JPH11349625A

JPH11349625A - 吸水剤の製造法および吸水剤

Info

Publication number: JPH11349625A
Application number: JP17957498A
Authority: JP
Inventors: Masashi Date; 雅志伊達; Yoshiyuki Iwasaki; 義行岩崎; Hitoshi Takai; 等高井; Keiji Tanaka; 敬次田中
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】表面架橋プロセスを改善して、保水量と荷重
下での吸収量の双方が高いレベルでバランスが取れた吸
水剤を得る。【解決手段】平均粒径２００〜５００ミクロンで、１
００ミクロン以下の粒子の含有量が３質量％以下であ
り、生理食塩水に対する保水量が５０ｇ／ｇ以上の表面
架橋されていない吸水性樹脂の粒子に、架橋剤含有液を
平均粒径２００ミクロン以下の液滴の状態で噴霧混合し
て加熱することで、保水量と荷重下での吸収量とがバラ
ンスして優れた吸水剤を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸水剤の製造法およ
び吸水剤に関する。更に詳しくは、保水力が高く、且つ
荷重下における吸収性能にも優れる吸水剤の製造法およ
び吸水剤に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】紙オムツ等の吸収性物
品に用いられる吸水性樹脂あるいは吸水剤は、着用者の
体重が加わらない状態での保水量と、体重の加わった状
態での荷重下吸収量の双方がバランスが取れて高いレベ
ルであることが要望されている。この要望に対応して、
荷重下における吸収量を高める方法として、吸水性樹脂
粒子の表面近傍を架橋剤で架橋する、いわゆる表面架橋
方法が従来から数多く提案されている。

【０００３】この表面架橋プロセスにおいて重要な点
は、架橋剤の浸透度合（粒子表面からの架橋の深さ）の
コントロール、並びに吸水性樹脂粒子を均一に表面架橋
させることにある。架橋剤の浸透度合のコントロールに
関する技術としては、溶解度パラメーターの異なる架
橋剤を併用する方法（例えば、特開平６−１８４３２０
号公報）や吸水性樹脂粒子の含水率を制御する方法が提
案されている。各粒子を均一に架橋させる技術として
は、混合機内壁面を特定の材質とし、高速撹拌下で水
性架橋剤液を添加混合する方法（例えば、特開平４−１
１４７３８号公報）；特定の範囲の平均粒径及び粒径
分布を持つ重合体粉体の表面を架橋処理する方法（例え
ば、特開平２−１９６８０２号公報、特開平９−３０９
９１６号公報）等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の表面架
橋技術では、荷重下における吸収量を上げるに伴い、保
水量の低下が大きいことから、双方を高いレベルでバラ
ンスさせるには限度があり、必ずしも満足のいくのもで
はなかった。。従来は、幼児用の紙おむつが吸水性樹脂
の主用途であったことから、上記のような吸水性樹脂で
も使用可能であった。しかし、大人用紙おむつへの吸水
性樹脂の適用が進むにつれて、一度に多量に排泄される
尿を効率よく保水する能力と、大人の体重が加わった状
態のような高荷重下での吸収能力とがバランスして高い
レベルにある吸水性樹脂あるいは吸水剤の出現が望まれ
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面架橋
プロセスを改善して、保水量と荷重下での吸収量の双方
が高いレベルでバランスが取れた吸水剤を得るべく鋭意
検討した結果、本発明に到達した。

【０００６】すなわち本発明は、平均粒径２００〜５０
０ミクロンで、１００ミクロン以下の粒子の含有量が３
質量％以下であり、生理食塩水に対する保水量が５０ｇ
／ｇ以上の表面架橋されていない吸水性樹脂（Ａ１）の
粒子に、架橋剤含有液（Ｂ）を平均粒径２００ミクロン
以下の液滴の状態で噴霧混合して加熱することを特徴と
する表面架橋された吸水剤の製造法；並びに、吸水性樹
脂（Ａ１）の粒子の表面近傍が、架橋剤含有液（Ｂ）を
平均粒径２００ミクロン以下の液滴の状態で噴霧して架
橋された吸水剤（Ａ２）であって、吸水性樹脂（Ａ１）
の保水量と吸水剤（Ａ２）の保水量との差が２０ｇ／ｇ
以内であり、且つ下記〜の要件を満足する吸水剤で
ある。生理食塩水に対する保水量が３５ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が２５ｇ／ｇ以上、４０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１５ｇ／ｇ以上、６０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１０ｇ／ｇ以上。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において、吸水性樹脂（Ａ
１）としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和塩の架
橋体、自己架橋型ポリアクリル酸部分中和塩、デンプン
−アクリル酸グラフト共重合体部分中和塩の架橋物、デ
ンプンーアクリロニトリルグラフト重合体の加水分解
物、酢酸ビニルーアクリル酸エステル共重合体のケン化
物、アクリル酸塩ーアクリルアミド共重合体架橋物、ポ
リアクリルアミド架橋物またはこの加水分解物、アクリ
ル酸と２−アクリルアミド−２メチルプロパンスルホン
酸共重合体の塩の架橋物、イソブチレンー無水マレイン
酸共重合体塩の架橋物、架橋カルボキシメチルセルロー
ス塩などの吸水性樹脂の１種以上が挙げられる。

【０００８】上記において塩としては、ナトリウム塩、
カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩（メチルアミ
ン、トリメチルアミンなどのアルキルアミン塩；トリエ
タノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノー
ルアミン塩など）などの塩が挙げられる。好ましい塩は
ナトリウム塩、カリウム塩である。

【０００９】上記のうちで好ましい吸水性樹脂（Ａ１）
は、最終的に得られる吸水性樹脂の吸収性能を考慮する
と、アクリル酸及び／またはその塩を主構成単位とする
エチレン性不飽和単量体の架橋重合体（ポリアクリル酸
部分中和塩の架橋体、自己架橋型ポリアクリル酸中和
塩、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体部分中和塩
の架橋物など）である。特に好ましい樹脂は、酸基を有
するラジカル重合性モノマー及び／又は加水分解により
酸基を形成するラジカル重合性モノマーと架橋剤及び必
要によりグラフト基剤からなる重合成分を水溶液重合
し、必要により加水分解して中和し、乾燥、粉砕して得
られる粒子状の吸水性樹脂である。更に好ましくは、吸
収性能に優れ、水可溶性成分量の少ない樹脂が得られる
と言う点で、ラジカル重合性モノマーとしてアクリル酸
を使用し、架橋剤として２個以上のラジカル重合性二重
結合を有する化合物を使用して重合し、その後中和して
得られる吸水性樹脂である。

【００１０】吸水性樹脂（Ａ１）の製造法については特
に限定はなく、ラジカル重合開始剤を使用する水溶液重
合法、懸濁重合法、逆相懸濁重合法、光開始重合法、電
子線や紫外線などで重合を開始させる方法など従来から
公知の重合方法で製造される。好ましくは、重合設備が
比較的安価で、重合時の温度制御が不要な水溶液断熱重
合法である。

【００１１】（Ａ１）の粒子の形状については特に制限
はなく、破砕状、リン片状、パール状、造粒状などのい
ずれの形状でもよいが、紙おむつ用途でのパルプ等の繊
維状物とのからみが良く、繊維状物からの脱落が少ない
と言う点で、乾燥、粉砕して得られる破砕状の粒子が好
ましい。

【００１２】本発明の方法おいて、（Ａ１）の粒子径と
微粒子の含有量が重要なファクターである。（Ａ１）の
粒子径に関しては、通常、平均粒径が２００〜５００ミ
クロン、好ましくは２５０〜４５０ミクロンである。平
均粒径が２００ミクロン未満の場合、架橋剤含有液
（Ｂ）の液滴と（Ａ１）との均一混合性が低下し、表面
架橋後の保水量の低下が大きくなることがある。一方、
平均粒径が５００ミクロンを越える場合についても、架
橋剤含有液（Ｂ）の液滴と（Ａ）との均一混合性が低下
し、表面架橋後の保水量の低下が大きくなるとともに、
吸収速度が遅くなると言う別の問題が生じる。（Ａ１）
の微粒子含量も重要なファクターであり、１００ミクロ
ン以下の微粒子の含有量は３質量％以下、好ましくは２
質量％以下である。１００ミクロン以下の粒子の含有量
が３質量％を越える場合、架橋剤含有液（Ｂ）の液滴と
（Ａ１）との混合の均一性が不充分となる。上記のよう
な平均粒径と１００ミクロン以下の微粒子含量の（Ａ
１）を得るために、必要により、通常の方法（例えば、
篩い操作や風力分級など）で粒度調整を行う。

【００１３】本発明の方法で使用される表面架橋されて
いない吸水性樹脂（Ａ１）の生理食塩水に対する保水量
は通常５０ｇ／ｇ以上、好ましくは５５ｇ／ｇ以上であ
る。また、２０ｇ／ｃｍ²の荷重下における生理食塩水
に対する吸収量が１０ｇ／ｇ以下である。（Ａ１）の保
水量が５０ｇ／ｇ未満の場合、表面架橋によって荷重下
における吸水量の大きな樹脂を得たとしても、保水量が
低下することから、保水量と荷重下吸収量とのバランス
に優れた樹脂を得ることが難しくなる。

【００１４】吸水性樹脂（Ａ１）の含水率については特
に制限されないが、通常、１０質量％以下、好ましくは
７質量％以下である。含水率が１０質量％を越える場
合、架橋剤含有液（Ｂ）の（Ａ１）の粒子内部への浸透
が助長され、（Ａ１）の粒子の表面近傍への架橋剤の浸
透度合いを制御して効率的な表面架橋を行わせることが
難しくなる。

【００１５】本発明にいて架橋剤含有液（Ｂ）として
は、通常、架橋剤、水および有機溶剤からなる混合水溶
液が使用される。架橋剤としては、（Ａ１）の官能基と
反応しうる基を２個以上有する架橋剤が通常使用され
る。架橋剤としては、例えば、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、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、グリセリン、エチレングリコール等
の多価アルコール類、エチレンカーボネート類、ポリア
ミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂等のポリアミン
樹脂類、エチレンジアミン等のポリアミン化合物、アジ
リジン化合物等が挙げられる。好ましくは、比較的低い
温度で架橋反応を行うことができると言う点で、ポリグ
リシジル化合物およびポリアミン樹脂類である。これら
の架橋剤は単独で使用してもよく、２種以上を併用して
もよい。

【００１６】架橋剤の（Ａ１）に対する使用量は、架橋
剤の種類、得られる吸水剤（Ａ２）の性能目標などによ
って種々変化させることができるが、通常（Ａ１）の質
量に基づいて０．００５〜２質量％、好ましくは、０．
０１〜１質量％、特に好ましくは０．０５〜０．５質量
％である。架橋剤の使用量が０．００５質量％未満の場
合、表面の架橋度が不足し、荷重下吸収量の向上効果が
不充分となる。一方、架橋剤の使用量が２質量％を越え
る場合、荷重下吸収量の向上は図れるが、表面の架橋が
過度となりすぎて保水量が低下し、荷重下吸収量と保水
量とを高いレベルでバランスさせることが難しくなる。

【００１７】本発明において、（Ａ１）の粒子内部への
架橋剤の浸透度合いの調節、および（Ａ１）と架橋剤と
の反応性を制御するために、（Ａ１）に対する水の添加
量をコントロールすると同時に、有機溶剤が併用され
る。水の使用量は、得られる吸水剤（Ａ２）の目標性能
により種々変化させることができ、且つ従来の表面架橋
の方法よりも少ない使用量でよいが、（Ａ１）の質量に
基づいて、通常１〜８質量％、好ましくは２〜６質量％
である。水の使用量が１質量％未満の場合、架橋剤の
（Ａ１）の粒子内部への浸透が不充分となり、荷重下に
おける吸収量、特に高い荷重下（例えば、６０ｇ／ｃｍ
²）における吸収量の向上効果が乏しくなる。一方、水
の使用量が８質量％を越える場合、架橋剤の（Ａ１）の
粒子内部への浸透が過度となり、荷重下における吸収量
の向上は認められるものの、保水量が低下すると言う問
題を生じ、荷重下吸収量と保水量とを高いレベルでバラ
ンスさせることが難しくなる。

【００１８】水と併用して使用される溶媒の種類につい
ては特に限定はなく、従来から公知の溶媒が使用可能で
あり、架橋剤の（Ａ１）の粒子内部への浸透度合い、架
橋剤の反応性等を考慮して適宜選択して使用することが
できるが、好ましくは、比誘電率が２５以上のアルコー
ル系有機溶剤を少なくとも１種含有する有機溶媒を使用
することである。このような有機溶媒としては、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリ
コール、グリセリン、メタノール等が挙げられる。この
ような溶媒は単独で使用してもよいし、２種以上を併用
してもよい。溶媒の使用量は、溶媒の種類により変化さ
せることができるが、（Ａ１）の質量に基づいて、通常
１〜８質量％、好ましくは２〜６質量％である。また、
水に対する溶媒の比率についても任意に変化させること
ができ、質量基準で通常２０〜８０質量％、好ましくは
３０〜７０質量％である。

【００１９】本発明において、架橋剤含有液（Ｂ）の液
滴の平均粒径を２００ミクロン以下とすることが必須要
件である。好ましくは１００ミクロン以下、更に好まし
くは５０ミクロン以下、特に好ましくは３０ミクロン以
下である。液滴の平均粒径が２００ミクロンを越える場
合、（Ａ１）と（Ｂ）との均一混合性が不十分となり、
保水量の低下が大きくなるだけでなく、荷重下吸収量性
能の向上効果も不十分なものとなる。更に、保水量や荷
重下吸収量のバラツキが大きくなる。（Ｂ）の液滴径を
制御する方法としては、（Ｂ）を液体加圧式ノズルから
噴出する方法、（Ｂ）をノズルより噴出させると同時に
エアーを混合して噴霧してミスト化する方法等が挙げら
れる。好ましくは、平均粒径の細かい液滴が得られる点
で、（Ｂ）をノズルより噴出させると同時にエアーを混
合して噴霧する方法である。

【００２０】（Ｂ）の混合時に必要により用いるエアー
の圧力は、ノズルの形状、ノズルのサイズ、ノズル噴出
口の径、架橋剤含有液（Ｂ）の種類や粘度、流量等の条
件によって変化させることができるが、通常０．３〜
３．０ｋｇ／ｃｍ²の範囲である。エア−の圧力が０．
３ｋｇ／ｃｍ²未満の場合、エアーの混合によって
（Ｂ）の液滴の径を小さく制御する効果が不十分とな
る。一方、エア−の圧力が３，０ｋｇ／ｃｍ²を越える
場合、（Ｂ）の噴霧圧力が大きすぎて（Ａ１）の飛散が
生じ、逆に均一混合性が不十分となるケースがある。特
に、高速攪拌型混合機に、このようなノズルを設置して
（Ｂ）を噴霧するような場合、エアーの過度の圧力が高
速攪拌機内の（Ａ１）の攪拌効果を損なう原因になる。
一方、架橋剤含有液（Ｂ）は、加圧状態、無加圧状態の
いずれの状態で供給してもよいが、加圧状態の場合の圧
力は通常０．３〜３ｋｇ／ｃｍ²の範囲であることが好
ましい。

【００２１】本発明において、（Ａ１）と（Ｂ）の液滴
との混合は、通常（Ａ１）の攪拌下に行う。好ましくは
複数のパドルが付いた攪拌軸を有する混合機（Ｃ）を使
用して（Ａ１）を高速攪拌しながら（Ｂ）を噴霧混合す
ることである。このような混合機（Ｃ）としては、高速
撹拌混合が可能であれば特に制限はないが、例えば、タ
ービュライザー（ホソカワミクロン株式会社製）等が粉
体と液体を連続的に混合できることから好ましい。混合
時の撹拌速度は、通常、パドルの先端の線速度が２５０
〜３０００ｍ／分、好ましくは３００〜２５００ｍ／分
の範囲となるようにして行う。パドル先端の線速度が２
５０ｍ／分未満の場合、（Ｂ）を細かい液滴にして噴霧
したとしても、（Ａ１）の撹拌効果が小さいために、
（Ａ１）と（Ｂ）との均一混合性が不十分となる。一
方、パドル先端の線速度が３０００ｍ／分を越える場
合、高速撹拌による機械的剪断力によって（Ａ１）が壊
れ、微粒子の含有量が増えることがあるので好ましくな
い。また、撹拌機に過度の負荷がかかり、連続混合撹拌
機にとって好ましい条件ではない。

【００２２】混合機（Ｃ）の内壁面に突起部分を有する
混合機を用いることにより、均一混合性は更に高まる。
この効果は、本発明者らにとっても意外であったが、該
突起部分の効果は、突起部分が吸水性樹脂（Ａ１）及び
／または（Ａ１）と（Ｂ）の混合物の混合機内での流れ
を乱すことにより、混合性が向上したことによると推定
される。該突起部分の形状は、上記効果が得られるもの
であれば特に制限されるものではないが、角柱状または
円柱状の形状が好ましい。

【００２３】該突起物のサイズは、混合機の大きさ、パ
ドルの数および単位時間当たりの処理量によって適宜選
択することができる。該突起部分の高さは、好ましくは
０．１〜１．０ｃｍ、より好ましくは０．２〜０．６ｃ
ｍである。突起部分の高さが０．１ｃｍ未満の場合、突
起部分を設けた効果が現れない。一方、突起部分の高さ
が１．０ｃｍを越える場合、撹拌部分と混合機内壁の隙
間を大きく取る必要があり、混合機（Ｃ）の撹拌による
均一混合効果が低下する。該突起部分の上部面積は０．
０９〜９ｃｍ²であることが好ましい。より好ましくは
０．１５〜２．５ｃｍ²である。上部面積が０．０９ｃ
ｍ²未満の場合、突起を設けた効果が乏しくなる。一
方、上部面積が９ｃｍ²を越える場合、突起どうしの間
に（Ａ）と（Ｂ）の混合物が堆積する等の問題が起こる
場合があり、このような堆積物の発生は、混合の均一性
を妨げる原因となる。

【００２４】該突起部分を設ける位置については、突起
部分の各々がパドルの回転する円周面の延長上の内壁面
に位置することが好ましい。混合機（Ｃ）の内面は、
（Ａ１）と（Ｂ）との混合物の（Ｃ）の内面への付着を
防止すると言う観点から、少なくとも突起部分以外の表
面部分の材質がテフロン等の付着性の低い材質であるこ
とが好ましい。更に好ましくは、該突起部分の表面につ
いてもテフロン等の付着性の低い材質とすることであ
る。付着性の高い材質、例えばステンレスを内面材質と
した場合、長期間の運転において固い凝集物が内壁表面
に付着、堆積することがあり、好ましくない。

【００２５】（Ａ１）の粒子に（Ｂ）の液滴を噴霧して
混合して、加熱反応を行う。加熱反応の方法は、従来公
知の方法および装置で行うことができる。例えば、回転
式乾燥機、パドルドライヤー、ナウター型乾燥機、ロー
タリーキルン等を使用することができる。加熱反応の条
件は、架橋剤の種類、使用量、得られる吸水剤（Ａ２）
の性能目標等により適宜選択することができるが、例え
ばポリグリシジル化合物を架橋剤として使用する場合、
通常１００〜１６０℃の温度で、２０〜６０分間の加熱
することで実施される。本発明の方法において、（Ｂ）
に架橋反応の促進剤（例えば、アジピン酸、酢酸などの
有機カルボン酸化合物；メルカプトエタノール、チオリ
ンゴ酸、メルカプト酢酸などのチオール化合物；トリエ
タノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどの１
価アミン化合物等）を共存させることにより、架橋反応
の効率を向上させることができる。また、表面架橋して
得られた吸水剤（Ａ２）に更に追加の表面架橋を施し
て、２段階で表面架橋を行ってもよい。

【００２６】本発明の実施により、表面架橋前の吸水性
樹脂（Ａ１）の保水量と、（Ａ１）の粒子を表面架橋し
て得られる吸水剤（Ａ２）の保水量の差が２０ｇ／ｇ以
下であり、且つ、下記〜の要件を満足する吸水剤の
製造法を提供する。生理食塩水に対する保水量が３５ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が２５ｇ／ｇ以上、４０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１５ｇ／ｇ以上、６０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１０ｇ／ｇ以上。好ましくは、吸水性樹脂（Ａ１）の保水量と吸水剤（Ａ
２）の保水量の差が１５ｇ／ｇ以下であり、且つ下記
〜の要件を満足する吸水剤の製造法である。生理食塩水に対する保水量が３７ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が３０ｇ／ｇ以上、４０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が２０ｇ／ｇ以上、６０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１５ｇ／ｇ以上。

【００２７】本発明の方法は、吸収性能の均一性の点に
おいて、従来の表面架橋技術に比べて優れている。すな
わち、架橋剤含有液（Ｂ）を細かい液滴の状態で（Ａ
１）に噴霧混合し、加熱反応せしめること、及びこれら
の操作が連続的に実施できるプロセスであることから、
得られる吸水剤（Ａ２）を５分間隔で各１００ｇのサン
プリングを５回以上行ったときの、保水量、荷重下吸収
量の標準偏差σが平均値の３％以内であると言う極めて
均一性に優れた吸水剤の製造法である。更に、表面架橋
操作を長時間連続的に実施しても粒子同士の凝集による
塊状物の生成が極めて少ない特徴がある。また、本発明
の製造法では表面架橋の反応効率が向上することから、
使用した架橋剤の残存が少なく、実質上ほとんどゼロで
ある。

【００２８】本発明の実施により得られる吸水剤（Ａ
２）は、表面架橋前の吸水性樹脂（Ａ１）の保水量と、
表面架橋後の吸水剤（Ａ２）の保水量の差が２０ｇ／ｇ
以下であり、且つ、下記〜の要件を満足する優れた
吸収特性を示す。生理食塩水に対する保水量が３５ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が２５ｇ／ｇ以上、４０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１５ｇ／ｇ以上、６０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１０ｇ／ｇ以上。

【００２９】本発明の方法における任意の段階で、防腐
剤、防かび剤、抗菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、着色剤、芳香剤、消臭剤、無機質微粉末、有
機質繊維状物などを添加することができ、その量は得ら
れた吸水剤に対して通常５質量％以下、好ましくは３質
量％以下である。また、本発明の吸水剤を更に造粒や成
型を行ってもよい。

【００３０】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。生理食塩水に対する保水量、２０ｇ／ｃｍ²、４０
ｇ／ｃｍ²、６０ｇ／ｃｍ²の荷重下における吸収量は下
記の方法により測定した。以下、特に定めない限り、％
は質量％を示す。

【００３１】＜保水量＞２５０メッシュのナイロン網で
作成したティーバッグ（縦２０ｃｍ、横１０ｃｍ）に吸
水性樹脂１．０００ｇを入れ、生理食塩水（ＮａＣｌ濃
度０.９０％のイオン交換水溶液）中に６０分間浸漬し
た後、１５分間吊るして水切りしてから、ティーバッグ
ごと遠心脱水機に入れて、１５０Ｇで９０秒間遠心脱水
を行い、余剰水を除去する。遠心脱水後の増加質量を測
定し、保水量とした。＜荷重下吸収量＞２５０メッシュのナイロン網を底面に
貼ったプラスチック製円筒（内径２５ｍｍ、高さ３０ｍ
ｍ）内に吸水性樹脂０．１６０ｇを入れて均一に均し、
この吸水性樹脂の上に外径２５ｍｍでスムーズに円筒内
を上下する１００ｇの分銅を乗せる。この時の荷重は約
２０ｇ／ｃｍ²に相当する。生理食塩水６０ｍｌの入っ
たシャーレー（直径：１２ｃｍ）の中に吸水性樹脂と分
銅の入ったプラスチック円筒をナイロン網側を下面にし
て浸し、放置する。吸水性樹脂が生理食塩水を吸収して
増加した質量を６０分後に測定し、その値を吸水剤１ｇ
当たりの値に換算して２０ｇ／ｃｍ²の荷重下における
吸収量とした。４０ｇ／ｃｍ²、６０ｇ／ｃｍ²の荷重下
における吸収量は、各々同じ外径の２００ｇ、３００ｇ
の分銅を使用して同様の測定を行うことによって求めら
れる。

【００３２】吸水性樹脂の製造例１アクリル酸２０００部、架橋剤としてペンタエリスリト
ールトリアリルエーテル６部、イオン交換水５３７７部
を混合して重合性単量体水溶液を作成し、溶液温度が５
℃となるまで冷却した後、この溶液を断熱重合可能な重
合槽に投入した。溶液中に窒素ガスを導入することによ
り、溶液中の溶存酸素量を０．２ｐｐｍ以下とした。こ
の重合溶液に１％過酸化水素水溶液１０部、０．５％Ｌ
−アスコルビン酸水溶液１０部、１０％のＶ−５０（和
光純薬工業製アゾ系触媒）水溶液１０部を添加した。約
２０分後に重合開始を示す温度上昇が確認され、約２．
５時間後に最高温度に到達した。更に４時間熟成して含
水ゲル状重合体を得た。この含水ゲル状重合体を小型ニ
ーダーを用いて小片に砕断した後、これに５０％のＮａ
ＯＨ水溶液１６００部を添加し、重合体中のカルボキシ
ル基の約７２モル％をナトリウム塩とした。この中和さ
れた含水ゲル状重合体を１５０℃の熱風で含水率が約４
％となるまで乾燥した後、粉砕して２２メッシュの金網
を通過し、１１９メッシュの金網を通過しない部分をと
って、粒子状の吸水性樹脂（１）を得た。吸水性樹脂
（１）の粒度分布を測定した結果、平均粒径は３８０ミ
クロン、１００ミクロン以下の微粒子を０．４％含有し
ていた。吸水性樹脂（１）の性能評価結果を表１に示
す。

【００３３】吸水性樹脂の製造例２アクリル酸２０００部および水４１００部からなる溶液
に、冷却下、５０％ＮａＯＨ水溶液１６００部を添加し
てアクリル酸の約７２モル％をナトリウム塩とした。架
橋剤としてＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド６部
を加えて溶解させた後、更に冷却して溶液温度を５℃と
した。この重合溶液を断熱重合可能な重合槽に投入し、
溶液中に窒素ガスを導入することにより、溶液中の溶存
酸素量を０．２ｐｐｍ以下とした。この重合溶液に、１
％過酸化水素水溶液１０部、０．５％Ｌ−アスコルビン
酸水溶液１０部、１０％のＶ−５０水溶液１０部を添加
した。約３０分後に重合開始を示す温度上昇が確認さ
れ、約３時間後に最高温度に到達した。更に４時間熟成
して含水ゲル状重合体を得た。この含水ゲル状重合体を
小型ニーダーを用いて小片に砕断した後、１５０℃の熱
風で含水率が約４％となるまで乾燥した後、粉砕して２
２メッシュの金網を通過し、１１９メッシュの金網を通
過しない部分をとって、粒子状の吸水性樹脂（２）を得
た。吸水性樹脂（２）の粒度分布を測定した結果、平均
粒径は３７５ミクロン、１００ミクロン以下の微粒子を
０．７％含有していた。吸水性樹脂（２）の性能評価結
果を表１に示す。

【００３４】実施例１高速撹拌混合機としてタービュライザー（ホソカワミク
ロン製；ハイテックミキサーＨＸ−２）を使用した。こ
の混合機内面は６ｍｍ厚さのテフロン樹脂で被覆されれ
おり、２０個のパドルを有し、パドルの相対する箇所に
高さ０．２ｃｍ、上部面積０．１６ｃｍ²の角柱状で且
つ表面をテフロン樹脂で覆った突起物が固定されてい
る。吸水性樹脂のタービュラーザーへの供給には、供給
フィーダー（ファイントロンＦＴ−２５；ホソカワミク
ロン製）を設置した。架橋剤含有液は、エチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、水、ジエチレングリコール
（比誘電率：３１．７）を５／２２／１３比率で、あら
かじめ混合して作成した。架橋剤含有液の供給は、ター
ビュラーザーの原料投入口に挿入され、パドルの約１ｃ
ｍ上に固定されたエアーアトマイジングノズル（スプレ
ーセットアップ番号：ＳＵ１）を用いて行った。このエ
アーアトマイジングノズルには、架橋剤含有液供給用の
滴下用定量ポンプとエアー供給用のエアー圧力レギュレ
ーターが接続されており、架橋剤含有液の供給と同時に
エアーを供給して、噴霧状態で架橋剤含有液を添加し
た。液滴径はエアー圧力によって調節される。タービュ
ライザーの回転速度を２１６０ｒｐｍにセットし（パド
ル先端部の線速度：４０７ｍ／分）、吸水性樹脂を５０
ｋｇ／時間の速度でタービュラーザーのサンプル投入口
から連続添加すると同時に、架橋剤含有液を０．４ｋｇ
／時間の速度、且つエアー圧を０．８ｋｇ／ｃｍ²に制
御して供給し、吸水性樹脂に連続噴霧し混合した。架橋
剤含有液の平均液滴径は１５〜２０ミクロンであった。
タービュラーザーの取り出し口から排出された吸水性樹
脂と架橋剤含有液の混合物は、加熱ジャケットを備えた
加熱機（内面がテフロン樹脂で被覆されておらず、角柱
状突起物をもたない以外はタービュライザーと同種構
造）に連続供給して加熱反応を行なった。この時の反応
温度は１４０℃、加熱機内での滞留時間は約３０分であ
る。吸水剤（イ）の排出開始から、５分間隔で、各回約
１００ｇの吸水剤のサンプリングを５回実施した。各サ
ンプルを２２メッシュの金網を通過させて、吸水剤
（イ）−１〜（イ）−５を得た。各サンプルにおいて、
１０メッシュを通過しなかった租い粒子の含有量の平均
値は０．２％であり、塊状物の発生はほとんど見られな
かった。吸水剤（イ）−１〜（イ）−５の性能評価結果
を表２および表５に示す。

【００３５】実施例２実施例１において、エアー圧０．８ｋｇ／ｃｍ²に代
え、０．５ｋｇ／ｃｍ²とする以外は実施例１と同様に
して吸水剤（ロ）−１〜（ロ）−５を得た。この時の架
橋剤含有液の平均液滴径は４５〜６０ミクロンであっ
た。各サンプルにおいて、１０メッシュを通過しなかっ
た粗い粒子の含有量の平均値は０．４％であり、塊状物
の発生はほとんど見られなかった。吸水剤（ロ）−１〜
（ロ）−５の評価結果を表３および表５に示す。

【００３６】実施例３実施例１において、吸水性樹脂（１）に代えて、吸水性
樹脂（２）を使用する以外は実施例１と同様にして吸水
剤（ハ）を得た。各サンプルにおいて、１０メッシュを
通過しなかった租い粒子の含有量の平均値は０．３％で
あり、塊状物の発生はほとんど見られなかった。吸水剤
（ハ）の性能評価結果の平均値を表５に示す。

【００３７】比較例１実施例１において、エアーアトマイジングノズルを用い
ずに、タービュラーザーに直接接続された滴下用定量ポ
ンプで架橋剤含有液を連続滴下して供給する以外は実施
例１と同様にして比較吸水剤（ニ）−１〜（ニ）−５を
得た。この時の架橋剤含有液の平均液滴径は約４００〜
６００ミクロンであった。各サンプルの１０メッシュを
通過しなかった粗い粒子の含有量の平均値は５．３％で
あり、この物は固い塊状物であった。比較吸水剤（ニ）
−１〜（ニ）−５の評価結果を表４及び表５に示す。

【００３８】比較例２実施例１において、エアー圧０．８ｋｇ／ｃｍ²に代
え、０．３ｋｇ／ｃｍ²とする以外は実施例１と同様に
して比較吸水剤（ホ）を得た。この時の架橋剤含有液の
平均液滴径は２１０〜２５０ミクロンであった。各サン
プルの１０メッシュを通過しなかった粗い粒子の含有量
の平均値は２．６％であり、この物は固い塊状物であっ
た。比較吸水剤（ホ）の評価結果の平均値を表５に示
す。

【００３９】

【表１】＊荷重下吸収量２０：２０ｇ／ｃｍ²の荷重下おける吸
収量

【００４０】

【表２】＊荷重下吸収量４０：４０ｇ／ｃｍ²の荷重下おける吸
収量

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】

【発明の効果】本発明の製造法では、表面架橋時の架橋
剤含有液の液滴の平均粒径を２００ミクロン以下にコン
トロールして吸水性樹脂に噴霧混合することから、表面
架橋の均一性が著しく改善され、粒子同士の凝集による
塊状物生成がほとんどない。従って、バラツキの少ない
均一な性能を有する吸水剤が製造できるとともに、従来
の表面架橋技術に比べて表面架橋による保水量の低下も
少ない。その結果、保水量と荷重下吸収量とが高いレベ
ルでバランスした、従来にない吸水剤を製造することが
できる。特に高荷重下における吸収性能に優れる特長が
ある。更に、表面架橋に使用する架橋剤の残存も少な
く、ほとんどゼロである。以上の効果を奏することか
ら、本発明の吸水剤は、紙おむつ、生理用ナプキンなど
の吸収性物品に好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中敬次京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径２００〜５００ミクロンで、１
００ミクロン以下の粒子の含有量が３質量％以下であ
り、生理食塩水に対する保水量が５０ｇ／ｇ以上の表面
架橋されていない吸水性樹脂（Ａ１）の粒子に、架橋剤
含有液（Ｂ）を平均粒径２００ミクロン以下の液滴の状
態で噴霧混合して加熱することを特徴とする表面架橋さ
れた吸水剤（Ａ２）の製造法。
【請求項２】架橋剤含有液（Ｂ）をノズルより噴出さ
せる際にエアーを混合して平均粒径が２００ミクロン以
下の液滴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】吸水性樹脂（Ａ１）の粒子を攪拌下しな
がら、（Ｂ）の液滴を噴霧混合する請求項１または２記
載の製造法。
【請求項４】吸水性樹脂（Ａ１）の粒子の攪拌を、複
数のパドルを備えた攪拌軸を有する混合機（Ｃ）を用い
て行い、且つ、回転するパドルの先端の線速度が２５０
〜３０００ｍ／分で攪拌を行う請求項３記載の製造法。
【請求項５】混合機（Ｃ）が、その内壁面に、高さ
０．１〜１ｃｍ、上部面積０．０９〜９ｃｍ²の角柱状
または円柱状の複数の突起部分を有する混合機である請
求項４記載の製造法。
【請求項６】該突起部分各々が、パドルの回転する円
周面の延長上の内壁面に位置する請求項５記載の製造
法。
【請求項７】混合機内面の少なくとも突起部分以外の
表面部分の材質がテフロンである請求項４〜６のいずれ
か記載の製造法。
【請求項８】吸水性樹脂（Ａ１）が、酸基を有するラ
ジカル重合性モノマー及び／又は加水分解により酸基を
形成するラジカル重合性モノマー、架橋剤及び必要によ
りグラフト基剤を主構成成分とする重合成分を水溶液重
合し、必要により加水分解して中和し、乾燥、粉砕して
得られる粒子である請求項１〜７のいずれか記載の製造
法。
【請求項９】吸水性樹脂（Ａ１）の生理食塩水に対す
る保水量が５０ｇ／ｇ以上であり、且つ、２０ｇ／ｃｍ
²の荷重下における吸収量が１０ｇ／ｇ以下である請求
項１〜９のいずれか記載の製造法。
【請求項１０】吸水性樹脂（Ａ１）の保水量と、表面
架橋して得られる吸水剤（Ａ２）の保水量の差が２０ｇ
／ｇ以下であり、且つ、下記〜の要件を満足する請
求項１〜８のいずれか記載の製造法。生理食塩水に対する保水量が３５ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が２５ｇ／ｇ以上、４０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１５ｇ／ｇ以上、６０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１０ｇ／ｇ以上。
【請求項１１】吸水性樹脂（Ａ１）の粒子の表面近傍
が、架橋剤含有液（Ｂ）を平均粒径２００ミクロン以下
の液滴の状態で噴霧して架橋された吸水剤（Ａ２）であ
って、吸水性樹脂（Ａ１）の保水量と吸水剤（Ａ２）の
保水量との差が２０ｇ／ｇ以下であり、且つ下記〜
の要件を満足する吸水剤。生理食塩水に対する保水量が３５ｇ／ｇ以上、２０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が２５ｇ／ｇ以上、４０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１５ｇ／ｇ以上、６０ｇ／ｃｍ²荷重下における生理食塩水に対する吸
収量が１０ｇ／ｇ以上。