JP3533713B2 - Method for producing water-absorbing cellulose material - Google Patents

Method for producing water-absorbing cellulose material

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JP3533713B2 JP17417494A JP17417494A JP3533713B2 JP 3533713 B2 JP3533713 B2 JP 3533713B2 JP 17417494 A JP17417494 A JP 17417494A JP 17417494 A JP17417494 A JP 17417494A JP 3533713 B2 JP3533713 B2 JP 3533713B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、高吸水性セルロース材
料の製造方法に関するものであり、特に塩水吸水能力と
ゲル強度に優れた吸水性セルロース材料の製造方法に関
するものである。本発明で得られる吸水性材料は、多量
の水を吸水するばかりでなく、食塩水や尿のようにイオ
ンを含んでいる水溶液に対しても高い吸水能力を示すも
のであって、各種の衛生材料、農業資材、食品包装材
料、土木・建築材料などの広い分野において有用なもの
である。 【0002】 【従来の技術】水、又は食塩水のように塩類を含んだ水
溶液の吸水材料としては、近年、高吸水性樹脂と呼ばれ
る一群の材料が知られ、実用化に供されている。これら
の樹脂材料は、基本的には水溶性高分子をわずかに架橋
し、水に対して不溶化した化学構造を有するものであ
る。このような高吸水性材料としては、例えば澱粉にア
クリロニトリルをグラフト重合した後、これを加水分解
したもの、澱粉にアクリル酸金属塩をグラフト重合した
もの、アクリル酸を共重合性架橋剤とともに重合した架
橋樹脂、メタクリル酸メチル−酢酸ビニル共重合体の加
水分解物など数多くのものが提案されており、これらの
いくつかは実用化されている。 【0003】伝統的な吸水性材料として知られている
綿、パルプ、紙、布、スポンジなどは毛細管現象によっ
て吸水するものであるが、これに対し、上記の高吸水性
樹脂は吸水の原理が浸透圧にあるため、毛細管現象より
もはるかに多量の水を吸収することができる。又、高吸
水性樹脂は、吸水状態で圧力がかかっても簡単に水を再
放出しないという優れた特徴を有している。このため高
吸水性樹脂の用途として、使い捨て紙おむつ、生理用品
などの衛生材料分野、土壌保水剤、育苗用シートなどの
農業資材分野、食品鮮度保持材、脱水材などの食品分
野、トンネル掘削時の逸泥防止、建物の結露防止シート
などの土木・建築材料として広範囲に使用されている。 【0004】しかしこれらの高吸水性樹脂は、食塩水や
尿のように塩を含む溶液に対して用いられた時、吸水の
原動力である浸透圧が減少するため、その吸水量が著し
く低下し、同時にゲルの機械的強度が低下するという欠
点を有している。しかしながら、上記の高吸水性樹脂の
応用分野においては、塩を含む溶液を対象にする場合が
多いため、塩の存在下でも高い吸水量を示す材料の開発
が望まれている。又、紙おむつ、生理用品などのサニタ
リー分野においては、加圧下での塩水の吸水能力が必要
になることから、ゲル強度の向上も求められている。 【0005】従来の高吸水性樹脂の上記の欠点を解決す
るために、ポリアクリル酸ナトリウムなどの合成高分子
とは異なり、塩水中でも分子が糸まり状とならず、比較
的広がったコンフォメーションを保持できる多糖類を利
用することが試みられている。例えば多糖類に親水性モ
ノマーをグラフト重合する方法(特開昭56ー7641
9号公報、特開昭56ー76481号公報)、多糖類そ
のものを架橋する方法(特開昭56ー5137号公報、
特開昭58ー79006号公報、特開昭60ー5844
3号公報)などが知られている。また多糖類としてセル
ロース誘導体(特にカルボキシメチルセルロースを用い
ることが多い)を用いる方法(特開昭49ー12898
7号公報、特開昭50ー85689号公報、特開昭54
ー163981号公報、特開昭56ー28755号公
報、特開昭58ー1701号公報、特開昭60ー944
01号公報、特開昭61ー89364号公報、特開平5
ー80482号公報)も数多く検討されている。しかし
何れの方法によっても、高吸水性樹脂の有する欠点が十
分改善されたとはいい難い。 【0006】一方、本発明者等は、水不溶化されたセル
ロース誘導体を、水と有機溶媒との混合液中において、
膨潤度が3〜30g/gになるように膨潤させて前記セ
ルロース誘導体のゲルを生成させ、溶媒から分離し、ゲ
ル中の水を、水と相溶性を有する有機溶媒で置換して除
去し、乾燥することからなり、前記有機溶媒の炭素数と
含有率を特定の範囲に維持することによる、塩水の吸水
能力に優れた高吸水性セルロース材料の製造方法を提案
した(特開平6ー172401号公報)。しかしなが
ら、この方法では塩水吸水量に優れたセルロース材料は
得られるが、この材料はゲル強度が劣り、型くずれを起
こすので紙おむつや生理用品のような衛生材料としては
使用できないという欠点がある。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、かかる
従来技術の有する欠点を解決すべく、塩水溶液の吸水能
力とゲル強度の両方の特性に優れるセルロース材料の製
造方法について鋭意検討した結果、架橋結合により水不
溶化され、且つカルボキシル基の全てが酸型のセルロー
ス誘導体を水中において、前記酸型のカルボキシル基を
アルカリにより部分的に中和して塩型とすることによ
り、特定の範囲の割合で膨潤させると、均一に、且つ連
続的に前記セルロース誘導体を膨潤させることができ、
それによって吸水能力とゲル強度の両方の特性が優れた
セルロース誘導体が得られることを見出し、本発明を完
成させるに至った。 【0008】本発明の目的は、各種の塩を含む水溶液に
対しても吸水量が高く、しかもゲル強度に優れるセルロ
ース誘導体からなる吸水性セルロース材料を容易に、且
つ低コストで製造する方法を提供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は、架橋結合によ
り水不溶化され、且つカルボキシル基が全て酸型のセル
ロース誘導体を、水媒体中に分散させた後、アルカリを
添加してカルボキシル基を中和し膨潤度が3〜30g/
gのセルロース誘導体ゲルを生成させ、次いで該ゲルを
水から分離して水と相溶性を有する有機溶媒中に入れ、
アルカリを加えて該ゲル中に残存する酸型のカルボキシ
ル基を塩型に戻し、更に該ゲルを前記溶媒から分離した
後、前記有機溶媒を用いて該ゲル中の水を置換して除去
し、乾燥することを特徴とする、塩水吸水能力とゲル強
度に優れた吸水性セルロース材料の製造方法である。 【0010】 【作用】本発明に使用される架橋結合により水不溶化さ
れ、且つカルボキシル基が全て酸型であるセルロース誘
導体としては、カルボキシメチルセルロース、カルボキ
シメチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチ
ルセルロースなどカルボキシル基を有する水溶性セルロ
ース誘導体を原料として、これらの中から適宜選択して
1種以上が用いられて、架橋が施され、且つカルボキシ
ル基が全て酸型にされたものがある。この水溶性のセル
ロース誘導体に架橋を施す方法に格別の限定はないが、
加熱することによって架橋を行う方法(熱架橋)や、架
橋剤を化学的に反応させる方法を用いることができる。 【0011】この場合の架橋剤としては、ホルムアルデ
ヒド、グリオキザールなどのアルデヒド類;ジメチロー
ルウレア、ジメチロールエチレンウレア、ジメチロール
イミダゾリドンなどのN−メチロール化合物類;蓚酸、
マレイン酸、こはく酸、ポリアクリル酸などの多価カル
ボン酸類;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ールジグリシジルエーテル、および
ジエポキシブタンなどの多価エポキシ化合物類;ジビニ
ルスルホン、メチレンビスアクリルアミドなどのジビニ
ル化合物類;ジクロロアセトン、ジクロロプロパノー
ル、およびジクロロ酢酸などの多価ハロゲン化合物類;
エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリンなどのハロヒ
ドリン化合物類;並びに多価アジリジン化合物類などが
使用できる。 【0012】又、本発明方法に用いられる、架橋結合に
より水不溶化され、且つカルボキシル基が全て酸型であ
るセルロース誘導体の別の製造方法として、セルロース
又はセルロース誘導体に、或る特定の単量体をグラフト
共重合させ、さらに必要に応じてこれに加水分解及び前
記の架橋を行い、且つカルボキシル基が全て酸型にされ
たものであってもよい。この場合の原料セルロース誘導
体としては上記水溶性セルロース誘導体のほか、メチル
セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチル
セルロース、アセチルセルロースなど非電解質系のセル
ロース誘導体も使用できる。 【0013】前記グラフト共重合に用いられる単量体と
しては、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらのアルカ
リ金属塩などのようにカルボキシル基を有する単量体、
アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリ
ル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチルなどのように加水分解に
よってカルボキシル基を生じる基を含んだ単量体が使用
できる。 【0014】架橋処理は、グラフト重合の前で或いは後
で行ってもよく、或いは電解質系の水溶性セルロース誘
導体の場合と同様な方法によって架橋しても良いし、更
にグラフト共重合の過程で前記単量体と共重合可能なジ
ビニル化合物、例えばN,Nーメチレンビスアクリルア
ミド、N,N´ー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アクリレートなどの存在下でグラフ
ト共重合を行っても良い。 【0015】例示した原料としてのセルロース誘導体
は、一般的に、カルボキシル基にアルカリ金属イオンが
結合した塩型の状態で製造される。本発明では、まず、
アルカリ金属イオンを除去してカルボキシル基を酸型の
状態にするが、そのためには、強酸の水溶液に原料のセ
ルロース誘導体を浸漬して、pHを1以下に保つ方法が
最も簡単である。 【0016】セルロース誘導体のカルボキシル基を酸型
にするために用いられる強酸としては、pHを1以下に
下げ得る酸であればよく、塩酸、硝酸、臭素酸、ヨウ素
酸、硫酸、過塩素酸、リン酸などの無機化合物、アスパ
ラギン酸、クエン酸、グルタミン酸、シュウ酸、サリチ
ル酸、マロン酸、ホスフィン酸、ホスホン酸などの有機
化合物が例示される。しかしながら、製造コストや取り
扱い易さを考慮すれば、塩酸又は硫酸が最も適してい
る。強酸水溶液の酸濃度は、酸やセルロース誘導体の種
類によって変わるが、0.5〜4規定である。濃度が低
いと完全に酸型にならず、また高すぎると原料のセルロ
ース誘導体自体が加水分解されたり、余分な酸の除去が
困難になるため好ましくない。 【0017】強酸水溶液の添加量は、酸の種類や濃度と
の関係で決定されるが、処理中の溶液のpHは常に1以
下に保たれる必要があり、絶乾セルロース誘導体1kg
当り10〜150kg添加すればよい。添加量が少ない
と完全に酸型にならず、又多過ぎると酸の使用量が増え
るので好ましくない。強酸水溶液に浸漬する時間も、酸
濃度やセルロース誘導体の種類によって変わるが、10
分〜2時間である。この時間は、セルロース誘導体のカ
ルボキシル基が全て酸型になるために必要な時間であれ
ばよいが、時間の長い方が得られる高吸水性セルロース
誘導体のゲル強度が向上する傾向にある。なお、この反
応は、揮発性の強酸を用いる場合を考えれば、5〜30
℃の室温で行うことが好ましい。上記方法で処理された
原料セルロース誘導体は、濾過、遠心脱水などにより酸
水溶液から分離され、その後水洗して付着した余分の酸
を除去することでカルボキシル基が全て酸型であるセル
ロース誘導体を得ることが出来る。 【0018】次いで、このようにして得られた酸型のセ
ルロース誘導体を水中に分散させてアルカリを添加し、
セルロース誘導体の膨潤度が3〜30g/gとなるよう
に中和して酸型のカルボキシル基の一部を塩型にするこ
とで、セルロース誘導体を膨潤させてゲルにする。ここ
で「膨潤度」とは被膨潤材料が保持している水の重量で
あって、具体的には後に記載される方法で測定される。
膨潤度は様々な因子によって決定されるが、主な因子は
酸型のカルボキシル基が塩型に転換された割合である。
架橋されたセルロース誘導体は、カルボキシル基が全て
酸型の場合は水に膨潤しないが、これを塩型に転換して
いくと、転換された割合に応じて膨潤度が変化する。前
記膨潤度を得るためのカルボキシル基の酸型から塩型へ
の転換割合は、セルロース誘導体の種類及び架橋密度に
よって異なるが、全カルボキシル基中の20〜70%の
範囲である。 【0019】以上に述べた因子を適宜調節することによ
って、セルロース誘導体を前記膨潤度を有するゲルとす
ることができる。膨潤度が3g/g未満では吸水性とゲ
ル強度において所望の性能を得ることができず、逆に膨
潤度が30g/g以上になるとゲルが柔らかくなり過ぎ
て、水媒体からゲルを濾過、遠心脱水などによって分離
することが困難になるので適さない。 【0020】酸型のカルボキシル基を有するセルロース
誘導体に添加して中和のために用いられるアルカリとし
ては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリ
ウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムなどを挙げる
ことができるが、水酸化ナトリウムが好適である。酸型
のカルボキシル基を有するセルロース誘導体を分散させ
るための水の添加量は、セルロース誘導体の種類及び架
橋密度によって変更されるべきものであるが、絶乾セル
ロース誘導体1kg当り50〜100kgの範囲であ
る。添加量が50kg未満のように少ないと、ゲルの膨
潤が不均一になって高吸水性材料を得ることが出来ず、
又、100kgを越えて高くなると、ゲルからの水分の
分離が困難になるので適さない。 【0021】続いて、生成されたゲルを濾過し、得られ
たゲルを今度は、水と相溶性のある有機溶媒中に分散さ
せて膨潤を抑制しながらアルカリを加えて残りの酸型の
カルボキシル基を塩型に戻す。この時の有機溶媒の添加
量は、ゲルの種類や膨潤度によって異なるが、ゲル化し
た絶乾セルロース誘導体1kg当り20〜30kgであ
る。添加量が少ないと均一な塩型にならず、又多過ぎる
と有機溶媒の使用量が増え、無駄となる。濾過は、公知
の濾布、金網を用いた濾過装置、遠心脱水機を用いて、
ゲルの状況に合わせて濾材のメッシュを選択して行われ
る。又、有機溶媒はできるだけアルカリを溶解するもの
が好ましく、メタノール、エタノールなどの一価アルコ
ール、グリセリンなどが好適である。とりわけ、繊維状
の高吸水性セルロース材料を得るためには、メタノール
が最も適している。 【0022】塩型に変えたセルロース誘導体のゲルは水
を含んでいるので、そのまま乾燥すると水によってゲル
の粒子同士が付着し、固い樹脂状物となる。このもの
は、高い吸水量を示さず、そのままでは使用できないか
ら粉砕及び分散のための余分なコストを必要とする。そ
こで塩型にした前記ゲルを濾過してゲルを溶媒から分離
し、再度、水と相溶性のある有機溶媒で浸漬した後、濾
過することによってゲル中に残留する水分を有機溶媒で
置換することができるので、このように処理されたセル
ロース誘導体のゲルを加熱乾燥して吸水性セルロース材
料を得ることができる。又、本発明における吸水性セル
ロース材料の形状は、繊維状、粉末状、粒子状、シート
状など格別の限定はないが、繊維状のものは吸水速度に
優れている。 【0023】本発明方法によって優れた高吸水性材料が
得られる理由については、未だ十分に明らかではない
が、最も重要な点は、架橋されたセルロース誘導体を膨
潤させることにあると考えられる。膨潤させることによ
って得られる効果の一つは、ゲル中の水溶性成分の減少
である。本発明で用いる架橋されたセルロース誘導体
は、前記したごとく、水溶性高分子に架橋を行って合成
する。この場合、確率上、水溶性高分子の一部が架橋さ
れずに水溶性成分としてゲル中に残ることは避けられな
い。そして、もしこの水溶性成分がゲル中に多量に存在
すると、ゲルを膨潤させた時にべたつき、ままこなどの
生成原因になり、吸水能力とゲル強度の低下につなが
る。 【0024】従って、理論的に架橋密度を高くするとと
もに、水溶性成分を除去する必要があり、このためには
架橋されたセルロース誘導体を水で洗浄する方法も考え
られるが、この場合前記セルロース誘導体は、非常に多
量の水を吸収して膨潤するので、乾燥に莫大な熱エネル
ギーを要し現実的ではない。そこでセルロース誘導体の
膨潤を抑制し、かつ均一に膨潤させて、水溶性成分を除
く方法が要望されるが、そのような方法として水の代わ
りに、水と相溶性のある有機溶媒の混合物を用いて膨潤
を抑制する方法や、水と塩の混合物を用いて膨潤を抑制
する方法も考えられる。しかしながら、前者では通常、
体積相転移という現象により不連続に膨潤するので、膨
潤度を任意に制御することは出来ないし、後者では多量
の塩を混合しないと膨潤を効果的に抑制することができ
ず、又ゲル中に多量の塩が残留するので好ましくない。 【0025】これに対し、本発明のように架橋結合によ
り水不溶化され、且つカルボキシル基が全て酸型である
セルロース誘導体を水中に分散させ、これにアルカリを
添加してカルボキシル基を部分的に中和して塩型にする
ことで、膨潤度が3〜30g/gになるように膨潤の程
度を調整すると、体積相転移による不連続な膨潤が大幅
に抑制され、カルボキシル基の酸型を塩型へ転換する割
合を変えることで、ほぼ連続的な膨潤に変えることがで
きるのである。 【0026】一方、本発明によって高吸水量の吸水材料
が得られる理由は、上記の水溶性成分の除去のみでは説
明できず、実際には水溶性成分の除去から推定される吸
水量よりはるかに高い吸水量が得られる。このような効
果は、膨潤によって、セルロース誘導体において発達し
た分子間水素結合の切断或いは架橋点の切断が一部起こ
り、網目構造が変形して分子の網目の間に水を取り込み
易い状態になることが原因であると推定される。 【0027】従って、この状態のゲルを、水と相溶性の
ある有機溶媒で洗浄するか、或いは前記有機溶媒に浸漬
することによって、ゲル中の水分を有機溶媒で置換して
除去することができ、それによってゲルを容易に乾燥す
ることができる。しかも、この場合、膨潤によって形成
された大部分の網目構造が保存されているので、高い吸
水性が発現すると考えられる。もし、前記有機溶媒によ
るゲル中の水の除去を行わずにゲルを乾燥すると、ゲル
中の水分の影響で水素結合が再形成され、網目構造を変
形させた効果が減少するばかりか、得られる吸水性材料
が固い樹脂状物になるので高い吸水性能は得られない。 【0028】更に、高いゲル強度が得られる理由につい
ては、セルロース誘導体の膨潤が水中で行われるため、
ゲル中の水溶性成分の除去が完全に行われること、並び
にセルロース誘導体のカルボキシル基を酸型にする際に
分子間でエステル結合が新たに生じて架橋が強化される
ことが考えられる。 【0029】以上詳細に説明したごとく、本発明によれ
ば塩水吸水量とゲル強度が共に顕著に向上した高吸水性
セルロース材料を得ることができる。 【0030】 【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、勿論本発明は、これらによって限定される
ものではない。なお、実施例及び比較例において%とあ
るのは全て重量%を示す。 【0031】実施例1 絶乾重量で20gの針葉樹晒クラフトパルプを家庭用ミ
キサーで離解して綿状物とした。この綿状物を反応容器
に入れ、これにイソプロパノール400ml、水40m
l、及び水酸化ナトリウム6.20gを混合し、一時間
攪拌してアルカリセルロースとした。これにモノクロロ
酢酸ナトリウム17.3gとエピクロルヒドリン0.6
gを添加し、30分間攪拌し、更に30分間放置した。
次に反応容器に還流冷却器を取り付け、混合液をオイル
バスで3時間還流加熱した。反応生成物をガラスフィル
ター(2G)で濾過し、70%のメタノールー水混合液
で十分洗浄後、100%メタノールで2回洗浄し、真空
乾燥器で乾燥して、繊維状の架橋されたカルボキシメチ
ルセルロース(以下CMCと称する)ナトリウム塩30
g(置換度1.0)を得た。 【0032】500mlビーカーに前記架橋されたCM
Cナトリウム塩3g(絶乾)をとり、1規定の塩酸30
0mlを入れて30分間攪拌、30分間放置した。この
混合物をガラスフィルター(2G)で濾過して酸型のカ
ルボキシル基を有する架橋されたCMCを分離し、更に
余分な酸を除去するため純水で洗浄及び濾過を繰り返し
た。この酸型のカルボキシル基を有する架橋されたCM
Cを300mlビーカーにとり、純水200mlを入れ
て分散後、1規定水酸化ナトリウム水溶液6.64ml
を添加して攪拌しながら部分的に中和し膨潤させてゲル
を生成させた。なお、この膨潤条件における塩型への転
換割合は60%で、架橋されたCMCの膨潤度は28g
/gであった。 【0033】前記混合物をガラスフィルター(2G)で
濾過してゲルを分離し、200mlビーカーに移した。
このゲルに100%メタノール60mlを加えて分散
後、1規定の水酸化ナトリウムーメタノール溶液3.1
0mlを添加して攪拌しながら、残存する酸型のカルボ
キシル基を塩型に戻した。1時間静置後、前記ゲルをガ
ラスフィルター(2G)で濾過し、濾過物を100%メ
タノールの100ml中に浸漬し、ゲル中の水分をメタ
ノールで置換して除去した。1時間静置後、ゲルをガラ
スフィルター(2G)で濾過し、再度100%メタノー
ルで洗浄後、50℃で3時間減圧乾燥して、繊維状の吸
水性セルロース材料を得た。 【0034】得られた吸水性セルロース材料を用いて下
記に示す試験法により人工尿液の吸水量及びゲル強度を
試験し、その品質を評価した。その結果を表1に示す。 【0035】試験方法 (1)人工尿液の吸水量 供試材料の絶乾0.8gを大きさ10cm角の250メ
ッシュのナイロンワイヤー製の袋に封入し、これを下記
組成の人工尿液中に10分間浸漬して吸水させた。これ
を引き上げて吊り下げ、10分間水切りを行った後、重
量を測定し、試料絶乾1g当りに吸収した人工尿液の重
量をもって吸水量(g/g)を示した。この吸水量が4
0g/g以上であれば、実用的に使用可能である。 人工尿組成 成分 % 尿素 2.00 塩化ナトリウム 0.80 硫酸マグネシウム 0.08 塩化カルシウム 0.03 純水 97.09 【0036】(2)ゲル強度 供試材料の絶乾1gを100ml秤量ビンにとり、上記
人工尿液20mlを加えて均一なゲルを作った。2時間
放置後、得られたゲルを指で押してゲルの硬さを次の4
段階で評価した。ゲル強度は、○(硬い)及び◎(非常
に硬い)を合格とした。 ◎:非常に硬い ○:硬い △:柔らかい ×:非常に柔らかい 【0037】(3)膨潤度 供試材料の絶乾1gを本発明の実施例及び比較例に従っ
てゲル化させた。即ち、酸型のカルボキシル基を有する
架橋されたCMCを300mlビーカーにとり、純水2
00mlに入れて分散後、所定の水酸化ナトリウム水溶
液を添加して撹拌しながら膨潤させてゲルを生成した。
このゲルを大きさ10cm角の250メッシュのナイロ
ンワイヤー製の袋に封入し、吊り下げて10分間水を切
り、次いで袋にいれたまま上下10枚の濾紙の間に挟ん
で水平なプレス台の上に置き、その上に直径16cm、
重量100gのステンレス板を重ね、更にその上に1k
gの重りをのせて5分間ゲルに圧力をかけ、ゲルとゲル
の隙間に存在する水を濾紙に吸い取らせた。その後ゲル
の重量を測定し、試料絶乾1g当りに吸収されている水
の重量をもって膨潤度(g/g)とした。 【0038】実施例2 実施例1と同じ方法で得られた架橋されたCMCナトリ
ウム塩3gを500mlビーカーにとり、2規定の硫酸
を300mlを入れて30分間攪拌した後、30分間放
置した。この混合物を濾過して酸型のカルボキシル基を
有する架橋されたCMCを分離し、更に余分な酸を除去
するため純水で洗浄及び濾過を繰り返した。この酸型の
架橋されたCMCを300mlビーカーにとり、純水2
00mlを入れて分散後、1規定水酸化ナトリウム水溶
液3.32mlを添加して攪拌しながら部分的に中和し
膨潤させてゲルを生成させた。なお、この膨潤条件にお
ける塩型への転換割合は30%で、架橋されたCMCナ
トリウム塩の膨潤度は15g/gであった。 【0039】前記混合物を実施例1と同様にして濾過し
てゲルを分離し、200mlビーカーに移した。このゲ
ルにエタノール60mlを加えて分散後、1規定水酸化
ナトリウムーエタノール溶液5.43mlを添加して攪
拌しながら、残存する酸型のカルボキシル基を塩型に戻
した。1時間静置後ゲルを濾過し、100%エタノール
100mlを加えてゲル中の水分を置換して除去した。
1時間静置してゲルを濾過し、再度100%エタノール
で洗浄後乾燥して、繊維状の吸水性材料を得た。この材
料の人工尿液吸水量及びゲル強度を測定し、その結果を
表1に示しす。 【0040】実施例3 架橋剤(商品名:SUMITEX、NF−500K、住
友化学製)2.0g、その助剤(商品名:SUMITE
X、Accelerator、MX、住友化学製)1.
0g及び水297.0gを混合して混合液300gを作
り、その中へ絶乾20gの針葉樹晒クラフトパルプを3
0分間浸漬した。パルプ中に混合液が固形分換算で24
g含まれるように、余分な混合液を濾過とプレスにより
除去した。得られたシート状のパルプは室温で十分に乾
燥させた後、140℃の送風乾燥機中で30分間加熱し
て架橋を行った。この架橋されたパルプを家庭用ミキサ
ーで離解して綿状物とした。この綿状物を反応容器に入
れ、これにイソプロパノール400ml、水40ml、
及び水酸化ナトリウム5.93gを混合し、一時間攪拌
してアルカリセルロースとした。これにモノクロロ酢酸
ナトリウム17.3gを添加し、30分間攪拌し、更に
30分間放置した。次に、反応容器に還流冷却器を取り
付け、混合液をオイルバスで3時間還流加熱した。反応
生成物をガラスフィルター(2G)で濾過し、70%メ
タノールで十分洗浄後、100%メタノールで2回洗浄
し、その後、真空乾燥器で乾燥して、繊維状の架橋され
たCMCナトリウム塩30g(置換度1.0)を得た。 【0041】500mlビーカーに前記架橋されたCM
Cナトリウム塩3gをとり、1.5規定の塩酸を300
mlを入れて30分間攪拌、30分間放置した。この混
合物を濾過して酸型の架橋CMCを分離し、更に余分な
酸を除去するため純水で洗浄及び濾過を繰り返した。こ
の酸型のカルボキシル基を有する架橋されたCMCを3
00mlビーカーにとり、純水200mlを入れて分散
後、1規定水酸化ナトリウム水溶液6.64mlを添加
して攪拌しながら部分的に中和し膨潤させてゲルを生成
させた。なお、この膨潤条件における塩型への転換割合
は60%で、架橋されたCMCの膨潤度は28g/gで
あった。前記の混合物を濾過してゲルを分離し、200
mlビーカーに移した。このゲルに100%メタノール
60mlを加えて分散後、1規定水酸化ナトリウムーメ
タノール溶液3.10mlを添加して攪拌しながら、残
りの酸型のカルボキシル基を塩型に戻した。1時間静置
後ゲルを濾過し、100%メタノール100mlを加え
てゲル中の水分を置換して除去した。1時間静置してゲ
ルを濾過し、再度100%メタノールで洗浄後乾燥し
て、繊維状の吸水性材料を得た。この材料を用いて人工
尿液吸水量及びゲル強度を測定し、その結果を表1に示
した。 【0042】実施例4 市販の粉末状CMCナトリウム塩(置換度:0.65、
1%水溶液の粘度:280cps、商品名:セロゲンW
S−C、第一工業製薬製)30gにイソプロパノール3
33ml、水78ml、水酸化ナトリウム2g、及びエ
チレンオキサイド22gをオートクレーブに仕込み、こ
の混合物を70℃で2時間反応させた。次に反応混合物
を酢酸で中和した後、濾過して反応溶媒の大部分を除
き、60℃で4時間乾燥してヒドロキシエチルカルボキ
シメチルセルロースナトリウム塩(以下、HECMCナ
トリウム塩という)を調製した。このHECMCナトリ
ウム塩30gを反応容器に入れ、これにイソプロパノー
ル600ml、水120ml、及びエチレングリコール
ジグリシジルエーテル4.5gを混合した。反応容器に
還流冷却器を取り付け、混合物をオイルバスで2時間還
流加熱して架橋反応を行った。反応生成の混合物をガラ
スフィルター(2G)で濾過し、70%メタノールで十
分洗浄後、100%メタノールで2回洗浄し、真空乾燥
器で乾燥して架橋されたHECMCナトリウム塩を得
た。 【0043】1リットルビーカーに前記架橋されたHE
CMCナトリウム塩3gをとり、0.7規定の塩酸45
0mlを入れて30分間攪拌し、90分間放置した。こ
の混合物を濾過して酸型のカルボキシル基を有する架橋
されたHECMCを分離し、更に余分な酸を除去するた
め純水で洗浄及び濾過を繰り返した。この酸型の架橋さ
れたHECMCを300mlビーカーにとり、純水30
0mlを入れて分散後、1規定水酸化ナトリウム水溶液
3.32mlを添加して攪拌しながら部分的に中和し膨
潤させてゲルを生成させた。この膨潤条件における塩型
への転換割合は30%で、架橋されたHECMCの膨潤
度を測定したところ、25g/gであった。前記混合物
を濾過してゲルを分離し、200mlビーカーに移し
た。このゲルに100%メタノール60mlを加えて分
散後、1規定水酸化ナトリウムーメタノール溶液5.4
3mlを添加して攪拌しながら、残存する酸型のカルボ
キシル基を塩型に戻した。1時間静置後ゲルを濾過し、
100%メタノール100mlを加えてゲル中の水分を
置換して除去した。1時間静置してゲルを濾過し、再度
100%メタノールで洗浄した後乾燥して、粉末状の吸
水性材料を得た。この材料を用いて人工尿液吸水量及び
ゲル強度を測定し、その結果を表1に示した。 【0044】実施例5 絶乾7gの針葉樹晒クラフトパルプに0.1%濃度の硝
酸154gとアクリロニトリル14gを加え、良く混合
した。次にグラフト重合開始剤として硝酸第二セリウム
アンモニウム370mgを添加し、室温で1時間グラフ
ト重合を行った。反応生成物を水で十分洗浄し、濾過し
て脱水後、3%水酸化ナトリウム水溶液1000mlを
加えて、100℃で2時間加熱することにより、グラフ
ト共重合パルプに加水分解を施した。この反応生成物を
濾過により分離し、76%メタノール水溶液で洗浄後、
真空乾燥して、グラフト共重合パルプの加水分解物を得
た。 次にこの加水分解物5gにイソプロパノール50
ml、水10ml、及び水酸化ナトリウム1.5gを加
え、室温で1時間攪拌した後、これにモノクロロ酢酸ナ
トリウム4.4gを加え、更にこの混合液を40℃で3
時間加熱して前記加水分解生成物にカルボキシメチル化
を施し、70%メタノールで洗浄後、真空乾燥した。こ
のようにしてカルボキシメチル化されたグラフト共重合
パルプの加水分解物が得られた。 【0045】ビニール袋に前記カルボキシメチル化され
たグラフト共重合パルプの加水分解物3gをとり、4規
定の塩酸60mlを加えて30分間ビニール袋の外から
手で揉みながら混合し、30分間放置した。この混合物
を濾過して酸型のグラフト共重合パルプを分離し、更に
余分な酸を除去するため純水で洗浄及び濾過を繰り返し
た。この酸型のグラフト共重合パルプを300mlビー
カーにとり、純水150mlを入れて分散後、1規定水
酸化ナトリウム水溶液7.75mlを添加して攪拌しな
がら部分的に中和し膨潤させてゲルを生成させた。この
膨潤条件における塩型への転換割合は70%で、グラフ
ト共重合パルプの膨潤度は28g/gであった。前記混
合物を濾過してゲルを分離し、200mlビーカーに移
した。このゲルにメタノール90mlを加えて分散後、
2規定水酸化ナトリウムメタノール溶液1.16mlを
添加して攪拌しながら、残存する酸型のカルボキシル基
を塩型に戻した。1時間静置後ゲルを濾過し、100%
メタノール100mlを加えてゲル中の水分を置換して
除去した。1時間静置してゲルを濾過し、再度100%
メタノールで洗浄した後乾燥して、繊維状の吸水性材料
を得た。この材料を用いて人工尿液吸水量及びゲル強度
を測定し、その結果を表1に示した。 【0046】実施例6 前記市販の粉末状CMCナトリウム塩10gに水酸化ナ
トリウム3gと水80gを加え、1時間撹拌混合してC
MCを溶解した。次に、エピクロルヒドリン3gを加え
てさらに1時間撹拌混合し、その後40℃で6時間架橋
反応を行った。生成したゲルを10×5×1mmの寸法
に切断し、70%メタノール500ml中で2時間攪拌
した。このゲルを濾過し、100%メタノール500m
l中で1時間攪拌した後、再度濾過して50℃の真空乾
燥器で乾かした。これを粉砕して、粒子状の架橋された
CMCナトリウム塩を得た。この架橋されたCMCナト
リウム塩を実施例1と同様に処理して、粒子状の吸水性
材料を得た。この材料を用いて人工尿液吸水量及びゲル
強度を測定し、その結果を表1に示す。 【0047】実施例7 酸型のカルボキシル基を有する架橋されたCMCをアル
カリで部分的に中和し膨潤させてゲルを生成させる際に
1規定水酸化ナトリウム水溶液を2.21ml添加して
用いたこと以外は、実施例1と同様にして繊維状の吸水
性材料を得、この材料を用いて人工尿液吸水量及びゲル
強度を測定し、その結果を表1に示した。なお、用いた
膨潤条件における塩型への転換割合は20%で、架橋さ
れたCMCの膨潤度は4g/gであった。 【0048】比較例1 実施例1で得られた酸型にする前の、繊維状の架橋され
たCMCナトリウム塩を用いて人工尿液吸水量及びゲル
強度を測定し、結果を表1に示した。 【0049】比較例2 実施例3で得られた酸型にする前の、繊維状の架橋され
たCMCナトリウム塩を用いて人工尿液吸水量及びゲル
強度を測定し、結果を表1に示した。 【0050】比較例3 実施例4で得られた酸型にする前の、粉末状の架橋され
たHECMCナトリウム塩を用いて人工尿液吸水量及び
ゲル強度を測定し、結果を表1に示した。 【0051】比較例4 実施例5で得られた酸型にする前の、繊維状のグラフト
重合されたCMCナトリウム塩を用いて人工尿液吸水量
及びゲル強度を測定し、結果を表1に示した。 【0052】比較例5 実施例6で得られた酸型にする前の、粒子状の架橋され
たCMCナトリウム塩を用いて人工尿液吸水量及びゲル
強度を測定し、結果を表1に示した。 【0053】比較例6 酸型のカルボキシル基を有する架橋されたCMCをアル
カリで部分的に中和し膨潤させてゲルを生成させる際
に、1規定水酸化ナトリウム水溶液を1.11ml添加
して用いたこと以外は、実施例1と同様にして繊維状の
吸水性材料を得、この材料を用いて人工尿液吸水量及び
ゲル強度を測定し、その結果を表1に示した。なお、用
いた膨潤条件における塩型への転換割合は10%で、架
橋されたCMCの膨潤度は2g/gであった。 【0054】比較例7 酸型のカルボキシル基を有する架橋されたCMCをアル
カリで部分的に中和し膨潤させてゲルを生成させる際
に、1規定水酸化ナトリウム水溶液を8.86ml添加
して用いたこと以外は、実施例1と同様にして処理し
た。しかしながら、膨潤度が高過ぎて、極めて柔らかい
ゲルとなったため、濾過によってゲルを分離することが
できず、高吸水性材料を得ることはできなかった。な
お、用いた膨潤条件における塩型への転換割合は80%
で、架橋されたCMCの膨潤度は60g/gであった。 【0055】比較例8 酸型のカルボキシル基を有する架橋されたCMCをアル
カリで部分的に中和して膨潤させゲルを生成させた後、
ゲル中の残存する酸型のカルボキシル基を塩型に戻さな
かったこと以外は、実施例1と同様にして繊維状の吸水
性材料を得、この材料を用いて人工尿液吸水量及びゲル
強度を測定し、その結果を表1に示した。 【0056】比較例9 実施例1と同じ操作を行い、酸型のカルボキシル基を有
する架橋されたCMCをアルカリで部分的に中和し膨潤
させてゲルを生成させ、ゲル中に残存する酸型のカルボ
キシル基を塩型に変えた後、ゲルを濾過した。その後、
メタノールでゲル中の水分を置換して除去することなく
乾燥して固い樹脂状の吸水性材料を得、この材料を用い
て人工尿液吸水量及びゲル強度を測定し、その結果を表
1に示した。 【0057】比較例10 実施例1で得られた繊維状の架橋されたCMCナトリウ
ム塩3gを用い、カルボキシル基を酸型に変えることな
く、48.8%のイソプロパノール水溶液63.3gで
膨潤によるゲルを生成させ、実施例1と同様にして水分
を除去し、繊維状の吸水性材料を得、この材料を用いて
人工尿液吸水量及びゲル強度を測定し、その結果を表1
に示した。この膨潤条件での架橋されたCMCの膨潤度
は5g/gであった。 【0058】 【表1】 【0059】表1から分かるように、本発明によるセル
ロース誘導体からなる高吸水性材料は、人工尿液の吸水
量が高く、ゲル強度に優れている(実施例1〜7)。こ
れに対し、酸型に変える前の塩型のカルボキシル基を有
する架橋されたセルロース誘導体は、吸水量はやや低い
か、同等であるが、ゲル強度が極端に悪く(比較例1〜
5)、実用に適さない。本発明と同じ手法であっても膨
潤度が低いと(比較例6)、吸水量は同程度であるが、
ゲル強度が低く、更に、セルロース誘導体のカルボキシ
ル基を酸型にせず塩型のままアルコールー水系の溶媒で
膨潤させゲルを生成させると(比較例10)、吸水量は
顕著に高いが、ゲル強度は低く、共に実用には適さな
い。本発明と同じ手法に準じて膨潤度を高くし過ぎると
(比較例7)、生成されたゲルは濾過分別できないほど
柔らかくなり、処理不可能となる。一方、中和による部
分的な膨潤によりゲルを生成させても、残存する酸型の
カルボキシル基を塩型に戻さなかったり(比較例8)、
或いは濾過により生成されたゲルを分別した後に、ゲル
中に残留する水分をメタノールのような水と相溶性のあ
る有機溶媒で置換せずにそのまま乾燥すると(比較例
9)、吸水量もゲル強度も悪く、実用できないものであ
った。 【0060】 【発明の効果】本発明は、比較的少量の有機溶媒で合成
することができ、純水はもちろん各種の塩を含む水溶液
に対しても高い吸水性を示し、吸水した後のゲル強度が
優れているので取扱いが容易であり、広い分野での用
途、とりわけ衛生材料に好適に使用できるセルロース誘
導体からなる吸水性材料の製造方法を提供するという効
果を奏する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a highly water-absorbing cellulose material.
The production method of the feed, especially the ability to absorb salt water
A method for producing a water-absorbing cellulose material having excellent gel strength
To do. The water-absorbing material obtained in the present invention has a large amount
Not only absorb water, but also
High water absorption capacity even for aqueous solutions containing
Therefore, various sanitary materials, agricultural materials, food packaging materials
Useful in a wide range of fields such as materials, civil engineering and building materials
It is. [0002] 2. Description of the Related Art Water or water containing salts such as salt water
In recent years, as a water-absorbing material for solutions, it has been called a highly water-absorbing resin.
A group of materials are known and have been put to practical use. these
Resin material basically cross-links water-soluble polymer slightly
Having a chemical structure insoluble in water
You. Such superabsorbent materials include, for example, starches.
After graft polymerization of acrylonitrile, this is hydrolyzed
Grafted with acrylic acid metal salt onto starch
, Acrylic acid polymerized with a copolymerizable crosslinking agent
Addition of bridge resin, methyl methacrylate-vinyl acetate copolymer
Numerous things such as hydrolysates have been proposed.
Some are in practical use. [0003] Known as a traditional water-absorbing material
Cotton, pulp, paper, cloth, sponge, etc. are subject to capillary action.
Water absorption, but in contrast to the above high water absorption
Because the principle of water absorption is osmotic pressure, resin
Even can absorb much more water. In addition, high absorption
The water-based resin easily regenerates water even if pressure is applied while absorbing water.
It has the excellent feature of not releasing. Because of this
Disposable disposable diapers, sanitary products
Such as sanitary materials, soil water retention, seedling raising sheets, etc.
Agricultural materials, food freshness preserving materials, dewatering materials, etc.
Prevention of mud lost when excavating fields and tunnels, dew condensation prevention sheet for buildings
Widely used as civil engineering and building materials. [0004] However, these superabsorbent resins are used in saline and
When used on solutions containing salts, such as urine,
Since the osmotic pressure, which is the driving force, decreases, the water absorption
And at the same time, the mechanical strength of the gel
Have a point. However, the above high water-absorbent resin
In application fields, it is sometimes necessary to use solutions containing salts.
Development of materials that exhibit high water absorption even in the presence of salt
Is desired. Sanita for disposable diapers, sanitary products, etc.
In the field of leek, the ability to absorb salt water under pressure is required
Therefore, improvement in gel strength is also required. [0005] The above-mentioned disadvantages of the conventional superabsorbent resin are solved.
Synthetic polymers such as sodium polyacrylate
Unlike in salt water, molecules do not become thread-like, unlike
Use polysaccharides that can maintain a broad conformation
Has been attempted. For example, polysaccharides are hydrophilic
Nomer graft polymerization method (JP-A-56-7641)
No. 9, JP-A-56-76481), polysaccharides and the like.
(JP-A-56-5137,
JP-A-58-79006, JP-A-60-5844
No. 3) is known. Cell as a polysaccharide
Loose derivatives (particularly using carboxymethylcellulose
Using the method described in JP-A-49-12898.
7, JP-A-50-85689, JP-A-54-85689
-163981, JP-A-56-28755
Report, JP-A-58-1701, JP-A-60-944
No. 01, JP-A-61-89364 and JP-A-5-89364
No. 80482) has also been studied. However
In any case, the disadvantages of the superabsorbent resin are sufficient.
It is hard to say that it has improved. On the other hand, the present inventors have proposed a cell insolubilized with water.
Loose derivative in a mixture of water and an organic solvent,
Swell to a degree of swelling of 3 to 30 g / g.
A gel of the lulose derivative is formed, separated from the solvent and
Water by replacing the water in the water with an organic solvent compatible with water.
Leaving and drying, the carbon number of the organic solvent and
Absorption of salt water by maintaining the content in a specific range
Proposal of manufacturing method for super absorbent cellulose material with excellent ability
(JP-A-6-172401). But
According to this method, the cellulose material with excellent salt water absorption
However, this material has poor gel strength and may lose its shape.
Because it is rubbed, it is a sanitary material such as disposable diapers and sanitary products
There is a disadvantage that it cannot be used. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION
In order to solve the drawbacks of the prior art, the water absorption capacity of salt solution
Manufacture of cellulosic material with excellent properties of both force and gel strength
As a result of intensive studies on the fabrication method,
Cellulose which is solubilized and all carboxyl groups are acid type
In water, the carboxyl group of the acid type is
By partially neutralizing with alkali to form a salt form
Swelling in a specific range, uniform and continuous
The cellulose derivative can be swelled successively,
It has excellent properties of both water absorption capacity and gel strength
The present inventors have found that a cellulose derivative can be obtained, and have completed the present invention.
It has led to. An object of the present invention is to provide an aqueous solution containing various salts.
Cellulo with high water absorption and excellent gel strength
A water-absorbing cellulosic material comprising a cellulose derivative easily and
Another object of the present invention is to provide a low-cost manufacturing method. [0009] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides
Water-insoluble and all carboxyl groups are acid type cells
After dispersing the loin derivative in an aqueous medium, the alkali is removed.
To neutralize the carboxyl groups to give a swelling degree of 3 to 30 g /
g of the cellulose derivative gel, and then the gel is
Separated from water and placed in an organic solvent compatible with water,
Acid type carboxy remaining in the gel by adding alkali
The group was returned to the salt form, and the gel was separated from the solvent.
Then, the water in the gel is replaced with the organic solvent and removed.
Salt water absorption capacity and gel strength characterized by drying and drying
This is a method for producing a water-absorbing cellulose material excellent in degree. [0010] The water insolubilized by the crosslinking used in the present invention.
Cellulose with all carboxyl groups in acid form
Carboxymethylcellulose, carboxy
Cimethyl hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl
Water-soluble cellulose with carboxyl group such as cellulose
Raw material as a raw material,
One or more are used to provide cross-linking and
In some cases, all the radicals are in the acid form. This water-soluble cell
There is no particular limitation on the method of crosslinking the loin derivative,
The method of cross-linking by heating (thermal cross-linking)
A method in which a crosslinking agent is chemically reacted can be used. The crosslinking agent used in this case is formaldehyde
Aldehydes such as hide and glyoxal; dimethylo
Lurea, dimethylolethylene urea, dimethylol
N-methylol compounds such as imidazolidone; oxalic acid,
Polyvalent compounds such as maleic acid, succinic acid and polyacrylic acid
Bonic acids; ethylene glycol diglycidyl ether,
Polyethylene glycol diglycidyl ether, and
Polyepoxy compounds such as diepoxybutane; divinyl
Divinyl such as sulfone and methylenebisacrylamide
Compounds; dichloroacetone, dichloropropanol
And polyvalent halogen compounds such as dichloroacetic acid;
Halohi such as epichlorohydrin and epibromohydrin
Dolin compounds; and polyvalent aziridine compounds
Can be used. In addition, the crosslinking used in the method of the present invention
More water-insoluble and all carboxyl groups are in acid form
Another method for producing a cellulose derivative
Or graft a specific monomer onto a cellulose derivative
Copolymerization and, if necessary, hydrolysis and
Cross-linking, and all carboxyl groups are converted to acid form
May be used. Derivation of raw cellulose in this case
In addition to the above water-soluble cellulose derivatives, methyl
Cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cell
Loin, hydroxypropyl cellulose, cyanoethyl
Non-electrolyte cells such as cellulose and acetyl cellulose
Loose derivatives can also be used. [0013] The monomer used for the graft copolymerization and
Acrylic acid, methacrylic acid and their alkalis
A monomer having a carboxyl group, such as a metal salt,
Acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile
, Methyl acrylate, ethyl acrylate, methacryl
For hydrolysis such as methyl acrylate and ethyl methacrylate
Therefore, a monomer containing a group that generates a carboxyl group is used.
it can. The crosslinking treatment may be performed before or after the graft polymerization.
Alternatively, an electrolyte-based water-soluble cellulose
Crosslinking may be carried out in the same manner as for conductors, or
Dimerizable with the monomer during the graft copolymerization process
Vinyl compounds such as N, N-methylenebisacrylia
Mid, N, N'-methylenebismethacrylamide, d
Graph in the presence of Tylene glycol diacrylate
Copolymerization may be performed. Cellulose derivatives as exemplified raw materials
Generally has an alkali metal ion at the carboxyl group
Manufactured in the combined salt form. In the present invention, first,
Remove carboxyl groups by removing alkali metal ions
To achieve this, the raw material must be added to an aqueous solution of a strong acid.
A method of keeping the pH below 1 by immersing the lulose derivative
The easiest. The carboxyl group of the cellulose derivative is converted to an acid form.
The strong acid used to reduce the pH to 1 or less
Any acid that can be lowered, such as hydrochloric acid, nitric acid, bromic acid, iodine
Inorganic compounds such as acid, sulfuric acid, perchloric acid and phosphoric acid, Aspa
Laginic acid, citric acid, glutamic acid, oxalic acid, salicy
Organics such as luic, malonic, phosphinic, and phosphonic acids
Compounds are exemplified. However, manufacturing costs and costs
Considering ease of handling, hydrochloric acid or sulfuric acid is the most suitable.
You. The acid concentration of the strong acid aqueous solution depends on the type of acid or cellulose derivative.
It depends on the type, but is 0.5 to 4 rules. Low concentration
If it is too high, it will not be completely in acid form.
Hydrolysis of the base derivative itself or removal of excess acid
It is not preferable because it becomes difficult. The amount of the strong acid aqueous solution depends on the type and concentration of the acid.
The pH of the solution during processing is always 1 or more.
Must be kept below, 1 kg of absolutely dry cellulose derivative
It may be added in an amount of 10 to 150 kg. Low addition amount
And not completely acid form, and too much acid will increase the amount of acid used
This is not preferred. The time of immersion in a strong acid aqueous solution
It depends on the concentration and the type of cellulose derivative.
Minutes to 2 hours. This time depends on the power of the cellulose derivative.
The time required for all the ruboxyl groups to be in the acid form
Highly water-absorbing cellulose that can be obtained for a longer time
The gel strength of the derivative tends to be improved. In addition, this anti
In consideration of the case where a volatile strong acid is used, 5 to 30
It is preferably performed at room temperature of ° C. Processed in the above way
Raw cellulose derivatives are acidified by filtration, centrifugal dehydration, etc.
Extra acid separated from the aqueous solution and then washed with water
Cell whose carboxyl groups are all acid type
A roast derivative can be obtained. Next, the acid-type cell thus obtained is obtained.
Disperse the lulose derivative in water and add alkali,
The degree of swelling of the cellulose derivative is 3 to 30 g / g.
To convert some of the carboxyl groups in the acid form into salt forms.
Then, the cellulose derivative is swollen to form a gel. here
The "swelling degree" is the weight of water held by the material to be swollen.
Then, specifically, it is measured by the method described later.
The degree of swelling is determined by various factors, the main one being
This is the ratio of conversion of the acid type carboxyl group to the salt type.
Crosslinked cellulose derivatives have all carboxyl groups
In the case of the acid form, it does not swell in water.
As the degree of swelling increases, the degree of swelling changes according to the converted ratio. Previous
From the acid form of the carboxyl group to the salt form to obtain the degree of swelling
Conversion ratio depends on the type of cellulose derivative and crosslink density.
Therefore, although different, 20-70% of all carboxyl groups
Range. By appropriately adjusting the above-mentioned factors,
Thus, the cellulose derivative is converted into a gel having the above-mentioned degree of swelling.
Can be If the degree of swelling is less than 3 g / g, water absorption and
Cannot achieve the desired performance in
When the moisture content is more than 30g / g, the gel becomes too soft
To separate the gel from the aqueous medium by filtration, centrifugal dehydration, etc.
It is not suitable because it becomes difficult to do. Cellulose having acid-type carboxyl group
Alkaline used for neutralization by adding to derivatives
Sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide
, Rubidium hydroxide, cesium hydroxide, etc.
However, sodium hydroxide is preferred. Acid form
Disperse a cellulose derivative having a carboxyl group of
The amount of water to be added depends on the type of
It should be changed depending on the bridge density, but the dry cell
In the range of 50-100 kg per kg of the loin derivative
You. If the addition amount is as small as less than 50 kg, the gel swells.
Moisture becomes uneven, so it is not possible to obtain a super absorbent material,
Also, if the weight is higher than 100 kg, water from the gel
It is not suitable because separation becomes difficult. Subsequently, the formed gel is filtered and the resulting gel is obtained.
The gel was then dispersed in an organic solvent compatible with water.
While adding alkali while suppressing swelling,
The carboxyl group is returned to the salt form. Addition of organic solvent at this time
The amount varies depending on the type of gel and the degree of swelling.
20-30 kg per kg of absolutely dried cellulose derivative
You. If the added amount is too small, it will not be uniform salt form and it is too much
And the amount of organic solvent used increases, resulting in waste. Filtration is known
Using a filter cloth, a filtration device using a wire mesh, and a centrifugal dehydrator,
This is done by selecting the filter media mesh according to the gel situation.
You. Organic solvents should dissolve as much alkali as possible.
Are preferred, and monovalent alcohols such as methanol and ethanol
And glycerin are preferred. Above all, fibrous
To obtain a highly water-absorbing cellulose material, methanol
Is most suitable. The gel of the cellulose derivative converted to the salt form is water
And dried as it is, gels with water
Particles adhere to each other to form a hard resinous material. This one
Does not show high water absorption and cannot be used as is
Requires additional costs for grinding and dispersion. So
The salted gel is filtered to separate the gel from the solvent.
And then immersed again in an organic solvent compatible with water.
Water remaining in the gel
Cells that have been treated this way so they can be replaced
Heat-dry the gel of the loin derivative to absorb water-absorbing cellulose material
You can get a fee. Further, the water absorbing cell in the present invention
The shape of the loin material is fibrous, powdery, particulate, sheet
There is no particular limitation on the shape of the fiber,
Are better. According to the method of the present invention, an excellent superabsorbent material is obtained.
The reasons for it are not yet clear enough
But most importantly, the crosslinked cellulose derivative is expanded.
It is thought to be to moisturize. By swelling
One of the effects obtained is the reduction of water-soluble components in the gel.
It is. Crosslinked cellulose derivative used in the present invention
Is synthesized by crosslinking a water-soluble polymer as described above.
I do. In this case, there is a probability that a part of the water-soluble polymer is crosslinked.
Inevitably remain in the gel as a water-soluble component
No. And if this water-soluble component is present in a large amount in the gel
Then, when the gel is swollen, it becomes sticky,
It causes formation and leads to a decrease in water absorption capacity and gel strength.
You. Therefore, if the crosslinking density is theoretically increased,
In addition, it is necessary to remove water-soluble components,
Considering a method to wash cross-linked cellulose derivatives with water
However, in this case, the cellulose derivative is very
It absorbs a large amount of water and swells, so it has huge heat energy for drying
It is not realistic because it requires energy. So the cellulose derivative
Swelling is suppressed and evenly swelled to remove water-soluble components.
There is a demand for a method that uses water instead of water.
Swell with a mixture of organic solvents compatible with water
Swelling using a method of controlling water and using a mixture of water and salt
There is also a way to do this. However, the former is usually
It swells discontinuously due to the phenomenon called volume phase transition,
Moisture cannot be controlled arbitrarily;
Swelling can be effectively suppressed if no salt of
And a large amount of salt remains in the gel, which is not preferable. On the other hand, as in the present invention, the crosslinking
Water-insoluble and all carboxyl groups are in acid form
Disperse the cellulose derivative in water and add alkali to it.
Addition to partially neutralize carboxyl groups to form salt form
In this way, the degree of swelling is adjusted so that the degree of swelling becomes 3 to 30 g / g.
Adjusting the degree greatly increases discontinuous swelling due to volume phase transition
To convert the acid form of the carboxyl group to the salt form.
By changing the combination, it can be changed to almost continuous swelling
You can. On the other hand, according to the present invention, a water absorbing material having a high water absorption
Can be explained by simply removing the above water-soluble components.
It cannot be clarified, and it is actually estimated from the removal of water-soluble components.
Water absorption much higher than water is obtained. Such effects
Fruit develops in cellulose derivatives by swelling
Breakage of intermolecular hydrogen bonds or cross-linking points
Deforms the network to take in water between the molecular networks
This is presumed to be due to the fact that the state becomes easy. Therefore, the gel in this state is made compatible with water.
Wash with an organic solvent or immerse in the organic solvent
By replacing the water in the gel with an organic solvent,
Can be removed, thereby allowing the gel to dry easily.
Can be Moreover, in this case, it is formed by swelling
Most of the mesh structure preserved is preserved,
It is believed that aqueous develops. If the organic solvent
If the gel is dried without removing the water in the gel,
Hydrogen bonds are reformed by the effect of moisture in the water, changing the network structure.
Not only the shaping effect is reduced, but also the resulting water-absorbing material
However, high water-absorbing performance cannot be obtained. Further, the reason why high gel strength can be obtained is as follows.
Since the swelling of the cellulose derivative takes place in water,
Complete removal of water-soluble components in the gel,
When the carboxyl group of the cellulose derivative is converted to the acid form
New ester bond between molecules enhances cross-linking
It is possible. As described in detail above, according to the present invention,
High water absorption with significantly improved salt water absorption and gel strength
A cellulosic material can be obtained. [0030] The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
Although described, of course, the present invention is limited by these
Not something. In Examples and Comparative Examples,% and
All indicate weight%. Embodiment 1 20 g of bleached softwood bleached kraft pulp
The mixture was disintegrated with a mixer to give a floc. Put this floc into a reaction vessel
And 400 ml of isopropanol, 40 m of water
and 6.20 g of sodium hydroxide, and mixed for 1 hour
The mixture was stirred to obtain alkali cellulose. Monochrome to this
17.3 g of sodium acetate and 0.6 of epichlorohydrin
g was added, stirred for 30 minutes and left for another 30 minutes.
Next, attach a reflux condenser to the reaction vessel,
The mixture was heated at reflux in a bath for 3 hours. Glass fill the reaction product
70% methanol-water mixture
After washing thoroughly, wash twice with 100% methanol and vacuum
Dry in a dryer to obtain a fibrous crosslinked carboxymethyl
Rucellulose (hereinafter referred to as CMC) sodium salt 30
g (degree of substitution 1.0) was obtained. In a 500 ml beaker, the cross-linked CM
Take 3 g (absolutely dry) of C sodium salt, and add 1N hydrochloric acid 30
After adding 0 ml, the mixture was stirred for 30 minutes and allowed to stand for 30 minutes. this
The mixture was filtered through a glass filter (2G) to remove acid-
Isolating the crosslinked CMC having ruboxyl groups,
Repeat washing and filtration with pure water to remove excess acid
Was. Crosslinked CM having a carboxyl group of this acid form
C into a 300ml beaker and add 200ml of pure water
After dispersion, 6.64 ml of 1N aqueous sodium hydroxide solution
Add gel and partially neutralize with stirring to swell and gel
Was generated. The conversion to the salt form under these swelling conditions
The conversion ratio is 60% and the cross-linked CMC has a swelling degree of 28 g.
/ G. The above mixture was filtered with a glass filter (2G).
The gel was separated by filtration and transferred to a 200 ml beaker.
Disperse the gel by adding 60 ml of 100% methanol
Then, 1N sodium hydroxide-methanol solution 3.1
After adding 0 ml and stirring, the remaining acid-type carb
The xyl group was returned to the salt form. After standing for 1 hour, the gel is
Filter through a lath filter (2G) and filter
Immerse in 100 ml of ethanol, and remove the water in the gel
It was replaced by knol and removed. After standing for 1 hour, gel
And then filtered again with 100% methanol
After drying with a vacuum cleaner at 50 ° C. for 3 hours, a fibrous suction
An aqueous cellulose material was obtained. Using the obtained water-absorbing cellulose material,
The amount of water absorbed and the gel strength of the artificial urine were
Tested and evaluated its quality. Table 1 shows the results. [0035]Test method (1) Water absorption of artificial urine 0.8 g of the test material was dried in a 250 cm 10 cm square
And sealed in a nylon wire bag.
It was immersed in artificial urine fluid of the composition for 10 minutes to absorb water. this
Pull up, suspend, and drain for 10 minutes.
The amount of artificial urine absorbed per gram of sample was measured.
The amount of water absorption (g / g) was indicated by the amount. This water absorption is 4
If it is 0 g / g or more, it can be used practically. Artificial urine composition Ingredient% Urea 2.00 Sodium chloride 0.80 Magnesium sulfate 0.08 Calcium chloride 0.03 Pure water 97.09 [0036](2) Gel strength Place 1 g of absolutely dry sample material in a 100 ml weighing bottle,
20 ml of artificial urine was added to form a uniform gel. 2 hours
After standing, press the obtained gel with a finger to set the gel hardness
It was evaluated on a scale. The gel strength was rated as ○ (hard) and ◎ (very
Hard). ◎: Very hard ○: Hard △: soft ×: very soft [0037](3) Swelling degree According to Examples and Comparative Examples of the present invention, 1 g of absolutely dry sample material was used.
And gelled. That is, having an acid-type carboxyl group
Place the crosslinked CMC in a 300 ml beaker and add pure water 2
After dispersing in 100 ml, the specified aqueous solution of sodium hydroxide
The solution was added and swelled with stirring to form a gel.
This gel is 250cm Nylon 10cm square.
And hang it for 10 minutes.
And put it between the upper and lower filter papers in the bag.
And place it on a horizontal press table, on which 16cm in diameter,
Stack a stainless steel plate weighing 100 g and place 1k on it
g and apply pressure to the gel for 5 minutes.
The water present in the gap was absorbed by the filter paper. Then gel
Measure the weight of water and absorb water
Was used as the degree of swelling (g / g). Embodiment 2 Crosslinked CMC nut obtained in the same manner as in Example 1.
In a 500 ml beaker, add 3 g of sulfuric acid
Into 300 ml and stirred for 30 minutes, then released for 30 minutes
Placed. This mixture is filtered to remove the acid type carboxyl group.
Separated cross-linked CMC and further removal of excess acid
Washing and filtration with pure water were repeated in order to achieve this. This acid form
Place the crosslinked CMC in a 300 ml beaker and add pure water 2
After adding 00ml and dispersing, 1N sodium hydroxide aqueous solution
Add 3.32 ml of liquid and partially neutralize with stirring
Swell to form a gel. Under these swelling conditions,
30% conversion to salt form
The degree of swelling of the thorium salt was 15 g / g. The mixture was filtered as in Example 1.
To separate the gel and transferred to a 200 ml beaker. This game
After adding 60 ml of ethanol to the mixture and dispersing,
A sodium-ethanol solution (5.43 ml) was added and stirred.
While stirring, return the remaining acid-type carboxyl groups to the salt form.
did. After standing for 1 hour, the gel was filtered and 100% ethanol
100 ml was added to replace and remove water in the gel.
The gel was filtered by standing still for 1 hour, and then 100% ethanol again.
And then dried to obtain a fibrous water-absorbing material. This material
The artificial urine water absorption of the sample and the gel strength were measured, and the results were
It is shown in Table 1. Embodiment 3 Crosslinking agent (trade name: SUMITEX, NF-500K,
2.0 g, manufactured by Tomo Chemical Co., Ltd .;
X, Accelerator, MX, manufactured by Sumitomo Chemical)
0g and 297.0g of water to make 300g of a mixed solution.
And 20g of bleached softwood bleached kraft pulp
Dipped for 0 minutes. The mixture in the pulp is 24
g by filtering and pressing the excess mixture
Removed. The obtained sheet pulp is sufficiently dried at room temperature.
After drying, heat in a blow dryer at 140 ° C for 30 minutes.
To effect crosslinking. This crosslinked pulp is converted to a household mixer.
To disintegrate into floc. Put this floc into the reaction vessel
400ml of isopropanol, 40ml of water,
And 5.93 g of sodium hydroxide, and stirred for 1 hour
Thus, alkali cellulose was obtained. Monochloroacetic acid
Add 17.3 g of sodium and stir for 30 minutes.
It was left for 30 minutes. Next, install a reflux condenser in the reaction vessel.
And the mixture was heated at reflux in an oil bath for 3 hours. reaction
The product was filtered through a glass filter (2G) and 70%
After washing thoroughly with ethanol, wash twice with 100% methanol
And then dried in a vacuum dryer to form a fibrous cross-link
Thus, 30 g of CMC sodium salt (degree of substitution 1.0) was obtained. In a 500 ml beaker, the crosslinked CM
Take 3 g of C sodium salt and add 1.5N hydrochloric acid to 300 g
The mixture was stirred for 30 minutes and left for 30 minutes. This mix
The compound was filtered to separate the acid-form crosslinked CMC,
Washing and filtration with pure water were repeated to remove the acid. This
Crosslinked CMC having carboxyl group of acid type
Put in a 00ml beaker, add 200ml of pure water and disperse
Then, add 6.64 ml of 1N sodium hydroxide aqueous solution
To partially neutralize and swell while stirring to form a gel
I let it. The conversion rate to salt form under these swelling conditions
Is 60% and the cross-linked CMC has a swelling degree of 28 g / g.
there were. The mixture was filtered to separate the gel,
Transferred to a ml beaker. 100% methanol in this gel
After adding 60 ml and dispersing, add 1 N sodium hydroxide
Add 3.10 ml of the ethanol solution and stir while stirring.
The carboxyl group of the acid form was returned to the salt form. Leave for 1 hour
After that, the gel was filtered, and 100 ml of 100% methanol was added.
To remove the water in the gel. Let sit for one hour
Filter, wash again with 100% methanol and dry.
Thus, a fibrous water-absorbing material was obtained. Artificial using this material
Urine water absorption and gel strength were measured and the results are shown in Table 1.
did. Embodiment 4 Commercially available powdered CMC sodium salt (degree of substitution: 0.65,
Viscosity of 1% aqueous solution: 280 cps, trade name: Cellogen W
(SC, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) 30 g of isopropanol 3
33 ml, water 78 ml, sodium hydroxide 2 g, and
Charge 22 g of Tylene oxide into an autoclave,
Was reacted at 70 ° C. for 2 hours. Then the reaction mixture
Is neutralized with acetic acid and filtered to remove most of the reaction solvent.
Dried at 60 ° C for 4 hours
Cimethylcellulose sodium salt (hereinafter referred to as HECMC
Thorium salt) was prepared. This HECMC Nutri
Into a reaction vessel, and add isopropanol
600 ml, water 120 ml, and ethylene glycol
4.5 g of diglycidyl ether were mixed. In the reaction vessel
Install a reflux condenser and return the mixture in an oil bath for 2 hours
A cross-linking reaction was performed by flow heating. Mix the reaction mixture
And filtered with a 70% methanol filter.
After washing for 2 minutes, wash twice with 100% methanol and dry under vacuum
To obtain a crosslinked HECMC sodium salt
Was. In a 1 liter beaker, the crosslinked HE
Take 3 g of CMC sodium salt and add 0.7N hydrochloric acid 45
0 ml was added, stirred for 30 minutes, and left for 90 minutes. This
Of acid-type carboxyl group by filtration of the mixture of
HECMC separated to further remove excess acid
Washing and filtration with pure water were repeated. This acid type crosslinked
Put the HECMC in a 300 ml beaker and add 30
After adding 0 ml and dispersing, 1N sodium hydroxide aqueous solution
Add 3.32 ml, partially neutralize and stir while stirring.
Moistened to form a gel. Salt form under these swelling conditions
30% conversion to swelling of cross-linked HECMC
When the degree was measured, it was 25 g / g. The mixture
To separate the gel and transfer to a 200 ml beaker.
Was. 60 ml of 100% methanol is added to the gel and separated.
After dispersing, 1N sodium hydroxide-methanol solution 5.4
Add 3 ml and stir while stirring the remaining acid-type carbohydrate.
The xyl group was returned to the salt form. After standing for 1 hour, the gel was filtered,
Add 100 ml of 100% methanol to remove water in the gel
Replaced and removed. Let stand for 1 hour, filter the gel and re-
After washing with 100% methanol and drying, the powder
An aqueous material was obtained. Using this material, the amount of artificial urine absorbed and
The gel strength was measured and the results are shown in Table 1. Embodiment 5 0.1% nitric acid on bleached softwood kraft pulp
Add 154g of acid and 14g of acrylonitrile and mix well
did. Next, ceric nitrate as a graft polymerization initiator
Add 370mg of ammonium and graph for 1 hour at room temperature
The polymerization was carried out. The reaction product is thoroughly washed with water, filtered
After dehydration, 1000 ml of 3% aqueous sodium hydroxide solution
In addition, by heating at 100 ° C for 2 hours, the graph
The copolymerized pulp was hydrolyzed. This reaction product is
After separation by filtration and washing with a 76% aqueous methanol solution,
Vacuum dried to obtain hydrolyzate of graft copolymerized pulp
Was. Next, 5 g of this hydrolyzate was added to 50 g of isopropanol.
ml, 10 ml of water and 1.5 g of sodium hydroxide.
After stirring at room temperature for 1 hour,
4.4 g of thorium was added, and the mixture was further added at 40 ° C. for 3 hours.
Carboxymethylation to the hydrolysis product by heating for hours
, And washed with 70% methanol, followed by vacuum drying. This
Graft copolymerization carboxymethylated as in
A pulp hydrolyzate was obtained. The carboxymethylated product is placed in a plastic bag.
3 g of the hydrolyzate of the graft copolymerized pulp
Add 60ml of fixed hydrochloric acid and leave outside the plastic bag for 30 minutes
The mixture was rubbed by hand and left for 30 minutes. This mixture
To separate the acid-type graft copolymerized pulp,
Repeat washing and filtration with pure water to remove excess acid
Was. 300 ml of this acid type graft copolymerized pulp
Put into a car, add 150 ml of pure water and disperse.
Add 7.75 ml of aqueous sodium oxide solution and stir.
The gel was partially neutralized and swelled to form a gel. this
The conversion rate to the salt form under swelling conditions was 70%.
The degree of swelling of the copolymerized pulp was 28 g / g. The blend
The mixture was filtered to separate the gel and transferred to a 200 ml beaker.
did. After 90 ml of methanol was added to the gel and dispersed,
1.16 ml of 2N methanolic sodium hydroxide solution
While adding and stirring, the remaining acid-type carboxyl groups
Was returned to the salt form. After standing for 1 hour, the gel was filtered and 100%
Replace the water in the gel by adding 100 ml of methanol
Removed. The gel was filtered by allowing to stand for 1 hour, and then 100% again.
After washing with methanol and drying, a fibrous water-absorbing material
Got. Using this material, artificial urine absorption and gel strength
Was measured, and the results are shown in Table 1. Embodiment 6 To 10 g of the commercially available powdered sodium salt of CMC,
Add 3g of thorium and 80g of water, stir and mix for 1 hour
MC was dissolved. Next, add 3 g of epichlorohydrin
And further mix for 1 hour, then crosslink at 40 ° C for 6 hours
The reaction was performed. Generated gel with dimensions of 10 x 5 x 1 mm
And stirred in 500 ml of 70% methanol for 2 hours
did. The gel was filtered and 100% methanol 500m
After stirring for 1 hour in a l
Dried in a stove. This is crushed to form a particulate cross-linked
CMC sodium salt was obtained. This cross-linked CMC Nato
The lithium salt was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a particulate water-absorbing material.
The material was obtained. Using this material, artificial urine water absorption and gel
The strength was measured, and the results are shown in Table 1. Embodiment 7 A crosslinked CMC having an acid type carboxyl group
When partially neutralizing with potash and swelling to form a gel
2.21 ml of 1N aqueous sodium hydroxide solution was added
A fibrous water-absorbing material was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used.
Water-absorbing material and gel using this material
The strength was measured, and the results are shown in Table 1. In addition, used
The conversion to the salt form under swelling conditions is 20%,
The degree of swelling of the obtained CMC was 4 g / g. Comparative Example 1 Prior to the acid form obtained in Example 1, a fibrous cross-linked
Of artificial urine absorption and gel using CMC sodium salt
The strength was measured, and the results are shown in Table 1. Comparative Example 2 The fibrous cross-linked prior to the acid form obtained in Example 3
Of artificial urine absorption and gel using CMC sodium salt
The strength was measured, and the results are shown in Table 1. Comparative Example 3 The powdered, crosslinked form before the acid form obtained in Example 4
Water absorption using artificial HECMC sodium salt
The gel strength was measured and the results are shown in Table 1. Comparative Example 4 Fibrous graft obtained in Example 5 before conversion into the acid form
Artificial urine absorption using polymerized CMC sodium salt
And the gel strength were measured, and the results are shown in Table 1. Comparative Example 5 Particulate cross-linked prior to the acid form obtained in Example 6
Of artificial urine absorption and gel using CMC sodium salt
The strength was measured, and the results are shown in Table 1. Comparative Example 6 A crosslinked CMC having an acid type carboxyl group
When gel is formed by partially neutralizing and swelling with potash
1.11 ml of 1N aqueous sodium hydroxide solution
Except that it was used in the same manner as in Example 1,
Obtain a water-absorbing material, and use this material to absorb artificial urine water and
The gel strength was measured and the results are shown in Table 1. In addition,
The conversion rate to the salt form under the swelling condition was 10%,
The degree of swelling of the bridged CMC was 2 g / g. Comparative Example 7 A crosslinked CMC having an acid type carboxyl group
When gel is formed by partially neutralizing and swelling with potash
8.86 ml of 1N aqueous sodium hydroxide solution
Except that it was used in the same manner as in Example 1,
Was. However, the degree of swelling is too high and extremely soft
Since it became a gel, it was possible to separate the gel by filtration.
No high water absorbing material could be obtained. What
The conversion rate to the salt form under the swelling conditions used is 80%.
The swelling degree of the crosslinked CMC was 60 g / g. Comparative Example 8 A crosslinked CMC having an acid type carboxyl group
After partially neutralizing with potassium and swelling to form a gel,
Do not convert the remaining acid-form carboxyl groups in the gel back to the salt form.
A fibrous water absorption was performed in the same manner as in Example 1 except that
Water-absorbing material and gel using this material
The strength was measured, and the results are shown in Table 1. Comparative Example 9 The same operation as in Example 1 was carried out to obtain an acid type carboxyl group.
Partially neutralizes the cross-linked CMC with alkali and swells
To form a gel, and the acid-type carbohydrate remaining in the gel.
After changing the xyl groups to the salt form, the gel was filtered. afterwards,
Without replacing the water in the gel with methanol
Dry to obtain a hard resinous water-absorbing material, and use this material
Measure the amount of artificial urine absorbed and the gel strength and display the results.
1 is shown. Comparative Example 10 The fibrous crosslinked CMC sodium obtained in Example 1
Do not change the carboxyl group to the acid form using 3 g of salt
And 63.3 g of a 48.8% aqueous solution of isopropanol.
A gel was formed by swelling, and the water content was changed in the same manner as in Example 1.
To obtain a fibrous water-absorbing material, and using this material
The amount of artificial urine absorbed and the gel strength were measured, and the results are shown in Table 1.
It was shown to. Swelling degree of cross-linked CMC under these swelling conditions
Was 5 g / g. [0058] [Table 1] As can be seen from Table 1, the cell according to the present invention
The superabsorbent material composed of the loin derivative absorbs artificial urine
The amount is high and the gel strength is excellent (Examples 1 to 7). This
On the other hand, it has a salt-type carboxyl group before changing to the acid form.
Crosslinked cellulose derivatives have slightly lower water absorption
Or equivalent, but the gel strength was extremely poor (Comparative Examples 1 to
5) Not suitable for practical use. Even if the same method as the present invention is used,
When the degree of moisture is low (Comparative Example 6), the water absorption is almost the same,
Gel strength is low, and carboxy
Alcohol-water solvent without changing the acid group to acid
When the gel is formed by swelling (Comparative Example 10), the water absorption becomes
Notably high, but low gel strength, both are not suitable for practical use
No. If the degree of swelling is too high according to the same method as the present invention,
(Comparative Example 7), the generated gel was so filtered that it could not be separated
It becomes soft and unprocessable. On the other hand,
Even if a gel is generated by partial swelling, the remaining acid type
The carboxyl group was not returned to the salt form (Comparative Example 8),
Alternatively, after separating the gel produced by filtration,
Remove any residual water that is compatible with water, such as methanol.
Without drying with an organic solvent (Comparative Example
9) The water absorption and gel strength are poor, making it impractical.
Was. [0060] Industrial Applicability The present invention can be synthesized with a relatively small amount of an organic solvent.
Aqueous solution containing various salts as well as pure water
Shows high water absorption, and gel strength after water absorption
Excellent handling for easy handling and use in a wide range of fields
Cellulose induction suitable for use in sanitary materials
The effect of providing a method for producing a water-absorbing material composed of a conductor
Play a fruit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−82301(JP,A) 特開 平6−172401(JP,A) 特開 平4−161431(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08B 1/00 - 17/06 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-82301 (JP, A) JP-A-6-172401 (JP, A) JP-A-4-161431 (JP, A) (58) Field (Int. Cl. 7 , DB name) C08B 1/00-17/06 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 架橋結合により水不溶化され、且つカル
ボキシル基が全て酸型のセルロース誘導体を、水中に分
散させた後、アルカリを添加してカルボキシル基を中和
し膨潤度が3〜30g/gのセルロース誘導体ゲルを生
成させ、次いで該ゲルを水から分離して水と相溶性を有
する有機溶媒中に入れ、アルカリを加えて該ゲル中に残
存する酸型のカルボキシル基を塩型に戻し、更に該ゲル
を前記溶媒から分離した後、前記有機溶媒を用いて該ゲ
ル中の水を置換して除去し、乾燥することを特徴とす
る、塩水吸水能力とゲル強度に優れた吸水性セルロース
材料の製造方法。
(57) [Claim 1] A cellulose derivative which is insolubilized in water by cross-linking and has all carboxyl groups in an acid form is dispersed in water, and then an alkali is added to neutralize the carboxyl group. Then, a cellulose derivative gel having a swelling degree of 3 to 30 g / g is produced, and then the gel is separated from water, placed in an organic solvent compatible with water, and an alkali is added thereto to form an acid form remaining in the gel. Returning the carboxyl group of the salt to a salt form, further separating the gel from the solvent, removing and replacing the water in the gel with the organic solvent, and drying. A method for producing a water-absorbing cellulose material having excellent gel strength.
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