JPH043412B2 - - Google Patents

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
樹脂粉末の造粒法について鋭意検討した結果、特
定の混合機を用いて高吸水性樹脂粉末と水性液と
を均一混合し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)と水性液(B)
とを高速回転パドル型混合機を用いて均一混合し
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、末造粒
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、ポリ
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。 水溶性(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)と水性液
(B)とを均一混合するために、高速回転パドル型混
合機を用いるが、高速回転パドル型混合機とは、
円筒容器内で多数のパドルを取りつけたローター
が高速回転して、２種以上の粉体を、或いは粉体
と液体とを（連続的に）混合または分散させるも
ので、例えば、タービユライザー、サンドターボ
〔共にホソカワミクロン(株)製〕等を挙げることが
できる。 本発明において、高吸水性樹脂粉末(A)と水性液
(B)とを均一混合するには、前記高速回転パドル型
混合機のパドルが高速回転している円筒容器内
へ、高吸水性樹脂粉末(A)と水性液(B)とを（連続的
に）供給し、混合物を該容器内より（連続的に）
排出すればよい。さらに、供給量を調整すること
により混合の程度を自由に制御することができ、
均一混合の困難な該粉末(A)と水性液(B)の組み合わ
せにおいても、簡単に均一混合を達成することが
できる。 本発明は、高吸水性樹脂粉末(A)と水性液(B)とを
均一混合した後、破砕造粒することにより造粒物
を得るものであり、均一混合しただけでは造粒物
は得られない。 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〕等を挙げることができる。破砕造粒する時期
は、高吸水性樹脂粉末(A)と水性液(B)とを均一混合
した後、直ちに行つてもよく、また一定時間放置
後行つてもよい。 本発明において、高速回転パドル型混合機を用
いて高吸水性樹脂粉末(A)と水性液(B)とを均一混合
する際、該粉末(A)の流動性を改良し高速回転パド
ル型混合機の混合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
活性炭を併用してもよい。 したがつて、本発明は、高吸水性樹脂粉末(A)、
水性液(B)並びに微粒子状シリカを高速回転パドル
型混合機を用いて均一混合した後、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法や、
高吸水性樹脂粉末(A)、水性液(B)並びにカーボンブ
ラツク及び／又は活性炭を高速回転パドル型混合
機を用いて均一混合した後、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、Ｏ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、高吸水性樹脂粉末(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。 微粒子状シリカやカーボンブラツクや活性炭を
併用して造粒する場合の均一混合を達成するに
は、例えば微粒子状シリカやカーボンブラツクや
活性炭を、高吸水性樹脂粉末(A)や水性液(B)と同様
いきなり前記高速回転パドル型混合機に供給して
混合してもよく、また、微粒子状シリカやカーボ
ンブラツクや活性炭を各種混合機により高吸水性
樹脂粉末(A)と予備混合しておき、得られた予備混
合物と水性液(B)と前記高速回転パドル型混合機に
供給して均一混合してもよい。 微粒子状シリカやカーボンブラツクや活性炭を
併用して造粒するに際しても、高吸水性樹脂粉末
(A)と水性液(B)とのみから造粒した際に用いたのと
同様の水性液(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
ましい使用量は、高吸水性樹脂粉末(A)と微粒子状
シリカとの合計量あるいは高吸水性樹脂粉末(A)と
カーボンブラツク及び／又は活性炭との合計量
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にサンドターボ〔ホソカワミクロン(株)
製〕を用いて、粉体A100部に対して水５部の割
合で、水を滴下して、粉体Ａと水とを均一混合し
た。混合した後、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
示す。造粒物(1)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、水との混
合にリボンブレンダーを用いる以外は実施例１と
同様にして、粉体Ａを造粒し、比較造粒物(1)を得
た。比較造粒物(1)の中には、粒径約５mmの塊が多
く認められた。 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。比較
造粒物(1)は微粉末が多くあり、粉の移し替え等に
おいて粉塵が発生した。 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えられた粉末を、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にタービユライザー〔ホソカワミクロン
(株)製〕を用いて、ポリアクリル酸（分子量約
3000）の濃度２％の水性液を粉体B100部に対し
て10部の割合で、混合した。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
す。造粒物(2)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 実施例１で得られた粉体A99部及び微粒子状シ
リカ（日本アエロジル(株)製「アエロジル200」）１
部にサンドターボ〔ホソカワミクロン(株)製〕を用
いて、水10部を滴下して、粉体Ａ、微粒子状シリ
カ及び水を均一混合した。得られた混合物を実施
例１と同様にして破砕造粒し、造粒物(3)を得た。 得られた造粒物(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表に示す。造粒物(3)
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A99部及びカーボンブ
ラツク（三菱化成工業(株)製「三菱カーボンブラツ
ク＃600」）１部にサンドターボ〔ホソカワミクロ
ン(株)製〕を用いて、水10部を滴下して、粉体Ａ、
カーボンブラツク及び水を均一混合した。得られ
た混合物を実施例１と同様にして破砕造粒し、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。造粒物(4)
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 ５ 実施例１で得られた粉体A98部及び粉状活性炭
（武田薬品工業(株)製「白鷺Ｍ」）２部にサンドター
ボ〔ホソカワミクロン(株)製〕を用いて、水10部を
滴下して、粉体Ａ、粉状活性炭及び水を均一混合
した。得られた混合物を実施例１と同様にして破
砕造粒し、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。造粒物(5)
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 ６ 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80OMO、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(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。造粒物(6)
な粉塵が発生せず、作業性は良好であつた。 実施例 ７ 実施例１における水に代えて15％過酸化水素水
10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(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表に示する造粒物(7)
は粉塵が発生せず、作業性は良好であつた。 実施例 ８ 実施例１における水に代えて20％尿素水溶液10
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)
は粉塵が発生せず、作業性は良好であつた。 実施例 ９ 実施例１〜５で得られた粉体Ａ、Ｂおよび造粒
物(1)〜(5)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。結果を第２表に示す。 水で湿らせた紙の上に試料を少量落とし、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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高吸水性樹脂粉末(A)と水性液(B)とを高速回転
   パドル型混合機を用いて均一混合した後、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
   法。 ２ 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法。 ３ 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
   粒法。 ４ 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
   脂粉末の造粒法。 ５ 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
   粉末の造粒法。 ６ 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
   粉末の造粒法。 ７ 高吸水性樹脂粉末(A)、水性液(B)並びに微粒子
   状シリカを高速回転パドル型混合機を用いて均一
   混合した後、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法。 ８ 高吸水性樹脂粉末(A)と微粒子状シリカとの合
   計量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７項記載の
   高吸水性樹脂粉末の造粒法。 ９ 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７項記載の高吸水性樹脂粉末の造
   粒法。 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７項記載の高吸水性樹脂
   粉末の造粒法。 １１ 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７項記載の高吸水性
   樹脂粉末の造粒法。 １２ 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７項記載の高吸水性樹
   脂粉末の造粒法。 １３ 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７項記載の高吸水性樹
   脂粉末の造粒法。 １４ 高吸水性樹脂粉末(A)、水性液(B)並びにカー
   ボンブラツク及び／又は活性炭を高速回転パドル
   型混合物機を用いて均一混合した後、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法。 １５ 高吸水性樹脂粉末(A)とカーボンブラツク及
   び／又は活性炭との合計量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１４項記載の高吸水性樹脂粉末の造粒
   法。 １６ 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１４項記載の高吸水性樹脂粉末
   の造粒法。 １７ 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１４
   項記載の高吸水性樹脂粉末の造粒法。 １８ 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１４項記載の高吸水
   性樹脂粉末の造粒法。 １９ 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１４項記載の高吸水性
   樹脂粉末の造粒法。 ２０ 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１４項記載の高吸水性
   樹脂粉末の造粒法。