高吸水性ポリマー (SAP): 化学、吸収性、およびウェットティッシュの調達

適切な高吸水性ポリマー 2 グラムを親指で押すと、1 リットルの生理食塩水のほとんどを保持できます。この 1 つの特性により、SAP がおむつの芯、創傷被覆材、こぼれキット、ケーブル止水テープ、園芸用基材の内部に使用されている理由、および購入者が価格について議論するずっと前にテスト方法について議論している理由が説明されています。

このガイドでは、高吸水性ポリマーとは何か、3 つの主要な製造ルートでその挙動がどのように変化するか、現場のパフォーマンスを予測するデータシートの番号、衛生製品の吸収面がその横で使用されるウェットティッシュと接触する場所について説明します。

300～500回グレードと中和に応じて、1 グラムの高吸水性ポリマーが自由膨潤時に保持する純水の質量

高吸水性ポリマーとは何ですか?

高吸水性ポリマーは、軽く架橋された水不溶性ポリマーネットワークであり、水または生理食塩水中で自身の質量のおよそ 100 ～ 500 倍を吸収して保持し、溶解するのではなく膨潤してゲルになります。

作業定義 SAPはスラッシュパウダーとも呼ばれ、三次元ネットワーク上に構築された親水性ポリマーです。水は浸透圧によって入り込み、鎖に沿って荷電したカルボン酸基に結合し、架橋によってネットワークの溶解が妨げられるため、そこに留まります。

現在販売されている SAP のほとんどはポリアクリル酸ナトリウムです。アクリル酸は水酸化ナトリウムで通常 65 ～ 75% まで部分的に中和され、その後少量の架橋剤で重合されます。これらの架橋は、水溶性増粘剤を不溶性ネットワークに変えます。

300～500g/g 脱イオン水中で自由膨潤、商業衛生グレード

30～60g/g 負荷をかけない状態での 0.9% 生理食塩水での保持

0.3～0.7 psi 吸収負荷試験で一般的に使用される荷重

商用グレードの目安範囲。各数値を自社のサプライヤーからのロットレポートと照らし合わせて確認してください。

2 つの制限を覚えておく価値があります。 SAP は油ではなく水性液体を吸収するため、エンジンオイルに滴下された顆粒はただそこに留まるだけです。また、セルロースパルプとは異なり、SAP は液体を放出するのではなく圧力に抗して保持します。そのため、コアの大部分が SAP であり、吸湿のために少量のパルプが含まれています。

SAP の仕組み: クロスリンク密度と生産ルート

SAP の性能は原子炉で決まります。中和度、架橋剤の投与量、および重合経路によって、粒子が取り込む液体の量と、絞ったときに液体をどれだけ保持するかのバランスが決まります。

中和度: より中和された酸は浸透圧と自由膨潤を高めますが、ゲルを柔らかくすることができます。
架橋剤の用量: 架橋が増えると吸収性が低下し、ゲルの強度と荷重保持力が向上します。
表面架橋: 粒子が荷重下でも透過性を維持できるように、外殻を緻密にする後処理。
粒度分布: 約 150 マイクロメートル未満の微粒子は、粉塵やゲルのブロッキングを引き起こします。

表 1. 高吸水性ポリマーを製造するための 3 つの主要な産業ルートと、それぞれが購入者にとって何を意味するか。
ルート	粒子の形成	代表的な形状	一般的な最終用途
ゲル重合	バルク水性バッチ、その後乾燥、粉砕、ふるい分け	不規則で角張った幅広いサイズの広がり	工業用、農業用、流出防止グレード
溶液重合	連続水性ゲル、乾燥および粉砕、通常は表面架橋	不規則で密度の高いシェル	おむつ、パッド、その他の衛生コア
懸濁重合	炭化水素相に分散したモノマー液滴がビーズとして重合	球形に近い、サイズの広がりが狭い	ケーブル、医療および放出制御製品

2 つの SAP サンプルは両方とも 400 g/g 自由膨潤とラベル付けされていますが、おむつ内で完全に異なる挙動を示します。1 つは体重の下で液体を保持し、もう 1 つは液体を元に戻します。

私たちのチームは、このトピックの詳細な説明をガイドにまとめています。 SAP の仕組み、主要なアプリケーション、購入時の考慮事項 .

購入者が指定すべき主要なパフォーマンス指標

グレードが製品に適合するかどうかは、自由膨潤能力、遠心保持能力、荷重下での吸収力、粒度分布という 4 つの数値によって決まります。

自由膨潤容量 (FSC): 無負荷で乾燥ポリマー 1 グラムあたりに保持される液体。マーケティングには役立ちますが、漏れの予測としては弱いです。
遠心分離機保持容量 (CRC): 0.9% 塩化ナトリウム中で遠心分離した後に保持される生理食塩水。これは実際の使用に近い値です。
荷重下吸収 (AUL): 規定の圧力 (通常は 0.3 または 0.7 psi) を加えた状態で測定される保持力。漏れを追跡した図です。
粒度分布 (PSD): 供給挙動、粉塵やゲルのブロックを設定し、150 マイクロメートル未満の微粒子には通常キャップがかけられます。

適用負荷の増加に伴う生理食塩水の保持を示す

0psi 42g/g

0.3 psi 33g/g

0.7 psi 24g/g

1.0 psi 17g/g

参考値は説明のみを目的としています。テスト条件はサプライヤー間、および標準法と社内法の間で異なります。

試験圧力と生理食塩水濃度を除いた負荷下での吸収量の数値は仕様ではありません。ふるい範囲と一緒に両方を注文書に入れてください。

高いフリースウェル、低いAUL

キログラム当たりのコストが低い
純水を大量に吸収
圧力をかけると液体が戻ります
流出キット、園芸、脱水に適合

中程度のフリースウェル、高いAUL

表面架橋シェル
水分を体重以下に保ちます
データシート上のフリースウェルが低い
おむつ、成人用ケア、傷吸収剤に適合

さまざまな業界で SAP が使用されている場所

SAP は、液体を排出するのではなく捕捉して保持する必要があるあらゆる場所で使用され、使い捨て衛生、医療用吸収剤、食品包装、輸送の安全、農業および工業用水の管理に使用されます。

表 2. 一般的な高吸水性ポリマーの用途と各用途でポリマーが果たす役割。
アプリケーション	SAP が行うこと	代表的なフォーマット
赤ちゃんのおむつと大人の失禁	尿をコア内のジェルに閉じ込めます	フラッフパルプとブレンドされた顆粒 (多くの場合、コア質量の 30 ～ 50%)
フェミニンケア	かさばらずに薄いパッドに液体を保持します	層状コア内の細粒
創傷被覆材および手術用パッド	滲出液や体液を皮膚や器具から遠ざけます	繊維または顆粒を充填したパッド
食品包装	肉、魚、農産物からのドリップロスを吸収します。	吸収パッドとマット
流出防止キットとバイオハザードキット	こぼれたものを固化して安全に除去します	緩い顆粒と吸収性の枕
農業と園芸	根元に水を蓄え、ゆっくりと放出します。	基質に混合されたカリウムベースの顆粒
ケーブルと構造	ジョイントやテープへの水の浸入をブロックします。	パウダー、テープ、膨潤糸

30～50％最新のおむつのコアの質量のうち、薄型デザインで高吸水性ポリマーが占めることができる割合

成人の失禁ケアでは、2 つの製品ファミリーがどのようにして同じ発注書になるかを示しています。コアは吸収を行い、ワイプはクリーニングを行います。ほとんどの購入者は、その両方を 1 つの品質システムの下で実行するパートナーに求めています。

Custom Incontinence Wipes for Adult Care and Daily Hygiene

成人のケアと日常の衛生のためのカスタム失禁ワイプ吸収性コアにワイプが付属する成人の失禁ケアルーチンの場合、このカスタムオプションは柔らかい不織布と弱酸性の洗浄液を使用します。製品を見る→

農業は塩の選択が重要な分野です。たとえポリアクリル酸ナトリウムのコストが安くても、ナトリウムの蓄積は構造に悪影響を与えるため、カリウムベースの SAP が土壌に好まれます。

SAP とウェットワイプ: 2 つのカテゴリが出会う場所

高吸水性ポリマーがウェットティッシュ自体に浸透することはほとんどありません。パック内の架橋ネットワークがローションを吸収し、数週間以内にワイプが乾いて硬くなってしまうため、ポリマーはワイプの横に使用される吸収性コアまたはパッドに属します。

ワイプ製剤は逆のルートをたどります。ローションに使用されるポリマーは水溶性で非架橋であり、溶液中に留まるように選択されており、レシピは膨潤挙動ではなく防腐剤、pH、界面活性剤の決定に基づいて構築されています。

これらのカテゴリーは依然としてサプライチェーン内で一致しています。おしりふきと吸収性衛生製品は購入者、クリーンルーム要件、監査書類を共有しており、制御された環境ですでにおしりふきを実行しているメーカーは周囲の範囲をサポートできます。たとえば、Zhejiang StarryApex Biotechnology は、ISO 9001、ISO 22716、GMPC、ISO 13485、および BSCI 認証に基づいて 100,000 クラスの精製ワークショップでワイプを生産しており、吸収性製品の購入者が求める内容の多くをカバーしています。

バンドルする前に互換性をテストしてください。同じ小売キットに梱包されたワイプと吸収性コアは、香料、湿気、可塑剤が移行するため、輸送中に相互作用する可能性があります。アートワークを承認する前に、完成したパックに対して摂氏 40 度で 8 週間の保存期間テストを実行します。

おむつおしりふきとそれに付随するおむつは通常一緒に指定されるため、おしりふきの形式は基本的な設計に従います。