JP5514426B2 - 光ファイバー止水テープ用吸水性樹脂粒子 - Google Patents
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Description
光ファイバー用止水テープに用いられる吸水性樹脂としては、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の中和物(特許文献1)、ポリアクリル酸部分中和物(特許文献2)、アミノ基含有水溶性エチレン性不飽和単量体−アクリル酸部分中和物の共重合体(特許文献3)等が、知られている。
水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解により水溶性ビニルモノマー(a1)となるビニルモノマー(a2)としては特に限定がないが、例えば、特開2005−075982号公報に記載の水溶性ラジカル重合単量体が挙げられる。これらのうち、吸収性能等の観点から、水溶性ビニルモノマー(a1)が好ましく、さらに好ましくはアニオン性ビニルモノマー、次にさらに好ましくは炭素数3〜30のビニル基含有カルボン酸(塩){不飽和モノカルボン酸(塩)((メタ)アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸及びこれらの塩等);不飽和ジカルボン酸(塩)(マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸及びこれらの塩等);及び前記不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜8)エステル(マレイン酸モノブチルエステル、フマル酸モノブチルエステル、マレイン酸のエチルカルビトールモノエステル、フマル酸のエチルカルビトールモノエステル、シトラコン酸モノブチルエステル及びイタコン酸グリコールモノエステル等)、特に好ましくは不飽和モノカルボン酸(塩)、最も好ましくはアクリル酸(塩)である。
なお、(メタ)アクリル酸とは、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を意味し、アクリル酸(塩)とは、アクリル酸及び/又はアクリル酸塩を意味し、以降においても同様である。
オニウム塩としては、特開2003−251178号公報、特開2005−95357号公報等に記載されているものが使用でき、オニウムカチオンとしては第4級アンモニウムカチオン(I)、第3級ホスホニウムカチオン(II)、第4級ホスホニウムカチオン(III)、第3級オキソニウムカチオン(IV)アルキルピリジニウムカチオン(V)、第4級アンモニウムカチオンを除くアンモニウムカチオン(VI)等が挙げられる(以下カチオンという語句は省略)。
第3級アンモニウム(VI1)としては、アルキルアンモニウム(トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム等)、アルカノールアンモニウム(トリメタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム等)及びピリジニウム等が挙げられる。
第2級アンモニウム(VI2)としては、アルキルアンモニウム(ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム等)及びアルカノールアンモニウム(ジメタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム等)等が挙げられる。
第1級アンモニウム(VI3)としては、アルキルアンモニウム(モノメチルアンモニウム、モノエチルアンモニウム等)及びアルカノールアンモニウム(モノメタノールアンモニウム、モノエタノールアンモニウム等)等が挙げられる。
水溶性ビニルモノマー(a1)及びビニルモノマー(a2)のうち、吸収性等の観点から、水溶性ビニルモノマー(a1)が好ましく、さらに好ましくは(a1)を単独で構成単位とすることである。
水溶性ビニルモノマー(a1)及びビニルモノマー(a2)の両方を構成単位とする場合、これらのビニルモノマー単位のモル比{(a1)/(a2)}は、75/25〜99/1が好ましく、さらに好ましくは85/15〜95/5、特に好ましくは90/10〜93/7、最も好ましくは91/9〜92/8である。この範囲であると、吸収性能がさらに良好となる。
架橋剤(b11)のうち、吸水性樹脂粒子の吸収能の観点から、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが好ましく、さらに好ましくはN,N’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート及びトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、特に好ましくはN,N’−メチレンビスアクリルアミド及びトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートである。
分子内にアリル基を3〜10個有しかつ水酸基を有さない架橋剤(b132)としては、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル及びテトラアリルオキシエタン等が挙げられる。
架橋剤(b21)としては、分子内にアリル基を2個有しかつ水酸基を1〜5個有する架橋剤(b211)、分子内にアリル基を3〜10個有しかつ水酸基を1〜3個有する架橋剤(b212)、分子内にアリル基を有さずかつ水酸基を有する架橋剤(b213){N−メチロール(メタ)アクリルアミド等}及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び分子内にアリル基を有さずかつエポキシ基を有する架橋剤(b214)等{グリシジル(メタ)アクリレート等}が挙げられる。
分子内にアリル基を3〜10個有しかつ水酸基を1〜3個有する架橋剤(b212)としては、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル及びジグリセリントリアリルエーテル、ソルビトールトリアリルエーテル、ポリグリセリン(重合度3〜13)ポリアリルエーテル等が挙げられる。
分子内にアリル基を有さずかつ水酸基を有する架橋剤(b213)としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミド及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
分子内にアリル基を有さずかつエポキシ基を有する架橋剤(b214)としては、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多価グリシジル化合物(b31)としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル及びソルビトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(b32)としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
多価アミン化合物(b33)としては、エチレンジアミン等が挙げられる。
多価アルコール化合物(b34)としては、(ポリ)アルキレングリコール、グリセリン及びソルビトール等が挙げられる。
架橋剤(b3)のうち、吸水性樹脂粒子の吸収能の観点から、好ましくは多価グリシジル化合物(b31)であり、さらに好ましくはエチレングリコールジグリシジルエーテルである。
架橋剤(b3)を使用する場合は、架橋剤添加後、任意の段階で、好ましくは100〜230℃、より好ましくは120〜160℃に加熱し架橋反応を進行させるのが一般的である。また、架橋剤(b3)は、所定量の範囲で2種以上、更には(b1)及び(b2)と併用しても良い。
重合方法としては公知の重合方法が適用でき、たとえば、水溶液重合、懸濁重合、塊状重合、逆相懸濁重合及び乳化重合が挙げられる。
これらの重合方法のうち、本発明の吸水性樹脂粒子の吸収能の観点から水溶液重合、懸濁重合、逆相懸濁重合及び乳化重合が好ましく、さらに好ましくは水溶液重合、逆相懸濁重合及び乳化重合、特に好ましくは水溶液重合である。これらの重合には、公知の重合開始剤、連鎖移動剤及び溶媒等が使用できる。
ラジカル重合開始剤を用いる場合、この開始剤としては、アゾ化合物[アゾビスイソバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリックアシッド)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライド等]、無機過酸化物[過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等]、有機過酸化物[ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等]、レドックス開始剤[アルカリ金属塩の亜硫酸塩もしくは重亜硫酸塩、亜硫酸アンモニウム、重亜硫酸アンモニウム、L−アスコルビン酸等の還元剤と、アルカリ金属塩の過硫酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化水素水等の過酸化物の組み合わせ]等が挙げられる。これらは2種類以上を併用してもよい。
開始剤の量に関しても、特に限定はないが、不飽和単量体{すなわち、(a1)、(a2)及び(b)}の合計重量に対して、重合度の観点から、好ましくは0.000001〜3.0%、更に好ましくは0.000001〜0.5%である。
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等が挙げられる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。オニウムカチオンの水酸化物としては、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド等が挙げられる。オニウムカチオンの炭酸塩としては、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウムモノメチル炭酸塩等が挙げられる。
平均重合度が、5,000以上となる条件で重合を行うと、適量の架橋剤を使用することにより吸水性樹脂粒子の吸収能がさらに優れる。上記平均重合度の測定はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法にて行うことができる。
含水ゲルの中和を行う場合には、(A)の含水ゲルにアルカリ(C)を混合して、含水ゲルの中和物を得る。この工程で得られる含水ゲルの中和度は、含水ゲルの粘着性及び吸水性樹脂粒子の人体の皮膚に対する安全性の観点から、(A)中のカルボキシル基の60〜80モル%が好ましく、さらに好ましくは65〜78モル%である。
(A)の含水ゲルをアルカリ(C)で中和する方法としては、(A)の含水ゲルを約1cm3以下の小片に細断しながらアルカリ(C)又は(C)の水溶液を添加し混合する方法が挙げられる。
混合する際の温度としては、従来この工程で行われる範囲でよく、好ましくは10〜80℃である。また、混合するシアも、従来公知の方法でよく、機器の回転数は、好ましくは20〜100rpmである。
破断する際の温度としては、従来この工程で行われる範囲でよく、好ましくは10〜80℃である。また、混合するシアも、従来公知の方法でよく、機器の回転数は、好ましくは20〜100rpmである。
このようにして得られた架橋重合体(A)の乾燥物は、必要により粉砕して粉末化する。粉砕方法は、通常の方法でよく、例えば衝撃粉砕機(ピンミル、カッターミル、スキレルミル、ACMパルペライザー等)や空気粉砕機(ジェット粉砕機等)で行うことができる。
粉末化して得られる樹脂粒子(A1)の重量平均粒子径は、65〜500μm、好ましくは100〜400μmであり、90重量%以上の粒子が10〜850μmの範囲であることが好ましい。
なお、前記架橋剤(b3)及び前記化合物(D)は、ともに架橋を目的とした成分であり、重複する成分を含む場合があるが、架橋剤(b3)は架橋重合体(A)を構成し得るものであり、化合物(D)は樹脂粒子(A1)をさらに架橋し得るものであるため、架橋剤(b3)と化合物(D)とは、それぞれの工程により区別する。
ポリエポキシ又はポリグリシジルエーテル化合物(D11)としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリン−1,3−ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA−エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
ポリオール化合物(D12)としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。
(ポリ)アルキレンポリアミン化合物(D13)としては、エチレンジアミン等が挙げられる。
具体的には、塩化カルシウム、ジ酢酸亜鉛、硫酸アルミニウム等が挙げられる。
<見掛け密度の測定方法>
JIS K3362−1998に準拠して見掛け密度を測定する。
フラクタル次数が1.87未満では、人工海水を吸収する際にブロッキングを生じ、1.92を超えると人工海水の吸収速度が遅くなる。
<フラクタル次数の測定方法>
走査電子顕微鏡(例えば、日本電子データム社製JSM−7000F)を用いて、25、30、50及び100倍の各倍率で1個の吸水性樹脂粒子の写真を撮影する。これらの各写真について画像解析ソフト(三谷商事社製WinROOF)を用いて、粒子輪郭長及び粒子投影面積を求める。次に各写真の粒子輪郭長と粒子投影面積の常用対数を求める。得られた値を粒子輪郭長の常用対数をX軸、粒子投影面積の常用対数をY軸とするX−Y座標図プロットし、最小二乗法で直線を引く。無作為に取出した5個の吸水性樹脂粒子の各々について上記の直線を引き、その傾きの平均値をフラクタル次数とする。
<人工海水吸収速度の測定方法>
JIS K7224−1996に準拠する0.9M/vol%食塩水吸収速度の測定方法において、0.9M/vol%食塩水を人工海水に、吸水性樹脂粒子の重量を3.0gとする以外は同様にして測定する。
人工海水は、アクアマリン(八洲薬品株式会社製)を使用し下記の通り作製する。
(人工海水の作製方法)
アクアマリンのA(粉剤)を約19Lの純水に溶解し、次にB(液剤)を混入し、よく混ぜ全量を20Lにする。次に、0.13N水酸化ナトリウム溶液を加え攪拌しpHを8.2に調製する。
第1工程:(A)の含水ゲルと(E)とを混合する工程
第2工程:(A)の含水ゲルを乾燥しながら(E)と混合する工程。
第3工程:乾燥した(A)を粉砕しながら(E)と混合する工程
第4工程:(A)からなる樹脂粒子(A1)と(E)とを混合する工程
本発明の吸水性樹脂粒子の吸収性能の観点から、(E)が上記気体を発生する温度は80〜190℃が好ましく、さらに好ましくは90〜170℃である。また、該吸水性樹脂粒子の吸収性能の観点から、(E)は、2〜120分の加熱で上記気体を発生することが好ましい。また、該吸水性樹脂粒子の吸収性能の観点から、発生する気体の量は、60〜290ml/gが好ましく、さらに好ましくは70〜280ml/g、特に好ましくは80〜250ml/gである。
アゾ化合物(E11)としては、アゾジカルボンアミド及びアゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
スルホニルヒドラジド化合物(E12)としては、p−トルエンスルホニルヒドラジン及びp、p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)等が挙げられる。
ニトロソ化合物(E13)としては、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等が挙げられる。
(E1)のうち、該吸水性樹脂粒子の吸収性能の観点から、(E11)及び(E12)が好ましく、さらに好ましくはアゾジカルボンアミド及びp,p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)である。
(E2)のうち、該吸水性樹脂粒子の吸収性能の観点から、炭酸水素ナトリウムが好ましい。
この工程は、前記(3)(A)の含水ゲルを中和する工程と同時に行ってもよい。
この工程において、(E)の混合方法としては、(A)の含水ゲルを約1cm3以下の小片に細断しながら(E)又は(E)の分散液を添加し混合する方法が挙げられる。
(A)の含水ゲルと(E)とを混合する工程を、(A)の含水ゲルを中和する工程と同時に行う場合、(A)の含水ゲルと(C)とを混合する直前の段階、(A)の含水ゲルを中和する段階、(A)の含水ゲルを中和した直後の段階のいずれの段階で混合してもよい。
混合装置としては、従来の含水ゲルと(C)とを混合する工程で用いられるカッター刃を備えた縦切り型スリッター、カッター刃を備えた横切り型スリッター、回転刃を備えたカッター式の砕断機、所定の口径の目皿と回転刃を備えたミートチョッパー等が使用できる。
混合する際の温度としては、従来の含水ゲルと(C)とを混合する工程で行われる範囲でよく、好ましくは10〜80℃である。また、混合するシアも、従来の含水ゲルと(C)とを混合する場合と同様でよく、機器の回転数は、好ましくは20〜100rpmである。
離型剤としては、無機粉末[炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、表面を疎水化処理した二酸化ケイ素、酸化チタンなど]、天然物由来の粉末[小麦粉、米粉、デンプン、カルボキシメチルセルロース、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など]、合成高分子または合成樹脂の粉末[ポリビニルアルコール、ポリエステル、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル系樹脂など]、アニオン性界面活性剤 [ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリルオキシポリエチレンオキシ硫酸ナトリウム、ラウリルスルホコハク酸ナトリウム、ラウロイルザルコシンナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、ラウリル燐酸ナトリウム、N−椰子油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸モノナトリウム、ラウリルスルホ酢酸ナトリウムなど]、非イオン性界面活性剤[1:1型椰子油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリルジメチルアミンオキシド、モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、ジステアリン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ノニルフェノールポリオキシエチレン、オクチルフェノールポリオキシエチレン、ドデシルフェノールポリオキシエチレンなど]、カチオン性界面活性剤[塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、エチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウムなど]、両性活性剤[椰子油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなど]、高分子活性剤[カチオン化セルロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリル酸ナトリウムなど]、公知のシリコン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤などを例示できる。これらの離型剤の中で好ましいものは、無機粉末類、アニオン性界面活性剤類及び非イオン性界面活性剤である。
(E)を(A)の含水ゲルと混合する場合、(A)の含水ゲルを乾燥する直前の段階、(A)の含水ゲルを乾燥している段階、(A)の含水ゲルを乾燥した直後の段階のいずれの段階で混合してもよく、好ましくは(A)の含水ゲルを乾燥する直前の段階である。
(E)の分散液を用いる場合、(E)の濃度は、(E)の分散液の重量を基準として10〜70重量%が好ましく、さらに好ましくは20〜60重量%、特に好ましくは30〜50重量%である。
(A)の含水ゲルを乾燥している段階での混合装置としては、乾燥した(A)の含水ゲルと(E)とが均一に混合できれば特に制限はないが、例えば、従来の乾燥工程で使用する乾燥機に(E)の仕込みラインを設けて、添加する等の装置が使用できる。混合する際の温度としては、従来の乾燥工程で行われる範囲でよい。
(A)の含水ゲルを乾燥した直後の段階としては、乾燥した(A)の含水ゲルと(E)とが均一に混合できれば特に制限はないが、例えば従来の乾燥工程直後の移送ライン中に(E)の仕込みラインを設けて、添加する等の装置等が使用できる。混合する際の温度としては、従来の乾燥工程で行われる範囲でよい。
粉砕方法は、従来公知の方法でよく、例えば衝撃粉砕機(ピンミル、カッターミル、スキレルミル、ACMパルペライザー等)や空気粉砕機(ジェット粉砕機等)で行うことができる。
この工程において、(E)の混合方法としては、乾燥した(A)を約1mm3以下の小片に粉砕しながら(E)の分散液を添加し混合する方法が挙げられる。
(E)を乾燥した(A)と粉砕しながら混合する場合、乾燥した(A)を粉砕する直前の段階、乾燥した(A)を粉砕している段階、乾燥した(A)を粉砕した直後の段階のいずれの段階で混合してもよく、好ましくは、乾燥した(A)を粉砕する直前の段階及び乾燥した(A)を粉砕している段階である。
(E)の分散液の濃度は、(E)の分散液の重量を基準として10〜70重量%が好ましく、さらに好ましくは20〜60重量%、特に好ましくは30〜50重量%である。
粉砕する直前の段階で混合する混合装置としては、乾燥した(A)と(E)とが均一に混合できれば特に制限はないが、例えば、従来粉砕装置において、乾燥した(A)を粉砕する直前の部分に(E)の仕込みラインを設けて、添加する等の装置が使用できる。混合する際の温度としては、従来の乾燥した(A)を粉砕する工程で行われる範囲でよい。
乾燥した(A)を粉砕しながら混合する装置としては、粉砕された樹脂粒子(A1)と(E)とが均一に混合できれば特に制限はないが、従来の粉砕工程で使用される粉砕機に(E)の仕込みラインを設けて、添加する等の装置が使用できる。混合する際の温度並びにシアとしては、従来の乾燥した(A)を粉砕する工程で行われる公知の範囲でよい。
粉砕した直後の段階で混合する混合装置としては、ナウター式混合機、ニーダー式混合機、パドル型混合機、V型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、気流型混合機等が使用できる。混合する際の温度並びにシアとしては、従来表面架橋する工程で行われる公知の範囲でよい。
この工程は、前記(4)表面架橋処理を行う工程と同時に行ってもよい。
この工程において、(E)の混合方法としては、(A)からなる樹脂粒子(A1)と(E)、または(E)の分散液を添加し混合する方法が挙げられる。
(E)を(A)からなる樹脂粒子(A1)と混合する段階としては、(A1)を表面架橋する場合には、(A1)を表面架橋する直前の段階、(A1)を表面架橋している段階、(A1)を表面架橋した直後の段階のいずれの段階で混合してもよく、好ましくは(A1)を表面架橋する直前の段階及び(A1)を表面架橋している段階、さらに好ましくは(A1)を表面架橋する直前の段階である。(A1)を表面架橋しない場合は、(A1)を得た後の工程であれば、いずれの段階で行ってもよい。
(E)の分散液を用いる場合、(E)の濃度は、(E)の分散液の重量を基準として10〜70重量%が好ましく、さらに好ましくは20〜60重量%、特に好ましくは30〜50重量%である。
(A1)を表面架橋している段階での混合装置としては、従来この工程で用いられるナウター式混合機、ニーダー式混合機、パドル型混合機、V型混合機、リボン型混合機、スクリュー型混合機、気流型混合機等が使用できる。混合する際の温度並びにシアとしては、従来表面架橋する工程で公知の範囲でよい。
(A1)を表面架橋する直前の段階および直後の段階での混合装置としては、(A1)を表面架橋している段階で使用できる混合装置と同様であり、混合する条件も同様である。
乾燥工程の前に混合する場合は、乾燥工程がこの加熱工程として利用できるので、特に別途加熱する工程は必要ない。
また、表面架橋処理をする工程の前に混合する場合は、表面架橋処理の加熱工程が加熱工程として利用できるので、特に加熱する工程は必要ない。
本発明の吸水性樹脂粒子は、公知(特開平8−283697号公報、特開平9―297248等)の吸水性樹脂粒子と同様に、光ファイバーケーブル用止水材として使用できる。
2リットルのビーカーに、アクリル酸300g、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル1.0g及びイオン交換水660gを入れて撹拌混合してアクリル酸水溶液を調整し、8℃に温調した。
アクリル酸水溶液を1.5リットルの断熱重合槽に入れ、水溶液に窒素を通じてアクリル酸水溶液中の溶存酸素量を0.1ppm以下とした。この断熱重合層に、2.0重量%2,2’−アゾビス{2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド}(和光純薬工業株式会社製、商品名:VA−086)水溶液4.65g、1.0重量%過酸化水素水1.23g、1.0重量%L−アスコルビン酸水溶液4.65g及び0.1重量%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.45gを添加し、重合が開始するまで水溶液中への窒素通気を継続した。重合が開始し、アクリル酸水溶液の粘度が上昇し始めたのを確認後、窒素通気を停止して6時間重合した。打点温度計でアクリル酸水溶液の温度を測定したところ、最高到達温度は、98℃であった。
ブロック状の架橋された含水ゲルを断熱重合槽から取り出し、小型ミートチョッパー(ローヤル社製)を用いてゲルを室温下、60rpmで3〜10mmの太さのヌードル状になるように細分化した後、48重量%水酸化ナトリウム(試薬特級)水溶液250g(架橋重合体中のアクリル酸由来のカルボキシル基の中和度が72モル%となる)を加え、前記ミートチョッパー、同一条件で混合及び細分化し架橋重合体中のポリアクリル酸のカルボキシル基を中和した。さらに、p、p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)(永和化成工業製:ネオセルボンN♯5000)36.7g{アクリル酸(塩)と架橋剤との合計重量に対して10重量%}を加え、前記ミートチョッパー、同一条件で含水ゲルと均一混合及び細分化した。
この含水ゲルを、目開き850μmのSUS製のスクリ−ンの上に、厚さ5cmで積層し、小型透気乾燥機(八光電機製作所社製)を用い、供給風温160℃、風速1.5m/秒の条件下で、40分間含水ゲルに透気させて、含水ゲルを加熱乾燥し、水分含有量が約4%の乾燥物を得た。
この乾燥物を家庭用ミキサーを用いて粉砕し、フルイを用いて32〜710μm(400メッシュ〜22メッシュ)の粒径のものを採取して、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子100gを撹拌しながら、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.01g、水0.9g及びプロピレングリコール0.46gからなる溶液をナウター式混合機(ホソカワミクロン株式会社社製)を用いて、室温、50rpmの条件で、添加混合し、順風乾燥機(タバイエスペック株式会社社製)を用い、140℃、40分間加熱反応を行って、本発明の吸水性樹脂粒子(1)を得た。
実施例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)を家庭用ミキサーを用いて粉砕し、フルイを用いて300μm(50メッシュ)以下の粒径のものを採取して本発明の吸水性樹脂粒子(2)を得た。
実施例1において、p、p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)を73.4g{アクリル酸(塩)と架橋剤との合計重量に対して20重量%}とする以外は実施例1と同様にして、本発明の吸水性樹脂粒子(3)を得た。
1リットルのビーカーにアクリル酸100g、イオン交換水272.2g及びエチレングリコールジグリシジルエーテル0.13gを入れ混合し均一な溶液を得た。ビーカーを氷浴で冷却しながら、40重量%水酸化ナトリウム水溶液100gを添加し、アクリル酸の一部(72モル%)を中和した。中和したモノマー溶液を5℃に冷却した後、重合開始剤として過硫酸カリウム0.2gを添加してモノマー水溶液とした。
攪拌機とコンデンサー(冷却器)を備えた2リットルのセパラブルフラスコに、シクロヘキサン1000ml及び分散剤としてポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルリン酸エステル(第一工業製薬株式会社製、商品名:プライサーフA210G)2.5gを仕込み、湯浴を用いて60℃に温調しながら攪拌して、シクロヘキサンに分散剤を溶解させた。
セパラブルフラスコ中のシクロヘキサン液中に窒素を通じてシクロヘキサンの溶存酸素を0.1ppm以下とした後、攪拌機を用いてシクロヘキサンを攪拌しながら、滴下ロートを用いて上記モノマー水溶液400gを6.6g/分で1時間かけて滴下し、重合温度60℃で逆相懸濁重合を行い、モノマー水溶液の滴下終了後、更に2時間60℃に温調し、懸濁重合を完結させた後、30℃まで冷却し、シクロヘキサン中で球状の含水ゲルを得た。
攪拌機の回転を停止し、生成した含水ゲルを沈降させた後、デカンテーションによりシクロヘキサンを除去し、残った含水ゲルを2回シクロヘキサンで洗浄し、含水ゲルに付着した分散剤を除去した。
得られた球状の含水ゲルを、離型紙の上に広げ、80℃の減圧乾燥機(減圧度:10,000〜20,000Pa)で2時間乾燥させた。
得られた乾燥物100gに30重量%アゾジカルボンアミド水分散液48.3g{アクリル酸(塩)と架橋剤との合計重量に対して15重量%}を添加し、小型透気乾燥機で、供給風温205℃、風速1.5m/秒の条件下で、30分間透気させた後、家庭用ミキサーを用いて粉砕し、フルイを用いて32〜710μm(400メッシュ〜22メッシュ)の粒径のものを採取して、本発明の吸水性樹脂粒子(4)を得た。
実施例1において、p、p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)36.7gをアゾジカルボンアミド(永和化成工業製、商品名:ビニホールAC♯3)1.23g{アクリル酸(塩)と架橋剤との合計重量に対して0.5重量%}とする以外は実施例1と同様にして、本発明の吸水性樹脂粒子(5)を得た。
実施例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)をフルイを用いて150〜710μm(100メッシュ〜22メッシュ)の粒径のものを採取して本発明の吸水性樹脂粒子(6)を得た。
実施例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)を家庭用ミキサーを用いて粉砕し、フルイを用いて150μm(100メッシュ)以下の粒径のものを採取して本発明の吸水性樹脂粒子(7)を得た。
実施例2で得られた吸水性樹脂粒子(2)に、吸水性樹脂粒子重量に対して2重量%の二酸化珪素{日本アエロジル株式会社製、商品名:アエロジル200PE}を添加して均一に配合し、本発明の吸水性樹脂粒子(8)を得た。
実施例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)をフルイを用いて500μm(30メッシュ)以上の粒径のものを採取して比較用の吸水性樹脂粒子(H1)を得た。
実施例1で得られた吸水性樹脂粒子(1)を家庭用ミキサーを用いて粉砕し、フルイを用いて32μm(400メッシュ)以下の粒径のものを採取して比較用の吸水性樹脂粒子(H2)を得た。
実施例1において、p、p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)36.7gを加えない以外は同様にして、比較用の吸水性樹脂粒子(H3)を得た。
特開平1−294703号公報記載の方法、すなわち以下の方法で作製した。攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗及び窒素導入管を付した500mlの四つ口セパラブルフラスコにノルマルヘプタン180mlをとり、エリスリトールステアレート3.0gを添加した。窒素ガスを導入しつつ溶液を60℃まで加熱し、エステルを溶解した後25℃まで冷却した。これとは別に20.1重量%水酸化ナトリウム水溶液41.5gによりアクリル酸20gを中和した後、過硫酸カリウム0.03gを溶解させた。このアクリル酸塩水溶液を上記セパラブルフラスコに加えて十分に分散させた後、液温60℃まで昇温し、その後2時間保持し重合反応をおこなった。水とノルマルへプタンを共沸させ水を除去した後、系内温度を40℃以下にし減圧乾燥により溶媒を留去することにより、粒径が40〜50μmの比較用の吸水性樹脂粒子(H4)を得た。
特開2001−2935号公報に示される方法、すなわち以下の方法で作製した。アクリル酸207.7gと水13.5gとの混合液に、冷却しながら25重量%水酸化ナトリウム水溶液346.2gを添加した。生成した溶液に過硫酸カリウム0.104g及び次亜リン酸ソーダ0.021gを添加してモノマー水溶液を調製した。攪拌機、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた容量3リットルの四つ口丸底フラスコに、シクロヘキサン624gを入れ、これにポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルリン酸(第一工業製薬社製品、プライサーフA210G)1.56gを添加して溶解させたのち、400rpmで攪拌しつつ窒素ガスを導入した。次いで加熱して75℃とし、これに上記で調製したモノマー水溶液を60分間かけてほぼ一定速度で導入した。モノマー水溶液の導入終了後さらに30分間75℃で重合させたのち、水をシクロヘキサンとの共沸によって除去した。生成した樹脂の含水率が約20%となった時点で攪拌を中止すると、樹脂粒子が沈降したので、デカンテーションにより樹脂粒子とシクロヘキサンとを分離した。得られた樹脂粒子40g(乾量基準)とシクロヘキサン140gとを容量300mlのナスフラスコに入れ、これにグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業社製品、デナコールEX314)0.35重量%を含むシクロヘキサン溶液3.4gを添加したのち、60℃で加熱して30分間保持した。次いで加熱してシクロヘキサンの還流下に30分間保持した。濾過して樹脂粒子を取得し、80℃で減圧乾燥し、吸水性樹脂粒子(H5)を得た。
ウレタン系塗料用樹脂[ポリエステル系ウレタン樹脂、商品名:サンプレンIB−1700D、三洋化成工業株式会社製]29.0g、ジブチル錫ジラウレート1.0g、実施例1〜8で得られた吸水性樹脂粒子(1)〜(8)60.0g、及びメチルエチルケトン10.0gを配合し、70℃で3時間加熱混合して各塗料を得た。これをバーコーターで支持基材であるポリエステル系不織布[目付け40g/m2:東レ(株)製]に塗布し、105℃で3分間乾燥して、固形分で50g/m2の被膜及び厚さ500μmを有する止水テープ(1)〜(8)を得た。
実施例9において、吸水性樹脂粒子(1)に代えて吸水性樹脂粒子(H1)〜(H5)を用いる以外は実施例9と同様にして、止水テープ(H1)〜(H5)を得た。
止水テープを10cm×10cmの大きさに裁断し試験サンプルを得た。この試験サンプルを吸水性樹脂組成物の塗布面が上になるようにして水平な台の上に置き、試験サンプルのほぼ中央部に上から1mlの人工海水〔アクアマリン;八洲製薬(株)製〕をピペット2秒以内で垂らし、垂らし始めてから人工海水の全量が吸水されるまでの時間を測定した。
表2において、実施例の止水テープは良好な人工海水の吸水速度を持つことが分かる。すなわち、光ファイバーケーブル内に侵入した水、海水等を素早く吸収しケーブル内の劣化を防ぐことができ、地下及び海底の光ファイバーケーブル用止水剤等として優れた性能を発揮する。
Claims (3)
- 水溶性ビニルモノマー(a1)及び/又は加水分解性ビニルモノマー(a2)、並びに架橋剤(b)を必須構成単位とする架橋重合体(A)を含有してなる光ファイバー止水テープ用吸水性樹脂粒子において、吸水性樹脂粒子の見掛け密度が0.48〜0.63g/mlであり、吸水性樹脂粒子のフラクタル次数が1.87〜1.92であり、吸水性樹脂粒子の重量平均粒子径(μm)が65〜500であり、吸水性樹脂粒子の人工海水吸収速度(g/g/s)が0.33〜1.67である光ファイバー止水テープ用吸水性樹脂粒子 。
- 前記吸水性樹脂粒子が、架橋重合体(A)と加熱により気体を発生する発泡剤(E)との混合工程を含む製造方法で製造されてなる吸水性樹脂粒子である請求項1に記載の光ファイバー止水テープ用吸水性樹脂粒子。
- 請求項1又は2に記載された吸水性樹脂粒子を含有してなる光ファイバー止水テープ。
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