JPH03221141A - 機能付与された吸水性ポリマーとその製造方法並びにその応用品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 〈産業上の利用分野〉 本発明は、特に、生理用品や紙おむつの原料として大量
に用いられている近年技術開発の著しい、いわゆる吸水
性ポリマーないし高吸水性ポリマーに間し、これを単な
る吸水効果だけでなく、脱臭、抗１１別途の機能を付加
して、多機能化しようとするものである。

〈発明の背景〉 それ自身の、数百から千数百ないし数千倍にまで至る驚
異的な吸水能力を持つ新しい吸水性ポリマーが相次いで
開発され、これが生理用品や紙おむっ、土壌保水剤等の
吸水用原料として利用されている。

この吸水性ポリマーの特徴は、優れた吸水能力と、−旦
吸水すると、多少圧力が荷かつても離水しないと云う点
てあり、この特徴が故に、生理用品、紙おむつ等におけ
る、体外排出液の処理に適しているのである。

ところが、当然、これら被吸収液を吸水、保水しても、
その臭いまでも吸着してしまう訳ではないので、次に問
題とされてきているのが、この臭い処理である。これに
ついては、従来、それら用品の構成要素たる紙、不ＩＩ
布等に芳香を付したりしてのいわゆるマスキング手法は
試みられているものの、積極的に吸着による脱臭まで行
おうと云う試みはない。

一方、二酸化チタンと酸化亜鉛と水との緊密結合体を脱
臭成分とした脱臭剤（特開昭６３−５４９３５号参照）
が、その強力な脱臭性能や白色であることが評価されて
種々の分野において使用され始めている。このような脱
臭剤に代表されるような微粉末脱臭剤は、ミクロンない
しサブミクロンオーダーの微粒子であるため、そのまま
の状態で使用すると飛散してしまう、そこで、このもの
を使用するに際しては、ポリビニールアルコール等のバ
インダーを用いて紙、繊維、発泡体等に担持させている
が、これらを生理用品、紙おむつ等にそのまま連用して
も、バインダー成分を通しての脱臭であるため、その効
果が十分でないことが予想される。かと言って、微粉末
脱臭剤をそのままの状態で使用すると、粉落ちが発生す
ると云う問題がある。

また、例えば、吸水性ポリマーのその他の応用例たる土
壌保水剤においては、保水中、菌の繁殖、根腐れ等も心
配されるため、抗菌性微粉末を付着させることでぴの繁
殖や根腐れを防止できるようになることも考えられる。

〈開発を試みた技術的事項〉 本発明はこのような背景に鑑みなされたものであって、
脱臭、抗１１吸水以外の機能を有する微粉末を、その微
粉末本来の効果を直接発揮できるよう、バインダー成分
を用いることなく、それでいて、極力粉落ちしないよう
、さらには、その効果を及ぼしたい被吸水液の直近たる
吸水性ポリマーに担持させる技術の開発を試みたもので
ある。

（発明の構成） 〈目的達成の手段〉 すなわち、本出願に係る第一の発明たる吸水性ポリマー
の製造方法は、乾燥状態の吸水性ポリマーの少なくとも
表面を一旦膨潤ゲル化した状態における、この膨潤ゲル
化した表面に、機能性微粉末を付着させ、その後、乾燥
して、乾燥状態の吸水性ポリマー表面に機能性微粉末が
担持されるようにしたことを特徴としてなるものである
。また、本出願に係る第二の発明たる吸水性ポリマーの
製造方法は、前記に加え、ＩＩｍ性微粉末が二酸化チタ
ンと酸化亜鉛と水との緊密結合体である脱臭機能微粉末
であることを特徴としてなるものである。

また、本出願に係る第三の発明たる吸水性ポリマーは、
少なくともその表面が膨潤ゲル化しているときにおいて
付着された機能性微粉末を、全体が乾燥されたことで表
面に担持している吸水性ポリマーであることを特徴とし
てなるものである。

さらにまた、本出願に係る第四の発明たる吸水性ポリマ
ーは、前記に加え、機能性微粉末が二酸化チタンと酸化
亜鉛と水との緊密結合体である脱臭機能微粉末であるこ
とを特徴とするものである。

また、本出願に係る第五の発明たる吸水性ポリマーの応
用品は、少なくともその表面が膨潤ゲル化しているとき
において付着された脱臭機能微粉末を、全体が乾燥され
たことで表面に担持している吸水性ポリマーを吸水用原
料として用いている体外排出液の処理用品であることを
特徴としてなるものである。

これら発明により前記目的を達成しようとするものであ
る。

以下、上記発明の構成要素について具体的に説明する。

機能性微粉末としては、粒径がミクロンないしサブミク
ロンオーダーの微粉末剤であって、例えば、脱臭、抗菌
、防虫、誘虫、誘虫等の各効用を有する薬剤をそれぞれ
適用することができる。微粉末脱臭剤としては、−例と
して二酸化チタンと酸化亜鉛と水分子とが緊密に結合し
た粒子の集合体（特開昭６３−５４９３５号参照）が挙
げられる。尚、この二酸化チタンと酸化亜鉛と水分子と
の緊密結合体は白色であり、吸水性ポリマーも一般に透
明ないし白色であるため、清潔感を与え、着色等の処理
が容易であると云う利点がある。また、微粉末脱臭剤は
この他にも、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム
、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等の吸
着性のある酸化物の一部または全部を主体とした白色系
のものやその他従来公知のものを使用することもできる
。

活性炭であっても、粒径が前記の程度にまで粉砕された
ものであれば適用することができる。なお、酸化物の結
合体であって白色系のものとしては、前記二酸化チタン
と酸化亜鉛と水分子との緊密結合体の他、特開昭６３−
１８３０６５号、特開昭６３−１８５４４５号、特開昭
６３−２４６１６７号公報のそれぞれに開示された微粉
末脱臭剤が好ましいものである。

微粉末抗菌剤としては、前記二酸化チタンと酸化亜鉛と
水分子とが緊密に結合した粒子が抗菌性をも発揮できる
ので、この効用に着目して適用できる他、その他金属酸
化物、銀、銅等の金属の微粒子、その他の薬剤の粉体を
適用することができる。

微粉末防虫剤としては、パラジクロルベンゼン、アレス
ニンとビペロニールブトキサイドの併用、エミコン等を
粉体化したものを使用することができる。

また、微粉末誘虫剤としては、昆虫フェロモンやその他
天然に存在する植物等に含まれる誘因性を示す成分を粉
末化したものが使用できる。また、微粉末誘虫剤として
は、誘虫剤とは逆の作用を示すものであって、例えば熟
帯シマ力に対して強い忌避作用を示すＮ、Ｎ−ジメチル
−ｍ−）ルアミド等がある。

なお、防虫機能、誘虫機能を付与した吸水性ボッマーで
あれば、例えば、生鮮食物、特に切魚用のトレー等に施
用して、肉汁を吸収して鮮度を保ち、鮮度良く見せると
ともに、蝿等の接近を回避し、誘虫機能を付与した吸水
性ポリマーであれば、例えば、植物育成用保水剤に施用
して、蜜蜂等を誘引して植物の交配を促進すると云った
使い方が考えられる。

次に吸水性ポリマーについて説明する。

吸水性ポリマーは、−見ごく普通の白色粉末であるが、
水を注ぐと瞬時に吸水、膨潤して、全体がゲル化する性
質を示すものであり、その吸水力は約千倍、すなわち１
ｇの粉末が約１０００ｇの水を吸水することができ、ト
ウモロコシデンプンとアクリロニトリル・グラフト共重
合体の加水分解物を主成分とする研究成果から発展し、
その後、相次いで新しい吸水性ポリマーが開発され、現
在に至っているものである。このため、今や、原料面か
らは、デンプン系、セルロール系、ポリアクリル酸系、
ポバール系、ポリオキシエチレン系等の合成ポリマー系
等に分類され、親水化方法からは、親水性モノマーの重
合、疎水性ポリマーに対するＣＭ化反応、疎水性ポリマ
ーに対する親水性モノマーのグラフト重合、ニトリル基
、エステル基の加水分解反応等によると分類され、不溶
化方法からは、架橋剤による細状化反応、自己架橋によ
る綱状化反応、放射線照射による綱状化反応、水溶性ポ
リマーへの疎水基または結晶構造の導入等に分類され、
さらに、製品形体からは、粉末状、フィルム状、繊維状
等に分類されるように、きわめて多岐に亙っているもの
である。

また、その製造方法の一例としては、まずデンプンと水
とを混合して糊化した後に冷却し、これに触媒下で７ク
リロニトリルを加えてグラフト重合させ、続いて、水酸
化ナトリウムを加えて加水分解させ、冷却後硫酸を加え
た後、遠心分離し、水酸化ナトリウムで中和させ、得ら
れたものを乾燥、粉砕等して得られる。

現在、上布ないし人手できるものに、デンプン系として
は、商品名「サンウェット」（三洋化成製造）、ｒｓＧ
Ｐ」　（Ｈｅｎｋｅ　ｌｉｔ造）、セルロース系として
は、ｒＡ　　ｂｕａｒｏｎ」　（Ｈｅｒｃｕｌｅｓｉｌ
造）、　ｒｃＬＤＪ　　（ＢｕｃｋｅｙＣｅｌｌｕｌｏ
ｓｅ製造）、合成ポリマー系としては、ｒＰｅｒｍａｓ
ｏｒｂＪ　　（Ｎａｔｉｏｎａｌ　　５ｔａｒｃｋ！！
造）、ｒＤＯＷＥＬＪ　　（Ｄｏｗｉｉｌ造）、「ワン
ダーゲル」　（花王石鹸製造）等がある。

次に本発明たる吸水性ポリマーの製造方法のうち、機能
性微粉末が脱臭剤微粉末であることを特徴としてなる製
造方法について説明し、また、これによって得られた脱
臭機能付与された吸水性ボッマーを説明することで、本
発明たる機能付与された吸水性ポリマーについての説明
とする。

まず、吸水性ポリマーを若干、少なくともその表面がｌ
１１ｆ４シてゲル化する程度に吸水させる。通常内部へ
も水分子は拡散すため、−様に膨潤、ゲル化するが、発
明としては、少なくとも表面さえ膨潤、ゲル化していれ
ばよい。なお、この１ｌｉｉ潤、ゲル化程度が大きい程
、吸水性ポリマーの表面積が上がり、機能性微粉末を付
着させ易くなるが、他方、これを再乾燥させるための熱
エネルギーを多量に必要とし、また乾燥状層における吸
水性ポリマーの表面積と、機能性微粉末との粒径との関
係で自ずと付着限界があるため、吸水性ポリマー自体の
吸水能力とこれらを考慮して、その加温程度を決めるの
が望ましい。

次に、前記吸水性ポリマーがフィルム状ならこれを展開
した状態に、また、繊維状、粒状である場合には、これ
をバット等の受容面上で全体を展開した状態において、
上方から機能性微粉末たる微粉末脱臭剤を散布する。こ
こで、単に！ｉ［荀するようにしてもよいが、吹き付け
るように、１１粉末脱臭剤を付勢して行なえば、吸水性
ポリマーのより内部に喰い込んだ形で付着させることが
できる。

また、吸水性ポリマーが繊維状、粒状である場合には、
バット等の受容面を振動させる等して、吸水性ポリマー
の全面に付着させることが望ましく、また、この際、過
剰な微粉末脱臭剤を吸引回収して、再度吹き付けるよう
にしたりすることができる。フィルム状であるときは、
表裏から吹き付けたり、前方において反転させて散布し
たりするのがよい。なお、粉体の表面改質方法として、
衝撃式の方法が普及しているが、その方法では繊維状や
フィルム状のものに対して施用できないのに対し、本発
明によれば、如何なる形状の吸水性ポリマーに対してで
も連用できる。

また、上記とは逆に、膨潤、ゲル化させた吸水性ポリマ
ーを脱臭剤等の機能性微粉末を満した中に落下、浸漬さ
せるようにしてもよい。

続き、過剰の１１！能性微粉末たる微粉末脱臭剤を払い
落した後、適宜な乾燥手段にて加熱して吸水性ポリマー
を乾燥させる。

そして、吸水性ポリマーが乾燥したら、これを若干加振
等して、付着不十分な機能性微粉末を回収して、機能性
付与、例えば脱臭機能付与された吸水性ポリマーを得る
。

このようにして得られた吸水性ポリマーは、乾燥状態に
おいて単なる吸水性ポリマーと微粉末脱臭剤等の機能性
微粉末とを単に虜合し、付着させたものに比べ、邊かに
粉落ちが少ないものとなっている。

以上において、機能性微粉末を、膨潤、ゲル化状鳩の吸
水性ポリマーに付着させるにあたって、吸水性ポリマー
が繊維状、粒状にあっては、例えば、先に、これら形状
の吸水性ポリマーと機能性微粉末とを攪はん混合してお
き、両者がほぼ均一に分散し合った状態において、全体
に対してスプレー等で加湿し、その後、乾燥して得るよ
うにしても良い。さらには、機能性微粉末を水またはこ
れに若干のアルコール等を加えた液中に分散させた上で
、この分散液を乾燥状態の吸水性ポリマーに散布し、そ
の後、乾燥するようにしてもよい。

本発明では、何れにしても、吸水性ポリマーが膨潤、ゲ
ル化した状態において、機能性微粉末がこれに付着して
いれば良いものであり、吸水性ポリマーの膨潤、ゲル化
工程と機能性微粉末の散布工程との前後を問わないもの
であるが、仕上がり状態においてより堅固な機能性微粉
末の担持を望むのであれば、前述に述べた方法によるの
が望ましい。

また、機能付与された吸水性ポリマーの応用品としては
、従来の単なる吸水性ポリマーに替えて、上記得られた
機能性付与された吸水ポリマーを用いればよく、生理用
品や紙おむつ等の人体の体外排出液の処理用品として応
用するのが好適である。

〈発明の作用〉 本発明では、吸水性ポリマーが膨潤、ゲル化している状
態において機能性微粉末を付着させるため、これは付着
面積を拡大させたとき付着させることであるから、機能
性微粉末が吸水性ポリマー表面に密に付着するとともに
、若干ともその表面に食い込む形で付着するものと考え
られる。そして、その後、これが乾燥され、吸水性ポリ
マーが収縮するから、過剰な機能性微粉末は相互の衝接
により自ずと離脱するとともに、吸水性ポリマー表面が
機能性微粉末を捕捉したままのごとく収縮することが考
えられる。これは、機能性微粉末を吹き付けるように付
着させた時により効果的となる。

一方、このような方法により得られた吸水性ポリマーて
あれば、適量で、かつ比較的堅固に付着しているため、
単に混合攪はんして付着させたものより、粉落ちが遥か
に少なく、そして、被吸水液を吸水するのは勿論、例え
ば被吸水液の臭いを脱臭したり、被吸水液を抗菌するが
ごとく、担持させた機能性微粉末それぞれの効用を被吸
水液に対して発揮するようになる。

〈実施例〉 機能性微粉末として微粉末脱臭剤を用いた実施例は、以
下のとおりである。

まず、粒状の吸水性ポリマーとして三洋化成製造のサン
ウェット１００部に対し、水４０部を用意し、バットに
展開したサンウェットに上から水を霧吹きにより散布し
、吸水性ポリマー全体を均一に膨潤、ゲル化させる。

一方、上記量に対して過剰量の微粉末脱臭剤として、前
記二酸化チタンと酸化亜鉛と水分子との緊密結合体を別
のバット−面に敷きつめておき、前記膨潤、ゲル化させ
た吸水性ポリマーを５０ｃｍぐらいの高さから順次落下
させた。この後、上からも上記微粉末脱臭剤を散布した
後、バット毎全体を上下左右に振動させて、吸水性ポリ
マーの全体に微粉末脱臭剤が付着するようにした。

その後、余剰の微粉末脱臭剤を排除しながら、膨潤、ゲ
ル化した表面に微粉末脱臭剤を付着している吸水性ポリ
マーを別のバットに移し替え、そのまま加熱炉へ入れて
６０℃、３時間放置して、全体が再度乾燥され脱臭機能
が付与された吸水性ポリマーを得た。

このようにして得た脱臭機能が付与された吸水性ポリマ
ーを適宜量ビニール袋に入れ、このビニール袋ごと手で
振ってみたが、この程度では粉落ちして微粉末脱臭剤が
分離するまでには至らなかった。一方、単に乾燥状態の
吸水性ポリマーと前記微粉末脱臭剤とを渭合攪はんして
付着させたもので同様に行ってみたところ、明らかに微
粉末脱臭剤が分離されたので、実施別品は比較的堅固に
付着していることが確認された。

また、付与した機能を確２するために、実施別品と何等
加工しない上記サンウェットにおけるアンモニアと硫化
水素に対する脱臭効果を測定したところ、第１図、第２
図のことくの結果が得られた。

すなわち、第１図はアンモニアに対する試験として、３
３６０ｃｃ容器の初期濃度５０ｐｐｍアンモニア雰囲気
中へ、試料３．０ｇ（乾燥試料）をこれに９０ｇ吸水さ
せて入れ、検知管にて測定した結果であり、縦軸にガス
除去率をとり、横軸に経過時間をとって表したものであ
り、水に溶解し易いアンモニアではあるが、それでも効
果が表れているのが確認できた。また、第２図は硫化水
素に対する試験として、１２０ｃｃ容器の初期濃度５０
ｐｐｍ硫化水素雰囲気中へ試料０．１ｇ（乾燥試料）を
これを３ｇ吸水させて入れ、ガスクロにて測定した結果
であり、これを同様に表したものであり、硫化水素が水
に溶解し難い分、効果に大きな差あるのが確認できた。

（発明の効果） 以上のとおり、本発明たる機能付与された吸水性ポリマ
ーは、吸水性ポリマー本来の吸水効果の外、脱臭、抗菌
等、格別な機能を発揮することができる。このため、従
来適用されていた以外の用途展開をも望むことができる
。また、これを得るための本発明方法は、熱エネルギー
を必要とするものの、極めて簡易でありながら、単なる
付着より堅固に機能性微粉末を担持させることができ、
また、従来の衝撃式では適用できない形状の吸水性ポリ
マーに対しても施用することができる。また、脱臭機能
付与された吸水性ポリマーを吸水原料として用いた体外
排出液の処理用品であれば、従来の臭いの問題の解消の
一助となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明の機能付与された吸水性ポリ
マーの一実施例として、脱臭機能付与されたものにおけ
る、その効果の程度を試験した結果をグラフとして表し
たものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥状態の吸水性ポリマーの少なくとも表面を一
   旦膨潤ゲル化した状態における、この膨潤ゲル化した表
   面に、機能性微粉末を付着させ、その後、乾燥して、乾
   燥状態の吸水性ポリマー表面に機能性微粉末が担持され
   るようにしたことを特徴とする機能付与された吸水性ポ
   リマーの製造方法。
2. （２）機能性微粉末が二酸化チタンと酸化亜鉛と水との
   緊密結合体である脱臭機能微粉末であることを特徴とす
   る請求項１記載の機能付与された吸水性ポリマーの製造
   方法。
3. （３）吸水性ポリマーであって、少なくともその表面が
   膨潤ゲル化しているときにおいて付着された機能性微粉
   末を、全体が乾燥されたことで表面に担持していること
   を特徴とする機能付与された吸水性ポリマー。
4. （４）機能性微粉末が二酸化チタンと酸化亜鉛と水との
   緊密結合体である脱臭機能微粉末であることを特徴とす
   る請求項３記載の機能付与された吸氷性ポリマー。
5. （５）少なくともその表面が膨澗ゲル化しているときに
   おいて付着された脱臭機能微粉末を、全体が乾燥された
   ことで表面に担持している吸水性ポリマーを吸水用原料
   として用いていることを特徴とする体外排出液の処理用
   品。