JPWO2018150992A1 - 吸水性樹脂組成物、吸収体、及び吸収性物品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、このような知見に基づき、さらに鋭意検討を重ねて完成した発明である。
項1. アカバナ科植物抽出物と、吸水性樹脂とを含む、吸水性樹脂組成物。
項2. 前記アカバナ科植物抽出物の含有量が、前記吸水性樹脂100質量部に対して、0.05〜5質量部の範囲である、項1に記載の吸水性樹脂組成物。
項3. 前記アカバナ科植物抽出物が、マツヨイグサ属植物抽出物である、項1または2に記載の吸水性樹脂組成物。
項4. 項1〜3のいずれかに記載の吸水性樹脂組成物と、親水性繊維とを含む、吸収体。
項5. 液体透過性シートと液体不透過性シートの間に、項4に記載の吸収体が保持されている、吸収性物品。
本発明の吸水性樹脂組成物は、アカバナ科植物抽出物と吸水性樹脂とを含んでいることを特徴としている。アカバナ科植物抽出物が含まれていることにより、吸水性樹脂組成物が不快臭の原因となる成分を吸収した場合にも、不快臭(特に、不快臭の代表的な成分であるアンモニア)の発生を効果的に抑制することができる。さらに、アカバナ科植物抽出物が含まれていることにより、意外にも、吸水性樹脂組成物の流動性が向上し、吸水性樹脂組成物を用いた吸収体などの生産性を高めることができる。以下、本発明の吸水性樹脂組成物について詳述する。
本発明の吸水性樹脂組成物に含まれるアカバナ科植物抽出物は、アカバナ科植物の抽出物である。アカバナ科植物としては、特に制限されないが、好ましくはマツヨイグサ属植物が挙げられる。さらに、マツヨイグサ属植物の具体例としては、ツキミソウ、コマツヨイグザ、マツヨイグサ、メマツヨイグサ、オオマツヨイグサ、ヒルザキツキミソウなどが挙げられる。アカバナ科植物抽出物は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。特に、マツヨイグサ属であるツキミソウ、コマツヨイグザ、マツヨイグサ、メマツヨイグサ、オオマツヨイグサ、及びヒルザキツキミソウは、互いに類似性の高い植物であるため、これらの抽出物のうち、1種類のみを好適に使用することができるし、2種類以上を組み合わせて好適に使用することもできる。
本発明の吸水性樹脂組成物に含まれる吸水性樹脂は、例えば、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成されている。
[水溶性エチレン性不飽和単量体]
水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸(本明細書においては、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「(メタ)アクリル」と表記する。以下同様)及びその塩;2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びその塩;(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、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の非イオン性単量体;N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体及びその4級化物等が挙げられる。これらの水溶性エチレン性不飽和単量体の中でも、工業的に入手が容易であること等の観点から、(メタ)アクリル酸又はその塩、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドが好ましく、(メタ)アクリル酸及びその塩がより好ましい。なお、これらの水溶性エチレン性不飽和単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
当該重合工程に添加されるラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシピバレート、過酸化水素等の過酸化物類、並びに、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(N−フェニルアミジノ)プロパン〕2塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(N−アリルアミジノ)プロパン〕2塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−〔1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル〕プロパン}2塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド〕、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ化合物等を挙げることができる。これらのラジカル重合開始剤の中でも、入手が容易で取り扱いやすいという観点から、好ましくは、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム及び2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩が挙げられる。これらラジカル重合開始剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記ラジカル重合開始剤は、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、及びL−アスコルビン酸等の還元剤と併用して、レドックス重合開始剤として用いることもできる。
内部架橋剤としては、使用する水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体を架橋できるものが挙げられ、例えば、(ポリ)エチレングリコール〔「(ポリ)」とは「ポリ」の接頭語がある場合とない場合を意味する。以下同様〕、(ポリ)プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、(ポリ)グリセリン等のジオール、トリオール等のポリオール類と(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和酸とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類;N,N−メチレンビスアクリルアミド等のビスアクリルアミド類;ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸エステル類又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;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ポリイソシアネートと(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル類;アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、N,N’,N’’−トリアリルイソシアネート、ジビニルベンゼン等の重合性不飽和基を2個以上有する化合物;(ポリ)エチ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、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジル化合物、トリグリシジル化合物等のポリグリシジル化合物;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン化合物;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イソシアネート化合物等の反応性官能基を2個以上有する化合物;3−メチル−3−オキセタンメタノール、3−エチル−3−オキセタンメタノール、3−ブチル−3−オキセタンメタノール、3−メチル−3−オキセタンエタノール、3−エチル−3−オキセタンエタノール、3−ブチル−3−オキセタンエタノール等のオキセタン化合物等が挙げられる。これらの内部架橋剤の中でも、ポリグリシジル化合物を用いることが好ましく、ジグリシジルエーテル化合物を用いることがより好ましく、(ポリ)エチ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、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルを用いることがよりさらに好ましい。これらの内部架橋剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
炭化水素分散媒としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、2,3−ジメチルペンタン、3−エチルペンタン、n−オクタン等の炭素数6〜8の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、trans−1,2−ジメチルシクロペンタン、cis−1,3−ジメチルシクロペンタン、trans−1,3−ジメチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの炭化水素分散媒の中でも、特に、工業的に入手が容易であり、品質が安定しており且つ安価である点で、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサンが好適に用いられる。これらの炭化水素分散媒は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なお、炭化水素分散媒の混合物の例としては、エクソールヘプタン(エクソンモービル社製:ヘプタン及びその異性体の炭化水素75〜85質量%含有)等の市販品が挙げられる。このような混合物を用いても好適な結果を得ることができる。
(界面活性剤)
逆相懸濁重合では、水溶性エチレン性不飽和単量体の炭化水素分散媒中での分散安定性を向上させるために、分散安定剤を用いることもできる。その分散安定剤としては、界面活性剤を用いることができる。
また、逆相懸濁重合で用いられる分散安定剤としては、上述した界面活性剤と共に、高分子系分散剤を併せて用いてもよい。
吸水性樹脂の製造方法において、所望によりその他の成分を、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む水溶液に添加して逆相懸濁重合を行うようにしてもよい。その他の成分としては、増粘剤、連鎖移動剤等の各種の添加剤が挙げられる。
逆相懸濁重合を行うにあたっては、例えば、分散安定剤の存在下に、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を、炭化水素分散媒に分散させる。このとき、重合反応を開始する前であれば、分散安定剤(界面活性剤や高分子系分散剤)の添加時期は、単量体水溶液添加の前後どちらであってもよい。
上記<重合工程>を経ることで水溶性エチレン性不飽和単量体が重合し、内部架橋構造を有する含水ゲル状物が得られる。この含水ゲル状物は、後述する<乾燥工程>にそのまま供されてもよいし、本欄で説明するように後架橋剤で後架橋させて(即ち、後架橋反応を経て)もよい。この後架橋反応は、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合後以降に後架橋剤の存在下に行うことが好ましい。このように、重合後以降に、内部架橋構造を有する含水ゲル状物に対して後架橋反応を施すことによって、吸水性樹脂の表面近傍の架橋密度を高めて、荷重下吸水能等の諸性能を高めた吸水性樹脂を得ることができる。
上述した逆相懸濁重合を行った後、熱等のエネルギーを外部から加えることで、水、炭化水素分散媒等を蒸留により系外へ除去する乾燥工程を行ってもよい。逆相懸濁重合後の含水ゲルから脱水を行う場合、炭化水素分散媒中に含水ゲルが分散している系を加熱することで、水と炭化水素分散媒を共沸蒸留により系外に一旦留去する。このとき、留去した炭化水素分散媒のみを系内へ返送すると、連続的な共沸蒸留が可能となる。その場合、乾燥中の系内の温度が、炭化水素分散媒との共沸温度以下に維持されるため、樹脂が劣化しにくい等の観点から好ましい。引き続き、水及び炭化水素分散媒を留去することにより、吸水性樹脂の粒子が得られる。この重合後における乾燥工程の処理条件を制御して脱水量を調整することにより、得られる吸水性樹脂の諸性能を制御することが可能である。
本発明の吸水性樹脂組成物は、例えば、生理用品、紙オムツ等の衛生材料に用いられる吸収体を構成するものであり、前記吸収体を含む吸収性物品に好適に用いられる。
JIS標準篩を上から、目開き850μmの篩、目開き600μmの篩、目開き500μmの篩、目開き400μmの篩、目開き300μmの篩、目開き250μmの篩、目開き150μmの篩、及び受け皿の順に組み合わせた。
吸水性樹脂約2gを、あらかじめ秤量したアルミホイールケース(8号)に精秤した(乾燥前の吸水性樹脂の質量 Wa(g))。上述サンプルを、内温を105℃に設定した熱風乾燥機(ADVANTEC社製)で2時間乾燥させた後、デシケーター中で放冷して、乾燥後の吸水性樹脂の質量 Wb(g)を測定した。以下の式から、吸水性樹脂の水分率を算出した。
水分率(%)=[Wa―Wb]/Wa×100
蒸留水1kgに尿素25g、塩化ナトリウム9g、硫酸マグネシウム(7水和物)0.6g、乳酸カルシウム0.7g、硫酸カリウム4g、硫酸アンモニウム2.5gを溶解して人工尿を調整した。また、ウレアーゼ(MERCK社製、タチナタ豆由来50%グリセリン溶液1000U/mL)1.0mLを、蒸留水にて500倍に希釈してウレアーゼ溶液を調製した。試料(実施例1−6の吸水性樹脂組成物及び比較例1の吸水性樹脂)それぞれ1gを抗菌シャーレに入れ、ウレアーゼ添加人工尿(上記人工尿30gと上記ウレアーゼ溶液1mLを混合して作製)を添加して、試料を膨潤させた。ウレアーゼ添加人工尿を添加後、2Lテドラーバッグに封入し、バッグ内の空気を抜いて代わりに乾燥空気900mLをバッグ内に加えた。次いで30℃で保存し、24時間後にガス検知管(ガステック社製、アンモニア3L,3La,3M)の読み値を記録した。この計測値(200ppm)を100%(比較例1の発生量)として、結果を表1に示す。
パウダーテスター PT−N型(ホソカワミクロン社製)を用い、スパチュラ角を測定し、実施例を代表して実施例3,4,6の吸水性樹脂組成物、及び比較例1の吸水性樹脂の流動性を評価した。スパチュラ角とは、スパチュラ上に堆積させた樹脂粉末の側面の傾斜角度であり、静止状態の粉体を運動させるために必要な角度のことで、流動性の指標を示すものの一つである。スパチュラ角の値が小さいほど、流動性は良好であることを意味する。測定手順はパウダーテスターの説明書に従い行った。スパチュラ角の測定値を表2に示す。
(製造例1)
攪拌機、2段パドル翼、還流冷却器、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えた2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコにn−ヘプタン340gをとり、ショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社製、リョートーシュガーエステルS−370)0.92g、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社製、ハイワックス1105A)0.92gを添加し、撹拌しつつ80℃まで昇温して界面活性剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
アカバナ科植物抽出物の市販品として、オリザ油化株式会社製の商品名「月見草エキス−WSPS、メマツヨイグサ抽出物含有量100%、粉末」と、一丸ファルコス株式会社製の商品名「ルナホワイトB、メマツヨイグサ抽出物含有量1%溶液」を用意した。
製造例1で得られた吸水性樹脂に対し、アカバナ科植物抽出物として、オリザ油化株式会社製の商品名「月見草エキス−WSPS、メマツヨイグサ抽出物含有量100%、粉末」を吸水性樹脂100質量部に対して0.05質量部になるように添加混合して、吸水性樹脂組成物を製造した。
アカバナ科植物抽出物の添加量を、吸水性樹脂100質量部に対して0.1質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして、吸水性樹脂組成物を製造した。
アカバナ科植物抽出物の添加量を、吸水性樹脂100質量部に対して0.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして、吸水性樹脂組成物を製造した。
アカバナ科植物抽出物の添加量を、吸水性樹脂100質量部に対して1.0質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして、吸水性樹脂組成物を製造した。
アカバナ科植物抽出物の添加量を、吸水性樹脂100質量部に対して2.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして、吸水性樹脂組成物を製造した。
製造例1で得られた吸水性樹脂に対し、アカバナ科植物抽出物として、一丸ファルコス株式会社製の商品名「ルナホワイトB、メマツヨイグサ抽出物含有量1%溶液」を吸水性樹脂100質量部に対して0.5質量部(含有量比)になるように添加して、加熱して溶媒を除去することで吸水性樹脂組成物を製造した。より具体的には、吸水性樹脂に対してアカバナ科植物抽出物を均一に混合するために、アカバナ科植物抽出物5gとエタノール5gを混合した溶液を50mLのビーカー内に入れ、さらに製造例1で得られた吸水性樹脂10gを0.7cm×2.0cmのサイズのスターラーバーで攪拌しながら投入した。攪拌を20分間継続した後に、スターラーバーを除去し、ビーカー内の内容物を内径10cmのステンレスシャーレに広げ、80℃で8時間減圧乾燥して、吸水性樹脂組成物を製造した。
製造例1で製造した吸水性樹脂をそのまま比較例1の吸水性樹脂とした。
Claims (5)
- アカバナ科植物抽出物と、吸水性樹脂とを含む、吸水性樹脂組成物。
- 前記アカバナ科植物抽出物の含有量が、前記吸水性樹脂100質量部に対して、0.05〜5質量部の範囲である、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
- 前記アカバナ科植物抽出物が、マツヨイグサ属植物抽出物である、請求項1または2に記載の吸水性樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の吸水性樹脂組成物と、親水性繊維とを含む、吸収体。
- 液体透過性シートと液体不透過性シートの間に、請求項4に記載の吸収体が保持されている、吸収性物品。
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