JPH11116830A

JPH11116830A - 高吸水性ポリマー組成物

Info

Publication number: JPH11116830A
Application number: JP28026097A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Iida; 誠一郎飯田; Sueichi Kato; 末一加藤; Kiichi Ito; 喜一伊藤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高吸水性ポリマー本来の吸水性能を損なうこ
となく、尿吸収した状態で高い消臭効果を有する高吸水
性ポリマー組成物の提供。【解決手段】（Ａ）架橋構造を有し、且つカルボキシ
ル基及び／又はカルボキシレート基を重合体の構成成分
として含有する高吸水性ポリマー及び（Ｂ）デヒドロ酢
酸（塩）化合物からなり、（Ａ）１００重量部に対して
（Ｂ）が０．０１〜１０重量部であることを特徴とする
高吸水性ポリマー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高吸水性ポリマー
組成物に関するものである。詳しくは、高吸水性ポリマ
ーにデヒドロ酢酸（塩）化合物を配合してなる高吸水性
ポリマー組成物に関するものである。本発明の高吸水性
ポリマー組成物は、高吸水性ポリマー組成物の本来の吸
水性能を損なうことなく、更に優れた消臭機能を合わせ
持つことによりアンモニア等の悪臭物質の発生を強く押
えることができる。このため尿、血液、汗等の体液に対
して非常に有効であり、子供用／大人用紙おむつや生理
用品更に各種パッド等の衛生材料として、有効に使用す
ることができる。

【０００２】

【従来の技術】近年、高吸水性ポリマーは生理用品や使
い捨て紙おむつ等の衛生分野のみならず、止水材、結露
防止剤、鮮度保持材、溶剤脱水剤等の各種産業用品、更
には緑化、農園芸分野にも実用化されており、その応用
範囲は更に拡大しつつある。これら応用分野の中でも生
理用品、使い捨て紙おむつや失禁パッド等の衛生用品
は、最近、使用材料の改良、立体断裁、各種のギャザー
等により装着感が改良され、その装着時間が長くなりつ
つある。

【０００３】高吸水性ポリマーは尿、経血、汗等の体液
を吸収すると、時間経過に伴い体液中の細菌、酵素の繁
殖によりアンモニア、硫化水素等の悪臭物質を発生す
る。従って、高吸水性ポリマーには、これら悪臭物質を
取り除くことができる消臭性に優れた高吸水性ポリマー
の出現も望まれていた。

【０００４】体液から発生する悪臭物質を取り除く方法
として、特開昭５９−１０５４４８号公報には活性炭を
含有させる方法、特開昭６０−１５８８６１号公報には
ツバキ科植物の葉抽出物を含有させる方法、特開平１−
５５４６号公報、特開平１−５５４７号公報には特定金
属の酸化物を含有させる方法、特開平２−４１１５５号
公報には製茶を含有させる方法、特開平５−２７７１４
３号公報には金属錯体を含有させる方法、等々が提案さ
れている。

【０００５】しかしながら、これらいずれの方法におい
ても、ポリマー粉体状態では悪臭物質を幾分取り除くこ
とはできるが、尿等の体液を吸収し後では消臭性能が大
きく低下する問題点を有している。また、尿を吸収した
後でも消臭機能を保持する方法として、特開平７−１５
７６７１号公報には、マレイミドを含有させる方法が、
特開平８−３３２３７９号公報には四ホウ酸ナトリウム
／メタホウ酸ナトリウムを含有させる方法等々が提案さ
れている。

【０００６】しかしながら、特開平７−１５７６７１号
公報で使用したマレイミドは高価な上、それ自体が腐蝕
性を有するという欠点を有する。特開平８−３３２３７
９号公報で使用した四ホウ酸ナトリウム／メタホウ酸ナ
トリウムは、消臭効果が低いため多量に添加する必要が
あり、更に尿種によっては消臭効果が低減するという欠
点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、尿等
の体液吸収後発生する悪臭物質の消臭という問題につい
ては、従来からいろいろ提案がなされているが、今のと
ころ、この問題を十分満足に解決する方法は見い出され
ていない。本発明は、安価且つ高い安全性を有する手段
により、高吸水性ポリマー本来の吸水性能を損なうこと
なく、尿吸収した状態で高い消臭効果を有する高吸水性
ポリマー組成物を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、デヒドロ酢酸（塩）化
合物を含有してなる高吸水性ポリマー組成物が優れた消
臭効果を示すことを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明の要旨は、（Ａ）架橋構造を有し、且
つカルボキシル基及び／又はカルボキシレート基を重合
体の構成成分として含有する高吸水性ポリマー及び
（Ｂ）デヒドロ酢酸（塩）化合物からなり、（Ａ）１０
０重量部に対して（Ｂ）が０．０１〜１０重量部である
ことを特徴とする高吸水性ポリマー組成物、にある。以
下、本発明を詳細に説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】

（高吸水性ポリマー（Ａ））本発明に用いられる高吸水
性ポリマーとしては架橋構造を有し、重合体の構成成分
としてカルボキシル基及び／又はカルボキシレート基を
有する高吸水性ポリマーであればいかなるものでも使用
でき、重合体の種類及び重合法は問わない。中でもポリ
アクリル酸塩架橋物、澱粉−アクリル酸グラフト共重合
体架橋物、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合体架
橋物の加水分解物、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共
重合体の加水分解物、アクリル酸塩−アクリルアミド共
重合体架橋物及びポリアクリロニトリル架橋体物の加水
分解物が好適な例として挙げられる。上記以外でもアク
リル酸で架橋されたポリエチレンオキサイド、ナトリウ
ムカルボキシセルロースの架橋物、無水マレイン酸塩−
イソブチレン、アクリル酸にマレイン酸塩、イタコン酸
塩、２−アクリルアミド−２メチルスルホン酸塩、２−
アクロイルエタンスルホン酸、２−ヒドロキシエチルア
クリレート等のコモノマーを共重合させたものを例示す
ることができる。高吸水性ポリマー中の上記カルボキシ
レート基の塩の型としてはアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩等が挙げられるが、中でもア
ルカリ金属塩が好適である。

【００１０】上記の高吸水性ポリマーは一般的にはアク
リル酸（塩）や無水マレイン酸（塩）等カルボキシル基
及び／又はカルボキシレート基を有する重合性単量体を
水、ラジカル重合開始剤、架橋剤存在下又は不存在下で
公知の水溶液重合法、溶液重合法、逆相懸濁重合法によ
り重合して得られる。例えば、特公昭６０−２５０４５
号、特開昭５７−１５８２１０号、特開昭５７−２１４
０５号、特公昭５３−４６１９９号、特開昭５８−７１
９０７号、特開昭５５−８４３０４号、特開昭５６−９
１８３７号、特開平２−４９００２号、及び特開昭６２
−６２８０７号各公報等々に記載の方法により製造する
ことができる。

【００１１】本発明に用いる高吸水性ポリマーが有する
架橋構造は内部架橋又は表面架橋であるが、内部架橋は
重合前又は重合後、架橋剤をポリマー内部に均一に分散
させ、ポリマー内部を均一に架橋せしめてなるものであ
る。また、この内部架橋は架橋剤を使用しなくても例え
ば重合時の熱による重合性単量体自身に由来する自己架
橋も含まれる。内部架橋剤を用いる架橋剤としては、例
えば分子内に二重結合を二個以上有し、重合性単量体と
共重合性を示すもの或いは分子内に重合性単量体中の官
能基、例えばカルボキシル基及び又はカルボキシレート
基と重合中或いは重合後の乾燥時に反応しうるような官
能基を二個以上有するものが挙げられる。

【００１２】前者の架橋剤の一例を挙げればＮ−Ｎ′−
メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アク
リレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジ
アリルテレフタレート、トリアリルシアヌレート、トリ
アリルホスフェート等が挙げられる。また、後者の架橋
剤の一例を挙げると、エチレングリコールジグリシジル
エーテル、ポリエチレングコリールジグリシジルエーテ
ル、脂肪族多価アルコールのジ又はポリグリシジルエー
テル等が挙げられる。更に前者と後者の両機能を備えた
ものとして、Ｎ−メチロールアクリルアミド、グリシジ
ルメタアクリレート等が挙げられる。

【００１３】上記の高吸水性ポリマーは一般に重合物は
水を含んだゲルとして得られるが、通常この含水ゲルは
このまま、或いは不活性溶媒との共沸等により脱水さ
れ、必要に応じて粉砕／分級等が行われて製品となる。
本発明の表面架橋は高吸水性ポリマーの粒子の内部を処
理するものではなく製造プロセスの過程又は製品に対し
表面を架橋したり疎水変成したりして改質することを意
味する。

【００１４】このような表面架橋に使用する架橋剤とし
ては、カルボキシル基及び／又はカルボキシレート基と
反応しうる二個以上の官能基を有する架橋剤であれば、
いずれも使用することができる。例えば、ポリジグリシ
ジルエーテル化合物、ハロエポキシ化合物、アルデヒド
化合物、イソシアネート化合物等が使用できるが、特に
ボリグリシジルエーテル類が一般的である。これらの架
橋剤の使用量及び添加方法は特に限定されないが、通
常、ポリマーに対して０．００５〜５重量％の範囲で使
用される。上記の架橋剤に加えて水酸化アルミニウム等
の多価金属塩や、下記シラン化合物も表面架橋に使用す
ることができる。

【００１５】

【化１】Ｘ（Ｒ）_mＳｉ（Ｙ）_3-m

【００１６】（式中、Ｘは高吸水性ポリマー中のカルボ
キシル基及び／又はカルボキシレート基と反応しうる官
能基を表し、Ｒは炭化水素基を表し、Ｙは加水分解基を
表す。また、ｍは０、１又は２である。）具体的には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルト
リメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）
アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシ
シラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、
オクタデシルジメチル〔３−（トリメトキシシリル）プ
ロピル〕アンモニウムクロライド等が挙げられる。多価
金属化合物としてはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ等の二価金
属化合物、Ａｌ、Ｆｅ等の三価金属化合物で、具体的に
は硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、
塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウ
ム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸鉄、硝酸カルシウム、
硝酸アルミニウム、水酸化アルミニウム等が使用され
る。これらの化合物の使用量及び添加方法は特に限定さ
れるものではないが、通常使用量として、ポリマーに対
し０．００１〜１０重量％である。

【００１７】これ等の化合物で高吸水性ポリマーの表面
を処理すると、表面のポリマーと反応して、これ等の化
合物が疎水化変成したり、場合によっては架橋を生じた
りして表面を疎水化し、粒子の融着を防止し、吸水速度
を大きくすることができる。また、本発明で使用される
高吸水性ポリマーの平均粒子径としては通常１０〜２０
００μｍ、好ましくは５０〜１０００μｍである。

【００１８】（デヒドロ酢酸（塩）化合物）本発明で使
用されるデヒドロ酢酸（塩）化合物はデヒドロ酢酸及び
デヒドロ酢酸をベースとしたあらゆる金属塩、複塩、有
機化合物を示す。中でも、デヒドロ酢酸、デヒドロ酢酸
アルカリ金属塩が好ましく、特に中でも食品衛生法によ
り特定食品保存剤として指定されているデヒドロ酢酸と
デヒドロ酢酸ナトリウムが安全性／価格の面から好まし
い。

【００１９】上記化合物の使用量は、使用する高吸水性
ポリマーの種類、性状、平均粒径によって異なるが、一
般的には高吸水性ポリマー１００重量部に対して０．０
１〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部である。
０．０１重量部未満の添加量では効果の発現が不十分で
あり、１０重量部超過では使用した量に対する効果が飽
和する。

【００２０】本発明の高吸水性ポリマー組成物を得る方
法としては特に制限はなく、上記の高吸水性ポリマー
（Ａ）に、上記デヒドロ酢酸（塩）化合物を所定量均一
に添加分散又は含浸させることにより得ることができ
る。添加分散又は含浸は、従来公知の任意の方法ないし
は手段により行うことができ、一般的に粉末混合或いは
固液混合に用いられる混合機、例えば撹拌翼の付いた槽
形混合機、転動式混合機、流動式混合機、気流型混合
機、振動型混合機、高速回転パドル機を用いて容易に行
うことができる。

【００２１】また、場合によっては、重合した高吸水性
ポリマーの熟成、脱水、表面改質、造粒等の工程中に添
加分散、又は含浸させてもよい。含浸させる場合の溶媒
としてはデヒドロ酢酸（塩）化合物が溶解可能な液体で
あれば、水、各種アルコール等の極性溶媒或いは脂肪
族、脂環族炭化水素等の非極性溶媒のいずれでもよい。
中でも作業面等の点から水が好ましい。混合若しくは含
浸する場合の温度は、一般的に常温〜１５０℃、好まし
くは常温〜１００℃である。

【００２２】

【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を更
に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない
限り実施例に限定されるものではない。尚、実施例によ
って得られた高吸水性ポリマーの後述の特性値は下記の
方法により限定したものである。（吸水能）吸水性ポリマー約０．５ｇを精秤し、２５０
メッシュのナイロン袋（２０ｃｍ×１０ｃｍの大きさ）
に入れ、５００ｃｃの人工尿に３０分浸漬する。その後
ナイロン袋を引き上げ、１５分水切りした後、重量を測
定し、ブランク補正し吸水能を算出した。

【００２３】尚、人工尿の組成は以下の通りである。尿素１．９４％塩化ナトリウム０．８０％塩化カルシウム０．０６％硫酸マグネシウム０．１１％純水９７．０９％

【００２４】（ゲル消臭性試験）高吸水性ポリマー４ｇ
をコットン製不織布（目付：１５０ｇ／ｍ²、大きさ１
１×８ｃｍ）の上に均一に散布する。更に本不織布の上
に同素材、同サイズのコットン製不織布を被せ、簡易的
な吸液パッドを作成する。本吸液パッドを２５０ｍｌの
蓋付きガラス製容器に入れ、成人の人尿（成人５名の人
尿を混合）を１００ｇ吸収後、蓋をして設定温度４０℃
にて、恒温槽中に放置した。７２時間放置後、容器内部
の異臭温度をガステック製検知管式気体測定器を使用し
て測定した。測定した悪臭物質及び、使用した検知管番
号は以下の通りである。アンモニアガステック検知管：３Ｌ硫化水素ガステック検知管：４ＬＴ後述の実験例及び比較例においては、下記の高吸水性ポ
リマー及び化合物を使用した。

【００２５】高吸水性ポリマー（ａ１）攪拌機、還流冷却器、温度管、窒素ガス導入管を付設し
た容量５０００ｍｌの四つ口丸底フラスコにシクロヘキ
サン１２１０ｇを入れ、ソルビタンモノステアレート９
ｇを添加して溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで、溶
存酸素を追い出した。別に、容量２０００ｍｌのビーカ
ー中でアクリル酸３５０ｇを外部より冷却しながらこれ
に水７２７．７ｇに溶解した１４３．１ｇの純度９５％
の水酸化ナトリウムを加えてカルボキシル基の７０％を
中和した。この場合の水に対するモノマー温度は、中和
後のモノマー濃度として３５重量％に相当する。次い
で、これにＮ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド０．
３７ｇ、過硫酸カリウム０．９４ｇを加えて溶解した
後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。前記
の四つ口丸底フラスコの内容物にこの容量２０００ｍｌ
のビーカーの内容物を添加し、撹拌して分散させ、窒素
ガスをバブリングさせながら油浴によりフラスコ内温を
昇温させたところ、６０℃付近に達してから内温が急激
に上昇し、数十分後には７５℃に達した。次いで、撹拌
しながら３時間反応させた後、撹拌を停止すると、湿潤
ポリマー粒子が丸底フラスコの底に沈降したので、デカ
ンテーションでシクロヘキサン相と容易に分離できた。
分離した湿潤ポリマーを減圧乾燥機に移し、９０℃に加
熱して付着したシクロヘキサン及び水を除去したとこ
ろ、さらさらとした高吸水性ポリマー４００ｇが得られ
た。

【００２６】このようにして得られた乾燥ポリマー１０
０ｇを５００ｍｌナス型フラスコに入れ、次いでシクロ
ヘキサン１２２．５ｇを加えてスラリーとした。このス
ラリーを撹拌しながら水２２．５ｇにγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン０．４４ｇを分散させた液
を添加し、室温で３０分間撹拌した。次いで１０５℃油
浴中に３０分間浸漬した後、同油浴温度を保持しながら
蒸発乾固させ、乾燥ポリマー９５ｇを得た。

【００２７】高吸水性ポリマー（ａ２）澱粉−アクリル酸塩グラフト共重合体架橋物（商品名：
サンウエットｌＭ−１０００、三洋化成工業製）を使用
した。高吸水性ポリマー（ａ３）ポリアクリル酸塩架橋物（商品名：アクアリックＣＡＷ
−４、日本触媒製）を使用した。

【００２８】実施例１〜８上記（ａ１）〜（ａ３）の高吸水性ポリマーにデヒドロ
酢酸（塩）化合物を加え、Ｖブレンダー（筒井理化学器
機株式会社製、Ｓ−５型）を用いて３０分間室温にて均
一に混合し、高吸水性ポリマー組成物を得た。使用した
高吸水性ポリマー、デヒドロ酢酸（塩）化合物の種類並
びに使用量は、第１表に示される通りである。得られた
高吸水性ポリマー組成物につき上記の測定を行った。結
果を第１表に示す。

【００２９】実施例９〜１０上記高吸水性ポリマー（ａ１）１００ｇを５００ｍｌナ
ス型フラスコに入れ、次いでシクロヘキサン１２２．５
ｇを加えてスラリーとした。このスラリーを撹拌しなが
ら１０％濃度デヒドロ酢酸塩（塩）水溶液１０ｇを添加
し、室温で３０分間撹拌した。次いで１０５℃の油浴中
に３０分間浸漬した後、同油浴温度を保持しながら蒸発
乾固させ、高吸水性ポリマー組成物を得た。使用した高
吸水性ポリマー、デヒドロ酢酸（塩）化合物の種類並び
に使用量は、第１表に示される通りである。得られた高
吸水性ポリマー組成物につき上記の測定を行った。結果
を第１表に示す。

【００３０】比較例１〜３上記デヒドロ酢酸（塩）化合物を添加していない高吸水
性ポリマー組成物自体につき上記の測定を行った。使用
した高吸水性ポリマーを及び測定結果を第１表に示す。比較例４特開平８−３３２３７９号公報に記載の方法に従って実
験を行った。実施例１のデヒドロ酢酸を四ホウ酸ナトリ
ウム無水物（Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇和光純薬工業（株）製、試
薬特級）に、また添加量を０．５ｇを４ｇに変更した以
外は実施例１と同様な操作にて混合して得た高吸水性ポ
リマー組成物について上記の測定を行った。測定結果を
第１表に示す。第１表から示される結果より明らかなよ
うに、本発明による高吸水性ポリマー組成物は高吸水性
ポリマー本来の吸水性能を損なうことなく、尿吸収状態
時において優れた消臭効果を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明による高吸水性ポリマー組成物
は、高吸水性ポリマー本来の吸水性能を損なうことな
く、更に優れたゲル消臭機能を示す。従って、本発明の
高吸水性ポリマー組成物は、紙おむつや生理用ナプキン
その他各種パッド等の衛生材料の分野において特に好適
に用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）架橋構造を有し、且つカルボキシ
ル基及び／又はカルボキシレート基を重合体の構成成分
として含有する高吸水性ポリマー及び（Ｂ）デヒドロ酢
酸（塩）化合物からなり、（Ａ）１００重量部に対して
（Ｂ）が０．０１〜１０重量部であることを特徴とする
高吸水性ポリマー組成物。
【請求項２】前記高吸水性ポリマー（Ａ）が、ポリア
クリル酸塩架橋物、澱粉−アクリル酸塩グラフト共重合
体架橋物、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合体架
橋物の加水分解物、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共
重合体架橋物の加水分解物、アクリル酸塩−アクリルア
ミド共重合体架橋物及びポリアクリロニトリル架橋物の
加水分解物からなる群より選ばれた少なくとも一種であ
る請求項１に記載の高吸水性ポリマー組成物。
【請求項３】デヒドロ酢酸（塩）化合物がデヒドロ酢
酸アルカリ金属塩である請求項１又は２に記載の吸水性
ポリマー組成物。
【請求項４】デヒドロ酢酸（塩）化合物がデヒドロ酢
酸ナトリウムである請求項１又は２に記載の吸水性ポリ
マー組成物。