JPH043411B2

JPH043411B2 -

Info

Publication number: JPH043411B2
Application number: JP59216358A
Authority: JP
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1992-01-23
Also published as: CN1003046B; JPS6197333A; CN85105605A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は高吸水性樹脂粉末の造粒方法に関す
る。（従来の技術）近年、高吸水性樹脂は生理綿、紙おむつ等の衛
生用品や農園芸用の保水剤等さまざまな分野で利
用されるようになつてきた。しかしながら、従来
用いられている高吸水性樹脂の多くは、100メツ
シユの標準篩を通過するような微粉末を多く含ん
でいるため、その利用に際しては、次のような問
題がある。 (1) 粉塵が発生しやすく、作業環境の悪化や量の
目減りを引き起こしやすい。 (2) 他の物質と混合する場合の混合性、分散性が
悪い。 (3) 液と接触した時にママコを生成しやすい。 (4) 粉末の流動性が悪いので、ホツパーでのブリ
ツジ形成、フラツシユ現象等が起こり易い。これらの問題の解決方法としては、微粉末の除
去やバインダーを用いて造粒するという方法が考
えられる。しかし、前者の方法では経済的に不利
であるため好ましくない。また、後者の方法で、
有機溶剤系のバインダーを用いた場合、造粒後の
乾燥工程において引火の危険性がある。また、乾
燥不充分な場合には有機溶剤等の残存が生物学的
安全性に問題を生じさせる。バインダーとして水
性液を用いた場合には、有機溶剤系のバインダー
を用いた場合のような問題は生じないが、被造粒
物が高吸水性で急速に水性液を吸収するという性
質のために水性液の均一な分散混合が困難で、高
密度の大きな塊りを生じやすく、均質な造粒物を
得ることが困難であつた。（発明が解決しようとする問題点）このような現状に鑑み本発明者らは、高吸水性
樹脂粉末の造粒方法について鋭意検討した結果、
高吸水性樹脂粉末の表面に水性液の微細な液滴を
接触させた後、破砕造粒することによつて、高吸
水性樹脂粉末が好適に造粒できることを見出し、
本発明を完成させるに至つた。従つて本発明の目的は、従来高吸水性の故に水
性液による造粒が不可能であると考えられていた
高吸水性樹脂粉末の水性液による造粒方法を提供
することにある。（問題点を解決するための手段および作用）即ち本発明は、高吸水性樹脂粉末(A)を撹拌しな
がら該粉体(A)に水性液(B)の微細な液滴を添加した
後、破砕造粒することを特徴とする高吸水性樹脂
粉末の造粒方法に関するものである。本発明において用いられる高吸水性樹脂粉末(A)
とは、実質的に水に溶解せず且つ水を吸収して膨
潤するもので、水の吸収倍率が10倍以上のものを
いう。このような高吸水性樹脂としては、例えばデン
プン−アクリロニトリルグラフト共重合体の加水
分解物（特公昭49−43395）、デンプン−アクリル
酸グラフト重合体の中和物（特公昭53−46199、
特公昭55−21041）、アクリル酸エステル−酢酸ビ
ニル共重合体のケン化物（特公昭53−13495、特
公昭55−19243）、架橋ポリビニルアルコール変性
物（特開昭54−20093）、部分中和ポリアクリル酸
塩架橋体（特開昭55−84304、特開昭56−93716、
特開昭56−161408、特開昭58−71907）、架橋イソ
ブチレン−無水マレイン酸共重合体（特開昭56−
36504）等が挙げられる。そして、これらの高吸
水性樹脂は、架橋が均一なものでも、或いは、特
開昭58−180233、特開昭58−117222、特開昭58−
42602に開示されているように表面架橋化処理を
施したものでも、いずれでも使用でき、特に限定
はされない。高吸水性樹脂粉末(A)の粒度分布は、200メツシ
ユの標準篩を通過するものが50重量％以下である
ことが好ましい。50重量％を越える場合、未造粒
物が多くなり、それを敢えて造粒しようとする
と、多量の水性液(B)を必要とし、高吸水性樹脂の
性能を下げてしまう。本発明における水性液(B)としては、水単独ある
いは水と混和性のある有機溶剤と水との混合液が
用いられる。水と混和性のある有機溶剤としては
低級アルコール、低級グリコール、エチレングリ
コールと低級アルコールとのモノエーテル、グリ
セリン、アセトン等を挙げることができる。また、このような水単独や上記混合液に各種の
化合物や混合物を溶解させたものも用いられる。
このような化合物や混合物としては、水や上記混
合液に溶解する消臭剤、植物生育助剤、水溶性高
分子等を挙げることができる。水や上記混合液に溶解する消臭剤としては、フ
ラバノール類やフラボノール類を消臭成分とする
椿科植物抽出物や青葉アルコール類等があり、こ
れらを用いると、得られる造粒物を生理綿、紙お
むつ等の衛生用品として用いる場合に優れた消臭
効果を発揮する。植物生育助剤としては、植物の根の生長に有効
な酸素の供給源となる過酸化水素や植物の肥料と
なる硫酸アンモニウム、尿素、リン酸カリ等の窒
素、リン、カリ含有化合物等があり、これらを用
いると、得られる造粒物は、農園芸用の保水剤と
して用いられた際に優れた植物生長促進効果を示
す。水溶性高分子としては、ポリアクリル酸、ポル
アクリル酸アルカリ金属塩、カルボキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエ
チレングリコール、ポリビニルアルコール等を挙
げることができる。これら水溶性高分子を用いる
と、得られる造粒物の機械的強度を高めることが
でき、造粒物の取り扱いが容易となるので好まし
い。しかし、水溶性高分子の濃度が高すぎると水
性液(B)の粘度が高くなつて、水性液(B)の調製及び
移送が困難になるので好ましくない。水溶性高分
子の濃度は、通常10重量％以下である。水性液(B)の使用量は、高吸水性樹脂粉末(A)100
重量部に対して１〜30重量部の比率の範囲が好ま
しい。使用量が１重量部より少ない比率では造粒
が不充分になることがあり、逆に30重量部を越え
る比率では粒径の大きな造粒物が生成しやすく好
ましくない。本発明において、高吸水性樹脂粉末(A)を撹拌す
る方法としては、高速撹拌型造粒機、転動式造粒
機、気流型混合機を用いるのが添加された水性液
(B)の微細な液滴を高吸水性樹脂粉末(A)の表面に均
一に接触させることができるので好ましい。高速撹拌型造粒機とは、撹拌槽内の底部に回転
羽根を有する造粒機をいい、例えば、ヘンシエル
ミキサー〔三井三池製作所(株)製〕、ニユースピー
ドニーダー〔岡田精工(株)製〕、ヘビーデユーテイ
ー・マトリツクス〔(株)奈良機械製作所製〕等を挙
げることができる。転動式造粒機とは、容器自体
が回転或いは振動して粉体に転動を与える装置
で、例えば、傾斜パン型造粒機、ドラム型造粒機
等を挙げることができる。気流型混合機とは、粉
体を空気等のガスで流動化させて混合を行うもの
で、例えば、エアーミツクス〔レイボルド機工(株)
製〕を挙げることができる。本発明において用いれらる水性液(B)の微細な液
滴としては、その径が300μ以下のものが好まし
い。径が300μを越えると水性液(B)の均一な分散
が困難になり、高密度の塊りが生じたり、造粒さ
れないものがあつたりして、粒度分布が広がつて
しまうだけでなく、得られる造粒物の高吸水性を
阻害することがある。径が300μ以下の微細な液
滴を生成させる方法としては、回転円板法、加圧
ノズル法、及び２流体ノズル法等を挙げることが
できる。いずれの方法をも用いることができる
が、径の極めて小さい液滴が得られやすく、操作
が簡単である２流体ノズル法がより好ましい。そ
のようなものとして例えば、ルミナ（扶桑精機(株)
製〕２流体ノズルを挙げることができる。水性液(B)の微細な液滴を添加するには、噴霧に
よるのが最も効率的であり好ましいが、微細な液
滴として添加することが可能ならば添加方法には
特に制限はない。本発明は、高吸水性樹脂粉末(A)に水性液(B)の微
細な液滴を添加した後、破砕造粒することにより
造粒物を得るものであり、液滴を添加して高吸水
性樹脂粉末(A)の表面に水性液(B)の微細な液滴を接
触するだけでは造粒物は得られないか或いは大き
な塊りを生じたりするだけである。本発明における破砕造粒する方法としては、通
常の破砕造粒機例えば、ニユースピードミル〔岡
田精工(株)製〕、フラツシユ・ミル〔不二パウダル
(株)製〕、スピードミル〔昭和エンジニアリング(株)
製〕等を用いることができる。破砕造粒する時期
は、高吸水性樹脂粉末(A)に水性液(B)の微細な液滴
を添加した後、直ちに行つてもよく、一定時間放
置後行つてもよい。本発明において用いられる高吸水性樹脂粉末(A)
には、該粉体(A)の流動性を改良し本発明における
撹拌の効果を充分に高めるのに有効な微粒子状シ
リカや高吸水性樹脂の耐光性改良に有効で消臭効
果もあるカーボンブラツク及び／又は活性炭を予
め混合しておいてもよい。したがつて、本発明は、高吸水性樹脂粉末(A)と
微粒子状シリカとの混合物を撹拌しながら該混合
物に水性液(B)の微細な液滴を添加した後、破砕造
粒することを特徴とする高吸水性樹脂粉末の造粒
方法、並びに高吸水性樹脂粉末(A)とカーボンブラ
ツク及び／又は活性炭との混合物を撹拌しながら
該混合物に水性液(B)の微細な液滴を添加した後、
破砕造粒することを特徴とする高吸水性樹脂粉末
の造粒方法をも提供するものである。微粒子状シリカとは、平均粒子径が50μ以下の
２酸化ケイ素を主成分とするもので、例えば日本
アエロジル(株)製の「アエロジル200」や塩野義製
薬（株）製の「カープレツクス＃80」等を挙げる
ことができる。微粒子状シリカの使用量は、高吸水性樹脂粉末
(A)100重量部に対して、０を越えて20重量部以下
の比率である。20重量部を越えて多量としても、
添加量に見合つた効果が得られず、かえつて造粒
物の高吸水性を阻害したり場合によつては造粒を
困難にしたりする。カーボンブラツク及び／又は活性炭は、通常市
販の粉末が使用できる。カーボンブラツク及び／又は活性炭の使用量
は、高給水性樹脂粉末(A)100重量部に対して、０
を越えて50重量部以下の比率である。50重量部を
越えて多量とすると、得られる造粒物の高吸水性
を阻害するので好ましくない。高吸水性樹脂粉末(A)と微粒子シリカあるいは高
吸水性樹脂粉末(A)とカーボンブラツク及び／又は
活性炭との混合物を造粒するに際しても、高吸水
性樹脂粉末(A)のみを造粒した際に用いたのと同様
の撹拌方法や水性液(B)を採用することができ、水
性液(B)に水溶性の消臭剤、植物生育助剤、水溶性
高分子等が溶解されていてもよい。また、水性液
(B)の好ましい使用量としては、該混合物100重量
部に対して１〜30重量部の比率である。（発明の効果）本発明の方法によれば、従来高吸水性の故に不
可能と考えられていた高吸水性樹脂粉末の水性液
による造粒が極めて容易にかつ好適に行われる。
しかも、一般の湿式造粒法では、バインダーを用
いて造粒した後か、バインダーを均一に混合して
整粒する前か、或いは整粒した後かに必ず乾燥工
程が必要であつたが、本発明の造粒方法では、バ
インダーとして比較的少量の水性液を使用しかつ
高吸水性樹脂が水をすみやかに吸収する特性があ
ることから、乾燥工程を特に必要とせず、工業的
に非常に有利である。そして、水性液(B)を用いる
本発明の方法により得られる高吸水性樹脂粉末造
粒物は、微粉末が少なく粒度分布が均一で、粉塵
の発生による量の目減り、作業環境の悪化等がな
くなり、さらに、混合性、分散性、流動性が良好
になり、ホツパーでのブリツジ形成、フラツシユ
現象の心配がなく、ママコも生成し難く、よつ
て、生理綿、紙おむつ等の衛生用品、農園芸用の
保水剤或いは乾燥剤等広い分野で利用できる。以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明の範囲がこれらの実施例にのみ限定さ
れるものではない。尚、例中特に断りのない限
り、％は重量％を、部は重量部をそれぞれ示すも
のとする。実施例１アクリル酸ナトリウム74.95モル％、アクリル
酸25モル％及びトリメチロールプロパントリアク
リレート0.05モル％からなるアクリル酸塩系単量
体の43％水溶液4000部を、過硫酸アンモニウム
0.6部及び亜硫酸水素ナトリウム0.2部を用いて窒
素雰囲気中55〜80℃で静置重合し、ゲル状含水重
合体を得た。このゲル状含水重合体を180℃の熱
風乾燥器で乾燥後、ハンマー型粉砕機で粉砕し、
20メツシユ金網で篩分けして、20メツシユ通過物
（粉体Ａ）を得た。粉体Ａをヘビーデユーテイー・マトリツクス
〔(株)奈良機械製作所製〕に仕込み、撹拌しながら
粉体A100部に対して水５部の割合で、水を２流
体ノズルにより微細な液滴にして噴霧し、粒体Ａ
と水とを接触させた。その場合の平均液滴径は約
100μであつた。接触させた後、フラツシユ・ミ
ル〔不二パウダル(株)製〕を用いて破砕造粒し、造
粒物(1)を得た。得られた粉体Ａ及び造粒物(1)について振盪篩器
により粒度分布を測定した。その結果を第１表に
示したが、造粒されたものは微粉末が著しく減少
し、粉塵の発生が認められなかつた。比較例１実施例１で得られた粉体Ａを用いて、水を１〜
２mm径の比較的大きな液滴にして供給する以外は
実施例１と同様にして、粉体Ａを造粒し、比較造
粒物(1)を得た。得られた比較造粒物(1)の粒度分布を実施例１と
同様に測定した。その結果を第１表に示す。実施例２トウモロコシデンプン50部、水200部及びメタ
ノール1000部を撹拌棒、窒素吹き込み管及び温度
計を備え付けた反応器に仕込み、窒素気流下50℃
で１時間撹拌した後30℃に冷却し、25部のアクリ
ル酸、75部のアクリル酸ナトリウム、0.5部のメ
チレンビスアクリルアミド、重合触媒として0.1
部の過硫酸アンモニウム及び促進剤として0.1部
の亜硫酸水素ナトリウムを添加し、60℃で４時間
反応せしめたところ、白色懸濁液が得られた。この白色懸濁液を過して得られた粉末を、水
−メタノール混合溶液（水対メタノールは重量比
で２：10）で洗浄し、60℃、３時間減圧乾燥した
後粉砕し、さらに48メツシユ金網で篩分けして48
メツシユ通過物（粉体Ｂ）を得た。粉体Ｂをドラム型造粒機に仕込み回転させなが
ら、ポリアクリル酸（分子量約3000）の濃度２％
の水性液を２流体ノズルより噴霧して微細な液滴
にし、粉体B100部に対して10部の割合で、粉体
Ｂと水性液とを接触させた。その場合の平均液滴
径は約200μであつた。その後、実施例１と同様
に破砕造粒して造粒物(2)を得た。得られた粉体Ｂ及び造粒物(2)の粒度分布を実施
例１と同様に測定した。その結果を第１表に示し
たが、造粒されたものは微粉末が著しく減少し、
粉塵の発生が認められなかつた。実施例３酢酸ビニル60部とアクリル酸メチル40部からな
る混合物に、開始剤としてベンゾイルパーオキサ
イド0.5部を加え、これを部分ケン化ポリビニル
アルコール３部と食塩10部とを含む水300部中に
分散せしめ、65℃で６時間懸濁重合せしめた後、
過、乾燥して共重合体を得た。得られた共重合
体をケン化、洗浄、乾燥したものを粉砕、分級し
て、20メツシユ通過物（粉体Ｃ）を得た。粉体Ｃに、加圧ノズルより水の微細な液滴を、
粉体C100部に対して水15部の割合で、ニユース
ピードニーダー〔岡田精工(株)製〕を用いて接触さ
せた。その場合の平均液滴径は約150μであつた。
接触させた後、実施例１と同様に破砕造粒して造
粒物(3)を得た。得られた粉体Ｃ及び造粒物(3)の粒度分布を実施
例１と同様に測定した。その結果を第１表に示し
たが、造粒されたものは微粉末が著しく減少し、
粉塵の発生が認められなかつた。実施例４実施例１で得られた粉体Ａに、微粒子状シリカ
（日本アエロジル(株)製「アエロジル200」）を、粉
体A100部に対して微粒子状シリカ１部の割合で
添加し充分に混合して、粉体Ｄを得た。得られた粉体D100部に対し水10部を用いる他
は、実施例１と同様にして粉体Ｄを造粒し、造粒
物(4)を得た。得られた造粒物(4)の粒度分布を実施例１と同様
に測定した。その結果を第１表に示す。実施例５実施例１で得られた粉体Ａに、カーボンブラツ
ク（三菱化成工業(株)製「三菱カーボンブラツク
＃600」）を、粉体A100部に対してカーボンブラ
ツク４部の割合で添加し充分に混合して、粉体Ｅ
を得た。得られた粉体E100部に対し水10部を用いる他
は、実施例１と同様にして粉体Ｅを造粒し、造粒
物(5)を得た。得られた造粒物(5)の粒度分布を実施例１と同様
に測定した。その結果を第１表に示す。実施例６実施例１で得られた粉体Ａに、紛状活性炭（武
田薬品工業(株)製「白鷺Ｍ」）を、粉体A100部に対
して粉状活性炭５部の割合で添加し充分に混合し
て、粉体Ｆを得た。得られた粉体F100部に対し水10部を用いる他
は、実施例１と同様にして、粉体Ｆを造粒し、造
粒物(6)を得た。得られた造粒物(6)の粒度分布を実施例１と同様
に測定した。その結果を第１表に示す。実施例７実施例１における水に代えて椿科植物の葉抽出
物15％水溶液（商品名NI−フレスカ800MO、白
井松新薬(株)製）を同量用いる他は、実施例１と同
様にして粉体Ａを造粒し、造粒物(7)を得た。得られた造粒物(7)の粒度分布を実施例１と同様
に測定した。その結果を第１表に示す。造粒物(7)
は取扱い時粉塵の発生が認められなかつた。実施例８実施例１における水に代えて15％過酸化水素水
25部を用いる他は、実施例１と同様にして粉体Ａ
を造粒し、造粒物(8)を得た。得られた造粒物(8)の粒度分布を実施例１と同様
に測定した。その結果を第１表に示す。造粒物(8)
は取扱い時粉塵の発生が認められなかつた。実施例９実施例１〜６で得られた粉体Ａ〜Ｆおよび造粒
物(1)〜(6)と比較例１で得られた比較造粒物(1)を用
い、それらのママコ生成と吸収倍率について下記
の方法で評価した。その結果を第２表に示す。水で湿らせた紙の上に少量の試料をおとし、そ
の時の様子を観察することによりママコ生成を評
価した。また、試料0.2ｇを不織布製のテイーバ
ツク式袋（40mm×150mm）に均一に入れ、0.9％食
塩水に浸漬し、１分後および10分後の重量を測定
し、テイーバツク式袋のみの吸収重量をブランク
として、次式に従つて試料の吸収倍率を算出し
た。吸収倍率＝吸収後の重量（ｇ）−ブランク（ｇ）／試料
の重量（ｇ）

【表】

【表】 (注) ○：ママコになりにくい
×：ママコができる

Claims

【特許請求の範囲】１高吸水性樹脂粉末(A)を撹拌しながら該粉末(A)
に水性液(B)の微細な液滴を添加した後、破砕造粒
することを特徴とする高吸水性樹脂粉末の造粒方
法。２高吸水性樹脂粉末(A)を撹拌する方法として、
高速撹拌型造粒機、転動式造粒機、または気流型
混合機を用いる特許請求の範囲第１項記載の高吸
水性樹脂粉末の造粒方法。３高吸水性樹脂粉末(A)100重量部に対して、水
性液(B)を１〜30重量部の比率で使用する特許請求
の範囲第１項記載の高吸水性樹脂粉末の造粒方
法。４水性液(B)の微細な液滴の径が300μ以下であ
る特許請求の範囲第１項記載の高吸水性樹脂粉末
の造粒方法。５高吸水性樹脂粉末(A)の粒度が、200メツシユ
の標準篩を通過するものが50重量％以下である特
許請求の範囲第１項記載の高吸水性樹脂粉末の造
粒方法。６水性液(B)が水溶性の消臭剤を溶解しているも
のである特許請求の範囲第１項記載の高吸水性樹
脂粉末の造粒方法。７水性液(B)が植物生育助剤を溶解しているもの
である特許請求の範囲第１項記載の高吸水性樹脂
粉末の造粒方法。８水性液(B)が水溶性高分子を溶解しているもの
である特許請求の範囲第１項記載の高吸水性樹脂
粉末の造粒方法。９高吸水性樹脂粉末(A)と微粒子状シリカとの混
合物を撹拌しながら該混合物に水性液(B)の微細な
液滴を添加した後、破砕造粒することを特徴とす
る高吸水性樹脂粉末の造粒方法。１０高吸水性樹脂粉末(A)100重量部に対して、
微粒子状シリカが０を越えて20重量部以下の比率
である特許請求の範囲第９項記載の高吸水性樹脂
粉末の造粒方法。１１高吸水性樹脂粉末(A)と微粒子状シリカとの
混合物を撹拌する方法として、高速撹拌型造粒
機、転動式造粒機、または気流型混合機を用いる
特許請求の範囲第９項記載の高吸水性樹脂粉末の
造粒方法。１２高吸水性樹脂粉末(A)と微粒子状シリカとの
混合物100重量部に対して、水性液(B)を１〜30重
量部の比率で使用する特許請求の範囲第９項記載
の高吸水性樹脂粉末の造粒方法。１３水性液(B)の微細な液滴の径が300μ以下で
ある特許請求の範囲第９項記載の高吸水性樹脂粉
末の造粒方法。１４高吸水性樹脂粉末(A)の粒度が、200メツシ
ユの標準篩を通過するものが50重量％以下である
特許請求の範囲第９項記載の高吸水性樹脂粉末の
造粒方法。１５水性液(B)が水溶性の消臭剤を溶解している
ものである特許請求の範囲第９項記載の高吸水性
樹脂粉末の造粒方法。１６水性液(B)が植物生育助剤を溶解しているも
のである特許請求の範囲第９項記載の高吸水性樹
脂粉末の造粒方法。１７水性液(B)が水溶性高分子を溶解しているも
のである特許請求の範囲第９項記載の高吸水性樹
脂粉末の造粒方法。１８高吸水性樹脂粉末(A)とカーボンブラツク及
び／又は活性炭との混合物を撹拌しながら該混合
物に水性液(B)の微細な液滴を添加した後、破砕造
粒することを特徴とする高吸水性樹脂粉末の造粒
方法。１９高吸水性樹脂粉末(A)100重量部に対して、
カーボンブラツク及び／又は活性炭が０を越えて
50重量部以下の比率である特許請求の範囲第１８
項記載の高吸水性樹脂粉末の造粒方法。２０高吸水性樹脂粉末(A)とカーボンブラツク及
び／又は活性炭との混合物を撹拌する方法とし
て、高速撹拌型造粒機、転動式造粒機、または気
流型混合機を用いる特許請求の範囲第１８項記載
の高吸水性樹脂粉末の造粒方法。２１高吸水性樹脂粉末(A)とカーボンブラツク及
び／又は活性炭との混合物100重量部に対して、
水性液(B)を１〜30重量部の比率で使用する特許請
求の範囲第１８項記載の高吸水性樹脂粉末の造粒
方法。２２水性液(B)の微細な液滴の径が300μ以下で
ある特許請求の範囲第１８項記載の高吸水性樹脂
粉末の造粒方法。２３高吸水性樹脂粉末(A)の粒度が、200メツシ
ユの標準篩を通過するものが50重量％以下である
特許請求の範囲第１８項記載の高吸水性樹脂粉末
の造粒方法。２４水溶液(B)が水溶性の消臭剤を溶解している
ものである特許請求の範囲第１８項記載の高吸水
性樹脂粉末の造粒方法。２５水溶液(B)が植物生育助剤を溶解しているも
のである特許請求の範囲第１８項記載の高吸水性
樹脂粉末の造粒方法。２６水溶液(B)が水溶性高分子を溶解しているも
のである特許請求の範囲第１８項記載の高吸水性
樹脂粉末の造粒方法。