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JPH1160975A - 耐圧性吸水性樹脂とそれを用いた紙おむつ並びに吸水性樹脂とその製法 - Google Patents

耐圧性吸水性樹脂とそれを用いた紙おむつ並びに吸水性樹脂とその製法

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Publication number
JPH1160975A
JPH1160975A JP10101436A JP10143698A JPH1160975A JP H1160975 A JPH1160975 A JP H1160975A JP 10101436 A JP10101436 A JP 10101436A JP 10143698 A JP10143698 A JP 10143698A JP H1160975 A JPH1160975 A JP H1160975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
water absorption
coor
pressure
absorption capacity
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.)
Granted
Application number
JP10101436A
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English (en)
Other versions
JP3877195B2 (ja
Inventor
Nobuyuki Harada
信幸 原田
Kunihiko Ishizaki
邦彦 石崎
Hiroyoshi Fujimaru
洋圭 藤丸
Toshimasa Kitayama
敏匡 北山
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.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai 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.)
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Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP10143698A priority Critical patent/JP3877195B2/ja
Publication of JPH1160975A publication Critical patent/JPH1160975A/ja
Application granted granted Critical
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水性液体に対する親和性に著しく優れ、無加
圧下および加圧下における吸水速度および吸水倍率が従
来のものに比べて飛躍的に向上した吸水性樹脂およびそ
の製法、前記樹脂を用いた紙おむつを提供する。 【解決手段】 50g/cmの荷重下での人工尿に対
する加圧下吸水倍率が30g/g以上であり、かつ10
0g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下吸水
倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で規定される、耐
圧吸水比が0.6以上の耐圧性吸水性樹脂である。その
製法は、−COOR(Rは、水素原子、金属原子または
アンモニウム)を12mmol以上含有し、−COOH
/−COORモル比が0.5未満の吸水性架橋重合体
に、−COORと反応し得る官能基を複数有する化合物
を添加し、加熱することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐圧性に優れた紙
おむつ/および耐圧性に優れた吸水性樹脂に関する。さ
らに、本発明は、水性液体に対する親和性に著しく優
れ、無加圧下および加圧下における吸水速度および吸水
倍率が従来のものに比べて飛躍的に向上した吸水性樹脂
およびその製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および解決しようとする課題】近年、自重
の数十倍から数百倍の水を吸収する吸水性樹脂が開発さ
れ、生理用品や紙おむつ等の衛生材料分野をはじめとし
て、農園芸用分野、鮮度保持等の食品分野、結露防止や
保冷材等の産業分野等、吸水や保水を必要とする用途に
種々に使用されている。
【0003】このような吸水性樹脂として、例えば、デ
ンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解
物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の中和物、酢
酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、ア
クリロニトリル共重合体の加水分解物またはその架橋
体、アクリルアミド共重合体の加水分解物またはその架
橋体、自己架橋型ポリアクリル酸塩、部分中和型ポリア
クリル酸塩架橋体等が知られている。
【0004】吸水性樹脂は、その用途に応じて要求され
る性能が異なり、例えば、紙おむつなどの衛生材料向け
の吸水性樹脂に望まれる特性としては、水性液体に対す
る加圧下での高い吸水倍率、速い吸水速度、大きい通液
性等が挙げられる。例えば、欧州特許443627に
は、加圧下吸水倍率および吸収速度の優れた吸水性樹脂
を、濃度60重量%以上で使用する吸水性構造体が開示
されている。しかしながら、吸水倍率と吸収速度の特性
は必ずしも正の相関を示さず、特に加圧下の吸水倍率と
吸水速度とは二律背反する。このため、同時にこれら2
つの特性を改良することは困難である。
【0005】例えば、吸水性樹脂の吸水速度を高める試
みとして、表面積を大きくする方法がある。吸水性樹脂
の粒径を小さくしたり、顆粒状またはリン片状にする試
みがなされている。しかし、一般に表面積アップのため
吸水性樹脂の粒子径を小さくすると、その物理的強度お
よび吸水膨潤後の粒子間空隙が低下するために、加圧下
や非加圧下における吸水倍率が逆に低下する。
【0006】一方、吸水性樹脂の表面近傍の分子鎖を架
橋させて表面層の架橋密度を上げ、重合体が吸水して膨
潤したときに液体が移動できる空隙を粒子間に確保し、
それにより吸水性樹脂を加圧したときにも吸水倍率を低
下させない技術がある。ところが、一般に表面積の大き
さと加圧下吸水倍率とは相反し、粒子の表面積を大きく
すると架橋剤の均一な混合が困難になるため、均一な表
面架橋が困難になる。これまで吸水性樹脂の加圧下にお
ける吸水倍率を高め、同時に吸水速度を向上させること
を目的とした改良のほとんどは、上記2つの方法(表面
積アップ&表面近傍の架橋)のコンビネーションによる
ものであった。しかし残念ながらこれら2つの特性が前
述のように相反する特性であるために、その技術的限界
によって満足な結果が得られていないのが現状である。
【0007】近年その技術的限界を打ち破るために、粒
子径を小さくせずに表面積を向上させる方法として、発
泡剤等を用いた多孔性重合体が提案され、その表面近傍
を架橋処理する技術が提案されている。このような方法
としては、例えば、70モル%中和ポリアクリル酸ナト
リウム水溶液を架橋剤、および発泡剤としての炭酸塩存
在下に重合し、得られた重合体の表面近傍を架橋処理す
る方法(米国特許第5314420号、特開平7−18
5331号)、70モル%中和ポリアクリル酸カリウム
水溶液またはアンモニウム塩水溶液を架橋剤、および発
泡剤としての炭酸塩存在下に重合し、得られた重合体の
表面近傍を架橋処理する方法(特表平8−509521
号、欧州特許0707603号、WO9502002
号)、固体発泡剤分散下に部分中和アクリル酸ナトリウ
ム水溶液を重合し、得られた重合体の表面近傍を架橋処
理する方法(WO9617884号、欧州特許7444
35号)、また、発泡以外にも特定の界面活性剤存在下
の逆相懸濁重合で得られる表面多孔性アクリル酸ナトリ
ウム重合体表面近傍を架橋処理する方法(欧州特許06
95762号)などが挙げられる。
【0008】なるほど、これら発泡剤を用いた多孔性重
合体の表面近傍を架橋処理する方法によって、加圧下の
吸水倍率および吸水速度が改善された。しかしながら、
これらの方法においても、多孔性重合体の表面近傍を架
橋処理する場合、加圧下での吸水倍率を高めるため表面
架橋密度を高くすると、多孔性重合体ではその構造上架
橋密度の制御が困難なため、表面の親水度が低下する。
その結果、たとえ多孔性重合体を用いても、結局は吸水
速度が低下するなどの問題があった。
【0009】一方、加圧下(荷重下)での吸水倍率が高
い吸水性樹脂を紙おむつに用いることは知られている。
おむつなどでの実使用に適した物性を表す吸水倍率測定
の荷重として、10g/cm(特開昭60−1354
32号)、0.3psi(約20g/cm、欧州特許
0339461号)、50g/cm(特開昭63−9
9861号)、63000ダイン/cm(約50g/
cm、特表平8−509522号)、60g/cm
(特表平8−509521号、欧州特許0707603
号)、最小0.01〜最大0.7psiの合計量(約
0.7g/cm〜最大63g/cmの合計量、特開
平6−254118号、米国特許5601542号)、
0.6ないし1psi(約43g/cmないし約71
g/cm、特表平8−510484号)等が提案さ
れ、これらの吸水性樹脂が開示されている。これら従来
の吸水性樹脂の中で、最も高い加圧下における吸水倍率
としては、1psi(約71g/cm)で25.9g
/gなる吸収性樹脂(特表平9−501975号の実験
例6e)や、1.7psi(約121g/cm)で8
ml/gの吸水倍率を示す吸水性樹脂(欧州特許033
9461号の表B)がある。
【0010】ところがこれらの吸水性樹脂は、比較的低
加圧下では30g/g以上の加圧下吸水倍率を示すが、
一般に荷重が上がるほどその加圧下吸水倍率が大きく低
下する(上記特開平6−254118号、特表平8−5
09521号、特表平8−510484号の図1、欧州
特許0339461号の表B)。例えば、荷重0.3p
siから0.6psiに増加すると、その加圧下吸水倍
率は多くの場合、半分以下に大きく低下する。またこれ
らの樹脂について高吸水速度を達成するために樹脂の表
面積を大きくすると、100g/cm(約1.4ps
i)の荷重下では、10g/g未満、せいぜい20g/
g未満の吸収能しか示さなかった。
【0011】以上、残念ながら、これまでの技術は、紙
おむつの高性能化のために必要な高加圧下での高い吸水
倍率、しかもより高加圧下での吸水速度という市場ニー
ズに十分対応していない。このため依然として、加圧下
の吸水倍率と吸水速度がうまくバランスした吸水性樹脂
がないのが現状である。
【0012】更に、紙おむつなどなどでは、赤ちゃんが
絶えず動き回るためその荷重が一定せず、高い加圧下吸
水倍率を示す吸水性樹脂であっても、圧力に対する吸水
能が一定しない場合がある。このため、赤ちゃんの一般
体重(10kg前後)から予想される荷重、せいぜい1
0〜数10g/cmに対して高い加圧下吸水倍率を示
すだけでは、吸水性樹脂を実際のおむつに組み込んで
も、必ずしも満足のいく働きをせず、紙おむつでは良好
な結果がえれらないと考えられる。従って、従来のよう
に、荷重を単に変化(10〜数10g/cm)させて
測定した加圧下吸水倍率によって、吸水性樹脂を評価
し、またはスクリーニングしても、おむつなどでの実使
用における吸水性樹脂の指標にはならない。おむつに使
用する吸水性樹脂の最終評価としては、加圧下吸水倍率
などの吸水性樹脂の物性測定だけでは不十分であり、結
局は、膨大なコストと手間と時間をかけて、おむつを作
成し、モニターテストをする必要があるのが実状であ
る。
【0013】かかる現状下、既知の技術では技術的限界
に近いレベルにある加圧下の吸水倍率と吸水速度につい
て、両者を極めて高いレベルで同時に満足できるとい
う、従来にない飛躍的に吸水特性に優れた吸水性樹脂が
望まれる。また、粒子の表面積が大きいにも拘わらず加
圧下吸水倍率の大きい吸水性樹脂が望まれる。また、1
00g/cmの高加圧下でも従来の吸水性樹脂には見
られない高い吸水倍率を示し、加圧増加による吸水倍率
の低下が少なく、かつ優れた吸水倍率を示す耐圧性吸水
性樹脂が望まれる。
【0014】さらに、赤ん坊が動き回り荷重が絶えず変
動する場合でも高い吸水倍率を示し、モレが少なく吸収
量の多い紙オムツが望まれる。また、吸水性樹脂の物性
測定にあって、おむつの実使用と相関する吸水性樹脂の
パラメーターが望まれる。
【0015】加えて、無加圧下および加圧下での吸水倍
率が大きく、かつ無加圧下および加圧下における吸水速
度が速い吸水性樹脂の製法が望まれる。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定範囲
の−COORおよび、−COOH/−COORモル比の
吸水性架橋重合体に表面架橋を施した吸水性樹脂が、上
記目的を達成しうることを見出し、本発明を完成させ
た。なお、以下−COOR(Rは、水素原子、金属原子
またはアンモニウム)を単に−COORと記載する。
【0017】即ち本発明は、−COORを12mmol
/g以上含有し、−COOH/−COORモル比が0.
5未満の吸水性架橋重合体に、−COORと反応し得る
官能基を複数有する化合物を添加してなる吸水性樹脂を
提供するものである。また、表面近傍が−COORと反
応し得る官能基を複数有する化合物で架橋処理されてな
り、−COORを12mmol/g以上含有し、−CO
OH/−COORモル比が0.5未満の吸水性樹脂を提
供するものである。また、BET比表面積が0.03m
/g以上であり、かつ100g/cmの荷重下での
人工尿に対する高加圧下吸水倍率が25g/cm以上
の吸水性樹脂を提供するものである。
【0018】また、−COORを12mmol/g以上
含有し、−COOH/−COORモル比が0.5未満の
吸水性架橋重合体に、−COORと反応し得る官能基を
複数有する化合物を添加してなる前記吸水性樹脂を提供
するものである。また、吸水性樹脂が、150μm以下
の微粉末が10重量%以下であることを特徴とする前記
吸水性樹脂を提供するものである。また、50g/cm
の荷重下での人工尿に対する加圧下吸水倍率が30g
/g以上であり、かつ100g/cmの荷重下での人
工尿に対する高加圧下吸水倍率の前記加圧下吸水倍率に
対する比で規定される耐圧吸水比が0.6以上の耐圧性
吸水性樹脂を提供するものである。
【0019】更に、50g/cmの荷重下での人工尿
に対する加圧下吸水倍率が30g/g以上であり、かつ
100g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下
吸水倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で規定される
耐圧吸水比が0.6以上の耐圧性吸水性樹脂を用いた紙
おむつを提供するものである。
【0020】加えて、−COORを12mmol/g以
上含有し、−COOH/−COORモル比が0.5未満
の吸水性架橋重合体に、−COORと反応し得る官能基
を複数有する化合物を添加し、加熱することを特徴とす
る吸水性樹脂の製法を提供するものである。また、前記
化合物が共有結合性架橋剤であり、かつ、共有結合性架
橋剤によって吸水性架橋重合体の無荷重下での吸水倍率
を架橋前の0.9〜0.3倍にまで低下せしめる前記製
法を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。
【0021】
【発明の実施の形態】
(1)吸水性架橋重合体 本発明で使用する吸水性架橋重合体は、−COORを1
2mmol/g以上含有し、−COOH/−COORモ
ル比が0.5未満である。
【0022】Rの金属原子としては、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金
属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等のアルカ
リ土類金属、亜鉛等の遷移金属、その他アルミニウム等
の金属が例示でき、アンモニウムにはアンモニウム(N
)の他に、モノエタノールアンモニウム、メチルア
ンモニウムなどの第一アンモニウム、ジエタノールアン
モニウム、ジメチルアンモニウム等の第二アンモニウ
ム、トリエタノールアンモニウ、トリエチルアンモニウ
ム等の第三アンモニウムおよびテトラメチルアンモニウ
ム等の第四アンモニウムが含まれる。本発明におけるR
としては、水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム
(NH)が好ましく、より好ましくは水素原子または
リチウム原子、ナトリウム原子、アンモニウム(N
)である。吸水性架橋重合体中に含まれるRは、上
記の1種のほか、2種以上を含んでいてもよい。
【0023】−COORを12mmol/g以上含有す
ることとしたのは、この値が加圧下の吸水倍率および吸
水速度に支配的要因となり、加圧下および高加圧下での
吸水倍率に優れる耐圧性吸水性樹脂が得られることが見
出されたからである。なお、−COORの量は、吸水性
架橋重合体単位重量に含まれるカルボキシル基(−CO
OH)およびこれを中和した−COORの合計量をい
う。また、−COOH/−COORモル比が0.5未満
では、安全性のみならず吸水速度や加圧下吸水倍率など
の諸物性に劣る場合があり好ましくない。従って、−C
OORが12mmol/gに満たない吸水性架橋重合体
では、本願発明の目的とする加圧下の吸水倍率と吸水速
度がバランスして優れている吸水特性の向上した吸水性
樹脂は得られない。
【0024】ここに、吸水性架橋重合体の−COORの
量は、吸水性樹脂単位量を構成する単量体あたりの−C
OORの量を用いて理論的に算出できる。例えば、アク
リル酸単独重合体のカルボキシル基を水酸化ナトリウム
で100%中和した重合体(分子量94g/mol)の
−COORは、1/94(g/mol)=10.6mm
ol/gと算出できる。なお、Rがn価の金属(M)で
ある場合には、−COORは−COO(M)1/nと表
記でき、上記と同様にして−COOR量を算出すること
ができる。なお、吸水性架橋重合体に−COORを含ま
ない単量体や重合体、例えば、澱粉、PVAまたは界面
活性剤等を含む場合には、適宜補正すればよい。
【0025】一方、吸水性架橋重合体の−COOR量
は、例えば、−COORの量が既知のポリアクリル酸ナ
トリウムを標準として中和滴定やNMR、元素分析、蛍
光X線分析などの公知の分析手法で実測することができ
る。尚、一般的に吸水性樹脂は、10重量%未満の水分
を樹脂中に含むため、−COORの量を算出するには適
宜その水分量を補正する必要がある。また、市販品を使
用することも可能であるが、市販品の多くは、部分中和
ポリアクリル酸ナトリウム(−COOR=約11mmo
l/g)や部分中和ポリアクリル酸カリウム(−COO
R=約10mmol/g)であり、本発明では−COO
Rの含有量をこれより向上させることが必須となる。
【0026】(2)吸水性架橋重合体の製造方法 本発明で使用する吸水性架橋重合体は、以下の(i)、
(ii)、(iii)または(iv)の方法、好ましく
は(i)、(ii)または(iii)の方法で得られ
る。 (i)共重合性架橋剤を含み、重合後に−COORを1
2mmol/g以上含有し、−COOH/−COORモ
ル比が0.5未満となるように予め調製された−COO
R含有単量体水溶液を重合し、得られる含水ゲル状重合
体を乾燥し、必要により粉砕して吸水性架橋重合体を得
る方法。
【0027】(ii)共重合性架橋剤を含むカルボキシ
ル基含有単量体水溶液を重合し、重合後のカルボキシル
基の50モル%以上を後中和する際に、重合体中の−C
OORが12mmol/g以上となるように塩で中和
し、得られる含水ゲル状重合体を乾燥し、必要により粉
砕して吸水性架橋重合体を得る方法。 (iii)重合後に−COORを12mmol/g以上
含有し、−COOH/−COORモル比が0.5未満と
なるように予め調製された−COOR含有単量体水溶液
を重合し、その後に−COORと反応し得る官能基を複
数有する化合物を該重合体と反応せしめて重合体中に架
橋構造を導入し、必要により乾燥して吸水性架橋重合体
を得る方法。 (iv)重合体の鹸化後に−COORを12mmol/
g以上含有するように予め調製されたカルボキシル基含
有単量体のエステル化合物を重合し、架橋の前または後
で重合体を−COORを12mmol/g以上含有し、
−COOH/−COORモル比が0.5未満を示すよう
鹸化する方法。なお、重合体または単量体を中和するた
めに使用できる塩としては、水酸化リチウム、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の各種
水溶液、ヒドロキシルアミン等の無機アミン、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン等の有機アミンが例示できる。
【0028】このほか、得られる吸水性架橋重合体が、
−COORを12mmol/g以上含有し、−COOH
/−COORモル比が0.5未満の条件を満たすなら
ば、そのカルボキシル基の中和工程および架橋構造の導
入は重合の前・後・途中のいずれの段階で行ったもので
あってもよい。
【0029】より具体的な、本願発明の好ましい吸水性
架橋重合体を合成するための実施態様として、例えば、
以下の(イ)から(ホ)のいずれかの方法、好ましく
は、(イ)から(ニ)のいずれかの方法等が例示でき
る。また、本発明で吸水性樹脂の表面積を向上させるに
は、好ましくは、(イ)から(ハ)のいずれかの方法、
特に表面積が大きくかつ微粉末の少ない吸水性樹脂を得
るためには、(ロ)による発泡重合が好ましい。
【0030】(イ)共重合性架橋性単量体を含む中和度
が50〜100モル%の範囲にあるアクリル酸リチウム
水溶液を、重合開始剤の存在下に不活性ガスの気泡を分
散させた状態で重合する方法。 (ロ)共重合性架橋性単量体を含む中和度が50〜10
0モル%の範囲にあるアクリル酸リチウム水溶液を、重
合開始剤および界面活性剤の存在下に不活性ガスの気泡
を分散させた状態で重合する方法。 (ハ)共重合性架橋性単量体を含む中和度が50〜10
0モル%の範囲にあるアクリル酸リチウム水溶液を、重
合開始剤および界面活性剤の存在下に有機溶媒中で逆相
懸濁重合する方法。 (ニ)共重合性架橋性単量体を含むアクリル酸水溶液を
重合開始剤存在下に重合し、重合後炭酸リチウムあるい
は水酸化リチウム水溶液を添加し、カルボキシル基の5
0〜100モル%を中和する方法。 (ホ)アクリル酸エステルを重合し、更に架橋の前また
は後に鹸化して、必要に応じてイオン交換して、−CO
OH/−COORモル比が0.5未満の範囲にあるポリ
アクリル酸リチウム塩を得る方法。
【0031】(a)−COOR含有単量体 本発明で使用する吸水性架橋重合体を得るために使用さ
れるカルボキシル基含有単量体としては、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、ア
クリル酸が例示でき、これらの1種の他、これらの内の
2種以上を併用することもできる。また、カルボキシル
基の塩を含有する単量体としては、これらの上記金属塩
等が該当する。更に、−COORを12mmol/g以
上含有し、−COOH/−COORモル比が0.5未満
の吸水性架橋重合体が得られるのであれば、上記単量体
以外にこれらの単量体と共重合可能な他の単量体を適宜
併用することも可能である。
【0032】このような単量体としては、例えば、2−
(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)
アクリロイルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリ
ルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスル
ホン酸、スチレンスルホン酸等のスルホン酸基含有単量
体やそのリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ
金属塩やアンモニウム塩;(メタ)アクリルアミド、N
−置換(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール
(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メ
タ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニル
アセトアミド等のノニオン性親水性基含有単量体;N,
N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,
N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、
N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミ
ド等のアミノ基含有不飽和単量体やそれらの4級化物;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレ
ート、ブチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸エス
テル類や酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の疎水性単
量体等を具体的に挙げることができる。
【0033】(b)共重合性架橋性単量体 本発明で使用する吸水性架橋重合体を製造するに際し、
共重合性架橋性単量体を使用する。好ましい共重合性架
橋性単量体としては、例えば、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)
アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリ
レート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペ
ンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ(メタ)アクリレート、N,N’−メチ
レンビス(メタ)アクリルアミド、イソシアヌル酸トリ
アリル、トリメチロールプロパンジ(メタ)アリルエー
テル、トリアリルアミン、テトラアリロキシエタン、グ
リセロールプロポキシトリアクリレートなどが例示で
き、これらの1種の他、2種以上を併用することもでき
る。
【0034】共重合性架橋性単量体の好ましい使用量
は、−COOR含有単量体100重量部当り0〜2重量
部、好ましくは0.001〜1重量部の範囲である。共
重合性架橋性単量体が0.001重量部未満では、得ら
れる吸水性架橋重合体の水可溶性成分量の割合が多くな
るため、充分な加圧下における吸水量および吸水速度を
確保できないことがある。一方、共重合性架橋性単量体
の量が2重量部を越えると、架橋密度が高くなりすぎ
て、得られる吸水性架橋重合体の吸水倍率が不充分とな
ることがある。
【0035】(c)重合開始剤 本願発明における吸水性架橋重合体を合成するに際し、
好ましく使用できる重合開始剤としては、例えば、2,
2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等の
アゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過
硫酸ナトリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、クメ
ンヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイ
ド等の過酸化物;上記過酸化物と、亜硫酸塩、重亜硫酸
塩、チオ硫酸塩、ホルムアミジンスルフィン酸、アスコ
ルビン酸等の還元剤とを組み合わせてなるレドックス開
始剤等が挙げられる。これら重合開始剤は、単独で用い
てもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【0036】カルボキシル基またはその塩含有単量体に
対する重合開始剤の使用量は、これらの単量体および重
合開始剤の組み合わせ等にもよるが、カルボキシル基ま
たはその塩含有単量体100重量部に対して0.001
〜5重量部の範囲内が好ましく、0.01〜1重量部の
範囲内がより好ましい。重合開始剤の使用量が0.00
1重量部未満の場合には、未反応の単量体が多くなり、
従って、得られる吸水性架橋重合体中の残存単量体量が
増加するので好ましくない。一方、重合開始剤の使用量
が5重量部を超える場合には、重合の制御が困難となっ
たり、得られる吸水性架橋重合体中の水可溶性成分量が
増加することがあるので好ましくない。
【0037】重合開始時の温度は、使用する重合開始剤
の種類にもよるが、0〜70℃の範囲内が好ましく、1
0〜65℃の範囲内がさらに好ましい。また、反応中の
重合温度は、20〜110℃の範囲内が好ましく、30
〜90℃の範囲内がさらに好ましい。重合開始時の温度
あるいは反応中の重合温度が上記の範囲から外れると、
(i)得られる吸水性架橋重合体中の残存単量体量が増
加する、(ii)過度の自己架橋反応が進行して吸水性
架橋重合体の吸水倍率が低下する等の不都合を招来する
おそれがある。
【0038】(d)界面活性剤 また、上記(ロ)および(ハ)の方法などで、本願発明
の好ましい吸水性架橋重合体を合成するため、必要によ
り使用される界面活性剤としては、例えば、ア二オン性
界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活
性剤、両性界面活性剤等を例示できる。
【0039】具体的に、用いられるアニオン性界面活性
剤としては、混合脂肪酸ナトリウム石けん、半硬化牛脂
脂肪酸ナトリウム石けん、ステアリン酸ナトリウム石け
ん、オレイン酸カリウム石けん、ヒマシ油カリウム石け
ん等の脂肪酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコ
ール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリ
ル硫酸トリエタノールアミン等のアルキル硫酸エステル
塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキ
ルベンセンスルホン酸塩;アルキルナフタレンスルホン
酸ナトリウム等のアルキルナフタレンスルホン酸塩;ジ
アルキルスルホコハク酸ナトリウム等のアルキルスルホ
コハク酸塩;アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸
ナトリウム等のアルキルジフェニルエーテルジスルホン
酸塩:アルキルリン酸カリウム等のアルキルリン酸塩;
ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノー
ルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキル(ま
たはアルキルアリル)硫酸エステル塩;特殊反応型アニ
オン界面活性剤;特殊カルボン酸型界面活性剤;β−ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、
特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩
等のナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;特殊ポリ
カルボン酸型高分子界面活性剤;ポリオキシエチレンア
ルキルリン酸エステル等がある。
【0040】また、用いられるノニオン性界面活性剤と
しては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオ
キシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステ
アリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテ
ル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル等のポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアル
キルアリールエーテル;ソルビタンモノラウレート、ソ
ルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレー
ト、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレ
エート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキ
オレエート、ソルビタンジステアレート等のソルビタン
脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレー
ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリ
オキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキ
シエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチ
レンソルビタントリオレエート等のポリオキシエチレン
ソルビタン脂肪酸エステル;テトラオレイン酸ポリオキ
シエチレンソルビット等のポリオキシエチレンソルビト
ール脂肪酸エステル;グリセロールモノステアレート、
グリセロールモノオレエート、自己乳化型グリセロール
モノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル:ポリ
エチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリ
コールモノステアレート、ポリエチレングリコールジス
テアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート等
のポリオキシエチレン脂肪酸エステル;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硬化ヒマシ
油;アルキルアルカノールアミド等がある。
【0041】用いられるカチオン性界面活性剤および両
面界面活性剤としては、ココナットアミンアセテート、
ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩;ラ
ウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリル
トリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチル
アンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモ
ニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニ
ウムクロライド等の第四級アンモニウム塩;ラウリルベ
タイン、ステアリルベタイン、ラウリルカルボキシメチ
ルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等のアル
キルベタイン;ラウリルジメチルアミンオキサイド等の
アミンオキサイドがある。カチオン性界面活性剤を用い
ることにより、得られる吸水性樹脂に抗菌性を付与する
こともできる。
【0042】さらに、その他の界面活性剤としては、フ
ッ素系界面活性剤がある。フッ素系界面活性剤を用いる
ことにより、単量体水溶液中に不活性ガスの気泡を長時
間安定に分散させることができる。例えば、一般の界面
活性剤の親油基の水素をフッ素に置き換えてパーフルオ
ロアルキル基としたものであり、界面活性が格段に強く
なっているものである。
【0043】(e)重合方法 本願発明において、吸水速度を著しく向上させるため
に、より好ましく採用される重合方法は、上記重合方法
(イ)ないし(ロ)、即ち、必要により上記界面活性剤
を使用し、単量体水溶液に気泡を分散させた状態で、該
単量体の発泡重合を行う方法である。そして、そのとき
の気泡が分散した単量体水溶液の体積は、非分散状態の
場合の1.02倍以上、好ましくは1.08倍以上、よ
り好ましくは1.11倍以上である。この範囲で、得ら
れる吸水性樹脂の吸水速度を飛躍的に早くできるからで
ある。
【0044】(f)吸水性架橋重合体 本発明において、−COORを12mmol/g以上含
有し、−COOH/−COORモル比が0.5未満の吸
水性架橋重合体としては、例えば、中和度が50〜10
0モル%の範囲のポリマレイン酸リチウム架橋体、ポリ
マレイン酸アンモニウム架橋体、ポリマレイン酸ナトリ
ウム架橋体、中和度が50〜66.4モル%の範囲のポ
リマレイン酸カリウム架橋体、中和度が50〜100モ
ル%の範囲のポリフマル酸リチウム架橋体、ポリフマル
酸アンモニウム架橋体、ポリフマル酸ナトリウム架橋
体、中和度が50〜66.4モル%の範囲のポリフマル
酸カリウム架橋体などのポリマレイン酸塩類;中和度が
50〜100モル%の範囲のポリイタコン酸リチウム架
橋体、ポリイタコン酸アンモニウム架橋体、中和度が5
0〜83.2モル%の範囲のポリイタコン酸ナトリウム
架橋体、中和度が50〜100モル%の範囲のポリメサ
コン酸リチウム架橋体、ポリメサコン酸アンモニウム架
橋体、中和度が50〜83.2モル%の範囲のポリメサ
コン酸ナトリウム架橋体、中和度が50〜100モル%
の範囲のポリシトラコン酸リチウム架橋体、ポリシトラ
コン酸アンモニウム架橋体、中和度が50〜83.2モ
ル%の範囲のポリシトラコン酸ナトリウム架橋体、中和
度が50〜100モル%のポリアクリル酸リチウム架橋
体などを例示できる。
【0045】上記吸水性架橋重合体のうち、アンモニウ
ム塩は加熱時にアンモニアが分解して放出されることが
あるため、好ましい吸水性架橋重合体は中和度が50〜
100モル%の範囲のポリマレイン酸リチウム架橋体、
ポリマレイン酸ナトリウム架橋体、中和度が50〜6
6.4モル%の範囲のポリマレイン酸カリウム架橋体、
中和度が50〜100モル%の範囲のポリフマル酸リチ
ウム架橋体、ポリフマル酸ナトリウム架橋体、中和度が
50〜66.4モル%の範囲のポリフマル酸カリウム架
橋体、中和度が50〜100モル%の範囲のポリイタコ
ン酸リチウム架橋体、中和度が50〜83.2モル%の
範囲のポリイタコン酸ナトリウム架橋体、中和度が50
〜100モル%の範囲のポリメサコン酸リチウム架橋
体、中和度が50〜83.2モル%の範囲のポリメサコ
ン酸ナトリウム架橋体、中和度が50〜100モル%の
範囲のポリシトラコン酸リチウム架橋体、中和度が50
〜83.2モル%の範囲のポリシトラコン酸ナトリウム
架橋体、中和度が50〜100モル%のポリアクリル酸
リチウム架橋体から選ばれる少なくとも1種である。
【0046】さらに、より好ましい吸水性架橋重合体
は、中和度が50〜100モル%の範囲のポリマレイン
酸リチウム架橋体、ポリマレイン酸ナトリウム架橋体、
中和度が50〜100モル%の範囲のポリフマル酸リチ
ウム架橋体、ポリフマル酸ナトリウム架橋体、中和度が
50〜100モル%の範囲のポリイタコン酸リチウム架
橋体、中和度が50〜83.2モル%の範囲のポリイタ
コン酸ナトリウム架橋体、中和度が50〜100モル%
の範囲のポリメサコン酸リチウム架橋体、中和度が50
〜83.2モル%の範囲のポリメサコン酸ナトリウム架
橋体、中和度が50〜100モル%の範囲のポリシトラ
コン酸リチウム架橋体、中和度が50〜83.2モル%
の範囲のポリシトラコン酸ナトリウム架橋体、中和度が
50〜100モル%のポリアクリル酸リチウム架橋体か
ら選ばれる少なくとも一種であり、最も好ましくは中和
度が50〜100モル%の範囲のポリアクリル酸リチウ
ム架橋体である。
【0047】また、本発明において使用できる吸水性架
橋重合体は、−COORを12mmol/g以上含有
し、−COOH/−COORモル比が0.5未満の吸水
性架橋重合体という条件を満たすものであれば、上記に
例示された架橋体において、例えば、リチウム塩とナト
リウム塩の併用などカルボキシル基を中和するために使
用されるアルカリ金属塩等を複数種併用することもでき
る。
【0048】(g)乾燥方法 重合反応中あるいは重合反応終了後に得られる含水ゲル
状重合体は、所定の方法によって約0.1mm〜約50
mm程度の破片に砕断し、乾燥することで本発明に好適
な吸水性架橋重合体とすることができる。乾燥温度は、
特に限定されるものではないが、例えば、100〜25
0℃の範囲内、より好ましくは120〜200℃の範囲
内とすればよい。また、乾燥時間は適宜決定され、特に
限定されるものではないが、10秒〜5時間程度、さら
には1分〜2時間程度が好適である。
【0049】また、乾燥方法としては、加熱乾燥、熱風
乾燥、減圧乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、ドラム
ドライヤー乾燥、疎水性有機溶媒との共沸による脱水、
高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の方法を採用す
ることができ、特に限定されるものではない。
【0050】本発明にかかる好ましい吸水性架橋重合体
は多孔質であって、その平均孔径が10〜500μmの
範囲内、より好ましくは20〜400μmの範囲内の孔
を有する。平均孔径は、電子顕微鏡によって、乾燥した
吸水性架橋重合体の断面の画像分析を行なうことにより
求めることが出来る。かかる多孔質の重合体は、上記
(イ)や(ロ)などの発泡重合で重合することができ
る。
【0051】(i)吸水性架橋重合体の形状およびBE
T比表面積 本発明において使用可能な吸水性架橋重合体は、繊維
状、球状、顆粒状、リン片状、多孔状、破砕状など任意
の形状のものを使用することができるが、その吸水特性
を考慮するならば、好ましい形状は10〜1000μm
の平均粒子径を有する球状あるいは多孔状の粒子であ
る。より好ましくは、平均粒子径が100〜600μm
の粒子径を有する粒子状のものである。
【0052】また粒子のBET比表面積は0.035m
/g以上、好ましくは0.040m/g以上、より
好ましくは0.05m/g以上、更に好ましくは0.
08m/g以上、特に好ましくは0.10m/g以
上である。本発明で表面積を大きくするには粒子径を細
かくするか発泡重合させればよいが、粒径150μm以
下の微粉を低減させるには、発泡重合させることが好ま
しい。なお、粒径150μm以下の微粉量は、好ましく
は20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下、
さらにより好ましくは5重量%以下である。なお、本発
明のBET比表面積の測定は、後述する実施例の測定項
目及び測定方法に記載の方法による。
【0053】(3)吸水性樹脂 本発明は、100g/cmの荷重下での人工尿に対す
る高加圧下吸水倍率の向上と、荷重による加圧下吸水倍
率の低下が少なく高い耐圧吸水比を示す吸水性樹脂が、
紙おむつに好適であることを見出したものである。従っ
て、かかる吸水性樹脂を得る観点から、−COORと反
応し得る官能基を複数有する化合物として、共有結合性
架橋剤を必須に用いた上、かつ共有結合性架橋剤によっ
て吸水性架橋重合体の無荷重下で、吸水倍率を架橋前の
0.9〜0.3倍にまで低下せしめることが好ましい。
無荷重下での吸水倍率の低下が、架橋前の表面架橋前の
0.9倍に満たない場合、−COORを12mmol/
g以上含有し、−COOH/−COORモル比が0.5
未満の吸水性架橋重合体を用いても、100g/cm
の荷重下での人工尿に対する加圧下吸水倍率の向上が少
なく、また、耐圧吸水比は低い場合があるからである。
また、無荷重下での吸水倍率の低下が架橋前の0.3倍
以下にまで低下する場合、吸水倍率の点で不利であるの
みならず、吸水速度が劣ったものになる恐れがある。よ
って、本発明の耐圧性吸水性樹脂を得る上で、無荷重下
での吸水倍率を表面架橋前の0.9〜0.3倍の範囲、
より好ましくは0.85〜0.5倍の範囲、さらに好ま
しくは0.8〜0.6倍の範囲になるように、適宜、下
記表面架橋剤の種類や量、加熱温度や時間を調整すれば
よい。なお、本発明の吸水倍率は、後述する実施例の測
定項目及び測定方法に記載の方法による。
【0054】(a)−COORと反応し得る官能基を複
数有する化合物 本発明における吸水性樹脂は、表面架橋剤でその表面近
傍が−COORと反応し得る官能基を複数有する化合物
で架橋処理することが好ましい。表面近傍の架橋処理の
度合いはIRなどの公知の方法で樹脂の断面を見る事で
確認可能である。この架橋処理方法については特に限定
はないが、好ましい製法としては−COORを12mm
ol/g以上含有し、−COOH/−COORモル比が
0.5未満の吸水性架橋重合体100重量部に、表面架
橋剤として、−COORと反応し得る官能基を複数有す
る化合物0.001〜10重量部を添加し、加熱する方
法が採用できる。
【0055】本発明で好適に使用可能な、−COORと
反応し得る官能基を複数有する化合物としては、具体的
には、例えば、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、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコー
ル、2,3,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオー
ル、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリ
セリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−ブタ
ンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、
1,2−シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロ
パン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポ
リオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレ
ンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール等の多価アルコール化合物;エチレングリコールジ
グリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、
ジグリセロ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、プロピレングリコールジ
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、グリシドール等のエポキシ化合物;エ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレ
ンヘキサミン、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリア
ミンの多価アミン化合物;エピクロロヒドリン、エピブ
ロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロ
エポキシ化合物;上記多価アミン化合物と上記ハロエポ
キシ化合物との縮合物;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多価イソシ
アネート化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等
の多価オキサゾリン化合物;γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン等のシランカップリング剤;1,3−ジオキソラ
ン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2
−オン、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−オン等のアルキレンカーボネート化合物;塩化ア
ルミニウム、硫酸アルミニウム等の多価金属塩等が挙げ
られるが、特に限定されるものではない。
【0056】上記例示の−COORと反応し得る官能基
を複数有する化合物のうち、多価アルコール化合物、エ
ポキシ化合物、多価アミン化合物、多価アミン化合物と
ハロエポキシ化合物との縮合物、およびアルキレンカー
ボネート化合物がより好ましい。これにより、100g
/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下吸水倍率
の向上と、荷重による加圧下吸水倍率の低下の少なく高
い耐圧吸水比が示され、かつ、表面積が0.03g/m
以上と大きくかつ高加圧下吸水倍率の高い耐圧性吸水
性樹脂が得られ、当該吸水性樹脂が紙おむつに好適に使
用できるからである。本発明では、表面架橋剤として、
吸水性樹脂中の−COORと共有結合しうる共有結合性
架橋剤が好ましく、特にはその中でも、多価アルコール
化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物、アルキレ
ンカーボネート化合物から選ばれる1種以上が好適に用
いられる。
【0057】これら−COORと反応し得る官能基を複
数有する化合物は、単独で用いてもよく、また2種類以
上を併用してもよい。2種類以上の−COORと反応し
得る官能基を複数有する化合物を併用する場合には、米
国特許5422405号などに例示された、溶解度パラ
メータ(SP値)が互いに異なる、例えば第一表面架橋
剤と第二表面架橋剤との組み合わせ等、−COORと反
応し得る官能基を複数有する化合物を組み合わせること
により、吸水特性がさらに一層優れた吸水性樹脂を得る
ことができる。なお、この溶解度パラメータとは、化合
物の特性を表すファクターとして一般に用いられる値で
ある。
【0058】本発明においては、上記の溶解度パラメー
タに対して、ポリマーハンドブック第3版(WILEY INTE
RSCIENCE社発行)527頁〜539頁に記載されている
溶媒の溶解度パラメータδ(cal/cm1/2
値を適用することとする。また、上記の頁に記載されて
いない溶媒の溶解度パラメータに関しては、該ポリマー
ハンドブックの524頁に記載されているSmallの
式に、同525頁に記載されているHoyの凝集エネル
ギー定数を代入して導かれる値を適用することとする。
【0059】まず第一表面架橋剤としては、重合体が有
する官能基と反応可能な、溶解度パラメータが12.5
(cal/cm1/2以上の化合物が好ましく、1
3.0(cal/cm1/2以上の化合物がより好
ましい。具体的には、例えば、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、エチレンカーボネート(1,3−ジ
オキソラン−2−オン)、プロピレンカーボネート(4
−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン)等が挙げ
られるが、これら化合物に限定されるものではない。第
一表面架橋剤は、これらの一種類のみを用いてもよく、
適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。
【0060】また第二表面架橋剤としては、重合体が有
する官能基と反応可能な、溶解度パラメータが12.5
(cal/cm1/2未満の化合物が好ましく、
9.5(cal/cm1/2〜12.0(cal/
cm1/2の範囲内の化合物がより好ましい。具体
的には、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、テトラエチレングリコール、1,3−ブタ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタ
ンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキ
サンジオール、トリメチロールプロパン、エチレングリ
コールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエ
ーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、プ
ロピ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等が挙げられる
が、これら化合物に限定されるものではない。第二表面
架橋剤は、これらの一種類のみを用いてもよく、適宜、
二種類以上を混合して用いてもよい。
【0061】吸水性架橋重合体に対する−COORと反
応し得る官能基を複数有する化合物の使用量は、好まし
くは吸水性架橋重合体100重量部に対して0.001
〜10重量部の範囲内、より好ましくは0.01〜5重
量部の範囲内とすればよい。また、第一表面架橋剤およ
び第二表面架橋剤を併用する場合でもその合計量は、用
いる架橋剤の種類やそれらの組み合わせ等により適宜選
択可能であるが、最終的に得られる吸水性樹脂の固形分
100重量部に対して、0.001重量部〜10重量部
の範囲内であることが好ましく、0.01重量部〜5重
量部の範囲内であることがさらに好ましい。−COOR
と反応し得る官能基を複数有する化合物の使用量が上記
範囲内であれば、得られる吸水性樹脂の表面近傍の架橋
密度を内部よりも高くすることができ、これにより荷重
の大きさによらず、加圧下での吸収特性に優れる吸水性
樹脂を得ることができる。上記架橋剤の使用量が0.0
01重量部未満であれば、得られる吸水性樹脂の表面近
傍の架橋密度をほとんど高めることができず、加圧下で
の吸収特性の改良効果が充分に得られない場合がある。
また、上記架橋剤の使用量が10重量部を越えると、添
加した架橋剤が効率良く使用されず不経済となる。ま
た、吸水性樹脂における最適な架橋構造を形成する上
で、架橋密度を適正な値に制御することが困難となるお
それがある。更に、表面架橋剤の量が過剰量となり易
く、架橋密度を適正な値に制御することが困難で、ま
た、過度に吸水倍率が低下する虞れがあるので好ましく
ない。さらに、吸水性樹脂中の−COOR量が大きく低
下する虞れがある。
【0062】これにより、尿や汗、経血等の体液(水性
液体)に対する吸水特性のバランスをさらに一層向上さ
せることができる。
【0063】(b)表面架橋剤の添加方法 −COOR量を向上させた本発明の−COORを12m
mol/g以上含有し、−COOH/−COORモル比
が0.5未満の吸水性架橋重合体に、−COORと反応
し得る官能基を複数有する化合物を添加する方法として
は、例えば、以下の(i)〜(iv)の方法が用いられ
る。
【0064】(i)吸水性架橋重合体と−COORと反
応し得る官能基を複数有する化合物とを無溶媒で混合す
る方法。
【0065】(ii)シクロヘキサンやペンタン等の疎
水性溶媒に吸水性架橋重合体を分散させた後、−COO
Rと反応し得る官能基を複数有する化合物を水性溶媒あ
るいは疎水性溶媒に溶解させて混合する方法。
【0066】(iii)親水性溶媒に−COORと反応
し得る官能基を複数有する化合物を溶解もしくは分散さ
せた後、該溶液もしくは分散液を吸水性架橋重合体に噴
霧あるいは滴下して混合する方法。
【0067】(iv)特定範囲に含水率を調整した吸水
性架橋重合体に−COORと反応し得る官能基を複数有
する化合物を添加する方法。
【0068】上記の中でも、本発明において好ましい方
法は(iii)の、親水性溶媒に−COORと反応し得
る官能基を複数有する化合物を溶解もしくは分散させた
後、該溶液もしくは分散液を吸水性架橋重合体に噴霧あ
るいは滴下して混合する方法である。
【0069】上記(iii)における親水性溶媒として
は、水、または水と水に可溶な有機溶媒(親水性溶媒)
との混合物が好適である。
【0070】また、上記の有機溶媒としては、具体的に
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、iso−プロピルアルコール、
n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、t
−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等
のケトン類;ジオキサン、一価アルコールのエチレンオ
キシド(EO)付加物、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、ε−カプロラク
タム等のアミド類;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。これら有機溶媒は、単独で用い
てもよく、また、2種類以上を併用してもよい。
【0071】上記吸水性架橋重合体ならびに−COOR
と反応し得る官能基を複数有する化合物に対する親水性
溶媒の使用量は、吸水性架橋重合体や−COORと反応
し得る官能基を複数有する化合物、親水性溶媒の組み合
わせ等にもよるが、吸水性架橋重合体100重量部に対
して200重量部以下、より好ましくは0.001〜5
0重量部の範囲内、さらに好ましくは0.1〜50重量
部の範囲内、特に好ましくは0.5〜30重量部の範囲
内とすればよい。
【0072】吸水性架橋重合体と−COORと反応し得
る官能基を複数有する化合物を含む溶液とを混合する際
に用いられる混合装置は、両者を均一かつ確実に混合す
るために、大きな混合力を備えていることが好ましい。
上記の混合装置としては、例えば、円筒型混合機、二重
壁円錐型混合機、高速撹拌型混合機、V字型混合機、リ
ボン型混合機、スクリュー型混合機、流動型炉ロータリ
ーデスク型混合機、気流型混合機、双腕型ニーダー、内
部混合機、粉砕型ニーダー、回転式混合機、スクリュー
型押出機等が好適である。
【0073】(c)加熱方法 本発明の吸水性架橋重合体の表面近傍の架橋密度を上げ
るために、吸水性架橋重合体に−COORと反応し得る
官能基を複数有する化合物を添加した後、加熱する。加
熱温度は、所望する架橋密度等に応じて適宜選択すれば
よいが、好ましい加熱温度は、40〜250℃の範囲内
であり、より好ましくは80〜220℃の範囲である。
また、反応時間は1〜120分、好ましくは3〜60分
の間で適宜選択すればよい。
【0074】なお本発明において、ベースポリマーとし
て−COORを12mmol/g以上含有し、−COO
H/−COORモル比が0.5未満の吸水性架橋重合体
を用いることで、従来の70モル%中和ポリアクリル酸
ナトリウム架橋体(−COOR:11.4mmol/
g)に比べて、著しくその反応時間を短縮あるいは反応
温度を下げられる。
【0075】(d)BET比表面積および粒子径 本発明の吸水性樹脂は、BET比表面積が0.03m
/g以上、より好ましくは0.035m/g以上、さ
らに好ましくは0.04m/g以上という大きな比表
面積である。また、本発明の吸収性樹脂は、同時に、1
00g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下吸
水倍率が25g/g以上、より好ましくは28g/g以
上、最も好ましくは30g/g以上である。これによ
り、かかる新規な吸水性樹脂が紙おむつに極めて有効だ
からである。
【0076】また、本発明の吸水性樹脂は、粒子径15
0μm以下の微粉末の量も好ましくは20重量%以下、
より好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量
%以下に低減されたものである。なお、本発明の微粉末
量の測定は、後述する実施例の測定項目及び測定方法に
記載の方法による。このような表面積の大きくかつ微粉
の少ない吸水性樹脂は、前述の発泡重合により得られ
る。
【0077】なお、従来より、吸水速度を向上させるた
め、吸水性樹脂の粒子径を細かくする方法は知られてい
るが、150μm以下の微粉が20重量%、さらには3
0重量%を超えると、膨潤ゲルの目詰まりでおむつの漏
れを引き起こすのみならず、均一な表面架橋が困難にな
るため、加圧下吸水倍率が低下する。また、吸水性樹脂
の粒子径を細かくせずに表面積を向上させる方法とし
て、発泡された吸水性樹脂を用いる方法も提案されてい
るが、多孔性重合体の表面近傍を架橋処理する際に加圧
下の吸水倍率を重視すると、高い表面架橋密度を形成す
る必要があるため、架橋密度の制御が困難な多孔性重合
体表面の親水度が低下し、その結果、たとえ多孔性重合
体を用いても、表面架橋によって、結局は吸水速度が低
下してしまうなどの問題が生じていた。すなわち本発明
は、従来、表面積と加圧下吸水倍率、特に、高加圧下吸
水倍率とは相反する特性であったものが、吸水性樹脂や
吸水性架橋重合体中の−COORを12mmol/g以
上に向上させることで、粒子径を細かくしたり/粒子を
発泡させたりして表面積を向上させても、驚くべきこと
に、高加圧下の吸水倍率が22g/g以上の極めて高い
値を示す、新規な吸水性樹脂を与えるものである。
【0078】(4)耐圧性吸水性樹脂 本発明の耐圧性吸水性樹脂は、無加圧下での吸水倍率が
35g/g以上であり、加圧下(50g/cm)の吸
水倍率が30g/g以上、好ましくは33g/gよりも
大きく、かつ高加圧下(100g/cm)の吸水倍率
が22g/gよりも大きく、5分後の加圧下(50g/
cm)の吸水倍率が25g/gよりも大きく、更に吸
水速度が20秒以下である。このため、極めて加圧下の
吸水倍率と吸水速度がバランスして優れている耐圧性吸
水性樹脂である。このような耐圧性吸水性樹脂として、
上記吸水性樹脂がある。
【0079】また、本発明の耐圧性吸水性樹脂は、その
水可溶性成分量が25重量%以下、このましくは15重
量%以下、更に好ましくは10重量%以下である。な
お、本発明の水可溶性成分量は、後述する実施例の測定
項目及び測定方法に記載の方法による。
【0080】(5)耐圧吸水比 本発明で耐圧吸水比とは、(50g/cmの荷重下で
の人工尿に対する加圧下吸水倍率)/(100g/cm
の荷重下での人工尿に対する高加圧下吸水倍率)で求
められる。この耐圧吸水比は、紙おむつに対する吸水性
樹脂の適正を評価する新規なパラメーターである。
【0081】本発明の耐圧性吸水性樹脂は、50g/c
の荷重下での人工尿に対する加圧下吸水倍率が30
g/g以上、より好ましくは35g/g以上であり、か
つ100g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧
下吸水倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で規定され
る耐圧吸水比が0.6以上であり、好ましくは0.7以
上、より好ましくは0.75以上、特に好ましくは0.
8以上の極めて高い耐圧比を示す。例えば、後述する本
発明の実施例2では耐圧比0.82という荷重(圧力)
変化に対して極めて安定な吸水能を示す。
【0082】なお、50g/cmの荷重下での人工尿
に対する加圧下吸水倍率が30g/gに満たない吸水性
樹脂では、100g/cmの荷重下での人工尿に対す
る高加圧下吸水倍率も同時に低いが、両者がともに低い
ため見かけ上荷重増加に対する低下が少なくなり、その
結果、耐圧吸水比が0.7以上を示す場合もある(例え
ば、後述する本発明の比較例1〜3)が、50g/cm
の荷重下での人工尿に対する加圧下吸水倍率が30g
/gに満たない吸水性樹脂では、通常の赤ちゃんの荷重
にも耐えない吸水性樹脂であり、本発明の目的を何等達
さない。
【0083】即ち、赤ちゃんの一般体重(10kg前
後)から予想される荷重、せいぜい10〜数10g/c
に対して高い加圧下吸水倍率を示すだけでは、吸水
性樹脂を実際おむつに組み込んでも必ずしも満足のいく
働きをしない。これに対し、本発明の耐圧性吸水性樹脂
は、従来の低い耐圧吸水比(0.5程度)の吸水性樹脂
や、低い50g/cmの荷重下での人工尿に対する加
圧下吸水倍率(数10g/g程度)と比較し、動き回り
荷重の変化する紙おむつに好適である。
【0084】言い換えれば、従来より単に加圧下吸水倍
率が高い吸水性樹は多く提案されているが、赤ちゃんの
一般体重(10kg前後)から予想される10〜数10
g/cmの荷重に対する加圧下吸水倍率をパラメータ
ーとすると、そのパラメーターを有する吸水性樹脂を実
際おむつに使用しても必ずしも満足のいく働きをしな
い。また、従来の吸水性樹脂の内、加圧下(50g/c
)の吸水倍率が30g/g以上のものも最近提案さ
れているが、今回、かかる吸水性樹脂でも高加圧下(1
00g/cm)の吸水倍率はせいぜい18g/gであ
り、吸水性樹脂として極めて不十分である。これに対
し、本発明の耐圧性吸水性樹脂のパラメーターは、体重
から予想される荷重をも越える領域での加圧下吸水倍率
の低下、すなわち(50g/cmの荷重下での人工尿
に対する加圧下吸水倍率)/(100g/cmの荷重
下での人工尿に対する高加圧下吸水倍率)で求められる
耐圧吸水比であって、紙おむつ用のパラメーターとして
極めて重要である。また更に、従来の吸水性樹脂では加
圧下(50g/cm)の吸水倍率が30g/g以上を
示したとしても、荷重(圧力)増加に対する吸水倍率の
低下が大きく、具体的には、100g/cmの荷重下
での人工尿に対する高加圧下吸水倍率と、前記加圧下吸
水倍率の比で規定される耐圧吸水比が0.6未満の低い
値しか示さない。耐圧吸水比が0.6未満の従来の吸水
性樹脂では、たとえ、50g/cmの荷重下での人工
尿に対する加圧下吸水倍率が30g/g以上であって
も、紙おむつとして十分な性能を示さないことが本発明
者らのモニターテストによって明らかになった。
【0085】(6)添加物 本発明の吸水性樹脂や耐圧性吸水性樹脂に、さらに必要
に応じて、抗菌剤、消臭剤、香料、各種の無機粉末、発
泡剤、顔料、染料、親水性短繊維、可塑剤、粘着剤、界
面活性剤、染料、酸化剤、還元剤、水、塩類等を添加
し、これにより、吸水性樹脂および耐圧性吸収性樹脂に
種々の機能を付与することができる。
【0086】無機粉末としては、水性液体等に対して不
活性な物質、例えば、各種の無機化合物の微粒子、粘土
鉱物の微粒子等が挙げられる。該無機粉体は、水に対し
て適度な親和性を有し、かつ、水に不溶もしくは難溶で
あるものが好ましい。具体的には、例えば、二酸化珪素
や酸化チタン等の金属酸化物、天然ゼオライトや合成ゼ
オライト等の珪酸(塩)、カオリン、タルク、クレー、
ベントナイト等が挙げられる。このうち、二酸化珪素お
よび珪酸(塩)がより好ましく、コールターカウンター
法により測定された平均粒子径が200μm以下、好ま
しくは20μm以下、さらに好ましくは2μm以下の二
酸化珪素および珪酸(塩)が特に好ましい。
【0087】本発明の吸水性樹脂や耐圧性吸水性樹脂に
対する無機粉末の使用量は、(耐圧性)吸水性樹脂およ
び無機粉体の組み合わせ等にもよるが、(耐圧性)吸水
性樹脂100重量部に対し0.001〜10重量部の範
囲内、より好ましくは0.01〜5重量部の範囲内とす
ればよい。(耐圧性)吸水性樹脂と無機粉体との混合方
法は、特に限定されるものではなく、例えばドライブレ
ンド法、湿式混合法等を採用できるが、ドライブレンド
法を採用するのが好ましい。
【0088】(7)用途 (a)吸水性物品 本発明の吸水性樹脂や耐圧性吸水性樹脂は、例えば、パ
ルプ等の繊維質材料と複合化する(組み合わせる)こと
により、吸水物品とされる。吸水物品としては、例え
ば、紙おむつや生理用ナプキン、失禁パット、創傷保護
材、創傷治癒材等の衛生材料(体液吸収物品);ペット
用の尿等の吸収物品;建材や土壌用保水材、止水材、パ
ッキング材、ゲル水嚢等の土木建築用資材;ドリップ吸
収材や鮮度保持材、保冷材等の食品用物品;油水分離
材、結露防止材、凝固材などの各種産業用物品;植物や
土壌等の保水材等の農園芸用物品;等が挙げられるが、
特に限定されるものではない。
【0089】(b)紙おむつ 本発明の吸水性樹脂や耐圧性吸水性樹脂を用いた紙おむ
つは、例えば、液不透過性の材料からなるバックシート
(裏面材)、本発明の吸水性樹脂と繊維質材料を含むコ
ア層(吸収体)、および液透過性の材料からなるトップ
シート(表面材)を、この順に積層して互いに固定する
とともに、この積層物に、ギャザー(弾性部)やいわゆ
るテープファスナー等を取り付けることにより形成され
る。また、紙おむつには、幼児に排尿・排便の躾をする
際に用いられる紙おむつ付きパンツも含まれる。本発明
の吸収性樹脂は、高い耐圧吸水比を有することから、紙
おむつにおいて、高濃度コア(吸水性樹脂/(繊維基材
+吸水性樹脂)wt/wt)として用いることができ、
その濃度は、30〜100%コア、より好ましくは40
〜95%コア、特には50〜90%コアであり、これに
より薄型おむつとすることができる。
【0090】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに詳しく説明するが、本発明の範囲がこれらの例によ
り限定されるものではない。また実施例および比較例中
の%は特に断りの無い限り重量%を、また部は重量部を
意味するものとする。
【0091】(測定項目および測定方法)吸水性架橋重
合体および(耐圧性)吸水性樹脂の吸水速度、吸水倍
率、加圧下の吸水倍率、水可溶性成分量は以下の方法に
より測定した。また、以下、耐圧性吸水性樹脂および吸
水性樹脂の呼称は、まとめて吸水性樹脂と呼ぶ。
【0092】(1)吸水性架橋重合体および吸水性樹脂
の吸水速度 先ず、水に600〜700ppmのナトリウムカチオ
ン、65〜75ppmのカルシウムカチオン、55〜6
5ppmのマグネシウムカチオン、1100ppm〜1
200ppmのカリウムカチオン、240ppm〜28
0ppmのリン、450ppm〜500ppmの硫黄、
1100ppm〜1300ppmの塩素、および130
0ppm〜1400ppmの硫酸根を含有する水溶液を
調製し、人工尿とした。
【0093】内径50mm、高さ70mmの有底円筒状
のポリプロピレン製カップに、吸水性架橋重合体あるい
は吸水性樹脂1.00gを入れた。次に該カップに人工
尿15gを注いだ。そして、人工尿を注いだ時点から、
該人工尿が吸水性樹脂あるいは吸水性架橋重合体に全て
吸収されて見えなくなる状態までの時間を測定した。該
測定を3回繰り返し、これらの平均値を吸水速度(秒)
とした。
【0094】(2)吸水性架橋重合体および吸水性樹脂
の無荷重での吸水倍率 吸水性架橋重合体または吸水性樹脂0.200gをティ
ーバッグ式袋(6cm×6cm)に均一に入れ、開口部
をヒートシールした後、人工尿中に浸漬した。60分後
にティーバック式袋を引き上げ、遠心分離機を用いて2
50Gで3分間水切りを行った後、該袋の重量W
(g)を測定した。また、同様の操作を吸水性架橋重
合体あるいは吸水性樹脂を用いないで行い、その時の重
量W(g)を測定した。そして、これら重量WとW
から、次式aに従って吸水倍率(g/g)を算出し
た。
【0095】
【数1】式a;無荷重での吸水倍率(g/g)=(W
−W)/0.200 (3)吸水性架橋重合体および吸水性樹脂の水可溶性成
分量 吸水性架橋重合体あるいは吸水性樹脂0.5gを100
0mlの脱イオン水中に分散させ16時間撹拌した後、
膨潤架橋ゲルを濾紙で濾過した。そして得られた濾液中
の水溶性ポリマー、すなわち水可溶成分量をコロイド滴
定により滴定し吸水性架橋重合体もしくは吸水性樹脂中
の水可溶性成分量(重量%)を求めた。
【0096】(4)吸水性架橋重合体の平均粒子径 平均粒子径は、以下に示す目開き(850μm、600
μm、300μm、150μm、106μm)のJIS
標準篩を用いて、吸水性架橋重合体を篩分級した後、残
留百分率Rを対数確率紙にプロットし、R=50%に相
当する粒径を平均粒子径とした。
【0097】(5)吸水性架橋重合体および吸水性樹脂
の比表面積 吸水性架橋重合体および吸水性樹脂の比表面積は、
「B.E.T.一点法(Braunauer-Emmett-Teller吸着
法)」により求めた。測定装置は「検体全自動比表面積
測定装置4−ソーブU1」(湯浅アイオニクス株式会社
製)を使用した。まず、吸水性架橋重合体(予めJIS
標準篩により600〜300μmの範囲の粒子径部分を
分取し、このものを試料とした)約5gを内容量約13
cmのマイクロセル(TYPE:QS−400)中に
入れ、窒素ガス気流下に試料入りマイクロセルを150
℃に加熱し試料の脱気および脱水を充分に行った。次い
で、ヘリウムガスと0.1%のクリプトンガスからなる
混合ガス気流下に、試料入りマイクロセルを−200℃
に冷却し、混合ガスを試料に平衡になるまで吸着せしめ
た。その後、試料入りマイクロセルの温度を室温まで戻
し、混合ガスの試料からの脱離を行い、クリプトン混合
ガスの脱離量より吸水性架橋重合体の比表面積を求め
た。なお、試料入りマイクロセルの吸着−脱離工程は3
回行い、その平均量より吸水性架橋重合体の比表面積
(m/g)を求めた。
【0098】(6)吸水性架橋重合体の嵩比重 見掛密度測定器(JIS K3362 6.2に準ず
る)を安定な台に水平に置き、吸水性架橋重合体10
0.0gを見掛密度測定器の上部ロートに入れ、重量
(g)が既知の内容積100mlアクリル樹脂製カップ
(JIS K33626.2に準ずる)に自由落下させ
る。落下させた吸水性架橋重合体の内、カップから盛り
上がった部分はガラス棒で静かにすり落とした後、重合
体の詰まったカップの重量(g)を0.01g単位で測
定することで、100mlあたりの吸水性架橋重合体の
重量(g)を求め、これをカップの容量(100ml)
で除することで嵩比重(g/ml)とした。
【0099】(7)吸水性樹脂の加圧下および高加圧下
での吸水倍率 先ず、加圧下の吸水倍率の測定に用いる測定装置につい
て、図1を参照しながら、以下に簡単に説明する。
【0100】図1に示すように、測定装置は、天秤1
と、この天秤1上に載置された所定容量の容器2と、外
気吸入パイプ3と、導管4と、ガラスフィルタ6と、こ
のガラスフィルタ6上に載置された測定部5とからなっ
ている。上記の容器2は、その頂部に開口部2aを、そ
の側面部に開口部2bをそれぞれ有しており、開口部2
aに外気吸入パイプ3が嵌入される一方、開口部2bに
導管4が取り付けられている。また、容器2には、所定
量の人工尿11が入っている。外気吸入パイプ3の下端
部は、人工尿11中に没している。上記のガラスフィル
タ6は直径70mmに形成されている。そして、容器2
およびガラスフィルタ6は、導管4によって互いに連通
している。また、ガラスフィルタ6の上部は、外気吸入
パイプ3の下端に対してごく僅かに高い位置になるよう
にして固定されている。
【0101】上記の測定部5は、濾紙7と、支持円筒8
と、この支持円筒8の底部に貼着された金網9と、重り
10とを有している。そして、測定部5は、ガラスフィ
ルタ6上に、濾紙7、支持円筒8(つまり、金網9)が
この順に載置されると共に、支持円筒8内部、即ち、金
網9上に重り10が載置されてなっている。支持円筒8
は、内径60mm形成されている。金網9は、ステンレ
スからなり、400メッシュ(目の大きさ38μm)に
形成されている。そして、金網9上に所定量の吸水性樹
脂が均一に撒布されるようになっている。重り10は、
金網9、即ち、吸水性樹脂に対して、50g/cm
るいは100g/cmの荷重を均一に加えることがで
きるように、その重量が調整されている。
【0102】上記構成の測定装置を用いて加圧下の吸水
倍率を測定した。測定方法について以下に説明する。
【0103】先ず、容器2に所定量の人工尿11を入れ
る、容器2に外気吸入パイプ3を嵌入する、等の所定の
準備動作を行った。次に、ガラスフィルタ6上に濾紙7
を載置した。一方、これら載置動作に並行して、支持円
筒内部、即ち、金網9上に吸水性樹脂0.9gを均一に
撒布、この吸水性樹脂上に重り10を載置した。次い
で、濾紙7上に、金網9、つまり、吸水性樹脂および重
り10を載置した上記支持円筒8を載置した。そして、
濾紙7上に支持円筒8を載置した時点から、60分間に
わたって吸水性樹脂が吸収した人工尿11の重量W
(g)を、天秤1を用いて測定した。そして、上記の
重量W から、次式bに従って、吸収開始から60分
後の加圧下の吸水倍率(g/g)を算出し、加圧下(5
0g/cm)の吸水倍率(g/g)および高加圧下
(100g/cm)の吸水倍率(g/g)とした。
【0104】
【数2】式b;加圧下の吸水倍率(g/g)=重量W
(g)/吸水性樹脂の重量(g) 尚、該測定は経時的に行うことができるため、本発明で
は加圧下における吸水速度の目安として、5分後の加圧
下(50g/cm)の吸水倍率(g/g)も求めた。
【0105】(8)耐圧吸水比 上記(7)の吸水性樹脂の加圧下の吸水倍率において求
められた吸収開始から60分後の加圧下吸水倍率(g/
g)および高加圧下吸水倍率(g/g)を用いて、以下
の式cに従って耐圧吸水比を求めた。
【0106】
【数3】式c; 耐圧吸水比=(高加圧下吸水倍率)/
(加圧下吸水倍率) (9)微粉量 得られた吸水性樹脂10gを縮分した後、JIS150
μm標準櫛で分級し、通過分の全体に対する割合(重量
%)を微粉量とした。
【0107】(参考例1)アクリル酸18.01部、濃
度25重量%のアクリル酸リチウム水溶液233.94
部、架橋剤としてのN,N’−メチレンビスアクリルア
ミド0.0231部(対モノマー0.015モル%)を
均一に溶解させた部分中和アクリル酸リチウム水溶液
(濃度30重量%、中和度75モル%)を調製し、窒素
ガスで脱気した。その後、さらにこのものに過硫酸ナト
リウムの10重量%水溶液を1.2部添加した。次い
で、攪拌羽、温度計、冷却管、滴下ロートを備えた、窒
素置換された容積1Lの4口セパラブルフラスコ中に、
分散溶媒としてのシクロヘキサン700部および界面活
性剤ソルビタンモノステアレート(商品名Span−6
0、花王株式会社製)3.333部を入れた。その後、
攪拌下、予め調製した部分中和アクリル酸リチウム水溶
液を加える事で単量体水溶液を均一にシクロヘキサン中
に分散させた。単量体水溶液が安定に分散した後、ウォ
ターバスによってシクロヘキサン相を60℃に昇温さ
せ、逆相懸濁重合を開始した。約30分後に重合はピー
ク温度(約65℃)に達し、さらに1時間重合を継続し
た。このようにして得られた球状の含水架橋重合体が分
散した分散液から共沸脱水によって水分を除去し、得ら
れた乾燥重合体を濾過によりシクロヘキサンから分別し
た。こうして得られた球状の乾燥重合体を約50℃のメ
タノール200mlで洗浄し、この操作を3回繰りかえ
すことで表面の界面活性剤を除去し、最後に、重合体を
70℃で1日減圧乾燥することで、本願発明の−COO
Rを13.1mmol/g含有し、−COOH/−CO
ORモル比が0.25の吸水性架橋重合体(1)を得
た。得られた吸水性架橋重合体(1)の吸水倍率、水可
溶性成分量はそれぞれ64.8(g/g)、15.8重
量%であった。
【0108】(参考例2)水酸化リチウムの一水和物4
2部、アクリル酸96部、ポリエチレングリコール(n
=8)ジアクリレート0.649部、ポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート(商品名:レオドールス
ーパーTW−S120、花王株式会社製)0.047
部、純水268部を含む単量体水溶液を調製した。窒素
で単量体水溶液を脱気後、温度22℃に単量体水溶液を
冷却し、単量体水溶液中に窒素ガスの気泡が安定的に生
成分散しその体積が気泡非分散状態の体積の1.08倍
となるように高速攪拌しながら10%過硫酸ナトリウム
水溶液1.33部および1%L−アスコルビン酸水溶液
0.67部を添加した。重合開始剤を投入後約3分で単
量体水溶液がゲル化したので攪拌を停止し、そのまま静
置重合を行った。重合開始剤投入後約35分で重合温度
はピークである78℃に達し、ピーク後に90℃の温水
浴槽中で1時間反応系を加温して重合を終えた。こうし
て得られた多量に気泡を含むスポンジ状含水ゲル状重合
体をハサミで約10mmのサイコロ状に裁断し、その後
160℃の熱風乾燥機中で90分間乾燥を行った。乾燥
物を卓上粉砕機で粉砕し、開口が850μmの篩通過物
を分取して平均粒子径280μm、−COORを12.
9mmol/g含有し、−COOH/−COORモル比
が0.25の吸水性架橋重合体(2)を得た。得られた
吸水性架橋重合体(2)の吸水倍率、吸水速度、水可溶
性成分量、嵩比重、比表面積はそれぞれ51.0(g/
g)、14秒、9.1重量%、0.1(g/ml)、
0.1375(m/g)であった。
【0109】(参考例3)水酸化リチウムの一水和物4
2部、アクリル酸96部、ポリエチレングリコール(n
=8)ジアクリレート0.5192部、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノステアレート(商品名:レオドール
スーパーTW−S120、花王株式会社製)0.01
部、純水282部を含む単量体水溶液を調製した。窒素
で単量体水溶液を脱気後、温度12℃に単量体水溶液を
冷却し、単量体水溶液中に窒素ガスの気泡が安定的に生
成分散しその体積が気泡非分散状態の体積の1.05倍
となるように高速攪拌しながら、10%2,2’−アゾ
ビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩水溶液
1.33部、10%過硫酸ナトリウム水溶液0.67
部、0.1%過酸化水素水溶液0.93部、および0.
1%L−アスコルビン酸水溶液1.99部を添加した。
重合開始剤を投入後約1分で単量体水溶液がゲル化した
ので攪拌を停止し、そのまま静置重合を行った。重合開
始剤投入後約40分で重合温度はピークである54℃に
達し、ピーク後に69℃の温水浴槽中で20分間反応系
を加温して重合を終えた。こうして得られた多量に気泡
を含むスポンジ状含水ゲル状重合体をミニスライサー
(アサヒ産業株式会社製)を用いて裁断し、その後15
0℃の熱風乾燥機中で60分間乾燥を行った。乾燥物を
卓上粉砕機で粉砕し、開口が850μmの篩通過物を分
取して平均粒子径310μm、−COORを12.9m
mol/g含有し、−COOH/−COORモル比が
0.25の吸水性架橋重合体(3)を得た。得られた吸
水性架橋重合体(3)の吸水倍率、吸水速度、水可溶性
成分量、嵩比重、比表面積はそれぞれ61.4(g/
g)、18秒、8.8重量%、0.26(g/ml)、
0.043(m/g)であった。
【0110】(参考例4)水酸化リチウムの一水和物4
2部、アクリル酸96部、ポリエチレングリコール(n
=8)ジアクリレート0.389部、ポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート(商品名:レオドールス
ーパーTW−S120、花王株式会社製)0.012
部、純水268部を含む単量体水溶液を調製した。窒素
で単量体水溶液を脱気後、温度24℃に単量体水溶液を
冷却し、単量体水溶液中に窒素ガスの気泡が安定的に生
成分散しその体積が気泡非分散状態の体積の1.07倍
となるように高速攪拌しながら10%過硫酸ナトリウム
水溶液1.33部および1%L−アスコルビン酸水溶液
0.67部を添加した。重合開始剤を投入後約2分で単
量体水溶液がゲル化したので攪拌を停止し、そのまま静
置重合を行った。重合開始剤投入後約45分で重合温度
はピークである73℃に達し、ピーク後に80℃の温水
浴槽中で30分間反応系を加温して重合を終えた。こう
して得られた多量に気泡を含むスポンジ状含水ゲル状重
合体をハサミで約20mmのサイコロ状に裁断し、その
後160℃の熱風乾燥機中で60分間乾燥を行った。乾
燥物を卓上粉砕機で粉砕し、開口が850μmの篩通過
物を分取して平均粒子径310μm、−COORを1
2.9mmol/g含有し、−COOH/−COORモ
ル比が0.25の吸水性架橋重合体(4)を得た。得ら
れた吸水性架橋重合体(4)の吸水倍率、吸水速度、水
可溶性成分量、嵩比重、比表面積はそれぞれ62.1
(g/g)、13秒、14.4重量%、0.098(g
/ml)、0.1615(m/g)であった。
【0111】(参考例5)水酸化リチウムの一水和物4
2部、アクリル酸96部、ポリエチレングリコール(n
=8)ジアクリレート0.389部、純水268部を含
む単量体水溶液を調製した。窒素で単量体水溶液を脱気
後、温度24℃に単量体水溶液を冷却し、窒素気流下に
単量体水溶液中に窒素ガスの気泡が安定的に生成分散し
その体積が気泡非分散状態の体積の1.03倍となるよ
うに高速攪拌しながら10%過硫酸ナトリウム水溶液
1.33部および1%L−アスコルビン酸水溶液0.6
7部を添加した。重合開始剤を投入後約2分で単量体水
溶液がゲル化したので攪拌を停止し、そのまま静置重合
を行った。重合開始剤投入後約40分で重合温度はピー
クである75℃に達し、ピーク後に80℃の温水浴槽中
で30分間反応系を加温して重合を終えた。こうして得
られた気泡を含むスポンジ状含水ゲル状重合体をハサミ
で約5mmのサイコロ状に裁断し、その後160℃の熱
風乾燥機中で120分間乾燥を行った。乾燥物を卓上粉
砕機で粉砕し、開口が850μmの篩通過物を分取して
平均粒子径390μm、−COORを12.9mmol
/g含有し、−COOH/−COORモル比が0.25
の吸水性架橋重合体(5)を得た。得られた吸水性架橋
重合体(5)の吸水倍率、吸水速度、水可溶性成分量、
嵩比重、比表面積はそれぞれ57.1(g/g)、21
秒、13.5重量%、0.296(g/ml)、0.0
371(m/g)であった。
【0112】(参考例6)アクリル酸45.21部、ア
クリル酸リチウムの30重量%水溶液495.69部、
架橋剤N、N’−メチレンビスアクリルアミド0.30
95部(対モノマー0.08モル%)、イオン交換水2
54.42部を均一に混合して得られた部分中和アクリ
ル酸リチウム水溶液を円筒容器中に入れ、窒素ガスにて
脱気した。次いで、部分中和アクリル酸リチウム水溶液
を14℃に保ちながら、2,2’−アゾビス(2−アミ
ジノプロパン)2塩酸塩(商品名V−50、和光純薬工
業製)の10重量%水溶液2.5部、過硫酸ナトリウム
の10重量%水溶液1.25部、過酸化水素の0.35
重量%水溶液を1.1部、L−アスコルビン酸の0.1
重量%水溶液1.76部を重合開始剤として添加し混合
したところ約1分で重合が開始し、その後、静置断熱重
合を1.5時間継続した。さらに得られた含水ゲル状重
合体を反応容器より取り出し、70℃のジャケットを有
したニーダーに入れ、ブレードを15分攪拌すること
で、含水ゲルを約1〜5mmに裁断した後、160℃の
熱風乾燥機で1時間乾燥した。得られた乾燥物は卓上粉
砕機で粉砕し、JIS標準篩を通過させることで、60
0〜300μmの粒子径部分を分取して−COORを1
3.1mmol/g含有し、−COOH/−COORモ
ル比が0.25の吸水性架橋重合体(6)を得た。こう
して得られた吸水性架橋重合体(6)の吸水倍率は7
1.2(g/g)、水可溶性成分量が18.2重量%で
あった。
【0113】(参考例7)アクリル酸160.00部、
イオン交換水622.5部、N、N’−メチレンビスア
クリルアミド0.342部を均一に混合して得られたア
クリル酸水溶液を円筒容器中に入れ、窒素ガスにて脱気
した。次いで、上記アクリル酸水溶液を15℃に保ちな
がら、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2
塩酸塩(商品名V−50、和光純薬工業製)の5重量%
水溶液9.60部、過酸化水素の3.5重量%水溶液を
4.57部、L−アスコルビン酸の1重量%水溶液4.
00部を重合開始剤として添加し混合した所、約1分で
重合が開始し、その後、静置断熱重合を1.5時間継続
した。さらに、得られた含水ゲル状重合体を反応容器よ
り取り出し、70℃のジャケットを有したニーダーに入
れ、ブレードを20分攪拌することで、含水ゲルを約1
〜5mmに裁断した。裁断後の含水ゲル中のカルボキシ
ル基を水酸化リチウムの3.48%水溶液1144.9
部を用いて中和し、フェノールフタレインを指示薬とし
てフェノールフタレイン呈色が完全に見られなくなるま
で均一に中和した。さらに、中和後の含水ゲルを160
℃の熱風乾燥機で1時間乾燥した後、更に卓上粉砕機で
粉砕し、JIS標準篩を通過させて600〜300μm
の粒子径部分を分取して−COORを12.9mmol
/g含有し、−COOH/−COORモル比が0.25
の吸水性架橋重合体(7)を得た。こうして得られた吸
水性架橋重合体(7)の吸水倍率は75.0(g/
g)、水可溶性成分量は9.1重量%であった。
【0114】(参考例8)水酸化リチウムの一水和物4
2部、アクリル酸96部、ポリエチレングリコール(n
=8)ジアクリレート0.389部、純水268部を含
む単量体水溶液を調製した。窒素で単量体水溶液を脱気
後、温度24℃に単量体水溶液を冷却し、窒素気流下に
単量体水溶液中に窒素ガスの気泡が安定的に生成分散し
その体積が気泡非分散状態の体積の1.05倍となるよ
うに高速攪拌しながら10%過硫酸ナトリウム水溶液
1.33部および1%L−アスコルビン酸水溶液0.6
7部を添加した。重合開始剤を投入後約3分で単量体水
溶液がゲル化したので攪拌を停止し、そのまま静置重合
を行った。重合開始剤投入後約33分で重合温度はピー
ク温度である70℃に達し、ピーク後に80℃の温水浴
槽中で30分間反応系を加温して重合を終えた。こうし
て得られた多量に気泡を含むスポンジ状含水ゲル状重合
体をハサミで約5mmのサイコロ状に裁断し、その後1
60℃の熱風乾燥機中で120分間乾燥を行った。乾燥
物を卓上粉砕機で粉砕し、開口が850μmのJIS標
準篩通過物を分取して平均粒子径350μm、−COO
Rを12.9mmol/g含有し、−COOH/−CO
ORモル比が0.25の吸水性架橋重合体(8)の吸水
倍率、吸水速度、水可溶性成分量、嵩比重、比表面積は
それぞれ59.4(g/g)、16秒、24.0重量
%、0.198(g/ml)、0.0509(m
g)であった。
【0115】(実施例1)吸水性架橋重合体(1)10
0部に対して、エチレングリコールジグリシジルジルエ
ーテル0.03部、プロピレングリコール1部、純水3
部、イソプロパノール2部よりなる−COORと反応し
得る官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、
150℃で10分間加熱して、その表面近傍が架橋処理
された本発明の吸水性樹脂(1)を得た。得られた本発
明の吸水性樹脂(1)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性
成分量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧
下(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の
吸水倍率はそれぞれ、15秒、42.2(g/g)、1
5.0重量%、43.2(g/g)、31.6(g/
g)、29.9(g/g)であった。結果をBET比表
面積、微粉末量と共に表−1に示す。
【0116】(実施例2)吸水性架橋重合体(2)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.25部、プロピレングリコール2.5部、純水
7.5部、イソプロパノール7.5部よりなる−COO
Rと反応し得る官能基を複数有する化合物を含む水性液
を添加し、150℃で10分間加熱して、その表面近傍
が架橋処理された本発明の吸水性樹脂(2)を得た。得
られた本発明の吸水性樹脂(2)の吸水速度、吸水倍
率、水可溶性成分量、加圧下(50g/cm)の吸水
倍率、高加圧下(100g/cm)の吸水倍率、5分
後の加圧下の吸水倍率はそれぞれ、6秒、36.0(g
/g)、8.2重量%、34.9(g/g)、28.5
(g/g)、31.1(g/g)であった。
【0117】(実施例3)吸水性架橋重合体(3)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.3部、プロピレングリコール3部、純水9部、
イソプロパノール9部よりなる−COORと反応し得る
官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、15
0℃で10分間加熱して、その表面近傍が架橋処理され
た本発明の吸水性樹脂(3)を得た。得られた本発明の
吸水性樹脂(3)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分
量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧下
(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸
水倍率はそれぞれ、11秒、40.0(g/g)、7.
9重量%、38.5(g/g)、29.4(g/g)、
33.3(g/g)であった。
【0118】(実施例4)吸水性架橋重合体(3)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.3部、プロピレングリコール3部、純水9部、
イソプロパノール9部よりなる−COORと反応し得る
官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、18
5℃で5分間加熱して、その表面近傍が架橋処理された
本発明の吸水性樹脂(4)を得た。得られた本発明の吸
水性樹脂(4)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分
量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧下
(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸
水倍率はそれぞれ、12秒、41.2(g/g)、7.
2重量%、39.3(g/g)、30.1(g/g)、
30.0(g/g)であった。
【0119】(実施例5)吸水性架橋重合体(4)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.4部、プロピレングリコール4部、純水12
部、イソプロパノール12部よりなる−COORと反応
し得る官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加
し、150℃で5分間加熱して、その表面近傍が架橋処
理された本発明の吸水性樹脂(5)を得た。得られた本
発明の吸水性樹脂(5)の吸水速度、吸水倍率、水可溶
性成分量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加
圧下(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下
の吸水倍率はそれぞれ、6秒、38.3(g/g)、1
3.4重量%、35.0(g/g)、26.9(g/
g)、31.0(g/g)であった。
【0120】(実施例6)吸水性架橋重合体(5)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.3部、プロピレングリコール3部、純水9部、
イソプロパノール9部よりなる−COORと反応し得る
官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、15
0℃で5分間加熱して、その表面近傍が架橋処理された
本発明の吸水性樹脂(6)を得た。得られた本発明の吸
水性樹脂(6)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分
量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧下
(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸
水倍率はそれぞれ、14秒、40.0(g/g)、1
2.5重量%、35.0(g/g)、26.0(g/
g)、25.7(g/g)であった。
【0121】(実施例7)吸水性架橋重合体(6)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.05部、プロピレングリコール1部、純水3
部、イソプロパノール3部よりなる−COORと反応し
得る官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、
185℃で10分間加熱して、その表面近傍が架橋処理
された本発明の吸水性樹脂(7)を得た。得られた本発
明の吸水性樹脂(7)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性
成分量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧
下(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の
吸水倍率はそれぞれ、42秒、60.0(g/g)、1
6.2重量%、38.5(g/g)、28.1(g/
g)、19.0(g/g)であった。
【0122】(実施例8)吸水性架橋重合体(7)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.05部、プロピレングリコール1部、純水3
部、イソプロパノール3部よりなる−COORと反応し
得る官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、
185℃で60分間加熱して、その表面近傍が架橋処理
された本発明の吸水性樹脂(8)を得た。得られた本発
明の吸水性樹脂(8)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性
成分量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧
下(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の
吸水倍率はそれぞれ、44秒、59.7(g/g)、
7.0重量%、34.8(g/g)、25.4(g/
g)、16.0(g/g)であった。
【0123】(実施例9)吸水性架橋重合体(8)10
0部に対し、エチレングリコールジグリシジルジルエー
テル0.3部、プロピレングリコール3部、純水9部、
イソプロパノール9部よりなる−COORと反応し得る
官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加し、15
0℃で10分間加熱して、その表面近傍が架橋処理され
た本発明の吸水性樹脂(9)を得た。得られた本発明の
吸水性樹脂(9)の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分
量、加圧下(50g/cm)の吸水倍率、高加圧下
(100g/cm)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸
水倍率はそれぞれ、10秒、40.0(g/g)、2
2.8重量%、30.0(g/g)、23.0(g/
g)、26.4(g/g)であった。
【0124】(比較例1)アクリル酸96.00部、純
度86%の水酸化カリウム65.24部、ポリエチレン
グリコール(n=8)ジアクリレート0.5192部、
イオン交換水397.06部を含む単量体水溶液を調製
した。窒素で単量体水溶液を脱気後、温度14℃に単量
体水溶液を冷却し、窒素気流下に単量体水溶液中に窒素
ガスの気泡が安定的に生成分散しその体積が気泡非分散
状態の体積の1.02倍となるように攪拌しながら2、
2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩(商
品名V−50、和光純薬工業製)の10重量%水溶液
1.33部、過硫酸ナトリウムの10重量%水溶液0.
67部、過酸化水素の0.1重量%水溶液を1.99
部、L−アスコルビン酸の0.1重量%水溶液0.93
部を重合開始剤として添加し混合した所、約1分で重合
が開始し、その後、静置断熱重合を1.5時間継続し
た。得られた気泡含有含水ゲル状重合体を反応容器より
取り出し、含水ゲルを約1〜5mmに裁断した後、16
0℃の熱風乾燥機で1時間乾燥した。得られた乾燥物は
卓上粉砕機で粉砕し、850μmの開口を有するJIS
標準篩を通過させることで、平均粒子径360μmの−
COORを9.82mmol含有し、−COOH/−C
OORモル比が0.25の多孔性の比較吸水性架橋重合
体(1)を得た。得られた比較吸水性架橋重合体(1)
の吸水倍率、吸水速度、水可溶性成分量はそれぞれ6
0.4(g/g)、22秒、25.7重量%であった。
【0125】比較吸水性架橋重合体(1)100部に対
し、エチレングリコールジグリシジルジルエーテル0.
3部、プロピレングリコール3部、純水9部、イソプロ
パノール9部よりなる−COORと反応し得る官能基を
複数有する化合物を含む水性液を添加し、185℃で3
0分間加熱して、その表面近傍が架橋処理された比較吸
水性樹脂(1)を得た。得られた比較吸水性樹脂(1)
の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分量、加圧下(50
g/cm)の吸水倍率、高加圧下(100g/c
)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸水倍率はそれぞ
れ、23秒、40.0(g/g)、24.0重量%、2
3.0(g/g)、18.6(g/g)、10.0(g
/g)であった。
【0126】(比較例2)アクリル酸96.00部、2
9%のアンモニア水溶液58.62部、ポリエチレング
リコール(n=8)ジアクリレート0.5192部、イ
オン交換水193.58部を含む単量体水溶液を調製し
た。窒素で単量体水溶液を脱気後、温度14℃に単量体
水溶液を冷却し、窒素気流下に単量体水溶液中に窒素ガ
スの気泡が安定的に生成分散しその体積が気泡非分散状
態の体積の1.02倍となるように攪拌しながら2、
2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩(商
品名V−50、和光純薬工業製)の10重量%水溶液
1.33部、過硫酸ナトリウムの10重量%水溶液0.
67部、過酸化水素の0.1重量%水溶液を1.99
部、L−アスコルビン酸の0.1重量%水溶液0.93
部を重合開始剤として添加し混合した所、約1分で重合
が開始し、その後、静置断熱重合を1.5時間継続し
た。得られた気泡含有含水ゲル状重合体を反応容器より
取り出し、含水ゲルを約1〜5mmに裁断した後、15
0℃の熱風乾燥機で1時間乾燥した。得られた乾燥物は
卓上粉砕機で粉砕し、850μmの開口を有するJIS
標準篩を通過させることで、平均粒子径290μmの−
COORを11.7mmol含有し、−COOH/−C
OORモル比が0.25の多孔性の比較吸水性架橋重合
体(2)を得た。得られた比較吸水性架橋重合体(2)
の吸水倍率、吸水速度、水可溶性成分量はそれぞれ5
7.2(g/g)、22秒、17.4重量%であった。
【0127】比較吸水性架橋重合体(2)100部に対
し、エチレングリコールジグリシジルジルエーテル0.
3部、プロピレングリコール3部、純水9部、イソプロ
パノール9部よりなる−COORと反応し得る官能基を
複数有する化合物を含む水性液を添加し、120℃で3
0分間加熱して、その表面近傍が架橋処理された比較吸
水性樹脂(2)を得た。得られた比較吸水性樹脂(2)
の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分量、加圧下(50
g/cm)の吸水倍率、高加圧下(100g/c
)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸水倍率はそれぞ
れ、25秒、37.2(g/g)、17.1重量%、1
9.3(g/g)、17.7(g/g)、11.3(g
/g)であった。
【0128】(比較例3)水酸化ナトリウム40部、ア
クリル酸96部、ポリエチレングリコール(n=8)ジ
アクリレート0.5192部、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノステアレート(商品名:レオドールスーパー
TW−S120、花王株式会社製)0.01部、純水3
50部を含む単量体水溶液を調製した。窒素で単量体水
溶液を脱気後、温度12℃に単量体水溶液を冷却し、単
量体水溶液中に窒素ガスの気泡が安定的に生成分散しそ
の体積が気泡非分散状態の体積の1.04倍となるよう
に高速攪拌しながら、10重量%2,2’−アゾビス
(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩水溶液1.
33部、10重量%過硫酸ナトリウム水溶液0.67
部、0.1%過酸化水素水溶液0.93部、および0.
1%L−アスコルビン酸水溶液1.99部を添加した。
重合開始剤を投入後約2分で単量体水溶液がゲル化した
ので攪拌を停止し、そのまま静置重合を行った。重合温
度ピーク後に69℃の温水浴槽中で20分間反応系を加
温して重合を終えた。こうして得られた内部に気泡を含
むスポンジ状含水ゲル状重合体をハサミを用いて裁断
し、その後150℃の熱風乾燥機中で60分間乾燥を行
った。乾燥物を卓上粉砕機で粉砕し、開口が850μm
の篩通過物を分取して平均粒子径290μm、−COO
Rを11.1mmol以上含有し、−COOH/−CO
ORモル比が0.25の較吸水性架橋重合体(3)を得
た。得られた比較吸水性架橋重合体(3)の吸水倍率、
吸水速度、水可溶性成分量、嵩比重はそれぞれ57.3
(g/g)、20秒、19.6重量%、0.27(g/
ml)であった。
【0129】比較吸水性架橋重合体(3)100部に対
し、エチレングリコールジグリシジルジルエーテル0.
3部、プロピレングリコール3部、純水9部、イソプロ
パノール9部よりなる−COORと反応し得る官能基を
複数有する化合物を含む水性液を添加し、185℃で3
0分間加熱して、その表面近傍が架橋処理された比較吸
水性樹脂(3)を得た。得られた比較吸水性樹脂(3)
の吸水速度、吸水倍率、水可溶性成分量、加圧下(50
g/cm)の吸水倍率、高加圧下(100g/c
)の吸水倍率、5分後の加圧下の吸水倍率はそれぞ
れ、19秒、41.5(g/g)、18.8重量%、2
8.0(g/g)、19.8(g/g)、9.8(g/
g)であった。
【0130】(比較例4)シグマ型羽根を2本有する内
容積10Lのジャケット付きステンレス製双腕型ニーダ
ーに蓋を付けた反応器内に、中和率75モル%の部分中
和アクリル酸ナトリウム塩の33重量%水溶液5367
gに、内部架橋剤としてのポリエチレングリコール(n
=8)ジアクリレート4.73gを溶解させてなる反応
液を仕込んだ。次に、この反応液の温度を26℃に保ち
ながら上記反応器内を窒素置換した。次いで上記ニーダ
ーのブレードを攪拌しながら上記反応液に、重合開始剤
としての20重量%過硫酸ナトリウム水溶液12gと、
1重量%L−アスコルビン酸水溶液10gとを添加し
て、60分間ゲルを解砕しながら重合を行った。
【0131】その後、該重合体を用いて、実施例1と同
様の方法により乾燥、粉砕、850μm篩で分級して比
較吸水性架橋重合体(4)を得た。なお、含水率は6重
量%であった。得られた比較吸水性架橋重合体(4)の
吸水倍率、水可溶性成分量、嵩比重はそれぞれ51.3
(g/g)、20秒、12.6重量%、0.68(g/
ml)であった。
【0132】次いで、比較吸水性樹脂架橋重合体(4)
100部に対し、エチレングリコールジグリシジルジル
エーテル0.03部、プロピレングリコール1部、純水
3部、イソプロパノール2部よりなる−COORと反応
し得る官能基を複数有する化合物を含む水性液を添加
し、185℃で40分間加熱して、その表面近傍が架橋
処理された、−COORを11.4mmol含有し、−
COOH/−COORモル比が0.25の比較吸水性樹
脂(4)を得た。得られた比較吸水性樹脂(4)の吸水
速度、吸水倍率、水可溶性成分量、加圧下(50g/c
)の吸水倍率、高加圧下(100g/cm)の吸
水倍率、5分後の加圧下の吸水倍率はそれぞれ、40
秒、41.0(g/g)、11.3重量%、34.0
(g/g)、17.4(g/g)、19.8(g/g)
であった。
【0133】(比較例5)比較例4において、重合に用
いる単量体水溶液5367gの濃度を38重量%とし、
かつ内部架橋剤をトリメチロールプロパントリアクリレ
ート2.51gとする以外は比較例4と同様の操作を行
い、吸水性架橋重合体(5)を得た。なお、含水率は6
重量%であった。得られた比較吸水性架橋重合体(5)
の吸水倍率、水可溶性成分量、嵩比重はそれぞれ44.
0(g/g)、12.5重量%、0.69(g/ml)
であった。
【0134】次いで、比較吸水性樹脂架橋重合体(5)
100部に対し、グリセリン0.5部、イソプロパノー
ル2部、水1部よりなる−COORと反応し得る官能基
を複数有する化合物を含む水性液を添加し、205℃で
30分間加熱して、その表面近傍が架橋処理された、−
COORを11.4mmol含有し、−COOH/−C
OORモル比が0.25の比較吸水性樹脂(5)を得
た。得られた比較吸水性樹脂(5)の吸水速度、吸水倍
率、水可溶性成分量、加圧下(50g/cm)の吸水
倍率、高加圧下(100g/cm)の吸水倍率、5分
後の加圧下の吸水倍率はそれぞれ、40.0秒、36.
0(g/g)、11.9重量%、30.0(g/g)、
15.5(g/g)、17.8(g/g)であった。
【0135】(比較例6)市販品で加圧下で高倍率を示
す吸水性樹脂として、−COORが約11mmolのA
SAP2300(商品名;ケムダール社製ポリアクリル
酸ナトリウム塩架橋体)を比較吸水性樹脂(6)として
用いた。比較吸水性樹脂(6)の吸水速度、吸水倍率、
水可溶性成分量、加圧下(50g/cm)の吸水倍
率、高加圧下(100g/cm)の吸水倍率、5分後
の加圧下の吸水倍率はそれぞれ、45秒、38.7g/
g、6.0重量%、32.0g/g、18.3g/g、
19.3g/gであった。
【0136】(実施例10)実施例9で得られた、−C
OOH/−COOR=0.25でかつ−COORを12
mmol/g以上含有し、50g/cmでの加圧下吸
水倍率が30.0(g/g)で耐圧吸水比0.76を示
す耐圧性吸水性樹脂(9)50重量部と、木材粉砕パル
プ50重量部とを、ミキサーを用いて乾式混合した。次
いで、得られた混合物を400メッシュ(目の大きさ3
8μm)に形成されたワイヤースクリーン上にバッチ型
空気抄造装置を用いて空気抄造することにより、120
mm×400mmの大きさのウェブに成形した。さら
に、このウェブを圧力2(kg/cm)で5秒間プレ
スすることにより、坪量が約0.047(g/cm
の吸収体を得た。
【0137】続いて、液不透過性のポリプロピレンから
なり、いわゆるレッグギャザーを有するバックシート
(液不透過性シート)、上記の吸収体、および、液透過
性のポリプロピレンからなるトップシート(液透過性シ
ート)を、両面テープを用いてこの順に互いに貼着する
と共に、この貼着物に2つのいわゆるテープファスナー
を取り付けることにより、耐圧性吸水性樹脂を用いた紙
おむつ(1)を得た。この紙おむつ(1)の重量は46
gであった。
【0138】(比較例7)実施例10において、実施例
9で得られた耐圧吸水比0.76の吸水性樹脂(9)に
代えて、吸水性樹脂(9)と同じ加圧下吸水倍率(30
g/g)をもつ比較例5で得られた耐圧吸水比0.52
の比較用吸水性樹脂(5)(−COOH/−COOR=
0.25でかつ−COORが12mmol/g未満)を
用いた以外は、実施例10と同様にして比較用吸収性物
品を得た。この比較用吸収性物品(1)の重量は46g
であった。
【0139】(実施例11)実施例10で得られた、加
圧下吸水倍率(30g/g)で耐圧吸水比0.76の吸
水性樹脂(9)を用いた紙おむつ(1)、および、比較
例7で得られた、加圧下吸水倍率(30g/g)で耐圧
吸水比0.52の耐圧性吸水性樹脂(9)を用いた比較
紙おむつ(1)を(株)日本触媒の従業員の実際の赤ち
ゃんにて、1週間モニターテストした。その結果、モレ
の少なさ、吸尿量などにおいて、耐圧性吸水性樹脂を用
いた紙おむつ(1)が優れていた。この様に、同じ加圧
下吸水倍率(30g/g)であっても、耐圧吸水比が低
い吸水性樹脂の場合(0.76vs 0.52)、良好
な紙おむつを与えないことが判明した。
【0140】(実施例12) おむつ用吸収体の加圧下および高加圧下吸水倍率 吸水性樹脂50重量部とパルプ50重量部とを、ミキサ
ーを用いて乾式混合した。次いで、得られた混合物を4
00メッシュ(目の大きさ38μm)に形成されたワイ
ヤースクリーン上にバッチ型空気抄造装置を用いて空気
抄造することにより、120mm×400mmの大きさ
のウェブに成形した。さらに、このウェブを圧力2(k
g/cm)で5秒間プレスすることにより、坪量が約
0.047(g/cm)の吸収体を得た。この吸収体
を直径60mmの円形に切り出して成形し、おむつ用吸
収体の評価サンプルとした。この評価サンプルを用いて
吸収体の加圧下および高加圧下吸水倍率を測定した。
【0141】吸収体の高加圧下吸水倍率の測定に用いる
測定装置については、吸水性樹脂の加圧下での吸水倍率
の測定に用いた装置と同じ装置を用い、支持円筒8に評
価用サンプルをセットする他は、同様の方法で測定し
た。
【0142】吸収体の加圧下(50kg/cm)およ
び、高加圧下吸水倍率(100kg/cm)は、吸水
性樹脂の測定のときと同様に、吸収開始から60分間に
わたって吸収体が吸収した人工尿11の重量Wから、
次式に従って、吸収開始から60分後の加圧下および高
加圧下の吸水倍率を算出し、吸収体の加圧下および高加
圧下吸水倍率とした。
【0143】
【数4】吸収体の加圧下および高加圧下吸水倍率=評価
用サンプルが吸収した人工尿の重量(Wg)/評価用
サンプルの重量(W4g) 実施例1〜8で得られた、−COOH/−COOR=
0.25でかつ−COORを12mmol/g以上含有
する吸水性樹脂(1)〜(8)を用いたおむつ用吸収体
の加圧下および高加圧下吸水倍率を測定した。結果を表
−2に示す。
【0144】(比較例8)実施例12において、−CO
OH/−COOR=0.25でかつ−COORを12m
mol/g以上含有する吸水性樹脂(1)〜(8)に代
えて、比較例1〜5で得られた、−COOH/−COO
R=0.25でかつ−COORが12mmol/g未満
の比較吸水性樹脂(1)〜(5)を用いた以外は、実施
例12と同様にしておむつ用吸収体を得て、その加圧下
および高加圧下吸水倍率を測定した。結果を表−2に示
す。
【0145】
【表1】
【0146】
【表2】
【0147】
【発明の効果】本発明の吸水性樹脂ないし耐圧性吸水性
樹脂は、次のような(1)〜(5)などの優れた効果を
奏する。
【0148】(1)吸収性樹脂の製造に際し、ベースポ
リマーの形状に影響されずに重合体の表面近傍に存在す
る−COORと反応し得る官能基を複数有する化合物と
の反応性を高めることができ、その結果、形状に影響さ
れることなく表面架橋処理のための加熱処理時間が短縮
できる。
【0149】(2)多孔状のベースポリマーでも表面架
橋処理後の水性液体との親和性が低下せず、その結果、
吸水速度を著しく増大することができる。
【0150】(3)加圧下の吸水倍率と吸水速度がバラ
ンスして優れている、従来にない飛躍的に吸水特性の向
上した吸水性樹脂が得られる。
【0151】(4)100g/cmの荷重下でも従来
の吸水性樹脂には見られない加圧下での高い吸水倍率を
示し、50g/cmから100g/cmへの大幅な
荷重増加でも吸収能の低下が少なく、如何なる荷重でも
優れた吸収能を示すという、新規な耐圧性吸水性樹脂が
得られる。
【0152】(5)50g/cmの荷重下での人工尿
に対する加圧下吸水倍率が30g/g以上であり、かつ
100g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下
吸水倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で規定され
る、耐圧吸水比が0.6以上の耐圧性吸水性樹脂を用い
た紙おむつが提供される。これにより、赤ん坊が絶えず
動き回りその荷重が一定しない場合でも、高い加圧下吸
水倍率を示し、モレの少ない吸収量の多いオムツが提供
される。また、コア(吸収体)中の吸水性樹脂濃度を高
めることができ、薄型おむつを得ることができる。
【0153】(6)比表面積が0.03m/g以上と
大きいも拘らず/高加圧下の吸水倍率が従来になく22
g/gと高い吸水性樹脂が初めて得られ、かかる新規な
吸水性樹脂がおむつに極めて有効であることが見いださ
れた。好ましくは、粒径150μm以下の微粉量が好ま
しくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%と
低減されたものである。なお、表面積の大きいかつ微粉
の少ない吸水性樹脂は、前述の発泡によって得られる。
【0154】即ち本発明において、ベースポリマーとし
−COORを12mmol/g以上含有し、−COOH
/−COORモル比が0.5未満の吸水性架橋重合体を
使用することにより、表面近傍の2次架橋処理後も吸水
速度の低下なしに、むしろ吸水速度が著しく増大した。
【0155】更にかかる特定範囲の−COORの該吸水
性架橋性重合体によって、球状・破砕状・燐片状・多孔
状などの形状に影響されず、2次架橋処理時間の著しい
短縮が見出されると共に、無加圧下および加圧下におけ
る吸水速度および吸水倍率が従来のものに比べて、バラ
ンス良く飛躍的に向上した吸水性樹脂が得られた。
【0156】また、本発明ではベースポリマーとして、
特定範囲の−COORを有するポリマー、すなわち−C
OORを12mmol/g以上含有し、−COOH/−
COORモル比が0.5未満の吸水性架橋重合体を、さ
らに、共有結合性架橋剤によって表面架橋し、かつ得ら
れた吸水性樹脂の無荷重下での吸水倍率を、架橋前の
0.9〜0.3倍にまで低下させ、これにより、初め
て、100g/cmの荷重下でも従来の吸水性樹脂に
は見られない高い加圧下吸水倍率を示し、50g/cm
から100g/cmへの大幅な荷重増加でも吸収能
の低下が極めて少なく、すなわち耐圧性吸水比が高い、
いかなる荷重でも優れた吸収のを示すという、新規な耐
圧性吸水性樹脂が得られた。
【0157】さらに、該耐圧性吸水性樹脂を用いた紙お
むつなどによって、絶えず動き回りその荷重が一定しな
い場合でも、高い加圧下吸水倍率を示し、モレの少ない
吸収量の多いオムツが得られた。
【0158】すなわち、従来提案されていた50g/c
の荷重下での人工尿に対する加圧下吸水倍率だけで
なく、かつ100g/cmの荷重下での人工尿に対す
る高加圧下吸水倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で
規定される、つまり、(100g/cmの荷重下での
人工尿に対する高加圧吸水倍率)/(50g/cm
荷重下での人工尿に対する加圧吸水倍率)で規定される
耐圧吸水比が、紙おむつ用の吸水性樹脂の指標として重
要であることが分かった。従来、荷重増加によって、加
圧下吸水倍率が低下することは知られていたが、特定の
圧力(100g/cmおよび50g/cm)での吸
水倍率の安定性がおむつに重要であることが判明し、こ
れにより紙おむつに使用できる吸水性樹脂のパラメータ
ーが得られた。また本発明において、BET比表面積が
0.3m/g以上と大きいにもかかわらず、高加圧下
の吸水倍率が23g/gと高い吸水性樹脂が初めて得ら
れ、係る新規な吸水性樹脂が紙おむつに極めて有効であ
ることが見出された。本発明では、係る吸水性樹脂のパ
ラメーターがおむつでの実使用の結果(おむつでのモニ
タ−結果)によく相関していることが見出された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用した加圧下の吸水倍率の測
定装置である。
【符号の説明】
1.天秤 2.容器 3.外気吸入パイプ 4.導管 5.測定部 6.ガラスフィルタ 7.濾紙 8.支持円筒 9.金網 10.重り 11.人工尿 2a.開口部 2b.開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 敏匡 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 −COOR(Rは、水素原子、金属原子
    またはアンモニウム)を12mmol/g以上含有し、
    −COOH/−COORモル比が0.5未満の吸水性架
    橋重合体に、−COORと反応し得る官能基を複数有す
    る化合物を添加してなる吸水性樹脂。
  2. 【請求項2】 表面近傍が−COOR(Rは、水素原
    子、金属原子またはアンモニウム)と反応し得る官能基
    を複数有する化合物で架橋処理されてなり、−COOR
    を12mmol/g以上含有し、−COOH/−COO
    Rモル比が0.5未満の吸水性樹脂。
  3. 【請求項3】 BET比表面積が0.03m/g以上
    であり、かつ100g/cm2の荷重下での人工尿に対
    する高加圧下吸水倍率が25g/cm以上の吸水性樹
    脂。
  4. 【請求項4】 −COOR(Rは、水素原子、金属原子
    またはアンモニウム)を12mmol/g以上含有し、
    −COOH/−COORモル比が0.5未満の吸水性架
    橋重合体に、−COORと反応し得る官能基を複数有す
    る化合物を添加してなる請求項3記載の吸水性樹脂。
  5. 【請求項5】 前記吸水性樹脂が、150μm以下の微
    粉末が10重量%以下であることを特徴とする請求項3
    または4記載の吸水性樹脂。
  6. 【請求項6】 50g/cmの荷重下での人工尿に対
    する加圧下吸水倍率が30g/g以上であり、かつ10
    0g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下吸水
    倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で規定される耐圧
    吸水比が0.6以上の耐圧性吸水性樹脂。
  7. 【請求項7】 50g/cmの荷重下での人工尿に対
    する加圧下吸水倍率が30g/g以上であり、かつ10
    0g/cmの荷重下での人工尿に対する高加圧下吸水
    倍率の前記加圧下吸水倍率に対する比で規定される耐圧
    吸水比が0.6以上の耐圧性吸水性樹脂を用いた紙おむ
    つ。
  8. 【請求項8】 −COOR(Rは、水素原子、金属原子
    またはアンモニウム)を12mmol/g以上含有し、
    −COOH/−COORモル比が0.5未満の吸水性架
    橋重合体に、−COORと反応し得る官能基を複数有す
    る化合物を添加し、加熱することを特徴とする吸水性樹
    脂の製法。
  9. 【請求項9】 前記化合物が共有結合性架橋剤であり、
    かつ、共有結合性架橋剤によって吸水性架橋重合体の無
    荷重下での吸水倍率を架橋前の0.9〜0.3倍にまで
    低下せしめる請求項8記載の製法。
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