JP2675729C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は吸水性樹脂の製造方法に関するものである。更に詳しくは、加圧下に
おいても無加圧下と同様に高い吸収量を示し、衛生材料に用いたときに特に優れ
た性能を示す吸水性樹脂、及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、体液を吸収させることを目的とし、紙オムツ、生理用ナプキンなどの衛
生材料の構成材料の一つとして吸水性樹脂が幅広く利用されている。
【0003】
これらの吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体(特
開昭55−84304号、特開昭55−108407号、特開昭55−1334
13号)、澱粉−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物(特開昭46−
43995号)、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の中和物(特開昭51−12
5468号)、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物(特開昭5
2−14689号)、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合
体の加水分解物(特開昭53−15959号)またはこれらの架橋体、カチオン
性モノマーの架橋体(特開昭58−154709号、特開昭58−154710
号)などが知られている。
【0004】
吸水性樹脂に望まれる特性としては水性液体に接した際の高い吸収倍率や優れ
た吸水速度、通液性、膨潤ゲルのゲル強度、水性液体を含んだ基材から水を吸い
上げる吸引力等があげられる。しかしながらこれらの特性間の関係は必ずしも正
の相関関係を示さず、たとえば吸収倍率の高いものほど通液性、ゲル強度、吸水
速度等の物性は低下してしまう。
【0005】
このような吸水性樹脂の吸水諸特性をバランス良く改良する方法として吸水性
樹脂の表面近傍を架橋する技術が知られており、これまでに様々な方法が提案さ
れている。
【0006】
例えば、架橋剤として多価アルコールを用いる方法(特開昭58−18023
3号、特開昭61−16903号)、多価グリシジル化合物、多価アジリジン化
合物、多価アミン化合物、多価イソシアネ−ト化合物を用いる方法(特開昭59
−189103)、グリオキサールを用いる方法(特開昭52−117393号
)、多価金属を用いる方法(特開昭51−136588号、特開昭61−257
235号、特開昭62−7745号)、シランカップリング剤を用いる方法(特
開昭61−211305号、特開昭61−252212号、特開昭61−264
006号)、エポキシ化合物とヒドロキシ化合物を用いる方法(特開平2−13
2103号)、アルキレンカーボネートを用いる方法(DE−4020780)
等が知られている。また架橋反応時に不活性無機粉末を存在させる方法(特開昭
60−163956号、特開昭60−255814号)、二価アルコ−ルを存在
させる方法(特開平1−292004号)、水とエ−テル化合物を存在させる方
法(特開平2−153903号)等も知られている。
【0007】
これらの方法によって、吸水性樹脂の諸物性のバランスの改良は幾分なされる
もののいまだに十分とはいい難く、さらなる高品質化が求められている。特に近
年、従来吸水性樹脂の基本物性の一つである無加圧下での吸収倍率を高く維持し
たまま、加圧下での吸収特性、特に加圧下の吸収倍率に優れた樹脂が求められる
ようになってきた。もちろん無加圧下の吸収倍率と加圧下の吸収倍率も一般には
相反する関係にあり、これまでに知られている吸水性樹脂の表面架橋技術ではこ
れらの高度なニ−ズに十分に答える事ができないのが現状であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は吸水性樹脂並びにその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は加圧下においても無加圧下と同様、高い吸収倍率を示し、衛
生材料に用いたときに特に優れた性能を示す吸水性樹脂、及びその製造方法を提
供することにある。
【0009】
【発明を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく吸水性樹脂の吸水諸特性の更なる向上を
鋭意検討した結果、吸水性樹脂を溶解度パラメータの異なる二種類以上の架橋剤
と混合し特定の温度範囲で架橋することによって吸水諸特性、なかでも無加圧下
での吸収倍率を高く維持したまま、加圧下での吸収倍率にきわめて優れた樹脂が
得られることを見いだし本発明を完成させるに至った。
【0010】
即ち本発明は、カルボキシル基を有するベースポリマーとしての吸水性樹脂の
粉体を、溶解度パラメーター(SP値)12.5[(cal/cm3)1/2]以上
でカルボキシル基と反応し得る第一架橋剤、および溶解度パラメーター(SP値
)12.5[(cal/cm3)1/2]未満でカルボキシル基と反応し得る第二架
橋剤と混合し、160℃以上の温度で加熱処理することを特徴とする吸水性樹脂
の製造方法並びに生理食塩水の吸収倍率が45(g/g)以上、人工尿の加圧下
の吸収倍率が30(ml/g)以上の、不定形破砕状の吸水性樹脂(但し、下記
一般式(1)で表される一種以上のホスホン酸グリシジルエステルおよびポリマ
ー中の官能性基と反応する能力のある一種以上の他の反応性化合物よりなる混合
物にて表面が変性されているものを除く。)に関するものである。
【化2】(式中、Rは場合によっては置換されていなくてもよいアルキル、アルケニルま
たはアリールである。)
【0011】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【0012】
本発明において用いることのできるベースポリマーに用いる吸水性樹脂は、水
中において多量の水を吸収しヒドロゲルを形成する従来公知の樹脂であり、カル
ボキシル基を有していることが必要である。このような樹脂としては、ポリアク
リル酸部分中和物架橋体、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分
解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の部分中和物、酢酸ビニル−アクリ
ル酸エステル共重合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリル
アミド共重合体の加水分解物またはこれらの架橋体、カルボキシル基含有架橋ポ
リビニルアルコール変性物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸共重合体等を挙
げることができる。
【0013】
このようなベースポリマーに用いる吸水性樹脂は一般に不飽和カルボン酸、例
えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、ク
ロトン酸、イタコン酸、β−アクリルオキシプロピオン酸及びこれらの中和物か
ら選ばれる一種以上を必須に含む単量体成分を重合させることにより得られる。
好ましい単量体成分はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの中和物である。
【0014】
本発明においてベースポリマーに用いる吸水性樹脂は、必要により他の単量体
を上記不飽和カルボン酸に併用して用い重合させてもよい。他の単量体の具体例
としては、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン
酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸などのアニオン性不飽和単量
体およびその塩:アクリルアミド、メタアクリルアミド、N−エチル(メタ)ア
クリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(
メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N
−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルピロリジンなどのノニオン性の親
水性基含有不飽和単量体;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート
、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミ
ノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)ア
クリルアミドおよびそれらの四級塩などのカチオン性不飽和単量体などを挙げる
ことができる。
【0015】
ベースポリマーに用いる吸水性樹脂の有するカルボキシル基の量については特
に制限はないが、ベースポリマーとしての吸水性樹脂100gにつきカルボキシ
ル基が0.01当量以上存在する事が好ましい。例えば、ポリアクリル酸部分中
和物架橋体の場合において、ポリアクリル酸未中和物の比率は、1〜60モル%
の範囲にあることが望ましく、10〜50モル%の範囲にあることがより望まし
い。
【0016】
またベースポリマーに用いる吸水性樹脂は架橋剤を使用しない自己架橋型のも
のよりは、2個以上の重合性不飽和基や、2個以上の反応性基を有する内部架橋
剤をごく少量共重合または反応させたものが望ましい。これらの内部架橋剤の具
体例としては、例えば、N,N′−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポ
リ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート
、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレー
ト、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)
アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリア
リルホスフェート、トリアリルアミン、ポリ(メタ)アリロキシアルカン、(ポ
リ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエー
テル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン、
グリシジル(メタ)アクリレートなどを挙げることが出来る。またこれらの内部
架橋剤は2種以上使用してもよい。しかし、得られる吸水性樹脂の吸水特性など
から、2個以上の重合性不飽和基を有する化合物を内部架橋剤として必須に用い
ることが好ましく、その使用量としては前記単量体成分に対して0.005〜2
モル%、より好ましくは0.01〜1モル%である。
【0017】
本発明でベースポリマーに用いる吸水性樹脂を得る為に上記した単量体を重合
するに際しては、バルク重合や沈澱重合を行うことも可能であるが、性能面や重
合の制御の容易さから、単量体を水溶液として、水溶液重合、逆相懸濁重合を行
うことが好ましい
【0018】
これらの重合方法で得られたベースポリマーに用いる吸水性樹脂の形状は不定
形破砕状、球状、繊維状、棒状、略球状等種々のものが本発明に好ましく使用で
きるが、液の拡散性、パルプからの移動・脱落のしにくさ等衛生材料への応用を
考えると、水溶液重合により得られた不定形破砕状でかつその平均粒子径が10
0〜1000μm、中でも300〜600μmのものが最も好ましい。
【0019】
またベースポリマーとしての吸水性樹脂は含水率が1〜50%、好ましくは1
〜20%、さらに好ましくは1〜10%で粉体として取扱えるものである。粉体
でない場合は、本発明に用いる第一架橋剤および第二架橋剤が両者ともベースボ
リマーに用いる吸水性樹脂内部まで浸透し吸水倍率が低下するのみならず、加圧
下での吸収特性が向上しない場合がある。
【0020】
本発明に用いることのできる第一架橋剤は、溶解度パラメ−タ−(SP値)1
2.5[(cal/cm3)1/2]以上でカルボキシル基と反応し得るものである
。溶解度パラメ−タ−(SP値)は化合物の極性を現すファクタ−として一般に
用いられており本発明ではポリマ−ハンドブック第3版(WILEY INTE
RSCIENCE社発行)VII−527〜539に記載されている溶媒の溶解
度パラメ−タ−δ[(cal/cm3)1/2]の値を適用するものとし、この表に
記載されていない架橋剤に関しては同ハンドブックのVII−524のSmall
の式にVII−525に記載されているHoyの凝集エネルギ−定数を代入して導
いた値δ[(cal/cm3)1/2]を適用するものとする。
【0021】
このような溶解度パラメ−タ−(SP値)12.5[(cal/cm3)1/2]
以上でカルボキシル基と反応し得る第一架橋剤としては、エチレングリコ−ル、
プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、エ
チレンカ−ボネイト、プロピレンカ−ボネイト等が例示され、これらの群より選
ばれる1種または2種以上を用いることができる。好ましくは溶解度パラメ−タ
−(SP値)13.0[(cal/cm3)1/2]以上のものである。
【0022】
本発明に用いることのできる第二架橋剤は、溶解度パラメ−タ−(SP値)1
2.5(cal/cm3)1/2未満でカルボキシル基と反応し得るものであり、具
体的には、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコール、テトラエチレング
リコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタ
ンジオ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、1,5−ペンタンジオ−ル、2,4−ペ
ンタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、トリ
メチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレング
リコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコ−ルジグリシジルエーテル
、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテ
ル、ボリグリセロールポリ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、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、2,4−トリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,5−ジメチル−1,3−
ジオキソラン−2−オン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン等が例示で
きこれらの群より選ばれる1種または2種以上を用いることができる。好ましく
は溶解度パラメ−タ−(SP値)9.5〜12.0[(cal/cm3)1/2]の
範囲にあるものである。
【0023】
本発明では架橋剤として、上記した第一架橋剤の群より選ばれる1種または2
種以上及び第二架橋剤の群より選ばれる1種または2種以上を用いることが必要
である。一種の第一架橋剤や、一種の第二架橋剤のみの使用、もしくは第一架橋
剤または第二架橋剤の群より選ばれる2種以上の架橋剤の併用では本発明の意図
するところの加圧下の吸収特性に優れた吸水性樹脂は得られない。
【0024】
またさらに第一、第二架橋剤を選択するにあたっては、第一架橋剤の溶解度パ
ラメ−タ−(SP値)と第二架橋剤の溶解度パラメ−タ−(SP値)の差が2[
(cal/cm3)1/2]以上になるように選ぶことが好ましい。溶解度パラメー
ター(SP値)の差が2[(cal/cm3)1/2]未満の場合には二種類の架橋
剤を用いた効果が現れにくく得られた吸水性樹脂の加圧下の吸収特性が向上しに
くいことがある。さらに好ましくは第一架橋剤の溶解度パラメ−タ−(SP値)
と第二架橋剤の溶解度パラメ−タ−(SP値)の差が3[(cal/cm3)1/2
]以上であるように選択される。
【0025】
また第一架橋剤としては、その分子量が200以下のものが好ましく、第二架
橋剤としては、その分子量が350以下のものが好ましい。第一架橋剤の分子量
が200を越える場合には、第一架橋剤がベ−スポリマ−としての吸水性樹脂の
表面から内部に浸透せずにごく表面近傍にとどまりやすく得られた吸水性樹脂の
加圧下の吸収特性が向上しにくいことがある。また第二架橋剤の分子量が350
を越える場合には、ベ−スポリマ−としての吸水性樹脂にほとんど浸透せず同じ
く得られた吸水性樹脂の加圧下の吸収特性が向上しにくいことがある。好ましく
は第一架橋剤としては、その分子量が150以下のもの、また第二架橋剤として
は、その分子量が150〜300のものである。
【0026】
本発明に於いて使用される第一、第二架橋剤の使用量は、用いる架橋剤によっ
ても異なるが、通常ベ−スポリマ−としての吸水性樹脂の固形分100重量部に
対して、第一架橋剤0.001〜10重量部、第二架橋剤0.001〜10重量
部の範囲である。第一、第二架橋剤の使用量が10重量部を越える場合、不経済
となるばかりか、本発明の目的とするところの最適な架橋効果を達成する上で過
剰量となりやすく、また、0.001重量部未満の少ない量では、加圧下の吸水
諸特性の改良効果が得られにくい。好ましくは第一架橋剤0.01〜8重量部、
第二架橋剤0.001〜1重量部の範囲、さらに好ましくは第一架橋剤0.1〜
5重量部、第二架橋剤0.005〜0.5重量部である。
【0027】
なお、本発明に於て、ベースポリマーとしての吸水性樹脂と第一、第二架橋剤
とを混合する際、水を用いることが好ましい。本発明において、使用される水の
量は、ベースポリマーとしての吸水性樹脂の種類や粒度や含水率に応じて異なる
が、ベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体の固形分100重量部当り、20
重量部以下、好ましくは0.5〜10重量部の範囲である。
【0028】
また、本発明において、ベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体と第一、第
二架橋剤とを混合する際、親水性有機溶媒を用いてもよい。用いられる親水性有
機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコー
ル、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアル
コール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;
ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミ
ド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類を挙げることができ
る。本発明において、使用される親水性有機溶媒の量は、ベースポリマーとして
の吸水性樹脂の種類や粒度によってその最適量は異なるが、通常、ベースポリマ
ーとしての吸水性樹脂の固形分100重量部に対して、20重量部以下、好まし
くは0.1〜10重量部の範囲である。
【0029】
本発明において、ベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体と第一、第二架橋
剤の混合は、本発明で得られる加圧下の吸水特性を最大限に発揮させる為には、
必要により水及び/または親水性有機溶媒を含む第一、第二架橋剤を直接、ベー
スポリマーとしての吸水性樹脂に噴霧あるいは滴下混合する。また混合に水を用
いる場合、水不溶性微粒子状粉体を共存させてもよい。
【0030】
前記混合に用いられる好適な混合装置は、均一な混合を確実にするため大きな
混合力を生み出せる事が必要である。本発明に用いることのできる混合装置とし
ては例えば、円筒型混合機、二重壁円錐型混合機、V字型混合機、リボン型混合
機、スクリュ−型混合機、流動型炉ロ−タリ−デスク型混合機、気流型混合機、
双腕型ニ−ダ−、内部混合機、粉砕型ニ−ダ−、回転式混合機およびスクリュ−
型押出機等があげられる。
【0031】
本発明では、ベ−スポリマ−としての吸水性樹脂と第一、第二架橋剤とを混合
した後、更に加熱を行い表面近傍を架橋させる。
【0032】
本発明で架橋剤を添加した後、加熱処理を行う場合、加熱処理温度は160℃
以上である。加熱処理温度が160℃未満では、加熱処理に時間がかかり生産性
の低下をひき起こすのみならず、第一、第二架橋剤両者による均一な架橋が達成
されず、本発明の目的とする加圧下の吸水特性の高い樹脂が得られない。より好
ましくは加熱処理温度は170〜230℃、さらに好ましくは180〜220℃
の範囲である。
【0033】
加熱処理は通常の乾燥機または加熱炉を用いて行うことができ、溝型混合乾燥
機、ロ−タリ−乾燥機、デスク乾燥機、流動層乾燥機、気流型乾燥機、および赤
外線乾燥機等が例示できる。
【0034】
以上本発明の製造方法で得られる吸水性樹脂は、例えば生理食塩水の無加圧下
での吸収倍率が45(g/g)以上、人工尿の加圧下の吸収倍率が30(ml/
g)以上というようなこれまでにない優れた物性を示す。
【0035】
従来無加圧下の吸収倍率を高めると、加圧下での吸収倍率が低下してしまい、
また逆に加圧下での吸収倍率を高めると、無加圧下での吸収倍率が低下してしま
うという問題が常にあったが、本発明で得られる吸水性樹脂は無加圧下および加
圧下共に優れた吸収特性を示す。この原因については定かではないが、ベ−スポ
リマ−としての吸水性樹脂を溶解度パラメ−タの異なる二種類以上の架橋剤と混
合し特定の温度範囲で架橋することによって、吸水性樹脂の表面近傍における両
架橋剤の分布が最適化されかつ両者が速やかに架橋反応することにより、これま
での方法では達成されることのなかったような特異な密度勾配をもつ架橋が粒子
表面近傍において形成されるためではないかと推測される。またそのベ−スポリ
マ−としての吸水性樹脂の形状を、先に述べたように不定形破砕状のものを用い
れば上記優れた吸収特性に加え、液の拡散性が良好で、パルプからの移動・脱落
も少ない、従来公知の吸水性樹脂にはない、衛生材料に特に好適な吸水性樹脂と
なり得る。
【0036】
更に本発明で得られた吸水性樹脂に消臭剤、香料、無機粉末、発泡剤、顔料、
染料、親水性短繊維、肥料、酸化剤、還元剤、水、塩類等を添加して新たな機能
を附加させる事もできる。
【0037】
【発明の効果】
本発明の方法によれば吸水性樹脂の基本物性の一つである無加圧下での吸収倍
率を高く維持したまま、加圧下の吸収特性、特に加圧下の吸収倍率に優れた樹脂
を簡便に製造する事ができる。
【0038】
本発明の吸水性樹脂は、無加圧下の吸収倍率が高く、かつ加圧下での吸収倍率
にも非常に優れ、さらに液の拡散性、パルプからの移動・脱落のしにくさ等の特
徴を有することから紙おむつ、生理ナプキンなどの衛生材料に特に好適に用いら
れる。
【0039】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例
のみに限定されるものではない。
【0040】
また吸水性樹脂の諸性能は以下の方法で測定した。
【0041】
(a)吸収倍率(無加圧状態)
吸水性樹脂0.2gを不織布製のティーバッグ式袋(40*150mm)に均
一に入れ、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)中に浸漬した。3
0分後にティーバッグ式袋を引き上げ、一定時間水切りを行った後、ティーバッ
グ式袋の重量W1を測定した。同様の操作を吸水性樹脂を用いないで行いそのと
きの重量W0を求め、以下の(式1)で吸収倍率を算出した。
【0042】
【数1】
【0043】
(b)加圧下の吸収倍率
第1図に示す装置を用いて加圧下の吸収倍率を測定する。ビュレット1の上口
2に栓3をし、測定台4と空気口5を等高位にセットする。測定台4中の中央部
にある直径70mmのガラスフィルタ−6上にろ紙7をのせる。直径55mmの
支持円筒10の下端部に不織布8を固定させ不織布8上に吸水性樹脂A0.2g
を均一に散布しさらに20g/cm2の荷重9をのせる。この不織布−吸水性樹
脂−荷重を支持円筒ごとガラスフィルタ−6の上のろ紙7上にのせ、30分間に
わたって吸収した人工尿(組成:尿素1.9%,NaCl0.8%,CaCl2
0.1%およびMgSO40.1%)の値(Aml)を測定し、以下の(式2)
より加圧下の吸収倍率(ml/g)を求めた。
【0044】
【数2】
加圧下の吸収倍率(ml/g)=A(ml)/0.2(g) 式(2)
【0045】
(c)吸引力
ティッシュペーパの上から20mlの人工尿を注いで、人工尿を含んだ基材を
作成し、その基材の上に1gの吸水性樹脂を置いた。10分後に、膨潤ゲルを採
取してその重量を測定し、ティッシュペーパからの液の吸引力(g/g)とした
。
【0046】
(d)吸収体の加圧下の吸収量
市販の子供用紙おむつ(Lサイズ)からコアを取り出し、変わりにパルプ30
gのあいだに吸水性樹脂7.5gを含んだコアを挿入する。この試験用おむつ(
W0g)に20g/cm2の荷重をかけて人工尿につけ60分後に引上げ、さらに
水切りをした後おむつの重量(W1g)を測定した。W1よりW0の値を差し引く
ことにより吸収体の加圧下の吸収量(g)を求めた。
【0047】
【参考例】
75モル%の中和率を有するアクリル酸ナトリウム塩の水溶液5500g(単
量体濃度33%)に、架橋剤としてN,N′−メチレンビスアクリルアミド1.
58gを溶解させ窒素ガスで30分脱気後、内容積10Lでシグマ型羽根を2本
有するジャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋をつけた反応器に供給し
、単量体を30℃の温度に保ち反応系をさらに窒素置換した。
【0048】
次いで、過硫酸アンモニウム2.4gと1−アスコルビン酸0.12gを添加
したところ1分後に重合が開始し、16分後には反応系内のピーク温度は83℃
に達し、含水ゲル重合体は約5mmの径に細分化され、更に撹拌を続け、重合を
開始して60分後に含水ゲル重合体を取り出した。
【0049】
得られた含水ゲル状重合体の細粒化物を50メッシュの金網上に広げ、150
℃で90分間熱風乾燥した。乾燥物を振動ミルを用いて粉砕し、更に20メッシ
ュで分級し、不定形破砕状で、平均粒子径400μmのベースポリマーとしての
吸水性樹脂の粉体(1)を得た。
【0050】
【実施例1】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、第一架橋剤としてのグリセリン(SP値δ=16.5)1部、第二架橋剤と
してのエチレングリコールジグリシジルエーテル(SP値δ=10.2)0.0
5部、水3部およびエチルアルコール1部からなる架橋剤組成液を混合し、得ら
れた混合物を195℃で40分間加熱処理した。得られた吸水性樹脂(1)の性
能評価結果を表1に示した。
【0051】
【実施例2】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、第一架橋剤としてのエチレンカーボネイト(SP値δ=14.7)2部、第
二架橋剤としてのグリセロールポリジグリシジルエーテル(SP値δ=10.8
)0.1部、水4部およびイソプロピルアルコール1部からなる架橋剤組成液を
混合し、得られた混合物を180℃で60分間加熱処理した。得られた吸水性樹
脂(2)の性能評価結果を表1に示した。
【0052】
【実施例3】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、第一架橋剤としてのプロピレングリコール(SP値δ=12.6)3部、第
二架橋剤としてのプロピレングリコールジグリシジルエーテル(SP値δ=10
.1)0.1部、水5部およびメタノール2部からなる架橋剤組成液を混合し、
得られた混合物を195℃で40分間加熱処理した。得られた吸水性樹脂(3)
の性能評価結果を表1に示した。
【0053】
【実施例4】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、第一架橋剤としてのエチレングリコール(SP値δ=14.6)2部、第二
架橋剤としてのジエチレントリアミン(SP値δ=10.7)0.1部、水2部
およびイソプロピルアルコール1部からなる架橋剤組成液を混合し、得られた混
合物を180℃で60分間加熱処理した。得られた吸水性樹脂(4)の性能評価
結果を表1に示した。
【0054】
【比較例1】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、グリセリン(SP値δ=16.5)1部、水3部およびエチルアルコール1
部からなる架橋剤組成物を混合し、得られた混合物を195℃で40分間加熱処
理した。得られた比較用吸水性樹脂(1)の性能評価結果を表1に示した。
【0055】
【比較例2】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、エチレングリコールジグリシジルエーテル(SP値δ=10.2)0.05
部、水3部およびエチルアルコール1部からなる架橋剤組成液を混合し、得られ
た混合物を195℃で40分間加熱処理した。得られた比較用吸水性樹脂(2)
の性能評価結果を表1に示した。
【0056】
【比較例3】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、第一架橋剤としてのグリセリン(SP値δ=16.5)1部、第二架橋剤と
してのエチレングリコールジグリシジルエーテル(SP値δ=10.2)0.0
5部、水3部およびエチルアルコール1部からなる架橋剤組成液を混合し、得ら
れた混合物を140℃で40分間加熱処理した。得られた比較用吸水性樹脂(3
)の性能評価結果を表1に示した。
【0057】
【比較例4】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、1,3−ブタンジオール(SP値δ=11.6)1部、エチレングリコール
ジグリシジルエーテル(SP値δ=10.2)0.05部、水3部およびエチル
アルコール1部からなる架橋剤組成液を混合し、得られた混合物を195℃で4
0分間加熱処理した。得られた比較用吸水性樹脂(4)の性能評価結果を表1に
示した。
【0058】
【比較例5】
参考例1で得られたベースポリマーとしての吸水性樹脂の粉体(1)100部
に、グリセリン(SP値δ=16.5)1部、エチレンカーボネイト(SP値δ
=14.7)2部、水5部およびエチルアルコール1部からなる架橋剤組成液を
混合し、得られた混合物を195℃で40分間加熱処理した。得られた比較用吸
水性樹脂(5)の性能評価結果を表1に示した。
【0059】
【表1】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method for producing a water absorbent resin. More specifically, under pressure
Even when no pressure is applied, it shows a high absorption, especially when used for sanitary materials
And a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the aim of absorbing body fluids, paper diapers and sanitary napkins
Water-absorbing resins are widely used as one of the constituent materials of raw materials.
[0003]
Examples of these water-absorbing resins include cross-linked polyacrylic acid partially neutralized products (particularly,
JP-A-55-84304, JP-A-55-108407, JP-A-55-1334
No. 13), a hydrolyzate of a starch-acrylonitrile graft polymer (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 43995), neutralized starch-acrylic acid graft polymer (JP-A-51-12).
No. 5468), a saponified vinyl acetate-acrylate copolymer (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 2-14689), acrylonitrile copolymer or acrylamide copolymer
Hydrolyzate (JP-A-53-15959) or cross-linked form thereof, cation
Crosslinked product of a reactive monomer (JP-A-58-154709, JP-A-58-154710)
No.) are known.
[0004]
Desirable properties of the water-absorbent resin include high absorption capacity and excellent contact with aqueous liquid
Water absorption rate, liquid permeability, gel strength of swollen gel, water absorption from base material containing aqueous liquid
Raising suction force and the like can be mentioned. However, the relationship between these properties is not always correct.
Does not show a correlation, for example, the higher the absorption capacity, the higher the liquid permeability, gel strength, water absorption
Physical properties such as speed are reduced.
[0005]
As a method of improving the water absorption properties of such a water absorbent resin in a well-balanced manner,
A technique for cross-linking the resin near its surface is known, and various methods have been proposed so far.
Have been.
[0006]
For example, a method using a polyhydric alcohol as a cross-linking agent (JP-A-58-18023)
No. 3, JP-A-61-16903), polyvalent glycidyl compounds, polyaziridination
Compound, polyamine compound, polyisocyanate compound
-189103), a method using glyoxal (JP-A-52-117393)
), A method using a polyvalent metal (JP-A-51-136588, JP-A-61-257)
No. 235, JP-A-62-7745), a method using a silane coupling agent (particularly,
JP-A-61-211305, JP-A-61-252212, JP-A-61-264
No. 006), a method using an epoxy compound and a hydroxy compound (JP-A No. 2-13)
No. 2103), a method using an alkylene carbonate (DE-4020780)
Etc. are known. In addition, a method in which an inert inorganic powder is present during the crosslinking reaction (see
60-163956, JP-A-60-255814), divalent alcohol is present
(JP-A-1-292004), a method in which water and an ether compound are present
The method (Japanese Patent Laid-Open No. 2-153903) is also known.
[0007]
By these methods, the balance of various properties of the water-absorbent resin is somewhat improved.
However, it is still not enough, and higher quality is required. Especially near
For years, the absorption capacity under no pressure, which is one of the basic physical properties of conventional water-absorbent resin, has been maintained at a high level.
As it is, a resin with excellent absorption characteristics under pressure, especially absorption capacity under pressure is required
It has become. Of course, the absorption capacity under no pressure and the absorption capacity under pressure are also generally
This is a conflicting relationship, and this is the case with the water-absorbent resin surface cross-linking technology known so far.
At present, it was not possible to respond to these advanced needs.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a water absorbent resin and a method for producing the same.
Another object of the present invention is to exhibit a high absorption capacity under pressure as well as under no pressure,
A water-absorbent resin that exhibits particularly excellent performance when used as a raw material, and a method for producing the same are provided.
To provide.
[0009]
Means for Solving the Invention
The present inventors have further improved the water-absorbing properties of the water-absorbing resin to achieve the above object.
As a result of intensive studies, two or more types of cross-linking agents with different solubility parameters
Water absorption characteristics by crosslinking with a specific temperature range, especially under no pressure
While maintaining a high absorption capacity under high pressure, a resin with excellent absorption capacity under pressure
The present inventors have found that the present invention can be obtained, and have completed the present invention.
[0010]
That is, the present invention provides a water-absorbent resin as a base polymer having a carboxyl group.
The powder was treated with a solubility parameter (SP value) of 12.5 [(cal / cmThree)1/2]that's all
A first crosslinking agent capable of reacting with a carboxyl group in the solution, and a solubility parameter (SP value
) 12.5 [(cal / cmThree)1/2] Which can react with a carboxyl group in less than
Water-absorbent resin mixed with a crosslinking agent and heat-treated at a temperature of 160 ° C. or more
And the absorption capacity of physiological saline is 45 (g / g) or more,
Amorphous crushed water-absorbent resin having an absorption capacity of 30 (ml / g) or more (however,
One or more glycidyl phosphonates and polymers represented by general formula (1)
A mixture of one or more other reactive compounds capable of reacting with the functional groups in the
Excludes materials whose surface has been modified. ).
Embedded imageWherein R is alkyl, alkenyl or optionally unsubstituted
Or aryl. )
[0011]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0012]
The water absorbent resin used for the base polymer that can be used in the present invention is water.
A conventionally known resin that absorbs a large amount of water and forms a hydrogel in
It is necessary to have a boxyl group. Such resins include Polyac
Crosslinked product of partially neutralized lylic acid, hydrolysis of starch-acrylonitrile graft polymer
Pulverized product, partially neutralized starch-acrylic acid graft polymer, vinyl acetate-acrylic acid
Saponified acrylate copolymer, acrylonitrile copolymer or acrylic
Hydrolysates of amide copolymers or cross-linked products thereof, and carboxyl group-containing cross-linked polymers
Examples include modified vinyl alcohol and crosslinked isobutylene-maleic anhydride copolymer.
I can do it.
[0013]
The water absorbing resin used for such a base polymer is generally an unsaturated carboxylic acid, for example,
For example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid,
Rotonic acid, itaconic acid, β-acryloxypropionic acid and their neutralized products
It is obtained by polymerizing a monomer component essentially containing at least one selected from the group consisting of:
Preferred monomer components are acrylic acid, methacrylic acid and their neutralized products.
[0014]
In the present invention, the water-absorbing resin used for the base polymer is, if necessary, another monomer.
May be used in combination with the above unsaturated carboxylic acid for polymerization. Specific examples of other monomers
As vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2- (meth) acrylamide
Do-2-methylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid
Acid, anionic unsaturated monomer such as 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid
And its salts: acrylamide, methacrylamide, N-ethyl (meth) a
Acrylamide, Nn-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (
(Meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydro
Xyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate
G, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol
Coal mono (meth) acrylate, vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, N
Nonionic parents such as acryloylpiperidine and N-acryloylpyrrolidine
Aqueous group-containing unsaturated monomer; N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate
, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylamido
Propyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth)
Examples include cationic unsaturated monomers such as acrylamide and their quaternary salts.
be able to.
[0015]
The amount of carboxyl groups in the water-absorbent resin used for the base polymer is
There is no limitation on the carboxy content per 100 g of the water-absorbent resin as the base polymer.
It is preferred that at least 0.01 equivalent of the hydroxyl group be present. For example, in the polyacrylic acid part
In the case of the crosslinked hydrate, the ratio of the unneutralized polyacrylic acid is 1 to 60 mol%.
And more preferably in the range of 10 to 50 mol%.
No.
[0016]
The water-absorbing resin used for the base polymer is also a self-crosslinking type that does not use a crosslinking agent.
Rather than internal crosslinks having two or more polymerizable unsaturated groups or two or more reactive groups
It is desirable that the agent is copolymerized or reacted in a very small amount. These internal crosslinking agents
Examples of the body include, for example, N, N'-methylenebis (meth) acrylamide,
I) Ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol
Rudi (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate
, Glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate
EO modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythris
Litol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth)
Acrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, tria
Ryl phosphate, triallylamine, poly (meth) allyloxyalkane,
Re) Ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether
Ter, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol,
Glycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, polyethyleneimine,
Glycidyl (meth) acrylate can be exemplified. Also inside these
Two or more crosslinking agents may be used. However, the water absorption properties of the resulting water absorbent resin
From the essential use of a compound having two or more polymerizable unsaturated groups as an internal crosslinking agent
It is preferable that the amount used is 0.005 to 2 with respect to the monomer component.
Mol%, more preferably 0.01 to 1 mol%.
[0017]
In order to obtain a water-absorbent resin used as a base polymer in the present invention, the above-mentioned monomer is polymerized.
In this case, bulk polymerization or precipitation polymerization can be performed, but performance and weight
Because of the ease of control, the polymerization of aqueous solution and reverse phase suspension
Preferably
[0018]
The shape of the water-absorbing resin used for the base polymer obtained by these polymerization methods is indeterminate
Various types such as crushed, spherical, fibrous, rod-like and substantially spherical are preferably used in the present invention.
It can be applied to sanitary materials such as liquid diffusibility, difficulty in moving and falling off pulp.
Considering that it is an amorphous crushed product obtained by aqueous solution polymerization and having an average particle size of 10
Those having a thickness of 0 to 1000 μm, especially 300 to 600 μm, are most preferable.
[0019]
The water-absorbent resin as a base polymer has a water content of 1 to 50%, preferably 1 to 50%.
-20%, more preferably 1-10%, which can be handled as a powder. powder
If not, both the first crosslinking agent and the second crosslinking agent used in the present invention are basebodies.
Not only does it penetrate into the water-absorbent resin used for the rimer and lower the water absorption capacity,
In some cases, the absorption characteristics underneath do not improve.
[0020]
The first crosslinking agent that can be used in the present invention has a solubility parameter (SP value) of 1
2.5 [(cal / cmThree)1/2The above can react with a carboxyl group
. The solubility parameter (SP value) is generally used as a factor indicating the polarity of a compound.
In the present invention, the polymer handbook, 3rd edition (WILEY INTER) is used.
Dissolution of solvent described in VII-527 to 539)
Degree parameter δ [(cal / cmThree)1/2] Shall apply and this table
For the cross-linking agents not described, refer to VII-524 Small in the same handbook.
Substituting Hoy's cohesive energy constant described in VII-525 into the equation
Value δ [(cal / cmThree)1/2] Shall apply.
[0021]
Such a solubility parameter (SP value) 12.5 [(cal / cmThree)1/2]
As the first crosslinking agent capable of reacting with the carboxyl group as described above, ethylene glycol,
Propylene glycol, glycerin, pentaerythritol, sorbitol,
Tilene carbonate, propylene carbonate and the like are exemplified, and selected from these groups.
One or more of them can be used. Preferably a solubility parameter
-(SP value) 13.0 [(cal / cmThree)1/2].
[0022]
The second crosslinking agent that can be used in the present invention has a solubility parameter (SP value) of 1
2.5 (cal / cmThree)1/2Can react with carboxyl groups in less than
Physically, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol
Recall, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-buta
Diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediole, 2,4-pe
Tandiol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, tri
Methylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, ethylene glycol
Recall diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether
, Glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether
Polyglycidyl ether, polyglyceryl ether, propylene glycol diglyci
Zyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, ethylene dia
Min, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 2,4-tolylenediamine
Socyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,5-dimethyl-1,3-
Examples include dioxolan-2-one, epichlorohydrin, epibromohydrin and the like.
One or more selected from these groups can be used. Preferably
Is the solubility parameter (SP value) 9.5 to 12.0 [(cal / cmThree)1/2]of
Is in the range.
[0023]
In the present invention, as the crosslinking agent, one or two selected from the group of the first crosslinking agents described above.
It is necessary to use one or more selected from the group consisting of at least one kind and the second crosslinking agent.
It is. Use only one kind of primary crosslinking agent or one kind of secondary crosslinking agent, or primary crosslinking
The combination of two or more cross-linking agents selected from the group consisting of
However, a water-absorbent resin having excellent absorption characteristics under pressure cannot be obtained.
[0024]
In selecting the first and second cross-linking agents, the solubility of the first cross-linking agent should be selected.
The difference between the solubility parameter (SP value) and the solubility parameter (SP value) of the second crosslinking agent is 2 [
(Cal / cmThree)1/2] Is preferably selected. Solubility parameter
Difference (SP value) is 2 [(cal / cmThree)1/2Less than two types of crosslinking
The effect of using a water-absorbing agent is difficult to appear.
There are things. More preferably, the solubility parameter of the first crosslinking agent (SP value)
The difference between the solubility parameter (SP value) of the second crosslinking agent and that of the second crosslinking agent is 3 [(cal / cmThree)1/2
] Is selected.
[0025]
The first crosslinking agent preferably has a molecular weight of 200 or less,
The crosslinking agent preferably has a molecular weight of 350 or less. Molecular weight of primary crosslinking agent
Is more than 200, the first crosslinking agent is used as a base polymer for the water-absorbing resin.
The water-absorbing resin obtained is easy to stay near the surface without penetrating from the surface to the inside.
Absorption characteristics under pressure may not be easily improved. In addition, the molecular weight of the second crosslinking agent is 350
In the case of exceeding the value, the water does not substantially penetrate into the water-absorbing resin as the base polymer and remains the same.
In some cases, the absorption characteristics of the resulting water-absorbent resin under pressure are hardly improved. Preferably
Are those having a molecular weight of 150 or less as the first crosslinking agent, and
Has a molecular weight of 150 to 300.
[0026]
The amount of the first and second crosslinking agents used in the present invention depends on the crosslinking agent used.
However, it is usually different from 100 parts by weight of the solid content of the water-absorbent resin as the base polymer.
On the other hand, 0.001 to 10 parts by weight of the first crosslinking agent and 0.001 to 10 parts by weight of the second crosslinking agent
Range of parts. If the amount of the first and second crosslinking agents exceeds 10 parts by weight, it is uneconomical
In addition to achieving the optimum crosslinking effect that is the object of the present invention,
It tends to be excessive, and if the amount is less than 0.001 part by weight, water absorption under pressure
It is difficult to obtain the effect of improving various characteristics. Preferably 0.01 to 8 parts by weight of the first crosslinking agent,
The second crosslinking agent is in the range of 0.001 to 1 part by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight.
5 parts by weight, 0.005 to 0.5 parts by weight of the second crosslinking agent.
[0027]
In the present invention, the water-absorbing resin as the base polymer and the first and second crosslinking agents
When mixing is used, it is preferable to use water. In the present invention, the water used
The amount varies depending on the type, particle size and moisture content of the water-absorbent resin as the base polymer
Is 20 parts by weight per 100 parts by weight of the solid content of the powder of the water absorbent resin as the base polymer.
It is not more than 0.5 parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight.
[0028]
In the present invention, the first and second powders of the water-absorbent resin as the base polymer are used.
When mixing with a two-crosslinking agent, a hydrophilic organic solvent may be used. Hydrophilicity used
Organic solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol
, Iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol
Lower alcohols such as coal and t-butyl alcohol; ketones such as acetone;
Ethers such as dioxane and tetrahydrofuran; N, N-dimethylformamid
Amides such as dimethyl sulfoxide; and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide.
You. In the present invention, the amount of the hydrophilic organic solvent used is
The optimum amount varies depending on the type and particle size of the water-absorbent resin, but usually the base polymer
20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the solid content of the water absorbent resin
Or 0.1 to 10 parts by weight.
[0029]
In the present invention, the first and second crosslinks with the powder of the water absorbent resin as the base polymer
In order to maximize the water absorption property under pressure obtained by the present invention,
If necessary, first and second crosslinking agents containing water and / or a hydrophilic organic solvent
The water-absorbent resin as a polymer is sprayed or dropped and mixed. Also use water for mixing
In this case, a water-insoluble particulate powder may coexist.
[0030]
The preferred mixing device used for the mixing is large to ensure uniform mixing.
It is necessary to be able to create mixing power. A mixing device that can be used in the present invention
For example, cylindrical mixer, double-wall conical mixer, V-shaped mixer, ribbon-type mixer
Machine, screw type mixer, fluidized furnace rotary desk type mixer, air flow type mixer,
Double arm type kneader, internal mixer, pulverization type kneader, rotary mixer and screw
Mold extruder and the like.
[0031]
In the present invention, the water-absorbing resin as the base polymer is mixed with the first and second crosslinking agents.
After that, heating is further performed to crosslink the vicinity of the surface.
[0032]
When a heat treatment is performed after adding the crosslinking agent in the present invention, the heat treatment temperature is 160 ° C.
That is all. If the heat treatment temperature is lower than 160 ° C, the heat treatment takes a long time and productivity is high.
In addition to causing a decrease in the quality, uniform cross-linking is achieved with both the first and second cross-linking agents.
As a result, a resin having high water absorption properties under pressure, which is the object of the present invention, cannot be obtained. Better
Preferably, the heat treatment temperature is 170 to 230 ° C, more preferably 180 to 220 ° C.
Range.
[0033]
The heat treatment can be performed using a usual dryer or heating furnace, and the groove-type mixed drying
Dryer, rotary dryer, desk dryer, fluidized bed dryer, flash dryer, and red
An outside line dryer can be exemplified.
[0034]
Above water-absorbent resin obtained by the production method of the present invention, for example, under no pressure of physiological saline
Absorption capacity under pressure of 45 (g / g) and 30 (ml / g)
g) It shows unprecedented excellent physical properties as described above.
[0035]
Conventionally, if the absorption capacity under no pressure is increased, the absorption capacity under pressure is reduced,
Conversely, increasing the absorption capacity under pressure increases the absorption capacity under no pressure.
However, the water-absorbent resin obtained in the present invention has no pressure and no pressure.
It shows excellent absorption characteristics in both rolling and reduction. Although the cause is not clear,
Mix water-absorbent resin as reminder with two or more types of cross-linking agents having different solubility parameters.
By cross-linking in a specific temperature range, the
The optimized distribution of the cross-linking agent and the rapid cross-linking reaction between
Crosslinks with a unique density gradient that were not achieved by the method in
It is presumed that it is formed near the surface. Also the base poly
The shape of the water-absorbent resin used as the mer is an irregularly crushed one as described above.
In addition to the above-mentioned excellent absorption properties, the liquid has good diffusion properties and can move and fall off the pulp.
Even less, not in the conventionally known water-absorbent resin, particularly suitable for sanitary materials and water-absorbent resin
Can be.
[0036]
Further deodorant, fragrance, inorganic powder, foaming agent, pigment to the water absorbent resin obtained in the present invention,
New functions by adding dyes, hydrophilic short fibers, fertilizers, oxidizing agents, reducing agents, water, salts, etc.
Can also be added.
[0037]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, absorption fold under no pressure, which is one of the basic physical properties of the water absorbent resin
Resin with excellent absorption characteristics under pressure, especially absorption capacity under pressure while maintaining high ratio
Can be easily manufactured.
[0038]
The water absorbing resin of the present invention has a high absorption capacity under no pressure, and an absorption capacity under pressure.
It also has excellent characteristics such as liquid diffusibility, difficulty in moving and falling from pulp, etc.
It is particularly suitable for use in sanitary materials such as disposable diapers and sanitary napkins.
It is.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
It is not limited to only.
[0040]
Various properties of the water absorbent resin were measured by the following methods.
[0041]
(A) Absorption capacity (no pressure applied)
0.2 g of water-absorbent resin is evenly distributed in a non-woven tea bag type bag (40 * 150 mm).
The solution was put in a container and immersed in a 0.9% by weight aqueous solution of sodium chloride (physiological saline). 3
0 minutes later, pull out the tea bag type bag, drain for a certain period of time,
Weight W1Was measured. Perform the same operation without using a water-absorbent resin.
Mushroom weight W0Was calculated, and the absorption capacity was calculated by the following (Equation 1).
[0042]
(Equation 1)
[0043]
(B) Absorption capacity under pressure
The absorption capacity under pressure is measured using the apparatus shown in FIG. The upper mouth of Bullet 1
2. Plug 3 into 2 and set the measuring table 4 and the air port 5 at the same height. Central part of measuring table 4
The filter paper 7 is placed on a glass filter 6 having a diameter of 70 mm. 55mm in diameter
The nonwoven fabric 8 is fixed to the lower end of the support cylinder 10 and the water-absorbent resin A 0.2 g is placed on the nonwoven fabric 8
And evenly spray 20g / cmTwoA load 9 is applied. This non-woven fabric-water absorbing tree
Put the grease-load together with the supporting cylinder on the filter paper 7 on the glass filter 6, and in 30 minutes
Artificial urine (composition: urea 1.9%, NaCl 0.8%, CaClTwo
0.1% and MgSOFour0.1%) (Aml) and the following (Equation 2)
The absorption capacity under pressure (ml / g) was determined.
[0044]
(Equation 2)
Absorption capacity under pressure (ml / g) = A (ml) /0.2 (g) Formula (2)
[0045]
(C) Suction force
Pour 20 ml of artificial urine from the top of the tissue paper and remove the base material containing artificial urine.
It was made and 1 g of the water-absorbing resin was placed on the substrate. After 10 minutes, the swollen gel is collected.
The tissue was taken and weighed to determine the suction force (g / g) of the liquid from the tissue paper.
.
[0046]
(D) Absorption amount of the absorber under pressure
Take out the core from a commercial children's paper diaper (L size) and replace it with pulp 30
A core containing 7.5 g of the water-absorbing resin is inserted between g. This test diaper (
W0g) 20g / cmTwoPut on artificial urine with a load of 60 minutes and pull up after 60 minutes.
After draining, the weight of the diaper (W1g) was measured. W1More W0Subtract the value of
Thus, the absorption amount (g) of the absorber under pressure was obtained.
[0047]
[Reference example]
5500 g of an aqueous solution of sodium acrylate having a neutralization rate of 75 mol% (simple
Monomer concentration 33%) and N, N'-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent.
After dissolving 58 g and degassing with nitrogen gas for 30 minutes, two sigma-type blades with an inner volume of 10 L
Feed into a reactor covered with a jacketed stainless steel double-arm kneader
The temperature of the monomer was maintained at 30 ° C., and the reaction system was further substituted with nitrogen.
[0048]
Next, 2.4 g of ammonium persulfate and 0.12 g of 1-ascorbic acid were added.
After 1 minute, polymerization started, and after 16 minutes, the peak temperature in the reaction system was 83 ° C.
, And the hydrogel polymer is subdivided into a diameter of about 5 mm.
60 minutes after the start, the hydrogel polymer was taken out.
[0049]
The obtained granulated hydrogel polymer was spread on a 50-mesh wire mesh,
It dried with hot air at 90 degreeC for 90 minutes. Pulverize the dried product using a vibration mill, and
Classify into a crushed, irregularly shaped base polymer having an average particle size of 400 μm.
A water-absorbent resin powder (1) was obtained.
[0050]
Embodiment 1
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
1 part of glycerin (SP value δ = 16.5) as a first crosslinking agent, and a second crosslinking agent
Ethylene glycol diglycidyl ether (SP value δ = 10.2) 0.0
5 parts, 3 parts of water and 1 part of ethyl alcohol were mixed with a cross-linking agent composition solution to obtain
The resulting mixture was heated at 195 ° C. for 40 minutes. Properties of the obtained water-absorbent resin (1)
Table 1 shows the performance evaluation results.
[0051]
Embodiment 2
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
2 parts of ethylene carbonate (SP value δ = 14.7) as a first crosslinking agent,
Glycerol polydiglycidyl ether (SP value δ = 10.8
) A crosslinker composition solution consisting of 0.1 part, 4 parts of water and 1 part of isopropyl alcohol
After mixing, the resulting mixture was heated at 180 ° C. for 60 minutes. The resulting water-absorbing tree
Table 1 shows the performance evaluation results of the fat (2).
[0052]
Embodiment 3
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
3 parts of propylene glycol (SP value δ = 12.6) as a first crosslinking agent,
Propylene glycol diglycidyl ether (SP value δ = 10
. 1) mixing a cross-linking agent composition solution consisting of 0.1 part, water 5 parts and methanol 2 parts,
The obtained mixture was heated at 195 ° C. for 40 minutes. The obtained water absorbent resin (3)
Table 1 shows the results of the performance evaluation.
[0053]
Embodiment 4
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
2 parts of ethylene glycol (SP value δ = 14.6) as a first crosslinking agent,
0.1 part of diethylenetriamine (SP value δ = 10.7) as a crosslinking agent, 2 parts of water
And a cross-linking agent composition solution consisting of 1 part of isopropyl alcohol.
The mixture was heat-treated at 180 ° C. for 60 minutes. Performance evaluation of the obtained water absorbent resin (4)
The results are shown in Table 1.
[0054]
[Comparative Example 1]
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
1 part of glycerin (SP value δ = 16.5), 3 parts of water and 1 part of ethyl alcohol
Parts of the crosslinking agent composition, and heat-treating the resulting mixture at 195 ° C. for 40 minutes.
I understood. Table 1 shows the performance evaluation results of the obtained comparative water absorbent resin (1).
[0055]
[Comparative Example 2]
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
In addition, ethylene glycol diglycidyl ether (SP value δ = 10.2) 0.05
Parts, 3 parts of water and 1 part of ethyl alcohol by mixing a crosslinker composition solution.
The resulting mixture was heated at 195 ° C. for 40 minutes. The comparative water-absorbent resin obtained (2)
Table 1 shows the results of the performance evaluation.
[0056]
[Comparative Example 3]
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
1 part of glycerin (SP value δ = 16.5) as a first crosslinking agent, and a second crosslinking agent
Ethylene glycol diglycidyl ether (SP value δ = 10.2) 0.0
5 parts, 3 parts of water and 1 part of ethyl alcohol were mixed with a cross-linking agent composition solution to obtain
The resulting mixture was heated at 140 ° C. for 40 minutes. The obtained comparative water absorbent resin (3
Table 1 shows the results of the performance evaluations.
[0057]
[Comparative Example 4]
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
1 part of 1,3-butanediol (SP value δ = 11.6), ethylene glycol
0.05 parts of diglycidyl ether (SP value δ = 10.2), 3 parts of water and ethyl
A crosslinker composition solution consisting of 1 part of alcohol is mixed, and the resulting mixture is heated at 195 ° C. for 4 hours.
Heat treatment was performed for 0 minutes. Table 1 shows the performance evaluation results of the obtained comparative water absorbent resin (4).
Indicated.
[0058]
[Comparative Example 5]
100 parts of powdery water-absorbent resin (1) as base polymer obtained in Reference Example 1
Glycerin (SP value δ = 16.5) 1 part, ethylene carbonate (SP value δ
= 14.7) A crosslinker composition solution consisting of 2 parts, 5 parts of water and 1 part of ethyl alcohol
After mixing, the resulting mixture was heated at 195 ° C. for 40 minutes. Obtained comparative suction
Table 1 shows the performance evaluation results of the aqueous resin (5).
[0059]
[Table 1]
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明において使用した加圧下の吸収倍率計測装置の断面図であ る。 (符号の説明) 1・・・ビュレット 2・・・ビュレットの上端部 3・・・栓 4・・・測定台 5・・・空気取り入れ口 6・・・ガラスフィルター 7・・・ろ紙 8・・・不織布 9・・・荷重 10・・・支持円筒[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a cross-sectional view of an absorption capacity measurement device under pressure used in the present invention. You. (Explanation of symbols) 1 ... Bullet 2 ... Upper end of bullet 3 ... stopper 4 ... Measuring table 5 ... Air intake 6 ... Glass filter 7 Filter paper 8 ... non-woven fabric 9 ... Load 10 Support cylinder
Claims (1)
粉体を、溶解度パラメーター(SP値)12.5[(cal/cm3)1/2]以上
でカルボキシル基と反応し得る第一架橋剤、および溶解度パラメーター(SP値
)12.5[(cal/cm3)1/2]未満でカルボキシル基と反応し得る第二架
橋剤と混合し、160℃以上の温度で加熱処理することを特徴とする吸水性樹脂
の製造方法。 【請求項2】 第一架橋剤として溶解度パラメーター(SP値)が13.0[
(cal/cm3)1/2]以上のものを用いる請求項1記載の方法。 【請求項3】 第二架橋剤として溶解度パラメーター(SP値)が9.5〜1
2.0[(cal/cm3)1/2]の範囲にあるものを用いる請求項1記載の方法
。 【請求項4】 第一架橋剤の溶解度パラメーター(SP値)と第二架橋剤の溶
解度パラメーター(SP値)の差が2[(cal/cm3)1/2]以上であるよう
に第一、第二架橋剤を選択する請求項1記載の方法。 【請求項5】 第一架橋剤として分子量が200以下もの及び第二架槁剤とし
て分子量が350以下のものを用いる請求項1、2、3又は4記載の方法。 【請求項6】 ベースポリマーとしての吸水性樹脂100重量部に対して第一
架橋剤0.1〜5重量部、第二架橋剤0.005〜0.5重量部の割合で用いる
請求項1記載の方法。 【請求項7】 生理食塩水の吸収倍率が45(g/g)以上、人工尿の加圧下
吸収倍率が30(ml/g)以上の、不定形破砕状の吸水性樹脂(但し、下記一
般式(1)で表される一種以上のホスホン酸グリシジルエステルおよびポリマー
中の官能性基と反応する能力のある一種以上の他の反応性化合物よりなる混合物
にて表面が変性されているものを除く。)。 【化1】(式中、Rは場合によっては置換されていなくてもよいアルキル、アルケニルま
たはアリールである。)Claims: 1. A powder of a water-absorbing resin as a base polymer having a carboxyl group is carboxyl with a solubility parameter (SP value) of 12.5 [(cal / cm 3 ) 1/2 ] or more. Mixed with a first crosslinking agent capable of reacting with a group and a second crosslinking agent capable of reacting with a carboxyl group with a solubility parameter (SP value) of less than 12.5 [(cal / cm 3 ) 1/2 ], at least 160 ° C. A method for producing a water-absorbent resin, wherein the method comprises heat-treating at a temperature of 3 ° C. 2. A solubility parameter (SP value) of 13.0 [SP] as a first crosslinking agent.
(Cal / cm 3 ) 1/2 ] or more. 3. A solubility parameter (SP value) of 9.5 to 1 as a second crosslinking agent.
2. The method according to claim 1, wherein a material in the range of 2.0 [(cal / cm 3 ) 1/2 ] is used. 4. The method according to claim 1, wherein the difference between the solubility parameter (SP value) of the first crosslinking agent and the solubility parameter (SP value) of the second crosslinking agent is 2 [(cal / cm 3 ) 1/2 ] or more. The method of claim 1, wherein a second crosslinking agent is selected. 5. The method according to claim 1, wherein the first crosslinking agent has a molecular weight of 200 or less and the second crosslinking agent has a molecular weight of 350 or less. 6. The method according to claim 1, wherein the first crosslinking agent is used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight and the second crosslinking agent is used in an amount of 0.005 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-absorbing resin as the base polymer. The described method. 7. An irregularly crushed water-absorbing resin having an absorption capacity of physiological saline of 45 (g / g) or more and an absorption capacity of artificial urine under pressure of 30 (ml / g) or more (however, Except those whose surface has been modified with a mixture of one or more glycidyl phosphonates of the formula (1) and one or more other reactive compounds capable of reacting with the functional groups in the polymer .). Embedded image Wherein R is optionally substituted alkyl, alkenyl or aryl.
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