JP7457718B2 - 吸収性物品及び補助シート - Google Patents
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Description
本発明は、吸収性物品及び補助シートに関する。
尿等の水を主成分とする液体を吸収するための吸収性物品には、一般に、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が用いられている。例えば、下記特許文献1に開示される吸水シート構成体には、生理食塩水吸水速度が所定の範囲内にある吸水性樹脂粒子が吸液層に用いられている。
上述の吸水シートのような超薄型の吸水コアを備える吸収性物品では、吸液対象の液体が吸収体に供されてから比較的短時間(吸液初期段階)で液体漏れが発生する場合があり、吸液初期段階の液体漏れを改善する技術の開発が求められていた。
そこで、本発明の一側面は、吸液初期段階の液体漏れが抑制された吸収性物品を提供することを目的とする。本発明の他の側面は、吸収性物品における吸液初期段階の液体漏れを抑制可能な補助シートを提供することを目的とする。
本発明の一側面は、吸水コア、該吸水コアによる吸液を補助する補助シート、液体不透過性シート及び液体透過性シートを備え、液体不透過性シート、補助シート、吸水コア及び液体透過性シートがこの順に配置されている、吸収性物品に関する。当該吸収性物品において、補助シートは、吸水性樹脂粒子を含む樹脂層を備え、以下の(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の工程をこの順に含む方法により測定される、吸水性樹脂粒子の乾粉通液吸液率が0.25以上1.0以下である。
(1)メッシュ状の底部を備える内径60mmの円筒状容器内の底面全体にわたり、0.2gの吸水性樹脂粒子を均一に散布し、容器及び該容器内に散布された吸水性樹脂粒子の合計質量Wb(g)を測定する。
(2)吸水性樹脂粒子が散布された容器内に液温25℃の人工尿20mLを8mL/秒の一定速度で注入し、人工尿の少なくとも一部を吸水性樹脂粒子に吸液させて容器内で膨潤ゲルを形成させる。
(3)注入開始から30秒後に、容器及び該容器内の膨潤ゲルの合計質量Wa(g)を測定する。
(4)Wa(g)-Wb(g)により乾粉通液吸液量(g)を求める。
(5)0.2gの吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量(g)に対する乾粉通液吸液量(g)の比として、乾粉通液吸液率(g/g)を得る。
(1)メッシュ状の底部を備える内径60mmの円筒状容器内の底面全体にわたり、0.2gの吸水性樹脂粒子を均一に散布し、容器及び該容器内に散布された吸水性樹脂粒子の合計質量Wb(g)を測定する。
(2)吸水性樹脂粒子が散布された容器内に液温25℃の人工尿20mLを8mL/秒の一定速度で注入し、人工尿の少なくとも一部を吸水性樹脂粒子に吸液させて容器内で膨潤ゲルを形成させる。
(3)注入開始から30秒後に、容器及び該容器内の膨潤ゲルの合計質量Wa(g)を測定する。
(4)Wa(g)-Wb(g)により乾粉通液吸液量(g)を求める。
(5)0.2gの吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量(g)に対する乾粉通液吸液量(g)の比として、乾粉通液吸液率(g/g)を得る。
本発明によれば、吸液初期段階の液体漏れが抑制された吸収性物品を提供することができる。
また、本発明によれば、吸収性物品における吸液初期段階の液体漏れを抑制可能な補助シートを提供することができる。
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本明細書において、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「(メタ)アクリル」と表記する。「アクリレート」及び「メタクリレート」も同様に「(メタ)アクリレート」と表記する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。「水溶性」とは、25℃において水に5質量%以上の溶解性を示すことをいう。本明細書に例示する材料は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
一実施形態に係る吸収性物品は、吸水コア、該吸水コアによる吸液を補助する補助シート、液体不透過性シート及び液体透過性シートを備える。吸収性物品において、液体不透過性シート、補助シート、吸水コア及び液体透過性シートがこの順に配置されている。すなわち、補助シートは、吸水コアを備える吸収性物品において、吸水コアの吸液対象の液体が侵入する側とは反対側の面に接するように配置されている。補助シートは、吸水コアを備える吸収性物品において、吸水コアの吸液を補助するために用いられる。
補助シートは、吸水性樹脂粒子を含む樹脂層を備え、以下の(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の工程をこの順に含む方法により測定される、吸水性樹脂粒子の乾粉通液吸液率が0.25以上1.0以下である。
(1)メッシュ状の底部を備える内径60mmの円筒状容器内の底面全体にわたり、0.2gの吸水性樹脂粒子を均一に散布し、容器及び該容器内に散布された吸水性樹脂粒子の合計質量Wb(g)を測定する。
(2)吸水性樹脂粒子が散布された容器内に液温25℃の人工尿20mLを8mL/秒の一定速度で注入し、人工尿の少なくとも一部を吸水性樹脂粒子に吸液させて容器内で膨潤ゲルを形成させる。
(3)注入開始から30秒後に、容器及び該容器内の膨潤ゲルの合計質量Wa(g)を測定する。
(4)Wa(g)-Wb(g)により乾粉通液吸液量(g)を求める。
(5)0.2gの吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量(g)に対する乾粉通液吸液量(g)の比として、乾粉通液吸液率(g/g)を得る。
(1)メッシュ状の底部を備える内径60mmの円筒状容器内の底面全体にわたり、0.2gの吸水性樹脂粒子を均一に散布し、容器及び該容器内に散布された吸水性樹脂粒子の合計質量Wb(g)を測定する。
(2)吸水性樹脂粒子が散布された容器内に液温25℃の人工尿20mLを8mL/秒の一定速度で注入し、人工尿の少なくとも一部を吸水性樹脂粒子に吸液させて容器内で膨潤ゲルを形成させる。
(3)注入開始から30秒後に、容器及び該容器内の膨潤ゲルの合計質量Wa(g)を測定する。
(4)Wa(g)-Wb(g)により乾粉通液吸液量(g)を求める。
(5)0.2gの吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量(g)に対する乾粉通液吸液量(g)の比として、乾粉通液吸液率(g/g)を得る。
本明細書において、人工尿は、塩化ナトリウム(NaCl)100.0g、塩化カルシウム2水和物(CaCl2・H2O)3.0g、塩化マグネシウム6水和物(MgCl2・6H2O)6.0g、トリトンX-100(1%)25.0g及び食用青色1号0.25gと、水9865.75gとから調製される水溶液である。
人工尿飽和吸液量は、所定量の吸水性樹脂粒子における人工尿の飽和吸液量を表す指標であり、乾粉通液吸液量は、吸水性樹脂粒子と人工尿との接触後短時間の間(初期)での吸液量を反映する指標である。人工尿飽和吸液量に対する乾粉通液吸液量の比である乾粉通液吸液率が高いことは、人工尿との接触後短時間(初期)での吸水性樹脂粒子の液浸透性が高いことを意味すると考えられる。初期での液浸透性が高い吸水性樹脂粒子を含む樹脂層を備える補助シートにより、吸水コアで吸収しきれなかった液体が瞬時に吸収されることによって、吸収性物品における吸液初期段階の液体漏れが抑制されると推察される。
乾粉通液吸液率の下限値は、0.25以上であり、吸液初期段階における液体漏れ抑制効果に更に優れる観点から、0.30以上、0.35以上、0.40以上、0.45以上、0.50以上、0.55以上、0.60以上、0.65以上、0.70以上、0.75以上、0.80以上、又は0.85以上であってよい。乾粉通液吸液率の上限値は、1.0以下であり、0.95以下、又は0.90以下であってよい。吸水性樹脂粒子0.2gの人工尿飽和吸液量は、乾粉通液吸液率の測定に用いる量と同じ0.2gの吸水性樹脂粒子の飽和吸収量を示すため、通常、同量の吸水性樹脂粒子を用いて測定した場合には、乾粉通液吸液量は、人工尿飽和吸液量を超えない。よって、通常、乾粉通液吸液率の上限値は1.0以下となる。
乾粉通液吸液量は、例えば、2.7g以上、3.0g以上、4.0g以上、5.0g以上、6.0g以上、7.0g以上、8.0g以上、又は9.0g以上であってよく、15.0g以下、12.0g以下、又は10.0g以下であってよい。乾粉通液吸液量の具体的な測定方法は、後述する実施例に記載のとおりである。
吸水性樹脂粒子0.2gの人工尿飽和吸液量は、次に示す工程(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)をこの順に含む方法により算出される。
(a)500mL容のビーカー内に500gの人工尿を投入する。
(b)人工尿が投入されたビーカー内に、人工尿をマグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)を用いて600rpmで攪拌させながら、2.0gの吸水性樹脂粒子を投入する。
(c)吸水性樹脂粒子の投入後60分間人工尿及び吸水性樹脂粒子を600rpmで撹拌して膨潤ゲルを形成させる。
(d)ビーカー内の内容物を目開き75μm標準篩でろ過し、1分間静置して余剰の水分を取り除く。
(e)膨潤ゲル及び篩の合計質量Wcを測定し、予め測定した篩の質量Wdから、次の式により0.2gの人工尿飽和吸液量(g)を求める。
0.2gの人工尿飽和吸液量(g)=0.2×(Wc-Wd)/2.0
(a)500mL容のビーカー内に500gの人工尿を投入する。
(b)人工尿が投入されたビーカー内に、人工尿をマグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)を用いて600rpmで攪拌させながら、2.0gの吸水性樹脂粒子を投入する。
(c)吸水性樹脂粒子の投入後60分間人工尿及び吸水性樹脂粒子を600rpmで撹拌して膨潤ゲルを形成させる。
(d)ビーカー内の内容物を目開き75μm標準篩でろ過し、1分間静置して余剰の水分を取り除く。
(e)膨潤ゲル及び篩の合計質量Wcを測定し、予め測定した篩の質量Wdから、次の式により0.2gの人工尿飽和吸液量(g)を求める。
0.2gの人工尿飽和吸液量(g)=0.2×(Wc-Wd)/2.0
吸水性樹脂粒子0.2gの人工尿飽和吸液量は、例えば、吸水性樹脂粒子の吸水特性の観点から、7.0以上であり、8.0以上、9.0以上、又は10.0以上であってよく、20.0以下、15.0以下、13.0以下、又は11.0以下であってよい。吸水性樹脂粒子0.2gの人工尿飽和吸液量の具体的な測定方法は、後述する実施例に記載のとおりである。
吸水性樹脂粒子の形状は、例えば略球状、破砕状又は顆粒状であってもよく、これらの形状を有する一次粒子が凝集した粒子が形成されていてもよい。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は、45~850μm、75~700μm、100~600μm、又は200~600μmであってよい。吸水性樹脂粒子は、後述する製造方法により得られた時点で所望の粒度分布を有していてよいが、篩による分級を用いた粒度調整等の操作を行うことにより粒度分布を調整してもよい。
吸水性樹脂粒子は、例えば、エチレン性不飽和単量体を含む単量体の重合により形成された架橋重合体を含むことができる。架橋重合体は、エチレン性不飽和単量体に由来する単量体単位を有する。
吸水性樹脂粒子は、エチレン性不飽和単量体を含む単量体を重合させる工程を含む方法により、製造することができる。重合方法としては、逆相懸濁重合法、水溶液重合法、バルク重合法、沈殿重合法等が挙げられる。得られる吸水性樹脂粒子の良好な吸水特性の確保、及び、重合反応の制御が容易である観点から、逆相懸濁重合法又は水溶液重合法を適用してもよい。以下においては、エチレン性不飽和単量体を重合させる方法として、逆相懸濁重合法を例にとって説明する。
<吸水性樹脂粒子>
エチレン性不飽和単量体は水溶性であってもよい。水溶性エチレン性不飽和単量体の例としては、(メタ)アクリル酸及びその塩、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩、(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、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。エチレン性不飽和単量体がアミノ基を有する場合、当該アミノ基は4級化されていてもよい。エチレン性不飽和単量体は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。上述の単量体のカルボキシル基、アミノ基等の官能基は、後述する表面架橋工程において架橋が可能な官能基として機能し得る。
エチレン性不飽和単量体は水溶性であってもよい。水溶性エチレン性不飽和単量体の例としては、(メタ)アクリル酸及びその塩、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩、(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、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。エチレン性不飽和単量体がアミノ基を有する場合、当該アミノ基は4級化されていてもよい。エチレン性不飽和単量体は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。上述の単量体のカルボキシル基、アミノ基等の官能基は、後述する表面架橋工程において架橋が可能な官能基として機能し得る。
工業的に入手が容易である観点から、エチレン性不飽和単量体は、(メタ)アクリル酸及びその塩、アクリルアミド、メタクリルアミド、並びに、N,N-ジメチルアクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでいてもよい。エチレン性不飽和単量体が、(メタ)アクリル酸及びその塩、並びに、アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでいてもよい。吸水特性を更に高める観点から、エチレン性不飽和単量体は、(メタ)アクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでもよい。
エチレン性不飽和単量体は、水溶液として重合反応に用いることができる。エチレン性不飽和単量体を含む水溶液(以下、単に「単量体水溶液」という)におけるエチレン性不飽和単量体の濃度は、20質量%以上飽和濃度以下、25~70質量%、又は30~55質量%であってもよい。水溶液において使用される水としては、水道水、蒸留水、イオン交換水等が挙げられる。
吸水性樹脂粒子を得るための単量体として、上述のエチレン性不飽和単量体以外の単量体が使用されてもよい。このような単量体は、例えば、上述のエチレン性不飽和単量体を含む水溶液に混合して用いることができる。エチレン性不飽和単量体の使用量は、単量体全量に対して70~100モル%であってもよい。(メタ)アクリル酸及びその塩の割合が単量体全量に対して70~100モル%であってもよい。
エチレン性不飽和単量体が酸基を有する場合、その酸基をアルカリ性中和剤によって中和してから、単量体溶液を重合反応に用いてもよい。エチレン性不飽和単量体における、アルカリ性中和剤による中和度は、得られる吸水性樹脂粒子の浸透圧を高くし、吸水特性(吸水量等)を更に高める観点から、エチレン性不飽和単量体中の酸性基の10~100モル%、50~90モル%、又は60~80モル%であってもよい。アルカリ性中和剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;アンモニアなどが挙げられる。アルカリ性中和剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。アルカリ性中和剤は、中和操作を簡便にするために水溶液の状態で用いられてもよい。エチレン性不飽和単量体の酸基の中和は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液を上述の単量体水溶液に滴下して混合することにより行うことができる。
逆相懸濁重合法においては、界面活性剤の存在下、炭化水素分散媒中で単量体水溶液を分散し、ラジカル重合開始剤等を用いてエチレン性不飽和単量体の重合を行うことができる。ラジカル重合開始剤としては、水溶性ラジカル重合開始剤を用いることができる。
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル(「(ポリ)」とは、「ポリ」の接頭語がある場合及びない場合の双方を意味するものとする。以下同じ。)、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル等が挙げられる。アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルメチルタウリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルのリン酸エステル等が挙げられる。界面活性剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
W/O型逆相懸濁の状態が良好であり、好適な粒子径を有する吸水性樹脂粒子が得られやすく、工業的に入手が容易である観点から、界面活性剤は、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでもよい。得られる吸水性樹脂粒子の吸水特性が向上しやすい観点から、界面活性剤は、ソルビタン脂肪酸エステル、及び/又はショ糖脂肪酸エステル(例えばショ糖ステアリン酸エステル)を用いることができる。これらの界面活性剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
界面活性剤の量は、単量体水溶液100質量部に対して、0.05~10質量部、0.08~5質量部、又は0.1~3質量部であってもよい。
逆相懸濁重合では、上述の界面活性剤と共に高分子系分散剤を併せて用いてもよい。高分子系分散剤としては、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸変性EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマー)、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・ブタジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、酸化型エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。高分子系分散剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。高分子系分散剤は、単量体の分散安定性に優れる観点から、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、及び、酸化型エチレン・プロピレン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。
高分子系分散剤の量は、単量体水溶液100質量部に対して、0.05~10質量部、0.08~5質量部、又は0.1~3質量部であってもよい。
炭化水素分散媒は、炭素数6~8の鎖状脂肪族炭化水素、及び、炭素数6~8の脂環式炭化水素からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでいてもよい。炭化水素分散媒としては、n-ヘキサン、n-ヘプタン、2-メチルヘキサン、3-メチルヘキサン、2,3-ジメチルペンタン、3-エチルペンタン、n-オクタン等の鎖状脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、trans-1,2-ジメチルシクロペンタン、cis-1,3-ジメチルシクロペンタン、trans-1,3-ジメチルシクロペンタン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。炭化水素分散媒は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
工業的に入手が容易であり、かつ、品質が安定している観点から、炭化水素分散媒は、n-ヘプタン及びシクロヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでいてもよい。また、同様の観点から、上述の炭化水素分散媒の混合物としては、例えば、市販されているエクソールヘプタン(エクソンモービル社製:n-ヘプタン及び異性体の炭化水素75~85%含有)を用いてもよい。
炭化水素分散媒の量は、重合熱を適度に除去し、重合温度を制御しやすい観点から、単量体水溶液100質量部に対して、30~1000質量部、40~500質量部、又は50~300質量部であってもよい。炭化水素分散媒の量が30質量部以上であることにより、重合温度の制御が容易である傾向がある。炭化水素分散媒の量が1000質量部以下であることにより、重合の生産性が向上する傾向があり、経済的である。
ラジカル重合開始剤は水溶性であってもよい。水溶性ラジカル重合開始剤の例としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩;メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレート、過酸化水素等の過酸化物;2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(N-フェニルアミジノ)プロパン]2塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(N-アリルアミジノ)プロパン]2塩酸塩、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]2塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}2塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド]、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等のアゾ化合物が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。ラジカル重合開始剤は、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]2塩酸塩、及び、2,2’-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}2塩酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。
ラジカル重合開始剤の量は、エチレン性不飽和単量体1モルに対して0.00005~0.01モルであってよい。ラジカル重合開始剤の使用量が0.00005モル以上であると、重合反応に長時間を要さず、効率的である。ラジカル重合開始剤の量が0.01モル以下であると、急激な重合反応が起こることを抑制しやすい。
例示されたラジカル重合開始剤は、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、L-アスコルビン酸等の還元剤と併用して、レドックス重合開始剤として用いることもできる。
重合反応の際、単量体水溶液は、連鎖移動剤を含んでいてもよい。連鎖移動剤としては、次亜リン酸塩類、チオール類、チオール酸類、第2級アルコール類、アミン類等が挙げられる。
吸水性樹脂粒子の粒子径を制御するために、重合に用いる単量体水溶液は、増粘剤を含んでいてもよい。増粘剤としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。重合時の攪拌速度が同じであれば、単量体水溶液の粘度が高いほど、得られる粒子の中位粒子径は大きくなる傾向にある。
重合の際に自己架橋による架橋が生じうるが、更に内部架橋剤を用いることで架橋を施してもよい。内部架橋剤を用いると、吸水性樹脂粒子の吸水特性を制御しやすい。内部架橋剤は、通常、重合反応の際に反応液に添加される。内部架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類のジ又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;上述のポリオール類と不飽和酸(マレイン酸、フマール酸等)とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類;N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のビス(メタ)アクリルアミド類;ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるジ又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;ポリイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)と(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル類;アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、N,N’,N”-トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等の,重合性不飽和基を2個以上有する化合物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物;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;イソシアネート化合物(2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)などの、反応性官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。内部架橋剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。内部架橋剤としては、ポリグリシジル化合物であってもよく、ジグリシジルエーテル化合物であってもよい。内部架橋剤が、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、及び、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでもよい。
内部架橋剤の量は、上述の単量体水溶液の重合により得られる重合体が適度に架橋されることにより水溶性の性質が抑制され、充分な吸水量が得られやすい観点から、エチレン性不飽和単量体1モル当たり、0ミリモル以上、0.01ミリモル以上、0.015ミリモル以上、又は0.020ミリモル以上であってもよく、0.1モル以下であってもよい。
エチレン性不飽和単量体、ラジカル重合開始剤、必要に応じて内部架橋剤等を含む水相と、炭化水素系分散剤と必要に応じて界面活性剤、高分子系分散剤等を含む油相を混合した状態において攪拌下で加熱し、油中水系において逆相懸濁重合を行うことができる。
逆相懸濁重合を行う際には、界面活性剤(必要に応じて更に、高分子系分散剤)の存在下で、エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を炭化水素分散媒に分散させる。このとき、重合反応を開始する前であれば、界面活性剤、高分子系分散剤等の添加時期は、単量体水溶液の添加の前後どちらであってもよい。
得られる吸水性樹脂に残存する炭化水素分散媒の量を低減しやすい観点から、高分子系分散剤を分散させた炭化水素分散媒に単量体水溶液を分散させた後に界面活性剤を更に分散させてから重合を行ってもよい。
逆相懸濁重合は、1段、又は、2段以上の多段で行うことができる。逆相懸濁重合は、生産性を高める観点から、2段又は3段で行ってもよい。
2段以上の多段で逆相懸濁重合を行う場合、1段目の逆相懸濁重合を行った後、1段目の重合反応で得られた反応混合物にエチレン性不飽和単量体を添加して混合し、1段目と同様の方法で2段目以降の逆相懸濁重合を行えばよい。2段目以降の各段における逆相懸濁重合では、エチレン性不飽和単量体の他に、上述のラジカル重合開始剤を、2段目以降の各段における逆相懸濁重合の際に添加するエチレン性不飽和単量体の量を基準として、上述のエチレン性不飽和単量体に対する各成分のモル比の範囲内で添加して逆相懸濁重合を行ってもよい。2段目以降の各段における逆相懸濁重合では、必要に応じて内部架橋剤を用いてもよい。内部架橋剤を用いる場合は、各段に供するエチレン性不飽和単量体の量を基準として、上述のエチレン性不飽和単量体に対する各成分のモル比の範囲内で添加して逆相懸濁重合を行ってもよい。
重合反応の温度は、使用するラジカル重合開始剤によって異なるが、重合を迅速に進行させ、重合時間を短くすることにより、経済性を高めると共に、容易に重合熱を除去して円滑に反応を行う観点から、20~150℃、又は40~120℃であってもよい。反応時間は、通常、0.5~4時間である。重合反応の終了は、例えば、反応系内の温度上昇の停止により確認することができる。これにより、エチレン性不飽和単量体の重合体は、通常、含水ゲル状重合体の状態で得られる。
重合後、得られた含水ゲル状重合体に架橋剤を添加して加熱することで、重合後架橋を施してもよい。重合後架橋を行なうことで含水ゲル状重合体の架橋度を高め、それにより吸水性樹脂粒子の吸水特性を更に向上させることができる。
重合後架橋を行うための架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、及び(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル等の2個以上のエポキシ基を有する化合物;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、及びα-メチルエピクロルヒドリン等のハロエポキシ化合物;2,4-トリレンジイソシアネート、及びヘキサメチレンジイソシアネート等の2個以上のイソシアネート基を有する化合物;1,2-エチレンビスオキサゾリン等のオキサゾリン化合物;エチレンカーボネート等のカーボネート化合物;ビス[N,N-ジ(β-ヒドロキシエチル)]アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物等が挙げられる。重合後架橋のための架橋剤が、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、及びポリグリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物であってもよい。これらの架橋剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
重合後架橋に用いられる架橋剤の量は、得られる含水ゲル状重合体が適度に架橋されることにより好適な吸水特性を示すようにする観点から、水溶性エチレン性不飽和単量体1モル当たり、0~0.03モル、0~0.01モル、又は0.00001~0.005モルであってもよい。
重合後架橋のための架橋剤は、エチレン性不飽和単量体の重合反応後に反応液に添加される。多段重合の場合、多段重合後に重合後架橋のための架橋剤を添加してもよい。重合時および重合後の発熱、工程遅延による滞留、架橋剤添加時の系の開放、及び架橋剤添加に伴う水の添加等による水分の変動を考慮して、重合後架橋のための架橋剤は、含水率(後述)の観点から、[重合直後の含水率±3質量%]の領域で添加してもよい。
引き続き、得られた含水ゲル状重合体から水分が除去される。水分の除去する乾燥により、エチレン性不飽和単量体の重合体を含む重合体粒子が得られる。乾燥方法としては、例えば、(a)含水ゲル状重合体が炭化水素分散媒に分散した状態で共沸蒸留により水分を除去する方法、(b)デカンテーションにより含水ゲル状重合体を取り出し、減圧乾燥する方法、(c)フィルターにより含水ゲル状重合体をろ別し、減圧乾燥する方法等が挙げられる。
重合反応時の攪拌機の回転数を調整することによって、あるいは、重合反応後又は乾燥の初期において凝集剤を系内に添加することによって吸水性樹脂粒子の粒子径を調整することができる。凝集剤を添加することにより、得られる吸水性樹脂粒子の粒子径を大きくすることができる。凝集剤としては、無機凝集剤を用いることができる。無機凝集剤(例えば粉末状無機凝集剤)としては、シリカ、ゼオライト、ベントナイト、酸化アルミニウム、タルク、二酸化チタン、カオリン、クレイ、ハイドロタルサイト等が挙げられる。凝集効果に優れる観点から、凝集剤が、シリカ、酸化アルミニウム、タルク及びカオリンからなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。
逆相懸濁重合において、重合で用いられるものと同種の炭化水素分散媒又は水に凝集剤を予め分散させてから、これを、攪拌下で、含水ゲル状重合体を含む炭化水素分散媒中に混合してもよい。
凝集剤の量は、重合に使用するエチレン性不飽和単量体100質量部に対して、0.001~1質量部、0.005~0.5質量部、又は0.01~0.2質量部であってもよい。凝集剤の量がこれら範囲内であることによって、目的とする粒度分布を有する吸水性樹脂粒子が得られやすい。
重合反応は、攪拌翼を有する各種攪拌機を用いて行うことができる。攪拌翼としては、平板翼、格子翼、パドル翼、プロペラ翼、アンカー翼、タービン翼、ファウドラー翼、リボン翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼等を用いることができる。平板翼は、軸(撹拌軸)と、軸の周囲に配置された平板部(撹拌部)とを有している。さらに、平板部は、スリット等を有していてもよい。
吸水性樹脂粒子の製造においては、乾燥工程(水分除去工程)又はそれ以降のいずれかの工程において、架橋剤を用いて含水ゲル状重合体の表面部分の架橋(表面架橋)が行われてもよい。表面架橋を行うことで、吸水性樹脂粒子の吸水特性を制御しやすい。表面架橋される含水ゲル状重合体の含水率が、5~50質量%、10~40質量%、又は15~35質量%であってもよい。含水ゲル状重合体の含水率(質量%)は、次の式で算出される。
含水率=[Ww/(Ww+Ws)]×100
Ww:全重合工程の重合前の単量体水溶液に含まれる水分量から、乾燥工程等により系外部に排出された水分量を差し引いた量に、凝集剤、表面架橋剤等を混合する際に必要に応じて用いられる水分量を加えることで算出される含水ゲル状重合体の水分量。
含水率=[Ww/(Ww+Ws)]×100
Ww:全重合工程の重合前の単量体水溶液に含まれる水分量から、乾燥工程等により系外部に排出された水分量を差し引いた量に、凝集剤、表面架橋剤等を混合する際に必要に応じて用いられる水分量を加えることで算出される含水ゲル状重合体の水分量。
Ws:含水ゲル状重合体を構成するエチレン性不飽和単量体、架橋剤、開始剤等の材料の仕込量から算出される固形分量。
表面架橋を行うための架橋剤(表面架橋剤)としては、例えば、反応性官能基を2個以上有する化合物を挙げることができる。架橋剤の例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物;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;2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物;3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、3-ブチル-3-オキセタンメタノール、3-メチル-3-オキセタンエタノール、3-エチル-3-オキセタンエタノール、3-ブチル-3-オキセタンエタノール等のオキセタン化合物;1,2-エチレンビスオキサゾリン等のオキサゾリン化合物;エチレンカーボネート等のカーボネート化合物;ビス[N,N-ジ(β-ヒドロキシエチル)]アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物が挙げられる。表面架橋剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。表面架橋剤は、ポリグリシジル化合物であってもよく、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、及び、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでもよい。
表面架橋剤の量は、重合に使用するエチレン性不飽和単量体1モルに対して、0.00001~0.02モル、0.00005~0.01モル、又は0.0001~0.005モルであってもよい。表面架橋剤の量が0.00001モル以上であると、吸水性樹脂粒子の表面部分における架橋密度が充分に高められ、吸水性樹脂粒子のゲル強度を高めやすい。表面架橋剤の量が0.02モル以下であると、吸水性樹脂粒子の吸水量を高めやすい。
吸水性樹脂粒子の製造においては、乾燥工程(水分除去工程)又はそれ以降のいずれかの工程において、表面改質剤を用いて含水ゲル状重合体の表面部分を処理(表面改質)してもよい。表面改質は、例えば、表面架橋工程の前、途中または後に行われてよい。表面改質は、なかでも表面架橋後に行われてよい。特に、逆相懸濁重合法、水溶液重合法、その他の重合方法により得られた含水ゲル状重合体において、含水ゲル状重合体を、表面架橋後に、表面改質剤により処理する場合には、得られる吸水性樹脂粒子が、高い乾粉通液吸液率を示す樹脂層を形成しやすい傾向がある。
表面改質剤は、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等の界面活性剤であってよい。例えば、表面改質剤として用いられるノニオン界面活性剤のHLB値は、例えば、3~12、又は6~10であってよい。ノニオン界面活性剤としては、例えば、ソルビタンモノラウレート等のソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。特に、表面改質剤が、HLB値が上記範囲内のノニオン界面活性剤である場合、得られる吸水性樹脂粒子が、高い乾粉通液吸液率を示す樹脂層を形成しやすい傾向がある。HLB値は、グリフィン法により測定される。
表面改質剤の量は、重合に使用するエチレン性不飽和単量体100質量部に対して、0.01~0.50質量部、0.02~0.40質量部、又は0.04~0.30質量部であってもよい。
必要に応じて、表面架橋及び/又は表面改質が行われた後、含水ゲル状重合体から水及び炭化水素分散媒を留去すること等により、乾燥品である重合体粒子を得ることができる。
本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、重合体粒子のみから構成されていてもよいが、例えば、ゲル安定剤、金属キレート剤、及び流動性向上剤(滑剤)等から選ばれる各種の追加の成分を更に含むことができる。追加の成分は、重合体粒子の内部、重合体粒子の表面上、又はそれらの両方に配置され得る。追加の成分は、流動性向上剤(滑剤)であってもよい。流動性向上剤は無機粒子を含んでいてもよい。無機粒子としては、例えば、非晶質シリカ等のシリカ粒子が挙げられる。
吸水性樹脂粒子は、重合体粒子の表面上に配置された複数の無機粒子を含んでいてもよい。例えば、重合体粒子と無機粒子とを混合することにより、重合体粒子の表面上に無機粒子を配置することができる。この無機粒子は、非晶質シリカ等のシリカ粒子であってもよい。吸水性樹脂粒子が重合体粒子の表面上に配置された無機粒子を含む場合、重合体粒子の質量に対する無機粒子の量の割合は、0.2質量%以上、0.5質量%以上、1.0質量%以上、又は1.5質量%以上であってもよく、5.0質量%以下、又は3.5質量%以下であってもよい。ここでの無機粒子は、通常、重合体粒子の大きさと比較して微小な大きさを有する。例えば、無機粒子の平均粒子径が、0.1~50μm、0.5~30μm、又は1~20μmであってもよい。ここでの平均粒子径は、動的光散乱法、又はレーザー回折・散乱法によって測定される値であることができる。
<補助シート>
図1は、補助シートの一例を示す断面図である。図1に示す補助シート60は、樹脂層61と、2枚のシート基材62a,62bとを有する。シート基材62a,62bは、樹脂層61の両側に配置されている。言い換えると、樹脂層61は、シート基材62a,62bの内側に配置されている。樹脂層61は、2枚のシート基材62a,62bの間に挟まれることにより、保形されている。シート基材62a,62bは、2枚のシートであってもよいし、折り返された1枚のシート、又は1枚の袋体であってもよい。
図1は、補助シートの一例を示す断面図である。図1に示す補助シート60は、樹脂層61と、2枚のシート基材62a,62bとを有する。シート基材62a,62bは、樹脂層61の両側に配置されている。言い換えると、樹脂層61は、シート基材62a,62bの内側に配置されている。樹脂層61は、2枚のシート基材62a,62bの間に挟まれることにより、保形されている。シート基材62a,62bは、2枚のシートであってもよいし、折り返された1枚のシート、又は1枚の袋体であってもよい。
補助シート60は、シート基材62aと樹脂層61との間に介在する接着剤63aを更に有していてもよく、シート基材62bと樹脂層61との間に介在する接着剤63bを更に有していてもよい。接着剤63a,63bとしては、例えば水性接着剤、溶剤型接着剤、弾性接着剤、エアゾール接着剤、ホットメルト接着剤等であってよい。
補助シート60の厚さは、例えば、3.0mm以下、2.5mm以下、2.0mm以下、又は1.8mm以下であってよく、0.1mm以上、0.3mm以上、又は0.5mm以上であってもよい。厚さは、例えば、尾崎製作所製ダイヤルシックネスゲージJ-B(測定子はφ50mmのアルミ製)を用いて測定することができる。
樹脂層61は、上述の実施形態に係る吸水性樹脂粒子61aと、繊維状物を含む繊維層61bとを有する。樹脂層61は、繊維層61bを有していなくてもよい。樹脂層における吸水性樹脂粒子の含有量は、樹脂層61の質量を基準として、70~100質量%、80~100質量%、又は90~100質量%であってもよい。
樹脂層61の厚さは、乾燥状態で、例えば2.0mm以下、1.5mm以下、1.0mm以下、又は0.8mm以下であってよく、0.1mm以上、又は0.3mm以上であってもよい。樹脂層61の単位面積当たりの質量は、100g/m2以下、80g/m2以下、60g/m2以下、又は40g/m2以下であってもよく、10g/m2以上、20g/m2以上、又は25g/m2以上であってもよい。
繊維層61bを構成する繊維状物は、例えば、セルロース系繊維、合成繊維、又はこれらの組み合わせであることができる。セルロース系繊維の例としては、粉砕された木材パルプ、コットン、コットンリンター、レーヨン、セルロースアセテートが挙げられる。合成繊維の例としては、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、及びポリオレフィン繊維が挙げられる。繊維状物が親水性繊維(例えばパルプ)であってもよい。
樹脂層61は、無機粒子(例えば非晶質シリカ)、消臭剤、抗菌剤、香料等を更に含んでもよい。
シート基材62a,62bは、例えば、不織布、又はティッシュ等であってもよい。2枚のシート基材62a,62bが、同一又は異なる不織布であることができる。不織布は、短繊維(すなわちステープル)で構成される不織布(短繊維不織布)であってもよく、長繊維(すなわちフィラメント)で構成される不織布(長繊維不織布)であってもよい。ステープルは、一般的には数百mm以下の繊維長を有していてよい。
シート基材62a,62bとして用いられる不織布は、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、レジンボンド不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、ポイントボンド不織布、又はこれらから選ばれる2種以上の不織布を含む積層体であってよい。
シート基材62a,62bとして用いられる不織布は、合成繊維、天然繊維、又はこれらの組み合わせによって形成された不織布であることができる。合成繊維の例としては、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)及びポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、並びにレーヨンから選ばれる合成樹脂を含む繊維が挙げられる。天然繊維の例としては、綿、絹、麻、又はパルプ(セルロース)を含む繊維が挙げられる。不織布を形成する繊維が、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維又はこれらの組み合わせであってよい。シート基材62a,62bがティッシュであってもよい。
シート基材62a,62bとして用いられるティッシュは、天然繊維、あるいは天然繊維に合成繊維を配合したものであってもよい。ティッシュの単位面積当たりの質量は、16±2g/m2であってもよい。ティッシュの厚みは、0.12±0.02mmであってもよい。
補助シート60は、例えば、樹脂層61をシート基材62a,62bの間に挟み、形成された構造体を必要により加熱しながら加圧する方法により、得ることができる。必要により、シート基材62a,62bと、樹脂層61との間に接着剤63a,63bが配置される。
補助シート60は、例えば各種の吸収性物品を製造するために用いられる。吸収性物品の例としては、おむつ(例えば紙おむつ)、トイレトレーニングパンツ、失禁パッド、衛生材料(生理用ナプキン、タンポン等)、汗取りパッド、ペットシート、簡易トイレ用部材、及び動物排泄物処理材が挙げられる。
<吸収性物品>
図2は、吸収性物品の一例を示す断面図である。図2に示す吸収性物品100は、吸水コア50と、補助シート60と、液体透過性シート30と、液体不透過性シート40とを備える。言い換えると、吸水コア50と補助シート60が、液体透過性シート30と液体不透過性シート40との間に挟まれている。
図2は、吸収性物品の一例を示す断面図である。図2に示す吸収性物品100は、吸水コア50と、補助シート60と、液体透過性シート30と、液体不透過性シート40とを備える。言い換えると、吸水コア50と補助シート60が、液体透過性シート30と液体不透過性シート40との間に挟まれている。
吸水コア50は、吸収層10と、2枚のコアラップシート20a,20bとを有する。コアラップシート20a,20bは、吸収層10の両側に配置されている。言い換えると、吸収層10は、コアラップシート20a,20bの内側に配置されており、上記2枚のコアラップシートの間に挟まれることにより、保形されている。コアラップシート20a,20bは、別々のシートであってもよいし、折り返された1枚のシート、又は1枚の袋体であってもよい。但し、吸水コア50は、2枚のコアラップシート20a,20bのうち一方又は両方を有していなくてもよい。例えば、吸収層10と、補助シート60との間にコアラップシート20aが配置されていなくてもよい。吸収層10と、補助シート60との間にコアラップシートが配置されていない場合、例えば、吸収層10は、1枚のコアラップシート20bと、補助シート60との間に挟まれることにより、保形される。
吸水コア50は、コアラップシート20aと吸収層10との間に介在する接着剤を更に有していてもよく、コアラップシート20bと吸収層10との間に介在する接着剤を更に有していてもよい。両側のコアラップシート20a,20bと吸収層10との間に接着層が介在してもよい。図3は、コアラップシート上に形成された接着剤の塗布パターンの一例を示す平面図である。図3に示される接着剤21は、コアラップシート20a上で間隔を空けながら配列された複数の線状部分から構成される塗布パターンを形成している。なお、接着剤21の塗布パターンは、直線状、曲線状、ドット状、又はこれらの組み合わせ等であってもよい。接着剤は、例えば水性接着剤、溶剤型接着剤、ホットメルト接着剤であってもよい。
吸収層10は、吸水性樹脂粒子10aと、繊維状物を含む繊維層10bとを有する。吸収層10は、繊維層10bを有していなくてもよい。吸収層における吸水性樹脂粒子の含有量は、吸収層10の質量を基準として、70~100質量%、80~100質量%、又は90~100質量%であってもよい。
吸水性樹脂粒子10aは、エチレン性不飽和単量体を単量体単位として含む重合体を含む粒子であってもよい。エチレン性不飽和単量体は、水溶性の単量体であってもよく、その例としては、(メタ)アクリル酸及びその塩、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩、(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、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、並びにジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。エチレン性不飽和単量体は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。エチレン性不飽和単量体がカルボキシル基、アミノ基等の官能基を有する場合、それらは重合体を架橋させる官能基として機能し得る。吸水性樹脂粒子は、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸の塩のうち少なくとも一方を単量体単位として含む重合体を含む粒子であってもよい。
吸水性樹脂粒子10aは、例えば、エチレン性不飽和単量体を含む単量体を重合することを含む方法によって、製造することができる。単量体の重合方法は、例えば、逆相懸濁重合法、水溶液重合法、バルク重合法、及び沈殿重合法から選択され得る。吸水性樹脂粒子の良好な吸水特性の確保、及び、重合反応の容易な制御の観点から、逆相懸濁重合法又は水溶液重合法を採用してもよい。
吸水性樹脂粒子10aを構成する重合体は、架橋重合体であってもよい。この場合、重合体は、自己架橋、架橋剤との反応による架橋、又はこれらの両方によって架橋されていてもよい。吸水性樹脂粒子が、少なくともその表層部分の重合体を架橋剤で架橋することによって表面架橋されていてもよい。
吸水性樹脂粒子10aは、エチレン性不飽和単量体の重合体に加えて、各種の追加の成分を含んでいてもよい。追加の成分の例としては、ゲル安定剤、金属キレート剤、及び流動性向上剤(滑剤)が挙げられる。追加の成分は、重合体を含む重合体粒子の内部、重合体粒子の表面上、又はそれらの両方に配置され得る。追加の成分は、流動性向上剤(滑剤)であってもよい。流動性向上剤は、無機粒子を含んでいてもよい。無機粒子としては、例えば、非晶質シリカ等のシリカ粒子が挙げられる。
吸水性樹脂粒子10aの形状は、例えば略球状、破砕状又は顆粒状であってもよく、これらの形状を有する一次粒子が凝集した粒子が形成されていてもよい。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は、250~850μm、300~700μm、又は、300~600μmであってよい。また、吸水性樹脂粒子10aの吸水特性としては、例えば生理食塩水の吸水量が、20~80g/g、30~70g/g、又は40~65g/gであってよい。
吸収層10の厚さは、乾燥状態で、例えば20mm以下、15mm以下、10mm以下、5mm以下、4mm以下、又は3mm以下であってよく、0.1mm以上、又は0.3mm以上であってもよい。吸収層10の単位面積当たりの質量は、1000g/m2以下、800g/m2以下、又は600g/m2以下であってもよく、100g/m2以上、又は200g/m2以上であってもよい。
繊維層10bを構成する繊維状物は、例えば、セルロース系繊維、合成繊維、又はこれらの組み合わせであることができる。セルロース系繊維の例としては、粉砕された木材パルプ、コットン、コットンリンター、レーヨン、セルロースアセテートが挙げられる。合成繊維の例としては、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、及びポリオレフィン繊維が挙げられる。繊維状物が親水性繊維(例えばパルプ)であってもよい。
吸収層10(又は繊維層10b)は、無機粉末(例えば非晶質シリカ)、消臭剤、抗菌剤、香料等を更に含んでもよい。吸水性樹脂粒子10aが無機粒子を含む場合、吸収層10は吸水性樹脂粒子10a中の無機粒子とは別に無機粉末を含んでいてもよい。
コアラップシート20a,20bは、例えば不織布であってもよい。2枚のコアラップシート20a,20bが、同一又は異なる不織布であることができる。不織布は、短繊維(すなわちステープル)で構成される不織布(短繊維不織布)であってもよく、長繊維(すなわちフィラメント)で構成される不織布(長繊維不織布)であってもよい。ステープルは、一般的には数百mm以下の繊維長を有していてよい。
コアラップシート20a,20bは、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、レジンボンド不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、ポイントボンド不織布、又はこれらから選ばれる2種以上の不織布を含む積層体であってよい。
コアラップシート20a,20bとして用いられる不織布は、合成繊維、天然繊維、又はこれらの組み合わせによって形成された不織布であることができる。合成繊維の例としては、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)及びポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、並びにレーヨンから選ばれる合成樹脂を含む繊維が挙げられる。天然繊維の例としては、綿、絹、麻、又はパルプ(セルロース)を含む繊維が挙げられる。不織布を形成する繊維が、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維又はこれらの組み合わせであってよい。コアラップシート20a,20bがティッシュであってもよい。
吸水コア50は、例えば、吸水性樹脂粒子10a、又は吸水性樹脂粒子10aと繊維状物とを含む混合物とコアラップシート20a,20bの間に挟み、形成された構造体を必要により加熱しながら加圧する方法により、得ることができる。必要により、コアラップシート20a,20bと、吸水性樹脂粒子10a、又はこれを含む混合物との間に接着剤が配置される。
吸水コアは、コアラップシート20a、吸水性樹脂粒子10a及び繊維層10bからなる吸収層10及びコアラップシート20bがこの順に配置されている吸水コアのほかに、全体が繊維層を実質的に含まないシート状であってもよい。図4は、吸水コアの他の一例を示す、シート状に形成された吸水コアの断面図である。図4に示される吸水コア50は、コアラップシート25a、接着剤26a、吸水性樹脂粒子からなる吸収層10A、コアラップシート25b、吸水性樹脂粒子からなる吸収層10B、接着剤26b及びコアラップシート25cがこの順に配置されている。吸収層10A,10Bに含まれる吸水性樹脂粒子は、同種であっても異種であってもよい。吸収層10A,10Bそれぞれの単位面積当たりの質量及び厚さは同一であっても異なっていてもよい。
液体透過性シート30は、吸収対象の液が浸入する側の最外層の位置に配置されている。液体透過性シート30は、コアラップシート20bに接した状態でコアラップシート20bの外側に配置されている。液体不透過性シート40は、吸収性物品100において液体透過性シート30とは反対側の最外層の位置に配置されている。液体不透過性シート40は、コアラップシート20aに接した状態でコアラップシート20aの外側に配置されている。液体透過性シート30及び液体不透過性シート40は、吸水コア50の主面よりも広い主面を有しており、液体透過性シート30及び液体不透過性シート40の外縁部は、吸収層10及びコアラップシート20a,20bの周囲に延在している。ただし、吸収層10、コアラップシート20a,20b、補助シート60、液体透過性シート30、及び、液体不透過性シート40の大小関係は、吸収性物品の用途等に応じて適宜調整される。
液体透過性シート30は、不織布であってもよい。液体透過性シート30として用いられる不織布は、吸収性物品の液体吸収性能の観点から、適度な親水性を有していてもよい。その観点から、液体透過性シート30は、紙パルプ技術協会による紙パルプ試験方法No.68(2000)の測定方法に従って測定される親水度が5~200の不織布であってもよい。不織布の親水度は、10~150であってもよい。紙パルプ試験方法No.68の詳細については、例えばWO2011/086843号を参照することができる。
親水性を有する不織布は、例えば、レーヨン繊維のように適度な親水度を示す繊維によって形成されたものでもよいし、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維のような疎水性の化学繊維を親水化処理して得た繊維によって形成されたものであってもよい。親水化処理された疎水性の化学繊維を含む不織布を得る方法としては、例えば、疎水性の化学繊維に親水化剤を混合したものを用いてスパンボンド法にて不織布を得る方法、疎水性化学繊維でスパンボンド不織布を作製する際に親水化剤を同伴させる方法、疎水性の化学繊維を用いて得たスパンボンド不織布に親水化剤を含浸させる方法が挙げられる。親水化剤としては、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤、第4級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等のシリコーン系界面活性剤、及びポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ウレタン系の樹脂からなるステイン・リリース剤等が用いられる。
液体透過性シート30として用いられる不織布の目付量(単位面積当たりの質量)は、吸収性物品に、良好な液体浸透性、柔軟性、強度及びクッション性を付与できる観点、及び吸収性物品の液体浸透速度を速める観点から、5~200g/m2、8~150g/m2、又は10~100g/m2であってもよい。液体透過性シート30の厚さは、20~1400μm、50~1200μm、又は80~1000μmであってもよい。
液体不透過性シート40は、吸収層10又は樹脂層61に吸収された液体が液体不透過性シート40側から外部へ漏れ出すのを防止する。液体不透過性シート40は、樹脂シート、又は不織布であってもよい。樹脂シートは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなるシートであってもよい。不織布は、耐水性のメルトブロー不織布を高強度のスパンボンド不織布で挟んだスパンボンド/メルトブロー/スパンボンド(SMS)不織布であってもよい。また、液体不透過性シート40が、樹脂シートと不織布(例えば、スパンボンド不織布、スパンレース不織布)との複合シートであってもよい。液体不透過性シート40は、装着時のムレが低減されて、着用者に与える不快感を軽減することができる等の観点から、通気性を有していてもよい。通気性を有する液体不透過性シート40として、例えば低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂のシートを用いることができる。
吸収性物品の着用感を損なわないよう、柔軟性を確保する観点から、液体不透過性シート40の目付量(単位面積当たりの質量)が5~100g/m2、又は10~50g/m2であってもよい。
吸収性物品100は、例えば、吸水コア50及び補助シート60を液体透過性シート30及び液体不透過性シート40の間に配置することを含む方法により、製造することができる。液体不透過性シート40、補助シート60、吸水コア50及び液体透過性シート30の順に積層された積層体が、必要により加圧される。あるいは、液体透過性シート30と、コアラップシート20bと、吸水性樹脂粒子10a、又は吸水性樹脂粒子10aと繊維状物とを含む混合物と、コアラップシート20aと、補助シート60と、液体不透過性シート40とをこの順に配置し、形成された構造体を必要により加熱しながら加圧する方法により、吸収性物品100を得ることもできる。なお、各構成単位間を接着剤で結合させてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[吸水性樹脂粒子の作製]
製造例1
<第1段目の重合反応>
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して分散剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
製造例1
<第1段目の重合反応>
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して分散剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
内容積300mLのビーカーに、水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(1.03モル)をとり、外部より冷却しつつ、20.9質量%の水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して75モル%の中和を行った後、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース0.092g(住友精化株式会社、HECAW-15F)、水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.0736g(0.272ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.010g(0.057ミリモル)を加えて溶解し、第1段目の単量体水溶液を調製した。
そして、上記にて調製した第1段目の単量体水溶液をセパラブルフラスコに添加して、10分間攪拌した後、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.736gを加熱溶解した界面活性剤溶液を、さらに添加して、撹拌機の回転数を550rpmとして攪拌しながら系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合を60分間行うことにより、第1段目の重合スラリー液を得た。
<第2段目の重合反応>
内容積500mLのビーカーに水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.44モル)をとり、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して75モル%の中和を行った後、水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.090g(0.333ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)を加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
内容積500mLのビーカーに水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.44モル)をとり、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して75モル%の中和を行った後、水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.090g(0.333ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)を加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
撹拌機の回転数を1000rpmとして撹拌しながら、上記のセパラブルフラスコ系内を31℃に冷却した後、上記第2段目の単量体水溶液の全量を、第1段目の重合スラリー液に添加して、系内を窒素で30分間置換した後、再度、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合反応を60分間行って、含水ゲル状重合体を得た。
重合後、得られた含水ゲル状重合体に、45質量%のジエチレントリアミン5酢酸5ナトリウム水溶液0.589gを攪拌下で添加した。その後、125℃に設定した油浴にフラスコを浸漬し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留により、n-ヘプタンを還流しながら、275.8gの水を系外へ抜き出した。その後、フラスコに表面架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液4.42g(0.507ミリモル)を添加し、83℃で2時間保持した。
次いで、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤であるソルビタンモノラウレート(商品名:ノニオンLP-20R、HLB値8.6、日油株式会社製)0.074gが溶解した界面活性剤溶液をフラスコ内に添加した。
その後、n-ヘプタンと水を125℃の油浴で加熱して蒸発させて乾燥させることによって、重合体粒子の乾燥品を得た。この重合体粒子を目開き850μmの篩に通過させ、重合体粒子の質量に対して0.2質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP-S)を重合体粒子と混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子Aを233.0g得た。該吸水性樹脂粒子Aの中位粒子径は128μmであった。
製造例2
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.8gの水を系外へ抜き出したこと、重合体粒子と混合する非晶質シリカの量を重合体粒子質量に対して0.5質量%に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Bを230.2g得た。吸水性樹脂粒子Bの中位粒子径は358μmであった。
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.8gの水を系外へ抜き出したこと、重合体粒子と混合する非晶質シリカの量を重合体粒子質量に対して0.5質量%に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Bを230.2g得た。吸水性樹脂粒子Bの中位粒子径は358μmであった。
製造例3
<第1段目の重合反応>
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して分散剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
<第1段目の重合反応>
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して分散剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
内容積300mLのビーカーに、水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(1.03モル)をとり、外部より冷却しつつ、20.9質量%の水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して75モル%の中和を行った後、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース0.092g(住友精化株式会社、HECAW-15F)、水溶性ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.092g(0.339ミリモル)、および過硫酸カリウム0.018g(0.067ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0046g(0.026ミリモル)を加えて溶解し、第1段目の単量体水溶液を調製した。
そして、上記にて調製した第1段目の単量体水溶液をセパラブルフラスコに添加して、10分間攪拌した後、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.736gを加熱溶解した界面活性剤溶液を、さらに添加して、撹拌機の回転数を550rpmとして攪拌しながら系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合を60分間行うことにより、第1段目の重合スラリー液を得た。
<第2段目の重合反応>
内容積500mLのビーカーに水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.44モル)をとり、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して75モル%の中和を行った後、水溶性ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.129g(0.476ミリモル)、および過硫酸カリウム0.026g(0.096ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)を加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
内容積500mLのビーカーに水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.44モル)をとり、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して75モル%の中和を行った後、水溶性ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.129g(0.476ミリモル)、および過硫酸カリウム0.026g(0.096ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)を加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
撹拌機の回転数を1000rpmとして撹拌しながら、上記のセパラブルフラスコ系内を25℃に冷却した後、上記第2段目の単量体水溶液の全量を、第1段目の重合スラリー液に添加して、系内を窒素で30分間置換した後、再度、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合反応を60分間行った。これにより含水ゲル状重合体を得た。
重合後、含水ゲル状重合体に、45質量%のジエチレントリアミン5酢酸5ナトリウム水溶液0.589gを攪拌下で添加した。その後、125℃の油浴で反応液を昇温し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留により、n-ヘプタンを還流しながら、232.0gの水を系外へ抜き出した。その後、フラスコに表面架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液4.42g(0.507ミリモル)を添加し、83℃で2時間保持した。
次いで、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤であるソルビタンモノラウレート(商品名:ノニオンLP-20R、HLB値8.6、日油株式会社製)0.074gが溶解した界面活性剤溶液をフラスコ内に添加した。
その後、n-ヘプタンと水を125℃の油浴で加熱して蒸発させて乾燥させることによって、重合体粒子の乾燥品を得た。この重合体粒子を目開き850μmの篩に通過させ、重合体粒子の質量に対して0.2質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP-S)を混合し、吸水性樹脂粒子Cを228.5g得た。吸水性樹脂粒子Cの中位粒子径は354μmであった。
製造例4
共沸蒸留により216.7gの水を系外へ抜き出したこと以外は、製造例3と同様にして、吸水性樹脂粒子Dを229.0g得た。吸水性樹脂粒子Dの中位粒子径は348μmであった。
共沸蒸留により216.7gの水を系外へ抜き出したこと以外は、製造例3と同様にして、吸水性樹脂粒子Dを229.0g得た。吸水性樹脂粒子Dの中位粒子径は348μmであった。
製造例5
共沸蒸留により201.4gの水を系外へ抜き出したこと以外は、製造例3と同様にして、吸水性樹脂粒子E227.6gを得た。吸水性樹脂粒子Eの中位粒子径は356μmであった。
共沸蒸留により201.4gの水を系外へ抜き出したこと以外は、製造例3と同様にして、吸水性樹脂粒子E227.6gを得た。吸水性樹脂粒子Eの中位粒子径は356μmであった。
製造例6
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び、撹拌機(翼径5cmの4枚傾斜パドル翼(フッ素樹脂にて表面処理したもの)を2段有する撹拌翼)を備えた内径11cm、内容積2Lの、4箇所の側壁バッフル付き丸底円筒型セパラブルフラスコ(バッフル長さ:10cmバッフル幅:7mm)を準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン451.4gを添加し、界面活性剤としてソルビタンモノラウレート(ノニオンLP-20R、HLB値:8.6、日油株式会社製)1.288gを添加することにより混合物を得た。この混合物を撹拌機の回転数300rpmで撹拌しつつ50℃まで昇温することによりソルビタンモノラウレートをn-ヘプタンに溶解させた後、混合物を40℃まで冷却した。
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び、撹拌機(翼径5cmの4枚傾斜パドル翼(フッ素樹脂にて表面処理したもの)を2段有する撹拌翼)を備えた内径11cm、内容積2Lの、4箇所の側壁バッフル付き丸底円筒型セパラブルフラスコ(バッフル長さ:10cmバッフル幅:7mm)を準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン451.4gを添加し、界面活性剤としてソルビタンモノラウレート(ノニオンLP-20R、HLB値:8.6、日油株式会社製)1.288gを添加することにより混合物を得た。この混合物を撹拌機の回転数300rpmで撹拌しつつ50℃まで昇温することによりソルビタンモノラウレートをn-ヘプタンに溶解させた後、混合物を40℃まで冷却した。
次に、内容積500mLの三角フラスコに80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(アクリル酸:1.03モル)を入れた。続いて、外部より氷冷しながら20.9質量%水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下することによってアクリル酸の中和を行うことによりアクリル酸部分中和物水溶液を得た。次に、水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.1012g(0.374ミリモル)をアクリル酸部分中和物水溶液に加えた後に溶解させることによりモノマー水溶液を調製した。
上述のモノマー水溶液を上述のセパラブルフラスコに添加した後、系内を窒素で充分に置換した。その後、撹拌機の回転数700rpmで撹拌しつつ、フラスコを70℃の水浴に浸漬した後に60分間保持して重合を完了させることにより含水ゲル状重合体を得た。
その後、撹拌機の回転数1000rpmで撹拌しつつ、生成した含水ゲル状重合体、n-ヘプタン及び界面活性剤を含む重合液に、粉末状無機凝集剤として非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP-S)0.092gを予めn-ヘプタン100gに分散させることにより得られた分散液を添加した後、10分間混合した。その後、反応液を含むフラスコを125℃の油浴に浸漬し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを還流しながら98.0gの水を系外へ抜き出した。その後、表面架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液4.14g(エチレングリコールジグリシジルエーテル:0.475ミリモル)を添加した後、内温83±2℃で2時間保持した。
次いで、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤であるソルビタンモノラウレート(商品名:ノニオンLP-20R、HLB値8.6、日油株式会社製)0.074gが溶解した界面活性剤溶液をフラスコ内に添加した。
その後、水及びn-ヘプタンを125℃の油浴で加熱して蒸発させ、系内からの蒸発物がほとんど留出されなくなるまで乾燥させることにより、重合体粒子の乾燥品を得た。この重合体粒子を目開き850μmの篩に通すことにより吸水性樹脂粒子Fを90.1g得た。吸水性樹脂粒子Fの中位粒子径は352μmであった。
製造例7
含水ゲル状重合体に粉末状無機凝集剤を添加しなかったこと以外は製造例6と同様にして、吸水性樹脂粒子Gを90.6g得た。吸水性樹脂粒子Gの中位粒子径は156μmであった。
含水ゲル状重合体に粉末状無機凝集剤を添加しなかったこと以外は製造例6と同様にして、吸水性樹脂粒子Gを90.6g得た。吸水性樹脂粒子Gの中位粒子径は156μmであった。
製造例8
共沸蒸留により104.0gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液8.28g(エチレングリコールジグリシジルエーテル:0.951ミリモル)に変更したこと以外は製造例6と同様にして、吸水性樹脂粒子Hを90.3g得た。吸水性樹脂粒子Hの中位粒子径は420μmであった。
共沸蒸留により104.0gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液8.28g(エチレングリコールジグリシジルエーテル:0.951ミリモル)に変更したこと以外は製造例6と同様にして、吸水性樹脂粒子Hを90.3g得た。吸水性樹脂粒子Hの中位粒子径は420μmであった。
製造例9
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.5gの水を系外へ抜き出したこと、重合体粒子と混合する非晶質シリカの量を重合体粒子の質量に対して0.25質量%に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Jを228.2g得た。吸水性樹脂粒子Jの中位粒子径は360μmであった。
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.5gの水を系外へ抜き出したこと、重合体粒子と混合する非晶質シリカの量を重合体粒子の質量に対して0.25質量%に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Jを228.2g得た。吸水性樹脂粒子Jの中位粒子径は360μmであった。
製造例10
第1段目の撹拌速度を550rpmから500rpmに変更し、第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により257.2gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Kを231.2g得た。吸水性樹脂粒子Kの中位粒子径は359μmであった。
第1段目の撹拌速度を550rpmから500rpmに変更し、第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により257.2gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Kを231.2g得た。吸水性樹脂粒子Kの中位粒子径は359μmであった。
製造例11
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて28℃に変更したこと、共沸蒸留により234.7gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと以外は、製造例3と同様にして、吸水性樹脂粒子Lを230.1g得た。吸水性樹脂粒子Lの中位粒子径は308μmであった。
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて28℃に変更したこと、共沸蒸留により234.7gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと以外は、製造例3と同様にして、吸水性樹脂粒子Lを230.1g得た。吸水性樹脂粒子Lの中位粒子径は308μmであった。
製造例12
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.5gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと、非晶質シリカを混合しなかったこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Mを227.2g得た。吸水性樹脂粒子Mの中位粒子径は351μmであった。
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.5gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと、非晶質シリカを混合しなかったこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Mを227.2g得た。吸水性樹脂粒子Mの中位粒子径は351μmであった。
製造例13
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.5gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと、重合体粒子の質量に対して0.5質量%の非晶質シリカ(東ソー・シリカ株式会社製、Nipsil SS-30P)を重合体粒子と混合したこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Nを229.2g得た。吸水性樹脂粒子Nの中位粒子径は359μmであった。
第2段目の含水ゲル状重合体の作製において、セパラブルフラスコ内の温度を31℃に代えて25℃に変更したこと、第2段目の重合後の含水ゲル状重合体において、共沸蒸留により256.5gの水を系外へ抜き出したこと、表面架橋工程後に界面活性剤を添加しなかったこと、重合体粒子の質量に対して0.5質量%の非晶質シリカ(東ソー・シリカ株式会社製、Nipsil SS-30P)を重合体粒子と混合したこと以外は、製造例1と同様にして、吸水性樹脂粒子Nを229.2g得た。吸水性樹脂粒子Nの中位粒子径は359μmであった。
製造例14
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して分散剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して分散剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
内容積300mLのビーカーに、水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(1.03モル)をとり、外部より冷却しつつ、20.9質量%の水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して75モル%の中和を行った後、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース1.38g(住友精化株式会社、HECAW-15F)、水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.0736g(0.272ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.010g(0.057ミリモル)を加えて溶解し、第1段目の単量体水溶液を調製した。
そして、上記にて調製した単量体水溶液をセパラブルフラスコに添加して、10分間攪拌した後、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.736gを加熱溶解した界面活性剤溶液を、さらに添加して、撹拌機の回転数を400rpmとして攪拌しながら系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合を60分間行うことにより、第1段目の重合スラリー液を得た。
その後、125℃に設定した油浴にフラスコを浸漬し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留により、n-ヘプタンを還流しながら、116gの水を系外へ抜き出した。その後、フラスコに表面架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液1.84g(0.211ミリモル)を添加し、83℃で2時間保持した。
その後、n-ヘプタンと水を125℃にて蒸発させて乾燥させることによって、重合体粒子の乾燥品を得た。この重合体粒子を目開き850μmの篩に通過させ、重合体粒子の質量に対して0.2質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP-S)を重合体粒子と混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子Pを90.9g得た。該吸水性樹脂粒子Pの中位粒子径は422μmであった。
[中位粒子径の測定]
粒子の中位粒子径は下記手順により測定した。すなわち、JIS標準篩を上から、目開き600μmの篩、目開き500μmの篩、目開き425μmの篩、目開き300μmの篩、目開き250μmの篩、目開き180μmの篩、目開き150μmの篩、及び、受け皿の順に組み合わせた。組み合わせた最上の篩に、粒子50gを入れ、ロータップ式振とう器(株式会社飯田製作所製)を用いてJIS Z 8815(1994)に準じて分級した。分級後、各篩上に残った粒子の質量を全量に対する質量百分率として算出し粒度分布を求めた。この粒度分布に関して粒子径の大きい方から順に篩上を積算することにより、篩の目開きと篩上に残った粒子の質量百分率の積算値との関係を対数確率紙にプロットした。確率紙上のプロットを直線で結ぶことにより、積算質量百分率50質量%に相当する粒子径を中位粒子径として得た。
粒子の中位粒子径は下記手順により測定した。すなわち、JIS標準篩を上から、目開き600μmの篩、目開き500μmの篩、目開き425μmの篩、目開き300μmの篩、目開き250μmの篩、目開き180μmの篩、目開き150μmの篩、及び、受け皿の順に組み合わせた。組み合わせた最上の篩に、粒子50gを入れ、ロータップ式振とう器(株式会社飯田製作所製)を用いてJIS Z 8815(1994)に準じて分級した。分級後、各篩上に残った粒子の質量を全量に対する質量百分率として算出し粒度分布を求めた。この粒度分布に関して粒子径の大きい方から順に篩上を積算することにより、篩の目開きと篩上に残った粒子の質量百分率の積算値との関係を対数確率紙にプロットした。確率紙上のプロットを直線で結ぶことにより、積算質量百分率50質量%に相当する粒子径を中位粒子径として得た。
[生理食塩水の吸水量(g/g)]
吸水性樹脂粒子の生理食塩水吸水量は以下の方法で測定した。500mL容のビーカーに、生理食塩水500gを量り取り、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)で600rpm(r/min)で撹拌させながら、吸水性樹脂粒子2.0gを、ママコが発生しないように分散させた。撹拌させた状態で60分間放置し、吸水性樹脂粒子を十分に膨潤させた。その後、あらかじめ目開き75μm標準篩の質量We(g)を測定しておき、これを用いて、上記ビーカーの内容物をろ過し、篩を水平に対して約30度の傾斜角となるように傾けた状態で、30分間放置することにより余剰の水分をろ別した。膨潤ゲルの入った篩の質量Wf(g)を測定し、以下の式により、生理食塩水の吸水量を求めた。
生理食塩水の吸水量=(Wf-We)/2.0
吸水性樹脂粒子の生理食塩水吸水量は以下の方法で測定した。500mL容のビーカーに、生理食塩水500gを量り取り、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)で600rpm(r/min)で撹拌させながら、吸水性樹脂粒子2.0gを、ママコが発生しないように分散させた。撹拌させた状態で60分間放置し、吸水性樹脂粒子を十分に膨潤させた。その後、あらかじめ目開き75μm標準篩の質量We(g)を測定しておき、これを用いて、上記ビーカーの内容物をろ過し、篩を水平に対して約30度の傾斜角となるように傾けた状態で、30分間放置することにより余剰の水分をろ別した。膨潤ゲルの入った篩の質量Wf(g)を測定し、以下の式により、生理食塩水の吸水量を求めた。
生理食塩水の吸水量=(Wf-We)/2.0
[吸水コアの製造]
製造例15
目付量38g/m2のエアレイド不織布(Chinasilk(Shanghai)New Material Technology Co.,Ltd.MB0401-T1)を14cm×42cmのサイズに2枚分裁断し、エアレイド不織布―1、2とした。エアレイド不織布―1に14cm×42cmのサイズに裁断した目付量45g/m2のエアスルー不織布(Hualong(Nanjing)製)を載置し、気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用い、不織布の中心部10cm×40cmの範囲に対して6.0gの吸水性樹脂粒子(住友精化株式会社製のアクアキープSA60S、生理食塩水の吸水量60g/g、中位粒子径342μm)を均一に散布させた。
製造例15
目付量38g/m2のエアレイド不織布(Chinasilk(Shanghai)New Material Technology Co.,Ltd.MB0401-T1)を14cm×42cmのサイズに2枚分裁断し、エアレイド不織布―1、2とした。エアレイド不織布―1に14cm×42cmのサイズに裁断した目付量45g/m2のエアスルー不織布(Hualong(Nanjing)製)を載置し、気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用い、不織布の中心部10cm×40cmの範囲に対して6.0gの吸水性樹脂粒子(住友精化株式会社製のアクアキープSA60S、生理食塩水の吸水量60g/g、中位粒子径342μm)を均一に散布させた。
エアレイド不織布―2にホットメルト塗工機(株式会社ハリーズ、ポンプ:Marshal150、テーブル:XA-DT、タンク設定温度:150℃、ホース内設定温度:165℃、ガンヘッド設定温度:170℃)で、全量0.2gのホットメルト接着剤(ヘンケルジャパン株式会社、ME-765E)を、10mm間隔で12本の直線状に塗布した。接着剤の塗布パターンは、スパイラルストライプであった。エアレイド系不織布―2のホットメルトが付着した面を、エアスルー不織布の吸水性樹脂粒子を散布された面に両端を揃えて合わせ、剥離紙で挟み、上下反転させた。その後、剥離紙およびエアレイド不織布―1を取り除いた。
エアスルー不織布のうち、吸水性樹脂粒子を散布した面とは逆の面に対し、気流型混合装置を用い、不織布の中心部10cm×40cmの範囲に対して3.0gの吸水性樹脂粒子(住友精化株式会社製のアクアキープSA60S、生理食塩水の吸水量60g/g、中位粒子径342μm)を均一に散布させた。取り除いていたエアレイド系不織布―1に上記と同様の操作にてホットメルトを0.2g塗布した。エアスルー不織布の上からエアレイド不織布―1を接着剤塗布面が下側になるよう両端を揃えて合わせ、剥離紙で挟み、ラミネート機(株式会社ハシマ、Straight Linear Fussing Press、型式HP-600LFS)を110℃、0.1MPaの条件にてプレスして張り合わせ、吸水性樹脂粒子が散布されている10cm×40cmのみ切り取り、吸水コアを作製した。これを吸水コアAとした。吸水コアAは、図4に示す吸水コアと同様の構成を有する。
製造例16
気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、吸水性樹脂粒子(住友精化株式会社製アクアキープSA60S、生理食塩水の吸水量60g/g、中位粒子径342μm)12.0g及び粉砕パルプ3.0gを空気抄造によって均一混合することにより、40cm×10cmの大きさのシート状の吸収層を作製した。次に、シート状の吸収層と同じ大きさを有する目付量16g/m2の2枚のティッシュで吸収層の上下を挟んだ状態で全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより吸水コアを作製した。これを吸水コアBとした。作製した吸水コアBは、2枚のティッシュの間に、吸水性樹脂粒子及び粉砕パルプからなる吸収層が配置されたものである。
気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、吸水性樹脂粒子(住友精化株式会社製アクアキープSA60S、生理食塩水の吸水量60g/g、中位粒子径342μm)12.0g及び粉砕パルプ3.0gを空気抄造によって均一混合することにより、40cm×10cmの大きさのシート状の吸収層を作製した。次に、シート状の吸収層と同じ大きさを有する目付量16g/m2の2枚のティッシュで吸収層の上下を挟んだ状態で全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより吸水コアを作製した。これを吸水コアBとした。作製した吸水コアBは、2枚のティッシュの間に、吸水性樹脂粒子及び粉砕パルプからなる吸収層が配置されたものである。
[試験用の吸収性物品の作製]
実施例1
(補助シートの作製)
目付量16g/m2のティッシュを14cm×42cmのサイズに2枚分裁断し、補助シートの上部用シート基材、下部用シート基材とした。下部用シート基材のロール内側面に接着剤(スリーエムジャパン株式会社製、3Mスプレーのり77)を0.3g均一に塗布した後、速やかに気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、下部用シート基材の中心部10cm×40cmの範囲に対し、製造例1にて作製した吸水性樹脂粒子A1.5gを均一に散布させた。上部用シート基材に接着剤(スリーエムジャパン株式会社製、3Mスプレーのり77)を0.3g均一に塗布した。上部用シート基材の接着剤を塗布した面を下部用シート基材の吸水性樹脂が散布された面に両端を揃えて合わせ重ね、面全体を接着させ、吸水性樹脂が散布されている範囲(10cm×40cm)を切り取り、補助シートを得た。
実施例1
(補助シートの作製)
目付量16g/m2のティッシュを14cm×42cmのサイズに2枚分裁断し、補助シートの上部用シート基材、下部用シート基材とした。下部用シート基材のロール内側面に接着剤(スリーエムジャパン株式会社製、3Mスプレーのり77)を0.3g均一に塗布した後、速やかに気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、下部用シート基材の中心部10cm×40cmの範囲に対し、製造例1にて作製した吸水性樹脂粒子A1.5gを均一に散布させた。上部用シート基材に接着剤(スリーエムジャパン株式会社製、3Mスプレーのり77)を0.3g均一に塗布した。上部用シート基材の接着剤を塗布した面を下部用シート基材の吸水性樹脂が散布された面に両端を揃えて合わせ重ね、面全体を接着させ、吸水性樹脂が散布されている範囲(10cm×40cm)を切り取り、補助シートを得た。
(試験用の吸収性物品の作製)
得られた補助シートの上部用シート基材上に製造例15にて作製した吸水コアAを載せ、吸収性物品を得た。
得られた補助シートの上部用シート基材上に製造例15にて作製した吸水コアAを載せ、吸収性物品を得た。
実施例2
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例2にて作製した吸水性樹脂粒子Bに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例2にて作製した吸水性樹脂粒子Bに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例3
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例3にて作製した吸水性樹脂粒子Cに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例3にて作製した吸水性樹脂粒子Cに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例4
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例4にて作製した吸水性樹脂粒子Dに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例4にて作製した吸水性樹脂粒子Dに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例5
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例5にて作製した吸水性樹脂粒子Eに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例5にて作製した吸水性樹脂粒子Eに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例6
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例7
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例7にて作製した吸水性樹脂粒子Gに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例7にて作製した吸水性樹脂粒子Gに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例8
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例8にて作製した吸水性樹脂粒子Hに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例8にて作製した吸水性樹脂粒子Hに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例9
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例9にて作製した吸水性樹脂粒子Jに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例9にて作製した吸水性樹脂粒子Jに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例10
補助シートの上部用シート基材及び下部用シート基材を目付量17g/m2のスパンボンド不織布(Toray Polytech(Nantong)Co.,Ltd.製、商品名:LIVSEN)に変更したこと、並びに補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シートの上部用シート基材及び下部用シート基材を目付量17g/m2のスパンボンド不織布(Toray Polytech(Nantong)Co.,Ltd.製、商品名:LIVSEN)に変更したこと、並びに補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例11
補助シートの上部用シート基材及び下部用シート基材を目付量21g/m2のレンゴー・ノンウーブン・プロダクツ株式会社製エアスルー不織布に変更したこと、並びに補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シートの上部用シート基材及び下部用シート基材を目付量21g/m2のレンゴー・ノンウーブン・プロダクツ株式会社製エアスルー不織布に変更したこと、並びに補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例12
補助シートの上部用シート基材を目付量45g/m2のHualong(Nanjing)社製エアスルー不織布に変更したこと、及び補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シートの上部用シート基材を目付量45g/m2のHualong(Nanjing)社製エアスルー不織布に変更したこと、及び補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例13
(補助シートの作製)
気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、製造例6の吸水性樹脂粒子F1.5g及び粉砕パルプ1.5gを空気抄造によって均一混合することにより、40cm×10cmの大きさのシート状の樹脂層を作製した。次に、シート状の樹脂層と同じ大きさを有する目付量16g/m2の2枚のティッシュで樹脂層の上下を挟んだ状態で全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより、吸水性樹脂粒子及び粉砕パルプからなる樹脂層が、2枚のティッシュの間に配置されている、補助シートを得た。
(補助シートの作製)
気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、製造例6の吸水性樹脂粒子F1.5g及び粉砕パルプ1.5gを空気抄造によって均一混合することにより、40cm×10cmの大きさのシート状の樹脂層を作製した。次に、シート状の樹脂層と同じ大きさを有する目付量16g/m2の2枚のティッシュで樹脂層の上下を挟んだ状態で全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより、吸水性樹脂粒子及び粉砕パルプからなる樹脂層が、2枚のティッシュの間に配置されている、補助シートを得た。
(試験用の吸収性物品の作製)
得られた補助シートの上に製造例15にて作製した吸水コアAを置き、吸収性物品を得た。
得られた補助シートの上に製造例15にて作製した吸水コアAを置き、吸収性物品を得た。
実施例14
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと、吸水性樹脂粒子の使用量を1.0gに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと、吸水性樹脂粒子の使用量を1.0gに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
実施例15
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして補助シートを得た。得られた補助シートに製造例16にて作製した吸水コアBを載せ、吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして補助シートを得た。得られた補助シートに製造例16にて作製した吸水コアBを載せ、吸収性物品を得た。
実施例16
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと、吸水性樹脂粒子の使用量を0.4gに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例6にて作製した吸水性樹脂粒子Fに変更したこと、吸水性樹脂粒子の使用量を0.4gに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例1
補助シートを用いずに製造例15にて作製した吸水コアAのみを試験用の吸収性物品とした。
補助シートを用いずに製造例15にて作製した吸水コアAのみを試験用の吸収性物品とした。
比較例2
製造例15のエアレイド不織布―2とエアスルー不織布との間に散布する吸水性樹脂粒子の使用量を6.0gから、5.0gに変更したこと以外は製造例15と同様にして、吸水コアを得た。補助シートを用いずに得られた上記吸水コアのみを試験用の吸収性物品とした。
製造例15のエアレイド不織布―2とエアスルー不織布との間に散布する吸水性樹脂粒子の使用量を6.0gから、5.0gに変更したこと以外は製造例15と同様にして、吸水コアを得た。補助シートを用いずに得られた上記吸水コアのみを試験用の吸収性物品とした。
比較例3
吸水性樹脂粒子を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
吸水性樹脂粒子を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例4
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例10にて作製した吸水性樹脂粒子Kに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例10にて作製した吸水性樹脂粒子Kに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例5
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例11にて作製した吸水性樹脂粒子Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例11にて作製した吸水性樹脂粒子Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例6
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例12にて作製した吸水性樹脂粒子Mに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例12にて作製した吸水性樹脂粒子Mに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例7
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例13にて作製した吸水性樹脂粒子Nに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例13にて作製した吸水性樹脂粒子Nに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例8
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例14にて作製した吸水性樹脂粒子Pに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
補助シート用の吸水性樹脂粒子を製造例14にて作製した吸水性樹脂粒子Pに変更したこと以外は実施例1と同様にして吸収性物品を得た。
比較例9
補助シートを用いずに製造例16にて作製した吸収コアのみを試験用の吸収性物品とした。
補助シートを用いずに製造例16にて作製した吸収コアのみを試験用の吸収性物品とした。
[人工尿の調製]
以下の材料を用いて人工尿を調製した。
・イオン交換水:9865.75g
・NaCl:100.0g
・CaCl2・H2O:3.0g
・MgCl2・6H2O:6.0g
・トリトン X-100(1%):25.0g
・食用青色1号(着色用):0.25g
以下の材料を用いて人工尿を調製した。
・イオン交換水:9865.75g
・NaCl:100.0g
・CaCl2・H2O:3.0g
・MgCl2・6H2O:6.0g
・トリトン X-100(1%):25.0g
・食用青色1号(着色用):0.25g
[乾粉通液吸液率の測定]
乾粉通液吸液率は、式:乾粉通液吸液率=乾粉通液吸液量(g)/0.2gの吸水性樹脂の人工尿飽和吸液量(g)により算出される。乾粉通液吸液量及び0.2gの人工尿飽和吸液量は以下に示す方法で測定・算出した。
乾粉通液吸液率は、式:乾粉通液吸液率=乾粉通液吸液量(g)/0.2gの吸水性樹脂の人工尿飽和吸液量(g)により算出される。乾粉通液吸液量及び0.2gの人工尿飽和吸液量は以下に示す方法で測定・算出した。
[乾粉通液吸液量の測定]
図5は、乾粉通液吸液率の測定方法を示す模式図である。ステンレス製のメッシュ51(目開き50μm)がメッシュ状の底部として接着された、内径60mm、外径69mm、高さ60mmであるアクリル樹脂製の円筒状容器52に、0.2gの吸水性樹脂粒子61aを均一に散布し、容器及び容器内に散布された吸水性樹脂粒子61aの合計質量Wbを測定した。
図5は、乾粉通液吸液率の測定方法を示す模式図である。ステンレス製のメッシュ51(目開き50μm)がメッシュ状の底部として接着された、内径60mm、外径69mm、高さ60mmであるアクリル樹脂製の円筒状容器52に、0.2gの吸水性樹脂粒子61aを均一に散布し、容器及び容器内に散布された吸水性樹脂粒子61aの合計質量Wbを測定した。
開口径60mm、高さ70mmのプラスチック製ビーカーを受器53とし、円筒状容器52を受器53の上に載置した。
滴下漏斗54を、その先端54aとメッシュ51の上面との距離Hが13mmで、先端54aが円筒状容器52の底面中心の上方に位置するように設置した。液温25℃に調整した人工尿45(20mL)を、8mL/秒の一定速度にて注入すると同時にストップウォッチをスタートさせた。人工尿は円筒状容器52の底面全体に拡散し、メッシュ51を通過して受器53内に落下するが、一部は吸水性樹脂粒子61aによって吸収される。円筒状容器52内には、吸水性樹脂粒子61aが人工尿45を吸液して膨潤ゲルが形成される。
液注入から30秒後、円筒状容器52及び円筒状容器52内の膨潤ゲルの合計質量Waを測定した。乾粉通液吸液量(g)をWa-Wbにより求めた。
[吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量の測定]
500mL容のビーカーに、人工尿500gを量り取り、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)を用いて600rpm(r/min)で撹拌させながら、2.0gの吸水性樹脂粒子を、ママコが発生しないように分散させた。60分間撹拌を継続し、吸水性樹脂粒子を十分に膨潤させた。あらかじめ目開き75μm標準篩の質量Wc(g)を測定しておき、これを用いて、ビーカーの内容物をろ過し、1分間静置することで余剰の水分をろ別した。膨潤ゲルの入った篩の質量Wd(g)を測定し、以下の式により、人工尿飽和吸液量を求めた。
・人工尿飽和吸液量(g/g)=(Wd-Wc)/2.0
・0.2gの人工尿飽和吸液量(g)=0.2×人工尿飽和吸液量(g/g)
500mL容のビーカーに、人工尿500gを量り取り、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)を用いて600rpm(r/min)で撹拌させながら、2.0gの吸水性樹脂粒子を、ママコが発生しないように分散させた。60分間撹拌を継続し、吸水性樹脂粒子を十分に膨潤させた。あらかじめ目開き75μm標準篩の質量Wc(g)を測定しておき、これを用いて、ビーカーの内容物をろ過し、1分間静置することで余剰の水分をろ別した。膨潤ゲルの入った篩の質量Wd(g)を測定し、以下の式により、人工尿飽和吸液量を求めた。
・人工尿飽和吸液量(g/g)=(Wd-Wc)/2.0
・0.2gの人工尿飽和吸液量(g)=0.2×人工尿飽和吸液量(g/g)
[補助シートの厚さ評価]
補助シートの厚みを、精密厚み測定器(尾崎製作所製、ダイヤルシックネスゲージJ-B、測定子:アルミ製φ50mm)を用いて測定した。測定は補助シートの中央部に測定子が接する位置にて行い、3回測定した値を平均したものを補助シートの厚み(mm)とした。
補助シートの厚みを、精密厚み測定器(尾崎製作所製、ダイヤルシックネスゲージJ-B、測定子:アルミ製φ50mm)を用いて測定した。測定は補助シートの中央部に測定子が接する位置にて行い、3回測定した値を平均したものを補助シートの厚み(mm)とした。
[吸液初期段階の液体漏れの評価]
図6は、吸収性物品の液体漏れを評価する装置を示す模式図である。図6に示される装置を用いて、以下の(i),(ii),(iii)及び(iv)の手順により、試験用の吸収性物品100の吸液初期段階の液体漏れ性を評価した。表1に結果を示す。表中の樹脂は吸水性樹脂粒子を表し、gsmはg/m2を表す。
図6は、吸収性物品の液体漏れを評価する装置を示す模式図である。図6に示される装置を用いて、以下の(i),(ii),(iii)及び(iv)の手順により、試験用の吸収性物品100の吸液初期段階の液体漏れ性を評価した。表1に結果を示す。表中の樹脂は吸水性樹脂粒子を表し、gsmはg/m2を表す。
(i)メカニカルファスナー(3M メカニカルファスナー フック)を、縦45cm、横62cmの長方形の主面を有するアクリル樹脂板1のサイズに裁断し、アクリル樹脂板1の主面S1全体に接着させた。アクリル樹脂板1の主面S1上には、メカニカルファスナーによりごく微細な凹凸が生じているが、アクリル樹脂板1の主面S1上での液体の滞留及び吸収はなかった。
(ii)アクリル樹脂板1を、メカニカルファスナーが接着された主面S1を上方にして、市販の実験設備用の架台41を用いて固定した。このとき、アクリル樹脂板1の長辺が水平面に平行で、アクリル樹脂板1の主面と水平面S0とが45±2度をなすように固定した。固定されたアクリル樹脂板1の主面S1に、試験用の吸収性物品100を、その長辺がアクリル樹脂板1の長辺に対して垂直になる向きで、試験用の吸収性物品100の下端が、アクリル樹脂板1の下端と同じ位置になるように貼り付けた。吸水コア及び補助シートからなる試験用の吸収性物品100は、吸水コアが表側になるようにアクリル樹脂板1上に貼り付けた。落下防止のため、試験用の吸収性物品100の上端をアクリル樹脂板1に粘着テープで固定した。
(iii)試験用の吸収性物品100中の吸収コアの中央から8cm上方を投入点とし、投入点から鉛直上方1cmの位置から、滴下漏斗42(株式会社コスモスビード製 滴下ロート300mL容、先端部の内径が8mm×6mm)を用いて、8mL/秒の速度にて液温25℃に調整した所定量の人工尿45を注入した。吸水性樹脂粒子からなる吸収層を備える吸水コアAを用いたときの人工尿45の注入量は、80mLであり、吸水性樹脂粒子及び粉砕パルプからなる吸収層を備える吸水コアBを用いたときの人工尿45の注入量は120mLであった(表1中、*を付した実施例又は比較例)。
(iv)試験用の吸収性物品100から漏れ出た人工尿は、予め吸収性物品100の下方に設置され、かつ天秤上に配置された金属トレー44内に回収された。回収された人工尿を計量し、人工尿の投入量(g)に対する漏れ出た人工尿の量(g)の割合(%)を算出した。
(ii)アクリル樹脂板1を、メカニカルファスナーが接着された主面S1を上方にして、市販の実験設備用の架台41を用いて固定した。このとき、アクリル樹脂板1の長辺が水平面に平行で、アクリル樹脂板1の主面と水平面S0とが45±2度をなすように固定した。固定されたアクリル樹脂板1の主面S1に、試験用の吸収性物品100を、その長辺がアクリル樹脂板1の長辺に対して垂直になる向きで、試験用の吸収性物品100の下端が、アクリル樹脂板1の下端と同じ位置になるように貼り付けた。吸水コア及び補助シートからなる試験用の吸収性物品100は、吸水コアが表側になるようにアクリル樹脂板1上に貼り付けた。落下防止のため、試験用の吸収性物品100の上端をアクリル樹脂板1に粘着テープで固定した。
(iii)試験用の吸収性物品100中の吸収コアの中央から8cm上方を投入点とし、投入点から鉛直上方1cmの位置から、滴下漏斗42(株式会社コスモスビード製 滴下ロート300mL容、先端部の内径が8mm×6mm)を用いて、8mL/秒の速度にて液温25℃に調整した所定量の人工尿45を注入した。吸水性樹脂粒子からなる吸収層を備える吸水コアAを用いたときの人工尿45の注入量は、80mLであり、吸水性樹脂粒子及び粉砕パルプからなる吸収層を備える吸水コアBを用いたときの人工尿45の注入量は120mLであった(表1中、*を付した実施例又は比較例)。
(iv)試験用の吸収性物品100から漏れ出た人工尿は、予め吸収性物品100の下方に設置され、かつ天秤上に配置された金属トレー44内に回収された。回収された人工尿を計量し、人工尿の投入量(g)に対する漏れ出た人工尿の量(g)の割合(%)を算出した。
表1に評価結果が示される。乾粉通液吸液率が特定の数値である吸水性樹脂粒子を用いて作製された補助シートを有する吸収性物品は、吸液初期段階の液体漏れが改善されることが示された。
10,10A,10B…吸収層、10a…吸水性樹脂粒子、10b…繊維層、20a,20b…コアラップシート、21…接着剤、25a,25b,25c…コアラップシート、26a,26b…接着剤、30…液体透過性シート、40…液体不透過性シート、50…吸水コア、51…メッシュ(メッシュ状の底部)、52…円筒状容器、60…補助シート、61…樹脂層、61a…吸水性樹脂粒子、61b…繊維層、62a,62b…シート基材、63a,63b…接着剤、100…吸収性物品。
Claims (3)
- 吸水コア、該吸水コアによる吸液を補助する補助シート、液体不透過性シート及び液体透過性シートを備え、前記液体不透過性シート、前記補助シート、前記吸水コア及び前記液体透過性シートがこの順に配置されている、吸収性物品であって、
前記補助シートが吸水性樹脂粒子を含む樹脂層を備え、
以下の(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の工程をこの順に含む方法により測定される、前記吸水性樹脂粒子の乾粉通液吸液率が0.25以上1.0以下である、吸収性物品。
(1)メッシュ状の底部を備える内径60mmの円筒状容器内の底面全体にわたり、0.2gの吸水性樹脂粒子を均一に散布し、前記容器及び該容器内に散布された前記吸水性樹脂粒子の合計質量Wb(g)を測定する。
(2)前記吸水性樹脂粒子が散布された前記容器内に液温25℃の人工尿20mLを8mL/秒の一定速度で注入し、前記人工尿の少なくとも一部を前記吸水性樹脂粒子に吸液させて前記容器内で膨潤ゲルを形成させる。
(3)注入開始から30秒後に、前記容器及び該容器内の膨潤ゲルの合計質量Wa(g)を測定する。
(4)Wa(g)-Wb(g)により乾粉通液吸液量(g)を求める。
(5)0.2gの吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量(g)に対する乾粉通液吸液量(g)の比として、乾粉通液吸液率(g/g)を得る。 - おむつである、請求項1に記載の吸収性物品。
- 吸水コアを備える吸収性物品において、前記吸水コアの吸液を補助するために用いられる補助シートであって、
吸水性樹脂粒子を含む樹脂層を備え、
以下の(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の工程をこの順に含む方法により測定される、前記吸水性樹脂粒子の乾粉通液吸液率が0.25以上1.0以下である、補助シート。
(1)メッシュ状の底部を備える内径60mmの円筒状容器内の底面全体にわたり、0.2gの吸水性樹脂粒子を均一に散布し、前記容器及び該容器内に散布された前記吸水性樹脂粒子の合計質量Wb(g)を測定する。
(2)前記吸水性樹脂粒子が散布された前記容器内に液温25℃の人工尿20mLを8mL/秒の一定速度で注入し、前記人工尿の少なくとも一部を前記吸水性樹脂粒子に吸液させて前記容器内で膨潤ゲルを形成させる。
(3)注入開始から30秒後に、前記容器及び該容器内の前記膨潤ゲルの合計質量Wa(g)を測定する。
(4)Wa(g)-Wb(g)により乾粉通液吸液量(g)を求める。
(5)0.2gの吸水性樹脂粒子の人工尿飽和吸液量(g)に対する乾粉通液吸液量(g)の比として、乾粉通液吸液率(g/g)を得る。
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