JP5301159B2 - 吸水剤及びこれを用いた吸水体、並びに吸水剤の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)水不溶性無機粒子を10ppm以上1900ppm以下含むこと、
(b)該吸水剤に含まれる、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合が5質量%以下であること、
(c)4.83kPaの圧力に対する吸収力(AAP)が18(g/g)以上であること、
(d)該水不溶性無機粒子が該吸水性樹脂表面又はその近傍に存在すること、
を満たすことを特徴としている。
(A)該吸水性樹脂粒子の表面近傍は、ヒドロキシル基を少なくとも1つ有する表面架橋剤によって架橋又は被覆されていること、
(B)該吸水性樹脂粒子は、その表面及びその近傍の少なくとも何れか一方に多価金属塩及び水不溶性無機粒子を含んでいること、
(C)該吸水剤の質量平均粒子径は200μm以上500μm以下であること、
(D)該吸水剤の全質量に対し、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合は5質量%以下であること、
を満たすことを特徴としている。
本実施の形態で用いられる吸水性樹脂粒子は水溶性不飽和単量体を重合して得ることができる水不溶性水膨潤性ヒドロゲル形成性重合体(以下、吸水性樹脂とも言う)の粒子である。
本実施の形態に係る吸水性樹脂粒子は、その表面及びその近傍の少なくとも何れか一方に、水不溶性無機粒子を含んでいる。上記吸水性樹脂粒子の表面とは、外気にさらされている部分であり、また吸水性樹脂粒子の表面近傍とは、吸水性樹脂粒子の表面から粒子径(短径)の10分の1程度内部までの部分を示すものとする。具体的には、上記吸水性樹脂粒子の表面近傍とは、表面架橋処理された吸水性樹脂粒子の場合、表面架橋層近傍であり、その厚さは走査型電子顕微鏡(SEM)等で確認することができる。
上述したように、本実施の形態では、上記水不溶性無機粒子として二酸化ケイ素を含んでいることがより好ましい。
本実施の形態に係る吸水剤は、水溶性不飽和単量体を重合して得られる内部架橋構造を有する吸水性樹脂粒子を含み、下記(a)〜(d)の条件、
(a)水不溶性無機粒子を10ppm以上1900ppm以下含むこと、
(b)該吸水剤に含まれる、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合が5質量%以下であること、
(c)4.83kPaの圧力に対する吸収力(AAP)が18(g/g)以上であること、
(d)該水不溶性無機粒子が該吸水性樹脂表面又はその近傍に存在すること、
を満たすものである。
消臭性を発揮させるために、本実施の形態に係る粒子状吸水剤には、植物成分を配合することが出来る。この植物成分の好ましい配合比率は、上記の通りである。本実施の形態において用いることができる植物成分は、好ましくは、植物自体の粉末又は植物からの抽出物である。この植物成分に含まれる化合物は、好ましくは、ポリフェノール、フラボン及びその類及びカフェインから選ばれる少なくとも1種の化合物、又は、タンニン、タンニン酸、五倍子、没食子及び没食子酸から選ばれる少なくとも一種の化合物であり、例えば、米国特許第6469080号公報、欧州特許第1352927号公報、国際公開WO2003/104349号公報に例示されている。本発明において配合されうる植物成分の形態としては、植物から抽出されたエキス(精油等)、植物自体(植物粉末等)、植物加工業や食物加工業における製造過程で副生する植物滓や抽出滓等が挙げられる。
本実施の形態に係る粒子状吸水剤を得るために、好ましくはキレート剤、特に多価カルボン酸及びその塩が配合されうる。
抗菌剤、水溶性高分子、水不溶性高分子、水、界面活性剤、有機微粒子等、その他添加剤は、本実施の形態に係る粒子状吸水剤が得られる限り、その添加は任意である。
(A)該吸水性樹脂粒子の表面近傍は、ヒドロキシル基を少なくとも1つ有する表面架橋剤によって架橋又は被覆されていること、
(B)該吸水性樹脂粒子は、その表面及びその近傍の少なくとも何れか一方に多価金属塩及び水不溶性無機粒子を含んでいること、
(C)該吸水剤の質量平均粒子径は200μm以上500μm以下であること、
(D)該吸水剤の全質量に対し、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合は5質量%以下であること、
を満たす吸水剤であってもよい。
本実施の形態に係る吸水剤の製法は、水溶性不飽和単量体を重合して得られる内部架橋構造を有する吸水性樹脂粒子を含む吸水剤の製法であって、表面近傍が、有機表面架橋剤および/または水溶性無機表面架橋剤によって表面架橋され、かつ質量平均粒子径が200〜500μmであって、かつ含まれる目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合が5質量%以下である吸水性樹脂粒子と、吸水性樹脂粒子表面の官能基とイオン結合し得る官能基を少なくとも表面に有する水不溶性無機粒子を該吸水性樹脂粒子の表面架橋時、またはその前後の工程で、混合する吸水剤の製法(製造方法A)である。
本実施の形態に係る吸水体は、上記吸水剤を含むものである。上記吸水体を適当な素材と組み合わせることにより、たとえば、衛生材料の吸収層として好適な吸水体とすることができる。以下、吸水体について説明する。
以下に、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下では、便宜上、「質量部」を単に「部」と、「リットル」を単に「L」と記すことがある。また、「質量%」を「wt%」と記すことがある。
遠心分離機保持容量(CRC)は0.90質量%食塩水に対する無加圧下で30分の吸収倍率を示す。尚、CRCは、無加圧下吸収倍率と称されることもある。
=(W1(g)−W0(g))/(吸水性樹脂粒子又は吸水剤の質量(g))−1
<4.83kPaの圧力に対する吸収力(AAP)>
圧力に対する吸収力(AAP)は0.90質量%食塩水に対する4.83kPaで60分の吸収倍率を示す。尚、AAPは、4.83kPaでの加圧下吸収倍率と称されることもある。図1は、AAPの測定装置10を示す断面図である。
=(Wb(g)−Wa(g))/(吸水性樹脂粒子又は吸水剤の質量(0.900g))
<食塩水流れ誘導性(SFC)>
食塩水流れ誘導性(SFC)は吸水性樹脂粒子又は吸水剤の膨潤時の液透過性を示す値である。SFCの値が大きいほど、吸水性樹脂粒子又は吸水剤は、高い液透過性を有することとなる。本実施例においては、米国特許第5849405号明細書記載のSFC試験に準じて行った。図2は、SFCの測定装置20を示す概略図である。
=(Fs(t=0)×L0)/(ρ×A×ΔP)
=(Fs(t=0)×L0)/139506
ここで、Fs(t=0):g/sで表した流速、L0:cmで表したゲル層の高さ、ρ:NaCl溶液の密度(1.003g/cm3)、A:セル31中のゲル層上側の面積(28.27cm2)、ΔP:ゲル層にかかる静水圧(4920dyne/cm2)及びSFC値の単位は(10−7・cm3・s・g−1)である。
米国特許出願公開2005/0003191A1号公報に記載されている方法に従って測定を行った。尚本発明においては測定時の高さは20cmで行った。
国際公開第2004/69915号パンフレット記載の質量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)試験に準じて行った。
(X1はR=84.1%、X2はR=15.9%の時のそれぞれの粒子径)
質量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)を測定する際の分級方法は、吸水性樹脂粒子又は吸水剤10.0gを、室温(20℃以上25℃以下)、湿度50RH%の条件下で、目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μmのJIS標準ふるい(THE IIDA TESTING SIEVE:径8cm)に仕込み、振動分級器(IIDA SIEVE SHAKER、TYPE:ES−65型、SER.No.0501)により、5分間、分級を行った。
液拡散速度(LDV)は、特開平5−200068号(EP532002)に記載の吸い上げ指数測定装置を用いて測定した。尚、測定に際して、トラフ・シートはSUS304のステンレス鋼グレード2B仕上げにて作製した。
<目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合>
上記、質量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)の測定方法と同様の分級操作を行い、目開き150μmのふるいを通過した量から目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合(質量%)を求めた。
250ml容量の蓋付きプラスチック容器に0.90質量%食塩水184.3gをはかり取り、その水溶液中に吸水性樹脂粒子又は吸水剤1.00gを加え16時間、スターラーを回転させ攪拌することにより樹脂中の可溶分を抽出した。この抽出液を濾紙1枚(ADVANTEC東洋株式会社、品名:(JIS P 3801、No.2)、厚さ0.26mm、保留粒子径5μm)を用いて濾過することにより得られた濾液の50.0gを測り取り測定溶液とした。
中和率(mol%)=(1−([NaOH]−[bNaOH])/([HCl]−[bHCl]))×100
<粉塵量(粉塵性)>
下記の条件で所定時間にガラス繊維濾紙に吸引され捕捉されたダストの質量増をもって、吸水剤の粉塵量を測定した。測定装置としては独国Heubach Engineering GmbH製 ホイバッハ・ダストメータ(Heubach DUSTMETER)、測定モードTypeIで実施した。測定時の雰囲気の温度湿度は25℃(±2℃),相対湿度20〜40%,常圧で行った。測定方法は以下のように行った。
(4)ダストメータにおける制御部203の測定条件を、下記のように設定し測定する。ドラム回転数:30R/min、吸引風量:20L/min、Time(測定時間):30分。
粉塵量[ppm]=([Db]−[Da])/100.00×1000000
<ペイントシェーカーテスト>
ペイントシェーカーテスト(PS)とは、直径6cm、高さ11cmのガラス製容器に、直径6mmのガラスビーズ10g、吸水性樹脂粒子又は吸水剤30gを入れてペイントシェーカー(東洋製機製作所 製品No.488)に取り付け、800cycle/min(CPM)で振盪するものであり、装置詳細は特開平9−235378号公報に開示されている。
吸水剤25gを、ガラス製のスクリュー管(株式会社マルエム社製、スクリュー管No.7、口内径×胴径×高さ=Ф23mm×Ф35mm×78mm、キャップ:ポリプロピレン製、パッキン:耐熱ハイシート製)に入れて密閉した。
上記粉塵量の測定によって捕集された粉塵中のSiO2の割合(質量%)を測定することにより、粉塵中のSiO2の割合を求めた。
装置:走査電子顕微鏡(JOEL製 JSM−5410LV SCANNING MICROSCOPE)
加速電圧:20kV
倍率:20倍
測定視野:900μm×1200μm程度
測定視野における全面積の少なくとも50体積%以上が粉塵で覆われている状態で測定
Siピーク:SiK 1.739KeV
Naピーク:NaK 1.041KeV
Alピーク:AlK 1.486KeV
尚、他の元素のピークが上記ピークに重なる場合(例えば、NaKとZnLa等)は、重なっている他の元素のピーク(ZnであればZnKa)の値を差し引くことにより補正を行った。
ポリマーユニット重量平均分子量Mw
=72.06×(1−N/100)+94.05×N/100
ポリマー成分量P=(Na%/23)/(N/100)×Mw
SiO2成分量S=(Si%/28.08)×60.08
硫酸アルミニウム成分量A=(Al%/26.98)×630.4/2
粉塵中に含有されるSiO2の割合(質量%)=S/(P+S+A)×100
上記式中、Nは吸水性樹脂の中和率であり、上記水可溶分量の測定方法により測定することができる。
吸水剤100gをステンレス製のファネル(steel designation X5CrNiMo 17−12−3 specified in ISO/TR 15510、内径10mm、高さ145mm、傾斜角20°)に入れ、30cmの高さから、直径8cm、高さ12cmの円筒形のビーカー中に、吸水剤の入ったファネルを落下させた。このときに発生する粉塵の舞い上がりやすさを目視で確認した。尚、発生する粉塵を確認しやすいように、黒板を円筒形のビーカーに近接させて配置して、測定を行った。
粉塵の舞い上がりやすさ1:ほとんど舞い上がらない
粉塵の舞い上がりやすさ2:少し舞い上がる
粉塵の舞い上がりやすさ3:舞い上がる
粉塵の舞い上がりやすさ4:かなり舞い上がる
粉塵の舞い上がりやすさ5:非常に舞い上がる
<吸水剤に含まれる二酸化ケイ素の定量方法>
吸水剤に含まれる二酸化ケイ素の量は、元素分析等の公知の方法で測定することができ、測定方法は特に限定はされないが、例えば、以下の方法で測定することができる。
二酸化ケイ素の添加されていない吸水性樹脂(例えば、後述する吸水性樹脂(1−30))100質量部に対して、二酸化ケイ素微粒子(例えば、日本アエロジル社製Aerosil(登録商標)200)を0質量部、0.03質量部、0.06質量部、0.1質量部、0.2質量部、0.3質量部、0.5質量部、1.0質量部それぞれ添加混合した標準サンプルを作製した。
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸436.4g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4617.9g、純水381.0g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)11.40gを溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で、20分間脱気した。続いて、反応液に10質量%過硫酸ナトリウム水溶液38.76g及び0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液24.22gを攪拌しながら添加したところ、およそ25秒後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら、25〜95℃で重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、その径が約5mm以下に細分化されていた。
得られた吸水性樹脂粒子(1)100質量部に1,4−ブタンジオール0.384質量部、プロピレングリコール0.632質量部、純水3.39質量部、過硫酸ナトリウム0.1質量部の混合液からなる表面架橋剤を均一に混合した後、混合物を212℃で加熱処理した。加熱時間を30分、35分、40分、45分としたものをそれぞれ作製した。さらに、これらの粒子をそれぞれ目開き710μmのJIS標準篩を通過するまで解砕した。次に、これら粒子に上記ペイントシェーカーテスト1を行った。こうして、表面が架橋された吸水性樹脂粒子を得た。加熱時間30分のものを吸水性樹脂粒子(1−30)、加熱時間35分のものを吸水性樹脂粒子(1−35)、加熱時間40分のものを吸水性樹脂粒子(1−40)、加熱時間45分のものを吸水性樹脂粒子(1−45)とした。
特開2000−93792号の参考例1及び実施例1及び実施例2を参考とし、以下の実験を行った。
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸436.4g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4617.9g、純水381.0g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)11.40gを溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で、20分間脱気した。続いて、反応液に10質量%過硫酸ナトリウム水溶液29.07g及び0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液24.22gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら、25〜95℃で重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、その径が約5mm以下に細分化されていた。
実施例2で得られた吸水性樹脂粒子(2−50)100質量部に、WACKER社製HDK(登録商標)H2050EPを0.300質量部添加したものを比較吸水剤(2−1)とし、日本アエロジル社製Aerosil(登録商標)200を、0.3000質量部添加したものを比較吸水剤(2−2)とした。
断熱材である発泡スチロールで覆われた、内径80mm、容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸220.81g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.154g、及び、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・5ナトリウム水溶液1.35gを混合した溶液(A1)と、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液184.49gと50℃に調温したイオン交換水179.94gを混合した溶液(B1)を、マグネチックスターラーで攪拌しながら(A1)に(B1)を開放系ですばやく加えて混合した。中和熱と溶解熱で液温が約100℃まで上昇した単量体水溶液が得られた。
実施例3で得られた吸水性樹脂粒子(3−50A)100質量部に、日本アエロジル社製Aerosil(登録商標)200を、0.100質量部添加したものを吸水剤(4−1)、0.1250質量部添加したものを吸水剤(4−2)とした。
断熱材である発泡スチロールで覆われた、内径80mm、容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸221.92g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.53g、及び、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・5ナトリウム水溶液1.35gを混合した溶液(A)と、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液180.33gと50℃に調温したイオン交換水182.55gを混合した溶液(B)を、マグネチックスターラーで攪拌しながら溶液(A)に溶液(B)を開放系ですばやく加えて混合した。中和熱と溶解熱で液温が約100℃まで上昇した単量体水溶液が得られた。
表1に示すように吸水性樹脂粒子(1)と吸水性樹脂粒子(1−30)〜(1−45)との比較から、吸水性樹脂粒子(1)に表面架橋剤を用い表面架橋した後、ペイントシェーカーテスト1を行い、機械的ダメージを与えることによって得られた吸水性樹脂粒子(1−30)〜(1−45)はCRCが低下するものの、AAP及びSFCは向上していた。
表2に示すように、吸水性樹脂粒子及び吸水剤は、比較吸水剤(2−1)、(2−2)と比較して、粉塵量が非常に少なかった。比較吸水剤(2−1)と比較吸水剤(2−2)とは無機粒子の添加量が同じであるが、比較吸水剤(2−1)の方が粉塵量が少なく、SFC及びAAPにも優れていた。
表3に示すように、吸水性樹脂粒子及び吸水剤は、粉塵量が非常に少なく、吸水剤(3−1)〜(3−7)が特に少なかった。具体的には、吸水剤(3−6)と吸水剤(4−2)とは無機粒子の添加量が同じであるが、吸水剤(3−6)の方が粉塵量が少なかった。
表4に示すように、吸水剤(5−1)〜(5−3)は通液性(SFC)に優れ、粉塵量も非常に少なかった。
吸水性樹脂粒子(1−30A)、(1−35A)、(1−40A)、(1−45A)100質量部に、WACKER社製HDK(登録商標)H2050EPを0.040質量部添加する替わりに、WACKER社製HDK(登録商標)H20を0.050質量部添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、吸水剤(6−1)、(6−2)、(6−3)、(6−4)を得た。
表5に示すように、吸水剤(6−1)〜(6−4)は通液性(SFC)に優れ、AAP,FHAも高く、粉塵量は非常に少なかった。
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸436.4g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4617.9g、純水381.0g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)7.6gを溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で、20分間脱気した。続いて、反応液に10質量%過硫酸ナトリウム水溶液29.07g及び0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液24.22gを攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら、25〜95℃で重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、その径が約5mm以下に細分化されていた。
実施例7で得られた吸水性樹脂粒子(7−40A)100質量部に、WACKER社製HDK(登録商標)H20を、0.200質量部添加したものを吸水剤(8−1)とした。
表6に示すように、吸水剤(7−1)〜(7−4)、(8−1)〜(8−3)の測定結果から、粉塵量が非常に少なく、高いSFCを有する吸水剤を得ることができた。また、吸水剤(7−1)〜(7−4)、(8−1)〜(8−3)のいずれにおいても粉塵量は400ppm以下であり、粉塵の生じ難い吸水剤を製造することができた。
断熱材である発泡スチロールで覆われた、内径80mm、容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸221.92g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.53g、及び、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・5ナトリウム水溶液1.35gを混合した溶液(A)と、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液180.33gと50℃に調温したイオン交換水182.55gとを混合した溶液(B)を、マグネチックスターラーで攪拌しながら溶液(A)に溶液(B)を開放系ですばやく加えて混合した。中和熱及び溶解熱で液温が約100℃まで上昇した単量体水溶液が得られた。
表7に示すように、吸水剤(9−1)〜(9−4)の比較から二酸化ケイ素の添加量を増加させるほどSFCを向上できることが明らかになった。また、吸水剤(9−5)〜(9−7)、吸水剤(9−8)〜(9−11)についても同様であった。
シグマ型羽根を2本有する内容積10リットルのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸425.2g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4499.5g、純水538.5g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)6.17gを溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガス雰囲気下で、20分間脱気した。続いて、反応液に10質量%過硫酸ナトリウム水溶液28.3g及び0.1質量%L−アスコルビン酸水溶液23.6gを攪拌しながら添加したところ、およそ25秒後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら、25℃以上95℃以下で重合を行い、重合が開始して30分後に含水ゲル状架橋重合体を取り出した。得られた含水ゲル状架橋重合体は、その径が約5mm以下に細分化されていた。
実施例10において得られた吸水性樹脂粒子(10−A)100質量部に対して、日本アエロジル社製Aerosil(登録商標)200を0.30質量部添加し混合したものを吸水剤(11)とした。得られた吸水剤(11)について、添加した水不溶性無機粒子、水不溶性無機粒子の添加量、CRC、AAP、SFC、D50、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合、粉塵量について測定した結果を表8に示した。
実施例10において、細分化された含水ゲル状架橋重合体を得るまでは同様の手法を用いて、細分化された含水ゲル状架橋重合体を得た。
実施例10で得られた、表面が架橋又は被覆された吸水性樹脂粒子(10)の100質量部に、硫酸アルミニウム27.5質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.9質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、プロピレングリコール0.025質量部、植物成分としてポリフェノール及びカフェインを含んだツバキ科植物の葉抽出物の15質量%水溶液(製品名:FS−80MO、販売者:白井松薪薬株式会社(所在地:滋賀県黄河群水口町宇川37−1))0.5質量部からなる混合物を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥させた後、これらの粒子をそれぞれ目開き850μmのJIS標準ふるいを通過するまで解砕し、吸水性樹脂粒子(13−A)を得た。
実施例12で得られた、表面が架橋又は被覆された吸水性樹脂粒子(12)の100質量部に、硫酸アルミニウム27.5質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.9質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、プロピレングリコール0.025質量部、植物成分としてポリフェノール及びカフェインを含んだツバキ科植物の葉抽出物の15質量%水溶液(製品名:FS−80MO、販売者:白井松薪薬株式会社(所在地:滋賀県黄河群水口町宇川37−1))0.5質量部からなる混合物を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥させた後、これらの粒子をそれぞれ目開き850μmのJIS標準ふるいを通過するまで解砕し、吸水性樹脂粒子(14−A)を得た。
実施例10において得られた吸水性樹脂粒子(10)100質量部に対して、日本アエロジル社製Aerosil(登録商標)200を0.20質量部添加し混合したものを比較吸水剤(3)とした。得られた比較吸水剤(3)について、添加した水不溶性無機粒子、水不溶性無機粒子の添加量、CRC、AAP、SFC、D50、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合、粉塵量について測定した結果を表8に示した。
実施例10において得られた吸水性樹脂粒子(10)100質量部に対して、日本アエロジル社製Aerosil(登録商標)200を0.30質量部添加し混合したものを比較吸水剤(4)とした。得られた比較吸水剤(4)について、添加した水不溶性無機粒子、水不溶性無機粒子の添加量、CRC、AAP、SFC、D50、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合、粉塵量について測定した結果を表8に示した。
実施例10において、細分化された含水ゲル状架橋重合体を得るまでは同様の手法を用いて、細分化された含水ゲル状架橋重合体を得た。
表8に示すように、吸水剤(10)と比較吸水剤(3)、吸水剤(11)と比較吸水剤(4)をそれぞれ比較することによって、多価金属塩及び水不溶性無機粒子の両方を使用することで、AAPの低下度合いを抑制しつつ、SFCを向上させることができ、さらに粉塵量も低下させることができることがわかった。さらに、吸水剤(10)と比較吸水剤(5)との比較において、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合が多いと、SFCが低い結果となった。
Claims (23)
- アクリル酸及び/又はその塩を含む単量体を重合して得られるポリアクリル酸(塩)系架橋重合体からなる吸水性樹脂粒子を含む吸水剤であって、
下記(a)〜(d)の条件、
(a)水不溶性無機粒子を該吸水剤に対して10ppm以上、1900ppm以下含むこと、
(b)該吸水剤に含まれる、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合が5質量%以下であること、
(c)4.83kPaの圧力に対する吸収力(AAP)が18(g/g)以上であること、
(d)該水不溶性無機粒子が該吸水性樹脂表面又はその近傍に存在すること、
を満たすことを特徴とする吸水剤。 - 上記水不溶性無機粒子の含有量が該吸水剤に対して10ppm以上、990ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載の吸水剤。
- 上記水不溶性無機粒子の少なくとも表面にアミノ基が存在していることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸水剤。
- 上記水不溶性無機粒子が二酸化ケイ素であり、該二酸化ケイ素の表面における残存シラノール基密度が1.7SiOH/nm2以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の吸水剤。
- 上記吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)が30(10-7・cm3・s・g-1)以上であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の吸水剤。
- 4.83kPaの圧力に対する吸収力(AAP)が20(g/g)以上、30(g/g)以下であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の吸水剤。
- 更に、少なくとも3価の水溶性多価金属塩を0.1質量%以上、1質量%以下含むことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の吸水剤。
- 上記水溶性多価金属塩が、硫酸アルミニウムであることを特徴とする請求項7に記載の吸水剤。
- 上記吸水性樹脂粒子が、多孔質構造を有する粒子を含むことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の吸水剤。
- 質量平均粒子径が200μm以上、500μm以下であり、且つ、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20以上、0.40以下であることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の吸水剤。
- 液拡散速度(LDV)が0.2(mm/sec)以上、10.0(mm/sec)以下であることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の吸水剤。
- 摩擦帯電電荷が負電荷であることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の吸水剤。
- 吸水剤に含まれる粉塵量が、吸水剤の質量に対し300ppm以下であることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の吸水剤。
- 吸水剤に含まれる粉塵中のSiO2の割合が50質量%以下であることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の吸水剤。
- 上記吸水性樹脂粒子に機械的ダメージを与えた後に、上記二酸化ケイ素と吸水性樹脂粒子とを混合する工程を含む製造方法により得られることを特徴とする請求項4に記載の吸水剤。
- 上記二酸化ケイ素と吸水性樹脂粒子とを混合した後に、上記二酸化ケイ素と吸水性樹脂粒子とを空気輸送する工程を含む製造方法により得られることを特徴とする請求項4又は15に記載の吸水剤。
- アクリル酸及び/又はその塩を含む単量体を重合して得られるポリアクリル酸(塩)系架橋重合体からなる吸水性樹脂粒子を含む吸水剤であって、
下記(A)〜(D)の条件、
(A)該吸水性樹脂粒子の表面近傍は、ヒドロキシル基を少なくとも1つ有する表面架橋剤によって架橋又は被覆されていること、
(B)該吸水性樹脂粒子は、その表面及びその近傍の少なくとも何れか一方に多価金属塩及び水不溶性無機粒子を含んでいること、
(C)該吸水剤の質量平均粒子径は200μm以上、500μm以下であること、
(D)該吸水剤の全質量に対し、目開き150μmのふるいを通過できる大きさの粒子の割合は5質量%以下であること、
を満たし、上記水不溶性無機粒子を吸水剤に対し、0.001質量%以上、0.4質量%以下含むことを特徴とする吸水剤。 - 上記多価金属塩を吸水剤に対し、0.01質量%以上、1質量%以下含むことを特徴とする請求項17に記載の吸水剤。
- 上記水不溶性無機粒子が、二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項17又は18に記載の吸水剤。
- 遠心分離機保持容量が30(g/g)以上、50(g/g)未満であり、且つ、食塩水流れ誘導性(SFC)が10(10-7・cm3・s・g-1)以上であることを特徴とする請求項17〜19の何れか1項に記載の吸水剤。
- 吸水剤に含まれる粉塵中のSiO2の割合が50質量%以下であることを特徴とする請求項17〜20の何れか1項に記載の吸水剤。
- 請求項1〜21の何れか1項に記載の吸水剤を含むことを特徴とする吸水体。
- アクリル酸及び/又はその塩を含む単量体を重合して得られるポリアクリル酸(塩)系架橋重合体からなる吸水性樹脂粒子を含む吸水剤の製造方法であって、
該吸水性樹脂粒子の質量平均粒子径は200μm以上、500μm以下であり、
該吸水性樹脂粒子の表面近傍を、ヒドロキシル基を少なくとも一つ有する表面架橋剤によって架橋又は被覆する工程と、
該表面架橋剤によって架橋又は被覆後に、多価金属塩と水不溶性無機粒子とを、該吸水性樹脂粒子と混合する工程とを含むことを特徴とする吸水剤の製造方法。
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