WO2008015980A1

WO2008015980A1 - Water-absorbable resin particle, method for production thereof, and absorber material using the same

Info

Publication number: WO2008015980A1
Application number: PCT/JP2007/064791
Authority: WO
Inventors: Kimihiko Kondo; Takayasu Taniguchi; Yasuhiro Nawata
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2008-02-07
Also published as: JPWO2008015980A1; EP2048184A1; US20090186542A1; US20120298913A1; BRPI0715129A2; JP5289955B2; EP2048184B1; EP2048184A4

Description

明細書

吸水性樹脂粒子、その製造方法、およびそれを用いた吸収体

技術分野

[0001] 本発明は、吸水性樹脂粒子、その製造方法、およびそれを用いた吸収体に関する

。さらに詳しくは、機械的な衝撃に対する粒子強度に優れ、機械的な衝撃を受けた後でも、加圧吸水能が低下しにくい吸水性樹脂粒子、その製造方法、およびそれを用いた吸収体に関する。

背景技術

[0002] 吸水性樹脂は、近年、紙ォムッや生理用品等の衛生用品、保水剤や土壌改良剤等の農園芸材料、および止水剤や結露防止剤等の工業資材など、種々の分野で広く使用されている。これらの分野の中でも、特に紙ォムッや生理用品等の衛生用品への使用が大きな用途となっている。

[0003] 吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和物、澱粉アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、澱粉アクリル酸グラフト共重合体の中和物、酢酸ビ二ルーアクリル酸エステル共重合体のけん化物等が知られている。

[0004] 通常、吸水性樹脂に望まれる特性としては、高!/、吸水量、優れた吸水速度、吸水後の高いゲル強度等が挙げられる。特に、衛生材料用途の吸収体に使用される吸水性樹脂に望まれる特性としては、高い吸水量、優れた吸水速度、吸水後の高いゲル強度に加えて、優れた加圧吸水能、適度な粒子径、吸収した物質の吸収体外部への逆戻りの少ないこと、吸収した物質の吸収体内部への拡散性に優れること等が挙げられる。

[0005] さらに、近年、使い捨て紙ォムッ、生理用ナプキン等の衛生材料用途における吸収体の薄型化、および製造ラインのスピードアップにともない、吸水性樹脂粒子に加わる力が大きくなつているため、粒子強度が高ぐ吸収体製造後でも性能低下の少ない特性が必要になっている。

[0006] 例えば、使い捨て紙おむつ用の吸収体は、一般にドラムフォーマーと呼ばれる設備において、吸水性樹脂粒子と繊維状パルプを空気中で混合しつつ、金属メッシュ上に吸引して積層する方法により製造される。その後、吸収体は強度を高め、形状を保持するため、ロールプレス等を使って圧縮される力特に薄型吸収体の製造においては、高加圧で圧縮されることに加え、パルプ使用量が低減されているために、吸水性樹脂粒子に大きな力がかかり、粒子の破壊が起こりやすい。

[0007] さらに、生産性を上げるため、吸収体製造ラインのスピードアップを進めることにより、前記ドラムフォーマー内において、吸水性樹脂粒子が、金属メッシュ及びその周辺の支持板に高速で衝突することによつても粒子が破壊されやすくなつている。

特に最近の吸水性樹脂粒子は、その吸水性能を向上させる目的で、例えば、吸水性樹脂粒子の表面層の架橋密度を高めて!/、るため、吸水性樹脂粒子の破壊が起こると、架橋密度の低い粒子内部が表面に露出し、顕著な性能低下を引き起こしゃすい。

従って、機械的な衝撃に対する粒子強度が高ぐ吸水性能が低下しない吸水性樹脂粒子が求められている。

[0008] そのような吸水性樹脂粒子として、例えば、含水率が 3〜9%であり、粒子の破断応力が 30N/m²以上である粒子脆さの改質された吸水性樹脂粒子が知られている（特許文献 1参照）。しかし、この吸水性樹脂粒子は、高速で生産される薄型吸収体に使用するためには、粒子強度が不十分であり、衝突等による破壊により性能の低下が生じ、吸収体性能の低下を生じるおそれがある。

特許文献 1：特開平 9 124879号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本発明の目的は、高!/、水分率にお!/、て粉体流動性に優れ、粒子強度に優れ、機械的な衝撃を受けた後でも粒子径の保持率および加圧吸水能の保持率が高い吸水性樹脂粒子、その製造方法、およびそれを用いた吸収体を提供することにある。課題を解決するための手段

[0010] すなわち、本発明は、水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて、要すれば架橋剤の存在下に重合し、吸水性樹脂粒子前駆体を得た後、後架橋剤を添加して粒子の表面層を架橋し、非晶質シリカ粒子を添加して得られる吸水性樹脂粒子であって、水分率が 10〜20%であり、粒子衝突試験前後における粒子径保持率が 90 %以上であることを特徴とする吸水性樹脂粒子に関する。

[0011] 本発明は、また、水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて、要すれば架橋剤の存在下に重合し、吸水性樹脂前駆体粒子を得た後、後架橋剤を添加して前記前駆体粒子の表面層を架橋し、非晶質シリカ粒子を添加して得られる吸水性樹脂粒子の水分率を 10〜20%に調整することを特徴とする、粒子衝突試験前後における粒子径保持率が 90%以上である吸水性樹脂粒子の製造方法に関する。

本発明は、さらに、上記の吸水性樹脂粒子を用いた吸収体に関する。

発明の効果

[0012] 本発明の吸水性樹脂粒子は、高!/、水分率にお!/、て粉体流動性に優れ、粒子強度に優れ、機械的な衝撃を受けた後でも、粒子径の保持率および加圧吸水能の保持率が高ぐ吸水速度に優れた吸水性樹脂粒子であるため、高速で生産される薄型吸収体への使用に適しており、得られた薄型吸収体および吸収性物品は、被吸収液の吸収性に優れ、漏れが少な!/、特徴を有する。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、加圧吸水能を測定するための装置の概略構成を示す模式図である。

[図 2]図 2は、衝突試験を実施するための装置の概略構成を示す模式図である。符号の説明

X 測定装置

1 ビュレツ卜

10 ビュレット

11 空気導入管

12 コック

13 コック

14 ゴム栓

2 導管 41 ナイロンメッシュ

42 重り

5 吸水性樹脂粒子

Y 衝突試験装置

101 ホッノヽー

102 加圧空気導入管

103 射出ノズル

104 衝突板

105 流虽 ΒΤ

106 吸水性樹脂粒子

発明を実施するための最良の形態

[0015] 本発明の吸水性樹脂粒子としては、水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて、要すれば架橋剤の存在下に重合し、吸水性樹脂粒子前駆体を得た後、後架橋剤を添加して、粒子の表面層を架橋し、非晶質シリカ粒子を添加して得られる吸水性樹脂粒子であることが好ましい。

本発明の吸水性樹脂粒子の水分率は 10〜20%、好ましくは 11〜； 18%、より好ましくは 12〜； 18 %である。吸水性樹脂粒子の水分率が 10%未満の場合、機械的な衝撃に対して粒子の破壊が起こり易くなり、十分な強度が得られないおそれがある。また、吸水性樹脂粒子の水分率が 20%を超える場合、吸水性樹脂の粉体流動性が悪化し、取り扱いが困難になるおそれがある。

なお、吸水性樹脂粒子の水分率は、後述する「（1)水分率」に記載されている測定方法に従って測定したときの値である。

[0016] 本発明の吸水性樹脂粒子の粒子衝突試験前後における粒子径保持率は 90%以上、好ましくは 92%以上、より好ましくは 94%以上である。粒子径保持率が 90%未満の場合、表面架橋層が破壊されることにより加圧吸水能が悪化するおそれがある。なお、吸水性樹脂粒子の粒子衝突試験前後における粒子径保持率は、後述する「 (6)粒子衝突試験前後における粒子径保持率」に記載されている測定方法に従って測定したときの値である。

[0017] 本発明の吸水性樹脂粒子の粒子衝突試験前後における加圧吸水能保持率は 60 %以上であることが好ましぐ 65%以上であることがより好ましい。加圧吸水能保持率力 0%未満の場合、吸収体性能が悪化するおそれがある。

なお、吸水性樹脂粒子の粒子衝突試験前後における加圧吸水能保持率は、後述する「（7)粒子衝突試験前後における加圧吸水能保持率」に記載されている測定方法に従って測定したときの値である。

[0018] 本発明の吸水性樹脂粒子の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて、要すれば架橋剤の存在下に重合し、吸水性樹脂粒子前駆体を得た後、後架橋剤を添加して粒子の表面層を架橋し、非晶質シリカ粒子を添加して得られる吸水性樹脂粒子の水分率を 10〜20%に調整する方法が挙げられる。重合方法としては特に限定されず、代表的な重合法である水溶液重合法、逆相懸濁重合法等が挙げられる。なかでも、高 V、水分率にお!/、て粉体流動性に優れる観点から、界面活性剤の添加された有機溶剤中で前記水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて重合させる逆相懸濁重合法が好ましく用いられる。

[0019] 水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸〔「（メタ）アタリ」とは「アタリ」または「メタタリ」を意味する。以下同じ〕、 2— (メタ）アクリルアミド一 2—メチルプロパンスルホン酸またはその塩；（メタ）アクリルアミド、 N, N—ジメチルアクリルアミド、 2—ヒドロキシェチル (メタ）アタリレート、 N—メチロール (メタ）アクリルアミド等のノニオン性モノマー；ジェチルアミノエチル（メタ）アタリレート、ジェチルァミノプロピル (メタ）アタリレート等のアミノ基含有不飽和モノマーまたはその四級化物等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよぐ 2種以上を混合して用いてもよい。

[0020] なお、単量体が酸基を有する場合、その中和に用いられるアルカリ化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニゥム等の化合物が挙げられ、なかでも、経済面、性能面から水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。

[0021] なお、酸基を有する単量体を中和する場合、その中和度は、水溶性エチレン性不飽和単量体の酸基の 30〜90モル％であることが好まし!/、。中和度が 30%より低!/ヽ場合、酸基力 Sイオン化されにくぐ吸水能が低くなるため好ましくない。中和度が 90% を超えると、衛生材として使用される場合、安全性等に問題が生ずる可能性があるため好ましくない。

[0022] 水溶性エチレン性不飽和単量体のうち好ましいものは、工業的に入手が容易である観点力、（メタ）アクリル酸またはその塩が挙げられる。

水溶性エチレン性不飽和単量体水溶液の濃度は、 20質量％〜飽和濃度であることが好ましい。

[0023] 水溶性エチレン性不飽和単量体に必要に応じて添加される架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類のジまたはトリ（メタ）アクリル酸エステル類；前記ポリオール類とマレイン酸、フマール酸等の不飽和酸とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類； N, N'—メチレンビスアクリルアミド等のビスアクリルアミド類；ポリエポキシドと（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるジまたはトリ（メタ）アクリル酸エステル類；トリレンジイソシァネート、へキサメチレンジイソシァネート等のポリイソシァネートと（メタ）アクリル酸ヒドロキシェチルとを反応させて得られるジ (メタ）アクリル酸力ルバミルエステル類；ァリル化澱粉、ァリル化セルロース、ジァリルフタレート、 N, Ν' , N"—トリアリルイソシァネート、ジビュルベンゼン等の重合性不飽和基を 2個以上有する化合物；（ポリ）エチレンダリコールジグリシジルエーテル〔「（ポリ）」とは「ポリ」の接頭語がある場合とない場合を意味する。以下同じ〕、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）ダリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル化合物；ェピクロルヒドリン、ェピブロムヒドリン、 α—メチルェピクロルヒドリン等のハロエポキシ化合物； 2, 4—トリレンジイソシァネート、へキサメチレンジイソシァネート等のイソシァネート化合物等の反応性官能基を 2個以上有する化合物が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよく、 2種以上を混合して用いてもよい。

[0024] 前記架橋剤の添加量は、水溶性エチレン性不飽和単量体 100質量部に対して、 3 質量部以下が好ましぐ 0. 00；!〜 1質量部がより好ましい。 3質量部を超えると得られる重合体の吸水性が低下し好ましくなレ、。

[0025] 本発明に用いられる水溶性ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニゥム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩； 2, 2'ーァゾビス（2—アミジノプロパン） 2塩酸塩、ァゾビス（シァノ吉草酸)等のァゾ化合物等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよぐ 2種以上を混合して用いてもよい。

また、水溶性ラジカル重合開始剤と亜硫酸塩、 Lーァスコルビン酸、硫酸第一鉄等と併用することにより、レドックス系重合開始剤として用いることもできる。

これらの中では、入手が容易で保存安定性が良好である観点から、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニゥムおよび過硫酸ナトリウムが好ましい。

[0026] 前記水溶性ラジカル重合開始剤の使用量は、水溶性エチレン性不飽和単量体 10 0質量部に対して、 0. 00；!〜 1質量部が好ましぐ 0. 01-0. 5質量部がより好ましい。 0. 001質量部未満であれば重合反応が十分に進行せず、 1質量部を超えれば重合反応が急激となり、制御できな!/、ため好ましくなレ、。

[0027] 本発明にお!/、ては、吸水性樹脂粒子前駆体を得た後、水溶性エチレン性不飽和単量体の官能基と反応性を有する官能基を 2個以上含有する後架橋剤を添加して、前駆体粒子の表面層を架橋する。

[0028] 使用される後架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、 1 , 4 ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類；（ポリ）ェチレングリコーノレジグリシジノレエーテノレ、（ポリ）プロピレングリコーノレジグリシジノレエーテノレ

、（ポリ）グリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル化合物；ェピクロルヒドリン、ェピブロムヒドリン、 α—メチルェピクロルヒドリン等のハロエポキシ化合物； 2 ， 4 トリレンジイソシァネート、へキサメチレンジイソシァネート等のイソシァネート化合物等の反応性官能基を 2個以上有する化合物； 3 メチルー 3 ォキセタンメタノール、 3—ェチルー 3—ォキセタンメタノール、 3—ブチルー 3—ォキセタンメタノール、 3—メチルー 3—ォキセタンエタノール、 3—ェチルー 3—ォキセタンエタノール、 3 ーブチルー 3 ォキセタンエタノール等のォキセタン化合物、 1 , 2 エチレンビスォキサゾリン等のォキサゾリン化合物、エチレンカーボネート等のカーボネート化合物、ビス [N, N—ジ（/3—ヒドロキシェチル）]アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよぐ 2種以上を混合して用いてもよい。

[0029] これらの中でも、反応性に優れている観点から、エチレングリコールジグリシジルェ一テル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテノレ、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセリンジグリシジルエーテルが好ましい。

[0030] 前記後架橋剤の添加量は、重合に付された水溶性エチレン性不飽和単量体の総量 100質量部に対して、好ましくは 0. 0；!〜 5質量部、より好ましくは 0. 03〜3質量部である。後架橋剤の添加量が 0. 01質量部未満の場合、得られる吸水性樹脂粒子のゲル強度が弱くなり、また 5質量部を越える場合、架橋密度が過度となるため、充分な吸水性を示さなくなるため好ましくない。

[0031] 吸水性樹脂粒子前駆体への後架橋剤の添加時期は、重合反応後であればよぐ特に限定されない。吸水性樹脂前駆体粒子と後架橋剤の混合は、吸水性樹脂前駆体粒子 100質量部に対して、 200質量部以下の水の存在下に実施されるのが好ましく、 1〜； 100質量部の範囲の水の存在下に実施されるのがより好ましぐ 5〜50質量部の範囲の水の存在下に実施されるのがさらに好ましい。このように、架橋剤添加時の水の量を調整することによって、より好適に、吸水性樹脂粒子の表面層における架橋を施すことができ、優れた加圧吸水能を達成することができる。

[0032] 力べして得られた吸水性樹脂粒子は、乾燥工程にお!/、て水分および有機溶剤を除去することにより乾燥される。なお、乾燥工程は減圧下で行ってもよい。

[0033] 本発明にお!/、て、吸水性樹脂粒子の水分率を調整する方法は、最終的に水分率が 10〜20%の範囲になる方法であれば、特に限定はされない。例えば、重合後の含水した吸水性樹脂粒子を乾燥する過程にお!/、て、乾燥温度や時間を調節して、最終の吸水性樹脂粒子の水分率を 10〜20%の範囲に制御する方法、水分率が 10 %未満まで乾燥された吸水性樹脂粒子を攪拌下に加湿して、最終の吸水性樹脂粒子の水分率を 10〜20%の範囲に制御する方法等が挙げられる。

[0034] このようにして得られる本発明の吸水性樹脂粒子の質量平均粒子径は 200〜500 〃 mであることが好ましぐ 250〜400 111でぁることカょり好ましぃ。質量平均粒子径が 200 111未満であれば、粒子間の間隙が少なぐ吸収液の浸透性が低下し、ゲルブロッキングが生じやすくなるため好ましくない。また、質量平均粒子径が 500 111 を超えれば、吸水速度が遅くなりすぎ、吸収体に使用された場合、液モレが生じやすくなるため好ましくない。

なお、吸水性樹脂粒子の質量平均粒子径は、後述する「（5)質量平均粒子径」に記載されている測定方法に従って測定したときの値である。

[0035] 本発明の吸水性樹脂粒子には、高!/、水分率にぉレ、て粉体流動性を向上させるため、非晶質シリカ粒子を添加、混合する。非晶質シリカ粒子の平均粒径は、少量の添加量で効果的な粉体流動性を得るため、 20 a m以下が好ましぐ Ι δ μ m以下がより好ましい。非晶質シリカ粒子の比表面積としては 50〜500m²/gが好ましぐ 100〜 300m²/gがより好ましい。また、非晶質シリカ粒子は、湿式法、乾式法のどちらの方法で製造されたものでもよぐォクチルシラン等で化学処理またはジメチルシリコーンオイル等で表面処理することによって、疎水化されていてもよい。非晶質シリカ粒子の具体例としては、（株）トクャマ製のトクシール NP (平均粒径 1 1 m、比表面積 19 5m²/g)、ファインシール T— 32 (平均粒径 1. δ μ ΐη^比表面積 202m²/g)等が挙げられる。

[0036] 非晶質シリカ粒子の添加量は、吸水性樹脂粒子 100質量部に対して 0. 0；!〜 2質量部が好ましぐ 0. ；!〜 1. 5質量部がより好ましぐ 0. 3〜；!質量部がさらに好ましぐ 0. 5〜0. 7質量部がよりさらに好ましい。非晶質シリカ粒子の添加量が 0. 01質量部未満の場合、粉体流動性を向上する効果が低ぐ 2質量部を超える場合、発塵度が高くなるため好ましくない。本発明の吸水性樹脂粒子は水分率が高ぐ非晶質シリカ粒子を粒子表面に効果的に付着することができる。

また、吸水性樹脂粒子に非晶質シリカ粒子を添加することにより、粒子間に間隙ができ、吸収液の浸透性が改善される。

[0037] 以下に本発明の吸水性樹脂粒子が用いられた吸収体について説明する。本発明の吸収体は、吸水性樹脂粒子、親水性繊維および透水性のシートからなる。なお、本発明の吸収体は、紙おむつ、失禁パッド、生理用ナプキン、ペットシート等の使い捨ての吸収性物品に好ましく用いられる。

[0038] 吸収体に用いられる親水性繊維としては、例えば木材から得られる綿状パルプ、メ力二カルパルプ、ケミカルパルプ等のセルロース繊維、レーヨン、アセテート等の人工セルロース繊維等が挙げられる力本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

[0039] 本発明の吸収体の構造は、吸水性樹脂粒子と親水性繊維がブレンドされた積層体、または、シート状に積層された親水性繊維の間に吸水性樹脂粒子が散布された積層体をティッシュペーパーあるいは不織布等の透水性シートで包んだ構造が挙げられるカ S、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。

[0040] 吸収体における吸水性樹脂粒子と親水性繊維との割合は、 30： 70-80： 20の質量比であることが好ましく、 40： 60-60： 40の質量比であることがより好まし!/、。吸収体の密度は、 0. ；!〜 0. 5g/cm³であることが好ましぐ 0. 2〜0. 4g/cm³であることがより好ましい。

[0041] また、本発明の吸収体が用いられる吸収性物品は、水性液体が透過しうる液体透過性シート（トップシート）と、水性液体が透過しな!/、液体不透過性シート（バックシート）との間に保持された構造を有する。液体透過性シートは、身体と接触する側に配され、液体不透過性シートは、身体と接触する側の反対側に配される。

[0042] 液体透過性シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等の合成樹脂からなる不織布、多孔質の合成樹脂シート等が挙げられる。

[0043] 液体不透過性シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなるフィルム、これらの合成樹脂と不織布との複合材料からなるシート等が挙げられる。

実施例

[0044] 以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例により何ら限定されるものではない。

[0045] 製造例 1

内容積 500mlの三角フラスコに 80質量⁰ /₀のアクリル酸水溶液 92gを入れ、氷冷しながら 20. 0質量％水酸化ナトリウム水溶液 154. lgを滴下してアクリル酸の中和を行い、アクリル酸部分中和塩水溶液を調製した。得られたアクリル酸部分中和塩水溶液に、架橋剤として N, N'—メチレンビスアクリルアミド 9. 2mgおよび水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム 0. l lgを添加し、これを単量体水溶液とした。

一方、攪拌機、 2段パドル翼、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素ガス導入管を備えた内容積 2リットルの五つ口円筒型丸底フラスコに、 n—ヘプタン 340gと、界面活性剤として、ショ糖ステアリン酸エステル（三菱化学フーズ株式会社の商品名；リヨート一シュガーエステル S— 370) 0. 92gを加えて n—ヘプタンに溶解させた後、上記の重合用の単量体水溶液を加えて 35°Cに保ち攪拌下で懸濁した。その後、系内を窒素で置換後、 70°Cの水浴を用いて昇温して逆相懸濁重合を行った。

[0046] 次いで、別に、内容積 500mlの三角フラスコに 80質量％のアクリル酸水溶液 128.

8gを入れ、氷冷しながら 24. 7質量％水酸化ナトリウム水溶液 173. 8gを滴下してァクリル酸の中和を行い、アクリル酸部分中和塩水溶液を調製した。得られたアタリノレ酸部分中和塩水溶液に、架橋剤として N, Ν'—メチレンビスアクリルアミド 12. 9mg および水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム 0. 16gを添加し、これを第 2 段目の逆相懸濁重合用の単量体水溶液とした。

第 1段目の逆相懸濁重合の終了後、重合スラリーを冷却し、第 2段目重合用の単量体水溶液を系内に滴下し、 23°Cに保ちながら 30分間攪拌を行った。その後、系内を窒素で置換し、 70°Cの水浴を用いて昇温して第 2段目の逆相懸濁重合を行った。重合終了後、 120°Cの油浴で加熱し、共沸蒸留により、 266gの水を系外に除去し、 2 質量％エチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液 8. 83gを添加し、 80°Cで 2 時間保持し、後架橋処理を行った。さらに水および n—ヘプタンを蒸留により除去して乾燥し、質量平均粒子径が 360 111、水分率 5%の吸水性樹脂粒子 227. 2gを得た。

[0047] 実施例 1

製造例 1と同様にして得られた吸水性樹脂粒子 200gに非晶質シリカ粒子 lg ( (株）トクャマ製、トクシール NP)を添加、混合後、内容積 2リットルのセパラブルフラスコに入れ、撹拌しながら室温下、加湿機（(株）トヨトミ製、ハイブリッド加湿器）により水添加量 0. 4L/hで 20分間、セパラブルフラスコ内を加湿し、水分率 11 %の吸水性樹脂を得た。

[0048] 実施例 2

製造例 1と同様にして得られた吸水性樹脂粒子 200gに非晶質シリカ粒子 lg ( (株）トクャマ製、ファインシール T— 32)を添加、混合後、内容積 2リットルのセパラブルフラスコに入れ、撹拌しながら室温下、加湿機（(株）トヨトミ製、ノ、イブリツド加湿器）により水添加量 0. 4L/hで 30分間、セパラブルフラスコ内を加湿し、水分率 13%の吸水性樹脂を得た。

[0049] 実施例 3

製造例 1と同様にして得られた吸水性樹脂粒子 200gに非晶質シリカ粒子 2g ( (株）トクャマ製、トクシール NP)を添加、混合後、内容積 2リットルのセパラブルフラスコに入れ、撹拌しながら室温下、加湿機（(株）トヨトミ製、ハイブリッド加湿器）により水添加量 0. 4L/hで 45分間、セパラブルフラスコ内を加湿し、水分率 17%の吸水性樹脂粒子を得た。

[0050] 実施例 4

製造例 1と同様にして第 1段目および第 2段目の逆相懸濁重合を行った。重合終了後、 120°Cの油浴で加熱し、共沸蒸留により、 255gの水を系外に除去し、 2質量％エチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液 4. 43gを添加し、 80°Cで 2時間保持し、架橋処理を行った。さらに水および n—ヘプタンを蒸留により除去して乾燥し、非晶質シリカ粒子 1. 5g ( (株）トクャマ製、トクシール NP)を添加、混合することにより、質量平均粒子径が 370 111、水分率 13%の吸水性樹脂粒子 233. 5gを得た。

[0051] 比較例 1

製造例 1と同様にして水分率 5%の吸水性樹脂粒子を得た。

[0052] 比較例 2

製造例 1と同様にして得られた吸水性樹脂粒子 200gを内容積 2リットルのセパラブルフラスコに入れ、撹拌しながら室温下、加湿機（(株）トヨトミ製、ハイブリッド加湿器）により水添加量 0. 4L/hで 15分間、セパラブルフラスコ内を加湿し、水分率 8%の吸水性樹脂を得た。

[0053] 比較例 3 製造例 1と同様にして得られた吸水性樹脂粒子 200gを内容積 2リットルのセパラブルフラスコに入れ、撹拌しながら室温下、加湿機（(株）トヨトミ製、ハイブリッド加湿器）により水添加量 0. 4L/hで 45分間、セパラブルフラスコ内を加湿し、水分率 17%の吸水性樹脂を得た。この吸水性樹脂は、粘着性を有しており粉体の流動性が悪ぐ粒度分布の測定、後述する衝突試験および吸収体コアの作成が不可能であった。

[0054] 比較例 4

製造例 1と同様にして得られた吸水性樹脂粒子 200gを内容積 2リットルのセパラブルフラスコに入れ、撹拌しながら室温下加湿機（(株）トヨトミ製、ノ、イブリツド加湿器）により水添加量 0. 4L/hで 60分間、セパラブルフラスコ内を加湿し、水分率 23%の吸水性樹脂を得た。この吸水性樹脂は、粘着性を有しており粉体の流動性が悪ぐ粒度分布の測定、後述する衝突試験および吸収体コアの作成が不可能であった。

[0055] 各実施例および各比較例で得られた吸水性樹脂粒子の物性を以下の方法で評価した。その結果を表 1および表 2に示す。

[0056] (1)水分率

吸水性樹脂粒子 2gを、あらかじめ恒量 (Wa (g) )としたアルミホイールケース（8号）にとり精秤した (Wd (g) )。上記サンプルを、内温を 105°Cに設定した熱風乾燥機 (A DVANTEC社製）で 2時間乾燥させた後、デシケーター中で放冷して、乾燥後の質量 We (g)を測定した。以下の式から、吸水性樹脂粒子の水分率を算出した。

水分率（％) = [ (Wd-Wa) (We -Wa) ]/ (Wd-Wa) X 100

[0057] (2)生理食塩水保水能

吸水性樹脂粒子 2. 00gを、綿袋（メンブロード 60番、横 100mm X縦 200mm)に入れ、 500mLのビーカー内に入れた。この綿袋内に生理食塩水 500gを注ぎ込み、開口部を輪ゴムで縛り、 1時間放置した。その後、遠心力 167Gの脱水機（国産遠心機 (株)製、品番 H— 122)を用いて、前記綿袋を 1分間脱水し、脱水後の膨潤ゲルを含んだ綿袋の質量 Wa (g)を測定した。吸水性樹脂を添加せずに同様の操作を行!/、、綿袋の湿潤時空質量 Wb (g)を測定し、次式により生理食塩水保水能を算出した。

生理食塩水保水能（g/g) = [Wa-Wb] (g) /2. 00 (g)

[0058] (3)吸水速度 100mlのビーカーに、 25 ± 0. 2°Cの温度の生理食塩水 50 ± 0· lgを入れ、マグネチックスターラーバー（8mm φ X 30mm)を用いて、 600rpmになるように調整した。次に吸水性樹脂 2. 0 ± 0. 002gを前記ビーカーに素早く添加し、添加し終わると同時にストップウォッチをスタートした。吸水性樹脂が生理食塩水を吸水し、渦がなくなるまでの時間（秒）をストップウォッチで測定し、吸水速度とした。

[0059] (4)加圧吸水能

吸水性樹脂粒子の加圧吸水能は、図 1に概略を示した測定装置 Xを用いて測定した。

図 1に示した測定装置 Xは、ビュレット部 1と導管 2、測定台 3、測定台 3上に置かれた測定部 4からなつている。ビュレット部 1は、ビュレット 10の上部にゴム栓 14、下部に吸気導入管 11とコック 12が連結されており、さらに、吸気導入管 11は先端にコック 1 3を有している。ビュレット部 1から測定台 3までは、導管 2が取り付けられており、導管 2の直径は 6mmである。測定台 3の中央部には、直径 2mmの穴があいており、導管 2が連結されている。測定部 4は、円筒 40と、この円筒 40の底部に貼着されたナイ口ンメッシュ 41と、重り 42とを有している。円筒 40の内径は、 20mmである。ナイロンメッシュ 41は、 200メッシュ（目開き 75 μ m)に形成されている。そして、ナイロンメッシュ 41上に所定量の吸水性樹脂粒子 5が均一に撒布されるようになっている。重り 42は、直径 19mm、質量 59. 8gである。この重りは、吸水性樹脂粒子 5上に置かれ、吸水性樹脂粒子 5に対して 2. 07kPaの荷重を加えることができるようになつている。

[0060] このような構成の測定装置 Xでは、まずビュレット部 1のコック 12とコック 13を閉め、 2 5°Cに調節された 0. 9質量⁰ /₀食塩水をビュレット 10上部から入れ、ゴム栓 14でビユレット上部の栓をした後、ビュレット部 1のコック 12、コック 13を開ける。

次に、測定台 3中心部の導管口から出てくる 0. 9質量％食塩水の水面と、測定台 3 の上面とが同じ高さになるように測定台 3の高さの調整を行う。

[0061] 一方、円筒 40のナイロンメッシュ 41上に 0. 10gの吸水性樹脂粒子 5を均一に撒布して、この吸水性樹脂粒子 5上に重り 42を置く。測定部 4は、その中心部が測定台 3 中心部の導管口に一致するようにして置く。

吸水性樹脂粒子 5が吸水し始めた時点から継続的に、ビュレット 10内の 0. 9質量 %食塩水の減少量 (すなわち、吸水性樹脂粒子 5が吸水した 0. 9質量％食塩水量） Wc (ml)を読み取る。吸水開始から 60分間経過後における吸水性樹脂粒子 5の加圧吸水能は、以下の式により求めた。

加圧吸水能（ml/g) =Wc ÷ 0. 10

[0062] (5)質量平均粒子径

JIS標準篩を上から、目開き 500 m (30メッシュ）、目開き 355 m (42メッシュ）、目開き 300〃 111 (50メッシュ）、目開き 250〃 111 (60メッシュ）、目開き 150〃 m (100メッシュ）、目開き 75 m (200メッシュ）、受け皿の順に組み合わせ、最上の篩に吸水性樹脂約 100gを入れ、ロータップ式振とう器を用いて、 20分間振とうさせた。

次に、各篩上に残った吸水性樹脂の質量を全量に対する質量百分率として計算し、粒子径の大きい方から順に積算することにより、篩の目開きと篩上に残った質量百分率の積算値との関係を対数確率紙にプロットした。確率紙上のプロットを直線で結ぶことにより、積算質量百分率 50質量％に相当する粒子径を質量平均粒子径とした

〇

[0063] (6)粒子衝突試験前後の粒子径保持率

吸水性樹脂粒子の粒子衝突試験における粒子径保持率は、図 2に概略を示した試験装置 Yを用いて、吸水性樹脂粒子を衝突板に衝突させた時、その粒子径分布を測定することにより求めた。

[0064] 図 2に示した試験装置 Yは、ホッパー 1と加圧空気導入管 2、射出ノズル 3、衝突板

4、流量計 5からなつている。加圧空気導入管 2は、ホッパー 1の内部まで導入されており、射出ノズル 3はホッパー 1とつながっている。加圧空気導入管 2の外径は 3. 7m m、内径は 2. 5mm、射出ノズノレ 3の外径は 8mm、内径は 6mm、長さ 300mmである。衝突板 4の材質は SUS304であり、厚みは 4mm、射出ノズル 3の先端と衝突板 4 の距離は 10mmに固定してある。流量計 5は、加圧空気の流速が射出ノズル 3の先端にお!/、て 50m/sとなるように調整されて!/、る。

[0065] このような構成の試験装置 Yに、まず、ホッパー 1に、衝突前の中位粒子径 (A1)をあらかじめ測定した吸水性樹脂粒子 6を 100g入れる。次いで、加圧空気導入管 2から圧力を調整した加圧空気を導入し、射出ノズル 3から衝突板 4へ吸水性樹脂粒子 6 を噴射させる。全量を噴射、衝突させた後の吸水性樹脂粒子を回収し、粒子径分布を測定することで衝突後の質量平均粒子径 (A2)を求める。

得られた測定値を用いて、粒子衝突試験前後の粒子径保持率を次式により求めた粒子衝突試験前後の粒子径保持率（％) = [A2 +A1] X 100

[0066] (7)粒子衝突試験前後の加圧吸水能保持率

吸水性樹脂粒子 100gを、前記「（6)粒子衝突試験前後の粒子径保持率」に記載の方法にしたがって、粒子衝突試験に供した。

回収した吸水性樹脂粒子を用いて、加圧吸水能を前記の方法にしたがって測定し、粒子衝突試験後の加圧吸水能（B2)を求めた。

あらかじめ、粒子衝突試験前に測定した加圧吸水能（B1)と粒子衝突試験後の加圧吸水能（B2)とから、粒子衝突試験前後の加圧吸水能保持率を次式により求めた粒子衝突試験前後の加圧吸水能保持率（％) = [B2 + B1] X 100

[0067] [表 1]

[0068] [表 2] 粒子衝突試験後粒子衝突試験後粒子衝突試験後の粒子衝突試験後の質量平均粒子の粒子径保持率加圧吸水能の加圧吸水能保径 (% ) ( g / g ) 持率

( a m) (%)

実施例 1 3 3 6 9 2 1 4 6 3

実施例 2 3 4 3 9 4 1 4 6 5

実施例 3 3 5 7 9 6 1 7 7 7

実施例 4 3 4 8 9 4 1 5 6 6

比較例 1 2 9 0 8 0 1 0 4 3

比較例 2 3 0 7 8 4 1 1 4 8

比較例 3 衝突試験不能

比較例 4 衝突試験不能

[0069] 表 2に示された結果より、各実施例で得られた吸水性樹脂粒子は、 V、ずれも、粒子衝突試験前後の粒子径保持率および加圧吸水能保持率に優れていることが分かる

〇

[0070] 実施例 5

実施例 1の粒子衝突試験後の吸水性樹脂粒子 8gと粉砕パルプ (レオニァ社製レイフロック） 12gを用い、空気抄造によって均一混合することにより、 42cm X 12cmの大きさのシート状の吸収体コアを作製した。

次に、吸収体コアの上下を坪量 16g/m²のティッシュッペーパーではさんだ状態で、ロールプレスを用いて圧縮することにより、密度 0. 2g/cm³の吸収体を作製した。さらに吸収体の上面に坪量 22g/m²のポリエチレン不織布のトップシート（レンゴ一製)を置き試験用吸収体とした。

[0071] 実施例 6

実施例 5にお!/、て、実施例 2の粒子衝突試験後の吸水性樹脂粒子を用いた以外は、実施例 5と同様にして試験用吸収体を得た。

[0072] 比較例 5

実施例 5にお!/、て、比較例 1の粒子衝突試験後の吸水性樹脂粒子を用いた以外は、実施例 5と同様にして試験用吸収体を得た。

[0073] 実施例 7

実施例 3の粒子衝突試験後の吸水性樹脂粒子 12gと粉砕パルプ (レオニァ社製レィフロック） 8gを用い、空気抄造によって均一混合することにより、 42cm X 12cmの大きさのシート状の吸収体コアを作製した。

次に吸収体の上下を坪量 16g/m²のティッシュッペーパーではさんだ状態で、口ールプレスを用いて圧縮することにより、密度 0. 4g/cm³の吸収体を作製した。さらに吸収体の上面に坪量 22g/m²のポリエチレン不織布のトップシート（レンゴ一社製)を置き試験用吸収体とした。

[0074] 実施例 8

実施例 7にお!/、て、実施例 4の粒子衝突試験後の吸水性樹脂粒子を用いた以外は、実施例 7と同様にして試験用吸収体を得た。

[0075] 比較例 6

実施例 7にお!/、て、比較例 2の粒子衝突試験後の吸水性樹脂粒子を用いた以外は、実施例 7と同様にして試験用吸収体を得た。

[0076] 各実施例および各比較例で得られた試験用吸収体を以下の方法で評価した。その結果を表 3に示す。

[0077] (8)吸収体密度

吸収体の質量と厚みから以下の計算式により吸収体密度を算出した。

なお、吸収体の厚みは、厚み計（(株)尾崎製作所製 PEACOCK J— B)を用いて測定した。

吸収体密度 (g/cm³) =吸収体質量 (g)/ (吸収体面積 (cm²) X厚み (cm))

[0078] (9) 45度傾斜台における漏れ試験

試験用吸収体を 45度傾斜台に貼り付け、貼り付けた試験用吸収体の上端より 10c m、左右中心の場所に、試験用吸収体から上方へ 2cmに設置したビュレットにより 70 mlの人工尿を 10秒で滴下する。滴下と同時にストップウォッチをスタートさせ、 10分後にビュレットより再び人工尿 70mlを滴下する。この操作を繰返し、下端より試験液が漏れるまでの液吸収量を測定した。

[0079] [表 3] 吸収体液漏れ試験における液吸収量（m l

[0080] 表 3に示された結果より、各実施例で得られた吸収体はいずれも優れた吸収能を発揮することが分かる。

産業上の利用可能性

[0081] 本発明によると、吸収体作成時における吸収性樹脂の衝突等による吸水性能の低下が少なぐ得られた吸収性物品は加圧下における吸収性にも優れており、紙おむつ、生理用品等の衛生材料の吸収体に好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて、要すれば架橋剤の存在下に重合し、吸水性樹脂粒子前駆体を得た後、後架橋剤を添加して粒子の表面層を架橋し、非晶質シリカ粒子を添加して得られる吸水性樹脂粒子であって、水分率が 10〜20%であり、粒子衝突試験前後における粒子径保持率が 90 %以上であることを特徴とする吸水性樹脂粒子。

[2] 粒子衝突試験前後における加圧吸水能保持率が 60%以上であることを特徴とする請求項 1記載の吸水性樹脂粒子。

[3] 水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶性ラジカル重合開始剤を用いて、要すれば架橋剤の存在下に重合し、吸水性樹脂粒子前駆体を得た後、後架橋剤を添加して前記粒子の表面層を架橋し、非晶質シリカ粒子を添加して得られる吸水性樹脂粒子の水分率を 10〜20%に調整することを特徴とする、粒子衝突試験前後における粒子径保持率が 90%以上である吸水性樹脂粒子の製造方法。

[4] 請求項 1または 2に記載の吸水性樹脂粒子と親水性繊維と透水性シートからなる吸収体。

[5] 吸収体における密度が 0. ；!〜 0. 5g/cm³である請求項 4記載の吸収体。

[6] 吸収体における吸水性樹脂粒子と親水性繊維との割合力 30： 70〜80： 20の質量比である請求項 4または 5記載の吸収体。