)させればよい。 When the content of the sulfur-based volatile component exceeds 10 ppm, the deodorizing action is critically lowered, which is not preferable. Such sulfur-based volatile components are presumed to be derived from decomposition or impurities of the raw material sulfur-based compounds (eg, persulfate, bisulfite), and do not use any sulfur-based compounds or reduce impurities in sulfur-based compounds (for example, (Purity 99.99% or more).
<残存モノマー>
本発明の(i)粒子状吸水剤中のアクリル酸、酢酸およびプロピオン酸の合計含有量(HPLC定量)は0〜1000ppm、さらには0〜500ppm、好ましくは0〜300ppm、より好ましくは0〜200ppm、特に好ましくは0〜100である。合計含有量が500pmを超える場合、消臭作用を臨界的に低下させ好ましくない。かかるためには、例えば、上記の高純度のアクリル酸を使用して上記の重合を行なえばよい。
<Residual monomer>
The total content (HPLC determination) of acrylic acid, acetic acid and propionic acid in (i) the particulate water-absorbing agent of the present invention is 0 to 1000 ppm, more preferably 0 to 500 ppm, preferably 0 to 300 ppm, more preferably 0 to 200 ppm. Especially preferably, it is 0-100. When the total content exceeds 500 pm, the deodorizing action is critically lowered, which is not preferable. For this purpose, for example, the above-described polymerization may be performed using the above-described high-purity acrylic acid.
<白度>
本発明の粒子状吸水剤の(j)白度は、ハンター式測色色差計で示される明度指数L値および、クロマチックネス指数を示すa値、b値で表される。その範囲は、L値が80以上、a値が−3〜3、b値が−5〜15であることが好ましく、L値が83以上、a値が−2.5〜2.5、b値が−3〜13であることがより好ましく、L値が85以上、a値が−2〜2、b値が0〜10であることが特に好ましい。
<Whiteness>
The (j) whiteness of the particulate water-absorbing agent of the present invention is represented by a lightness index L value shown by a Hunter type colorimetric color difference meter, and a value and b value showing a chromaticness index. The L value is 80 or more, the a value is preferably −3 to 3, and the b value is preferably −5 to 15. The L value is 83 or more, the a value is −2.5 to 2.5, b The value is more preferably −3 to 13, particularly preferably L value is 85 or more, a value is −2 to 2, and b value is 0 to 10.
上記白度を外れる場合、紙オムツ等の吸水性物品として実用に不適であるだけでなく、高濃度の使用では特に問題となる場合がある。かかるためには、例えば、上記の高純度のアクリル酸を使用して上記の重合を行なえばよい。 When the whiteness is not satisfied, it is not only unsuitable for practical use as a water-absorbing article such as a paper diaper, but it may be particularly problematic when used at a high concentration. For this purpose, for example, the above-described polymerization may be performed using the above-described high-purity acrylic acid.
<600〜150μmの粒子>
本発明の粒子状吸水剤は嵩比重(JIS K−3362で規定)は好ましくは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、600〜150μmの粒子の間に存在する粒子(標準ふるい分級で規定)が全体の好ましくは80〜100質量%、より好ましくは85〜100重量%、特に好ましくは90〜100質量%とされる。上記粒度を外れる場合、紙オムツ等の吸水性物品として実使用に不適であるだけでなく、消臭性能をも低下させる。かかるためには、表面架橋前の上記の粒度制御、表面架橋後の造粒や分級で達成される。
<600-150 μm particles>
The particulate water-absorbing agent of the present invention has a bulk specific gravity (specified in JIS K-3362) of preferably 0.40 to 0.90 g / ml, more preferably 0.50 to 0.80 g / ml. Further, the particles (defined by standard sieve classification) existing between 600 to 150 μm particles are preferably 80 to 100% by mass, more preferably 85 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 100% by mass. The When the above particle size is deviated, not only is it unsuitable for actual use as a water-absorbing article such as a paper diaper, but the deodorizing performance is also lowered. For this purpose, the above particle size control before surface cross-linking, granulation and classification after surface cross-linking are achieved.
<ボルテックス吸水速度>
本発明の粒子状吸水剤の吸収速度は生理食塩水へのボルテックス吸水速度として60秒以下、好ましくは1〜55秒、より好ましくは2〜50秒である。吸収速度が60秒を超える場合、紙オムツ等の吸収体に吸水性樹脂、あるいは粒子状吸収体を使用した場合に十分な吸収能力を発揮しない場合もある。
<Vortex water absorption speed>
The absorption rate of the particulate water-absorbing agent of the present invention is 60 seconds or less, preferably 1 to 55 seconds, more preferably 2 to 50 seconds, as a vortex water absorption rate into physiological saline. When the absorption speed exceeds 60 seconds, there are cases where sufficient absorption capacity is not exhibited when a water absorbent resin or a particulate absorbent is used as the absorbent such as a paper diaper.
<可溶分量、可溶分劣化増加量および可溶分劣化増加倍率>
本発明の粒子状吸水剤の1時間可溶分量は必須に40質量%以下、好ましくは0.1〜30質量%、より好ましくは0.2〜25質量%、さらに好ましくは0.3〜20質量%、特に好ましくは0.4〜15質量%、最も好ましくは0.5〜10質量%である。可溶分量が上記上限範囲を超える場合、吸水時に可溶分が吸収体に溶出され、血液や尿等の吸収体への液の拡散性が阻害する場合があるので好ましくない。なお、下限以下の達成は一般に困難でコストに見合わない。
<Soluble content, soluble content degradation increase amount and soluble content degradation increase rate>
The hourly soluble amount of the particulate water-absorbing agent of the present invention is essentially 40% by mass or less, preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.2 to 25% by mass, and further preferably 0.3 to 20%. % By mass, particularly preferably 0.4 to 15% by mass, most preferably 0.5 to 10% by mass. When the amount of the soluble component exceeds the above upper limit range, the soluble component is eluted into the absorber at the time of water absorption, which is not preferable because the diffusibility of the liquid to the absorber such as blood or urine may be inhibited. In general, it is difficult to achieve the lower limit or less, and it is not worth the cost.
本発明の粒子状吸水剤の可溶分劣化増加量は、通常0〜15質量%、より好ましくは0〜10質量%、さらに好ましくは0〜8質量%、特に好ましくは0〜5質量%である。劣化増加量が15質量%を超えると、尿に対する吸水性樹脂の安定性が不足し、実際に長時間吸収体中で使用した場合に架橋重合体としての構造を保持することが難しくなり、十分な吸収能力を発揮できない惧れがある。 The amount of increase in soluble matter deterioration of the particulate water-absorbing agent of the present invention is usually 0 to 15% by mass, more preferably 0 to 10% by mass, further preferably 0 to 8% by mass, and particularly preferably 0 to 5% by mass. is there. When the amount of increase in deterioration exceeds 15% by mass, the stability of the water-absorbent resin with respect to urine is insufficient, and it becomes difficult to maintain the structure as a crosslinked polymer when actually used in an absorber for a long time. There is a possibility that it is not possible to demonstrate a sufficient absorption capacity.
本発明の粒子状吸水剤の可溶分劣化増加倍率は、通常1〜4倍、好ましくは1〜2倍、より好ましくは1〜1.5倍である。劣化増加倍率が4倍を超えると、尿に対する吸水性樹脂の安定性が不足し、実際に長時間吸収体中で使用した場合に架橋重合体としての構造を保持することが難しくなり、十分な吸収能力を発揮できない惧れがある。なお、これらのパラメータについては、特願2004−96083号に測定方法が記載されている。 The soluble component deterioration increasing ratio of the particulate water-absorbing agent of the present invention is usually 1 to 4 times, preferably 1 to 2 times, more preferably 1 to 1.5 times. When the deterioration increasing ratio exceeds 4 times, the stability of the water-absorbent resin against urine is insufficient, and it becomes difficult to maintain the structure as a crosslinked polymer when actually used in an absorbent for a long time. There is a possibility that absorption ability cannot be demonstrated. In addition, about these parameters, the measuring method is described in Japanese Patent Application No. 2004-96083.
(17)吸収体および吸収性物品
本発明の粒子状吸水剤の用途は特定に限定されないが、好ましくは、吸収体および吸収性物品に使用され、特に従来臭気が特に問題になった高濃度紙オムツ(1枚に多量の吸水性樹脂を使用)で優れた吸収能を発揮する。
(17) Absorber and Absorbent Article The use of the particulate water-absorbing agent of the present invention is not particularly limited, but it is preferably used in an absorber and an absorbent article, and particularly high-concentration paper in which conventional odor has been particularly problematic. The diaper (uses a large amount of water-absorbing resin per sheet) exhibits excellent absorbency.
本発明の吸収体は、上記の粒子状吸水剤を用いて得られる。なお、本発明で吸収体とは、粒子状吸水剤と必要により親水性繊維で成型された吸収材(例えばシート状)のことであり、親水性繊維がゼロの場合は紙や不織布上に粒子状吸水剤が固定されて得られる。 The absorber of the present invention is obtained using the particulate water-absorbing agent. In the present invention, the absorber is an absorbent material (for example, a sheet) molded with a particulate water-absorbing agent and, if necessary, hydrophilic fibers. When the hydrophilic fibers are zero, particles are formed on paper or nonwoven fabric. It is obtained by fixing the water-absorbing agent.
本発明の吸収体は、粒子状吸水剤と親水性繊維との合計質量に対する粒子状吸水剤の含有量(コア濃度)は高濃度、すなわち、30〜100%質量%、好ましくは40〜100質量%、より好ましくは50〜100質量%、さらに好ましくは60〜100重量%、特に好ましくは70〜100重量%である。かかる吸収体は密度0.05〜0.50g/cm2、坪量10〜1000g/m2の範囲に圧縮成形される。なお、用いられる繊維基材としては、親水性繊維、例えば、粉砕された木材パルプ、その他、コットンリンターや架橋セルロース繊維、レーヨン、綿、羊毛、アセテート、ビニロン等を例示できる。好ましくはそれらをエアレイドしたものである。 In the absorbent body of the present invention, the content (core concentration) of the particulate water-absorbing agent with respect to the total mass of the particulate water-absorbing agent and the hydrophilic fiber is high, that is, 30 to 100% by mass, preferably 40 to 100 mass. %, More preferably 50 to 100% by weight, still more preferably 60 to 100% by weight, particularly preferably 70 to 100% by weight. Such an absorber is compression-molded to a density of 0.05 to 0.50 g / cm 2 and a basis weight of 10 to 1000 g / m 2 . Examples of the fiber base used include hydrophilic fibers such as pulverized wood pulp, cotton linters and cross-linked cellulose fibers, rayon, cotton, wool, acetate, and vinylon. Preferably, they are airlaid.
本発明の吸収性物品の製造方法は、例えば繊維基材と粒子状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(コア)を作成し、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)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、吸収性物品、特に子供用紙オムツ、大人用紙オムツや生理用ナプキンとすればよい。 In the method for producing an absorbent article of the present invention, for example, an absorbent body (core) is prepared by blending or sandwiching a fiber base material and a particulate water-absorbing agent, and the core is a base material (surface sheet) having liquid permeability. ) And a liquid-impermeable base material (back sheet), and if necessary equipped with an elastic member, diffusion layer, adhesive tape, etc., absorbent articles, especially children's paper diapers, adult paper A diaper or sanitary napkin may be used.
本発明の粒子状吸水剤は優れた吸収特性を示すものである。このような吸収性物品としては、具体的には、近年成長の著しい子供用紙オムツ、大人用紙オムツをはじめ、子供用オムツや生理用ナプキン、いわゆる失禁パッド等の衛生材料等が挙げられ、それらに特に限定されるものではないが、吸収性物品の中に存在する粒子状吸水剤が消臭性能に優れ、漏れ量も少なく、使用感およびドライ感が著しいことにより、装着している本人、介護の人々の負担を大きく低減することができる。 The particulate water-absorbing agent of the present invention exhibits excellent absorption characteristics. Specific examples of such absorbent articles include hygiene materials such as children's disposable diapers and adult disposable diapers, which have been growing rapidly in recent years, as well as children's diapers and sanitary napkins, so-called incontinence pads. Although not particularly limited, the particulate water-absorbing agent present in the absorbent article is excellent in deodorizing performance, has a small amount of leakage, has a remarkable feeling of use and dryness, and the wearer and the caregiver The burden on people can be greatly reduced.
以下に本発明の実施例と比較例を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Examples and comparative examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following examples.
なお、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)、吸収性物品の諸性能は以下の方法で測定した。また実施例において使用される電気機器はすべて200Vまたは100V、60Hzの条件で使用した。さらに、吸水性樹脂、粒子状吸水剤、吸収性物品は、特に指定がない限り、25℃±2℃、相対湿度50%RHの条件下で使用した。また、生理食塩水として0.90質量%塩化ナトリウム水溶液を用いた。 The various performances of the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) and the absorbent article were measured by the following methods. In addition, all electric devices used in the examples were used under conditions of 200 V or 100 V, 60 Hz. Further, the water-absorbing resin, the particulate water-absorbing agent and the absorbent article were used under the conditions of 25 ° C. ± 2 ° C. and relative humidity of 50% RH unless otherwise specified. Moreover, 0.90 mass% sodium chloride aqueous solution was used as physiological saline.
また、比較として市販品の吸水性樹脂や紙オムツ、紙オムツの吸水性樹脂で比較試験する際、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)して吸水性樹脂の含水率(吸水性樹脂1gを直径52mmのアルミカップに広げ、180℃で3時間無風乾燥した場合の乾燥減量の、乾燥前の質量に対する割合(%)で規定)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。さらに、下記測定法や実施例に例示の試薬や器具は適宜相当品で代替してもよい。 In addition, as a comparison, when a comparative test is performed with a commercially available water-absorbent resin, paper diaper, or paper diaper water-absorbent resin, if moisture is absorbed in the distribution process, it is appropriately dried under reduced pressure (eg, 60 to 80 ° C. for about 16 hours). ) And the water content of the water-absorbent resin (specified by the ratio (%) of weight loss to the weight before drying when 1 g of water-absorbent resin is spread on an aluminum cup with a diameter of 52 mm and air-dried at 180 ° C. for 3 hours) What is necessary is just to compare after drying to equilibrium (around 5 mass%, 2-8 mass%). Furthermore, the reagents and instruments exemplified in the following measurement methods and examples may be appropriately replaced with equivalent products.
(a)生理食塩水(0.90質量%塩化ナトリウム水溶液)に対する無加圧下吸収倍率(CRC/Cenrifuge Retension Capacity)
後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)W(g)(約0.20g)を不織布製の袋(60mm×85mm、材質はEDANA ERT 441.1-99 に準拠)に均一に入れシールして、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/s2)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、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)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。
無加圧下吸収倍率(g/g)=((質量W2(g)−質量W1(g))/W(g))−1
(b)生理食塩水に対する4.8kPaでの加圧下吸収倍率(AAP/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、後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)W(g)(約0.90g)を均一に散布し、その上に外径が60mmよりわずかに小さく支持円筒との壁面に隙間が生じずかつ上下の動きは妨げられないピストン(cover plate)を載置し、支持円筒と粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)とピストンの質量W3(g)を測定した。このピストン上に、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)に対して、ピストンを含め4.8kPaの荷重を均一に加えることができるように調整された荷重を載置し、測定装置一式を完成させた。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部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、かつ過剰の液を除いた。
(A) Absorption capacity under non-pressurization with respect to physiological saline (0.90 mass% sodium chloride aqueous solution) (CRC / Cenrifuge Retention Capacity)
Particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) W (g) (approx. 0.20 g) obtained in Examples and Comparative Examples described later is a non-woven bag (60 mm × 85 mm, material conforms to EDANA ERT 441.1-99) ) And then immersed in physiological saline adjusted to 25 ± 2 ° C. After 30 minutes, the bag was pulled up, drained at 250 G (250 × 9.81 m / s 2 ) for 3 minutes using a centrifuge (manufactured by Kokusan Co., Ltd., model H-122 small centrifuge), Mass W 2 (g) was measured. Moreover, the same operation was performed without using the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin), and the mass W 1 (g) at that time was measured. And from these masses W 1 and W 2 , the absorption capacity (g / g) was calculated according to the following formula.
Absorption capacity under no pressure (g / g) = ((mass W 2 (g) −mass W 1 (g)) / W (g)) − 1
(B) Absorption capacity under pressure at 4.8 kPa against physiological saline (AAP / Absorbency Against Pressure)
It was obtained in Examples and Comparative Examples described later on a metal mesh at the bottom of a plastic support cylinder having an inner diameter of 60 mm in which a 400-mesh stainless steel mesh (mesh size: 38 μm) was welded to one side (bottom) of a cylindrical section. Particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) W (g) (approx. 0.90 g) is sprayed uniformly, and the outer diameter is slightly smaller than 60 mm on the wall, and no gap is formed on the wall surface with the support cylinder. A piston that does not hinder the movement was placed, and the support cylinder, the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin), and the mass W 3 (g) of the piston were measured. On this piston, a load adjusted so that a 4.8 kPa load including the piston can be uniformly applied to the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) is placed, and a complete measuring device is completed. I let you. A glass filter having a diameter of 90 mm and a thickness of 5 mm was placed inside a petri dish having a diameter of 150 mm, and physiological saline adjusted to 25 ± 2 ° C. was added so as to be at the same level as the upper surface of the glass filter. On top of that, a sheet of 9 cm diameter filter paper (Toyo Filter Paper Co., Ltd., No. 2) was placed so that the entire surface was wetted, and excess liquid was removed.
上記測定装置一式を上記湿った濾紙上にのせ、液を荷重下で吸収させた。液面がガラスフィルターの上部から低下したら液を追加し、液面レベルを一定に保った。1時間後に測定装置一式を持ち上げ、荷重を取り除いた質量W4(g)(支持円筒と膨潤した粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)とピストンの質量)を再測定した。そして、これら質量W3、W4から、次式に従って加圧下吸収倍率(g/g)を算出した。 The set of measuring devices was placed on the wet filter paper, and the liquid was absorbed under load. When the liquid level dropped from the top of the glass filter, the liquid was added to keep the liquid level constant. After 1 hour, the set of measuring devices was lifted, and the mass W 4 (g) (the mass of the support cylinder, the swollen particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin), and the piston) after removing the load was measured again. And from these masses W 3 and W 4 , the absorption capacity under pressure (g / g) was calculated according to the following formula.
加圧下吸収倍率(g/g)=(質量W4(g)−質量W3(g))/W(g)
(c)質量(重量)平均粒子径(D50)、粒子径150μm未満の重量百分率、および対数標準偏差(σζ)
後述する参考例、実施例および比較例で得られた吸水性樹脂ないし粒子状吸水剤を、850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、45μmのJIS標準ふるいで分級篩い分けし、粒子径150μm未満の重量百分率を実測するとともに、各粒度の残留百分率Rを対数確率紙にプロットした。これにより、R=50重量%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)は下記の式で表され、σζの値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。
σζ = 0.5 × ln(X2/X1)
(X1はR=84.1質量%、X2は15.9質量%の時のそれぞれの粒径)
なお、分級篩い分けは、吸水性樹脂ないし粒子状吸水剤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分間分級した。
Absorption capacity under pressure (g / g) = (mass W 4 (g) −mass W 3 (g)) / W (g)
(C) Mass (weight) average particle diameter (D50), weight percentage of particle diameter less than 150 μm, and logarithmic standard deviation (σζ)
The water-absorbing resin or particulate water-absorbing agent obtained in Reference Examples, Examples and Comparative Examples described later is classified using JIS standard sieves of 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 425 μm, 300 μm, 212 μm, 150 μm, 106 μm and 45 μm. In addition, the percentage by weight with a particle diameter of less than 150 μm was measured, and the residual percentage R of each particle size was plotted on a logarithmic probability paper. Thereby, the particle size corresponding to R = 50% by weight was read as the mass average particle size (D50). In addition, the logarithmic standard deviation (σζ) is expressed by the following equation, and the smaller the value of σζ, the narrower the particle size distribution.
σζ = 0.5 × ln (X2 / X1)
(X1 is R = 84.1% by mass, X2 is the respective particle size when 15.9% by mass)
In the classification screening, 10.00 g of a water-absorbing resin or a particulate water-absorbing agent was charged into the above-mentioned JIS standard sieve (The IIDA TESTING SIEVE: inner diameter 80 mm), and a low-tap type sieve shaker (manufactured by Iida Seisakusho Co., Ltd.). , ES-65 type sieve shaker) for 5 minutes.
なお、質量平均粒子径(D50)とは、米国特許5051259号公報などにあるように一定目開きの標準ふるいで粒子全体の50質量%に対応する標準ふるいの粒子径のことである。 The mass average particle diameter (D50) is a particle diameter of a standard sieve corresponding to 50% by mass of the whole particle with a standard sieve having a constant mesh as described in US Pat. No. 5,051,259.
(d)アルコール系揮発性物質の含有量(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×高さ=120mm×25mm)に、後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)6.00gを均一に撒布した。次いで、円形(直径116mm)に切った通気性で通液性のヒートロンペーパー(南国パルプ工業株式会社、品種:GSP−22)1枚で粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)を覆い(ヒートロンペーパーでない場合は不織布で代用)、ヒートロンペーパー(または不織布)の円周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(近江オドエアーサービス(株)製)の一辺を開口し、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)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、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)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℃の恒温機で放置し、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、シリコンゴム栓をはずし、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)およびガス検知管((株)ガステック製、No.111LL)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アルコール系揮発性物質の含有量(ppm)とした。なお、当該測定方法では、粒子状吸水剤を用いずに、生理食塩水のみを用いて同様の操作を行なってもガス検知管が、変色することがある。かかる場合は、生理食塩水のみを用いた該変色域から検出された空試験検出値を減じて補正した(検出限界2ppm)。
(D) Content of alcohol-based volatile substance (ppm)
Examples and comparative examples described later in a glass petri dish (described in GENERAL CATALLOGUE A-1000 (issued in 2003) issued by Mutual Science Glass Co., Ltd., code: 305-07, outer diameter × height = 120 mm × 25 mm) 6.00 g of the obtained particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) was uniformly distributed. Next, the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) is covered with one sheet of breathable and liquid-permeable heatron paper (Nangoku Pulp Co., Ltd., varieties: GSP-22) cut into a circle (diameter 116 mm) (heat In the case of non-ron paper, a non-woven fabric was used as a substitute), and the three circumferences of heatlon paper (or non-woven fabric) were fixed to the inner wall of the glass petri dish with tape (10 mm × 10 mm). Open one side of a 3L odor bag (Omi Odo Air Service Co., Ltd.), put a glass petri dish coated with particulate water absorbent (or water absorbent resin), and then open the odor bag opening with adhesive tape Closed so that there is no. After depressurizing the inside of the odor bag from the glass tube portion provided in the odor bag, 1.2 L of odorless air is injected, and subsequently, Teflon (registered trademark) is applied to the petri dish in the odor bag while preventing outside air from being mixed. Using a glass funnel equipped with a tube, 30 ml of 0.90 mass% aqueous sodium chloride solution (physiological saline) adjusted to 25 ± 2 ° C. is poured all at once, and the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) is uniformly swollen. And sealed with a silicone rubber stopper. It was swollen and allowed to stand at 37 ° C., taken out after 60 minutes, and left at room temperature. 10 minutes after standing at room temperature, the silicon rubber stopper is removed to prevent the outside air from being mixed, while the gas sampling device (manufactured by Gastec, GV-100S) and the gas detector tube (manufactured by Gastech, No. 111LL). ) Was used to measure the atmospheric concentration. And this atmospheric concentration was made into content (ppm) of the alcohol-type volatile substance which volatilizes from a water absorbing agent. In this measurement method, the gas detection tube may be discolored even if the same operation is performed using only physiological saline without using the particulate water-absorbing agent. In such a case, correction was made by subtracting the blank test detection value detected from the discolored region using only physiological saline (detection limit 2 ppm).
(e)硫黄系揮発性物質の含有量(硫黄系揮発性物質量)(ppm)
ガス検知管として((株)ガステック製、No.4LT)を用いた以外は(f)アルコール系揮発性物質の測定と同様の操作を繰り返し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性物質量(ppm)とした。なお、当該測定方法では、粒子状吸水剤を用いずに、生理食塩水のみを用いて同様の操作を行なってもガス検知管が、変色することがある。かかる場合は、生理食塩水のみを用いた該変色域から検出された空試験検出値を減じて補正した(検出限界0.1ppm)。
(E) Content of sulfur-based volatile substances (amount of sulfur-based volatile substances) (ppm)
The atmosphere concentration was measured by repeating the same operation as the measurement of (f) alcohol-based volatile substances except that (No. 4LT, manufactured by Gastec Co., Ltd.) was used as the gas detection tube. And this atmospheric concentration was made into the amount (ppm) of sulfur type volatile substances which volatilize from a water absorbing agent. In this measurement method, the gas detection tube may be discolored even if the same operation is performed using only physiological saline without using the particulate water-absorbing agent. In such a case, correction was made by subtracting the blank test detection value detected from the discoloration region using only physiological saline (detection limit 0.1 ppm).
(f)残存モノマーの含有量(ppm)
後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)500mgを1Lのイオン交換水に分散させて、長さ40mmで直径8mm(8mmφ)の円筒型回転子で1時間攪拌後に膨潤ゲルを濾過した。得られた濾液の残存モノマーを液体クロマトで分析することで、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)の残存モノマーを定量した。
(F) Residual monomer content (ppm)
500 mg of a particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) obtained in Examples and Comparative Examples described later is dispersed in 1 L of ion-exchanged water and is 1 hour with a cylindrical rotor having a length of 40 mm and a diameter of 8 mm (8 mmφ). The swollen gel was filtered after stirring. By analyzing the residual monomer of the obtained filtrate by liquid chromatography, the residual monomer of the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) was quantified.
(g)残存エチレングリコール含有量
粒子状吸水剤2gを、メタノール水溶液2ml(水:メタノール=1:2の混合比)に加えて10分放置した後、さらに48mlのメタノールを加えて超音波発生装置を用いて振動を与えながらリンスした。リンス後、ろ過によりメタノール溶液を分離し、その30mlをエバポレーターにて蒸発乾固させた。得られた乾固物を3mlの燐酸キャリア水溶液にて再度溶解させることで、残存エチレングリコール測定サンプルとした。得られた測定サンプルは液体クロマトで分析することで、粒子状吸水剤の残存エチレングリコール含有量を定量した。
(G) Residual ethylene glycol content 2 g of the particulate water-absorbing agent was added to 2 ml of methanol aqueous solution (water: methanol = 1: 2 mixing ratio) and allowed to stand for 10 minutes, and then 48 ml of methanol was added to the ultrasonic generator. Rinse with vibration using After rinsing, the methanol solution was separated by filtration, and 30 ml of the solution was evaporated to dryness with an evaporator. The obtained dried product was dissolved again in 3 ml of an aqueous phosphoric acid carrier solution to obtain a residual ethylene glycol measurement sample. The obtained measurement sample was analyzed by liquid chromatography to quantify the residual ethylene glycol content of the particulate water-absorbing agent.
(h)白度
ハンター式測色色差計を用いて明度指数L値、クロマチックネス指数a値およびb値を求めた。
(H) Whiteness The brightness index L value, chromaticness index a value, and b value were determined using a Hunter-type colorimetric color difference meter.
(i)吸収速度評価(Vortex法)
予め調整された生理食塩水に1000質量部に食品添加物である食用青色1号ブリリアントブルー=FCF0.02重量部を添加し、液温30℃に調整した。その生理食塩水50mlを100mlビーカーに計り取り、長さ40mmで直径8mm(8mmφ)の円筒型回転子で600rpmで攪拌する中に、後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)2.0gを投入し、吸収速度(秒)を測定した。終点は、JIS K 7224(1996年)「高吸水性樹脂の吸水速度試験方法 解説」に記載されている基準に準じ、粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)が生理食塩水を吸液してスターラーチップを試験液で覆うまでの時間を吸収速度(秒)として測定した。
(I) Absorption rate evaluation (Vortex method)
To 1000 parts by weight of physiological saline prepared in advance, Food Blue No. 1 Brilliant Blue = 0.02 part by weight of FCF as a food additive was added, and the liquid temperature was adjusted to 30 ° C. While measuring 50 ml of the physiological saline in a 100 ml beaker and stirring at 600 rpm with a cylindrical rotor having a length of 40 mm and a diameter of 8 mm (8 mmφ), the particulate water-absorbing agent obtained in Examples and Comparative Examples described later ( Alternatively, 2.0 g of water-absorbing resin) was added and the absorption rate (seconds) was measured. The end point is in accordance with the standard described in JIS K 7224 (1996) “Explanation of Water Absorption Rate Test Method for Highly Water Absorbent Resin” when the particulate water absorbent (or water absorbent resin) absorbs physiological saline. The time until the stirrer chip was covered with the test solution was measured as the absorption rate (seconds).
(j)吸湿ブロッキング率(質量%)
後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)2gを底面の直径52mm、高さ22mmのアルミニウムカップの底に均一に散布し、あらかじめ25℃、相対湿度90%に調整した恒温恒湿器(タバイエスペック製PLATIOOUS LUCIFER PL−2G)にすばやく入れ、60分間放置した。その後、吸湿した粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)を直径7.5cm、目開き2000μmのJIS標準ふるいに移す。この時、吸湿した粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)がアルミカップに強固に付着し、ふるいに移せない場合は、吸湿しブロッキングを起こした状態の粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)を、できるだけ崩さないように注意しながら剥がし取ってふるいに移す。これをすぐに、振動分級器(IIDA SIEVE SHAKER、TYPE:ES−65型、SER.No.0501)により8秒間ふるい、ふるい上に残存した粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)の重量W5(g)およびふるいを通過した粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)の重量W6(g)を測定した。
吸湿ブロッキング率(質量%)=重量W5(g)/(重量W5(g)+重量W6(g))×100
により吸湿ブロッキング率(質量%)を算出した。吸湿ブロッキング率が低いほど、吸湿流動性に優れており、粉体の取り扱い性等が向上する。
(J) Moisture absorption blocking rate (% by mass)
2 g of the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) obtained in the examples and comparative examples described later are uniformly sprayed on the bottom of an aluminum cup having a bottom diameter of 52 mm and a height of 22 mm, and 25 ° C. and a relative humidity of 90% in advance. It was quickly put in a thermo-hygrostat (PLATIOUS LUCIFER PL-2G manufactured by Tabai Espec) adjusted to 1 and left for 60 minutes. Thereafter, the moisture-absorbing particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) is transferred to a JIS standard sieve having a diameter of 7.5 cm and an opening of 2000 μm. At this time, when the water-absorbed particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) is firmly attached to the aluminum cup and cannot be transferred to a sieve, the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) in a state of moisture absorption and blocking is used. Take care not to break as much as possible, peel off and transfer to a sieve. This was immediately sieved for 8 seconds with a vibration classifier (IIDA SIEVE SHAKER, TYPE: ES-65 type, SER. No. 0501), and the weight W 5 of the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) remaining on the sieve. The weight W 6 (g) of the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) that passed through (g) and the sieve was measured.
Moisture absorption blocking rate (mass%) = weight W 5 (g) / (weight W 5 (g) + weight W 6 (g)) × 100
Was used to calculate the moisture absorption blocking rate (mass%). The lower the moisture absorption blocking rate, the better the moisture absorption fluidity, and the handleability of the powder is improved.
(k)可溶分量、可溶分劣化増加量および可溶分劣化増加倍率
特願2004−96083号公報の実施例に記載されている水可溶成分および耐尿性評価の方法に従って、可溶分量、可溶分劣化増加量および可溶分劣化増加倍率を求めた。
(K) Soluble component amount, soluble component deterioration increase amount and soluble component deterioration increase ratio According to the method of water soluble component and urine resistance evaluation described in the examples of Japanese Patent Application No. 2004-96083 The amount of soluble matter, the amount of increase in soluble content deterioration, and the rate of increase in soluble content deterioration were determined.
(l)吸収体性能評価
後述する実施例および比較例で得られた粒子状吸水剤(又は吸水性樹脂)を、吸収体(コア)として性能評価するために吸収体を作成し加圧下(4.8kPa)でのコアの吸収量評価を行った。
(L) Absorber performance evaluation In order to evaluate the performance of the particulate water-absorbing agent (or water-absorbing resin) obtained in Examples and Comparative Examples described later as an absorbent body (core), an absorbent body was prepared and subjected to pressure (4 (8 kPa), the core absorption was evaluated.
まず、評価用の吸収体の作成方法を以下に示した。 First, a method for producing an absorber for evaluation was shown below.
後述する粒子状吸水剤(または吸水性樹脂)1質量部と、木材粉砕パルプ1質量部とを、ミキサーを用いて乾式混合した。次いで、得られた混合物を、400メッシュ(目の大きさ38μm)に形成されたワイヤースクリーン上に広げ、直径60mmφの大きさのウェブに成形した。さらに、このウェブを圧力196.14kPa(2kgf/cm2)で1分間プレスすることにより、坪量が約520g/m2の評価用吸収体を得た。 1 part by mass of a particulate water-absorbing agent (or a water-absorbing resin) described later and 1 part by mass of pulverized wood pulp were dry-mixed using a mixer. Next, the obtained mixture was spread on a wire screen formed in 400 mesh (mesh size: 38 μm) and formed into a web having a diameter of 60 mmφ. Further, this web was pressed at a pressure of 196.14 kPa (2 kgf / cm 2 ) for 1 minute to obtain an evaluation absorbent having a basis weight of about 520 g / m 2 .
続いて、加圧下(4.8kPa)でのコアの吸収量評価の方法を以下に示した。 Subsequently, a method for evaluating the absorption amount of the core under pressure (4.8 kPa) is shown below.
なお、測定手順は、上記(b)生理食塩水に対する4.8kPaでの加圧下吸収倍率(AAP)の評価方法において、粒子状吸水剤の替わりに上記で作成した評価用吸収体をプラスチック製支持円筒の底の金網上に配置し、生理食塩水の吸収時間を10分としたこと以外は同様の手順で行い、10分後の吸収量を加圧下(4.8kPa)でのコアの吸収量(g)とした。 The measurement procedure was as follows. (B) In the evaluation method of the absorption capacity under pressure (AAP) at 4.8 kPa against physiological saline, the evaluation absorbent prepared above was supported by plastic instead of the particulate water-absorbing agent. Placed on the wire mesh at the bottom of the cylinder and performed the same procedure except that the physiological saline absorption time was 10 minutes. The absorption amount after 10 minutes was the absorption amount of the core under pressure (4.8 kPa). (G).
〔アクリル酸の製造例〕
市販のアクリル酸(アクリル酸ダイマー2000ppm、酢酸500ppm、プロピオン酸500ppm、p−メトキシフェノール200ppm)酸を、無堰多孔板50段を有する高沸点不純物分離塔の塔底に供給して、還流比を1として蒸留し、マレイン酸やアクリル酸からなる二量体(アクリル酸ダイマー)などの除去後、さらに晶析を行なうことで、アクリル酸(アクリル酸ダイマー20ppm、酢酸50ppm、プロピオン酸50ppm、フルフラール1ppm以下、プロトアネモニン1ppm以下)を得て、さらに蒸留後にp−メトキシフェノールを50ppm添加した。
[Production example of acrylic acid]
A commercially available acrylic acid (acrylic acid dimer 2000 ppm, acetic acid 500 ppm, propionic acid 500 ppm, p-methoxyphenol 200 ppm) acid is supplied to the bottom of a high-boiling-point impurity separation column having 50 stages of non-weired perforated plates, and the reflux ratio is adjusted. Distillation as 1, dimer composed of maleic acid and acrylic acid (acrylic acid dimer), etc., and then crystallization is carried out to further crystallize acrylic acid (acrylic acid dimer 20 ppm, acetic acid 50 ppm, propionic acid 50 ppm, furfural 1 ppm. Hereinafter, protoanemonin 1 ppm or less) was obtained, and 50 ppm of p-methoxyphenol was further added after distillation.
〔アクリル酸ナトリム水溶液の製法〕
上記アクリル酸1390gを米国特許5210298号の実施例9に従い、48%苛性ソーダを用いて20〜40℃で中和して、濃度37%で100%中和のアクリル酸ナトリウム水溶液を得た。
[Production method of aqueous solution of sodium acrylate]
According to Example 9 of US Pat. No. 5,210,298, 1390 g of the acrylic acid was neutralized at 20 to 40 ° C. using 48% caustic soda to obtain a 100% neutralized sodium acrylate aqueous solution at a concentration of 37%.
〔参考例1〕
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた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(単量体濃度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)4.3gを溶解し反応液とした。次いで、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形成した反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換し、反応液中の溶存酸素を除去した。続いて、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1.5g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、重合を開始して40分後に含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約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重合体を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。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、不定形破砕状の吸水性樹脂(a)を得た。得られた吸水性樹脂(a)の粒度分布を表2に示す。
[Reference Example 1]
75 mol% obtained by mixing acrylic acid obtained in the above-mentioned acrylic acid production example, sodium acrylate aqueous solution obtained by the above-mentioned method for producing sodium acrylate aqueous solution, and deionized water using the acrylic acid 4.3 g of polyethylene glycol diacrylate (average added mole number of ethylene oxide 9) was dissolved in 5500 g of an aqueous solution of sodium acrylate having a neutralization rate (monomer concentration 38% by mass) to prepare a reaction solution. Next, the reaction solution was supplied to a reactor formed by attaching a lid to a stainless steel double-armed kneader with an internal volume of 10 L having two sigma-shaped blades, and the system was nitrogenated while maintaining the reaction solution at 30 ° C. The gas was replaced, and dissolved oxygen in the reaction solution was removed. Subsequently, while stirring the reaction solution, 28.3 g of a 10% by mass aqueous solution of sodium persulfate and 1.5 g of a 1% by mass aqueous solution of L-ascorbic acid were added, and polymerization started about 1 minute later. A polymerization peak temperature of 86 ° C. was exhibited 17 minutes after the start of the polymerization, and a hydrogel polymer was taken out 40 minutes after the start of the polymerization. The obtained hydrogel polymer was fragmented into particles of about 1 to 4 mm. This finely divided hydrogel polymer was spread on a 50 mesh (mesh size 300 μm) wire net and dried with hot air at 160 ° C. for 60 minutes. Next, the dried product was pulverized using a roll mill, and further classified and prepared with a wire mesh having an opening of 600 μm to obtain an irregularly crushed water-absorbing resin (a). Table 2 shows the particle size distribution of the water-absorbent resin (a) obtained.
〔参考例2〕
参考例1において乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き850μmの金網で分級することにより、不定形破砕状の吸水性樹脂(b)を得た。得られた吸水性樹脂(b)の粒度分布を表2に示す。
[Reference Example 2]
In Reference Example 1, the dried product was pulverized using a roll mill, and further classified with a wire mesh having an opening of 850 μm to obtain an irregularly crushed water-absorbent resin (b). Table 2 shows the particle size distribution of the water-absorbent resin (b) obtained.
〔参考例3〕
上記アクリル酸の製造例で得られたアクリル酸、該アクリル酸を用いて上記アクリル酸ナトリウム水溶液の製法で得られたアクリル酸ナトリウム水溶液、および脱イオン水を混合して得られた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(単量体濃度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)7.5gを溶解し反応液とした。次に、この反応液を参考例1と同様に脱気したのち、参考例1の反応器に、上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換した。続いて、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1.5g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、重合を開始して40分後に含水ゲル状重合体を取り出した。得られた含水ゲル状重合体は約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重合体を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。次いで、乾燥物をロールミルを用いて粉砕し、さらに目開き600μmの金網で分級、調合することにより、不定形破砕状の吸水性樹脂(c)を得た。得られた吸水性樹脂(c)の粒度分布を表2に示す。
[Reference Example 3]
75 mol% obtained by mixing acrylic acid obtained in the above-mentioned acrylic acid production example, sodium acrylate aqueous solution obtained by the above-mentioned method for producing sodium acrylate aqueous solution, and deionized water using the acrylic acid 7.5 g of polyethylene glycol diacrylate (average added mole number of ethylene oxide 9) was dissolved in 5500 g of an aqueous solution of sodium acrylate having a neutralization rate (monomer concentration 38% by mass) to prepare a reaction solution. Next, after degassing this reaction solution in the same manner as in Reference Example 1, the above reaction solution was supplied to the reactor of Reference Example 1, and the system was replaced with nitrogen gas while keeping the reaction solution at 30 ° C. Subsequently, while stirring the reaction solution, 28.3 g of a 10% by mass aqueous solution of sodium persulfate and 1.5 g of a 1% by mass aqueous solution of L-ascorbic acid were added, and polymerization started about 1 minute later. A polymerization peak temperature of 86 ° C. was exhibited 17 minutes after the start of the polymerization, and a hydrogel polymer was taken out 40 minutes after the start of the polymerization. The obtained hydrogel polymer was fragmented into particles of about 1 to 4 mm. This finely divided hydrogel polymer was spread on a 50 mesh (mesh size 300 μm) wire net and dried with hot air at 160 ° C. for 60 minutes. Subsequently, the dried product was pulverized using a roll mill, and further classified and prepared with a wire mesh having an opening of 600 μm, whereby an irregularly shaped water-absorbing resin (c) was obtained. Table 2 shows the particle size distribution of the water-absorbent resin (c) obtained.
〔実施例1〕
参考例1で得られた吸水性樹脂(a)100質量部に、エチレンカーボネート0.2質量部、グリセリン0.2質量部、水3質量部からなる表面架橋剤水溶液3.4質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度195℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(1)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(1)をさらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(1)を得た。粒子状吸水剤(1)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
[Example 1]
To 100 parts by mass of the water-absorbent resin (a) obtained in Reference Example 1, 3.4 parts by mass of an aqueous surface-crosslinking agent solution consisting of 0.2 parts by mass of ethylene carbonate, 0.2 parts by mass of glycerin and 3 parts by mass of water is sprayed. Mixed. The above mixture is heat-treated at a powder temperature of 195 ° C. for 45 minutes while replacing the gas in the upper space with outside air using a paddle type mixed heat treatment machine to obtain a surface-crosslinked water-absorbent resin (1). It was. The obtained surface-crosslinked water-absorbing resin (1) was further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a particulate water-absorbing agent (1). Absorption capacity under pressure of particulate water-absorbing agent (1), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatile substance Tables 1 and 2 show the content, the amount of sulfur-based volatile substances, the amount of residual monomer, and the content of residual ethylene glycol.
〔実施例2〕
参考例1で得られた吸水性樹脂(a)100質量部に、エチレンカーボネート0.2質量部、1,3−プロパンジオール0.3質量部と、水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.5質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度195℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(2)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(2)に水溶液を2質量部、ジエチレントリアミン5酢酸ナトリウムが表面架橋された吸水性樹脂(2)に対して50ppmとなるように噴霧混合した。得られた混合物を60℃で1時間硬化し、さらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(2)を得た。粒子状吸水剤(2)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発成分の含有量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。また、可溶分量は8質量%、劣化後の1時間可溶分量は10質量%であった。
[Example 2]
Surface cross-linking agent aqueous solution consisting of 0.2 parts by mass of ethylene carbonate, 0.3 parts by mass of 1,3-propanediol and 3 parts by mass of water to 100 parts by mass of the water absorbent resin (a) obtained in Reference Example 1. 3.5 parts by mass were spray mixed. The above mixture is heat-treated at a powder temperature of 195 ° C. for 45 minutes while replacing the gas in the upper space with outside air by using a paddle type mixed heat treatment machine to obtain a surface-crosslinked water-absorbent resin (2). It was. The obtained surface-crosslinked water-absorbing resin (2) was spray-mixed so that 2 parts by mass of the aqueous solution and 50 ppm of diethylenetriaminepentaacetic acid sodium salt were 50 ppm with respect to the surface-crosslinked water-absorbing resin (2). The obtained mixture was cured at 60 ° C. for 1 hour, and further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a particulate water-absorbing agent (2). Absorption capacity under pressure of particulate water-absorbing agent (2), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatile substance Tables 1 and 2 show the content, the content of sulfur-based volatile components, the amount of residual monomer, and the content of residual ethylene glycol. The soluble content was 8% by mass, and the 1 hour soluble content after deterioration was 10% by mass.
〔比較例1〕
参考例1で得られた吸水性樹脂(a)100質量部にエチレングリコールジグリシジルエーテル0.05質量部、1,4−ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、水3質量部からなる表面架橋剤水溶液3.85質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度195℃で45分間加熱処理して表面架橋された比較用吸水性樹脂(1)を得た。得られた表面架橋された比較用吸水性樹脂(1)をさらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、比較用粒子状吸水剤(1)を得た。比較用粒子状吸水剤(1)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
[Comparative Example 1]
100 parts by mass of the water-absorbent resin (a) obtained in Reference Example 1, 0.05 part by mass of ethylene glycol diglycidyl ether, 0.3 part by mass of 1,4-butanediol, 0.5 part by mass of propylene glycol, 3 water 3.85 parts by mass of a surface crosslinking agent aqueous solution consisting of parts by mass was spray mixed. A water-absorbing resin for comparison (1) whose surface was cross-linked by heat-treating the above mixture for 45 minutes at a powder temperature of 195 ° C. while replacing the gas in the upper space with outside air using a paddle type mixed heat treatment machine Got. The obtained surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (1) was further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a comparative particulate water-absorbing agent (1). Absorption capacity under pressure of the particulate water absorbing agent for comparison (1), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatility Tables 1 and 2 show the substance content, sulfur-based volatile substance quantity, residual monomer quantity, and residual ethylene glycol content.
〔比較例2〕
参考例1で得られた吸水性樹脂(a)100質量部にエチレンカーボネート0.5質量部、水2質量部、エタノール2質量部からなる表面架橋剤4.5質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、密閉式の加熱炉を用いてその上部空間の気体が外気と置換しない状態で、粉体温度195℃で45分間加熱処理して表面架橋された比較用吸水性樹脂(2)を得た。得られた表面架橋された比較用吸水性樹脂(2)をさらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、比較用粒子状吸水剤(2)を得た。比較用粒子状吸水剤(2)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
[Comparative Example 2]
To 100 parts by mass of the water-absorbent resin (a) obtained in Reference Example 1, 4.5 parts by mass of a surface cross-linking agent consisting of 0.5 parts by mass of ethylene carbonate, 2 parts by mass of water, and 2 parts by mass of ethanol were spray mixed. A comparative water-absorbent resin (2) which was subjected to surface crosslinking by heat-treating the above mixture for 45 minutes at a powder temperature of 195 ° C. in a state where the gas in the upper space was not replaced with outside air using a closed heating furnace. Got. The obtained surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (2) was further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a comparative particulate water-absorbing agent (2). Absorption capacity under pressure of the particulate water-absorbing agent (2) for comparison, absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcoholic volatility Tables 1 and 2 show the substance content, sulfur-based volatile substance quantity, residual monomer quantity, and residual ethylene glycol content.
〔比較例3〕
参考例2で得られた吸水性樹脂(b)100質量部に、エチレンカーボネート0.2質量部、グリセリン0.2質量部、水3質量部からなる表面架橋剤水溶液3.4質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度195℃で45分間加熱処理して表面架橋された比較用吸水性樹脂(3)を得た。得られた表面架橋された比較用吸水性樹脂(3)をさらに目開き850μmのふるいを通過させることにより、比較用粒子状吸水剤(3)を得た。比較用粒子状吸水剤(3)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
[Comparative Example 3]
To 100 parts by mass of the water-absorbent resin (b) obtained in Reference Example 2, 3.4 parts by mass of an aqueous surface-crosslinking agent solution consisting of 0.2 parts by mass of ethylene carbonate, 0.2 parts by mass of glycerin and 3 parts by mass of water is sprayed. Mixed. A water-absorbing resin for comparison (3), which was subjected to a heat treatment for 45 minutes at a powder temperature of 195 ° C. while the gas in the upper space was replaced with the outside air by using a paddle type mixed heat treatment machine (3) Got. The obtained surface-crosslinked comparative water-absorbing resin (3) was further passed through a sieve having an aperture of 850 μm to obtain a comparative particulate water-absorbing agent (3). Absorption capacity under pressure of the particulate water-absorbing agent (3) for comparison, absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatility Tables 1 and 2 show the substance content, sulfur-based volatile substance quantity, residual monomer quantity, and residual ethylene glycol content.
〔実施例3〕
参考例3で得られた吸水性樹脂(c)100質量部に、エチレンカーボネート0.2質量部、1,3−プロパンジオール0.3量量部と、水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.5質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度200℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(3)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(3)に水2質量部を噴霧混合し、得られた混合物を60℃で1時間硬化し、さらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(3)を得た。粒子状吸水剤(3)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
Example 3
A surface cross-linking agent comprising 100 parts by mass of the water-absorbent resin (c) obtained in Reference Example 3, 0.2 parts by mass of ethylene carbonate, 0.3 parts by mass of 1,3-propanediol, and 3 parts by mass of water. 3.5 parts by mass of the aqueous solution was spray mixed. The above mixture is heat-treated at a powder temperature of 200 ° C. for 45 minutes while replacing the gas in the upper space with outside air using a paddle type mixed heat treatment machine to obtain a surface-crosslinked water-absorbent resin (3). It was. The obtained surface-crosslinked water-absorbent resin (3) is spray-mixed with 2 parts by weight of water, the resulting mixture is cured at 60 ° C. for 1 hour, and further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to form a particulate form. A water absorbing agent (3) was obtained. Absorption capacity under pressure of particulate water-absorbing agent (3), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatile substance Tables 1 and 2 show the content, the amount of sulfur-based volatile substances, the amount of residual monomer, and the content of residual ethylene glycol.
〔実施例4〕
参考例3で得られた吸水性樹脂(c)100質量部に、エチレンカーボネート0.2質量部、グリセリン0.2質量部、水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.4質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度200℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(4)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(4)をさらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(4)を得た。粒子状吸水剤(4)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
Example 4
To 100 parts by mass of the water-absorbent resin (c) obtained in Reference Example 3, 3.4 parts by mass of a surface cross-linking agent aqueous solution consisting of 0.2 parts by mass of ethylene carbonate, 0.2 parts by mass of glycerin, and 3 parts by mass of water. Spray mixed. The above mixture is heat-treated at a powder temperature of 200 ° C. for 45 minutes while replacing the gas in the upper space with outside air using a paddle type mixed heat treatment machine to obtain a surface-crosslinked water-absorbent resin (4). It was. The obtained surface-crosslinked water-absorbing resin (4) was further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a particulate water-absorbing agent (4). Absorption capacity under pressure of particulate water-absorbing agent (4), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatile substance Tables 1 and 2 show the content, the amount of sulfur-based volatile substances, the amount of residual monomer, and the content of residual ethylene glycol.
〔比較例4〕
参考例3で得られた吸水性樹脂(c)100質量部に、1,4ブタンジオール0.3質量部と、プロピレングリコール0.5質量部と、水3質量部からなる表面架橋剤水溶液3.8質量部を噴霧混合した。上記の混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度200℃で45分間加熱処理して表面架橋された比較用吸水性樹脂(4)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(4)をさらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(4)を得た。比較用粒子状吸水剤(4)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
[Comparative Example 4]
Surface cross-linking agent aqueous solution 3 comprising 100 parts by mass of the water absorbent resin (c) obtained in Reference Example 3, 0.3 parts by mass of 1,4 butanediol, 0.5 parts by mass of propylene glycol, and 3 parts by mass of water. 8 parts by mass were spray mixed. A water-absorbing resin for comparison (4) whose surface was cross-linked by heat-treating the above mixture for 45 minutes at a powder temperature of 200 ° C. while replacing the gas in the upper space with outside air using a paddle type mixed heat treatment machine. Got. The obtained surface-crosslinked water-absorbing resin (4) was further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a particulate water-absorbing agent (4). Absorption capacity without pressure of the particulate water absorbing agent for comparison (4), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcoholic volatility Tables 1 and 2 show the substance content, sulfur-based volatile substance quantity, residual monomer quantity, and residual ethylene glycol content.
〔実施例5〕
実施例2で得られた粒子状吸水剤(2)に微粒子状のステアリン酸カルシウム(関東化学株式会社製)0.1質量部を添加・混合(ドライブレンド)して、粒子状吸水剤(5)を得た.得られた粒子状吸水剤(5)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、さらに、吸湿ブロッキング率を評価して結果を表3に示した。なお、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量は、添加前の粒子状吸水剤(2)と同じであった。
Example 5
Particulate water-absorbing agent (5) obtained by adding and mixing (dry blending) 0.1 parts by mass of particulate calcium stearate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) to the particulate water-absorbing agent (2) obtained in Example 2 Was obtained. Table 3 shows the results obtained by evaluating the absorption capacity without load of the particulate water-absorbing agent (5) obtained, the absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, the absorption rate evaluation, and the moisture absorption blocking rate. Note that the particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol volatile substance content, sulfur volatile substance content, residual monomer content, and residual ethylene glycol content are in the form of particles before addition. It was the same as the water absorbing agent (2).
〔実施例6〕
実施例3で得られた粒子状吸水剤(3)に微粒子状の二酸化珪素・アエロジル200(日本アエロジル社製)0.3質量部を添加・混合(ドライブレンド)して、粒子状吸水剤(6)を得た.得られた粒子状吸水剤(6)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、さらに、吸湿ブロッキング率を評価して結果を表3に示した。なお、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量は、添加前の粒子状吸水剤(3)と同じであった。
Example 6
To the particulate water-absorbing agent (3) obtained in Example 3, 0.3 part by mass of fine-particle silicon dioxide / Aerosil 200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was added and mixed (dry blended) to form a particulate water-absorbing agent ( 6) was obtained. Table 3 shows the results obtained by evaluating the absorption capacity without load of the obtained particulate water-absorbing agent (6), the absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, the absorption rate evaluation, and the moisture absorption blocking rate. Note that the particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol volatile substance content, sulfur volatile substance content, residual monomer content, and residual ethylene glycol content are in the form of particles before addition. It was the same as the water absorbing agent (3).
なお、比較のために、比較用粒子状吸水剤(1)および(4)も同様に測定し、表3に示した。 For comparison, the comparative particulate water-absorbing agents (1) and (4) were also measured in the same manner and shown in Table 3.
〔実施例7〕
実施例1で得られた粒子状吸水剤(1)を吸収体として性能評価するために上記(l)吸収体性能評価の方法に従って評価用吸収体(1)を作成した。得られた評価用吸収体(1)の加圧下(4.8kPa)でのコアの吸収量を測定し、表4に示した。
Example 7
In order to evaluate the performance of the particulate water-absorbing agent (1) obtained in Example 1 as an absorbent, an absorbent for evaluation (1) was prepared according to the method for evaluating the performance of (1) absorbent. The absorption amount of the core under pressure (4.8 kPa) of the obtained absorbent body for evaluation (1) was measured and shown in Table 4.
また、評価後の吸収体を成人の被験者10人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(0点)から不快な臭気がある(5点)まで、被験者の不快度合いに応じて点数を報告してもらい、平均を臭気ポイントとした。この臭気ポイントは、低い方が不快臭が少ない。その結果も併せて表4に示した。 Moreover, the odor sensory test by 10 adult test subjects was done for the absorber after evaluation. In the evaluation method, scores were reported according to the subject's degree of discomfort from no unpleasant odor (0 points) to unpleasant odors (5 points), and the average was taken as the odor point. The lower the odor point, the less unpleasant odor. The results are also shown in Table 4.
〔実施例8〜10〕
実施例7において、粒子状吸水剤(1)に替えて、粒子状吸水剤(3)、(5)(6)を用いた以外は同様の操作を行い、評価用吸収体(2)〜(4)を得た。得られた評価用吸収体を実施例7と同様に評価し、結果を表4に示した。
[Examples 8 to 10]
In Example 7, instead of the particulate water-absorbing agent (1), the same operation was performed except that the particulate water-absorbing agents (3), (5) and (6) were used, and the evaluation absorbers (2) to ( 4) was obtained. The obtained absorber for evaluation was evaluated in the same manner as in Example 7, and the results are shown in Table 4.
〔実施例11〕
参考例3で得られた吸水性樹脂(c)100質量部に、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン0.2質量部、1,3−プロパンジオール0.3質量部と、水3質量部とからなる表面架橋剤水溶液3.5質量部を噴霧混合した。得られた混合物を、パドル型混合加熱処理機を用いてその上部空間の気体を外気と置換しながら、粉体温度200℃で45分間加熱処理して表面架橋された吸水性樹脂(7)を得た。この表面架橋された吸水性樹脂(7)をさらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(7)を得た。粒子状吸水剤(7)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
Example 11
To 100 parts by mass of the water absorbent resin (c) obtained in Reference Example 3, 0.2 parts by mass of 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 0.3 parts by mass of 1,3-propanediol, and 3 parts by mass of water 3.5 parts by mass of a surface cross-linking agent aqueous solution consisting of The resulting mixture was heat-treated for 45 minutes at a powder temperature of 200 ° C. while replacing the gas in the upper space with the outside air using a paddle type mixed heat treatment machine to obtain a surface-crosslinked water-absorbent resin (7). Obtained. The surface-crosslinked water-absorbing resin (7) was further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a particulate water-absorbing agent (7). Absorption capacity under pressure of particulate water-absorbing agent (7), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatile substance Tables 1 and 2 show the content, the amount of sulfur-based volatile substances, the amount of residual monomer, and the content of residual ethylene glycol.
〔実施例12〕
比較例2において、密閉式の加熱炉の代わりにパドル型混合加熱処理機を用いて、その上部空間の気体を外部と置換しながら、粉体温度195℃で45分間加熱処理した後、さらに、該加熱処理物を線速1m/s、90℃の加熱空気の気流下に60分暴露して吸水性樹脂(8)を得た。得られた表面架橋された吸水性樹脂(8)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
Example 12
In Comparative Example 2, using a paddle type mixed heat treatment machine instead of a closed heating furnace, after heat treatment for 45 minutes at a powder temperature of 195 ° C. while replacing the gas in the upper space with the outside, The heat-treated product was exposed for 60 minutes in a stream of heated air at a linear velocity of 1 m / s and 90 ° C. to obtain a water absorbent resin (8). Absorption capacity under pressure of the surface-crosslinked water absorbent resin (8) obtained, absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, Tables 1 and 2 show the contents of alcohol-based volatile substances, sulfur-based volatile substances, residual monomers, and residual ethylene glycol contents.
〔実施例13〕
実施例4で得られた吸水性樹脂(4)にエタノールアミン0.1質量部、水1.9質量部からなる水溶液を噴霧混合した。得られた混合物を線速1m/s、90℃の加熱空気の気流下に60分間暴露して硬化し、さらに目開き710μmのふるいを通過させることにより、粒子状吸水剤(9)を得た。粒子状吸水剤(9)の無加圧下吸収倍率、4.8kPaでの加圧下吸収倍率、吸収速度評価、粒度分布、白度を示すL値、a値およびb値、アルコール系揮発性物質の含有量、硫黄系揮発性物質量、残存モノマー量、残存エチレングリコール含有量を表1、表2に示した。
Example 13
An aqueous solution composed of 0.1 parts by mass of ethanolamine and 1.9 parts by mass of water was spray mixed with the water absorbent resin (4) obtained in Example 4. The obtained mixture was cured by exposure for 60 minutes in a stream of heated air at a linear speed of 1 m / s and 90 ° C., and further passed through a sieve having an aperture of 710 μm to obtain a particulate water-absorbing agent (9). . Absorption capacity under pressure of particulate water-absorbing agent (9), absorption capacity under pressure at 4.8 kPa, absorption rate evaluation, particle size distribution, L value indicating whiteness, a value and b value, alcohol-based volatile substance Tables 1 and 2 show the content, the amount of sulfur-based volatile substances, the amount of residual monomer, and the content of residual ethylene glycol.
〔比較例5〜8〕
実施例7で用いた粒子状吸水剤(1)に替えて、比較用粒子状吸水剤(1)〜(4)を用いた以外は同様の操作を行い、比較用吸収体(1)〜(4)を得た。得られた評価用吸収体を実施例7と同様に評価し、結果を表4に示した。
[Comparative Examples 5 to 8]
In place of the particulate water-absorbing agent (1) used in Example 7, the same operation was performed except that the comparative particulate water-absorbing agents (1) to (4) were used, and the comparative absorbers (1) to ( 4) was obtained. The obtained absorber for evaluation was evaluated in the same manner as in Example 7, and the results are shown in Table 4.
本発明の粒子状吸水剤は、表1〜2にあるように、アルコール系揮発成分や硫黄系揮発成分を含まず、膨潤状態でゲルからの臭気がない、無加圧下吸収倍率、加圧下吸収倍率、吸収速度の優れたものであり、必要により無機微粒子、多価金属塩、消臭剤などを添加することで、高い耐ケーキング性(低いブロッキング率、表3記載)、耐尿性、消臭性能をも示す。 As shown in Tables 1 and 2, the particulate water-absorbing agent of the present invention does not contain alcohol-based volatile components or sulfur-based volatile components, and has no odor from gel in a swollen state, absorption capacity under no pressure, absorption under pressure It has excellent magnification and absorption rate, and if necessary, by adding inorganic fine particles, polyvalent metal salts, deodorants, etc., it has high caking resistance (low blocking rate, described in Table 3), urine resistance, Also shows odor performance.
本発明の粒子状吸水剤を使用した吸収性物品(表4では紙オムツ)においては、戻り量の少ない高性能の吸収性物品(紙オムツ)を与える。 In the absorbent article (Paper diaper in Table 4) using the particulate water-absorbing agent of the present invention, a high-performance absorbent article (paper diaper) with a small return amount is provided.
本発明は、吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤に関する。さらに詳しくは、紙オムツなど吸収性物品での実使用時、臭気を発生せず、さらに優れた吸収能を発揮する粒子状吸水剤に関するものである。 The present invention relates to a particulate water-absorbing agent mainly composed of a water-absorbing resin. More specifically, the present invention relates to a particulate water-absorbing agent that does not generate an odor during actual use in an absorbent article such as a paper diaper and exhibits an excellent absorption capacity.
本発明により得られた粒子状吸水剤を紙オムツなどの薄型吸収体に使用した場合、従来の吸収体に比べ、非常に優れた吸収性能をもち、不快臭の少ない吸収体を提供することが出来るという効果を奏する。 When the particulate water-absorbing agent obtained according to the present invention is used in a thin absorbent body such as a paper diaper, it is possible to provide an absorbent body having a very excellent absorption performance and less unpleasant odor compared to a conventional absorbent body. There is an effect that you can.
Claims (13)
上記ポリカルボン酸系吸水性樹脂粒子は、アクリル酸及び/又はその塩(中和物)を主成分とする不飽和単量体を架橋重合することにより得られるポリアクリル酸部分中和物重合体であり、
下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)を満たす粒子状吸水剤、
(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が27g/g以上
(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)が20g/g以上
(c)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(d)粒子状吸水剤中の150μm未満の粒子が0〜5質量%
(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.40
(f)アルコール検知管で定量される雰囲気濃度として規定される、粒子状吸水剤から揮発するアルコール系揮発性物質の含有量が0〜10ppm。 A particulate water-absorbing agent mainly composed of polycarboxylic acid-based water-absorbing resin particles surface-crosslinked with a surface cross-linking agent capable of ester bonding with a carboxyl group,
The polycarboxylic acid-based water-absorbent resin particles are partially neutralized polyacrylic acid polymers obtained by cross-linking an unsaturated monomer having acrylic acid and / or a salt thereof (neutralized product) as a main component. And
A particulate water-absorbing agent satisfying the following (a), (b), (c), (d), (e) and (f),
(A) Absorption capacity without load (CRC) of 27 g / g or more in physiological saline (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa of physiological saline is 20 g / g or more (c) Mass Average particle size (D50) is 200 to 450 μm
(D) 0-5 mass% of particles less than 150 μm in the particulate water-absorbing agent
(E) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.40.
(F) The content of the alcohol-based volatile substance volatilized from the particulate water-absorbing agent, defined as the atmospheric concentration determined by the alcohol detector tube, is 0 to 10 ppm.
上記ポリカルボン酸系吸水性樹脂粒子は、アクリル酸及び/又はその塩(中和物)を主成分とする不飽和単量体を架橋重合することにより得られるポリアクリル酸部分中和物重合体であり、
上記表面架橋剤がアルキレンカーボネートを含む表面架橋剤であり、
下記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(g)を満たす粒子状吸水剤、
(a)生理食塩水の無加圧下吸収倍率(CRC)が27g/g以上
(b)生理食塩水の4.8kPa荷重下での加圧下吸収倍率(AAP)が20g/g以上
(c)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(d)粒子状吸水剤中の150μm未満の粒子が0〜5質量%
(e)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.40
(g)粒子状吸水剤中の残存エチレングリコール含有量(HPLC定量)が0〜40ppm。 A particulate water-absorbing agent mainly composed of polycarboxylic acid-based water-absorbing resin particles surface-crosslinked with a surface cross-linking agent capable of ester bonding with a carboxyl group,
The polycarboxylic acid-based water-absorbent resin particles are partially neutralized polyacrylic acid polymers obtained by cross-linking an unsaturated monomer having acrylic acid and / or a salt thereof (neutralized product) as a main component. And
The surface cross-linking agent is a surface cross-linking agent containing alkylene carbonate,
A particulate water-absorbing agent satisfying the following (a), (b), (c), (d), (e) and (g),
(A) Absorption capacity without load (CRC) of 27 g / g or more in physiological saline (b) Absorption capacity under pressure (AAP) under load of 4.8 kPa of physiological saline is 20 g / g or more (c) Mass Average particle size (D50) is 200 to 450 μm
(D) 0-5 mass% of particles less than 150 μm in the particulate water-absorbing agent
(E) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.40.
(G) The residual ethylene glycol content (HPLC determination) in the particulate water-absorbing agent is 0 to 40 ppm.
未中和アクリル酸および/またはその塩を単量体の主成分とする不飽和単量体水溶液を内部架橋剤の存在下に架橋重合し架橋重合体を得る工程と、
得られた架橋重合体を乾燥し、整粒して下記(a)、(b)、(c)および(d)を満たす吸水性樹脂を得る工程と、
(a)生理食塩水への無加圧下吸収倍率(CRC)が30g/g以上
(b)質量平均粒子径(D50)が200〜450μm
(c)150μm未満の粒子が0〜8質量%
(d)粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.50
上記吸水性樹脂の表面近傍を、エステル結合を形成する表面架橋剤を添加後さらに加熱処理する工程と、
上記加熱処理中および/または加熱処理後の吸水性樹脂を雰囲気温度60℃以上の気流下に暴露する工程と、
を含む、粒子状吸水剤の製造方法。 A method for producing the particulate water-absorbing agent according to any one of claims 1 to 8,
A step of obtaining a crosslinked polymer by crosslinking polymerization of an unsaturated monomer aqueous solution containing unneutralized acrylic acid and / or a salt thereof as a main component in the presence of an internal crosslinking agent;
Drying the obtained crosslinked polymer, sizing and obtaining a water-absorbing resin satisfying the following (a), (b), (c) and (d);
(A) Absorption capacity without load (CRC) in physiological saline is 30 g / g or more (b) Mass average particle diameter (D50) is 200 to 450 μm
(C) 0 to 8% by mass of particles less than 150 μm
(D) Logarithmic standard deviation (σζ) of particle size distribution is 0.20 to 0.50.
A step of further heat-treating the vicinity of the surface of the water-absorbent resin after adding a surface cross-linking agent that forms an ester bond;
Exposing the water-absorbent resin during and / or after the heat treatment to an air flow having an atmospheric temperature of 60 ° C. or higher;
A method for producing a particulate water-absorbing agent.
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