JPH10204184A - 吸水剤およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粒子の飛散による作業環境の悪化や作業者
への吸入の問題を内在する吸水性樹脂の微粒子を有効に
活用でき、衛生用品の吸水剤として好適な、吸収性能、
吸収速度および機械強度に優れた吸水剤を提供する。 【解決手段】 粒径１５０μｍ以下の微粒子を３０質量
％以上含有する吸水性樹脂の粉体を、水の存在下、５０
ｋｇ／ｃｍ²以上の面圧力あるいは２５ｋｇ／ｃｍ以上
の線圧力で加圧成形し、必要により乾燥あるいは乾燥、
粉砕して、平均粒径が２００〜１０００μｍの吸水剤を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、吸水性樹脂の微粒子含
有粉体を加圧成形して得られ、吸収性能および吸収速度
に優れた吸水剤およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸水性樹脂の製造工程において、得られ
た吸水性樹脂粉末の粒度を適度な範囲とするために、通
常フルイ操作で粒度調整する方法が採用されている。特
に最近では、粉粒状の吸水性樹脂をハンドリングする工
程での微粒子の飛散防止、微粒子の吸入機会の低減によ
る作業者の安全性向上といった観点から、微粒子の含有
量を極力少なくしたいとの要望が強い。この要望を満足
させるために、通常フルイ操作で微粒子を除去している
が、除去された微粒子の利用価値が乏しいことから廃棄
処分されることが多い。このため、収率の低下、微粒子
の廃棄コストなどにより、製造コストのアップにつなが
っている。

【０００３】上記の背景から、粒度調整によって除去さ
れる微粒子をいかに有効利用するかが重要となってきて
いる。微粒子を有効利用する方法としては、例えば下記
、等が提案されている。 微粒子を吸水性樹脂の製造工程中（重合液あるいは含
水ゲル状重合体）にリサイクル添加して再利用する方法
（特開平４−４１５３２号公報、特開平４−２２７７０
５号公報、特開平４−３４８１０３号公報など） 微粒子あるいは微粒子を含有した粒子集合体をバイン
ダーを使用して固着し、造粒して大きな粒子とする方法
（特開昭６２−１３２９３６号公報、特開平２−２８４
９２７号公報、特開平２−２２７４３５号公報、特開平
３−１３７１２９号公報、特開平４−２１４７３６号公
報など）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしの方法では、
リサイクル添加された微粒子は、再び乾燥・粉砕という
工程を経由するため、微粒子のリサイクル添加量の増加
につれて得られる吸水性樹脂の吸収性能が低下してくる
という問題がある。の方法では、造粒物の機械強度が
十分でなく、造粒物に機械的な衝撃や摩擦力、輸送中の
振動などの外力が加わることにより、造粒された粒子集
合体が壊れて微粒子を再発生するという問題点がある。
バインダーの添加量を多くしたり、架橋剤を併用して固
着力を強めたりすると、得られる吸水性樹脂の吸収速度
が低下するという別の問題が生じてくる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点に鑑みて、吸水性樹脂の微粒子含有粉体から製造
され、吸収性能と吸収速度に優れ、機械的な衝撃や摩擦
力、輸送中の振動などの外力が加わっても微粒子の再発
生が少ない吸水剤およびその製造方法を提供することを
目的として鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。

【０００６】すなわち本発明は、粒径１５０μｍ以下の
微粒子を３０質量％以上含有する吸水性樹脂（Ａ）の粉
体を、水の存在下、５０ｋｇ／ｃｍ²以上の面圧力また
は２５ｋｇ／ｃｍ以上の線圧力で加圧成形し、必要によ
り乾燥あるいは乾燥、粉砕して得られる平均粒径２００
〜１０００μｍの吸水剤；粒径１５０μｍ以下の微粒子
を含有する吸水性樹脂（Ａ）の粉体を加圧成形して得ら
れ、平均粒径が２００〜１０００μｍ、密度が０．４〜
１．６ｇ／ｃｍ³、生理食塩水に対する常圧下吸収量が
４０ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²の加圧下吸収量が２０
ｇ／ｇ以上の吸水剤；並びに、粒径１５０μｍ以下の微
粒子を３０質量％以上含有する吸水性樹脂（Ａ）の粉体
を、水の存在下、５０ｋｇ／ｃｍ²以上の面圧力または
２５ｋｇ／ｃｍ以上の線圧力で加圧成形後、必要により
乾燥あるいは乾燥、粉砕する平均粒径２００〜１０００
μｍの吸水剤の製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において、吸水性樹脂
（Ａ）としては、例えば、デンプン−アクリル酸塩共重
合体架橋物、ポリアクリル酸塩架橋物、自己架橋したポ
リアクリル酸塩、アクリル酸エステル／酢酸ビニル共重
合体架橋物のケン化物、イソブチレン／無水マレイン酸
共重合体架橋物、ポリスルホン酸塩架橋物、アクリル酸
塩／スルホン酸塩架橋共重合体、アクリル酸／アクリル
アミド架橋共重合体、アクリルアミド架橋重合体および
その部分加水分解物、変性セルロース誘導体などの粉粒
状の吸水性樹脂が挙げられる。これらは２種以上を併用
することができる。

【０００８】（Ａ）の製造法については特に限定はな
く、例えば、架橋剤の存在下で水溶液重合する方法、架
橋剤の存在下あるいは非存在下で逆相懸濁重合する方
法、放射線あるいは光重合する方法、水溶性樹脂を後架
橋する方法などが挙げられる。（Ａ）として好ましいも
のは、イオン浸透圧によって多量の液を吸収・保持する
ことができ、荷重や外力が加わっても離水の少ないアク
リル酸およびアクリル酸塩を重合体の主構成モノマー単
位とする水不溶性の吸水性樹脂（Ａ１）であり、特に架
橋剤の存在下で水溶液重合された吸水性樹脂である。

【０００９】吸水性樹脂（Ａ１）の構成単位としてのア
クリル酸とアクリル酸塩の合計に対するアクリル酸の比
率は、通常２０〜５０モル％、好ましくは２０〜４０モ
ル％である。アクリル酸が２０モル％未満の場合、水を
吸収した際のｐＨがアルカリ性となり、皮膚に対する安
全性の面で問題となることがある。また、アクリル酸が
５０モル％を越えると、吸収性能が低下するだけでなく
水を吸収した際のｐＨが酸性となり、この場合も皮膚に
対する安全性の面で好ましくない。アクリル酸塩におけ
る塩の種類は特に限定はないが、通常ナトリウム、カリ
ウムなどのアルカリ金属塩であり、必要によりアンモニ
ウム塩やアミン塩とすることもできる。以上例示した吸
水性樹脂の粒子の表面近傍を、例えば、ポリグリシジル
エーテル化合物、ポリオール化合物、ポリアミン化合
物、多価金属化合物などの架橋剤を用い、通常の方法で
さらに表面架橋した樹脂も吸水性樹脂（Ａ）として本発
明に好適に使用できる。

【００１０】本発明における、微粒子を含有する吸水性
樹脂（Ａ）の粉体（以下、微粒子含有粉体と言う）は、
通常粒径１５０μｍ以下の微粒子を３０質量％以上含有
した粉体である。微粒子含有粉体中の１５０μｍ以下の
微粒子の含有量は、好ましくは５０質量％以上、特に７
０質量％以上である。粒径１５０μｍ以下の微粒子の含
有量が３０質量％未満の場合、加圧成形装置の摩耗、成
形時の圧力変動の増加、成形物の歩留まりの低下といっ
た問題を生じることがある。

【００１１】微粒子含有粉体を得る方法は特に限定はな
いが、例えば、下記〜などが挙げられる。また、微
粒子含有粉体は単一の組成である必要はなく、２種以上
の混合物であってもよい。 吸水性樹脂を製造する工程（例えば、粒度調整のため
の篩別工程）で発生する微粒子含有粉体、 吸水性樹脂の製品から篩い操作などで除去された微粒
子含有粉体、 吸水性樹脂の製造工程、あるいは吸水性樹脂を使用す
る工程で発生する微粒子をバッグフィルターなどで捕集
して得られる微粒子含有粉体、 上記〜の微粒子を通常の吸水性樹脂と混合された
微粒子含有粉体

【００１２】微粒子含有粉体の形状については特に限定
はないが、例えば、粉末状、リン片状、顆粒状、パール
状などが挙げられ、これらが混合されていてもよい。好
ましくは粉末状である。微粒子含有粉体中の水分含量に
ついても特に限定はなく、通常０．１〜１０質量％、好
ましくは１〜８質量％である。微粒子含有粉体の吸収性
能としては、生理食塩水に対する常圧下吸収量が４０ｇ
／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²の加圧下吸収量が２０ｇ／ｇ
以上のものが好適である。更に好ましくは、常圧下吸収
量が４５〜７５ｇ／ｇ、加圧下吸収量が２２〜５５ｇ／
ｇであり、特に好ましくは、常圧下吸収量が４８〜７０
ｇ／ｇ、加圧下吸収量が２５〜５０ｇ／ｇである。尚、
常圧下吸収量および加圧下吸収量は後述する方法で測定
される値である。

【００１３】微粒子含有粉体に親水性もしくは疎水性の
二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの無機
微粉末（Ｐ）１種以上をあらかじめ混合しておき、次い
で水を添加すると、ママコの生成がなく、微粒子含有粉
体に水を均一に存在させることができて好ましい。無機
微粉末（Ｐ）の一次粒子の平均粒系は、好ましくは１０
０μｍ以下、特に５〜５０μｍであり、ＢＥＴ法による
比表面積は、好ましくは５０〜５００ｍ²／ｇ、特に８
０〜４５０ｍ²／ｇである。無機微粉末（Ｐ）の添加量
は、微粒子含有粉体に対して５質量％を越えない量が好
ましく、更に好ましくは０．０５〜２質量％、特に０．
１〜１質量％である。

【００１４】本発明の吸水剤は、水の存在下で加圧成形
されることを必須とする。有機溶媒は用いず、水単独を
使用する方が取り扱い時の安全性およびコストの面で好
ましいが、水に親水性有機溶媒（メタノール、エタノー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリンなど）を混合した水性液も必要により使用でき
る。水性液を用いる際の親水性有機溶剤の量は、水性液
全体に対して質量基準で４０％以下、好ましくは３０％
以下である。微粒子含有粉体に対する水の量は、質量基
準で２〜８０％であり、好ましくは３〜６０％、さらに
好ましくは５〜５０％である。水の量が８０％を越える
と、微粒子含有粉体が水を吸収して膨潤状態となるた
め、加圧成型時の圧力を大きくしても成形時の賦形性に
欠ける。一方、２％未満では微粒子含有粉体の固着性が
乏しくなり、加圧成形性が低下する。なお、「水の存在
下」とは、必ずしも水を微粒子含有粉体に添加する意味
だけでなく、水分を含有した微粒子含有粉体を使用する
ことも本発明に含まれる。

【００１５】本発明において、加圧成形物の強度を高め
る目的で、水とともに必要により、水溶性樹脂および／
または水分散樹脂（Ｂ）の存在下で加圧成形することが
できる。（Ｂ）は水に溶解または分散する樹脂であるた
め、（Ｂ）の水溶液または分散液の存在下とすることが
できる。（Ｂ）のうち水溶性樹脂は、天然高分子、合成
高分子のいずれでもよく、天然高分子の例としては、デ
ンプン類（可溶化デンプン、アルファー化デンプン、ア
ミロースなど）、セルロース誘導体（カルボキシメチル
セルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロースな
ど）、アルギン酸ソーダ、グアガム、キサンタンガム、
アラビアガム、ローカストビーンガム、カラゲーナン、
マンナン、グルテン、キトサンなどが挙げられる。

【００１６】合成高分子の例としては、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシ
ド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリビニルエーテル化合物などが挙げられる。（Ｂ）の
うち水分散樹脂としては、例えば、合成樹脂エマルジョ
ン（例えば、アクリルエマルジョン、ポリオレフィン系
樹脂エマルジョン、ポリウレタン樹脂エマルジョンな
ど）、天然あるいは合成のワックスエマルジョン、天然
あるいは合成ゴムエマルジョンなどの水性分散液状態の
ものが挙げられる。これらの水溶性樹脂および／または
水分散樹脂（Ｂ）は、単独あるいは２種以上を併用して
使用することができる。本発明の吸水剤を使用時（Ｂ）
が溶出しないためには、（Ｂ）は少なくとも重量平均分
子量で２０００以上であることが好ましい。（Ｂ）の分
子量の上限は特に限定はなく、（Ｂ）が水に溶解または
分散した状態における粘度が、（Ａ）の粉体との混合に
支障がない範囲の分子量のものが好ましい。

【００１７】微粒子含有粉体に対する（Ｂ）の量は、好
ましくは固形分当りの質量基準で、通常０．０１〜２０
％、好ましくは０．１〜１０％である。（Ｂ）の量をこ
の範囲とすることにより、得られる吸水剤の吸水性能の
低下が少なく好ましい。（Ｂ）の存在下とする態様とし
ては、（Ｂ）をあらかじめ水に溶解および／または分散
させておいてもよく、微粒子含有粉体に（Ｂ）を含有さ
せておき、これに水を添加することで（Ｂ）が水側に移
行し、一部が溶解および／または分散していく態様でも
よい。

【００１８】本発明において、得られる加圧成形物の強
度を高め、かつ加圧成形物の吸水後のゲルの形状保持性
や表面ドライ感を改良する目的で、水とともに、必要に
より微粒子含有粉体のもつ基（例えば、カルボキシル基
など）と反応しうる官能基を２個以上有する架橋剤
（Ｃ）の存在下で加圧成形することができる。架橋剤
（Ｃ）の例としては、従来から公知のポリグリシジル化
合物（例えば、ポリエチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、グリセロールジグルシジルエーテル、グリセロ
ールトリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグ
リシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエ
ーテルなど）、多価アミン化合物（例えば、エチレンジ
アミン、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂
など）、多価アルコール（例えば、グリセリン、エチレ
ングリコールなど）、多価イソシアネート、アジリジン
化合物、アルキレンカーボネート（例えば、エチレンカ
ーボネートなど）、及びこれらの２種以上の混合物が挙
げられる。架橋剤（Ｃ）は水や水性液に可溶性のものが
好ましく、更には比較的低い温度で反応させることがで
きるという点でポリグリシジル化合物、特にエチレング
リコールジグリシジルエーテルが好ましい。微粒子含有
粉体に対する架橋剤（Ｃ）の使用量は、質量基準で通常
０．００３〜５％、好ましくは０．００５〜２％、特に
０．０１〜１％である。

【００１９】なお、水とともに（Ｃ）の存在下で加圧成
形する場合、微粒子含有粉体と（Ｃ）との反応性を高め
る、あるいは反応時間を短縮する目的で、加圧成形以降
のいずれかの段階で加熱処理を行うのが好ましい。この
加熱処理の温度は水に含有させる（Ｃ）の種類によって
種々変化させることができる。例えば、（Ｃ）としてア
ジリジン化合物を使用する場合は通常室温〜６０℃、好
ましくは３０〜５０℃であり、（Ｃ）としてポリグリシ
ジル化合物を使用する場合の温度は通常８０〜１６０
℃、好ましくは１００〜１５０℃であり、（Ｃ）として
多価アルコールやアルキレンカーボネートを使用する場
合は通常１６０〜２３０℃、好ましくは１８０〜２２０
℃である。

【００２０】微粒子含有粉体に水を加える場合に用いら
れる工業的な装置としては、例えばコニカルブレンダ
ー、ナウターミキサー、双腕型ニーダー、Ｖ型混合機、
流動層式混合機、タービュライザー、スクリュー式のラ
インブレンド装置、リボンミキサー、モルタルミキサー
などの機械的混合装置が挙げられるが、均一に混合でき
る装置であれば上記に限定されない。

【００２１】微粒子含有粉体を水の存在下で加圧成形す
る方法としては、下記〜などが挙げられる。 微粒子含有粉体と水とを混合した後、所望の形状、大
きさの型枠の中で加圧成形する方法 微粒子含有粉体と水とを混合し、いったんシート状、
棒状あるいはブロック状に加圧成形した後、粉砕・粒度
調整して所望の粒子サイズとする方法 水分を含有した微粒子含有粉体を加温し、微粒子含有
粉体の中の水分が蒸発する条件で加圧成形する方法

【００２２】加圧成形する工業的な装置としては、ロー
ル式加圧成形機（ブリッケットマシーン、ローラーコン
パクターなど）、プレス式加圧成形機、目皿押し出し式
加圧成形機（ディスクペレッターなど）、ピストン式加
圧成形機などが挙げられるが、これらに限定されない。

【００２３】加圧成形時の圧力は、微粒子含有粉体の種
類、微粒子の含有量、性質（破断強度、ゲル強度な
ど）、水あるいは水性液の添加量、水の中の（Ｂ）およ
び／または（Ｃ）の有無および含有量などに合わせて適
宜変化させることができるが、通常５０ｋｇ／ｃｍ²以
上の面圧力あるいは２５ｋｇ／ｃｍ以上の線圧力であ
る。好ましくは面圧力の場合５０ｋｇ／ｃｍ2〜１０ト
ン／ｃｍ²、線圧力の場合２５ｋｇ／ｃｍ〜５トン／ｃ
ｍであり、特に面圧力の場合１００ｋｇ／ｃｍ²〜６ト
ン／ｃｍ²、線圧力の場合５０ｋｇ／ｃｍ〜３トン／ｃ
ｍである。面圧力が５０ｋｇ／ｃｍ²未満あるいは線圧
力が２５ｋｇ／ｃｍ未満の場合、加圧成型物の賦形性が
乏しく、得られる成型物は外力や剪断力によって壊れや
すいものとなる。なお、好ましい面圧力を５０ｋｇ／ｃ
ｍ²〜１０トン／ｃｍ²、線圧力を２５ｋｇ／ｃｍ〜５ト
ン／ｃｍとしたのは、面圧力が１０トン／ｃｍ²あるい
は線圧力が５トン／ｃｍを越えると、加圧成型物の賦形
性と外力に対する安定性はさらに良好となるが、大型の
装置が必要となり、かつ得られる成型物の吸収速度が遅
くなる傾向があるためである。

【００２４】加圧成形時の温度については特に限定はな
く、通常室温でも実施されるが、必要により加温（例え
ば、３０〜２００℃、好ましくは８０〜１５０℃）しな
がら加圧成形しても良い。特に８０℃以上に加温しなが
ら加圧成形する場合、微粒子含有粉体に通常含まれてい
る水分が蒸発し、この水分がバインダーの働きをするた
め、微粒子含有粉体に水を添加するという操作が必ずし
も必要でなくなる。尚、使用する水に架橋剤（Ｃ）を含
有している場合、上記温度には限定されず、（Ｃ）の反
応に必要な前述の温度を選択することができる。

【００２５】加圧成形して得られる吸水剤の形状は特に
限定されず、例えば、粒状、球状、豆粒状、サイコロ
状、多面体、平板状、シート状、棒状あるいはブロック
状など、任意の形状が挙げられる。加圧成形された吸水
剤の密度は、通常０．３ｇ／ｃｍ³以上、好ましくは
０．４〜１．６ｇ／ｃｍ³、さらに好ましくは０．５〜
１．５ｇ／ｃｍ³である。密度を０．３ｇ／ｃｍ³以上と
することにより、成形物に機械的な衝撃や摩擦力、輸送
中の振動などの外力が加わっても成形された吸水剤が壊
れて微粒子を再発生するという問題を生じることがなく
好ましくない。

【００２６】加圧成形時に存在させる水の量に応じて、
必要により、加圧成形後に乾燥操作を追加し、成形物の
水分含量を調整することができる。通常、存在させる水
の量が２〜９質量％の場合は乾燥操作は省略できるが、
水の量が９質量％を越えると乾燥操作を施すことが好ま
しい。加圧成形された吸水剤を得る好ましい方法は、直
接粒状、粒状、豆粒状などに加圧成形する方法、棒状に
加圧成形したものを細断する方法、およびシート状ある
いは平板状に加圧成形したものを粉砕する方法である。
平板状あるいはシート状に加圧成形する場合の厚さは通
常１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍである。

【００２７】加圧成形物は上記のように必要により乾燥
するが、このものは次いで必要により通常の方法で粉砕
し、平均粒径が２００〜１０００μｍに粒度調整して本
発明の吸水剤とする。好ましい平均粒径は２５０〜９０
０μｍ、さらに好ましくは２８０〜８００μｍである。
平均粒径が１０００μｍを越えると、表面積が小さくな
りすぎて吸収速度を低下させることがある。一方、平均
粒径が２００μｍ未満では、粒子が細かくなりすぎて飛
散防止や作業者に対する吸入機会の低減といった効果が
乏しくなり好ましくない。ここで平均粒径とは、１６メ
ッシュ、２０メッシュ、２６メッシュ、３０メッシュ、
４２メッシュ、５０メッシュ、６０メッシュ、１００メ
ッシュ、１４０メッシュのＪＩＳ標準フルイを使用し、
篩別法で粒度分布（含有質量百分率）を測定し得た、各
篩いの開孔部を通過した粒子の積算含有百分率を対数正
規確率紙にプロットし、積算含有百分率が５０％となる
点の粒子径である。

【００２８】特に、衛生用品（例えば、使い捨て紙おむ
つ、生理用ナプキン、失禁者用パッド、母乳パッド、手
術用アンダーパッドなど）やシート状物（ペットシー
ト、ドリップ吸収シート、結露防止シートなど）などの
吸収性物品に適用する場合の好ましい粒度は、１００〜
８５０μｍの大きさの粒子が９０質量％以上、好ましく
は９５質量％以上、特に好ましくは１５０〜８５０μｍ
の大きさの粒子が９５質量％以上である。

【００２９】この様にして得られた加圧成形後の粒状物
はそのままで本発明の吸水剤として使用することができ
るが、加圧成形されていない通常の吸水性樹脂（Ａ’）
（好ましくは９０質量％以上が１００〜８５０μｍの粒
径を有するもの）と混合して本発明の吸水剤とすること
もできる。混合する場合の加圧成形された吸水剤と、
（Ａ’）との混合割合は任意に選択することができる
が、（Ａ’）は質量基準で通常全体の９０％を越えない
量であり、更に好ましくは１０〜９０％、特に２０〜８
０％である。

【００３０】本発明の吸水剤は、通常の方法で更に表面
架橋したものでもよく、表面架橋は加圧成形中あるいは
加圧成形後に実施することができる。また、加圧成形さ
れていない通常の吸水性樹脂（Ａ’）と混合した後に表
面架橋することもできる。

【００３１】また、加圧成形前あるいは加圧成形後の任
意の工程で、必要に応じて、添加剤や増量剤としてシリ
カ、ゼオライト、酸化防止剤、界面活性剤、各種シリコ
ーンオイル、キレート化剤、防かび剤、抗菌剤、消臭
剤、香料、繊維状物（パルプ、合成繊維など）等を添加
することができる。

【００３２】本発明の吸水剤は、生理食塩水に対する常
圧下吸収量が４０ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ2の加圧下
吸収量が２０ｇ／ｇ以上とするのが好適である。好まし
くは、常圧下吸収量が４５〜７０ｇ／ｇ、加圧下吸収量
が２２〜５０ｇ／ｇである。常圧下吸収量が４０ｇ／ｇ
未満で加圧下吸収量が２０ｇ／ｇ未満の場合、従来から
の吸水性樹脂よりも劣る吸収性能であることから、衛生
用品や吸収性物品に適用するには多量に添加しなければ
ならず好ましくない。尚、常圧下吸収量および加圧下吸
収量は後述する方法で測定される値である。

【００３３】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。なお、以下、特に定めない限り％は質量％を示
す。吸水剤の常圧下吸収量、加圧下吸収量、吸収速度、
機械強度および吸水後ゲルの形状保持性は下記の方法で
測定した。

【００３４】常圧下吸収量：２５０メッシュのナイロン
製布で作成した１０×２０ｃｍの大きさのティーバッグ
に吸水剤１．００ｇを入れ、過剰の生理食塩水（０．９
％塩化ナトリウム水溶液）中に３０分間浸漬した後、垂
直にティーバッグを吊り下げて１５分間水切りし、増加
質量を求める。この値を常圧下吸収量とした。

【００３５】加圧下吸収量：２５０メッシュのナイロン
製布を底面に貼った円筒形プラスチック筒（内径２８ｍ
ｍ、高さ５０ｍｍ）の中に吸水剤０．１００ｇを入れて
均一に広げる。この上に２０ｇ／ｃｍ²の荷重になるよ
うに外径２８ｍｍの分銅を乗せる。これをナイロン製布
側を下面にして生理食塩水２５ｍｌの入ったシャーレ
（直径１１ｃｍ）の中央に浸漬する。３０分間浸漬後の
増加重量の１０倍値を加圧下吸収量とした。

【００３６】吸収速度：１００ｍｌのビーカーに生理食
塩水５０ｇと磁気スターラーピース（長さ３０ｍｍ）を
入れ、マグネチックスターラーを用いて６００ｒｐｍで
撹拌しながら吸水剤２．０ｇを素早く投入する。吸水剤
の投入完了から、吸水剤が生理食塩水を吸収してゲル化
していき、渦が消失して液面が平らになった時点までの
時間を秒単位で測定して吸収速度とした。

【００３７】機械強度：あらかじめ粒度分布を測定した
吸水剤１００ｇと、陶器製ボール（直径１８ｍｍ）１５
個とを容量４００ｍｌのボールミルに入れ、１２０ｒｐ
ｍで１０分間回転して機械強度試験を行う。試験後の粒
度分布を測定して１００μｍ以下の微粒子の増加量（小
数点以下を四捨五入）を測定し、以下の基準で評価し
た。 ◎：１００μｍ以下の微粒子の増加量が３質量％未満 ○：１００μｍ以下の微粒子の増加量が３質量％〜５質
量％未満 △：１００μｍ以下の微粒子の増加量が５質量％〜１０
質量％未満 ×：１００μｍ以下の微粒子の増加量が１０質量％以上

【００３８】吸水後ゲルの形状保持性：吸収速度を測定
した後のゲルが入ったビーカーをビニール袋に入れて密
封し、４０℃で１時間保存する。その後吸水ゲルを取り
出してビニールシート上に広げ、手のひらで押さえるこ
とによりゲルに力を加え、ゲルの状態を以下の基準によ
り４段階で評価した。 ◎：力を加えても吸水時のゲル形状を保っており、ドラ
イ感が良好 ○：力を加えると一部のゲルが微粒状にもどる、ドライ
感は良好 △：力を加えるとゲルが部分的にペースト状となり、ド
ライ感が乏しい ×：力を加えると大部分のゲルがペースト状となり、ド
ライ感が無い

【００３９】実施例１ 市販の吸水性樹脂（「サンウェットＩＭ−６３２０」；
三洋化成工業製、表面架橋型のポリアクリル酸塩架橋
物；含水率１．２％）を１００メッシュのＪＩＳ標準フ
ルイ（目開き：１５０μｍ）で篩い、フルイを通過した
微粒子（ａ）を採取した。小型タービュラーザー（ホソ
カワミクロン社製）を使用して、（ａ）に２０％の水を
添加して混合し、室温下、ブリケッティングマシーンを
用いて面圧力２トン／ｃｍ²で直径約１ｍｍの粒状に加
圧成形し、水分含量５％に乾燥して吸水剤（１）を得
た。吸水剤（１）の平均粒径は９１０μｍ、密度は０．
９３ｇ／ｃｍ³であった。この吸水剤（１）の性能測定
結果を表２に示す。

【００４０】実施例２ 実施例１と同じ装置で微粒子（ａ）に２０％の水を添加
し、室温下、ローラーコンパクティングマシーン（仲田
製作所製）を用いて線圧力１トン／ｃｍでシート状に加
圧成形した。この加圧成形物を水分含量５％に乾燥し、
ロールミルで粉砕後、粒度調整して１００〜８５０μｍ
の粒度の吸水剤（２）を得た。吸水剤（２）の平均粒径
は４４０μｍ、密度は０．９２ｇ／ｃｍ³であった。吸
水剤（２）の性能測定結果を表２に示す。

【００４１】実施例３〜６ 実施例２において、添加する水の量、加圧成形時の線圧
力を表１のように変化させた以外は実施例２と同様にし
て、吸水剤（３）〜（６）を得た。これらの平均粒径、
密度を測定した結果を表１に併記した。得られた吸水剤
（３）〜（６）の性能測定結果を表２に示す。

【００４２】実施例７ 実施例２において、水に代えてアルギン酸ソーダ１０％
水溶液を同量［微粒子（ａ）に対するアルギン酸ソーダ
の量は２％、水の量は１８％］使用する以外は実施例２
と同様にして吸水剤（７）を得た。吸水剤（７）の平均
粒径は４６０μｍ、密度は０．９０ｇ／ｃｍ³であっ
た。この吸水剤（７）の性能測定結果を表２に示す。

【００４３】実施例８ 市販の吸水性樹脂（「サンウェットＩＭ−５０００
Ｄ」；三洋化成工業製、ポリアクリル酸塩架橋物；含水
率５．６％）を１００メッシュのＪＩＳ標準フルイ（目
開き：１５０μｍ）で篩い、フルイを通過した微粒子
（ｂ）を採取した。小型タービュラーザーを使用し、
（ｂ）に微粉末状親水性シリカ（「エアロジル２０
０」；日本エアロジル社製）０．１％を添加混合し、さ
らに２０％の水を添加して混合した。この混合物を室温
でローラーコンパクティングマシーンを用い、線圧力１
トン／ｃｍでシート状に加圧成形した。この加圧成形物
を水分含量５％に乾燥し、ロールミルで粉砕後、粒度調
整して１００〜８５０μｍの粒度の吸水剤（８）を得
た。吸水剤（８）の平均粒径は４３０μｍ、密度は０．
８３ｇ／ｃｍ³であった。この吸水剤（８）の性能測定
結果を表２に示す。

【００４４】実施例９ 実施例８で得た微粒子（ｂ）を１４０℃に加温したロー
ラーコンパクティングマシーンを用いて線圧力３トン／
ｃｍでシート状に加圧成形した。加圧成形中に水蒸気の
発散が認められ、得られた加圧成形物の水分含量は１．
４％に低下していた。これをロールミルで粉砕後、粒度
調整して１００〜８５０μｍの粒度の吸水剤（９）を得
た。吸水剤（９）の平均粒径は３８０μｍ、密度は０．
９３ｇ／ｃｍ³であった。この吸水剤（９）の性能測定
結果を表２に示す。

【００４５】実施例１０ 実施例８において、水に代えて０．２％のエチレングリ
コールジグリシジルエーテルを同量［微粒子（ｂ）に対
するエチレングリコールジグリシジルエーテルの量は
０．０４％、水の量は１９．０６％］用いる以外は実施
例８と同様にして吸水剤（１０）を得た。吸水剤（１
０）の平均粒径は４２０μｍ、密度は０．８４ｇ／ｃｍ
³であった。この吸水剤（１０）の性能測定結果を表２
に示す。

【００４６】実施例１１ 実施例５で得た吸水剤（５）４０部と吸水性樹脂「サン
ウェットＩＭ−６３２０」６０部とをＶ型混合機で均一
に混合し、吸水剤（１１）を得た。吸水剤（１１）の平
均粒径は３９０μｍ、密度は０．７７ｇ／ｃｍ³であっ
た。この吸水剤（１１）の性能測定結果を表２に示す。

【００４７】比較例１および２ 実施例１の吸水性樹脂「サンウェットＩＭ−６３２０」
（常圧下吸収量５４ｇ／ｇ、加圧下吸収量３１ｇ／ｇ、
吸収速度３５秒）から得た微粒子（ａ）を比較吸水剤
（１’）、とし、実施例８の吸水性樹脂「サンウェット
ＩＭ−５０００Ｄ」（常圧下吸収量５０ｇ／ｇ、加圧下
吸収量３０ｇ／ｇ、吸収速度２８秒）から得た微粒子
（ｂ）を比較吸水剤（２’）とし、これらの性能測定結
果を表２に示す。

【００４８】比較例３ 吸水性樹脂「サンウェットＩＭ−６３２０」を５０メッ
シュのＪＩＳ標準フルイ（目開き：３００μｍ）で篩
い、フルイを通過した微粒子（ｃ）を採取した。この粒
度分布を測定したところ、１５０μｍ以下の微粒子の含
有量は２８％であった。小型タービュラーザーを使用
し、（ｃ）に２０％の水を添加して混合し、室温下、ブ
リケッティングマシーンを用いて面圧力２トン／ｃｍ²
で直径約１ｍｍの粒状に圧縮成形し、水分含量５％に乾
燥して比較吸水剤（３’）を得た。比較吸水剤（３’）
の平均粒径は８６０μｍ、密度は０．８５ｇ／ｃｍ³で
あった。この比較吸水剤（３’）の性能測定結果を表２
に示す。

【００４９】比較例４ 実施例１において、加圧成形時の面圧力を４０ｋｇ／ｃ
ｍ2とする以外は実施例１と同様にして比較吸水剤
（４’）を得た。比較吸水剤（４’）の平均粒径は８８
０μｍ、密度０．８２／ｃｍ³であった。この比較吸水
剤（４’）の性能測定結果を表２に示す。

【００５０】比較例５ 実施例１で得た微粒子（ａ）を使用し、特開昭６２−１
３２９３６号公報の実施例１２に準じて操作することに
より造粒物を得た。すなわち、撹拌機、水分離器、滴下
ロート、窒素ガス導入管を付けた５００ｍｌの四つ口丸
底フラスコに微粒子（ａ）５０ｇを入れ、ノルマルヘプ
タン６００ｍｌとソルビタンモノラウレート２．５ｇを
加え、撹拌下で水４５．５ｇを滴下ロートでゆっくりと
加える。この懸濁液に微粉末シリカ０．６８ｇを添加し
た後、撹拌下で水およびノルマルヘプタンを蒸留で除去
し、さらに乾燥することにより造粒物を得る。この造粒
物の粒度を調整して１００〜８５０μｍの粒度の比較吸
水剤（５’）を得た。比較吸水剤（５’）の平均粒径は
４５０μｍ、密度は０．６２ｇ／ｃｍ³であった。この
比較吸水剤（５’）の性能測定結果を表２に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】 （＊１）ママコが生成し、完全吸収せず。

【００５３】

【発明の効果】本発明の製造法によって得られる本発明
の吸水剤は次のような特長および効果を有する。 従来の粉粒状吸水性樹脂と同様常圧下および加圧下で
の吸収性能に優れる。 微粒子を出発原料としているにも関わらず、吸水時の
ママコの生成がなく、吸収速度に優れる。 従来から提案されている造粒法で得られる造粒物に比
べて機械強度に優れており、従来の加圧成形されていな
い吸水性樹脂とほぼ同等の機械強度を有する。従って従
来の吸水性樹脂と同様の操作、装置でハンドリングする
ことができる。 微粒子の飛散が少ないことから、微粒子の吸入機会が
少なく、作業者にとって安全である。 使用する水に水溶性または水分散性の樹脂を含有させ
る、あるいは架橋剤を含有させることにより、機械強度
がさらに優れたものとなるとともに、吸水ゲルの形態保
持性がさらに改善され、吸水ゲルのドライ感もさらに良
好となる。

【００５４】上記効果を奏することから、本発明の吸水
剤は、衛生用品（例えば、使い捨ての子供用および大人
用紙おむつ、生理用ナプキン、失禁者用パッド、手術用
アンダーパッド、母乳パッド、産褥マットなど）に特に
好適に使用できる。その他のシート状吸収性物品（例え
ば、ペットシート、鮮度保持シート、ドリップ吸収シー
ト、結露防止シート、水稲育苗シート、コンクリート養
生シートなど）や、土壌保水剤、ケミカルカイロ、保冷
材、ヘドロ固化、各種溶液や体液のゲル化剤、人工雪な
ど、従来の吸水性樹脂が適用されているほとんどの用途
に好適に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊達 雅志 京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋 化成工業株式会社内 (72)発明者 田中 健治 京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋 化成工業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒径１５０μｍ以下の微粒子を３０質量
   ％以上含有する吸水性樹脂（Ａ）の粉体を、水の存在
   下、５０ｋｇ／ｃｍ²以上の面圧力または２５ｋｇ／ｃ
   ｍ以上の線圧力で加圧成形し、必要により乾燥あるいは
   乾燥、粉砕して得られる平均粒径２００〜１０００μｍ
   の吸水剤。
2. 【請求項２】 （Ａ）の粉体に、二酸化珪素、酸化チタ
   ンおよび酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種
   の無機微粉末（Ｐ）を、（Ａ）の粉体に対し５質量％を
   越えない量混合したものを、水の存在下、加圧成形して
   得られる請求項１記載の吸水剤。
3. 【請求項３】 加圧成形時の（Ａ）の粉体に対する水の
   量が、３〜６０質量％である請求項１または２記載の吸
   水剤。
4. 【請求項４】 水とともに、水溶性樹脂および／または
   水分散樹脂（Ｂ）の存在下で加圧成形して得られ、
   （Ａ）の粉体に対する（Ｂ）の量が、固形分当り０．０
   １〜２０質量％である請求項１〜３のいずれか記載の吸
   水剤。
5. 【請求項５】 水とともに、（Ａ）と反応しうる官能基
   を２個以上有する架橋剤（Ｃ）の存在下で加圧成形して
   得られ、（Ａ）の粉体に対する（Ｃ）の量が、０．００
   ３〜５質量％である請求項１〜４のいずれか記載の吸水
   剤。
6. 【請求項６】 粒径１５０μｍ以下の微粒子を含有する
   吸水性樹脂（Ａ）の粉体を加圧成形して得られ、平均粒
   径が２００〜１０００μｍ、密度が０．４〜１．６ｇ／
   ｃｍ³、生理食塩水に対する常圧下吸収量が４０ｇ／ｇ
   以上、２０ｇ／ｃｍ²の加圧下吸収量が２０ｇ／ｇ以上
   である吸水剤。
7. 【請求項７】 粒径１５０μｍ以下の微粒子を３０質量
   ％以上含有する吸水性樹脂（Ａ）の粉体を、水の存在
   下、５０ｋｇ／ｃｍ²以上の面圧力または２５ｋｇ／ｃ
   ｍ以上の線圧力で加圧成形後、必要により乾燥あるいは
   乾燥、粉砕する平均粒径２００〜１０００μｍの吸水剤
   の製造方法。