JP3168240B2 - 感温吸排水性組成物 - Google Patents
感温吸排水性組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸排水速度の改善され
た、水中において温度変化に対して鋭敏かつ可逆的な吸
排水能を有する感温吸排水性組成物に関する。
た、水中において温度変化に対して鋭敏かつ可逆的な吸
排水能を有する感温吸排水性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、水中において温度変化に対し
て鋭敏かつ可逆的な吸排水能を有するゲルに関して、吸
水特性を改良すべく、種々の方法が提案されてきた。例
えば、ポリビニルメチルエーテル水溶液に酸化鉄を混合
し、これにγ線を照射し、多孔質かつ電熱速度を向上さ
せて吸水速度を向上させる方法（J.Chem.Eng.Japan, 21
10 1988）、ヒドロキシプロピルセルロースをゲル合成
時に予め混合し、重合後ゲルを洗浄しヒドロキシプロピ
ルセルロースを除去してゲルを多孔質化して吸水速度を
向上させる方法（J.Polym.Soc.:PartA, 30 2121 199
2）、体積移転温度以上にて重合し不均一架橋構造を有
するゲルを合成する方法（Polymer Communica-tions, 3
2 322 1991）などが公知である。一方、温度変化に対し
て吸排水能を持たない一般的な高吸水性樹脂に関しても
様々な吸水特性の改良がなされている。例えば、吸水性
樹脂粉末をハイドロタルサイトと混合し吸水速度を向上
させる方法（特開平２−２１５８６３号公報）、吸水性
樹脂粉末とアパジャルタイトを混合し吸水速度を向上さ
せる方法（特開昭６１−５８６５７号公報）等が報告さ
れている。
て鋭敏かつ可逆的な吸排水能を有するゲルに関して、吸
水特性を改良すべく、種々の方法が提案されてきた。例
えば、ポリビニルメチルエーテル水溶液に酸化鉄を混合
し、これにγ線を照射し、多孔質かつ電熱速度を向上さ
せて吸水速度を向上させる方法（J.Chem.Eng.Japan, 21
10 1988）、ヒドロキシプロピルセルロースをゲル合成
時に予め混合し、重合後ゲルを洗浄しヒドロキシプロピ
ルセルロースを除去してゲルを多孔質化して吸水速度を
向上させる方法（J.Polym.Soc.:PartA, 30 2121 199
2）、体積移転温度以上にて重合し不均一架橋構造を有
するゲルを合成する方法（Polymer Communica-tions, 3
2 322 1991）などが公知である。一方、温度変化に対し
て吸排水能を持たない一般的な高吸水性樹脂に関しても
様々な吸水特性の改良がなされている。例えば、吸水性
樹脂粉末をハイドロタルサイトと混合し吸水速度を向上
させる方法（特開平２−２１５８６３号公報）、吸水性
樹脂粉末とアパジャルタイトを混合し吸水速度を向上さ
せる方法（特開昭６１−５８６５７号公報）等が報告さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
方法により吸水速度は改善されるものの、ゲルの製造方
法が非常に煩雑であったり、得られたゲルの吸水倍率が
十分でない等の問題点を有していた。
方法により吸水速度は改善されるものの、ゲルの製造方
法が非常に煩雑であったり、得られたゲルの吸水倍率が
十分でない等の問題点を有していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく鋭意研究の結果、高い吸水量を有し、か
つ給排水速度の優れた感温吸排水性組成物を見いだし、
本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、水中に
おいて下限臨界共溶温度を有しかつ架橋構造を有するポ
リマーを、無機粒子の存在下製造してなる、温度変化に
対し鋭敏かつ可逆的な吸排水能と高い吸排水速度を有す
る、無機粒子を含有した感温吸排水性組成物を提供する
ものである。
題を解決すべく鋭意研究の結果、高い吸水量を有し、か
つ給排水速度の優れた感温吸排水性組成物を見いだし、
本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、水中に
おいて下限臨界共溶温度を有しかつ架橋構造を有するポ
リマーを、無機粒子の存在下製造してなる、温度変化に
対し鋭敏かつ可逆的な吸排水能と高い吸排水速度を有す
る、無機粒子を含有した感温吸排水性組成物を提供する
ものである。
【０００５】本発明に用いられる、水中において下限臨
界共溶温度を有するポリマー（以下、感温性ポリマーと
略称する。）としては、Ｎ−イソプロピルアクリルアミ
ド、アクリルアミド及びアクリル酸との共重合体、ある
いはＮ−イソプロピルアクリルアミド、ダイアセトンア
クリルアミド及びアクリル酸との共重合体が挙げられ
る。各モノマーの組成比は任意であるが、Ｎ−イソプロ
ピルアクリルアミドは感温性の点から使用する全モノマ
ーの３０モル％、好ましくは５０モル％以上が好まし
く、アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ア
クリル酸はそれぞれ４０モル％以下が望ましい。感温吸
排水性組成物の吸排水開始温度（以下、感温点とい
う。）は、アクリルアミドあるいはダイアセトンアクリ
ルアミドの使用量により、任意にコントロールすること
ができる。
界共溶温度を有するポリマー（以下、感温性ポリマーと
略称する。）としては、Ｎ−イソプロピルアクリルアミ
ド、アクリルアミド及びアクリル酸との共重合体、ある
いはＮ−イソプロピルアクリルアミド、ダイアセトンア
クリルアミド及びアクリル酸との共重合体が挙げられ
る。各モノマーの組成比は任意であるが、Ｎ−イソプロ
ピルアクリルアミドは感温性の点から使用する全モノマ
ーの３０モル％、好ましくは５０モル％以上が好まし
く、アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ア
クリル酸はそれぞれ４０モル％以下が望ましい。感温吸
排水性組成物の吸排水開始温度（以下、感温点とい
う。）は、アクリルアミドあるいはダイアセトンアクリ
ルアミドの使用量により、任意にコントロールすること
ができる。
【０００６】水中において下限臨界共溶温度を有しかつ
架橋構造を有するポリマーは、上記感温性ポリマーを製
造する際に、ジビニル型モノマーを共重合する方法、架
橋反応性のあるビニルモノマーを共重合した後、架橋剤
により架橋する方法、あるいは放射線により架橋する方
法等が挙げられるが、無機粒子の均一性、製造方法が簡
便であること等より、ジビニル型モノマーを共重合する
方法が好ましい。使用されるジビニル型モノマーとして
は、感温性ポリマーを構成するの各モノマーと共重合性
がよく、効率よく架橋構造をとり、かつ均一な架橋分布
を与えるものが好ましく、例えば、Ｎ，Ｎ−メチレンビ
ス（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ジ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ジ（メタ）アクリレ
ート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、
グリセリントリ（メタ）アクリレート等を挙げることが
できる。これらジビニル系モノマーの使用量は、全モノ
マーに対して０．００１〜５ｗｔ％程度、好ましくは
０．０１〜１ｗｔ％程度である。
架橋構造を有するポリマーは、上記感温性ポリマーを製
造する際に、ジビニル型モノマーを共重合する方法、架
橋反応性のあるビニルモノマーを共重合した後、架橋剤
により架橋する方法、あるいは放射線により架橋する方
法等が挙げられるが、無機粒子の均一性、製造方法が簡
便であること等より、ジビニル型モノマーを共重合する
方法が好ましい。使用されるジビニル型モノマーとして
は、感温性ポリマーを構成するの各モノマーと共重合性
がよく、効率よく架橋構造をとり、かつ均一な架橋分布
を与えるものが好ましく、例えば、Ｎ，Ｎ−メチレンビ
ス（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ジ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ジ（メタ）アクリレ
ート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、
グリセリントリ（メタ）アクリレート等を挙げることが
できる。これらジビニル系モノマーの使用量は、全モノ
マーに対して０．００１〜５ｗｔ％程度、好ましくは
０．０１〜１ｗｔ％程度である。
【０００７】本発明に使用される無機粒子は任意である
が、好ましくは酸性白土、ケイソウ土、カオリンから選
ばれた一種あるいは二種以上が望ましい。これら無機粒
子の使用量は、ポリマー１００重量部に対して、５〜４
０重量部添加される。４０重量部を越えて添加すると、
得られた感温吸排水性組成物の吸水量が低下し、また５
重量部未満の場合、吸排水速度の向上が十分ではない。
が、好ましくは酸性白土、ケイソウ土、カオリンから選
ばれた一種あるいは二種以上が望ましい。これら無機粒
子の使用量は、ポリマー１００重量部に対して、５〜４
０重量部添加される。４０重量部を越えて添加すると、
得られた感温吸排水性組成物の吸水量が低下し、また５
重量部未満の場合、吸排水速度の向上が十分ではない。
【０００８】本発明の組成物は、感温性ポリマーを構成
する各モノマー、必要に応じて添加されるジビニル型モ
ノマーを溶媒に溶解し、該溶液に予め無機粒子を添加し
混合・分散した後、触媒の存在下で重合することにより
実施される。重合後、あるいは重合物を乾燥・粉砕後、
無機粒子を添加・混合すると、無機粒子の均一分散が困
難であったり、無機粒子の脱落等により、十分な吸水速
度の向上は望めない。使用できる溶媒は、モノマーを溶
解するものであれば特に制限されないが、製造効率、安
全上より、水を溶媒として用いることが好ましく、重合
方法は、水溶液重合において用いられる方法は全て使用
できる。用いられる重合開始剤としては、水溶性ラジカ
ル開始剤、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウムあ
るいは過硫酸カリウム等の過硫酸塩、ｔ−ブチルハイド
ロパーオキシドあるいはクメンハイドロパーオキシド等
のハイドロパーオキシド類、２，２’−アゾビス（２−
アミジノプロパン）二塩酸塩等のアゾ系開始剤、あるい
はこれらの水溶性開始剤と亜硫酸水素ナトリウム、ロン
ガリット、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレン
ジアミン等の還元性物質を組み合わせたレドックス型の
開始剤を挙げることができる。これら開始剤の使用量
は、０．０１〜１０ｗｔ％、好ましくは０．１〜２ｗｔ
％程度である。
する各モノマー、必要に応じて添加されるジビニル型モ
ノマーを溶媒に溶解し、該溶液に予め無機粒子を添加し
混合・分散した後、触媒の存在下で重合することにより
実施される。重合後、あるいは重合物を乾燥・粉砕後、
無機粒子を添加・混合すると、無機粒子の均一分散が困
難であったり、無機粒子の脱落等により、十分な吸水速
度の向上は望めない。使用できる溶媒は、モノマーを溶
解するものであれば特に制限されないが、製造効率、安
全上より、水を溶媒として用いることが好ましく、重合
方法は、水溶液重合において用いられる方法は全て使用
できる。用いられる重合開始剤としては、水溶性ラジカ
ル開始剤、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウムあ
るいは過硫酸カリウム等の過硫酸塩、ｔ−ブチルハイド
ロパーオキシドあるいはクメンハイドロパーオキシド等
のハイドロパーオキシド類、２，２’−アゾビス（２−
アミジノプロパン）二塩酸塩等のアゾ系開始剤、あるい
はこれらの水溶性開始剤と亜硫酸水素ナトリウム、ロン
ガリット、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレン
ジアミン等の還元性物質を組み合わせたレドックス型の
開始剤を挙げることができる。これら開始剤の使用量
は、０．０１〜１０ｗｔ％、好ましくは０．１〜２ｗｔ
％程度である。
【０００９】
【実施例】以下実施例を挙げて、本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明の評価方法は、以下の方法によって測
定した。 （１）吸水速度 感温吸排水性組成物０．２ｇを不織布製袋に封入し、１
０℃に温度調節した純水中に１０分間浸漬した後、十分
に水切りして重量を測定した。別に組成物の入っていな
い不織布製袋を同様に処理し、これをブランクとした。
得られた測定値よりブランクを引き、乾燥組成物１ｇ当
たりの重量に換算した値を吸水速度とした。この値が大
きいほど吸水速度が速い。 （２）排水速度 感温吸排水性組成物０．２ｇを不織布製袋に封入し、１
０℃に温度調節した純水中に１５時間浸漬し、十分に吸
水させた後、５０℃に温度調節した純水中に投入して組
成物から水を排水させ、完全に排水するまでの時間（一
定の重量になるまでの時間）を測定し、この時間を排水
速度とした。この値が小さいほど排水速度が速い。 （３）吸水量 感温吸排水性組成物０．２ｇを不織布製袋に封入し、任
意の温度に調節した純水中に１日間浸漬した後、十分に
水切りして重量を測定した。別に組成物の入っていない
不織布製袋を同様に処理し、これをブランクとした。得
られた測定値よりブランクを引き、乾燥組成物１ｇ当た
りの重量に換算した値を各温度における吸水量とした。
この値が大きいほど高い吸水能を有する。
る。なお、本発明の評価方法は、以下の方法によって測
定した。 （１）吸水速度 感温吸排水性組成物０．２ｇを不織布製袋に封入し、１
０℃に温度調節した純水中に１０分間浸漬した後、十分
に水切りして重量を測定した。別に組成物の入っていな
い不織布製袋を同様に処理し、これをブランクとした。
得られた測定値よりブランクを引き、乾燥組成物１ｇ当
たりの重量に換算した値を吸水速度とした。この値が大
きいほど吸水速度が速い。 （２）排水速度 感温吸排水性組成物０．２ｇを不織布製袋に封入し、１
０℃に温度調節した純水中に１５時間浸漬し、十分に吸
水させた後、５０℃に温度調節した純水中に投入して組
成物から水を排水させ、完全に排水するまでの時間（一
定の重量になるまでの時間）を測定し、この時間を排水
速度とした。この値が小さいほど排水速度が速い。 （３）吸水量 感温吸排水性組成物０．２ｇを不織布製袋に封入し、任
意の温度に調節した純水中に１日間浸漬した後、十分に
水切りして重量を測定した。別に組成物の入っていない
不織布製袋を同様に処理し、これをブランクとした。得
られた測定値よりブランクを引き、乾燥組成物１ｇ当た
りの重量に換算した値を各温度における吸水量とした。
この値が大きいほど高い吸水能を有する。
【００１０】実施例１ ５００ｍｌセパラブルフラスコに純水３００ｍｌを投入
し、攪拌下、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド２０．４
４ｇ、ダイアセトンアクリルアミド４．９７ｇ、アクリ
ル酸１．０６ｇ、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミ
ド０．１４ｇ、酸性白土（日本活性白土（株）製、ニッ
カナイトＳ−２００）２．６６ｇを加え、溶解・分散し
た。窒素ガス気流下、液温度が０℃になるまで冷却した
後、ロンガリット０．０９９ｇ、ｔ−ブチルハイドロパ
ーオキシド０．０８１ｍｌを加え、断熱下重合を行っ
た。重合終了後、フラスコよりゲルを取り出し、１００
℃で乾燥した後、粉砕・分級し、粒子径１５０〜５００
μｍの組成物（粉末）を得た。得られた組成物につい
て、吸水速度、排水速度、吸水量を測定した。結果を、
表１に示す。
し、攪拌下、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド２０．４
４ｇ、ダイアセトンアクリルアミド４．９７ｇ、アクリ
ル酸１．０６ｇ、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミ
ド０．１４ｇ、酸性白土（日本活性白土（株）製、ニッ
カナイトＳ−２００）２．６６ｇを加え、溶解・分散し
た。窒素ガス気流下、液温度が０℃になるまで冷却した
後、ロンガリット０．０９９ｇ、ｔ−ブチルハイドロパ
ーオキシド０．０８１ｍｌを加え、断熱下重合を行っ
た。重合終了後、フラスコよりゲルを取り出し、１００
℃で乾燥した後、粉砕・分級し、粒子径１５０〜５００
μｍの組成物（粉末）を得た。得られた組成物につい
て、吸水速度、排水速度、吸水量を測定した。結果を、
表１に示す。
【００１１】実施例２〜９及び比較例１〜２ 表１及び表２に記載したモノマー、無機粒子を用い、実
施例１と同様に処理することにより、組成物を得た。得
られた組成物について同様の評価を行い、結果を表１及
び表２に示した。
施例１と同様に処理することにより、組成物を得た。得
られた組成物について同様の評価を行い、結果を表１及
び表２に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の感温
吸排水性組成物は、高い吸排水速度と吸水量を有してお
り、紙おむつ等の衛生材料、土壌給水剤や土壌補水剤等
の植物・野菜等の農園芸分野における土壌改善剤、防水
用シーリング材、土のう、温度センサー、ケミカルバル
ブ等、広い範囲に応用できる。
吸排水性組成物は、高い吸排水速度と吸水量を有してお
り、紙おむつ等の衛生材料、土壌給水剤や土壌補水剤等
の植物・野菜等の農園芸分野における土壌改善剤、防水
用シーリング材、土のう、温度センサー、ケミカルバル
ブ等、広い範囲に応用できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 水中において下限臨界共溶温度を有しか
つ架橋構造を有する、Ｎ−イソプロピルアクリルアミ
ド、ダイアセトンアクリルアミド及びアクリル酸からな
る共重合体あるいはＮ−イソプロピルアクリルアミド、
アクリルアミド及びアクリル酸からなる共重合体である
ポリマーを、ポリマー１００重量部に対して５〜４０重
量部の無機粒子存在下製造してなる、温度変化に対して
可逆的な吸排水能と高い吸排水速度を有する、無機粒子
を含有した感温吸排水性組成物。 - 【請求項２】 無機粒子が、酸性白土、ケイソウ土、カ
オリンから選ばれた一種もしくは二種以上である請求項
１記載の感温吸排水性組成物。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25734994A JP3168240B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 感温吸排水性組成物 |
| ES95907867T ES2118563T3 (es) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Mezcla de polimeros que absorbe/desabsorbe agua sensible a la temperatura. |
| DE69502354T DE69502354T2 (de) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Temperaturempfindliche wasserabsorbierende/-desorbierende polymerzusammensetzung |
| EP95907867A EP0693508B1 (en) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Temperature-sensitive water-absorbing/desorbing polymer composition |
| US08/513,883 US5672656A (en) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Temperature sensitive water absorbing and discharging polymer composition |
| KR1019950704103A KR100351477B1 (ko) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | 흡수성및방수성을가진감온성(感溫性)폴리머조성물 |
| PCT/JP1995/000183 WO1995021876A1 (fr) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Composition polymere hydroabsorbante/desorbante et thermosensible |
| AT95907867T ATE165847T1 (de) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Temperaturempfindliche wasserabsorbierende/- desorbierende polymerzusammensetzung |
| HK98106437A HK1007381A1 (en) | 1994-02-10 | 1998-06-24 | Temperature-sensitive water-absorbing/desorbing polymer composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25734994A JP3168240B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 感温吸排水性組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100010A JPH08100010A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3168240B2 true JP3168240B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17305151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25734994A Expired - Fee Related JP3168240B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-09-28 | 感温吸排水性組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168240B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6369163B1 (en) | 1994-12-22 | 2002-04-09 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Pyrrolidinone-containing compatibilizers |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4919184B2 (ja) * | 2001-04-02 | 2012-04-18 | 株式会社竹中工務店 | 水分蒸発冷却屋根・壁体構造 |
| JP2007217306A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Takashimashi Nogyo Kyosai Kumiai | 徐放性忌避材 |
| CN109809425A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-28 | 西南石油大学 | 基于智能成膜的热敏自封堵膨润土、其应用及钻井液 |
| CN115594551B (zh) * | 2022-09-28 | 2023-10-10 | 山东农业大学 | 一种填充温敏性聚合物纳米粒子的精准控释膜材及其应用 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP25734994A patent/JP3168240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6369163B1 (en) | 1994-12-22 | 2002-04-09 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Pyrrolidinone-containing compatibilizers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08100010A (ja) | 1996-04-16 |
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