JPH11279288A

JPH11279288A - 吸水剤の製造方法

Info

Publication number: JPH11279288A
Application number: JP8523698A
Authority: JP
Inventors: Kazunao Hitomi; 一尚樋富; Yuji Yamamoto; 裕二山本; Shigenori Kirimura; 重則桐村; Nobuyuki Harada; 信幸原田
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】無加圧下での吸収倍率と加圧下での吸収倍率
にも優れ、衛生材料等に用いる場合に吸水性樹脂の重量
％（樹脂濃度）を高くしても優れた吸収特性を示すこと
ができる吸水剤の製造方法を提供する。【解決手段】吸水性樹脂にビニル化合物および多価ア
ルコールを添加し加熱することで上記目的を達すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、紙オムツ
（使い捨てオムツ）や生理用ナプキン、いわゆる失禁パ
ット等の衛生材料に好適に用いられる、吸水剤の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、紙オムツや生理用ナプキン、いわ
ゆる失禁パット等の衛生材料には、その構成材として、
体液を吸収させることを目的とし親水性樹脂としての吸
水性樹脂が幅広く使用されている。

【０００３】上記の吸水性樹脂としては、例えば、ポリ
アクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリル酸グラフ
ト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステ
ル共重合体ケン化物、アクリロニトリル共重合体若しく
はアクリルアミド共重合体の加水分解物又はこれらの架
橋体、及びカチオン性モノマーの架橋体等が知られてい
る。

【０００４】上記の吸水性樹脂が備えるべき特性として
は、体液等の水性液体に接した際の優れた吸水量や吸収
速度、通液性、膨潤ゲルのゲル強度、水性液体を含んだ
基材から水を吸い上げる吸引力等が挙げられる。しかし
ながら、これらの諸特性間の関係は必ずしも正の相関関
係を示さず、例えば、無加圧下の吸収倍率の高いものほ
ど加圧下の吸収特性は低下してしまう。

【０００５】このような、吸水性樹脂の吸水諸特性をバ
ランス良く改良する方法として吸水性樹脂の表面近傍を
架橋する技術が知られており、これまでに様々な方法が
開示されている。

【０００６】例えば、架橋剤として、多価アルコールを
用いる方法（特開昭５８−１８０２３３号公報、特開昭
６１−１６９０３号公報）、多価グリシジル化合物、多
価アジリジン化合物、多価アミン化合物、多価イソシア
ネート化合物を用いる方法（特開昭５９−１８９１０３
号公報）、グリオキシサールを用いる方法（特開昭５２
−１１７３９３号公報）、多価金属を用いる方法（特開
昭５１−１３６５８８号公報、特開昭６１−２５７２３
５号公報、特開昭６２−７７４５号公報）、シランカッ
プリング剤を用いる方法（特開昭６１−２１１３０５号
公報、特開昭６１−２５２２１２号公報、特開昭６１−
２６４００６号公報）、アルキレンカーボネートを用い
る方法（独国特許第４０２０７８０号公報）等が知られ
ている。また、架橋剤の混合や架橋反応時に架橋剤の分
散性を向上させる目的で第三物質として不活性無機粉末
を存在させる方法（特開昭６０−１６３９５６号公報、
特開昭６０−２５５８１４号公報）、二価アルコールを
存在させる方法（特開平１−２９２００４号公報）、水
とエーテル化合物とを存在させる方法（特開平２−１５
３９０３号公報）、一価アルコールのアルキレンオキサ
イド付加物、有機酸塩、ラクタム等を存在させる方法
（欧州特許第５５５６９２号公報）、リン酸を存在させ
る方法（特表平8−508517号公報）も知られている。

【０００７】しかしながら、これまでの吸水性樹脂の表
面近傍を架橋する技術ではまだまだ近年の高度化された
吸水性樹脂の要求性能に十分対応できない場合があっ
た。例えば、近年、衛生材料においては、吸水性樹脂の
使用量が多くなる一方、薄型化が図られる傾向にある。
ところが、薄型化が図られた該衛生材料の構成材、つま
り吸収体に使用される吸水性樹脂に所望される諸特性を
考慮した場合には、上記従来の方法では、実用的なバラ
ンスを得ることができないという問題点を有している。

【０００８】これらに加え、使用する架橋剤の安全性の
問題がある。一般に架橋剤がエポキシ基等の反応性の高
い基を有している場合には架橋剤自体が皮膚刺激性を有
しており、作業環境の問題に加え、衛生材料への応用を
考えるとその樹脂中の残存量等のコントロールを厳密に
行う必要があり、また残存量低減のためにもプロセス上
煩雑な操作が必要となる。よって衛生材料に好ましく用
いられる吸水性樹脂を得るため、性能上、安全上、プロ
セス上から満足のいく技術は未だ不十分であったという
のが実状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、無加圧
下での吸収倍率と加圧下での吸収倍率に優れ、衛生材料
等に用いる場合に吸水性樹脂の重量％（樹脂濃度）を高
くしても優れた吸収特性を示すことができる新規な吸水
剤の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記目
的を達成すべく、吸水剤の製造方法について鋭意検討し
た結果、吸水性樹脂に、ビニル化合物と多価アルコール
とを添加し加熱することで、無加圧下での吸収倍率と加
圧下での吸収倍率、および安全性にも優れ、衛生材料等
に用いる場合に樹脂濃度を高くしても優れた吸収特性を
示すことができる吸水剤を製造できることを見い出し本
発明を完成させるに至った。

【００１１】したがって、本発明の吸水剤の製造方法
は、吸水性樹脂にビニル化合物および多価アルコールを
添加し加熱することを特徴としている。

【００１２】以下に本発明について詳細に説明する。

【００１３】本発明の吸水剤の製造に際して使用される
親水性樹脂としての吸水性樹脂は、イオン交換水中にお
いて５０倍から１０００倍という多量の水を吸収し、ヒ
ドロゲルを形成する従来公知の樹脂である。好ましくは
カルボキシル基もしくはヒドロキシル基を有するもので
あり、より好ましくはカルボキシル基を有するものであ
る。典型的にはアクリル酸及び／又はその塩（中和物）
を主成分とする親水性単量体を重合・架橋することによ
り得られ、また、上記吸水性樹脂としては、該吸水性樹
脂中の未架橋の水可溶分が２５重量％以下、好ましくは
１５重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下のも
のが用いられる。

【００１４】上記アクリル酸塩としては、アクリル酸の
アルカリ金属塩、アンモニウム塩及びアミン塩等を例示
することができる。上記吸水性樹脂は、その構成単位と
してアクリル酸１０モル％〜４０モル％およびアクリル
酸塩９０モル％〜６０モル％（但し、両者の合計量は１
００モル％とする）の範囲にあるものが好ましい。アク
リル酸及び／又はその塩を主成分とする親水性単量体を
重合して吸水性樹脂を得るに際しては、必要に応じて、
これらアクリル酸又はその塩に併用して、アクリル酸以
外の単量体を含有していてもよい。

【００１５】アクリル酸以外の単量体としては、特に限
定されるものではないが、具体的には、例えば、メタク
リル酸、マレイン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスル
ホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスル
ホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸
等のアニオン性不飽和単量体及びその塩；アクリルアミ
ド、メタアクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリル
アミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ
−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メ
タ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール
（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピ
ロリドン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロ
イルピロリジン等のノニオン性の親水基含有不飽和単量
体；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレ
ート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリ
ルアミド、及びこれらの四級塩等のカチオン性不飽和単
量体等が挙げられる。これら単量体は、単独で用いても
よく、適宜２種類以上を混合して用いてもよい。

【００１６】本発明において、アクリル酸以外の単量体
を用いる場合には、該アクリル酸以外の単量体は、主成
分として用いるアクリル酸及びその塩との合計量に対し
て、好ましくは３０モル％以下、より好ましくは１０モ
ル％以下の割合である。上記アクリル酸以外の単量体を
上記の割合で用いることにより、得られる吸水性樹脂の
吸水特性がより一層向上すると共に、吸水性樹脂をより
一層安価に得ることができる。

【００１７】本発明に用いられる吸水性樹脂を得るため
にたとえば上述のアクリル酸又はその塩を主成分とする
親水性単量体を重合するに際しては、バルク重合や沈殿
重合を行うことが可能であるが、性能面や重合の制御の
容易さから、上記親水性単量体を水溶液とすることによ
る水溶液重合又は逆相懸濁重合を行うことが好ましい。
尚、上記親水性単量体を水溶液とする場合の該水溶液
（以下、単量体水溶液と称する）中の単量体の濃度は、
特に限定されるものではないが、１０重量％〜７０重量
％の範囲内が好ましく、２０重量％〜４２重量％の範囲
内がさらに好ましい。また、上記水溶液重合又は逆相懸
濁重合を行う際には、水以外の溶媒を必要に応じて併用
してもよく、併用して用いられる溶媒の種類は、特に限
定されるものではない。

【００１８】上記の重合を開始させる際には、例えば過
硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウ
ム、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素、
２，２’−アゾビス（２−アミノジプロパン）二塩酸塩
等のラジカル重合開始剤を用いることができる。

【００１９】さらに、これら重合開始剤の分解を促進す
る還元剤を併用し、両者を組み合わせることによりレド
ックス系開始剤とすることもできる。上記の還元剤とし
ては、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウ
ム等の（重）亜硫酸（塩）、Ｌ−アスコルビン酸
（塩）、第一鉄塩等の還元性金属（塩）、アミン類等が
挙げられるが、特に限定されるものではない。

【００２０】これら重合開始剤の使用量は、通常０．０
０１モル％〜２モル％、好ましくは０．０１モル％〜
０．１モル％である。これら重合開始剤の使用量が０．
００１モル％未満の場合には、未反応の単量体が多くな
り、従って、得られる吸水性樹脂中の残存単量体量が増
加するので好ましくない。一方、これら重合開始剤の使
用量が２モル％を超える場合には、得られる吸水性樹脂
中の水可溶成分量が増加するので好ましくない場合があ
る。

【００２１】また、重合開始剤を用いる代わりに、反応
系に放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照
射することにより重合反応の開始を行ってもよい。尚、
上記重合反応における反応温度は、特に限定されるもの
ではないが、１０℃〜９０℃の範囲内が好ましい。ま
た、反応時間も特に限定されるものではなく、親水性単
量体や重合開始剤の種類、反応温度等に応じて適宜設定
すればよい。

【００２２】本発明において用いられる吸水性樹脂とし
ては、架橋剤を使用しない自己架橋型のものであっても
よいが、一分子中に、２個以上の重合性不飽和基や、２
個以上の反応性基を有する内部架橋剤を共重合又は反応
させたものがさらに好ましい。

【００２３】これら内部架橋剤の具体例としては、例え
ば、Ｎ，Ｎ−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、
（ポリ）エチレングリコール（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、トリメチルロールプロパントリ（メタ）アクリレー
ト、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリン
アクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性
トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペ
ンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリ
アリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ト
リアリルホスフェート、トリアリルアミン、ポリ（メ
タ）アリロキシアルカン、（ポリ）エチレングリコール
ジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエー
テル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、
プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリト
ール、エチレンジアミン、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ポリエチレンイミン、グリシジル
（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

【００２４】これら内部架橋剤は、単独で用いてもよ
く、適宜２種類以上を混合して用いてもよい。また、こ
れら内部架橋剤は、反応系に一括添加してもよく、分割
添加してもよい。２種類以上の内部架橋剤を使用する場
合には、得られる吸水性樹脂の吸水特性等を考慮して、
２個以上の重合性不飽和基を有する化合物を必須に用い
ることが好ましい。

【００２５】これら内部架橋剤の使用量は、前記親水性
単量体に対して、０．００５モル％〜５モル％の範囲内
であることが好ましく、０．０１モル％〜２モル％の範
囲内とすることがさらに好ましい。上記内部架橋剤の使
用量が０．００５モル％よりも少ない場合、並びに、５
モル％よりも多い場合には、所望の吸水特性を備えた吸
水性樹脂が得られないおそれがある。

【００２６】上記内部架橋剤を用いて架橋構造を吸水性
樹脂内部に導入する場合には、上記内部架橋剤を、上記
親水性単量体の重合時あるいは重合後、または重合、中
和後に反応系に添加するようにすればよい。

【００２７】尚、上記重合に際しては、反応系に、炭酸
（水素）塩、二酸化炭素、アゾ化合物、不活性有機溶媒
等の各種発泡剤；澱粉・セルロース、澱粉・セルロース
の誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸
（塩）、ポリアクリル酸（塩）架橋体等の親水性高分
子；各種界面活性剤；次亜燐酸（塩）等の連鎖移動剤を
添加してもよい。

【００２８】上記重合反応により得られた吸水性樹脂が
ゲル状である場合には、該吸水性樹脂は、通常乾燥さ
れ、必要により粉砕される。

【００２９】本発明に用いることのできる吸水性樹脂の
含水率は特に限定されないが、通常４００重量％以下程
度、好ましくは含水率は０．１重量％以上４０重量％未
満、より好ましくは０．１重量％以上１０重量％以下で
ある。

【００３０】また本発明の製造方法に用いることのでき
る吸水性樹脂の形態は、重合反応により得られた乾燥粉
砕前のゲル状の、平均粒径が１０００μｍを越えるよう
なゲル状ものも使用できるが、通常乾燥後の平均粒子径
が１０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５０μｍ〜８０
０μｍ、より好ましくは７５μｍを越えて７００μｍ以
下、特に好ましくは１５０μｍを越えて６００μｍ以下
の粒子状のものである。上記吸水性樹脂の粒子形状は、
球状、破砕状、不定形状等特に限定されるものではない
が、粉砕工程を経て得られた不定形破砕状のものが好ま
しく使用できる。また、本発明においてより好適に使用
できる吸水性樹脂粒子は、平均粒子径が上記範囲で、且
つ８５０μｍ以上の粒子や１５０μｍ以下の粒子を実質
的に含まないものである。

【００３１】本発明は、上記の工程で得られた吸水性樹
脂にビニル化合物および多価アルコールを添加し加熱す
ることにより達成される。

【００３２】本発明に用いることのできるビニル化合物
としては、例えば、メチルビニルエーテル、ｎ−プロピ
ルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−
ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ｔ
−ブチルビニルエーテル、ｔ−アミルビニルエーテル、
エチルヘキシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテ
ル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニ
ルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、
エチレングリコールブチルビニルエーテル、ブタンジオ
ールモノビニルエーテル、ヘキサンジオールモノビニル
エーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、
トリエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチ
レングリコールメチルビニルエーテル、アミノプロピル
ビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテ
ル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、
ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチ
レングリコールメチルビニルエーテル、プロペニルエー
テルプロピレンカーボネートなどのモノビニルエーテル
化合物；ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキ
サンジメタノールジビニルエーテル、エチレングリコー
ルジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエ
ーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ト
リメチロールプロパントリビニルエーテル、ヘキサンジ
オールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジ
ビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエー
テルなどの多価ビニルエーテル化合物；アクリル酸、マ
レイン酸などの不飽和カルボン酸化合物；イソブチレ
ン、ブテン、ペンテン、ヘキセン等の不飽和炭化水素化
合物；ジビニルベンゼン、スチレンなどの芳香族ビニル
化合物；ブタジエン、イソプレン、ペンタジエンなどの
共役ジエン化合物；アリルアルコール、トリメチロール
プロパントリアリルエーテルなどのアリル化合物；酢酸
ビニル、塩化ビニルなどのビニル化合物を挙げることが
できる。中でも、本発明の効果である無加圧下での吸収
倍率、加圧下での吸収倍率ともに優れ、しかも安全性の
より優れた吸水剤を得る化合物として、モノビニルエー
テル化合物・多価ビニルエーテル化合物から選ばれるビ
ニルエーテル化合物を使用することがより好ましい。

【００３３】本発明のビニル化合物の使用量は、吸水性
樹脂１００重量部に対して０．００１〜１０重量部程度
である。１０重量部を越える場合には、不経済となるば
かりか、残存するビニル化合物の量が多くなるため好ま
しくない。さらに、ビニル化合物の使用量が０．００１
重量部未満の場合には、吸水剤における加圧下吸収倍率
等の性能を向上させる上で、その改良効果が得られ難い
ため、好ましくない。

【００３４】本発明に用いることのできる多価アルコー
ルとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール、１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリ
コール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジ
オール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリ
グリセリン、２−ブテン−１，４−ジオール、１，3−
ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペ
ンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−
シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサノ
ール、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシ
エチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタ
エリスリトール、ソルビトール等を挙げることができ
る。

【００３５】本発明の多価アルコールの使用量は、吸水
性樹脂１００重量部に対して０．００１〜１０重量部程
度である。１０重量部を越える場合には、不経済となる
ばかりか、残存する多価アルコールの量が多くなるため
好ましくない。さらに、多価アルコールの使用量が０．
００１重量部未満の場合には、吸水剤における加圧下吸
収倍率等の性能を向上させる上で、その改良効果が得ら
れ難いため、好ましくない。

【００３６】本発明のビニル化合物および多価アルコー
ルを吸水性樹脂に添加する際には溶媒として水を用いる
ことができる。水の使用量は、吸水性樹脂の種類や粒子
径、含水率等にもよるが、吸水性樹脂の固形分１００重
量部に対して、０を越え、２０重量部以下が好ましく、
０．５重量部〜１０重量部の範囲内がより好ましい。

【００３７】また、ビニル化合物および多価アルコール
やその水性液を吸水性樹脂に添加する際にはその混合性
を高めるため溶媒として親水性有機溶媒や、第三物質を
用いてもよい。

【００３８】親水性有機溶媒を用いる場合には、例え
ば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルア
ルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコー
ル等の低級アルコール類；アセトン等のケトン類；ジオ
キサン、テトラヒドロフラン、メトキシ（ポリ）エチレ
ングリコール等のエーテル類；ε−カプロラクタム、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；ジメチル
スルホキシド等のスルホキシド類などが挙げられる。

【００３９】親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂の
種類や粒径、含水率等にもよるが、吸水性樹脂の固形分
１００重量部に対して、２０重量部以下が好ましく、
０．１重量部〜１０重量部の範囲内がより好ましい。

【００４０】また、第三物質としては前述したような不
活性無機粉末等に加えて欧州特許第０６６８０８０号公
報に示された無機酸、有機酸、ポリアミノ酸等を存在さ
せてもよい。

【００４１】本発明の効果を妨げない範囲で吸水性樹脂
と反応し得る官能基を２個以上有する表面架橋剤をさら
に使用しても良い。これら表面架橋剤としては、例え
ば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエ
チレンジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシ
ジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテ
ル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、プロピ
レングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレン
グリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等のエ
ポキシ化合物；エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等
の多価アミン化合物や、それらの無機塩ないし有機塩
（例えば、アジチニウム塩等）；２，４−トリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の多
価イソシアネート化合物；１，２−エチレンビスオキサ
ゾリン等の多価オキサゾリン化合物；１，３−ジオキソ
ラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキソラン−
２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−
２−オン、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソラン−
２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オ
ン、４−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキソラン−２
−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４−メチル−
１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジメチル−
１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオキソパン
−２−オン等のアルキレンカーボネート化合物；エピク
ロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピク
ロロヒドリン等のハロエポキシ化合物、および、その多
価アミン付加物（例えばハーキュレス製カイメン；登録
商標）；γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン等のシラン
カップリング剤；亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ア
ルミニウム、鉄、ジルコニウム等の水酸化物又は塩化物
等の多価金属化合物等が挙げられる。

【００４２】本発明において吸水性樹脂にビニル化合物
および多価アルコールを添加する際、例えば、上記の親
水性有機溶媒中に吸水性樹脂を分散させた後ビニル化合
物および多価アルコールを添加してもよいが、必要に応
じて水および／または親水性有機溶媒に溶解あるいは分
散させたビニル化合物および多価アルコールを、攪拌下
に、吸水性樹脂に直接、噴霧若しくは滴下して添加する
方法が好ましい。また、水を用いて混合する場合には、
水に不溶な微粒子状の粉体や、界面活性剤等を共存させ
てもよい。

【００４３】吸水性樹脂に本発明のビニル化合物多価ア
ルコールを添加する際に、効果的に添加するために混合
装置を使用することが好ましい。用いられる混合装置と
しては、両者を均一かつ確実に混合するために、大きな
混合力を備えていることが好ましい。上記の混合装置と
しては、例えば、円筒型混合機、二重壁円錐型混合機、
Ｖ字型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、
流動型炉ロータリーデスク型混合機、気流型混合機、双
腕型ニーダー、内部混合機、粉砕型ニーダー、回転式混
合機、スクリュー型押出機等が好適であり高速攪拌型の
ものがより好ましい。

【００４４】本発明では、吸水性樹脂にビニル化合物お
よび多価アルコールを添加し、その後加熱することが必
要である。加熱温度としては、５０℃以上より好ましく
は１２０℃以上、更に好ましくは１５０℃以上が好まし
い。加熱温度が５０℃未満では、無加圧下での吸収倍率
と加圧下での吸収倍率のバランスに優れた吸水剤を得る
ことができない。最も好適な温度範囲は１５０℃〜２５
０℃の範囲であり、処理温度が２５０℃を越える場合
には、吸水性樹脂の劣化を引き起こし、吸水剤の性能が
低下する場合があり注意を要する。

【００４５】上記の加熱処理は、通常の乾燥機または加
熱炉を用いて行うことができる。上記の乾燥機として
は、例えば、溝型混合乾燥機、ロータリー乾燥機、デス
ク乾燥機、流動層乾燥機、気流型乾燥機、赤外線乾燥機
等が挙げられる。

【００４６】上記の本発明の製造方法を用いれば、無加
圧下での吸収倍率と加圧下での吸収倍率共に優れ、かつ
安全性にも優れ、衛生材料等に用いる場合に吸水性樹脂
の重量％（樹脂濃度）を高くしても優れた吸収特性を示
す吸水剤が得られる。

【００４７】また、本発明では、上記した各吸水剤にさ
らに消毒剤、消臭剤、抗菌剤、香料、各種の無機粉末、
発泡剤、顔料、染料、親水性短繊維、肥料、酸化剤、還
元剤、水、塩類等を添加し、これにより、吸水剤に種々
の機能を付与させることもできる。

【００４８】さらに、上述したように、上記吸水剤は、
各種の吸収性物品、特に、薄型化の進む紙オムツや生理
用ナプキン、失禁パット等の吸収体に特に好適に用いる
ことができる。

【００４９】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。尚、吸水剤の諸性能は、以下の
方法で測定した。

【００５０】（ａ）無加圧下の吸収倍率吸水性樹脂（吸水剤）０．２ｇを不織布製の袋（６０ｍ
ｍ×６０ｍｍ）に均一に入れ、０．９重量％塩化ナトリ
ウム水溶液（生理食塩水）中に浸漬した。６０分後に袋
を引き上げ、遠心分離機を用いて２５０Ｇで３分間水切
りを行った後、袋の重量Ｗ1 （ｇ）を測定した。また、
同様の操作を吸水剤を用いないで行い、そのときの重量
Ｗ０（ｇ）を測定した。そして、Ｗ１よりＷ０を差し
引いた値を吸水剤の重量（ｇ）で除して無加圧下の吸収
倍率（ｇ／ｇ）を算出した。

【００５１】（b ）加圧下の吸収倍率ステンレス４００メッシュの金網（目の大きさ３８μ
ｍ）を底に融着させた内径６０ｍｍのプラスチックの支
持円筒の底の網上に、吸水性樹脂（吸水剤）０．９ｇ
を均一に散布し、その上に吸水剤に対して、５０ｇ／
ｃｍ２の荷重を均一に加えることができるように調整さ
れた、外径が６０mmよりわずかに小さく支持円筒との壁
面に隙間が生じず、かつ上下の動きは妨げられないピス
トンと荷重をこの順に載置し、この測定装置一式の重量
を測定した（Ｗａ）。

【００５２】１５０ｍｍのペトリ皿の内側に直径９０ｍ
ｍのガラスフィルターを置き、０．９重量％塩化ナトリ
ウム水溶液（生理食塩水）をガラスフィルターの表面と
同レベルになるように加える。その上に直径９０ｍｍの
濾紙を載せ表面が全て濡れるようにし、かつ過剰の液を
除く。

【００５３】上記測定装置一式を前記湿った濾紙上にの
せ、液を荷重下で吸収させる。１時間後測定装置一式を
持ち上げ，その重量を再測定する（Ｗｂ）。ＷｂよりＷ
ａを差し引いた値を吸水剤の重量（０．９ｇ）で除して
加圧下の吸収倍率（ｇ／ｇ）を求めた。

【００５４】（参考例１）７５モル％の中和率を有する
アクリル酸ナトリウム塩の水溶液５５００ｇ（単量体濃
度３８％）に内部架橋剤としてポリエチレングリコール
ジアクリレートを０．０７５モル％溶解させ窒素ガスで
３０分脱気後、内容量１０Ｌでシグマ型羽根を２本有す
るジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋を付
けた反応器に該水溶液を供給し、２０℃の温度に保ちな
がら反応系の窒素置換を続けた。次いで羽根を回転させ
ながら過硫酸ナトリウム２．９ｇとＬ−アスコルビン酸
０．１６ｇをそれぞれ１０重量％水溶液として添加した
ところ１分後に重合が開始し、１４分後に反応系はピー
ク温度に達した。その際生成した含水ゲル重合体は約５
ｍｍのサイズに細分化されていた。その後更に攪拌を続
け重合を開始して６０分後に含水ゲル重合体を取り出し
た。

【００５５】得られた含水ゲル重合体の細粒化物を目開
き３００μｍ（５０メッシュ）の金網上に広げ、１６０
℃で７０分間熱風乾燥した。乾燥物を卓上両用型粉砕機
ＦＤＳ型（株式会社みやこ物産製）で粉砕し、更に８５
０μｍメッシュで分級し平均粒径３１０μｍでかつ１５
０μｍ未満の粒子径を有する樹脂の割合が１０重量％、
含水率が６重量％の不定形破砕状のカルボキシル基の７
５モル％が塩基で中和された架橋ポリアクリル酸塩粒子
（Ａ）を得た。

【００５６】次いでこの破砕状架橋ポリアクリル酸塩粒
子（Ａ）を目開き８５０μｍ、５００μｍ、３００μ
ｍ、１５０μｍ、のふるいを用いて１次粒子に分級し、
５００μｍ以上、８５０未満の架橋ポリアクリル酸塩粒
子（Ａ１）、３００μｍ以上、５００μｍ未満の架橋ポ
リアクリル酸塩粒子（Ａ２）、１５０μｍ以上、３００
μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩粒子（Ａ３）、１５０
μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩微粒子（Ａ４）を得
た。架橋ポリアクリル酸塩粒子（Ａ２）は無加圧下の吸
収倍率３３ｇ／ｇ、水可溶分１０％であった。

【００５７】（参考例２）参考例１と同様の操作を行い
７１．３％の中和率を有する単量体濃度３９モル％、ポ
リエチレングリコールジアクリレート０．０８５モル
％、過硫酸ナトリウム２．９ｇ、Ｌ−アスコルビン酸
０．０８ｇで重合を行ったところ１５分後に反応系はピ
ーク温度に達した。その後更に攪拌を続け６０分後に含
水ゲル重合体を取り出し、参考例１と同様の乾燥機を用
いて１７０℃で７０分間熱風乾燥を行った後、乾燥物を
卓上両用型粉砕機ＦＤＳ型を用いて粉砕を行った。

【００５８】得られた不定形の破砕状カルボキシル基の
７１．３モル％が塩基で中和された架橋ポリアクリル酸
塩粒子（Ｂ）は平均粒径３２０μｍでかつ１５０μｍ未
満の割合が８重量％、含水率が５重量％であった。

【００５９】次いでこの破砕状架橋ポリアクリル酸塩粒
子（Ｂ）を目開き８５０μｍ、５００μｍ、３００μ
ｍ、１５０μｍ、のふるいを用いて分級し５００μｍ以
上、８５０μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩粒子（Ｂ
１）、３００μｍ以上、５００μｍ未満の架橋ポリアク
リル酸塩粒子（Ｂ２）、１５０μｍ以上、３００μｍ未
満の架橋ポリアクリル酸塩粒子（Ｂ３）、１５０μｍ未
満の架橋ポリアクリル酸塩微粒子（Ｂ４）を得た。架橋
ポリアクリル酸塩粒子（Ｂ２）は無加圧下の吸収倍率３
４ｇ／ｇ、水可溶分１０％であった。

【００６０】（参考例３）参考例１で得られた粒子径１
５０μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩微粒子（Ａ４）４
００ｇを５ＬレーディゲミキサーＭ−５（商標；レーデ
ィゲ社製）に入れ、６０Ｈｚ／１００Ｖで高速回転させ
ながら、９０℃に加熱した温水６００ｇをロートより一
気に注入した。

【００６１】架橋ポリアクリル酸塩微粒子（Ａ４）と温
水とは１０秒以内に混合され、内容物全体が粒径約１〜
５ｍｍのゲル状の架橋ポリアクリル酸塩微粒子の造粒物
となった。１分間レーディゲミキサー中で高速攪拌した
後、得られた架橋ポリアクリル酸塩微粒子の造粒物を取
り出し熱風乾燥機において含水率が５％未満になるまで
乾燥させさせた。次いでこの乾燥物を参考例１の卓上両
用型粉砕機で粉砕し、８５０μｍ未満、１５０μｍ以上
に分級する事で吸水倍率２９ｇ／ｇの架橋ポリアクリル
酸塩微粒子の造粒粒子（Ｃ）を得た。

【００６２】次いで架橋ポリアクリル酸塩微粒子の造粒
粒子（Ｃ）を１０重量％、参考例１で得られた３００μ
ｍ以上、６００μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩の１次
粒子（Ａ２）を５０重量％、１５０μｍ以上、３００μ
ｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩の１次粒子（Ａ３）を４
０重量％、の比率で均一になるまで混合し、カルボキシ
ル基の７５モル％が塩基で中和された架橋ポリアクリル
酸塩の１次粒子とカルボキシル基の７５モル％が塩基で
中和された架橋ポリアクリル酸塩微粒子の造粒粒子との
粒子混合物からなる吸水性樹脂（１）を得た。

【００６３】（参考例４）参考例２で得られた粒子径１
５０μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩微粒子（Ｂ４）２
００ｇを西日本試験機製作所製５Ｌモルタルミキサー
（５Ｌ容器は７０℃のバスで保温）に入れ、該モルタミ
キサーの攪拌羽根を６０Ｈｚ／１００Ｖで高速回転させ
ながら、９０℃に加熱した温水３００ｇをロートより一
気に注入した。架橋ポリアクリル酸塩微粒子（Ｂ４）と
水とは１０秒以内に混合され３分間モルタルミキサー中
で高速攪拌した。得られた架橋ポリアクリル酸塩微粒子
の造粒物を取り出し目開き３００μｍの金網上に載せ、
熱風乾燥機において含水率が５％未満になるまで乾燥さ
せさせた。次いでこの乾燥物を参考例１の卓上両用型粉
砕機で粉砕し、８５０μｍ未満、１５０μｍ以上に分級
する事で吸水倍率３０ｇ／ｇの架橋ポリアクリル酸塩微
粒子の造粒粒子（Ｅ）を得た。

【００６４】次いで架橋ポリアクリル酸塩微粒子の造粒
粒子（Ｅ）を８重量％、参考例２で得られた５００μｍ
以上、８５０μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩粒子の１
次粒子（Ｂ１）を２０重量％、３００μｍ以上、５００
μｍ未満の架橋ポリアクリル酸塩粒子の１次粒子（Ｂ
２）を５７重量％、１５０μｍ以上、３００μｍ未満の
架橋ポリアクリル酸塩粒子の１次粒子（Ｂ３）を１５重
量％、の比率で均一になるまで混合し、カルボキシル基
の７１．３モル％が塩基で中和された架橋ポリアクリル
酸塩の１次粒子とカルボキシル基の７１．３モル％が塩
基で中和された架橋ポリアクリル酸塩微粒子の造粒粒子
との粒子混合物からなる吸水性樹脂（２）を得た。

【００６５】（実施例１）参考例３で得られた吸水性樹
脂（１）５００重量部に対し、トリエチレングリコール
ジビニルエーテル０．１３５重量部、プロピレングリコ
ール５重量部、イソプロピルアルコール４重量部、水１
５重量部からなるビニル化合物および多価アルコールを
含む溶液を攪拌しながら添加し、得られた混合物を５Ｌ
モルタルミキサーに投入しオイル温度２１２℃のオイル
バスで加熱しながら３５分間攪拌熱処理する事で、４５
ミクロン以下の微粒子含量が０％、無加圧下の吸収倍率
３１ｇ／ｇ、加圧下の吸収倍率２５．４ｇ／ｇである本
発明の吸水剤（１）を得た。

【００６６】（実施例２）参考例４で得られた吸水性樹
脂（２）５００重量部に対し、トリエチレングリコール
ジビニルエーテル０．１３５重量部、プロピレングリコ
ール５重量部、イソプロピルアルコール４重量部、水１
５重量部からなるビニル化合物および多価アルコールを
含む溶液を攪拌しながら添加し、得られた混合物を５Ｌ
モルタルミキサーに投入しオイル温度２１２℃のオイル
バスで加熱しながら５０分間攪拌熱処理する事で、４５
ミクロン以下の微粒子含量が０％、無加圧下の吸収倍率
２９．１ｇ／ｇ、加圧下の吸収倍率２４．２ｇ／ｇであ
る本発明の吸水剤（２）を得た。

【００６７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、無加圧下で
の吸収倍率と加圧下での吸収倍率および、安全性に優
れ、衛生材料等に用いる場合に吸水性樹脂の重量％（樹
脂濃度）を高くしても優れた吸収特性を示すことができ
る吸水剤を、簡便なプロセスで得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 101/14 Ｃ０８Ｌ 101/14 (72)発明者原田信幸兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水性樹脂に、ビニル化合物と多価アルコ
ールとを添加し加熱することを特徴とする吸水剤の製造
方法。
【請求項２】ビニル化合物がビニルエーテル化合物であ
る請求項１記載の吸水剤の製造方法。
【請求項３】吸水性樹脂が官能基としてカルボキシル基
を有するものである請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】吸水性樹脂１００重量部あたり０．００１
〜１０重量部のビニル化合物および０．００１〜１０重
量部の多価アルコールが添加されることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか記載の吸水剤の製造方法。