JP5730013B2 - ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)「吸水性樹脂」
水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤。ERT441.2−02で規定される吸水倍率(CRC)は必須に5g/g以上、好ましくは10〜100g/g、さらには20〜80g/gである。また、ERT470.2−02で規定される可溶分(Extractables)は必須に0〜50重量%以下、好ましくは0〜30重量%、さらに好ましくは0〜20重量%、特に好ましくは0〜10重量%である。
繰り返し単位として、アクリル酸(塩)を主成分とする重合体。架橋剤を除く単量体として、必須に50〜100モル%、好ましくは70〜100モル%、さらに好ましくは90〜100モル%、特に実質100モル%である。重合体としての塩は必須に水溶性塩を含み、好ましくは一価塩、さらに好ましくはアクリル金属塩ないしアンモニウム塩の1種または2種以上、特にアルカリ金属塩、さらにはナトリウム塩を含む。
吸水性樹脂の工場で得られた直後ないしユーザー出荷後での吸水性樹脂の色。通常、工場出荷前での色の管理で規定。(L/a/b値,YI値,WB値など)
(d)「吸水性樹脂の経時期着色」
上記(c)ののち、未使用状態・未膨潤での吸水性樹脂の長期間での保管時・流通時ないしに徐々に着色(通常、黄変ないし茶変)する現象。例えば、未使用おむつ中の吸水性樹脂の着色であり、おむつの商品価値の低下となりうる。室温で数ヶ月ないし数年での問題のため、後述の促進試験(高温・高湿)で検証できる。
European Disposables and Nonwovens Associationsの略。欧州標準(ほぼ世界標準)の吸水性樹脂の測定法(ERT/EDANA Recomeded Test Method)を下記に規定。詳細は公知文献(02年改定)であるERTの原本(英文数ページ)を参照。
本発明における単量体は、上記のアクリル酸またはその塩を主成分としており、吸水特性から重合体の酸基が中和されていることが好ましい。また、重合体中の中和率は10〜100モル%、さらには30〜95モル%、特に50〜90モル%、60〜80モル%である。中和は重合後の重合体(含水ゲル)で行ってもよく、単量体で行ってもよいが、好ましくは、生産性やAAP向上の面などから、単量体で行われる。すなわち単量体がアクリル酸の部分中和塩である。かかる吸水性樹脂は、前記中和率のポリアクリル酸塩系吸水性樹脂、さらにはポリアクリル酸部分中和塩系吸水性樹脂である。なお、本願明細書中のアクリル酸(塩)は、アクリル酸および/またはその塩のことを意味する。
本発明では、吸水特性の観点から架橋剤(別称;内部架橋剤)を使用することが特に好ましい。架橋剤は物性面から、架橋剤を除く上記単量体に対して0.001〜5モル%、好ましくは0.005〜2モル%、さらには0.01〜1モル%、特に0.03〜0.5モル%で使用される。
アクリル酸の中和に用いられる塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属の水酸化物、及び炭酸(水素)ナトリウム、炭酸(水素)カリウムなどの炭酸(水素)塩等の一価塩基が好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。なお、これらの中和処理での好ましい条件等は、国際公開第2006/522181号パンフレットに例示されており、該パンフレットに記載の条件も本発明に適応され得る。中和温度は10〜100℃、30〜90℃で適宜決定される。これら塩基でアクリル酸ないし重合後のポリアクリル酸が中和されるが、重合後の未中和ないし低中和(約30モル%未満の中和率)のポリアクリル酸の後中和は時間がかかるうえに、AAP向上などの物性面でも不利となることもある。よって、AAP向上などの物性面から、好ましくは、重合前のアクリル酸が部分中和アクリル酸に中和されて、単量体とされる。
本発明での単量体は、好ましくは鉄を少量含む、ないし鉄の含量がゼロになるように調製される。この調製においては、鉄の含量(Fe2O3換算)が単量体に対し0〜10質量ppm、好ましくは0〜5質量ppm、さらに好ましくは0を超えて5質量ppm未満、より好ましくは0.001〜5質量ppm、特に好ましくは0.001〜4質量ppm、最も好ましくは0.005〜3質量ppm、さらには0.05〜1質量ppm、特に0.06〜0.5質量ppmに制御される。かかる制御は、鉄の由来として中和に使用されるアルカリ金属塩の純度を制御するなどして行なわれる。
色安定性効果や残存モノマーの観点から、アクリル酸に対し、プロトアネモニンおよび/またはフルフラールが一定量以下に制御される。アクリル酸に対するプロトアネモニンおよび/またはフルフラール含有量は、好ましくは0〜10質量ppm、より好ましくは0〜5質量ppm、さらに好ましくは0〜1質量ppmの範囲である。
本発明でアクリル酸の製造方法は特に問わず、例えば、原料としてプロピレンやプロパンを気相酸化してもよく、また、グリセリンなど天然物を酸化してもよい。かかる酸化はアクロレインを経由ないし単離してもよく、直接、アクリル酸を得てもよい。
本発明で、吸水性樹脂の初期着色改善にフェノールが有効であることが見出された。
本発明では、ヒドロキシアセセトンが吸水性樹脂の経時着色に悪影響を与え、また、単量体の安定性にも悪影響を与えることを見出された。
アクリル酸中のフェノール(沸点182℃,融点43℃)やヒドロキシアセトン(沸点146℃,融点−6℃)はその沸点、融点、溶解度の差を利用してアクリル酸(沸点142℃,融点12℃)から晶析や蒸留で制御するか、あるいは、さらに所定量添加、または酸化などで制御すればよい。例えば、本願出願時点で未公開の国際公開第2008/053646号公報(国際公開日2008年5月8日)の方法で除去ないし制御することも好ましい。
これら単量体は、通常水溶液で重合され、その固形分濃度は通常10〜90質量%、好ましくは20〜80質量%、さらに好ましくは30〜70質量%、特に好ましくは40〜60質量%である。また、単量体を水溶液で重合するときには、界面活性剤、ポリアクリル酸(塩)や澱粉、ポリビニルアルコールなどの高分子化合物、各種キレート剤、各種添加剤を0〜30質量%(対単量体)添加して、併用してもよい。従来、単量体の濃度を向上することは生産性や乾燥コスト面で好ましいが、かかる高濃度重合では着色や単量体の安定性に問題が生じることがあった。本発明では、かかる問題も解決し、よって、高濃度重合、濃度30〜70質量%、特に好ましくは40〜60質量%で重合に好適に適用される。単量体の濃度20%以下では重合速度や乾燥コストの面で不利になりやすい。また、濃度が高すぎると、例えば90重量%である場合、吸水倍率(CRC)が低下する傾向にある。
さらに、不飽和単量体水溶液は、単量体に対して、澱粉、ポリアクリル酸(塩)、ポリエチレンイミンなどの水溶性樹脂ないし吸水性樹脂を、例えば0〜50重量%、好ましくは0〜20質量%、特に好ましくは0〜10質量%、最も好ましくは0〜3質量%、各種の発泡剤(炭酸塩、アゾ化合物、気泡など)、界面活性剤や後述の添加剤等を例えば0〜5質量%、好ましくは0〜1質量%添加して、吸水性樹脂や粒子状吸水剤の諸物性を改善してもよい。
本発明の粒子状吸水剤は、例えばさらに色安定性(粒子状吸水剤を、高温高湿条件下で、長期間保存する場合の色安定性)の向上や耐尿性(ゲル劣化防止)の向上を目的とする場合は、好ましくはキレート剤が用いられる。
さらには、色安定性効果のために、本願出願時点で未公開の国際出願第2007/JP/67348号(国際出願日2007年8月30日)例示の乳酸(塩)、クエン酸(塩)、リンゴ酸(塩)などヒドロキシカルボン酸、特に非高分子ヒドロキシカルボン酸(塩)などを単量体ないしその重合物に使用してもよい。
さらには、色安定性効果のために、米国特許出願公開第2006/88115号明細書に例示の還元性無機塩を使用してもよい。
重合方法は、性能面や重合の制御の容易さから、通常、水溶液重合または逆相懸濁重合、特に、従来重合の制御や着色改善が困難であった水溶液重合、さらには連続水溶液重合で行われる。特に1ラインで不飽和単量体水溶液を重合して吸水性樹脂を0.5t/hr以上、さらには1t/hr以上、よりさらには5t/hr以上、特に10t/hr以上の巨大スケールで製造する連続重合において好適に制御できる。よって好ましい連続重合として、連続ニーダー重合(例えば、米国特許第6987151号明細書および米国特許第670141号明細書)、連続ベルト重合(例えば、米国特許第4893999号明細書、米国特許第6241928号明細書および米国特許出願公開第2005/215734号明細書)が挙げられる。
本発明で使用される重合開始剤としては、重合の形態によって適宜選択される。このような重合開始剤としては例えば、光分解型重合開始剤や熱分解型重合開始剤、レドックス系重合開始剤等を例示できる。重合開始剤の量は前記モノマーに対し、0.0001〜1モル%、好ましくは0.001〜0.5モル%の量使用される。
重合で得られた含水ゲル状架橋重合体はそのまま乾燥を行っても良いが、重合時または重合後、必要により粉砕機(ニーダー、ミートチョパーなど)を用いてゲル粉砕され粒子状にされる。
本発明の課題でもある残存モノマーの低減やゲル劣化防止(耐尿性)、黄変防止を達成するため、重合終了後に必要によりゲル粉砕工程を経て乾燥を開始するまでの時間も短いほど好ましい。すなわち、重合後の含水ゲル状架橋重合体は、好ましくは1時間以内、より好ましくは0.5時間以内、さらに好ましくは0.1時間以内に乾燥が開始(乾燥機に投入)される。また、残存モノマーの低減や低着色を達成するため、重合後から乾燥開始までの含水ゲル状架橋重合体の温度は好ましくは50〜80℃、さらに好ましくは60〜70℃に制御される。
前述の含水ゲル状架橋重合体を乾燥する工程後、必要により乾燥後に粒度を調整してもよいが、後述の表面架橋での物性向上のため、好ましくは特定粒度にされる。粒度は重合(特に逆相懸濁重合)、粉砕、分級、造粒、微粉回収などで適宜調整できる。以下、粒度は標準篩で規定(JIS Z8801−1(2000))。
本発明では、好ましくは乾燥後の表面架橋工程をさらに含む。本発明の製造方法では、表面架橋によるさらなる着色も少なく、より白色の吸水性樹脂が得られる。表面架橋での吸水性樹脂、特に高温表面架橋での吸水性樹脂に好適に適用される。
また、上記有機表面架橋剤以外に無機表面架橋剤を使用して、通液性などを向上させてもよい。使用される無機表面架橋剤として、2価以上、好ましくは3価ないし4価値の多価金属の塩(有機塩ないし無機塩)ないし水酸化物を例示することができる。使用できる多価金属としては、アルミニウム、ジルコニウムなどが挙げられ、乳酸アルミニウムや硫酸アルミニウムが挙げられる。これら無機表面架橋剤は、有機表面架橋剤と同時または別途使用される。多価金属による表面架橋は、国際公開第2007/121037号パンフレット、国際公開第2008/09843号パンフレット、国際公開第2008/09842号パンフレット、米国特許第7157141号明細書、米国特許第6605647号明細書、米国特許第6620889号明細書、米国特許出願公開第2005/0288182号明細書、米国特許出願公開第2005/0070671号明細書、米国特許出願公開第2007/0106013号明細書、米国特許出願公開第2006/0073969号明細書に示されている。
本発明でアクリル酸を非化石原料から製造する場合、SustainablityやRenewableの観点から、好ましくは表面架橋剤も非化石原料由来の表面架橋剤が使用される。非化石原料としてはグリセリンなどの多価アルコールや、乳酸ないしその塩(一価塩、特に多価金属塩さらにアルミニウム塩)が使用される。中でも物性面から表面架橋剤として、1,2−(または1,3)−プロパンジオールや乳酸が使用され、かかる乳酸やプロパンジオールはグリセリンやセルロースから化学的酸化や還元、ないし発酵法(生物的酸化)で得ることができる。
上記以外に、必要により、蒸発モノマーのリサイクル工程、造粒工程、微粉除去工程、微粉リサイクル工程などを設けてもよい。さらには、経時色安定性効果やゲル劣化防止等のために、後述の添加剤を単量体ないしその重合物に使用してもよい。
本発明の吸水性樹脂は、天然グリセリン由来のポリアクリル酸系吸水性樹脂であって、促進試験後のYI≦30の吸水性樹脂を提供する。また、本発明の吸水性樹脂は、フェノールを含む。フェノールの含有量は上記範囲であり、初期着色に優れる。さらに、経時着色の点から、キレート剤,還元性無機塩,ヒドロキシカルボン酸から選ばれる添加剤をさらに含む。また、抗菌性の点から、酢酸およびプロピオン酸をさらに含む。好ましい含有量は上記範囲である。原料の50重量%以上、さらには70重量%、特に90重量%は天然物からのアクリル酸であり、単量消費財として、SustainableおよびRenewableの点で好ましいうえで、従来になく、白色である。
衛生材料、特に紙おむつを目的とする場合、上記重合や表面架橋をもって、下記(a)〜(f)の少なくとも1つ、さらにはAAPを含め2つ以上、特に3つ以上に制御されることが好ましい。下記を満たさない場合、後述の高濃度おむつでは十分な性能を発揮しないことがある。
かかる吸水性樹脂は初期着色に優れ、例えば、ハンターLab表面色系において、L値(Lightness)が好ましくは85以上、より好ましくは87以上、さらに好ましくは89以上であり、b値が−5から10、より好ましくは−5〜5、さらに好ましくは−4〜4であり、また、a値は−2〜2、少なくとも−1〜1、好ましくは−0.5〜1、最も好ましくは0〜1である。YIは10以下、さらには8以下、特に6以下であり、WBは70以上、さらには75以上、特に77以上である。さらに、かかる吸水性樹脂は経時着色にも優れ、長期保存の促進試験(モデル)である高温高湿でも十分な白色度を示す。さらなる経時着色の向上やゲル安定性(別称;耐尿性)の向上には、フェノールやヒドロキシアセトンの制御に加えて、好ましくは上記キレート剤、還元剤、ヒドロキシカルボン酸の1種ないし2種以上が使用される。
おむつでのモレを防止するため、上記重合を達成手段の一例として、ERT442.2−02規定される、1.9kPaの加圧下、さらには4.8kPa(約50g/cm2)の加圧下での0.9質量%の塩化ナトリウム水溶液に対する吸収倍率(AAP)が好ましくは20(g/g)以上、よりに好ましくは22(g/g)以上、さらに好ましくは24(g/g)以上に制御される。AAPは高いほど好ましいが、AAP向上は他の物性を犠牲にすることもあり、他の物性とのバランスや製造コストから、AAPの上限は40g/g、さらには35g/g、特に4.8kPaの加圧下では30g/gでも十分である。かかるAAPは例えば、上記粒度(例えば、粒径850〜150μmの粒子成分量の割合が95質量%以上)に制御された吸水性樹脂を下記CRCにまで表面架橋することで得られる。すなわち表面架橋後のCRCが、表面架橋前のCRCと比較して1g/g以上低下、さらには2〜15g/g低下するように、表面架橋を制御することで得られる。
おむつでのモレを防止するため、上記重合を達成手段の一例として、加圧下での液の通液特性である0.69%塩化ナトリウム水溶液流れ誘導性SFCは1(cm3・s・10−7/g)以上、好ましくは10(cm3・s・10−7/g)以上、より好ましくは50(cm3・s・10−7/g)以上、さらに好ましくは70(cm3・s・10−7/g)以上、特に好ましくは100(cm3・s・10−7/g)以上に制御される。SFCも高いほど好ましいが、SFC向上は他の物性を犠牲にすることもあり、他の物性とのバランスや製造コストから、SFCの上限は1000(cm3・s・10−7/g)程度である。かかるAAPは例えば、上記粒度(例えば、粒径850〜150μmの粒子成分量の割合が95質量%以上)に制御された吸水性樹脂を下記CRCの数値範囲にまで表面架橋することで得られる。特に好ましくは、表面架橋することにより、表面架橋前のCRCよりも、表面架橋後のCRCが1g/g以上低下、さらには2〜15g/g低下させることでSFCを制御することができる。
ERT441.2−02規定される無加圧下吸収倍率(CRC)は好ましくは10(g/g)以上であり、より好ましくは20(g/g)以上、さらに好ましくは25(g/g)以上、特に好ましくは30(g/g)以上に制御される。CRCは高いほど好ましく上限値は特に限定されないが、他の物性のバランスから、好ましくは50(g/g)以下、より好ましくは45(g/g)以下、さらに好ましくは40(g/g)以下である。低CRCは吸収量(特におむつでの吸尿)で不利であり、また、CRCの向上はAAPやSFCなど他の物性を犠牲にすることもあり、他の物性とのバランスや製造コストから、CRCの上限は45g/g、さらには40g/gでも十分である。よって、好ましくは、CRCが20〜40g/g、さらに好ましくは25〜40g/gとされる。CRCは、重合時の濃度や架橋剤量、乾燥温度に加えて、特に表面架橋(表面架橋剤の種類や量、反応温度や時間)で上記範囲に制御される。
水可溶分量が好ましくは0〜35質量%以下、より好ましくは25質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。
上記重合を達成手段の一例として、残存モノマー(残存単量体)量は好ましくは0〜400質量ppm、より好ましくは0〜300質量ppm、特に好ましくは0〜200質量ppmを示す。
さらに、目的に応じて、吸水性樹脂には酸化剤、酸化防止剤、水、多価金属化合物、シリカや金属石鹸等の水不溶性無機ないし有機粉末、消臭剤、抗菌剤、高分子ポリアミン、パルプや熱可塑性繊維などを吸水性樹脂中に0〜3質量%、好ましくは0〜1質量%添加してもよい。
本発明の吸水性樹脂の用途は特に限定されにないが、好ましくは、紙オムツ、生理ナプキン、失禁パット等の吸収性物品に使用され得る。特に、従来、粒子状吸水剤の原料由来の臭気、着色等が問題になっていた高濃度オムツ(1枚のオムツに多量の吸水性樹脂を使用したもの)に使用され、特に前記吸収性物品中の吸収体上層部に使用された場合に、特に優れた性能が発揮される。
(a)初期着色
日本電色工業株式会社製の分光式色差計SZ−Σ80COLOR MEASURING SYSTEMを用いて行った。測定の設定条件は、反射測定が選択され、内径30mmで且つ高さ12mmである付属の粉末・ペースト用容器が用いられ、標準として粉末・ペースト用標準丸白板No.2が用いられ、30Φ投光パイプが用いられた。備え付けの粉末・ペースト用容器に約5gの吸水性樹脂を充填した。
吸水性樹脂を高温高湿下に放置したのち、上記(1)の手法で色を測定した。
上記EDANAのERT、ないし、米国特許出願公開第2006/204755号明細書に準じて、0.9%生理食塩水での無荷重吸水倍率(CRC)、pH可溶分、残存アクリル酸,通液性(SFC)を測定した。
フェノールおよびヒドロシアセトンを含有せず、重合禁止剤p−メトシフェノールを60質量ppm含有するアクリル酸を蒸留および晶析により調製した。ダイマー量は100質量ppm以下に、フルフラール、プロトアネモネンはそれぞれ1質量ppm以下に、酢酸およびプロピオン酸は合計500質量ppm(うち酢酸400ppm)に調整した。
上記製造例1で得られた、中和率75モル%、濃度35重量%のアクリル酸ナトリウム水溶液(I)に、内部架橋剤ポリエチレングリコールジアクリレート0.05モル%(対単量体)を溶解させることで、単量体(1)を得た。かかる単量体(I)350gを容積1Lの円筒容器に入れ、2L/分の窒素をバグリングして20分脱気した。次いで、過硫酸ナトリウム0.12g/モル(対単量体)、および、L−アスコルビン酸0.005g/モル(対単量体)の水溶液をスターラー攪拌下で添加して、重合を開始させた。重合開始後に攪拌を停止し、静置水溶液重合を行なった。単量体(1)の温度が約15分(重合ピーク時間)後にピーク重合温度108℃を示した後、30分間重合を進行させた。その後、重合容器より取り出し、含水ゲル状架橋重合体(1)を得た。
製造例1において、単量体に含まれるアクリル酸として、予めフェノール24質量ppmを溶解したアクリル酸を使用して75モル%中和を行なった。かかる中和率75%のアクリル酸ナトリウム水溶液を用いて、単量体を得た。得られた単量体は、20質量ppm(対単量体)のフェノールを含有している。以後、この単量体の重合を行ったところ、実施例Aとほぼ同様の重合ピーク時間およびピーク温度を示した。その後、得られた含水ゲル状架橋重合体を実施例Aと同様に乾燥、粉砕して吸水性樹脂(1)を得た。
実施例Aにおいて、単量体に含まれるアクリル酸として、予めフェノール123質量ppmを溶解したアクリル酸を使用し、以後、実施例Aと同様の方法で、単量体を得た。得られた単量体は、100質量ppm(対単量体)のフェノールを含有している。以後、この単量体の重合を行ったところ、実施例Aとほぼ同様の重合ピーク時間およびピーク温度を示した。その後、得られた含水ゲル状架橋重合体を実施例Aと同様に乾燥、粉砕して吸水性樹脂(2)を得た。
実施例Aにおいて、単量体に含まれるアクリル酸として、予めフェノール246質量ppmを溶解したアクリル酸を使用し、以後、実施例Aと同様の方法で、単量体を得た。得られた単量体は、200質量ppm(対単量体)のフェノールを含有している。以後、この単量体の重合を行なったところ、実施例Aとほぼ同様の重合ピーク時間およびピーク温度を示した。その後、実施例Aと同様に乾燥、粉砕して吸水性樹脂(2)を得た。
実施例1〜3および実施例Aの結果を表1に示す。
実施例Aにおいて、単量体に含まれるアクリル酸として、予めヒドロキシアセトン24pmを溶解したアクリル酸を使用し、以後、実施例Aと同様の方法で、重合を行なったところ、実施例Aとほぼ同様の重合ピーク時間およびピーク温度を示した。その後、実施例Aと同様に乾燥、粉砕して吸水性樹脂(4)を得た。
実施例Aにおいて、単量体に含まれるアクリル酸として、それぞれ、予めヒドロキシアセトン123質量ppm、615質量ppm、1230質量ppm、2460質量ppmを溶解したアクリル酸を使用し、以後、実施例Aと同様の方法で、重合を行なったところ、実施例Aとほぼ同様の重合ピーク時間およびピーク温度を示した。その後、実施例Aと同様に乾燥、粉砕して吸水性樹脂(5)〜(8)を得た。
実施例5〜8および実施例Aの結果を表2に示す。
実施例1〜8で得られた吸水性樹脂(1)〜(8)100重量部に対して、ブタンジオール/プロパジオール/水=0.32/0.5/2.73からなる表面架橋剤を加えて、さらに210℃で40分の加熱処理を行なった。吸水性樹脂(1)〜(8)から得られた、表面架橋された吸水性樹脂を吸水性樹脂(9)〜(16)と呼ぶ。
国際出願第2007/JP/68296号(出願日2007年9月20日)の実施例(段落〔0042〕〜〔0053〕)に従い、アクロレインおよびアクリル酸を得た。すなわち、理論段数が5段相当であるディクソンパッキンを充填した充填塔を用い、塔頂温度46℃、塔底温度100℃、還流比3.3、常圧の条件で、上記アクロレイン含有組成物を蒸留精製した。精製したアクロレイン含有組成物をガスクロマトグラフィーで定量分析した結果、アクロレイン96.7質量%、フェノール0.05質量%との分析結果が得られ、1−ヒドロキシアセトン、グリセリンおよびアリルアルコールは500質量ppm未満で検出されなかった(検出限界0.05%)。
比較例1の吸水性樹脂を、実施例9と同様に表面架橋した。
実施例9および比較例1,2の結果を表3に示す。なお、表面架橋された吸水性樹脂である吸水性樹脂(8)〜(16)はともに、CRC/AAP(荷重50g/cm2)/SFCが同じであった。また、粒度は表面架橋前後でほぼ同じであった。
実施例9で得られた吸水性樹脂10gおよび粉砕木材パルプ10gを均一に混合したのち圧縮して10cm×40cmのシート(吸収体)を作成した。かかる吸収体で紙おむつを作成した。
実施例1において、NaOH中のFeの量を8質量ppmとする以外は同様に重合を行なった。その結果、重合ピーク時間(実施例1の15分)が20分に遅延し、実施例1に比べてL値が1.5ポイント、b値が0.9ポイント悪化した。フェノール量およびヒドロキシアセトンの制御において、NaOH中のFe量(およびNaOH由来の単量体中のFe量)も重要であることがわかる。
実施例1において、NaOH中のFeの量を0.01質量ppmとする以外は同様に重合を行なった。その結果、重合開始時間(誘導時間,実施例1の1分)が3分以上に遅延した。フェノール量およびヒドロキシアセトンの制御において、NaOH中のFe量(及びNaOH由来の単量体中のFe量)も重要であることがわかる。
実施例1において、p−メトキシフェノール(実施例1で60質量ppm)を200質量ppmとする以外は同様に重合を行なった。その結果、重合ピーク時間(実施例1の15分)が16分に遅延し、実施例1に比べてL値が5.1ポイント、b値が2.9ポイント悪化した。
実施例1において、p−メトキシフェノール(実施例1で60質量ppm)を0質量ppmとする以外は同様に重合を行なった。その結果、重合ピーク時間(実施例1の15分)が20分に遅延した。特許文献17,18のようにp−メトキシフェノールを使用しない場合、重合が遅いことがわかる。
実施例Aにおいて米国特許6241928号明細書を参考に、単量体の温度を50℃として、同様に脱気してベルト上で連続重合を行った。その結果、24時間の連続運転が可能であった。実施例5では配管にゲル状物が一部見られた。連続運転、特に高温(50℃以上)にヒドロキシアセトンの制御が重要であることがわかる。
実施例5において、重合後のゲルにキレート剤(ジエチレントリアミン5酢酸Na)100質量ppmを混合後する以外は同様に行なった。吸水性樹脂の吸水特性は同様であったが、実施例5(試験後に黄変)に比べて経時着色が向上し、試験後も白色であった。さらに、耐尿性(耐尿性)も向上する。
Claims (20)
- アクリル酸で単量体を調製する工程、示性式がC6H5OHであるフェノール存在下で該単量体を重合し含水ゲルを得る工程、および得られた含水ゲルを乾燥する乾燥工程を含み、
上記単量体は、該単量体に含まれる固形分に対し0.01〜2500質量ppmの上記フェノールを含む、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の製造方法。 - 予め上記フェノールをアクリル酸に溶解させて上記単量体を調製する、請求項1に記載の製造方法。
- 上記単量体は、該単量体に含まれる固形分に対し0.01〜400質量ppmの上記フェノールを含む、請求項1または2に記載の製造方法。
- 上記乾燥工程後に、吸水性樹脂の表面架橋処理を行なう表面架橋工程をさらに含む、請求項1〜3の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記単量体がアクリル酸の部分中和塩である、請求項1〜4の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記単量体の濃度が35重量%以上である、請求項1〜5の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記単量体の温度が35℃以上である、請求項1〜6の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記乾燥工程後に、標準篩分級で規定される850〜150μmの粒子成分量の割合が95重量%以上になるようにポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を分級する分級工程を含む、請求項1〜7の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記アクリル酸が天然物由来の原料から得られる、請求項1〜8の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記アクリル酸がグリセリン由来の原料から得られる、請求項1〜9の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記単量体は、重合禁止剤を含み、上記単量体に対する重合禁止剤の含有量が25〜200質量ppmである、請求項1〜10の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記単量体は、鉄(Fe)を含み、上記単量体に対する鉄(Fe)の含有量(Fe2O3換算)が0.01〜1質量ppmである、請求項1〜11の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記乾燥工程における乾燥温度が165〜230℃であり、乾燥時間が50分以内である、請求項1〜12の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記重合工程では、単量体を連続中和または連続重合する、請求項1〜13の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記重合工程では、単量体を1Mt/hr以上のスケールで連続重合する、請求項1〜14の何れか1項に記載の製造方法。
- ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の生理食塩水に対する無加圧下吸収倍率(CRC)が10〜45g/gである、請求項1〜15の何れか1項に記載の製造方法。
- 上記単量体が酢酸およびプロピオン酸をさらに含む、請求項1〜16の何れか1項に記載の製造方法。
- アクリル酸が、示性式がC6H5OHであるフェノールまたはヒドロキシアセトンを除去または酸化する工程を含むアクリル酸の製造方法により得られる、請求項1〜17の何れか1項に記載の製造方法。
- 単量体の調製に使用するアクリル酸が、ヒドロキシアセトン含有量300質量ppm以下で且つ上記フェノールを含む、請求項1〜18の何れか1項に記載の製造方法。
- 単量体の調製に使用するアクリル酸が、上記フェノール0.01〜400ppmを含有する、請求項1〜19の何れか1項に記載の製造方法。
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