JPH01294703A

JPH01294703A - 吸水性樹脂を製造する方法

Info

Publication number: JPH01294703A
Application number: JP12349788A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Higuchi; 博史樋口; Naoya Otomo; 直也大友
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-28
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2682007B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は吸水性樹脂を製造する方法に関するものである
。

（従来の技術）吸水性樹脂は近年、生理用品、紙おむつなどの衛生用品
や、農園芸材料、土木建築材料、化粧品など広範な分野
に用いられている。

吸水性樹脂としては、デンプン−アクリロニトリル加水
分解物、デンプン−ポリアクリル酸塩架橋物、カルボキ
シメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ架橋物など
が知られている。

しかし、これらの内デンプンを含む物は、長期の保水力
に欠ける欠点がちシ、また、カルボキンメチルセルロー
スは吸水量が満足出来るものではない。これに較べて、
ポリアクリル酸ソーダ架橋物は、吸水能が高いうえ、原
料であるアクリル酸が工業的に入手しやすく、品質が一
定で安価であシ、シかも腐敗等の欠点もないなど、数々
の利点を有するため、吸水性樹脂の主流となっている。

しかしながら、上記した利点を有するポリアクリル酸ソ
ーダ架橋物ではあるが、アクリル酸塩の重合速度が非常
に早く、水溶液重合を行うと粘度が著しく高くなるとい
う問題点がある。

特に、濃度の高い水溶液で重合を行うと、重合熱の除去
が困難なため、いわゆるポップーン重合が起こり、多孔
質で不溶性の架橋ポリマーとなり、吸水能のコントロア
ルが難しくなる。このため、ポリアクリル酸塩吸水性樹
脂の製造は、主として逆相懸濁重合で行われることが多
い。

ここで、逆相懸濁重合とは、水溶性単量体の水溶液を油
中水型分散剤によって油相中で懸濁させ、その懸濁液の
状態で単量体を重合させて重合物を得る方法である。

上記の逆相懸濁重合法では、好適な分散剤を選択するこ
とが、重合物の粒径や吸水速度、吸水量を調整するうえ
で極めて重要である。分散剤としては、従来よシ各種の
物質が知られておシ、例えば脂肪酸モノグリセライドや
、ショ糖脂肪酸エステル等が知られている（特開昭！！
−／に７２７３号公報）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、脂肪酸モノグリセライドを分散剤として
使用した場合、重合工程に続く水分の共沸除去工程にお
いて、非常に強固な二次凝集を起こし易く、かつ、一部
、塊状重合物が生成してしまう。また、ショ糖脂肪酸エ
ステルを分散剤として使用した場合、その使用割合が３
重量−以下だと乾燥後のポリマー粒子の流動性が悪く、
粉体としての取り扱いが非常に煩雑になる。

本発明は、水分の共沸除去工程における二次凝集が少な
く、かつ、生成樹脂粒子の流動性が良好で、しかも吸水
能、吸水速度、ゲル強度の優れた吸水性樹脂を製造する
方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）すなわち、本発明は水溶性ラジカル重合開始剤を含有す
るアクリル酸アルカリ金属塩水溶液を、エリスリトール
脂肪酸エステルの存在下に、石油系炭化水素溶媒中で逆
相懸濁して該アクリル酸アルカリ金属塩を重合させ、次
いで得られた樹脂中の水分を共沸除去して吸水性樹脂を
製造する方法を要旨とするものである。

本発明における、水溶性ラジカル重合開始剤としては、
従来公知のもの、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム等の過硫酸塩などを挙げることができる。これ
らの重合開始剤の使用量としては、通常アクリル酸塩に
対して約０．００７〜コ、０重量％、好ましくは０．θ
／〜７．０重量％となる範囲を挙げることができる。

本発明におけるアクリル酸アルカリ金属塩水溶液は、ア
クリル酸を、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、水酸化リチウム等によシ中和することによって得るこ
とができる。その中和度は、通常、約！Ｑ〜９タチであ
れば良い。

中和度が６０％に満たない場合には、重合度が低下し吸
水能が劣る傾向にあシ、逆にり！チを越えても特に利点
はない。このアクリル酸アルカリ金属塩水溶液の濃度と
しては、３０重量％から飽和溶解度の範囲が挙げられる
。該濃度が３０重量％未満であると、懸濁液の安定性が
低下したシ、また、脱水に多大なエネルギーを要する。

本発明における石油系炭化水素溶媒としては、ノルマル
ヘキサン、ノルマルヘプタン、リフロイン等の脂肪族炭
化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂
環族炭化水素を挙げることかでき、特にノルマルへブタ
ン、シクロヘキサンが工業的に品質が二定であり、かつ
安価であるので好適である。使用する石油系炭化水素溶
媒と前記単量体水溶液との容積比は、広い範囲から選べ
るが、／／２〜コ／／とするのが望ましい。

本発明において分散剤として用いるエリスリトール脂肪
酸エステルは、発酵法などによシ得たエリスリトールに
脂肪酸クロライドを反応させるか、エリスリトールと油
脂または脂肪酸メチルエステルとをエステル交換反応さ
せることにより得ることができる。構成脂肪酸としては
、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸などが挙
げられ、特にステアリン酸が好ましい。

エリスリトール脂肪酸エステルの使用量としては、アク
リル酸塩の０．７〜２．０重量％の範囲を挙げることが
できる。０．１重量％未満の濃度では得られる樹脂の流
動性が劣シ、また、２．０重量％を越える濃度で用いて
も特に効果が顕著とならず、むしろ経済的に不利である
。

本発明の逆相懸濁重合法としては、上記した特定のエリ
スリトール脂肪酸エステルを分散剤として使用すること
以外は、従来公知の方法を挙げることができる。−例を
挙げると、加温及び冷却操作が可能な反応容器中で、分
散剤を溶解した石油系炭化水素溶媒と、あらかじめ重合
開始剤を溶解させたアクリル酸塩水溶液とを攪拌、及び
窒素気流下で混合して系内の酸素を追い出す。次いで系
内を５０〜７０℃に昇温し重合を開始させるが、発熱の
状態によっては、適宜冷却または加熱する。夕θ〜７０
℃で／〜−時間反応させた後、反応系をそのまま、また
は、新たに溶媒を加えて常圧で加熱し、重合物中に含ま
れる水を共沸下に留去し、重合反応前に系ことによって
樹脂を得ることができる。

以上のごとき方法によって得られる本発明の吸水性樹脂
は、平均して３Ｏ−ｊＯμｍ粒径の流動性の良い白色粉
末であシ、わずかに生じた二次凝集物も指で容易に粉砕
することができる０（実施例）以下、実施例及び比較例によシ本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

以下の実施例及び比較例において、二次凝集の程度は、
２０メ、シュのふるいを通過する樹脂の重量比率をもっ
て表した。すなわち、比率の高い方が、二次凝集の少な
い樹脂と判断した。

粒子の流動性は、傾斜法により安息角を測定することに
よシ定量化した。

吸水量は、以下の操作によって得られる数値で表した。

すなわち、吸水性樹脂／ｆを２００ｒｕｔの０．９　％
生理食塩水に分散させ、３０分後にλθ０メツシュの金
網により濾過し、金網上に残った吸水後の樹脂の重量を
測定し吸水量とした。

また吸水速度は、以下の操作によって測定した。すなわ
ち、あらかじめ夕０ゴのビーカーに生理食塩水３０ｙｘ
ｌを入れ、長さ２．２　ｏｎのテフロンコートのスター
ラーバーよｌ）≦ｏ　ｏ　ｒｐｍの速度で攪拌しておき
、この中に吸水性樹脂へ０ｔを投入した。樹脂の投入か
ら、樹脂が膨潤することによシ液の流動性が低下し攪拌
中心の水流渦が消えるまでに要した時間をもって吸水速
度とした。

実施例／攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗及び窒素導入管を付した
３　００　ｍｌの四つロセパラプルフラスコにノルマル
ヘプタン／、ｒｏｙｔｉｔとり、−’）スリトールステ
アレー）　３．Ｏｆを添加した。窒素ガスを導入しつつ
溶液をぶ０℃まで加温し、エステルを溶解したのちコ！
℃まで冷却した。これとは別に２０．７重量％水酸化ナ
トリウム水溶液グへｊｆＫよジアクリル酸２０２を中和
した後、過硫酸カリウム０．０３？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、液温を１０℃まで昇温し、その後
２時間保持し重合反応をおこなった。水とノルマルヘプ
タンを共沸させ水を除去した後、系内温度を４ｔｏ℃以
下にし減圧乾燥によυ溶媒を留去することにより、粒径
が４ｔＯ〜ｊ０１１ｍの重合物／３．ｊｆを得た。

実施例コ分散剤をエリスリトールパルミテートにかえたこと以外
は、実施例／と同条件で重合を行い粒径の分布範囲が３
！〜！０μｍの重合物／３．≦１を得た。

比較例／分散剤をグリセリンモノステアレートにかえたこと以外
は、実施例／と同条件で重合を行い、７０〜３０μｍの
粒子が激しく二次凝集した重合物乙、０１と、塊状重合
物７．５１を得た。

比較例λ 分散剤をシヨ糖ジ、トリステアレートにかえたこと以外
は、実施例／と同条件で重合を行い粒径の分布範囲が７
００〜１００μｍの重合物／３．４ｔｆを得た。

上記各試験法に従って得られた結果を、第１表に示す。

第１表（発明の効果）本発明方法によれば、水分の共沸除去工程における二次
凝集が少なく、かつ、生成樹脂粒子の流動性が良好で、
しかも吸水能、吸水速度、ゲル強度の優れた吸水性樹脂
を製造することができる。

出願人　　三菱化成工業株式会社代理人　　弁理士　長谷用　　− ほか／名

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水溶性ラジカル重合開始剤を含有するアクリル酸
アルカリ金属塩水溶液を、エリスリトール脂肪酸エステ
ルの存在下に、石油系炭化水素溶媒中で逆相懸濁して該
アクリル酸アルカリ金属塩を重合させ、次いで得られた
樹脂中の水分を共沸除去して吸水性樹脂を製造する方法
。