JP2509087B2 - 吸水性樹脂,その製法および吸水,保水剤 - Google Patents

吸水性樹脂,その製法および吸水,保水剤

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸水性樹脂、その製法および吸水,保水剤に
関する。
〔従来の技術〕
近年、生理用品,紙おむつなどに架橋ポリエチレンオ
キシド,架橋ポバール,デンプン−ポリアクリロニトリ
ルグラフト重合体の加水分解物,自己架橋型ポリアクリ
ル酸金属塩など比較的高い吸水能力を有する吸水材料が
出現し始めた。
しかしながら、これら材料は吸水能力を有するものの
高い吸水速度を必要とする生理用品,紙おむつなどに使
用するには十分満足すべきものではなかつた。
すなわち吸水能力を高めれば高めるほど、水との親和
力が強まるため、これらの材料が水と接触した場合接触
部分だけでゲル化を生じ水の均一な浸透がさまたげられ
速やかな吸水速度が得られないという問題があつた。
この欠点を改良するため、これら吸水材料を微粉化し
て表面積を増大させ、水との接触面をふやすことが吸水
速度を高める方法がとられてきた。この場合、吸水性材
料の表面積がふえることから幾分吸水速度は速くなる
が、粒子表面において水の接触部に皮膜を生じ均一な水
の浸透が行なわれないため、吸水速度の改良にはつなが
らなかつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは水の均一な浸透を促進し、著るしく高い
吸水速度を有する吸水性樹脂を得ることを目的に鋭意研
究を重ねた結果、重合体粒子の表面に少量の水分または
架橋剤を含む少量の水分を与えた後、加熱乾燥すること
により、重合体粒子の表面の性質を大巾に改良できるこ
とを見出し、本発明に到達した。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、親水性および/または水溶性単量体から
の、60ml/g以上の吸水力を有し、且つ粒度が5〜500μ
の水不溶性、親水性重合体粒子の表面に、該重合体粒子
の重量に対し1〜10重量%の、多価アルコールを含まな
い水を与え、該水の存在下に加熱処理されてなる改質さ
れた水不溶性吸水性樹脂(第一発明)、親水性および/
または水溶性単量体からの、60ml/g以上の吸水力を有
し、且つ粒度が5〜500μの水不溶性、親水性重合体粒
子の表面に、該重合体粒子の重量に対し1〜10重量%
の、多価アルコールを含まない水を与えた後または同時
に、加熱処理することを特徴とする改質された水不溶性
吸水性樹脂の製造法(第二発明)および親水性および/
または水溶性単量体からの、60ml/g以上の吸水力を有
し、且つ粒度が5〜500μの水不溶性、親水性重合体粒
子の表面に、該重合体粒子の重量に対し1〜10重量%
の、多価アルコールを含まない水を与え、該水の存在下
に加熱処理されてなる水不溶性吸水性樹脂を含有してな
る吸水、保水剤(第三発明)である。
本発明において使用される水としては水道水,工業用
水,地下水,イオン交換水,純水などがあげられる。好
ましくは水道水である。
水には架橋剤を含有させることもでき、この架橋剤と
しては(イ)イオン架橋を形成しうる化合物たとえば多
価金属塩(多価金属としてはMg,Ca,Ba、Znなどの二価金
属およびAl,Feなどの三価金属;塩としてはハロゲン化
物,硫酸塩,硝酸塩など;具体的な化合物としては硫酸
マグネシウム,硫酸アルミニウム,塩化第2鉄,塩化カ
ルシウム,塩化マグネシウム,塩化アルミニウム,ポリ
塩化アルミニウム,硝酸鉄,硝酸カルシウム,硝酸アル
ミニウムなど);(ロ)水酸基,カルボキシル基などの
官能基を架橋しうる有機化合物たとえばハロエポキシア
ルカン(エピクロルヒドリン,α−メチルエピクロルヒ
ドリンなど),;ポリエポキシ化合物(エチレングリコー
ルジグリシジルエーテル,プロピレングリコールジグリ
シジルエーテル,グリセリン−1,3−ジグリシジルエー
テル,ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル,
ビスフエノールA−エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂
など)およびアルデヒド類(ホルマリンなどのモノアル
デヒド,グリオキザール,チオジアセトアルデヒドなど
のジアルデヒドなど)があげられる。
これらのうち好ましいものは多価金属塩およびハロエ
ポキシアルカンであり、とくに好ましいものはカルシウ
ム塩,アルミニウム塩およびエチレングリコールジグリ
シジルエーテルである。
架橋剤は水溶性のものが使用できるが水不溶性のもの
は水に分散または乳化させて用いることができる。
本発明で使用される親水性および/または水溶性単量
体からの水不溶性,親水性重合体としては(親水性およ
び/または水溶性単量体)および/または(加水分解に
より親水性および/または水溶性となる単量体)(A)
と多糖類(B)との重合体たとえばデンプン−アクリロ
ニトリルグラフト共重合体の加水分解物,セルロース−
アクリル酸グラフト共重合体およびその塩など;(A)
と架橋剤(C)との重合体たとえばジビニル化合物(メ
チレンビスアクリルアミドなど)で架橋されたポリアク
リルアミドおよびその部分加水分解物,架橋ポバール,
特開昭52−14689号,特開昭52−27455号記載の架橋され
たビニルエステル−不飽和カルボン酸共重合体ケン化
物,架橋ポリエチレンオキシドなど;(A)と(B)と
(C)とを必須成分として重合させ必要により加水分解
を行なうことにより得られる重合体たとえば特公昭53−
46199号,特公昭53−46200号および特公昭55−4462号記
載の架橋されたデンプン−アクリルアミドグラフト共重
合体,架橋されたデンプン−アクリル酸グラフト共重合
体およびその塩などがあげられる。これらの親水性架橋
重合体は二種以上併用してもよい。
重合体粒子の粒度は通常5〜500μである。
重合体粒子は60ml/g以上の吸水力を有するものであ
る。
重合体粒子に対する水の量は1〜10重量%が好まし
い。1%未満では重合体粒子の表面の改質が不十分であ
り、10%を越えると重合体粒子の表層の密度が高くなり
過ぎ、吸水速度が低下する。
架橋剤の使用量は、親水性架橋重合体に対して通常0
〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%である。架橋剤
が10重量%より大きいと吸水速度の改良はできるものの
吸水能力の低下がいちぢるしくなり、吸水性樹脂として
実用上使用し難い。
水または架橋剤を含む水(以下断わらない限り水で代
表させる)を重合体粒子表面に与える方法としては水を
水不溶性、親水性重合体粒子に散布し接触処理を行なう
方法があげられる。
加熱処理は水を表面に与えた後又は同時に行う。
加熱温度は通常50〜180℃,好ましくは80〜150℃,時
間は1〜120分,好ましくは2〜30分である。
乾燥後は粉砕してもよく、粉砕した後、水に分散し保
水させてもよく、また、かさ高の製品を得るためには粉
砕後さらに水とアルコールとの混合溶媒で洗浄したのち
乾燥粉砕してもよい。
本発明の改質された吸水性樹脂には増量剤,顔料,紫
外線吸収剤,酸化防止剤,防カビ剤,殺菌剤,殺虫剤,
除草剤,肥料,香料,消臭剤などを含有させて用いても
よい。
本発明の水不溶性吸水性樹脂は吸水保水剤として使用
できる。この吸水,保水剤としては下記があげられる。
(i)吸収性物品用吸水,保水剤 使い捨ておむつ、生理用ナプキン、創傷包帯、失禁用
パツト、各種紙および繊維製品用吸水性向上剤、吸汗性
付与剤など (ii)農林・園芸用保水材 土壌保水性向上剤、農薬・肥料用効力持続剤,水苔代
替品、植物移植用保水材、植物育成用ポツト用保水材な
ど (iii)建築用吸水材 壁材、天井材等の内装建材用結露防止剤など (iv)その他 土木および諸工業用脱水剤(メタノール、エタノー
ル、ベンジン、石油エーテル、ガソリン、植物油、重油
などの液状物の脱水剤など)、重金属吸着剤、汚泥凝固
剤、各種薬剤、香料等のコントロール・リリース化剤。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明をさらに説明するが本発明
はこれに限定されるものではない。
実施例1〜4 温風の吹き込み口およびその排気口を備え、かつ水の
スプレーノズルを備えた装置(例えば、ヤマト科学株式
会社製噴霧乾燥装置GA−21)のチヤンバー(1.8l)内
に、水不溶性,親水性重合体粒子(三洋化成工業社製サ
ンウエットIM−1000;デンプン−アクリル酸塩グラフト
共重合体架橋物)10gを入れ、風量0.2m3/min,風温40℃
の温風を吹き込みながら、重合体粒子に水をそれぞれ0.
1%,1%,5%,10%噴霧し、その後温風温度を150℃に変
えて10分間加熱・乾燥し、吸水性樹脂〔A〕,〔B〕,
〔C〕,〔D〕を得た。
実施例5〜8 実施例1〜4において、水の中に架橋剤(エチレング
ルコールジグリシジルエーテル)を重合体粒子に対し0.
1%となる量溶解させ、これをそれぞれ噴霧したほか
は、同様の操作を行なつて吸水性樹脂〔E〕,〔F〕,
〔G〕,〔H〕を得た。
実施例9 実施例1〜8において得られた吸水性樹脂の0.9%食
塩水の吸収量および吸収速度を測定し、その結果を表−
1に示した。なお吸収量の測定法は、200メツシユのナ
イロン製ネツトを袋状にし、これに樹脂1gを封入して、
30分間0.9%食塩水に浸漬した後、取り出して増加重量
を測定した。吸収速度については、同様の測定法で2分
後の吸収量を測定し、この価を吸収速度とした。
比較例1〜3 比較例1としてサンウエツトIM−1000無処理品、比較
例2および3として実施例3および7において水を噴霧
した後、40℃で24時間循風乾燥して吸水性樹脂〔J〕,
〔K〕を得た。
実施例10 アクリル酸ナトリウム96.6部、アクリル酸27部、メチ
レンビスアクリルアミド0.1部および水400部からなる単
量体水溶液523.8部を、過硫酸カリウム0.1部を用いて窒
素雰囲気中、40℃で重合し、ゲル状含水重合体を得た。
この含水重合体を180℃の熱風で乾燥した後、20〜100メ
ッシュの粒度に粉砕して水不溶性、親水性重合体粒子
(イ)を得た。実施例1におけるサンウエットIM−1000
に代えて、(イ)を使用する以外は実施例1と同様にし
て吸水性樹脂[L]を得た。
実施例11 実施例10において、アクリル酸ナトリウム96.6部、ア
クリル酸27部、メチレンビスアクリルアミド0.1部およ
び水400部からなる単量体水溶液に代えて、アクリル酸
ナトリウム77.3部、アクリル酸21.6部、2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸20部、メチレンビ
スアクリルアミド0.1部および水400部からなる単量体水
溶液を用いる以外は実施例10と同様にして水不溶性、親
水性重合体粒子(ロ)を得た。実施例1におけるサンウ
エットIM−1000に代えて、(ロ)を使用する以外は実施
例1と同様にして吸水性樹脂[M]を得た。
比較例4および5 比較例4として水不溶性、親水性重合体粒子(イ)、
比較例5として水不溶性、親水性重合体粒子(ロ)(い
ずれも乾燥粒子の表面に水を与え加熱処理する処理を行
なわない比較品)を用いる。
実施例12および13 実施例10および11において、水の中に架橋剤(エチレ
ングリコールジグリシジルエーテル)0.1%を溶解さ
せ、これをそれぞれ噴霧したほかは、実施例10および11
と同様にして吸水性樹脂[N]および[O]を得た。
下記表−2にこれら実施例および比較例で得られた樹
脂の水の吸収量、吸収速度を示す。
〔発明の効果〕 本発明の吸水性樹脂およびこれを含有する吸水,保水
剤は水への均一な浸透を促進し著しく高い吸水速度を有
する吸水性樹脂である。
その他、湿度に対する安定性、すなわち本発明の吸水
性樹脂を高温度下に放置しても、樹脂の粒子同志がブロ
ツキング現象を起しにくいという特長がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−16903(JP,A) 特開 昭59−62665(JP,A) 特開 昭57−44627(JP,A)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】親水性および/または水溶性単量体から
    の、60ml/g以上の吸水力を有し、且つ粒度が5〜500μ
    の水不溶性、親水性重合体粒子の表面に、該重合体粒子
    の重量に対し1〜10重量%の、多価アルコールを含まな
    い水を与え、該水の存在下に加熱処理されてなる改質さ
    れた水不溶性吸水性樹脂。
  2. 【請求項2】水が、該重合体成分と反応して三次元構造
    を形成させ得る架橋剤(多価アルコールを除く)を含ん
    でいる特許請求の範囲第1項記載の樹脂。
  3. 【請求項3】架橋剤が多価金属の塩、ハロエポキシアル
    カン、ポリエポキシ化合物およびアルデヒド類からなる
    群より選ばれる化合物である特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載の樹脂。
  4. 【請求項4】水不溶性、親水性重合体が(親水性および
    /または水溶性単量体)および/または(加水分解によ
    り親水性および/または水溶性単量体となる単量体)
    (A)と多糖類(B)との重合体;(A)と架橋剤
    (C)との重合体;または(A)と(B)と(C)とを
    必須成分として重合させ必要により加水分解を行なうこ
    とにより得られる重合体である特許請求の範囲第1項な
    いし第3項のいずれか一項に記載の樹脂。
  5. 【請求項5】親水性および/または水溶性単量体から
    の、60ml/g以上の吸水力を有し、且つ粒度が5〜500μ
    の水不溶性、親水性重合体粒子の表面に、該重合体粒子
    の重量に対し1〜10重量%の、多価アルコールを含まな
    い水を与えた後または同時に、加熱処理することを特徴
    とする改質された水不溶性吸水性樹脂の製造法。
  6. 【請求項6】水が、該重合体成分と反応して三次元構造
    を形成させ得る架橋剤(多価アルコールを除く)を含ん
    でいる特許請求の範囲第5項に記載の製造法。
  7. 【請求項7】親水性および/または水溶性単量体から
    の、60ml/g以上の吸水力を有し、且つ粒度が5〜500μ
    の水不溶性、親水性重合体粒子の表面に、該重合体粒子
    の重量に対し1〜10重量%の、多価アルコールを含まな
    い水を与え、該水の存在下に加熱処理されてなる水不溶
    性吸水性樹脂を含有してなる吸水保水剤。
  8. 【請求項8】吸水保水剤が農林、園芸用保水剤、建築用
    吸水材、土木および諸工業用脱水剤、重金属吸着剤、汚
    泥凝固剤または薬剤、香料のコントロール・リリース化
    剤である特許請求の範囲第7項記載の吸水保水剤。
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