JP2000290381A - Production of water-absorbent resin - Google Patents

Production of water-absorbent resin

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JP2000290381A
JP2000290381A JP11101167A JP10116799A JP2000290381A JP 2000290381 A JP2000290381 A JP 2000290381A JP 11101167 A JP11101167 A JP 11101167A JP 10116799 A JP10116799 A JP 10116799A JP 2000290381 A JP2000290381 A JP 2000290381A
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JP
Japan
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water
absorbent resin
resin
surfactant
acid
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Application number
JP11101167A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikaya Kato
哉也 加藤
Hisakazu Tanaka
寿計 田中
Hideyuki Ishizu
秀行 石津
Shigeki Ideguchi
茂樹 井手口
Yoshiki Hasegawa
義起 長谷川
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a highly biodegradable water-absorbent resin excellent in water absorption characteristics by dispersing a biodegradable water- absorbent resin in a hydrophobic organic solvent in the presence of a surfactant, adding a hydrophilic or water-soluble crosslinker to the resultant suspension and heating the suspension to crosslink the vicinity of the surface of the resin. SOLUTION: A hydrophilic or water-soluble crosslinker reactive with two or more functional groups of a water-absorbent resin is used. A water-absorbent resin mainly comprising a polyamino acid and/or its salt, especially polyaspartic acid and/or its salt, is preferable. Preferably, the polyamino acid and/or its salt has a wt. average mol.wt. of 3,000 or higher. The resin may be a crosslinked one sand/or a radiation-cured one and/or a partially cured one. A suitable amount of the surfactant, preferably a nonionic surfactant, is 0.01-50 pts.wt. based on 100 pts.wt. hydrophobic organic solvent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表面架橋された吸
水性樹脂の製造方法に関するものである。更に詳しく
は、本発明は、吸水量、吸水速度、および膨潤ゲル強度
等の吸水諸特性に優れ、かつ高度な生分解性を有する吸
収性樹脂の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing a surface-crosslinked water-absorbing resin. More specifically, the present invention relates to a method for producing an absorbent resin having excellent water absorption properties such as water absorption, water absorption speed, and swelling gel strength, and having high biodegradability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来吸水性樹脂として、ポリアクリル酸
塩部分架橋物、デンプンアクリル酸共重合体の加水分解
物、ビニルアルコール−アクリル酸共重合体などが知ら
れている。またこれら吸水性樹脂の用途として、オムツ
や生理用品などの衛生用品等の衛生分野、医療分野、土
木・建築分野、食品分野、工業分野、土壌改質剤、農業
・園芸分野など多種多様な分野に利用されている。
2. Description of the Related Art Polyacrylate partially crosslinked products, starch acrylic acid copolymer hydrolysates, vinyl alcohol-acrylic acid copolymers and the like are conventionally known as water-absorbing resins. In addition, these water-absorbing resins are used in a wide variety of fields such as sanitary fields such as diapers and sanitary products, medical fields, civil engineering and construction fields, food fields, industrial fields, soil modifying agents, and agricultural and horticultural fields. It is used for

【0003】このような利用に対し吸水性樹脂に望まれ
ている特性としては、高吸水倍率、耐塩性、低水可溶
分、高吸水速度、高膨潤ゲル強度等があげられる。しか
しながら、これら特性間の関係は必ずしも正の相関性を
示さず、特に吸収倍率は耐塩性、低水可溶分、吸水速度
および膨潤ゲル強度と相反する関係にあり、吸水倍率の
高いものほどこれらの特性は低下してしまう。また、吸
水倍率の高いものの中には水性液体に接した場合にいわ
ゆる“ママコ”を形成してしまい、吸水性樹脂全体に水
が拡散せず、吸収速度の極端に低いものもある。
[0003] The properties desired of the water-absorbing resin for such uses include high water absorption, salt resistance, low water-soluble content, high water absorption rate, high swelling gel strength and the like. However, the relationship between these properties does not necessarily show a positive correlation, and in particular, the absorption capacity is opposite to the salt resistance, low water soluble content, water absorption rate and swelling gel strength, and the higher the water absorption capacity, the more these Characteristics are degraded. In addition, some of the materials having a high water absorption capacity form so-called "mamako" when they come into contact with an aqueous liquid, so that water does not diffuse throughout the water-absorbing resin and the absorption speed is extremely low.

【0004】これらの諸性質を改善するためにポリアク
リル酸塩部分架橋物、デンプンアクリル酸共重合体の加
水分解物において吸水性樹脂の表面近傍を更に架橋する
方法が知られている。具体的には、吸水性樹脂粉末と親
水性架橋剤を直接混合し、必要により加熱処理を行う方
法(特開昭58−180233号公報、特開昭59−1
89103号公報、特開昭61−16903号公報)、
吸水性樹脂を、水と親水性有機溶剤との混合溶媒中で、
または水の存在下に不活性溶媒中で、親水性架橋剤と反
応させる方法(特公昭60−18690号公報、特公昭
61−48521号公報)、吸水性樹脂を、界面活性剤
の存在下に疎水性有機溶剤中で分散させ、親水性架橋剤
を添加して反応させる方法(特公平5−81610号公
報、特開平5−156034号公報)等が知られてい
る。
[0004] In order to improve these properties, there is known a method of further cross-linking the vicinity of the surface of a water-absorbent resin in a partially cross-linked polyacrylate or a hydrolyzate of a starch acrylic acid copolymer. Specifically, a method in which a water-absorbent resin powder and a hydrophilic crosslinking agent are directly mixed and, if necessary, subjected to a heat treatment (JP-A-58-180233, JP-A-59-1)
89103, JP-A-61-16903),
Water-absorbent resin, in a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent,
Alternatively, a method of reacting with a hydrophilic crosslinking agent in an inert solvent in the presence of water (JP-B-60-18690, JP-B-61-48521), a method in which a water-absorbing resin is added in the presence of a surfactant A method of dispersing in a hydrophobic organic solvent, adding a hydrophilic cross-linking agent and reacting (Japanese Patent Publication No. 5-81610, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-15634) and the like are known.

【0005】しかし、先に挙げたポリアクリル酸(塩)
を主成分とする吸収性材料は生分解性をほとんど有して
いない。従って、該吸収性材料を廃棄物として処分する
際に、例えば埋め立て処理を行うと、土中の細菌や微生
物等によって分解されないので、環境汚染等の環境衛生
問題を引き起こす可能性がある。すなわち、ポリアクリ
ル酸(塩)を主成分とした吸収性材料は、廃棄後の環境
保全に対して問題がある。
However, the above-mentioned polyacrylic acid (salt)
Absorbent materials containing as a main component hardly have biodegradability. Therefore, when the absorbent material is disposed of as waste, for example, if it is landfilled, it is not decomposed by bacteria or microorganisms in the soil, and may cause environmental health problems such as environmental pollution. That is, an absorbent material containing polyacrylic acid (salt) as a main component has a problem with respect to environmental conservation after disposal.

【0006】生分解性を有する吸水性樹脂としては、多
糖類などの天然系樹脂、およびポリアミノ酸系樹脂など
が知られている。多糖類などの天然系樹脂としてはヒア
ルロン酸、およびアルカリゲネス族に属する微生物より
産出される多糖類が高吸水性を有することが知られてい
る(特開平4−200389号公報)。また、安価なセ
ルロース、デンプンを原料とする多糖類系の吸水性樹脂
としては、多糖類をアミノ酸類と混合し加熱乾燥して得
られる吸水性樹脂が知られている(特開平8−8979
6号公報)。ポリアミノ酸系樹脂についてはポリアスパ
ラギン酸のポリアミンによる部分架橋物を加水分解して
得られる吸水性樹脂(特開平7−309943号公報、
特開平9−169840号公報)、ポリアミン化合物が
リジン、オルニチン、シスチン、シスタミンなどのアミ
ノ酸である吸水性樹脂(特開平7−224163号公
報)、架橋剤がエチレングリコールグリシジルエーテル
などのジエポキシ化合物である吸水性樹脂(Polym.Mate
r.Sci.Eng.,79,232,1998)が知られている。またポリア
スパラギン酸(特開平9−202825号公報)、ポリ
グルタミン酸(特開平6−322358号公報)、ポリ
リジン(特開平8−175901号公報)、およびポリ
グルタミン酸とポリリジンの混合溶液(J.Appl.Polym.S
ci.,58,807,1995)にγ−放射線を照射してポリアミノ
酸架橋体を得る方法が知られている。
[0006] As biodegradable water-absorbing resins, natural resins such as polysaccharides and polyamino acid resins are known. As natural resins such as polysaccharides, it is known that hyaluronic acid and polysaccharides produced from microorganisms belonging to the Alcaligenes family have high water absorption (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-200389). Further, as an inexpensive polysaccharide-based water-absorbing resin using cellulose or starch as a raw material, a water-absorbing resin obtained by mixing a polysaccharide with an amino acid and drying by heating is known (JP-A-8-8979).
No. 6). As for the polyamino acid-based resin, a water-absorbing resin obtained by hydrolyzing a partially crosslinked product of polyaspartic acid with a polyamine (JP-A-7-309943,
JP-A-9-169840), a water-absorbent resin in which the polyamine compound is an amino acid such as lysine, ornithine, cystine and cystamine (JP-A-7-224163), and a crosslinking agent such as a diepoxy compound such as ethylene glycol glycidyl ether. Water absorbent resin (Polym.Mate
r.Sci.Eng., 79, 232, 1998). In addition, polyaspartic acid (JP-A-9-202825), polyglutamic acid (JP-A-6-322358), polylysine (JP-A-8-175901), and a mixed solution of polyglutamic acid and polylysine (J. Appl. Polym.S
ci., 58, 807, 1995), a method of irradiating γ-radiation to obtain a cross-linked polyamino acid is known.

【0007】これら生分解性を有している吸水性樹脂
も、先にあげた特性を向上させる場合、ポリアクリル酸
(塩)を主成分とする吸水性樹脂と同様の問題が生じ
る。
[0007] These water-absorbing resins having biodegradability also have the same problem as the water-absorbing resin containing polyacrylic acid (salt) as a main component when the above-mentioned properties are improved.

【0008】生分解性を有している吸水性樹脂の吸水諸
特性をバランス良く改良するための方法としての具体的
報告がほとんどなされていない。唯一、アミノ酸類によ
り架橋された多糖類である吸水性樹脂の表面近傍を表面
架橋剤で架橋する方法(特開平8−196901号公
報)が知られている。しかし、この技術は、乾燥した吸
水樹脂に架橋剤を直接噴霧あるいは滴下、混合し、樹脂
の表面に均一に架橋剤を分布させることが難しく、得ら
れた吸水性樹脂の表面架橋層が不均一になりやすい。
[0008] There is hardly any specific report as a method for improving the water absorption properties of a water-absorbing resin having biodegradability in a well-balanced manner. The only known method is to crosslink the vicinity of the surface of a water-absorbent resin, which is a polysaccharide crosslinked by amino acids, with a surface crosslinker (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-196901). However, in this technique, it is difficult to directly spray or drop and mix the crosslinking agent on the dried water-absorbing resin, and to distribute the crosslinking agent uniformly on the surface of the resin. Easy to be.

【0009】したがって、生分解性を有する吸水性樹脂
の吸水諸特性をバランス良く改良するための方法および
その樹脂として満足すべきものは現状では得られていな
い。
Therefore, a method for improving the water absorption properties of a biodegradable water-absorbing resin in a well-balanced manner and a satisfactory resin as the resin have not been obtained at present.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生分
解性を有する吸水性樹脂の表面を均一に架橋することに
よって、吸水量、吸水速度、および膨潤ゲル強度等の吸
水諸特性に優れ、かつ高度な生分解性を有する吸収性樹
脂の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to uniformly crosslink the surface of a biodegradable water-absorbing resin, thereby improving water absorption properties, such as water absorption, water absorption speed, and swollen gel strength. Another object of the present invention is to provide a method for producing an absorbent resin having high biodegradability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、界面活性剤の存在
下で、生分解性を有する吸水性樹脂を疎水性有機溶剤中
に分散させた懸濁液に、該吸水性樹脂がもつ官能基の2
個以上と反応しうる親水性または水溶性架橋剤を添加、
加熱し、該吸水性樹脂の表面近傍を架橋させることによ
り、吸水量、吸水速度、および膨潤ゲル強度等の吸水諸
特性に優れ、かつ高度な生分解性を有する吸水性樹脂が
得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a biodegradable water-absorbing resin can be dissolved in a hydrophobic organic solvent in the presence of a surfactant. To the functional group of the water-absorbent resin.
Add a hydrophilic or water-soluble crosslinking agent that can react with more than one,
By heating and crosslinking the vicinity of the surface of the water-absorbent resin, it is possible to obtain a water-absorbent resin having excellent water absorption properties such as water absorption, water absorption speed, and swelling gel strength, and having high biodegradability. They have found and completed the present invention.

【0012】すなわち[I]本発明は、界面活性剤の存
在下で、生分解性を有する吸水性樹脂を疎水性有機溶剤
中に分散させた懸濁液に、該吸水性樹脂がもつ官能基の
2個以上と反応しうる親水性または水溶性架橋剤を添加
し、加熱することにより、該吸水性樹脂の表面近傍を架
橋することを特徴とする吸水性樹脂の製造方法を提供す
るものであり、[II]本発明は、生分解性を有する吸水
性樹脂が、ポリ酸性アミノ酸および/またはその塩から
なる樹脂である上記[I]記載の吸水性樹脂の製造方法
を提供するものであり、また[III]本発明は、界面活
性剤が非イオン性界面活性剤である請求項1又は2記載
の吸水性樹脂の製造方法を提供するものであり、[IV]
本発明は、吸水性樹脂が、生理食塩水の吸水倍率が10
g/g以上の樹脂である上記[I]〜[III]のいずれ
か記載吸水性樹脂の製造方法を提供するものである。
That is, [I] The present invention relates to a method in which a suspension in which a biodegradable water-absorbing resin is dispersed in a hydrophobic organic solvent in the presence of a surfactant is added to a functional group of the water-absorbing resin. A method for producing a water-absorbent resin, characterized in that a hydrophilic or water-soluble crosslinker capable of reacting with two or more of the above is added and heated to crosslink the vicinity of the surface of the water-absorbent resin. [II] The present invention provides the method for producing a water-absorbent resin according to the above [I], wherein the biodegradable water-absorbent resin is a resin comprising a polyacidic amino acid and / or a salt thereof. [III] The present invention provides the method for producing a water-absorbent resin according to claim 1 or 2, wherein the surfactant is a nonionic surfactant, [IV]
In the present invention, the water-absorbent resin has a water absorption capacity of physiological saline of 10
It is intended to provide a method for producing a water-absorbent resin according to any one of the above [I] to [III], wherein the resin is g / g or more.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明は、吸水性樹脂を界面活性
剤の存在下、不活性な疎水性有機溶剤中に分散すること
により得られる吸水性樹脂の懸濁液に、親水性または水
溶性架橋剤を添加、分散させて、反応させることにより
表面近傍を架橋することにより達成されるものであり、
次の5つの工程からなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method for preparing a suspension of a water-absorbent resin obtained by dispersing a water-absorbent resin in an inert hydrophobic organic solvent in the presence of a surfactant. Is achieved by adding, dispersing, and reacting a reactive cross-linking agent to cross-link the surface vicinity.
It consists of the following five steps.

【0014】すなわち、(1)界面活性剤の存在下で、
生分解性を有する吸水性樹脂を疎水性有機溶剤中に均一
に分散させて、該吸水性樹脂の内部に該界面活性剤が実
質的に浸透することなく、該吸水性樹脂の表面が該界面
活性剤により被覆された懸濁液を得る工程; (2)該懸濁液に該吸水性樹脂がもつ官能基の2個以上
と反応しうる親水性または水溶性架橋剤を添加して、該
架橋剤を該界面活性剤により該懸濁液中で微細な液滴と
なり、均一に分散させる工程; (3)該架橋剤が該吸水性樹脂の表面に、該吸水性樹脂
の内部に該架橋剤が実質的に浸透することなく、接触さ
せ、反応させる工程; (4)表面架橋された吸水性樹脂と該架橋剤と該界面活
性剤との混合物が、該有機溶剤と分離され、表面架橋さ
れた該吸水性樹脂と該架橋剤が有意に反応しない、また
は、反応するような条件下で乾燥する工程;および
(5)任意に乾燥した表面架橋された吸収性樹脂の粒度
を機械的手段によって減ずる工程 からなる。
That is, (1) in the presence of a surfactant,
The water-absorbent resin having biodegradability is uniformly dispersed in a hydrophobic organic solvent so that the surfactant does not substantially penetrate into the water-absorbent resin. Obtaining a suspension coated with an activator; (2) adding a hydrophilic or water-soluble crosslinking agent capable of reacting with two or more of the functional groups of the water-absorbent resin to the suspension; A step of dispersing the crosslinking agent into fine droplets in the suspension by the surfactant and dispersing the droplets uniformly; (3) the crosslinking agent crosslinks the surface of the water-absorbent resin and the interior of the water-absorbent resin; Contacting and reacting the agent without substantially penetrating the agent; (4) a mixture of the surface-crosslinked water-absorbent resin, the crosslinking agent and the surfactant is separated from the organic solvent, and the surface is crosslinked. The water-absorbing resin and the cross-linking agent do not react significantly, or under such conditions as to react Comprising the step of reducing by mechanical means and (5) the particle size of the optionally dry surface crosslinked absorbent resin; 燥 to process.

【0015】本発明で用いられる生分解性を有する吸水
性樹脂としては、特に限定されるものではないが、先に
挙げた多糖類などの天然系樹脂、およびポリアミノ酸系
樹脂等が挙げられる。これら生分解性を有する吸水性樹
脂の中で、吸水性能と生分解性においてバランスのとれ
ている点で、ポリ酸性アミノ酸および/またはその塩を
主成分として用いるのが好ましい。
The biodegradable water-absorbing resin used in the present invention is not particularly limited, but includes natural resins such as the above-mentioned polysaccharides and polyamino acid resins. Among these biodegradable water-absorbing resins, it is preferable to use a polyacidic amino acid and / or a salt thereof as a main component in terms of a balance between water absorption performance and biodegradability.

【0016】本発明に使用されるポリ酸性アミノ酸系樹
脂としては、ポリグルタミン酸および/またはその塩、
ポリアスパラギン酸および/またはその塩、それらのコ
ポリマー、誘導体、およびそれらの混合物を主成分とし
て使用できる。これらのうちポリアスパラギン酸および
/またはその塩がより好ましい。
The polyacid amino acid resin used in the present invention includes polyglutamic acid and / or a salt thereof,
Polyaspartic acid and / or its salts, their copolymers, derivatives and mixtures thereof can be used as the main component. Among these, polyaspartic acid and / or a salt thereof are more preferred.

【0017】ポリ酸性アミノ酸および/またはその塩の
分子量としては、水不溶性の架橋体を得るためには高分
子量体が有利であり、好ましくは重量平均分子量で3,
000以上であり、さらに5,000以上であることが
好ましい。
The molecular weight of the polyacidic amino acid and / or its salt is preferably a high molecular weight in order to obtain a water-insoluble crosslinked product, and is preferably 3,3 in weight average molecular weight.
000 or more, and more preferably 5,000 or more.

【0018】上記ポリ酸性アミノ酸および/またはその
塩の製造方法については特に限定されない。たとえば
(a)L−グルタミン酸を含む培地中でポリ−γ−グル
タミン酸生産菌を培養することによりポリ−γ−グルタ
ミン酸を製造する方法、(b)D/L−アスパラギン酸
を加熱脱水縮合することによりポリアスパラギン酸、お
よび/またはポリアスパラギン酸塩を製造する方法、
(c)D/L−アスパラギン酸を燐酸などの触媒の存在
下加熱脱水縮合することによりポリアスパラギン酸、お
よび/またはポリアスパラギン酸塩を製造する方法、
(d)適当な溶媒中で、D/L−アスパラギン酸を燐酸
などの触媒の存在下加熱脱水縮合することによりポリア
スパラギン酸、および/またはポリアスパラギン酸塩を
製造する方法、(e)無水マレイン酸、フマル酸、リン
ゴ酸などとアンモニアを加熱反応させマレイミド、マレ
アミド、マレアミド酸、もしくはマレイン酸アンモニウ
ムを経てポリアスパラギン酸、および/またはポリアス
パラギン酸塩を製造する方法、(f)無水マレイン酸、
フマル酸、リンゴ酸などとアンモニアを加熱反応させマ
レイミド、マレアミド、もしくはマレイン酸アンモニウ
ムを生産し、燐酸などの触媒の存在下ポリアスパラギン
酸、および/またはポリアスパラギン酸塩を製造する方
法が挙げられる。
The method for producing the polyacid amino acid and / or salt thereof is not particularly limited. For example, (a) a method of producing poly-γ-glutamic acid by culturing a poly-γ-glutamic acid-producing bacterium in a medium containing L-glutamic acid, and (b) heating and dehydrating and condensing D / L-aspartic acid A method for producing polyaspartic acid and / or polyaspartate,
(C) a method for producing polyaspartic acid and / or polyaspartate by subjecting D / L-aspartic acid to thermal dehydration condensation in the presence of a catalyst such as phosphoric acid;
(D) a method for producing polyaspartic acid and / or polyaspartic acid salt by subjecting D / L-aspartic acid to heat dehydration condensation in a suitable solvent in the presence of a catalyst such as phosphoric acid, (e) maleic anhydride A method for producing polyaspartic acid and / or polyaspartic acid via an acid, fumaric acid, malic acid and the like and ammonia through a maleimide, maleamide, maleamic acid or ammonium maleate, (f) maleic anhydride,
A method in which ammonia is reacted with fumaric acid, malic acid, or the like under heat to produce maleimide, maleamide, or ammonium maleate, and polyaspartic acid and / or polyaspartate is produced in the presence of a catalyst such as phosphoric acid.

【0019】これらの反応をL−アスパラギン酸につい
て示せば下式の通りである。
These reactions are shown below for L-aspartic acid.

【0020】[0020]

【化1】 Embedded image

【0021】本発明に使用される生分解性を有する吸水
性樹脂は、本発明の目的を損なわない限りにおいて、架
橋性化合物および/または放射線による架橋体および/
または部分架橋体であっても良い。
The biodegradable water-absorbing resin used in the present invention may be a crosslinkable compound and / or a crosslinked product by radiation and / or as long as the object of the present invention is not impaired.
Alternatively, it may be a partially crosslinked product.

【0022】架橋性化合物としては、例えばエポキシ架
橋剤、ポリアミン架橋剤、オキサゾリン架橋剤、アジリ
ジン架橋剤、カルボジイミド架橋剤、多価アルコール
類、イソシアネート架橋剤、およびタンパク質類が挙げ
られる。
Examples of the crosslinking compound include an epoxy crosslinking agent, a polyamine crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, a polyhydric alcohol, an isocyanate crosslinking agent, and a protein.

【0023】これらのうち、エポキシ架橋剤としては、
エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレン
グリコールジグリシジルエーテル、グリセリン−1,3
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ビスフェノールA−エピクロロヒドリ
ン型エポキシ樹脂が例示される。
Among these, epoxy crosslinking agents include:
Ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerin-1,3
Examples thereof include diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, and bisphenol A-epichlorohydrin type epoxy resin.

【0024】ポリアミン架橋剤としては、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、ヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルポリアミ
ンなどの鎖状脂肪族ポリアミン、メンセンジアミン、イ
ソホロンジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)
メタン3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,
8,10−テトラオキサンピロ[5,5]ウンデカンなど
の環状脂肪族ポリアミン、m−キシレンジアミン、p−
キシレンジアミン等の芳香族ポリアミン、ダイマー酸と
脂肪族ポリアミンとから得られるポリアミド類、及びリ
ジンなどの塩基性アミノ酸が例示される。
Examples of the polyamine crosslinking agent include linear aliphatic polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, and polyetherpolyamine; mensendiamine; isophoronediamine; 4-aminocyclohexyl)
Methane 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4
Cycloaliphatic polyamines such as 8,10-tetraoxane pyro [5,5] undecane, m-xylenediamine, p-
Examples thereof include aromatic polyamines such as xylene diamine, polyamides obtained from dimer acid and aliphatic polyamine, and basic amino acids such as lysine.

【0025】オキサゾリン架橋剤としては2,2‘−ビ
ス(2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(3−メチル
−2−オキサゾリン)、1,4−ビス(2−(4−メチ
ル−5−フェニルオキサゾリン))ベンゼン、2,2’
−(1,4−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリ
ン)、2,2’−(1,3−フェニレン)−ビス(2−
オキサゾリン)が例示される。
As the oxazoline crosslinking agent, 2,2'-bis (2-oxazoline), 2,2'-bis (3-methyl-2-oxazoline), 1,4-bis (2- (4-methyl-5 -Phenyloxazoline)) benzene, 2,2 ′
-(1,4-phenylene) -bis (2-oxazoline), 2,2 ′-(1,3-phenylene) -bis (2-
Oxazoline).

【0026】アジリジン架橋剤としては、2,2−ビス
ヒドキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アジリ
ジニル)プロピネ−ト]、ジフェニルメタン−ビス−
4,4−N,N’−エチレンウレア、ヘキサメチレン−
ビス−ω,ω−N,N’−エチレンウレア、テトラメチ
レン−ビス−N,N’−エチレンウレア、トリフェニル
メタン−4,4’,4”−テトラメチレン−ビス−N,
N’−エチレンウレア、p−フェニレンビスエチレンウ
レア、m−トルイレン−ビス−N,N’−エチレンウレ
ア、カルボニルビスアジリジンおよびこれらのメチル誘
導体、2−(1−アジリジニル)エチル−メタクリレー
トおよびその共重合体などが例示される。
Examples of the aziridine crosslinking agent include 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-aziridinyl) propionate] and diphenylmethane-bis-
4,4-N, N'-ethyleneurea, hexamethylene-
Bis-ω, ω-N, N′-ethyleneurea, tetramethylene-bis-N, N′-ethyleneurea, triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -tetramethylene-bis-N,
N'-ethyleneurea, p-phenylenebisethyleneurea, m-toluylene-bis-N, N'-ethyleneurea, carbonylbisaziridine and their methyl derivatives, 2- (1-aziridinyl) ethyl-methacrylate and copolymers thereof Coalescence is exemplified.

【0027】カルボジイミド化合物として、ジシクロヘ
キシルカルボジミド、ジフェニルカルボジミドまたはジ
−(ジイソプロピル)フェニルカルボジミドなどをはじ
め、さらには、次の一般式で示されるような、いわゆる
イソシアネート基含有のカルボジミド化合物(A)
Examples of the carbodiimide compound include dicyclohexylcarbodiimide, diphenylcarbodiimide, di- (diisopropyl) phenylcarbodiimide and the like, and a so-called isocyanate group-containing carbodiimide compound represented by the following general formula. (A)

【0028】[0028]

【化2】 Embedded image

【0029】(ただし、式中のR5は芳香族または脂肪
族の2価連結基を表わすものとする。) あるいは此等の化合物(A)より誘導される、いわゆる
イソシアネート基不含の、次の一般式
(However, R 5 in the formula represents an aromatic or aliphatic divalent linking group.) Alternatively, a compound derived from the compound (A) and containing no isocyanate group, General formula

【0030】[0030]

【化3】 Embedded image

【0031】(ただし、式中のR5は芳香族または脂肪
族の2価連結基を、また、R6はアルキル基、アラルキ
ル基またはオキシアルキレン基を表わすものとする。)
で示されるような、親水性基不含または親水性基含有カ
ルボジミド化合物(B)などのカルボジミド化合物が例
示される。
(However, R 5 in the formula represents an aromatic or aliphatic divalent linking group, and R 6 represents an alkyl group, an aralkyl group or an oxyalkylene group.)
And a carbodiimide compound such as a carbodiimide compound (B) containing no hydrophilic group or containing a hydrophilic group.

【0032】多価アルコール類としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコー
ル、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリ
オキシプロピレン、オキシエチレンオキシプロピレンブ
ロック共重合体、ペンタエリストロール、ソルビトール
が例示される。
Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, polyglycerin, propylene glycol, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropylene and oxyethyleneoxypropylene blocks. Examples include polymers, pentaerythrol, and sorbitol.

【0033】イソシアネート架橋剤としては、トリレン
ジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシアネ
ート(PPDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート
(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、トリジ
ンジイソシアネート(TODI)、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート(HDI)、イソフォロンジイソシアネー
ト(IPDI)、キシリレンジイソシアネート(XD
I)、リジンジイソシアネート(LDI)、テトラメチ
レンキシレンジイソシアネート(TMXDI)、トリフ
ェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネ
ートフェニル)チオフォスフェート、ウンデカントリイ
ソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、
1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチル
オクタン、ビシクロヘプタントリイソシアネート、およ
びそれらのウレタン変性体、アロファネート変性体、ビ
ューレット変性体、イソシアヌレート変性体、カルボジ
イミド変性体、ブロックイソシアネート、それらの混合
物等が例示される。
Examples of the isocyanate crosslinking agent include tolylene diisocyanate (TDI), phenylene diisocyanate (PPDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), hydrogenated MDI, polymeric MDI, tolidine diisocyanate (TODI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and isophorone. Diisocyanate (IPDI), xylylene diisocyanate (XD
I), lysine diisocyanate (LDI), tetramethylene xylene diisocyanate (TMXDI), triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate phenyl) thiophosphate, undecane triisocyanate, lysine ester triisocyanate,
1,8-diisocyanate-4-isocyanatomethyloctane, bicycloheptane triisocyanate, and urethane-modified, allophanate-modified, buret-modified, isocyanurate-modified, carbodiimide-modified, blocked isocyanates, mixtures thereof and the like. Is exemplified.

【0034】さらにタンパク質類としては、ポリこはく
酸イミドと反応するアミノ基を側鎖として2個以上有す
るものであれば特に限定されず、分子量100以上のペ
プチドもここでは含まれる。また、タンパク質の起源も
限定されず、(a)バクテリア、酵母、糸状菌、または
動物細胞などの培養物から分離回収されるタンパク質、
(b)大豆、小麦、パパイヤ、牛乳、膵臓、肝臓、毛
髪、骨などの植物組織、動物組織から回収されるタンパ
ク質、(c)リジンなどアミノ基を2個有するアミノ酸
を2個以上含むアミノ酸の熱重合により調製される合成
タンパク質などである。これらのタンパク質のうち回収
精製、および入手が容易であり、安価であるものが好ま
しく、そのような条件を満たすタンパク質としては、例
えば、グルテニン、オリゼニン、ゼイン、ガゼイン、ニ
カワ、ゼラチン、大豆から回収される大豆タンパク質等
が例示され、中でも大豆から回収されるグロブリンを主
とするタンパク質は回収精製が容易であり、また安価で
あることから最も好ましい。
The proteins are not particularly limited as long as they have two or more amino groups as side chains which react with polysuccinimide, and peptides having a molecular weight of 100 or more are also included here. Also, the origin of the protein is not limited, and (a) a protein separated and recovered from a culture such as a bacterium, a yeast, a filamentous fungus, or an animal cell;
(B) proteins recovered from plant tissues and animal tissues such as soybean, wheat, papaya, milk, pancreas, liver, hair and bone; and (c) amino acids containing two or more amino acids having two amino groups such as lysine. And synthetic proteins prepared by thermal polymerization. Of these proteins, those which are easily recovered and purified, and which are easily available and inexpensive, are preferable.Examples of proteins that satisfy such conditions include, for example, glutenin, oryzin, zein, casein, glue, gelatin, and soybean. Soy protein and the like are exemplified. Among them, proteins mainly containing globulin recovered from soybean are most preferable because they can be easily recovered and purified and are inexpensive.

【0035】これら架橋性化合物はその形態を特に限定
されるものではないが、液体であるのが好ましい。また
は固体であっても適宣の溶剤に溶けるものであればかま
わない。
The form of these crosslinkable compounds is not particularly limited, but is preferably a liquid. Alternatively, any solid may be used as long as it is soluble in a suitable solvent.

【0036】また、放射線としては、例えば、α線、β
線、γ線、電子線、中性子線、X線、荷電粒子線等が挙
げられる。
The radiation includes, for example, α ray, β ray
Radiation, γ-ray, electron beam, neutron beam, X-ray, charged particle beam and the like.

【0037】吸水樹脂を懸濁させるために用いられる疎
水性有機溶剤としては、重合その他の反応に不活性なも
のであれば特に制限されるものではない。例えば、n−
ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン
等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘ
キサン、シクロオクタン、デカリン等の脂環式炭化水
素;クロルベンゼン、ブロムベンゼン、四塩化炭素、
1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等を挙げ
ることができる。これらのうち、n−ヘキサン、シクロ
ヘキサン、クロルベンゼン、トルエン、キシレンが好ま
しい。これらの1種又は2種以上を使用することができ
る。
The hydrophobic organic solvent used for suspending the water-absorbing resin is not particularly limited as long as it is inert to polymerization and other reactions. For example, n-
Aliphatic hydrocarbons such as pentane, n-hexane, n-heptane and n-octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, cyclooctane and decalin; chlorobenzene, bromobenzene, carbon tetrachloride,
Halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane; and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. Of these, n-hexane, cyclohexane, chlorobenzene, toluene and xylene are preferred. One or more of these can be used.

【0038】この疎水性有機溶剤の使用量は、吸水性樹
脂100重量部に対して50〜2,000重量部、好ま
しくは70〜1,000重量部である。
The amount of the hydrophobic organic solvent to be used is 50 to 2,000 parts by weight, preferably 70 to 1,000 parts by weight, per 100 parts by weight of the water-absorbing resin.

【0039】本発明で用いられる界面活性剤としては、
非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオ
ン性界面活性剤、両性界面活性剤および高分子界面活性
剤等が挙げられる。
The surfactant used in the present invention includes:
Examples include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and polymeric surfactants.

【0040】非イオン性界面活性剤としては、例えば、
ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェノールエステル、ポリオキシエチレン
アシルエステル、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられ
る。
As the nonionic surfactant, for example,
Sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester,
Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenol ester, polyoxyethylene acyl ester, sucrose fatty acid ester and the like can be mentioned.

【0041】アニオン性界面活性剤としては、例えば、
高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルナフタレンス
ルホン酸塩、アルキルポリオキシエチレンサルフェート
塩、ジアルキルスルフォコハク酸塩等が挙げられる。
Examples of the anionic surfactant include, for example,
Higher alcohol sulfates, alkyl naphthalene sulfonates, alkyl polyoxyethylene sulfates, dialkyl sulfosuccinates, and the like.

【0042】さらにカチオン性界面活性剤としては、例
えば、アルキル第四級アンモニウム塩、アルキルアミン
塩類等が挙げられ、両性界面活性剤としては、例えば、
アルキルベタイン、レシチン等が挙げられ、高分子界面
活性剤としては、例えば、親油性のカルボキシル基を有
するポリマー等が挙げられる。これらの界面活性剤の1
種または2種以上のものを使用することができる。
Further, examples of the cationic surfactant include alkyl quaternary ammonium salts and alkylamine salts. Examples of the amphoteric surfactant include:
Alkyl betaine, lecithin and the like can be mentioned, and as the high molecular surfactant, for example, a polymer having a lipophilic carboxyl group and the like can be mentioned. One of these surfactants
Species or two or more can be used.

【0043】これらの界面活性剤のうち、吸水性樹脂表
面および水溶性架橋剤表面に均一に付着し、該樹脂およ
び該架橋剤を疎水性有機溶剤中に均一に分散させるとい
う点で非イオン界面活性剤が好ましく、さらにHLB値
が3〜10の範囲にあるものがより好ましい。
Among these surfactants, nonionic surfactants are preferred because they uniformly adhere to the surface of the water-absorbent resin and the surface of the water-soluble crosslinking agent, and uniformly disperse the resin and the crosslinking agent in a hydrophobic organic solvent. Activators are preferred, and those having an HLB value in the range of 3 to 10 are more preferred.

【0044】これら界面活性剤の使用量としては、疎水
性有機溶剤100重量部に対して0.01〜50重量部
の範囲が適当である。この量が0.01重量部に満たな
いと親水性または水溶性架橋剤による吸水性樹脂表面の
均一な架橋反応を行うことが難しく、50重量部を越え
ると使用量に見合った効果が得られない。
The use amount of these surfactants is suitably in the range of 0.01 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrophobic organic solvent. If the amount is less than 0.01 part by weight, it is difficult to perform a uniform crosslinking reaction on the surface of the water-absorbent resin with a hydrophilic or water-soluble crosslinking agent, and if it exceeds 50 parts by weight, an effect commensurate with the amount used is obtained. Absent.

【0045】本発明において用いられる親水性または水
溶性架橋剤としては、吸水性樹脂のもつ官能基の2個以
上と反応しうる親水性または水溶性の化合物であれば特
に制限はない。具体的には、例えば、エポキシ架橋剤、
ポリアミン架橋剤、オキサゾリン架橋剤、アジリジン架
橋剤、カルボジイミド架橋剤、多価アルコール類、およ
びイソシアネート架橋剤等が挙げられる。具体的には前
記の化合物が挙げられる。これらのうち、エポキシ架橋
剤、ポリアミン架橋剤、および多価アルコール類が好ま
しい。
The hydrophilic or water-soluble crosslinking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a hydrophilic or water-soluble compound which can react with two or more functional groups of the water-absorbing resin. Specifically, for example, an epoxy crosslinking agent,
Examples include a polyamine crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, a polyhydric alcohol, and an isocyanate crosslinking agent. Specific examples include the compounds described above. Of these, epoxy crosslinking agents, polyamine crosslinking agents, and polyhydric alcohols are preferred.

【0046】これら親水性または水溶性架橋剤の使用量
としては、その種類によるが、一般的には吸水性樹脂に
対して0.01〜5重量%が適当である。この量が0.
01重量%未満であると、表面架橋効果があらわれず、
5重量%を越えると吸水性能が低下することがある。
The amount of the hydrophilic or water-soluble crosslinking agent to be used depends on the type thereof, but is generally 0.01 to 5% by weight based on the water-absorbing resin. If this amount is 0.
When the content is less than 01% by weight, no surface crosslinking effect appears,
If it exceeds 5% by weight, the water absorption performance may decrease.

【0047】本発明において、親水性または水溶性架橋
剤を吸水性樹脂の懸濁液に添加・混合させる方法には、
特に制限はなく、例えば吸水性樹脂の懸濁液に親水性ま
たは吸水性架橋剤を撹拌下に添加していく方法等が挙げ
られる。
In the present invention, a method of adding and mixing a hydrophilic or water-soluble crosslinking agent to a suspension of a water-absorbent resin includes:
There is no particular limitation, and examples thereof include a method in which a hydrophilic or water-absorbing crosslinking agent is added to a suspension of the water-absorbing resin with stirring.

【0048】本発明において、吸水性樹脂の表面近傍を
親水性または水溶性架橋剤で架橋させるためには、吸水
性樹脂を用いた親水性または水溶性架橋剤の種類に応じ
て決定される温度に保持すれば良い。例えば、混合され
た吸水性樹脂の懸濁液を通常10〜250℃、好ましく
は50〜200℃に保持して架橋反応させる方法や、界
面活性剤の存在下、親水性または水溶性架橋剤が添加・
混合された吸水性樹脂の懸濁液から吸水性樹脂を濾過等
で分離した後、通常の乾燥機や加熱炉等を用いて、吸水
性樹脂の熱処理を行う方法等が挙げられる。
In the present invention, in order to crosslink the vicinity of the surface of the water-absorbent resin with a hydrophilic or water-soluble crosslinker, a temperature determined according to the type of the hydrophilic or water-soluble crosslinker using the water-absorbent resin is used. Should be kept. For example, a method in which a suspension of a mixed water-absorbent resin is generally kept at 10 to 250 ° C., preferably 50 to 200 ° C. to cause a crosslinking reaction, or in the presence of a surfactant, a hydrophilic or water-soluble crosslinking agent is used. Addition
After separating the water-absorbent resin from the mixed suspension of the water-absorbent resin by filtration or the like, a method of performing a heat treatment of the water-absorbent resin by using a usual dryer, a heating furnace, or the like may be used.

【0049】本発明による表面架橋された生分解性吸収
性樹脂は、吸水性および生分解性の両方に優れている。
The surface-crosslinked biodegradable absorbent resin according to the present invention is excellent in both water absorption and biodegradability.

【0050】吸水性能は日本工業規格に規定されている
高吸水性樹脂の吸水量試験方法(JIS K−722
3)によるティーバック法による吸水量の試験により測
定ができる。ティーバック法で評価した場合、本発明に
よる吸収性樹脂は、イオン交換水に対し50倍以上、生
理食塩水(0.9重量%生理食塩水)に対して10倍以
上の吸水能を有する。
The water absorption performance is determined by the water absorption test method (JIS K-722) of the superabsorbent resin specified in Japanese Industrial Standards.
It can be measured by a test of the amount of water absorption by the tea bag method according to 3). When evaluated by the tea bag method, the absorbent resin according to the present invention has a water absorption capacity of 50 times or more with respect to ion-exchanged water and 10 times or more with respect to physiological saline (0.9% by weight physiological saline).

【0051】さらに、本発明による吸水性樹脂は土中の
細菌や微生物などにより分解可能な生分解性を有してい
るので、土中に埋めるだけで分解される。このため、廃
棄処分が簡単であり、かつ安全性に優れ、環境汚染など
の環境衛生問題を引き起こすこともない。
Furthermore, since the water-absorbent resin according to the present invention has biodegradability that can be decomposed by bacteria and microorganisms in the soil, it can be decomposed only by burying in the soil. For this reason, disposal is simple and excellent in safety, and does not cause environmental health problems such as environmental pollution.

【0052】従って、本発明における表面架橋された生
分解性吸収性樹脂は、従来より知られている吸水性樹脂
の全ての用途に適用可能である。例えば、オムツや生理
用品などの衛生用品等の衛生分野、ハ゛ッフ゜剤用途などで
の医療分野、または土木・建築分野、食品分野、工業分
野、土壌改質剤、および保水剤などとしての農業・園芸
分野など多種多様な分野に利用することができる。
Accordingly, the surface-crosslinked biodegradable absorbent resin of the present invention can be applied to all uses of conventionally known water-absorbent resins. For example, hygiene fields such as sanitary articles such as diapers and sanitary articles, medical fields for use in antibacterial agents, or agriculture and horticulture as civil engineering and construction fields, food fields, industrial fields, soil modifying agents, water retention agents, etc. It can be used in various fields such as fields.

【0053】[0053]

【実施例】以下、実施例によって本発明をより具体的に
説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例により限定
されるものではない。なお、実施例に記載の吸水倍率、
吸水速度、膨潤ゲル強度、生分解性率は以下の方法で測
定した。 吸水倍率:例中、樹脂の吸水能は日本工業規格、JIS
K−7223に記載されている高吸水性樹脂の吸水量
試験方法に基づき行った。すなわち、乾燥した吸水性樹
脂0.50g(0.9重量%塩化ナトリウム水溶液に対
しては1.00g)を255メッシュナイロンシャー製
のティーバッグ(200mm×100mm)に入れ、1
000mlのイオン交換水、または0.9%塩化ナトリ
ウム水溶液に浸漬して該樹脂を一定時間膨潤させた後、
ティーバッグを引き上げて10分間水切りを行い、重量
を測定した。同様の操作をティ−バッグのみで行った場
合の重量をブランクとして測定を行った。吸水倍率W
(g/g)は、試料の質量a(g)、試料を入れたティ
−バッグを所定時間浸漬し、水切り後の質量b(g)、
試料を入れないティ−バッグを所定時間浸漬し、水切り
後の質量の平均値c(g)から、次式に従って算出し
た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited by these examples. Incidentally, the water absorption capacity described in the examples,
The water absorption rate, swelling gel strength, and biodegradability were measured by the following methods. Water absorption capacity: In the examples, the water absorption capacity of the resin is based on Japanese Industrial Standards, JIS
It carried out based on the water absorption test method of the superabsorbent resin described in K-7223. That is, 0.50 g of the dried water-absorbent resin (1.00 g with respect to a 0.9% by weight aqueous sodium chloride solution) was put into a tea bag (200 mm × 100 mm) made of 255 mesh nylon shear, and
After immersing in 000 ml of ion-exchanged water or 0.9% sodium chloride aqueous solution to swell the resin for a certain period of time,
The tea bag was pulled up, drained for 10 minutes, and weighed. The measurement was performed using the weight obtained when the same operation was performed using only the tea bag as a blank. Water absorption ratio W
(G / g) is the mass a (g) of the sample, the tea bag containing the sample is immersed for a predetermined time, the mass b (g) after draining,
A tea bag containing no sample was immersed for a predetermined period of time, and calculated from the average value c (g) of the mass after draining according to the following equation.

【0054】[0054]

【数1】 (Equation 1)

【0055】(b)吸水速度:人工尿(尿素1.9重量
%、塩化ナトリウム0.8重量%、塩化カルシウム0.
1重量%、硫酸マグネシウム0.1重量%含有)20m
l中に吸水性樹脂1.0gを加え、吸収性樹脂がすべて
の人工尿を吸収して膨張ゲルの流動性がなくなるまでの
時間を吸水速度とした。 (c)膨潤ゲル強度 100ml容量のビーカーに乾燥された吸水性樹脂1g
と0.9%塩化ナトリウム水溶液20gを入れ、軽くか
き混ぜた後、室温下で1時間放置して、20倍に膨潤し
た膨潤ゲルを得た。この膨潤ゲルの上にガラス板をの
せ、その上から重さ1kgの分銅をのせて、数分間放置
し、膨潤ゲルからの水溶液の浸みだしの有無を目視で確
認した。 (d)生分解率:生分解性試験は、修正MITI試験に
従って実施した。即ち基礎培養液200mlに、試験物
質としての吸水性樹脂を100ppmとなるように添加
すると共に、活性汚泥を30ppmとなるように添加し
た。その後、この基礎培養液を暗所下で25℃に保ち、
振とうしながら28日間培養した。上記期間中、活性汚
泥により消費された酸素量を定期的に測定し、生物化学
的酸素要求量(BOD)曲線を求めた。生分解率(%)
は、上記BOD曲線から得られる試験物質(高分子組成
物)の生物化学的酸素要求量A(mg)と、BOD曲線
から得られるブランク、つまり、基礎培養液の酸素要求
量B(mg)と、試験物質を完全酸化させる場合に必要
な全酸素要求量(TOD)C(mg)とから、次式
(B) Water absorption rate: artificial urine (1.9% by weight of urea, 0.8% by weight of sodium chloride, 0.1% by weight of calcium chloride).
1% by weight, containing 0.1% by weight of magnesium sulfate) 20m
1.0 g of the water-absorbing resin was added to 1 l, and the time until the absorbent resin absorbed all artificial urine and the fluidity of the swollen gel was lost was defined as the water absorption rate. (C) Swelled gel strength 1 g of water-absorbent resin dried in a 100 ml beaker
And 20 g of a 0.9% sodium chloride aqueous solution, and the mixture was gently stirred and left at room temperature for 1 hour to obtain a swelled gel swelled 20-fold. A glass plate was placed on the swelling gel, a weight of 1 kg was placed on the swelling gel, and allowed to stand for a few minutes. The presence or absence of seepage of the aqueous solution from the swelling gel was visually checked. (D) Biodegradation rate: The biodegradability test was performed according to a modified MITI test. That is, the water-absorbent resin as a test substance was added to 200 ml of the basic culture solution so as to have a concentration of 100 ppm, and the activated sludge was added to have a concentration of 30 ppm. Then, keep the basal culture at 25 ° C. in the dark,
The cells were cultured with shaking for 28 days. During the above period, the amount of oxygen consumed by the activated sludge was measured periodically to obtain a biochemical oxygen demand (BOD) curve. Biodegradation rate (%)
Are the biochemical oxygen demand A (mg) of the test substance (polymer composition) obtained from the BOD curve, and the blank obtained from the BOD curve, that is, the oxygen demand B (mg) of the basal culture solution. From the total oxygen demand (TOD) C (mg) required to completely oxidize the test substance,

【0056】[0056]

【数2】 (Equation 2)

【0057】に従って算出した。Calculated according to

【0058】[参考例]1Lの金属製セパラブルフラス
コにL−アスパラギン酸100gおよび85%燐酸50
gを仕込み、反応温度180℃、減圧度600Paで、
攪拌しながら3.5時間反応させた。反応終了後、フラ
スコ中にDMF400mlを添加し反応生成物を均一に
溶解させた。得られた溶液をイオン交換水1.5Lに滴
下し生成樹脂を再沈させた後、スラリーをミキサーで粉
砕し減圧濾過を行った。ろ過後、イオン交換水のpHが
中性になるまで洗浄を行い、得られたケーキを150℃
で24時間熱風乾燥して、72.5gの白色粉末を得
た。得られた樹脂をGPCで測定した結果、重量平均分
子量は125,000であった。
REFERENCE EXAMPLE 100 g of L-aspartic acid and 50% of 85% phosphoric acid were placed in a 1 L metal separable flask.
g at a reaction temperature of 180 ° C. and a reduced pressure of 600 Pa.
The reaction was carried out for 3.5 hours with stirring. After completion of the reaction, 400 ml of DMF was added to the flask to uniformly dissolve the reaction product. The resulting solution was dropped into 1.5 L of ion-exchanged water to reprecipitate the formed resin, and then the slurry was pulverized by a mixer and filtered under reduced pressure. After filtration, washing was performed until the pH of the ion-exchanged water became neutral.
And dried with hot air for 24 hours to obtain 72.5 g of a white powder. As a result of measuring the obtained resin by GPC, the weight average molecular weight was 125,000.

【0059】得られた白色粉末3gをDMF20gに懸
濁し、これにヘキサメチレンジアミン10mgをDMF
10gに溶解した液に添加した。添加後得られた混合物
を、室温で10時間撹拌し、反応させた。次にこの反応
混合物を400gのイオン交換水中に滴下して、得られ
た沈殿物を減圧濾過後、水で洗浄し、100℃で15時
間熱風乾燥し、無水ポリ酸性アミノ酸部分架橋体2.8
gを得た。
3 g of the obtained white powder was suspended in 20 g of DMF, and 10 mg of hexamethylene diamine was added thereto.
Added to the solution dissolved in 10 g. The mixture obtained after the addition was stirred at room temperature for 10 hours to react. Next, this reaction mixture was dropped into 400 g of ion-exchanged water, and the obtained precipitate was filtered under reduced pressure, washed with water, dried with hot air at 100 ° C. for 15 hours, and partially crosslinked with an anhydrous polyacid amino acid 2.8.
g was obtained.

【0060】この部分架橋体2gを、イオン交換水10
0gに水酸化ナトリウム0.8gを溶解した液に添加し
て、室温で3時間攪拌し加水分解させ、粘ちょう液を得
た。この液にメタノール600mlを添加し、生成した
沈殿物を減圧ろ過後、メタノールで洗浄し、60℃で1
2時間減圧乾燥して白色粉末状の樹脂1.5gを得た。
2 g of this partially crosslinked product was added to ion-exchanged water 10
The solution was added to a solution prepared by dissolving 0.8 g of sodium hydroxide in 0 g, stirred at room temperature for 3 hours, and hydrolyzed to obtain a viscous liquid. 600 ml of methanol was added to this solution, and the resulting precipitate was filtered under reduced pressure, washed with methanol, and heated at 60 ° C. for 1 hour.
After drying under reduced pressure for 2 hours, 1.5 g of a white powdery resin was obtained.

【0061】[実施例1]シクロヘキサン300mlに参
考例で得られた吸水性樹脂30gと界面活性剤としてレ
オドールSP−S10[花王(株)製 ソルビタンモノ
ステアレートHLB=4.7]2gを強い撹拌振とう下
に加えて、吸水性樹脂の懸濁液を作成し、窒素ガスを吹
き込んで溶存酸素を追い出した。
[Example 1] In 300 ml of cyclohexane, 30 g of the water-absorbent resin obtained in the reference example and 2 g of Rheodol SP-S10 [sorbitan monostearate HLB = 4.7 manufactured by Kao Corporation] as a surfactant were vigorously stirred. In addition to shaking, a suspension of the water-absorbent resin was prepared, and dissolved oxygen was expelled by blowing nitrogen gas.

【0062】別に、シクロヘキサン50gに界面活性剤
としてソルビタンモノラウレート0.5gと親水性架橋
剤としてヘキサメチレンジアミン0.2gを強い撹拌振
とう下に加えて、ヘキサメチレンジアミンのシクロヘキ
サン分散液を得た。
Separately, 50 g of cyclohexane and 0.5 g of sorbitan monolaurate as a surfactant and 0.2 g of hexamethylene diamine as a hydrophilic cross-linking agent are added under vigorous stirring to obtain a cyclohexane dispersion of hexamethylene diamine. Was.

【0063】この分散液を室温で撹拌下に上記吸水性樹
脂の懸濁液に添加して混合した後、濾過した。得られた
固体物を180℃の熱風乾燥機に入れ、30分間加熱処
理して、目的の表面架橋された生分解性吸収性樹脂を得
た。
This dispersion was added to the above-mentioned suspension of the water-absorbent resin under stirring at room temperature, mixed, and filtered. The obtained solid was placed in a hot-air dryer at 180 ° C. and heat-treated for 30 minutes to obtain a target surface-crosslinked biodegradable absorbent resin.

【0064】得られた吸水性樹脂の吸水倍率、吸水速
度、膨潤ゲル強度、生分解率の測定結果を表−1に示
す。
Table 1 shows the measurement results of the water absorption capacity, water absorption rate, swelled gel strength, and biodegradation rate of the obtained water-absorbent resin.

【0065】[実施例2]実施例1において、吸水性樹
脂の懸濁液および親水性架橋剤の分散液をつくるために
用いた界面活性剤のレオドールSP−S10を、使用量
を変えずに、レオドールTW−L120[花王(株)製
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート HL
B=16.7]に変更し、それ以外は同様の操作を行
い、表面処理された生分解性吸収性樹脂を得た。
Example 2 In Example 1, the surfactant Rheodol SP-S10 used for preparing the suspension of the water-absorbent resin and the dispersion of the hydrophilic crosslinking agent was used without changing the amount used. , Reodol TW-L120 [Polyoxyethylene sorbitan monolaurate HL manufactured by Kao Corporation]
B = 16.7], and the other operations were the same to obtain a surface-treated biodegradable absorbent resin.

【0066】得られた吸水性樹脂の吸水倍率、吸水速
度、膨潤ゲル強度、生分解率の測定結果を表−1に示
す。
Table 1 shows the measurement results of the water absorption capacity, water absorption rate, swelling gel strength, and biodegradation rate of the obtained water-absorbent resin.

【0067】[実施例3]実施例1において用いた親水
性架橋剤を、使用量を変えずに、エチレングリコールグ
リシジルエーテルに変更し、それ以外は同様の操作を行
い、表面処理された生分解性吸収性樹脂をを得た。
[Example 3] The hydrophilic cross-linking agent used in Example 1 was changed to ethylene glycol glycidyl ether without changing the amount used, and the same operation was carried out except for the above, and the surface-treated biodegradation was performed. A water-absorbent resin was obtained.

【0068】得られた吸水性樹脂の吸水倍率、吸水速
度、膨潤ゲル強度、生分解率の測定結果を表−1に示
す。
Table 1 shows the measurement results of the water absorption capacity, water absorption rate, swelling gel strength, and biodegradation rate of the obtained water-absorbent resin.

【0069】[比較例1]比較として、参考例で得られ
た吸水性樹脂の吸水倍率、吸水速度、膨潤ゲル強度、生
分解率の測定を行った。結果を表−1に示す。
Comparative Example 1 For comparison, the water absorption ratio, water absorption rate, swelling gel strength, and biodegradability of the water-absorbent resin obtained in Reference Example were measured. The results are shown in Table 1.

【0070】[比較例2]シクロヘキサン300mlに
参考例で得られた吸水性樹脂30gを強い撹拌振とう下
に加えて、吸水性樹脂の懸濁液を作成し、窒素ガスを吹
き込んで溶存酸素を追い出した。
Comparative Example 2 A suspension of a water-absorbent resin was prepared by adding 30 g of the water-absorbent resin obtained in the Reference Example to 300 ml of cyclohexane under strong stirring and shaking, and nitrogen gas was blown to remove dissolved oxygen. I was kicked out.

【0071】別に、シクロヘキサン50gに親水性架橋
剤としてヘキサメチレンジアミン0.2gを強い撹拌振
とう下に加えて、ヘキサメチレンジアミンのシクロヘキ
サン分散液を得た。
Separately, 0.2 g of hexamethylenediamine as a hydrophilic crosslinking agent was added to 50 g of cyclohexane under strong stirring and shaking to obtain a cyclohexane dispersion of hexamethylenediamine.

【0072】この吸水性樹脂の懸濁液に、室温で撹拌下
で、ヘキサメチレンジアミン0.2gをイオン交換水2
mlに溶解した水溶液を添加して混合した後、濾過し
た。得られた固体物を180℃の熱風乾燥機に入れ、3
0分間加熱処理して、目的の表面架橋された生分解性吸
収性樹脂を得た。
0.2 g of hexamethylene diamine was added to the suspension of the water-absorbent resin under stirring at room temperature.
After adding and mixing an aqueous solution dissolved in ml, the mixture was filtered. The obtained solid is placed in a hot air drier at 180 ° C.
Heat treatment was performed for 0 minutes to obtain the desired surface-crosslinked biodegradable absorbent resin.

【0073】得られた吸水性樹脂の吸水倍率、吸水速
度、膨潤ゲル強度、生分解率の測定結果を表−1に示
す。
Table 1 shows the measurement results of the water absorption capacity, water absorption rate, swelling gel strength, and biodegradation rate of the obtained water-absorbent resin.

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】 ○:浸みだしがみられない ×:浸みだしがみられる:: No seepage is seen. ×: Seepage is seen.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明の製造方法で得られた吸水性樹脂
は、吸水量、吸水速度、および膨潤ゲル強度等の吸水諸
特性に優れ、かつ高度な生分解性を有するものである。
上記の吸水性樹脂は土中の細菌や微生物などにより分解
可能な生分解性を有しているので、土中に埋めるだけで
分解される。このため、廃棄処分が簡単であり、かつ安
全性に優れ、環境汚染などの環境衛生問題を引き起こす
こともない。従って、本発明の生分解性吸収性樹脂は、
従来の吸水性樹脂の全ての用途に適用可能である。
The water-absorbent resin obtained by the production method of the present invention is excellent in various water-absorbing properties such as water absorption, water absorption speed, and swelling gel strength, and has high biodegradability.
Since the above-mentioned water-absorbent resin has biodegradability that can be decomposed by bacteria and microorganisms in the soil, it is decomposed only by burying in the soil. For this reason, disposal is simple and excellent in safety, and does not cause environmental health problems such as environmental pollution. Therefore, the biodegradable absorbent resin of the present invention,
It is applicable to all uses of conventional water-absorbing resins.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 101:00 (72)発明者 長谷川 義起 大阪府大阪市淀川区東三国3−2−15− 308 Fターム(参考) 4F070 AA54 AB13 AC38 AC43 AC46 AE14 GA06 GA10 4G066 AA10D AA33D AA50A AB02D AB06D AB07A AB07D AB09D AB10D AC22D AC27B AC35B BA35 BA36 BA38 CA43 EA05 FA05 FA14 FA20 FA21 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C08L 101: 00 (72) Inventor Yoshiki Hasegawa 3-2-15 Higashi Mikuni, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka − 308 F term (reference) 4F070 AA54 AB13 AC38 AC43 AC46 AE14 GA06 GA10 4G066 AA10D AA33D AA50A AB02D AB06D AB07A AB07D AB09D AB10D AC22D AC27B AC35B BA35 BA36 BA38 CA43 EA05 FA05 FA14 FA20 FA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 界面活性剤の存在下で、生分解性を有す
る吸水性樹脂を疎水性有機溶剤中に分散させた懸濁液
に、該吸水性樹脂がもつ官能基の2個以上と反応しうる
親水性または水溶性架橋剤を添加し、加熱することによ
り、該吸水性樹脂の表面近傍を架橋することを特徴とす
る吸水性樹脂の製造方法。
1. A reaction in which a biodegradable water-absorbing resin is dispersed in a hydrophobic organic solvent with two or more functional groups of the water-absorbing resin in the presence of a surfactant. A method for producing a water-absorbent resin, which comprises adding a hydrophilic or water-soluble crosslinkable agent and heating the same to crosslink the vicinity of the surface of the water-absorbent resin.
【請求項2】 生分解性を有する吸水性樹脂が、ポリ酸
性アミノ酸および/またはその塩からなる樹脂である請
求項1記載の吸水性樹脂の製造方法。
2. The method for producing a water-absorbent resin according to claim 1, wherein the biodegradable water-absorbent resin is a resin comprising a polyacid amino acid and / or a salt thereof.
【請求項3】 界面活性剤が、非イオン性界面活性剤で
ある請求項1記載の吸水性樹脂の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the surfactant is a nonionic surfactant.
【請求項4】 吸水性樹脂が、生理食塩水の吸水倍率が
10g/g以上の樹脂である請求項1〜3のいずれか1
項記載の製造方法。
4. The water-absorbing resin according to claim 1, wherein the water-absorbing resin has a water absorption capacity of 10 g / g or more.
The manufacturing method described in the item.
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