JP4494509B2 - 吸収体及び吸収性物品 - Google Patents
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Description
初めに、吸水性ポリマーの主鎖ポリマーの中和滴定曲線を作成する。例えば、吸水性ポリマーがアクリル酸架橋重合体である場合、該吸水性ポリマーの主鎖ポリマーはポリアクリル酸である。以下に、吸水性ポリマーがアクリル酸架橋重合体である場合を例にとって説明する。ポリアクリル酸(和光純薬工業、平均分子量25万)のイオン交換水溶液に対して、水酸化ナトリウム溶液を適宜滴下し、pHメーターを用いて該溶液のpHを測定した。この時、ポリアクリル酸の分子量と添加した水酸化ナトリウムのモル数とから中和度を算出し、横軸に中和度、縦軸にpHをプロットし、中和滴定曲線を描いた。中和度は50〜100%の範囲で行った。pHメーターには、堀場pHイオンメーターD53、電極型式6583を用いた。次に、吸水性ポリマー0.1gをイオン交換水20ml中に投入し、10分攪拌後にこの攪拌した溶媒のpHを測定し、得られたpHの値から、前記中和滴定曲線を用いて目的とする中和度を算出した。尚、測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
「フローリィによれば、吸水力を付与する要因は、高分子電解質と水との親和力および可動イオン濃度がゲルの内側のほうが高いために発生する浸透圧、吸水力抑制意思としての網目構造に基づくゴム弾性力で決定される。
Q5/3(吸水力)={(1/2×i/Vu×1/S1/2)2+(1/2−X1)/V1}×V0/ν={(イオンの浸透圧)+(高分子電解質の水との親和性)}/橋架け密度
i/Vu:網目に固定された電荷濃度
1/S1/2:外部溶液の電解質のイオン強度
(1/2−X1)/V1:網目と水の親和力
V0/ν:橋架け密度」
遠心保持量の測定は、JIS K 7223(1996)に準拠して行う。ナイロン製の織布(メッシュ開き255、三力製作所販売、品名:ナイロン網、規格:250×メッシュ巾×30m)を幅10cm、長さ40cmの長方形に切断して長手方向中央で二つ折りにし、両端をヒートシールして幅10cm(内寸9cm)、長さ20cmのナイロン袋を作製する。測定試料である吸水性ポリマー1.00gを精秤し、作製したナイロン袋の底部に均一になるように入れる。試料の入ったナイロン袋を、25℃に調温した生理食塩水(0.9質量%塩化ナトリウム水)に浸漬させる。浸漬開始から30分後にナイロン袋を生理食塩水から取り出し、1時間垂直状態に吊るして水切りした後、遠心脱水器(コクサン(株)製、型式H−130C特型)を用いて脱水する。脱水条件は、143G(800rpm)で10分間とする。脱水後、試料の質量を測定し、次式に従って目的とする遠心保持量を算出する。
遠心保持量(g/g)=(a’−b−c)/c ;式中、a’は遠心脱水後の試料及びナイロン袋の総質量(g)、bはナイロン袋の吸水前(乾燥時)の質量(g)、cは試料の吸水前(乾燥時)の質量(g)を表す。測定は5回行い(n=5)、上下各1点の値を削除し、残る3点の平均値を測定値とした。尚、測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
100mLのガラスビーカーに、生理食塩水(0.9質量%塩化ナトリウム水)50mLとマグネチックスターラーチップ(中央部直径8mm、両端部直径7mm、長さ30mmで、表面がフッ素樹脂コーティングされているもの)を入れ、ビーカーをマグネチックスターラー(アズワン製HPS−100)に載せる。マグネチックスターラーの回転数を600±60rpmに調整し、生理食塩水を攪拌させる。測定試料である吸水性ポリマー2.0gを、攪拌中の食塩水の渦の中心部で液中に投入し、JIS K 7224(1996)に準拠して該吸水性ポリマーの吸水速度(秒)を測定する。具体的には、吸水性ポリマーのビーカーへの投入が完了した時点でストップウォッチをスタートさせ、スターラーチップが試験液に覆われた時点(渦が消え、液表面が平らになった時点)でストップウォッチを止め、その時間(秒)をボルテックス法による吸水速度として記録する。測定はn=5測定し、上下各1点の値を削除し、残る3点の平均値を測定値とした。尚、これらの測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
JIS K6219−2 2005に準じてかさ比重の測定を行った。測定対象の吸水性ポリマーを、質量及び体積既知の円筒容器(直径100mmのステンレス製容器、容量1000ml)の中心部へ該容器の下端から50mm以下の高さから注ぎ込んだ。このとき、注ぎ込まれた吸水性ポリマーが円筒容器の上端よりも上方で三角錐を形成するように、十分な量の吸水性ポリマーを円筒容器内に注ぎ込んだ。そして、へらを用いて円筒容器の上端よりも上方にある余剰の吸水性ポリマーを払い落とし、この状態で該容器の質量を測定し、その測定値から容器の質量を差し引くことで、吸水性ポリマーの質量を求め、これを容器の体積で除して、目的とするかさ比重を算出した。尚、測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
100mLのガラスビーカーに、測定試料である吸水性ポリマー0.32±0.005gを膨潤するに十分な量の生理食塩水(0.9質量%塩化ナトリウム水)、例えば吸水性ポリマーの飽和吸収量の5倍以上の生理食塩水に浸して30分間放置する。別途、垂直に立てた円筒(内径25.4mm)の開口部の下端に、金網(目開き150μm、株式会社三商販売のバイオカラム焼結ステンレスフィルター30SUS)と、コック(内径2mm)付き細管(内径4mm、長さ8cm)とが備えられた濾過円筒管を用意し、コックを閉鎖した状態で該円筒管内に、膨潤した測定試料を含む前記ビーカーの内容物全てを投入する。次いで、目開きが150μmで直径が25mmである金網を先端に備えた直径2mmの円柱棒を濾過円筒管内に挿入して、該金網と測定試料とが接するようにし、更に測定試料に2.0kPaの荷重が加わるようおもりを載せる。この状態で1分間放置した後、コックを開いて液を流し、濾過円筒管内の液面が60mLの目盛り線から40mLの目盛り線に達する(つまり20mLの液が通過する)までの時間(T1)(秒)を計測する。計測された時間T1(秒)を用い、次式から2.0kPaでの通液速度を算出する。尚、式中、T0(秒)は、濾過円筒管内に測定試料を入れないで、生理食塩水20mlが金網を通過するのに要する時間を計測した値である。 通液速度(ml/min)=20×60/(T1−T0) 前記式で得られた値を円筒内の膨潤した吸水性ポリマー層の厚みで除して、20mmあたりの値に換算して加圧下通液速度とする。測定は5回行い(n=5)、上下各1点の値を削除し、残る3点の平均値を測定値とした。尚、加圧下通液速度の更に詳細な測定方法は、特開2003−235889号公報の段落〔0008〕及び段落〔0009〕に記載されており、また測定装置は、同公報の図1及び図2に記載されている。
加圧下吸収量は、特開2003−235889号公報に記載されている測定方法及び測定装置を利用して測定される。25±2℃、相対湿度50%±5%の環境で次のようにして測定する。即ち、目開き63μmのナイロン網(JIS Z8801−1:2000)を底面に貼った円筒プラスチックチューブ(内径30mm、高さ60mm)内に、試料(吸水性ポリマー)0.10gを秤量し、円筒プラスチックチューブを垂直にしてナイロン網上に試料がほぼ均一厚さになるように整え、2.0kPaの加圧が試料にかかるように外径29.5mm×厚さ22mmの分銅を円筒プラスチックチューブ内に挿入する。円筒プラスチックチューブと分銅の質量はあらかじめ測定しておく。次いで、生理食塩水60mlの入ったシャーレ(直径:120mm)の中に試料及び分銅の入った円筒プラスチックチューブをナイロン網側を下面にして垂直に浸す。この時、シャーレの底面ぎりぎりの深さまで、円筒プラスチックチューブが浸漬するようにする。60分後に試料及び分銅の入った円筒プラスチックチューブを水中から引き上げて質量を計量し、あらかじめ測定しておいた円筒プラスチックチューブと分銅の質量を差し引き、試料が吸収した生理食塩水の質量を算出する。この吸収した生理食塩水の質量を10倍した値を加圧下吸収量(g/g)とする。尚、測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
工程II:前記工程Iで得られたポリマーに塩基性化合物及び/又は水を接触させて、該ポリマーの中和度が75モル%以上となるように中和処理を施す工程。
pH7.0に調整されたイオン交換水10000質量部中に、測定対象の吸水性ポリマー又は牛ヘモグロビンを5質量部(イオン交換水中の濃度が0.05質量%となるように)分散させて、吸水性ポリマー分散液、牛ヘモグロビン分散液を調製する。牛ヘモグロビン分散液のゼータ電位の測定は、測定対象の吸水性ポリマー分散液とpHが等しくなるように、pHを調整して行う。イオン交換水及び牛ヘモグロビン分散液のpH調整には、必要に応じ塩酸あるいは水酸化ナトリウムを用い、pHの測定には市販のpHメーター(例えば堀場pHイオンメーターD53、電極型式6583)を用いることができる。測定対象の吸水性ポリマーは、目開き106μmのふるいを通過した粒子状のものを用いる。吸水性ポリマー粒子が大きくて測定できない場合(吸水性ポリマー粒子が大きすぎると、イオン交換水中で該吸水性ポリマーが沈降してしまい、ゼータ電位の測定が困難になる)には、測定可能となるように適宜篩い分けの目開きを調整し、測定に供する粒子の大きさを調整する。得られた分散液について、ゼータ電位の測定装置を用いて吸水性ポリマー又は牛ヘモグロビンのゼータ電位を測定する。ゼータ電位の測定中、分散液の水温23±2℃、測定室の湿度50±5%とする。測定は、1つの試料につき3回繰り返し行い、それらの平均値を当該試料のゼータ電位とする。
吸水性ポリマー粒子におけるアルカリ金属の分布状態は、走査型電子顕微鏡(SEM)に付随されるエネルギー分散型X線分析装置(EDX)を用い、吸水性ポリマー粒子の拡大断面画像に基づいて微小領域の元素分析を行うことで測定することができる。先ず、測定対象の吸水性ポリマー粒子を複数、粘着層を設けた基板(例えば、ステンレスや銅等の基板の一面に、ニチバナイスタック両面紙NW−15S等の両面テープを貼り付けたもの)の該粘着層上に、該粒子が互いに重ならないように散布する。次いで、吸水性ポリマー粒子全体を樹脂(例えばエポキシ樹脂、メタクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂)で包埋し、樹脂層を形成する。該樹脂層を形成する樹脂の量は、吸水性ポリマー粒子全体を樹脂で包埋するのに最低限必要な量とし、過剰量の樹脂は使用しないようにする。次いで、ミクロトームを用いて、該樹脂層をその厚み方向に二分するように切断し、これにより該樹脂層中の吸水性ポリマー粒子を切断する。こうして得られた吸水性ポリマー粒子の切断面における長軸と短軸との交点を、該吸水性ポリマーの中心とする。次いで、得られた吸水性ポリマー粒子の切断面について、SEMで拡大しながらEDXにてアルカリ金属のマッピングを行う。EDXの操作において、X線取り出し角度30°、X線折込時間30分とし、またX線の検出には、Si(Li)半導体検出器を用いることができる。このアルカリ金属のマッピングでは、吸水性ポリマー粒子の中心と該粒子の表面の任意の一点との間を略2等分することで、該粒子を、該中心を含む中心部と、該中心部よりも外側に位置する表層部とに2分割し、これら2つの領域それぞれについて、アルカリ金属原子固有のX線の量をカウントし、アルカリ金属濃度を測定する。斯かる操作を5回繰り返し、中心部及び表層部それぞれの平均アルカリ金属濃度を算出し、次式によりアルカリ金属濃度比を算出する。 アルカリ金属濃度比=(表層部の平均アルカリ金属濃度/中心部の平均アルカリ金属濃度)
吸収性物品、例えば、ナプキン1(吸収体4)に含有されている全ての吸水性ポリマー50gを、JIS Z 8801で規定された目開き850、600、500、355、300、250、150の標準篩(例えば東京スクリーン社製の標準篩)及び受け皿を用いて、振とう機(例えばレッチェ社製、AS200型)を用いて篩分けする。振とう条件50Hz、振幅0.5mm、振とう時間10分間とする。測定は3回行い、平均値をふるい上質量とした。得られた各ふるい上質量を50で除して相対頻度を求め、粒度累積曲線を描いた。累積曲線の中央累積値(50%)に相当する粒子径を平均粒径とした。篩い分け作業後、「粒径250μm以上の吸水性ポリマー」は目開き250の篩上に、「粒径250μm未満の吸水性ポリマー」は、目開き250の篩下、つまり、目開き150の篩上及びその下の受け皿上に、「粒径150μm未満の吸水性ポリマー」は目開き150の篩を通過して受け皿上にあるものをそれぞれ意味する。篩い分けは3回行い、3回の平均値を各篩上の質量とした。得られた各篩上の質量を全質量に対する質量百分率として計算し、各粒径の存在比率を算出した。尚、測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
測定対象の製品(ナプキン)の全体を、表面シート側を上にして平らな場所にシワや折れ曲がりがないように載置し、吸収体が配されている領域の上面に、7g/cm2の荷重を掛け、その状態下での厚みを測定する。厚みの測定には、厚み計 PEACOCK DIAL UPRIGHT GAUGES R5-C(OZAKI MFG.CO.LTD.製)を用いる。このとき、厚み計の先端部と製品との間の測定部分にプレート(厚さ5mm程度のアクリル板)を配置して、荷重が7g/cm2となるようにプレートの大きさを調整する。プレートの形状は、円形又は正方形とする。尚、測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に試料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
繊維粗度計FS−200(KAJAANI ELECTRONICS LTD.製)を用いて測定した。先ず、測定対象の繊維(セルロース繊維)の真の質量を求めるために、該繊維を真空乾燥機内にて100℃で1時間乾燥させ、繊維中に存在している水分を除去する。こうして乾燥させた繊維から1gを正確に量りとる(誤差±0.1mg)。次に、量り取った繊維を、該繊維に極力損傷を与えないように注意しつつ、前記繊維粗度計に付属のミキサーで150mlの水中に完全に離解させ、これを全量が5000mlになるまで水で薄めて希釈液を得た。得られた希釈液から50mlを正確に量りとってこれを繊維粗度測定溶液とし、前記繊維粗度計の操作手順に従って目的とする平均繊維長及び繊維粗度をそれぞれ算出した。尚、平均繊維長の算出には、前記操作手順に基づき下記式により計算された値を用いた。
測定対象の繊維を、その長さ方向と直交する断面方向にスライスする。スライスするときには、繊維の断面面積が極力変化しないように注意する。スライスして得られた繊維の断面を電子顕微鏡を用いて撮像し、その断面写真を画像解析装置(日本アビオニクス社製の「Avio EXCEL」(商品名))により解析し、下記に示す式を用いて目的とする繊維断面の真円度を求めた。尚、該真円度は、任意の繊維断面を100点測定し、その平均値とした。 (繊維断面の真円度)=4×π×(測定繊維の断面面積)/(測定繊維の断面面積の周囲長)2
手順2:前記手順1で得られた湿潤状態の生理用ナプキンの表面層側における、血液によって赤色に染まった赤色部分の最も赤みの強い点5箇所について、分光色差計を用いて赤色度合いa*値を測定する。
手順3:前記手順2で得られた5つの測定値から最大値及び最小値を除いた3つの測定値の平均を、生理用ナプキンの赤色度合いa*値とする。
また、前記手順1〜3において、ナプキンの洗浄に用いる水としては、電気伝導度1μS/cm以下のイオン交換水に塩化カルシウムと塩化マグネシウムを溶解することにより調製される水で、カルシウムイオンとマグネシウムイオンとの含有比(カルシウムイオン:マグネシウムイオン)が7:3で且つドイツ硬度が12°DHの水を用いる。
尚、使用済みの生理用ナプキンを水洗する習慣がある国の一つである、インドネシアの生活用水は、地域によってその硬度が異なるが、前記手順1〜3で用いるドイツ硬度12°DHの水は、少なくともインドネシアの一部で使用されている生活用水と略同じである。
ナプキンの洗浄は、手で行ない、「一方の手で100g程度の水をナプキンにかけ、他方の手で該ナプキンを絞る動作」を10秒間に3回繰り返す。即ち、10秒間に行う動作は、「水をかける→ナプキンを絞る→水をかける→ナプキンを絞る→水をかける→ナプキンを絞る」である。従って、前記手順1においてナプキンの3分間洗浄に使用する水の量は、水をかける動作1回で使用する水の量が前述したようにおよそ100gであるので、およそ(100×3×6×3=)5400gである。前記式において、100×3は、10秒間に使用する水の量、100×3×6は、1分間に使用する水の量に相当する。
ナプキンに水をかけるときはビーカー等を利用し、水をかけている最中はナプキンを絞らないようにする。
手順1において、ナプキンを3分間洗浄した後で該ナプキンを手で絞るときの圧力、即ち、手の握力は、通常、10〜15kg程度である。
赤色部分の赤色度合いa*値を測定する際は、外光が入らないように、測定サンプルと分光色差計とを隙間なく密接させる。分光色差計としては、日本分光製の簡易型分光色差計「NF333」(ペン型検出器)を用いることができる。
ナプキン1の肌当接面側(表面シート2側)には、その長手方向左右両側部に、ナプキン1の長手方向へ延びる防漏溝5,5がそれぞれ形成されている。各防漏溝5は、表面シート2と吸収体4とが、表面シート2側からエンボス等の圧搾手段によって圧密化及び一体化されて形成されている。各防漏溝5は、ナプキン1の縦中心線に関してほぼ対称な形状になっている。各防漏溝5は、それらの前後端が互いに連結しており、これによって全体として閉じた形状をなしている。防漏溝5,5が形成されていることにより、ナプキン幅方向外方に流れる体液等が堰き止られ、ナプキン1の側部からの漏れ(横漏れ)が効果的に防止されると共に、洗浄時におけるナプキンの分解を抑えることができるため、洗浄操作がおこないやすく、血液の洗い流しが容易に行えるようになる。更に、防漏溝5,5が吸収体4の下部付近まで達していることが、洗浄時、吸収体全体に水がいきわたりやすく、且つ、吸収体が偏って血液が残留するのを防止するため好ましい。
〔吸水性ポリマーの合成〕
攪拌機、還流冷却管、モノマー滴下口、窒素ガス導入管、温度計を取り付けたSUS304製5L反応容器(アンカー翼使用)に分散剤としてポリオキシアルキレンエーテルリン酸エステル0.1%(対アクリル酸質量、有効成分量)を仕込み、ノルマルヘプタン1500mlを加えた。窒素ガスの雰囲気下に攪拌を行いながら90℃まで昇温した。一方、2L三つ口フラスコ中に、80%アクリル酸(東亞合成製、act.80.6%)とイオン交換水、48%苛性ソーダ水溶液(旭硝子製、act.49.7%)から、モノマー水溶液としてのアクリル酸ナトリウム(72%中和品)1000gを得た。このモノマー水溶液に、N−アシル化グルタミン酸ソーダ(味の素製、商品名アミソフトPS-11)0.25gをイオン交換水4.41gに溶解させたものを添加した後、550g(以下、モノマー水溶液Aという)、250g(以下、モノマー水溶液Bという)、250g(以下、モノマー水溶液Cという)に三分割した。
前記〔吸水性ポリマーの合成〕に用いたものと同様の反応容器(アンカー翼使用)に、前記〔吸水性ポリマーの合成〕で得られた吸水性ポリマー100gを仕込み、ノルマルヘプタン300mlを加えた。窒素雰囲気下、攪拌しながら、75℃まで昇温した。その後、滴下口から滴下ロートを用いて、イオン交換水60gを滴下し、続いて、イオン交換水10gに、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(ナガセケムテックス製、商品名デナコールEX-810)3.0gを溶解したものを添加した。1.5時間還流させた後、ノルマルヘプタンを除去乾燥させることにより、粒子表面が架橋処理された吸水性ポリマーを得た。
前記〔吸水性ポリマーの合成〕に用いたものと同様の反応容器(アンカー翼使用)に、前記〔吸水性ポリマーの架橋処理〕で、得られた乾燥吸水性ポリマー100gに対して、分散剤としてショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ製、商品名リョートーシュガーエステルS-770)2%(対吸水性ポリマー質量、有効成分量)を仕込み、吸水性ポリマーの5倍量のイオン交換水に中和剤として炭酸水素ナトリウム(和光純薬製)12.5gを加え、徐々に滴下した。得られた吸水性ポリマーをイソプロパノールで洗浄し、分散剤を洗浄し、濾過、乾燥を行い、中和度が調整された吸水性ポリマーを得た。
前記の〔吸水性ポリマーの合成〕、〔吸水性ポリマーの架橋処理〕及び〔吸水性ポリマーの中和処理〕に従った合成例2〜5により、粒子表面が架橋処理された5種類の吸水性ポリマーを得た。合成例1〜5は前記〔吸水性ポリマーの架橋処理〕における架橋剤の使用量のみが異なっており、合成例2では5g、合成例3では1g、合成例4では0.2g、合成例5では0.05g用いた。
前記合成例1に従った合成例6〜8により、粒子表面が架橋処理された3種類の吸水性ポリマーを得た。合成例6〜8は前記〔吸水性ポリマーの中和処理〕における中和剤の使用量のみが異なっており、合成例6では7.7g、合成例7では17.5g、合成例8では26.8g用いた。また、〔吸水性ポリマーの架橋処理〕後に〔吸水性ポリマーの中和処理〕を行わなかった以外は合成例1と同様の手順で進めたものを合成例9とした。
前記工程I及びIIを有する吸水性ポリマーの製造方法に従って、以下のようにして吸水性ポリマーを製造した。即ち、合成例1で用いたものと同様の5L反応容器(ファウドラ翼使用)に、分散剤としてショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ製、商品名リョートーシュガーエステルS-770)2%(対吸水性ポリマー質量、有効成分量)を仕込み、シクロヘキサン2000mlを加えた。窒素雰囲気下、攪拌しながら、73℃まで昇温した。一方、2L三つ口フラスコ中に、80%アクリル酸とイオン交換水、48%苛性ソーダ水溶液から、モノマー水溶液としてのアクリル酸ナトリウム(85%中和品、濃度47%)1000gを得た。このモノマー水溶液に、過硫酸ナトリウム1.1g、及び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(ナガセケムテックス製, 商品名デナコールEX-810)15g(モノマー(アクリル酸)質量に対して3.4%)を溶解した。次いで、前記の5L反応容器内に、モノマー溶液滴下口からマイクロチューブポンプを用いて、5分以上静置したモノマー溶液を滴下し重合した。1時間熟成の後、さらに滴下口から滴下ロートを用いて、イオン交換水625gに30%苛性ソーダ水溶液74g溶解したものを添加した。その後、含水率を35質量%まで脱水し冷却後、シクロヘキサンを除去・乾燥させることにより、中和処理された吸水性ポリマーを得た。
前記〔吸水性ポリマーの合成〕に用いたものと同様の反応容器(アンカー翼使用)に、市販の使い捨ておむつ(メリーズMサイズ、花王(株)製)から取り出した吸水性ポリマー100gを仕込み、ノルマルヘプタン300mlを加えた。窒素雰囲気下、攪拌しながら、90℃まで昇温した。その後、滴下口から滴下ロートを用いて、イオン交換水60gを滴下し、続いて、イオン交換水10gに、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(ナガセケムテックス製、商品名デナコールEX-810) 5.0gを溶解したものを添加した。1.5時間還流させた後、ノルマルヘプタンを除去乾燥させることにより、粒子表面が架橋処理された吸水性ポリマーを得た。こうして得られた乾燥状態の吸水性ポリマー100gに対して、分散剤としてショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ製、商品名リョートーシュガーエステルS-770)2%(対吸水性ポリマー質量、有効成分量)を仕込み、吸水性ポリマーの5倍量のイオン交換水に中和剤として炭酸水素ナトリウム(和光純薬製)12.5gを加え、徐々に滴下した。得られた吸水性ポリマーをイソプロパノールで洗浄し、分散剤を洗浄し、濾過、乾燥を行い、中和処理された吸水性ポリマーを得た。
水溶液重合法を用い、以下のようにして吸水性ポリマーを製造した。即ち、反応容器にアクリル酸81.8g、N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.25g及び脱イオン水241gを仕込み、攪拌・混合しながら内容物の温度を1〜2℃に保った。次いで、内容物の液層中に窒素を流入し酸素濃度を0.02%未満にした後、密閉下、1%過酸化水素水溶液1g、0.2%アスコルビン酸水溶液1.2g及び2%の2,2’−アゾビスアミジノプロパンジハイドロクロライド水溶液2.8gを添加・混合して重合を開始させた(約5℃)。重合と共に温度が上昇し引き続き、密閉下で70〜80℃ に約8時間温度管理しながら重合して、架橋重合体を含む含水ゲルを得た。得られた架橋重合体を含む含水ゲルをインターナルミキサーで3〜7mm の大きさに細断して細断ゲルを得た後、この細断ゲル325.0gに48%の水酸化ナトリウム水溶液67.5gを添加してカルボキシル基の72当量%を中和して、中和細断ゲルを得た。次いで、縦20cm×横20cm×高さ10cmで、天板を有さず、底板に目開き4mmの金網を装着したステンレス製のトレイに、この中和細断ゲルを約5cmの厚さに積層し、150℃ 、風速2.0m/sの条件で、通気型バンド乾燥機(井上金属製)で乾燥して、乾燥体を得た。この乾燥体を粉砕した後、目開き150μmのふるいと同710μmのふるいを用いて篩い分けし、150〜710μmの粒度である吸水性ポリマーを得た。
合成例9で得られた乾燥状態の吸水性ポリマー(カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有し且つ中和度72モル%、JIS K 7223に準拠した遠心保持量10g/g)と、表面処理剤(カチオン性化合物)としての乾燥状態の酸化アルミニウム粉末(和光純薬製)とを混合し(ドライブレンド法)、前記ゼータ電位V1を所定範囲に調整した吸水性ポリマーを得た。酸化アルミニウム粉末の添加量は、吸水性ポリマーの質量に対して0.5質量%とした。
繊維粗度0.32mg/m、繊維断面の真円度0.30の架橋処理パルプ(Weyerhauser Paper製「High Bulk Additive HBA−S」)70質量部、及び繊維粗度0.18、繊維断面の真円度0.32の針葉樹クラフトパルプ(Skeena Cellulose Co.製「SKEENA PRIME」)30質量部を水中に分散混合し、更に前記混合したパルプの乾燥質量100部に対し、紙力補強剤(ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、日本PMC(株)製、カイメンWS−570)を樹脂成分で1質量部を水中に分散混合し、所定の濃度とした後、この分散混合液を湿式抄紙機のフォーミングパートで乾燥坪量が25g/m2になるように繊維ウエブを形成した。次いで、該繊維ウエブをサクションボックスにより、乾燥繊維ウエブ100質量部に基づき水分率100質量部になるまで、繊維ウエブを脱水した。次いで、プレスパート直前で、脱水後の湿潤した繊維ウエブ上に、前記合成例1の吸水性ポリマーを散布坪量30g/m2でほぼ均一に散布した。次いで、前記繊維ウエブの吸水性ポリマー散布面に、繊維集合体として、前記繊維ウエブと同様の配合組成を有する、予め抄紙しておいた吸収紙(坪量25g/m2)を重ね合わせ、かかる繊維ウエブと吸収紙との重ね合わせ体をドライヤーに導入し、130℃の温度にて乾燥、一体化することにより、内部に吸水性ポリマーが固定されている吸収性シートを得た。2枚の前記吸収性シート(長さ90mm、幅35mm)を重ね合わせた後、その上下に2枚の前記吸収性シート(長さ200mm、幅75mm)を配し、長手方向前後両端部を曲線状にカットして吸収体とした。
実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例2の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例2のサンプルとした。また、実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例3の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例3のサンプルとした。また、実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例4の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例4のサンプルとした。
実施例2において、吸収体を以下のものに置換し、ナプキンの厚み(7g/cm2荷重下における厚み)を5.5mmとした以外は実施例2と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例5のサンプルとした。
ホットメルト接着剤(東洋ペトロライト製P−618B)が塗布量5g/m2で塗布された坪量16g/m2のティッシュペーパー(上側被覆シート)の該接着剤の塗布面上に、別途作製したパルプ繊維の繊維ウエブ(坪量240g/m2、幅7cm、長さ17cm)を載置した。このティッシュペーパーは、繊維ウエブよりも寸法が大きい。次いで、繊維ウエブの上から、前記合成例2の吸水性ポリマー0.13gを該繊維ウエブ全体に均一に散布した。更に、繊維ウエブの吸水性ポリマー散布面に、該繊維ウエブと同サイズでホットメルト接着剤が塗布量5g/m2で塗布された下側被覆シートとしてのティッシュペーパー(坪量16g/m2)を、その接着剤の塗布面が該繊維ウエブと対向するように重ね、前記上側被覆シートにおける該繊維ウエブからの延出部分を該下側被覆シートの上面に巻き上げた後、該繊維ウエブの上下を反転させて、吸収体の略全体がティッシュペーパー(被覆シート)で被覆されてなる平面視において矩形形状の吸収体を得た。実施例5のナプキンの断面模式図(図2相当図)を図8に示す。図8中、符号4は吸収体、符号41は吸水性ポリマー、符号42は繊維ウエブ、符号43は上側被覆シート、符号44は下側被覆シートである。
実施例3において、吸収体と裏面シートとの間に金属イオン捕捉剤としてクエン酸三ナトリウム1g(ナプキンに含有されている全吸水性ポリマー100質量部に対して94質量部)を散布した以外は実施例3と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例6のサンプルとした。実施例6のナプキンの厚み(7g/cm2荷重下における厚み)は1.8mmであった。
実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例6の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例7のサンプルとした。また、実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例7の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例8のサンプルとした。また、実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例8の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例9のサンプルとした。
実施例1において、吸収体を以下のもの(混合積繊体)に置換した以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例10のサンプルとした。
解繊したパルプ(フラッフパルプ)100質量部と合成例1の吸水性ポリマー20質量部とを空気気流中に混合し、所定の寸法(幅7cm、長さ17cm)の型内に、型の下側に配した金属メッシュ内面から吸引を行いながら積繊した。こうして得られた混合積繊体の坪量は240g/m2であった。該混合積繊体をホットメルト粘着剤をスプレー塗工した坪量16g/m2のティッシュペーパーで包み込んで吸収体を得た。
実施例10において、混合積繊体に使用した吸水性ポリマーとして合成例10の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例10と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例11のサンプルとした。また、実施例10において、混合積繊体に使用した吸水性ポリマーとして合成例11の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例10と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例12のサンプルとした。また、実施例10において、混合積繊体に使用した吸水性ポリマーとして合成例12の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例10と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例13のサンプルとした。
実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例13の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを実施例14のサンプルとした。
実施例1において、吸水性ポリマーを市販の吸水性ポリマー(日本触媒製、商品名CAW4)に変更した以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを比較例1のサンプルとした。比較例1で用いた市販の吸水性ポリマーの中和度及び遠心保持量等の各種特性を、それぞれ前述した測定方法に従って測定した。尚、比較例1で用いた市販の吸水性ポリマーに関し、前記ゼータ電位差の絶対値ΔVの測定に供した牛ヘモグロビンの前記ゼータ電位V2は、+10mVであった。
実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例5の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを比較例2のサンプルとした。また、実施例1において、吸水性ポリマーとして合成例9の吸水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを比較例3のサンプルとした。
実施例1において、吸水性ポリマーを非イオン性の吸水性ポリマー(住友精化製、アクアコーク)に変更した以外は実施例1と同様にしてナプキンを作製し、これを比較例4のサンプルとした。比較例4で用いた非イオン性の吸水性ポリマーの遠心保持量等の各種特性を、それぞれ前述した測定方法に従って測定した。
インドネシアで市販されている生理用ナプキン「スーパーマキシ」(花王(株)製)を、参考例のサンプルとした。このスーパーマキシは、吸水性ポリマーを含有していない。
実施例、比較例及び参考例の生理用ナプキンについて、前記測定方法に従って厚みを測定すると共に、前記手順1〜3に従って赤色度合いa*値を測定した。また、手順3の終了後のナプキンの状態を目視で観察し、水洗いに起因するナプキンの破れ(洗浄破れ)の有無を確認した。また、これらの生理用ナプキンの吸収性能の評価として、下記の方法により吸収時間及び液戻り量を測定した。これらの結果を下記表2に示す。下記表1には、各生理用ナプキンで用いた吸水性ポリマーの特性を示した。尚、赤色度合いa*値に関し、測定値が1以下であった場合、測定の誤差を考慮すると該測定値は実質的に0とみなせるので、下記表2において「≒0」とした。
測定対象の生理用ナプキンを平面状に拡げ、表面シートを上に向けて水平面上に固定した状態で、吸収体の中心部における該表面シート上に、円筒状の注入部の付いたアクリル板をのせ、更にそのアクリル板上に錘をのせ、吸収体の中心部に対して、5g/m2の荷重を加える。アクリル板に設けられた注入部は、内径10mmの円筒状をなし、アクリル板には、長手方向及び幅方向の中心軸に、該円筒状注入部の中心軸線が一致し、該円筒状注入部の内部とアクリル板の表面シート対向面との間を連通する内径10mmの貫通孔が形成されている。次いで、円筒状注入部の中心軸が吸収体の平面視における中心部と一致するようにアクリル板を配置し、3gの血液を、円筒状注入部から注入し、生理用ナプキンに吸収させる。血液がナプキンの表面に到達した時点から3gの全量がナプキンに吸収されるまでの時間(秒)を計測し、これを1回目の吸収時間とした。また、最初の血液注入時から3分後に、前記手順を繰り返して3gの血液を更に注入(血液の注入量は合計6g)し、この再注入された血液の全量がナプキンに吸収されるまでの時間(秒)を計測し、これを2回目の吸収時間とした。これらの吸収時間の値が小さいほど、吸収速度が速く、高評価となる。下記表1には2回目(血液6g注入時)の吸収時間を示した。尚、1回目において、注入した血液の全量(3g)が吸収されるまでに3分を超えた場合は、全量を吸収後速やかに次の3gを注入した。
前記<吸収時間の測定方法>において、3回目の血液注入時から3分後に、アクリル板と錘を取り除き、ナプキンの肌当接面上(表面シート上)に、7cm×15cmで坪量30g/m2の吸収紙(市販のティッシュペーパー)を10枚重ねて載置し、該吸収紙の上から68g/cm2の荷重を1分間かけた。荷重後、吸収紙10枚を取り除き、該吸収紙10枚の重さを測定した。この測定値と、予め求めておいた荷重前の吸収紙10枚の重さの測定値とから、吸収紙10枚に吸収された血液の質量(g)を求め、該質量を液戻り量とした。該液戻り量が少ないほど、ナプキンの吸収性能が高く、高評価となる。
2 表面シート(表面層)
3 裏面シート(裏面層)
4,A,B,C 吸収体(吸収層)
4a,4b 吸収性シート
5 防漏溝
6 エンドシール部
10 金属イオン捕捉剤
11 内部シート
40 繊維シート
41 吸水性ポリマー
45 不織布
46 ポリマーシート
46s ポリマーシートの長手方向側部
50 吸水性ポリマーの非存在域
Claims (8)
- カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有し且つ中和度75モル%以上、JIS K 7223に準拠した遠心保持量5〜20g/gの吸水性ポリマーを含有する吸収体。
- 前記吸水性ポリマーは、ボルテックス法による吸水速度が30秒以上である請求項1記載の吸収体。
- 前記吸水性ポリマーは、2.0kPaでの加圧下通液速度が150ml/分以上である請求項1又は2記載の吸収体。
- 繊維集合体からなる複数の層を積層してなる積層構造を備え、該積層構造における層間のうちの少なくとも1つの層間に前記吸水性ポリマーが介在されている請求項1〜3の何れかに記載の吸収体。
- 前記繊維集合体が、改質パルプ及び天然繊維を含む請求項4記載の吸収体。
- 吸水性ポリマーを含有し、該吸水性ポリマーのイオン交換水中でのゼータ電位と、牛ヘモグロビンのイオン交換水中でのゼータ電位との差の絶対値が30mV以下である吸収体。
- 吸水性ポリマーを含有し、該吸水性ポリマーが、カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有し、アルカリ金属を含む中和剤で中和処理されており、その中和度が75モル%以上であり、且つ該吸水性ポリマー全体に該アルカリ金属が一様に分布している吸収体。
- 請求項1〜7の何れかに記載の吸収体を具備する吸収性物品。
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