WO1997016492A1 - Resine absorbant l'eau, matiere absorbante et procede de production - Google Patents

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WO1997016492A1
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absorbent
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Kunihiko Ishizaki
Hisanobu Obara
Toshimasa Kitayama
Yoshihiro Motono
Nobuyuki Harada
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Nippon Shokubai Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to sanitary materials such as paper disposables (disposable disposables) and sanitary napkins, so-called incontinence pads, etc .;
  • the present invention relates to a water-absorbent resin suitably used for various uses such as a food holding material, a food ffl-driving absorbent, and an absorbent material, and a method for producing the same.
  • absorbent materials for absorbing body fluids have been widely used as constituent materials.
  • the above absorbent material is obtained by sandwiching a powdery or particulate water-absorbent resin with paper or the like and then subjecting the paper or the like to a processing such as embossing, or a method of combining the water-absorbent resin with pulp or the like.
  • the sheet is manufactured by mixing sheets to form a sheet or film, and then subjecting the sheet or the like to processing such as embossing.
  • a method for producing a material for example, JP-A-53-141357 and U.S. Pat. No. 4,066,583 disclose a method in which a dry powdery water-absorbent resin is mixed with a polyhydric alcohol. After sandwiching the mixture between fluororesin sheets as a base material, the sheet is added. A method of compressing is disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-174441 and US Pat. No. 5,145,906 disclose absorptivity using a dry powdery water-absorbing resin composed of polyacrylic acid (salt) and polysaccharides. A material and paper absorbent, an absorbent article, are disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 230671 and U.S. Pat. No. 4,826,880 disclose that an aqueous liquid is added to a dry powdery water-absorbing resin so that the water-containing liquid accounts for 20% to 80% by weight of the total weight.
  • a method is disclosed in which a hydrate is formed on a substrate by extruding and spraying the hydrate, for example.
  • US Pat. No. 5,428,076 discloses a method in which a dried powdery water-absorbent resin is fixed to a base material to form a sheet.
  • the amount of the water-absorbing resin particles to be mixed into the arrowhead matrix must be relatively small in order to prevent gel blocking between the water-absorbing resin particles. Therefore, it is difficult to produce an absorbent material having a relatively high content of the water-absorbing resin.
  • the absorbent material obtained by the conventional manufacturing method described above has poor flexibility and strength. For this reason, it is difficult to wind the absorbent material around a roll or to apply tension, so that the absorbent material cannot be manufactured continuously.
  • a sanitary material such as paper is manufactured using the above-mentioned absorbent material, the resulting sanitary material has a poor feel (so-called soft feeling ⁇ comfortable use). Also have.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its main object is to provide a water-absorbent resin and an absorbent material having excellent absorption characteristics such as an absorption rate and an absorption capacity under pressure and shape retention. To provide. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an absorbent material that can improve productivity by simplifying the manufacturing process and thereby can manufacture the absorbent material at low cost. Disclosure of the invention
  • the absorbent material can be manufactured at low cost by reducing the water content while pressing the hydrogel of the polymer, and the resulting absorbent material swells so as to have anisotropy by absorbing water.
  • the present invention was found to contain a water-absorbent resin and to be excellent in various absorption characteristics such as an absorption rate and an absorption capacity under pressure and shape retention, and completed the present invention.
  • an absorbent material can be produced at low cost by pressing a bubble-containing gel of a hydrophilic cross-linked polymer while reducing the water content as necessary.
  • the resulting absorbent material contains a water-absorbing resin that swells to have anisotropy by water absorption, and is found to be excellent in various absorption characteristics such as absorption rate and absorption capacity under pressure and shape retention. did.
  • the water-absorbing resin of the present invention is characterized in that it swells to have anisotropy by absorbing water in order to solve the above-mentioned problems. Further, in order to solve the above-mentioned problems, the absorbent material of the present invention is characterized in that it contains the water-absorbent resin and is formed into a sheet having a flexibility of l. OOOmgf or less.
  • the method for producing an absorbent material of the present invention is characterized in that in order to solve the above-mentioned problems, moisture is reduced while pressurizing a hydrogel of a hydrophilic crosslinked polymer.
  • the method for producing an absorbent material according to the present invention is characterized in that, in order to solve the above-mentioned problems, the bubble-containing gel of the hydrophilic citrus polymer is pressurized while reducing the moisture as necessary. I have.
  • the absorbent material according to the present invention has a distorted crosslinked structure, It is characterized by containing a water-absorbing resin (for example, hydrophilic cross-linked polymer particles) that swells (anisotropically swells) so as to have anisotropy.
  • a water-absorbing resin for example, hydrophilic cross-linked polymer particles
  • Such an absorbent material requires, for example, (i) a method of reducing water content while pressing a hydrogel of a hydrophilic crosslinked polymer, or (ii) a bubble-containing gel of a hydrophilic crosslinked polymer. It can be obtained by a method of pressurizing while reducing the water accordingly.
  • the hydrogel of a hydrophilic crosslinked polymer refers to a state in which the hydrophilic crosslinked polymer swells by absorbing an aqueous solvent such as water.
  • the bubble-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer indicates a state in which the hydrogel of the hydrophilic cross-linked polymer contains bubbles (voids) inside.
  • the bubble-containing gel of the hydrophilic crosslinked polymer can be obtained by introducing bubbles into the hydrogel of the hydrophilic crosslinked polymer.
  • a method of introducing bubbles into the hydrogel of the hydrophilic cross-linked polymer for example, there is a method in which bubbles are formed inside the hydrogel by boiling the hydrogel of the hydrophilic cross-linked polymer. From the viewpoint, it is preferable to use a foaming agent when producing a hydrogel of a hydrophilic crosslinked polymer.
  • the method for producing the hydrogel and the bubble-containing gel is not particularly limited.
  • the water-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer can be easily obtained, for example, by subjecting a monomer component containing an ethylenically unsaturated monomer to a polymerization reaction using an aqueous solvent as a solvent.
  • the bubble-containing gel of the hydrophilic crosslinked polymer can be easily obtained by subjecting the above monomer component to a polymerization reaction in the presence of a foaming agent using an aqueous solvent as a solvent.
  • water is more preferable as the aqueous solvent, but it is not particularly limited.
  • the above ethylenically unsaturated monomer is preferably a compound having water solubility.
  • the ethylenically unsaturated monomer include, for example, (meth) acrylic acid, / 3-acryloyloxypropionic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid Unsaturated carboxylic acids such as crotonic acid, itaconic acid and the like or neutralized products thereof; 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid, 2— ( Acrylamide—2—Methyl propanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid and other anionic monomers or their salts; (meth) acrylamide, N-substituted (meta) ) Acrylylamide, 2—Hydroxitytyl (meth) acrylate, 2—Hydroquinine propyl (meta) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meta) acrylate Monomer having a
  • the absorbent material according to the present invention should have, among the ethylenically unsaturated monomers exemplified above, (meth) acrylic acid and its neutralized product (hereinafter, (meth) Acrylic acid (salt)), 2- (meta) acryloylurethanesulfonic acid (salt), 2— (meth) acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid (salt), ( Selected from the group consisting of (meth) acrylyl amide, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, and N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and quaternary salts thereof. At least one compound is more preferred.
  • the ethylenically unsaturated monomer contains (meth) acrylic acid (salt)
  • 0 mol to 90 mol% of the (meth) acrylic acid is neutralized with a basic substance.
  • the neutralization ratio of (meth) acrylic acid is 50 mol 505 or less
  • the hydrophilic cross-linked polymer more preferably contains a cross-linked poly (meth) acrylic acid (salt).
  • Examples of the basic substance include sodium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, ammonia, and ethanolamine. It is not limited.
  • the above monomer component is a monomer capable of copolymerizing with an ethylenically unsaturated monomer (hereinafter, referred to as a copolymer) to such an extent that the hydrophilicity of the obtained hydrophilic crosslinked polymer is not substantially impaired.
  • a copolymer ethylenically unsaturated monomer
  • Specific examples of the above-mentioned copolymer include (meth) acrylic acid such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate. Acrylates; hydrophobic monomers such as butyl acetate and vinyl propionate; and the like. These copolymers may be used alone or as a mixture of two or more.
  • a gel-like hydrophilic crosslinked polymer that is, a non-foamed hydrogel according to the present invention
  • a foaming agent during or after the polymerization
  • a hydrogel having bubbles therein that is, a bubble-containing gel according to the present invention
  • a non-foamed hydrogel is simply referred to as a hydrogel
  • a hydrogel having bubbles therein is referred to as a bubble-containing gel.
  • the hydrogel and the bubble-containing gel are collectively referred to simply as a gel.
  • examples of the foaming agent that can be used to obtain the bubble-containing gel include, for example, various organic solvents such as methyl alcohol and cyclohexane; sodium (hydrogen) carbonate; , Carbonic acid (hydrogen) ammonium, carbonic acid, carbonic acid (hydrogen) carbonate, magnesium carbonate, carbon dioxide, carbonic acid such as ethylene carbonate: 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2-Azobis (2— (2-imidazoline-1-yl) propane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2—methylol N— (2-hydroxyxethyl) 1-probion amide Water-soluble azo compounds, such as 2,2'-abbis (2-methylpropionamidine) Nia acrylate, etc. Water-dispersible azo compounds: solid, gas, and liquid foaming agents such as And the like. Also, for controls of foaming, the water-soluble polymer Ya boundary surface active agents may be used in combination with the blow
  • the amounts of the blowing agent, the water-soluble polymer, and the surfactant are appropriately determined, but are usually not more than 200% by weight, preferably 100% by weight of carbonic acid based on the total amount of the monomer components. % By weight, 5% by weight or less, preferably 1% or less by azo compound, 10% by weight or less by water-soluble polymer, preferably 5% by weight or less, 2% by weight or less by surfactant Or less than 1% by weight.
  • a polymerization initiator or an active energy source such as radiation, an electron beam, ultraviolet light, or electromagnetic energy
  • an active energy source such as radiation, an electron beam, ultraviolet light, or electromagnetic energy
  • inorganic peroxides such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, and hydrogen peroxide
  • organic peroxides such as t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, cumene peroxide, and the like: 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutylamidine) or its salt, 2,2'-abbis (2-amidinob-pan) or its salt, 4,4'-azobis-4-cyanokichi Radical polymerization initiators such as abs compounds such as folic acid;
  • These polymerization initiators may be added at once or dividedly and used alone or in combination of two or more.
  • the amount of these polymerization initiators used is preferably in the range of 0.001% to 5% by weight, more preferably 0.01% to 1% by weight, based on the monomer components. If the amount of the polymerization initiator used is less than 0.001% by weight, the effect of using the polymerization initiator is poor, which is not preferable. Further, even when the polymerization initiator is used in an amount exceeding 5% by weight, no further effect can be expected as compared with the case where the polymerization initiator is used within the above range, and the average molecular weight of the obtained hydrophilic cross-linked polymer is reduced. It is not preferable because of lowering and insufficient shape storage.
  • the method for polymerizing the monomer component is not particularly limited.
  • the hydrophilic cross-linked polymer is reacted or copolymerized with a crosslinking agent having a plurality of polymerizable unsaturated groups and / or a plurality of reactive groups so that the absorbent material can have desired absorption characteristics. Therefore, it is preferable that the inside is cross-linked. That is, since the hydrophilic cross-linked polymer has a three-dimensional network structure, shape memory is achieved.
  • the hydrophilic cross-linked polymer A cross-linking type that does not require a cross-linking agent may be used, but it is preferable to use a cross-linking agent.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a compound capable of reacting with the ethylenically unsaturated monomer contained in the monomer component or a polymer thereof.
  • apple preparations include, but are not limited to, tetraalkyloxetane, N ,, methylenebis (meta) acrylylamide, and (poly) ethylene glycol (meth).
  • bridges may be used alone during or after polymerization in consideration of their reactivity, or two or more of them may be used together.
  • cross-linking agents exemplified above, a cross-linking agent having a plurality of polymerizable groups may be used.
  • triarylamine, tetratrial ⁇ -kishetan, N, N'-methylenebis (meth) At least one member selected from the group consisting of acrylamide, [boli] ethylene glycol (meta) acrylate, and trimethylolpropane tri (meta) acrylate 0.001 to 2 moles of crosslinking ⁇ amount of these racks
  • Kaji agent is more preferable correct c used as a mixture with the monomer component, the monomer component of %, Preferably in the range of 0.01 mol% to 1 mol%, when the amount of the bridge is less than 0.001 mol, the gel has bubbles.
  • the gel may not be able to provide the desired absorption characteristics.
  • the amount of the cross-linking agent used is more than 2 mol%, it is difficult to compress the gel regardless of whether the gel has air bubbles or not, and the resulting absorbent material has desired absorption characteristics. It is not preferable because it will not be possible to provide
  • the polymerization of the monomer component is carried out in the presence of a hydrophilic molecule such as starch, cellulose, chitin, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt) and its derivatives, and polyethylene glycol. May be.
  • a reaction for forming a dalton bond-complex proceeds in parallel with the polymerization reaction of the monomer component.
  • a hydrophilic crosslinked polymer in which a graft bond or a complex is formed between the polymer of the monomer component and the hydrophilic polymer can be obtained.
  • the polymerization method for polymerizing the monomer component is not particularly limited, and various known polymerization methods such as an aqueous solution polymerization method and a reverse polymerization method ⁇ 5 polymerization method can be employed.
  • the aqueous solution polymerization method include a method in which an aqueous solution of a monomer component is put into a predetermined mold and mixed together; ⁇ ff Using a mixer such as a polymerization apparatus as a polymerization apparatus to polymerize the aqueous solution of the monomer component, and subdividing the resulting gel of the hydrophilic cross-linked polymer by the shearing force. I can do it.
  • the latter method is more preferable because a particulate gel can be obtained at the time when the polymerization reaction is completed.
  • the aqueous solution of the monomer component is It does not need to be agitated or stirred.However, when the above monomer component is subjected to a polymerization reaction in the presence of a blowing agent, an aqueous solution of the monomer component is allowed to stand for at least a predetermined time during the reaction. It is preferable that the foaming agent be in a state for efficient foaming by the foaming agent. Then, the time from the start of polymerization until the polymerization rate becomes 10% or more, more preferably the time until it becomes 30% or more, more preferably the time until it becomes 50% or more, and particularly preferably the time until the end of polymerization.
  • the time from the dispersion of the foaming agent to the start of the polymerization of the monomer component is not particularly limited, but a relatively short time is preferred.
  • the gel of the hydrophilic cross-linked polymer obtained by the above aqueous solution polymerization method is in a lump, regardless of whether or not the gel has air bubbles, the gel has particles having a predetermined particle size. It is more preferable to crush it into a shape.
  • the method of crushing the gel into particles is not particularly limited, and for example, various known crushing methods such as a method of applying a shearing force to the gel can be employed. Suitable devices for applying a shearing force to the gel include, for example, a screw type extruder such as a meat chopper: various cutters: (mechanical pressure) kneader, internal mixer, Banbury mixer
  • the present invention is not particularly limited.
  • examples of the above-mentioned reversed-phase suspension polymerization method include a method of suspending an aqueous solution of a monomer component in a hydrophobic organic solvent in the presence of a dispersant and polymerizing the suspension.
  • a spherical (particulate) hydrogel or a bubble-containing gel can be obtained without disintegration at the time when the polymerization reaction is completed.
  • the hydrophilic crosslinked polymer swells by absorbing the aqueous solvent, and the ratio of the aqueous solvent to the total amount of the hydrophilic crosslinked polymer and the aqueous solvent (hereinafter, referred to as a water content) is about 30% by weight or more.
  • the water-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer and the bubble-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer according to the present invention have a water content of about 30% by weight or more, preferably in the range of 30% by weight to 90% by weight, preferably c these water content in the range of 40% to 80% by weight may be adjusted by the monomer concentration before polymerization, after polymerization, if necessary, drying or post addition of the aqueous solvent It may be adjusted by doing so.
  • the water content is less than about 30% by weight, it becomes difficult to roll the hydrophilic cross-linked polymer because the hydrophilic cross-linked polymer does not become gelled.
  • the hydrophilic cross-linked polymer is rigid, and when the hydrophilic cross-linked polymer is rolled, the water-absorbing resin, that is, each hydrophilic cross-linked polymer particle is flattened in a distorted state. It is difficult to compress sufficiently until
  • the handleability of the gel is reduced and the gel is difficult to be rolled.
  • the strength of the gel is insufficient, and when the gel loses moisture and is compressed, the hydrophilic bridge polymer particles as the water-absorbing resin do not distort and simply swell.
  • the water absorbent resin may not be able to recover its original shape by absorbing water. In other words, shape memory becomes difficult. Therefore, a desired absorption rate, absorption capacity under pressure, and the like may not be obtained, which is not preferable.
  • shape memory means that hydrophilic cross-linked polymer particles as a water-absorbing resin are fixed in a distorted state, and when swollen by water absorption, swell to a non-similar shape and return to the shape before pressurization (compression). It shows the state that it is.
  • the non-similar swelling (anisotropic swelling) of the water-absorbent resin is obvious when the shape of the water-absorbent resin after compression is compared with the shape of the water-absorbent resin after water absorption and swelling.
  • the above hydrophilic cross-linked polymer gel further absorbs aqueous liquids such as water: body fluids such as urine and menstrual blood; and drips (juices) oozing from foods such as meat, fish, vegetables and fruits. be able to. That is, when the gel comes into contact with an aqueous liquid, it absorbs the aqueous liquid and swells, causing further volume expansion. It is desirable that the above-mentioned gel of the hydrophilic cross-linked polymer has an ability to absorb an aqueous liquid having at least three times its own weight (weight of the gel).
  • the bubble-containing gel is 1.01 to 10 times, preferably 1.05 to 5 times, more preferably 1.0 to 10 times the non-foamed water-containing gel. Indicates a volume expansion coefficient of 1.1 to 3 times. Therefore, when the gel of the hydrophilic cross-linked polymer contains bubbles, a water-absorbing resin having more excellent absorption properties can be obtained.
  • the bubble-containing gel used in the present invention is preferably a porous gel.
  • the foaming agent dissolved in the aqueous monomer solution is volatilized, decomposed, precipitated, or expands in volume as the temperature in the system increases during polymerization.
  • bubbles voids
  • a porous gel bubble-containing gel having a large number of bubbles inside can be obtained.
  • the term “porous” refers to a gel (bubble-containing gel) having a volume of lcm 3 and having at least 10 bubbles, preferably 100 bubbles or more, and more preferably 1 bubble. It shows those containing .000 or more, particularly preferably 10,000 or more. In addition, it does not matter whether the bubbles are open cells or closed cells.
  • the number of the bubbles is less than 10 or the volume expansion rate is less than 1.01, the effect of improving the absorption rate and liquid permeability due to the inclusion of the bubbles in the gel of the hydrophilic cross-linked polymer can be sufficiently obtained. May not be. If the number of bubbles exceeds 1,000,000 or the volume expansion rate exceeds 10 times that of the non-foamed hydrogel, the volumetric efficiency of the production equipment will decrease, leading to cost increase and cost reduction. In some cases, it may be difficult to decompress.
  • the pore size of the bubble-containing gel can be determined by performing an image analysis of a cross section of the bubble-containing gel using an optical microscope photograph. That is, by performing image analysis, a histogram representing the pore size distribution of the bubble-containing gel is created, and the number average of the pore size is calculated from the histogram, thereby obtaining the average pore size.
  • the magnification of the optical micrograph in this case is not particularly limited, but is preferably 10 to 1,000 times, and more preferably 20 to 100 times.
  • the average pore diameter of the bubble-containing gel is in the range of 1 ⁇ m to 1,000 / m, preferably in the range of 10 / m to 300 m, and more preferably 20 in terms of water absorption rate and liquid permeability. Adjusted within the range // m ⁇ 200; / ⁇ . By adjusting the pore size of the bubble-containing gel within the above range, it is possible to obtain an absorbent material having excellent absorption rate and liquid permeability.
  • the bubble-containing gel is porous having the above average pore diameter, the pressure required for transferring the aqueous liquid to the inside of the bubble-containing gel, that is, to the inside of the water-absorbing resin, under no pressure and under pressure. Liquid space is sufficient. Therefore, the bubble-containing gel is excellent in permeability and diffusion of the aqueous liquid. In addition, the water absorption rate and the water retention capacity can be improved by the capillary phenomenon.
  • the hydrogel and the bubble-containing gel according to the present invention are preferably in a labyrinth shape.
  • the shape of the absorptive that is, the shape of the water-absorbing resin at the time of water absorption is not particularly limited.
  • a cube, a polyhedron, a sphere, a discoid, a square plate, a rod, a needle, a fiber It can have various shapes such as a shape, a flake shape, or an irregular shape (irregular shape).
  • the hydrogel and the bubble-containing gel may be primary particles, or may be aggregates (secondary particles) in which the primary particles are aggregated. Among these shapes, an irregular shape having an irregular particle diameter obtained through a pulverizing step or a spherical shape obtained by reversed-phase suspension polymerization is preferable.
  • the above-mentioned hydrogel and bubble-containing gel may have a wide range of particle size distribution, but preferably have a predetermined range of particle size distribution and a predetermined average particle size.
  • Each of the hydrogel and the bubble-containing gel has an average particle diameter when dried, that is, an average particle diameter (hereinafter, referred to as a dry average particle diameter) of the hydrophilic crosslinked polymer obtained by each of the polymerization reactions.
  • a dry average particle diameter an average particle diameter of the hydrophilic crosslinked polymer obtained by each of the polymerization reactions.
  • OOO / zm most preferably in the range of 100 um to 600 / zm.
  • the hydrogel and the bubble-containing gel substantially contain particles having a particle diameter of 5 mm or more so that a so-called soft feeling and good feel and texture can be imparted to the absorbent material or the absorbent article. It is preferable that the particles do not substantially contain particles having a particle diameter of 3 or more. Is more preferable.
  • Gels having a dry average particle size of more than 2,000 ⁇ m lack the texture and smoothness of the surface, regardless of whether the gel has air bubbles, and have a surface area per unit weight of the gel. Relatively small. Therefore, the absorption rate of the obtained absorbent material is reduced, which is not preferable. Further, a gel having a dry average particle size of less than 50 / zm is not preferable because the handling property and liquid permeability of the gel are reduced regardless of whether the gel has bubbles.
  • the dry average particle diameter can be determined by separating the gel and converting it by the following method. First, a beaker (container) having a predetermined size is placed on a magnetic stirrer, and 1.200 g of a 20% by weight aqueous solution of sodium chloride is put into the beaker. Next, 25 g of a gel having a solid content of ⁇ % by weight whose particle size is desired to be measured is added to the aqueous solution, and the gel is dispersed by rotating a rotor in a beaker at 300 rpm. After stirring for 60 minutes, pour the dispersion onto the 6 sieves (ie, the top sieve) stacked in the order of the mesh size of the openings.
  • the 6 sieves ie, the top sieve
  • the weight of the hydrogel is measured. Then, the sum of the weights of the respective gels, that is, the total weight of the separated and drained gels is defined as W (g).
  • R n [(hi / 100) ⁇ (25 / W)] 1/3 r n
  • the eye opening r n assuming dried gel and was classified In terms of the R n (mm) to open the corresponding eye on the case. Also, the ratio of the weight of the gel remaining on each sieve to the total weight W (calculate the weights respectively) Then, on the log probability paper, the above-mentioned openings R n and each opening R n (that is,
  • the hydrogel and the bubble-containing gel each contain a water-soluble component in an amount of 20% by weight or less, preferably in the range of 0.1% to 20% by weight, more preferably 1% to 15% by weight. It is preferable to include it within the range. If the content of the water-soluble component exceeds 20% by weight, the strength of the gel becomes insufficient, which is not preferable. If the content of the water-soluble component is less than 0.1% by weight, the resulting absorbent material may have insufficient absorption capacity and absorption rate.
  • the polymerization rate of the gel is preferably in the range of 90% to 99.99% regardless of whether the gel contains bubbles. If the polymerization rate of the gel is less than 90%, the physical properties may be reduced when the water content is reduced, and the shape may be difficult to be stored.
  • the amount of water and soluble components in the gel by further specifying the amount of water and soluble components in the gel, the type of the main chain of the hydrophilic cross-linked polymer, the average particle size of the gel divided by the average particle size of the dry particles, etc. Can be improved.
  • these gels further contain a polyhydric alcohol.
  • a polyhydric alcohol specifically, for example, ethylene glycol , Diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylenglycol, polyethylene glycol, 1,3-pronondiol, dipropylene glycol, 2,2,4 — Trimethyl-1,3-pentanediol, propylene glycol, glycerin, polyglycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, and 5— Pentanediol, 1,6—Hexanediol, 1,2—Cyclohexanedimethanol, 1,2—Cyclohexanol, Trimethylolprono, 'N, Dietanolamine, Trietano Ruamine.
  • These polyhydric alcohols may be used alone or as a mixture of two or more.
  • glycerin is particularly preferred.
  • the gel When the gel further contains a polyhydric alcohol, the gel can be easily formed into a sheet-like shape, and an absorbent material having excellent flexibility, strength, and cushioning properties can be obtained.
  • the absorbent material comes into contact with water, the water-absorbing resin, that is, the hydrophilic cross-linked polymer particles can be easily restored to the shape before pressurization. That is, the shape memory ability can be improved.
  • the ratio of the polyhydric alcohol to the total amount (hereinafter simply referred to as the total amount) of the solid content of the above gel (hydrous gel or bubble-containing gel) and polyhydric alcohol is in the range of 0.1% by weight to 80% by weight. Is preferably within the range of 1% to 60% by weight, and more preferably within the range of 5% to 30% by weight.
  • the ratio of the polyhydric alcohol to the total amount is less than 0.1% by weight, the effect of using the polyhydric alcohol is poor, and the flexibility and strength cannot be imparted to the absorbent material. Absent.
  • the ratio of the polyhydric alcohol to the total amount is as large as 80 weight percent, the amount of the polyhydric alcohol used becomes too large, and the absorbent material becomes sticky and the various absorptions of the absorbent material It is not preferable because the characteristics are deteriorated.
  • the method of mixing the gel of the hydrophilic cross-linked polymer and the polyhydric alcohol that is, the method of preparing the mixture of the hydrogel or the bubble-containing gel and the polyhydric alcohol (hereinafter simply referred to as a mixture) is particularly limited. It is not something to be done.
  • a surface crosslinker (secondary crosslink) may be introduced into the hydrophilic crosslinked polymer by further adding a surface crosslinking agent.
  • the above surface cross-linking agent may be a compound having a plurality of reactive groups and reacting with a functional group such as a carboxyl group of the hydrophilic cross-linked polymer. Can be adopted.
  • the surface crosslinking agent include, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, and 3-propanediol.
  • Polyhydric alcohols such as glucose, mannite, sho, grape hammer: ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol Polyepoxy compounds such as rupoly glycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, and polypropylene glycol diglycidyl ether; Polyamine compounds such as range amines, ethylene triamines, triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, penthylene hexamine, polyethyleneimine; 2, 4 — Polyvalent isocyanate compounds such as tolylene diisocyanate and hexamethylene diisosocyanate; polyvalent oxazoline compounds such as 2-ethylenebisoxazoline; 1,3-dioxolan 1-2-one, 4-methyl-1 , 3 —Dioxolan-1
  • the shape memory power and the absorption capacity of the absorbent material under pressure are further improved.
  • various absorption characteristics such as diffusivity and liquid permeability of the aqueous liquid when absorbing the aqueous liquid are improved.
  • the amount of components that elute into the aqueous liquid when it comes into contact with the aqueous liquid ie, the so-called water-soluble components, can be reduced.
  • the amount of the surface cross-linking agent to be used may be appropriately set according to the type and combination of the surface cross-linking agent to be used, the desired degree of surface cross-linking, and the like, and is not particularly limited, but is 0 to 10% by weight. , Preferably in the range of 0.001% to 5% by weight, and more preferably in the range of 0.01% to 1% by weight.
  • the method of mixing the hydrogel, the bubble-containing gel, or a mixture of each gel with a polyhydric alcohol and the surface-imparting agent is not particularly limited.
  • the gel is pressurized, by heating simultaneously with the pressurization, the cross-linking reaction between the hydrophilic cross-linked polymer and the surface cross-linking agent can be further advanced.
  • the absorptive material may contain a molding auxiliary material as needed in addition to the gel and the polyhydric alcohol.
  • the molding auxiliary material include surfactants, fibers, and various fine particles that are insoluble in water. These molding aids may be used alone, Also, two or more kinds may be used in combination.
  • the absorbent material is formed into a sheet, it is preferable that the absorbent material contains a fiber.
  • the surfactant examples include an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant.
  • Specific examples of the anionic surfactant include fatty acid salts such as sodium phosphate and castor oil, sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, and the like.
  • nonionic surfactant examples include, for example, boroxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenol ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan Examples thereof include, but are not limited to, fatty acid esters, poly (ethylene) alkylamines, and oxyethylene-oxypropylene-block copolymers.
  • cation-based surfactant examples include, for example, alkylamine salts such as laurylamine acetate toluylamine acetate and lauryltrimethylammonium chloride chloride Examples thereof include ammonium salt such as trimethylammonium chloride and the like, but are not particularly limited.
  • zwitterionic surfactant examples include, for example, lauryldimethylamine oxide, but are not particularly limited. These surfactants may be used alone or in combination. Or more may be used in combination. By using a surfactant, the mixture can be more easily rolled into a sheet.
  • the above-mentioned fibers may be either long fibers or short fibers.
  • the fibers include wood moth fibers such as pulp, natural fibers such as hemp, and inorganic fibers such as glass fibers such as polyester, but the material is not particularly limited.
  • the polyester include polyethylene terephthalate (PET) and the like. These fibers may be used alone or in combination of two or more.
  • synthetic fibers particularly hydrophobic synthetic fibers, are preferable.
  • paper Japanese paper
  • thread pheasant cloth, non-woven fabric, etc. made of these fibers can also be used.
  • the thickness can be further reduced (for example, about several faces).
  • a hydrogel, a bubble-containing gel, or a mixture of each gel and a polyhydric alcohol with a kneader using a kneader, make sure that the fibers are not entangled with the agitating blades of the kneader.
  • the fine particles include mica, pyrophyllite, kaolinite, hullsite, and clay minerals similar to these inorganic substances; for example, AEROSIL 200 (trade name: manufactured by Nippon AEROSIL CO., LTD.) And carburex # 80 (trade name: manufactured by Shionogi & Co., Ltd.) such as silicon dioxide having an average particle diameter of 50 / m or less; carbon black, activated carbon, and the like. These fine particles may be used alone.
  • AEROSIL 200 trade name: manufactured by Nippon AEROSIL CO., LTD.
  • carburex # 80 trade name: manufactured by Shionogi & Co., Ltd.
  • These fine particles may be used alone.
  • More than one type may be used in combination.
  • the amount of the molding auxiliary material used may be appropriately set according to the type and combination of the molding auxiliary material to be used, and is not particularly limited.
  • the solid content of the gel that is, the hydrophilic cross-linked polymer
  • the total amount of the molding auxiliary material is in the range of 0.01 to 100 parts by weight, preferably in the range of 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.1 part by weight. It may be set so that it is within the range of 30 parts by weight to 30 parts by weight. If the amount of the molding auxiliary material exceeds 100 parts by weight, the resulting absorbent material tends to be relatively hard.
  • the method of mixing the water-containing gel, the bubble-containing gel, or the mixture of each gel with the polyhydric alcohol, and the molding auxiliary material, the mixing conditions, and the like are not particularly limited.
  • an absorbent material (I) containing a non-foamed water-absorbing resin that is anisotropically swelled by absorbing water can be obtained by reducing the water content while pressing the hydrogel. Further, according to the present invention, by applying pressure to the above-mentioned bubble-containing gel while reducing the water content as necessary, the absorbent material ( ⁇ ) containing a porous water-absorbent resin which swells anisotropically by absorbing water is obtained. Obtainable.
  • the gel used in the present invention contains bubbles therein, that is, when a bubble-containing gel is used as the gel, it is necessary to reduce the water simultaneously with the pressurization depending on the amount of water in the gel. There is no.
  • the method of pressing the gel is not particularly limited, and various known methods can be employed. Further, as a pressurizing device used for pressurizing, a device capable of reducing (evaporating) the water (amount of the aqueous solvent) of the gel while pressurizing is preferable. Devices that can do this are optimal. Specific examples of the above-mentioned pressurizing device include, but are not limited to, a drum dryer and the like in which a compressing device is juxtaposed.
  • the absorbent material as absorbent material (1) or ([1])
  • examples of the above heating method include: (1) a conduction heat transfer type heating method in which the gel is heated by directly contacting the heating surface of the heat source; (2) a hot air transfer type heating method using heated air or steam; A radiation heat transfer type heating method using infrared rays or far infrared rays, and dielectric heating using microwaves or the like are appropriately selected and used.
  • a heat conduction type heating method using a heating plate, a heating drum, a heating port, a heating belt, or the like is preferable, and an absorbing material (absorbing material (1) or absorbing material (U)) is preferable.
  • the heating surface of the gel that is, the heating surface of the gel
  • the heating surface is heated and pressurized at the same time by combining a plurality of plates, drums, rollers, belts and the like.
  • the heating surface (first surface) which is the contact surface with the heating device, and its back surface, that is, the first surface is opposite to the gel thickness direction (second surface).
  • the cross-linked structure of the water-absorbent resin may be given a difference in strain by pressing the heated surface of the gel at the same time as heating so that a temperature difference occurs between the gel and the gel.
  • (H) (sheet) is obtained by the above method, the first side (that is, the heated side) and the second side (for example, Since the restoring force (shape memory force) of the water-absorbing resin is different between the non-heated surface and the low-temperature surface, the sheet can be curled so as to have a curvature with the low-temperature region inside.
  • the sheet absorbs physiological saline 1 to 50 times, preferably 2 to 25 times, and more preferably 5 to 20 times the weight of the hydrophilic cross-linked polymer at both ends thereof, for example. Curls. This happens regardless of the size of the sheet, for example, l cn! By absorbing and swelling a sheet of 10 cm square, it can be easily confirmed visually.
  • an example of a method of pressing a gel (gel composition) using a drum dryer provided with a compression device that is, an example of a rolling method will be briefly described below.
  • the method of pressurizing the gel is not limited to the method using a drum dryer with a compression device.
  • the above-mentioned drum dryer is, for example, an open-type single-drum dryer.
  • a drum dryer single-drum dryer provided with a compression device, as shown in Fig. 1, has a dryer drum 1, a pressure roller 2 as a compression device, A scraper 3 and a drive device (not shown) are provided.
  • the dryer drum 1 is made of stainless steel or the like, and is driven to rotate in the direction of arrow A at a rotational speed of, for example, several rpm or less. Also, The dryer drum 1 has a built-in heating device (not shown) capable of heating the surface of the dryer drum 1 to a predetermined temperature.
  • the pressure roller 2 is made of stainless steel or the like, and is disposed so as to form a predetermined gap, that is, a gap between the pressure roller 2 and the surface of the dryer drum 1. Further, the pressure roller 2 is configured to be driven in the direction of arrow B at a predetermined rotation speed corresponding to the rotation speed of the dryer / drum 1.
  • the pressure roller 2 can apply a predetermined pressure to the gel composition 10 (described later) as a mixture fed on the surface of the dryer drum 1. That is, the drum dryer reduces the water content of the gel while pressurizing the gel composition 10.
  • the scraper 3 is in contact with the surface of the dryer drum 1 so as to remove a sheet 11 (described later) attached to the surface.
  • the surface of the pressure roller 2 is mirror-finished. Further, the pressure roller 2 may have a built-in heating device capable of heating the surface of the pressure roller 2 to a predetermined temperature.
  • a gel composition comprising a gel (a hydrogel or a bubble-containing gel), a polyhydric alcohol, and, if necessary, a molding auxiliary material.
  • a gel composition 10 is conveyed in the direction of arrow A while adhering to the surface of the dryer drum 1, and reaches the gap between the dryer drum 1 and the pressure roller 2.
  • the gel composition 10 is applied by the pressure roller 2 so that the thickness thereof is 15% or less, preferably 10% or less, more preferably 5% or less of the thickness in a state where no pressure is applied.
  • Pressure rolling
  • the sheet 11 is heated by the above-described heating device via the surface of the dryer drum 1 while being transported in the direction of arrow A while being attached to the surface of the dryer drum 1.
  • the temperature of the surface of the dryer drum 1, that is, the heating temperature of the gel composition 10 is preferably room temperature (normal temperature) to 300'C, 50 to 200 ° C, more preferably 100'C to 180. C is more preferred.
  • the heating temperature exceeds 300, the hydrophilic crosslinked polymer and polyhydric alcohol are decomposed, which is not preferable.
  • the water contained in the sheet 11, that is, the gel contained in the gel composition 10 is reduced by heating (the amount of the aqueous solvent).
  • a part of the polyhydric alcohol may be evaporated by heating.
  • the rate of reduction of the aqueous solvent in the gel is not particularly limited, and depends on whether or not the gel has air bubbles, but is preferably 10% by weight based on the amount of the aqueous solvent before pressing. % To 90% by weight, more preferably 40% to 80% by weight.
  • the reduction rate is almost 0% by weight.
  • the decrease in water content is small, shape memory is difficult, and when the water content is completely reduced (the water content of the gel is 0%), various physical properties and flexibility may be reduced.
  • the gel composition 10 When the gel composition 10 is pressurized, it is preferable that the gel composition 10 be pressurized to the extent that the gel is not subdivided (broken) in order to make it possible to reduce the shape of the gel.
  • the above-mentioned gel hydroous gel, bubble-containing gel
  • the above-mentioned gel is previously subdivided so as to have the above-mentioned particle size.
  • the sheet 11 is removed from the surface of the dryer drum 1 by the scraper 3.
  • the sheet 11, that is, the absorbent material is wound around a not-shown port or the like as necessary. Since the absorbent material has a moderate flexibility and strength by containing a polyhydric alcohol, when it is removed by the scraper 3, for example, approximately 90. , And even 180. Even if it is bent, it will not break.
  • the sheet 11 can be pulled off from the surface of the dryer drum 1 by applying tension to the absorbent material. As a result, an absorbent material (absorbent material (I) or absorbent material (II)) having at least one smooth surface can be obtained.
  • the water-containing gel is pressurized to reduce the water content, whereby an absorbent material (I) excellent in the absorption rate and the absorption capacity under pressure can be obtained.
  • the foam-containing gel is pressurized, and preferably the water content is reduced simultaneously with the pressurization, so that the absorption rate and the absorption capacity under pressure are higher than those of the absorbent material (I).
  • an absorbent material (II) which is excellent.
  • the absorption rate of the absorbent material (1) as a molded article (sheet) is 150 seconds or less.
  • the absorption rate can be as high as 00 seconds or less, more preferably 50 seconds or less, and particularly preferably 30 seconds or less.
  • the above water absorption rate is 1 second or less, particularly 0.5 second or less, it is not preferable because the water absorption rate is too high and the diffusion of the liquid may be reduced.
  • the absorption capacity of the absorbent material (I) as a molded article (sheet), in particular, the absorption capacity under pressure is 15 g / g
  • the absorption capacity under pressure is 15 g / g
  • the surface cross-linking agent in combination the amount of water and soluble components in the hydrogel, the type of the main chain of the hydrophilic cross-linked polymer, the average particle size of the hydrogel / the dry average particle size, etc.
  • the absorption rate of the absorbent material ( ⁇ ) as a molded article (sheet) when using the bubble-containing gel as the above gel is 150 seconds or less, and a surface cross-linking agent may be used in combination.
  • the amount of water and soluble components in the bubble-containing gel, the pore size of the bubbles ⁇ the number per unit volume, the type of the main chain of the hydrophilic cross-linked polymer, the average particle size of the bubble-containing gel, and the dry average particle size
  • a high absorption rate preferably 100 seconds or less, more preferably 50 seconds or less, particularly preferably 30 seconds or less, and most preferably 20 seconds or less can be achieved.
  • the above water absorption rate is 1 second or less, especially 0.5 second or less, the water absorption rate is too high, and there is a possibility that the diffusion of the liquid is reduced, which is not preferable.
  • the absorption capacity of the absorbent material ( ⁇ ) as a molded article (sheet), particularly, the absorption capacity under pressure is 15 g / g.
  • a surface cross-linking agent Identify the amount of water and soluble components in the gel, the pore size of the bubbles (number per unit), the type of the main chain of the hydrophilic cross-linked polymer, the average particle size of the bubble-containing gel, the dry average particle size, etc.
  • the magnification can be preferably 20 g / g or more, more preferably 25 g / g or more, and particularly preferably 30 g / g or more.
  • the gel has extremely excellent absorption characteristics with an absorption rate of 20 seconds or less and an absorption capacity under pressure of 30 g / g or more.
  • Absorbent material ⁇ ) can be obtained.
  • the water-containing gel or the bubble-containing gel is pressurized as described above, and the water content of the water-containing gel or the bubble-containing gel is reduced.
  • Absorbent material absorbent material (I) or absorptive material ( ⁇ )) which is particularly excellent in the absorption capacity of the above.
  • the hydrogel of the hydrophilic cross-linking polymer or the bubble-containing gel of the hydrophilic cross-linking polymer is pressurized, the aqueous solvent desorbs from the three-dimensional network structure of the hydrogel or the bubble-containing gel. As a result, the three-dimensional mesh structure is distorted by pressure.
  • hydrogel particles that is, gel-like hydrophilic crosslinked polymer particles are obtained.
  • Non-foaming water-absorbing resin 30 While it is greatly compressed in the pressing direction by the reduced amount, it is stretched so as to spread in the direction perpendicular to the pressing direction.
  • the cell-containing gel particles that is, the gel-like hydrophilic cross-linked polymer particles are obtained.
  • the water-absorbent resin 31 having bubbles 31a therein is greatly compressed in the pressurizing direction by the reduced amount of water, and is stretched so as to spread in a direction perpendicular to the pressurizing direction.
  • each of the water-absorbing resins 30 and 31 is flatly distorted so that the compression ratio is 2 or more, preferably 5 to 1000, more preferably 10 to 200, and still more preferably 15 to 100. It is compressed and fixed in the state.
  • the compression ratio is represented by the ratio of the expansion ratio of the water-absorbent resin in the stretching direction to the contraction ratio of the water-absorbent resin in the compression direction.
  • the compression ratio of each of the water absorbing resins 30 and 31 can be measured by the following methods.
  • the water-absorbing resin 30 primary absorptive gel containing water is used.
  • the primary particles of the bubble-containing gel are used as the water-absorbent resin 31.
  • the compression ratio of the water-absorbent resin 30 When the compression ratio of the water-absorbent resin 30 is used, first, the average particle size of the water-absorbent resin 30 is determined. Next, the thickness D 2 in the compression direction of the water-absorbent resin 30 after pressurization and the average length (diameter) D 2 in the stretching direction are measured in 0.01 units using, for example, calipers. Then, the shrinkage ratio X is determined by dividing the average particle size of the used water-absorbent resin 30 by the thickness D, in the compression direction, of the water-absorbent resin 30 after pressing.
  • the water-absorbing resin 3 0 average particle strange water-absorbing resin 3 0 stretching direction of the average length of the after pressure E in (diameter) D 2 divided by obtaining the expansion ratio Y using. Measure the above operation for 10 to 100 particles and have the average value of Y / X To the compression ratio of the water absorbent resin 30.
  • the compression ratio of the water-absorbent resin 31 can also be measured by the same method as the compression ratio of the water-absorbent resin 30 described above. That is, first, the average particle size of the water absorbent resin 31 is determined. Next, the thickness D 3 in the compression direction and the average length (diameter) D 4 in the compression direction of the water-absorbent resin 31 after pressing are measured in units of 0.01 mm using, for example, calipers. Then, the shrinkage ratio X is obtained by dividing the thickness D 3 in the compression direction of the water absorbent resin 31 after heating by the average particle size of the used water absorbent resin 31.
  • the water-absorbing resin 3 0 average particle diameter after pressurization of the water-absorbing resin 3 1 of the extending Shin direction of the average length (diameter) D 4 divided by obtaining the expansion ratio Y using.
  • the above operation is measured for 10 to 100 particles, and the average value of Y / X is used as the compression ratio of the water absorbent resin 31.
  • the compression ratio is less than 2, the water-absorbing resin 30 ⁇ 31 after compression is bulky, and it becomes difficult to reduce the size of the absorbent material and, eventually, the absorbent article containing the absorbent material. Not preferred. If the compression ratio is less than 2, the distortion of the water-absorbent resin 30.31 becomes small, so that it is difficult to obtain a sufficient effect of improving the absorption speed. If the compression ratio exceeds 1,000, the distortion of the water-absorbing resin 30 ⁇ 31 becomes too large to destroy its shape, making it difficult to restore the original shape after water absorption and expansion. There is a risk of becoming.
  • the crosslinked structure of the water-absorbent resin 30 ⁇ 31 is distorted by pressurization (compression), and as a result, is compressed and fixed (immobilized) in a flatly distorted state.
  • the water-absorbing resin 30. 31 has strain energy inside, and when it comes into contact with water, this strain energy is released. Different magnitudes of internal stress occur in the direction of the seat axis (x. Y. Z). Therefore, when the water-absorbent resin 30 comes into contact with water, it quickly absorbs water to restore the state before the pressure (compression) shown in Fig. 2 (b), and the anisotropy is generated by the internal stress. Swell to have (anisotropic swelling).
  • the water-absorbent resin 30 shifts from the gel-like initial state shown in FIG. 2 (b) to the compressed state shown in FIG. 2 (a) by pressurization, and again absorbs water and swells as shown in FIG. The state before pressurization shown in (b) is restored.
  • the water-absorbent resin 30 has the same shape before pressurization and after water absorption.
  • water absorbent resin 31 when the water absorbent resin 31 comes into contact with water, it quickly absorbs water and restores its state before pressurization (compression) as shown in FIG. 3 (b), and has anisotropy due to the internal stress. Swelling (anisotropic swelling).
  • the water-absorbent resin 31 shifts from the gel-like initial state shown in FIG. 3 (b) to the compressed state shown in FIG. 3 (a) by pressurization, and again by water absorption and swelling. 3 Restore to the state before pressurization shown in (b).
  • the water-absorbent resin 31 also has the same shape before pressurization and after water absorption.
  • the water absorbing resin 31 has the BET ratio of at least twice that of the non-foaming water absorbing resin 30 by having the air bubbles 30a. It has a surface area (when dry) and has a sufficient space inside it to allow the liquid to migrate. Therefore, according to the present invention, as described above, it is possible to obtain extremely excellent absorption characteristics with an absorption rate of 20 seconds or less and an absorption capacity under pressure of 30 g / g or more.
  • the water-absorbent resin is dried without distortion and becomes a powder.
  • the obtained water-absorbent resin swells in a similar shape upon water absorption and swelling.
  • the gel that is distorted by the pressure is contracted in the distorted form as it is, so that the shape is memorized.
  • the shape memory is based on the fact that the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30-31) has a crosslinked structure, and that the water-absorbent resin is in a gel state before pressing. Is essential, and shape memory is impossible with a polymer having no crosslinked structure.
  • the absorbent material (I) of the present invention containing the water-absorbent resin 30 and the absorbent material ( ⁇ ) of the present invention containing the water-absorbent resin 31 contain the above-mentioned water-absorbent resin 3. Since 0 ⁇ 31 memorizes the shape before pressurization, it is particularly excellent in various absorption characteristics such as absorption rate and absorption capacity under pressure, and shape retention.
  • the water content of the absorbent materials (1) and (11) according to the present invention is preferably 80% by weight or less, more preferably in the range of 5% to 50% by weight, and in the range of 5% to 30% by weight. Is particularly preferable, and the range of 6% to 25% by weight is most preferable.
  • the water content of the absorbent material (I) ⁇ (11) is adjusted, for example, by reducing the water while pressing the gel. After the pressing, water is added separately as necessary. It may be adjusted by drying or drying.
  • the water content of the absorbent materials (I) and (U) refers to the total amount of the aqueous solvent, the hydrophilic crosslinked polymer, and the polyhydric alcohol contained in each of the absorbent materials (I) and ( ⁇ ).
  • the ratio of the aqueous solvent is shown.
  • the absorbent materials (I) and ([[]) include molding auxiliary materials and other constituent materials, the amounts of these molding auxiliary materials and other constituent materials are calculated when calculating the water content. Not taken into account ⁇ Method for measuring moisture content above, Method for measuring absorption capacity under pressure, and Absorption The method for measuring the speed will be described in detail in the best mode for carrying out the invention.
  • the water content defined as above is a theoretical value, and the water content determined in the best mode for carrying out the invention is an actual value. However, there is almost no difference between these two values, and thus the measured values can be considered substantially as the moisture content defined as above.
  • the gel composition 10 can be continuously treated by rolling the gel composition 10 into a sheet shape using a drum drier in which the compression device is provided. it can. That is, the absorbent material (I) or the absorbent material (II) can be manufactured continuously.
  • the sheet-like absorbent materials (I) and ( ⁇ ) thus obtained are both excellent in flexibility.
  • the flexibility measured by the Gurley stiffness method is as follows. It is less than OOOmgf, preferably less than 500mgf, more preferably less than 200mgf, particularly preferably less than lOOmgf. The method of measuring the flexibility will be described in the best mode for carrying out the invention.
  • the method (i) for producing the absorbent material ([) according to the present invention is a method for reducing the water content while pressing (rolling) the hydrogel of the hydrophilic polymer.
  • the hydrogel preferably further contains a polyhydric alcohol.
  • the water content of the water-containing gel block is in the range of 30% by weight to 90% by weight.
  • the absorbent material ([) can be obtained in the form of particles, but it is preferable to roll the hydrated gel to obtain a sheet.
  • the method (ii) for producing the absorbent material (11) according to the present invention is a method of pressurizing the bubble-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer, preferably by removing the water content of the upper bubble-containing gel while applying pressure. It is a method to reduce.
  • the foam-containing gel preferably further contains a polyhydric alcohol. Further, the water content in the above-mentioned bubble-containing gel is preferably in the range of 30% by weight to 90% by weight.
  • the absorbent material (II) can be obtained in the form of particles. However, it is preferable that the bubble-containing gel be rolled to be in the form of a roll.
  • the absorbent material (I) ⁇ ( ⁇ ⁇ ) can be provided.
  • the hydrogel and the bubble-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer further contain a polyhydric alcohol, the gel can be easily formed into a sheet. For this reason, a sheet-like absorbent material can be directly obtained from these gels, and an absorbent material (I) • ( ⁇ ) excellent in flexibility, strength, cushioning property, and the like can be obtained.
  • a surface crosslinking agent may be used in combination, the type of the main chain of the hydrophilic crosslinked polymer, the amount of water and the amount of soluble components in the hydrogel of the hydrophilic crosslinked polymer.
  • a surface crosslinking agent may be used in combination, the type of the main chain of the hydrophilic cross-linked polymer, the amount of water and soluble components in the bubble-containing gel of the hydrophilic cross-linked polymer, By specifying the average particle size of the bubble-containing gel divided by the dry average particle size, the shape memory ability of the resulting water-absorbent resin (water-absorbent resin 31) and the absorbent material () can be further improved. it can.
  • the gel of the hydrophilic cross-linked polymer that is, the hydrogel or the bubble-containing gel is not once powdered, but the hydrophilic cross-linked polymer is obtained.
  • Absorbent material (I) '(1 [) with immobilized coalescence can be manufactured. Therefore, various processes such as drying, crushing, and sieving are not required, so that dust is not generated, handling is easy, the working environment is improved, and the manufacturing process is simplified. The productivity can be improved. Thereby, a sheet-like absorbent material can be produced directly and inexpensively and easily from a hydrogel or a bubble-containing gel without using an immobilizing substrate such as a nonwoven fabric. Then, according to the above method, it is possible to produce a water-soluble crosslinked polymer, that is, an absorbent material having a higher content of a water-absorbing resin than before.
  • the obtained absorbent material ( ⁇ ) ⁇ ( ⁇ ) can be imparted with flexibility and strength, and the gel can be rolled into a sheet. Therefore, the absorbent material (I) ⁇ (! 1) can be wound on a roll or the like, or tension can be applied. Thereby, the absorbent material (1) and the absorbent material (II) can be manufactured continuously.
  • the absorbent material (I) ⁇ ([1) is formed into a sheet
  • the sheet is heated simultaneously with pressurization so that a temperature difference occurs between the first surface and the second surface of the sheet. Is preferred.
  • the sheet is heated simultaneously with pressurization so that a temperature difference occurs between the first and second surfaces of the sheet.
  • a difference occurs in the degree of distortion of the water absorbent resin frame structure.
  • the first and second sides of the sheet have different restoring power of the water-absorbent resin, Swell while curling. Therefore, when the absorbent material (1) '(II) thus obtained is used for sanitary materials (absorbent articles) such as, for example, omuk or sanitary napkin, it is fitted to one body line. Liquid leakage can be prevented.
  • the absorbent material ([) obtained by the above production method contains a water-absorbent resin (water-absorbent resin 30) which swells to have anisotropy by absorbing water. Further, the absorbent material (II) obtained by the above production method also contains a water-absorbent resin (water-absorbent resin 31) which swells to have anisotropy by water absorption.
  • the hydrophilic cross-linked polymer particles as the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30.31) according to the present invention are, for example, when the gel particles of the hydrophilic cross-linked polymer are pressurized. Aqueous solvent is desorbed from the three-dimensional network structure, and is compressed. Therefore, the three-dimensional network structure of the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30. 31) is distorted by compression. For this reason, the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30 ⁇ 31) has strain energy inside and should recover to the state before compression. When it comes in contact with water, it absorbs water quickly and becomes anisotropic. Swell to have properties.
  • the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30 ⁇ 31) is restored to its undistorted state before compression. That is, the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30. 31) stores the state before compression.
  • the compression ratio indicates the degree of compression of the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30-31). In order to obtain a sufficient effect of improving the absorption characteristics, it is preferable that the compression be performed so that the compression ratio is in the range of 2 to 1,000.
  • the water-absorbing resin (water-absorbing resin 30. 31) of the present invention has a compression The ability to recover to the previous state is exerted, and it is particularly excellent in various absorption characteristics such as absorption rate and absorption capacity under pressure, and shape retention.
  • the water-absorbing resin according to the present invention preferably has air bubbles therein. Since the water-absorbent resin has air bubbles therein, a sufficient liquid-conducting space for the transfer of the aqueous liquid into the water-absorbent resin is ensured. Therefore, when the water-absorbing resin has bubbles inside, the water-absorbing resin is excellent in liquid permeability and diffusibility, and the water absorption speed and the water retention ability are improved by the tubule phenomenon.
  • the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30 ⁇ 31) according to the present invention is particularly excellent in various absorption characteristics such as an absorption rate and an absorption capacity under pressure and shape retention, so that
  • the absorbent material of the present invention containing a water-soluble resin (water-absorbent resin 30 ⁇ 31) is also particularly excellent in various absorption characteristics such as absorption rate and absorption magnification under pressure and shape retention. I have.
  • the absorbent material ([) * (11) of the present invention has a configuration in which the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30 ⁇ 31) itself is retained, the water-absorbent resin is used as pulp.
  • the amount of the hydrophilic cross-linked polymer per unit area that is, the amount of the water-absorbing resin, can be increased as compared with a conventional absorbent material sandwiched or supported on a substrate such as a nonwoven fabric. For this reason, the absorption rate and the absorption capacity under pressure can be improved as compared with the conventional case. That is, the absorbent materials (I) and (II) can quickly absorb the aqueous liquid when coming into contact with the aqueous liquid such as water, body fluid, or drip.
  • the water content of the absorbent materials (I) and (II) is 80% by weight or less, and further contains a polyhydric alcohol and a molding auxiliary material as necessary.
  • the sheet-like absorbent material (I) ⁇ (H) obtained by the above method has a high absorption rate. Degree is 150 seconds or less, and the absorption capacity under pressure is 15 g / g or more, preferably 20 g / g or more, more preferably 25 g / g or more, particularly preferably 30 g / g or more. It is.
  • the absorbent material ( ⁇ ) ⁇ (II) is particularly excellent in flexibility, strength, cushioning property and the like.
  • the absorbent materials (I) and (H) include a molding auxiliary material, the absorbent materials (I) and ( ⁇ ) have better shape retention, and have flexibility and strength. Is improved.
  • the absorbent materials ([]) and ([1]) swell so that the water-absorbent resin (water-absorbent resin 30-31) has anisotropy so as to recover to a state before compression.
  • the absorbent materials (I) and (II) by partially heating the absorbent materials (I) and (II) in advance, the crosslinked structure of the water-absorbent resin in the heated portion (heating surface) and the water absorption in the non-heating portion (heating surface) If the molded material is molded so that there is a difference in the degree of distortion with the crosslinked structure of the water-soluble resin, even if the obtained absorbent material (I) ⁇ (II) is a flat sheet, for example, the water absorption will cause a curvature. And swell.
  • the absorbent material when used as a sanitary material (absorbent article) such as a napkin or a sanitary napkin, for example, the absorbent material curls so as to draw a curve along the roundness of the body when absorbing water. To fit the body line, preventing liquid leakage.
  • the above-mentioned absorbent materials (I) and (II) are in the form of sheets having a flexibility of l. OOOmgf or less. This makes it possible to provide the absorbent material (I), (II) and the absorbent article containing the absorbent material (1), (II) with a so-called soft feeling and good feeling of use.
  • the absorbent material ([) ⁇ (II) is formed in the form of a sheet.
  • the shape of these absorbent materials (I) and ([1]) may be, for example, block-like, plate-like, film-like, etc. And may be in the form of powder, and is not particularly limited.
  • the thickness of the sheet-like absorbent material (I) ⁇ (I I) (sheet) of the present invention is 0.01! 5 mm, preferably 0.1 mm to 3 mm, more preferably 0.5 mm to 1, and can be easily adjusted by adjusting the compression ratio.
  • the compression ratio can be easily adjusted by adjusting, for example, time, temperature, clearance between the compression device and the drum dryer, and the like.
  • the absorbent materials (I) and (II) are formed by pressing the hydrogel of the hydrophilic crosslinked polymer or the cell-containing gel of the hydrophilic crosslinked polymer once, then forming the powder into a powder and then sheeting. Thus, it may be formed in a sheet shape. However, from the viewpoints of handleability, working environment, productivity and the like, it is preferable that the hydrogel and the bubble-containing gel contain a polyhydric alcohol, and these gels are directly formed into sheets without being powdered once.
  • the absorbent material (I) or the absorbent material ( ⁇ ) for example, a mixture of a hydrogel or a bubble-containing gel and a polyhydric alcohol is mixed with a fiber as a molding auxiliary material.
  • the configuration of these absorbent materials (I) and (II) is not particularly limited.
  • the absorbent material (1) ⁇ (II) in addition to the composition in which the mixture is mixed with the fiber, the absorbent material (1) ⁇ (II) may be formed in a sheet shape such as woven fabric, non-woven fabric, paper, or the like. The mixture is sandwiched between a plurality of fibers. The mixture is mixed with a fiber to form a sheet, and then the sheet is formed with a plurality of the sheets. A structure in which a mixture is mixed with fibers to form a sheet, and then the sheet is sandwiched by a plurality of fibers formed in a sheet-like manner; and the like.
  • the absorbent article according to the present invention contains at least one absorbent material selected from the absorbent material (I) and the absorbent material (II) having the above constitution.
  • the absorbent material (1) ⁇ ([[]) is made into an absorbent article by itself or in combination with other materials.
  • the configuration of the absorbent article is not particularly limited, but when the absorbent article is provided as a sanitary material such as a paper napkin sanitary napkin, an incontinence pad, or the like, the sheet having the above configuration is used.
  • the absorbent material U) or the sheet-like absorbent material (II) is sandwiched between a liquid-permeable sheet and a liquid-impermeable sheet, or It is preferable that the sheet-shaped absorbent material (I) or the sheet-shaped absorbent material (11) is sandwiched between two sheets having liquid permeability. Since the absorbent material ( ⁇ ) ⁇ ( ⁇ ) as the absorbent layer has excellent absorption characteristics, for example, when the absorbent article is made of paper, it can prevent urine from leaking, A so-called dry feeling can be imparted.
  • the above liquid-permeable sheet (hereinafter referred to as a liquid-permeable sheet) is made of a material having a property of transmitting an aqueous liquid.
  • the material of the liquid-permeable sheet include a nonwoven fabric such as a regenerated cellulose nonwoven fabric, a woven fabric made of synthetic fibers such as a rayon, a web or mat such as a cotton web, cotton pulp, and paper.
  • a porous synthetic resin film made of polyethylene-polypropylene, bolinister, boriamid, or the like;
  • the liquid-permeable sheet is large enough to accommodate the absorbent material. It may be formed in a bag body having a thickness.
  • the liquid-impermeable sheet (hereinafter referred to as a liquid-impermeable sheet) is made of a material having a property of impermeable to an aqueous liquid.
  • the material of the liquid-impermeable sheet include a synthetic resin film made of polyamide, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and the like; a film made of a composite material of these synthetic resin and nonwoven fabric: Examples include a film made of a composite material of a resin and a woven fabric.
  • the liquid impermeable sheet may have a property of transmitting vapor.
  • the method for producing the absorbent article according to the present invention is not particularly limited.
  • the method for producing the absorbent article may be at least one selected from the liquid-impermeable sheet, the absorbent material (1) and the absorbent material (II). It is only necessary to overlap one of the absorbent materials and the liquid-permeable sheet.
  • the superimposed sheets are pasted and fixed in the Shunobu area, partially pasted and fixed, or slits are inserted, and processing such as embossing is performed. May be. Note that an absorbent material formed into a sheet shape (a liquid-impermeable sheet or a liquid-permeable sheet is superimposed on one surface of an absorbent material ( ⁇ ) or an absorbent material (II)).
  • the gel or the gel composition may be formed.
  • an absorbent material that is, an absorbent article can be produced, and a sheet-shaped absorbent material ([) or a sheet-shaped absorbent material ( After cutting II) into strips or the like, the absorbent article may be formed by mixing with cellulose fibers or the like.
  • the absorbent articles are not limited only to paper.
  • the paper sheet is a liquid-impermeable backsheet 21 or the sheet-like absorbent material ([) or the sheet-like absorbent material (I []). It is composed of an absorbent material 22 having a sheet-like structure and a top sheet 23 which is a liquid-permeable sheet.
  • the back sheet 21 and the top sheet 23 are formed in a predetermined shape.
  • the back sheet 21, the absorbent material 22, and the top sheet 23 are adhered to each other in this order via a double-sided table or the like.
  • so-called leggears 24 and 24 and so-called vest gathers 25 and 25 are provided at predetermined positions in the attached object.
  • so-called tape fasteners 26, 26 are attached to predetermined positions in the above-mentioned attached material.
  • the above paper is made of an absorbent material 22 that is excellent in various absorption characteristics such as absorption rate and absorption capacity under pressure, shape retention, and excellent in flexibility and strength. When this occurs, the urine can be rapidly absorbed. In other words, it is possible to provide a paper that can be used in good condition without causing urine leakage or the like.
  • the absorbent material 22 swells while curling when absorbing and swelling with water, the above-described paper fits into the body line and can further prevent liquid leakage.
  • the absorbent article contains the above-mentioned absorbent material (at least one of the absorbent materials selected from the absorbent material (I) and the absorbent material ( ⁇ )), the absorption rate is increased.
  • excellent absorption characteristics such as absorption capacity under pressure and pressure It is possible to provide an absorptive article, and to provide a so-called soft feeling and a good use feeling to the obtained absorbent article. Therefore, it is possible to provide an absorbent article having excellent touch.
  • the ratio of the hydrophilic cross-linked polymer to the total weight of the absorbent article is the ratio of the hydrophilic cross-linked polymer to the total weight of the absorbent article.
  • the concentration was relatively low at less than 40% by weight, according to the above configuration, the ratio of the hydrophilic cross-linked polymer to the total weight of the absorbent article was approximately 40% to 80% by weight, more preferably The concentration can be about 50 to 80% by weight, more preferably about 60 to 80% by weight.
  • the absorbent article can be made thinner and smaller while maintaining the same or better absorption characteristics as the conventional absorbent article. Also, since the absorbent material (I) ⁇ ( ⁇ ) is formed by pressurizing the hydrogel or the bubble-containing gel, the manufacturing process and packaging of the absorbent material ( ⁇ ) ⁇ (II) and the absorbent article In various processes such as the process and the transport process, the hydrophilic cross-linked polymer does not move in the absorbent materials (I) and (II), and drops off from the absorbent materials (I) and (11). (No spills).
  • the absorbent materials (I) and (II) are molded into a sheet, for example, unlike the conventional absorbent material obtained by forming the water-absorbent resin into a powder and then forming the sheet into a sheet,
  • the absorbent material (I) ⁇ ([[]) of the present invention is kept sheet-down after water absorption and swelling. For this reason, even after water absorption and swelling, the gel does not fall off (fall off) from the absorptive material or the like from the absorbent material ( ⁇ UI).
  • the above-mentioned absorbent material (I) includes a deodorant, a fragrance, various chemicals, various inorganic powders, a water-soluble polymer, a plant growing aid, a bactericide, a fire retardant, a foaming agent, a pigment, a dye, Power black, activated carbon, hydrophilic short fibers, fertilizers, oxidizing agents, reducing agents, water, salts, etc. are further added, and as a result, the absorbent material (I) ⁇ ( 4 B
  • absorbent articles are used for the purpose of absorbing or absorbing water-based liquids, for example, paper disposable (disposable disposable), sanitary napkin, evening bonbon, so-called incontinence Sanitary materials such as pads, dew condensation and absorption sheets, water retention materials for agriculture and horticulture, waterproof materials for civil engineering, medical materials such as medical sheets and bed pads, food preservation materials, food drip absorbent materials It is suitably used for various uses such as towels, towels and bandages.
  • the uses of the absorbent materials (I) and (II) and the absorbent articles are not particularly limited. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. I illustrates an example of a method for producing an absorbent material according to the present invention, and is a schematic cross-sectional view of a drum dryer provided with a rolling mill.
  • FIG. 2 (a) is an explanatory view showing a state in which a non-foamed water-absorbing resin contained in the absorbent material according to the present invention is compressed.
  • FIG. 2B is an explanatory view showing a state in which the water-absorbent resin shown in FIG. 2A has swollen due to water absorption.
  • FIG. 3 (a) is an explanatory view showing a state in which a water-absorbent resin having bubbles therein is contained in another absorbent material according to the present invention.
  • FIG. 3 (b) is an explanatory diagram showing a state where the water-absorbent resin shown in FIG. 3 (a) has swollen due to water absorption.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a paper cutout as an absorbent article using the absorbent material according to the present invention in a partially broken section.
  • the sheet-shaped absorbent material is cut into a size of 10 cm ⁇ 10 cm, and the weight W of the absorbent material (hereinafter, referred to as a cut sheet). (G) was measured.
  • the cut sheet was placed in an oven (manufactured by Tokyo Rika Instruments Co., Ltd .: Model NDO-450) whose temperature was adjusted to 180 and left for 3 hours.
  • the cut sheet was taken out, placed in a desiccator containing silica gel, allowed to cool for 5 minutes, and its weight W, (g) was measured. And from these weights Wo-W!
  • 0.2 g of the absorbent material was placed in a non-woven tea bag type bag (60 ⁇ 60), the opening was heat-sealed, and then immersed in a 0.9% by weight aqueous sodium chloride solution (physiological saline). Thirty minutes later, the tea bag type bag was pulled out, and after draining at 250 G for 3 minutes using a centrifugal separator, the weight W 2 (g) of the tea bag type bag was measured. The same operation was performed without using an absorbent material, and the weight W s (g) at that time was measured. And from these weights W 2 ⁇ W 3 ,
  • a glass filter plate (G # l) having a diameter of 120 mm was placed in a glass petri dish having an inner diameter of 160 mm and a height of 20 mm, and then 0.4 wt% saline was poured into the petri dish.
  • the amount of the salt solution was such that the surface of the salt solution almost coincided with the upper surface of the filter plate.
  • base paper TOYO FILTER PAPER No. 2 manufactured by Toyo Shoji Paper Co., Ltd.
  • the sheet-like absorbent material is cut into a size of 3.1 cm ⁇ 3.1 cm, and the absorbent material (hereinafter, cut sheet) is cut.
  • W 4 W 4 (g).
  • a support cylinder was created by fixing a 400-mesh stainless steel wire mesh to the bottom of an acrylic resin cylinder with an inner diameter of 55 mm and a length of 60 MI.
  • the above-mentioned cut sheet was placed in a support cylinder, that is, on a wire mesh, and further, a cylindrical brass brazier as a weight was placed on the cut sheet to perform measurement.
  • a cylinder was created.
  • the weight of the plunger is adjusted so that a load of 50 g / cm 2 can be uniformly applied to the cutting sheet. Then, the total weight of the cut sheet, the support circle ⁇ and the plunger, that is, the weight W s (g) of the measuring cylinder was measured.
  • the measurement cylinder was placed on the above-mentioned paper. Then, for 30 minutes from the time when the measurement cylinder was placed on the filter paper, the above-mentioned saline solution was absorbed into the cutting sheet in the measurement cylinder. That is, 0.4% by weight saline solution was absorbed under pressure into the cut sheet. During this time, a 0.4% by weight saline solution is appropriately added to the petri dish so that the amount of the saline solution becomes substantially constant, that is, the surface of the saline solution and the upper surface of the filter plate substantially coincide with each other. I added. 30 minutes After a while, the weight W e (g) of the measurement chaplain was measured. And from these weights W 4 • W 5 -W 6 ,
  • the absorption capacity under pressure (g / g) was calculated according to the following.
  • the absorbent material is sheet-shaped
  • the sheet-shaped absorbent material is cut into a size of 2.54 cm x 2.54 cm (1 square inch), and the absorbent material (hereinafter, cut sheet) is cut. ) was weighed.
  • a saline solution of 10 times the weight of the cut sheet was poured into a polypropylene container having an inner diameter of 55 and a height of 15 minutes.
  • the cutting sheet was put into the physiological saline ( and the time from when the cutting sheet was put into the physiological saline until the physiological saline was completely absorbed into the cutting sheet was measured.
  • the flexibility was measured only for the sheet-like absorbent material, and the measurement method followed the Gurley rigidity method specified in JIS L1096.
  • the flexibility indicates that the smaller the value (flexibility) measured by the method, the higher the flexibility.
  • the reactor was a stainless steel double-armed kneader with a 10-L internal volume jacket having two sigma-type blades with a rotating diameter of 120 mm.
  • the kneader has a lid for sealing the inside of the system and a pressure lid capable of applying a pressure of 66 kg to the contents.
  • 5,000 g of a 38% by weight aqueous solution of acrylic acid and sodium acrylate (neutralization ratio: 75 mol%) as a simplex component, and tri as a crosslinking agent were added.
  • a cross-linking agent (A) methylolpropane triata relate
  • nitrogen gas was blown into the system to replace the system with nitrogen gas.
  • the amount of the crosslinking agent (A) used is 0.045 mol% based on the monomer components.
  • a water-containing gel that had been ponged to about 0.8 mm was obtained.
  • the solid content of the hydrogel was 38% by weight.
  • 800 g of the differentiated hydrogel was charged into a kneader having the same configuration as the above kneader.
  • 33.8 g of glycerin as a polyhydric alcohol and ethylene glycol diglycidyl ether as a surface-building agent (trade name: Denacol EX-810: manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.) Agent (B)) was prepared as a mixture with 0.31 g.
  • 70 ° C warm water was passed through the jacket, and the hydrogel was stirred while heating.
  • the amount of glycerin used per 100 parts by weight of the solid content of the hydrogel was 11.1 parts by weight, and the amount of the above-mentioned surface framing agent (B) was 0.1 part by weight.
  • the above-mentioned hydrogel composition was prepared by using an open-type single-drum dryer-(model of Katsuragi Industries Co., Ltd.
  • the contact surface of the hydrogel composition ([) with the dryer drum was heated to 150 ° C. by the dryer drum, and then the obtained sheet was removed from the dryer drum surface using a scraper.
  • a sheet-like absorbent material having a thickness of 0.8 mm was obtained
  • the main production conditions of the hydrogel composition are shown in Table 1.
  • the obtained absorbent material has a basis weight of 490 g / m 2 , a water content of 7.5 * 1:%, and absorption capacity The rate was 30.2 g / g, the absorption capacity under pressure was 25.2 g / g, and the absorption rate was 68 seconds. These measurement results are shown in Table 2.
  • Example 1 the water-containing gel composition obtained simply heated in a drum dryer to 0.99 e C without using a compressor, and sheet into without rolling. Then, the obtained sheet was scraped off from the dryer drum surface with a scraper. As a result, a sheet-like absorbent material was obtained.
  • the measurement results of the obtained absorbent material are also shown in Table 2.
  • Example 2 the hydrogel composition was rolled without heating the dryer drum. Thus, the hydrogel composition was made into a sheet without reducing the water content of the hydrogel. Thereafter, the resulting sheet was taken-out ⁇ from dryer drum surface (temperature 25 e C) using a scraper. As a result, a sheet-like absorbent material was obtained. The measurement results of the obtained absorbent material are also shown in Table 2.
  • the sheet-like absorbent material obtained in Comparative Example 2 was placed in a hot-air circulating dryer maintained at a temperature of 105 ° C. and dried. That is, after rolling the hydrous gel. Its water content was reduced.
  • the measurement results of the absorbent material are shown in Table 2.
  • the obtained absorbent material had low shape retention, and it was impossible to measure the degree of flexibility.
  • Example 2 The same reaction and operation as in Example 1 were performed, except that 76 g of glycerin was used instead of the mixed solution in Example 1, to obtain a sheet-like absorbent material.
  • the amount of glycerin used was 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the hydrogel.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition.
  • Table 2 also shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • Example 2 The same reaction and operation as in Example 1 were carried out, except that a mixed solution of 76 g of glycerin J and 0.31 g of the surface crosslinking agent (B) was used instead of the mixed solution in Example 1, and the sheet was treated. A soft absorbent material was obtained.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition.
  • Table 2 also shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • Example 2 The same reaction and operation as in Example 1 were carried out, except that a mixed solution of 76 g of glycerin and 1.53 g of the surface crosslinking agent (B) was used instead of the mixed solution in Example 1, to obtain a sheet-like absorption solution.
  • the material was obtained.
  • the amount of the surface cross-linking agent (B) used is 0.5 part by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the hydrogel.
  • Table 1 shows the main production conditions for the hydrogel composition. Also, the measurement results of the obtained absorbent material are shown in Table 2.
  • Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that a mixture of 76 g of glycerin and 1.53 g of the surface cross-linking agent (B) was used in place of the mixture of Example 1, and the amount of polyester fiber added was changed from 10.4 g to 16.0 g. The same reaction and operation as in 1 were performed to obtain a sheet-like absorbent material. The addition amount of polyester fiber to 100 parts by weight of the solid content of the hydrogel is 5.3 parts by weight. Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition. In addition, the measurement results of the obtained absorbent material are also shown in Table 2. (Example 6)
  • a sheet-like absorbent material was obtained by performing the same reaction and operation as in Example 1 except that 304 g of glycerin was used instead of the mixed solution in Example 1.
  • the amount of glycerin used is 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the hydrogel.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition.
  • Table 2 also shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • the amount of the cross-linking agent (A) used in Example 1 was changed from 2.85 g to 1.27 g, and instead of the mixed solution in Example 1, 76 g of glycerin and the surface cross-linking agent (B) 1 The same reaction and operation as in Example 1 were carried out, except that a mixed solution with .53 g was used, to obtain a sheet-like absorbent material.
  • the amount of the crosslinking agent (A) used is 0.02 mol% based on the monomer components.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition.
  • Table 2 also shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • aqueous solution of sodium acrylate in Example 7 acrylic acid and sodium as a monomer component (a 30% by weight aqueous solution having a neutralization ratio of 75 mol, 5,000) g, and instead of the crosslinking agent (A), a polyethylene glycol diacrylate as a crosslinking agent (average number of moles of ethylene glycol added 8; hereinafter, referred to as a crosslinking agent (C)) 7.
  • a sheet-like absorbent material was obtained by performing the same reaction and operation as in Example 7, except that 18 g was used.
  • the amount of the crosslinking agent (C) used for the monomer component was as follows.
  • the water-containing gel had a solid content of 30.
  • the main production conditions of the water-containing gel composition are shown in Table 1.
  • the measurement results are shown in Table 2.
  • Example 1 was repeated except that a mixture of 76 g of glycerin and 0.31 g of the surface cross-linking agent (B) was used in place of the mixture in Example 1, and no polyester fiber was used (no addition). The same reaction and operation were performed to obtain a sheet-like absorbent material.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition, and Table 2 shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • a mixture of 76 g of glycerin and 1.53 g of the surface cross-linking agent (B) was used in place of the mixture in Example 1, and a fiber length of about 1 Omn!
  • a sheet-like absorbent material was obtained by performing the same reaction and operation as in Example 1 except that 76 g of pulp fibers (forming auxiliary material) of 20 to 20 were used.
  • the amount of the pulp fiber added to 100 parts by weight of the solid content of the hydrogel was 25 parts by weight.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition.
  • Table 2 also shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • Example 1 the fiber length of the polyester fiber was about 20 mn! The same reaction and operation as in Example 1 were carried out, except that the thickness was changed to 30 mm, to obtain a sheet-like absorbent material. The moldability and the absorption speed of the absorbent material during drying and swelling were even better than the absorbent material obtained in Example 1.
  • Table 1 shows the main production conditions of the hydrogel composition.
  • Table 2 also shows the measurement results of the obtained absorbent material.
  • Table 1 Hard fiber surface to polyester fiber
  • the compression ratio of the sheet-like absorbent material shown in Examples 1 to 11 was 10 to 100. It can be seen that, compared with the absorbent materials of Comparative Examples 1 to 3, which are absorbent materials having a compression ratio of 1, excellent physical properties such as a high absorption rate are exhibited. Not only the particles but also the sheet-like absorbent material can be obtained in the same manner by the method described above. In addition, the water-absorbing resin in each of the above-mentioned absorbent materials was restored to a state before compression (E-rolling) due to water absorption and swelling, and good water-absorbing resilience was obtained.
  • Example 2 the same reaction and operation as in Example 1 were performed to obtain a hydrogel.
  • the same operation as in Example 1 was performed without mixing the hydrated gel with glycerin (polyhydric alcohol), surface cross-linking agent (B), and polyester fiber (forming auxiliary material). Heated. That is, rolling and heating were performed using only the hydrogel as the hydrogel composition.
  • glycerin polyhydric alcohol
  • B surface cross-linking agent
  • polyester fiber forming auxiliary material
  • the absorbent material obtained by rolling and heating the hydrogel was very brittle-it was not possible to form a sheet-like absorbent material directly from the hydrogel composition. That is, when the hydrogel was rolled and heated in the absence of polyhydric alcohol, a sheet-like absorbent material could not be obtained. But
  • the absorption capacity of the powdery absorbent material obtained by drying and separating the above absorbent material is 42.5 g / g, the absorption capacity under pressure is 11.3 g, and the absorption rate is 25 seconds. Thus, it was possible to obtain an absorbent material having particularly excellent absorption characteristics. Table 3 shows the measurement results of the absorbent material.
  • Example 12 the hydrogel was dried with hot air of 160 ° C for 1 hour, 200 g of the obtained dried product was pulverized with a tabletop pulverizer, and then classified with a JIS standard sieve having openings of 500 m. The coarse particles were removed to obtain a powdery absorbent material. ⁇ Measurement results of the absorbent material are shown in Table 3 together.
  • Comparative Example 4 the obtained mixture of the powdery absorbent material and the polyhydric alcohol was heated and brazed according to the method described in US Pat. No. 4,066,583.
  • the sheet-like mixture was pressurized at a temperature of 150 ° C. and a pressure of 350 gi / cm 2 for 5 minutes using a heating-type press. As a result, a transparent sheet-like molded product having a thickness of about 1 mm was obtained. Next, this sheet-like molded product Water was added so as to have a water content of 17.0% by weight to obtain a sheet-like absorbent material. The measurement results of the absorbent material are shown in Table 3.
  • Example 2 First, the same reaction and operation as in Example 1 were performed to obtain a hydrogel. Next, 0.31 g of the surface cross-linking agent (B) alone was mixed with the hydrogel, and the same operation as in Example 1 was performed, followed by rolling and heating. That is, the mixture was rolled and heated using a mixture of the hydrogel and the surface crosslinking agent (B) as the hydrogel composition. Thereafter, using 200 g of the obtained absorbent material, the same pulverization and separation as in Example 12 were performed to obtain a powdery absorbent material.
  • the same pulverization and separation as in Example 12 were performed to obtain a powdery absorbent material.
  • the absorbent material obtained by rolling and heating the hydrogel composition was very brittle, and it was not possible to form a sheet-like absorbent material directly from the hydrogel composition.
  • a sheet-like absorbent material could not be obtained.
  • by heating the hydrogel composition at the same time as the rolling it was possible to obtain an absorbent material having excellent absorption characteristics such as the absorption rate and the absorption capacity under pressure, among which the absorption rate was particularly excellent.
  • the measurement results of the absorbent material are shown in Table 3.
  • Example 13 instead of rolling and heating the hydrogel composition, drying was performed with hot air of 160 for 1 hour, and 200 g of the obtained dried product was pulverized with a tabletop pulverizer. The coarse particles were removed by classification with a JIS standard sieve to obtain a powdery absorbent material. Table 3 shows the measurement results of the absorbent material.
  • Comparative Example 7 8 g of the powdery absorbent material obtained in Comparative Example 6 was mixed with 2 g of glycerin, and the same operation as in Comparative Example 5 was performed to obtain a transparent sheet-like molded product having a thickness of about 1 mm. Obtained. Next, water was added to the sheet sheet molded product so as to have a water content of 19.2% by weight to obtain a sheet-like absorbent material. The measurement results of the absorbent material are shown in Table 3.
  • a 20 L reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube and a dropping port was charged with 10 L of cyclohexane as an aqueous solvent and an interface of 6 with HLB (hydrophile-lypophile balance).
  • 40 g of sucrose fatty acid ester as an activator manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: DK-Ester F-50
  • nitrogen gas was blown into the reaction vessel to replace the gas with nitrogen gas.
  • the above-mentioned monomer aqueous solution in which the polymerization initiator was dissolved was added to the solution in the above-mentioned reaction vessel to form a reaction liquid, and this reaction liquid was stirred at 60'C for 2 hours to perform reverse-phase suspension polymerization. .
  • a spherical gel polymer was obtained.
  • the obtained gel polymer was azeotropically dehydrated in a reaction vessel to obtain a dehydrated spherical polymer having an average particle size of 480 m.
  • the particle size of the dehydrated polymer was adjusted to 500 / rn to 600 m by separating the dehydrated polymer with a JS standard sieve.
  • an aqueous solution of a crosslinking agent consisting of 0.05 part of the surface crosslinking agent (B), 3 parts of water, and 2 parts of iblobanol was added.
  • the surface was mounted to obtain a secondary polymer. Since the water content of the secondary crosslinked polymer was reduced without applying pressure to the gelled polymer, the secondary crosslinked polymer had a true spherical shape with an average particle diameter of 480 zm.
  • the individual particles in the absorbent material that is, the secondary crosslinked polymer particles (water-absorbent resin) after rolling and heating have an average thickness of 0.07 mm obtained by measuring 100 secondary crosslinked polymer particles. It was also a disk with an average diameter of 2.60 mm. Therefore, the contraction ratio X in the compression direction (thickness direction) of the secondary crosslinked polymer particles after the above rolling and heating is 0.07 / 0.48, and the expansion ratio Y in the stretching direction is 2.60 / 0.48.
  • the compression ratio Y / X defined in the present invention is 37. In other words, the secondary crosslinked polymer particles in the absorbent material are compressed 37 times as compared to before the rolling and heating.
  • the absorbent material composed of the secondary crosslinked polymer particles shows a high absorption rate (48 seconds) due to the strain energy inherent in the secondary crosslinked polymer particles.
  • Table 3 shows the measurement results of the absorbent material.
  • Comparative Example 8 The same reaction and operation as in Example 14 were performed to obtain a secondary crosslinked polymerized polymer.
  • Various properties of this secondary crosslinked polymer were measured as a comparative absorbent material as they were. That is, the absorbent material is not compressed, and its compression ratio is 1.
  • the measurement results of the absorbent material are shown in Table 3.
  • Example 13 Powder 5.1 1 3 4 .6 2 8 .4 2 1 Comparative Example 6 5.22 3 4 .0 2 7.8 3 2
  • Comparative Example 7 9 6 3 1 9.22 2 2.4 9.8 5 8 0 3 8 0
  • Example 14 Powder 5.1 1 4 5.3 2 7.4 2 5
  • Comparative Example 8 Powder 0.5 4 4.4 2 7.0 4 8
  • Table 3 reducing the water content of the hydrogel while pressurizing it, compared to the case where the same hydrogel composition was simply heated without pressurization even when the same hydrogel composition was used.
  • a powdery absorbent material having more excellent absorption capacity and absorption rate under pressure can be obtained.
  • the conventional method once the powder is powdered and then sheeted, the absorption rate and the absorption capacity under pressure are greatly reduced, and these sheet-absorbing materials having excellent absorption characteristics are obtained. It cannot be found that
  • a foaming agent ( ⁇ ) 2,2′-abbis (2-amidinob ⁇ -pan) niacrylate
  • 2,2′-abbis (2-amidinob ⁇ -pan) niacrylate
  • 2,2′-abbis (2-amidinob ⁇ -pan) niacrylate
  • the amount of the foaming agent ( ⁇ ) used was 0.2% by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the monomer component, and the amount of sodium persulfate used was 0.14 mol based on the monomer component. %, And the amount of L-ascorbic acid used is 0.0008 mol%.
  • the resulting mass-bubble gel (porous water-containing gel), which has expanded about 1.05 times, is subdivided and the particles are subdivided into 0.5 sub-bands and 2 sub-bands.
  • a foamed gel having a moisture content of 70% by weight was obtained.
  • the solid content of the bubble-containing gel was 30% by weight, and the average pore size was 150 zm. Further, the BET specific surface area when the bubble-containing gel was dried was 0.05 mVg.
  • the above-mentioned bubble-containing gel l It was set in a stainless steel double-armed type with a jacket.
  • a mixed solution of 95 g of glycerin as a polyhydric alcohol and 1.9 g of surface stimulating agent (B) was prepared.
  • 70 ° C. hot water was passed through the jacket, and the foam-containing gel was stirred while being heated.
  • the mixture was added to the bubble-containing gel while stirring, and the mixture was stirred until both were uniformly mixed.
  • the above-described bubble-containing gel composition was rolled using the same single-drum drier as in Example 1 and a rolling device provided side by side, and the dryer-drum in the above-mentioned bubble-containing gel composition was dried by a dryer drum. Was heated to o e c. Thereafter, the obtained sheet was scraped off from the surface of the dryer drum using a scraper. As a result, a flexible sheet-like absorbent material that can be bent by 180 ° was obtained.
  • the obtained absorbent material has a basis weight of 170 g / m 2 , a water content of 9.0 weight, an absorption rate of 20 g / g, an absorption capacity under pressure of 31 g / g, and an absorption rate of 13 seconds. Met. These measurement results are shown in Table 4 together with the main production conditions of the bubble-containing gel composition. In addition, the bubble-containing gel swelled due to water absorption so as to recover to a state before rolling, whereby the absorbent material curled inward with the low-temperature surface in a direction opposite to the curved surface of the dryer drum.
  • Example 15 except that the foaming agent (E) was not used during the polymerization reaction (no addition was performed), the same reaction and operation as in Example 15 were carried out to include non-foamed products. A water gel was obtained. Thereafter, a sheet-like absorbent material was obtained in the same manner as in Example 15. Table 4 shows the measurement results of the absorbent material together with the main production conditions of the hydrogel composition used in the present invention.
  • foaming agent (F) sodium carbonate
  • foaming agent (F) sodium carbonate
  • a foaming agent (G) a surfactant, polyoxyethylene sorbitan monostearate
  • Foaming polymerization was carried out in the same manner as in Example 15 except that the amount was 0.1% by weight with respect to parts by weight.
  • the obtained bubble-containing gel (porous water-containing gel), which is about twice as large, has been expanded to about 2 times, and the water content is 70 weight 6 with a particle size of 0.5 to 2 mm.
  • a bubble-containing gel was obtained.
  • the solid content of the bubble-containing gel was 30% by weight, and the average pore size was 200 ⁇ m. Further, the BET specific surface area when the bubble-containing gel was dried was 0.05 m 2 / g.
  • the finely divided bubble-containing gel l. OOO g was charged into a kneader having the same configuration as the kneader of Example 15. Also, a mixed solution of 75 g of glycerin as a polyhydric alcohol and 1.5 g of the surface cross-linking agent (B) was prepared. Next, 70 ° C warm water was passed through the jacket, and the above-mentioned bubble-containing gel was stirred while being heated. Subsequently, the above-mentioned mixed solution was added to the bubble-containing gel while stirring, and the mixture was stirred until both were uniformly mixed.
  • the resulting mixture was mixed with polyethylene terephthalate for a length of 20 mn! 13.5 g of polyester fiber of up to 30 mm (molding auxiliary material) is added little by little, and the mixture is kneaded until there is no lump of the fiber, and air bubbles having a dry average particle diameter of 350 / zm are added.
  • a bubble-containing gel composition containing the gel was obtained.
  • Example 15 the above-mentioned bubble-containing gel composition was rolled in the same manner as in Example 15 and scraped off using a scraper. As a result, a flexible sheet-like absorbent material capable of being bent by 180 ° was obtained.
  • the obtained absorbent material had a basis weight of 300 g / m 2 , a water content of 10.0% by weight, an absorption rate of 23 g, an absorption rate under pressure of 27 g / g, and an absorption rate of 19 seconds. .
  • Table 4 show the main production conditions of the bubble-containing gel composition.
  • the bubble-containing gel swelled due to water absorption so as to recover to the state before rolling, whereby the absorbent material curled inward with the low-temperature surface in the opposite direction to the curved surface of the dryer drum.
  • a non-foamed hydrogel was obtained in the same manner as in Example 17 except that the foaming agent (F) was not used during the polymerization reaction (no addition). Thereafter, a sheet-like absorbent material was obtained in the same manner as in Example 17.
  • Table 4 shows the measurement results of the absorbent material together with the main production conditions of the hydrogel composition used in the present invention.
  • Blowing agent (F) weight% 2.5
  • Polyester fiber (g 1 2.5 1 2.5 1 3.5 1 3.5
  • the absorptive material obtained by using the bubble-containing gel as the gel is more absorptive than the absorptive material obtained by using the non-foamed hydrous gel. It can be seen that the absorption rate and the absorption capacity under pressure are more excellent.
  • Example 4 The same reaction and operation as in Example 4 were performed to obtain a sheet-like absorbent material. Next, the absorbent material was cut into a size of 12 cm ⁇ 25 cm. On the other hand, a nonwoven fabric was taken out from a paper called Pumpers L size (trade name) manufactured by Procter & Gamble Co., Ltd. (P & G), and the nonwoven fabric was cut into the same size as the absorbent material. Then, a simple absorbent body as an absorbent article was formed by superimposing a non-moth cloth on the absorbent material.
  • Pumpers L size trade name
  • P & G Pumpers L size
  • the performance of the simple absorber was measured by the following method. That is, the simple absorber was placed on the acrylic plate, and the acrylic plate was placed on the simple absorber.
  • the upper acrylic plate has a liquid injection pipe with an inner diameter of 23 at a position corresponding to the center of the simple absorber. Then, a weight was placed on the upper acrylic plate so that a load of 23 g / cm 2 could be uniformly applied to the simple absorber.
  • the first absorption time was 535 seconds
  • the second absorption time was 1185 seconds
  • the third absorption time was 610 seconds
  • the return amount was 11.97 g.
  • the above-mentioned water-absorbent resin and absorbent material are particularly excellent in various absorption characteristics such as absorption speed and absorption capacity under pressure, and shape retention. Therefore, the above-mentioned water-absorbent resin and absorbent material are used as absorbent articles such as paper disposable (disposable disposable) and sanitary napkins, sanitary materials such as so-called incontinence pads, for which commercialization and thinness are desired. Can be particularly preferably used. Thereby, an absorbent article exhibiting the above-mentioned convenient performance can be provided.

Description

明 細 書 吸水性樹脂並びに吸収性材料およびその製造方法 技術分野
本発明は、 例えぱ、 紙ォムッ (使い捨てォムッ) や生理用ナプキン、 いわゆる失禁パッ ド等の衛生材料、 結露吸水シート、 農園芸用保水材、 土木用止水材、 メディカルシーツ等の医療材料、 食品用鲜度保持材、 食 品 ffl ドリ ッブ吸収材等の種々の用途に好適に用いられる吸水性樹脂並び に吸収性材料およびその製造方法に関するものである。 背景技術
近年、 例えば、 紙ォムッや生理用ナプキン、 いわゆる失禁パッ ド等の 衛生材料には、 その構成材として、 体液を吸収させることを目的とする 吸収性材料が幅広く利用されている。 一般に、 上記の吸収性材料は、 粉 末状や粒子状の吸水性樹脂を紙等で挟持した後、 該紙等にエンボス加工 等の加工処理を施すか、 若しくは、 吸水性樹脂とパルプ等とを混合して シー トやフィ ルム等を作成した後、 該シ一 ト等にエンボス加工等の加工 処理を施すことにより製造される。 また、 上記加工処理の代わりに、 熱 可塑性樹脂等を用いて吸水性榭脂を基材に封入することも行われている c 吸水性榭脂をシー ト状ゃフィルム状に成形して吸収性材料を製造する 方法として、 例えば、 特開昭 53- 141 357号公報、 米国特許第 4. 066. 583 号には、 乾燥した粉末状の吸水性樹脂と多価アルコールとを混合してな る混合物を、 基材であるフッ素樹脂シートに挟持した後、 該シー トを加 圧する方法が開示されている。 また、 特開平 3- 1 7441 4号公報、 米国特許 第 5 , 145 , 906号には、 ボリァク リル酸 (塩) および多糖類等からなる乾 燥した粉末状の吸水性樹脂を用いた吸収性材料、 並びに、 吸収性物品で ある紙ォムッが開示されている。
さらに、 特開平い 230671号公報、 米国特許第 4. 826, 880号には、 乾燥 した粉末状の吸水性樹脂に、 総重量の 20重量%〜80重量%となるように 水性液を添加して水化物を形成し、 この水化物を例えば押し出しゃ散布 により基材に固定する方法が開示されている。 また、 米国特許第 5. 428 . 076号には、 乾燥した粉末状の吸水性樹脂を基材に固定し、 シー ト化す る方法が開示されている。
しかしながら、 上記特開昭 53- 141357号公報、 米国特許第 4 , 066 , 583 号、 特開平 3- 1 7441 4号公報、 米国特許第 5, 1 45, 906号に記載の製造方法 では、 重合反応によって得られる含水ゲルを乾燥して粉砕し、 ふるい分 けして粉末状の吸水性樹脂を一旦製造した後、 該吸水性樹脂を基材と混 合する等してシー ト状やフ イ ルム状に成形している。 従って、 吸水性樹 脂を粉末状にする際に粉塵が発生するので、 取り扱いが困難であると共 に、 作業環境が劣悪となる。 しかも、 吸水性樹脂の収率、 ひいては最終 的に得られる成形品の収率の低下の問題が生じる。 また、 吸収性材料を 製造する製造工程が煩雑であり、 吸収性材料を安価に製造することがで きないという問題点も有している。
尚、 上記従来の製造方法においては、 吸水性樹脂粒子同士のゲルプロ ッキングを防止するために、 鏃維状マトリ ッ クス中に配合する吸水性樹 脂粒子の量を比較的少なく しなければならない。 従って、 吸水性樹脂の 含有量が比較的多い吸収性材料を製造することが困難となっている。 その上、 上記従来の製造方法で得られる吸収性材料は、 柔軟性 (フ レ キシピリティ) や強度に乏しい。 このため、 該吸収性材料をロール等に 巻き取ったり、 張力 (テンショ ン) を加えることが困難であるので、 吸 収性材料を連続的に製造することができない。 さらに、 上記の吸収性材 料を用いて紙ォムッ等の衛生材料 (吸収性物品) を製造すると、 得られ る衛生材料の肌触り (いわゆるソフ ト感ゃ使い心地) が不良となるとい う問題点も有している。
また、 特開平 1 -230671号公報、 米国特許第 4. 826, 880号、 米国特許第 5 , 428. 076号に記載の方法も、 乾燥した粉末状の吸水性樹脂を一旦得た 後、 シー ト化するため、 シー ト状態を保持するための不織布等の基材が 別途必要であると共に、 基材と吸水性樹脂粉末との複合化工程が煩雑と なる。 また、 シー ト化中に粉塵が発生するという問題点も有している。 しかも、 得られた吸収性材料は、 シー トの柔軟性が不充分であり、 吸水 速度や加 E下の吸収倍率も小さく、 シー トの保形性から、 単位面積当た りの吸水性樹脂重量が少なくなり、 吸水特性が不充分になり易い。
本発明は、 上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、 その主たる 目的は、 吸収速度や加圧下の吸収倍率等の各種吸収特性や保形性に優れ た吸水性樹脂並びに吸収性材料を提供することにある。 また、 製造工程 を簡略化することによって生產性を向上させ、 これにより、 吸収性材料 を安価に製造することができる吸収性材料の製造方法を提供することに ある。 発明の開示
本願発明者等は、 上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、 親水性架 撟重合体の含水ゲルを加圧しながら水分を減少させることにより、 吸収 性材料を安価に製造することができることを見い出すと共に、 得られる 吸収性材料が、 吸水により異方性を有するように膨潤する吸水性樹脂を 含み、 吸収速度や加圧下の吸収倍率等の各種吸収特性や保形性に優れる ことを見い出して本発明を完成させるに至った。
さらに、 本願発明者等は、 親水性架橋重合体の気泡含有ゲルを、, 必要 に応じて水分を減少させながら加圧することによっても、 吸収性材料を 安価に製造することができることを見い出すと共に、 得られる吸収性材 料が、 吸水により異方性を有するように膨潤する吸水性樹脂を含み、 吸 収速度や加圧下の吸収倍率等の各種吸収特性や保形性に優れることを見 い出した。
即ち、 本発明の吸水性樹脂は、 上記の課題を解決するために、 吸水に より異方性を有するように膨潤するものであることを特徵としている。 また、 本発明の吸収性材料は、 上記の課題を解決するために、 上記吸 水性樹脂を含み、 柔軟度 l . OOOmgf以下のシー ト状に成形されていること を特徴としている。
さらに、 本発明の吸収性材料の製造方法は、 上記の課題を解決するた めに、 親水性架橋重合体の含水ゲルを加圧しながら水分を減少させるこ とを特徵としている。
また、 本発明の吸収性材料の製造方法は、 上記の課題を解決するため に、 親水性架橘重合体の気泡含有ゲルを、 必要に応じて水分を減少しな がら加圧することを特徵としている。
以下、 本発明を更に詳しく説明する。
本発明にかかる吸収性材料は、 歪められた架橋構造を有し、 吸水によ り異方性を有するように膨潤 (異方膨潤) する吸水性樹脂 (例えば親水 性架橋重合体粒子) を含むことを特徵としている。 このような吸収性材 料は、 例えば、 (i ) 親水性架橋重合体の含水ゲルを加圧しながら水分を 減少させる方法、 あるいは、 (i i )親水性架橋重合体の気泡含有ゲルを、 必要に応じて水分を減少させながら、 加圧する方法によって得ることが できる。
本発明において、 親水性架橋重合体の含水ゲルとは、 親水性架橋重合 体が水等の水性溶媒を吸収することによって膨潤した状態を示す。 また、 親水性架橋重合体の気泡含有ゲルとは、 上記親水性架橋重合体の含水ゲ ルが、 その内部に気泡 (空隙部) を含有している状態を示す。
上記親水性架榇重合体の気泡含有ゲルは、 上記親水性架橋重合体の含 水ゲル内部に気泡を導入することによって得ることができる。 上記親水 性架橋重合体の含水ゲル内部に気泡を導入する方法としては、 例えば、 親水性架橋重合体の含水ゲルを沸騰させることにより、 該含水ゲル内部 に気泡を形成する方法もあるが、 物性面から、 親水性架橋重合体の含水 ゲルを製造する際に発泡剤を使用する方法が好ましい。 尚、 上記含水ゲ ルおよび気泡含有ゲルの製造方法は、 特に限定されるものではない。
上記親水性架橋重合体の含水ゲルは、 例えば、 エチレン性不飽和単量 体を含む単量体成分を、 水性溶媒を溶媒として用いて重合反応させるこ とにより、 容易に得ることができる。 また、 上記親水性架橋重合体の気 泡含有ゲルは、 上記の単量体成分を、 水性溶媒を溶媒として用いて発泡 剤の存在下で重合反応させることにより、 容易に得ることができる。 尚、 水性溶媒としては水がより好ましいが、 特に限定されるものではない。 上記のェチレン性不飽和単量体は、 水溶性を有する化合物が好ま しレ、。 エチレン性不飽和単量体としては、 具体的には、 例えば、 (メタ) ァク リ ル酸、 /3—ァク リ ロイルォキシプロピオン酸、 マレイ ン酸、 無水マレ イ ン酸、 フマル酸、 クロ ト ン酸、 ィタコン酸等の不飽和カルボン酸また はこれらの中和物 ; 2 — (メタ) ァク リ ロイルエタ ンスルホン酸、 2— (メタ) ァク リ ロイルプロパンスルホン酸、 2 — (メ タ) アク リルア ミ ド— 2 — メチルプロパンスルホン酸、 ビニルスルホン酸、 スチ レ ンスル ホン酸等のァニォン性単量体またはこれらの塩 ; (メタ) アク リ ルア ミ ド、 N—置換 (メタ) アク リルア ミ ド、 2 — ヒ ドロキシェチル (メタ) ァク リ レー ト、 2 — ヒ ドロキンプロ ピル (メタ) アタ リ レー ト、 メ トキ シポリエチレングリ コール (メタ) アタ リ レー ト、 ボリエチレングリ コ ールモノ (メタ) ァク リ レー ト等のノニオン性の親水基を有する単量体 ; N , N —ジメチルア ミ ノエチル (メタ) アタ リ レー ト、 N , N—ジメ チルァ ミ ノプロ ピル (メ タ) アタ リ レー ト、 N, N—ジメチルア ミ ノ ブ 口ピル (メタ) アク リルア ミ ド等のァ ミ ノ基を有する単量体またはこれ らの四极塩 : 等が挙げられる。 これらエチレ ン性不飽和単量体は、 単独 で用いてもよ く、 また、 二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
そして、 本発明にかかる吸収性材料が備えるべき各種吸収特性を考慮 すると、 上記例示のェチレン性不飽和単量体のうち、 (メタ) アク リ ル 酸およびその中和物 (以下、 (メタ) アク リル酸 (塩) と記す) 、 2 — (メ タ) ァク リ ロイルェタンスルホン酸 (塩) 、 2 — (メタ) アク リ ル ア ミ ドー 2 -メチルプロパンスルホン酸 (塩) 、 (メタ) アク リルア ミ ド、 メ トキシボリエチレングリ コール (メタ) ァク リ レー ト、 および、 N , N —ジメチルア ミ ノエチル (メタ) ァク リ レー トおよびその四級塩. からなる群より選ばれる少なく とも一種類以上の化合物がより好ま し く . (メタ) アク リル酸 (塩) を含む少なく とも一種類以上の化合物がさら に好ま しい。 特に、 ェチレン性不飽和単量体が (メタ) アク リ ル酸 (塩 ) を含んでなる場合には、 該 (メタ) アタ リル酸の 0 モル 〜 90モル% が塩基性物質で中和されていることが最も好ま しい。 さらに、 (メタ) アク リル酸の中和率が 50モル ¾5以下である場合には、 単量体成分を重合 反応させた後、 該重合物を含水ゲルの状態で、 塩基性物質で中和するこ とが好ま しい。 つまり、 親水性架橋重合体は、 架橋ボリ (メタ) アタ リ ル酸 (塩) を含むこ とがより好ま しい。
尚、 上記塩基性物質としては、 例えば、 水酸化ナ ト リ ウム、 水酸化力 リ ウム、 炭酸ナ ト リ ウム、 炭酸水素ナ ト リ ウム、 アンモニア、 エタノー ルア ミ ン等が挙げられるが、 特に限定されるものではない。
また、 上記単量体成分は、 得られる親水性架橋重合体の親水性を実質 的に阻害しない程度に、 ェチレン性不飽和単量体と共重合可能な他の単 量体 (以下、 共重合体と称する) を含んでいてもよい。 上記の共重合体 と しては、 具体的には、 例えば、 メチル (メタ) アタ リ レー ト、 ェチル (メタ) ァク リ レー ト、 ブチル (メタ) アタ リ レー ト等の (メタ) ァク リル酸エステル類 ; 酢酸ビュル、 プロビオン酸ビニル等の疎水性単量体 : 等が挙げられる。 これら共重合体は、 単独で用いてもよ く、 また、 二 種類以上を適宜混合して用いてもよい。
上記の単量体成分を水性溶媒を用いて重合反応させるこ とにより、 ゲ ル伏の親水性架橋重合体、 即ち、 本発明にかかる、 非発泡の含水ゲルを 得ることができる。 そして、 上記重合反応において、 重合中または重合 後に発泡剤を使用するこ とにより、 内部に気泡を有する含水ゲル、 即ち、 本発明にかかる気泡含有ゲルを得るこ とができる。 以下、 特に断りのな い限り、 非発泡の含水ゲルを単に含水ゲルと称し、 内部に気泡を有する 含水ゲルを気泡含有ゲルと称する。 そして、 上記含水ゲルおよび気泡含 有ゲルを総称して単にゲルと記す。
本発明において、 上記気泡含有ゲルを得る際に用いることができる発 泡剤としては、 具体的には、 例えば、 メチルアルコールゃシクロへキサ ン等の各種有機溶媒 ; 炭酸 (水素) ナ ト リ ウム、 炭酸 (水素) アンモニ ゥム、 炭酸、 炭酸 (水素) カ リ ウム、 炭酸マグネシウム、 二酸化炭素、 エチレンカーボネー ト等の炭酸類 : 2 , 2 ' ーァゾビス ( 2—メチルプ ロピオンアミ ジン) 二塩酸塩、 2 , 2—ァゾビス ( 2 — ( 2—イ ミ ダゾ リ ン一 2—ィル〉 プロパン) 二塩酸塩、 2 , 2 ' ーァゾビス 〔 2 —メチ ルー N— ( 2—ヒ ドロキシェチル) 一プロビオンア ミ ド〕 等の水溶性ァ ゾ化合物 ; 2 , 2 ' —アブビス ( 2 —メチルプロピオンアミ ジン) ニァ ク リル酸塩等の水均一分散性アブ化合物 : 等の固体、 気体、 液体発泡剤 が挙げられる。 また、 発泡のコン トロールのために、 水溶性高分子ゃ界 面活性剤を発泡剤と併用してもよい。
これら発泡剤、 水溶性高分子、 および界面活性剤の使用量は、 それぞ れ適宜決定されるが、 単量体成分の全量に対して通常、 炭酸類で 200重 量%以下、 好ましくは 100重量%以下、 ァゾ化合物で 5重量%以下、 好 ましく は 1重量 以下、 水溶性高分子で 1 0重量%以下、 好ましく は 5重 量%以下、 界面活性剤で 2重量%以下、 好ま しくは 1重量%以下で使用 される。
上記単!:体成分を重合させる際には、 重合開始時に、 例えば、 重合開 始剤、 或いは、 放射線や電子線、 紫外線、 電磁棣等の活性エネルギー捸 等を用いることができる。 上記の重合開始剤としては、 具体的には、 例 えば、 過硫酸力リウム、 過硫酸ァンモニゥム、 過硫酸ナト リウム、 過酸 化水素等の無機過酸化物 ; t一ブチルハイ ドロパーォキサイ ド、 過酸化 ベンゾィル、 クメ ンハイ ド口パーオキサイ ド等の有機過酸化物 : 2 , 2 ' ーァゾビス (N , N ' —ジメチレンイソブチルアミ ジン) またはその塩、 2 , 2 ' —アブビス ( 2 —ア ミ ジノブ口パン) またはその塩、 4 , 4 ' ーァゾビス— 4 -シァノ吉草酸等のアブ化合物 ; 等のラジカル重合開始 剤が挙げられる。 これら重合開始剤は、 一括添加または分割添加され、 単独で用いてもよく、 また、 二種類以上を併用してもよい。 また、 重合 開始剤として過酸化物を用いる場合には、 例えば、 亜硫酸塩、 重亜硫酸 塩、 Lーァスコルビン酸等の逸元剤を併用してレ ドッ クス重合を行って も良い。
これら重合開始剤の使用量は、 単量体成分に対して 0. 001重量%〜 5 重量%の範囲内が好ましく、 0. 01重量%〜 1重量%の範囲内がより好ま しい。 重合開始剤の使用量が 0. 001重量%よりも少ない場合には、 重合 開始剤を用いる効果が乏しいので好ましくない。 また、 重合開始剤を 5 重量%を超えて使用しても、 上記の範囲内で使用した場合と比較して、 さらなる効果が期待できず、 しかも、 得られる親水性架橋重合体の平均 分子量が低下し、 形状記億が不充分となるので好ましくない。 尚、 単量 体成分の重合方法は、 特に限定されるものではない。
親水性架橋重合体は、 吸収性材料が所望の吸収特性を備えることがで きるように、 複数の重合性不飽和基および または複数の反応性基を有 する架撟剤と反応または共重合させることにより、 その内部が架橋され ていることが好ま しい。 即ち、 親水性架橋重合体は、 三次元の網目構造 を備えていることで形状記憶が達成される。 上記親水性架橋重合体は、 架橋剤を必要としない肉已架橋型であってもよいが、 架椟剤を用いる方 が好ま しい。
上記の架橋剤は、 単量体成分が含むェチレン性不飽和単量体またはそ の重合体と反応可能な化合物であればよ く、 特に限定されるものではな い。 架檎剤と しては、 具体的には、 例えば、 テ ト ラァ リ ロキシェタ ン、 N, Ν ' ー メチ レ ン ビス (メ タ) アク リ ルア ミ ド、 (ポリ) エチレ ング リ コールジ (メ夕) ァ ク リ レー ト、 グリ セ リ ン ト リ (メ タ) ァク リ レ一 ト、 ト リ メチロールプロノくン ト リ (メ タ) アタ リ レー ト、 ト リ ア リ ルァ ミ ン、 卜 リ ア リ ルシア ヌ レー ト、 ト リ ア リ ルイ ソ シ了 ヌ レー ト、 グリ シ ジル (メ タ) ァク リ レー ト、 (ボリ) エチ レ ングリ コール、 ジエチ レ ン グリ コール、 (ポリ ) グリ セ リ ン、 プロ ピレ ングリ コール、 ジェタ ノ 一 ルァ ミ ン、 ト リ メチロールプロパン、 ペンタエリ ス リ トール、 (ボリ ) エチレ ングリ コ一ルジグリ シジルェ一テル、 (ボリ) グリ セロールボリ グリ シジルエーテル、 ェビクロルヒ ドリ ン、 エチ レ ンジァ ミ ン、 ボリ ヱ チレ ンィ ミ ン、 (ポリ ) 塩化アルミ ニウム、 硫酸アル ミ ニウム、 塩化力 ルンゥム、 硫酸マグネシウム等が挙げられる。 これら架撟剂は、 その反 応性を考慮して、 重合時または重合後に、 単独で用いてもよく、 また、 二種類以上を併 fflしてもよい。 上記例示の架橋剤のうち、 複数の重合性 基を有する架橋剤を用いるこ と、 中でも、 ト リア リ ルア ミ ン、 テ トラァ リ σキシェタ ン、 N , N ' — メ チレ ン ビス (メタ) アク リ ルア ミ ド、 〔 ボリ) エチレ ングリ コールジ (メ タ) アタ リ レー ト、 および、 ト リ メチ ロールプロパン ト リ (メ タ) ア タ リ レー トからなる群よ り選ばれる少な く とも一種の架橋剂を単量体成分と混合して用いることがより好ま しい c これら架楫剤の使用量は、 単量体成分に対して 0. 001モル 〜 2モル %の範囲内が好ま しく、 0. 01モル%〜 1 モル ¾の範囲内がより好ま しい, 架捃剂の使用量が 0. 001モル より も少ない場合には、 ゲルが気泡を有 しているか否かに拘らず、 ゲルが圧縮時に潰れてしまい、 所望の吸収特 性を備えるこ とができなく なる場合がある。 一方、 架橋剤の使用量が 2 モル%より も多い場合には、 ゲルが気泡を有しているか否かに拘らず、 ゲルの圧縮が困難であり、 得られる吸収性材料が所望の吸収特性を備え るこ とができなく なるので好ま しく ない。
さらに、 甲-量体成分を、 例えば、 デンプン、 セルロース、 キチン、 ポ リ ビニルアルコール、 ボリアク リ ル酸 (塩) やその架樣体、 ポリエチレ ングリ コール等の親水性卨分子の存在下で重合反応させてもよい。 これ により、 単量体成分の重合反応と並行して、 ダラフ 卜結合ゃコンブレツ クスを形成する反応が進行する。 つま り、 単量体成分の重合物と親水性 高分子との間でグラフ ト結合やコンプレツ タスが形成された親水性架橋 重合体を得るこ とができる。
上記単量体成分を重合する重合方法は、 特に限定される ものではなく、 水溶液重合法や逆相想《5重合法等の公知の各種重合方法を採用すること ができる。 上記の水溶液重合法と しては、 例えば、 所定の型枠の中に単 量体成分の水溶液を入れて S合させる方法 ; ^ff定の形状を有する視拌箕 を備えた二一ダ一等の混合機を重合装置と して用いて単量体成分の水溶 液を重合させると共に、 生成する親水性架榇重合体のゲルを該攪拌箕の ΙΪ断力で細分化する方法 ; 等が举げられる。 これら方法のうち、 後者の 方法が、 重合反応が終了した時点で、 粒子状のゲルが得られるのでより 好ま しい。
上記単量体成分を水溶液重合させる場合には、 単量体成分の水溶液を 擾拌しても攪拌しなくてもよいが、 上記単量体成分を発泡剤の存在下で 重合反応させる際には、 反応中に少なく とも所定時間、 単量体成分の水 溶液を静置状態とすることが、 発泡剤による発泡を効率的に行う上で好 ましい。 そして、 重合開始時から重合率が 10 %以上となるまでの時間、 より好ましくは 30 %以上となるまでの時間、 さらに好ましく は 50 %以上 となるまでの時間、 特に好ましくは重合終了時までの時間、 単量体成分 の水溶液を静置状態とすることにより、 発泡剤による発泡をより一層効 率的に行う ことができる。 尚、 発泡剤を分散させてから単量体成分の重 合を開始するまでの時間は、 特に限定されるものではないが、 比較的短 時間であるほうが好ま しい。
上記水溶液重合法を用いて得られる親水性架橋重合体のゲルが塊状で ある場合には、 該ゲルが気泡を有しているか否かに拘らず、 該ゲルを所 定の粒子径を有する粒子状に解砕することがより好ましい。 ゲルを粒子 状に解砕する解砕方法は特に限定されるものではなく、 例えば、 ゲルに 剪断力を加える方法等の公知の各種解砕方法を採用することができる。 ゲルに剪断力を加えるのに好適な装置としては、 具体的には、 例えば、 ミー トチョ ッパー等のスク リ ュー型押出機 : 各種カッター : (機械加圧 ) ニーダー、 インターナルミキサー、 バンバリ一ミキサー等の二一ダ一 等が挙げられるが、 特に限定されるものではない。
また、 上記の逆相懸濁重合法としては、 例えば、 単量体成分の水溶液 を分散剤の存在下で疎水性有機溶媒に懸濁させて重合させる方法等が挙 げられる。 逆相懸濁重合法を採用することにより、 重合反応が終了した 時点で、 解砕することなく、 球状 (粒子状) の含水ゲルあるいは気泡含 有ゲルが得られる。 親水性架橋重合体は、 水性溶媒を吸収することによって膨潤し、 該親 水性架橋重合体と水性溶媒との合計量に対する該水性溶媒の割合 (以下, 水分量と称する) が約 30重量%以上になると、 ゲル状態となる。 つまり- 本発明にかかる親水性架橋重合体の含水ゲルおよび親水性架橋重合体の 気泡含有ゲルは、 その水分量が約 30重量%以上、 好ましくは 30重量%〜 90重量%の範囲内、 より好ましくは 40重量%〜80重量%の範囲内である c これらの水分量は、 重合前の単量体濃度で調整してもよいし、 重合後、 必要により、 乾燥ないし水性溶媒の後添加を行うことによって調整して もよい。
上記水分量が約 30重量%よりも少ない場合には、 親水性架橋重合体が ゲル伏態とならないので、 該親水性架橋重合体を圧延することが困難と なる。 つまり、 親水性架橋重合体が剛直で、 該親水性架橋重合体を圧延 する場合に、 吸水性樹脂、 即ち、 親水性架橋重合体粒子一粒一粒を、 歪 みをもたせた偏平な伏態になるまで充分に圧縮することが困難となる。
また、 水分量が 90重量%よりも多い場合には、 ゲルが気泡を有してい るか否かに拘らず、 ゲルの取り扱い性が低下すると共に、 該ゲルを圧延 することが困難となる。 この場合には、 上記ゲルの強度が不足し、 ゲル が水分を失って圧縮される際に、 吸水性榭脂としての親水性架棟重合体 粒子が歪まず、 単に濱れてしまうので、 上記吸水性樹脂を吸水により元 の形伏を回復させることができなくなる虞れがある。 つまり、 形状記憶 が困難となる。 従って、 所望する吸収速度や加圧下の吸収倍率等が得ら れなくなる場合があるので好ましくない。 尚、 本願において形状記憶と は、 吸水性樹脂としての親水性架橋重合体粒子が歪んだ状態で固定され、 吸水による膨潤時には、 非相似形に膨潤して加圧 (圧縮) 前の形状に戻 る状態を示す。
上記吸水性樹脂が非相似形に膨潤 (異方膨潤) することは、 圧縮後の 吸水性樹脂の形状と、 吸水、 膨潤後の該吸水性樹脂の形状を比較すれば. 一目瞭然である。
上記の親水性架橋重合体のゲルは、 水 :尿や経血等の体液 ; 肉や魚、 野菜、 果物等の食品から滲み出る ドリ ップ (汁) : 等の水性液体をさら に吸収することができる。 つまり、 上記ゲルは、 水性液体と接触すると- 該水性液体を吸収して膨潤し、 さらなる体積膨張を引き起こす。 上記親 水性架橋重合体のゲルは、 自重 (ゲルの重量) の少なく とも 3倍重量以 上の水性液体を吸収する能力を備えていることが望ましい。
そして、 上記親水性架橋重合体のゲルが気泡を含むことにより、 該気 泡含有ゲルは非発泡の含水ゲルの 1. 01倍〜 10倍、 好ま しくは 1 . 05倍〜 5 倍、 より好ましくは 1 . 1倍〜 3倍もの体積膨張率を示す。 従って、 上記 親水性架橋重合体のゲルが気泡を含むことにより、 より吸収特性に優れ る吸水性樹脂を得ることができる。
本発明において用いられる上記気泡含有ゲルは、 好ま しく は多孔質の ゲルである。 上記単量体成分を発泡剤の存在下で重合反応させると、 単 量体水溶液中に溶解した発泡剤が、 重合時に系内の温度上昇に伴って、 揮発、 分解、 析出、 あるいは体積膨張等により発泡し、 得られる重合体 (ゲル伏の親水性架榇重合体) 中に気泡 (空隙部) を形成する。 これに より、 内部に多数の気泡を有する多孔質のゲル (気泡含有ゲル) を得る ことができる。
本発明において多孔質とは、 ゲル (気泡含有ゲル) の体積 l cm3 あた り、 気泡を少なく とも 10個、 好ましくは 100個以上、 より好ま しく は 1 .000個以上、 特に好ましくは 10,000個以上含むものを示す。 尚、 上記気 泡が連続気泡であるか、 独立気泡であるかは特に問わない。
上記気泡の個数が 10個未満の場合や体積膨張率が 1.01倍未満の場合、 上記親水性架橋重合体のゲルが気泡を含むことによる、 吸収速度や通液 性の向上効果が充分に得られない場合がある。 また、 上記気泡の個数が 1, 000, 000 個を越えるか、 体積膨張率が非発泡の含水ゲルの 10倍を越え ると、 製造装置の容積効率が低下し、 コス トアップに繋がると共に、 場 合によっては圧縮復元が困難となる場合がある。
該気泡含有ゲルの孔径は、 光学顕微鏡写真によって該気泡含有ゲルの 断面の画像分析を行うことにより求められる。 つまり、 画像分析を行う ことにより該気泡含有ゲルの孔径の分布を表すヒス トグラムを作成し、 該ヒス トグラムから孔径の数平均を算出することにより、 平均孔怪が求 められる。 尚、 この場合の光学顕微鏡写真の拡大倍率は特に限定される ものではないが、 好ましくは 10倍〜 1,000倍、 さらに好ましくは 20倍〜 100 倍である。
該気泡含有ゲルの平均孔径は、 吸水速度および通液性の面から、 1 ^ m〜l,000 /mの範囲内、 好ましく は 10/ m〜 300 mの範囲内、 さ ら に好ましく は 20//m〜 200;/πιの範囲内に調節される。 該気泡含有ゲル の孔径が上記範囲内に調節されることで、 吸収速度や通液性に優れる吸 収性材料を得ることができる。
該気泡含有ゲルは上記平均孔径を有する多孔質となっているので、 無 加圧下並びに加圧下において、 該気泡含有ゲル内部、 つまり、 吸水性樹 脂内部に水性液体が移行するのに必要な導液空間が充分に確保されてい る。 従って、 該気泡含有ゲルは、 水性液体の通液性や拡散性に優れてお り、 かつ、 毛細管現象により、 吸水速度や保水能等を向上させるこ とが できる。
また、 本発明にかかる上記含水ゲルおよび気泡含有ゲルは、 拉子状で あるこ とが好ましい。 該拉子、 つまり、 吸水時の吸水性榭脂の形状は、 特に限定されるものではなく、 例えば、 立方体状、 多面体状、 球状、 円 板伏、 角板状、 棒状、 針状、 織維状、 薄片 (フレーク) 状、 或いは、 不 定形状 (不規則な形状) 等の種々の形状を有することができる。 さらに、 上記含水ゲルおよび気泡含有ゲルは、 一次粒子であってもよく、 また、 一次粒子が凝集した凝集体 (二次粒子) であってもよい。 これら形状の うち、 粉砕工程を経て得られた、 粒子径が不揃いな不定形状、 または、 逆相懸濁重合で得られた球伏が好ましい。
上記の含水ゲルおよび気泡含有ゲルは、 広範囲にわたる粒度分布を有 していてもよいが、 所定範囲の粒度分布、 および、 所定の平均粒子怪を 有していることが好ましい。 そして、 上記含水ゲルおよび気泡含有ゲル は、 各々、 乾燥時の平均粒子径、 即ち、 上記各重合反応により得られた 親水性架橋重合体の平均粒子径 (以下、 乾燥平均粒子径と称する) 力 50 / m〜 2, 000 mの範囲内、 より好ましくは 60 / π!〜 l , 500 mの範 囲内、 特に好ましくは 80 /χ π!〜 l . OOO /z mの範囲内、 最も好ましく は 10 0 u m〜 600 /z mの範囲内となるような平均粒子径を有しているこ とが より望ましい。
また、 上記含水ゲルおよび気泡含有ゲルは、 吸収性材料や吸収性物品 にいわゆるソフ ト感ゃ良好な使い心地、 風合いを付与することができる ように、 粒子径が 5 mm以上の粒子を実質的に含んでいないことが好ま し く、 さらに、 粒子径が 3睡以上の粒子を実質的に含んでいないことがよ り好ましい。
乾燥平均粒子径が 2, 000〃mを超えるゲルは、 該ゲルが気泡を有して いるか否かに拘らず、 風合いや表面の滑らかさに欠ける上、 該ゲルの単 位重量当たりの表面積が比較的小さ くなる。 従って、 得られる吸収性材 料の吸収速度が小さ くなるので好ましくない。 また、 乾燥平均粒子径が 50 /z mよりも小さいゲルは、 該ゲルが気泡を有しているか否かに拘らず、 該ゲルの取り扱い性や通液性が低下するので好ましくない。
上記乾燥平均粒子径は、 ゲルを分极した後、 以下の方法で換算するこ とにより求めることができる。 即ち、 先ず、 所定の大きさのビーカ (容 器) をマグネチック ' スターラ上に載置し、 該ビーカに、 塩化ナト リ ウ ムの 20重量 水溶液 1 . 200 gを入れる。 次に、 該水溶液に、 粒子径の測 定を所望する固形分 α重量%のゲル 25 gを投入した後、 ビーカ内の回転 子を 300 rpmで回転させることにより、 ゲルを分散させる。 60分間攬拌 した後、 該分散液を、 目開きの紬かさの順に積み上げた 6つのふるい上 (つまり、 最上段のふるい上) に注ぐ。 上記 6つのふるいの目開き r „ は、 下から順に、 = 0. 075mm, r 2 = 0. 30mm. r 3 = 0. 60mm. r 4 = 0. 85mm, r 5 = 2. 0mm, r s = 9. 5mmとする。 さらに、 最上段のふる い上に、 塩化ナ ト リゥムの 20重量%水溶液 6, 000 gをゆつ く り と均一に 注ぐ。 これにより、 ゲルを分极する。
銃いて、 各ふるいによって分級されたゲルを充分に水切り した後、 該 含水ゲルの重量をそれぞれ測定する。 そして、 各ゲルの重量の和、 つま り、 分极 ·水切りされたゲルの総重量を W ( g ) とする。 そして、 次式、
R n = 〔 (ひ/ 100 ) ■ ( 25/W ) 〕 1 / 3 r n
に従って、 上記の目開き r n を、 乾燥させたゲルを分級したと仮定した 場合に相当する目開き R n ( mm) に換算する。 また、 各ふるい上に残つ たゲルの重量の、 総重量 Wに対する割合 (重量 をそれぞれ算出する 次に、 対数確率紙に、 上記の目開き R n と、 各目開き R n (つまり、
R! 、 R 2 、 R 3 、 、 R 5 、 R e ) の換算に用いた目開き r n を有 するふるい上に残ったゲルの割合とをプロッ トする。 そして、 該プロッ トによって得られるグラフから、 総重量 Wに対するゲルの重量の割合が 50重量%となる目開き Rを読み取り、 この値を乾燥させたゲルの平均粒 子径 (mm) とする。 これにより、 上記の乾燥平均粒子径が求められる。
また、 上記含水ゲルおよび気泡含有ゲルは、 各々、 水可溶成分を 20重 量%以下、 好ま しくは 0. 1重量 〜 20重量%の範囲内、 さらに好ましく は 1重量%〜 15重量%の範囲内で含んでいることが好ましい。 上記水可 溶成分の含有量が 20重量%を越えると、 ゲルの強度が不充分となるので 好ましくない。 また、 上記水可溶成分の含有量が 0. 1重量%未満では、 得られる吸収性材料の吸収倍率や吸収速度が不充分となる場合がある。
さらに、 上記ゲルの重合率は、 該ゲルが気泡を含むか否かに拘らず、 90 %〜 99. 99 %の範囲内であることが好ましい。 ゲルの重合率が 90 %未 満であれば、 水分を減少させる際に物性の低下を招く と共に、 上記形状 記億が困難となる虞れがある。
本発明では、 ゲル中の水分量や可溶成分量、 親水性架橋重合体の主鎖 の種類、 ゲルの平均粒子径ゃ乾燥平均粒子径等を特定することで、 より 一層、 形伏記憶力を向上させることができる。
本発明にかかる吸収性材料を得る際には、 これらゲル (含水ゲル、 気 泡含有ゲル) が、 さらに多価アルコールを含んでいることが好ましい。 上記の多価アルコールとしては、 具体的には、 例えば、 エチレングリ コ ール、 ジエチ レ ングリ コール、 プロ ピレ ングリ コール、 ト リ エチレ ング リ コール、 テ ト ラエチ レ ングリ コール、 ボリ エチレ ングリ コール、 1 , 3—プロ ノ ンジオール、 ジブロ ピレ ングリ コール、 2 , 2 , 4— ト リ メ チル - 1 , 3—ペンタ ンジオール、 ポリ プロ ピレ ングリ コール、 グリセ リ ン、 ポリ グリ セ リ ン、 2 —ブテン— 1 , 4 ー ジオール、 1 , 4 ーブ夕 ンジオール、 し 5 —ペンタ ンジオール、 1 , 6 —へキサンジオール、 1 , 2 — シク ロへキサンジメ タノ ール、 1 , 2 — シク ロへキサノ ール、 ト リ メチロールプロ ノ、'ン、 ジエタノ ールァ ミ ン、 ト リエタノ ールァ ミ ン. ポリ オキンプロ ピレ ン、 ォキシエチレ ン一ォキシプロ ピレ ン , ブロ ッ ク 共重合体、 ベン夕エ リ ス リ トール、 ソルビ トール、 ボリ ビニルアルコー ル、 グルコース、 マンニッ ト、 ショ糖、 ブドウ糖等が挙げられるが、 特 に限定されるものではない。 これら多価アルコールは、 単独で用いても よく、 また、 二種類以上を適宜混合して用いてもよい。 上記例示の多価 アルコールのうち、 グリセリ ンが特に好ましい。
上記ゲルがさらに多価アルコールを含むことで、 ゲルをシー ト伏に成 形し易く、 また、 柔軟性や強度、 ク ッショ ン性に優れた吸収性材料を得 ることができる。 しかも、 該吸収性材料が水と接触した場合に、 吸水性 樹脂、 つまり、 親水性架橋重合体粒子が、 加圧前の形状に復元し易くな る。 つまり、 上記形状記憶力を向上させることができる。
上記ゲル (含水ゲルまたは気泡含有ゲル) の固形分と多価アルコール との合計量 (以下、 単に合計量と称する) に対する該多価アルコールの 割合は、 0. 1重量%〜80重量 ½の範囲内が好ましく、 1 重量 〜 60重量 %の範囲内がより好ましく、 5重量%〜30重量%の範囲内がさらに好ま しい。 多価アルコールを上記の範囲内で用いることにより、 シー ト伏に 成形し易く、 しかも、 ゲルが解砕され易くなると共に、 吸収性材料の柔 軟性や強度 (引張強度、 引裂強度等) が向上する。 合計量に対する多価 アルコールの割合が 0. 1重量%よりも少ない場合には、 該多価アルコー ルを用いることによる効果が乏しく、 吸収性材料に柔軟性や強度を付与 することができないので好ましくない。 一方、 上記合計量に対する多価 アルコールの割合が 80重量 ょりも多い場合には、 該多価アルコールの 使用量が多くなり過ぎ、 吸収性材料がベたつく と共に、 該吸収性材料の 各種吸収特性が低下するので好ましくない。 尚、 上記親水性架橋重合体 のゲルと多価アルコールとの混合方法、 つまり、 含水ゲルあるいは気泡 含有ゲルと多価アルコールとの混合物 (以下、 単に混合物と記す) の調 製方法は、 特に限定されるものではない。
また、 上記親水性架橋重合体のゲルを加圧する際に、 さらに、 表面架 橋剤を添加することにより、 親水性架橋重合体に表面架橋 (二次架橋) を導入してもよい。 上記の表面架橋剤は、 複数の反応性基を有し、 親水 性架橋重合体が有するカルボキシル基等の官能基と反応する化合物であ ればよく、 一般に該用途に用いられる公知の表面架橋剤を採用するこ と ができる。
上記の表面架稱剤としては、 具体的には、 例えば、 エチレ ングリ コー ル、 ジエチレングリ コール、 プロピレングリ コール、 ト リエチレングリ コール、 テ トラエチレングリ コール、 ボリエチレングリ コール、 し 3 一プロパンジオール、 ジブロピレングリ コール、 2 , 2 , 4 — ト リ メチ ルー 1 , 3 —ペン夕ンジオール、 ボリプロピレングリ コール、 グリセリ ン、 ボリ グリセ リ ン、 2 —ブテン一 1 , 4 ージオール、 1, 4 —ブタ ン ジオール、 1 , 5 —ペン夕ンジオール、 1 , 6 —へキサンジオール、 1 , 2 —シクロへキサンジメ 夕ノール、 し 2 -シクロへキサノール、 ト リ メチロールプロハ'ン、 ジエタノ ールァ ミ ン、 卜 リエ夕ノールァ ミ ン、 ボ リオキシプロ ピレン、 ォキシエチレン一ォキシプロピレ ン · プ α ッ ク共 重合体、 ペン夕エリ スリ トール、 ソルビトール、 ボリ ビニルアルコール. グルコース、 マンニッ ト、 ショ撺、 ブドウ槌等の多価アルコール : ェチ レングリ コールジグリ シジルエーテル、 ポリエチレングリ コールジグリ シジルエーテル、 グリセロールボリ グリ シジルエーテル、 ジグリセロー ルポリ グリ シジルエーテル、 ボリ グリセロールボリ グリ シジルエーテル, プロ ピレングリ コールジグリ シジルエーテル、 ポリプロ ピレングリ コー ルジグリ シジルエーテル等の多価エポキシ化合物 ; エチレンジア ミ ン、 ジエチレ ン 卜 リア ミ ン、 ト リエチレンテ トラ ミ ン、 テ トラエチレンペン 夕 ミ ン、 ペン夕エチレ ンへキサミ ン、 ポリエチレンィ ミ ン等の多価ア ミ ン化合物 ; 2 , 4 — ト リ レンジイ ソシァネー ト、 へキサメチレンジイ ソ シァネー ト等の多価イ ソシァネー ト化合物 ; し 2—エチレンビスォキ サゾリ ン等の多価ォキサゾリ ン化合物 ; 1 , 3 —ジォキソラ ン一 2 —ォ ン、 4 —メチルー 1 , 3 —ジォキソラ ン一 2 —オン、 4 , 5 — ジメチル 一 1 . 3 —ジォキソラ ン一 2 —オン、 4 , 4 一ジメチルー 1 , 3 —ジォ キソラン一 2 —オン、 4 ーェチルー 1 , 3 —ジォキソラ ン一 2 —オン、 4 ー ヒ ドロキシメチル一 1 , 3 —ジォキソラ ン一 2 _オン、 1 , 3 —ジ ォキサン一 2 _オン、 4 一 メチル— 1 , 3 —ジォキサン一 2 —オン、 4 , 6 —ジメチルー し 3 — ジォキサン一 2 —オン、 し 3 —ジォキツパン - 2 —オン等のアルキレンカーボネー ト化合物 ; ェピクロロ ヒ ドリ ン、 ェビブロムヒ ドリ ン、 ひ ーメチルェピクロロヒ ドリ ン等のハロエポキシ 化合物 : 亜鉛、 カルシウム、 マグネシウム、 アルミ ニウム、 鉄、 ジルコ ニゥム等の多価金属の水酸化物や塩化物等の多価金厲化合物 ; 等が挙げ られるが、 特に限定されるものではない。 これら表面架橋剤は、 単独で 用いてもよく、 また、 二種類以上を併用してもよい。 これら表面架橋剤 のなかでも、 多価エポキシ化合物が好ましい。
このように、 表面架橋剤を用いて親水性架橋重合体に表面架橋を導入 することにより、 形状記憶力や吸収性材料の加圧下の吸収倍率がより一 層向上する。 また、 水性液体を吸収する際の該水性液体の拡散性および 通液性等の各種吸収特性が向上する。 さらに、 水性液体に接触したとき に該水性液体に溶出する成分、 即ち、 いわゆる水可溶成分の量を低減す ることができる。
上記表面架橋剤の使用量は、 用いる表面架撟剤の種類や組み合わせ、 所望する表面架橋の度合い等に応じて適宜設定すればよく、 特に限定さ れるものではないが、 0〜1 0重量%の範囲内、 好ましく は 0. 001重量% 〜 5重量%の範囲内、 さらに好ましくは 0. 01重量%〜 1重量%の範囲内 である。
また、 含水ゲル、 気泡含有ゲル、 または各ゲルと多価アルコールとの 混合物と、 表面架樣剤との混合方法は、 特に限定されるものではない。 ゲルを加圧する際に、 加圧と同時に加熱するこ とにより、 親水性架橋重 合体と表面架橋剤との架樣反応をさらに進行させることができる。
ゲルを加圧、 好ましくは圧延する際には、 必要に応じて、 成形補助材 料を用いることができる。 つまり、 吸収性材料は、 ゲルおよび多価アル コールの他に、 成形補助材料を必要に応じて含んでいてもよい。 該成形 補助材料としては、 例えば、 界面活性剤、 繊維、 水に対して不溶な各種 微粒子等が挙げられる。 これら成形補助材料は、 単独で用いてもよく、 また、 二種類以上を併用してもよい。 吸収性材料をシー ト状に形成する 場合には、 該吸収性材料が織維を含むこ とが好ま しい。
上記の界面活性剤と しては、 ァニオン系界面活性剤、 ノニオン系界面 活性剤、 カチオン系界面活性剤、 および、 両性イオン界面活性剤等が挙 げられる。 ァニオン系界面活性剤としては、 具体的には、 例えば、 ォレ ィ ン酸ナ ト リ ゥムゃヒマシ油力 リ等の脂肪酸塩、 ラウ リル硫酸ナ ト リ ゥ ムゃラウ リ ル硫酸ァンモニゥム等のアルキル硫酸エステル塩、 ドデシル ベンゼンスルホン酸ナ ト リ ゥム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、 ァ ルキルナフ夕 レンスルホン酸塩、 ジアルキルスルホコハク酸塩、 アルキ ルリ ン酸エステル塩、 ナフタ レンスルホン酸ホルマリ ン槠合物、 ポリ オ キシェチレ ンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられるが、 特に限定され るものではない。 ノニオン系界面活性剤としては、 具体的には、 例えば、 ボリォキシエチレンアルキルエーテル、 ポリオキシエチレンアルキルフ エノ 一ルエーテル、 ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、 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、 ポリオ キンエチレンアルキルア ミ ン、 ォキシエチレン—ォキシプロ ピレン · ブ ロッ ク共重合体等が挙げられるが、 特に限定されるものではない。 カチ オン系界面活性剤としては、 具体的には、 例えば、 ラウ リルア ミ ンァセ テ一 トゃステア リ ルァ ミ ンァセテー ト等のアルキルァ ミ ン塩、 ラウ リ ル ト リ メチルアンモニゥムクロライ ドゃステア リル ト リ メチルアンモニゥ ムクロライ ド等の四扱アンモニゥム塩等が挙げられるが、 特に限定され るものではない。 両性イオン界面活性剤としては、 具体的には、 例えば、 ラウ リルジメチルァ ミ ンオキサイ ド等が挙げられるが、 特に限定される ものではない。 これら界面活性剤は、 単独で用いてもよ く、 また、 二種 類以上を併用してもよい。 界面活性剤を用いることにより、 上記混合物 をシー ト状により一層容易に圧延することができる。
上記の織維は、 長織維および短繊維の何れであってもよい。 織維とし ては、 例えば、 パルプ等の木材蛾維、 麻等の天然織維、 ボリエステル等 の、 ガラス繊維等の無機繊維等が挙げられるが、 その材質は、 特に限定 されるものではない。 また、 ボリエステルとしては、 例えば、 ポリェチ レンテレフタレー ト ( P E T ) 等が挙げられる。 これら織維は、 単独で 用いてもよく、 また、 二種類以上を併用してもよい。 これら繊維のなか でも、 合成繊維、 特に疎水性の合成繊維が好ましい。 また、 これら織維 からなる紙 (和紙) 、 糸、 雉布、 不織布等を用いることもできる。 繊維 を用いることにより、 得られる吸収性材料の吸収速度をより一層大きく することができると共に、 保形性をより一層向上させることができる。 また、 吸収性材料をシー ト状に形成する場合には、 その厚みをより一層 薄くする (例えば、 数顏程度) ことができる。 尚、 含水ゲル、 気泡含有 ゲル、 または各ゲルと多価アルコールとの混合物と娥維とを混練機を用 いて混練する場合には、 混練機の a拌翼に繊維が絡まないように、 長さ
2 mm〜50mni、 好ましく は 1 0隨〜 40mm、 より好ましくは 20mn!〜 30πκη程度の 短繊維を用いる方が好ま しい。
上記の微粒子としては、 具体的には、 例えば、 雲母、 パイロフィ ライ ト、 カオリナイ ト、 ハルサイ ト、 およびこれら無機物に類似した粘土鉱 物 ;例えばァエロジル 2 0 0 (商品名 : 日本ァエロジル株式会社製) 、 カーブレッ クス # 8 0 (商品名 : 塩野義製薬株式会社製) 等の、 平均粒 子径が 50 / m以下のシリ力 (二酸化ケイ素) ; カーボンブラック、 活性 炭 : 等が挙げられる。 これら微粒子は、 単独で用いてもよく、 また、 二 W
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種類以上を併用してもよい。
成形補助材料の使用量は、 用いる成形補助材料の種類や組み合わせ等 に応じて適宜設定すればよく、 特に限定されるものではないが、 例えば, ゲルの固形分 (つまり、 親水性架橋重合体) 100重量部に対して、 成形 補助材料の合計量が 0. 01重量部〜 100重量部の範囲内、 好ま しく は 0. 1 重量部〜 50重量部の範囲内、 より好ましくは 0. 1重量部〜 30重量部の範 囲内となるように設定すればよい。 成形補助材料の使用量が 100重量部 を超える場合には、 得られる吸収性材料が比較的硬くなり易い。 尚、 含 水ゲル、 気泡含有ゲル、 または各ゲルと多価アルコールとの混合物と、 成形補助材料との混合方法や混合条件等は、 特に限定されるものではな い。
本発明によれば、 上記含水ゲルを加圧しながら水分を減少させること によって、 吸水により異方膨潤する非発泡の吸水性樹脂を含む吸収性材 料(I ) を得ることができる。 また、 本発明によれば、 上記気泡含有ゲル を、 必要に応じて水分を減少させながら、 加圧することによって、 吸水 により異方膨潤する多孔質の吸水性樹脂を含む吸収性材料(Π )を得るこ とができる。 本発明において用いられるゲルがその内部に気泡を含む場 合、 つまり、 上記ゲルとして気泡含有ゲルを用いる場合には、 該ゲル中 の水分量によっては、 必ずしも、 加圧と同時に水分を減少させる必要は ない。 しかしながら、 前記形状記憶力を充分に発揮させるためには、 上 記ゲルとして気泡含有ゲルを用いた場合にも、 加圧と同時に水分を減少 させることが好ましい。 上記吸水性樹脂が非相似形に異方膨潤して加圧 (圧縮) 前の形伏に戻ることで、 より一層、 吸収速度や加圧下の吸収倍 率等の各種吸収特性や保形性に優れる吸収性材料 (吸収性材料(Π また W
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は吸収性材料(Π) ) を得ることができる。
上記ゲルを加圧する加圧方法は、 特に限定されるものではなく .. 公知 の種々の方法を採用することができる。 また、 加圧する際に用いられる 加圧装置としては、 加圧しながらゲルの水分 (水性溶媒の量) を減少 ( 蒸発) させることができる装置が好適であり、 さらに、 圧延してシー ト 状にすることができる装置が最適である。 上記の加圧装置としては、 具 体的には、 例えば、 圧縮装置を併置した ドラムドライヤー等が挙げられ るが、 特に限定されるものではない。 上記ゲルを加圧する際に、 加圧と 同時にゲルの水分を減少させて吸収性材料 (吸収性材料(1 ) または吸収 性材料(【1 ) ) を圧縮成形することにより、 加圧前の形状を記憶した吸収 性材料を得ることができる。
加圧と同時にゲルの水分の減少を行うには、 例えば、 (i ) 圧縮しなが ら室温以下で減圧して水分を減少させる方法、 (i i )加圧しながら親水性 有機溶媒に浸漬して水分を除去する方法、 (i i i ) 加圧しながら加熱する 方法等が挙げられる。 そのなかでも、 (i i i) の方法が最も好ましい。
この場合、 上記加熱方法としては、 例えば、 ①熱源の加熱面と直接接 触させることによりゲルの加熱を行う伝導伝熱型加熱方法、 ②加熱空気 や水蒸気等による熱風伝熱型加熱方法、 ③赤外線や遠赤外線等による輻 射伝熱型加熱方法、 ④マイクロ波等による誘電加熱等が適宜選択して用 いられる。 そのなかでも、 加熱プレートや加熱ドラム、 加熱口一ラー、 加熱ベル ト等を用いた①伝導伝熱型加熱方法が好ましく、 吸収性材料 ( 吸収性材料(1 ) または吸収性材料(U ) ) における加熱面、 つまり、 ゲル の加熱面を、 プレー ト、 ドラム、 ローラー、 ベルト等を複数組み合わせ て加熱と同時に加圧する方法が特に好ましい。 また、 上記①の方法を採用する場合、 例えば加熱装置との接触面であ る加熱面 (第 1面) とその裏面、 つまり、 第 1面とはゲルの厚み方向の 反対面 (第 2面) とで温度差が生じるように上記ゲルの加熱面を、 加熱 と同時に加圧することにより、 吸水性樹脂の架橋構造に歪みの差を持た せてもよい。 上記の方法でシー ト状の吸収性材料(I ) . ( H ) (シー ト) を得る場合、 吸水、 膨潤時に、 シー トの第 1面 (つまり、 加熱面) と第 2面 (例えば、 非加熱面或いは低温面) とで吸水性樹脂の復元力 (形状 記憶力) が異なることから、 上記シー トを、 低温域を内側として、 曲率 を有するようにカールさせることができる。 上記シー トは、 例えば、 生 理食塩水を、 親水性架橋重合体の重量の 1倍〜 50倍、 好ましくは 2倍〜 25倍、 さらに好ましくは 5倍〜 20倍吸収することで、 その両端がカール する。 この現象はシー トの大きさに拘らず起こるが、 例えば、 l cn!〜 10 cm四方のシー トを吸水、 膨潤させることにより、 目視で容易に確認する ことができる。
次に、 図 1 を参照しながら、 圧縮装置を併置したドラム ドライヤーを 用いたゲル (ゲル組成物) の加圧方法、 つまり、 圧延方法の一例につい て以下に簡単に説明する。 尚、 ゲルの加圧方法は、 圧縮装置を併匱した ドラム ドライヤーを用いた方法にのみ限定されるものではない。
上記ドラム ドライヤーは、 例えば開放式のシングルドラム ドライヤー であり、 圧縮装置を併置したドラムドライヤー (シングルドラム ドライ ヤー) は、 図 1 に示すように、 ドライヤー ドラム 1、 圧縮装置としての 加圧ローラ 2、 スクレーパー 3、 および図示しない駆動装置等を備えて いる。 ドライヤー ドラム 1 は、 ステン レス等からなっており、 例えば数 rpm以下の回転数で矢印 A方向に回転駆動するようになつている。 また、 ドライヤー ドラム 1 には、 該ドライヤ一 ドラム 1表面を所定温度に加熱 することができる図示しない加熱装置が内蔵されている。
加圧ローラ 2は、 ステンレス等からなっており、 ドライヤー ドラム 1 表面との間に所定の間隔、 つまり、 隙間が形成されるように配設されて いる。 また、 加圧ローラ 2は、 ドライヤ一 ドラム 1 の回転数に対応する 所定の回転数で矢印 B方向に回耘駆動するようになつている。 そして、 加圧ローラ 2は、 ドライヤー ドラム 1表面にフィ ー ドされた混合物とし てのゲル組成物 1 0 (後述する) に対して、 所定の圧力を加えることが できるようになつている。 つまり、 ドラム ドライヤーは、 ゲル組成物 1 0を加圧しながらゲルの水分を減少させるようになつている。
スク レーパー 3は、 ドライヤー ドラム 1表面に当接されており、 該表 面に貼着しているシー ト 1 1 (後述する) を搔き取るようになつている c 尚、 ドライヤー ドラム 1表面および加圧ローラ 2表面は、 鏡面仕上げが なされている。 また、 加圧ローラ 2には、 該加圧ローラ 2表面を所定温 度に加熱することができる加熱装置が内蔵されていてもよい。
上記の構成において、 先ず、 ドライヤー ドラム 1 に併置した加压ロー ラ 2の上流側に、 ゲル (含水ゲルまたは気泡含有ゲル) 、 多価アルコー ル、 および必要に応じて成形補助材料からなるゲル組成物 1 0をフィ ー ドする。 すると、 該ゲル組成物 1 0は、 ドライヤー ドラム 1表面に付着 した状態で、 矢印 A方向に搬送され、 ドライヤー ドラム 1 と加圧ローラ 2 との間の隙間に達する。
すると、 ゲル組成物 1 0は、 加圧ローラ 2によって、 その厚みが、 加 圧していない状態における厚みの 15 %以下、 好ましくは 1 0 %以下、 より 好ま しく は 5 %以下となるように加圧 (圧延) され、 シー ト 1 1 とされ る。 そして、 該シー ト 1 1 は、 ドライヤー ドラム 1表面に貼着した状態 で矢印 A方向に搬送されながら、 該ドライヤー ドラム 1表面を介して上 記の加熱装置によって加熱される。 ドライヤー ドラム 1表面の温度、 つ まり、 ゲル組成物 1 0の加熱温度は、 室温 (常温) 〜 300'Cが好ま しく, 50で〜 200°Cがより好ましく、 100'C〜 1 80。Cがさらに好ましい。 加熱 温度が 300でを超える場合には、 親水性架橋重合体や多価アルコールの 分解等が生じるので好ましくない。 シー ト 1 1、 つまり、 ゲル組成物 1 0中に含まれるゲルは、 加熱されることにより、 その水分 (水性溶媒の 量) が減少する。 尚、 加熱されることにより、 多価アルコールの一部が 蒸発してもよい。
上記ゲル中の水性溶媒の減少率は、 特に限定されるものではなく、 該 ゲルが気泡を有するか否かにもよるが、 加圧する前の水性溶媒の量を基 準として、 好ましくは 10重量%〜90重量%の範囲内、 より好ましくは 40 重量%〜80重量%の範囲内とすればよい。
尚、 ゲル組成物 1 0を加熱しない場合、 つまり、 ドライヤー ドラム 1 表面の温度が室温である場合には、 減少率はほぼ 0重量%である。 水分 減少が少ない場合、 形状記憶が困難であり、 また、 完全に水分を減少さ せる場合 (ゲルの水分量 0 % ) 、 諸物性や柔軟性が低下する虞れがある。
また、 上記ゲル組成物 1 0を加圧する際には、 形伏記億を可能とする ために、 ゲルを細分化 (破壊) しない程度に加圧することが好ま しい。 このためには、 上記ゲル (含水ゲル、 気泡含有ゲル) は、 上述した粒径 となるように予め細分化されていることが好ましい。
次いで、 シー ト 1 1 は、 さらに矢印 A方向に搬送された後、 スク レー パー 3によって ドライヤー ドラム 1表面から搔き取られる。 搔き取られ たシー ト 1 1、 即ち、 吸収性材料は、 必要に応じて図示しない口一ル等 に巻き取られる。 尚、 吸収性材料は、 多価アルコールを含むこ とで適度 な柔軟性や強度を備えているので、 スクレーパー 3によって搔き取られ る際に、 例えばほぼ 90。 、 更には 180。 に曲げられても、 折れるこ とは ない。 また、 吸収性材料に張力 (テンシ ョ ン) を加えて、 シー ト 1 1 を ドライヤー ドラム 1表面から引き剝がすこともできる。 これにより、 少 なく とも片面が平滑なシー ト伏の吸収性材料 (吸収性材料(I) または吸 収性材料(I I)) が得られる。
本発明では、 以上のように、 含水ゲルを加圧しながらその水分を減少 させることで、 吸収速度や加圧下での吸収倍率に優れた吸収性材料(I ) を得ることができる。 また、 本発明では、 以上のように、 気泡含有ゲル を加圧し、 好ましく は加圧と同時に水分を減少させることで、 上記吸収 性材料(I ) より もさらに吸収速度や加圧下での吸収倍率に優れた吸収性 材料(I I)を得ることができる。
—般的に、 一旦、 粉末状の吸収性材料を得た後、 この粉末状の吸収性 材料を例えばシー ト状に成形した場合、 得られる吸収性材料の加圧下で の吸収倍率や吸収速度は、 成形前の吸収性材料と比較すると大幅に低下 する。 このため、 従来は、 加圧下での吸収倍率や吸収速度に優れる成形 品としての吸収性材料を得るこ とが困難であった。 しかしながら、 本発 明によれば、 含水ゲルあるいは気泡含有ゲルから直接成形 (シー ト化) することが可能であり、 従来になく高い値の成形品 (例えばシー ト伏の 吸収性材料(I) - (I I) ) を得ることができる。
本発明において、 上記ゲルとして含水ゲルを用いた場合の成形品 (シ ー ト) としての吸収性材料(1) の吸収速度は、 150 秒以下であり、 表面 架橋剤の併用や上記含水ゲル中の水分量や可溶成分量、 親水性架橋重合 体の主鎖の種類、 含水ゲルの平均粒子径ゃ乾燥平均粒子径等を特定する ことで、 好ましく は 1 00秒以下、 より好ましくは 50秒以下、 特に好ま し く は 30秒以下の高吸収速度とすることができる。 但し、 上記吸水速度が 1秒以下、 特に 0. 5秒以下の場合、 吸水速度が速すぎて液の拡散が低下 する虞れがあるので好ま しくない。
また、 本発明において、 上記ゲルとして含水ゲルを用いた場合の成形 品 (シー ト) としての吸収性材料(I ) の吸収倍率、 特に、 加圧下での吸 収倍率は、 15 g/g [以上であり、 表面架橋剤を併用したり、 上記含水ゲル 中の水分量や可溶成分量、 親水性架橋重合体の主鎖の種類、 含水ゲルの 平均粒子径ゃ乾燥平均粒子径等を特定することで、 好ましく は 20 g/g以 上、 より好ましく は 25 g/g以上の高倍率とすることができる。
—方、 本発明において、 上記ゲルとして気泡含有ゲルを用いた場合の 成形品 (シー ト) としての吸収性材料(Π )の吸収速度は、 150 秒以下で あり、 表面架橋剤を併用したり、 上記気泡含有ゲル中の水分量や可溶成 分量、 気泡の孔径ゃ単位体積あたりの数、 親水性架橋重合体の主鎖の種 類、 気泡含有ゲルの平均粒子怪ゃ乾燥平均粒子怪等を特定することで、 好ま しく は 100秒以下、 より好ま しくは 50秒以下、 特に好ま しく は 30秒 以下、 最も好ましくは 20秒以下の高吸収速度とすることができる。 但し、 上記吸水速度が 1秒以下、 特に 0. 5秒以下の場合、 吸水速度が速すぎて 液の拡散が低下する虞れがあるので好ましくない。
また、 本発明において、 上記ゲルとして気泡含有ゲルを用いた場合の 成形品 (シー ト) としての吸収性材料(Π )の吸収倍率、 特に、 加圧下で の吸収倍率は、 1 5 g/g以上であり、 表面架橋剤を併用したり、 上記気泡 含有ゲル中の水分量や可溶成分量、 気泡の孔径ゃ単位体捿あたりの数、 親水性架橋重合体の主鎖の種類、 気泡含有ゲルの平均粒子径ゃ乾燥平均 粒子径等を特定することで、 好ましく は 20 g/g以上、 より好ましく は 25 g/g 以上、 特に好ましく は 30g/g 以上の髙倍率とすることができる。 こ のように、 上記ゲルとして気泡含有ゲルを用いることにより、 吸収速度 が 20秒以下、 加圧下での吸収倍率が 30g/g 以上という極めて優れた吸収 特性を有する、 例えばシ一 ト状に成形された吸収性材料 Π Ι )を得ること ができる。
尚、 従来は、 粉末状の吸水性樹脂を成形 (例えばシー ト化) した場合、 得られる吸収性材料の加圧下での吸収倍率や吸収速度は大幅に低下した 力 本発明では、 従来になく高い値の成形品 (吸収性材料) を得ること ができる。
本発明によれば、 このように、 含水ゲルあるいは気泡含有ゲルを加圧 し、 これら含水ゲルあるいは気泡含有ゲルの水分を減少させることで、 従来の吸収性材料に比べて吸水速度並びに加圧下での吸収倍率に特に優 れる吸収性材料 (吸収性材料(I ) または吸収性材料(Π ) ) を得ることが できる。
つまり、 親水性架樣重合体の含水ゲルあるいは親水性架榇重合体の気 泡含有ゲルを加圧する際に、 これら含水ゲルあるいは気泡含有ゲルが有 する三次元網目構造から水性溶媒が脱雜することで、 この三次元網目構 造に加圧による歪みが生じる。
このため、 例えば、 上記ゲルとして含水ゲルを含むゲル組成物 1 0を 加圧することで、 図 2 ( a ) に示すように、 含水ゲル粒子、 つまり、 ゲ ル状の親水性架橋重合体粒子としての非発泡の吸水性榭脂 3 0は、 水分 減少分、 加圧方向に大きく圧縮される一方、 加圧方向に対して垂直な方 向に広がるように延伸される。
一方、 例えば、 上記ゲルとして気泡含有ゲルを含むゲル組成物 1 0を 加圧することで、 図 3 ( a ) に示すように、 気泡含有ゲル粒子、 つまり- ゲル状の親水性架橋重合体粒子としての、 内部に気泡 3 1 aを有する吸 水性樹脂 3 1 は、 水分減少分、 加圧方向に大きく圧縮される一方、 加圧 方向に対して垂直な方向に広がるように延伸される。
この結果、 これら吸水性樹脂 3 0 · 3 1 は、 各々、 圧縮比が 2以上、 好ま しく は 5〜1000、 より好ましくは 10〜200 、 さらに好ましく は 15〜 100 となるように、 偏平に歪んだ状態で圧縮、 固定される。
本発明において圧縮比とは、 吸水性榭脂の圧縮方向の収縮比に対する、 吸水性樹脂の延伸方向の蟛張比の比で表される。
従って、 上記各吸水性樹脂 3 0 · 3 1 の圧縮比は、 各々、 以下の方法 により測定することができる。 ここでは、 吸水性樹脂 3 0 として、 含水 ゲルの一次拉子を用いるものとする。 また、 吸水性樹脂 3 1 として、 気 泡含有ゲルの一次粒子を用いるものとする。
吸水性樹脂 3 0の圧縮比を用いる場合には、 先ず、 吸水性樹脂 3 0の 平均粒子径を求める。 次いで、 加圧後の吸水性樹脂 3 0の圧縮方向の厚 み D , と延伸方向の平均長さ (直径) D 2 とを例えばノギス等を用いて 0. 01隨単位で測定する。 そして、 用いた吸水性樹脂 3 0の平均粒子怪で 加圧後の吸水性樹脂 3 0の圧縮方向の厚み D , を割って収縮比 Xを求め る。 同様に、 用いた吸水性樹脂 3 0の平均粒子怪で加 E後の吸水性樹脂 3 0の延伸方向の平均長さ (直径) D 2 を割って膨張比 Yを求める。 上 記の操作を 10個〜 100個の粒子について測定し、 Y / Xの平均値をもつ て上記吸水性樹脂 3 0の圧縮比とする。
吸水性樹脂 3 1 の圧縮比も、 上記吸水性樹脂 3 0の圧縮比と同様の方 法で測定することができる。 つまり、 先ず、 吸水性樹脂 3 1 の平均粒子 径を求める。 次いで、 加圧後の吸水性樹脂 3 1 の圧縮方向の厚み D 3 と 延伸方向の平均長さ (直径) D 4 とを例えばノギス等を用いて 0. 0 1 mm単 位で測定する。 そして、 用いた吸水性樹脂 3 1 の平均粒子怪で加压後の 吸水性樹脂 3 1 の圧縮方向の厚み D 3 を割って収縮比 Xを求める。 同様 に、 用いた吸水性樹脂 3 0の平均粒子径で加圧後の吸水性樹脂 3 1 の延 伸方向の平均長さ (直径) D 4 を割って膨張比 Yを求める。 上記の操作 を 1 0個〜 100個の粒子について測定し、 Y / Xの平均値をもって上記吸 水性樹脂 3 1 の圧縮比とする。
上記圧縮比が 2未満であれば、 圧縮後の吸水性榭脂 3 0 · 3 1が嵩高 く、 吸収性材料、 ひいては該吸収性材料を含む吸収性物品を小型化する ことが困難となるので好ましくない。 また、 上記圧縮比が 2未満であれ ば、 吸水性樹脂 3 0 · 3 1 の歪みが小さ くなることから、 充分な吸収速 度の向上効果が得難い。 また、 圧縮比が 1 , 000を越える場合、 吸水性樹 脂 3 0 · 3 1 の歪みが大き くなりすぎてその形状が破壊され、 吸水、 膨 張後に元の形状に復元することが困難となる虞れがある。
このように、 上記吸水性樹脂 3 0 · 3 1 は、 加圧 (圧縮) によりその 架橋構造が歪められ、 この結果、 偏平に歪んだ状態で圧縮、 固定 (不動 化) されている。 このため、 該吸水性樹脂 3 0 · 3 1 は内部に歪みエネ ルギーを有しており、 水と接触すると、 この歪みエネルギーが解放され ることから、 上記架橋構造の歪みに抗するように各座摞軸 (x. y . z)の向 きに異なる大きさの内部応力が生じる。 このため、 吸水性樹脂 3 0は、 水と接触すると、 図 2 ( b ) に示す加 圧 (圧縮) 前の状態に復元すべく、 水を素早く吸収し、 上記内部応力に より異方性を有するように膨潤 (異方膨潤) する。
つまり、 上記吸水性樹脂 3 0は、 図 2 (b) に示すゲル状の初期状態 から、 加圧により、 図 2 ( a ) に示す圧縮状態に移行し、 吸水、 膨潤に より、 再び図 2 (b ) に示す加圧前の状態に復元する。 該吸水性樹脂 3 0は、 加圧前と吸水後とで同じ形状を有している。
また、 吸水性樹脂 3 1 は、 水と接触すると、 図 3 (b ) に示す加圧 ( 圧縮) 前の伏態に復元すべく、 水を素早く吸収し、 上記内部応力により 異方性を有するように膨潤 (異方膨潤) する。
つまり、 上記吸水性樹脂 3 1 は、 図 3 (b ) に示すゲル状の初期伏態 から、 加圧により、 図 3 ( a ) に示す圧縮状態に移行し、 吸水、 膨潤に より、 再び図 3 (b) に示す加圧前の状態に復元する。 該吸水性樹脂 3 1 もまた、 加圧前と吸水後とで同じ形状を有している。
しかも、 上記吸水性樹脂 3 1 は、 図 3 ( a ) · (b ) に示すように、 気泡 3 0 aを有していることで、 非発泡の吸水性樹脂 3 0の倍以上の B E T比表面積 (乾燥時) を有すると共に、 水性液体が移行するのに必要 な導液空間をその内部に充分に確保している。 このため、 本発明によれ ば、 前述したように、 吸収速度が 20秒以下、 加圧下での吸収倍率が 30g/ g 以上という極めて優れた吸収特性を得ることができる。
尚、 米国特許第 4, 920, 202号、 同第 5, 075.344号、 同第 5, 145.906号 等では、 親水性架橋重合体の含水ゲルを乾燥し、 更に、 必要により粉砕 することで吸水性樹脂粉末を得る方法が開示されている。
しかしながら、 ゲルを単に乾燥しただけでは等方向に収縮して乾燥す W
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るため、 吸水性樹脂は歪みをもつことなく乾燥され、 粉末となる。 その 結果、 得られた吸水性樹脂は、 吸水、 膨潤時には相似形に膨潤する。
これに対し、 本発明では加圧しながら水分を減少させることで加圧に よって歪んだゲルがそのまま歪んだ形で収縮するため形状記憶する。 尚, 形状記憶には、 吸水性榭脂 (吸水性樹脂 3 0 - 3 1 ) が架橋構造を有し ていること、 および、 該吸水性樹脂の加圧前の伏態がゲル状態にあるこ とが必須であり、 架橋構造を持たない重合体では形状記憶が不可能であ る。
このように、 上記吸水性樹脂 3 0を含む本発明の吸収性材料(I ) およ び上記吸水性榭脂 3 1 を含む本発明の吸収性材料(Π )は、 上記吸水性樹 脂 3 0 · 3 1が、 加圧前の形伏を記憶していることで、 吸収速度や加圧 下の吸収倍率等の各種吸収特性や保形性に特に優れている。
本発明にかかる上記吸収性材料(1 ) , (1 1)の含水率は、 80重量%以下 が好ましく、 5重量%〜50重量%の範囲内がより好ましく、 5重量 〜 30重量 9 の範囲内が特に好ましく、 6重量%〜25重量%の範囲内が最も 好ま しい。 上記吸収性材料(I ) · ( 1 1 )の含水率は、 例えば、 ゲルを加圧 しながら水分を減少させることで調整されるが、 加圧後、 必要に応じて 別途、 水分を添加したり乾燥を行って調整してもよい。
尚、 吸収性材料(I ) · ( U)の含水率とは、 各吸収性材料(I) · ( Π)に 含まれる前記水性溶媒、 親水性架橋重合体、 および多価アルコールの合 計量に対する該水性溶媒の割合を示す。 そして、 吸収性材料(I ) · (【[ ) が成形補助材料やその他の構成材を含む場合には、 上記の含水率を算出 する際に、 これら成形補助材料やその他の構成材の量を考慮に入れない < 上記含水率の測定方法、 加圧下の吸収倍率の測定方法、 並びに、 吸収 速度の測定方法については、 発明を実施するための最良の形態にて詳述 する。 尚、 上記の如く定義される含水率は理論上の値であり、 発明を実 施するための最良の形態にて则定される含水率は実则値である。 しかし ながら、 これら両値には殆ど差が無く、 従って、 実測値を上記の如く定 義される含水率であると実質上、 見なすこ とができる。
また、 本発明では、 前記圧縮装置を併匿した ドラム ドライヤーを用い てゲル組成物 1 0を圧延してシー ト状にすることにより、 ゲル組成物 1 0を連铳的に処理するこ とができる。 即ち、 吸収性材料(I ) または吸収 性材料(I I )を連梡的に製造するこ とができる。
このようにして得られた上記シー ト状の吸収性材料(I ) · ( Π )は、 共 に柔軟性に優れ、 例えば、 ガーレー剛柔軟度法にて測定された柔軟度は 何れも、 し OOOmgf以下、 好ま しく は 500mgf以下、 さ らに好ま しく は 200m gf以下、 特に好ま しく は l OOmgf以下である。 尚、 柔軟度の測定方法につ いては、 発明を実施するための最良の形態にて説明する。
以上のように、 本発明にかかる吸収性材料(【) の製造方法(i ) は、 親 水性架榇重合体の含水ゲルを加圧 (圧延) しながら水分を減少させる方 法である。 本発明において、 上記含水ゲルはさらに多価アルコールを含 むこ とが好ま しい。 さ らに、 上記含水ゲル屮の水分量は 30重量%〜90重 量%の範囲内であることが好ましい。 また、 上記吸収性材料(【) は、 粒 子状で得ることもできるが、 上記含水ゲルを圧延してシー ト伏にするこ とが好ま しい。
本発明にかかる吸収性材料(1 1 )の製造方法(i i )は、 親水性架撟重合体 の気泡含有ゲルを加圧する方法であり、 好ま しく は、 加圧しながら上 気泡含有ゲルの水分を滅少させる方法である。 本発明において、 上記気 泡含有ゲルはさらに多価アルコールを含むこ とが好ましい。 さらに、 上 記気泡含有ゲル中の水分量は 30重量%〜90重量%の範囲内であることが 好ましい。 製造方法(i i)でも、 製造方法(i ) 同様、 上記吸収性材料(I I ) は、 粒子状で得ることもできるが、 上記気泡含有ゲルを圧延してンー ト 状にすることが好ましい。
上記の製造方法(i ) , (i i)によれば、 吸水により、 異方性を有するよ うに膨潤する吸水性樹脂を含み、 吸収速度や加圧下の吸収倍率等の各種 吸収特性や保形性に特に優れる吸収性材料(I ) · ( Η )を提供することが できる。
そして、 上記親水性架榇重合体の含水ゲルおよび気泡含有ゲルがさら に多価アルコールを含むことで、 これらゲルをシー ト状に成形し易くな る。 このため、 これらゲルから直接シー ト状の吸収性材料を得ることが できると共に、 柔軟性や強度、 ク ッショ ン性等に優れる吸収性材料(I ) • ( Π)を得ることができる。
さらに、 上記製造方法(i ) において、 表面架撟剤を併用したり.、 上記 親水性架橋重合体の主鎖の種類、 親水性架撟重合体の含水ゲル中の水分 量や可溶成分量、 該含水ゲルの平均粒子径ゃ乾燥平均粒子径等を特定す るこ とで、 より一層、 得られる吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 ) および吸 収性材料(I) の形状記憶力を向上させることができる。
また、 上記製造方法(i i)において、 表面架榇剤を併用したり、 上記親 水性架橋重合体の主鎖の種類、 親水性架橋重合体の気泡含有ゲル中の水 分量や可溶成分量、 該気泡含有ゲルの平均粒子径ゃ乾燥平均粒子怪等を 特定することで、 より一層、 得られる吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 1 ) お よび吸収性材料( )の形状記憶力を向上させることができる。 しかも、 上記の製造方法(i ) . (i i)によれば、 親水性架榇重合体のゲ ル、 つまり、 上記含水ゲルまたは気泡含有ゲルを一旦粉末状にすること なく、 該親水性架橋重合体が固定された吸収性材料(I) ' (1【)を製造す ることができる。 従って、 乾燥して粉砕し、 ふるい分けする等の各種ェ 程が不要となるので、 粉塵が発生することがなく、 取り扱いが容易とな り、 作業環境が改善されると共に、 製造工程が簡略化され、 生産性を向 上させることができる。 これにより、 不織布等の固定化基材を用いなく ても、 含水ゲルや気泡含有ゲルより直接、 シー ト状の吸収性材料を安価 にかつ簡単に製造することができる。 そして、 上記の方法によれば、 親 水性架橋重合体、 即ち、 吸水性樹脂の含有量が従来よりも多い吸収性材 料を製造することができる。
さらに、 上記の製造方法(i ) ' (i i)によれば、 得られる吸収性材料(ί ) · ( Π )に柔軟性や強度を付与することができると共に、 ゲルを圧延し てシー ト状にするので、 該吸収性材料(I) · ( ! 1)をロール等に巻き取つ たり、 張力を加えることができる。 これにより、 吸収性材料(1 ) や吸収 性材料(I I)を連铙的に製造することができる。
また、 上記吸収性材料(I) · (【1)をシー ト状に成形する場合には、 シ 一卜の第 1面と第 2面とで温度差が生じるように加圧と同時に加熱する ことが好ましい。
上記の製造方法によれば、 シー トの第 1面と第 2面とで温度差が生じ るように加圧と同時に加熱することで、 シー トの第 1面と第 2面とで前 記吸水性樹脂の架撟搆造の歪みの程度に差が生じる。 このため、 吸水、 ^ 眸に、 シー トの第 1面と第 2面とで吸水性樹脂の復元力が異なり、 ようにカールしながら膨潤する。 従って、 このようにして得られた吸収 性材料(1 ) ' ( I I )を、 例えばォムッや生理用ナプキン等の衛生材料 (吸 収性物品) に用いた場合、 ボディ一ラインにフィ ッ ト し、 液モレを防止 することができる。
また、 上記の製造方法により得られる吸収性材料(【) は、 吸水により 異方性を有するように膨潤する吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 ) を含んで いる。 さらに、 上記の製造方法により得られる吸収性材料(I I )も吸水に より異方性を有するように膨潤する吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 1 ) を含 んでいる。
つまり、 本発明にかかる吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) として の親水性架橋重合体粒子は、 例えば、 親水性架橋重合体のゲル粒子が加 圧される際に、 該ゲル粒子の三次元網目構造から水性溶媒が脱離するこ とで圧縮されている。 従って、 該吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) の三次元網目構造には圧縮による歪みが生じている。 このため、 該吸水 性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) は、 内部に歪みエネルギーを有し、 圧 縮前の状態に回復すベく、 水と接触すると水を素早く吸収して異方性を 有するように膨潤する。
この結果、 上記吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) は、 歪みのない 圧縮前の伏態に復元される。 つまり、 上記吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) は圧縮前の状態を記憶している。 本発明において圧縮比は、 上 記吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 - 3 1 ) の圧縮の度合いを表す。 吸収特 性の充分な向上効果を得るためには、 圧縮比が 2〜1,000 の範囲内とな るように圧縮されていることが好ましい。 このように、 本発明の吸水性 榭脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) は、 歪められた架橋構造に対して、 圧縮 前の状態に回復しょう とする力が働く ことにより、 吸収速度や加圧下の 吸収倍率等の各種吸収特性や保形性に特に優れている。
また、 本発明にかかる上記吸水性樹脂は、 その内部に気泡を有してい ることが好ましい。 上記吸水性樹脂が、 その内部に気泡を有しているこ とで、 該吸水性樹脂内部に水性液体が移行するのに必要な導液空間が充 分に確保されている。 従って、 上記吸水性樹脂がその内部に気泡を有す る場合、 水性液体の通液性や拡散性に優れ、 かつ、 毛紬管現象により、 吸水速度や保水能等が向上される。
また、 以上のように、 本発明にかかる吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) が吸収速度や加圧下の吸収倍率等の各種吸収特性や保形性に特に 優れることから、 上記吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 · 3 1 ) を含む本発 明の本発明の吸収性材料( もまた、 吸収速度や加圧下の吸収倍 率等の各種吸収特性や保形性に特に優れている。
さらに、 本発明の吸収性材料(【) * (1 1)は、 上記吸水性樹脂 (吸水性 樹脂 3 0 · 3 1 ) 自身で保型してなる構成であることから、 吸水性樹脂 をパルプゃ不織布等の基材に挟持ないし担持してなる従来の吸収性材料 と比較して、 単位面積当たりの親水性架樣重合体量、 即ち、 吸水性樹脂 量を多くすることができる。 このため、 吸収速度や加圧下の吸収倍率を 従来よりも向上させることができる。 つまり、 該吸収性材料(I ) · (I I) は、 水や体液、 ドリ ップ等の水性液体に接触したときに、 該水性液体を 速やかに吸収することができる。
上記吸収性材料(I) · (I I)の含水率は 80重量%以下であり、 必要に応 じて、 多価アルコールや成形補助材料をさらに含んでいる。 また、 上記 の方法により得られるシー ト状の吸収性材料(I ) · (H )は、 その吸収速 度が 150秒以下であり、 かつ、 加圧下の吸収倍率が 15 g/g以上であり、 好ましく は 20 g/g以上、 より好ましくは 25 g/g以上、 特に好ま しく は 30 g/g 以上である。
上記吸収性材料(0 · (I I)が多価アルコールを含む場合、 該吸収性材 料(ί ) · ( I I)は、 柔軟性や強度、 ク ッショ ン性等に特に優れるものとな る。 また、 上記吸収性材料(I ) · ( H)が成形補助材料を含む場合には、 該吸収性材料(I) · ( Π )の保形性がより一層良好となると共に、 柔軟性 や強度が向上する。
さらに、 上記吸収性材料(【) , (【1)は、 上記吸水性樹脂 (吸水性樹脂 3 0 - 3 1 ) が圧縮前の伏態に回復すべく異方性を有するように膨潤す ることで、 例えば、 予め、 該吸収性材料(I) · (I I)を部分的に加熱する ことにより、 加熱部分 (加熱面) の吸水性樹脂の架橋構造と非加熱部分 (加熱面) の吸水性樹脂の架橋構造とで歪みの程度に差が生じるように 成形しておけば、 得られた吸収性材料(I) · ( I I)が例えば平面のシー ト であっても、 吸水により、 曲率を有するようにカールして膨潤する。
このため、 該吸収性材料を、 例えばォムッや生理用ナプキン等の衛生 材料 (吸収性物品) に用いた場合、 吸水時に該吸収性材料が体の丸みに 沿ってカーブを描く ようにカールすることでボディ一ラインにフィ ッ ト し、 液モレを防止することができる。
また、 上記吸収性材料(I) · ( Π)は、 柔軟度 l. OOOmgf以下のシ― ト状 であることが好ま しい。 これにより、 上記吸収性材料(I) · ( I I)および、 該吸収性材料(1) · ( I I)を含む吸収性物品に、 いわゆるソフ ト感ゃ良好 な使い心地を付与することができる。
尚、 上記の説明においては、 吸収性材料(【) · (I I)がシー ト状に形成 されている場合を例に挙げたが、 これら吸収性材料(I ) · (【1)の形状は 例えば、 ブロ ッ ク状、 板状、 フ ィ ルム伏等であってもよく、 また、 粉砕 して粉末状にしてもよく、 特に限定されるものではない。
また、 本発明のシ一 ト状の吸収性材料(I) · ( I I ) (シー ト) の厚みは. 0. 01 !〜 5 mm、 好ましく は 0. 1mm 〜 3 mm、 さらに好ま しく は 0. 5mm 〜 1 であり、 前記圧縮比を調整することにより、 容易に調整することがで きる。 そして、 上記圧縮比は、 例えば、 時間、 温度、 圧縮装置と ドラム ドライヤーとの間のク リアランス等を調節することにより、 容易に調整 することができる。
さらに、 上記吸収性材料(I) · ( I I)は、 上記親水性架橋重合体の含水 ゲルあるいは親水性架橋重合体の気泡含有ゲルを加圧した後、 一旦粉末 状にしてからシー ト化することによってシー ト状に形成されていてもよ い。 但し、 取り扱い性や作業環境、 生産性等の面からは、 上記含水ゲル および気泡含有ゲルが多価アルコールを含み、 これらゲルを一旦粉末状 にすることなく、 直接シー ト化することが好ましい。
また、 上記の説明においては、 吸収性材料(I ) または吸収性材料(Π) として、 例えば、 含水ゲルあるいは気泡含有ゲルと多価アルコールとの 混合物が、 成形補助材料としての繊維と混合されてなる構成を例に挙げ たが、 これら吸収性材料(I ) · ( I I)の構成は、 特に限定されるものでは ない。
上記吸収性材料(1 ) · ( I I )の構成としては、 上記混合物と繊維とを混 合した構成の他に、 例えば、 織布ゃ不橄布、 紙等のように、 シー ト状に 形成した複数の繊維間に混合物を挟持した桷成 ; 混合物と織維とを混合 してシー ト状に形成した後、 複数の該シー トでもってシー ト状に形成し た繊維を挟持した構成 ; 混合物と繊維とを混合してシ一 ト状に形成した 後、 該シー トを、 シー ト伏に形成した複数の繊維でもって挟持した構成 ; 等が挙げられる。
また、 本発明にかかる吸収性物品は、 上記構成の吸収性材料(I ) およ び吸収性材料(I I)から選ばれる少なく とも一方の吸収性材料を含んでな つている。 つまり、 吸収性材料(1 ) · (【[ )は、 それ自体で、 或いは、 他 の素材と組み合わせることにより、 吸収性物品とされる。 該吸収性物品 の構成は、 特に限定されるものではないが、 吸収性物品を例えば紙ォム ッゃ生理用ナブキン、 失禁パッ ド等の衛生材料として供する場合には、 上記構成のシー ト状の吸収性材料 U ) またはシー ト状の吸収性材料(I I ) を、 透液性を有するシー トと、 不透液性を有するシー トとで挟持してな る構成、 若しくは、 上記構成のシ一 ト状の吸収性材料(I) またはシー ト 状の吸収性材料(1 1 )を、 透液性を有する 2枚のシー 卜で挟持してなる構 成が好適である。 吸収層としての吸収性材料(【) · (Π )は優れた吸収特 性を備えているので、 例えば吸収性物品が紙ォムッである場合には、 尿 の漏れを防止することができると共に、 いわゆる ドライ感を付与するこ とができる。
上記の透液性を有するシー ト (以下、 液透過性シー トと称する) は、 水性液体を透過する性質を備えた材料からなっている。 液透過性シー ト の材料としては、 例えば、 再生セルロース系不織布等の不織布、 レ一ョ ン等の合成繊維からなる織布、 コッ トン力一 ドウエブ等のウェブ或いは マッ ト ;綿状パルプ、 紙 ; ポリェチレンゃボリ プロ ピレン、 ボリニステ ル、 ボリアミ ド等からなる多孔質の合成樹脂フィルム等が挙げられる。 尚、 液透過性シー トは、 吸収性材料を収容することができる程度の大き さを有する袋体伏に形成されていてもよい。
上記の不透液性を有するシー ト (以下、 液不透過性シー トと称する) は、 水性液体を透過しない性質を備えた材料からなっている。 液不透過 性シー トの材料としては、 例えば、 ポリアミ ド、 ボリエチレン、 ポリブ ロピレン、 ボリ スチレン、 ポリ塩化ビニル等からなる合成樹脂フィ ルム ; これら合成樹脂と不織布との複合材からなるフィルム : 上記合成樹脂 と織布との複合材からなるフィ ルム等が挙げられる。 尚、 液不透過性シ — トは、 蒸気を透過する性質を備えていてもよい。
本発明にかかる吸収性物品の製造方法は、 特に限定されるものではな く、 例えば、 上記の液不透過性シー ト、 吸収性材料(1 ) および吸収性材 料(I I)から選ばれる少なく とも一方の吸収性材料、 並びに、 上記の液透 過性シー トを互いに重ね合わせるだけでよい。 また、 必要に応じて、 重 ね合わせたシー トを、 その周掾部で貼着固定したり、 部分的に貼着固定 したり、 或いは、 スリ ッ トを入れたり、 エンボス加工等の加工処理を施 してもよい。 尚、 シー ト状に成形された吸収性材料 (吸収性材料(ί ) ま たは吸収性材料(I I)の片面に、 液不透過性シ一 トまたは液透過性シー ト を重ね合わせることにより、 吸収性物品を形成することもできる。 さら に、 例えば、 液不透過性シー ト上または液透過性シー ト上に、 前記ゲル またはゲル組成物を載置 (塗布) した後、 該ゲル或いはゲル組成物を加 圧 (圧延) することにより、 吸収性材料、 即ち、 吸収性物品を製造する こともできる。 また、 シー ト状の吸収性材料(【) またはシー ト状の吸収 性材料(I I)を短冊状等に切断した後、 セルロース繊維等と混合すること により、 吸収性物品を形成してもよい。
次に、 図 4を参照しながら、 本発明にかかる吸収性物品の一例として の紙ォムッについて以下に簡単に説明する。 尚、 吸収性物品は、 紙ォ厶 ッにのみ限定されるものではない。
紙ォムッは、 図 4に示すように、 液不透過性シー トであるバッ クシー ト 2 1、 上記シ— ト状の吸収性材料(【) またはシー ト状の吸収性材料(I 【)としてのシー ト伏の吸収性材料 2 2、 および、 液透過性シー トである トップシー ト 2 3等で構成されている。 バックシー ト 2 1並びに トップ シー ト 2 3は、 所定形状に形成されている。 そして、 上記のバックシー ト 2 1、 吸収性材料 2 2、 および、 トツプシー ト 2 3は、 両面テ一ブ等 を介して、 この順に互いに貼着されている。 また、 該貼着物における所 定位置に、 いわゆるレツグギヤザ一 2 4 · 2 4、 および、 いわゆるゥェ ス トギャザー 2 5 · 2 5が設けられている。 さらに、 上記貼着物におけ る所定位置に、 いわゆるテープファスナー 2 6 · 2 6が取り付けられて いる。 これにより、 吸収性物品としての紙ォムッが作成されている。 上記の紙ォムッは、 吸収速度や加圧下の吸収倍率等の各種吸収特性や 保形性に優れ、 かつ、 柔軟性や強度に優れている吸収性材料 2 2を用い てなるので、 尿に接触したときに、 該尿を速やかに吸収することができ る。 つまり、 尿の漏れ等が生じることなく、 使用状態が良好な紙ォムッ を提供することができる。
しかも、 上記の紙ォムッは、 吸収性材料 2 2が吸水膨潤時にカールし ながら膨潤するため、 ボディーラインにフィ ッ ト し、 液モレをより一層 防止することができる。
以上のように、 吸収性物品が上記の吸収性材料 (吸収性材料(I ) およ び吸収性材料(Π )から選ばれる少なく とも一方の吸収性材料) を含んで なることで、 吸収速度や加圧下の吸収倍率等の各種吸収特性に優れる吸 収性物品を提供することができると共に、 得られる吸収性物品にいわゆ るソフ ト感ゃ良好な使い心地を付与することができる。 従って、 肌触り に優れた吸収性物品を提供することができる。
また、 従来、 吸収性物品の総重量に対する親水性架橋重合体の割合は
40重量%未満と比較的低濃度であつたが、 上記の構成によれば、 吸収性 物品の総重量に対する親水性架橋重合体の割合を、 凡そ 40重量%〜80重 量%、 より好ましく は凡そ 50重量 〜 80重量 、 さらに好ま しく は凡そ 60重量%〜80重量%の髙濃度とすることができる。
従って、 従来の吸収性物品と同等以上の吸収特性を維持したまま、 吸 収性物品を薄型化、 小型化することができる。 また、 含水ゲルまたは気 泡含有ゲルを加圧することにより吸収性材料(I) · ( Π )を形成している ので、 吸収性材料(【) · (I I)および吸収性物品の製造工程、 包装工程、 輸送工程等の各種工程において、 親水性架橋重合体が吸収性材料(I ) · (I I)内において移動することはなく、 また、 吸収性材料(I) , (1 1)から 脱落する (こぼれ落ちる) こともない。 さらに、 上記吸収性材料(I ) · ( I I )を例えばシー ト状に成形した場合、 吸水性樹脂を一旦粉末状にして からシート状に形成して得られた従来の吸収性材料と異なり、 本発明の 吸収性材料(I) · (【[ )は、 吸水、 膨潤後もシー ト伏に保たれている。 こ のため、 吸水、 膨潤後であっても、 該吸収性材料(Π · U I )からォムッ 等からゲルが脱落する (こほれ落ちる) ことがない。
尚、 上記の吸収性材料(I) に、 消臭剤、 香料、 各種薬剤、 各種 の無機粉末、 水溶性高分子、 植物育成助剤、 殺菌剤、 防撖剤、 発泡剤、 顔料、 染料、 力—ボンブラック、 活性炭、 親水性短繊維、 肥料、 酸化剤、 還元剤、 水、 塩類等をさらに添加し、 これにより、 吸収性材料 (I) · ( 4 B
11) または吸収性物品に種々の機能をさらに付与することもできる。 上記の吸収性材料(I) · (Π)や吸収性物品は、 水性液体の吸収や吸湿 等を目的とする用途、 例えば、 紙ォムッ (使い捨てォムッ) や生理用ナ ブキン、 夕ンボン、 いわゆる失禁パッ ド等の衛生材料、 結露吸水シー ト, 農園芸用保水材、 土木用止水材、 メディカルシーツやべッ ドパッ ド等の 医療材料、 食品用鲜度保持材、 食品用 ドリ ップ吸収材、 タオル、 包帯等 の種々の用途に好適に用いられる。 尚、 吸収性材料(I) . (II)や吸収性 物品の用途は、 特に限定されるものではない。 図面の簡単な説明
図 iは、 本発明にかかる吸収性材料の製造方法の一例を説明するもの であり、 圧延装置を併置した ドラムドライヤーの概略の断面図である。 図 2 (a) は、 本発明にかかる吸収性材料に含まれる非発泡の吸水性 樹脂が圧縮された状態を示す説明図である。
図 2 (b) は、 図 2 (a) に示す吸水性樹脂が吸水により膨潤した伏 態を示す説明図である。
図 3 (a) は、 本発明にかかる他の吸収性材料に含まれる、 内部に気 泡を有する吸水性樹脂が圧縮された状想を示す説明図である。
図 3 (b) は、 図 3 ( a) に示す吸水性樹脂が吸水により膨潤した状 態を示す説明図である。
図 4は、 本発明における吸収性材料を用いた吸収性物品としての紙ォ ムッを一部破断面で示す概略の斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 実施例および比較例により、 本発明をさらに詳細に説明するが 本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。 尚、 吸収性材料の 諸性能は、 以下の方法で測定した。
( a ) 含水率
先ず、 シー ト状の吸収性材料を lOcmx 10cmの大きさに切断し、 該吸収 性材料 (以下、 切断シー トと称する) の重量 W。 ( g) を測定した。 次 に、 上記の切断シー トを、 180 に温度調節されたオーブン (東京理科 器械株式会社製 : 型式 ND O— 4 5 0 ) に入れて 3時間放置した。 次 いで、 切断シー トを取り出して、 シリカゲルが入っているデシケ一夕内 に載置し、 5分間放冷した後、 その重量 W, (g) を測定した。 そして、 これら重量 Wo - W! から、 次式、
含水率 (重量 )
= C (重量 W。(g) -重量 W,(g)) ノ重量 W。(g)〕 X 100 に従って含水率 (重量%) を算出した。
( b ) 吸収倍率
吸収性材料 0.2gを不織布製のティーバッグ式袋 (60闘 X60読) に入 れ、 開口部をヒー トシールした後、 0.9重量%塩化ナト リ ウム水溶液 ( 生理食塩水) 中に浸潰した。 30分後にティーバッグ式袋を引き上げ、 遠 心分雜機を用いて 250Gで 3分間水切りを行った後、 ティ ーバッグ式袋 の重量 W2 ( g) を測定した。 また、 同様の操作を吸収性材料を用いな いで行い、 そのときの重量 Ws ( g) を測定した。 そして、 これら重量 W2 · W3 から、 次式、
吸収倍率 (g/g)
= (重量 W2(g)—重量 W3(g)) Z吸収性材料の重量(g) に従って吸収倍率 (g/g)を算出した。
( C ) 加圧下の吸収倍率
先ず、 内径 160mm、 高さ 20mmのガラス製シャーレ内に、 直径 120mmの ガラス製フィ ル夕一板 (G # l ) を載置した後、 該シャーレに 0. 4重量 %食塩水を注いだ。 該食塩水は、 該食塩水の水面と、 上記フィ ルター板 の上面とがほぼ一致するような量とした。 次に、 フィルター板上に、 據 紙 (東洋據紙株式会社製 : TOYO F I LTER PAPER No. 2) を載置した。
そして、 吸収性材料がシー ト状である場合には、 該シー ト状の吸収性 材料を 3. 1 cm x 3. l cmの大きさに切断し、 該吸収性材料 (以下、 切断シ ー トと称する) の重量 W 4 ( g ) を測定した。 また、 内径 55mm、 髙さ 60 MIのァク リル樹脂製円筒の底部に、 400メ ッ シュのステンレス製金網を 固定することにより、 支持円筒を作成した。 次に、 上記の切断シー トを、 支持円筒内、 即ち、 金網上に載置し、 さらに、 該切断シー ト上に、 重り としての円柱状の真鍮製ブランジヤ ーを載置することにより、 測定円筒 を作成した。 ブランジャーは、 切断シ一 卜に対して、 50 g/cm2の荷重を 均一に加えることができるように、 その重量が調整されている。 そして, 上記切断シー ト、 支持円简およびプランジャーの合計の重量、 即ち、 測 定円筒の重量 W s ( g ) を測定した。
次いで、 該測定円筒を、 上記の濂紙上に載置した。 そして、 濾紙上に 測定円筒を載置した時点から、 30分間にわ って測定円筒内の切断シ一 トに上記食塩水を吸収させた。 つまり、 切断シー トに 0. 4重量%食塩水 を加圧下で吸収させた。 また、 この間、 上記食塩水の量がほぼ一定とな るように、 即ち、 上記食塩水の水面とフィルタ一板の上面とがほぼ一致 するように、 シャーレに 0. 4重量%食塩水を適宜注ぎ足した。 30分間経 過後、 測定円誨の重量 We ( g) を測定した。 そして、 これら重量 W4 • W5 - W6 から、 次式、
加圧下の吸収倍率 (g/g)
= (重量 W6(g) -重量 W6(g)) Z重量 W4(g)
に従って加圧下の吸収倍率 (g/g)を算出した。
—方、 吸収性材料が粉末状である場合には、 3. lcmx 3. lcmのシー ト に代えて、 0.9 gの吸収性材料を、 前記アク リル樹脂製円筒内部に均一 に散布し、 以下、 同様に 50 g/cm2の荷重下での吸収倍率を測定した。 そ して、 上式に従って加圧下の吸収倍率 (g/g)を算出した。
( d ) 吸収速度
吸収性材料がシー ト状である場合には、 先ず、 シー ト状の吸収性材料 を 2.54cmx2.54cm ( 1平方ィンチ) の大きさに切断し、 該吸収性材料 ( 以下、 切断シー トと称する) の重量を測定した。 一方、 内径 55隨、 高さ 15minのボリプロピレン製容器に、 切断シー 卜の重量に対して 10倍重量の 生理食塩水を注いだ。 次いで、 該生理食塩水中に切断シー トを投入した ( そして、 生理食塩水中に切断シー トを投入した時点から、 生理食塩水が 切断シ一 トに全て吸収されるまでの時間を測定し、 この時間を吸収速度 (秒) とした。 生理食塩水が切断シー トに全て吸収されたか否かは、 ポ リプロ ピレ ン製容器を 45° に傾けて、 該生理食塩水の液溜まりが生じる か否かで判断した。 つまり、 液溜まりが生じない時点を、 生理食塩水が 切断シー トに全て吸収された時点とした。
また、 吸収性材料が粉末伏である場合には、 2.54cmx2.54cinのシー ト に代えて、 1 gの吸収性材料を用いて、 以下、 同様に吸収速度を測定し た。 ( e ) 柔軟性
柔軟性は、 シー ト状の吸収性材料についてのみ測定し、 その则定方法 は、 J I S L 1 096に規定されたガーレー剛柔軟度法に従った。 尚、 柔軟性 は、 該方法にて測定された値 (柔軟度) が小さい程、 柔軟性が高いこ と を示す。
〔実施例 1〕
回転径が 120mmであるシグマ型羽根を 2本有する内容積 10 Lのジャケ ッ 卜付きステンレス製双腕型ニーダーを反応器とした。 該ニーダ一は、 系内を密封する蓋と、 内容物に対して 66kgの圧力を加えることができる 加圧蓋とを備えている。 上記の反応器に、 単肇体成分としてのァク リ ル 酸およびァク リル酸ナ ト リウム (中和率 75モル%) の 38重量%水溶液 5 , 000 gと、 架榇剤としてのトリ メチロールプロパン ト リアタ リ レー ト ( 以下、 架橋剤(A) と記す) 2. 85 gとを仕込んで反応液とした後、 窒素ガ スを吹き込んで系を窒素ガス 換した。 単量体成分に対する上記架橋剤 (A) の使用量は、 0. 045モル%である。
次に、 ジャケッ トに 30'Cの温水を通し、 反応液を加温しながら桷拌し た。 棕いて、 損拌しながら、 反応液に、 重合開始剤としての過硫酸ナト リウムおよび Lーァスコルビン酸を添加したところ、 凡そ 1分後に重合 が開始した。 単惫体成分に対する過硫酸ナ ト リ ウムの使 ffl量は、 0. 12モ ル%であり、 Lーァスコルビン酸の使用量は、 0. 005モル%である。 そして、 30でで 60分間重合を行った後、 得られた塊状の含水ゲル (内 容物) 上に加圧蓋を乗せて 20分間撹拌し、 該含水ゲルを細分化した。 こ れにより、 拉子径が 0. 2mn!〜 0. 8瞧に紬分化された含水ゲルを得た。 該— 含水ゲルの固形分は 38重量%であつた。 次いで、 钿分化された上記の含水ゲル 800 gを、 上記のニーダ一と 様の構成を有するニーダ一に仕込んだ。 また、 多価アルコールと しての グリセリ ン 33.8 g と、 表面架榇剤と してのエチレングリ コールジグリ シ ジルエーテル (ナガセ化成工業株式会计製 : 商品名 デナコール E X - 8 1 0 : 以下、 表面架橋剤(B) と記す) 0.31 gとの混合液を調製した。 次に、 ジャケッ トに 70'Cの温水を通し、 含水ゲルを加温しながら擾拌し た。 铙いて、 攪拌しながら、 該含水ゲルに、 上記の混合液を添加し、 両 者が均一に混合されるまで攪伴した。 含水ゲルの固形分 100重量部に対 するグリセリ ンの使用量は、 11.1重量邙であり、 上記表面架構剤(B) の 使用量は、 0.1重量部である。
次に、 得られた混合物に、 ボリエチレンテレフタ レー トからなる長さ
2 πιπ!〜 3關のボリエステル維維 (成形補助材料) 10.4gを少しずつ添加 し、 該繊維の塊が無く なるまで混練した。 含水ゲルの固形分 100重量部 に対するボリエステル繊維の添加量は、 3.4重量部である。 これにより、 含水ゲル組成物を得た。
铳いて、 上記の含水ゲル組成物を、 開放式のシングル ドラ厶 ドライヤ ― (カツラギ工業株式会社製 型式 · ΝΙ¾ ΧΜ 7 5 0 _ Ν 3 5 Ο 、 並 びに、 併置した圧槠装 Sを用いて圧延すると共に、 ドライヤー ドラムに よって、 上記含水ゲル組成物([) における ドライヤー ドラムとの接触面 を 150'Cに加熱した。 その後、 得られたシー トを ドライヤー ドラム表面 からスク レーパーを用いて搔き取った。 これにより、 厚み 0.8mm のシー ト状の吸収性材料を得た。 含水ゲル組成物の主な製造条件を、 表 1 に記 載した。
得られた吸収性材料の坪量は 490g/m2、 含水率は 7.5*1:%、 吸収倍 率は 30. 2 g/g、 加圧下の吸収倍率は 25. 2 g/g、 吸収速度は 68秒であった, これら測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔比較例 1〕
実施例 1 において、 得られた含水ゲル組成物を、 圧縮装置を用いずに 単に ドラム ドライヤーで 150eCに加熱し、 圧延せずにシー ト化した。 そ の後、 得られたシー トをドライヤ一 ドラム表面からスクレーパーを用い て搔き取った。 これにより、 シー ト状の吸収性材料を得た。 得られた吸 収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔比較例 2〕
実施例 1 において、 ドライヤー ドラムを加熱することなく、 含水ゲル 組成物を圧延した。 これにより、 含水ゲルの水分を減少させずに含水ゲ ル組成物をシー ト化した。 その後、 得られたシー トをドライヤー ドラム 表面 (温度 25eC ) からスク レーパーを用いて搔き取った。 これにより、 シ— ト状の吸収性材料を得た。 得られた吸収性材料の測定結果を表 2に 合わせて記載した。
〔比較例 3〕
比較例 2で得られたシー ト状の吸収性材料を、 温度 1 05'Cに保たれた 熱風循環式乾燥機に入れて乾燥させた。 つまり、 含水ゲルを圧延した後. その水分を減少させた。 該吸収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載 した。 尚、 得られた吸収性材料はその保型性が低く、 柔軟度の測定は不 可能であった。
〔実施例 2〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリセリ ン 76 gを用いた以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等を行い、 シー ト状の吸収性材料を得 た。 含水ゲルの固形分 100重量部に対するグリセリ ンの使用量は、 25重 量部である。 含水ゲル組成物の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 3〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリ セ ' Jン 76gと表面架橋剤(B) 0.31 gとの混合液を用いた以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等 を行い、 シー ト伏の吸収性材料を得た。 含水ゲル組成物の主な製造条件 を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の測定結果を表 2に合わ せて記載した。
〔実施例 4〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリセリ ン 76gと表面架橋剤(B) 1.53gとの混合液を用いた以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等 を行い、 シー ト状の吸収性材料を得た。 含水ゲルの固形分 100重量部に 対する上記表面架橋剤(B) の使用量は、 0.5重量部である。 含水ゲル組 成物の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の測 定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 5〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリセリ ン 76gと表面架橋剤(B) 1.53gとの混合液を用いると共に、 ポリエステル繊維の添加量を、 10.4 gから 16.0gに変更した以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等を 行い、 シー ト状の吸収性材料を得た。 含水ゲルの固形分 100重量部に対 するボリエステル娥維の添加量は、 5.3重量部である。 含水ゲル組成物 の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の则定結 果を表 2に合わせて記載した。 〔実施例 6〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリセ リ ン 304 gを用いた以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等を行い、 シー ト状の吸収性材料を得 た。 含水ゲルの固形分 100重量部に対するグリセ リ ンの使用量は、 100 重量部である。 含水ゲル組成物の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 7〕
実施例 1 における架橋剤(A) の仕込み量を、 2. 85 gから 1. 27 gに変更 すると共に、 実施例 1 における混合液に代えて、 グリセリ ン 76 gと表面 架橋剤(B) 1. 53 gとの混合液を用いた以外は、 実施例 1 と同様の反応お よび操作等を行い、 シー ト状の吸収性材料を得た。 単量体成分に対する 上記架橋剤(A) の使用量は、 0. 02モル%である。 含水ゲル組成物の主な 製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 8〕
実施例 7におけるァク リル酸ナ ト リゥムの 38重量%水溶液に代えて、 単量体成分としてのアク リル酸およびアク リル酸ナト リ ウム (中和率 75 モル の 30重量%水溶液 5, 000 gを用いると共に、 架榇剤(A) に代え て、 架撟剤としてのボリエチレングリ コールジァク リ レー ト (エチレン グリ コールの平均付加モル数 8 ; 以下、 架橋剤(C) と記す) 7. 18 gを用 いた以外は、 実施例 7 と同様の反応および操作等を行い、 シー ト状の吸 収性材料を得た。 単量体成分に対する上記架榇剤(C) の使用量は、 0. 07 モル%である。 また、 含水ゲルの固形分は 30重暈 であった。 含水ゲル 組成物の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料の 測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 9〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリセリ ン 76 gと表面架橋剤(B) 0. 31 gとの混合液を用いると共に、 ボリエステル維維を用いない (添加 しない) 以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等を行い、 シー ト状 の吸収性材料を得た。 含水ゲル組成物の主な製造条件を表 1 に記載した, また、 得られた吸収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 1 0 〕
実施例 1 における混合液に代えて、 グリセリ ン 76 g と表面架橋剤(B) 1 . 53 gとの混合液を用いると共に、 ボリエステル織維に代えて、 繊維長 約 l Omn!〜 20隨のパルプ繊維 (成形補助材料) 76 gを用いた以外は、 実施 例 1 と同様の反応および操作等を行い、 シー ト状の吸収性材料を得た。 含水ゲルの固形分 1 00重量部に対するパルプ繊維の添加量は、 25重量部 である。 含水ゲル組成物の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得ら れた吸収性材料の測定結果を表 2に合わせて記載した。
〔実施例 1 1 〕
実施例 1 において、 ボリエステル織維の繊維長を約 20mn!〜 30mmに変更 した以外は、 実施例 1 と同様の反応および操作等を行い、 シー ト状の吸 収性材料を得た。 該吸収性材料の乾燥時および膨潤時の補型性や吸収速 度は、 実施例 1 で得られた吸収性材料よりもさらに優れていた。 含水ゲ ル組成物の主な製造条件を表 1 に記載した。 また、 得られた吸収性材料 の測定結果を表 2に合わせて記載した。 表 1 ボリ エステル 繊維 へ 固 へ グ 面
重 形 ^ 重 m 量 分 ル 剤 量 セ 盧 橋 量 m
n δμ リ mi m 部
^ ン ^ (B)
1
1 3 8 0. 0 4 5 1 1 .1 0 .1 3 .4 2〜 3
2 3 8 0. 0 4 5 2 5 0 3.4 2〜 3 ύ 3 8 0. 0 4 5 2 5 0.5 3 .4 2〜 3
4 3 8 0. 0 4 5 2 5 0 .5 3.4 2〜 3
5 3 8 0. 0 4 5 2 5 0.5 5.3 2〜 3 施
ft
6 3 8 0. 0 4 5 1 0 0 0 3.4 2〜 3
7 3 8 0. 0 2 2 5 0 .5 3 .4 2〜 3 例 8 3 0 架橋剤 2 5 0.5 3 - 4 2〜 3
(C)
0. 0 7
9 3 8 0. 0 4 5 2 5 0, 1 0 2〜 3
10 3 8 0. 0 4 5 2 5 0 .5 パルプ 1 0
繊維
2 5 〜 2 0
11 3 8 0. 0 4 5 1 1 .1 0.1 3.4 2 0
〜 3 0 表 2
Figure imgf000061_0001
表 2に記載の結果から、 含水ゲルを加圧しながらその水分を減少させ るこ とで、 同じ含水ゲル組成物を用いても、 加熱或いは加圧の何れか一 方のみ、 または、 加熱と加圧とを別々に行う場合と比較して、 加圧下の 吸収倍率や吸収速度等の吸収特性により一層優れた吸収性材料を得るこ とができることが判る。 さらに、 本実施例によれば、 加圧下の吸収倍率 や吸収速度、 柔軟性等に特に優れたシ一 ト状の吸収性材料を得ることが できることが判る。
また、 実施例 1 〜 1 1 に示されたシー ト状の吸収性材料について圧縮 比を測定したところ、 上記実施例 1 〜 1 1 に示された吸収性材料の圧縮 比は 10〜100 であり、 圧縮比 1 の吸収性材料である比較例 1 〜 3の吸収 性材料と比較して、 例えば高吸収速度等の優れた物性を示すことが判る < 尚、 上記圧縮比は、 含水ゲルの一次粒子のみならず、 シー ト状の吸収性 材料についても前記した方法により同様に求めることができる。 また、 上記各吸収性材料中の吸水性樹脂は、 何れも吸水、 膨潤により圧縮 ( E 延) 前の状態に回復し、 良好な吸水復元性が得られるものであった。
〔実施例 1 2〕
先ず、 実施例 1 と同様の反応および操作等を行い、 含水ゲルを得た。 次に、 該含水ゲルに、 グリセリ ン (多価アルコール) 、 表面架橋剤(B) , および、 ボリエステル繊維 (成形補助材料) を混合しないで、 実施例 1 と同様の操作等を行い、 圧延, 加熱した。 つまり、 含水ゲル組成物とし て、 含水ゲルのみを用いて圧延 ·加熱した。
その後、 得られた吸収性材料 200 gを砕いてミキサーに投入し、 15秒 間粉砕して粉末伏とした。 次に、 該粉末状の吸収性材料を、 目開き 500 mの J 1 S標準 Itで分极することにより粗粒を除去して、 本発明にか かる粉末状の吸収性材料を得た。
上記含水ゲルを圧延 ·加熱して得られた上記吸収性材料は非常に脆く - 含水ゲル組成物から直接シ一 ト状の吸収性材料を形成することはできな かった。 即ち、 多価アルコールの非存在下で含水ゲルを圧延 '加熱した 場合には、 シー ト状の吸収性材料を得ることができなかった。 しかしな がら、 上記吸収性材料を乾燥、 分极して得られた粉末状の吸収性材料の 吸収倍率は 42. 5 g/g、 加圧下の吸収倍率は 1 1 . 3 g 、 吸収速度は 25秒で あり、 これら吸収特性に特に優れた吸収性材料を得ることができた。 該 吸収性材料の測定結果を表 3に合わせて記載した。
〔比較例 4〕
実施例 1 2において、 含水ゲルを 160'Cの熱風で 1 時間乾燥し、 得ら れた乾燥物 200 gを卓上粉砕機で粉砕した後、 目開き 500 mの J I S 標準篩で分級することにより粗粒を除去して粉末状の吸収性材料を得た < 該吸収性材料の測定結果を表 3に合わせて記載した。
〔比較例 5〕
比較例 4 において、 得られた粉末状の吸収性材料と多価アルコールと の混合物を、 米国特許第 4, 066, 583号に記載の方法に基づいて加熱ブレ スした。
つまり、 先ず、 所定の容器に、 比較例 5で得られた粉末状の吸収性材 料 8 gと多価アルコールとしてのグリセリ ン 2 gとを仕込み、 素早く均 —に混合することにより粉末の混合物を得た。 この混合物を平滑な板の 上に l Ocm X 10cmの大きさに均一に広げた後、 予め温度 25て、 相対湿度 90 %に調節した恒温恒湿室に入れて 10分間放置することにより上記混合物 を改質した。 加湿後の混合物は上記粉末状の吸収性材料が凝集したシー ト状になっており、 ゆっ く りと持ち上げることができる程度の保形性を 有していた。
次に、 上記シー ト状の混合物を、 加熱型の加圧機を用いて、 温度 150 'C、 圧力 350gi/cm2の条件で 5分間加圧した。 これにより、 厚み 1 mm程 度の透明なシー ト状成形物を得た。 次いで、 このシ一 ト状成形物に、 含 水率 17. 0重量%となるように水を添加することにより、 シ— ト状の吸収 性材料を得た。 該吸収性材料の測定結果を表 3に合わせて記載した。
(実施例 1 3〕
先ず、 実施例 1 と同様の反応および操作等を行い、 含水ゲルを得た。 次に、 該含水ゲルに、 表面架橋剤(B) 0. 31 gのみを混合した後、 実施例 1 と同様の操作等を行い、 圧延 '加熱した。 つまり、 含水ゲル組成物と して、 含水ゲルと上記表面架橋剤(B) との混合物を用いて圧延 . 加熱し た。 その後、 得られた吸収性材料 200 gを用いて実施例 1 2 と同様の粉 砕、 分极を行って粉末状の吸収性材料を得た。
本実施例においても、 含水ゲル組成物を圧延 .加熱して得られた上記 吸収性材料は非常に脆く、 含水ゲル組成物から直接シ— ト状の吸収性材 料を形成することはできなかった。 即ち、 多価アルコールの非存在下で 含水ゲルを圧延 ·加熱したため、 シー ト状の吸収性材料を得ることがで きなかった。 しかしながら、 上記含水ゲル組成物を圧延と同時に加熱す ることで、 吸収速度や加圧下の吸収倍率等の吸収特性、 そのなかでも特 に吸収速度に優れた吸収性材料を得ることができた。 該吸収性材料の測 定結果を表 3に合わせて記載した。
〔比較例 6〕
実施例 1 3において、 含水ゲル組成物を圧延 ·加熱する代わりに、 1 60 の熱風で 1時間乾燥し、 得られた乾燥物 200 gを卓上粉砕機で粉碎 した後、 目開き 500 / mの J I S標準篩で分級することにより粗粒を除 去して粉末状の吸収性材料を得た。 該吸収性材料の測定結果を表 3に合 わせて記載した。
〔比較例 7〕 比較例 6で得られた粉末状の吸収性材料 8 gにグリセリ ン 2 gを混合 し、 以下、 比較例 5 と同様の操作を行って、 厚み 1 mm程度の透明なシー ト状成形物を得た。 次いで、 このシー ト伏成形物に、 含水率 19.2重量% となるように水を添加することにより、 シー ト状の吸収性材料を得た。 該吸収性材料の測定結果を表 3に合わせて記載した。
〔実施例 1 4〕
先ず、 攙拌機、 還流冷却機、 温度計、 窒素ガス導入管および滴下口— トを付けた 20Lの反応釜に水性溶媒としてのシクロへキサン 10Lおよび H L B (hydrophile-lypophile balance) が 6の界面活性剤としてのシ ョ糖脂肪酸エステル (第一工業製薬株式会社製 : 商品名 DK -エステ ル F— 5 0 ) 40 gを仕込んで攬拌した。 そして、 上記シク口へキサンに ショ糖脂肪酸エステルを溶解させた後、 窒素ガスを吹き込んで反応釜を 窒素ガス置換した。
—方、 単量体成分としてのアク リル酸およびアク リル酸ナ ト リウム ( 中和率 75モル%) の 35重量%水溶液 3, 030 gに、 架橋剤としての N, N' ーメチレンビスアク リルアミ ド 0.16gおよび増粘剤としてのヒ ドロキシ ェチルセルロース (ダイセル化合株式会社製 ; 商品名 E P— 8 5 0 ; 以下、 架橋剤(D) と記す) 5.3gを溶解させて単量体水溶液を調製した。 次いで、 上記の単量体水溶液中に窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い 出した後、 重合開始剤としての過硫酸カ リ ウム 1.6gを加えて溶解させ た。
その後、 重合開始剤を溶解させた上記単量体水溶液を上記反応釜中の 溶液に添加して反応液とし、 この反応液を 60'Cで 2時間撹拌して逆相懸 濁重合を行った。 この結果、 球形のゲル状重合体が得られた。 次いで、 得られたゲル状重合体を反応釜中で共沸脱水させて、 平均粒子怪 480 mの球状の重合体脱水物を得た。 その後、 上記重合体脱水物を J 〗 S標 準篩で分极することにより、 該重合体脱水物の粒径を 500 / rn〜 600 mに feiんた。
続いて、 分級後の上記重合体脱水物 100重量部に、 表面架橋剤(B) 0. 05部、 水 3部、 およびイッブロバノール 2部からなる架橋剤水溶液を添 加し、 200 てで表面架榇を行って二次架樣重合体を得た。 上記二次架橋 重合体は、 上記ゲル伏重合体を加圧せずにその水分を減少させたため、 平均粒子径 480 z mの真球状であった。
その後、 上記二次架橋重合体に水を添加して膨潤させることにより、 固形分 35重量%の含水ゲルを得た。 次いて、 この二次架橋重合体の含水 ゲルを、 実施例 1 と同様の操作等を行って圧延 ·加熱するこ とによ り、 粉末状の吸収性材料を得た。
該吸収性材料中の個々の粒子、 つまり、 圧延 , 加熱後の二次架橋重合 体粒子 (吸水性樹脂) は、 100個の二次架橋重合体粒子を測定した平均 の厚みが 0. 07mm、 同じく平均の直径が 2. 60瞧の円盤状であった。 従って、 上記圧延,加熱後の二次架橋重合体粒子の圧縮方向 (厚み方向) の収縮 比 Xは 0. 07/0. 48 、 延伸方向の膨張比 Yは 2. 60/0. 48 であり、 本発明で 規定された圧縮比 Y / Xは 37となる。 つまり、 上記吸収性材料中の二次 架橋重合体粒子は、 圧延 ·加熱前と比較して 37倍に圧縮されている。 こ のため、 上記二次架椟重合体粒子からなる吸収性材料は、 該二次架橋重 合体粒子に内在する歪みエネルギーにより、 高吸収速度 (48秒) を示し. 吸水時には異方膨潤し、 圧延 ,加熱前の形状 (球状) に回復した。 該吸 収性材料の測定結果を表 3に合わせて記截した。 〔比較例 8〕 上記実施例 1 4 と同様の反応および操作等を行い、 二次架橋重合体重 合体を得た。 \ mこ gの二次架橋重合体を、 そのまま比較用吸収性材料として 諸性能を測定した。 つまり、 該吸収性材料は圧縮されておらず、 その圧 縮比は 1 である。 該吸収性材料の測定結果を表 3に合わせて記載した。
重量%
表 3
水率含 坪 \ 3 g
量 率吸収倍 実施例 12 粉末 6 .55 4 2.5 1下加圧の1 .3 2 5
率倍吸収
比較例 4 6 .44 4 2.0 1 0 .0 3 5
秒 ()
比較例 5 9 2 8 00 3 1 .5 4.5 6 8 0 4 1 0 収度吸速
実施例 13 粉末 5 .1 1 3 4 .6 2 8 .4 2 1 比較例 6 5 .22 3 4 .0 2 7.8 3 2
軟度 比較例 7 9 6 3 1 9 .22 2 2.4 9 .8 5 8 0 3 8 0 実施例 14 粉末 5 .1 1 4 5.3 2 7.4 2 5 比較例 8 粉末 0 .5 4 4 .4 2 7.0 4 8 表 3に記載の結果から、 含水ゲルを加圧しながらその水分を減少させ ることで、 同じ含水ゲル組成物を用いても、 加圧せずに単に加熱しただ けの場合と比較して、 加圧下の吸収倍率や吸収速度により一層優れた粉 末状の吸収性材料を得ることができることが判る。 また、 従来の方法で は、 一旦粉末にしてからシー 卜化することでその吸収速度や加圧下の吸 収倍率が大幅に低下し、 これら吸収特性に優れたシー ト伏の吸収性材料 を得ることができないことが判る。
また、 実施例 1 4および比較例 8の結果から、 得られた吸収性材料が 圧縮された吸水性樹脂を含むことで、 該吸水性樹脂が有する架樣構造の 歪みにより、 吸収速度が速くなることが判る。
〔実施例 1 5〕
温度計、 窒素ガス導入管、 および攪拌機を備えた反応器に、 単量体成 分としてのアク リル酸およびアク リル酸ナ ト リ ウム (中和率 75モル%) の 30重量%水溶液 l . OOO gと、 架橋剤(CM . 63 gとを仕込んで反応液と した後、 窒素ガスを吹き込んで系を窒素ガス置換した。
次に、 上記反応液を 25でに保ち、 この反応液に、 発泡剤として、 2 , 2 ' 一アブビス ( 2—アミ ジノブ αパン) ニアク リル酸塩 (以下、 発泡 剤(Ε) と記す) を添加し、 均一に分散させた後、 窒素雰囲気下、 重合開 始剤としての過硫酸ナト リ ウムおよび Lーァスコルビン酸を添加して静 置重合を行ったところ、 即座に重合が開始し、 約 10分後には発泡も開始 した。 単量体成分の固形分 100重量部に対する発泡剤(Ε) の使用量は、 0. 2重量%であり、 単量体成分に対する過硫酸ナ ト リ ウムの使用量は、 0. 1 4モル%であり、 L —ァスコルビン酸の使用量は、 0. 0008モル%であ る 0
そして、 60分間重合を行った後、 得られた、 約 1 . 05倍に膨張した塊状 の気泡含有ゲル (多孔質の含水ゲル) を細分化し、 粒子怪が 0. 5讓〜 2 匪に細分化された水分量 70重量%の気泡含有ゲルを得た。 該気泡含有ゲ ルの固形分は 30重量%であり、 平均孔怪は 150 z mであった。 また、 該 気泡含有ゲルを乾燥させたときの B E T比表面積は 0. 05m Vgであつた。
次いで、 細分化された上記の気泡含有ゲル l . OOO gを、 実施例 1 と同 様のジャケッ ト付きステンレス製双腕型二一ダ一に仕込んだ。 一方、 多 価アルコールとしてのグリセリ ン 95 gと、 表面架橘剤(B) 1 . 9 gとの混合 液を調製した。 次に、 ジャケッ トに 70 'Cの温水を通し、 上記気泡含有ゲ ルを加温しながら攪拌した。 続いて、 攬拌しながら、 該気泡含有ゲルに. 上記の混合液を添加し、 両者が均一に混合されるまで撹拌した。
次に、 得られた混合物に、 ボリエチレンテレフタレー トからなる長さ 20腳〜 30關のボリエステル織維 (成形補助材料) 12. 5 gを少しずつ添加 し、 該織維の塊が無くなるまで混練して乾燥平均拉子径 400 /z mの気泡 含有ゲルを含む気泡含有ゲル組成物を得た。
铳いて、 上記の気泡含有ゲル組成物を、 実施例 1 と同様のシングルド ラム ドライヤー、 並びに、 併置した圧延装置を用いて圧延すると共に、 ドライヤー ドラムによって、 上記気泡含有ゲル組成物における ドライヤ ― ドラムとの接触面を o ecに加熱した。 その後、 得られたシー トをド ライヤ一ドラム表面からスク レーパーを用いて搔き取った。 これにより、 180 ° 折り曲げ可能で柔軟なシー 卜状の吸収性材料を得た。
得られた吸収性材料の坪量は 1 70g/m 2、 含水率は 9. 0重量 、 吸収倍 率は 20 g/ g、 加圧下の吸収倍率は 31 g/g 、 吸収速度は 1 3秒であった。 こ れら測定結果を、 上記気泡含有ゲル組成物の主な製造条件と併せて表 4 に記載した。 また、 吸水により上記気泡含有ゲルは圧延前の状態に回復 するように膨潤し、 これにより吸収性材料は、 低温面を内側に、 ドライ ヤー ドラムの曲面と逆向きにカールした。
(実施例 1 6〕
実施例 1 5において、 重合反応時に発泡剤(E) を用いない (添加しな い) 以外は、 実施例 1 5 と同様の反応および操作等を行って非発泡の含 水ゲルを得た。 以下、 実施例 1 5 と同様の方法により、 シー ト伏の吸収 性材料を得た。 該吸収性材料の測定結果を、 本発明で用いた含水ゲル組 成物の主な製造条件と併せて表 4に記載した。
〔実施例 1 7〕
実施例 1 5における発泡剤(E) に代えて、 炭酸ナ ト リ ウム (以下、 発 泡剤(F) と記す) を単量体成分の固形分 100重量部に対して 2. 5_重量% となるように用いると共に、 発泡剤の分散安定剤として界面活性剤であ るポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー ト (以下、 分散安定剤 (G) と記す) を単量体成分の固形分 100重量部に対して 0. 1重量%とな るように用いた以外は、 実施例 1 5 と同様の発泡重合を行った。 そして, 得られた、 約 2倍に膨張した塊伏の気泡含有ゲル (多孔質の含水ゲル) を細分化し、 粒子径が 0. 5画〜 2麵に紬分化された水分量 70重量 6の気 泡含有ゲルを得た。 該気泡含有ゲルの固形分は 30重量%であり、 平均孔 径は 200〃mであった。 また、 該気泡含有ゲルを乾燥させたときの B E T比表面積は 0. 05m2/gであつた。
次いで、 細分化された上記の気泡含有ゲル l . OOO gを、 実施例 1 5の ニーダ一と同様の構成を有するニーダ一に仕込んだ。 また、 多価アルコ ールとしてのグリセリ ン 75 gと、 表面架橋剤(B) 1 . 5 gとの混合液を調製 した。 次に、 ジャケッ トに 70'Cの温水を通し、 上記気泡含有ゲルを加温 しながら攪拌した。 続いて、 擾拌しながら、 該気泡含有ゲルに、 上記の 混合液を添加し、 両者が均一に混合されるまで攪拌した。
次に、 得られた混合物に、 ボリエチレンテレフタレー トからなる長さ 20mn!〜 30mmのボリエステル繊維 (成形補助材料) 1 3. 5 gを少しずつ添加 し、 該繊維の塊が無くなるまで混練して乾燥平均粒子径 350 /z mの気泡 含有ゲルを含む気泡含有ゲル組成物を得た。
続いて、 上記の気泡含有ゲル組成物を、 実施例 1 5 と同様の方法によ り圧延し、 スクレーパーを用いて搔き取った。 これにより、 1 80 ° 折り 曲げ可能で柔軟なシー ト状の吸収性材料を得た。
得られた吸収性材料の坪量は 300g/m 2、 含水率は 1 0. 0重量%、 吸収倍 率は 23g 、 加圧下の吸収倍率は 27g/g 、 吸収速度は 1 9秒であった。 こ れら測定結果を、 上記気泡含有ゲル組成物の主な製造条件と併せて表 4 に記載した。 また、 吸水により上記気泡含有ゲルは圧延前の状態に回復 するように膨潤し、 これにより吸収性材料は、 低温面を内側に、 ドライ ヤー ドラ厶の曲面と逆向きにカールした。
〔実施例 1 8〕
実施例 1 7において、 重合反応時に発泡剤(F) を用いない (添加しな い) 以外は、 実施例 1 7 と同様の反応および操作等を行って非発泡の含 水ゲルを得た。 以下、 実施例 1 7 と同様の方法により、 シー ト状の吸収 性材料を得た。 該吸収性材料の測定結果を、 本発明で用いた含水ゲル組 成物の主な製造条件と併せて表 4に記載した。
実 施 例
1 5 1 6 1 8 固形分 (重量% 3 0 3 0 3 0 3 0 架橋剤(C) (g 1. 6 3 1. 6 3 1. 6 3 1. 6 3 表面架橋剤(B) (g 1. 9 1. 9 1. 5 1. 5 発泡剤(E) (重量% 0. 2
発泡剤(F) (重悬% 2. 5
分散安定剤(G) (重量 0. 1 0. 1 グリセ リ ン (g 9 5 9 5 7 5
ボリエステル繊維 (g 1 2.5 1 2.5 1 3.5 1 3.5
2 0 2 0 2 0 2 0 mm 〜 3 0 3 0 〜 3 0 3 0 坪 量 (g/m2 1 7 0 1 7 5 3 0 0 3 1 0 含水率 (重量% 9.0 9.5 1 0.0 1 1 .1 吸収倍率 (g/g 2 0 2 0 2 3 2 3 加圧下の吸収倍率 ( gZg 3 1 3 0 2 7 2 6 吸収速度 (秒 1 3 4 0 1 9 4 5 柔軟度 (m g f 4 8 0 4 9 0 5 6 0 5 7 0 表 4に記載された結果から明らかなように、 本発明の製造方法により 得られた吸収性材料は、 加圧下の吸収倍率、 および、 吸収速度に特に優 れていることが判る。 また、 ゲルとして気泡含有ゲルを用いて得られた 吸収性材料は、 非発泡の含水ゲルを用いて得られた吸収性材料よりも、 吸収速度や加圧下での吸収倍率等にさらに優れることが判る。
〔実施例 1 9〕
実施例 4 と同様の反応および操作等を行い、 シ— ト伏の吸収性材料を 得た。 次に、 上記の吸収性材料を 12cm x 25cmの大きさに切断した。 一方、 プロクター · アン ド ' ギャンブル株式会社 ( P & G ) 製のパンパース L サイズ (商品名) と称する紙ォムッから不織布を取り出し、 該不織布を 吸収性材料と同じ大きさに切断した。 そして、 吸収性材料に不蛾布を重 ね合わせることにより、 吸収性物品としての簡易吸収体を形成した。
上記簡易吸収体の性能を、 以下の方法により測定した。 即ち、 ァク リ ル板上に簡易吸収体を載置し、 該簡易吸収体上にアク リル板を載置した。 上側のアク リル板は、 簡易吸収体の中央部に対応する位置に、 内径 23 の液注入管を備えている。 そして、 簡易吸収体に対して、 23 g/cm 2の荷 重を均一に加えることができるように、 上側のアク リル板に重りを載置 した。
この状態で、 液注入管に生理食塩水 50mlを注入し、 液注入管に生理食 塩水を注入した時点から、 生理食塩水が簡易吸収体に全て吸収されるま での時間を測定し、 この時間を吸収時間 (秒) とした。 また、 この操作 を 5分おきに計 3回操り返し、 3回目の操作を行ってから 5分後に、 上 側のアク リル板と重りとを取り外し、 簡易吸収体上に、 新王子製紙株式 会社製のネピアと称するキッチンタオル 10枚を載置した後、 上側のァク リル板と重りとを再び載置した。 上記のキッチンタオルは、 予め重量を 測定した。
この操作を行ってから 1分後に上記のキッチン夕オル 10枚を取り出し、 該キッチン夕オルの重量を測定した。 そして、 操作後の重量から操作前 の重!:を滅じた重量を戻り量 ( g ) とした。
その結果、 1回目の吸収時間は 535秒、 2回目の吸収時間は 1185秒、 3回目の吸収時間は 610秒であり、 戻り量は 11.97gであった。 産業上の利用可能性
上記の吸水性樹脂および吸収性材料は、 吸収速度や加圧下の吸収倍率 等の各種吸収特性や保形性に特に優れている。 従って、 上記の吸水性樹 脂および吸収性材料は、 商機能化かつ薄型が望まれている紙ォムッ (使 い捨てォムッ) や生理用ナプキン、 いわゆる失禁パッ ド等の衛生材料等 の吸収性物品に特に好適に用いることができる。 これにより、 上述した 便れた性能を示す吸収性物品を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
I . 吸水により異方性を有するように膨潤するものであることを特徴と する吸水性樹脂。
2 . 圧縮比が 2〜1. 000 の範囲内となるように圧縮されていることを特 徴とする請求項 1記載の吸水性榭脂。
3 . 圧縮により歪められた架榇構造を有していることを特徵とする請求 項 2記載の吸水性樹脂。
4 . 膨潤することで圧縮前の状態に回復するものであることを特徴とす る請求項 2記載の吸水性樹脂。
5 . 内部に気泡を有していることを特徴とする請求項 1記載の吸水性樹 脂。
6 . 吸水により異方性を有するように膨澗する吸水性樹脂を含み、 柔軟 度 l . OOOmgf以下のシー ト状に成形されていることを特徵とする吸収性材 料。
7 . 吸水により曲率を有するように膨潤するものであることを特徵とす る請求項 6記載の吸収性材料。
8 · 親水性架榇重合体の含水ゲルを加圧しながら水分を減少させること を特徴とする吸収性材料の製造方法。
9 . 上記含水ゲルがさらに多価アルコールを含むことを特徵とする請求 項 8記載の吸収性材料の製造方法。
1 0 . 上記含水ゲル中の水分量が 30重量%〜90重量 の範囲内であるこ とを特徴とする請求項 8記載の吸収性材料の製造方法。
I I . 上記含水ゲルを圧延してシー ト状にすることを特徴とする請求項 8記載の吸収性材料の製造方法。
1 2 . シー トの第 1面と第 2面とで温度差が生じるように加圧と同時に 加熱することを特徴とする請求項 1 1記載の吸収性材料の製造方法。
1 3 . 親水性架橋重合体の気泡含有ゲルを加圧するこ とを特徴とする吸 収性材料の製造方法。
1 . 上記気泡含有ゲルがさらに多価アルコールを含むことを特徴とす る請求項 1 3記載の吸収性材料の製造方法。
1 5 . 上記気泡含有ゲル中の水分量が 30重量%〜90重量%の範囲内であ るこ とを特徴とする請求項 1 3記載の吸収性材料の製造方法。
1 6 . 加圧しながら上記気泡含有ゲルの水分を減少させることを特徴と する請求項 1 3記載の吸収性材料の製造方法。
1 7 . 上記気泡含有ゲルを圧延してシー ト状にすることを特徵とする請 求項 1 3記載の吸収性材料の製造方法。
1 8 . シー トの第 1面と第 2面とで温度差が生じるように加圧と同時に 加熱することを特徴とする請求項 1 7記載の吸収性材料の製造方法。
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