WO1995033558A1 - Particules modifiees de resine absorbant l'eau - Google Patents

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Masahisa Fujita
Takashi Sumiya
Masanori Koike
Kenji Tanaka
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    • C08J2333/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
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    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes

Definitions

  • the present invention relates to water-absorbent resin particles treated with an organic polysiloxane. More specifically, the present invention relates to water-absorbent resin particles that have been treated and modified with a liquid organic polysiloxane, have an improved absorption rate, and have less problems of blocking due to moisture absorption. Background art
  • water-absorbing resins have been widely used in sanitary products, sanitary materials such as disposable diapers, and soil water retention agents.
  • water-absorbent resins include crosslinked polyacrylates, self-crosslinked polyacrylates, crosslinked starch-acrylate copolymers, and vinyl alcohol-acrylate copolymers.
  • Known substantially water-insoluble cross-linked polymers such as cross-linked products, hydrolyzed cross-linked acrylamide copolymers, neutralized cross-linked isobutylene-maleic anhydride copolymers, cross-linked carboxymethyl cellulose salts, etc. Have been.
  • water-absorbent resins have a high absorption capacity, they are not sufficiently satisfactory for use in applications such as disposable diapers and sanitary products that require a high absorption rate. It is generally used in combination with a fibrous material such as pulp with a high speed.
  • the hydrophobic high-melting point organic compound covers the surface of the resin particles with stearic acid. Therefore, it is possible to improve the moisture-absorbing blocking property to some extent, but it is not sufficient. Since stearic acid inhibits the absorbency of the water-absorbent resin, there is a problem that the initial absorption amount under pressure and the absorption capacity are reduced.
  • the present invention provides water-absorbent resin particles having a high absorption rate by modifying the water-absorbent resin particles to promote uniform penetration of water, urine, menstrual blood, etc. into the water-absorbent resin particles. That is the primary purpose.
  • the present invention modifies the water-absorbing resin particles to solve the problems in the methods for improving the moisture-absorbing packing property such as those described in (1) to (4) above. It is a second object of the present invention to provide water-absorbent resin particles having excellent initial absorption and absorption capacity. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a crosslinked polymer of an ethylenically unsaturated monomer having acrylic acid and / or acrylate as a main constituent unit, and a water-insoluble resin (A) which is substantially water-insoluble.
  • a crosslinked polymer of an ethylenically unsaturated monomer having acrylic acid and / or acrylate as a main constituent unit and a water-insoluble resin (A) which is substantially water-insoluble.
  • the modified water-absorbent resin particles of the present inventor are modified by treating the water-absorbent resin (A) with the organic polysiloxane (B).
  • the surface of the particles is in a state where (B) is attached, or (A) and (B) react and (B) is adhered to the surface of the particles in (A).
  • either a mixed state or a reactive state is achieved.
  • (A) the surface of the particles is modified with (B), which is a liquid organic polysiloxane, so that the modified water-absorbent resin particles of the present invention can be used under high humidity conditions.
  • B which is a liquid organic polysiloxane
  • the disadvantage that the particles of the water-absorbing resin adhere to each other to impair uniform water penetration is improved by the modification effect of (B) in the present invention. Is an improvement.
  • modified water-absorbent resin particles of the present inventor have excellent initial absorption under pressure and excellent absorption capacity.
  • the water-absorbent resin (A) is a substantially water-insoluble resin which absorbs a large amount of water when contacted with water and swells to form a hydrogel (hydrogel). Further, the water-absorbent resin (A) is formed of an ethylenically unsaturated monomer having acrylic acid and Z or acrylate as a main constituent unit. It is a bridge polymer.
  • Examples of such a water-absorbent resin (A) include a crosslinked product of a partially neutralized polyacrylic acid, a partially neutralized self-crosslinked polyacrylic acid, a crosslinked product of a starch acrylate graft copolymer, and a starch.
  • Hydrolysate of cross-linked acrylonitrile-daraft polymer cross-linked product of vinyl alcohol-acrylic acid copolymer, hydrolyzate of cross-linked acrylic acid-acrylamide copolymer, acryl Hydrolysate of cross-linked acrylate-acrylonitrile copolymer, cross-linked copolymer of acrylate and 2-acrylamide 2-methylpropane sulfonate, neutralization of cross-linked isobutylene-maleic anhydride copolymer And combinations of two or more of these.
  • Each of the crosslinked polymers exemplified as the water-absorbing resin (A) above is obtained by using a salt of gallbonic acid such as acrylate as a raw material, or forming a salt as a neutralized product or a partially neutralized product.
  • a salt of gallbonic acid such as acrylate
  • sodium salts, potassium salts, ammonium salts, amine salts and the like are used. Preferred are sodium salt and potassium salt.
  • the water-absorbing resin (A) Preferred among those exemplified as the water-absorbing resin (A) are the cross-linked polyacrylic acid partially neutralized products and the self-cross-linked polyacryl, considering the absorption characteristics when finally used as a water-absorbing resin.
  • the water-absorbent resin (A) has an absorbency against normal saline (0.9% aqueous sodium chloride solution) under normal pressure at least 30 times, preferably 35 to 80 times, particularly preferably its own weight. It is preferable to use 40 to 70 times.
  • the particles having a particle size of 10 to 100,000 having a content of 95% by weight or more among the particles of (A) It is necessary to use water-absorbent resin particles having a degree distribution, and preferably, a water-absorbent resin having a particle size distribution in which the content of particles having a particle size of 50 to 850 m is 95% by weight or more. It is desirable to use particles. Water-absorbent resin particles with a particle size distribution of less than 95% by weight, with a content of particles with a particle size of 10 to 1,000 // m less than 95% by weight.
  • the use of resin particles is not preferred because it tends to be clogged at the time of water absorption and the absorption rate is reduced.
  • water-absorbing resin particles having a particle size distribution containing a large number of particles having a large particle size are used, it takes time for water to be absorbed into the inside of the particles at the time of water absorption.
  • the average particle size is not particularly limited, but is preferably from 200 to 600;
  • the shape of the particles of the water-absorbent resin (A) is not particularly limited. Depending on the production method, the pearl shape obtained by reverse-phase suspension polymerization, the flake shape obtained by drum drying, and the resin mass are powder-framed. Rocks or amorphous shapes obtained by the above-mentioned method, and granules of these particles. '
  • the organic polysiloxane (B) may be liquid at ordinary temperature, and may or may not have reactivity with the water-absorbing resin (A). That is, (B) includes those having no reactivity with the carboxylic acid (salt) group in the water absorbent resin (A) and those having reactivity with the carboxylic acid (salt) group.
  • carboxylic acid (salt) group means a carboxylic acid group and Z or a carboxylate group, and the same applies to the following.
  • the organosilicon monomer which is generally called a silane coupling agent, is a monomer having a relatively low molecular weight, and the desired effect cannot be obtained only by mixing it. Not suitable as.
  • those which do not react with (A) include, for example, dimethyl silicone oil, methyl hydridone silicone oil, methyl phenyl silicone oil, cyclic dimethyl silicone oil, and polydimethyl silicone oil.
  • examples include ether-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, and alkoxy-modified silicone oil. These can be used in combination of two or more. Emulsion forms in which these are emulsified in water can also be suitably used in the present invention.
  • those having reactivity with (A) include silicone oil having at least one functional group which reacts with a carboxylic acid (salt) group of (A).
  • Specific examples thereof include amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, phenol-modified silicone oil, and mercapto-modified silicone oil.
  • Preferred among those having no reactivity with (A) are dimethyl silicone oil and polyester-modified silicone oil because they can be obtained relatively inexpensively.
  • Preferred among the compounds having reactivity with (A) are an amino-modified silicone oil and an epoxy-modified silicone oil capable of reacting with a carboxylic acid (salt) group at a relatively low temperature.
  • Particularly preferred is an amino-modified silicone oil in that it can react with a carboxylic acid (salt) group at room temperature.
  • amino-modified silicone oil one can be added at the end of the silicone polymer molecule and Z or in the molecule.
  • R 1 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms
  • R 2 and 3 are 11 or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
  • One or more of the alkylene group and Z or at least one hydrogen atom of the alkyl group is 0. It may be substituted with an H group, a COOH group, an NH 2 group, or the like, and when the number of carbon atoms is 2 or more, an ether bond containing an oxygen atom may be included between carbon-carbon bonds.
  • Amino-modified silicone oil having the indicated group Is exemplified.
  • Epoxy-modified silicone oil includes one RX at the terminal and / or in the molecule of the silicone polymer (where R is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; X is an epoxy group. One or more hydrogen atoms of the alkylene group) May be substituted with an OH group, a COOH group, etc., and when the alkylene group has two or more carbon atoms, an ether bond containing an oxygen atom may be included between carbon-carbon bonds.) Epoxy-modified silicone oils having the indicated groups are exemplified.
  • the number of reactive functional groups of the organopolysiloxane having reactivity with (A) may be one usually having one or more in one molecule of silicone oil. However, it is preferable that two or more of these functional groups be used for the purpose of crosslinking the vicinity of the surface of the resin particles. A more preferred number of reactive functional groups is 2 to 20 from the viewpoint of efficient crosslinking. Further, the position of the functional group may be any one of the terminal and the side chain or both the terminal and the side chain of one silicone polymer molecule.
  • the organic polysiloxane (B) may be in a liquid state at room temperature, and its molecular weight is not particularly limited, but is preferably at least 1,000, more preferably at least 3,000. Although the upper limit of the molecular weight of the organopolysiloxane (B) is not particularly limited, it is usually about 1,000,000. The use of an organic polysiloxane having a molecular weight of 1,000 or more is preferable because the moisture absorption blocking rate and the dustiness do not deteriorate over time.
  • the surface tension of the organopolysiloxane (B) is not particularly limited, but is preferably 18 to 30 dynes Z cm, more preferably 20 to 26 dynes Z cm.
  • the use of an organic polysiloxane having a surface tension within the above range can prevent (B) from easily penetrating into the interior of the water-absorbent resin particles. Therefore, a large amount of (B) is required to achieve the desired effect. It is economical because it is not necessary to use it, and the water repellency is not so strong that there is no fear that the absorption performance is reduced. In addition, it is preferable because there is no possibility that problems such as poor powder fluidity and occurrence of blocking occur.
  • the surface tension is a value measured at 25 ° C.
  • the viscosity of (B) is not particularly limited as long as it is liquid at room temperature, but is preferably 10 to 20,000 centistokes (cst) at room temperature (25 ° C), and particularly preferably diluted with solvents. It is 30 to 1,000 est in that there is no need to perform the process and it is easy to mix with (A).
  • an organic polysiloxane having the above viscosity By using an organic polysiloxane having the above viscosity, it can be used after being diluted with a low-viscosity organic polysiloxane or another solvent (eg, methyl ethyl ketone, cellosolves, lauryl alcohol, etc.) It is economical because there is no need to add a step to remove the solvent used for dilution after the mixing process, that the powder fluidity is kept good, and (B) is inside the water-absorbent resin particles. Since it does not easily penetrate, it is not necessary to use a large amount of (B) in order to obtain the desired effect.Therefore, (B) acts as a binder between the particles of (A) to reduce the absorption rate.
  • a low-viscosity organic polysiloxane or another solvent eg, methyl ethyl ketone, cellosolves, lauryl alcohol, etc.
  • the viscosity is a value measured at 25 ° C.
  • the amount of the organic polysiloxane (B) used for the particles of the water-absorbent resin (A) can be variously changed. B), usually 100: (0.001 to 5), preferably 100: (0.0 01 to 3), especially 100: (0.0 1 to 1).
  • the particles of the water-absorbent resin (A) used in the present invention are treated and modified with (B), but also the surface of the particles (A) can react with a carboxylic acid (salt) group.
  • the water-absorbing resin particles having a modified structure further cross-linked with a cross-linking agent (C) having at least two groups have a further improved absorption rate and a higher gel strength, and thus are suitable for the present invention. Can be used.
  • the type of the cross-linking agent (C) varies depending on the type of the water-absorbing resin (A) used and the type of the organic polysiloxane (B).
  • polydaricidyl ether compounds, polyol compounds, and polyamine compounds are used.
  • a polyamine-based resin, a carbonate-based compound, a haloepoxy-based compound, and a polyaldehyde-based compound are used.
  • polyglycidyl ether compound examples include, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin-1,3-diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol Examples include diglycidyl ether and polyglycerin polyglycidyl ether.
  • polyol compound examples include glycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and diethanolamine.
  • polyamine compound examples include, for example, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine and the like.
  • polyamine-based resin examples include, for example, polyamidoboriaminepichlorohydrin resin, polyamineepichlorohydrin resin, and the like.
  • carbonate-based compound examples include, for example, ethylene carbonate and the like.
  • haloepoxy-based compound examples include, for example, epichlorohydrin and methyl-epiclorhydrin.
  • polyaldehyde compound examples include Daltar aldehyde, Dalioxal, and the like.
  • preferred examples of the cross-linking agent (C) include those which form a strong covalent bond with a carboxylic acid (salt) group to obtain water-absorbent resin particles excellent in both absorption rate and gel strength.
  • they are a polyglycidyl ether compound, a polyol compound and a polyamine resin. More preferred are ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol-diglycidyl ether, glycerin-1,3-diglycidyl ether, and glycerin, because of their low reaction temperature and economical energy cost.
  • the amount of the cross-linking agent (C) used depends on the type of the cross-linking agent (C), the type and the degree of cross-linking of the water-absorbent resin (A), and the performance target of the obtained modified water-absorbent resin particles of the present invention.
  • the method of adding (B) [and optionally the above-mentioned crosslinking agent (C)] to the particles (A) may be any method as long as a predetermined amount can be added.
  • the equipment used for adding (B) [and optionally the crosslinking agent (C)] to the particles (A) may be a conventional mixer, such as a cylindrical mixer or a screw mixer. , Screw type extruder, Turbulizer, Nauta type mixer, V type mixer, Ribbon type mixer, Double arm type kneader, Flow type mixer, Air flow type mixer, Rotating disk type mixer, Conical blender The mouth
  • the mixture obtained by the treatment described above differs depending on the presence or absence and the reactivity of the reactive functional group of (B) [and optionally the crosslinking agent (C)]. If so, heating may be performed for the purpose of accelerating the reaction. Further, the above mixing and heating may be performed simultaneously.
  • the reaction is defined as a reaction between "water-absorbent resin (A)” and "modified silicone oil when (B) is a modified silicone oil reactive with (A), and optionally a cross-linking agent (C)". It is a crosslinking reaction.
  • the heating temperature is usually from 60 to 200 ° C, preferably from 80 to 180 ° C.
  • This heating includes dryers and heaters, such as hot air dryers, rotary drum dryers, paddle dryers, disk heaters, fluidized bed dryers, belt dryers, Nauta heaters, and infrared heaters. Can be used.
  • the silicon dioxide fine powder (D) can be added to the modified water-absorbent resin particles of the present invention at any stage of the modification. By adding (D), the absorption rate can be further improved. In addition, improvement in powder fluidity can be expected.
  • silicon dioxide fine powder (D) is a dry inorganic silicic acid produced by hydrolyzing manganese tetrachloride in oxygen and hydrogen at a high temperature, and usually produced by “Fumed S”.
  • i 1 ica Silica having an alkyl group introduced by further reacting the silanol group on the surface of the inorganic silicic acid with monomethyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane or the like can also be used.
  • silicon dioxide having a specific surface area of 50 to 500 m 3 Zg and a primary particle size of 5 to 50 nm is exemplified.
  • Preferred fine particles of silicon dioxide (D) include the specific surface area and particle size described above.
  • hydrophilic silicon dioxide having a degree of hydrophilicity of 70% or more.
  • the degree of hydrophilicity is the weight ratio of silicon dioxide suspended in a colloidal state in a mixed solution of water and water at a ratio of 70/30 (weight ratio). The smaller this value is, the stronger the hydrophobicity is, and what is generally called hydrophobic silica is silicon dioxide having a hydrophilicity of 0%.
  • the hydrophobicity increases, the absorption rate of the water-absorbent resin particles tends to decrease depending on the amount of (B) added to (A), and therefore, hydrophilicity of 70% or more, It is preferable to use silicon.
  • the amount is usually 0.001 to 2% by weight, preferably 0.01 to 1 part by weight, based on the amount of (A). More preferably, the amount is smaller than the amount of (B) added to (A).
  • the amount of (D) By setting the amount of (D) to be in the above range, the absorption rate can be further improved, there is no problem of dust generation, and an improvement in powder fluidity can be expected.
  • the method of adding the fine silicon dioxide powder (D) include, for example, a method of adding (D) to (A) particles and mixing them in advance, and a method of adding (D) to (B) and mixing them. A method of adding (D) while mixing (A) particles and (B), and a method of adding and mixing (D) to a mixture of (A) particles and (B).
  • organic powders for example, pulp powder, cellulose derivatives, natural polysaccharides, etc.
  • inorganic powders such as pulp powders, cellulose derivatives, etc.
  • antioxidants, preservatives, bactericides, surfactants, coloring agents, fragrances, deodorants, etc. can be added as required. Is usually 10% by weight or less based on the weight of the modified water-absorbent resin particles.
  • the modified water-absorbent resin particles of the present invention are substantially water-insoluble resin particles.
  • the moisture absorption blocking rate, dustiness, and absorption characteristics can be controlled according to the purpose of use.
  • the moisture absorption blocking rate under high humidity (40 ° C, 80% RH, after 3 hours) It is usually 20% or less, preferably 10% or less.
  • the dust level is usually 10 cpm, and preferably 5 cpm or less.
  • the initial absorption amount under pressure to physiological saline is 20 g Z g or more, preferably 25 g Z g or more.
  • the upper limit of the initial absorption amount is not particularly limited, and the larger it is, the more preferable. However, it is usually 50 gZg or less.
  • the physiological saline is an aqueous solution of sodium chloride (concentration 0.85 to 0.95% by weight).
  • the modified water-absorbent resin particles of the present invention have almost no moisture-absorbing blocking even when used under high humidity, hardly generate dust when making disposable diapers, etc., and have an initial absorption amount under pressure.
  • the gel is excellent in water absorption and the dryness of the gel after drying is good and gives a soft touch. Therefore, for example, when used in a disposable diaper or the like, the diaper withstands a load such as the weight of a baby and quickly absorbs a large amount of urine, thereby improving the dryness of the surface of the disposable diaper after urination.
  • 0.1 lg of water-absorbent resin particles are placed in a cylindrical plastic tube (30 mm inside diameter, 6 Omm height) with a 250 mesh mesh net attached to the bottom and spread evenly. Place a weight with an outer diameter of 30 mm to a load of 20 gZ cm 2 .
  • particulate water-absorbing resin "Sunwet IM-1000" [partially neutralized salt of starch Z acrylate graphitic polymer, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd .; particle size 10 to 1,000 / / m particles content of 99.9 wt% or less] 100 g of 2,000 ml capacity juicer mixer, while continuing to stir, add epoxy-modified silicone oil to 80 wt% aqueous solution of medanol [Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 5 kg of a methanol aqueous solution in which 6% by weight of "KF-101" manufactured by K.K.
  • Example IM-5 000 D was used as it was as the comparative water-absorbent resin particles (b1). Table 11 shows the performance measurement results of this product. Comparative Example 2
  • Table 11 shows the performance measurement results of this product.
  • the modified water-absorbent resin particles (a1) to (a4) of the present invention have a higher moisture-absorbing blocking ratio, dustiness, and a lower density than the untreated water-absorbent resin particles (bl) to (b3).
  • the initial absorption under pressure and the absorption capacity have been dramatically improved.
  • the modified water-absorbent resin particles (a1) to (a4) of the present invention have a higher moisture-absorbing blocking ratio, a higher dustiness, and a lower water-absorbency resin particle than the comparative water-absorbent resin particles (b4) to (b7). Excellent initial absorption under pressure and absorption capacity.
  • the water-absorbing resin particles (b4) to (b6) of the comparative example have a lower moisture absorption blocking ratio than the untreated water-absorbing resin particles (bl) to (b3). Despite being good, the dust level is getting worse. Furthermore, the initial absorption amount and absorption capacity under pressure are worse for all of the comparative water absorbent resin particles (b4) to (b7) than for the untreated water absorbent resin (bl) to (b3). ing.
  • 0.1 g of water-absorbent resin particles are placed in a cylindrical plastic tube (30 mm inside diameter, 60 mm height) with a 250 mesh mesh net attached to the bottom, and spread evenly. Place a weight with an outer diameter of 30 mm so that the load becomes 20 gZ cm 2 .
  • a plastic tube containing water-absorbent resin particles is immersed in a Petri dish (diameter: 12 cm) containing 60 ml of physiological saline for 30 minutes with the net opening side facing down. The value of 10 times the increased weight after 30 minutes was defined as the pressure absorption.
  • a 1 liter glass reaction vessel was charged with 95 g of sodium acrylate, 27 g of acrylic acid, 0.3 g of N, N'-methylenebisacrylamide and 430 g of deionized water, and stirred. While mixing, the temperature of the contents was kept at ⁇ . Nitrogen was introduced into the contents to reduce the amount of dissolved oxygen to 1 ppm or less, and then 1 g of a 1% aqueous solution of hydrogen peroxide and 1 g of a 0.3% aqueous solution of ascorbic acid were added to initiate polymerization. By polymerizing for about 5 hours, a hydrogel polymer was obtained. The hydrogel polymer was dried with hot air at 130 to 150 ° C.
  • (B 8) contains 7.2% of fine particles with a particle size of 105 ⁇ m or less.
  • the ratio of fine particles having a particle size of 45 or less was 1.0%.
  • Table 12 shows the performance measurement results of the water absorbent resin particles (b8).
  • Fine particles having a particle size of 105 or less were removed from the water-absorbent resin particles (b8) obtained in Comparative Example 8 to obtain water-absorbent resin particles (b10).
  • Table 12 shows the performance measurement results of the water absorbent resin particles (blO).
  • a 1 liter glass reaction vessel was charged with 100 g of acrylic acid, 0.3 g of tetraaryloxetane and 350 g of deionized water, and the temperature of the contents was kept at 5 ° C while stirring. After flowing nitrogen into the contents to reduce the amount of dissolved oxygen to 1 ppm or less, polymerization was initiated by adding 1 g of a 1% aqueous solution of hydrogen peroxide and 1 g of a 0.3% aqueous solution of ascorbic acid. After about 5 hours of polymerization, a hydrogel polymer was obtained.
  • a 1-liter flask equipped with a reflux condenser was charged with 400 g of n-hexane, 3 g of sorbitan monostearate was dissolved, and the amount of dissolved oxygen in the solution was reduced by flowing nitrogen gas into the flask. p pm or less. Then, while maintaining the temperature at about 60 ° C with a warm bath and stirring, the above-mentioned monomer aqueous solution containing a persulfuric acid reamer is added dropwise to carry out polymerization for about 3 hours, and further reflux conditions By continuing the polymerization under the following conditions for 2 hours, a dispersion of the pearl-like hydropolymer was obtained.
  • the hydrated polymer was separated from this polymer dispersion by filtration and further subjected to centrifugal dehydration to obtain a pearl-like hydrated polymer.
  • This water-containing polymer was dried under reduced pressure at 90 to 95 ° C to obtain pearl-like water-absorbent resin particles (b12) having a particle size of 850 m or less.
  • (B12) contained 6.4% of fine particles having a particle size of 105 m or less, and 0.9% of fine particles having a particle size of 45 / zm or less.
  • Table 12 shows the performance measurement results of the water absorbent resin particles (bl2).
  • Example 5 100 parts of the water-absorbent resin particles (b8) obtained in Comparative Example 8 and dimethyl silicone oil “Shin-Etsu Silicone KF 96A-100” [manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; surface tension 20.9 din Z cm; Viscosity 100 cps; average molecular weight approx. 6,000] 0.05 part is put into a V-type mixer and mixed for 20 minutes to obtain a water-absorbent resin particle (b8) with a particle size distribution almost equivalent to that of water-absorbent resin particles (b8) Light-modified water-absorbent resin particles (a5) were obtained. Table 12 shows the performance measurement results of the water absorbent resin particles (a5).
  • Example 5 was repeated except that the addition amount of the dimethyl silicone oil “Shin-Etsu Silicon KF 96-100” to the water-absorbent resin particles (b8) was changed to 0.01% and 0.1%, respectively. Similarly, the modified water-absorbent resin particles (a6) and (a7) of the present invention were obtained. Table 12 shows the performance measurement results of these water absorbent resin particles.
  • Example 5 instead of “Shin-Etsu Silicone KF 96A-100", dimethyl silicone oil "Shin-Etsu Silicone KF 96-50" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. [surface tension 20.8 dyne Zcm; Viscosity 50 cps; average molecular weight about 3,500], dimethyl silicone oil "Shin-Etsu Silicone KF 96-350" [surface tension 21.1 din (111; viscosity 350 cps; average molecular weight about 1,500], dimethylsilicone Corn oil '"Shin-Etsu Silicone Oil KF 54" [Surface tension 25.2 dynes Zcm; viscosity 400 cps; average molecular weight about 16,000] Water-absorbent resin particles (a8), (a9) and (a10) were obtained, and the performance measurement results of these water-absorbent resin particles are shown in Table 12.
  • Example 5 instead of “Shin-Etsu Silicone KF 96-100", dimethyl silicone oil “Shin-Etsu Silicone KF 96-5" (Surface Tension 19.7) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used.
  • the modified water-absorbent resin particles (a11) and (a12) of the present invention were obtained in the same manner as in Example 5, except that the average molecular weight was about 40,000).
  • Table 12 shows the performance measurement results of these water absorbent resin particles.
  • Example 13 shows the performance measurement results of these water absorbent resin particles.
  • Example 5 To the water-absorbent resin particles (a5) obtained in Example 5, 0.02% of silicon dioxide having a hydrophilicity of 100% ("Leo mouth seal QS-102"; manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.) was added.
  • the modified water-absorbent resin particles (a13) of the present invention were obtained by adding and uniformly mixing. Table 2 shows the performance measurement results of the water absorbent resin particles (a13).
  • Example 5 was repeated in the same manner as in Example 1 except that the water-absorbent resins (b9), (bl0), and (b12) were used instead of the water-absorbent resin particles (b8).
  • (A14), (a15) and (a16) were obtained from the modified water-absorbent resin particles of the invention.
  • Table 12 shows the performance measurement results of these water absorbent resin particles.
  • the modified water-absorbent resin particles of the present invention and the composition containing these particles have deteriorated performances such as normal pressure absorption and pressure absorption compared to the corresponding comparative examples. Absorption rate is increased without causing Excellent, gel time is dramatically improved. Industrial applicability
  • modified water-absorbent resin particles of the present invention have an improved absorption rate, improved moisture-absorbing blocking properties, and improved dust generation as described below, and maintain or improve the absorption performance of the water-absorbent resin. ing.
  • the water-absorbing organic polysiloxane is efficiently fixed or adhered to the surface of the water-absorbent resin particles, so the moisture-absorbing blocking rate is low. Therefore, even when used in a high-humidity environment, the water-absorbent resin does not block and has excellent workability.
  • the initial absorption amount under pressure and the absorption capacity are increased before the treatment in order to crosslink the vicinity of the surface of the water-absorbing resin.
  • the modified water-absorbent resin particles of the present invention include paper diapers (child diapers and adult paper diapers), sanitary napkins, incontinence pads, breast milk pads, surgical underpads, It is particularly suitable for sanitary products such as pet sheets and absorbent materials.
  • the modified water-absorbent resin particles of the present invention are further used for various applications utilizing granular water-absorbent resins, that is, applications in contact with foods such as freshness preserving materials, cold insulating materials, and drip absorbing materials; Water remover; desiccant; water retention agent for plants and soil; coagulant such as sludge; anti-condensation agent; waterproof material for civil engineering construction; packing material; Useful for lumber, artificial snow, etc.

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Description

明 細 書 改質された吸水性樹脂粒子 技術分野
本発明は有機ポリシロキサンにより処理された吸水性樹脂粒子に関す る。 更に詳しくは、 液状有機ポリシロキサンにより処理され改質された 吸水性樹脂粒子であり、 吸収速度が改良され、 且つ吸湿によるブロッキ ングの問題が少ない吸水性樹脂粒子に関する。 背景技術
従来から生理用品、 紙おむつ等の衛生材料、 土壌保水剤等に吸水性樹 脂が幅広く用いられている。 この様な吸水性樹脂の例としては、 ポリア クリル酸塩架橋物、 自己架橋型ポリアク リル酸塩、 デンプンーアクリル 酸塩グラフ ト共重合体架橋物、 ビニルアルコールーァク リル酸塩共重合 体架橋物、 アク リルアミ ド共重合体架橋物の加水分解物、 架橋イソプチ レン一無水マレイン酸共重合体の中和物、 カルボキシメチルセルロース 塩の架橋物等の実質的に水不溶性の架橋重合体が知られている。
しかし、 従来の吸水性樹脂は高い吸収能力を有するものの、 速い吸収 速度を必要とする紙おむつ、 生理用品等の用途に使用するには十分満足 すべきものではなく、 粒子状の吸水性樹脂を、 吸収速度の速いパルプ等 の繊維状物と併用して使用されるのが一般的である。
即ち、 吸水性樹脂の吸収能力を高めれば高める程、 水との親和力が強 くなるため、 樹脂粒子が水と接触した時に、 接触部分でゲル化を生じて 水の粒子内部への均一な浸透が妨げられ、 その結果吸収速度が遅くなる という問題があった。 この欠点を改良するため、 従来、 吸水性樹脂の粒子を細かく して表面 積を増大させ、 水との接触面積をふやすことにより吸収速度を速くする 試みがなされていた。 表面積が増えることにより幾分吸収速度は速くな る。 しかし、 樹脂粒子の表面における水との接触部にままこによる皮膜 を生じ、 さらに粒子どうしが接着しあって均一な水の浸透が損なわれる ため、 粒子を細かくするだけでは本質的な吸収速度の改良にはつながら なカヽつた 0
上記問題に加えて、 従来の吸水性樹脂粒子は、 その高い吸収性が故に 高湿度下で樹脂を貯蔵したり、 紙おむつなどの製造機に供給する課程で、 吸湿して樹脂粒子同士がブロッキングして機械への付着が起こったり、 この吸湿プロッキングにより、 吸水性樹脂のホッパーからの排出や機械 への連続定量供給が不能となったりする等の問題点があつた。
こ,の吸湿プロッキング性を改良する方法として、 従来下記①〜④に例 示するような方法が提案されている。
①吸水性樹脂粒子に、 平均粒子径が 0 . 0 5 jt m以下で、 比表面積が、 5 0 m 2Z g以上の微粉末状の疎水性シリカを混合する方法 (特開昭 5 6 - 1 3 3 0 2 8号公報) 。
②吸水性樹脂粒子に、 含水二酸化ケイ素、 含水酸化アルミニウム、 含水 酸化チタン等の無機粉末を添加する方法 (特開昭 5 9— 8 0 4 5 9号 公報) 。
③吸水性樹脂粒子をカチオン性界面活性剤で処理した後、 更に高融点有 機化合物の粉末を添加する方法 (特開昭 6 1 - 6 9 8 5 4号公報) 。
④吸水性樹脂粒子にステアリ ン酸と無機粉末を混合し、 樹脂の表面をス テアリン酸で被覆する方法 (特開昭 6 3 - 1 0 5 0 6 4号公報) 。 しかしながら、 上記①の方法では、 疎水性シリカの添加により吸湿ブ 口ッキング性は改良できるものの、 疎水性シリカで樹脂粒子の表面を覆 うため、 吸収速度、 加圧下の初期吸収量及び吸収倍率が低下したり、 微 粉状のシリカを混合しているため多量の粉塵が発生するなどの問題点が あった o
上記②の方法では、 無機粉末が疎水性でない場合は、 加圧下の初期吸 収量及び吸収倍率の低下はあまり起こらないものの、 吸湿ブロッキング 性の改良が不十分であり、 更に無機粉末が微粉状であるため上記①と同 様多量の粉塵が起こるとの問題があった。 また、 無機粉末が疎水性の場 合は、 上記①と同様の問題があった。
上記③ゃ④の方法では、 疎水性の高融点有機化合物ゃステリァリン酸 で樹脂粒子の表面を覆うため、 ある程度吸湿ブロッキング性の改良は可 能であるが十分でなく、 且つ、 高融点有機化合物ゃステアリン酸が吸水 性樹脂の吸収性を阻害するため、 加圧下の初期吸収量や吸収倍率を低下 させる問題点があった。
従って、 本発明は、 吸水性樹脂粒子を改質して、 水、 尿、 経血などの 吸水性樹脂粒子内部への均一な浸透を促進して速い吸収速度を有する吸 水性樹脂粒子を提供することを第 1の目的としている。
' 又、 本発明は、 吸水性樹脂粒子を改質して、 上記①〜④などの吸湿ブ 口ッキング性の改良方法における問題点を解消し、 吸湿プロッキング率 及び粉塵度が低く、 加圧下の初期吸収量及び吸収倍率が優れた吸水性樹 脂粒子を提供することを第 2の目的としている。 発明の開示
本発明は、 ァク リル酸および またはァク リル酸塩を主構成単位とす るェチレン性不飽和単量体の架橋重合体であり、 実質的に水不溶性であ る吸水性樹脂 (A ) の粒子が、 常温で液状の有機ポリシロキサン (B ) により処理されてなる改質された吸水性樹脂粒子において、 ① (A) と (B) が混合および/または反応した状態であり、 © (A) の粒子のうち、 1 0〜1, 000; mの粒子の含有量が 95 重量%以上であり、
③重量比 (A) (B) が 100Z (0. 001〜3) である改質された吸水性樹脂粒子を提供するものである。
即ち、 本発明者の改質された吸水性樹脂粒子は、 該吸水性樹脂 (A) を該有機ポリシロキサン (B) で処理することにより改質したもので、 この処理により、 (A) の粒子の表面は、 (B) が付着された状態とな るか、 又は (A) と (B) が反応して (A) の粒子の表面に (B) が固 着した状態となる。 (A) と (B) の反応性の有無により混合状態か反 応状態の何れかとなる。
何れの状態であっても、 (A) 粒子の表面は、 液状の有機ポリシロキ サンである (B) で改質されるため、 本発明の改質された吸水性樹脂粒 子は、 高湿度下での吸湿ブロッキング性が改良されると同時に、 湿潤性 が付与され、 粉塵の発生が防止されたものである。
又、 従来のような、 吸水性樹脂の粒子同士が接着しあって均一な水の 浸透が損なわれるという弊害が、 本発明では (B) による改質効果によ り改善されるため、 吸収速度が向上したものである。
更に本発明者の改質された吸水性樹脂粒子は、 加圧下の初期吸収量及 び吸収倍率も優れている。 発明を実施するための最良の形態
本発明において、 該吸水性樹脂 (A) は、 水と接触したときに多量の 水を吸収して膨潤し、 含水ゲル状物 (ヒ ドロゲル) を形成する実質的に 水不溶性の樹脂である。 又、 該吸水性樹脂 (A) は、 ァク リル酸および Zまたはァク リル酸塩を主構成単位とするェチレン性不飽和単量体の架 橋重合体である。
このような吸水性樹脂 (A ) としては、 例えば、 ポリアク リル酸部分 中和物の架橋体、 自己架橋型ポリアク リル酸部分中和物、 デンプンーァ ク リル酸塩グラフ ト共重合体架橋物、 デンプン—ァク リロニトリルダラ フ ト重合体架橋物の加水分解物、 ビニルアルコール—アク リル酸塩共重 合体架橋物、 アク リル酸塩—アクリルアミ ド共重合体架橋物の加水分解 物、 アク リル酸塩一アクリロニトリル共重合体架橋物の加水分解物、 ァ クリル酸塩と 2—アク リルアミ ドー 2—メチルプロパンスルホン酸塩の 共重合体架橋物、 架橋ィソブチレン一無水マレイン酸共重合体の中和物 及びこれらの 2種以上の併用が挙げられる。
尚上記に該吸水性樹脂 (A ) として例示した各架橋重合体が、 ァクリ ル酸塩等のガルボン酸塩を原料としたり、 中和物や部分中和物となって 塩を形成したものである場合の塩としては、 ナトリウム塩、 カリウム塩、 アンモニゥム塩、 アミ ン塩等が用いられる。 好ましくは、 ナトリゥム塩 およびカリウム塩である。
これら該吸水性樹脂 (A ) として例示したもののうち好ましいものは、 最終的に吸水性樹脂として使用する際の吸収特性を考えると、 ポリアク リル酸部分中和物の架橋体、 自己架橋型ポリアクリル酸部分中和物、 デ ンプン—ァク リル酸塩グラフ ト共重合体架橋物及びビニルアルコール一 ァクリル酸塩共重合体架橋物である。
該吸水性樹脂 (A ) は、 生理食塩水 (0 . 9 %の塩化ナトリウム水溶 液) に対する常圧下での吸収性能が通常自重の 3 0倍以上、 好ましくは 3 5〜8 0倍、 特に好ましくは 4 0 ~ 7 0倍のものを用いることが好ま しい。
該吸水性樹脂 (A ) の粒子の粒度分布については、 (A ) の粒子のう ち、 粒径が 1 0〜 1, 0 0 0 の粒子の含有量が 9 5重量%以上の粒 度分布を有する吸水性樹脂粒子を用いることが必要であり、 好ましくは、 粒径が 5 0〜8 5 0 mの粒子の含有量が 9 5重量%以上である粒度分 布を有する吸水性樹脂粒子を用いることが望ましい。 粒径が 1 0〜 1, 0 0 0 // mの粒子の含有量が 9 5重量%未満の粒度分布を有する吸水性 樹脂粒子で、 粒径が小さいものが多く含まれる粒度分布の吸水性樹脂粒 子を用いた場合には、 吸水時にままこになりやすく、 吸収速度が低下す るので好ましくない。 一方、 粒径が大きいものが多く含まれる粒度分布 の吸水性樹脂粒子を用いた場合には、 吸水時に粒子内部まで吸水される のに時間がかかるため、 同様に吸収速度が低下し、 好ましくない。 平均 粒径は特に限定はないが、 好ましくは 2 0 0〜6 0 0; である。
該吸水性樹脂 (A ) の粒子の形状は特に限定はなく、 製法の違いによ り、 逆相懸濁重合で得られるパール状、 ドラム乾燥で得られるリン片状、 樹脂塊を粉枠して得られる岩状あるいは無定形状、 およびこれら粒子の 造粒物等が挙げられる。 '
本発明において該有機ポリシロキサン (B ) は、 常温で液状であれば よく、 該吸水性樹脂 (A ) と反応性を有しないものでも有するものでも 'よい。 即ち (B ) としては、 該吸水性樹脂 (A ) 中のカルボン酸 (塩) 基と反応性を有しないものと反応性を有するものが挙げられる。 (ここ で "カルボン酸 (塩) 基" とは、 カルボン酸基および Zまたはカルボン 酸塩基を意味するものであり、 以下も同様である。 ) 。 ところで、 一般 にシランカツプリ ング剤と呼ばれる有機けい素単量体は比較的低分子量 の単量体であり、 混合するだけでは目的とする効果が得られないことか ら、 該有機ポリシロキサン (B ) としては適さない。
( B ) のうち、 (A ) との反応性を有しないものとしては、 例えばジ メチルシリ コーンオイル、 メチルハイ ドロジヱンシリ コーンオイル、 メ チルフヱ二ルシリ コーンオイル、 環状ジメチルシリ コーンオイル、 ポリ エーテル変性シリコーンオイル、 カルボキシル変性シリ コーンオイル、 アルキル変性シリコーンオイル、 アルコキシ変性シリコーンオイルなど が挙げられる。 これらは二種以上を併用することができる。 またこれら を水中に乳化したェマルジョ ン形態のものも本発明に好適に使用するこ とができる。
( B ) のうち、 (A ) との反応性を有するものと しては、 (A ) が有 するカルボン酸 (塩) 基と反応する官能基を少なく とも 1つ有するシリ コーンオイルが挙げられ、 具体的にはァミ ノ変性シリ コーンオイル、 ェ ポキシ変性シリコーンオイル、 カルビノール変性シリコーンオイル、 フ エノール変性シリコーンオイル、 メルカプト変性シリコーンオイルなど を例示することができる。
( A ) との反応性を有しないもののうち好ま しいものは、 比較的安価 に入手しうるという点で、 ジメチルシリ コーンオイルおよびポリェ一テ ル変性シリコーンオイルである。
( A ) との反応性を有するものの中で好ましいものは、 比較的低温で カルボン酸 (塩) 基との反応が可能であるァミ ノ変性シリコーンオイル 及びエポキシ変性シリコーンオイルである。 特に好ましいものは、 常温 でカルボン酸 (塩) 基との反応が可能であるという点でァミノ変性シリ コーンオイルである。
ァミ ノ変性シリコーンオイルとしては、 シリコーンポリマー分子の末 端および Zまたは分子内に一
Figure imgf000009_0001
(但し R 1は炭素数 1〜 1 2の アルキレン基; R 23は11または炭素数1〜1 2のアルキル基である。 アルキレン基および Zまたはアルキル基の水素原子の一つ以上が 0 H基、 C O O H基、 N H 2基などで置換されていてもよく、 炭素数が 2以上の 場合には炭素一炭素結合の間に酸素原子を含んだエーテル結合が含まれ ていてもよい) で示される基を有するァミ ノ変性シリ コーンオイルなど が例示される。
ェポキシ変性シリコーンオイルとしては、 シリコーンポリマー分子の 末端および または分子内に一 R X (但し Rは炭素数 1〜1 2のアルキ レン基; Xはエポキシ基である。 アルキレン基の水素原子の一つ以上が O H基、 C O O H基などで置換されていてもよく、 アルキレン基の炭素 数が 2以上の場合には炭素一炭素結合の間に酸素原子を含んだエーテル 結合が含まれていてもよい) で示される基を有するエポキシ変性シリコ ーンオイルなどが例示される。
上記 (B ) のうち、 (A ) と反応性を有しないものと反応性を有する もののうちでは、 吸湿時の樹脂粒子表面からの分離の恐れがないこと、 ( A ) との固着性を有するものの方が改質効果が大きく使用量が少なく て済むことが期待されることを考慮すると、 反応性を有するものの方が 好ましい。
上記 (B ) のうち、 (A ) との反応性を有する有機ポリシロキサンの 反応性官能基の数は、 シリコーンオイル 1分子中に通常 1つ以上有する もので良い。 しかし、 この官能基は、 樹脂粒子の表面近傍を架橋する目 的を兼ねて、 2つ以上あった方が好ましい。 更に好ましい反応性官能基 の数は、 効率的な架橋を行なうといった観点で 2〜 2 0個である。 又、 官能基の位置としては、 シリコーンポリマ一分子の末端、 側鎖あるいは 末端及び側鎖の双方の何れでも良い。
該有機ポリシロキサン (B ) は常温で液状であればよく、 その分子量 は特に限定するものではないが、 好ましくは 1, 0 0 0以上、 より好ま しくは 3, 0 0 0以上である。 該有機ポリシロキサン (B ) の分子量の 上限は特に制限するものではないが通常 1, 0 0 0 , 0 0 0程度である。 分子量が 1, 0 0 0以上の有機ポリシロキサンを用いることにより、 吸 湿ブロッキング率や粉塵度が経時的に悪化を起こす恐れがなく好ましい。 該有機ポリシロキサン (B) の表面張力は特に限定はないが、 好まし くは 18〜 30ダイン Z c m、 より好ましくは 20〜26ダイン Z c m である。 表面張力が上記範囲の有機ポリ シロキサンを用いると、 (B) が吸水性樹脂粒子内部に浸透しやすくなることを防止でき、 従って、 目 的とする効果を達成するのに、 (B) を多量に使用する必要がなく経済 的であり、 さらに撥水作用が強くなり過ぎて吸収性能が低下する恐れも なく好ましい。 また、 粉体流動性の不良、 ブロッキングの発生といった 問題も生じる恐れがなく好ましい。 なお、 表面張力は 25°Cで測定した 値である。
(B) の粘度は、 常温で液状であれば特に限定はないが、 常温 (25 °C) で、 好ましくは 10〜20, 000センチストークス (c s t) で あり、 特に好ましくは、 溶剤類で希釈する必要が無く、 (A) との混合 が容易という点で、 30〜1, 000 e s tである。
上記の粘度の有機ポリシロキサンを用いることにより、 低粘度の有機 ポリシロキサンまたは他の溶剤 (例えばメチルェチルケトン、 セロソル ブ類、 ラウリルアルコールなど) で希釈して使用したり、 (A) との混 合処理後、 希釈に用いた溶剤を除去する工程などを付加する必要がなく 経済的であること、 粉体流動性が良好に保たれること、 (B) が吸水性 樹脂粒子の内部に浸透しにく くなるので、 目的とする効果を得るために (B) を多量に使用する必要がなく、 従って (B) が (A) の粒子どう しのバインダーの働きをして吸収速度を遅く したり、 ブロッキングの発 生がないなどの理由で好ましい。 なお、 粘度は 25°Cで測定した値であ 該吸水性樹脂 (A) の粒子に対する該有機ポリシロキサン (B) の使 用量は、 種々変化させることができるが、 (A) の粒子: (B) の重量 比で、 通常 100 : (0. 001〜 5) 、 好ましくは 100 : (0. 0 01〜3) 、 特に 1 00 : (0. 0 1〜1) である。
(B) の割合が 0. 001未満の場合、 吸湿ブロッキング率に与える 効果が十分でなく、 吸収速度の改良された吸水性樹脂組成物とは言い難 い。
一方 5を超えると、 吸収速度の改良には有効であるが、 吸収性能の低 下、 粉体流動性の不良、 ブロッキングの発生といった別の問題が生じる ため、 実用上使用し難い。
また、 本発明で用いる該吸水性樹脂 (A) の粒子を (B) により処理 して改質するだけでなく、 (A) 粒子の表面近傍を、 カルボン酸 (塩) 基と反応しうる官能基を少なく とも 2個有する架橋剤 (C) で更に架橋 処理した改質した構造を有する吸水性樹脂粒子は、 吸収速度がさらに向 上し、 かつゲル強度も大きくなるので、 本発明に好適に使用することが でき,る。
架橋剤 (C) で (A) の粒子を表面架橋させる時期は、 特に制限はな く、 (A) の粒子を (B) で処理する前、 (B) による処理と同時、 あ るいは (B) による処理の後のいずれでもよい。
この架橋剤 (C) の種類は、 用いる吸水性樹脂 (A) の種類や有機ポ リシロキサン (B) の種類などによっても異なるが、 例えば、 ポリダリ シジルエーテル系化合物、 ポリオール系化合物、 ポリアミ ン化合物、 ポ リアミ ン系樹脂、 カーボネイ ト系化合物、 ハロエポキシ系化合物、 ポリ アルデヒ ド系化合物などが挙げられる。
ポリグリシジルエーテル化合物の具体例としては、 例えば、 エチレン グリコールジグリ シジルエーテル、 グリセリ ン一 1, 3—ジグリ シジル エーテル、 グリセリ ン ト リグリ シジルエーテル、 ポリエチレングリ コー ルジグリ シジルエーテル、 1, 6—へキサンジオールジグリ シジルエー テル、 ポリグリセリ ンポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
0 ポリオール化合物の具体例としては、 例えば、 グリセリ ン、 エチレン グリコール、 ポリエチレングリ コ一ル、 ポリプロピレングリコール、 ジ エタノールァミ ンなどが挙げられる。
ポリアミ ン化合物の具体例としては、 例えば、 エチレンジァミ ン、 ジ エチレン ト リアミ ン、 ト リエチレンテトラ ミ ンなどが挙げられる。
ポリアミ ン系樹脂の具体例としては、 例えば、 ポリアミ ドボリアミ ン ェピクロルヒ ドリ ン樹脂、 ポリアミ ンェピクロルヒ ドリ ン樹脂などが挙 げられる。
カーボネィ ト系化合物の具体例としては、 例えば、 エチレンカーボネ ィ 卜などが挙げられる。
ハロエポキシ系化合物の具体例としては、 例えば、 ェピクロルヒ ドリ ン、 ーメチルェピクロルヒ ドリ ンなどが挙げられる。
ポ.リアルデヒ ド系化合物の具体例としては、 例えば、 ダルタールアル デヒ ド、 ダリオキザール等が挙げられる。
以上、 架橋剤 (C ) として例示したもののうち好ま しいものは、 カル ボン酸 (塩) 基と強い共有結合を形成して吸収速度とゲル強度の双方に 優れた吸水性樹脂粒子が得られると言う点で、 ポリグリ シジルエーテル 系化合物、 ポリオール系化合物及びポリアミ ン系樹脂である。 更に好ま しいものは、 反応温度が低く、 エネルギーコス トの面で経済的であるこ とから、 エチレングリ コールジグリ シジルエーテル、 プロピレングリコ -ルジグリ シジルエーテル、 グリセリ ン一 1, 3 —ジグリ シジルエーテ ル、 グリセリ ン ト リグリ シジルエーテル、 ポリアミ ンェピクロルヒ ドリ ン樹脂及びポリアミ ドポリアミ ンェピクロルヒ ドリ ン樹脂である。
上記架橋剤 (C ) の使用量は、 架橋剤 (C ) の種類、 吸水性樹脂 (A) の種類およびその架橋度、 得られる本発明の改質された吸水性樹脂粒子 の性能目標などによっても異なるが、 吸水性樹脂 (A ) :架橋剤 (C ) の重量比で、 通常 100 : (0. 0 0 1〜 5) 、 好ま しく は 1 0 0 : (0. 001〜 3) 、 特に好ましくは 100 : (0. 0 1〜2) 、 最も 好ましくは 100 : (0. 05〜1) である。 この架橋剤 (C) を上記 の範囲で使用することにより、 吸収量の低下もなく、 吸水性樹脂粒子の 吸収速度が更に向上し、 ゲル強度も大きくでき好ましい。
(A) 粒子に対する (B) [及び必要により併用する上記架橋剤 (C) ] の添加方法は、 所定量添加できる方法であればいずれの方法でも良い が、 例えば、
a) 各成分を直接プレンドする方法、
b) 予め、 (B) を高濃度 (例えば 5〜20重量%濃度) で (A) に添加 ·混合してマスターバッチを作成しておき、 次いで、 (B) として所定の添加量となるようにマスタ一バッチを (A) に添加
, して混合する方法、
c) (B) のェマルジョンを (A) 粒子に添加 ·混合する方法、 d) 疎水性およびノまたは親水性の有機溶剤に (B) [及び必要に より併用する架 橋剤 (C) ] を分散あるいは溶解して (A) 粒 子に添加 ·混合する方法、
e) アルコールなどの親水性有機溶剤と水との混合溶剤中に (B) [及び必要により併用する架橋剤 (C) ] を溶解あるいは分散さ せ添加 ·混合する方法
等を例示することができる。
(A) 粒子に対する (B) [及び必要により併用する架橋剤 (C) ] の添加処理に使用する装置は、 通常の混合機でよく、 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、 タービュライザ一、 ナウタ型混合機、 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、 コニカルプレンダー、 口
2 ールミキサ一などが挙げられる。
上記のように処理して得られた混合物は、 (B) [及び必要により併 用する架橋剤 (C) ] の反応性官能基の有無と反応性にもよつても異な るが、 必要があれば反応を促進する目的で加熱を行なっても良い。 また、 上記の混合と加熱を同時に行ってもよい。 尚、 反応とは "吸水性樹脂 (A) " と、 " (B) として (A) と反応性の変性シリコーンオイルを 用いる場合の変性シリコーンオイル及び必要により併用する架橋剤 (C) " との架橋反応である。
加熱する場合の温度は、 通常 60 - 200°C、 好ましく は 80〜18 0°Cである。 この加熱には乾燥機や加熱機、 例えば熱風乾燥機、 回転ド ラム式乾燥機、 パドルドライヤー、 円盤型加熱機、 流動層式乾燥機、 ベ ルト式乾燥機、 ナウタ式加熱機、 赤外線加熱機などを使用することがで きる。
本発明の改質された吸水性樹脂粒子には、 この改質の任意の段階で、 二酸化ケイ素微粉末 (D) を添加することができる。 (D) の添加によ り、 吸収速度をさらに向上させることができる。 また粉体流動性の向上 も期待できる。
この二酸化ケイ素微粉末 (D) の例としては、 四塩化ゲイ素を酸素と 水素を高温燃焼させた焰中で加水分解させて製造される乾式無機シリ力 が挙げられ、 通常 " F um e d S i 1 i c a " と呼ばれているもので る。 また、 無機シリ力の表面のシラノ一ル基をモノメチルトリクロル シラン、 ジメチルジクロルシラン、 トリメチルクロルシラン等と更に反 応させてアルキル基を導入したシリカも併用することができる。 具体的 には、 比表面積が 50〜500 m3Zgで、 一次粒子の粒径が 5〜 5 0 nmの二酸化ケイ素が例示される。
好ましい二酸化ケイ素微粉末 (D) としては、 上記の比表面積と粒度
3 を有し、 親水性度が 70%以上の、 いわゆる親水性二酸化ケイ素である。 ここで親水性度とは、 水 Zメ夕ノ一ル= 70 /30 (重量比) の混合液 中にコロイ ド状に懸濁する二酸化ケイ素の重量割合である。 この値が小 さいほど疎水性が強くなり、 一般に疎水性シリカと呼ばれるものは、 親 水性度が 0%の二酸化ケイ素である。 疎水性が強くなると、 (A) に対 する (B) の添加量にもよるが、 吸水性樹脂粒子の吸収速度が低下する 傾向があり、 従って親水性度が 70%以上の、 親水性二酸化ケイ素を用 いることが好ましい。
二酸化ケイ素微粉末 (D) を使用する場合の量は、 (A) の量に対し て、 通常 0. 001〜2重量%、 好ましくは 0. 01〜1重量部である。 さらに好ましくは (A) に対する (B) の添加量よりも少ない量である。 (D) の添加量を上記の範囲とすることにより、 吸収速度を更に向上さ せることができ、 発塵の問題もなく、 粉体流動性の向上も期待できる。 二酸化ケイ素微粉末 (D) を添加する方法と しては、 例えば、 予め (A) 粒子に (D) を添加 ·混合しておく方法、 (B) に (D) を添加 •混合しておく方法、 (A) 粒子と (B) とを混合しながら (D) を添 加する方法、 (A) 粒子と (B) の混合物に (D) を添加 *混合する方 法などが挙げられる。
本発明の改質された吸水性樹脂粒子には、 本発明の効果を損なわない 範囲で、 増量剤あるいは添加剤として有機質粉体 (例えばパルプ粉末、 セルロース誘導体、 天然多糖類など) 、 無機質粉末 (例えばゼォライト、 シリ力、 アルミナ、 ベントナイ ト、 活性炭など) 、 酸化防止剤、 防腐剤、 殺菌剤、 界面活性剤、 着色剤、 香料、 消臭剤などを必要により配合する ことができ、 これらの量は改質された吸水性樹脂粒子の重量に対して通 常 1 0重量%以下である。
本発明の改質された吸水性樹脂粒子は、 実質的に水不溶性の樹脂粒子
4 であり、 吸湿ブロッキング率、 粉塵度、 吸収特性は使用目的によりコン トロールすることができるが、 ①高湿度下 (4 0 °C、 8 0 % R H、 3時 間後) の吸湿プロッキング率は通常 2 0 %以下、 好ましくは 1 0 %以下 であり、 ②粉塵度は通常 1 0 c p m、 以下好ましくは 5 c p m以下であ り、 ③生理食塩水に対する加圧下の初期吸収量が 2 0 g Z g以上、 好ま しくは 2 5 g Z g以上である。 初期吸収量の上限は特に制限するもので はなく大きければ大きいほど好ましいが、 通常 5 0 g Z g以下である。 なお、 生理食塩水とは、 塩化ナトリゥム水溶液 (濃度 0 . 8 5〜0 . 9 5重量%) である。
従って、 本発明の改質された吸水性樹脂粒子は、 高湿度下で使用した 場合でも吸湿プロッキングがほとんど無く、 また紙おむつ作成時などで 粉塵がほとんど発生せず、 且つ加圧下の初期吸収量に優れているため、 吸水,後のゲルのドライ感が良好であり、 さらつとした感触を示す。 従つ て、 例えば、 紙おむつ等に使用した場合に赤ちゃんの体重などの荷重に 耐えて多量の尿などを迅速に吸収し、 排尿後の紙おむつ表面のドライ感 が良好となる。
以下、 実施例および比較例により本発明をさらに説明するが、 本発明 はこれらに限定されるものではない。
<実施例 1〜4、 比較例 1〜7〉
実施例 1〜4、 比較例 1〜7における吸湿ブロッキング率、 粉塵度、 加圧下の初期吸収量及び加圧下の吸収倍率は下記の方法により測定した。 以下特に定めない限り、 %は重量%を示す。
吸湿プロッキング率:
2 0メ ッシュ以下の粒度の吸水性樹脂粒子 1 0 gを直径 5 c mのアル ミ製の皿に均一に入れ、 4 0 °C、 相対湿度 8 0 %の恒温恒湿槽内で 3時 間放置する。 放置後の吸水性樹脂粒子を 1 2メッシュの金網で軽く篩い、
5 吸湿によりブロッキングして 12メ ッシュ以上となった樹脂の重量を測 定し、 下式により吸湿ブロッキング率を求めた。
吸湿プロッキング率 (%)
= (12メ ッシュ以上の樹脂重量 放置後の樹脂粒子総重量) X 100
粉塵度:
1リ ッ トルの吸引瓶の吸入口とデジタル粉塵計 (柴田科学製) のサン プリングロを内径 7mm、 長さ 10 c mのガラス管で接続する。 吸引瓶 の上部の口から、 ロートを用いて吸水性樹脂粒子 20 gを吸引瓶に落下 させる。 落下させた吸水性樹脂粒子から 1分間に発生した粉塵の個数を デジタル粉塵計を用いて測定し、 この値を粉塵度 [単位 c pm (c o u n t p e r m i nu t e 」 とした。
加圧下の初期吸収量と吸収倍率:
250メ ッシュのナイ口ン網を底面に貼った円筒状プラスチックチュ ーブ (内径 30mm、 高さ 6 Omm) 内に吸水性樹脂粒子 0. l gを入 れて均一に広げ、 この樹脂粒子の上に 20 gZ cm 2の荷重となるよう に外径 30 mmの分銅を乗せる。
生理食塩水 60 m 1の入ったシャーレ (直径: 12 cm) の中に吸水 性樹脂粒子の入ったプラスチックチューブをナイ口ン網側を下面にして 浸し、 放置する。 吸水性樹脂粒子が生理食塩水を吸収して増加した重量 'を 10分後および 60分後に測定する。 10分後の増加重量の 10倍値 を生理食塩水に対する加圧下の初期吸収量、 60分後の増加重量の 10 倍値を生理食塩水に対する加圧下の吸収倍率とした。
実施例 1
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンウエッ ト I M— 5000 D" [架橋ポ リアクリル酸の部分ナトリゥム中和塩、 三洋化成工業 (株) 製;粒径 1
6 0〜 1, 000 μπιの粒子の含有量が 99. 9重量以上] 100 gをビ ニール袋に入れ、 これにァミ ノ変性シリ コーンオイル [信越化学工業 (株) 製、 "KF— 880 " (表面張力 21. 3ダイン cm ;粘度 6 50 c p s;平均分子量約 20, 000) ] 0. 2 gを添加し十分混合 して、 本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 1) を得た。 本品の性能 測定結果を表一 1に示す。
実施例 2
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンゥュッ ト I M— 5800" [架橋ポリ ァクリル酸部分ナトリゥム中和塩の表面架橋品、 三洋化成工業 (株) 製; 粒径 10〜; L, 000 の粒子の含有量が 99. 9重量以上] 1 00 gを容量 2, 000m lのジューサーミキサ一に入れて撹拌をつづけな がら、 エポキシ変性シリコーンオイル [信越化学工業 (株) 製、 "KF 一 101" (表面張力 25. 2ダイン Zcm ;粘度 2, 000 c p s ; 平均分子量約 9, 000) ] 0. 5 gを添加して十分混合した。 得られ た混合物を 150°Cで約 20分間加熱処理して本発明の改質された吸水 性樹脂粒子 (a 2) を得た。 本品の性能測定結果を表 - 1に示す。
実施例 3
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンウエッ ト I M— 1000" [デンプン Zァクリル酸グラフ ト重合体の部分ナ ト リ ゥム中和塩、 三洋化成工業 (株) 製;粒径 10〜1, 000 //mの粒子の含有量が 99. 9重量以 ±] 100 gを容量 2, 000 m 1のジューサーミキサーに入れて撹拌 をつづけながら、 メダノールの 80重量%水溶液にエポキシ変性シリコ ーンオイル [信越化学工業 (株) 製、 "KF— 101" ] 6重量%及び エチレングリコールジグリシジルエーテル [ナガセ化成工業 (株) 製、 "デナコール EX— 810" ] 2重量%を溶解したメタノール水溶液 5 g (吸水性樹脂粒子 1 00部に対して、 "KF— 101" は 0. 3部、
7 "EX— 81 0" は 0. 1部に各々相当する) を添加して十分混合した。 得られた混合物を 150°Cで約 20分間加熱処理して本発明の改質され た吸水性樹脂粒子 (a 3) を得た。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。 実施例 4
"サンゥヱッ ト I M— 1000" 100 gを、 容量 2, 000 m lの ジューサーミキサ一に入れて撹拌をつづけながら、 エポキシ変性シリコ ーンオイル [信越化学工業 (株) 製、 "X— 22— 163 B" (表面張 力 21. 0ダイン c m; 粘度 65 c p s ;平均分子量約 3, 000) ] 0. l g、 及びメタノールのェチレンォキシド 3モル付加物の 30重量 %水溶液にポリアミ ンェピクロルヒ ドリ ン樹脂 6重量%を溶解した水溶 液 5 g (吸水性樹脂粒子 1 00部に対して、 "X— 22— 163 B" は 0. 1部、 ポリアミ ンェピクロルヒ ドリン樹脂は 0. 3部に各々相当す る) を添加して十分混合した。 得られた混合物を 150°Cで約 20分間 加熱処理して本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 4) を得た。 本品 の性能測定結果を表一 1に示す。
比較例 1
市販の "サンゥヱッ ト I M— 5 000 D" を比較の吸水性樹脂粒子 (b 1) としてそのまま用いた。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。 比較例 2
市販の "サンウエッ ト I M— 5800" を比較の吸水性樹脂粒子 ( b
2) としてそのまま用いた。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。
比較例 3
市販の "サンウエッ ト I M— 1 000" を比較の吸水性樹脂粒子 (b
3) としてそのまま用いた。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。
比較例 4
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンゥヱッ ト I M— 5000 D" 1 00 g
8 に疎水性シリ力 ( "ァエロジル— 972" ) 0. 5 gを添加し、 比較の 吸水性樹脂粒子 (b 4) を得た。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。 比較例 5
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンゥヱッ ト I M— 5000 D" 1 00 g に、 粒径 30 の酸化チタン 1. 0 gを添加し、 比較の吸水性樹脂粒 子 (b 5) を得た。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。
比較例 6
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンゥヱッ ト I M— 5800" 100 gに、 加温して溶解させたジステアリルジメチルアンモニゥムクロライ ド 5 g を添加して 80°Cで 1 0分間撹拌した後、 粒径 20 //inのポリスチレン 粉末 0. 5 gを添加し、 比較の吸水性樹脂粒子 (b 6) を得た。 本品の 性能測定結果を表一 1に示す。
比較例 7
市販の粒子状吸水性樹脂 "サンゥヱッ ト IM— 5800" 100 gに、 1 gのステアリ ン酸を加え、 80でに加熱してステアリ ン酸を溶融し、 この温度で 1 0分間撹拌した。 次いで、 この中に酸化ゲイ素 3 gを加え て十分混合した後、 室温まで冷却して比較の吸水性樹脂粒子 (b 7) を 得た。 本品の性能測定結果を表一 1に示す。
9 表一
Figure imgf000022_0001
表一 1から、 次のことが明らかである。
①本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 1) 〜 (a 4) は、 未処理 の吸水性樹脂粒子 (b l) 〜 (b 3) に比較して、 吸湿ブロッキング率、 塵度、 加圧下の初期吸収量及び吸収倍率が飛躍的に改良されている。
②本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 1) 〜 (a 4) は、 比較の 吸水性樹脂粒子 (b 4) 〜 (b 7) と比較して、 吸湿ブロッキング率、 粉塵度、 加圧下の初期吸収量及び吸収倍率が優れている。
③その上、 比較例の吸水性樹脂粒子 (b 4) 〜 (b 6) は、 未処理の 吸水性樹脂粒子 (b l) 〜 (b 3) に比較して吸湿ブロッキング率は改 良されているものの粉塵度についてはむしろ悪化している。 更に、 加圧 下の初期吸収量及び吸収倍率は、 比較の吸水性樹脂粒子 (b 4) 〜 (b 7) のすべてが未処理の吸水性樹脂 (b l) 〜 (b 3) に比べ悪化して いる。
<実施例 5〜; L 6、 比較例 8〜: L 2 >
実施例 5〜16、 比較例 8〜12における吸水性樹脂粒子の常圧吸収 量、 加圧吸収量、 吸収速度、 浸透性、 ゲル化時間は下記の方法により測 定した。
常圧吸収量:
250メ ッシュのナイ口ン製網で作成したティーバッグ (縦: 20 c m、 横: 10 c m) に吸水性樹脂粒子 1 gを入れ、 500 m lの生理食 塩水 (塩化ナト リウム 0. 9%水溶液) 中に 30分間浸漬した後、 引き 上げ 1:1 5分間水切りして増加重量を測定し、 この値を常圧吸収量とし た。
加圧吸収量:
250メ ッシュのナイ口ン網を底面に貼った円筒状プラスチックチュ —ブ (内径 30mm、 高さ 60mm) 内に吸水性樹脂粒子 0. 1 gを入 れて均一に広げ、 この樹脂の上に 20 gZ cm2の荷重となるように外 径 30mmの分銅を乗せる。 生理食塩水 60m 1の入ったシャーレ (直 径: 12 cm) の中に吸水性樹脂粒子の入ったプラスチックチューブを ナイ口ン網側を下面にして 30分間浸漬する。 30分後の増加重量の 1 0倍値を加圧吸収量とした。
吸収速度:
100m lのビーカーに生理食塩水 5 Om 1 と磁気回転子 (ほぼ円柱 状で長さ 3 Omm、 中央部分の直径が 8mm、 両端部分の直径が 7mm) を入れ、 マグネチックスターラーにて磁気回転子を 600回転 Z分で回
2 転させながら吸水性樹脂粒子 2. O gを投入し、 投入直後から回転子の 回転停止までの時間を測定し、 吸収速度とした。
浸透性:
50m lのビーカ—に吸水性樹脂粒子 2 gを入れ、 続いて生理食塩水 30 m 1を吸水性樹脂粒子の拡散が無いように静かに加えた後、 吸水性 樹脂粒子の内部への生理食塩水の浸透状態を目視により判定した。 判定 基準は次の通りである。
◎: ママコの生成が無く、 浸透性良好
〇:浸透性は良好であるが、 若干のママコ生成
△ :浸透性がやや劣り、 ママコの生成が認められる
:浸透性悪く、 全体にママコ生成
ゲル化時間:
50m lのビーカーに吸水性樹脂粒子 2 gを入れ、 続いて生理食塩水 30m lを吸水性樹脂粒子の拡散が無いように静かに加えた後、 液全体 がゲル化して流動性が無くなるまでの時間を測定し、 この値をゲル化時 間とした。
比較例 8
容量 1 リ ッ トルのガラス製反応容器に、 ァクリル酸ナトリウム 95 g、 アク リル酸 27 g、 N, N' —メチレンビスアク リルアミ ド 0. 3 gお よび脱イオン水 430 gを仕込み、 撹拌 ·混合しながら内容物の温度を δでに保った。 内容物に窒素を流入して溶存酸素量を 1 p pm以下とし た後、 過酸化水素の 1%水溶液 1 gおよびァスコルビン酸の 0. 3%水 溶液 1 gを添加して重合を開始させ、 約 5時間重合することにより、 含 水ゲル状重合体を得た。 この含水ゲル状重合体を、 130〜150°Cで 熱風乾燥し、 粒径 850 /zm以下の粒度に粉砕して吸水性樹脂粒子 (b 9) を得た。 (b 8) は粒径 105〃m以下の微粒子を 7. 2%含有し ており、 また、 粒径 45 以下の微粒子は 1. 0%であった。 この吸 水性樹脂粒子 (b 8) の性能測定結果を表一 2に示す。
比較例 9
比較例 8で得られた吸水性樹脂粒子 (b 8) 1 00 gを高速撹拌しな がら、 エチレングリコールジグリシジルェ一テルの 10 %水溶液 1 gを (b 8) に均一に噴霧し、 約 140°Cで 30分間加熱処理することによ り表面近傍が架橋処理された吸水性樹脂粒子 (b 9) を得た。 尚、 (b 9) の粒度分布は (b 8) とほとんど同じであるが、 粒径 105 zm以 下の微粒子の含有量は 6. 4%であり、 また、 粒径 45;/m以下の微粒 子は 0. 9%であった。 比較用に、 この吸水性樹脂粒子 (b 9) の性能 測定結果を表一 2に示す。
比較例 10
比較例 8で得られた吸水性樹脂粒子 (b 8) から粒径 105 以下 の微粒子を除去して吸水性樹脂粒子 (b 1 0) を得た。 この吸水性樹脂 粒子 (b l O) の性能測定結果を表一 2に示す。
比較例 11
容量 1リッ トルのガラス製反応容器にァク リル酸 100 g、 テトラァ リルォキシェタン 0. 3 gおよび脱イオン水 350 gを仕込み、 撹拌し ながら内容物の温度を 5 °Cに保った。 内容物に窒素を流入して溶存酸素 量を 1 p pm以下とした後、 過酸化水素の 1 %水溶液 1 gおよびァスコ 'ルビン酸の 0. 3%水溶液 1 gを添加して重合を開始させ、 約 5時間重 合することにより含水ゲル状重合体を得た。
この含水ゲル状重合体を目皿付きェクストルーダーで混練しながら、 35%の水酸化ナトリゥム水溶液 1 16 gを添加して均一に混練するこ とにより、 ァクリル酸の約 73モル%が中和された含水ゲル状重合体を 得た。 この含水ゲル状重合体を表面温度が 1 80 °Cの ドラムドライヤー で乾燥し、 粒径 850 //m以下の粒度に粉砕して吸水性樹脂粒子 (b 1 1) を得た。 (b 1 1) は粒径 1 05 /zm以下の微粒子を 5. 2 %含有 しており、 また、 粒径 45 /zm以下の微粒子は 0. 8%であった。 この 吸水性樹脂粒子 (b 1 1) の性能測定結果を表一 2に示す。
比較例 12
200 m lのフラスコ中で、 アクリル酸 65. 4 g、 脱イオン水 78. 6 gを仕込み、 20〜30°Cに冷却しながら 48%水酸化ナトリゥム水 溶液 56. 0 gを撹拌下に徐々に滴下してァク リル酸の 74モル%を中 和した。 この単量体水溶液に N, N' —メチレンビスアクリルアミ ド 0. 2 gを溶解し、 次に、 過硫酸カリウム 0. 1 gを加えて室温で溶解した 後、 窒素ガスを流入することにより溶液中の溶存酸素量を 1 p pm以下 とした。
還流冷却器を取り付けた 1 リ ツ トルのフラスコに n—へキサン 400 gを仕込み、 ソルビタンモノステアレート 3 gを溶解させた後、 窒素ガ スを流入することにより溶液中の溶存酸素量を 1 p pm以下とした。 次 いで、 温浴により温度を約 60°Cに保持し、 撹拌しながら、 上記の過硫 '酸力リゥムを含有した単量体水溶液を滴下して約 3時間重合を行い、 更 にリフラックス条件下で 2時間重合を継続することにより、 パール状含 水重合体の分散液を得た。 この重合体の分散液から含水重合体をろ別し、 さらに遠心脱水してパール状含水重合体を得た。 この含水重合体を 90 〜95 °Cで減圧乾燥し、 粒径 850 m以下の粒度のパール状の吸水性 樹脂粒子 (b 12) を得た。 (b 12) は粒径 105 m以下の微粒子 を 6. 4%含有しており、 また、 粒径 45 /zm以下の微粒子は 0. 9% であった。 この吸水性樹脂粒子 (b l 2) の性能測定結果を表一 2に示 す。
実施例 5 比較例 8で得られた吸水性樹脂粒子 (b 8) 100部と、 ジメチルシ リコーンオイル "信越シリ コーン KF 96A— 100" [信越化学工業 (株) 製;表面張力 20. 9ダイ ン Z c m;粘度 1 00 c p s ;平均分 子量約 6, 000] 0. 05部を V型混合機に入れ、 20分間混合する ことにより吸水性樹脂粒子 (b 8) とほぼ同等の粒度分布を有する本発 明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 5) を得た。 この吸水性樹脂粒子 (a 5) の性能測定結果を表一 2に示す。
実施例 6、 7
実施例 5において、 吸水性樹脂粒子 (b 8) に対するジメチルシリコ ーンオイル "信越シリコ一ン KF 96— 100" の添加量を各々 0. 0 1%、 0. 1 %に代える以外は実施例 5と同様にして、 本発明の改質さ れた吸水性樹脂粒子 (a 6) および (a 7) を得た。 これらの吸水性樹 脂粒子の性能測定結果を表一 2に示す。
実施例 8〜: L 0
実施例 5において、 "信越シリ コーン K F 96 A— 100" に代え、 各々信越化学工業 (株) 製の、 ジメチルシリコーンオイル "信越シリコ ーン KF 96— 50" [表面張力 20. 8ダイン Zcm;粘度 50 c p s ;平均分子量約 3, 500] 、 ジメチルシリ コーンオイル "信越シリ コーン KF 96— 350" [表面張力 21. 1ダィン ( 111 ;粘度35 0 c p s ;平均分子量約 1 5, 0 00 ] 、 ジメチルシリ コーンオイル ' "信越シリコーンオイル KF 54" [表面張力 25. 2ダイン Zcm ; 粘度 400 c p s ;平均分子量約 16, 000] を使用する以外は実施 例 5と同様にして、 本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 8) 、 (a 9) および (a 10) を得た。 これらの吸水性樹脂粒子の性能測定結果 を表一 2に示す。
実施例 1 1、 12 実施例 5において、 "信越シリ コーン K F 96— 1 0 0" に代えて、 各々信越化学工業 (株) 製の、 ジメチルシリ コーンオイル "信越シリコ —ン K F 96— 5" (表面張力 1 9. 7ダイン Zc m ;粘度 5 c p s ; 平均分子量約 1 0 0) 、 ジメチルシリコーンオイル "信越シリ コーン K F 96— 3 0 0 0" (表面張力 2 1. 3ダイン/ cm ;粘度 3, 0 0 0 c p s ;平均分子量約 4 0, 000) を使用する以外は実施例 5と同様 にして、 本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 1 1) および (a 1 2) を得た。 これらの吸水性樹脂粒子の性能測定結果を表一 2に示す。 実施例 1 3
実施例 5で得られた吸水性樹脂粒子 (a 5) に、 親水性度 1 0 0%の 二酸化ケイ素 ( "レオ口シール Q S— 1 02" ;徳山曹達 (株) 製) を 0. 02%添加し、 均一に混合して本発明の改質された吸水性樹脂粒子 (a 1 3) を得た。 この吸水性樹脂粒子 (a 1 3) の性能測定結果を表 - 2に示す。
実施例 1 4〜 1 6
実施例 5において、 吸水性樹脂粒子 (b 8) に代えて、 吸水性樹脂 (b 9) 、 (b l 0) 、 (b 1 2) を各々使用する以外は実施例 1と同 様にして本発明の改質された吸水性樹脂粒子を (a 1 4) 、 (a 1 5) 及び (a 1 6) を得た。 これらの吸水性樹脂粒子の性能測定結果を表一 2に示す。
表一 2
Figure imgf000029_0001
表— 2から判るように、 本発明の改質された吸水性樹脂粒子及びこの 粒子を含有する組成物は、 対応する比較例に比し、 常圧吸収量、 加圧吸 収量という性能を悪化させることなく、 吸収速度が早くなり、 浸透性に 優れ、 ゲル化時間が飛躍的に改良されている。 産業上の利用可能性
本発明の改質された吸水性樹脂粒子は次のとおり、 吸収速度が向上さ れ、 吸湿ブロッキング性、 発塵性が改良されたもので、 吸水性樹脂が有 する吸収性能も維持又は向上している。
1 ) 吸収速度の向上
①水に限らず、 塩溶液、 尿、 血液などの人体排出液などに対しても速 い吸収速度を示す。 有機ポリシロキサンによる処理前の吸水性樹脂 粒子に比べて、 吸収速度は約 1 Z 2〜 1 4に改善される。
②吸水性樹脂粒子の表面に液が均一に濡れた後に、 液が粒子内部へ浸 透していくため、 速やかに吸水ゲル化する。
③吸水性樹脂粒子として粒径の小さい微粒子が多く含有されていても 速い吸収速度を示す。
2 ) 吸湿ブロッキング性、 発塵性の改良
①発水性を持つ有機ポリシロキサンが効率的に吸水性樹脂粒子の表面 に固着または付着しているため、 吸湿ブロッキング率が低い。 その ため、 高湿度の環境で使用しても、 吸水性樹脂がブロッキングせず 作業性に優れている。
②有機ポリシロキサンが液状であるため、 疎水性の微粉末などを添加 する他の方法とは異なり、 湿潤性作用により、 粉塵度が低減される。 したがつて、 吸水性樹脂粒子を大量に取り扱っても微粒子の飛散が なく、 作業環境が改善され、 作業者に対する粉塵吸入の機会も低減 される。
③飛散が少ないことから、 紙おむつなどにおける吸水性樹脂粒子の口 ス率が低下し、 生産性が向上する。 3 ) 吸収性能の維持又は向上
①有機ポリシロキサンによる改質後も、 改質前と同等以上の吸収性能 を示す。
②特に、 改質前の吸水性樹脂と反応性を有する有機ポリ シロキサンを 用いる場合、 吸水性樹脂の表面近傍を架橋させるため、 加圧下の初 期吸収量及び吸収倍率が処理前の吸水性樹脂粒子に比べ向上する。 従って、 紙おむつ等に使用した場合、 赤ちゃんの体重などの荷重に 耐えて多量の尿などを迅速に吸収することができ、 尿などの戻り量 が低く、 紙おむつ表面のドライ感が優れて、 サラッ トした感触を示 す。
上記効果を奏することから、 本発明の改質された吸水性樹脂粒子は、 紙おむつ (子供用紙おむつおよび大人用紙おむつ) 、 生理用ナプキン、 失禁用パッ ド、 母乳パッ ド、 手術用アンダーパッ ド、 ぺッ トシートなど の衛生用品や吸収性当材にとくに好適に使用できる。
本発明の改質された吸水性樹脂粒子は、 更に、 粒状の吸水性樹脂を利 用する各種用途、 即ち、 鮮度保持材、 保冷材、 ドリ ップ吸収材などの食 品類と接する用途;油中水分の除去剤;乾燥剤;植物や土壌などの保水 剤;へドロなどの凝固剤;結露防止剤;土木建築用の止水材ゃパッキン グ材;電線ケーブルや光ファイバ一ケーブルの止水材、 人工雪等に有用 でめ 。

Claims

請 求 の 範 囲
1. ァク リル酸およびノまたはァク リル酸塩を主構成単位とするェチ レン性不飽和単量体の架橋重合体であり、 実質的に水不溶性である吸水 性樹脂 (A) の粒子が、 常温で液状の有機ポリシロキサン (B) により 処理されてなる改質された吸水性樹脂粒子において、
① (A) と (B) が混合および Zまたは反応した状態であり、
② (A) の粒子のうち、 粒径 1 0〜1, 0 Q 0 mの粒子の含有量が 95重量%以上であり、
③重量比 (A) Z (B) が 100Z (0. 001〜5) である改質された吸水性樹脂粒子。
2. (B) の 25°Cにおける粘度が 10〜20, 000 e s tであり、 表面張力が 18〜30ダイン Zcmである請求項 1記載の改質された吸 水性樹脂粒子。
3. (B) が、 分子内にカルボン酸基および/またはカルボン酸塩基 と反応しうる官能基を少なく とも 1個有する変性シリコーンオイルであ る請求の範囲第 1項または第 2項に記載の改質された吸水性樹脂粒子。
4. (B) が、 ァミノ変性シリコーンオイルまたはエポキシ変性シリ コ ンオイルである請求の範囲第 3項に記載の改質された吸水性樹脂粒 子。
5. (B) の平均分子量が 1, 000以上である請求の範囲第 1項ま たは第 2項に記載の改質された吸水性樹脂粒子。
6. (A) を (B) で処理する前、 (B) で処理すると同時に、 また は (B) で処理した後に、 分子内にカルボン酸基および またはカルボ ン酸塩基と反応し得る官能基を少なく とも 2個以上有する架橋剤 (C) で (A) の粒子の表面近傍が更に架橋処理されてなる請求の範囲第 1項 または第 2項に記載の改質された吸水性樹脂粒子。
7. 更に二酸化珪素微粉末 (D) が (A) に対し 0. 001〜2重量 %添加されてなる請求の範囲第 1項または第 2項に記載の改質された吸 水性樹脂粒子。
8. 相対湿度 80% (40°C) における吸湿プロッキング率が 20% 以下、 粉塵度が 10 c pm以下であり、 且つ、 生理食塩水に対する加圧 下の初期吸収量が 20 gZg以上の吸収特性を有する請求の範囲第 1項 または第 2項に記載の改質された吸水性樹脂粒子。
3
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