JP2019119871A - Active energy ray-curable composition and hydrogel obtained by curing the same - Google Patents

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Abstract

To provide an active energy ray-curable composition which has good handleability with low viscosity and is capable of forming a hydrogel.SOLUTION: The active energy ray-curable composition is obtained by mixing: a water-absorbing resin (A) in the form of particles having a volume average particle diameter of 10-60 μm, which contains a crosslinked polymer obtained from a water-soluble vinyl monomer and/or a vinyl monomer becoming a water-soluble vinyl monomer by hydrolysis and a crosslinking agent; a monomer component (B) containing a water-soluble monofunctional vinyl monomer and a bifunctional (meth)acrylate represented by formula (1); a photoradical polymerization initiator (C); and water. [Rand Reach independently represent a methyl group or a hydrogen atom; and n is an integer of 4-60.]SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は活性エネルギー線硬化性組成物及びこれを硬化させてなるハイドロゲルに関する。   The present invention relates to an active energy ray-curable composition and a hydrogel obtained by curing the same.

ハイドロゲルは吸水性、保水性及び柔軟性等の性質に優れることから、吸水材料、保水材料、工業材料及び生体代替材料等として、医療、食品、建築及び土木等の様々技術分野への応用が期待されている。特にハイドロゲルを成型品として使用する場合、外力を加えて解放した際に形状を復元可能な柔軟性を有し、かつ高強度なハイドロゲルが要望されている。   Since hydrogels are excellent in properties such as water absorbency, water retention and flexibility, they can be applied to various technical fields such as medicine, food, construction and civil engineering as water absorbent materials, water retention materials, industrial materials and biosubstitutable materials etc. It is expected. In particular, in the case of using a hydrogel as a molded article, a hydrogel having a flexibility capable of restoring its shape when released by applying an external force, and a high strength are required.

このような柔軟かつ強度に優れたハイドロゲルとして、硬くて脆い第1ゲルと軟らかい第2ゲルの組合せ(ダブルネットワーク構造)によるハイドロゲルが開示されている(例えば特許文献1参照)。
また、ダブルネットワーク構造を有するハイドロゲルの成型性を向上させるために第1ゲルを乾燥させて砕き、粉末状にして使用し、第2ゲル水溶液を第1ゲル中に膨潤させペースト状にして硬化するハイドロゲル組成物が開示されている(例えば特許文献2参照)。
As such a flexible and strong hydrogel, a hydrogel based on a combination of a hard and brittle first gel and a soft second gel (double network structure) is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
Also, in order to improve the formability of the hydrogel having a double network structure, the first gel is dried and crushed and used as a powder, and the second gel aqueous solution is swollen in the first gel to be paste-like and cured. A hydrogel composition is disclosed (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、特許文献1のハイドロゲルは、第1ゲルの形でしか成型できないため、成型性が悪く、また、ゲルの形成のために窒素雰囲気下においてUVランプで数時間照射が必要であり、ゲルの製造に多大な時間を要するという問題があった。
また、特許文献2のハイドロゲルは、ペーストの粘度が高くハンドリング性が悪く、100μmの粒子を膨潤させるため、膨潤後の粒径が大きくなって表面平滑性に乏しく、また、ゲルの形成のために窒素雰囲気下においてUVランプで数時間照射が必要であり、ゲルの製造に多大な時間を要するという問題があった。
However, since the hydrogel of Patent Document 1 can be formed only in the form of the first gel, the formability is poor, and irradiation with a UV lamp is required for several hours under a nitrogen atmosphere to form a gel, and the gel There is a problem that it takes a lot of time to manufacture the
In the hydrogel of Patent Document 2, the viscosity of the paste is high and the handling property is poor, and the particles of 100 μm are swollen, so the particle size after swelling becomes large and the surface smoothness is poor. In a nitrogen atmosphere, irradiation with a UV lamp is required for several hours, and there is a problem that it takes a long time to produce a gel.

特許第4381297号公報Patent No. 4382297 特開2009−217037号公報JP, 2009-217037, A

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、低粘度でハンドリング性が良好であり、小さい活性エネルギー線の照射量で硬化させることができるハイドロゲルの形成が可能な活性エネルギー線硬化性組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to form a hydrogel which has a low viscosity and good handling properties, and can be cured with a small dose of active energy ray. It is an object of the present invention to provide an active energy ray curable composition.

本発明者らは、上記目的を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち本発明は、水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解により水溶性ビニルモノマー(a1)となるビニルモノマー(a2)並びに架橋剤(a4)を必須構成単位とする架橋重合体(A1)を含有する吸水性樹脂であって、体積平均粒子径が10〜60μmの粒子状である吸水性樹脂(A)と、水溶性単官能ビニルモノマー(b1)及び一般式(1)で表される2官能(メタ)アクリレート(b2)を含有するモノマー成分(B)と、光ラジカル重合開始剤(C)と、水とを混合してなる活性エネルギー線硬化性組成物;前記活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させてなるハイドロゲルである。   The present inventors reached the present invention as a result of earnestly examining in order to solve the above-mentioned object. That is, according to the present invention, a crosslinked polymer (A1) comprising a water-soluble vinyl monomer (a1) and / or a vinyl monomer (a2) which becomes a water-soluble vinyl monomer (a1) by hydrolysis and a crosslinking agent (a4) as essential constitutional units A water-absorbing resin (A) which is a particulate having a volume average particle diameter of 10 to 60 μm, and a water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) and the general formula (1) An active energy ray-curable composition obtained by mixing a monomer component (B) containing a bifunctional (meth) acrylate (b2), a photoradical polymerization initiator (C), and water; the above-mentioned active energy ray-curable It is a hydrogel obtained by curing the composition.

Figure 2019119871

[式中、R1及びR2はそれぞれ独立にメチル基又は水素原子を表し、nは4〜60の整数を表す。]
Figure 2019119871

[In Formula, R < 1 > and R < 2 > respectively independently represent a methyl group or a hydrogen atom, n represents the integer of 4-60. ]

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、低粘度でハンドリング性が良好であり、小さい活性エネルギー線の照射量で硬化させることができるハイドロゲルの形成が可能である。また、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させて得られるハイドロゲルは透明性に優れる。   The active energy ray-curable composition of the present invention has low viscosity and good handling properties, and can form a hydrogel that can be cured with a small amount of active energy ray irradiation. Moreover, the hydrogel obtained by hardening the active energy ray curable composition of this invention is excellent in transparency.

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、体積平均粒子径が10〜60μmの粒子状である吸水性樹脂(A)と、水溶性単官能ビニルモノマー(b1)及び一般式(1)で表される2官能(メタ)アクリレート(b2)を含有するモノマー成分(B)と、光ラジカル重合開始剤(C)と、水とを混合してなる。   The active energy ray-curable composition of the present invention comprises a water-absorbent resin (A) in the form of particles having a volume average particle diameter of 10 to 60 μm, a water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) and a general formula (1). The monomer component (B) containing the bifunctional (meth) acrylate (b2) to be mixed, the radical photopolymerization initiator (C), and water are mixed.

本発明における吸水性樹脂(A)は、水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解により水溶性ビニルモノマー(a1)となるビニルモノマー(a2)並びに架橋剤(a4)を必須構成単位とする架橋重合体(A1)を含有してなる。   The water-absorbent resin (A) in the present invention comprises a water-soluble vinyl monomer (a1) and / or a vinyl monomer (a2) which becomes a water-soluble vinyl monomer (a1) by hydrolysis and a crosslinking agent (a4) as essential constitutional units. It contains a crosslinked polymer (A1).

水溶性ビニルモノマー(a1)としては特に限定はなく、公知のモノマー、例えば、特許第3648553号公報の0007〜0023段落に開示されている少なくとも1個の水溶性置換基とエチレン性不飽和基とを有するビニルモノマー(例えばアニオン性ビニルモノマー、非イオン性ビニルモノマー及びカチオン性ビニルモノマー)、特開2003−165883号公報の0009〜0024段落に開示されているアニオン性ビニルモノマー、非イオン性ビニルモノマー及びカチオン性ビニルモノマー並びに特開2005−75982号公報の0041〜0051段落に開示されているカルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、水酸基、カルバモイル基、アミノ基及びアンモニオ基からなる群から選ばれる少なくとも1種を有するビニルモノマーが使用できる。   The water-soluble vinyl monomer (a1) is not particularly limited, and known monomers, for example, at least one water-soluble substituent and an ethylenically unsaturated group disclosed in paragraphs 0007 to 0023 of JP 3648553 A. Monomers having the following properties (for example, anionic vinyl monomers, nonionic vinyl monomers and cationic vinyl monomers), anionic vinyl monomers disclosed in JP-A No. 2003-165883, paragraphs 0009 to 0024, nonionic vinyl monomers And cationic vinyl monomers, and at least one member selected from the group consisting of carboxy group, sulfo group, phosphono group, hydroxyl group, carbamoyl group, amino group and ammonio group disclosed in paragraphs 0041 to 0051 of JP 2005-75982A. Vinyl moth with seeds Mer can be used.

加水分解により水溶性ビニルモノマー(a1)となるビニルモノマー(a2)[以下、加水分解性ビニルモノマー(a2)ともいう。]は特に限定はなく、公知{例えば、特許第3648553号公報の0024〜0025段落に開示されている加水分解により水溶性置換基となる加水分解性置換基を少なくとも1個有するビニルモノマー、特開2005−75982号公報の0052〜0055段落に開示されている少なくとも1個の加水分解性置換基[1,3−オキソ−2−オキサプロピレン(−CO−O−CO−)基、アシル基及びシアノ基等]を有するビニルモノマー}のビニルモノマー等が使用できる。
なお、水溶性ビニルモノマー(a1)及び後述の水溶性単官能ビニルモノマー(b1)における「水溶性」とは、ビニルモノマーが25℃の水100gに少なくとも100g溶解すること(水に対する溶解度が少なくとも100g/水100gであること)を意味する。水溶性ビニルモノマー(a1)及び後述の水溶性単官能ビニルモノマー(b1)として、好ましくは水に任意に溶解する混和性のビニルモノマーである。また、加水分解性ビニルモノマー(a2)における加水分解性とは、水及び必要により触媒(酸又は塩基等)の作用により加水分解され、水溶性になる性質を意味する。加水分解性ビニルモノマー(a2)の加水分解は、重合中、重合後及びこれらの両方のいずれで行ってもよいが、得られる吸収性樹脂の吸収性能の観点から、重合後が好ましい。
A vinyl monomer (a2) [hereinafter, also referred to as a hydrolyzable vinyl monomer (a2), which becomes a water-soluble vinyl monomer (a1) by hydrolysis]. There is no particular limitation, and publicly known {for example, a vinyl monomer having at least one hydrolyzable substituent which becomes a water-soluble substituent by hydrolysis disclosed in paragraphs 0024 to 0025 of Japanese Patent No. 3648553, JP-A At least one hydrolysable substituent [1,3-oxo-2-oxapropylene (-CO-O-CO-) group, an acyl group and a cyano group disclosed in paragraphs 0052 to 0055 of 2005-75982]. Vinyl monomers having a group etc.] can be used.
The "water-soluble" in the water-soluble vinyl monomer (a1) and the water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) described below means that at least 100 g of the vinyl monomer is dissolved in 100 g of water at 25 ° C (the solubility in water is at least 100 g / Means 100g of water). The water-soluble vinyl monomer (a1) and the water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) described later are preferably miscible vinyl monomers which are optionally dissolved in water. Moreover, the hydrolysability in a hydrolysable vinyl monomer (a2) means the property which is hydrolyzed by the effect | action of water and the catalyst (acid or base etc. if necessary), and becomes water solubility. The hydrolysis of the hydrolyzable vinyl monomer (a2) may be performed during polymerization, after polymerization, or both of them, but after polymerization is preferred from the viewpoint of the absorption performance of the resulting absorbent resin.

これらのうち、吸収性能等の観点から好ましいのは水溶性ビニルモノマー(a1)、より好ましいのはカルボキシ(塩)基、スルホ(塩)基、アミノ基、カルバモイル基又はアンモニオ基を有するビニルモノマー、更に好ましいのはカルボキシ(塩)基又はカルバモイル基を有するビニルモノマー、特に好ましいのは(メタ)アクリル酸(塩)及び(メタ)アクリルアミド、とりわけ好ましいのは(メタ)アクリル酸(塩)、最も好ましいのはアクリル酸(塩)である。(a1)及び(a2)はそれぞれ1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Among these, water-soluble vinyl monomers (a1) are preferred from the viewpoint of absorption performance etc., more preferably vinyl monomers having a carboxy (salt) group, a sulfo (salt) group, an amino group, a carbamoyl group or an ammonio group, Further preferred are vinyl monomers having a carboxy (salt) group or a carbamoyl group, particularly preferred is (meth) acrylic acid (salt) and (meth) acrylamide, particularly preferred is (meth) acrylic acid (salt), most preferred Is acrylic acid (salt). Each of (a1) and (a2) may be used alone or in combination of two or more.

尚、「カルボキシ(塩)基」は「カルボキシ基」又は「カルボキシレート基」を意味し、「スルホ(塩)基」は「スルホ基」又は「スルホネート基」を意味する。また、(メタ)アクリル酸(塩)はアクリル酸、アクリル酸塩、メタクリル酸又はメタクリル酸塩を意味し、(メタ)アクリルアミドはアクリルアミド又はメタクリルアミドを意味する。また、塩としては、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)塩、アルカリ土類金属(マグネシウム及びカルシウム等)塩及びアンモニウム塩等が挙げられる。これらの塩のうち、吸収性能等の観点から、アルカリ金属塩及びアンモニウム塩が好ましく、更に好ましいのはアルカリ金属塩、特に好ましいのはナトリウム塩である。   Here, "carboxy (salt) group" means "carboxy group" or "carboxylate group", and "sulfo (salt) group" means "sulfo group" or "sulfonate group". Also, (meth) acrylic acid (salt) means acrylic acid, acrylic acid salt, methacrylic acid or methacrylic acid salt, and (meth) acrylamide means acrylamide or methacrylamide. Moreover, as a salt, alkali metal (lithium, sodium and potassium etc.) salt, alkaline earth metal (magnesium and calcium etc.) salt, ammonium salt etc. are mentioned. Among these salts, alkali metal salts and ammonium salts are preferable from the viewpoint of absorption performance etc., more preferable are alkali metal salts, and particularly preferable are sodium salts.

水溶性ビニルモノマー(a1)又は加水分解性ビニルモノマー(a2)のいずれかを構成単位とする場合、それぞれ1種を単独で構成単位としてもよく、また、必要により2種以上を構成単位としてもよい。また、水溶性ビニルモノマー(a1)及び加水分解性ビニルモノマー(a2)を構成単位とする場合も同様である。また、水溶性ビニルモノマー(a1)及び加水分解性ビニルモノマー(a2)を構成単位とする場合、これらの含有モル比[(a1)/(a2)]は、吸収性能の観点から、好ましくは75/25〜99/1、更に好ましくは85/15〜95/5、特に好ましくは90/10〜93/7、最も好ましくは91/9〜92/8である。   When either a water-soluble vinyl monomer (a1) or a hydrolyzable vinyl monomer (a2) is used as a structural unit, one type may be used alone as a structural unit, and two or more types may also be used as a structural unit as necessary. Good. The same applies to the case where the water-soluble vinyl monomer (a1) and the hydrolyzable vinyl monomer (a2) are used as structural units. When the water-soluble vinyl monomer (a1) and the hydrolyzable vinyl monomer (a2) are structural units, their content molar ratio [(a1) / (a2)] is preferably 75 in terms of absorption performance. / 25 to 99/1, more preferably 85/15 to 95/5, particularly preferably 90/10 to 93/7, most preferably 91/9 to 92/8.

架橋重合体(A1)の構成単位として、水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解性ビニルモノマー(a2)に加えて、これらと共重合可能なその他のビニルモノマー(a3)を構成単位とすることができる。(a3)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   In addition to the water-soluble vinyl monomer (a1) and / or the hydrolyzable vinyl monomer (a2) as the constituent units of the crosslinked polymer (A1), other vinyl monomers (a3) copolymerizable therewith are can do. As (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

共重合可能なその他のビニルモノマー(a3)としては特に限定はなく、公知(例えば、特許第3648553号公報の0028〜0029段落に開示されている疎水性ビニルモノマー、特開2003−165883号公報及び特開2005−75982号公報の0058段落に開示されているビニルモノマー等)の疎水性ビニルモノマー等が使用でき、具体的には、例えば、下記の(i)〜(iii)のビニルモノマー等が使用できる。
(i)炭素数8〜30の芳香族エチレン性モノマー
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン及びヒドロキシスチレン等のスチレン、並びにビニルナフタレン及びジクロルスチレン等のスチレンのハロゲン置換体等。
(ii)炭素数2〜20の脂肪族エチレン性モノマー
アルケン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等);並びにアルカジエン(ブタジエン及びイソプレン等)等。
(iii)炭素数5〜15の脂環式エチレン性モノマー
モノエチレン性不飽和モノマー(ピネン、リモネン及びインデン等);並びにポリエチレン性ビニルモノマー[シクロペンタジエン、ビシクロペンタジエン及びエチリデンノルボルネン等]等。
There is no particular limitation on the copolymerizable other vinyl monomer (a3), and known vinyl monomers (for example, hydrophobic vinyl monomers disclosed in paragraphs 0028 to 0029 of Japanese Patent No. 3648553, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2003-165883 and Hydrophobic vinyl monomers etc. such as vinyl monomers disclosed in paragraph 0058 of JP-A-2005-75982 can be used. Specifically, for example, vinyl monomers of the following (i) to (iii) It can be used.
(I) Aromatic ethylenic monomers having 8 to 30 carbon atoms Styrene, styrene such as α-methylstyrene, vinyl toluene and hydroxystyrene, and halogen-substituted styrenes such as vinyl naphthalene and dichlorostyrene.
(Ii) Aliphatic ethylenic monomers having 2 to 20 carbon atoms: alkenes (ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, etc.); and alkadienes (butadiene, isoprene etc.), etc.
(Iii) Alicyclic ethylenic monomers having 5 to 15 carbon atoms Monoethylenically unsaturated monomers (pinene, limonene, indene etc.); and polyethylene vinyl monomers [cyclopentadiene, bicyclopentadiene, ethylidene norbornene etc.] etc.

その他のビニルモノマー(a3)単位の含有量は、吸収性能等の観点から、水溶性ビニルモノマー(a1)単位及び加水分解性ビニルモノマー(a2)単位の合計モル数に基づいて、0〜5モル%が好ましく、更に好ましくは0〜3モル%、特に好ましくは0〜2モル%、とりわけ好ましくは0〜1.5モル%であり、吸収性能等の観点から、その他のビニルモノマー(a3)単位の含有量が0モル%であることが最も好ましい。   The content of the other vinyl monomer (a3) unit is 0 to 5 moles based on the total number of moles of the water-soluble vinyl monomer (a1) unit and the hydrolyzable vinyl monomer (a2) unit from the viewpoint of absorption performance etc. %, More preferably 0 to 3 mol%, particularly preferably 0 to 2 mol%, particularly preferably 0 to 1.5 mol%, and from the viewpoint of absorption performance etc., other vinyl monomer (a3) units Most preferably, the content of is 0 mol%.

架橋剤(a4)としては特に限定はなく公知(例えば、特許第3648553号公報の0031〜0034段落に開示されているエチレン性不飽和基を2個以上有する架橋剤、水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくとも1個有してかつ少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有する架橋剤及び水溶性置換基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する架橋剤、特開2003−165883号公報の0028〜0031段落に開示されているエチレン性不飽和基を2個以上有する架橋剤、エチレン性不飽和基と反応性官能基とを有する架橋剤及び反応性置換基を2個以上有する架橋剤、特開2005−75982号公報の0059段落に開示されている架橋性ビニルモノマー並びに特開2005−95759号公報の0015〜0016段落に開示されている架橋性ビニルモノマー)の架橋剤等が使用できる。これらのうち、吸収性能等の観点から、エチレン性不飽和基を2個以上有する架橋剤が好ましく、更に好ましいのはトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート及び炭素数2〜10のポリオールのポリ(メタ)アリルエーテル、特に好ましいのはトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、テトラアリロキシエタン及びペンタエリスリトールトリアリルエーテル、最も好ましいのはペンタエリスリトールトリアリルエーテルである。架橋剤(a4)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The crosslinking agent (a4) is not particularly limited and is known (for example, it reacts with a crosslinking agent having two or more ethylenic unsaturated groups disclosed in paragraphs 0031 to 0034 of Japanese Patent No. 3648553, a water-soluble substituent). JP-A-2003-165883 which has at least one functional group to be obtained and at least one crosslinking agent having at least one ethylenically unsaturated group and at least two functional groups capable of reacting with a water-soluble substituent. The crosslinking agent having two or more ethylenic unsaturated groups, the crosslinking agent having an ethylenic unsaturated group and a reactive functional group, and the crosslinking agent having two or more reactive substituents, disclosed in paragraphs 0028 to 0031 of , Crosslinkable vinyl monomers disclosed in paragraph [0059] of JP-A-2005-75982 and 0015 to 0016 stages of JP-A-2005-95759. Crosslinking agents such as disclosed crosslinkable vinyl monomer) can be used to. Among these, from the viewpoint of absorption performance etc., a crosslinking agent having two or more ethylenic unsaturated groups is preferred, and more preferred are triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate and poly of polyols having 2 to 10 carbon atoms. Meta) allyl ethers, particularly preferably triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, tetraaryloxyethane and pentaerythritol triaryl ether, most preferably pentaerythritol triaryl ether. The crosslinking agent (a4) may be used alone or in combination of two or more.

架橋剤(a4)単位の含有量は、水溶性ビニルモノマー(a1)単位及び加水分解性ビニルモノマー(a2)単位の合計モル数に基づいて、0.001〜5モル%が好ましく、更に好ましくは0.005〜3モル%、特に好ましくは0.01〜1モル%である。この範囲であると、吸収性能が更に良好となる。   The content of the crosslinking agent (a4) unit is preferably 0.001 to 5 mol%, and more preferably, based on the total number of moles of the water-soluble vinyl monomer (a1) unit and the hydrolyzable vinyl monomer (a2) unit. 0.005 to 3 mol%, particularly preferably 0.01 to 1 mol%. Within this range, the absorption performance is further improved.

架橋重合体(A1)の製造方法としては、公知の水溶液重合(断熱重合、薄膜重合及び噴霧重合法等;特開昭55−133413号公報等)や、公知の逆相懸濁重合(特公昭54−30710号公報、特開昭56−26909号公報及び特開平1−5808号公報等)によって得られる含水ゲル重合体[架橋重合体(A1)と水とからなる。]を必要により加熱乾燥、粉砕することで得ることができる。   As a method for producing the crosslinked polymer (A1), known aqueous solution polymerization (diathermal polymerization, thin film polymerization, spray polymerization method, etc .; JP-A-55-133413, etc.) and known reverse phase suspension polymerization (JP-B No. 54-30710, JP-A-56-26909, JP-A-1-5808, etc.) and a water-containing gel polymer [crosslinked polymer (A1) and water. ] Can be obtained by heating and drying, if necessary.

重合方法のうち、好ましいのは溶液重合法であり、有機溶媒等を使用する必要がなく生産コスト面で有利なことから、特に好ましいのは水溶液重合法であり、保水量が大きく、且つ水可溶性成分量の少ない水性液体吸収性樹脂が得られ、重合時の温度コントロールが不要である点から、水溶液断熱重合法が最も好ましい。   Among the polymerization methods, the solution polymerization method is preferable, and the aqueous solution polymerization method is particularly preferable since it is not necessary to use an organic solvent etc. and advantageous in terms of production cost, and the water retention amount is large and the water solubility is particularly preferable. The aqueous solution heat insulating polymerization method is most preferable in that an aqueous liquid absorbent resin with a small amount of components is obtained and temperature control at the time of polymerization is unnecessary.

水溶液重合を行う場合、水と有機溶媒とを含む混合溶媒を使用することができ、有機溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド及びこれらの2種以上の混合物を挙げられる。
水溶液重合を行う場合、有機溶媒の使用量は、水の重量を基準として40重量%以下が好ましく、更に好ましくは30重量%以下である。
When aqueous solution polymerization is performed, a mixed solvent containing water and an organic solvent can be used, and as the organic solvent, methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and two or more of them can be used. A mixture of
When aqueous solution polymerization is carried out, the amount of the organic solvent used is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, based on the weight of water.

重合に触媒を用いる場合、従来公知のラジカル重合用触媒が使用可能であり、例えば、アゾ化合物[アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸及び2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライド等]、無機過酸化物(過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム及び過硫酸ナトリウム等)、有機過酸化物[過酸化ベンゾイル、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド及びジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート等]及びレドックス触媒(アルカリ金属の亜硫酸塩又は重亜硫酸塩、亜硫酸アンモニウム、重亜硫酸アンモニウム及びアスコルビン酸等の還元剤とアルカリ金属の過硫酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化水素及び有機過酸化物等の酸化剤との組み合わせよりなるもの)等が挙げられる。これらの触媒は、単独で使用してもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
ラジカル重合触媒の使用量は、水溶性ビニルモノマー(a1)、加水分解性ビニルモノマー(a2)及び必要により用いるその他のビニルモノマー(a3)の合計重量に基づいて、0.0005〜5重量%が好ましく、更に好ましくは0.001〜2重量%である。
When a catalyst is used for the polymerization, conventionally known catalysts for radical polymerization can be used. For example, azo compounds [azobisisobutyronitrile, azobiscyanovaleric acid and 2,2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride are used. Etc.], inorganic peroxides (eg hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate and sodium persulfate), organic peroxides [benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, succinic acid peroxide Oxides and di (2-ethoxyethyl) peroxydicarbonate etc] and redox catalysts (sulfites or bisulfites of alkali metals, ammonium sulfite, ammonium bisulfite and ascorbic acid etc, reducing agents and alkali metal persulfates, Oxidation of ammonium persulfate, hydrogen peroxide and organic peroxides And the like, and the like. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the radical polymerization catalyst used is 0.0005 to 5% by weight based on the total weight of the water-soluble vinyl monomer (a1), the hydrolyzable vinyl monomer (a2) and the other vinyl monomer (a3) used as needed. Preferably, it is 0.001 to 2% by weight.

重合方法として懸濁重合法又は逆相懸濁重合法をとる場合は、必要に応じて、従来公知の分散剤又は界面活性剤の存在下に重合を行ってもよい。また、逆相懸濁重合法の場合、従来公知のキシレン、ノルマルヘキサン及びノルマルヘプタン等の炭化水素系溶媒を使用して重合を行うことができる。   When the suspension polymerization method or the reverse phase suspension polymerization method is employed as the polymerization method, the polymerization may be carried out in the presence of a conventionally known dispersant or surfactant, if necessary. In the case of reverse phase suspension polymerization, polymerization can be carried out using a hydrocarbon solvent such as xylene, normal hexane and normal heptane which are conventionally known.

重合開始温度は、使用する触媒の種類によって適宜調整することができるが、0〜100℃が好ましく、更に好ましくは5〜80℃である。   The polymerization initiation temperature can be appropriately adjusted depending on the type of catalyst used, but is preferably 0 to 100 ° C, and more preferably 5 to 80 ° C.

重合に溶媒(有機溶媒及び水等)を使用する場合、重合後に溶媒を留去することが好ましい。溶媒に有機溶媒を含む場合、留去後の有機溶媒の含有量は、架橋重合体(A1)の重量に基づいて、0〜10重量%が好ましく、更に好ましくは0〜5重量%、特に好ましくは0〜3重量%、最も好ましくは0〜1重量%である。この範囲であると吸収性能が更に良好となる。   When a solvent (such as an organic solvent and water) is used for the polymerization, the solvent is preferably distilled off after the polymerization. When the solvent contains an organic solvent, the content of the organic solvent after distillation is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, particularly preferably, based on the weight of the crosslinked polymer (A1). Is 0 to 3% by weight, most preferably 0 to 1% by weight. Within this range, the absorption performance is further improved.

架橋重合体(A1)を含有する吸水性樹脂(A)の水分量は、吸水性樹脂の重量に基づいて、0〜20重量%が好ましく、更に好ましくは1〜10重量%、特に好ましくは2〜9重量%、最も好ましくは3〜8重量%である。この範囲であると、吸収性能が更に良好となる。   The water content of the water absorbing resin (A) containing the crosslinked polymer (A1) is preferably 0 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, particularly preferably 2 based on the weight of the water absorbing resin. ~ 9 wt%, most preferably 3-8 wt%. Within this range, the absorption performance is further improved.

重合によって得られる含水ゲル重合体は、必要に応じて細断することができる。細断後のゲルの大きさ(最長径)は50μm〜10cmが好ましく、更に好ましくは100μm〜2cm、特に好ましくは1mm〜1cmである。この範囲であると、乾燥工程での乾燥性が更に良好となる。   The water-containing gel polymer obtained by polymerization can be shredded if necessary. The size (longest diameter) of the shredded gel is preferably 50 μm to 10 cm, more preferably 100 μm to 2 cm, and particularly preferably 1 mm to 1 cm. Within this range, the drying property in the drying step is further improved.

細断は、公知の方法で行うことができ、一般的な細断装置(例えば、ベックスミル、ラバーチョッパ、ファーマミル、ミンチ機、衝撃式粉砕機及びロール式粉砕機)等を使用して細断できる。   The shredding can be carried out by a known method, and shredding is carried out using a general shredding device (for example, a Bex mill, a rubber chopper, a farm mill, a mincing machine, an impact crusher and a roll crusher), etc. it can.

尚、有機溶媒の含有量及び水分量は、赤外水分測定器[例えば、(株)KETT社製JE400等:120±5℃、30分、加熱前の雰囲気湿度50±10%RH、ランプ仕様100V、40W]により加熱したときの測定試料の重量減量から求められる。少数点以下第1位を四捨五入して、有機溶媒の含有量及び水分量とした。   In addition, the content of the organic solvent and the moisture content are infrared moisture measuring devices [for example, JET400 manufactured by KETT Co., Ltd .: 120 ± 5 ° C., 30 minutes, atmospheric humidity before heating: 50 ± 10% RH, lamp specification It is determined from the weight loss of the measurement sample when heated by 100 V, 40 W]. The decimal place and the first place were rounded off, and it was set as the content and moisture content of the organic solvent.

溶媒(水を含む。)を留去する方法としては、80〜230℃の温度の熱風で留去(乾燥)する方法、100〜230℃に加熱されたドラムドライヤー等による薄膜乾燥法、(加熱)減圧乾燥法、凍結乾燥法、赤外線による乾燥法、デカンテーション及び濾過等が適用できる。   As a method of distilling off the solvent (including water), a method of distilling (drying) with hot air at a temperature of 80 to 230 ° C., a thin film drying method by a drum dryer etc. heated to 100 to 230 ° C. A vacuum drying method, a lyophilization method, an infrared ray drying method, a decantation and a filtration can be applied.

架橋重合体(A1)は、乾燥後に粉砕することができる。粉砕方法については、特に限定はなく、一般的な粉砕装置(例えば、ハンマー式粉砕機、衝撃式粉砕機、ロール式粉砕機及びシェット気流式粉砕機)等が使用できる。粉砕された架橋重合体(A1)は、必要によりふるい分け等により粒度調整できる。   The crosslinked polymer (A1) can be pulverized after drying. There is no particular limitation on the grinding method, and a common grinding device (for example, a hammer type crusher, an impact type crusher, a roll crusher, a shet type crusher, etc.) can be used. The particle size of the pulverized crosslinked polymer (A1) can be adjusted by sieving, if necessary.

粉砕・分級された架橋重合体(A1)の形状については特に限定はなく、不定形破砕状、リン片状、パール状及び米粒状等が挙げられる。   The shape of the pulverized and classified crosslinked polymer (A1) is not particularly limited, and examples thereof include irregularly crushed, scaly, pearly and rice grains.

粉砕・分級された架橋重合体(A1)は、必要に応じて疎水性物質で処理してもよく、特開2013−231199等に記載の方法を利用出来る。   The pulverized and classified crosslinked polymer (A1) may be treated with a hydrophobic substance as necessary, and the method described in JP-A-2013-231199 or the like can be used.

粉砕・分級された架橋重合体(A1)は、その表面を表面架橋剤により架橋することができる。
表面架橋剤としては、公知(特開昭59−189103号公報に記載の多価グリシジル化合物、多価アミン、多価アジリジン化合物及び多価イソシアネート化合物等、特開昭58−180233号公報及び特開昭61−16903号公報の多価アルコール、特開昭61−211305号公報及び特開昭61−252212号公報に記載のシランカップリング剤、特表平5−508425号公報に記載のアルキレンカーボネート、特開平11−240959号公報に記載の多価オキサゾリン化合物並びに特開昭51−136588号公報及び特開昭61−257235号公報に記載の多価金属塩等)の表面架橋剤等が使用できる。表面架橋剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The surface of the pulverized and classified crosslinked polymer (A1) can be crosslinked by a surface crosslinking agent.
As surface crosslinking agents, known (polyvalent glycidyl compounds described in JP-A-59-189103, polyhydric amines, polyvalent aziridine compounds, and polyvalent isocyanate compounds, etc., JP-A-58-180233 and JP-A Polyhydric alcohols disclosed in JP-A-61-16903, silane coupling agents disclosed in JP-A-61-211305 and JP-A-61-252212, alkylene carbonates described in JP-A-5-508425, The polyvalent oxazoline compounds described in JP-A-11-2405959 and the surface cross-linking agents of JP-A-51-136588 and JP-A-61-257235 can be used. A surface crosslinking agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

これらの表面架橋剤のうち、経済性、吸収特性及び吸湿ブロッキング性の観点から、多価グリシジル化合物及び/又は多価金属塩を含む表面架橋剤を用いることが好ましく、多価グリシジル化合物及び多価金属塩を併用することが更に好ましい。   Among these surface crosslinking agents, it is preferable to use a surface crosslinking agent containing a polyvalent glycidyl compound and / or a polyvalent metal salt from the viewpoint of economy, absorption characteristics and moisture absorption blocking property, and polyvalent glycidyl compound and polyvalent metal It is further preferable to use a metal salt in combination.

多価グリシジル化合物のうち好ましいものとしては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル及びソルビトールポリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル等が挙げられる。多価グリシジル化合物のエポキシ当量は好ましくは60〜600、更に好ましくは100〜300であり、官能基数は好ましくは2〜6、更に好ましくは2〜4である。尚、エポキシ当量とは、多価グリシジル化合物の分子量を1分子中のグリシジル基の数で除した値を意味する。これらの多価グリシジル化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Among polyvalent glycidyl compounds, preferred are polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether and sorbitol polyglycidyl ether. The epoxy equivalent of the polyvalent glycidyl compound is preferably 60 to 600, more preferably 100 to 300, and the number of functional groups is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4. The epoxy equivalent means a value obtained by dividing the molecular weight of the polyvalent glycidyl compound by the number of glycidyl groups in one molecule. One of these polyvalent glycidyl compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

多価金属塩のうちで好ましいものとしては、ジルコニウム、アルミニウム又はチタニウムの無機酸塩が挙げられ、多価金属塩を形成する無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸及びリン酸等が挙げられる。ジルコニウムの無機酸塩としては、硫酸ジルコニウム及び塩化ジルコニウム等が挙げられ、アルミニウムの無機酸塩としては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アンモニムアルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム及び硫酸ナトリウムアルミニウム等が挙げられ、チタニウムの無機酸塩としては、硫酸チタニウム、塩化チタニウム及び硝酸チタニウム等が挙げられる。   Among the polyvalent metal salts, preferable ones include inorganic acid salts of zirconium, aluminum or titanium, and as the inorganic acids forming the polyvalent metal salts, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrobromic acid, iodination Examples thereof include hydrogen acid and phosphoric acid. Examples of inorganic acid salts of zirconium include zirconium sulfate and zirconium chloride, and examples of inorganic acid salts of aluminum include aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate, ammonium sulfate, potassium aluminum sulfate, sodium aluminum sulfate and the like. Examples of the inorganic acid salt of titanium include titanium sulfate, titanium chloride and titanium nitrate.

これらの内、入手の容易性や溶解性の観点から、アルミニウムの無機酸塩及びチタニウムの無機酸塩が好ましく、更に好ましいのは硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム及び硫酸ナトリウムアルミニウム、特に好ましいのは硫酸アルミニウム及び硫酸ナトリウムアルミニウム、最も好ましいのは硫酸ナトリウムアルミニウムである。これらの多価金属塩は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Among them, inorganic acid salts of aluminum and inorganic acid salts of titanium are preferable in view of availability and solubility, and aluminum sulfate, aluminum chloride, potassium aluminum sulfate and sodium aluminum sulfate are more preferable. Are aluminum sulfate and sodium aluminum sulfate, most preferably sodium aluminum sulfate. One of these polyvalent metal salts may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

表面架橋剤の使用量は、表面架橋剤の種類、架橋させる条件、目標とする性能等により種々変化させることができるため特に限定はないが、吸収特性の観点等から、水溶性ビニルモノマー(a1)、加水分解性ビニルモノマー(a2)及び架橋剤(a4)の合計重量に基づいて、0.001〜3重量%が好ましく、更に好ましくは0.005〜2重量%、特に好ましくは0.01〜1重量%である。   The amount of the surface crosslinking agent used is not particularly limited because it can be variously changed depending on the type of the surface crosslinking agent, the conditions to be crosslinked, the target performance, etc. From the viewpoint of absorption characteristics etc., the water soluble vinyl monomer (a1 0.001 to 3% by weight, preferably 0.005 to 2% by weight, particularly preferably 0.01 to 3% by weight, based on the total weight of the hydrolyzable vinyl monomer (a2) and the crosslinker (a4) It is 1% by weight.

表面架橋剤は必要により溶剤で希釈して使用される。溶剤の種類は特に制限されないが、多価アルコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール及び1,4−ブタンジオール等)や水が好適に使用され、溶剤は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The surface crosslinking agent is used after diluting it with a solvent, if necessary. The type of solvent is not particularly limited, but polyhydric alcohols (such as ethylene glycol, propylene glycol and 1,4-butanediol) and water are suitably used, and two or more types of solvents may be used alone or in combination. You may use together.

架橋重合体(A1)と表面架橋剤を均一混合するために使用される装置は、一般的な混合機でよく、例えば、円筒型混合機、スクリュー型混合機、スクリュー型押出機、タービュライザー、ナウター型混合機、双腕型ニーダー、流動式混合機、V型混合機、ミンチ混合機、リボン型混合機、流動式混合機、気流型混合機、回転円盤型混合機、コニカルブレンダー及びロールミキサー等が挙げられる。   The apparatus used to uniformly mix the cross-linked polymer (A1) and the surface cross-linking agent may be a general mixer, for example, a cylindrical mixer, a screw mixer, a screw extruder, a turbulizer , Nauta type mixer, double arm type kneader, fluid type mixer, V type mixer, minced mixer, ribbon type mixer, fluid type mixer, air flow type mixer, rotating disc type mixer, conical blender and roll A mixer etc. are mentioned.

架橋重合体(A1)と表面架橋剤を均一混合する際の温度は特に限定されないが、10〜150℃が好ましく、更に好ましくは20〜100℃、特に好ましくは25〜80℃である。   The temperature at which the cross-linked polymer (A1) and the surface cross-linking agent are uniformly mixed is not particularly limited, but it is preferably 10 to 150 ° C, more preferably 20 to 100 ° C, and particularly preferably 25 to 80 ° C.

表面架橋剤により架橋重合体(A1)を表面架橋する際の温度は特に限定されないが、吸収特性の観点から100〜150℃が好ましく、更に好ましくは110〜145℃、特に好ましくは125〜140℃である。また、表面架橋をする際の時間は吸収特性の観点から5〜60分であることが好ましく、更に好ましくは10〜40分である。   The temperature at the time of surface crosslinking of the crosslinked polymer (A1) with the surface crosslinking agent is not particularly limited, but it is preferably 100 to 150 ° C., more preferably 110 to 145 ° C., particularly preferably 125 to 140 ° C. from the viewpoint of absorption characteristics. It is. Further, the time for surface crosslinking is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 10 to 40 minutes, from the viewpoint of absorption characteristics.

本発明における粒子状の吸水性樹脂(A)は、架橋重合体(A1)を含有してなり、体積平均粒子径が10〜60μmの粒子である。架橋重合体(A1)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The particulate water-absorbent resin (A) in the present invention comprises a crosslinked polymer (A1) and is a particle having a volume average particle diameter of 10 to 60 μm. The crosslinked polymer (A1) may be used alone or in combination of two or more.

吸水性樹脂(A)は、必要に応じて、添加剤(例えば、公知(特開2003−225565号及び特開2006−131767号等に記載)の防腐剤、防かび剤、抗菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、芳香剤、消臭剤、通液性向上剤及び有機質繊維状物等)を含むこともできる。これらの添加剤を含有させる場合、添加剤の含有量は、架橋重合体(A1)の重量に基づいて、0.001〜10重量%が好ましく、更に好ましくは0.01〜5重量%、特に好ましくは0.05〜1重量%、最も好ましくは0.1〜0.5重量%である。   The water-absorbent resin (A) is, if necessary, an additive (for example, known preservatives (described in JP-A 2003-225565 and JP-A 2006-131767, etc.) preservatives, fungicides, antibacterial agents, antioxidants Agents, ultraviolet light absorbers, colorants, fragrances, deodorants, liquid permeability improvers, organic fibrous materials, etc.). When these additives are contained, the content of the additive is preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 0.01 to 5% by weight, based on the weight of the crosslinked polymer (A1). Preferably it is 0.05 to 1 wt%, most preferably 0.1 to 0.5 wt%.

吸水性樹脂(A)は、架橋重合体(A1)を粉砕することで得られる。粉砕方法は、一般的な方法でよく、例えば、衝撃粉砕機(ピンミル、カッターミル、スキレルミル及びACMパルペライザー等)や空気粉砕機(ジェット粉砕機等)等で行うことができる。   The water absorbent resin (A) is obtained by grinding the crosslinked polymer (A1). The pulverizing method may be a general method, for example, an impact pulverizer (a pin mill, a cutter mill, a skirel mill, an ACM pulper or the like), an air pulverizer (a jet crusher or the like) or the like.

粒子状の吸水性樹脂(A)のの体積平均粒子径は、10〜60μmであり、好ましくは10〜50μm、更に好ましくは10〜40μmである。粒子状の吸水性樹脂(A)の体積平均粒子径が、10μm未満であると、ハンドリング性が悪化し、60μmを超えると透明性が悪化する。   The volume average particle diameter of the particulate water absorbent resin (A) is 10 to 60 μm, preferably 10 to 50 μm, and more preferably 10 to 40 μm. When the volume average particle diameter of the particulate water-absorbent resin (A) is less than 10 μm, the handling property is deteriorated, and when it exceeds 60 μm, the transparency is deteriorated.

活性エネルギー線硬化性組成物中では、粒子状の吸水性樹脂(A)は含水ゲルである。含水ゲルを下記の通気型乾燥機方法で乾燥することで元の粒子状の吸水性樹脂(A)を得ることができる。   In the active energy ray-curable composition, the particulate water-absorbent resin (A) is a water-containing gel. By drying the water-containing gel by the following air-flow drier method, the original particulate water-absorbent resin (A) can be obtained.

吸水性樹脂(A)の体積平均粒子径は、(A)を無水メタノールに分散させ、レーザー回折式粒度分布測定装置[マイクロトラック(日機装株式会社製)]により測定される。   The volume average particle diameter of the water absorbing resin (A) is measured by dispersing (A) in anhydrous methanol and using a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus [Microtrac (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.)].

吸水性樹脂(A)の純水に対する吸水量は、ハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から、50〜800g/gが好ましく、更に好ましくは70〜700g/g、特に好ましくは80〜600g/gである。   The water absorption of the water-absorbent resin (A) to pure water is preferably 50 to 800 g / g, more preferably 70 to 700 g / g, particularly preferably 80 to 600 g / g from the viewpoint of strength and flexibility of the hydrogel. It is.

本発明における吸水性樹脂(A)の純水に対する吸水量は以下の方法で測定される。
<吸水量の測定方法>
250メッシュナイロンネット製、サイズ10×20cm、ヒートシール幅5mmのティーバッグ状袋と、純水を準備する。測定試料0.1gをビーカー中で20gの水と混合して10分間膨潤させたのち、ティーバッグ状袋へ投入し、それを純水中に、ティーバッグ状袋の底から約15cmを浸す。1時間放置後にティーバッグ状袋を引き上げ、垂直に吊るして15分間水切りして重量(W1)を測定する。試料を入れない空のティーバッグ状袋を使用して同様の操作を行い重量(W2)を測定して、次式から吸水量を算出する。
吸水量(g/g)=(W1−W2)/0.1
The water absorption amount of the water absorbent resin (A) to pure water in the present invention is measured by the following method.
<Method of measuring water absorption>
Prepare a tea bag shaped bag made of 250 mesh nylon net, size 10 × 20 cm, heat seal width 5 mm, and pure water. After 0.1 g of the measurement sample is mixed with 20 g of water in a beaker and swollen for 10 minutes, it is put into a tea bag-like bag and immersed in pure water to dip about 15 cm from the bottom of the tea bag-like bag. After leaving for 1 hour, the tea bag-like bag is pulled up, hung vertically, drained for 15 minutes, and the weight (W 1 ) is measured. The same operation is carried out using an empty tea bag-like bag containing no sample, the weight (W 2 ) is measured, and the water absorption is calculated from the following equation.
Water absorption amount (g / g) = (W 1- W 2 ) / 0.1

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物が含有するモノマー成分(B)は、水溶性単官能ビニルモノマー(b1)及び一般式(1)で表される2官能(メタ)アクリレート(b2)を含有する。
(B)が(b1)を含有することにより、柔軟性に優れるハイドロゲルが得られ、(b2)を含有することにより、柔軟性及び強度に優れるハイドロゲルが得られる。
The monomer component (B) contained in the active energy ray-curable composition of the present invention contains a water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) and a bifunctional (meth) acrylate (b2) represented by the general formula (1) Do.
When (B) contains (b1), a hydrogel excellent in flexibility is obtained, and when (b2) is contained, a hydrogel excellent in flexibility and strength is obtained.

Figure 2019119871
Figure 2019119871

水溶性単官能ビニルモノマー(b1)としては、前記水溶性ビニルモノマー(a1)として例示したものと同様のものが挙げられ、柔軟性及び強度の観点から、炭素数4〜8のモノアルキル(メタ)アクリルアミド、炭素数5〜8のジアルキル(メタ)アクリルアミド、炭素数4〜8のヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、炭素数6〜9のN−(N’,N’−ジアルキルアミノアルキル)アクリルアミド、炭素数5〜8のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート及びN−(メタ)アクリロイルモルホリンが好ましい。なお、ここで、例えば、炭素数4〜8のモノアルキル(メタ)アクリルアミドとは、モノアルキル(メタ)アクリルアミドを構成する炭素原子数が4〜8であることを意味する。(b1)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
特にN−(メタ)アクリロイルモルホリンを他の水溶性単官能ビニルモノマーと併用することにより、強度及び透明性に優れたハイドロゲルが得られる。
Examples of the water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) include the same as those exemplified as the water-soluble vinyl monomer (a1), and from the viewpoint of flexibility and strength, monoalkyl (meth) having 4 to 8 carbon atoms ) Acrylamide, dialkyl (meth) acrylamide having 5 to 8 carbon atoms, hydroxyalkyl (meth) acrylamide having 4 to 8 carbon atoms, N- (N ', N'-dialkylaminoalkyl) acrylamide having 6 to 9 carbon atoms, carbon The hydroxyalkyl (meth) acrylate and N- (meth) acryloyl morpholine of the number 5-8 are preferable. Here, for example, a monoalkyl (meth) acrylamide having 4 to 8 carbon atoms means that the number of carbon atoms constituting the monoalkyl (meth) acrylamide is 4 to 8. (B1) may be used alone or in combination of two or more.
In particular, by combining N- (meth) acryloyl morpholine with other water-soluble monofunctional vinyl monomers, a hydrogel excellent in strength and transparency can be obtained.

一般式(1)におけるR1及びR2はそれぞれ独立にメチル基又は水素原子を表し、硬化速度の観点から好ましいのは水素原子である。 R 1 and R 2 in the general formula (1) each independently represent a methyl group or a hydrogen atom, and a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of the curing rate.

一般式(1)におけるnは4〜60の整数であり、強度及び柔軟性の観点から、好ましくは5〜50、更に好ましくは10〜30である。   N in the general formula (1) is an integer of 4 to 60, preferably 5 to 50, more preferably 10 to 30 from the viewpoint of strength and flexibility.

一般式(1)で表される2官能(メタ)アクリレート(b2)の具体例としては、ポリエチレングリコール(n=4〜60)ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。   Specific examples of the bifunctional (meth) acrylate (b2) represented by the general formula (1) include polyethylene glycol (n = 4 to 60) di (meth) acrylate.

水溶性単官能ビニルモノマー(b1)に対する一般式(1)で表される2官能(メタ)アクリレート(b2)の重量の比率は、強度及び柔軟性の観点から、水溶性単官能ビニルモノマー(b1)の重量の基づき、0.1〜10重量%であることが好ましい。   The weight ratio of the bifunctional (meth) acrylate (b2) represented by the general formula (1) to the water soluble monofunctional vinyl monomer (b1) is a water soluble monofunctional vinyl monomer (b1) from the viewpoint of strength and flexibility. It is preferable that it is 0.1 to 10 weight% based on the weight of).

光ラジカル重合開始剤(C)としては、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸リチウム及びα−ケトグルタル酸等が挙げられ、硬化性の観点から特に好ましいのは1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オンである。(C)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   As the photo radical polymerization initiator (C), 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, phenyl (2,4,6-) Lithium trimethyl benzoyl) phosphinate, α-ketoglutaric acid and the like can be mentioned, and from the viewpoint of curability, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1- is particularly preferable. Propane-1-one. (C) may be used alone or in combination of two or more.

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、更に、使用目的に合わせて、重合禁止剤、粘着性付与剤、消泡剤、チクソトロピー性付与剤、スリップ剤、難燃剤、帯電防止剤、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等を含有することができる。   The active energy ray-curable composition of the present invention may further contain, according to the purpose of use, a polymerization inhibitor, a tackifier, an antifoamer, a thixotropic agent, a slip agent, a flame retardant, an antistatic agent, an antioxidant And UV absorbers can be contained.

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物の25℃での粘度は、ハンドリング性の観点から、好ましくは10〜10000mPa・s、更に好ましくは50〜5000mPa・sである。本発明における粘度は、粘度測定装置[FUNGILAB社製「ビスコエリートB型」]を用いて測定される。   The viscosity at 25 ° C. of the active energy ray-curable composition of the present invention is preferably 10 to 10000 mPa · s, more preferably 50 to 5000 mPa · s, from the viewpoint of handleability. The viscosity in the present invention is measured using a viscosity measuring apparatus [“Bisco Elite B type” manufactured by FUNGILAB].

吸水性樹脂(A)及びモノマー成分(B)の合計重量に対する吸水性樹脂(A)の重量の比率は、ハンドリング性並びにハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から、好ましくは0.2〜5重量%、更に好ましくは0.5〜3重量%である。   The ratio of the weight of the water absorbent resin (A) to the total weight of the water absorbent resin (A) and the monomer component (B) is preferably 0.2 to 5 weight from the viewpoint of handleability and strength and flexibility of the hydrogel. %, More preferably 0.5 to 3% by weight.

吸水性樹脂(A)、モノマー成分(B)及び水の合計重量に対する吸水性樹脂(A)及びモノマー成分(B)の合計重量の比率は、ハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から、好ましくは5〜60重量%、更に好ましくは10〜55重量%である。   The ratio of the total weight of the water absorbent resin (A) and the monomer component (B) to the total weight of the water absorbent resin (A), the monomer component (B) and water is preferably from the viewpoint of strength and flexibility of the hydrogel. It is 5 to 60% by weight, more preferably 10 to 55% by weight.

光ラジカル重合開始剤(C)の含有量は、硬化性の観点から、モノマー成分(B)の重量を基準として0.1〜10重量%であることが好ましい。   The content of the photoradical polymerization initiator (C) is preferably 0.1 to 10% by weight based on the weight of the monomer component (B) from the viewpoint of curability.

吸水性樹脂(A)の含有量は、組成物ハンドリング性並びにハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物の重量に基づいて、好ましくは0.1〜1.5重量%である。
モノマー成分(B)の含有量は、ハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物の重量に基づいて、好ましくは19〜60重量%である。
光ラジカル重合開始剤(C)の含有量は、硬化性の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物の重量に基づいて、好ましくは0.01〜1.0重量%である。
水の含有量は、ハンドリング性並びにハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物の重量に基づいて、好ましく39〜80重量%である。
The content of the water absorbing resin (A) is preferably 0.1 to 1.5 weight based on the weight of the active energy ray curable composition from the viewpoint of composition handling and strength and flexibility of the hydrogel. %.
The content of the monomer component (B) is preferably 19 to 60% by weight based on the weight of the active energy ray-curable composition from the viewpoint of strength and flexibility of the hydrogel.
The content of the photoradical polymerization initiator (C) is preferably 0.01 to 1.0% by weight based on the weight of the active energy ray-curable composition from the viewpoint of curability.
The content of water is preferably 39 to 80% by weight based on the weight of the active energy ray-curable composition from the viewpoint of handleability and strength and flexibility of the hydrogel.

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、例えば、プラネタリーミキサー等の公知の混合装置により、上記の各成分を混合等することにより得ることができる。   The active energy ray-curable composition of the present invention can be obtained, for example, by mixing each of the above components with a known mixing device such as a planetary mixer.

本発明のハイドロゲルは、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を活性エネルギー線を用いて硬化させることにより得られる。   The hydrogel of the present invention is obtained by curing the active energy ray-curable composition of the present invention using an active energy ray.

活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、X線、赤外線及び可視光線が挙げられ、硬化性と樹脂劣化の観点から好ましいのは紫外線である。   The active energy ray may, for example, be ultraviolet ray, electron beam, X-ray, infrared ray or visible ray, and ultraviolet ray is preferable from the viewpoint of curing and resin deterioration.

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を紫外線により硬化させる場合は、種々の紫外線照射装置[例えば、紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]を使用できる。
使用するランプとしては、例えば高圧水銀灯及びメタルハライドランプが挙げられる。紫外線の照射量は、硬化性並びにハイドロゲルの強度及び柔軟性の観点から好ましくは10〜10000mJ/cm2、更に好ましくは100〜5000mJ/cm2である。
In the case of curing the active energy ray curable composition of the present invention with ultraviolet light, various ultraviolet light irradiation devices [for example, ultraviolet light irradiation devices [model number "VPS / I600", manufactured by Fusion UV Systems Ltd.] can be used.
Examples of the lamp to be used include a high pressure mercury lamp and a metal halide lamp. The dose of ultraviolet rays is preferably from the viewpoint of the strength and flexibility of the cured as well as the hydrogel 10 to 10000 mJ / cm 2, more preferably from 100~5000mJ / cm 2.

以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

<製造例1>
アクリル酸(a1−1){三菱化学株式会社製、純度100重量%、水に対する溶解度:混和性}131重量部、架橋剤(a4−1){ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ダイソ−株式会社製}0.44重量部及び脱イオン水362重量部を攪拌・混合しながら3℃に保った。この混合物中に窒素を流入して溶存酸素量を1ppm以下とした後、1重量%過酸化水素水溶液0.5重量部、2重量%アスコルビン酸水溶液1重量部及び2重量%の2,2’−アゾビスアミジノプロパンジハイドロクロライド水溶液0.1重量部を添加・混合して重合を開始させた。混合物の温度が80℃に達した後、80±2℃で約5時間重合することにより含水ゲルを得た。
<Production Example 1>
Acrylic acid (a1-1) {Mitsubishi Chemical Co., Ltd., purity 100% by weight, solubility in water: miscibility} 131 parts by weight, crosslinker (a4-1) {pentaerythritol triallyl ether, diso-made} 0.44 parts by weight and 362 parts by weight of deionized water were kept at 3 ° C. with stirring and mixing. After nitrogen is introduced into this mixture to make the amount of dissolved oxygen 1 ppm or less, 0.5 parts by weight of a 1% by weight aqueous solution of hydrogen peroxide, 1 part by weight of a 2% by weight aqueous solution of ascorbic acid and 2% by weight of 2,2 ' 0.1 part by weight of an aqueous solution of azobisamidinopropane dihydrochloride was added and mixed to initiate polymerization. After the temperature of the mixture reached 80 ° C., a hydrogel was obtained by polymerizing at 80 ± 2 ° C. for about 5 hours.

次にこの含水ゲルをミンチ機(ROYAL社製12VR−400K)で細断しながら、45重量%水酸化ナトリウム水溶液162重量部を添加して混合・中和し、中和ゲルを得た。更に中和した含水ゲルを通気型乾燥機{200℃、風速2m/秒}で乾燥し、乾燥体を得た。乾燥体をジューサーミキサー(Oster社製OSTERIZER BLENDER)にて粉砕した後、ふるい分けして、目開き150〜710μmの粒子径範囲に調整して、架橋重合体粒子を含む樹脂粒子を得た。   Next, while the water-containing gel was shredded with a mincing machine (12 VR-400 K manufactured by ROYAL), 162 parts by weight of a 45 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added and mixed and neutralized to obtain a neutralized gel. Furthermore, the neutralized water-containing gel was dried by a ventilated drier {200 ° C., wind speed 2 m / sec} to obtain a dried product. The dried product was pulverized with a juicer mixer (OSTERIZER BLENDER manufactured by Oster) and sieved to adjust to a particle diameter range of 150 to 710 μm, thereby obtaining resin particles containing crosslinked polymer particles.

ついで、得られた樹脂粒子100重量部を高速攪拌(細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー:回転数2000rpm)しながら、これに1回目の表面架橋剤としてのエチレングリコールジグリシジルエーテル0.08重量部、溶剤としてのプロピレングリコール0.9重量部及び水1.4重量部を混合した混合溶液を添加して均一混合した後、130℃で30分間加熱して、室温まで冷却した後、更に高速攪拌(細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー:回転数2000rpm)しながら、2回目の表面架橋剤としてのエチレンカーボネート1重量部及び溶剤としての水5重量部を混合した混合溶液を添加して均一混合した後、170℃で30分加熱して、得られた乾燥物を家庭用クッキングミキサーで粗粉砕後、次にピンミルで微粉砕して、更に分級(目開き45のふるいのパス品を使用)して、架橋重合体(A1−1)を含有してなる粒子状の吸収性樹脂(A−1)を得た。(A−1)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は30μm、純水に対する吸水量は550g/gであった。   Next, while stirring 100 parts by weight of the obtained resin particles at a high speed (high speed stirring turbulizer manufactured by Hosokawa Micron: rotation speed 2000 rpm), 0.08 parts by weight ethylene glycol diglycidyl ether as a first cross-linking agent A mixed solution of 0.9 parts by weight of propylene glycol as a solvent and 1.4 parts by weight of water is added and uniformly mixed, heated at 130 ° C. for 30 minutes, cooled to room temperature, and further stirred at high speed A mixed solution of 1 part by weight of ethylene carbonate as a second surface cross-linking agent and 5 parts by weight of water as a solvent was added and uniformly mixed while (high-speed stirring turbulizer manufactured by Hosokawa Micron: rotation speed 2000 rpm) After heating at 170 ° C for 30 minutes, the resulting dried product is coarsely crushed with a household cooking mixer, and then pulverized with a pin mill. To, and further classified (using sieve passed product of mesh 45) to obtain a cross-linked polymer (A1-1) comprising the particulate absorbent resin (A-1). The water content of (A-1) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 30 μm, and the water absorption to pure water was 550 g / g.

<製造例2>
製造例1と分級操作(目開き26μmのふるいのパス品を使用)以外は同様にして、粒子状の吸水性樹脂(A−2)を得た。(A−2)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は15μm、純水に対する吸水量は650g/gであった。
<Production Example 2>
A particulate water absorbent resin (A-2) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except for the classification operation (using a pass product of a sieve with an opening of 26 μm). The water content of (A-2) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 15 μm, and the water absorption amount with respect to pure water was 650 g / g.

<製造例3>
製造例1と分級操作(目開き62μmのふるいのパス品を使用)以外は同様にして、粒子状の吸水性樹脂(A−3)を得た。(A−3)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は50μm、純水に対する吸水量は350g/gであった。
<Production Example 3>
A particulate water absorbent resin (A-3) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except for the classification operation (using a pass product of a sieve with an opening of 62 μm). The water content of (A-3) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 50 μm, and the water absorption to pure water was 350 g / g.

<製造例4>
製造例1から架橋剤の量を0.44部から0.20部に変えたことは同様にして、粒子状の吸水性樹脂(A−4)を得た。(A−4)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は30μm、純水に対する吸水量は750g/gであった。
Production Example 4
A particulate water absorbent resin (A-4) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of the crosslinking agent was changed from 0.44 part to 0.20 part. The water content of (A-4) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 30 μm, and the water absorption to pure water was 750 g / g.

<製造例5>
製造例3から架橋剤の量を0.44部から0.66部に変えたこと以外は同様にして、粒子状の吸水性樹脂(A−5)を得た。(A−5)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は50μm、純水に対する吸水量は100g/gであった。
<Production Example 5>
A particulate water absorbent resin (A-5) was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the amount of the crosslinking agent was changed from 0.44 part to 0.66 part. The water content of (A-5) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 50 μm, and the water absorption to pure water was 100 g / g.

<比較製造例1>
2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム207重量部、炭酸水素ナトリウム84重量部、メチレンビスアクリルアミド6重量部、2,2−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]テトラハイドレート0.6重量部及びイオン交換水720重量部を撹拌混合して水溶液を調整した。
2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライドの10重量%水溶液[商品名「V−50」和光純薬工業(株)製]1.25重量部を添加し、重合が開始するまで水溶液中の窒素通気を継続した。重合が始まり、系内の粘度が上昇し始めたのを確認後、窒素通気を停止してその後6時間重合させて含水ゲルを得た。反応系の最高到達温度は75℃であった。含水ゲルを、目開き850μmのSUS製のスクリ−ンの上に、厚さ5cmで積層し、小型透気乾燥機[型番「HAP2031F」、(株)HAKKO製]を用いて120℃の熱風を1時間含水ゲルに透気させて、含水ゲルを乾燥した。
乾燥物を家庭用クッキングミキサーで粗粉砕後、次にピンミルで微粉砕して、更に分級して、比較用の粒子状の吸水性樹脂(A’−1)を得た。(A’−1)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は75μm、純水に対する吸水量は100g/gであった。
<比較製造例2>
アクリル酸(a1−1){三菱化学株式会社製、純度100重量%、水に対する溶解度:混和性}131重量部、架橋剤(a4−1){ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ダイソ−株式会社製}0.44重量部及び脱イオン水362重量部を攪拌・混合しながら3℃に保った。この混合物中に窒素を流入して溶存酸素量を1ppm以下とした後、1重量%過酸化水素水溶液0.5重量部、2重量%アスコルビン酸水溶液1重量部及び2重量%の2,2’−アゾビスアミジノプロパンジハイドロクロライド水溶液0.1重量部を添加・混合して重合を開始させた。混合物の温度が80℃に達した後、80±2℃で約5時間重合することにより含水ゲルを得た。
<Comparative Production Example 1>
207 parts by weight of sodium 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonate, 84 parts by weight of sodium hydrogencarbonate, 6 parts by weight of methylene bisacrylamide, 2,2-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] An aqueous solution was prepared by stirring and mixing 0.6 parts by weight of tetrahydrate and 720 parts by weight of ion exchange water.
A 10% by weight aqueous solution of 2,2-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride [trade name "V-50" manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] 1.25 parts by weight is added, and the aqueous solution is started until the polymerization starts Continued nitrogen bubbling inside. After confirming that the polymerization started and the viscosity in the system started to rise, the nitrogen aeration was stopped and then polymerization was carried out for 6 hours to obtain a water-containing gel. The highest temperature reached of the reaction system was 75.degree. The water-containing gel is laminated on a SUS screen of 850 μm mesh size to a thickness of 5 cm, and heated air at 120 ° C. using a small air-permeable drier [model number “HAP2031F”, manufactured by HAKKO Co., Ltd.]. The water-containing gel was dried by permeating the water-containing gel for 1 hour.
The dried product was roughly pulverized by a household cooking mixer, then finely pulverized by a pin mill, and further classified to obtain a particulate water absorbent resin (A'-1) for comparison. The water content of (A′-1) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 75 μm, and the water absorption to pure water was 100 g / g.
<Comparative Production Example 2>
Acrylic acid (a1-1) {Mitsubishi Chemical Co., Ltd., purity 100% by weight, solubility in water: miscibility} 131 parts by weight, crosslinker (a4-1) {pentaerythritol triallyl ether, diso-made} 0.44 parts by weight and 362 parts by weight of deionized water were kept at 3 ° C. with stirring and mixing. After nitrogen is introduced into this mixture to make the amount of dissolved oxygen 1 ppm or less, 0.5 parts by weight of a 1% by weight aqueous solution of hydrogen peroxide, 1 part by weight of a 2% by weight aqueous solution of ascorbic acid and 2% by weight of 2,2 ' 0.1 part by weight of an aqueous solution of azobisamidinopropane dihydrochloride was added and mixed to initiate polymerization. After the temperature of the mixture reached 80 ° C., a hydrogel was obtained by polymerizing at 80 ± 2 ° C. for about 5 hours.

次にこの含水ゲルをミンチ機(ROYAL社製12VR−400K)で細断しながら、45重量%水酸化ナトリウム水溶液162重量部を添加して混合・中和し、中和ゲルを得た。更に中和した含水ゲルを通気型乾燥機{200℃、風速2m/秒}で乾燥し、乾燥体を得た。乾燥体をジューサーミキサー(Oster社製OSTERIZER BLENDER)にて粉砕した後、ふるい分けして、目開き150〜710μmの粒子径範囲に調整して、架橋重合体粒子を含む樹脂粒子を得た。   Next, while the water-containing gel was shredded with a mincing machine (12 VR-400 K manufactured by ROYAL), 162 parts by weight of a 45 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added and mixed and neutralized to obtain a neutralized gel. Furthermore, the neutralized water-containing gel was dried by a ventilated drier {200 ° C., wind speed 2 m / sec} to obtain a dried product. The dried product was pulverized with a juicer mixer (OSTERIZER BLENDER manufactured by Oster) and sieved to adjust to a particle diameter range of 150 to 710 μm, thereby obtaining resin particles containing crosslinked polymer particles.

ついで、得られた樹脂粒子100重量部を高速攪拌(細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー:回転数2000rpm)しながら、これに1回目の表面架橋剤としてのエチレングリコールジグリシジルエーテル0.08重量部、溶剤としてのプロピレングリコール0.9重量部及び水1.4重量部を混合した混合溶液を添加して均一混合した後、130℃で30分間加熱して、室温まで冷却した後、更に高速攪拌(細川ミクロン製高速攪拌タービュライザー:回転数2000rpm)しながら、2回目の表面架橋剤としてのエチレンカーボネート1重量部及び溶剤としての水5重量部を混合した混合溶液を添加して均一混合した後、170℃で30分加熱して、得られた乾燥物を家庭用クッキングミキサーで粗粉砕して粒子状の吸収性樹脂(A’−2)を得た。(A’−2)の水分量は4重量%であり、体積平均粒子径は120μm、純水に対する吸水量は120g/gであった。   Next, while stirring 100 parts by weight of the obtained resin particles at a high speed (high speed stirring turbulizer manufactured by Hosokawa Micron: rotation speed 2000 rpm), 0.08 parts by weight ethylene glycol diglycidyl ether as a first cross-linking agent A mixed solution of 0.9 parts by weight of propylene glycol as a solvent and 1.4 parts by weight of water is added and uniformly mixed, heated at 130 ° C. for 30 minutes, cooled to room temperature, and further stirred at high speed A mixed solution of 1 part by weight of ethylene carbonate as a second surface cross-linking agent and 5 parts by weight of water as a solvent was added and uniformly mixed while (high-speed stirring turbulizer manufactured by Hosokawa Micron: rotation speed 2000 rpm) After heating at 170 ° C. for 30 minutes, the resulting dried product is roughly crushed by a household cooking mixer to obtain a particulate absorbent resin. A'-2) was obtained. The water content of (A′-2) was 4% by weight, the volume average particle diameter was 120 μm, and the water absorption amount to pure water was 120 g / g.

<実施例1〜16及び比較例1〜3>
表1の配合量(重量部)に従い、ガラス製の容器に吸水性樹脂(A)、モノマー成分(B)、光ラジカル重合開始剤(C)及び水を仕込み、均一になるまで撹拌して、実施例1〜16及び比較例1〜3の活性エネルギー線硬化性組成物を得た。
Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3
According to the compounding amounts (parts by weight) of Table 1, the water absorbent resin (A), the monomer component (B), the photo radical polymerization initiator (C) and water are charged in a glass container and stirred until uniform Active energy ray curable compositions of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained.

表1中の記号で表した原料の詳細は以下の通りである。
(b1−1):DMAA[ジメチルアクリルアミド:KJケミカルズ(株)製、水に対する溶解度:混和性]
(b1−2):DEAA[ジエチルアクリルアミド:KJケミカルズ(株)製、水に対する溶解度:混和性]
(b1−3):HEA[2−ヒドロキシエチルアクリレート:大阪有機化学工業(株)製、水に対する溶解度:混和性]
(b1−4):DMAPAA[ジメチルアミノプロピルアクリルアミド:KJケミカルズ(株)製、水に対する溶解度:混和性]
(b1−5):HEAA[ヒドロキシエチルアクリルアミド:KJケミカルズ(株)製、水に対する溶解度:混和性]
(b1−6):ACMO[アクリロイルモルホリン:KJケミカルズ(株)製、水に対する溶解度:混和性]
(b2−1):NKエステル A−1000[ポリエチレングリコール#1000ジアクリレート:新中村工業(株)製:一般式(1)におけるn=23]
(b2−2):NKエステル A−600[ポリエチレングリコール#600ジアクリレート:新中村工業(株)製:一般式(1)におけるn=14]
(b2−3):NKエステル A−200[ポリエチレングリコール#200ジアクリレート:新中村工業(株)製:一般式(1)におけるn=5]
(b2’−1):MBAA[メチレンビスアクリルアミド:東京化成工業(株)製]
(b2’−2):DEGDA[ジエチレングリコールジアクリレート:日立化成工業(株)製]
(C−1):Irgacure2959{1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン:BASF(株)製}
(C−2):Irgacure500[1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの共融混合物:BASF(株)製]
(C−3):α−ケトグルタル酸[東京化成工業(株)製)]
The details of the raw materials represented by symbols in Table 1 are as follows.
(B1-1): DMAA [Dimethylacrylamide: manufactured by KJ Chemicals, Ltd., solubility in water: miscibility]
(B1-2): DEAA [diethyl acrylamide: manufactured by KJ Chemicals, solubility in water: miscibility]
(B1-3): HEA [2-hydroxyethyl acrylate: Osaka Organic Chemical Industry Ltd., water solubility: miscibility]
(B1-4): DMAPAA [Dimethylaminopropyl acrylamide: manufactured by KJ Chemicals, solubility in water: miscibility]
(B1-5): HEAA [hydroxyethylacrylamide: manufactured by KJ Chemicals Ltd., solubility in water: miscibility]
(B1-6): ACMO [acryloyl morpholine: manufactured by KJ Chemicals, solubility in water: miscibility]
(B2-1): NK ester A-1000 [polyethylene glycol # 1000 diacrylate: manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd .: n = 23 in general formula (1)]
(B2-2): NK ester A-600 [polyethylene glycol # 600 diacrylate: manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd .: n = 14 in the general formula (1)]
(B2-3): NK ester A-200 [polyethylene glycol # 200 diacrylate: manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd .: n = 5 in the general formula (1)]
(B2'-1): MBAA [methylene bis acrylamide: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(B2'-2): DEGDA [diethylene glycol diacrylate: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.]
(C-1): Irgacure 2959 {1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one: manufactured by BASF Corp.}
(C-2): Irgacure 500 [eutectic mixture of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and benzophenone: made by BASF Ltd.]
(C-3): α-ketoglutaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

得られた活性エネルギー線硬化性組成物について、以下の測定方法又は評価方法で測定又は評価した粘度、必要露光量、透明性並びにハイドロゲルの引張強度及び伸びの結果を表1に示す。
[性能評価方法]
(1)粘度
活性エネルギー線硬化性組成物の配合直後の25℃での粘度を粘度測定装置[FUNGILAB社製「ビスコエリートB型」]を用いて測定した。
(2)必要露光量
ガラス板に硬化膜厚が3mmとなるように活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して、大気雰囲気下で超高圧水銀灯の光を照射し、得られた硬化物の表面をスパチュラでひっかいて流動性の有無を確認しながら露光量を変化させて繰り返し行い、流動性がなくなる点の露光量を測定した。
(3)透明性(ヘイズ)
ガラス板に硬化膜厚が3mmとなるように活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して、大気雰囲気下で超高圧水銀灯の光を3000mJ/cm2照射して試験板を作製した。
得られた試験板について、JIS K 7105に準拠して、全光線透過率測定装置[商品名「haze−gard dual」BYK gardner(株)製]を用いてヘイズを測定した。ヘイズが小さいほど、透明性に優れることを示す。
(4)引張強度及び伸び
シリコンゴム製のJIS K 6251の引張試験片ダンベル1号形鋳型に硬化膜厚が2mmとなるように活性エネルギー線硬化性組成物を流し込み、超高圧水銀灯の光を3000mJ/cm2照射して、引張強度及び伸び試験用の試験片を得た。
JIS K 6251の引張試験片ダンベル1号形の中心に20mm間隔で標線を付した。膜厚は標線間5カ所の最小値を採用した。これを25℃雰囲気下でオートグラフに取り付けて200mm/分の速さで引っ張り、試験片が破断にいたるまでの最大強度及び最大伸びを求めた。
With respect to the obtained active energy ray-curable composition, the viscosity, the required exposure amount, the transparency and the tensile strength and elongation results of the hydrogel measured or evaluated by the following measurement method or evaluation method are shown in Table 1.
[Performance evaluation method]
(1) Viscosity The viscosity at 25 ° C. immediately after the formulation of the active energy ray-curable composition was measured using a viscosity measuring apparatus [“Biscoelite B type” manufactured by FUNGILAB].
(2) Necessary exposure amount The active energy ray curable composition is applied to a glass plate so that the cured film thickness is 3 mm, and the light of an ultra-high pressure mercury lamp is irradiated in the air atmosphere to obtain the surface of the cured product The exposure amount was changed while repeatedly checking the presence or absence of fluidity with a spatula, and the exposure amount at the point where the fluidity was lost was measured.
(3) Transparency (haze)
The active energy ray-curable composition was applied to a glass plate to a cured film thickness of 3 mm, and a test plate was produced by irradiating 3000 mJ / cm 2 of light of an ultra-high pressure mercury lamp in an air atmosphere.
The haze of the obtained test plate was measured using a total light transmittance measurement device [trade name "haze-gard dual" BYK gardner Co., Ltd.] according to JIS K 7105. The smaller the haze, the better the transparency.
(4) Tensile strength and elongation Silicone rubber JIS K 6251 tensile test specimen Dumbbell No. 1 mold cast active energy ray curable composition so that the cured film thickness becomes 2 mm, the light of the ultra high pressure mercury lamp is 3000 mJ Irradiated at / cm 2 to obtain test pieces for tensile strength and elongation test.
Mark lines were attached to the center of JIS K 6251 tensile test specimen dumbbell No. 1 at intervals of 20 mm. The film thickness adopted the minimum of five places between marked lines. The sample was attached to an autograph at 25 ° C. and pulled at a speed of 200 mm / min to determine the maximum strength and the maximum elongation until the test piece was broken.

Figure 2019119871
Figure 2019119871

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、低粘度でハンドリング性が良好であり、小さい活性エネルギー線の照射量で硬化させることができるハイドロゲルの形成が可能であるため、吸水材料、保水材料、工業材料及び生体代替材料等幅広い分野の製品に適用可能である。
The active energy ray-curable composition of the present invention has low viscosity and good handling properties, and can form a hydrogel that can be cured with a small amount of active energy ray irradiation. It is applicable to products in a wide range of fields such as industrial materials and biosubstitutable materials.

Claims (6)

水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解により水溶性ビニルモノマー(a1)となるビニルモノマー(a2)並びに架橋剤(a4)を必須構成単位とする架橋重合体(A1)を含有する吸水性樹脂であって、体積平均粒子径が10〜60μmの粒子状である吸水性樹脂(A)と、水溶性単官能ビニルモノマー(b1)及び一般式(1)で表される2官能(メタ)アクリレート(b2)を含有するモノマー成分(B)と、光ラジカル重合開始剤(C)と、水とを混合してなる活性エネルギー線硬化性組成物。
Figure 2019119871

[式中、R1及びR2はそれぞれ独立にメチル基又は水素原子を表し、nは4〜60の整数を表す。]
Water-absorbing property comprising a water-soluble vinyl monomer (a1) and / or a vinyl monomer (a2) to be a water-soluble vinyl monomer (a1) by hydrolysis and a crosslinked polymer (A1) containing a crosslinking agent (a4) as an essential constituent unit A water-absorbent resin (A) which is a resin and is particulate with a volume average particle diameter of 10 to 60 μm, and a bifunctional (meth) represented by a water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) and the general formula (1) The active energy ray curable composition formed by mixing the monomer component (B) containing an acrylate (b2), a radical photopolymerization initiator (C), and water.
Figure 2019119871

[In Formula, R < 1 > and R < 2 > respectively independently represent a methyl group or a hydrogen atom, n represents the integer of 4-60. ]
前記吸水性樹脂(A)の純水に対する吸水量が50〜800g/gである請求項1記載の活性エネルギー線硬化性組成物。   The active energy ray curable composition according to claim 1, wherein the water absorption amount of the water absorbing resin (A) to pure water is 50 to 800 g / g. 水溶性単官能ビニルモノマー(b1)が、炭素数4〜8のモノアルキル(メタ)アクリルアミド、炭素数5〜8のジアルキル(メタ)アクリルアミド、炭素数4〜8のヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、炭素数6〜9のN−(N’,N’−ジアルキルアミノアルキル)アクリルアミド、炭素数5〜8のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート及びN−(メタ)アクリロイルモルホリンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである請求項1又は2記載の活性エネルギー線硬化性組成物。   The water-soluble monofunctional vinyl monomer (b1) is a monoalkyl (meth) acrylamide having 4 to 8 carbon atoms, a dialkyl (meth) acrylamide having 5 to 8 carbon atoms, a hydroxyalkyl (meth) acrylamide having 4 to 8 carbon atoms, carbon At least one selected from the group consisting of N- (N ', N'-dialkylaminoalkyl) acrylamides having a number of 9 to 9, hydroxyalkyl (meth) acrylates having 5 to 8 carbon atoms and N- (meth) acryloyl morpholine The active energy ray-curable composition according to claim 1 or 2, which is a monomer. 前記吸水性樹脂(A)及び前記モノマー成分(B)の合計重量に対する前記吸水性樹脂(A)の重量の比率が、0.2〜5重量%である請求項1〜3のいずれか記載の活性エネルギー線硬化性組成物。   The ratio of the weight of the water absorbent resin (A) to the total weight of the water absorbent resin (A) and the monomer component (B) is 0.2 to 5% by weight. Active energy ray curable composition. 前記吸水性樹脂(A)、前記モノマー成分(B)及び前記水の合計重量に対する前記吸水性樹脂(A)及び前記モノマー成分(B)の合計重量の比率が、5〜60重量%である請求項1〜4のいずれか記載の活性エネルギー線硬化性組成物。   The ratio of the total weight of the water absorbent resin (A) and the monomer component (B) to the total weight of the water absorbent resin (A), the monomer component (B) and the water is 5 to 60% by weight. The active energy ray-curable composition according to any one of Items 1 to 4. 請求項1〜5のいずれか記載の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させてなるハイドロゲル。
A hydrogel obtained by curing the active energy ray-curable composition according to any one of claims 1 to 5.
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