WO2020184389A1 - 吸水性樹脂粒子 - Google Patents

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河原 徹
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住友精化株式会社
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    • C08J2333/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Definitions

  • the present invention relates to water-absorbent resin particles.
  • Water-absorbent resin is used in the field of hygiene products. Specifically, it is used as a material for an absorber contained in an absorbent article such as a diaper (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • An object of the present invention is to provide water-absorbent resin particles capable of reducing the amount of reversion in an absorbent article.
  • the inventors of the present application have found that, surprisingly, the higher the outflow property of the swelling gel, the smaller the amount of reversion in the absorbent article.
  • the water-absorbent resin particles of the present invention have a gel outflow test force of 5 to 14 N measured by the following method.
  • Gel outflow test force measuring method A swollen gel is prepared by allowing the water-absorbent resin particles to absorb 29 times the amount of physiological saline as the water-absorbent resin particles under stirring. 20 g of the swelling gel is evenly placed in a cylinder having an inner diameter of 5 cm and a hole having a diameter of 5 mm at the bottom.
  • the swelling gel in the cylinder is compressed at a rate of 10 mm / min using a jig having a diameter of 4.9 cm, and the test force at the time when a part of the swelling gel flows out from the hole at the bottom of the cylinder is subjected to a gel outflow test. Record as force.
  • the water-absorbent resin particles preferably have a physiological saline water retention amount of 30 to 60 g / g.
  • the water-absorbent resin particles preferably have a physiological saline water absorption amount of 15 ml / g or more for 2 hours under a load of 4.14 kPa.
  • the present invention also provides an absorber containing water-absorbent resin particles.
  • the present invention also provides an absorbent article comprising the above absorber.
  • the absorbent article may be a diaper.
  • the present invention also comprises allowing water-absorbent resin particles to absorb 29 times the amount of physiological saline of the water-absorbent resin particles under stirring to prepare a swelling gel, and having a hole with a diameter of 5 mm at the bottom and an inner diameter of 5 cm.
  • 20 g of the swelling gel is evenly placed in the cylinder, and the swelling gel in the cylinder is compressed at a rate of 10 mm / min using a jig having a diameter of 4.9 cm, and a part of the swelling gel is a part of the bottom of the cylinder.
  • a method for measuring a gel outflow test force which comprises recording the test force at the time of outflow from the hole as a gel outflow test force.
  • the present invention also provides a method for producing water-absorbent resin particles, which comprises selecting water-absorbent resin particles having a gel outflow test force of 5 to 14 N measured by the above-mentioned measuring method.
  • the present invention also provides a method for reducing the amount of reversion of an absorbent article, including setting the gel outflow test force of the water-absorbent resin particles measured by the above measuring method to 5 to 14 N.
  • the present invention provides water-absorbent resin particles capable of reducing the amount of reversion in an absorbent article.
  • Water-soluble means that it exhibits a solubility in water of 5% by mass or more at 25 ° C.
  • the materials exemplified in the present specification may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, unless otherwise specified.
  • physiological saline refers to an aqueous solution of NaCl having a concentration of 0.9% by mass unless otherwise specified.
  • the water-absorbent resin particles according to this embodiment have a gel outflow test force of 5 to 14 N measured by the following method.
  • Gel outflow test force measuring method A swollen gel is prepared by allowing the water-absorbent resin particles to absorb 29 times the amount of physiological saline as the water-absorbent resin particles under stirring. 20 g of the swelling gel is evenly placed in a cylinder having an inner diameter of 5 cm and a hole having a diameter of 5 mm at the bottom.
  • the swelling gel in the cylinder is compressed at a rate of 10 mm / min using a jig having a diameter of 4.9 cm, and the test force at the time when a part of the swelling gel flows out from the hole at the bottom of the cylinder is subjected to a gel outflow test. Record as force.
  • a more specific measurement method will be shown in Examples described later.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment may have a gel outflow test force of 13.5 N or less, 13 N or less, and 12.5 N or less.
  • the gel outflow test force of the water-absorbent resin particles may be, for example, 6N or more, 7N or more, 8N or more, and 10N or more.
  • the water retention amount of the physiological saline of the water-absorbent resin particles according to the present embodiment is preferably in the following range.
  • the amount of water retained is preferably 30 g / g or more, 35 g / g or more, 40 g / g or more, 43 g / g or more, or 45 g / g or more from the viewpoint of easily obtaining an excellent permeation rate in an absorbent article.
  • the amount of water retained is 80 g / g or less, 75 g / g or less, 70 g / g or less, 65 g / g or less, 60 g / g or less, 55 g / g or less, 52 g / g or less from the viewpoint of easily obtaining an excellent permeation rate in an absorbent article. It is preferably g or less, or 50 g / g or less. From these viewpoints, the water retention amount is preferably 30 to 80 g / g, more preferably 40 to 65 g / g.
  • the water retention amount may be the water retention amount at room temperature (25 ° C. ⁇ 2 ° C.). The amount of water retained can be measured by the method described in Examples described later.
  • the 2-hour value of the physiological saline water absorption amount (water absorption amount under load) of the water-absorbent resin particles according to the present embodiment under a load of 4.14 kPa may be, for example, 15 ml / g or more, 18 ml / g or more, or It may be 20 ml / g or more.
  • the amount of physiological saline absorbed under a load of 4.14 kPa may be, for example, 35 ml / g or less, 30 ml / g or less, or 25 ml / g or less. 4.
  • the amount of saline water absorbed under a load of 14 kPa is measured by the method described in Examples described later.
  • Examples of the shape of the water-absorbent resin particles include substantially spherical, crushed, and granular shapes.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles may be 250 to 850 ⁇ m, 300 to 700 ⁇ m, or 300 to 600 ⁇ m.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment may have a desired particle size distribution when polymer particles are obtained by the production method described later, but an operation such as particle size adjustment using classification by a sieve is performed. The particle size distribution may be adjusted accordingly.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment can include, for example, a crosslinked polymer formed by polymerizing a monomer containing an ethylenically unsaturated monomer.
  • the crosslinked polymer has a monomer unit derived from an ethylenically unsaturated monomer. That is, the water-absorbent resin particles according to the present embodiment can have a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer.
  • Examples of the method for polymerizing the above-mentioned monomer include a reverse phase suspension polymerization method, an aqueous solution polymerization method, a bulk polymerization method, and a precipitation polymerization method.
  • the reverse phase suspension polymerization method or the aqueous solution polymerization method is preferable from the viewpoint of ensuring good water absorption characteristics of the obtained water-absorbent resin particles and facilitating control of the polymerization reaction.
  • a reverse phase suspension polymerization method will be described as an example as a method for polymerizing an ethylenically unsaturated monomer.
  • the ethylenically unsaturated monomer is preferably water-soluble, for example, (meth) acrylic acid and a salt thereof, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and a salt thereof, (meth) acrylamide, N. , N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylamino Examples thereof include propyl (meth) acrylate and diethylaminopropyl (meth) acrylamide.
  • the amino group may be quaternized.
  • Functional groups such as carboxyl groups and amino groups contained in the above-mentioned monomers can function as functional groups capable of cross-linking in the surface cross-linking step described later.
  • These ethylenically unsaturated monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the ethylenically unsaturated monomer is selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and its salts, acrylamide, methacrylamide, and N, N-dimethylacrylamide. It preferably contains at least one compound, and more preferably contains at least one compound selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and salts thereof, and acrylamide. From the viewpoint of further enhancing the water absorption characteristics, the ethylenically unsaturated monomer further preferably contains at least one compound selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and salts thereof.
  • the monomer some monomers other than the above ethylenically unsaturated monomer may be used. Such a monomer can be used, for example, by mixing with an aqueous solution containing the ethylenically unsaturated monomer.
  • the amount of the ethylenically unsaturated monomer used is the total amount of the monomers (the total amount of the monomers for obtaining the water-absorbent resin particles. For example, the total amount of the monomers giving the structural unit of the crosslinked polymer. The same shall apply hereinafter). It may be 70 to 100 mol%, 80 to 100 mol%, 90 to 100 mol%, 95 to 100 mol%, or 100 mol%.
  • (meth) acrylic acid and a salt thereof may be 70 to 100 mol%, 80 to 100 mol%, 90 to 100 mol%, 95 to 100 mol%, or 100 mol% with respect to the total amount of the monomer. May be.
  • “Ratio of (meth) acrylic acid and its salt” means the ratio of the total amount of (meth) acrylic acid and its salt.
  • the water-absorbent resin particles containing a crosslinked polymer having a structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer, wherein the ethylenically unsaturated monomer is used.
  • At least one compound selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and salts thereof, and the ratio of (meth) acrylic acid and its salts is based on the total amount of monomers for obtaining water-absorbent resin particles. It is possible to provide water-absorbent resin particles in an amount of 70 to 100 mol%.
  • the ethylenically unsaturated monomer is usually preferably used as an aqueous solution.
  • concentration of the ethylenically unsaturated monomer in an aqueous solution containing an ethylenically unsaturated monomer (hereinafter referred to as a monomer aqueous solution) may be usually 20% by mass or more and a saturation concentration or less, and 25 to 70% by mass. It is preferably 30 to 55% by mass, more preferably.
  • Examples of the water used include tap water, distilled water, ion-exchanged water and the like.
  • the aqueous monomer solution may be used by neutralizing the acid group with an alkaline neutralizer.
  • the degree of neutralization of an ethylenically unsaturated monomer by an alkaline neutralizing agent is an ethylenically unsaturated monomer from the viewpoint of increasing the osmotic pressure of the obtained water-absorbent resin particles and further enhancing water absorption characteristics such as water retention. It is 10 to 100 mol%, preferably 50 to 90 mol%, more preferably 60 to 80 mol% of the acidic groups in the body.
  • alkaline neutralizing agent examples include alkali metal salts such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydroxide and potassium carbonate; ammonia and the like. These alkaline neutralizers may be used in the form of an aqueous solution in order to simplify the neutralization operation.
  • the above-mentioned alkaline neutralizer may be used alone or in combination of two or more. Neutralization of the acid group of the ethylenically unsaturated monomer can be carried out, for example, by adding an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like to the monomer aqueous solution and mixing them.
  • an aqueous monomer solution is dispersed in a hydrocarbon dispersion medium in the presence of a surfactant, and an ethylenically unsaturated monomer is polymerized using a radical polymerization initiator or the like. Will be done.
  • surfactant examples include nonionic surfactants and anionic surfactants.
  • nonionic surfactant examples include sorbitan fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, and poly.
  • examples include ether and polyethylene glycol fatty acid ester.
  • the anionic surfactant include fatty acid salts, alkylbenzene sulfonates, alkylmethyl taur phosphates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfonates, and phosphorus of polyoxyethylene alkyl ethers.
  • surfactants are selected from the viewpoints that the W / O type reverse phase suspension is in a good state, water-absorbent resin particles are easily obtained with a suitable particle size, and are industrially easily available. It is preferable to contain at least one compound selected from the group consisting of sorbitan fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester and sucrose fatty acid ester. Further, from the viewpoint of improving the water absorption characteristics of the obtained water-absorbent resin particles, it is more preferable that the surfactant contains a sucrose fatty acid ester. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the surfactant is preferably 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylenically unsaturated monomer aqueous solution from the viewpoint of obtaining a sufficient effect on the amount used and being economical. , 0.08 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass.
  • a polymer-based dispersant may be used in combination with the above-mentioned surfactant.
  • the polymer dispersant include maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified ethylene / propylene copolymer, maleic anhydride-modified EPDM (ethylene / propylene / diene / terpolymer), and anhydrous.
  • polymer-based dispersants in particular, from the viewpoint of monomer dispersion stability, maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified ethylene / propylene copolymer, and maleic anhydride -Ethethylene copolymer, maleic anhydride / propylene copolymer, maleic anhydride / ethylene / propylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, oxidized polyethylene, oxidized polypropylene, oxidized ethylene / propylene It is preferable to use a copolymer.
  • These polymer-based dispersants may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymer-based dispersant should be 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylenically unsaturated monomer aqueous solution from the viewpoint of obtaining a sufficient effect on the amount used and being economical. Is more preferable, 0.08 to 5 parts by mass is more preferable, and 0.1 to 3 parts by mass is further preferable.
  • the radical polymerization initiator is preferably water-soluble, and is, for example, a persulfate such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate; methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, di-t-butyl peroxide, t.
  • a persulfate such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate
  • methyl ethyl ketone peroxide methyl isobutyl ketone peroxide
  • di-t-butyl peroxide di-t-butyl peroxide
  • -Peroxides such as butyl cumylperoxide, t-butylperoxyacetate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxypivalate, and hydrogen peroxide; 2,2'-azobis (2-amidino) Propane) 2 hydrochloride, 2,2'-azobis [2- (N-phenylamidino) propane] 2 hydrochloride, 2,2'-azobis [2- (N-allylamidino) propane] 2 hydrochloride, 2, 2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis ⁇ 2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane ⁇ 2 hydrochloride, 2,2'-azobis ⁇ 2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide ⁇ , 2,2'-azobis [2-methyl-N -(
  • radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
  • 2,2'-azobis ⁇ 2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane ⁇ 2 hydrochloride is preferred
  • 2,2'-azobis (2-2'-azobis (2-) Amidinopropane) dihydrochloride 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride
  • At least one azo compound selected from the group consisting of hydrochloride is
  • the amount of the radical polymerization initiator used may be 0.00005 to 0.01 mol per 1 mol of the ethylenically unsaturated monomer.
  • the amount of the radical polymerization initiator used is 0.00005 mol or more, the polymerization reaction does not require a long time and is efficient.
  • the amount used is 0.01 mol or less, a rapid polymerization reaction tends not to occur.
  • the above radical polymerization initiator can also be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, ferrous sulfate, and L-ascorbic acid.
  • a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, ferrous sulfate, and L-ascorbic acid.
  • the chain transfer agent may be contained in the aqueous ethylenically unsaturated monomer used for the polymerization.
  • examples of the chain transfer agent include hypophosphates, thiols, thiol acids, secondary alcohols, amines and the like.
  • a thickener may be contained in the aqueous ethylenically unsaturated monomer used for the polymerization.
  • the thickener include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, polyacrylic acid (partial) neutralized product, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethyleneimine, dextrin, sodium alginate, and polyvinyl alcohol. , Polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide and the like can be used. If the stirring speed at the time of polymerization is the same, the higher the viscosity of the aqueous ethylenically unsaturated monomer solution, the larger the medium particle size of the obtained particles tends to be.
  • hydrocarbon dispersion medium examples include chain aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, 2-methylhexane, 3-methylhexane, 2,3-dimethylpentane, 3-ethylpentane, and n-octane.
  • Alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, cyclopentane, methylcyclopentane, trans-1,2-dimethylcyclopentane, cis-1,3-dimethylcyclopentane, trans-1,3-dimethylcyclopentane;
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene.
  • hydrocarbon dispersion media may be used alone or in combination of two or more.
  • the hydrocarbon dispersion medium may contain at least one compound selected from the group consisting of chain aliphatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms and alicyclic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms.
  • the hydrocarbon dispersion medium may contain n-heptane, cyclohexane, or both.
  • commercially available exol heptane manufactured by ExxonMobil: containing 75 to 85% of n-heptane and isomeric hydrocarbons
  • ExxonMobil containing 75 to 85% of n-heptane and isomeric hydrocarbons
  • the amount of the hydrocarbon dispersion medium used is preferably 30 to 1000 parts by mass and 40 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer aqueous solution from the viewpoint of appropriately removing the heat of polymerization and facilitating the control of the polymerization temperature. Parts are more preferable, and 50 to 300 parts by mass are further preferable.
  • the amount of the hydrocarbon dispersion medium used is 30 parts by mass or more, the polymerization temperature tends to be easily controlled.
  • the amount of the hydrocarbon dispersion medium used is 1000 parts by mass or less, the productivity of polymerization tends to be improved, which is economical.
  • internal cross-linking may occur by self-cross-linking during polymerization, but internal cross-linking may be further performed by using an internal cross-linking agent to control the water absorption characteristics of the water-absorbent resin particles.
  • the internal cross-linking agent used include di or tri (meth) acrylic acid esters of polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol and polyglycerin; Unsaturated polyesters obtained by reacting the above polyols with unsaturated acids such as maleic acid and fumaric acid; bis (meth) acrylamides such as N, N'-methylenebis (meth) acrylamide; polyepoxides and (meth) Di or tri (meth) acrylic acid esters obtained by reacting with acrylic acid; di (meth) obtained by reacting polyisocyanates such as tolylene diisocyanate and hexamethylene diiso
  • Acrylic acid carbamil esters compounds having two or more polymerizable unsaturated groups such as allylated starch, allylated cellulose, diallyl phthalate, N, N', N''-triallyl isocyanurate, divinylbenzene; (poly) ) Polyglycidyl such as ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, etc.
  • Polyglycidyl such as ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl
  • Haloepoxy compounds such as epichlorohydrin, epibromhydrin, ⁇ -methylepicrolhydrin; isocyanate compounds such as 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, and the like, which have two or more reactive functional groups. ..
  • a polyglycidyl compound more preferably a diglycidyl ether compound, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, (poly). It is particularly preferable to use glycerin diglycidyl ether.
  • These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the internal cross-linking agent is adjusted per mole of the ethylenically unsaturated monomer from the viewpoint that the water-soluble property is suppressed by appropriately cross-linking the obtained polymer and a sufficient water absorption amount is exhibited. It is preferably 0 to 0.03 mol, more preferably 0.00001 to 0.01 mol, and even more preferably 0.00002 to 0.005 mol.
  • the oil phase containing the above components can be mixed and heated under stirring to carry out reverse phase suspension polymerization in an aqueous system in oil.
  • a monomer aqueous solution containing an ethylenically unsaturated monomer is dispersed in a hydrocarbon dispersion medium in the presence of a surfactant and, if necessary, a polymer-based dispersant.
  • a surfactant and, if necessary, a polymer-based dispersant may be before or after the addition of the aqueous monomer solution as long as it is before the start of the polymerization reaction.
  • the reaction mixture obtained in the first step polymerization reaction after the first step reverse phase suspension polymerization is subjected to an ethylenically unsaturated single amount.
  • the body may be added and mixed, and the reverse phase suspension polymerization of the second and subsequent steps may be carried out in the same manner as in the first step.
  • the above-mentioned radical polymerization initiator and internal cross-linking agent are added to the reverse phase suspension in each stage of the second and subsequent stages.
  • reverse phase suspension polymerization Based on the amount of ethylenically unsaturated monomer added during polymerization, it is possible to carry out reverse phase suspension polymerization by adding within the range of the molar ratio of each component to the above-mentioned ethylenically unsaturated monomer. preferable.
  • An internal cross-linking agent may be used in the reverse phase suspension polymerization in each of the second and subsequent stages, if necessary. When an internal cross-linking agent is used, it is added within the range of the molar ratio of each component to the above-mentioned ethylenically unsaturated monomer based on the amount of the ethylenically unsaturated monomer provided in each stage, and the suspension is reversed. It is preferable to carry out turbid polymerization.
  • the temperature of the polymerization reaction varies depending on the radical polymerization initiator used, but by advancing the polymerization rapidly and shortening the polymerization time, the efficiency is improved and the heat of polymerization is easily removed to carry out the reaction smoothly. From the viewpoint, 20 to 150 ° C. is preferable, and 40 to 120 ° C. is more preferable.
  • the reaction time is usually 0.5-4 hours.
  • the completion of the polymerization reaction can be confirmed, for example, by stopping the temperature rise in the reaction system. As a result, the polymer of the ethylenically unsaturated monomer is usually obtained in the state of a hydrogel.
  • cross-linking may be performed after polymerization by adding a cross-linking agent to the obtained hydrogel polymer and heating it.
  • a cross-linking agent By carrying out cross-linking after polymerization, the degree of cross-linking of the hydrogel polymer can be increased, and the water absorption characteristics can be more preferably improved.
  • cross-linking agent for performing post-polymerization cross-linking examples include polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin; Compounds having two or more epoxy groups such as (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, and (poly) glycerin diglycidyl ether; epichlorohydrin, epibromhydrin, ⁇ -methylepicrolhydrin, etc.
  • polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane
  • glycerin polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin
  • Compounds having two or more epoxy groups such as (poly) ethylene glycol
  • Haloepoxy compounds compounds having two or more isocyanate groups such as 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; oxazoline compounds such as 1,2-ethylene bisoxazoline; carbonate compounds such as ethylene carbonate; bis [N , N-di ( ⁇ -hydroxyethyl)] hydroxyalkylamide compounds such as adipamide can be mentioned.
  • polyglycidyl compounds such as (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether are available. preferable.
  • These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the cross-linking agent used for the post-polymerization cross-linking is such that the obtained hydrogel-like polymer is appropriately cross-linked to exhibit suitable water absorption characteristics, and the amount is determined per mole of the ethylenically unsaturated monomer. It is preferably 0 to 0.03 mol, more preferably 0 to 0.01 mol, and even more preferably 0.00001 to 0.005 mol.
  • the time for adding the cross-linking after the polymerization may be after the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer used for the polymerization, and in the case of the multi-stage polymerization, it is preferably added after the multi-stage polymerization.
  • the cross-linking agent for post-polymerization cross-linking is used. From the viewpoint of water content (described later), it is preferable to add in the region of [water content ⁇ 3% by mass immediately after polymerization].
  • drying is performed in order to remove water from the obtained hydrogel polymer. Drying gives polymer particles containing a polymer of ethylenically unsaturated monomers.
  • a drying method for example, (a) in a state where the hydrogel-like polymer is dispersed in a hydrocarbon dispersion medium, co-boiling distillation is performed by heating from the outside, and the hydrocarbon dispersion medium is refluxed to remove water. Examples thereof include (b) a method of taking out the hydrogel polymer by decantation and drying under reduced pressure, and (c) a method of filtering the hydrogel polymer with a filter and drying under reduced pressure. Of these, the method (a) is preferably used because of its simplicity in the manufacturing process.
  • a powdery inorganic flocculant is added into the system.
  • a flocculant the particle size of the obtained water-absorbent resin particles can be increased.
  • powdered inorganic flocculants include silica, zeolite, bentonite, aluminum oxide, talc, titanium dioxide, kaolin, clay, hydrotalcite, etc. Among them, silica, aluminum oxide, talc from the viewpoint of coagulation effect. Alternatively, kaolin is preferable.
  • the powdery inorganic flocculant is previously dispersed in a hydrocarbon dispersion medium or water of the same type as that used in the polymerization, and then stirred.
  • a method of mixing in a hydrocarbon dispersion medium containing a hydrogel is preferable.
  • the surface portion of the hydrogel polymer may be crosslinked (surface crosslinked) using a crosslinking agent in the drying step or any subsequent step.
  • the surface cross-linking is preferably performed at a timing when the hydrogel polymer has a specific water content.
  • the time of surface cross-linking is preferably when the water content of the hydrogel polymer is 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, and even more preferably 15 to 35% by mass.
  • the water content (mass%) of the water-containing gel polymer is calculated by the following formula.
  • Moisture content [Ww / (Ww + Ws)] x 100
  • Ww When a powdered inorganic flocculant, a surface cross-linking agent, etc. are mixed in an amount obtained by subtracting the amount of water discharged to the outside of the system by the drying step from the amount of water contained in the aqueous liquid before polymerization in the entire polymerization step. The amount of water in the hydrogel polymer to which the amount of water used as needed is added.
  • Ws A solid content calculated from the amount of materials such as an ethylenically unsaturated monomer, a cross-linking agent, and an initiator that constitute a hydrogel polymer.
  • Examples of the surface cross-linking agent for performing surface cross-linking include compounds having two or more reactive functional groups.
  • Examples thereof include polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyglycerin; (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, Polyglycidyl compounds such as (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, trimethylpropan triglycidyl ether (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, (poly) glycerol polyglycidyl ether; epichlorohydrin, epibrom hydrin , Haloepoxy compounds such as ⁇ -methylepicrolhydrin; isocyanate compounds such as 2,4-tolylene diisocyanate
  • polyglycidyl compounds such as (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, and polyglycerol polyglycidyl ether are available. More preferred. These surface cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the surface cross-linking agent is usually 1 mol of the ethylenically unsaturated monomer used for the polymerization from the viewpoint of appropriately cross-linking the obtained hydrogel polymer to exhibit suitable water absorption characteristics.
  • the ratio is 0.00001 to 0.02 mol, preferably 0.00005 to 0.01 mol, and more preferably 0.0001 to 0.005 mol.
  • the amount of the surface cross-linking agent used is preferably 0.00001 mol or more. Further, it is preferably 0.02 mol or less from the viewpoint of increasing the water retention amount of the water-absorbent resin particles.
  • the polymerization reaction can be carried out using various stirrers having stirring blades.
  • a flat plate blade a lattice blade, a paddle blade, a propeller blade, an anchor blade, a turbine blade, a Faudler blade, a ribbon blade, a full zone blade, a max blend blade and the like can be used.
  • the flat plate blade has a shaft (stirring shaft) and a flat plate portion (stirring portion) arranged around the shaft.
  • the flat plate portion may have a slit or the like.
  • the cross-linking reaction in the polymer particles can be easily performed uniformly, and the gel outflow test force can be set within a desired range suitable for the present invention while maintaining water absorption characteristics such as water retention. Easy to adjust.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment may be composed of only polymer particles, but for example, an inorganic powder, a surfactant, an oxidizing agent, a reducing agent, a metal chelating agent, a radical chain inhibitor, and an antioxidant. , Antibacterial agents, deodorants, gel stabilizers, fluidity improvers (lubricants) and various additional ingredients can be further included. Additional components may be placed inside the polymer particles, on the surface of the polymer particles, or both.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment preferably contain inorganic particles.
  • the inorganic particles include silica particles such as amorphous silica.
  • the amorphous silica may be hydrophilic amorphous silica.
  • the inorganic particles can be arranged on the surface of the polymer particles.
  • the inorganic particles here usually have a minute size as compared with the size of the polymer particles.
  • the average particle size of the inorganic particles may be 0.1 to 50 ⁇ m, 0.5 to 30 ⁇ m, or 1 to 20 ⁇ m.
  • the average particle size here can be a value measured by a dynamic light scattering method or a laser diffraction / scattering method.
  • the amount of the inorganic particles added is within the above range, water-absorbent resin particles having good water-absorbing properties can be easily obtained.
  • the fluidity of the water-absorbent resin particles can be improved by adding 0.05 to 5 parts by mass of amorphous silica as inorganic particles to 100 parts by mass of the polymer particles.
  • the ratio of the inorganic particles to the mass of the polymer particles is 0.05% by mass or more, 0.1% by mass or more, 0.2% by mass or more, 0.5% by mass or more. , 1.0% by mass or more, or 1.5% by mass or more, 5.0% by mass or less, 3.5% by mass or less, 1.5% by mass or less, 1.0% by mass or less, 0 It may be 0.8% by mass or less, 0.5% by mass or less, or 0.3% by mass or less.
  • the method for producing water-absorbent resin particles according to the present embodiment may include a step of selecting water-absorbent resin particles having a gel outflow test force of 5 to 14 N measured by the above method.
  • the manufacturing method may include a step of measuring the gel outflow test force.
  • the properties of the water-absorbent resin particles to be selected include the above-mentioned aspects of the water-absorbent resin particles (for example, the physiological saline water retention amount in a specific range, the physiological saline water absorption amount in a specific range under a load of 4.14 kPa for 2 hours). Etc.) may be satisfied.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment have excellent absorbency of body fluids such as urine and blood.
  • body fluids such as urine and blood.
  • sanitary products such as disposable diapers, sanitary napkins and tampons, pet sheets, dog or cat toilet formulations and the like. It can be applied to fields such as animal excrement treatment materials.
  • the water-absorbent resin particles according to the present embodiment can be suitably used for an absorber.
  • the absorber according to the present embodiment contains water-absorbent resin particles.
  • the content of the water-absorbent resin particles in the absorber is 100 to 1000 g (that is, 100 to 1000 g / m) per square meter of the absorber from the viewpoint of obtaining sufficient liquid absorption performance when the absorber is used for an absorbent article. 2 ) is preferable, more preferably 150 to 800 g / m 2 , still more preferably 200 to 700 g / m 2 .
  • the content is preferably 100 g / m 2 or more from the viewpoint of exhibiting sufficient liquid absorption performance as an absorbent article and particularly suppressing liquid leakage.
  • the content is preferably 1000 g / m 2 or less from the viewpoint of suppressing the occurrence of the gel blocking phenomenon, exhibiting the diffusion performance of the liquid as an absorbent article, and further improving the permeation rate of the liquid.
  • the absorber may further include a fibrous material in addition to the water-absorbent resin particles.
  • the absorber may be, for example, a mixture containing water-absorbent resin particles and a fibrous substance.
  • the mass ratio of the water-absorbent resin particles in the absorber may be 2% by mass to 100% by mass, preferably 10% by mass to 80% by mass, based on the total of the water-absorbent resin particles and the fibrous material. , 20% by mass to 70% by mass, more preferably.
  • the structure of the absorber may be, for example, a form in which the water-absorbent resin particles and the fibrous material are uniformly mixed, and the water-absorbent resin particles are sandwiched between the fibrous material formed in a sheet or layer. It may be in a form or in any other form.
  • the fibrous material examples include finely pulverized wood pulp, cotton, cotton linter, rayon, cellulosic fibers such as cellulose acetate, and synthetic fibers such as polyamide, polyester, and polyolefin. Further, the fibrous material may be a mixture of the above-mentioned fibers.
  • the fibers may be adhered to each other by adding an adhesive binder to the fibrous material.
  • the adhesive binder include heat-sealing synthetic fibers, hot melt adhesives, adhesive emulsions and the like.
  • the heat-bondable synthetic fiber examples include a total fusion type binder such as polyethylene, polypropylene, and an ethylene-propylene copolymer, and a non-total fusion type binder having a side-by-side or core-sheath structure of polypropylene and polyethylene.
  • a total fusion type binder such as polyethylene, polypropylene, and an ethylene-propylene copolymer
  • non-total fusion type binder having a side-by-side or core-sheath structure of polypropylene and polyethylene.
  • hot melt adhesive examples include ethylene-vinyl acetate copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, and styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer.
  • a combination of a base polymer such as amorphous polypropylene and a tackifier, a plasticizer, an antioxidant and the like.
  • Adhesive emulsions include, for example, polymers of at least one monomer selected from the group consisting of methyl methacrylate, styrene, acrylonitrile, 2-ethylhexyl acrylate, butyl acrylate, butadiene, ethylene, and vinyl acetate. Be done. These adhesive binders may be used alone or in combination of two or more.
  • the absorber according to the present embodiment may further contain additives such as inorganic powder (for example, amorphous silica), deodorant, pigment, dye, antibacterial agent, fragrance, and adhesive. With these additives, various functions can be imparted to the absorber.
  • the absorber may contain inorganic powder in addition to the inorganic particles in the water-absorbent resin particles. Examples of the inorganic powder include silicon dioxide, zeolite, kaolin, clay and the like.
  • the shape of the absorber according to the present embodiment is not particularly limited, and may be, for example, a sheet shape.
  • the thickness of the absorber (for example, the thickness of the sheet-shaped absorber) may be, for example, 0.1 to 20 mm and 0.3 to 15 mm.
  • the absorbent article according to the present embodiment may include, for example, a core wrap, a liquid permeable top sheet, and a liquid permeable back sheet in addition to the absorbent body.
  • the core wrap retains the shape of the absorber.
  • the liquid permeable top sheet is arranged on the outermost side on the side where the liquid to be absorbed enters.
  • the liquid impermeable back sheet is arranged on the outermost side opposite to the side where the liquid to be absorbed enters.
  • absorbent articles examples include diapers (for example, paper diapers), toilet training pants, incontinence pads, sanitary products (sanitary napkins, tampons, etc.), sweat pads, pet sheets, simple toilet materials, animal excrement treatment materials, and the like. ..
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an absorbent article.
  • the absorbent article 100 shown in FIG. 1 includes an absorbent body 10, core wraps 20a and 20b, a liquid permeable top sheet 30, and a liquid permeable back sheet 40.
  • the liquid permeable back sheet 40, the core wrap 20b, the absorbent body 10, the core wrap 20a, and the liquid permeable top sheet 30 are laminated in this order.
  • FIG. 1 there is a portion shown so that there is a gap between the members, but the members may be in close contact with each other without the gap.
  • the absorber 10 has water-absorbent resin particles 10a and a fiber layer 10b containing a fibrous material.
  • the water-absorbent resin particles 10a are dispersed in the fiber layer 10b.
  • the core wrap 20a is arranged on one side of the absorber 10 (upper side of the absorber 10 in FIG. 1) in contact with the absorber 10.
  • the core wrap 20b is arranged on the other side of the absorber 10 (lower side of the absorber 10 in FIG. 1) in contact with the absorber 10.
  • the absorber 10 is arranged between the core wrap 20a and the core wrap 20b.
  • the core wrap 20a and the core wrap 20b have, for example, a main surface having the same size as the absorber 10.
  • the core wrap By using the core wrap, it is possible to maintain the shape-retaining property of the absorber and prevent the water-absorbent resin particles and the like constituting the absorber from falling off and flowing.
  • the core wrap include non-woven fabrics, woven fabrics, tissues, synthetic resin films having liquid permeation holes, net-like sheets having meshes, and the like, and from the viewpoint of economy, tissues made by wet-molding crushed pulp are preferable. Used.
  • the liquid permeable top sheet 30 is arranged on the outermost side on the side where the liquid to be absorbed enters.
  • the liquid permeable top sheet 30 is arranged on the core wrap 20a in contact with the core wrap 20a.
  • the liquid permeable back sheet 40 is arranged on the outermost side of the absorbent article 100 on the opposite side of the liquid permeable top sheet 30.
  • the liquid impermeable back sheet 40 is arranged under the core wrap 20b in contact with the core wrap 20b.
  • the liquid permeable top sheet 30 and the liquid permeable back sheet 40 have, for example, a main surface wider than the main surface of the absorber 10, and the liquid permeable top sheet 30 and the liquid permeable back sheet 40 have.
  • the outer edge extends around the absorber 10 and the core wraps 20a, 20b.
  • liquid permeable top sheet 30 examples include non-woven fabrics and porous sheets.
  • non-woven fabric examples include thermal-bonded non-woven fabric, air-through non-woven fabric, resin-bonded non-woven fabric, spunbond non-woven fabric, melt-blow non-woven fabric, spunbond / melt-blow / spunbond non-woven fabric, air-laid non-woven fabric, spunlace non-woven fabric, point-bond non-woven fabric and the like.
  • thermal bond non-woven fabrics, air-through non-woven fabrics, spunbond non-woven fabrics, and spunbond / melt blow / spunbond non-woven fabrics are preferably used.
  • a resin or fiber known in the art can be used, and polyethylene (from the viewpoint of liquid permeability, flexibility and strength when used in an absorbent article, polyethylene ( Polyester such as PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyester such as polyethylene naphthalate (PEN), polyamide such as nylon, rayon, other synthetic resins or fibers, Examples include cotton, silk, linen and pulp (polyethylene) fibers.
  • synthetic fibers are preferably used from the viewpoint of increasing the strength of the liquid permeable top sheet 30, and among them, polyolefin and polyester are preferable. These materials may be used alone or in combination of two or more kinds of materials.
  • the non-woven fabric used for the liquid permeable top sheet 30 has appropriate hydrophilicity from the viewpoint of improving the liquid absorption performance of the absorbent article. From this point of view, it is preferable that the hydrophilicity when measured according to the "hydrophilicity of the non-woven fabric" described in International Publication No. 2011/086843 (based on the pulp and paper test method No. 68 (2000)) is 5 to 200. Those of 10 to 150 are more preferable.
  • the non-woven fabric having such hydrophilicity among the above-mentioned non-woven fabrics, those in which the material itself exhibits appropriate hydrophilicity such as rayon fiber may be used, and hydrophobic chemicals such as polyolefin fiber and polyester fiber may be used.
  • a fiber may be used which has been hydrophilized by a known method to impart an appropriate degree of hydrophilicity.
  • Examples of the method for hydrophilizing chemical fibers include a method of obtaining a non-woven fabric by a spunbond method obtained by mixing a hydrophobic chemical fiber with a hydrophilic agent in a spunbonded non-woven fabric, and a spunbonded non-woven fabric using hydrophobic chemical fibers. Examples thereof include a method of accommodating a hydrophilic agent when producing the above, a method of impregnating the spunbonded non-woven fabric with a hydrophobic chemical fiber and then impregnating the hydrophilic agent.
  • Hydrophilic agents include anionic surfactants such as aliphatic sulfonates and higher alcohol sulfates, cationic surfactants such as quaternary ammonium salts, polyethylene glycol fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, and sorbitan fatty acids.
  • Nonionic surfactants such as esters, silicone-based surfactants such as polyoxyalkylene-modified silicones, and stain-releasing agents made of polyester-based, polyamide-based, acrylic-based, and urethane-based resins are used.
  • the non-woven fabric used for the liquid permeable top sheet 30 is appropriately bulky from the viewpoint of imparting good liquid permeability, flexibility, strength and cushioning property to the absorbent article and increasing the liquid penetration rate of the absorbent article. It is preferably high and has a large basis weight.
  • the basis weight of the non-woven fabric is preferably 5 to 200 g / m 2 , more preferably 8 to 150 g / m 2 , and even more preferably 10 to 100 g / m 2 .
  • the thickness of the non-woven fabric is preferably 20 to 1400 ⁇ m, more preferably 50 to 1200 ⁇ m, and even more preferably 80 to 1000 ⁇ m.
  • the liquid impermeable back sheet 40 prevents the liquid absorbed by the absorber 10 from leaking from the back sheet 40 side to the outside.
  • the liquid impermeable back sheet 40 is made of a liquid impermeable film mainly composed of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a breathable resin film, and a non-woven fabric such as spunbond or spunlace.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • a non-woven fabric such as spunbond or spunlace.
  • a composite film to which the above resin films are bonded, a spunbond / melt blow / spunbond (SMS) non-woven fabric in which a water-resistant melt-blown non-woven fabric is sandwiched between high-strength spunbond non-woven fabrics can be used.
  • the back sheet 40 should use a resin film having a basis weight of 10 to 50 g / m 2 mainly made of low density polyethylene (LDPE) resin. Can be done. In addition, when a breathable material is used, stuffiness during wearing is reduced, and discomfort given to the wearer can be reduced.
  • LDPE low density polyethylene
  • the magnitude relationship between the absorbent body 10, the core wraps 20a and 20b, the liquid permeable top sheet 30, and the liquid permeable back sheet 40 is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the use of the absorbent article and the like. Further, the method of retaining the shape of the absorber 10 by using the core wraps 20a and 20b is not particularly limited, and as shown in FIG. 1, the absorber may be sandwiched by a plurality of core wraps, and the absorber may be sandwiched by one core wrap. May be coated.
  • the absorber 10 may be adhered to the liquid permeable top sheet 30.
  • the liquid is guided to the absorbent body more smoothly, so that it is easy to obtain an excellent absorbent article by preventing liquid leakage.
  • the absorber 10 is sandwiched or covered by the core wrap, it is preferable that at least the core wrap and the liquid permeable top sheet 30 are adhered to each other, and it is more preferable that the core wrap and the absorber 10 are adhered to each other.
  • Examples of the bonding method include a method of applying a hot melt adhesive to the liquid permeable top sheet 30 at predetermined intervals in the width direction in a vertical stripe shape, a spiral shape, or the like, and bonding starch or carboxymethyl cellulose. , Polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and other methods of bonding using a water-soluble binder selected from water-soluble polymers.
  • a method of adhering by heat-sealing may be adopted.
  • the present invention also provides a method for measuring the gel outflow test force of water-absorbent resin particles.
  • the measuring method is to make a swelling gel by allowing the water-absorbent resin particles to absorb 29 times the amount of physiological saline as the water-absorbent resin particles under stirring, and to prepare a swelling gel, and a cylinder having an inner diameter of 5 cm having a hole with a diameter of 5 mm at the bottom. 20 g of the swelling gel is evenly placed in the cylinder, and the swelling gel in the cylinder is compressed at a rate of 10 mm / min using a jig having a diameter of 4.9 cm. This includes recording the test force at the time of outflow from the hole as the gel outflow test force. A more specific measurement method will be shown in Examples described later.
  • the present invention also provides a method for reducing the amount of reversion of an absorbent article, including setting the gel outflow test force of the water-absorbent resin particles measured by the above-mentioned measuring method to 5 to 14 N. A more specific method for measuring the gel outflow test force is shown in Examples described later.
  • the amount of saline water retention is set to 30 to 60 g / g, and the amount of water absorption of water-absorbent resin particles under a load of 4.14 kPa for 2 hours. May include setting 15 ml / g or more.
  • An example of a specific method for producing the water-absorbent resin particles having these predetermined properties is as described above.
  • the production conditions of the water-absorbent resin particles are selected so that the uniformity of cross-linking in the water-absorbent resin particles is high. Can be done.
  • Example 1 A round-bottomed cylindrical separable flask having an inner diameter of 11 cm and an internal volume of 2 L equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, a nitrogen gas introduction pipe, and a stirrer was prepared.
  • the stirrer was equipped with a stirrer blade (flat blade) 200 whose outline is shown in FIG.
  • the stirring blade 200 includes a shaft 200a and a flat plate portion 200b.
  • the flat plate portion 200b is welded to the shaft 200a and has a curved tip.
  • the flat plate portion 200b is formed with four slits S extending along the axial direction of the shaft 200a.
  • the four slits S are arranged in the width direction of the flat plate portion 200b, the width of the two inner slits S is 1 cm, and the width of the two outer slits S is 0.5 cm.
  • the length of the flat plate portion 200b is about 10 cm, and the width of the flat plate portion 200b is about 6 cm.
  • 293 g of n-heptane was added as a hydrocarbon dispersion medium to the above-mentioned separable flask, and a maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer (manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd., High Wax 1105A) was added as a polymer-based dispersant.
  • a mixture was obtained by adding 0.736 g.
  • the dispersant was dissolved by heating the mixture to 80 ° C. with stirring, and then the mixture was cooled to 50 ° C.
  • the prepared aqueous solution was added to the reaction solution in the separable flask, and the mixture was stirred for 10 minutes.
  • 0.736 g of sucrose stearic acid ester (Mitsubishi Chemical Foods Co., Ltd., Ryoto Sugar Ester S-370, HLB: 3) was heat-dissolved in 6.62 g of n-heptane as a surfactant to prepare a surfactant solution.
  • the surfactant solution was further added to the reaction solution, and the inside of the system was sufficiently replaced with nitrogen while stirring at a stirring speed of 425 rpm.
  • the flask was immersed in a water bath at 70 ° C. to raise the temperature, and polymerization was carried out for 60 minutes to obtain a first-stage polymerization slurry solution.
  • the inside of the separable flask system was cooled to 25 ° C. while stirring at a stirring speed of 650 rpm. Next, the entire amount of the aqueous solution in the second stage was added to the polymerized slurry solution in the first stage, and the inside of the system was replaced with nitrogen for 30 minutes. Then, the flask was immersed in a water bath at 70 ° C. again to raise the temperature, and the polymerization reaction was carried out for 60 minutes to obtain a hydrogel polymer.
  • 0.589 g of a 45% by mass diethylenetriamine-5 sodium acetate aqueous solution was added to the hydrogel polymer after the second stage polymerization under stirring. Then, the flask was immersed in an oil bath set at 125 ° C., and 234.6 g of water was extracted from the system while refluxing n-heptane by azeotropic distillation of n-heptane and water. Then, 4.42 g (0.507 mmol) of a 2% by mass ethylene glycol diglycidyl ether aqueous solution was added to the flask as a surface cross-linking agent, and the flask was kept at 83 ° C. for 2 hours.
  • n-heptane was evaporated at 125 ° C. and dried to obtain polymer particles (dried product).
  • the polymer particles are passed through a sieve having an opening of 850 ⁇ m, and 0.2% by mass of amorphous silica (Oriental Silicas Corporation, Toxile NP-S) with respect to the mass of the polymer particles is mixed with the polymer particles.
  • amorphous silica Oriental Silicas Corporation, Toxile NP-S
  • 232.1 g of water-absorbent resin particles containing amorphous silica were obtained.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles was 355 ⁇ m.
  • Example 2 233.0 g of water-absorbent resin particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water extracted to the outside of the system by azeotropic distillation was changed to 229.2 g.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles was 368 ⁇ m.
  • Example 3 231.0 g of water-absorbent resin particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water extracted to the outside of the system by azeotropic distillation was changed to 224.3 g.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles was 342 ⁇ m.
  • Example 4 232.3 g of water-absorbent resin particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water extracted to the outside of the system by azeotropic distillation was changed to 207.9 g.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles was 361 ⁇ m.
  • hydroxylethyl cellulose (Sumitomo Seika Co., Ltd., HEC AW-15F) as a thickener
  • 0.0736 g 0.0736 g (0.272 mmol) of potassium persulfate as a radical polymerization initiator
  • ethylene glycol diglycidyl as an internal cross-linking agent.
  • 0.010 g (0.057 mmol) of ether was added and dissolved to prepare an aqueous solution of the first stage.
  • the prepared aqueous solution was added to the reaction solution in the separable flask, and the mixture was stirred for 10 minutes.
  • 0.736 g of sucrose stearic acid ester (Mitsubishi Chemical Foods Co., Ltd., Ryoto Sugar Ester S-370, HLB: 3) was heat-dissolved in 6.62 g of n-heptane as a surfactant to prepare a surfactant solution.
  • the surfactant solution was further added to the reaction solution, and the inside of the system was sufficiently replaced with nitrogen while stirring at a stirring speed of 550 rpm.
  • the flask was immersed in a water bath at 70 ° C. to raise the temperature, and polymerization was carried out for 60 minutes to obtain a first-stage polymerization slurry solution.
  • the entire amount of the aqueous solution of the second stage is added to the polymerized slurry solution of the first stage.
  • the inside of the system was replaced with nitrogen for 30 minutes.
  • the flask was again immersed in a water bath at 70 ° C. to raise the temperature, and the polymerization reaction was carried out for 60 minutes to obtain a hydrogel polymer.
  • n-heptane was evaporated at 125 ° C. and dried to obtain polymer particles (dried product).
  • the polymer particles are passed through a sieve having an opening of 850 ⁇ m, and 0.5% by mass of amorphous silica (Oriental Silicas Corporation, Toxile NP-S) with respect to the mass of the polymer particles is mixed with the polymer particles.
  • amorphous silica Oriental Silicas Corporation, Toxile NP-S
  • 230.6 g of water-absorbent resin particles containing amorphous silica were obtained.
  • the medium particle size of the water-absorbent resin particles was 355 ⁇ m.
  • the gel outflow test force the amount of saline water absorbed under load, the amount of saline water retained, the medium particle size, and the amount of reversion of the absorbent article were evaluated by the following methods. ..
  • Test force measurement A small tabletop tester (EZtest, model number: EZ-SX) manufactured by Shimadzu Corporation and a measuring instrument shown in FIG. 3 were used to measure the gel outflow test force. The measurement was performed in an environment of 25 ° C. ⁇ 2 ° C. and a humidity of 50 ⁇ 10% (RH).
  • the transparent acrylic cylinder 51 has a hole having a diameter of 3.0 cm in the center of the bottom surface, and has an inner diameter of 5.0 cm and an outer diameter of 6.0 cm.
  • a metal disc 52 having a thickness of 3.0 mm and a diameter of 4.9 cm is contained in the cylinder 51.
  • a tapered hole whose diameter expands toward both surfaces is provided in the central portion of the disk 52, and the minimum diameter of the hole is 5.0 mm and the maximum diameter is 8.0 mm.
  • 20.0 g of the gel (swelling gel) of the swollen water-absorbent resin particles 10a was placed on the disc 52 in the cylinder 51, and the swollen gel was loosened with a spatula and arranged evenly in the cylinder 51.
  • the swelling gel was compressed as follows.
  • a jig 53 equipped with a disk having a diameter of 4.9 cm and a thickness of 1.2 cm at the tip of a handle having a length of 14 cm was attached to a load cell (load cell capacity: 50 N, manufactured by Shimadzu Corporation) of a small desktop tester.
  • a type (manufactured by Shimadzu Corporation) with a direct 3.0 cm hole in the center was used as the measuring table of the testing machine.
  • a cylinder 51 in which the swelling gel and the disc 52 were placed on the hole on the measuring table was placed directly under the jig 53 so that the bottom of the cylinder 51 was horizontal.
  • the jig 53 was mounted so that the disk was parallel to the bottom of the cylinder 51.
  • the jig 53 was manually lowered in the vertical direction until the tip of the jig 53 came into contact with the surface of the swollen gel and the test force slightly exceeded 0.01 N. Subsequent operations of the jig 53 mounted on the testing machine were performed by the Shimadzu autograph software Trapezium X (manufactured by Shimadzu Corporation). The jig 53 was further lowered in the vertical direction, and the load was applied to the swollen gel while increasing the load linearly. The gradient of load increase was 4.9 N / min. The jig 53 was stopped when the load cell sensed 4.9N. In order to reduce the void, 4.9N was maintained for 30 seconds after the jig 53 was stopped.
  • the swollen gel was compressed toward the bottom of the cylinder 51, and the test force was measured.
  • the test force at the time when the start of swelling gel outflow from the hole of the disk 52 was visually confirmed was defined as the gel outflow test force.
  • FIG. 4 shows an example of the gel outflow test force measurement result.
  • the displacement (moving distance) of the jig 53 increases, and the test force smoothly increases while the swelling gel is compressed.
  • the test force that has been increasing smoothly will increase while repeating the increase and decrease.
  • the time when the decrease in test force is first observed coincides with the time when it is visually confirmed that the swollen gel begins to flow out from the hole of the disc 52. That is, in the graph of FIG. 4, the gel outflow test force is the value of the test force peak immediately before the first decrease in the test force is observed, which is indicated by the arrow in the figure.
  • Table 1 The results are shown in Table 1.
  • the amount of physiological saline water absorption under a load of 4.14 kPa was measured using the measuring device outlined in FIG. The measurement was performed twice for one type of water-absorbent resin particles, and the average value was obtained.
  • the measuring device includes a burette unit 1, a clamp 3, a conduit 5, a gantry 11, a measuring table 13, and a measuring unit 4 placed on the measuring table 13.
  • the burette portion 1 includes a burette tube 21 on which a scale is described, a rubber stopper 23 for sealing the upper opening of the burette tube 21, a cock 22 connected to the tip of the lower portion of the burette tube 21, and a lower portion of the burette tube 21. It has an air introduction pipe 25 and a cock 24 connected to the burette.
  • the burette portion 1 is fixed by a clamp 3.
  • the flat plate-shaped measuring table 13 has a through hole 13a having a diameter of 2 mm formed in the central portion thereof, and is supported by a frame 11 having a variable height.
  • the through hole 13a of the measuring table 13 and the cock 22 of the burette portion 1 are connected by a conduit 5.
  • the inner diameter of the conduit 5 is 6 mm.
  • the measuring unit 4 has a cylinder 31 made of acrylic resin, a polyamide mesh 32 adhered to one opening of the cylinder 31, and a weight 33 movable in the vertical direction in the cylinder 31.
  • the cylinder 31 is placed on the measuring table 13 via the polyamide mesh 32.
  • the inner diameter of the cylinder 31 is 20 mm.
  • the opening of the polyamide mesh 32 is 75 ⁇ m (200 mesh).
  • the weight 33 has a diameter of 19 mm and a mass of 119.6 g, and a load of 4.14 kPa can be applied to the water-absorbent resin particles 10a uniformly arranged on the polyamide mesh 32 as described later.
  • the physiological saline water absorption capacity under a load of 4.14 kPa was measured by the measuring device shown in FIG. 5 in a room at 25 ° C. and a humidity of 50 ⁇ 10% (RH).
  • the cock 22 and the cock 24 of the burette section 1 were closed, and 0.9 mass% physiological saline adjusted to 25 ° C. was put into the burette tube 21 through the opening at the upper part of the burette tube 21.
  • the cock 22 and the cock 24 were opened after the upper opening of the burette tube 21 was sealed with the rubber stopper 23.
  • the inside of the conduit 5 was filled with 0.9% by mass saline solution 50 to prevent bubbles from entering.
  • the height of the measuring table 13 was adjusted so that the height of the water surface of the 0.9 mass% saline solution that reached the inside of the through hole 13a was the same as the height of the upper surface of the measuring table 13. After the adjustment, the height of the water surface of the 0.9 mass% saline solution 50 in the burette tube 21 was read by the scale of the burette tube 21, and the position was set as the zero point (reading value at 0 seconds).
  • the measuring unit 4 0.10 g of water-absorbent resin particles 10a are uniformly arranged on the polyamide mesh 32 in the cylinder 31, a weight 33 is arranged on the water-absorbent resin particles 10a, and the cylinder 31 is centered on the cylinder 31. It was installed so as to coincide with the conduit port at the center of the measuring table 13. The amount of decrease in the saline solution in the bullet tube 21 2 hours after the water-absorbent resin particles 10a started to absorb the saline solution from the conduit 5 (that is, the amount of the saline solution absorbed by the water-absorbent resin particles 10a).
  • a cotton bag (Membrod No. 60, width 100 mm ⁇ length 200 mm) weighing 2.0 g of water-absorbent resin particles was placed in a beaker containing 500 ml. Pour 500 g of 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution (physiological saline) into a cotton bag containing water-absorbent resin particles at a time so that maco cannot be formed, tie the upper part of the cotton bag with a rubber ring, and let it stand for 30 minutes. The water-absorbent resin particles were swollen with.
  • the cotton bag is dehydrated for 1 minute using a dehydrator (manufactured by Kokusan Co., Ltd., product number: H-122) set to have a centrifugal force of 167 G, and the cotton bag containing the swollen gel after dehydration is contained.
  • the mass Wb (g) of the above was measured.
  • the same operation was performed without adding the water-absorbent resin particles, the empty mass Wc (g) of the cotton bag when wet was measured, and the amount of physiological saline water retained was calculated from the following formula.
  • Water-absorbent resin particles were placed in the best combined sieve and classified according to JIS Z8815 (1994) using a low-tap shaker (manufactured by Iida Seisakusho Co., Ltd.). After classification, the mass of the water-absorbent resin particles remaining on each sieve was calculated as a mass percentage with respect to the total amount, and the particle size distribution was obtained. The relationship between the mesh size of the sieve and the integrated value of the mass percentage of the water-absorbent resin particles remaining on the sieve was plotted on a logarithmic probability paper by integrating the particle size distribution on the sieve in order from the one having the largest particle size. By connecting the plots on the probability paper with a straight line, the particle size corresponding to the cumulative mass percentage of 50% by mass was defined as the medium particle size.
  • an absorbent article for evaluation can be obtained. Obtained.
  • the evaluation absorbent article is placed on a horizontal table so that the surface provided with the liquid permeable sheet faces the upper surface, and a 100 mL liquid injection cylinder having an inner diameter 3 cm inlet is used as the evaluation absorbent article. I put it in the center of. 80 ml of physiological saline was put into the cylinder at one time. The cylinder was removed from the absorbent article and the absorbent article was allowed to stand as it was. The same operation was performed 30 minutes (second time) and 60 minutes (third time) after the start of the first test solution injection using the measuring instrument at the same position as the first test solution.

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Abstract

下記方法で測定されるゲル流出試験力が5~14Nである、吸水性樹脂粒子が開示される。ゲル流出試験力測定方法:吸水性樹脂粒子に、該吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製する。底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに上記膨潤ゲル20gを均等に入れる。直径4.9cmの治具を用いて上記シリンダー内の上記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、上記膨潤ゲルの一部が上記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録する。

Description

吸水性樹脂粒子
 本発明は、吸水性樹脂粒子に関する。
 吸水性樹脂は、衛生用品の分野で使用されている。具体的には、おむつ等の吸収性物品に含まれる吸収体の材料として使用されている(例えば特許文献1、2)。
特開2006-199805号公報 国際公開第2006/123561号
 吸収性物品が吸液した後で、装着者の体重等により吸収性物品に荷重がかかると、一旦は吸収された液体が吸収性物品の表面に逆戻りする場合がある。吸収性物品の吸収性能が不十分であると、逆戻り量が多くなる傾向がある。
 本発明は、吸収性物品における逆戻り量を低減することができる吸水性樹脂粒子を提供することを目的とする。
 本願発明者らは、意外にも膨潤ゲルの流出性が高い方が、吸収性物品における逆戻り量が低減されることを見出した。
 本発明の吸水性樹脂粒子は、下記方法で測定されるゲル流出試験力が5~14Nである。
 ゲル流出試験力測定方法:吸水性樹脂粒子に、該吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製する。底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに上記膨潤ゲル20gを均等に入れる。直径4.9cmの治具を用いて上記シリンダー内の上記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、上記膨潤ゲルの一部が上記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録する。
 上記吸水性樹脂粒子は、生理食塩水保水量が30~60g/gであることが好ましい。
 上記吸水性樹脂粒子は、4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量2時間値が15ml/g以上であることが好ましい。
 本発明はまた、吸水性樹脂粒子を含有する吸収体を提供する。
 本発明はまた、上記吸収体を備える吸収性物品を提供する。
 上記吸収性物品は、おむつであってよい。
 本発明はまた、吸水性樹脂粒子に、該吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製することと、底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに上記膨潤ゲル20gを均等に入れることと、直径4.9cmの治具を用いて上記シリンダー内の上記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、上記膨潤ゲルの一部が上記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録することとを含む、ゲル流出試験力の測定方法を提供する。
 本発明はまた、上記測定方法により測定されるゲル流出試験力が5~14Nである吸水性樹脂粒子を選別することを含む、吸水性樹脂粒子の製造方法を提供する。
 本発明はまた、上記測定方法により測定される吸水性樹脂粒子のゲル流出試験力を5~14Nとすることを含む、吸収性物品の逆戻り量を低減させる方法を提供する。
 本発明により、吸収性物品における逆戻り量を低減することができる吸水性樹脂粒子が提供される。
吸収性物品の一例を示す断面図である。 実施例で使用した撹拌翼の概形を示す平面図である。 ゲル流出試験力の測定器具を示す模式断面図である。 ゲル流出試験力測定結果の一例を示すグラフである。 荷重下吸水量の測定装置を示す概略図である。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
 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。「(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。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。「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。本明細書において生理食塩水は、特に断らない限り、濃度0.9質量%NaCl水溶液を指す。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、下記方法で測定されるゲル流出試験力が5~14Nである。
 ゲル流出試験力測定方法:吸水性樹脂粒子に、該吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製する。底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに上記膨潤ゲル20gを均等に入れる。直径4.9cmの治具を用いて上記シリンダー内の上記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、上記膨潤ゲルの一部が上記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録する。更に具体的な測定方法は後述の実施例に示される。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、ゲル流出試験力が13.5N以下、13N以下、12.5N以下であってもよい。吸水性樹脂粒子のゲル流出試験力は、例えば、6N以上、7N以上、8N以上、10N以上であってもよい。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子の生理食塩水の保水量は、下記の範囲が好ましい。保水量は、吸収性物品において優れた浸透速度を得やすい観点から、30g/g以上、35g/g以上、40g/g以上、43g/g以上、又は45g/g以上が好ましい。保水量は、吸収性物品において優れた浸透速度を得やすい観点から、80g/g以下、75g/g以下、70g/g以下、65g/g以下、60g/g以下、55g/g以下、52g/g以下、又は50g/g以下が好ましい。これらの観点から、保水量は、30~80g/gが好ましく、40~65g/gがより好ましい。保水量は、室温(25℃±2℃)における保水量であってよい。保水量は、後述する実施例に記載の方法によって測定できる。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子の4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量(荷重下吸水量)2時間値は、例えば、15ml/g以上であってよく、18ml/g以上、又は20ml/g以上であってもよい。4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量は、例えば、35ml/g以下、30ml/g以下、又は25ml/g以下であってもよい。4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量は、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。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は、250~850μm、300~700μm、又は300~600μmであってよい。本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、後述する製造方法により重合体粒子が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。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、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。すなわち、本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有することができる。
 上記単量体を重合させる方法としては、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含有する場合には、当該アミノ基は4級化されていてもよい。上記単量体が有するカルボキシル基及び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うる。これらの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。
 これらのなかでも、工業的に入手が容易という観点から、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。吸水特性をより高める観点から、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。
 単量体としては、上記のエチレン性不飽和単量体以外の単量体が一部使用されてもよい。このような単量体は、例えば、上記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(吸水性樹脂粒子を得るための単量体全量。例えば、架橋重合体の構造単位を与える単量体の全量。以下同様。)に対し70~100モル%であってよく、80~100モル%、90~100モル%、95~100モル%、又は100モル%であってよい。なかでも(メタ)アクリル酸及びその塩が、単量体全量に対し70~100モル%であってよく、80~100モル%、90~100モル%、95~100モル%、又は100モル%であってよい。「(メタ)アクリル酸及びその塩の割合」は、(メタ)アクリル酸及びその塩の合計量の割合を意味する。
 本実施形態によれば、吸水性樹脂粒子の一例として、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体を含む吸水性樹脂粒子であって、エチレン性不飽和単量体が、(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種の化合物を含み、(メタ)アクリル酸及びその塩の割合が、吸水性樹脂粒子を得るための単量体全量に対して70~100モル%である、吸水性樹脂粒子を提供することができる。
 エチレン性不飽和単量体は、通常、水溶液として用いるのが好適である。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、通常20質量%以上飽和濃度以下とすればよく、25~70質量%が好ましく、30~55質量%がより好ましい。使用される水としては、例えば、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、用いられるエチレン性不飽和単量体が酸基を含む場合、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、保水量などの吸水特性をより高める観点から、エチレン性不飽和単量体中の酸性基の10~100モル%、好ましくは50~90モル%、より好ましくは60~80モル%である。アルカリ性中和剤としては、例えば水酸化ナトリウム、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;アンモニア等が挙げられる。これらの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にして用いられてもよい。上述のアルカリ性中和剤は単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。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記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で、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が行われる。
 界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤及びアニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、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、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、及び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、例えば、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。これらのなかでも、W/O型逆相懸濁の状態が良好で、吸水性樹脂粒子が好適な粒子径で得られやすく、工業的に入手が容易であるという観点から、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。さらに、得られる吸水性樹脂粒子の吸水特性が向上するという観点から、界面活性剤は、ショ糖脂肪酸エステルを含むことがより好ましい。これらの界面活性剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
 界面活性剤の量は、使用量に対する効果が十分得られ、かつ経済的である観点から、エチレン性不飽和単量体水溶液100質量部に対して0.05~10質量部であることが好ましく、0.08~5質量部であることがより好ましく、0.1~3質量部であることが更に好ましい。
 また、上述した界面活性剤と共に、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、例えば、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。これらの高分子系分散剤のなかでも、特に、単量体の分散安定性の面から、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、酸化型エチレン・プロピレン共重合体を用いることが好ましい。これらの高分子系分散剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
 高分子系分散剤の量は、使用量に対する効果が十分得られ、かつ経済的である観点から、エチレン性不飽和単量体水溶液100質量部に対して0.05~10質量部であることが好ましく、0.08~5質量部であることがより好ましく、0.1~3質量部であることが更に好ましい。
 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、及び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。これらラジカル重合開始剤は、それぞれ単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。これらのなかでも、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、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塩酸塩が好ましく、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のアゾ系化合物がより好ましい。アゾ系化合物の割合は、ラジカル重合開始剤の全量に対して、20~100モル%が好ましく、35~90モル%がより好ましく、50~85モル%が更に好ましい。
 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。使用量が0.01モル以下であると、急激な重合反応が起こらない傾向がある。
 上記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。
 重合反応の際には、重合に用いるエチレン性不飽和単量体水溶液の中に、連鎖移動剤を含んでいてもよい。連鎖移動剤としては、例えば、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。
 また、吸水性樹脂粒子の粒子径を制御するために、重合に用いるエチレン性不飽和単量体水溶液の中に、増粘剤を含んでいてもよい。増粘剤としては、例えば、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、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸(部分)中和物、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を用いることができる。なお、重合時の撹拌速度が同じであれば、エチレン性不飽和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。
 炭化水素分散媒としては、例えば、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族炭化水素;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。これらの炭化水素分散媒は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。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の脂環族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。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、シクロヘキサン、又はこれらの両方を含んでいてもよい。また、同観点から、上記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くする観点から、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。
 通常、重合の際に自己架橋による内部架橋が生じ得るが、更に内部架橋剤を用いることで内部架橋を施し、吸水性樹脂粒子の吸水特性を制御してもよい。用いら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;上記ポリオール類とマレイン酸、フマール酸等の不飽和酸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;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ポリイソシアネートと(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;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α-メチルエピクロル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等の、反応性官能基を2個以上有する化合物等が挙げられる。これらの内部架橋剤のなかでも、ポリグリシジル化合物を用いることが好ましく、ジグリシジルエーテル化合物を用いることがより好ましく、(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、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルを用いることが特に好ましい。これらの架橋剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
 内部架橋剤の量は、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、充分な吸水量を示すようにする観点から、エチレン性不飽和単量体1モル当たり、0~0.03モルであることが好ましく、0.00001~0.01モルであることがより好ましく、0.00002~0.005モルであることが更に好ましい。
 エチレン性不飽和単量体、ラジカル重合開始剤、及び必要に応じて内部架橋剤等の成分を含む水相と、炭化水素系分散媒、界面活性剤、及び必要に応じて高分子系分散剤等の成分を含む油相とを混合して、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、及び必要に応じて高分子系分散剤の存在下に、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、界面活性剤や高分子系分散剤の添加時期は単量体水溶液添加の前後どちらであってもよい。
 そのなかでも、得られる吸水性樹脂に残存する炭化水素分散媒量を低減しやすいという観点から、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、更に界面活性剤を分散させてから重合を行うことが好ましい。
 このような逆相懸濁重合を、1段、又は2段以上の多段で行うことが可能である。また、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、上述したラジカル重合開始剤や内部架橋剤を、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、上述した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、経済性を高めるとともに、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、含水ゲルの状態で得られる。
 重合後、得られた含水ゲル状重合体に架橋剤を添加して加熱することで、重合後架橋を施してもよい。重合後架橋を行なうことで含水ゲル状重合体の架橋度を高めて、吸水特性をより好ましく向上させることができる。
 重合後架橋を行うための架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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;(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等の2個以上のエポキシ基を有する化合物;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、及びα-メチルエピクロル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、及びヘキサメチレンジイソシアネート等の2個以上のイソシアネート基を有する化合物;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等が挙げられる。これらのなかでも、(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、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が好ましい。これらの架橋剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
 重合後架橋に用いられる架橋剤の量は、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って好適な吸水特性を示すようにする観点から、エチレン性不飽和単量体1モル当たり、0~0.03モルであることが好ましく、0~0.01モルであることがより好ましく、0.00001~0.005モルであることが更に好ましい。
 重合後架橋の添加時期としては、重合に用いられるエチレン性不飽和単量体の重合後であればよく、多段重合の場合は、多段重合後に添加されることが好ましい。なお、重合時及び重合後の発熱、工程遅延による滞留、架橋剤添加時の系の開放、及び架橋剤添加に伴う水の添加等による水分の変動を考慮して、重合後架橋の架橋剤は、含水率(後述)の観点から、[重合直後の含水率±3質量%]の領域で添加することが好ましい。
 引き続き、得られた含水ゲル状重合体より水分を除去するために、乾燥を行なう。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)上記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。なかでも、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。
 吸水性樹脂粒子の粒子径の制御は、例えば、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、粉末状無機凝集剤を系内に添加することによって行うことができる。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。粉末状無機凝集剤の例としては、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、なかでも凝集効果の観点から、シリカ、酸化アルミニウム、タルク又はカオリンが好ましい。
 逆相懸濁重合において、粉末状無機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、粉末状無機凝集剤を予め分散させてから、撹拌下の含水ゲルを含む炭化水素分散媒中に混合する方法が好ましい。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子の製造においては、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。
 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水性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、粉末状無機凝集剤、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表面架橋剤としては、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。その例としては、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;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α-メチルエピクロル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が挙げられる。これらのなかでも、(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、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がより好ましい。これらの表面架橋剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
 表面架橋剤の量は、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、好ましくは0.00005~0.01モル、より好ましくは、0.0001~0.005モルの比である。
 重合体粒子の表面部分における架橋密度を十分に高め、吸水性樹脂粒子のゲル強度を高める観点から、表面架橋剤の使用量は0.00001モル以上であることが好ましい。また、吸水性樹脂粒子の保水量を高くする観点から0.02モル以下であることが好ましい。
 表面架橋反応後、公知の方法により、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。
 重合反応は、撹拌翼を有する各種撹拌機を用いて行うことができる。撹拌翼としては、平板翼、格子翼、パドル翼、プロペラ翼、アンカー翼、タービン翼、ファウドラー翼、リボン翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼等を用いることができる。平板翼は、軸(撹拌軸)と、軸の周囲に配置された平板部(撹拌部)とを有している。平板部は、スリット等を有していてもよい。撹拌翼として平板翼を用いた場合には、重合体粒子における架橋反応を均一に行いやすく、保水量等の吸水特性を維持しながらゲル流出試験力を本発明に好適とされる所望の範囲に調整しやすい。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は重合体粒子のみから構成されていてもよいが、例えば、無機粉末、界面活性剤、酸化剤、還元剤、金属キレート剤、ラジカル連鎖禁止剤、酸化防止剤、抗菌剤、消臭剤、ゲル安定剤、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。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。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、無機粒子を含むことが好ましい。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。非晶質シリカは、親水性非晶質シリカであってよい。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。無機粒子の添加量が上記範囲内であることによって、吸水特性が良好である吸水性樹脂粒子が得られやすい。
 例えば、重合体粒子100質量部に対し、無機粒子として0.05~5質量部の非晶質シリカを添加することで、吸水性樹脂粒子の流動性を向上させることができる。吸水性樹脂粒子が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、0.05質量%以上、0.1質量%以上、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、3.5質量%以下、1.5質量%以下、1.0質量%以下、0.8質量%以下、0.5質量%以下又は0.3質量%以下であってもよい。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子の製造方法は、上記方法により測定されるゲル流出試験力が5~14Nである吸水性樹脂粒子を選別する工程を含んでいてよい。上記製造方法は、ゲル流出試験力を測定する工程を含んでいてよい。選別される吸水性樹脂粒子の性質としては、上述した吸水性樹脂粒子の態様(例えば、特定範囲の生理食塩水保水量、特定範囲の4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量2時間値等)を満たすものであってもよい。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、尿、血液等の体液の吸収性に優れており、例えば、紙おむつ、生理用ナプキン、タンポン等の衛生用品、ペットシート、犬又は猫のトイレ配合物等の動物***物処理材などの分野に応用することができる。
 本実施形態に係る吸水性樹脂粒子は、吸収体に好適に用いることができる。本実施形態に係る吸収体は、吸水性樹脂粒子を含む。吸収体における吸水性樹脂粒子の含有量は、吸収体が吸収性物品に使用された際に十分な液体吸収性能を得る観点から、吸収体の1平米あたり100~1000g(すなわち100~1000g/m)であることが好ましく、より好ましくは150~800g/m、更に好ましくは200~700g/mである。吸収性物品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、上記含有量は100g/m以上であることが好ましい。ゲルブロッキング現象の発生を抑制し、吸収性物品として液体の拡散性能を発揮させ、液体の浸透速度を更に改善する観点から、上記含有量は1000g/m以下であることが好ましい。
 吸収体は、吸水性樹脂粒子に加えてさらに、繊維状物を備えていてよい。吸収体は、例えば、吸水性樹脂粒子及び繊維状物を含む混合物であってよい。吸収体における、吸水性樹脂粒子の質量割合は、吸水性樹脂粒子及び繊維状物の合計に対し、2質量%~100質量%であってよく、10質量%~80質量%であることが好ましく、20質量%~70質量%であることがより好ましい。吸収体の構成としては、例えば、吸水性樹脂粒子及び繊維状物が均一混合された形態であってよく、シート状又は層状に形成された繊維状物の間に吸水性樹脂粒子が挟まれた形態であってもよく、その他の形態であってもよい。
 繊維状物としては、例えば、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が挙げられる。また、繊維状物は、上述の繊維の混合物でもよい。
 吸収体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、例えば、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。
 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。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、酸化防止剤等との配合物が挙げられる。
 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択される少なくとも1つ以上の単量体の重合物が挙げられる。これら接着性バインダーは、単独で用いられてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
 本実施形態に係る吸収体は、無機粉末(例えば非晶質シリカ)、消臭剤、顔料、染料、抗菌剤、香料、粘着剤等の添加剤を更に含んでいてもよい。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。吸水性樹脂粒子が無機粒子を含む場合、吸収体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。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。
 本実施形態に係る吸収体の形状は、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。
 本実施形態に係る吸収性物品は、吸収体のほかに、例えば、コアラップ、液体透過性トップシート、液体不透過性バックシートを備えていてよい。コアラップは、吸収体を保形するものである。液体透過性トップシートは、吸液対象の液体が浸入する側の最外部に配置されるものである。液体不透過性バックシートは、吸液対象の液体が浸入する側とは反対側の最外部に配置されるものである。
 吸収性物品としては、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、衛生用品(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。
 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、コアラップ20a,20bと、液体透過性トップシート30と、液体不透過性バックシート40と、を備える。吸収性物品100において、液体不透過性バックシート40、コアラップ20b、吸収体10、コアラップ20a、及び液体透過性トップシート30がこの順に積層している。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。
 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。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。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。コアラップを用いることにより、吸収体の保形性を維持し、吸収体を構成する吸水性樹脂粒子等の脱落や流動を防止することができる。コアラップとしては、例えば、不織布、織布、ティッシュ、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、経済性の観点から、粉砕パルプを湿式成形してなるティッシュが好ましく用いられる。
 液体透過性トップシート30は、吸収対象の液体が浸入する側の最外部に配置されている。液体透過性トップシート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。液体不透過性バックシート40は、吸収性物品100において液体透過性トップシート30とは反対側の最外部に配置されている。液体不透過性バックシート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。液体透過性トップシート30及び液体不透過性バックシート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、液体透過性トップシート30及び液体不透過性バックシート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。
 液体透過性トップシート30としては、不織布、多孔質シート等が挙げられる。不織布としては、例えば、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、スパンボンド/メルトブロー/スパンボンド不織布、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等が挙げられる。なかでも、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、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。
 液体透過性トップシート30の構成素材としては、当該技術分野で公知の樹脂又は繊維を用いることができ、吸収性物品に用いられた際の液体浸透性、柔軟性及び強度の観点から、ポリエチレン(PE)、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)、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、レーヨン、その他の合成樹脂又は合成繊維、綿、絹、麻、パルプ(セルロース)繊維などが挙げられる。構成素材としては、液体透過性トップシート30の強度を高める等の観点から、合成繊維が好ましく用いられ、なかでもポリオレフィン、ポリエステルであることが好ましい。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。
 液体透過性トップシート30に用いられる不織布は、吸収性物品の液体吸収性能を向上させる観点から、適度な親水性を有していることが望ましい。当該観点から、国際公開第2011/086843号に記載の「不織布の親水度」(紙パルプ試験方法No.68(2000)に準拠)に従って測定したときの親水度が、5~200のものが好ましく、10~150のものがより好ましい。このような親水性を有する不織布は、上述の不織布のうち、レーヨン繊維のように素材自身が適度な親水度を示すものを用いたものでもよく、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に、公知の方法で親水化処理し、適度な親水度を付与したものを用いたものであってもよい。
 化学繊維の親水化処理の方法としては、例えば、スパンボンド不織布において、疎水性の化学繊維に親水化剤を混合したものを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、又は疎水性化学繊維でスパンボンド不織布を得た後に親水化剤を含浸させる方法等が挙げられる。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。
 液体透過性トップシート30に用いられる不織布は、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すること、並びに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、目付量が大きいことが好ましい。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、更に好ましくは10~100g/mである。また、不織布の厚さは、20~1400μmであることが好ましく、50~1200μmであることがより好ましく、80~1000μmであることが更に好ましい。
 液体不透過性バックシート40は、吸収体10に吸収された液体がバックシート40側から外部へ漏れ出すのを防止する。液体不透過性バックシート40には、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂を主体とした液不透過性フィルム、通気性の樹脂フィルム、スパンボンド又はスパンレース等の不織布に通気性の樹脂フィルムが接合された複合フィルム、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)不織布など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、バックシート40は、低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂を主体とした目付量10~50g/mの樹脂フィルムを使用することができる。また、通気性素材を用いた場合、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もできる。
 吸収体10、コアラップ20a,20b、液体透過性トップシート30、及び、液体不透過性バックシート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が挟持されていてよく、1枚のコアラップにより吸収体が被覆されていてもよい。
 吸収体10は、液体透過性トップシート30に接着されていてもよい。吸収体10と液体透過性トップシート30とを接着することで、液体がより円滑に吸収体に導かれるため、液体漏れ防止により優れた吸収性物品が得られやすい。吸収体10がコアラップにより挟持又は被覆されている場合、少なくともコアラップと液体透過性トップシート30とが接着されていることが好ましく、更にコアラップと吸収体10とが接着されていることがより好ましい。接着方法としては、例えば、ホットメルト接着剤を液体透過性トップシート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、スパイラル状等の形状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。
 本発明はまた、吸水性樹脂粒子のゲル流出試験力の測定方法を提供する。該測定方法は、吸水性樹脂粒子に、吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製することと、底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに上記膨潤ゲル20gを均等に入れることと、直径4.9cmの治具を用いて上記シリンダー内の上記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、上記膨潤ゲルの一部が上記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録することとを含む。更に具体的な測定方法は後述の実施例に示される。
 ゲル流出試験力が5~14Nである吸水性樹脂粒子を吸収性物品に用いると、吸収性物品の逆戻り量を低減することができる。したがって、本発明はまた、上述の測定方法により測定される吸水性樹脂粒子のゲル流出試験力を5~14Nとすることを含む、吸収性物品の逆戻り量を低減させる方法を提供する。ゲル流出試験力の更に具体的な測定方法は後述の実施例に示される。吸収性物品の逆戻り量を低減させる方法は、さらに例えば、生理食塩水保水量を30~60g/gとすること、吸水性樹脂粒子の4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量2時間値を15ml/g以上とすること等を含んでもよい。これら所定の性質を有する吸水性樹脂粒子の具体的な製造方法の例は上述のとおりである。吸水性樹脂粒子のゲル流出試験力を5~14Nとするには、例えば、吸水性樹脂粒子の製造条件を、吸水性樹脂粒子中の架橋の均一性が高くなるように選択することによって行うことができる。
 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>
[実施例1]
 還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び、撹拌機を備えた内径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。撹拌機には、図2に概形を示す撹拌翼(平板翼)200を取り付けた。撹拌翼200は、軸200a及び平板部200bを備えている。平板部200bは、軸200aに溶接されているとともに、湾曲した先端を有している。平板部200bには、軸200aの軸方向に沿って延びる4つのスリットSが形成されている。4つのスリットSは平板部200bの幅方向に配列されており、内側の二つのスリットSの幅は1cmであり、外側二つのスリットSの幅は0.5cmである。平板部200bの長さは約10cmであり、平板部200bの幅は約6cmである。続いて、上述のセパラブルフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gを添加し、高分子系分散剤として無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体(三井化学株式会社製、ハイワックス1105A)0.736gを添加することにより混合物を得た。この混合物を撹拌しつつ80℃まで昇温することにより分散剤を溶解した後、混合物を50℃まで冷却した。
 一方、内容積300mLのビーカーに、エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(1.03モル)を入れ、外部より冷却しつつ、20.9質量%の水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して75モル%の中和を行った。その後、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、HEC AW-15F)、ラジカル重合開始剤として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)、及び過硫酸カリウム0.018g(0.067ミリモル)、並びに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0.0046g(0.026ミリモル)を加えて溶解し、第1段目の水性液を調製した。
 調製した水性液を上記セパラブルフラスコ内の反応液に添加して、10分間撹拌した。次いで、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤としてショ糖ステアリン酸エステル(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、HLB:3)0.736gを加熱溶解して界面活性剤溶液を調製した。該界面活性剤溶液を反応液に更に添加して、撹拌機の回転数を425rpmとして撹拌しながら系内を窒素で十分に置換した。その後、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合を60分間行うことにより、第1段目の重合スラリー液を得た。
 一方、別の内容積500mLのビーカーにエチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.44モル)を入れ、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して75モル%の中和を行った。その後、ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩0.129g(0.476ミリモル)、及び過硫酸カリウム0.026g(0.096ミリモル)、並びに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0.0117g(0.067ミリモル)を加えて溶解し、第2段目の水性液を調製した。
 撹拌機の回転数を650rpmとして撹拌しながら、上記のセパラブルフラスコ系内を25℃に冷却した。次いで、上記第2段目の水性液の全量を、第1段目の重合スラリー液に添加して、系内を窒素で30分間置換した。その後、再度フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合反応を60分間行って含水ゲル状重合体を得た。
 第2段目の重合後の含水ゲル状重合体に、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0.589gを撹拌下で添加した。その後、125℃に設定した油浴にフラスコを浸漬し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留により、n-ヘプタンを還流しながら、234.6gの水を系外へ抜き出した。その後、フラスコに表面架橋剤として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時間保持した。
 その後、n-ヘプタンを125℃にて蒸発させて乾燥させることによって、重合体粒子(乾燥品)を得た。この重合体粒子を目開き850μmの篩を通過させ、重合体粒子の質量に対して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)を重合体粒子と混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子を232.1g得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は355μmであった。
[実施例2]
 共沸蒸留により系外へ抜き出す水の量を229.2gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、233.0gの吸水性樹脂粒子を得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は368μmであった。
[実施例3]
 共沸蒸留により系外へ抜き出す水の量を224.3gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、231.0gの吸水性樹脂粒子を得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は342μmであった。
[実施例4]
 共沸蒸留により系外へ抜き出す水の量を207.9gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、232.3gの吸水性樹脂粒子を得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は361μmであった。
[比較例1]
 還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、及び、撹拌機として翼径5cmの4枚傾斜パドル翼を2段で有する撹拌翼を備えた内径11cm、2L容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。上述のセパラブルフラスコに、炭化水素分散媒としてn-ヘプタン293gを添加し、高分子系分散剤として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を添加することにより混合物を得た。この混合物を撹拌しつつ80℃まで昇温することにより分散剤を溶解した後、混合物を50℃まで冷却した。
 一方、内容積300mLのビーカーに、エチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液92.0g(1.03モル)を入れ、外部より冷却しつつ、20.9質量%の水酸化ナトリウム水溶液147.7gを滴下して75モル%の中和を行った。その後、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、HEC AW-15F)、ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.0736g(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0.010g(0.057ミリモル)を加えて溶解し、第1段目の水性液を調製した。
 調製した水性液を上記セパラブルフラスコ内の反応液に添加して、10分間撹拌した。次いで、n-ヘプタン6.62gに界面活性剤としてショ糖ステアリン酸エステル(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、HLB:3)0.736gを加熱溶解して界面活性剤溶液を調製した。該界面活性剤溶液を反応液に更に添加して、撹拌機の回転数を550rpmとして撹拌しながら系内を窒素で十分に置換した。その後、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合を60分間行うことにより、第1段目の重合スラリー液を得た。
 一方、別の内容積500mLのビーカーにエチレン性不飽和単量体として80.5質量%のアクリル酸水溶液128.8g(1.44モル)を入れ、外部より冷却しつつ、27質量%の水酸化ナトリウム水溶液159.0gを滴下して75モル%の中和を行った。その後、ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.090g(0.333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0.012g(0.067ミリモル)を加えて溶解し、第2段目の水性液を調製した。
 撹拌機の回転数を1000rpmとして撹拌しながら、上記のセパラブルフラスコ系内を25℃に冷却した後、上記第2段目の水性液の全量を、第1段目の重合スラリー液に添加して、系内を窒素で30分間置換した。その後、再度、フラスコを70℃の水浴に浸漬して昇温し、重合反応を60分間行って、含水ゲル状重合体を得た。
 第2段目の重合後の含水ゲル状重合体に、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を撹拌下で添加した。その後、125℃に設定した油浴にフラスコを浸漬し、n-ヘプタンと水との共沸蒸留により、n-ヘプタンを還流しながら、271.4gの水を系外へ抜き出した。その後、フラスコに表面架橋剤として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6.40g(0.735ミリモル)を添加し、83℃で2時間保持した。
 その後、n-ヘプタンを125℃にて蒸発させて乾燥させることによって、重合体粒子(乾燥品)を得た。この重合体粒子を目開き850μmの篩を通過させ、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)を重合体粒子と混合し、非晶質シリカを含む吸水性樹脂粒子を230.6g得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は355μmであった。
[比較例2]
 共沸蒸留により系外へ抜き出す水の量を256.1gに変更したこと、表面架橋剤としてのエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液の添加量を4.42g(0.507ミリモル)に変更したこと、重合体粒子に対する非晶質シリカの混合量を0.1質量%に変更したこと以外は比較例1と同様にして、230.8gの吸水性樹脂粒子を得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は349μmであった。
[比較例3]
 共沸蒸留により系外へ抜き出す水の量を247.9gに変更したこと、表面架橋剤としてのエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液の添加量を4.42g(0.507ミリモル)に変更したこと以外は、比較例1と同様にして、231.0gの吸水性樹脂粒子を得た。吸水性樹脂粒子の中位粒子径は355μmであった。
 得られた吸水性樹脂粒子について、以下の方法により、ゲル流出試験力、荷重下での生理食塩水吸水量、生理食塩水保水量、中位粒子径、及び吸収性物品の逆戻り量を評価した。
<ゲル流出試験力の測定>
[膨潤ゲルの作製]
 25℃の生理食塩水58gが入った100mlガラスビーカーに、吸水性樹脂粒子2gを600rpmの撹拌下(スターラーチップ:長さ3cm、直径8mm、リング無し)で投入した。吸水性樹脂粒子が膨潤し、液表面の渦が収束したことが確認された後、撹拌を止めた。その後10分間静置することにより、吸水性樹脂粒子を30倍に膨潤させた膨潤ゲルを得た。
[試験力測定]
 ゲル流出試験力の測定には、株式会社島津製作所製の小型卓上試験機(EZtest、型番:EZ-SX)及び図3に示す測定器具を用いた。測定は25℃±2℃、湿度50±10%(RH)の環境下で行った。透明のアクリル製シリンダー51は、底面中央部に3.0cm径の穴を有し、内径5.0cm、外径6.0cmである。シリンダー51には、厚さ3.0mm、直径4.9cmの金属製ディスク52が入れられている。ディスク52の中央部には両表面に向かって径の広がるテーパー型の穴が設けられており、穴の最小径は5.0mm、最大径は8.0mmである。シリンダー51内のディスク52の上に、上記膨潤させた吸水性樹脂粒子10aのゲル(膨潤ゲル)20.0gを入れ、膨潤ゲルをスパチュラでほぐしながらシリンダー51内に均等になるよう配置した。
 膨潤ゲルの圧縮は以下のようにして行った。長さ14cmの柄の先端に直径4.9cm、厚さ1.2cmの円盤を備える治具53を小型卓上試験機のロードセル(ロードセル容量:50N、株式会社島津製作所製)に装着した。試験機の測定台として中央部に直系3.0cmの穴があるタイプ(株式会社島津製作所製)を用いた。上記測定台上の穴の上に膨潤ゲル及びディスク52を入れたシリンダー51を、シリンダー51の底部が水平になるように、治具53の真下に置いた。治具53は、円盤がシリンダー51の底部と平行になるように装着した。治具53の先端が膨潤ゲルの表面と接触して試験力が0.01Nをわずかに超えるまで、手動で治具53を鉛直方向に降下させた。試験機に装着した治具53のその後の操作は、島津オートグラフ用ソフトウェア トラペジウムX(株式会社島津製作所製)によって行った。治具53を鉛直方向に更に降下させ、膨潤ゲルに対し線形的に荷重を増加させながら印加していった。荷重の増加の勾配は4.9N/分とした。ロードセルが4.9Nを感知した時点で治具53を停止させた。空隙を低減するために、治具53が停止してから30秒間4.9Nを維持した。その後、10mm/分の速度で治具を下に押し込むことによって、膨潤ゲルをシリンダー51の底部に向かって圧縮し、試験力を測定した。ディスク52の穴から膨潤ゲルの流出開始が目視で確認された時点における試験力をゲル流出試験力とした。
 図4にゲル流出試験力測定結果の一例を示す。10mm/分の速度で押し込むことによる試験力の測定に際し、治具53の変位(移動距離)が増加するとともに、膨潤ゲルが圧縮されている間は試験力が滑らかに増加していく。膨潤ゲルがディスク52の穴から流出し始めると、滑らかに増加していた試験力は増減を繰り返しながら増加していくようになる。最初に試験力の減少が観察される時点と、ディスク52の穴から膨潤ゲルが流出し始めることを目視で確認される時点は一致している。すなわち、図4のグラフにおいて、ゲル流出試験力は、図中に矢印で示す最初に試験力の減少が観察される直前の試験力ピークの値である。結果を表1に示す。
<4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量の測定>
 4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量(荷重下吸水量)は、図5に概略を示す測定装置を用いて測定した。測定は、1種の吸水性樹脂粒子について2回行い、平均値を求めた。測定装置は、ビュレット部1、クランプ3、導管5、架台11、測定台13、及び測定台13上に置かれた測定部4を備えている。ビュレット部1は、目盛が記載されたビュレット管21と、ビュレット管21の上部の開口を密栓するゴム栓23と、ビュレット管21の下部の先端に連結されたコック22と、ビュレット管21の下部に連結された空気導入管25及びコック24とを有する。ビュレット部1はクランプ3で固定されている。平板状の測定台13は、その中央部に形成された直径2mmの貫通孔13aを有しており、高さが可変の架台11によって支持されている。測定台13の貫通孔13aとビュレット部1のコック22とが導管5によって連結されている。導管5の内径は6mmである。
 測定部4は、アクリル樹脂製の円筒31、円筒31の一方の開口部に接着されたポリアミドメッシュ32、及び円筒31内で上下方向に可動な重り33を有している。円筒31は、ポリアミドメッシュ32を介して、測定台13上に載置されている。円筒31の内径は20mmである。ポリアミドメッシュ32の目開きは、75μm(200メッシュ)である。重り33は、直径19mm、質量119.6gであり、後記するようにポリアミドメッシュ32上に均一に配置された吸水性樹脂粒子10aに対して4.14kPaの荷重を加えることができる。
 図5に示す測定装置による4.14kPa荷重下の生理食塩水吸水能の測定は、25℃、湿度50±10%(RH)の室内で行なった。まず、ビュレット部1のコック22及びコック24を閉め、25℃に調節された0.9質量%生理食塩水をビュレット管21上部の開口からビュレット管21に入れた。次に、ゴム栓23でビュレット管21の上部開口を密栓した後、コック22及びコック24を開けた。気泡が入らないよう導管5内部を0.9質量%食塩水50で満たした。貫通孔13a内に到達した0.9質量%食塩水の水面の高さが、測定台13の上面の高さと同じになるように、測定台13の高さを調整した。調整後、ビュレット管21内の0.9質量%食塩水50の水面の高さをビュレット管21の目盛で読み取り、その位置をゼロ点(0秒時点の読み値)とした。
 測定部4では、円筒31内のポリアミドメッシュ32上に0.10gの吸水性樹脂粒子10aを均一に配置し、吸水性樹脂粒子10a上に重り33を配置し、円筒31を、その中心部が測定台13中心部の導管口に一致するように設置した。吸水性樹脂粒子10aが導管5からの生理食塩水を吸水し始めた時から2時間後のビュレット管21内の生理食塩水の減少量(すなわち、吸水性樹脂粒子10aが吸水した生理食塩水量)Wa(ml)を読み取り、以下の式により吸水性樹脂粒子10aの4.14kPa荷重下の生理食塩水吸水能を算出した。結果を表1に示す。
 4.14kPa荷重下の生理食塩水吸水能(ml/g)=Wa(ml)/吸水性樹脂粒子の質量(g)
<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Wb(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Wc(g)を測定し、以下の式から生理食塩水保水量を算出した。生理食塩水保水量の測定は25℃±2℃、湿度50±10%(RH)の環境下で行った。結果を表1に示す。
 生理食塩水保水量(g/g)=[Wb-Wc]/2.0
<中位粒子径(粒度分布)の測定>
 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(株式会社飯田製作所製)を用いてJIS Z 8815(1994)に準じて分級した。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。
<吸収性物品逆戻り量の測定>
[吸収性物品の作製]
 気流型混合装置(有限会社オーテック社製、パッドフォーマー)を用いて、吸水性樹脂粒子10g及び粉砕パルプ6.8gを空気抄造によって均一混合することにより、40cm×12cmの大きさのシート状の吸収体を作製した。次に、当該吸収体と同じ大きさを有する坪量16g/mの2枚のティッシュッペーパーで吸収体の上下を挟んだ状態で、全体に196kPaの荷重を30秒間加えてプレスすることにより積層体を得た。さらに、上記吸収体と同じ大きさを有する坪量22g/mのポリエチレン-ポリプロピレン製のエアスルー型多孔質液体透過性シートを上記積層体の上面に配置することにより、評価用の吸収性物品を得た。
 上記評価用吸収性物品を、液体透過性シートが設けられた面が上面となるように水平の台上に置き、内径3cmの投入口を有する100mL容の液投入用シリンダーを評価用吸収性物品の中央部に置いた。上記シリンダー内に80mlの生理食塩水を一度に投入した。当該シリンダーを吸収性物品からはずし、吸収性物品をそのままの状態で静置した。1回目の試験液投入開始から30分後(2回目)及び60分後(3回目)にも、1回目と同じ位置に測定器具を用いて同様の操作を行った。3回目の投入から60分経過後、吸収性物品上の試験液投入位置付近に、あらかじめ質量(Wd(g))を測定しておいた10cm四方の濾紙を40枚置き、その上に底面が10cm×10cmの質量5kgの重りを載せた。5分間の荷重後、濾紙の質量(We(g))を測定し、増加した質量を逆戻り量(g)とした。逆戻り量の試験は25℃、湿度50%(RH)に調節された室内で行った。逆戻り量が小さいほど、吸収性物品として好ましいといえる。結果を表1に示す。実施例の吸水性樹脂粒子を用いた吸収性物品は、逆戻り量が低減されていることが示された。
 逆戻り量(g)=We-Wd
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 1…ビュレット部、3…クランプ、4…測定部、5…導管、10…吸収体、10a…吸水性樹脂粒子、10b…繊維層、11…架台、13…測定台、13a…貫通孔、20a,20b…コアラップ、21…ビュレット管、22…コック、23…ゴム栓、24…コック、25…空気導入管、30…液体透過性トップシート、31…円筒、32…ポリアミドメッシュ、33…重り、40…液体不透過性バックシート、51…シリンダー、52…ディスク、53…治具、100…吸収性物品、200…撹拌翼、200a…軸、200b…平板部、S…スリット。

Claims (9)

  1.  下記方法で測定されるゲル流出試験力が5~14Nである、吸水性樹脂粒子。
     ゲル流出試験力測定方法:吸水性樹脂粒子に、該吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製する。底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに前記膨潤ゲル20gを均等に入れる。直径4.9cmの治具を用いて前記シリンダー内の前記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、前記膨潤ゲルの一部が前記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録する。
  2.  生理食塩水保水量が30~60g/gである、請求項1に記載の吸水性樹脂粒子。
  3.  4.14kPa荷重下での生理食塩水吸水量2時間値が15ml/g以上である、請求項1又は2に記載の吸水性樹脂粒子。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の吸水性樹脂粒子を含有する、吸収体。
  5.  請求項4に記載の吸収体を備える、吸収性物品。
  6.  おむつである、請求項5に記載の吸収性物品。
  7.  吸水性樹脂粒子に、吸水性樹脂粒子の29倍量の生理食塩水を撹拌下で吸収させ、膨潤ゲルを作製することと、
     底部に直径5mmの穴を有する内径5cmのシリンダーに前記膨潤ゲル20gを均等に入れることと、
     直径4.9cmの治具を用いて前記シリンダー内の前記膨潤ゲルを10mm/分の速度で圧縮し、前記膨潤ゲルの一部が前記シリンダー底部の穴から流出した時点の試験力をゲル流出試験力として記録することとを含む、ゲル流出試験力の測定方法。
  8.  請求項7に記載の測定方法により測定されるゲル流出試験力が5~14Nである吸水性樹脂粒子を選別することを含む、吸水性樹脂粒子の製造方法。
  9.  請求項7に記載の測定方法により測定される吸水性樹脂粒子のゲル流出試験力を5~14Nとすることを含む、吸収性物品の逆戻り量を低減させる方法。
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