特許第6092236号(P6092236)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6092236
(24)【登録日】2017年2月17日
(45)【発行日】2017年3月8日
(54)【発明の名称】吸水剤及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   B01J 20/30 20060101AFI20170227BHJP
   B01J 20/26 20060101ALI20170227BHJP
   B01J 20/28 20060101ALI20170227BHJP
   C08J 3/20 20060101ALI20170227BHJP
【FI】
   B01J20/30
   B01J20/26 D
   B01J20/28 Z
   C08J3/20 Z
【請求項の数】12
【全頁数】48
(21)【出願番号】特願2014-539813(P2014-539813)
(86)(22)【出願日】2013年10月3日
(86)【国際出願番号】JP2013076938
(87)【国際公開番号】WO2014054731
(87)【国際公開日】20140410
【審査請求日】2015年3月26日
(31)【優先権主張番号】特願2012-221748(P2012-221748)
(32)【優先日】2012年10月3日
(33)【優先権主張国】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】中津留 玲子
(72)【発明者】
【氏名】田中 伸弥
(72)【発明者】
【氏名】光上 義朗
【審査官】 松本 直子
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2005/075070(WO,A1)
【文献】 国際公開第2008/120742(WO,A1)
【文献】 特開平05−156034(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/040530(WO,A1)
【文献】 特表2007−529295(JP,A)
【文献】 特開2000−302876(JP,A)
【文献】 特表2010−510045(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B01J 20/00− 20/34
A61F 13/49
A61F 13/53
C08J 3/00− 3/28
C08K 3/00
C08L 33/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
HLBが1〜6の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程を有する吸水剤の製造方法であって、
該界面活性剤添加工程は、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30〜100重量部相当量の前記界面活性剤が含まれる分散液を添加する工程であり、かつ、該界面活性剤添加工程は、乾燥工程よりも後工程であり、
前記分散液は、吸水性樹脂100重量部に対して0.5重量部以上、3.0重量部以下の水を含む界面活性剤の分散液であり、
更に、前記乾燥工程の後に水溶性多価金属塩添加工程を有する場合には、該界面活性剤添加工程は該水溶性多価金属塩添加工程よりも後工程であることを特徴とする吸水剤の製造方法。
【請求項2】
前記乾燥工程後に表面架橋剤添加工程を行う場合には、前記界面活性剤添加工程は該表面架橋剤添加工程と同時、又は該表面架橋剤添加工程よりも後工程であることを特徴とする請求項1に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項3】
前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、から選ばれる1種以上の化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項4】
前記界面活性剤が、グリセリン脂肪酸エステルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項5】
前記界面活性剤の分散液が、40℃以上に加熱した状態において1000rpm以上の回転数又は2.5m/s以上の翼先端周速度で1分間以上攪拌した分散液、及び/又は、水溶性分散剤を併用して得られる分散液であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項6】
前記水溶性分散剤が、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、又は水溶性高分子であることを特徴とする請求項5に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項7】
前記界面活性剤添加工程後に、含水率が6重量%以下になるような乾燥工程を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項8】
吸水剤の吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の吸水剤の製造方法。
【請求項9】
ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、
界面活性剤を含み、
生理食塩水50mlに対して0.5gの吸水剤を4分間分散させた上澄み液の表面張力が55mN/m以上であり、
ハウスナー比が1.18未満かつ吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であり、
嵩比重が0.61g/ml〜0.80g/mlであり、
前記界面活性剤は、HLBが1〜6の界面活性剤であり、
前記界面活性剤を、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜100重量部含むことを特徴とする吸水剤。
【請求項10】
ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、
吸水剤の含水率が3.0質量%〜6.0質量%又は通液性向上剤を含み、HLBが1〜6の界面活性剤を吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜100重量部含み、
嵩比重が0.61g/ml〜0.80g/mlであることを特徴とする吸水剤。
【請求項11】
通液性向上剤を更に含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の吸水剤。
【請求項12】
耐衝撃試験後の150μm未満の粒子割合が0質量%〜4.6質量%であることを特徴とする請求項9〜11の何れか一項に記載の吸水剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸水剤及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする粒子状吸水剤であって、特定の吸水性能を有する粒子状吸水剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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、生理用ナプキン等の吸収物品、さらには、農園芸用保水剤、工業用止水材等として、主に使い捨て用途に多用されている。このような吸水性樹脂としては、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、特に、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、その吸水性能の高さから工業的に最も多く用いられている。
【0003】
このような吸水性樹脂は、重合工程、乾燥工程、必要により未乾燥物の除去工程、粉砕工程、分級工程、表面架橋工程等を経て製造される(特許文献1〜5)。
【0004】
また、主用途である紙オムツの高性能化に伴い、吸水性樹脂も多くの機能を求められている。具体的には、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、流動性、充填性、耐着色性(白色度)、低粉塵等、多くの物性が吸水性樹脂に要求されている。そのため、多くの表面架橋技術、添加剤、製造工程の変更等、数多くの提案が、前記特許文献のみならず、下記特許文献にもなされている。
【0005】
上述した物性の中でも、吸水速度は、近年、紙オムツ中での吸水性樹脂の使用量が増加(例えば、50重量%以上)するに従い、より重要な因子と見られるようになっている。
【0006】
この吸水速度を向上させる方法として、比表面積を向上させて吸水速度を向上させる技術が知られている。具体的には、粒子径を細かく制御する技術(特許文献6)、表面積の大きな微粒子を造粒する技術(特許文献7〜9)、含水ゲルを凍結乾燥して多孔質とする技術(特許文献10)、粒子を造粒と同時に表面架橋する技術(特許文献11〜13)、発泡重合する技術(特許文献14〜32)、重合後に発泡及び架橋する技術(特許文献33)等が提案されている。
【0007】
これら特許文献6〜33等の技術では、吸水性樹脂の比表面積の向上等によって吸水速度は向上するものの、嵩比重が低下する等の問題を有している。嵩比重が低下すると、吸水性樹脂の輸送等のために容器充填するときに、所定重量を充填できなくなる、又は充填時に振動操作が必要となり吸水性樹脂にダメージがかかる等の問題が生じる。一般に、吸水速度と比表面積とは正の相関関係にあり、嵩比重と比表面積とは負の相関関係にあるため、比表面積に大きく依存する吸水速度を向上させつつ、嵩比重を維持することは困難である。
【0008】
嵩比重を向上させる方法は、吸水速度に注目が集まる以前から提案されている。例えば、吸水性樹脂粒子を研磨した後に表面架橋することによって、嵩比重及び加圧下吸収倍率を向上させる技術(特許文献34)、粉体の滑剤又は界面活性剤を添加することによって、流動性及び嵩比重を向上させる技術(特許文献35)等が提案されている。しかし、特許文献34における吸水性樹脂は、吸水性樹脂の表面を研磨することで製造工程数が増加している上に、研磨によって発生する微粉を処理する必要がある。このため、製造に係るコストや手間が増大するという問題点を有している。また、特許文献35における吸水性樹脂は、被吸収液に添加した滑剤及び界面活性剤が溶出し被吸収液の表面張力が低下し、吸収性物品での逆戻り量が増加するという問題点を有している。
【0009】
一方、嵩比重向上と類似の効果が期待できる流動性及び輸送特性を向上させる方法として、ステアリン酸と無機粉末を添加する技術(特許文献36)、アルコール、ポリグリコール等の凝集調節剤を添加する技術(特許文献37)、金属石鹸を添加する技術(特許文献38,39)等が提案されている。しかし、これらの技術は嵩比重の向上が期待されるものの、全てが嵩比重を向上させる技術とは限らない。また、特許文献37における吸水性樹脂は、振動充填によりよく充填されるという特徴を有しているが、振動充填せずともよく充填される、つまり嵩比重が低い方が、工程数が少ないうえに吸水性樹脂にかかるダメージが少ないため好ましいと考えられる。さらに、未公開の先願である特許文献40でも表面架橋後の界面活性剤の添加を開示するが、未公開の先願特許文献40を含む従来技術には、吸水剤の表面張力を低下させるものがあり、その弊害として吸収性物品での逆戻り量を増加させることが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】欧州特許第1957188号明細書
【特許文献2】米国特許第7265190号明細書
【特許文献3】特開2005−162834号公報
【特許文献4】米国特許第6710141号明細書
【特許文献5】米国特許第7091253号明細書
【特許文献6】国際公開第92/18171号パンフレット
【特許文献7】米国特許第5624967号明細書
【特許文献8】国際公開第2005/012406号パンフレット
【特許文献9】米国特許第5002986号明細書
【特許文献10】米国特許第6939914号明細書
【特許文献11】米国特許第5124188号明細書
【特許文献12】欧州特許第0595803号明細書
【特許文献13】欧州特許第0450922号明細書
【特許文献14】国際公開第91/15368号パンフレット
【特許文献15】米国特許第5154713号明細書
【特許文献16】米国特許第5314420号明細書
【特許文献17】米国特許第5399591号明細書
【特許文献18】米国特許第5451613号明細書
【特許文献19】米国特許第5462972号明細書
【特許文献20】国際公開第95/02002号パンフレット
【特許文献21】国際公開第2005/063313号パンフレット
【特許文献22】国際公開第94/022502号パンフレット
【特許文献23】米国特許第4703067号明細書
【特許文献24】国際公開第97/017397号パンフレット
【特許文献25】国際公開第00/052087号パンフレット
【特許文献26】米国特許第6107358号明細書
【特許文献27】米国特許第5856370号明細書
【特許文献28】米国特許第5985944号明細書
【特許文献29】国際公開第2009/062902号パンフレット
【特許文献30】米国特許公開2007/0225422明細書
【特許文献31】特開平1−318021号公報
【特許文献32】国際公開第2011/078298号パンフレット
【特許文献33】欧州特許第1521601号明細書
【特許文献34】米国特許第6562879号明細書
【特許文献35】米国特許公開2005/0209352明細書
【特許文献36】特開昭63−105064号公報
【特許文献37】米国特許第8017549号明細書
【特許文献38】国際公開第2005/075070号パンフレット
【特許文献39】国際公開第2011/040472号
【特許文献40】国際出願PCT/JP2012/058515号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明の課題は、吸水物性、特に吸水速度に優れ、嵩比重の大きな粒子状吸水剤と、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者らは、特定量のHLBが10以下の界面活性剤を添加したときのみ、通液性や吸水速度等の吸水物性を損なわずに、嵩比重の高い吸水剤が得られることを見出し、しかも、本発明の効果を十分に得るためには、特定の工程での実施が必要であることをも見出し、本発明を完成させるに至った。
【0013】
つまり、本発明に係る吸水剤の製造方法は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程を有する吸水剤の製造方法であって、該界面活性剤添加工程は、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30〜150重量部相当量(吸水性樹脂に対して30〜150質量ppm)の前記界面活性剤が含まれる分散液を添加する工程であり、かつ、該界面活性剤添加工程は、乾燥工程よりも後工程であり、更に、前記乾燥工程の後に水溶性多価金属塩添加工程を有する場合には、該界面活性剤添加工程は該水溶性多価金属塩添加工程よりも後工程であることを特徴としている。
【0014】
また、本発明に係る吸水剤は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、ハウスナー比が1.18未満かつ吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であることを特徴としている。
【0015】
さらに、本発明に係る吸水剤は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、吸水剤の含水率が3.0質量%〜6.0質量%又はさらに通液性向上剤を含み、HLBが10以下の界面活性剤を吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜150重量部(吸水性樹脂に対して30〜150質量ppm)含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る吸水剤の製造方法によれば、吸水速度等の吸水物性を損なうことなく、吸水剤の嵩比重を高めることができるので、吸水剤の輸送等のために容器充填するときに振動充填による操作が不要となる。従って、容器充填のために発生する吸水剤の割れなどが抑制されるので、より高性能の吸収体を製造することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明に係る吸水剤及びその製造方法について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更、実施し得る。具体的には、本発明は以下の各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0018】
〔1〕用語の定義
(1−1)「吸水剤」
本発明における「吸水剤」とは、吸水性樹脂を主成分とする水性液の吸収ゲル化剤を意味し、粒子状のものを特に粒子状吸水剤という。該吸水剤における吸水性樹脂の含有率は、好ましくは70〜100重量%、さらには85〜100重量%、90〜100重量%であり、上限は99重量%以下、さらには97重量%以下である。
【0019】
(1−2)「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意味する。尚、「水膨潤性」とは、ERT441.2−02で規定するCRC(無加圧下吸水倍率)が5g/g以上であることをいい、「水不溶性」とは、ERT470.2−02で規定するExt(水可溶分)が0〜50質量%であることをいう。
【0020】
前記吸水性樹脂は、その用途に応じて適宜設計可能であり、特に限定されるものではないが、カルボキシル基を含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、吸水性樹脂は全量(100質量%)が重合体に限定されず、前記性能を維持する範囲内において、添加剤等を含んだ吸水性樹脂組成物であってもよい。
【0021】
また、表面架橋の有無は問わず、吸水性樹脂の形状についても特に限定されず、シート状、繊維状、粉末状、フィルム状、ゲル状等であってもよく、これらを吸水性樹脂と総称するが、好ましくは粉末状である。
【0022】
(1−3)「ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂」
本発明における「ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂」とは、任意にグラフト成分を含み、繰り返し単位として、アクリル酸及び/又はその塩(以下、「アクリル酸(塩)」と称する)を主成分とする架橋重合体を意味する。具体的には、架橋剤を除く単量体として、アクリル酸(塩)を好ましくは30〜100モル%含む重合体をいう。
【0023】
(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)である吸水性樹脂の測定方法(EDANA Recommended Test Methods)の略称である。尚、本発明では、特に断りのない限り、ERT原本(公知文献:2002年改定)に準じて測定する。
【0024】
(a)「CRC」(ERT441.2−02)
「CRC」は、Centrifuge Retention Capacity(遠心分離保持容量)の略称であり、吸水性樹脂の無加圧下吸水倍率(以下、「吸水倍率」と称することもある。また、「吸収倍率」と同義である。)を意味する。具体的には、不織布袋中の吸水性樹脂0.200gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に30分間浸漬(自由膨潤)させた後、遠心分離機で水切りした後の吸水倍率(単位;[g/g])である。
【0025】
(b)「AAP」(ERT442.2−02)
「AAP」は、Absorbency Against Pressureの略称であり、吸水性樹脂の加圧下吸水倍率を意味する。具体的には、吸水性樹脂0.900gを大過剰の0.9質量%塩化ナトリウム水溶液に対して、2.06kPa(0.3psi,21[g/cm])の荷重下で1時間膨潤させた後の吸水倍率(単位;[g/g])である。尚、ERT442.2−02では、Absorption Under Pressureと表記されているが、実質的にはAAPと同一内容である。また、荷重条件を4.83kPa(0.7psi,50[g/cm])に変更して測定することもある。
【0026】
(c)「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吸水性樹脂の粒度分布を意味する。また、吸水性樹脂の質量平均粒子径(D50)及び粒子径分布幅は、米国特許公開2006−204755号に記載された「(1) Average Particle Diameter and Distribution of Particle Diameter」と同様の方法で測定する。
【0027】
(1−5)「通液性」
荷重下又は無荷重下における膨潤した吸水性樹脂粒子の粒子間を流れる液の流れを「通液性」という。この「通液性」の代表的な測定方法として、SFC(Saline Flow Conductivity)や、GBP(Gel Bed Permeability)がある。
【0028】
「SFC(食塩水流れ誘導性)」は、荷重2.07kPaにおける吸水性樹脂粒子に対する0.69重量%生理食塩水の通液性をいう。米国特許第5669894号明細書に記載されたSFC試験方法に準じて測定される。
【0029】
「GBP」は、荷重下又は自由膨脹における吸水性樹脂粒子に対する0.69重量%生理食塩水の通液性をいう。国際公開第2005/016393号パンフレットに記載されたGBP試験方法に準じて測定される。
【0030】
(1−6)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、重量の単位である「t(トン)」は「Metric ton(メトリック トン)」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」、「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。また、特に注釈のない限り、「ppm」は「重量ppm」又は「質量ppm」を意味する。更に、「〜酸(塩)」は「〜酸及び/又はその塩」を意味し、「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」を意味する。
【0031】
〔2〕粒子状吸水剤の製造方法
(2−1)重合工程
(単量体)
本発明の製造方法で得られる粒子状吸水剤に使用される主成分としての吸水性樹脂は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂であり、繰り返し単位中(但し、後述の架橋剤は除く)に単量体としてアクリル酸(塩)を好ましくは30〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%、更に好ましくは70〜100モル%、特に好ましくは90〜100モル%、実質100モル%含む水膨潤性水不溶性の架橋重合体である。
【0032】
重合前または重合後の単量体の酸基は中和されていることが好ましく、中和塩としては、一価塩が好ましく、より好ましくはアルカリ金属塩又はアンモニウム塩、更に好ましくはアルカリ金属塩、特にナトリウム塩として0〜100モル%、好ましくは20〜100モル%、より好ましくは50〜99モル%、更に好ましくは60〜90モル%が中和されていることが望ましい。中和は重合前に行ってもよく、重合後の含水ゲルに行ってもよく、それら中和を併用してもよいが、好ましくは重合前に中和される。
【0033】
(その他の単量体及び架橋剤)
本発明においては、アクリル酸(塩)以外の不飽和単量体(以下、「その他の単量体」と称する)を全単量体成分の0〜70モル%使用することができる。
【0034】
前記その他の単量体としては、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリロキシアルカンスルホン酸、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルアセトアミド、(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の親水性不飽和単量体及びこれらの塩が挙げられる。
【0035】
また、本発明で使用できる架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリオキシエチレン)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(β−アクリロイルオキシプロピオネート)、トリメチロールプロパントリ(β−アクリロイルオキシプロピオネート)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン等の、分子内に重合性二重結合を少なくとも2個有する化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル類;エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のポリオール類;等のカルボキシル基と反応して共有結合を形成し得る化合物が挙げられる。
【0036】
前記架橋剤は1種又は2種以上を併用することもできる。尚、架橋剤を使用する場合、得られる粒子状吸水剤の吸収性能等を考慮して、分子内に重合性二重結合を少なくとも2個有する化合物を用いることが好ましい。当該架橋剤の使用量は、物性の観点から単量体に対して0〜5モル%が好ましく、0.001〜2モル%がより好ましい。
【0037】
また、本発明においては、前記単量体に、必要に応じて発泡剤、消臭剤、抗菌剤、可塑剤、香料、顔料、染料、親水性短繊維、二酸化珪素や酸化チタン等の無機粉末、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、次亜リン酸(塩)等の連鎖移動剤等を、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下含有させることもできる。
【0038】
更に、重合開始時の単量体、重合途中又は重合後の含水ゲル状架橋重合体(以下、「含水ゲル」と称する)に、吸水性樹脂や水溶性樹脂を存在させてもよい。具体的には、澱粉やセルロース等の多糖類及びその誘導体、ポリビニルアルコール等を好ましくは0〜50質量%、より好ましくは0.1〜30質量%存在させることができる。このようなグラフト重合体や高分子との混合物は吸水性樹脂組成物と称することもできるが、本発明では、吸水性樹脂又はポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂と称する。
【0039】
(重合方法)
本発明における重合は、得られる粒子状吸水剤の吸水性能や重合制御の容易性等の観点から、(気相中での)噴霧重合又は液滴重合、水溶液重合又は(疎水性有機溶媒中での)逆相懸濁重合で行われる。これらの重合は、空気雰囲気下でも実施可能であるが、粒子状吸水剤の着色改善の観点から、窒素やアルゴン等の不活性気体雰囲気下(例えば、酸素濃度が1容積%以下)で実施されることが好ましく、単量体中の溶存酸素についても、不活性気体で十分に置換(例えば、溶存酸素量が1mg/L未満)されていることが好ましい。
【0040】
本発明において、前記単量体は、水あるいは水と親水性溶媒との混合溶媒との溶液状態で使用するのが好ましく、特に水溶液で使用するのが好ましい。この場合、単量体濃度としては20〜80質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましく、40〜60質量%が更に好ましい。尚、当該単量体濃度が高すぎると、吸水倍率が低下する傾向にあり好ましくない。
【0041】
前記水溶液重合とは、疎水性有機溶媒等の分散溶媒を用いずに単量体水溶液を重合する方法であり、例えば、米国特許第4625001号、同第4873299号、同第4286082号、同第4973632号、同第4985518号、同第5124416号、同第5250640号、同第5264495号、同第5145906号、同第5380808号等や、欧州特許第0811636号、同第0955086号、同第0922717号、同第1178059号、同第1711541号、同第1799721号等に開示されている重合形態をいう。
【0042】
また、前記逆相懸濁重合とは、単量体水溶液を疎水性有機溶媒に懸濁させて重合する方法であり、例えば、米国特許第4093776号、同第4367323号、同第4446261号、同第4683274号、同第5244735号等に開示されている重合形態をいう。尚、本発明の重合にあたり、上述した特許文献に記載された単量体、架橋剤、重合開始剤、その他添加剤についても、本発明で使用可能である。液滴又は噴霧重合は気相中に単量体水溶液を噴霧又は滴下して行う重合方法であり、例えば、国際公開第2011/026876号パンフレットに記載されている重合形態をいう。
【0043】
(重合開始剤)
本発明において使用される重合開始剤は、重合形態によって適宜選択され、特に限定されないが、例えば、光分解型重合開始剤、熱分解型重合開始剤、レドックス系重合開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤の使用量は、前記単量体に対して0.0001〜1モル%が好ましく、0.001〜0.5モル%がより好ましい。
【0044】
前記光分解型重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物等が挙げられる。
【0045】
前記熱分解型重合開始剤としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物;アゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物、環状アゾアミジン化合物、アゾアミド化合物、アルキルアゾ化合物、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド等のアゾ化合物等が挙げられる。
【0046】
レドックス系重合開始剤としては、例えば、前記過硫酸塩や過酸化物等にL−アスコルビン酸や亜硫酸水素ナトリウム等の還元性化合物を併用し、両者を組み合わせた系が挙げられる。
【0047】
また、前記光分解型重合開始剤と前記熱分解型重合開始剤とを併用することもできる。
【0048】
(界面活性剤、分散剤)
本発明においては、重合時に、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等の界面活性剤や分散剤を使用することもできる。これらの界面活性剤や分散剤は、特に限定されないが、例えば、アニオン性界面活性剤としては、混合脂肪酸ナトリウム石鹸、ステアリン酸ナトリウム等の脂肪酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられ、カチオン性界面活性剤及び両性界面活性剤としては、アルキルアミン類やアルキルベタイン等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤としては、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤が好ましく、後に記載するHLBが10以下のノニオン性界面活性剤の分散液作製時に水溶性分散剤として例示するHLBが10より大きいノニオン性界面活性剤と同様のものが挙げられる。ここで、HLBはグリフィン式より算出した値で規定され、場合によりカタログ値や他の方法で算出した値を使用してもよい。
【0049】
また、分散剤としては、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。
【0050】
前記界面活性剤又は分散剤の使用量は、本発明の効果を妨げない範囲であれば重合形態によって適宜決定されるが、一般的には、重合性単量体及び架橋性単量体からなる全単量体成分100質量部に対して、0を超え、30質量部以下が好ましく、0を超え、5質量部以下がより好ましい。
【0051】
(逆相懸濁重合での有機溶媒)
前記逆相懸濁重合を行う場合、使用する有機溶媒として、水難溶性で重合に対して不活性であれば特に限定されないが、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環状炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの中でも、工業的な入手安定性、品質等の観点から、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサンが特に好ましい。これらの有機溶媒の使用量は、重合性単量体水溶液に対して、好ましくは0.5〜10質量倍、より好ましくは0.6〜5質量倍である。
【0052】
(2−2)ゲル細粒化工程(任意工程)
前記重合工程で得られた含水ゲルは、そのままの形態で乾燥を行うこともできるが、水溶液重合の場合、好ましくは重合中又は重合後の含水ゲルをゲル解砕機(ニーダー、ミートチョッパー等)等によりゲル解砕し、細粒化された含水ゲル(以下、「粒子状含水ゲル」と称することもある)を乾燥することが好ましい。このとき含水ゲルは、所定の方法によって質量平均粒子径(D50)(湿式篩分級で規定)が好ましくは0.1〜50mm、より好ましくは0.2〜10mm、更に好ましくは0.5〜5mmの破片に細粒化される。
【0053】
尚、本発明の粒子状吸水剤に用いられる吸水性樹脂の形状としては、特に限定されず、例えば、顆粒状、粉末状、フレーク状、繊維状等の任意の形状とすることができる。また、細粒化は種々の方法で行うことができるが、例えば、任意形状の多孔構造を有するスクリュー型押出機を用いてゲル解砕する方法等が挙げられる。
【0054】
(2−3)乾燥工程
本工程は、前記重合工程又はゲル細粒化工程で得られる含水ゲル又は粒子状含水ゲルを乾燥し、乾燥重合体を得る工程である。乾燥は、重合や表面架橋と同時に行ってもよく、あるいは別途乾燥工程を設けてもよく、それらを併用してもよいが、好ましくは重合後の表面架橋前に乾燥工程が設けられる。その乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、加熱乾燥、熱風乾燥、減圧乾燥、流動床乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、ドラムドライヤー乾燥、疎水性有機溶媒との共沸による脱水、高温の水蒸気を用いた高湿乾燥等、種々の乾燥方法を挙げることができる。
【0055】
これらの中でも、気体との接触による乾燥方法が好ましく、用いられる気体の露点は、好ましくは40〜100℃、より好ましくは50〜90℃である。
【0056】
本発明における乾燥工程において、乾燥温度は特に限定されないが、例えば、50〜300℃が好ましく、吸水倍率の向上の観点から100〜250℃がより好ましく、120〜230℃が更に好ましく、150〜200℃が特に好ましい。尚、乾燥温度が100℃以下の場合は、共沸脱水又は減圧乾燥が好ましい。また、乾燥時間についても適宜決定され、特に限定されないが、例えば、10秒間〜5時間が好ましく、1分間〜2時間がより好ましい。
【0057】
また、本発明の重合形態が水溶液中での重合の場合、得られる粒子状吸水剤の物性や粉砕時の容易性等の観点から、乾燥後の乾燥重合体(吸水性樹脂)の固形分((5−3)固形分及び含水率で規定)が、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは92〜98質量%にまで乾燥されることが望ましく、その後更に表面架橋されることが好ましい。
【0058】
また、本発明の重合形態が逆相懸濁重合の場合、重合中又は重合後に得られる含水ゲルは、例えば、炭化水素等の有機溶媒中に分散した状態で共沸脱水を行うことにより、乾燥することができる。乾燥後の固形分は、60質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは85質量%以上、更により好ましくは90質量%以上、特に好ましくは92〜98質量%、最も好ましくは93〜97質量%とされる。また、含水ゲルは、乾燥工程の途中(例えば、固形分が60〜90質量%)で表面架橋されることが好ましい。尚、含水ゲルは、前記乾燥後に、デカンテーション又は蒸発により有機溶媒と分離し、必要に応じて更に乾燥させることもできる。
【0059】
(2−4)粉砕工程、分級工程
本工程は、前記乾燥工程で得られた乾燥重合体(含水ゲルの乾燥物)を必要により粉砕(粉砕工程)し、更に分級(分級工程)によって粒度を制御し、吸水性樹脂粒子を得る工程である。当該粉砕や分級は、例えば、国際公開第2004/69915号に開示された方法を採用することができる。
【0060】
前記吸水性樹脂粒子(表面架橋前の吸水性樹脂)は、加圧下吸水倍率(AAP)や通液性(SFC,GBP)の向上という観点から、粉砕、分級や分級後の調合をもって特定範囲の粒度に制御されることが好ましく、必要により、表面架橋後の吸水性樹脂や最終的な粒子状吸水剤に対して行うことができる。
【0061】
粒度の調整方法としては、粉砕機のクリアランスや処理量等の粉砕条件や分級工程での篩いの目の大きさ等により所望の範囲となるように制御する方法のほか、粒度の異なる吸水性樹脂粒子を混合する等の方法を用いることもできる。該調整方法では、質量平均粒子径、粒度分布の対数標準偏差、粗大粒子及び微小粒子の含有量の全てが所定の範囲になるようにする必要がある。分級後の微粉(例えば篩で150μm通過物)は除去してもよく、リサイクルしてもよい。また分級後の粗粒(例えば篩で850μm非通過物)も除去してもよく、再粉砕してもよい。
【0062】
前記所定の範囲とは、質量平均粒子径(D50)が200〜600μmであり、好ましくは250〜550μmであり、より好ましくは350〜500μmである。また、粒度分布の対数標準偏差(σζ)が0.20〜0.50であり、好ましくは0.25〜0.45であり、より好ましくは0.30〜0.35である。更に、粒子径が850μm以上(JIS標準篩で規定)の粗大粒子の割合は少ないほどよく、通常0〜5質量%であり、好ましくは0〜3質量%であり、より好ましくは0〜1質量%である。粒子径が150μm未満(JIS標準篩で規定)の微小粒子の割合も少ないほどよく、通常0〜5質量%であり、好ましくは0〜3質量%であり、より好ましくは0〜1質量%である。
【0063】
(2−5)表面架橋工程
本工程は、前記粉砕工程、分級工程で得られた吸水性樹脂粒子を表面架橋し、得られる吸水性樹脂の加圧下吸水倍率(AAP)を向上させる工程である。尚、「表面架橋」とは、吸水性樹脂粒子の表面又は表面近傍を架橋することをいい、又、「表面又は表面近傍」とは、通常、厚さが数十μm以下の表層部分又は全体の厚さの1/10以下の表層部分を意味するが、これらの厚さは目的に応じて適宜決定される。また、本発明の粒子状吸水剤に用いられる吸水性樹脂は、前記(2−1)〜(2−4)で得られた吸水性樹脂粒子を表面架橋することで得られる。
【0064】
当該表面架橋の方法としては、特に限定されないが、例えば、吸水性樹脂粒子表面で単量体を重合する方法や、重合開始剤(例えば、過硫酸塩)を使用して吸水性樹脂粒子表面をラジカル架橋する方法等が挙げられるが、表面架橋剤を使用して吸水性樹脂粒子の表面を架橋する方法が特に好ましい。この場合、表面架橋工程は、表面架橋剤との混合工程、該混合物の加熱処理工程、必要により冷却工程から構成される。
【0065】
(表面架橋剤)
本発明で使用される表面架橋剤としては、特に限定されず、例えば、オキサゾリン化合物(米国特許第6297319号)、ビニルエーテル化合物(米国特許第6372852号)、エポキシ化合物(米国特許第625488号)、オキセタン化合物(米国特許第6809158号)、多価アルコール化合物(米国特許第4734478号)、ポリアミドポリアミン−エピハロ付加物(米国特許第4755562号、同第4824901号)、ヒドロキシアクリルアミド化合物(米国特許第6239230号)、オキサゾリジノン化合物(米国特許第6559239号)、ビス又はポリ−オキサゾリジノン化合物(米国特許第6472478号)、2−オキソテトラヒドロ−1,3−オキサゾリジン化合物(米国特許第6657015号)、アルキレンカーボネート化合物(米国特許第5672633号)等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用される。
【0066】
また、これらの表面架橋剤にアルミニウム塩等の水溶性多価金属カチオン(米国特許第6605673号、同第6620899号)を併用してもよく、アルカリ金属塩(米国特許出願公開第2004/106745号)、有機酸や無機酸(米国特許第5610208号)等を併用してもよい。また、吸水性樹脂の表面で単量体の重合を行い、表面架橋(米国特許出願公開第2005/48221号)としてもよい。
【0067】
これらの中でも有機表面架橋剤、特に共有結合性表面架橋剤を使用することが好ましく、具体的には、多価アルコール化合物、多価エポキシ化合物、多価アミン化合物又はそれらの塩、アルキレンカーボネート化合物の1種又は2種以上が好ましい。これらは一般に表面を親水化するため、本発明の製造方法を効果的に適用できる。
【0068】
具体的な表面架橋剤として、(ジ,トリ,テトラ,ポリ)エチレングリコール、(ジ,ポリ)プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、(ポリ)グリセリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ジ又はトリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール化合物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ジ,ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル、(ジ,ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドール等のエポキシ化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリン化合物;1,3−ジオキソラン−2−オン等のアルキレンカーボネート化合物;2−オキサゾリジノン等のモノオキサゾリジノン化合物又は多価オキサゾリジノン化合物、オキセタン化合物が挙げられる。
【0069】
前記表面架橋剤の中でも粒子状吸水剤の物性の観点から、多価アルコール化合物、アルキレンカーボネート化合物、オキサゾリジノン化合物、オキセタン化合物から選ばれる脱水反応性表面架橋剤が好ましく、特に多価アルコール化合物、アルキレンカーボネート化合物、オキサゾリジノン化合物の中から選ばれる少なくとも1種以上が使用され、必要により他の表面架橋剤が使用されることが好ましい。尚、ここで、脱水反応性表面架橋剤とは、ポリアクリル酸(塩)のカルボキシル基と脱水反応で架橋する架橋剤をいう。
【0070】
前記脱水反応性表面架橋剤以外の表面架橋剤としては、多価金属塩等のイオン反応性表面架橋剤、エポキシ化合物架橋剤等の開環反応性表面架橋剤が例示され、これら表面架橋剤を単独使用又は併用してもよい。
【0071】
前記イオン反応性表面架橋剤としては、水溶性多価金属カチオンを含有する硫酸アルミニウム等の多価金属化合物が挙げられる。
【0072】
前記表面架橋剤の使用量は、吸水性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部であり、より好ましくは0.5〜5質量部である。前記表面架橋剤の使用量が0.01質量部未満の場合、通液性が低下する場合があり、また、10質量部を超える場合、吸水倍率が極端に低下する場合があるため、好ましくない。
【0073】
尚、前記表面架橋剤は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0074】
(溶媒)
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合するとき、表面架橋剤を単独で混合してもよいが、表面架橋剤の溶液として混合することが好ましく、溶媒として特に水を用いるのが好ましい。吸水性樹脂粒子100質量部に対して、水の総使用量が1〜10質量部である場合、吸水性樹脂の表面に十分、表面架橋剤水溶液が浸透して、適切な厚さ及び密度を有する多層的な表面架橋層が形成される。
【0075】
また、吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合するとき、必要に応じて、溶媒として親水性有機溶媒を用いてもよい。該親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフラン、アルコキシポリエチレングリコール等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等が挙げられる。親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂粒子の種類や粒径等にもよるが、吸水性樹脂粒子の固形分100質量部に対して、20質量部以下が好ましく、0.1〜10質量部の範囲内がより好ましい。
【0076】
また、これらの表面架橋剤に本発明の効果を妨げない範囲、例えば0重量部を超え、10重量部以下、好ましくは0重量部を超え、5重量部以下、より好ましくは0重量部を超え、1重量部以下で、水不溶性微粒子粉体や界面活性剤を共存させてもよい。用いられる界面活性剤は、重合工程で用いられる界面活性剤と同様である。
【0077】
(表面架橋方法)
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合する方法は、特に限定されないが、水及び/又は親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を、吸水性樹脂粒子に直接、噴霧又は滴下して混合する方法が好ましい。
【0078】
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合するときに用いられる混合装置は、両者を均一かつ確実に混合するために、大きな混合力を備えていることが望ましい。前記混合装置としては、特に限定されないが、例えば、円筒型混合機、二重壁円錐型混合機、V字型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、流動型炉ロータリーディスク型混合機、気流型混合機、双腕型ニーダー、内部混合機、粉砕型ニーダー、回転式混合機、スクリュー型押出機、タービュライザー等が挙げられる。
【0079】
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤とを混合するとき、その温度は、吸水性樹脂粒子、表面架橋剤水溶液及びそれらの混合物の温度として、好ましくは10〜200℃、より好ましくは20〜100℃である。また、混合時間は、好ましくは1秒間〜1時間、より好ましくは5秒間〜10分間である。
【0080】
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤との混合物は、架橋反応のために加熱することが好ましい。加熱温度は適宜選択すればよいが、熱媒温度は好ましくは150〜250℃、より好ましくは180〜210℃の範囲である。また、加熱時間は好ましくは1分間〜2時間であり、加熱温度と加熱時間との組み合わせの好適例としては、180℃で0.1〜1.5時間、200℃で0.1〜1時間等である。加熱反応時の雰囲気露点も目的に応じて0〜100℃など適宜制御でき、PCT/2013/072206や、PCT/2013/072207に記載の方法が使用できる。
【0081】
吸水性樹脂粒子と表面架橋剤との混合物を加熱する場合には、混合物を静置状態で加熱してもよく、撹拌等の混合手段を用いて加熱してもよいが、該混合物全体にわたって均一に加熱できる点から、撹拌混合下で加熱することが好ましい。
【0082】
(2−6)通液性向上剤添加工程
本工程は、前記乾燥工程後の吸水性樹脂粒子又は表面架橋工程後の吸水性樹脂粒子に対して、通液性向上剤を添加する工程である。本発明でいう通液性向上剤とは、該通液性向上剤添加工程後の吸水性樹脂粒子の生理食塩水流れ誘導性(SFC)を、該通液性向上剤添加工程前の吸水性樹脂粒子のSFCに比べて向上させる物質をいう。
【0083】
(通液性向上剤)
本工程において用いられる通液性向上剤としては、水溶性多価金属カチオン含有化合物が挙げられる。該多価金属カチオンは、2価以上の金属カチオンであり、2〜4価であることが好ましく、3価であることがより好ましい。
【0084】
前記水溶性とは、水100g(25℃)に、1g以上、好ましくは10g以上溶解する化合物を指す。前記多価金属カチオンを含む多価金属化合物はそのまま(主に固体状)で吸水性樹脂粒子と混合してもよいが、水溶液としたものを吸水性樹脂と混合することが好ましい。
【0085】
本発明に用いることができる多価金属カチオン元素は、典型金属及び族番号が4〜11の遷移金属の中から選ばれる少なくとも一つ以上の金属であり、Mg,Ca,Ti,Zr,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Pd,Cu,Zn,Cd,Alから選ばれる1種が好ましく、Mg,Ca,Zn,Alがより好ましく、Alが特に好ましい。
【0086】
前記多価金属カチオンを含む多価金属化合物としては、カウンターのアニオンは有機又は無機の何れでもよく、特に限定されない。例えば、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、ビス硫酸カリウムアルミニウム、ビス硫酸ナトリウムアルミニウム等の水溶性アルミニウム塩;塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等の水溶性アルカリ土類金属塩;塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸銅、塩化コバルト、塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム等の遷移金属塩、等を例示することができる。これらの中で特に好ましいのはアルミニウム化合物であり、中でも、硫酸アルミニウムが好ましく、硫酸アルミニウム14〜18水塩等の含水結晶の粉末は最も好適に使用することができる。
【0087】
有機酸の多価金属塩を用いる場合、好ましいアニオンとしては、アニス酸、安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリコール酸、グリセリン酸、グルタル酸、クロロ酢酸、クロロプロピオン酸、けい皮酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、乳酸、ピルビン酸、フマル酸、プロピオン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、マロン酸、マレイン酸、酪酸、イソ酪酸、イミジノ酢酸、リンゴ酸、イソチオン酸、メチルマレイン酸、アジピン酸、イタコン酸、クロトン酸、シュウ酸、サリチル酸、グルコン酸、没食子酸、ソルビン酸、ステアリン酸等の脂肪酸、等の酸に対応する塩基である。これらのうち、酒石酸塩及び乳酸塩が好ましく、乳酸アルミニウムや乳酸カルシウム等の乳酸塩が最も好ましい。
【0088】
前記多価金属カチオンの混合方法は、吸水性樹脂に多価金属カチオンを含む水溶液、特に多価金属カチオン濃度が1〜60質量%、更には10〜50質量%の水溶液として混合され、更に混合後に必要により40〜150℃、更には60〜100℃程度で加熱すればよい。水の使用量は、吸水性樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部、更には0.5〜3質量部であることが好ましい。
【0089】
更に好ましくは、混合時に多価アルコールないしα−ヒドロキシカルボン酸が併用される。尚、多価アルコールないしα−ヒドロキシカルボン酸としては、上述した各種化合物から適宜選択される。多価アルコールないしα−ヒドロキシカルボン酸は水より少量でかつ吸水性樹脂100質量部に対して0〜4質量部、0.01〜3質量部、更には0.1〜0.5質量部で使用されることが好ましい。
【0090】
前記多価金属化合物の使用量は、多価金属カチオン(例えばアルミニウム塩の場合、塩の種類にかかわらずAl3+)として、吸水性樹脂粒子100質量部に対して0.001〜1質量部の範囲が好ましく、0.005〜0.5質量部の範囲がより好ましく、0.01〜0.2質量部の範囲が更により好ましく、0.02〜0.1質量部の範囲が特に好ましい。
【0091】
前記粒子状吸水剤中の吸水性樹脂100質量部に対する多価金属カチオン含有量が0.001質量部よりも少ない場合は、SFCの向上が十分ではなく、また該含有量が1質量部より多い場合は、AAPが大きく低下することがある。
【0092】
(2−7)界面活性剤添加工程
本工程は、吸水性樹脂粒子にHLBが10以下の界面活性剤を添加する工程であり、前記乾燥工程後の吸水性樹脂粒子に対して行うことが好ましく、前記通液性向上剤添加工程を行う場合には、その後に行うのが好ましい。ここで、HLBはグリフィン式で算出され、カタログ記載値やその他の方法で算出された値で代替してもよい。
【0093】
前記HLBが10以下の界面活性剤(以下、「特定界面活性剤」と称することもある)の添加量は、本工程に供される吸水性樹脂固形分1000000質量部に対して、30〜150質量部が好ましく、30〜100質量部がより好ましく、75〜100質量部が更に好ましい。添加量が30質量部未満では、本発明の効果が不十分となるおそれがあり、150質量部を超えると、本発明の効果が得られないだけでなく、吸収液の表面張力を低下させ、紙オムツでの戻り量が増加してしまう等の不都合が生じるため、好ましくない。
【0094】
本工程に供される吸水性樹脂粒子の温度は、20〜100℃が好ましく、20〜80℃がより好ましい。吸水性樹脂粒子の温度が20℃未満であると、本発明の効果が得られないため、好ましくない。
【0095】
また、本工程では、結露等が起きなければ、特段の加熱や冷却操作は不要であり、雰囲気も窒素や空気など特に制限は無い。
【0096】
(HLBが10以下の界面活性剤)
本発明ではHLBが10以下の界面活性剤が必須に使用される。HLBはグリフィン法で算出でき、必須にHLB=0〜10、好ましくは1〜8、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜4の範囲の界面活性剤が使用される。
【0097】
HLBが未知の界面活性剤のHLBを測定するには、該界面活性剤を、ある種の油を乳化させ(必要であればHLBが既知の界面活性剤を加える)、別にHLBが既知の界面活性剤(各値のHLBのものを使用)で同じ油を乳化させ、乳化状態が同一となったときのHLBを該未知の界面活性剤のHLBとする。
【0098】
前記HLBが10以下の界面活性剤としては、HLBが10以下のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、から選ばれる1種以上の化合物であることが好ましい。
【0099】
具体的には、HLBが10以下のポリオキシエチレンアルキルエーテルとして、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルが例示され、ソルビタン脂肪酸エステルとして、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキオレエートが例示され、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとして、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートが例示され、グリセリン脂肪酸エステルとして、グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレエートが例示され、ショ糖脂肪酸エステルとして、ショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖オレイン酸エステル、ショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖エルカ酸エステルが例示される。
【0100】
尚、前記HLBが10以下の界面活性剤又は下記HLBが10より大きい界面活性剤において、そのポリオキシエチレンのn数(モル数)はHLB調整などを目的として適宜決定され、また単分子(同じn数)でもよく混合物(平均n数/平均付加モル数)でもよいが、n=2〜200、さらには4〜100、好ましくは8〜80で選択される。さらに必要に応じて0〜30モル%、さらに0〜10モル%程度の少量のポリオキシプロピレン単位を併用してもよい。
【0101】
また、HLBが10以下の界面活性剤として、花王株式会社製のレオドールシリーズを使用することができる。上記レオドールシリーズとしては、HLBが0〜10(カタログ値)の範囲にあるレオドールAO−15V、レオドールMS−60、レオドールMO−60A−15V等が挙げられる。
【0102】
HLBが10以下の界面活性剤として、中でも、ポリオキシエチレンステアリルエーテル(花王株式会社製、エマルゲン306P:HLB9.4(カタログ値))、ソルビタン脂肪酸エステル(花王株式会社製、レオドールAO−15V:HLB3.7(カタログ値))、グリセリン脂肪酸エステル(花王株式会社製、エキセルシリーズ及びレオドールシリーズ:HLB2.8〜3.8(カタログ値))が好ましく、グリセリン脂肪酸エステルが特に好ましい。
【0103】
(HLBが10以下の界面活性剤の分散液)
前記HLBが10以下の界面活性剤は、分散液(エマルション)として添加されるのが好ましい。
【0104】
前記HLBが10以下の界面活性剤を均一に添加するためには、前記HLBが10以下の界面活性剤と同時に添加する水の量が、添加する吸水性樹脂粒子100質量部に対して、0.5〜3.0質量部であるのが好ましく、0.7〜2.0質量部であるとより好ましく、0.8〜2.0質量部であると更に好ましい。該水の量が0.5質量部以下では、前記HLBが10以下の界面活性剤の均一な添加が困難になるおそれがあり、更に、耐ダメージ性が低下することがあるため、好ましくない。また、該水の量が3.0質量部を超えると、吸水した吸水性樹脂粒子の流動性が低下することにより、攪拌混合が不十分となって前記HLBが10以下の界面活性剤の均一な添加が困難になるおそれがあり、更に、驚くべきことに嵩比重が低下して本発明の効果が得られないため、好ましくない。
【0105】
該HLBが10以下の界面活性剤の分散液は、前記HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程に用いられる時点で、前記HLBが10以下の界面活性剤が液中で均一に分散しているのが好ましい。ここで分散とは半透明に溶解、好ましくは乳濁液となった状態(乳化した状態)を指し、分散体は目視できる程度に大きくても問題ない。透明な均一溶液、又は、分散液の作製後、1分未満で相分離するような不安定な分散液では本発明の効果が十分に達成されないおそれがあるため好ましくない。
【0106】
但し、分散液は、均質な状態で添加することができるように、作製後、速やかに界面活性剤添加工程に供することが望ましい。具体的には、分散液は、作製してから2日(48時間)経過するまでの間に、好ましくは1日(24時間)経過するまでの間に、吸水性樹脂粒子に添加することが望ましい。
【0107】
また、該HLBが10以下の界面活性剤の分散液における分散粒子径は特に限定されないが、分散粒子径が過度に大きいと、分散液の安定性が低下し相分離した液となり、本発明の効果を十分に得られないおそれがある。
【0108】
そのため、該HLBが10以下の界面活性剤の分散液は、以下の水分散液1及び水分散液2のうち少なくとも1種の条件を満たす水分散液を用いるのが好ましい。
【0109】
(水分散液1)
水分散液の温度を40〜100℃に、より好ましくは60〜100℃に、更に好ましくは70〜100℃に加熱した状態で、1000rpm以上の回転数、又は攪拌子/攪拌羽根の翼先端周速度が2.5m/s以上の条件で、1分間以上攪拌するのが好ましい。尚、翼先端周速度は3.0m/s以上がより好ましく、3.5m/s以上が更に好ましく、30m/s以下が好ましく、20m/s以下がより好ましく、10m/s以下が特に好ましい。翼先端周速度を上げすぎると、見合うだけの攪拌効果が得られないだけでなく、攪拌羽根の破損など不要なトラブルの原因になるので、避けるのが好ましい。
【0110】
(水分散液2)
水溶性分散剤を併用して、前記HLBが10以下の界面活性剤の分散性を高めた水分散液を用いることができる。該水溶性分散剤は、前記HLBが10以下の界面活性剤に対して、0.1〜9.0質量倍を用いるのが好ましく、1.0〜9.0質量倍であるとより好ましい。
【0111】
(水溶性分散剤)
前記水溶性とは、水100g(25℃)に、1g以上、好ましくは10g以上溶解する化合物を指す。
【0112】
前記水溶性分散剤としては、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、水溶性高分子、親水性有機溶媒(低級の一価又は多価アルコール)を用いることができる。尚、HLBは、好ましくは13以上の範囲である。下記界面活性剤のポリオキシエチレンのn数は、HLBが10以下の界面活性剤と同様に、好ましくは前記範囲で適宜選択される。
【0113】
具体的には、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系の、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテルや、ポリオキシアルキレン誘導体系のポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテルや、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル系のポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレートや、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル系のテトラオレオレイン酸ポリオキシエチレンソルビッドや、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル系のポリエチレングリコールモノラウレート、ポリオキシエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレートや、ショ糖脂肪酸エステル系のショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖ミリスチン酸エステル、ショ糖オレイン酸エステル、ショ糖ラウリン酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等が例示される。
【0114】
また、アニオン性界面活性剤として、アルキル硫酸エステル塩である、ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウムや、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩である、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンや、スルフォン酸塩である、ドデシルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ナトリウム、アルカンスルフォン酸ナトリウム、脂肪酸塩として、ステアリン酸ソーダ石けん、オレイン酸カリ石けん、ヒマシ油カリ石けんが例示され、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物として、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、高分子界面活性剤として、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤が例示される。
【0115】
カチオン性界面活性剤として、アルキルアミン塩である、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテートや、第四級アンモニウム塩であるラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド等が例示される。
【0116】
両性界面活性剤として、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイドラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等が例示される。
【0117】
水溶性高分子として、ポリカルボン酸塩である、ポリアクリル酸塩、アルギン酸塩、カルボキシメチルセルロースナトリウムや、ポリスルホン酸塩である、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物や、非イオン系高分子である、ポリビニルアルコール、水溶性澱粉、ポリグリセリン脂肪酸エステル等が例示され、酸基含有水溶性高分子では一価ないし多価塩、特に一価塩が使用できる。
【0118】
中でも、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及びアルギン酸ないしその塩(特にナトリウム塩)が好ましく、ノニオン性界面活性剤、アルギン酸一価塩(特にナトリウム塩)がより好ましい。また、本発明で水溶性分散剤として使用される花王株式会社製のレオドールシリーズとしては、HLBが10(カタログ値)より大きいレオドールTW−S120V等が挙げられる。
【0119】
(2−8)添加後乾燥工程
前記HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程後には、乾燥工程(この工程を「添加後乾燥工程」と称することがある)を設けることが好ましい。本工程は、吸水性樹脂粒子の含水率を3.0〜6.0質量%の範囲にすることを目的としており、吸水性樹脂粒子にダメージを与えずに含水率を所望の値に調整できる方法であれば、乾燥方法に制限は無い。
【0120】
具体的な条件としては、乾燥温度は250℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましく、150℃以下が更に好ましく、100℃以下がより更に好ましく、80℃以下が特に好ましく、氷結等の好ましくない現象を避けるために0℃以上であればよい。また、空気や窒素等の気体と接触させるのが好ましいが、強制的な通風操作は必ずしも必要ではない。尚、該気体は飽和水蒸気圧以上の水蒸気を含んでいない不活性な気体であれば特に問わない。
【0121】
例えば、前記HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程後に、40〜70℃程度の温度で10〜60分間、乾燥機中に静置する方法や、室温で大気に数時間曝しておく方法等が例示される。
【0122】
(2−9)その他の添加物を添加する添加物添加工程
その他の添加物を添加する添加物添加工程としては、水不溶性微粒子添加工程やキレート剤添加工程、消臭成分添加工程などがある。目的に応じてこれらの添加剤を添加してもよいが、その他の添加物を添加する場合は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程より前工程として添加しなければならない。
【0123】
(i)水不溶性微粒子添加工程
本工程に用いられる水不溶性微粒子としては、吸水剤が水性液体と接触したときに吸水剤の粒子同士が密着するのを抑制し、水性液体の流れをよくするものであれば特に限定されるものではない。中でも水不溶性無機微粉末が好ましく、ベントナイト、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、珪素系微粒子等の無機系微粒子が好ましい。
【0124】
また、水不溶性微粒子としては、好ましくは体積平均粒子径で10μm以下であり、より好ましくは5μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下であり、特に好ましくは0.5μm以下の微粒子が用いられる。
【0125】
吸水性樹脂と水不溶性微粒子の混合方法はドライブレンドでもよく、水不溶性微粒子を水分散液としたスラリーで混合してもよいが、好ましくはドライブレンドされ、その場合の混合機は適宜選択される。
【0126】
吸水性樹脂と水不溶性微粒子の割合は、吸水性樹脂100質量部に対して0.4質量部以下が好ましく、0.3質量部以下がより好ましく、0.2質量部以下が更に好ましく、特に0.1質量部以下が好ましい。下限は0.001質量部以上が好ましく、0.01質量部以上がより好ましい。
【0127】
前記粒子状吸水剤中の吸水性樹脂100質量部に対する前記水不溶性微粒子の含有量が0.4質量部より多い場合は、混合によってAAPが大きく低下することがある。
【0128】
(ii)キレート剤添加工程
本発明に係る粒子状吸水剤においては、キレート剤を更に含有してもよい。キレート剤を含有させることで、耐尿性や着色防止に優れる粒子状吸水剤が得られる。
【0129】
本工程は、任意の順序で行うことができ、好ましくは、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程以前であり、前記何れかの工程と同時に行ってもよく、前記重合工程、前記表面架橋工程、あるいは下記造粒工程から選ばれる1又は2以上の工程と同時に行うことが好ましく、前記重合工程において前記単量体又は単量体溶液に添加することがより好ましい。
【0130】
また、キレート剤を添加するときの形態についても特に限定されず、例えば、液状又は固体(粉体)状のキレート剤をそのまま添加してもよく、予め溶媒に溶解させて溶液としてから添加してもよいが、取り扱い性や添加量の振れ等の観点から、溶液で添加することが好ましい。
【0131】
前記キレート剤は、高分子及び/又は非高分子キレート剤が好ましく、非高分子キレート剤がより好ましく、分子量あるいは質量平均分子量が好ましくは40〜2000、より好ましくは60〜1000、更に好ましくは100〜500である。
【0132】
前記キレート剤として、具体的には、アミノカルボン酸(塩)が挙げられ、そのカルボキシル基の数は、好ましくは2〜20、より好ましくは4〜10、特に好ましくは5〜8である。
【0133】
本発明におけるキレート剤の使用量は、吸水性樹脂100質量部に対して、0.00001〜10質量部が好ましく、0.0001〜1質量部がより好ましく、0.002〜0.1質量部が更に好ましい。
【0134】
前記粒子状吸水剤中の吸水性樹脂100質量部に対するキレート剤含有量が10質量部を超える場合、含有量に見合った効果が得られず不経済となるのみならず、吸収性能が低下する等の問題が生じる。一方、前記含有量が0.00001質量部未満の場合は、十分な添加効果が得られない。
【0135】
(iii)消臭成分添加工程
消臭性を付加させるため、消臭成分、好ましくは植物成分を更に含有することで、消臭性に優れる粒子状吸水剤が得られる。該消臭成分を添加する消臭成分添加工程は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程以前であれば任意の工程で行うことができ、前記表面架橋工程後がより好ましい。
【0136】
前記植物成分として、特に限定されないが、例えば、ポリフェノール、フラボン、カフェイン、タンニン、タンニン酸、五倍子、没食子、没食子酸等を含んだ化合物、ツバキ、ヒカサキ、モッコク等のツバキ科の植物、イネ、ササ、竹、トウモロコシ、麦等のイネ科の植物、コーヒー等のアカネ科の植物等が挙げられる。これらの植物成分の形態は特に限定されず、植物から抽出したエキス(精油)、植物自体、植物加工業や食物加工業における製造工程で副生する植物滓及び抽出滓等が挙げられる。
【0137】
本発明における植物成分の使用量は、吸水性樹脂100質量部に対して0〜10質量部であり、好ましくは0.001〜5質量部であり、更に好ましくは0.002〜3質量部である。使用量を前記範囲内とすることで、消臭性を発揮する。
【0138】
(2−10)造粒工程及び微粉回収工程
本発明において、吸水性樹脂を造粒してもよいが、造粒工程はHLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程より前の工程でなければならない。造粒のとき、水に加えて親水性の有機溶媒を使用してもよい。また、微粉回収工程を行ってもよく、分級後の微粉を分級工程以前、好ましくは重合工程、ゲル粉砕工程、乾燥工程にリサイクルしてもよい。
【0139】
(2−11)微粉回収工程
乾燥工程後に分級工程(表面架橋工程後の第二分級工程を含む。以下同じ。)を含み、前記分級工程において、目開き150μmの標準篩通過物である吸水性樹脂微粒子を分離した後、該吸水性樹脂微粒子又はその水添加物を乾燥工程以前の工程に回収(再利用)することが好ましい。尚、前記分級工程で除去される粗大粒子は、必要に応じて再粉砕してもよく、また、前記分級工程で除去される微粒子は、廃棄しても、他の用途に使用しても、本微粉回収工程に供してもよい。
【0140】
前記微粒子を除去することにより、通液性(例えばSFC)の向上が見出され、更に本工程により、吸水速度(例えばFSR)を更に向上させることができる。
【0141】
即ち、本発明の製造方法において、微粉回収工程とは、乾燥工程及び必要により粉砕、分級工程で発生する吸水性樹脂微粒子(特に粒子径150μm以下の粒子を70質量%以上含んだもの。以下、「微粉」と称することもある。)を分離した後、そのままの状態で、あるいは水和又は造粒して、乾燥工程以前に回収、好ましくは、重合工程、ゲル粉砕工程又は乾燥工程に回収する工程を指す。
【0142】
微粉を回収することで、吸水性樹脂及び吸水剤の粒度を制御することができるとともに、本工程により吸水速度を更に向上させることができる。
【0143】
回収する微粉としては表面架橋前の微粉でもよく、表面架橋後の微粉でもよく、微粉回収量は乾燥重合体の1〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
【0144】
本発明に好適な微粉回収方法は、重合前の単量体水溶液や重合中の含水ゲルに吸水性樹脂微粉子又はその水和物や造粒物、必要により無機微粒子等を混合する方法である。尚、重合前の単量体水溶液への回収方法は国際公開第92/001008号、同第92/020723号に、重合中の含水ゲルへの回収方法は国際公開第2007/074167号、同第2009/109563号、同第2009/153196号、同第2010/006937号に、また、乾燥工程(乾燥機)への回収方法は米国特許第6228930号等に、それぞれ例示されるが、これらの微粉回収方法が好ましく適用される。
【0145】
〔3〕粒子状吸水剤の物性
本発明は、上述した粒子状吸水剤の製造方法を一例として、新規な粒子状吸水剤、即ち、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とし、下記物性を満たす粒子状吸水剤を提供する。尚、各物性の測定方法については、実施例の項に記載されている。
【0146】
本発明の吸水剤(第1の吸水剤)は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、ハウスナー比が1.18未満かつ吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であることを特徴とする吸水剤である。
【0147】
また、本発明の吸水剤(第2の吸水剤)は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、含水率が3.0質量%〜6.0質量%又はさらに通液性向上剤を含み、HLBが10以下の界面活性剤を吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜150重量部含むことを特徴とする吸水剤である。
【0148】
第1の吸水剤と第2の吸水剤とは同じ吸水剤でもよく(両方の特性を同時に満足する吸水剤)、別々の吸水剤でもよい(一方のみを満足する吸水剤)が、好ましくは、同時に満足する吸水剤である。
【0149】
係る本発明の吸水剤は、好ましくは、嵩比重が0.61g/ml以上、0.80g/ml以下、さらに好ましくは後述する範囲である。また、本発明の吸水剤は、好ましくは通液性向上剤を含む。また、本発明の吸水剤は、好ましくは耐衝撃試験後の150μm未満の粒子割合が0質量%〜4.6質量%である。
【0150】
さらに、前記第1の吸水剤及び第2の吸水剤は、好ましくは下記物性を満足する。
【0151】
(3−1)加圧下吸水倍率(AAP)
紙オムツでのモレを防止するため、前記重合後の表面架橋を達成手段の一例として、粒子状吸水剤は、1.9kPaの加圧下さらには4.8kPaの加圧下での0.9重量%の塩化ナトリウム水溶液に対する吸水倍率(AAP)が、好ましくは20[g/g]以上、より好ましくは22[g/g]以上、さらに好ましくは24[g/g]以上に制御される。AAPの上限は高いほど好ましいが、他の物性とのバランスから、通常、40[g/g]、更には35[g/g]、特に荷重4.8kPaの場合は30[g/g]程度が好ましい。
【0152】
(3−2)無加圧下吸水倍率(CRC)
本発明に係る粒子状吸水剤の無加圧下吸水倍率(CRC)は、10[g/g]以上が好ましく、20[g/g]以上がより好ましく、25[g/g]以上が更に好ましく、特に好ましくは30[g/g]以上に制御される。尚、無加圧下吸水倍率(CRC)の上限値は高いほど好ましいが、他の物性(特に通液性)とのバランスから、好ましくは50[g/g]以下、より好ましくは45[g/g]以下、更に好ましくは40[g/g]以下である。CRCは架橋剤量等で制御できる。
【0153】
(3−3)SFC(生理食塩水流れ誘導性)
紙オムツでのモレを防止するため、前記重合及びその粒度制御した表面架橋を達成手段の一例として、粒子状吸水剤は、加圧下での液の通液特性である0.69重量%生理食塩水流れ誘導性(SFC)は、1[×10−7・cm・sec・g−1]以上であり、以下順に20[×10−7・cm・sec・g−1]以上、50[×10−7・cm・sec・g−1]以上、70[×10−7・cm・sec・g−1]以上が好ましく、特に100[×10−7・cm・sec・g−1]以上に制御される。上限は他の物性、特にCRCとのバランスで適宜決定されるが、通常、2000[×10−7・cm・sec・g−1]以下、1000[×10−7・cm・sec・g−1]以下、500[×10−7・cm・sec・g−1]以下である。尚、SFCは周知の測定法であり、例えば、米国特許第5562646号に記載の方法で規定できる。
【0154】
(3−4)FSR(吸水速度)
本発明に係る粒子状吸水剤の、20gの生理食塩水に対する粒子状吸水剤1gでの吸水速度(FSR)は、通常、0.05[g/g/sec]以上、好ましくは0.10[g/g/sec]以上、より好ましくは0.15[g/g/sec]以上、更に好ましくは0.20[g/g/sec]以上、特に好ましくは0.25[g/g/sec]以上である。上限としては、好ましくは0.50[g/g/sec]以下である。FSRの測定法は国際公開第2009/016055号パンフレットで規定される。
【0155】
(3−5)嵩比重
粒子状吸水剤の嵩比重は、通常、0.55〜0.80[g/ml]であり、好ましくは0.61〜0.80[g/ml]、さらに好ましくは0.65〜0.75[g/ml]である。
【0156】
また、後述するハウスナー比の測定において、ゆるめ嵩密度とかため嵩密度(振動(タッピング)によってよく充填された後の嵩密度)を測定し、ゆるめ嵩密度に対するかため嵩密度の比からハウスナー比を算出している。
【0157】
本発明の吸水剤は、ハウスナー比が低く嵩比重が高いことを特徴としている。低いハウスナー比は、振動による充填が起こり難いことを意味する。すなわち、本発明の製造方法では、性能への悪影響が懸念される振動を加えずとも吸水剤を密に充填でき、また振動を受けても性能への影響を受け難い優れた吸水剤が得られる。
【0158】
本発明により、従来難しかったFSR及び嵩比重を共に向上させることができる。
【0159】
(3−6)表面張力
本発明に係る粒子状吸水剤の表面張力(実施例の測定法で規定)は、好ましくは55[mN/m]以上、より好ましくは60[mN/m]以上、さらに好ましくは65[mN/m]以上、特に好ましくは70[mN/m]以上、最も好ましくは72[mN/m]以上であり、実質的な表面張力の低下もない。上限は通常、75[mN/m]で十分である。
【0160】
(3−7)含水率
本発明に係る粒子状吸水剤の含水率は、好ましくは3.0重量部以上、6.0重量部以下であり、より好ましくは3.0重量部以上、5.5重量部以下、最も好ましくは3.5重量部以上、5.0重量部以下である。3.0重量部未満では、耐ダメージ性が低下するという問題点があり、6.0重量部より高いと、嵩比重が低下するため好ましくない。
【0161】
(3−6)その他の物性
本発明に係る粒子状吸水剤の形状は、粒子状であれば特定の形状に限定されず、例えば、球状、略球状、(粉砕物である)不定形破砕状、棒状、多面体状、ソーセージ状(例えば、米国特許第4973632号等)、皺を有する粒子(例えば、米国特許第5744564号等)等が挙げられる。これらの粒子は、一次粒子(single particle)でも造粒粒子でもよく、混合物でもよい。また、発泡した多孔質でもよい。これらの中でも、不定形破砕状の一次粒子又は造粒粒子が好ましい。
【0162】
該粒子状吸水剤の質量平均粒子径(D50)は、200〜600μmが好ましく、250〜550μmがより好ましく、350〜500μmが更に好ましい。
【0163】
また、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、0.20〜0.50が好ましく、0.25〜0.45がより好ましく、0.30〜0.35が更に好ましい。
【0164】
更に、本発明に係る粒子状吸水剤は、粒子径が850μm以上(JIS標準篩で規定)の粗大粒子の割合は少ないほどよく、通常、0〜5質量%、好ましくは0〜3質量%、より好ましくは0〜1質量%である。
【0165】
本発明に係る粒子状吸水剤は、粒子径が150μm未満(JIS標準篩で規定)の微粒子の割合も少ないほどよく、通常、0〜5質量%、好ましくは0〜3質量%、より好ましくは0〜1質量%である。
【0166】
上述した粒度(質量平均粒子径(D50)、対数標準偏差(σζ)、粗大粒子又は微粒子の割合)や嵩比重は、吸水性樹脂粒子に好ましく適用されるが、更に表面架橋後の吸水性樹脂や最終的な粒子状吸水剤にも好ましく適用される。当該粒度が上述した範囲を外れる場合、加圧下吸水倍率(AAP)の低下や、紙オムツでの戻り量(Re−Wet)の増加が見られるため、好ましくない。
【0167】
〔4〕粒子状吸水剤の用途等
本発明に係る粒子状吸水剤の用途としては、特に限定されないが、吸収体に成型され、最終消費材として吸収性物品(例えば、紙オムツ)に使用されることが好ましい。
【0168】
(4−1)吸収体
本発明における吸収体は、粒子状吸水剤をシート状、ウェブ状、筒状等に成型して得られる。尚、「吸収体」とは、粒子状吸水剤とパルプ等の親水性繊維とを主成分として成型された吸水材のことをいう。
【0169】
また、本発明の粒子状吸水剤は、通液性(SFC)が良好であるため、吸収体に使用する場合、親水性繊維の含有量を減らすことができる。従って、コア濃度を40質量%以上としても液拡散性が良好であり、一度に多量の水性液を素早く吸収して拡散させることができる。更に長時間、吸収性能を維持させることができ、吸収した水性液の逆戻りもない。以上のように、本発明の粒子状吸水剤を用いることで、吸収体(特に紙オムツ)の薄型化を図ることができる。
【0170】
(4−2)吸収性物品
本発明における吸収性物品は、吸水やゲル化、保湿、止水、吸湿等を目的とした最終消費材である。当該最終消費材は、前記吸収体、液透過性を有する表面シート、液不透過性の背面シートを備えた吸収性物品であり、具体的には紙オムツ、失禁パット、生理用ナプキン等が挙げられ、特に好ましくは紙オムツである。尚、他の衛生材料にも適用することができる。
【実施例】
【0171】
〔5〕実施例
以下、実施例に従って本発明をさらに説明するが、本発明は実施例に限定されて解釈されるものではない。また、本発明の特許請求の範囲や実施例に記載の諸物性は、以下の測定法(5−1)〜(5−9)に従って求めた。なお、特に断りのない限り、各実施例での各工程は実質的に常圧(大気圧の±5%以内、さらに好ましくは1%以内)で行なわれ、同一工程では意図的な加圧減圧による圧力変化は加えずに実施した。
【0172】
(5−1)重量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)
米国特許出願公開第2006−204755号に準じて、標準篩で分級して重量平均粒子径(D50)(単位;[μm])及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)を求めた。
【0173】
(5−2)CRC(無加圧下吸水倍率)
ERT441.2−0.2に従い、0.90重量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水とも称する)に対する無加圧下で30分間の吸水倍率(CRC)(単位;[g/g])を求めた。
【0174】
(5−3)固形分及び含水率
粒子状吸水剤において、180℃で揮発しない成分が占める割合を表す。含水率との関係は以下のようになる。
【0175】
固形分[重量%] = 100−含水率[重量%]
固形分の測定方法は、以下のように行った。
【0176】
底面の直径が約5cmのアルミカップ(重量W1[g])に、約1gの粒子状吸水剤を量り取り(重量W2[g])、180℃の無風乾燥機中において3時間静置し、乾燥させた。乾燥後のアルミカップと粒子状吸水剤との合計重量(W3[g])を測定し、(数1)より固形分を求めた。
【0177】
(数1)
固形分[重量%] = {(W3−W1)/W2}×100。
【0178】
(5−4)FSR(吸水速度)
粒子状吸水剤1.00gを25mlガラス製ビーカー(直径32〜34mm、高さ50mm)に入れた。このとき、ビーカーに入れた粒子状吸水剤の上面が水平となるようにした(必要により、慎重にビーカーをたたく等の処置を行うことで粒子状吸水剤の表面を水平にしてもよい。)。
【0179】
次に、23℃±0.2℃に調温した0.90重量%塩化ナトリウム水溶液20gを50mlのガラス製ビーカーに量り取り、前記塩化ナトリウム水溶液とガラス製ビーカーとの合計重さ(重量W4[g])を測定した。量り取った塩化ナトリウム水溶液を、粒子状吸水剤の入った25mlビーカーに丁寧に素早く注いだ。注ぎ込んだ塩化ナトリウム水溶液が粒子状吸水剤と接触したと同時に時間測定を開始した。そして、塩化ナトリウム水溶液を注ぎ込んだビーカー中の塩化ナトリウム水溶液上面を約20゜の角度で目視したとき、始め塩化ナトリウム水溶液表面であった上面が、粒子状吸水剤が塩化ナトリウム水溶液を吸収することにより、塩化ナトリウム水溶液を吸収した粒子状吸水剤表面に置き換わる時点で、時間測定を終了した(時間ts[秒])。
【0180】
次に、塩化ナトリウム水溶液を注ぎ込んだ後の50mlガラス製ビーカーの重さ(重量W5[g])を測定した。注ぎ込んだ塩化ナトリウム水溶液の重さ(重量W6[g])を(数2)から求め、(数3)によりFSR(単位;[g/g/s])を求めた。
【0181】
(数2)
W6[g] = W4−W5
(数3)
FSR[g/g/s] = W6/(ts×粒子状吸水剤の重量[g])。
【0182】
(5−5)嵩比重
嵩比重測定器(蔵持科学機器製作所製)を用い、JIS K 3362に準じて測定した。粒度による偏りを無くすため十分に混合された粒子状吸水剤50.0gを、ダンパーを閉めた漏斗に入れた後、速やかにダンパーを開け、粒子状吸水剤を内容量42mlのガラス製受器(内径32mm、外径35mm、高さ52mm、重量W7[g])に注いだ。受器から盛り上がった粒子状吸水剤は、ガラス棒で測定者から見て手前から奥へ押してすりきった後、粒子状吸水剤の入った受器の重さ(重量W8[g])を0.1gまで正確に量り、(数4)にしたがって嵩比重(単位;[g/ml])を算出した。
【0183】
(数4)
嵩比重[g/ml] = (W8−W7)/42
尚、測定を行った環境の温度は23.2℃であり、相対湿度は38%RHであった。
【0184】
(5−6)表面張力
十分に洗浄された100mlのビーカーに23℃±2℃に調温した生理食塩水50mlを入れ、生理食塩水の表面張力を表面張力計(KRUSS社製 K11自動表面張力計)により測定した。この測定において表面張力の値は71〜75[mN/m]の範囲でなくてはならない。
【0185】
次に、23℃±2℃に調温した表面張力測定後の生理食塩水が入ったビーカーに、十分に洗浄された25mm長のフッ素樹脂製コーティングされた回転子、及び粒子状吸水剤0.5gを入れ、回転数500rpm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が沈降した後に、上澄み液の表面張力(単位;[mN/m])を再度、同様の操作を行い測定した。尚、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。
【0186】
(5−7)通液性(SFC)
SFC(単位;[×10−7・cm・sec・g−1])は周知の測定法であり、米国特許第5562646号に記載の手法にて測定を行った。
【0187】
(5−8)耐ダメージ試験
特許文献38(米国特許6562879号)及びその対応特許である日本国公開特許公報「特開2000−302876号」(12頁、段落[0001]、[0002])に記載の(機械的ダメージ試験)方法にて、粒子状吸水剤にダメージを与えた。ダメージを付与された粒子状吸水剤について、目開き150μmを有するJIS標準篩(JIS Z 8801−1(2000))、又はJIS標準篩に相当する篩を用いて、粒子状吸水剤10gを分級した。分級後、粒径150μm未満の粒子重量を用いて、150μm未満の粒子含有率[重量%]を(数5)に従って求めた。
【0188】
(数5)
粒径150μm未満の粒子含有率[重量%] = {(粒径150μm未満の粒子重量[g])/(粒子状吸水剤の重量[g])}×100。
【0189】
(5−9)ハウスナー比
以下の方法を用いて、ゆるめ嵩密度及びかため嵩密度から算出した。
【0190】
(ゆるめ嵩密度)
ゆるめ嵩密度を、パウダテスタ(ホソカワミクロン株式会社製、商品名;パウダテスタPT−X)により測定した。よく混合した40gの粒子状吸水剤を容量250mlのポリプロピレン製容器に量り取った。0.01gまで正確に測定した25ccのパウダテスタ付属の測定カップ(重量W9[g])をパウダテスタ本体に取り付け、シュート下部をポリプロピレン製のシートで塞ぎ測定装置上部のダンパーに試料を注ぎ入れた。速やかにポリプロピレン製のシートを水平に外し、試料が完全に測定カップを満たすよう、あふれさせた。測定カップから盛り上がった粒子状吸水剤をパウダテスタ付属の金属ブレードですり落とした後、粒子状吸水剤の入った測定カップの重さ(重量W10[g])を0.01gまで正確に量り、(数6)に従ってゆるめ嵩密度(単位;[g/ml])を算出した。
【0191】
(数6)
ゆるめ嵩密度[g/ml]=(W10−W9)/25。
【0192】
(かため嵩密度)
かため嵩密度を、前記パウダテスタにより測定した。よく混合した40gの粒子状吸水剤を容量250mlのポリプロピレン製容器に量り取った。0.01gまで正確に測定した25ccのパウダテスタ付属の測定カップ(重量W11[g])にパウダテスタ付属のキャップ(測定カップと同じ内径を有する)を取り付け、パウダテスタ本体に取り付けた。シュート下部をポリプロピレン製のシートで塞ぎ測定装置上部のダンパーに試料を注ぎ入れた。速やかにポリプロピレン製のシートを水平に外し、試料が完全に測定カップを満たすよう、あふれさせた。タッピング回数を180回に設定し、タッピングを開始した。タッピングのストロークは18mmに固定されていた。タッピング終了後、キャップを外し測定カップから盛り上がった粒子状吸水剤をパウダテスタ付属の金属ブレードですり落とした後、粒子状吸水剤の入った測定カップの重さ(重量W12[g])を0.01gまで正確に量り、(数7)に従ってかため嵩密度(単位;[g/ml])を算出した。
【0193】
(数7)
かため嵩密度[g/ml]=(W12−W11)/25
尚、測定を行った環境の温度は23.5℃であり、相対湿度は38%RHであった。
【0194】
(ハウスナー比)
(数8)に従って、ゆるめ嵩密度及びかため嵩密度からハウスナー比を算出した。
【0195】
(数8)
ハウスナー比[−] = かため嵩密度[g/ml]/ゆるめ嵩密度[g/ml]。
【0196】
[製造例1]
WO2011/078298の実施例23に従い、吸水性樹脂粒子の調製を行った。
【0197】
37重量%アクリル酸ナトリウム水溶液595.4[g/min]、48重量%水酸化ナトリウム水溶液198.6[g/min]、100重量%アクリル酸300.1[g/min]、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)2.71[g/min]、脱イオン水(イオン交換水)203.9[g/min]、31重量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液0.42[g/min]、界面活性剤として10重量%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)水溶液0.46[g/min]を連続的に分散機により混合し、該分散機を通過した後の単量体水溶液に、3重量%過硫酸ナトリウム水溶液26.0[g/min]をラインミキシングし、ベルト重合機に供給した。該ベルト重合機は、表面がフッ素樹脂コーティングされた長さ3.8m、幅60cmのエンドレスベルトを備え、該ベルトの底面側及び重合機の周囲が約90℃に加熱且つ保温され、中央部に蒸発水を回収する為の吸気配管を備えている。また、ベルト上に供給する単量体水溶液の温度は92℃となるように分散機中に通水して制御した。
【0198】
該重合装置に供給される単量体水溶液(1)の温度は92℃であり、溶存酸素量は4.30[ml/L]であった。
【0199】
尚、このとき、気体の溶解度低下によって、界面活性剤を含んだ該単量体水溶液(1)は、非常に細かい気泡が導入されて白濁しており、ベルト重合機に連続的に供給された後、直ぐに重合反応が開始し、重合機中でおよそ2分間重合させ、連続的に重合機出口より帯状の含水ゲル状重合体(含水ゲル)を得た。得られたゲルの水可溶分は3.2重量%、固形分は53重量%、水可溶分の重量平均分子量は229000[Da]であった。
【0200】
次に、得られた含水ゲルを長さ200mmに切断し、以下の仕様を有するスクリュー押出機(ミートチョッパー)で粉砕した。前記スクリュー押出機は、その先端部に多孔板を備え、該多孔板の直径は100mm、孔径7.5mm、孔数55個、厚さ6mmであった。また、ゲル粉砕の条件として、含水ゲルの供給速度を1600[g/min]に設定し、さらに90℃の温水(供給速度;50[g/min])、及び水蒸気(供給速度;70[g/min])を同時にミートチョッパーに供給し、スクリュー軸回転数を412rpmとした。尚、ゲル粉砕前の含水ゲルの温度は94℃であり、ゲル粉砕後の含水ゲル(以下、「粉砕ゲル」と称する。)の温度は103℃であった。
【0201】
得られた粉砕ゲル(1)の重量平均粒子径(D50)は897μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.98、水可溶分は3.8重量%、固形分は49.4重量%であった。
【0202】
次に、得られた粉砕ゲル(1)を目開き850μmのステンレス製金網上に広げ、180℃で30分間、熱風乾燥を行った。続いて、該乾燥操作で得られた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)を用いて粉砕した後、目開き850μm及び目開き45μmのJIS標準篩を用いて分級した。前記の操作により、固形分96重量%、重量平均粒子径(D50)445μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.36の不定形破砕状の基礎吸水性樹脂粒子(1)を得た。
【0203】
得られた基礎吸水性樹脂粒子(1)100重量部に、エチレンカーボネート0.4重量部、プロピレングリコール0.6重量部、脱イオン水2.5重量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)0.001重量部(吸水性樹脂粒子に対して10ppm)の混合液からなる表面架橋剤を均一に混合した後、混合物を180℃で45分間、加熱処理して表面架橋した。加熱処理後、得られた吸水性樹脂粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕し、表面架橋吸水性樹脂粒子(1)を得た。
【0204】
[実施例1]
界面活性剤として60℃で溶解させたグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V,HLB=3.5(カタログ記載値))0.5g及び75℃の脱イオン水(イオン交換水)49.5gをホモジナイザー(株式会社日本精機製作所製;MAXIM HOMOGENIZER MX−7)の付属カップに入れ、75℃の湯浴により加温しながら、5000rpmで5分間攪拌し、水分散液(1)を作製した。ホモジナイザーの付属カップは、底面の外径71mm、上面の内径112mm、高さが130mmの容量約850mlのSUS製容器であった。また、ホモジナイザーの攪拌羽根は、片側に刃が付いた8枚の攪拌翼を有し、22mmの羽根と18mmの羽根がそれぞれ2枚ずつ交互に並んでおり、22mmの羽根は上下にずらされていた。
【0205】
また、多価金属カチオンとして硫酸アルミニウム水溶液(酸化アルミニウム換算で8重量%)0.91重量部、乳酸ナトリウム60重量%水溶液0.27重量部、及び、プロピレングリコール0.02重量部からなる混合液(1)を作製した。
【0206】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、前記混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)添加し、均一に混合した。次いで、無風条件下、60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(1)(別称;吸水剤(1))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(1)の調製条件を表1に、諸物性を表2,3に示す。
【0207】
[実施例2]
実施例1において、水分散液作製時におけるグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.5gから0.25gに、75℃の脱イオン水(イオン交換水)の使用量を49.5gから49.75gに変更し、水分散液(1)の添加量を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)から表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して2重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(2)(別称;吸水剤(2))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(2)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
【0208】
[比較例1]
実施例1において水分散液(1)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(1)(別称;比較吸水剤(1))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(1)の調製条件を表1に、諸物性を表2,3に示す。
【0209】
[比較例2]
比較例1において得られた比較吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して脱イオン水(イオン交換水)1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。その後、ポリエチレン製チャック付き袋(株式会社生産日本社製;商品名ユニパックD−4)に移し替えて密閉し、2日間室温で放置し、比較吸水性樹脂粒子(2)(別称;比較吸水剤(2))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(2)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
【0210】
[比較例3]
比較例2において、添加する脱イオン水(イオン交換水)の量を比較吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部から5重量部に変更したこと以外は比較例2と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(3)(別称;比較吸水剤(3))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(3)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
【0211】
[比較例4]
実施例1において、水分散液作製時におけるグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.5gから0.125gに、75℃の脱イオン水(イオン交換水)の使用量を49.5gから49.875gに変更し、水分散液(1)の添加量を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)から表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して4重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した比較吸水性樹脂粒子(4)(別称;比較吸水剤(4))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(4)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
【0212】
[比較例5]
実施例1において、水分散液作製時におけるグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.5gから0.05gに、75℃の脱イオン水(イオン交換水)の使用量を49.5gから49.95gに変更し、水分散液(1)の添加量を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)から表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して10重量部(吸水性樹脂に界面活性剤として100ppm)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した比較吸水性樹脂粒子(5)(別称;比較吸水剤(5))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(5)の調製条件を表1に、諸物性を表2に示す。
【0213】
[実施例3]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド自己乳化型ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセルP−40S,HLB=2.8(カタログ記載値))に代えた水分散液(3)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセルP−40S)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(3)(別称;吸水剤(3))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(3)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0214】
[実施例4]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(分子蒸留モノグリセライドステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセルS−95,HLB=3.8(カタログ記載値))に代えた水分散液(4)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセルS−95)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(4)(別称;吸水剤(4))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(4)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0215】
[実施例5]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(グリセロールモノステアレート)(花王株式会社製;商品名レオドールMS−60,HLB=3.5(カタログ記載値))に代えた水分散液(5)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールMS−60)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(5)(別称;吸水剤(5))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(5)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0216】
[実施例6]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(グリセロールモノオレエート)(花王株式会社製;商品名レオドールMO−60,HLB=2.8(カタログ記載値))に代えた水分散液(6)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールMO−60)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(6)(別称;吸水剤(6))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(6)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0217】
[実施例7]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のソルビタンセスキオレエート(花王株式会社製;商品名レオドールAO−15V,HLB=3.7(カタログ記載値))に代えた水分散液(7)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールAO−15V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(7)(別称;吸水剤(7))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(7)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0218】
参考例
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のポリオキシエチレンステアリルエーテル(花王株式会社製;商品名エマルゲン306P,HLB=9.4(カタログ記載値))に代えた水分散液(8)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エマルゲン306P)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(8)(別称;吸水剤(8))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(8)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0219】
[実施例9]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のモノステアリン酸グリセロール(和光純薬工業株式会社製,HLB=3.8(グリフィン法により算出))に代えた水分散液(9)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(モノステアリン酸グリセロール)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(9)(別称;吸水剤(9))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(9)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0220】
[実施例10]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)0.5gを、モノステアリン酸グリセロール(和光純薬工業株式会社製)0.25g及びジステアリン酸グリセロール(和光純薬工業株式会社製,HLB=2.4(グリフィン法により算出))0.25gの混合物に代えた水分散液(10)を用いること以外は実施例1と同様の操作を行い、2つの特定界面活性剤(モノステアリン酸グリセロール,ジステアリン酸グリセロール)を50ppmずつ併用した分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(10)(別称;吸水剤(10))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(10)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0221】
[実施例11]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部添加したことに代えて、0.80重量部添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)80ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(11)(別称;吸水剤(11))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(11)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0222】
[実施例12]
界面活性剤として60℃で溶解させたグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V,HLB=3.5(カタログ記載値))0.25g及び60℃で溶解させたポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V,HLB=14.9(カタログ記載値),本発明で水溶性分散剤に該当)0.25gを容量1リットルのポリプロピレン製容器に入れ、均一に混合した。その後、該ポリプロピレン製容器に脱イオン水(イオン交換水)49.5gを入れ、50mmのフッ素樹脂製回転子を用いて攪拌し、グリセリン脂肪酸エステルが分散した分散液(12)を得た。
【0223】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、分散液(12)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1.5重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(レオドールTW−S120V)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(12)(別称;吸水剤(12))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(12)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0224】
[実施例13]
実施例12において、得られた分散液(12)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1.5重量部添加したことに代えて、2.0重量部添加した以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppm及び水溶性分散剤(レオドールTW−S120V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(13)(別称;吸水剤(13))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(13)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0225】
[実施例14]
実施例12における分散液作製時に、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.25gから0.45gに、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)の使用量を0.25gから0.05gに変更したこと以外は実施例12と同様の操作を行い、分散液(14)を得た。
【0226】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、分散液(14)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して0.83重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(レオドールTW−S120V)約8.3ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(14)(別称;吸水剤(14))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(14)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0227】
[実施例15]
実施例12における分散液作製時に、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の使用量を0.25gから0.05gに、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)の使用量を0.25gから0.45gに変更したこと以外は実施例12と同様の操作を行い、分散液(15)を得た。
【0228】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、分散液(15)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して3.0重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)30ppm及び水溶性分散剤(レオドールTW−S120V)270ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(15)(別称;吸水剤(15))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(15)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0229】
[実施例16]
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(花王株式会社製;商品名エマノーンCH−80,HLB=15.0,本発明で水溶性分散剤に該当)に代えた水分散液(16)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(エマノーンCH−80)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(16)(別称;吸水剤(16))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(16)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0230】
[実施例17]
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(花王株式会社製;商品名デモールN,本発明で水溶性分散剤に該当)に代えた水分散液(17)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(デモールN)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(17)(別称;吸水剤(17))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(17)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0231】
[実施例18]
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、アルギン酸ナトリウム(本発明で水溶性分散剤に該当,関東化学株式会社製)に代えた水分散液(18)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(アルギン酸ナトリウム)75ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(18)(別称;吸水剤(18))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(18)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0232】
[実施例19]
実施例12において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、デカグリセリンラウレート(理研ビタミン株式会社製;商品名ポエムJ−0021,HLB=15.5(カタログ記載値),本発明で水溶性分散剤に該当)に代えた水分散液(19)を用いること以外は実施例12と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)75ppm及び水溶性分散剤(ポエムJ−0021)75ppmを添加した吸水性樹脂粒子(19)(別称;吸水剤(19))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(19)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0233】
[実施例20]
実施例1において、通液性向上剤としての混合液(1)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを添加した吸水性樹脂粒子(20)(別称;吸水剤(20))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(20)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。尚、表面架橋吸水性樹脂粒子(1)の嵩比重は0.65g/mLであった。
【0234】
[実施例21]
実施例20において、表面架橋吸水性樹脂粒子(1)に代えて製造例1で得られた基礎吸水性樹脂粒子(1)を用いたこと以外は実施例20と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(21)(別称;吸水剤(21))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(21)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。尚、基礎吸水性樹脂粒子(1)の嵩比重は0.57g/mLであった。
【0235】
[実施例22]
実施例4において、水分散液(4)を添加した後、無風条件下60℃で30分間乾燥させる代わりに、室温下(温度23.5℃、相対湿度38%)において容量250mlの蓋付きポリプロピレン製容器に入れ18時間放置した以外は実施例4と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセルS−95)100ppmを分散液で後添加した吸水性樹脂粒子(22)(別称;吸水剤(22))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(22)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0236】
[比較例6]
界面活性剤として60℃で溶融させたポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V,HLB=14.9(カタログ記載値))0.2g、脱イオン水(イオン交換水)19.8gを容量250mlのポリプロピレン製容器に入れ、約65℃の湯浴で加温しながら30mmのフッ素樹脂製回転子を用いて混合し、比較水溶液(6)を作製した。
【0237】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、比較水溶液(6)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、本明細書における規定と異なる界面活性剤(レオドールTW−S120V)100ppmを水溶液で添加した比較吸水性樹脂粒子(6)(別称;比較吸水剤(6))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(6)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0238】
[比較例7]
比較例6において、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V)を、同重量のポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(花王株式会社製;商品名エマノーンCH−80,HLB=15.0(カタログ記載値))に代えたこと以外は比較例6と同様の操作を行い、本明細書における規定と異なる界面活性剤(エマノーンCH−80)100ppmを水溶液で添加した比較吸水性樹脂粒子(7)(別称;比較吸水剤(7))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(7)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0239】
[比較例8]
実施例1における水分散液(1)の作製時に、溶媒として75℃の脱イオン水に代えて23℃のエチルアルコールを、さらに、攪拌方法としてホモジナイザーに代えて30mmのフッ素樹脂製回転子により室温で攪拌したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、水分散液(1)に代えて比較溶液(8)を得た。比較溶液(8)はグリセリン脂肪酸エステルが均一に溶解した溶液であった。
【0240】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で作製した混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、比較溶液(8)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmをエチルアルコール溶液で添加した比較吸水性樹脂粒子(8)(別称;比較吸水剤(8))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(8)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0241】
[比較例9]
実施例1において、グリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)の水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部添加したことに代えて、0.20重量部添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)20ppmを分散液で添加した比較吸水性樹脂粒子(9)(別称;比較吸水剤(9))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(9)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0242】
[比較例10]
実施例15において分散液(15)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して3.0重量部添加したことに代えて、1.0重量部添加したこと以外は実施例15と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)10ppmを分散液(水溶性分散剤(レオドールTW−S120V))で添加した比較吸水性樹脂粒子(10)(別称;比較吸水剤(10))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(10)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0243】
[比較例11]
製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、界面活性剤として60℃で溶解させたグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を原液のまま製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、比較吸水性樹脂粒子(11)(別称;比較吸水剤(11))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(11)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0244】
[比較例12]
実施例1において、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、実施例1で得られた水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合したことに代えて、混合液(1)と水分散液(1)の添加順序を入れ替えた。
【0245】
すなわち、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、実施例1で得られた水分散液(1)1重量部を攪拌しながら添加し、1分間均一に混合し、5分間室温で静置した後に、実施例1で得られた水溶性多価金属塩の混合液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合したこと以外は実施例1と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmの水分散液を水溶性多価金属塩の添加前に混合した比較吸水性樹脂粒子(12)(別称;比較吸水剤(12))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(12)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0246】
[比較例13]
実施例1で得られた水分散液(1)12.0gと水溶性多価金属塩の混合液(1)10.0gとを混合し、比較混合液(13)を作製した。
【0247】
次に、製造例1で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、前記比較混合液(13)2.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmと水溶性多価金属塩とを同時に混合した比較吸水性樹脂粒子(13)(別称;比較吸水剤(13))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(13)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0248】
[比較例14]
製造例1で得られた基礎吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、エチレンカーボネート0.4重量部、プロピレングリコール0.6重量部、脱イオン水1.51重量部、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製;商品名レオドールTW−S120V,HLB=14.9(カタログ記載値))0.001重量部(吸水性樹脂粒子に対して10ppm)及び実施例1で得られた水分散液(1)1.0重量部の混合液からなる表面架橋剤を攪拌しながら添加し、1分間混合し、混合物を180℃で45分間、加熱処理して表面架橋した。加熱処理後、得られた吸水性樹脂粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕した。このようにして、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(14)を得た。
【0249】
次に、前記比較表面架橋吸水性樹脂粒子(14)100重量部に対して、実施例1で作製した混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。次いで、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmと表面架橋剤とを同時に混合した比較吸水性樹脂粒子(14)(別称;比較吸水剤(14))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(14)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0250】
[比較例15]
実施例1において、分散液(1)を作製するときに、ホモジナイザーを使用せずに、フッ素樹脂製回転子により室温で混合した。その結果、分散液は得られず、1分未満で相分離する比較混合液(15)が得られた。実施例1において、分散液(1)に代えて比較混合液(15)を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(15)(別称;比較吸水剤(15))を得た。尚、比較混合液(15)を表面架橋吸水性樹脂粒子(1)に添加するときには、比較混合液(15)をフッ素樹脂製回転子により攪拌した後、30秒以内に比較混合液(15)を所定量サンプリングし、できるだけ各相から均一にサンプリングできるようにした。得られた比較吸水性樹脂粒子(15)の調製条件を表4に、諸物性を表5に示す。
【0251】
[比較例16]
特許文献WO2005/075070に準じてステアリン酸亜鉛を添加した。
【0252】
すなわち、シグマ型羽根を2本有するジャケット付きステンレス型双腕型ニーダー中で、71.3モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウムの水溶液にポリエチレングリコールジアクリレート0.10モル%を溶解させて反応液とした。次にこの反応液を窒素ガスで脱気した。続いて、反応液に10重量%過硫酸ナトリウム水溶液及び0.1重量%L−アスコルビン酸水溶液を攪拌しながら添加したところ、およそ1分後に重合が開始した。そして、生成したゲルを粉砕しながら重合を行い、重合が開始して20分後にゲル状の含水重合体を取り出した。得られた含水重合体は、その径が約5mm以下に細分化されていた。
【0253】
この細分化された含水重合体を170℃で50分間熱風乾燥した。乾燥物をロールミルにより粉砕し、さらに目開き850μmのJIS標準篩と目開き150μmのJIS標準篩で分級し、850μmを通過して150μmを通過しないベースポリマーの粉体を得た。得られたベースポリマーの粉体100重量部に、1,4−ブタンジオール0.5重量部、プロピレングリコール1.0重量部、水3.0重量部の混合液からなる表面処理剤を混合した。その後、混合物を210℃で約30分間加熱処理することにより、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(16)を得た。
【0254】
前記比較表面架橋吸水性樹脂粒子(16)100g及びステアリン酸亜鉛(StZn)0.6mgを500mlのポリ容器に入れ、ポリ容器を振り混ぜることにより混合して比較吸水性樹脂粒子(16)(別称;比較吸水剤(16))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(16)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0255】
[比較例17]
特許文献37(WO2008/055935,米国特許8017549号)に準じてPEG−400(平均分子量が400g/molのポリエチレングリコール)を添加した。
【0256】
すなわち、比較例16で得られた比較表面架橋吸水性樹脂粒子(16)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、無風条件下60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、比較通液性向上吸水性樹脂粒子(17)を得た。
【0257】
次に、前記比較通液性向上吸水性樹脂粒子(17)100重量部に対して、脱イオン水0.28重量部及びPEG−400 0.07重量部の混合物を攪拌しながら添加し、1分間混合し、比較吸水性樹脂粒子(17)(別称;比較吸水剤(17))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(17)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0258】
[比較例18]
先願である特願2011−077349に準じてステアリン酸亜鉛と界面活性剤を添加した。
【0259】
すなわち、ステアリン酸亜鉛水分散体(ADEKAケミカルサプライ株式会社製;商品名エフコディスパーZD(登録商標)/固形分42.5重量%、界面活性剤を含む)0.706重量部及び水6.254重量部を混合した後、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(以下、「EDTMP・5Na」と略称する)0.04重量部を添加することで、比較分散液(18)を作製した。
【0260】
次に、製造例(1)で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、前記比較分散液(18)7重量部(実質添加量;ステアリン酸亜鉛0.3重量部、EDTMP・5Na 0.04重量部、水6.66重量部)を攪拌しながら添加し、1分間混合した。その後、チャック付き袋に移し替えて密閉し、80℃で1時間硬化させた後、目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕して比較吸水性樹脂粒子(A18)を得た。更に、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(株式会社日本触媒製;ソフタノール90(登録商標)/固形分100重量%,HLB=13.3(グリフィン法))0.1重量部及び水2.0重量部からなる比較界面活性剤水溶液(18)を作製し、比較吸水性樹脂粒子(A18)100重量部に対して、当該比較界面活性剤水溶液(18)2.1重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合した。その後、チャック付き袋に移し替えて密閉し、80℃で1時間硬化させた後、目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕して比較吸水性樹脂粒子(18)(別称;比較吸水剤(18))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(18)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0261】
[比較例19]
比較例18に記載した特許文献38(特願2011−077349)の先願である特許文献39(国際公開第2011/040472号パンフレット)に準じて、金属石鹸と界面活性剤の水分散液での同時添加を行った。
【0262】
すなわち、比較例18において、比較界面活性剤水溶液(18)を作製する代わりに、ステアリン酸亜鉛水分散体2.353重量部及び水4.207重量部を混合した後、EDTMP・5Na0.04重量部及びポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(花王株式会社製;エマール20C/固形分25重量%)0.4重量部を添加することで、比較分散液(19)を作製した。
【0263】
次に、製造例(1)で得られた表面架橋吸水性樹脂粒子(1)100重量部に対して、前記比較分散液(19)7.0重量部(実質添加量;ステアリン酸亜鉛1.0重量部、EDTMP・5Na0.04重量部、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム0.1重量部、水5.86重量部)を攪拌しながら添加したこと以外は比較例18と同様の操作を行い、比較吸水性樹脂粒子(19)(別称;比較吸水剤(19))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(19)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0264】
[実施例23]
比較例14において、混合液(1)を添加しなかったこと以外は比較例14と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(23)(別称;吸水剤(23))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(23)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0265】
[実施例24]
実施例23において、水分散液(1)の作製時にグリセリン脂肪酸エステル(中純度モノグリセライド植物性オレイン・ステアリン系)(花王株式会社製;商品名エキセル122V)を、同重量のグリセリン脂肪酸エステル(グリセロールモノステアレート)(花王株式会社製;商品名レオドールMS−60,HLB=3.5(カタログ記載値))に代えた水分散液(24)を用いること以外は実施例23と同様の操作を行い、特定界面活性剤(レオドールMS−60)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(24)(別称;吸水剤(24))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(24)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0266】
[実施例25]
実施例23において、水分散液(1)に代えて実施例14で作製した分散液(14)を使用したこと以外は実施例23と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(25)(別称;吸水剤(25))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(25)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0267】
[比較例20]
容量2リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸421.9g、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)2.60g、0.1重量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液113.5g、48.5重量%水酸化ナトリウム水溶液173.8g、10.0重量%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)水溶液0.44g、及び脱イオン水(イオン交換水)290.5gを投入し、溶解(混合)させて比較単量体水溶液(20)を作製した。該比較単量体水溶液(20)の温度は、作製直後の1段目の中和熱によって64℃まで上昇した。
【0268】
次に、容量2リットルのポリプロピレン製容器に、上記比較単量体水溶液(20)835gを量り取り、攪拌しながら冷却した。液温が53℃となった時点で、30℃に調温した48.5重量%水酸化ナトリウム水溶液148.9gを加え、混合することで比較単量体水溶液(20’)を作製した。このとき、該比較単量体水溶液(20’)の温度は、作製直後の2段目の中和熱によって83.1℃まで上昇した。この温度上昇に伴う気体の溶解度低下によって、界面活性剤を含んだ比較単量体水溶液(20’)は、非常に細かい気泡が導入されて白濁していた。
【0269】
次に、上記比較単量体水溶液(20’)の温度が83℃に低下した時点で、木下理化工業株式会社製の木下式ガラスボールフィルター(フィルター粒子No.4)を用いて、窒素ガスを1L/minで5秒間、該比較単量体水溶液(20’)中に導入した。さらに、この比較単量体水溶液(20’)に3.8重量%の過硫酸ナトリウム水溶液15.3gを攪拌しながら加えた後、直ちにステンレス製バット型容器(底面340×340mm、高さ25mm、内面;テフロン(登録商標)を貼り付け)に大気開放系で注いだ。なお、該バット型容器は、ホットプレート(株式会社井内盛栄堂社製;NEO HOTPLATE HI−1000)を用いて、表面温度が40℃となるまで加熱した。
【0270】
上記比較単量体水溶液(20’)がバット型容器に注がれて10秒後に重合反応が開始した。該重合反応は、水蒸気を発生しながら上下左右に膨脹発泡して進行し、その後、バット型容器よりも若干大きなサイズにまで収縮した。この膨脹、収縮は約1分以内に終了した。重合反応の開始から3分間経過後に、含水ゲル状架橋重合体(含水ゲル)を取り出した。なお、これら一連の操作は、大気開放系で行い、重合時のピーク温度は113℃であった。
【0271】
上記重合反応で得られた含水ゲル状架橋重合体(含水ゲル)をミートチョッパー(飯塚工業株式会社製、MEAT−CHOPPER TYPE:12VR−400KSOX、ダイ孔径:6.4mm、孔数:38、ダイ厚さ:8mm)を用いて解砕し、細分化された含水ゲル状架橋重合体を得た。このとき、含水ゲルの投入量は350[g/min]であり、含水ゲルの投入と並行して90℃に調温した脱イオン水を80[g/min]で添加しながら解砕を行った。
【0272】
上記解砕操作で得られた細分化された含水ゲル状架橋重合体を目開き850μmのステンレス製金網上に広げ、180℃で30分間、熱風乾燥を行った。続いて、該乾燥操作で得られた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)を用いて粉砕した後、目開き850μm及び目開き45μmのJIS標準篩を用いて分級した。
【0273】
上記一連の操作により、固形分96重量%、重量平均粒子径(D50)448μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.36の不定形破砕状の比較基礎吸水性樹脂粒子(20)を得た。
【0274】
得られた比較基礎吸水性樹脂粒子(20)100重量部に、エチレンカーボネート0.4重量部、プロピレングリコール0.6重量部、脱イオン水2.5重量部、及びポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)0.001重量部(比較基礎吸水性樹脂粒子に対して10ppm)の混合液からなる表面架橋剤を均一に混合した後、混合物を180℃で45分間、加熱処理して表面架橋した。加熱処理後、得られた比較表面架橋吸水性樹脂粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕し、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(20)を得た。
【0275】
次に、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間均一に混合した。次いで、無風条件下、60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、比較吸水性樹脂粒子(20)(別称;比較吸水剤(20))を得た。得られた比較吸水性樹脂粒子(20)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0276】
[実施例26]
比較例20において、比較表面架橋吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間混合し、5分間室温で静置した後に、水分散液(1)を比較表面架橋吸水性樹脂粒子(20)100重量部に対して1重量部添加し、均一に混合した以外は、比較例20と同様の操作を行い、特定界面活性剤(エキセル122V)100ppmを表面架橋剤と添加した吸水性樹脂粒子(26)(別称;吸水剤(26))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(26)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0277】
[実施例27]
容量2リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸421.9g、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.38g、0.1重量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液113.5g、48.5重量%水酸化ナトリウム水溶液173.8g、界面活性剤として10.0重量%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート(花王株式会社製)水溶液0.44g、及び脱イオン水(イオン交換水)291.7gを投入し、溶解(混合)させて単量体水溶液(27)を作製した。該水溶液(27)の温度は、作製直後の1段目の中和熱によって64℃まで上昇した。
【0278】
次に、容量2リットルのポリプロピレン製容器に上記単量体水溶液(27)835gを量り取り、攪拌しながら冷却した。液温が53℃となった時点で、30℃に調温した48.5重量%水酸化ナトリウム水溶液148.9gを加え、混合することで単量体水溶液(27’)を作製した。このとき、該単量体水溶液(27’)の温度は、作製直後の2段目の中和熱によって83.1℃まで上昇した。この温度上昇に伴う気体の溶解度低下によって、界面活性剤を含んだ単量体水溶液(27’)は、非常に細かい気泡が導入されて白濁していた。
【0279】
次に、上記単量体水溶液(27’)の温度が83℃に低下した時点で、木下理化工業株式会社製の木下式ガラスボールフィルター(フィルター粒子No.4)を用いて、窒素ガスを1L/minで5秒間、該単量体水溶液(27’)中に導入した。さらに、この単量体水溶液(27’)に3.8重量%の過硫酸ナトリウム水溶液15.3gを攪拌しながら加えた後、直ちにステンレス製バット型容器(底面340×340mm、高さ25mm、内面;テフロン(登録商標)を貼り付け)に大気開放系で注いだ。なお、該バット型容器は、ホットプレート(株式会社井内盛栄堂社製;NEO HOTPLATE HI−1000)を用いて、表面温度が40℃となるまで加熱した。
【0280】
上記単量体水溶液(27’)がバット型容器に注がれて10秒後に重合反応が開始した。該重合反応は、水蒸気を発生しながら上下左右に膨脹発泡して進行し、その後、バット型容器よりも若干大きなサイズにまで収縮した。この膨脹、収縮は約1分以内に終了した。重合反応の開始から3分間経過後に、含水ゲル状架橋重合体(含水ゲル)を取り出した。なお、これら一連の操作は、大気開放系で行い、重合時のピーク温度は113℃であった。
【0281】
以降、得られた含水ゲル状架橋重合体(含水ゲル)に対して、比較例20と同様の解砕、乾燥、粉砕、及び分級の各操作を行った。上記操作により、固形分96重量%、重量平均粒子径(D50)354μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)0.36の不定形破砕状の基礎吸水性樹脂粒子(27)を得た。
【0282】
得られた基礎吸水性樹脂粒子(27)100重量部に、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.024重量部、エチレンカーボネート0.31重量部、プロピレングリコール0.52重量部、及び脱イオン水2.1重量部の混合液からなる表面架橋剤を均一に混合した後、混合物を195℃で25分間、加熱処理して表面架橋した。加熱処理後、得られた表面架橋吸水性樹脂粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕し、表面架橋吸水性樹脂粒子(27)を得た。
【0283】
次に、表面架橋吸水性樹脂粒子(27)100重量部に対して、実施例1で得られた混合液(1)1.2重量部を攪拌しながら添加し、1分間均一に混合し、5分間室温で静置した後に、実施例1で得られた水分散液(1)を表面架橋吸水性樹脂粒子(27)100重量部に対して1重量部添加し、均一に混合した。次いで、無風条件下、60℃で30分間乾燥し、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩に通過させて、吸水性樹脂粒子(27)(別称;吸水剤(27))を得た。得られた吸水性樹脂粒子(27)の調製条件を表4に、諸物性を表5,6に示す。
【0284】
【表1】
【0285】
【表2】
【0286】
【表3】
【0287】
(まとめ)
表1,2より、本発明の製造方法は、嵩比重が高く、ハウスナー比が低く、さらに耐ダメージ性に優れた粒子状吸水剤を提供することができることが分かる。また、表3より、本発明の製造方法は、粒子状吸水剤の吸収性能を損なわないことが分かる。
【0288】
実施例1と比較例1,2の対比において、HLBが10以下の界面活性剤(特定界面活性剤)を水分散液で添加することにより、嵩比重が向上及びハウスナー比が低下し、ほぼ同量の脱イオン水を単独で添加した場合と同等に、耐ダメージ性が向上することが分かる。
【0289】
比較例1〜3より、脱イオン水の単独添加では添加量が0%から5%へと多くなるほど、含水率が3.0%から7.3%へと上昇し、耐ダメージ性が向上する。一方、嵩比重は0.61から0.58へと低下することが分かる。脱イオン水の添加量が多すぎると、添加時の混合性が著しく悪化するため、粒子状吸水剤同士が凝集し、嵩比重が低下したと考えられる。
【0290】
実施例1,2と比較例4,5の対比より、HLBが10以下の界面活性剤と同時に添加される脱イオン水の量が多くなるに従い、耐ダメージ性は向上するが、混合性が悪化し、嵩比重は低下することが分かる。HLBが10以下の界面活性剤と同時に添加する脱イオン水の量を適切な範囲に設定することで、添加時の混合性を損なわずに耐ダメージ性と嵩比重の向上とを両立することができる。
【0291】
【表4】
【0292】
【表5】
【0293】
【表6】
【0294】
(まとめ)
表4〜6より、本発明の製造方法は、吸水速度の向上した、嵩比重が0.61以上と高く、かつハウスナー比が1.18未満と低い粒子状吸水剤を提供することができることが分かる。
【0295】
実施例3〜10、比較例6,7の対比より、HLBが10以下の界面活性剤を添加することで、嵩比重が0.61以上に向上、ハウスナー比が1.18未満に低下することが分かる。また、HLBが10以下の界面活性剤の中でも、特にグリセリン脂肪酸エステルが優れた効果を有することが分かる。
【0296】
実施例9,10より、ステアリン酸グリセロールはモノエステルにジエステルが混在した場合においても、同様に嵩比重が向上することが分かる。
【0297】
実施例12〜19より、HLBが10以下の界面活性剤の水分散液作製時には、分散剤としてHLBが10より大きいノニオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、水溶性高分子の併用が可能であることが分かる。
【0298】
実施例1と比較例8,15の対比より、HLBが10以下の界面活性剤は均一溶液や相分離した溶液では効果が得られず、水分散液として吸水性樹脂粒子に添加した場合においてのみ、嵩比重の向上(ハウスナー比の低下)効果が得られることが分かる。
【0299】
実施例1,11〜13,15、比較例9〜11の対比より、HLBが10以下の界面活性剤の添加量には最適値(吸水性樹脂に対して30〜150ppm)が存在し、少なすぎると嵩比重の向上効果が得られず、一方、多すぎるとかえって嵩比重が低下傾向であり、さらに表面張力が低下することが分かる。
【0300】
実施例20,21より、通液性向上剤(水溶性多価金属塩)が吸水性樹脂粒子に添加されない場合においても、HLBが10以下の界面活性剤の添加により、嵩比重が向上(ハウスナー比が低下)することが分かる。
【0301】
実施例4,22より、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加後の加熱は嵩比重の向上(ハウスナー比の低下)効果に影響を及ぼさないことが分かる。
【0302】
実施例1、比較例12〜14の対比より、HLBが10以下の界面活性剤は、通液性向上剤を添加する場合は通液性向上剤の添加後に添加する必要があることが分かる。
【0303】
実施例1,23〜25より、HLBが10以下の界面活性剤は、高温加熱される表面架橋剤に混合して添加することによっても嵩比重の向上効果は得られるが、含水率が大きく低下することが分かる。
【0304】
実施例1と比較例16,17の対比より、先行技術(特許文献37,38)は嵩比重が高いものの、FSRが低いことが分かる。
【0305】
実施例1と比較例18,19の対比より、先行技術(特許文献39,40)で添加されているステアリン酸亜鉛と界面活性剤では、嵩比重の向上効果は得られないことが分かる。
【0306】
実施例1,26,27と比較例1,20の対比より、吸水性樹脂粒子の作製方法が異なる場合、及びCRC(無加圧下吸水倍率)が異なる場合においても、嵩比重の向上効果は作製方法やCRCの影響を受けないことが分かる。
【0307】
(本発明のまとめ)
本発明に係る吸水剤の製造方法は、HLBが10以下の界面活性剤を添加する界面活性剤添加工程を有する吸水剤の製造方法であって、該界面活性剤添加工程は、吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30〜150重量部相当量(吸水性樹脂に対して30〜150質量ppm)の前記界面活性剤が含まれる分散液を添加する工程であり、かつ、該界面活性剤添加工程は、乾燥工程よりも後工程であり、更に、前記乾燥工程の後に水溶性多価金属塩添加工程を有する場合には、該界面活性剤添加工程は該水溶性多価金属塩添加工程よりも後工程であることを特徴としている。
【0308】
前記製造方法は、前記乾燥工程後に表面架橋剤添加工程を行う場合には、前記界面活性剤添加工程は該表面架橋剤添加工程と同時、又は該表面架橋剤添加工程よりも後工程であることがより好ましい。
【0309】
また、前記製造方法は、前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、から選ばれる1種以上の化合物であることがより好ましい吸水剤の製造方法である。更に、本発明は、前記界面活性剤が、グリセリン脂肪酸エステルであることがより好ましい。
【0310】
また、前記製造方法は、前記界面活性剤添加工程において、吸水性樹脂100重量部に対して0.5重量部以上、3.0重量部以下の水を含む界面活性剤の分散液を添加することがより好ましい。
【0311】
また、前記製造方法は、前記界面活性剤の分散液が、40℃以上に加熱した状態において1000rpm以上の回転数又は2.5m/s以上の(攪拌子/攪拌羽根の)翼先端周速度で1分間以上攪拌した分散液、及び/又は、水溶性分散剤を併用して得られる分散液であることがより好ましい。更に、前記製造方法は、前記水溶性分散剤が、HLBが10より大きいノニオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、又は水溶性高分子であることがより好ましい。
【0312】
また、前記製造方法は、前記界面活性剤添加工程後に、含水率が6重量%以下になるような乾燥工程(添加後乾燥工程)を有すると、本発明の効果を十分に発揮することができる。尚、該添加後乾燥工程は、意図的な加熱や送風操作を行うことに限定されず、自然蒸発による含水量の減少を含めた乾燥操作を含むものである。そして、前記製造方法は、吸水剤の吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上の吸水剤の製造方法に適している。
【0313】
本発明に係る吸水剤は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、ハウスナー比が1.18未満かつ吸水速度(FSR)が0.25[g/g/s]以上であることを特徴としている。
【0314】
本発明に係る吸水剤は、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂を主成分とする吸水剤であって、吸水剤の含水率が3.0質量%〜6.0質量%又はさらに通液性向上剤を含み、HLBが10以下の界面活性剤を吸水性樹脂固形分1000000重量部に対して30重量部〜150重量部(吸水性樹脂に対して30〜150質量ppm)含むことを特徴としている。
【0315】
前記吸水剤は、嵩比重が0.61g/ml〜0.80g/mlである優れた吸水剤である。また、前記吸水剤は、通液性向上剤を更に含むことがより好ましい。また、前記吸水剤は、耐衝撃試験後の150μm未満の粒子割合が0質量%〜4.6質量%であるという優れた性能を有している。
【産業上の利用可能性】
【0316】
本発明に係る吸水剤及びその製造方法は、紙オムツ、生理用ナプキン等の吸収物品、さらには、農園芸用保水剤、工業用止水材等の、主に使い捨て用途に好適である。