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WO2025204969A1 - 吸水性樹脂粒子、吸収体及び吸収性物品 - Google Patents

吸水性樹脂粒子、吸収体及び吸収性物品

Info

Publication number
WO2025204969A1
WO2025204969A1 PCT/JP2025/009567 JP2025009567W WO2025204969A1 WO 2025204969 A1 WO2025204969 A1 WO 2025204969A1 JP 2025009567 W JP2025009567 W JP 2025009567W WO 2025204969 A1 WO2025204969 A1 WO 2025204969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
resin particles
absorbent resin
cylindrical container
absorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/009567
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直哉 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd filed Critical Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Publication of WO2025204969A1 publication Critical patent/WO2025204969A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/20Aqueous medium with the aid of macromolecular dispersing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/04Acids, Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F20/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof

Definitions

  • the present invention relates to water-absorbent resin particles, absorbents, and absorbent articles; more specifically, it relates to water-absorbent resin particles that constitute absorbents suitable for use in sanitary materials such as disposable diapers, sanitary napkins, and incontinence pads, as well as absorbents and absorbent articles that use these water-absorbent resin particles.
  • water-absorbent resin particles have been widely used in hygiene materials such as disposable diapers, sanitary napkins, and incontinence pads.
  • Absorbent articles such as disposable diapers, sanitary napkins, and incontinence pads are primarily composed of an absorbent core located in the center that absorbs and retains bodily fluids such as urine and menstrual blood excreted from the body, a liquid-permeable surface sheet (top sheet) located on the side that comes into contact with the body, and a liquid-impermeable back sheet (back sheet) located on the opposite side that comes into contact with the body.
  • the absorbent core is typically composed of hydrophilic fibers such as pulp and water-absorbent resin particles.
  • the absorbent body that has absorbed liquid may be subjected to loads due to deformations such as bending, and this deformation can easily cause damage such as cracks in the absorbent body. Therefore, it is desirable for the absorbent body to be highly resistant to deformation.
  • the primary objective of the present invention is to provide water-absorbent resin particles that can provide higher resistance to deformation of absorbent bodies that have absorbed water.
  • the present invention also aims to provide absorbent bodies and absorbent articles that utilize these water-absorbent resin particles.
  • the present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems. During their research, the inventors focused on the gel diffusion distance, which is an indicator of the binding strength of absorbed water-absorbent resin particles, and discovered that there is a correlation between the gel diffusion distance and the resistance of an absorbent body containing water-absorbent resin particles to deformation when the absorbent body absorbs water. In other words, the inventors have conducted extensive research into means for providing an absorbent body with higher resistance to deformation when it absorbs water, and have found that water-absorbent resin particles with a gel diffusion distance set within a specific range have suitable resistance to deformation when the absorbent body containing the water-absorbent resin particles absorbs water. The present invention was completed based on this knowledge and through further extensive research.
  • the present invention provides the following configuration.
  • Item 1 Water-absorbent resin particles having a gel diffusion distance, measured by the following method, of more than 0.0 cm and 2.0 cm or less. (Method for measuring gel diffusion distance)
  • a stainless steel petri dish is placed on a movable base.
  • a cylindrical container (A) equipped with a stainless steel wire mesh with a mesh size of 38 ⁇ m covering the upper opening is placed in the stainless steel petri dish.
  • a cylindrical container (B) with both axial ends open is placed in the center of the stainless steel wire mesh, and the cylindrical container (B) is fixed with a clamp.
  • the stainless steel petri dish has an inner diameter of 75 mm and a height of 20 mm.
  • the cylindrical container (A) has an inner diameter of 60 mm, an outer diameter of 70 mm, and a height of 60 mm.
  • the cylindrical container (B) has an inner diameter of 20 mm, an outer diameter of 30 mm, and a height of 60 mm.
  • 0.20 g of water-absorbent resin particles are uniformly dispersed inside the cylindrical container (B), and the water-absorbent resin particles are placed on the stainless steel wire mesh.
  • 30 mL of 0.9% by mass physiological saline is poured into the cylindrical container (B) from above the center of the inner diameter at a height of 5.0 cm above the bottom end at a constant rate of 20 mL/min.
  • the movable plate is lowered 5.0 cm at a speed of 1.2 cm/s.
  • the gel diffusion distance is measured for the portion where the swollen gel formed by the water-absorbent resin particles absorbing water and the stainless steel wire mesh are in contact.
  • the gel diffusion distance is measured by measuring the maximum distance of a straight line passing through the center point of the swollen gel when it was located in the cylindrical container (B) and connecting the ends of the swollen gel spread on the stainless steel wire mesh by lowering the movable plate, and the gel diffusion distance (cm) is calculated by subtracting the inner diameter (diameter) of the cylindrical container (B) of 2.0 cm from the maximum distance Wa.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the gel diffusion distance of water-absorbent resin particles.
  • 1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring saline flow conductivity (SFC) of water-absorbent resin particles.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus used to measure the 3-minute value of the no-pressure DW of water-absorbent resin particles.
  • 4(a) and 4(b) are schematic diagrams for explaining a method for evaluating the deformation resistance of an absorbent body that has absorbed water.
  • a cylindrical container (B) with both axial ends open is placed in the center of the stainless steel wire mesh, and the cylindrical container (B) is fixed with a clamp.
  • the stainless steel petri dish has an inner diameter of 75 mm and a height of 20 mm.
  • the cylindrical container (A) has an inner diameter of 60 mm, an outer diameter of 70 mm, and a height of 60 mm.
  • the cylindrical container (B) has an inner diameter of 20 mm, an outer diameter of 30 mm, and a height of 60 mm.
  • 0.20 g of water-absorbent resin particles are uniformly dispersed inside the cylindrical container (B), and the water-absorbent resin particles are placed on the stainless steel wire mesh.
  • the gel diffusion distance of the water-absorbent resin particles can be adjusted to a range of more than 0.0 cm and not more than 2.0 cm, for example, by drying and then crushing polymer particles obtained through a polymerization process such as reverse-phase suspension polymerization, which will be described later.
  • the gel diffusion distance of the water-absorbent resin particles can also be adjusted to a range of more than 0.0 cm and not more than 2.0 cm by adding a water-soluble polymer (for example, a thickener such as polyethylene glycol) to the water-absorbent resin particles to increase the viscosity of the water-absorbent resin particles after they have absorbed liquid.
  • a water-soluble polymer for example, a thickener such as polyethylene glycol
  • the no-pressure DW 3-minute value of the water-absorbent resin particles is preferably 15 mL/g or more, more preferably 20 mL/g or more, even more preferably 25 mL/g or more, particularly preferably 28 mL/g or more, even more particularly preferably 30 mL/g or more, and even more particularly preferably 32 mL/g or more.
  • the no-pressure DW 3-minute value of the water-absorbent resin particles is preferably 60 mL/g or less, more preferably 55 mL/g or less, even more preferably 50 mL/g or less, particularly preferably 48 mL/g or less, and even more particularly preferably 45 mL/g or less.
  • the no-pressure DW 3-minute value of water-absorbent resin particles is measured according to the method described in the Examples.
  • Preferred ranges include 10 to 70 seconds, 10 to 60 seconds, 10 to 55 seconds, 10 to 50 seconds, 10 to 45 seconds, 10 to 42 seconds, 15 to 70 seconds, 15 to 60 seconds, 15 to 55 seconds, 15 to 50 seconds, 15 to 45 seconds, 15 to 42 seconds, 20 to 70 seconds, 20 to 60 seconds, 20 to 55 seconds, 20 to 50 seconds, 20 to 45 seconds, 20 to 42 seconds, 22 to 70 seconds, 22 to 60 seconds, 22 to 55 seconds, 22 to 50 seconds, 22 to 45 seconds, 22 to 42 seconds, 24 to 70 seconds, 24 to 60 seconds, 24 to 55 seconds, 24 to 50 seconds, 24 to 45 seconds, and 24 to 42 seconds.
  • the saline water retention capacity of the water-absorbent resin particles is preferably 15 g/g or more, more preferably 20 g/g or more, even more preferably 25 g/g or more, and particularly preferably 27 g/g or more. Also, it is preferably 80 g/g or less, more preferably 60 g/g or less, even more preferably 50 g/g or less, particularly preferably 45 g/g or less, and even particularly preferably 40 g/g or less.
  • Preferred ranges include 15 to 80 g/g, 15 to 60 g/g, 15 to 50 g/g, 15 to 45 g/g, 15 to 40 g/g, 20 to 80 g/g, 20 to 60 g/g, 20 to 50 g/g, 20 to 45 g/g, 20 to 40 g/g, 25 to 80 g/g, 25 to 60 g/g, 25 to 50 g/g, 25 to 45 g/g, 25 to 40 g/g, 27 to 80 g/g, 27 to 60 g/g, 27 to 50 g/g, 27 to 45 g/g, and 27 to 40 g/g.
  • the water-absorbent resin particles of the present invention are composed of a crosslinked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, i.e., a crosslinked polymer having structural units derived from a water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
  • the water-absorbent resin particles of the present invention are irregularly pulverized particles.
  • Examples of the shape of the water-absorbent resin particles include granular, roughly spherical, irregularly pulverized, plate-like, fibrous, flake-like, and aggregates of these resins.
  • the shape of the water-absorbent resin particles is preferably irregularly crushed or a shape formed by agglomeration of irregularly crushed particles, and is more preferably irregularly crushed.
  • the gel diffusion distance of the resulting irregularly crushed water-absorbent resin particles can be adjusted to the range of more than 0.0 cm and not more than 2.0 cm.
  • the median particle diameter of the water-absorbent resin particles is preferably 200 ⁇ m or more, 250 ⁇ m or more, 300 ⁇ m or more, 320 ⁇ m or more, or 350 ⁇ m or more. From the same viewpoint, the median particle diameter is preferably 700 ⁇ m or less, 600 ⁇ m or less, 550 ⁇ m or less, 500 ⁇ m or less, or 450 ⁇ m or less.
  • Preferred ranges for the median particle size include 200 to 700 ⁇ m, 200 to 600 ⁇ m, 200 to 550 ⁇ m, 200 to 500 ⁇ m, 200 to 450 ⁇ m, 250 to 700 ⁇ m, 250 to 600 ⁇ m, 250 to 550 ⁇ m, 250 to 500 ⁇ m, 250 to 450 ⁇ m, 300 to 700 ⁇ m, 300 to 600 ⁇ m, 300 to 550 ⁇ m, 300 to 500 ⁇ m, 300 to 450 ⁇ m, 350 to 700 ⁇ m, 350 to 600 ⁇ m, 350 to 550 ⁇ m, 350 to 500 ⁇ m, and 350 to 450 ⁇ m.
  • the median particle diameter of the water-absorbent resin particles can be measured using a JIS standard sieve, and specifically, is the value measured using the method described in the Examples.
  • the manufacturing method of water-absorbent resin particles of the present invention is not particularly limited as long as it can obtain water-absorbent resin particles having a gel diffusion distance of more than 0.0 cm and not more than 2.0 cm, as measured by the above-mentioned method.
  • the manufacturing method of water-absorbent resin particles of the present invention comprises, in this order, a step of polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer to obtain polymer particles, a surface cross-linking step of surface-cross-linking the polymer particles, a step of pulverizing the polymer particles, and a step of classifying the polymer particles.
  • methods for adjusting the gel diffusion distance of the water-absorbent resin particles of the present invention to a range of more than 0.0 cm and not more than 2.0 cm include, for example, a method of drying and then crushing polymer particles obtained through a polymerization process such as reverse-phase suspension polymerization, which will be described later, and a method of adding a water-soluble polymer (for example, a thickener such as polyethylene glycol) to the water-absorbent resin particles to increase the viscosity of the water-absorbent resin particles after they have absorbed liquid.
  • a water-soluble polymer for example, a thickener such as polyethylene glycol
  • the polymerization step is a step of polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer to obtain polymer particles.
  • Typical polymerization methods for polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer include aqueous solution polymerization, spray-droplet polymerization, emulsion polymerization, and reverse-phase suspension polymerization.
  • aqueous solution polymerization method polymerization is carried out by heating an aqueous solution of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer while stirring as necessary.
  • reverse-phase suspension polymerization polymerization is carried out by heating the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in a hydrocarbon dispersion medium while stirring.
  • reverse-phase suspension polymerization is preferred from the viewpoint of suitably producing water-absorbent resin particles having a gel diffusion distance of more than 0.0 cm and not more than 2.0 cm.
  • an internal crosslinking agent may be added to the water-soluble ethylenically unsaturated monomer as needed to form crosslinked polymer particles (aqueous gel-like material) having an internal crosslinked structure.
  • An example of the polymerization step is described below.
  • water-soluble ethylenically unsaturated monomers examples include (meth)acrylic acid (herein, "acrylic” and “methacrylic” are collectively referred to as “(meth)acrylic", the same applies hereinafter) and salts thereof; 2-(meth)acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof; nonionic monomers such as (meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, 2-hydroxyethyl(meth)acrylate, N-methylol(meth)acrylamide, and polyethylene glycol mono(meth)acrylate; and amino group-containing unsaturated monomers and quaternized products thereof such as N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl(meth)acrylate, and diethylaminopropyl(meth)acrylamide.
  • (meth)acrylic acid herein, "acrylic” and “methacryl
  • water-soluble ethylenically unsaturated monomers (meth)acrylic acid or salts thereof, (meth)acrylamide, and N,N-dimethylacrylamide are preferred, and (meth)acrylic acid and salts thereof are more preferred, from the viewpoint of ease of industrial availability.
  • These water-soluble ethylenically unsaturated monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • acrylic acid and its salts are widely used as raw materials for water-absorbent resin particles, and these acrylic acids and/or their salts may be copolymerized with the other water-soluble ethylenically unsaturated monomers mentioned above.
  • acrylic acid and/or its salts be used as the main water-soluble ethylenically unsaturated monomer in an amount of 70 to 100 mol % relative to the total water-soluble ethylenically unsaturated monomers.
  • the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be dispersed in a hydrocarbon dispersion medium in the form of an aqueous solution and subjected to reverse-phase suspension polymerization.
  • a hydrocarbon dispersion medium in the form of an aqueous solution and subjected to reverse-phase suspension polymerization.
  • the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in this aqueous solution is preferably in the range of 20% by mass to the saturated concentration or less.
  • the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is more preferably 55% by mass or less, even more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 45% by mass or less. Meanwhile, the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is more preferably 25% by mass or more, even more preferably 28% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more.
  • the acid group may be neutralized in advance with an alkaline neutralizer, if necessary.
  • alkaline neutralizers include alkali metal salts such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium hydroxide, and potassium carbonate; ammonia, etc. These alkaline neutralizers may also be used in the form of an aqueous solution to simplify the neutralization process.
  • the alkaline neutralizers mentioned above may be used alone or in combination of two or more types.
  • the degree of neutralization of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer with the alkaline neutralizing agent is preferably 40 to 100 mol%, more preferably 50 to 90 mol%, even more preferably 60 to 85 mol%, and even more preferably 70 to 80 mol%, in terms of the degree of neutralization of all acid groups possessed by the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
  • radical polymerization initiator From the viewpoint of adjusting the gel diffusion distance, SFC, no-pressure DW 3-minute value, water absorption rate of physiological saline solution, and water retention capacity of physiological saline solution of the water absorbent resin particles within suitable ranges, examples of the radical polymerization initiator added to the polymerization step include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate, peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxyisobutyrate, t-butyl peroxypivalate, and hydrogen peroxide, and 2,2′-azobis(2- azo compounds such as 2,2'-azobis[2-(N-phenylamidino)propane]d
  • the amount of surfactant used is preferably 0.1 to 30 parts by mass, and more preferably 0.3 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the first-stage water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
  • polymeric dispersant As a dispersion stabilizer used in the reversed phase suspension polymerization, a polymeric dispersant may be used in combination with the surfactant described above.
  • polymeric dispersants include maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer, maleic anhydride-modified EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), maleic anhydride-modified polybutadiene, maleic anhydride-ethylene copolymer, maleic anhydride-propylene copolymer, maleic anhydride-ethylene-propylene copolymer, maleic anhydride-butadiene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, oxidized polyethylene, oxidized polypropylene, oxidized ethylene-propylene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethyl cellulose, ethylhydroxyethyl cellulose, etc.
  • the amount of polymeric dispersant used is preferably 0.1 to 30 parts by mass, and more preferably 0.3 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the first-stage water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
  • thickeners examples include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, partially neutralized polyacrylic acid, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethyleneimine, dextrin, sodium alginate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and polyethylene oxide. Furthermore, if the stirring speed during polymerization is the same, the higher the viscosity of the aqueous solution of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, the larger the primary and/or secondary particles that are obtained tend to be.
  • aqueous monomer solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is dispersed in a hydrocarbon dispersion medium in the presence of a dispersion stabilizer.
  • the dispersion stabilizer surfactant or polymeric dispersant
  • the dispersion stabilizer may be added either before or after the addition of the aqueous monomer solution, as long as it is before the start of the polymerization reaction.
  • Such reverse phase suspension polymerization can be carried out in one stage or in two or more stages. From the standpoint of increasing productivity, it is preferable to carry it out in two to three stages.
  • hydroxyethyl cellulose Suditomo Seika Chemicals Co., Ltd., HEC AW-15F
  • 0.0736 g (0.272 mmol) of potassium persulfate as a radical polymerization initiator 0.0736 g (0.272 mmol) of potassium persulfate as a radical polymerization initiator
  • 0.0156 g (0.090 mmol) of ethylene glycol diglycidyl ether as an internal crosslinking agent were added and dissolved to prepare the first-stage aqueous solution.
  • the first-stage aqueous solution was added to the n-heptane solution in the separable flask, and the resulting reaction solution was stirred for 10 minutes.
  • a surfactant solution was prepared by dissolving 0.736 g of surfactant sucrose stearate (Ryoto Sugar Ester S-370, HLB: 3, Mitsubishi Chemical Foods Corporation) in 6.62 g of n-heptane. This surfactant solution was added to the reaction solution, and while stirring the reaction solution at a stirrer speed of 550 rpm, the system was thoroughly purged with nitrogen. The separable flask was then immersed in a 70°C water bath to raise the temperature of the reaction solution, and the polymerization reaction was allowed to proceed for 60 minutes, yielding a first-stage polymerization slurry.
  • Example 2 50.0 g of the water-absorbent resin particles of Example 1 and polyethylene glycol (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., PEG20000) were crushed in a mortar and then passed through a sieve with a mesh size of 400 ⁇ m, and the resulting polyethylene glycol was added in an amount of 0.5 mass % relative to the mass of the water-absorbent resin particles of Example 1 to a 1.0 L SUS bottle, and the mixture was mixed for 30 minutes (revolution speed 50 rpm, rotation speed 50 rpm) using a cross rotary mixer (manufactured by Meiwa Kogyo Co., Ltd.) to obtain 50.25 g of irregularly crushed water-absorbent resin particles of Example 2.
  • the median particle diameter of the water-absorbent resin particles of Example 2 was 382 ⁇ m.
  • Example 3 55.20 g of irregularly pulverized water absorbent resin particles of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the polymer particles (1) used were changed to the polymer particles (2) produced in Production Example 2.
  • the median particle diameter of the water absorbent resin particles of Example 3 was 385 ⁇ m.
  • Example 4 [0123] 50.25 g of irregularly pulverized water absorbent resin particles of Example 4 were obtained in the same manner as in Example 2, except that the polymer particles (1) used were changed to the polymer particles (2) produced in Production Example 2.
  • the median particle diameter of the water absorbent resin particles of Example 4 was 393 ⁇ m.
  • Comparative Example 1 The polymer particles (1) of Production Example 1 were passed through a sieve with an opening of 850 ⁇ m, and 0.5% by mass of amorphous silica (Toxil NP-S, Oriental Silicas Corporation) relative to the mass of the polymer particles (1) was mixed therewith, thereby obtaining 215.6 g of water-absorbent resin particles of Comparative Example 1 having a shape in which substantially spherical resin aggregates were formed.
  • the water-absorbent resin particles of Comparative Example 1 had a median particle diameter of 351 ⁇ m.
  • the gel diffusion distance of the water-absorbent resin particles was measured using an apparatus schematically shown in FIG. 1.
  • a stainless steel petri dish 61 was placed on a movable base plate 60 of a Curdmeter-MAX ME-500 (manufactured by Asuka Kikai).
  • a cylindrical container (A) 62 equipped with a stainless steel wire mesh 63 having a mesh size of 38 ⁇ m covering the upper opening was placed in the stainless steel petri dish 61.
  • a cylindrical container (B) 64 having open ends at both axial ends was placed in the center of the stainless steel wire mesh 63, and the cylindrical container (B) 64 was fixed with a clamp 65.
  • the stainless steel petri dish 61 had an inner diameter of 75 mm and a height of 20 mm.
  • the cylindrical container (A) 62 had an inner diameter of 60 mm, an outer diameter of 70 mm, and a height of 60 mm.
  • the cylindrical container (B) 64 had an inner diameter of 20 mm, an outer diameter of 30 mm, and a height of 60 mm.
  • 0.20 g of water-absorbent resin particles (SAP) was uniformly dispersed inside the cylindrical container (B) 64, and a silicone hose with an inner diameter of 2.0 mm and a length of 8.0 cm, connected to a liquid pump (INTEGRA Biosciences, DOSE IT P910) was vertically installed at the center of the inner diameter of the cylindrical container (B) 64.
  • the gel diffusion distance (cm) was determined by measuring the maximum distance of a straight line passing through the center of the swollen gel on the stainless steel wire mesh when the swollen gel was located inside the cylindrical container (B) and connecting the ends of the swollen gel that had spread on the stainless steel wire mesh by lowering the movable plate, and the gel diffusion distance (cm) was determined by subtracting the inner diameter (diameter) of the cylindrical container (B), 2.0 cm, from the maximum distance Wa. The results are shown in Table 1.
  • Gel diffusion distance (cm) maximum distance Wa - 2.0
  • the measuring apparatus used was one whose schematic configuration is shown in Figure 2.
  • the apparatus consisted of a tank 39 equipped with a static pressure adjusting glass tube 38, and the lower end of the glass tube 38 was positioned so that the liquid level of a 0.69% by mass sodium chloride aqueous solution 40 in the cylinder 32 could be maintained at a height of 5 cm above the bottom of the swollen gel 35.
  • the 0.69% by mass sodium chloride aqueous solution 40 in the tank 39 was supplied to the cylinder 32 through an L-shaped pipe 37 with a cock.
  • a container 43 for collecting the liquid that passed through was placed below the cylinder 32, and the collection container 43 was placed on a top-loading balance 44.
  • the cylinder 32 had an inner diameter of 6 cm, and a No. 400 stainless steel wire mesh (mesh opening: 38 ⁇ m) 36 was attached to the bottom of the lower part.
  • the piston-type weight 31 had a hole 33 at the bottom that was large enough for the liquid to pass through, and a highly permeable glass filter 34 was attached to the bottom to prevent the water-absorbent resin or its swollen gel from entering the hole 33.
  • the flow rate F s (t) passing through the swollen gel 35 was determined in units of g/s by dividing the increase in mass (g) of the liquid amount passing through the gel layer by the increase in time (s).
  • the time when constant hydrostatic pressure and stable flow rate were obtained was designated as ts , and only data obtained between ts and 10 minutes were used for the flow rate calculation.

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Abstract

吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対して高い耐性を有する、吸水性樹脂粒子を提供する。 以下の方法により測定される、ゲル拡散距離が、0.0cm超、2.0cm以下である、吸水性樹脂粒子。 (ゲル拡散距離の測定法) 可動台板にステンレスシャーレを設置する。前記ステンレスシャーレ内に、上側開口部を覆う目開き38μmのステンレス製金網を備える円筒状容器(A)を設置する。次に、前記ステンレス製金網の中心に、軸方向の両端が開放端となっている円筒状容器(B)を設置し、前記円筒状容器(B)をクランプで固定する。前記ステンレスシャーレは、内径75mm、高さ20mmである。前記円筒状容器(A)は、内径60mm、外径70mm、高さ60mmである。前記円筒状容器(B)は、内径20mm、外径30mm、高さ60mmである。次に、前記円筒状容器(B)の内側に、吸水性樹脂粒子0.20gを均一に散布し、前記ステンレス製金網上に前記吸水性樹脂粒子を配置する。次に、円筒状容器(B)の下端から5.0cm上の高さ、かつ、内径中心位置の上部から、0.9質量%の生理食塩水30mLを20mL/minの一定速度で投入する。投入終了から20秒後に、前記円筒状容器(B)を固定したまま、1.2cm/sの速さで可動台板を5.0cm下げる。このとき、前記吸水性樹脂粒子が吸水して生成した膨潤ゲルと、前記ステンレス製金網が接している部分について、ゲル拡散距離を測定する。ゲル拡散距離は、前記ステンレス製金網上の前記膨潤ゲルについて、前記円筒状容器(B)内に前記膨潤ゲルが位置していた際の中心点を通る直線であって、前記可動台板を下げることによって前記ステンレス製金網上に拡がった前記膨潤ゲルの端部を結ぶ直線の最大距離を測定し、当該最大距離Waから、前記円筒状容器(B)の内径(直径)2.0cmを引いた値をゲル拡散距離(cm)とする。 ゲル拡散距離(cm)=最大距離Wa-2.0

Description

吸水性樹脂粒子、吸収体及び吸収性物品
 本発明は、吸水性樹脂粒子、吸収体及び吸収性物品に関し、より詳しくは、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁用パッド等の衛生材料に好適に用いられる吸収体を構成する吸水性樹脂粒子、当該吸水性樹脂粒子を用いた吸収体、及び吸収性物品に関する。
 吸水性樹脂粒子は、近年、紙オムツ、生理用ナプキン、失禁用パッド等の衛生材料の分野に広く使用されている。
 このような吸水性樹脂粒子としては、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体の架橋物、より具体的には、ポリアクリル酸部分中和物の重合体の架橋物が、優れた吸水能を有するとともに、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ため、品質が一定で且つ安価に製造でき、しかも腐敗や劣化がおこりにくい等の数々の利点を有することから、好ましい吸水性樹脂粒子であるとされている(例えば特許文献1参照)。
 紙オムツ、生理用ナプキン、失禁用パッド等の吸収性物品は、主として中心部に配された、身体から排泄される尿、経血等の体液を吸収、保持する吸収体と、身体に接する側に配された液体透過性の表面シート(トップシート)と、身体と接する反対側に配された液体不透過性の裏面シート(バックシート)から構成されている。また、吸収体は、通常、パルプ等の親水性繊維と吸水性樹脂粒子とから構成されている。
特開平3-227301号公報
 このような吸収性物品において、液を吸収した吸収体に対して、折り曲げのような変形による負荷が加わることがあり、このような変形により、吸水した吸収体に割れ等の破損が生じ易いという問題がある。そのため、吸水した吸収体が変形に対して高い耐性を有することが望ましい。
 このような状況下、本発明は、吸水した吸収体の変形に対してより高い耐性を有し得る、吸水性樹脂粒子を提供することを主な目的とする。また、本発明は、当該吸水性樹脂粒子を利用した吸収体、及び吸収性物品を提供することも目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した。当該検討の中で、本発明者は、吸水した吸水性樹脂粒子の結着力の指標であるゲル拡散距離に着目し、ゲル拡散距離と、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対する耐性との間には、相関があることを見出した。すなわち、本発明者は、吸水した吸収体の変形に対してより高い耐性を有するため手段について検討を重ねた結果、ゲル拡散距離が特定範囲に設定された吸水性樹脂粒子は、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対して、好適な耐性を有することを見出した。本発明は、このような知見に基づき、さらに鋭意検討を重ねて完成した発明である。
 すなわち、本発明は、下記の構成を備える発明を提供する。
項1. 以下の方法により測定される、ゲル拡散距離が、0.0cm超、2.0cm以下である、吸水性樹脂粒子。
(ゲル拡散距離の測定法)
 可動台板にステンレスシャーレを設置する。前記ステンレスシャーレ内に、上側開口部を覆う目開き38μmのステンレス製金網を備える円筒状容器(A)を設置する。次に、前記ステンレス製金網の中心に、軸方向の両端が開放端となっている円筒状容器(B)を設置し、前記円筒状容器(B)をクランプで固定する。前記ステンレスシャーレは、内径75mm、高さ20mmである。前記円筒状容器(A)は、内径60mm、外径70mm、高さ60mmである。前記円筒状容器(B)は、内径20mm、外径30mm、高さ60mmである。次に、前記円筒状容器(B)の内側に、吸水性樹脂粒子0.20gを均一に散布し、前記ステンレス製金網上に前記吸水性樹脂粒子を配置する。次に、円筒状容器(B)の下端から5.0cm上の高さ、かつ、内径中心位置の上部から、0.9質量%の生理食塩水30mLを20mL/minの一定速度で投入する。投入終了から20秒後に、前記円筒状容器(B)を固定したまま、1.2cm/sの速さで可動台板を5.0cm下げる。このとき、前記吸水性樹脂粒子が吸水して生成した膨潤ゲルと、前記ステンレス製金網が接している部分について、ゲル拡散距離を測定する。ゲル拡散距離は、前記ステンレス製金網上の前記膨潤ゲルについて、前記円筒状容器(B)内に前記膨潤ゲルが位置していた際の中心点を通る直線であって、前記可動台板を下げることによって前記ステンレス製金網上に拡がった前記膨潤ゲルの端部を結ぶ直線の最大距離を測定し、当該最大距離Waから、前記円筒状容器(B)の内径(直径)2.0cmを引いた値をゲル拡散距離(cm)とする。
ゲル拡散距離(cm)=最大距離Wa-2.0
項2. 前記吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC、×10-7cm3・s/g)が、50.0以下である、項1に記載の吸水性樹脂粒子。
項3. 前記吸水性樹脂粒子の無加圧DW3分値が、15mL/g以上である、項1に記載の吸水性樹脂粒子。
項4. 項1~3のいずれか一項に記載の吸水性樹脂粒子を含む、吸収体。
項5. 項4に記載の吸収体を含む、吸収性物品。
 本発明によれば、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対してより高い耐性を有する、吸水性樹脂粒子を提供できる。また、本発明は、当該吸水性樹脂粒子を利用した吸収体、及び吸収性物品を提供できる。
吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離を測定する装置の概略図である。 吸水性樹脂粒子の食塩水流れ伝導度(SFC)を測定する装置の概略図である。 吸水性樹脂粒子の無加圧DWの3分値の測定に用いる装置の概略図である。 吸水した吸収体の耐変形性を評価する方法を説明するための概略図である(図4(a)、(b))。
 本明細書において、「含む」とは、「本質的にからなる」と、「からなる」をも包含する(The term "comprising" includes "consisting essentially of" and "consisting of".)。また、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル又はメタクリル」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート又はメタクリレート」を意味し、「(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。また、本明細書において、「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意味する。
 本明細書において、「~」で結ばれた数値は、「~」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。複数の下限値と複数の上限値が別個に記載されている場合、任意の下限値と上限値を選択し、「~」で結ぶことができるものとする。
1.吸水性樹脂粒子
 本発明の吸水性樹脂粒子は、以下の方法により測定される、ゲル拡散距離が、0.0cm超、2.0cm以下である。本発明の吸水性樹脂粒子は、このような特徴を備えていることにより、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対して高い耐性を有する。以下、本発明の吸水性樹脂粒子について詳述する。
(ゲル拡散距離の測定法)
 可動台板にステンレスシャーレを設置する。前記ステンレスシャーレ内に、上側開口部を覆う目開き38μmのステンレス製金網を備えた円筒状容器(A)を設置する。次に、前記ステンレス製金網の中心に、軸方向の両端が開放端となっている円筒状容器(B)を設置し、前記円筒状容器(B)をクランプで固定する。前記ステンレスシャーレは、内径75mm、高さ20mmである。前記円筒状容器(A)は、内径60mm、外径70mm、高さ60mmである。前記円筒状容器(B)は、内径20mm、外径30mm、高さ60mmである。次に、前記円筒状容器(B)の内側に、吸水性樹脂粒子0.20gを均一に散布し、前記ステンレス製金網上に前記吸水性樹脂粒子を配置する。次に、円筒状容器(B)の下端から5.0cm上の高さ、かつ、内径中心位置の上部から、0.9質量%の生理食塩水30mLを20mL/minの一定速度で投入する。投入終了から20秒後に、前記円筒状容器(B)を固定したまま、1.2cm/sの速さで可動台板を5.0cm下げる。このとき、前記吸水性樹脂粒子が吸水して生成した膨潤ゲルと、前記ステンレス製金網が接している部分について、ゲル拡散距離を測定する。ゲル拡散距離は、前記ステンレス製金網上の前記膨潤ゲルについて、前記円筒状容器(B)内に前記膨潤ゲルが位置していた際の中心点を通る直線であって、前記可動台板を下げることによって前記ステンレス製金網上に拡がった前記膨潤ゲルの端部を結ぶ直線の最大距離を測定し、当該最大距離Waから、前記円筒状容器(B)の内径(直径)2.0cmを引いた値をゲル拡散距離(cm)とする。
ゲル拡散距離(cm)=最大距離Wa-2.0
 吸水性樹脂粒子について測定される、前記のゲル拡散距離は、吸水した吸水性樹脂粒子の結着力の指標といえる。前記の通り、本発明者は、吸水した吸水性樹脂粒子の結着力の指標であるゲル拡散距離と、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対する耐性との間に、相関があることを見出した。すなわち、前記のゲル拡散距離が0.0cm超、2.0cm以下という特定範囲に設定された吸水性樹脂粒子は、吸水性樹脂粒子を含む吸収体が吸水した場合の吸収体の変形に対して、好適な耐性を有する。前記のゲル拡散距離が0.0cm超、2.0cm以下の吸水性樹脂粒子は、吸水した吸水性樹脂粒子同士の結着力が大きいため、吸収体中で折り曲げられた場合にも、吸水性樹脂粒子同士や親水性繊維と結着し、変形による割れが生じにくいことから、このような優れた効果が発揮されているものと考えられる。
 本発明の吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離は、0.0cm超、2.0cm以下の範囲であればよいが、本発明の効果をより一層好適に発揮する観点から、好ましくは0.0cm超、より好ましくは0.1cm以上、更に好ましくは0.2cm以上である。また、吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離は、同様の観点から、好ましくは2.0cm以下、より好ましくは1.5cm以下、さらに好ましくは1.0cm以下、特に好ましくは0.7cm以下、より特に好ましくは0.5cm以下である。好ましい範囲としては0.0cm超~2.0cm、0.0cm超~1.5cm、0.0cm超~1.0cm、0.0cm超~0.7cm、0.0cm超~0.5cm、0.1cm~2.0cm、0.1cm~1.5cm、0.1cm~1.0cm、0.1cm~0.7cm、0.1cm~0.5cm、0.2cm~2.0cm、0.2cm~1.5cm、0.2cm~1.0cm、0.2cm~0.7cm、0.2cm~0.5cmが挙げられる。
 吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離は、例えば、後述する逆相懸濁重合等の重合工程を経て得られた重合体粒子を乾燥後、破砕することで、0.0cm超、2.0cm以下の範囲に調整することができる。また、吸水性樹脂粒子に水溶性ポリマー(例えばポリエチレングリコールなどの増粘剤)を添加し、吸水性樹脂粒子が液を吸収した後の粘性を高めることによっても、吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離を、0.0cm超、2.0cm以下の範囲に調整することができる。
 本発明の効果をより一層好適に発揮する観点から、本発明の吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC)は、好ましくは0.0×10-7cm3・s/g以上、より好ましくは0.3×10-7cm3・s/g以上、さらに好ましくは1.0×10-7cm3・s/g以上、特に好ましくは5.0×10-7cm3・s/g以上、より特に好ましくは10.0×10-7cm3・s/g以上である。また、吸収体の液体漏れの発生を抑制する観点から、拡散長が短い吸収体が望まれている。吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC)は、吸収体の拡散長を短くする観点から、好ましくは50.0×10-7cm3・s/g以下、より好ましくは30.0×10-7cm3・s/g以下、さらに好ましくは25.0×10-7cm3・s/g以下、特に好ましくは20.0×10-7cm3・s/g以下である。好ましい範囲としては、0.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、0.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、0.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、0.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/gが挙げられる。
 吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC)の測定は、実施例に記載の方法による。
 また、吸収体の拡散長を短くする観点から、吸水性樹脂粒子の無加圧DW3分値は、好ましくは15mL/g以上、より好ましくは20mL/g以上、さらに好ましくは25mL/g以上、特に好ましくは28mL/g以上、より特に好ましくは、30mL/g以上、さらに特に好ましくは32mL/g以上、である。また、吸水性樹脂粒子の無加圧DW3分値は、好ましくは60mL/g以下、より好ましくは55mL/g以下、さらに好ましくは50mL/g以下、特に好ましくは48mL/g以下、より特に好ましくは45mL/g以下である。好ましい範囲としては、15~60mL/g、15~55mL/g、15~50mL/g、15~48mL/g、15~45mL/g、20~60mL/g、20~55mL/g、20~50mL/g、20~48mL/g、20~45mL/g、25~60mL/g、25~55mL/g、25~50mL/g、25~48mL/g、25~45mL/g、28~60mL/g、28~55mL/g、28~50mL/g、28~48mL/g、28~45mL/g、30~60mL/g、30~55mL/g、30~50mL/g、30~48mL/g、30~45mL/g、32~60mL/g、32~55mL/g、32~50mL/g、32~48mL/g、32~45mL/gが挙げられる。
 吸水性樹脂粒子の無加圧DW3分値の測定は、実施例に記載の方法による。
 また、吸水性樹脂粒子の生理食塩水に対する吸水速度は、好ましくは10秒以上、より好ましくは15秒以上、さらに好ましくは20秒以上、特に好ましくは22秒以上、より特に好ましくは24秒以上である。また、吸水性樹脂粒子の生理食塩水に対する吸水速度は、吸収体の拡散長を短くする観点から、好ましくは70秒以下、より好ましくは60秒以下、さらに好ましくは55秒以下、特に好ましくは50秒以下、より特に好ましくは45秒以下、さらに特に好ましくは42秒以下である。好ましい範囲としては、10~70秒、10~60秒、10~55秒、10~50秒、10~45秒、10~42秒、15~70秒、15~60秒、15~55秒、15~50秒、15~45秒、15~42秒、20~70秒、20~60秒、20~55秒、20~50秒、20~45秒、20~42、22~70秒、22~60秒、22~55秒、22~50秒、22~45秒、22~42秒、24~70秒、24~60秒、24~55秒、24~50秒、24~45秒、24~42秒が挙げられる。
 吸水性樹脂粒子の生理食塩水に対する吸水速度の測定は、実施例に記載の方法による。
 また、吸収体の拡散長を短くする観点から、吸水性樹脂粒子の生理食塩水保水量は、好ましくは15g/g以上、より好ましくは20g/g以上、さらに好ましくは25g/g以上、特に好ましくは27g/g以上である。また、好ましくは80g/g以下、より好ましくは60g/g以下、さらに好ましくは50g/g以下、特に好ましくは45g/g以下、より特に好ましくは40g/g以下である。好ましい範囲としては、15~80g/g、15~60g/g、15~50g/g、15~45g/g、15~40g/g、20~80g/g、20~60g/g、20~50g/g、20~45g/g、20~40g/g、25~80g/g、25~60g/g、25~50g/g、25~45g/g、25~40g/g、27~80g/g、27~60g/g、27~50g/g、27~45g/g、27~40g/gが挙げられる。
 吸水性樹脂粒子の生理食塩水保水量の測定は、実施例に記載の方法による。
 本発明の吸水性樹脂粒子は、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合物を架橋したもの、すなわち水溶性エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体により構成されている。
 本発明の吸水性樹脂粒子は、不定形破砕状の粒子である。吸水性樹脂粒子の形状としては、例えば、顆粒状、略球状、不定形破砕状、板状、繊維状、フレーク状、またはそれらの樹脂が凝集した形状等が挙げられる。
 本発明の吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離を、0.0cm超、2.0cm以下の範囲に設定する観点から、吸水性樹脂粒子の形状は、不定形破砕状や不定形破砕状の粒子が凝集した形状であることが好ましく、不定形破砕状であることがより好ましい。前記の通り、例えば、後述する逆相懸濁重合等の重合工程を経て得られた重合体粒子を乾燥後、破砕することで、得られる不定形破砕状の吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離を0.0cm超、2.0cm以下の範囲に調整することができる。
 本発明の効果をより一層好適に発揮する観点から、吸水性樹脂粒子の中位粒子径は、200μm以上、250μm以上、300μm以上、320μm以上、又は350μm以上が好ましい。また、中位粒子径は、同様の観点から、700μm以下、600μm以下、550μm以下、500μm以下、又は450μm以下が好ましい。好ましい範囲としては、中位粒子径が200~700μm、200~600μm、200~550μm、200~500μm、200~450μm、250~700μm、250~600μm、250~550μm、250~500μm、250~450μm、300~700μm、300~600μm、300~550μm、300~500μm、300~450μm、350~700μm、350~600μm、350~550μm、350~500μm、350~450μmが挙げられる。
 吸水性樹脂粒子の中位粒子径は、JIS標準篩を用いて測定することができ、具体的には、実施例に記載の方法により測定した値である。
2.吸水性樹脂粒子の製造方法
 本発明の吸水性樹脂粒子の製造方法は、前記の方法により測定される、ゲル拡散距離が、0.0cm超、2.0cm以下の吸水性樹脂粒子が得られれば、特に制限されない。本発明の吸水性樹脂粒子の製造方法は、例えば、水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させて、重合体粒子を得る工程と、前記重合体粒子に表面架橋を施す表面架橋工程、前記重合体粒子を粉砕する工程、前記重合体粒子を分級する工程とをこの順に備えている。
 前記の通り、本発明の吸水性樹脂粒子の前記ゲル拡散距離を0.0cm超、2.0cm以下の範囲に調整する方法としては、例えば、後述する逆相懸濁重合等の重合工程を経て得られた重合体粒子を乾燥後、破砕する方法、また、吸水性樹脂粒子に水溶性ポリマー(例えばポリエチレングリコールなどの増粘剤)を添加し、吸水性樹脂粒子が液を吸収した後の粘性を高める方法が挙げられる。これらの方法を採用し、液を吸収した後の吸水性樹脂粒子の結着力を高めて、ゲル拡散距離を短くすることができる。以下、本発明の吸水性樹脂粒子の製造方法について詳述する。
<重合工程>
 重合工程は、水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させて、重合体粒子を得る工程である。水溶性エチレン性不飽和単量体を重合させる方法としては、代表的な重合方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、ゲル拡散距離が0.0cm超、2.0cm以下の吸水性樹脂粒子を好適に製造する観点から、好ましくは逆相懸濁重合法が挙げられる。重合工程においては、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内部架橋構造を有する架橋重合体粒子(含水ゲル状物)としてもよい。重合工程の一例を以下に説明する。
 [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。
 これらの中でも、アクリル酸及びその塩が吸水性樹脂粒子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、総水溶性エチレン性不飽和単量体に対して70~100モル%用いられることが好ましい。
 水溶性エチレン性不飽和単量体は、水溶液の状態で炭化水素分散媒中に分散されて、逆相懸濁重合に供されてもよい。水溶性エチレン性不飽和単量体は、水溶液とすることにより、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、55質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましく、45質量%以下であることがよりさらに好ましい。一方、水溶性エチレン性不飽和単量体の濃度としては25質量%以上であることがより好ましく、28質量%以上であることがさらに好ましく、30質量%以上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、40~100モル%であることが好ましく、50~90モル%であることがより好ましく、60~85モル%であることがさらに好ましく、70~80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]
 吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離、SFC、無加圧DW3分値、生理食塩水の吸水速度、生理食塩水保水量を好適な範囲に調整する観点から、当該重合工程に添加さ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)2塩酸塩、2,2’-アゾビス〔2-(N-フェニルアミジノ)プロパン〕2塩酸塩、2,2’-アゾビス〔2-(N-アリルアミジノ)プロパン〕2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}2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〕、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等のアゾ化合物等を挙げることができる。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、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム及び2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩が挙げられる。これらラジカル重合開始剤は、単独で用いても、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]
 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が挙げられ、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、1,6-ヘキサンジオール、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。
 吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離、SFC、無加圧DW3分値、生理食塩水に対する吸水速度、生理食塩水保水量を好適な範囲に調整する観点から、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、0.02モル以下であることが好ましく、0.000001~0.01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、0.00001~0.00005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]
  (界面活性剤)
 逆相懸濁重合では、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もできる。その分散安定剤としては、界面活性剤を用いることができる。
 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アリ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、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪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。
 界面活性剤の使用量としては、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、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)
 また、逆相懸濁重合で用いられる分散安定剤としては、上述した界面活性剤と共に、高分子系分散剤を併せて用いてもよい。
 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、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、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]
 吸水性樹脂粒子の製造方法において、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逆相懸濁重合を行うようにしてもよい。その他の成分としては、増粘剤、連鎖移動剤等の各種の添加剤を添加することができる。
 一例として、水溶性エチレン性不飽和単量体を含む水溶液に対して増粘剤を添加して逆相懸濁重合を行うことができる。このように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。
 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。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一次粒子及び/又は二次粒子は大きくなる傾向にある。
 [逆相懸濁重合]
 逆相懸濁重合を行うにあたっては、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。このとき、重合反応を開始する前であれば、分散安定剤(界面活性剤や高分子系分散剤)の添加時期は、単量体水溶液添加の前後どちらであってもよい。
 その中でも、得られる吸水性樹脂粒子に残存する炭化水素分散媒量を低減しやすいという観点から、高分子系分散剤を分散させた炭化水素分散媒に、単量体水溶液を分散させた後に、さらに界面活性剤を分散させてから重合を行うことが好ましい。
 このような逆相懸濁重合を、1段もしくは2段以上の多段で行うことが可能である。また、生産性を高める観点から2~3段で行うことが好ましい。
 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。
 重合反応の反応温度としては、重合を迅速に進行させ、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、20~110℃であることが好ましく、40~90℃であることがより好ましい。
<脱水工程>
 上述した逆相懸濁重合を行った後、熱等のエネルギーを外部から加えることで、水、炭化水素分散媒等を蒸留により除去する脱水工程を含んでいてもよい。逆相懸濁重合後の含水ゲル状物から脱水を行う場合、炭化水素分散媒中に含水ゲル状物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。この重合後における脱水工程の処理条件を制御して脱水量を調整する(すなわち、重合体粒子の含水率を調整する)ことにより、得られる吸水性樹脂粒子の諸性能を制御することが可能である。
 脱水工程では、蒸留による脱水処理を常圧下で行ってもよい。脱水処理を常圧下で行う場合においては、脱水温度としては、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。
<表面架橋工程>
 表面架橋工程は、重合工程で得られた重合体粒子に表面架橋を施す工程である。重合体粒子が架橋重合体粒子(含水ゲル状物)である場合、水溶性エチレン性不飽和単量体を重合して得られた内部架橋構造を有する含水ゲル状物に対して、表面架橋剤を添加して架橋すること(表面架橋反応)を行う工程となる。この表面架橋反応は、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合後以降に表面架橋剤の存在下に行うことが好ましい。
 表面架橋剤としては、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、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類;(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;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、プロピレンカーボネート、4,5-ジメチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4-ジメチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-エチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-ヒドロキシメチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、1,3-ジオキサン-2-オン、4-メチル-1,3-ジオキサン-2-オン、4,6-ジメチル-1,3-ジオキサン-2-オン、1,3-ジオキソラン-2-オン等のカーボネート化合物(例えばアルキレンカーボネート);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。これらの表面架橋剤の中でも、(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い。これらの表面架橋剤は、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。
 表面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、0.0001~0.001モルであることがより好ましく、0.0002~0.0009モルであることがさらに好ましい。
 表面架橋剤の添加方法としては、表面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。
 吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離、SFC、無加圧DW3分値、生理食塩水に対する吸水速度、生理食塩水保水量を好適な範囲に調整する観点から、表面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反応がほぼすべて終了した後であればよく、重合に使用した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、15~60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く、35~50質量部の範囲の水分存在下に添加することが特に好ましい。なお、水分の量は、反応系に含まれる水分と表面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。
 表面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、表面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>
 上述した表面架橋を行った後、熱等のエネルギーを外部から加えることで、水、炭化水素分散媒等を蒸留により除去する乾燥工程を含んでいてもよい。表面架橋後の重合体粒子を乾燥し、水及び炭化水素分散媒を留去することにより、吸水性樹脂粒子が得られる。
 乾燥工程では、蒸留による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、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。
 なお、逆相懸濁重合により単量体の重合を行った後に表面架橋剤による表面架橋工程を行った場合には、その表面架橋工程の終了後に、上述した蒸留による乾燥工程を行うようにする。または、表面架橋工程と乾燥工程とを同時に行うようにしてもよい。
 乾燥工程の後、重合体粒子を破砕し、破砕状の粒子として角を有する形状のものを得ることによって、吸水した吸水性樹脂粒子の結着力を高めることで、得られる吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離を0.0cm超、2.0cm以下の範囲に調整してもよい。重合体粒子の破砕方法としては、特に制限はなく、例えば、遠心粉砕機、ローラーミル、スタンプミル、ジェットミル、高速回転粉砕機、及び容器駆動型ミル等の粉砕機を用いて重合体粒子を粉砕することができる。
 吸水性樹脂粒子の中位粒子径を好適な範囲に調整する観点から粉砕により得られた重合体粒子を分級してもよい。分級は、粒子群(粉体)を、粒度分布の異なる2以上の粒子群に分ける操作のことを意味する。分級後の重合体粒子の一部を再度、粉砕及び分級してもよい。分級の方法は、特に限定されないが、例えば、スクリーン分級、又は風力分級であってもよい。スクリーン分級は、スクリーンを振動させることによって、スクリーン上の粒子を、スクリーンの網目を通過する粒子と通過しない粒子とに分級する方法である。スクリーン分級は、例えば振動篩、ロータリシフタ、円筒撹拌篩、ブロワシフタ、又はロータップ式振とう器を用いて行うことができる。風力分級は、空気の流れを利用して粒子を分級する方法である。
 本発明の吸水性樹脂粒子は、目的に応じた添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、界面活性剤、酸化剤、還元剤、金属キレート剤、ラジカル連鎖禁止剤、酸化防止剤、抗菌剤等が挙げられる。なお、前記添加剤は、親水性または水溶性であることが好ましい。
 無加圧DW3分値、生理食塩水に対する吸水速度を好適な範囲に調整する観点から、吸水性樹脂粒子は無機粉末を含むことができる。無機粉末としては、親水性または水溶性であることが好ましく、例えば非晶質シリカを用いることができる。吸水性樹脂粒子100質量部に対し、無機粉末として0.05~5質量部を含むことが好ましく、0.1~2.5質量部を含むことがより好ましい。
 吸水性樹脂粒子が増粘剤を含むことで、吸水性樹脂粒子が液を吸収した後の粘性を高めることによって、吸水した吸水性樹脂粒子の結着力を高め、吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離を、0.0cm超、2.0cm以下の範囲に調整してもよい。増粘剤としては、水溶性であればよく、水溶性ポリマーであればよりよい。例えば、ポリエチレングリコール、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、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース、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好ましく、ポリエチレングリコールがより好ましい。吸水性樹脂粒子100質量部に対し、増粘剤として0.01~5質量部を含むことが好ましい。また、吸水性樹脂粒子に対し、増粘剤を固体で含むことが好ましい。
3.吸収体、吸収性物品
 本発明の吸水性樹脂粒子は、例えば、生理用品、紙オムツ等の衛生材料に用いられる吸収体を構成するものであり、前記吸収体を含む吸収性物品に好適に用いられる。
 本発明の吸収体は、本発明の吸水性樹脂粒子を含む。吸収体は、親水性繊維をさらに含んでいてもよい。吸収体の構成としては、吸水性樹脂粒子を不織布上あるいは複数の不織布間に固定した形態のシート状構造体、吸水性樹脂粒子と親水性繊維とを均一な組成となるように混合することによって得られた混合分散体、層状の親水性繊維の間に吸水性樹脂粒子が挟まれたサンドイッチ構造体、吸水性樹脂粒子と親水性繊維とをティッシュで包んだ構造体等が挙げられる。なお、吸収体には、他の成分、例えば、吸収体の形態保持性を高めるための熱融着性合成繊維、ホットメルト接着剤、接着性エマルジョン等の接着性バインダーが配合されていてもよい。
 本発明の吸収体における吸水性樹脂粒子の目付は、30g/m2以上500g/m2以下である。当該目付は、好ましくは100g/m2以上、より好ましくは120g/m2以上、さらに好ましくは140g/m2以上であり、また、好ましくは400g/m2以下、より好ましくは350g/m2以下、さらに好ましくは300g/m2以下である。
 親水性繊維としては、微粉砕された木材パルプ、コットン、コットンリンター、レーヨン、セルロースアセテート、ポリアミド、ポリエステル及びポリオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。木材から得られる綿状パルプ、メカニカルパルプ、ケミカルパルプ、セミ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、親水化処理されたポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の合成樹脂からなる繊維等が挙げられる。親水性繊維の平均繊維長は、通常、0.1~10mmであり、又は0.5~5mmであってよい。
 本発明の吸収体における親水性繊維の目付は、0g/m2以上800g/m2以下である。当該目付は、好ましくは50g/m2以上、より好ましくは70g/m2以上、さらに好ましくは90g/m2以上、よりさらに好ましくは100g/m2以上であり、また、好ましくは700g/m2以下、より好ましくは600g/m2以下、さらに好ましくは500g/m2以下である。
 吸収体における吸水性樹脂粒子の含有量としては、5~100質量%であることが好ましく、10~95質量%であることがより好ましく、20~90質量%であることがさらに好ましく、30~80質量%であることがよりさらに好ましい。
 本発明の吸水性樹脂粒子を用いた吸収体を、液体が通過し得る液体透過性シート(トップシート)と、液体が通過し得ない液体不透過性シート(バックシート)との間に保持することによって、本発明の吸収性物品とすることができる。液体透過性シートは、身体と接触する側に配され、液体不透過性シートは、身体と接する反対側に配される。
 液体透過性シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の繊維からなる、エアスルー型、スパンボンド型、ケミカルボンド型、ニードルパンチ型等の不織布及び多孔質の合成樹脂シート等が挙げられる。また、液体不透過性シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂からなる合成樹脂フィルム等が挙げられる。液体透過性シートは、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、スパンボンド不織布、及びスパンボンド/メルトブロー/スパンボンド不織布からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 液体透過性シートの目付は、5g/m2以上100g/m2以下であることが好ましく、10g/m2以上60g/m2以下であることがより好ましい。また、液体透過性シートには、液体の拡散性を向上させるために、表面にエンボス加工や穿孔加工が施されていてもよい。前記エンボス加工や穿孔加工を施すにあたっては、公知の方法にて実施することができる。
 液体不透過性シートとしては、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、耐水性のメルトブローン不織布を高強度のスパンボンド不織布で挟んだスパンボンド/メルトブロー/スパンボンド(SMS)不織布等の不織布からなるシート、これらの合成樹脂と不織布(例えば、スパンボンド不織布、スパンレース不織布)との複合材料からなるシートなどが挙げられる。液体不透過性シートとして、低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂を主体とする合成樹脂からなるシートを用いることもできる。液体不透過性シートは、例えば、目付が10~50g/m2の合成樹脂からなるシートであってよい。
 吸収性物品は、吸水性樹脂粒子を含む吸収体と、吸収体の上下を挟むコアラップとを有する積層体、前記積層体の上表面に配置された液体透過性シート、及び前記積層体の前記液体透過性シート側とは反対側の面に配置された液体不透過性シートを有することが好ましい。
4.付記事項
 本明細書は、少なくとも以下(1)~(6)に示す発明を含んでいる。
(1)
 ゲル拡散距離が、0.0cm超~2.0cm、0.0cm超~1.5cm、0.0cm超~1.0cm、0.0cm超~0.7cm、0.0cm超~0.5cm、0.1cm~2.0cm、0.1cm~1.5cm、0.1cm~1.0cm、0.1cm~0.7cm、0.1cm~0.5cm、0.2cm~2.0cm、0.2cm~1.5cm、0.2cm~1.0cm、0.2cm~0.7cm、0.2cm~0.5cmである、吸水性樹脂粒子。
(2)
 前記吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC)が、0.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、0.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、0.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、0.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、0.3×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、1.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、5.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~50.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~30.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~25.0×10-7cm3・s/g、10.0×10-7cm3・s/g~20.0×10-7cm3・s/gである、上記(1)に記載の吸水性樹脂粒子。
(3)
 前記吸水性樹脂粒子の生理食塩水に対する無加圧DW3分値が、15mL/g以上、15~60mL/g、15~55mL/g、15~50mL/g、15~48mL/g、15~45mL/g、20~60mL/g、20~55mL/g、20~50mL/g、20~48mL/g、20~45mL/g、25~60mL/g、25~55mL/g、25~50mL/g、25~48mL/g、25~45mL/g、28~60mL/g、28~55mL/g、28~50mL/g、28~48mL/g、28~45mL/g、30~60mL/g、30~55mL/g、30~50mL/g、30~48mL/g、30~45mL/g、32~60mL/g、32~55mL/g、32~50mL/g、32~48mL/g、32~45mL/gである、上記(1)または(2)に記載の吸水性樹脂粒子。
(4)
 前記吸水性樹脂粒子の生理食塩水に対する吸水速度が、10~70秒、10~60秒、10~55秒、10~50秒、10~45秒、10~42秒、15~70秒、15~60秒、15~55秒、15~50秒、15~45秒、15~42秒、20~70秒、20~60秒、20~55秒、20~50秒、20~45秒、20~42、22~70秒、22~60秒、22~55秒、22~50秒、22~45秒、22~42秒、24~70秒、24~60秒、24~55秒、24~50秒、24~45秒、24~42秒である、上記(1)~(3)に記載の吸水性樹脂粒子。
(5)
 前記吸水性樹脂粒子の生理食塩水保水量が、15~80g/g、15~60g/g、15~50g/g、15~45g/g、15~40g/g、20~80g/g、20~60g/g、20~50g/g、20~45g/g、20~40g/g、25~80g/g、25~60g/g、25~50g/g、25~45g/g、25~40g/g、27~80g/g、27~60g/g、27~50g/g、27~45g/g、27~40g/gである、上記(1)~(4)のいずれかに記載の吸水性樹脂粒子。
(6)
 前記吸水性樹脂粒子の中位粒子径が、200~700μm、200~600μm、200~550μm、200~500μm、200~450μm、250~700μm、250~600μm、250~550μm、250~500μm、250~450μm、300~700μm、300~600μm、300~550μm、300~500μm、300~450μm、350~700μm、350~600μm、350~550μm、350~500μm、350~450μmである、上記(1)~(5)のいずれかに記載の吸水性樹脂粒子。
(7)
 前記吸水性樹脂粒子の形状が、不定形破砕状もしくは不定形破砕状の粒子が凝集した形状、不定形破砕状である、上記(1)~(6)のいずれかに記載の吸水性樹脂粒子。
 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。ただし本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない場合、製造例及び実施例、比較例、測定は温度25±2℃、湿度50±10%の環境下で実施した。
<重合体粒子の製造>
(製造例1)
[第1段目の重合工程]
 還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び撹拌機を備えた、内径11cm、内容積2Lの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。撹拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼を有するものを用いた。セパラブルフラスコに、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を投入して混合した。フラスコ内の混合物を撹拌機で撹拌しつつ、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n-ヘプタン溶液を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%のアクリル酸を中和した。そこに、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース(住友精化株式会社、HEC AW-15F)0.092gと、ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.0736g(0.272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0.0156g(0.090ミリモル)とを加えてこれらを溶解することにより、第1段目の水溶液を調製した。
 第1段目の水溶液を、セパラブルフラスコ内のn-ヘプタン溶液に添加し、形成された反応液を10分間撹拌した。別途、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を溶解させた界面活性剤溶液を用意した。該界面活性剤溶液を反応液に加え、撹拌機の回転数を550rpmとして反応液を撹拌しながら、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。
[第2段目の重合工程]
 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、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が入ったビーカーに、過硫酸カリウム0.103g(0.381ミリモル)と、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段目の水溶液を調製した。
 セパラブルフラスコ内の第1段目の重合スラリー液を、撹拌機の回転数を1000rpmとして撹拌しながら25℃に冷却し、そこに第2段目の水溶液の全量を加えた。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分間の第2段目の重合反応により、含水ゲル状重合体を形成させた。
[表面架橋]
 含水ゲル状重合体を含む反応液に、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、撹拌下で添加した。続いて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、256.1gの水を系外へ抜き出した。セパラブルフラスコ内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(0.508ミリモル)を含む濃度2質量%の水溶液4.42gを入れ、83℃の温度を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(1)を232.06g得た。
(製造例2)
[第1段目の重合工程]
 還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び撹拌機を備えた、内径11cm、内容積2Lの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。撹拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼を有するものを用いた。セパラブルフラスコに、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を投入して混合した。フラスコ内の混合物を撹拌機で撹拌しつつ、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n-ヘプタン溶液を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%のアクリル酸を中和した。そこに、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース(住友精化株式会社、HEC AW-15F)0.092g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0.028g(0.102ミリモル)、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0.0046g(0.026ミリモル)とを加えてこれらを溶解することにより、第1段目の水溶液を調製した。
 第1段目の水溶液を、セパラブルフラスコ内のn-ヘプタン溶液に添加し、形成された反応液を10分間撹拌した。別途、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を溶解させた界面活性剤溶液を用意した。該界面活性剤溶液を反応液に加え、撹拌機の回転数を550rpmとして反応液を撹拌しながら、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。
[第2段目の重合工程]
 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、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159.9g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が入ったビーカーに、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0.039g(0.143ミリモル)、並びに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)を加えてこれらを溶解することにより、第2段目の水溶液を調製した。
 セパラブルフラスコ内の第1段目の重合スラリー液を、撹拌機の回転数を1000rpmとして撹拌しながら25℃に冷却し、そこに第2段目の水溶液の全量を加えた。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分間の第2段目の重合反応により、含水ゲル状重合体を形成させた。
[表面架橋]
 含水ゲル状重合体を含む反応液に、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、撹拌下で添加した。続いてセパラブルフラスコを125℃に設定した油浴に浸漬し、n-プタンと水との共沸蒸留により、218.2gの水を系外へ抜き出した。セパラブルフラスコ内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(0.508ミリモル)を含む濃度2質量%の水溶液4.42gを入れ、83℃の温度を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(2)を247.6g得た。
<吸水性樹脂粒子の製造>
(実施例1)
 製造例1で作製した重合体粒子(1)を目開き500μmの篩で分級し、粒子径500μm以上の重合体粒子を得た。
[粉砕]
 上記重合体粒子100gを遠心粉砕機(Retsch社製ZM200、スクリーン口径1.5μm、回転数12000rpm)を用いて粉砕することにより、重合体粒子を得た。続いて、得られた重合体粒子を目開き150μmの篩で分級し、粒子径150μm以上の重合体粒子を得た。得られた重合体粒子に対して0.5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)を混合し、不定形破砕状の実施例1の吸水性樹脂粒子を50.71g得た。実施例1の吸水性樹脂粒子の中位粒子径は399μmであった。
(実施例2)
 1.0LのSUS瓶に、実施例1の吸水性樹脂粒子50.0gと、ポリエチレングリコール(東京化成工業株式会社、PEG20000)を乳鉢で粉砕した後に、目開き400μmの篩を通過させて得られたポリエチレングリコールを実施例1の吸水性樹脂粒子の質量に対して0.5質量%入れ、クロスロータリー混合機(明和工業株式会社製)で30分(公転回転数50rpm、自転回転数50rpm)混合させ、不定形破砕状の実施例2の吸水性樹脂粒子を50.25g得た。実施例2の吸水性樹脂粒子の中位粒子径は382μmであった。
(実施例3)
 用いた重合体粒子(1)を製造例2で作製した重合体粒子(2)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、不定形破砕状の実施例3の吸水性樹脂粒子を55.20g得た。実施例3の吸水性樹脂粒子の中位粒子径は385μmであった。
(実施例4)
 用いた重合体粒子(1)を製造例2で作製した重合体粒子(2)に変更したこと以外は実施例2と同様にして、不定形破砕状の実施例4の吸水性樹脂粒子50.25gを得た。実施例4の吸水性樹脂粒子の中位粒子径は393μmであった。
(比較例1)
 製造例1の重合体粒子(1)を目開き850μmの篩に通過させ、重合体粒子(1)の質量に対して0.5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)を混合し、略球状の樹脂が凝集した形状の比較例1の吸水性樹脂粒子を215.6g得た。比較例1の吸水性樹脂粒子の中位粒子径は351μmであった。
[ゲル拡散距離の測定]
 吸水性樹脂粒子のゲル拡散距離は、図1に概略を示す装置を用いて測定した。装置としては、Curdmeter-MAX ME-500(飛鳥機器製)の可動台板60にステンレスシャーレ61を設置した。ステンレスシャーレ61内に、上側開口部を覆う目開き38μmのステンレス製金網63を備えた円筒状容器(A)62を設置した。次に、ステンレス製金網63の中心に、軸方向の両端が開放端となっている円筒状容器(B)64を設置し、円筒状容器(B)64をクランプ65で固定した。ステンレスシャーレ61は、内径75mm、高さ20mmである。円筒状容器(A)62は内径60mm、外径70mm、高さ60mmである。円筒状容器(B)64は内径20mm、外径30mm、高さ60mmである。上記円筒状容器(B)64内部に吸水性樹脂粒子(SAP)0.20gを均一に散布し、円筒状容器(B)64の下端から5.0cm上の高さかつ円筒状容器(B)64の内径中心位置から、送液ポンプ(INTEGRA Biosciences社製、DOSE IT P910)と接続した先端に内径2.0mm、長さ8.0cmステンレス製の投入口を有するシリコン製ホースを垂直に設置し、0.9質量%の生理食塩水30mLを20mL/minの一定速度で投入した。投入終了から20秒後に1.2cm/sの速さで可動台板60を5.0cm下げた。このとき、前記吸水性樹脂粒子が吸水して生成した膨潤ゲルと、前記ステンレス製金網が接している部分について、ゲル拡散距離を測定する。ゲル拡散距離は、前記ステンレス製金網上の前記膨潤ゲルについて、前記円筒状容器(B)内に前記膨潤ゲルが位置していた際の中心点を通る直線であって、前記可動台板を下げることによって前記ステンレス製金網上に拡がった前記膨潤ゲルの端部を結ぶ直線の最大距離を測定し、当該最大距離Waから、前記円筒状容器(B)の内径(直径)2.0cmを引いた値をゲル拡散距離(cm)とする。結果を表1に示す。
ゲル拡散距離(cm)=最大距離Wa-2.0
[吸水性樹脂粒子の食塩水流れ伝導度(SFC)]
(a)合成尿の調製
 1L容の容器に、塩化カリウム2.0g、無水硫酸ナトリウム2.0g、塩化カルシウム二水和物0.25g、塩化マグネシウム六水和物0.50g、リン酸二水素アンモニウム0.85g、リン酸一水素アンモニウム0.15g及び適量の蒸留水を入れ、完全に溶解した。更に蒸留水を追加して、水溶液全体の体積を1Lに調整した。
(b)測定装置の設置
 測定装置として、図2に機略構成を示したものを用いた。装置としては、タンク39には、静圧調整用ガラス管38が具備されており、ガラス管38の下端は、0.69質量%塩化ナトリウム水溶液40をシリンダー32内の液面の高さが膨潤ゲル35の底部から5cm上の高さに維持できるように配置した。タンク39中の0.69質量%塩化ナトリウム水溶液40は、コック付L字管37を通じてシリンダー32へ供給された。シリンダー32の下には、通過した液を捕集する容器43が配置されており、捕集容器43は上皿天秤44の上に配置されていた。シリンダー32の内径は6cmであり、下部の底面にはNo.400ステンレス製金網(目開き38μm)36が設置されていた。ピストン型重り31の下部には液が通過するのに十分な穴33があり、底部には吸水性樹脂あるいはそれらの膨潤ゲルが、穴33へ入り込まないように透過性の良いガラスフィルター34が取り付けてあった。
(c)食塩水流れ伝導度(SFC)の測定
 円筒状容器30に均一に入れた吸水性樹脂粒子(0.90g)を、上記合成尿中で2.07kPaの荷重下、60分間膨潤させ、膨潤ゲル35のゲル層の高さを記録し、次に2.07kPaの荷重下、0.69質量%塩化ナトリウム水溶液40を、一定の静水圧でタンク39から膨潤したゲル層に供給した。このSFC試験は室温(20~25℃)で行った。コンピューターと天秤を用い、時間の関数として20秒間隔でゲル層を通過する液体量を10分間記録した。膨潤ゲル35(の主に粒子間)を通過する流速Fs(t)は、ゲル層を通過する液体量の増加質量(g)を増加時間(s)で割ることによりg/sの単位で決定した。一定の静水圧と安定した流速が得られた時間をtsとし、tsと10分間の間に得たデータだけを流速計算に使用して、tsと10分間の間に得た流速を使用してFs(t=0)の値、つまりゲル層を通る最初の流速を計算した。Fs(t=0)はFs(t)対時間の最小2乗法の結果をt=0に外挿することにより計算した。結果を表1に示す。
SFC=(Fs(t=0)×L0)/(ρ×A×ΔP)
=(Fs(t=0)×L0)/139506
ここで、
s(t=0):g/sで表した流速
0:cmで表したゲル層の最初の高さ
ρ:0.69質量%塩化ナトリウム水溶液の密度=1.003g/cm3
A:シリンダー32中のゲル層上側の面積=28.27cm2
ΔP:ゲル層にかかる静水圧=4920dyne/cm2
SFCの単位は、「×10-7cm3・s/g」である。
[無加圧DW(DemandWettability)の3分値の測定]
 吸水性樹脂粒子の無加圧DWの3分値は、図3に示す測定装置を用いて測定した。測定は1種類の吸水性樹脂粒子に関して5回実施し、最低値と最高値とを除いた3点の測定値の平均値を求めた。結果を表1に示す。
 当該測定装置は、ビュレット部1、導管5、測定台13、ナイロンメッシュシート15、架台11、及びクランプ3を有する。ビュレット部1は、目盛が記載されたビュレット管21と、ビュレット管21の上部の開口を密栓するゴム栓23と、ビュレット管21の下部の先端に連結されたコック22と、ビュレット管21の下部に連結された空気導入管25及びコック24とを有する。ビュレット部1はクランプ3で固定されている。平板状の測定台13は、その中央部に形成された直径2mmの貫通孔13aを有しており、高さが可変の架台11によって支持されている。測定台13の貫通孔13aとビュレット部1のコック22とが導管5によって連結されている。導管5の内径は6mmである。
 まずビュレット部1のコック22とコック24を閉め、25℃に調節された0.9質量%食塩水50をビュレット管21上部の開口からビュレット管21に入れた。食塩水の濃度0.9質量%は、食塩水の質量を基準とする濃度である。ゴム栓23でビュレット管21の開口の密栓した後、コック22及びコック24を開けた。気泡が入らないよう導管5内部を0.9質量%食塩水50で満たした。貫通孔13a内に到達した0.9質量%食塩水の水面の高さが、測定台13の上面の高さと同じになるように、測定台13の高さを調整した。調整後、ビュレット管21内の0.9質量%食塩水50の水面の高さをビュレット管21の目盛で読み取り、その位置をゼロ点(0秒時点の読み値)とした。
 測定台13上の貫通孔13aの近傍にてナイロンメッシュシート15(100mm×100mm、250メッシュ、厚さ約50μm)を敷き、その中央部に、内径30mm、高さ20mmのシリンダーを置いた。このシリンダーに、1.00gの吸水性樹脂粒子10aを均一に散布した。その後、シリンダーを注意深く取り除き、ナイロンメッシュシート15の中央部に吸水性樹脂粒子10aが円状に分散されたサンプルを得た。次いで、吸水性樹脂粒子10aが載置されたナイロンメッシュシート15を、その中心が貫通孔13aの位置になるように、吸水性樹脂粒子10aが散逸しない程度にすばやく移動させて、測定を開始した。空気導入管25からビュレット管21内に気泡が最初に導入された時点を吸水開始(0秒)とした。
 ビュレット管21内の0.9質量%食塩水50の減少量(すなわち、吸水性樹脂粒子10aが吸水した0.9質量%食塩水の量)を0.1mL単位で順次読み取り、吸水性樹脂粒子10aの吸水開始から起算して3分後の0.9質量%食塩水50の減量分Wb(mL)を読み取った。Wbから、下記式により無加圧DWの3分値を求めた。無加圧DWは、吸水性樹脂粒子10aの1.00g当たりの吸水量である。
 無加圧DW値の3分値(mL/g)=Wb/1.00
[吸水速度(Vortex法)]
 吸水性樹脂粒子の生理食塩水の吸水速度をVortex法に基づき下記手順で測定した。まず、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を内容積100mLのビーカーに量りとった。次に、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mm、リング無し)を用いて回転数600rpmで撹拌することにより渦を発生させた。吸水性樹脂粒子2.0±0.002gを生理食塩水中に一度に添加した。吸水性樹脂粒子の添加後から、液面の渦が収束する時点までの時間(秒)を測定し、当該時間を吸水性樹脂粒子の吸水速度として得た。結果を表1に示す。
[生理食塩水保水量]
 吸水性樹脂粒子2.0gを量り取った綿袋(メンブロード60番、横100mm×縦200mm)を500mL容のビーカー内に設置した。吸水性樹脂粒子の入った綿袋中に0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)500gをママコができないように一度に注ぎ込み、綿袋の上部を輪ゴムで縛り、30分静置させることで吸水性樹脂粒子を膨潤させた。30分経過後の綿袋を、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。吸水性樹脂粒子を添加せずに同様の操作を行い、綿袋の湿潤時の空質量Wd(g)を測定し、以下の式から生理食塩水保水量を算出した。結果を表1に示す。
  生理食塩水保水量(g/g)=[Wc-Wd]/2.0
[中位粒子径の測定方法]
 吸水性樹脂粒子10gを、連続全自動音波振動式ふるい分け測定器(ロボットシフター RPS-205、株式会社セイシン企業製)と、JIS規格の目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、250μm及び150μmの篩と、受け皿とを用いて篩分けした。各篩上に残った粒子の質量を全量に対する質量百分率として算出した。各篩上に残存した粒子の質量百分率を、粒子径の大きいものから順に積算し、篩の目開きと、篩上に残った粒子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求め、これを中位粒子径(μm)とした。
[吸収体の作製]
 気流型混合装置(有限会社オーテック製、パッドフォーマー)を用いて、吸水性樹脂粒子12.0g及び粉砕パルプ6.4gを空気抄造によって均一混合することにより、12cm×40cmの大きさの吸収体コアを作製した。次に、吸収体コアと同じ大きさの2枚のティッシュッペーパー(目付:16g/m2)で吸収体コアの上下を挟んだ状態で、全体に141kPaの荷重を30秒間加えてプレスした後、長手方向における両端部から5.0cm幅の部分を切り落とし、吸収体を作製した。
[耐変形性、拡散長の測定方法]
 作製した吸収体の上面に、親水性トップシート(12cm×30cm、目付量21g/m2、レンゴー株式会社)を配置し、吸収性物品を得た。吸収性物品を温度25±2℃の室内において水平な台に置き、吸収性物品の中心に向けて、内径3cmの開口部を有する液投入用シリンダーから、人工尿150mLを一度に投入した。人工尿投入から5分後に、吸収性物品から親水性トップシートを取り除き、試験液により湿潤となった青色領域の吸収体の中心を通る吸収体長手方向の長さを測定し、拡散長(cm)とした。人工尿投入から10分後に、人工尿を吸収した吸収体を用いて、吸収体の耐変形性を評価した。用いられた人工尿組成は以下のとおりである。
(人工尿組成)
・脱イオン水 5919.6g
・NaCl 60.0g
・CaCl2・H2O 1.8g
・MgCl2・6H2O 3.6g
・食用青色1号(着色用)
・1%-トリトンX-100 15.0g
 図4は、吸収体の耐変形性を評価する方法を示す模式図である。液不透過性の樹脂シートで全体を覆われた、40cm×20cmのサイズを有する2枚の段ボール紙71,72を準備した。段ボール紙71,72を、長辺同士が接する状態で粘着テープによって固定して、中央の接合部75において折り曲げ可能な試験板73を作製した。試験板73に対して、吸収体70を、その長手方向が接合部75に垂直となり、人工尿が投入された側の面が試験板73に接する向きで、吸収体70の中心が接合部75と重なるように、粘着テープで固定した。続いて、試験板73を、接合部75を頂点として山折りとなるように、10度/秒の速さでゆっくりと均等に折り曲げた。吸収体70に割れが発生した時点で折り曲げを止め、その時点までに試験板73を折り曲げた角度θ(度)を測定した。角度θが大きいと、耐変形性が優れているといえる。結果を表1に示す。
1 ビュレット部
3 クランプ
4 測定部
5 導管
10a 吸水性樹脂粒子
11 架台
13 測定台
13a 貫通孔
15 ナイロンメッシュシート
21 ビュレット管
22 コック
23 ゴム栓
24 コック
25 空気導入管
30 円筒状容器
31 ピストン型重り
32 シリンダー
33 穴
34 ガラスフィルター
35 膨潤ゲル
36 ステンレス製金網
37 コック付L字管
38 静圧調整用ガラス管
39 タンク
40 0.69質量%塩化ナトリウム水溶液
41 漏斗
42 支持台
43 容器
44 上皿天秤
60 可動台板
61 ステンレスシャーレ
62 円筒状容器(A)
63 ステンレス製金網
64 円筒状容器(B)
65 クランプ
70 吸収体
71 段ボール紙
72 段ボール紙
73 試験板
75 接合部

Claims (5)

  1.  以下の方法により測定される、ゲル拡散距離が、0.0cm超、2.0cm以下である、吸水性樹脂粒子。
    (ゲル拡散距離の測定法)
     可動台板にステンレスシャーレを設置する。前記ステンレスシャーレ内に、上側開口部を覆う目開き38μmのステンレス製金網を備える円筒状容器(A)を設置する。次に、前記ステンレス製金網の中心に、軸方向の両端が開放端となっている円筒状容器(B)を設置し、前記円筒状容器(B)をクランプで固定する。前記ステンレスシャーレは、内径75mm、高さ20mmである。前記円筒状容器(A)は、内径60mm、外径70mm、高さ60mmである。前記円筒状容器(B)は、内径20mm、外径30mm、高さ60mmである。次に、前記円筒状容器(B)の内側に、吸水性樹脂粒子0.20gを均一に散布し、前記ステンレス製金網上に前記吸水性樹脂粒子を配置する。次に、円筒状容器(B)の下端から5.0cm上の高さ、かつ、内径中心位置の上部から、0.9質量%の生理食塩水30mLを20mL/minの一定速度で投入する。投入終了から20秒後に、前記円筒状容器(B)を固定したまま、1.2cm/sの速さで可動台板を5.0cm下げる。このとき、前記吸水性樹脂粒子が吸水して生成した膨潤ゲルと、前記ステンレス製金網が接している部分について、ゲル拡散距離を測定する。ゲル拡散距離は、前記ステンレス製金網上の前記膨潤ゲルについて、前記円筒状容器(B)内に前記膨潤ゲルが位置していた際の中心点を通る直線であって、前記可動台板を下げることによって前記ステンレス製金網上に拡がった前記膨潤ゲルの端部を結ぶ直線の最大距離を測定し、当該最大距離Waから、前記円筒状容器(B)の内径(直径)2.0cmを引いた値をゲル拡散距離(cm)とする。
    ゲル拡散距離(cm)=最大距離Wa-2.0
  2.  前記吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC、×10-7cm3・s/g)が、50.0以下である、請求項1に記載の吸水性樹脂粒子。
  3.  前記吸水性樹脂粒子の無加圧DW3分値が、15mL/g以上である、請求項1に記載の吸水性樹脂粒子。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の吸水性樹脂粒子を含む、吸収体。
  5.  請求項4に記載の吸収体を含む、吸収性物品。
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