JP2020121091A - 吸収性物品 - Google Patents

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Abstract

【課題】液体漏れが抑制された吸収性物品を提供すること。【解決手段】液体不透過性シート40、吸収体10、及び液体透過性シート30を備え、液体不透過性シート40、吸収体10及び液体透過性シート30がこの順に配置されている、吸収性物品を開示する。吸収体10は、吸水性樹脂粒子10aを含み、生理食塩水で30倍に膨潤させたときの吸水性樹脂粒子10aの波長425nmにおける光透過率が、20%以上である。【選択図】図1

Description

本発明は、吸収性物品に関する。
従来、尿等の水を主成分とする液体を吸収するための吸収性物品には、吸水性樹脂粒子を含有する吸収体が用いられている。例えば下記特許文献1には、おしめなどの吸収性物品に好適に用いられる粒子径を有する吸水性樹脂粒子の製造方法が、また特許文献2には、尿の様な体液を収容するのに効果的な吸収性部材として、特定の食塩水流れ誘導性、圧力下性能等を有するヒドロゲル吸収性重合体を使用する方法が開示されている。
特開平6−345819号公報 特表平9−510889号公報
従来の吸収体を用いた吸収性物品では、吸液対象の液が吸収性物品の外に漏れるという、漏れ性の点で改善の余地があった。
本発明は、液体漏れが抑制された吸収性物品を提供することを目的とする。
本発明は、液体不透過性シート、吸収体、及び液体透過性シートを備える吸収性物品を提供する。液体不透過性シート、吸収体及び液体透過性シートがこの順に配置されている。吸収体が、吸水性樹脂粒子を含み、生理食塩水で30倍に膨潤させたときの吸水性樹脂粒子の波長425nmにおける光透過率が、20%以上である。
本発明者らは、液体漏れの低減を鋭意検討した結果、吸収体に含まれる吸水性樹脂粒子に、生理食塩水で30倍に膨潤させたときの波長425nmにおける光透過率が20%以上である吸水性樹脂粒子を用いた場合に、液体の漏れが効果的に抑制されることを見出した。吸水性樹脂粒子中に液体がスムーズに浸透して、全体的に均一膨潤した場合、膨潤ゲルの光の散乱が生じにくくなると考えられる。
液体透過性シートは、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、レジンボンド不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、ポイントボンド不織布、又は、これらから選ばれる2種以上の不織布の積層体を含んでいてよい。
吸収体は、繊維状物を更に含んでいてよい。吸収性物品は、吸収体の液体透過性シートと接する面側を少なくとも覆うコアラップを更に備えていてよい。吸収体は、液体透過性シートに接着されていてよい。
吸水性樹脂粒子の生理食塩水の保水量は、30〜55g/gであってよい。吸水性樹脂粒子の生理食塩水の吸水速度は、30〜70秒であってよい。
本発明によれば、液体漏れが抑制された吸収性物品を提供することができる。
吸収性物品の一例を示す断面図である。 吸収性物品の液体漏れ性を評価する方法を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本明細書において、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「(メタ)アクリル」と表記する。「アクリレート」及び「メタクリレート」も同様に「(メタ)アクリレート」と表記する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。「水溶性」とは、25℃において水に5質量%以上の溶解性を示すことをいう。本明細書に例示する材料は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
図1は、吸収性物品の一例を示す断面図である。図1に示す吸収性物品100は、吸収体10と、吸収体を保形するコアラップ20a,20bと、吸液対象の液が浸入する側の最外部に配置される液体透過性シート30と、吸液対象の液が浸入する側とは反対側の最外部に配置される液体不透過性シート40と、を備える。吸収性物品100としては、おむつ(例えば紙おむつ)、トイレトレーニングパンツ、失禁パッド、衛生材料(生理用ナプキン、タンポン等)、汗取りパッド、ペットシート、簡易トイレ用部材、動物***物処理材などが挙げられる。
吸収性物品100において、液体不透過性シート40、コアラップ20b、吸収体10、コアラップ20a、及び、液体透過性シート30がこの順に積層されている。図1において、部材間に間隙があるように図示されている部分があるが、当該間隙が存在することなく部材間が密着していてよい。
[吸収体]
吸収体10は、吸水性樹脂粒子10aと、繊維状物を含む繊維層10bと、を有する。吸水性樹脂粒子10aは、繊維層10b内に分散している。吸収体10は、例えば、吸水性樹脂粒子10a及び繊維状物10bを含む混合物である。吸収体10の構成としては、例えば、吸水性樹脂粒子10a及び繊維状物10bが均一混合された構成であってよく、シート状又は層状に形成された繊維状物10bの間に吸水性樹脂粒子10aが挟まれた構成であってもよく、その他の構成であってもよい。
吸収体10における吸水性樹脂粒子10aの質量割合は、吸水性樹脂粒子10a及び繊維状物10bの合計に対して、2〜100質量%、10〜80質量%又は20〜60質量%であってよい。
吸収体10の形状は、特に限定されず、例えばシート状であってよい。吸収体10の厚さ(例えば、シート状の吸収体の厚さ)は、例えば0.1〜20mm、0.3〜15mmであってよい。
(吸水性樹脂粒子)
吸水性樹脂粒子10aは、生理食塩水で30倍に膨潤させたときの波長425nmにおける光透過率が、20%以上である。
生理食塩水で30倍に膨潤させたときの波長425nmにおける光透過率の測定は、以下の手順で測定される。まず、石英セル(例えば、東ソー・クオーツ株式会社製石英セル:10[mm]×10[mm]×45[mm])に吸水性樹脂粒子0.1gを入れ、マクロピペッターを用いて25℃、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)3gを投入し、30分間静置吸水させることにより膨潤ゲル層を作製する。その後、遠心分離機(例えば、株式会社コクサン製の品番H−36)を用いて、回転数200rpmにて10分間脱泡を行う。脱泡後、石英セル内の膨潤ゲル層の425nmにおける光透過率[%]を、UV測定装置(例えば、株式会社島津製作所製:UV−1850)を用いて測定する。
生理食塩水で30倍に膨潤させたときの吸水性樹脂粒子10aの波長425nmにおける光透過率は、20%以上であり、25%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、又は70%以上であってよく、95%以下、90%以下、80%以下、75%以下、70%以下、又は60%以下であってよい。
吸水性樹脂粒子10aは、生理食塩水に対する高い吸水能を有することができる。吸水性樹脂粒子10aの生理食塩水の保水量は、例えば、20〜60g/g、25〜55g/g、30〜55g/g、30〜50g/g、又は32〜42g/gであってよい。生理食塩水の保水量は、後述する実施例に記載の方法によって測定される。
吸水性樹脂粒子10aの生理食塩水の吸水速度は、30〜70秒、30〜60秒、30〜50秒、30〜45秒、35〜45秒、又は35〜40秒であってよい。吸水性樹脂粒子10aの生理食塩水の吸水速度は、後述する実施例に記載の方法によって、測定される。
吸水性樹脂粒子10aの形状としては、略球状、破砕状、顆粒状等が挙げられる。吸水性樹脂粒子10aの中位粒子径は、250〜850μm、300〜700μm、又は、300〜600μmであってよい。吸水性樹脂粒子10aは、後述する製造方法により得られた時点で所望の粒度分布を有していてよいが、篩による分級を用いた粒度調整等の操作を行うことにより粒度分布を調整してもよい。
吸水性樹脂粒子10aの含有量は、吸収体10が吸収性物品100に使用される際に十分な液体吸収性能がより得られやすくなる観点から、吸収体10の1平米あたり100〜1000g(即ち100〜1000g/m)であることが好ましく、より好ましくは150〜800g/m、さらに好ましくは200〜700g/mである。吸収性物品100としての十分な液体吸収性能を発揮させ、特に液体漏れを抑制する観点から、吸水性樹脂粒子10aの含有量は100g/m以上であることが好ましく、ゲルブロッキング現象の発生を抑制し、吸収性物品100として液体の拡散性能を発揮させ、さらに液体の浸透速度を改善する観点から、吸水性樹脂粒子10aの含有量は1000g/m以下であることが好ましい。
吸水性樹脂粒子10aの製造方法は、生理食塩水で30倍に膨潤させたときの吸水性樹脂粒子10aの波長425nmにおける光透過率を測定する工程を備えていてよい。光透過率の測定方法等は、上述したとおりである。
吸水性樹脂粒子10aは、例えば、エチレン性不飽和単量体を含む単量体の重合により形成された架橋重合体を含むことができる。架橋重合体は、エチレン性不飽和単量体に由来する単量体単位を有する。架橋重合体としては、例えば、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、ポリアクリル酸部分中和物等が挙げられる。これらの吸水性樹脂のなかでは、生産量、製造コストや吸水性能等の観点から、架橋重合体は、ポリアクリル酸部分中和物であることが好ましい。
吸水性樹脂粒子10aは、エチレン性不飽和単量体を含む単量体を重合させる工程を含む方法により、製造することができる。重合方法としては、逆相懸濁重合法、水溶液重合法、バルク重合法、沈殿重合法等が挙げられる。これらの中では、得られる吸水性樹脂粒子の良好な吸水特性の確保、及び、重合反応の制御が容易である観点から、逆相懸濁重合法又は水溶液重合法が好ましい。以下においては、エチレン性不飽和単量体を重合させる方法として、逆相懸濁重合法を例にとって説明する。
エチレン性不飽和単量体は水溶性であることが好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸及びその塩、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びその塩、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。エチレン性不飽和単量体がアミノ基を有する場合、当該アミノ基は4級化されていてもよい。エチレン性不飽和単量体は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。上述の単量体のカルボキシル基、アミノ基等の官能基は、後述する表面架橋工程において架橋が可能な官能基として機能し得る。
これらの中でも、工業的に入手が容易である観点から、エチレン性不飽和単量体は、(メタ)アクリル酸及びその塩、アクリルアミド、メタクリルアミド、並びに、N,N−ジメチルアクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸及びその塩、並びに、アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことがより好ましい。吸水特性を更に高める観点から、エチレン性不飽和単量体は、(メタ)アクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことが更に好ましい。
吸水性樹脂粒子10aを得るための単量体としては、上述のエチレン性不飽和単量体以外の単量体が使用されてもよい。このような単量体は、例えば、上述のエチレン性不飽和単量体を含む水溶液に混合して用いることができる。エチレン性不飽和単量体の使用量は、単量体全量に対して70〜100モル%であることが好ましい。中でも、(メタ)アクリル酸及びその塩の割合が単量体全量に対して70〜100モル%であることがより好ましい。
エチレン性不飽和単量体は、通常、水溶液として用いることが好適である。エチレン性不飽和単量体を含む水溶液(以下、単に「単量体水溶液」という)におけるエチレン性不飽和単量体の濃度は、20質量%以上飽和濃度以下が好ましく、25〜70質量%がより好ましく、30〜55質量%が更に好ましい。水溶液において使用される水としては、水道水、蒸留水、イオン交換水等が挙げられる。
単量体水溶液は、エチレン性不飽和単量体が酸基を有する場合、その酸基をアルカリ性中和剤によって中和して用いてもよい。エチレン性不飽和単量体における、アルカリ性中和剤による中和度は、得られる吸水性樹脂粒子の浸透圧を高くし、吸水特性(保水量等)を更に高める観点から、エチレン性不飽和単量体中の酸性基の10〜100モル%であることが好ましく、50〜90モル%であることがより好ましく、60〜80モル%、又は70〜90モル%であることが更に好ましい。アルカリ性中和剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;アンモニアなどが挙げられる。アルカリ性中和剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。アルカリ性中和剤は、中和操作を簡便にするために水溶液の状態で用いられてもよい。エチレン性不飽和単量体の酸基の中和は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液を上述の単量体水溶液に滴下して混合することにより行うことができる。
逆相懸濁重合法においては、界面活性剤の存在下、炭化水素分散媒中で単量体水溶液を分散し、ラジカル重合開始剤等を用いてエチレン性不飽和単量体の重合を行うことができる。ラジカル重合開始剤としては、水溶性ラジカル重合開始剤を用いることができる。
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、(ポリ)グリセリン脂肪酸エステル(「(ポリ)」とは、「ポリ」の接頭語がある場合及びない場合の双方を意味するものとする。以下同じ。)、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル等が挙げられる。アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルメチルタウリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルのリン酸エステル等が挙げられる。界面活性剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
W/O型逆相懸濁の状態が良好であり、好適な粒子径を有する吸水性樹脂粒子が得られやすく、工業的に入手が容易である観点から、界面活性剤は、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル及びショ糖脂肪酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。得られる吸水性樹脂粒子の吸水特性が向上しやすい観点から、界面活性剤は、ショ糖脂肪酸エステルを含むことが好ましく、ショ糖ステアリン酸エステルがより好ましい。
界面活性剤の使用量は、使用量に対する効果が充分に得られる観点、及び、経済的である観点から、単量体水溶液100質量部に対して、0.05〜10質量部が好ましく、0.08〜5質量部がより好ましく、0.1〜3質量部が更に好ましい。
逆相懸濁重合では、上述の界面活性剤と共に高分子系分散剤を併せて用いてもよい。高分子系分散剤としては、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸変性EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマー)、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・ブタジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、酸化型エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。高分子系分散剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。高分子系分散剤としては、単量体の分散安定性に優れる観点から、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、及び、酸化型エチレン・プロピレン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。
高分子系分散剤の使用量は、使用量に対する効果が充分に得られる観点、及び、経済的である観点から、単量体水溶液100質量部に対して、0.05〜10質量部が好ましく、0.08〜5質量部がより好ましく、0.1〜3質量部が更に好ましい。
炭化水素分散媒は、炭素数6〜8の鎖状脂肪族炭化水素、及び、炭素数6〜8の脂環式炭化水素からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでいてもよい。炭化水素分散媒としては、n−ヘキサン、n−ヘプタン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、2,3−ジメチルペンタン、3−エチルペンタン、n−オクタン等の鎖状脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、trans−1,2−ジメチルシクロペンタン、cis−1,3−ジメチルシクロペンタン、trans−1,3−ジメチルシクロペンタン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。炭化水素分散媒は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
工業的に入手が容易であり、かつ、品質が安定している観点から、炭化水素分散媒は、n−ヘプタン及びシクロヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでいてもよい。また、同様の観点から、上述の炭化水素分散媒の混合物としては、例えば、市販されているエクソールヘプタン(エクソンモービル社製:n−ヘプタン及び異性体の炭化水素75〜85%含有)を用いてもよい。
炭化水素分散媒の使用量は、重合熱を適度に除去し、重合温度を制御しやすい観点から、単量体水溶液100質量部に対して、30〜1000質量部が好ましく、40〜500質量部がより好ましく、50〜300質量部が更に好ましい。炭化水素分散媒の使用量が30質量部以上であることにより、重合温度の制御が容易である傾向がある。炭化水素分散媒の使用量が1000質量部以下であることにより、重合の生産性が向上する傾向があり、経済的である。
ラジカル重合開始剤は水溶性であることが好ましく、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩;メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシピバレート、過酸化水素等の過酸化物;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(N−フェニルアミジノ)プロパン]2塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(N−アリルアミジノ)プロパン]2塩酸塩、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]2塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}2塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ化合物などが挙げられる。ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]2塩酸塩、及び、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}2塩酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。
ラジカル重合開始剤の使用量は、エチレン性不飽和単量体1モルに対して0.00005〜0.01モルであってよい。ラジカル重合開始剤の使用量が0.00005モル以上であると、重合反応に長時間を要さず、効率的である。ラジカル重合開始剤の使用量が0.01モル以下であると、急激な重合反応が起こることを抑制しやすい。
上述のラジカル重合開始剤は、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、L−アスコルビン酸等の還元剤と併用して、レドックス重合開始剤として用いることもできる。
重合反応の際、重合に用いる単量体水溶液は、連鎖移動剤を含んでいてもよい。連鎖移動剤としては、次亜リン酸塩類、チオール類、チオール酸類、第2級アルコール類、アミン類等が挙げられる。
吸水性樹脂粒子の粒子径を制御するために、重合に用いる単量体水溶液は、増粘剤を含んでいてもよい。増粘剤としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。なお、重合時の撹拌速度が同じであれば、単量体水溶液の粘度が高いほど、得られる粒子の中位粒子径は大きくなる傾向にある。
重合の際に自己架橋による架橋が生じるが、更に内部架橋剤を用いることで架橋を施してもよい。内部架橋剤を用いると、吸水性樹脂粒子の吸水特性を制御しやすい。内部架橋剤は、通常、重合反応の際に反応液に添加される。内部架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類のジ又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;上述のポリオール類と不飽和酸(マレイン酸、フマール酸等)とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類;N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のビス(メタ)アクリルアミド類;ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるジ又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;ポリイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)と(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル類;アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、N,N’,N”−トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等の,重合性不飽和基を2個以上有する化合物;(ポリ)エチ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、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物;エピクロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポキシ化合物;イソシアネート化合物(2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)などの、反応性官能基を2個以上有する化合物などが挙げられる。内部架橋剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。内部架橋剤としては、ポリグリシジル化合物が好ましく、ジグリシジルエーテル化合物がより好ましく、(ポリ)エチ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、及び、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種が更に好ましい。
内部架橋剤の使用量は、得られる重合体が適度に架橋されることにより水溶性の性質が抑制され、充分な吸水量が得られやすい観点から、エチレン性不飽和単量体1モル当たり、0ミリモル以上、0.02ミリモル以上、0.03ミリモル以上、0.04ミリモル以上、又は0.05ミリモル以上であってもよく、0.1モル以下であってもよい。特に、多段の逆相懸濁重合の重合、1段目の重合において、内部架橋剤の量がエチレン性不飽和単量体1モル当たり0.03ミリモル以上であると、膨潤させた吸水性樹脂粒子の光透過率をより高め易い。
エチレン性不飽和単量体、ラジカル重合開始剤、必要に応じて内部架橋剤等を含む水相と、炭化水素系分散剤と必要に応じて界面活性剤、高分子系分散剤等を含む油相を混合した状態において撹拌下で加熱し、油中水系において逆相懸濁重合を行うことができる。
逆相懸濁重合を行う際には、界面活性剤(必要に応じて更に、高分子系分散剤)の存在下で、エチレン性不飽和単量体を含む単量体水溶液を炭化水素分散媒に分散させる。このとき、重合反応を開始する前であれば、界面活性剤、高分子系分散剤等の添加時期は、単量体水溶液の添加の前後どちらであってもよい。
その中でも、得られる吸水性樹脂粒子10aに残存する炭化水素分散媒の量を低減しやすい観点から、高分子系分散剤を分散させた炭化水素分散媒に単量体水溶液を分散させた後に界面活性剤を更に分散させてから重合を行うことが好ましい。
逆相懸濁重合は、1段、又は、2段以上の多段で行うことができる。逆相懸濁重合は、生産性を高める観点から、2〜3段で行うことが好ましい。
2段以上の多段で逆相懸濁重合を行う場合には、1段目の逆相懸濁重合を行った後、1段目の重合反応で得られた反応混合物にエチレン性不飽和単量体を添加して混合し、1段目と同様の方法で2段目以降の逆相懸濁重合を行えばよい。2段目以降の各段における逆相懸濁重合では、エチレン性不飽和単量体の他に、上述のラジカル重合開始剤及び/又は内部架橋剤を、2段目以降の各段における逆相懸濁重合の際に添加するエチレン性不飽和単量体の量を基準として、上述のエチレン性不飽和単量体に対する各成分のモル比の範囲内で添加して逆相懸濁重合を行うことが好ましい。なお、2段目以降の各段における逆相懸濁重合では、必要に応じて内部架橋剤を用いてもよい。内部架橋剤を用いる場合は、各段に供するエチレン性不飽和単量体の量を基準として、上述のエチレン性不飽和単量体に対する各成分のモル比の範囲内で添加して逆相懸濁重合を行うことが好ましい。
重合反応の温度は、使用するラジカル重合開始剤によって異なるが、重合を迅速に進行させ、重合時間を短くすることにより、経済性を高めると共に、容易に重合熱を除去して円滑に反応を行う観点から、20〜150℃が好ましく、40〜120℃がより好ましい。反応時間は、通常、0.5〜4時間である。重合反応の終了は、例えば、反応系内の温度上昇の停止により確認することができる。これにより、エチレン性不飽和単量体の重合体は、通常、含水ゲル状重合体の状態で得られる。
引き続き、得られた含水ゲル状重合体から水分を除去するために乾燥を行う。乾燥により、エチレン性不飽和単量体の重合体を含む重合体粒子が得られる。乾燥方法としては、例えば、(a)含水ゲル状重合体が炭化水素分散媒に分散した状態で、外部から加熱することにより共沸蒸留を行い、炭化水素分散媒を還流させて水分を除去する方法、(b)デカンテーションにより含水ゲル状重合体を取り出し、減圧乾燥する方法、(c)フィルターにより含水ゲル状重合体をろ別し、減圧乾燥する方法等が挙げられる。これらの乾燥方法は、単独で実施されてもよく、2種以上を組み合わせて実施されてもよい。通常、製造工程における簡便さから、(a)の方法を用いることが好ましい。一方、膨潤させた吸水性樹脂粒子の光透過率が向上しやすい観点から、(b)および(c)の方法を用いることが好ましい。簡便さと効果とを両立させる観点からは、(a)と(b)、(a)と(c)ならびに(a)、(b)及び(c)の組み合わされた方法から選ばれた1種を実施することがより好ましい。
重合反応時の撹拌機の回転数を調整することによって、あるいは、重合反応後又は乾燥の初期において凝集剤を系内に添加することによって吸水性樹脂粒子の粒子径を調整することができる。凝集剤を添加することにより、得られる吸水性樹脂粒子の粒子径を大きくすることができる。凝集剤としては、無機凝集剤を用いることができる。無機凝集剤(例えば粉末状無機凝集剤)としては、シリカ、ゼオライト、ベントナイト、酸化アルミニウム、タルク、二酸化チタン、カオリン、クレイ、ハイドロタルサイト等が挙げられる。凝集効果に優れる観点から、凝集剤としては、シリカ、酸化アルミニウム、タルク及びカオリンからなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。
逆相懸濁重合において、凝集剤を添加する方法としては、重合で用いられるものと同種の炭化水素分散媒又は水に凝集剤を予め分散させてから、撹拌下で、含水ゲル状重合体を含む炭化水素分散媒中に混合する方法が好ましい。
凝集剤の添加量は、重合に使用するエチレン性不飽和単量体100質量部に対して、0.001〜1質量部であることが好ましく、0.005〜0.5質量部であることがより好ましく、0.01〜0.2質量部であることが更に好ましい。凝集剤の添加量が上述の範囲内であることによって、目的とする粒度分布を有する吸水性樹脂粒子が得られやすい。
吸水性樹脂粒子10aの製造においては、乾燥工程又はそれ以降のいずれかの工程において、架橋剤を用いて含水ゲル状重合体の表面部分の架橋(表面架橋)が行われることが好ましい。表面架橋を行うことで、吸水性樹脂粒子の吸水特性を制御しやすい。表面架橋は、含水ゲル状重合体が特定の含水率であるタイミングで行われることが好ましい。表面架橋の時期は、含水ゲル状重合体の含水率が5〜50質量%である時点が好ましく、10〜40質量%である時点がより好ましく、15〜35質量%である時点が更に好ましい。なお、含水ゲル状重合体の含水率(質量%)は、次の式で算出される。
含水率=[Ww/(Ww+Ws)]×100
Ww:全重合工程の重合前の単量体水溶液に含まれる水分量から、乾燥工程により系外部に排出された水分量を差し引いた量に、凝集剤、表面架橋剤等を混合する際に必要に応じて用いられる水分量を加えた含水ゲル状重合体の水分量。
Ws:含水ゲル状重合体を構成するエチレン性不飽和単量体、架橋剤、開始剤等の材料の仕込量から算出される固形分量。
表面架橋を行うための架橋剤(表面架橋剤)としては、例えば、反応性官能基を2個以上有する化合物を挙げることができる。架橋剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物;エピクロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポキシ化合物;2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物;3−メチル−3−オキセタンメタノール、3−エチル−3−オキセタンメタノール、3−ブチル−3−オキセタンメタノール、3−メチル−3−オキセタンエタノール、3−エチル−3−オキセタンエタノール、3−ブチル−3−オキセタンエタノール等のオキセタン化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等のオキサゾリン化合物;エチレンカーボネート等のカーボネート化合物;ビス[N,N−ジ(β−ヒドロキシエチル)]アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物などが挙げられる。架橋剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。架橋剤としては、ポリグリシジル化合物が好ましく、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、及び、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましい。
表面架橋剤の使用量は、得られる含水ゲル状重合体が適度に架橋されることにより好適な吸水特性を示すようにする観点から、通常、重合に使用するエチレン性不飽和単量体1モルに対して、0.00001〜0.02モルが好ましく、0.00005〜0.01モルがより好ましく、0.0001〜0.005モルが更に好ましい。表面架橋剤の添加量が上述の範囲内であることによって、膨潤させた吸水性樹脂粒子の光透過率をより高め易い。
表面架橋後において、公知の方法で水及び炭化水素分散媒を留去することにより、表面架橋された乾燥品である重合体粒子を得ることができる。
吸水性樹脂粒子10aは、重合体粒子のみから構成されていてもよいが、例えば、ゲル安定剤、金属キレート剤、流動性向上剤(滑剤)等から選ばれる各種の追加の成分を更に含むことができる。流動性向上剤は、例えば非晶質シリカのような無機粉末であってもよい。追加の成分は、重合体粒子の内部、重合体粒子の表面上、又はそれらの両方に配置され得る。追加の成分としては、流動性向上剤(滑剤)が好ましく、そのなかでも無機粒子がより好ましい。無機粒子としては、例えば、非晶質シリカ等のシリカ粒子が挙げられる。
吸水性樹脂粒子10aは、重合体粒子の表面上に配置された複数の無機粒子を含んでいてもよい。例えば、重合体粒子と無機粒子とを混合することにより、重合体粒子の表面上に無機粒子を配置することができる。この無機粒子は、非晶質シリカ等のシリカ粒子であってもよい。吸水性樹脂粒子が重合体粒子の表面上に配置された無機粒子を含む場合、重合体粒子の質量に対する無機粒子の割合は、0.2質量%以上、0.5質量%以上、1.0質量%以上、又は1.5質量%以上であってもよく、5.0質量%以下、又は3.5質量%以下であってもよい。ここでの無機粒子は、通常、重合体粒子の大きさと比較して微小な大きさを有する。例えば、無機粒子の平均粒子径が、0.1〜50μm、0.5〜30μm、又は1〜20μmであってもよい。ここでの平均粒子径は、動的光散乱法、又はレーザー回折・散乱法によって測定される値であることができる。
吸水性樹脂粒子10aを製造する方法の一実施形態は、得られた吸水性樹脂粒子10aの光透過率を、上述の実施形態に係る方法により評価する工程を更に含んでもよい。例えば、生理食塩水で30倍に膨潤させたときの吸水性樹脂粒子10aの波長425nmにおける光透過率が、基準値(例えば20%)以上の吸水性樹脂粒子10aを選別してもよい。これにより、吸収性物品100の液体漏れを抑制できる吸水性樹脂粒子10aをより安定して製造することができる。
吸収性物品100の液体吸収性能は、使用される吸水性樹脂粒子10aの吸水性能の影響も受ける。よって、吸水性樹脂粒子10aは、吸収性物品100の各成分の構成等を考慮して、吸水性樹脂粒子10aの光透過率、液体吸収容量(保水量、荷重下での吸水量等の指標にて表される)、吸水速度等の吸水性能及び質量平均粒径等が好適な範囲のものを選択することが好ましい。
(繊維状物)
繊維状物10bとしては、微粉砕された木材パルプ;コットン;コットンリンター;レーヨン;セルロースアセテート等のセルロース系繊維;ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の合成繊維;これらの繊維の混合物などが挙げられる。繊維状物10bは、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。繊維状物10bとしては、親水性繊維を用いることができる。
繊維状物10bの含有量は、吸収体10が吸収性物品100に使用される際にも十分な液体吸収性能を得る観点から、吸収体10の1平米あたり50〜800g(即ち50〜800g/m)であることが好ましく、より好ましくは100〜600g/m、さらに好ましくは150〜500g/mである。吸収性物品100としての十分な液体吸収性能を発揮させ、特にゲルブロッキング現象の発生を抑制して液体の拡散性能を高め、さらに吸収体10の吸液後の強度を高める観点から、繊維状物10bの含有量は、吸収体10の1平米あたり50g以上(即ち50g/m以上)であることが好ましく、特に液体吸収後の逆戻りを抑制する観点から、繊維状物10bの含有量は、吸収体10の1平米あたり800g以下(即ち800g/m以下)であることが好ましい。
吸収体10の使用前及び使用中における形態保持性を高めるために、繊維状物10bに接着性バインダーを添加することによって繊維同士を接着させてもよい。接着性バインダーとしては、熱融着性合成繊維、ホットメルト接着剤、接着性エマルジョン等が挙げられる。接着性バインダーは、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
熱融着性合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の全融型バインダー;ポリプロピレンとポリエチレンとのサイドバイサイドや芯鞘構造からなる非全融型バインダーなどが挙げられる。上述の非全融型バインダーにおいては、ポリエチレン部分のみ熱融着することができる。
ホットメルト接着剤としては、例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー、アモルファスポリプロピレン等のベースポリマーと、粘着付与剤、可塑剤、酸化防止剤等との混合物が挙げられる。
接着性エマルジョンとしては、例えば、メチルメタクリレート、スチレン、アクリロニトリル、2ーエチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ブタジエン、エチレン、及び、酢酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体の重合物が挙げられる。
(添加剤)
吸収体10は、当該技術分野で通常用いられる無機粉末、消臭剤、顔料、染料、香料、抗菌剤、粘着剤等の各種添加剤をさらに含有していてもよい。これらの添加剤により、吸収体に種々の機能を付与することができる。上記無機粉末としては、例えば、二酸化ケイ素、ゼオライト、カオリン、クレイ等が挙げられる。吸水性樹脂粒子10aが無機粒子を含む場合、吸収体10は吸水性樹脂粒子中の無機粒子とは別に無機粉末を含んでいてもよい。
(液体透過性シートと、吸収体及び/又はコアラップとの接着)
コアラップ20aを備える吸収性物品100では、コアラップ20aが、液体透過性シート30に接着されていてよい。この場合、液体がより円滑に吸収体10に導かれるため、液体漏れの抑制効果により一層優れる吸収性物品100が得られる。コアラップ20aが、少なくとも液体透過性シート30に接着されていることが好ましく、コアラップ20aが、液体透過性シート30に接着されていることに加えて、吸収体10に接着されていることがより好ましい。
吸収体が液体透過性シートと接するように配置されている吸収性物品では、吸収体が、液体透過性シートに接着されていてよい。この場合、液体がより円滑に吸収体10に導かれるため、液体漏れの抑制効果により一層優れる吸収性物品100が得られる。
吸収体10及び/又はコアラップ20aを液体透過性シートに接着させる方法としては、例えば、上記ホットメルト接着剤を液体透過性シート30に対してその幅方向へ所定間隔で縦方向ストライプ状、スパイラル状等に塗布して接着する方法、デンプン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びその他の水溶性高分子から選ばれる水溶性バインダーを用いて接着する方法等が挙げられる。また、吸収体10が上記熱融着性合成繊維を含む場合は、その熱融着によって接着する方法を採用してもよい。
[コアラップ]
吸収性物品100は、吸収体10の液体透過性シート30と接する面側を覆うコアラップ20aと、液体不透過性シート40と接する面側を覆うコアラップ20bと、を備えている。コアラップ20a,20bを備える吸収性物品100では、吸収体10の形態が維持される(保形性を高めることができる)ため、吸収体10を構成する吸水性樹脂粒子10a等の脱落及び流動が防止又は抑制される。
コアラップ20aは、吸収体10に接した状態で吸収体10の一方面側(図1中、吸収体10の上側)に配置されている。つまり、コアラップ20aは、吸収体10の液体透過性シート30と接する面側を少なくとも覆っている。コアラップ20bは、吸収体10に接した状態で吸収体10の他方面側(図1中、吸収体10の下側)に配置されている。つまり、コアラップ20bは、吸収体10の液体不透過性シート40と接する面側を少なくとも覆っている。吸収体10は、コアラップ20aとコアラップ20bとの間に配置されている。コアラップ20a及びコアラップ20bは、例えば、吸収体10と同等の大きさの主面を有している。
コアラップ20a,20bとしては、不織布、織布、液体透過孔を有する合成樹脂フィルム、網目を有するネット状シート等が挙げられる。経済性の観点から、コアラップ20a,20bは、粉砕パルプを湿式成形してなるティッシュであることが好ましい。
[液体透過性シート]
液体透過性シート30は、吸収対象の液が浸入する側の最外部に配置されている。液体透過性シート30は、コアラップ20aに接した状態でコアラップ20a上に配置されている。液体透過性シート30は、例えば、吸収体10の主面よりも広い主面を有しており、液体透過性シート30の外縁部は、吸収体10及びコアラップ20a,20bの周囲に延在している。
液体透過性シート30は、当該技術分野で通常用いられる樹脂又は繊維から形成されたシートであってよい。液体透過性シート30は、吸収性物品に用いられる際の液体浸透性、柔軟性及び強度の観点から、例えば、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)及びポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、並びにレーヨンのような合成樹脂、又はこれら合成樹脂を含む合成繊維を含んでいてもよいし、綿、絹、麻、又はパルプ(セルロース)を含む天然繊維であってもよい。液体透過性シート30の強度を高める等の観点から、液体透過性シート30が合成繊維を含んでいてもよい。合成繊維が特に、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維又はこれらの組み合わせであってよい。これらの素材は、単独で用いられてもよく、2種以上の素材を組み合わせて用いられてもよい。
液体透過性シート30は、不織布、多孔質シート、又はこれらの組み合わせであってよい。不織布は、繊維を織らずに絡み合わせたシートである。不織布は、短繊維(すなわちステープル)で構成される不織布(短繊維不織布)であってもよく、長繊維(すなわちフィラメント)で構成される不織布(長繊維不織布)であってもよい。ステープルは、これに限定されないが、一般的には数百mm以下の繊維長を有していてよい。
液体透過性シート30は、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、レジンボンド不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、ポイントボンド不織布、又はこれらから選ばれる2種以上の不織布の積層体であってよい。これら不織布は、例えば、上述の合成繊維又は天然繊維によって形成されたものであることができる。2種以上の不織布の積層体は、例えば、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布及びスパンボンド不織布を有し、これらがこの順に積層された複合不織布であるスパンボンド/メルトブロー/スパンボンド不織布であってよい。なかでも、液体漏れ抑制の観点から、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、スパンボンド不織布、又はスパンボンド/メルトブロー/スパンボンド不織布が好ましく用いられる。
液体透過性シート30として用いられる不織布は、吸収性物品の液体吸収性能の観点から、適度な親水性を有していることが望ましい。その観点から、液体透過性シート30は、紙パルプ技術協会による紙パルプ試験方法No.68(2000)の測定方法に従って測定される親水度が5〜200の不織布であることが好ましい。不織布の上記親水度は、10〜150であることがより好ましい。紙パルプ試験方法No.68の詳細については、例えばWO2011/086843号を参照することができる。
上述のような親水性を有する不織布は、例えば、レーヨン繊維のように適度な親水度を示す繊維によって形成されたものでもよいし、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維のような疎水性の化学繊維を親水化処理して得た繊維によって形成されたものであってもよい。親水化処理された疎水性の化学繊維を含む不織布を得る方法としては、例えば、疎水性の化学繊維に親水化剤を混合したものを用いてスパンボンド法にて不織布を得る方法、疎水性化学繊維でスパンボンド不織布を作製する際に親水化剤を同伴させる方法、疎水性の化学繊維を用いて得たスパンボンド不織布に親水化剤を含浸させる方法が挙げられる。親水化剤としては、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤、第4級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等のシリコーン系界面活性剤、及びポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ウレタン系の樹脂からなるステイン・リリース剤等が用いられる。
液体透過性シート30は、吸収性物品に、良好な液体浸透性、柔軟性、強度及びクッション性を付与できる観点、及び吸収性物品の液体浸透速度を速める観点から、適度に嵩高く、目付量が大きい不織布であることが好ましい。液体透過性シート30に用いられる不織布の目付量は、好ましくは5〜200g/mであり、より好ましくは8〜150g/mであり、さらに好ましくは10〜100g/mである。液体透過性シート30に用いられる不織布の厚さは、20〜1400μmであること好ましく、50〜1200μmであることがより好ましく、80〜1000μmであることがさらに好ましい。
[液体不透過性シート]
液体不透過性シート40は、吸収性物品100において液体透過性シート30とは反対側の最外部に配置されている。液体不透過性シート40は、コアラップ20bに接した状態でコアラップ20bの下側に配置されている。液体不透過性シート40は、例えば、吸収体10の主面よりも広い主面を有しており、液体不透過性シート40の外縁部は、吸収体10及びコアラップ20a,20bの周囲に延在している。液体不透過性シート40は、吸収体10に吸収された液体が液体不透過性シート40側から外部へ漏れ出すのを防止する。
液体不透過性シート40としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなるシート、耐水性のメルトブローン不織布を高強度のスパンボンド不織布で挟んだスパンボンド/メルトブロー/スパンボンド(SMS)不織布等の不織布からなるシート、これらの合成樹脂と不織布(例えば、スパンボンド不織布、スパンレース不織布)との複合材料からなるシートなどが挙げられる。液体不透過性シート40は、装着時のムレが低減されて、着用者に与える不快感を軽減することができる等の観点から、通気性を有していることが好ましい。液体不透過性シート40として、低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂を主体とする合成樹脂からなるシートを用いることができる。吸収性物品の着用感を損なわないよう、柔軟性を確保する観点から、液体不透過性シート40は、例えば、目付量が10〜50g/mの合成樹脂からなるシートであってよい。
吸収体10、コアラップ20a,20b、液体透過性シート30、及び、液体不透過性シート40の大小関係は、特に限定されず、吸収性物品の用途等に応じて適宜調整される。また、コアラップ20a,20bを用いて吸収体10を保形する方法は、特に限定されず、図1に示すように複数のコアラップにより吸収体を包んでよく、1枚のコアラップにより吸収体を包んでもよい。
本実施形態によれば、本実施形態に係る吸水性樹脂粒子、吸収体又は吸収性物品を用いた吸液方法を提供することができる。本実施形態に係る吸液方法は、本実施形態に係る吸水性樹脂粒子、吸収体又は吸収性物品に吸液対象の液を接触させる工程を備える。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
<吸水性樹脂粒子の製造>
製造例1
第1段目の重合反応
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、並びに、攪拌機として、翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する攪拌翼を備えた内径11cm、内容積2Lの丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコに、n−ヘプタン293gをとり、高分子系分散剤としての無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社、ハイワックス1105A)0.736gを入れた。フラスコ内の反応液を攪拌しつつ80℃まで昇温して、高分子分散剤をn−へプタンに溶解させた。その後、50℃まで冷却した。
内容積300mLのビーカーに、濃度80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(1.03モル)を入れた。ビーカーを外部から冷却しつつ、アクリル酸水溶液に対して濃度20.9質量%の水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下し、それにより75モル%のアクリル酸を中和した。次いで、アクリル酸水溶液に、増粘剤としてヒドロキシルエチルセルロース0.092g(住友精化株式会社、HECAW−15F)、ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.074g(0.272ミリモル)、内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0156g(0.090ミリモル)を溶解させて、第1段目の単量体水溶液を調製した。
第1段目の単量体水溶液を、セパラブルフラスコ内の上述の反応液に添加し、反応液を10分間攪拌した。次いで、n−ヘプタン6.62g及びショ糖ステアリン酸エステル(HLB:3、三菱化学フーズ株式会社、リョートーシュガーエステルS−370)0.736gを含む界面活性剤溶液を反応液に添加して、撹拌翼の回転数を450rpmとして反応液を攪拌しながら、系内を窒素で十分に置換した後、セパラブルフラスコを70℃の水浴中で加熱しながら、60分間かけて重合反応を進行させた。この重合反応により、含水ゲル状重合体を含む第1段目の重合スラリー液を得た。
第2段目の重合反応
内容積500mLのビーカーに、濃度80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.43モル)を入れた。ビーカーを外部より冷却しつつ、アクリル酸水溶液に対して濃度27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下し、それにより75モル%のアクリル酸を中和した。次いで、アクリル酸水溶液に、過硫酸カリウム0.090g(0.334ミリモル)、及び内部架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0129g(0.074ミリモル)を溶解させて、第2段目の単量体水溶液を調製した。
セパラブルフラスコ内の第1段目の重合スラリー液を、撹拌翼の回転数を1000rpmとして撹拌しながら、28.5℃に冷却した。そこに、第2段目の単量体水溶液の全量を、添加し、続いて系内を窒素で30分間かけて置換した。その後、セパラブルフラスコを70℃の水浴中で加熱しながら、60分間かけて重合反応を進行させた。
含水ゲル状重合体を含む反応液に、濃度45質量%のジエチレントリアミン5酢酸5ナトリウム水溶液0.265gを攪拌下で添加した。その後、125℃に設定した油浴フラスコを浸漬し、n−ヘプタンと水との共沸蒸留により、258.9gの水を系外へ抜き出した。その後、反応液に表面架橋剤として濃度2質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液4.42g(0.507ミリモル)を添加し、83℃で2時間かけて、表面架橋剤による架橋反応を進行させた。
表面架橋反応後すぐに、反応液から、n−ヘプタン相を目開き38μm篩で濾別して除き、高吸水性樹脂含水物を得た。この高吸水性樹脂含水物を90℃設定の減圧乾燥機で0.006MPaの加熱減圧下で乾燥させ、重合体粒子の乾燥品を得た。
得られた重合体粒子(乾燥品)を目開き850μmの篩に通過させた。その後、重合体粒子の質量に対して0.5質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP−S)を重合体粒子に混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子を231.5g得た。該吸水性樹脂粒子の中位粒子径は364μmであった。
製造例2
第1段目の重合反応において、ラジカル重合開始剤を2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.092g(0.339ミリモル)、および過硫酸カリウム0.018g(0.068ミリモル)に変更し、内部架橋剤をエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0101g(0.058ミリモル)に変更し、撹拌翼の回転数を550rpmに変更したこと、第2段目の重合反応において、ラジカル開始剤を2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩0.129g(0.475ミリモル)、および過硫酸カリウム0.026g(0.095ミリモル)に変更し、内部架橋剤を、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)に変更したこと、第1段目の重合スラリーを25℃まで冷却したこと、及び、共沸蒸留により含水ゲル状重合体を含む反応液から抜き出した水の量を239.9gとしたこと以外は、製造例1と同様の手順で、吸水性樹脂粒子の乾燥品を得た。
重合体粒子(乾燥品)の質量に対して0.2質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP−S)を重合体粒子に混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子231.5gを得た。該吸水性樹脂粒子の中位粒子径は384μmであった。
製造例3
第1段目の重合反応において、内部架橋剤をエチレングリコールジグリシジルエーテル0.010g(0.057ミリモル)に変更し、撹拌翼の回転数を550rpmに変更したこと、第2段目の重合反応において、内部架橋剤を、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)に変更し、第1段目の重合スラリーを冷却した際の温度を25℃に変更し、共沸蒸留により含水ゲル状重合体を含む反応液から抜き出した水の量を256.1gとしたこと、及びn−へプタン相を濾別しないで、n−へプタンを125℃にて蒸発させて乾燥させたこと以外は、製造例1と同様の手順で、重合体粒子の乾燥品を得た。
重合体粒子(乾燥品)の質量に対して0.1質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP−S)を重合体粒子に混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子230.8gを得た。該吸水性樹脂粒子の中位粒子径は349μmであった。
製造例4
第1段目の重合反応において、ラジカル重合開始剤を、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.092g(0.339ミリモル)、および過硫酸カリウム0.018g(0.068ミリモル)に変更し、内部架橋剤を0.0046g(0.026ミリモル)に変更し、撹拌翼の回転数を550rpmに変更したこと、第2段目の重合反応において、ラジカル開始剤を2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.129g(0.475ミリモル)、および過硫酸カリウム0.026g(0.095ミリモル)に変更し、内部架橋剤を、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)に変更し、第1段目の重合スラリーを冷却した際の温度を25℃に変更し、共沸蒸留により含水ゲル状重合体を含む反応液から抜き出した水の量を210.0gとしたこと、及びn−へプタン相を濾別しないで、n−へプタンを125℃にて蒸発させて乾燥させたこと以外は、製造例1と同様の手順で、重合体粒子の乾燥品を得た。
重合体粒子(乾燥品)の質量に対して0.2質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP−S)を重合体粒子に混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子229.6gを得た。該吸水性樹脂粒子の中位粒子径は356μmであった。
製造例5
第1段目の重合反応において、ラジカル重合開始剤を、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.092g(0.339ミリモル)、および過硫酸カリウム0.018g(0.068ミリモル)に変更し、内部架橋剤をエチレングリコールジグリシジルエーテル0.0046g(0.026ミリモル)に変更し、撹拌翼の回転数を550rpmに変更したこと、第2段目の重合反応において、ラジカル開始剤を2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.129g(0.475ミリモル)、および過硫酸カリウム0.026g(0.095ミリモル)、内部架橋剤を、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0116g(0.067ミリモル)に変更し、第1段目の重合スラリーを冷却した際の温度を25℃に変更し、共沸蒸留により含水ゲル状重合体を含む反応液から抜き出した水の量を234.2gとしたこと、及びn−へプタン相を濾別しないで、n−へプタンを125℃にて蒸発させて乾燥させたこと以外は、製造例1と同様の手順で、重合体粒子の乾燥品を得た。
重合体粒子(乾燥品)の質量に対して0.2質量%の非晶質シリカ(オリエンタルシリカズコーポレーション、トクシールNP−S)を重合体粒子に混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子229.6gを得た。該吸水性樹脂粒子の中位粒子径は355μmであった。
<吸収体及び吸収性物品の作製>
(実施例1)
気流型混合装置(有限会社オーテック製、パッドフォーマー)を用いて、製造例1で得られた吸水性樹脂粒子10g、及び粉砕パルプ9.5gを空気抄造によって均一混合することにより、12cm×32cmの大きさのシート状の吸収体を作製した。吸水体を坪量16g/mのティッシュペーパー(コアラップ)上に配置し、吸収体上に、ティッシュペーパー(コアラップ)、及び短繊維不織布であるエアスルー不織布(液体透過性シート)をこの順に積層した。この積層体に対して、588kPaの荷重を30秒間加えた。更に、12cm×32cmの大きさのポリエチレン製液体不透過性シートを、エアスルー不織布とは反対側の面に貼り付けて、実施例1の吸収性物品を作製した。使用したエアスルー不織布の目付量は、17g/mであった。
<実施例2>
吸水性樹脂粒子を、製造例2にて得られた吸水性樹脂粒子に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の吸収性物品を作製した。
<比較例1〜3>
吸水性樹脂粒子を、製造例3〜5にて得られた吸水性樹脂粒子に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1〜3の吸収性物品を作製した。
実施例及び比較例の吸収性物品において、吸水性樹脂粒子の坪量は、280g/m、粉砕パルプ(親水性繊維)の坪量は260g/mであった。表1に、実施例及び比較例に用いた吸水性樹脂粒子と吸水性樹脂粒子の性能を示す。
Figure 2020121091
<光透過率の測定>
吸水性樹脂粒子の光透過率の測定には、以下の器具及び装置を使用した。
・石英セル(東ソー・クオーツ株式会社製:10[mm]×10[mm]×45[mm])
・遠心分離機(株式会社コクサン製:H−36)
・UV測定装置:UV−VIS SPECTROPHOTOMETER(株式会社島津製作所製:UV−1850)
吸水性樹脂粒子の光透過率の測定は、次の手順で実施した。石英セルに吸水性樹脂粒子0.1gを入れ、25℃に調製した0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)3gを、マクロピペッターを用いて投入し、静置下で30分間吸水させることにより膨潤ゲル層を作製した。その後、遠心分離機を用いて、回転数200rpmにて10分間脱泡を行った後、石英セル内の膨潤ゲル層の425nmにおける光透過度[%]を、UV測定装置を用いて測定した。
<生理食塩水保水量の測定>
吸水性樹脂粒子2.0gを量り取った綿袋(メンブロード60番、横100mm×縦200mm)を500mL容のビーカー内に設置した。吸水性樹脂粒子の入った綿袋中に0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)500gをママコができないように一度に注ぎ込み、綿袋の上部を輪ゴムで縛り、30分静置させることで吸水性樹脂粒子を膨潤させた。30分経過後の綿袋を、遠心力が167Gとなるよう設定した脱水機(株式会社コクサン製、品番:H−122)を用いて1分間脱水し、脱水後の膨潤ゲルを含んだ綿袋の質量Wa(g)を測定した。吸水性樹脂粒子を添加せずに同様の操作を行い、綿袋の湿潤時の空質量Wb(g)を測定し、以下の式から生理食塩水保水量を算出した。
生理食塩水保水量(g/g)=[Wa−Wb]/2.0
<生理食塩水の吸水速度の測定>
恒温水槽にて25±0.2℃の温度に調整した0.9%NaCl水溶液50±0.1gを100mLビーカーに測りとり、マグネチックスターラーバー(8mmφ×30mmのリング無し)で攪拌して、回転数600rpmで渦を発生させた。吸水性樹脂粒子2.0±0.002gを、上記0.9%NaCl水溶液中に一度に添加し、吸水性樹脂粒子の添加後から液面の渦が収束する時点までの時間(秒)を測定し、当該時間を吸水性樹脂粒子の生理食塩水の吸水速度とした。この吸水速度は、Vortex法による吸水速度、又は渦時間とも表現される。
<中位粒子径(粒度分布)>
吸水性樹脂粒子50gを中位粒子径(粒度分布)測定用に用いた。
JIS標準篩を上から、目開き850μmの篩、目開き500μmの篩、目開き425μmの篩、目開き300μmの篩、目開き250μmの篩、目開き180μmの篩、目開き150μmの篩、及び受け皿の順に組み合わせた。
組み合わせた最上の篩に、吸水性樹脂粒子を入れ、ロータップ式振とう器を用いて20分間振とうさせて分級した。分級後、各篩上に残った吸水性樹脂粒子の質量を全量に対する質量百分率として算出し粒度分布を求めた。この粒度分布に関して粒子径の大きい方から順に篩上を積算することにより、篩の目開きと篩上に残った吸水性樹脂粒子の質量百分率の積算値との関係を対数確率紙にプロットした。確率紙上のプロットを直線で結ぶことにより、積算質量百分率50質量%に相当する粒子径を中位粒子径とした。
<人工尿の調製>
塩化ナトリウム、塩化カルシウム及び硫酸マグネシウムを下記の濃度でイオン交換水に溶解させた。得られた溶液に少量の青色1号加えて、青色に着色した人工尿を得た。得られた人工尿を、漏れ性評価のための試験液として用いた。下記の濃度は、人工尿の全質量を基準とする濃度である。
人工尿組成
NaCl:0.780質量%
CaCl2:0.022質量%
MgSO4:0.038質量%
青色一号:0.002質量%
<勾配吸収試験>
図2は、吸収性物品の漏れ性を評価する方法を示す模式図である。平坦な主面を有する長さ45cmの支持板1(ここではアクリル樹脂板、以下傾斜面Sともいう)を、水平面Sに対して45±2度に傾斜した状態で架台41によって固定した。温度25±2℃の室内において、固定された支持板1の傾斜面S上に、試験用の吸収性物品100を、その長手方向が支持板1の長手方向に沿う向きで貼り付けた。次いで、吸収性物品100中の吸収体の中央から8cm上方の位置に向けて、吸収性物品の鉛直上方に配置された滴下ロート42から、25±1℃に調整した試験液50(人工尿)を滴下した。1回あたり80mLの試験液を、8mL/秒の速度で滴下した。滴下ロート42の先端と吸収性物品との距離は10±1mmであった。1回目の試験液投入開始から10分間隔で、同様の条件で試験液を繰り返し投入し、試験液は漏れが観測されるまで投入した。
吸収性物品100に吸収されなかった試験液が支持板1の下部から漏れ出た場合、漏れ出た試験液を支持板1の下方に配置された金属製トレイ44内に回収した。回収された試験液の重量(g)を天秤43によって測定し、その値を漏れ量として記録した。試験液の全投入量から漏れ量を差し引くことにより、漏れが発生するまでの吸収量を算出した。この数値が大きいほど、着用時における液体の漏れが発生し難いと判断される。
Figure 2020121091
表2に示す結果から、実施例1〜2の吸収性物品は、比較例1〜3の吸収性物品と比較して、漏れの発生が抑制された吸収性物品であるといえる。
10…吸収体、10a…吸水性樹脂粒子、10b…繊維層、20a,20b…コアラップ、30…液体透過性シート、40…液体不透過性シート、50…試験液、100…吸収性物品、S…水平面、S…傾斜面

Claims (8)

  1. 液体不透過性シート、吸収体、及び液体透過性シートを備え、前記液体不透過性シート、前記吸収体及び前記液体透過性シートがこの順に配置されている、吸収性物品であって、
    前記吸収体が、吸水性樹脂粒子を含み、
    生理食塩水で30倍に膨潤させたときの前記吸水性樹脂粒子の波長425nmにおける光透過率が、20%以上である、吸収性物品。
  2. 前記液体透過性シートが、サーマルボンド不織布、エアスルー不織布、レジンボンド不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、ポイントボンド不織布、又は、これらから選ばれる2種以上の不織布の積層体を含む、請求項1に記載の吸収性物品。
  3. 前記吸収体が、繊維状物を更に含む、請求項1又は2に記載の吸収性物品。
  4. 前記吸収体の前記液体透過性シートと接する面側を少なくとも覆うコアラップを更に備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  5. 前記コアラップが、前記液体透過性シートに接着されている、請求項4に記載の吸収性物品。
  6. 前記吸収体が、前記液体透過性シートと接するように配置されており、
    前記吸収体が、前記液体透過性シートに接着されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  7. 前記吸水性樹脂粒子の生理食塩水の保水量が30〜55g/gである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸収性物品。
  8. 前記吸水性樹脂粒子の生理食塩水の吸水速度が30〜70秒である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の吸収性物品。

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