WO2019142872A1 - 吸水性樹脂 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a water absorbent resin. More particularly, the present invention provides a sanitary article, particularly a light incontinence pad, for use in humans or animals by having a moderate saline water absorption rate and a saline water absorption capacity under load at a local area.
- the present invention relates to a water-absorbent resin which is suitably used for a sheet of urine, a urine absorbing article for pets, etc.
- Water-absorbent resins include various materials such as sanitary materials used for sanitary articles such as disposable diapers and sanitary products, agricultural and horticultural materials used for water retention agents and soil conditioners, and industrial materials used for water sealants and anti-condensing agents, etc. Are widely used as materials (absorbent materials) in various fields.
- a crosslinked product of a partially neutralized acrylic acid polymer is suitably used as such a water absorbing resin.
- the cross-linked product of the partially neutralized acrylic acid polymer not only is excellent in water absorption performance, but it is also easy to obtain industrially available acrylic acid as its raw material, so it is possible to stably use a resin of a certain quality and It is an industrially excellent material in that it can be manufactured inexpensively, and that the resin is chemically stable so that deterioration is unlikely to occur.
- the sanitary materials used for sanitary articles such as disposable diapers and sanitary products have an absorbent body mainly composed of hydrophilic fibers such as pulp and a water absorbent resin. From the need to prevent liquid leakage to a relatively large amount of body fluid and the like, water-absorbent resins used in these hygiene articles have been improved to have properties superior to the water absorption rate.
- Patent Document 1 discloses a method for producing a water-absorbent resin by polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, which is an internal crosslinking agent. After polymerization is carried out using a water-soluble azo radical polymerization initiator in the presence of a polyvalent glycidyl compound, the obtained water-absorbent resin is post-crosslinked with a post-crosslinking agent to produce a water-absorbent resin particle A method is disclosed.
- the oily liquid containing a hydrocarbon dispersion medium, an aqueous solvent, a water-soluble ethylenic unsaturated monomer, and a radical polymerization start.
- a first polymerization step comprising polymerizing a saturated monomer to obtain a suspension containing a water-containing gel-like polymer; a suspension containing the water-containing gel-like polymer at 45 ° C.
- the water-soluble ethylenic unsaturation is in a suspension in which the second aqueous liquid is further dispersed by being mixed with a second aqueous liquid containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a radical polymerization initiator.
- Water absorption comprising a second polymerization step, including polymerizing a monomer, in this order Method for producing resin particles is disclosed.
- hygienic articles are diversified according to the needs of the market, and for example, many small hygienic articles such as light incontinence pads, carpet sheets, and urine absorbing articles for pets are also commercialized.
- Hygiene materials used in these small-sized sanitary articles also have an absorbent composed mainly of hydrophilic fibers such as pulp and a water-absorbent resin inside, and are used in disposable diapers and sanitary products. It has been followed.
- These small-sized sanitary articles, especially light incontinence pads and cushion sheets are increasingly required to be thinner and lighter from the viewpoint of designability, convenience in carrying, and distribution efficiency.
- Sanitary materials used for small hygiene articles such as light incontinence pads, cage sheets and urine absorbing articles for pets have a narrow absorption area of body fluid due to the design of the hygiene articles. That is, it is characteristic in that the absorption area is localized. In order to meet the needs for thinning and weight reduction of a sanitary material having such features, it is necessary to have excellent absorption characteristics in a limited absorption area. However, in the hygienic materials used in conventional small hygiene articles, such absorption characteristics have not been studied.
- a sucrose fatty acid ester having an HLB of 3.0 is actually used as a surfactant, and a water absorption rate of 45 to 50 seconds with high water absorption ability under load is obtained. Achieved.
- a water-absorbent resin is likely to cause liquid leakage in that the absorption area is too large in consideration of application to a small-sized sanitary article, and the water-absorption characteristic is not satisfied.
- potassium persulfate is actually used as a polymerization initiator to achieve a water absorption speed of 2 to 4 seconds.
- a water-absorbent resin has a low water-absorbing ability under load when considering application to a small-sized sanitary article, and liquid leakage tends to occur at the second (re-absorptive) permeation speed and the like. And the absorption characteristics are not satisfied.
- an object of this invention is to provide the water absorbing resin excellent in the absorption characteristic (Hereafter, it may describe as a local absorption characteristic.) In the limited absorption area.
- the inventors of the present invention conducted intensive studies and found that the water-absorbent resin is composed of a polymer of a water-soluble ethylenic unsaturated monomer, and is characterized by physiological saline water absorption rate and physiology under load in a local area. It has been found that the object of the present invention can be achieved as long as the saline water absorption ability falls within a predetermined range. The present invention has been completed by further studies based on this finding.
- Item 1 A water-absorbent resin composed of a polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, which has a saline water absorption rate of 5 to 30 seconds and a load of 1.96 kPa in a local area of 78.5 mm 2 A water-absorbent resin whose diffusion absorption capacity under load represented as physiological saline water absorption capacity under 10 g / g or more.
- Item 2 The water-absorbent resin according to item 1, wherein the water retention ability of physiological saline is 35 g / g or more.
- Item 4 The water-absorbent resin according to any one of Items 1 to 3, which has at least one shape selected from the group consisting of granular, substantially spherical, and agglomerated shapes of granular and / or substantially spherical particles.
- Item 5. The water-absorbent resin according to any one of Items 1 to 4, which is obtained by reverse phase suspension polymerization.
- An absorbent article comprising an absorbent comprising the water absorbent resin according to any one of items 1 to 5 and a hydrophilic fiber.
- the water absorbing resin excellent in the local absorption characteristic is provided by providing a moderate physiological saline water absorption speed and the physiological saline water absorption capability under the load in a local area. Therefore, even when applied to small hygiene articles such as light incontinence pads, cage sheets, and urine absorbing articles for pets, high permeability is achieved in a limited absorption area, and thus the spread of absorbed liquid Can be effectively suppressed to reduce the risk of liquid leakage.
- FIG. 1 It is a partially cutaway cross-sectional view for schematically explaining an apparatus for measuring the diffusion absorption ratio under load of a water absorbent resin. It is a partially exploded view explaining the structure of the measuring apparatus shown in FIG.
- the water-absorbent resin of the present invention is a water-absorbent resin composed of a polymer of a water-soluble ethylenic unsaturated monomer, and has a physiological saline water absorption rate of 5 to 30 seconds, and a diffusion absorption coefficient under load Is 10 g / g or more.
- a physiological saline water absorption rate of 5 to 30 seconds
- a diffusion absorption coefficient under load Is 10 g / g or more a diffusion absorption coefficient under load
- the water absorbent resin of the present invention has a physiological saline water absorption rate of 5 to 30 seconds.
- the local absorption characteristics are degraded both when the saline water absorption rate is below 5 seconds and above 30 seconds.
- the physiological saline water absorption rate is 5 seconds or more, preferably 8 seconds or more, more preferably 10 seconds or more. More preferably, it is 12 seconds or more.
- the physiological saline water absorption rate is 30 seconds or less, preferably 25 seconds or less, and more preferably, from the viewpoint of more effectively suppressing the diffusion of the liquid during absorption and obtaining the local absorption characteristics better. 20 seconds or less, more preferably 19 seconds or less, still more preferably 16 seconds or less, still more preferably 14 seconds or less.
- Specific ranges of the saline water absorption rate of the water-absorbent resin of the present invention are 5 to 25 seconds, 5 to 20 seconds, 5 to 19 seconds, 5 to 16 seconds, 5 to 14 seconds, 8 to 25 seconds, 8 to 20 seconds, 8 to 19 seconds, 8 to 16 seconds, 8 to 14 seconds, 10 to 25 seconds, 10 to 20 seconds, 10 to 19 seconds, 10 to 16 seconds, 10 to 14 seconds, 12 to 25 seconds, 12 to 20 seconds, 12 to 19 seconds, 12 to 16 seconds, and 12 to 14 seconds.
- the physiological saline water absorption rate in the present invention is a value measured by the method described in the examples described later.
- the water absorbent resin of the present invention has a diffusion absorbency under load of 10 g / g or more.
- the diffusion absorptivity under load in the present invention is a value represented as a saline water absorption capacity under a 1.96 kPa load in a local area of 78.5 mm 2 . More specifically, it is a value measured by the method described in the examples described later.
- the diffusion absorption capacity under load is less than 10 g / g, the liquid tends to stay in the surface layer of the absorbent body and liquid leakage is likely to occur from the end of the absorbent article, reversion is likely to occur, or resorbability Problems such as deterioration tend to occur, and the local absorption characteristics deteriorate.
- the diffusion absorption capacity under load is preferably 14 g / g or more, more preferably 15 g / g or more, and still more preferably 16 g / g or more.
- the upper limit of the range of the diffusion absorption capacity under load is, for example, 40 g / g or less, preferably 30 g / g or less, more preferably 20 g / g or less from the viewpoint of obtaining excellent local absorption characteristics.
- Specific ranges of the diffusion absorption capacity under load of the water-absorbent resin of the present invention are 10 to 40 g / g, 10 to 30 g / g, 10 to 20 g / g, 14 to 40 g / g, 14 to 30 g / g, 14-20 g / g, 15-40 g / g, 15-30 g / g, 15-20 g / g, 16-40 g / g, 16-30 g / g, 16-20 g / g can be mentioned.
- the water absorbent resin of the present invention is particularly useful when the physiological saline water holding ability (g / g) is 35 g / g or more.
- the water retention capacity of the water absorbent resin is large, the penetration speed tends to be slow and the local absorption characteristics tend to be inferior, but the water absorbent resin of the present invention has a high water retention capacity as high as 35 g / g or more of physiological saline water retention capacity. Even when it has, it can exhibit excellent local absorption characteristics.
- the saline water retention ability (g / g) of the water-absorbent resin is preferably 36 g / g or more, more preferably 38 g / g or more from the viewpoint of obtaining higher water retention ability when used in an absorber. It can be mentioned.
- the upper limit of the range of physiological saline water holding capacity (g / g) is, for example, 70 g / g or less, preferably 60 g / g or less, more preferably 50 g / g or less, more preferably from the viewpoint of obtaining excellent local absorption characteristics Is 45 g / g or less.
- the specific range of the water retentivity of the water-absorbent resin of the present invention is 36 to 70 g / g, 36 to 60 g / g, 36 to 50 g / g, 36 to 45 g / g, 38 to 70 g / g, 38 to 60 g / g, 38 to 50 g / g, and 38 to 45 g / g can be mentioned.
- the saline water holding capacity in the present invention is a value measured by the method described in the examples described later.
- the lower limit for example 200 ⁇ m or more, preferably 300 ⁇ m or more, More preferably, it is 350 ⁇ m or more, more preferably 400 ⁇ m or more, more preferably 420 ⁇ m or more.
- the upper limit is, for example, 800 ⁇ m or less, preferably 600 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, still more preferably 470 ⁇ m or less, more preferably 430 ⁇ m The following can be mentioned.
- Specific ranges of the water holding ability of the water-absorbent resin of the present invention are 200 to 800 ⁇ m, 200 to 600 ⁇ m, 200 to 500 ⁇ m, 200 to 470 ⁇ m, 200 to 430 ⁇ m, 300 to 800 ⁇ m, 300 to 600 ⁇ m, 300 to 500 ⁇ m, 300 to 470 ⁇ m, 300 to 430 ⁇ m, 350 to 800 ⁇ m, 350 to 600 ⁇ m, 350 to 500 ⁇ m, 350 to 470 ⁇ m, 350 to 430 ⁇ m, 400 to 800 ⁇ m, 400 to 600 ⁇ m, 400 to 500 ⁇ m, 400 to 470 ⁇ m, 400 to 430 ⁇ m, 420 to 800 ⁇ m, 420 to 600 ⁇ m, 420 to 500 ⁇ m, 420 to 470 ⁇ m, and 420 to 430 ⁇ m can be mentioned.
- the median particle diameter in the present invention is a value measured by the method described in the examples described later.
- Shape of the water-absorbent resin of the present invention is, for example, granular, substantially spherical, shape in which granular or substantially spherical resin is aggregated, irregularly crushed, irregularly crushed resin, plate, plate Etc.
- examples of the shape of the water-absorbent resin include particulates. More specifically, at least one selected from the group consisting of granular, substantially spherical single particle shapes such as spherical and elliptical shapes; and shapes in which granular and / or substantially spherical particles are aggregated. Water absorbing resins of these forms can be produced by reverse phase suspension polymerization or spray droplet polymerization. Among these shapes, a granular form is preferable.
- the granular water-absorbent resin preferably has a hydrophilic-lipophilic balance (HLB) value of 6 or more, more preferably 7 or more, still more preferably 8 or more, still more preferably 8 or more, of the surfactant used in the polymerization step. It becomes easy to obtain by setting it as 5 or more.
- HLB hydrophilic-lipophilic balance
- the shape of the water-absorbent resin of the present invention may also be at least one selected from the group consisting of irregularly fractured and irregularly fractured particles.
- the water-absorbent resin of these shapes can be produced, for example, by an aqueous solution polymerization method.
- the water-absorbent resin of the present invention has at least the above-mentioned predetermined saline water absorption rate and the predetermined diffusion and absorption capacity under load, so when applied to an absorbent article, it has a localized absorption area. It becomes a water absorbent resin excellent in absorption characteristics, that is, local absorption characteristics.
- the local absorption characteristics exhibited by the present invention include small diffusion areas after initial absorption and reabsorption to the absorbent article and good initial penetration speed to the absorbent article and after reabsorption.
- the maintenance of the permeation rate is also good (the difference between the initial permeation rate and the permeation rate after reabsorption is small), and the reversion of the liquid after absorption to the absorbent article is low.
- the absorbent article of the present invention comprises, as an absorbent material, an absorbent comprising the above-mentioned water-absorbent resin and hydrophilic fibers.
- hydrophilic fibers include cellulose fibers such as cotton pulp and chemical pulp, and artificial cellulose fibers such as rayon and acetate.
- the absorber may further contain, as a reinforcing agent, synthetic fibers made of synthetic resins such as polyamide, polyester and polyolefin.
- the structure of the absorber is not particularly limited. For example, a mixing structure in which a water-absorbent resin and a hydrophilic fiber are uniformly blended, a sandwich structure in which a water-absorbent resin is held between a plurality of layers of hydrophilic fibers, water absorption The structure etc. which wrapped resin and hydrophilic fiber with water-permeable sheets, such as a nonwoven fabric, etc. are mentioned.
- the absorber may contain additives suitable for the purpose so as to be blended with the above-mentioned water-absorbent resin.
- additives suitable for the purpose include inorganic powders, metal chelating agents, antioxidants, antibacterial agents, deodorants and the like.
- the absorbent article preferably includes a hygiene article.
- the hygiene article comprises an absorbent body, and a liquid-permeable sheet and a liquid-impermeable sheet laminated so as to sandwich the absorbent body.
- the liquid-permeable sheet is disposed on the side in contact with the object to which the liquid is to be discharged, and the liquid-impermeable sheet is disposed on the opposite side to the side in contact with the object.
- the nonwoven fabric which consists of synthetic resins, such as polyethylene, a polypropylene, polyester, and a polyamide, a porous synthetic resin sheet etc. are mentioned, for example.
- the liquid impermeable sheet include sheets made of synthetic resins such as polyethylene, polypropylene and polyvinyl chloride, and sheets made of composite materials of these synthetic resins and non-woven fabric.
- a hygiene article relatively small hygiene articles such as a light incontinence pad, a sheet of a spider, and a urine absorbing article for pets are preferable because the above-mentioned water-absorbent resin is excellent in local absorption characteristics.
- a light incontinence pad As a specific example of a hygiene article, relatively small hygiene articles such as a light incontinence pad, a sheet of a spider, and a urine absorbing article for pets are preferable because the above-mentioned water-absorbent resin is excellent in local absorption characteristics.
- smaller hygiene articles such as a light incontinence pad and a seat of a cage are mentioned.
- the water-absorbent resin of the present invention can be produced by polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
- a typical polymerization method such as aqueous solution polymerization method, spray droplet polymerization method, emulsion polymerization method, reverse phase suspension polymerization method and the like can be mentioned.
- aqueous solution polymerization method polymerization is carried out by heating a water-soluble ethylenically unsaturated monomer aqueous solution while stirring it as necessary.
- reverse phase suspension polymerization method polymerization is carried out by heating a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in a hydrocarbon dispersion medium with stirring.
- an aqueous solution polymerization method and a reverse phase suspension polymerization method are mentioned, more preferably The reverse phase suspension polymerization method is mentioned.
- a polymerization reaction of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is carried out in a hydrocarbon dispersion medium in the presence of a radical polymerization initiator to obtain a water-containing gel, and a post-crosslinking agent And post-crosslinking step of post-crosslinking the water-containing gel in the presence of
- the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is subjected to a polymerization reaction in a hydrocarbon dispersion medium in the presence of a radical polymerization initiator to obtain a water-containing gel.
- water-soluble ethylenic unsaturated monomer for example, (meth) acrylic acid (herein, “acrylic” and “methacrylic” are collectively referred to as “(meth) acrylic”.
- water-soluble ethylenic unsaturated monomers (meth) acrylic acid or a salt thereof, (meth) acrylamide and N, N-dimethylacrylamide are preferable from the viewpoint of industrial availability and the like. And (meth) acrylic acid and salts thereof are more preferred.
- These water-soluble ethylenic unsaturated monomers may be used alone or in combination of two or more.
- acrylic acid and salts thereof are widely used as raw materials for water-absorbent resins, and these acrylic acid and / or salts thereof are copolymerized with the above-mentioned other water-soluble ethylenically unsaturated monomers. It may be used.
- acrylic acid and / or a salt thereof is preferably used as a main water-soluble ethylenically unsaturated monomer in an amount of 70 to 100% by mole based on the total amount of water-soluble ethylenically unsaturated monomers. .
- the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is preferably prepared in the form of an aqueous solution and preferably dispersed in a hydrocarbon dispersion medium.
- the dispersion efficiency in the hydrocarbon dispersion medium can be increased.
- the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in this aqueous solution is preferably in the range of 20% by mass to the saturation concentration or less.
- the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is more preferably 20% by mass to 55% by mass, still more preferably 28% by mass to 50% by mass, and further preferably 30% by mass to 45% by mass. Even more preferably,%.
- the acid group is previously alkaline if necessary.
- alkaline neutralizing agent alkali metal salts such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate and the like; ammonia and the like can be mentioned.
- these alkaline neutralizing agents may be used in the form of an aqueous solution in order to simplify the neutralization operation.
- the above-mentioned alkaline neutralizing agents may be used alone or in combination of two or more.
- the degree of neutralization of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer by the alkaline neutralizing agent is 10 to 100 mol% as the degree of neutralization of all the acid groups of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. Is more preferable, 30 to 90 mol% is more preferable, 40 to 85 mol% is more preferable, and 50 to 80 mol% is still more preferable.
- radical polymerization initiator examples include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate and sodium persulfate, methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, di-t-butyl peroxide, t Peroxides such as n-butylcumyl peroxide, t-butylperoxy acetate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxypivalate, hydrogen peroxide and the like, and 2,2'-azobis (2 -Amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (N-phenylamidino) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (N-allylamidino) propane] dihydrochloride, 2,2'-Azobis ⁇ 2- [1- (2-
- azo compounds 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis ⁇ 2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane
- the dihydrochloride, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] tetrahydrate is more preferably used.
- the above-mentioned radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
- the radical polymerization initiator can also be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent such as sodium sulfite, sodium bisulfite, ferrous sulfate, and L-ascorbic acid.
- a reducing agent such as sodium sulfite, sodium bisulfite, ferrous sulfate, and L-ascorbic acid.
- the amount of the radical polymerization initiator used is, for example, 0.00005 to 0.01 mol, preferably 0.0001 to 0.01 mol, more preferably 0 based on 1 mol of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. And .0003 to 0.01 mol. By satisfying such an amount used, it is possible to avoid the occurrence of a rapid polymerization reaction and complete the polymerization reaction in an appropriate time.
- the gel-like material obtained in the polymerization step may be obtained in the form of being crosslinked by the internal crosslinking agent, by making the internal crosslinking agent coexist in the reaction liquid as necessary.
- Any internal crosslinking agent may be used as long as it can crosslink the polymer of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer used, and, for example, (poly) ethylene glycol ["(poly)” is a prefix of "poly” Means with or without The same applies hereinafter; diols such as (poly) propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, (poly) glycerin, polyols such as triol, and unsaturated such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, etc.
- Unsaturated polyesters obtained by reacting with an acid bisacrylamides such as N, N-methylenebisacrylamide; di (meth) acrylic esters obtained by reacting a polyepoxide with (meth) acrylic acid or tri (Meth) acrylic acid esters; di (meth) acrylic acid carbamyl esters obtained by reacting polyisocyanates such as tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate with hydroxyethyl (meth) acrylate; allylated starches and allyls Cellulose, diallyl phthalate, N, Compounds having two or more polymerizable unsaturated groups such as', N'-triarylisocyanurate, divinylbenzene; (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin di Diglycidyl compounds such as glycidyl ethers; polyglycidyl compounds
- polyglycidyl compounds are preferably used, and diglycidyl ether compounds are more preferably used, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin It is preferred to use diglycidyl ether.
- diglycidyl ether compounds may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the internal crosslinking agent used is preferably 0.000001 to 0.02 mol, more preferably 0.000003 to 0.01 mol, per 1 mol of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. More preferably, 0.000005 to 0.005 mol is more preferable, and 0.000005 to 0.00001 mol is even more preferable.
- hydrocarbon dispersion medium for example, n-hexane, n-heptane, 2-methylhexane, 3-methylhexane, 2,3-dimethylpentane, 3-ethylpentane, n-octane and the like having 6 to 8 carbon atoms Aliphatic hydrocarbons; Cycloaliphatic such as cyclohexane, methylcyclohexane, cyclopentane, methylcyclopentane, trans-1,2-dimethylcyclopentane, cis-1,3-dimethylcyclopentane, trans-1,3-dimethylcyclopentane Group hydrocarbons; and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene.
- hydrocarbon dispersion media in particular, n-hexane, n-heptane and cyclohexane are preferably used in that they are industrially easily available, stable in quality and inexpensive. Heptane is more preferably used. These hydrocarbon dispersion media may be used alone or in combination of two or more. In addition, as an example of the mixture of a hydrocarbon dispersion medium, even if it uses commercial products, such as Exsol heptane (The Exxon Mobil Co., Ltd. product: heptane and its isomer 75 to 85 mass% content containing), a suitable result is obtained. be able to.
- Exsol heptane The Exxon Mobil Co., Ltd. product: heptane and its isomer 75 to 85 mass% content containing
- the amount of the hydrocarbon dispersion medium used is the first water-soluble ethylenic unsaturated monomer.
- the amount is preferably 100 to 1,500 parts by mass, and more preferably 200 to 1,400 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
- reverse phase suspension polymerization is performed by one stage (single stage) or two or more stages, and the 1st stage polymerization mentioned above is the 1st stage in single stage polymerization or multistage polymerization. Means the polymerization reaction of (same below).
- a dispersion stabilizer in the polymerization step, can be used to improve the dispersion stability of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in the hydrocarbon dispersion medium.
- Dispersion stabilizers include surfactants and polymeric dispersants.
- sucrose fatty acid ester for example, sucrose fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene Alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, alkyl allyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropyl alkyl ether, Polyethylene glycol fatty acid ester, alkyl glucoside, N-alkyl gluconamide , Polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkyl amines, phosphoric esters of polyoxyethylene alkyl allyl ether, may be used phosphoric acid ester of
- polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, and phosphoric acid ester of polyoxyethylene alkyl phenyl ether are particularly preferably used from the viewpoint of dispersion stability of the monomer. preferable.
- These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
- the hydrophilic-lipophilic balance (HLB) value of the surfactant is preferably 6 or more, more preferably 7 or more, still more preferably 8 or more, from the viewpoint of obtaining the local absorption characteristics of the resulting water-absorbent resin more preferably. More preferably, it is 8.5 or more.
- the upper limit of the HLB value is not particularly limited, but preferably 16 or less, more preferably 12 or less. Specific examples of the HLB value range include 6 to 16, 6 to 12, 7 to 16, 7 to 12, 8 to 16, 8 to 12, 8.5 to 16, and 8.5 to 12.
- the HLB value is generally known as a value indicating the affinity of a surfactant to water and oil, and can be determined by a known calculation method such as the Griffin method.
- the amount of surfactant used is preferably 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.3 to 20 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. Is more preferred.
- the polymeric dispersant can be used in combination with the surfactant described above.
- the polymer dispersant for example, maleic anhydride modified polyethylene, maleic anhydride modified polypropylene, maleic anhydride modified ethylene-propylene copolymer, maleic anhydride modified EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), anhydride Maleic acid-modified polybutadiene, maleic anhydride / ethylene copolymer, maleic anhydride / propylene copolymer, maleic anhydride / ethylene / propylene copolymer, maleic anhydride / butadiene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene Copolymers, oxidized polyethylene, oxidized polypropylene, oxidized ethylene / propylene copolymer, ethylene / acrylic acid copolymer, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose and the like can
- maleic anhydride-modified polyethylene maleic anhydride-modified polypropylene
- maleic anhydride-modified ethylene / propylene copolymer maleic anhydride, and the like, from the viewpoint of monomer dispersion stability, among others.
- These polymeric dispersants may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the polymer dispersant to be used is preferably 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.3 to 20 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. Is more preferred.
- a thickener for example, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, polyacrylic acid (partially) neutralized product, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethylene imine, dextrin, sodium alginate, polyvinyl alcohol , Polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide and the like can be used.
- a thickener By adding a thickener to adjust the aqueous solution viscosity, it is possible to control the median particle size obtained in reverse phase suspension polymerization.
- the stirring speed at the time of polymerization is the same, the median particle diameter of the obtained particles tends to be larger as the viscosity of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer aqueous solution is higher.
- foaming agent for example, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate, disodium carbonate, dipotassium carbonate and diammonium carbonate, and hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate can be used. It is possible to control the surface area of the water-absorbent resin obtained by adding a foaming agent and making the aqueous solution contain air bubbles.
- reaction operation As a specific reaction operation in the polymerization step, for example, dispersing a monomer aqueous solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in a hydrocarbon dispersion medium in the presence of a dispersion stabilizer can be mentioned.
- a method of dispersing a monomer aqueous solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in a hydrocarbon dispersion medium a method of collectively adding a monomer aqueous solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and The method of adding by dripping is mentioned.
- the dispersion stabilizer may be added to the hydrocarbon dispersion medium before the polymerization reaction is started, and before and after the aqueous monomer solution is added to the hydrocarbon dispersion medium. It may be any.
- a method of adding a monomer aqueous solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer by dropping is preferable.
- the dropwise addition may be continuous or intermittent.
- the dropping speed may be constant or may vary. From the viewpoint of homogenizing the polymerization reaction and facilitating control of the particle size, continuous and constant dripping is preferable.
- a dropping time for continuously dropping a monomer aqueous solution containing a water-soluble ethylenic unsaturated monomer in the hydrocarbon dispersion medium Is preferably 5 to 30 minutes, more preferably 5 to 20 minutes, still more preferably 6 to 15 minutes, and more preferably 9 to 15 minutes.
- the dropping time it is also possible to obtain a water-absorbent resin that is more excellent in local absorption characteristics.
- the dripping time can be set longer within the dripping time range described above in order to obtain a water-absorbent resin that is more excellent due to the local absorption characteristics.
- the polymerization step can be carried out in one or two or more stages.
- the monomer aqueous solution is added dropwise, cooling, drying, intermediate crosslinking (the same operation as the intermediate crosslinking step described later can be carried out), or heat retention without dripping during the dropping operation.
- Each stage is distinguished by changing the type of monomer to be dropped and / or dropped.
- each stage such as the first stage and the second stage is distinguished for each addition of the monomer aqueous solution.
- reverse phase suspension polymerization When reverse phase suspension polymerization is performed in two or more stages, water phase ethylenic unsaturation is carried out in the reaction mixture obtained in the first stage polymerization reaction after performing the first stage reverse phase suspension polymerization.
- the monomers may be added and mixed, and reverse phase suspension polymerization in the second and subsequent stages may be performed in the same manner as in the first stage.
- a radical polymerization initiator is added in the reverse phase suspension polymerization in each of the second and subsequent stages.
- Reverse phase suspension polymerization is carried out by adding in the range of the molar ratio of each component to the water-soluble ethylenically unsaturated monomer described above based on the amount of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer to be added preferable. Also in the polymerization in the second and subsequent stages, an internal crosslinking agent may be added to the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, if necessary.
- the reaction temperature in the polymerization step is 20 to 100 from the viewpoint of accelerating the polymerization reaction rapidly and shortening the polymerization time, thereby enhancing the economic efficiency and removing the heat of polymerization easily to carry out the reaction smoothly.
- ° C. is preferred, and 40 to 90 ° C. is more preferred.
- stirring blade for example, a propeller blade, a paddle blade, an anchor blade, a turbine blade, a Fowler blade, a ribbon blade, a full zone blade (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd.), Max Blend blade (Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) Manufactured by Satake Chemical Machinery Industries Co., Ltd., and the like.
- the median particle diameter of the particles obtained in the polymerization reaction can be controlled by adjusting the stirring speed at the reverse phase suspension polymerization, for example, the stirring rotation number.
- an intermediate crosslinking step may further be included after the polymerization step and before the post-crosslinking step.
- an intermediate crosslinking agent is mixed with the reaction mixture obtained in the polymerization reaction, and heating is performed to obtain a water-containing gel in an intermediately crosslinked form.
- the amount of the intermediate crosslinking agent to be used is preferably 0.00001 to 0.01 mol, more preferably 0.00002 to 0. 1 mol, per 1 mol of the total amount of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer used for the polymerization. More preferably, it is 005 mol, and more preferably 0.0003 to 0.002 mol.
- the intermediate crosslinking agent may be added as it is, may be added as an aqueous solution, or may be added as a solution using water or a hydrophilic organic solvent.
- the hydrophilic organic solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol and isopropyl alcohol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; -Amides such as dimethylformamide; Sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and the like.
- These hydrophilic organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
- the water-containing gel-like product obtained in the above-mentioned step (specifically, the water-containing gel-like material obtained in the above-mentioned polymerization step or the intermediately crosslinked water-containing material obtained in the above-mentioned intermediate crosslinking step
- the gel is postcrosslinked in the presence of a postcrosslinker.
- a water absorbent resin is obtained.
- the compound which has 2 or more of reactive functional groups can be mentioned.
- polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyglycerin; (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) (Poly) glycidyl compounds such as glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, (poly) glycerol polyglycidyl ether (here, (poly) ethylene Glycol diglycidyl ether is meant to include (poly) ethylene glycol diglycidyl ether and ethylene glycol diglycidyl ether.
- haloepoxy compounds such as epichlorohydrin, epibromohydrin, ⁇ -methylepichlorohydrin; isocyanate compounds such as 2,4-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate; 3-methyl-3-oxetanemethanol And oxetane compounds such as 3-ethyl-3-oxetanemethanol, 3-butyl-3-oxetanemethanol, 3-methyl-3-oxetaneethanol, 3-ethyl-3-oxetaneethanol, 3-butyl-3-oxetaneethanol and the like;
- oxazoline compounds such as 1,2-ethylene bis oxazoline
- carbonate compounds such as ethylene carbonate
- hydroxyalkylamide compounds such as bis [N, N-di ( ⁇ -hydroxyethyl)] adipamide.
- post-crosslinking agents (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, ( (Poly) glycidyl compounds such as poly (glycerol) polyglycidyl ether are preferred, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether is more preferred, ethylene glycol diglycidyl ether is even more preferred.
- post-crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the post-crosslinking agent used is preferably 0.00001 to 0.01 mol, more preferably 0.00005 to 0. 1 mol, per 1 mol of the total of the water-soluble ethylenically unsaturated monomers used for the polymerization. More preferably, it is 005 mol, and more preferably, 0.0001 to 0.002 mol. From the viewpoint of obtaining further excellent local absorption characteristics, the amount of post-crosslinking agent used is 0.0003 to 0.002 with respect to 1 mol of the total of water-soluble ethylenically unsaturated monomers used for polymerization. It is more preferable that the molar ratio is 0.0006 to 0.002 molar.
- the post-crosslinking agent may be added as it is or as an aqueous solution, but as necessary, it may be added as a solution using a hydrophilic organic solvent as a solvent.
- a hydrophilic organic solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol and isopropyl alcohol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; -Amides such as dimethylformamide; Sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and the like.
- These hydrophilic organic solvents may be used alone, or in combination of two or more, or as a mixed solvent with water.
- the addition time of the post-crosslinking agent is 1 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in any stage after the polymerization process of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. It is preferably added in the presence of water in the range of 5 parts, more preferably in the presence of water in the range of 5 to 200 parts by weight, and further added in the presence of water in the range of 10 to 100 parts by weight Preferably, addition in the presence of water in the range of 20 to 60 parts by mass is even more preferable.
- the amount of water means the total amount of the water contained in the reaction system and the water used as needed when adding the post-crosslinking agent.
- the reaction temperature in the post-crosslinking reaction is preferably 50 to 250 ° C., more preferably 60 to 180 ° C., still more preferably 60 to 140 ° C., and still more preferably 70 to 120 ° C. More preferable.
- the reaction time of the post-crosslinking reaction is preferably 1 to 300 minutes, and more preferably 5 to 200 minutes.
- the water absorbent resin obtained by the above-mentioned post-crosslinking step is subjected to a drying step.
- the drying step by adding energy such as heat from the outside, the solvent such as water and hydrocarbon dispersion medium is distilled off.
- the solvent such as water and hydrocarbon dispersion medium
- the hydrocarbon dispersion medium are temporarily distilled out of the system by azeotropic distillation. At this time, if only the distilled hydrocarbon dispersion medium is returned to the system, continuous azeotropic distillation becomes possible.
- the temperature in the system during drying is maintained at or below the azeotropic temperature with the hydrocarbon dispersion medium, which is preferable from the viewpoint that the resin is unlikely to deteriorate.
- water and a hydrocarbon dispersion medium are distilled off to obtain particles of a water absorbing resin.
- the drying treatment may be performed under normal pressure or under reduced pressure. Further, from the viewpoint of enhancing the drying efficiency, the drying process may be performed under a stream of nitrogen or the like.
- the drying temperature is preferably 70 to 250 ° C., more preferably 80 to 180 ° C., and still more preferably 80 to 140 ° C. Even more preferably, the temperature is 130 ° C.
- the drying temperature is preferably 40 to 160 ° C., and more preferably 50 to 110 ° C.
- the drying step may be performed after the post-crosslinking step, or may be performed simultaneously with the post-crosslinking step.
- various additives such as a chelating agent, a reducing agent, an oxidizing agent, an antibacterial agent, and a deodorant may be added to the water-absorbent resin after the polymerization step, during the drying step or after the drying step. May be
- Example 1 A round-bottomed cylindrical SEPARA with an inner diameter of 110 mm, equipped with a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe, and a stirring blade (a fluoroplastic coated on the surface) with two stages of four inclined paddle blades with a blade diameter of 50 mm as a stirrer.
- a bull flask was prepared. In this flask, 453 g of n-heptane is taken as a hydrocarbon dispersion medium, and 1.1 g of sorbitan monolaurate of HLB 8.6 (Nippon Oil Co., Ltd., Nonion LP-20R) as a surfactant is added and stirred at 80 ° C. It was immersed in a water bath and heated. Next, the system was thoroughly replaced with nitrogen.
- Example 2 In Example 1, the amount of water taken out of the system in the azeotropic distillation of n-heptane and water was 102 g, and the amount of a 2% by mass aqueous solution of ethylene glycol diglycidyl ether as a post-crosslinking agent was 6.21 g The same operation as in Example 1 was carried out except using (0.00071 mol) to obtain a granular water-absorbent resin. The median particle diameter of the obtained water absorbent resin was 426 ⁇ m.
- Example 3 The same operation as in Example 1 was performed except that the dropping time of the whole amount of the aqueous monomer solution was changed to 10 minutes in Example 1, to obtain a granular water-absorbent resin.
- the median particle diameter of the obtained water absorbent resin was 468 ⁇ m.
- n-heptane as a hydrocarbon dispersion medium
- sucrose stearic acid ester of HLB 3 (Mitsubishi Chemical Foods Co., Ltd., Ryoto Sugar Ester S-370)
- maleic anhydride as polymer dispersant
- 0.74 g of a modified ethylene-propylene copolymer (Mitsui Chemical Co., Ltd., Hi-Wax 1105A) was added, and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring to dissolve the surfactant, followed by cooling to 50 ° C.
- the first stage monomer aqueous solution prepared as described above was added to the separable flask with the rotation speed of the stirrer set to 500 rpm, and after thoroughly replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. It was immersed in a water bath to raise its temperature, and polymerization was carried out for 60 minutes to obtain a first-stage water-containing gel-like polymer.
- the above-mentioned separable flask system After changing the number of revolutions of the stirring to 1000 rpm, the above-mentioned separable flask system is cooled to 25 ° C., and the entire amount of the second stage monomer aqueous solution is collectively added to the first stage polymerization slurry liquid Then, after the inside of the system was sufficiently replaced with nitrogen, the flask was again immersed in a water bath at 70 ° C. to raise the temperature, and the second stage polymerization was performed for 30 minutes.
- the reaction solution was heated in an oil bath at 125 ° C., and 257 g of water was extracted out of the system while refluxing n-heptane by azeotropic distillation of n-heptane and water.
- n-heptane As a post-crosslinking agent, 4.42 g (0.00051 mol) of a 2% by mass aqueous solution of ethylene glycol diglycidyl ether was added, and kept at 80 ° C. for 120 minutes. Thereafter, n-heptane was evaporated and dried to obtain a water absorbent resin. This resin was passed through a sieve having an opening of 850 ⁇ m to obtain a water-absorbent resin in which spherical particles were aggregated. The median particle diameter of the obtained water absorbent resin was 368 ⁇ m.
- the whole amount of the first stage monomer aqueous solution is added to the round bottom flask, and after the inside of the system is sufficiently replaced with nitrogen, the separable The flask was immersed in a 70 ° C. water bath to raise the temperature inside the system, and the polymerization reaction was carried out for 1 hour to obtain a first-stage water-containing gelled polymer.
- the suspension after completion of the crosslinking reaction with the intermediate crosslinking agent was cooled to 70 ° C. with stirring at a rotation speed of a stirrer of 700 rpm.
- the inside of the system is treated with nitrogen gas while maintaining the temperature at the end of the addition (55 ° C.) Fully replaced.
- the round bottom flask was immersed in a 70 ° C. water bath to raise the temperature inside the system, and then polymerization was carried out for 1 hour to obtain a water-containing gel-like polymer.
- the flask was heated in an oil bath at 120 ° C., and 175.6 g of water was withdrawn out of the system by refluxing n-heptane into the system by azeotropic distillation of n-heptane and water. Thereafter, 7.29 g (0.00084 mol) of a 2% by mass aqueous solution of ethylene glycol diglycidyl ether as a post-crosslinking agent was added to the flask, and kept at 80 ° C. for 120 minutes. Thereafter, the n-heptane was evaporated and dried to obtain a water absorbent resin powder. The resin powder was passed through a sieve of 850 ⁇ m to obtain a granular water-absorbent resin. The median particle diameter of the obtained water absorbent resin was 312 ⁇ m.
- n-heptane as a hydrocarbon dispersion medium
- sucrose stearic acid ester of HLB 3 Mitsubishi Chemical Foods Co., Ltd., Ryoto Sugar Ester S-370
- polymer-based dispersion Add 0.74g of maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer (Mitsui Chemical Co., Ltd., Hi-Wax 1105A) as a curing agent, raise the temperature to 80 ° C while stirring and dissolve the surfactant, then up to 50 ° C It cooled.
- the first stage monomer aqueous solution prepared as described above was added to the separable flask with the rotation speed of the stirrer set to 500 rpm, and after thoroughly replacing the inside of the system with nitrogen, the flask was heated to 70 ° C. It was immersed in a water bath and heated to initiate polymerization.
- the temperature in the system reaches the peak temperature of polymerization (80 to 90 ° C.)
- the number of revolutions of the stirring is changed to 1000 rpm and azeotropic distillation of n-heptane and water in an oil bath of 125 ° C. While refluxing n-heptane into the system by distillation, 92 g of water was drawn out of the system to obtain a first stage water-containing gel-like polymer.
- the above-mentioned separable flask system After changing the number of rotations of the stirring to 1000 rpm, the above-mentioned separable flask system is cooled, and the entire amount of the second stage monomer aqueous solution is collectively added to the first stage polymerization slurry solution. After thoroughly replacing the inside of the system at ° C. with nitrogen, the flask was again immersed in a 70 ° C. water bath to raise the temperature, and the second-stage polymerization was performed for 30 minutes.
- the reaction solution is heated in a 125 ° C. oil bath in the flask, and 168 g of water is added while refluxing n-heptane by azeotropic distillation of n-heptane and water.
- 4.42 g (0.00051 mol) of a 2% by mass aqueous solution of ethylene glycol diglycidyl ether was added as a post-crosslinking agent, and kept at 80 ° C. for 120 minutes.
- n-heptane was evaporated and dried to obtain a water absorbent resin.
- This resin was passed through a sieve having an opening of 850 ⁇ m to obtain a water-absorbent resin in which spherical particles were aggregated.
- the median particle diameter of the obtained water absorbent resin was 370 ⁇ m.
- the measurement of the diffusion absorption ratio under load was performed using a measuring device shown in FIG. 1 and FIG. 2 in a room adjusted to 25 ° C. ⁇ 1 ° C.
- the water-absorbent resin was classified in advance using a JIS standard sieve, and the water-absorbent resin on a 250 ⁇ m sieve passing through a 500 ⁇ m sieve was used as a resin sample.
- the glass filter 7 having an outer diameter of 90 mm and a thickness of 5 mm was placed on a petri dish 6 having an inner diameter of 150 mm and a height of 30 mm, and physiological saline was poured to the height of the glass filter 7.
- Plastic with an outer diameter of 80 mm and a thickness of 0.1 mm having filter paper 8 (No. 2 made by ADVANTEC) on the glass filter 7 and a circular hole H with a diameter of 10 mm (opening area 78.5 mm 2 ) at the center
- the sheet 9 was placed.
- the mass Wa is the total mass of the weight 90, the cylinder 91, the piston 92, the wire mesh 93, and the resin sample (water absorbent resin) 5.
- the cylinder 91 in a state where a load was applied by the weight 90 was placed on the PET sheet 9, and the physiological saline was allowed to absorb water for 60 minutes, and then the mass (Wb) was measured. That is, the mass Wb is the total mass of physiological saline absorbed by the weight 90, the cylinder 91, the piston 92, the wire mesh 93, the resin sample (water absorbing resin) 5 and the resin sample (water absorbing resin) 5.
- the diffusion absorption ratio under load was calculated by the following equation.
- the mass of the water absorbent resin remaining on each sieve was calculated as a mass percentage relative to the total amount, and the particle size distribution was determined.
- the relationship between the mesh size of the sieve and the integrated value of the mass percentage of the water-absorbent resin remaining on the sieve was plotted on a logarithmic probability paper by integrating the sieve on the particle size distribution sequentially from the larger particle diameter. By connecting the plots on the probability paper with a straight line, the particle diameter corresponding to 50% by mass of the integrated mass percentage was defined as the median particle diameter.
- Absorption factor under pressure The measurement of absorption under pressure was performed in a room adjusted to 25 ° C. ⁇ 1 ° C. A glass filter with an outer diameter of 90 mm and a thickness of 5 mm was placed in a petri dish with an inner diameter of 150 mm and a height of 30 mm, physiological saline was placed to the height of the glass filter, and a filter paper (No. 2 made by ADVANTEC) was placed thereon.
- 0.9 ⁇ 0.002 g of a water absorbent resin is uniformly dispersed on the bottom of a plastic cylinder with an inner diameter of 60 mm and a height of 70 mm with a 400 mesh stainless steel mesh attached to the bottom, and a piston and a weight on it.
- a load of 21 g / cm 2 (2.06 kPa) was uniformly applied to the water-absorbent resin in place, and the mass (We) was measured. That is, the mass We is the total mass of the weight, the cylinder, the piston, the wire mesh, and the water absorbing resin.
- the cylinder was placed on the filter paper, physiological saline was absorbed for 60 minutes, and its mass (Wf) was measured.
- the mass Wf is the total mass of the weight, the cylinder, the piston, the wire mesh, the water absorbing resin, and the physiological saline absorbed by the water absorbing resin.
- the absorption factor under pressure (2.06 kPa) was calculated by the following equation.
- the load applied to the water-absorbent resin is changed from 21 g / cm 2 (2.06 kPa) to 49 g / cm 2 (4.81 kPa), and the same operation as described above is performed, and the absorption factor under pressure (4. 81 kPa was calculated.
- a polyethylene-polypropylene air-through porous liquid-permeable sheet of the same size as the absorbent and having a basis weight of 22 g / m 2 is disposed on the upper surface of the absorber, and the polyethylene-polypropylene air-through porous liquid-permeable sheet is disposed
- a liquid-impervious sheet made of polyethylene of the same size and the same basis weight as the sheet was disposed on the lower surface of the absorber, and the absorber was sandwiched to obtain an absorbent article.
- the local absorption properties of the produced absorbent articles were evaluated by measuring the following total permeation rate, amount of reversion, and total diffusion area. The measurement of the total permeation rate, the reversion amount and the total diffusion area of the absorbent article was performed in a room adjusted to 25 ° C. ⁇ 1 ° C. and a relative humidity of 50% or less.
- Total penetration rate First, the absorbent article was placed on a horizontal table, and in the center of the absorbent article, a measuring instrument (mass 60 g) equipped with a liquid injection cylinder with an inner diameter of 3 cm was placed and colored with a small amount of Blue No. 1 20 mL of physiological saline is introduced into the cylinder in 2 seconds, and the time until the physiological saline completely disappears from the cylinder is measured using a stopwatch, and the first (initial) permeation velocity (second) ). Next, remove the cylinder, let the absorbent article stand on the stand as it is, and perform the same operation using the measuring instrument at the same position as the first 180 seconds after the start of the first saline injection. The second (resorption) penetration rate (seconds) was measured. The sum of the first (initial) and second (resorption) was taken as the total permeation rate. The numbers after the decimal point were rounded off.
- Total diffusion area After measurement of the first (initial) permeation rate in the above-mentioned total permeation rate measurement, the longitudinal direction and the short direction of the area of the absorbent article surface (that is, the area colored by the permeation of saline) into which the saline penetrates The maximum dimension (cm) in the hand direction was measured, and the product of the maximum dimension (cm) in the longitudinal and lateral directions was taken as the diffusion area (initial).
- the maximum dimension (cm) in the longitudinal direction and the lateral direction of the area of the absorbent article surface that is, the area colored by the permeation of saline
- the product of the largest dimension (cm) in the longitudinal direction and the transverse direction was taken as the diffusion area (reabsorption).
- the sum of the diffusion area (initial) and the diffusion area (reabsorption) was taken as the total diffusion area (cm 2 ). The numbers after the decimal point were rounded off.
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Abstract
本発明の目的は、限局された吸収面積における吸収特性に優れた吸水性樹脂を提供することにある。水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度が5~30秒であり、かつ、78.5mm2の局所面積における1.96kPa荷重下での生理食塩水吸水能として表される荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上である吸水性樹脂は、限局された吸収面積における吸収特性に優れる。
Description
本発明は、吸水性樹脂に関する。より詳しくは、本発明は、適度な生理食塩水吸水速度と、局所面積における荷重下での生理食塩水吸水能とを有することにより、人または動物に用いられる衛生物品、特に軽失禁パッド、おりものシート、及びペット用尿吸収用品等に好適に用いられる吸水性樹脂に関する。
吸水性樹脂は、紙おむつ及び生理用品等の衛生物品に用いられる衛生材料、保水剤及び土壌改良剤等に用いられる農園芸材料、並びに止水剤及び結露防止剤等に用いられる工業材料等、様々な分野における材料(吸収性材料)に広く使用されている。
このような吸水性樹脂としては、アクリル酸部分中和物重合体の架橋物が好適に用いられている。アクリル酸部分中和物重合体の架橋物は、吸水性能に優れているだけでなく、その原料であるアクリル酸の工業的な入手が容易であることから、一定の品質の樹脂を安定的かつ安価に製造可能である点、および樹脂が化学的に安定であることから劣化が起りにくい点等で、工業的にも優れた材料である。
上述の吸収性材料の中でも、紙おむつ及び生理用品などの衛生物品に用いられる衛生材料は、主としてパルプ等の親水性繊維と吸水性樹脂とから構成される吸収体を内部に配している。比較的多量の体液等に対して液漏れを防止するニーズから、これらの衛生物品に用いられる吸水性樹脂には、吸水速度により優れた特性を有するものが改良されてきた。
吸水性樹脂の吸水速度を向上させることを目的として、例えば、特許文献1に、水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させて吸水性樹脂を製造する方法であって、内部架橋剤としての多価グリシジル化合物の存在下、水溶性アゾ系ラジカル重合開始剤を用いて重合を行なった後、得られた吸水性樹脂を後架橋剤で後架橋することを特徴とする吸水性樹脂粒子の製造方法が開示されている。また、特許文献2には、優れた吸水速度とともに吸水後の臭気の問題も解決するため、炭化水素分散媒を含む油性液と、水性溶媒、水溶性エチレン性不飽和単量体及びラジカル重合開始剤を含む第一の水性液と、HLBが6以上の界面活性剤とを含有し、前記第一の水性液が前記油性液中に分散された懸濁液中で、前記水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させ、含水ゲル状重合体を含む懸濁液を得ることを含む、第一重合工程と;45℃以上の前記含水ゲル状重合体を含む懸濁液を、水性溶媒、水溶性エチレン性不飽和単量体及びラジカル重合開始剤を含む第二の水性液と混合して、前記第二の水性液をさらに分散させた懸濁液中で、前記水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させることを含む、第二重合工程と、をこの順に備える、吸水性樹脂粒子を製造する方法が開示されている。
一方で、衛生物品は市場のニーズに応じて多様化しており、例えば、軽失禁パッド、おりものシート、ペット用尿吸収用品等の小型の衛生物品も多く商品化されている。これらの小型の衛生物品に用いられる衛生材料もまた、主としてパルプ等の親水性繊維と吸水性樹脂とから構成される吸収体を内部に配しており、紙おむつ及び生理用品などに用いられるものが踏襲されてきた。これらの小型の衛生物品、とりわけ軽失禁パッド及びおりものシートは、デザイン性、携帯時における利便性、及び流通効率性などの観点から、薄型化や軽量化などのニーズがより高まっている。
軽失禁パッド、おりものシート、及びペット用尿吸収用品などの小型の衛生物品に用いられる衛生材料は、衛生物品の設計上、体液の吸収面積が狭くならざるを得ない。すなわち、吸収面積が限局されているという点で特徴的である。このような特徴を有する衛生材料について薄型化や軽量化のニーズに応えるには、限局された吸収面積において優れた吸収特性を有する必要がある。しかしながら、これまでの小型の衛生物品に用いられる衛生材料では、そのような吸収特性については検討されていない。
例えば、特許文献1に記載された製造方法においては、実際には界面活性剤としてHLBが3.0のショ糖脂肪酸エステルを用い、荷重下での高い吸水能とともに45~50秒の吸水速度を達成している。しかしながら、このような吸水性樹脂は、小型の衛生物品への適用を考慮すると吸収面積が大きすぎる等の点で液漏れが生じやすく、吸水特性を満足するものではない。
また、特許文献2に記載された製造方法においては、実際には重合開始剤として過硫酸カリウムを用い、2~4秒の吸水速度を達成している。しかしながら、このような吸水性樹脂は、小型の衛生物品への適用を考慮すると荷重下での吸水能が低く、2回目(再吸収)の浸透速度が遅くなる等の点で液漏れが生じやすく、吸収特性を満足するものではない。
そこで本発明は、限局された吸収面積における吸収特性(以下、局所的吸収特性と記載する場合がある。)に優れた吸水性樹脂を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討を行ったところ、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度と、局所面積における荷重下での生理食塩水吸水能とが所定範囲となるものであれば、本発明の目的を達成できることを見出した。本発明は、この知見に基づいてさらに検討を重ねることにより完成したものである。
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度が5~30秒であり、かつ、78.5mm2の局所面積における1.96kPa荷重下での生理食塩水吸水能として表される荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上である、吸水性樹脂。
項2. 生理食塩水保水能が35g/g以上である、項1に記載の吸水性樹脂。
項3. 中位粒子径が200~800μmである、項1または2に記載の吸水性樹脂。
項4. 顆粒状、略球状、並びに、顆粒状及び/又は略球状の粒子の凝集形状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状を有する、項1~3のいずれかに記載の吸水性樹脂。
項5. 逆相懸濁重合法により得られるものである、項1~4のいずれかに記載の吸水性樹脂。
項6. 項1~5のいずれかに記載の吸水性樹脂と親水性繊維とを含む吸収体を備える吸収性物品。
項1. 水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度が5~30秒であり、かつ、78.5mm2の局所面積における1.96kPa荷重下での生理食塩水吸水能として表される荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上である、吸水性樹脂。
項2. 生理食塩水保水能が35g/g以上である、項1に記載の吸水性樹脂。
項3. 中位粒子径が200~800μmである、項1または2に記載の吸水性樹脂。
項4. 顆粒状、略球状、並びに、顆粒状及び/又は略球状の粒子の凝集形状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状を有する、項1~3のいずれかに記載の吸水性樹脂。
項5. 逆相懸濁重合法により得られるものである、項1~4のいずれかに記載の吸水性樹脂。
項6. 項1~5のいずれかに記載の吸水性樹脂と親水性繊維とを含む吸収体を備える吸収性物品。
本発明によれば、適度な生理食塩水吸水速度と、局所面積における荷重下での生理食塩水吸水能とを備えることで、局所的吸収特性に優れた吸水性樹脂が提供される。従って、軽失禁パッド、おりものシート、及びペット用尿吸収用品などの小型の衛生物品に適用された場合も、限局された吸収面積において高い浸透性が奏されるため、吸収された液の拡散を効果的に抑制して液漏れリスクを低減することができる。
1.吸水性樹脂
本発明の吸水性樹脂は、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度が5~30秒、荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上であることを特徴とする。以下、本発明の吸水性樹脂について詳述する。
本発明の吸水性樹脂は、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度が5~30秒、荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上であることを特徴とする。以下、本発明の吸水性樹脂について詳述する。
生理食塩水吸水速度
本発明の吸水性樹脂は、生理食塩水吸水速度が5~30秒である。生理食塩水吸水速度が5秒を下回る場合及び30秒を上回る場合のいずれにおいても、局所的吸収特性が悪くなる。
本発明の吸水性樹脂は、生理食塩水吸水速度が5~30秒である。生理食塩水吸水速度が5秒を下回る場合及び30秒を上回る場合のいずれにおいても、局所的吸収特性が悪くなる。
生理食塩水吸水速度が速すぎる場合は、例えば、吸収体の表面付近で柔らかいゲル層を形成して吸収体内部への液の浸透を妨げるゲルブロッキング現象が起きやすいことで、吸収体の表層部に液が滞留して液漏れが生じやすくなる。このゲルブロッキング現象は、荷重下においてより顕著に表れるため、荷重下での局所的吸収特性が特に悪くなる。また、生理食塩水吸水速度が速すぎる場合は、吸収後に荷重を受けることで吸収した液体が吸収体の吸収面から容易に漏出する逆戻りが生じやすくなる。この逆戻りも、荷重下においてより顕著に表れるため、荷重下での局所的吸収特性が特に悪くなる。このような現象をより効果的に抑制して局所的吸収特性をより良好に得る観点から、生理食塩水吸水速度としては、5秒以上であり、好ましくは8秒以上、より好ましくは10秒以上、さらに好ましくは12秒以上が挙げられる。
また、生理食塩水吸水速度が遅すぎる場合は、例えば吸収時に液が拡散しやすいことで吸収面積が大きくなり、吸収性物品の端部からの液漏れが生じやすくなる。吸収時における液の拡散等をより効果的に抑制して局所的吸収特性をより良好に得る観点から、生理食塩水吸水速度としては、30秒以下であり、好ましくは25秒以下、より好ましくは20秒以下、さらに好ましくは19秒以下、よりさらに好ましくは16秒以下、一層好ましくは14秒以下が挙げられる。
本発明の吸水性樹脂の生理食塩水吸水速度の具体的な範囲としては、5~25秒、5~20秒、5~19秒、5~16秒、5~14秒、8~25秒、8~20秒、8~19秒、8~16秒、8~14秒、10~25秒、10~20秒、10~19秒、10~16秒、10~14秒、12~25秒、12~20秒、12~19秒、12~16秒、12~14秒が挙げられる。
本発明における生理食塩水吸水速度は、後述される実施例に記載の方法により測定した値である。
荷重下拡散吸収倍率
本発明の吸水性樹脂は、荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上である。本発明における荷重下拡散吸収倍率は、78.5mm2の局所面積における1.96kPa荷重下での生理食塩水吸水能として表される値である。より具体的には、後述される実施例に記載の方法により測定した値である。
本発明の吸水性樹脂は、荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上である。本発明における荷重下拡散吸収倍率は、78.5mm2の局所面積における1.96kPa荷重下での生理食塩水吸水能として表される値である。より具体的には、後述される実施例に記載の方法により測定した値である。
荷重下拡散吸収倍率が10g/gを下回る場合、吸収体の表層部に液が滞留して吸収性物品の端部から液漏れが生じやすくなる、逆戻りが生じやすくなる、または、再吸収能が悪くなる等の問題が生じ易くなり、局所的吸収特性が悪くなる。局所的吸収特性をより良好に得る観点から、荷重下拡散吸収倍率としては、好ましくは14g/g以上、より好ましくは15g/g以上、さらに好ましくは16g/g以上が挙げられる。荷重下拡散吸収倍率の範囲の上限は、優れた局所的吸収特性を得る観点から、例えば40g/g以下、好ましくは30g/g以下、より好ましくは20g/g以下が挙げられる。
本発明の吸水性樹脂の荷重下拡散吸収倍率の具体的な範囲としては、10~40g/g、10~30g/g、10~20g/g、14~40g/g、14~30g/g、14~20g/g、15~40g/g、15~30g/g、15~20g/g、16~40g/g、16~30g/g、16~20g/gが挙げられる。
生理食塩水保水能
本発明の吸水性樹脂は、生理食塩水保水能(g/g)が35g/g以上である場合に特に有用である。通常、吸水性樹脂の保水能が大きいと浸透速度が緩やかになり局所的吸収特性に劣る傾向にあるが、本発明の吸水性樹脂は、生理食塩水保水能が35g/g以上という高い保水能を有している場合であっても、優れた局所的吸収特性を発揮することができる。
本発明の吸水性樹脂は、生理食塩水保水能(g/g)が35g/g以上である場合に特に有用である。通常、吸水性樹脂の保水能が大きいと浸透速度が緩やかになり局所的吸収特性に劣る傾向にあるが、本発明の吸水性樹脂は、生理食塩水保水能が35g/g以上という高い保水能を有している場合であっても、優れた局所的吸収特性を発揮することができる。
吸水性樹脂の生理食塩水保水能(g/g)としては、吸収体に使用された場合において、より高い保水能を得る観点から、好ましくは36g/g以上、より好ましくは38g/g以上が挙げられる。生理食塩水保水能(g/g)の範囲の上限は、優れた局所的吸収特性を得る観点から、例えば70g/g以下、好ましくは60g/g以下、より好ましくは50g/g以下、一層好ましくは45g/g以下が挙げられる。
本発明の吸水性樹脂の生理食塩水保水能の具体的な範囲としては、36~70g/g、36~60g/g、36~50g/g、36~45g/g、38~70g/g、38~60g/g、38~50g/g、38~45g/gが挙げられる。
本発明における生理食塩水保水能は、後述される実施例に記載の方法により測定した値である。
中位粒子径
本発明の吸水性樹脂の中位粒子径は、吸収体に使用された場合において、優れた局所的吸収特性を得る観点から、下限としては、例えば200μm以上、好ましくは300μm以上、より好ましくは350μm以上、さらに好ましくは400μm以上、一層好ましくは420μm以上が挙げられ、上限としては、例えば800μm以下、好ましくは600μm以下、より好ましくは500μ以下、さらに好ましくは470μm以下、一層好ましくは430μm以下が挙げられる。本発明の吸水性樹脂の生理食塩水保水能の具体的な範囲としては、200~800μm、200~600μm、200~500μm、200~470μm、200~430μm、300~800μm、300~600μm、300~500μm、300~470μm、300~430μm、350~800μm、350~600μm、350~500μm、350~470μm、350~430μm、400~800μm、400~600μm、400~500μm、400~470μm、400~430μm、420~800μm、420~600μm、420~500μm、420~470μm、420~430μmが挙げられる。
本発明の吸水性樹脂の中位粒子径は、吸収体に使用された場合において、優れた局所的吸収特性を得る観点から、下限としては、例えば200μm以上、好ましくは300μm以上、より好ましくは350μm以上、さらに好ましくは400μm以上、一層好ましくは420μm以上が挙げられ、上限としては、例えば800μm以下、好ましくは600μm以下、より好ましくは500μ以下、さらに好ましくは470μm以下、一層好ましくは430μm以下が挙げられる。本発明の吸水性樹脂の生理食塩水保水能の具体的な範囲としては、200~800μm、200~600μm、200~500μm、200~470μm、200~430μm、300~800μm、300~600μm、300~500μm、300~470μm、300~430μm、350~800μm、350~600μm、350~500μm、350~470μm、350~430μm、400~800μm、400~600μm、400~500μm、400~470μm、400~430μm、420~800μm、420~600μm、420~500μm、420~470μm、420~430μmが挙げられる。
本発明における中位粒子径は、後述される実施例に記載の方法により測定した値である。
形状
本発明の吸水性樹脂の形状としては、例えば、顆粒状、略球状、顆粒状または略球状の樹脂が凝集した形状、不定形破砕状、不定形破砕状の樹脂が凝集した形状、板状等が挙げられる。
本発明の吸水性樹脂の形状としては、例えば、顆粒状、略球状、顆粒状または略球状の樹脂が凝集した形状、不定形破砕状、不定形破砕状の樹脂が凝集した形状、板状等が挙げられる。
本発明においては、優れた局所的吸収特性を得る観点から、吸水性樹脂の形状としては、粒子状が挙げられる。より具体的には、顆粒状、球状及び楕円球状等の略球状の単粒子形状;並びに、顆粒状及び/又は略球状の粒子が凝集した形状からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。これらの形状の吸水性樹脂は、逆相懸濁重合法又は噴霧液滴重合法によって製造することができる。これらの形状の中でも、顆粒状であることが好ましい。顆粒状の吸水性樹脂は、重合工程で用いられる界面活性剤の親水性-親油性バランス(HLB)値を好ましくは6以上、より好ましくは7以上、さらに好ましくは8以上、一層好ましくは8.5以上とすることで得易くなる。
上述の他、本発明の吸水性樹脂の形状としては、不定形破砕状、及び不定形破砕状の粒子が凝集した形状からなる群より選ばれる少なくとも一種も挙げられる。これらの形状の吸水性樹脂は、例えば、水溶液重合法により製造することができる。
局所的吸収特性
本発明の吸水性樹脂は、少なくとも上述の所定の生理食塩水吸水速度及び所定の荷重下拡散吸収倍率を有するので、吸収性物品に適用された場合に、限局された吸収面積における吸収特性、つまり局所的吸収特性に優れた吸水性樹脂となる。
本発明の吸水性樹脂は、少なくとも上述の所定の生理食塩水吸水速度及び所定の荷重下拡散吸収倍率を有するので、吸収性物品に適用された場合に、限局された吸収面積における吸収特性、つまり局所的吸収特性に優れた吸水性樹脂となる。
本発明によって奏される局所的吸収特性としては、吸収性物品に対する初期吸収後及び再吸収後の拡散面積がいずれも小さいとともに、吸収性物品に対する初期の浸透速度が良好であり且つ再吸収後の浸透速度の維持性も良好(初期の浸透速度と再吸収後の浸透速度との差が小さい)であり、且つ吸収性物品に対して吸収した後の液体の逆戻りが少ないことが挙げられる。
2.吸収性物品
本発明の吸収性物品は、上述の吸水性樹脂と親水性繊維とを含む吸収体を吸収性材料として備える。
本発明の吸収性物品は、上述の吸水性樹脂と親水性繊維とを含む吸収体を吸収性材料として備える。
親水性繊維としては、綿状パルプ、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。吸収体は、補強剤として、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の合成樹脂からなる合成繊維をさらに含んでいてもよい。吸収体の構造としては特に限定されないが、例えば、吸水性樹脂と親水性繊維とを均一にブレンドしたミキシング構造、親水性繊維の複数の層の間に吸水性樹脂を保持したサンドイッチ構造、吸水性樹脂と親水性繊維とを不織布等の透水性シートで包んだ構造等が挙げられる。
吸収体には、目的に応じた添加剤が上述の吸水性樹脂とブレンドされるように含まれていてもよい。このような添加剤としては、無機粉末、金属キレート剤、酸化防止剤、抗菌剤、消臭剤等が挙げられる。
吸収性物品としては、好ましくは衛生物品が挙げられる。衛生物品は、吸収体と、吸収体を挟むように積層された液体透過性シート及び液体不透過性シートとを含んで構成される。
液体透過性シートは、液体を排出する対象に接触する側に配され、液体不透過性シートは、当該対象に接触する側とは反対側に配される。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。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シート、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。
衛生物品の具体例としては、上述の吸水性樹脂が局所的吸収特性に優れていることから、好ましくは、軽失禁パッド、おりものシート、及びペット用尿吸収用品などの比較的小型の衛生物品が挙げられる。この中でも、より好ましくは、軽失禁パッド及びおりものシートなどのより小型の衛生物品が挙げられる。
3.吸水性樹脂の製造方法
本発明の吸水性樹脂は、水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させることによって製造することができる。
本発明の吸水性樹脂は、水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させることによって製造することができる。
水溶性エチレン性不飽和単量体の重合方法としては、代表的な重合法である水溶液重合法、噴霧液滴重合法、乳化重合法、逆相懸濁重合法等が挙げられる。水溶液重合法では、水溶性エチレン性不飽和単量体水溶液を、必要に応じて攪拌しながら、加熱することにより重合を行う。逆相懸濁重合法では、水溶性エチレン性不飽和単量体を、炭化水素分散媒中、攪拌下で加熱することにより重合を行う。これらの中でも、本発明の吸水性樹脂の生理食塩水吸水速度及び荷重下拡散吸収倍率をより精密に制御する観点から、好ましくは水溶液重合法及び逆相懸濁重合法が挙げられ、より好ましくは逆相懸濁重合法が挙げられる。
本発明の吸水性樹脂の製造方法として好ましい例である逆相懸濁重合法ついて、以下にさらに詳細に説明する。
逆相懸濁重合法は、炭化水素分散媒中、ラジカル重合開始剤の存在下で水溶性エチレン性不飽和単量体の重合反応を行い、含水ゲル状物を得る重合工程と、後架橋剤の存在下で含水ゲル状物を後架橋する後架橋工程とを含む。
(重合工程)
重合工程では、炭化水素分散媒中、ラジカル重合開始剤の存在下で水溶性エチレン性不飽和単量体の重合反応を行い、含水ゲル状物を得る。
重合工程では、炭化水素分散媒中、ラジカル重合開始剤の存在下で水溶性エチレン性不飽和単量体の重合反応を行い、含水ゲル状物を得る。
[水溶性エチレン性不飽和単量体]
水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸(本明細書においては、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「(メタ)アクリル」と表記する。以下同様)及びその塩;2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の非イオン性単量体;N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体及びその4級化物等が挙げられる。これらの水溶性エチレン性不飽和単量体の中でも、工業的に入手が容易であること等の観点から、(メタ)アクリル酸又はその塩、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミドが好ましく、(メタ)アクリル酸及びその塩がより好ましい。なお、これらの水溶性エチレン性不飽和単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸(本明細書においては、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「(メタ)アクリル」と表記する。以下同様)及びその塩;2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の非イオン性単量体;N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体及びその4級化物等が挙げられる。これらの水溶性エチレン性不飽和単量体の中でも、工業的に入手が容易であること等の観点から、(メタ)アクリル酸又はその塩、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミドが好ましく、(メタ)アクリル酸及びその塩がより好ましい。なお、これらの水溶性エチレン性不飽和単量体は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、アクリル酸及びその塩が吸水性樹脂の原材料として広く用いられており、これらアクリル酸及び/又はその塩に、前述の他の水溶性エチレン性不飽和単量体を共重合させて用いる場合もある。この場合、アクリル酸及び/又はその塩は、主となる水溶性エチレン性不飽和単量体として、水溶性エチレン性不飽和単量体の総量に対して70~100モル%用いられることが好ましい。
重合工程において、水溶性エチレン性不飽和単量体は水溶液の状態で用意され、炭化水素分散媒中に分散されることが好ましい。水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶液の状態で用いることにより、炭化水素分散媒中での分散効率を上昇させることができる。この水溶液における水溶性エチレン性不飽和単量体の濃度としては、20質量%~飽和濃度以下の範囲であることが好ましい。また、水溶性エチレン性不飽和単量体の濃度としては、20質量%~55質量%であることがより好ましく、28質量%~50質量%であることがさらに好ましく、30質量%~45質量%であることがよりさらに好ましい。
水溶性エチレン性不飽和単量体が、(メタ)アクリル酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等のように酸基を有する場合、必要に応じてその酸基が予めアルカリ性中和剤により中和されたものを用いてもよい。このようなアルカリ性中和剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;アンモニア等が挙げられる。また、これらのアルカリ性中和剤は、中和操作を簡便にするために水溶液の状態にして用いてもよい。なお、上述したアルカリ性中和剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
アルカリ性中和剤による水溶性エチレン性不飽和単量体の中和度としては、水溶性エチレン性不飽和単量体が有する全ての酸基に対する中和度として、10~100モル%であることが好ましく、30~90モル%であることがより好ましく、40~85モル%であることがさらに好ましく、50~80モル%であることがよりさらに好ましい。
[ラジカル重合開始剤]
当該重合工程で用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレート、過酸化水素等の過酸化物類、並びに、2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス〔2-(N-フェニルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’-アゾビス〔2-(N-アリルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-〔1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル〕プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-メチル-N-〔1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2’-アゾビス〔2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド〕、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]四水和物、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等のアゾ化合物等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤の中でも、入手が容易で取り扱いやすいという観点から、好ましくは過硫酸塩類およびアゾ化合物が用いられ、さらに、得られる吸水性樹脂の局所的吸収特性をより好ましく得る観点から、より好ましくはアゾ系化合物が用いられる。アゾ系化合物の中でも、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]四水和物がより好ましく用いられる。
上述のラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
当該重合工程で用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレート、過酸化水素等の過酸化物類、並びに、2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス〔2-(N-フェニルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’-アゾビス〔2-(N-アリルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-〔1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル〕プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-メチル-N-〔1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2’-アゾビス〔2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド〕、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]四水和物、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等のアゾ化合物等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤の中でも、入手が容易で取り扱いやすいという観点から、好ましくは過硫酸塩類およびアゾ化合物が用いられ、さらに、得られる吸水性樹脂の局所的吸収特性をより好ましく得る観点から、より好ましくはアゾ系化合物が用いられる。アゾ系化合物の中でも、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]四水和物がより好ましく用いられる。
上述のラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、前記ラジカル重合開始剤は、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、及びL-アスコルビン酸等の還元剤と併用して、レドックス重合開始剤として用いることもできる。
ラジカル重合開始剤の使用量としては、例えば、水溶性エチレン性不飽和単量体1モルに対して0.00005~0.01モル、好ましくは0.0001~0.01モル、より好ましくは0.0003~0.01モルが挙げられる。このような使用量を充足することにより、急激な重合反応が起こるのを回避し、且つ重合反応を適切な時間で完了させることができる。
[内部架橋剤]
重合工程においては、必要に応じて内部架橋剤を反応液中に共存させることにより、重合工程で得られるゲル状物を、内部架橋剤により架橋された態様で得てもよい。
内部架橋剤としては、使用する水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体を架橋できるものであればよく、例えば、(ポリ)エチレングリコール〔「(ポリ)」とは「ポリ」の接頭語がある場合とない場合を意味する。以下同様〕、(ポリ)プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、トリメチロールプロパン、(ポリ)グリセリン等のジオール、トリオール等のポリオール類と(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和酸とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類;N,N-メチレンビスアクリルアミド等のビスアクリルアミド類;ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸エステル類又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のポリイソシアネートと(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル類;アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、N,N’,N’’-トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等の重合性不飽和基を2個以上有する化合物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジル化合物、トリグリシジル化合物等のポリグリシジル化合物;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α-メチルエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン化合物;2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物等の反応性官能基を2個以上有する化合物;3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、3-ブチル-3-オキセタンメタノール、3-メチル-3-オキセタンエタノール、3-エチル-3-オキセタンエタノール、3-ブチル-3-オキセタンエタノール等のオキセタン化合物等が挙げられる。これらの内部架橋剤の中でも、ポリグリシジル化合物を用いることが好ましく、ジグリシジルエーテル化合物を用いることがより好ましく、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルを用いることが好ましい。これらの内部架橋剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
重合工程においては、必要に応じて内部架橋剤を反応液中に共存させることにより、重合工程で得られるゲル状物を、内部架橋剤により架橋された態様で得てもよい。
内部架橋剤としては、使用する水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体を架橋できるものであればよく、例えば、(ポリ)エチレングリコール〔「(ポリ)」とは「ポリ」の接頭語がある場合とない場合を意味する。以下同様〕、(ポリ)プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、トリメチロールプロパン、(ポリ)グリセリン等のジオール、トリオール等のポリオール類と(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和酸とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類;N,N-メチレンビスアクリルアミド等のビスアクリルアミド類;ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸エステル類又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のポリイソシアネートと(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル類;アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、N,N’,N’’-トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等の重合性不飽和基を2個以上有する化合物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジル化合物、トリグリシジル化合物等のポリグリシジル化合物;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α-メチルエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン化合物;2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物等の反応性官能基を2個以上有する化合物;3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、3-ブチル-3-オキセタンメタノール、3-メチル-3-オキセタンエタノール、3-エチル-3-オキセタンエタノール、3-ブチル-3-オキセタンエタノール等のオキセタン化合物等が挙げられる。これらの内部架橋剤の中でも、ポリグリシジル化合物を用いることが好ましく、ジグリシジルエーテル化合物を用いることがより好ましく、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルを用いることが好ましい。これらの内部架橋剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
内部架橋剤の使用量としては、水溶性エチレン性不飽和単量体1モルに対して、0.000001~0.02モルであることが好ましく、0.000003~0.01モルであることがより好ましく、0.000005~0.005モルであることがさらに好ましく、0.000005~0.00001モルであることがよりさらに好ましい。
[炭化水素分散媒]
炭化水素分散媒としては、例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、2-メチルヘキサン、3-メチルヘキサン、2,3-ジメチルペンタン、3-エチルペンタン、n-オクタン等の炭素数6~8の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、trans-1,2-ジメチルシクロペンタン、cis-1,3-ジメチルシクロペンタン、trans-1,3-ジメチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの炭化水素分散媒の中でも、特に、工業的に入手が容易であり、品質が安定しており且つ安価である点で、n-ヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘキサンが好適に用いられ、n-ヘプタンがより好適に用いられる。これらの炭化水素分散媒は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なお、炭化水素分散媒の混合物の例としては、エクソールヘプタン(エクソンモービル社製:ヘプタン及びその異性体の炭化水素75~85質量%含有)等の市販品を用いても好適な結果を得ることができる。
炭化水素分散媒としては、例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、2-メチルヘキサン、3-メチルヘキサン、2,3-ジメチルペンタン、3-エチルペンタン、n-オクタン等の炭素数6~8の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、trans-1,2-ジメチルシクロペンタン、cis-1,3-ジメチルシクロペンタン、trans-1,3-ジメチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの炭化水素分散媒の中でも、特に、工業的に入手が容易であり、品質が安定しており且つ安価である点で、n-ヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘキサンが好適に用いられ、n-ヘプタンがより好適に用いられる。これらの炭化水素分散媒は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なお、炭化水素分散媒の混合物の例としては、エクソールヘプタン(エクソンモービル社製:ヘプタン及びその異性体の炭化水素75~85質量%含有)等の市販品を用いても好適な結果を得ることができる。
炭化水素分散媒の使用量としては、水溶性エチレン性不飽和単量体を均一に分散し、重合温度の制御を容易にする観点から、第1段目の水溶性エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、100~1500質量部であることが好ましく、200~1400質量部であることがより好ましい。なお、後述するが、逆相懸濁重合は、1段(単段)もしくは2段以上の多段で行われ、上述した第1段目の重合とは、単段重合もしくは多段重合における1段目の重合反応を意味する(以下も同様)。
[分散安定剤]
重合工程では、水溶性エチレン性不飽和単量体の炭化水素分散媒中での分散安定性を向上させるために、分散安定剤を用いることができる。分散安定剤としては、界面活性剤及び高分子系分散剤が挙げられる。
重合工程では、水溶性エチレン性不飽和単量体の炭化水素分散媒中での分散安定性を向上させるために、分散安定剤を用いることができる。分散安定剤としては、界面活性剤及び高分子系分散剤が挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、アルキルグルコシド、N-アルキルグルコンアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルのリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸エステル等を用いることができる。これらの界面活性剤の中でも、特に、単量体の分散安定性の面から、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸エステルを用いることが好ましい。これらの界面活性剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
界面活性剤の親水性-親油性バランス(HLB)値は、得られる吸水性樹脂の局所的吸収特性をより好ましく得る観点から、好ましくは6以上、より好ましくは7以上、さらに好ましくは8以上、一層好ましくは8.5以上が挙げられる。HLB値の上限としては特に限定されないが、好ましくは16以下、より好ましくは12以下が挙げられる。具体的なHLB値の範囲としては、6~16、6~12、7~16、7~12、8~16、8~12、8.5~16、8.5~12が挙げられる。HLB値は、一般に界面活性剤の水及び油への親和性を示す値として知られ、例えばグリフィン法などの公知の計算法により求めることができる。
界面活性剤の使用量としては、水溶性エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部であることが好ましく、0.3~20質量部であることがより好ましい。
高分子系分散剤は、上述した界面活性剤に併用することができる。高分子系分散剤としては、例えば、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸変性EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマー)、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・ブタジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、酸化型エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。これらの高分子系分散剤の中でも、特に、単量体の分散安定性の面から、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、酸化型エチレン・プロピレン共重合体を用いることが好ましい。これらの高分子系分散剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子系分散剤の使用量としては、水溶性エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、0.1~30質量部であることが好ましく、0.3~20質量部であることがより好ましい。
[その他の成分]
重合工程においては、所望によりその他の成分を、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む水溶液に添加してもよい。その他の成分としては、増粘剤、発泡剤、連鎖移動剤等の各種の添加剤が挙げられる。
重合工程においては、所望によりその他の成分を、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む水溶液に添加してもよい。その他の成分としては、増粘剤、発泡剤、連鎖移動剤等の各種の添加剤が挙げられる。
増粘剤としては、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸(部分)中和物、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を用いることができる。増粘剤を添加して水溶液粘度を調整することによって、逆相懸濁重合において得られる中位粒子径を制御することが可能である。なお、重合時の攪拌速度が同じであれば、水溶性エチレン性不飽和単量体水溶液の粘度が高いほど得られる粒子の中位粒子径は大きくなる傾向にある。
発泡剤としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸二ナトリウム、炭酸二カリウム、炭酸二アンモニウムなどの炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの炭酸水素塩を用いることができる。発泡剤を添加して水溶液に気泡を含有させることによって、得られる吸水性樹脂の表面積を制御することが可能である。
[反応操作]
重合工程における具体的な反応操作としては、例えば、分散安定剤の存在下に、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を、炭化水素分散媒に分散させることが挙げられる。水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を、炭化水素分散媒に分散させる方法としては、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を一括で添加する方法及び滴下により添加する方法が挙げられる。なお、分散安定剤を用いる場合、分散安定剤を炭化水素分散媒に添加するタイミングとしては重合反応を開始する前であればよく、単量体水溶液を炭化水素分散媒に添加する前及び後のいずれであってもよい。
重合工程における具体的な反応操作としては、例えば、分散安定剤の存在下に、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を、炭化水素分散媒に分散させることが挙げられる。水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を、炭化水素分散媒に分散させる方法としては、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を一括で添加する方法及び滴下により添加する方法が挙げられる。なお、分散安定剤を用いる場合、分散安定剤を炭化水素分散媒に添加するタイミングとしては重合反応を開始する前であればよく、単量体水溶液を炭化水素分散媒に添加する前及び後のいずれであってもよい。
得られる吸水性樹脂の局所的吸水特性をより好ましく得る観点からは、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を滴下により添加する方法が好ましい。
炭化水素分散媒に水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を滴下により添加する場合、滴下は連続的であってもよいし断続的であってもよい。また、滴下速度は、一定であってもよいし、変動があってもよい。重合反応を均質にし、また粒子径の制御を容易にする観点からは、連続的且つ一定速度の滴下であることが好ましい。
また、後述する攪拌翼の種類や攪拌速度、若しくは合成スケールにもよるが、炭化水素分散媒に水溶性エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を、連続的に滴下する滴下時間としては、5~30分であることが好ましく、5~20分であることがより好ましく、6~15分であることがさらに好ましく、9~15分であることがより好ましい。滴下時間を調整することによって、局所的吸収特性により一層優れた吸水性樹脂を得ることもできる。例えば、局所的吸収特性により一層優れた吸水性樹脂を得るために、上記の滴下時間範囲内で、滴下時間をより長く設定することができる。
重合工程は、1段もしくは2段以上の多段で行うことが可能である。なお、単量体水溶液を滴下により添加する場合、滴下操作の間に、冷却、乾燥、中間架橋(後述の中間架橋工程と同様の操作を行うことができる。)または滴下をしない保温などの別の操作を挟むこと、及び/又は滴下する単量体の種類の変更で各段が区別される。単量体水溶液を一括で添加する場合は、単量体水溶液の添加ごとに1段目、2段目などの各段が区別される。
2段以上の多段で逆相懸濁重合を行う場合には、1段目の逆相懸濁重合を行った後、1段目の重合反応で得られた反応混合物に水溶性エチレン性不飽和単量体を添加して混合し、1段目と同様の方法で2段目以降の逆相懸濁重合を行えばよい。2段目以降の各段における逆相懸濁重合では、水溶性エチレン性不飽和単量体の他に、ラジカル重合開始剤を、2段目以降の各段における逆相懸濁重合の際に添加する水溶性エチレン性不飽和単量体の量を基準として、上述した水溶性エチレン性不飽和単量体に対する各成分のモル比の範囲内で添加して逆相懸濁重合を行うことが好ましい。なお、2段目以降の重合においても、必要に応じて、水溶性エチレン性不飽和単量体に内部架橋剤を添加してもよい。
重合工程における反応温度としては、重合反応を迅速に進行させ、重合時間を短くすることにより、経済性を高めるとともに、容易に重合熱を除去して円滑に反応を行わせる観点から、20~100℃であることが好ましく、40~90℃であることがより好ましい。
また、単量体水溶液の攪拌操作においては、周知の各種攪拌翼を用いて行うことができる。具体的に、攪拌翼としては、例えば、プロペラ翼、パドル翼、アンカー翼、タービン翼、ファウドラー翼、リボン翼、フルゾーン翼(神鋼パンテック株式会社製)、マックスブレンド翼(住友重機械工業株式会社製)、スーパーミックス翼(サタケ化学機械工業株式会社製)等を使用することができる。逆相懸濁重合時の攪拌速度、例えば攪拌回転数を調整することによって、重合反応において得られる粒子の中位粒子径を制御することができる。
(中間架橋工程)
逆相懸濁重合法においては、重合工程の後且つ後架橋工程の前に、中間架橋工程をさらに含んでもよい。中間架橋工程では、重合反応で得られた反応混合物に中間架橋剤を混合し、加熱することで、含水ゲル状物を中間架橋された態様で得る。
逆相懸濁重合法においては、重合工程の後且つ後架橋工程の前に、中間架橋工程をさらに含んでもよい。中間架橋工程では、重合反応で得られた反応混合物に中間架橋剤を混合し、加熱することで、含水ゲル状物を中間架橋された態様で得る。
中間架橋剤としては、上述の内部架橋剤と同様のものが挙げられる。中間架橋剤の使用量としては、重合に使用した水溶性エチレン性不飽和単量体の総量1モルに対して、0.00001~0.01モルであることが好ましく、0.00002~0.005モルであることがより好ましく、0.0003~0.002モルであることがさらに好ましい。
中間架橋剤の添加方法としては、中間架橋剤をそのまま添加してもよいし、水溶液として添加してもよいし、水や親水性有機溶媒を用いた溶液として添加してもよい。親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等が挙げられる。これら親水性有機溶媒は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(後架橋工程)
後架橋工程では、上述の工程で得られた含水ゲル状物(具体的には、上述の重合工程で得られた含水ゲル状物、又は上述の中間架橋工程で得られた中間架橋された含水ゲル状物)を、後架橋剤の存在下で後架橋する。これによって、吸水性樹脂を得る。後架橋工程を行うことによって、吸水性樹脂の表面近傍の架橋密度を高めて、荷重下吸水能等の諸性能を高めた吸水性樹脂を得ることができる。
後架橋工程では、上述の工程で得られた含水ゲル状物(具体的には、上述の重合工程で得られた含水ゲル状物、又は上述の中間架橋工程で得られた中間架橋された含水ゲル状物)を、後架橋剤の存在下で後架橋する。これによって、吸水性樹脂を得る。後架橋工程を行うことによって、吸水性樹脂の表面近傍の架橋密度を高めて、荷重下吸水能等の諸性能を高めた吸水性樹脂を得ることができる。
後架橋剤としては、反応性官能基を2個以上有する化合物を挙げることができる。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)エチ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、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル等の(ポリ)グリシジル化合物(なお、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテルとは、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル及びエチレングリコールジグリシジルエーテルを含む意である。他の化合物に関しても同様である。);エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α-メチルエピクロルヒドリン等のハロエポキシ化合物;2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物;3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、3-ブチル-3-オキセタンメタノール、3-メチル-3-オキセタンエタノール、3-エチル-3-オキセタンエタノール、3-ブチル-3-オキセタンエタノール等のオキセタン化合物;1,2-エチレンビスオキサゾリン等のオキサゾリン化合物;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(β-ヒドロキシエチル)]アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物が挙げられる。これらの後架橋剤の中でも、(ポリ)エチ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、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル等の(ポリ)グリシジル化合物が好ましく、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテルがより好ましく、エチレングリコールジグリシジルエーテルがさらに好ましい。これらの後架橋剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
後架橋剤の使用量としては、重合に使用した水溶性エチレン性不飽和単量体の総量1モルに対して、0.00001~0.01モルであることが好ましく、0.00005~0.005モルであることがより好ましく、0.0001~0.002モルであることがさらに好ましい。より一層優れた局所的吸収特性を得る観点から、後架橋剤の使用量としては、重合に使用した水溶性エチレン性不飽和単量体の総量1モルに対して、0.0003~0.002モルであることが一層好ましく、0.0006~0.002モルであることが特に好ましい。
後架橋剤の添加方法としては、後架橋剤をそのまま添加しても、水溶液として添加してもよいが、必要に応じて、溶媒として親水性有機溶媒を用いた溶液として添加してもよい。親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等が挙げられる。これら親水性有機溶媒は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて、又は水との混合溶媒として用いてもよい。
後架橋剤の添加時期としては、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合工程の後、いずれかの段階において、水溶性エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、1~400質量部の範囲の水分存在下に添加することが好ましく、5~200質量部の範囲の水分存在下に添加することがより好ましく、10~100質量部の範囲の水分存在下に添加することがさらに好ましく、20~60質量部の範囲の水分存在下に添加することがよりさらに好ましい。なお、水分の量は、反応系に含まれる水分と後架橋剤を添加する際に必要に応じて用いられる水分との合計量を意味する。
後架橋反応における反応温度としては、50~250℃であることが好ましく、60~180℃であることがより好ましく、60~140℃であることがさらに好ましく、70~120℃であることがよりさらに好ましい。また、後架橋反応の反応時間としては、1~300分間であることが好ましく、5~200分間であることがより好ましい。
(乾燥工程)
上述の後架橋工程によって得られた吸水性樹脂は、乾燥工程に付される。乾燥工程においては、熱等のエネルギーを外部から加えることで、水、炭化水素分散媒等の溶媒を留去する。具体的には、炭化水素分散媒中に含水ゲルが分散している系を加熱することで、水と炭化水素分散媒とを共沸蒸留により系外に一旦留去する。このとき、留去した炭化水素分散媒のみを系内へ返送すると、連続的な共沸蒸留が可能となる。その場合、乾燥中の系内の温度が、炭化水素分散媒との共沸温度以下に維持されるため、樹脂が劣化しにくい等の観点から好ましい。引き続き、水及び炭化水素分散媒を留去することにより、吸水性樹脂の粒子が得られる。この乾燥工程の処理条件を制御して脱水量を調整することにより、得られる吸水性樹脂の諸性能を制御することが可能である。
上述の後架橋工程によって得られた吸水性樹脂は、乾燥工程に付される。乾燥工程においては、熱等のエネルギーを外部から加えることで、水、炭化水素分散媒等の溶媒を留去する。具体的には、炭化水素分散媒中に含水ゲルが分散している系を加熱することで、水と炭化水素分散媒とを共沸蒸留により系外に一旦留去する。このとき、留去した炭化水素分散媒のみを系内へ返送すると、連続的な共沸蒸留が可能となる。その場合、乾燥中の系内の温度が、炭化水素分散媒との共沸温度以下に維持されるため、樹脂が劣化しにくい等の観点から好ましい。引き続き、水及び炭化水素分散媒を留去することにより、吸水性樹脂の粒子が得られる。この乾燥工程の処理条件を制御して脱水量を調整することにより、得られる吸水性樹脂の諸性能を制御することが可能である。
乾燥工程では、乾燥処理を常圧下で行ってもよく、減圧下で行ってもよい。また、乾燥効率を高める観点から、乾燥処理を窒素等の気流下で行ってもよい。乾燥処理を常圧下で行う場合においては、乾燥温度としては、70~250℃であることが好ましく、80~180℃であることがより好ましく、80~140℃であることがさらに好ましく、90~130℃であることがよりさらに好ましい。また、乾燥処理を減圧下で行う場合においては、乾燥温度としては、40~160℃であることが好ましく、50~110℃であることがより好ましい。
乾燥工程は、後架橋工程の後に行ってもよいし、後架橋工程と同時に行ってもよい。
また、必要に応じて、吸水性樹脂に対し、重合工程後、乾燥工程中又は乾燥工程後に、キレート剤、還元剤、酸化剤、抗菌剤、消臭剤のような種々の添加剤を添加してもよい。
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<吸水性樹脂の製造>
(実施例1)
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び撹拌機として翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼(フッ素樹脂を表面にコートしたもの)を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに炭化水素分散媒としてn-ヘプタン453gをとり、界面活性剤としてHLB8.6のソルビタンモノラウレート(日油社製、ノニオンLP-20R)1.1gを添加し、攪拌しつつ80℃の水浴に浸漬して昇温した。次いで、系内を窒素で十分に置換した。
(実施例1)
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び撹拌機として翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼(フッ素樹脂を表面にコートしたもの)を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに炭化水素分散媒としてn-ヘプタン453gをとり、界面活性剤としてHLB8.6のソルビタンモノラウレート(日油社製、ノニオンLP-20R)1.1gを添加し、攪拌しつつ80℃の水浴に浸漬して昇温した。次いで、系内を窒素で十分に置換した。
一方、500mL容の三角フラスコに80.5質量%のアクリル酸水溶液92g(1.03モル)を入れ、これを外部から冷却しながら20.9質量%水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して中和を行なったのち、アゾ化合物として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.10g(0.00037モル)および内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0092g(0.0000053モル)を加えて溶解し、単量体水溶液を調製した。
次いで、前記単量体水溶液に窒素を十分に通気したのち、撹拌機の回転数を1000rpmとして、単量体水溶液全量の滴下時間が7分間となるように、前記セパラブルフラスコに一定速度で滴下した。そして、滴下終了後に中間架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液0.41g(0.000047モル)を加えて、80℃で20分間保持し、含水ゲル状重合体を得た。
次に、前記フラスコを125℃の油浴で反応液を加温し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを系内に還流しながら95gの水を系外へ抜き出した後、後架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液4.14g(0.00048モル)を添加し、80℃で120分間保持した。その後、n-へプタンを蒸発させて乾燥することにより、吸水性樹脂を得た。この樹脂を目開き850μmのふるいを通過させ、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の、後述の方法によって測定される中位粒子径は445μmであった。
(実施例2)
実施例1において、n-ヘプタンと水との共沸蒸留における系外への水の抜き出し量を、102gとして、後架橋剤としてのエチレングリコールジグリシジルエーテルの2質量%水溶液の量を6.21g(0.00071モル)とする以外は、実施例1と同様の操作を行い、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は426μmであった。
実施例1において、n-ヘプタンと水との共沸蒸留における系外への水の抜き出し量を、102gとして、後架橋剤としてのエチレングリコールジグリシジルエーテルの2質量%水溶液の量を6.21g(0.00071モル)とする以外は、実施例1と同様の操作を行い、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は426μmであった。
(実施例3)
実施例1において、単量体水溶液全量の滴下時間を10分間とする以外は、実施例1と同様の操作を行い、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は468μmであった。
実施例1において、単量体水溶液全量の滴下時間を10分間とする以外は、実施例1と同様の操作を行い、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は468μmであった。
(比較例1)
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び攪拌機として、翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備し、このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン300gをとり、界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.74g、高分子分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.74gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して界面活性剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び攪拌機として、翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備し、このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン300gをとり、界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.74g、高分子分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.74gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して界面活性剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
一方、500mL容の三角フラスコに80質量%のアクリル酸水溶液92g(1.02モル)をとり、外部より冷却しつつ、30質量%の水酸化ナトリウム水溶液102.2gを滴下して中和を行った後、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース0.092g(住友精化株式会社、HEC AW-15F)、過酸化物として過硫酸カリウム0.074g(0.000274モル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.010g(0.000058モル)とイオン交換水43.8gを加えて溶解し、第1段目の単量体水溶液を調製した。
次いで、攪拌機の回転数を500rpmとして、上述のように調製した第1段目の単量体水溶液をセパラブルフラスコに添加して、系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合を60分間行うことで第1段目の含水ゲル状重合体を得た。
一方、別の500mL容の三角フラスコに80質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.43モル)をとり、外部より冷却しつつ、30質量%の水酸化ナトリウム水溶液143.1gを滴下して中和を行った後、過酸化物として過硫酸カリウム0.104g(0.000382モル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.012g(0.000067モル)と15.9gを加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
前記撹拌の回転数を1000rpmに変更した後、上述のセパラブルフラスコ系内を25℃に冷却し、第2段目の単量体水溶液の全量を、第1段目の重合スラリー液に一括添加して、系内を窒素で十分に置換した後、再度、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、第2段目の重合を30分間行った。
第2段目の重合後、125℃の油浴で反応液を加温し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを還流しながら257gの水を系外へ抜き出した後、後架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテルの2質量%水溶液4.42g(0.00051モル)を添加し、80℃で120分間保持した。その後、n-ヘプタンを蒸発させて乾燥することにより、吸水性樹脂を得た。この樹脂を目開き850μmのふるいを通過させ、球状粒子が凝集した吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は368μmであった。
(比較例2)
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び撹拌機として翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼(フッ素樹脂を表面にコートしたもの)を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに炭化水素分散媒としてn-ヘプタン400gを加え、界面活性剤としてソルビタンモノラウレート(日油社製、商品名ノニオンLP-20R;HLB8.6)0.83gを添加し、攪拌しつつ45℃まで昇温して界面活性剤をn-ヘプタンに溶解した。
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び撹拌機として翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼(フッ素樹脂を表面にコートしたもの)を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに炭化水素分散媒としてn-ヘプタン400gを加え、界面活性剤としてソルビタンモノラウレート(日油社製、商品名ノニオンLP-20R;HLB8.6)0.83gを添加し、攪拌しつつ45℃まで昇温して界面活性剤をn-ヘプタンに溶解した。
一方、500mL容の三角フラスコに、水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液81.0g(0.91モル)を入れた。アクリル酸水溶液を外部から氷水冷しながら、20.9質量%水酸化ナトリウム水溶液130.0gを滴下して中和を行った。その後、ビーカーにラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.09g(0.00033モル)を加えて溶解し、第1段目の単量体水溶液を調製した。
次いで、撹拌機の回転数を450rpmとして撹拌しながら、上記第1段目の単量体水溶液の全量を上記丸底フラスコに添加して、系内を窒素で十分に置換した後、前記セパラブルフラスコを70℃の水浴に浸漬して系内を昇温し、重合反応を1時間行うことにより、第1段目の含水ゲル状重合体を得た。
一方、別の500mL容の三角フラスコに、水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液97.2g(1.35モル)を加えた。アクリル酸水溶液を氷水冷しながら、ビーカーに27.1質量%水酸化ナトリウム水溶液149.4gを滴下して中和を行った。その後、ビーカーに水溶性ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.11g(0.00041モル)を加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
中間架橋剤による架橋反応の終了後の懸濁液を、撹拌機の回転数を700rpmとして攪拌しながら70℃に冷却した。冷却した丸底フラスコ内に上記第2段目の単量体水溶液の全量を一括添加した後、系内温度を添加が終了したときの温度(55℃)に保ちながら、系内を窒素ガスで十分に置換した。丸底フラスコを70℃の水浴に浸漬して系内を昇温し、その後重合を1時間行い、含水ゲル状重合体を得た。
次に、前記フラスコを120℃の油浴で加温し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを系内に還流しながら175.6gの水を系外へ抜き出した。その後、前記フラスコに後架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液7.29g(0.00084モル)を添加し、80℃で120分間保持した。その後、n-へプタンを蒸発させて乾燥することにより、吸水性樹脂粉末を得た。この樹脂粉末を目開き850μmのふるいを通過させ、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は312μmであった。
(比較例3)
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び撹拌機として翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼(フッ素樹脂を表面にコートしたもの)を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに炭化水素分散媒としてn-ヘプタン453gをとり、界面活性剤としてのHLB9のショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ社製、リョートーシュガーエステルS-970)1.1gを添加し、攪拌しつつ80℃の水浴に浸漬して昇温した。次いで、系内を窒素で十分に置換した。
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び撹拌機として翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼(フッ素樹脂を表面にコートしたもの)を備えた内径110mmの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに炭化水素分散媒としてn-ヘプタン453gをとり、界面活性剤としてのHLB9のショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ社製、リョートーシュガーエステルS-970)1.1gを添加し、攪拌しつつ80℃の水浴に浸漬して昇温した。次いで、系内を窒素で十分に置換した。
一方、500mL容の三角フラスコに、水溶性エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液92g(1.03モル)を入れた。アクリル酸水溶液を外部から冷却しながら、20.9質量%水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して中和を行った。その後、ビーカーにラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.10g(0.00037モル)および内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0092g(0.0000053モル)を加えて溶解し、単量体水溶液を調製した。
次いで、前記単量体水溶液に窒素を十分に通気したのち、撹拌機の回転数を1000rpmとして、単量体水溶液全量の滴下時間が7分間となるように、前記セパラブルフラスコに一定速度で滴下した。そして、滴下終了後も80℃の水浴に浸漬して20分間保温し、含水ゲル状重合体を得た。
次に、前記フラスコを125℃の油浴で反応液を加温し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを系内に還流しながら95gの水を系外へ抜き出した後、後架橋剤として2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液4.14g(0.00048モル)を添加し、80℃で120分間保持した。その後、n-へプタンを蒸発させて乾燥することにより、吸水性樹脂粉末を得た。この樹脂粉末を目開き850μmのふるいを通過させ、顆粒状の吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は368μmであった。
(比較例4)
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び攪拌機として、翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径110mm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン300gをとり、界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.74g、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.74gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して界面活性剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
還流冷却器、窒素ガス導入管、及び攪拌機として、翼径50mmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径110mm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン300gをとり、界面活性剤としてHLB3のショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS-370)0.74g、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.74gを添加し、攪拌しつつ80℃まで昇温して界面活性剤を溶解した後、50℃まで冷却した。
一方、500mL容の三角フラスコに80質量%のアクリル酸水溶液92g(1.02モル)をとり、外部より冷却しつつ、21質量%の水酸化ナトリウム水溶液146.0gを滴下して中和を行った後、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース0.092g(住友精化株式会社、HEC AW-15F)、アゾ系化合物として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.11g(0.00041モル)および内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0064g(0.000037モル)を加えて溶解し、第1段目の単量体水溶液を調製した。
次いで、攪拌機の回転数を500rpmとして、上述のように調製した第1段目の単量体水溶液をセパラブルフラスコに添加して、系内を窒素で十分に置換した後、前記フラスコを70℃の水浴に浸して昇温し、重合を開始させた。次いで、系内の温度が重合のピーク温度(80~90℃)に達した時点で、前記撹拌の回転数を1000rpmに変更し、125℃の油浴で、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを系内に還流しながら92gの水を系外へ抜き出し、第1段目の含水ゲル状重合体を得た。
一方、別の500mL容の三角フラスコに80質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.43モル)をとり、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して中和を行った後、アゾ系化合物として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.11g(0.00041モル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.000067モル)を加えて溶解し、第2段目の単量体水溶液を調製した。
前記撹拌の回転数を1000rpmに変更した後、上述のセパラブルフラスコ系内を冷却し、第2段目の単量体水溶液の全量を、第1段目の重合スラリー液に一括添加して27℃とした系内を窒素で十分に置換した後、再度、前記フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、第2段目の重合を30分間行った。
第2段目の重合後、前記フラスコを125℃の油浴で反応液を加温し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留によりn-ヘプタンを系内に還流しながら168gの水を系外へ抜き出した後、後架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテルの2質量%水溶液4.42g(0.00051モル)を添加し、80℃で120分間保持した。その後、n-ヘプタンを蒸発させて乾燥することにより、吸水性樹脂を得た。この樹脂を目開き850μmのふるいを通過させ、球状粒子が凝集した吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂の中位粒子径は370μmであった。
<吸水性樹脂の測定>
得られた吸水性樹脂の、生理食塩水吸水速度、荷重下拡散吸収倍率、生理食塩水保水能、中位粒子径、加圧下吸収倍率を、以下に示す方法で測定した。
得られた吸水性樹脂の、生理食塩水吸水速度、荷重下拡散吸収倍率、生理食塩水保水能、中位粒子径、加圧下吸収倍率を、以下に示す方法で測定した。
(生理食塩水吸水速度)
生理食塩水吸水速度の測定は、25℃±1℃に調節した室内で行った。予め、JIS標準篩を用いて吸水性樹脂を分級し、500μmの篩を通過する250μmの篩上の吸水性樹脂を樹脂サンプルとした。次に、100mL容のビーカーに、恒温水槽にて25±0.2℃の温度に調整した生理食塩水50±0.1gをマグネチックスターラーバー(8mmφ×30mmのリング無し)で攪拌して、回転数600r/minで渦を発生させた。このように撹拌をしながら、前記樹脂サンプル2.0±0.002gを、前記生理食塩水中に一度に添加し、樹脂サンプルの添加後から渦が消失し、液面が平坦になるまでの時間(秒)を測定し、当該時間を生理食塩水吸水速度とした。
生理食塩水吸水速度の測定は、25℃±1℃に調節した室内で行った。予め、JIS標準篩を用いて吸水性樹脂を分級し、500μmの篩を通過する250μmの篩上の吸水性樹脂を樹脂サンプルとした。次に、100mL容のビーカーに、恒温水槽にて25±0.2℃の温度に調整した生理食塩水50±0.1gをマグネチックスターラーバー(8mmφ×30mmのリング無し)で攪拌して、回転数600r/minで渦を発生させた。このように撹拌をしながら、前記樹脂サンプル2.0±0.002gを、前記生理食塩水中に一度に添加し、樹脂サンプルの添加後から渦が消失し、液面が平坦になるまでの時間(秒)を測定し、当該時間を生理食塩水吸水速度とした。
(荷重下拡散吸収倍率)
荷重下拡散吸収倍率の測定は、25℃±1℃に調節した室内で、図1及び図2に示す測定装置を用いて行った。予め、JIS標準篩を用いて吸水性樹脂を分級し、500μmの篩を通過する250μmの篩上の吸水性樹脂を樹脂サンプルとした。次に、内径150mm、高さ30mmのペトリ皿6に外径90mm、厚み5mmのガラスフィルター7を置き、ガラスフィルター7の高さまで生理食塩水を入れた。ガラスフィルター7の上にろ紙8(ADVANTEC社製No.2)と、中心に径10mm(開口面積78.5mm2)の円孔Hを有する外径80mm、厚さ0.1mmのプラスチック(PET)製シート9とを載せた。
荷重下拡散吸収倍率の測定は、25℃±1℃に調節した室内で、図1及び図2に示す測定装置を用いて行った。予め、JIS標準篩を用いて吸水性樹脂を分級し、500μmの篩を通過する250μmの篩上の吸水性樹脂を樹脂サンプルとした。次に、内径150mm、高さ30mmのペトリ皿6に外径90mm、厚み5mmのガラスフィルター7を置き、ガラスフィルター7の高さまで生理食塩水を入れた。ガラスフィルター7の上にろ紙8(ADVANTEC社製No.2)と、中心に径10mm(開口面積78.5mm2)の円孔Hを有する外径80mm、厚さ0.1mmのプラスチック(PET)製シート9とを載せた。
別途、400メッシュのステンレス製金網93を底部に張り付けた内径60mm、高さ70mmのプラスチック製円筒91に樹脂サンプル(吸水性樹脂)5を2.0±0.002g入れ、底(金網93)に均一厚みとなるように均した。その後ピストン92を挿入し、ピストン92の上に錘90を置いて樹脂サンプル(吸水性樹脂)5に対して20g/cm2(1.96kPa)の荷重を均一に加えた。この状態で、質量(Wa)を測定した。つまり、質量Waは、錘90、円筒91、ピストン92、金網93、及び樹脂サンプル(吸水性樹脂)5の合計質量となる。錘90で荷重を加えた状態の円筒91をPET製シート9の上に載せて、生理食塩水を60分間吸水させ、その後質量(Wb)を測定した。つまり、質量Wbは、錘90、円筒91、ピストン92、金網93、樹脂サンプル(吸水性樹脂)5、及び樹脂サンプル(吸水性樹脂)5に吸収された生理食塩水の合計質量となる。下記式により、荷重下拡散吸収倍率を算出した。
(生理食塩水保水能)
生理食塩水保水能の測定は、25℃±1℃、に調節した室内で行った。500ml容のビーカーに、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)500gを量り取り、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mmのリングなし)で攪拌回転数600rpmにて撹拌しながら、吸水性樹脂2.0±0.002gを、ママコが発生しないように分散させた。撹拌した状態で30分間放置し、吸水性樹脂を十分に膨潤させた。その後、綿袋(メンブロード60番、横100mm×縦200mm)中に注ぎ込み、綿袋の上部を輪ゴムで縛り、遠心力が167Gとなるよう設定した脱水機(株式会社コクサン製、品番:H-122)を用いて綿袋を1分間脱水し、脱水後の膨潤ゲルを含んだ綿袋の質量Wc(g)を測定した。吸水性樹脂を添加せずに同様の操作を行ない、綿袋の湿潤時の空質量(つまり、空の綿袋に生理食塩水を注ぎ込んだ後に脱水して得られた、湿潤状態の綿袋の質量)Wd(g)を測定し、以下の式から吸水性樹脂の生理食塩水保水能を算出した。
生理食塩水保水能の測定は、25℃±1℃、に調節した室内で行った。500ml容のビーカーに、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)500gを量り取り、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mmのリングなし)で攪拌回転数600rpmにて撹拌しながら、吸水性樹脂2.0±0.002gを、ママコが発生しないように分散させた。撹拌した状態で30分間放置し、吸水性樹脂を十分に膨潤させた。その後、綿袋(メンブロード60番、横100mm×縦200mm)中に注ぎ込み、綿袋の上部を輪ゴムで縛り、遠心力が167Gとなるよう設定した脱水機(株式会社コクサン製、品番:H-122)を用いて綿袋を1分間脱水し、脱水後の膨潤ゲルを含んだ綿袋の質量Wc(g)を測定した。吸水性樹脂を添加せずに同様の操作を行ない、綿袋の湿潤時の空質量(つまり、空の綿袋に生理食塩水を注ぎ込んだ後に脱水して得られた、湿潤状態の綿袋の質量)Wd(g)を測定し、以下の式から吸水性樹脂の生理食塩水保水能を算出した。
(中位粒子径)
JIS標準篩を上から、目開き850μmの篩、目開き500μmの篩、目開き300μmの篩、目開き250μmの篩、目開き212μmの篩、目開き106μmの篩、目開き75μmの篩、及び受け皿の順に組み合わせた。
JIS標準篩を上から、目開き850μmの篩、目開き500μmの篩、目開き300μmの篩、目開き250μmの篩、目開き212μmの篩、目開き106μmの篩、目開き75μmの篩、及び受け皿の順に組み合わせた。
組み合わせた最上の篩に、吸水性樹脂50gを入れ、ロータップ式振とう器を用いて20分間振とうさせて分級した。分級後、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算出し、粒度分布を求めた。この粒度分布に関して粒子径の大きい方から順に篩上を積算することにより、篩の目開きと篩上に残った吸水性樹脂の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中位粒子径とした。
(加圧下吸収倍率)
加圧下吸収倍率の測定は、25℃±1℃に調節した室内で行った。内径150mm、高さ30mmのペトリ皿に外径90mm、厚み5mmのガラスフィルターを置き、ガラスフィルターの高さまで生理食塩水を入れ、その上にろ紙(ADVANTEC社製No.2)を載せた。
加圧下吸収倍率の測定は、25℃±1℃に調節した室内で行った。内径150mm、高さ30mmのペトリ皿に外径90mm、厚み5mmのガラスフィルターを置き、ガラスフィルターの高さまで生理食塩水を入れ、その上にろ紙(ADVANTEC社製No.2)を載せた。
別途、400メッシュのステンレス製金網を底部に張り付けた内径60mm、高さ70mmのプラスチック製円筒の底に吸水性樹脂0.9±0.002gを均一に散布し、その上に、ピストン及び錘を置いて吸水性樹脂に対して21g/cm2(2.06kPa)の荷重を均一に加え、質量(We)を測定した。つまり、質量Weは、錘、円筒、ピストン、金網、及び吸水性樹脂の合計質量となる。前記円筒を前記のろ紙の上に載せて、生理食塩水を60分間吸水させ、その質量(Wf)を測定した。つまり、質量Wfは、錘、円筒、ピストン、金網、吸水性樹脂、及び吸水性樹脂に吸収された生理食塩水の合計質量となる。下記式により、加圧下吸収倍率(2.06kPa)を算出した。
また、吸水性樹脂に対して加える荷重を21g/cm2(2.06kPa)から49g/cm2(4.81kPa)に変更して、上記と同様の操作を行い、加圧下吸収倍率(4.81kPa)を算出した。
<吸収性物品の作製>
吸収性物品の作製は、25℃±1℃、相対湿度RH50%以下に調節した室内で行った。まず、実施例1~3及び比較例1~4で得られたそれぞれの吸水性樹脂2.4gと解砕パルプ(レオニア社製,レイフロック)9.6gを用い、空気抄造によって均一混合することにより、40cm×20cm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、吸収体コアと同じ大きさで、坪量16g/m2の2枚のティッシュッペーパーで挟んだ状態で、全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより、吸収体を作製した。さらに、吸収体の上面に、吸収体と同じ大きさで、坪量22g/m2のポリエチレン-ポリプロピレン製エアスルー型多孔質液体透過性シートを配置し、ポリエチレン-ポリプロピレン製エアスルー型多孔質液体透過性シートと同じ大きさ、同じ坪量のポリエチレン製液体不透過性シートを吸収体の下面に配置して、吸収体を挟みつけることにより、吸収性物品とした。
吸収性物品の作製は、25℃±1℃、相対湿度RH50%以下に調節した室内で行った。まず、実施例1~3及び比較例1~4で得られたそれぞれの吸水性樹脂2.4gと解砕パルプ(レオニア社製,レイフロック)9.6gを用い、空気抄造によって均一混合することにより、40cm×20cm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、吸収体コアと同じ大きさで、坪量16g/m2の2枚のティッシュッペーパーで挟んだ状態で、全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより、吸収体を作製した。さらに、吸収体の上面に、吸収体と同じ大きさで、坪量22g/m2のポリエチレン-ポリプロピレン製エアスルー型多孔質液体透過性シートを配置し、ポリエチレン-ポリプロピレン製エアスルー型多孔質液体透過性シートと同じ大きさ、同じ坪量のポリエチレン製液体不透過性シートを吸収体の下面に配置して、吸収体を挟みつけることにより、吸収性物品とした。
<吸収性物品の評価>
作製された吸収性物品の局所的吸収特性を、以下の合計浸透速度、逆戻り量、及び合計拡散面積の測定によって評価した。吸収性物品の合計浸透速度、逆戻り量と合計拡散面積の測定は、25℃±1℃、相対湿度RH50%以下に調節した室内で行った。
作製された吸収性物品の局所的吸収特性を、以下の合計浸透速度、逆戻り量、及び合計拡散面積の測定によって評価した。吸収性物品の合計浸透速度、逆戻り量と合計拡散面積の測定は、25℃±1℃、相対湿度RH50%以下に調節した室内で行った。
(合計浸透速度)
まず、水平の台上に前記吸収性物品を置き、その吸収性物品の中心部に、内径3cmの液投入用シリンダーを具備した測定器具(質量60g)を置き、少量の青色1号で着色した生理食塩水20mLを前記シリンダー内に2秒で投入するとともに、ストップウォッチを用いて、生理食塩水がシリンダー内から完全に消失するまでの時間を測定し、1回目(初期)の浸透速度(秒)とした。次に、シリンダーをはずし、吸収性物品をそのままの状態で台上に静置し、1回目の生理食塩水投入開始から180秒後に、1回目と同じ位置に測定器具を用いて同様の操作を行い、2回目(再吸収)の浸透速度(秒)を測定した。1回目(初期)および2回目(再吸収)の合計を合計浸透速度とした。なお、小数点以下の数値は四捨五入した。
まず、水平の台上に前記吸収性物品を置き、その吸収性物品の中心部に、内径3cmの液投入用シリンダーを具備した測定器具(質量60g)を置き、少量の青色1号で着色した生理食塩水20mLを前記シリンダー内に2秒で投入するとともに、ストップウォッチを用いて、生理食塩水がシリンダー内から完全に消失するまでの時間を測定し、1回目(初期)の浸透速度(秒)とした。次に、シリンダーをはずし、吸収性物品をそのままの状態で台上に静置し、1回目の生理食塩水投入開始から180秒後に、1回目と同じ位置に測定器具を用いて同様の操作を行い、2回目(再吸収)の浸透速度(秒)を測定した。1回目(初期)および2回目(再吸収)の合計を合計浸透速度とした。なお、小数点以下の数値は四捨五入した。
(逆戻り量)
上述の合計浸透速度の測定法における2回目の生理食塩水投入まで同様に行い、2回目の試験液投入開始から180秒後、吸収性物品上の生理食塩水投入位置上に予め質量(Wg(g)、具体的には約38g)を測定しておいた10cm×10cmの濾紙の束を置き、その上に底面が10cm×10cmの質量1kgの重りを載せた。30秒間の荷重後、濾紙の束の質量(Wh(g)、つまりWg(g)の濾紙の束とそれに吸収された水分との合計質量)を測定し、増加した質量を逆戻り量(g)とした。なお、小数点以下の数値は四捨五入した。
上述の合計浸透速度の測定法における2回目の生理食塩水投入まで同様に行い、2回目の試験液投入開始から180秒後、吸収性物品上の生理食塩水投入位置上に予め質量(Wg(g)、具体的には約38g)を測定しておいた10cm×10cmの濾紙の束を置き、その上に底面が10cm×10cmの質量1kgの重りを載せた。30秒間の荷重後、濾紙の束の質量(Wh(g)、つまりWg(g)の濾紙の束とそれに吸収された水分との合計質量)を測定し、増加した質量を逆戻り量(g)とした。なお、小数点以下の数値は四捨五入した。
(合計拡散面積)
上述の合計浸透速度測定における1回目(初期)の浸透速度の測定後に、生理食塩水が浸透した吸収性物品表面の領域(つまり、生理食塩水の浸透により着色された領域)の長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)を測定し、長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)の積を拡散面積(初期)とした。また、上述の逆戻り量の測定後、生理食塩水が浸透した吸収性物品表面の領域(つまり、生理食塩水の浸透により着色された領域)の長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)を測定し、長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)の積を拡散面積(再吸収)とした。さらに、拡散面積(初期)および拡散面積(再吸収)の合計を合計拡散面積(cm2)とした。なお、小数点以下の数値は四捨五入した。
上述の合計浸透速度測定における1回目(初期)の浸透速度の測定後に、生理食塩水が浸透した吸収性物品表面の領域(つまり、生理食塩水の浸透により着色された領域)の長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)を測定し、長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)の積を拡散面積(初期)とした。また、上述の逆戻り量の測定後、生理食塩水が浸透した吸収性物品表面の領域(つまり、生理食塩水の浸透により着色された領域)の長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)を測定し、長手方向と短手方向の拡がり最大寸法(cm)の積を拡散面積(再吸収)とした。さらに、拡散面積(初期)および拡散面積(再吸収)の合計を合計拡散面積(cm2)とした。なお、小数点以下の数値は四捨五入した。
実施例及び比較例で製造した吸水性樹脂の概要及び上述の各測定方法により測定した結果を表1に示し、吸水性樹脂から作製した吸収性物品を上述の評価方法により評価した結果を表2に示す。
Claims (6)
- 水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体により構成された吸水性樹脂であって、生理食塩水吸水速度が5~30秒であり、かつ、78.5mm2の局所面積における1.96kPa荷重下での生理食塩水吸水能として表される荷重下拡散吸収倍率が10g/g以上である、吸水性樹脂。
- 生理食塩水保水能が35g/g以上である、請求項1に記載の吸水性樹脂。
- 中位粒子径が200~800μmである、請求項1または2に記載の吸水性樹脂。
- 顆粒状、略球状、並びに、顆粒状及び/又は略球状の粒子の凝集形状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状を有する、請求項1~3のいずれかに記載の吸水性樹脂。
- 逆相懸濁重合法により得られるものである、請求項1~4のいずれかに記載の吸水性樹脂。
- 請求項1~5のいずれかに記載の吸水性樹脂と親水性繊維とを含む吸収体を備える吸収性物品。
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