WO2021006152A1 - 吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法、及び吸水性樹脂粒子を製造する方法 - Google Patents

吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法、及び吸水性樹脂粒子を製造する方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for improving the amount of water absorption of water-absorbent resin particles under load and a method for producing water-absorbent resin particles.
  • Water-absorbent resin particles are widely used in fields such as sanitary materials.
  • the water-absorbent resin particles may be required to maintain a large amount of water absorption even under load or pressure (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • One aspect of the present invention provides a method capable of easily improving the amount of water absorption of water-absorbent resin particles under load.
  • One aspect of the present invention relates to a method for improving the amount of water absorption under load of water-absorbent resin particles, which comprises a step of shaking a powder containing a plurality of water-absorbent resin particles contained in a container.
  • Another aspect of the present invention relates to a method for producing water-absorbent resin particles, which comprises a step of improving the water absorption amount of the water-absorbent resin particles under load by the above method.
  • the amount of water absorption of the water-absorbent resin particles under load can be easily improved.
  • (meth) acrylic means both acrylic and methacrylic.
  • acrylate and “methacrylate” are also referred to as “(meth) acrylate”.
  • (Poly) shall mean both with and without the "poly” prefix.
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range of one step can be arbitrarily combined with the upper limit value or the lower limit value of the numerical range of another step.
  • the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
  • Water-soluble means that it exhibits a solubility in water of 5% by mass or more at 25 ° C.
  • the materials exemplified in the present specification may be used alone or in combination of two or more.
  • “Saline” refers to a 0.9% by mass sodium chloride aqueous solution.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a step of shaking a powder containing a plurality of water-absorbent resin particles.
  • the powder 1 contained in the container 3 is shaken.
  • the container 3 is arranged on the support 5, and the powder 1 in the container 3 can be shaken by the vibration of the support 5.
  • water-absorbent resin particles showing a larger amount of water absorption under a load can be obtained.
  • the powder 1 is typically composed of substantially only water-absorbent resin particles, but other particles may be contained in the powder 1.
  • the ratio of the water-absorbent resin particles to the total amount of the powder 1 may be 80 to 100% by mass, 90 to 100% by mass, or 95 to 100% by mass.
  • the container 3 has a bag-shaped main body portion 3A and a lid portion 3B provided at one end of the main body portion 3A.
  • the main body 3A is not particularly limited, and may be, for example, a wooden box, a cardboard box, a plastic bag, or a cloth bag.
  • a flexible bag, such as a plastic bag as the body of the container, may be mounted inside a harder outer box (eg, a cardboard box).
  • the lid portion 3B may have a structure that can be opened and closed.
  • the powder 1 may be shaken with the lid portion 3B closed, that is, with the powder 1 sealed in the main body portion 3A.
  • the powder 1 may be shaken while transporting the container 3 containing the powder 1.
  • the powder 1 may completely fill the container 3, or as shown, the amount of the powder 1 may be somewhat less than the maximum capacity of the container 3. For example, an amount of powder 1 corresponding to a theoretical filling rate of less than 100% may be contained in the container 3.
  • X is the mass of the powder 1
  • D is the compaction density of the powder 1
  • V the maximum volume of the container 3.
  • the amount of the powder 1 When the amount of the powder 1 is less than 100%, which corresponds to the theoretical filling rate, it tends to be easy to obtain water-absorbent resin particles showing a larger amount of water absorption under load. From the same viewpoint, the amount of powder 1 may be 95% or less, or 90% or less, which corresponds to the theoretical filling factor. From the viewpoint of efficiency, the amount of powder 1 may be an amount corresponding to a theoretical filling rate of 50% or more, 60% or more, or 65% or more.
  • the solidity density of the powder containing the water-absorbent resin particles is measured by the method described in Examples described later.
  • the maximum volume V of the container is the maximum volume of the portion that can accommodate the powder (main body 3A in the example of FIG. 1). If there is a description of the maximum capacity in the specifications of the container, that value may be regarded as the maximum volume V of the container for convenience.
  • the maximum volume V may be obtained by actually measuring the volume of water that completely fills the container.
  • the calculated value of the volume calculated from the size and shape of the members constituting the container can also be regarded as the maximum volume V of the container.
  • the maximum volume V is the maximum volume with the opening closed.
  • the main body of the container is a flexible bag such as a plastic bag or a cloth bag
  • the calculated value of the volume when the main body (bag) is expanded until the volume is maximized is regarded as the maximum volume V of the container. Is done.
  • the flexible bag is mounted inside the rigid outer box
  • the inner volume of the outer box is regarded as the maximum volume V of the container.
  • the main body 3A has a rectangular parallelepiped shape having a bottom surface S, and the maximum volume V of the container 3 can be calculated from the area and height H of the bottom surface S.
  • the maximum volume of the container in which the powder containing the water-absorbent resin particles is housed for shaking is not particularly limited, but may be, for example, 10 mL to 2000 L.
  • the total mass of the water-absorbent resin particles to be shaken is not particularly limited, but may be, for example, 10 g to 2000 kg.
  • the maximum value of acceleration received by the powder during shaking may be 0.050 to 4.0 G. When the acceleration is within this range, the amount of water absorption under load tends to improve more significantly. From the same viewpoint, the maximum value of acceleration may be 0.10 to 3.0 G, 0.30 to 2.5 G, 0.5 to 2.5 G or 1.0 G to 2.5 G. The maximum value of acceleration can be calculated based on the amplitude and frequency of vibration for shaking.
  • the time for shaking the powder containing the water-absorbent resin particles may be a length that improves the amount of water absorption under load of the water-absorbent resin particles, and is, for example, 10 minutes or more, 20 minutes or more, or 30 minutes. It may be more than a minute or less than 24 hours. It is not necessary to continuously shake the powder contained in the container, and the powder may be shaken intermittently while the shaking is stopped one or more times in the middle. When the powder containing the water-absorbent resin particles is shaken intermittently, the total shaking time may be within the above range.
  • the amount of water absorption under load of the water-absorbent resin particles after shaking may be, for example, 15 to 30 g / g.
  • the ratio of the water absorption amount of the water-absorbent resin particles after shaking to the water absorption amount under load of the water-absorbent resin particles before shaking may be 103% or more, 105% or more, or 110% or more. It may be 150% or less.
  • the amount of water absorption under load here is a value measured by the method described in Examples described later.
  • the water-absorbent resin particles are not particularly limited, but may be particles containing a polymer containing an ethylenically unsaturated monomer as a monomer unit.
  • the ethylenically unsaturated monomer may be a water-soluble monomer, and examples thereof include (meth) acrylic acid and salts thereof, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and its salts.
  • the ethylenically unsaturated monomer may be used alone or in combination of two or more.
  • the water-absorbent resin particles may be particles containing a polymer containing at least one of (meth) acrylic acid or a salt of (meth) acrylic acid as a monomer unit.
  • the polymer constituting the water-absorbent resin particles may be a crosslinked polymer.
  • the polymer may be crosslinked by self-crosslinking, cross-linking by reaction with a cross-linking agent, or both.
  • the water-absorbent resin particles may be surface-crosslinked by cross-linking at least the polymer of the surface layer portion with a cross-linking agent.
  • the amount of water absorption under load of the surface-crosslinked water-absorbent resin particles can be greatly improved by shaking.
  • a cross-linking agent for surface cross-linking is sometimes called a surface cross-linking agent.
  • cross-linking agents examples include polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin; (poly) ethylene glycol diglycidyl ether.
  • the cross-linking agent is a polyglycidyl compound such as (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether. It may be included. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the water-absorbent resin particles may contain various additional components in addition to the polymer of the ethylenically unsaturated monomer.
  • additional ingredients include gel stabilizers, metal chelating agents, and fluidity improvers (lubricants).
  • Additional components may be placed inside the polymer particles, including the polymer, on the surface of the polymer particles, or both.
  • the additional component may be a fluidity improver (lubricant).
  • the fluidity improver may contain inorganic particles. Examples of the inorganic particles include silica particles such as amorphous silica.
  • the shape of the water-absorbent resin particles is not particularly limited, and may be, for example, substantially spherical, crushed, or granular, and particles in which primary particles having these shapes are aggregated may be formed.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles may be 250 to 850 ⁇ m, 300 to 700 ⁇ m, or 300 to 600 ⁇ m.
  • the water-absorbent resin particles are water-absorbent resins containing a polymer containing an ethylenically unsaturated monomer as a monomer unit, for example, by a method including polymerizing a monomer containing an ethylenically unsaturated monomer. It can be produced by a method including a step of obtaining particles and a step of improving the amount of water absorption of the water-absorbent resin particles under load by the method according to the above-described embodiment.
  • the monomer polymerization method can be selected from, for example, a reverse phase suspension polymerization method, an aqueous solution polymerization method, a bulk polymerization method, and a precipitation polymerization method.
  • a reverse phase suspension polymerization method or an aqueous solution polymerization method may be adopted. If necessary, steps such as a cross-linking reaction during or after the polymerization, particle formation by pulverization, and drying can be carried out by a usual method.
  • Surface-crosslinked water-absorbent resin particles can be obtained by the reaction of the particles after polymerization and drying with the surface-crosslinking agent.
  • Various absorbent articles such as diapers can be manufactured by using the water-absorbent resin particles having an improved amount of water absorption under load.
  • the compactness density of powder composed of water-absorbent resin particles can be determined by the following procedure. It was measured. The compaction density was measured at room temperature (25 ° C. ⁇ 2 ° C.) and humidity of 50% ⁇ 10%. The mass W0 of the cup-shaped container (volume 100 mL, inner diameter about 50 mm, height about 50 mm) in an empty state was measured. Next, a cylindrical cap (inner diameter of about 51 mm, height of about 51 mm) was attached to the upper part of the container.
  • Theoretical filling factor The theoretical filling factor when a powder composed of water-absorbent resin particles was placed in a polyethylene bag with a zipper was calculated by the following formula.
  • Theoretical filling rate [%] ⁇ (X [g] / D [g / mL]) / V [mL] ⁇ x 100
  • X is the mass of the powder
  • D is the compaction density of the powder
  • V is the capacity of the polyethylene bag.
  • the volume of the maximum amount of pure water that can be filled in the polyethylene bag with the zipper closed was measured, and this was regarded as the maximum volume of the polyethylene bag.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a method of measuring the amount of water absorption under load.
  • a glass filter 19 (diameter 9 cm, thickness 7 mm, standard: ISO4793, P-250) was placed in a petri dish 17 having an inner diameter of 12 cm. Subsequently, the saline solution 20 was put into the petri dish 17 to the height of the glass filter 19.
  • Cylinder 11 (inner diameter 2.0 cm: outer diameter 3.0 cm: height) in which powder 1 composed of water-absorbent resin particles having a mass of X [g] is mounted with a 255 mesh bolting cloth (nylon mesh) 13 at the end. It was evenly placed in 5.0 cm). X here was 0.1000 ⁇ 0.0005 g.
  • a cylindrical weight 15 having a mass of applying a pressure of 4.14 kPa to the powder 1 was placed on the powder 1 in the cylinder.
  • the weight 15 has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the cylinder, and can smoothly move in the vertical direction in the cylinder. In this state, the total mass W1 [g] (total mass of powder 1, cylinder 11, bolting cloth 13 and weight 15) was measured.
  • the cylinder 11 containing the powder 1 and the weight 15 was placed on the glass filter 19 in the petri dish 17, and the powder 1 was swollen with the physiological saline 20 over 1 hour.
  • the total mass W2 [g] of the swelled powder 1, the cylinder 11, the bolting cloth 13 and the weight 15 was measured.
  • the dry loss amount A [%] of the powder composed of the water-absorbent resin particles was also separately measured by the method described later.
  • the amount of water absorption under load was calculated by the following formula.
  • Example 1 Aquakeep SA60SXII (trade name, particles containing sodium polyacrylate) manufactured by Sumitomo Seika Chemical Co., Ltd. was prepared as the water-absorbent resin particles of Example 1.
  • Example 2 As a reflux condenser, a dropping funnel, a nitrogen gas introduction pipe, and a stirrer, a round-bottomed cylindrical separable flask having an inner diameter of 11 cm and a volume of 2 L equipped with a stirrer blade having four inclined paddle blades with a blade diameter of 5 cm in two stages. Got ready.
  • 293 g of n-heptane and 0.736 g of a maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., High Wax 1105A
  • the dispersant was dissolved in n-heptane by raising the temperature to 80 ° C. while stirring the mixture in the separable flask with a stirrer. The formed solution was cooled to 50 ° C.
  • the aqueous solution of the first stage was added to the n-heptane solution containing the dispersant in the separable flask, and the formed reaction solution was stirred for 10 minutes.
  • a surfactant solution in which 0.736 g of sucrose stearic acid ester (Mitsubishi Chemical Foods Co., Ltd., Ryoto Sugar Ester S-370, HLB: 3), which is a surfactant, is dissolved in 6.62 g of n-heptane is dissolved therein.
  • the inside of the system was sufficiently replaced with nitrogen while stirring the reaction solution at a rotation speed of the stirrer of 550 rpm.
  • the separable flask was immersed in a water bath at 70 ° C. to raise the temperature of the reaction solution, and the polymerization reaction was allowed to proceed for 60 minutes to obtain a first-stage polymerized slurry solution.
  • the first-stage polymerized slurry liquid in the above separable flask was cooled to 25 ° C., and the entire amount of the second-stage aqueous liquid was added thereto.
  • the separable flask is again immersed in a water bath at 70 ° C. to raise the temperature of the reaction solution, and a hydrogel-like weight is obtained by the second-stage polymerization reaction for 60 minutes. I got a coalescence.
  • polymer particles (dried product) were obtained by removing n-heptane by drying at 125 ° C. After passing the polymer particles through a sieve having an opening of 850 ⁇ m, 0.2% by mass of amorphous silica (Oriental Silicas Corporation, Toxile NP-S) with respect to the mass of the polymer particles is used as the polymer particles. By mixing, 229.0 g of water-absorbent resin particles containing amorphous silica were obtained. The medium particle size of the water-absorbent resin particles was 348 ⁇ m.
  • Example 3 The water-absorbent resin particles (atypical crushed form) collected from the absorber of the diaper "GOO.N Pants, Smoothly Breathable Boy's L Size” (purchased in 2019) manufactured by Daio Paper Corporation were used as the water-absorbent resin of Example 3. Used as particles. Since the water-absorbent resin particles in the absorber were mixed with the pulp, the pulp was removed as much as possible by air injection.
  • Table 2 shows the measurement results of water absorption under load. The number in parentheses is the dry weight loss. In the case of any of the water-absorbent resin particles, it was confirmed that the amount of water absorption under load was improved by shaking.
  • Test 3 A powder composed of water-absorbent resin particles of Example 2 filled in a polyethylene bag with a theoretical filling rate of 90% in the same manner as in Test 1 except that the vibration intensity of the sieve shaker was changed to 1, 3 or 10. I shook. The amount of water absorption under load of the water-absorbent resin particles after shaking was measured. Table 4 shows some of the results of Test 1 as well as the evaluation results. The number in parentheses is the dry weight loss. Table 4 also shows the calculated value (maximum value) of the acceleration received by the powder at each vibration intensity.

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Abstract

容器内に収容された、複数の吸水性樹脂粒子を含む粉体を振とうする工程を含む、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法が開示される。１００％未満の理論充填率に相当する量の粉体が容器内に収容されてもよい。

Description

吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法、及び吸水性樹脂粒子を製造する方法
　本発明は、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法、及び吸水性樹脂粒子を製造する方法に関する。
　吸水性樹脂粒子は、衛生材料等の分野において広く用いられている。吸水性樹脂粒子には、荷重下又は加圧下でも大きな吸水量を維持することが求められることがある（例えば、特許文献１、２）。
特開２００２－２１２３０１号公報 特開２０１１－２３１２５５号公報
　本発明の一側面は、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を容易に向上させることができる方法を提供する。
　本発明の一側面は、容器内に収容された、複数の吸水性樹脂粒子を含む粉体を振とうする工程を含む、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法に関する。
　本発明の別の一側面は、上記方法によって吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる工程を含む、吸水性樹脂粒子を製造する方法に関する。
　本発明の一側面によれば、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を容易に向上させることができる。
吸水性樹脂粒子を含む粉体を振とうする工程の一実施形態を示す模式図である。 吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を測定する方法を示す模式図である。
　以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
　本明細書において「（メタ）アクリル」はアクリル及びメタクリルの両方を意味する。「アクリレート」及び「メタクリレート」も同様に「（メタ）アクリレート」と表記する。他の類似の用語も同様である。「（ポリ）」とは、「ポリ」の接頭語がある場合及びない場合の双方を意味するものとする。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「水溶性」とは、２５℃において水に５質量％以上の溶解性を示すことをいう。本明細書に例示する材料は、１種単独で用いられてもよく、２種以上を組み合わせて用いられてもよい。「生理食塩水」とは、０．９質量％塩化ナトリウム水溶液をいう。
　図１は、複数の吸水性樹脂粒子を含む粉体を振とうする工程の一実施形態を示す模式図である。図１の方法では、容器３に収容された粉体１が振とうされる。容器３は支持体５上に配置されており、支持体５が振動することによって、容器３内の粉体１を振とうすることができる。振とうによって、より大きな荷重下吸水量を示す吸水性樹脂粒子が得られる。粉体１は、典型的には、実質的に吸水性樹脂粒子のみから構成されるが、その他の粒子が粉体１に含まれていてもよい。粉体１の全量に対する吸水性樹脂粒子の割合は、８０～１００質量％、９０～１００質量％、又は９５～１００質量％であってもよい。
　容器３は、袋状の本体部３Ａと、本体部３Ａの一端に設けられた蓋部３Ｂとを有する。本体部３Ａは、特に限定されず、例えば木箱、段ボール箱、プラスチック袋、又は布袋であってもよい。容器の本体部としてのプラスチック袋のような柔軟性の袋が、より硬性の外箱（例えば段ボール箱）の内部に装着されていてもよい。蓋部３Ｂは開閉可能な構造を有していればよい。蓋部３Ｂが閉じた状態、すなわち本体部３Ａに粉体１が封入された状態で、粉体１を振とうしてもよい。粉体１が収容された容器３を運搬しながら、粉体１を振とうしてもよい。
　粉体１が容器３を完全に充填してもよいし、図示されるように、粉体１の量が容器３の最大容量よりもある程度少なくてもよい。例えば、１００％未満の理論充填率に相当する量の粉体１が容器３内に収容されてもよい。ここでの理論充填率は、下記式：
理論充填率［％］＝｛（Ｘ［ｇ］／Ｄ［ｇ／ｍＬ］）／Ｖ［ｍＬ］｝×１００
によって計算される値である。式中、Ｘは粉体１の質量、Ｄは粉体１の固めかさ密度、Ｖは容器３の最大容積である。粉体１の量が１００％未満の理論充填率に相当する量であると、より大きな荷重下吸水量を示す吸水性樹脂粒子が得られ易い傾向がある。同様の観点から、粉体１の量が９５％以下、又は９０％以下の理論充填率に相当する量であってもよい。効率性の観点から、粉体１の量が５０％以上、６０％以上、又は６５％以上の理論充填率に相当する量であってもよい。
　吸水性樹脂粒子を含む粉体の固めかさ密度は、後述の実施例において説明される方法によって測定される。容器の最大容積Ｖは、粉体を収容可能な部分（図１の例では本体部３Ａ）の最大容積である。容器の仕様書等に最大容量の記載があれば、その数値を便宜的に容器の最大容積Ｖとみなしてもよい。容器を完全に充填する水の体積を実測することで最大容積Ｖを求めてもよい。容器を構成する部材の大きさ及び形状から算出される容積の計算値を、容器の最大容積Ｖとみなすこともできる。容器が開閉可能な開口を有する場合、最大容積Ｖは、開口を閉じた状態での最大容積である。容器の本体部がプラスチック袋又は布袋のような柔軟性の袋である場合、容積が最大になるまで本体部（袋）が拡がった状態での容積の計算値が、容器の最大容積Ｖとみなされる。また、柔軟性の袋が硬性の外箱の内部に装着されている場合、外箱の内容積が容器の最大容積Ｖとみなされる。図１の容器３の場合、本体部３Ａは、底面Ｓを有する直方体状の形状を有しており、底面Ｓの面積及び高さＨから、容器３の最大容積Ｖを計算することができる。
　吸水性樹脂粒子を含む粉体が振とうのために収容される容器の最大容積は、特に制限されないが、例えば１０ｍＬ～２０００Ｌであってもよい。振とうされる吸水性樹脂粒子の総質量は、特に制限されないが、例えば１０ｇ～２０００ｋｇであってもよい。
　振とうされる間に粉体が受ける加速度の最大値が、０．０５０～４．０Ｇであってもよい。加速度がこの範囲内にあると、荷重下吸水量がより顕著に向上する傾向がある。同様の観点から、加速度の最大値は、０．１０～３．０Ｇ、０．３０～２．５Ｇ、０．５～２．５Ｇ又は１．０Ｇ～２．５Ｇであってもよい。加速度の最大値は、振とうのための振動の振幅及び周波数に基づいて計算することができる。
　吸水性樹脂粒子を含む粉体を振とうする時間（振とう時間）は、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量が向上する長さであればよいが、例えば１０分以上、２０分以上又は３０分以上であってもよく、２４時間以下であってもよい。容器内に収容された粉体を、連続的に振とうし続ける必要はなく、途中で振とうを１回以上停止しながら、粉体を断続的に振とうしてもよい。吸水性樹脂粒子を含む粉体を断続的に振とうする場合、振とう時間の合計が上記範囲であればよい。
　振とう後の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量は、例えば１５～３０ｇ／ｇであってもよい。振とう前の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量に対する、振とう後の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量の割合が、１０３％以上、１０５％以上、又は１１０％以上であってもよく、１５０％以下であってもよい。ここでの荷重下吸水量は、後述の実施例に記載の方法によって測定される値である。
　吸水性樹脂粒子は、特に限定されないが、エチレン性不飽和単量体を単量体単位として含む重合体を含む粒子であってもよい。エチレン性不飽和単量体は、水溶性の単量体であってもよく、その例としては、（メタ）アクリル酸及びその塩、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、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、並びにジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドが挙げられる。エチレン性不飽和単量体は、単独で用いられてもよく、２種以上を組み合わせて用いられてもよい。エチレン性不飽和単量体がカルボキシル基、アミノ基等の官能基を有する場合、それらは重合体を架橋させる官能基として機能し得る。吸水性樹脂粒子は、（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクリル酸の塩のうち少なくとも一方を単量体単位として含む重合体を含む粒子であってもよい。
　吸水性樹脂粒子を構成する重合体は、架橋重合体であってもよい。この場合、重合体は、自己架橋、架橋剤との反応による架橋、又はこれらの両方によって架橋されていてもよい。吸水性樹脂粒子が、少なくともその表層部分の重合体を架橋剤で架橋することによって表面架橋されていてもよい。表面架橋された吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量は、振とうによってより大きく向上し得る。表面架橋のための架橋剤を表面架橋剤ということがある。
　架橋剤の例としては、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；（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、及び（ポリ）グリセリンジグリシジルエーテル等の２個以上のエポキシ基を有する化合物；エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、及び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、及びヘキサメチレンジイソシアネート等の２個以上のイソシアネート基を有する化合物；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；並びに、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。架橋剤が、（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、（ポリ）プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、及び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を含んでいてもよい。これらの架橋剤は、単独で用いられてもよいし、２種以上を組み合わせて用いられてもよい。
　吸水性樹脂粒子は、エチレン性不飽和単量体の重合体に加えて、各種の追加の成分を含んでいてもよい。追加の成分の例としては、ゲル安定剤、金属キレート剤、及び流動性向上剤（滑剤）が挙げられる。追加の成分は、重合体を含む重合体粒子の内部、重合体粒子の表面上、又はそれらの両方に配置され得る。追加の成分は、流動性向上剤（滑剤）であってもよい。流動性向上剤は、無機粒子を含んでいてもよい。無機粒子としては、例えば、非晶質シリカ等のシリカ粒子が挙げられる。
　吸水性樹脂粒子の形状は、特に限定されず、例えば略球状、破砕状又は顆粒状であってもよく、これらの形状を有する一次粒子が凝集した粒子が形成されていてもよい。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は、２５０～８５０μｍ、３００～７００μｍ、又は、３００～６００μｍであってよい。
　吸水性樹脂粒子は、例えば、エチレン性不飽和単量体を含む単量体を重合することを含む方法によって、エチレン性不飽和単量体を単量体単位として含む重合体を含む吸水性樹脂粒子を得る工程と、上述の実施形態に係る方法によって吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる工程とを含む方法によって、製造することができる。単量体の重合方法は、例えば、逆相懸濁重合法、水溶液重合法、バルク重合法、及び沈殿重合法から選択され得る。吸水性樹脂粒子の良好な吸水特性の確保、及び、重合反応の容易な制御の観点から、逆相懸濁重合法又は水溶液重合法を採用してもよい。重合中又は重合後の架橋反応、粉砕による粒子形成、乾燥等の工程は、必要により通常の方法によって実施することができる。重合及び乾燥後の粒子と表面架橋剤との反応によって、表面架橋された吸水性樹脂粒子を得ることができる。
　荷重下吸水量が向上した吸水性樹脂粒子を用いて、おむつ等の各種の吸収性物品を製造することができる。
　以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。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。
１．測定方法
１－１．吸水性樹脂粒子からなる粉体の固めかさ密度
　粉体特性評価装置（ホソカワミクロン株式会社製、型番：ＰＴ－Ｘ）を用いて、吸水性樹脂粒子からなる粉体の固めかさ密度を以下の手順で測定した。固めかさ密度の測定は室温（２５℃±２℃）、湿度５０％±１０％の条件で行った。
　カップ状の容器（容積１００ｍＬ、内径約５０ｍｍ、高さ約５０ｍｍ）の空状態での質量Ｗ０を測定した。次に、容器の上部に、円筒状のキャップ（内径約５１ｍｍ、高さ約５１ｍｍ）を取り付けた。キャップの上方開口部から、１００ｇの粉体を、装置附属のスコップによって容器に入れた。続いて、容器をタッピングリフトバー（タッピング装置）に載せ、ストローク１８ｍｍの１８０回のタッピングによって、容器内の粉体に衝撃を加えた。その後、キャップを外してから、容器の上方開口部から盛り上がった部分の粉体を、ブレードで擦り切ることにより除去した。続いて、粉体を含む容器の質量Ｗ１を測定した。質量Ｗ０及び質量Ｗ１に基づき、下記式より固めかさ密度を求めた。固めかさ密度を計３回測定し、その平均値を吸水性樹脂粒子からなる粉体の固めかさ密度Ｄ［ｇ／ｍＬ］として記録した。
固めかさ密度［ｇ／ｍＬ］＝（Ｗ１［ｇ］－Ｗ０［ｇ］）／１００［ｍＬ］
１－２．理論充填率
　吸水性樹脂粒子からなる粉体をチャック付きポリエチレン袋に入れたときの理論充填率を、下記式により求めた。
理論充填率［％］＝｛（Ｘ［ｇ］／Ｄ［ｇ／ｍＬ］）／Ｖ［ｍＬ］｝×１００
　式中、Ｘは粉体の質量、Ｄは粉体の固めかさ密度、Ｖはポリエチレン袋の容量である。ポリエチレン袋にチャックを閉じた状態で充填可能な最大量の純水の体積を測定し、これをポリエチレン袋の最大容積とみなした。
１－３．荷重下吸水量（荷重：４．１４ｋＰａ）
　荷重下吸水量の測定は室温（２５℃±２℃）、湿度５０％±１０％の条件で行った。図２は、荷重下吸水量を測定する方法を示す模式図である。内径１２ｃｍのシャーレ１７内にガラスフィルター１９（直径９ｃｍ、厚み７ｍｍ、規格：ＩＳＯ４７９３、Ｐ－２５０）を置いた。続いてシャーレ１７に生理食塩水２０をガラスフィルター１９の高さまで入れた。質量Ｘ［ｇ］の吸水性樹脂粒子からなる粉体１を、端部に２５５メッシュのボルティングクロス（ナイロンメッシュ）１３を装着したシリンダー１１（内径２．０ｃｍ：外径３．０ｃｍ：高さ５．０ｃｍ）内に均一に入れた。ここでのＸは、０．１０００±０．０００５ｇとした。シリンダー内の粉体１の上に、粉体１に４．１４ｋＰａの圧力が加わる質量を有する円筒状の重り１５を置いた。重り１５はシリンダー内径よりわずかに小さい外径を有しており、シリンダ内を上下方向にスムーズに動ける。この状態で全体の質量Ｗ１［ｇ］（粉体１、シリンダー１１、ボルティングクロス１３及び重り１５の合計質量）を測定した。粉体１及び重り１５が収容されたシリンダー１１を、シャーレ１７内のガラスフィルター１９上に置き、１時間かけて粉体１を生理食塩水２０で膨潤させた。膨潤後の粉体１、シリンダー１１、ボルティングクロス１３及び重り１５の合計質量Ｗ２［ｇ］を測定した。吸水性樹脂粒子からなる粉体の乾燥滅量Ａ［％］も後述の方法により別途測定した。下式により荷重下吸水量を算出した。
荷重下吸水量［ｇ／ｇ］＝（Ｗ２－Ｗ１）／｛Ｘ×（１００－Ａ）／１００｝
　荷重下吸水量を５回測定し、得られた測定値の平均値を、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量として記録した。この方法によれば、荷重下吸水量は、乾燥減量の変化による測定値への影響を除去して測定される。そのため、乾燥減量が増加又は減少する場合においても荷重下吸水量の数値を比較することができる。
１－４．乾燥減量
　吸水性樹脂粒子からなる粉体２．０ｇを、あらかじめ恒量（Ｗ３（ｇ））としたアルミホイールケース（８号）にとり、その質量Ｗ４（ｇ）を精秤した。精秤された粉体を、内温を１０５℃に設定した熱風乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、型式：ＦＶ－３２０）で２時間乾燥させた。粉体をデシケーター中で放冷した後、その質量Ｗ５（ｇ）を乾燥質量として測定した。以下の式から、吸水性樹脂粒子の乾燥減量を算出した。
乾燥減量（質量％）＝［｛（Ｗ４－Ｗ３）－（Ｗ５－Ｗ３）｝／（Ｗ４－Ｗ３）］×１００
２．吸水性樹脂粒子
実施例１
　住友精化株式会社製のアクアキープＳＡ６０ＳＸＩＩ（商品名、ポリアクリル酸ナトリウムを含む粒子）を、実施例１の吸水性樹脂粒子として準備した。
実施例２
　還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び、攪拌機として、翼径５ｃｍ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１１ｃｍ、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、ｎ－ヘプタン２９３ｇ、及び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（三井化学株式会社製、ハイワックス１１０５Ａ）０．７３６ｇを混合した。セパラブルフラスコ内の混合物を攪拌機で攪拌しつつ、８０℃まで昇温することにより、分散剤をｎ－ヘプタンに溶解させた。形成された溶液を５０℃まで冷却した。
　内容積３００ｍＬのビーカーに、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９２．０ｇ（１．０３モル）を入れ、外部より冷却しつつ、２０．９質量％の水酸化ナトリウム水溶液１４７．７ｇをビーカー内に滴下することにより、７５モル％の中和を行った。その後、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）と、ラジカル重合開始剤として２，２’－アゾビス（２－アミジノプロパン）２塩酸塩０．０９２ｇ（０．３３９ミリモル）及び過硫酸カリウム０．０１８ｇ（０．０６７ミリモル）と、内部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０．００４６ｇ（０．０２６ミリモル）とを加えて溶解することにより、第１段目の水性液を調製した。
　第１段目の水性液を、上記セパラブルフラスコ内の分散剤を含むｎ－ヘプタン溶液に添加し、形成された反応液を１０分間攪拌した。そこに、ｎ－ヘプタン６．６２ｇに界面活性剤である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、ＨＬＢ：３）０．７３６ｇが溶解した界面活性剤溶液を更に加え、攪拌機の回転数を５５０ｒｐｍとして反応液を攪拌しながら系内を窒素で十分に置換した。その後、セパラブルフラスコを７０℃の水浴に浸漬して反応液を昇温し、６０分間重合反応を進行させることにより、第１段目の重合スラリー液を得た。
　別の内容積５００ｍＬのビーカーに、濃度８０．５質量％のアクリル酸水溶液１２８．８ｇ（１．４４モル）を入れた。そこに、外部より冷却しつつ、濃度２７質量％の水酸化ナトリウム水溶液１５９．０ｇを滴下して、７５モル％のアクリル酸を中和した。中和後のアクリル酸水溶液ビーカーに、ラジカル重合開始剤として２，２’－アゾビス（２－アミジノプロパン）２塩酸塩０．１２９ｇ（０．４７６ミリモル）及び過硫酸カリウム０．０２６ｇ（０．０９６ミリモル）と、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（０．０６７ミリモル）とを加えてこれらを溶解することにより、第２段目の水性液を調製した。
　攪拌機の回転数を１０００ｒｐｍとして攪拌しながら、上記のセパラブルフラスコ内の第１段目の重合スラリー液を２５℃に冷却し、そこに第２段目の水性液の全量を加えた。セパラブルフラスコ内を窒素で３０分間置換した後、再度、セパラブルフラスコを７０℃の水浴に浸漬して反応液を昇温し、６０分の第２段目の重合反応により、含水ゲル状重合体を得た。
　第２段目の重合後の含水ゲル状重合体に、４５質量％のジエチレントリアミン５酢酸５ナトリウム水溶液０．５８９ｇを攪拌下で添加した。その後、セパラブルフラスコを１２５℃に設定した油浴に浸漬し、ｎ－ヘプタンと水との共沸蒸留により２１６．７ｇの水を系外へ抜き出した。次いで、セパラブルフラスコに表面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（０．５０７ミリモル）を含む濃度２質量％の水溶液４．４２ｇを添加し、温度を８３℃で２時間保持した。
　その後、１２５℃での乾燥によりｎ－ヘプタンを除去することによって、重合体粒子（乾燥品）を得た。この重合体粒子を目開き８５０μｍの篩に通過させてから、重合体粒子の質量に対して０．２質量％の非晶質シリカ（オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールＮＰ－Ｓ）を重合体粒子と混合することにより、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子を２２９．０ｇ得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は３４８μｍであった。
実施例３
　大王製紙株式会社製のおむつ「ＧＯＯ．Ｎパンツ　まっさらさら通気　男の子用　Ｌサイズ」（２０１９年購入）の吸収体から採取した吸水性樹脂粒子（不定形破砕状）を、実施例３の吸水性樹脂粒子として用いた。吸収体中の吸水性樹脂粒子はパルプと混合されていたため、エアー噴射によってパルプを出来るだけ取り除いた。
３．振とう試験
試験１
　各吸水性樹脂粒子からなる粉体を、チャック付のポリエチレン袋（チャック内側のサイズ：７０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．０４ｍｍ、容量３５ｍＬ）に充填した。充填される粉体の量を、１００％、９０％、８０％、７０％又は６０％の理論充填率に相当する量とした。
　粉体が充填されたポリエチレン袋を、目開き８５０μｍのＪＩＳ標準篩の上に載せた。次いでその標準篩を、振動強度を７に設定した電磁振動式ふるい振とう機オクタゴン２００（ｅｎｄｅｃｏｔｔｓ社製）を用いて３０分間、垂直運動を含む振動を与えることにより、粉体を３０分間振とうした。振動強度７の場合、粉体が受ける加速度の計算値は最大で２．２Ｇである。振とう後の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を測定した。比較のため、振とう前の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量も測定した。
　表１は、各吸水性樹脂粒子からなる粉体の固めかさ密度、及び各理論充填率に相当する粉体（吸水性樹脂粒子）の量を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表２に荷重下吸水量の測定結果が示される。括弧内の数値は乾燥減量である。いずれの吸水性樹脂粒子の場合も、振とうによって荷重下吸水量が向上することが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
試験２
　振とう時間を３００分に変更したこと以外は試験１と同様にして、理論充填率９０％でポリエチレン袋に充填された実施例１～３の吸水性樹脂粒子の粉体を振とうした。実施例２の吸水性樹脂粒子については、２時間の振とう、１時間の静置、２時間の振とう、１時間の静置、及び１時間の振とうの順に振とうと静置を繰り返し、合計で３００分振とうする断続的な振とう試験も行った。振とう後の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を測定した。表３に、試験１の結果の一部とともに評価結果が示される。括弧内の数値は乾燥減量である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
試験３
　ふるい振とう機の振動強度を１、３又は１０に変更したこと以外は試験１と同様にして、理論充填率９０％でポリエチレン袋に充填された実施例２の吸水性樹脂粒子からなる粉体を振とうした。振とう後の吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を測定した。表４に、試験１の結果の一部とともに評価結果が示される。括弧内の数値は乾燥減量である。表４には各振動強度の場合に粉体が受ける加速度の計算値（最大値）も示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　１…吸水性樹脂粒子を含む粉体、３…容器、５…支持体。

Claims (5)

  1. 　容器内に収容された、複数の吸水性樹脂粒子を含む粉体を振とうする工程を含む、吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる方法。
  2. 　前記容器内に収容された前記粉体の量が、１００％未満の理論充填率に相当し、
    　前記理論充填率が、下記式：
    理論充填率［％］＝｛（Ｘ［ｇ］／Ｄ［ｇ／ｍＬ］）／Ｖ［ｍＬ］｝×１００
    によって計算される値であり、Ｘが前記粉体の質量、Ｄが前記粉体の固めかさ密度、Ｖが前記容器の最大容積である、
    請求項１に記載の方法。
  3. 　振とうされる間に前記粉体が受ける加速度の最大値が０．０５０～４．０Ｇである、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 　前記容器内に収容された前記粉体を振とうする時間が合計で１０分以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の方法によって吸水性樹脂粒子の荷重下吸水量を向上させる工程を含む、吸水性樹脂粒子を製造する方法。
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