WO2020175153A1 - 吸水性組成物及びその製造方法 - Google Patents

吸水性組成物及びその製造方法 Download PDF

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裕貴 高田
拓也 幸田
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Definitions

  • the present invention relates to a water absorbent composition and a method for producing the same.
  • Cellulose nanofibers are fine fibers obtained from pulp and the like, and are known as a material having a low environmental load at the time of production or disposal.
  • Cellulose nanofibers are highly hydrophilic and have excellent thickening properties, and are expected to be used in a wide range of fields such as foods, medical products, and coatings.
  • dry cellulose nanofibers have a high cohesive force and therefore have low dispersibility in water.
  • Patent Document 1 describes a dry solid substance containing a predetermined amount of a water-soluble polymer in anion-modified cellulose nanofibers.
  • Patent Document 1 US Patent Application Publication No. 2 0 1 6/3 3 3 1 1 6
  • the present invention relates to a water-absorbent composition containing cellulose nanofibers and a cellulose derivative.
  • the cellulose derivative has a viscosity of 1% by mass aqueous solution at 25 ° C. of 100 0 13 13 or more.
  • the cellulose derivative preferably has an etherification degree of less than 0.9.
  • the present invention relates to a method for producing the water absorbent composition.
  • the cellulose nanofibers and the cellulose derivative are mixed in a liquid, and the resulting mixed solution is dried.
  • Patent Document 1 describes that cellulose nanofibers are used as a gelling agent or an absorbent.
  • the dry solid matter described in Patent Document 1 has insufficient absorption performance as an absorbent material used for absorbent articles.
  • an object of the present invention is to provide a water-absorbent composition having improved absorption performance and a method for producing the same.
  • the present invention will be described below based on its preferred embodiments.
  • the water absorbing composition of the present invention contains cellulose nanofibers and a cellulose derivative.
  • the “water-absorbent composition of the present invention” is also simply referred to as “water-absorbent composition”
  • the “cellulosic nanofiber” is also referred to as “ ⁇ ”. ⁇ indicates that the fiber diameter is 3 or more and 5 0 0 1 ⁇ ⁇ or less, and the fiber length is
  • O can be produced by a known method such as a method of subjecting the raw material cellulose fiber to a micronization treatment or a method of synthesizing with a bacterium such as acetic acid bacteria.
  • the refining treatment include physical treatment using a defibration device such as a high-pressure homogenizer, and chemical treatment for loosening cellulose fiber by an oxidation reaction using an enzyme such as cellulase or a catalyst. It can be used in combination.
  • raw material cellulose fibers examples include wood pulp such as softwood pulp and hardwood pulp; cotton pulp such as Kotton linter and Kotton lint; non-wood pulp such as wheat pulp and bagasse pulp. They may be used alone or in combination of two or more.
  • O may be one in which the hydroxyl groups of cellulose in the cellulose molecular chain have been modified.
  • ⁇ are those in which other functional groups have been introduced into the cellulose fiber, such as those in which the hydroxyl groups of cellulose have been oxidized to carboxylic groups, etc., those which have been esterified, those which have been etherified, etc. Can be mentioned.
  • ⁇ is preferably anion-modified ⁇ in which an anionic group is introduced. Included in anion-modified ⁇ ⁇ 2020/175 153 3 (:171? 2020 /005564
  • anionic group examples include an aldehyde group, a carboxy group, a sulfuric acid group, and a phosphoric acid group. From the viewpoint that a finer 0 can be obtained, a carboxy group and a phosphoric acid group are preferable.
  • Anion-modified ⁇ is at least 1 selected from the group consisting of a method of oxidizing a hydroxyl group of cellulose and converting it into an anionic group, a compound having an anionic group, an acid anhydride thereof, or a derivative thereof. It can be obtained by a known method such as a method of reacting a seed with a hydroxyl group of cellulose. For example, using 2, 2, 6, 6, 6-tetramethyl-1-piperidin-1 ⁇ 1-oxyl as a catalyst (oxidizer such as sodium hypochlorite) and bromide such as sodium bromide. And a method of oxidizing the hydroxyl groups of cellulose (Japanese Patent Laid-Open No. 2 011 1-14 06 3 2) and the like.
  • the cellulose derivative is one obtained by partially modifying cellulose, and examples thereof include carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylethylcellulose, and salts thereof.
  • a water-soluble salt is preferably used, and examples thereof include one or more metal salts selected from alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt and alkaline earth metal salts such as calcium salt and magnesium salt. Can be mentioned.
  • alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt
  • alkaline earth metal salts such as calcium salt and magnesium salt.
  • the cellulose derivative is preferably at least one selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxylmethyl cellulose salt, and carboxyethyl cellulose salt.
  • the viscosity is preferably 3 or more, and preferably 3 or less, more preferably 2 0 0 0 0 01 3 -3 or less, and preferably 4 0 0 0 01 3 3 or more 3 0 0 0 0 1 ⁇ 2020/175153 4 (:171? 2020/005564
  • the viscosity of a 1% by weight aqueous solution of a cellulose derivative at 25 ° was measured using a Minami viscometer (Toki Sangyo Co., Ltd., Tingmi _ 10), rotor N 0.4, rotation speed 30 ”, 60 seconds. It is measured under the measurement conditions of.
  • the cellulose derivative has an etherification degree of less than 0.9.
  • the degree of etherification of the cellulose derivative is preferably 0.4 or more, more preferably 0.5 or more, and preferably 0.8 or less, more preferably 0.75 or less. It is preferably 0.4 or more and 0.8 or less, more preferably 0.5 or more and 0.75 or less.
  • the etherification degree is measured by the following measuring method.
  • O and the cellulose derivative can be separated from the water-absorbent composition by a filtration treatment.
  • the filtration process is as follows. A water-absorbent composition comprising ⁇ and a cellulose derivative is diluted with ion-exchanged water so that the concentration of the water-absorbent composition is 0.1% by mass to prepare a diluted aqueous solution. Pore size is 0.5 Use of the filtration filter made of polytetrafluoroethylene, and centrifuge filtration for 10 minutes at a centrifugal acceleration 1 2000 9. When centrifugal filtration is performed, ⁇ remains in the filtration filter and the cellulose derivative passes through the filtration filter. This separates 0 and the cellulose derivative. ⁇ 2020/175 153 5 (:171? 2020/005564
  • the water-absorbing composition of the present invention can favorably retain the gelled and absorbed water. That is, it has excellent absorption performance.
  • the water absorbing composition of the present invention is preferably used as an absorbent material for absorbent articles such as diapers.
  • the ratio of 1 to ⁇ 2, ⁇ 1: ⁇ 2, is preferably from 1:1 to 1:100, more preferably from 1:2 to 1:50, and further preferably from 1:3 to 1: 20. Unless otherwise specified, the content in this specification is by mass.
  • the cellulose derivative has a mass average molecular weight (IV!) of preferably 5,000 or more and 100,000 or less, more preferably 10,000 or more and 800,000. Below, it is more preferably 100,000 or more and 600,000 or less.
  • the mass average molecular weight can be measured using a general gel permeation chromatography (for example, Tosoh Corporation 08020). In addition, the column used for the measurement is properly selected in consideration of the expected mass average molecular weight and ionicity.
  • the average fiber length of CNF is preferably 500 nm or more, more preferably 500 nm or more, preferably 1000 nm or less, more preferably 3000 nm or less, and preferably 500 nm or more and 5000 nm or more. Or less, more preferably 1,000 nm or more and 3000 nm or less.
  • the average fiber diameter of CNF is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, and preferably 3 nm or more and 300 nm or less. , And more preferably 5 nm or more and 100 nm or less.
  • the average fiber length and the average fiber diameter described above are, for example, prepared by adding water or ethanol to a water-absorbing composition having a solid content concentration of 0.0001% by mass, and preparing the dispersion with mica (mica).
  • An atomic force microscope (AFM, Nanoscope III Tapping mode AFM, manufactured by Digital instrument, using the Nanosensors Point Probe (NCH) as the probe) Use, select 5 or more arbitrary CNFs contained in the observed sample, and measure the average fiber length and average fiber diameter.
  • the average aspect ratio of CN F that is, the value of fiber length/fiber diameter, is preferably 50 or more and 2500 or less, more preferably 75 or more and 2000 or less, and further preferably 100 No less than 1 500.
  • CNF and cellulose derivatives commercially available products can be purchased and used.
  • Commercially available products of CNF include, for example, "Leocrysta” manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., "B i NF i -S” manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., and "Cerish” manufactured by Daiself Einchem. Can be mentioned.
  • CNF is generally marketed as a dispersion in water.
  • cellulose derivatives examples include "Serogen” manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “CE K0L” manufactured by Sansho Co., Ltd., and "CMC Daicel” manufactured by Daiself Einchem.
  • the water-absorbent composition may contain components other than the above-mentioned CNF and cellulose derivative, and examples thereof include fillers, pigments, dyes, fragrances, preservatives, and antioxidants. ⁇ 2020/175 153 7 ⁇ (: 171-1? 2020/005564
  • the content of the other components in the water absorbent composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.
  • the total content of these components is preferably within the above range.
  • the water-absorbent composition is a solid substance formed by drying.
  • the water-absorbent composition is used as a particulate, powdery, fibrous, porous or sheet-like dry solid material.
  • the form of the water-absorbent composition can be made into any size or shape depending on the application by a processing method such as granulation.
  • the form of the water-absorbent composition is preferably a powdery dry solid, and the size thereof is about 300. Is preferred.
  • the amount of water contained in the water absorbent composition is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less.
  • the thickness of the water-absorbent composition is preferably from 0.1 to 100, more preferably from 1 to 50, and further preferably. It is more than 30! and less than 10.
  • the water-absorbent composition is preferably 50 times or more its own weight, more preferably 1 times its own weight.
  • the amount of water that can be absorbed and retained can be obtained, for example, as the maximum liquid retention amount in [Evaluation of gelation] in Examples described later.
  • the water absorbent composition of the present invention is preferably used as an absorbent material for absorbent articles such as diapers.
  • Absorbent articles are mainly used to absorb and retain body fluids excreted from the body such as urine and menstrual blood.
  • Absorbent articles include, for example, disposable diapers, sanitary napkins, incontinence pads, panties. ⁇ 2020/175 153 8
  • Liners and the like are included, but are not limited to these, and broadly include articles used for absorbing liquid discharged from the human body.
  • the absorbent article typically includes a top sheet, a back sheet, and a liquid-retaining absorber interposed between the two sheets.
  • the absorber is the main liquid absorbing site in the absorbent article and contains the absorbent material.
  • the absorbent article may further include various members depending on its specific use. Such members are known to those skilled in the art
  • the method for producing the water absorbent composition of the present invention will be described based on its preferred embodiments.
  • the cellulose derivative are mixed in a liquid consisting of a dispersion medium such as water, and the resulting mixed solution is dried to produce a water-absorbent composition.
  • a mixing step The step of mixing the cellulose derivative and the cellulose derivative in a liquid to obtain a mixed solution is also referred to as a mixing step, and the step of drying the mixed solution is also referred to as a drying step.
  • a cellulose derivative is used.
  • ⁇ is in a state of being dispersed in a dispersion medium such as water, Use dispersion.
  • a dispersion medium such as water, Use dispersion.
  • the dispersion and the cellulose derivative are mixed to obtain a mixed solution.
  • a mixed solution may be prepared by adding water or an alcohol-based dispersion medium.
  • Alcohol-based dispersion media include monohydric alcohols such as ethanol, 2-propanol, methanol, butanol, ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isoptyl ketone and cyclohexanone, ethyl acetate and butyl acetate. And the like, such as ester solvents.
  • the content of O in the mixed solution is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably O.
  • the content of the cellulose derivative in the mixed solution is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, ⁇ 2020/175 153 9 (:171? 2020/005564
  • the content of each of these and the content of each of the cellulose derivatives be such that the ratio ( ⁇ 3 1: 0 2) of each of these contents in the water-absorbent composition is within the above-mentioned range.
  • the dispersion medium in the mixed solution is preferably mainly composed of water.
  • the content of water in the mixed solution is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and preferably less than 100% by mass, and more preferably 8% by mass or less. It is 0 mass% or less and less than 100 mass%, more preferably 90 mass% or more and less than 100 mass%.
  • the mixing step And the cellulose derivative are dissolved in a dispersion medium to obtain a mixed solution.
  • the method for dissolving that is, dispersing, O and the cellulose derivative in the dispersion medium is not particularly limited, and a known dispersion method can be used.
  • Known dispersing methods include treatments such as shearing treatment, ultrasonic treatment, high-pressure injection treatment, and shaking treatment.
  • one kind or two kinds or more selected from these treatments can be combined.
  • a shearing treatment device such as a stirrer can be used.
  • an ultrasonic treatment device such as an ultrasonic homogenizer can be used.
  • a high-pressure injection treatment device such as a pressure homogenizer can be used for the high-pressure injection treatment.
  • a shaking treatment device such as a paint shaker can be used for the shaking treatment.
  • the mixing process is Also, the dispersion treatment of the cellulose derivative may be carried out at room temperature (25 ° ⁇ ) or by heating the mixing tank (about 40 ° ⁇ ).
  • the order of ⁇ and the cellulose derivative to be dispersed in the dispersion medium is not particularly limited. That is, the cellulose derivative may be added to and mixed with the dispersion liquid in which 0 is dispersed, and the dispersion liquid in which the cellulose derivative is dispersed may be mixed with and added with ⁇ .
  • the mixing tank containing the dispersion medium ⁇ 2020/175153 10 ⁇ (: 171-1? 2020/005564
  • the cellulose derivative may be added at the same time.
  • the mixed solution is dried to obtain a water absorbing composition.
  • the drying method used in the drying step is not particularly limited as long as it can maintain the quality of the water absorbent composition, and examples thereof include methods such as drying with hot air or a heater, vacuum, freeze drying, and spray drying. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the water-absorbent composition is obtained as a dry solid substance in various forms such as a sheet form and a powder form depending on the drying method used in the drying step.
  • the dried solid matter is in the form of a sheet, the dried solid matter should be treated from the viewpoint of improving the handleability as an absorbent material. It is preferable to cut into corners.
  • the present invention further discloses the following water-absorbing composition and a method for producing the same.
  • the cellulose derivative is a water-absorbing composition, which has a viscosity of 1% by mass aqueous solution at 25 ° ⁇ of 100 ° (x ⁇ 9 a ⁇ 3 or more and an etherification degree of less than 0.9.
  • the cellulose derivative is at least one selected from the group consisting of carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxylethylcellulose, and salts thereof, in ⁇ 1> above
  • the water-absorbent composition described above is at least one selected from the group consisting of carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxylethylcellulose, and salts thereof, in ⁇ 1> above
  • the water-absorbent composition described above described above.
  • the cellulose derivative is carboxymethyl cellulose or carboxyethyl cellulose. ⁇ 2020/175 153 1 1 ⁇ (:171? 2020 /005564
  • the water-absorbent composition according to ⁇ 1> above which is at least one selected from the group consisting of le cellulose, carboxymethyl cellulose salt, and carboxyethyl cell mouth salt.
  • the viscosity of the cellulose derivative is The water-absorbent composition according to any one of the above items ⁇ 1> to ⁇ 5>, which is 3 or more and 200 or less.
  • the degree of etherification of the cellulose derivative is 0.4 or more and 0.8 or less.
  • the water absorbent composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
  • the mass average molecular weight of the cellulose derivative is 5,000 or more and 100,000 or less, more preferably 10,000 or more and 800,000 or less, further preferably 100,000 or more and 600,000 or less, ⁇ 1> to ⁇ 1>
  • the water absorbent composition according to any one of ⁇ 9>.
  • the average fiber length of the cellulose nanofibers is 5001 ⁇ ! or more and 5000 II ⁇ ! or less, and preferably 10000!!! or more and 30001 ⁇ or less, any of the above ⁇ 1> to ⁇ 10>
  • the average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 3 ⁇ ! or more and 3001 ⁇ 111 or less, preferably The water absorbent composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11> above.
  • the value of the fiber length/fiber diameter of the cellulose nanofibers is 50 or more and 2500 or less, preferably 75 or more and 2000 or less, more preferably 100 or more and 1500 or less, ⁇ 1> to ⁇ 1 2>
  • the water-absorbent composition is capable of absorbing and retaining water at least 50 times its own weight, preferably at least 100 times its own weight, more preferably at least 200 times its own weight, ⁇ 1> to ⁇ 16>
  • the water absorbent composition according to any one of ⁇ 1>.
  • a method for producing a water-absorbing composition comprising mixing the cellulose nanofibers and the cellulose derivative in a liquid and drying the resulting mixed solution.
  • the content of the cellulose nanofibers in the mixed solution is 0.1% by mass or more and 1% by mass or less, preferably 0.2% by mass or more and 0.8% by mass or less, ⁇ 18> A method for producing the water-absorbent composition of.
  • the content of the cellulose derivative in the mixed solution is 0.1% by mass or more and 1% by mass or less, preferably 0.2% by mass or more and 0.8% by mass or less, ⁇ 18> or ⁇ 19> A method for producing the water-absorbing composition according to the above.
  • a carboxy group-introduced ⁇ aqueous dispersion ( ⁇ 2.5 mass%, trade name “Rheocrista”, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and carboxymethylcellulose sodium (trade name “cellogen 3 1 ⁇ 1-6", manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).
  • a carboxymethyl shea cellulose sodium also referred Rei_1 ⁇ / 1_Rei one 3.
  • a mixed solution with was prepared. The content of O and the content of cellulose derivative in this mixed solution were respectively 0.4% by mass.
  • Example 1 the content of ⁇ (the ratio between the content of 31 and the content of cellulose derivative 0 2 ((3 1: 0 2)) of the 1% by weight aqueous solution of the cellulose derivative was determined.
  • the viscosity at 25 ° and the etherification degree of the cellulose derivative were measured by the above-mentioned measuring methods, and the measurement results are shown in Table 1 below.
  • a water-absorbent composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that ⁇ IV! ⁇ _ 3 having different viscosities of 1% by mass aqueous solutions at 25 ° was used. Specifically, the following were used.
  • Example 2 Trade name "Serogen Mi 3 1 ⁇ 1-1 2", manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
  • Example 3 Trade name "Serogen IV! Ichi 60", manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
  • Comparative example 1 Trade name "Serogen 7-8", manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
  • Comparative Example 2 Trade name "Serogen 1 to 1 _ 1 150 0", manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. [0044] [Examples 4 and 5] And 6]
  • Example 2 except that the content of O in the water-absorbent composition (the ratio of 3 1 to the content of cellulose derivative 0 2 ( ⁇ 3 1: 0 2) was changed as shown in Table 1 below.
  • a water absorbing composition was prepared in the same manner as in (1).
  • Comparative Example 3 a sample was prepared by the same method as in Example 1 except that the cellulose derivative was not used.
  • Comparative Example 4 a water absorbent composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that O was not used.
  • Ion-exchanged water was added in an amount 100 times as much as its own weight (3.09). Shake this vial for 2000_11_ by hand for 5 seconds with the lid vertically up and the bottom vertically down to see if the contents of the vial gel. After visually confirming that, it was further shaken by hand, and it was visually confirmed every 10 seconds whether the contents of the vial gelled. In this visual check, the vial lid was placed vertically upside down so that the bottom face was vertically up and the bottom face was vertically upside. When it did not fall onto the surface, it was judged to have gelled. The time from the injection of the solution to the gelation of the sample in which gelation was confirmed was measured as the “gelation time”.
  • the content of the dropped vial bottle that is, the amount of the dropped liquid
  • the vial bottle left standing upside down and the ion-exchanged water added to the vial bottle before shaking is measured.
  • the amount of the dripping liquid was subtracted from the amount of 1 to obtain the maximum liquid holding amount of the water absorbing composition.
  • Table 1 below shows the presence or absence of gelation, gelation time, and maximum liquid retention for each sample.
  • the content of the cellulose derivative in the water-absorbent composition, 0 2 was set to the content of ⁇ (increasing the content from 3 to more than 3 1 It was shown to be effective in improving the retention capacity.
  • the water-absorbent composition of the present invention has excellent absorption performance.
  • a water-absorbent composition having excellent absorption performance can be produced.

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Abstract

本発明は、セルロースナノファイバー及びセルロース誘導体を含有する吸水性組成物及びその製造方法である。前記セルロース誘導体は、１質量％水溶液の２５℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上であり、且つエーテル化度が０．９未満である。前記セルロース誘導体は、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース塩、及びカルボキシエチルセルロース塩からなる群から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましく、カルボキシメチルセルロース塩であることがより好ましく、カルボキシメチルセルロースナトリウムであることがさらに好ましい。

Description

\¥02020/175153 1 卩（：17 2020/005564
明 細 書
発明の名称 ： 吸水性組成物及びその製造方法
技術分野
[0001 ] 本発明は吸水性組成物及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] セルロースナノファイバーは、 パルプ等から得られる微細な繊維であり、 生産時または廃棄時における環境への負荷が少ない素材として知られている 。 セルロースナノファイバーは、 親水性が高く、 優れた増粘性を有しており 、 食品、 医療品、 塗料等の幅広い分野に利用されることが期待されている。 しかし、 乾燥状態のセルロースナノファイバーは、 凝集力が高いため、 水に 対する分散性が低い。 このような問題を解決する技術として、 特許文献 1 に は、 アニオン変性セルロースナノファイバーに対して、 水溶性高分子を所定 量含有している、 乾燥固形物が記載されている。
先行技術文献
特許文献
[0003] 特許文献 1 :米国特許出願公開第 2 0 1 6 / 3 3 3 1 1 6号明細書
発明の概要
[0004] 本発明は、 セルロースナノファイバー及びセルロース誘導体を含有する吸 水性組成物に関する。
前記セルロース誘導体は、 1質量％水溶液の 2 5 °〇における粘度が 1 0 0 0〇1 3 3以上であることが好ましい。
前記セルロース誘導体は、 エーテル化度が〇. 9未満であることが好まし い。
[0005] また、 本発明は、 前記吸水性組成物の製造方法に関する。
前記セルロースナノファイバー及び前記セルロース誘導体を液中で混合し 、 得られた混合溶液を乾燥することが好ましい。
発明の詳細な説明 \¥02020/175153 2 卩（：17 2020/005564
[0006] 特許文献 1 には、 セルロースナノファイバーをゲル化剤や吸収材として用 いることが記載されている。 しかしながら、 特許文献 1 に記載の乾燥固形物 は、 吸収性物品に用いられる吸収性材料としての吸収性能が不十分であった
[0007] したがって、 本発明の課題は、 吸収性能を向上させた吸水性組成物及びそ の製造方法を提供することにある。
[0008] 以下本発明を、 その好ましい実施形態に基づき説明する。 本発明の吸水性 組成物は、 セルロースナノファイバー及びセルロース誘導体を含有している 。 以下、 「本発明の吸水性組成物」 を単に 「吸水性組成物」 ともいい、 「セ ルロースナノファイバー」 を 「〇 」 ともいう。 〇 は、 その繊維径が 3门 以上 5 0 0 1^〇!以下であり、 繊維長が
Figure imgf000003_0001
下である、 微細なセルロース繊維である。
[0009] 〇 は、 前記の原料セルロース繊維に微細化処理を施す方法や、 酢酸菌 等のバクテリアによって合成する方法等の公知の方法によって製造すること ができる。 前記微細化処理としては、 高圧ホモジナイザー等の解繊装置を用 いた物理的処理や、 セルラーゼ等の酵素や触媒を用いた酸化反応によってセ ルロース繊維をほぐす化学的処理が挙げられ、 これらの処理は組み合わせて 用いることができる。
前記原料セルロース繊維としては、 針葉樹系パルプ、 広葉樹系パルプ等の 木材パルプ； コッ トンリンター、 コッ トンリントのような綿系パルプ；麦わ らパルプ、 バガスパルプ等の非木材系パルプ等が挙げられ、 これらの 1種を 単独で又は 2種以上を組み合わせて用いることができる。
[0010] 〇 は、 セルロース分子鎖におけるセルロースの水酸基が変性されたも のであってもよい。 このような〇 としては、 セルロースの水酸基が、 力 ルボキシ基などに酸化されたものや、 エステル化されたもの、 エーテル化さ れたもの等、 セルロース繊維に他の官能基が導入されたものが挙げられる。 〇 の分散性を向上させる観点から、 〇 は、 アニオン性基が導入され た、 アニオン変性〇 であることが好ましい。 アニオン変性〇 に含ま 〇 2020/175153 3 卩（：171? 2020 /005564
れるアニオン性基としては、 アルデヒド基、 カルボキシ基、 硫酸基、 及びリ ン酸基などが挙げられるが、 より微細な 0 が得られるという観点から、 カルボキシ基、 リン酸基であることが好ましい。
[001 1 ] アニオン変性〇 は、 セルロースの水酸基を酸化してアニオン性基に変 換する方法や、 アニオン性基を有する化合物、 その酸無水物、 又はそれらの 誘導体からなる群から選ばれる少なくとも 1種をセルロースの水酸基に反応 させる方法等の公知の方法によって得られる。 例えば、 2 , 2 , 6 , 6—テ トラメチルー 1 -ピペリジンー 1\1 -オキシル （丁巳1\/1 ?〇） を触媒として、 次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤及び臭化ナトリウム等の臭化物を反応させ て、 セルロースの水酸基を酸化処理する方法 （特開 2 0 1 1 - 1 4 0 6 3 2 号公報） 等が挙げられる。
[0012] セルロース誘導体は、 セルロースを部分的に変性したものであり、 カルボ キシメチルセルロース、 カルボキシエチルセルロース、 メチルセルロース、 ヒドロキシプロピルセルロース、 ヒドロキシプロピルメチルセルロース、 ヒ ドロキシルエチルセルロース、 又はこれらの塩等が挙げられる。 前記塩とし ては、 水溶性塩が好ましく用いられ、 例えばナトリウム塩、 カリウム塩等の アルカリ金属塩や、 カルシウム塩やマグネシウム塩などのアルカリ土類金属 塩等から選択される一種以上の金属塩が挙げられる。 吸水性組成物には、 こ れら成分から選ばれる 1種を単独で、 又は 2種以上を組み合わせて用いるこ とができる。 〇 の凝集を効果的に抑制する観点から、 セルロース誘導体 は、 カルボキシメチルセルロース、 カルボキシエチルセルロース、 カルボキ シメチルセルロース塩、 及びカルボキシエチルセルロース塩からなる群から 選ばれる少なくとも 1種以上であることが好ましい。
[0013] セルロース誘導体は、
Figure imgf000004_0001
3以上である。 吸収量を向上させる観点から、 当該粘度は好ましくは
Figure imgf000004_0002
3以上であり、 また好ましくは
Figure imgf000004_0003
3以下、 より好ましくは 2 0 0 0 0 01 3 - 3以下であり、 また好ましくは 4 0 0 0 01 3 3以上 3 0 0 0 0〇1 〇 2020/175153 4 卩（：171? 2020 /005564
3 - 3以下、 より好ましくは 600001 3 3以上 2000001 3 3 以下である。 セルロース誘導体の 1質量％水溶液の 25 °〇における粘度は、 巳型粘度計 （東機産業株式会社製、 丁 巳_ 1 0） を用いて、 ローター N 0 . 4、 回転速度 30 「 、 60秒間の測定条件で測定される。
[0014] セルロース誘導体は、 エーテル化度が〇. 9未満である。 吸収量を向上さ せる観点から、 セルロース誘導体のエーテル化度は、 好ましくは〇. 4以上 、 より好ましくは〇. 5以上であり、 また好ましくは〇. 8以下、 より好ま しくは〇. 75以下であり、 また好ましくは〇. 4以上〇. 8以下、 より好 ましくは〇. 5以上〇. 75以下である。 前記エーテル化度は、 以下の測定 方法により測定される。
[0015] 〔エーテル化度の測定方法〕
エーテル化度は、 灰化測定法を用いて測定される。 試料 （セルロース誘導 体） を約〇. 79を精秤し、 ろ紙に包んで磁性ルツボ中に入れ、 600°〇で 充分に灰化させる。 これを冷却後、
Figure imgf000005_0001
水約 250 1_、 更に〇. 05モル/！-硫酸 35 1_を加えて 30分間煮沸した後、 冷 却する。 これにフエノールフタレイン指示薬を加えて、 過剰の酸を 0. 1モ ル/ !_水酸化カリウムで逆滴定して、 次式によりエーテル化度を算出する。 エーテル化度 = 1 62 X八/ （ 1 0000 _80 八）
式中の八は試料 1 9中の結合アルカリに消費された〇. 05モル/！-硫酸 の !_数である。
[0016] 〇 とセルロース誘導体とは、 ろ過処理によって、 吸水性組成物から分 離可能である。 前記ろ過処理は以下のとおりである。 〇 とセルロース誘 導体とからなる吸水性組成物を、 イオン交換水に対して該吸水性組成物の濃 度が〇. 1質量％になるように希釈し、 希釈水溶液を作製する。 希釈水溶液 に対し、 孔径〇. 5リ
Figure imgf000005_0002
のポリテトラフルオロエチレン製のろ過フィルター を使用して、 遠心加速度 1 2000 9で 1 0分間の遠心ろ過を行う。 遠心 ろ過を行うと、 〇 はろ過フィルターにとどまり、 セルロース誘導体はろ 過フィルターを通過する。 これにより、 0 とセルロース誘導体を分離す 〇 2020/175153 5 卩（：171? 2020 /005564
ることができる。
吸水性組成物に用いられる 及びセルロース誘導体の、 粘度やエーテ ル化度等の各種特性は、 該吸水性組成物から分離した
Figure imgf000006_0001
及びセルロース 誘導体を用いて測定することができる。
[0017] 乾燥状態の〇 の水に対する分散性を向上させる観点から、 特許文献 1 のように、 〇 とセルロース誘導体との混合液を乾燥したものを用いるこ とが知られている。 本発明者は、 〇 の分散性とセルロース誘導体との関 係を鋭意検討した結果、 前述した粘度を有し、 且つ前述したエーテル化度を 有するセルロース誘導体が、 〇 の水に対する分散性を効果的に高めると 考察した上で、 本発明を完成させた。 本発明の吸水性組成物は、 前述した粘 度を有し、 且つ前述したエーテル化度を有するセルロース誘導体を用いるこ とによって、 ゲル化して吸収した水を良好に保持できる。 即ち、 優れた吸収 性能を有する。 本発明の吸水性組成物は、 おむつ等の吸収性物品の吸収性材 料として好ましく用いられる。
[0018] 吸収性能をより向上させる観点から、 吸水性組成物におけるセルロースナ ノファイバーの含有量を <3 1 とし、 該吸水性組成物における前記セルロース 誘導体の含有量を〇 2としたとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇2が 、 好ましくは 1 : 1〜 1 : 1 0 0、 より好ましくは 1 : 2〜 1 : 5 0、 さら に好ましくは 1 : 3〜 1 : 2 0である。 特に断りがない限り、 本明細書にお いて含有量は質量基準である。
[0019] 〇 の水に対する分散性をより向上させる観点から、 セルロース誘導体 は、 質量平均分子量 （IV! ） が好ましくは 5 0 0 0以上 1 0 0万以下、 より 好ましくは 1万以上 8 0万以下、 さらに好ましくは 1 0万以上 6 0万以下で ある。 質量平均分子量は、 一般的なゲル浸透クロマトグラフィ （例えば東ソ 一社製 〇8020） を用いて測定できる。 尚、 測定の際に使用するカラムは、 予想される質量平均分子量やイオン性を考慮し、 適宜使い分ける。
[0020] 吸水速度を向上させて、 吸収性能を向上させる観点から、 〇 は、 以下 の特性を有することが好ましい。 CN Fの平均繊維長は、 好ましくは 500 n m以上、 より好ましくは 50 00 n m以上であり、 また好ましくは 1 000 n m以下、 より好ましくは 3 000 n m以下であり、 また好ましくは 500 n m以上 5000 n m以下、 より好ましくは 1 000 n m以上 3000 n m以下である。
CN Fの平均繊維径は、 好ましくは 3 n m以上、 より好ましくは 5 n m以 上であり、 また好ましくは 300 n m以下、 より好ましくは 1 00 n m以下 であり、 また好ましくは 3 n m以上 300 n m以下、 より好ましくは 5 n m 以上 1 00 n m以下である。
[0021] 前記の平均繊維長及び平均繊維径は、 例えば固形分濃度 0. 0001質量 %の吸水性組成物に、 水又はエタノールを加えた分散液を調製し、 該分散液 を、 マイカ （雲母） 上に滴下して乾燥したものを観察試料として、 原子間力 顕微鏡 （A FM、 Nanoscope III Tapping mode AFM、 Digital i nstrument社 製、 プローブはナノセンサーズ社製 Point Probe （NCH）を使用） を用いて、 該 観察試料中に含まれる 5本以上の任意の CN Fを選択し、 平均繊維長及び平 均繊維径を測定する。
[0022] 吸収性能を向上させる観点から、 CN Fの平均アスペクト比、 すなわち繊 維長/繊維径の値は、 好ましくは 50以上 2500以下、 より好ましくは 7 5以上 2000以下、 さらに好ましくは 1 00以上 1 500以下である。
[0023] C N F及びセルロース誘導体は、 市販のものを購入して使用することがで きる。 CN Fの市販品としては、 例えば、 第一工業製薬株式会社製の 「レオ クリスタ」 、 スギノマシン社製の 「B i N F i -S」 、 ダイセルフアインケ ム社製の 「セリッシュ」 等が挙げられる。 CN Fは、 一般的に水に分散した 状態で市販されている。
セルロース誘導体の市販品としては、 例えば、 第一工業製薬株式会社製の 「セロゲン」 、 三晶社製の 「CE K0L」 、 ダイセルフアインケム社製の 「 CMCダイセル」 等が挙げられる。
[0024] 吸水性組成物は、 前記の C N F及びセルロース誘導体以外の他の成分を含 んでいてもよく、 例えば、 フィラー、 顔料、 染料、 香料、 防腐剤、 酸化防止 〇 2020/175153 7 卩（：171? 2020 /005564
剤、 香料、 消臭剤、 抗菌剤などを含んでいてもよい。
他の成分を含む場合、 吸水性組成物中の他の成分の含有量は、 好ましくは 1 0質量％以下、 より好ましくは 5質量％以下である。
他の成分を複数種類含む場合、 これらの合計含有量が、 上記の範囲内であ ることが好ましい。
[0025] 吸水性組成物は、 乾燥により形成された固形物である。 例えば、 吸水性組 成物は、 粒子状、 粉末状、 繊維状、 多孔質状又はシート状の乾燥固形物とし て用いられる。 吸水性組成物の形態は、 造粒等の加工方法によって、 用途に 応じた任意の大きさ又は形状にすることができる。
例えば、 吸水性組成物を吸収性物品の吸収性材料として用いる場合、 吸水 性組成物の形態は、 粉末状の乾燥固形物であることが好ましく、 大きさは直 径 3 0 0 程度であることが好ましい。
吸収性材料として、 容易に取り扱う観点から、 吸水性組成物に含まれる水 分量は、 好ましくは 1 5質量％以下、 より好ましくは 1 0質量％以下である
[0026] 吸水性組成物がシート状の乾燥固形物である場合、 該吸水性組成物の厚み は、 好ましくは〇. 1 以上 1 0 0 以下、 より好ましくは 1 以上 5 0 以下、 さらに好ましくは 3 〇!以上 1 0以下 である。
[0027] 吸水性組成物は、 好ましくは自重の 5 0倍以上、 より好ましくは自重の 1
0〇倍以上、 さらに好ましくは自重の 2 0 0倍以上の水を吸収して保持でき るものであることが好ましい。 この水を吸収して保持し得る量の上限値に特 に制限はないが、 自重の 5 0 0倍を上限の目安とすることができる。 水を吸 収して保持し得る量は、 例えば、 後述する実施例の 〔ゲル化の評価〕 におけ る最大液保持量として求められる。
[0028] 前述したように、 本発明の吸水性組成物は、 おむつ等の吸収性物品の吸収 性材料として好ましく用いられる。 吸収性物品は、 主として尿、 経血等の身 体から排泄される体液を吸収保持するために用いられるものである。 吸収性 物品には、 例えば使い捨ておむつ、 生理用ナプキン、 失禁パッ ド、 パンティ 〇 2020/175153 8 卩（：171? 2020 /005564
ライナー等が包含されるが、 これらに限定されるものではなく、 人体から排 出される液の吸収に用いられる物品を広く包含する。 吸収性物品は、 典型的 には、 表面シート、 裏面シート及び両シート間に介在配置された液保持性の 吸収体を具備している。 吸収体は、 吸収性物品における主たる吸液部位であ り、 吸収性材料を含んでいる。 吸収性物品はさらに、 その具体的な用途に応 じた各種部材を具備していてもよい。 そのような部材は当業者に公知である
[0029] 次に、 本発明の吸水性組成物の製造方法を、 その好ましい実施形態に基づ き説明する。 本製造方法では、 前述した
Figure imgf000009_0001
及びセルロース誘導体を水等 の分散媒からなる液中で混合し、 得られた混合溶液を乾燥して、 吸水性組成 物を製造する。 以下、 本製造方法において、
Figure imgf000009_0002
及びセルロース誘導体を 液中で混合して、 混合溶液を得る工程を混合工程、 該混合溶液を乾燥するエ 程を乾燥工程ともいう。
[0030] 本製造方法では、 前述した
Figure imgf000009_0003
及びセルロース誘導体を用いる。 〇 は、 水等の分散媒に分散した状態のもの、
Figure imgf000009_0004
分散液を用いる。 混合工程では、 〇 分散液と、 セルロース誘導体とを混合して、 混合溶 液を得る。 この際、 水やアルコール系分散媒を加えて、 混合溶液を調製して もよい。 アルコール系分散媒としては、 エタノール、 2—プロパノール、 メ タノール、 ブタノール等の 1価のアルコールや、 アセトン、 メチルエチルケ トン、 メチルイソプチルケトン及びシクロへキサノン等のケトン系溶媒、 酢 酸エチル及び酢酸プチル等のエステル系溶媒等が挙げられる。
[0031 ] 〇 及びセルロース誘導体の混合を容易に行う観点から、 混合溶液にお ける〇 の含有量は、 好ましくは〇. 1質量％以上、 より好ましくは〇.
2質量％以上であり、 また好ましくは 1質量％以下、 より好ましくは 0 . 8 質量％以下であり、 また好ましくは〇. 1質量％以上 1質量％以下、 より好 ましくは〇. 2質量％以上〇. 8質量％以下である。
上記と同様の観点から、 混合溶液におけるセルロース誘導体の含有量は、 好ましくは〇. 1質量％以上、 より好ましくは〇. 2質量％以上であり、 ま 〇 2020/175153 9 卩（：171? 2020 /005564
た好ましくは 1質量％以下、 より好ましくは 0 . 8質量％以下であり、 また 好ましくは〇. 1質量％以上 1質量％以下、 より好ましくは〇. 2質量％以 上〇. 8質量％以下である。
[0032] 混合溶液中の
Figure imgf000010_0001
の含有量及びセルロース誘導体の各含有量は、 吸水性 組成物中のこれらの各含有量の比率 （＜3 1 : 0 2） が、 上述した範囲内とな るようにすることが好ましい。
[0033] 混合溶液中に〇 及びセルロース誘導体を均一に分散させる観点から、 混合溶液における分散媒は、 水を主体とすることが好ましい。 具体的には、 混合溶液における水の含有量が、 好ましくは 8 0質量％以上、 より好ましく は 9 0質量％以上であり、 また好ましくは 1 0 0質量％未満、 であり、 また 好ましくは 8 0質量％以下 1 0 0質量％未満、 より好ましくは 9 0質量％以 上 1 0 0質量％未満である。
[0034] 混合工程では、
Figure imgf000010_0002
及びセルロース誘導体を分散媒中に溶解させて、 混 合溶液を得る。 本工程において、 分散媒中に〇 及びセルロース誘導体を 溶解、 即ち分散させる方法は、 特に制限されず、 公知の分散方法を用いるこ とができる。 公知の分散方法としては、 せん断処理、 超音波処理、 高圧噴射 処理、 振とう処理等の処理が挙げられる。 混合工程では、 これら処理から選 ばれる 1種又は 2種以上を組み合わせて行うことができる。 せん断処理には 、 撹拌機等のせん断処理装置を用いることができる。 超音波処理には、 超音 波ホモジナイザー等の超音波処理装置等を用いることができる。 高圧噴射処 理には、 圧力式ホモジナイザー等の高圧噴射処理装置を用いることができる 。 振とう処理には、 ペイントシエーカー等の振とう処理装置を用いることが できる。 混合工程は、
Figure imgf000010_0003
及びセルロース誘導体の分散処理は、 常温 （2 5 °〇 で行ってもよく、 混合槽を加温 （4 0 °〇程度） して行ってもよい。
[0035] 混合工程において、 〇 及びセルロース誘導体を分散媒中に分散させる 順番は特に制限されない。 即ち、 0 を分散させた分散液に、 セルロース 誘導体を加えて混合してもよく、 セルロース誘導体を分散させた分散液に、 〇 を加えて混合してもよい。 また、 分散媒が入った混合槽に、 〇 と 〇 2020/175153 10 卩（：171? 2020 /005564
セルロース誘導体とを同時に加えてもよい。
[0036] 乾燥工程は、 混合溶液を乾燥して、 吸水性組成物を得る。 乾燥工程に用い られる乾燥方法は、 吸水性組成物の品質を維持できる方法であれば特に制限 されず、 例えば熱風やヒーター、 真空による乾燥、 フリーズドライ、 スプレ -ドライ等の方法が挙げられ、 これらから選ばれる 1種又は 2種以上を組み 合わせて用いことができる。
吸水性組成物は、 乾燥工程に用いられる乾燥方法に応じて、 シート状、 粉 末状等の種々の形態の乾燥固形物として得られる。 乾燥固形物がシート状で ある場合、 吸収性材料としての取り扱い性を向上させる観点から、 当該乾燥 固形物を
Figure imgf000011_0001
角に裁断することが好ましい。
[0037] 以上、 本発明について説明したが、 本発明は前述した実施形態に制限され ず、 本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
[0038] 上述した実施形態に関し、 本発明は更に以下の吸水性組成物及びその製造 方法を開示する。
< 1 >
セルロースナノファイバー及びセルロース誘導体を含有する吸水性組成物 であって、
前記セルロース誘導体は、 1質量％水溶液の 2 5 °〇における粘度が 1 0 0 0 (x^ 9 a - 3以上であり、 且つエーテル化度が〇. 9未満である、 吸水性組 成物。
[0039] < 2 >
前記セルロース誘導体が、 カルボキシメチルセルロース、 カルボキシエチ ルセルロース、 メチルセルロース、 ヒドロキシプロピルセルロース、 ヒドロ キシプロピルメチルセルロース、 ヒドロキシルエチルセルロース、 及びこれ らの塩からなる群から選ばれる少なくとも 1種以上である、 前記 < 1 >に記 載の吸水性組成物。
< 3 >
前記セルロース誘導体が、 カルボキシメチルセルロース、 カルボキシエチ 〇 2020/175153 1 1 卩（：171? 2020 /005564
ルセルロース、 カルボキシメチルセルロース塩、 及びカルボキシエチルセル 口ース塩からなる群から選ばれる少なくとも 1種以上である、 前記＜ 1 ＞に 記載の吸水性組成物。
＜4＞
前記セルロース誘導体が、 カルボキシメチルセルロース塩である、 前記＜ 1 ＞に記載の吸水性組成物。
＜5＞
前記セルロ _ス誘導体が、 カルボキシメチルセルロ _スナトリウムである 、 前記＜ 1 ＞に記載の吸水性組成物。
＜6＞
前記セルロース誘導体の前記粘度が 4 0 0 0〇! 8 3以上 3 0 0 0 0〇! 3以下である、 前記＜ 1 ＞〜＜5＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成 物。
＜7＞
前記セルロース誘導体の前記粘度が
Figure imgf000012_0001
3以上 2 0 0 0 0 01 3以下である、 前記＜ 1 ＞~＜5＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成 物。
<8>
前記セルロース誘導体の前記エーテル化度が〇. 4以上〇. 8以下である 、 前記＜ 1 ＞〜＜ 7＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
< 9 >
前記セルロース誘導体の前記エーテル化度が 0 . 5以上〇. 7 5以下であ る、 前記＜ 1 ＞〜＜ 7＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
< 1 〇>
前記セルロース誘導体の質量平均分子量が 5 0 0 0以上 1 0 0万以下、 よ り好ましくは 1 万以上 8 0万以下、 さらに好ましくは 1 0万以上 6 0万以下 である、 前記＜ 1 ＞〜＜9＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
[0040] ＜ 1 1 ＞ 20/175153 12 卩（：171? 2020 /005564
前記セルロースナノファイバーの平均繊維長が、 5001^〇!以上 5000 II〇!以下であり、 好ましくは 1 00〇 !·! 以上 30001^ 以下である、 前 記 < 1 >〜< 1 〇>のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
<1 2>
前記セルロースナノファイバーの平均繊維径が、 3
Figure imgf000013_0001
〇!以上 3001^ 111以 下であり、 好ましくは
Figure imgf000013_0002
である、 前記 < 1 >~< 1 1 >のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
<1 3>
前記セルロースナノファイバーの繊維長/繊維径の値は、 50以上 250 0以下であり、 好ましくは 75以上 2000以下であり、 より好ましくは 1 00以上 1 500以下である、 前記 <1 >~<1 2 >のいずれか 1 に記載の 吸水性組成物。
< 1 4>
前記吸水性組成物における前記セルロースナノファイバーの含有量を〇 1 とし、 前記吸水性組成物における前記セルロース誘導体の含有量を〇 2とし たとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇 2が、 1 : 1〜 1 : 1 00であ る、 前記 < 1 >〜< 1 3 >のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
< 1 5>
前記吸水性組成物における前記セルロースナノファイバーの含有量を〇 1 とし、 前記吸水性組成物における前記セルロース誘導体の含有量を〇 2とし たとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇 2が、 1 : 2〜 1 : 50である 、 前記 < 1 >〜< 1 3 >のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
<1 6>
前記吸水性組成物における前記セルロースナノファイバーの含有量を〇 1 とし、 前記吸水性組成物における前記セルロース誘導体の含有量を〇 2とし たとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇2が、 1 : 3~ 1 : 20である 、 前記 < 1 >〜< 1 3 >のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
< 1 7> 〇 2020/175153 13 卩（：171? 2020 /005564
前記吸水性組成物が自重の 5 0倍以上、 好ましくは自重の 1 0 0倍以上、 より好ましくは自重の 2 0 0倍以上の水を吸収して保持できるものである、 前記＜ 1＞〜＜ 1 6＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成物。
＜1 8＞
前記＜ 1＞〜＜ 1 7＞のいずれか 1 に記載の吸水性組成物の製造方法であ って、
前記セルロースナノファイバー及び前記セルロース誘導体を液中で混合し 、 得られた混合溶液を乾燥する、 吸水性組成物の製造方法。
＜1 9＞
前記混合溶液における前記セルロースナノファイバーの含有量が、 0 . 1 質量％以上 1質量％以下であり、 好ましくは〇. 2質量％以上〇. 8質量％ 以下である、 前記＜1 8＞に記載の吸水性組成物の製造方法。
＜2 0＞
前記混合溶液における前記セルロース誘導体の含有量が、 〇. 1質量％以 上 1質量％以下であり、 好ましくは〇. 2質量％以上〇. 8質量％以下であ る、 前記＜1 8＞又は＜1 9＞に記載の吸水性組成物の製造方法。
実施例
[0041 ] 以下、 実施例により本発明を更に詳細に説明する。 しかしながら本発明の 範囲は、 かかる実施例に制限されない。
[0042] 〔実施例 1〕
〇 として、 カルボキシ基を導入した〇 の水分散液 （〇 2 . 5 質量％、 商品名 「レオクリスタ」 、 第一工業製薬株式会社製） と、 セルロー ス誘導体として、 カルボキシメチルセルロースナトリウム （商品名 「セロゲ ン巳3 1~1 - 6」 、 第一工業製薬株式会社製） とを用意した。 以下、 カルボキ シメチルセルロースナトリウムを〇1\/1〇一 3ともいう。 〇 の水分散液 に、
Figure imgf000014_0001
とイオン交換水とを混合し、
Figure imgf000014_0002
との混 合溶液を調製した。 この混合溶液中の〇 の含有量、 及びセルロース誘導 体の含有量はそれぞれ〇. 4質量％であった。 次いで、 2 8 0 ^1 01 X 2 0 0 〇 2020/175153 14 卩（：171? 2020 /005564
111 111、 厚さ 2 0 01 01の金属プレート上に、 およそ 5 0 01 1_の混合溶液を均一 に塗布し、 これを 1 0 5 °〇に設定された電気乾燥炉の中で約 5時間乾燥させ 、 その後常温環境下で約 3 0分間放置し、 前記プレート上にフィルム状の乾 燥物を形成した。 得られたフィルム状の乾燥物を、 はさみを用いて 1 . 〇 角程度に細かく裁断し、 これを実施例 1の吸水性組成物とした。 各実施例 及び比較例の吸水性組成物について、 〇 の含有量（3 1 とセルロース誘導 体の含有量 0 2との比率 （（3 1 : 0 2） , セルロース誘導体の 1質量％水溶 液の 2 5 °〇における粘度、 及び該セルロース誘導体のエーテル化度を、 前述 した測定方法により測定した。 これら測定結果を下記表 1 に示す。
[0043] 〔実施例 2及び 3、 並びに比較例 1及び 2〕
1質量％水溶液の 2 5 °〇における粘度が異なる〇 IV!〇 _ 3を用いた以外 は、 実施例 1 と同様の方法により、 吸水性組成物を調製した。 具体的には、 以下のものを用いた。
実施例 2 :商品名 「セロゲン巳3 1~1 - 1 2」 、 第一工業製薬株式会社製 実施例 3 :商品名 「セロゲン IV! 一 6 0」 、 第一工業製薬株式会社製 比較例 1 :商品名 「セロゲン 7八」 、 第一工業製薬株式会社製 比較例 2 :商品名 「セロゲン 1~1巳 1 5 0 0」 、 第一工業製薬株式会社製 [0044] 〔実施例 4、 5及び 6〕
吸水性組成物中の〇 の含有量（3 1 とセルロース誘導体の含有量 0 2と の比率 （＜3 1 : 0 2） を、 下記表 1 に示すとおりに変えた点以外は、 実施例 2と同様の方法により、 吸水性組成物を調製した。
[0045] 〔比較例 3及び 4〕
比較例 3では、 セルロース誘導体を用いなかった点以外は、 実施例 1 と同 様の方法により、 サンプルを調製した。 比較例 4では、 〇 を用いなかっ た以外は、 実施例 1 と同様の方法により、 吸水性組成物を調製した。
[0046] 〔ゲル化の評価〕
2 0 !_用のバイアル瓶 （商品名 「スクリュー瓶」 、 マルエム株式会社製 ） に、 〇. 0 3 9の吸水性組成物を入れ、 さらに該吸水性組成物の量、 即ち 〇 2020/175153 15 卩（：171? 2020 /005564
自重の 1 0 0倍量 （3 . 0 9） のイオン交換水を加えた。 この 2 0〇1 1_用の バイアル瓶を、 蓋を鉛直方向の上、 底面を鉛直方向の下にした状態で、 手で 5秒間振とうさせて、 バイアル瓶の中身がゲル化しているか否かを目視で確 認した後、 さらに手で振とうし続け、 バイアル瓶の中身がゲル化しているか 否かを 1 0秒毎に目視で確認した。 この目視確認では、 バイアル瓶の蓋が鉛 直方向の下、 底面が鉛直方向の上になるように、 バイアル瓶を上下逆に静置 した状態で、 該バイアル瓶の中身が 3 0秒の間に落下してこなかった場合を 、 ゲル化したと判断した。 ゲル化が確認されたサンプルについて、 液を注入 してからゲル化するまでの時間を 「ゲル化時間」 として計測した。 振とう開 始から 6 0分間経過してもゲル化しなかったものは、 ゲル化しないと判断し た。 自重の 1 〇〇倍量のイオン交換水を加えて、 ゲル化を確認できた場合は 、 イオン交換水の量を、 吸水性組成物の自重の 2 0 0倍量 （6 . 0 9） に増 やし、 上記と同様の方法で、 ゲル化の有無の確認、 及びゲル化時間を計測し た。 また、 自重の 1 0 0倍量又は 2 0 0倍量のイオン交換水を加え、 振とう 開始から 6 0分間経過してもゲル化しなかった場合、 吸水性組成物の最大液 保持量を測定した。 具体的には、 バイアル瓶を上下逆に静置した状態で、 落 下した該バイアル瓶の中身、 即ち液だれをした液量を測定し、 振とう前にバ イアル瓶に加えたイオン交換水の量から、 該液だれをした液量を減算して、 これを吸水性組成物の最大液保持量とした。 各サンプルのゲル化の有無、 ゲ ル化時間、 及び最大液保持量を下記表 1 に示す。
[0047]
〔¾二
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000017_0001
〇 2020/175153 17 卩（：171? 2020 /005564
は、 自重の 1 〇〇倍量の水を吸収して保持できた。 これは、 吸水性組成物中 の〇 の分散性が高いことに起因すると考えられる。 したがって、 表 1 に 示す結果より、 実施例 1〜 6の吸水性組成物は、 おむつ等の吸収性物品に用 いられる吸収性材料として、 十分な吸収性能を有することが示された。 また、 実施例 1〜 3の結果より、 セルロース誘導体の 1質量％水溶液の 2 5 °〇における粘度を高くすることが、 吸水性組成物の吸収性能を向上させる のに有効であることが示された。
また、 実施例 2、 4、 5及び 6の結果より、 吸水性組成物中のセルロース 誘導体の含有量 0 2を、 〇 の含有量（3 1 よりも多くすることが、 吸水性 組成物の液保持能を向上させるのに有効であることが示された。
さらに、 吸水性組成物に用いられるセルロース誘導体について、 1質量％ 水溶液の 2 5 °〇における粘度が低過ぎたり、 あるいはエーテル化度が高すぎ たりすると、 水を吸収して保持する効果が奏されないことが示された。 産業上の利用可能性
[0049] 本発明の吸水性組成物は、 優れた吸収性能を有する。
本発明の吸水性組成物の製造方法によれば、 優れた吸収性能を有する吸水 性組成物を製造することができる。

Claims

\¥02020/175153 18 卩（：17 2020/005564 請求の範囲
[請求項 1 ] セルロースナノファイバー及びセルロース誘導体を含有する吸水性 組成物であって、
前記セルロース誘導体は、 1質量％水溶液の 2 5 °〇における粘度が 1 0 0 0〇1 3 3以上であり、 且つエーテル化度が〇. 9未満であ る、 吸水性組成物。
[請求項 2] 前記セルロース誘導体が、 カルボキシメチルセルロース、 カルボキ シエチルセルロース、 メチルセルロース、 ヒドロキシプロピルセルロ —ス、 ヒドロキシプロピルメチルセルロース、 ヒドロキシルエチルセ ルロース、 及びこれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも 1種以 上である、 請求項 1 に記載の吸水性組成物。
[請求項 3] 前記セルロース誘導体が、 カルボキシメチルセルロース、 カルボキ シエチルセルロース、 カルボキシメチルセルロース塩、 及びカルボキ シエチルセルロース塩からなる群から選ばれる少なくとも 1種以上で ある、 請求項 1 に記載の吸水性組成物。
[請求項 4] 前記セルロ _ス誘導体が、 カルボキシメチルセルロ _ス塩である、 請求項 1 に記載の吸水性組成物。
[請求項 5] 前記セルロース誘導体が、 カルボキシメチルセルロースナトリウム である、 請求項 1 に記載の吸水性組成物。
[請求項 6] 前記セルロース誘導体の前記粘度が
Figure imgf000019_0001
3以上 3 0 0
Figure imgf000019_0002
3以下である、 請求項 1〜 5のいずれか 1項に記載の吸 水性組成物。
[請求項 7] 前記セルロース誘導体の前記粘度が
Figure imgf000019_0003
3以上 2 0 0
Figure imgf000019_0004
3以下である、 請求項 1〜 5のいずれか 1項に記載の吸 水性組成物。
[請求項 8] 前記セルロース誘導体の前記エーテル化度が〇. 4以上〇. 8以下 である、 請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載の吸水性組成物。
[請求項 9] 前記セルロース誘導体の前記エーテル化度が〇. 5以上〇. 7 5以 〇 2020/175153 19 卩（：171? 2020 /005564
下である、 請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載の吸水性組成物。
[請求項 10] 前記セルロース誘導体の質量平均分子量が 5 0 0 0以上 1 0 0万以 下である、 請求項 1〜 9のいずれか 1項に記載の吸水性組成物。
[請求項 1 1 ] 前記セルロースナノファイバーの平均繊維長が、 5 0 0 1^〇!以上 5
Figure imgf000020_0001
以下である、 請求項 1〜 1 0のいずれか 1項に記載の吸水 性組成物。
[請求項 12] 前記セルロースナノファイバーの平均繊維径が、 3 n 以上 3 0 0
Figure imgf000020_0002
以下である、 請求項 1〜 1 1のいずれか 1項に記載の吸水性組成 物。
[請求項 13] 前記セルロ _スナノファイバ _の繊維長/繊維径の値は、 5 0以上
2 5 0 0以下である、 請求項 1〜 1 2のいずれか 1項に記載の吸水性 組成物。
[請求項 14] 前記吸水性組成物における前記セルロースナノファイバーの含有量 を〇 1 とし、 前記吸水性組成物における前記セルロース誘導体の含有 量を〇 2としたとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇2が、 1 :
1〜 1 : 1 0 0である、 請求項 1〜 1 3のいずれか 1項に記載の吸水 性組成物。
[請求項 15] 前記吸水性組成物における前記セルロースナノファイバーの含有量 を〇 1 とし、 前記吸水性組成物における前記セルロース誘導体の含有 量を〇 2としたとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇2が、 1 : 2〜 1 : 5 0である、 請求項 1〜 1 3のいずれか 1項に記載の吸水性 組成物。
[請求項 16] 前記吸水性組成物における前記セルロースナノファイバーの含有量 を〇 1 とし、 前記吸水性組成物における前記セルロース誘導体の含有 量を〇 2としたとき、 〇 1 と〇 2との比率である〇 1 : 〇2が、 1 : 3〜 1 : 2 0である、 請求項 1〜 1 3のいずれか 1項に記載の吸水性 組成物。
[請求項 17] 前記吸水性組成物が自重の 5 0倍以上の水を吸収して保持できるも 〇 2020/175153 20 卩（：171? 2020 /005564
のである、 請求項 1〜 1 6のいずれか 1項に記載の吸水性組成物。
[請求項 18] 請求項 1〜 1 7のいずれか 1項に記載の吸水性組成物の製造方法で あって、
前記セルロースナノファイバー及び前記セルロース誘導体を液中で 混合し、 得られた混合溶液を乾燥する、 吸水性組成物の製造方法。
[請求項 19] 前記混合溶液における前記セルロースナノファイバーの含有量が、 〇. 1質量％以上 1質量％以下である、 請求項 1 8に記載の吸水性組 成物の製造方法。
[請求項 20] 前記混合溶液における前記セルロース誘導体の含有量が、 0 . 1質 量％以上 1質量％以下である、 請求項 1 8又 1 9に記載の吸水性組成 物の製造方法。
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