JPH1171425A

JPH1171425A - 吸水剤の製造方法

Info

Publication number: JPH1171425A
Application number: JP23295297A
Authority: JP
Inventors: Kinya Nagasuna; 欣也長砂; Masatoshi Nakamura; 将敏中村; Norisuke Suminaga; 憲資角永
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】加圧下の吸収倍率が高く、かつ戻り量が少な
い吸水剤を得る。【解決手段】吸水性樹脂を親水化処理した後、前記吸
水性樹脂の表面近傍を架橋処理する吸水剤の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸水剤の製造方法
に関する。さらに詳しくは、加圧下の吸収倍率が高く、
かつ戻り量が少ない吸水剤の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体液を吸収させることを目的と
し、紙オムツや生理用ナプキン、いわゆる失禁パット等
の衛生材料の構成材料の一つとして吸水性樹脂を用いた
吸水剤が幅広く利用されている。また衛生材料以外に
も、土壌保水剤並びに食品などのドリップシート等、吸
水、保水を目的として吸水性樹脂が、広範囲に利用され
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−アクリロニトリル
グラフト重合体の加水分解物、澱粉−アクリル酸グラフ
ト重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共
重合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくは
アクリルアミド共重合体の加水分解物またはこれらの架
橋体、カチオン性モノマーの架橋体などが知られてい
る。

【０００４】上記の吸水性樹脂に備えるべき特性として
は従来より、体液等の水性液体に接した際の高い吸収倍
率や優れた吸収速度、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量等が求め
られている。しかしながら、これらの特性間の関係は必
ずしも正の相関関係を示さず、たとえば吸収倍率の高い
ものほど通液性、ゲル強度、吸収速度等の物性は低下し
てしまう。そこで、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
法が提案されている。例えば、架橋剤として、多価アル
コールを用いる方法、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、グリオキサールを用いる方法、多
価金属を用いる方法、シランカップリング剤を用いる方
法、エポキシ化合物とヒドロキシ化合物を用いる方法、
アルキレンカーボネートを用いる方法等が知られてい
る。

【０００５】これらの方法によって、吸水性樹脂の諸物
性のバランスの改良はなされるもののいまだに十分とは
いい難い。特に近年のトレンドである、吸水性樹脂を高
濃度、高散布密度で使用する薄型の吸収体では、高荷重
下（例えば５０ｇ／ｃｍ²）での吸収倍率（加圧下の吸
収倍率）が高いことと戻り量が少ないことが求められて
おり、上記の表面架橋方法によりかなり改善されるが、
まだまだ十分な物性レベルにまで到達していないのが現
状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、加圧下の吸収倍率が高く、かつ戻り量が少ない吸
水剤の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、以下の構成をとる。（１）吸水性樹脂を親水化処理した後、前記吸水性樹脂
の表面近傍を架橋処理する吸水剤の製造方法。（２）前記吸水性樹脂が逆相懸濁重合により得られたも
のである前記（１）記載の吸水剤の製造方法。

【０００８】（３）前記親水化処理が、有機溶剤による
処理である前記（１）または（２）記載の吸水剤の製造
方法。（４）前記有機溶剤を加熱した状態で吸水性樹脂と接触
させて親水化処理を行う前記（３）記載の吸水剤の製造
方法。（５）前記架橋処理は、吸水性樹脂の有する官能基と反
応しうる架橋剤が吸水性樹脂粉体に直接添加混合される
ものである前記（１）〜（４）のいずれかに記載の吸水
剤の製造方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】重合により得られた吸水性樹脂の
表面には疎水性の部分が存在すると考えられる。その原
因としては、重合に用いた添加剤（逆相懸濁重合であれ
ば分散剤等）等が残存している、あるいは樹脂自身の性
質に由来する等が考えられる。本発明者らは、この疎水
性部分が表面架橋処理の効果を妨げていると考え、表面
架橋処理を行う前に吸水性樹脂の親水化処理を行って該
疎水性部分を親水化することとした。これによって、表
面架橋処理の効果（吸水剤の加圧下の吸収倍率を高め、
戻り量を低減する）を高めることができる。また、吸水
性樹脂の表面の親水性が高くなるため吸水速度も上昇す
る。

【００１０】以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いることのできる吸水性樹脂は、多量の水、
生理食塩水、尿等を吸収膨潤して実質水不溶性のヒドロ
ゲルを形成するものである。その典型的な例としては、
アクリル酸またはその塩を主成分とする親水性単量体を
重合して得られる架橋構造を有する親水性重合体であ
る。このようなものは例えば、部分中和架橋ポリアクリ
ル酸重合体、架橋され部分的に中和された澱粉−アクリ
ル酸グラフトポリマー、イソブチレン−マレイン酸共重
合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体のケン化物、ア
クリルアミド（共）重合体の加水分解物、アクリロニト
リル重合体の加水分解物等に開示されている。中でも好
ましいものはポリアクリル酸塩架橋重合体である。ポリ
アクリル酸塩架橋重合体としては、重合体中の酸基の５
０〜９５モル％が中和されていることが好ましく、６０
〜９０モル％が中和されていることがより好ましい。塩
としてはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩な
どを例示する事ができる。この中和は重合前の単量体で
行っても良いし、重合中や重合後の含水ゲル状重合体で
行っても良い。

【００１１】本発明に用いられる吸水性樹脂は、単量体
主成分として好ましく用いられる上記アクリル酸または
その塩以外の他の単量体を（共）重合させたものであっ
てもよい。他の単量体の具体例としては、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など
のアニオン性不飽和単量体およびその塩；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
イルピロリジンなど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
リルアミドおよびそれらの四級塩などのカチオン性不飽
和単量体などを挙げることができる。これらのアクリル
酸以外の他の単量体の使用量は通常全単量体中０〜５０
モル％未満、好ましくは０〜３０モル％であるがこれに
限定されるものではない。

【００１２】本発明に用いられる吸水性樹脂の架橋構造
として、架橋剤を使用しない自己架橋型のものや、２個
以上の重合性不飽和基或は２個以上の反応性基を有する
内部架橋剤を共重合または反応させた型のものが例示で
き、内部架橋剤を共重合または反応させた架橋構造を有
するものがより好ましい。これらの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、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（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テトラ（メタ）アクリレ
ート、ジ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、ポリエチレンイミ
ン、グリシジル（メタ）アクリレートなどを挙げること
が出来る。またこれらの内部架橋剤は２種以上使用して
もよい。中でも得られる吸水性樹脂の吸水特性などか
ら、２個以上の重合性不飽和基を有する化合物を内部架
橋剤として必須に用いることが好ましく、その使用量と
しては前記単量体成分に対して０．００５〜３モル％、
より好ましくは０．０１〜１．５モル％である。

【００１３】なお重合に際しては、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
親水性高分子や、次亜リン酸（塩）等の連鎖移動剤を添
加してもよい。本発明に用いられる吸水性樹脂を得る為
に上記したアクリル酸またはその塩等を主成分とする単
量体を重合するに際しては、バルク重合や沈澱重合を行
うことも可能であるが、性能面や重合の制御の容易さか
ら、単量体を水溶液として、水溶液重合、または逆相懸
濁重合を行うことが好ましい。

【００１４】逆相懸濁重合を行う場合に用いられる分散
剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸
エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、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
ニルエーテル、ポリオキシエチレンアシルエステル等の
非イオン性界面活性剤；高級アルコール硫酸エステル
塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、アルキルポリ
オキシエチレンサルフェート塩、ジアルキルスルホコハ
ク酸塩等のアニオン性界面活性剤；アルキル第４級アン
モニウム塩、アルキルアミン塩等のカチオン性界面活性
剤；アルキルベタイン、レシチン等の両性界面活性剤；
親油性のカルボキシル基またはエチレンオキサイド鎖を
有するポリマー等の高分子界面活性剤；セルロースエー
テル、セルロースエステル等のセルロース誘導体等を例
示することができる。これらの中でもＨＬＢ値が３以上
の非イオン性界面活性剤またはセルロース誘導体等の分
散剤を用いた場合に本発明の効果は一層顕著に現れ好ま
しい。これらの分散剤の使用量は単量体に対して０．０
１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜５
重量％である。

【００１５】逆相懸濁重合に用いられる疎水性有機溶剤
としては、重合その他の反応に不活性なものであれば特
に限定されない。例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘプタ
ン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン等の如き脂肪族炭化水
素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロオ
クタン、デカリン等の如き脂環式炭化水素；クロルベン
ゼン、ブロムベンゼン、四塩化炭素、１，２−ジクロロ
エタン等の如きハロゲン化炭化水素；ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の如き芳香族炭化水素、等を挙げること
ができる。特に好ましくはｎ−ヘキサン、シクロヘキサ
ン、クロルベンゼン、トルエン、キシレンである。これ
らの疎水性有機溶剤の使用量は単量体水溶液１重量部に
対して０．４〜２０重量部が好ましく、より好ましくは
０．７〜１０重量部である。

【００１６】また重合を行うにあたり、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−アミジノプロパン）二塩酸塩等のラジカル
重合開始剤、紫外線や電子線などの活性エネルギー線等
を用いることができる。また、酸化性ラジカル重合開始
剤を用いる場合、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリ
ウム、硫酸第一鉄、Ｌ−アスコルビン酸等の還元剤を併
用してレドックス重合としても良い。これらの重合開始
剤の使用量は通常０．００１〜２モル％、好ましくは
０．０１〜０．５モル％である。

【００１７】上記の重合により得られた吸水性樹脂の形
状は不定形破砕状、球状、繊維状、棒状、略球状、偏平
状等種々のものが本発明には使用できる。本発明ではこ
のようにして得られた吸水性樹脂に親水化処理を行う。
親水化処理とは、吸水性樹脂の表面を親水化する処理で
あり、その前後で表面の濡れ性が向上することを意味す
る。濡れ性が向上されたか否かはたとえば吸水性樹脂
０．３ｇを内径１５ｍｍの円形容器に均一に層状に散布
し、その上から青色に着色した脱イオン水約０．０１５
ｇの液滴１滴をマイクロシリンジで添加したときの、脱
イオン水の樹脂表面層から浸透の程度、あるいは吸収し
た樹脂面積の最大径（吸収最大径）（ｍｍ）を測定する
ことで判定可能である。脱イオン水の樹脂表面層からの
浸透が処理後はより速やかに行われたり、吸収した樹脂
面積の最大径が処理後の方が広がっているものは濡れ性
が向上した、すなわち親水化処理がなされたと判定でき
る。

【００１８】具体的な親水化処理の方法は、吸水性樹脂
の表面に疎水性の部分を形成している原因によって異な
る。例えば、逆相懸濁重合によって吸水性樹脂を製造し
た場合には、重合時に分散剤として用いられる界面活性
剤が疎水性の原因であるため、これを洗浄することが好
ましく、有機溶剤を用いて洗浄することがより好まし
い。

【００１９】有機溶剤としては、分散剤を洗浄できるも
のであれば特に限定されないが、洗浄効果を高めるため
には、吸水性樹脂が膨潤しないようなものを用いること
が好ましい。処理中における吸水性樹脂の好ましい膨潤
倍率は２倍未満である。有機溶剤としては、親水性の有
機溶剤だけでなく疎水性の有機溶剤も使用可能である。
親水性有機溶剤としては、具体的には、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
トラヒドロフラン等のエーテル類；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；等が、疎水性有機溶剤としては、ｎ−ペ
ンタン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン等
の如き脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロ
ヘキサン、シクロオクタン、デカリン等の如き脂環式炭
化水素；クロルベンゼン、ブロムベンゼン、四塩化炭
素、１，２−ジクロロエタン等の如きハロゲン化炭化水
素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の如き芳香族炭化
水素、等を挙げることができる。これらの中でもメチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサンが好ましく用いられ
る。

【００２０】吸水性樹脂を有機溶剤により親水化処理す
る場合、有機溶剤を加熱した状態で吸水性樹脂と接触さ
せることにより、加圧下の吸収倍率や戻り量が一層向上
する場合があり好ましい。加熱の温度は溶剤の沸点以下
であることが好ましく、用いる有機溶剤の種類にもよる
が一般に４０〜１２０℃程度である。親水化処理は、吸
水性樹脂が乾燥した状態で行うことが好ましい。有機溶
媒や水で湿潤した状態で親水化処理を行うと、表面近傍
の架橋処理を行った場合に、逆に吸水速度が低下した
り、吸水倍率が急激に低下する場合があるので注意を要
する。したがって、逆相懸濁重合や水溶液重合により得
られた吸水性樹脂をろ過・乾燥して、重合の溶媒や水分
をなくした状態で親水化処理を行うことが好ましい。

【００２１】本発明ではこのような親水化処理を行った
後、吸水性樹脂の表面近傍を架橋処理する。表面架橋処
理には、吸水性樹脂の有する官能基たとえば酸性基と反
応し得る架橋剤を用いればよく、通常、該用途に用いら
れている公知の架橋剤が例示される。吸水性樹脂の官能
基がカルボキシル基である場合には、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、プロピレングリコー
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、１，４−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
などの多価アルコール化合物；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、グリシドール等の多価エポキシ化合物；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、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン等の多
価アミン化合物；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；γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−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
酸化物及び塩化物等の多価金属化合物；等より選ばれる
１種または２種以上のものが例示できる。好ましくは多
価アルコール化合物、多価アミン化合物、多価エポキシ
化合物、及びアルキレンカーボネート化合物から選ばれ
る少なくとも１種を含むものである。これらの表面架橋
剤は、単独で用いてもよいし、二種以上用いてもよい。

【００２２】本発明に於いて使用される表面架橋剤の使
用量は、用いる架橋剤の種類や、その目的によっても異
なるが、通常本発明の吸水性樹脂の固形分１００重量部
に対して、０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０
１〜５重量部の範囲であり、この範囲内の量であれば加
圧下の吸収倍率に優れた吸水剤が得られる。架橋剤の使
用量が１０重量部を越える場合、不経済となるばかり
か、適正な表面架橋効果を達成する上で過剰量となりや
すく、過度に吸収倍率が低下しすぎる場合がある。逆に
０．００１重量部未満の少ない量では、これら加圧下の
吸収特性の改良効果が得られにくい場合がある。

【００２３】本発明において、吸水性樹脂粉体に架橋剤
を直接添加混合することが好ましい。溶剤中で混合を行
うと、吸水性樹脂に架橋剤が均一に添加されない場合が
あるからである。したがって、表面架橋処理を行う前に
吸水性樹脂を乾燥して粉体としておくことが好ましい。
本発明において吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合する際
に使用する装置としては、通常の装置でよく、例えば、
円筒型混合機、スクリュー型混合機、スクリュー型押出
機、タービュライザー、ナウター型混合機、Ｖ型混合
機、リボン型混合機、双腕型ニーダー、流動式混合機、
気流型混合機、回転円盤型混合機、ロールミキサー、転
動式混合機などを挙げることができ、混合の際の速度は
高速、低速を問わない。

【００２４】本発明において吸水性樹脂と表面架橋剤と
の混合時または混合後、架橋反応を行わせる前にさらに
水、水蒸気、または水と親水性有機溶媒からなる水性液
等を添加してもよい。架橋剤が多価アルコールや多価エ
ポキシ化合物、アルキレンカーボネート化合物など、吸
水性樹脂と共有結合で反応するものの場合には水、水蒸
気や水性液を後添加することにより加圧下の吸収特性が
大きく向上する場合があり好ましい。この場合に用いら
れる親水性有機溶媒としては、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、ｉｓｏ−プロ
ピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉｓｏ−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
ロフラン等のエーテル類；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
ド類を挙げることができる。この場合に使用される水の
量は、吸水性樹脂の種類や粒度によってその最適量は異
なるが、通常、吸水性樹脂の固形分１００重量部に対し
て、１０重量部以下、好ましくは１〜５重量部の範囲で
ある。また使用される親水性有機溶媒の量は、同様に通
常、吸水性樹脂の固形分１００重量部に対して、１０重
量部以下、好ましくは０．１〜５重量部の範囲である。

【００２５】本発明では、吸水性樹脂と表面架橋剤とを
混合した後、架橋剤の種類により必要により更に加熱処
理を行い表面近傍を架橋させる。本発明で加熱処理を行
う場合、処理温度は６０℃以上２３０℃以下程度が好ま
しい。加熱処理温度が６０℃未満では、加熱処理に時間
がかかり生産性の低下をひき起こすのみならず、均一な
架橋が達成されず、本発明の目的とする加圧下の吸水特
性の高い樹脂が得られない場合がある。また２３０℃を
越えた場合には吸水性樹脂が一部劣化し、吸水倍率が低
下する場合がある。使用する架橋剤の種類にもよるが、
加熱処理温度はより好ましくは８０〜２００℃、さらに
好ましくは１２０〜１８０℃の範囲である。

【００２６】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、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、および赤外線乾燥機等が例示できる。本発明によっ
て得られる吸水剤は、吸水性樹脂を例えば繊維質材料と
ともに複合化して得られる紙おむつや生理用ナプキンの
ごとき吸水性物品において、５０重量％（吸水性樹脂と
パルプのような繊維質材料の総和に対する比率）以上と
いった高濃度条件下で使用された場合に、より高荷重が
かかっても十分吸収能力を発揮できるので、吸収性物品
の更なる薄型化が可能である。さらに本発明の吸水剤は
創傷保護材、創傷治癒材のような体液のための吸収性物
品、食品のためのドリップ吸収材、鮮度保持材、止水
材、土壌保水材など種々の用途にまで好ましく使用され
る。

【００２７】

【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。なお、本発明において、吸水剤の諸性能は、以下
の方法で測定した。（ａ）吸収倍率吸水剤0.2gを不織布製の袋（60mm×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、こ
れら重量Ｗ1、Ｗ0から、次式、吸収倍率(g/g)＝（重量Ｗ1(g)−重量Ｗ0(g)）／吸水剤
の重量(g/g) に従って吸収倍率(g/g)を算出した。（ｂ）加圧下の吸収倍率先ず、加圧下の吸収倍率の測定に用いる測定装置につい
て、図１を参照しながら、以下に簡単に説明する。

【００２８】図１に示すように、測定装置は、天秤１
と、この天秤１上に載置された所定容量の容器２と、外
気吸入パイプ３と、導管４と、ガラスフィルタ６と、こ
のガラスフィルタ６上に載置された測定部５とからなっ
ている。上記の容器２は、その頂部に開口部２ａを、そ
の側面部に開口部２ｂをそれぞれ有しており、開口部２
ａに外気吸入パイプ３が嵌入される一方、開口部２ｂに
導管４が取り付けられている。また、容器２には、所定
量の人工尿１１（組成；硫酸ナトリウム0.2重量％、塩
化カリウム0.2重量％、塩化マグネシウム六水和物0.05
重量％、塩化カルシウム二水和物0.025重量％、リン酸
二水素アンモニウム0.085重量％、リン酸水素二アンモ
ニウム0.015重量％の水溶液）が入っている。外気吸入
パイプ３の下端部は、人工尿１１中に没している。上記
のガラスフィルタ６は直径70mmに形成されている。そし
て、容器２およびガラスフィルタ６は、導管４によって
互いに連通している。また、ガラスフィルタ６の上部
は、外気吸入パイプ３の下端に対してごく僅かに高い位
置になるようにして固定されている。

【００２９】上記の測定部５は、濾紙７と、支持円筒８
と、この支持円筒８の底部に貼着された金網９と、重り
１０とを有している。そして、測定部５は、ガラスフィ
ルタ６上に、濾紙７、支持円筒８（つまり、金網９）が
この順に載置されると共に、支持円筒８内部、即ち、金
網９上に重り１０が載置されてなっている。支持円筒８
は、内径60mmに形成されている。金網９は、ステンレス
からなり、400メッシュ（目の大きさ38μｍ）に形成さ
れている。そして、金網９上に所定量の吸水剤が均一に
撒布されるようになっている。重り１０は、金網９、即
ち、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、その重量が調整されている。

【００３０】上記構成の測定装置を用いて加圧下の吸収
倍率を測定した。測定方法について以下に説明する。先
ず、容器２に所定量の人工尿１１を入れる、容器２に外
気吸入パイプ３を嵌入する、等の所定の準備動作を行っ
た。次に、ガラスフィルタ６上に濾紙７を載置した。一
方、これらの載置動作に並行して、支持円筒内部、即
ち、金網９上に吸水剤0.9gを均一に撒布、この吸水剤上
に重り１０を載置した。

【００３１】次いで、濾紙７上に、金網９、つまり、吸
水剤および重り１０を載置した上記支持円筒８を載置し
た。そして、濾紙７上に支持円筒８を載置した時点か
ら、60分間にわたって吸水剤が吸収した人工尿１１の重
量Ｗ2（ｇ）を、天秤１を用いて測定した。そして、上
記の重量Ｗ2から、次式、加圧下の吸収倍率（g/g）＝重量Ｗ2（g）／吸水剤の重
量（g）に従って、吸収開始から60分後の加圧下の吸収倍率（g/
g）を算出した。（ｃ）吸水速度シャーレの中に吸水剤1.0gを散布し、そこに上記人工尿
20gを加えた。樹脂が液を吸いきって、ゲル表面の液が
無くなるまでの時間Ｔ1を測定し、次式に従って吸水速
度を算出した。

【００３２】吸水速度（g/g/sec)＝20÷1.0÷Ｔ1 （ｄ）戻り量吸水剤50重量部と、木材パルプ50重量部とを、ミキサー
を用いて乾式混合した。次いで、得られた混合物を、40
0メッシュ（目の大きさ38μｍ）に形成されたワイヤー
スクリーン上にバッチ型空気抄造装置を用いて空気抄造
することにより、100mm×100mmの大きさのウェブに成形
した。さらに、このウェブを圧力2kg/cm ²で5秒間プレス
することにより、坪量が約360g/m²の吸収体を得た。こ
の吸収体の重量は3.6gであった。

【００３３】上記の吸収体に生理食塩水40gを加え1分後
に、キッチンタオル10枚を４つ折りにしたものを上面ト
ップシートの上に置き10kgの荷重を1分間かけることに
よりトップシートを通過しキッチンタオルへ移行する戻
り量を調べた。［参考例１］攪拌機、還流冷却器、温度計、窒素ガス導
入管および滴下ろうとを付した2000mlの四つ口セパラブ
ルフラスコにシクロヘキサン800gを取り、分散剤として
ソルビタンモノステアレート3.0gを加え溶解させ、窒素
ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。

【００３４】別に、フラスコ中で、アクリル酸ナトリウ
ム141g、アクリル酸36g、およびポリエチレングリコー
ルジアクリレート（ｎ＝８）0.478g、イオン交換水413g
よりなる単量体水溶液を調製し、窒素ガスを吹き込んで
水溶液内に溶存する溶存酸素を追い出した。次いで、こ
のフラスコ内の単量体水溶液に過硫酸ナトリウムの10％
水溶液1.0gを加えた後全量を上記セパラブルフラスコに
加えて、230rpmで攪拌することにより分散させた。その
後、浴温を60℃に昇温して重合反応を開始させ、2時間
この温度に保持して重合を完了した。重合終了後共沸脱
水により大部分の水を留去して、重合体のシクロヘキサ
ン懸濁液を得、ろ過により含水率20％の樹脂を得た。さ
らに80℃で減圧乾燥を行うことにより含水率5％の吸水
性樹脂（１）を得た。吸水性樹脂（１）の平均粒径は11
0μｍであった。［実施例１］上記吸水性樹脂（１）10gを60℃に加熱し
たメタノール500mlに加え、1時間攪拌した後ろ過、乾燥
することにより親水化処理を行った。

【００３５】上記親水化処理を行った吸水性樹脂100重
量部に、プロピレングリコール1.0重量部と、エチレン
グリコールジグリシジルエーテル0.05重量部と、水3重
量部と、イソプロピルアルコール1重量部からなる表面
架橋剤を混合した。上記の混合物を185℃で50分間加熱
処理することにより本発明の吸水剤（１）を得た。この
吸水剤（１）の吸収倍率、加圧下の吸収倍率、吸水速
度、戻り量の結果を表１に記載した。［実施例２］上記吸水性樹脂（１）10gを70℃に加熱し
たシクロヘキサン500mlに加え、1時間攪拌し親水化処理
を行った後ろ過、乾燥した。

【００３６】上記親水化処理を行った吸水性樹脂を用い
て実施例１と同様の表面架橋処理を行い本発明の吸水剤
（２）を得た。この吸水剤（２）の吸収倍率、加圧下の
吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記載した。［実施例３］上記吸水性樹脂（１）10gを20℃のメタノ
ール500mlに加え、1時間攪拌し親水化処理を行った後ろ
過した。

【００３７】上記親水化処理を行った吸水性樹脂を用い
て実施例１と同様の表面架橋処理を行い本発明の吸水剤
（３）を得た。この吸水剤（３）の吸収倍率、加圧下の
吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記載した。［比較例１］親水化処理を行わない吸水性樹脂（１）を
用いて実施例１と同様の表面架橋処理を行い比較用吸水
剤（１）を得た。この比較用吸水剤（１）の吸収倍率、
加圧下の吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記
載した。［参考例２］参考例１においてソルビタンモノステアレ
ートに代えてショ糖脂肪酸エステル（ＨＬＢ＝６）を用
いた他は同様の操作を行い含水率6％の吸水性樹脂
（２）を得た。吸水性樹脂（２）の平均粒径は160μｍ
であった。［実施例４］上記吸水性樹脂（２）10gを60℃に加熱し
たメタノール500mlに加え、1時間攪拌した後ろ過、乾燥
することにより親水化処理を行った。

【００３８】上記親水化処理を行った吸水性樹脂100重
量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.1
重量部と、水3重量部と、イソプロピルアルコール1重量
部からなる表面架橋剤を混合した。上記の混合物を150
℃で60分間加熱処理することにより本発明の吸水剤
（４）を得た。この吸水剤（４）の吸収倍率、加圧下の
吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記載した。［比較例２］親水化処理を行わない吸水性樹脂（２）を
用いて実施例４と同様の表面架橋処理を行い比較用吸水
剤（２）を得た。この比較用吸水剤（２）の吸収倍率、
加圧下の吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記
載した。［参考例３］参考例１においてソルビタンモノステアレ
ートに代えてエチルセルロースを用いた他は同様の操作
を行い含水率4％の吸水性樹脂（３）を得た。吸水性樹
脂（３）の平均粒径は250μｍであった。［実施例５］上記吸水性樹脂（３）10gを70℃に加熱し
たシクロヘキサン500mlに加え、1時間攪拌した後ろ過、
乾燥することにより親水化処理を行った。

【００３９】上記親水化処理を行った吸水性樹脂100重
量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.1
重量部と、水3重量部と、イソプロピルアルコール1重量
部からなる表面架橋剤を混合した。上記の混合物を150
℃で60分間加熱処理することにより本発明の吸水剤
（５）を得た。この吸水剤（５）の吸収倍率、加圧下の
吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記載した。［比較例３］親水化処理を行わない吸水性樹脂（３）を
用いて実施例４と同様の表面架橋処理を行い比較用吸水
剤（３）を得た。この比較用吸水剤（３）の吸収倍率、
加圧下の吸収倍率、吸水速度、戻り量の結果を表１に記
載した。［比較例４］実施例１で親水化処理を行っただけの吸水
性樹脂を比較用吸水剤（４）としてこの比較用吸水剤
（４）の吸収倍率、加圧下の吸収倍率、吸水速度、戻り
量の結果を表１に記載した。

【００４０】また、参考例１〜３の吸水性樹脂（１）〜
（３）と、実施例１〜５の吸水剤（１）〜（５）につい
て、前記した方法によって樹脂表面層から浸透の程度お
よび吸収最大径を測定し、濡れ性の変化をみた。その結
果を表２に記載した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】本発明では表面架橋処理の前に親水化処
理を行うので、表面架橋処理の効果（吸水剤の加圧下の
吸収倍率を高め、戻り量を低減する）を高めることがで
きる。また、吸水性樹脂の表面の親水性が高くなるため
吸水速度も上昇する。したがって、本発明によると、加
圧下の吸収倍率が高く、かつ戻り量が少なく、さらには
吸水速度の速い吸水剤を得ることができる。

【００４４】本発明によって得られた吸水剤は、吸水性
樹脂を例えば繊維質材料とともに複合化して得られる紙
おむつや生理用ナプキンのごとき吸水性物品において、
５０重量％（吸水性樹脂とパルプのような繊維質材料の
総和に対する比率）以上といった高濃度条件下で使用さ
れた場合に、より高荷重がかかっても十分吸収能力を発
揮できるので、吸収性物品の更なる薄型化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における吸水剤が示す性能の一つである
加圧下の吸収倍率の測定に用いる測定装置の概略の断面
図である。

【符号の説明】

１天秤２容器３外気吸入パイプ４導管５測定部６ガラスフィルタ７濾紙８支持円筒９金網１０重り１１人工尿

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水性樹脂を親水化処理した後、前記吸
水性樹脂の表面近傍を架橋処理する吸水剤の製造方法。
【請求項２】前記吸水性樹脂が逆相懸濁重合により得
られたものである請求項１記載の吸水剤の製造方法。
【請求項３】前記親水化処理が、有機溶剤による処理
である請求項１または２記載の吸水剤の製造方法。
【請求項４】前記有機溶剤を加熱した状態で吸水性樹
脂と接触させて親水化処理を行う請求項３記載の吸水剤
の製造方法。
【請求項５】前記架橋処理は、吸水性樹脂の有する官
能基と反応しうる架橋剤が吸水性樹脂粉体に直接添加混
合されるものである請求項１〜４のいずれかに記載の吸
水剤の製造方法。