JP5554229B2 - 吸水剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明にかかる吸水剤は、酸基含有不飽和モノマーを重合して得られる吸水性樹脂粒子を含む吸水剤であって、該吸収剤は遠心分離機保持容量(CRC)が5〜20g/gであって、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とを含んでいる。本発明において、「不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とを含んでいる」とは、好ましくは不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とが吸水性樹脂粒子の内部、表面、及び、表面近傍の少なくとも何れかに存在していればよい。不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とは、吸水性樹脂粒子と一体化された状態で存在することが好ましいが、遊離しているか、又は、分離可能であることが好ましい。
本発明にかかる吸水剤に含まれる吸水性樹脂粒子は、酸基含有不飽和モノマーを重合して得られる内部架橋構造を有する吸水性樹脂の粒子である。
本発明では吸水性樹脂粒子として、酸基含有不飽和モノマーを重合して得られる内部架橋構造を有する吸水性樹脂の粒子が好ましく用いられる。かかる酸基含有不飽和モノマーは、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸基を含有する単量体であれば特に限定されるものではないが、中でも、吸水特性の観点から、カルボキシル基含有モノマーをより好適に用いることができる。また、アクリロニトリル等重合後の加水分解によって重合後にカルボキシル基となる単量体も本発明ではカルボキシル基含有モノマーとするが、好ましくは、重合時にカルボキシル基を含有するカルボキシル基含有モノマーが用いられる。
本発明にかかる吸水剤に含まれる吸水性樹脂粒子は、少なくとも吸水性樹脂の内部に、より好ましくは吸水性樹脂の内部及び表面に架橋構造を有している。これにより、重合後のゲル強度が向上し、その取り扱い性が向上するので好ましい。
本発明にかかる吸水剤は、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を必須成分として含んでいる。かかる化合物は、吸水性樹脂粒子と一体化された状態で存在することが好ましいが、さらには遊離しているか、又は、分離可能であることが好ましい。また、かかる化合物は、吸水性樹脂粒子の内部、表面、及び、表面近傍の少なくとも何れかに存在していればよいが、さらには表面に含まれていることが特に好ましい。なお、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物が表面に含まれていることは、吸水剤の表面洗浄や研磨を行うことで容易に特定できる。
本発明にかかる吸水剤は、多価金属塩を必須成分として含んでいる。これにより、遠心分離機保持容量(CRC)が20g/g以下の領域において、遠心分離機保持容量(CRC)と、生理食塩水流れ誘導性(SFC)との関係を改善し、高い生理食塩水流れ誘導性(SFC)を有する吸水剤を得ることができる。また、多価金属塩のみを含ませる場合にも、吸水剤における生理食塩水流れ誘導性(SFC)の向上効果は認められるが、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とをともに含ませることにより、驚くべきことに、生理食塩水流れ誘導性(SFC)の向上効果が顕著に大きくなることが見出された。
本発明にかかる吸水剤は、吸水性樹脂粒子を主成分とし、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とを必須成分として含んでいればよいが、さらに、必要によりその他の成分を含んでいてもよい。
本発明にかかる吸水剤は、水性液を吸収して保持する性能の指標である遠心分離機保持容量(CRC)が5〜20g/gであり、より好ましくは10〜20g/gであり、さらに好ましくは12〜18g/gである。
本発明にかかる吸水剤の製造方法は、酸基含有不飽和モノマーを重合して得られる吸水性樹脂粒子を含む吸水剤であって、該吸収剤は遠心分離機保持容量(CRC)が5〜20g/gであって、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とを含んでいる吸水剤の製造方法であれば特に限定されるものではない。
(2−1)酸基含有不飽和モノマーを、内部架橋剤の存在下で重合させて含水ゲル状架橋重合体を生成させる工程(A)と、
(2−2)上記工程(A)で得られた含水ゲル状架橋重合体を乾燥して吸水性樹脂粒子(未表面架橋の吸水性樹脂粒子)を得る工程(B)と、
(2−3)上記工程(B)で得られた吸水性樹脂粒子(未表面架橋)の表面を架橋して表面架橋された吸水性樹脂粒子を得る工程(C)と、
を含み、さらに、
(2−4)不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を単量体又は吸水性樹脂粒子に添加する工程と、
(2−5)多価金属塩を吸水性樹脂粒子に添加する工程を少なくとも含んでいればよい。
本工程では、酸基含有不飽和モノマーを、内部架橋剤の存在下で重合させて含水ゲル状架橋重合体を得る。
工程(A)で生成する含水ゲル状架橋重合体(以下、本明細書において含水ゲルと略称することがある。)は、通常、解砕して乾燥しやすい大きさにした後、乾燥、粉砕、分級、表面架橋等の工程を経て吸水剤として得られる。
本工程では、上述した工程(A)で得られる含水ゲル状架橋重合体を乾燥して吸水性樹脂粒子(未表面架橋の吸水性樹脂粒子)を得る。すなわち、上記工程(A)で得られた含水ゲル状架橋重合体は、乾燥され、必要により粉砕や分級、さらには造粒し、表面架橋される。
本発明にかかる吸水剤の製造方法は、本発明の効果をより一層発揮するために、上記工程(B)で得られた吸水性樹脂粒子(未表面架橋の吸水性樹脂粒子)の表面を架橋して表面架橋された吸水性樹脂粒子を得るものであることがより好ましい。
本発明にかかる吸水剤の製造方法においては、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を添加する工程は、上記工程(A)の前または、上記工程(A)において行うことが特に好ましい。また、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を添加する工程は、上記工程(C)において表面架橋剤を添加する前、同時、又は後であって、加熱前に行ってもよい。
本発明にかかる吸水剤の製造方法では、多価金属塩を添加する工程は、本発明の効果をより発揮するために、上記工程(C)において、又は、上記工程(C)の後に行われることが好ましい。
吸水性樹脂粒子又は吸水剤を目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μmなどのJIS標準ふるいで篩い分けし、残留百分率Rを対数確率紙にプロットした。これにより、R=50質量%に相当する粒子径を質量平均粒子径(D50)として読み取った。また、粒度分布の対数標準偏差(σζ)は式1で表され、σζの値が小さいほど粒度分布が狭いことを意味する。
(X1はR=84.1%、X2はR=15.9%の時のそれぞれの粒子径)
質量平均粒子径(D50)及び粒度分布の対数標準偏差(σζ)を測定する際の分級方法は、吸水性樹脂粒子又は吸水剤10.0gを、室温(23±2℃)、湿度50RH%の条件下で、目開き850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μmのJIS標準ふるい(THE IIDA TESTING SIEVE:径8cm)に仕込み、振動分級器(IIDA SIEVE SHAKER、TYPE:ES−65型(回転数:60Hz 230rpm、衝撃数:60Hz 130rpm)、SER.No.0501)により、5分間、分級した。
遠心分離機保持容量(CRC)は0.90質量%食塩水(別称:生理食塩水)に対する無加圧下で30分の吸収倍率を示す。なお、CRCは、無加圧下吸収倍率と称されることもある。
(c)固形分
吸水剤において、180℃で揮発しない成分が占める割合を表す。含水率との関係は以下の様になる。
固形分(質量%)=100−含水率(質量%)
固形分の測定方法は、以下のように行った。
底面の直径が約5cmのアルミカップ(質量W0)に、約1gの吸水剤を量り取り(質量W1)、180℃の無風乾燥機中において3時間静置し、乾燥させる。乾燥後のアルミカップ+吸水剤の質量(W2)を測定し、式3より固形分を求めた。
式3:固形分(質量%)=((W2 −W0 )/W1 )×100
(d)生理食塩水流れ誘導性(SFC)
(SFC測定装置)
この測定は、加圧下で生理食塩水を吸収し膨潤した吸水剤に形成されたゲル層の生理食塩水流れ誘導性(SFC)を測定する。
まず、吸水剤を入れる前、すなわち、空状態のシリンダー(214)、ピストン(212)、カバー(213)、及び重り(211)からなるSFC器具の高さ(h0:単位mm、有効数字4桁)、重さ(W0:単位g、有効数字4桁)を測定した。次に、3.00±0.05gの吸水剤を秤量した(W:単位g、有効数字4桁)。秤量する吸水剤の量は、後に示すd finalが10mmから20mmの範囲になるように調整されることが好ましく、15mmから20mmの範囲になるように調整されることがより好ましい。例えば、無加圧下吸収倍率(CRC)が5g/gから16g/gの範囲の場合は3.00±0.05g、16g/gを超えてから20g/gの範囲の場合は2.00±0.03g、20g/gを超えてから25g/gの範囲の場合は1.60±0.03g、25g/gを超えてから30g/gの範囲の場合は1.30±0.03gの量である。なお、秤量する吸水剤の量は、後に示すd finalが上記範囲となるように調整されることが好ましい。秤量した吸水剤をシリンダー(214)の下面全体に、丁寧に均一に分散し入れた。吸水剤を入れた後、ピストン(212)、カバー(213)と重り(211)を設置し、SFC器具の高さ(h1:単位mm)を測定する。次に、少なくとも、直径16cm以上、高さ4cm以上のペトリ皿に生理食塩水(0.9質量%塩化ナトリウム水溶液)をSFC器具が下部から、少なくとも3cm以上浸漬するよう加えた。ペトリ皿の内側底面に、直径90mmの濾紙(ADVANTEC社製濾紙:No.2)を敷いた。ろ紙の上に吸水剤の入ったSFC器具を載せ、60分間吸水剤を膨潤させた。60分後、ペトリ皿からSFC器具を取り出し、吸水剤が膨潤した後のSFC器具の高さ(h2:単位mm、有効数字4桁)、重さ(W2:単位g、有効数字4桁)を測定した。その後、SFC器具をSFC測定装置の支持体(209)の上へ移動設置し、フレキシブルチューブ(210)を挿入口に設置した。次に、バルブ(205)を開くことにより、液の配送を開始した。液配送開始後、天秤に表示されるゲル層を通り抜け捕集される液量が約200gとなるまでの間に、シリンダー中の静水高さが5cmを保つよう調整した。この調整は、ラボジャッキ(203)の高さを調整することで行っても良いし、貯蔵タンク(202)の上部から挿入されているガラス管の下部の高さを調整することで行っても良い。シリンダー内の静水高さが5cmを保つよう調整された時点で、天秤と接続したコンピューターによりゲル層を通過捕集された液重さデータの取り込みを開始した。データの取り込みは5sec間隔で、180secまで行った。但し、データ取り込み開始後、捕集した液量が、180secまでの間に2kg以上となった場合は、この時点(例えば120sec)でデータの取り込みを終了した。また、データ取り込み開始後、捕集した液量が、180secまでの間に100g以下となる場合は、データ取り込みを600secまで延長しデータの取り込みを終了後、速やかにバルブ(205)を閉じた。バルブ(205)を閉じた後、SFC器具のシリンダー(214)の下部から流れ落ちる液がおよそ無くなった時点(シリンダー(214)内の静水面の高さが、ゲル層の高さと一致する時点)でSFC器具の高さ(h3:単位mm、有効数字4桁)を測定した。その後、SFC器具をシリンダーと同じ内径を有する円筒器具の上へ移動し、30分間水切り(drip−off)した。この操作は、SFC器具を円筒器具の上に置くことで、シリンダー内の吸水剤が配置されているワイヤーメッシュの直下面が何にも接触しない状態で、水切りが好適に行われるようにすることである。30分間水切りを行った後、SFC器具の高さ(h4:単位mm、有効数字4桁)、重さ(W4:単位g、有効数字4桁)を測定した。
コンピューターに取り込まれた時間t(sec)をX軸、捕集された液の重さ(g)をY軸として、グラフにプロットした。このプロットを最小二乗法により直線近似し、この直線の傾き(rate:単位g/s)を求めた。
=(d final×rate)/(Area×Density×Pressure)×10000000
ここで、
Area(cm2)=28.27
Density(g/cm3)=1.005(20℃における生理食塩水の密度を用いる)
d final(cm)={(h2−h0)+(h3−h0)}/2/10
である。
容量1リットルの蓋付きプラスチック容器に、超純水(比抵抗15MΩ・cm以上)1000gを量り取り、その水溶液中に吸水性樹脂粒子又は吸水剤1.00gを加えてテフロン(登録商標)製のスターラーチップ(長さ35mm、太さ(長手方向に垂直な断面の直径)7mm、棒状)にて、600rpmで16時間攪拌することにより吸水性樹脂粒子又は吸水剤中の水可溶性成分量を抽出した。この抽出液を濾紙(ADVANTEC東洋株式会社、品名:(JIS P 3801、No.2)、厚さ0.26mm、保留粒子径5μm)を用いてブフナーロートを用いて濾過することにより得られた濾液の全量を、1リットルのナス型フラスコに移してエバポレータ(ヤマト科学(株)製、Rotary Evaporator RE50)を用いて60℃下で水を蒸発させた。次いで、水を蒸発させた上記ナス型フラスコに下記溶離液10.0mlを加えてナス型フラスコの内壁をよく洗浄(乾固物を溶解)し、0.45μmのフィルター(商品名:クロマトディスク、25A、水系 0.45μm、ジーエルサイエンス株式会社製)で濾過することによりGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定サンプルとした。該サンプルを以下のGPC測定条件において測定し、下記検量線を用いて溶出PEG分子量及び溶出量を算出した。
溶離液:NaH2PO4・2H2Oが濃度60mMと、Na2HPO4・12H2Oが濃度20mMとなるように超純水に溶解させることにより得られる水溶液。
ガードカラム:SHODEX Asahipak GF−1G7B(昭和電工株式会社製)
サンプルカラム:TOSOH GMPWXLを2本直結(東ソー株式会社製)
カラム温度:35℃(一定)
送液:0.5ml/min
UV検出器:波長205nm
(f)可溶分量
250ml容量の蓋付きプラスチック容器に、生理食塩水184.3gを測り取り、その水溶液中に吸水剤1.00gを加えて16時間攪拌することにより、樹脂中の可溶分を抽出した。この抽出液を濾紙(ADVANTEC東洋株式会社、品名:(JIS P 3801 No.2)、厚さ0.26mm、保留粒子径5μm)を用いて濾過することにより得られた濾液の50.0gを、測り取り測定溶液とした。
式4:可溶分量(重量%)=0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]−[bHCl])/1000/1.0/50.0
によって算出した。また、未知量の場合には、滴定により求めた中和率(下記式5)
式5: 中和率(モル%)=[1−([NaOH]−[bNaOH])/([HCl]−[bHCl])]×100
を用いてモノマーの平均分子量を算出した。
260mlの容量のポリプロピレン製ビーカーに吸水剤1.0gを秤取り、生理食塩水(0.9重量%NaCl水溶液)190.0gおよび2Nの塩酸10.0gを加え、室温下30分間攪拌した。攪拌後、上澄み液をクロマトディスク(GLクロマトディスク25A、ジーエルサイエンス株式会社)でろ過し、ろ液をプラズマ発光分光分析(堀場製作所製、ULTIMA)で分析することにより多価金属成分濃度を求めた。
吸水剤に含まれる多価金属塩の含有量(多価金属換算(カチオン換算)(重量%)=(溶液中の多価金属成分濃度(重量%))×200
〔実施例1〕
容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸373.14gと、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)8.11gと、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液2.25gとを混合した溶液(A)を調製した。また、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液288.27gと、50℃に調温した脱イオン水(イオン交換水)309.92gとを混合した溶液(B)を調製した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、溶液(A)に、溶液(B)をすばやく加え混合することで単量体水溶液(C)を得た。
容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸373.14gと、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.49gと、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液2.25gとを混合した溶液(A)を調製した。また、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液288.27gと50℃に調温した脱イオン水314.66gとを混合した溶液(B)を調製した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、溶液(A)に、溶液(B)をすばやく加え混合することで単量体水溶液(C)を得た。
シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸578.1g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4235.0g、脱イオン水605.0g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)7.10g、D−ソルビトール(和光純薬工業(株)製)8.99g、及び、ポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)21.45gを溶解させて反応液とした。
溶液(B)の脱イオン水を318.71gとし、単量体水溶液(C)に添加するポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)を0.45gとし、吸水性樹脂粒子の表面架橋のための加熱処理の時間を1時間加熱とした以外は、実施例2と同様にして吸水剤(4)を得た。吸水剤(4)の諸物性を表1に示す。
実施例4において得られた表面が架橋された吸水性樹脂粒子100質量部を150℃に加熱し、攪拌下にカリウムミョウバン(硫酸カリウムアルミニウム12水和物)1.6質量部を均一に5分間混合し、吸水剤(5)を得た。吸水剤(5)の諸物性を表1に示す。
溶液(B)の脱イオン水を301.11gとし、単量体水溶液(C)に添加するポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)添加量を18.00gとし、吸水性樹脂粒子の表面架橋のための加熱処理の時間を75分間加熱とした以外は、実施例2と同様にして吸水剤(6)を得た。吸水剤(6)の諸物性を表1に示す。
溶液(B)の脱イオン水を316.91gとし、単量体水溶液(C)に添加するポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)をポリエチレングリコール1000(平均分子量1000、和光純薬工業(株)製)に変更して2.25gの添加とし、吸水性樹脂粒子の表面架橋のための加熱処理の時間を1時間とした以外は、実施例2と同様にして吸水剤(7)を得た。吸水剤(7)の諸物性を表1に示す。
単量体水溶液(C)に添加するポリエチレングリコール1000(平均分子量1000、和光純薬工業(株)製)をポリエチレングリコール2000(平均分子量2000、和光純薬工業(株)製)に変更した以外は実施例7と同様にして吸水剤(8)を得た。吸水剤(8)の諸物性を表1に示す。
単量体水溶液(C)に添加するポリエチレングリコール1000(平均分子量1000、和光純薬工業(株)製)をポリエチレングリコールモノステアレート(商品名:エマノーン3199V、花王(株)製)に変更した以外は実施例7と同様にして吸水剤(9)を得た。吸水剤(9)の諸物性を表1に示す。
容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸373.14gと、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.49gと、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液2.25gとを混合した溶液(A)を調製した。また、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液288.27gと50℃に調温した脱イオン水319.16gとを混合した溶液(B)を調製した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、溶液(A)に、溶液(B)をすばやく加え混合することで単量体水溶液(C)を得た。
実施例10において、表面架橋剤溶液を、1,4−ブタンジオール0.48質量部と、プロピレングリコール0.75質量部と、脱イオン水3.4質量部と、ポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)0.5質量部と、硫酸アルミニウム27質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.80質量部との混合液として、攪拌下、均一にスプレー混合して加熱処理し表面架橋した。加熱処理後、得られた吸水性樹脂粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過するまで解砕することで、表面が架橋された吸水剤(11)を得た。吸水剤(11)の諸物性を表1に示す。
実施例7において、単量体水溶液(C)に添加する2.25gのポリエチレングリコール1000(平均分子量1000、和光純薬工業(株)製)を4.50gのポリエチレングリコール600(平均分子量600、和光純薬工業(株)製)に変更した以外は、実施例7と同様にして参考吸水剤(3)を得た。参考吸水剤(3)の諸物性を表1に示す。
容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸373.14gと、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)8.11gと、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液2.25gとを混合した溶液(A)を調製した。また、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液288.27gと50℃に調温した脱イオン水309.92gとを混合した溶液(B)を調製した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、溶液(A)に、溶液(B)をすばやく加え混合することで単量体水溶液(C)を得た。
比較吸水剤(1)100質量部に、硫酸アルミニウム27質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.80質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、及び、プロピレングリコール0.016質量部からなる混合液を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥した後、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過させて、比較吸水剤(2)を得た。比較吸水剤(2)の諸物性を表1に示す。
シグマ型羽根を2本有する内容積10Lのジャケット付きステンレス型双腕型ニーダーに蓋を付けて形成した反応器中で、アクリル酸578.1g、37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液4235.0g、脱イオン水626.4g、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)7.10g、及び、D−ソルビトール(和光純薬工業(株)製)8.99gを溶解させて反応液とした。
比較吸水剤(3)100質量部に、硫酸アルミニウム27質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.80質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、及び、プロピレングリコール0.016質量部からなる混合液を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥した後、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過させて、比較吸水剤(4)を得た。比較吸水剤(4)の諸物性を表1に示す。
実施例2で得られた表面が架橋された吸水性樹脂粒子(硫酸アルミニウム水溶液、乳酸ナトリウム水溶液、及び、プロピレングリコールからなる混合液を添加していないもの)を比較吸水剤(5)とした。比較吸水剤(5)の諸物性を表1に示す。
実施例10において、表面架橋された吸水性樹脂粒子(硫酸アルミニウム水溶液、乳酸ナトリウム水溶液、及び、プロピレングリコールからなる混合液を添加していないもの)を比較吸水剤(6)とした。比較吸水剤(6)の諸物性を表1に示す。
容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸373.14gと、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.89gと、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液2.25gとを混合した溶液(A)を調製した。また、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液288.27gと50℃に調温した脱イオン水320.53gとを混合した溶液(B)を調製した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、溶液(A)に、溶液(B)をすばやく加え混合することで単量体水溶液(C)を得た。
比較吸水剤(7)100質量部に、硫酸アルミニウム27質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.80質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、及び、プロピレングリコール0.016質量部からなる混合液を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥した後、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過させて、比較吸水剤(8)を得た。比較吸水剤(8)の諸物性を表1に示す。
比較例7において、溶液(B)の脱イオン水を316.03gとし、単量体水溶液(C)にポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)を4.50g添加した以外は、比較例7と同様にして比較吸水剤(9)を得た。比較吸水剤(9)の諸物性を表1に示す。
比較吸水剤(9)100質量部に、硫酸アルミニウム27質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.80質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、及び、プロピレングリコール0.016質量部からなる混合液を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥した後、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過させて、比較吸水剤(10)を得た。比較吸水剤(10)の諸物性を表1に示す。
容量1リットルのポリプロピレン製容器に、アクリル酸373.14gと、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量523)1.62gと、1.0質量%ジエチレントリアミン5酢酸・3ナトリウム水溶液2.25gとを混合した溶液(A)を調製した。また、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液288.27gと50℃に調温した脱イオン水320.91gとを混合した溶液(B)を調製した。マグネチックスターラーで攪拌しながら溶液(A)に、溶液(B)をすばやく加え混合することで単量体水溶液(C)を得た。単量体水溶液(C)は、中和熱と溶解熱とにより、液温が103℃まで上昇した。
比較吸水剤(11)100質量部に、硫酸アルミニウム27質量%水溶液(酸化アルミニウム換算で8質量%)0.80質量部、乳酸ナトリウム60質量%水溶液0.134質量部、及び、プロピレングリコール0.016質量部からなる混合液を添加した。添加後、無風条件下、60℃で1時間乾燥した後、得られた粒子を目開き850μmのJIS標準篩を通過させて、比較吸水剤(12)を得た。比較吸水剤(12)の諸物性を表1に示す。
比較例11において、溶液(B)の脱イオン水を318.66g、単量体水溶液(C)にポリエチレングリコール6000(平均分子量6,000、関東化学(株)製)を2.25g添加した以外は、比較例11と同様にして表面が架橋された吸水性樹脂粒子を得た。
比較例11で吸水性樹脂粒子の表面を架橋する際の表面架橋剤溶液を、1,4−ブタンジオール0.48質量部、プロピレングリコール0.75質量部、脱イオン水4.0質量部、及び、ポリエチレングリコール6000(平均分子量6000、関東化学(株)製)0.5質量部の混合液とした以外は比較例11と同様にして、比較吸水剤(14)を得た。比較吸水剤(14)の諸物性を表1に示す。また、図4に示すグラフに、実施例及び比較例において得られたSFCとCRCとの関係を示す。
201 ゴム栓部
202 貯蔵タンク
203 ラボジャッキ
204 バルブを備えたガラス管
205 バルブ
206 SFC器具
207 捕集タンク
208 天秤
209 支持体
210 フレキシブルチューブ
211 重り
212 ピストン
213 カバー
214 シリンダー
215 ピストンヘッド
216 400メッシュのワイヤーメッシュ
217 膨潤した水性液吸収剤
Claims (11)
- 酸基含有不飽和モノマーを重合して得られる吸水性樹脂粒子を含む吸水剤であって、
該吸水剤は遠心分離機保持容量(CRC)が5〜20g/gであり、
不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物と、多価金属塩とを含み、
上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物の重量平均分子量が1000〜6000であることを特徴とする吸水剤。 - さらに表面架橋されていることを特徴とする請求項1に記載の吸水剤。
- 生理食塩水流れ誘導性(SFC)が、400cm3・s・10−7/g以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸水剤。
- 上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物は、ラジカル重合性基を含まないことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸水剤。
- 上記吸水性樹脂粒子は、ポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する不飽和モノマーを含む内部架橋剤の存在下で重合して得られることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸水剤。
- 遠心分離機保持容量(CRC)が5〜20g/gである吸水剤の製造方法であって、
酸基含有不飽和モノマーを、内部架橋剤の存在下で重合させて含水ゲル状架橋重合体を生成させる工程(A)と、
上記工程(A)で得られた含水ゲル状架橋重合体を乾燥して吸水性樹脂粒子(未表面架橋の吸水性樹脂粒子)を得る工程(B)と、
上記工程(B)で得られた吸水性樹脂粒子(未表面架橋)の表面を架橋して表面架橋された吸水性樹脂粒子を得る工程(C)と、
を含み、さらに、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を添加する工程と、多価金属塩を添加する工程とを含み、
上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物の重量平均分子量が1000〜6000であることを特徴とする吸水剤の製造方法。 - 上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を添加する工程は、上記工程(A)の前及び/又は上記工程(A)において行なわれることを特徴とする請求項6に記載の吸水剤の製造方法。
- 上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を添加する工程は、上記工程(C)において行なわれることを特徴とする請求項6に記載の吸水剤の製造方法。
- 上記多価金属塩の添加は、上記工程(C)において、又は、上記工程(C)の後に行なわれることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の吸水剤の製造方法。
- 遠心分離機保持容量(CRC)が5〜20g/gである吸水剤の製造方法であって、
酸基含有不飽和モノマーを重合して得られ、且つ、不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物を含む吸水性樹脂粒子に、多価金属塩を添加する工程を含み、
上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物の重量平均分子量が1000〜6000であることを特徴とする吸水剤の製造方法。 - 上記不飽和モノマー以外のポリアルキレングリコール由来の構成単位を有する化合物は、ラジカル重合性基を含まないことを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載の吸水剤の製造方法。
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