JP5276788B2 - 吸水性樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、吸水性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、吸収性物品に好適に使用しうる吸水性樹脂組成物に関する。

吸収性物品は、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料、ペット用の尿吸収材料等をはじめ、パッキング材等の土木建築用資材、ドリップ吸収剤、保冷材等の食品鮮度保持用材料、土壌用保水材等の農園芸用物品等の種々の分野で使用されている。

しかし、衛生材料等においては、体液、特に尿、血液、汗等を吸収した吸収性物品が、不快な臭いを発生することが問題となっている。これらの臭いは、皮膚および消化管に存在しているバクテリアが、尿素、タンパク質等の体液の成分を分解する酵素を生産し、体液の成分がその酵素により分解されることによって発生する腐敗臭であると考えられている。

これらの臭いの発生を抑制するために、抗菌性を有するホスホニウム塩モノマー成分と、該ホスホニウム塩モノマー成分と共重合可能でかつ重合後に高吸水性樹脂となり得るモノマー成分とを架橋共重合させた抗菌性高吸水性樹脂が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この抗菌性高吸水性樹脂には、抗菌性を有するモノマー成分が高価であるため、経済的でないという欠点がある。

臭いの発生を抑制する他の手段として、四級窒素ベース化合物等の有機系抗菌剤と吸水性樹脂を混合する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この方法には、使用されている有機系抗菌剤が皮膚や粘膜と接触したときに炎症を引き起こすおそれがあるという欠点がある。

そこで、近年、臭いの発生を抑制する組成物として、銀、銅、亜鉛等の抗菌性金属を無機化合物に担持させた無機系抗菌剤と吸水性樹脂とからなる組成物が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この組成物に使用されている無機系抗菌剤は、安全性が高く、抗菌力が長期間持続するため、衛生材料等への使用に適している。しかしながら、無機系抗菌剤は、吸水性樹脂との親和性に劣るため、紙おむつ等の吸収性物品を製造する際に抗菌剤が発塵するため、製造の際の作業環境が悪化するという問題がある。
特開平８−９２０２０号公報 特開平２−１２６５号公報 特表２００１−５０５２３７号公報

本発明の目的は、抗菌剤の発塵が抑えられ、抗菌性を有する吸水性樹脂組成物を提供することにある。

すなわち、本発明は、吸水性樹脂と、抗菌性金属を担持した無機化合物からなる抗菌剤とを含有する吸水性樹脂組成物であって、発塵度が１００ＣＰＭ以下であることを特徴とする吸水性樹脂組成物に関する。

なお、本明細書において、発塵度とは、以下の方法によって測定された発塵度を意味する（本明細書において、以下同じ）。

〔発塵度の測定法〕
（１）図１に示されるように、容量５００ｍＬのガラス製吸引濾過瓶１の側面に配設された吸引口２（外径９ｍｍ、内径５ｍｍ）とデジタル粉塵計３〔柴田科学器械工業（株）製、品番：Ｐ−５Ｌ型〕の吸入口４とを内径８ｍｍ、長さ３００ｍｍのガラス管５で接続する。
（２）ガラス製吸引濾過瓶１の上部の試料投入口６から、粉末ロ−ト７（直径１２０ｍｍ、足内径１６ｍｍ、足長７０ｍｍ）を用いて試験サンプル２０ｇをガラス製吸引濾過瓶１内に落下させる。
（３）試験サンプルの落下完了時から１分間の間に発生した粉塵の個数を、デジタル粉塵計３を用いて測定し、その測定値を発塵度（単位：ＣＰＭ）とする。

本発明の吸水性樹脂組成物は、吸水性樹脂と抗菌剤との付着力に優れ、抗菌剤の発塵が抑えられるため、紙おむつ等の吸収性物品を製造する際の作業環境が改善されるという効果を奏する。

本発明における吸水性樹脂組成物の発塵度の測定法の概略説明図である。

符号の説明

１ ガラス製吸引濾過瓶
２ 吸引口
３ デジタル粉塵計
４ 吸入口
５ ガラス管
６ 試料投入口
７ 粉末ロート

本発明に用いられる吸水性樹脂としては、例えば、アクリル酸塩重合体の架橋物、デンプン−アクリル酸塩グラフト共重合体の加水分解生成物の架橋物、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体の架橋物、無水マレイン酸グラフトポリビニルアルコールの架橋物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物等が挙げられる。これらの中では、大量の水を吸収するとともに、多少の荷重をかけても吸収した水を分子内に保持しうることから、アクリル酸塩重合体の架橋物が好ましい。アクリル酸塩重合体の架橋物は、商業的に容易に入手しうる化合物であり、その好適な代表的な例としては、住友精化（株）製、商品名：アクアキープ等が挙げられる。

なお、吸水性樹脂の製造方法には特に限定がなく、その製造方法の例としては、逆相懸濁重合法、水溶液重合法等が挙げられる。

本発明に用いられる抗菌剤は、抗菌性金属を担持した無機化合物からなる。
抗菌性金属としては、例えば、銀、銅、亜鉛等が挙げられる。これらの中では、安全性および抗菌性に優れていることから、銀が好ましい。

無機化合物としては、例えば、ゼオライト、シリカゲル、メタ珪酸アルミン酸マグネシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸カルシウム等が挙げられる。これらの中では、抗菌性金属を比較的溶出しやすいことから、ゼオライトおよびシリカゲルが好ましい。

抗菌剤の製造方法としては、例えば、無機化合物を水に懸濁させた後に、抗菌性金属の水溶液を添加し、抗菌性金属をイオン交換等により、無機化合物に坦持させる方法等が挙げられる。無機化合物に坦持される抗菌性金属の量は、抗菌性金属の種類や本発明の吸水性樹脂組成物の用途などによって異なるので一概には決定することができない。したがって、本発明の吸水性樹脂組成物の用途等に応じて抗菌性金属の量を適宜決定することが好ましい。

抗菌剤としては、特定形状の抗菌剤および不定形の抗菌剤が挙げられる。本明細書において、特定形状とは、抗菌剤の粒子が球状、棒状、立方体、直方体等のように一定の形状を有することをいう。また、本明細書において、不定形とは、破砕状、鱗片状、凹凸状等のように一定の形状を有しないことをいう。それらの中では、吸水性樹脂と抗菌剤との接触面積を増大させ、付着力を高める観点から、不定形が好ましく、凹凸状がより好ましい。

また、特定形状の抗菌剤の中では、立方体状を有する抗菌剤が接触面積を増大させ、付着力を高める観点から好ましい。なお、前記立方体状とは、各辺の長さがほぼ等しいさいころ状を意味する。

特定形状の抗菌剤のメジアン粒子径は、発塵を抑制する観点から、好ましくは２．５μｍ以下、より好ましくは１〜２．５μｍ、さらに好ましくは１〜２μｍある。

不定形の抗菌剤のメジアン粒子径は、発塵を抑制する観点から、好ましくは４μｍ以下、より好ましくは１〜４μｍ、さらに好ましくは１〜３．５μｍである。

なお、本明細書において、メジアン粒子径は、以下の方法によって測定したときの値である。

〔メジアン粒子径の測定方法〕
（１）１００ｍＬ容のビーカー内に、抗菌剤０．３ｇを入れ、そこに蒸留水１０ｇを投入して混合し、さらに超音波洗浄機にて５分間十分に分散させて、メジアン粒子径測定用サンプルを作製する。
（２）得られたメジアン粒子径測定用サンプルを、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置〔（株）島津製作所製、型式：ＳＡＬＤ−２０００Ｊ、屈折率：１．６０−０．１０ｉ〕に投入し、抗菌剤のメジアン粒子径を測定する。

本発明においては、抗菌剤として、例えば、シナネンゼオミック社製の商品名：ゼオミック等の一般に市販されている抗菌剤を用いることができる。

抗菌剤の量は、抗菌性金属の坦持量にもよるが、十分な抗菌性を発現させる観点から、吸水性樹脂１００重量部に対して、０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であることが望ましく、また、経済性を高める観点から、吸水性樹脂１００重量部に対して、１重量部以下、好ましくは０．２重量部以下であることが望ましい。これらの観点から、抗菌剤の量は、吸水性樹脂１００重量部に対して、０．００１〜１重量部、好ましくは０．０１〜０．２重量部であることが望ましい。

本発明の吸水性樹脂組成物は、吸水性樹脂と抗菌剤とを混合することにより、容易に得ることができる。

吸水性樹脂と抗菌剤とを混合する方法としては、例えば、（イ）吸水性樹脂と抗菌剤とを単に粉体混合する方法、（ロ）吸水性樹脂に抗菌剤の分散液を添加した後、乾燥する方法、（ハ）吸水性樹脂の含水ゲル状物に抗菌剤を添加して混合する方法、（ニ）吸水性樹脂を乾燥させている間または乾燥させた後に抗菌剤を添加して混合する方法等が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

本発明の吸水性樹脂組成物の発塵度は、紙おむつ等の吸収性物品を製造する際に、抗菌剤が発塵するのを抑制し、作業環境を良好にする観点から、１００ＣＰＭ以下、好ましくは９０ＣＰＭ以下、さらに好ましくは８０ＣＰＭ以下となるように調整される。

吸水性樹脂組成物の発塵度は、所定の形状で所定の粒子径の抗菌剤を前記方法により吸水性樹脂と所定の割合で混合することにより、所定値となるように調整することができる。

かくして得られる本発明の吸水性樹脂組成物は、例えば、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料、ペット用の尿吸収材料等をはじめ、パッキング材等の土木建築用資材、ドリップ吸収剤、保冷剤等の食品鮮度保持用材料、土壌用保水材等の農園芸用物品等に好適に用いることができる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が３．４μｍで不定形状を有する銀−ゼオライト系抗菌剤（シナネンゼオミック社製、商品名：ゼオミックＨＤ１０Ｎ）０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

実施例２
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が２．３μｍで不定形状を有する銀−メタ珪酸アルミン酸マグネシウム系抗菌剤〔触媒化成工業（株）製、商品名：ＡＩＳ−ＮＡＺ３２０〕０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

実施例３
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が１．９μｍで形状が立方体状の銀−ゼオライト系抗菌剤（シナネンゼオミック社製、商品名：ゼオミックＳＪ１０Ｎ）０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

実施例４
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が１．４μｍで形状が立方体状の銀−ゼオライト系抗菌剤（シナネンゼオミック社製、商品名：ゼオミックＳＪ８０Ｎ）０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

実施例５
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が１．２μｍで形状が立方体状の銀−リン酸ジルコニウム系抗菌剤〔東亞合成（株）製、商品名：ノバロンＡＧ１１００〕０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

比較例１
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が４．２μｍで不定形のチオスルファト銀錯体−シリカゲル系抗菌剤〔松下電器産業（株）製、商品名：アメニトップ〕０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

比較例２
吸水性樹脂〔住友精化（株）製、商品名：アクアキープＳＡ６０Ｓ〕１００ｇおよびメジアン粒子径が３．１μｍで立方体状の銀−ゼオライト系抗菌剤（シナネンゼオミック社製、商品名：ゼオミックＡＪ１０Ｄ）０．１ｇをクロスロータリー混合機で十分に混合して吸水性樹脂組成物１００．１ｇを得た。

次に、各実施例および各比較例で得られた吸水性樹脂組成物の発塵度を求め、また、紙おむつ等の吸収性物品を製造する際の発塵性（以下、単に発塵性という）を以下の方法にしたがって調べた。その結果を表１に示す。

〔発塵性〕
各実施例または各比較例で得られた吸水性樹脂組成物を用いて、紙おむつ等の吸収性物品に使用する吸収体を製造するにあたり、吸水性樹脂組成物をホッパーに投入する際の発塵の状態を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
○：発塵がほとんど認められない。
△：発塵がやや認められる。
×：発塵が明らかに認められる。

表１に示された結果から明らかなように、各実施例で得られた吸水性樹脂組成物は、各比較例で得られたものと対比して、発塵度が低く、発塵が生じがたいことがわかる。

本発明の吸水性樹脂組成物は、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料、ペット用の尿吸収材料等をはじめ、パッキング材等の土木建築用資材、ドリップ吸収剤、保冷剤等の食品鮮度保持用材料、土壌用保水材等の農園芸用物品等に好適に用いることができる。

Claims (2)

1. 吸水性樹脂と、抗菌性金属を担持した無機化合物からなる抗菌剤であってその形状が不定形であり、かつメジアン粒子径が４μｍ以下である抗菌剤とを含有し、前記抗菌剤の量が、吸水性樹脂１００重量部に対して０．００１〜１重量部である吸水性樹脂組成物であって、下記の方法で求められる発塵度が１００ＣＰＭ以下であることを特徴とし、該吸水性樹脂と該抗菌剤とを粉体混合することにより得られる吸水性樹脂組成物：
   〔容量５００ｍＬのガラス製吸引濾過瓶の側面に配設された吸引口（外径９ｍｍ、内径５ｍｍ）とデジタル粉塵計の吸入口とを内径８ｍｍ、長さ３００ｍｍのガラス管で接続した装置を用いて、前記ガラス製吸引濾過瓶の上部の試料投入口から、粉末ロート（直径１２０ｍｍ、足内径１６ｍｍ、足長７０ｍｍ）を用いて試験サンプル２０ｇをガラス製吸引濾過瓶内に落下させ、落下完了時から１分間の間に発生した粉塵の個数を、デジタル粉塵計を用いて測定し、その測定値を発塵度（単位：ＣＰＭ）とする。〕。
2. 吸水性樹脂と、抗菌性金属を担持した無機化合物からなる抗菌剤であってその形状が立方体状であり、かつメジアン粒子径が２．５μｍ以下である抗菌剤とを含有し、前記抗菌剤の量が、吸水性樹脂１００重量部に対して０．００１〜１重量部である吸水性樹脂組成物であって、下記の方法で求められる発塵度が１００ＣＰＭ以下であることを特徴とし、該吸水性樹脂と該抗菌剤とを粉体混合することにより得られる吸水性樹脂組成物：
   〔容量５００ｍＬのガラス製吸引濾過瓶の側面に配設された吸引口（外径９ｍｍ、内径５ｍｍ）とデジタル粉塵計の吸入口とを内径８ｍｍ、長さ３００ｍｍのガラス管で接続した装置を用いて、前記ガラス製吸引濾過瓶の上部の試料投入口から、粉末ロート（直径１２０ｍｍ、足内径１６ｍｍ、足長７０ｍｍ）を用いて試験サンプル２０ｇをガラス製吸引濾過瓶内に落下させ、落下完了時から１分間の間に発生した粉塵の個数を、デジタル粉塵計を用いて測定し、その測定値を発塵度（単位：ＣＰＭ）とする。〕。

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