WO2018155591A1 - 吸水性シート、長尺状吸水性シートおよび吸収性物品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a water-absorbent sheet containing a particulate water-absorbing agent suitable for sanitary materials such as paper diapers.
- the present invention relates to a long continuous water-absorbent sheet or a cut product thereof, in which a specific particulate water-absorbing agent suitable for a water-absorbent sheet is sandwiched between two substrates. .
- Water-absorbent resin (SAP / Super Absorbent® polymer) is a water-swellable, water-insoluble polymer gelling agent, sanitary materials such as paper diapers, sanitary napkins and adult incontinence products, and soil water retention agents for agriculture and horticulture. It is used in various applications such as industrial water-stopping agents.
- water-absorbing resin As such a water-absorbing resin, many monomers and hydrophilic polymers have been proposed as raw materials. From the viewpoint of performance and cost, polyacrylic acid using acrylic acid and / or a salt thereof as a monomer is proposed. Acid (salt) water-absorbing resins are most often used.
- water-absorbent resins With the improvement in performance of paper diapers, which are the main use of water-absorbent resins, many functions (physical properties) are required for water-absorbent resins.
- specific examples of physical properties of the water-absorbing resin are not limited to high water absorption capacity, but include gel strength, water-soluble content, water absorption speed, water absorption capacity under pressure, liquid permeability, particle size distribution, urine resistance, Examples thereof include antibacterial properties, impact resistance (damage resistance), powder flowability, deodorant properties, coloring resistance (whiteness), and low dust (Patent Documents 1 to 13).
- Patent Document 1 discloses a method for producing a water-absorbent resin powder and a water-absorbent resin powder in which both liquid permeability and water absorption speed are achieved by controlling gel grinding energy (GGE / Gel Grinding Energy).
- Patent Documents 2 and 3 are obtained by further crushing a hydrogel so as to knead it using a specific gel crusher shape in a gel crushing step after polymerization, which is one of the manufacturing steps of a water absorbent resin powder. Improving the water absorption capacity under pressure (Patent Document 2) or liquid permeability (Patent Document 3) of the water-absorbent resin powder obtained.
- Patent Document 4 and Patent Document 5 disclose a water-absorbing agent defined by GCA (Gel Capillary Absorption) and the like, in which the return amount of the absorbent article during actual use is reduced.
- GCA Gel Capillary Absorption
- Patent Document 6 discloses a water-absorbent crosslinked polymer having a —COOR content (charge density) of 12 mmol / g or more and a —COOH / —COOR molar ratio (wherein R represents a hydrogen atom, a metal atom or ammonium). It is disclosed that a water-absorbing resin having both a water absorption capacity under a high load and a high water absorption rate (FSR) can be produced by surface crosslinking.
- a —COOR content charge density
- R represents a hydrogen atom, a metal atom or ammonium
- Patent Document 7 is a method for producing a water-absorbing resin in which reverse-phase suspension polymerization is performed in two or more stages when a water-absorbing resin is produced by reverse-phase suspension polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
- a manufacturing method in which an aminocarboxylic acid compound is added and a polymerization reaction is performed in at least one stage after the second stage is disclosed. And according to the said manufacturing method, it discloses that the water absorbing resin which made high water absorption magnification and high water absorption speed compatible can be manufactured.
- Patent Document 8 discloses a water-absorbent resin defined by diffusion absorption ratio (DAP / Diffusing Absorbency under Pressure), and Patent Document 9 discloses water absorption defined by a gel (Gel Bed Permeabilty) after free swelling.
- Patent Document 10 discloses a water-absorbent resin defined by the gel GBP (Gel Bed Permeabilty) after swelling under a load of 0.3 psi.
- Patent Documents 40 to 42 disclose a water-absorbent resin and its absorber defined by the water absorption ratio and DW 5 min (Demand Wettablity 5-minute value).
- These water-absorbing resins are mainly used for sanitary materials such as paper diapers and incontinence pads, and are generally configured using an absorbent body (absorbing layer) in which a water-absorbing resin and a fiber base material are combined.
- an absorbent body absorbing layer
- the water-absorbing resin concentration in paper diapers is 30 to 100% by mass (preferably 60 to 100% by mass).
- absorbent articles using water-absorbing resins having specific parameters have been proposed (Patent Documents 11 to 15).
- an absorbent article using a water absorbent resin defined by a specific parameter K (t) suitable for a water absorbent resin concentration of 90 to 100% has been proposed (Patent Documents 16 to 18).
- absorbent articles using a water-absorbing resin defined by a specific parameter sphericity suitable for a water-absorbing resin concentration of 75% or more have been proposed (Patent Documents 19 to 21).
- These absorbent articles are generally manufactured as absorbent bodies in which a water-absorbent resin and a fiber material are mixed and individually molded for each absorbent article at a paper diaper manufacturing plant.
- a water-absorbent resin and a fiber material are mixed and individually molded for each absorbent article at a paper diaper manufacturing plant.
- a water-absorbent resin and a fiber material are mixed and individually molded for each absorbent article at a paper diaper manufacturing plant.
- an hourglass shape, a fox shape, an elliptical shape, etc. when viewed in a plane Since the manufacturing method of these absorbent bodies is individually molded, it can be processed into an arbitrary shape, and the amount of fibers and water-absorbing resin can be easily adjusted for each absorbent article.
- an absorbent body obtained by cutting a long water-absorbent sheet in which a water-absorbent resin is fixed between two substrates in the manufacturing process of sanitary materials usually a rectangle having a width of about 10 cm and a length of several tens of cm.
- Paper diapers using cutting have been manufactured.
- a paper diaper manufacturer can simplify the manufacturing process of paper diapers by purchasing or manufacturing a long continuous water-absorbent sheet, and can further reduce the thickness of paper diapers by not using pulp.
- the water-absorbent sheet is a sheet in which water-absorbent resin particles are sandwiched and fixed between two substrates (particularly, a nonwoven fabric substrate), and is cut into a continuous continuous sheet and incorporated into a paper diaper (Patent Document 22). 39).
- paper diapers using water-absorbent sheets may have a short history, and development of water-absorbent resins suitable for water-absorbent sheets and parameter proposals have hardly been made. It is a fact.
- Conventional water-absorbing resins for paper diapers described in Patent Documents 1 to 18 and the like are used as they are in water-absorbent sheets.
- an object of the present invention is to provide a water absorbent sheet suitable for sanitary materials such as paper diapers.
- the present invention includes a first base material, a second base material, and a particulate water-absorbing agent sandwiched between the first base material and the second base material; the first base material and the second base material At least one of the materials is a water-permeable base material; and provides a water-absorbent sheet in which at least a part of the particulate water-absorbing agent satisfies the following physical properties (1), (2), and (3).
- sanitary articles such as paper diapers can improve the return amount (Re-Wet) and absorption rate (liquid uptake rate) as sanitary articles as compared to conventional water absorbent sheets.
- FIG. 5 is a graph plotting DRC5min and weight average particle diameter (D50) of the particulate water-absorbing agents of Production Examples 1 to 23 and Comparative Production Examples 1 to 8.
- D50 weight average particle diameter
- Water absorbent resin refers to a water-swellable, water-insoluble polymer gelling agent and satisfies the following physical properties. That is, as “water swellability”, CRC specified by ERT441.2-02 is 5 g / g or more, and as “water-insoluble”, Ext specified by ERT470.2-02 is 50% by mass or less. It refers to a polymer gelling agent that satisfies the above.
- the water-absorbing resin can be designed as appropriate according to its use and is not particularly limited, but is preferably a hydrophilic cross-linked polymer obtained by cross-linking an unsaturated monomer having a carboxyl group. Moreover, the whole quantity (100 mass%) is not limited to the form which is a polymer, The water absorbing resin composition containing the additive etc. may be sufficient in the range which satisfies the said physical property (CRC, Ext).
- the water-absorbent resin in the present invention is not limited to the final product, but is an intermediate in the manufacturing process of the water-absorbent resin (for example, a water-containing gel-like crosslinked polymer after polymerization, a dried polymer after drying, a water absorption before surface crosslinking)
- water-absorbent resin for example, a water-containing gel-like crosslinked polymer after polymerization, a dried polymer after drying, a water absorption before surface crosslinking
- water-absorbent resin all of which are collectively referred to as “water-absorbent resin”.
- a form of a water absorbing resin a sheet form, a fiber form, a film form, a particle form, a gel form, etc. are mentioned.
- the water-absorbing agent means an aqueous gel absorption gelling agent containing a water-absorbing resin as a main component.
- the particulate water-absorbing agent means a particulate (also referred to as powder) water-absorbing agent, and even a single particulate water-absorbing agent is an aggregate of a plurality of particulate water-absorbing agents. However, it is called a particulate water-absorbing agent.
- the term “particulate” means having a particle form, and the term “particle” means a solid or liquid granular small object having a measurable size (JIS Industrial Terminology Dictionary 4th edition, page 2002). Say. In the present specification, the particulate water-absorbing agent may be simply referred to as a water-absorbing agent.
- the aqueous liquid is not limited to water, but may be urine, blood, sweat, feces, waste liquid, moisture, steam, ice, a mixture of water and an organic solvent and / or an inorganic solvent, rainwater, groundwater, etc. If it contains water, it will not be restrict
- Preferable examples include urine, menstrual blood, sweat, and other body fluids.
- the particulate water-absorbing agent according to the present invention is suitably used as a sanitary material for absorbing an aqueous liquid.
- the water absorbent resin as a polymer is contained as a main component in the particulate water absorbing agent. That is, the particulate water-absorbing agent preferably contains 60 to 100% by mass, 70 to 100% by mass, 80 to 100% by mass, 90 to 100% by mass, and other non-polymers such as water and / or inorganic fine particles, many
- an additive such as a valent metal cation is included.
- the preferred water content is 0.2 to 30% by mass. That is, the water-absorbing resin composition in which these components are integrated is also in the category of the particulate water-absorbing agent.
- the upper limit value of the water-absorbing resin in the water-absorbing agent is 100% by mass, further 99% by mass, further 97% by mass, particularly 95% by mass and 90% by mass, preferably 0 to It further contains about 10% by mass of components, particularly water and additives described later (inorganic fine particles, polyvalent metal cations).
- the water-absorbing resin that is the main component of the particulate water-absorbing agent includes polyacrylic acid (salt) resins, polysulfonic acid (salt) resins, maleic anhydride (salt) resins, polyacrylamide resins, and polyvinyl alcohol resins. Resin, polyethylene oxide resin, polyaspartic acid (salt) resin, polyglutamic acid (salt) resin, polyalginic acid (salt) resin, starch resin, and cellulose resin, preferably polyacrylic acid (salt) ) Based resin is used.
- Polyacrylic acid (salt) refers to polyacrylic acid and / or a salt thereof, and acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “acrylic acid (salt)”) as a main component.
- Polyacrylic acid may be obtained by hydrolysis of polyacrylamide or polyacrylonitrile, but is preferably obtained by polymerization of acrylic acid (salt).
- the “main component” means that the used amount (content) of acrylic acid (salt) is usually 50 to 100 mol% with respect to the whole monomer (excluding the internal crosslinking agent) used for polymerization, It is preferably 70 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol%, and still more preferably substantially 100 mol%.
- EDANA and “ERT” “EDANA” is an abbreviation for European Disposables and Nonwovens Associations, and “ERT” is an abbreviation for EDANA Recommended Test Methods. .
- ERT is an abbreviation for EDANA Recommended Test Methods. .
- the physical properties of the water-absorbent resin are measured according to the original ERT (revised in 2002 / known literature).
- CRC is an abbreviation for Centrifuge Retention Capacity (centrifuge retention capacity), and means the water absorption capacity of a particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin under no pressure (sometimes referred to as “water absorption capacity”). Specifically, after putting 0.2 g of the particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin in a non-woven bag, it is immersed freely in a large excess of 0.9% by mass sodium chloride aqueous solution for 30 minutes, and then, The water absorption capacity (unit: g / g) after draining with a centrifuge (250G).
- the CRC of the hydrogel crosslinked polymer (hereinafter referred to as “gel CRC”) was measured by changing the sample to 0.4 g and the free swelling time to 24 hours.
- the mass of the water-absorbent resin is the mass of the resin solid content of the hydrogel crosslinked polymer.
- AAP is an abbreviation for Absorption against Pressure and means the water absorption capacity under pressure of a particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin. Specifically, 0.9 g of a particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin is applied to a large excess of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution for 1 hour under a load of 2.06 kPa (21 g / cm 2 , 0.3 psi). It means the water absorption ratio (unit: g / g) after swelling with. In some cases, the load condition is changed to 4.83 kPa (49 g / cm 2 , 0.7 psi).
- ERT442.2-02 describes Absorption Under Pressure (AUP), but it has substantially the same content.
- PSD is an abbreviation for Particle Size Distribution, and means a particle size distribution of a particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin, measured by sieving classification.
- the mass average particle diameter (D50) and the logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution are described in US Pat. No. 7,638,570 “(3) Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation ( ⁇ ) of Measure in the same way as “Particle Diameter Distribution”.
- “Moisture Content” (ERT430.2-02) “Moisture Content” means the water content of the water-absorbent resin. Specifically, it refers to a value (unit: mass%) calculated from loss on drying when 4.0 g of water-absorbing resin is dried at 105 ° C. for 3 hours. In some cases, the water-absorbent resin is measured at 1.0 g and the drying temperature is changed to 180 ° C.
- Extractables is an abbreviation for Extractables, which means the water-soluble component (water-soluble component amount) of the water-absorbent resin. Specifically, it refers to the amount of dissolved polymer (unit: mass%) after adding 1.0 g of water-absorbing resin to 200 ml of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution and stirring at 500 rpm for 16 hours. The amount of dissolved polymer is measured using pH titration.
- DRC 5 min “Immersion retention capacity 5 minutes” (DRC 5 min / Dunk Retention Capacity 5 minutes) “DRC5min” means the water absorption capacity under no pressure for 5 minutes. Specifically, 1.0 g of a particulate water-absorbing agent or a water-absorbing resin is uniformly dispersed in a cylindrical cell having a mesh on the bottom surface shown in FIG. It refers to the water absorption capacity (unit: g / g) after free swelling with a sodium chloride aqueous solution for 5 minutes. Details of the measurement method are described in the section of the examples.
- DRC general index The “General Index of DRC” is defined by the following formula (1).
- DRC general index (K ⁇ DRC 5-minute value) / (D50 / 1000) (1)
- K is an arbitrary constant (for example, 49).
- the value of K can be determined as an appropriate value by producing various particulate water-absorbing agents, measuring the DRC 5-minute value and D50, and determining whether or not a preferred particulate water-absorbing agent has been obtained.
- the DRC general index is useful as an index (unit: dimensionless or g / g / mm) for determining a particulate water-absorbing agent having preferable physical properties for the water-absorbent sheet.
- DRC index The “DRC index (Index of DRC)” is defined by the following equation (2).
- DRC index (49 ⁇ DRC 5-minute value) / (D50 / 1000) (2) This corresponds to the case where the K value of the DRC general index is 49. Similar to the DRC general index, the DRC index is useful as an index (unit: dimensionless or g / g / mm) for determining a particulate water-absorbing agent having preferable physical properties for the water-absorbent sheet.
- Liquid permeability “Liquid permeability” “Liquid permeability” of the particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin in the present invention refers to the fluidity of the liquid passing between the particles of the swollen gel under load or no load, and is a typical measurement method. As SFC (Saline Flow Conductivity / saline flow conductivity) or GBP (Gel Bed Permeablity).
- SFC Seline Flow Conductivity / saline flow conductivity
- GBP Gel Bed Permeablity
- SFC refers to the liquid permeability of a 0.69 mass% sodium chloride aqueous solution to a particulate water-absorbing agent or a water-absorbing resin under a load of 2.07 kPa, and is disclosed in Patent Document 15 (US Pat. No. 5,669,894). Measured according to the SFC test method.
- GBP has swelling GBP under load (Patent Document 10) or free swelling GBP (Patent Document 9), and its liquid permeability at a load of 0.3 psi in a 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution is evaluated.
- the irregularly pulverized shape refers to a pulverized product obtained by pulverizing a hydrous gel of a crosslinked polymer during polymerization or after polymerization, or a dried product (preferably a dried product) thereof. is there. Preferred is a pulverized product in aqueous solution polymerization.
- typically spherical particles or granulated particles of spherical particles obtained by reverse phase suspension polymerization or droplet polymerization in which a polymerization monomer is sprayed and polymerized are irregularly crushed. It is not in the shape.
- Hygroscopic fluidity “Hygroscopic fluidity” in the present invention is an evaluation of the fluidity as a blocking, caking, or powder when the particulate water-absorbing agent is allowed to stand for 1 hour at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 90% RH. It is determined by “moisture absorption fluidity (BR / Blocking Ratio)” (also referred to as moisture absorption blocking ratio). The method for calculating the hygroscopic fluidity is described in detail in the Examples section.
- the particulate water-absorbing agent is placed on a sieve, classified, and the mass of the particulate water-absorbing agent remaining on the sieve (W1 (g)) and the mass of the particulate water-absorbing agent passing through the sieve (W2). (G)) is measured, and the hygroscopic fluidity is calculated according to the following formula (3).
- Hygroscopic fluidity improver is a compound or composition that, when added to a particulate water absorbent or water absorbent resin, improves the hygroscopic fluidity before addition of the hygroscopic fluidity improver.
- BR is a method for evaluating the hygroscopic fluidity, and the smaller the BR value, the better the hygroscopic fluidity). Examples include, but are not limited to, silicon dioxide, hydrotalcite, phosphate and aluminum salts.
- “Degraded soluble component” in the present invention is a water soluble component (Ext) measurement method defined by ERT470.2-02, and a 0.90 mass% sodium chloride aqueous solution is replaced with a 0.90 mass% sodium chloride aqueous solution. This is the water-soluble content when the solution is changed to an aqueous solution (deterioration test solution) mixed with L-ascorbic acid and stirred at 60 ° C. for 2 hours and then stirred for 1 hour.
- aqueous solution deterioration test solution
- GGE Gel grinding energy
- the “gel grinding energy” in the present invention means the mechanical energy per unit mass (unit mass of the hydrogel crosslinked polymer) required by the gel grinding device when the hydrogel crosslinked polymer is gel crushed. It does not include the energy to heat and cool the jacket and the energy of water and steam to be charged.
- GGE is abbreviated as “GGE” from “Gel Grinding Energy” in English. GGE is calculated by the following formula (4) when the gel crusher is driven by three-phase AC power.
- GGE (J / g) ⁇ 3 ⁇ voltage ⁇ current ⁇ power factor ⁇ motor efficiency ⁇ / ⁇ mass of water-containing gel-like crosslinked polymer charged into the gel grinder per second ⁇ Formula (4)
- power factor and motor efficiency are values unique to the apparatus, which vary depending on the operating conditions of the gel crushing apparatus, and take values from 0 to 1. These values can be obtained by inquiries to the device manufacturer.
- GGE can be calculated by changing “ ⁇ 3” in the above formula to “1”.
- the unit of voltage is “V”
- the unit of current is “A”
- the unit of mass of the hydrogel crosslinked polymer is “g / s”.
- GGE is measured by the method described in Patent Document 1 (International Publication No. 2011/126079).
- the gel grinding energy can be calculated by subtracting the current value during idle operation. preferable.
- the sum of current values during idle operation becomes large, and therefore a method of subtracting the current value during idle operation is preferable.
- the gel grinding energy in this case is calculated by the following formula (5).
- GGE (2) in order to distinguish from said GGE, it describes with GGE (2).
- GGE (2) (J / g) ⁇ 3 ⁇ voltage ⁇ (current during gel crushing—current during idling) ⁇ power factor ⁇ motor efficiency ⁇ / ⁇ hydrous gel charged into gel crusher per second Mass of the crosslinked polymer ⁇ Formula (5)
- power factor and motor efficiency values at the time of gel grinding are adopted. Note that the values of the power factor and the motor efficiency during the idling operation are approximately defined as the above formula (2) because the current value during the idling operation may be small.
- “the mass of the hydrogel crosslinked polymer introduced into the gel grinder per second” means, for example, that the hydrogel crosslinked polymer is continuously supplied by a quantitative feeder. When the supply amount is (t / hr), it is a value converted to (g / s).
- Circulating and grinding ratio (%) (total amount of particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin supplied to the grinding step) / (total amount of particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin discharged in the drying step) Formula (6 )
- (total amount of particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin supplied to the pulverizing step) is equal to (total amount of particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin discharged in the drying step) and again to the same or another pulverizing step.
- the amount of classified polymer to be supplied is defined by the amount of pulverization in the same or another pulverizer, and in continuous pulverization, it is defined by the amount of pulverization at equilibrium (unit: kg / hr).
- the effect of the present invention may be small at a small scale, and the regulation of the circulating pulverization ratio in the present invention can be suitably applied within the above-mentioned huge scale (1 t / hr) or more.
- the circulation grinding ratio is measured based on the method described in International Publication No. 2011/034146.
- GCA Gal Capillary Absorption
- Surface tension is the work (free energy) required to increase the surface area of a solid or liquid, expressed per unit area.
- the surface tension as used herein refers to the surface tension of an aqueous solution when a particulate water-absorbing agent or a water-absorbing resin is dispersed in a 0.90 mass% sodium chloride aqueous solution. It is measured by the measurement method described in the example section.
- the “true density” means polyacrylic acid that has been sufficiently dried (moisture content is preferably less than 1% by mass, more preferably less than 0.5% by mass, particularly preferably less than 0.1% by mass).
- Salt) density unit: g / cm 3 ) that is uniquely determined by the chemical composition (polymer repeating unit, trace raw material such as a crosslinking agent, and optionally used graft component) Means. Therefore, the polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin has a slight difference depending on the neutralization rate and the type of salt (for example, sodium polyacrylate having a neutralization rate of 75 mol%) and a small amount of raw material. The value is almost constant.
- the “apparent density” in the present invention means a density (unit: g / cm 3 ) in consideration of voids (referred to as internal bubbles) existing inside the particles of the polyacrylic acid (salt) -based water absorbent resin.
- voids referred to as internal bubbles
- a water-absorbing resin obtained by foaming polymerization or a water-absorbing resin that has undergone a granulation step has a space (internal bubbles) that is not connected to the outside. For this reason, when the density of the water-absorbent resin is measured by dry density measurement, the introduced gas cannot reach the internal bubbles, so the measured density is the apparent density obtained from the volume containing the internal bubbles.
- the internal bubble ratio is obtained based on the following formula (7).
- Water absorbent sheet is a sheet-like material in which a water-absorbing resin is supported between two or more long substrates, and has a water absorbing ability (particularly, 5 g / g or more in CRC).
- an adhesive more preferably a hot melt adhesive
- any other component (fiber component, antibacterial agent, deodorant, etc.) other than the water-absorbent resin and the adhesive may be supported between the substrates.
- Water-absorbing sheets may be produced one by one with a size that suits the purpose of use (eg, size of paper diapers), but the general shape of the water-absorbing sheet is a long continuous sheet that is rolled. Rolls or folds are in circulation. As a method of use, it is cut into a rectangular shape and used as an absorbent material for sanitary materials such as paper diapers.
- the water absorbent sheet may have orientation.
- different particulate water absorbing agents may be used on one side and the other side of the water absorbent sheet.
- the long water-absorbent sheet may be able to identify a specific surface.
- An example of the identification method is to mark at least one surface (for example, a surface that comes into contact with liquid earlier during use).
- conventional high-concentration water-absorbing resin paper diapers for example, only water-absorbing resin without pulp
- water-absorbing resin paper diapers are used to support the water-absorbing resin by processing individually molded absorbents for each paper diaper.
- Such an absorbent layer does not correspond to the water-absorbent sheet in the present invention (in particular, a long water-absorbent sheet that is cut and used).
- X to Y indicating a range means “X or more and Y or less”.
- t (ton) which is a unit of mass, means “Metric ton”
- ppm means “mass ppm”.
- ⁇ acid (salt) means “ ⁇ acid and / or salt thereof”
- (meth) acryl means “acryl and / or methacryl”.
- liter may be referred to as “l” or “L”, and “mass%” may be described as “wt%” for convenience.
- N.sub. Described as D (Non Detected).
- One embodiment of the present invention includes a first base material, a second base material, and a particulate water-absorbing agent sandwiched between the first base material and the second base material. At least one of the first substrate and the second substrate is a water-permeable substrate; at least a part of the particulate water-absorbing agent satisfies the following physical properties (1), (2), and (3); Providing sex sheets.
- the particulate water-absorbing agent described in this section may be referred to as “the water-absorbing agent of the present invention” for convenience.
- the present inventors have found a DRC index represented by the above formula (a) as an index for determining a particulate water-absorbing agent having preferable physical properties for a water-absorbent sheet. With this DRC index, a particulate water-absorbing agent having excellent physical properties can be easily determined.
- the present invention also intends to apply a particulate water-absorbing agent having both a high water absorption ratio and a high water absorption speed to the water absorbent sheet.
- the numerator of the above formula (a) is (49-DRC 5-minute value). The larger the DRC 5-minute value, the smaller the DRC index.
- “DRC 5-minute value” means the water absorption capacity (unit: g / g) under no pressure for 5 minutes, and a large DRC 5-minute value reflects a high water absorption rate. It can be said. The same applies even if the constant K in the DRC general index is a numerical value other than 49.
- the denominator of the above formula (a) is (D50 / 1000).
- D50 is the mass average particle diameter of the particulate water-absorbing agent (specified by sieving classification), and the unit is usually ⁇ m. Therefore, (D50 / 1000) which is the denominator of the formula (a) is synonymous with the mass average particle diameter expressed in the unit mm.
- mass average particle diameter of 400 ⁇ m of the particulate water-absorbing agent corresponds to “mass average particle diameter of 0.400 mm”.
- the group having a smaller particle size has a larger total specific surface area per unit mass and absorbs water more quickly.
- the specific surface area (4 ⁇ r 2 ) of the particulate water-absorbing agent is 4 when the D50 and particle diameter (r) of the particulate water-absorbing agent are half the original values. The calculation is doubled.
- normalization is considered to reflect the physical properties of the particulate water-absorbing agent suitable for the water-absorbent sheet.
- CRC and D50 are in the range of [2-2] and [2-3] described later.
- the DRC index is a dimensionless index. However, if a unit is added, it is calculated on the basis of a 5-minute absorption value per average particle diameter (mm), so the unit is g / g / mm. .
- the DRC index calculated by the formula (a) is essentially 43 or less, and is preferably as low as possible, 42 or less, 41 or less, 40 or less, 39 or less, 38 or less, 37 or less, 36 or less. 35 or less, 34 or less, 33 or less, 32 or less, 31 or less, 30 or less, 29 or less, 28 or less, 27 or less, 26 or less, 25 or less, 24 or less, 23 or less, 22 or less, 21 or less, 20 or less, 19 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or less, 13 or less, 12 or less, 11 or less, 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, 6 or less, 5 or less, 4 or less, 3 or less, 2 or less, 1 or less, 0 or less, ⁇ 10 or less, ⁇ 20 or less, or ⁇ 40 or less is preferable.
- a numerical value can be similarly calculated when K is other than 49.
- the lower limit value is preferably as low as possible, but the lower limit value is about -80 (minus 80), and further about -60 (minus 60) from the balance with other physical properties.
- the preferable ranges of the upper limit value and the lower limit value of the DRC index can be appropriately selected within the above range, but are -80 to 43, -60 to 40, -20 to 37, -10 to 34, and 0 to 31. In order.
- the particulate water-absorbing agent specified by DRC5min (g / g), DRC index, etc. is suitable for water-absorbent sheets, and the return of absorbent articles (sanitary articles such as paper diapers using water-absorbent sheets) in actual use Reduce the amount and improve the water absorption rate (liquid uptake rate).
- DRC5min evaluates the absorption performance in a short time of 5 minutes, and is a method for appropriately evaluating the water absorption speed as a water absorbent sheet, and evaluates the absorption performance in a saturated state in a conventionally known 1 hour.
- the water absorption capacity under pressure (AAP) and the characteristics that cannot be properly evaluated by the FHA described in US Pat. No. 7,108,916 are evaluated.
- the GCA described in Patent Document 4 is a 10-minute “pressurization” with a 10 cm height difference between the upper surface of the glass filter and the meniscus at the bottom of the Marriott tube. This is to evaluate the liquid absorption ability under "under pressure”.
- DRC5min is a parameter for evaluating the absorption performance under “no pressure” in an even shorter time of 5 minutes. That is, GCA and DRC5min are parameters that cannot be evaluated by each other because measurement conditions are different. DRC5min is a paper diaper that more appropriately evaluates the ability to absorb urine from pulp, and consequently suppresses skin irritation and urine leakage.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention has a centrifuge retention capacity (CRC) of 30 g / g to 50 g / g.
- the lower limit value of CRC is preferably 31 g / g, 32 g / g, 33 g / g, 34 g / g, and 35 g / g are preferable in this order, and 36 g / g is most preferable.
- the upper limit of CRC is preferably 49 g / g, 48 g / g, 47 g / g, 46 g / g, 45 g / g, 44 g / g, 43 g / g, 42 g / g, 41 g / g, 40 g / g in the following order. 39 g / g is preferred, and 38 g / g is most preferred.
- the combination of the upper and lower limit values can be appropriately selected. For example, 30 g / g to 38 g / g, 36 g / g to 50 g / g, 32 g / g to 42 g / g, and the like are selected.
- CRC When the CRC is less than 30 g / g, the amount of absorption is small, so it is not suitable as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers. In addition, when the CRC exceeds 50 g / g, the speed of absorbing body fluid such as urine and blood is lowered, so that it is not suitable for use in a high water absorption speed type paper diaper.
- CRC can be controlled by an internal crosslinking agent, a surface crosslinking agent, or the like.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention has a mass average particle diameter (D50) of 200 ⁇ m to 600 ⁇ m.
- D50 mass average particle diameter
- a more preferable range is preferably 200 ⁇ m to 550 ⁇ m, more preferably 250 ⁇ m to 500 ⁇ m, and still more preferably 350 ⁇ m to 450 ⁇ m.
- the ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and the ratio of particles having a particle diameter of 850 ⁇ m or more is preferably 5%.
- the lower limit of the proportion of these particles is preferably as small as possible in any case, and is preferably 0% by mass, but may be about 0.1% by mass.
- the logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution is preferably 0.20 to 0.50, more preferably 0.25 to 0.40, and still more preferably 0.27 to 0.35.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a surface tension of 65 mN / m or more, and in the following order: 66 mN / m or more, 67 mN / m or more, 69 mN / m or more, 70 mN / m or more, 71 mN / m or more is preferable, and 72 mN / m or more is most preferable.
- the particulate water-absorbing agent is applied to the water-absorbent sheet, the influence of the surface tension is more apparent than that of the conventional paper diaper.
- the surface tension satisfies the above conditions, the return amount of the paper diaper can be reduced.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has an irregularly crushed particle shape. Compared to spherical particles obtained by reversed-phase suspension polymerization or gas phase polymerization, the irregular surface shape has a large specific surface area, so the water absorption rate of the particulate water-absorbing agent is increased, and the substrate is compared with the spherical particles. This is because fixing can be facilitated.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a YI value of 0 to 17, preferably 0 to 16, 0 to 15, and most preferably 0 to 14 in the following order.
- the color tone of the particulate water-absorbing agent is easily reflected in the color tone of the entire water-absorbent sheet, and the particulate water-absorbing agent satisfying the above YI value is combined in the sanitary material.
- a paper diaper that does not give a feeling of foreign matter due to coloring can be produced.
- the method (Lab value, YI value, WB value, etc.) described in International Publication No. 2009/005114 can be applied to the measurement of the color tone.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a YI value of 0 to 35 after the coloring acceleration test (held at 70 ° C. and 65 RH% for 1 week). In the following order, 0 to 30 and 0 to 25 are preferred, and most preferably 0 to 22.
- the particulate water-absorbing agent satisfying the YI value after the above color test, even after stock and distribution after manufacturing the water-absorbent sheet, and after storage after purchase by the consumer, the particulate water-absorbing agent It is possible to prevent the appearance of foreign matter due to coloring.
- Hygroscopic fluidity The particulate water-absorbing agent of the present invention has a hygroscopic fluidity (BR) of preferably 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, 20% by mass or less, and 10% by mass or less in order, and most preferably. 0% by mass.
- a particulate water-absorbing agent that satisfies the above-described moisture-absorbing fluidity (BR)
- adhesion to the equipment can be reduced.
- the hygroscopic fluidity (BR) exceeds 50% by mass, the handling of the particulate water-absorbing agent is poor in a humid environment, and the production plant is transported during the production of a thin absorbent for sanitary materials. There is a possibility that problems such as the occurrence of aggregation and clogging in the pipe and the inability to uniformly mix with the hydrophilic fiber may occur.
- Water-soluble component (Ext) The particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a water-soluble content (Ext) of 25% by mass or less, preferably 24% by mass or less and 22% by mass or less in order, and most preferably 20% by mass or less.
- a water-soluble content (Ext) of 25% by mass or less, preferably 24% by mass or less and 22% by mass or less in order, and most preferably 20% by mass or less.
- absorption capacity for example, water absorption capacity under pressure
- Re -Performance such as wet can be improved.
- the lower limit of the water-soluble component (Ext) is preferably 0% by mass, but preferably 2% by mass, more preferably 5% by mass, and still more preferably from the balance with the water absorption capacity (CRC and DRC). 10% by mass. Accordingly, a preferable range of the water-soluble component (Ext) is, for example, 2% by mass to 24% by mass, 5% by mass to 22% by mass, 10% by mass to 20% by mass, and the like.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a degradable soluble component of 30% by mass or less, preferably 27% by mass or less and 24% by mass or less in order, and most preferably 20%. It is below mass%. Since the urine resistance is improved by using a particulate water-absorbing agent that satisfies the above-mentioned degradation soluble content, when the particulate water-absorbing agent is used in paper diapers, gel deterioration, rough skin, and covering due to body fluids such as urine In addition, problems such as a reduction in the ability to remove malodor can be suppressed.
- the lower limit of the deteriorated soluble component is preferably 0% by mass, but preferably 2% by mass, more preferably 5% by mass, and still more preferably 10% by mass from the balance with the water absorption capacity (CRC or DRC). It is. Accordingly, a preferable range of the deteriorated soluble component is, for example, 2% by mass to 27% by mass, 5% by mass to 24% by mass, 10% by mass to 20% by mass, and the like.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a water absorption capacity under load (AAP of 2.06 kPa) of 18 g / g or more, and in the following order, 22 g / g or more, 24 g / g or more, 26 g / g or more, 28 g / g or more. Preferably, it is more preferably 30 g / g or more.
- the upper limit of water absorption under pressure (AAP 2.06 kPa) is preferably 40 g / g.
- the paper diaper manufactured using this can reduce the amount of return and suppress skin irritation and urine leakage.
- AAP water absorption capacity under pressure
- the amount of liquid returned when pressure is applied to the absorbent body (usually referred to as “Re-Wet”) increases, and the absorbent article for sanitary articles such as paper diapers.
- Re-Wet the absorbent article for sanitary articles such as paper diapers.
- AAP can be controlled by particle size, surface cross-linking agent, and the like.
- the absorption capacity under load (AAP 4.83 kPa), which is a high load, is preferably 10 g / g or more, more preferably 15 g / g or more, and further preferably 18 g / g or more.
- the upper limit is 40 g / g, similarly to the water absorption capacity under pressure (AAP 2.06 kPa).
- the particulate water-absorbing agent of the present invention has a saline flow conductivity (SFC) of preferably less than 30 ( ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ cm 3 ⁇ s ⁇ g ⁇ 1 ), and in the following order 25 ( ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ cm 3 ⁇ s ⁇ g -1) than, 20 ( ⁇ 10 -7 ⁇ cm 3 ⁇ s ⁇ g -1) than is preferred, most preferably less than 15 ( ⁇ 10 -7 ⁇ cm 3 ⁇ s ⁇ g -1) It is.
- SFC saline flow conductivity
- Free swelling GBP (F-GBP) Free swelling GBP (F-GBP) is measured according to Patent Document 9 (International Publication No. 2004/096304).
- the free swelling GBP may be measured by performing particle size cut (for example, measuring GBP using 300 to 600 ⁇ m particles out of all particles), or measuring the entire particulate water-absorbing agent without performing particle size cut. May be.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a diffusion absorption capacity (DAP) of 16 g / g or more, and in the following order, 18 g / g or more, 20 g / g or more, 22 g / g or more, 24 g / g or more, 26 g / g.
- DAP diffusion absorption capacity
- 28 g / g or more, 30 g / g or more, 31 g / g or more is preferable, and most preferably 32 g / g or more.
- the upper limit is preferably 40 g / g from the viewpoint of balance with other physical properties and production cost.
- the diffusion absorption capacity is the absorption performance under pressure (for example, 2.06 kPa) in the lateral diffusion at a high concentration of 1.5 g of the particulate water-absorbing agent. evaluate. Therefore, in the water-absorbent sheet in which diffusion and absorption of liquid (urine) in the planar direction is more important, it is preferable to have a diffusion absorption ratio in the above range.
- the diffusion absorption factor is measured according to Patent Document 8 (European Patent Publication No. 0712659).
- GCA Gel Capillary Absorption
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has a GCA (Gel Capillary Absorption) of 27 g / g or more, preferably 28 g / g or more, 29 g / g or more, or 30 g / g or more in order, most preferably 31 g / g. That's it.
- GCA can be defined by the method of Patent Document 4 (International Publication No. 2015/12917) or Patent Document 5 (International Publication No. 2016/204302).
- the particulate water-absorbing agent of the present invention preferably has an internal cell ratio of 0.5% to 2.5%, more preferably 0.8% to 2.3%, and still more preferably 1 0.0% to 2.0%.
- the internal cell ratio can be controlled by the gel grinding energy and the increase in water-soluble molecular weight in the production method of the present invention, but other methods such as foam polymerization and foaming at the time of drying may be employed (combined). .
- the particulate water-absorbing agent of the present invention has a particle diameter of 150 ⁇ m or less (specified by a standard sieve) generated in the damage resistance paint shaker test (damage test) described in the Examples section. It means the increase amount of particles having.
- the amount of fine powder increased is (the amount of 150 ⁇ m passing material in the water absorbent after the damage test (mass%) ⁇ the amount of 150 ⁇ m passing material in the water absorbent before the damage test (mass%)) of +5 mass% or less, preferably +4 mass% or less. More preferably, it is +3 mass% or less, More preferably, it is +2 mass% or less, More preferably, it is +1 mass% or less.
- the bulk density of the particulate water-absorbing agent of the bulk specific gravity present invention is preferably 0.57g / cm 3 ⁇ 0.75g / cm 3, or less in order 0.58g / cm 3 ⁇ 0.74g / cm 3 is preferably 0.59 g / cm 3 to 0.73 g / cm 3 , and most preferably 0.60 g / cm 3 to 0.72 g / cm 3 .
- the bulk specific gravity can be measured by a method prescribed in EDANA (for example, ERT460.2-02).
- the particulate water-absorbing agent of the present invention has a polyhydric resin as a main component of the particulate water-absorbing agent from the viewpoint of physical properties and productivity of the obtained particulate water-absorbing agent.
- An acrylic acid (salt) water-absorbing resin is preferred.
- the particulate water absorbing agent of the present invention may contain, if necessary, the following (a) polyvalent metal salt, (b) cationic polymer, (c) chelating agent, (d) It may optionally contain at least one additive selected from the group consisting of an inorganic reducing agent, (e) an ⁇ -hydroxycarboxylic acid compound, and (f) a hygroscopic fluidity improver.
- the particulate water-absorbing agent is preferably one or more, more preferably two or more, particularly (c) a chelating agent and / or (f) a hygroscopic fluidity improving agent.
- the use amount (addition amount) of the additive is not particularly limited because it is appropriately determined according to the use, but is preferably 3 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass, respectively, with respect to 100 parts by mass of the water absorbent resin powder. 1 part by mass or less.
- the particulate water absorbent Preferably contains a polyvalent metal salt and / or a cationic polymer.
- polyvalent metal salt and / or cationic polymer specifically, compounds disclosed in “[7] Polyvalent metal salt and / or cationic polymer” of International Publication No. 2011/040530 and the amount of use thereof Applies to the present invention.
- (C) Chelating agent in the present invention, in order to achieve the above-described degradation soluble component and coloring, it is preferable to include a chelating agent from the viewpoint of preventing deterioration.
- chelating agent specifically, compounds disclosed in “[2] chelating agent” of WO 2011/040530 and the amount of use thereof are applied to the present invention.
- the chelating agent comprises iminodiacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, nitrilotripropionic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, hydroxyethylenediaminetriacetic acid, hexamethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), triethylenetetraminehexaacetic acid, trans-1,2-diaminocyclohexanetetraacetic acid, bis (2-hydroxyethyl) glycine, diaminopropanoltetraacetic acid, ethylenediamine-2-propionic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, bis (2 -Hydroxybenzyl) ethylenediaminediacetic acid, 3-hydroxy-2,2-iminodisuccinic acid, iminodisuccinic acid, methylglycinediacetic acid,
- aminocarboxylic acid (salt) is preferable, and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) (salt) is particularly preferable.
- DTPA diethylenetriaminepentaacetic acid
- an inorganic reducing agent is used from the viewpoint of the color tone (coloring prevention), deterioration prevention, residual monomer reduction, and the like of the obtained water absorbent resin. It is preferable to include.
- the compounds disclosed in “[3] Inorganic reducing agent” of WO 2011/040530 and the amount used thereof are applied to the present invention.
- (E) ⁇ -Hydroxycarboxylic acid compound In the present invention, it is preferable to add ⁇ -hydroxycarboxylic acid such as lactic acid or citric acid in order to achieve the above-mentioned deterioration soluble component and coloring.
- ⁇ -hydroxycarboxylic acid compound is a carboxylic acid having a hydroxyl group in the molecule or a salt thereof, and is a hydroxycarboxylic acid having a hydroxyl group at the ⁇ -position.
- ⁇ -hydroxycarboxylic acid compound specifically, compounds disclosed in “[6] ⁇ -hydroxycarboxylic acid compound” of International Publication No. 2011/040530 and the amount used thereof are applied to the present invention. .
- the hygroscopic fluidity improver is 0.01 to 1.0 part by weight, preferably 0.02 with respect to 100 parts by weight of the particulate water absorbent or water absorbent resin. It further includes a step of adding to 0.7 part by mass, more preferably 0.03 to 0.5 part by mass.
- the hygroscopic fluidity improver is selected from the group consisting of silicon dioxide, hydrotalcite, phosphate and aluminum salt.
- the particulate water-absorbing agent is a divalent compound having a hydrotalcite structure.
- a multi-component metal compound containing two kinds of trivalent metal cations and a hydroxyl group may be included as a moisture absorption fluidity improver.
- the multi-component metal compound of the present invention has a small decrease in water absorption performance such as AAP of the water absorbing agent, and also has a function of suppressing moisture absorption blocking.
- the multi-element metal compound of the present invention has the general formula [M 1 2+ 1-x M 2 3+ x (OH ⁇ ) 2 ] x + ⁇ [(A n ⁇ ) x / n ⁇ mH 2 O] x ⁇ (M 1 2+ is a divalent metal cation, M 2 3+ is a trivalent metal cation, A n-n-valent anion, H 2 O represents water) It has a hydrotalcite-like structure known as the structure of a layered compound represented by
- the divalent metal cation examples include Mg 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , and Cu 2+ , and Mg 2+ is preferable from the viewpoint of heat resistance and the like.
- the trivalent metal cation examples include Al 3+ , Fe 3+ and Mn 3+ , and Al 3+ is preferable from the viewpoint of heat resistance and the like. Accordingly, in a preferred embodiment of the multi-component metal compound, the divalent metal cation is a magnesium cation and the trivalent metal cation is an aluminum cation.
- the ratio of the divalent metal cation to the trivalent metal cation is preferably such that x is in the range of 0.2 to 0.75, more preferably in the range of 0.25 to 0.7, and 0 A range of .25 to 0.5 is more preferable.
- the anion include OH ⁇ , F ⁇ , Cl ⁇ , Br ⁇ , NO 3 ⁇ , CO 3 2 ⁇ , SO 4 2 ⁇ , Fe (CN) 6 3 ⁇ , CH 3 COO ⁇ , oxalate ion or Examples include salicylate ions, and carbonate anions are preferred.
- M is a real number larger than 0, and preferably 0 ⁇ m ⁇ 10.
- the shape of the multi-component metal compound is not particularly limited, but may be spherical (including powder).
- the multi-component metal compound may have a constant particle size, and the volume average particle size may be 2 ⁇ m or less, may be 1.5 ⁇ m or less, and may be 1 ⁇ m or less.
- the volume average particle diameter may be 0.05 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m or more, and 0 .3 ⁇ m or more.
- the volume average particle diameter of the multi-component metal compound can be measured by a “laser diffraction scattering method” (for example, Nikkiso Co., Ltd., trade name: measured using a Microtrac MT3000II particle size analyzer). Moreover, the measurement of the average particle diameter of the multi-component metal compound adhering to the water-absorbent resin surface can be performed by a measuring method using SEM (scanning electron microscope) which is the method described in the section of the examples.
- SEM scanning electron microscope
- an organic compound may be intercalated between the layers, and a surface treatment may be performed to improve the mixing property with a resin or the like.
- the hydrotalcite compound (HT compound) may or may not be surface-treated, but an HT compound that has not been surface-treated is more preferable.
- Specific examples of the surface treatment agent used for the surface treatment include the following (a) to (j).
- (C) Higher alcohol sulfates such as stearyl alcohol and oleyl alcohol, polyethylene glycol ether sulfates, amide bond sulfates, ether bond sulfonates, ester bond sulfonates, amide bond alkylaryl sulfonates, ethers Anionic surfactants such as bonded alkylaryl sulfonates.
- Silane coupling agents such as vinylethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, and ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane.
- Titanium coupling agents such as isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyl tridecylbenzenesulfonyl titanate, and the like.
- Alkaline coupling agents such as acetoalkoxyaluminum diisopropylate.
- Ethanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine or triethanolamine.
- n-propanolamines such as n-propanolamine, di-n-propanolamine or tri-n-propanolamine.
- Isopropanolamines such as monoisopropanolamine, diisopropanolamine or triisopropanolamine.
- ethanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine are preferred.
- the addition amount of the multi-component metal compound is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.01 to 4.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacrylic acid (salt) -based water absorbent resin powder.
- the amount is more preferably 0.1 to 4.5 parts by mass, still more preferably 0.1 to 4 parts by mass, and particularly preferably 0.15 to 3.5 parts by mass.
- the content of the multi-component metal compound in the final absorbent of the present invention is defined by the above, but the content of the multi-component metal compound in the absorbent is small because the amount of the multi-component metal compound added is small relative to the water-absorbing agent. Is substantially 0.01 to 5 parts by mass.
- 0.1 part by mass or more is preferable, and 0.2 part by mass or more is more preferable. Further, from the viewpoint of water absorption performance, it is preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.8 part by mass or less, further preferably 0.6 part by mass or less, and particularly preferably 0.4 part by mass or less.
- the particulate water-absorbing agent comprises a phosphoric acid anion and a divalent or trivalent metal cation.
- a water-insoluble metal phosphate consisting of The water-insoluble metal phosphate of the present invention has a small decrease in water-absorbing performance such as AAP as a water-absorbing agent, and also has a function of suppressing moisture absorption blocking.
- the water-insoluble metal phosphate used in the present invention comprises an anion of phosphoric acid and a divalent or trivalent metal cation.
- phosphoric acid anions include phosphate ion, pyrophosphate ion, tripolyphosphate ion, hexapolyphosphate ion, pentapolyphosphate ion, heptapolyphosphate ion, trimetaphosphate ion, tetrametaphosphate ion, hexametaphosphate ion, and phosphate diphosphate.
- Examples thereof include hydrogen ions and hydrogen phosphate ions.
- Divalent or trivalent metal cations include calcium ion, magnesium ion, strontium ion, barium ion, zinc ion, iron ion, aluminum ion, titanium ion, zirconium ion, hafnium ion, tin ion, cerium ion, scandium ion, yttrium. And ions and lanthanum ions. In particular, they can be calcium ions, aluminum ions, and can be calcium ions. Specific examples of calcium salts include monocalcium phosphate, monohydrogen phosphate, dicalcium phosphate, tricalcium phosphate, hydroxyapatite, calcium pyrophosphate, calcium dihydrogen phosphate, and the like. These can be used alone or in combination of two or more, but tricalcium phosphate can be used alone.
- the above “water-insoluble” means that the amount dissolved in 100 g of water at 25 ° C. is less than 1 g.
- the upper limit of the crystallite diameter of the water-insoluble metal phosphate used in the present invention may be less than 0.15 ⁇ m, may be less than 0.13 ⁇ m, and may be less than 0.1 ⁇ m.
- the lower limit of the crystallite diameter is not particularly limited, but may be 0.005 ⁇ m or more and 0.01 ⁇ m or more from the viewpoint of workability during the addition step. Therefore, the upper and lower limit values of the crystallite diameter can be appropriately selected within the above range, for example, 0.005 ⁇ m or more and less than 0.15 ⁇ m, 0.01 ⁇ m or more and less than 0.15 ⁇ m, 0.01 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m. Less than.
- the crystallite size of the water-insoluble metal phosphate contained in the final particulate water-absorbing agent can satisfy the above range, but the water-insoluble metal phosphate before being added to the water-absorbent resin powder.
- the crystallite diameter of the salt can also satisfy the above range.
- the method for controlling the crystallite size of the water-insoluble metal phosphate is not particularly limited, and a known method can be applied. Furthermore, commercially available water-insoluble metal phosphates can also be used.
- the crystallite size of the water-insoluble metal phosphate can be measured by XRD (X-ray diffraction measurement) described in the Examples section.
- the upper limit of the average primary particle diameter of the water-insoluble metal phosphate used in the present invention may be less than 2.0 ⁇ m, may be less than 1.5 ⁇ m, and may be less than 1.0 ⁇ m.
- the lower limit of the average primary particle diameter is not particularly limited, but may be 0.005 ⁇ m or more and 0.01 ⁇ m or more from the viewpoint of workability during the addition step. Therefore, the upper and lower limit values of the average primary particle diameter can be appropriately selected within the above range. For example, 0.005 ⁇ m or more and less than 2.0 ⁇ m, 0.01 ⁇ m or more and less than 1.5 ⁇ m, 0.01 ⁇ m or more and 1. For example, less than 0 ⁇ m.
- the amount of the water-insoluble metal phosphate added is preferably 0.01 to 2 parts by weight, more preferably 0.01 to 1 part by weight, and still more preferably 0.01 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water absorbent resin powder. And more preferably less than 1 part by weight, particularly preferably 0.05 to 0.7 part by weight, and most preferably 0.08 to 0.6 part by weight.
- the content is 0.01 parts by mass or more, sufficient moisture absorption blocking performance is obtained, and when the content is 2 parts by mass or less, sufficient water absorption performance can be maintained.
- the amount exceeds 2 parts by mass sufficient moisture absorption blocking performance can be obtained, but the cost increases due to the increased amount of addition, which is not preferable.
- the average primary particle diameter of the water-insoluble metal phosphate before being added to the water-absorbent resin powder satisfies the above range.
- At least one water-permeable substrate The substrate used in the present invention is not limited as long as it can be fixed by sandwiching a particulate water-absorbing agent. Can be appropriately selected.
- the substrate include paper (sanitary paper such as tissue paper, toilet paper and towel paper), nets, nonwoven fabrics, woven fabrics, films, etc. Among these substrates, preferably nonwoven fabrics are used.
- the water-permeable surface of the water-absorbent sheet (the surface on the side using the water-permeable substrate) is usually used on the liquid discharge side (for example, the skin side in a paper diaper). Since the substrate has water permeability, it may have pores and cuts, and may be hydrophilized.
- the outermost layer used in the water-absorbent sheet of the present invention or the intermediate substrate may be the same substrate (same nonwoven fabric) or different substrates.
- a preferable water-permeable substrate has a water permeability count (JIS A1218) of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 cm / sec or more.
- Translucent water factor is usually 1 ⁇ 10 -5 cm / sec or more, preferably 1 ⁇ 10 -4 cm / sec or more, more preferably 1 ⁇ 10 -3 cm / sec or more, more preferably 1 ⁇ 10 - It is 2 cm / sec or more, and most preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 1 cm / sec or more.
- the thickness of the substrate used is preferably as thin as possible in the range having strength as the water-absorbent sheet, and is 0.01 to 2 mm, more preferably 0.02 to 1 mm, 0.03 to 0.6 mm, 0 per substrate. It is appropriately selected within the range of .05 to 0.5 mm.
- the basis weight is preferably 5 to 300 g / m 2 , more preferably 8 to 200 g / m 2 , still more preferably 10 to 100 g / m 2 , and still more preferably 11 to 50 g / m 2 per substrate. is there.
- the water permeability index of the substrate is preferably 20 to 100.
- the water permeability index can be obtained by the method described in Japanese Patent No. 5711974.
- Adhesive hot melt adhesive
- (i) may be by pressure bonding, or (ii) dissolved in water, a water-soluble polymer, or a solvent.
- Various dispersed binders may be used, and (iii) the substrates may be heat-sealed at the melting point of the material of the substrate itself. Preferably, it is secured using an adhesive.
- the adhesive used may be a solution type, a hot-melt adhesive that does not have a problem of high productivity and residual solvent is preferable because of the trouble of solvent removal, the problem of remaining solvent, and the problem of productivity.
- the hot melt adhesive may be contained in advance on the surface of the base material or the particulate water absorbing agent, and the hot melt adhesive may be used separately in the manufacturing process of the water absorbent sheet.
- the form and melting point of the hot melt adhesive can be selected as appropriate, and may be in the form of particles, fibers, nets, films, or liquids melted by heating.
- the melting temperature or softening point of the hot melt adhesive is preferably 50 to 200 ° C, 60 to 180 ° C.
- the particle diameter is 0.01 to 2 times, 0.02 to 1 time, 0.05 to 0.5 times the average particle diameter of the particulate water absorbing agent.
- An adhesive is used.
- Examples of the method of using a hot melt adhesive in the production of the water absorbent sheet of the present invention include the following examples. Spread a mixture of particulate water-absorbing agent and hot melt adhesive uniformly on a base material (for example, non-woven fabric), laminate another base material, and then close to the melting temperature of the hot melt adhesive A water-absorbent sheet can be produced by thermocompression bonding.
- the hot melt adhesive used in the present invention can be appropriately selected, but is preferably selected from an ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive, a styrene elastomer adhesive, a polyolefin adhesive, a polyester adhesive, and the like. More than one species can be used as appropriate.
- polyolefin adhesives include polyethylene, polypropylene, and atactic polypropylene.
- styrene elastomer adhesives include styrene-isoprene block copolymer (SIS), styrene-butadiene block copolymer (SBS), Examples thereof include styrene-isobutylene block copolymer (SIBS) and styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS).
- Polyester terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (polyethylene copolymer, etc.) PBT), copolyesters, etc., and ethylene-vinyl acetate copolymer adhesives include ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) adhesives; ethylene-ethyl acrylate copolymers (EEA), Styrene - butyl acrylate copolymer (EBA), and the like.
- the content of the adhesive (for example, hot melt adhesive) is 0 (unused) to 2.0 times, preferably 0.01 to 2.0 times, more preferably the content (mass basis) of the water absorbent resin.
- the ratio is 0.1 to 1.0 times, more preferably 0.11 to 0.50 times, preferably 0.12 to 0.30 times, more preferably 0.14 to 0.25 times. If the content of the adhesive (especially hot melt melt adhesive) is too large, not only will it be disadvantageous in terms of cost and mass of the water-absorbent sheet (increase in the mass of paper diapers), but the particulate water-absorbing agent will swell. There is also a possibility that the water absorption capacity of the water absorbent sheet is reduced.
- the content of the particulate water-absorbing agent per unit area in the water-absorbent sheet (the total content when a plurality of particulate water-absorbing agents are used together) is the water-absorbing property according to the present invention. from the viewpoint of sexual sheet to obtain a sufficient liquid absorbing performance even when used in an absorbent article, a 100 ⁇ 1000g / m 2, 130 ⁇ 950g / m 2 per unit area of the absorbent sheet, preferably 150 To 900 g / m 2 , more preferably 200 to 800 g / m 2 , and still more preferably 220 to 700 g / m 2 .
- the amount of the particulate water-absorbing agent is small, the amount of water absorption in the final sanitary material (paper diaper) will be insufficient, and if too much particulate water-absorbing agent is used, liquid diffusion may cause problems with liquid permeability / breathability. There is also sex.
- the base material used in the present invention includes the above-mentioned [3-1], and a non-woven fabric is more preferably used.
- a nonwoven fabric used by this invention From a viewpoint of the strength at the time of setting it as liquid permeability, a softness
- PE polyethylene
- PP polypropylene
- PET polyethylene terephthalate
- PET polyester fibers
- PEN polyethylene naphthalate
- polyamide fibers such as nylon, rayon fibers, and other synthetic fibers, cotton
- non-woven fabrics synthetic fiber non-woven fabrics are preferably used from the viewpoint of increasing the strength of the water-absorbent sheet, and in particular, non-woven fabrics made of rayon fibers, polyolefin fibers, and polyester fibers are preferable.
- These non-woven fabrics may be a single non-woven fabric of the above fibers or a non-woven fabric combining two or more kinds of fibers.
- the spunlace nonwoven fabric which has a rayon fiber as a main component is also more preferable as a nonwoven fabric used for this invention from a viewpoint of improving the liquid absorption performance at the time of forming a base material, and a softness
- a spunbond-meltblown-spunbond (SMS) nonwoven fabric and a spunbond-meltblown-meltblown-spunbond (SMMS) nonwoven fabric having a multilayer structure of polyolefin fibers are more preferably used, and in particular, polypropylene. SMS nonwoven fabrics and SMMS nonwoven fabrics mainly composed of fibers are preferably used.
- the spunlace nonwoven fabric those in which polyolefin fiber and / or polyester fiber are appropriately blended with the main component rayon fiber are preferably used, and among them, rayon-PET nonwoven fabric and rayon-PET-PE nonwoven fabric are preferably used.
- the nonwoven fabric may contain a small amount of pulp fibers to the extent that the thickness of the water absorbent sheet is not increased.
- the non-woven fabric preferably has a hydrophilicity of 5 to 200, more preferably 8 to 150, more preferably 10 to 100 when measured according to the above-mentioned “hydrophilicity of non-woven fabric” measurement method. More preferably, those of 12 to 80 are even more preferable.
- the hydrophilicity of the nonwoven fabric is too low, the liquid absorbing performance of the water absorbent sheet is deteriorated. On the other hand, even if it is higher than necessary, the liquid absorption performance is not improved so as to be commensurate with it.
- Such a non-woven fabric having hydrophilicity is not particularly limited, but among the above-described non-woven fabrics, a material having an appropriate hydrophilicity such as rayon fiber may be used, or a polyolefin fiber or polyester fiber may be used. Such a hydrophobic chemical fiber may be subjected to a hydrophilization treatment by a known method to give an appropriate degree of hydrophilicity.
- the substrate (particularly nonwoven fabric) used in the present invention is preferably a hydrophilic nonwoven fabric in order to increase water permeability.
- a base material (particularly a nonwoven fabric) containing a hydrophilic fiber material such as cellulose is preferably used, but the base material itself or the fiber that is the material of the base material may be hydrophilized with a hydrophilizing agent such as a surfactant.
- Hydrophilic agents include anionic surfactants such as aliphatic sulfonates and higher alcohol sulfate esters, cationic surfactants such as quaternary ammonium salts, polyethylene glycol fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, sorbitan fatty acids Nonionic surfactants such as esters, silicone surfactants such as polyoxyalkylene-modified silicones, and stain release agents composed of polyester, polyamide, acrylic, and urethane resins are used.
- the hydrophilizing agent is used in the range of, for example, 0 to 2% by weight, preferably 1 ppm to 1% by weight, based on the nonwoven fabric.
- the present invention relates to a water-absorbing material in which a particulate water-absorbing agent containing a water-absorbing resin as a main component is supported between two substrates including at least one water-permeable substrate. It is a sheet and the particulate water-absorbing agent is sandwiched between two substrates.
- the base material which comprises a water absorptive sheet may be expressed as a “layer”.
- the base material provided in the water absorbent sheet is only the first base material and the second base material, the water absorbent sheet has a “two-layer” structure.
- the water absorbent sheet includes a first substrate, one intermediate substrate, and a second substrate, the water absorbent sheet has a “three-layer” structure.
- layer the base material with which the liquid first comes into contact when using the absorbent sheet
- the absorbent sheet refers to the layer on the side close to the user of the paper diaper.
- a layer on the opposite side of the upper layer is referred to as a “lower layer”.
- the space between the two base materials is not physically separated, but is supported on the first base material (first base). It is possible to distinguish between a first particulate water-absorbing agent (disposed in the vicinity of the material) and a particulate water-absorbing agent disposed in the vicinity of the second substrate (particulate water-absorbing agent disposed in the vicinity of the second substrate). .
- the first particulate water-absorbing agent and the second particulate water-absorbing agent can be distinguished.
- the first particulate water-absorbing agent may be distributed near the surface of the intermediate substrate facing the first substrate and inside the intermediate substrate.
- the second particulate water-absorbing agent may be distributed near the surface of the intermediate substrate facing the second substrate and also in the intermediate substrate.
- the water absorbent sheet may have two layers.
- the water-absorbent sheet may have a three-layer or more layered structure in which one or more intermediate base materials are further included between two base materials, and a plurality of layers are formed by the intermediate base materials.
- the water-absorbent sheet having a multilayer structure (for example, three-layer structure) has a new function by disposing different particulate water-absorbing agents and other third components (eg, antibacterial agents and deodorizing materials) in each layer, Further, more particulate water-absorbing agent can be sandwiched than the water-absorbent sheet having a two-layer structure.
- a water-absorbent sheet of the present invention there is a water-absorbent sheet having a layered structure of three or more layers (for example, a three-layer structure).
- a layered structure having three or more layers for example, a three-layer structure
- a particulate water-absorbing agent is disposed in the vicinity and in the base material surface of the second base material surface and the intermediate base material surface facing each other.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention is disposed at least in the above (ii) of the water-absorbent sheet.
- the particulate water-absorbing agent When the particulate water-absorbing agent is disposed on a water-absorbing sheet having a layered structure having three or more layers (for example, a three-layer structure), the particulate water-absorbing agent may be the same or different. In order to impart a function to the water-absorbent sheet, it is preferable to use different particulate water-absorbing agents.
- the use of a different particulate water-absorbing agent means (i) when using a particulate water-absorbing agent other than the present invention in addition to the particulate water-absorbing agent of the present invention, and (ii) within the range of the particulate water-absorbing agent of the present invention.
- the range of ⁇ 50 / 50 is preferred, the range of 5/95 to 40/60 is more preferred, the range of 5/95 to 30/70 is more preferred, and the range of 5/95 to 20/80 is even more preferred.
- the upper layer side preferably has a ratio of 5 or more (that is, the lower layer is 95 or less), and enhances the dry feeling of the upper layer side after liquid absorption.
- the ratio of the upper layer side is preferably 50 or less (that is, the lower layer side is 50 or more).
- centrifuge retention capacity is 30 g / g to 50 g / g
- mass average particle diameter is 200 ⁇ m to 600 ⁇ m
- DRC mass average particle diameter
- a particulate water-absorbing agent satisfying the DRC index exceeding 0 and 43 or less is preferably disposed on the lower layer side.
- the particulate water-absorbing agent satisfying the above conditions (1), (2) and (3a) has a surface tension of 65 or more.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention and other particulate water-absorbing agents may be used in combination. That is, the use of other particulate water-absorbing agents blended with the particulate water-absorbing agent of the present invention is also included in the category of “combined use”.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention is used in a water-absorbent sheet having a layered structure of three or more layers (for example, a three-layer structure)
- the particulate water-absorbing agent of the present invention is excellent in water absorption speed and liquid diffusion. It is preferable to use it on at least the lower layer side of the layer structure, and it is more preferable to use it on the upper layer side in addition to the lower layer side.
- the water-absorbent sheet of the present invention has a great feature in that it can be thinned.
- the thickness is preferably 5 mm or less, more preferably 4 mm or less, even more preferably 3 mm or less, and particularly preferably 2 mm or less in a dry state.
- the lower limit of the thickness is 0.2 mm or more, preferably 0.3 mm or more, and more preferably 0.5 mm from the strength surface and the diameter of the particulate water-absorbing agent.
- the surface of the water absorbent sheet may have an embossed region as appropriate.
- the particulate water-absorbing agent may be distributed over the entire surface of the water-absorbent sheet, or a region where the particulate water-absorbing agent is not present may be disposed in part.
- the embossed region may be attached to the entire surface of the water-absorbent sheet or may be a part.
- the liquid can be diffused in the longitudinal direction by having a continuous embossed region and a non-existing region in the longitudinal direction of the water absorbent sheet.
- the continuous embossing region and the region where the particulate water-absorbing agent is absent can serve as a passage (liquid transport passage) for flowing a large amount of liquid.
- the embossed region and the region where the particulate water-absorbing agent is absent may be a straight line, a curved line, or a wave shape.
- Water absorption capacity of the water-absorbent sheet obtained of the present invention is CRC, 2000 g / m 2 or more, 4000 g / m 2 or more, preferably in the order of 6000 ⁇ 18000g / m 2.
- the peel strength of the substrate is usually 0.05 to 3.0 N / 7 cm, preferably 0.1 to 2.5 N / 7 cm, preferably 0.15 to 2 It is more preferably 0.0 N / 7 cm, and further preferably 0.2 to 1.5 N / 7 cm.
- the peel strength of the substrate exceeds 3.0 N / 7 cm, the effect of adding a predetermined amount of a water-absorbing resin having specific water-absorbing performance may not be obtained because the adhesion of the absorbent layer is too strong.
- the method for producing a water-absorbent sheet of the present invention is not particularly limited as long as it can be made into a sheet, but the following methods can be applied.
- JP-A-2008-183159, JP-A-2002-345883, JP-A-6-315501, JP-A-6-190003, JP-A-6-190002, JP-A-6-190002, and JP-A-2008-189503 are added to Patent Documents 16-39. 6-190001, JP-A-2-252558, JP-A-2-252560, and JP-A-2-252561, and a method for producing these water-absorbent sheets is also referred to as appropriate.
- a particulate water-absorbing agent (and preferably further with an adhesive) is uniformly sprayed on a base material (for example, non-woven fabric) and disposed in the voids in the base material. Furthermore, another base material (for example, non-woven fabric) is stacked and pressure-bonded (particularly, heat-pressure bonding is performed near the melting temperature of the adhesive).
- a particulate water-absorbing agent (and preferably further with an adhesive) is sprayed on a base material (for example, non-woven fabric) and disposed in the voids in the base material. Thereafter, the powder is passed through a heating furnace and fixed to such an extent that the powder does not dissipate.
- a base material for example, non-woven fabric
- Another base material for example, non-woven fabric
- a particulate water-absorbing agent is uniformly sprayed on a base material (for example, non-woven fabric, adhesive may be melt-coated), and disposed in the voids in the base material. Furthermore, another non-woven fabric to which the adhesive is melt-coated is stacked from above so as to face the dispersed water-absorbent resin layer, and pressed using a roll press or the like. Heat and crimp as necessary.
- a base material for example, non-woven fabric, adhesive may be melt-coated
- “arrange in the voids in the base material” intends that the particulate water-absorbing agent enters the gaps between the fibers constituting the base material. It can also be expressed as “entangle the particulate water-absorbing agent with the fibers of the base material”.
- a water-absorbent sheet by producing a water-absorbent sheet by the methods shown in (a) to (c), a structure in which an absorbent layer containing a water-absorbent resin and an adhesive is sandwiched between two nonwoven fabrics is formed. It is possible to obtain a water absorbent sheet having the same.
- the methods (a) and (c) are more preferable from the viewpoint of simplicity of the manufacturing method and high manufacturing efficiency.
- a water-absorbent sheet can also be produced by using the methods exemplified in (a) to (c) together.
- the surface of the water absorbent sheet may be embossed at the time of thermocompression bonding or after the production of the water absorbent sheet.
- the particulate water-absorbing agent is (i) the vicinity of the first substrate surface and the intermediate substrate surface facing each other and the substrate
- a water-absorbing sheet having a three-layer structure can be produced in the middle and (ii) in the vicinity of the second base material surface and the intermediate base material surface facing each other and in the base material.
- the water-absorbent sheet according to the present invention contains additives such as deodorants, fibers, antibacterial agents and gel stabilizers as appropriate (0 to 100% by mass, preferably 0 to 0% by mass of the particulate water-absorbing agent). 50 mass%, more preferably 0 to 10 mass%).
- the length and width of the water-absorbing sheet to be manufactured are appropriately designed according to the absorbent article.
- the lateral width is 10 to 3 m, preferably 10 cm to 1 m.
- the length direction is from several tens of meters to several thousand meters, usually 10 m or more, preferably 100 m or more, more preferably 500 m or more, and particularly preferably 1000 m or more.
- the produced water-absorbent sheet is cut in the horizontal direction according to the purpose (size of the sanitary material to be used) at the time of use, and is also cut in the vertical direction when necessary.
- production steps [4-1] to [4-9] are shown as an example of a method for producing a particulate water-absorbing agent used in the water-absorbent sheet of the present invention.
- This step is a step of preparing an aqueous solution containing a monomer (for example, acrylic acid (salt)) as a main component (hereinafter referred to as “monomer aqueous solution”).
- a monomer for example, acrylic acid (salt)
- the slurry liquid of a monomer can also be used in the range by which the water absorption performance of the water-absorbing resin obtained does not fall, in this section, monomer aqueous solution is demonstrated for convenience.
- main component means that the amount (content) of acrylic acid (salt) used is usually based on the whole monomer (excluding the internal crosslinking agent) subjected to the polymerization reaction of the water-absorbent resin. It means 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more (the upper limit is 100 mol%).
- acrylic acid In the present invention, acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter referred to as “acrylic acid (salt)”) is preferably used as a monomer from the viewpoint of physical properties and productivity of the obtained particulate water-absorbing agent.
- acrylic acid may be a known acrylic acid, preferably methoxyphenols, more preferably p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, from the viewpoint of the polymerizability of acrylic acid and the color tone of the particulate water absorbing agent. May contain 200 ppm or less, more preferably 10 to 160 ppm, and still more preferably 20 to 100 ppm.
- impurities in acrylic acid the compounds described in US Patent Application Publication No. 2008/0161512 are also applied to the present invention.
- the “acrylic acid salt” is obtained by neutralizing the acrylic acid with the following basic composition, and as the acrylic acid salt, a commercially available acrylate salt (for example, sodium acrylate) may be used. What was obtained by neutralizing in the manufacturing plant of a particulate water-absorbing agent may be used.
- a commercially available acrylate salt for example, sodium acrylate
- the “basic composition” refers to a composition containing a basic compound, such as a commercially available sodium hydroxide aqueous solution.
- the basic compound examples include alkali metal carbonates and hydrogen carbonates, alkali metal hydroxides, ammonia, and organic amines.
- strong basicity is desired from the viewpoint of the physical properties of the obtained particulate water-absorbing agent. That is, hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide are preferable, and sodium hydroxide is more preferable.
- neutralization As neutralization in the present invention, neutralization with respect to acrylic acid (before polymerization) or neutralization with respect to a hydrogel crosslinked polymer obtained by crosslinking polymerization of acrylic acid (after polymerization) (hereinafter referred to as “post-neutralization”) Any of these can be selected or used in combination.
- These neutralizations may be continuous or batch-type, and are not particularly limited, but are preferably continuous from the viewpoint of production efficiency and the like.
- the neutralization rate in the present invention is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 40 to 85 mol%, still more preferably 50 to 80 mol%, particularly preferably 60 to 75 mol based on the acid group of the monomer. Mol%.
- the neutralization rate is less than 10 mol%, the water absorption ratio may be significantly reduced.
- the neutralization rate exceeds 90 mol%, a water absorbent resin having a high water absorption capacity under pressure may not be obtained.
- the above neutralization rate is the same even in the case of post-neutralization. Moreover, the said neutralization rate is applied also about the neutralization rate of the particulate water absorbing agent as a final product.
- the neutralization rate of 75 mol% means a mixture of 25 mol% acrylic acid and 75 mol% acrylate. Moreover, this mixture may be called an acrylic acid partial neutralized material.
- the “other monomer” refers to a monomer other than the acrylic acid (salt), and can be used in combination with acrylic acid (salt) to produce a particulate water-absorbing agent.
- the other monomer includes a water-soluble or hydrophobic unsaturated monomer.
- the compounds described in US Patent Application Publication No. 2005/0215734 (excluding acrylic acid) are also applied to the present invention.
- Internal crosslinking agent As the internal crosslinking agent used in the present invention, the compounds described in US Pat. No. 6,241,928 are also applied to the present invention. From these, one or more compounds are selected in consideration of reactivity.
- a compound having two or more polymerizable unsaturated groups preferably a compound having thermal decomposability at the following drying temperature, more preferably (poly) alkylene.
- a compound having two or more polymerizable unsaturated groups having a glycol structural unit is used as an internal cross-linking agent.
- the polymerizable unsaturated group is preferably an allyl group, a (meth) acrylate group, more preferably a (meth) acrylate group.
- the (poly) alkylene glycol structural unit is preferably polyethylene glycol, and the n number is preferably 1 to 100, more preferably 6 to 50.
- the amount of the internal crosslinking agent used is preferably 0.0001 to 10 mol%, more preferably 0.001 to 1 mol%, based on the entire monomer.
- a desired water-absorbing resin can be obtained by setting the amount used within the above range.
- this usage-amount it exists in the tendency for gel strength to fall and a water soluble content to increase, and since there exists a tendency for a water absorption factor to fall when this usage-amount is too much, it is unpreferable.
- a method in which a predetermined amount of an internal cross-linking agent is previously added to a monomer aqueous solution and a cross-linking reaction is performed simultaneously with polymerization is preferably applied.
- radiation is performed using an active energy ray such as an electron beam or ultraviolet ray
- a method of post-crosslinking by adding an internal crosslinking agent during or after polymerization a method of radical crosslinking using a radical polymerization initiator, A method of crosslinking and the like can also be employed.
- these methods can also be used together.
- hydrophilic polymers such as starch, starch derivatives, cellulose, cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), polyacrylic acid (salt) cross-linked products, preferably 50% by mass or less, more preferably Can be added at 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less (lower limit is 0% by mass).
- carbonate, azo compound, foaming agent such as bubbles, surfactant, chelating agent, chain transfer agent and the like are preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass. It can be added below (lower limit is 0% by mass).
- the above substances may be added not only in the form added to the monomer aqueous solution, but also in the form added during polymerization, or these forms may be used in combination.
- a graft polymer or a water-absorbing resin composition eg, starch-acrylic acid polymer, PVA-acrylic acid polymer, etc.
- a graft polymer or a water-absorbing resin composition eg, starch-acrylic acid polymer, PVA-acrylic acid polymer, etc.
- each of the above substances is added when preparing an aqueous monomer solution.
- concentration of the monomer component in the aqueous monomer solution is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 75% by mass, and still more preferably 30 from the viewpoint of the physical properties of the water absorbent resin. -70% by mass.
- a solvent other than water can be used in combination as required.
- the type of solvent is not particularly limited.
- the “monomer component concentration” is a value obtained by the following formula (8).
- the mass of the monomer aqueous solution includes the hydrophobicity in the graft component, the water-absorbing resin, and the reverse phase suspension polymerization. Solvent mass is not included.
- the polymerization initiator used in the present invention is not particularly limited because it is appropriately selected depending on the polymerization form and the like.
- the thermal decomposition type polymerization initiator, the photodecomposition type polymerization initiator, or the decomposition of these polymerization initiators is used.
- a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent that promotes the reaction is used.
- one or more of the polymerization initiators disclosed in US Pat. No. 7,265,190 are used.
- a peroxide or an azo compound more preferably a peroxide, more preferably a persulfate is used.
- the amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 1 mol%, more preferably 0.001 to 0.5 mol%, based on the monomer.
- the amount of the reducing agent used is preferably 0.0001 to 0.02 mol% with respect to the monomer.
- the polymerization initiator may replace with the said polymerization initiator and may irradiate active energy rays, such as a radiation, an electron beam, and an ultraviolet-ray, and may implement a polymerization reaction, and these active energy rays and a polymerization initiator may be used together.
- active energy rays such as a radiation, an electron beam, and an ultraviolet-ray
- the polymerization form applied to the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of water absorption characteristics and ease of polymerization control, preferably spray droplet polymerization, aqueous solution polymerization, reverse phase suspension polymerization, more preferably aqueous solution polymerization. , Reverse phase suspension polymerization, more preferably aqueous solution polymerization.
- continuous aqueous solution polymerization is particularly preferable, and either continuous belt polymerization or continuous kneader polymerization is applied.
- continuous belt polymerization is disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,893,999 and 6,241,928, U.S. Patent Application Publication No. 2005/215734, etc.
- continuous kneader polymerization is disclosed in U.S. Pat. , Respectively.
- “high temperature initiation polymerization” and “high concentration polymerization” can be mentioned.
- “High temperature initiation polymerization” means that the temperature of the aqueous monomer solution is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 35 ° C. or higher, further preferably 40 ° C. or higher, particularly preferably 50 ° C. or higher (the upper limit is the boiling point).
- “High concentration polymerization” means that the monomer concentration is preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, further preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 45% by mass or more (the upper limit is a saturated concentration).
- the polymerization can be carried out in an air atmosphere, but from the viewpoint of the color tone of the resulting water-absorbent resin, the polymerization is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
- the oxygen concentration is preferably controlled to 1% by volume or less.
- the dissolved oxygen in the monomer aqueous solution is also preferably replaced with an inert gas (for example, dissolved oxygen; less than 1 mg / l).
- foam polymerization in which bubbles (particularly the above inert gas or the like) are dispersed in a monomer aqueous solution to perform polymerization.
- the solid concentration may be increased during the polymerization.
- the degree of increase in solid content as an indicator of such increase in solid content concentration is defined by the following equation (9).
- a raise degree of this solid content concentration Preferably it is 1 mass% or more, More preferably, it is 2 mass% or more.
- Solid content increase (mass%) (solid content concentration of hydrogel after polymerization) ⁇ (solid content concentration of monomer aqueous solution) Formula (9)
- the solid content concentration of the monomer aqueous solution is a value obtained by the following formula (10)
- the components in the polymerization system are the monomer aqueous solution, the graft component, the water absorbent resin, and other solids (for example, water). Insoluble fine particles, etc.) and does not include a hydrophobic solvent in reverse phase suspension polymerization.
- Gel pulverization step the hydrogel obtained in the polymerization step is subjected to gel pulverization with a screw extruder such as a kneader or a meat chopper, or a gel pulverizer such as a cutter mill. This is a step of obtaining a hydrous gel (hereinafter referred to as “particulate hydrous gel”).
- polymerization process is kneader polymerization
- pulverization process are implemented simultaneously.
- a particulate hydrous gel is obtained directly in the polymerization process, such as gas phase polymerization or reverse phase suspension polymerization, the gel pulverization step may not be performed.
- the following conditions are preferably applied to the present invention for gel grinding conditions and forms other than those described above.
- the CRC (gel CRC) of the hydrogel before gel pulverization is preferably 33 g / g or more.
- the gel CRC is less than 10 g / g or exceeds 45 g / g, it is not preferable because it is difficult to control the particle shape and particle size distribution during gel pulverization.
- Such gel CRC can be appropriately controlled by the addition amount of a crosslinking agent at the time of polymerization and other polymerization concentrations.
- the upper limit of the gel grinding energy (GGE) for gel grinding of the hydrogel is preferably 60 J / g or less, more preferably 50 J / g or less, and 40 J / G or less is more preferable.
- the upper limit of the gel grinding energy (GGE) for gel grinding of the hydrogel is preferably 60 J / g or less, more preferably 50 J / g or less, and 40 J / G or less is more preferable.
- 15 J / g or more is preferable
- 17 J / g or more is more preferable
- 20 J / g or more is further more preferable
- 23 J / g or more is further more preferable
- 25 J / g or more is further more preferable
- 29 J / g g or more is even more preferable
- 34 J / g is most preferable.
- the gel grinding energy (GGE) for grinding the hydrogel is 29 to 60 J / kg, preferably 29 to 50 J / g, more preferably 29 to 40 J / kg. .
- the gel grinding energy (GGE) for grinding the hydrogel is 34 to 60 J / kg, preferably 34 to 50 J / g, more preferably 34 to 40 J / kg. It is.
- gel pulverization energy (GGE) is defined including the energy during idling of the gel pulverizer.
- the upper limit of the gel grinding energy (2) (also referred to as GGE (2), net gel grinding energy) excluding energy during idling of the gel grinder is preferably 40 J / g or less, and 38 J / g g or less is more preferable, and 35 J / g or less is more preferable.
- GGE (2) net gel grinding energy
- 9 J / g or more is preferable, 12 J / g or more is more preferable, 15 J / g or more is further more preferable, and 19 J / g or more is further more preferable.
- the gel grinding energy (2) (GGE (2)) for gel grinding of the hydrogel is 15 to 40 J / g, preferably 15 to 38 J / g, more preferably 15 ⁇ 35 J / g.
- the gel grinding energy (2) (GGE (2)) for gel grinding of the hydrogel is 19 to 40 J / g, preferably 19 to 38 J / g, more preferably. Is 19 to 35 J / g.
- the water content of the water-containing gel of the present invention is 50% by mass or more, preferably 52% by mass or more.
- a particulate water-absorbing agent having excellent physical properties can be obtained by increasing the amount of water in the hydrogel used for gel grinding.
- the moisture content can be measured by the method described in the Examples section.
- Drying step This step is a step of obtaining a dry polymer by drying the particulate hydrogel obtained in the polymerization step and / or the gel grinding step to a desired resin solid content.
- the resin solid content is determined from loss on drying (mass change when 1 g of water-absorbent resin is heated at 180 ° C. for 3 hours), preferably 80% by mass or more, more preferably 85 to 99% by mass, and still more preferably 90%. It is -98 mass%, Most preferably, it is 92-97 mass%.
- the method for drying the particulate hydrous gel is not particularly limited.
- heat drying, hot air drying, reduced pressure drying, fluidized bed drying, infrared drying, microwave drying, drum dryer drying, azeotropy with a hydrophobic organic solvent examples include drying by dehydration and high-humidity drying using high-temperature steam.
- hot air drying is preferable from the viewpoint of drying efficiency, and band drying in which hot air drying is performed on a ventilation belt is more preferable.
- the drying temperature (hot air temperature) in the hot air drying is preferably 120 to 250 ° C., more preferably 150 to 200 ° C. from the viewpoint of the color tone of the water absorbent resin and the drying efficiency.
- the drying conditions other than the above drying temperature such as the wind speed and drying time of hot air, may be set as appropriate according to the moisture content and total mass of the particulate hydrous gel to be dried and the desired resin solid content, When performing band drying, various conditions described in International Publication Nos. 2006/100300, 2011/025012, 2011/025013, 2011/111657 and the like are appropriately applied.
- the CRC centrifuge retention capacity
- water-soluble component (Ext) water-soluble component
- color tone of the water-absorbing resin obtained can be set within a desired range.
- Pulverization step classification step
- the dried polymer obtained in the drying step is pulverized (pulverization step), adjusted to a predetermined particle size (classification step), and water-absorbing resin powder ( This is a step of obtaining a powdery water-absorbing resin before surface cross-linking for the sake of convenience as “water-absorbing resin powder”.
- Examples of the equipment used in the pulverization process of the present invention include a high-speed rotary pulverizer such as a roll mill, a hammer mill, a screw mill, and a pin mill, a vibration mill, a knuckle type pulverizer, and a cylindrical mixer. Used together.
- a high-speed rotary pulverizer such as a roll mill, a hammer mill, a screw mill, and a pin mill, a vibration mill, a knuckle type pulverizer, and a cylindrical mixer. Used together.
- the particle size adjustment method in the classification step of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include sieve classification using JIS standard sieve (JIS Z8801-1 (2000)) and airflow classification.
- the particle size adjustment of the water-absorbing resin is not limited to the above pulverization step and classification step, but a polymerization step (especially reverse phase suspension polymerization or spray droplet polymerization), other steps (for example, granulation step, fine powder collection step) ).
- the particle size of the water-absorbent resin powder obtained in the present invention is preferably adjusted within the range of the particulate water-absorbing agent.
- the above-mentioned particle size is applied not only to the water-absorbing resin after surface crosslinking (hereinafter sometimes referred to as “water-absorbing resin particles” for convenience) but also to the particulate water-absorbing agent as the final product. Therefore, in the water-absorbent resin particles, it is preferable that the surface cross-linking treatment (surface cross-linking step) is performed so as to maintain the particle size in the above range, and the particle size is adjusted by providing a sizing step after the surface cross-linking step. preferable.
- the circulation pulverization ratio is 1.10 or more, preferably 1.15 or more, more preferably 1.20 or more, still more preferably 1.30 or more, particularly preferably 1.35 or more, most. Preferably it is 1.40 or more.
- the upper limit value of the circulation pulverization ratio is 1.50 or less, preferably 1.40 or less, more preferably 1.35 or less, still more preferably 1.30 or less, and even more preferably. Is 1.25 or less, more preferably 1.20 or less, and particularly preferably 1.15 or less.
- the circulation grinding ratio is 1.10 to 1.50, preferably 1.15 to 1.40, and more preferably 1.30 to 1.35.
- the water absorption rate for example, DRC 5 min
- the fine powder generated by the process damage at the time of paper diaper production is greatly reduced, which is preferable.
- This step is a step of providing a portion having a higher cross-linking density in the surface layer of the water-absorbent resin powder obtained through the above-described steps (portion of several tens of micrometers from the surface of the water-absorbent resin powder). It is comprised from a mixing process, a heat treatment process, and a cooling process (optional).
- a water-absorbing resin (water-absorbing resin particles) surface-crosslinked by radical cross-linking or surface polymerization on the surface of the water-absorbing resin powder, a cross-linking reaction with a surface cross-linking agent, or the like is obtained.
- surface cross-linking agent Although it does not specifically limit as a surface crosslinking agent used by this invention, An organic or inorganic surface crosslinking agent is mentioned. Among these, an organic surface crosslinking agent that reacts with a carboxyl group is preferable from the viewpoint of the physical properties of the water-absorbing resin and the handleability of the surface crosslinking agent. Examples thereof include one or more surface cross-linking agents disclosed in US Pat. No. 7,183,456.
- polyhydric alcohol compounds epoxy compounds, haloepoxy compounds, polyvalent amine compounds or their condensates with haloepoxy compounds, oxazoline compounds, oxazolidinone compounds, polyvalent metal salts, alkylene carbonate compounds, cyclic urea compounds, etc.
- epoxy compounds haloepoxy compounds
- polyvalent amine compounds or their condensates with haloepoxy compounds oxazoline compounds, oxazolidinone compounds
- polyvalent metal salts alkylene carbonate compounds
- cyclic urea compounds etc.
- the amount of the surface cross-linking agent used is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water absorbent resin powder. It is.
- the surface cross-linking agent is preferably added as an aqueous solution, and in this case, the amount of water used is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 100 parts by mass of the water absorbent resin powder. 5 to 10 parts by mass.
- the usage-amount is with respect to 100 mass parts of water absorbent resin powder, Preferably it is 10 mass parts or less, More preferably, it is 5 mass parts or less.
- each additive added in the rehumidification step described later may be added to the surface cross-linking agent (aqueous solution) within a range of 5 parts by mass or less, or may be added separately in the main mixing step. it can.
- This step is a step of mixing the water absorbent resin powder and the surface cross-linking agent.
- the method for mixing the surface cross-linking agent is not particularly limited, but a surface cross-linking agent solution is prepared in advance, and the solution is preferably sprayed or dropped onto the water-absorbent resin powder, and more preferably sprayed. And mixing them.
- the apparatus for performing the mixing is not particularly limited, but a high-speed stirring type mixer is preferable, and a high-speed stirring type continuous mixer is more preferable.
- Heat treatment process In this step, heat is applied to the mixture discharged from the mixing step to cause a crosslinking reaction on the surface of the water absorbent resin powder.
- the apparatus for carrying out the crosslinking reaction is not particularly limited, but preferably includes a paddle dryer.
- the reaction temperature in the crosslinking reaction is appropriately set depending on the type of the surface crosslinking agent used, but is preferably 50 to 300 ° C, more preferably 100 to 200 ° C.
- This step is an optional step provided as necessary after the heat treatment step.
- the apparatus for performing the cooling is not particularly limited, but is preferably an apparatus having the same specifications as the apparatus used in the heat treatment step, and more preferably a paddle dryer. It is because it can be used as a cooling device by changing the heat medium to a refrigerant.
- the water absorbent resin particles obtained in the heat treatment step are forcibly cooled to 40 to 80 ° C., more preferably 50 to 70 ° C., if necessary, in the cooling step.
- Addition step of additive In this step, the polyvalent metal salt, the cationic polymer, the chelating agent, the inorganic reduction agent described in [2-20] are added to the water-absorbent resin particles obtained in the surface cross-linking step.
- at least one additive selected from the group consisting of an agent, an ⁇ -hydroxycarboxylic acid compound, and a hygroscopic fluidity improver is added.
- the additive is not limited to after the surface cross-linking step (particularly the rehumidification step (step of adding a small amount of water of about 0.1 to 20% by mass)), but any step (eg, polymerization step) as long as the predetermined effect is exhibited.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention may optionally contain the component described in [2-20] in addition to the water-absorbing resin.
- the additive when the said additive is added with aqueous solution or slurry liquid, a water-absorbent resin particle is swollen with water again. For this reason, this process may be called a "rehumidification process.”
- the additive can be mixed with the water-absorbent resin powder simultaneously with the surface cross-linking agent (aqueous solution).
- the chelating agent is 0.001 to 0.2 parts by weight, preferably 0.003 to 0.1 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the particulate water absorbent or water absorbent resin.
- a step of adding 0.005 to 0.06 parts by mass is because the urine resistance of the particulate water-absorbing agent can be improved by adding a chelating agent to the particulate water-absorbing agent.
- additives other than the above-mentioned additives may be added to add various functions to the water-absorbent resin.
- additives include surfactants, compounds having phosphorus atoms, oxidizing agents, organic reducing agents, water-insoluble inorganic fine particles, organic powders such as metal soaps, deodorants, antibacterial agents, pulp and thermoplastics. Examples thereof include fibers.
- the surfactant is a compound disclosed in International Publication No. 2005/077500, and the water-insoluble inorganic fine particles are disclosed in International Publication No. 2011/040530 “[5] Water-insoluble inorganic fine particles”. Each of these compounds is applied to the present invention.
- the amount of the additive used is appropriately determined depending on the application, and is not particularly limited. However, the amount is preferably 3 parts by mass or less, more preferably 1 with respect to 100 parts by mass of the water absorbent resin powder. It is below mass parts. Moreover, this additive can also be added at a process different from the said process.
- a granulation step, a sizing step, a fine powder removal step, a fine powder reuse step, and the like can be provided as necessary.
- the “granulating step” includes a fine powder removing step after the surface cross-linking step and a step of performing classification and pulverization when the water-absorbing resin aggregates and exceeds a desired size.
- the “fine powder recycling step” includes a step of adding a fine powder as it is as in the present invention to a large water-containing gel and putting it into any of the water-absorbent resin production steps.
- the gel CRC33 or higher is a gel with high gel grinding energy (because the crosslink density of the gel is lowered and softened). It was difficult to control the particle shape and particle size distribution by grinding. However, as a result of intensive studies by the present inventors, it is possible to control the particle shape and particle size distribution by gel grinding even with higher CRC gels by increasing the moisture content of the gel (lowering the solid content) and further reducing the strength. It has been found that it is easier to do.
- controlling the gel CRC and gel grinding energy, further controlling the grinding circulation ratio after drying, and more preferably adding a chelating agent makes it easier to use the present invention.
- a particulate water-absorbing agent can be obtained.
- a polyacrylic acid crosslinked polymer having an average size of a water-containing gel piece of 3000 ⁇ m or more, a gel CRC of 33.0 g / g or more, and a water content of 50% by mass or more.
- Gel pulverization is performed by applying energy of gel pulverization energy (GGE) 29 to 60 (or gel pulverization energy (2) (GGE (2)) 15 to 40) to the combined hydrogel (apply).
- GGE gel pulverization energy
- the mixture is pulverized at the above-described pulverization ratio, and preferably a chelating agent or a hygroscopic fluidity improver is added.
- the present invention provides the following features (1) to (3): (1) The average size of at least one side is 3000 ⁇ m or more, 5000 ⁇ m or more, 10 mm or more, 30 mm or more, 10 cm or more, 50 cm or more, 100 cm (2) Gel CRC is 33.0 g / g or more, 34.0 g / g or more, 35.0 g / g or more, 36.0 / g or more, 37.0 g / g or more, 38.0 g / g As mentioned above, they are 39.0 g / g or more and 40.0 g / g or more.
- the upper limit of the gel CRC is 45.0 g / g; (3) the moisture content is 50% by mass or more, 51% by mass or more, 52% by mass or more, 53% by mass or more, 54% by mass or more, 55% by mass or more, 56% or more, 57% or more, 58% or more, 59% or more, 60% or more, 61% or more, 62% or more, 63% or more, 64% or more, 65% or more, 66% by mass or more, 67% by mass or more, 68% by mass or more, 69% by mass or more, 70% by mass or more, and 90% by mass or less;
- the grinding energy (GGE) is 29 to 60 J / g, preferably 29 to 55 J / g, more preferably 29 to 50 J / g, or 34 to 60 J / g, preferably 34 to 55 J / g, more preferably 34 to 50 J.
- the present invention provides a method for producing a particulate water-absorbing agent characterized in that gel grinding is performed by applying energy satisfying at least one of 19 to 35 J / g;
- one side of the gel is an arbitrary two points on the surface of the gel, and is a length (so-called major axis) that maximizes the distance between the two points.
- the gel pulverization is performed until the particle size of the resulting gel is 360 to 1500 ⁇ m, (b) the drying temperature is 150 to 200 ° C., and the wind speed of the hot air is in the vertical direction (vertical direction).
- the gel mass per band dry unit area is 10 to 0.8 m / s, preferably 0.003 to 0.1 m / s, more preferably 0.005 to 0.06 m / s.
- the gel of ⁇ 50 kg / m 2 is dried for 10 to 60 minutes, and (c) surface treatment is performed.
- the absorbent article of the present invention is formed by sandwiching the water-absorbent sheet of the present invention between a liquid-permeable sheet and a liquid-impermeable sheet.
- the absorbent article include paper diapers, incontinence pads, sanitary napkins, pet sheets, food drip sheets, and power cable waterproofing agents.
- the liquid permeable sheet and the liquid impermeable sheet those known in the technical field of absorbent articles can be used without any particular limitation.
- Such an absorbent article can be manufactured by a known method.
- the water-absorbing sheet according to the present invention includes the following particles in addition to the particulate water-absorbing agent described above or together with the particulate water-absorbing agent described above. It can also be produced using a water-absorbing agent.
- the particulate water-absorbing agent described below is referred to as “particulate water-absorbing agent 2” in order to distinguish it from the particulate water-absorbing agent described above.
- the description which overlaps with the description in the particulate water absorbing agent mentioned above suppose that it abbreviate
- the particulate water-absorbing agent 2 described in Section 7 also has (i) a centrifuge retention capacity (CRC) of 30 g / g to 50 g / g, (ii) a mass average particle diameter (D50) of 200 ⁇ m to 600 ⁇ m, ( iii) The DRC index defined by the formula (a) exceeds 0 and is 43 or less, and (iv) the surface tension is 65 or more. Therefore, the particulate water-absorbing agent has suitable physical properties for both the first particulate water-absorbing agent and the second particulate water-absorbing agent.
- CRC centrifuge retention capacity
- Hygroscopic fluidity improver In the particulate water-absorbing agent 2, as a hygroscopic fluidity improver, a divalent and trivalent metal cation having a hydrotalcite structure and a multi-element metal compound containing a hydroxyl group, and anions and divalents of phosphoric acids. Alternatively, a water-insoluble metal phosphate composed of a trivalent metal cation can be used.
- crystallite diameter A crystallite refers to the largest group that can be regarded as a single crystal, and one grain is composed of a plurality of crystallites.
- the crystallite diameter indicates the diameter (size) of the crystallite.
- the crystallite size When the crystallite size is reduced, the number of crystallites in one grain increases, and the number of diffraction gratings per crystallite decreases. The smaller the crystallite size, the wider the diffraction line.
- International Publication No. 2015/152299 it is described that when the crystallite diameter is 0.15 ⁇ m or more, the moisture absorption blocking property cannot be sufficiently reduced. Details of the measurement method are described in the section of the examples.
- the average primary particle diameter of the water-insoluble metal phosphate used in the present invention refers to a specific surface area sphere equivalent diameter of the water-insoluble metal phosphate. Details of the measurement method are described in the section of the examples.
- the diffusion absorption factor in the present invention is the absorption amount of the water-absorbent resin in consideration of the diffusion force of the aqueous liquid in a state where the basis weight of the water-absorbent resin is high and the particles of the water-absorbent resin are in close contact by external force. It is a physical property value for evaluating.
- the diffusion absorption factor is calculated from a measured value after a predetermined time has elapsed from the start of absorption, for example, after 60 minutes or after 10 minutes, in measurement under a predetermined condition. Details of the measurement method are described in the section of the examples.
- the diffusion absorption capacity 60 minutes of the particulate water-absorbing agent 2 according to the present invention is preferably 18 g / g or more, more preferably 20 g / g or more, and most preferably 22 g / g or more.
- the water absorption agent subjected to surface crosslinking treatment has a diffusion absorption ratio of 60 minutes or more of 18 g / g or more, but there are rare water absorption agents with a low diffusion absorption ratio of 60 minutes.
- the upper limit is not particularly limited, but is generally about 40 g / g or less.
- the diffusion absorption capacity 10 minutes of the particulate water-absorbing agent 2 according to the present invention is preferably 7 g / g or more, more preferably 9 g / g or more, further preferably 11 g / g or more, and most preferably 13 g / g or more.
- the water absorption agent subjected to the surface crosslinking treatment has a diffusion absorption ratio of 10 minutes or more of 7 g / g or more, but there are rare water absorption agents with a low diffusion absorption ratio of 10 minutes.
- the upper limit is not particularly limited, but is generally about 30 g / g or less.
- the return amount in the present invention indicates the return amount of the liquid released by the liquid absorbed by the absorber when pressure is applied to the absorber. Also called Re-wet. Details of the measurement method are described in the section of the examples.
- DRC5min contribution rate “DRC5min contribution ratio” refers to the total of the proportions of the particles constituting the particulate water-absorbing agent 2 that satisfy the DRC5min condition defined for each particle diameter range.
- DRC5min having a particle size of 850 to 600 ⁇ m is 24 to 44 g / g
- DRC5min having a particle size of 600 to 500 ⁇ m is 29 to 46 g / g
- DRC5min having a particle size of 500 to 425 ⁇ m is 32 to 49 g / g
- DRC5min having a particle size of 425 to 300 ⁇ m is 37 to 53 g / g
- DRC5min having a particle size of 300 to 150 ⁇ m is 41 to 60 g / g, , 10% of the particles satisfying (1), 20% of the particles satisfying (2), 15% of the particles satisfying (3), (4 If the particles satisfying () are 10% and the particles satisfying (5) are 5%, the DRC 5 min contribution at this time is 60%.
- ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added during the preparation of the monomer aqueous solution from the viewpoint of improving the physical properties of the resulting water-absorbing resin. You can also.
- ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt)
- ⁇ -hydroxycarboxylic acid salt
- the addition of ⁇ -hydroxycarboxylic acid reduces the molecular weight of the water-soluble agent to be obtained, thereby reducing stickiness and discomfort when used as a sanitary material.
- the “ ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt)” is a carboxylic acid having a hydroxyl group in the molecule or a salt thereof, and is a hydroxycarboxylic acid having a hydroxyl group at the ⁇ -position or a salt thereof.
- Hydroxycarboxylic acid is a carboxylic acid having a hydroxyl group in the molecule. Lactic acid, glycolic acid, malic acid, glyceric acid, tartaric acid, citric acid, isocitric acid, mevalonic acid, quinic acid, shikimic acid, ⁇ -hydroxy Aliphatic hydroxy acids such as propionic acid, and aromatic hydroxy acids such as salicylic acid, creosote acid, vanillic acid, syringic acid, resosic acid, pyrocatechuic acid, protocatechuic acid, gentisic acid, orthoric acid, mandelic acid, gallic acid, etc. There are acids or their salts.
- the ⁇ -hydroxycarboxylic acid when it is a salt, it is preferably a monovalent salt from the viewpoint of solubility in water.
- Alkali metal salts such as lithium, potassium, sodium, ammonia salts, monovalent salts, and the like are preferable.
- An amine salt or the like is preferably used.
- ⁇ -hydroxy polyvalent carboxylic acid when ⁇ -hydroxy polyvalent carboxylic acid is used as a salt, all carboxyl groups may be used as a salt, or only a part may be used as a salt.
- ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) refers to ⁇ -hydroxycarboxylic acid and / or a salt thereof.
- ⁇ acid (salt) refers to —acid and / or salt thereof.
- malic acid (salt) refers to malic acid and / or a salt thereof
- lactic acid (salt) refers to lactic acid and / or a salt thereof.
- the above substances may be added not only in the form added to the monomer aqueous solution, but also in the form added during polymerization, or these forms may be used in combination.
- a graft polymer or a water-absorbing resin composition eg, starch-acrylic acid polymer, PVA-acrylic acid polymer, etc.
- a graft polymer or a water-absorbing resin composition eg, starch-acrylic acid polymer, PVA-acrylic acid polymer, etc.
- the water absorbent resin powder obtained by the present invention has a weight average particle diameter (D50) of preferably 200 to 600 ⁇ m, more preferably 200 to 550 ⁇ m, still more preferably 250 to 500 ⁇ m, and particularly preferably 350 to 450 ⁇ m.
- the ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less.
- the ratio of particles having a particle diameter of 850 ⁇ m or more is preferably 5% or less. % By weight or less, more preferably 3% by weight or less, still more preferably 1% by weight or less.
- the lower limit of the ratio of these particles is preferably as small as possible in any case, and is preferably 0% by weight, but may be about 0.1% by weight.
- the logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution is preferably 0.20 to 0.50, more preferably 0.25 to 0.40, and still more preferably 0.27 to 0.35.
- the above-mentioned particle size is applied not only to the water-absorbing resin after surface crosslinking (hereinafter sometimes referred to as “water-absorbing resin particles” for convenience) but also to the particulate water-absorbing agent 2 as a final product. Therefore, in the water-absorbent resin particles, it is preferable that the surface cross-linking treatment (surface cross-linking step) is performed so as to maintain the particle size in the above range, and the particle size is adjusted by providing a sizing step after the surface cross-linking step. preferable.
- the surface crosslinking step is the same as the above-described surface crosslinking step of the particulate water-absorbing agent.
- the polyacrylic acid (salt) -based particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention uses the particulate water-absorbing agent 2 in sanitary goods, particularly paper diapers.
- at least one of the physical properties listed in the following (7-3-1) to (7-3-10), preferably two or more including AAP, more preferably AAP is included. It is desired to control three or more, most preferably all physical properties within a predetermined range. When these physical properties do not satisfy the following ranges, the effects of the present invention cannot be obtained sufficiently, and there is a possibility that sufficient performance will not be exhibited in high-concentration paper diapers.
- the shape of the polyacrylic acid (salt) -based particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is not particularly limited, but is preferably particulate.
- the physical properties of the particulate water-absorbing agent 2 or the water-absorbing resin will be described. In addition, the following physical property was measured based on EDANA method unless there is particular notice.
- the DRC5min of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the DRC index described later in section (7-5-2), but preferably 35g / g or more, 38g / g or more, 40g / g or more. is there.
- the upper limit is not particularly limited, but is usually 60 g / g or less and 55 g / g or less.
- the CRC of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is 30 to 50 g / g, preferably 31 to 50 g / g, 32 to 50 g / g, 33 to 50 g / g, 34 to 50 g.
- CRC When the CRC is less than 5 g / g, the amount of absorption is small and it is not suitable as an absorbent material for sanitary goods such as paper diapers. In addition, when the CRC exceeds 70 g / g, the rate of absorbing body fluids such as urine and blood is reduced, so that it is not suitable for use in high water absorption type paper diapers.
- CRC can be controlled by an internal crosslinking agent, a surface crosslinking agent, or the like.
- the CRC of the water-containing gel before gel pulverization (gel CRC) of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is the CRC of the water-containing gel before gel pulverization of the particulate water-absorbing agent described above (gel CRC). Is the same.
- the water absorption capacity (AAP) under pressure of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is preferably 18 g / g or more, more preferably 22 g / g or more, further preferably 24 g / g or more, particularly preferably 26 g / g or more, Particularly preferably, it is 28 g / g or more, and most preferably 30 g / g or more.
- the upper limit is not particularly limited, but is preferably 40 g / g or less.
- AAP When the AAP is less than 18 g / g, the amount of liquid returned when the pressure is applied to the absorbent body (usually referred to as “Re-Wet”) increases, and the absorbent article for sanitary articles such as paper diapers. Not suitable as. AAP can be controlled by particle size, surface cross-linking agent, and the like.
- the paper diaper manufactured using the particulate water-absorbing agent 2 is excellent in the ability to absorb urine from pulp, can reduce the amount of reversion, and can suppress skin irritation and urine leakage. Become.
- the particle size (particle size distribution, weight average particle size (D50), logarithmic standard deviation of particle size distribution ( ⁇ )) of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is the same as the particle size of the water-absorbent resin powder before surface crosslinking. As controlled.
- Saline flow conductivity (SFC) of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is the same as the saline flow conductivity (SFC) of the particulate water-absorbing agent described above.
- the yellowness (see YI value / Yellow Index / European Patent Nos. 942014 and 1108745) of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is preferably 0-17, more preferably 0-16, Preferably 0 to 15, most preferably 0 to 14, and almost no yellowing is preferred.
- Examples of the color tone measurement method include the methods described in International Publication No. 2009/005114 (Lab value, YI value, WB value, etc.).
- the YI value after the coloring promotion test of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is 35 or less, preferably 30 or less, more preferably 25 or less, even more preferably. Is 22 or less.
- the surface tension of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is preferably 66 mN / m or more, more preferably 68 mN / m or more. More preferably, it is 70 mN / m or more, Most preferably, it is 71 mN / m or more, Most preferably, it is 72 mN / m or more.
- the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention does not have a substantial decrease in surface tension due to a surfactant or the like.
- the upper limit of the surface tension is usually 75 mN / m.
- the particle shape of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is an irregular crushed shape. Compared to spherical particles obtained by reverse phase suspension polymerization or gas phase polymerization, the surface area of the irregularly crushed particles is large, so that the water absorption rate of the particulate water-absorbing agent 2 is increased and the fixation to the pulp is facilitated. Because it can.
- GCA Gel Capillary Absorption
- the GCA value of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is calculated by the method described in the Examples section described later. The higher the value, the better the performance, and the more preferable it is in the order of 27.0 g / g or more, 28 g / g or more, 29 g / g or more, 30.0 g / g or more, 31 g / g or more.
- the upper limit of GCA is preferably as high as possible, but usually about 50.0 g / g is preferable from the balance with other physical properties.
- the paper diaper manufactured using the particulate water-absorbing agent 2 is excellent in urine absorption capability, can reduce the amount of reversion, and can suppress skin irritation and urine leakage.
- the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention has a particle diameter of 150 ⁇ m or less before and after the test in the damage-resistant paint shaker test described in the Examples section.
- the increase amount of the particles having ⁇ is + 5% or less, preferably + 4% or less, more preferably + 3% or less, still more preferably + 2% or less, and even more preferably + 1% or less.
- the moisture absorption blocking rate (BR) of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is preferably 0 to 50% by weight. 0 to 40% by weight is more preferable, 0 to 30% by weight is further preferable, and 0 to 10% by weight is most preferable.
- the moisture absorption blocking rate (BR) exceeds 50% by weight, the handleability of the particulate water-absorbing agent 2 is poor in a humid environment, and the manufacturing plant is not suitable for manufacturing thin absorbents for sanitary materials. There is a possibility that agglomeration and clogging occur in the transfer pipe and that the hydrophilic fiber cannot be uniformly mixed.
- adhesion to the equipment can be reduced when an absorbent body is produced using the particulate water-absorbing agent 2 and the fiber base material.
- the water-soluble content (Ext) of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is 25% by weight or less, preferably 24% by weight or less, more preferably It is 22% by weight or less, more preferably 20% by weight or less.
- the absorption capacity of the particulate water-absorbing agent 2 for example, the water absorption capacity under pressure
- performance such as Re-wet is achieved. Can be improved.
- the degraded soluble content of the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is 30 wt% or less, preferably 27 wt% or less, more preferably 24 wt%. Hereinafter, it is more preferably 20% by weight or less. Since the urine resistance of the particulate water-absorbing agent 2 is improved by satisfying the above conditions, when the particulate water-absorbing agent 2 is used in a paper diaper, gel deterioration, rough skin, covering, bad odor due to body fluid such as urine It is possible to suppress problems such as a reduction in the removal capability of the liquid.
- the preferred upper and lower limit values of the gel grinding energy (GGE) of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention are the same as the preferred upper and lower limit values of the gel grinding energy (GGE) of the particulate water-absorbing agent described above. It is.
- the gel pulverization energy (GGE) for pulverizing the water-containing gel of the particulate water-absorbing agent 2 is 18 to 60 J / kg, preferably 20 to 50 J / g, more preferably 25 to 40 J / kg. It is.
- the preferred upper and lower limits of the gel grinding energy (2) (GGE (2)) of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is the above-described gel grinding energy (2) of the particulate water-absorbing agent. It is the same as a suitable upper and lower limit value of (GGE (2)).
- the gel grinding energy (2) (GGE (2)) for grinding the water-containing gel of the particulate water-absorbing agent 2 is 9 to 40 J / g, preferably 12 to 38 J / g, more preferably. Is 15 to 35 J / g.
- the circulating and grinding ratio of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is the same as the circulating and grinding ratio of the particulate water-absorbing agent described above.
- the internal cell ratio of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is the same as the internal cell ratio of the particulate water-absorbing agent described above.
- a water absorbent resin having a water absorption speed and liquid permeability defined in the present invention can be obtained.
- the bulk specific gravity of the particulate water-absorbing agent 2 obtained by the production method according to the present invention is the same as the bulk specific gravity of the particulate water-absorbing agent described above.
- the reversing amount of the absorbent body produced using the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention is preferably 14 g or less, 13.5 g or less, 13 g or less, 12.5 g or less, 12 g or less.
- particulate water-absorbing agent 2 of the present invention are the same as other physical properties of the particulate water-absorbing agent described above.
- the particulate water-absorbing agent 2 is mainly composed of a polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin from the viewpoint of physical properties and productivity of the obtained particulate water-absorbing agent 2.
- the particulate water-absorbing agent 2 having preferable physical properties can be determined by measuring only the DRC 5 min and the weight average particle diameter (D50) of the water-absorbing agent. Therefore, it becomes easy to optimize the process for manufacturing the preferable particulate water-absorbing agent 2. As shown in the Examples section, it is understood that the particulate water-absorbing agent 2 having excellent physical properties can be obtained by increasing the water content and gel grinding energy of the water-containing gel.
- K in the DRC general index is an arbitrary constant.
- the value of K is, for example, 30, 35, 40, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 60, 70. In one preferred embodiment, the value of K is 49.
- the particulate water-absorbing agent 2 having both a high water absorption ratio and a high water absorption speed can be obtained. Even when trying to obtain a particulate water-absorbing agent 2 having both a high water-absorbing rate and a high water-absorbing rate, the particulate water-absorbing agent 2 having a high water-absorbing rate can be easily obtained simply by using a raw material with high water-absorbing rate (hydrous gel). I can't get it. This is because if an appropriate production process is not known, a particulate water-absorbing agent having a low water absorption rate as shown in the comparative production example is obtained.
- the present invention provides a method for determining that the water absorption rate and the water absorption rate of the particulate water-absorbing agent 2 are both good, in order to obtain the particulate water-absorbing agent 2 having both a high water absorption rate and a high water absorption rate. It becomes possible to easily find out the conditions necessary for this.
- the present invention provides the particulate water absorbing agent 2 having a centrifuge retention capacity (CRC) of 30 to 50 g / g,
- the weight average particle diameter (D50) is 200 to 600 ⁇ m
- a particulate water-absorbing agent 2 having a DRC index represented by the following formula (11) having a specific value (for example, 43, 30 or 20) or less is provided.
- DRC index (Index of DRC) (49 ⁇ DRC 5 min [g / g]) / (D50 [ ⁇ m] / 1000) (11).
- the polyacrylic acid (salt) -based particulate water-absorbing agent 2 obtained in the present invention has physical properties of AAP and BR when the particulate water-absorbing agent 2 is used in sanitary goods, particularly paper diapers, ( It is preferable to satisfy the conditions described in section 7-3).
- AAP and BR when the particulate water-absorbing agent 2 is used in sanitary goods, particularly paper diapers,
- the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention having a DRC index of a specific value (for example, 43, 30 or 20) or less may be within a desired range for any or all of these physical properties.
- the particulate water-absorbing agent 2 includes a divalent and trivalent metal cation having a hydrotalcite structure, a multi-element metal compound containing a hydroxyl group, and an anion of phosphoric acid and a divalent or trivalent It contains at least one hygroscopic fluidity improver selected from the group consisting of water-insoluble metal phosphates consisting of metal cations.
- the present invention achieves both high water absorption ratio and high water absorption speed (that is, both are good), blocking suppression under high humidity conditions (hygroscopic fluidity) and / or absorption under high pressure.
- the particulate water-absorbing agent 2 is provided.
- the hygroscopic fluidity (BR) exceeds 50% by weight, the handling of the particulate water-absorbing agent 2 is poor in a humid environment, and it is transported to the production plant when producing a thin absorbent body for sanitary materials. There is a possibility that problems such as the occurrence of aggregation and clogging in the pipe and the inability to uniformly mix with the hydrophilic fiber may occur.
- the present invention relates to a water-insoluble composition
- a water-insoluble composition comprising a divalent metal compound having a hydrotalcite structure and two kinds of metal cations and a hydroxyl group, and a phosphoric acid anion and a divalent or trivalent metal cation.
- the water-absorbing agent 2 could be provided.
- the manufacturing method of the water absorbing agent of the present invention may include a multi-component metal compound addition step.
- the multi-component metal compound addition step is a step of adding the multi-component metal compound to the water absorbent resin powder.
- the multi-component metal compound addition step is preferably performed after the drying step, and more preferably after the pulverization / classification step.
- it is preferable to carry out as a pre-process and / or a post-process of the surface cross-linking process (the surface cross-linking process is performed in the pre-process and / or post-process of the multi-component metal compound adding process), and is performed after the surface cross-linking process (surface cross-linking process).
- the step may be performed a plurality of times, in which case at least once is performed after the drying step, more preferably at least once is performed after the pulverization / classification step, and more preferably at least once is surface cross-linking. It is performed as a pre-process and / or post-process of the process, and particularly preferably at least once is performed after the surface cross-linking process.
- the multi-component metal compound of the present invention It is preferable to dry-mix the multi-component metal compound of the present invention and the water-absorbent resin powder. Dry mixing is preferred because the amount of dust in the resulting water-absorbing agent is reduced.
- the dry mixing means mixing without adding a liquid substance at the time of mixing.
- the mixture in the dry mixing may contain a multi-component metal compound to be mixed and a liquid material absorbed or retained by the water absorbent resin powder.
- a water-absorbing material having a moisture-absorbing moisture or a multi-component metal compound containing an organic compound held between layers, a drying residue, moisture-absorbing moisture, a surface crosslinking agent or a solvent added in the surface crosslinking agent adding step, and the like.
- the resin powder may be contained in the mixture, but a mixed form in which no further liquid substance is added may be mentioned.
- the water-insoluble metal phosphate addition step is performed after the drying step. It is preferably performed after the pulverization / classification step, more preferably performed as a pre-process and / or a post-process of the surface cross-linking step, and particularly preferably performed after the surface cross-linking step.
- the step may be performed a plurality of times, in which case at least once is performed after the drying step, more preferably at least once is performed after the pulverization / classification step, and more preferably at least once. It is performed as a pre-process and / or post-process of the surface cross-linking step, and particularly preferably at least once after the surface cross-linking step.
- the water-insoluble metal phosphate of the present invention may be added to the water-absorbent resin powder in the form of a slurry aqueous solution, or may be added in the form of a powder, but the water-absorbent resin powder obtained in the above drying step And dry-mixing.
- the meaning of the dry mixing is as described above.
- the mixture in the dry mixing may contain a water-insoluble metal phosphate to be mixed and a liquid substance absorbed or retained by the water-absorbent resin powder.
- the water-insoluble metal phosphate and the water-absorbent resin powder having a dry residue, moisture absorption, surface cross-linking agent or solvent added in the surface cross-linking agent addition step are included in the mixture.
- a mixed form in which no further liquid substance is added may be mentioned.
- the specific mixing conditions depend on the equipment used, the processing amount, etc. May be determined as appropriate.
- a method of stirring and mixing at a rotational speed of 300 rpm for about 30 seconds to 1 minute using a Redige mixer a method of stirring and mixing at a rotational speed of 60 rpm for 20 minutes to 1 hour using a paddle type stirring device, etc. are exemplified.
- the method of adding water absorbing resin powder, stirring may be sufficient.
- Examples of the apparatus for mixing the water absorbent resin and the water-insoluble metal phosphate include a cylindrical mixer, a screw mixer, a screw extruder, a turbulator, a nauter mixer, a V mixer, and a ribbon. Examples thereof include a type mixer, a double-arm kneader, a fluid type mixer, an airflow type mixer, a rotary disk type mixer, a roll mixer, a rolling mixer, and a Redige mixer.
- a mixing method any of a batch method, a continuous method, and a combination thereof can be adopted. Continuous mixing is more preferable from the viewpoint of industrial production.
- the mixing condition is preferably such that the water absorbent resin powder is not damaged.
- the rotation speed of the stirring unit of the mixing apparatus is preferably in the range of 1 to 3000 rpm, more preferably 2 to 500 rpm, and still more preferably 5 to 300 rpm.
- the speed is 3000 rpm or less, the water-absorbent resin powder is less likely to be pulverized, and deterioration of water absorption characteristics can be prevented.
- it is 1 rpm or more, it can fully mix and the effect of reduction of moisture absorption blocking property (improvement of moisture absorption fluidity) is obtained favorably.
- the temperature of the water-absorbent resin used in this step is preferably room temperature to 200 ° C., more preferably 50 to 200 ° C., and still more preferably 50 to 100 ° C.
- the mixing time is preferably 1 second to 20 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes, and even more preferably 20 seconds to 5 minutes. If the mixing time is 20 minutes or less, powdering of the water absorbent resin can be suppressed.
- the mixing conditions for obtaining the particulate water-absorbing agent 2 of the present invention are as follows: the temperature of the water-absorbent resin powder is 50 to 100 ° C., the rotational speed of the stirring unit is 5 to 300 rpm, and the mixing time is 20 seconds to 5 minutes. Most preferably it is. Since the particulate water-absorbing agent 2 after mixing obtained under these conditions is excellent in handleability and does not cause problems such as adhesion and aggregation, it is not necessary to provide a further drying step.
- a water-insoluble composition comprising a divalent metal compound having a hydrotalcite structure and two or more metal cations and a hydroxyl group, and a phosphoric acid anion and a divalent or trivalent metal cation.
- metal phosphates can be used. If there are multiple additives, they can be added together or separately. When added separately, for example, 10 seconds, 30 seconds, 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes Or you may carry out at intervals beyond that.
- the total amount is 0.01 to 1.0 part by weight, preferably 0.00, with respect to 100 parts by weight of the particulate water-absorbing agent 2 or the water-absorbent resin.
- 02 to 0.7 parts by weight, more preferably 0.03 to 0.5 parts by weight are added.
- an absorbent body including the particulate water-absorbing agent 2 is provided.
- the above-mentioned absorbent body does not give a feeling of foreign matter due to coloring, and problems such as gel deterioration due to body fluid such as urine, rough skin, covering, bad odor removal ability, skin irritation and urine leakage are suppressed.
- the present invention provides a hygiene article including the absorbent body.
- the above hygiene articles for example, paper diapers
- the present invention can provide a particulate water-absorbing agent 2 that achieves both a high water absorption ratio and a high water absorption speed, which have not been able to be achieved in the past, and has blocking inhibition under high humidity conditions.
- the present invention can provide a particulate water-absorbing agent 2 having both a high water absorption ratio and a high water absorption speed, which have not been achieved in the past, and having an absorption capacity under high pressure.
- the present invention provides a particulate water-absorbing agent 2 that is compatible with both a high water absorption rate and a high water absorption rate, and has a high absorption rate under high pressure and blocking suppression under high humidity conditions, which could not be achieved conventionally. be able to.
- the present invention provides the following features (1) to (3); (1)
- the average size of at least one side is 3000 ⁇ m or more, 5000 ⁇ m or more, 10 mm or more, 30 mm or more, 10 cm or more, 50 cm or more, 100 cm or more.
- Gel CRC is 33.0 g / g or more, 34.0 g / g or more, 35.0 g / g or more, 36.0 / g or more, 37.0 g / g or more, 38.0 g / g or more, 39. It is 0 g / g or more and 40.0 g / g or more.
- the upper limit of the gel CRC is 45.0 g / g.
- Gel grinding energy (GGE) of 20 to 60 J / g, preferably 24 to 55 J / g, more preferably 28 to 50 J / g
- Gel grinding energy (2) (GGE (2)) of 9 to 40 J / g, preferably 12 to 38 J / g, more preferably 15 to 35 J / g
- the method for producing the particulate water-absorbing agent 2 is characterized in that gel grinding is performed by applying energy satisfying at least one of the above.
- the moisture content is 50 wt% or more, 51 wt% or more, 52 wt% or more, 53 wt% or more, 55 wt% or more, 60 wt% or more, 70 wt% or more, 90 wt% % Or less.
- a water-absorbing agent having a centrifuge retention capacity (CRC) of 30 g / g or more including a polymerization step, a drying step, and a surface cross-linking step of an aqueous monomer solution containing acrylic acid (salt)
- CRC centrifuge retention capacity
- a method comprising the step of adding an ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) prior to the drying step.
- Adding an arbitrary additive before the drying step is referred to as internal addition, and adding an optional additive after the drying step is sometimes referred to as external addition.
- internal addition by adding ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) internally, it is possible to reduce the molecular weight of a soluble component eluted when the water absorbent absorbs and swells. As a result, stickiness that leads to discomfort during actual use such as paper diapers can be reduced.
- an arbitrary chelating agent for example, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) or ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) (EDTMP)
- DTPA diethylenetriaminepentaacetic acid
- ETMP ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid)
- an ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is internally added, and from the viewpoint of color tone (anti-coloring), prevention of deterioration, etc., any chelating agent (for example, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) or its Salt or ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) (EDTMP) or a salt thereof may be externally added.
- DTPA diethylenetriaminepentaacetic acid
- ETMP ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid)
- the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added before, during or after the polymerization step. More preferably, the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added before or during the polymerization step. Specifically, the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is preferably added to the monomer aqueous solution before polymerization. Alternatively, preferably, the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added to the aqueous monomer solution after the start of polymerization, and specifically, added to the aqueous monomer solution after 2 minutes from the start of polymerization.
- the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) can be added at any time from the start of polymerization to the end of polymerization of the aqueous monomer solution (for example, 1 minute after the start of polymerization, 2 minutes after, 3 minutes after It may be added after 5 minutes, after 10 minutes, or after 20 minutes.
- the method further comprises a gel grinding step after the polymerization step and before the drying step, wherein the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added before or during the gel grinding step.
- the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added during the gel grinding step.
- the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added at the time of gel pulverization of the hydrogel obtained after polymerization.
- the ⁇ -hydroxycarboxylic acid (salt) is added before or during the polymerization step.
- particulate water-absorbing agent 3 suitable for production of water-absorbing sheet
- the particulate water-absorbing agent described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 08-57311, 2009-53158, etc. Can also be suitably used.
- particulate water-absorbing agent 3 in order to distinguish from the particulate water-absorbing agent discussed in the sections [2] and [7], it is referred to as “particulate water-absorbing agent 3”.
- the particulate water-absorbing agent 3 has (i) a centrifuge holding capacity (CRC) of 30 g / g to 50 g / g, (ii) a mass average particle diameter (D50) of 200 ⁇ m to 600 ⁇ m, (iii) a formula (a) The specified DRC index exceeds 43 and exceeds 50. Therefore, the particulate water-absorbing agent 3 has physical properties suitable as the first particulate water-absorbing agent.
- CRC centrifuge holding capacity
- Preferred physical properties and production methods for the particulate water-absorbing agent 3 are, for example, as described in the above-mentioned patent documents JP-A Nos. 08-57311 and JP-T 2009-53158.
- the particulate water-absorbing agent 3 When the particulate water-absorbing agent 3 is used in the water-absorbent sheet of the present invention, it should be used in combination with the particulate water-absorbing agent described in [2] or the particulate water-absorbing agent described in [7]. preferable.
- the particulate water-absorbing agent 3 is localized on one surface side of the water-absorbent sheet, and the particulate water-absorbing agent described in [2] or the particulate water-absorbing agent described in [7] is used. It is preferable to localize on the other surface side of the water absorbent sheet. When incorporating such a water-absorbent sheet into the absorbent article, it is preferable to arrange the surface where the particulate water-absorbing agent 3 is localized as an upper layer.
- the particulate water-absorbing agent 3 is excellent in liquid diffusion, and the particulate water-absorbing agent described in [2] or the particulate water-absorbing agent described in [7] has an excellent absorption rate. .
- the particulate water-absorbing agent sandwiched between the water-absorbent sheets it is possible to quickly diffuse the liquid in contact and then quickly absorb the diffused liquid. Therefore, a water-absorbent sheet with a small return amount (re-wet reduced) can be obtained.
- Particulate water absorbent used in the water absorbent sheet of the present invention may be a water absorbent sheet produced using the following particulate water absorbent. Moreover, the following particulate water absorbing agent can be used for the manufacturing method of the water absorbing sheet of this invention.
- the centrifuge retention capacity (CRC) is 30 to 50 g / g
- the weight average particle diameter (D50) is 200 to 600 ⁇ m
- a particulate water-absorbing agent having a DRC index represented by the following formula of 43 or less: DRC index (Index of DRC) (49 ⁇ DRC 5 min [g / g]) / (D50 [ ⁇ m] / 1000).
- the particulate water-absorbing agent according to any one of [1] to [15], comprising a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin as a main component.
- a water-insoluble metal comprising a divalent and trivalent metal cation having a hydrotalcite structure and a polyvalent metal compound containing a hydroxyl group, and an anion of a phosphate and a divalent or trivalent metal cation
- the particulate water-absorbing agent according to any one of [1] to [16], further comprising at least one hygroscopic fluidity improver selected from the group consisting of phosphates.
- the water-absorbent sheet of the present invention may be a water-absorbent sheet produced using the following particulate water-absorbing agent.
- the following particulate water absorbing agent can be used for the manufacturing method of the water absorbing sheet of this invention.
- the centrifuge retention capacity is 30 to 50 g / g, and the following (1) to (5) (1) DRC5min with a particle size of 850 to 600 ⁇ m is 24 to 44 g / g. (2) DRC5min having a particle size of 600 to 500 ⁇ m is 29 to 46 g / g. (3) DRC5min with a particle size of 500 to 425 ⁇ m is 32 to 49 g / g. (4) DRC5min with a particle size of 425 to 300 ⁇ m is 37 to 53 g / g. (5) DRC5min with a particle size of 300 to 150 ⁇ m is 41 to 60 g / g. And among the particles (1) to (5), particles that occupy a DRC 5 min contribution ratio of 60% or more in total with respect to the whole of the particulate water-absorbing agent are (1) to (5) The particulate water-absorbing agent satisfying the condition of
- [A5] Particulate water absorption according to any one of [A5] to [A4], wherein the saline flow conductivity (SFC) is 0 to less than 30 ( ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ cm 3 ⁇ s ⁇ g ⁇ 1 ) Agent.
- SFC saline flow conductivity
- [A7] The particulate water-absorbing agent according to any one of [A1] to [A6], wherein the particle shape is irregularly crushed.
- [A8] The particulate water-absorbing agent according to any one of [A1] to [A7], wherein the hygroscopic fluidity (BR) is 50% or less.
- [A11] The particulate water-absorbing agent according to any one of [A1] to [A10], wherein a water absorption capacity under pressure (AAP) is 18 g / g or more.
- AAP water absorption capacity under pressure
- [A12] The particulate water-absorbing agent according to any one of [A1] to [A11], wherein the water absorption capacity under pressure (AAP) is 26 g / g or more.
- [A14] The particulate water-absorbing agent according to any one of [A1] to [A13], wherein the bulk specific gravity is 0.57 to 0.75.
- [A15] The particulate water-absorbing agent according to any one of [A1] to [A14], comprising a polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin as a main component.
- the present invention includes the following configurations. ⁇ 1> A first base material, a second base material, and a particulate water-absorbing agent sandwiched between the first base material and the second base material; at least of the first base material and the second base material One is a water-permeable substrate; a water-absorbent sheet in which at least a part of the particulate water-absorbing agent satisfies the following physical properties (1), (2), and (3).
- the particulate water-absorbing agent includes a first particulate water-absorbing agent localized near the first substrate and a second particulate water-absorbing agent localized near the second substrate;
- the two-particulate water-absorbing agent is the water-absorbent sheet according to ⁇ 1>, which satisfies the conditions (1), (2), and (3).
- the first particulate water-absorbing agent satisfies the above conditions (1) and (2), and the DRC index defined by the formula (a) in (3) is 50 or less in ⁇ 2>
- ⁇ 6> The water absorbent sheet according to ⁇ 2>, wherein the DRC index of the first particulate water absorbing agent is greater than 0 and 43 or less.
- ⁇ 7> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the first base material is a water permeable base material.
- the first base material is a water permeable base material.
- the first base material is disposed on a side in contact with a human body on which the hygiene article is to be worn.
- ⁇ 9> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein the particulate water absorbing agent is fixed on a substrate with an adhesive.
- the adhesive is a hot melt adhesive.
- the adhesive is at least one selected from the group consisting of an ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive, a styrene elastomer adhesive, a polyolefin adhesive, and a polyester adhesive, ⁇ 9> to ⁇ 11>.
- ⁇ 13> Any one of ⁇ 1> to ⁇ 12>, wherein a content of the particulate water-absorbing agent used per one water-absorbing sheet is 100 to 1000 g / m 2 per unit area.
- the amount of the first particulate water-absorbing agent contained per unit area of the first substrate is equal to or less than the amount of the second particulate water-absorbing agent contained per unit area of the second substrate.
- ⁇ 2> to ⁇ 13> the water absorbent sheet according to any one of the above.
- ⁇ 15> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>, wherein the water permeable substrate has a water permeability index of 20 to 100.
- ⁇ 16> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15>, wherein the water permeable substrate is a hydrophilic nonwoven fabric.
- the hydrophilic nonwoven fabric has a basis weight of 25 g / m 2 or more.
- the hydrophilic nonwoven fabric is a nonwoven fabric composed of at least one selected from the group consisting of rayon fiber, polyolefin fiber, polyester fiber, and pulp fiber.
- the water absorbent sheet further includes one or more intermediate base materials; the particulate water-absorbing agent is localized in the vicinity of the first base material.
- a first particulate water-absorbing agent and a second particulate water-absorbing agent localized in the vicinity of the second base material; the first particulate water-absorbing agent and the first base material surface facing each other; Near the intermediate substrate surface and in the substrate; the second particulate water-absorbing agent is in the vicinity of the second substrate surface and the intermediate substrate surface facing each other and the substrate.
- the water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 18>, which is present in the inside.
- the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> is present in the vicinity of the second base material surface and the intermediate base material surface facing each other and in the base material of the water absorbent sheet.
- the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> is present in the vicinity of the surface of the second base material and the surface of the intermediate base material facing each other and in the base material of the water absorbent sheet.
- the particulate water-absorbing agent having a different particle shape or water-absorbing characteristic from the particulate water-absorbing agent is the vicinity of the surface of the first base material and the surface of the intermediate base material facing each other and in the base material of the water-absorbing sheet.
- the particulate water-absorbing agent includes a first particulate water-absorbing agent localized near the first substrate and a second particulate water-absorbing agent localized near the second substrate; Water absorption according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 22>, wherein the shape of the one-particulate water-absorbing agent is irregularly crushed and the shape of the second particulate water-absorbing agent is spherical or a granulated product thereof Sex sheet.
- ⁇ 25> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 24>, wherein the surface of the water absorbent sheet has an embossed region.
- ⁇ 26> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 25>, wherein a region where the particulate water absorbent is absent exists in the longitudinal direction of the water absorbent sheet.
- ⁇ 27> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 26>, wherein the particulate water absorbing agent according to ⁇ 1> has a DRC index of 30 or less.
- ⁇ 28> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 27>, wherein the particulate water absorbing agent according to ⁇ 1> has a DRC index of 20 or less.
- SFC saline flow conductivity
- ⁇ 31> The water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 30>, wherein the particle shape of the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> is irregularly crushed.
- ⁇ 32> The water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 31>, wherein the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> has a hygroscopic fluidity (BR) of 50% by mass or less.
- BR hygroscopic fluidity
- ⁇ 33> The water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 32>, wherein the water-soluble component (Ext) of the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> is 25% by mass or less.
- ⁇ 34> The water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 33>, wherein the degradation soluble content of the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> is 30% by mass or less.
- ⁇ 35> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 34>, wherein the particulate water absorbing agent according to ⁇ 1> has a water absorption capacity under pressure (AAP of 2.06 kPa) of 18 g / g or more.
- AAP water absorption capacity under pressure
- ⁇ 36> The water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 35>, wherein the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> has a water absorption capacity under pressure (AAP of 2.06 kPa) of 26 g / g or more.
- AAP water absorption capacity under pressure
- ⁇ 37> The water absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 36>, wherein the main component of the particulate water absorbent according to ⁇ 1> is a polyacrylic acid (salt) water absorbent resin.
- ⁇ 38> The water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 37>, wherein the particulate water-absorbing agent according to ⁇ 1> has a diffusion absorption capacity (DAP) of 16 g / g or more.
- DAP diffusion absorption capacity
- ⁇ 39> A long water-absorbent sheet in which the water-absorbent sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 38> is continuous in a long shape; a first substrate of the long water-absorbent sheet A long water-absorbent sheet that can be distinguished from the second base material.
- the present invention also includes the following configurations.
- a water-absorbent sheet in which a particulate water-absorbing agent mainly composed of a water-absorbing resin is supported between upper and lower sheets including at least one water-permeable sheet, and the particulate water-absorbing agent has the following physical properties ( Water-absorbing sheet satisfying 1) to (3): (1) Centrifuge retention capacity (CRC) of 30 g / g to 50 g / g (2) Mass average particle diameter (D50) of 200 ⁇ m to 600 ⁇ m (3) The DRC index defined by the following formula (a) is 43 or less DRC index (49 ⁇ DRC quintuple value) / (D50 / 1000) (a).
- the adhesive is at least one selected from the group consisting of an ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive, a styrene elastomer adhesive, a polyolefin adhesive, and a polyester adhesive, [2] to [ 4].
- the water-absorbent sheet according to any one of 4).
- hydrophilic nonwoven fabric is a nonwoven fabric made of at least one selected from the group consisting of rayon fiber, polyolefin fiber, polyester fiber and pulp fiber.
- the water-absorbent sheet has a multilayer structure in which one or more intermediate sheets are further included between the upper and lower sheets, and the intermediate sheet is divided into upper and lower parts by an intermediate sheet containing a particulate water-absorbing agent.
- the water-absorbent sheet according to any one of [10].
- the particulate water-absorbing agent according to [1] is contained in the upper layer portion of the water-absorbing sheet having the multilayer structure, and the particulate water-absorbing agent having a particle shape or water-absorbing characteristics different from that of the upper-layer particulate water-absorbing agent
- the shape of the particulate water-absorbing agent contained in the upper layer portion of the water-absorbing sheet having the multilayer structure is irregularly crushed, and the shape of the particulate water-absorbing agent contained in the lower layer portion of the water-absorbing sheet having the multilayer structure is
- the water absorbent sheet according to [14] which is spherical or a granulated product thereof.
- the bulk density of the particulate water-absorbing agent is 0.57g / cm 3 ⁇ 0.75g / cm 3, absorbent sheet according to any one of [1] to [29].
- the electric equipment including what was used for the physical property measurement of a particulate water absorbing agent used in the manufacture example, the Example, and the comparative example used the power supply of 200V or 100V.
- the physical properties of the particulate water-absorbing agent of the present invention were measured under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) and relative humidity of 50% RH unless otherwise specified.
- AAP Absorption capacity under pressure
- a JIS standard sieve having a mesh size of 850 ⁇ m, 710 ⁇ m, 600 ⁇ m, 500 ⁇ m, 425 ⁇ m, 300 ⁇ m, 212 ⁇ m, 150 ⁇ m, 106 ⁇ m, 75 ⁇ m (The IIDA TESTING SIEVE: inner diameter 80 mm; JIS Z8801-1 (2000)), or JIS standard sieve 10.00 g of the particulate water-absorbing agent was classified using a sieve corresponding to. After classification, the mass of each sieve was measured, and the mass percentage (mass%) having a particle diameter of less than 150 ⁇ m was calculated.
- the “mass percentage with a particle diameter of less than 150 ⁇ m” is a mass ratio (%) of particles passing through a JIS standard sieve having an opening of 150 ⁇ m to the entire water-absorbing agent.
- a mass mean particle diameter (D50) means the particle diameter corresponding to 50 mass% of the whole particulate water absorbing agent.
- the logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution is expressed by the following formula (h), and the smaller the value of ⁇ , the narrower the particle size distribution.
- the measurement was performed by changing the drying time to 24 hours.
- SFC Saline flow conductivity
- a glass filter 104 having a diameter of 120 mm (manufactured by Mutual Riken Glass Co., Ltd., pore diameter: 100 to 120 ⁇ m) is placed inside a circular or square Petri dish 103 having a bottom area of 400 cm 2 and 0.90% by mass saline solution.
- 106 (23 ⁇ 0.5 ° C) at the same level as the upper surface of the glass filter (the liquid slightly floats on the outer periphery of the glass filter due to surface tension, or about 50% of the surface of the glass filter is covered with the liquid. Added).
- a sheet of filter paper 105 (ADVANTEC Toyo Corporation, product name: (JIS P 3801, No. 2), thickness 0.26 mm, reserved particle diameter 5 ⁇ m) having a diameter of 110 mm is placed so that the entire surface of the filter paper is wet. did.
- the set of measuring devices was placed on the wet filter paper to absorb the liquid (the liquid temperature was strictly controlled at 23 ⁇ 0.5 ° C. during the measurement). Strictly after 5 minutes (300 seconds), the measuring device set was lifted and its mass Wb (g) was measured. And DRC5 minute value (g / g) was computed from Wa and Wb according to the following formula (f).
- DRC 5-minute value (g / g) ⁇ (Wb ⁇ Wa) / (mass of particulate water-absorbing agent) ⁇ Formula (f) (G)
- Surface Tension 50 ml of physiological saline adjusted to 20 ° C. is put into a 100 ml beaker that has been thoroughly washed, and the surface tension of the physiological saline is measured by a surface tension meter (K11 automatic surface tension meter manufactured by KRUS). It measured using. This confirmed that the measurement result of the surface tension meter was appropriate. In this measurement, the surface tension value must be in the range of 71 to 75 (mN / m).
- a well-washed 25 mm long fluororesin rotor and 0.5 g of a particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin are put into a beaker containing physiological saline after measuring the surface tension adjusted to 20 ° C. And stirred for 4 minutes at 500 rpm. After 4 minutes, stirring was stopped and the water-containing particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin was settled, and then the surface tension of the supernatant was measured again by the same operation.
- a plate method using a platinum plate was adopted, and the plate was thoroughly washed with deionized water before each measurement and heated and washed with a gas burner.
- a JIS standard sieve having a mesh size of 850 ⁇ m, 710 ⁇ m, 600 ⁇ m, 500 ⁇ m, 425 ⁇ m, 300 ⁇ m, 212 ⁇ m, 150 ⁇ m, 106 ⁇ m, 75 ⁇ m (The IIDA TESTING SIEVE: inner diameter 80 mm; JIS Z8801-1 (2000)), or JIS standard sieve 10.00 g of the particulate water-absorbing agent was classified using a sieve corresponding to. After classification, the mass of each sieve was measured, and the mass percentage (mass%) having a particle diameter of less than 150 ⁇ m was calculated.
- the “mass percentage with a particle diameter of less than 150 ⁇ m” is a mass ratio (%) of particles passing through a JIS standard sieve having an opening of 150 ⁇ m to the entire water-absorbing agent.
- a mass mean particle diameter (D50) means the particle diameter corresponding to 50 mass% of the whole particulate water absorbing agent.
- the logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution is expressed by the following formula (h), and the smaller the value of ⁇ , the narrower the particle size distribution.
- Moisture absorption fluidity moisture absorption blocking ratio (BR; Blocking Ratio) Particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin 2 g is uniformly sprayed on an aluminum cup with a diameter of 52 mm, and then a constant temperature and humidity machine at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 90 ⁇ 5% RH (PLATINUSLUCIFERPL-2G; manufactured by Tabay Espec) It was left still for 1 hour. After 1 hour, the particulate water-absorbing agent or water-absorbing resin contained in the aluminum cup was gently transferred onto a JIS standard sieve (The IIDA TESTING SIVE: inner diameter 80 mm) having an opening of 2000 ⁇ m (JIS 8.6 mesh).
- the extract which is the above aqueous solution
- the above measurement solution was titrated with a 0.1 N NaOH aqueous solution until pH 10 and then titrated with a 0.1 N HCl aqueous solution until pH 2.7. The titer at this time was determined as [NaOH] ml and [HCl] ml.
- the degradation soluble component was calculated according to the following formula (j-1).
- Degradable soluble content 0.1 ⁇ average monomer molecular weight ⁇ 200 ⁇ 100 ⁇ ([HCl] ⁇ [b2HCl]) / 1000 / 1.0 / 50.0 Formula (j ⁇ 1) )
- the average monomer molecular weight was calculated using the neutralization rate calculated by the following formula (j-2).
- 6.0 g of the particulate water-absorbing agent was weighed into an aluminum cup having a bottom diameter of 5 cm, and allowed to stand in a windless dryer at 180 ° C. for 3 hours or more, and sufficiently dried to a moisture content of 1% or less. .
- the apparent density (unit: g / cm 3 ) of the water-absorbing agent 5.00 g after drying was measured using a dry automatic density meter manufactured by Shimadzu Corporation; Micromeritics Auto Pycnometer 1320 using helium gas. The measurement was repeated until the same measured value was continuously measured twice or more.
- the bubble diameter (closed bubbles) contained in the particulate water-absorbing agent is usually 1 to 300 ⁇ m.
- the portion close to the bubbles is preferentially pulverized, and the water-absorbing agent pulverized to 45 ⁇ m or less contains almost no closed cells. Therefore, the dry density of the water-absorbing agent finely pulverized to 45 ⁇ m or less was measured as the true density of the water-absorbing agent.
- the true density was measured using a water-absorbing agent pulverized to a JIS standard sieve of less than 45 ⁇ m. That is, in a ball mill pot (made by Terraoka Co., Ltd., magnetic ball mill pot model No. 90, inner dimension: diameter 80 mm, height 75 mm, outer dimension: diameter 90 mm, height 110 mm), a cylindrical shape of 400 g with respect to 15.0 g of the water-absorbing agent. A magnetic ball (diameter 13 mm, length 13 mm) was placed and pulverized at 60 Hz for 2 hours using a ball mill. As a result, a water-absorbing agent in which 70% by mass or more of the water-absorbing agent passed through a JIS standard sieve of 45 ⁇ m was obtained.
- the weight (unit: g) (weight W10 (g)) of the receiver containing the water-absorbing agent is accurately weighed to 0.1 g.
- the bulk specific gravity was calculated according to the formula (o).
- the amount of increase in fine powder before and after damage of the particulate water-absorbing agent of the present invention specified by the measurement method described later is preferably 4% by mass or less, more preferably 3.5% by mass or less. . In such a range, there is no problem of deterioration of physical properties in actual use such as paper diaper production.
- the water-absorbing agent was subjected to the following paint shaker test, classified with a JIS standard sieve having an opening of 150 ⁇ m, and the amount of particles having a particle diameter of 150 ⁇ m or less before and after the test was measured.
- the paint shaker test (PS-test) is a paint shaker (Toyo Seiki Seisakusho product No. 488) in which a glass container having a diameter of 6 cm and a height of 11 cm is filled with 10 g of glass beads having a diameter of 6 mm and 30 g of a water absorbent resin.
- the apparatus is mounted and shaken at 800 cycles / min (CPM) for 30 minutes, and details of the apparatus are disclosed in JP-A-9-235378.
- the glass beads After shaking, the glass beads are removed with a JIS standard sieve having an aperture of 2 mm to obtain a damaged water absorbent resin.
- the surface area of the particulate water-absorbing agent of the present invention was measured with a three-dimensional analyzer using X-rays (for example, a micro-focus X-ray CT system inspexIO SMX-225CT or 100CT manufactured by Shimadzu Corporation).
- the result can be measured by analyzing the result with a three-dimensional analysis software (for example, high-speed three-dimensional analysis software TRI / 3D-VOL-FCS64).
- a three-dimensional analysis software for example, high-speed three-dimensional analysis software TRI / 3D-VOL-FCS64.
- FIGS. 1 Plane evaluation of the water absorbent sheet was performed using the apparatus shown in FIGS.
- a plastic container Fig. 1 with an inner diameter of 8 cm, width of 16 cm, and height of 3.5 cm, and a water-absorbent sheet cut into a length of 8 cm and width of 16 cm so that the bottom surface of the container and the bottom surface of the sheet are generally aligned with no gap.
- a liquid injection cylinder FIG. 2 was placed thereon, and a weight whose weight was adjusted so that the pressure was 1.2 kPa was placed (a weight was placed so that pressure was uniformly applied to the whole).
- a predetermined amount (30 ml or 40 ml) of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution was charged from the liquid injection cylinder.
- the time from when the liquid was added to when the liquid ran out of the liquid injection cylinder was defined as t1 (seconds).
- the liquid injection cylinder was quickly removed and left for 10 minutes.
- a liquid injection cylinder on which a weight was placed so as to be the same pressure as the first time again was placed on the water-absorbent sheet, and a second liquid injection was performed (the liquid amount was the same as the first time).
- the time from when the liquid was added to when the liquid emptied from the liquid injection cylinder was defined as t2 (seconds).
- the liquid injection cylinder was quickly removed and left for 10 minutes. After 10 minutes, 30 filter papers whose masses were measured in advance (ADVANTEC, model No. 2, 100 ⁇ 100 mm cut into a size of 8 cm long ⁇ 7 cm wide) were placed on the center of the water-absorbent sheet. Further, a weight with a load of 4.8 kPa was placed from above and held for 10 seconds. After 10 seconds, the weight was removed, and the return amount (g) was measured from the increase in mass of the filter paper.
- ADVANTEC model No. 2, 100 ⁇ 100 mm cut into a size of 8 cm long ⁇ 7 cm wide
- a predetermined amount (30 ml or 40 ml) of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution was charged from the liquid injection cylinder.
- the time from when the liquid was added to when the liquid ran out of the liquid injection cylinder was defined as t1 (seconds).
- the liquid injection cylinder was quickly removed and allowed to stand.
- the liquid injection cylinder on which the weight was placed again was placed on the water absorbent sheet in the same manner as the first time, and the second liquid injection was performed (the liquid amount was the same as the first time). The same amount).
- the time from when the liquid was added to when the liquid emptied from the liquid injection cylinder was defined as t2 (seconds).
- the liquid injection cylinder was quickly removed and allowed to stand. After 10 minutes had passed since the second addition of the liquid, the absorbed water-absorbent sheet was carefully taken out and placed in a plastic container (FIG. 1) having an inner diameter of 8 cm, a width of 16 cm, and a height of 3.5 cm.
- 30 sheets of pre-measured filter paper (ADVANTEC, Model No. 2, 100 ⁇ 100 mm cut into a size of 8 cm in length ⁇ 7 cm in width) are placed on the center of the water-absorbent sheet, and 4 from above A weight with a load of .8 kPa was placed and held for 10 seconds. After 10 seconds, the weight was removed, and the return amount (g) was measured from the increase in mass of the filter paper.
- (S-3) Plane evaluation 2 The plane evaluation of the water-absorbent sheet was performed using the apparatus shown in FIG. A liquid injection cylinder (FIG. 7, weight is 1000 g including the weight) was placed on a water absorbent sheet cut to a length of 8 cm and a width of 16 cm (see FIG. 8). In this state, a predetermined amount (30 ml) of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution was charged from the liquid injection cylinder. The time from when the liquid was added to when the liquid ran out of the liquid injection cylinder was defined as t1 (seconds). The liquid injection cylinder was removed after 80 seconds from the introduction of the liquid, and left for 15 seconds.
- t1 seconds
- FIG. 11 is a diagram in which the shape of FIG. 10 is described in an easy-to-understand manner and is the same apparatus as FIG. 10
- the water-absorbent sheet was placed so that the center of the curved container (FIG. 9) and the center of the water-absorbent sheet cut to 10 cm in length and 16 cm in width coincided with each other.
- a guide FIG. 10 for sandwiching the end of the water absorbent sheet was placed (see FIG. 12).
- a predetermined amount (30 ml or 40 ml) of a 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution was introduced into the lowest and centered position of the curved surface using a funnel (see FIG. 13).
- the time from when the liquid was added until the liquid disappeared from the surface of the water absorbent sheet was defined as t1 (seconds).
- the guide was removed after a lapse of 160 seconds, and the water-absorbent sheet was carefully taken out of the curved container so as not to move the absorbed gel, and left on a flat surface.
- the water absorbent sheet was taken out of the curved container and allowed to stand for 50 seconds. After 50 seconds, 10 sheets of pre-measured filter paper (ADVANTEC Co., Model No.
- (S-5) Liquid flow evaluation The liquid flow evaluation of the water-absorbent sheet was performed using the apparatus shown in FIG. The water-absorbent sheet cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm was placed on a slope with an inclination of 10 ° (see FIG. 14). A predetermined amount (15 ml) of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution is charged from the funnel shown in FIG. 14 (installed so that the liquid discharge port is 20 mm above the center of the uppermost part of the water absorbent sheet). did. The introduced liquid is absorbed while flowing on the absorbent sheet, and the liquid that has not been absorbed is collected at the bottom of the bat. The amount of liquid accumulated at the bottom was measured, and the amount subtracted from 15 ml was taken as the amount of absorption.
- FIGS. 6 (S-6) Plane evaluation 3 Plane evaluation of the water absorbent sheet was performed using the apparatus shown in FIGS.
- a plastic tape (Nitto Denko Corporation, Nitto Vinyl Tape No. 21-100TM, 0.2 mm ⁇ 100 mm ⁇ 20 m, on the bottom of a plastic container (FIG. 16) having an inner diameter of 8.1 cm, a width of 24 cm, and a height of 3 cm, Transparent) was affixed to avoid wrinkles.
- a water-absorbent sheet cut into a length of 8 cm and a width of 24 cm was placed so that the bottom surface (vinyl tape) of the container and the bottom surface of the sheet were adhered to each other with almost no gap.
- a planar water-absorbing sheet may be produced on a vinyl tape and a non-woven fabric is placed thereon to produce a simulated water-absorbing sheet for plane evaluation.
- the size of the plastic container (FIG. 16) and the liquid injection cylinder (FIG. 2) can be appropriately changed. For example, it is conceivable to measure with the size of FIG. However, in the Example of this invention, it evaluated using the water absorbing sheet produced in the Example using the apparatus shown by FIG. 2, FIG.
- the liquid injection cylinder (FIG. 2) was placed so that the center of the water-absorbent sheet and the liquid inlet coincided with each other, and a weight whose weight was adjusted so that the pressure was 1.2 kPa was placed (equal to the whole). A weight is placed so that pressure is applied to the pressure (the pressure can be changed as appropriate).
- a predetermined amount (30 ml or 40 ml) of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution was charged from the liquid injection cylinder.
- the time from when the liquid was added to when the liquid ran out of the liquid injection cylinder was defined as t1 (seconds). After confirming that the liquid was taken in, the liquid injection cylinder was quickly removed and left for 10 minutes.
- the liquid injection cylinder on which the weight was placed again so as to be the same pressure as the first time was placed on the water absorbent sheet, and the second liquid was charged (the liquid volume was the same as the first time). To do).
- the time from when the liquid was added to when the liquid emptied from the liquid injection cylinder was defined as t2 (seconds).
- the liquid injection cylinder was quickly removed and left for 10 minutes.
- the liquid injection cylinder on which the weight was placed again so as to be the same pressure as the second time was placed on the water absorbent sheet, and the third liquid injection was performed (the liquid volume was the same as the first and second times). Amount).
- the time from when the liquid was added to when the liquid emptied from the liquid injection cylinder was defined as t3 (seconds). After confirming that the liquid was taken in, the liquid injection cylinder was quickly removed and left for 10 minutes. After 10 minutes, we used a pre-measured filter paper (ADVANTEC, Model No. 2, 100 ⁇ 100 mm cut to 8 cm long ⁇ 7 cm wide. Change the size of the filter paper as appropriate. 30 sheets were placed on the center of the water-absorbent sheet, and a weight with a load of 4.8 kPa was placed on the top and held for 10 seconds. After 10 seconds, the weight was removed, and the return amount (g) was measured from the increase in mass of the filter paper.
- ADVANTEC ADVANTEC, Model No. 2, 100 ⁇ 100 mm cut to 8 cm long ⁇ 7 cm wide. Change the size of the filter paper as appropriate. 30 sheets were placed on the center of the water-absorbent sheet, and a weight with a load of 4.8 kPa was placed on
- the reverse amount of the absorbent using the particulate water-absorbing agent 2 according to the present invention was measured by the following procedure.
- a particulate water-absorbing agent 0.900 g is uniformly sprayed on a resin tray having an inner diameter of 7.1 cm ⁇ 8.1 cm and a depth of 3 cm, and a top sheet of 7 cm ⁇ 8 cm is transferred onto the top. I put it from above so that there was no. Using this as a model absorber, the amount of reversion upon water absorption was measured.
- the material of the resin tray is not particularly limited, but preferably, ABS resin, acrylic resin, polypropylene, Teflon (registered trademark) resin, or the like can be used.
- the top sheet is made from Unicharm Co., Ltd., trade name Mummy Pokotape type, L size (June 2014, purchased in Japan, package bottom number: 4040888043). It is not limited to this.
- the particle size of multi-component metal compound (hydrotalcite) according to the present invention is a measurement of the unidirectional diameter of 100 fine particles adhering to the water-absorbent resin surface. The average particle size was measured.
- the measurement apparatus used was a 3D real surface view microscope (manufactured by Keyence Corporation).
- the water-absorbing agent to which the multi-component metal compound is added is classified to 300 ⁇ m to 600 ⁇ m.
- a water-absorbing agent having a particle size of was taken out.
- About 0.05 g of the water-absorbing agent was sprayed on a 0.8 cm ⁇ 0.8 cm conductive carbon double-sided tape for SEM (manufactured by Nissin EM Co., Ltd.) and affixed to a 3D real surface view microscope observation base.
- a 3D real surface view microscope (detector: secondary electron detector, acceleration voltage: 1.7 kV, magnification: 5000 times) is used to capture the surface of the water-absorbing agent and determine the multi-component metal compound adhering to the surface of the water-absorbing agent.
- the directional diameter was measured and the average particle diameter was determined.
- the particles are appropriately classified from particles having a particle size distribution having a mesh size of 600 to 300 ⁇ m with an upper and lower limit of 300 ⁇ m. For example, 600 to 900 ⁇ m and 300 ⁇ to 0 ⁇ m were used instead.
- the sample was uniformly filled into a glass sample folder having a recess having a depth of 0.5 mm, and the surface of the filled sample was flattened using another glass plate from the outside. Next, the glass plate filled with the sample was placed in a powder X-ray diffractometer, and an XRD pattern was obtained.
- Whether or not the water-absorbent resin powder has a hydrotalcite compound was determined by whether or not a peak of two strong lines peculiar to the hydrotalcite compound was observed in the obtained XRD pattern. Specifically, it was determined that a hydrotalcite compound was present when diffraction peaks were present at all of the following two diffraction angles (a) and (b).
- the diffraction peak existing at the position (a) was determined to be based on the diffraction line with respect to the (003) plane of the hydrotalcite compound.
- the diffraction peak existing at the position (b) was determined to be based on the diffraction line with respect to the (006) plane of the hydrotalcite compound.
- the sample was uniformly filled into a glass sample folder having a recess having a depth of 0.5 mm, and the surface of the filled sample was flattened using another glass plate from the outside. Next, the glass plate filled with the sample was placed in a powder X-ray diffractometer, and an XRD pattern was obtained.
- the crystallite size of the water-insoluble metal phosphate was calculated from the Debye-Scherrer equation using the half width of the diffraction peak with the highest relative intensity.
- d 0.9 ⁇ ⁇ ⁇ (B ⁇ cos ⁇ ) (D: crystallite diameter, ⁇ : X-ray wavelength, B: half width of diffraction peak, ⁇ : diffraction angle 2 ⁇ / ⁇ ).
- the crystallite diameter of the water-insoluble metal phosphate on the particulate water-absorbing agent was determined by XRD measurement of the particulate water-absorbing agent to which the water-insoluble metal phosphate was added. Specifically, first, a particulate water-absorbing agent to which a water-insoluble metal phosphate is added is classified using a JIS standard sieve (JIS Z8801-1 (2000)) having an opening of 106 ⁇ m or a corresponding sieve, and then 106 ⁇ m. 0.5 g of a particulate water-absorbing agent having the following particle diameter was taken out. Next, XRD measurement was performed in the same manner as described above, and the crystallite diameter was calculated from the obtained diffraction peak.
- JIS standard sieve JIS Z8801-1 (2000)
- the average primary particle diameter of water-insoluble metal phosphate used in the present invention is the equivalent surface area sphere diameter of water-insoluble metal phosphate.
- the specific surface area sphere equivalent diameter is a particle diameter converted from a specific surface area obtained by the BET method assuming that the shape of the particle is a sphere, and is calculated from the following equation.
- D ⁇ 6 / (Sg ⁇ ⁇ ) ⁇ here, D: specific surface area sphere equivalent diameter ( ⁇ m) Sg: specific surface area (m 2 / g) ⁇ : True specific gravity of particles (g / cm 3 ) It is.
- an apparatus whose specific surface area is measured by a nitrogen adsorption BET one-point method can be used, and examples thereof include Macsorb HM model-1210 manufactured by Mountec Corporation.
- a specific measurement method is as follows.
- the sample filling amount is a (g)
- the dedicated cell was set on the measuring instrument main body, dried and deaerated at 110 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere, and then cooled to room temperature.
- a measurement gas (a mixed gas of nitrogen (primary) 30 volume% and helium 70 volume%) is flowed into the dedicated cell at a flow rate of 25 ml / min.
- the amount of adsorption of the working gas to the sample (V (cm 3 )) was measured.
- the specific surface area Sg (m 2 / g) of the sample was calculated by applying the measured value obtained by the above operation to the following equation.
- Calcium phosphate 3.1 (g / cm 3 )
- Aluminum phosphate 2.6 (g / cm 3 )
- Apatite ⁇ -TCP 2.6 (g / cm 3 )
- Novalon AGZ010 5.1 (g / cm 3 )
- Calcium phosphate TTCP 3.1 (g / cm 3 ) Aerosil 200CF: 2.2 (g / cm 3 ).
- the measuring apparatus includes a balance 1, a container 2 having a predetermined capacity placed on the balance 1, an outside air suction pipe 3, a conduit 4, a glass filter 6, and the glass filter 6. It consists of the measurement part 5 mounted on the top.
- the container 2 has an opening 2a at the top and an opening 2b at the side, and the outside air intake pipe 3 is fitted into the opening 2a, while the conduit 4 is attached to the opening 2b. It has been.
- the container 2 contains a predetermined amount of physiological saline 12.
- the lower end of the outside air intake pipe 3 is submerged in the physiological saline 12.
- the glass filter 6 is formed with a diameter of 70 mm.
- the container 2 and the glass filter 6 are communicated with each other by a conduit 4.
- the glass filter 6 is fixed so that the upper surface thereof is positioned slightly higher than the lower end of the outside air intake pipe 3.
- the measurement unit 5 includes a filter paper 7, a sheet 8, a support cylinder 9, a wire mesh 10 attached to the bottom of the support cylinder 9, and a weight 11. .
- the measuring unit 5 includes a filter paper 7, a sheet 8, and a support cylinder 9 (that is, a wire mesh 10) placed in this order on the glass filter 6, and a weight 11 inside the support cylinder 9, that is, on the wire mesh 10. Is placed and configured.
- the sheet 8 is made of polyethylene terephthalate (PET), and is formed in a doughnut shape having a thickness of 0.1 mm having an opening with a diameter of 18 mm at the center.
- the support cylinder 9 has an inner diameter of 60 mm.
- the metal mesh 10 is made of stainless steel and is formed to 400 mesh (mesh size 38 ⁇ m) according to JIS standards. A predetermined amount of the particulate water-absorbing agent is uniformly distributed on the wire mesh 10. The weight of the weight 11 is adjusted so that a load of 20 g / cm 2 (1.96 kPa) can be uniformly applied to the wire mesh 10, that is, the particulate water-absorbing agent.
- the diffusion absorption magnification was measured using the measuring apparatus having the above configuration. The measurement method will be described below.
- predetermined preparatory operations such as putting a predetermined amount of physiological saline 12 into the container 2 and inserting the outside air suction pipe 3 into the container 2 were performed.
- the filter paper 7 was placed on the glass filter 6, and the sheet 8 was placed on the filter paper 7 so that the opening portion was positioned at the center of the glass filter 6.
- 1.5 g of the particulate water-absorbing agent was evenly distributed inside the support cylinder 9, that is, on the wire net 10, and the weight 11 was placed on the particulate water-absorbing agent.
- the metal mesh 10 that is, the support cylinder 9 on which the particulate water-absorbing agent and the weight 11 were placed was placed on the sheet 8 so that the center portion thereof coincided with the center portion of the glass filter 6.
- the physiological saline 12 was absorbed into the particulate water-absorbing agent for 60 minutes from the time when the support cylinder 9 was placed on the sheet 8.
- the weight W2 (g) of the absorbed physiological saline 12 was measured using the balance 1. As shown in FIGS. 3 and 4, the physiological saline 12 diffuses almost uniformly in the lateral direction of the particulate water-absorbing agent (indicated by arrows in the figure) after passing through the opening of the sheet 8. It was absorbed by the particulate water-absorbing agent.
- Diffusion capacity (g / g) weight W2 (g) / weight of particulate water-absorbing agent (g) Accordingly, the diffusion absorption rate (g / g) 60 minutes after the start of absorption was calculated.
- particulate water-absorbing agent below, the typical manufacturing method and example of a particulate absorbent which can be used for the water-absorbent sheet concerning this application are described.
- the particulate water-absorbing agent and the comparative particulate water-absorbing agent are not limited to the production methods described in the present specification, and can be produced by appropriately combining known methods.
- the dried product was pulverized using a roll mill (manufactured by Inoguchi Giken Co., Ltd., WML type roll pulverizer) to obtain an irregularly crushed water absorbent resin powder (A). Further, the irregularly pulverized water-absorbent resin powder (A) is classified by a 850 ⁇ m wire mesh and a 180 ⁇ m wire mesh so that it passes through the 850 ⁇ m wire mesh and does not pass through the 180 ⁇ m wire mesh. A resin powder (A1) and a water-absorbent resin powder (A2) that was a fraction that passed through a 180 ⁇ m wire mesh were obtained.
- the ratio of the particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m in the water-absorbent resin powder (A) is 10.5% by weight.
- the particle diameter is less than 150 ⁇ m. The ratio of the particles was reduced to 1.9% by weight.
- 300 g of the water-absorbent resin fine particles (A2) obtained above were placed in a 5 L mortar mixer (5 L container is kept warm in a bath at 80 ° C.) manufactured by West Japan Testing Machine Works, and the stirring blades of the mortar mixer were at 60 Hz / 100 V While rotating at high speed, 300 g of deionized water heated to 90 ° C. was charged at a time.
- the water-absorbent resin fine particles (A2) and deionized water were mixed within 10 seconds, and the entire contents became a hydrogel granulated product having a particle diameter of about 3 to 10 mm.
- the hydrated gel-like granulated material was in a disjointed state and was not kneaded by mixing with stirring blades.
- the obtained hydrous gel-like granulated product was spread on a 50 mesh wire net and dried with hot air at 150 ° C. for 60 minutes.
- the dried granulated product was pulverized using a roll mill to obtain a water absorbent resin granulated product (A3 ′).
- the water absorbent resin granulated product (A3 ′) is further classified by a 850 ⁇ m wire mesh and a 150 ⁇ m wire mesh so that it passes through the 850 ⁇ m wire mesh and does not pass through the 150 ⁇ m wire mesh.
- a granulated product (A3) was obtained.
- the ratio of the particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m in the water absorbent resin granulated product (A3 ′) is 21.8% by weight, and in the water absorbent resin granulated product (A3) obtained by classification, The proportion of particles smaller than 150 ⁇ m could be reduced to 2.0% by weight.
- the monomer aqueous solution (a) adjusted to 38 ° C. was continuously supplied with a metering pump, and then 150.6 parts by mass of a 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the aqueous monomer solution (a) rose to 80 ° C. due to heat of neutralization.
- the thickness was set to 10 mm in a continuous polymerization machine having a planar polymerization belt provided with weirs at both ends. Continuously fed. Thereafter, polymerization (polymerization time 3 minutes) was continuously carried out to obtain a band-shaped hydrous gel (a).
- the strip-shaped water-containing gel (a) is continuously cut at equal intervals so that the cutting length is 300 mm in the width direction with respect to the traveling direction of the polymerization belt, so that the strip-shaped water-containing gel (a) Got.
- the water-containing gel (a) had a CRC of 33.5 g / g and a water content of 50.5% by mass (resin solid content of 49.5% by weight).
- the monomer aqueous solution (b) adjusted to 40 ° C. was continuously supplied with a metering pump, and then 150.6 parts by mass of a 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the aqueous monomer solution (b) rose to 81 ° C. due to heat of neutralization.
- the thickness was set to 10 mm in a continuous polymerization machine having a planar polymerization belt provided with weirs at both ends. Continuously fed. Thereafter, polymerization (polymerization time 3 minutes) was continuously carried out to obtain a band-like hydrogel (b).
- the strip-shaped water-containing gel (b) is continuously cut at equal intervals so as to have a cutting length of 300 mm in the width direction with respect to the traveling direction of the polymerization belt.
- the water-containing gel (b) had a CRC of 36.0 g / g and a water content of 51.9% by mass (resin solid content was 48.1% by weight).
- the monomer aqueous solution (c) adjusted to 38 ° C. was continuously supplied with a metering pump, and then 150.6 parts by mass of a 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the aqueous monomer solution (c) rose to 83 ° C. due to heat of neutralization.
- the thickness was set to 10 mm in a continuous polymerization machine having a planar polymerization belt provided with weirs at both ends. Continuously fed. Thereafter, polymerization (polymerization time 3 minutes) was continuously carried out to obtain a band-shaped hydrogel (c).
- the strip-shaped water-containing gel (c) is continuously cut at equal intervals so that the cut length is 300 mm in the width direction with respect to the traveling direction of the polymerization belt, so that the strip-shaped water-containing gel (c) Got.
- the water-containing gel (c) had a CRC of 33.6 g / g and a water content of 46.9% by mass (resin solid content was 53.1% by weight).
- the monomer aqueous solution (d) adjusted to 42 ° C. was continuously supplied with a metering pump, and then 150.6 parts by mass of a 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the aqueous monomer solution (d) rose to 81 ° C. due to heat of neutralization.
- the thickness was set to 10 mm in a continuous polymerization machine having a planar polymerization belt provided with weirs at both ends. Continuously fed. Thereafter, polymerization (polymerization time 3 minutes) was continuously carried out to obtain a band-like hydrogel (d).
- the strip-shaped water-containing gel (d) is continuously cut at equal intervals so that the cut length is 300 mm in the width direction with respect to the traveling direction of the polymerization belt, thereby obtaining a strip-shaped water-containing gel (d).
- the water-containing gel (d) had a CRC of 33.3 g / g and a water content of 52.9% by mass (resin solid content was 47.1% by weight).
- the thickness was set to 10 mm in a continuous polymerization machine having a planar polymerization belt provided with weirs at both ends. Continuously fed. Thereafter, polymerization (polymerization time 3 minutes) was continuously carried out to obtain a strip-shaped hydrogel (e).
- the strip-shaped water-containing gel (e) is continuously cut at equal intervals so that the cutting length is 300 mm in the width direction with respect to the traveling direction of the polymerization belt, thereby forming a strip-shaped water-containing gel (e).
- the water-containing gel (e) had a CRC of 36.7 g / g and a water content of 52.8% by mass (resin solid content was 47.2% by weight).
- the gel pulverization in Production Example 1 is performed by simultaneously supplying the strip-shaped hydrogel (a) and water vapor from separate supply ports in a state where the rotation speed of the screw shaft of the screw extruder is 130 rpm. It was broken.
- the supply amount of the hydrogel (a) was 4640 g / min, and the supply amount of water vapor was 83 g / min.
- the gel grinding energy (GGE) in Production Example 1 was 26.9 J / g, and the gel grinding energy grinding energy (2) (GGE (2)) was 13.6 J / g. Moreover, the temperature of the hydrous gel (a) before gel grinding was 80 ° C., and the temperature of the particulate hydrous gel (1) after gel grinding was 85 ° C.
- the particulate hydrous gel (1) obtained after the gel pulverization had a water content of 50.9% by mass, a mass average particle size (D50) of 994 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution of 1.01. It was.
- Table 2 shows gel grinding conditions and physical properties of the particulate hydrous gel (1).
- the particulate hydrogel (1) is placed on the ventilation belt of the ventilation belt type continuous dryer within 1 minute (the temperature of the particulate moisture gel (1) at this time).
- the average wind speed of the hot air was 1.0 m / s in the direction perpendicular to the traveling direction of the ventilation belt.
- the wind speed of the hot air was measured using a constant temperature thermal anemometer (Anemo Master 6162; Nippon Kanomax Co., Ltd.).
- the water absorbent resin powder (1) has a mass average particle diameter (D50) of 348 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.32, a CRC of 42.1 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m.
- D50 mass average particle diameter
- ⁇ logarithmic standard deviation
- CRC CRC of 42.1 g / g
- ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m was 0.5% by mass.
- the particulate water-absorbing agent (1) was obtained by the above operation.
- Tables 3 to 5 show the physical properties of the particulate water-absorbing agent (1).
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particle when the paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- the particulate hydrogel (2) obtained after the gel pulverization had a water content of 52.5% by mass, a mass average particle size (D50) of 860 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution of 0.95. It was.
- Table 2 shows gel grinding conditions and physical properties of the particulate hydrous gel (2).
- the water absorbent resin powder (2) has a mass average particle diameter (D50) of 355 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.32, a CRC of 48.2 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m.
- D50 mass average particle diameter
- ⁇ logarithmic standard deviation
- CRC CRC of 48.2 g / g
- the ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m was 0.4% by mass.
- Production Example 3 The dried polymer (2) obtained in Production Example 2 was pulverized and classified in the same manner as in Production Example 2 except for the following condition changes to obtain an amorphous crushed water-absorbent resin powder (3). That is, in the classification of Production Example 3, the sieve having an opening of 710 ⁇ m was changed to a sieve having an opening of 850 ⁇ m.
- the water absorbent resin powder (3) has a mass average particle diameter (D50) of 431 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.35, a CRC of 48.2 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m. (The ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m) was 0.3% by mass.
- the hole diameter of the perforated plate of the screw extruder was changed from 9.5 mm to 6.4 mm, and the number of holes was changed from 40 to 83. With this change, the aperture ratio of the perforated plate was 41.4%.
- the gel grinding energy (GGE) was 29.5 J / g
- the gel grinding energy (2) (GGE (2)) was 15.7 J / g.
- the temperature of the hydrous gel (d) before gel pulverization was 80 ° C.
- the temperature of the particulate hydrous gel (6) after gel pulverization was 86 ° C.
- the particulate hydrous gel (6) obtained after the gel pulverization had a moisture content of 53.5% by mass, a mass average particle size (D50) of 360 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution of 0.99. It was.
- Table 2 shows gel grinding conditions and physical properties of the particulate hydrous gel (6).
- the water absorbent resin powder (6) has a mass average particle diameter (D50) of 351 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.32, a CRC of 39.3 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m.
- D50 mass average particle diameter
- ⁇ logarithmic standard deviation
- CRC CRC of 39.3 g / g
- the ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m was 0.4% by mass.
- the particulate hydrogel (7) obtained after the gel pulverization had a moisture content of 53.4% by mass, a mass average particle size (D50) of 627 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution of 1.02. It was.
- Table 2 shows gel grinding conditions and physical properties of the particulate hydrous gel (7).
- the water absorbent resin powder (7) has a mass average particle diameter (D50) of 366 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.32, a CRC of 49.4 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m ( The ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m was 0.4% by mass.
- Production Example 8 The dried polymer (6) obtained in Production Example 6 was pulverized and classified in the same manner as in Production Example 6 except for the following change of conditions to obtain an amorphous crushed water-absorbent resin powder (8). That is, in the classification of Production Example 6, the sieve having an opening of 710 ⁇ m was changed to a sieve having an opening of 850 ⁇ m.
- the water absorbent resin powder (8) has a mass average particle diameter (D50) of 450 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.32, a CRC of 39.5 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m.
- D50 mass average particle diameter
- ⁇ logarithmic standard deviation
- CRC CRC of 39.5 g / g
- ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m was 0.1% by mass.
- Production Example 9 The dried polymer (7) obtained in Production Example 7 was pulverized and classified in the same manner as in Production Example 7 except for the following change of conditions to obtain an amorphous crushed water absorbent resin powder (9). That is, in the classification of Production Example 7, the sieve having an opening of 710 ⁇ m was changed to a sieve having an opening of 850 ⁇ m.
- the water absorbent resin powder (9) has a mass average particle diameter (D50) of 448 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.31, a CRC of 49.6 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m. (The ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m) was 0.3% by mass.
- Production Example 10 The dried polymer (6) obtained in Production Example 6 was pulverized and classified in the same manner as in Production Example 6 except for the following change of conditions to obtain an amorphous crushed water-absorbent resin powder (10). That is, in the classification of Production Example 6, the sieve having an opening of 710 ⁇ m was changed to a sieve having an opening of 750 ⁇ m.
- the water absorbent resin powder (10) has a mass average particle diameter (D50) of 392 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.36, a CRC of 39.5 g / g, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 150 ⁇ m. (The ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m) was 0.3% by mass.
- a surface cross-linking agent solution (10) consisting of 0.3 parts by mass of ethylene carbonate, 0.5 parts by mass of propylene glycol and 2.0 parts by mass of deionized water is added to 100 parts by mass of the water absorbent resin powder (10). And mixed until uniform. Thereafter, the resulting water-absorbent resin particles (10) were heat-treated at 200 ° C. for about 45 minutes so that the CRC was 31 g / g to 32 g / g. Thereafter, forced cooling to 60 ° C was performed.
- Comparative Production Example 1 the hole diameter of the perforated plate of the screw extruder was changed from 9.5 mm to 12.5 mm. By this change, the aperture ratio of the perforated plate became 62.5%.
- the gel grinding energy (GGE) was 19.4 J / g
- the gel grinding energy (2) (GGE (2)) was 7.6 J / g.
- the temperature of the hydrogel (c) before gel pulverization was 82 ° C
- the temperature of the comparative particulate hydrogel (1) after gel pulverization was 84 ° C.
- the comparative particulate hydrous gel (1) obtained after the gel pulverization had a moisture content of 47.4% by mass, a mass average particle size (D50) of 1322 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of the particle size distribution of 1.32. there were.
- Table 2 shows the gel grinding conditions and the physical properties of the comparative particulate water-containing gel (1).
- the comparative water-absorbent resin powder (1) has a mass average particle diameter (D50) of 350 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.32, a CRC of 41.9 g / g, and a particle diameter of less than 150 ⁇ m.
- the ratio (the ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m) was 0.5% by mass.
- Comparative Production Example 2 The comparative water-absorbent resin powder (1) obtained in Comparative Production Example 1 was subjected to the same surface crosslinking and additive addition as in Production Example 5 to obtain a comparative particulate water-absorbing agent (2).
- Tables 3 to 5 show the physical properties of the comparative particulate water-absorbing agent (2).
- Comparative Production Example 3 The comparative dry polymer (1) obtained in Comparative Production Example 1 was pulverized and classified in the same manner as in Comparative Production Example 1 except for the following changes in conditions, and an amorphous crushed comparative water absorbent resin powder (3 ) That is, in Comparative Production Example 1, the sieve having an opening of 710 ⁇ m was changed to a sieve having an opening of 850 ⁇ m.
- the comparative water absorbent resin powder (3) has a mass average particle size (D50) of 431 ⁇ m, a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of particle size distribution of 0.35, a CRC of 42.2 g / g, and a particle size of less than 150 ⁇ m.
- the ratio (the ratio of particles passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m) was 0.3% by mass.
- a hydrogel having a CRC of 33 g / g or more has a gel grinding energy (GGE) of 20 J / g. It can be seen that gel pulverization may be performed under the above conditions or gel pulverization energy (2) (GGE (2)) of 9 J / g or more.
- Example 1 100 parts by mass of the particulate water-absorbing agent (2) obtained in Production Example 2 above and 20 parts by mass of an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA; melting point 95 ° C.) as an adhesive were mixed until they became uniform (mixture ( 1)).
- EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
- a non-woven fabric, a particulate water-absorbing agent is obtained by uniformly spreading the mixture (1) on a polypropylene non-woven fabric having a width of 30 cm (weight per unit area: 15 g / m 2 ).
- a laminate (1) comprising 2) and an adhesive was obtained.
- the basis weight (spreading amount per unit area of the nonwoven fabric) of the mixture (1) was 187 g / m 2 .
- the obtained water-absorbent sheet (1) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption speed and amount of return).
- Table 6-1 shows the results.
- Example 2 In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that the basis weight of the mixture (1) (spreading amount per unit area of the nonwoven fabric) was 300 g / m 2, and the water absorbent sheet ( 2) was obtained.
- the obtained water-absorbent sheet (2) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption rate and reversal amount).
- Table 6-1 shows the results.
- Example 3 In Example 1, except having used particulate water-absorbing agent (23), operation similar to Example 1 was performed and water-absorbing sheet (3) was obtained.
- the obtained water-absorbent sheet (3) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption rate and reversal amount).
- Table 6-1 shows the results.
- Example 4 In Example 2, except having used particulate water-absorbing agent (23), operation similar to Example 1 was performed and water-absorbing sheet (4) was obtained.
- the obtained water-absorbent sheet (4) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption speed and amount of return). Table 6-1 shows the results.
- Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was performed using the comparative particulate water-absorbing agent (1). By this operation, a comparative water absorbent sheet (1) was obtained. The obtained comparative water-absorbent sheet (1) was cut into 8 cm in length and 16 cm in width for performance evaluation, and then subjected to absorber evaluation (measurement of liquid absorption rate and reversal amount). Table 6-1 shows the results.
- Example 5 100 parts by mass of the particulate water-absorbing agent (23) and 20 parts by mass of an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA; melting point 95 ° C.) as an adhesive were mixed (referred to as mixture (5)) until uniform.
- EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
- the width 30cm polypropylene nonwoven (weight per unit area of 15 g / m 2) on the (non-woven fabric (5)), the mixture (5) by uniformly spraying, a nonwoven fabric, the particulate water-absorbing agent (23) and A laminate (5-1) comprising an adhesive was obtained.
- the basis weight (spreading amount per unit area of the nonwoven fabric) of the mixture (5) was 94 g / m 2 .
- non-woven fabric (2) another polypropylene non-woven fabric (weight per unit area: 25 g / m 2 ) (referred to as non-woven fabric (2)) was placed on the obtained laminate (5-1), and the particulate water-absorbing agent (23) The adhesive was sandwiched between non-woven fabrics. Then, it pressurized and pressure-bonded at 130 degreeC. By the operation, an intermediate sheet (5) was obtained.
- Example 2 the mixture (1) obtained in Example 1 was spread evenly on the nonwoven fabric (1), whereby a laminate (5-2) comprising the nonwoven fabric, the particulate water-absorbing agent (2), and the adhesive. )
- the fabric weight (spreading amount per unit area of a nonwoven fabric) of the said mixture (1) at this time was 94 g / m ⁇ 2 >.
- the sheet is laminated so that the surface of the nonwoven fabric (2) of the intermediate sheet (5) is aligned with the surface on which the mixture (1) is laminated. I let you.
- the obtained water-absorbent sheet (5) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption speed and amount of return). The results are shown in Table 6-2.
- Example 6 A water absorbent sheet (6) was obtained in the same manner as in Example 5 except that the particulate water absorbing agent (2) was changed to the particulate water absorbing agent (23) in Example 5.
- the particulate water-absorbing agent (23) was arranged on both the upper layer side (side that first comes into contact with the liquid) and the lower layer side.
- the obtained water-absorbent sheet (6) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption rate and reversal amount). The results are shown in Table 6-2.
- Example 7 A water absorbent sheet (7) was obtained in the same manner as in Example 5 except that the particulate water absorbing agent (23) was changed to the particulate water absorbing agent (2) in Example 5.
- the particulate water-absorbing agent (2) was arranged on both the upper layer side (side that first contacts the liquid) and the lower layer side.
- the obtained water-absorbent sheet (7) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption speed and return amount). The results are shown in Table 6-2.
- Comparative Example 2 The same operation as in Example 5 was carried out using the comparative particulate water-absorbing agent (1) instead of the particulate water-absorbing agents (2) and (23). By this operation, a comparative water absorbent sheet (2) was obtained. The obtained comparative water-absorbent sheet (2) was cut into a length of 8 cm and a width of 16 cm for performance evaluation, and then subjected to an absorber evaluation (measurement of liquid absorption speed and reversal amount). The results are shown in Table 6-2.
- Example 8 Particulate water-absorbing agent on the surface of polypropylene nonwoven fabric (2) (corresponding to the intermediate substrate; basis weight: 50.6 g / m 2 ; thick, thickness is about 4-6 mm under no load) (7) 2.10 g (spreading amount: 164 g / m 2 ) was uniformly sprayed (corresponding to the second particulate water-absorbing agent).
- an adhesive spray paste 77 containing styrene-butadiene rubber on the surface of a nonwoven fabric made of pulp fiber (1) (corresponding to the second base material, basis weight: 42 g / m 2 ) cut into 8 cm in length and 16 cm in width. , Manufactured by 3M Japan Ltd.) was sprayed in an amount of 0.1 to 0.2 g (spreading amount: 7.8 to 15.6 g / m 2 ).
- the surface of the nonwoven fabric made of polypropylene (2) sprayed with the particulate water-absorbing agent and the surface of the nonwoven fabric made of pulp fiber (1) coated with the adhesive are overlapped (contacted), and pressure-bonded did.
- 0.1 to 0.2 g (spraying amount: 7.8 to 15.6 g / m 2 ) of an adhesive containing styrene butadiene rubber (spray glue 77, manufactured by 3M Japan Co., Ltd.) is applied to the pulp fiber.
- the non-woven fabric (1) (corresponding to the first base material; basis weight: 15 g / m 2 ) is formed so that the surface on which the particulate water-absorbing agent is sprayed and the surface on which the adhesive is sprayed are aligned (contact with each other). ) Stacked and pressure bonded. In this way, a water absorbent sheet (8) was obtained.
- the pulp fiber nonwoven fabric (1) and the polypropylene nonwoven fabric (2) used in this example are both water-permeable.
- the obtained water-absorbent sheet (8) was evaluated for the absorbent (measurement of the liquid absorption rate and the amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 9 The same operation as in Example 8 was performed using the particulate water-absorbing agent (6) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (3) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (9) was obtained. The resulting absorbent sheet (9) was evaluated for the absorbent (measurement of the liquid absorption rate and the amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 10 The same operation as in Example 8 was performed using the particulate water-absorbing agent (2) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (7) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (10) was obtained. The resulting water-absorbent sheet (10) was evaluated for the absorbent (measurement of the liquid absorption rate and the amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 11 The same operation as in Example 8 was performed using the comparative particulate water-absorbing agent (1) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (7) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (11) was obtained. The resulting water-absorbent sheet (11) was evaluated for the absorbent (measurement of liquid absorption rate and amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 12 The same operation as in Example 8 was performed using the particulate water-absorbing agent (23) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (3) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (12) was obtained. The resulting water-absorbent sheet (12) was evaluated for the absorbent (measurement of liquid absorption rate and reversal amount). The results are shown in Table 6-3.
- Example 13 The same operation as in Example 8 was performed using the comparative particulate water-absorbing agent (2) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (3) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (13) was obtained. The obtained water-absorbent sheet (13) was evaluated for the absorbent (measurement of liquid absorption rate and amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 14 The same operation as in Example 8 was performed using the particulate water-absorbing agent (23) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (24) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (14) was obtained. The resulting water-absorbent sheet (14) was evaluated for the absorbent (measurement of liquid absorption rate and reversal amount), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 15 The same operation as in Example 8 was performed using the particulate water-absorbing agent (23) as the first particulate water-absorbing agent and the particulate water-absorbing agent (2) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a water absorbent sheet (15) was obtained. The resulting water-absorbent sheet (15) was evaluated for the absorbent (measurement of liquid absorption rate and amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- Example 3 The same operation as in Example 8 was performed using the comparative particulate water-absorbing agent (1) as the first particulate water-absorbing agent and the comparative particulate water-absorbing agent (1) as the second particulate water-absorbing agent. In this way, a comparative water absorbent sheet (3) was obtained. The comparative comparative water absorbent sheet (3) was evaluated for the absorbent (measurement of the liquid absorption rate and the amount of reversion), and the results are shown in Table 6-3.
- a production apparatus for polyacrylic acid (salt) -based water absorbent resin powder As a production apparatus for polyacrylic acid (salt) -based water absorbent resin powder, a polymerization process, a gel grinding process, a drying process, a grinding process, a classification process, a surface crosslinking process, a cooling process, a granulating process, And the continuous manufacturing apparatus comprised from the transport process which connects between each process was prepared.
- the production capacity of the continuous production apparatus was 3500 kg / hr.
- Each of the above steps may be one series or two or more series, and in the case of two or more series, the production capacity is indicated by the total amount of each series.
- polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin powder is produced continuously.
- DL-malic acid 50% by weight aqueous solution, manufactured by Fuso Chemical Industries, Ltd., food additive grade
- the monomer aqueous solution (6) adjusted to 38 ° C. was continuously supplied by a metering pump, and then 150.6 parts by weight of a 48 wt% sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the aqueous monomer solution (6) rose to 83 ° C. due to heat of neutralization.
- the monomer aqueous solution (7) adjusted to 38 ° C. was continuously supplied by a metering pump, and then 150.6 parts by weight of a 48 wt% sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the aqueous monomer solution (7) rose to 81 ° C. due to heat of neutralization.
- the monomer aqueous solution (8) adjusted to 38 ° C. was continuously supplied by a metering pump, and then 150.6 parts by weight of a 48 wt% sodium hydroxide aqueous solution was continuously line-mixed. At this time, the temperature of the monomer aqueous solution (8) rose to 87 ° C. due to heat of neutralization.
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particles when the paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- the content of hydrotalcite in the particulate water-absorbing agent (11-1) by XRD measurement was 0.3% by weight.
- the average particle size of the hydrotalcite present on the surface of the particulate water-absorbing agent (11-1) was 0.5 ⁇ m as measured by particle size measurement.
- Production Example 11-5 The surface treatment conditions of Production Example 11-1 were changed as follows.
- Tables 3, 4, and 13 show properties of the particulate water-absorbing agent (11-5).
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particles when a paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- Production Example 12-1 The same surface treatment and additive operation as in Production Example 11-1 were performed on 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles (7) obtained in Production Example 7. In this way, a particulate water absorbing agent (12-1) was obtained. Tables 3, 4, and 13 show properties of the particulate water-absorbing agent (12-1).
- Production Example 12-5 The surface treatment conditions of Production Example 12-1 were changed as follows.
- Tables 3, 4, and 13 show properties of the particulate water-absorbing agent (12-5).
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particles when a paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- Production Example 13-1 The same surface treatment / additive operation as in Production Example 11-4 was performed on 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles (1) obtained in Production Example 1. In this way, a particulate water absorbing agent (13-1) was obtained. Tables 3, 4, and 13 show properties of the particulate water-absorbing agent (13-1).
- Production Example 14 The same surface treatment and additive addition operation as in Production Example 11-5 were performed on 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles (3) obtained in Production Example 3. Thus, a particulate water-absorbing agent (14) was obtained. Tables 3, 4, and 13 show various physical properties of the particulate water-absorbing agent (14).
- the gel grinding energy (GGE) at this time was 32.3 J / g, and GGE (2) was 17.8 J / g.
- the temperature of the hydrogel (6) before pulverization of the gel was 80 ° C., and the temperature of the crushed gel after gel pulverization, that is, the particulate hydrous gel (18) was raised to 84 ° C.
- the particulate hydrogel (18) obtained in the gel pulverization step had a resin solid content of 47.5% by weight, a weight average particle size (D50) of 820 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of 0.94 in the particle size distribution.
- Table 11 shows the conditions of the gel grinding step, and Table 12 shows the physical properties of the particulate hydrous gel (18).
- the particulate water-containing gel (18) is sprayed on the ventilation plate within 1 minute after completion of the gel pulverization (the temperature of the particulate water-containing gel (18) at this time is 80 ° C.) and dried at 185 ° C. for 30 minutes. And a dry polymer (18) was obtained.
- the average wind speed of the hot air was 1.0 m / s in the direction perpendicular to the traveling direction of the ventilation belt.
- the wind speed of the hot air was measured with a constant temperature thermal anemometer Anemomaster 6162 manufactured by Nippon Kanomax Co., Ltd.
- the water-absorbent resin particles (18) had a weight average particle diameter (D50) of 356 ⁇ m, a logarithmic standard deviation of particle size distribution ( ⁇ ) of 0.32, and a CRC of 48.3 g / g, 150 ⁇ m passing particles (passing through a sieve having an opening of 150 ⁇ m). The ratio of particles to 0.4% by weight.
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particles when a paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- the particulate hydrogel (20) obtained in the gel pulverization step had a resin solid content of 46.6% by weight, a weight average particle size (D50) of 601 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation of particle size distribution ( ⁇ ) of 0.97.
- Table 11 shows the conditions for the gel grinding step, and Table 12 shows the physical properties of the particulate hydrous gel (20).
- the water-absorbent resin particles (20) obtained by drying, pulverizing and classifying the particulate hydrous gel (20) have a weight average particle diameter (D50) of 360 ⁇ m and a logarithmic standard deviation ( ⁇ ) of 0.32 in the particle size distribution.
- D50 weight average particle diameter
- ⁇ logarithmic standard deviation
- a particulate water-absorbing agent (20) was obtained by subjecting the water-absorbing resin particles (20) to the same surface treatment and additive addition as in Production Example 7.
- Tables 3, 4, and 13 show various physical properties of the particulate water-absorbing agent (20).
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particles when a paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- the 150 ⁇ m passage particle increase after the paint shaker test indicates the increase in 150 ⁇ m passage particles when the paint shaker test is further performed on the particulate water-absorbing agent.
- the damage given to the particulate water-absorbing agent by this paint shaker test is assumed to be a process damage when manufacturing an absorbent body such as a paper diaper.
- the content of hydrotalcite in the particulate water-absorbing agent (21-1) by XRD measurement was 0.3% by weight.
- the average particle diameter of the hydrotalcite present on the surface of the particulate water-absorbing agent (21-1) was 0.5 ⁇ m as measured by particle size measurement.
- Production Example 22-1 The same operation as in Production Example 21-1 was performed by changing the water absorbent resin particles and the surface treatment conditions. Specifically, using the water absorbent resin particles (20) obtained in Production Example 20 instead of the water absorbent resin particles (18), the surface treatment conditions were further changed as follows. Surface crosslinking consisting of 0.030 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether, 1.0 part by weight of propylene glycol and 3.0 parts by weight of deionized water with respect to 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles (20). The agent solution was uniformly mixed and heat-treated at 100 ° C. for about 45 minutes.
- the water-absorbent resin powder (22) obtained was heat-treated so that the CRC was 35 to 36 g / g. Thereafter, cooling is performed, the paint shaker test is performed, and damage equivalent to the manufacturing process is given. Then, from 100 parts by weight of the water-absorbent resin particles, from 1 part by weight of water and 0.01 part by weight of trisodium diethylenetriaminepentaacetate. The resulting aqueous solution was mixed uniformly.
- Comparative Production Example 4 Using the comparative particulate water-containing gel (1) obtained in Comparative Production Example 1, the same drying, pulverization, and classification operations as in Production Example 11-1 were carried out to produce comparatively crushed comparative water-absorbent resin particles (4) Got.
- the comparative water-absorbent resin particles (4) have a weight average particle diameter (D50) of 350 ⁇ m, a logarithmic standard deviation of particle size distribution ( ⁇ ) of 0.32, a CRC of 41.9 g / g, 150 ⁇ m passing particles (a sieve having an opening of 150 ⁇ m). The ratio of passing particles) was 0.5% by weight.
- Comparative Production Example 7 Instead of the hydrotalcite (product name DHT-6) in Comparative Production Example 4, 0.5 parts by weight of tricalcium phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS No. 7758-87-4) was mixed. Performed the same operation. In this way, a comparative particulate water-absorbing agent (7) was obtained. Tables 3, 4, and 13 show properties of the comparative particulate water-absorbing agent (7).
- the comparative particulate hydrous gel (8) obtained in the gel pulverization step had a resin solid content of 52.6% by weight, a weight average particle size (D50) of 1223 ⁇ m, and a logarithmic standard deviation of particle size distribution ( ⁇ ) of 1.28. It was.
- Table 1 shows the conditions of the gel grinding step, and Table 12 shows the physical properties of the comparative particulate hydrogel (8).
- the comparative water absorbent resin particle (8) has a weight average particle diameter (D50) of 426 ⁇ m, a logarithmic standard deviation of particle size distribution ( ⁇ ) of 0.34, a CRC of 36.2 g / g, 150 ⁇ m passing particles (a sieve having an opening of 150 ⁇ m). The ratio of passing particles) was 0.3% by weight.
- Comparison of Production Examples 6 to 10 and Comparative Production Examples 1 to 3 shows that Production Examples 6 to 10 generally have a higher DRC5min value.
- DRC general index (Index of DRC) (K ⁇ DRC 5 min (g / g)) / (D50 ( ⁇ m) / 1000) (Where K is an arbitrary constant).
- DRC index (Index of DRC) (49 ⁇ DRC 5 min (g / g)) / (D50 ( ⁇ m) / 1000).
- the DRC index of Production Examples 6 to 10 is a value of 5 to 14, whereas the DRC index of Comparative Production Examples 1 to 3 is a value of 43 to 46. From this, the difference in physical properties between the particulate water-absorbing agent of the production example and the particulate water-absorbing agent of the comparative production example is clearly understood.
- the DRC index of Production Examples 1 to 5 is a value of 16 to 25.
- the particulate water-absorbing agent having preferable physical properties can be easily determined by the DRC index.
- the DRC index of Production Examples 11-1 to 17 is a value of 14 to 30, whereas the DRC index of Comparative Production Examples 4 to 7 is a value of 49 to 52. From this, the difference in physical properties between the particulate water-absorbing agent of the production example and the particulate water-absorbing agent of the comparative production example is clearly understood. Similarly in these examples, the particulate water-absorbing agent having preferable physical properties can be easily determined by the DRC index.
- the particulate water-absorbing agent of the present application has a high CRC value, a high AAP value, a low DRC index, and a BR value of 0% by weight.
- the DRC index exceeds 49 and does not have a high water absorption rate.
- the particulate water-absorbing agent of the present application has a high CRC value, a high AAP value, a low DRC index, and 0% by weight. Has a BR value.
- the DRC index exceeds 47 and does not have a high water absorption rate.
- Table 13 shows the amount of reversion of the absorbent body produced using each particulate water-absorbing agent.
- the value is 2.1 g to 4.9 g
- the return amount is 14.5 g or more. It was shown that. It is understood that the particulate water-absorbing agent of the present application has a small amount of reversion and improved Re-wet.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention produced by pulverizing a hydrated gel having a high moisture content with high gel pulverization energy has excellent physical properties.
- the centrifuge retention capacity (CRC) is 30-50 g / g, which is a high water absorption capacity.
- the immersion retention capacity 5-minute value (DRC 5 min) is a high value and achieves a high water absorption rate. As shown in the above-mentioned Table 3 showing DRC5min by particle size, overall DRC5min is also high by particle size.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention further comprises surface tension, particle shape, YI value, YI value after color acceleration test, moisture absorption fluidity (BR), water-soluble component (Ext), and deteriorated soluble component.
- AAP Water absorption capacity under pressure
- GCA Gel Capillary Absorption
- internal bubble rate damage resistance paint shaker test
- bulk specific gravity diffusion absorption capacity 60 minutes
- diffusion absorption capacity 10 minutes and reversal capacity
- One or more, preferably all may have excellent physical properties.
- the particulate water-absorbing agent of the present invention has a high AAP value and a low DRC index. This shows that the particulate water-absorbing agent of the present invention can provide both a high water-absorbing ratio and a high water-absorbing speed and can provide an excellent particulate water-absorbing agent in the amount of absorbed water under high pressure. Furthermore, the particulate water-absorbing agent of the present invention shows a low BR value and also shows excellent hygroscopic fluidity.
- the present invention is a particulate water-absorbing agent that has both a high water absorption ratio and a high water absorption rate, which has not been obtained in the past, and is excellent in blocking suppression under high humidity conditions (moisture absorption fluidity) and / or water absorption under high pressure. Can be provided.
- the sanitary article (especially paper diaper) using the water-absorbent sheet according to the present invention exhibits a water absorbing ability superior to that of the prior art. For this reason, this invention can be utilized in various fields, such as sanitary materials, such as a paper diaper and a sanitary napkin, and also a pet sheet
- Plastic support cylinder 101 Plastic support cylinder 101: Stainless steel 400 mesh wire mesh 102: Swelling gel 103: Petri dish 104: Glass filter 105: Filter paper 106: 0.90% by mass saline
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Abstract
紙オムツ等の衛生材料に適した吸水性シートを提供する。本発明の一態様に係る吸水性シートは、第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え;上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり;上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす。 (1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g (2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm (3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下 DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)
Description
本発明は、紙オムツ等の衛生材料に適した粒子状吸水剤を含む吸水性シートに関する。特に本発明は、長尺の連続吸水性シートまたはその裁断物であって、2枚の基材間に、吸水性シート向けに適した特定の粒子状吸水剤が挟持された、吸水性シートに関する。
吸水性樹脂(SAP/Super Absorbent polymer)は、水膨潤性水不溶性の高分子ゲル化剤であり、紙オムツ、生理用ナプキンや成人向け失禁用製品等の衛生材料、農園芸用の土壌保水剤、工業用の止水剤等、様々な用途に利用されている。
このような吸水性樹脂は、原料として多くの単量体や親水性高分子が提案されているが、性能及びコストの観点から、アクリル酸及び/又はその塩を単量体として用いたポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂が、最も多く用いられている。
吸水性樹脂の主用途である紙オムツの高性能化に伴い、吸水性樹脂に対して多くの機能(物性)が要求されている。吸水性樹脂の物性の具体的な例としては、単なる吸水倍率の高さに限らず、ゲル強度、水可溶分、吸水速度、加圧下吸水倍率、通液性、粒度分布、耐尿性、抗菌性、耐衝撃性(耐ダメージ性)、粉体流動性、消臭性、耐着色性(白色度)、低粉塵等が挙げられる(特許文献1~13)。
特許文献1は、ゲル粉砕エネルギー(GGE/Gel Grinding Energy)を制御することで通液性と吸水速度とを両立させた、吸水性樹脂粉末の製造方法及び吸水性樹脂粉末を開示する。
特許文献2,3は、吸水性樹脂粉末の製造工程の一つである重合後のゲル粉砕工程において、さらに、特定のゲル粉砕装置形状を用いて含水ゲルを練るように粉砕することにより、得られる吸水性樹脂粉末の加圧下吸水倍率(特許文献2)又は通液性(特許文献3)を向上させることを開示する。
特許文献4及び特許文献5は、GCA(Gel Capillary Absorption)等で規定された、実使用時の吸収物品の戻り量が低減した吸水剤を開示する。
特許文献6は、12mmol/g以上の-COOR含有量(電荷密度)及び、-COOH/-COORモル比(式中Rは、水素原子、金属原子又はアンモニウムを指す)を有する吸水性架橋重合体に表面架橋を施すことにより、高荷重下吸水倍率と高吸水速度(FSR)とを両立させた吸水性樹脂を製造できることを開示する。
特許文献7は、水溶性エチレン性不飽和単量体を逆相懸濁重合させて吸水性樹脂を製造するに際し、逆相懸濁重合を2段以上の多段で行う吸水性樹脂の製造方法であって、2段目以降の少なくとも1つの段階においてアミノカルボン酸系化合物を添加して重合反応を行う製造方法を開示する。そして、当該製造方法によれば、高吸水倍率と高吸水速度とを両立させた吸水性樹脂を製造できることを開示する。
特許文献8は、拡散吸収倍率(DAP/Diffusing Absorbency under Pressure)で規定された吸水性樹脂を開示し、また特許文献9は、自由膨潤後のゲルのGBP(Gel Bed Permeabilty)で規定された吸水性樹脂を開示し、特許文献10は、0.3psi荷重下膨潤後のゲルのGBP(Gel Bed Permeabilty)で規定された吸水性樹脂を開示する。
特許文献40~42では、吸水倍率およびDW5min(Demand Wettablity 5分値)などで規定された吸水性樹脂やその吸収体が開示されている。
これら吸水性樹脂の主用途は紙オムツや失禁パット等の衛生材料であり、一般には吸水性樹脂と繊維基材とが複合化された吸収体(吸収層)を用いて構成される。近年、紙オムツ等の衛生材料の薄型化のために、繊維材料を低減する傾向にあり、紙オムツの中の吸水性樹脂濃度が30~100質量%(好ましくは60~100質量%)であり、特定パラメーターの吸水性樹脂を用いた吸収性物品が提案されている(特許文献11~15)。さらに、吸水性樹脂濃度90~100%に適した特定パラメーターK(t)で規定した吸水性樹脂を用いた吸収性物品も提案されている(特許文献16~18)。また吸水性樹脂濃度75%以上に適した特定パラメーター球形度で規定した吸水性樹脂を用いた吸収性物品も提案されている(特許文献19~21)。
これら吸収性物品は一般に紙オムツ製造工場にて吸水性樹脂と繊維材料を混合して吸収性物品ごとに個々に型取りした吸収体として製造されており、目的に応じて種々の形状の吸収体(例えば、平面に見て砂時計型、キツネ型、楕円型等)に加工されている。これら吸収体の製造方法は個々に型取りするため任意の形に加工でき、吸収性物品ごとに繊維や吸水性樹脂の量も調整し易いため、現在の紙オムツの主流となっている。
しかし、近年、2枚の基材間に吸水性樹脂を固定化した長尺の吸水性シートを、衛生材料の製造工程で裁断した吸収体(通常は幅10cm前後で長さ数10cmの長方形に裁断)を用いた紙オムツが製造されるようになってきた。紙オムツメーカーは、長尺の連続吸水性シートを購入又は製造することで、紙オムツの製造工程を簡便化でき、さらにパルプを用いないことで紙オムツを薄型化することができる。吸水性シートは2枚の基材(特に不織布製の基材)間に吸水性樹脂粒子を挟持及び固定化したものであり、長尺連続シートを裁断して紙オムツに組み込まれる(特許文献22~39)。
従来の衛生材料(紙オムツ)と違って、吸水性シートによる紙オムツはその歴史が浅いこともあり、吸水性シートに適した吸水性樹脂の開発やパラメーターの提案は殆ど行われていないのが実情である。上記特許文献1~18等に記載の(個々に型取りした吸収体を用いた)従来の紙オムツ向けの吸水性樹脂が吸水性シートにもそのまま使用されている。
特許文献22~39等、種々の構成の吸水性シートを開示するが、これら接着剤や不織布等の構成を工夫しても紙オムツ向けの吸水特性は十分とはならなかった。例えば、(吸水性樹脂と繊維を混合し個々に型取りした吸収体を用いた)従来の紙オムツに比べ、長尺の吸水性シートまたはその裁断物を用いた紙オムツは簡便に生産できるが、紙オムツとしての吸収性能(紙オムツとしての吸収速度、漏れ、戻り量(Re-wet))という観点ではまだ改良の余地があった。
すなわち、本発明の課題は、紙オムツ等の衛生材料に適した吸水性シートを提供することである。
本発明者らは、紙オムツ等の衛生材料に適した吸水性シートを検討した結果、特許文献21~38は種々の構成の吸水性シートを開示しているものの、十分な特性を発揮しないことが見出された。そして、本発明者らは、吸水性シート向けに、従来は使用されていなかった吸水性樹脂粒子(粒子状吸水剤)を使用することが必要であるという結論に至った。そして、吸水性シート向けにDRC指数という新規パラメーターに着目し、特定の粒子状吸水剤を吸水性シートに使用することで、上記課題を解決した。
すなわち、本発明は、第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え;上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり;上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす、吸水性シートを提供する。
(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)。
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)。
本発明において、上記の一つ又は複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供され得ることが意図される。本発明のなお更なる実施形態及び利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。
本発明により、紙オムツ等の衛生物品において、従来の吸水性シートに比べて衛生物品としての戻り量(Re-Wet)や吸収速度(液取り込み速度)を改善することができる。
以下、本発明を最良の形態を示しながら説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」等)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語及び科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。
〔1〕用語の定義
〔1-1〕「吸水性樹脂」
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指し、以下の物性を満たすものをいう。即ち、「水膨潤性」として、ERT441.2-02で規定されるCRCが5g/g以上、かつ、「水不溶性」として、ERT470.2-02で規定されるExtが50質量%以下の物性を満たす高分子ゲル化剤を指す。
〔1-1〕「吸水性樹脂」
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指し、以下の物性を満たすものをいう。即ち、「水膨潤性」として、ERT441.2-02で規定されるCRCが5g/g以上、かつ、「水不溶性」として、ERT470.2-02で規定されるExtが50質量%以下の物性を満たす高分子ゲル化剤を指す。
上記吸水性樹脂は、その用途に応じて適宜、設計が可能であり、特に限定されないが、カルボキシル基を有する不飽和単量体を架橋重合させた親水性架橋重合体であることが好ましい。また、全量(100質量%)が重合体である形態に限定されず、上記物性(CRC、Ext)を満足する範囲内で、添加剤等を含んだ吸水性樹脂組成物であってもよい。
さらに、本発明における吸水性樹脂は、最終製品に限らず、吸水性樹脂の製造工程における中間体(例えば、重合後の含水ゲル状架橋重合体や乾燥後の乾燥重合体、表面架橋前の吸水性樹脂粉末等)を指す場合もあり、上記吸水性樹脂組成物と合わせて、これら全てを包括して「吸水性樹脂」と総称する。なお、吸水性樹脂の形態として、シート状、繊維状、フィルム状、粒子状、ゲル状等が挙げられるが、本発明では粒子状の吸水性樹脂が好ましい。
〔1-2〕「粒子状吸水剤」
本明細書において、吸水剤とは、吸水性樹脂を主成分として含む、水性液の吸収ゲル化剤を意味する。本明細書において粒子状吸水剤とは、粒子状(別称;粉末状)の吸水剤を意味し、一粒の粒子状吸水剤であっても、複数個の粒子状吸水剤の集合体であっても粒子状吸水剤と称する。「粒子状」とは、粒子の形態を有することを意味し、粒子とは、測定可能な大きさを持つ、固体又は液体の粒状小物体(JIS工業用語大辞典第4版、2002頁)をいう。なお、本明細書において、粒子状吸水剤を単に吸水剤と称する場合もある。
本明細書において、吸水剤とは、吸水性樹脂を主成分として含む、水性液の吸収ゲル化剤を意味する。本明細書において粒子状吸水剤とは、粒子状(別称;粉末状)の吸水剤を意味し、一粒の粒子状吸水剤であっても、複数個の粒子状吸水剤の集合体であっても粒子状吸水剤と称する。「粒子状」とは、粒子の形態を有することを意味し、粒子とは、測定可能な大きさを持つ、固体又は液体の粒状小物体(JIS工業用語大辞典第4版、2002頁)をいう。なお、本明細書において、粒子状吸水剤を単に吸水剤と称する場合もある。
なお、水性液とは水に限らず、尿、血液、汗、糞、廃液、湿気、蒸気、氷、水と有機溶媒及び/又は無機溶媒との混合物、雨水、地下水等であってもよく、水を含んでいれば特に制限されるものではない。好ましくは、尿、経血、汗、その他の体液を挙げることができる。
本発明に係る粒子状吸水剤は、水性液を吸収するための衛生材料として好適に使用されるものである。重合体としての吸水性樹脂は、粒子状吸水剤中に主成分として含有される。つまり、粒子状吸水剤中に好ましくは60~100質量%、70~100質量%、80~100質量%、90~100質量%含まれ、その他、非重合体として水及び/又は無機微粒子、多価金属カチオン等の添加剤を任意に含む。好適な含水率は0.2~30質量%である。すなわち、これらの成分が一体化された吸水性樹脂組成物も粒子状吸水剤の範疇である。
なお、吸水剤中の吸水性樹脂の上限値は100質量%、さらには99質量%、さらには97質量%、特に95質量%、90質量%程度であり、好ましくは吸水性樹脂以外に0~10質量%程度の成分、特に水や後述の添加剤(無機微粒子、多価金属カチオン)をさらに含む。
また粒子状吸水剤の主成分となる吸水性樹脂としては、ポリアクリル酸(塩)系樹脂、ポリスルホン酸(塩)系樹脂、無水マレイン酸(塩)系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエチレンオキシド系樹脂、ポリアスパラギン酸(塩)系樹脂、ポリグルタミン酸(塩)系樹脂、ポリアルギン酸(塩)系樹脂、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂が挙げられ、好ましくはポリアクリル酸(塩)系樹脂が使用される。
〔1-3〕「ポリアクリル酸(塩)」
本発明における「ポリアクリル酸(塩)」とは、ポリアクリル酸及び/又はその塩を指し、主成分として、アクリル酸及び/又はその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)を繰り返し単位として含み、任意成分としてグラフト成分を含む重合体を指す。ポリアクリル酸はポリアクリルアミドやポリアクリロニトリル等の加水分解で得てもよいが、好ましくはアクリル酸(塩)の重合で得られる。
本発明における「ポリアクリル酸(塩)」とは、ポリアクリル酸及び/又はその塩を指し、主成分として、アクリル酸及び/又はその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)を繰り返し単位として含み、任意成分としてグラフト成分を含む重合体を指す。ポリアクリル酸はポリアクリルアミドやポリアクリロニトリル等の加水分解で得てもよいが、好ましくはアクリル酸(塩)の重合で得られる。
なお、上記「主成分」とは、アクリル酸(塩)の使用量(含有量)が、重合に用いられる単量体(内部架橋剤を除く)全体に対して、通常50~100モル%、好ましくは70~100モル%、より好ましくは90~100モル%、さらに好ましくは実質100モル%であることをいう。
〔1-4〕「EDANA」及び「ERT」
「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)の吸水性樹脂の測定法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。本発明では、特に断りのない限り、ERT原本(2002年改定/公知文献)に準拠して、吸水性樹脂の物性を測定する。
「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)の吸水性樹脂の測定法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。本発明では、特に断りのない限り、ERT原本(2002年改定/公知文献)に準拠して、吸水性樹脂の物性を測定する。
〔1-4-1〕「CRC」(ERT441.2-02)
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離機保持容量)の略称であり、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率(「吸水倍率」と称する場合もある)を意味する。具体的には、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂0.2gを不織布製の袋に入れた後、大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液中に30分間浸漬して自由膨潤させ、その後、遠心分離機(250G)で水切りした後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離機保持容量)の略称であり、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率(「吸水倍率」と称する場合もある)を意味する。具体的には、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂0.2gを不織布製の袋に入れた後、大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液中に30分間浸漬して自由膨潤させ、その後、遠心分離機(250G)で水切りした後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。
なお、含水ゲル状架橋重合体のCRC(以下、「ゲルCRC」と称する)は、試料を0.4g、自由膨潤時間を24時間にそれぞれ変更して測定を行った。また、測定における数値の計算において、吸水性樹脂の質量としては、含水ゲル状架橋重合体の樹脂固形分の質量を用いる。また、含水ゲル状架橋重合体の1辺の大きさが5mm以上の場合は、はさみ等でカットし、1mm以下のサイズとしてから測定を行う。
〔1-4-2〕「AAP」(ERT442.2-02)
「AAP」は、Absorption Against Pressureの略称であり、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂0.9gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に対して、1時間、2.06kPa(21g/cm2、0.3psi)荷重下で膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。なお、荷重条件を4.83kPa(49g/cm2、0.7psi)に変更して測定する場合もある。
「AAP」は、Absorption Against Pressureの略称であり、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂0.9gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に対して、1時間、2.06kPa(21g/cm2、0.3psi)荷重下で膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。なお、荷重条件を4.83kPa(49g/cm2、0.7psi)に変更して測定する場合もある。
また、ERT442.2-02には、Absorption Under Pressure(AUP)と表記されているが、実質的に同一内容である。
〔1-4-3〕「PSD」(ERT420.2-02)
「PSD」は、Particle Size Distributionの略称であり、篩分級により測定される、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の粒度分布を意味する。
「PSD」は、Particle Size Distributionの略称であり、篩分級により測定される、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の粒度分布を意味する。
なお、質量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、米国特許第7638570号に記載された「(3)Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」と同様の方法で測定する。
〔1-4-4〕「Moisture Content」(ERT430.2-02)
「Moisture Content」は、吸水性樹脂の含水率を意味する。具体的には、吸水性樹脂4.0gを105℃で3時間乾燥した際の乾燥減量から算出した値(単位;質量%)のことをいう。なお、吸水性樹脂を1.0g、乾燥温度を180℃にそれぞれ変更して測定する場合もある。
「Moisture Content」は、吸水性樹脂の含水率を意味する。具体的には、吸水性樹脂4.0gを105℃で3時間乾燥した際の乾燥減量から算出した値(単位;質量%)のことをいう。なお、吸水性樹脂を1.0g、乾燥温度を180℃にそれぞれ変更して測定する場合もある。
〔1-4-5〕「Ext」(ERT470.2-02)
「Ext」は、Extractablesの略称であり、吸水性樹脂の水可溶分(水可溶成分量)を意味する。具体的には、吸水性樹脂1.0gを0.9質量%塩化ナトリウム水溶液200mlに添加し、500rpmで16時間攪拌した後の溶解ポリマー量(単位;質量%)のことをいう。溶解ポリマー量の測定は、pH滴定を用いて行う。
「Ext」は、Extractablesの略称であり、吸水性樹脂の水可溶分(水可溶成分量)を意味する。具体的には、吸水性樹脂1.0gを0.9質量%塩化ナトリウム水溶液200mlに添加し、500rpmで16時間攪拌した後の溶解ポリマー量(単位;質量%)のことをいう。溶解ポリマー量の測定は、pH滴定を用いて行う。
〔1-5〕「浸漬保持容量5分値」(DRC5min/Dunk Retention Capacity 5minutes)
「DRC5min」は、5分間での無加圧下での吸水倍率を意味する。具体的には、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂1.0gを、上記AAPの測定と同様に、図1に示す底面にメッシュを有する円筒形のセルに均一に散布し、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に5分間接触させて自由膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
「DRC5min」は、5分間での無加圧下での吸水倍率を意味する。具体的には、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂1.0gを、上記AAPの測定と同様に、図1に示す底面にメッシュを有する円筒形のセルに均一に散布し、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に5分間接触させて自由膨潤させた後の吸水倍率(単位;g/g)のことをいう。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
〔1-5-1〕「DRC一般指数」
「DRC一般指数(General Index of DRC)」は、下記式(1)によって定義される。
「DRC一般指数(General Index of DRC)」は、下記式(1)によって定義される。
DRC一般指数=(K-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(1)
ここで、Kは、任意の定数(例えば、49)である。Kの値は、種々の粒子状吸水剤を製造し、DRC5分値及びD50を測定し、好ましい粒子状吸水剤が得られたか否かを判定することにより、適切な値として決定できる。DRC一般指数は、吸水性シートに好ましい物性を有する粒子状吸水剤を判定する指標(単位;無次元又はg/g/mm)として有用である。
ここで、Kは、任意の定数(例えば、49)である。Kの値は、種々の粒子状吸水剤を製造し、DRC5分値及びD50を測定し、好ましい粒子状吸水剤が得られたか否かを判定することにより、適切な値として決定できる。DRC一般指数は、吸水性シートに好ましい物性を有する粒子状吸水剤を判定する指標(単位;無次元又はg/g/mm)として有用である。
〔1-5-2〕「DRC指数」
「DRC指数(Index of DRC)」は、下記式(2)によって定義される。
「DRC指数(Index of DRC)」は、下記式(2)によって定義される。
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(2)
DRC一般指数のKの値が49である場合に相当する。DRC指数は、DRC一般指数と同様に、吸水性シートに好ましい物性を有する粒子状吸水剤を判定する指標(単位;無次元又はg/g/mm)として有用である。
DRC一般指数のKの値が49である場合に相当する。DRC指数は、DRC一般指数と同様に、吸水性シートに好ましい物性を有する粒子状吸水剤を判定する指標(単位;無次元又はg/g/mm)として有用である。
〔1-6〕「通液性」
本発明における粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の「通液性」とは、荷重下又は無荷重下での膨潤ゲルの粒子間を通過する液の流れ性のことをいい、代表的な測定方法として、SFC(Saline Flow Conductivity/食塩水流れ誘導性)、又はGBP(Gel Bed Permeablity)がある。
本発明における粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の「通液性」とは、荷重下又は無荷重下での膨潤ゲルの粒子間を通過する液の流れ性のことをいい、代表的な測定方法として、SFC(Saline Flow Conductivity/食塩水流れ誘導性)、又はGBP(Gel Bed Permeablity)がある。
「SFC」は、2.07kPa荷重下での粒子状吸水剤又は吸水性樹脂に対する0.69質量%塩化ナトリウム水溶液の通液性をいい、特許文献15(米国特許第5669894号)に開示されるSFC試験方法に準拠して測定される。
GBPは、荷重下膨潤GBP(特許文献10)又は自由膨潤GBP(特許文献9)があり、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液での荷重0.3psiでの通液性が評価される。
〔1-7〕「不定形破砕状」
不定形破砕状とは、重合中又は重合後の架橋重合体の含水ゲル又はその乾燥物(好ましくは乾燥物)を粉砕することによって得られる粉砕物を示し、形状が一定でない破砕状の粒子である。好ましくは水溶液重合における粉砕物である。一方、粉砕工程を経ない場合、代表的には逆相懸濁重合や重合モノマーを噴霧し重合するような液滴重合等によって得られる球状の粒子又は球状粒子の造粒物は、不定形破砕状ではない。
不定形破砕状とは、重合中又は重合後の架橋重合体の含水ゲル又はその乾燥物(好ましくは乾燥物)を粉砕することによって得られる粉砕物を示し、形状が一定でない破砕状の粒子である。好ましくは水溶液重合における粉砕物である。一方、粉砕工程を経ない場合、代表的には逆相懸濁重合や重合モノマーを噴霧し重合するような液滴重合等によって得られる球状の粒子又は球状粒子の造粒物は、不定形破砕状ではない。
〔1-8〕「吸湿流動性」
本発明における「吸湿流動性」とは、粒子状吸水剤を気温25℃及び相対湿度90%RHの条件下に1時間放置した際のブロッキング、ケーキング、又は粉体としての流動性について評価したものであり、「吸湿流動性(B.R./Blocking Ratio)」(吸湿ブロッキング率ともいう)で判断する。吸湿流動性の算出法は、実施例の項に詳述される。簡略に述べると、粒子状吸水剤を篩の上に乗せ、分級を行い、篩上に残存した粒子状吸水剤の質量(W1(g))及び篩を通過した粒子状吸水剤の質量(W2(g))を測定し、下記式(3)にしたがって、吸湿流動性を算出する。
本発明における「吸湿流動性」とは、粒子状吸水剤を気温25℃及び相対湿度90%RHの条件下に1時間放置した際のブロッキング、ケーキング、又は粉体としての流動性について評価したものであり、「吸湿流動性(B.R./Blocking Ratio)」(吸湿ブロッキング率ともいう)で判断する。吸湿流動性の算出法は、実施例の項に詳述される。簡略に述べると、粒子状吸水剤を篩の上に乗せ、分級を行い、篩上に残存した粒子状吸水剤の質量(W1(g))及び篩を通過した粒子状吸水剤の質量(W2(g))を測定し、下記式(3)にしたがって、吸湿流動性を算出する。
吸湿流動性(B.R.)(質量%)={W1/(W1+W2)}×100 ・・・ 式(3)
測定方法の詳細は、実施例の項に記述する。
測定方法の詳細は、実施例の項に記述する。
〔1-9〕「吸湿流動性改善剤」
本発明における「吸湿流動性改善剤」とは、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂に添加することにより、吸湿流動性改善剤の添加前よりも吸湿流動性を、向上させる化合物又は組成物である(B.R.は吸湿流動性を評価する方法であり、B.R.の値が小さい程、吸湿流動性に優れることを意味する)。例えば、これに限定されることを望まないが、二酸化ケイ素、ハイドロタルサイト、リン酸塩及びアルミニウム塩が挙げられる。
本発明における「吸湿流動性改善剤」とは、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂に添加することにより、吸湿流動性改善剤の添加前よりも吸湿流動性を、向上させる化合物又は組成物である(B.R.は吸湿流動性を評価する方法であり、B.R.の値が小さい程、吸湿流動性に優れることを意味する)。例えば、これに限定されることを望まないが、二酸化ケイ素、ハイドロタルサイト、リン酸塩及びアルミニウム塩が挙げられる。
〔1-10〕「劣化可溶分」
本発明における「劣化可溶分」とは、ERT470.2-02で規定される水可溶分(Ext)測定方法で、0.90質量%塩化ナトリウム水溶液を、0.90質量%塩化ナトリウム水溶液にL-アスコルビン酸を混合した水溶液(劣化試験液)に変更し、60℃、2時間静置した後に1時間攪拌したときの水可溶分をいう。
本発明における「劣化可溶分」とは、ERT470.2-02で規定される水可溶分(Ext)測定方法で、0.90質量%塩化ナトリウム水溶液を、0.90質量%塩化ナトリウム水溶液にL-アスコルビン酸を混合した水溶液(劣化試験液)に変更し、60℃、2時間静置した後に1時間攪拌したときの水可溶分をいう。
〔1-11〕「ゲル粉砕エネルギー」(GGE)
本発明における「ゲル粉砕エネルギー」とは、含水ゲル状架橋重合体をゲル粉砕する際、ゲル粉砕装置が必要とする単位質量(含水ゲル状架橋重合体の単位質量)当たりの機械的エネルギーをいい、ジャケットを加熱冷却するエネルギーや投入する水・スチームのエネルギーは含まれない。なお、「ゲル粉砕エネルギー」は、英語表記の「Gel Grinding Energy」から「GGE」と略称する。GGEは、ゲル粉砕装置が三相交流電力で駆動する場合、下記式(4)によって算出される。
本発明における「ゲル粉砕エネルギー」とは、含水ゲル状架橋重合体をゲル粉砕する際、ゲル粉砕装置が必要とする単位質量(含水ゲル状架橋重合体の単位質量)当たりの機械的エネルギーをいい、ジャケットを加熱冷却するエネルギーや投入する水・スチームのエネルギーは含まれない。なお、「ゲル粉砕エネルギー」は、英語表記の「Gel Grinding Energy」から「GGE」と略称する。GGEは、ゲル粉砕装置が三相交流電力で駆動する場合、下記式(4)によって算出される。
GGE(J/g)={√3×電圧×電流×力率×モーター効率}/{1秒間にゲル粉砕機に投入される含水ゲル状架橋重合体の質量} ・・・ 式(4)
上記、「力率」及び「モーター効率」は、ゲル粉砕装置の稼動条件等によって変化する装置固有の値であり、0~1までの値をとる。これらの値は、装置メーカー等への問い合わせ等で知ることができる。又、ゲル粉砕装置が単相交流電力で駆動する場合、GGEは、上記式中の「√3」を「1」に変更して算出することができる。なお、電圧の単位は「V」、電流の単位は「A」、含水ゲル状架橋重合体の質量の単位は「g/s」である。GGEは、特許文献1(国際公開第2011/126079号)に記載の方法により測定される。
上記、「力率」及び「モーター効率」は、ゲル粉砕装置の稼動条件等によって変化する装置固有の値であり、0~1までの値をとる。これらの値は、装置メーカー等への問い合わせ等で知ることができる。又、ゲル粉砕装置が単相交流電力で駆動する場合、GGEは、上記式中の「√3」を「1」に変更して算出することができる。なお、電圧の単位は「V」、電流の単位は「A」、含水ゲル状架橋重合体の質量の単位は「g/s」である。GGEは、特許文献1(国際公開第2011/126079号)に記載の方法により測定される。
又、本発明においては、含水ゲル状架橋重合体に対して加えられる機械的エネルギーが重要であるため、ゲル粉砕装置が空運転時の電流値を差し引いて、上記ゲル粉砕エネルギーを計算することが好ましい。特に複数の装置でゲル粉砕を行う場合、空運転時の電流値の合計が大きくなるため、空運転時の電流値を差し引いて計算する方法が好適である。この場合のゲル粉砕エネルギーは下記式(5)によって算出される。なお、上記GGEと区別するため、GGE(2)と表記する。
GGE(2)(J/g)={√3×電圧×(ゲル粉砕時の電流-空運転時の電流)×力率×モーター効率}/{1秒間にゲル粉砕機に投入される含水ゲル状架橋重合体の質量} ・・・ 式(5)
上記GGE(2)における「力率」及び「モーター効率」は、ゲル粉砕時での値を採用する。なお、空運転時の力率及びモーター効率の値は、空運転時の電流値が小さいこともあり、近似的に上記式(2)のように定義する。上記式(4)及び式(5)における「1秒間にゲル粉砕機に投入される含水ゲル状架橋重合体の質量」とは、例えば、含水ゲル状架橋重合体が連続的に定量フィーダーで供給される場合、その供給量が(t/hr)であれば、(g/s)に換算した値をいう。
上記GGE(2)における「力率」及び「モーター効率」は、ゲル粉砕時での値を採用する。なお、空運転時の力率及びモーター効率の値は、空運転時の電流値が小さいこともあり、近似的に上記式(2)のように定義する。上記式(4)及び式(5)における「1秒間にゲル粉砕機に投入される含水ゲル状架橋重合体の質量」とは、例えば、含水ゲル状架橋重合体が連続的に定量フィーダーで供給される場合、その供給量が(t/hr)であれば、(g/s)に換算した値をいう。
〔1-12〕「循環粉砕比」
本発明において、「循環粉砕比」は下記式(6)で定義される。
本発明において、「循環粉砕比」は下記式(6)で定義される。
循環粉砕比(%)=(粉砕工程への粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の総供給量)/(乾燥工程での粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の総排出量) ・・・ 式(6)
ただし、(粉砕工程への粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の総供給量)は、(乾燥工程での粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の総排出量)と(同一又は別の粉砕工程に再度供給される分級重合体の量)との和で表し、同一又は別の粉砕機での粉砕量で規定され、連続粉砕では平衡時の粉砕量(単位:kg/hr)で規定される。ここで、小スケールでは本発明の効果が小さい場合もあり、本発明での循環粉砕比の規定は、上述した巨大スケール(1t/hr)以上の範囲で好適に適用されうる。循環粉砕比は国際公開第2011/034146号に記載の方法を基に測定される。
ただし、(粉砕工程への粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の総供給量)は、(乾燥工程での粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の総排出量)と(同一又は別の粉砕工程に再度供給される分級重合体の量)との和で表し、同一又は別の粉砕機での粉砕量で規定され、連続粉砕では平衡時の粉砕量(単位:kg/hr)で規定される。ここで、小スケールでは本発明の効果が小さい場合もあり、本発明での循環粉砕比の規定は、上述した巨大スケール(1t/hr)以上の範囲で好適に適用されうる。循環粉砕比は国際公開第2011/034146号に記載の方法を基に測定される。
〔1-13〕「GCA」(Gel Capillary Absorption)
GCAとはガラスフィルターの上面とマリオット管の下部のメニスカスとの間に高さ10cmの差をつけた状態での10分間の液吸収能力を評価するものである。GCAは特許文献4(国際公開第2015/129917号)に記載の方法により測定される。
GCAとはガラスフィルターの上面とマリオット管の下部のメニスカスとの間に高さ10cmの差をつけた状態での10分間の液吸収能力を評価するものである。GCAは特許文献4(国際公開第2015/129917号)に記載の方法により測定される。
〔1-14〕「表面張力」
表面張力とは、固体や液体の表面積を増加させるのに必要な仕事(自由エネルギー)を単位面積当たりで表したものである。本願でいう表面張力は、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂を0.90質量%塩化ナトリウム水溶液中に分散させた際の、水溶液の表面張力をいう。実施例の項に記載の測定方法によって、測定される。
表面張力とは、固体や液体の表面積を増加させるのに必要な仕事(自由エネルギー)を単位面積当たりで表したものである。本願でいう表面張力は、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂を0.90質量%塩化ナトリウム水溶液中に分散させた際の、水溶液の表面張力をいう。実施例の項に記載の測定方法によって、測定される。
〔1-15〕「内部気泡率」
本発明における「真密度」とは、十分に乾燥(含水率が好ましくは1質量%未満、より好ましくは0.5質量%未満、特に好ましくは0.1質量%未満)されたポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂について、化学組成(高分子の繰り返し単位や、架橋剤等の微量原料、任意に使用されるグラフト成分等)によって一義的に決定される密度(単位;g/cm3)を意味する。従って、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂は、その中和率や塩の種類(例えば、中和率75モル%のポリアクリル酸ナトリウム等)、微量原料によって若干の差は見られるが、ほぼ一定の値を示す。
本発明における「真密度」とは、十分に乾燥(含水率が好ましくは1質量%未満、より好ましくは0.5質量%未満、特に好ましくは0.1質量%未満)されたポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂について、化学組成(高分子の繰り返し単位や、架橋剤等の微量原料、任意に使用されるグラフト成分等)によって一義的に決定される密度(単位;g/cm3)を意味する。従って、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂は、その中和率や塩の種類(例えば、中和率75モル%のポリアクリル酸ナトリウム等)、微量原料によって若干の差は見られるが、ほぼ一定の値を示す。
一方、本発明における「見かけ密度」とは、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂の粒子内部に存在する空隙(内部気泡と称する)を考慮した密度(単位;g/cm3)を意味する。例えば、発泡重合により得られた吸水性樹脂や造粒工程を経た吸水性樹脂はその内部に外部と繋がっていない空間(内部気泡)が存在する。このため、吸水性樹脂の密度を乾式密度測定により測定した場合、内部気泡には導入気体が到達できないため、測定された密度は内部気泡を含んだ体積から求めた見かけ密度となる。
本発明において内部気泡率は下記式(7)に基づいて求められる。
内部気泡率(%)={(真密度(g/cm3))-(見かけ密度(g/cm3))}/(真密度(g/cm3))×100 ・・・ 式(7)
〔1-16〕「かさ比重」
かさ比重とは、一定容積の容器に粉体を充填し、その内容積を体積としたときの比重をいう。かさ比重は実施例の項に記載の測定方法により測定される。
〔1-16〕「かさ比重」
かさ比重とは、一定容積の容器に粉体を充填し、その内容積を体積としたときの比重をいう。かさ比重は実施例の項に記載の測定方法により測定される。
〔1-17〕「吸水性シート」
本発明における「吸水性シート」とは、長尺の2枚以上の基材間に吸水性樹脂が担持され、吸水能(特にCRCで5g/g以上)を有するシート状物のことである。好ましくは接着剤(さら好ましくはホットメルト接着剤)が、2枚の基材同士や基材と吸水性樹脂との固定化に使用される。また、吸水性樹脂や接着剤以外の任意の他の成分(繊維成分、抗菌剤、消臭剤等)が、基材間に担持されていてもよい。吸水シートは使用目的にあったサイズ(例;紙オムツのサイズ)で一枚一枚を製造してもよいが、吸水シートの一般的な形状は長尺状の連続シートであり、ロール状に巻いたもの又は折り畳んだものが流通している。使用方法としては長方形等に裁断して、紙オムツ等の衛生材料の吸収体として使用される。
本発明における「吸水性シート」とは、長尺の2枚以上の基材間に吸水性樹脂が担持され、吸水能(特にCRCで5g/g以上)を有するシート状物のことである。好ましくは接着剤(さら好ましくはホットメルト接着剤)が、2枚の基材同士や基材と吸水性樹脂との固定化に使用される。また、吸水性樹脂や接着剤以外の任意の他の成分(繊維成分、抗菌剤、消臭剤等)が、基材間に担持されていてもよい。吸水シートは使用目的にあったサイズ(例;紙オムツのサイズ)で一枚一枚を製造してもよいが、吸水シートの一般的な形状は長尺状の連続シートであり、ロール状に巻いたもの又は折り畳んだものが流通している。使用方法としては長方形等に裁断して、紙オムツ等の衛生材料の吸収体として使用される。
ところで、本明細書で説明するように、吸水性シートは配向性を有する場合がある。例えば、吸水性シートの一方の面側と他方の面側で、互いに異なる粒子状吸水剤を用いる場合がある。このため、長尺状の吸水性シートは、特定の面を識別できるようになっている場合がある。識別方法の一例としては、少なくとも一方の面(例えば、使用時に液体がより早く接触する面)に印を付けることが挙げられる。
なお、従来の高濃度吸水性樹脂の紙オムツ(例えば、パルプなしで吸水性樹脂のみ)は、紙オムツ一枚ごとに、個々に型取りした吸収体を加工して吸水性樹脂を担持させるため、かかる吸収層は本発明でいう吸水性シート(特に、裁断され使用される、長尺の吸水性シート)には該当しない。
〔1-18〕その他
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、特に注釈のない限り、質量の単位である「t(トン)」は「Metric ton(メトリック トン)」を意味し、「ppm」は「質量ppm」を意味する。また、「~酸(塩)」は「~酸及び/又はその塩」、「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」をそれぞれ意味する。
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、特に注釈のない限り、質量の単位である「t(トン)」は「Metric ton(メトリック トン)」を意味し、「ppm」は「質量ppm」を意味する。また、「~酸(塩)」は「~酸及び/又はその塩」、「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」をそれぞれ意味する。
また、「リットル」を「l」又は「L」、「質量%」を「wt%」と便宜上記すことがある。さらに、微量成分の測定を行う場合において、検出限界以下をN.D(Non Detected)と表記する。
〔2〕粒子状吸水剤の物性
本発明の一態様は、第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え;上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり;上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす、吸水性シートを提供する。
本発明の一態様は、第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え;上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり;上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす、吸水性シートを提供する。
(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)。
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)。
この〔2〕節では、上述の粒子状吸水剤が満たす好ましい物性値について、上記(1)~(3)の物性も含めて説明する。
なお、本節で説明する粒子状吸水剤のことを、便宜的に「本発明の吸水剤」と称する場合がある。
〔2-1〕DRC指数
優れた物性を有する粒子状吸水剤の製造方法の一例として、未公開の特許文献40(特願2016-194921号)があり、ゲル粉砕における粉砕エネルギーを大きくすることによって得られることが見出された。すなわち、大きい粉砕エネルギーを使用した本願製造例1,2,6,7の粒子状吸水剤は、小さい粉砕エネルギーを使用した本願の比較製造例1よりも、高いDRC5分値を示している。また、ゲル粉砕において大きな粉砕エネルギーを使用した場合であっても、質量平均粒子径(D50)が大きくなると、DRC5分値が小さくなることが見出された(参照;後述の本願表1,2の粒子状吸水剤(2)と(3)の対比、吸水剤(6)と(8)と(10)の対比、および吸水剤(7)と(9)の対比)。D50とDRC5分値との間には線形性が認められる。この傾向は、粒度フラクション別のDRC5分値を測定した本願の表2でも認められる。
優れた物性を有する粒子状吸水剤の製造方法の一例として、未公開の特許文献40(特願2016-194921号)があり、ゲル粉砕における粉砕エネルギーを大きくすることによって得られることが見出された。すなわち、大きい粉砕エネルギーを使用した本願製造例1,2,6,7の粒子状吸水剤は、小さい粉砕エネルギーを使用した本願の比較製造例1よりも、高いDRC5分値を示している。また、ゲル粉砕において大きな粉砕エネルギーを使用した場合であっても、質量平均粒子径(D50)が大きくなると、DRC5分値が小さくなることが見出された(参照;後述の本願表1,2の粒子状吸水剤(2)と(3)の対比、吸水剤(6)と(8)と(10)の対比、および吸水剤(7)と(9)の対比)。D50とDRC5分値との間には線形性が認められる。この傾向は、粒度フラクション別のDRC5分値を測定した本願の表2でも認められる。
本発明者らは、吸水性シートに好ましい物性を有する粒子状吸水剤を判定する指標として上記式(a)で示されるDRC指数を見出した。このDRC指数により、優れた物性を有する粒子状吸水剤を容易に判定することができる。
吸水性シートにおいて、DRC指数が特定の値以下であるとの要件の技術的意味はおそらく以下のように考えられる。本発明は、高吸水倍率と高吸水速度とを両立した粒子状吸水剤を吸水性シートに適用することも意図している。上記式(a)の分子は、(49-DRC5分値)であり、DRC5分値が大きいほど、DRC指数が小さな値となる。「DRC5分値」は、5分間での無加圧下での吸水倍率(単位;g/g)を意味しており、DRC5分値が大きいことは、高吸水速度であることを反映しているといえる。DRC一般指数における定数Kが49以外の数値であっても同様である。
一方、上記式(a)の分母は、(D50/1000)である。D50は、粒子状吸水剤の質量平均粒子径(篩分級で規定)であって単位は通常μmである。したがって、式(a)の分母である(D50/1000)は、単位mmで表記した質量平均粒子径と同義語である。例えば、粒子状吸水剤の「質量平均粒子径400μm」は、「質量平均粒子径0.400mm」に相当する。上記のように、D50が大きくなると、DRC5分値が小さくなることが見出された。これは、粒子径のみが異なる粒子の集団である場合、同じ質量であれば、粒子径の小さな集団の方が、単位質量当たりの合計の比表面積が大きくなり、迅速に吸水するためである点が考えられる。例えば、粒子状吸水剤を真球状であると仮定すると、当該粒子状吸水剤のD50や粒子径(r)を元の半分の値にすると、粒子状吸水剤の比表面積(4πr2)は4倍となる計算になる。DRC指数において、D50(μm)/1000(=質量平均粒径(単位mm))によって5分吸収値であるDRC(g/g)を除することによって、この影響を相殺していることが考えられる。また、粒径の大きな粒子は、粒子間での液の拡散効果があるため、吸水速度に加えて考慮する必要がある。このような粒子径による種々の影響を総合すると、遠心分離機保持容量(CRC)が30~50g/gであり、質量平均粒子径(D50)が200~600μmである場合には、D50で除して正規化(normalization)すると、吸水性シートに適した粒子状吸水剤の物性を反映するようになると考えられる。なお、さらに好ましいCRCやD50は後述の〔2-2〕,〔2-3〕の範囲である。なお、DRC指数は無次元の指数であるが、あえて単位をつけると、平均粒径(mm)当たりの5分吸収値をもとに計算されるため、その単位はg/g/mmとなる。
1つの好ましい実施形態では、式(a)で算出されるDRC指数は、必須に43以下、さらには低いほど好ましく、42以下、41以下、40以下、39以下、38以下、37以下、36以下、35以下、34以下、33以下、32以下、31以下、30以下、29以下、28以下、27以下、26以下、25以下、24以下、23以下、22以下、21以下、20以下、19以下、18以下、17以下、16以下、15以下、14以下、13以下、12以下、11以下、10以下、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下、4以下、3以下、2以下、1以下、0以下、-10以下、-20以下、又は-40以下の順に好ましい。Kが49以外のときも同様に数値を算出することができる。下限値は低いほど好ましいが、他の物性とのバランスから下限値は-80(マイナス80)程度、さらには-60(マイナス60)程度である。そして、DRC指数の上限値及び下限値の好ましい範囲は、上記範囲で適宜選択することができるものの、-80~43、-60~40、-20~37、-10~34、0~31の順である。
DRC5min(g/g)及びDRC指数等で規定された粒子状吸水剤は吸水性シートに好適であって、実使用時の吸収物品(吸水性シートを用いた紙オムツ等の衛生物品)の戻り量を低減し、吸水速度(液取り込み速度)を向上する。DRC5minは5分間という短時間での吸収性能を評価しており、吸水性シートとしての吸水速度を適切に評価するための手法であり、従来公知の1時間での飽和状態での吸収性能を評価する加圧下吸水倍率(AAP)や、米国特許第7108916号に記載のFHAでは適切に評価できない特性を評価するものである。
また、特許文献4(国際公開第2015/129917号)に記載のGCAはガラスフィルターの上面とマリオット管の下部のメニスカスとの間に高さ10cmの差をつけた状態での10分間の「加圧下」での液吸収能力を評価するものである。これに対しDRC5minは、5分間というさらに短い時間での「無加圧下」での吸収性能を評価するパラメーターである。つまり、GCAとDRC5minは測定条件が異なるため、相互に評価を類推することができないパラメーターである。またDRC5minは、紙オムツにおいてパルプからの尿の吸い取り能力、ひいては肌かぶれや尿漏れの抑制をより適切に評価するものである。
〔2-2〕遠心分離機保持容量(CRC)
本発明の粒子状吸水剤は、遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/gである。なお、CRCの下限値として好ましくは31g/g、以下順に32g/g、33g/g、34g/g、35g/gが好ましく、36g/gが最も好ましい。一方、CRCの上限値として好ましくは49g/g、以下順に48g/g、47g/g、46g/g、45g/g、44g/g、43g/g、42g/g、41g/g、40g/g、39g/gが好ましく、38g/gが最も好ましい。なお、上記上下限値の組み合わせは適宜選択することができ、例えば、30g/g~38g/g、36g/g~50g/g、32g/g~42g/g等が選択される。
本発明の粒子状吸水剤は、遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/gである。なお、CRCの下限値として好ましくは31g/g、以下順に32g/g、33g/g、34g/g、35g/gが好ましく、36g/gが最も好ましい。一方、CRCの上限値として好ましくは49g/g、以下順に48g/g、47g/g、46g/g、45g/g、44g/g、43g/g、42g/g、41g/g、40g/g、39g/gが好ましく、38g/gが最も好ましい。なお、上記上下限値の組み合わせは適宜選択することができ、例えば、30g/g~38g/g、36g/g~50g/g、32g/g~42g/g等が選択される。
上記CRCが30g/g未満の場合、吸収量が少ないため、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、上記CRCが50g/gを超える場合、尿や血液等の体液等を吸収する速度が低下するため、高吸水速度タイプの紙オムツ等への使用に適さない。なお、CRCは、内部架橋剤や表面架橋剤等で制御することができる。
〔2-3〕粒度(粒度分布、質量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))
本発明の粒子状吸水剤は、質量平均粒子径(D50)が200μm~600μmである。なお、より好ましい範囲として、好ましくは200μm~550μm、より好ましくは250μm~500μm、さらに好ましくは350μm~450μmである。また、粒子径150μm未満の粒子の割合が、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下であり、粒子径850μm以上の粒子の割合が、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。なお、これらの粒子の割合の下限値は、何れの場合も少ないほど好ましく、0質量%が望まれるが、0.1質量%程度でもよい。さらに、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が、好ましくは0.20~0.50、より好ましくは0.25~0.40、さらに好ましくは0.27~0.35である。なお、これらの粒度は、米国特許第7638570号やEDANA ERT420.2-02に開示されている測定方法に準じて、標準篩を用いて測定される。
本発明の粒子状吸水剤は、質量平均粒子径(D50)が200μm~600μmである。なお、より好ましい範囲として、好ましくは200μm~550μm、より好ましくは250μm~500μm、さらに好ましくは350μm~450μmである。また、粒子径150μm未満の粒子の割合が、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下であり、粒子径850μm以上の粒子の割合が、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。なお、これらの粒子の割合の下限値は、何れの場合も少ないほど好ましく、0質量%が望まれるが、0.1質量%程度でもよい。さらに、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が、好ましくは0.20~0.50、より好ましくは0.25~0.40、さらに好ましくは0.27~0.35である。なお、これらの粒度は、米国特許第7638570号やEDANA ERT420.2-02に開示されている測定方法に準じて、標準篩を用いて測定される。
〔2-4〕表面張力
本発明の粒子状吸水剤は、表面張力が好ましくは65mN/m以上であり、以下順に66mN/m以上、67mN/m以上、69mN/m以上、70mN/m以上、71mN/m以上が好ましく、最も好ましくは72mN/m以上である。粒子状吸水剤の吸水性シートへの適用では従来の紙オムツよりも表面張力の影響が表れやすく、表面張力が上記の条件を満たすことにより、紙オムツでの戻り量が低減させることができる。
本発明の粒子状吸水剤は、表面張力が好ましくは65mN/m以上であり、以下順に66mN/m以上、67mN/m以上、69mN/m以上、70mN/m以上、71mN/m以上が好ましく、最も好ましくは72mN/m以上である。粒子状吸水剤の吸水性シートへの適用では従来の紙オムツよりも表面張力の影響が表れやすく、表面張力が上記の条件を満たすことにより、紙オムツでの戻り量が低減させることができる。
〔2-5〕粒子形状
本発明の粒子状吸水剤は、粒子形状が不定形破砕状であることが好ましい。逆相懸濁重合や気相重合で得られた球状粒子に比べて不定形破砕状では比表面積が大きいため、粒子状吸水剤の吸水速度が大きくなり、かつ、球状粒子に比べて基材へ固定も容易にすることができるからである。
本発明の粒子状吸水剤は、粒子形状が不定形破砕状であることが好ましい。逆相懸濁重合や気相重合で得られた球状粒子に比べて不定形破砕状では比表面積が大きいため、粒子状吸水剤の吸水速度が大きくなり、かつ、球状粒子に比べて基材へ固定も容易にすることができるからである。
〔2-6〕初期YI値
本発明の粒子状吸水剤は、YI値が好ましくは0~17であり、以下順に0~16、0~15が好ましく、最も好ましくは0~14である。
本発明の粒子状吸水剤は、YI値が好ましくは0~17であり、以下順に0~16、0~15が好ましく、最も好ましくは0~14である。
本発明に係る吸水性シートにおいては、粒子状吸水剤の色調が吸水性シート全体の色調に反映されやすく、上記のYI値を満たす粒子状吸水剤とすることで、衛生材料中で複合化された際に、着色による異物感を与えない紙オムツを製造することができる。色調の測定は、国際公開第2009/005114号に記載される方法(Lab値、YI値、WB値等)を適用することができる。
〔2-7〕着色試験後のYI値
本発明の粒子状吸水剤は、着色促進試験後(70℃、65RH%の雰囲気下で、1週間保持)のYI値が好ましくは0~35であり、以下順に0~30、0~25が好ましく、最も好ましくは0~22である。
本発明の粒子状吸水剤は、着色促進試験後(70℃、65RH%の雰囲気下で、1週間保持)のYI値が好ましくは0~35であり、以下順に0~30、0~25が好ましく、最も好ましくは0~22である。
上記の着色試験後のYI値を満たす粒子状吸水剤とすることで、吸水性シート製造後の在庫や流通、さらには消費者での購買後の保管後であっても、粒子状吸水剤の着色による異物感を与えないことができる。
〔2-8〕吸湿流動性(B.R.)
本発明の粒子状吸水剤は、吸湿流動性(B.R.)が好ましくは50質量%以下であり、以下順に30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下が好ましく、最も好ましくは0質量%である。上記の吸湿流動性(B.R.)を満たす粒子状吸水剤とすることで、装置設備への付着を少なくすることができる。上記吸湿流動性(B.R.)が50質量%を超える場合、多湿の環境下において、粒子状吸水剤の取り扱い性が悪く、衛生材料向けの薄型吸収体の製造時等、製造プラントの移送配管内での凝集及び詰まりの発生や、親水性繊維と均一に混合できないという問題が生じるおそれがある。
本発明の粒子状吸水剤は、吸湿流動性(B.R.)が好ましくは50質量%以下であり、以下順に30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下が好ましく、最も好ましくは0質量%である。上記の吸湿流動性(B.R.)を満たす粒子状吸水剤とすることで、装置設備への付着を少なくすることができる。上記吸湿流動性(B.R.)が50質量%を超える場合、多湿の環境下において、粒子状吸水剤の取り扱い性が悪く、衛生材料向けの薄型吸収体の製造時等、製造プラントの移送配管内での凝集及び詰まりの発生や、親水性繊維と均一に混合できないという問題が生じるおそれがある。
〔2-9〕水可溶分(Ext)
本発明の粒子状吸水剤は、水可溶分(Ext)が好ましくは25質量%以下であり、以下順に24質量%以下、22質量%以下が好ましく、最も好ましくは20質量%以下である。上記の水可溶分(Ext)を満たす粒子状吸水剤とすることで吸収能力(例えば、加圧下吸水倍率等)が向上するため、上記粒子状吸水剤を紙オムツに使用したときに、Re-wet等の性能を向上することができる。なお、水可溶分(Ext)の下限値として好ましくは0質量%であるが、吸水倍率(CRCやDRC)とのバランスから、好ましくは2質量%、より好ましくは5質量%、さらに好ましくは10質量%である。したがって、水可溶分(Ext)の好ましい範囲として、例えば、2質量%~24質量%、5質量%~22質量%、10質量%~20質量%等が挙げられる。
本発明の粒子状吸水剤は、水可溶分(Ext)が好ましくは25質量%以下であり、以下順に24質量%以下、22質量%以下が好ましく、最も好ましくは20質量%以下である。上記の水可溶分(Ext)を満たす粒子状吸水剤とすることで吸収能力(例えば、加圧下吸水倍率等)が向上するため、上記粒子状吸水剤を紙オムツに使用したときに、Re-wet等の性能を向上することができる。なお、水可溶分(Ext)の下限値として好ましくは0質量%であるが、吸水倍率(CRCやDRC)とのバランスから、好ましくは2質量%、より好ましくは5質量%、さらに好ましくは10質量%である。したがって、水可溶分(Ext)の好ましい範囲として、例えば、2質量%~24質量%、5質量%~22質量%、10質量%~20質量%等が挙げられる。
〔2-10〕劣化可溶分
本発明の粒子状吸水剤は、劣化可溶分が好ましくは30質量%以下であり、以下順に27質量%以下、24質量%以下が好ましく、最も好ましくは20質量%以下である。上記の劣化可溶分を満たす粒子状吸水剤とすることで耐尿性が向上するため、上記粒子状吸水剤を紙オムツに使用したときに、尿等の体液によるゲル劣化、肌荒れ、被れ、悪臭の除去能力が低下する等の問題を抑制することができる。なお、劣化可溶分の下限値として好ましくは0質量%であるが、吸水倍率(CRCやDRC)とのバランスから、好ましくは2質量%、より好ましくは5質量%、さらに好ましくは10質量%である。したがって、劣化可溶分の好ましい範囲として、例えば、2質量%~27質量%、5質量%~24質量%、10質量%~20質量%等が挙げられる。
本発明の粒子状吸水剤は、劣化可溶分が好ましくは30質量%以下であり、以下順に27質量%以下、24質量%以下が好ましく、最も好ましくは20質量%以下である。上記の劣化可溶分を満たす粒子状吸水剤とすることで耐尿性が向上するため、上記粒子状吸水剤を紙オムツに使用したときに、尿等の体液によるゲル劣化、肌荒れ、被れ、悪臭の除去能力が低下する等の問題を抑制することができる。なお、劣化可溶分の下限値として好ましくは0質量%であるが、吸水倍率(CRCやDRC)とのバランスから、好ましくは2質量%、より好ましくは5質量%、さらに好ましくは10質量%である。したがって、劣化可溶分の好ましい範囲として、例えば、2質量%~27質量%、5質量%~24質量%、10質量%~20質量%等が挙げられる。
〔2-11〕加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)及び加圧下吸水倍率(AAP4.83kPa)
本発明の粒子状吸水剤は、加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が好ましくは18g/g以上であり、以下順に22g/g以上、24g/g以上、26g/g以上、28g/g以上が好ましく、最も好ましくは30g/g以上である。加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)の上限値として、好ましくは40g/gである。
本発明の粒子状吸水剤は、加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が好ましくは18g/g以上であり、以下順に22g/g以上、24g/g以上、26g/g以上、28g/g以上が好ましく、最も好ましくは30g/g以上である。加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)の上限値として、好ましくは40g/gである。
上記の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)を満たす粒子状吸水剤とすることで、これを用いて製造した紙オムツは、戻り量を低減でき、肌かぶれや尿漏れを抑制できるようになる。該AAPが18g/g未満の場合、吸収体に圧力が加わった際の液の戻り量(通常、「Re-Wet(リウェット)」と称する)が多くなり、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。なお、AAPは、粒度や表面架橋剤等で制御することができる。
一方、高荷重である加圧下吸水倍率(AAP4.83kPa)は、好ましくは10g/g以上、より好ましくは15g/g以上、さらに好ましくは18g/g以上である。上限値は加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)と同様に40g/gである。
〔2-12〕食塩水流れ誘導性(SFC)
本発明の粒子状吸水剤は、食塩水流れ誘導性(SFC)が好ましくは30(×10-7・cm3・s・g-1)未満であり、以下順に25(×10-7・cm3・s・g-1)未満、20(×10-7・cm3・s・g-1)未満が好ましく、最も好ましくは15(×10-7・cm3・s・g-1)未満である。
本発明の粒子状吸水剤は、食塩水流れ誘導性(SFC)が好ましくは30(×10-7・cm3・s・g-1)未満であり、以下順に25(×10-7・cm3・s・g-1)未満、20(×10-7・cm3・s・g-1)未満が好ましく、最も好ましくは15(×10-7・cm3・s・g-1)未満である。
〔2-13〕自由膨潤GBP(F-GBP)
自由膨潤GBP(F-GBP)は、特許文献9(国際公開第2004/096304号)に準じて測定される。自由膨潤GBPは、粒度カットを行って測定してもよく(例えば全粒子のうちの300~600μmの粒子を用いてGBPを測定)、粒度カットを行わずに、粒子状吸水剤全体について測定してもよい。
自由膨潤GBP(F-GBP)は、特許文献9(国際公開第2004/096304号)に準じて測定される。自由膨潤GBPは、粒度カットを行って測定してもよく(例えば全粒子のうちの300~600μmの粒子を用いてGBPを測定)、粒度カットを行わずに、粒子状吸水剤全体について測定してもよい。
〔2-14〕拡散吸収倍率(DAP/Diffusing Absorbency under Pressure)
本発明の粒子状吸水剤は、拡散吸収倍率(DAP)が好ましくは16g/g以上であり、以下順に18g/g以上、20g/g以上、22g/g以上、24g/g以上、26g/g以上、28g/g以上、30g/g以上、31g/g以上が好ましく、最も好ましくは32g/g以上である。拡散吸収倍率(DAP)は高い値ほど好ましいが、上限値は他の物性とのバランスや製造コストの点から、好ましくは40g/gである。
本発明の粒子状吸水剤は、拡散吸収倍率(DAP)が好ましくは16g/g以上であり、以下順に18g/g以上、20g/g以上、22g/g以上、24g/g以上、26g/g以上、28g/g以上、30g/g以上、31g/g以上が好ましく、最も好ましくは32g/g以上である。拡散吸収倍率(DAP)は高い値ほど好ましいが、上限値は他の物性とのバランスや製造コストの点から、好ましくは40g/gである。
上記AAP(粒子状吸水剤0.9gの縦拡散)と異なり、拡散吸収倍率(DAP)は粒子状吸水剤1.5gという高濃度における横拡散での加圧下吸収性能(例えば2.06kPa)を評価する。そのため、平面方向の液(尿)の拡散及び吸収がより重視される吸水性シートにおいては、上記範囲の拡散吸収倍率を有することが好ましい。拡散吸収倍率は特許文献8(欧州特許公開0712659号)に準じて測定される。
〔2-15〕GCA(Gel Capillary Absorption)
本発明の粒子状吸水剤は、GCA(Gel Capillary Absorption)が好ましくは27g/g以上であり、以下順に28g/g以上、29g/g以上、30g/g以上が好ましく、最も好ましくは31g/g以上である。上記のGCAを満たす粒子状吸水剤とすることで、これを用いて製造した紙オムツは、戻り量を低減でき、肌かぶれや尿漏れを抑制できるようになる。GCAは特許文献4(国際公開第2015/129917号)又は特許文献5(国際公開第2016/204302号)の方法で規定できる。
本発明の粒子状吸水剤は、GCA(Gel Capillary Absorption)が好ましくは27g/g以上であり、以下順に28g/g以上、29g/g以上、30g/g以上が好ましく、最も好ましくは31g/g以上である。上記のGCAを満たす粒子状吸水剤とすることで、これを用いて製造した紙オムツは、戻り量を低減でき、肌かぶれや尿漏れを抑制できるようになる。GCAは特許文献4(国際公開第2015/129917号)又は特許文献5(国際公開第2016/204302号)の方法で規定できる。
〔2-16〕内部気泡率
本発明の粒子状吸水剤は、内部気泡率が好ましくは0.5%~2.5%、より好ましくは0.8%~2.3%、さらに好ましくは1.0%~2.0%である。
本発明の粒子状吸水剤は、内部気泡率が好ましくは0.5%~2.5%、より好ましくは0.8%~2.3%、さらに好ましくは1.0%~2.0%である。
理論に束縛されることを望まないが、内部気泡率が上記の値の範囲であることにより粒子状吸水剤の通液性と吸水速度とを両立させることができる。内部気泡率は、本発明の製造方法におけるゲル粉砕エネルギーや水可溶分分子量の増加幅等で制御できるが、その他、発泡重合や乾燥時の発泡等の手法を採用(併用)してもよい。
〔2-17〕微粉増加量
本発明の粒子状吸水剤は、実施例の項において説明する耐ダメージ性ペイントシェーカーテスト(ダメージ試験)において、発生する150μm以下の粒子径(標準篩で規定)を有する粒子の増加量を意味する。微粉増加量は、(ダメージ試験後の吸水剤中の150μm通過物量(質量%)-ダメージ試験前の吸水剤中の150μm通過物量(質量%))が+5質量%以下、好ましくは+4質量%以下、より好ましくは+3質量%以下、さらに好ましくは+2質量%以下、さらにより好ましくは+1質量%以下である。
本発明の粒子状吸水剤は、実施例の項において説明する耐ダメージ性ペイントシェーカーテスト(ダメージ試験)において、発生する150μm以下の粒子径(標準篩で規定)を有する粒子の増加量を意味する。微粉増加量は、(ダメージ試験後の吸水剤中の150μm通過物量(質量%)-ダメージ試験前の吸水剤中の150μm通過物量(質量%))が+5質量%以下、好ましくは+4質量%以下、より好ましくは+3質量%以下、さらに好ましくは+2質量%以下、さらにより好ましくは+1質量%以下である。
〔2-18〕かさ比重
本発明の粒子状吸水剤のかさ比重は、好ましくは0.57g/cm3~0.75g/cm3であり、以下順に0.58g/cm3~0.74g/cm3、0.59g/cm3~0.73g/cm3が好ましく、最も好ましくは0.60g/cm3~0.72g/cm3である。かさ比重は、EDANAに規定されている方法(例えばERT460.2-02)で測定することができる。
本発明の粒子状吸水剤のかさ比重は、好ましくは0.57g/cm3~0.75g/cm3であり、以下順に0.58g/cm3~0.74g/cm3、0.59g/cm3~0.73g/cm3が好ましく、最も好ましくは0.60g/cm3~0.72g/cm3である。かさ比重は、EDANAに規定されている方法(例えばERT460.2-02)で測定することができる。
〔2-19〕吸水性樹脂の高分子構造
本発明の粒子状吸水剤は、得られる粒子状吸水剤の物性及び生産性の観点から、粒子状吸水剤の主成分である吸水性樹脂がポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂であることが好ましい。
本発明の粒子状吸水剤は、得られる粒子状吸水剤の物性及び生産性の観点から、粒子状吸水剤の主成分である吸水性樹脂がポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂であることが好ましい。
〔2-20〕粒子状吸水剤の好ましい添加剤
本発明の粒子状吸水剤は、必要により下記の(a)多価金属塩、(b)カチオン性ポリマー、(c)キレート剤、(d)無機還元剤、(e)α-ヒドロキシカルボン酸化合物、(f)吸湿流動性改善剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤を任意に含んでもよい。これら添加剤の中で、粒子状吸水剤は好ましくは1種以上、さら好ましくは2種以上が含有され、特に(c)キレート剤及び/又は(f)吸湿流動性改善剤が含有される。
本発明の粒子状吸水剤は、必要により下記の(a)多価金属塩、(b)カチオン性ポリマー、(c)キレート剤、(d)無機還元剤、(e)α-ヒドロキシカルボン酸化合物、(f)吸湿流動性改善剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤を任意に含んでもよい。これら添加剤の中で、粒子状吸水剤は好ましくは1種以上、さら好ましくは2種以上が含有され、特に(c)キレート剤及び/又は(f)吸湿流動性改善剤が含有される。
添加剤の使用量(添加量)は、その用途に応じて適宜決定されるため、特に限定されないが、吸水性樹脂粉末100質量部に対して、各々、好ましくは3質量部以下、より好ましくは1質量部以下である。
(a)多価金属塩及び/又は(b)カチオン性ポリマー
本発明において、吸水性シートにおける粒子状吸水剤の吸水速度、通液性、吸湿流動性等の向上の観点から、粒子状吸水剤は多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーを含むことが好ましい。
本発明において、吸水性シートにおける粒子状吸水剤の吸水速度、通液性、吸湿流動性等の向上の観点から、粒子状吸水剤は多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーを含むことが好ましい。
上記多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーとして、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔7〕多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
(c)キレート剤
本発明において、上記劣化可溶分や着色を達成するために、劣化防止等の観点から、キレート剤を含むことが好ましい。
本発明において、上記劣化可溶分や着色を達成するために、劣化防止等の観点から、キレート剤を含むことが好ましい。
上記キレート剤として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔2〕キレート剤」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
1つの好ましい実施形態では、上記キレート剤は、イミノ二酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三プロピオン酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸、ヘキサメチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、トリエチレンテトラミン六酢酸、trans-1,2-ジアミノシクロヘキサン四酢酸、ビス(2-ヒドロキシエチル)グリシン、ジアミノプロパノール四酢酸、エチレンジアミン-2-プロピオン酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ビス(2-ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン二酢酸、3-ヒドロキシ-2,2-イミノジコハク酸、イミノジコハク酸、メチルグリシン二酢酸、エチレンジアミン-N,N’-ジ(メチレンホスフィン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスフィン酸)、ニトリロ酢酸-ジ(メチレンホスフィン酸)、ニトリロジ酢酸-(メチレンホスフィン酸)、ニトリロ酢酸-β-プロピオン酸-メチレンホスホン酸、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、シクロヘキサンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン-N,N’-ジ酢酸-N,N’-ジ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン-N,N’-ジ(メチレンホスホン酸)、ポリメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及び1-ヒドロキシエチリデンジホスホン酸からなる群から選択される。この中でも、アミノカルボン酸(塩)が好ましく、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)(塩)が特に好ましい。粒子状吸水剤に上記のキレート剤を添加することにより粒子状吸水剤の耐尿性を向上させることができるからである。
(d)無機還元剤
本発明において、上記劣化可溶分や着色を達成するために、得られる吸水性樹脂の色調(着色防止)、劣化防止、残存モノマー低減等の観点から、無機還元剤を含むことが好ましい。
本発明において、上記劣化可溶分や着色を達成するために、得られる吸水性樹脂の色調(着色防止)、劣化防止、残存モノマー低減等の観点から、無機還元剤を含むことが好ましい。
上記無機還元剤として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔3〕無機還元剤」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
(e)α-ヒドロキシカルボン酸化合物
本発明において、上記劣化可溶分や着色を達成するために、乳酸やクエン酸等のα-ヒドロキシカルボン酸を添加することが好ましい。なお、「α-ヒドロキシカルボン酸化合物」とは、分子内にヒドロキシル基を有するカルボン酸又はその塩のことで、α位にヒドロキシル基を有するヒドロキシカルボン酸である。
本発明において、上記劣化可溶分や着色を達成するために、乳酸やクエン酸等のα-ヒドロキシカルボン酸を添加することが好ましい。なお、「α-ヒドロキシカルボン酸化合物」とは、分子内にヒドロキシル基を有するカルボン酸又はその塩のことで、α位にヒドロキシル基を有するヒドロキシカルボン酸である。
上記α-ヒドロキシカルボン酸化合物として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔6〕α-ヒドロキシカルボン酸化合物」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
(f)流動性改善剤
1つの好ましい実施形態では、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂100質量部に対して、吸湿流動性改善剤を0.01~1.0質量部、好ましくは0.02~0.7質量部、さらに好ましくは0.03~0.5質量部添加する工程をさらに含む。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤の吸湿流動性が改善され、粒子状吸水剤及び繊維基材を用いて吸収体を作製する際に、装置設備への付着を少なくすることができる。
1つの好ましい実施形態では、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂100質量部に対して、吸湿流動性改善剤を0.01~1.0質量部、好ましくは0.02~0.7質量部、さらに好ましくは0.03~0.5質量部添加する工程をさらに含む。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤の吸湿流動性が改善され、粒子状吸水剤及び繊維基材を用いて吸収体を作製する際に、装置設備への付着を少なくすることができる。
1つの好ましい実施形態では、上記吸湿流動性改善剤は、二酸化ケイ素、ハイドロタルサイト、リン酸塩及びアルミニウム塩からなる群から選択される。上記の吸湿流動性改善剤を添加することにより粒子状吸水剤の吸湿流動性が改善され、粒子状吸水剤及び繊維基材を用いて吸収体を作製する際に、装置設備への付着を少なくすることができる。
(f-1)ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物
本発明において、粒子状吸水剤は、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物を吸湿流動性改善剤として含み得る。本発明の多元金属化合物は、吸水剤のAAP等の吸水性能の低下が小さく、吸湿ブロッキングを抑制する機能を併せ持つ。
本発明において、粒子状吸水剤は、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物を吸湿流動性改善剤として含み得る。本発明の多元金属化合物は、吸水剤のAAP等の吸水性能の低下が小さく、吸湿ブロッキングを抑制する機能を併せ持つ。
本発明の多元金属化合物は、一般式
[M1 2+ 1-xM2 3+ x(OH-)2]x+・[(An-)x/n・mH2O]x-
(M1 2+は2価の金属カチオン、M2 3+は3価の金属カチオン、An-はn価の陰イオン、H2Oは水を表す)
で表される層状化合物の構造として知られているハイドロタルサイト様構造を有している。
[M1 2+ 1-xM2 3+ x(OH-)2]x+・[(An-)x/n・mH2O]x-
(M1 2+は2価の金属カチオン、M2 3+は3価の金属カチオン、An-はn価の陰イオン、H2Oは水を表す)
で表される層状化合物の構造として知られているハイドロタルサイト様構造を有している。
2価の金属カチオンとしては、Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Ni2+、Co2+、Cu2+が挙げられ、耐熱性等の観点から、Mg2+が好ましい。上記3価の金属カチオンとしては、Al3+、Fe3+、Mn3+が挙げられ、耐熱性等の観点から、Al3+が好ましい。したがって、多元金属化合物の好適な一実施形態は、2価の金属カチオンがマグネシウムカチオンであり、3価の金属カチオンがアルミニウムカチオンである。
また、上記一般式における2価の金属カチオンと3価の金属カチオンとの比率は、xが0.2~0.75の範囲が好ましく、0.25~0.7の範囲がより好ましく、0.25~0.5の範囲がさらに好ましい。また、陰イオンとしては、OH-、F-、Cl-、Br-、NO3
-、CO3
2-、SO4
2-、Fe(CN)6
3-、CH3COO-、シュウ酸イオン又はサリチル酸イオン等が挙げられるが、炭酸アニオンが好ましい。また、mは、0より大きい実数で、0<m≦10であることが好ましい。
多元金属化合物の形状は、特に制限されないが、球状(粉末状を含む)であり得る。また、多元金属化合物は、一定の粒度であり得、体積平均粒子径は2μm以下であり得、1.5μm以下であり得、1μm以下であり得る。粒子径が大きくなると、十分なダスト低減効果を得るためには添加量を多くする必要があり、その結果、得られた吸水剤の吸水性能を損なうことがある。小さすぎると添加工程時の作業性が低下したり、十分な性能を得られなかったりするおそれがあるので、体積平均粒子径は0.05μm以上であり得、0.1μm以上であり得、0.3μm以上であり得る。なお、多元金属化合物の体積平均粒子径は、「レーザー回折散乱法」(例えば、日機装社製、商品名:マイクロトラックMT3000II粒度分析計を使用して測定)で測定することができる。また、吸水性樹脂表面に付着した多元金属化合物の平均粒子径の測定は、実施例の項に記載の方法であるSEM(走査型電子顕微鏡)を用いた測定法により測定することができる。
さらに、層間に有機化合物をインターカレーションしていても良く、樹脂等との混合性を高めるための表面処理が施されていても良い。
多元金属化合物として好ましい構造式として、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O、Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O、Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O等が挙げられ、具体的には、協和化学工業株式会社製のDHT-4H、DHT-6、堺化学工業株式会社製のSTABIACE HT-1-NC、STABIACE HT-P等が挙げられる。
ハイドロタルサイト化合物(HT化合物)は、表面処理の有無を問わないが、表面処理されていないHT化合物がより好ましい。上記表面処理に用いられる表面処理剤の具体例として、下記(a)~(j)が挙げられる。
(a)ステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸、パルミチン酸、ラウリン酸等の高級脂肪酸。
(b)上記(a)のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等の金属塩。
(c)ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコールの硫酸エステル塩、ポリエチレングリコールエーテルの硫酸エステル塩、アミド結合硫酸エステル塩、エーテル結合スルホン酸塩、エステル結合スルホネート、アミド結合アルキルアリールスルホン酸塩、エーテル結合アルキルアリールスルホン酸塩等のアニオン界面活性剤。
(d)オルトリン酸とオレイルアルコール、ステアリルアルコール等のモノ又はジエステル又はこれらの混合物であって、それらの酸型又はアルカリ金属塩又はアミン塩等のリン酸エステル。
(e)ビニルエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)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。
(f)イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート等のチタンカップリング剤。
(g)アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルカリカップリング剤。
(h)モノエタノールアミン、ジエタノールアミン又はトリエタノールアミンのようなエタノールアミン類。
(i)n-プロパノールアミン、ジ-n-プロパノールアミン又はトリ-n-プロパノールアミンのようなn-プロパノールアミン類。
(j)モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン又はトリイソプロパノールアミンのようなイソプロパノールアミン類。
なかでも、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン又はトリエタノールアミンのようなエタノールアミン類が好ましい。
(多元金属化合物の添加量)
多元金属化合物の添加量は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末100質量部に対して0.01~5質量部が好ましく、より好ましくは0.01~4.5質量部であり、さらに好ましくは0.1~4.5質量部であり、よりさらに好ましくは0.1~4質量部であり、特に好ましくは0.15~3.5質量部である。
多元金属化合物の添加量は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末100質量部に対して0.01~5質量部が好ましく、より好ましくは0.01~4.5質量部であり、さらに好ましくは0.1~4.5質量部であり、よりさらに好ましくは0.1~4質量部であり、特に好ましくは0.15~3.5質量部である。
したがって、本発明の最終的な吸収剤中の多元金属化合物の含有量は、上記によって規定されるが、多元金属化合物の添加量が吸水剤に対して少量であるため、吸収剤中の含有量も実質的には0.01質量部~5質量部となる。
多元金属化合物のみの添加で、吸湿ブロッキングを十分に抑制するためには、0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上がより好ましい。また、吸水性能の観点からは1質量部以下であることが好ましく、0.8質量部以下がより好ましく、0.6質量部以下がさらに好ましく、0.4質量部以下が特に好ましい。
(f-2)リン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩
本発明において、粒子状吸水剤は、リン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩を吸湿流動性改善剤として含み得る。本発明の水不溶性金属リン酸塩は、吸水剤のAAP等の吸水性能の低下が小さく、吸湿ブロッキングを抑制する機能を併せ持つ。
本発明において、粒子状吸水剤は、リン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩を吸湿流動性改善剤として含み得る。本発明の水不溶性金属リン酸塩は、吸水剤のAAP等の吸水性能の低下が小さく、吸湿ブロッキングを抑制する機能を併せ持つ。
本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩は、リン酸類のアニオンと、2価あるいは3価の金属カチオンとからなる。リン酸類のアニオンとしては、リン酸イオン、ピロリン酸イオン、トリポリリン酸イオン、ヘキサポリリン酸イオン、ペンタポリリン酸イオン、ヘプタポリリン酸イオン、トリメタリン酸イオン、テトラメタリン酸イオン、ヘキサメタリン酸イオン、リン酸二水素イオン及びリン酸水素イオン等が挙げられる。2価あるいは3価の金属カチオンとしては、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、亜鉛イオン、鉄イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオン、スズイオン、セリウムイオン、スカンジウムイオン、イットリウムイオン及びランタンイオン等が挙げられる。特に、カルシウムイオン、アルミニウムイオンであり得、カルシウムイオンであり得る。具体的なカルシウムの塩としては、リン酸一カルシウム、リン酸一水素カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸二水素カルシウム等を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を併用することもできるが、リン酸三カルシウムを単独で使用し得る。なお、上記「水不溶性」とは、25℃の水100gに対する溶解量が1g未満であることを意味する。
本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩は、結晶子径の上限値が0.15μm未満であり得、0.13μm未満であり得、0.1μm未満であり得る。結晶子径の下限値は、特に限定されないが、添加工程時の作業性の観点から、0.005μm以上であり得、0.01μm以上であり得る。よって、該結晶子径の上下限値は、上記範囲内で適宜選択することができ、例えば、0.005μm以上0.15μm未満、0.01μm以上0.15μm未満、0.01μm以上0.1μm未満等が挙げられる。
なお、本発明では、最終物である粒子状吸水剤中に含まれる水不溶性金属リン酸塩の結晶子径が上記範囲を満たし得るが、吸水性樹脂粉末に添加する前の水不溶性金属リン酸塩の結晶子径も上記範囲を満たし得る。
また、上記水不溶性金属リン酸塩の結晶子径の制御方法は、特に限定されず公知の方法を適用することができる。さらに市販の水不溶性金属リン酸塩を使用することもできる。
なお、水不溶性金属リン酸塩の結晶子径は、実施例の項に記載のXRD(X線回析測定)により測定することができる。
また、本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩は、平均一次粒子径の上限値が、2.0μm未満であり得、1.5μm未満であり得、1.0μm未満であり得る。平均一次粒子径が2.0μm未満であると、吸湿ブロッキング性をより一層低減させることができる。一方、平均一次粒子径の下限値は、特に限定されないが、添加工程時の作業性の観点から、0.005μm以上であり得、0.01μm以上であり得る。よって、該平均一次粒子径の上下限値は、上記範囲内で適宜選択することができ、例えば、0.005μm以上2.0μm未満、0.01μm以上1.5μm未満、0.01μm以上1.0μm未満等が挙げられる。
上記水不溶性金属リン酸塩の添加量は、吸水性樹脂粉末100質量部に対して0.01~2質量部が好ましく、より好ましくは0.01~1質量部、さらに好ましくは0.01質量部以上1質量部未満、特に好ましくは0.05~0.7質量部であり、最も好ましくは0.08~0.6質量部である。0.01質量部以上であると、十分な吸湿ブロッキング性能が得られ、2質量部以下であると十分な吸水性能を維持することができる。また、2質量部を超えると、十分な吸湿ブロッキング性能は得られるものの、添加量が増加する分コストアップとなるため、好ましくない。
なお、本発明の1つの形態では、吸水性樹脂粉末に添加する前の水不溶性金属リン酸塩の平均一次粒子径が上記範囲を満たすことを特徴とする。
〔3〕吸水性シート
本発明では、少なくとも1枚の透水性基材を含む2枚の基材間に吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤が担持された吸水性シートにおいて、当該吸水性シートに挟持する粒子状吸水剤の少なくとも一部として上記〔2〕に記載の吸水性樹脂を使用する。これによって、本発明の課題が解決される。
本発明では、少なくとも1枚の透水性基材を含む2枚の基材間に吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤が担持された吸水性シートにおいて、当該吸水性シートに挟持する粒子状吸水剤の少なくとも一部として上記〔2〕に記載の吸水性樹脂を使用する。これによって、本発明の課題が解決される。
以下、上記粒子状吸水剤を含む吸水性シートについて述べる。
〔3-1〕少なくとも1枚の透水性基材
本発明で使用される基材は、粒子状吸水剤を挟持して固定化できればよく、少なくとも1枚は透水性であれば、その形状や材質は適宜選択できる。基材としては、例えば、紙(衛生用紙、例えばティッシュペーパー、トイレットペーパー及びタオル用紙)、ネット、不織布、織布、フィルム等が挙げられ、これら基材の中では、好ましくは不織布が使用される。また、吸水性シートの透水面(透水性基材を用いている側の面)は、通常、液体の排出側(例えば紙オムツでは肌側)で使用される。基材は透水性を有するために孔や切れ目を有していてもよく、親水化処理されてもよい。本発明の吸水性シートに使用される最外層又はその中間の基材は同じ基材(同じ不織布)でもよく、互いに異なった基材でもよい。好ましい透水性基材は、透水計数(JIS A1218)が1×10-5cm/sec以上である。該透水係数は、通常1×10-5cm/sec以上であり、好ましくは1×10-4cm/sec以上、より好ましくは1×10-3cm/sec以上、さらに好ましくは1×10-2cm/sec以上、最も好ましくは1×10-1cm/sec以上である。
本発明で使用される基材は、粒子状吸水剤を挟持して固定化できればよく、少なくとも1枚は透水性であれば、その形状や材質は適宜選択できる。基材としては、例えば、紙(衛生用紙、例えばティッシュペーパー、トイレットペーパー及びタオル用紙)、ネット、不織布、織布、フィルム等が挙げられ、これら基材の中では、好ましくは不織布が使用される。また、吸水性シートの透水面(透水性基材を用いている側の面)は、通常、液体の排出側(例えば紙オムツでは肌側)で使用される。基材は透水性を有するために孔や切れ目を有していてもよく、親水化処理されてもよい。本発明の吸水性シートに使用される最外層又はその中間の基材は同じ基材(同じ不織布)でもよく、互いに異なった基材でもよい。好ましい透水性基材は、透水計数(JIS A1218)が1×10-5cm/sec以上である。該透水係数は、通常1×10-5cm/sec以上であり、好ましくは1×10-4cm/sec以上、より好ましくは1×10-3cm/sec以上、さらに好ましくは1×10-2cm/sec以上、最も好ましくは1×10-1cm/sec以上である。
また引張強度が20kgf/5cm(200N/5cm)以上、好ましくは30kgf/5cm(300N/5cm)以上、より好ましくは50kgf/5cm(500N/5cm)以上の基材が、少なくとも一面(好ましくは両面)に使用される。
使用される基材の厚さは吸水性シートとして強度を有する範囲で薄いほどよく、基材1枚当たり0.01~2mm、さらには0.02~1mm、0.03~0.6mm、0.05~0.5mmの範囲で適宜選択される。その目付量は、基材1枚当たり好ましくは5~300g/m2、より好ましくは8~200g/m2、さらに好ましくは10~100g/m2、よりさらに好ましくは11~50g/m2である。
上記基材の透水指数は、好ましくは20~100である。なお、透水指数は、日本国特許第5711974号に記載の方法によって求めることができる。
〔3-2〕接着剤
(ホットメルト接着剤)
本発明の吸水性シートにおいて、基材同士、又は基材と粒子状吸水剤とを固着させる方法としては、(i)圧着によってもよく、(ii)水、水溶性高分子、溶媒に溶解又は分散した各種バインダーによってもよく、(iii)基材自体の材質の融点で基材同士をヒートシールさせてもよい。好ましくは、接着剤を使用して固着される。
(ホットメルト接着剤)
本発明の吸水性シートにおいて、基材同士、又は基材と粒子状吸水剤とを固着させる方法としては、(i)圧着によってもよく、(ii)水、水溶性高分子、溶媒に溶解又は分散した各種バインダーによってもよく、(iii)基材自体の材質の融点で基材同士をヒートシールさせてもよい。好ましくは、接着剤を使用して固着される。
使用される接着剤は溶液型でもよいが、溶媒除去の手間や残存する溶媒の問題、生産性の問題から、高い生産性と残存溶媒の問題がないホットメルト接着剤が好ましい。本発明でホットメルト接着剤は、予め基材又は粒子状吸水剤の表面に含有されていてもよく、別途、ホットメルト接着剤を吸水性シートの製造工程で使用してもよい。ホットメルト接着剤の形態や融点は適宜選択でき、粒子状でもよく、繊維状でよく、ネット状でもよく、フィルム状でもよく、また、加熱によって溶融させた液状でもよい。ホットメルト接着剤の溶融温度又は軟化点は50~200℃、60~180℃が好ましい。粒子状の接着剤を使用する場合、その粒子径は上記粒子状吸水剤の平均粒子径の0.01~2倍、0.02~1倍、0.05~0.5倍程度の粒子状接着剤が使用される。
本発明の吸水性シートの製造においてホットメルト接着剤を使用する方法には、以下の例が挙げられる。基材(例えば不織布)の上に粒子状吸水剤脂とホットメルト接着剤との混合物とを均一に散布し、さらにもう1枚の基材を積層してから、ホットメルト接着剤の溶融温度付近で加熱圧着することにより、吸水性シートを製造することができる。
本発明に使用するホットメルト接着剤としては、適宜選択できるが、好ましくは、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤、スチレン系エラストマー接着剤、ポリオレフィン系接着剤及びポリエステル系接着剤等から選ばれる1種以上が適宜使用できる。
具体的に、ポリオレフィン系接着剤として、ポリエチレン、ポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンが挙げられ、スチレン系エラストマー接着剤としてはスチレン-イソプレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソブチレンブロック共重合体(SIBS)、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)等が挙げられ、共重合ポリオレフィン等、ポリエステル系接着剤としてポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、共重合ポリエステル等が挙げられ、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤として、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)接着剤;エチレン-アクリル酸エチル共重合体(EEA)、エチレン-アクリル酸ブチル共重合体(EBA)等が挙げられる。
接着剤(例えばホットメルト接着剤)の含有量は、吸水性樹脂の含有量(質量基準)の0(未使用)~2.0倍、好ましくは0.01~2.0倍、より好ましくは0.1~1.0倍、さらに好ましくは0.11~0.50倍であり、好ましくは0.12~0.30倍、より好ましくは0.14~0.25倍である。接着剤(特にホットメルトメルト接着剤)の含有量が多すぎると、コスト面や吸水性シートの質量面(紙オムツの質量増)で不利となるだけでなく、粒子状吸水剤が膨潤規定を受けて吸水性シートの吸水能を低下させる可能性もある。
〔3-3〕粒子状吸水剤の使用量
吸水性シートにおける粒子状吸水剤の単位面積当たりの含有量(複数の粒子状吸水剤を併用する場合は合計含有量)は、本発明に係る吸水性シートが吸収性物品に使用された際にも十分な液体吸収性能を得る観点から、吸水性シートの単位面積当たりで100~1000g/m2、130~950g/m2であり、好ましくは150~900g/m2、より好ましくは200~800g/m2、さらに好ましくは220~700g/m2である。粒子状吸水剤の使用量が少ないと最終の衛生材料(紙オムツ)での吸水量が不足し、また、粒子状吸水剤が多すぎると液拡散が通液性/通気性で問題が生じる可能性もある。
吸水性シートにおける粒子状吸水剤の単位面積当たりの含有量(複数の粒子状吸水剤を併用する場合は合計含有量)は、本発明に係る吸水性シートが吸収性物品に使用された際にも十分な液体吸収性能を得る観点から、吸水性シートの単位面積当たりで100~1000g/m2、130~950g/m2であり、好ましくは150~900g/m2、より好ましくは200~800g/m2、さらに好ましくは220~700g/m2である。粒子状吸水剤の使用量が少ないと最終の衛生材料(紙オムツ)での吸水量が不足し、また、粒子状吸水剤が多すぎると液拡散が通液性/通気性で問題が生じる可能性もある。
〔3-4〕基材の材質
本発明に用いられる基材としては、上記〔3-1〕が挙げられ、より好ましくは不織布が使用される。本発明で使用される不織布としては特に限定されないが、液体浸透性、柔軟性及び吸水性シートとした際の強度の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル繊維、ナイロン等のポリアミド繊維、レーヨン繊維、その他の合成繊維からなる不織布や、綿、絹、麻、パルプ(セルロース)繊維等が混合されて製造された不織布等が挙げられる。
本発明に用いられる基材としては、上記〔3-1〕が挙げられ、より好ましくは不織布が使用される。本発明で使用される不織布としては特に限定されないが、液体浸透性、柔軟性及び吸水性シートとした際の強度の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル繊維、ナイロン等のポリアミド繊維、レーヨン繊維、その他の合成繊維からなる不織布や、綿、絹、麻、パルプ(セルロース)繊維等が混合されて製造された不織布等が挙げられる。
これらの不織布のなかでも、吸水性シートの強度を高める等の観点から、合成繊維の不織布が好ましく用いられ、とりわけレーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維からなる不織布であることが好ましい。これらの不織布は、上記繊維の単独の不織布でもよく、2種以上の繊維を組み合わせた不織布でもよい。
より詳細には、吸水性シートの形態保持性を高め、吸水性樹脂の目抜けによる脱落を防止する観点から、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びそれらの混合体からなる群より選択される繊維より製造されるスパンボンド不織布がより好ましい。また、基材を形成した際の液体吸収性能、柔軟性をより高める観点から、レーヨン繊維を主成分とするスパンレース不織布も、本発明に用いられる不織布としてより好ましい。上記スパンボンド不織布のなかでも、ポリオレフィン繊維の多層構造である、スパンボンド-メルトブローン-スパンボンド(SMS)不織布、及びスパンボンド-メルトブローン-メルトブローン-スパンボンド(SMMS)不織布がより好ましく用いられ、とりわけポリプロピレン繊維を主成分とするSMS不織布、SMMS不織布が好ましく用いられる。一方、上記スパンレース不織布としては、主成分のレーヨン繊維にポリオレフィン繊維及び/又はポリエステル繊維を適宜配合したものが好ましく使用され、なかでもレーヨン-PET不織布、レーヨン-PET-PE不織布が好ましく用いられる。上記不織布には、吸水性シートの厚さを増大させない程度に少量のパルプ繊維が含まれていてもよい。
(親水度)
上記不織布は、上述される「不織布の親水度」の測定方法に従って測定した時の親水度が、5~200のものが好ましく用いられ、8~150のものがより好ましく、10~100のものがさらに好ましく、12~80のものがよりさらに好ましい。
上記不織布は、上述される「不織布の親水度」の測定方法に従って測定した時の親水度が、5~200のものが好ましく用いられ、8~150のものがより好ましく、10~100のものがさらに好ましく、12~80のものがよりさらに好ましい。
上記不織布は、その親水性が低すぎると、吸水性シートの液体吸収性能を悪化させる。一方、必要以上に高くても液体吸収性能はそれに見合うほど向上しないため、適度な親水性を有していることが望ましい。
このような親水性を有する不織布は、特に限定されないが、上記した不織布のうち、レーヨン繊維のように素材自身が適度な親水度を示すものを用いたものでもよいし、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維のような疎水性の化学繊維に、公知の方法で親水化処理し、適度な親水度を付与したものを用いたものであってもよい。
(親水化処理)
本発明で使用する基材(特に不織布)は透水性を高めるために親水性不織布であることが好ましい。セルロース等の親水性繊維材料を含む基材(特に不織布)が好適に使用されるが、界面活性剤等の親水化剤で基材自体または基材の材料である繊維を親水化してもよい。
本発明で使用する基材(特に不織布)は透水性を高めるために親水性不織布であることが好ましい。セルロース等の親水性繊維材料を含む基材(特に不織布)が好適に使用されるが、界面活性剤等の親水化剤で基材自体または基材の材料である繊維を親水化してもよい。
親水化剤としては、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤、第4級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等のシリコーン系界面活性剤、及びポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ウレタン系の樹脂からなるステイン・リリース剤等が用いられる。親水化剤は、不織布に対して例えば0~2重量%、好ましくは1ppm~1重量%の範囲で用いられる。
〔3-5〕粒子状吸水剤の配置
本発明は、少なくとも1枚の透水性基材を含む2枚の基材間に吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤が担持された吸水性シートであり、粒子状吸水剤は2枚の基材間に挟持されている。
本発明は、少なくとも1枚の透水性基材を含む2枚の基材間に吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤が担持された吸水性シートであり、粒子状吸水剤は2枚の基材間に挟持されている。
なお、本明細書では、吸水性シートを構成する基材のことを「層」と表現する場合がある。例えば、吸水性シートが備えている基材が第1基材および第2基材のみである場合、当該吸水性シートは「2層」の構造を有している。同様に、吸水性シートが、第1基材、1枚の中間基材および第2基材を備えている場合、当該吸水性シートは、「3層」の構造を有している。
なお、以下では、吸収性シートを使用する際に液が最初に接触する基材(=層)を「上層」と称する。例えば吸収性シートを組み込んだ吸収体を紙オムツに使用する場合は、当該紙オムツの使用者に近接している側の層を指す。また、上層とは逆の側の層を「下層」と称する。
ここで、本発明の吸水性シートは、上述の基材(=層)に粒子状吸水剤が担持されている。このため、例えば、上述の2層構造の吸水性シートにおいては、2枚の基材に挟まれた空間が物理的に区切られていないが、第1基材に担持されている(第1基材の近傍に配置されている)第1粒子状吸水剤と、第2基材に担持されている(第2基材の近傍に配置されている粒子状吸水剤)とに区別することができる。
同様に、3層構造の吸水性シートにおいても、第1粒子状吸水剤と第2粒子状吸水剤とを区別することができる。3層構造の吸水性シートにおいて、第1粒子状吸水剤は、第1基材と対向している中間基材の表面近傍および中間基材内部にも分布する場合がある。同じく、第2粒子状吸水剤は、第2基材と対向している中間基材の表面近傍および中間基材内部にも分布する場合がある。
吸水性シートは、2層であってもよい。あるいは、吸水性シートは、2枚の基材間にさらに1枚以上の中間基材を含み、中間基材によって複数の層が形成されている、3層以上の層状構造であってもよい。多層構造(例えば3層構造)の吸水性シートは、各々の層に異なる粒子状吸水剤やその他第3成分(例;抗菌剤や消臭材)を配置して新たな機能を持たせたり、また、2層構造の吸水性シートよりも多くの粒子状吸水剤を挟持させたりすることができる。
よって、本発明の好ましい吸水性シートとして、3層以上の層状構造(例えば3層構造)の吸水性シートがある。3層以上の層状構造(例えば3層構造)の場合は、少なくとも(i)互いに対向している第1基材表面および中間基材表面の、近傍および基材中、および/または、(ii)互いに対向している第2基材表面および中間基材表面の、近傍および基材中、に粒子状吸水剤が配置されていることが好ましい。また、本発明の粒子状吸水剤は、少なくとも吸水性シートの上記(ii)に配置されていることが好ましい。
3層以上の層状構造(例えば3層構造)の吸水性シートに粒子状吸水剤を配置する場合、粒子状吸水剤は同じでもよく、異なってもよい。吸水性シートに機能を付与するためには、異なる粒子状吸水剤を使用することが好ましい。異なる粒子状吸水剤の使用とは、(i)本発明の粒子状吸水剤に加えて、本発明以外の粒子状吸水剤を使用する場合、(ii)本発明の粒子状吸水剤の範囲に含まれる、複数種類の粒子状吸水剤を使用する場合、(iii)粒子形状の異なる(例;不定形破砕状粒子と球状粒子)複数種類の粒子状吸水剤を使用する場合、および(iv)これらの併用が挙げられる。
本発明で吸水性シートを3層以上の層状構造(特に3層構造)とする場合、上層側および下層側に配置する粒子状吸水剤の質量比としては、上層側/下層側=5/95~50/50の範囲が好ましく、5/95~40/60の範囲がより好ましく、5/95~30/70の範囲がさらに好ましく、5/95~20/80の範囲がよりさらに好ましい。
下層側の吸収性を十分に発揮し、液漏れを防止する観点から、上層側は5以上(すなわち下層は95以下)の比率であることが好ましく、吸液後における上層側のドライ感を高め、逆戻りを少なくする観点から、上層側は50以下(すなわち下層側は50以上)の比率であることが好ましい。
〔3-6〕併用される他の粒子状吸水剤(吸水性樹脂)
複数の吸水性樹脂を併用する態様における、好ましい態様としては、本発明の粒子状吸水剤とは異なる粒子形状又は吸水特性の粒子状吸水剤を、さらに配置する形態が挙げられる。より好ましい実施形態としては、本発明の粒子状吸水剤を多層構造の下層側に含み、下層側の粒子状吸水剤とは粒子形状又は吸水特性の異なる粒子状吸水剤を上層側に含む形態が挙げられる。
複数の吸水性樹脂を併用する態様における、好ましい態様としては、本発明の粒子状吸水剤とは異なる粒子形状又は吸水特性の粒子状吸水剤を、さらに配置する形態が挙げられる。より好ましい実施形態としては、本発明の粒子状吸水剤を多層構造の下層側に含み、下層側の粒子状吸水剤とは粒子形状又は吸水特性の異なる粒子状吸水剤を上層側に含む形態が挙げられる。
好ましい一例を挙げると、下層側および上層側に、(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g、(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm、(3)DRC指数が43以下の条件を満たす粒子状吸水剤を配置することが好ましい。
好ましい他の例を挙げると、下層側に上記(1)、(2)の他、(3a)DRC指数が0を超えて43以下、の条件を満たす粒子状吸水剤を配置することも好ましい。この場合、上層側にも、上記(1)、(2)、(3a)の条件を満たす粒子状吸水剤を配置することも好ましい。これとは別に、上記(1)、(2)の他、(3b)DRC指数が43を超えて50以下、の条件を満たす粒子状吸水剤を配置することも好ましい。
また、上述の条件(1)、(2)、(3a)を満たす粒子状吸水剤は、表面張力が65以上であることも好ましい。
さらに、本発明の粒子状吸水剤と他の粒子状吸水剤とを、併用してもよい。つまり、他の粒子状吸水剤を本発明の粒子状吸水剤とブレンドして使用することも、「併用」の範疇に含まれる。また3層以上の層状構造(例えば3層構造)の吸水性シートにおいて本発明の粒子状吸水剤を使用する場合、本発明の粒子状吸水剤は吸水速度と液拡散に優れているため、3層構造の少なくとも下層側に使用することが好ましく、下層側に加えて上層側にも使用することがより好ましい。
〔3-7〕吸水性シートの形状
本発明の吸水性シートは、薄型化が可能である点に大きな特徴を有している。紙オムツへの使用を考慮すると、その厚さは、乾燥状態で好ましくは5mm以下、より好ましくは4mm以下、さらに好ましくは3mm以下、特に好ましくは2mm以下である。厚さの下限値は、強度面及び粒子状吸水剤の直径から、0.2mm以上、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mmである。
本発明の吸水性シートは、薄型化が可能である点に大きな特徴を有している。紙オムツへの使用を考慮すると、その厚さは、乾燥状態で好ましくは5mm以下、より好ましくは4mm以下、さらに好ましくは3mm以下、特に好ましくは2mm以下である。厚さの下限値は、強度面及び粒子状吸水剤の直径から、0.2mm以上、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mmである。
さらに吸水性シートに通液性や拡散性や柔軟性を付与するために、吸水性シートの表面(第1基材および第2基材)は適宜エンボス領域を有してもよい。また、粒子状吸水剤は吸水性シートの全面に分布させてもよく、一部に粒子状吸水剤の非存在領域を配置してもよい。特に、縦方向にチャネル状(筋状)に非存在領域を有することが好ましい。エンボス領域は、吸水性シート表面の全体に付してもよく、一部でもよい。
連続したエンボス領域や不存在領域を吸水性シートの縦方向に有することにより、液を長手方向に拡散させるようにできる。この連続したエンボス領域や粒子状吸水剤の不存在領域は、大量の液を流すための通路(液体搬送通路)の役割を有することができる。エンボス領域や粒子状吸水剤の不存在領域は直線でもよく、曲線でもよく、波型でもよい。
本発明の得られた吸水性シートの吸水能はCRCで、2000g/m2以上、4000g/m2以上、6000~18000g/m2の順に好ましくなる。
本発明に係る吸水性シートにおいて、基材の剥離強度は、通常、0.05~3.0N/7cmであり、0.1~2.5N/7cmであることが好ましく、0.15~2.0N/7cmであることがより好ましく、0.2~1.5N/7cmであることがさらに好ましい。基材の剥離強度が3.0N/7cmを超える場合、吸収層の接着が強すぎるため、特定の吸水性能を有する吸水性樹脂を所定量添加した効果が得られないことがある。
〔3-8〕吸水性シートの製造方法
本発明の吸水性シートの製造方法は、シート化できる限り特に問わないが、以下の手法が適用できる。吸水性シートの製造方法は、例えば、特許文献16~39に加え、特開2008-183159、特開2002-345883、特開平6-315501、特開平6-190003、特開平6-190002、特開平6-190001、特開平2-252558、特開平2-252560、特開平2-252561にも記載され、これら吸水性シートの製造方法も適宜参照される。
本発明の吸水性シートの製造方法は、シート化できる限り特に問わないが、以下の手法が適用できる。吸水性シートの製造方法は、例えば、特許文献16~39に加え、特開2008-183159、特開2002-345883、特開平6-315501、特開平6-190003、特開平6-190002、特開平6-190001、特開平2-252558、特開平2-252560、特開平2-252561にも記載され、これら吸水性シートの製造方法も適宜参照される。
(a)基材(例えば不織布)の上に、粒子状吸水剤(と、好ましくはさらに接着剤と)を均一に散布し、基材中の空隙内に配置する。さらに別の基材(例えば不織布)を重ねて、圧着(特に接着剤の溶融温度付近で加熱圧着)する。
(b)基材(例えば不織布)の上に、粒子状吸水剤(と、好ましくはさらに接着剤と)を散布し、基材中の空隙内に配置する。その後、加熱炉を通過させて粉末が散逸しない程度に固定する。これに別の基材(例えば不織布)を重ねて、加熱圧着する。
(c)基材(例えば不織布。接着剤を溶融塗布してもよい)の上に、粒子状吸水剤を均一に散布し、基材中の空隙内に配置する。さらに、接着剤を溶融塗布した別の不織布を、散布した吸水性樹脂層の側に向くように上部から重ね、ロールプレス等を用いて加圧する。必要に応じて加熱して、圧着する。
上記の製造方法中、「基材中の空隙内に配置する」とは、基材を構成する繊維の隙間に粒子状吸水剤が入り込むようにすることを意図する。「粒子状吸水剤を基材の繊維に絡ませる」と表現することもできる。
例えば、これら(a)~(c)に示された方法によって吸水性シートを製造することで、吸水性樹脂及び接着剤を含有してなる吸収層が、2枚の不織布により挟持された構造を有する吸水性シートを得ることができる。これらの方法のなかでも、製造方法の簡便さと製造効率の高さの観点から、(a),(c)の方法がより好ましい。
なお、(a)~(c)に例示された方法を併用して、吸水性シートを製造することもできる。吸水性シートの触感の改善及び液体吸収性能の向上を目的として、吸水性シート製造における加熱圧着時や吸水性シート製造後、当該吸水性シートの表面にエンボス加工を施してもよい。
例えば、(c)の方法を、中間基材の両側に実施することで、粒子状吸水剤が、(i)互いに対向している第1基材表面および中間基材表面の、近傍および基材中、ならびに(ii)互いに対向している第2基材表面および中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、3層構造の吸水性シートが製造できる。
また、本発明に係る吸水性シートは、消臭剤、繊維、抗菌剤やゲル安定剤等の添加剤が適宜配合(粒子状吸水剤の質量に対して0~100質量%、好ましくは0~50質量%、より好ましくは0~10質量%)されていてもよい。
製造される吸水性シートの長さや幅は吸収物品に応じて適宜設計される。一例として、横幅で10~3m、好ましくは10cm~1mである。長さ方向は、長尺状の吸水性シートの場合は、数10m~数1000mであり、通常は10m以上、好ましくは100m以上、さらに好ましくは500m以上、特に好ましくは1000m以上で製造される。さらに、製造された吸水性シートは、使用時には目的(使用される衛生材料の大きさ)に応じて、横方向に裁断され、必要な場合は縦方向にも裁断される。
〔4〕粒子状吸水剤の製造方法
本発明に係る粒子状吸水剤の製造方法としては、公知の方法またはその組み合わせが使用できる。本発明で規定のパラメーターを満たす限り、粒子状吸水剤の製造方法は特に問わない。
本発明に係る粒子状吸水剤の製造方法としては、公知の方法またはその組み合わせが使用できる。本発明で規定のパラメーターを満たす限り、粒子状吸水剤の製造方法は特に問わない。
以下、本発明の吸水性シートに用いられる粒子状吸水剤の製造方法の一例として、製造工程〔4-1〕~〔4-9〕を示す。
〔4-1〕単量体水溶液の調製工程
本工程は、単量体(例えばアクリル酸(塩))を主成分として含む水溶液(以下、「単量体水溶液」と称する)を調製する工程である。なお、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下しない範囲で、単量体のスラリー液を使用することもできるが、本項では便宜上、単量体水溶液について説明を行う。
本工程は、単量体(例えばアクリル酸(塩))を主成分として含む水溶液(以下、「単量体水溶液」と称する)を調製する工程である。なお、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下しない範囲で、単量体のスラリー液を使用することもできるが、本項では便宜上、単量体水溶液について説明を行う。
また、上記「主成分」とは、アクリル酸(塩)の使用量(含有量)が、吸水性樹脂の重合反応に供される単量体(内部架橋剤は除く)全体に対して、通常50モル%以上、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上(上限値は100モル%)であることをいう。
(アクリル酸)
本発明では、得られる粒子状吸水剤の物性及び生産性の観点から、単量体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)が用いられることが好ましい。
本発明では、得られる粒子状吸水剤の物性及び生産性の観点から、単量体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)が用いられることが好ましい。
上記「アクリル酸」は、公知のアクリル酸でよく、重合禁止剤として好ましくはメトキシフェノール類、より好ましくはp-メトキシフェノールを、アクリル酸の重合性や粒子状吸水剤の色調の観点から、好ましくは200ppm以下、より好ましくは10~160ppm、さらに好ましくは20~100ppmを含んでいればよい。また、アクリル酸中の不純物については、米国特許出願公開第2008/0161512号に記載された化合物が本発明にも適用される。
また、上記「アクリル酸塩」は、上記アクリル酸を下記塩基性組成物で中和したものであるが、該アクリル酸塩として、市販のアクリル酸塩(例えば、アクリル酸ナトリウム)でもよいし、粒子状吸水剤の製造プラント内で中和して得られたものでもよい。
(塩基性組成物)
本発明において、「塩基性組成物」とは、塩基性化合物を含有する組成物を指し、例えば、市販の水酸化ナトリウム水溶液等が該当する。
本発明において、「塩基性組成物」とは、塩基性化合物を含有する組成物を指し、例えば、市販の水酸化ナトリウム水溶液等が該当する。
上記塩基性化合物として、具体的には、アルカリ金属の炭酸塩や炭酸水素塩、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、有機アミン等が挙げられる。これらの中でも、得られる粒子状吸水剤の物性の観点から、強塩基性であることが望まれる。即ち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物が好ましく、水酸化ナトリウムがより好ましい。
(中和)
本発明における中和として、アクリル酸に対する中和(重合前)又はアクリル酸を架橋重合して得られる含水ゲル状架橋重合体に対する中和(重合後)(以下、「後中和」と称する)の何れかを選択又は併用することができる。また、これらの中和は、連続式でもバッチ式でもよく特に限定されないが、生産効率等の観点から連続式が好ましい。
本発明における中和として、アクリル酸に対する中和(重合前)又はアクリル酸を架橋重合して得られる含水ゲル状架橋重合体に対する中和(重合後)(以下、「後中和」と称する)の何れかを選択又は併用することができる。また、これらの中和は、連続式でもバッチ式でもよく特に限定されないが、生産効率等の観点から連続式が好ましい。
なお、中和を行う装置、中和温度、滞留時間等の条件については、国際公開第2009/123197号や米国特許出願公開第2008/0194863号に記載された条件が本発明にも適用される。
本発明における中和率は、単量体の酸基に対して、好ましくは10~90モル%、より好ましくは40~85モル%、さらに好ましくは50~80モル%、特に好ましくは60~75モル%である。該中和率が10モル%未満の場合、吸水倍率が著しく低下することがある。一方、該中和率が90モル%を超える場合、加圧下吸水倍率の高い吸水性樹脂が得られないことがある。
上記中和率は、後中和の場合でも同様である。また、最終製品としての粒子状吸水剤の中和率についても、上記中和率が適用される。なお、中和率75モル%とは、アクリル酸25モル%及びアクリル酸塩75モル%の混合物を意味する。また、該混合物をアクリル酸部分中和物と称する場合もある。
(他の単量体)
本発明において、「他の単量体」とは、上記アクリル酸(塩)以外の単量体を指し、アクリル酸(塩)と併用して粒子状吸水剤を製造することができる。
本発明において、「他の単量体」とは、上記アクリル酸(塩)以外の単量体を指し、アクリル酸(塩)と併用して粒子状吸水剤を製造することができる。
上記他の単量体として、水溶性又は疎水性の不飽和単量体が挙げられる。具体的には、米国特許出願公開第2005/0215734に記載された化合物(但し、アクリル酸は除く)が本発明にも適用される。
(内部架橋剤)
本発明で使用される内部架橋剤として、米国特許第6241928号に記載された化合物が本発明にも適用される。これらの中から反応性を考慮して1種又は2種以上の化合物が選択される。
本発明で使用される内部架橋剤として、米国特許第6241928号に記載された化合物が本発明にも適用される。これらの中から反応性を考慮して1種又は2種以上の化合物が選択される。
また、得られる吸水性樹脂の吸水性能等の観点から、好ましくは重合性不飽和基を2個以上有する化合物、より好ましくは下記乾燥温度で熱分解性を有する化合物、さらに好ましくは(ポリ)アルキレングリコール構造単位を有する重合性不飽和基を2個以上する化合物が、内部架橋剤として用いられる。
上記重合性不飽和基として、好ましくはアリル基、(メタ)アクリレート基、より好ましくは(メタ)アクリレート基が挙げられる。また、上記(ポリ)アルキレングリコール構造単位としてポリエチレングリコールが好ましく、n数として好ましくは1~100、より好ましくは6~50である。
したがって、本発明では、好ましくは(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート又は(ポリ)アルキレングリコールトリ(メタ)アクリレート、より好ましくは(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレートが用いられる。
上記内部架橋剤の使用量は、単量体全体に対して、好ましくは0.0001~10モル%、より好ましくは0.001~1モル%である。該使用量を上記範囲内とすることで所望する吸水性樹脂が得られる。なお、該使用量が少なすぎる場合、ゲル強度が低下し水可溶分が増加する傾向にあり、該使用量が多すぎる場合、吸水倍率が低下する傾向にあるため、好ましくない。
本発明では、所定量の内部架橋剤を予め単量体水溶液に添加しておき、重合と同時に架橋反応する方法が好ましく適用される。一方、該手法以外に、重合中や重合後に内部架橋剤を添加して後架橋する方法や、ラジカル重合開始剤を用いてラジカル架橋する方法、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を用いて放射線架橋する方法等を採用することもできる。また、これらの方法を併用することもできる。
(その他、単量体水溶液に添加される物質)
本発明において、得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、下記の物質を単量体水溶液の調製時に添加することもできる。
本発明において、得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、下記の物質を単量体水溶液の調製時に添加することもできる。
具体的には、澱粉、澱粉誘導体、セルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリル酸(塩)架橋体等の親水性高分子を、好ましくは50質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以下(下限値は0質量%)で添加することができる。あるいは、炭酸塩、アゾ化合物、気泡等の発泡剤、界面活性剤、キレート剤、連鎖移動剤等を、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下(下限値は0質量%)で添加することができる。
また、上記物質は、単量体水溶液に添加される形態のみならず、重合途中で添加される形態でもよいし、これらの形態を併用することもできる。
なお、親水性高分子として水溶性樹脂又は吸水性樹脂を使用する場合には、グラフト重合体又は吸水性樹脂組成物(例えば、澱粉-アクリル酸重合体、PVA-アクリル酸重合体等)が得られる。これらの重合体、吸水性樹脂組成物も本発明の範疇である。
(単量体成分の濃度)
本工程において、単量体水溶液を調製する際に、上記の各物質が添加される。該単量体水溶液中の単量体成分の濃度としては特に限定されないが、吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは10~80質量%、より好ましくは20~75質量%、さらに好ましくは30~70質量%である。
本工程において、単量体水溶液を調製する際に、上記の各物質が添加される。該単量体水溶液中の単量体成分の濃度としては特に限定されないが、吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは10~80質量%、より好ましくは20~75質量%、さらに好ましくは30~70質量%である。
また、水溶液重合又は逆相懸濁重合を採用する場合、水以外の溶媒を必要に応じて併用することもできる。この場合、溶媒の種類は特に限定されない。
なお、上記「単量体成分の濃度」とは、下記式(8)で求められる値であり、単量体水溶液の質量には、グラフト成分や吸水性樹脂、逆相懸濁重合における疎水性溶媒の質量は含めない。
(単量体成分の濃度(質量%))=(単量体成分の質量)/(単量体水溶液の質量)×100 ・・・ 式(8)
〔4-2〕重合工程
本工程は、上記単量体水溶液の調製工程で得られたアクリル酸(塩)系単量体水溶液を重合させて、含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)を得る工程である。
〔4-2〕重合工程
本工程は、上記単量体水溶液の調製工程で得られたアクリル酸(塩)系単量体水溶液を重合させて、含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)を得る工程である。
(重合開始剤)
本発明で使用される重合開始剤は、重合形態等によって適宜選択されるため、特に限定されないが、例えば、熱分解型重合開始剤、光分解型重合開始剤、又はこれらの重合開始剤の分解を促進する還元剤を併用したレドックス系重合開始剤等が挙げられる。具体的には、米国特許第7265190号に開示された重合開始剤のうち、1種又は2種以上が用いられる。なお、重合開始剤の取り扱い性や粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは過酸化物又はアゾ化合物、より好ましくは過酸化物、さらに好ましくは過硫酸塩が使用される。
本発明で使用される重合開始剤は、重合形態等によって適宜選択されるため、特に限定されないが、例えば、熱分解型重合開始剤、光分解型重合開始剤、又はこれらの重合開始剤の分解を促進する還元剤を併用したレドックス系重合開始剤等が挙げられる。具体的には、米国特許第7265190号に開示された重合開始剤のうち、1種又は2種以上が用いられる。なお、重合開始剤の取り扱い性や粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の物性の観点から、好ましくは過酸化物又はアゾ化合物、より好ましくは過酸化物、さらに好ましくは過硫酸塩が使用される。
該重合開始剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは0.001~1モル%、より好ましくは0.001~0.5モル%である。また、該還元剤の使用量は、単量体に対して、好ましくは0.0001~0.02モル%である。
なお、上記重合開始剤に代えて、放射線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合反応を実施してもよく、これらの活性エネルギー線と重合開始剤を併用してもよい。
(重合形態)
本発明に適用される重合形態としては、特に限定されないが、吸水特性や重合制御の容易性等の観点から、好ましくは噴霧液滴重合、水溶液重合、逆相懸濁重合、より好ましくは水溶液重合、逆相懸濁重合、さらに好ましくは水溶液重合が挙げられる。中でも、連続水溶液重合が特に好ましく、連続ベルト重合、連続ニーダー重合の何れでも適用される。
本発明に適用される重合形態としては、特に限定されないが、吸水特性や重合制御の容易性等の観点から、好ましくは噴霧液滴重合、水溶液重合、逆相懸濁重合、より好ましくは水溶液重合、逆相懸濁重合、さらに好ましくは水溶液重合が挙げられる。中でも、連続水溶液重合が特に好ましく、連続ベルト重合、連続ニーダー重合の何れでも適用される。
具体的な重合形態として、連続ベルト重合は米国特許第4893999号、同第6241928号、米国特許出願公開第2005/215734号等に、連続ニーダー重合は米国特許第6987151号、同第6710141号等に、それぞれ開示されている。これらの連続水溶液重合を採用することで、吸水性樹脂の生産効率が向上する。
また、上記連続水溶液重合の好ましい形態として、「高温開始重合」や「高濃度重合」が挙げられる。「高温開始重合」とは、単量体水溶液の温度を好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上、さらに好ましくは40℃以上、特に好ましくは50℃以上(上限値は沸点)の温度で重合を開始する形態をいう。「高濃度重合」とは、単量体濃度を好ましくは30質量%以上、より好ましくは35質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、特に好ましくは45質量%以上(上限値は飽和濃度)で重合を行う形態をいう。これらの重合形態を併用することもできる。
また、本発明においては、空気雰囲気下で重合を行うこともできるが、得られる吸水性樹脂の色調の観点から、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で重合を行うことが好ましい。この場合、例えば、酸素濃度を1容積%以下に制御することが好ましい。なお、単量体水溶液中の溶存酸素についても、不活性ガスで置換(例えば、溶存酸素;1mg/l未満)しておくことが好ましい。
また、本発明では、単量体水溶液に気泡(特に上記不活性ガス等)を分散させて重合を行う発泡重合とすることもできる。
また、本発明においては、重合中に固形分濃度を上昇させてもよい。このような固形分濃度の上昇の指標としての固形分上昇度は下記式(9)により定義される。なお、該固形分濃度の上昇度としては、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上である。
固形分上昇度(質量%)=(重合後の含水ゲルの固形分濃度)-(単量体水溶液の固形分濃度) ・・・ 式(9)
ただし、単量体水溶液の固形分濃度とは下記式(10)で求められる値であり、重合系内の成分とは、単量体水溶液とグラフト成分、吸水性樹脂、その他固形物(例えば水不溶性微粒子等)であり、逆相懸濁重合における疎水性溶媒は含めない。
ただし、単量体水溶液の固形分濃度とは下記式(10)で求められる値であり、重合系内の成分とは、単量体水溶液とグラフト成分、吸水性樹脂、その他固形物(例えば水不溶性微粒子等)であり、逆相懸濁重合における疎水性溶媒は含めない。
単量体水溶液の固形分(質量%)={(単量体成分+グラフト成分+吸水性樹脂+その他固形物)の質量}/(重合系内の成分の質量)×100 ・・・ 式(10)
〔4-3〕ゲル粉砕工程
本工程は、上記重合工程で得られた含水ゲルを、例えば、ニーダー、ミートチョッパー等のスクリュー押出し機、カッターミル等のゲル粉砕機でゲル粉砕し、粒子状の含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称する)を得る工程である。なお、上記重合工程がニーダー重合の場合、重合工程とゲル粉砕工程が同時に実施されている。また、気相重合や逆相懸濁重合等、粒子状含水ゲルが重合過程で直接得られる場合には、該ゲル粉砕工程が実施されないこともある。
〔4-3〕ゲル粉砕工程
本工程は、上記重合工程で得られた含水ゲルを、例えば、ニーダー、ミートチョッパー等のスクリュー押出し機、カッターミル等のゲル粉砕機でゲル粉砕し、粒子状の含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称する)を得る工程である。なお、上記重合工程がニーダー重合の場合、重合工程とゲル粉砕工程が同時に実施されている。また、気相重合や逆相懸濁重合等、粒子状含水ゲルが重合過程で直接得られる場合には、該ゲル粉砕工程が実施されないこともある。
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、上記以外のゲル粉砕条件や形態については、以下の条件が本発明に好ましく適用される。
〔4-3-1〕ゲルCRC
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、ゲル粉砕前の含水ゲルのCRC(ゲルCRC)は、33g/g以上であることが好ましい。上記ゲルCRCが10g/g未満又は45g/gを超える場合、ゲル粉砕時の粒子形状や粒度分布の制御が困難になるため、好ましくない。かようなゲルCRCは、重合時の架橋剤添加量、その他重合濃度等で適宜制御することができる。なお、高CRCを有する粒子状吸水剤又は吸水性樹脂が好ましいことは周知の事実であるが、本発明において上記ゲルCRCが45g/gを超える場合、粒子形状や粒度分布の制御が困難であることが見出された。
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、ゲル粉砕前の含水ゲルのCRC(ゲルCRC)は、33g/g以上であることが好ましい。上記ゲルCRCが10g/g未満又は45g/gを超える場合、ゲル粉砕時の粒子形状や粒度分布の制御が困難になるため、好ましくない。かようなゲルCRCは、重合時の架橋剤添加量、その他重合濃度等で適宜制御することができる。なお、高CRCを有する粒子状吸水剤又は吸水性樹脂が好ましいことは周知の事実であるが、本発明において上記ゲルCRCが45g/gを超える場合、粒子形状や粒度分布の制御が困難であることが見出された。
〔4-3-2〕ゲル粉砕エネルギー(GGE)
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)の上限値は、60J/g以下が好ましく、50J/g以下がより好ましく、40J/g以下がさらに好ましい。又、下限値としては、15J/g以上が好ましく、17J/g以上がより好ましく、20J/g以上がさらに好ましく、23J/g以上がさらにより好ましく、25J/g以上がさらにより好ましく、29J/g以上がさらにより好ましく、34J/gが最も好ましい。例えば、本発明において、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)は、29~60J/kgであり、好ましくは29~50J/gであり、より好ましくは29~40J/kgである。あるいは、例えば、本発明において、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)は、34~60J/kgであり、好ましくは34~50J/gであり、より好ましくは34~40J/kgである。当該GGEを上記範囲内に制御することで、適切なせん断・圧縮力を含水ゲルに与えながらゲル粉砕することができる。なお、上記ゲル粉砕エネルギー(GGE)は、ゲル粉砕機の空運転時のエネルギーを含んで規定される。
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)の上限値は、60J/g以下が好ましく、50J/g以下がより好ましく、40J/g以下がさらに好ましい。又、下限値としては、15J/g以上が好ましく、17J/g以上がより好ましく、20J/g以上がさらに好ましく、23J/g以上がさらにより好ましく、25J/g以上がさらにより好ましく、29J/g以上がさらにより好ましく、34J/gが最も好ましい。例えば、本発明において、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)は、29~60J/kgであり、好ましくは29~50J/gであり、より好ましくは29~40J/kgである。あるいは、例えば、本発明において、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)は、34~60J/kgであり、好ましくは34~50J/gであり、より好ましくは34~40J/kgである。当該GGEを上記範囲内に制御することで、適切なせん断・圧縮力を含水ゲルに与えながらゲル粉砕することができる。なお、上記ゲル粉砕エネルギー(GGE)は、ゲル粉砕機の空運転時のエネルギーを含んで規定される。
また、ゲル粉砕機の空運転時のエネルギーを除外したゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2)、正味(net)ゲル粉砕エネルギーとも称する)の上限値は、40J/g以下が好ましく、38J/g以下がより好ましく、35J/g以下がさらに好ましい。又、下限値としては、9J/g以上が好ましく、12J/g以上がより好ましく、15J/g以上がさらに好ましく、19J/g以上がさらに好ましい。例えば、本発明において、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は、15~40J/gであり、好ましくは15~38J/gであり、より好ましくは15~35J/gである。あるいは、例えば、本発明において、含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は、19~40J/gであり、好ましくは19~38J/gであり、より好ましくは19~35J/gである。当該GGEを上記範囲内に制御することで、適切なせん断・圧縮力を含水ゲルに与えながらゲル粉砕することができる。
〔4-3-3〕含水率
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、本発明の含水ゲルの含水率は、50質量%以上、好ましくは、52質量%以上である。ゲル粉砕に供される含水ゲル中の水分量を大きくすることによって優れた物性の粒子状吸水剤を得ることができる。含水率の測定は、実施例の項に記載の方法により行うことができる。
本発明の粒子状吸水剤をより簡便に得るために、本発明の含水ゲルの含水率は、50質量%以上、好ましくは、52質量%以上である。ゲル粉砕に供される含水ゲル中の水分量を大きくすることによって優れた物性の粒子状吸水剤を得ることができる。含水率の測定は、実施例の項に記載の方法により行うことができる。
〔4-4〕乾燥工程
本工程は、上記重合工程及び/又はゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲルを所望する樹脂固形分まで乾燥させて乾燥重合体を得る工程である。該樹脂固形分は、乾燥減量(吸水性樹脂1gを180℃で3時間加熱した際の質量変化)から求められ、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85~99質量%、さらに好ましくは90~98質量%、特に好ましくは92~97質量%である。
本工程は、上記重合工程及び/又はゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲルを所望する樹脂固形分まで乾燥させて乾燥重合体を得る工程である。該樹脂固形分は、乾燥減量(吸水性樹脂1gを180℃で3時間加熱した際の質量変化)から求められ、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85~99質量%、さらに好ましくは90~98質量%、特に好ましくは92~97質量%である。
上記粒子状含水ゲル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、流動層乾燥、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脱水による乾燥、高温の水蒸気を利用した高湿乾燥等が挙げられる。中でも乾燥効率の観点から、熱風乾燥が好ましく、通気ベルト上で熱風乾燥を行うバンド乾燥がより好ましい。
上記熱風乾燥における乾燥温度(熱風の温度)としては、吸水性樹脂の色調や乾燥効率の観点から、好ましくは120~250℃、より好ましくは150~200℃である。なお、熱風の風速や乾燥時間等、上記乾燥温度以外の乾燥条件については、乾燥に供する粒子状含水ゲルの含水率や総質量及び目的とする樹脂固形分に応じて、適宜設定すればよく、バンド乾燥を行う際には、国際公開第2006/100300号、同第2011/025012号、同第2011/025013号、同第2011/111657号等に記載される諸条件が適宜適用される。
上述した乾燥温度や乾燥時間を上記範囲とすることで、得られる吸水性樹脂のCRC(遠心分離機保持容量)や水可溶分(Ext)、色調を所望する範囲とすることができる。
〔4-5〕粉砕工程、分級工程
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体を粉砕(粉砕工程)し、所定範囲の粒度に調整(分級工程)して、吸水性樹脂粉末(表面架橋を施す前の、粉末状の吸水性樹脂を便宜上「吸水性樹脂粉末」と称する)を得る工程である。
本工程は、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体を粉砕(粉砕工程)し、所定範囲の粒度に調整(分級工程)して、吸水性樹脂粉末(表面架橋を施す前の、粉末状の吸水性樹脂を便宜上「吸水性樹脂粉末」と称する)を得る工程である。
本発明の粉砕工程で使用される機器としては、例えば、ロールミル、ハンマーミル、スクリューミル、ピンミル等の高速回転式粉砕機、振動ミル、ナックルタイプ粉砕機、円筒型ミキサー等が挙げられ、必要により併用される。
また、本発明の分級工程での粒度調整方法としては、特に限定されないが、例えば、JIS標準篩(JIS Z8801-1(2000))を用いた篩分級や気流分級等が挙げられる。なお、吸水性樹脂の粒度調整は、上記粉砕工程、分級工程に限定されず、重合工程(特に逆相懸濁重合や噴霧液滴重合)、その他の工程(例えば、造粒工程、微粉回収工程)で適宜実施できる。
本発明で得られる吸水性樹脂粉末の粒度は、上記の粒子状吸水剤の範囲に好ましく調整される。
上述した粒度は、表面架橋後の吸水性樹脂(以下、便宜上「吸水性樹脂粒子」と称する場合がある)のみならず、最終製品としての粒子状吸水剤についても適用される。そのため、吸水性樹脂粒子において、上記範囲の粒度を維持するように、表面架橋処理(表面架橋工程)されることが好ましく、表面架橋工程以降に整粒工程を設けて粒度調整されることがより好ましい。
〔4-5-1〕循環粉砕比
本発明の粒子状吸水剤において、循環粉砕比が1.10未満では粒子状吸水剤の通液性(例えばSFC)が劣り、ダメージ後の微粉も大きく増加するため好ましくない。ダメージ後の微粉増加は実施例の項に記載の測定法で規定されるが、粒子状吸水剤の製造直後において微粉(例;JIS標準篩150μm通過物)が少なくても、紙オムツ製造時のプロセスダメージによって微粉が発生し、紙オムツの実使用時に通液性低下等の悪影響をもたらすため、好ましくない。
本発明の粒子状吸水剤において、循環粉砕比が1.10未満では粒子状吸水剤の通液性(例えばSFC)が劣り、ダメージ後の微粉も大きく増加するため好ましくない。ダメージ後の微粉増加は実施例の項に記載の測定法で規定されるが、粒子状吸水剤の製造直後において微粉(例;JIS標準篩150μm通過物)が少なくても、紙オムツ製造時のプロセスダメージによって微粉が発生し、紙オムツの実使用時に通液性低下等の悪影響をもたらすため、好ましくない。
本発明では耐ダメージ性の観点から循環粉砕比は1.10以上、好ましくは1.15以上、より好ましくは1.20以上、さらに好ましくは1.30以上、特に好ましくは1.35以上、最も好ましくは1.40以上である。また、吸水速度(例えばFSR)の観点から、循環粉砕比の上限値は1.50以下、好ましくは1.40以下、より好ましくは1.35以下、さらに好ましくは1.30以下、さらにより好ましくは1.25以下、いっそう好ましくは1.20以下、特に好ましくは1.15以下である。
すなわち、1つの好ましい実施形態では、循環粉砕比が1.10~1.50、好ましくは1.15~1.40、さらに好ましくは1.30~1.35である。上記の条件を満たすことにより、粒子状吸水剤の吸水速度(例えばDRC5min)が改善され、紙オムツ製造時のプロセスダメージによって生じる微粉も大きく減少するため好ましい。
〔4-6〕表面架橋工程
本工程は、上述した工程を経て得られる吸水性樹脂粉末の表面層(吸水性樹脂粉末の表面から数10μmの部分)に、さらに架橋密度の高い部分を設ける工程であり、混合工程、加熱処理工程及び冷却工程(任意)から構成される。
本工程は、上述した工程を経て得られる吸水性樹脂粉末の表面層(吸水性樹脂粉末の表面から数10μmの部分)に、さらに架橋密度の高い部分を設ける工程であり、混合工程、加熱処理工程及び冷却工程(任意)から構成される。
該表面架橋工程において、吸水性樹脂粉末表面でのラジカル架橋や表面重合、表面架橋剤との架橋反応等により表面架橋された吸水性樹脂(吸水性樹脂粒子)が得られる。
(表面架橋剤)
本発明で使用される表面架橋剤としては、特に限定されないが、有機又は無機の表面架橋剤が挙げられる。中でも、吸水性樹脂の物性や表面架橋剤の取り扱い性の観点から、カルボキシル基と反応する有機表面架橋剤が好ましい。例えば、米国特許7183456号に開示される1種又は2種以上の表面架橋剤が挙げられる。より具体的には、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、ハロエポキシ化合物、多価アミン化合物又はそのハロエポキシ化合物との縮合物、オキサゾリン化合物、オキサゾリジノン化合物、多価金属塩、アルキレンカーボネート化合物、環状尿素化合物等が挙げられる。
本発明で使用される表面架橋剤としては、特に限定されないが、有機又は無機の表面架橋剤が挙げられる。中でも、吸水性樹脂の物性や表面架橋剤の取り扱い性の観点から、カルボキシル基と反応する有機表面架橋剤が好ましい。例えば、米国特許7183456号に開示される1種又は2種以上の表面架橋剤が挙げられる。より具体的には、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、ハロエポキシ化合物、多価アミン化合物又はそのハロエポキシ化合物との縮合物、オキサゾリン化合物、オキサゾリジノン化合物、多価金属塩、アルキレンカーボネート化合物、環状尿素化合物等が挙げられる。
該表面架橋剤の使用量(複数使用の場合は合計使用量)は、吸水性樹脂粉末100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.01~5質量部である。また、該表面架橋剤は水溶液として添加することが好ましく、この場合、水の使用量は、吸水性樹脂粉末100質量部に対して、好ましくは0.1~20質量部、より好ましくは0.5~10質量部である。さらに必要に応じて、親水性有機溶媒を使用する場合、その使用量は、吸水性樹脂粉末100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。
また、後述の再加湿工程で添加される各添加剤をそれぞれ5質量部以下の範囲内で該表面架橋剤(水溶液)に混合して添加したり、別途本混合工程で添加したりすることもできる。
(混合工程)
本工程は、吸水性樹脂粉末と上記表面架橋剤を混合する工程である。該表面架橋剤の混合方法については、特に限定されないが、予め表面架橋剤溶液を作製しておき、該溶液を吸水性樹脂粉末に対して、好ましくは噴霧又は滴下して、より好ましくは噴霧して混合する方法が挙げられる。
本工程は、吸水性樹脂粉末と上記表面架橋剤を混合する工程である。該表面架橋剤の混合方法については、特に限定されないが、予め表面架橋剤溶液を作製しておき、該溶液を吸水性樹脂粉末に対して、好ましくは噴霧又は滴下して、より好ましくは噴霧して混合する方法が挙げられる。
該混合を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくは高速撹拌型混合機、より好ましくは高速撹拌型連続混合機が挙げられる。
(加熱処理工程)
本工程は、上記混合工程から排出された混合物に熱を加えて、吸水性樹脂粉末の表面上で架橋反応を起させる工程である。
本工程は、上記混合工程から排出された混合物に熱を加えて、吸水性樹脂粉末の表面上で架橋反応を起させる工程である。
該架橋反応を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくはパドルドライヤーが挙げられる。該架橋反応での反応温度は、使用される表面架橋剤の種類に応じて適宜設定されるが、好ましくは50~300℃、より好ましくは100~200℃である。
(冷却工程)
本工程は、上記加熱処理工程後に必要に応じて設けられる任意の工程である。
本工程は、上記加熱処理工程後に必要に応じて設けられる任意の工程である。
該冷却を行う装置としては、特に限定されないが、好ましくは加熱処理工程で使用される装置と同一仕様の装置であり、より好ましくはパドルドライヤーである。熱媒を冷媒に変更することで、冷却装置として使用できるためである。なお、上記加熱処理工程で得られた吸水性樹脂粒子は、該冷却工程において、好ましくは40~80℃、より好ましくは50~70℃に、必要に応じて強制冷却される。
〔4-7〕添加剤の添加工程
本工程は、上記表面架橋工程で得られた吸水性樹脂粒子に、〔2-20〕に記載の多価金属塩、カチオン性ポリマー、キレート剤、無機還元剤、α-ヒドロキシカルボン酸化合物、吸湿流動性改善剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤を添加する工程である。添加剤は表面架橋工程後(特に再加湿工程(0.1~20質量%程度の少量の水を添加する工程))に限らず、所定の効果を発揮する限り任意の工程(例;重合工程、ゲル粉砕工程、表面架橋工程、造粒工程、微粉回収工程、輸送工程等)で添加することもできる。すなわち、本発明の粒子状吸水剤は吸水性樹脂以外に〔2-20〕に記載の成分を任意に含んでもよい。
本工程は、上記表面架橋工程で得られた吸水性樹脂粒子に、〔2-20〕に記載の多価金属塩、カチオン性ポリマー、キレート剤、無機還元剤、α-ヒドロキシカルボン酸化合物、吸湿流動性改善剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤を添加する工程である。添加剤は表面架橋工程後(特に再加湿工程(0.1~20質量%程度の少量の水を添加する工程))に限らず、所定の効果を発揮する限り任意の工程(例;重合工程、ゲル粉砕工程、表面架橋工程、造粒工程、微粉回収工程、輸送工程等)で添加することもできる。すなわち、本発明の粒子状吸水剤は吸水性樹脂以外に〔2-20〕に記載の成分を任意に含んでもよい。
なお、上記添加剤が水溶液又はスラリー液で添加される場合、吸水性樹脂粒子は再度、水膨潤する。このため、本工程を「再加湿工程」と称することもある。また、上述したように、該添加剤は上記表面架橋剤(水溶液)と同時に、吸水性樹脂粉末と混合することもできる。
1つの好ましい実施形態では、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂100質量部に対して、キレート剤を0.001~0.2質量部、好ましくは0.003~0.1質量部、さらに好ましくは0.005~0.06質量部添加する工程を含む。粒子状吸水剤にキレート剤を添加することにより粒子状吸水剤の耐尿性を向上させることができるからである。
〔4-8〕その他の添加剤添加工程
本発明においては、上述した添加剤以外の添加剤を、吸水性樹脂に種々の機能を付加させるため、添加することもできる。該添加剤として、具体的には、界面活性剤、リン原子を有する化合物、酸化剤、有機還元剤、水不溶性無機微粒子、金属石鹸等の有機粉末、消臭剤、抗菌剤、パルプや熱可塑性繊維等が挙げられる。なお、上記界面活性剤は、国際公開第2005/075070号に開示された化合物が、また、上記水不溶性無機微粒子は、国際公開第2011/040530号の「〔5〕水不溶性無機微粒子」に開示された化合物が、それぞれ本発明に適用される。
本発明においては、上述した添加剤以外の添加剤を、吸水性樹脂に種々の機能を付加させるため、添加することもできる。該添加剤として、具体的には、界面活性剤、リン原子を有する化合物、酸化剤、有機還元剤、水不溶性無機微粒子、金属石鹸等の有機粉末、消臭剤、抗菌剤、パルプや熱可塑性繊維等が挙げられる。なお、上記界面活性剤は、国際公開第2005/075070号に開示された化合物が、また、上記水不溶性無機微粒子は、国際公開第2011/040530号の「〔5〕水不溶性無機微粒子」に開示された化合物が、それぞれ本発明に適用される。
該添加剤の使用量(添加量)は、その用途に応じて適宜決定されるため、特に限定されないが、吸水性樹脂粉末100質量部に対して、好ましくは3質量部以下、より好ましくは1質量部以下である。また、該添加剤は、上記工程とは別の工程で添加することもできる。
〔4-9〕その他の工程
本発明においては、上述した工程以外に、造粒工程、整粒工程、微粉除去工程、微粉の再利用工程等を必要に応じて設けることができる。また、輸送工程、貯蔵工程、梱包工程、保管工程等の1種又は2種以上の工程をさらに含んでもよい。なお、「整粒工程」は、表面架橋工程以降の微粉除去工程や、吸水性樹脂が凝集し、所望の大きさを超えた場合に分級、粉砕を行う工程を含む。また、「微粉の再利用工程」は、本発明のように微粉をそのまま添加する形態の他、大きな含水ゲルにして、吸水性樹脂の製造工程の何れかの工程に投入する工程を含む。
本発明においては、上述した工程以外に、造粒工程、整粒工程、微粉除去工程、微粉の再利用工程等を必要に応じて設けることができる。また、輸送工程、貯蔵工程、梱包工程、保管工程等の1種又は2種以上の工程をさらに含んでもよい。なお、「整粒工程」は、表面架橋工程以降の微粉除去工程や、吸水性樹脂が凝集し、所望の大きさを超えた場合に分級、粉砕を行う工程を含む。また、「微粉の再利用工程」は、本発明のように微粉をそのまま添加する形態の他、大きな含水ゲルにして、吸水性樹脂の製造工程の何れかの工程に投入する工程を含む。
〔5〕上記粒子状吸水剤の製法方法の中で最適な製造方法
従来の吸水剤の製造方法では、ゲルCRC33以上は(ゲルの架橋密度が低下し軟らかくなるため)高いゲル粉砕エネルギーでのゲル粉砕による粒子形状や粒度分布の制御が困難だった。しかし本発明者らが鋭意検討した結果、ゲルの含水率を高く(固形分を低く)して、さらに強度を下げることで、より高いCRCのゲルでもゲル粉砕によって粒子形状や粒度分布の制御が行いやすくなることが見出された。
従来の吸水剤の製造方法では、ゲルCRC33以上は(ゲルの架橋密度が低下し軟らかくなるため)高いゲル粉砕エネルギーでのゲル粉砕による粒子形状や粒度分布の制御が困難だった。しかし本発明者らが鋭意検討した結果、ゲルの含水率を高く(固形分を低く)して、さらに強度を下げることで、より高いCRCのゲルでもゲル粉砕によって粒子形状や粒度分布の制御が行いやすくなることが見出された。
すなわち、上記の製造方法の中でも、ゲルCRCとゲル粉砕エネルギーを制御すること、さらに、乾燥後の粉砕循環比を制御すること、さらに好ましくはキレート剤を添加することで、より簡便に本発明の粒子状吸水剤を得ることができる。
本発明の粒子状吸水剤の製造方法の一例として、含水ゲルの一片の大きさが平均3000μm以上、ゲルCRCが33.0g/g以上、かつ含水率が50質量%以上のポリアクリル酸架橋重合体の含水ゲルに、ゲル粉砕エネルギー(GGE)29~60(又はゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))15~40)のエネルギーを加えて(apply)ゲル粉砕を行うことを特徴とする、粒子状吸水剤の製造方法がある。
上記の製造方法においては、乾燥後に上述の粉砕循環比で粉砕され、好ましくは、キレート剤や吸湿流動性改善剤が添加される。
1つの局面において、本発明は以下の(1)~(3)の特徴;(1)少なくとも1辺の大きさが平均3000μm以上、5000μm以上、10mm以上、30mm以上、10cm以上、50cm以上、100cm以上である;(2)ゲルCRCが33.0g/g以上、34.0g/g以上、35.0g/g以上、36.0/g以上、37.0g/g以上、38.0g/g以上、39.0g/g以上、40.0g/g以上である。ゲルCRCの上限値は45.0g/gである;(3)含水率が50質量%以上、51質量%以上、52質量%以上、53質量%以上、54質量%以上、55質量%以上、56質量%以上、57質量%以上、58質量%以上、59質量%以上、60質量%以上、61質量%以上、62質量%以上、63質量%以上、64質量%以上、65質量%以上、66質量%以上、67質量%以上、68質量%以上、69質量%以上、70質量%以上、90質量%以下である;を有するゲルに、下記(4)~(5);(4)ゲル粉砕エネルギー(GGE)として29~60J/g、好ましくは29~55J/g、より好ましくは29~50J/g、又は34~60J/g、好ましくは34~55J/g、より好ましくは34~50J/g;(5)ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))として15~40J/g、好ましくは15~38J/g、より好ましくは15~35J/g、又は19~40J/g、好ましくは19~38J/g、より好ましくは19~35J/g;の少なくとも一つを満たすエネルギーを加えて(apply)ゲル粉砕を行うことを特徴とする、粒子状吸水剤の製造方法を提供する。
ここで、ゲルの1辺とは、ゲルの表面上の任意の2点をとり、その2点間の距離が最大となる長さ(いわゆる長径)とする。
高CRC(ゲルCRCが33g/g以上)のゲルを、高ゲル粉砕エネルギー(GGEが18J/g以上)で粉砕することは、従来の粒子状吸水剤の製造方法ではなされていなかった。本発明においては、重合後の含水ゲルの粉砕(ゲル粉砕)における粉砕エネルギーを従来よりも大きくし、粒子状吸水剤粒子の粒子形状を化学的にではなく、物理的にコントロールすることによって、吸水速度を速くすることが可能になった。これにより、高吸水倍率と高吸水速度が両立し、さらに戻り量が従来の粒子状吸水剤と比較して低減された粒子状吸水剤を製造することができるようになった。
また従来の吸水剤の製造方法では、ゲルCRC33以上のゲルは(ゲルの架橋密度が低下し軟らかくなるため)、高いゲル粉砕エネルギーでのゲル粉砕による粒子形状や粒度分布の制御が困難だった。しかし本発明者らが鋭意検討した結果、ゲルの含水率を高く(固形分を低く)して、さらに強度を下げることで、より高いCRCのゲルでもゲル粉砕によって粒子形状や粒度分布の制御が行いやすくなることが見出された。
1つの好ましい実施形態では、(a)得られるゲルの粒子径が360~1500μmとなるまで上記ゲル粉砕を行い、(b)乾燥温度が150~200℃、熱風の風速が垂直方向(上下方向)に0.8~2.5m/s、好ましくは0.003~0.1m/s、さらに好ましくは0.005~0.06m/sの条件下で、バンド乾燥単位面積当たりのゲル質量が10~50kg/m2である該ゲルを10~60分間乾燥を行い、(c)表面処理を行うことを特徴とする。これにより、(1)液を吸ってもゲルブロッキング(高粒子状吸水剤粒子どうしが凝集すること)を起こしにくい、(2)膨潤ゲル弾性率が高くなり荷重下での吸水力が高くなる、(3)耐吸湿ブロッキング性がよい等の特長が発現した粒子状吸水剤を製造することができる。
〔6〕吸収性物品
さらに本発明の吸収性物品は、本発明の吸水性シートが、液体透過性シート及び液体不透過性シートで挟持されてなる。吸収性物品としては、例えば紙オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、ペットシート、食品用ドリップシート、電力ケーブルの止水剤等が挙げられる。さらに、液体透過性シート及び液体不透過性シートとしては、吸収性物品の技術分野で公知のものを、特に制限なく用いることができる。かかる吸収性物品は、公知の方法によって製造することができる。
さらに本発明の吸収性物品は、本発明の吸水性シートが、液体透過性シート及び液体不透過性シートで挟持されてなる。吸収性物品としては、例えば紙オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、ペットシート、食品用ドリップシート、電力ケーブルの止水剤等が挙げられる。さらに、液体透過性シート及び液体不透過性シートとしては、吸収性物品の技術分野で公知のものを、特に制限なく用いることができる。かかる吸収性物品は、公知の方法によって製造することができる。
〔7〕吸水性シートの製造に好適な本発明に係る他の粒子状吸水剤
本発明の吸水性シートは、上述した粒子状吸水剤以外に、あるいは、上述した粒子状吸水剤とともに、下記粒子状吸水剤を用いて製造することもできる。なお、便宜上、上述した粒子状吸水剤と区別するために、以下に説明する粒子状吸水剤を「粒子状吸水剤2」と記載する。また、上述した粒子状吸水剤における説明と重複する説明に関しては、省略することとする。
本発明の吸水性シートは、上述した粒子状吸水剤以外に、あるいは、上述した粒子状吸水剤とともに、下記粒子状吸水剤を用いて製造することもできる。なお、便宜上、上述した粒子状吸水剤と区別するために、以下に説明する粒子状吸水剤を「粒子状吸水剤2」と記載する。また、上述した粒子状吸水剤における説明と重複する説明に関しては、省略することとする。
〔7〕節で説明する粒子状吸水剤2も、(i)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g、(ii)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm、(iii)式(a)で規定されるDRC指数が0を超えて43以下、および(iv)表面張力が65以上、の物性を満たしている。したがって、上記粒子状吸水剤は、第1粒子状吸水剤および第2粒子状吸水剤のいずれにとっても、好適な物性を有している。
(吸湿流動性改善剤)
粒子状吸水剤2においては、吸湿流動性改善剤として、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物、およびリン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩が使用され得る。
粒子状吸水剤2においては、吸湿流動性改善剤として、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物、およびリン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩が使用され得る。
〔7-1〕用語の定義
(7-1-1)「体積平均粒子径」
「体積平均粒子径」とは、体積基準の粒子径の平均をいう。多元金属化合物の体積平均粒子径の測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
(7-1-1)「体積平均粒子径」
「体積平均粒子径」とは、体積基準の粒子径の平均をいう。多元金属化合物の体積平均粒子径の測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
(7-1-2)「結晶子径」
結晶子とは、単結晶と見なせる最大の集まりをいい、一個の粒は、複数の結晶子によって構成されている。結晶子径は、結晶子の径(サイズ)を示す。結晶子のサイズが小さくなると、1個の粒における結晶子の数が増え、結晶子1つ当たりの回折格子の数は少なくなる。結晶子径が小さくなるほど回折線は広がる。国際公開第2015/152299号においては、結晶子径が0.15μm以上である場合は、吸湿ブロッキング性を十分に低減させることができないと記載されている。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
結晶子とは、単結晶と見なせる最大の集まりをいい、一個の粒は、複数の結晶子によって構成されている。結晶子径は、結晶子の径(サイズ)を示す。結晶子のサイズが小さくなると、1個の粒における結晶子の数が増え、結晶子1つ当たりの回折格子の数は少なくなる。結晶子径が小さくなるほど回折線は広がる。国際公開第2015/152299号においては、結晶子径が0.15μm以上である場合は、吸湿ブロッキング性を十分に低減させることができないと記載されている。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
(7-1-3)「平均一次粒子径」
本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩の平均一次粒子径とは、水不溶性金属リン酸塩の比表面積球相当径のことをいう。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩の平均一次粒子径とは、水不溶性金属リン酸塩の比表面積球相当径のことをいう。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
(7-1-4)「拡散吸収倍率」
本発明における拡散吸収倍率とは、吸水性樹脂の坪量が高く、かつ、外力によって吸水性樹脂の粒子同士が密着している状態における水性液体の拡散力を加味した、吸水性樹脂の吸収量を評価するための物性値である。上記の拡散吸収倍率は、所定条件下での測定における、吸収開始から所定時間経過後、例えば60分間経過後、または10分間経過後の測定値から算出される。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
本発明における拡散吸収倍率とは、吸水性樹脂の坪量が高く、かつ、外力によって吸水性樹脂の粒子同士が密着している状態における水性液体の拡散力を加味した、吸水性樹脂の吸収量を評価するための物性値である。上記の拡散吸収倍率は、所定条件下での測定における、吸収開始から所定時間経過後、例えば60分間経過後、または10分間経過後の測定値から算出される。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
本発明に係る粒子状吸水剤2の拡散吸収倍率60分は、18g/g以上が好ましく、20g/g以上がより好ましく、22g/g以上が最も好ましい。一般的に、表面架橋処理された吸水剤の拡散吸収倍率60分は18g/g以上であるが、まれに拡散吸収倍率60分が低い吸水剤も存在する。拡散吸収倍率60分が低いと、吸収体中での拡散性が悪くなり、DRCやDRC指数に優れていても吸収体としての性能を十分に発揮できない可能性がある。上限は特に限定されないが、一般的には40g/g以下程度である。
本発明に係る粒子状吸水剤2の拡散吸収倍率10分は、7g/g以上が好ましく、9g/g以上がより好ましく、11g/g以上がさらに好ましく、13g/g以上が最も好ましい。一般的に、表面架橋処理された吸水剤の拡散吸収倍率10分は7g/g以上あるが、まれに拡散吸収倍率10分が低い吸水剤も存在する。拡散吸収倍率10分が低いと、吸収体中での拡散性が悪くなり、DRCやDRC指数に優れていても吸収体としての性能を十分に発揮できない可能性がある。上限は特に限定されないが、一般的には30g/g以下程度である。
(7-1-5)「逆戻り量」
本発明における逆戻り量とは、吸収体に吸収された液体が、吸収体に圧力が加わることにより放出される液体の逆戻り量を示す。Re-wetとも呼ばれる。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
本発明における逆戻り量とは、吸収体に吸収された液体が、吸収体に圧力が加わることにより放出される液体の逆戻り量を示す。Re-wetとも呼ばれる。測定方法の詳細は実施例の項に記述する。
(7-1-6)「DRC5min寄与率」
「DRC5min寄与率」とは、粒子状吸水剤2を構成する粒子のうち、粒子径の範囲ごとに規定されたDRC5minの条件を満たす粒子の割合の合計をいう。
「DRC5min寄与率」とは、粒子状吸水剤2を構成する粒子のうち、粒子径の範囲ごとに規定されたDRC5minの条件を満たす粒子の割合の合計をいう。
例えば、粒子状吸水剤2を構成する粒子について、
(1)粒子径が850~600μmのDRC5minが24~44g/g、
(2)粒子径が600~500μmのDRC5minが29~46g/g、
(3)粒子径が500~425μmのDRC5minが32~49g/g、
(4)粒子径が425~300μmのDRC5minが37~53g/g、
(5)粒子径が300~150μmのDRC5minが41~60g/g、
であるときに、粒子状吸水剤2を構成する粒子全体に対して(1)を満たす粒子が10%、(2)を満たす粒子が20%、(3)を満たす粒子が15%、(4)を満たす粒子が10%、(5)を満たす粒子が5%であるならば、このときのDRC5min寄与率は60%となる。
(1)粒子径が850~600μmのDRC5minが24~44g/g、
(2)粒子径が600~500μmのDRC5minが29~46g/g、
(3)粒子径が500~425μmのDRC5minが32~49g/g、
(4)粒子径が425~300μmのDRC5minが37~53g/g、
(5)粒子径が300~150μmのDRC5minが41~60g/g、
であるときに、粒子状吸水剤2を構成する粒子全体に対して(1)を満たす粒子が10%、(2)を満たす粒子が20%、(3)を満たす粒子が15%、(4)を満たす粒子が10%、(5)を満たす粒子が5%であるならば、このときのDRC5min寄与率は60%となる。
(単量体水溶液に添加される物質)
本発明に係る粒子状吸水剤2においては、得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、上述した物質の他に、α-ヒドロキシカルボン酸(塩)を単量体水溶液の調製時に添加することもできる。
本発明に係る粒子状吸水剤2においては、得られる吸水性樹脂の物性向上の観点から、上述した物質の他に、α-ヒドロキシカルボン酸(塩)を単量体水溶液の調製時に添加することもできる。
(α-ヒドロキシカルボン酸(塩))
通常、得られる吸水剤の吸水特性や色調(着色防止)等の観点から、α-ヒドロキシカルボン酸を添加することが好ましい。また、α-ヒドロキシカルボン酸を添加することによって、得られる吸水剤の可溶分分子量が低減し、ひいては衛生材料として使用する際のべたつきおよび不快感が低減する。なお、「α-ヒドロキシカルボン酸(塩)」とは、分子内にヒドロキシル基を有するカルボン酸又はその塩のことで、α位にヒドロキシル基を有するヒドロキシカルボン酸又はその塩である。
通常、得られる吸水剤の吸水特性や色調(着色防止)等の観点から、α-ヒドロキシカルボン酸を添加することが好ましい。また、α-ヒドロキシカルボン酸を添加することによって、得られる吸水剤の可溶分分子量が低減し、ひいては衛生材料として使用する際のべたつきおよび不快感が低減する。なお、「α-ヒドロキシカルボン酸(塩)」とは、分子内にヒドロキシル基を有するカルボン酸又はその塩のことで、α位にヒドロキシル基を有するヒドロキシカルボン酸又はその塩である。
上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)として、具体的には、国際公開第2011/040530号の「〔6〕α-ヒドロキシカルボン酸化合物」に開示された化合物及びその使用量が、本発明に適用される。
ヒドロキシカルボン酸とは、分子内にヒドロキシル基を併せ持つカルボン酸のことで、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、グリセリン酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、メバロン酸、キナ酸、シキミ酸、β-ヒドロキシプロピオン酸等の脂肪族ヒドロキシ酸や、サリチル酸、クレオソート酸、バニリン酸、シリング酸、レソシル酸、ピロカテク酸、プロトカテク酸、ゲンチジン酸、オルセリン酸、マンデル酸、没食子酸等の芳香族ヒドロキシ酸などの酸またはその塩がある。
また、本発明でα-ヒドロキシカルボン酸が塩である場合は、水に対する溶解度の観点から、好ましくは一価の塩であり、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属塩やアンモニア塩や一価のアミン塩などが好ましく用いられる。また、α-ヒドロキシ多価カルボン酸を塩として用いる場合、すべてのカルボキシル基を塩としてもよく、一部のみを塩としてもよい。
「α-ヒドロキシカルボン酸(塩)」とは、α-ヒドロキシカルボン酸及び/又はその塩を指す。同様に、「~酸(塩)」とは、~酸及び/又はその塩を指す。具体的には、リンゴ酸(塩)とは、リンゴ酸及び/又はその塩を指し、乳酸(塩)とは、乳酸及び/又はその塩を指す。
また、上記物質は、単量体水溶液に添加される形態のみならず、重合途中で添加される形態でもよいし、これらの形態を併用することもできる。
なお、親水性高分子として水溶性樹脂又は吸水性樹脂を使用する場合には、グラフト重合体又は吸水性樹脂組成物(例えば、澱粉-アクリル酸重合体、PVA-アクリル酸重合体等)が得られる。これらの重合体、吸水性樹脂組成物も本発明の範疇である。
〔7-2〕ポリアクリル酸(塩)系粒子状吸水剤2の製造方法
本発明に係る粒子状吸水剤2の製造工程のうち、分級工程までは、上述した粒子状吸水剤の分級工程と同じである。ただし、上述した粒子状吸水剤のゲル粉砕工程以外のゲル粉砕条件や形態については、国際公開第2011/126079号に開示される内容が、本発明に好ましく適用される。
本発明に係る粒子状吸水剤2の製造工程のうち、分級工程までは、上述した粒子状吸水剤の分級工程と同じである。ただし、上述した粒子状吸水剤のゲル粉砕工程以外のゲル粉砕条件や形態については、国際公開第2011/126079号に開示される内容が、本発明に好ましく適用される。
本発明で得られる吸水性樹脂粉末は、重量平均粒子径(D50)として、好ましくは200~600μm、より好ましくは200~550μm、さらに好ましくは250~500μm、特に好ましくは350~450μmである。また、粒子径150μm未満の粒子の割合は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下であり、粒子径850μm以上の粒子の割合は、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。なお、これらの粒子の割合の下限値としては、何れの場合も少ないほど好ましく、0重量%が望まれるが、0.1重量%程度でもよい。さらに、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、好ましくは0.20~0.50、より好ましくは0.25~0.40、さらに好ましくは0.27~0.35である。なお、これらの粒度は、米国特許第7638570号やEDANA ERT420.2-02に開示されている測定方法に準じて、標準篩を用いて測定される。
上述した粒度は、表面架橋後の吸水性樹脂(以下、便宜上「吸水性樹脂粒子」と称する場合がある)のみならず、最終製品としての粒子状吸水剤2についても適用される。そのため、吸水性樹脂粒子において、上記範囲の粒度を維持するように、表面架橋処理(表面架橋工程)されることが好ましく、表面架橋工程以降に整粒工程を設けて粒度調整されることがより好ましい。
また、本発明に係る粒子状吸水剤2の製造工程のうち、表面架橋工程は、上述した粒子状吸水剤の表面架橋工程と同じである。
〔7-3〕粒子状吸水剤2の物性
本発明に係る製造方法で得られるポリアクリル酸(塩)系粒子状吸水剤2は、該粒子状吸水剤2を衛生用品、特に紙オムツに使用する場合には、下記(7-3-1)~(7-3-10)に掲げた物性のうち、少なくとも1つ以上、好ましくはAAPを含めた2つ以上、より好ましくはAAPを含めた3つ以上、最も好ましくは全ての物性を、所定の範囲に制御することが望まれる。これらの物性が下記の範囲を満たさない場合、本発明の効果が十分に得られず、高濃度紙オムツにおいて十分な性能を発揮しないおそれがある。
本発明に係る製造方法で得られるポリアクリル酸(塩)系粒子状吸水剤2は、該粒子状吸水剤2を衛生用品、特に紙オムツに使用する場合には、下記(7-3-1)~(7-3-10)に掲げた物性のうち、少なくとも1つ以上、好ましくはAAPを含めた2つ以上、より好ましくはAAPを含めた3つ以上、最も好ましくは全ての物性を、所定の範囲に制御することが望まれる。これらの物性が下記の範囲を満たさない場合、本発明の効果が十分に得られず、高濃度紙オムツにおいて十分な性能を発揮しないおそれがある。
また、本発明に係る製造方法で得られるポリアクリル酸(塩)系粒子状吸水剤2は、その形状について特に限定されないが、好ましくは粒子状である。以下、粒子状吸水剤2または吸水性樹脂について、その物性を説明する。なお、下記の物性は、特に断りのない限り、EDANA法に準拠して測定した。
(7-3-1)DRC5min(浸漬保持容量5分値)
本発明の粒子状吸水剤2のDRC5minは、(7-5-2)節で後述するDRC指数を満たせば特に限定されないが、好ましくは35g/g以上、38g/g以上、40g/g以上である。上限も特に限定されないが、通常60g/g以下、55g/g以下である。
本発明の粒子状吸水剤2のDRC5minは、(7-5-2)節で後述するDRC指数を満たせば特に限定されないが、好ましくは35g/g以上、38g/g以上、40g/g以上である。上限も特に限定されないが、通常60g/g以下、55g/g以下である。
(7-3-2)CRC(無加圧下吸水倍率)
本発明の粒子状吸水剤2のCRC(無加圧下吸水倍率)は、30~50g/gであり、好ましくは31~50g/g、32~50g/g、33~50g/g、34~50g/g、35~50g/g、36~50g/g、30~49g/g、30~48g/g、30~47g/g、30~46g/g、30~45g/g、30~44g/g、30~43g/g、30~42g/g、30~41g/g、30~40g/g、30~39g/g、30~38g/gである。
本発明の粒子状吸水剤2のCRC(無加圧下吸水倍率)は、30~50g/gであり、好ましくは31~50g/g、32~50g/g、33~50g/g、34~50g/g、35~50g/g、36~50g/g、30~49g/g、30~48g/g、30~47g/g、30~46g/g、30~45g/g、30~44g/g、30~43g/g、30~42g/g、30~41g/g、30~40g/g、30~39g/g、30~38g/gである。
該CRCが5g/g未満の場合、吸収量が少なく、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。また、該CRCが70g/gを超える場合、尿や血液等の体液等を吸収する速度が低下するため、高吸水速度タイプの紙オムツ等への使用に適さない。なお、CRCは、内部架橋剤や表面架橋剤等で制御することができる。
(7-3-3)ゲルCRC
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の、ゲル粉砕前の含水ゲルのCRC(ゲルCRC)は、上述した粒子状吸水剤の、ゲル粉砕前の含水ゲルのCRC(ゲルCRC)と同じである。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の、ゲル粉砕前の含水ゲルのCRC(ゲルCRC)は、上述した粒子状吸水剤の、ゲル粉砕前の含水ゲルのCRC(ゲルCRC)と同じである。
(7-3-4)加圧下吸水倍率(AAP)
本発明の粒子状吸水剤2の加圧下吸水倍率(AAP)は、好ましくは18g/g以上、より好ましくは22g/g以上、さらに好ましくは24g/g以上、特に好ましくは26g/g以上、さらに特に好ましくは28g/g以上、最も好ましくは30g/g以上である。上限値については特に限定されないが、好ましくは40g/g以下である。
本発明の粒子状吸水剤2の加圧下吸水倍率(AAP)は、好ましくは18g/g以上、より好ましくは22g/g以上、さらに好ましくは24g/g以上、特に好ましくは26g/g以上、さらに特に好ましくは28g/g以上、最も好ましくは30g/g以上である。上限値については特に限定されないが、好ましくは40g/g以下である。
該AAPが18g/g未満の場合、吸収体に圧力が加わった際の液の逆戻り量(通常、「Re-Wet(リウェット)」と称する)が多くなり、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。なお、AAPは、粒度や表面架橋剤等で制御することができる。
上記の条件を満たすことにより、上記の粒子状吸水剤2を用いて製造した紙オムツは、パルプからの尿の吸い取り能力に優れ、逆戻り量を低減でき、肌かぶれや尿漏れを抑制できるようになる。
(7-3-5)粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))
本発明の粒子状吸水剤2の粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))は、表面架橋を施す前の吸水性樹脂粉末の粒度と同じになるように、制御される。
本発明の粒子状吸水剤2の粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))は、表面架橋を施す前の吸水性樹脂粉末の粒度と同じになるように、制御される。
(7-3-6)食塩水流れ誘導性(SFC)
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の食塩水流れ誘導性(SFC)は、上述した粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)と同じである。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の食塩水流れ誘導性(SFC)は、上述した粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)と同じである。
(7-3-7)黄色度(YI値/Yellow Index)
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の黄色度(YI値/Yellow Index/欧州特許942014号及び同1108745号参照)は、好ましくは0~17、より好ましくは0~16、さらに好ましくは0~15、最も好ましくは0~14を示し、殆ど黄ばみもないことが好ましい。色調の測定方法については、国際公開第2009/005114号に記載される方法(Lab値、YI値、WB値等)を例示することができる。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の黄色度(YI値/Yellow Index/欧州特許942014号及び同1108745号参照)は、好ましくは0~17、より好ましくは0~16、さらに好ましくは0~15、最も好ましくは0~14を示し、殆ど黄ばみもないことが好ましい。色調の測定方法については、国際公開第2009/005114号に記載される方法(Lab値、YI値、WB値等)を例示することができる。
上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤2を衛生材料中で複合化した際に、着色による異物感を与えない紙オムツを製造することができる。
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の着色促進試験後(70℃、65RH%、1週間)のYI値が35以下、好ましくは30以下、より好ましくは25以下、さらに好ましくは22以下である。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤2を衛生材料中で複合化した際に、着色による異物感を与えない紙オムツを製造することができる。
(7-3-8)表面張力
本発明の粒子状吸水剤2の表面張力(実施例の項に記載の測定法で規定)は、好ましくは66mN/m以上、より好ましくは68mN/m以上、さらに好ましくは70mN/m以上、特に好ましくは71mN/m以上、最も好ましくは72mN/m以上である。また、本発明の粒子状吸水剤2は、界面活性剤等に起因する実質的な表面張力の低下もない。表面張力の上限は通常75mN/mで十分である。
本発明の粒子状吸水剤2の表面張力(実施例の項に記載の測定法で規定)は、好ましくは66mN/m以上、より好ましくは68mN/m以上、さらに好ましくは70mN/m以上、特に好ましくは71mN/m以上、最も好ましくは72mN/m以上である。また、本発明の粒子状吸水剤2は、界面活性剤等に起因する実質的な表面張力の低下もない。表面張力の上限は通常75mN/mで十分である。
表面張力が上記の条件を満たすことにより、紙オムツでの逆戻り量を低減させることができる。
(7-3-9)粒子形状
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の粒子形状は、不定形破砕状である。逆相懸濁重合や気相重合で得られた球状粒子に比べて不定形破砕状では被表面積が大きいため、粒子状吸水剤2の吸水速度が大きくなりかつ、パルプへの固定も容易にすることができるからである。
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の粒子形状は、不定形破砕状である。逆相懸濁重合や気相重合で得られた球状粒子に比べて不定形破砕状では被表面積が大きいため、粒子状吸水剤2の吸水速度が大きくなりかつ、パルプへの固定も容易にすることができるからである。
(7-3-10)GCA(Gel Capillary Absorption)
本発明の粒子状吸水剤2のGCAの値は、後述する実施例の項に記載の方法により算出される。その値は高いほど性能が優れていることを示し、27.0g/g以上、28g/g以上、29g/g以上、30.0g/g以上、31g/g以上の順に好ましくなる。GCA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50.0g/g程度が好ましい。
本発明の粒子状吸水剤2のGCAの値は、後述する実施例の項に記載の方法により算出される。その値は高いほど性能が優れていることを示し、27.0g/g以上、28g/g以上、29g/g以上、30.0g/g以上、31g/g以上の順に好ましくなる。GCA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50.0g/g程度が好ましい。
上記の条件を満たすことにより、上記の粒子状吸水剤2を用いて製造した紙オムツは、尿の吸い取り能力に優れ、逆戻り量を低減でき、肌かぶれや尿漏れを抑制できるようになる。
(7-3-11)微粉増加量
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2は、実施例の項において説明する耐ダメージ性ペイントシェーカーテストにおいて、テスト前後における150μm以下の粒子径を有する粒子の増加量が+5%以下、好ましくは+4%以下、より好ましくは+3%以下、さらに好ましくは+2%以下、さらにより好ましくは+1%以下である。
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2は、実施例の項において説明する耐ダメージ性ペイントシェーカーテストにおいて、テスト前後における150μm以下の粒子径を有する粒子の増加量が+5%以下、好ましくは+4%以下、より好ましくは+3%以下、さらに好ましくは+2%以下、さらにより好ましくは+1%以下である。
(7-3-12)吸湿ブロッキング率(B.R.)
具体的な吸湿ブロッキング率(B.R.)の測定(評価)方法は後述するが、本発明の粒子状吸水剤2の吸湿ブロッキング率(B.R.)は、0~50重量%が好ましく、0~40重量%がより好ましく、0~30重量%がさらに好ましく、0~10重量%が最も好ましい。上記吸湿ブロッキング率(B.R.)が50重量%を超える場合、多湿の環境下において、粒子状吸水剤2の取り扱い性が悪く、衛生材料向けの薄型吸収体の製造時等、製造プラントの移送配管内での凝集及び詰まりの発生や、親水性繊維と均一に混合できないという問題が生じるおそれがある。
具体的な吸湿ブロッキング率(B.R.)の測定(評価)方法は後述するが、本発明の粒子状吸水剤2の吸湿ブロッキング率(B.R.)は、0~50重量%が好ましく、0~40重量%がより好ましく、0~30重量%がさらに好ましく、0~10重量%が最も好ましい。上記吸湿ブロッキング率(B.R.)が50重量%を超える場合、多湿の環境下において、粒子状吸水剤2の取り扱い性が悪く、衛生材料向けの薄型吸収体の製造時等、製造プラントの移送配管内での凝集及び詰まりの発生や、親水性繊維と均一に混合できないという問題が生じるおそれがある。
上記の条件を満たすことにより、粒子状吸水剤2および繊維基材を用いて吸収体を作製する際に、装置設備への付着を少なくすることができる。
(7-3-13)水可溶分
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の水可溶分(Ext)が25重量%以下、好ましくは24重量%以下、より好ましくは22重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤2の吸収能力(例えば加圧下吸水倍率など)が向上するため、上記粒子状吸水剤2を紙オムツに使用したときに、Re-wetなどの性能を向上することができる。
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の水可溶分(Ext)が25重量%以下、好ましくは24重量%以下、より好ましくは22重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤2の吸収能力(例えば加圧下吸水倍率など)が向上するため、上記粒子状吸水剤2を紙オムツに使用したときに、Re-wetなどの性能を向上することができる。
(7-3-14)劣化可溶分
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の劣化可溶分が30重量%以下、好ましくは27重量%以下、より好ましくは24重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤2の耐尿性が向上するため、上記粒子状吸水剤2を紙オムツに使用したときに、尿等の体液によるゲル劣化、肌荒れ、被れ、悪臭の除去能力が低下する等の問題を抑制することができる。
1つの好ましい実施形態では、本発明の粒子状吸水剤2の劣化可溶分が30重量%以下、好ましくは27重量%以下、より好ましくは24重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。上記の条件を満たすことにより粒子状吸水剤2の耐尿性が向上するため、上記粒子状吸水剤2を紙オムツに使用したときに、尿等の体液によるゲル劣化、肌荒れ、被れ、悪臭の除去能力が低下する等の問題を抑制することができる。
(7-3-15)ゲル粉砕エネルギー(GGE)
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2のゲル粉砕エネルギー(GGE)の好適な上下限値は、上述した粒子状吸水剤のゲル粉砕エネルギー(GGE)の好適な上下限値と同じである。そして、粒子状吸水剤2の含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)は、18~60J/kgであり、好ましくは20~50J/gであり、より好ましくは25~40J/kgである。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2のゲル粉砕エネルギー(GGE)の好適な上下限値は、上述した粒子状吸水剤のゲル粉砕エネルギー(GGE)の好適な上下限値と同じである。そして、粒子状吸水剤2の含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(GGE)は、18~60J/kgであり、好ましくは20~50J/gであり、より好ましくは25~40J/kgである。
また、本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2のゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))の好適な上下限値は、上述した粒子状吸水剤のゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))の好適な上下限値と同じである。そして、粒子状吸水剤2の含水ゲルをゲル粉砕するためのゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は、9~40J/gであり、好ましくは12~38J/gであり、より好ましくは15~35J/gである。
(7-3-16)循環粉砕比
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の循環粉砕比は、上述した粒子状吸水剤の循環粉砕比と同じである。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の循環粉砕比は、上述した粒子状吸水剤の循環粉砕比と同じである。
(7-3-17)内部気泡率
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の内部気泡率は、上述した粒子状吸水剤の内部気泡率と同じである。内部気泡率を上記範囲内に制御することで、本発明で規定する吸水速度と通液性を有する吸水性樹脂が得られる。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2の内部気泡率は、上述した粒子状吸水剤の内部気泡率と同じである。内部気泡率を上記範囲内に制御することで、本発明で規定する吸水速度と通液性を有する吸水性樹脂が得られる。
(7-3-18)かさ比重
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2のかさ比重は、上述した粒子状吸水剤のかさ比重と同じである。
本発明に係る製造方法で得られる粒子状吸水剤2のかさ比重は、上述した粒子状吸水剤のかさ比重と同じである。
(7-3-19)逆戻り量
本発明の粒子状吸水剤2を用いて作製された吸収体の逆戻り量は、14g以下が好ましく、13.5g以下、13g以下、12.5g以下、12g以下、11.5g以下、11g以下、10.5g以下、10g以下、9.5g以下、9g以下、8.5g以下、8g以下、7.5g以下、7g以下、6.5g以下、6g以下、5.5g以下、5g以下、4.5g以下、4g以下、3.5g以下、3g以下、2.5g以下がさらに好ましい。
本発明の粒子状吸水剤2を用いて作製された吸収体の逆戻り量は、14g以下が好ましく、13.5g以下、13g以下、12.5g以下、12g以下、11.5g以下、11g以下、10.5g以下、10g以下、9.5g以下、9g以下、8.5g以下、8g以下、7.5g以下、7g以下、6.5g以下、6g以下、5.5g以下、5g以下、4.5g以下、4g以下、3.5g以下、3g以下、2.5g以下がさらに好ましい。
本発明の粒子状吸水剤2のその他の物性は、上述した粒子状吸水剤のその他の物性と同じである。
1つの好ましい実施形態では、上記粒子状吸水剤2は、得られる粒子状吸水剤2の物性及び生産性の観点から、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする。
〔7-4〕好ましい実施形態の説明
以下に粒子状吸水剤2の好ましい実施形態を説明する。以下に提供される実施形態は、本発明のよりよい理解のために提供されるものであり、本発明の範囲は以下の記載に限定されるべきでないことが理解される。従って、当業者は、本明細書中の記載を参酌して、本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは明らかである。また、本発明の以下の実施形態は単独でも使用されあるいはそれらを組み合わせて使用することができることが理解される。
以下に粒子状吸水剤2の好ましい実施形態を説明する。以下に提供される実施形態は、本発明のよりよい理解のために提供されるものであり、本発明の範囲は以下の記載に限定されるべきでないことが理解される。従って、当業者は、本明細書中の記載を参酌して、本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは明らかである。また、本発明の以下の実施形態は単独でも使用されあるいはそれらを組み合わせて使用することができることが理解される。
(7-4-1)粒子状吸水剤2の吸水倍率および吸水速度がともに良好であることの判定方法
本発明により、粒子状吸水剤2の吸水倍率および吸水速度が、ともに良好であることを判定する方法が提供される。この方法は、
(1)該吸水剤のDRC5minを測定する工程、
(2)該吸水剤の重量平均粒子径(D50)を測定する工程、
(3)(1)および(2)の測定値から、
DRC一般指数(General Index of DRC)=(K-DRC5min(g/g))/(D50(μm)/1000)
(ここで、Kは任意の定数である)
を算出する工程であって、該DRC一般指数が、所定の値以下である場合、所望の吸水倍率および吸水速度を有すると判定する工程、
を包含する。
本発明により、粒子状吸水剤2の吸水倍率および吸水速度が、ともに良好であることを判定する方法が提供される。この方法は、
(1)該吸水剤のDRC5minを測定する工程、
(2)該吸水剤の重量平均粒子径(D50)を測定する工程、
(3)(1)および(2)の測定値から、
DRC一般指数(General Index of DRC)=(K-DRC5min(g/g))/(D50(μm)/1000)
(ここで、Kは任意の定数である)
を算出する工程であって、該DRC一般指数が、所定の値以下である場合、所望の吸水倍率および吸水速度を有すると判定する工程、
を包含する。
この方法によれば、吸水剤のDRC5minおよび重量平均粒子径(D50)をのみを測定すれば、好ましい物性を有する粒子状吸水剤2を判定することができる。そのため、好ましい粒子状吸水剤2を製造するための工程を最適化することも容易になる。実施例の項において示されるように、含水ゲルの含水率およびゲル粉砕エネルギーを大きくすることによって、優れた物性の粒子状吸水剤2が得られることが理解される。
DRC一般指数におけるKの値は、任意の定数である。Kの値は、例えば、30、35、40、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、60、70である。一つの好ましい実施形態では、Kの値は、49である。
本発明により、高吸水倍率と高吸水速度を両立した(すなわち、ともに良好である)粒子状吸水剤2が得られる。高吸水倍率と高吸水速度を両立した粒子状吸水剤2を得ようとしても、高吸水倍率の原料(含水ゲル)を単に使用するだけでは、高吸水速度の粒子状吸水剤2は容易には得られない。なぜならば、適切な製造工程が分からなければ、比較製造例に示されるような低い吸水速度の粒子状吸水剤となるからである。本発明は、粒子状吸水剤2の吸水倍率および吸水速度がともに良好であることを判定する方法を提供するものであり、高吸水倍率と高吸水速度を両立した粒子状吸水剤2を得るために必要な条件を容易に見出すことが可能になる。
(7-4-2)粒子状吸水剤2の好ましい特性
1つの局面において、本発明は、遠心分離機保持容量(CRC)が30~50g/gである粒子状吸水剤2であって、
重量平均粒子径(D50)が200~600μmであり、
以下の式(11)で表されるDRC指数が特定の値(例えば、43、30または20)以下である粒子状吸水剤2を提供する。
1つの局面において、本発明は、遠心分離機保持容量(CRC)が30~50g/gである粒子状吸水剤2であって、
重量平均粒子径(D50)が200~600μmであり、
以下の式(11)で表されるDRC指数が特定の値(例えば、43、30または20)以下である粒子状吸水剤2を提供する。
DRC指数(Index of DRC)=(49-DRC5min[g/g])/(D50[μm]/1000) ・・・ 式(11)。
なお、DRC指数に関する説明、および粒子状吸水剤2における好ましいDRC指数の値は、〔2-1〕に記載の通りである。したがって本項では、詳細な説明は省略する。
本発明で得られるポリアクリル酸(塩)系粒子状吸水剤2は、該粒子状吸水剤2を衛生用品、特に紙オムツに使用する場合には、AAPおよびB.R.の物性が、(7-3)節で説明した条件を満たすことが好ましい。上述の物性のうち、少なくとも1つ以上、好ましくはAAPおよび/またはB.R.を含めた2つ以上、より好ましくはAAPおよび/またはB.R.を含めた3つ以上、最も好ましくは全ての物性を、所定の範囲に制御することが望まれる。これらの物性が上記の範囲を満たさない場合、本発明の効果が十分に得られず、高濃度紙オムツにおいて十分な性能を発揮しないおそれがある。DRC指数が特定の値(例えば、43、30または20)以下である本発明の粒子状吸水剤2は、これらの物性のいずれかまたは全てについて所望する範囲内であり得る。
本発明に係る粒子状吸水剤2は、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物、およびリン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩からなる群から選択される少なくとも1つの吸湿流動性改善剤を含有する。
本発明は、高吸水倍率と高吸水速度を両立した(すなわち、ともに良好である)ことに加えて、高湿条件下でのブロッキング抑制(吸湿流動性)及び/又は高加圧下吸収量を実現する粒子状吸水剤2を提供する。吸湿流動性(B.R.)が50重量%を超える場合、多湿の環境下において、粒子状吸水剤2の取り扱い性が悪く、衛生材料向けの薄型吸収体の製造時等、製造プラントの移送配管内での凝集及び詰まりの発生や、親水性繊維と均一に混合できないという問題が生じるおそれがある。加圧下吸収倍率(AAP)が18g/g未満の場合、吸収体に圧力が加わった際の液の逆戻り量(通常、「Re-Wet(リウェット)」と称する)が多くなり、紙オムツ等の衛生用品の吸収体として適さない。本発明は、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物、およびリン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩からなる群から選択される少なくとも1つの吸湿流動性改善剤を含有させることによって、高湿条件下でのブロッキング抑制(吸湿流動性)および/または高加圧下吸収量を実現する粒子状吸水剤2を提供することができた。
ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する具体的な多元金属化合物は、上述の通りである。
(多元金属化合物の添加・混合方法)
本発明の吸水剤の製造方法は、多元金属化合物添加工程を含み得る。多元金属化合物添加工程は、多元金属化合物を吸水性樹脂粉末に添加する工程である。多元金属化合物添加工程は、好ましくは乾燥工程後に行われ、より好ましくは、粉砕・分級工程後に行われる。また、表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として実施する(多元金属化合物添加工程の前工程及び/又は後工程において表面架橋工程を施す)のが好ましく、表面架橋工程後に行われる(表面架橋吸水性樹脂粉末に多元金属化合物を添加する)のが特に好ましい。また、該工程を複数回行ってもよく、その場合には少なくとも1回が乾燥工程後に行われ、より好ましくは少なくとも1回が粉砕・分級工程後に行われ、さらに好ましくは少なくとも1回が表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として行われ、特に好ましくは少なくとも1回が表面架橋工程後に行われる。
本発明の吸水剤の製造方法は、多元金属化合物添加工程を含み得る。多元金属化合物添加工程は、多元金属化合物を吸水性樹脂粉末に添加する工程である。多元金属化合物添加工程は、好ましくは乾燥工程後に行われ、より好ましくは、粉砕・分級工程後に行われる。また、表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として実施する(多元金属化合物添加工程の前工程及び/又は後工程において表面架橋工程を施す)のが好ましく、表面架橋工程後に行われる(表面架橋吸水性樹脂粉末に多元金属化合物を添加する)のが特に好ましい。また、該工程を複数回行ってもよく、その場合には少なくとも1回が乾燥工程後に行われ、より好ましくは少なくとも1回が粉砕・分級工程後に行われ、さらに好ましくは少なくとも1回が表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として行われ、特に好ましくは少なくとも1回が表面架橋工程後に行われる。
本発明の多元金属化合物と吸水性樹脂粉末とを、乾式混合するのが好ましい。乾式混合によれば、得られる吸水剤の粉塵量が低減するため好ましい。該乾式混合とは、混合に際して、液状物質を添加せずに混合することを意味する。ここで、該乾式混合における混合物には、混合に供される多元金属化合物及び吸水性樹脂粉末が吸収又は保持している液状物質は、含まれていてもよい。具体的には、吸湿水分や層間に保持されている有機化合物を含む多元金属化合物と、乾燥残分や吸湿水分、上記表面架橋剤添加工程で添加された表面架橋剤や溶媒等を有する吸水性樹脂粉末とは混合物に含まれていてもよいが、更なる液状物質は添加しない混合の形態が挙げられる。
多元金属化合物の効果を十分に得るためには、添加後によく混合するのが好ましく、具体的な混合条件は、用いられる装置や処理量等に応じて適宜定めればよい。例えば、レディゲミキサーを用いて回転数300rpmで30秒間から1分間程度撹拌混合する方法やパドル式撹拌装置を用いて回転数60rpmで20分間から1時間撹拌混合する方法等が例示される。また、振動を付与しながら混合する方法や吸水性樹脂粉末を攪拌しながら添加する方法であってもよい。
また、リン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる具体的な水不溶性金属リン酸塩は、上述の通りである。
(水不溶性金属リン酸塩の混合方法)
水不溶性金属リン酸塩添加工程は、上記乾燥工程後に行われる。好ましくは、上記粉砕・分級工程後に行われ、上記表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として実施するのがより好ましく、上記表面架橋工程後に行われるのが特に好ましい。また、該工程を複数回行ってもよく、その場合には少なくとも1回が上記乾燥工程後に行われ、より好ましくは少なくとも1回が上記粉砕・分級工程後に行われ、さらに好ましくは少なくとも1回が上記表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として行われ、特に好ましくは少なくとも1回が上記表面架橋工程後に行われる。
水不溶性金属リン酸塩添加工程は、上記乾燥工程後に行われる。好ましくは、上記粉砕・分級工程後に行われ、上記表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として実施するのがより好ましく、上記表面架橋工程後に行われるのが特に好ましい。また、該工程を複数回行ってもよく、その場合には少なくとも1回が上記乾燥工程後に行われ、より好ましくは少なくとも1回が上記粉砕・分級工程後に行われ、さらに好ましくは少なくとも1回が上記表面架橋工程の前工程及び/又は後工程として行われ、特に好ましくは少なくとも1回が上記表面架橋工程後に行われる。
本発明の水不溶性金属リン酸塩はスラリー水溶液の状態で吸水性樹脂粉末に添加してもよいし、粉体状のまま添加してもよいが、上記乾燥工程で得られた吸水性樹脂粉末と、乾式混合するのが好ましい。該乾式混合の意味は上述の通りである。ここで、該乾式混合における混合物には、混合に供される水不溶性金属リン酸塩及び吸水性樹脂粉末が吸収又は保持している液状物質は、含まれていてもよい。具体的には、水不溶性金属リン酸塩と、乾燥残分や吸湿水分、上記表面架橋剤添加工程で添加された表面架橋剤や溶媒等を有する吸水性樹脂粉末とは混合物に含まれていてもよいが、更なる液状物質は添加しない混合の形態が挙げられる。
本発明の効果を十分に得るためには、吸水性樹脂粉末に水不溶性金属リン酸塩を添加した後によく混合するのが好ましく、具体的な混合条件は、用いられる装置や処理量等に応じて適宜定めればよい。例えば、レディゲミキサーを用いて回転数300rpmで30秒から1分間程度撹拌混合する方法や、パドル式撹拌装置を用いて回転数60rpmで20分から1時間撹拌混合する方法等が例示される。また、吸水性樹脂粉末を攪拌しながら添加する方法であってもよい。
吸水性樹脂と水不溶性金属リン酸塩とを混合する装置としては、例えば、円筒型混合機、スクリュー型混合機、スクリュー型押出機、タービュライザー、ナウター型混合機、V型混合機、リボン型混合機、双腕型ニーダー、流動式混合機、気流型混合機、回転円盤型混合機、ロールミキサー、転動式混合機、レディゲミキサーなどが挙げられる。混合方法としては、バッチ式、連続式、その併用のいずれも採用できる。工業的生産の観点から連続混合がより好ましい。
混合条件は、吸水性樹脂粉末がダメージを受けない程度が好ましい。例えば、混合する装置の攪拌部の回転数として1~3000rpmの範囲が好ましく、より好ましくは2~500rpm、さらに好ましくは5~300rpmである。3000rpm以下であると、吸水性樹脂粉末の粉化が生じにくく、吸水特性の低下を防ぐことができる。また1rpm以上であれば、十分に混合することができ、吸湿ブロッキング性の低減(吸湿流動性の向上)効果が良好に得られる。
また、本工程に供される吸水性樹脂の温度は、室温~200℃が好ましく、より好ましくは50~200℃、さらに好ましくは50~100℃である。
混合時間は、好ましくは1秒間~20分間、より好ましくは10秒間~10分間、さらに好ましくは20秒間~5分間である。混合時間が20分間以下であれば、吸水性樹脂の粉化を抑えることができる。
よって、本発明の粒子状吸水剤2を得るための混合条件としては、吸水性樹脂粉末の温度が50~100℃、攪拌部の回転数は5~300rpm、混合時間は20秒間~5分間であることが最も好ましい。本条件下で得られた混合後の粒子状吸水剤2は取り扱い性に優れ、付着や凝集などの問題を引き起こさないので、更なる乾燥工程を設けなくてもよい。適度な乾燥により、所定量(例えば上記添加量の水)の水を粒子状吸水剤2に残すことで、帯電も押さえ、かつ耐衝撃性(耐磨耗性)に優れた粒子状吸水剤2とすることができる。
本発明において、ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物、およびリン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩の両方が使用され得る。添加剤が複数存在する場合、一緒にまたは別々に添加することができる。別々に添加される場合、例えば、10秒、30秒、1分、3分、5分、10分、15分、20分、30分、40分、50分、60分、90分、120分あるいはそれ以上の間隔をあけて行ってもよい。
多元金属化合物と水不溶性金属リン酸塩の両方が使用される場合、粒子状吸水剤2または吸水性樹脂100重量部に対して、合計で0.01~1.0重量部、好ましくは0.02~0.7重量部、さらに好ましくは0.03~0.5重量部添加される。
1つの局面において、上記粒子状吸水剤2を含む吸収体を提供する。上記吸収体は着色による異物感を与えず、尿等の体液によるゲル劣化、肌荒れ、被れ、悪臭の除去能力の低下、肌かぶれや尿漏れ等の問題が抑制されている。
1つの局面において、本発明は上記吸収体を含む衛生物品を提供する。上記衛生物品(たとえば紙オムツ)は着色による異物感を与えず、尿等の体液によるゲル劣化、肌荒れ、被れ、悪臭の除去能力の低下、肌かぶれや尿漏れ等の問題が抑制されている。
1つの局面において、本発明は、従来達成できなかった、高吸水倍率および高吸水速度を両立し、高湿条件下でのブロッキング抑制を備えた粒子状吸水剤2を与えることができる。
1つの局面において、本発明は、従来達成できなかった、高吸水倍率および高吸水速度を両立し、高加圧下吸収倍率を備えた粒子状吸水剤2を与えることができる。
1つの局面において、本発明は、従来達成できなかった、高吸水倍率および高吸水速度を両立し、高加圧下吸収倍率および高湿条件下でのブロッキング抑制を備えた粒子状吸水剤2を与えることができる。
(7-4-3)粒子状吸水剤2の製造方法
1つの局面において、本発明は以下の(1)~(3)の特徴;
(1)少なくとも1辺の大きさが平均3000μm以上、5000μm以上、10mm以上、30mm以上、10cm以上、50cm以上、100cm以上である。
1つの局面において、本発明は以下の(1)~(3)の特徴;
(1)少なくとも1辺の大きさが平均3000μm以上、5000μm以上、10mm以上、30mm以上、10cm以上、50cm以上、100cm以上である。
(2)ゲルCRCが33.0g/g以上、34.0g/g以上、35.0g/g以上、36.0/g以上、37.0g/g以上、38.0g/g以上、39.0g/g以上、40.0g/g以上である。ゲルCRCの上限は45.0g/gである。
を有するゲルに、下記(3)~(4);
(3)ゲル粉砕エネルギー(GGE)として20~60J/g、好ましくは24~55J/g、より好ましくは28~50J/g
(4)ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))として9~40J/g、好ましくは12~38J/g、より好ましくは15~35J/g
の少なくとも一つを満たすエネルギーを加えて(apply)ゲル粉砕を行うことを特徴とする、粒子状吸水剤2の製造方法を提供する。
を有するゲルに、下記(3)~(4);
(3)ゲル粉砕エネルギー(GGE)として20~60J/g、好ましくは24~55J/g、より好ましくは28~50J/g
(4)ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))として9~40J/g、好ましくは12~38J/g、より好ましくは15~35J/g
の少なくとも一つを満たすエネルギーを加えて(apply)ゲル粉砕を行うことを特徴とする、粒子状吸水剤2の製造方法を提供する。
1つの好ましい実施形態では、(5)含水率が50重量%以上、51重量%以上、52重量%以上、53重量%以上、55重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、90重量%以下である。
本発明にかかわる粒子状吸水剤2の一般的な製造工程は、上述した粒子状吸水剤の製造方法の工程に説明される。
(吸水剤の製造方法)
本発明の1つの局面において、アクリル酸(塩)を含む単量体水溶液の重合工程、乾燥工程、および表面架橋工程を含む、遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g以上である吸水剤の製造方法であって、該乾燥工程の前にα-ヒドロキシカルボン酸(塩)を添加する工程を含む、方法が提供される。理論に束縛されることを望まないが、高い吸水倍率を有する吸収剤の製造において、乾燥工程前の前にα-ヒドロキシカルボン酸(塩)を添加することにより、生成する重合体中の可溶分の分子量が低減する。それゆえ、吸液して膨潤した際に溶出する可溶分の分子量が低減することにより、当該可溶分の粘度が低下する。その結果、衛生材料として使用する際のべたつき、不快感が軽減される。
本発明の1つの局面において、アクリル酸(塩)を含む単量体水溶液の重合工程、乾燥工程、および表面架橋工程を含む、遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g以上である吸水剤の製造方法であって、該乾燥工程の前にα-ヒドロキシカルボン酸(塩)を添加する工程を含む、方法が提供される。理論に束縛されることを望まないが、高い吸水倍率を有する吸収剤の製造において、乾燥工程前の前にα-ヒドロキシカルボン酸(塩)を添加することにより、生成する重合体中の可溶分の分子量が低減する。それゆえ、吸液して膨潤した際に溶出する可溶分の分子量が低減することにより、当該可溶分の粘度が低下する。その結果、衛生材料として使用する際のべたつき、不快感が軽減される。
上記乾燥工程の前に任意の添加剤を添加することを内添といい、上記乾燥工程の後に任意の添加剤を添加することを外添と称することもある。高い吸水倍率を有する吸収剤の製造において、α-ヒドロキシカルボン酸(塩)を内添することにより、吸水剤が吸液して膨潤した際に溶出する可溶分の分子量を低減することができ、その結果、紙オムツ等実使用時の不快感につながるべたつきを低減できる。
本発明の吸水剤において、色調(着色防止)、劣化防止等の観点から、任意のキレート剤(例えば、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)またはエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(EDTMP)など)を外添してもよい。さらに、本発明の吸水剤において、α-ヒドロキシカルボン酸(塩)を内添し、色調(着色防止)、劣化防止等の観点から、任意のキレート剤(例えば、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)もしくはその塩またはエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(EDTMP)もしくはその塩など)を外添してもよい。
1つの好ましい実施形態では、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、上記重合工程の前、間または後に添加される。より好ましくは、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、上記重合工程の前または間に添加される。具体的には、好ましくは、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、重合前の単量体水溶液に添加される。あるいは、好ましくは、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は重合開始後の単量体水溶液に添加され、具体的には、重合開始から2分間経過後の単量体水溶液に添加される。上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、重合開始後から単量体水溶液の重合が終了するまでの任意の時点(例えば、重合開始から1分間経過後、2分間経過後、3分間経過後、5分間経過後、10分間経過後、または20分間経過後など)に添加されてもよい。
別の好ましい実施形態では、上記方法は、上記重合工程の後で上記乾燥工程の前に、ゲル粉砕工程をさらに含み、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、上記ゲル粉砕工程の前または間に添加される。より好ましくは、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、上記ゲル粉砕工程の間に添加される。具体的には、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、重合後に得られる含水ゲルのゲル粉砕時に添加される。
別の好ましい実施形態では、上記α-ヒドロキシカルボン酸(塩)は、上記重合工程の前または間に添加される。
〔8〕吸水性シートの製造に好適なさらに他の粒子状吸水剤
本発明の吸水性シートにおいては、特許文献特開平08-57311、特表2009-531158などに記載されている粒子状吸水剤も、好適に用いることができる。以下、〔2〕、〔7〕節で論じた粒子状吸水剤と区別するため「粒子状吸水剤3」と称する。粒子状吸水剤3は、(i)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g、(ii)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm、(iii)式(a)で規定されるDRC指数が43を超えて50以下、の条件を満たしている。したがって、粒子状吸水剤3は、第1粒子状吸水剤として好適な物性を有している。
本発明の吸水性シートにおいては、特許文献特開平08-57311、特表2009-531158などに記載されている粒子状吸水剤も、好適に用いることができる。以下、〔2〕、〔7〕節で論じた粒子状吸水剤と区別するため「粒子状吸水剤3」と称する。粒子状吸水剤3は、(i)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g、(ii)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm、(iii)式(a)で規定されるDRC指数が43を超えて50以下、の条件を満たしている。したがって、粒子状吸水剤3は、第1粒子状吸水剤として好適な物性を有している。
粒子状吸水剤3における、好ましい物性および製造方法は、例えば、上記特許文献特開平08-57311、特表2009-531158に記載の通りである。
粒子状吸水剤3を本発明の吸水性シートに用いる場合は、〔2〕節で説明されている粒子状吸水剤または〔7〕節で説明されている粒子状吸水剤と併せて用いることが好ましい。この場合、粒子状吸水剤3を吸水性シートの一方の面側に局在させ、〔2〕節で説明されている粒子状吸水剤または〔7〕節で説明されている粒子状吸水剤を吸水性シートの他方の面側に局在させることが好ましい。このような吸水性シートを吸収性物品に組み込む場合は、粒子状吸水剤3が局在している面が上層となるように配置することが好ましい。
これは、粒子状吸水剤3は液体の拡散に優れ、〔2〕節で説明されている粒子状吸水剤または〔7〕節で説明されている粒子状吸水剤は吸収速度に優れるためである。吸水性シートに挟持されている粒子状吸水剤を上述の構成とすることによって、接触した液体を速やかに拡散させ、次いで拡散した当該液体を速やかに吸収することができる。それゆえ、戻り量の少ない(Re-wetの低減された)吸水性シートとすることができる。
〔9〕本発明の吸水性シートに用いられる粒子状吸水剤
本発明の吸水性シートは、下記粒子状吸水剤を用いて製造した吸水性シートであってもよい。また、下記粒子状吸水剤は、本発明の吸水性シートの製造方法に使用することができる。
本発明の吸水性シートは、下記粒子状吸水剤を用いて製造した吸水性シートであってもよい。また、下記粒子状吸水剤は、本発明の吸水性シートの製造方法に使用することができる。
[1]遠心分離機保持容量(CRC)が30~50g/gであり、
重量平均粒子径(D50)が200~600μmであり、
以下の式で表されるDRC指数が43以下である、粒子状吸水剤:
DRC指数(Index of DRC)=(49-DRC5min[g/g])/(D50[μm]/1000)。
重量平均粒子径(D50)が200~600μmであり、
以下の式で表されるDRC指数が43以下である、粒子状吸水剤:
DRC指数(Index of DRC)=(49-DRC5min[g/g])/(D50[μm]/1000)。
[2]上記DRC指数が30以下である、[1]に記載の粒子状吸水剤。
[3]上記DRC指数が20以下である、[1]又は[2]に記載の粒子状吸水剤。
[4]食塩水流れ誘導性(SFC)が0~30未満(×10-7・cm3・s・g-1)である、[1]~[3]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[5]表面張力が66mN/m以上である、[1]~[4]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[6]粒子形状が不定形破砕状である、[1]~[5]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[7]吸湿流動性(B.R.)が50重量%以下である、[1]~[6]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[8]水可溶分(Ext)が25重量%以下である、[1]~[7]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[9]劣化可溶分が30重量%以下である、[1]~[8]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[10]加圧下吸水倍率(AAP)が18g/g以上である、[1]~[9]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[11]加圧下吸水倍率(AAP)が26g/g以上である、[1]~[10]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[12]下記式で規定される内部気泡率が0.5~2.5%である、[1]~[11]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤:
(内部気泡率[%])={(真密度[g/cm3])-(見かけ密度[g/cm3])}/(真密度[g/cm3])×100。
(内部気泡率[%])={(真密度[g/cm3])-(見かけ密度[g/cm3])}/(真密度[g/cm3])×100。
[13]かさ比重が0.57~0.75である、[1]~[12]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[14]拡散吸収倍率60分が18g/g以上である、[1]~[13]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[15]拡散吸収倍率10分が7g/g以上である、[1]~[14]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[16]ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする、[1]~[15]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[17]ハイドロタルサイト構造を有する2価及び3価の2種類の金属カチオンと水酸基とを含有する多元金属化合物、およびリン酸類のアニオンと2価あるいは3価の金属カチオンとからなる水不溶性金属リン酸塩からなる群から選択される少なくとも1つの吸湿流動性改善剤をさらに含有する、[1]~[16]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
また、本発明の吸水性シートは、下記粒子状吸水剤を用いて製造した吸水性シートであってもよい。また、下記粒子状吸水剤は、本発明の吸水性シートの製造方法に使用することができる。
[A1]遠心分離機保持容量(CRC)が30~50g/gであり、以下の(1)~(5)
(1)粒子径が850~600μmのDRC5minは24~44g/gである、
(2)粒子径が600~500μmのDRC5minは29~46g/gである、
(3)粒子径が500~425μmのDRC5minは32~49g/gである、
(4)粒子径が425~300μmのDRC5minは37~53g/gである、
(5)粒子径が300~150μmのDRC5minは41~60g/gである、
の少なくとも1つを満たし、かつ(1)~(5)のうち、該粒子状吸水剤のうちその全体に対して合計してDRC5min寄与率が60%以上を占める粒子が(1)~(5)の条件を満たす、粒子状吸水剤。
(1)粒子径が850~600μmのDRC5minは24~44g/gである、
(2)粒子径が600~500μmのDRC5minは29~46g/gである、
(3)粒子径が500~425μmのDRC5minは32~49g/gである、
(4)粒子径が425~300μmのDRC5minは37~53g/gである、
(5)粒子径が300~150μmのDRC5minは41~60g/gである、
の少なくとも1つを満たし、かつ(1)~(5)のうち、該粒子状吸水剤のうちその全体に対して合計してDRC5min寄与率が60%以上を占める粒子が(1)~(5)の条件を満たす、粒子状吸水剤。
[A2]上記DRC5min寄与率が70%以上である、[A1]に記載の粒子状吸水剤。
[A3](2)~(4)の全てを満たす、[A1]又は[A2]に記載の粒子状吸水剤。
[A4](1)~(5)の全てを満たす、[A1]~[A3]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A5]食塩水流れ誘導性(SFC)が0~30未満(×10-7・cm3・s・g-1)、[A1]~[A4]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A6]表面張力が66mN/m以上である、[A1]~[A5]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A7]粒子形状が不定形破砕状である、[A1]~[A6]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A8]吸湿流動性(B.R.)が50%以下である、[A1]~[A7]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A9]水可溶分(Ext)が25重量%以下である、[A1]~[A8]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A10]劣化可溶分が30重量%以下である、[A1]~[A9]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A11]加圧下吸水倍率(AAP)が18g/g以上である、[A1]~[A10]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A12]加圧下吸水倍率(AAP)が26g/g以上である、[A1]~[A11]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A13]下記式で規定される内部気泡率が0.5~2.5%である、[A1]~[A12]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤:
(内部気泡率[%])
={(真密度[g/cm3])-(見かけ密度[g/cm3])}/(真密度[g/cm3])×100。
(内部気泡率[%])
={(真密度[g/cm3])-(見かけ密度[g/cm3])}/(真密度[g/cm3])×100。
[A14]かさ比重が0.57~0.75である、[A1]~[A13]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
[A15]ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする、[A1]~[A14]のいずれか1項に記載の粒子状吸水剤。
〔10〕本発明の構成
本発明は、下記の構成を包含している。
<1> 第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え;上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり;上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす、吸水性シート。
本発明は、下記の構成を包含している。
<1> 第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え;上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり;上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす、吸水性シート。
(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)
<2> 上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み;上記第2粒子状吸水剤は、上記(1)、(2)、(3)の条件を満たす<1>に記載の吸水性シート。
<3>上記第1粒子状吸水剤は、上記(1)、(2)の条件を満たし、かつ;(3)の式(a)で規定されるDRC指数が50以下である<2>に記載の吸水性シート。
<4> 上記第2粒子状吸水剤のDRC指数が0を超えて43以下である、<2>に記載の吸水性シート。
<5> 上記第1粒子状吸水剤のDRC指数が43以下である、<2>に記載の吸水性シート。
<6> 上記第1粒子状吸水剤のDRC指数が0を超えて43以下である、<2>に記載の吸水性シート。
<7> 上記第1基材は透水性基材である、<1>~<6>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<8> 上記吸水性シートを衛生物品に組み込んで使用する際に、上記第1基材は該衛生物品を装着する人体と接触する側に配置される、<1>~<7>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<9> 上記粒子状吸水剤が接着剤で基材上に固定化されてなる、<1>~<8>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<10> 上記接着剤がホットメルト接着剤である、<9>に記載の吸水性シート。
<11> 上記ホットメルト接着剤の使用量が吸水性シート1枚当たりに使用される全粒子状吸水剤の質量の0.01~2.0質量倍である、<10>に記載の吸水性シート。
<12> 上記接着剤が、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤、スチレン系エラストマー接着剤、ポリオレフィン系接着剤及びポリエステル系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である、<9>~<11>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<13> 上記吸水性シート1枚当たりに使用される粒子状吸水剤の吸水性シートの単位面積当たりの含有量が100~1000g/m2である、<1>~<12>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<14> 第1基材の単位面積当たりに含有されている第1粒子状吸水剤の量は、第2基材の単位面積当たりに含有されている第2粒子状吸水剤の量以下である、<2>~<13>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<15> 上記透水性基材の透水指数が20~100である、<1>~<14>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<16> 上記透水性基材が親水性不織布である、<1>~<15>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<17> 上記親水性不織布の坪量が25g/m2以上である、<16>に記載の吸水性シート。
<18> 上記親水性不織布が、レーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びパルプ繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる不織布である、<16>又は<17>に記載の吸水性シート。
<19> 上記吸水性シートが、上記第1基材および第2基材に加えて、さらに1枚以上の中間基材を備え;上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み;上記第1粒子状吸水剤は、互いに対向している上記第1基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在しており;上記第2粒子状吸水剤は、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、<1>~<18>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<20> <1>に記載の粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、<19>に記載の吸水性シート。
<21> 上記吸水性シートが、<1<に記載の粒子状吸水剤と異なる粒子形状又は吸水特性の粒子状吸水剤をさらに含む、<1>~<20>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<22> <1>に記載の粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在しており、
該粒子状吸水剤とは粒子形状又は吸水特性の異なる粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第1基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、<19>~<21>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<23> 上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み;上記第1粒子状吸水剤の形状が不定形破砕状であり、上記第2粒子状吸水剤の形状が球状又はその造粒物である、<1>~<22>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<24> 上記吸水性シートの厚さが、乾燥状態で5mm以下である、<1>~<23>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<25> 上記吸水性シートの表面がエンボス領域を有する、<1>~<24>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<26> 上記吸水性シートの長手方向に、粒子状吸水剤の非存在領域が存する、<1>~<25>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<27> <1>に記載の粒子状吸水剤のDRC指数が30以下である、<1>~<26>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<28> <1>に記載の粒子状吸水剤のDRC指数が20以下である、<1>~<27>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<29> <1>に記載の粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)が30(×10-7・cm3・s・g-1)未満である、<1>~<28>の何れか1つに吸水性シート。
<30> <1>に記載の状吸水剤の表面張力が65mN/m以上である、<1>~<29>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<31> <1>に記載の粒子状吸水剤の粒子形状が不定形破砕状である、<1>~<30>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<32> <1>に記載の粒子状吸水剤の吸湿流動性(B.R.)が50質量%以下である、<1>~<31>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<33> <1>に記載の粒子状吸水剤の水可溶分(Ext)が25質量%以下である、<1>~<32>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<34> <1>に記載の粒子状吸水剤の劣化可溶分が30質量%以下である、<1>~<33>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<35> <1>に記載の粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が18g/g以上である、<1>~<34>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<36> <1>に記載の粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が26g/g以上である、<1>~<35>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<37> <1>に記載の粒子状吸水剤の主成分がポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂である、<1>~<36>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<38> <1>に記載の粒子状吸水剤の拡散吸収倍率(DAP)が16g/g以上である、<1>~<37>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<39> <1>~<38>の何れか1つに記載の吸水性シートが長尺状に連なった長尺状吸水性シートであって;該長尺状吸水性シートの第1基材と第2基材とが識別できるようになっている、長尺状吸水性シート。
<40> <1>~<38>の何れか1つに記載の吸水性シートを、液体透過性シート及び液体不透過性シートで狭持してなる、吸収性物品。
<41> 上記吸収性物品に備えられている上記吸水性シートは;該吸収性物品の使用に際して、上記第1基材の方が上記第2基材よりも先に液体と接触するように配置されている、<40>に記載の吸収性物品。
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)
<2> 上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み;上記第2粒子状吸水剤は、上記(1)、(2)、(3)の条件を満たす<1>に記載の吸水性シート。
<3>上記第1粒子状吸水剤は、上記(1)、(2)の条件を満たし、かつ;(3)の式(a)で規定されるDRC指数が50以下である<2>に記載の吸水性シート。
<4> 上記第2粒子状吸水剤のDRC指数が0を超えて43以下である、<2>に記載の吸水性シート。
<5> 上記第1粒子状吸水剤のDRC指数が43以下である、<2>に記載の吸水性シート。
<6> 上記第1粒子状吸水剤のDRC指数が0を超えて43以下である、<2>に記載の吸水性シート。
<7> 上記第1基材は透水性基材である、<1>~<6>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<8> 上記吸水性シートを衛生物品に組み込んで使用する際に、上記第1基材は該衛生物品を装着する人体と接触する側に配置される、<1>~<7>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<9> 上記粒子状吸水剤が接着剤で基材上に固定化されてなる、<1>~<8>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<10> 上記接着剤がホットメルト接着剤である、<9>に記載の吸水性シート。
<11> 上記ホットメルト接着剤の使用量が吸水性シート1枚当たりに使用される全粒子状吸水剤の質量の0.01~2.0質量倍である、<10>に記載の吸水性シート。
<12> 上記接着剤が、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤、スチレン系エラストマー接着剤、ポリオレフィン系接着剤及びポリエステル系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である、<9>~<11>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<13> 上記吸水性シート1枚当たりに使用される粒子状吸水剤の吸水性シートの単位面積当たりの含有量が100~1000g/m2である、<1>~<12>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<14> 第1基材の単位面積当たりに含有されている第1粒子状吸水剤の量は、第2基材の単位面積当たりに含有されている第2粒子状吸水剤の量以下である、<2>~<13>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<15> 上記透水性基材の透水指数が20~100である、<1>~<14>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<16> 上記透水性基材が親水性不織布である、<1>~<15>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<17> 上記親水性不織布の坪量が25g/m2以上である、<16>に記載の吸水性シート。
<18> 上記親水性不織布が、レーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びパルプ繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる不織布である、<16>又は<17>に記載の吸水性シート。
<19> 上記吸水性シートが、上記第1基材および第2基材に加えて、さらに1枚以上の中間基材を備え;上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み;上記第1粒子状吸水剤は、互いに対向している上記第1基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在しており;上記第2粒子状吸水剤は、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、<1>~<18>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<20> <1>に記載の粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、<19>に記載の吸水性シート。
<21> 上記吸水性シートが、<1<に記載の粒子状吸水剤と異なる粒子形状又は吸水特性の粒子状吸水剤をさらに含む、<1>~<20>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<22> <1>に記載の粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在しており、
該粒子状吸水剤とは粒子形状又は吸水特性の異なる粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第1基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、<19>~<21>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<23> 上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み;上記第1粒子状吸水剤の形状が不定形破砕状であり、上記第2粒子状吸水剤の形状が球状又はその造粒物である、<1>~<22>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<24> 上記吸水性シートの厚さが、乾燥状態で5mm以下である、<1>~<23>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<25> 上記吸水性シートの表面がエンボス領域を有する、<1>~<24>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<26> 上記吸水性シートの長手方向に、粒子状吸水剤の非存在領域が存する、<1>~<25>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<27> <1>に記載の粒子状吸水剤のDRC指数が30以下である、<1>~<26>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<28> <1>に記載の粒子状吸水剤のDRC指数が20以下である、<1>~<27>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<29> <1>に記載の粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)が30(×10-7・cm3・s・g-1)未満である、<1>~<28>の何れか1つに吸水性シート。
<30> <1>に記載の状吸水剤の表面張力が65mN/m以上である、<1>~<29>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<31> <1>に記載の粒子状吸水剤の粒子形状が不定形破砕状である、<1>~<30>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<32> <1>に記載の粒子状吸水剤の吸湿流動性(B.R.)が50質量%以下である、<1>~<31>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<33> <1>に記載の粒子状吸水剤の水可溶分(Ext)が25質量%以下である、<1>~<32>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<34> <1>に記載の粒子状吸水剤の劣化可溶分が30質量%以下である、<1>~<33>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<35> <1>に記載の粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が18g/g以上である、<1>~<34>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<36> <1>に記載の粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が26g/g以上である、<1>~<35>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<37> <1>に記載の粒子状吸水剤の主成分がポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂である、<1>~<36>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<38> <1>に記載の粒子状吸水剤の拡散吸収倍率(DAP)が16g/g以上である、<1>~<37>の何れか1つに記載の吸水性シート。
<39> <1>~<38>の何れか1つに記載の吸水性シートが長尺状に連なった長尺状吸水性シートであって;該長尺状吸水性シートの第1基材と第2基材とが識別できるようになっている、長尺状吸水性シート。
<40> <1>~<38>の何れか1つに記載の吸水性シートを、液体透過性シート及び液体不透過性シートで狭持してなる、吸収性物品。
<41> 上記吸収性物品に備えられている上記吸水性シートは;該吸収性物品の使用に際して、上記第1基材の方が上記第2基材よりも先に液体と接触するように配置されている、<40>に記載の吸収性物品。
本発明はまた、以下の構成をも包含している。
〔1〕 少なくとも1枚の透水性シートを含む上下のシート間に、吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤が担持された吸水性シートであって、該粒子状吸水剤が下記物性(1)~(3)を満たす、吸水性シート:
(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)。
(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a)。
〔2〕 上記粒子状吸水剤が接着剤でシートに固定化されてなる、〔1〕に記載の吸水性シート。
〔3〕 上記接着剤がホットメルト接着剤である、〔2〕に記載の吸水性シート。
〔4〕 上記ホットメルト接着剤の使用量が吸水性シート1枚当たりに使用される全粒子状吸水剤の質量の0.1~1.0質量倍である、〔3〕に記載の吸水性シート。
〔5〕 上記接着剤が、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤、スチレン系エラストマー接着剤、ポリオレフィン系接着剤及びポリエステル系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である、〔2〕~〔4〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔6〕 上記吸水性シート1枚当たりに使用される粒子状吸水剤の吸水性シートの単位面積当たりの含有量が100~1000g/m2である、〔1〕~〔5〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔7〕 上記透水性シートの透水指数が20~100である、〔1〕~〔6〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔8〕 上記透水性シートが親水性不織布である、〔1〕~〔7〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔9〕 上記親水性不織布の坪量が25g/m2以上である、〔8〕に記載の吸水性シート。
〔10〕 上記親水性不織布が、レーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びパルプ繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる不織布である、〔8〕又は〔9〕に記載の吸水性シート。
〔11〕 上記吸水性シートが、上下のシート間にさらに1枚以上の中間シートを含み、該中間シートの上下に粒子状吸水剤を含む中間シートで上下に区分けされた多層構造である、〔1〕~〔10〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔12〕 〔1〕に記載の粒子状吸水剤が、上記多層構造の吸水性シートの上層部に少なくとも含まれる、〔11〕に記載の吸水性シート。
〔13〕 上記吸水性シートが、〔1〕に記載の粒子状吸水剤と異なる粒子形状又は吸水特性の粒子状吸水剤をさらに含む、〔1〕~〔12〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔14〕 〔1〕に記載の粒子状吸水剤が、上記多層構造の吸水性シートの上層部に含まれ、該上層部の粒子状吸水剤とは粒子形状又は吸水特性の異なる粒子状吸水剤を上記多層構造の吸水性シートの下層部に含まれる、〔11〕~〔13〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔15〕 上記多層構造の吸水性シートの上層部に含まれる粒子状吸水剤の形状が不定形破砕状であり、上記多層構造の吸水性シートの下層部に含まれる粒子状吸水剤の形状が球状又はその造粒物である、〔14〕に記載の吸水性シート。
〔16〕 上記吸水性シートの厚さが、乾燥状態で5mm以下である、〔1〕~〔15〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔17〕 上記吸水性シートの表面がエンボス領域を有する、〔1〕~〔16〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔18〕 上記吸水性シートの長手方向に、粒子状吸水剤の非存在領域が存する、〔1〕~〔17〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔19〕 上記粒子状吸水剤のDRC指数が30以下である、〔1〕~〔18〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔20〕 上記粒子状吸水剤のDRC指数が20以下である、〔1〕~〔19〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔21〕 上記粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)が30(×10-7・cm3・s・g-1)未満である、〔1〕~〔20〕のいずれか1つに吸水性シート。
〔22〕 上記粒子状吸水剤の表面張力が65mN/m以上である、〔1〕~〔21〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔23〕 上記粒子状吸水剤の粒子形状が不定形破砕状である、〔1〕~〔22〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔24〕 上記粒子状吸水剤の吸湿流動性(B.R.)が50質量%以下である、〔1〕~〔23〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔25〕 上記粒子状吸水剤の水可溶分(Ext)が25質量%以下である、〔1〕~〔24〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔26〕 上記粒子状吸水剤の劣化可溶分が30質量%以下である、〔1〕~〔25〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔27〕 上記粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が18g/g以上である、〔1〕~〔26〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔28〕 上記粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が26g/g以上である、〔1〕~〔27〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔29〕 上記粒子状吸水剤の下記式(b)で規定される内部気泡率が0.5%~2.5%である、〔1〕~〔28〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
(内部気泡率)={(真密度)-(見かけ密度)}/(真密度)×100 ・・・ 式(b)。
〔30〕 上記粒子状吸水剤のかさ比重が0.57g/cm3~0.75g/cm3である、〔1〕~〔29〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔31〕 上記粒子状吸水剤の主成分がポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂である、〔1〕~〔30〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔32〕 上記粒子状吸水剤の拡散吸収倍率(DAP)が16g/g以上である、〔1〕~〔31〕の何れか1つに記載の吸水性シート。
〔33〕 〔1〕~〔32〕の何れか1つに記載の吸水性シート、液体透過性シート及び液体不透過性シートで狭持してなる、吸収性物品。
以下の製造例、実施例および比較例に従って本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定解釈されるものではなく、各製造例および実施例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる製造例および実施例も、本発明の範囲に含まれるものとする。
なお、製造例、実施例および比較例で使用する電気機器(粒子状吸水剤の物性測定に使用したものも含む)は、特に注釈のない限り、200V又は100Vの電源を使用した。また、本発明の粒子状吸水剤の諸物性は、特に注釈のない限り、室温(20~25℃)、相対湿度50%RHの条件下で測定した。
[粒子状吸水剤の物性測定]
以下に、本発明に係る粒子状吸水剤の物性の測定方法について記載する。なお、測定対象が粒子状吸水剤以外である場合、例えば、粒子状含水ゲルの場合、下記説明文中の粒子状吸水剤を粒子状含水ゲルに読み替えて適用する。
以下に、本発明に係る粒子状吸水剤の物性の測定方法について記載する。なお、測定対象が粒子状吸水剤以外である場合、例えば、粒子状含水ゲルの場合、下記説明文中の粒子状吸水剤を粒子状含水ゲルに読み替えて適用する。
(a)遠心分離機保持容量(CRC)
本発明に係る粒子状吸水剤の遠心分離機保持容量(無加圧下吸水倍率、CRC)は、EDANA法(ERT441.2-02)に準拠して測定した。
本発明に係る粒子状吸水剤の遠心分離機保持容量(無加圧下吸水倍率、CRC)は、EDANA法(ERT441.2-02)に準拠して測定した。
(b)加圧下吸水倍率(AAP)
本発明に係る粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP)は、EDANA法(ERT442.2-02)に準拠して測定した。
本発明に係る粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP)は、EDANA法(ERT442.2-02)に準拠して測定した。
(c)粒度分布(粒度分布、質量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))
本発明に係る粒子状吸水剤の粒度分布(粒度分布、質量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))は、米国特許第7638570号のカラム27、28に記載された「(3)Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」に準拠して測定した。
本発明に係る粒子状吸水剤の粒度分布(粒度分布、質量平均粒子径(D50)、粒度分布の対数標準偏差(σζ))は、米国特許第7638570号のカラム27、28に記載された「(3)Mass-Average Particle Diameter (D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」に準拠して測定した。
即ち、目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、75μmを有するJIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm;JIS Z8801-1(2000))、又はJIS標準篩に相当する篩を用いて、粒子状吸水剤10.00gを分級した。分級後、各篩の質量を測定し、粒子径150μm未満の質量百分率(質量%)を算出した。なお、「粒子径150μm未満の質量百分率」とは、目開き150μmのJIS標準篩を通過する粒子の、吸水剤全体に対する質量割合(%)である。
また、質量平均粒子径(D50)は、上記各粒度の残留百分率Rを対数確率紙にプロットし、このグラフからR=50質量%に相当する粒子径を質量平均粒子径(D50)として読み取った。なお、質量平均粒子径(D50)は、粒子状吸水剤全体の50質量%に対応する粒子径のことをいう。また粒度分布の対数標準偏差(σζ)は下記式(h)で表され、σζの値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。
σζ=0.5×ln(X2/X1) ・・・ 式(c)
なお、式(h)中、X1はR=84.1%、X2は15.9%の時のそれぞれの粒径である。
なお、式(h)中、X1はR=84.1%、X2は15.9%の時のそれぞれの粒径である。
(d)含水率
本発明に係る粒子状吸水剤の含水率は、EDANA法(ERT430.2-02)に準拠して測定した。なお、本発明においては、試料量を1.0g、乾燥温度を180℃にそれぞれ変更して測定した。
本発明に係る粒子状吸水剤の含水率は、EDANA法(ERT430.2-02)に準拠して測定した。なお、本発明においては、試料量を1.0g、乾燥温度を180℃にそれぞれ変更して測定した。
また、比較的水分量の多い含水ゲル(含水率20質量%以上)の場合は、乾燥時間を24時間に変更して測定した。
(e)食塩水流れ誘導性(SFC)
本発明に係る粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)は、米国特許第5669894号に開示された測定方法に準拠して測定した。
本発明に係る粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)は、米国特許第5669894号に開示された測定方法に準拠して測定した。
(f)浸漬保持容量5分値(DRC5分値)
図18に示す装置を用い、内径60mmのプラスチックの支持円筒100の底に、ステンレス製400メッシュの金網101(目の大きさ38μm)を融着させ、室温(20~25℃)、湿度50RH%の条件下で、該網上に粒子状吸水剤又は吸水性樹脂1.000±0.005gを均一に散布し、この測定装置一式の質量Wa(g)を測定した。
図18に示す装置を用い、内径60mmのプラスチックの支持円筒100の底に、ステンレス製400メッシュの金網101(目の大きさ38μm)を融着させ、室温(20~25℃)、湿度50RH%の条件下で、該網上に粒子状吸水剤又は吸水性樹脂1.000±0.005gを均一に散布し、この測定装置一式の質量Wa(g)を測定した。
底面積が400cm2の円形もしくは正方形のペトリ皿103の内側に直径120mmのガラスフィルター104(株式会社相互理化学硝子製作所社製、細孔直径:100~120μm)を置き、0.90質量%食塩水106(23±0.5℃)をガラスフィルターの上面と同じレベル(ガラスフィルターの外周上に液が表面張力でわずかに浮き上がっている状態、もしくはガラスフィルターの表面の50%程度が液に覆われている状態)になるように加えた。その上に、直径110mmの濾紙105(ADVANTEC東洋株式会社、品名:(JIS P 3801、No.2)、厚さ0.26mm、保留粒子径5μm)を1枚載せ、濾紙の全面が濡れるようにした。
上記測定装置一式を上記湿った濾紙上に載せ、液を吸収させた(測定中も液温度は厳密に23±0.5℃に管理される)。厳密に5分間(300秒間)後、測定装置一式を持ち上げ、その質量Wb(g)を測定した。そして、Wa、Wbから、下記式(f)に従ってDRC5分値(g/g)を算出した。
DRC5分値(g/g)={(Wb-Wa)/(粒子状吸水剤の質量)} ・・・ 式(f)
(g)表面張力
十分に洗浄された100mlのビーカーに20℃に調整された生理食塩水50mlを入れ、当該生理食塩水の表面張力を、表面張力計(KRUSS社製のK11自動表面張力計)を用いて測定した。これによって、表面張力計の測定結果が妥当であることを確認した。この測定において表面張力の値が71~75(mN/m)の範囲でなくてはならない。
(g)表面張力
十分に洗浄された100mlのビーカーに20℃に調整された生理食塩水50mlを入れ、当該生理食塩水の表面張力を、表面張力計(KRUSS社製のK11自動表面張力計)を用いて測定した。これによって、表面張力計の測定結果が妥当であることを確認した。この測定において表面張力の値が71~75(mN/m)の範囲でなくてはならない。
次に、20℃に調整した表面張力測定後の生理食塩水を含んだビーカーに、十分に洗浄された25mm長のフッ素樹脂製回転子、及び粒子状吸水剤又は吸水性樹脂0.5gを投入し、500rpmの条件で4分間攪拌した。4分間経過後、攪拌を止め、含水した粒子状吸水剤又は吸水性樹脂が沈降した後に、上澄み液の表面張力を再度同様の操作を行い測定した。なお、本発明では白金プレートを用いるプレート法を採用し、プレートは各測定前に十分脱イオン水にて洗浄し、かつガスバーナーで加熱洗浄して使用した。
(h)粒度分布(PSD)、粒度分布の対数標準偏差(σζ)
本発明に係る粒子状吸水剤の粒度分布(PSD)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、米国特許出願公開第2006/204755号に開示された測定方法に準じて測定した。
本発明に係る粒子状吸水剤の粒度分布(PSD)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、米国特許出願公開第2006/204755号に開示された測定方法に準じて測定した。
即ち、目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、75μmを有するJIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm;JIS Z8801-1(2000))、又はJIS標準篩に相当する篩を用いて、粒子状吸水剤10.00gを分級した。分級後、各篩の質量を測定し、粒子径150μm未満の質量百分率(質量%)を算出した。なお、「粒子径150μm未満の質量百分率」とは、目開き150μmのJIS標準篩を通過する粒子の、吸水剤全体に対する質量割合(%)である。
また、質量平均粒子径(D50)は、上記各粒度の残留百分率Rを対数確率紙にプロットし、このグラフからR=50質量%に相当する粒子径を質量平均粒子径(D50)として読み取った。なお、質量平均粒子径(D50)は、粒子状吸水剤全体の50質量%に対応する粒子径のことをいう。また粒度分布の対数標準偏差(σζ)は下記式(h)で表され、σζの値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。
σζ=0.5×ln(X2/X1) ・・・ 式(h)
なお、式(h)中、X1はR=84.1%、X2は15.9%の時のそれぞれの粒径である。
なお、式(h)中、X1はR=84.1%、X2は15.9%の時のそれぞれの粒径である。
(i)吸湿流動性(吸湿ブロッキング率)(B.R.;Blocking Ratio)
粒子状吸水剤又は吸水性樹脂2gを、直径52mmのアルミカップに均一に散布した後、温度25℃、相対湿度90±5%RH下の恒温恒湿機(PLATINOUSLUCIFERPL-2G;タバイエスペック社製)中で1時間静置した。1時間経過後、上記アルミカップに入った粒子状吸水剤又は吸水性樹脂を、目開き2000μm(JIS8.6メッシュ)のJIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm)の上に静かに移し、ロータップ型ふるい振盪機(株式会社飯田製作所製ES-65型ふるい振盪機;回転数230rpm、衝撃数130rpm)を用いて、室温(20~25℃)、相対湿度50%RHの条件下で5秒間分級した。上記JIS標準篩上に残存した粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の質量(W1(g))及び該JIS標準篩を通過した粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の質量(W2(g))を測定し、下記式(i)にしたがって、吸湿流動性(吸湿ブロッキング率)を算出した。なお、ブロッキング率の値が低いほど、吸湿流動性に優れている。
粒子状吸水剤又は吸水性樹脂2gを、直径52mmのアルミカップに均一に散布した後、温度25℃、相対湿度90±5%RH下の恒温恒湿機(PLATINOUSLUCIFERPL-2G;タバイエスペック社製)中で1時間静置した。1時間経過後、上記アルミカップに入った粒子状吸水剤又は吸水性樹脂を、目開き2000μm(JIS8.6メッシュ)のJIS標準篩(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm)の上に静かに移し、ロータップ型ふるい振盪機(株式会社飯田製作所製ES-65型ふるい振盪機;回転数230rpm、衝撃数130rpm)を用いて、室温(20~25℃)、相対湿度50%RHの条件下で5秒間分級した。上記JIS標準篩上に残存した粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の質量(W1(g))及び該JIS標準篩を通過した粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の質量(W2(g))を測定し、下記式(i)にしたがって、吸湿流動性(吸湿ブロッキング率)を算出した。なお、ブロッキング率の値が低いほど、吸湿流動性に優れている。
吸湿流動性(B.R.)(質量%)={W1/(W1+W2)}×100 ・・・ 式(i)。
(j)劣化可溶分
長さ35mmの回転子を入れた容量250mlの内蓋及び外蓋付きプラスチック容器に、L-アスコルビン酸を0.05質量%及び塩化ナトリウムを0.90質量%含有する水溶液(劣化試験液/L-アスコルビン酸0.10gと0.90質量%塩化ナトリウム水溶液199.90gとの混合物)200.0gを量り取り、次いで、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂1.00gを上記水溶液に添加して、内蓋、外蓋で密栓した。その後、60±2℃に調整した恒温器に2時間静置した。2時間経過後、恒温器から上記容器を取り出し、室温下で、スターラーを用いて1時間攪拌(回転数500rpm)した。上記操作により、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の水可溶分を抽出した。
長さ35mmの回転子を入れた容量250mlの内蓋及び外蓋付きプラスチック容器に、L-アスコルビン酸を0.05質量%及び塩化ナトリウムを0.90質量%含有する水溶液(劣化試験液/L-アスコルビン酸0.10gと0.90質量%塩化ナトリウム水溶液199.90gとの混合物)200.0gを量り取り、次いで、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂1.00gを上記水溶液に添加して、内蓋、外蓋で密栓した。その後、60±2℃に調整した恒温器に2時間静置した。2時間経過後、恒温器から上記容器を取り出し、室温下で、スターラーを用いて1時間攪拌(回転数500rpm)した。上記操作により、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂の水可溶分を抽出した。
攪拌後、上記水溶液である抽出液を、濾紙(ADVANTEC東洋株式会社製;品名:JISP3801No.2/厚さ0.26mm、保留粒子径5μm)一枚を用いて濾過し、得られた濾液50.0gを測定用液とした。次いで、上記測定用液をpH10になるまで0.1N-NaOH水溶液で滴定した後、pH2.7になるまで0.1N-HCl水溶液で滴定した。このときの滴定量を[NaOH]ml及び[HCl]mlとして求めた。
また、粒子状吸水剤又は吸水性樹脂を添加しないで劣化試験液200.0gのみを用いて、同様の操作を行い、空滴定量([b2NaOH]ml及び[b2HCl]ml)を求めた。
上記滴定量及び単量体平均分子量から下記式(j-1)に従って、劣化可溶分を算出した。
劣化可溶分(質量%)=0.1×単量体平均分子量×200×100×([HCl]-[b2HCl])/1000/1.0/50.0 ・・・ 式(j-1)
なお、単量体平均分子量が未知の場合は、下記式(j-2)にて算出した中和率を用いて、単量体平均分子量を算出した。
なお、単量体平均分子量が未知の場合は、下記式(j-2)にて算出した中和率を用いて、単量体平均分子量を算出した。
中和率(モル%)={1-([NaOH]-[b1NaOH])/([HCl]-[b1HCl])}×100 ・・・ 式(j-2)
(k)拡散吸収倍率
特開2010-142808に記載の測定方法に従って、粒子状吸水剤の拡散吸収倍率の測定を行った。
(k)拡散吸収倍率
特開2010-142808に記載の測定方法に従って、粒子状吸水剤の拡散吸収倍率の測定を行った。
(l)見かけ密度
粒子状吸水剤の水分をさらに除き、粉末内部の内部気泡も考慮した粉末の見かけ密度を、乾式密度測定により測定した(所定質量の吸水性樹脂粉末体積での乾式測定)。
粒子状吸水剤の水分をさらに除き、粉末内部の内部気泡も考慮した粉末の見かけ密度を、乾式密度測定により測定した(所定質量の吸水性樹脂粉末体積での乾式測定)。
即ち、粒子状吸水剤6.0gを、底面の直径が5cmのアルミカップに量り取り、180℃の無風乾燥機中において3時間以上静置し、含水率1%以下にまで十分に乾燥させた。乾燥後の吸水剤5.00gを株式会社島津製作所製・乾式自動密度計;Micromeritics Auto Pycnometer1320でヘリウムガスを用いて、見かけ密度(単位;g/cm3)を測定した。同一測定値が連続2回以上測定されるまで測定を繰り返した。
(m)真密度
JIS標準篩45μm通過する程度に微粉砕することにより内部の独立気泡を破壊又は連続気泡化した粒子状吸水剤について、その乾式密度を測定することで、本発明での真密度を求めた。
JIS標準篩45μm通過する程度に微粉砕することにより内部の独立気泡を破壊又は連続気泡化した粒子状吸水剤について、その乾式密度を測定することで、本発明での真密度を求めた。
粒子状吸水剤の内部に含有されている気泡径(独立気泡)は通常1~300μmである。しかしながら、粉砕の際には気泡に近い部分が優先的に粉砕され、45μm以下に粉砕された吸水剤にはほぼ独立気泡は含まれていないため、45μm以下に微粉砕された吸水剤の乾式密度を測定することで、吸水剤の真密度とした。
JIS標準篩45μm未満に粉砕された吸水剤を用いて真密度を測定した。即ち、ボールミルポット(株式会社テラオカ製 磁製ボールミルポット型番No.90 内寸:直径80mm高さ75mm、外寸:直径90mm高さ110mm)中に、吸水剤15.0gに対して400gの円柱状磁製ボール(径13mm、長さ13mm)を入れ、ボールミルを用いて60Hzで2時間微粉砕した。その結果、吸水剤の70質量%以上がJIS標準篩45μm通過物である吸水剤を得た。
JIS標準篩45μmでさらに分級して得られた45μm未満の吸水性樹脂粉末6.0gについて、上記(l)の見かけ密度と同様に180℃で3時間乾燥させた後、乾式密度を測定し、これを本発明でいう真密度とした。
(n)内部気泡率(別称;独立気泡率)
上記「(l)見かけ密度」に記載した方法で測定した見かけ密度(密度ρ1[g/cm3])、及び上記「(m)真密度」に記載した方法で測定した真密度(密度ρ2[g/cm3])を用いて、粒子状吸水剤の内部気泡率を下記数式(n)に従って算出した。
上記「(l)見かけ密度」に記載した方法で測定した見かけ密度(密度ρ1[g/cm3])、及び上記「(m)真密度」に記載した方法で測定した真密度(密度ρ2[g/cm3])を用いて、粒子状吸水剤の内部気泡率を下記数式(n)に従って算出した。
内部気泡率(%)=(ρ2-ρ1)/ρ2×100 ・・・ (n)
(o)かさ比重 「Density」(ERT460.2-02)
吸水剤の嵩(かさ)比重を意味する。なお、本願ではERT460.2-02を参照のうえで、JIS K3362に準じてかさ比重を測定する。
(o)かさ比重 「Density」(ERT460.2-02)
吸水剤の嵩(かさ)比重を意味する。なお、本願ではERT460.2-02を参照のうえで、JIS K3362に準じてかさ比重を測定する。
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に十分に混合された粒子状吸水剤100.0g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、該吸水剤を内容量100mlの受器に落とした。なお、受器は予め重さ(単位;g)(質量W9(g)とする)を量った。
受器から盛り上がった吸水剤をガラス棒ですり落とした後、吸水剤の入った受器の重さ(単位;g)(質量W10(g)とする)を0.1gまで正確に量り、下記式(o)に従ってかさ比重を算出した。
かさ比重(g/cm3)=(W10-W9)/100 ・・・ 式(o)
なお、測定を行った環境の温度は24.2℃であり、相対湿度は43%RHであった。
なお、測定を行った環境の温度は24.2℃であり、相対湿度は43%RHであった。
(p)ダメージ前後の微粉増加量(耐ダメージ性)
後述の測定方法により規定される本発明の粒子状吸水剤のダメージ前後の微粉増加量(150μm通過物の増加量)は、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3.5質量%以下である。かかる範囲で紙オムツ製造等の実使用に物性低下の問題がない。
後述の測定方法により規定される本発明の粒子状吸水剤のダメージ前後の微粉増加量(150μm通過物の増加量)は、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3.5質量%以下である。かかる範囲で紙オムツ製造等の実使用に物性低下の問題がない。
<ダメージ付与後の微粉増加量>
吸水剤に下記のペイントシェーカーテストを行い、目開き150μmのJIS標準篩で分級し、テスト前後における150μm以下の粒子径を有する粒子の増加量を測定した。
吸水剤に下記のペイントシェーカーテストを行い、目開き150μmのJIS標準篩で分級し、テスト前後における150μm以下の粒子径を有する粒子の増加量を測定した。
[ペイントシェーカーテスト]
ペイントシェーカーテスト(PS-test)とは、直径6cm、高さ11cmのガラス製容器に、直径6mmのガラスビーズ10g、吸水性樹脂30gを入れてペイントシェーカー(東洋製機製作所 製品No.488)に取り付け、800cycle/min(CPM)で30分間、振盪するものであり、装置の詳細は特開平9-235378号公報に開示されている。
ペイントシェーカーテスト(PS-test)とは、直径6cm、高さ11cmのガラス製容器に、直径6mmのガラスビーズ10g、吸水性樹脂30gを入れてペイントシェーカー(東洋製機製作所 製品No.488)に取り付け、800cycle/min(CPM)で30分間、振盪するものであり、装置の詳細は特開平9-235378号公報に開示されている。
振盪後、目開き2mmのJIS標準篩でガラスビーズを除去して、ダメージを与えられた吸水性樹脂を得る。
(q)水可溶分(Ext)
本発明の粒子状吸水剤の水可溶分(Ext)は、EDANA法(ERT470.2-02)に準拠して測定した。
本発明の粒子状吸水剤の水可溶分(Ext)は、EDANA法(ERT470.2-02)に準拠して測定した。
(r)表面積
本発明の粒子状吸水剤の表面積は、X線を利用した3次元解析装置(例えば、株式会社 島津製作所製マイクロフォーカスX線CTシステム inspeXio SMX-225CT、又は同100CT)で測定した結果を三次元解析ソフト(例えば、高速三次元解析ソフトTRI/3D-VOL-FCS64)で解析すること等によって測定することができる。また、同時に上記内部気泡率等の測定も可能である。
本発明の粒子状吸水剤の表面積は、X線を利用した3次元解析装置(例えば、株式会社 島津製作所製マイクロフォーカスX線CTシステム inspeXio SMX-225CT、又は同100CT)で測定した結果を三次元解析ソフト(例えば、高速三次元解析ソフトTRI/3D-VOL-FCS64)で解析すること等によって測定することができる。また、同時に上記内部気泡率等の測定も可能である。
[吸収性シートの評価]
本発明に係る吸水シートの性能は、下記に掲げる方法で評価した。
本発明に係る吸水シートの性能は、下記に掲げる方法で評価した。
(s-1)平面評価1
図1、2に示される装置を用いて、吸水性シートの平面評価を行った。内径縦8cm、横16cm、高さ3.5cmのプラスチック製の容器(図1)に、縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートを、容器の底面とシートの底面がおおむね隙間なく一致するように入れた。その上に液注入筒(図2)を置き、圧が1.2kPaとなるように、重さを調整したおもりを載せた(全体に均等に圧が掛かるようにおもりを載せる)。この状態で液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、再び1回目と同様の圧となるようにおもりを載せた液注入筒を、吸水性シートの上に載せ、2回目の液投入を行った(液量は1回目と同量とする)。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt2(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)30枚を吸水性シートの中央部に載せ、さらに上から4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
図1、2に示される装置を用いて、吸水性シートの平面評価を行った。内径縦8cm、横16cm、高さ3.5cmのプラスチック製の容器(図1)に、縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートを、容器の底面とシートの底面がおおむね隙間なく一致するように入れた。その上に液注入筒(図2)を置き、圧が1.2kPaとなるように、重さを調整したおもりを載せた(全体に均等に圧が掛かるようにおもりを載せる)。この状態で液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、再び1回目と同様の圧となるようにおもりを載せた液注入筒を、吸水性シートの上に載せ、2回目の液投入を行った(液量は1回目と同量とする)。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt2(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)30枚を吸水性シートの中央部に載せ、さらに上から4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
(s-2)曲面評価1
図4、5に示される装置を用いて、吸水性シートの曲面評価を行った。曲面の容器(図4)の中央と縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートの中央が一致するように、吸水性シートを入れた。その上に液注入筒(図5)を置き、液注入筒とおもりの合計質量が872gとなるように調整したおもりを2つ、液投入口をはさむ形で均等な位置に置いた(図6)。この状態で、液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、静置した。1回目の液投入時から10分間経過後、再び1回目と同様におもりを載せた液注入筒を、吸水性シートの上に載せ、2回目の液投入を行った(液量は1回目と同量とする)。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt2(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、静置した。2回目の液投入時から10分間経過後、吸液した吸水性シートを慎重に取り出し、内径縦8cm、横16cm、高さ3.5cmのプラスチック製の容器(図1)に入れた。予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)30枚を吸水性シートの中央部に載せ、さらに上から4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
図4、5に示される装置を用いて、吸水性シートの曲面評価を行った。曲面の容器(図4)の中央と縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートの中央が一致するように、吸水性シートを入れた。その上に液注入筒(図5)を置き、液注入筒とおもりの合計質量が872gとなるように調整したおもりを2つ、液投入口をはさむ形で均等な位置に置いた(図6)。この状態で、液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、静置した。1回目の液投入時から10分間経過後、再び1回目と同様におもりを載せた液注入筒を、吸水性シートの上に載せ、2回目の液投入を行った(液量は1回目と同量とする)。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt2(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、静置した。2回目の液投入時から10分間経過後、吸液した吸水性シートを慎重に取り出し、内径縦8cm、横16cm、高さ3.5cmのプラスチック製の容器(図1)に入れた。予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)30枚を吸水性シートの中央部に載せ、さらに上から4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
(s-3)平面評価2
図7に示される装置を用いて、吸水性シートの平面評価を行った。縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートの上に液注入筒(図7、重さはおもりを含めて1000g)を置いた(図8を参照)。この状態で、液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液を投入してから、80秒間経過後に液注入筒を取り除き、15秒間静置した。15秒間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)10枚を吸水性シートの中央部に載せ、その上に同サイズ(縦8cm×横7cm)のプラスチックの板(約20g)を載せ、さらに4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
図7に示される装置を用いて、吸水性シートの平面評価を行った。縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートの上に液注入筒(図7、重さはおもりを含めて1000g)を置いた(図8を参照)。この状態で、液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液を投入してから、80秒間経過後に液注入筒を取り除き、15秒間静置した。15秒間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)10枚を吸水性シートの中央部に載せ、その上に同サイズ(縦8cm×横7cm)のプラスチックの板(約20g)を載せ、さらに4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
(s-4)曲面評価2
図9、10、11(図11は図10の形状を分かりやすく記載した図であり、図10と同一の装置である)に示される装置を用いて、吸水性シートの曲面評価を行った。曲面の容器(図9)の中央と縦10cm、横16cmに切断した吸水性シートの中央が一致するように、吸水性シートを入れた。その上に、吸水性シートの端を挟み込むためのガイド(図10)を置いた(図12を参照)。この状態で、曲面の最も低くかつ中央となる位置に、漏斗を使用して0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した(図13を参照)。液を投入してから、吸水性シート表面から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液を投入してから、160秒間経過後にガイドを取り除き、吸水性シートを曲面容器から、吸水したゲルの移動が無いように慎重に取り出し、平面の上に静置した。吸水性シートを曲面容器から取り出してから50秒間静置した。50秒間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)10枚を吸水性シートの中央部に載せ、その上に同サイズ(縦8cm×横7cm)のプラスチックの板(約20g)を載せ、さらに4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
図9、10、11(図11は図10の形状を分かりやすく記載した図であり、図10と同一の装置である)に示される装置を用いて、吸水性シートの曲面評価を行った。曲面の容器(図9)の中央と縦10cm、横16cmに切断した吸水性シートの中央が一致するように、吸水性シートを入れた。その上に、吸水性シートの端を挟み込むためのガイド(図10)を置いた(図12を参照)。この状態で、曲面の最も低くかつ中央となる位置に、漏斗を使用して0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した(図13を参照)。液を投入してから、吸水性シート表面から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液を投入してから、160秒間経過後にガイドを取り除き、吸水性シートを曲面容器から、吸水したゲルの移動が無いように慎重に取り出し、平面の上に静置した。吸水性シートを曲面容器から取り出してから50秒間静置した。50秒間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたもの)10枚を吸水性シートの中央部に載せ、その上に同サイズ(縦8cm×横7cm)のプラスチックの板(約20g)を載せ、さらに4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
(s-5)液流れ評価
図14に示される装置を用いて、吸水性シートの液流れ評価を行った。縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートを、10°の傾きのある斜面に置いた(図14を参照)。図14に示された漏斗(液の排出口が吸水性シートの最上部の中央となる位置から20mm上部となるように設置)から、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(15ml)投入した。投入された液は吸収性シートの上を流れながら吸収され、吸収されなかった液はバットの底部に溜まることとなる。この底部に溜まった液量を測定し、15mlから引いた量を吸収量とした。
図14に示される装置を用いて、吸水性シートの液流れ評価を行った。縦8cm、横16cmに切断した吸水性シートを、10°の傾きのある斜面に置いた(図14を参照)。図14に示された漏斗(液の排出口が吸水性シートの最上部の中央となる位置から20mm上部となるように設置)から、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(15ml)投入した。投入された液は吸収性シートの上を流れながら吸収され、吸収されなかった液はバットの底部に溜まることとなる。この底部に溜まった液量を測定し、15mlから引いた量を吸収量とした。
(s-6)平面評価3
図2、16に示される装置を用いて、吸水性シートの平面評価を行った。内径縦8.1cm、横24cm、高さ3cmのプラスチック製の容器(図16)の底面に、ビニールテープ(日東電工社製、日東ビニールテープNo.21-100TM、0.2mm×100mm×20m、透明)をしわがないように貼付した。縦8cm、横24cmに切断した吸水性シートを、容器の底面(ビニールテープ)とシートの底面がおおむね隙間なく接着するように入れた。
図2、16に示される装置を用いて、吸水性シートの平面評価を行った。内径縦8.1cm、横24cm、高さ3cmのプラスチック製の容器(図16)の底面に、ビニールテープ(日東電工社製、日東ビニールテープNo.21-100TM、0.2mm×100mm×20m、透明)をしわがないように貼付した。縦8cm、横24cmに切断した吸水性シートを、容器の底面(ビニールテープ)とシートの底面がおおむね隙間なく接着するように入れた。
この際、粒子状吸水剤をビニールテープの上に散布し、その上に不織布を載せること等によって、模擬的な吸水性シートを作製して平面評価を行ってもよい。また、プラスチック製の容器(図16)、液注入筒(図2)のサイズも適宜変更することは可能である。例えば、図1のサイズ等で測定することが考えられる。ただし、本発明の実施例では、図2、図16に示された装置を用い、かつ実施例で作成された吸水性シートを用いて評価を行った。
次に、吸水性シートの中央と液投入口が一致するように液注入筒(図2)を置き、圧が1.2kPaとなるように、重さを調整したおもりを載せた(全体に均等に圧が掛かるようにおもりを載せる。圧も適宜変更可能である)。この状態で、液注入筒から0.9質量%塩化ナトリウム水溶液を所定量(30ml又は40ml)投入した。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt1(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、再び1回目と同様の圧となるようにおもりを載せた液注入筒を吸水性シートの上に載せ、2回目の液投入を行った(液量は1回目と同量とする)。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt2(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、再び2回目と同様の圧となるようにおもりを載せた液注入筒を吸水性シートの上に載せ、3回目の液投入を行った(液量は1、2回目と同量とする)。液を投入してから、液注入筒から液がなくなるまでの時間をt3(秒)とした。液が取り込まれたことを確認した後、速やかに液注入筒を取り除き、10分間静置した。10分間経過後、予め質量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを縦8cm×横7cmのサイズにカットしたものを使用した。濾紙のサイズも適宜変更することは可能である)30枚を吸水性シートの中央部に載せ、さらに上から4.8kPaの荷重となるおもりを載せて10秒間保持した。10秒間経過後、おもりを除去し、ろ紙の質量増分から、逆戻り量(g)を測定した。
(t)逆戻り量
逆戻り量の測定はいくつか方法が知られており、以下の測定方法はその一例で、これに限定されるものではない。
逆戻り量の測定はいくつか方法が知られており、以下の測定方法はその一例で、これに限定されるものではない。
本発明に係る粒子状吸水剤2を使用した吸収体の逆戻り量を以下の手順によって測定した。
内径7.1cm×8.1cmの長方形で、深さ3cmの樹脂製トレーに、粒子状吸水剤0.900gを均一に散布し、その上に7cm×8cmのトップシートを粒子状吸水剤の移動が無いように上から載せた。これをモデル吸収体として、吸水時の逆戻り量の測定を行った。なお、樹脂製トレーの材質としては、特に限定されないが、好ましくはABS樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)樹脂等を用いることができる。また、トップシートには、ユニチャーム株式会社製、商品名マミーポコテープタイプ、Lサイズ(2014年6月、日本にて購入、パッケージ底面の番号:404088043)から取り出したものを使用しているが、これに限られるものではない。
上記吸収体の中央部から、ゆっくりと粒子状吸水剤が液に流されないように、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液32mlを投入した。ただし、投入は10秒間以内に終了させた。投入開始から5分間経過後に、予め重量を測定したろ紙(ADVANTEC社製、型式No.2、100×100mmのものを7cm×8cmのサイズにカットしたもの)20枚を吸収体にのせ、さらにその上から同じサイズ(7cm×8cmの底面を有する)のおもり(1200g)を載せた。10秒間経過後、おもり及びろ紙を取り外し、ろ紙の重量を測定し、測定前の重量を差し引くことで、ろ紙に吸収された液量(g)を求めた。この液量を逆戻り量(g)とした。
(u)吸水剤上の多元金属化合物(ハイドロタルサイト)の粒度測定
本発明に係る多元金属化合物(ハイドロタルサイト)の粒度は、吸水性樹脂表面に付着した微粒子100粒の定方向径を測定し、平均粒子径を求めることによって測定した。測定装置は3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡(株式会社キーエンス製)を用いた。
本発明に係る多元金属化合物(ハイドロタルサイト)の粒度は、吸水性樹脂表面に付着した微粒子100粒の定方向径を測定し、平均粒子径を求めることによって測定した。測定装置は3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡(株式会社キーエンス製)を用いた。
具体的には、まず、目開き600μmおよび300μmのJIS標準篩(JIS Z8801-1(2000))又はこれらに相当する篩を用いて、多元金属化合物を添加した吸水剤を分級し、300μmから600μmの粒子径をもつ吸水剤を取り出した。該吸水剤約0.05gを、0.8cm×0.8cmのSEM用導電性カーボン両面テープ(日新EM株式会社製)上に散布し、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡観察用台座に貼り付けた。その後、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡(検出器;二次電子検出器、加速電圧;1.7kV、倍率;5000倍)にて吸水剤表面の画像を取り込み、吸水剤表面に付着した多元金属化合物の定方向径を測定し、平均粒子径を求めた。なお、目開き300μmの篩通過物のみ、又は目開き600μm篩非通過物のみからなる吸水剤の場合、適宜、目開き600~300μmの近い粒度分布の粒子から上下限300μm幅で分級した粒子、例えば、600~900μm、300μ~0μmで代替して測定した。
(v)X線回折による多元金属化合物(ハイドロタルサイト)の定量方法
粉末X線回折装置(株式会社リガク製、製品名:SmartLab)を用いた粉末X線回折(XRD)により、吸水性樹脂粉末に含まれるハイドロタルサイト化合物の定性および定量を行った。以下に、測定条件を示す。
粉末X線回折装置(株式会社リガク製、製品名:SmartLab)を用いた粉末X線回折(XRD)により、吸水性樹脂粉末に含まれるハイドロタルサイト化合物の定性および定量を行った。以下に、測定条件を示す。
X線源:CuKα線(λ=0.15418nm)/45kV/200mA
走査範囲:2θ=5~80°
スキャンスピード:3°/min。
走査範囲:2θ=5~80°
スキャンスピード:3°/min。
深さ0.5mmの窪みを有するガラス製サンプルフォルダに試料を均一に充填し、外部から別のガラス板を用い、充填された試料の表面を平らにした。次いで、試料が充填されたガラス板を粉末X線回折装置に設置し、XRDパターンを取得した。
吸水性樹脂粉末がハイドロタルサイト化合物を有するか否かは、得られたXRDパターンにハイドロタルサイト化合物に特有の2強線のピークが認められるか否かで判定した。具体的には、以下の2つの回折角(a)および(b)の位置のすべてに回折ピークが存在する場合、ハイドロタルサイト化合物を有すると判定した。
(a)2θ=11.5°±1.0°
(b)2θ=22.9°±1.0°。
(b)2θ=22.9°±1.0°。
なお、(a)の位置に存在する回折ピークは、ハイドロタルサイト化合物の(003)面に対する回折線に基づくものと判定した。(b)の位置に存在する回折ピークは、ハイドロタルサイト化合物の(006)面に対する回折線に基づくものと判定した。
吸水性樹脂粉末に含まれるハイドロタルサイトの定量は、XRDパターンの回折ピーク強度から算出した。具体的には、既知量のハイドロタルサイトを含む吸水性樹脂粉末のXRD測定を行い、XRDパターンの(a)2θ=11.5°±1.0°または(b)2θ=22.9°±1.0°の回折ピーク強度から検量線を作成した。この検量線を外部標準となし、吸水性樹脂粉末のハイドロタルサイト化合物含有量(質量%)を求めた。
(w)水不溶性金属リン酸塩の結晶子径測定
粉末X線回折装置(スペクトリス株式会社製、製品名:X’Pert PRO MPD)を用いた粉末X線回折(XRD)により、水不溶性金属リン酸塩の結晶子径測定を行った。以下に、測定条件を示す。
粉末X線回折装置(スペクトリス株式会社製、製品名:X’Pert PRO MPD)を用いた粉末X線回折(XRD)により、水不溶性金属リン酸塩の結晶子径測定を行った。以下に、測定条件を示す。
X線源:CuKα線(λ=0.15406nm)/45kV/40mA
走査範囲:2θ=20~40度
ステップサイズ:0.017度
スキャンステップ時間:50秒。
走査範囲:2θ=20~40度
ステップサイズ:0.017度
スキャンステップ時間:50秒。
深さ0.5mmの窪みを有するガラス製サンプルフォルダに試料を均一に充填し、外部から別のガラス板を用い、充填された試料の表面を平らにした。次いで、試料が充填されたガラス板を粉末X線回折装置に設置し、XRDパターンを取得した。
水不溶性金属リン酸塩の結晶子径は、最も相対強度が高い回析ピークの半値幅を用いて、Debye-Sherrerの式から算出した。
Deby-Sherrerの式:d=0.9×λ÷(B×cosθ)
(d:結晶子径、λ:X線波長、B:回析ピークの半値幅、θ:回析角 2θ/θ)。
(d:結晶子径、λ:X線波長、B:回析ピークの半値幅、θ:回析角 2θ/θ)。
粒子状吸水剤上の水不溶性金属リン酸塩の結晶子径は、水不溶性金属リン酸塩を添加した粒子状吸水剤のXRD測定することによって求めた。具体的には、まず、目開き106μmを有するJIS標準篩(JIS Z8801-1(2000))又は相当する篩を用いて、水不溶性金属リン酸塩を添加した粒子状吸水剤を分級し、106μm以下の粒子径をもつ粒子状吸水剤を0.5g取り出した。次いで、上記と同様の手法でXRD測定し、得られた回折ピークから結晶子径を算出した。
(x)水不溶性金属リン酸塩の平均一次粒子径の測定
本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩の平均一次粒子径とは、水不溶性金属リン酸塩の比表面積球相当径のことをいう。該比表面積球相当径とは、粒子の形状を球と仮定して、BET法によって求められる比表面積から換算される粒子径のことであり、次式から算出される。
本発明で用いられる水不溶性金属リン酸塩の平均一次粒子径とは、水不溶性金属リン酸塩の比表面積球相当径のことをいう。該比表面積球相当径とは、粒子の形状を球と仮定して、BET法によって求められる比表面積から換算される粒子径のことであり、次式から算出される。
D={6/(Sg×ρ)}
ここで、
D :比表面積球相当径(μm)
Sg:比表面積(m2/g)
ρ :粒子の真比重(g/cm3)
である。
ここで、
D :比表面積球相当径(μm)
Sg:比表面積(m2/g)
ρ :粒子の真比重(g/cm3)
である。
上記比表面積の測定には、窒素吸着BET1点法により比表面積が測定される装置を使用することができ、例えば、マウンテック社製Macsorb HM model-1210等が挙げられる。具体的な測定方法は、以下の通りである。
まず、ガラス製専用セルに測定試料0.5g程度充填した(以下、試料充填量をa(g)とする)。次に、該専用セルを測定機器本体にセットし、窒素雰囲気下で110℃、60分間の乾燥脱気を行った後、該専用セルを室温まで冷却した。
続いて、該専用セルを液体窒素で冷却しながら、該専用セル内に測定用ガス(窒素(第1級)30容積%・ヘリウム70容積%の混合ガス)を流量25ml/分で流し、測定用ガスの試料への吸着量(V(cm3))を測定した。
以上の操作で得られた測定値を次式に当てはめて、該試料の比表面積Sg(m2/g)を算出した。
Sg=S/a={K×(1-P/P0)×V}/a
ここで、
S :試料の総表面積(m2)
K :ガス定数(本測定では4.29)
P/P0 :吸着ガスの相対圧力であり、混合比の97%(本測定では0.29)
である。
ここで、
S :試料の総表面積(m2)
K :ガス定数(本測定では4.29)
P/P0 :吸着ガスの相対圧力であり、混合比の97%(本測定では0.29)
である。
なお、真比重として、本発明では以下の値を採用した。
リン酸カルシウム:3.1(g/cm3)
リン酸アルミニウム:2.6(g/cm3)
アパタイトα-TCP:2.6(g/cm3)
ノバロンAGZ010:5.1(g/cm3)
リン酸カルシウムTTCP:3.1(g/cm3)
アエロジル200CF:2.2(g/cm3)。
リン酸アルミニウム:2.6(g/cm3)
アパタイトα-TCP:2.6(g/cm3)
ノバロンAGZ010:5.1(g/cm3)
リン酸カルシウムTTCP:3.1(g/cm3)
アエロジル200CF:2.2(g/cm3)。
(y)拡散吸収倍率の測定
特開2010-142808に記載の測定方法に従って、粒子状吸水剤の拡散吸収倍率の測定を行った。具体的には、以下の通りである。
特開2010-142808に記載の測定方法に従って、粒子状吸水剤の拡散吸収倍率の測定を行った。具体的には、以下の通りである。
先ず、拡散吸収倍率の測定に用いる測定装置について、図19および図20を参照しながら、以下に簡単に説明する。
図19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、ガラスフィルター6と、このガラスフィルター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2a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、所定量の生理食塩水12が入っている。外気吸入パイプ3の下端部は、生理食塩水12中に没している。上記のガラスフィルター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ー6は、導管4によって互いに連通している。また、ガラスフィルター6は、その上面が、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。
図20に示すように、上記の測定部5は、濾紙7と、シート8と、支持円筒9と、この支持円筒9の底部に貼着された金網10と、おもり11とを有している。そして、測定部5は、ガラスフィルター6上に、濾紙7、シート8、支持円筒9(つまり、金網10)がこの順に載置されると共に、支持円筒9内部、即ち、金網10上に重り11が載置されて構成されている。シート8は、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなり、中央部に直径18mmの開口部を有する厚さ0.1mmのドーナツ状に形成されている。支持円筒9は、内径60mmに形成されている。金網10は、ステンレスからなり、JIS規格で400メッシュ(目の大きさ38μm)に形成されている。そして、金網10上に所定量の粒子状吸水剤が均一に撒布されるようになっている。おもり11は、金網10、即ち、粒子状吸水剤に対して、20g/cm2(1.96kPa)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。
上記構成の測定装置を用いて拡散吸収倍率を測定した。測定方法について以下に説明する。
先ず、容器2に所定量の生理食塩水12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、ガラスフィルター6上に濾紙7を載置し、この濾紙7上にシート8を、その開口部がガラスフィルター6の中心部に位置するようにして載置した。一方、これら載置動作に並行して、支持円筒9内部、即ち、金網10上に粒子状吸水剤1.5gを均一に撒布し、この粒子状吸水剤上におもり11を載置した。
次いで、シート8上に、金網10、つまり、粒子状吸水剤およびおもり11を載置した上記支持円筒9を、その中心部がガラスフィルター6の中心部に一致するようにして載置した。
そして、シート8上に支持円筒9を載置した時点から、60分間にわたって粒子状吸水剤に生理食塩水12を吸収させた。吸収された生理食塩水12の重量W2(g)を、天秤1を用いて測定した。尚、図3および図4に示すように、生理食塩水12は、シート8の開口部を通過した後、粒子状吸水剤の横方向(図中、矢印で示す)にほぼ均一に拡散しながら、粒子状吸水剤に吸収された。
そして、上記の重量W2から、次式、
拡散吸収倍率(g/g)=重量W2(g)/粒子状吸水剤の重量(g)
に従って、吸収開始から60分後の拡散吸収倍率(g/g)を算出した。
拡散吸収倍率(g/g)=重量W2(g)/粒子状吸水剤の重量(g)
に従って、吸収開始から60分後の拡散吸収倍率(g/g)を算出した。
また、上記吸液時間を60分から10分に変更することで、拡散吸収倍率10分(g/g)の値を算出した。
[粒子状吸水剤]
以下に本願に係る吸水性シートに用いることのできる粒子状吸収剤の代表的な製造方法および製造例を記載する。しかしながら、上記粒子状吸水剤および比較粒子状吸水剤は、本明細書に記載の製造方法に限定されるものではなく、適宜公知の方法を組み合わせて製造することも可能である。
以下に本願に係る吸水性シートに用いることのできる粒子状吸収剤の代表的な製造方法および製造例を記載する。しかしながら、上記粒子状吸水剤および比較粒子状吸水剤は、本明細書に記載の製造方法に限定されるものではなく、適宜公知の方法を組み合わせて製造することも可能である。
アクリル酸ナトリウム(中和率75モル%)の38重量%水溶液5500重量部に、ポリエチレングリコールジアクリレート(n=9)4.4重量部を溶解させて単量体水溶液とした。次に、この反応液を窒素ガス雰囲気下で30分間脱気した。次いで、開閉可能な蓋付きのシグマ型羽根を2本有するジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに上記反応液を供給し、反応液を30℃に保ちながら系を窒素ガス置換した。続いて、反応液を撹拌しながら、過硫酸ナトリウム2.8重量部およびL-アスコルビン酸0.12重量部を添加したところ、凡そ1分後に重合が開始した。そして、30~90℃で重合を行い、重合を開始して60分後に粒子状含水ゲルを取り出した。得られた粒子状含水ゲルは、その径が約5mmに細分化されていた。この細分化された粒子状含水ゲルを50メッシュの金網上に広げ、160℃で60分間熱風乾燥した。次いで、乾燥物をロールミル(有限会社井ノ口技研社製、WML型ロール粉砕機)を用いて粉砕し、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(A)を得た。さらに不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(A)を目開き850μmの金網と180μmの金網で分級することにより、850μmの金網を通過し、180μmの金網を通過しなかった分画である吸水性樹脂粉末(A1)と180μmの金網を通過した分画である吸水性樹脂粉末(A2)を得た。このとき、吸水性樹脂粉末(A)における粒子径が150μm未満の粒子の割合は10.5重量%であり、分級することにより得られた吸水性樹脂粉末(A1)では、粒子径が150μm未満の粒子の割合を1.9重量%まで減少することができた。
上記で得られた吸水性樹脂微粒子(A2)300gを西日本試験機製作所製5Lモルタルミキサー(5L容器は80℃のバスで保温されている)に入れ、該モルタルミキサーの攪拌羽根を60Hz/100Vで高速回転させながら、90℃に加熱した脱イオン水300gを一気に投入した。吸水性樹脂微粒子(A2)と脱イオン水とは10秒以内に混合され、内容物全体が粒子径約3~10mmの含水ゲル状造粒物となった。モルタルミキサー中で、該含水ゲル状造粒物はバラバラの状態で、攪拌羽根の混合によって混練される様子はなかった。1分間モルタルミキサー中で高速攪拌した後、得られたバラバラの含水ゲル状造粒物を50メッシュの金網上に広げ、150℃で60分間熱風乾燥した。次いで、乾燥造粒物をロールミルを用いて粉砕し、吸水性樹脂造粒物(A3’)を得た。さらに吸水性樹脂造粒物(A3’)をさらに目開き850μmの金網と150μmの金網で分級することにより、850μmの金網を通過し、150μmの金網を通過しなかった分画である吸水性樹脂造粒物(A3)を得た。このとき、吸水性樹脂造粒物(A3’)における粒子径が150μm未満の粒子の割合は21.8重量%であり、分級することにより得られた吸水性樹脂造粒物(A3)では、150μm未満の粒子の割合を2.0重量%まで減少することができた。
上記で得られた吸水性樹脂造粒物(A3)100重量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部と、エチレンカーボネート0.3重量部と、プロピレングリコール0.5重量部と、脱イオン水2.0重量部とからなる表面架橋剤溶液を混合した。上記の混合物を200℃で35分間加熱処理することにより、表面架橋された吸水性樹脂造粒物(A4)を得た。表面架橋された吸水性樹脂造粒物(A4)100重量部に対して、1重量%のDTPA水溶液1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次い
で60℃の熱風乾燥機中に30分間放置してから、目開き850μmの金網を通過させ、吸水性樹脂造粒物(A4’)を得た。更に、得られた吸水性樹脂造粒物(A4’)100重量部に対して、二酸化ケイ素(製品名アエロジル200、日本アエロジル製)0.3重量部を混合した。混合は吸水性樹脂30gを容量225mlのマヨネーズ瓶に二酸化ケイ素と共に入れ、ペイントシェーカー(No.488/東洋製機製作所製)を用いて800(cycle/min(CPM))の条件下3分間振とうし、粒子状吸水剤(0)を得た。表3、4に粒子状吸水剤(0)の物性を示した。
で60℃の熱風乾燥機中に30分間放置してから、目開き850μmの金網を通過させ、吸水性樹脂造粒物(A4’)を得た。更に、得られた吸水性樹脂造粒物(A4’)100重量部に対して、二酸化ケイ素(製品名アエロジル200、日本アエロジル製)0.3重量部を混合した。混合は吸水性樹脂30gを容量225mlのマヨネーズ瓶に二酸化ケイ素と共に入れ、ペイントシェーカー(No.488/東洋製機製作所製)を用いて800(cycle/min(CPM))の条件下3分間振とうし、粒子状吸水剤(0)を得た。表3、4に粒子状吸水剤(0)の物性を示した。
[製造例a]
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.94質量部、0.1質量%のジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4質量部及び脱イオン水314.3質量部からなる単量体水溶液(a)を調製した。
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.94質量部、0.1質量%のジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4質量部及び脱イオン水314.3質量部からなる単量体水溶液(a)を調製した。
次に、38℃に調温した上記単量体水溶液(a)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48質量%の水酸化ナトリウム水溶液150.6質量部を連続的にラインミキシングした。なお、この時、中和熱によって単量体水溶液(a)の液温は80℃まで上昇した。
次に4質量%の過硫酸ナトリウム水溶液14.6質量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(a)を得た。得られた帯状の含水ゲル(a)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、短冊状の含水ゲル(a)を得た。当該含水ゲル(a)は、CRCが33.5g/g、含水率が50.5質量%(樹脂固形分が49.5重量%)であった。
なお、「含水率(%)=100-樹脂固形分(%)」である。
[製造例b]
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.61質量部、1.0質量%のエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)5ナトリウム水溶液6.5質量部及び脱イオン水346.1質量部からなる単量体水溶液(b)を調製した。
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.61質量部、1.0質量%のエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)5ナトリウム水溶液6.5質量部及び脱イオン水346.1質量部からなる単量体水溶液(b)を調製した。
次に、40℃に調温した上記単量体水溶液(b)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48質量%の水酸化ナトリウム水溶液150.6質量部を連続的にラインミキシングした。なお、この時、中和熱によって単量体水溶液(b)の液温は81℃まで上昇した。
次に、4質量%の過硫酸ナトリウム水溶液14.6質量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(b)を得た。得られた帯状の含水ゲル(b)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、短冊状の含水ゲル(b)を得た。当該含水ゲル(b)は、CRCが36.0g/g、含水率が51.9質量%(樹脂固形分が48.1重量%)であった。
[製造例c]
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.61質量部、0.1質量%のエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)5ナトリウム水溶液16.4質量部及び脱イオン水274.4質量部からなる単量体水溶液(c)を調製した。
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.61質量部、0.1質量%のエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)5ナトリウム水溶液16.4質量部及び脱イオン水274.4質量部からなる単量体水溶液(c)を調製した。
次に、38℃に調温した上記単量体水溶液(c)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48質量%の水酸化ナトリウム水溶液150.6質量部を連続的にラインミキシングした。なお、この時、中和熱によって単量体水溶液(c)の液温は83℃まで上昇した。
次に、4質量%の過硫酸ナトリウム水溶液14.6質量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(c)を得た。得られた帯状の含水ゲル(c)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、短冊状の含水ゲル(c)を得た。当該含水ゲル(c)は、CRCが33.6g/g、含水率が46.9質量%(樹脂固形分が53.1重量%)であった。
[製造例d]
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)1.46質量部、0.1質量%のジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4質量部及び脱イオン水361質量部からなる単量体水溶液(d)を調製した。
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)1.46質量部、0.1質量%のジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4質量部及び脱イオン水361質量部からなる単量体水溶液(d)を調製した。
次に、42℃に調温した上記単量体水溶液(d)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48質量%の水酸化ナトリウム水溶液150.6質量部を連続的にラインミキシングした。なお、この時、中和熱によって単量体水溶液(d)の液温は81℃まで上昇した。
次に、4質量%の過硫酸ナトリウム水溶液14.6質量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(d)を得た。得られた帯状の含水ゲル(d)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、短冊状の含水ゲル(d)を得た。当該含水ゲル(d)は、CRCが33.3g/g、含水率が52.9質量%(樹脂固形分が47.1重量%)であった。
[製造例e]
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.61質量部、1.0質量%のエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)5ナトリウム水溶液6.5質量部及び脱イオン水371.6質量部からなる単量体水溶液(e)を調製した。
アクリル酸300質量部、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液100質量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.61質量部、1.0質量%のエチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)5ナトリウム水溶液6.5質量部及び脱イオン水371.6質量部からなる単量体水溶液(e)を調製した。
次に、42℃に調温した上記単量体水溶液(e)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48質量%の水酸化ナトリウム水溶液150.6質量部を連続的にラインミキシングした。なお、この時、中和熱によって単量体水溶液(e)の液温は81℃まで上昇した。
次に、4質量%の過硫酸ナトリウム水溶液14.6質量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(e)を得た。得られた帯状の含水ゲル(e)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、短冊状の含水ゲル(e)を得た。当該含水ゲル(e)は、CRCが36.7g/g、含水率が52.8質量%(樹脂固形分が47.2重量%)であった。
[製造例1]
(ゲル粉砕)
上記製造例aで得られた短冊状の含水ゲル(a)を、スクリュー押出機に供給してゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(1)を得た。なお、スクリュー押出機には、先端部に直径100mm、孔径9.5mm、孔数40個、開孔率36.1%、厚さ10mmの多孔板が備えられ、スクリュー軸の外径は86mmであった。
製造例1におけるゲル粉砕は、上記スクリュー押出機のスクリュー軸の回転数を130rpmとした状態で、上記短冊状の含水ゲル(a)と水蒸気とをそれぞれ別の供給口から同時に供給することで行われた。なお、該含水ゲル(a)の供給量は毎分4640g、水蒸気の供給量は毎分83gであった。
製造例1でのゲル粉砕エネルギー(GGE)は26.9J/g、ゲル粉砕エネルギー粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は13.6J/gであった。また、ゲル粉砕前の含水ゲル(a)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粒子状含水ゲル(1)の温度は85℃であった。
上記ゲル粉砕後に得られた粒子状含水ゲル(1)は、含水率が50.9質量%、質量平均粒子径(D50)が994μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が1.01であった。表2にゲル粉砕条件及び粒子状含水ゲル(1)の物性を示した。
(乾燥)
次に、上記ゲル粉砕の終了後、1分間以内に上記粒子状含水ゲル(1)を通気ベルト式連続乾燥機の通気ベルト上に載置(この時点での粒子状含水ゲル(1)の温度は80℃)し、185℃の熱風を30分間通気させることで乾燥した。熱風の平均風速は、通気ベルトの進行方向に対して垂直方向に1.0m/sであった。該熱風の風速は、定温度熱式風速計(アネモマスター6162;日本カノマックス株式会社)を用いて測定した。
次に、上記ゲル粉砕の終了後、1分間以内に上記粒子状含水ゲル(1)を通気ベルト式連続乾燥機の通気ベルト上に載置(この時点での粒子状含水ゲル(1)の温度は80℃)し、185℃の熱風を30分間通気させることで乾燥した。熱風の平均風速は、通気ベルトの進行方向に対して垂直方向に1.0m/sであった。該熱風の風速は、定温度熱式風速計(アネモマスター6162;日本カノマックス株式会社)を用いて測定した。
(粉砕・分級)
次いで、上記乾燥後に得られた乾燥重合体(1)全量を3段ロールミルに供給して粉砕した。その後、目開き710μm及び175μmのJIS標準篩を用いて分級することで、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(1)を得た。該吸水性樹脂粉末(1)は、質量平均粒子径(D50)が348μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが42.1g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.5質量%であった。
次いで、上記乾燥後に得られた乾燥重合体(1)全量を3段ロールミルに供給して粉砕した。その後、目開き710μm及び175μmのJIS標準篩を用いて分級することで、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(1)を得た。該吸水性樹脂粉末(1)は、質量平均粒子径(D50)が348μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが42.1g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.5質量%であった。
(表面架橋、添加剤添加)
次に、上記吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025質量部、1,4-ブタンジオール0.4質量部、プロピレングリコール0.6質量部及び脱イオン水3.0質量部からなる表面架橋剤溶液(1)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(1)のCRCが35g/gとなるように、190℃で30分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
次に、上記吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025質量部、1,4-ブタンジオール0.4質量部、プロピレングリコール0.6質量部及び脱イオン水3.0質量部からなる表面架橋剤溶液(1)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(1)のCRCが35g/gとなるように、190℃で30分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
次に、上記操作で得られた吸水性樹脂粒子(1)について、上述したペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した。その後、吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部及び脱イオン水1質量部からなるキレート剤水溶液(1)1.01質量部を添加して、均一になるまで混合した。その後、60℃で1時間乾燥し、得られた結果物を目開き710μmのJIS標準篩に通過させた。その後、二酸化ケイ素(商品名:アエロジル200、日本アエロジル製)0.4質量部を添加して、均一になるまで混合した。
以上の操作によって、粒子状吸水剤(1)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(1)の物性を示した。
なお、ペイントシェーカーテスト(PS)後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対して、さらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例2]
上記製造例bで得られた短冊状の含水ゲル(b)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様のゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(2)を得た。
上記製造例bで得られた短冊状の含水ゲル(b)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様のゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(2)を得た。
製造例2において、スクリュー押出機の多孔板の孔径を9.5mmから8mmに変更した。該変更によって、多孔板の開孔率は25.6%となった。なお、製造例2でのゲル粉砕エネルギー(GGE)は31.9J/g、ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は17.5J/gであった。また、ゲル粉砕前の含水ゲル(b)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粒子状含水ゲル(2)の温度は84℃であった。
上記ゲル粉砕後に得られた粒子状含水ゲル(2)は、含水率が52.5質量%、質量平均粒子径(D50)が860μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.95であった。表2にゲル粉砕条件及び粒子状含水ゲル(2)の物性を示した。
次いで、製造例1と同様の乾燥、粉砕、分級を行って、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(2)を得た。該吸水性樹脂粉末(2)は、質量平均粒子径(D50)が355μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが48.2g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.4質量%であった。
次に、上記吸水性樹脂粉末(2)100質量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025質量部、エチレンカーボネート0.4質量部、プロピレングリコール0.6質量部及び脱イオン水3.0質量部からなる表面架橋剤溶液(2)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(2)のCRCが38g/gとなるように、190℃で30分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
その後、製造例1と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(2)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(2)の物性を示した。
[製造例3]
上記製造例2で得られた乾燥重合体(2)について、下記の条件変更以外は製造例2と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(3)を得た。つまり、製造例3の分級においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記製造例2で得られた乾燥重合体(2)について、下記の条件変更以外は製造例2と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(3)を得た。つまり、製造例3の分級においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記吸水性樹脂粉末(3)は、質量平均粒子径(D50)が431μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.35、CRCが48.2g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.3質量%であった。
その後、製造例2と同様の表面架橋を行い、目開き850μmの篩に通過させた後、さらに製造例2と同様に処理を行って、粒子状吸水剤(3)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(3)の物性を示した。
[製造例4]
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、1,4-ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部及び脱イオン水2.0質量部からなる表面架橋剤溶液(4)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(4)のCRCが35g/gとなるように、200℃で30分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、1,4-ブタンジオール0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部及び脱イオン水2.0質量部からなる表面架橋剤溶液(4)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(4)のCRCが35g/gとなるように、200℃で30分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
次に、上記操作で得られた吸水性樹脂粒子(4)について、上述したペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した。その後、吸水性樹脂粉末(4)100質量部に対して、ポリエチレングリコール(平均分子量400)0.05質量部及び脱イオン水0.5質量部からなる水溶液(4-1)を添加して、均一になるまで混合した。その後、さらにジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部、27.5質量%の硫酸アルミニウム水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.6質量部、60質量%の乳酸ナトリウム水溶液0.1質量部、プロピレングリコール0.02質量部からなる水溶液(4-2)を添加して、均一になるまで混合した。その後、60℃で1時間乾燥し、得られた結果物を目開き710μmのJIS標準篩に通過させた。
以上の操作によって、粒子状吸水剤(4)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(4)の物性を示した。
[製造例5]
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、エチレンカーボネート0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート0.001質量部及び脱イオン水2.0質量部からなる表面架橋剤溶液(5)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(5)のCRCが32g/gとなるように、200℃で45分間程度、加熱処理した。
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粉末(1)100質量部に対して、エチレンカーボネート0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート0.001質量部及び脱イオン水2.0質量部からなる表面架橋剤溶液(5)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(5)のCRCが32g/gとなるように、200℃で45分間程度、加熱処理した。
その後、製造例4と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(5)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(5)の物性を示した。
[製造例6]
上記製造例dで得られた短冊状の含水ゲル(d)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様のゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(6)を得た。
上記製造例dで得られた短冊状の含水ゲル(d)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様のゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(6)を得た。
製造例6においては、スクリュー押出機の多孔板の孔径を9.5mmから6.4mmに、孔数を40個から83個にそれぞれ変更した。該変更によって、多孔板の開孔率は41.4%となった。なお、製造例6でのゲル粉砕エネルギー(GGE)は29.5J/g、ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は15.7J/gであった。また、ゲル粉砕前の含水ゲル(d)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粒子状含水ゲル(6)の温度は86℃であった。
上記ゲル粉砕後に得られた粒子状含水ゲル(6)は、含水率が53.5質量%、質量平均粒子径(D50)が360μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.99であった。表2にゲル粉砕条件及び粒子状含水ゲル(6)の物性を示した。
次に、製造例1と同様の乾燥、粉砕、分級を行って、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(6)を得た。該吸水性樹脂粉末(6)は、質量平均粒子径(D50)が351μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが39.3g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.4質量%であった。
続いて、上記吸水性樹脂粉末(6)100質量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025質量部、エチレンカーボネート0.4質量部、プロピレングリコール0.6質量部及び脱イオン水3.0質量部からなる表面架橋剤溶液(6)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(6)のCRCが34g/g~35g/gとなるように、190℃で30分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
その後、製造例1と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(6)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(6)の物性を示した。
[製造例7]
上記製造例eで得られた短冊状の含水ゲル(e)について、製造例6と同様のゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(7)を得た。なお、製造例7でのゲル粉砕エネルギー(GGE)は34.5J/g、ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は19.6J/gであった。また、ゲル粉砕前の含水ゲル(e)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粒子状含水ゲル(7)の温度は87℃であった。
上記製造例eで得られた短冊状の含水ゲル(e)について、製造例6と同様のゲル粉砕を行い、粒子状含水ゲル(7)を得た。なお、製造例7でのゲル粉砕エネルギー(GGE)は34.5J/g、ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は19.6J/gであった。また、ゲル粉砕前の含水ゲル(e)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粒子状含水ゲル(7)の温度は87℃であった。
上記ゲル粉砕後に得られた粒子状含水ゲル(7)は、含水率が53.4質量%、質量平均粒子径(D50)が627μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が1.02であった。表2にゲル粉砕条件及び粒子状含水ゲル(7)の物性を示した。
次いで、製造例1と同様の乾燥、粉砕、分級を行って、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(7)を得た。吸水性樹脂粉末(7)は、質量平均粒子径(D50)が366μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが49.4g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.4質量%であった。
続いて、上記吸水性樹脂粉末(7)100質量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025質量部、1,3-プロパンジオール0.4質量部、プロピレングリコール0.6質量部及び脱イオン水3.0質量部からなる表面架橋剤溶液(7)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(7)のCRCが39g/g~40g/gとなるように、190℃で30分間程度、加熱処理した。
その後、製造例6と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(7)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(7)の物性を示した。
[製造例8]
上記製造例6で得られた乾燥重合体(6)について、下記の条件変更以外は製造例6と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(8)を得た。つまり、製造例6の分級においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記製造例6で得られた乾燥重合体(6)について、下記の条件変更以外は製造例6と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(8)を得た。つまり、製造例6の分級においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記吸水性樹脂粉末(8)は、質量平均粒子径(D50)が450μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが39.5g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.1質量%であった。
その後、製造例6と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(8)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(8)の物性を示した。
[製造例9]
上記製造例7で得られた乾燥重合体(7)について、下記の条件変更以外は製造例7と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(9)を得た。つまり、製造例7の分級においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記製造例7で得られた乾燥重合体(7)について、下記の条件変更以外は製造例7と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(9)を得た。つまり、製造例7の分級においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記吸水性樹脂粉末(9)は、質量平均粒子径(D50)が448μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.31、CRCが49.6g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.3質量%であった。
その後、製造例7と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(9)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(9)の物性を示した。
[製造例10]
上記製造例6で得られた乾燥重合体(6)について、下記の条件変更以外は製造例6と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(10)を得た。つまり、製造例6の分級においては、目開き710μmの篩を目開き750μmの篩に変更した。
上記製造例6で得られた乾燥重合体(6)について、下記の条件変更以外は製造例6と同様の粉砕及び分級を行い、不定形破砕状の吸水性樹脂粉末(10)を得た。つまり、製造例6の分級においては、目開き710μmの篩を目開き750μmの篩に変更した。
上記吸水性樹脂粉末(10)は、質量平均粒子径(D50)が392μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.36、CRCが39.5g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.3質量%であった。
上記吸水性樹脂粉末(10)100質量部に対して、エチレンカーボネート0.3質量部、プロピレングリコール0.5質量部及び脱イオン水2.0質量部からなる表面架橋剤溶液(10)を添加して、均一になるまで混合した。その後、得られる吸水性樹脂粒子(10)のCRCが31g/g~32g/gとなるように、200℃で45分間程度、加熱処理した。その後、60℃まで強制冷却した。
次に、上記操作で得られた吸水性樹脂粒子(10)について、上述したペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した。その後、吸水性樹脂粉末100質量部に対して、ポリエチレングリコール(平均分子量400)0.05質量部及び水0.5質量部からなる水溶液(10-1)を添加して、均一になるまで混合した。その後、さらにジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部、27.5質量%の硫酸アルミニウム水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.6質量部、60質量%の乳酸ナトリウム水溶液0.1質量部及びプロピレングリコール0.02質量部からなる水溶液(10-2)を添加して、均一になるまで混合した。その後、60℃で1時間乾燥し、得られた結果物を目開き750μmの篩に通過させた。
以上の操作によって、粒子状吸水剤(10)を得た。表3~5に粒子状吸水剤(10)の物性を示した。
[比較製造例1]
上記製造例cで得られた短冊状の含水ゲル(c)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様のゲル粉砕を行い、比較粒子状含水ゲル(1)を得た。
上記製造例cで得られた短冊状の含水ゲル(c)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様のゲル粉砕を行い、比較粒子状含水ゲル(1)を得た。
比較製造例1においては、スクリュー押出機の多孔板の孔径を9.5mmから12.5mmに変更した。該変更によって、多孔板の開孔率は62.5%となった。なお、比較製造例1でのゲル粉砕エネルギー(GGE)は19.4J/g、ゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))は7.6J/gであった。また、ゲル粉砕前の含水ゲル(c)の温度は82℃であり、ゲル粉砕後比較粒子状含水ゲル(1)の温度は84℃であった。
上記ゲル粉砕後に得られた比較粒子状含水ゲル(1)は、含水率が47.4質量%、質量平均粒子径(D50)が1322μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が1.32であった。表2にゲル粉砕条件及び比較粒子状含水ゲル(1)の物性を示した。
次いで、製造例1と同様の乾燥、粉砕、分級を行って、不定形破砕状の比較吸水性樹脂粉末(1)を得た。該比較吸水性樹脂粉末(1)は、質量平均粒子径(D50)が350μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.32、CRCが41.9g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.5質量%であった。
その後も、製造例1と同様の操作を行うことによって、比較粒子状吸水剤(1)を得た。表3~5に比較粒子状吸水剤(1)の物性を示した。
[比較製造例2]
上記比較製造例1で得られた比較吸水性樹脂粉末(1)について、製造例5と同様の表面架橋、添加剤添加を行って、比較粒子状吸水剤(2)を得た。表3~5に比較粒子状吸水剤(2)の物性を示した。
上記比較製造例1で得られた比較吸水性樹脂粉末(1)について、製造例5と同様の表面架橋、添加剤添加を行って、比較粒子状吸水剤(2)を得た。表3~5に比較粒子状吸水剤(2)の物性を示した。
[比較製造例3]
上記比較製造例1で得られた比較乾燥重合体(1)について、下記の条件変更以外は比較製造例1と同様の粉砕及び分級を行って、不定形破砕状の比較吸水性樹脂粉末(3)を得た。つまり、比較製造例1においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記比較製造例1で得られた比較乾燥重合体(1)について、下記の条件変更以外は比較製造例1と同様の粉砕及び分級を行って、不定形破砕状の比較吸水性樹脂粉末(3)を得た。つまり、比較製造例1においては、目開き710μmの篩を目開き850μmの篩に変更した。
上記比較吸水性樹脂粉末(3)は、質量平均粒子径(D50)が431μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.35、CRCが42.2g/g、粒子径150μm未満の粒子の割合(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)が0.3質量%であった。
(まとめ)
製造例1と比較製造例1との対比から、本発明の製造方法の一例において、DRC指数を43以下にするには、CRC33g/g以上の含水ゲルをゲル粉砕エネルギー(GGE)が20J/g以上又はゲル粉砕エネルギー(2)(GGE(2))が9J/g以上の条件でゲル粉砕すればよいことが分かる。
[実施例1]
上記製造例2で得られた粒子状吸水剤(2)100質量部と、接着剤としてエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA;融点95℃)20質量部とを均一になるまで混合(混合物(1)とする)した。
上記製造例2で得られた粒子状吸水剤(2)100質量部と、接着剤としてエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA;融点95℃)20質量部とを均一になるまで混合(混合物(1)とする)した。
次に、幅30cmのポリプロピレン製不織布(目付量;15g/m2)(不織布(1)とする)の上に、上記混合物(1)を均等に散布することで、不織布、粒子状吸水剤(2)及び接着剤からなる積層体(1)を得た。このとき、上記混合物(1)の目付量(不織布の単位面積当たりの散布量)は187g/m2であった。
続いて、上記得られた積層体(1)の上にさらに別のポリプロピレン製不織布(1)を載せ、粒子状吸水剤(2)及び接着剤を不織布で挟んだ状態にした。その後、130℃で加圧し、圧着させた。当該操作によって、吸水性シート(1)を得た。
得られた吸水性シート(1)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-1にその結果を示した。
[実施例2]
実施例1において、混合物(1)の目付量(不織布の単位面積当たりの散布量)を300g/m2となるようにした以外は、実施例1と同様の操作を行って、吸水性シート(2)を得た。
実施例1において、混合物(1)の目付量(不織布の単位面積当たりの散布量)を300g/m2となるようにした以外は、実施例1と同様の操作を行って、吸水性シート(2)を得た。
得られた吸水性シート(2)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-1にその結果を示した。
[実施例3]
実施例1において、粒子状吸水剤(23)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って、吸水性シート(3)を得た。
実施例1において、粒子状吸水剤(23)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って、吸水性シート(3)を得た。
得られた吸水性シート(3)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-1にその結果を示した。
[実施例4]
実施例2において、粒子状吸水剤(23)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って、吸水性シート(4)を得た。
実施例2において、粒子状吸水剤(23)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って、吸水性シート(4)を得た。
得られた吸水性シート(4)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-1にその結果を示した。
[比較例1]
実施例1と同様の操作を、比較粒子状吸水剤(1)を用いて行った。当該操作によって、比較吸水性シート(1)を得た。得られた比較吸水性シート(1)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)に課した。表6-1にその結果を示した。
実施例1と同様の操作を、比較粒子状吸水剤(1)を用いて行った。当該操作によって、比較吸水性シート(1)を得た。得られた比較吸水性シート(1)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)に課した。表6-1にその結果を示した。
[実施例5]
粒子状吸水剤(23)100質量部と、接着剤としてのエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA;融点95℃)20質量部とを均一となるまで混合(混合物(5)とする)した。
粒子状吸水剤(23)100質量部と、接着剤としてのエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA;融点95℃)20質量部とを均一となるまで混合(混合物(5)とする)した。
次に、幅30cmのポリプロピレン製不織布(目付量15g/m2)(不織布(5))の上に、上記混合物(5)を均等に散布することで、不織布、粒子状吸水剤(23)及び接着剤からなる積層体(5-1)を得た。このとき、上記混合物(5)の目付量(不織布の単位面積当たりの散布量)は94g/m2であった。
続いて、上記得られた積層体(5-1)の上にさらに別のポリプロピレン製不織布(目付量;25g/m2)(不織布(2)とする)を載せ、粒子状吸水剤(23)及び接着剤を不織布で挟んだ状態にした。その後、130℃で加圧し、圧着させた。当該操作によって、中間シート(5)を得た。
続いて、実施例1で得られた混合物(1)について、不織布(1)の上に均等に散布することで、不織布、粒子状吸水剤(2)及び接着剤からなる積層体(5-2)を得た。なお、このときの上記混合物(1)の目付量(不織布の単位面積当たりの散布量)は94g/m2であった。
上記積層体(5-2)の上に、中間シート(5)の不織布(2)の面が、混合物(1)が積層された面と合わさるようにシートを重ね、130℃で加圧し、圧着させた。
上記操作によって、上層側(最初に液体と接触する側)に粒子状吸水剤(23)が、下層側に粒子状吸水剤(2)が、それぞれ配置された吸水性シート(5)を得た。
得られた吸水性シート(5)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-2にその結果を示した。
[実施例6]
実施例5において、粒子状吸水剤(2)を粒子状吸水剤(23)に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行って吸水性シート(6)を得た。
実施例5において、粒子状吸水剤(2)を粒子状吸水剤(23)に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行って吸水性シート(6)を得た。
上記吸水性シート(6)は、上層側(最初に液体と接触する側)及び下層側共に粒子状吸水剤(23)が配置されていた。
得られた吸水性シート(6)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-2にその結果を示した。
[実施例7]
実施例5において、粒子状吸水剤(23)を粒子状吸水剤(2)に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行って吸水性シート(7)を得た。
実施例5において、粒子状吸水剤(23)を粒子状吸水剤(2)に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行って吸水性シート(7)を得た。
上記吸水性シート(7)は、上層側(最初に液体と接触する側)及び下層側共に粒子状吸水剤(2)が配置されていた。
得られた吸水性シート(7)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行った。表6-2にその結果を示した。
[比較例2]
実施例5と同様の操作を、粒子状吸水剤(2)および(23)のかわりに、比較粒子状吸水剤(1)を用いて行った。当該操作によって、比較吸水性シート(2)を得た。得られた比較吸水性シート(2)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を課した。表6-2にその結果を示した。
実施例5と同様の操作を、粒子状吸水剤(2)および(23)のかわりに、比較粒子状吸水剤(1)を用いて行った。当該操作によって、比較吸水性シート(2)を得た。得られた比較吸水性シート(2)は、その性能評価のために縦8cm、横16cmに切断された後、吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を課した。表6-2にその結果を示した。
[実施例8]
ポリプロピレン製不織布(2)(中間基材に相当する。目付量:50.6g/m2。厚みのあるもの。厚さは無荷重下で約4~6mm程度)の表面に、粒子状吸水剤(7)(第2粒子状吸水剤に相当する)を、2.10g(散布量:164g/m2)均一に散布した。
ポリプロピレン製不織布(2)(中間基材に相当する。目付量:50.6g/m2。厚みのあるもの。厚さは無荷重下で約4~6mm程度)の表面に、粒子状吸水剤(7)(第2粒子状吸水剤に相当する)を、2.10g(散布量:164g/m2)均一に散布した。
次に、縦8cm、横16cmに切断したパルプ繊維製不織布(1)(第2基材に相当する。目付量:42g/m2)の表面に、スチレンブタジエンゴムを含む接着剤(スプレーのり77、スリーエムジャパン株式会社製)を、0.1~0.2g散布した(散布量:7.8~15.6g/m2)。
次に、ポリプロピレン製不織布(2)の粒子状吸水剤を散布した面とパルプ繊維製不織布(1)の接着剤を散布した面が対合するように(接触するように)重ね、加圧圧着した。
次に、上記粒子状吸水剤と面していない側のポリプロピレン製不織布(2)の表面に、粒子状吸水剤(6)(第1粒子状吸水剤に相当する)を、0.700g(散布量:55g/m2)均一に散布した。
さらにその上に、スチレンブタジエンゴムを含む接着剤(スプレーのり77、スリーエムジャパン株式会社製)を0.1~0.2g(散布量:7.8~15.6g/m2)散布したパルプ繊維製不織布(1)(第1基材に相当する。目付量:15g/m2)を、粒子状吸水剤を散布した面と接着剤を散布した面が対合するように(接触するように)重ね、加圧圧着した。このようにして、吸水性シート(8)を得た。
なお、本実施例で使用したパルプ繊維製不織布(1)およびポリプロピレン製不織布(2)は、いずれも透水性である。
得られた吸水性シート(8)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例9]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(6)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(3)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(9)を得た。得られた吸水性シート(9)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(6)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(3)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(9)を得た。得られた吸水性シート(9)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例10]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(2)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(7)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(10)を得た。得られた吸水性シート(10)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(2)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(7)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(10)を得た。得られた吸水性シート(10)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例11]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(1)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(7)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(11)を得た。得られた吸水性シート(11)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(1)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(7)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(11)を得た。得られた吸水性シート(11)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例12]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(23)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(3)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(12)を得た。得られた吸水性シート(12)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(23)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(3)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(12)を得た。得られた吸水性シート(12)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例13]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(2)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(3)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(13)を得た。得られた吸水性シート(13)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(2)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(3)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(13)を得た。得られた吸水性シート(13)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例14]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(23)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(24)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(14)を得た。得られた吸水性シート(14)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(23)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(24)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(14)を得た。得られた吸水性シート(14)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[実施例15]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(23)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(2)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(15)を得た。得られた吸水性シート(15)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(23)を、第2粒子状吸水剤として粒子状吸水剤(2)を用いて行った。このようにして、吸水性シート(15)を得た。得られた吸水性シート(15)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[比較例3]
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(1)を、第2粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(1)を用いて行った。このようにして、比較吸水性シート(3)を得た。得られた比較吸水性シート(3)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
実施例8と同様の操作を、第1粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(1)を、第2粒子状吸水剤として比較粒子状吸水剤(1)を用いて行った。このようにして、比較吸水性シート(3)を得た。得られた比較吸水性シート(3)の吸収体評価(液吸収速度及び逆戻り量の測定)を行い、表6-3にその結果を示した。
[曲面評価1、平面評価2、曲面評価2、液流れ評価]
実施例1で得られた吸水性シート(1)及び、実施例3で得られた吸水性シート(3)について、曲面評価1、平面評価2、曲面評価2、液流れ評価を実施した結果を、それぞれ表8、表9、表10に示す。
実施例1で得られた吸水性シート(1)及び、実施例3で得られた吸水性シート(3)について、曲面評価1、平面評価2、曲面評価2、液流れ評価を実施した結果を、それぞれ表8、表9、表10に示す。
(製造装置)
以下の製造例においては、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末の製造装置として、重合工程、ゲル粉砕工程、乾燥工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程、冷却工程、整粒工程、及び各工程間を連結する輸送工程から構成される連続製造装置を用意した。該連続製造装置の生産能力は3500kg/hrであった。上記工程はそれぞれ1系列又は2系列以上であってもよく、2系列以上の場合、生産能力は各系列の合計量で示す。該連続製造装置を用いて、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末を連続的に製造する。
[製造例f]
アクリル酸300重量部、48重量%水酸化ナトリウム水溶液100重量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.78重量部、0.1重量%ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4重量部、脱イオン水336.5重量部、液体リンゴ酸(DL-リンゴ酸、50重量%水溶液、扶桑化学工業株式会社製、食品添加物グレード)2.2重量部からなる単量体水溶液(6)を調製した。
アクリル酸300重量部、48重量%水酸化ナトリウム水溶液100重量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.78重量部、0.1重量%ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4重量部、脱イオン水336.5重量部、液体リンゴ酸(DL-リンゴ酸、50重量%水溶液、扶桑化学工業株式会社製、食品添加物グレード)2.2重量部からなる単量体水溶液(6)を調製した。
次に、38℃に調温した上記単量体水溶液(6)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48重量%水酸化ナトリウム水溶液150.6重量部を連続的にラインミキシングした。尚、この時、中和熱によって単量体水溶液(6)の液温は83℃まで上昇した。
さらに、4重量%過硫酸ナトリウム水溶液14.6重量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間:3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(6)を得た。得られた帯状の含水ゲル(6)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、含水ゲル(6)を得た。含水ゲル(6)は、CRC36.1g/g、樹脂固形分48.0重量%であった。
[製造例g]
アクリル酸300重量部、48重量%水酸化ナトリウム水溶液100重量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.87重量部、0.1重量%ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4重量部、脱イオン水360.2重量部、DL-リンゴ酸(粉末、扶桑化学工業株式会社製、食品添加物グレード)1.8重量部からなる単量体水溶液(7)を調製した。
アクリル酸300重量部、48重量%水酸化ナトリウム水溶液100重量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)0.87重量部、0.1重量%ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4重量部、脱イオン水360.2重量部、DL-リンゴ酸(粉末、扶桑化学工業株式会社製、食品添加物グレード)1.8重量部からなる単量体水溶液(7)を調製した。
次に、38℃に調温した上記単量体水溶液(7)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48重量%水酸化ナトリウム水溶液150.6重量部を連続的にラインミキシングした。尚、この時、中和熱によって単量体水溶液(7)の液温は81℃まで上昇した。
さらに、4重量%過硫酸ナトリウム水溶液14.6重量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間:3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(7)を得た。得られた帯状の含水ゲル(7)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、含水ゲル(7)を得た。含水ゲル(7)は、CRC36.8g/g、樹脂固形分47.0重量%であった。
[製造例h]
アクリル酸300重量部、48重量%水酸化ナトリウム水溶液100重量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)1.42重量部、0.1重量%ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4重量部、脱イオン水273.2重量部からなる単量体水溶液(8)を調製した。
アクリル酸300重量部、48重量%水酸化ナトリウム水溶液100重量部、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均n数9)1.42重量部、0.1重量%ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム水溶液16.4重量部、脱イオン水273.2重量部からなる単量体水溶液(8)を調製した。
次に、38℃に調温した上記単量体水溶液(8)を定量ポンプで連続供給した後、さらに48重量%水酸化ナトリウム水溶液150.6重量部を連続的にラインミキシングした。尚、この時、中和熱によって単量体水溶液(8)の液温は87℃まで上昇した。
さらに、4重量%過硫酸ナトリウム水溶液14.6重量部を連続的にラインミキシングした後、両端に堰を備えた平面状の重合ベルトを有する連続重合機に、厚さが10mmとなるように連続的に供給した。その後、重合(重合時間:3分間)が連続的に行われ、帯状の含水ゲル(8)を得た。得られた帯状の含水ゲル(8)を重合ベルトの進行方向に対して幅方向に、切断長が300mmとなるように等間隔に連続して切断することで、含水ゲル(8)を得た。含水ゲル(8)は、CRC32.1g/g、樹脂固形分53.2重量%であった。
[製造例11-1]
製造例2で得られた吸水性樹脂粒子(2)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、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重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、175℃で40分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(11-1)のCRCが38~40g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(11-1)を得た。粒子状吸水剤(11-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例2で得られた吸水性樹脂粒子(2)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、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重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、175℃で40分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(11-1)のCRCが38~40g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(11-1)を得た。粒子状吸水剤(11-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は粒子状吸水剤に対して、さらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。また、XRD測定による粒子状吸水剤(11-1)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(11-1)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.5μmであった。
なお、表3、4、11~13には、製造例1~11の粒子状吸水剤、及び比較製造例1~3の比較粒子状吸水剤等の諸物性も合わせて示している。
[製造例11-2]
製造例11-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-2)を得た。粒子状吸水剤(11-2)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(11-2)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(11-2)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.58μmであった。
製造例11-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-2)を得た。粒子状吸水剤(11-2)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(11-2)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(11-2)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.58μmであった。
[製造例11-3]
製造例11-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-3)を得た。粒子状吸水剤(11-3)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(11-3)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(11-3)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.45μmであった。
製造例11-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-3)を得た。粒子状吸水剤(11-3)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(11-3)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(11-3)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.45μmであった。
[製造例11-4]
製造例11-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-4)を得た。粒子状吸水剤(11-4)の諸物性を表3、4、13に示す。また、粒子状吸水剤(11-4)の表面上に存在するリン酸三カルシウムの粒度測定による結晶子径は0.04μm、平均一次粒子径は0.04μmであった。
製造例11-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-4)を得た。粒子状吸水剤(11-4)の諸物性を表3、4、13に示す。また、粒子状吸水剤(11-4)の表面上に存在するリン酸三カルシウムの粒度測定による結晶子径は0.04μm、平均一次粒子径は0.04μmであった。
[製造例11-5]
製造例11-1の表面処理条件を、以下のとおり変更した。
製造例11-1の表面処理条件を、以下のとおり変更した。
吸水性樹脂粒子(2)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.030重量部、プロピレングリコール1.0重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、100℃で45分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(11-5)のCRCが35~36g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(11-5)を得た。粒子状吸水剤(11-5)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例11-6]
製造例11-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-6)を得た。粒子状吸水剤(11-6)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例11-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-6)を得た。粒子状吸水剤(11-6)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例11-7]
製造例11-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-7)を得た。粒子状吸水剤(11-7)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例11-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-7)を得た。粒子状吸水剤(11-7)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例11-8]
製造例11-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-8)を得た。粒子状吸水剤(11-8)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例11-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(11-8)を得た。粒子状吸水剤(11-8)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-1]
製造例7で得られた吸水性樹脂粒子(7)100重量部に対して、製造例11-1と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(12-1)を得た。粒子状吸水剤(12-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例7で得られた吸水性樹脂粒子(7)100重量部に対して、製造例11-1と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(12-1)を得た。粒子状吸水剤(12-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-2]
製造例12-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-2)を得た。粒子状吸水剤(12-2)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例12-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-2)を得た。粒子状吸水剤(12-2)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-3]
製造例12-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-3)を得た。粒子状吸水剤(12-3)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例12-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-3)を得た。粒子状吸水剤(12-3)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-4]
製造例12-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-4)を得た。粒子状吸水剤(12-4)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例12-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-4)を得た。粒子状吸水剤(12-4)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-5]
製造例12-1の表面処理条件を、以下のとおり変更した。
製造例12-1の表面処理条件を、以下のとおり変更した。
吸水性樹脂粒子(7)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.030重量部、プロピレングリコール1.0重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、100℃で45分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(12-5)のCRCが35~36g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(12-5)を得た。粒子状吸水剤(12-5)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例12-6]
製造例12-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-6)を得た。粒子状吸水剤(12-6)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例12-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-6)を得た。粒子状吸水剤(12-6)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-7]
製造例12-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-7)を得た。粒子状吸水剤(12-7)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例12-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-7)を得た。粒子状吸水剤(12-7)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例12-8]
製造例12-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-8)を得た。粒子状吸水剤(12-8)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例12-5のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(12-8)を得た。粒子状吸水剤(12-8)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例13-1]
製造例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、製造例11-4と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(13-1)を得た。粒子状吸水剤(13-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、製造例11-4と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(13-1)を得た。粒子状吸水剤(13-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例13-2]
製造例13-1の表面処理条件を、以下のとおり変更した。
製造例13-1の表面処理条件を、以下のとおり変更した。
吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、製造例11-5と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(13-2)を得た。粒子状吸水剤(13-2)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例14]
製造例3で得られた吸水性樹脂粒子(3)100重量部に対して、製造例11-5と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(14)を得た。粒子状吸水剤(14)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例3で得られた吸水性樹脂粒子(3)100重量部に対して、製造例11-5と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(14)を得た。粒子状吸水剤(14)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例15]
製造例11-1で使用する目開き710μmの篩にかえて、750μmの篩を使用した以外は、製造例11-1と同じゲル粉砕・乾燥・粉砕・分級操作を行った。こうして得られた吸水性樹脂粒子(15)は、重量平均粒子径(D50)385μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.35であり、CRC48.3g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
製造例11-1で使用する目開き710μmの篩にかえて、750μmの篩を使用した以外は、製造例11-1と同じゲル粉砕・乾燥・粉砕・分級操作を行った。こうして得られた吸水性樹脂粒子(15)は、重量平均粒子径(D50)385μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.35であり、CRC48.3g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
次に、吸水性樹脂粒子(15)100重量部に対して、製造例11-6と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(15)を得た。粒子状吸水剤(15)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例16]
製造例13-1で使用する目開き710μmの篩にかえて、850μmの篩を使用した以外は、製造例13-1と同じゲル粉砕・乾燥・粉砕・分級操作を行った。こうして得られた吸水性樹脂粒子(16)は、重量平均粒子径(D50)428μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.35であり、CRC42.8g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
製造例13-1で使用する目開き710μmの篩にかえて、850μmの篩を使用した以外は、製造例13-1と同じゲル粉砕・乾燥・粉砕・分級操作を行った。こうして得られた吸水性樹脂粒子(16)は、重量平均粒子径(D50)428μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.35であり、CRC42.8g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
次に、吸水性樹脂粒子(16)100重量部に対して、製造例11-7と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(16)を得た。粒子状吸水剤(16)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例17]
製造例13-1で使用する目開き710μmの篩にかえて、750μmの篩を使用した以外は、製造例13-1と同じゲル粉砕・乾燥・粉砕・分級操作を行った。こうして得られた吸水性樹脂粒子(17)は、重量平均粒子径(D50)386μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.35であり、CRC42.6g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
製造例13-1で使用する目開き710μmの篩にかえて、750μmの篩を使用した以外は、製造例13-1と同じゲル粉砕・乾燥・粉砕・分級操作を行った。こうして得られた吸水性樹脂粒子(17)は、重量平均粒子径(D50)386μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.35であり、CRC42.6g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
次に、吸水性樹脂粒子(17)100重量部に対して、製造例11-8と同様の表面処理・添加剤添加操作を行った。こうして粒子状吸水剤(17)を得た。粒子状吸水剤(17)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例18]
(ゲル粉砕)
上記製造例6で得られた含水ゲル(6)を、スクリュー押出機に供給しゲル粉砕した。該スクリュー押出機としては、先端部に直径100mm、孔径8mm、孔数54個、厚さ10mmの多孔板が備えられた、スクリュー軸の外径が86mmのミートチョッパーを使用した。該ミートチョッパーのスクリュー軸回転数を130rpmとした状態で、含水ゲル(6)を4640g/分、同時に、水蒸気を83g/分でそれぞれ供給した。この時のゲル粉砕エネルギー(GGE)は32.3J/g、GGE(2)は17.8J/gであった。尚、ゲル粉砕前の含水ゲル(6)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粉砕ゲル、即ち粒子状含水ゲル(18)の温度は84℃に上昇していた。
(ゲル粉砕)
上記製造例6で得られた含水ゲル(6)を、スクリュー押出機に供給しゲル粉砕した。該スクリュー押出機としては、先端部に直径100mm、孔径8mm、孔数54個、厚さ10mmの多孔板が備えられた、スクリュー軸の外径が86mmのミートチョッパーを使用した。該ミートチョッパーのスクリュー軸回転数を130rpmとした状態で、含水ゲル(6)を4640g/分、同時に、水蒸気を83g/分でそれぞれ供給した。この時のゲル粉砕エネルギー(GGE)は32.3J/g、GGE(2)は17.8J/gであった。尚、ゲル粉砕前の含水ゲル(6)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粉砕ゲル、即ち粒子状含水ゲル(18)の温度は84℃に上昇していた。
上記ゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲル(18)は、樹脂固形分47.5重量%、重量平均粒子径(D50)820μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.94であった。当該ゲル粉砕工程の条件を表11に、粒子状含水ゲル(18)の物性を表12に示す。
(乾燥)
次に、上記粒子状含水ゲル(18)をゲル粉砕終了後1分間以内に通気板上に散布(この時の粒子状含水ゲル(18)の温度は80℃)し、185℃で30分間乾燥を行い、乾燥重合体(18)を得た。熱風の平均風速は通気ベルトの進行方向に対して垂直方向に1.0m/sであった。尚、熱風の風速は、日本カノマックス株式会社製定温度熱式風速計アネモマスター6162で測定した。
次に、上記粒子状含水ゲル(18)をゲル粉砕終了後1分間以内に通気板上に散布(この時の粒子状含水ゲル(18)の温度は80℃)し、185℃で30分間乾燥を行い、乾燥重合体(18)を得た。熱風の平均風速は通気ベルトの進行方向に対して垂直方向に1.0m/sであった。尚、熱風の風速は、日本カノマックス株式会社製定温度熱式風速計アネモマスター6162で測定した。
(粉砕・分級)
次いで、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体(18)全量を3段ロールミルに供給して粉砕(粉砕工程)した。その後さらに、目開き710μm及び175μmのJIS標準篩で分級することで、不定形破砕状の吸水性樹脂粒子(18)を得た。吸水性樹脂粒子(18)は、重量平均粒子径(D50)356μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.32であり、CRC48.3g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.4重量%であった。
次いで、上記乾燥工程で得られた乾燥重合体(18)全量を3段ロールミルに供給して粉砕(粉砕工程)した。その後さらに、目開き710μm及び175μmのJIS標準篩で分級することで、不定形破砕状の吸水性樹脂粒子(18)を得た。吸水性樹脂粒子(18)は、重量平均粒子径(D50)356μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.32であり、CRC48.3g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.4重量%であった。
(表面処理・添加剤添加)
次に、上記吸水性樹脂粒子(18)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、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重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、190℃で30分間程度、得られる吸水性樹脂粉末(18)のCRCが38~39g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、二酸化ケイ素(商品名:アエロジル200、日本アエロジル製)0.4重量部を均一に添加した。こうして、粒子状吸水剤(18)を得た。粒子状吸水剤(18)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
次に、上記吸水性樹脂粒子(18)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、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重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、190℃で30分間程度、得られる吸水性樹脂粉末(18)のCRCが38~39g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、二酸化ケイ素(商品名:アエロジル200、日本アエロジル製)0.4重量部を均一に添加した。こうして、粒子状吸水剤(18)を得た。粒子状吸水剤(18)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例19]
製造例18で得られた乾燥重合体(18)全量を3段ロールミルに供給して粉砕(粉砕工程)し、その後さらに、目開き850μm及び256μmの篩で分級することで、不定形破砕状の吸水性樹脂粒子(19)を得た。吸水性樹脂粒子(19)は、重量平均粒子径(D50)447μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.29であり、CRC48.8g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.2重量%であった。
製造例18で得られた乾燥重合体(18)全量を3段ロールミルに供給して粉砕(粉砕工程)し、その後さらに、目開き850μm及び256μmの篩で分級することで、不定形破砕状の吸水性樹脂粒子(19)を得た。吸水性樹脂粒子(19)は、重量平均粒子径(D50)447μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.29であり、CRC48.8g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.2重量%であった。
次に、製造例18の吸水性樹脂粒子(18)に対して行った操作と同様の操作を、吸水性樹脂粒子(19)に対して行った。こうして、粒子状吸水剤(19)を得た。粒子状吸水剤(19)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例20]
製造例7と同様の操作を、上記製造例gで得られた含水ゲル(7)を用いて行った。この時のゲル粉砕エネルギー(GGE)は35.2J/g、GGE(2)は20.1J/gであった。尚、ゲル粉砕前の含水ゲル(7)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粉砕ゲル、即ち粒子状含水ゲル(20)の温度は86℃に上昇していた。
製造例7と同様の操作を、上記製造例gで得られた含水ゲル(7)を用いて行った。この時のゲル粉砕エネルギー(GGE)は35.2J/g、GGE(2)は20.1J/gであった。尚、ゲル粉砕前の含水ゲル(7)の温度は80℃であり、ゲル粉砕後の粉砕ゲル、即ち粒子状含水ゲル(20)の温度は86℃に上昇していた。
ゲル粉砕工程で得られた粒子状含水ゲル(20)は、樹脂固形分46.6重量%、重量平均粒子径(D50)601μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.97であった。当該ゲル粉砕工程の条件を表11に、粒子状含水ゲル(20)の物性を表12に示す。
粒子状含水ゲル(20)を乾燥・粉砕・分級して得られた吸水性樹脂粒子(20)は、重量平均粒子径(D50)360μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.32であり、CRC49.6g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
吸水性樹脂粒子(20)に製造例7と同様の表面処理・添加剤添加を行うことで、粒子状吸水剤(20)を得た。粒子状吸水剤(20)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例21-1]
製造例18で得られた吸水性樹脂粒子(18)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、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重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、175℃で40分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(21)のCRCが38~39g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(21-1)を得た。粒子状吸水剤(21-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例18で得られた吸水性樹脂粒子(18)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.025重量部、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重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、175℃で40分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(21)のCRCが38~39g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(21-1)を得た。粒子状吸水剤(21-1)の諸物性を表3、4、13に示す。
なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。また、XRD測定による粒子状吸水剤(21-1)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(21-1)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.5μmであった。
[製造例21-2]
製造例21-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(21-2)を得た。粒子状吸水剤(21-2)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(21-2)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(21-2)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.58μmであった。
製造例21-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(21-2)を得た。粒子状吸水剤(21-2)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(21-2)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(21-2)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.58μmであった。
[製造例21-3]
製造例21-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(21-3)を得た。粒子状吸水剤(21-3)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(21-3)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(21-3)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.45μmであった。
製造例21-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(21-3)を得た。粒子状吸水剤(21-3)の諸物性を表3、4、13に示す。また、XRD測定による粒子状吸水剤(21-3)中のハイドロタルサイトの含有量は0.3重量%であった。また、粒子状吸水剤(21-3)の表面上に存在するハイドロタルサイトの粒度測定による平均粒子径は0.45μmであった。
[製造例21-4]
製造例21-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(21-4)を得た。粒子状吸水剤(21-4)の諸物性を表3、4、13に示す。また、粒子状吸水剤(21-4)の表面上に存在するリン酸三カルシウムの粒度測定による結晶子径は0.04μm、平均一次粒子径は0.04μmであった。
製造例21-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(21-4)を得た。粒子状吸水剤(21-4)の諸物性を表3、4、13に示す。また、粒子状吸水剤(21-4)の表面上に存在するリン酸三カルシウムの粒度測定による結晶子径は0.04μm、平均一次粒子径は0.04μmであった。
[製造例22-1]
製造例21-1と同様の操作を吸水性樹脂粒子、および表面処理条件を変更して実施した。具体的には、吸水性樹脂粒子(18)の代わりに、製造例20で得られた吸水性樹脂粒子(20)を用いて、さらに表面処理条件を、以下のとおり変更した。吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.030重量部、プロピレングリコール1.0重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、100℃で45分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(22)のCRCが35~36g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(22-1)を得た。粒子状吸水剤(22-1)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
製造例21-1と同様の操作を吸水性樹脂粒子、および表面処理条件を変更して実施した。具体的には、吸水性樹脂粒子(18)の代わりに、製造例20で得られた吸水性樹脂粒子(20)を用いて、さらに表面処理条件を、以下のとおり変更した。吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.030重量部、プロピレングリコール1.0重量部及び脱イオン水3.0重量部からなる(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合し、100℃で45分間程度加熱処理した。このとき、得られる吸水性樹脂粉末(22)のCRCが35~36g/gとなるように加熱処理した。その後冷却を行い、上記ペイントシェーカーテストを実施し、製造プロセス相当のダメージを付与した後に、吸水性樹脂粒子100重量部に対して、水1重量部、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01重量部からなる水溶液を均一に混合した。60℃で1時間乾燥した後、目開き710μmのJIS標準篩を通過させ、ハイドロタルサイト(製品名:DHT-6、協和化学工業株式会社製、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O[一般式のx=0.25、m=0.50]、体積平均粒子径0.5μm)0.3重量部を均一に混合した。こうして、粒子状吸水剤(22-1)を得た。粒子状吸水剤(22-1)の諸物性を表3、4、13に示す。なお、ペイントシェーカーテスト後の150μm通過粒子増加量は、粒子状吸水剤に対してさらにペイントシェーカーテストを実施した際の、150μm通過粒子の増加量を示す。このペイントシェーカーテストにより粒子状吸水剤に与えられるダメージは、紙オムツ等の吸収体製造時のプロセスダメージを想定したものである。
[製造例22-2]
製造例22-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(22-2)を得た。粒子状吸水剤(22-2)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例22-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(22-2)を得た。粒子状吸水剤(22-2)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例22-3]
製造例22-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(22-3)を得た。粒子状吸水剤(22-3)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例22-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(22-3)を得た。粒子状吸水剤(22-3)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例22-4]
製造例22-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(22-4)を得た。粒子状吸水剤(22-4)の諸物性を表3、4、13に示す。
製造例22-1のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、粒子状吸水剤(22-4)を得た。粒子状吸水剤(22-4)の諸物性を表3、4、13に示す。
[製造例23]
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粉末(1)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様の表面架橋、添加剤添加を行い、粒子状吸水剤(23)を得た。つまり、製造例1における加熱処理時間を30分間から45分間に変更した。
上記製造例1で得られた吸水性樹脂粉末(1)について、下記の条件変更以外は製造例1と同様の表面架橋、添加剤添加を行い、粒子状吸水剤(23)を得た。つまり、製造例1における加熱処理時間を30分間から45分間に変更した。
その後、製造例1と同様の操作を行うことによって、粒子状吸水剤(23)を得た。前掲の表3~5に粒子状吸水剤(23)の物性を示した。
[製造例24]
製造例2の操作において、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部及び脱イオン水1質量部からなるキレート剤水溶液(1)1.01質量部を使用する代わりに、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート0.002質量部及び脱イオン水1質量部からなるキレート剤水溶液(2)1.03質量部を使用して同様の操作を行った。こうして粒子状吸水剤(24)を得た。前掲の表3~4に粒子状吸水剤(24)の物性を示した。
製造例2の操作において、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部及び脱イオン水1質量部からなるキレート剤水溶液(1)1.01質量部を使用する代わりに、ジエチレントリアミン五酢酸三ナトリウム0.01質量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート0.002質量部及び脱イオン水1質量部からなるキレート剤水溶液(2)1.03質量部を使用して同様の操作を行った。こうして粒子状吸水剤(24)を得た。前掲の表3~4に粒子状吸水剤(24)の物性を示した。
[比較製造例4]
比較製造例1で得られた比較粒子状含水ゲル(1)を用いて、製造例11-1と同様の乾燥・粉砕・分級操作を行い、不定形破砕状の比較吸水性樹脂粒子(4)を得た。比較吸水性樹脂粒子(4)は、重量平均粒子径(D50)350μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.32であり、CRC41.9g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.5重量%であった。
比較製造例1で得られた比較粒子状含水ゲル(1)を用いて、製造例11-1と同様の乾燥・粉砕・分級操作を行い、不定形破砕状の比較吸水性樹脂粒子(4)を得た。比較吸水性樹脂粒子(4)は、重量平均粒子径(D50)350μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.32であり、CRC41.9g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.5重量%であった。
次に、上記比較吸水性樹脂粒子(4)を用いて、製造例11-1と同じ表面処理・添加剤添加を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(4)を得た。比較粒子状吸水剤(4)の諸物性を表3、4、13に示す。
[比較製造例5]
比較製造例4のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(5)を得た。比較粒子状吸水剤(5)の諸物性を表3、4、13に示す。
比較製造例4のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-1-NC、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4Al2(OH)12CO3・3H2O[一般式のx=0.33、m=0.5]、体積平均粒子径0.58μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(5)を得た。比較粒子状吸水剤(5)の諸物性を表3、4、13に示す。
[比較製造例6]
比較製造例4のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(6)を得た。比較粒子状吸水剤(6)の諸物性を表3、4、13に示す。
比較製造例4のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、ハイドロタルサイト(製品名HT-P、堺化学工業株式会社製、化学式Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O[一般式のx=0.69、m=0.54]、体積平均粒子径0.45μm)を0.3重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(6)を得た。比較粒子状吸水剤(6)の諸物性を表3、4、13に示す。
[比較製造例7]
比較製造例4のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(7)を得た。比較粒子状吸水剤(7)の諸物性を表3、4、13に示す。
比較製造例4のハイドロタルサイト(製品名DHT-6)のかわりに、リン酸三カルシウム(和光純薬工業株式会社製、CAS No.7758-87-4)を0.5重量部混合した以外は同様の操作を行った。こうして、比較粒子状吸水剤(7)を得た。比較粒子状吸水剤(7)の諸物性を表3、4、13に示す。
[比較製造例8]
以下に示す操作以外は製造例1と同様の操作を行った。含水ゲル(1)のかわりに上記製造例hで得られた含水ゲル(8)を用いた。スクリュー押出機の先端部の多孔板の孔径を12.5mmに変更した。この時のゲル粉砕エネルギー(GGE)は19.1J/g、GGE(2)は7.4J/gであった。尚、ゲル粉砕前の含水ゲル(8)の温度は82℃であり、ゲル粉砕後の粉砕ゲル、即ち比較粒子状含水ゲル(8)の温度は84℃に上昇していた。
以下に示す操作以外は製造例1と同様の操作を行った。含水ゲル(1)のかわりに上記製造例hで得られた含水ゲル(8)を用いた。スクリュー押出機の先端部の多孔板の孔径を12.5mmに変更した。この時のゲル粉砕エネルギー(GGE)は19.1J/g、GGE(2)は7.4J/gであった。尚、ゲル粉砕前の含水ゲル(8)の温度は82℃であり、ゲル粉砕後の粉砕ゲル、即ち比較粒子状含水ゲル(8)の温度は84℃に上昇していた。
上記ゲル粉砕工程で得られた比較粒子状含水ゲル(8)は、樹脂固形分52.6重量%、重量平均粒子径(D50)1223μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)1.28であった。当該ゲル粉砕工程の条件を表1に、比較粒子状含水ゲル(8)の物性を表12に示す。
次いで、製造例3と同様の乾燥・粉砕・分級操作を行い、不定形破砕状の比較吸水性樹脂粒子(8)を得た。比較吸水性樹脂粒子(8)は、重量平均粒子径(D50)426μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.34であり、CRC36.2g/g、150μm通過粒子(目開き150μmの篩を通過する粒子の割合)0.3重量%であった。
上記製造例1~24、及び比較製造例1~8について、表3および表4にそれぞれ示されるDRC5minおよび重量平均粒子径(D50)をプロットすると、図22のようになる。製造例6~10を見ると、DRC5minとD50との間には、線形性が認められる。比較製造例1~3および製造例1~5においても同様な線形性が認められる。これらのデータから、D50が大きくなると、DRC5minが減少していることが理解される。
製造例6~10と比較製造例1~3を比較すると、製造例6~10の方が、全体的に高いDRC5min値を有していることが分かる。
製造例1~10のように全体的に高いDRC5min値を有する粒子状吸水剤と、比較製造例1~3のように全体的に低いDRC5min値を有する粒子状吸水剤とを区別するための手段として、上記のようなDRC一般指数が導かれた。
DRC一般指数(Index of DRC)=(K-DRC5min(g/g))/(D50(μm)/1000)
(ここで、Kは任意の定数である)。
(ここで、Kは任意の定数である)。
代表例として、K=49を使用した場合、以下のDRC指数を表す式が得られる。
K=49の場合、
DRC指数(Index of DRC)=(49-DRC5min(g/g))/(D50(μm)/1000)。
DRC指数(Index of DRC)=(49-DRC5min(g/g))/(D50(μm)/1000)。
製造例6~10のDRC指数は、5~14の値であるのに対して、比較製造例1~3のDRC指数は、43~46の値になる。このことから、製造例の粒子状吸水剤と比較製造例の粒子状吸水剤と物性の違いが明確に理解される。製造例1~5のDRC指数は、16~25の値である。DRC指数により、好ましい物性を有する粒子状吸水剤が容易に判定できる。
製造例11-1~17のDRC指数は、14~30の値であるのに対して、比較製造例4~7のDRC指数は、49~52の値になる。このことから、製造例の粒子状吸水剤と比較製造例の粒子状吸水剤と物性の違いが明確に理解される。これらの例においても同様に、DRC指数により、好ましい物性を有する粒子状吸水剤が容易に判定できる。
上記製造例11-1~17に示されるように、本願の粒子状吸水剤は、高いCRC値、高いAAP値、低いDRC指数および0重量%のB.R.値を有する。それに対して、比較製造例4~7では、DRC指数が49を超えており、高吸水速度を有さないことが理解される。
上記製造例18~22-4に示されるように、重合の際にリンゴ酸を含めた場合も、本願の粒子状吸水剤は、高いCRC値、高いAAP値、低いDRC指数および0重量%のB.R.値を有する。それに対して、比較製造例8では、DRC指数が47を超えており、高吸水速度を有さないことが理解される。
製造例1における(共有結合性)表面架橋剤溶液を均一に混合した後の、加熱処理時間を30分間から45分間に変更した製造例23では、製造例1と比較して、CRCが2.3g/g減少したものの、AAP、拡散吸収倍率60分、拡散吸収倍率10分、およびSFCの値は増加した。所望の物性を有する粒子状吸水剤が得られるように当業者によって適切な条件が設定され得る。
表13は、各粒子状吸水剤を使用して作製された吸収体の逆戻り量を示している。製造例の粒子状吸水剤を使用した場合は、2.1g~4.9gの値であるのに対して、比較製造例の粒子状吸水剤を使用した場合の逆戻り量は、14.5g以上であることが示された。本願の粒子状吸水剤は、逆戻り量が少なく、Re-wetが改善されていることが理解される。
高い含水率の含水ゲルを高いゲル粉砕エネルギーで粉砕することにより製造される本発明の粒子状吸水剤は、優れた物性を有する。遠心分離機保持容量(CRC)は、30~50g/gであり、高い吸水倍率である。浸漬保持容量5分値(DRC5min)は、高い値であり、高吸水速度を達成する。粒度別のDRC5minを示す上述の表3に示されるように、粒度別においても全体的に高いDRC5minを示す。本発明の粒子状吸水剤は、さらに、表面張力、粒子形状、YI値、着色促進試験後のYI値、吸湿流動性(B.R.)、水可溶分(Ext)、劣化可溶分、加圧下吸水倍率(AAP)、GCA(Gel Capillary Absorption)、内部気泡率、耐ダメージ性ペイントシェーカーテスト、かさ比重、拡散吸収倍率60分、拡散吸収倍率10分、および逆戻り量というような物性の1つ以上において、好ましくは全てにおいて優れた物性を有し得る。
本発明の粒子状吸水剤は、高いAAP値と低いDRC指数を有する。これは、本発明の粒子状吸水剤が、高吸水倍率と高吸水速度を両立し、高加圧下吸水量において優れた粒子状吸水剤を提供することができることを示している。さらに、本発明の粒子状吸水剤は、低いB.R.値を示しており、吸湿流動性に優れることも示している。本発明は、従来では得られなかった、高吸水倍率と高吸水速度を両立し、高湿条件下でのブロッキング抑制(吸湿流動性)および/または高加圧下吸水量において優れた粒子状吸水剤を提供することができる。
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、特許請求の範囲によってのみ、その範囲が解釈されるべきであることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および他の文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
本発明に係る吸水性シートを用いた衛生物品(特に紙オムツ)は、従来よりも優れた吸水能を発揮する。このため、本発明は、紙オムツ、生理用ナプキン等の衛生材料、さらには、ペット用シート、止水材等種々の分野において利用されることが可能である。
100:プラスチックの支持円筒
101:ステンレス製400メッシュの金網
102:膨潤ゲル
103:ペトリ皿
104:ガラスフィルター
105:濾紙
106:0.90質量%食塩水
101:ステンレス製400メッシュの金網
102:膨潤ゲル
103:ペトリ皿
104:ガラスフィルター
105:濾紙
106:0.90質量%食塩水
Claims (41)
- 第1基材、第2基材、および上記第1基材と第2基材との間に挟持される粒子状吸水剤を備え、
上記第1基材および第2基材の少なくとも一方は、透水性基材であり、
上記粒子状吸水剤の少なくとも一部は下記物性(1)、(2)、(3)を満たす、吸水性シート。
(1)遠心分離機保持容量(CRC)が30g/g~50g/g
(2)質量平均粒子径(D50)が200μm~600μm
(3)下記式(a)で規定されるDRC指数が43以下
DRC指数=(49-DRC5分値)/(D50/1000) ・・・ 式(a) - 上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み、
上記第2粒子状吸水剤は、上記(1)、(2)、(3)の条件を満たす請求項1に記載の吸水性シート。 - 上記第1粒子状吸水剤は、上記(1)、(2)の条件を満たし、かつ
(3)の式(a)で規定されるDRC指数が50以下である
請求項2に記載の吸水性シート。 - 上記第2粒子状吸水剤のDRC指数が0を超えて43以下である、請求項2に記載の吸水性シート。
- 上記第1粒子状吸水剤のDRC指数が43以下である、請求項2に記載の吸水性シート。
- 上記第1粒子状吸水剤のDRC指数が0を超えて43以下である、請求項2に記載の吸水性シート。
- 上記第1基材は透水性基材である、請求項1~6の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記吸水性シートを衛生物品に組み込んで使用する際に、上記第1基材は該衛生物品を装着する人体と接触する側に配置される、請求項1~7の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記粒子状吸水剤が接着剤で基材上に固定化されてなる、請求項1~8の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記接着剤がホットメルト接着剤である、請求項9に記載の吸水性シート。
- 上記ホットメルト接着剤の使用量が吸水性シート1枚当たりに使用される全粒子状吸水剤の質量の0.01~2.0質量倍である、請求項10に記載の吸水性シート。
- 上記接着剤が、エチレン-酢酸ビニル共重合体接着剤、スチレン系エラストマー接着剤、ポリオレフィン系接着剤及びポリエステル系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項9~11の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記吸水性シート1枚当たりに使用される粒子状吸水剤の吸水性シートの単位面積当たりの含有量が100~1000g/m2である、請求項1~12の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 第1基材の単位面積当たりに含有されている第1粒子状吸水剤の量は、第2基材の単位面積当たりに含有されている第2粒子状吸水剤の量以下である、請求項2~13の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記透水性基材の透水指数が20~100である、請求項1~14の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記透水性基材が親水性不織布である、請求項1~15の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記親水性不織布の坪量が25g/m2以上である、請求項16に記載の吸水性シート。
- 上記親水性不織布が、レーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びパルプ繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる不織布である、請求項16又は17に記載の吸水性シート。
- 上記吸水性シートが、上記第1基材および第2基材に加えて、さらに1枚以上の中間基材を備え、
上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み、
上記第1粒子状吸水剤は、互いに対向している上記第1基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在しており、
上記第2粒子状吸水剤は、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、請求項1~18の何れか1項に記載の吸水性シート。 - 請求項1に記載の粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、請求項19に記載の吸水性シート。
- 上記吸水性シートが、請求項1に記載の粒子状吸水剤と異なる粒子形状又は吸水特性の粒子状吸水剤をさらに含む、請求項1~20の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第2基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在しており、
該粒子状吸水剤とは粒子形状又は吸水特性の異なる粒子状吸水剤が、上記吸水性シートの、互いに対向している上記第1基材表面および上記中間基材表面の、近傍および基材中に存在している、請求項19~21の何れか1項に記載の吸水性シート。 - 上記粒子状吸水剤は、上記第1基材近傍に局在する第1粒子状吸水剤と、上記第2基材近傍に局在する第2粒子状吸水剤とを含み、
上記第1粒子状吸水剤の形状が不定形破砕状であり、上記第2粒子状吸水剤の形状が球状又はその造粒物である、請求項1~22の何れか1項に記載の吸水性シート。 - 上記吸水性シートの厚さが、乾燥状態で5mm以下である、請求項1~23の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記吸水性シートの表面がエンボス領域を有する、請求項1~24の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 上記吸水性シートの長手方向に、粒子状吸水剤の非存在領域が存する、請求項1~25の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤のDRC指数が30以下である、請求項1~26の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤のDRC指数が20以下である、請求項1~27の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の食塩水流れ誘導性(SFC)が30(×10-7・cm3・s・g-1)未満である、請求項1~28の何れか1項に吸水性シート。
- 請求項1に記載の状吸水剤の表面張力が65mN/m以上である、請求項1~29の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の粒子形状が不定形破砕状である、請求項1~30の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の吸湿流動性(B.R.)が50質量%以下である、請求項1~31の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の水可溶分(Ext)が25質量%以下である、請求項1~32の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の劣化可溶分が30質量%以下である、請求項1~33の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が18g/g以上である、請求項1~34の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の加圧下吸水倍率(AAP2.06kPa)が26g/g以上である、請求項1~35の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の主成分がポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂である、請求項1~36の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1に記載の粒子状吸水剤の拡散吸収倍率(DAP)が16g/g以上である、請求項1~37の何れか1項に記載の吸水性シート。
- 請求項1~38の何れか1項に記載の吸水性シートが長尺状に連なった長尺状吸水性シートであって、
該長尺状吸水性シートの第1基材と第2基材とが識別できるようになっている、長尺状吸水性シート。 - 請求項1~38の何れか1項に記載の吸水性シートを、液体透過性シート及び液体不透過性シートで狭持してなる、吸収性物品。
- 上記吸収性物品に備えられている上記吸水性シートは、
該吸収性物品の使用に際して、上記第1基材の方が上記第2基材よりも先に液体と接触するように配置されている、請求項40に記載の吸収性物品。
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