JP2002212301A - 吸水剤およびその製造方法 - Google Patents
吸水剤およびその製造方法Info
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Abstract
れ、しかも皮膚等への安全性が高い、衛生材料に好適な
吸水剤およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の吸水剤は、吸水性樹脂粒子
(A)の表面の少なくとも一部が、多価アミン化合物
(B)とオレフィン性二重結合を有する化合物(C)と
の付加体からなるコーティング膜で被覆されてなる。本
発明の吸水剤の製造方法は、吸水性樹脂粒子(A)に多
価アミン化合物(B)とオレフィン性二重結合を有する
化合物(C)とを添加し、付加反応させる。
Description
圧下における吸水倍率に優れる吸水剤およびその製造方
法に関する。
ゆる失禁パット等の衛生材料には、その構成材として、
体液を吸収させることを目的とし吸水性樹脂(吸水剤)
が幅広く使用されている。従来から、吸水性樹脂として
は、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−
アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−
アクリル酸エステル共重合体ケン化物、アクリロニトリ
ル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解
物またはこれらの架橋体、カチオン性モノマーの架橋体
等が知られている。
脂は、実際には荷重に耐えて尿などを吸収する必要があ
ることから、単に無加圧下での吸収倍率(無荷重状態で
の吸収量)に優れるだけでなく、加圧下での吸収倍率
(荷重下での吸収量)にも優れることが要求される。前
記従来の吸水性樹脂において、加圧下での吸収倍率を向
上させるには、架橋度を高めることが有効である。しか
し、例えば共重合性架橋剤の使用量を増やすなどして、
均一に架橋度(内部架橋密度)を上げた場合、加圧下で
の吸収倍率は向上するものの、無加圧下での吸収倍率の
低下を招くこととなり、結局、加圧下での吸収倍率の向
上にも限界が生じてくる。
脂内部の架橋度を小さくして無加圧下吸水倍率を保持さ
せ、同時に、例えば吸水性樹脂の有するカルボン酸と反
応する官能基を少なくとも2個有する架橋剤で吸水性樹
脂粒子の表面近傍を架橋して架橋度を大きくする、いわ
ゆる表面架橋の方法が提案されている。しかし、従来の
表面架橋方法では、表面架橋を行う際に架橋剤が吸水性
樹脂粒子の比較的内部にまで浸透することがあり、結果
として均一架橋(内部架橋)ほどではないにしろ粒子内
部まで架橋されるため、無加圧下吸水倍率の低下を充分
に防ぐことはできていなかった。
のとして、一定の水を含水させた吸水性樹脂含水物に、
反応性基を有する親水性ポリマーおよび前記反応性基と
反応しうる官能基を2個以上有する架橋剤を所定量添加
混合し、加熱反応させることにより、吸水性樹脂の表面
近傍に親水性ポリマーの一部が架橋されたコーティング
を形成する方法が、特開平8−53550号公報に報告
されている。この方法によれば、効率よく親水性ポリマ
ーをコーティングするために、吸水性樹脂に一定量以上
の水分を含有させる必要があるのであるが、表面架橋時
の吸水性樹脂の含水量が多いと、無加圧下の吸水倍率、
加圧下の吸水倍率ともに低下する傾向があり、充分に満
足しうる性能は得られていなかった。また、前記方法に
よれば、架橋剤としてグリシジル化合物を使用している
のであるが、グリシジル化合物は皮膚刺激性が比較的強
いため、残存すると、皮膚と直接接触する可能性のある
衛生材料の吸水剤として用いる場合には、安全性が懸念
されるという問題もあった。
は、加圧下および無加圧下における吸水倍率に優れ、し
かも皮膚等への安全性が高い、衛生材料に好適な吸水剤
およびその製造方法を提供することにある。
達成するため鋭意検討を行った。その結果、多価アミン
化合物(B)とオレフィン性二重結合を有する化合物
(C)との付加反応により、吸水性樹脂粒子(A)を被
覆するコーティング膜を形成しうることを見いだし、本
発明を完成した。
粒子(A)の表面の少なくとも一部が、多価アミン化合
物(B)のオレフィン性二重結合を有する化合物(C)
への付加体からなるコーティング膜で被覆されてなる。
粒子(A)に多価アミン化合物(B)とオレフィン性二
重結合を有する化合物(C)とを添加し、付加反応させ
る。
する。
に多価アミン化合物(B)とオレフィン性二重結合を有
する化合物(C)とを添加して吸水性樹脂粒子(A)の
表面で付加反応させることにより得ることができる。よ
り詳しくは、本発明の吸水剤は、多価アミン化合物
(B)と前記化合物(C)との付加反応、好ましくはマ
イケル付加反応によって、吸水性樹脂粒子(A)の表面
の少なくとも一部を被覆するコーティング膜を形成する
ことにより得られるものである。
は、水膨潤性、水不溶性架橋重合体のことであり、ま
た、本発明における吸水剤とは、該吸水性樹脂を主成分
(好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量
%以上)とする改質(好ましくは表面改質)された吸水
性樹脂のことである。本発明では、従来から使用されて
いる吸水性樹脂の粒子を使用することができ、例えば、
イオン交換水中において50倍から1000倍という多
量の水を吸収し、アニオン性、ノニオン性、カチオン性
のヒドロゲルを形成する従来公知の架橋重合体(吸水性
樹脂)か、あるいは、必要に応じて該重合体を乾燥し、
乾燥の前および/または後で通常粉砕して得られたもの
が挙げられる。また、本発明の水不溶性の上記架橋重合
体とは、該吸水性樹脂中の未架橋の水可溶成分が、好ま
しくは40重量%以下、より好ましくは25重量%以
下、さらに好ましくは20重量%以下、さらにより好ま
しくは15重量%以下、特に好ましくは10重量%以下
のものが用いられる。
えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、デンプン−ア
クリロニトリルグラフト重合体の加水分解物、デンプン
−アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル
−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、アクリロニ
トリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水
分解物またはこれらの架橋体、カルボキシル基含有架橋
ポリビニルアルコール変性物、架橋イソブチレンー無水
マレイン酸共重合体等の1種または2種以上を挙げるこ
とができる。
を有するものの1種またはその混合物が好ましく、典型
的には、アクリル酸および/またはその塩(中和物)を
主成分とする単量体成分を重合・架橋することにより得
られる重合体(水膨潤性ポリアクリル酸(塩)架橋体)
である。前記アクリル酸の塩としては、ナトリウム塩、
カリウム塩、リチウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニ
ウム塩、アミン塩等を例示することができる。このよう
な吸水性樹脂としては、その構成単位としてアクリル酸
0モル%〜50モル%およびアクリル酸塩100モル%
〜50モル%(但し、両者の合計量は100モル%とす
る)の範囲にあるものが好ましく、アクリル酸10モル
%〜40モル%およびアクリル酸塩90モル%〜60モ
ル%(但し、両者の合計量は100モル%とする)の範
囲にあるものがより好ましい。また、上記塩を形成させ
るための架橋重合体の中和は重合前に単量体の状態で行
っても良いし、あるいは重合途中や重合後に重合体の状
態で行っても良いし、それらを併用してもよいが、重合
体の状態で中和を行うと可溶分が少なくなるという利点
を有するものの、中和にかなりの長時間を要するため、
生産コストの点からは重合前の単量体の状態で中和を行
う方が好ましい。
重合体を得る際の単量体成分としては、必要に応じて、
前記アクリル酸(塩)以外の単量体を含有していてもよ
い。アクリル酸(塩)以外の単量体としては、特に限定
されるものではないが、具体的には、例えば、メタクリ
ル酸、マレイン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパ
ンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホ
ン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸等
のアニオン性不飽和単量体およびその塩;アクリルアミ
ド、メタアクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリル
アミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N
−イソプロピル(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、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール
(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、N−ビニルピ
ロリドン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロ
イルピロリジン、N−ビニルアセトアミド等のノニオン
性の親水基含有不飽和単量体;N,N−ジメチルアミノ
エチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノ
エチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミ
ノプロピル(メタ)アクリルアミド、及びこれらの四級
塩等のカチオン性不飽和単量体等が挙げられる。これら
単量体は、単独で用いてもよく、適宜2種類以上を混合
して用いてもよい。なお、これらアクリル酸(塩)以外
の単量体を用いる場合には、該アクリル酸(塩)以外の
単量体は、主成分として用いるアクリル酸およびその塩
との合計量に対して、好ましくは30モル%以下、より
好ましくは10モル%以下とするとよい。前記アクリル
酸(塩)以外の単量体をこの割合で用いることにより、
最終的に得られる吸水剤の吸収特性がより一層向上する
と同時に、吸水剤をより一層安価に得ることができる。
重合体を得るために前記単量体成分を重合するに際して
は、バルク重合や沈殿重合を行うことが可能であるが、
性能面や重合の制御の容易さ、さらに膨潤ゲルの通液性
の観点から、前記単量体成分を水溶液とすることによる
水溶液重合または逆相懸濁重合が好ましく、特に水溶液
重合が好ましい。なお、単量体成分を水溶液とする場合
の該水溶液(以下、単量体水溶液と称する)中の全単量
体の濃度は、特に限定されるものではないが、10重量
%〜70重量%の範囲内が好ましく、20重量%〜60
重量%の範囲内がさらに好ましい。また、水溶液重合を
行う際には、水以外の溶媒を必要に応じて併用してもよ
く、併用して用いられる溶媒の種類は特に限定されるも
のではない。
ー中で単量体水溶液を、得られる含水ゲルを砕きながら
重合したり、所定の容器中や駆動するベルト上に単量体
水溶液を供給し、重合して得られたゲルをミートチョッ
パー等で粉砕する方法等が挙げられる。
硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウ
ム、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素、
2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩
等のラジカル重合開始剤や、2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニル−プロパン−1−オン等の光重合開始
剤を用いることができる。これら重合開始剤の使用量
は、通常、0.001〜2モル%、好ましくは0.01
〜0.1モル%とするとよい。重合開始剤の使用量が
0.001モル%未満の場合には、未反応の単量体が多
くなり、得られる重合体中の残存単量体量が増加するの
で好ましくない。一方、重合開始剤の使用量が2モル%
を超える場合には、得られる重合体中の水可溶成分量が
増加するので好ましくない場合がある。
記重合開始剤の分解を促進する還元剤を併用し、両者を
組み合わせることによりレドックス系開始剤とすること
もできる。還元剤としては、例えば、亜硫酸ナトリウ
ム、亜硫酸水素ナトリウム等の(重)亜硫酸(塩)、L
−アスコルビン酸(塩)、第一鉄塩等の還元性金属
(塩)、アミン類等が挙げられるが、特に限定されるも
のではない。
射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照射する
ことにより重合反応の開始を行ってもよいし、同時に前
記重合開始剤を併用することもできる。
特に限定されるものではないが、15〜130℃の範囲
が好ましく、20〜110℃の範囲内がより好ましい。
また、反応時間も特に限定されるものではなく、単量体
成分や重合開始剤の種類、反応温度等に応じて適宜設定
すればよい。
ない自己架橋型のものであってもよいが、一分子中に2
個以上の重合性不飽和基あるいは2個以上の反応性基を
有する内部架橋剤を共重合または反応させたものがさら
に好ましい。
N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポ
リ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポ
リ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グ
リセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンアクリ
レートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリメ
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリル
シアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリ
ルホスフェート、トリアリルアミン、ポリ(メタ)アリ
ロキシアルカン、(ポリ)エチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、エ
チレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、エ
チレンジアミン、エチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネート、ポリエチレンイミン、グリシジル(メタ)
アクリレート等を挙げることができる。これら内部架橋
剤は、単独で用いてもよく、適宜2種類以上を混合して
用いてもよい。なお、これら内部架橋剤の使用量は、前
記単量体成分に対して、0.005〜2モル%の範囲内
であることが好ましく、0.02〜0.5モル%の範囲
内とすることがより好ましく、0.04〜0.2モル%
の範囲内とすることがさらに好ましい。内部架橋剤の使
用量が0.005モル%よりも少ない場合や2モル%よ
りも多い場合には、充分な吸収特性が得られないおそれ
がある。前記内部架橋剤を用いて架橋構造を重合体内部
に導入する場合には、内部架橋剤を、前記単量体成分の
重合前、あるいは重合途中、あるいは重合後、あるいは
中和後に、反応系に添加するようにすればよい。また、
内部架橋剤は、反応系に一括添加してもよく、分割添加
してもよい。少なくとも1種または2種類以上の内部架
橋剤を使用する場合には、最終的に得られる吸水剤の吸
収特性等を考慮して、2個以上の重合性不飽和基を有す
る化合物を重合時に必須に用いることが好ましい。
酸(水素)塩、二酸化炭素、アゾ化合物、不活性有機溶
媒等の各種発泡剤;澱粉・セルロース、澱粉・セルロー
スの誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸
(塩)、ポリアクリル酸(塩)架橋体等の親水性高分
子;各種界面活性剤;キレート剤;次亜燐酸(塩)等の
連鎖移動剤;等を添加してもよい。
ものでゲル状である場合、すなわち含水ゲル状架橋重合
体である場合、必要に応じて乾燥し、乾燥の前および/
または後で通常粉砕して、吸水性樹脂粒子(A)とすれ
ばよい。
ては、吸水性樹脂中の未架橋の水可溶成分が、好ましく
は20重量%以下、より好ましくは15重量%以下、さ
らに好ましくは12重量%以下、特に好ましくは10重
量%以下のものが用いられる。
水率は、特に限定されないが、好ましくは0.1重量%
以上40重量%未満、より好ましくは0.2重量%以上
20重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以上1
0重量%以下、最も好ましくは7重量%以下とするのが
よい。
特に制限されるものではなく、例えば、球状、りん片
状、不定形状のいずれでもよい。また、吸水性樹脂粒子
(A)の粒子の大きさは、通常、重量平均粒径(篩で分
級して対数確率紙にプロットした値を読み取ることによ
って規定)が10μm〜1500μm、好ましくは10
μm〜1000μm、より好ましくは50μm〜800
μm、さらに好ましくは75μmを越えて700μm以
下、特に好ましくは150μmを越えて600μm以下
のものである。
えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペン
タエチレンヘキサミン、リジン、ポリエチレンイミン、
ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリリジン等が
挙げられる。また、ポリエチレンイミン−ポリエチレン
グリコールのブロック共重合体、ポリエチレンイミンの
一部のアミノ基にアクリル酸を反応させたもの等が挙げ
られる。これらは1種のみを用いてもよいし、2種以上
を併用してもよい。これらの多価アミン化合物は、1
級、2級、3級アミノ基を有するものであり、1級、2
級アミノ基を有しているものが好ましい。
0〜200,000であることが好ましく、600〜1
00,000であることがより好ましい。多価アミン化
合物(B)の分子量が60未満であると、反応が不均一
となり、物性が向上しにくくなり、一方、200,00
0を超えると、取り扱い性が悪いため好ましくない。本
発明において、前記多価アミン化合物(B)の使用量
は、吸水性樹脂粒子(A)に対して0.01〜10重量
%の範囲が好ましく、0.05〜5重量%の範囲がより
好ましく、0.1〜3重量%の範囲がさらに好ましい。
多価アミン化合物(B)の使用量が、0.01重量%未
満であると、吸水剤の加圧下吸水倍率等の吸水特性が向
上せず、一方、10重量%を超えると、無加圧下吸水倍
率が低下する傾向があり、しかも不経済である。
(C)としては、α,β−不飽和基を有し、好ましくは
α,β−不飽和共役性基を有し、より好ましくはα,β
−不飽和カルボニル基を有する化合物であることが、付
加反応を起こしやすい点から好ましい。α,β−不飽和
カルボニル基としては、特に限定はないが、例えば、
(メタ)アクリロイル基、α,β−不飽和アミド基等が
挙げられる。このようなα,β−不飽和カルボニル基を
有する化合物とては、モノ、または、多官能が用いら
れ、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル
(メタ)アクリレート、ブチルアクリレート、エチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)
アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アク
リレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシ
プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキ
シ)フェニル〕プロパン、1,3−ブチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ
(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メ
タ)アクリレート、テトラメチロールプロパントリ(メ
タ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレー
ト、グリセリンアクリレートメタクリレート、テトラメ
チロールメタンテトラアクリレート、メチレンビスアク
リルアミド、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
合を有する化合物(C)の使用量は、吸水性樹脂粒子
(A)に対して0.05〜10重量%とすることが好ま
しい。化合物(C)の使用量が、0.05重量%未満で
あると、吸水性樹脂粒子表面が充分に架橋されないた
め、加圧下吸水倍率が向上せず、一方、10重量%を超
えると、無加圧下吸水倍率が低下する傾向があり、しか
も不経済である。
(B)と前記化合物(C)との割合は、多価アミン化合
物(B)/化合物(C)(重量比)=100/1〜1/
50とすることが好ましく、より好ましくは50/1〜
1/20、さらに好ましくは20/1〜1/10である
のがよい。前記範囲を外れる場合、付加反応による十分
な架橋が得られず、物性が向上しない恐れがある。
(A)に、前記多価アミン化合物(B)と前記オレフィ
ン性二重結合を有する化合物(C)とを添加混合して付
加反応、好ましくは、マイケル付加反応させる。付加反
応において、反応を促進するため触媒を添加すること
や、圧力をかけても良い。
付加反応で、吸水性樹脂粒子(A)の表面の少なくとも
一部を被覆するコーティング膜を形成する。このとき、
付加反応は粒子内部にまで均一に起こっていても良い
が、好ましくは、吸水性樹脂粒子(A)の表面もしくは
その近傍で反応が起きるようにするのがよい。なお、表
面もしくはその近傍とは、具体的には、吸水性樹脂粒子
(A)の粒径において粒子表面から内部への深さ(厚
み)が好ましくは粒径の1/2以下である部分であり、
より好ましくは1/3以下、さらに好ましくは1/10
以下である部分である。また、コーティング膜の厚み
は、吸水性樹脂粒子(A)に添加する化合物(B)、
(C)の添加量や組成、吸水性樹脂粒子(A)の含水率
により制御することができる。例えば、前記多価アミン
化合物(B)や前記オレフィン性二重結合を有する化合
物(C)の添加量を少なくすること、後述するように水
を添加する場合に水の量を少なくすること、多価アミン
化合物(B)の分子量を大きくすること、吸水性樹脂粒
子(A)の含水率を少なくすること、等でコーティング
膜の厚みを薄くすることができる。
マイケル付加反応が行われているが、前記多価アミン化
合物(B)と前記化合物(C)とのマイケル付加反応の
進行は極めて速いため、吸水性樹脂粒子(A)に、多価
アミン化合物(B)と前記化合物(C)とを混合する際
には、3者をできるだけ速やかに混合することが好まし
い。吸水性樹脂粒子(A)、多価アミン化合物(B)お
よび前記化合物(C)の混合方法としては、例えば、
(B)と(C)とを混合した後、直ちに該混合物を吸水
性樹脂粒子(A)に噴霧あるいは滴下混合する方法や、
あるいは、3者を同時に混合して素早く均一になるよう
にする方法が挙げられるが、これらに制限されるもので
はない。なお、付加反応によって形成される前記コーテ
ィング膜とは、多価アミン化合物(B)とオレフィン性
二重結合を有する化合物(C)との付加体からなる膜で
ある。
物(B)と前記化合物(C)とを混合する際には、さら
に水を添加することもできる。この際、使用される水の
量は、吸水性樹脂粒子(A)の種類や粒度や含水率に応
じて異なるが、吸水性樹脂粒子(A)の固形分100重
量部に対し、0.05〜10重量部、好ましくは0.1
〜3重量部の範囲とするのがよい。水の使用量が10重
量%を越えると、吸水倍率が低下してしまうことがあ
り、一方、0.05重量%よりも少ないと、加圧下吸水
倍率を向上させることができなくなるおそれがある。な
お、水を使用する場合、その添加時期については、表面
処理剤(多価アミン化合物(B)および化合物(C))
を水に溶かし、その水溶液を添加するようにするか、前
記表面処理剤の添加と同時に水を別に添加するか、ある
いは、前記表面処理剤の添加後に別に水を添加するか、
のいずれかが好ましい。また、水を用いる場合、水不溶
性微粒子粉体や界面活性剤を共存させてもよい。
物(B)と前記化合物(C)とを混合する際には、さら
に親水性有機溶媒を添加してもよい。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、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルア
ルコール、プロピレングリコール等のアルコール;アセ
トン等のケトン類;ジオキサン、アルコキシ(ポリ)エ
チレングリコール、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
チルスルホキサイド等のスルホキサイド類が挙げられ
る。有機溶媒を添加する場合、その使用量は、吸水性樹
脂粒子(A)の種類や粒度によって異なるが、通常、吸
水性樹脂粒子(A)100重量部に対し0〜10重量
部、好ましくは0〜5重量部、より好ましくは0.1〜
5重量部の範囲とするのがよい。なお、有機溶媒を使用
する場合、その添加時期については、表面処理剤(多価
アミン化合物(B)および化合物(C))を水と有機溶
媒との混合液に溶かし、その混合液を添加するようにす
るか、前記表面処理剤の添加と同時に有機溶媒を別に添
加するか、あるいは、前記表面処理剤の添加後に別に有
機溶媒を添加するか、のいずれかが好ましい。
化合物(B)および前記化合物(C)を表面処理剤とす
るものであるが、これらのほかに、さらに、例えば、エ
チレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、プロピレングリコール、グリセリン
等の多価アルコール;エチレンカーボネート、プロピレ
ンカーボネート等のアルキレンカーボネート化合物;
(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル等の
多価エポキシ化合物;エチレンジアミン、ポリエチレン
イミン等の多価アミン化合物;硫酸アルミニウム、(ポ
リ)塩化アルミニウム等の多価金属;等の従来公知の表
面処理剤を併用してもよい。
合を確実にするため大きな混合力を生み出せるものが好
ましく、例えば、円筒型混合機、二重壁円錐型混合機、
高速攪拌型混合機、V字型混合機、リボン型混合機、ス
クリュー型混合機、流動型炉ロータリーディスク型混合
機、気流型混合機、双腕型ニーダー、内部混合機、粉砕
型ニーダー、回転式混合機、スクリュー型押出機等が好
適である。
物(B)と前記化合物(C)、および必要に応じて水お
よび/または有機溶媒を混合して付加反応させる際の処
理時間は、1分〜180分が好ましく、3分〜120分
がより好ましく、5分〜100分がさらに好ましい。ま
た、そのときの処理温度は室温(常温)〜180℃の範
囲が好ましく、室温(常温)〜120℃の範囲がより好
ましい。
は、吸水性樹脂粒子(A)の表面の少なくとも一部が、
多価アミン化合物(B)とオレフィン性二重結合を有す
る化合物(C)との付加体、好ましくはマイケル付加体
からなるコーティング膜で被覆されてなるものである。
なお、本発明においては、吸水性樹脂粒子(A)の表面
の少なくとも一部が前記コーティング膜で覆われていれ
ば良いのであるが、好ましくは吸水性樹脂粒子(A)の
全表面積の80%以上、さらに好ましくは吸水性樹脂粒
子(A)の全ての表面が覆われているのがよい。また、
本発明において、前記コーティング膜は、例えば、前記
付加体に残存するアミノ基と吸水性樹脂粒子(A)の有
するカルボン酸とのアミド化反応や、イオン的結合など
によって、吸水性樹脂粒子(A)と、一部結合(架橋)
されていても構わない。
の付加体で構成されるコーティング膜の厚みは、吸水樹
脂粒子の粒径の0.02〜20%とすることが好まし
い。コーティング膜の厚みが0.02%未満であると、
加圧下吸水倍率等の吸水特性が向上せず、一方、20%
を超えると、無加圧下吸水倍率が極端に低下する傾向が
ある。なお、コーティング膜の厚みを上記範囲とするに
は、表面処理溶液(多価アミン化合物(B)と化合物
(C)との混合液)中の水分量、水や親水性有機溶媒等
の溶剤量を前記の範囲とすればよい。また、前記コーテ
ィング膜で覆われた本発明の吸水剤の重量平均粒径は、
好ましくは150〜600μmであり、より好ましくは
300〜600μmである。
ティング膜で被覆された構造となっているので、加圧下
吸水倍率および無加圧下吸水倍率のいずれにも優れるも
のである。例えば、本発明の吸水剤は、オムツなどの吸
収性物品において幼児の体重を考慮した際の加圧量であ
る2.07kPa加圧下の吸水倍率が20g/g以上、
より好ましくは25g/g以上であることが好ましい。
また、4.83kPa加圧下の吸水倍率は、好ましくは
10g/g以上、より好ましくは17g/g以上であ
る。また、無加圧下の吸水倍率は、好ましくは25g/
g以上、より好ましくは30g/g以上である。また、
本発明の吸水剤の水可溶分量は40重量%以下、好まし
くは25重量%以下、より好ましくは15重量%以下、
さらに好ましくは10重量%以下である。また、重量平
均粒径は、前記の範囲である。
物等の皮膚刺激性の強い原料を特に必要としないので、
皮膚等への安全性が高く、衛生材料に好適に用いること
ができるものである。
さらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。なお、得られた吸水剤の諸性能
は、以下の方法で測定した。
不織布製の袋(60mm×60mm)に均一に入れ、2
5℃の0.9重量%生理食塩水中に浸漬した。60分後
に袋を引き上げ、遠心分離機を用いて250×9.81
m/sec2(250G)で3分間水切りを行った後、
袋の重量W1(g)を測定した。また、同様の操作を吸
水剤を用いずに行い、その時の重量W0(g)を測定し
た。そして、これらW1、W0から、次式に従って無加
圧下吸水倍率(g/g)を算出した。
円筒の底に、ステンレス製400メッシュの金網(目の
大きさ38μm)を融着させ、該網上に吸水剤0.9g
を均一に散布し、その上に、吸水剤に対して2.07k
Paあるいは4.83kPaの荷重を均一に加えること
ができるよう調整された、外径が60mmよりわずかに
小さく支持円筒との壁面に隙間が生じず、かつ上下の動
きは妨げられないピストンと荷重とをこの順に載置し、
この測定装置一式の重量Wa(g)を測定した。
0mmのガラスフィルターを置き、0.9重量%生理食
塩水をガラスフィルターと同じレベルになるように加え
る。その上に、直径90mmの濾紙を載せ、表面が全て
濡れるようにし、かつ過剰の液を除く。
せ、液を荷重下で吸収させる。1時間後、測定装置一式
を持ち上げ、その重量Wb(g)を測定する。そして、
Wa、Wbから、次式に従って加圧下吸水倍率(g/
g)を算出した。
ット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成
した反応器中で、75モル%の中和率を有するアクリル
酸ナトリウムの水溶液5500g(単量体濃度33重量
%)にポリエチレングリコールジアクリレート(エチレ
ングリコール単位の平均繰り返し数が9)4.99gを
溶解した反応液に、過硫酸ナトリウム2.5gおよびL
−アスコルビン酸0.05gを攪拌しながら添加したと
ころ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成し
たゲルを粉砕しながら、30〜80℃で重合を行い、重
合が開始して60分後に含水ゲル状架橋重合体(1)を
取り出した。
その径が約5mm以下に細分化されていた。この細分化
された含水ゲル状架橋重合体(1)を50メッシュ(目
開き300μm)の金網上に広げ、150℃で90分間
熱風乾燥した後、乾燥物を3段ロールグラニュレーター
(ロールギャップが上から1.0mm/0.45mm/
0.25mm)で連続的に粉砕し、吸水性樹脂を得た。
得られた吸水性樹脂をJIS標準ふるい(目開き500
μm、300μm)でふるい、500〜300μmの粒
度に分級し、吸水性樹脂粒子(1)を得た。
で、65モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウム
の水溶液2000g(単量体濃度35重量%)にポリエ
チレングリコールジアクリレート(エチレングコール単
位の平均繰り返し単位が9)1.97gを溶解した反応
液に、5重量%過硫酸ナトリウム水溶液3.24gおよ
び0.5重量%L−アスコルビン酸水溶液2.92g、
5重量%2,2´−アゾビス(2−アミジノプロパン)
2塩酸塩(商品名:V−50、和光純薬工業社製)水溶
液3.24g、0.35重量%過酸化水素水溶液3.3
4gを攪拌しながら添加し、反応液を窒素脱気したとこ
ろ、およそ1分後に重合が開始した。そして、反応容器
の下面を10℃に冷却しながら重合を行い、重合が開始
して10分後に発熱のピーク温度(82℃)に達した。
その後、反応器の下面を60℃で20分間加熱した後、
含水ゲル状架橋重合体(2)を取り出した。
ートチョッパー(平賀製作所社製、2枚ブレード、ダイ
ス径9.5mm)でゲルの径が約5mm以下になるよう
に粉砕した。この粉砕された含水ゲル状架橋重合体
(2)を50メッシュ(目開き300μm)の金網上に
広げ、170℃で40分間熱風乾燥した後、乾燥物を卓
上両用型粉砕機FDS型(株式会社みやこ物産製)で粉
砕し、吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂をJIS
標準ふるい(目開き500μm、300μm)でふる
い、500〜300μmの粒度に分級し、吸水性樹脂粒
子(2)を得た。
で、70モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウム
の水溶液2000g(単量体濃度39重量%)にポリエ
チレングリコールジアクリレート(エチレングコール単
位の平均繰り返し単位が9)4.33gを溶解した反応
液に、20重量%過硫酸ナトリウム水溶液5.33gお
よび0.5重量%L−アスコルビン酸水溶液3.20g
を攪拌しながら添加し、反応液を窒素脱気したところ、
およそ4分後に重合が開始した。そして、反応容器の下
面を15℃に冷却しながら重合を行い、重合が開始して
16分後に発熱のピーク温度(93℃)に達した。その
後、反応器の下面を80℃で20分間加熱した後、含水
ゲル状架橋重合体(3)を取り出した。
ートチョッパー(平賀製作所社製、2枚ブレード、ダイ
ス径16mm)でゲルの径が約5mm以下になるように
粉砕した。この粉砕された含水ゲル状架橋重合体(3)
を50メッシュ(目開き300μm)の金網上に広げ、
170℃で40分間熱風乾燥した後、乾燥物を卓上両用
型粉砕機FDS型(株式会社みやこ物産製)で粉砕し、
吸水性樹脂を得た。得られた吸水性樹脂をJIS標準ふ
るい(目開き850μm、150μm)でふるい、85
0〜150μmの粒度に分級し、重量平均粒子径(D
50)が450μmの吸水性樹脂粒子(3)を得た。
P−006」:分子量600:表中では「SP−00
6」と略す。)0.5重量部と、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート(エチレングコール単位の平均繰り返
し単位が9:表中では「PEGDA」と略す。)2.6
重量部とを混合した後、直ちに、参考例1で得られた吸
水性樹脂粒子(1)100重量部を添加した。さらに、
水2.0重量部を添加混合して、吸水剤(1)を得た。
得られた吸水剤(1)の無加圧下吸水倍率および加圧下
吸水倍率を表1に示す。
P−200」:分子量10,000:表中では「SP−
200」と略す。)の50重量%水溶液6.0重量部
と、メチルアクリレート(表中では「MA」と略す。)
0.27重量部およびイソプロピルアルコール2.0重
量部の混合液とを混合した後、直ちに、参考例1で得ら
れた吸水性樹脂粒子(1)100重量部を添加混合し、
80℃の熱風乾燥器中で1時間加熱して、吸水剤(2)
を得た。得られた吸水剤(2)の無加圧下吸水倍率およ
び加圧下吸水倍率を表1に示す。
P−006」:分子量600:表中では「SP−00
6」と略す。)0.5重量部と、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート(エチレングコール単位の平均繰り返
し単位が9:表中では「PEGDA」と略す。)2.6
重量部とを混合した後、直ちに、参考例2で得られた吸
水性樹脂粒子(2)100重量部を添加した。さらに、
水2.0重量部を添加混合して、吸水剤(3)を得た。
得られた吸水剤(3)の無加圧下吸水倍率および加圧下
吸水倍率を表1に示す。
P−006」:分子量600:表中では「SP−00
6」と略す。)0.5重量部と、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート(エチレングコール単位の平均繰り返
し単位が9:表中では「PEGDA」と略す。)2.6
重量部とを混合した後、直ちに、参考例3で得られた吸
水性樹脂粒子(3)100重量部を添加した。さらに、
水2.0重量部を添加混合して、吸水剤(4)を得た。
得られた吸水剤(4)の無加圧下吸水倍率および加圧下
吸水倍率を表1に示す。
(1)として、無加圧下吸水倍率および加圧下吸水倍率
を測定した。結果を表1に示す。
P−006」:分子量600:表中では「SP−00
6」と略す。)0.5重量部に、参考例1で得られた吸
水性樹脂粒子(1)100重量部を添加混合し、さら
に、水2.0重量部を添加混合して、比較吸水剤(2)
を得た。得られた比較吸水剤(2)の無加圧下吸水倍率
および加圧下吸水倍率を表1に示す。
ール単位の平均繰り返し単位が9:表中では「PEGD
A」と略す。)2.6重量部に、参考例1で得られた吸
水性樹脂粒子(1)100重量部を添加混合し、さら
に、水2.0重量部を添加混合して、比較吸水剤(3)
を得た。得られた比較吸水剤(3)の無加圧下吸水倍率
および加圧下吸水倍率を表1に示す。
スコに、参考例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)12
5g、シクロヘキサン400ml、およびエチルセルロ
ース(ハーキュリーズ社製、商品名「エチルセルロース
N−100」)0.625gを仕込み、75〜80℃に
昇温した後、イオン交換水37.5gを加え、30分間
還流下、攪拌した。その後、ポリエチレンイミン(日本
触媒製、商品名「エポミンSP−006」:分子量60
0:表中では「SP−006」と略す。)0.25gを
水5gに溶解したものを添加し、75〜80℃で15分
間攪拌した。次いで、架橋剤として、ポリグリセロール
ポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、商
品名「デナコールEX−512」:表中では「EX−5
12」と略す。)0.102gを水4gに溶解したもの
を添加し、75〜80℃で1時間還流下で攪拌した。生
成したゲルを分別し、減圧下乾燥して、比較吸水剤
(4)を得た。得られた比較吸水剤(4)の無加圧下吸
水倍率および加圧下吸水倍率を表1に示す。
スコに、減圧下で充分に乾燥した吸水性樹脂粒子(4)
(日本触媒製、商品名「アクアリックCA−W4」)1
25g、シクロヘキサン400ml、およびエチルセル
ロース(ハーキュリーズ社製、商品名「エチルセルロー
スN−100」)0.625gを仕込み、75〜80℃
に昇温した後、イオン交換水37.5gを加え、30分
間還流下、攪拌した。その後、ポリエチレンイミン(日
本触媒製、商品名「エポミンSP−006」:分子量6
00:表中では「SP−006」と略す。)0.25g
を水5gに溶解したものを添加し、75〜80℃で15
分間攪拌した。次いで、架橋剤として、ポリグリセロー
ルポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、
商品名「デナコールEX−512」:表中では「EX−
512」と略す。)0.102gを水4gに溶解したも
のを添加し、75〜80℃で1時間還流下で攪拌した。
生成したゲルを分別し、減圧下乾燥して、比較吸水剤
(5)を得た。得られた比較吸水剤(5)の無加圧下吸
水倍率および加圧下吸水倍率を表1に示す。
における吸水倍率に優れ、しかも皮膚等への安全性が高
い、衛生材料に好適な吸水剤およびその製造方法を提供
することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】吸水性樹脂粒子(A)の表面の少なくとも
一部が、多価アミン化合物(B)とオレフィン性二重結
合を有する化合物(C)との付加体からなるコーティン
グ膜で被覆されてなる、吸水剤。 - 【請求項2】前記オレフィン性二重結合を有する化合物
(C)がα,β−不飽和共役性基を有する化合物であ
る、請求項1に記載の吸水剤。 - 【請求項3】2.07kPa加圧下吸水倍率が20g/
g以上である、請求項1または2に記載の吸水剤。 - 【請求項4】吸水性樹脂粒子(A)に多価アミン化合物
(B)とオレフィン性二重結合を有する化合物(C)と
を添加し、付加反応させる、吸水剤の製造方法。
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