JPH11156959A - シート状高吸収体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 水和性を有するミクロフィブリル状の極微細
繊維でＳＡＰ粒子相互と基材とを結合した複合吸収体の
製造にあたり、ＳＡＰの分散媒体として用い、有機媒体
と水との混合溶媒の温度特性を活用し、製造効率を向上
させる。 【解決手段】 粘度の温度依存性が大きい水溶性多価ア
ルコール、又は該多価アルコールと水との混合物からな
る分散媒体中に、粒子状高分子吸収体を分散させてスラ
リー状の分散液を調製し、低温状態を維持して高粘度状
態を保ちつつ分散液を貯留し、この分散液をシート状に
成形して得られた成形物からこれに含まれる分散媒体を
除し、成形物を乾燥して高吸収体を形成させ工程を備
え、貯留中は低温状態を維持して高粘度状態を保ち、分
散液の移送から脱液されるまで、分散液を順次に加温す
ることにより、スラリー状分散液の粘度を低下させてそ
の分散状態を安定化するとともに、成形、脱溶媒を容易
にしたシート状高吸収体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は厚さが薄く、しかも
充分に吸収能力を発揮するような吸収体製品に使用され
るシート状の高吸収体を製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】オムツや生理用品等の吸収体商品の性能
は、その中心を占める吸収体の性能によって大きく左右
される。その吸収体に関する技術開発は省資源化と効率
化を求め、ますます薄く、軽量化の方向に向かってい
る。そのための手段が吸収体の基本素材を木材パルプか
らより単位重量当りの吸収量にすぐれたいわゆる高吸水
性樹脂（ＳＡＰと略称する）への転換であり、その極限
を狙ったものがパルプ成分をできるだけ少なくしたいわ
ゆるパルプレスなＳＡＰ主体の吸収体の開発である。

【０００３】パルプレス吸収体技術の典型的なものが、
本発明者らが提案した特願平８−３３３５２０号に記載
されている。これは、粒子状ＳＡＰを水和性を有するミ
クロフィブリル状の極微細繊維でＳＡＰ粒子相互と基材
とを結合した複合吸収体である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この先発明の複合吸収
体の製造にあたっては、ＳＡＰを膨潤させずに、しかも
極微細繊維を均一に分散させるため、有機媒体と水との
混合溶媒を用いている。しかし、このようなＳＡＰ／微
細繊維の共分散系において、低粘度の系ではＳＡＰの沈
降を防ぐために常時、撹拌が必要であり、系を高粘度に
保つと、分散は安定しても、成形プロセスや脱溶媒が難
しくなるといった、プロセス上の解決すべき問題が残さ
れている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の狙いは、有機溶
媒とその溶媒のもつ温度、粘度特性を利用して上記問題
を解決しようとするものである。

【０００６】即ち本発明は、低温度では高粘度、加温下
では粘度が対数的に低下する性質をもった多価アルコー
ル系、特に多価アルコールと水との混合溶媒系に於ける
温度、粘度挙動を利用し、分散貯留時には系を低温化、
高粘度化にして安定状態を保ち、移送、成形し、脱液時
には系を加温、加水して粘度を下げ、流動性を上げ、こ
れにより成形、脱液を容易ならしめることを特徴とする
シート状高吸収体の製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】（１）本発明に用いられる分散媒
体 本発明に於ける分散媒体は吸収体の主要成分である各種
粒状ＳＡＰ、そして副成分である短繊維状物を均一に混
合分散してスラリー状の分散液を調製するためのもので
ある。

【０００８】粒状ＳＡＰとは、引用特願に述べられてい
るような各種のものであり、副成分である短繊維状物と
は、１つには粒子状ＳＡＰの結合材として働くＳＡＰよ
りはるかに繊維長の短い、水分散状態で得られるミクロ
フィブリル状極微細繊維であるミクロフィブリレイテッ
ドセルローズやバクテリヤセルローズ（これをＭＦＣと
略称する）である。もう１つの場合は、粒子状ＳＡＰを
そのネットワークの中に閉じ込めるために働く粒子状Ｓ
ＡＰよりも長さの長い（長さとしては均一分散させるた
めには太さや長さに制限があるが、大体において直径３
ｄ以下、１０ｍｍ以下であるような）短繊維をさす。

【０００９】さて、上記のような粒子状ＳＡＰや短繊維
状物を短時間に沈降、凝集させることなく、均一に分散
させるためには、水に可溶であり、その水との混合状態
で０℃以下の低温でも氷結せず、高粘度を示して、ある
時間安定に貯留でき、温度が上昇するにつれて粘度低下
を示し、それを利用してポンプ移送、成形を容易にさせ
ることのできるような多価アルコール系の溶媒が適して
いる。

【００１０】多価アルコール系の溶媒の例としては、例
えばエチレングライコール、プロピレングライコール、
ジエチレングライコール、トリエチレングライコール、
低分子量のポリエチレングライコール、グリセリン等が
挙げられる。これらの多価アルコール系溶媒は温度によ
る粘度変化が大きく、例えば表１に示すように、２０℃
と５０℃の３０℃の違いでも大きな粘度差を示す。

【００１１】

【表１】 これらの上述した溶媒の中でも、比較的取扱いが容易
で、工業的に入手が容易であるのは、エチレングライコ
ールとプロピレングライコールである。両者の−１０℃
から１２０℃までの粘度と温度の関係を示したのが図１
である。より環境への安全性、衛生材料用途などを考え
た人体への安全性を考慮すると、もっとも望ましいのは
プロピレングライコール（以下「ＰＧ」と略称する。）
である。

【００１２】上記のような溶媒は本発明では、主として
水との混合状態で用いられるが、粒子状ＳＡＰの凝集や
膨潤を防ぎ、かつＭＦＣ等の短繊維状物を安定分散する
ためには、水と溶媒との適切な混合比を選択する必要が
ある。溶媒／水比は大体９／１〜５／５であって、５／
５より水が増えるとＳＡＰの膨張が急激に増大し、９／
１より溶媒が多くなるとＭＦＣが沈殿を開始する。これ
らの転移領域や性質は溶媒種によって多少異なる。ＰＧ
を例にとると特に望ましい混合比は６／４〜８／２であ
る。ＰＧの水溶液状態での粘度と温度の関係を混合比４
／６，６／４，８／２の場合で示したのが図２である。
水分量の増加に従って粘度は相対的に低下するが、その
水溶液状態でも温度による粘度差の大きいことがわか
る。

【００１３】以下より詳細に実施例によって説明する。

【００１４】（２）複合体製造プロセスに於ける分散ス
ラリーの粘度、温度変化 図３はＰＧを例にして各工程別の分散媒体の粘度と温度
の設定の一例を示したものである。この例では分散スラ
リーとして粒状ＳＡＰ（三菱化学製ＵＳ−４０）３０
％、ＭＦＣ（特種製紙製Ｓ−ＭＦＣ）０．５％をＰＧ／
水比７０／３０の分散媒体に分散したものを採用した。

【００１５】分散スラリーの調製はＳＡＰ，ＭＦＣを混
合分散するさい、撹拌が必要であるため、撹拌に大きな
エネルギーを消費しないよう３０℃で約４００ｒｐｍの
撹拌状態で行った。得られた分散スラリーを冷却ジャケ
ット付貯留タンクに導き、約４０ｒｐｍの回転でゆっく
り撹拌しつつ約１０℃で貯留した。貯留タンクからモイ
ノポンプ（兵神ポンプ製作所製）を用い、加温ジャケッ
トつきパイプを通じてコーティングヘッダーに送液し
た。

【００１６】コーティングヘッダーは約２０分間の滞在
量をもち、内部に蒸気パイプによる加温装置を備えてい
る。このヘッダーで約５０℃に加熱コントロールした。
この加熱スラリーをグリッド付のコーティングロールに
供給し、１ｍｍ間隔をおき、１０ｍｍの巾で不織布基布
上にコーティングした。不織布としてはテクセル（王子
製紙製）５０ｇ／ｍ² を用いた。コーティング量は約１
５０ｇ／ｍ² であった。このコーティングされた不織布
を上、下にスチーム発生装置を備えたスチーム処理ゾー
ンに導き、水分添加と加熱を行った後、減圧サクション
ゾーンを通過させ、ＰＧ、水を除去した後、１３０℃の
熱風乾燥により残留ＰＧと水を除去してシート状高吸収
体とした。

【００１７】（３）分散プロセスに於ける実施態様例 粒状ＳＡＰ／ＭＦＣを水／ＰＧの分散媒体中に分散スラ
リ−を調製し、それを成形して複合吸収体を製造するプ
ロセスに於いて、ＳＡＰ粒子相互とＳＡＰと基材とはＳ
ＡＰ粒子表面を被覆するＭＦＣの強固な水素結合によっ
て接合されている。このような水素結合はＰＧ含有量の
多いＰＧと水の混合分散媒系では、まずＰＧが除去さ
れ、しかるのち水分が除去されてはじめて水素結合が完
結する。またＰＧ水溶液の沸点は下表のように水の含有
量が高いほど沸点が低くなることから、ＰＧの除去には
水含有量を工程中でできるだけ高くすることが、工程上
有利になる。

【００１８】

【表２】 しかし一方、分散媒体ＰＧ／水（比）で水の含有量を増
加させていくと下表のようにＳＡＰ含有分散スラリーは
経時変化により、分散安定性が低下してくる。

【００１９】

【表３】 従って工程内でＰＧから水への置換をどのように行うか
が極めて重要な技術になる。その手段の第一は、分散条
件として如何に水分含有量の高い系を採用できるかが一
つの焦点であり、その手段の第二は、シート状に成形し
た後に、ＰＧから水への置換をどのように行うかという
２つの技術に集約される。図４は分散スラリーの調製
を、成形工程における給液部分、すなわちコーティング
ヘッダーに至る間にどのようなステップで行うかについ
ての実施態様例について説明したものである。

【００２０】工程Ａ，ＢはともにＰＧ／水比７０／３０
を分散媒体とした分散スラリーを調製するものであっ
て、工程ＡではＰＧ１００％のＳＡＰ分散液にＭＦＣの
水分散液を加え、最終的に混合比７０／３０に調製する
ものである。分散はプロセスとして簡単であるが、水分
散液を添加するさい、局部的に水比率が多くなるとＳＡ
Ｐが膨潤し、分散系が不均一になるので撹拌に注意する
必要がある。

【００２１】工程Ｂでは、ＭＦＣのＰＧ／水分散液を混
合比７０／３０で調製した後に粒状ＳＡＰを分散するも
ので比較的安定に分散スラリーを調製できる。

【００２２】工程Ｃは工程Ｂ同様にして得られた混合比
７０／３０のスラリーにコーティングヘッダーで加熱す
るさいに直接水蒸気を添加することによって、短い時間
内で加温と均一な加水を行い、ヘッダーでの滞在時間の
みという短時間の間に混合比６０／４０に水分量を増や
し、加温効果と加水効果により粘度を大幅に下げ、流動
性を高めてコーティング成形をする工程を説明したもの
である。

【００２３】工程Ｄ，Ｅは粒状ＳＡＰの添加をヘッダー
直前にもってくることによって、スラリーの滞在時間の
短い間に、相対的に水分量を増やす実施態様であって、
工程Ｄでは粒状ＳＡＰをヘッダー直前に添加することに
より混合比６０／４０と水分量を高めるケースを想定し
たものである。工程ＥではＭＦＣの高水分率分散液を作
り、それにヘッダー直前に短時間で均一混合をはかるた
めＳＡＰのＰＧ１００％分散液を添加混合し、より水分
含有量の高い混合比５５／４５の分散スラリーを調製し
ようとする試みである。

【００２４】（４）ＰＧ／水分散系からのＰＧ脱液プロ
セスの実施態様 水分含有量の高いＰＧ／水系の分散スラリーの調製につ
いての実施例については上述した。成形したＰＧ含有Ｓ
ＡＰシートからの脱液と水分含有量を増加させるには水
を液滴状にスプレーしたり、フローコートにより水流を
薄層状に、シート上に流下させて、ＰＧと水とを置換す
る方法が考えられるが、注意をしないとシートの表面を
不均一にする恐れがある。

【００２５】水流の代わりに水蒸気を加熱と加水源にし
た１つの例を図５に示す。これは、成形したＰＧ含有シ
ート状ＳＡＰからの減圧脱液による液相での脱液とその
後の熱プレス、熱風乾燥による気相での脱液の方法につ
いての実施態様である。混合比７０／３０の溶媒系のス
ラリーから基材上に成形されたＳＡＰシートは基材とと
もに第一の水蒸気処理ゾーンに導かれ、加熱と水分率を
約５０／５０に高められた状態で減圧脱液され、ＰＧ残
存量を下げたうえで、第二の水蒸気処理ゾーンに導かれ
る。第二の水蒸気ゾーンでは更に加温と水分率を約３０
／７０まで高められた状態で減圧脱液し、更にＰＧ含有
量を下げた状態で熱ロールでシートを熱プレスで表面を
一部乾燥し、表面を安定化した状態で更にＰＧ含有量を
下げ、熱風乾燥機に導きＰＧとともに水分を除き、最終
的に脱液、乾燥された本発明のシート状高吸収体が得ら
れる。なお図中、ＰＧ残存量は成形直後のシートのＰＧ
残留量を１００としたときの相対値で示したものであ
る。

【００２６】本発明はＳＡＰの分散媒体として多価アル
コールと水との混合溶媒を使用し、この溶媒のもつ粘
度、温度特性を工程の構成にうまく組合せ、利用するこ
とによって、シート状高吸収体の製造システムの提供を
狙ったものである。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
低温度では高粘度、加温下では粘度が対数的に低下する
性質をもった多価アルコール系、特に多価アルコールと
水との混合溶媒系に於ける温度、粘度挙動を利用し、分
散貯留時には系を低温化、高粘度化にして安定状態を保
ち、移送、成形し、脱液時には系を加温、加水して粘度
を下げ、流動性を上げ、これにより成形、脱液を容易に
することがかのうであり、シート状高吸収体の製造効率
の向上とコストの低減を実現するという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】エチレングライコールとプロピレングライコー
ルの−１０℃から１２０℃までの粘度と温度の関係を示
すグラフ。

【図２】プロピレングライコールの水溶液状態での粘度
と温度の関係を混合比４／６，６／４，８／２の場合で
示すグラフ。

【図３】プロピレングライコールを例にして各工程別の
分散媒体の粘度と温度の設定例を示すもので、（Ａ）は
工程図、（Ｂ）は各工程における温度の変化を示す図、
（Ｃ）は各工程における粘度の変化を示す図。

【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は、分散スラリーの調製を、コ
ーティングヘッダーに至る間にどのようなステップで行
うかについての実施態様例をそれぞれ示す説明図。

【図５】水蒸気を加熱と加水源とし、成形したプロピレ
ングライコール含有シート状ＳＡＰからの減圧脱液によ
る液相での脱液と、その後の熱プレス、熱風乾燥による
気相での脱液の各工程の順序と、各工程におけるプロピ
レングライコール／水組成とプロピレングライコール残
存量の変化を示す説明図。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘度の温度依存性が大きい水溶性多価ア
   ルコール、もしくは該多価アルコールと水との混合物か
   らなる分散媒体中に、粒子状高分子吸収体を分散させて
   スラリー状の分散液を調製する調製工程と、低温状態を
   維持して高粘度状態を保ちつつ前記分散液を貯留する貯
   留工程と、前記分散液をシート状に成形して成形物を得
   る成形工程と、前記成形物からこれに含まれる前記分散
   媒体を除去する脱液工程と、ついで前記成形物を乾燥し
   て高吸収体を形成させる乾燥工程とを備え、前記貯留工
   程では低温状態を維持して高粘度状態を保ち、前記成形
   工程に至る前記分散液の移送から、前記脱液工程に移行
   する過程で、前記分散液を順次に加温することにより、
   前記スラリー状分散液の粘度を低下させ、これにより前
   記スラリー状分散液の分散状態を安定化するとともに、
   成形、脱液を容易にすることを特徴とするシート状高吸
   収体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記分散媒体が、多価アルコールと水と
   の混合物であり、その多価アルコール／水比が９／１〜
   ５／５である請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記分散媒体中の前記多価アルコールに
   対する水の含有量の割合を、前記調製工程、前記成形工
   程、および前記脱液工程に移行するにしたがって順次高
   めていく請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記分散液中に、前記粒子状高分子吸収
   体とともに短繊維状成分を共存させて、共分散系とする
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記短繊維成分が前記粒子状高分子吸収
   体より微細な水和性のあるミクロフィブリル状微細繊維
   である請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記短繊維成分が前記粒子状高分子吸収
   体の平均粒径よりも長く、かつ直径３デニール以下で長
   さが１０ｍｍ以下の繊維状物である請求項４に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 前記短繊維状成分が、前記粒子状高分子
   吸収体の平均粒径よりも短い微細な水和性のあるミクロ
   フィブリル状微細繊維と、前記粒子状高分子吸収体の平
   均粒径よりも長く、かつ直径３デニール以下で長さが１
   ０ｍｍ以下の繊維状物との組合せからなる請求項４に記
   載の方法。
8. 【請求項８】 前記多価アルコールが、エチレングライ
   コール、プロピレングライコール、ジエチレングライコ
   ール、トリエチレングライコール、低分子量ポリエチレ
   ングライコール、グリセリンからなる群から選択された
   ものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記分散液が、前記成形工程における給
   液部分において３０℃以上の温度で、かつ前記貯留工程
   における温度よりも２０℃以上高く保たれている請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記給液部分での加熱を、飽和水蒸気
    の直接吹き込みにより行い、前記給液部分での前記分散
    液の加熱と加水効果による多価アルコール／水比の調節
    を行う請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記成形工程で得られた液体含有シー
    トを水蒸気処理装置に導き、前記シートの加熱と前記多
    価アルコール類の水置換を行わせることにより、脱液を
    容易にする請求項１から３のいずれか１項に記載の方
    法。