JPS63105064A

JPS63105064A - 高吸水性樹脂組成物

Info

Publication number: JPS63105064A
Application number: JP25256686A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kondo; 晋近藤; Tetsuo Moriya; 哲夫守屋
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1986-10-22
Publication date: 1988-05-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、すぐれた吸水特性、粉体流動性および粉塵防
止性を兼備する高吸水性樹脂組成物に関するものである
。

従来の技術多量の水を吸収する樹脂として、澱粉−アクリロニトリ
ルグラフト重合体の部分加水分解物、架橋ポリアクリル
酸部分中和塩、ポリエチレンオキサイド系、ポリアクリ
ロニトリル系、ポリビニルアルコール系などの高吸水性
樹脂が知られている。

これらの高吸水性樹脂の粉末は、生理用品や衛生用品に
おいて体液を吸収し漏出を防止する体液吸収剤として有
用であり、そのほか、土壌の保水剤、種子コーティング
剤、止水剤、増粘剤、結露防１Ｆ剤、汚泥凝固剤、乾燥
剤、調湿剤などの用途にも使用されている。

高吸水性樹脂粉末は、水や体液と接触したときママコ現
象を起こさず、しかも水や体液の吸収速度および吸収能
が大きいことが要求され、また該粉末を包装するときの
作業性を考慮すると粉体流動性が高い方が好ましいが、
上に例示した高吸水性樹脂の粉末は必ずしもこれらの要
望に沿うものではない。

そこで、高吸水性樹脂粉末の吸水特性（ママコ現象防止
性、分散性、吸収速度および吸収能）や粉体流動性を改
みする試みが種々なされている。

まず、水や体液と接触する際のママコの発生を防！ヒし
吸水速度を向上させる方法として界面活性剤を用いる方
法が提案されており、その例とじては、アニオン界面活
性剤やＨＬＢ７以上のノニオン界面活性剤で吸水性樹脂
を処理する方法（特開昭５８−３２６４１号公報）、水
溶性界面活性剤や水溶性高分子を吸水性樹脂にコーティ
ングする方法（特開昭５７−１６８９２１号公報）など
があげられる。

吸水性樹脂粉末の吸湿に起因する粉体流動性の低下を防
止する方法としては、吸水性樹脂粉末を疎水性超微粒子
状シリカと混合する方法（特開昭５６−１３３０２８号
公報）が提案されている。

吸水特性と粉体流動性の双方を改良する方法としては、
吸水性樹脂乾燥粉末に含水二酸化ケイ素、含水酸化アル
ミニウム、含水酸化チタン、これらの無水物などの粉末
を混合する方法（特開昭５９−８０４５９号公報）、吸
水性樹脂をカチオン界面活性剤で処理した後、無機物質
または高融点有機化合物を混合する方法（特開昭６１−
６９８５４号公報）などが提案されている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記に紹介した方法のうち、ママコの発
生を防止し吸水速度を向上させるべく界面活性剤を用い
る方法は、水や体液と接触したときのママコ現象は防止
できるものの、吸収速度の点ではなお不満が残る上、こ
れらの方法によっては高吸水性樹脂粉末の流動性が低下
し、包装に際し支障を生ずるおそれがあった。

粉体流動性の低下を防止すべく疎水性超微粒子状シリカ
を混合する方法は、粉体流動性の低下を防止することは
できても、水や体液と接触したときのママコの防止効果
は期待できない上、疎水性超微粒子状シリカを混合する
と取扱い中粉塵が発生しやすくなるという新たな問題を
招いた。

吸水特性と流動性の双方を改良すべく吸水性樹脂乾燥粉
末に含水二酸化ケイ素、含水酸化アルミニウム、含水酸
化チタン、これらの無水物などの粉末を混合する方法や
、吸水性樹脂をカチオン界面活性剤で処理した後、無機
物質または高融点有機化合物を混合する方法は、吸水特
性と流動性の改良には効果が認められるものの、添加し
た無機物質に甚く粉塵の飛散が見られ、作業環境が損な
われるという問題点があった。

本発明は、このような状況に鑑み、吸水特性（ママコ現
象防止性、分散性、吸収速度および吸収能）、粉体流動
性を改善するだけでなく、粉塵防止性を有する高吸水性
樹脂組成物を提供することを目的になされたものである
。

問題点を解決するための手段本発明の高吸水性樹脂組成物は、高吸水性樹脂粉末（Ａ
）１００重量部に、ステアリン酸（Ｂ）０．１〜５重量
部および無機質粉末（Ｃ）　　０．１〜１０重量部を配
合してなるものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

＋ｌ　　　　　郭　　Ａ本発明における高吸水性樹脂粉末（Ａ）としては、自重
の約１０倍以上の脱イオン水を吸収する能力を有する樹
脂粉末が用いられる。

このような樹脂粉末としては、たとえば、ε粉−アクリ
ロニトリルグラフト重合体の部分加水分解物、Ｖ粉−ア
クリル酸グラフト重合体およびその塩、架橋ポリアクリ
ル酸部分中和物、架橋ポリエチレンオキサイド、ポリビ
ニルアルコール−アクリル酸共重合体およびその塩、α
−オレフィン−マレイン酸共重合体中和物、マレイン酸
モノメチル−酢酸ビニル共重合体ケン化物などの粉末が
あげられる。

粒径は、用途によっても異なるが、約１０〜６００メツ
シユのものを用いることが多い。

ステアリンＦＢステアリン酸ＣＢ）としては、常法により得られる適当
な精製度のものが用いられる。融点は８８．５〜７２℃
程度である。

凰遺」口碩宋」」」− 無機質粉末（Ｃ）としては、通常平均粒径が１００ＪＬ
ｆｆｉ以下、好ましくは３０μｍ以下の酸化ケイ素、酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、ケイ酸カルシ
ウム、ケイ酸マグネシウム、クレー、タルク、カオリン
、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムな
どが使用される。

粒径は、１００　ｇｍ以下、好ましくは３０　ｇｍ以下
が適当である。

酷立五泊ステアリン酸（Ｂ）は、高吸水性樹脂粉末（Ａ）１００
重量部に対し０．１〜５重量重量部中る。

その配合量が０．１重量部未満では、作業時に粉塵が発
生することを防止することはできない。一方その配合量
が５重量部を越えると、粉塵の飛散防止はできるが、吸
水特性、特に吸収速度の低下を招く。特に好ましい範囲
は０．２〜３重量部である。

無機質粉末（Ｃ）は、高吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重
量部に対し０．１〜１０重量部配合する。

その配合量が０．１重量部未満では分散性、粉体流動性
が不足する。一方その配合量が１０重量部を越えると、
ステアリン酸（Ｂ）の配合によっても粉塵の発生が防止
できず、また組成物中の高吸水性樹脂粉末（Ａ）の割合
がそれだけ減少するため、吸収速度および吸収能の低下
が大きくなる。

特に好ましい範囲は０．２〜７重量部である。

醇正去り高吸水性樹脂粉末（Ａ）、ステアリン酸（Ｂ）および無
機質粉末（Ｃ）の王者は、一括しであるいは任意の順序
で混合できるが、高吸水性樹脂粉末（Ａ）にステアリン
酸（Ｂ）の所定量を添加し、混合しながらステアリン酸
ＣＢ）の溶融温度以上の温度にまで加熱し、ついで無機
質粉末（Ｃ）の所定量を添加、混合し、均一混合達成後
、室温にまで冷却する方法、あるいは、高吸水性樹脂粉
末（Ａ）にステアリンｍ　（Ｂ）の有機溶媒溶液を噴霧
混合し、ついで無機質粉末（Ｃ）を混合し、乾燥する方
法が有利である。

混合手段には特に限定はなく、攪拌式、スクリュ一式を
はじめ通常の混合手段が採用できる。上記配合方法のう
ち前者の方法を採用するときの加熱温度は、ステアリン
酸（Ｂ）の溶融温度以上で９０°Ｃ程度以下の温度条件
が採用できる。溶融加熱温度を必要以上に高くすること
ば熱効率的に不利であり、高吸水性樹脂粉末（Ａ）の吸
水特性を損なうおそれもある。

且］本発明の高吸水性樹脂組成物は、生理用品や衛生用品に
おいて体液や排泄物を吸収し漏出を防止する体液吸収剤
として特に有用である。そのほか、土壌の保水剤、種子
コーティング剤、止水剤、増粘剤、結露防止剤、脱水剤
、乾燥剤、調湿剤、汚泥・液状廃棄物の凝固剤、重金属
吸着材、薬剤・芳香剤の徐放剤、パップ剤などの用途に
も使用できる・作　　　用本発明の組成物にあっては、ステアリン酸（Ｂ）は、高
吸水性樹脂粉末（Ａ）表面に無機質粉末（Ｃ）を故点状
に添着させるバインダーの役割を果たし、これにより無
機質粉末（Ｃ）の飛散が有効に防止され、さらには高吸
水性樹脂粉末（Ａ）の飛散も防止されるものと推定され
る。

そして高吸水性樹脂粉末（Ａ）表面上にステアリン酸（
Ｂ）を介して無機質粉末（Ｃ）が添着することにより、
高吸水性樹脂粉末（Ａ）の表面が部分的に疎水化され、
その結果、これが水や体液と接触したときにママコ現象
が防１ヒされることにより分散性および吸収速度が向上
し、粒子中に閉じ込められる液体量も増すものと考えら
れる。また高吸水性樹脂粉末（−Ａ）の表面が部分的に
疎水化することは、粉体の流動性を高めることにも貢献
するものと考えられる。

なお、ステアリン酸の塩、たとえばステアリン酸カルシ
ウムは、融点が約１７９℃と高いためバインダー効果は
期待できず、従って、本発明の組成物においてステアリ
ン酸をステアリン酸塩に置き換えてみても、高吸水性樹
脂粉末に無機質粉末を混合したときの効果（粉体流動性
の改善）を越える特別の効果は奏されない。

実　　施　　例次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。

以下「部」とあるのは重量部である。

立　−（旨忽　　　Ａ　の−°゛′ 高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）攪拌機、還流冷却器および窒素ガス導入管を付けた５０
０ｍ１の平底セパラブルフラスコにアクリル酸４０ｇを
仕込み、水４８ｇに純度９５％の水酸化ナトリウム１７
．９ｇを溶解した溶液を攪拌下に滴下した。攪拌しなが
ら窒素バブリングを３０分行い、溶存および系内空気を
追い出した。

１％過硫醇アンモニウム水溶液１．２ｍｌと１％Ｎ、Ｎ
′−メチレンビスアクリルアミド水溶液０．４ｍｌを追
加し、十分混合を行った後、攪拌を停止した。フラスコ
を６０°Ｃの浴に浸漬し、無攪拌下で重合を開始させ、
約２時間反応を行ってから室温にまで冷却した。

内容物を取り出して小片に裁断し、１００°Ｃで２蒔間
乾燥した。この小片を粉砕機にて粉砕することにより、
６０〜１００メツシユの高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）を
得た。

高吸水性樹脂粉末（Ａ　−２）攪拌機、還流冷却器および窒素ガス導入管を付けた２文
の平底セパラブルフラスコにシクロヘキサン９００ＩＩ
ｌｌとソルビタンモノステアレート７．２ｇを仕込み、
２５°Ｃに加温した。攪拌しながら窒素バブリングを３
０分行い、溶存および系内空気を追い出した。

５００ｍ１のビーカーにアクリル酸１２０ｇを加え、水
１５６ｇに純度９５％の水酸化ナトリウム５３ｇを溶解
した溶液を攪拌下に滴下して中和した。攪拌しながら窒
素バブリングを行い、溶存空気を追い出した。ついで１
％過硫酸アンモニウム水溶液３．８ｍｌと１％Ｎ、Ｎ’
−メチレンビスアクリルアミド水溶液１．２ｍｌを追加
し、十分混合を行った後、前記のフラスコ内に移液した
。

フラスコを７０°Ｃの浴に浸漬し、３時間反応を行いつ
つ、水をシクロヘキサンとの共沸で追い出した。

生成した樹脂粒子を分取後、３０℃に加温したシクロヘ
キサンを用いて２回洗浄を行い、８０°Ｃで２時間乾燥
して、６０〜２００メツシユの粒径を有する高吸水性樹
脂粉末（Ａ−２）を得た。

無恥　ｐ−Ｃの〕無機質粉末として次の３種を準備した。

（Ｃ−１）酸化ケイ素（デグッサ社製エアロジル＃３０
０、粒径０．２５濤ｍ）（Ｃ−２）酸化チタン（石原産業株式会社製ＣＲ−−９
０、粒径０．２５　ｇ　ｍ（Ｃ−３）酸化アルミニウム（住友アルミニウム株式会
社製ＡＥＳ−１１Ｅ、粒径０．４ｇｍ口　　　５４　　
　　、＋一実施例１高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）　１６　ｏ部にステアリン
酸（Ｂ）１部を加えて混合し、８０℃に加熱してステア
リン酸（Ｂ）を溶融し、この温度で約１０分聞易合を続
けた。ついでこの中に酸化ケイ素（Ｃ−１）３部を加え
て十分混合を行い、室温まで冷却して高吸水性樹脂組成
物を得た。このサンプルを後述の各測定に供した。。

対照例１高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）につき、測定を行った。

対照例２高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）　１００部に酸化ケイ素（
Ｃ−１）３部を加えて十分に混合した。このサンプルを
後述の各測定に供した。

対照例３高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）１００部にステアリン酸（
Ｂ）１部を加えて混合し、８０°Ｃに加熱してステアリ
ン酸（Ｂ）を溶融し、この温度で約１０分聞易合を続け
た後、室温まで冷却して高吸水性樹脂組成物を得た。こ
のサンプルを後述の各測定に供した。

対照例４高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）　１００部にステアリン酸
カルシウム（融点１７９°Ｃ）　１部を加えてよく混合
し、ついでこの中に酸化ケイ素（Ｃ−１）３部を加えて
十分混合を行い、室温まで冷却して高吸水性樹脂組成物
を得た。このサンプルを後述の各測定に供した。

対照例５ステアリン酸カルシウム１部に代えてステアリン酸マグ
ネシウム（融点１３２°Ｃ）を用いたほかは対照例４と
同様の実験を行った。

実施例２酸化ケイ素（Ｃ−１）３部に代えて酸化チタン（Ｃ−２
）３部を用いたほかは実施例１と同様の実験を行った。

実施例３酸化ケイ素３部に代えて酸化アルミニウム（Ｃ−３）３
部を用いたほかは実施例１と同様の実験を行った。

実施例４ステアリン酸（Ｂ）１部を２部に代えたほかは実施例１
と同様の実験を行った。

実施例５高吸水性樹脂粉末（Ａ−１）　１．００部に代えて高吸
水性樹脂粉末（Ａ−２）１００部を用いたほかは実施例
１と同様の実験を行った。

対照例６高吸水性樹脂粉末（Ａ−２）につき、測定を行った。

対照例７高吸水性樹脂粉末（Ａ−２）　１００部に酸化ケイ素（
Ｃ−１）２部を加えて十分に混合した。このサンプルを
後述の各測定に供した。

以上各実施例および対照例で得た高吸水性樹脂組成物に
つき、吸収速度、吸収能、分散性、粉体流動性、粉塵防
止性をＪｌｌｌ定した。

結果を第１表に示す。

第１図測定条件は次の通りである。

友二■ｌ誠吸収速度および吸収能の測定に使用するため、次の組成
の人工尿を調製した。

水　　　　　　　　　　　　　　　　　１００．０　　
　部会塩　　　　　　　　　　０．８２　　部塩化カル
シウム　　　　　０．０８４部硫酸マグネシウム　　　
　０．０５８部尿素　　　　　　　　　２．０　　部頒財目」鄭１００ｍ１のビーカーに高吸水性樹脂組成物０．５ｇを
入れ、これに脱イオン水５０ｍ１を加えた後、ガラス棒
で軽く攪拌し、樹脂組成物の分散状態をママコの発生の
有無を含めて観察し、「良好」、「やや良好」、「やや
不良」および「不良」の４段階で評価した。

東駕皮亙豆１１内径３０ｍｍのガラス容器に高吸水性樹脂組成物０．２
ｇを入れ、人工尿８ｇをメスピペットより滴下する。組
成物が人工尿を吸収して、倒立しても内容物が動かなく
なるまでの時間を吸収速度とする。数値の小さいほど、
吸収速度が速いことを示す。

吸美仁囮１弓１宜上記の吸収速度測定終了後の組成物に人工尿を１ｇづつ
追加する。５分経過後に倒立しても内容物が動かない時
点まで追加した人工尿の限界値を測定する。たとえば追
加した人工尿が３ｇであれば、本発明の組成物０．２ｇ
が人工尿を合計１１ｇ吸収したことになり、吸収能は５
５倍と表示される。

・１　の１１００ｍｌのガラス瓶に高吸水性樹脂組成物３０ｇを入
れて約４０　’Ｏに保ち、ついで瓶を傾けて組成物が流
動する状態を観察し、「良好」、「やや良好」、「やや
不良」およびｒ不良」の４段階で評価した。

ｍ−の劃− １００ｍ１のガラス瓶に高吸水性樹脂組成物を約半分入
れて振とうし、粉塵の立ち具合を観察して、「良好」、
「やや良好」、「やや不良」および「不良」の４段階で
評価した。

第１表に示した結果から、実施例の高吸水性樹脂組成物
は、分散性、吸収速度、吸収能、粉体流動性、粉塵防止
性のいずれの点においてもすぐれており、バランスがと
れていることがわかる。

これに対し、高吸水性樹脂粉末（Ａ）のみの場合（対照
例１．６）は、分散性が劣り、吸収速度、吸収能も不十
分で、粉体流動性も劣る。

ステアリン酸（Ｂ）を配合せず、無機質粉末（Ｃ）のみ
を配合した場合（対照例２．６）は、粉体流動性は改善
されるものの、分散性、吸収速度および吸収能の点で不
満が残り、殊に粉塵が著しくなるという大きな不利があ
る。

ステアリン酸（Ｂ）を配合したが、無機質粉末（Ｃ）を
配合しない場合（対照例３）は、粉体流動性が劣り、包
装作業等に際して支障を生ずる。

無機質粉末（Ｃ）と共にステアリン酸カルシウムやステ
アリン酸マグネシウムを配合した場合（対照例４，５）
は、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸マグネシウ
ムの配合効果がほとんど得られず、無機質粉末（Ｃ）の
みを配合した対照例２や６と同様の結果しか得られない
。

発明の効果本発明の高吸水性樹脂組成物は１分散性、吸収速度、吸
収能、粉体流動性、粉塵防止性のいずれの点においても
すぐれており、バランスがとれている。

本発明の高吸水性樹脂組成物に水や体液が接触すると、
ママコを生ずることなく液体が組成物内部に迅速に浸入
し、その内部に吸収貯蔵される液体の絶対量も多い。ま
た本発明の高吸水性樹脂組成物を袋詰めする際や薄葉紙
等の間に充填する際には、高温高湿雰囲気下にあっても
すぐれた粉体流動性を示し、しかも粉塵の飛散が見られ
ないので、作業性が良好であると共に、作業環境を汚染
しない。

よって高吸水性樹脂組成物は、生理用品や衛生用品など
の体液吸収剤として極めて有用であり、そのほか種々の
用途に好適に使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

１、高吸水性樹脂粉末（Ａ）１００重量部に、ステアリ
ン酸（Ｂ）０．１〜５重量部および無機質粉末（Ｃ）０
．１〜１０重量部を配合してなる高吸水性樹脂組成物。