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特開2024-122935吸水性樹脂組成物、およびその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024122935
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】吸水性樹脂組成物、およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   B01J 20/26 20060101AFI20240902BHJP
   B01J 20/28 20060101ALI20240902BHJP
   C08L 33/02 20060101ALI20240902BHJP
   C08L 101/12 20060101ALI20240902BHJP
【FI】
B01J20/26 D
B01J20/28 Z
C08L33/02
C08L101/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024028700
(22)【出願日】2024-02-28
(31)【優先権主張番号】P 2023030500
(32)【優先日】2023-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(72)【発明者】
【氏名】▲頼▼元 貞巖
(72)【発明者】
【氏名】秋岡 一平
(72)【発明者】
【氏名】阪本 繁
(72)【発明者】
【氏名】鳥井 一司
【テーマコード(参考)】
4G066
4J002
【Fターム(参考)】
4G066AC01B
4G066AC12B
4G066AC17B
4G066AC22B
4G066AC33B
4G066AC35B
4G066BA09
4G066BA20
4G066BA36
4G066BA38
4G066CA43
4G066DA07
4G066FA37
4J002AB002
4J002BE022
4J002BG011
4J002BG132
4J002BJ002
4J002CH022
4J002GC00
(57)【要約】
【課題】従来使い捨て衛生材料でよく使用されているポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂とは異なる吸水性樹脂を用いているにもかかわらず、加圧下の吸水倍率の高い吸水性樹脂組成物を提供することである。
【解決手段】吸水性樹脂組成物であって、2種類の粉末状の吸水性樹脂を含み、一方の粉末状の吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満であり、他方の粉末状の吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上であり、吸水性樹脂Bの重量割合は、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの合計重量に対して0.1~50重量%である、吸水性樹脂組成物、である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸水性樹脂組成物であって、2種類の粉末状の吸水性樹脂を含み、一方の粉末状の吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満であり、他方の粉末状の吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上であり、吸水性樹脂Bの重量割合は、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの合計重量に対して0.1~50重量%である、吸水性樹脂組成物。
【請求項2】
前記吸水性樹脂組成物のCRC+AAPが25g/g以上である、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項3】
前記吸水性樹脂組成物のCRC+AAPが54g/g以上である、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項4】
前記吸水性樹脂組成物の重量平均粒子径(D50)が250μm以上であり、かつ、粒子径150μm未満の粒子の割合が20重量%以下である、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項5】
前記吸水性樹脂組成物のB.R.が30重量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項6】
前記吸水性樹脂Aがポリアクリル酸塩系吸水性樹脂であり、前記吸水性樹脂Bが、ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルピロリドン架橋体、ポリエチレンオキシド架橋体、ポリアクリルアミド架橋体、多糖類の架橋体、のいずれか1つ以上を含む、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項7】
前記吸水性樹脂AのCRC+AAPが35g/g以上80g/g以下であり、前記吸水性樹脂BのCRC+AAPが10g/g以上30g/g以下である、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項8】
前記吸水性樹脂Bの水可溶分が50重量%以下である、請求項1に記載の吸水性樹脂組成物。
【請求項9】
吸水性樹脂組成物の製造方法であって、2種類の粉末状の吸水性樹脂を混合する工程を含み、一方の粉末状の吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満であり、他方の粉末状の吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上であり、吸水性樹脂Bの重量割合は、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの合計重量に対して0.1~50重量%である、吸水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項10】
前記吸水性樹脂Aがポリアクリル酸塩系吸水性樹脂であり、前記吸水性樹脂Bが、ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルピロリドン架橋体、ポリエチレンオキシド架橋体、ポリアクリルアミド架橋体、多糖類の架橋体、のいずれか1つ以上を含む、請求項9に記載の吸水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項11】
前記吸水性樹脂AのCRC+AAPが35g/g以上80g/g以下であり、前記吸水性樹脂BのCRC+AAPが10g/g以上30g/g以下である、請求項9に記載の吸水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項12】
前記吸水性樹脂BのGBPが50×10-9cm未満である、請求項9に記載の吸水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項13】
前記吸水性樹脂Bの水可溶分が50重量%以下である、請求項9に記載の吸水性樹脂組成物の製造方法。
【請求項14】
前記吸水性樹脂Aの粒子径150μm未満の粒子の割合が10重量%以下であり、前記吸水性樹脂Bの粒子径850~150μmの粒子の割合が60重量%以上、粒子径150μm未満の粒子の割合が25重量%以下である、請求項9に記載の吸水性樹脂組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸水性樹脂組成物に関する。具体的には、2種類の吸水性樹脂を含む、加圧下の吸水倍率が優れる吸水性樹脂組成物、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
吸水性樹脂は水を多量に吸収できるポリマーとして、紙おむつ等の使い捨ての衛生材料に用いられることが知られている。吸水性樹脂の材料としては、アクリル酸またはその塩を重合して得られるポリアクリル酸またはその塩が一般的に用いられている(非特許文献1)。
【0003】
使い捨ての衛生材料に用いる吸水性樹脂に求められる性能として、無加圧下の吸水倍率だけでなく、加圧下の吸水倍率が知られている。近年、衛生材料を薄型化するために、吸収体中の、吸水性樹脂の割合が高く、パルプ等の嵩高い材料の割合が低い、衛生材料が開発されている。このような薄型の衛生材料が高い吸水性能を発揮するために、ますます加圧下の吸水倍率が高い吸水性樹脂の需要が高まっている。
【0004】
近年、資源保護、環境保護の観点から、使い捨ての衛生材料に用いる吸水性樹脂として、生分解性を有する吸水性樹脂や、再生可能原料を用いた吸水性樹脂が求められている。しかし、アクリル酸のようなエチレン性不飽和単量体の重合体は生分解性に乏しく、しかも依然として石油等の化石原料に依存している。一方、特許文献1には、天然高分子を原料とする吸水性樹脂が開示されている。特許文献2、3には、ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂と多糖類の複合物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表2012-509947
【特許文献2】特表平8-510487
【特許文献3】特表平8-509511
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Modern Superabsorbent Polymer Technology (1998年発行 Fredric l. Buchholz、Andrew T. Graham著 発行元:WILEYーVCH)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述のように、再生可能原料の使用や生分解性等、従来使い捨て衛生材料でよく使用されているポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂にはない価値を持たせるために、様々な吸水性樹脂が開発されていたが、使い捨て衛生材料で求められる性能を満たすのは、困難があった。特に生分解性を有する吸水性樹脂や、再生可能原料を用いた吸水性樹脂に置き換えようとすると、加圧下の吸水倍率が低下してしまうことが問題である。本発明が解決しようとする課題は、従来使い捨て衛生材料でよく使用されているポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂とは異なる吸水性樹脂、特に生分解性を有する吸水性樹脂や、再生可能原料を用いた吸水性樹脂を用いているにもかかわらず、加圧下の吸水倍率の低下を抑制する技術、具体的には、加圧下の吸水倍率の高い吸水性樹脂組成物およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明(1)は、吸水性樹脂組成物であって、2種類の粉末状の吸水性樹脂を含み、一方の粉末状の吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満であり、他方の粉末状の吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上であり、吸水性樹脂Bの重量割合は、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの合計重量に対して0.1~50重量%である、吸水性樹脂組成物、である。
【0009】
また、本発明(2)は、吸水性樹脂組成物の製造方法であって、2種類の粉末状の吸水性樹脂を混合する工程を含み、一方の粉末状の吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満であり、他方の粉末状の吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上であり、吸水性樹脂Bの重量割合は、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの合計重量に対して0.1~50重量%である、吸水性樹脂組成物の製造方法、である。
【発明の効果】
【0010】
従来使い捨て衛生材料でよく使用されているポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂とは異なる吸水性樹脂、特に生分解性を有する吸水性樹脂や、再生可能原料を用いた吸水性樹脂を用いているにもかかわらず、加圧下の吸水倍率の低下を抑制する技術、および、加圧下の吸水倍率の高い吸水性樹脂組成物、およびその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔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以上である高分子ゲル化剤を指す。
【0012】
[1-2.「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。
【0013】
(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」と称する場合もある)を意味する。
【0014】
具体的には、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重量%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。
【0015】
なお、本明細書において、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に代えて5重量%塩化カルシウム水溶液を用いて測定する場合があり、以下、「Ca-CRC」と称する。
【0016】
(b)「AAP」(ERT442.2-02)
「AAP」は、Absorption 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。
【0017】
具体的には、吸水性樹脂0.9gを大過剰の0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に対して、1時間、2.06kPa(21g/cm、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。
【0018】
また、ERT442.2-02には、Absorption Under Pressureと表記されているが、実質的に同一内容である。
【0019】
(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。
【0020】
なお、本明細書における重量平均粒子径(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。
【0021】
(d)「Moisture Content」(ERT430.2-02)
「Moisture Content」は、吸水性樹脂の含水率を意味する。
【0022】
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;重量%)のことをいう。なお、本明細書においては、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。
【0023】
[1-3.水可溶分]
「水可溶分」は、吸水性樹脂を大過剰の0.9重量%塩化ナトリウム水溶液中で膨潤させたとき水溶液中に溶出する非揮発成分の量を意味する。本発明の水可溶分の測定方法は、以下の通りである。
【0024】
500mLビーカーに0.9重量%塩化ナトリウム水溶液500gを入れ、攪拌子(8mmφ×30mmのリング無し)をビーカーに入れ、600pmで回転するように調整する。吸水性樹脂2.000gを上記ビーカーに入れ、25℃で3時間攪拌した後、ろ紙(ADVANTEC、No.2)を用いてろ過する。得られたろ液を、事前に140℃で恒量した100mLビーカーに80g量り取り、140℃の熱風乾燥機で16時間乾燥させ、ろ液固形分の重量Wa(g)を測定する。吸水性樹脂を用いずに上記操作を同様に行い、ろ液固形分の重量Wb(g)を測定し、以下の式により水可溶分を算出する。
水可溶分(重量%)=[((Wa-Wb)/80)×500/2]×100
[1-4.ISAR(Ionic Strength Absorbing Ratio)]
「ISAR」は、ポリマーの吸水性を発現させる官能基の性質の評価に用いる指標であり、下記式で定義される。
ISAR=[Ca-CRC(g/g)]÷[CRC(g/g)]
例えば、ポリマーの吸水性を発現させる官能基がカルボキシル基である場合、Ca-CRCが低くなりやすく、ISARは0に近い値となる。一方例えば、ポリマーの吸水性を発現させる官能基がアルコール基、エーテル基、または、エステル基である場合は、Ca-CRCがCRCと同程度の値を示す傾向があり、ISARは1に近い値となる。
【0025】
[1-5.吸湿ブロッキング率]
「吸湿ブロッキング率」(「B.R.」と記載する場合もある)は、吸水性樹脂が空気中の湿分を吸収したときのケーキング性の指標であり、欧州特許公開第3437732号の段落[0280](i) Moisture absorption fluidity (moisture absorption blocking ratio) (B. R.; Blocking Ratio)に記載の方法で測定される。
【0026】
[1-6.GBP]
「GBP」は、吸水性樹脂でゲル層を形成したときの、ゲル層の通液性の指標であり、国際特許公開第2004/096304号の「Gel Bed Permeablity」に記載の方法で測定される。ただし、本明細書においては、サンプルを300~600μmに調整せず、そのままの粒度のサンプルを用いた。
【0027】
[1-7.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。
【0028】
本明細書において、特記しない限り、「ppm」は、「重量ppm」を意味する。
【0029】
本明細書においては、体積の単位「リットル」を「l」又は「L」と表記する場合がある。
【0030】
本明細書においては、「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。
【0031】
本明細書において、「~酸(塩)」は「~酸及び/又はその塩」を意味する。「(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。「ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂」は、アクリル酸(塩)に由来する単量体ユニットを主成分として含む吸水性樹脂を意味する。具体的には全単量体ユニットのうちアクリル酸(塩)を50~100モル%、好ましくは70~100モル%、より好ましくは90~100モル%、特に好ましくは実質100モル%を含む吸水性樹脂をいう。
【0032】
〔2.吸水性樹脂組成物〕
(2-1)組成
本発明における吸水性樹脂組成物は、2種類の粉末状の吸水性樹脂を含み、一方の粉末状の吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満であり、他方の粉末状の吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上である。吸水性樹脂BのISARの上限は通常1、つまり1以下である。
【0033】
吸水性樹脂Bの重量割合は、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの合計重量に対して0.1~50重量%であり、好ましくは1~50重量%、より好ましくは1~40重量%、さらに好ましくは5~40重量%、特に好ましくは5~30重量%、最も好ましくは10~30重量%である。未知の吸水性樹脂組成物の場合、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bに分離することで、吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの比率を求めることができる。分離方法は特に限定されないが、例えば、塩化カルシウム水溶液、あるいは、親水性有機溶媒と水の混合溶媒に吸水性樹脂組成物を投入して、膨潤性の違いを利用して分離する方法を用いることができる。
【0034】
なお、本発明における吸水性樹脂組成物は任意成分として10重量%以下、好ましくは5重量%以下の添加剤を含んでいてもよい。該添加剤として、具体的には、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、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。
【0035】
(多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー)
本発明において、吸水性樹脂組成物の吸水速度、通液性、吸湿流動性等の向上の観点から、多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマーを含有することが好ましい。
【0036】
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含有量が、本発明に適用される。
【0037】
(キレート剤)
本発明において、吸水性樹脂組成物の色調(着色防止)、劣化防止等の観点から、キレート剤を含有することが好ましい。
【0038】
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含有量が、本発明に適用される。
【0039】
(無機還元剤)
本発明において、吸水性樹脂組成物の色調(着色防止)、劣化防止、残存モノマー低減等の観点から、無機還元剤を含有することが好ましい。
【0040】
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含有量が、本発明に適用される。
【0041】
(α-ヒドロキシカルボン酸化合物)
本発明において、吸水性樹脂組成物の色調(着色防止)等の観点から、α-ヒドロキシカルボン酸を含有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。
【0042】
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含有量が、本発明に適用される。
【0043】
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。
(抗菌剤)
本発明において、吸水性樹脂組成物の抗菌性の向上の観点から、抗菌剤を含有することが好ましい。抗菌剤としては、第4級アンモニウム塩化合物、ホスホニウム塩化合物、ゼオライト化合物等が望ましい。
【0044】
第4級アンモニウムとしては、次の第4級アンモニウム基をカチオンとし、下記の有機酸あるいは無機酸のアニオンを対アニオンとする化合物が挙げられる。好ましくは有機酸のアニオンを対アニオンとする第4級アンモニウム塩化合物である。
【0045】
第4級アンモニウム基としては、ヘキシルトリメチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクチルジメチルエチルアンモニウム、デシルジメチルエチルアンモニウム、ラウリルジメチルエチルアンモニウム、ジヘキシルジメチルアンモニウム、ジオクチルジメチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウム、ジドデシルジメチルアンモニウム、ジラウリルジメチルアンモニウムなどの第4級アンモニウム基が挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数が8~20のアルキル基を少なくとも1個有する第4級アンモニウム基であり、さらに好ましくは炭素数が8~12のアルキル基を少なくとも1個有する第4級アンモニウム基であり、とくに好ましくは炭素数が8~12のアルキル基を分子内に2個有する第4級アンモニウム基(ジオクチルジメチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウムなど)である。
【0046】
有機酸としては、例えば、カルボン酸、スルホン酸、有機燐酸等が挙げられる。カルボン酸:炭素数が1~30のモノカルボン酸である飽和モノカルボン酸(酢酸、プロピオン酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等)、不飽和モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸等)、脂肪族オキシカルボン酸(グリコール酸、乳酸、グルコン酸等)、脂肪族ポリカルボン酸(シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等)、芳香族カルボン酸(フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)等;スルホン酸:炭素数が1~30の脂肪族スルホン酸(メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ラウルルスルホン酸等)、芳香族スルホン酸(p-トルエンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸等)等;有機燐酸:炭素数が1~30の脂肪族アルキル燐酸、炭素数が1~30の脂肪族アルキルホスフィン酸、炭素数が1~30の脂肪族アルキルホスホン酸等;等が挙げられる。無機酸としてはフッ化水素酸、塩酸、ブロム酸、ヨード酸、硫酸、硝酸、燐酸、炭酸、硼酸等が挙げられる。無機酸のうち好ましいものは塩酸、硫酸、燐酸、炭酸、硼酸である。好ましくは有機酸である。有機酸のうち好ましいものは、カルボン酸であり、さらに好ましいものはモノカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族ポリカルボン酸、アミノ(ポリ)カルボン酸であり、特に好ましくはグルコン酸、アジピン酸である。
【0047】
(2-2)吸水性樹脂A
本件発明に用いられる吸水性樹脂Aは、ISARが0以上0.3未満である。本発明における吸水性樹脂Aは、水や低塩濃度の水溶液、例えば人尿などの吸収に優れるアニオン性合成吸水性樹脂が好ましい。本発明における吸水性樹脂Aの単量体として、例えば、カルボン酸系単量体;(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、及び/又は、その塩が例示され、その中から1種または2種以上が使用される。本発明における吸水性樹脂Aは、好ましくはカルボン酸系単量体、より好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)、さらに好ましくは、アクリル酸(塩)である。すなわち、吸水性樹脂Aとしてポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂が好ましい。
【0048】
本発明における吸水性樹脂Aは、全単量体ユニット(ただし架橋剤は除く)のうち、50モル%以下のノニオン性単量体を含んでいてもよい。例えば、ヒドロキシル系単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルフォスフェート、ポリエチレングリコール系単量体;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モノ(メタ)アクリレート、アミド系単量体;(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(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、アミノ系単量体;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、等が挙げられる。
【0049】
(2-3)吸水性樹脂B
本件発明に用いられる吸水性樹脂Bは、ISARが0.3以上、通常1以下である。具体的には、(2-2)吸水性樹脂Aに記載されたノニオン性単量体の架橋重合体、特にポリアクリルアミド架橋体、ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルピロリドン架橋体、ポリエチレンオキシド架橋体等のノニオン性ポリマー架橋体、及び、多糖類等の天然高分子の架橋体が該当する。また、本発明における吸水性樹脂Bは、生分解性を有するか、または、主原料が天然高分子であることが好ましい。例えば、デンプン、アミロペクチン、アミロース、セルロース、ガラクトマンナン、グルコマンナン、キサンタンガム、カラギーナン、キチン、キトサン、ペクチン等の天然高分子を架橋したものが例示され、その中から1種または2種以上が使用される。中でも再生可能原料である天然高分子を架橋したものが好ましく、資源が豊富で、食料向けとは競合しないセルロース、キチン、キトサン、ペクチンを架橋したものがより好ましい。なお、カルボキシメチルセルロースは前記セルロースの一種と考えることができるが、カルボキシメチル化を行いすぎると、ISARが0.3未満になる恐れがある。また、そのような場合はクロロ酢酸を大量に用いることになり、残留塩化物が問題になる場合がある。ペクチンは本発明において適度なカルボキシル基を有する天然高分子であり、吸水性を発揮しやすく、ISARを0.3以上に制御しやすく、カルボキシメチル化のような処理も不要であり好ましい。ペクチンを架橋した吸水性樹脂のISARは、0.50~0.95が好ましく、0.60~0.90が好ましく、0.70~0.80が特に好ましい。ペクチンは植物の葉、茎、果実等から抽出できる。前記の天然高分子を廃棄物(例えば果実の茎、皮)から取得すると廃棄物の削減になり好ましい。
【0050】
(2-4)CRC、Ca-CRC
本発明の吸水性樹脂組成物および吸水性樹脂AのCRCは、好ましくは10g/g以上、より好ましくは20g/g以上である。上限値については特に限定されず高値ほど好ましいが、他の物性とのバランスの観点から、好ましくは60g/g以下、より好ましくは50g/g以下、更に好ましくは45g/g以下である。
【0051】
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60g/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。
【0052】
本発明に用いられる吸水性樹脂BのCRCは、好ましくは8g/g以上、より好ましくは10g/g以上である。上限値については特に限定されず高値ほど好ましいが、他の物性とのバランスの観点から、好ましくは40g/g以下、より好ましくは30g/g以下、更に好ましくは20g/g以下である。
【0053】
本発明に用いられる吸水性樹脂AのCa-CRCは、好ましくは3g/g以下である。
【0054】
本発明に用いられる吸水性樹脂BのCa-CRCは、好ましくは3g/g以上、より好ましくは5g/g以上である。上限値については特に限定されず高値ほど好ましいが、他の物性とのバランスの観点から、好ましくは40g/g以下、より好ましくは30g/g以下、更に好ましくは20g/g以下である。本発明の吸水性樹脂組成物のCa-CRCは、好ましくは1~20g/g、より好ましくは1~15g/gである。
【0055】
(2-5)AAP
本発明の吸水性樹脂組成物および吸水性樹脂AのAAPは、好ましくは8g/g以上、より好ましくは10g/g以上、更に好ましくは15g/g以上、特に好ましくは20g/g以上、最も好ましくは25g/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。
【0056】
吸水性樹脂組成物のAAPが8g/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。また、吸水性樹脂AのAAPが上記範囲であることにより、吸水性樹脂組成物のAAPを上記範囲に制御しやすくなること、本発明の、吸水性樹脂組成物のAAPの低下を防ぐ効果が顕著に発揮されること、という効果を奏する。なお、AAPは、粒度や表面架橋剤等で制御することができる。
【0057】
本発明に用いられる吸水性樹脂BのAAPは、好ましくは2~15g/g、より好ましくは2~8g/gである。
【0058】
(2-6)CRC+AAP
吸水性樹脂は、CRCが高くなるとAAPと相反する場合がある。従って高いCRCを求められる場合、CRC+AAPを制御するのが適切な場合がある。本発明の吸水性樹脂組成物のCRC+AAPは、25g/g以上、25~80g/g、30~75g/g、35~70g/g、40~70g/g、45~70g/g、50~70g/g、54~70g/g、56~70g/g、58~70g/gの順に好ましい。また、吸水性樹脂AのCRC+AAPは、好ましくは35g/g以上、より好ましくは35~80g/g、さらに好ましくは40~75g/g、特に好ましくは、45~70g/gである。さらに、吸水性樹脂BのCRC+AAPは、好ましくは、10~30g/gである。
【0059】
(2-7)水可溶分
本発明の吸水性樹脂組成物、吸水性樹脂A、および吸水性樹脂Bとしては、水可溶分が50重量%以下であり、好ましくは40重量%以下であり、より好ましくは35重量%以下である。水可溶分を40重量%以下とすることで、AAPを高めやすい。
【0060】
(2-8)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))
本発明の吸水性樹脂組成物の粒度は、重量平均粒子径(D50)として、好ましくは200μm以上、より好ましくは250μm以上、更に好ましくは300μm以上である。また、粒子径150μm未満の粒子の割合は、好ましくは25重量%以下、より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは15重量%以下であり、粒子径2000μm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、更に好ましくは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。更に、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、好ましくは0.20~0.80、より好ましくは0.25~0.40である。
【0061】
本発明に用いられる吸水性樹脂Aの粒度は、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、更に好ましくは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、更に好ましくは1重量%以下であり、粒子径2000μm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、更に好ましくは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。更に、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、好ましくは0.20~0.80、より好ましくは0.25~0.40、である。
【0062】
粒度を制御することにより、AAPを高めやすい。
【0063】
本発明に用いられる吸水性樹脂Bの粒度は、好ましくは、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、更に好ましくは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25重量%以下、より好ましくは20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25重量%以下、より好ましくは20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。粒子径850~150μmの粒子の割合は、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上である。
【0064】
(2-9)吸湿ブロッキング率(B.R.)
本発明の吸水性樹脂組成物の吸湿ブロッキング率(B.R.)としては、好ましくは30重量%以下、より好ましくは10重量%以下である。吸水性樹脂の粒子表面に水不溶性無機微粒子や金属石鹸等の有機粉末を存在させることにより、吸湿ブロッキング率を制御できる。
【0065】
(2-10)GBP
本発明に用いられる吸水性樹脂BのGBPとしては、好ましくは50×10-9cm未満(5ダルシー未満)、より好ましくは10×10-9cm以下(1ダルシー以下)である。この範囲であることにより、吸水性樹脂Bは適切な膨潤性、止水性を有していると言える。また、GBPがこの範囲にある吸水性樹脂Bを用いることにより、吸水性樹脂組成物におけるAAPの低下を防ぎ、高いCRC+AAPになることが期待できる。
【0066】
〔3.吸水性樹脂Aの製造方法〕
本項では、以下に、本発明に用いられる吸水性樹脂Aを製造する好適な方法を開示する。
【0067】
(3-1)単量体水溶液の調製工程
本工程は、単量体を含む水溶液(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。
【0068】
(単量体)
本工程において、上記「(2-2)吸水性樹脂A」に記載の単量体が使用できる。
【0069】
(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。
【0070】
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、得られる吸水性樹脂の物性の観点から、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。
【0071】
(中和)
本発明における中和として、単量体に対する中和(重合前)又は単量体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。
【0072】
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。
【0073】
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%、更に好ましくは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。
【0074】
上記中和率は、後中和の場合でも同様である。また、最終製品としての吸水性樹脂の中和率についても、上記中和率が適用される。
【0075】
(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。
【0076】
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、更に好ましくは(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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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た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。
【0080】
(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。
【0081】
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5重量%以下(下限は0重量%)で添加したり、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重量%以下、より好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.5重量%以下(下限は0重量%)で添加したりすることができる。
【0082】
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。
【0083】
なお、前記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(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。これらの重合体も吸水性樹脂Aの範疇である。
【0084】
(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重量%、より好ましくは20~75重量%、更に好ましくは30~70重量%である。
【0085】
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。
【0086】
なお、上記「単量体成分の濃度」とは、下記式で求められる値であり、単量体水溶液の重量には、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重量は含めない。
(単量体成分の濃度(重量%))=(単量体成分の重量)/(単量体水溶液の重量)×100
(3-2)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。
【0087】
(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、重合開始剤の取扱性や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、更に好ましくは過硫酸塩が使用される。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
(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、更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。
【0091】
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。
【0092】
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、更に好ましくは40℃以上、特に好ましくは50℃以上(上限は沸点)の温度で重合を開始する形態をいい、「高濃度重合」とは、単量体濃度を好ましくは30重量%以上、より好ましくは35重量%以上、更に好ましくは40重量%以上、特に好ましくは45重量%以上(上限は飽和濃度)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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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固形分上昇度は下記式により定義される。なお、該固形分濃度の上昇度としては、好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上である。
(固形分上昇度(重量%))=(重合後の含水ゲルの固形分濃度(重量%))-(単量体水溶液の固形分濃度(重量%))
ただし、単量体水溶液の固形分濃度とは下記式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(重量%))=((単量体成分+グラフト成分+吸水性樹脂+その他固形物)の重量)/(重合系内の成分の重量)×100
(3-3)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。
【0096】
上記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。
【0097】
(3-4)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時間加熱した際の重量変化)から求められ、好ましくは80重量%以上、より好ましくは85~99重量%、更に好ましくは90~98重量%、特に好ましくは92~97重量%である。
【0098】
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。
【0099】
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重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。
【0100】
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や水可溶分、色調を所望する範囲とすることができる。
【0101】
(3-5)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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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、更に好ましくは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、更に好ましくは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、更に好ましくは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。更に、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は、好ましくは0.20~0.80、より好ましくは0.25~0.40である。
【0105】
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、最終製品としての吸水性樹脂組成物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。
【0106】
(3-6)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十μmの部分)に、更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。
【0107】
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。
【0108】
(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扱性の観点から、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。
【0109】
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重量部に対して、好ましくは0.01~10重量部、より好ましくは0.01~5重量部である。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重量部に対して、好ましくは0.1~20重量部、より好ましくは0.5~10重量部である。更に必要に応じて、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重量部に対して、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。
【0110】
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重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。
【0111】
(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成しておき、該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。
【0112】
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。
【0113】
(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。
【0114】
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。
【0115】
(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置される任意の工程である。
【0116】
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。
【0117】
(3-7)再加湿工程
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、下記の多価金属塩化合物、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。
【0118】
なお、上記添加剤は水溶液又はスラリー液で添加されるため、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。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。
【0119】
(多価金属塩及び/又はカチオン性ポリマー)
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。
【0120】
(キレート剤)
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。
【0121】
(無機還元剤)
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。
【0122】
(α-ヒドロキシカルボン酸化合物)
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。
【0123】
(3-8)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。
【0124】
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重量部に対して、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。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。
【0125】
(3-9)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種以上の工程を更に含んでもよい。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添加する工程を含む。
【0126】
〔4.吸水性樹脂Bの製造方法〕
吸水性樹脂Bの製造方法は、「(2-3)吸水性樹脂B」に記載されたそれぞれのポリマーについて公知の方法が採用できる。
例えば、ノニオン性単量体の架橋重合体について、
ポリアクリルアミド架橋体;特開2012-219173
ポリビニルアルコール架橋体;特開2018-145328
ポリビニルピロリドン架橋体;WO2018/008760
ポリエチレンオキシド架橋体;特開平6-316623
天然高分子の架橋体について、
デンプン;特開2020-169283
セルロース;特開2012-12462、特開2008-247975
ガラクトマンナン;特開2004-346113
グルコマンナン;特開昭62-236839
キサンタンガム;特開2012-139161
カラギーナン;特開2004-339377
ペクチン;特開2004-339377
キチン;特開2012-12462
キトサン;特開平7-96181
を参照できる。
【0127】
〔4.吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの混合〕
本工程は、粉末状の吸水性樹脂Aと粉末状の吸水性樹脂Bを混合する工程である。吸水性樹脂Aと吸水性樹脂Bの比率は、「(2-1)組成」に記載した通りである。また、本工程で「(2-1)組成」に記載された添加剤を添加してもよい。なお、吸水性樹脂Aおよび吸水性樹脂Bの製造において添加された添加剤と本工程で添加された添加剤の合計が吸水性樹脂組成物に対して10重量%以下である。
【0128】
混合方法は、粉末同士が混合できれば特に限定されず、公知の粉体混合方法が採用できる。混合装置としては、特に限定されないが、好ましくはナウターミキサー、リボコーン、ニーダー、ペイントシェーカーが挙げられる。混合時の条件としては、特に限定されないが、吸湿性の粉体を取り扱う都合上、相対湿度50%以下であることが好ましい。
【0129】
〔5.本発明の吸水性樹脂組成物の用途〕
本発明の吸水性樹脂組成物の用途は、衛生用品の吸収体、農園芸用の保水剤、廃液固化剤や、工業用の止水材や、災害用トイレ携帯トイレなどの液吸収材料、土壌改良剤、泥土固化剤、鉄鉱石スラリーの取り扱い改善剤、携帯用カイロ等特に限定されないが、好ましくは紙オムツ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生用品の吸収体用途が挙げられる。特に、高濃度紙オムツ(紙オムツ1枚あたりの吸水性樹脂の使用量が多いもの)の吸収体として使用することができる。更に、上記吸収体の上層部に使用される場合に、顕著な効果が期待できる。
【0130】
また、上記吸収体として、吸水性樹脂以外にパルプ繊維等の吸収性材料を使用することもできる。この場合、吸収体中の吸水性樹脂の含有量(コア濃度)としては、好ましくは30~100重量%、より好ましくは40~100重量%、更に好ましくは50~100重量%、更により好ましくは60~100重量%、特に好ましくは70~100重量%、最も好ましくは75~95重量%である。
【実施例0131】
以下の実施例・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実施例も、本発明の範囲に含まれるものとする。
【0132】
なお、実施例及び比較例で使用する電気機器(吸水性樹脂の物性測定も含む)は、特に注釈のない限り、200V又は100Vの電源を使用した。また、本発明の吸水性樹脂の諸物性は、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。
【0133】
また、「リットル」を「l」又は「L」、「重量%」を「wt%」と便宜上、表記する場合がある。更に微量成分の測定において、検出限界以下を「N.D」(Non Detected)と表記する。
【0134】
[吸水性樹脂の物性測定]
(a)CRC(無加圧下吸水倍率)
本発明の吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂のCRC(無加圧下吸水倍率)を、EDANA法(ERT441.2-02)に準拠して測定した。
【0135】
また、CRCにおいて、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に代えて5重量%塩化カルシウム水溶液を用いて測定することによりCa-CRCを測定した。
【0136】
(b)AAP(加圧下吸水倍率)
本発明の吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂のAAP(加圧下吸水倍率)を、EDANA法(ERT442.2-02)に準拠して測定した。
【0137】
(c)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))
本発明の吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂の粒度(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、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。
【0138】
(d)含水率、樹脂固形分
本発明の吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂の含水率を、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。
【0139】
なお、樹脂固形分(重量%)は、(100-含水率)(重量%)で規定した。
【0140】
(e)水可溶分
[1-3.水可溶分]で規定する測定方法により測定した。
【0141】
(f)B.R.
本発明の吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂のB.R.は、欧州特許公開第3437732号の段落[0280](i) Moisture absorption fluidity (moisture absorption blocking ratio) (B. R.; Blocking Ratio)に記載の方法で測定した。
【0142】
(g)GBP
本発明の吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂のGBPは、国際特許公開第2004/096304号の「Gel Bed Permeablity」に準拠して測定した。ただし、サンプルを300~600μmに調整せず、そのままの粒度のサンプルを用いた。
【0143】
[吸水性樹脂組成物のAAP予測値計算方法]
なお、吸水性樹脂AをX重量%、吸水性樹脂BをY重量%の割合で混合して得られる吸水性樹脂組成物のAAP予測値は、下記の式から計算できる。ただし、下記の式においてX+Y=100である。
(吸水性樹脂組成物のAAP予測値(g/g))=(吸水性樹脂AのAAP(g/g))×X÷100+(吸水性樹脂BのAAP(g/g))×Y÷100
[実施例・比較例に用いた吸水性樹脂]
次の方法で調製した吸水性樹脂A(A1、A2、A3)、及び、吸水性樹脂B(B1、B2、B3、B4)を、実施例・比較例に用いた。
【0144】
[吸水性樹脂A(ISARが0以上0.3未満):A1、A2、A3]
吸水性樹脂A1;
下記特許文献4の実施例12の製法で調製したポリアクリル酸塩系吸水性樹脂。
【0145】
吸水性樹脂A2;
下記特許文献5の実施例13の製法で調製したポリアクリル酸塩系吸水性樹脂。
【0146】
吸水性樹脂A3;
下記特許文献6の実施例6の製法で調製したポリアクリル酸塩系吸水性樹脂。
【0147】
特許文献4 特開2001-234087
特許文献5 WO15/053372
特許文献6 特開2001-098170
[吸水性樹脂B(ISARが0.3以上):B1、B2、B3、B4]
吸水性樹脂B1;
下記特許文献7の実施例1-1の製法で調製したポリビニルピロリドン架橋体。
【0148】
吸水性樹脂B2;
イーエフポリマー株式会社製のイーエフポリマー。
【0149】
吸水性樹脂B3;
次に記す製法で調製したポリアクリルアミド架橋体。
【0150】
(反応液調製)
アクリルアミド40質量%水溶液355.4質量部、及び脱イオン水33.5質量部を混合した液にメチレンビスアクリルアミド1.5質量%水溶液30.3質量部を溶解し、反応液とした。
【0151】
(重合)
次にこの反応液を窒素ガス(10L/min)で30分バブリングを行い、脱気した。次いで、シグマ型羽根を2本有するジャケット付きステンレス性双腕型ニーダーに、上記反応液を供給し、20℃に保ちながら系内を窒素ガス置換した。続いて反応器を攪拌しながら、過硫酸ナトリウム25質量%水溶液2.8質量部及びL-アスコルビン酸2質量%水溶液3.5質量部を添加したところ、約1分後に重合が開始した。重合中の最高温度は95℃で、重合ピーク温度到達後もジャケット温度60℃で20分攪拌を続け、一旦攪拌を停止し、5質量%亜硫酸水素ナトリウム水溶液30.4質量部を加え、ジャケット温度60℃で更に10分間混合した後、含水ゲル状重合体を取り出した。
【0152】
(乾燥)
前記含水ゲル状重合体を50メッシュ(目開300μm)の金網上に広げ、160℃で130分間乾燥し、含水率4%の乾燥重合体を得た。
【0153】
(粉砕、分級)
前記乾燥重合体をハンマー型粉砕機で粉砕処理を行い、金属性の篩(篩目:20メッシュ)で分級し、20メッシュパス分級品(平均粒径350μm)を得た。続いて、該20メッシュパス分級品に対し、ミル型粉砕機で微粉砕処理を行い、500μmの篩を通過し300μmの篩上に残るものに分級し、吸水性樹脂B3を得た。
【0154】
吸水性樹脂B4;
下記特許文献8の実施例1の製法で調製したカルボキシメチルセルロース架橋体。
【0155】
特許文献7 WO2018/008760
特許文献8 特開2008-247975
[実施例・比較例に用いた吸水性樹脂の物性]
実施例・比較例に用いた吸水性樹脂A(A1、A2、A3)のCRC、Ca-CRC、AAP、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))、水可溶分を測定した。
【0156】
吸水性樹脂A1のCRCは34.0g/g、Ca-CRCは0.6g/g、AAPは28.4g/g、水可溶分は16.0重量%であった。吸水性樹脂A1のD50は390μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.36であり、吸水性樹脂A1に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は99.0重量%、150μm未満の粒子は1.0重量%であった。
【0157】
吸水性樹脂A2のCRCは40.0g/g、Ca-CRCは0.7g/g、AAPは26.1g/g、水可溶分は27.0重量%であった。吸水性樹脂A2のD50は338μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.37であり、吸水性樹脂A2に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.2重量%、150μm未満の粒子は1.8重量%であった。
【0158】
吸水性樹脂A3のCRCは47.0g/g、Ca-CRCは0.8g/g、AAPは9.7g/g、水可溶分は40.0重量%であった。吸水性樹脂A3のD50は311μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.33であり、吸水性樹脂A3に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は95.5重量%、150μm未満の粒子は4.5重量%であった。
【0159】
実施例・比較例に用いた吸水性樹脂B(B1、B2、B3、B4)のCRC、Ca-CRC、AAP、GBP、水可溶分、粒度(粒度分布、重量平均粒子径(D50))、を測定した。
【0160】
吸水性樹脂B1のCRCは17.0g/g、Ca-CRCは17.9g/g、AAPは5.6g/g、GBPは0×10―9cm、水可溶分は5.0重量%であった。吸水性樹脂B1のD50は561μmであり、吸水性樹脂B1に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は97.7重量%、150μm未満の粒子は2.3重量%であった。
【0161】
吸水性樹脂B2のCRCは11.4g/g、Ca-CRCは8.6g/g、AAPは4.6g/g、GBPは0×10―9cm、水可溶分は7.6重量%であった。吸水性樹脂B2のD50は397μmであり、吸水性樹脂B2に含まれる粒子径850μm以上の粒子は10.2重量%、850~150μmの粒子は73.4重量%、150μm未満の粒子は16.4重量%であった。
【0162】
吸水性樹脂B3のCRCは10.1g/g、Ca-CRCは9.3g/g、AAPは11.0g/g、GBPは0×10―9cm、水可溶分は6.0重量%であった。吸水性樹脂B3のD50は315μmであり、吸水性樹脂B3に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.1重量%、850~150μmの粒子は99.0重量%、150μm未満の粒子は0.9重量%であった。
【0163】
吸水性樹脂B4のCRCは21.1g/g、Ca-CRCは8.3g/g、AAPは12.9g/g、GBPは0×10―9cm、水可溶分は50.0重量%であった。吸水性樹脂B4のD50は330μmであり、吸水性樹脂B4に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.5重量%、150μm未満の粒子は1.5重量%であった。
【0164】
[実施例1]
ペイントシェーカー(株式会社東洋精機製作所製、No488試験用分散機、225mlマヨネーズ瓶装着、ガラスビーズなし)を用いて、吸水性樹脂A1を90重量%、吸水性樹脂B1を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(1)を調製した。吸水性樹脂組成物(1)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(1)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0165】
吸水性樹脂組成物(1)のCRCは32.3g/g、Ca-CRCは2.3g/g、AAPは28.7g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(1)のD50は402μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.38であり、吸水性樹脂組成物(1)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.9重量%、150μm未満の粒子は1.1重量%であった。
【0166】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B1それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(1)のAAP予測値は、26.1g/gであり、AAPは予測値に対して2.6g/g大きい。
【0167】
[実施例2]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を75重量%、吸水性樹脂B1を25重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(2)を調製した。吸水性樹脂組成物(2)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(2)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0168】
吸水性樹脂組成物(2)のCRCは29.8g/g、Ca-CRCは4.9g/g、AAPは24.2g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(2)のD50は421μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.40であり、吸水性樹脂組成物(2)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.7重量%、150μm未満の粒子は1.3重量%であった。
【0169】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B1それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(2)のAAP予測値は、22.7g/gであり、AAPは予測値に対して1.5g/g大きい。
【0170】
[実施例3]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を60重量%、吸水性樹脂B1を40重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(3)を調製した。吸水性樹脂組成物(3)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(3)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0171】
吸水性樹脂組成物(3)のCRCは27.2g/g、Ca-CRCは7.5g/g、AAPは20.2g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(3)のD50は444μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.39であり、吸水性樹脂組成物(3)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.5重量%、150μm未満の粒子は1.5重量%であった。
【0172】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B1それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(3)のAAP予測値は、19.2g/gであり、AAPは予測値に対して1.0g/g大きい。
【0173】
[実施例4]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A2を90重量%、吸水性樹脂B1を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(4)を調製した。吸水性樹脂組成物(4)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(4)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0174】
吸水性樹脂組成物(4)のCRCは37.7g/g、Ca-CRCは2.4g/g、AAPは25.0g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(4)のD50は351μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.40であり、吸水性樹脂組成物(4)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.1重量%、150μm未満の粒子は1.9重量%であった。
【0175】
吸水性樹脂A2、及び、吸水性樹脂B1それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(4)のAAP予測値は、24.0g/gであり、AAPは予測値に対して1.0g/g大きい。
【0176】
[実施例5]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A3を90重量%、吸水性樹脂B1を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(5)を調製した。吸水性樹脂組成物(5)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(5)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0177】
吸水性樹脂組成物(5)のCRCは44.0g/g、Ca-CRCは2.5g/g、AAPは10.2g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(5)のD50は323μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.38であり、吸水性樹脂組成物(5)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は95.7重量%、150μm未満の粒子は4.3重量%であった。
【0178】
吸水性樹脂A3、及び、吸水性樹脂B1それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(5)のAAP予測値は、9.2g/gであり、AAPは予測値に対して1.0g/g大きい。
【0179】
[実施例6]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を90重量%、吸水性樹脂B2を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(6)を調製した。吸水性樹脂組成物(6)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(6)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0180】
吸水性樹脂組成物(6)のCRCは、31.7g/g、Ca-CRCは1.4g/g、AAPは、28.2g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(6)のD50は390μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.40であり、吸水性樹脂組成物(6)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は1.0重量%、850~150μmの粒子は96.5重量%、150μm未満の粒子は2.5重量%であった。
【0181】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B2それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(6)のAAP予測値は、26.0g/gであり、AAPは予測値に対して2.2g/g大きい。
【0182】
[実施例7]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A2を90重量%、吸水性樹脂B2を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(7)を調製した。吸水性樹脂組成物(7)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(7)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0183】
吸水性樹脂組成物(7)のCRCは37.1g/g、Ca-CRCは1.5g/g、AAPは26.0g/g 、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(7)のD50は341μm、粒度分 布の対数標準偏差(σζ)は0.41であり、吸水性樹脂組成物(7)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は1.0重量%、850~150μmの粒子は95.7重量%、150μm未満の粒子は3.3重量%であった。
【0184】
吸水性樹脂A2、及び、吸水性樹脂B2それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(7)のAAP予測値は、23.9g/gであり、AAPは予測値に対して2.1g/g大きい。
【0185】
[実施例8]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を90重量%、吸水性樹脂B3を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(8)を調製した。吸水性樹脂組成物(8)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(8)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0186】
吸水性樹脂組成物(8)のCRCは31.6g/g、Ca-CRCは1.5g/g、AAPは27.7g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(8)のD50は382μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.36であり、吸水性樹脂組成物(8)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は99.0重量%、150μm未満の粒子は1.0重量%であった。
【0187】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B3それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(8)のAAP予測値は、26.6g/gであり、AAPは予測値に対して1.1g/g大きい。
【0188】
[実施例9]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を90重量%、吸水性樹脂B4を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(9)を調製した。吸水性樹脂組成物(9)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(9)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0189】
吸水性樹脂組成物(9)のCRCは32.7g/g、Ca-CRCは1.4g/g、AAPは27.8g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(9)のD50は380μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.53であり、吸水性樹脂組成物(9)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.9重量%、150μm未満の粒子は1.1重量%であった。
【0190】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B4それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(9)のAAP予測値は、26.8g/gであり、AAPは予測値に対して1.0g/g大きい。
【0191】
[比較例1]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を90重量%、吸水性樹脂A2を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(C1)を調製した。吸水性樹脂組成物(C1)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(C1)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0192】
吸水性樹脂組成物(C1)のCRCは34.6g/g、Ca-CRCは0.6g/g、AAPは28.1g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(C1)のD50は385μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.36であり、吸水性樹脂組成物(C1)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.9重量%、150μm未満の粒子は1.1重量%であった。
【0193】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂A2それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(C1)のAAP予測値は、28.1g/gであり、AAPは予測値と同等である。
【0194】
[比較例2]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂B1を90重量%、吸水性樹脂B3を10重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(C2)を調製した。吸水性樹脂組成物(C2)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(C2)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0195】
吸水性樹脂組成物(C2)のCRCは16.3g/g、Ca-CRCは17.0g/g、AAPは6.1g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(C2)のD50は552μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.42であり、吸水性樹脂組成物(C2)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は1.0重量%、850~150μmの粒子は95.3重量%、150μm未満の粒子は3.7重量%であった。
【0196】
吸水性樹脂B1、及び、吸水性樹脂B3それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(C2)のAAP予測値は、6.1g/gであり、AAPは予測値と同等である。
【0197】
[比較例3]
前記ペイントシェーカーを用いて、吸水性樹脂A1を40重量%、吸水性樹脂B1を60重量%の割合で均一に混合することで、吸水性樹脂組成物(C3)を調製した。吸水性樹脂組成物(C3)のCRC、Ca-CRC、AAP、B.R.、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))を測定した。また、吸水性樹脂組成物(C3)のAAP予測値と、AAPの差を算出した。
【0198】
吸水性樹脂組成物C3)のCRCは23.8g/g、Ca-CRCは11.0g/g、AAPは13.7g/g、B.R.は0重量%であった。吸水性樹脂組成物(C3)のD50は484μm、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は0.38であり、吸水性樹脂組成物(C3)に含まれる粒子径850μm以上の粒子は0.0重量%、850~150μmの粒子は98.2重量%、150μm未満の粒子は1.8重量%であった。
【0199】
吸水性樹脂A1、及び、吸水性樹脂B1それぞれのAAP、及び、割合から加重平均として計算される吸水性樹脂組成物(C3)のAAP予測値は、14.7g/gであり、AAPは予測値に対して1.0g/g小さい。
【産業上の利用可能性】
【0200】
本発明を用いて製造される吸水性樹脂組成物は、加圧下の吸水倍率に優れるので、紙おむつや生理用ナプキンをはじめ各種使い捨て衛生材料やその他、各種吸水性樹脂の用途に好適に使用することができる。