KR20210101244A - 흡수성 수지 입자, 흡수성 수지 입자의 액체 누설성의 평가 방법 및 흡수성 수지 입자의 제조 방법, 및 흡수성 물품 - Google Patents

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Abstract

생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상인, 흡수성 수지 입자가 개시된다.

Description

흡수성 수지 입자, 흡수성 수지 입자의 액체 누설성의 평가 방법 및 흡수성 수지 입자의 제조 방법, 및 흡수성 물품
본 발명은, 흡수성(吸水性) 수지 입자, 흡수성 수지 입자의 액체 누설성의 평가 방법 및 흡수성 수지 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 흡수성(吸收性) 물품에도 관한 것이다.
종래, 요(尿) 등의 물을 주성분으로 하는 액체를 흡수하기 위한 흡수성 물품에는, 흡수성 수지 입자를 함유하는 흡수체(吸收體)가 이용되고 있다. 예를 들면 하기 특허문헌 1에는, 기저귀 등의 흡수성 물품에 적합하게 이용되는 입자경을 갖는 흡수성 수지 입자의 제조 방법이, 또 특허문헌 2에는, 요와 같은 체액을 수용하는 데에 효과적인 흡수성 부재로서, 특정의 식염수 흐름 유도성, 압력하 성능 등을 갖는 하이드로젤 흡수성 중합체를 사용하는 방법이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평6-345819호 일본 공표특허공보 평9-510889호
종래의 흡수체를 이용한 흡수성 물품에서는, 흡액 대상의 액이 흡수체에 충분히 흡수되지 않고, 잉여의 액이 흡수체 표면을 흐르는 현상(액 유동)이 일어나기 쉬워, 결과적으로 액이 흡수성 물품의 밖으로 샌다는, 누설성의 점에서 개선의 여지가 있었다.
본 발명의 일 측면은, 액체 누설을 억제 가능한 흡수성 수지 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 측면은, 액체 누설이 억제된 흡수성 물품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상인, 흡수성 수지 입자를 제공한다.
본 발명자들은, 액체 누설의 저감을 예의 검토한 결과, 흡수성 수지 입자를 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이 20% 이상이면, 액체의 누설이 효과적으로 억제되는 것을 발견했다. 흡수성 수지 입자 중에 액체가 원활하게 침투하여, 전체적으로 균일 팽윤한 경우, 팽윤 젤의 광의 산란이 발생하기 어려워진다고 생각된다.
상기 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 보수량은, 30~55g/g이어도 된다.
본 발명의 다른 측면은 또, 흡수성 수지 입자의 액체 누설성을 평가하는 방법을 제공한다. 이 방법에서는, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상인 경우에, 흡수성 수지 입자의 액체 누설 억제의 효과가 크다고 평가한다.
본 발명의 다른 측면은 또, 흡수성 수지 입자의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율을 측정하는 공정을 구비한다.
본 발명의 다른 측면은, 액체 불투과성 시트, 흡수체, 및 액체 투과성 시트를 구비하는 흡수성 물품을 제공한다. 당해 흡수성 물품에 있어서, 액체 불투과성 시트, 흡수체 및 액체 투과성 시트는 이 순서로 배치되어 있다. 흡수체는, 흡수성 수지 입자를 포함하고, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상이다.
상기 흡수성 물품에 있어서, 액체 투과성 시트는, 서멀 본드 부직포, 에어 스루 부직포, 레진 본드 부직포, 스펀 본드 부직포, 멜트 블로 부직포, 에어레이드 부직포, 스펀 레이스 부직포, 포인트 본드 부직포, 또는 이들로부터 선택되는 2종 이상의 부직포의 적층체를 포함하고 있어도 된다.
상기 흡수성 물품에 있어서, 흡수체는, 섬유상물을 더 포함하고 있어도 된다. 흡수성 물품은, 흡수체의 액체 투과성 시트와 접하는 면측을 적어도 덮는 코어랩을 더 구비하고 있어도 된다. 상기 흡수성 물품에 있어서, 흡수체는, 액체 투과성 시트에 접착되어 있어도 된다.
상기 흡수성 물품에 있어서, 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 보수량은, 30~55g/g이어도 된다. 상기 흡수성 물품에 있어서, 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 흡수 속도는, 30~80초여도 된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 액체 누설을 억제 가능한 흡수성 수지 입자를 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 의하면, 액체 누설이 억제된 흡수성 물품을 제공할 수 있다.
도 1은 흡수성 물품의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 흡수성 물품의 액체 누설성을 평가하는 방법을 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 이하의 설명에서는, 하좌우 등의 위치 관계는, 특별히 설명하지 않는 한, 도면에 나타내는 위치 관계에 근거하는 것으로 한다. 또한, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "아크릴" 및 "메타크릴"을 합하여 "(메트)아크릴"이라고 표기한다. "아크릴레이트" 및 "메타크릴레이트"도 동일하게 "(메트)아크릴레이트"라고 표기한다. 본 명세서에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 소정 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 다른 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값과 임의로 조합할 수 있다. 본 명세서에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 그 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타나 있는 값으로 치환해도 된다. "A 또는 B"란, A 및 B 중 어느 일방을 포함하고 있으면 되고, 양방 모두 포함하고 있어도 된다. "수용성"이란, 25℃에 있어서 물에 5질량% 이상의 용해성을 나타내는 것을 말한다. 본 명세서에 예시하는 재료는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 설명하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 당해 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율은, 20% 이상이다.
생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율의 측정은, 이하의 수순으로 측정된다. 먼저, 석영 셀(예를 들면, 도소·쿼츠 주식회사제 석영 셀: 10[mm]×10[mm]×45[mm])에 흡수성 수지 입자 0.1g을 넣고, 매크로 피펫을 이용하여 25℃로 조정한, 0.9질량% 염화 나트륨 수용액(생리 식염수) 3g을 투입하며, 30분간 정치 흡수시킴으로써 팽윤 젤층을 제작한다. 그 후, 원심 분리기(예를 들면, 주식회사 고쿠산제의 품번 H-36)를 이용하여, 회전수 200rpm으로 10분간 탈포를 행한다. 탈포 후, 석영 셀 내의 팽윤 젤층의 425nm에 있어서의 광투과율[%]을, UV 측정 장치(예를 들면, 주식회사 시마즈 세이사쿠쇼제: UV-1850)를 이용하여 측정한다.
생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율은, 20% 이상이고, 25% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 또는 70% 이상이어도 되며, 95% 이하, 90% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 또는 60% 이하여도 된다. 액체 누설 억제 효과가 보다 한층 우수한 관점에서, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율은, 20% 이상 95% 이하, 25% 이상 90% 이하, 30% 이상 80% 이하, 40% 이상 80% 이하, 50% 이상 80% 이하, 55% 이상 75% 이하여도 된다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자는, 생리 식염수에 대한 높은 흡수능을 가질 수 있다. 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 보수량은, 흡수체의 흡수 용량을 적절히 높이는 관점에서, 예를 들면 20g/g 이상, 25g/g 이상, 27g/g 이상, 30g/g 이상, 32g/g 이상, 35g/g 이상, 37g/g 이상, 39g/g 이상, 또는 40g/g 이상이어도 된다. 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 보수량은, 60g/g 이하, 57g/g 이하, 55g/g 이하, 52g/g 이하, 50g/g 이하, 47g/g 이하, 45g/g 이하, 또는 43g/g 이하여도 된다. 생리 식염수의 보수량은, 20~60g/g, 25~55g/g, 30~55g/g, 30~50g/g, 또는 32~42g/g이어도 된다. 또, 생리 식염수의 보수량은, 30~60g/g, 32~60g/g, 35~55g/g, 37~55g/g, 39~55g/g, 39~52g/g, 40~52g/g 또는 40~50g/g이어도 된다. 생리 식염수의 보수량은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의하여 측정된다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 흡수 속도는, 30~80초, 30~70초, 30~60초, 30~50초, 30~45초, 35~45초, 또는 35~40초여도 된다. 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 흡수 속도는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의하여, 측정된다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 형상으로서는, 대략 구상, 파쇄상, 과립상 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 중위(中位) 입자경은, 250~850μm, 300~700μm, 또는 300~600μm여도 된다. 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자는, 후술하는 제조 방법에 의하여 얻어진 시점에서 원하는 입도 분포를 갖고 있어도 되지만, 체에 의한 분급을 이용한 입도 조정 등의 조작을 행함으로써 입도 분포를 조정해도 된다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자의 제조 방법은, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율을 측정하는 공정을 구비하고 있어도 된다. 광투과율의 측정 방법 등은, 상술한 바와 같다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자는, 예를 들면 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 단량체의 중합에 의하여 형성된 가교 중합체를 포함할 수 있다. 가교 중합체는, 에틸렌성 불포화 단량체에서 유래하는 단량체 단위를 갖는다. 가교 중합체로서는, 예를 들면 전분-아크릴로나이트릴 그래프트 공중합체의 가수분해물, 전분-아크릴산 그래프트 중합체의 중화물, 아세트산 바이닐-아크릴산 에스터 공중합체의 비누화물, 폴리아크릴산 부분 중화물 등을 들 수 있다. 이들 가교 중합체 중에서는, 생산량, 제조 비용이나 흡수 성능 등의 관점에서, 가교 중합체는, 폴리아크릴산 부분 중화물이어도 된다.
흡수성 수지 입자는, 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 단량체를 중합시키는 공정을 포함하는 방법에 의하여, 제조할 수 있다. 중합 방법으로서는, 역상(逆相) 현탁 중합법, 수용액 중합법, 벌크 중합법, 침전 중합법 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 얻어지는 흡수성 수지 입자의 양호한 흡수 특성의 확보, 및 중합 반응의 제어가 용이한 관점에서, 중합 방법은, 역상 현탁 중합법 또는 수용액 중합법이어도 된다. 이하에 있어서는, 에틸렌성 불포화 단량체를 중합시키는 방법으로서, 역상 현탁 중합법을 예로 들어 설명한다.
에틸렌성 불포화 단량체는 수용성이어도 되고, 예를 들면 (메트)아크릴산 및 그 염, 2-(메트)아크릴아마이드-2-메틸프로페인설폰산 및 그 염, (메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메트)아크릴아마이드, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, N-메틸올(메트)아크릴아마이드, 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, N,N-다이에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-다이에틸아미노프로필(메트)아크릴레이트, 다이에틸아미노프로필(메트)아크릴아마이드 등을 들 수 있다. 에틸렌성 불포화 단량체가 아미노기를 갖는 경우, 당해 아미노기는 4급화되어 있어도 된다. 에틸렌성 불포화 단량체는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 상술한 단량체의 카복실기, 아미노기 등의 관능기는, 후술하는 표면 가교 공정에 있어서 가교가 가능한 관능기로서 기능할 수 있다.
이들 중에서도, 공업적으로 입수가 용이한 관점에서, 에틸렌성 불포화 단량체는, (메트)아크릴산 및 그 염, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, 및 N,N-다이메틸아크릴아마이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하고 있어도 되고, (메트)아크릴산 및 그 염, 및 아크릴아마이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하고 있어도 된다. 흡수 특성을 더 높이는 관점에서, 에틸렌성 불포화 단량체는, (메트)아크릴산 및 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하고 있어도 된다.
흡수성 수지 입자를 얻기 위한 단량체로서는, 상술한 에틸렌성 불포화 단량체 이외의 단량체가 사용되어도 된다. 이와 같은 단량체는, 예를 들면 상술한 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 수용액에 혼합하여 이용할 수 있다. 에틸렌성 불포화 단량체의 사용량은, 단량체 전체량에 대하여 70~100몰%여도 되고, 80~100몰%여도 되며, 90~100몰%여도 되고, 95~100몰%여도 되며, 100몰%여도 된다. 그중에서도, (메트)아크릴산 및 그 염의 비율이 단량체 전체량에 대하여 70~100몰%여도 되고, 80~100몰%여도 되며, 90~100몰%여도 되고, 95~100몰%여도 되며, 100몰%여도 된다.
에틸렌성 불포화 단량체는, 수용액으로서 이용해도 된다. 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 수용액(이하, 간단히 "단량체 수용액"이라고 한다)에 있어서의 에틸렌성 불포화 단량체의 농도는, 20질량% 이상 포화 농도 이하여도 되고, 25~70질량%여도 되며, 30~55질량%여도 된다. 수용액에 있어서 사용되는 물로서는, 수돗물, 증류수, 이온 교환수 등을 들 수 있다.
단량체 수용액은, 에틸렌성 불포화 단량체가 산기를 갖는 경우, 그 산기를 알칼리성 중화제에 의하여 중화하여 이용해도 된다. 에틸렌성 불포화 단량체에 있어서의, 알칼리성 중화제에 의한 중화도는, 얻어지는 흡수성 수지 입자의 침투압을 높게 하고, 흡수 특성(보수량 등)을 더 높이는 관점에서, 에틸렌성 불포화 단량체 중의 산성기의 10~100몰%여도 되고, 50~90몰%여도 되며, 60~80몰%, 또는 70~90몰%여도 된다. 알칼리성 중화제로서는, 수산화 나트륨, 탄산 나트륨, 탄산 수소 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 칼륨 등의 알칼리 금속염; 암모니아 등을 들 수 있다. 알칼리성 중화제는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 알칼리성 중화제는, 중화 조작을 간편하게 하기 위하여 수용액의 상태로 이용되어도 된다. 에틸렌성 불포화 단량체의 산기의 중화는, 예를 들면 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 등의 수용액을 상술한 단량체 수용액에 적하하여 혼합함으로써 행할 수 있다.
역상 현탁 중합법에 있어서는, 계면활성제의 존재하, 탄화수소 분산매 중에서 단량체 수용액을 분산하고, 라디칼 중합 개시제 등을 이용하여 에틸렌성 불포화 단량체의 중합을 행할 수 있다. 라디칼 중합 개시제로서는, 수용성 라디칼 중합 개시제를 이용할 수 있다.
계면활성제로서는, 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 등을 들 수 있다. 비이온계 계면활성제로서는, 소비탄 지방산 에스터, (폴리)글리세린 지방산 에스터("(폴리)"란, "폴리"라는 접두어가 있는 경우 및 없는 경우의 쌍방을 의미하는 것으로 한다. 이하 동일.), 자당 지방산 에스터, 폴리옥시에틸렌소비탄 지방산 에스터, 폴리옥시에틸렌글리세린 지방산 에스터, 소비톨 지방산 에스터, 폴리옥시에틸렌소비톨 지방산 에스터, 폴리옥시에틸렌알킬에터, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에터, 폴리옥시에틸렌 피마자유, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 알킬알릴폼알데하이드 축합 폴리옥시에틸렌에터, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 코폴리머, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필알킬에터, 폴리에틸렌글라이콜 지방산 에스터 등을 들 수 있다. 음이온계 계면활성제로서는, 지방산염, 알킬벤젠설폰산염, 알킬메틸타우린산염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에터 황산 에스터염, 폴리옥시에틸렌알킬에터설폰산염, 폴리옥시에틸렌알킬에터의 인산 에스터, 및 폴리옥시에틸렌알킬알릴에터의 인산 에스터 등을 들 수 있다. 계면활성제는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
W/O형 역상 현탁의 상태가 양호하고, 적합한 입자경을 갖는 흡수성 수지 입자가 얻어지기 쉬우며, 공업적으로 입수가 용이한 관점에서, 계면활성제는, 소비탄 지방산 에스터, 폴리글리세린 지방산 에스터 및 자당 지방산 에스터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하고 있어도 된다. 얻어지는 흡수성 수지 입자의 흡수 특성이 향상되기 쉬운 관점에서, 계면활성제는, 자당 지방산 에스터를 포함하고 있어도 되고, 자당 스테아르산 에스터여도 된다.
계면활성제의 사용량은, 사용량에 대한 효과가 충분히 얻어지는 관점, 및 경제적인 관점에서, 단량체 수용액 100질량부에 대하여, 0.05~10질량부여도 되고, 0.08~5질량부여도 되며, 0.1~3질량부여도 된다.
역상 현탁 중합에서는, 상술한 계면활성제와 함께 고분자계 분산제를 아울러 이용해도 된다. 고분자계 분산제로서는, 무수 말레산 변성 폴리에틸렌, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌, 무수 말레산 변성 에틸렌·프로필렌 공중합체, 무수 말레산 변성 EPDM(에틸렌·프로필렌·다이엔·터폴리머), 무수 말레산 변성 폴리뷰타다이엔, 무수 말레산·에틸렌 공중합체, 무수 말레산·프로필렌 공중합체, 무수 말레산·에틸렌·프로필렌 공중합체, 무수 말레산·뷰타다이엔 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 산화형 폴리에틸렌, 산화형 폴리프로필렌, 산화형 에틸렌·프로필렌 공중합체, 에틸렌·아크릴산 공중합체, 에틸셀룰로스, 에틸하이드록시에틸셀룰로스 등을 들 수 있다. 고분자계 분산제는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 고분자계 분산제는, 단량체의 분산 안정성이 우수한 관점에서, 무수 말레산 변성 폴리에틸렌, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌, 무수 말레산 변성 에틸렌·프로필렌 공중합체, 무수 말레산·에틸렌 공중합체, 무수 말레산·프로필렌 공중합체, 무수 말레산·에틸렌·프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 산화형 폴리에틸렌, 산화형 폴리프로필렌, 및 산화형 에틸렌·프로필렌 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
고분자계 분산제의 사용량은, 사용량에 대한 효과가 충분히 얻어지는 관점, 및 경제적인 관점에서, 단량체 수용액 100질량부에 대하여, 0.05~10질량부여도 되고, 0.08~5질량부여도 되며, 0.1~3질량부여도 된다.
탄화수소 분산매는, 탄소수 6~8의 쇄상 지방족 탄화수소, 및 탄소수 6~8의 지환식 탄화수소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하고 있어도 된다. 탄화수소 분산매로서는, n-헥세인, n-헵테인, 2-메틸헥세인, 3-메틸헥세인, 2,3-다이메틸펜테인, 3-에틸펜테인, n-옥테인 등의 쇄상 지방족 탄화수소; 사이클로헥세인, 메틸사이클로헥세인, 사이클로펜테인, 메틸사이클로펜테인, trans-1,2-다이메틸사이클로펜테인, cis-1,3-다이메틸사이클로펜테인, trans-1,3-다이메틸사이클로펜테인 등의 지환식 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다. 탄화수소 분산매는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
공업적으로 입수가 용이하고, 또한 품질이 안정되어 있는 관점에서, 탄화수소 분산매는, n-헵테인 및 사이클로헥세인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다. 또, 동일한 관점에서, 상술한 탄화수소 분산매의 혼합물로서는, 예를 들면 시판되고 있는 엑솔헵테인(엑슨 모빌사제: n-헵테인 및 이성체의 탄화수소 75~85% 함유)을 이용해도 된다.
탄화수소 분산매의 사용량은, 중합열을 적절하게 제거하여, 중합 온도를 제어하기 쉬운 관점에서, 단량체 수용액 100질량부에 대하여, 30~1000질량부여도 되고, 40~500질량부여도 되며, 50~300질량부여도 된다. 탄화수소 분산매의 사용량이 30질량부 이상임으로써, 중합 온도의 제어가 용이한 경향이 있다. 탄화수소 분산매의 사용량이 1000질량부 이하임으로써, 중합의 생산성이 향상되는 경향이 있어, 경제적이다.
라디칼 중합 개시제는 수용성이어도 되고, 예를 들면 과황산 칼륨, 과황산 암모늄, 과황산 나트륨 등의 과황산염; 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 메틸아이소뷰틸케톤퍼옥사이드, 다이-t-뷰틸퍼옥사이드, t-뷰틸큐밀퍼옥사이드, t-뷰틸퍼옥시아세테이트, t-뷰틸퍼옥시아이소뷰티레이트, t-뷰틸퍼옥시피발레이트, 과산화 수소 등의 과산화물; 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염, 2,2'-아조비스[2-(N-페닐아미디노)프로페인] 2염산염, 2,2'-아조비스[2-(N-알릴아미디노)프로페인] 2염산염, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인] 2염산염, 2,2'-아조비스{2-[1-(2-하이드록시에틸)-2-이미다졸린-2-일]프로페인} 2염산염, 2,2'-아조비스{2-메틸-N-[1,1-비스(하이드록시메틸)-2-하이드록시에틸]프로피온아마이드}, 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-하이드록시에틸)-프로피온아마이드], 4,4'-아조비스(4-사이아노발레르산) 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 라디칼 중합 개시제는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 라디칼 중합 개시제는, 과황산 칼륨, 과황산 암모늄, 과황산 나트륨, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인] 2염산염, 및 2,2'-아조비스{2-[1-(2-하이드록시에틸)-2-이미다졸린-2-일]프로페인} 2염산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
라디칼 중합 개시제의 사용량은, 에틸렌성 불포화 단량체 1몰에 대하여 0.00005~0.01몰이어도 된다. 라디칼 중합 개시제의 사용량이 0.00005몰 이상이면, 중합 반응에 장시간을 필요로 하지 않아, 효율적이다. 라디칼 중합 개시제의 사용량이 0.01몰 이하이면, 급격한 중합 반응이 일어나는 것을 억제하기 쉽다.
상술한 라디칼 중합 개시제는, 아황산 나트륨, 아황산 수소 나트륨, 황산 제1철, L-아스코브산 등의 환원제와 병용하여, 레독스 중합 개시제로서 이용할 수도 있다.
중합 반응 시, 중합에 이용하는 단량체 수용액은, 연쇄 이동제를 포함하고 있어도 된다. 연쇄 이동제로서는, 차아인산염류, 싸이올류, 싸이올산류, 제2급 알코올류, 아민류 등을 들 수 있다.
흡수성 수지 입자의 입자경을 제어하기 위하여, 중합에 이용하는 단량체 수용액은, 증점제를 포함하고 있어도 된다. 증점제로서는, 하이드록시에틸셀룰로스, 하이드록시프로필셀룰로스, 메틸셀룰로스, 카복시메틸셀룰로스, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리아크릴아마이드, 폴리에틸렌이민, 덱스트린, 알긴산 나트륨, 폴리바이닐알코올, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 중합 시의 교반 속도가 동일하면, 단량체 수용액의 점도가 높을수록, 얻어지는 입자의 중위 입자경은 커지는 경향이 있다.
중합 시에 자기 가교에 의한 가교가 발생할 수 있지만, 내부 가교제를 더 이용함으로써 가교를 실시해도 된다. 내부 가교제를 이용하면, 흡수성 수지 입자의 흡수 특성을 제어하기 쉽다. 내부 가교제는, 통상, 중합 반응 시에 반응액에 첨가된다. 내부 가교제로서는, 예를 들면 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 트라이메틸올프로페인, 글리세린, 폴리옥시에틸렌글라이콜, 폴리옥시프로필렌글라이콜, 폴리글리세린 등의 폴리올류의 다이 또는 트라이(메트)아크릴산 에스터류; 상술한 폴리올류와 불포화산(말레산, 푸마르산 등)을 반응시켜 얻어지는 불포화 폴리에스터류; N,N'-메틸렌비스(메트)아크릴아마이드 등의 비스(메트)아크릴아마이드류; 폴리에폭사이드와 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 다이 또는 트라이(메트)아크릴산 에스터류; 폴리아이소사이아네이트(톨릴렌다이아이소사이아네이트, 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트 등)와 (메트)아크릴산 하이드록시에틸을 반응시켜 얻어지는 다이(메트)아크릴산 카밤일에스터류; 알릴화 전분, 알릴화 셀룰로스, 다이알릴프탈레이트, N,N',N''-트라이알릴아이소사이아누레이트, 다이바이닐벤젠 등의, 중합성 불포화기를 2개 이상 갖는 화합물; (폴리)에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, (폴리)프로필렌글라이콜다이글리시딜에터, (폴리)글리세린다이글리시딜에터, (폴리)글리세린트라이글리시딜에터, (폴리)프로필렌글라이콜폴리글리시딜에터, 폴리글리세롤폴리글리시딜에터 등의 폴리글리시딜 화합물; 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, α-메틸에피클로로하이드린 등의 할로에폭시 화합물; 아이소사이아네이트 화합물(2,4-톨릴렌다이아이소사이아네이트, 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트 등) 등의, 반응성 관능기를 2개 이상 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 내부 가교제는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 내부 가교제는, 폴리글리시딜 화합물이어도 되고, 다이글리시딜에터 화합물이어도 되며, (폴리)에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, (폴리)프로필렌글라이콜다이글리시딜에터, 및 (폴리)글리세린다이글리시딜에터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
내부 가교제의 사용량은, 얻어지는 중합체가 적절하게 가교됨으로써 수용성의 성질이 억제되어, 충분한 흡수량이 얻어지기 쉬운 관점에서, 에틸렌성 불포화 단량체 1몰당, 0밀리몰 이상, 0.02밀리몰 이상, 0.03밀리몰 이상, 0.04밀리몰 이상, 또는 0.05밀리몰 이상이어도 되고, 0.1몰 이하여도 된다. 특히, 다단의 역상 현탁 중합의 중합, 1단째의 중합에 있어서, 내부 가교제의 양이 에틸렌성 불포화 단량체 1몰당 0.03밀리몰 이상이면, 팽윤시킨 흡수성 수지 입자의 광투과율을 보다 높이기 쉽다.
에틸렌성 불포화 단량체, 라디칼 중합 개시제, 필요에 따라 내부 가교제 등을 포함하는 수상(水相)과, 탄화수소계 분산제와 필요에 따라 계면활성제, 고분자계 분산제 등을 포함하는 유상(油相)을 혼합한 상태에 있어서 교반하에서 가열하여, 유중수계에 있어서 역상 현탁 중합을 행할 수 있다.
역상 현탁 중합을 행할 때에는, 계면활성제(필요에 따라 추가로, 고분자계 분산제)의 존재하에서, 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 단량체 수용액을 탄화수소 분산매에 분산시킨다. 이때, 중합 반응을 개시하기 전이면, 계면활성제, 고분자계 분산제 등의 첨가 시기는, 단량체 수용액의 첨가의 전후 어느 쪽이어도 된다.
그중에서도, 얻어지는 흡수성 수지 입자에 잔존하는 탄화수소 분산매의 양을 저감하기 쉬운 관점에서, 고분자계 분산제를 분산시킨 탄화수소 분산매에 단량체 수용액을 분산시킨 후에 계면활성제를 추가로 분산시키고 나서 중합을 행해도 된다.
역상 현탁 중합은, 1단, 또는 2단 이상의 다단으로 행할 수 있다. 역상 현탁 중합은, 생산성을 높이는 관점에서, 2~3단으로 행해도 된다.
2단 이상의 다단으로 역상 현탁 중합을 행하는 경우에는, 1단째의 역상 현탁 중합을 행한 후, 1단째의 중합 반응으로 얻어진 반응 혼합물에 에틸렌성 불포화 단량체를 첨가하여 혼합하고, 1단째와 동일한 방법으로 2단째 이후의 역상 현탁 중합을 행하면 된다. 2단째 이후의 각 단에 있어서의 역상 현탁 중합에서는, 에틸렌성 불포화 단량체 외에, 상술한 라디칼 중합 개시제 및/또는 내부 가교제를, 2단째 이후의 각 단에 있어서의 역상 현탁 중합 시에 첨가하는 에틸렌성 불포화 단량체의 양을 기준으로 하여, 상술한 에틸렌성 불포화 단량체에 대한 각 성분의 몰비의 범위 내에서 첨가하여 역상 현탁 중합을 행해도 된다. 또한, 2단째 이후의 각 단에 있어서의 역상 현탁 중합에서는, 필요에 따라 내부 가교제를 이용해도 된다. 내부 가교제를 이용하는 경우는, 각 단에 제공하는 에틸렌성 불포화 단량체의 양을 기준으로 하여, 상술한 에틸렌성 불포화 단량체에 대한 각 성분의 몰비의 범위 내에서 첨가하여 역상 현탁 중합을 행해도 된다.
중합 반응의 온도는, 사용하는 라디칼 중합 개시제에 따라 다르지만, 중합을 신속하게 진행시켜, 중합 시간을 짧게 함으로써, 경제성을 높임과 함께, 용이하게 중합열을 제거하여 원활하게 반응을 행하는 관점에서, 20~150℃여도 되고, 40~120℃여도 된다. 반응 시간은, 통상, 0.5~4시간이다. 중합 반응의 종료는, 예를 들면 반응계 내의 온도 상승의 정지에 의하여 확인할 수 있다. 이로써, 에틸렌성 불포화 단량체의 중합체는, 통상, 함수(含水) 젤상 중합체의 상태로 얻어진다.
이어서, 얻어진 함수 젤상 중합체로부터 수분을 제거하기 위하여 건조를 행한다. 건조에 의하여, 에틸렌성 불포화 단량체의 중합체를 포함하는 중합체 입자가 얻어진다. 건조 방법으로서는, 예를 들면 (a) 함수 젤상 중합체가 탄화수소 분산매에 분산된 상태에서, 외부로부터 가열함으로써 공비(共沸) 증류를 행하여, 탄화수소 분산매를 환류시켜 수분을 제거하는 방법, (b) 데칸테이션에 의하여 함수 젤상 중합체를 취출하여, 감압 건조하는 방법, (c) 필터에 의하여 함수 젤상 중합체를 여과 분리하여, 감압 건조하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 건조 방법은, 단독으로 실시되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 실시되어도 된다. 통상, 제조 공정에 있어서의 간편함으로부터, (a)의 방법을 이용해도 된다. 한편, 팽윤시킨 흡수성 수지 입자의 광투과율이 향상되기 쉬운 관점에서, (b) 및 (c)의 방법을 이용해도 된다. 간편함과 효과를 양립시키는 관점에서는, (a)와 (b), (a)와 (c) 및 (a)와 (b)와 (c)가 조합된 방법으로부터 선택된 1종을 실시해도 된다.
중합 반응 시의 교반기의 회전수를 조정함으로써, 혹은, 중합 반응 후 또는 건조의 초기에 있어서 응집제를 계 내에 첨가함으로써 흡수성 수지 입자의 입자경을 조정할 수 있다. 응집제를 첨가함으로써, 얻어지는 흡수성 수지 입자의 입자경을 크게 할 수 있다. 응집제로서는, 무기 응집제를 이용할 수 있다. 무기 응집제(예를 들면 분말상 무기 응집제)는, 실리카, 제올라이트, 벤토나이트, 산화 알루미늄, 탤크, 이산화 타이타늄, 카올린, 클레이, 하이드로탈사이트 등을 들 수 있다. 응집 효과가 우수한 관점에서, 응집제로서는, 실리카, 산화 알루미늄, 탤크 및 카올린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
역상 현탁 중합에 있어서, 응집제를 첨가하는 방법은, 중합에서 이용되는 것과 동종(同種)의 탄화수소 분산매 또는 물에 응집제를 미리 분산시키고 나서, 교반하에서, 함수 젤상 중합체를 포함하는 탄화수소 분산매 중에 혼합하는 방법이어도 된다.
응집제의 첨가량은, 중합에 사용하는 에틸렌성 불포화 단량체 100질량부에 대하여, 0.001~1질량부여도 되고, 0.005~0.5질량부여도 되며, 0.01~0.2질량부여도 된다. 응집제의 첨가량이 상술한 범위 내임으로써, 목적으로 하는 입도 분포를 갖는 흡수성 수지 입자가 얻어지기 쉽다.
흡수성 수지 입자의 제조에 있어서는, 건조 공정 또는 그 이후의 어느 하나의 공정에 있어서, 가교제를 이용하여 함수 젤상 중합체의 표면 부분의 가교(표면 가교)가 행해져도 된다. 표면 가교를 행함으로써, 흡수성 수지 입자의 흡수 특성을 제어하기 쉽다. 표면 가교는, 함수 젤상 중합체가 특정의 함수율인 타이밍에 행해져도 된다. 표면 가교의 시기는, 함수 젤상 중합체의 함수율이 5~50질량%인 시점이어도 되고, 10~40질량%인 시점이어도 되며, 15~35질량%인 시점이어도 된다. 또한, 함수 젤상 중합체의 함수율(질량%)은, 다음의 식으로 산출된다.
함수율=[Ww/(Ww+Ws)]×100
Ww: 전체 중합 공정의 중합 전의 단량체 수용액에 포함되는 수분량으로부터, 건조 공정에 의하여 계 외부로 배출된 수분량을 뺀 양에, 응집제, 표면 가교제 등을 혼합할 때에 필요에 따라 이용되는 수분량을 더한 함수 젤상 중합체의 수분량.
Ws: 함수 젤상 중합체를 구성하는 에틸렌성 불포화 단량체, 가교제, 개시제 등의 재료의 도입량으로부터 산출되는 고형분량.
표면 가교를 행하기 위한 가교제(표면 가교제)로서는, 예를 들면 반응성 관능기를 2개 이상 갖는 화합물을 들 수 있다. 가교제로서는, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 1,4-뷰테인다이올, 트라이메틸올프로페인, 글리세린, 폴리옥시에틸렌글라이콜, 폴리옥시프로필렌글라이콜, 폴리글리세린 등의 폴리올류; (폴리)에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, (폴리)글리세린다이글리시딜에터, (폴리)글리세린트라이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인트라이글리시딜에터, (폴리)프로필렌글라이콜폴리글리시딜에터, (폴리)글리세롤폴리글리시딜에터 등의 폴리글리시딜 화합물; 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, α-메틸에피클로로하이드린 등의 할로에폭시 화합물; 2,4-톨릴렌다이아이소사이아네이트, 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트 화합물; 3-메틸-3-옥세테인메탄올, 3-에틸-3-옥세테인메탄올, 3-뷰틸-3-옥세테인메탄올, 3-메틸-3-옥세테인에탄올, 3-에틸-3-옥세테인에탄올, 3-뷰틸-3-옥세테인에탄올 등의 옥세테인 화합물; 1,2-에틸렌비스옥사졸린 등의 옥사졸린 화합물; 에틸렌카보네이트 등의 카보네이트 화합물; 비스[N,N-다이(β-하이드록시에틸)]아디프아마이드 등의 하이드록시알킬아마이드 화합물 등을 들 수 있다. 가교제는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 가교제는, 폴리글리시딜 화합물이어도 되고, (폴리)에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, (폴리)글리세린다이글리시딜에터, (폴리)글리세린트라이글리시딜에터, (폴리)프로필렌글라이콜폴리글리시딜에터, 및 폴리글리세롤폴리글리시딜에터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
표면 가교제의 사용량은, 얻어지는 함수 젤상 중합체가 적절하게 가교됨으로써 적합한 흡수 특성을 나타내도록 하는 관점에서, 통상, 중합에 사용하는 에틸렌성 불포화 단량체 1몰에 대하여, 0.00001~0.02몰이어도 되고, 0.00005~0.01몰이어도 되며, 0.0001~0.005몰이어도 된다. 표면 가교제의 첨가량이 상술한 범위 내임으로써, 팽윤시킨 흡수성 수지 입자의 광투과율을 보다 높이기 쉽다.
표면 가교 후에 있어서, 공지의 방법으로 물 및 탄화수소 분산매를 증류 제거함으로써, 표면 가교된 건조품인 중합체 입자를 얻을 수 있다.
본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자는, 중합체 입자만으로 구성되어 있어도 되지만, 예를 들면 젤 안정제, 금속 킬레이트제(에틸렌다이아민 4아세트산 및 그 염, 다이에틸렌트라이아민 5아세트산 및 그 염, 예를 들면 다이에틸렌트라이아민 5아세트산 5나트륨 등), 유동성 향상제(활제(滑劑)) 등으로부터 선택되는 각종 추가 성분을 더 포함할 수 있다. 유동성 향상제는, 예를 들면 비정질 실리카와 같은 무기 입자여도 된다. 추가 성분은, 중합체 입자의 내부, 중합체 입자의 표면 상, 또는 그들의 양방에 배치될 수 있다. 추가 성분은, 유동성 향상제(활제)여도 되고, 그중에서도 무기 입자여도 된다. 무기 입자로서는, 예를 들면 비정질 실리카 등의 실리카 입자를 들 수 있다.
흡수성 수지 입자는, 중합체 입자의 표면 상에 배치된 복수의 무기 입자를 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 중합체 입자와 무기 입자를 혼합함으로써, 중합체 입자의 표면 상에 무기 입자를 배치할 수 있다. 이 무기 입자는, 비정질 실리카 등의 실리카 입자여도 된다. 흡수성 수지 입자가 중합체 입자의 표면 상에 배치된 무기 입자를 포함하는 경우, 중합체 입자의 질량에 대한 무기 입자의 비율은, 0.2질량% 이상, 0.5질량% 이상, 1.0질량% 이상, 또는 1.5질량% 이상이어도 되고, 5.0질량% 이하, 또는 3.5질량% 이하여도 된다. 여기에서의 무기 입자는, 통상, 중합체 입자의 크기와 비교하여 미소한 크기를 갖는다. 예를 들면, 무기 입자의 평균 입자경이, 0.1~50μm, 0.5~30μm, 또는 1~20μm여도 된다. 여기에서의 평균 입자경은, 동적 광산란법, 또는 레이저 회절·산란법에 의하여 측정되는 값일 수 있다.
흡수성 수지 입자를 제조하는 방법의 일 실시형태는, 얻어진 흡수성 수지 입자의 광투과율을, 상술한 실시형태에 관한 방법에 의하여 평가하는 공정을 더 포함해도 된다. 예를 들면, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 기준값(예를 들면 20%) 이상인 흡수성 수지 입자를 선별해도 된다. 이로써, 흡수성 물품의 액체 누설을 억제할 수 있는 흡수성 수지 입자를 보다 안정적으로 제조할 수 있다.
일 실시형태에 관한 흡수체는, 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자를 함유한다. 본 실시형태에 관한 흡수체는, 섬유상물을 함유하는 것이 가능하고, 예를 들면 흡수성 수지 입자 및 섬유상물을 포함하는 혼합물이다. 흡수체의 구성으로서는, 예를 들면 흡수성 수지 입자 및 섬유상물이 균일 혼합된 구성이어도 되고, 시트상 또는 층상으로 형성된 섬유상물의 사이에 흡수성 수지 입자가 끼워진 구성이어도 되며, 그 외의 구성이어도 된다.
섬유상물로서는, 미분쇄된 목재 펄프; 코튼; 코튼 린터; 레이온; 셀룰로스아세테이트 등의 셀룰로스계 섬유; 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리올레핀 등의 합성 섬유; 이들 섬유의 혼합물 등을 들 수 있다. 섬유상물은, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다. 섬유상물로서는, 친수성 섬유를 이용할 수 있다.
흡수체에 있어서의 흡수성 수지 입자의 질량 비율은, 흡수성 수지 입자 및 섬유상물의 합계에 대하여, 2~100질량%, 10~80질량% 또는 20~60질량%여도 된다.
흡수체의 사용 전 및 사용 중에 있어서의 형태 유지성을 높이기 위하여, 섬유상물에 접착성 바인더를 첨가함으로써 섬유끼리를 접착시켜도 된다. 접착성 바인더로서는, 열융착성 합성 섬유, 핫멜트 접착제, 접착성 에멀션 등을 들 수 있다. 접착성 바인더는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
열융착성 합성 섬유로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 전융형(全融型) 바인더; 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 사이드 바이 사이드나 심초 구조로 이루어지는 비전융형 바인더 등을 들 수 있다. 상술한 비전융형 바인더에 있어서는, 폴리에틸렌 부분만 열융착할 수 있다.
핫멜트 접착제로서는, 예를 들면 에틸렌-아세트산 바이닐 코폴리머, 스타이렌-아이소프렌-스타이렌 블록 코폴리머, 스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 블록 코폴리머, 스타이렌-에틸렌-뷰틸렌-스타이렌 블록 코폴리머, 스타이렌-에틸렌-프로필렌-스타이렌 블록 코폴리머, 어모퍼스 폴리프로필렌 등의 베이스 폴리머와 점착 부여제, 가소제, 산화 방지제 등의 혼합물을 들 수 있다.
접착성 에멀션으로서는, 예를 들면 메틸메타크릴레이트, 스타이렌, 아크릴로나이트릴, 2-에틸헥실아크릴레이트, 뷰틸아크릴레이트, 뷰타다이엔, 에틸렌, 및 아세트산 바이닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 단량체의 중합물을 들 수 있다.
본 실시형태에 관한 흡수체는, 당해 기술분야에서 통상 이용되는 무기 입자, 소취제, 항균제, 안료, 염료, 향료, 점착제 등의 각종 첨가제를 더 함유하고 있어도 된다. 이들 첨가제에 의하여, 흡수체에 다양한 기능을 부여할 수 있다. 상기 무기 입자로서는, 예를 들면 이산화 규소, 제올라이트, 카올린, 클레이 등을 들 수 있다. 흡수성 수지 입자가 무기 입자를 포함하는 경우, 흡수체는 흡수성 수지 입자 중의 무기 입자와는 별개로 무기 입자를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태에 관한 흡수체의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 시트상이어도 된다. 흡수체의 두께(예를 들면, 시트상의 흡수체의 두께)는, 예를 들면 0.1~20mm, 또는 0.3~15mm여도 된다.
본 실시형태에 관한 흡수성 물품은, 본 실시형태에 관한 흡수체를 구비한다. 본 실시형태에 관한 흡수성 물품은, 흡수체를 보형하는 코어랩; 흡액 대상의 액이 침입하는 측의 최외부에 배치되는 액체 투과성 시트; 흡액 대상의 액이 침입하는 측과는 반대 측의 최외부에 배치되는 액체 불투과성 시트 등을 들 수 있다. 흡수성 물품으로서는, 기저귀(예를 들면 종이 기저귀), 화장실 트레이닝, 실금 패드, 위생 재료(생리용 냅킨, 탐폰 등), 땀흡수 패드, 펫 시트, 간이 화장실용 부재, 동물 배설물 처리재 등을 들 수 있다.
도 1은, 흡수성 물품의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 흡수성 물품(100)은, 흡수체(10)와, 코어랩(20a, 20b)과, 액체 투과성 시트(30)와, 액체 불투과성 시트(40)를 구비한다. 흡수성 물품(100)에 있어서, 액체 불투과성 시트(40), 코어랩(20b), 흡수체(10), 코어랩(20a), 및 액체 투과성 시트(30)가 이 순서로 적층되어 있다. 도 1에 있어서, 부재 사이에 간극이 있는 것처럼 도시되어 있는 부분이 있지만, 당해 간극이 존재하지 않고 부재 사이가 밀착되어 있어도 된다.
흡수체(10)는, 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자(10a)와, 섬유상물을 포함하는 섬유층(10b)을 갖는다. 흡수성 수지 입자(10a)는, 섬유층(10b) 내에 분산되어 있다.
흡수성 물품(100)의 액체 흡수 성능은, 사용되는 흡수성 수지 입자(10a)의 흡수 성능의 영향도 받는다. 따라서, 흡수성 수지 입자(10a)는, 흡수성 물품(100)의 각 성분의 구성 등을 고려하여, 흡수성 수지 입자(10a)의 광투과율, 액체 흡수 용량(보수량, 하중하에서의 흡수량 등의 지표로 나타난다), 흡수 속도 등의 흡수 성능 및 질량 평균 입경 등이 적합한 범위인 것을 선택해도 된다.
흡수성 수지 입자(10a)의 함유량은, 흡수체(10)가 흡수성 물품(100)에 사용될 때에 충분한 액체 흡수 성능이 보다 얻어지기 쉬워지는 관점에서, 흡수체(10)의 1평방미터당 100~1000g(즉 100~1000g/m2)이어도 되고, 150~800g/m2여도 되며, 200~700g/m2여도 된다. 흡수성 물품(100)으로서의 충분한 액체 흡수 성능을 발휘시키고, 특히 액체 누설을 억제하는 관점에서, 흡수성 수지 입자(10a)의 함유량은 100g/m2 이상이어도 되고, 젤 블로킹 현상의 발생을 억제하며, 흡수성 물품(100)으로서 액체의 확산 성능을 발휘시키고, 또한 액체의 침투 속도를 개선하는 관점에서, 흡수성 수지 입자(10a)의 함유량은 1000g/m2 이하여도 된다.
섬유상물의 함유량은, 흡수체(10)가 흡수성 물품(100)에 사용될 때에도 충분한 액체 흡수 성능을 얻는 관점에서, 흡수체(10)의 1평방미터당 50~800g(즉 50~800g/m2)이어도 되고, 100~600g/m2여도 되며, 150~500g/m2여도 된다. 흡수성 물품(100)으로서의 충분한 액체 흡수 성능을 발휘시키고, 특히 젤 블로킹 현상의 발생을 억제하여 액체의 확산 성능을 높이며, 또한 흡수체(10)의 흡액 후의 강도를 높이는 관점에서, 섬유상물의 함유량은, 흡수체(10)의 1평방미터당 50g 이상(즉 50g/m2 이상)이어도 되고, 특히 액체 흡수 후의 역행을 억제하는 관점에서, 섬유상물의 함유량은, 흡수체(10)의 1평방미터당 800g 이하(즉 800g/m2 이하)여도 된다.
코어랩(20a)은, 흡수체(10)에 접한 상태로 흡수체(10)의 일방면 측(도 1 중, 흡수체(10)의 상측)에 배치되어 있다. 즉, 코어랩(20a)은, 흡수체(10)의 액체 투과성 시트(30)와 접하는 면측을 적어도 덮고 있다. 코어랩(20b)은, 흡수체(10)에 접한 상태로 흡수체(10)의 타방면 측(도 1 중, 흡수체(10)의 하측)에 배치되어 있다. 즉, 코어랩(20b)은, 흡수체(10)의 액체 불투과성 시트(40)와 접하는 면측을 적어도 덮고 있다. 흡수체(10)는, 코어랩(20a)과 코어랩(20b)의 사이에 배치되어 있다. 코어랩(20a) 및 코어랩(20b)은, 예를 들면 흡수체(10)와 동등한 크기의 주면(主面)을 갖고 있다. 코어랩(20a, 20b)을 구비하는 흡수성 물품(100)에서는, 흡수체(10)의 형태가 유지되기(보형성을 높일 수 있기) 때문에, 흡수체(10)를 구성하는 흡수성 수지 입자(10a) 등의 탈락 및 유동이 방지 또는 억제된다.
코어랩(20a, 20b)으로서는, 부직포, 직포, 액체 투과 구멍을 갖는 합성 수지 필름, 그물코를 갖는 네트상 시트 등을 들 수 있다. 경제성의 관점에서, 코어랩(20a, 20b)은, 분쇄 펄프를 습식 성형하여 이루어지는 티슈여도 된다.
액체 투과성 시트(30)는, 흡수 대상의 액이 침입하는 측의 최외부에 배치되어 있다. 액체 투과성 시트(30)는, 코어랩(20a)에 접한 상태로 코어랩(20a) 상에 배치되어 있다. 액체 투과성 시트(30)는, 예를 들면 흡수체(10)의 주면보다 넓은 주면을 갖고 있고, 액체 투과성 시트(30)의 외연부는, 흡수체(10) 및 코어랩(20a, 20b)의 주위로 연장되어 있다.
액체 투과성 시트(30)는, 당해 기술분야에서 통상 이용되는 수지 또는 섬유로 형성된 시트여도 된다. 액체 투과성 시트(30)는, 흡수성 물품에 이용될 때의 액체 침투성, 유연성 및 강도의 관점에서, 예를 들면 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트라이메틸렌테레프탈레이트(PTT) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터, 나일론 등의 폴리아마이드, 및 레이온과 같은 합성 수지, 또는 이들 합성 수지를 포함하는 합성 섬유를 포함하고 있어도 되고, 면, 견, 마, 또는 펄프(셀룰로스)를 포함하는 천연 섬유여도 된다. 액체 투과성 시트(30)의 강도를 높이는 등의 관점에서, 액체 투과성 시트(30)가 합성 섬유를 포함하고 있어도 된다. 합성 섬유가 특히, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유 또는 이들의 조합이어도 된다. 이들 소재는, 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상의 소재를 조합하여 이용되어도 된다.
액체 투과성 시트(30)는, 부직포, 다공질 시트, 또는 이들의 조합이어도 된다. 부직포는, 섬유를 짜지 않고 얽히게 한 시트이다. 부직포는, 단섬유(즉 스테이플)로 구성되는 부직포(단섬유 부직포)여도 되고, 장섬유(즉 필라멘트)로 구성되는 부직포(장섬유 부직포)여도 된다. 스테이플은, 이것에 한정되지 않지만, 일반적으로는 수백mm 이하의 섬유 길이를 갖고 있어도 된다.
액체 투과성 시트(30)는, 서멀 본드 부직포, 에어 스루 부직포, 레진 본드 부직포, 스펀 본드 부직포, 멜트 블로 부직포, 에어레이드 부직포, 스펀 레이스 부직포, 포인트 본드 부직포, 또는 이들로부터 선택되는 2종 이상의 부직포의 적층체여도 된다. 이들 부직포는, 예를 들면 상술한 합성 섬유 또는 천연 섬유에 의하여 형성된 것일 수 있다. 2종 이상의 부직포의 적층체는, 예를 들면 스펀 본드 부직포, 멜트 블로 부직포 및 스펀 본드 부직포를 갖고, 이들이 이 순서로 적층된 복합 부직포인 스펀 본드/멜트 블로/스펀 본드 부직포여도 된다. 액체 투과성 시트(30)는, 액체 누설 억제의 관점에서, 서멀 본드 부직포, 에어 스루 부직포, 스펀 본드 부직포, 또는 스펀 본드/멜트 블로/스펀 본드 부직포여도 된다.
액체 투과성 시트(30)로서 이용되는 부직포는, 흡수성 물품의 액체 흡수 성능의 관점에서, 적절한 친수성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 그 관점에서, 액체 투과성 시트(30)는, 종이 펄프 기술 협회에 의한 종이 펄프 시험 방법 No. 68(2000)의 측정 방법에 따라 측정되는 친수도가 5~200인 부직포여도 된다. 부직포의 상기 친수도는, 10~150이어도 된다. 종이 펄프 시험 방법 No. 68의 상세에 대해서는, 예를 들면 WO2011/086843호를 참조할 수 있다.
상술한 바와 같은 친수성을 갖는 부직포는, 예를 들면 레이온 섬유와 같이 적절한 친수도를 나타내는 섬유에 의하여 형성된 것이어도 되고, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유와 같은 소수성의 화학 섬유를 친수화 처리하여 얻은 섬유에 의하여 형성된 것이어도 된다. 친수화 처리된 소수성의 화학 섬유를 포함하는 부직포를 얻는 방법으로서는, 예를 들면 소수성의 화학 섬유에 친수화제를 혼합한 것을 이용하여 스펀 본드법으로 부직포를 얻는 방법, 소수성 화학 섬유로 스펀 본드 부직포를 제작할 때에 친수화제를 동반시키는 방법, 소수성의 화학 섬유를 이용하여 얻은 스펀 본드 부직포에 친수화제를 함침시키는 방법을 들 수 있다. 친수화제로서는, 지방족 설폰산염, 고급 알코올 황산 에스터염 등의 음이온계 계면활성제, 제4급 암모늄염 등의 양이온계 계면활성제, 폴리에틸렌글라이콜 지방산 에스터, 폴리글리세린 지방산 에스터, 소비탄 지방산 에스터 등의 비이온계 계면활성제, 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 등의 실리콘계 계면활성제, 및 폴리에스터계, 폴리아마이드계, 아크릴계, 유레테인계의 수지로 이루어지는 스테인·릴리스제 등이 이용된다.
액체 투과성 시트(30)는, 흡수성 물품에, 양호한 액체 침투성, 유연성, 강도 및 쿠션성을 부여할 수 있는 관점, 및 흡수성 물품의 액체 침투 속도를 빠르게 하는 관점에서, 적절하게 벌키하고, 단위면적당 중량이 큰 부직포여도 된다. 액체 투과성 시트(30)에 이용되는 부직포의 단위면적당 중량은, 5~200g/m2여도 되고, 8~150g/m2여도 되며, 10~100g/m2여도 된다. 액체 투과성 시트(30)에 이용되는 부직포의 두께는, 20~1400μm여도 되고, 50~1200μm여도 되며, 80~1000μm여도 된다.
코어랩(20a)을 구비하는 흡수성 물품(100)에서는, 코어랩(20a)이, 액체 투과성 시트(30)에 접착되어 있어도 된다. 이 경우, 액체가 보다 원활하게 흡수체(10)로 유도되기 때문에, 액체 누설의 억제 효과가 보다 한층 우수한 흡수성 물품(100)이 얻어진다. 코어랩(20a)이, 적어도 액체 투과성 시트(30)에 접착되어 있어도 되고, 코어랩(20a)이, 액체 투과성 시트(30)에 접착되어 있는 것에 더하여, 흡수체(10)에 접착되어 있어도 된다.
흡수체가 액체 투과성 시트와 접하도록 배치되어 있는 흡수성 물품에서는, 흡수체가, 액체 투과성 시트에 접착되어 있어도 된다. 이 경우, 액체가 보다 원활하게 흡수체(10)로 유도되기 때문에, 액체 누설의 억제 효과가 보다 한층 우수한 흡수성 물품(100)이 얻어진다.
흡수체(10) 및/또는 코어랩(20a)을 액체 투과성 시트에 접착시키는 방법으로서는, 예를 들면 상기 핫멜트 접착제를 액체 투과성 시트(30)에 대하여 그 폭 방향으로 소정 간격으로 세로 방향 스트라이프상, 스파이럴상 등으로 도포하여 접착하는 방법, 전분, 카복시메틸셀룰로스, 폴리바이닐알코올, 폴리바이닐피롤리돈 및 그 외의 수용성 고분자로부터 선택되는 수용성 바인더를 이용하여 접착하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 흡수체(10)가 상기 열융착성 합성 섬유를 포함하는 경우는, 그 열융착에 의하여 접착하는 방법을 채용해도 된다.
액체 불투과성 시트(40)는, 흡수성 물품(100)에 있어서 액체 투과성 시트(30)와는 반대 측의 최외부에 배치되어 있다. 액체 불투과성 시트(40)는, 코어랩(20b)에 접한 상태로 코어랩(20b)의 하측에 배치되어 있다. 액체 불투과성 시트(40)는, 예를 들면 흡수체(10)의 주면보다 넓은 주면을 갖고 있고, 액체 불투과성 시트(40)의 외연부는, 흡수체(10) 및 코어랩(20a, 20b)의 주위로 연장되어 있다. 액체 불투과성 시트(40)는, 흡수체(10)에 흡수된 액체가 액체 불투과성 시트(40) 측으로부터 외부로 새어 나가는 것을 방지한다.
액체 불투과성 시트(40)로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화 바이닐 등의 합성 수지로 이루어지는 시트, 내수성의 멜트 블론 부직포를 고강도의 스펀 본드 부직포 사이에 끼운 스펀 본드/멜트 블로/스펀 본드(SMS) 부직포 등의 부직포로 이루어지는 시트, 이들 합성 수지와 부직포(예를 들면, 스펀 본드 부직포, 스펀 레이스 부직포)의 복합 재료로 이루어지는 시트 등을 들 수 있다. 액체 불투과성 시트(40)는, 장착 시의 습함이 저감되어, 착용자에게 주는 불쾌감을 경감시킬 수 있는 등의 관점에서, 통기성을 갖고 있어도 된다. 액체 불투과성 시트(40)로서, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지를 주체로 하는 합성 수지로 이루어지는 시트를 이용할 수 있다. 흡수성 물품의 착용감을 저해하지 않도록, 유연성을 확보하는 관점에서, 액체 불투과성 시트(40)는, 예를 들면 단위면적당 중량이 10~50g/m2인 합성 수지로 이루어지는 시트여도 된다.
흡수체(10), 코어랩(20a, 20b), 액체 투과성 시트(30), 및 액체 불투과성 시트(40)의 대소 관계는, 특별히 한정되지 않고, 흡수성 물품의 용도 등에 따라 적절히 조정된다. 또, 코어랩(20a, 20b)을 이용하여 흡수체(10)를 보형하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 도 1에 나타내는 바와 같이 복수의 코어랩에 의하여 흡수체를 감싸도 되고, 1매의 코어랩에 의하여 흡수체를 감싸도 된다.
본 실시형태에 의하면, 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자, 흡수체 또는 흡수성 물품을 이용한 흡액 방법을 제공할 수 있다. 본 실시형태에 관한 흡액 방법은, 본 실시형태에 관한 흡수성 수지 입자, 흡수체 또는 흡수성 물품에 흡액 대상의 액을 접촉시키는 공정을 구비한다.
본 발명은, 흡수성 수지 입자의 액체 누설성을 평가하는 방법으로서, 생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상인 경우에, 흡수성 수지 입자의 액체 누설 억제의 효과가 크다고 평가하는, 방법이라고 인식할 수도 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
<흡수성 수지 입자의 제조>
[실시예 1의 흡수성 수지 입자의 제작]
제1단째의 중합 반응
환류 냉각기, 적하 깔때기, 질소 가스 도입관, 및 교반기로서, 날개 직경 5cm의 4매 경사 패들 날개를 2단으로 갖는 교반 날개를 구비한 내경 11cm, 내용적 2L의 둥근 바닥 원통형 세퍼러블 플라스크를 준비했다. 이 플라스크에, n-헵테인 293g을 취하고, 고분자계 분산제로서의 무수 말레산 변성 에틸렌·프로필렌 공중합체(미쓰이 가가쿠 주식회사, 하이왁스 1105A) 0.736g을 넣었다. 플라스크 내의 반응액을 교반하면서 80℃까지 승온시켜, 고분자계 분산제를 n-헵테인에 용해시켰다. 그 후, 50℃까지 냉각했다.
내용적 300mL의 비커에, 농도 80.5질량%의 아크릴산 수용액 92.0g(1.03몰)을 넣었다. 비커를 외부로부터 냉각하면서, 아크릴산 수용액에 대하여 농도 20.9질량%의 수산화 나트륨 수용액 147.7g을 적하하고, 그로써 75몰%의 아크릴산을 중화했다. 이어서, 아크릴산 수용액에, 증점제로서 하이드록실에틸셀룰로스 0.092g(스미토모 세이카 주식회사, HECAW-15F), 라디칼 중합 개시제로서 과황산 칼륨 0.074g(0.272밀리몰), 내부 가교제로서 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0156g(0.090밀리몰)을 용해시켜, 제1단째의 단량체 수용액을 조제했다.
제1단째의 단량체 수용액을, 세퍼러블 플라스크 내의 상술한 반응액에 첨가하고, 반응액을 10분간 교반했다. 이어서, n-헵테인 6.62g 및 자당 스테아르산 에스터(HLB: 3, 미쓰비시 가가쿠 푸즈 주식회사, 료토 슈가에스터 S-370) 0.736g을 포함하는 계면활성제 용액을 반응액에 첨가하고, 교반 날개의 회전수를 450rpm으로 하여 반응액을 교반하면서, 계 내를 질소로 충분히 치환한 후, 세퍼러블 플라스크를 70℃의 수욕 중에서 가열하면서, 60분간 동안 중합 반응을 진행시켰다. 이 중합 반응에 의하여, 함수 젤상 중합체를 포함하는 제1단째의 중합 슬러리액을 얻었다.
제2단째의 중합 반응
내용적 500mL의 비커에, 농도 80.5질량%의 아크릴산 수용액 128.8g(1.43몰)을 넣었다. 비커를 외부로부터 냉각하면서, 아크릴산 수용액에 대하여 농도 27질량%의 수산화 나트륨 수용액 159.0g을 적하하고, 그로써 75몰%의 아크릴산을 중화했다. 이어서, 아크릴산 수용액에, 과황산 칼륨 0.090g(0.334밀리몰), 및 내부 가교제로서 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0129g(0.074밀리몰)을 용해시켜, 제2단째의 단량체 수용액을 조제했다.
세퍼러블 플라스크 내의 제1단째의 중합 슬러리액을, 교반 날개의 회전수를 1000rpm으로 하여 교반하면서, 28.5℃로 냉각했다. 거기에, 제2단째의 단량체 수용액의 전체량을, 첨가하고, 계속해서 계 내를 질소로 30분간 동안 치환했다. 그 후, 세퍼러블 플라스크를 70℃의 수욕 중에서 가열하면서, 60분간 동안 중합 반응을 진행시켰다.
함수 젤상 중합체를 포함하는 반응액에, 농도 45질량%의 다이에틸렌트라이아민 5아세트산 5나트륨 수용액 0.265g을 교반하에서 첨가했다. 그 후, 125℃로 설정한 유욕(油浴) 플라스크를 침지하고, n-헵테인과 물의 공비 증류에 의하여, 258.9g의 물을 계 외로 빼냈다. 그 후, 반응액에 표면 가교제로서 농도 2질량%의 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 수용액 4.42g(0.507밀리몰)을 첨가하고, 83℃에서 2시간 동안, 표면 가교제에 의한 가교 반응을 진행시켰다.
표면 가교 반응 후 곧바로, 반응액으로부터, n-헵테인상(相)을 눈 크기 38μm 체로 여과 분리하여 제거하여, 고흡수성 수지 함수물을 얻었다. 이 고흡수성 수지 함수물을 90℃ 설정의 감압 건조기로 0.006MPa의 가열 감압하에서 건조시켜, 중합체 입자의 건조품을 얻었다.
얻어진 중합체 입자(건조품)를 눈 크기 850μm의 체에 통과시켰다. 그 후, 중합체 입자의 질량에 대하여 0.5질량%의 비정질 실리카(오리엔탈 실리카즈 코포레이션, 토쿠실 NP-S)를 중합체 입자에 혼합하여, 비정질 실리카를 포함하는 흡수성 수지 입자를 231.5g 얻었다. 그 흡수성 수지 입자의 중위 입자경은 364μm이며, 생리 식염수의 흡수 속도는, 36초였다.
[실시예 2의 흡수성 수지 입자의 제작]
제1단째의 중합 반응에 있어서, 라디칼 중합 개시제를 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염 0.092g(0.339밀리몰) 및 과황산 칼륨 0.018g(0.068밀리몰)으로 변경하고, 내부 가교제를 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0101g(0.058밀리몰)으로 변경하며, 교반 날개의 회전수를 550rpm으로 변경한 것, 제2단째의 중합 반응에 있어서, 라디칼 개시제를 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염 0.129g(0.475밀리몰), 및 과황산 칼륨 0.026g(0.095밀리몰)으로 변경하고, 내부 가교제를, 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0116g(0.067밀리몰)으로 변경한 것, 제1단째의 중합 슬러리를 25℃까지 냉각한 것, 및 공비 증류에 의하여 함수 젤상 중합체를 포함하는 반응액으로부터 빼낸 물의 양을 239.9g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순으로, 흡수성 수지 입자의 건조품을 얻었다.
중합체 입자(건조품)의 질량에 대하여 0.2질량%의 비정질 실리카(오리엔탈 실리카즈 코포레이션, 토쿠실 NP-S)를 중합체 입자에 혼합하여, 비정질 실리카를 포함하는 흡수성 수지 입자 231.5g을 얻었다. 그 흡수성 수지 입자의 중위 입자경은 384μm이며, 생리 식염수의 흡수 속도는, 38초였다.
[실시예 3의 흡수성 수지 입자의 제작]
환류 냉각기, 적하 깔때기, 질소 가스 도입관, 및 교반기로서, 날개 직경 5cm의 4매 경사 패들 날개를 2단으로 갖는 교반 날개를 구비한 내경 11cm, 2L 용량의 둥근 바닥 원통형 세퍼러블 플라스크를 준비했다. 이 플라스크에, 사이클로헥세인 281g을 취하고, 에틸셀룰로스(Ashland제, 상품명: Aqualon N100) 0.564g을 투입하고, 교반기의 회전수를 700rpm으로 하여 교반하면서, 계 내로 질소 가스를 분사하여 용존 산소를 배출하고, 플라스크를 80℃의 수욕에 침지하여 75℃까지 승온했다.
한편, 내용적 300mL의 비커에, 에틸렌성 불포화 단량체로서 100% 아크릴산 92.0g(1.28몰)을 취하고, 외부로부터 냉각하면서, 27질량% 수산화 나트륨 수용액 142.0g을 적하하여, 75몰%의 중화를 행한 후, 라디칼 중합 개시제로서 과황산 칼륨 0.184g(0.681밀리몰)을 물 14.8g에 용해시킨 것을 첨가 용해한 후, 질소 가스를 분사하여 수용액 내에 잔존하는 산소를 제거하여, 단량체 수용액을 조제했다.
조제한 단량체 수용액을, 상기의 세퍼러블 플라스크 계 내로 튜브 펌프를 이용하여 1시간 동안 적하하여, 중합 반응을 행했다. 중합 후, 교반기의 회전수를 1000rpm으로 하여 교반하면서, 125℃로 설정한 유욕에 플라스크를 침지하고, 사이클로헥세인과 물의 공비 증류에 의하여, 사이클로헥세인을 환류하면서, 107.2g의 물을 계 외로 빼냈다.
그 후, 플라스크에 표면 가교제로서 폴리글리세롤폴리글리시딜에터(나가세 가세이 고교 주식회사제, 상품명 데나콜 EX-512) 0.036g(0.176밀리몰)을 물 3.61g에 용해·첨가하고, 유욕으로 가열하면서 75~80℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후 곧바로, 사이클로헥세인상을 눈 크기 38μm 체로 여과 분리하여 제거하여, 고흡수성 수지 함수물을 얻었다.
이 고흡수성 수지 함수물을 90℃ 설정의 감압 건조기로 0.006MPa로 가열 감압하에서 건조시켜, 중합체 입자를 얻었다. 이들을 850μm의 눈 크기의 체에 통과시켜, 중합체 입자(건조품)의 질량에 대하여 0.5질량%의 비정질 실리카(오리엔탈 실리카즈 코포레이션, 토쿠실 NP-S)를 중합체 입자에 혼합하여, 비정질 실리카를 포함하는 흡수성 수지 입자 105.1g을 얻었다. 그 흡수성 수지 입자의 중위 입자경은 310μm였다.
[비교예 1의 흡수성 수지 입자의 제작]
제1단째의 중합 반응에 있어서, 내부 가교제를 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.010g(0.057밀리몰)으로 변경하고, 교반 날개의 회전수를 550rpm으로 변경한 것, 제2단째의 중합 반응에 있어서, 내부 가교제를, 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0116g(0.067밀리몰)으로 변경하며, 제1단째의 중합 슬러리를 냉각했을 때의 온도를 25℃로 변경하고, 공비 증류에 의하여 함수 젤상 중합체를 포함하는 반응액으로부터 빼낸 물의 양을 256.1g으로 한 것, 및 n-헵테인상을 여과 분리하지 않고, n-헵테인을 125℃에서 증발시켜 건조시킨 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순으로, 중합체 입자의 건조품을 얻었다.
중합체 입자(건조품)의 질량에 대하여 0.1질량%의 비정질 실리카(오리엔탈 실리카즈 코포레이션, 토쿠실 NP-S)를 중합체 입자에 혼합하여, 비정질 실리카를 포함하는 흡수성 수지 입자 230.8g을 얻었다. 그 흡수성 수지 입자의 중위 입자경은 349μm이며, 생리 식염수의 흡수 속도는, 37초였다.
[비교예 2의 흡수성 수지 입자의 제작]
제1단째의 중합 반응에 있어서, 라디칼 중합 개시제를, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염 0.092g(0.339밀리몰), 및 과황산 칼륨 0.018g(0.068밀리몰)으로 변경하고, 내부 가교제를 0.0046g(0.026밀리몰)으로 변경하며, 교반 날개의 회전수를 550rpm으로 변경한 것, 제2단째의 중합 반응에 있어서, 라디칼 개시제를 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염 0.129g(0.475밀리몰), 및 과황산 칼륨 0.026g(0.095밀리몰)으로 변경하고, 내부 가교제를, 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0116g(0.067밀리몰)으로 변경하며, 제1단째의 중합 슬러리를 냉각했을 때의 온도를 25℃로 변경하고, 공비 증류에 의하여 함수 젤상 중합체를 포함하는 반응액으로부터 빼낸 물의 양을 210.0g으로 한 것, 및 n-헵테인상을 여과 분리하지 않고, n-헵테인을 125℃에서 증발시켜 건조시킨 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순으로, 중합체 입자의 건조품을 얻었다.
중합체 입자(건조품)의 질량에 대하여 0.2질량%의 비정질 실리카(오리엔탈 실리카즈 코포레이션, 토쿠실 NP-S)를 중합체 입자에 혼합하여, 비정질 실리카를 포함하는 흡수성 수지 입자 229.6g을 얻었다. 그 흡수성 수지 입자의 중위 입자경은 356μm이며, 생리 식염수의 흡수 속도는, 56초였다.
[비교예 3의 흡수성 수지 입자의 제작]
제1단째의 중합 반응에 있어서, 라디칼 중합 개시제를, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염 0.092g(0.339밀리몰), 및 과황산 칼륨 0.018g(0.068밀리몰)으로 변경하고, 내부 가교제를 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0046g(0.026밀리몰)으로 변경하며, 교반 날개의 회전수를 550rpm으로 변경한 것, 제2단째의 중합 반응에 있어서, 라디칼 개시제를 2,2'-아조비스(2-아미디노프로페인) 2염산염 0.129g(0.475밀리몰), 및 과황산 칼륨 0.026g(0.095밀리몰), 내부 가교제를, 에틸렌글라이콜다이글리시딜에터 0.0116g(0.067밀리몰)으로 변경하고, 제1단째의 중합 슬러리를 냉각했을 때의 온도를 25℃로 변경하며, 공비 증류에 의하여 함수 젤상 중합체를 포함하는 반응액으로부터 빼낸 물의 양을 234.2g으로 한 것, 및 n-헵테인상을 여과 분리하지 않고, n-헵테인을 125℃에서 증발시켜 건조시킨 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순으로, 중합체 입자의 건조품을 얻었다.
중합체 입자(건조품)의 질량에 대하여 0.2질량%의 비정질 실리카(오리엔탈 실리카즈 코포레이션, 토쿠실 NP-S)를 중합체 입자에 혼합하여, 비정질 실리카를 포함하는 흡수성 수지 입자 229.6g을 얻었다. 그 흡수성 수지 입자의 중위 입자경은 355μm이며, 생리 식염수의 흡수 속도는, 48초였다.
<흡수성 수지 입자의 평가>
표 1에, 실시예 및 비교예의 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 보수량 및 후술하는 방법에 의하여 측정되는 광투과율의 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00001
<광투과율의 측정>
팽윤시킨 흡수성 수지 입자의 광투과율의 측정에는, 이하의 기구 및 장치를 사용했다.
·석영 셀(도소·쿼츠 주식회사제: 10[mm]×10[mm]×45[mm])
·원심 분리기(주식회사 고쿠산제: H-36)
·UV 측정 장치: UV-VIS SPECTROPHOTOMETER(주식회사 시마즈 세이사쿠쇼제: UV-1850)
광투과율의 측정은, 다음의 수순으로 실시했다. 석영 셀에 흡수성 수지 입자 0.1g을 넣고, 25℃로 조제한 0.9질량% 염화 나트륨 수용액(생리 식염수) 3g을, 매크로 피펫을 이용하여 투입하고, 정치하에서 30분간 흡수시킴으로써 팽윤 젤층을 제작했다. 그 후, 원심 분리기를 이용하여, 회전수 200rpm으로 10분간 탈포를 행한 후, 석영 셀 내의 팽윤 젤층의 425nm에 있어서의 광투과도[%]를, UV 측정 장치를 이용하여 측정했다.
<생리 식염수 보수량의 측정>
흡수성 수지 입자 2.0g을 칭량한 면 백(면 브로드 60번, 가로 100mm×세로 200mm)을 500mL 용량의 비커 내에 설치했다. 흡수성 수지 입자가 들어간 면 백 안에 0.9질량% 염화 나트륨 수용액(생리 식염수) 500g을 뭉치지 않도록 한 번에 주입하고, 면 백의 상부를 고무 밴드로 묶어, 30분 정치시킴으로써 흡수성 수지 입자를 팽윤시켰다. 30분 경과 후의 면 백을, 원심력이 167G가 되도록 설정한 탈수기(주식회사 고쿠산제, 품번: H-122)를 이용하여 1분간 탈수하여, 탈수 후의 팽윤 젤을 포함한 면 백의 질량 Wa(g)를 측정했다. 흡수성 수지 입자를 첨가하지 않고 동일한 조작을 행하여, 면 백의 습윤 시의 공질량 Wb(g)를 측정하고, 이하의 식으로부터 생리 식염수 보수량을 산출했다.
생리 식염수 보수량(g/g)=[Wa-Wb]/2.0
<중위 입자경(입도 분포)>
흡수성 수지 입자 50g을 중위 입자경(입도 분포) 측정용으로 이용했다.
JIS 표준 체를 위로부터, 눈 크기 850μm의 체, 눈 크기 500μm의 체, 눈 크기 425μm의 체, 눈 크기 300μm의 체, 눈 크기 250μm의 체, 눈 크기 180μm의 체, 눈 크기 150μm의 체, 및 받침 접시의 순서로 조합했다.
조합한 가장 위의 체에, 흡수성 수지 입자를 넣고, 로 탭식 진탕기를 이용하여 20분간 진탕시켜 분급했다. 분급 후, 각 체 위에 남은 흡수성 수지 입자의 질량을 전체량에 대한 질량 백분율로서 산출하여 입도 분포를 구했다. 이 입도 분포에 관하여 입자경이 큰 쪽부터 순서대로 체 위를 적산함으로써, 체의 눈 크기와 체 위에 남은 흡수성 수지 입자의 질량 백분율의 적산값의 관계를 대수 확률지에 플롯했다. 확률지 상의 플롯을 직선으로 연결함으로써, 적산 질량 백분율 50질량%에 상당하는 입자경을 중위 입자경으로 했다.
250μm 초과 850μm 이하의 입자경을 갖는 흡수성 수지 입자의 존재 비율은, 500μm, 425μm, 300μm 및 250μm 눈 크기의 체 상에 남은 흡수성 수지 입자의 비율의 합계이며, 동일하게 250μm 이하의 입자경을 갖는 흡수성 수지 입자의 존재 비율은, 180μm, 150μm 각 눈 크기의 체 상 및 받침 접시에 남은 흡수성 수지 입자의 비율을 모두 가산한 수치이다.
<생리 식염수의 흡수 속도의 측정>
항온 수조에서 25±0.2℃의 온도로 조정한 0.9% NaCl 수용액 50±0.1g을 100mL 비커에 칭량하고, 마그네틱 스터러 바(8mmφ×30mm의 링 없음)로 교반하여, 회전수 600rpm으로 소용돌이를 발생시켰다. 흡수성 수지 입자 2.0±0.002g을, 상기 0.9% NaCl 수용액 중에 한 번에 첨가하고, 흡수성 수지 입자의 첨가 후부터 액면의 소용돌이가 사라지는 시점까지의 시간(초)을 측정하여, 당해 시간을 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 흡수 속도로 했다. 이 흡수 속도는, Vortex법에 의한 흡수 속도, 또는 소용돌이 시간이라고도 표현된다.
<인공뇨의 조제>
이온 교환수에, 하기와 같이 무기염이 존재하도록 배합하여 용해시킨 것에, 소량의 청색 1호를 더 배합하여 인공뇨를 조제했다. 하기의 농도는, 인공뇨의 전체 질량을 기준으로 하는 농도이다.
인공뇨 조성
NaCl: 0.780질량%
CaCl2: 0.022질량%
MgSO4: 0.038질량%
청색 1호: 0.002질량%
<경사 누설 시험>
이하의 i), ii), iii), iv) 및 v)의 수순에 따라, 흡수성 수지 입자의 액체 누설성을 평가했다.
i) 길이 15cm, 폭 5cm의 직사각형상의 점착 테이프(다이아텍스 주식회사제, 파이오란 테이프)를 점착면이 위가 되도록 실험대 상에 두고, 그 점착면 상에, 흡수성 수지 입자 3.0g을 균일하게 살포했다. 살포된 흡수성 수지 입자의 상부에, 스테인리스제 롤러(질량 4.0kg, 직경 10.5cm, 폭 6.0cm)를 올리고, 롤러를, 점착 테이프의 길이 방향에 있어서의 양단의 사이에서 3회 왕복시켰다. 이로써, 흡수성 수지 입자로 이루어지는 흡수층을 점착 테이프의 점착면 상에 형성했다.
ii) 점착 테이프를 수직으로 세워, 잉여의 흡수성 수지 입자를 흡수층으로부터 제거했다. 다시, 흡수층에 상기 롤러를 올리고, 점착 테이프의 길이 방향에 있어서의 양단의 사이에서 3회 왕복시켰다.
iii) 온도 25±2℃의 실내에 있어서, 길이 30cm, 폭 55cm의 직사각형의 평탄한 주면을 갖는 아크릴 수지판을, 그 폭 방향이 수평면에 평행하고, 그 주면과 수평면이 30도를 이루도록 고정했다. 고정된 아크릴판의 주면에, 흡수층이 형성된 점착 테이프를, 흡수층이 노출되고, 그 길이 방향이 아크릴 수지판의 폭 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 첩부했다.
iv) 흡수층의 상단으로부터 약 1cm의 위치이며 표면으로부터 약 1cm의 높이로부터, 액온 25℃의 시험액 0.25mL를, 마이크로 피펫(엠 에스 기키사제 피펫맨·네오 P1000N)을 이용하여, 1초 이내에 모두 주입했다.
v) 시험액의 주입 개시부터 30초 후에, 흡수층에 주입된 시험액의 이동 거리의 최댓값을 판독하여, 확산 거리 D로서 기록했다. 또한, 확산 거리 D는, 주면 상에 있어서, 적하점(주입점)과 최장 도달점을, 아크릴 수지판의 단변 수평면에 대하여 수직 방향의 직선으로 연결한 거리이다. 또한, 확산 거리 D가 14cm 이상인 경우는 액체 누설이 발생하고 있었다.
Figure pct00002
생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 소정값 이상인 흡수성 수지 입자에 의하면, 액체 누설의 억제가 가능한 것이 나타났다.
<흡수체 및 흡수성 물품의 제작>
[실시예 1의 흡수성 수지 입자를 포함하는 흡수성 물품의 제작]
기류형 혼합 장치(유한회사 오텍제, 패드 포머)를 이용하여, 실시예 1의 흡수성 수지 입자 10g, 및 분쇄 펄프 9.5g을 공기 초조(抄造)에 의하여 균일 혼합함으로써, 12cm×32cm의 크기의 시트상의 흡수체를 제작했다. 흡수체를 평량 16g/m2의 티슈 페이퍼(코어랩) 상에 배치하고, 흡수체 상에, 티슈 페이퍼(코어랩), 및 단섬유 부직포인 에어 스루 부직포(액체 투과성 시트)를 이 순서로 적층했다. 이 적층체에 대하여, 588kPa의 하중을 30초간 가했다. 또한, 12cm×32cm의 크기의 폴리에틸렌제 액체 불투과성 시트를, 에어 스루 부직포와는 반대 측의 면에 첩부하여, 실시예 1의 흡수성 수지 입자를 포함하는 흡수성 물품을 제작했다. 사용한 에어 스루 부직포의 단위면적당 중량은, 17g/m2였다.
[실시예 2의 흡수성 수지 입자를 포함하는 흡수성 물품의 제작]
흡수성 수지 입자를, 실시예 2의 흡수성 수지 입자로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 흡수성 수지 입자를 포함하는 흡수성 물품을 제작했다.
[비교예 1~3의 흡수성 수지 입자를 포함하는 흡수성 물품의 제작]
흡수성 수지 입자를, 비교예 1~3의 흡수성 수지 입자로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1~3의 흡수성 수지 입자를 포함하는 흡수성 물품을 제작했다.
실시예 및 비교예의 흡수성 물품에 있어서, 흡수성 수지 입자의 평량은, 280g/m2, 분쇄 펄프(친수성 섬유)의 평량은 260g/m2였다.
<구배 흡수 시험>
도 2는, 흡수성 물품의 누설성을 평가하는 방법을 나타내는 모식도이다. 평탄한 주면을 갖는 길이 45cm의 지지판(1)(여기에서는 아크릴 수지판, 이하 경사면(S1)이라고도 한다)을, 수평면(S0)에 대하여 45±2도로 경사진 상태에서 가대(41)에 의하여 고정했다. 온도 25±2℃의 실내에 있어서, 고정된 지지판(1)의 경사면(S1) 상에, 시험용의 흡수성 물품(100)을, 그 길이 방향이 지지판(1)의 길이 방향을 따르는 방향으로 첩부했다. 이어서, 흡수성 물품(100) 중의 흡수체의 중앙으로부터 8cm 상방의 위치를 향하여, 흡수성 물품의 연직 상방에 배치된 적하 깔때기(42)로부터, 25±1℃로 조정한 시험액(50)(인공뇨)을 적하했다. 1회당 80mL의 시험액을, 8mL/초의 속도로 적하했다. 적하 깔때기(42)의 선단과 흡수성 물품의 거리는 10±1mm였다. 1회째의 시험액 투입 개시부터 10분 간격으로, 동일한 조건으로 시험액을 반복 투입하고, 시험액은 누설이 관측될 때까지 투입했다.
흡수성 물품(100)에 흡수되지 않았던 시험액이 지지판(1)의 하부로부터 새어 나온 경우, 새어 나온 시험액을 지지판(1)의 하방에 배치된 금속제 트레이(44) 내에 회수했다. 회수된 시험액의 중량(g)을 천칭(43)에 의하여 측정하고, 그 값을 누설량으로서 기록했다. 시험액의 전체 투입량으로부터 누설량을 뺌으로써, 누설이 발생할 때까지의 흡수량을 산출했다. 이 수치가 클수록, 착용 시에 있어서의 액체의 누설이 발생하기 어렵다고 판단된다.
Figure pct00003
표 3에 나타내는 결과로부터, 실시예 1~2의 흡수성 물품은, 비교예 1~3의 흡수성 물품과 비교하여, 누설의 발생이 억제된 흡수성 물품이라고 할 수 있다.
10…흡수체
10a…흡수성 수지 입자
10b…섬유층
20a, 20b…코어랩
30…액체 투과성 시트
40…액체 불투과성 시트
50…시험액
100…흡수성 물품
S0…수평면
S1…경사면

Claims (10)

  1. (메트)아크릴산 및 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체에서 유래하는 단량체 단위를 갖는 가교 중합체를 포함하고,
    (메트)아크릴산 및 그 염의 비율이 상기 가교 중합체 중의 단량체 전체량에 대하여 70~100몰%인, 흡수성 수지 입자로서,
    생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상이며,
    생리 식염수의 보수량이 30~55g/g인, 흡수성 수지 입자.
  2. 흡수성 수지 입자의 액체 누설성을 평가하는 방법으로서,
    상기 흡수성 수지 입자가, (메트)아크릴산 및 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체에서 유래하는 단량체 단위를 갖는 가교 중합체를 포함하고,
    (메트)아크릴산 및 그 염의 비율이 상기 가교 중합체 중의 단량체 전체량에 대하여 70~100몰%이며,
    생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 상기 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율이, 20% 이상인 경우에, 흡수성 수지 입자의 액체 누설 억제의 효과가 크다고 평가하는, 방법.
  3. 흡수성 수지 입자의 제조 방법으로서,
    상기 흡수성 수지 입자가, (메트)아크릴산 및 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체에서 유래하는 단량체 단위를 갖는 가교 중합체를 포함하고,
    (메트)아크릴산 및 그 염의 비율이 상기 가교 중합체 중의 단량체 전체량에 대하여 70~100몰%이며,
    생리 식염수로 30배로 팽윤시켰을 때의 상기 흡수성 수지 입자의 파장 425nm에 있어서의 광투과율을 측정하는 공정을 구비하는, 제조 방법.
  4. 액체 불투과성 시트, 흡수체, 및 액체 투과성 시트를 구비하고, 상기 액체 불투과성 시트, 상기 흡수체 및 상기 액체 투과성 시트가 이 순서로 배치되어 있는, 흡수성 물품으로서,
    상기 흡수체가, 청구항 1에 기재된 흡수성 수지 입자를 포함하는, 흡수성 물품.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 액체 투과성 시트가, 서멀 본드 부직포, 에어 스루 부직포, 레진 본드 부직포, 스펀 본드 부직포, 멜트 블로 부직포, 에어레이드 부직포, 스펀 레이스 부직포, 포인트 본드 부직포, 또는 이들로부터 선택되는 2종 이상의 부직포의 적층체를 포함하는, 흡수성 물품.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 흡수체가, 섬유상물을 더 포함하는, 흡수성 물품.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수체의 상기 액체 투과성 시트와 접하는 면측을 적어도 덮는 코어랩을 더 구비하는, 흡수성 물품.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 코어랩이, 상기 액체 투과성 시트에 접착되어 있는, 흡수성 물품.
  9. 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수체가, 상기 액체 투과성 시트와 접하도록 배치되어 있고,
    상기 흡수체가, 상기 액체 투과성 시트에 접착되어 있는, 흡수성 물품.
  10. 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수성 수지 입자의 생리 식염수의 흡수 속도가 30~80초인, 흡수성 물품.
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