JPS63267435A

JPS63267435A - 吸液性複合体の製造法

Info

Publication number: JPS63267435A
Application number: JP62101468A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakano; 幸弘仲野; Yoshihei Meiwa; 善平明和; Minoru Nakanishi; 稔中西; Sada Matsui; 松井　貞
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1988-11-04
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0720549B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は吸液性複合体の製造法に関するものであり、詳
しくは、生理用ナプキン、使い捨ておむつなどの衛生・
医療用品、並びに野菜などの鮮度保持剤、保水剤などの
農林業分野等、吸液及び吸液した液体の保持が必要とさ
れる用途に好適に利用できる吸液性複合体の製造法に関
するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

近年、自重の数十倍から数百倍の水を吸収するいわゆる
吸水性ポリマーが開発され、生理用ナプキンや紙おむつ
等の衛生用品、コンタクトレンズや縫合部被覆などの医
療用材料、液体りロマトグラフィー担体などの分離精製
材料、あるいは農林業、土木業分野等の保水、吸水材料
に利用されている。

これら吸水性ポリマーとしては、ポリアクリル酸塩の架
橋体やデンプン−アクリル酸グラフト重合体、セルロー
ス−アクリロニトリル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の加水分解物等
が既知である。このような吸水性ポリマーは、水や尿の
ような低粘性の液体に対しては優れた吸収性能を有し、
速く且つ多量に吸収でき、更に種々の改良も提案されて
いる。

しかしながら、血液で代表される高粘性の液体に対して
は、多孔質化（特開昭５５−７１７２８号公報）や、有
機及び／又は無機の水溶性塩の添加（特公表昭５８−５
０１１０７号公報）、パルプ等の親水性繊維との混合（
特開昭５９−８６６５７号公報）等が提案されているが
、その効果は十分とは言い難い。

従って、低粘性液体はもとより、高粘性液体に対しても
優れた吸収性能、即ち、吸収量、吸収速度、吸収力等に
優れた吸水性ポリマーの出現が望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記のような状況に鑑み、鋭意検討の結
果、吸水性ポリマー、水不溶性無機物質及び水不溶性親
水性繊維状物質からなる複合体が、従来にない優れた吸
収性能を示すことを見出し既に特許出願した（特願昭６
２−１７９４６号明細書参照）。更に本発明者らは、こ
の吸液性複合体を工業的に製造するにあたり、容易でか
つ吸収性能が十分に発揮できる製造法を種々検討した結
果、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明は、（Ａ）吸水性ポリマー、（Ｂ）水不溶
性無機物質、及び（Ｃ）水不溶性親木性繊維状物質の複
合比（重量比）が（Ａ）　：　（Ｂ）　：　（Ｃ）＝１
００：５〜１２００：５〜１２００である吸液性複合体
を得るにあたり、（Ａ）　１００重量部に対して水７０
〜３０００重量部の存在下に、（Ａ）　、（Ｂ）及び（
Ｃ）を混合し、必要に応じて乾燥させることを特徴とす
る吸液性複合体の製造法を提供するものである。

本発明において使用される吸水性ポリマーとしては、一
般に吸水性を有するポリマーであればいずれでもよい。

例えば、ポリアクリル酸塩又はその架橋物、ポリエチレ
ンオキシド、ポリビニルピロリドン、スルホン化ポリス
チレン及びポリビニルピリジンの架橋物、デンプン−ポ
リ　（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合物のケン
化物、デンプン−ポリ　（メタ）アクリル酸（及びその
塩）グラフト共重合物（及びその架橋物）、ポリビニル
アルコールと無水マレイン酸との反応物（及びその塩）
、デンプン−ポリ　（メタ）アクリル酸エステルグラフ
ト共重合物の加水分解物などが挙げられる。又、ポリビ
ニルアルコールスルホン酸塩、ポリビニルアルコール−
アクリル酸グラフト共重合物なども例示できる。好まし
くは、アクリル酸又はアクリル酸塩を主成分とする水溶
性エチレン性不飽和単量体の重合体又はその架橋物であ
り、その製造法は何れでもよい。

これらのポリマーは、二種以上用いても良い。

吸水性ポリマーは、２０ｃｃ／ｇポリマー以上の水を吸
収するポリマーであって、形状としては粉末状、顆粒状
、塊状、シート状などの形態があり、本発明の複合体を
製造するには、その何れも使用可能である。粉末状、顆
粒状の場合、粒子径が１０〜３０００ｍ、好ましくは１
５〜１０００ｎのものが良い。

本発明で用いられている無機物質としては、実質的に水
に不溶であることを必須条件とし、これを満足するもの
であれば何れでもよい。例えばアルミナ、シリカ、二酸
化チタン、タルク、ジルコニア、リン酸カルシウム、リ
ン酸バリウム、硫酸カルシウム、粘土、ケイ酸、珪藻土
、ベントナイト、活性炭、ゼオライト、カオリン、酸性
白土、活性白土、バーミュキュライト、その他金属酸化
物等が挙げられる。特にアルミナ、シリカ、ゼオライト
、モンモリロナイト族粘土（ベントナイト）、カオリナ
イト族粘土（カオリン）が好ましい。水不溶性無機物質
の粒子径は特に限定されないが、１５００μ以下のもの
であれば好ましく用いられ、特に５００−以下のものが
好ましく用いられる。

本発明に用いられる水不溶性親水性繊維状物質としては
、水不溶性繊維状物質特有の濡れ性、導液性を具備した
セルロース粉末、パルプ、レーヨン、ビニロン、綿、羊
毛及びセルロースアセテート等が挙げられ、特に天然セ
ルロース、人工セルロースであるセルロース粉末、パル
プ、レーヨンの使用が好ましい。又、熱融着による固定
化等の機能を付与させる目的で、疎水性繊維状物質であ
るポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、アクリル、ナイロン等もこれらの水不溶性
親水性繊維状物質と混合して利用することもできる。疎
水性繊維状物質は、親水性を損なわない限り用途により
大きな範囲で混合比率を変えることができるが、水不溶
性親水性繊維状物質は６０重量％以上、好ましくは８０
重量％以上含有されることが望ましい、これら繊維状物
質の形態は、長繊維から短繊維まで、また微粉化したも
ののいずれでもよい、繊維長は５０ｆｆ１ｍ以下が好ま
しり、４０ＩｌＩＯ１以下がより好ましい。

本発明の製造法により吸液性複合体を製造するにあたり
、吸水性ポリマー、水不溶性無機物質、水不溶性親水性
繊維状物質の複合比は、吸水性ポリマー１００重量部に
対して、水不溶性無機物質５〜１２００重量部、水不溶
性親水性繊維状物質５〜１２００１１を部であり、好ま
しくは吸水性ポリマー１００重量部に対して、水不溶性
無機物質１０〜８００重量部、水不溶性親水性繊維状物
質１０〜１０００重量部、更に好ましくは吸水性ポリマ
ー１００重量部に対して、水不溶性無機物質２０〜５０
０重量部、水不溶性親水性繊維状物質２０〜８００重量
部である。これらの構成成分の何れかが欠けても本発明
の効果は認められず、本発明の意図するところではない
、水不溶性無機物質の含量が５重量部未満では、吸液性
複合体の吸収速度、吸収力が小さく好ましくない。また
１２００重量部を越えると複合体の吸収量が小さくなる
他、ポリマーに固定化されず本発明の目的を達成するこ
とができない、水不溶性親水性繊維状物質においては、
含量が５重量部未満のとき、吸液性複合体の導液性、吸
収速度に及ぼす効果が小さく　、１２００重量部を越え
ると、吸液性複合体の吸収量が小さくなり、本発明の目
的を達成することができない。水不溶性無機物質と水不
溶性親水性繊維状物質の複合比は、被吸収液の種類や用
途に応じ、適宜上記の範囲内において自由に変化させる
ことができる。

本発明の製造法は、実質的に２０ｃｃ／ｇポリマー以上
の水を吸収する吸水性ポリマーに水を添加し、吸水性ポ
リマーを膨潤させた状態で、水不溶性無機物質及び水不
溶性親水性繊維状物質を加えて混合することにより、膨
潤した吸水性ポリマーに水不溶性無機物質及び水不溶性
親水性繊維状物質を付着又は固着させ、必要に応じて乾
燥を行うものである。

水の添加方法としては、液体で添加する方法の他、噴霧
あるいは蒸気吹き込み等の方法があり、いずれも好まし
く用いられる。

吸水性ポリマー、水不溶性無機物質、水不溶性親水性繊
維状物質及び水の仕込み順序、仕込み方法については、
特に限定されるものではないが、膨潤ポリマーに水不溶
性無機物質、水不溶性親水性繊維状物質を一括仕込みす
る方法、又は吸水性ポリマー、水及び水不溶性無機物質
を混練後、水不溶性親水性繊維状物質を添加する方法等
が、各素材の機能を十分発現させる上で好ましく用いら
れる。

また、上記各素材の混合方法も特に限定されるものでは
ないが、例えば、回転容器型混合機又は固定容器型混合
機に膨潤ポリマーと水不溶性無機物質及び水不溶性親水
性繊維状物質を加え、混合後乾燥する方法、水不溶性無
機物質と水を混合した後、吸水性ポリマーと水不溶性親
水性繊維状物質を順次加え、混合後乾燥する方法、実質
的に水と相溶しない有機溶媒中に吸水性ポリマー、水、
水不溶性無機物質、水不溶性親水性繊維状物質を撹拌し
ながら順次添加し濾別乾燥する方法等が挙げられる。

上記の吸水性ポリマー、水不溶性無機物質及び水不溶性
親水性繊維状物質を水を介して複合化を行うに際し、水
の存在量は吸水性ポリマー１００重量部に対して７０〜
３０００重量部であり、好ましくは２００〜１５００重
量部である。水の存在量が７０重量部未満のときは、吸
水性ポリマーへの水不溶性無機物質及び水不溶性親水性
繊維状物質の付着又は固着量が不十分となり、それらの
複合化による効果が十分発渾されず、好ましくない。ま
た３０００重量部を越えると吸水性ポリマーのゲル強度
が過弱となり、ポリマーの形態を維持したままの複合化
は難しく複合体形態が大きく変化し、性能の低下をきた
すとともに乾燥時間、乾燥コストがかさみ好ましくない
。

吸水性ポリマーとして乾燥したものを用いる場合は、前
述のような方法で上記の量の水を添加すればよいが、吸
水性ポリマーが上記水分量の一部又は大部分をはじめか
ら保持していてもよい。即ち、吸水性ポリマーの製造工
程において、乾燥前の含水状態のポリマーをそのまま本
発明により吸液性複合体の製造に供することもできる。

混合後の吸液性複合体は必要に応じて乾燥させるが、そ
の乾燥方法は特別に制限はなく、常圧あるいは減圧下、
常温ないし加熱下、静置又は攪拌下等、適当な方法で行
うことができる。

乾燥後の吸液性複合体の含水量は、製品の取り扱い易さ
、吸収性能等の点から、５０重重量以下であることが望
ましく、更に好ましくは３０重量％以下であり、特に好
ましくは２０重量％以下である。

本発明により製造された吸液性複合体は、乾燥後更に必
要に応じて、性能低下が生じない程度に粉砕等の処理を
施すことができる。

製品の取り扱い易さ及び吸収性能の点から、嵩比重は０
．０３〜０．７　ｇ／ｃｃのものが好ましく、更に好ま
しくは０．０５〜０．６　ｇ／ｃｃである。

本発明により製造される吸液性複合体の形態、嵩比重、
含水量、吸収性能等は、素材の種類、複合比、添加水量
、混合方法、乾燥方法等により適宜変えることができ、
用途に応じた種々の吸液性複合体を得ることが可能であ
る。

〔実施例〕

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説
明するが、本発明は、これら実施例のみに限定されるも
のではない。

なお、飽和吸収量、吸収速度、吸収力は、下記の方法に
て評価した。また低粘性液体の代表例として生理食塩水
、高粘性液体の代表例として脱繊維馬車を用いた。

（１１飽和吸収量乾燥した吸液性複合体を十分な量の生理食塩水又は馬車
（脱繊維、発売元０零日本生物材料センター）に浸漬し
、３０分間放置した。その後吸引濾過（濾紙患２．直径
１２５ｍｍ）　シ、濾紙も含めた吸液性複合体の重量−
１を測定した。

同様の操作を吸液性複合体のない系（即ち濾紙のみ）に
ついて行い濾紙の重量Ｗ　０１ｙ　ａｌ定した。これら
より以下に示す式により吸液性複合体の飽和吸収量を求
めた。

■ Ｗ　：吸液性複合体中の吸水性ポリマー（Ａ）の重量（
ｇ）匈、：吸液後の濾紙も含めた吸液性複合体の重量（ｇ）一〇：吸液後の濾紙の重量（ｇ）（２−１）吸収速度（ａ）第１図に示す装置を用い吸収速度を測定する。ビユレッ
トの上口−に栓をし、測定台２と空気口３を等高位にセ
ットする。測定音２中の直径７０Ｉｌ１ｍのガラスフィ
ルター（Ｎ［１１）４上に吸液性複合体５を０．３ｇ乗
せ、その後２０分間に吸収した馬車の値を吸収速度（ａ
ｌとして表した。

（２−２）吸収速度（ｂ）（２−１）吸収速度（ａ）の測定と同様の実験法で、吸
水性ポリマー（Ａ）を０．３ｇに固定した吸液性複合体
が１分間に吸収した生理食塩水の値を吸収速度（ｂ）と
して表した。

（３）吸収力吸液性複合体０．０５ｇにスポイトで馬鹿又は生理食塩
水を０．５ｃｃ滴下し、吸収具合を目視にて観察し、４
段階にて表した。

実施例１攪拌機、還流冷却器、滴下ロート及び窒素導入管を付し
た５００ｍｊの４つ目丸底フラスコにシクロヘキサン２
３０ｍ、エチルセルロース（Ｎ−１００：ハーキュレス
社製）　１．０ｇを仕込み、７５℃まで昇温した。別に
三角フラスコ中でアクリル酸３０ｇを、水３９ｇに苛性
ソーダ１３．４ｇを溶解した水溶液で中和した。モノマ
ー水溶液中の七ツマー濃度は４５重量％（含水量５５重
量％）となった。次いで、過硫酸カリウム５抛ｇと、オ
キシエチレンユニット数の平均が１２のポリオキシエチ
レングリコールジアクリレート６５．５ｍｇを加えて均
一に溶解させた。このモノマー水溶液を上記の４つロフ
ラスコに窒素雰囲気下に１．５時間かけて滴下し重合し
た後、７０〜７５℃の温度で０．５時間保持し重合を完
了させた。

重合物を濾過の後、８０℃にて減圧乾燥し吸水性ポリマ
ー（Ａ−１）を得た。

双軸ニーダ−混合機に吸水性ポリマー（Ａ−１）２０ｇ
とイオン交換水１００ｇ及びベントナイト１０ｇ１セル
ロースパウダー（Ｗｈａｔ＋ｗａｎ社ＣＦＩ１．繊維長
５００ｍ）　１０ｇを攪拌させながら順次加え、約１０
分間混練後、８０℃で減圧乾燥することにより、吸液性
複合体を得た。

電子顕微鏡で確認したところ、ベントナイト及びセルロ
ースパウダーが吸水性ポリマー（Ａ−１）の表面に固定
化されていることが認められた。

また、この複合体の嵩比重は０．２４ｇ／ｃｃであり、
含水量は１０重量％であった。

実施例２攪拌機、還流冷却器、滴下ロート及び窒素導入管を付し
た５００−の４つ口丸底フラスコにシクロヘキサン２３
０　ｄ、エチルセルロース（Ｎ−１００：ハーキュレス
社製）　１．０ｇを仕込み、７５℃まで昇温した。別に
三角フラスコ中でアクリル酸３０ｇを、水３９ｇに苛性
ソーダ１３．４ｇを溶解した水溶液で中和した。モノマ
ー水溶液中のモノマー濃度は４５重量％（含水量５５重
量％）となった。次いで、過硫酸カリウム５０ｍｇを加
えて均一に溶解させた。この七ツマー水溶液を上記の４
つ目フラスコに窒素雰囲気下に１．５時間かけて滴下し
重合した後、７０〜７５℃の温度で０．５時間保持し重
合を完了させた。

この後、共沸脱水（シクロヘキサンは還流）により、シ
クロヘキサン中にＦ＋１．Ｋｊｒしているポリマー中の
含水量を３５重量％とじた。

この後に、テトラグリセロールテトラグリシジルエーテ
ル（商品名ブナコールＥＸ−５１２、長瀬産業■製）　
０．０３ｇを水１ａＺに溶解した水溶液を７３℃の温度
のもとで添加し、この温度にて２時間保持した後、シク
ロヘキサンを除去し、ポリマーを８０℃で減圧下に乾燥
し、吸水性ポリマー（Ａ−２）を得た。

双軸ニーダ−混合機に吸水性ポリマー（Ａ−２）２０ｇ
、イオン交換水２００　ｇ　、カオリン５ｇを攪拌させ
ながら順次加え、５分間混練後、カオリン５ｇ、セルロ
ースパウダー１０ｇを加工、更に１５分間混練後８０℃
で減圧乾燥することにより吸水性ポリマー（Ａ−２）に
カオリンとセルロースパウダーが固定化された吸液性複
合体を得た。この複合体の嵩比重は０．２８ｇ／ｃｃで
あり、含水量は１４重量％であった。

実施例３実施例１においてベントナイトの代わりにアルミナＬｏ
ｇを用い、イオン交換水１００ｇを２０ｇに変え、又、
イオン交換水を添加から噴霧添加に変えた他は同様な操
作により吸水性ポリマー（八−１）にアルミナとセルロ
ースパウダーが固定化され、且つその複合体の嵩比重が
０．２２ｇ／ｃｃである吸液性複合体を得た。この吸液
性複合体の含水量は８重量％であった。

実施例４吸水性ポリマー（Ａ−１）１０ｇをシクロヘキサン５０
６ｇに加え、攪拌しながらイオン交換水１００ｇを滴下
し、次いでカオリン１０ｇ１バルブ（繊維長５ｍｍＨＯ
ｇを加え、約１時間攪拌後、濾別乾燥することにより吸
水性ポリマー（八−１）にカオリンとパルプが固定化さ
れた吸液性複合体を得た。この複合体の嵩比重は０．１
６ｇ／ｃｃであり、含水量は１３重量％であった。

実施例５特開昭６１−６２４６３号公報の実施例４の方法に従っ
て、トウモロコシデンプン、アクリル酸、アクリルアミ
ド及びエチレングリコールジメタクリル酸エステルより
白色粉末状の水不溶性吸水性ポリマー（Ａ−３）を製造
した。

回転容器型■型ブレンダーに吸水性ポリマー（八−３）
　１０ｇとイオン交換水２００ｇ及びタルク１００ｇ、
セルロースパウダー１００ｇを順次加え約１時間回転し
た後、８０℃で減圧乾燥することにより吸水性ポリマー
（Ａ−３）にタルクとセルロースパウダーが固定化され
、嵩比重が０．２５ｇ／ｃｃである吸液性複合体を得た
。この吸液性複合体の含水量は１６重景％であった。

実施例６スクリュー回転羽根式混合器で、ベントナイト２ｇと水
１００ｇを混合した後、実施例１で用いた吸水性ポリマ
ー（Ａ−１）　２０ｇとセルロースパウダー２ｇを順次
加え、５分間混練後８０℃で減圧乾燥することにより、
吸水性ポリマー（Ａ−１）にベントナイト、セルロース
パウダーが固定化され、且つその複合体の嵩比重が０．
５２ｇ／ｃｃである吸液性複合体を得た。この吸液性複
合体の含水量は１１重量％であった。

実施例７実施例１において双軸ニーグー混合機を８０℃に加温し
、密閉した状態で混練する他は同様な操作により吸水性
ポリマー（Ａ−１）にベントナイト、セルロースパウダ
ーが固定化され、嵩比重が０．２２ｇ／ｃｃである吸液
性複合体を得た。この吸液性複合体の含水量は９重量％
であった。

比較例１実施例１で使用した吸水性ポリマー（Ａ−１）のみを用
いて比較例１とした。

比較例２イオン交換水を添加しない他は実施例１と同様な操作に
より、吸水性ポリマー（Ａ−１）　、ベントナイト及び
セルロースパウダーを混合した。

電子顕微鏡で確認したところ、ベントナイト及びセルロ
ースパウダーは吸水性ポリマー（Ａ−１）の表面に固定
化されていないことが認められた。

混合物の嵩比重は０．２５ｇ／ｃｃであった。

比較例３イオン交換水を８００ｇに変えた他は実施例１と同様な
操作を行った。ところが混練時において混合物がペース
ト状となり、混練が困難になるとともに、後の乾燥及び
粉砕の工程で手間を要した。得られた複合体の嵩比重は
０．３１ｇ／ｃｃであり、含水量は１８重量％であった
。また電子顕微鏡で観測したところベントナイト及びセ
ルロースパウダーは大部分が複合体の内部に包括されて
いた。

実施例１〜７及び比較例１〜３で得られたそれぞれの吸
液性複合体について飽和吸収量、吸収速度、吸収力を評
価した。

その結果を表１及び表２に示した。

表　　　　１；表　　　　２表１及び表２から明らかなように、本発明によって得ら
れた吸液性複合体は、低粘性液体、高粘性液体いずれに
対しても優れた吸収性能を示した。特に、高粘性液体に
対する飽和吸収量、吸収速度、吸収力が、比較例で得ら
れたものに比べ際立って優れていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸収速度測定用装置の略示断面図である。１：ビユレットの上口２：測定台３：空気口４ニガラスフイルター５：吸液性複合体

Claims

【特許請求の範囲】

１．　（Ａ）吸水性ポリマー、（Ｂ）水不溶性無機物質
、及び（Ｃ）水不溶性親水性繊維状物質の複合比（重量
比）が（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝１００：５〜１２００
：５〜１２００である吸液性複合体を得るにあたり、（
Ａ）１００重量部に対して水７０〜３０００重量部の存
在下に、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を混合し、必要に応
じて乾燥させることを特徴とする吸液性複合体の製造法
。
２．　吸水性ポリマーが、アクリル酸又はアクリル酸塩
を主成分とする水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体
又はその架橋物である特許請求の範囲第１項記載の吸液
性複合体の製造法。
３．　水不溶性無機物質が、アルミナ、シリカ、ゼオラ
イト、モンモリロナイト族粘土及びカオリナイト族粘土
からなる群より選ばれたものである特許請求の範囲第１
項記載の吸液性複合体の製造法。
４．　水不溶性親水性繊維状物質が、天然セルロース又
は人工セルロースから選ばれたものである特許請求の範
囲第１項記載の吸液性複合体の製造法。