JPH06104199B2 - 吸水性ポリマー複合体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吸水性ポリマー複合体の製造法に関するもので
あり、詳しくは吸水性ポリマー粉末に消臭作用を有する
水不溶性微粒子が均一にしかも強固に固着・担持された
吸水性ポリマー複合体の製造法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、自重の数十倍から数百倍の水を吸収する吸水性ポ
リマーが開発され、生理用ナプキン、紙おむつ等の衛材
分野をはじめとして、農林業分野、土木分野等に幅広く
利用されている。

これら吸水性ポリマーとしては例えばポリアクリル酸塩
架橋体、デンプン−アクリル酸塩グラフト架橋体、ポリ
ビニルアルコール変性架橋体、或はマレイン酸共重合物
架橋体等があるが、使用目的によっては消臭効果を有す
るものが望まれることもある。しかしポリマー自体に消
臭作用は少ない場合があるので、活性炭等を配合して消
臭効果を付与する方法が考えられている。しかし、吸水
性ポリマーに活性炭のような水不溶性微粒子を配合する
方法としては、例えば特開昭56-133028号公報及び特開
昭59-38271号公報等に、吸水性ポリマー粉末と水不溶性
微粒子を単に粉体状で混合するか又は混合した後水を加
える様な方法が開示されているだけである。かかる複合
体においては、吸水性ポリマー粉末と水不溶性微粒子と
は単に物理的に混合されているか又はそれに近い状態で
あり、更に混合状態も不均一である為に、水不溶性微粒
子を配合したことによる効果の発現が不確実且つ不充分
であり、しかも水不溶性微粒子が運搬や保存中に簡単に
分離してしまうという欠点があった。更に水不溶性微粒
子を粉体状で取り扱うことからその粉塵による作業環境
の悪化も甚大で、労働衛生の面でも無視できない問題が
あった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであり、本
発明の目的は、吸水性ポリマー粉末に消臭作用を有する
水不溶性微粒子が均一にしかも強固に担持されてなる吸
水性ポリマー複合体を、作業環境の悪化を伴うことなく
容易にかつ効率的に製造する方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の吸水性ポリマー複合体の製造法は、吸水性ポリ
マー粉末に、消臭作用を有する水不溶性微粒子及び分散
安定剤を含有する水分散液を添加し混合することに要旨
がある。尚、本発明における吸水性ポリマー複合体とは
水不溶性微粒子が吸水性ポリマーに均一に担持されてい
るものをいう。

［作用］ 本発明において用いられる吸水性ポリマー粉末とは、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あ
れば良く、格別の限定を受けるものではない。

このような吸水性ポリマーとしては、例えば前記ポリア
クリル酸塩架橋体等の他にデンプン−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
吸水性ポリマーは架橋が均一なものでも、或は、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、特に限定されない。

消臭作用を有する水不溶性物質としては、無機，有機を
問わず、消臭作用を有する任意の物質が選択できる。例
えば、活性炭、アルミナ、シリカ、ゼオライト、トリア
ジン誘導体等を利用することができる。

上記水不溶性物質の粒子径が大き過ぎる場合には、予め
微粒子状に粉砕して用いるのが好ましい。即ち吸水性ポ
リマーに消臭効果を付与することを目的として加えられ
る水不溶性物質は、粒子が大き過ぎると十分な分散状態
を得ようとすれば添加量を多くする必要があって不経済
であるし、しかも十分な効果が得られない場合もある。
一方適切な大きさ及び形状の微粒子であれば、微粒子と
共に供給される水分によって膨潤した吸水性ポリマー表
面層と、うまくからみあって強固に付着させることがで
きる。上記の種々の効果を得るためには、微粒子は通常
50μｍ以下、好ましくは10μｍ以下のものが好ましい。

本発明における水不溶性微粒子の量は広い範囲をとるこ
とができるが、通常は吸水性ポリマー粉末100重量部に
対して0.01〜10重量部が好ましい。0.01重量部未満では
水不溶性微粒子の添加効果が認められなくなる場合があ
り、逆に10重量部を超える量を用いても水不溶性微粒子
同士が付着する確率が高まり、添加量に見合った効果の
向上が認められ難くなるからである。さらに好ましくは
0.1〜５重量部の範囲である。

本発明においては水不溶性微粒子を水中で凝集すること
なく安定に分散させるため分散安定剤を用いる。特に疎
水性微粒子等に有効である。本発明において用いられる
分散安定剤としては、従来から水不溶性微粒状物を水中
に安定的に分散するために使用されているものであれ
ば、特に制限がなく使用できる。例えば、メタノール、
エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトニトリ
ル、ジメチルホルムアミド等水に制限なく、或は一部溶
解する親水性有機溶媒；ポリビニルアルコール、デンプ
ン、メチルセルロース、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、ポリアクリル酸、ポリア
クリル酸塩等の水溶性高分子；オレイン酸ナトリウム、
ヒマシ油カリ等の脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、
ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル
塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩等のアル
キルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホ
ン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸
エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、
ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオ
ン系界面活性剤；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ノールエーテル、
ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸
エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリ
オキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸エステル、オキ
シエチレン−オキシプロピレンブロックポリマー等のノ
ニオン系界面活性剤；ラウリルアミンアセテート、ステ
アリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリ
メチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム
塩等のカチオン系界面活性剤；ラウリルジメチルアミン
オキサイド等の両性イオン界面活性剤等を挙げることが
できる。上記種々の分散安定剤は１種のみ又は数種を組
み合わせて使用される。これらの安定剤を加えることに
より、水中で分散しにくい水不溶性微粒子を安定に分散
させることができる。尚使用される分散安定剤の量は、
加える分散安定剤の種類によって異なり、特に制限を受
けるものではないが、得られた水分散液の流動特性を考
慮して通常、水100重量部（以下部と略す）に対し0.01
〜50部の範囲が好ましく、特に好ましくは0.1〜20部の
範囲である。

本発明を実施するに当たって、前記水不溶性微粒子は水
分散液として用いる。ここでいう水分散液とは前記水不
溶性微粒子を水に均一分散させたものであり、流動性を
有するものである。好ましい態様としては、粘度の上限
は10000cps（25℃）のものであり、低粘度であるものは
本発明に支障はないが、実質的に水の粘度と同程度にも
のまで使用できる。例えば、スラリー状物、懸濁液状
物、乳化液状物等も本発明における水分散液に包含され
る。また、水不溶性微粒子が水分散液の状態で製造され
る場合には、乾燥させずにそのまま或はある程度濃縮さ
せた状態で用いることができる。特にこの場合は水不溶
性微粒子を乾燥させる工程と、乾燥させたものを粉砕す
る工程を省略することができ経済的である。

水分散液とするための水の量は広い範囲とすることがで
きるが、通常吸水性ポリマー粉末100重量部に対して１
〜30部の割合とするのが好ましい。水が加えられること
により、吸水性ポリマーの表面層が膨潤し、水と同時に
供給される微粒子をなかば抱え込むような状態となり、
強固に担持することができる。使用量が１部未満では水
不溶性微粒子の吸水性ポリマー粉末への担持が不充分と
なる場合があり、30部を超える量を用いても効果の向上
は期待できず、むしろ乾燥時のエネルギーコストの上昇
を招く結果となる。

吸水性ポリマー粉末と水分散液とを混合する装置として
は当業者に周知の混合装置が制限なく使用できるが、好
適に使用できる混合装置として、例えば高速回転パドル
型混合機を挙げることができる。

高速回転パドル型混合機とは、円筒容器内で多数のパド
ルを取付けたローターが高速回転して、２種以上の粉
体、或は粉体と液体を機械的に混合または分散させるも
ので、例えば、「タービュライザー」や「サンドター
ボ」共に（ホソカワミクロン（株）製）を挙げることが
できる。

この様な混合装置を用いて本発明を実施する為の具体的
な態様を説明するならば、例えば、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、吸
水性ポリマー粉末と水分散液とを連続的もしくは断続的
に供給し、混合物を該容器内より連続的もしくは断続的
に排出する方法が代表例である。その際、供給量と排出
量とを調整することにより、混合の程度を自由に制御す
ることもできる。

尚、上記具体例は、本発明の一実施態様を説明したに過
ぎないものであり、他の混合装置を用いた連続的混合操
作は言うに及ばず、バッチ式混合操作を採用することも
勿論可能である。

以上の操作で得られた吸水性ポリマー複合体は使用目的
及び水分含量により適切な程度まで乾燥させるか、或は
そのままの状態で使用することができる。乾燥方法は特
に限定されるものではなく、吸水性ポリマー及び水不溶
性微粒子の機能を阻害しない方法ならば、どのような方
法で行なってもよい。

［実施例］ 実験例１ 粉末消臭剤（シュークレンズ，ラサ工業製）または粉末
消臭剤（Ｋフレッシュ，帝国化工製）と分散剤（ポリア
クリル酸ナトリウム；アクアリックDL-100,日本触媒化
学工業（株）製、またはエマールO,花王製，またはエマ
ノーン3199,花王製）と水を混合して水不溶性微粒子の
水分散液を調製した。この水分散液を吸水性ポリマー粉
末［アクアリックCA,日本触媒化学工業（株）製］に添
加し、「タービュライザー」（ホソカワミクロン（株）
製）を用いて混合して吸水性ポリマー複合体（１）〜
（５）（実施例１〜５）を得た。

更に比較例として、水不溶性微粒子及び分散剤を水分散
液とすることなく、そのまま吸水性ポリマー粉末に添加
し粉体同士を混合した後、水を噴霧する方法に変えた以
外は、上記実施例と同様の操作を繰返して、比較吸水性
ポリマー複合体（１），（２）（比較例１〜２）、また
分散剤を加えない以外は実施例と同様に処理して比較吸
水性ポリマー複合体（３），（４）（比較例3,4）を得
た。尚夫々を構成する微粒子の種類や、水の量等は第１
表に示す通りである。

得られた実施例及び比較例の吸水性ポリマー複合体はそ
れぞれ10gを200メッシュ金網でふるい、200メッシュ金
網上に残った吸水性ポリマー複合体を3gずつ採取し、別
々の125mlバイアルビンに入れ蓋をした。次いで初期濃
度100ppmのｉ−プロピルメルカプタンおよび3000ppmの
アンモニアガスを入れ、30分後に残存する夫々のガス量
を検知管（北川式）法にして測定し、残存率（％）を求
めた。結果を第１表に示す。

本発明による吸水性ポリマー複合体（１）〜（５）は、
ｉ−プロピルメルカプタンおよびアンモニアガスに対
し、優れた消臭効果を示した。

［発明の効果］ 本発明の製造法によって、吸水性ポリマー粉末に消臭作
用を有する水不溶性微粒子が均一にしかも強固に付着・
担持された吸水性ポリマー複合体が極めて容易にかつ効
率的に得られるようになった。しかも、本発明の方法で
は、水不溶性微粒子を水分散液の状態で取り扱うことか
ら、粉塵発生等の心配がなく、労働衛生の面でも極めて
好適なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸水性ポリマー粉末に、消臭作用を有する
   水不溶性微粒子及び分散安定剤を含有する水分散液を添
   加し混合することを特徴とする吸水性ポリマー複合体の
   製造法。
2. 【請求項２】水分散液に用いる水が、吸水性ポリマー粉
   末100重量部に対し１〜30重量部の割合である請求項
   （１）記載の吸水性ポリマー複合体の製造法。
3. 【請求項３】分散安定剤が親水性有機溶媒および／又は
   水溶性高分子および／又は界面活性剤である請求項
   （１）または（２）記載の吸水性ポリマー複合体の製造
   法。