JP2018145329A - Water-absorbing resin - Google Patents

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利典 加藤
Toshinori Kato
利典 加藤
正博 馬場
Masahiro Baba
正博 馬場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-absorbing resin which has balance between excellent dynamic characteristics and degradability in addition to water absorptivity, and stably functions due to the excellent dynamic characteristics, and then is decomposed in the environment and is reduced in an influence on environment, and to provide a water-retaining material for agriculture and a sanitary material containing the water-absorbing resin.SOLUTION: A water-absorbing resin contains modified polyvinyl alcohol of which at least a part is acetalized with a glyoxylic acid and/or a glyoxylic acid derivative as a component, where when solution viscosity at 20°C of 4 mass% aqueous solution of polyvinyl alcohol being a raw material before acetalization is represented by V (mPa s), and 1,2-glycol bond content contained in the main chain is represented by G(mol%), V and G satisfy the expression 1: (100-V)*G≥86 and expression 2: V≥5 at the same time.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は吸水性樹脂に関する。より詳細には、本発明は、従来の吸水性樹脂よりも易分解性であると共に力学特性とのバランスに優れる吸水性樹脂に関する。   The present invention relates to a water absorbent resin. More specifically, the present invention relates to a water-absorbing resin that is more easily decomposable than a conventional water-absorbing resin and has an excellent balance with mechanical properties.

昨今、慢性的な水資源の枯渇に伴い、農業用水を有効にかつ適切に利用すること、あるいは従来よりも少量の灌漑水量でも農産物の収穫量を維持、あるいは増大させる試みが、いわゆる農業用保水材を用いて検討されている(例えば、特許文献1〜5を参照)。これらの農業用保水材は高吸水性樹脂(SAP)を主要構成成分としており、例えば土壌全体の保水性を改善することに用いられるピートモスなどに比べると、極めて少量で効果を発現することから、農家が用いる際の負担が少ないという利点がある。
特許文献1および2では、ポリアクリル酸塩ゲルを主成分とする高吸水性樹脂を農業用保水材として用いることが開示されている。特許文献3および4では、例えばデンプンのような易分解性天然高分子に、ポリアクリル酸(塩)および/またはポリアクリルアミドをグラフトしたポリマーゲルが開示されている。特許文献5には、ポリビニルグリオキシル酸樹脂を含む複雑な表面構造を有するポリマー粒子が開示され、係る粒子が衛生材料や農業用保水材に適用できることが述べられている。
With the recent depletion of water resources, attempts to use agricultural water effectively and appropriately, or to maintain or increase the yield of agricultural products with a smaller amount of irrigation water than before, are the so-called agricultural water retention. It has been studied using materials (for example, see Patent Documents 1 to 5). These agricultural water-retaining materials have a superabsorbent resin (SAP) as a main component, and for example, when compared to peat moss, which is used to improve the water retention of the entire soil, it produces an effect in a very small amount. There is an advantage that the burden on the farmer is small.
Patent Documents 1 and 2 disclose that a highly water-absorbent resin mainly composed of polyacrylate gel is used as an agricultural water retention material. Patent Documents 3 and 4 disclose polymer gels obtained by grafting polyacrylic acid (salt) and / or polyacrylamide onto a readily degradable natural polymer such as starch. Patent Document 5 discloses polymer particles having a complex surface structure containing polyvinyl glyoxylic acid resin, and states that such particles can be applied to sanitary materials and agricultural water retention materials.

特許第4346112号公報Japanese Patent No. 4346112 特表2013−544929号公報Special table 2013-544929 gazette 米国特許8,507,602号公報US Patent No. 8,507,602 米国特許9,181,377号公報US Patent No. 9,181,377 特表2013−540164号公報Special table 2013-540164

特許文献1および2で開示されるポリアクリル酸塩ゲルは吸水した状態での力学特性に劣り、土壌中での膨潤により土壌の通気性を阻害してしまう傾向がある。また、地下の配管より潅水する方式を採用した場合にはポリアクリル酸ゲルが地上に流出してしまい、根に水を供給する機能が発揮されなくなるなどの問題がある。さらに、ポリアクリル酸塩ゲルは土壌中等で分解されないか、されたとしてもその分解速度が極めて遅い。そして、ポリアクリル酸塩ゲルは土中に含まれる二価イオンとの接触によりその保水性を喪失する傾向が強く、機能喪失後もゲル自体は分解されず圃場の土壌に蓄積するという課題がある。   The polyacrylate gel disclosed in Patent Documents 1 and 2 is inferior in mechanical properties in a water-absorbed state, and tends to inhibit the air permeability of the soil due to swelling in the soil. Moreover, when the method of irrigating from underground piping is adopted, there is a problem that the polyacrylic acid gel flows out to the ground and the function of supplying water to the roots is not exhibited. Furthermore, the polyacrylate gel is not decomposed in the soil or the like, or the decomposition rate is extremely slow. Polyacrylate gels have a strong tendency to lose their water retention upon contact with divalent ions contained in the soil, and the gel itself is not decomposed even after loss of function and accumulates in the soil in the field. .

特許文献3および4で開示されているポリマーゲルは、主鎖であるデンプンが環境中で分解する傾向を持つため、土壌蓄積性の改善は期待できる。一方で、力学特性が依然十分とは言えず、土壌の通気性保持や根の近傍に留まる機能が不足しているとの問題は残っている。また、主鎖が分解したとしても、側鎖成分であるポリアクリル酸(塩)やポリアクリルアミドは土壌中等で分解されないか、されたとしてもその分解速度が極めて遅く、依然として土壌蓄積性が問題となる。加えて、デンプンの分解によって菌が利用しやすい栄養源が放出されるため、圃場における作物栽培を妨害する菌類やキノコ類の発生に繋がる問題がある。   Since the polymer gel disclosed in Patent Documents 3 and 4 has a tendency that starch, which is the main chain, degrades in the environment, improvement in soil accumulation can be expected. On the other hand, the mechanical properties are still not sufficient, and there remains a problem that the air permeability maintenance of the soil and the function of staying in the vicinity of the root are insufficient. In addition, even if the main chain is decomposed, the side chain components polyacrylic acid (salt) and polyacrylamide are not decomposed in the soil or the like. Become. In addition, since a nutrient source that is readily available to fungi is released by the decomposition of starch, there is a problem that leads to generation of fungi and mushrooms that hinder crop cultivation in the field.

特許文献5に開示されるポリビニルグリオキシル酸樹脂を含むポリマー粒子は、含水した状態で放置するとカビが発生したこと、また脱ゲル化が起こったことから、係る材料が生分解性を有しており、金属触媒と酸化剤を併用することで脱アセタール化と主鎖切断が起こることが示唆されている。一方で、ポリビニルグリオキシル酸樹脂、また同樹脂の原料であるポリビニルアルコールの分子量や主鎖構造と、得られるポリマー粒子の力学特性や分解性の関係については、何ら具体的な開示はなく、教示も示唆もない。
しかして、本発明の目的は、吸水性に加え優れた力学特性と分解性のバランスを有し、優れた力学特性に起因して安定して機能した後は環境中で分解され環境への影響が低減される吸水性樹脂、ならびに係る吸水性樹脂を含んでなる農業用保水材および衛生材料を提供することにある。
The polymer particles containing the polyvinyl glyoxylic acid resin disclosed in Patent Document 5 have molds when left in a water-containing state, and degelation has occurred. Therefore, such materials have biodegradability. It has been suggested that deacetalization and main chain cleavage occur when a metal catalyst and an oxidizing agent are used in combination. On the other hand, there is no specific disclosure and teaching regarding the relationship between the molecular weight and main chain structure of polyvinyl glyoxylic acid resin and polyvinyl alcohol, the raw material of the resin, and the mechanical properties and degradability of the resulting polymer particles. There is no suggestion.
Thus, the object of the present invention is to have a good balance of mechanical properties and decomposability in addition to water absorption, and after it functions stably due to the excellent mechanical properties, it is decomposed in the environment and has an impact on the environment. Water-absorbing resin in which water is reduced, and an agricultural water-retaining material and hygiene material comprising the water-absorbing resin.

上記の目的を達成すべく本発明者らは鋭意検討を重ねてきた。その結果、特許文献5で開示されるポリビニルグリオキシル酸樹脂の力学特性は、その原料たるポリビニルアルコールの水溶液の溶液粘度との間に相関を有することを見出した。一方、ポリビニルグリオキシル酸樹脂の分解性は、その原料たるポリビニルアルコールの主鎖が有し得る特定構造、より詳細には1,2−グリコール結合量に強く依存することを見出した。さらには、水溶液の溶液粘度と主鎖の特定構造(1,2−グリコール結合量)が特定関係を同時に満たすポリビニルアルコールを原料として用いて、グリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体でアセタール化した、変性ポリビニルアルコールを構成成分とする樹脂が、吸水性に加えて力学特性と分解性のバランスに優れることを見出し、本発明に到達した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, it has been found that the mechanical properties of the polyvinyl glyoxylic acid resin disclosed in Patent Document 5 have a correlation with the solution viscosity of an aqueous solution of polyvinyl alcohol as a raw material. On the other hand, it has been found that the degradability of polyvinyl glyoxylic acid resin strongly depends on the specific structure that the main chain of polyvinyl alcohol as the raw material can have, more specifically, the amount of 1,2-glycol bonds. Furthermore, the modification | denaturation which acetalized with the glyoxylic acid and / or the glyoxylic acid derivative using the polyvinyl alcohol with which the solution viscosity of aqueous solution and the specific structure (1,2-glycol bond amount) of a principal chain satisfy | fill a specific relationship simultaneously as a raw material The present inventors have found that a resin containing polyvinyl alcohol as a constituent component has an excellent balance between mechanical properties and decomposability in addition to water absorption.

すなわち、本発明の目的は、以下の[1]〜[8]を提供することにより達成される。
[1]少なくとも一部がグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によりアセタール化された変性ポリビニルアルコールを構成成分とする吸水性樹脂であって、当該アセタール化前の原料たるポリビニルアルコールの4質量%水溶液の20℃における溶液粘度をV(mPa・s)、およびその主鎖に含まれる1,2−グリコール結合量G(mol%)が、下記式1および式2を同時に満たす、吸水性樹脂。
(100−V)*G≧86 (式1)
V≧5 (式2)
[2]前記原料たるポリビニルアルコールが、ポリ酢酸ビニルをケン化することによって得られ、かつケン化度が30mol%以上である、[1]の吸水性樹脂。
[3]グリオキシル酸および/またはグリオキシル酸によるアセタール化度が1mol%以上80mol%以下である変性ポリビニルアルコールを構成成分とする、[1]または[2]の吸水性樹脂。
[4]少なくとも一部が架橋されている、[1]〜[3]いずれかの吸水性樹脂。
[5]前記架橋部位が加水分解反応により切断される結合様式である、[4]の吸水性樹脂。
[6][1]〜[4]いずれかの吸水性樹脂を含む組成物。
[7][1]〜[4]いずれかの吸水性樹脂を含んでなる農業用保水材。
[8][1]〜[4]いずれかの吸水性樹脂を含んでなる衛生材料。
That is, the object of the present invention is achieved by providing the following [1] to [8].
[1] A water-absorbent resin comprising a modified polyvinyl alcohol at least partly acetalized with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative as a constituent component, and comprising a 4% by mass aqueous solution of polyvinyl alcohol as a raw material before the acetalization A water-absorbent resin having a solution viscosity at 20 ° C. of V (mPa · s) and a 1,2-glycol bond amount G (mol%) contained in the main chain thereof simultaneously satisfy the following formulas 1 and 2.
(100−V) * G ≧ 86 (Formula 1)
V ≧ 5 (Formula 2)
[2] The water-absorbent resin according to [1], wherein the raw material polyvinyl alcohol is obtained by saponifying polyvinyl acetate and has a saponification degree of 30 mol% or more.
[3] The water-absorbent resin according to [1] or [2], comprising glyoxylic acid and / or modified polyvinyl alcohol having a degree of acetalization by glyoxylic acid of 1 mol% to 80 mol% as a constituent component.
[4] The water-absorbent resin according to any one of [1] to [3], wherein at least a part is crosslinked.
[5] The water-absorbent resin according to [4], wherein the crosslinking site is cleaved by a hydrolysis reaction.
[6] A composition comprising the water absorbent resin according to any one of [1] to [4].
[7] An agricultural water-retaining material comprising the water-absorbing resin according to any one of [1] to [4].
[8] A sanitary material comprising the water absorbent resin according to any one of [1] to [4].

本発明の吸水性樹脂は、吸水性に加えて力学特性と分解性のバランスに優れ、例えば農業用保水材として適用した場合では、土壌中での機能の安定的発現が可能であるとともに、優れた分解性を有するため使用後の圃場土壌への蓄積が抑制される。また衛生材料として用いた場合には、吸水性樹脂の力学特性と分解性が優れていることにより、使用時の安定性や形状保持性に優れるだけではなく、使用後には分解がされやすいため、環境中への蓄積が抑制される。   The water-absorbent resin of the present invention has an excellent balance between mechanical properties and degradability in addition to water absorbency, and, for example, when applied as an agricultural water retention material, it can stably exhibit functions in soil and is excellent. Therefore, accumulation in field soil after use is suppressed. In addition, when used as a sanitary material, because it has excellent mechanical properties and degradability of the water-absorbent resin, it not only excels in stability and shape retention during use, but also easily decomposes after use. Accumulation in the environment is suppressed.

以下に本発明について詳細に説明する。
本発明の吸水性樹脂は、少なくとも一部がグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によりアセタール化された変性ポリビニルアルコール(以下、単に変性ポリビニルアルコールと称することがある)を構成成分とする吸水性樹脂であって、当該アセタール化前の原料たるポリビニルアルコールの4質量%水溶液の20℃における溶液粘度をV(mPa・s)、およびその主鎖に含まれる1,2−グリコール結合量G(mol%)が、下記式1および式2を同時に満たす、吸水性樹脂である。
(100−V)*G≧86 (式1)
V≧5 (式2)
係る特定の関係を満たすことにより、吸水性に加えて力学特性と分解性のバランスに優れる変性ポリビニルアルコールが得られ、本発明の吸水性樹脂の主要構成成分となる。
The present invention is described in detail below.
The water-absorbent resin of the present invention is a water-absorbent resin comprising a modified polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes simply referred to as a modified polyvinyl alcohol) at least partially acetalized with glyoxylic acid and / or a glyoxylic acid derivative. The solution viscosity at 20 ° C. of a 4% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol as a raw material before acetalization is V (mPa · s), and the 1,2-glycol bond amount G (mol%) contained in the main chain. Is a water-absorbent resin that simultaneously satisfies the following formula 1 and formula 2.
(100−V) * G ≧ 86 (Formula 1)
V ≧ 5 (Formula 2)
By satisfying such a specific relationship, a modified polyvinyl alcohol having an excellent balance between mechanical properties and decomposability in addition to water absorption can be obtained, which becomes a main constituent of the water absorbent resin of the present invention.

本発明の吸水性樹脂を構成する変性ポリビニルアルコールは、好適にはポリビニルアルコールを原料として用いて、その有する水酸基の少なくとも一部をグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によりアセタール化することで得られる。まず、原料として用いるポリビニルアルコールについて説明する。   The modified polyvinyl alcohol constituting the water-absorbent resin of the present invention is preferably obtained by acetalizing at least a part of the hydroxyl groups possessed thereof with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivatives using polyvinyl alcohol as a raw material. First, polyvinyl alcohol used as a raw material will be described.

本発明においては、原料として用いるポリビニルアルコールは、その4質量%水溶液の20℃における溶液粘度V(mPa・s)は5以上であることがひとつの条件である。
高分子の力学特性は、その分子量が高くなるほど一般的に向上する傾向にある一方、その分子量が低いほど一般的には分解されやすいとの傾向が知られている。高分子の分子量測定方法については種々の方法が当業者に公知であり、高分子を該高分子が溶解する溶媒に溶解させた溶液の溶液粘度と、該高分子の分子量に相関があることは知られている。本発明においては、原料として用いるポリビニルアルコールの前記溶液粘度Vが小さいほど分子量は小さく、Vが大きいほど分子量が大きいことを表す。単純に分子量の高いポリビニルアルコールを用いた場合、得られる変性ポリビニルアルコールの力学特性を向上させることができるものの、分解性が低下してしまい、吸水性樹脂として望ましい力学特性と分解性の範囲を逸脱してしまう。
In the present invention, it is one condition that polyvinyl alcohol used as a raw material has a solution viscosity V (mPa · s) at 20 ° C. of a 4 mass% aqueous solution of 5 or more.
It is known that the mechanical properties of polymers generally tend to improve as their molecular weight increases, while they tend to generally degrade as their molecular weight decreases. Various methods for measuring the molecular weight of a polymer are known to those skilled in the art, and there is a correlation between the solution viscosity of a solution obtained by dissolving a polymer in a solvent in which the polymer is dissolved and the molecular weight of the polymer. Are known. In the present invention, the smaller the solution viscosity V of the polyvinyl alcohol used as a raw material, the smaller the molecular weight, and the larger V, the larger the molecular weight. When polyvinyl alcohol with a high molecular weight is simply used, the mechanical properties of the resulting modified polyvinyl alcohol can be improved, but the degradability is reduced, and the desired mechanical properties and degradability of the water-absorbent resin are deviated. Resulting in.

ポリアクリル酸やポリアクリルアミド、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂は主鎖構造が炭素−炭素結合からなり、これらの樹脂は分解性がないか、または分解が極めて遅いことが知られている。一方でポリビニルアルコールもその主鎖構造が炭素−炭素結合で構成されるが、分解性を有する樹脂であることが知られている。ポリビニルアルコールの主鎖には、下記化学構造式のように、ビニルアルコールユニット(ビニルアルコール単位)のメチレン側を頭とし水酸基が結合するメチン側を尾としたときに、2つのビニルアルコール単位が頭−尾の形で結合することで生じる1,3−グリコール結合単位が主として含まれるが、異種結合として頭−頭の形あるいは尾−尾の形で結合することで生じる1,2−グリコール結合単位が含まれている。   It is known that resins such as polyacrylic acid, polyacrylamide, polyethylene, and polypropylene have a main chain structure composed of carbon-carbon bonds, and these resins are not degradable or decompose very slowly. On the other hand, polyvinyl alcohol is also known to be a degradable resin, although its main chain structure is composed of carbon-carbon bonds. The main chain of polyvinyl alcohol has two vinyl alcohol units at the head when the methylene side of the vinyl alcohol unit (vinyl alcohol unit) is the head and the methine side to which the hydroxyl group is bonded is the tail, as shown in the following chemical structural formula. -1,3-glycol binding units mainly resulting from binding in the tail form, but 1,2-glycol binding units resulting from binding in the head-to-head or tail-to-tail form as heterogeneous bonds It is included.

ポリビニルアルコールの分解性には、係る1,2−グリコール結合量が影響を与えることが知られている。この結合は、1,3−グリコール結合単位に含まれる炭素−炭素結合に比べると結合エネルギーが低く、相対的に容易に切断するため、1,2−グリコール結合が多く含まれるほどポリビニルアルコールは分解しやすいためと考えられる。本発明者らは鋭意検討した結果、原料のポリビニルアルコールが含む1,2−グリコール結合量により、変性ポリビニルアルコールの分解性を制御可能であることを見出し、本発明に至った。なお、特許文献5においては、分解性と主鎖中の1,2−グリコール結合の量との関係については何ら論じられていない。
さらに、原料であるポリビニルアルコールの水溶液の溶液粘度が一定を下回る場合には、得られる変性ポリビニルアルコールの分解性は向上する一方で、力学特性が著しく低下し、農業用保水材や衛生材料に用いる場合に問題が生じる。
It is known that the amount of 1,2-glycol bonds affects the degradability of polyvinyl alcohol. Since this bond has a lower binding energy than the carbon-carbon bond contained in the 1,3-glycol bond unit and is relatively easily cleaved, polyvinyl alcohol is decomposed as more 1,2-glycol bonds are contained. It is thought that it is easy to do. As a result of intensive studies, the present inventors have found that the degradability of the modified polyvinyl alcohol can be controlled by the amount of 1,2-glycol bonds contained in the raw material polyvinyl alcohol, and have reached the present invention. In Patent Document 5, there is no discussion about the relationship between degradability and the amount of 1,2-glycol bond in the main chain.
Furthermore, when the solution viscosity of the aqueous polyvinyl alcohol solution that is the raw material is below a certain level, the degradability of the resulting modified polyvinyl alcohol is improved, while the mechanical properties are remarkably reduced, and it is used for agricultural water retaining materials and sanitary materials. Problems arise.

ポリビニルアルコールの4質量%水溶液の20℃における溶液粘度V(mPa・s)は、例えばJIS K6726に準拠した方法により測定できる。係る溶液粘度V(mPa・s)の範囲については、式1および式2を同時に満たす必要があり、5未満では得られる変性ポリビニルアルコールの力学特性が著しく低下してしまう。一方で55以上では得られる変性ポリビニルアルコールの分解性が悪化し、ポリビニルアルコールの有する水酸基の少なくとも一部をグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によりアセタール化する際に、粘度が高く操作性が低下する傾向となる。これらのことを考慮すると、前記溶液粘度Vの範囲は5以上55未満であることが好ましく、10以上45未満であることがより好ましく、15以上35未満であることがさらに好ましい。   The solution viscosity V (mPa · s) at 20 ° C. of a 4% by mass aqueous solution of polyvinyl alcohol can be measured, for example, by a method based on JIS K6726. Regarding the range of the solution viscosity V (mPa · s), it is necessary to satisfy the formula 1 and the formula 2 at the same time, and if it is less than 5, the mechanical properties of the modified polyvinyl alcohol obtained are significantly lowered. On the other hand, when it is 55 or more, the degradability of the modified polyvinyl alcohol obtained is deteriorated, and when acetalizing at least part of the hydroxyl groups of the polyvinyl alcohol with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivatives, the viscosity is high and the operability is lowered. It becomes a trend. Considering these, the range of the solution viscosity V is preferably 5 or more and less than 55, more preferably 10 or more and less than 45, and further preferably 15 or more and less than 35.

ポリビニルアルコールに含まれる1,2−グリコール結合量G(mol%)の算出法に特に制限はなく、例えば核磁気共鳴分光法(NMR)を用いることにより定量することができる。具体的には、精製を施し完全に乾燥させてポリビニルアルコールを0.1〜10質量%程度の濃度で、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d)に溶解させ、例えば室温〜150℃の範囲の温度でプロトン核(水素核)の核磁気共鳴スペクトルを測定(H−NMR)する手法が挙げられる。ピーク分離を改善するために、測定の際に例えばトリフルオロ酢酸などの添加剤を加えてもよい。H−NMR法でポリビニルアルコールの構造分析を行うと、水酸基が結合したメチン炭素に結合するプロトンが異なるピークを示すことから、これを定量分析することによって、主鎖構造中に含まれる1,2−グリコール結合量Gを決定することができる。具体的には、ビニルアルコールユニットのメチンプロトン由来のピークは3.2〜4.0ppm(積分値A)、1,2−グリコール結合の1つのメチンプロトン由来のピークは3.25ppm(積分値B)に帰属され、1,2−グリコール結合量G(mol%)は、次式から求めることができる。
G=(B/A)*100 (式3)
There is no restriction | limiting in particular in the calculation method of the 1, 2- glycol bond amount G (mol%) contained in polyvinyl alcohol, For example, it can quantitate by using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). Specifically, it is purified and completely dried, and polyvinyl alcohol is dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ) at a concentration of about 0.1 to 10% by mass, for example, in the range of room temperature to 150 ° C. And a method of measuring ( 1 H-NMR) a nuclear magnetic resonance spectrum of a proton nucleus (hydrogen nucleus) at the temperature of In order to improve peak separation, an additive such as trifluoroacetic acid may be added during measurement. When structural analysis of polyvinyl alcohol is performed by 1 H-NMR method, protons bonded to a methine carbon bonded with a hydroxyl group show different peaks. By quantitative analysis of this, 1, 1 contained in the main chain structure is obtained. The 2-glycol bond amount G can be determined. Specifically, the peak derived from the methine proton of the vinyl alcohol unit is 3.2 to 4.0 ppm (integrated value A), and the peak derived from one methine proton of the 1,2-glycol bond is 3.25 ppm (integrated value B). ) And the 1,2-glycol bond amount G (mol%) can be determined from the following equation.
G = (B / A) * 100 (Formula 3)

1,2−グリコール結合量G(mol%)は、式1が満たされる限り制限はないが、通常0.5〜3.5mol%の範囲である。1,2−グリコール結合量G(mol%)が0.5mol%を下回るポリビニルアルコールを原料として、その有する水酸基の少なくとも一部をグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によりアセタール化した変性ポリビニルアルコールは、その分解性が十分であるとは言えず好ましくない。一方で、1,2−グリコール結合量G(mol%)が3.5mol%を上回るポリビニルアルコールを得るためには、酢酸ビニルモノマーを、沸点を大きく超える温度でラジカル重合させることなどの手段をとり得るが、重合中の著しい連鎖移動反応や副反応が回避できず、工業的に実施可能な方法であるとは言い難く、好ましくない。得られる変性ポリビニルアルコールの分解性と力学特性のバランスの観点からは、1,2−グリコール結合量G(mol%)の範囲は0.9〜3.0であることが好ましく、1.4から2.5の範囲であることがより好ましい。   The amount of 1,2-glycol bonds G (mol%) is not limited as long as Formula 1 is satisfied, but is usually in the range of 0.5 to 3.5 mol%. A modified polyvinyl alcohol obtained by acetalizing at least a part of a hydroxyl group thereof with glyoxylic acid and / or a glyoxylic acid derivative, using polyvinyl alcohol having a 1,2-glycol bond amount G (mol%) of less than 0.5 mol% as a raw material, It cannot be said that the decomposability is sufficient, which is not preferable. On the other hand, in order to obtain polyvinyl alcohol having a 1,2-glycol bond amount G (mol%) exceeding 3.5 mol%, measures such as radical polymerization of vinyl acetate monomer at a temperature greatly exceeding the boiling point are taken. However, a remarkable chain transfer reaction and side reaction during the polymerization cannot be avoided, and it is difficult to say that this is an industrially feasible method, which is not preferable. From the viewpoint of the balance between degradability and mechanical properties of the resulting modified polyvinyl alcohol, the range of 1,2-glycol bond amount G (mol%) is preferably 0.9 to 3.0, and from 1.4 A range of 2.5 is more preferable.

本発明で原料として用いるポリビニルアルコールは、その構成単位としてビニルアルコール単位のみを有するものであってもよいし、他の構成単位を含むものであってもよい。他の構成単位の例としては、酢酸ビニル単位、ピバル酸ビニル単位などのビニルエステル由来の構成単位;エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレンなどのオレフィン由来の構成単位;アクリル酸およびその誘導体、メタクリル酸およびその誘導体、マレイン酸およびその誘導体、無水マレイン酸およびその誘導体などに由来する各構成単位を挙げることができる。他の構成単位は1種類を含有していても複数種類を含有していてもよい。他の構成単位の含有量があまり多い場合には、アセタール化反応においてグリオキシル酸および/またはその誘導体との反応点が少なくなるため本発明の効果を奏しなくなる恐れがある。したがって、他の構成単位の含有量は50質量%以下であるのが好ましく、より好適には30質量%以下、さらに好適には15質量%以下である。   The polyvinyl alcohol used as a raw material in the present invention may have only a vinyl alcohol unit as its constituent unit, or may contain other constituent units. Examples of other structural units include: vinyl acetate units, vinyl pivalate units and other vinyl ester derived units; ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene and other olefin derived units; acrylic acid and its derivatives, methacryl Examples include structural units derived from acids and derivatives thereof, maleic acid and derivatives thereof, maleic anhydride and derivatives thereof, and the like. Other structural units may contain one kind or plural kinds. When the content of other structural units is too large, the reaction point with glyoxylic acid and / or a derivative thereof is reduced in the acetalization reaction, so that the effects of the present invention may not be achieved. Therefore, the content of other structural units is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less.

本発明で原料として用いるポリビニルアルコールは、前記式1および式2を同時に満たす限りにおいて、工業的に製造され市販されているものを用いてもよいし、酢酸ビニルモノマー等のカルボン酸ビニルモノマー、および必要に応じて他の構成単位を構成するモノマーを共存させて、公知の重合開始剤を用いて公知の重合反応を行い、次いで公知の方法でケン化反応を行って製造したものを用いてもよい。   The polyvinyl alcohol used as a raw material in the present invention may be an industrially manufactured and commercially available polyvinyl alcohol monomer such as a vinyl acetate monomer, as long as the above formula 1 and formula 2 are satisfied at the same time. Even if the monomer which comprises another structural unit is made to coexist as needed, a well-known polymerization initiator is used and a well-known polymerization reaction is performed, Then, the thing manufactured by performing a saponification reaction by a well-known method may be used. Good.

好ましくは、ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することによって得られたものである。ケン化処理の進行度合いは、酢酸ビニルに由来する酢酸エステル部のうち、どれだけが水酸基に変換されたかを示す、ケン化度(単位:モル%)で表すのが通常である。ケン化度が低すぎる場合には、後にグリオキシル酸、および/またはグリオキシル酸誘導体によってアセタール化する際における反応部位が少なくなりすぎるため好ましくない。この観点から、ポリビニルアルコールのケン化度は好ましくは15モル%以上、より好ましくは30モル%以上である。   Preferably, the polyvinyl alcohol is obtained by saponifying polyvinyl acetate. The degree of progress of the saponification treatment is usually represented by the degree of saponification (unit: mol%) indicating how much of the acetate portion derived from vinyl acetate has been converted to a hydroxyl group. If the degree of saponification is too low, the number of reaction sites in the subsequent acetalization with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivatives becomes too small, which is not preferable. From this viewpoint, the saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 15 mol% or more, more preferably 30 mol% or more.

ポリビニルアルコールのアセタール化には、グリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体を用いる。グリオキシル酸は単独で用いてもよいし、グリオキシル酸塩やグリオキシル酸エステル、これらのアセタール化合物といったグリオキシル酸誘導体と共に用いてもよく、グリオキシル酸誘導体のみを用いてもよい。
グリオキシル酸塩の例としては、グリオキシル酸ナトリウム、グリオキシル酸カリウムなどのグリオキシル酸のアルカリ金属塩、グリオキシル酸カルシウム、グリオキシル酸マグネシウムなどのグリオキシル酸のアルカリ土類金属塩などが挙げられる。中でも、農業用保水材として用いる場合に本発明の効果をより奏することができる観点から、グリオキシル酸カリウム、グリオキシル酸カルシウム、グリオキシル酸マグネシウムが好ましく、グリオキシル酸カリウムがより好ましい。
グリオキシル酸エステルの例としては、グリオキシル酸メチル、グリオキシル酸エチル、グリオキシル酸プロピル、グリオキシル酸イソプロピル、グリオキシル酸ブチル、グリオキシル酸イソブチル、グリオキシル酸sec−ブチル、グリオキシル酸tert−ブチル、グリオキシル酸ヘキシル、グリオキシル酸オクチル、グリオキシル酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。
グリオキシル酸、グリオキシル酸塩及びグリオキシル酸エステルのアセタール化合物の例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどのアルコール化合物によりグリオキシル酸、グリオキシル酸塩、グリオキシル酸エステルのアルデヒド部がアセタール化された化合物を挙げられる。
Glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivatives are used for acetalization of polyvinyl alcohol. Glyoxylic acid may be used alone, or may be used together with glyoxylic acid derivatives such as glyoxylate, glyoxylic acid ester, and acetal compounds thereof, or only glyoxylic acid derivatives may be used.
Examples of the glyoxylate include alkali metal salts of glyoxylic acid such as sodium glyoxylate and potassium glyoxylate, and alkaline earth metal salts of glyoxylic acid such as calcium glyoxylate and magnesium glyoxylate. Among these, potassium glyoxylate, calcium glyoxylate, and magnesium glyoxylate are preferable, and potassium glyoxylate is more preferable from the viewpoint that the effects of the present invention can be further exerted when used as a water retention material for agriculture.
Examples of glyoxylic acid esters include methyl glyoxylate, ethyl glyoxylate, propyl glyoxylate, isopropyl glyoxylate, butyl glyoxylate, isobutyl glyoxylate, sec-butyl glyoxylate, tert-butyl glyoxylate, hexyl glyoxylate, glyoxylic acid Examples include octyl and 2-ethylhexyl glyoxylate.
Examples of acetal compounds of glyoxylic acid, glyoxylic acid salts and glyoxylic acid esters include compounds in which the aldehyde part of glyoxylic acid, glyoxylic acid salts, and glyoxylic acid esters is acetalized with alcohol compounds such as methanol, ethanol, propanol, and ethylene glycol Can be mentioned.

ポリビニルアルコールのグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によるアセタール化反応の手法に特に制限はなく、均一反応であっても不均一反応であってもよい。具体的には、例えばポリビニルアルコール水溶液とグリオキシル酸水溶液を混合して反応させる手法を挙げることができる。反応を加速する目的で触媒を用いてもよい。触媒としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸;カルボン酸、スルホン酸などの有機酸;陽イオン交換樹脂、ヘテロポリ酸などの固体酸;などが挙げられる。なお、グリオキシル酸はアセタール化反応を促進できる酸でもあるので、これを自己触媒として用いることも可能である。これらの触媒は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。反応後の処理の容易性の観点からは、グリオキシル酸を反応基質および自己触媒として用いる方法が好ましい。   There is no particular limitation on the method of acetalization reaction with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivatives of polyvinyl alcohol, and it may be a homogeneous reaction or a heterogeneous reaction. Specifically, for example, a method in which a polyvinyl alcohol aqueous solution and a glyoxylic acid aqueous solution are mixed and reacted can be exemplified. A catalyst may be used for the purpose of accelerating the reaction. Examples of the catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid; organic acids such as carboxylic acid and sulfonic acid; solid acids such as cation exchange resin and heteropoly acid. Since glyoxylic acid is also an acid that can accelerate the acetalization reaction, it can be used as an autocatalyst. These catalysts may be used independently and may be used in combination of multiple types. From the viewpoint of ease of treatment after the reaction, a method using glyoxylic acid as a reaction substrate and an autocatalyst is preferable.

ポリビニルアルコールのグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によるアセタール化反応において、ポリビニルアルコールに導入されるグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体の量は、例えばポリビニルアルコールの持つ水酸基の消費量により定義できる。すなわち水酸基の消費量が低い場合はグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体の導入量は低く、水酸基の消費量が高い場合はグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体の導入量が高いことになる。グリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体の導入量が低すぎると得られる変性ポリビニルアルコールの吸水性が劣る傾向となり、一方で高すぎると得られる変性ポリビニルアルコールの吸水時の力学特性が劣る傾向となる。本発明の効果を奏する範囲を考慮すると、原料として用いるポリビニルアルコールが有する水酸基の消費量として、0.1〜87mol%の範囲であることが好ましく、0.5〜85mol%の範囲であることがより好ましく、1〜80モル%の範囲であることがさらに好ましい。なお、かかる水酸基の消費量は、例えばNMR(核磁気共鳴分光法)、FTIR(フーリエ変換赤外分光法)などによって測定することができる。   In the acetalization reaction of polyvinyl alcohol with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative, the amount of glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative introduced into polyvinyl alcohol can be defined by, for example, the consumption of hydroxyl groups possessed by polyvinyl alcohol. That is, when the hydroxyl group consumption is low, the introduction amount of glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative is low, and when the hydroxyl group consumption is high, the introduction amount of glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative is high. If the amount of glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative introduced is too low, the water absorption of the resulting modified polyvinyl alcohol tends to be inferior, while if it is too high, the resulting polyvinyl alcohol tends to have poor mechanical properties during water absorption. Considering the range where the effects of the present invention are exhibited, the consumption of hydroxyl groups of polyvinyl alcohol used as a raw material is preferably in the range of 0.1 to 87 mol%, and more preferably in the range of 0.5 to 85 mol%. More preferably, it is still more preferably in the range of 1 to 80 mol%. The consumption amount of the hydroxyl group can be measured by, for example, NMR (nuclear magnetic resonance spectroscopy), FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy) or the like.

本発明の吸水性樹脂は、ポリビニルアルコールのグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によるアセタール化反応で好適に得られる変性ポリビニルアルコールが、使用時の溶出を防ぐ観点よりさらに架橋が施されていること、すなわち使用時にはいわゆるゲルの状態となっていることが好ましい。架橋の形態に特に制限はなく、例えばエステル結合、エーテル結合、アセタール結合、炭素−炭素結合などによる架橋構造が挙げられる。   The water-absorbent resin of the present invention is such that the modified polyvinyl alcohol suitably obtained by acetalization reaction with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative of polyvinyl alcohol is further crosslinked from the viewpoint of preventing elution during use, That is, it is preferably in a so-called gel state at the time of use. There is no restriction | limiting in particular in the form of bridge | crosslinking, For example, the crosslinked structure by an ester bond, an ether bond, an acetal bond, a carbon-carbon bond etc. is mentioned.

エステル結合の例としては、ポリビニルアルコール由来の水酸基と、グリオキシル酸(誘導体)に由来するカルボキシル基との間で形成されるエステル結合を挙げることができる。エーテル結合の例としては、ポリビニルアルコール由来の水酸基間の脱水縮合により形成されるエーテル結合を挙げることができる。アセタール結合の例としては、ポリビニルアルコール分子間の水酸基がグリオキシル酸とアセタール化反応することにより形成されるアセタール結合を挙げることができる。炭素−炭素結合の例としては、例えば活性エネルギー線の照射により発生する、変性ポリビニルアルコールの炭素ラジカル間のカップリングにより形成される炭素−炭素結合を挙げることができる。これらの架橋構造は単独で含まれていても、複数種が含まれていてもよい。中でも、エステル結合、アセタール結合による架橋構造が好ましく、エステル結合による架橋構造がより好ましい。このような架橋の形態は、ポリビニルアルコールのグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によるアセタール化反応の際に同時に形成されてもよいし、別々に形成されてもよい。   As an example of an ester bond, the ester bond formed between the hydroxyl group derived from polyvinyl alcohol and the carboxyl group derived from glyoxylic acid (derivative) can be mentioned. As an example of an ether bond, the ether bond formed by the dehydration condensation between the hydroxyl groups derived from polyvinyl alcohol can be mentioned. As an example of an acetal bond, an acetal bond formed by the acetalization reaction of a hydroxyl group between polyvinyl alcohol molecules with glyoxylic acid can be exemplified. As an example of a carbon-carbon bond, the carbon-carbon bond formed by the coupling between the carbon radicals of modified polyvinyl alcohol, which is generated, for example, by irradiation with active energy rays, can be mentioned. These cross-linked structures may be contained singly or in plural. Among these, a crosslinked structure by an ester bond or an acetal bond is preferable, and a crosslinked structure by an ester bond is more preferable. Such a form of cross-linking may be formed simultaneously during the acetalization reaction of glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative of polyvinyl alcohol, or may be formed separately.

ポリビニルアルコールのグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によるアセタール化反応によって導入されたカルボキシル基は、その一部または全てが処理されてカルボン酸塩の形状となっていてもよい。カルボン酸塩の対カチオンの例としては、、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンなどのアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオンなどのアルカリ土類金属イオン;アルミニウムイオン、亜鉛イオンなどのその他金属イオン;アンモニウムイオン、イミダゾリウム類、ピリジニウム類、ホスホニウムイオン類などのオニウムカチオン;などを挙げることができる。中でも、特に農業用保水材組成物として用いる場合には、カリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオンであることが好ましく、カリウムイオンであることがより好ましい。これらの対カチオンは単独でも複数種を組み合わせて含んでいてもよい。   The carboxyl group introduced by the acetalization reaction with glyoxylic acid and / or glyoxylic acid derivative of polyvinyl alcohol may be partially or completely treated to be in the form of carboxylate. Examples of the counter cation of the carboxylate include: alkali metal ions such as sodium ion, potassium ion, rubidium ion and cesium ion; alkaline earth metal ion such as magnesium ion, calcium ion, strontium ion and barium ion; aluminum ion And other metal ions such as zinc ions; onium cations such as ammonium ions, imidazoliums, pyridiniums, and phosphonium ions; Especially, when using as a water retention material composition for agriculture especially, it is preferable that they are a potassium ion, a calcium ion, and an ammonium ion, and it is more preferable that it is a potassium ion. These counter cations may be contained alone or in combination of two or more.

本発明の吸水性樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲でその他の添加剤をさらに含む、組成物の形態であってもよい。かかるその他の添加剤の例としては、デンプン、変性デンプン、アルギン酸ナトリウム、キチン、キトサン、セルロースおよびその誘導体などの多糖類、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、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート樹脂、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、ポリ乳酸、ポリコハク酸、ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド6・10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6・12、ポリヘキサメチレンジアミンテレフタルアミド、ポリヘキサメチレンジアミンイソフタルアミド、ポリノナメチレンジアミンテレフタルアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸塩、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸塩共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸塩共重合体などの樹脂類、天然ゴム、合成イソプレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマーなどのゴム・エラストマー類、カオリナイト、スメクタイト、モンモリロナイト、セリサイト、クロライト、グローコナイト、タルク、天然ゼオライト、合成ゼオライトなどの粘土鉱物類、砂などを挙げることができる。これらは単独でも複数種を含んでいてもよい。   The water-absorbent resin of the present invention may be in the form of a composition further containing other additives as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such other additives include polysaccharides such as starch, modified starch, sodium alginate, chitin, chitosan, cellulose and derivatives thereof, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer. , Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyvinyl chloride, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polysuccinic acid, polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 6,10, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6.12, Polyhexamethylenediamine terephthalamide, Polyhexamethylenediamine isophthalamide, Polynonamethylenediamine terephthalamide, Polyphenylene ether Polyoxymethylene, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytrimethylene glycol, polytetramethylene glycol, polyurethane, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyacrylic acid , Polyacrylate, polyacrylate, polymethacrylic acid, polymethacrylate, polymethacrylate, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer , Resins such as ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-methacrylate copolymer, natural rubber, synthetic isoprene rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, fluoro rubber, Rubbers and elastomers such as letan rubber, acrylic rubber, styrene thermoplastic elastomer, olefin thermoplastic elastomer, ester thermoplastic elastomer, urethane thermoplastic elastomer, amide thermoplastic elastomer, kaolinite, smectite, montmorillonite, sericite And clay minerals such as chlorite, glowconite, talc, natural zeolite and synthetic zeolite, and sand. These may be used alone or in combination.

本発明の吸水性樹脂または組成物は、農業用保水材として好適に用いることができる。農業用保水材として用いる際の形態には種々の方法があり、圃場に直接散布する方法、作物種子を播種する際に種子とともに適用する方法、一旦種子にコーティングし、コーティングした種子を播種する方法など例示できる。また、本発明の吸水性樹脂または組成物と水との混合物を培地として用いてもよい。適用対象とする作物に特に制限はなく、例えば各種野菜類、根菜類、果実類、穀類、イモ類、豆類、観賞用植物類、花卉類、芝、樹木類などを挙げることができる。   The water-absorbent resin or composition of the present invention can be suitably used as an agricultural water retention material. There are various ways to use it as a water retention material for agriculture, a method of spraying directly on the field, a method of applying together with seeds when sowing crop seeds, a method of coating seeds once and seeding the coated seeds Etc. Moreover, you may use the mixture of the water absorbing resin or composition of this invention, and water as a culture medium. There is no restriction | limiting in particular in the crop made into application object, For example, various vegetables, root vegetables, fruits, cereals, potatoes, beans, ornamental plants, flowering plants, turf, trees etc. can be mentioned.

本発明の吸水性樹脂を農業用保水材として用いる際は、本発明の効果を損なわない範囲で肥料成分および/または農薬成分を含む組成物の形態であってもよい。肥料の例としては窒素系肥料、リン系肥料、カリウム系肥料、カルシウム系肥料などの三大肥料;カルシウム、マグネシウム、硫黄、鉄、銅、マンガン、亜鉛、ホウ素、モリブデン、塩素、ニッケルなど植物の必須要素を含む肥料などが挙げられる。農薬成分の例としては殺虫剤、殺菌剤、殺虫殺菌剤、除草剤、殺鼠剤、植物生長調整剤などが挙げられる。これらは単独でも複数種を含んでいてもよい。   When the water-absorbent resin of the present invention is used as an agricultural water retention material, it may be in the form of a composition containing a fertilizer component and / or an agrochemical component as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of fertilizers are three major fertilizers such as nitrogen fertilizer, phosphorus fertilizer, potassium fertilizer, calcium fertilizer; plant such as calcium, magnesium, sulfur, iron, copper, manganese, zinc, boron, molybdenum, chlorine, nickel Examples include fertilizers that contain essential elements. Examples of the agrochemical component include insecticides, fungicides, insecticide fungicides, herbicides, rodenticides, plant growth regulators and the like. These may be used alone or in combination.

本発明の吸水性樹脂は高い吸水特性と優れた力学特性を示すことから、例えば乳児用オムツ、幼児用オムツ、子供用オムツ、成人用オムツ、生理用品、保護下着などの衛生用品における吸収剤としての衛生材料に好ましく用いられる。本発明の吸水性樹脂は使用後には分解することが可能なことより、環境への影響の観点でも好ましい材料である。   Since the water-absorbent resin of the present invention exhibits high water absorption characteristics and excellent mechanical properties, for example, as an absorbent in hygiene products such as baby diapers, infant diapers, children's diapers, adult diapers, sanitary products, protective underwear, etc. It is preferably used for sanitary materials. Since the water-absorbent resin of the present invention can be decomposed after use, it is a preferable material from the viewpoint of environmental impact.

本発明の吸水性樹脂は、一般的に知られている吸水性樹脂の用途、例えば地中の電力ケーブル、又は通信ケーブルにおける水浸透の防止;薬物送達系におけるキャリア;流出および排出水性液の吸収材;塗料;インク;着色剤組成物用の吸収性コーティング;殺虫剤、除草剤、芳香剤、および薬物を制御放出するためのキャリア;難燃性ゲル;葬儀用パッド;外科用パッド;創傷被服材;医療用廃物固化材;食料品用の吸収パッドおよび包装材料;化粧品のゲル化剤;シーリング複合材;濾過用途;航空機および自動車用の燃料監視システム;かご飼育動物用の給水体;静止ウォーターベッド;水中で大きくなる玩具;掘削液の添加剤;人工雪;などに用いることもできる。   The water-absorbent resin of the present invention is used for commonly known water-absorbent resin applications such as prevention of water penetration in underground power cables or communication cables; carriers in drug delivery systems; absorption of spilled and discharged aqueous liquids. Materials; Paints; Inks; Absorbent coatings for colorant compositions; Carriers for controlled release of insecticides, herbicides, fragrances and drugs; Flame retardant gels; Funeral pads; Surgical pads; Materials; Solid waste materials for medical use; Absorbent pads and packaging materials for foodstuffs; Cosmetic gelling agents; Sealing composites; Filtration applications; Fuel monitoring systems for aircraft and automobiles; Water supply for cage animals; It can also be used for beds, toys that grow in water, drilling fluid additives, artificial snow, and the like.

以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例等により何ら限定されるものではない。用いた原料、評価分析の手法について以下に示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and the like, but the present invention is not limited to the examples and the like. The raw materials used and the method of evaluation analysis are shown below.

変性ポリビニルアルコールの特性評価
得られた変性ポリビニルアルコールの評価は以下のようにして行った。
(1)吸水倍率
JIS K 7223に準じて、得られた変性ポリビニルアルコールの純水吸収量を測定し、以下の式に基づいて吸水倍率を算出した。
Evaluation of Properties of Modified Polyvinyl Alcohol The obtained modified polyvinyl alcohol was evaluated as follows.
(1) Water absorption capacity According to JIS K 7223, the pure water absorption of the obtained modified polyvinyl alcohol was measured, and the water absorption capacity was calculated based on the following formula.

吸水倍率=[吸水後の試料質量−吸水前の試料質量]/吸水前の質量       Water absorption magnification = [Sample mass after water absorption−Sample mass before water absorption] / Mass before water absorption

(2)酸化分解試験
得られた変性ポリビニルアルコールを、開口径が100μmと1000μmのステンレス製メッシュを使用して篩い分け、粒径が100〜1000μmの粉末部分を酸分解試験に供した。この粉末約100mgをガラス製フラスコに秤量し、30ppm硫酸鉄(II)水溶液200mLを加えて粉末を膨潤させた。ここに、30%過酸化水素水溶液を100mL加え、40℃で2時間処理した。その後、内容物を予め質量を計測したろ紙により重力ろ過し、次いでろ紙上に残った物質を100mLのイオン交換水により洗浄してろ過するという一連の作業を3回繰り返した。ろ紙およびろ紙上に残った物質を40℃で24時間真空乾燥させた後、質量を計測し、次の式により酸化分解率を求めた。
酸化分解率(%)=100×[(試験後のろ紙+物質の質量)−(試験前のろ紙質量)]/(用いた粉末質量)
(2) Oxidative degradation test The obtained modified polyvinyl alcohol was sieved using a stainless mesh having an opening diameter of 100 µm and 1000 µm, and a powder part having a particle size of 100 to 1000 µm was subjected to an acid degradation test. About 100 mg of this powder was weighed into a glass flask, and 200 mL of 30 ppm iron (II) sulfate aqueous solution was added to swell the powder. 100 mL of 30% hydrogen peroxide aqueous solution was added here, and it processed at 40 degreeC for 2 hours. Thereafter, the contents were gravity filtered with a filter paper whose mass was measured in advance, and then the substance remaining on the filter paper was washed with 100 mL of ion exchange water and filtered three times. The filter paper and the substance remaining on the filter paper were vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours, the mass was measured, and the oxidative decomposition rate was determined by the following equation.
Oxidative degradation rate (%) = 100 × [(filter paper after test + mass of substance) − (mass of filter paper before test)] / (powder mass used)

(3)力学特性試験
得られた変性ポリビニルアルコールを、開口径が100μmと1000μmのステンレス製メッシュを使用して篩い分け、粒径が100〜1000μmの粉末部分を酸分解試験に供した。この粉末1gに水50mLを加えて均一に吸水させてハイドロゲルとした。次いでこのハイドロゲルの一部(約1g)をスパチュラでとり、開口径が2000μmのステンレス製メッシュに載せて空中10cmの高さに保ち、30分後の状態を目視で観察した。ハイドロゲルの状態を以下のように分類し、優れた側からA、B、C、D、Eと評価した。試験は5回行い、最も頻度の高い指標を力学特性の指標とした。
A;30分後もステンレス網上に留まった
B;30分後にはゲルの半分以上の部分がステンレス網上に留まった
C;30分後にはゲルの半分程度の部分がステンレス網上に留まった
D;30分後にはゲルの半分未満の部分がステンレス網上に留まった
E;30分後にはゲルの全てがステンレス網の下に落下した
(3) Mechanical property test The obtained modified polyvinyl alcohol was sieved using a stainless mesh having an opening diameter of 100 µm and 1000 µm, and a powder part having a particle size of 100 to 1000 µm was subjected to an acid decomposition test. 50 g of water was added to 1 g of this powder to uniformly absorb water to obtain a hydrogel. Next, a part (about 1 g) of this hydrogel was taken with a spatula, placed on a stainless steel mesh having an opening diameter of 2000 μm and kept at a height of 10 cm in the air, and the state after 30 minutes was visually observed. The state of the hydrogel was classified as follows and evaluated as A, B, C, D, and E from the superior side. The test was performed 5 times, and the most frequently used index was used as an index of mechanical properties.
A; remained on the stainless steel mesh after 30 minutes B; more than half of the gel remained on the stainless steel mesh after 30 minutes C; about half of the gel remained on the stainless steel mesh after 30 minutes D; Less than half of the gel remained on the stainless steel mesh after 30 minutes E; After 30 minutes, all of the gel had fallen under the stainless steel mesh

(4)溶液粘度
JIS K 6726に準じ、各ポリビニルアルコールの4質量%水溶液の、20℃における溶液粘度を測定した。
(4) Solution viscosity
According to JIS K 6726, the solution viscosity at 20 ° C. of a 4% by mass aqueous solution of each polyvinyl alcohol was measured.

ポリビニルアルコール:
参考例1〜11で用いたポリビニルアルコールはいずれも市販品を用いた。参考例12〜14で用いたポリビニルアルコールは後述の製造例1〜3に従い製造した。表1に特性を示す。
Polyvinyl alcohol:
The polyvinyl alcohol used in Reference Examples 1 to 11 was a commercially available product. The polyvinyl alcohol used in Reference Examples 12 to 14 was produced according to Production Examples 1 to 3 described later. Table 1 shows the characteristics.

製造例1 ポリビニルアルコール(XII)の製造
(1)攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に、酢酸ビニル2940g、メタノール60gおよび酒石酸0.088gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧する操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤として、2,2’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)(V−40)のメタノール溶液(濃度0.2g/L)を調製し、窒素ガスによってバブリングして窒素置換した。次いで上記の重合槽内温を120℃に昇温した。この時の反応槽圧力は0.5MPaであった。次いで、前記の開始剤溶液2.5mLを注入し重合を開始した。重合中は温度を120℃に維持し、上記の開始剤溶液を10mL/hrの速度で連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は0.5MPaであった。3時間後に冷却して重合を停止した。この時の固形分濃度は24%であった。次いで、30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(固形分濃度33%)を得た。
(2)(1)で得られたポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて固形分濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で、水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液11.6g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対してモル比0.025)を添加してケン化を行った。添加後、約2分で系がゲル化したものを粉砕機にて粉砕し、1時間放置してケン化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存する水酸化ナトリウムを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、ろ別して得られた白色固体のポリビニルアルコールにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた固体を乾燥機中、70℃で2日間乾燥してポリビニルアルコール(XII)を得た。
(3)ポリビニルアルコール(XII)のケン化度は98−99mol%、4%水溶液の20℃における溶液粘度は25.0−31.0mPa・Sであった。
Production Example 1 Production of polyvinyl alcohol (XII) (1) Into a 5 L pressure reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet and an initiator inlet, 2940 g of vinyl acetate, 60 g of methanol and 0.088 g of tartaric acid were charged at room temperature. The reaction tank pressure was increased to 2.0 MPa while bubbling with nitrogen gas and allowed to stand for 10 minutes, and then the operation of releasing the pressure was repeated three times to replace the system with nitrogen. As an initiator, a methanol solution (concentration 0.2 g / L) of 2,2′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile) (V-40) was prepared, and nitrogen substitution was performed by bubbling with nitrogen gas. Next, the temperature inside the polymerization tank was raised to 120 ° C. The reaction vessel pressure at this time was 0.5 MPa. Next, 2.5 mL of the initiator solution was injected to initiate polymerization. During the polymerization, the temperature was maintained at 120 ° C., and the above initiator solution was continuously added at a rate of 10 mL / hr to carry out the polymerization. The reactor pressure during the polymerization was 0.5 MPa. After 3 hours, the polymerization was stopped by cooling. The solid concentration at this time was 24%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while adding methanol occasionally under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution of polyvinyl acetate (solid content concentration: 33%).
(2) To 400 g of a polyvinyl acetate methanol solution (100 g of polyvinyl acetate in the solution) prepared by adding methanol to the polyvinyl acetate solution obtained in (1) so that the solid concentration is 25%, Saponification was carried out by adding 11.6 g of a 10% sodium hydroxide solution in methanol (molar ratio 0.025 to the vinyl acetate units in polyvinyl acetate). About 2 minutes after the addition, the gelled system was pulverized with a pulverizer and allowed to stand for 1 hour to allow saponification to proceed, and then 1000 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining sodium hydroxide. After confirming the end of neutralization using a phenolphthalein indicator, 1000 g of methanol was added to white solid polyvinyl alcohol obtained by filtration and washed at room temperature for 3 hours. The washing operation was repeated three times, and then the solid obtained by centrifugal drainage was dried in a dryer at 70 ° C. for 2 days to obtain polyvinyl alcohol (XII).
(3) The saponification degree of polyvinyl alcohol (XII) was 98-99 mol%, and the solution viscosity at 20 ° C. of a 4% aqueous solution was 25.0-31.0 mPa · S.

製造例2 ポリビニルアルコール(XIII)の製造
(1)攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に、酢酸ビニル2850g、メタノール150gおよび酒石酸0.086gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧する操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤として、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)をメタノールの溶液(濃度0.1g/L)を調製し、窒素ガスによってバブリングして窒素置換した。次いで上記の重合槽内温を150℃に昇温した。この時の反応槽圧力は0.5MPaであった。次いで、前記の開始剤溶液15mLを注入し重合を開始した。重合中は温度を150℃に維持し、上記の開始剤溶液を15.8mL/hrの速度で連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は1.0MPaであった。4時間後に冷却して重合を停止した。この時の固形分濃度は35%であった。次いで、30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(固形分濃度33%)を得た。
(2)(1)で得られたポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて固形分濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で、水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液11.6g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対してモル比0.025)を添加してケン化を行った。添加後、約3分で系がゲル化したものを粉砕機にて粉砕し、1時間放置してケン化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存する水酸化ナトリウムを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、ろ別して得られた白色固体のポリビニルアルコールにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた固体を乾燥機中、70℃で2日間乾燥してポリビニルアルコール(XIII)を得た。
(3)ポリビニルアルコール(XIII)のケン化度は98−99mol%、4%水溶液の20℃における溶液粘度は10.2−11.8mPa・Sであった。
Production Example 2 Production of Polyvinyl Alcohol (XIII) (1) A 5 L pressure reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet and an initiator inlet was charged with 2850 g of vinyl acetate, 150 g of methanol and 0.086 g of tartaric acid at room temperature. The reaction tank pressure was increased to 2.0 MPa while bubbling with nitrogen gas and allowed to stand for 10 minutes, and then the operation of releasing the pressure was repeated three times to replace the system with nitrogen. As an initiator, a solution of 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide) in methanol (concentration 0.1 g / L) was prepared, and nitrogen substitution was performed by bubbling with nitrogen gas. Next, the temperature inside the polymerization tank was raised to 150 ° C. The reaction vessel pressure at this time was 0.5 MPa. Next, 15 mL of the initiator solution was injected to initiate polymerization. During the polymerization, the temperature was maintained at 150 ° C., and the above initiator solution was continuously added at a rate of 15.8 mL / hr to carry out the polymerization. The reactor pressure during the polymerization was 1.0 MPa. After 4 hours, the polymerization was stopped by cooling. The solid concentration at this time was 35%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while adding methanol occasionally under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution of polyvinyl acetate (solid content concentration: 33%).
(2) To 400 g of a polyvinyl acetate methanol solution (100 g of polyvinyl acetate in the solution) prepared by adding methanol to the polyvinyl acetate solution obtained in (1) so that the solid concentration is 25%, Saponification was carried out by adding 11.6 g of a 10% sodium hydroxide solution in methanol (molar ratio 0.025 to the vinyl acetate units in polyvinyl acetate). After the addition, the gelled system in about 3 minutes was pulverized with a pulverizer and allowed to stand for 1 hour to allow saponification to proceed, and then 1000 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining sodium hydroxide. After confirming the end of neutralization using a phenolphthalein indicator, 1000 g of methanol was added to white solid polyvinyl alcohol obtained by filtration and washed at room temperature for 3 hours. The washing operation was repeated three times, and then the solid obtained by centrifugation was dried in a dryer at 70 ° C. for 2 days to obtain polyvinyl alcohol (XIII).
(3) The saponification degree of polyvinyl alcohol (XIII) was 98-99 mol%, and the solution viscosity at 20 ° C. of a 4% aqueous solution was 10.2-11.8 mPa · S.

製造例3 ポリビニルアルコール(XIV)の製造
(1)攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に、酢酸ビニル2700g、メタノール300gおよび酒石酸0.081gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧する操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤として、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)のメタノール溶液(濃度0.05g/L)を調製し、窒素ガスによってバブリングして窒素置換した。次いで上記の重合槽内温を180℃に昇温した。この時の反応槽圧力は1.6MPaであった。次いで、上記の開始剤溶液0.4mLを注入し重合を開始した。重合中は温度を180℃に維持し、上記の開始剤溶液を10.6mL/hrの速度で連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は1.6MPaであった。4時間後に冷却して重合を停止した。この時の固形分濃度は27%であった。次いで、30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(固形分濃度33%)を得た。
(2)(1)で得られたポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて固形分濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液333g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で、水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液11.6g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対してモル比0.025)を添加してケン化を行った。添加後、約3分で系がゲル化したものを粉砕機にて粉砕し、1時間放置してケン化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存する水酸化ナトリウムを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、ろ別して得られた白色固体のポリビニルアルコールにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた固体を乾燥機中、70℃で2日間乾燥してポリビニルアルコール(XIV)を得た。
(3)ポリビニルアルコール(XIII)のケン化度は98−99mol%、4%水溶液の20℃における溶液粘度は5.2−6.0mPa・Sであった。
Production Example 3 Production of Polyvinyl Alcohol (XIV) (1) A 5 L pressure reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen inlet and initiator inlet was charged with 2700 g of vinyl acetate, 300 g of methanol and 0.081 g of tartaric acid at room temperature. The reaction tank pressure was increased to 2.0 MPa while bubbling with nitrogen gas and allowed to stand for 10 minutes, and then the operation of releasing the pressure was repeated three times to replace the system with nitrogen. As an initiator, a methanol solution (concentration 0.05 g / L) of 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide) was prepared, and nitrogen substitution was performed by bubbling with nitrogen gas. Next, the temperature inside the polymerization tank was raised to 180 ° C. The reaction vessel pressure at this time was 1.6 MPa. Then, 0.4 mL of the above initiator solution was injected to initiate polymerization. During the polymerization, the temperature was maintained at 180 ° C., and the above initiator solution was continuously added at a rate of 10.6 mL / hr to carry out the polymerization. The reactor pressure during the polymerization was 1.6 MPa. After 4 hours, the polymerization was stopped by cooling. The solid concentration at this time was 27%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while adding methanol occasionally under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution of polyvinyl acetate (solid content concentration: 33%).
(2) To 333 g of a polyvinyl acetate methanol solution (100 g of polyvinyl acetate in the solution) prepared by adding methanol to the polyvinyl acetate solution obtained in (1) so that the solid content concentration becomes 25%, Saponification was carried out by adding 11.6 g of a 10% sodium hydroxide solution in methanol (molar ratio 0.025 to the vinyl acetate units in polyvinyl acetate). After the addition, the gelled system in about 3 minutes was pulverized with a pulverizer and allowed to stand for 1 hour to allow saponification to proceed, and then 1000 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining sodium hydroxide. After confirming the end of neutralization using a phenolphthalein indicator, 1000 g of methanol was added to white solid polyvinyl alcohol obtained by filtration and washed at room temperature for 3 hours. After the washing operation was repeated three times, the solid obtained by centrifugal drainage was dried in a dryer at 70 ° C. for 2 days to obtain polyvinyl alcohol (XIV).
(3) The saponification degree of polyvinyl alcohol (XIII) was 98-99 mol%, and the solution viscosity at 20 ° C. of a 4% aqueous solution was 5.2-6.0 mPa · S.

参考例1:変性ポリビニルアルコール(I)の製造および特性評価
還流冷却管、攪拌翼を備え付けた500mLの四つ口セパラブルフラスコに、イオン交換水200.0g、前記ポリビニルアルコール(I)40.0gを仕込み、攪拌下90℃まで加熱し溶解した。系内を80℃まで冷却し、グリオキシル酸50%水溶液(東京化成工業株式会社製)15.9gを5分間掛けて添加し、次いで同温度で1時間反応させた。フラスコ内容物を取り出し、熱風乾燥機(YAMATO製、DKM400)を用いて105℃、3時間乾燥させた。得られた樹脂を室温に冷却し、300mLの50%水酸化カリウム溶液に3時間浸漬させた後、イオン交換水で洗浄して変性ポリビニルアルコール(I)を得た。得られた変性ポリビニルアルコール(I)の吸水特性、酸分解試験、酸化分解試験、力学特性試験を行った。結果を表2に示す。
Reference Example 1: Production and characterization of modified polyvinyl alcohol (I) A 500 mL four-necked separable flask equipped with a reflux condenser and a stirring blade was charged with 200.0 g of ion-exchanged water and 40.0 g of the polyvinyl alcohol (I). Was dissolved by heating to 90 ° C. with stirring. The system was cooled to 80 ° C., 15.9 g of a 50% aqueous solution of glyoxylic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added over 5 minutes, and then reacted at the same temperature for 1 hour. The contents of the flask were taken out and dried at 105 ° C. for 3 hours using a hot air dryer (manufactured by YAMATO, DKM400). The obtained resin was cooled to room temperature, immersed in 300 mL of 50% potassium hydroxide solution for 3 hours, and then washed with ion-exchanged water to obtain modified polyvinyl alcohol (I). The obtained modified polyvinyl alcohol (I) was subjected to water absorption properties, acid degradation test, oxidative degradation test, and mechanical property test. The results are shown in Table 2.

参考例2〜14:変性ポリビニルアルコール(II)〜(XIV)の製造および特性評価
ポリビニルアルコールとして、ポリビニルアルコール(I)の代わりにポリビニルアルコール(II)〜(XIV)をそれぞれ用いた以外は、参考例1と同様にして反応させ、変性ポリビニルアルコール(II)〜(XIV)を得た。得られた変性ポリビニルアルコール(II)〜(XIV)の吸水特性、酸分解試験、酸化分解試験、力学特性試験を行った。結果を表2に示す。
Reference Examples 2 to 14: Production and Characterization of Modified Polyvinyl Alcohols (II) to (XIV) References except that polyvinyl alcohols (II) to (XIV) were used instead of polyvinyl alcohol (I) as polyvinyl alcohols, respectively. Reaction was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain modified polyvinyl alcohols (II) to (XIV). The obtained modified polyvinyl alcohols (II) to (XIV) were subjected to water absorption properties, acid degradation tests, oxidative degradation tests, and mechanical property tests. The results are shown in Table 2.

本発明の要件を満たすポリビニルアルコールを用いて製造した変性ポリビニルアルコールは、吸水性能において、従来知られている吸水性樹脂と遜色のない性能を有し、分解性と力学特性のバランスに優れ、吸水性樹脂として有用である。   The modified polyvinyl alcohol produced using polyvinyl alcohol that satisfies the requirements of the present invention has a performance comparable to that of conventionally known water-absorbent resins in water absorption performance, has an excellent balance between decomposability and mechanical properties, and absorbs water. It is useful as a functional resin.

本発明の吸水性樹脂は、吸水特性に加え、分解性と力学特性のバランスに優れることから、例えば農業用保水材や衛生材料用途に好適に使用できる。農業用保水材として用いる場合は、優れた力学特性に起因して安定して機能した後は環境中で分解され、圃場土壌への蓄積も抑えられる。また、衛生材料として用いる場合は使用感などに優れ、従来の材料に比べ分解されやすく、環境への影響が低減される。   Since the water-absorbent resin of the present invention has an excellent balance between decomposability and mechanical properties in addition to water-absorbing properties, it can be suitably used for, for example, agricultural water retaining materials and sanitary material applications. When used as a water retention material for agriculture, it is decomposed in the environment after functioning stably due to excellent mechanical properties, and accumulation in the field soil is also suppressed. Moreover, when using as a sanitary material, it is excellent in a usability | use_condition etc., is easy to decompose | disassemble compared with the conventional material, and the influence on an environment is reduced.

Claims (8)

少なくとも一部がグリオキシル酸および/またはグリオキシル酸誘導体によりアセタール化された変性ポリビニルアルコールを構成成分とする吸水性樹脂であって、当該アセタール化前の原料たるポリビニルアルコールの4質量%水溶液の20℃における溶液粘度をV(mPa・s)、およびその主鎖に含まれる1,2−グリコール結合量G(mol%)が下記式1および式2を同時に満たす、吸水性樹脂。
(100−V)*G≧86 (式1)
V≧5 (式2)
A water-absorbent resin comprising a modified polyvinyl alcohol at least partially acetalized with glyoxylic acid and / or a glyoxylic acid derivative as a constituent component, and at 20 ° C. of a 4% by mass aqueous solution of polyvinyl alcohol as a raw material before the acetalization A water-absorbent resin having a solution viscosity of V (mPa · s) and a 1,2-glycol bond amount G (mol%) contained in the main chain thereof simultaneously satisfy the following formulas 1 and 2.
(100−V) * G ≧ 86 (Formula 1)
V ≧ 5 (Formula 2)
前記原料たるポリビニルアルコールが、ポリ酢酸ビニルをケン化することによって得られ、かつケン化度が30mol%以上である、請求項1に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to claim 1, wherein the raw material polyvinyl alcohol is obtained by saponifying polyvinyl acetate and has a saponification degree of 30 mol% or more. グリオキシル酸および/またはグリオキシル酸によるアセタール化度が1mol%以上80mol%以下である変性ポリビニルアルコールを構成成分とする、請求項1または2に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to claim 1 or 2, comprising glyoxylic acid and / or modified polyvinyl alcohol having a degree of acetalization by glyoxylic acid of 1 mol% or more and 80 mol% or less. 少なくとも一部が架橋されている、請求項1から3いずれか一項に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part thereof is crosslinked. 前記架橋部位が加水分解反応により切断される結合様式である、請求項4に記載の吸水性樹脂。   The water-absorbent resin according to claim 4, wherein the cross-linking site is in a binding mode that is cleaved by a hydrolysis reaction. 請求項1から4いずれか一項に記載の吸水性樹脂を含む組成物。   The composition containing the water absorbing resin as described in any one of Claim 1 to 4. 請求項1から4いずれか一項に記載の吸水性樹脂を含んでなる農業用保水材。   An agricultural water-retaining material comprising the water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から4いずれか一項に記載の吸水性樹脂を含んでなる衛生材料。   A sanitary material comprising the water absorbent resin according to any one of claims 1 to 4.
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