JP2001233965A - 樹脂成型体 - Google Patents
樹脂成型体Info
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Abstract
上記熱可塑性樹脂は、アクリロニトリル、スチレン、共
役ジエンの少なくとも1種類以上を構成ユニットとして
含有するポリマー中に、所定の極性基が導入されてな
る。
Description
樹脂を含有する樹脂成型体に関する。
保水力、吸引・膨潤力、増粘力、ゲル化力等の特性を有
することから、代表的な紙おむつ(衛生材)以外に、土
建、農業、化粧品、トイレタリー、食品、塗料、玩具等
の種々の分野で利用されている。
水性樹脂としては、アクリル酸系ポリマーやビニルアル
コール系ポリマーが代表されるが、これらのものは通常
熱可塑性を示さないため、樹脂成型体として使用される
ことはほとんどなかった。せいぜい、同ポリマー(細粒
物)を比較的に親和性の高い熱可塑性樹脂に混合して玩
具として使用する技術(特開昭58−65187号公
報)が提案されているにすぎなかった。この場合でも、
高吸水性樹脂は熱可塑性樹脂に均一に混合されにくいた
め、微細な形状を有する成型体を製造することは難し
く、また、熱可塑性樹脂中の混合比率を上げることが難
しいことから、吸水効果の大きい樹脂成型体を得ること
ができなかった。このことが、現状の高吸水性樹脂の用
途の更なる拡大を図る上での一つの阻害要因となってい
る。
て提案されたものであり、吸水効果の大きい樹脂成型体
を提供することを目的とする。
吸水性を有する熱可塑性樹脂を含有し、上記熱可塑性樹
脂は、アクリロニトリル、スチレン、共役ジエンの少な
くとも1種類以上を構成ユニットとして含有するポリマ
ー中に、所定の極性基が導入されてなることを特徴とす
る。
クリロニトリル、スチレン、共役ジエンの少なくとも1
種類以上を構成ユニットとして含有するポリマー中に、
所定の極性基が所定量導入されているので、吸水性と熱
可塑性の両方の特性を有するものとなる。
て説明する。
可塑性樹脂からなり、当該熱可塑性樹脂は、アクリロニ
トリル、スチレン又は共役ジエンの少なくとも1種以上
を構成ユニットとして含有するポリマー中に、所定の極
性基が導入されてなるものである。これらアクリロニト
リル、スチレン又は共役ジエンの構成ユニットは、当該
樹脂成型体に熱可塑性を付与するものとなる。
ては、当該ポリマー中の各種ユニットの構成比率は特に
限定されないが、それぞれ0〜95モル%の範囲に含有
されているのが好ましい。なお、アクリロニトリルユニ
ットとしては、10〜60モル%が、スチレン及び/又
は共役ジエン(ブタジエン、イソプレン、ペンタジエ
ン、シクロペンタジエン)ユニットとしては、20〜8
5モル%が含有されているのが更に好ましい。以上、こ
れらユニットは、本樹脂成型体が熱可塑性を有する上で
必要となる。
ジエン以外に別の構成モノマーが当該ポリマー中に含有
されていてもよい。
ン以外の構成モノマーとしては、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、ビニルナフタレン等の芳香族モノマ
ー、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン等の
オレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン
酸、またはこれらのエステル類、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、アクリル酸又はアクリル酸エステル(炭
素数1〜10の飽和又は不飽和炭化水素)、メタアクリ
ル酸又はメタアクリル酸エステル(炭素数1〜10の飽
和又は不飽和炭化水素)、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビ
ニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール
等のモノマーを挙げることが出来る。これらの構成モノ
マーは、1種類を単独あるいは2種類以上を併用するこ
とができる。また、これら上記の構成モノマーを併用す
る場合には、それらの含有量は50モル%以下、好まし
くは2〜40モル%の範囲とすることが適当である。
ようなポリマー中に以下に示すような極性基が導入され
ている。これらの極性基は当該樹脂成型体に吸水性を付
与するものとなる。
はスルホン酸塩、アミド、カルボン酸及び/又はカルボ
ン酸塩、−OH及び/又は−OH塩、カルバモイル及び
/又はカルバモイル塩、アミン塩、アンモニウム塩、−
PO(OH)2及び/又は−PO(OH)2塩、−CH2
PO(OH)2及び/又は−CH2PO(OH)2塩、−
NO2の少なくとも1種類以上を挙げることができる。
る方法としては、(1)アクリロニトリル、スチレン、
共役ジエンの少なくとも1種類以上を構成ユニットを含
有するポリマに、直接極性基を導入する方法(高分子反
応)と、(2)熱可塑性を示すために必要なユニットを
有するモノマーと、極性基を有するモノマーとを共重合
する方法との2つを挙げることができる。
の場合には、上記アクリロニトリル、スチレン、共役ジ
エンの少なくとも1種類以上の構成ユニットを含有する
ポリマーを、各種薬剤と反応させることで当該極性基を
導入することができる。
ン、共役ジエンの少なくとも1種類以上を含有するポリ
マーとして、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン)樹脂、SAN(スチレン−アクリロニトリ
ル)樹脂、HIPS(スチレン−ブタジエン)樹脂、N
BR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)樹脂、AS
A樹脂(アクリロニトリル−スチレン−アクリレート樹
脂)、ACS樹脂(アクリロニトリル−塩素化ポリエチ
レン−スチレン樹脂)、AAS樹脂(アクリロニトリル
−アクリル−スチレン樹脂)等のポリマーを挙げること
ができる。
ージン材であってもよいし、樹脂原料や成型品の生産過
程での排出品(半端品)や、電気製品や自動車等に使用
された筐体や各種部品材料、またはチューブやホース、
各種緩衝材から特定の用途を目的として成型された使用
済み廃材であってもよい。排出場所としては、工場や販
売店、家庭等からのいずれであってもよいが、家庭等か
らの一般廃棄物よりは、工場や販売店等から回収された
ものの方が比較的組成がそろったものが多いためより望
ましい。
特に限定はないが、重量平均分子量(Mw)が1,00
0〜20,000,000であることが好ましく、さら
には、10,000〜1,000,000であることが
好ましい。分子量がこれより低いと液状となってしまい
樹脂としての形状をなさなくなり、分子量がこれより大
きいと、溶融粘度が高くなるため熱溶融による成型が難
しくなる。
イ物であってもよく、顔染料や安定剤、難燃剤、可塑
剤、充填剤、その他補助剤等の添加剤を含んだ廃材であ
ってもよい。または、使用済み廃材とバージン材料との
混合物であってもよい。
は、例えばポリフェニレンエーテル、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポ
リエステル等が挙げられる。なお、これらの樹脂は当該
高分子に対して60重量%以下に混合されることが望ま
しい。これらの樹脂の含有量が多くなると、極性基導入
時の反応が阻害されることになる。
行うことにより、所定の極性基を導入することが可能と
なる。
水硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸等)とを直接、又
は有機溶媒中で反応させることにより、芳香族部位(ス
チレン等)や共役ジエン部位(ブタジエン等)にスルホ
ン酸基を導入することができる。もしくは、これと塩基
性化合物との反応により同中和塩を極性基として導入す
ることができる。
酸等)や濃アルカリ(水酸化ナトリウム等)とを反応さ
せることで、当該ポリマー中のニトリル基をアミド基や
カルボキシル基に転換して、又は、不飽和部分を水酸基
に転換して当該ポリマー中に導入することができる。も
しくは、これと塩基性化合物との反応により同中和塩を
極性基として導入することができる。
混合物とを反応させることで、当該ポリマー中の芳香族
部位(スチレン等)に−NO2基を導入することができ
る。
を添加し、次にドライアイス(CO2)と反応させるこ
とによりカルボキシル基を、さらには、三塩化リンの添
加後に加水分解することにより−PO(OH)2基を当
該ポリマー中に導入することができる。もしくは、これ
と塩基性化合物との反応により同中和塩を極性基として
導入することができる。
によるフリーデルクラフト反応により当該ポリマー中の
スチレン部位のクロロメチル化を行った後で、アンモニ
アや各種アミン化合物と反応させることによりアンモニ
ウム塩及びアミン塩をイオン基として導入することがで
きる。または、上記クロロメチル化物と三塩化リンとの
反応の後に加水分解することで、当該ポリマー中に−C
H2PO(OH)2及び/又はその塩を導入することがで
きる。
ノールアミン等のアルキルアミンを付加させることによ
りイミダミノアルキル構造を導入したり、又は、エチレ
ンジアミン等のポリアミンを付加させることによりイミ
ダゾリン構造やイミダミノアルキルアミン構造を導入す
ることができる。又は、これと酸性化合物との反応によ
り同中和塩を極性基として導入することができる。
としては、アルカリ金属(ナトリウム、リチウム、カリ
ウム等)やアルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウ
ム等)の酸化物、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩、硫酸塩、
リン酸塩等の化合物や、アンモニアや各種(1〜3級ア
ルキル)アミン化合物等を用いることができる。
としては、無機酸(硫酸、塩酸、リン酸、硝酸、フッ
酸、ギ酸)、有機酸(酢酸、酪酸、乳酸、石炭酸)等を
用いることができる。
この場合には、アクリロニトリル、スチレン、共役ジエ
ンの少なくとも1種類以上のモノマーと、以下の極性基
を有する少なくとも1種類以上のモノマーとを共重合さ
せることにより求めるポリマーを得ることができる。
クリルアミド、メタアクリルアミド、アクリル酸及び/
又はアクリル酸塩、メタアクリル酸及び/又はメタアク
リル酸塩、ビニルスルホン酸及び/又はビニルスルホン
酸塩、アリルスルホン酸及び/又はアリルスルホン酸
塩、メタリルスルホン酸及び/又はメタリルスルホン酸
塩、2−アクリルアミド−2−フェニルプロパンスルホ
ン酸及び/又は2−アクリルアミド−2−フェニルプロ
パンスルホン酸塩、2−アクリルアミド−2−メチルプ
ロパンスルホン酸及び/又は2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸塩、ビニルフォスフェート、
アミノアルキル(メタ)クリレート及び/又はアミノア
ルキル(メタ)クリレート塩等のビニル系モノマー、ス
チレンスルホン酸及び/又はスチレンスルホン酸塩、ク
ロロメチルスチレンのアンモニウム塩、アルキルアミン
塩やリン酸エステル及び/又はリン酸エステル塩等のス
チレン系モノマー、イミダゾール及び/又はイミダゾー
ル塩等を挙げることができる。
性化合物としては、アルカリ金属(ナトリウム、リチウ
ム、カリウム等)やアルカリ土類金属(マグネシウム、
カルシウム等)の酸化物、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩、
硫酸塩、リン酸塩等の化合物や、アンモニアや各種(1
〜3級アルキル)アミン化合物を用いることができる。
性化合物としては、無機酸(硫酸、塩酸、リン酸、硝
酸、フッ酸、ギ酸)、有機酸(酢酸、酪酸、乳酸、石炭
酸)等を用いることができる。
前述のアクリロニトリル、スチレン、共役ジエンの少な
くとも1種類以上のモノマーとを、そのまま、もしく
は、水や溶媒中で重合させることで、求める樹脂成型体
を得ることができる。
ては、特に限定はないが、重量平均分子量(Mw)が
1,000〜20,000,000であることが好まし
く、さらには、10,000〜1,000,000であ
ることが好ましい。分子量がこれより低いと液状となり
樹脂としての形状を有さなくなり、分子量がこれより大
きいと、溶融粘度が高くなるため熱溶融による成型が難
しくなる。
との両方の場合において、当該ポリマー中の極性基は、
全ユニットに対して0.1〜80モル%、好ましくは1
〜70モル%、さらに好ましくは5〜55モル%の割合
で含まれていることが望ましい。極性基の導入量が少な
すぎると当該ポリマーの吸水性の効果が低くなり、ま
た、極性基の導入量が多すぎると当該ポリマーが熱可塑
性を示さなくなる。
法の両方で製造された当該ポリマーを、他の樹脂と混合
して樹脂成型体としてもよい。混合可能な樹脂として
は、ポリスチレン、ABS(アクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン)樹脂、SAN(スチレン−アクリロニ
トリル)樹脂、ASA樹脂(アクリロニトリル−スチレ
ン−アクリレート樹脂)、ACS樹脂(アクリロニトリ
ル−塩素化ポリエチレン−スチレン樹脂)、AAS樹脂
(アクリロニトリル−アクリル−スチレン樹脂)、HI
PS(スチレン−ブタジエン)樹脂、NBR(アクリロ
ニトリル−ブタジエンゴム)樹脂、ポリフェニレンエー
テル、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ナイロン等のポリアミド、ポリエステル、PV
C、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ乳酸等が挙げられる。
たバージン材であっても良いし、樹脂原料や成型品の生
産過程での排出品(半端品)や、電気製品や自動車等に
使用された筐体や各種部品材料又はチューブやホース、
各種緩衝材から特定の用途を目的として成型された使用
済み廃材であってもよい。排出場所としては、工場や販
売店、家庭等からのいずれであってもよいが、家庭等か
らの一般産業廃棄物よりは、工場や販売店等から回収さ
れたものの方が比較的組成がそろったものが多いためよ
り望ましい。
限定はないが、重量平均分子量(Mw)が1,000〜
20,000,000であることが好ましく、さらに
は、10,000〜1,000,000であることが好
ましい。分子量がこれより低いと液状となり樹脂として
の形状をなさなくなり、分子量がこれより大きいと溶融
粘度が高くなるため、熱溶融による成型が難しくなる。
であってもよく、顔染料や安定剤、難燃剤、可塑剤、充
填剤、その他補助剤等の添加剤を含んだ廃材であっても
よい。または、使用済み廃材とバージン材料との混合物
であってもよい。
るポリマーに対する混合比率は特に製薬は受けないが、
99重量%以下が望ましい。これらの樹脂の含有量が多
くなると、得られる樹脂成型体の吸水性が低くなってし
まう。
クリロニトリル、スチレン、共役ジエンの少なくとも1
種類以上を構成ユニットとして含有するポリマー中に、
所定の極性基が導入されているので、アクリロニトリ
ル、スチレン、共役ジエンのユニットにより熱可塑性
が、また、極性基を有するユニットにより吸水性が高め
られることになる。
料、土建や農林、園芸用材料、芳香剤の長期持続のため
の保香剤、有機物質からの脱水剤、消火用薬剤、シーリ
ング剤、パッキング剤、結露防止剤、静電防止剤、コー
チング剤、乾燥剤、水処理剤や、各種構造成型体材料
(家電や自動車用の部品材として)、吸水性繊維、形状
記憶材料、センサー材料等の種々の用途に使用すること
ができる。
る。なお、本発明がこれら実施例に限定されるものでな
いことは言うまでもない。
ニットとして、スチレン部を45モル%と、アクリロニ
トリル部を25モル%と、ブタジエン部を30モル%と
を含有)の冷凍粉砕を行い、16〜32メッシュの粉砕
物とした。次に、同粉砕物の1gを、濃硫酸(97重量
%)の30g中に加え、50℃で5分間反応させた。反
応終了後、系中の固形物をグラスフィルターでろ過し、
水洗の後、循風乾燥器にて115℃で2時間乾燥を行っ
た。得られた固形物中のスルホン酸基とアミド基の含有
量は、全モノマーユニットに対してそれぞれ10モル%
(硫黄の元素分析より算出)、12モル%(FT−NM
Rの測定結果より算出)であった。
間ヒートプレスすることにより、シート状の吸水性樹脂
成型体を得ることができた。この吸水性樹脂成型体の純
水に対する吸水倍率(30分経過後)は、自重の80倍
であり、吸水後の形状は吸水前の形状をほぼ均等拡大し
たものとなった。
BS樹脂ペレットと、ABS樹脂ペレット反応物とを1
対1の割合で混合したものを、280℃で10分間ヒー
トプレスすることにより、シート状の吸水性樹脂成型体
を得ることができた。この吸水性樹脂成型体の純水に対
する吸水倍率(30分経過後)は、自重の30倍であ
り、吸水後の形状は吸水前の形状をほぼ均等拡大したも
のとなった。
のABS樹脂ペレット反応物とを2対1の割合で混合し
たものを、300℃で10分間ヒートプレスすることに
より、シート状の吸水性樹脂成型体を得ることができ
た。この吸水性樹脂成型体の純水に対する吸水倍率(3
0分経過後)は、自重の20倍であり、吸水後の形状は
吸水前の形状をほぼ均等拡大したものとなった。
ープガードパネル(透明部分)[SAN樹脂廃材:構成
ユニットとして、スチレン部を60モル%と、アクリロ
ニトリル部を40モル%とを含有]の粉砕を行い、16
〜32メッシュの粉砕物とした。次に、この粉砕物の1
gを、半導体工場からの使用済み廃硫酸(80重量%)
の30g中に加え、80℃で5分間反応させた。反応終
了後、実施例1と同様の方法で処理を行い、シート状の
吸水性樹脂成型体を得ることができた。この樹脂中のス
ルホン酸基とアミド基の含有量は、全モノマーユニット
に対して、それぞれ、38モル%、29モル%であっ
た。
のを純水中に30分間浸漬することにより、自重の18
0倍の純水を吸水する能力を有し、また、星形の形状は
維持されたままであった。
物を、室温下で3日間自然乾燥させることにより、吸水
前の形状とほぼ同等の吸水性樹脂成型体を再び得ること
ができた。同結果により、形状記憶樹脂としての利用が
考えられる。
N樹脂廃材:構成ユニットとして、アクリロニトリル部
を95モル%と、酢酸ビニル部を5モル%とを含有]を
はさみで裁断したものの1gを、水酸化ナトリウム(5
重量%)の30gに加え、100℃で15分間反応させ
た。反応終了後、系中の固形物をグラスフィルターでろ
過し、水洗の後、循風乾燥機にて115℃で2時間乾燥
を行った。得られた固形物中のカルボキシル酸基とアミ
ド基の総含有量は、全モノマーユニットに対して、8モ
ル%(FT−NMRの測定結果より算出)であった。
り、吸水性繊維を得ることができた。この吸水性繊維の
純水に対する吸水倍率(30分経過後)は、自重の50
倍であり、吸水により繊維が太く変形した。
N樹脂廃材:構成ユニットとして、スチレン部を40モ
ル%と、アクリロニトリル部を60モル%とを含有]を
粉砕して16〜32メッシュの粉砕物とした。次に、同
粉砕物の1gを、エチレンジアミンの30g中に加え、
60℃で2時間反応させた。反応終了後、未反応のエチ
レンジアミンを蒸留により取り除いた後、残留物をアセ
トンに注ぎ、ポリマー分を再沈させた。次に、再沈物を
グラスフィルターでろ過し、水洗の後、循風乾燥器にて
115℃で2時間乾燥を行った。得られた固形物中のイ
ミダゾリン基の含有量は、全モノマーユニットに対して
33モル%(FT−NMRの測定より算出)であった。
分間ヒートプレスすることにより、シート状の吸水性樹
脂成型体を得ることができた。この吸水性樹脂成型体の
純水に対する吸水倍率(30分経過後)は、自重の30
倍であり、吸水後の形状は吸水前の形状をほぼ均等拡大
したものとなった。
クロロエタンの20gに溶解したものを、クロロメチル
エーテルの45gに添加した後、塩化アルミニウムの1
5gを徐々に加え、60℃に保って1時間撹拌を行った
(クロロメチル化)。反応終了後、未反応のクロロメチ
ルエーテルを減圧蒸留した後に、トリメチルアミンの1
5gを加えて4級アミン塩化を行った。その後、析出し
た固形物をグラスフィルターでろ過し、アセトンで洗浄
後、減圧乾燥器にて50℃で2時間乾燥を行った。得ら
れた固形物中の4級アミン塩の含有量は、全モノマーユ
ニットに対して28モル%(FT−NMRの測定より算
出)であった。
分間ヒートプレスすることにより、シート状の吸水性樹
脂成型体を得ることができた。この吸水性樹脂成型体の
純水に対する吸水倍率(30分経過後)は、自重の25
倍であり、吸水後の形状は吸水前の形状をほぼ均等拡大
したものとなった。
施例7のポリスチレン反応物とを1対2の割合で混合し
たものを、280℃で10分間ヒートプレスすることに
より、シート状の吸水性樹脂成型体を得ることができ
た。この吸水性樹脂成型体の純水に対する吸水倍率(3
0分経過後)は、自重の約15倍であり、吸水後の形状
は吸水前の形状をほぼ均等拡大したものとなった。
0℃で60分間に変更して反応させた。反応終了後、系
中の固形物をグラスフィルターでろ過し、水洗の後、循
風乾燥器にて115℃で2時間乾燥を行った。得られた
固形物中のスルホン酸基とアミド基の含有量は、全モノ
マーユニットに対して、それぞれ、68モル%、22モ
ル%であった。
分間ヒートプレスを行ったが、熱可塑性を示さなかった
ため、シート状の樹脂成型体を得ることはできなかっ
た。
酸塩系吸水性樹脂(粉末品)を、280℃で10分間ヒ
ートプレスを行ったが、熱可塑性を示さなかったため、
シート状の樹脂成型体を得ることはできなかった。
ル酸塩系吸水性樹脂(粉末品)を、300℃で10分間
ヒートプレスを行ったが、熱可塑性を示さなかったた
め、シート状の樹脂成型体を得ることはできなかった。
樹脂では、吸水性は有するものの、熱可塑性を有しない
ため、所望の形状に成型することができなかった。
役ジエンの少なくとも1種以上を構成ユニットとして含
有するポリマー中に、所定の極性基が導入されてなる熱
可塑性樹脂からなる実施例1〜実施例8の樹脂成型体
は、熱可塑性と吸水性とを兼ね備え、所望の形状に成型
することができ、さらに十分な吸水性を有するものとな
った。
脂成型体を実現することができる。これにより、吸水性
樹脂の用途を飛躍的に拡大することができる。
が難しい使用済みポリマを原料として利用できるため、
資源の有効利用につながり、地球の環境保全に貢献する
ことができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 吸水性を有する熱可塑性樹脂を含有し、 上記熱可塑性樹脂は、アクリロニトリル、スチレン、共
役ジエンの少なくとも1種類以上を構成ユニットとして
含有するポリマー中に、所定の極性基が導入されてなる
ことを特徴とする樹脂成型体。 - 【請求項2】 上記熱可塑性樹脂以外の樹脂が混合され
ていることを特徴とする請求項1記載の樹脂成型体。 - 【請求項3】 上記ポリマーは、アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル
樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、アクリロニトリル−
ブタジエンゴムの少なくとも1種類以上であることを特
徴とする請求項1記載の樹脂成型体。 - 【請求項4】 上記極性基は、スルホン酸及び/又はス
ルホン酸塩、アミド、カルボン酸及び/又はカルボン酸
塩、−OH及び/又は−OH塩、カルバモイル及び/又
はカルバモイル塩、アミン塩、アンモニウム塩、−PO
(OH)2及び/又は−PO(OH)2塩、−CH2PO
(OH)2及び/又は−CH2PO(OH)2塩、−NO2
から選ばれる少なくとも1種類以上の塩であることを
特徴とする請求項1記載の樹脂成型体。 - 【請求項5】 上記ポリマーは、使用済み樹脂からなる
ことを特徴とする請求項1記載の樹脂成型体。
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2000
- 2000-02-22 JP JP2000050527A patent/JP2001233965A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010265470A (ja) * | 2010-07-20 | 2010-11-25 | Sony Corp | 樹脂成型体 |
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