JP6092236B2 - 吸水剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1−1)「吸水剤」
本発明における「吸水剤」とは、吸水性樹脂を主成分とする水性液の吸収ゲル化剤を意味し、粒子状のものを特に粒子状吸水剤という。該吸水剤における吸水性樹脂の含有率は、好ましくは70〜100重量%、さらには85〜100重量%、90〜100重量%であり、上限は99重量%以下、さらには97重量%以下である。
本発明における「吸水性樹脂」とは、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤を意味する。尚、「水膨潤性」とは、ERT441.2−02で規定するCRC(無加圧下吸水倍率)が5g/g以上であることをいい、「水不溶性」とは、ERT470.2−02で規定するExt(水可溶分)が0〜50質量%であることをいう。
本発明における「ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂」とは、任意にグラフト成分を含み、繰り返し単位として、アクリル酸及び/又はその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)を主成分とする架橋重合体を意味する。具体的には、架橋剤を除く単量体として、アクリル酸(塩)を好ましくは30〜100モル%含む重合体をいう。
「EDANA」は、欧州不織布工業会(European Disposables and Nonwovens Associations)の略称であり、「ERT」は、欧州標準(ほぼ世界標準)である吸水性樹脂の測定方法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。尚、本発明では、特に断りのない限り、ERT原本(公知文献:2002年改定)に準じて測定する。
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離保持容量)の略称であり、吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率(以下、「吸水倍率」と称することもある。また、「吸収倍率」と同義である。)を意味する。具体的には、不織布袋中の吸水性樹脂0.200gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に30分間浸漬(自由膨潤)させた後、遠心分離機で水切りした後の吸水倍率(単位;[g/g])である。
「AAP」は、Absorbency Against Pressureの略称であり、吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、吸水性樹脂0.900gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に対して、2.06kPa(0.3psi,21[g/cm2])の荷重下で1時間膨潤させた後の吸水倍率(単位;[g/g])である。尚、ERT442.2−02では、Absorption Under Pressureと表記されているが、実質的にはAAPと同一内容である。また、荷重条件を4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])に変更して測定することもある。
「PSD」は、Particle Size Distributionの略称であり、篩分級により測定される吸水性樹脂の粒度分布を意味する。また、吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)及び粒子径分布幅は、米国特許公開2006−204755号に記載された「(1) Average Particle Diameter and Distribution of Particle Diameter」と同様の方法で測定する。
荷重下又は無荷重下における膨潤した吸水性樹脂粒子の粒子間を流れる液の流れを「通液性」という。この「通液性」の代表的な測定方法として、SFC(Saline Flow Conductivity)や、GBP(Gel Bed Permeability)がある。
本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上、Y以下」を意味する。また、重量の単位である「t(トン)」は「Metric ton(メトリック トン)」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」、「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。また、特に注釈のない限り、「ppm」は「重量ppm」又は「質量ppm」を意味する。更に、「〜酸(塩)」は「〜酸及び/又はその塩」を意味し、「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」を意味する。
(2−1)重合工程
(単量体)
本発明の製造方法で得られる粒子状吸水剤に使用される主成分としての吸水性樹脂は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂であり、繰り返し単位中(但し、後述の架橋剤は除く)に単量体としてアクリル酸(塩)を好ましくは30〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%、更に好ましくは70〜100モル%、特に好ましくは90〜100モル%、実質100モル%含む水膨潤性水不溶性の架橋重合体である。
本発明においては、アクリル酸(塩)以外の不飽和単量体(以下、「その他の単量体」と称する)を全単量体成分の0〜70モル%使用することができる。
本発明における重合は、得られる粒子状吸水剤の吸水性能や重合制御の容易性等の観点から、(気相中での)噴霧重合又は液滴重合、水溶液重合又は(疎水性有機溶媒中での)逆相懸濁重合で行われる。これらの重合は、空気雰囲気下でも実施可能であるが、粒子状吸水剤の着色改善の観点から、窒素やアルゴン等の不活性気体雰囲気下(例えば、酸素濃度が1容積%以下)で実施されることが好ましく、単量体中の溶存酸素についても、不活性気体で十分に置換(例えば、溶存酸素量が1mg/L未満)されていることが好ましい。
本発明において使用される重合開始剤は、重合形態によって適宜選択され、特に限定されないが、例えば、光分解型重合開始剤、熱分解型重合開始剤、レドックス系重合開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤の使用量は、前記単量体に対して0.0001〜1モル%が好ましく、0.001〜0.5モル%がより好ましい。
本発明においては、重合時に、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等の界面活性剤や分散剤を使用することもできる。これらの界面活性剤や分散剤は、特に限定されないが、例えば、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鹸、ステアリン酸ナトリウム等の脂肪酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられ、カチオン性界面活性剤及び両性界面活性剤としては、アルキルアミン類やアルキルベタイン等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤としては、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤が好ましく、後に記載するHLBが10以下のノニオン性界面活性剤の分散液作製時に水溶性分散剤として例示するHLBが10より大きいノニオン性界面活性剤と同様のものが挙げられる。ここで、HLBはグリフィン式より算出した値で規定され、場合によりカタログ値や他の方法で算出した値を使用してもよい。
前記逆相懸濁重合を行う場合、使用する有機溶媒として、水難溶性で重合に対して不活性であれば特に限定されないが、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環状炭化水素、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。これらの中でも、工業的な入手安定性、品質等の観点から、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサンが特に好ましい。これらの有機溶媒の使用量は、重合性単量体水溶液に対して、好ましくは0.5〜10質量倍、より好ましくは0.6〜5質量倍である。
前記重合工程で得られた含水ゲルは、そのままの形態で乾燥を行うこともできるが、水溶液重合の場合、好ましくは重合中又は重合後の含水ゲルをゲル解砕機(ニーダー、ミートチョッパー等)等によりゲル解砕し、細粒化された含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称することもある)を乾燥することが好ましい。このとき含水ゲルは、所定の方法によって質量平均粒子径(D50)(湿式篩分級で規定)が好ましくは0.1〜50mm、より好ましくは0.2〜10mm、更に好ましくは0.5〜5mmの破片に細粒化される。
本工程は、前記重合工程又はゲル細粒化工程で得られる含水ゲル又は粒子状含水ゲルを乾燥し、乾燥重合体を得る工程である。乾燥は、重合や表面架橋と同時に行ってもよく、あるいは別途乾燥工程を設けてもよく、それらを併用してもよいが、好ましくは重合後の表面架橋前に乾燥工程が設けられる。その乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、流動床乾燥、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、種々の乾燥方法を挙げることができる。
本工程は、前記乾燥工程で得られた乾燥重合体(含水ゲルの乾燥物)を必要により粉砕(粉砕工程)し、更に分級(分級工程)によって粒度を制御し、吸水性樹脂粒子を得る工程である。当該粉砕や分級は、例えば、国際公開第2004/69915号に開示された方法を採用することができる。
本工程は、前記粉砕工程、分級工程で得られた吸水性樹脂粒子を表面架橋し、得られる吸水性樹脂の加圧下吸水倍率(AAP)を向上させる工程である。尚、「表面架橋」とは、吸水性樹脂粒子の表面又は表面近傍を架橋することをいい、又、「表面又は表面近傍」とは、通常、厚さが数十μm以下の表層部分又は全体の厚さの1/10以下の表層部分を意味するが、これらの厚さは目的に応じて適宜決定される。また、本発明の粒子状吸水剤に用いられる吸水性樹脂は、前記(2−1)〜(2−4)で得られた吸水性樹脂粒子を表面架橋することで得られる。
本発明で使用される表面架橋剤としては、特に限定されず、例えば、オキサゾリン化合物(米国特許第6297319号)、ビニルエーテル化合物(米国特許第6372852号)、エポキシ化合物(米国特許第625488号)、オキセタン化合物(米国特許第6809158号)、多価アルコール化合物(米国特許第4734478号)、ポリアミドポリアミン−エピハロ付加物(米国特許第4755562号、同第4824901号)、ヒドロキシアクリルアミド化合物(米国特許第6239230号)、オキサゾリジノン化合物(米国特許第6559239号)、ビス又はポリ−オキサゾリジノン化合物(米国特許第6472478号)、2−オキソテトラヒドロ−1,3−オキサゾリジン化合物(米国特許第6657015号)、アルキレンカーボネート化合物(米国特許第5672633号)等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用される。
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合するとき、表面架橋剤を単独で混合してもよいが、表面架橋剤の溶液として混合することが好ましく、溶媒として特に水を用いるのが好ましい。吸水性樹脂粒子100質量部に対して、水の総使用量が1〜10質量部である場合、吸水性樹脂の表面に十分、表面架橋剤水溶液が浸透して、適切な厚さ及び密度を有する多層的な表面架橋層が形成される。
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合する方法は、特に限定されないが、水及び/又は親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を、吸水性樹脂粒子に直接、噴霧又は滴下して混合する方法が好ましい。
本工程は、前記乾燥工程後の吸水性樹脂粒子又は表面架橋工程後の吸水性樹脂粒子に対して、通液性向上剤を添加する工程である。本発明でいう通液性向上剤とは、該通液性向上剤添加工程後の吸水性樹脂粒子の生理食塩水流れ誘導性(SFC)を、該通液性向上剤添加工程前の吸水性樹脂粒子のSFCに比べて向上させる物質をいう。
本工程において用いられる通液性向上剤としては、水溶性多価金属カチオン含有化合物が挙げられる。該多価金属カチオンは、2価以上の金属カチオンであり、2〜4価であることが好ましく、3価であることがより好ましい。
本工程は、吸水性樹脂粒子にHLBが10以下の界面活性剤を添加する工程であり、前記乾燥工程後の吸水性樹脂粒子に対して行うことが好ましく、前記通液性向上剤添加工程を行う場合には、その後に行うのが好ましい。ここで、HLBはグリフィン式で算出され、カタログ記載値やその他の方法で算出された値で代替してもよい。
本発明ではHLBが10以下の界面活性剤が必須に使用される。HLBはグリフィン法で算出でき、必須にHLB=0〜10、好ましくは1〜8、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜4の範囲の界面活性剤が使用される。
前記HLBが10以下の界面活性剤は、分散液(エマルション)として添加されるのが好ましい。
水分散液の温度を40〜100℃に、より好ましくは60〜100℃に、更に好ましくは70〜100℃に加熱した状態で、1000rpm以上の回転数、又は攪拌子/攪拌羽根の翼先端周速度が2.5m/s以上の条件で、1分間以上攪拌するのが好ましい。尚、翼先端周速度は3.0m/s以上がより好ましく、3.5m/s以上が更に好ましく、30m/s以下が好ましく、20m/s以下がより好ましく、10m/s以下が特に好ましい。翼先端周速度を上げすぎると、見合うだけの攪拌効果が得られないだけでなく、攪拌羽根の破損など不要なトラブルの原因になるので、避けるのが好ましい。
水溶性分散剤を併用して、前記HLBが10以下の界面活性剤の分散性を高めた水分散液を用いることができる。該水溶性分散剤は、前記HLBが10以下の界面活性剤に対して、0.1〜9.0質量倍を用いるのが好ましく、1.0〜9.0質量倍であるとより好ましい。
前記水溶性とは、水100g(25℃)に、1g以上、好ましくは10g以上溶解する化合物を指す。
前記HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程後には、乾燥工程(この工程を「添加後乾燥工程」と称することがある)を設けることが好ましい。本工程は、吸水性樹脂粒子の含水率を3.0〜6.0質量%の範囲にすることを目的としており、吸水性樹脂粒子にダメージを与えずに含水率を所望の値に調整できる方法であれば、乾燥方法に制限は無い。
その他の添加物を添加する添加物添加工程としては、水不溶性微粒子添加工程やキレート剤添加工程、消臭成分添加工程などがある。目的に応じてこれらの添加剤を添加してもよいが、その他の添加物を添加する場合は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程より前工程として添加しなければならない。
本工程に用いられる水不溶性微粒子としては、吸水剤が水性液体と接触したときに吸水剤の粒子同士が密着するのを抑制し、水性液体の流れをよくするものであれば特に限定されるものではない。中でも水不溶性無機微粉末が好ましく、ベントナイト、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、珪素系微粒子等の無機系微粒子が好ましい。
本発明に係る粒子状吸水剤においては、キレート剤を更に含有してもよい。キレート剤を含有させることで、耐尿性や着色防止に優れる粒子状吸水剤が得られる。
消臭性を付加させるため、消臭成分、好ましくは植物成分を更に含有することで、消臭性に優れる粒子状吸水剤が得られる。該消臭成分を添加する消臭成分添加工程は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程以前であれば任意の工程で行うことができ、前記表面架橋工程後がより好ましい。
本発明において、吸水性樹脂を造粒してもよいが、造粒工程はHLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程より前の工程でなければならない。造粒のとき、水に加えて親水性の有機溶媒を使用してもよい。また、微粉回収工程を行ってもよく、分級後の微粉を分級工程以前、好ましくは重合工程、ゲル粉砕工程、乾燥工程にリサイクルしてもよい。
乾燥工程後に分級工程(表面架橋工程後の第二分級工程を含む。以下同じ。)を含み、前記分級工程において、目開き150μmの標準篩通過物である吸水性樹脂微粒子を分離した後、該吸水性樹脂微粒子又はその水添加物を乾燥工程以前の工程に回収(再利用)することが好ましい。尚、前記分級工程で除去される粗大粒子は、必要に応じて再粉砕してもよく、また、前記分級工程で除去される微粒子は、廃棄しても、他の用途に使用しても、本微粉回収工程に供してもよい。
本発明は、上述した粒子状吸水剤の製造方法を一例として、新規な粒子状吸水剤、即ち、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とし、下記物性を満たす粒子状吸水剤を提供する。尚、各物性の測定方法については、実施例の項に記載されている。
紙オムツでのモレを防止するため、前記重合後の表面架橋を達成手段の一例として、粒子状吸水剤は、1.9kPaの加圧下さらには4.8kPaの加圧下での0.9重量%の塩化ナトリウム水溶液に対する吸水倍率(AAP)が、好ましくは20[g/g]以上、より好ましくは22[g/g]以上、さらに好ましくは24[g/g]以上に制御される。AAPの上限は高いほど好ましいが、他の物性とのバランスから、通常、40[g/g]、更には35[g/g]、特に荷重4.8kPaの場合は30[g/g]程度が好ましい。
本発明に係る粒子状吸水剤の無加圧下吸水倍率(CRC)は、10[g/g]以上が好ましく、20[g/g]以上がより好ましく、25[g/g]以上が更に好ましく、特に好ましくは30[g/g]以上に制御される。尚、無加圧下吸水倍率(CRC)の上限値は高いほど好ましいが、他の物性(特に通液性)とのバランスから、好ましくは50[g/g]以下、より好ましくは45[g/g]以下、更に好ましくは40[g/g]以下である。CRCは架橋剤量等で制御できる。
紙オムツでのモレを防止するため、前記重合及びその粒度制御した表面架橋を達成手段の一例として、粒子状吸水剤は、加圧下での液の通液特性である0.69重量%生理食塩水流れ誘導性(SFC)は、1[×10−7・cm3・sec・g−1]以上であり、以下順に20[×10−7・cm3・sec・g−1]以上、50[×10−7・cm3・sec・g−1]以上、70[×10−7・cm3・sec・g−1]以上が好ましく、特に100[×10−7・cm3・sec・g−1]以上に制御される。上限は他の物性、特にCRCとのバランスで適宜決定されるが、通常、2000[×10−7・cm3・sec・g−1]以下、1000[×10−7・cm3・sec・g−1]以下、500[×10−7・cm3・sec・g−1]以下である。尚、SFCは周知の測定法であり、例えば、米国特許第5562646号に記載の方法で規定できる。
本発明に係る粒子状吸水剤の、20gの生理食塩水に対する粒子状吸水剤1gでの吸水速度(FSR)は、通常、0.05[g/g/sec]以上、好ましくは0.10[g/g/sec]以上、より好ましくは0.15[g/g/sec]以上、更に好ましくは0.20[g/g/sec]以上、特に好ましくは0.25[g/g/sec]以上である。上限としては、好ましくは0.50[g/g/sec]以下である。FSRの測定法は国際公開第2009/016055号パンフレットで規定される。
粒子状吸水剤の嵩比重は、通常、0.55〜0.80[g/ml]であり、好ましくは0.61〜0.80[g/ml]、さらに好ましくは0.65〜0.75[g/ml]である。
本発明に係る粒子状吸水剤の表面張力(実施例の測定法で規定)は、好ましくは55[mN/m]以上、より好ましくは60[mN/m]以上、さらに好ましくは65[mN/m]以上、特に好ましくは70[mN/m]以上、最も好ましくは72[mN/m]以上であり、実質的な表面張力の低下もない。上限は通常、75[mN/m]で十分である。
本発明に係る粒子状吸水剤の含水率は、好ましくは3.0重量部以上、6.0重量部以下であり、より好ましくは3.0重量部以上、5.5重量部以下、最も好ましくは3.5重量部以上、5.0重量部以下である。3.0重量部未満では、耐ダメージ性が低下するという問題点があり、6.0重量部より高いと、嵩比重が低下するため好ましくない。
本発明に係る粒子状吸水剤の形状は、粒子状であれば特定の形状に限定されず、例えば、球状、略球状、(粉砕物である)不定形破砕状、棒状、多面体状、ソーセージ状(例えば、米国特許第4973632号等)、皺を有する粒子(例えば、米国特許第5744564号等)等が挙げられる。これらの粒子は、一次粒子(single particle)でも造粒粒子でもよく、混合物でもよい。また、発泡した多孔質でもよい。これらの中でも、不定形破砕状の一次粒子又は造粒粒子が好ましい。
本発明に係る粒子状吸水剤の用途としては、特に限定されないが、吸収体に成型され、最終消費材として吸収性物品(例えば、紙オムツ)に使用されることが好ましい。
本発明における吸収体は、粒子状吸水剤をシート状、ウェブ状、筒状等に成型して得られる。尚、「吸収体」とは、粒子状吸水剤とパルプ等の親水性繊維とを主成分として成型された吸水材のことをいう。
本発明における吸収性物品は、吸水やゲル化、保湿、止水、吸湿等を目的とした最終消費材である。当該最終消費材は、前記吸収体、液透過性を有する表面シート、液不透過性の背面シートを備えた吸収性物品であり、具体的には紙オムツ、失禁パット、生理用ナプキン等が挙げられ、特に好ましくは紙オムツである。尚、他の衛生材料にも適用することができる。
以下、実施例に従って本発明をさらに説明するが、本発明は実施例に限定されて解釈されるものではない。また、本発明の特許請求の範囲や実施例に記載の諸物性は、以下の測定法(5−1)〜(5−9)に従って求めた。なお、特に断りのない限り、各実施例での各工程は実質的に常圧(大気圧の±5%以内、さらに好ましくは1%以内)で行なわれ、同一工程では意図的な加圧減圧による圧力変化は加えずに実施した。
米国特許出願公開第2006−204755号に準じて、標準篩で分級して重量平均粒子径(D50)(単位;[μm])及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)を求めた。
ERT441.2−0.2に従い、0.90重量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水とも称する)に対する無加圧下で30分間の吸水倍率(CRC)(単位;[g/g])を求めた。
粒子状吸水剤において、180℃で揮発しない成分が占める割合を表す。含水率との関係は以下のようになる。
固形分の測定方法は、以下のように行った。
固形分[重量%] = {(W3−W1)/W2}×100。
粒子状吸水剤1.00gを25mlガラス製ビーカー(直径32〜34mm、高さ50mm)に入れた。このとき、ビーカーに入れた粒子状吸水剤の上面が水平となるようにした(必要により、慎重にビーカーをたたく等の処置を行うことで粒子状吸水剤の表面を水平にしてもよい。)。
W6[g] = W4−W5
(数3)
FSR[g/g/s] = W6/(ts×粒子状吸水剤の重量[g])。
嵩比重測定器(蔵持科学機器製作所製)を用い、JIS K 3362に準じて測定した。粒度による偏りを無くすため十分に混合された粒子状吸水剤50.0gを、ダンパーを閉めた漏斗に入れた後、速やかにダンパーを開け、粒子状吸水剤を内容量42mlのガラス製受器(内径32mm、外径35mm、高さ52mm、重量W7[g])に注いだ。受器から盛り上がった粒子状吸水剤は、ガラス棒で測定者から見て手前から奥へ押してすりきった後、粒子状吸水剤の入った受器の重さ(重量W8[g])を0.1gまで正確に量り、(数4)にしたがって嵩比重(単位;[g/ml])を算出した。
嵩比重[g/ml] = (W8−W7)/42
尚、測定を行った環境の温度は23.2℃であり、相対湿度は38%RHであった。
十分に洗浄された100mlのビーカーに23℃±2℃に調温した生理食塩水50mlを入れ、生理食塩水の表面張力を表面張力計(KRUSS社製 K11自動表面張力計)により測定した。この測定において表面張力の値は71〜75[mN/m]の範囲でなくてはならない。
SFC(単位;[×10−7・cm3・sec・g−1])は周知の測定法であり、米国特許第5562646号に記載の手法にて測定を行った。
特許文献38(米国特許6562879号)及びその対応特許である日本国公開特許公報「特開2000−302876号」(12頁、段落[0001]、[0002])に記載の(機械的ダメージ試験)方法にて、粒子状吸水剤にダメージを与えた。ダメージを付与された粒子状吸水剤について、目開き150μmを有するJIS標準篩(JIS Z 8801−1(2000))、又はJIS標準篩に相当する篩を用いて、粒子状吸水剤10gを分級した。分級後、粒径150μm未満の粒子重量を用いて、150μm未満の粒子含有率[重量%]を(数5)に従って求めた。
粒径150μm未満の粒子含有率[重量%] = {(粒径150μm未満の粒子重量[g])/(粒子状吸水剤の重量[g])}×100。
以下の方法を用いて、ゆるめ嵩密度及びかため嵩密度から算出した。
ゆるめ嵩密度を、パウダテスタ(ホソカワミクロン株式会社製、商品名;パウダテスタPT−X)により測定した。よく混合した40gの粒子状吸水剤を容量250mlのポリプロピレン製容器に量り取った。0.01gまで正確に測定した25ccのパウダテスタ付属の測定カップ(重量W9[g])をパウダテスタ本体に取り付け、シュート下部をポリプロピレン製のシートで塞ぎ測定装置上部のダンパーに試料を注ぎ入れた。速やかにポリプロピレン製のシートを水平に外し、試料が完全に測定カップを満たすよう、あふれさせた。測定カップから盛り上がった粒子状吸水剤をパウダテスタ付属の金属ブレードですり落とした後、粒子状吸水剤の入った測定カップの重さ(重量W10[g])を0.01gまで正確に量り、(数6)に従ってゆるめ嵩密度(単位;[g/ml])を算出した。
ゆるめ嵩密度[g/ml]=(W10−W9)/25。
かため嵩密度を、前記パウダテスタにより測定した。よく混合した40gの粒子状吸水剤を容量250mlのポリプロピレン製容器に量り取った。0.01gまで正確に測定した25ccのパウダテスタ付属の測定カップ(重量W11[g])にパウダテスタ付属のキャップ(測定カップと同じ内径を有する)を取り付け、パウダテスタ本体に取り付けた。シュート下部をポリプロピレン製のシートで塞ぎ測定装置上部のダンパーに試料を注ぎ入れた。速やかにポリプロピレン製のシートを水平に外し、試料が完全に測定カップを満たすよう、あふれさせた。タッピング回数を180回に設定し、タッピングを開始した。タッピングのストロークは18mmに固定されていた。タッピング終了後、キャップを外し測定カップから盛り上がった粒子状吸水剤をパウダテスタ付属の金属ブレードですり落とした後、粒子状吸水剤の入った測定カップの重さ(重量W12[g])を0.01gまで正確に量り、(数7)に従ってかため嵩密度(単位;[g/ml])を算出した。
かため嵩密度[g/ml]=(W12−W11)/25
尚、測定を行った環境の温度は23.5℃であり、相対湿度は38%RHであった。
(数8)に従って、ゆるめ嵩密度及びかため嵩密度からハウスナー比を算出した。
ハウスナー比[−] = かため嵩密度[g/ml]/ゆるめ嵩密度[g/ml]。
WO2011/078298の実施例23に従い、吸水性樹脂粒子の調製を行った。
界面活性剤として60℃で溶解させたグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V,HLB=3.5(カタログ記載値))0.5g及び75℃の脱イオン水(イオン交換水)49.5gをホモジナイザー(株式会社日本精機製作所製;MAXIM HOMOGENIZER MX−7)の付属カップに入れ、75℃の湯浴により加温しながら、5000rpmで5分間攪拌し、水分散液(1)を作製した。ホモジナイザーの付属カップは、底面の外径71mm、上面の内径112mm、高さが130mmの容量約850mlのSUS製容器であった。また、ホモジナイザーの攪拌羽根は、片側に刃が付いた8枚の攪拌翼を有し、22mmの羽根と18mmの羽根がそれぞれ2枚ずつ交互に並んでおり、22mmの羽根は上下にずらされていた。
実施例1において、水分散液作製時におけるグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.5gから0.25gに、75℃の脱イオン水(イオン交換水)の使用量を49.5gから49.75gに変更し、水分散液(1)の添加量を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)から表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して2重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(2)(別称;吸水剤(2))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(2)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
実施例1において水分散液(1)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(1)(別称;比較吸水剤(1))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(1)の調製条件を表1に、諸物性を表2,3に示す。
比較例1において得られた比較吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して脱イオン水(イオン交換水)1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。その後、ポリエチレン製チャック付き袋(株式会社生産日本社製;商品名ユニパックD−4)に移し替えて密閉し、2日間室温で放置し、比較吸水性樹脂粒子(2)(別称;比較吸水剤(2))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(2)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
比較例2において、添加する脱イオン水(イオン交換水)の量を比較吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部から5重量部に変更したこと以外は比較例2と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(3)(別称;比較吸水剤(3))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(3)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
実施例1において、水分散液作製時におけるグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.5gから0.125gに、75℃の脱イオン水(イオン交換水)の使用量を49.5gから49.875gに変更し、水分散液(1)の添加量を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)から表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して4重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した比較吸水性樹脂粒子(4)(別称;比較吸水剤(4))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(4)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
実施例1において、水分散液作製時におけるグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.5gから0.05gに、75℃の脱イオン水(イオン交換水)の使用量を49.5gから49.95gに変更し、水分散液(1)の添加量を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)から表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して10重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した比較吸水性樹脂粒子(5)(別称;比較吸水剤(5))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(5)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド自己乳化型ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセルP−40S,HLB=2.8(カタログ記載値))に代えた水分散液(3)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセルP−40S)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(3)(別称;吸水剤(3))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(3)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(分子蒸留モノグリセライドステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセルS−95,HLB=3.8(カタログ記載値))に代えた水分散液(4)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセルS−95)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(4)(別称;吸水剤(4))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(4)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(グリセロールモノステアレート)(花王株式会社製;商品名レオドールMS−60,HLB=3.5(カタログ記載値))に代えた水分散液(5)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールMS−60)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(5)(別称;吸水剤(5))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(5)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(グリセロールモノオレエート)(花王株式会社製;商品名レオドールMO−60,HLB=2.8(カタログ記載値))に代えた水分散液(6)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールMO−60)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(6)(別称;吸水剤(6))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(6)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のソルビタンセスキオレエート(花王株式会社製;商品名レオドールAO−15V,HLB=3.7(カタログ記載値))に代えた水分散液(7)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールAO−15V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(7)(別称;吸水剤(7))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(7)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のポリオキシエチレンステアリルエーテル(花王株式会社製;商品名エマルゲン306P,HLB=9.4(カタログ記載値))に代えた水分散液(8)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エマルゲン306P)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(8)(別称;吸水剤(8))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(8)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のモノステアリン酸グリセロール(和光純薬工業株式会社製,HLB=3.8(グリフィン法により算出))に代えた水分散液(9)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(モノステアリン酸グリセロール)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(9)(別称;吸水剤(9))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(9)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)0.5gを、モノステアリン酸グリセロール(和光純薬工業株式会社製)0.25g及びジステアリン酸グリセロール(和光純薬工業株式会社製,HLB=2.4(グリフィン法により算出))0.25gの混合物に代えた水分散液(10)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、2つの特定界面活性剤(モノステアリン酸グリセロール,ジステアリン酸グリセロール)を50ppmずつ併用した分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(10)(別称;吸水剤(10))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(10)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部添加したことに代えて、0.80重量部添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)80ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(11)(別称;吸水剤(11))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(11)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
界面活性剤として60℃で溶解させたグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V,HLB=3.5(カタログ記載値))0.25g及び60℃で溶解させたポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V,HLB=14.9(カタログ記載値),本発明で水溶性分散剤に該当)0.25gを容量1リットルのポリプロピレン製容器に入れ、均一に混合した。その後、該ポリプロピレン製容器に脱イオン水(イオン交換水)49.5gを入れ、50mmのフッ素樹脂製回転子を用いて攪拌し、グリセリン脂肪酸エステルが分散した分散液(12)を得た。
実施例12において、得られた分散液(12)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1.5重量部添加したことに代えて、2.0重量部添加した以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppm及び水溶性分散剤(レオドールTW−S120V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(13)(別称;吸水剤(13))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(13)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
実施例12における分散液作製時に、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.25gから0.45gに、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)の使用量を0.25gから0.05gに変更したこと以外は実施例12と同様の操作を行い、分散液(14)を得た。
実施例12における分散液作製時に、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.25gから0.05gに、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)の使用量を0.25gから0.45gに変更したこと以外は実施例12と同様の操作を行い、分散液(15)を得た。
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(花王株式会社製;商品名エマノーンCH−80,HLB=15.0,本発明で水溶性分散剤に該当)に代えた水分散液(16)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(エマノーンCH−80)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(16)(別称;吸水剤(16))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(16)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(花王株式会社製;商品名デモールN,本発明で水溶性分散剤に該当)に代えた水分散液(17)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(デモールN)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(17)(別称;吸水剤(17))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(17)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、アルギン酸ナトリウム(本発明で水溶性分散剤に該当,関東化学株式会社製)に代えた水分散液(18)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(アルギン酸ナトリウム)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(18)(別称;吸水剤(18))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(18)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、デカグリセリンラウレート(理研ビタミン株式会社製;商品名ポエムJ−0021,HLB=15.5(カタログ記載値),本発明で水溶性分散剤に該当)に代えた水分散液(19)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(ポエムJ−0021)75ppmを添加した吸水性樹脂粒子(19)(別称;吸水剤(19))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(19)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1において、通液性向上剤としての混合液(1)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを添加した吸水性樹脂粒子(20)(別称;吸水剤(20))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(20)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。尚、表面架橋吸水性樹脂粒子(1)の嵩比重は0.65g/mLであった。
実施例20において、表面架橋吸水性樹脂粒子(1)に代えて製造例1で得られた基礎吸水性樹脂粒子(1)を用いたこと以外は実施例20と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(21)(別称;吸水剤(21))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(21)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。尚、基礎吸水性樹脂粒子(1)の嵩比重は0.57g/mLであった。
実施例4において、水分散液(4)を添加した後、無風条件下60℃で30分間乾燥させる代わりに、室温下(温度23.5℃、相対湿度38%)において容量250mlの蓋付きポリプロピレン製容器に入れ18時間放置した以外は実施例4と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセルS−95)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(22)(別称;吸水剤(22))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(22)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
界面活性剤として60℃で溶融させたポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V,HLB=14.9(カタログ記載値))0.2g、脱イオン水(イオン交換水)19.8gを容量250mlのポリプロピレン製容器に入れ、約65℃の湯浴で加温しながら30mmのフッ素樹脂製回転子を用いて混合し、比較水溶液(6)を作製した。
比較例6において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、同重量のポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(花王株式会社製;商品名エマノーンCH−80,HLB=15.0(カタログ記載値))に代えたこと以外は比較例6と同様の操作を行い、本明細書における規定と異なる界面活性剤(エマノーンCH−80)100ppmを水溶液で添加した比較吸水性樹脂粒子(7)(別称;比較吸水剤(7))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(7)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例1における水分散液(1)の作製時に、溶媒として75℃の脱イオン水に代えて23℃のエチルアルコールを、さらに、攪拌方法としてホモジナイザーに代えて30mmのフッ素樹脂製回転子により室温で攪拌したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、水分散液(1)に代えて比較溶液(8)を得た。比較溶液(8)はグリセリン脂肪酸エステルが均一に溶解した溶液であった。
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部添加したことに代えて、0.20重量部添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)20ppmを分散液で添加した比較吸水性樹脂粒子(9)(別称;比較吸水剤(9))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(9)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例15において分散液(15)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して3.0重量部添加したことに代えて、1.0重量部添加したこと以外は実施例15と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)10ppmを分散液(水溶性分散剤(レオドールTW−S120V))で添加した比較吸水性樹脂粒子(10)(別称;比較吸水剤(10))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(10)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、界面活性剤として60℃で溶解させたグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を原液のまま製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、比較吸水性樹脂粒子(11)(別称;比較吸水剤(11))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(11)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
実施例1において、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、実施例1で得られた水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合したことに代えて、混合液(1)と水分散液(1)の添加順序を入れ替えた。
実施例1で得られた水分散液(1)12.0gと水溶性多価金属塩の混合液(1)10.0gとを混合し、比較混合液(13)を作製した。
製造例1で得られた基礎吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、エチレンカーボネート0.4重量部、プロピレングリコール0.6重量部、脱イオン水1.51重量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V,HLB=14.9(カタログ記載値))0.001重量部(吸水性樹脂粒子に対して10ppm)及び実施例1で得られた水分散液(1)1.0重量部の混合液からなる表面架橋剤を攪拌しながら添加し、1分間混合し、混合物を180℃で45分間、加熱処理して表面架橋した。加熱処理後、得られた吸水性樹脂粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕した。このようにして、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(14)を得た。
実施例1において、分散液(1)を作製するときに、ホモジナイザーを使用せずに、フッ素樹脂製回転子により室温で混合した。その結果、分散液は得られず、1分未満で相分離する比較混合液(15)が得られた。実施例1において、分散液(1)に代えて比較混合液(15)を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(15)(別称;比較吸水剤(15))を得た。尚、比較混合液(15)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)に添加するときには、比較混合液(15)をフッ素樹脂製回転子により攪拌した後、30秒以内に比較混合液(15)を所定量サンプリングし、できるだけ各相から均一にサンプリングできるようにした。得られた比較吸水性樹脂粒子(15)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
特許文献WO2005/075070に準じてステアリン酸亜鉛を添加した。
特許文献37(WO2008/055935,米国特許8017549号)に準じてPEG−400(平均分子量が400g/molのポリエチレングリコール)を添加した。
先願である特願2011−077349に準じてステアリン酸亜鉛と界面活性剤を添加した。
比較例18に記載した特許文献38(特願2011−077349)の先願である特許文献39(国際公開第2011/040472号パンフレット)に準じて、金属石鹸と界面活性剤の水分散液での同時添加を行った。
比較例14において、混合液(1)を添加しなかったこと以外は比較例14と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(23)(別称;吸水剤(23))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(23)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例23において、水分散液(1)の作製時にグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(グリセロールモノステアレート)(花王株式会社製;商品名レオドールMS−60,HLB=3.5(カタログ記載値))に代えた水分散液(24)を用いること以外は実施例23と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールMS−60)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(24)(別称;吸水剤(24))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(24)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
実施例23において、水分散液(1)に代えて実施例14で作製した分散液(14)を使用したこと以外は実施例23と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(25)(別称;吸水剤(25))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(25)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
容量2リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸421.9g、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)2.60g、0.1重量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液113.5g、48.5重量%水酸化ナトリウム水溶液173.8g、10.0重量%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)水溶液0.44g、及び脱イオン水(イオン交換水)290.5gを投入し、溶解(混合)させて比較単量体水溶液(20)を作製した。該比較単量体水溶液(20)の温度は、作製直後の1段目の中和熱によって64℃まで上昇した。
比較例20において、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、水分散液(1)を比較表面架橋吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して1重量部添加し、均一に混合した以外は、比較例20と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(26)(別称;吸水剤(26))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(26)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
容量2リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸421.9g、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.38g、0.1重量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液113.5g、48.5重量%水酸化ナトリウム水溶液173.8g、界面活性剤として10.0重量%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)水溶液0.44g、及び脱イオン水(イオン交換水)291.7gを投入し、溶解(混合)させて単量体水溶液(27)を作製した。該水溶液(27)の温度は、作製直後の1段目の中和熱によって64℃まで上昇した。
表1,2より、本発明の製造方法は、嵩比重が高く、ハウスナー比が低く、さらに耐ダメージ性に優れた粒子状吸水剤を提供することができることが分かる。また、表3より、本発明の製造方法は、粒子状吸水剤の吸収性能を損なわないことが分かる。
表4〜6より、本発明の製造方法は、吸水速度の向上した、嵩比重が0.61以上と高く、かつハウスナー比が1.18未満と低い粒子状吸水剤を提供することができることが分かる。
本発明に係る吸水剤の製造方法は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程を有する吸水剤の製造方法であって、該界面活性剤添加工程は、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30〜150重量部相当量(吸水性樹脂に対して30〜150質量ppm)の前記界面活性剤が含まれる分散液を添加する工程であり、かつ、該界面活性剤添加工程は、乾燥工程よりも後工程であり、更に、前記乾燥工程の後に水溶性多価金属塩添加工程を有する場合には、該界面活性剤添加工程は該水溶性多価金属塩添加工程よりも後工程であることを特徴としている。
Claims (12)
- HLBが1〜6の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程を有する吸水剤の製造方法であって、
該界面活性剤添加工程は、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30〜100重量部相当量の前記界面活性剤が含まれる分散液を添加する工程であり、かつ、該界面活性剤添加工程は、乾燥工程よりも後工程であり、
前記分散液は、吸水性樹脂100重量部に対して0.5重量部以上、3.0重量部以下の水を含む界面活性剤の分散液であり、
更に、前記乾燥工程の後に水溶性多価金属塩添加工程を有する場合には、該界面活性剤添加工程は該水溶性多価金属塩添加工程よりも後工程であることを特徴とする吸水剤の製造方法。 - 前記乾燥工程後に表面架橋剤添加工程を行う場合には、前記界面活性剤添加工程は該表面架橋剤添加工程と同時、又は該表面架橋剤添加工程よりも後工程であることを特徴とする請求項1に記載の吸水剤の製造方法。
- 前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、から選ばれる1種以上の化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸水剤の製造方法。
- 前記界面活性剤が、グリセリン脂肪酸エステルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸水剤の製造方法。
- 前記界面活性剤の分散液が、40℃以上に加熱した状態において1000rpm以上の回転数又は2.5m/s以上の翼先端周速度で1分間以上攪拌した分散液、及び/又は、水溶性分散剤を併用して得られる分散液であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の吸水剤の製造方法。
- 前記水溶性分散剤が、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、又は水溶性高分子であることを特徴とする請求項5に記載の吸水剤の製造方法。
- 前記界面活性剤添加工程後に、含水率が6重量%以下になるような乾燥工程を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の吸水剤の製造方法。
- 吸水剤の吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の吸水剤の製造方法。
- ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、
界面活性剤を含み、
生理食塩水50mlに対して0.5gの吸水剤を4分間分散させた上澄み液の表面張力が55mN/m以上であり、
ハウスナー比が1.18未満かつ吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であり、
嵩比重が0.61g/ml〜0.80g/mlであり、
前記界面活性剤は、HLBが1〜6の界面活性剤であり、
前記界面活性剤を、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜100重量部含むことを特徴とする吸水剤。 - ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、
吸水剤の含水率が3.0質量%〜6.0質量%又は通液性向上剤を含み、HLBが1〜6の界面活性剤を吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜100重量部含み、
嵩比重が0.61g/ml〜0.80g/mlであることを特徴とする吸水剤。 - 通液性向上剤を更に含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の吸水剤。
- 耐衝撃試験後の150μm未満の粒子割合が0質量%〜4.6質量%であることを特徴とする請求項9〜11の何れか一項に記載の吸水剤。
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