JPH02232226A

JPH02232226A - 吸水性樹脂

Info

Publication number: JPH02232226A
Application number: JP5468189A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Nagaoka; 陽一永岡; Takao Okada; 隆雄岡田
Original assignee: Taki Chemical Co Ltd
Current assignee: Taki Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1990-09-14

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に関し、更に詳しくは農園芸用の保
水剤、工業用保水剤、紙おむつ等衛生材料の吸液向上剤
として有用な吸水性を有する１！１詣に関する．（従来の技術）近年水又は水性液体を高度に吸収する各種の樹脂が知ら
れている．このような樹脂は、その保水性を利用して砂漠の緑化を
行ったり、また農園芸用の保水剤、あるいは工業用保水
剤、紙おむつ等衛生材料の吸液向上剤等に利用されてい
る．この吸水性樹詣として、従来より各種の原料が使用され
製造されており、例えばデンブンー（メタ）アクリリニ
トリルグラフト共重合体ケン化物、架橋ポリエチレンオ
キシド、デンプンーアクリルアミドグラフト体、ビニル
エステルとエチレン系不飽和カルボン酸又はその誘導体
との共重合体ケン化物、ポリビニルビロリドンの架橋体
、スルホン化ポリスチレンの架橋体等が知られている．
しかし、これらの樹詣は水に対しては高度の吸収能力を
有しているものの、尿、血液、体液に対する吸収能力は
水に比較して劣り、特に尿のように塩類濃度の高い水性
液体に対する吸収能力が顕著に低下する傾向がある．また、これらのものを土壌の保水剤として利用した場合
にも、カルシウム、マグネシウム等の土壌中の多償金属
イオン等の影響、あるりは各ａｙｅ料塩等の影響により
、その保水飴力は殆どないものとなる．従って，塩類を多含するような水性液体として、殊に多
債金属イオンを６有する液体の吸水、保水に於いて、そ
の能力低下のない優れた吸水性樹詣の出曳が望まれてい
る．（発明が解決しようとする課題）本発明者らはこのような．実情に鑑み、塩類濃度の高い
水性液体に対して優れた保水力をイｆし、殊に土壌に施
用する保水剤として利用する場合のように、多偵．金属
イオンを合有する液体による保水力の低下の影響を受け
ない、優れた吸水性能を有する樹鉗を開発１べく鋭煮検
討を重ねた。

その結果、ポリエチレ〉グリコールとりんご酸、酒石酸
、クエン酸、アコニット酸又はトリメリト酸から選ばれ
たカルボン酸とを反応さゼることにより得られる樹詣が
、前記の課題を解決する優れた吸水性を有することを見
い出し、係る知見に基づき本発明を完成したものである
．（課題を解決するための手段）即ち、本発明はポリエチレングリフールとりんご酸、酒
石酸、クエン酸・、アコニット酸又はトリメリト酸から
選ばれたカルボン酸とを反応させでなる吸水性樹紹に関
する．（作　用）以下に本発明を更に詳記する。

本発明で使川ｔるポリエチレ〉・グリコールは、その分
子１が２００〜３０００の範囲のものを用いる．尚、ポ
リエチレングリコールがこの分ｆ景範囲を逸脱し、分子
量が２００を下廻・ると反応後に得られる樹脂は殆ど吸
水力がないものとなり、また３０００を上累ると反応率
が低下し，、その上樹脂は水に−部溶解する。

また、本発明で使用するカルボン酸は、りんご酸、酒石
酸、クエン酸、アコニット酸又はトリノリト酸であるが
、これら以外のカルボン酸、例えばアジビン酸、グルタ
ミン酸等の使用では本発明の吸水性樹詣を得ることがで
きない．これらの原料を使用し、、本発明の反応を行う方法（ご
間して云えば、ポリエチレングリコールとｄＩＩ記カル
ボン酸とを混合した後、加熱を行いながら反応を行う．両者の使用割合は，ポリエチレングリコール景に対じで
カルボン酸量が、モル比で０，５〜１０の範囲となるよ
うに使用する．即ち、この範囲を逸脱すると本発明のような吸水、保水
性の優れた樹川を得ることができず、その保水力が殆ど
ないものとなる．高分子量のポリエチレングリコールを使用した場合にも
、反応系の温度を上昇させることにより反応系は溶液状
となる．反応温度は１３０〜・２４０℃の範囲で拌い、窒素ガス
の導入下または減圧ドで行う．尚、反応時の温度は高くなるほど反応時間は短くなるが
、反応温度が２４０℃以上となると原料の力ルボン酸が
分解し、１３０℃以下では反応速度が遅く長時間を必要
とする．また、反応を行うに際しては、酸化アンチモ〉・、フツ
化アンチモン、塩化スズ、オクチル酸・スズ、テトラフ
エニルスて、ジエチル亜鉛等の適当な触媒を使用し、て
もよい．反応時間に関し，ては、使用する原料カルボン酸のＷＩ
Ｍ、ポリエチレングリコールの分子量１使用割合等によ
り異なり特段限定できないか、概ね１〜１６時間が必要
である．反応の進行に伴って反応系の粘度は徐々に上昇し、反応
の終了時には反応系は殆どゴム状の樹詣となる．反応生成物は、次いで水一メタノール混合溶媒等の適当
な極性溶媒を用いて精製を行い、生成物中に残存ずる原
料等を除去する．このようにし、て得られる本発明の吸水性樹詣は、ハン
マーミル等の適当な粉砕機を用いて樹組を解砕し、目的
用途に応じて所望する粒径の粉末とすることができる。

（発明の効果）本発明の吸水性樹脂は、塩類を多含するような水性液体
の吸水、保水に於いて優れた効果をイｆし、殊に塩類と
して多偵金属イオンを合有する液体に於いては顕著な効
果を発揮する．従って、本発明の樹脂を土壌の保水剤として使用したｖ
ｋ会には、カルシウム、マグネシウム等の土壌中の多酒
金属イオンの影響を従来の保水剤（′比べて殆ど受けず
、優れた保水、吸水性能を発揮し、農園芸用、砂漠の緑
化等の目的に適するものである．また、多価金属イオンの影響を受けにくいことで、例え
ば液体肥料を本発明の樹詣に含浸させた遅効性肥料を製
造することも可能となる．更に、本発明のｌ１１８はこのように優れた吸水、保水
効果を発揮するため各種の用途に用いることができ、前
記以外に例えば従来より知られている吸水性１１ｊ１の
用途として、工業用保水剤、紙おむつ等衛生材料の吸液
向上剤、あるいは整形外科用補綴材等の生体材料、微生
物の固定化材料等への応用が可能である．（実施Ｍ）以下に本発明の実施例を掲げて更に説明を行うが、本発
明はこれらに限定されるものではない．尚、実施例に於
いて％は特に断らない限り全て重量％を示す．実施例１ガラス製反応管（２５ｃｍＬ　Ｘ　２．５ｃｔａφ）に
酒石酸（間東化学一製試薬）と各分子量のポリエチレン
グリコールの所定量を第１表に示した割合で添加した．
尚、ポリエチレングリコールは、ＰＥＯ２００、ＰＥＯ
６００（＊シダ化学Ｎ製＆ｔＩ）及ヒｐＥａｘｏｏｏ（
和光ＭＩＩ１ｍ試薬）を使用した．この反応管をオイルバス中に入れ、２００℃に加熱して
窒素ガスの導入下で水の除去と攪拌を行いながら所定時
間反応を行った．反応終了後生成した樹詣を室温まで冷却し、次いでこれ
をサンプルミル（協立哩工一製小型粉砕！５）を用いて
解砕した．解砕した田川を１０％メタノール溶液に浸漬させ、樹詣
を１１潤させて約２０時間放置することにより未反応物
を除去し、次いでこれを取り出し８０℃で５０時間真空
乾燥することにより本発明の樹脂を得た．このようにし
て得られた樹詣を用い、塩化カルシウム水溶液による吸
水性能を測定した．方法はこの１！Ｉ１１の０．５４を
梢秤し、これを１００ｍｌの１％塩化カルシウム水溶液
に浸漬させて２日間静置し、その後Ｉ！ｌＩＩ１を取り
出し１５０メッシュの篩により固液分雌を行い、Ｉ１潤
した樹詣を計量して吸水率を算出した．尚、吸収率の計算は次式により行った．吸収率（ｇ／ｇ
）喧膨潤樹詣の重量（ｇ））／（乾燥ｔＭ１１の重量（
ｇ））測定結果を！Ｉｌ表に示した．第１表Ｅｌ比：酒石酸量／ＰＥＧ量のモル比実施例２ガラス製反応管（２５ｃｍＬ　ｘ　２．５ｃｍφ）に各
種カルポン酸と各分子量のポリエチレングリコールの所
定量を第２表に示した割合で添加した．尚、各種カルボン酸としてｄｉ−リンゴ酸（キシダ化学
＠Ｊ＊試薬）、トリメリト酸及びＬ−グルタミン酸（間
東化学■製試薬）、ｔｒａｎｓ−アコニット酸及びアジ
ビン酸（和光純薬■製試薬）を使用し、またポリエチレ
ングリコールは、ＰＥＧ４００及びＰＥＣ６００（キシ
ダ化学■製試薬）、ＰＥＧＩＯＯＯ，　ＰＥ０１５４Ｇ
及びＰＥＧ２０００（和光純薬■製試薬）を使用した．この反応管をオイルパス中に入れ、１８０℃に加熱して
窒素ガスの導入下で水の除去と攪拌を行いながら所定時
間反応を行った．反応終了後生成した樹鮨を室温まで冷却し、次いでこれ
をサンプルミル（協立理工一製小型粉砕ｌＢ）を用いて
解砕した．解砕した樹藷を１０％メタノール溶液に浸漬８せ、樹脂
を膨潤させて約２０時間放置することにより未反応物を
除去し、次いでこれを取り出し８０℃で５０時間真空乾
燥することにより本発明のｌ！ｆｉｌを得た．このよう
にして得・られた樹詣を用い、１％塩化マグネシウム水
溶液により実施例１と同様にして吸水性能を？１１足し
た．各種の本発明カルボン酸及び比較のため］ご他のカルボ
ン酸として、アジビン酸とグルタミン酸を用いて反応を
行ったものについて同様に吸水牢を測定し、測定結果を
第２表に示Ｌ，た．第２表で示したように、比較のため
に“Ｔジビン酸及びし−グルタミン酸を用いて反応を行
ったものは、反応生成物が水に溶解することより吸収率
の測定ができず、これらのカルボン酸の使用では本発明
の吸水性樹脂を得ることができない．実施例３ガラス製反応管（２５ｅｍｌ，　ｘ　２．５ｅｉφ）に
クエン酸（関東化学＠製試桑）と各分子員のポリエチレ
ングリコールの所定量を第３表に示し・た割合で添加し
た．尚、水リエチｔ，・ングリコールは、ＰＥＧ４００（キ
シダ化′！＄鰯製試薬）、ＰＥＧ１０００、ＰＥ０１５
４０及びＰＥＣ７１’ｌＯＯ（和光純薬■製試１薬）を
使用した．この反応管をオイルバス中に入れ、２００℃に加熱して
窒素ガスの導入下マ水の除去と攪拌を行いながら所定時
間反応を行った。

反応終了後生成した樹脂を室温まで冷却し、次いでこれ
をサンプルミル（ｔ６立理工■製小型粉砕嚢）を用いて
解砕した．解砕した樹脂をｌＯ％メタノール溶液に漫潰させ、樹１
絃を膨潤させて約２０時間放１することにより未反応物
を除去し、次いでこれを取り出し８０℃で５０時間真空
乾燥することにより本発明の樹詣を得た．このようにし
，て得られた樹脂を用い、実施例１と同様に塩化カルシ
ウム水溶液による吸水性能を！１１１　　定　し、　た
　。

測定結果を第３　′＝ｆ５１．：示した．また、比較の
為に市販の吸水性樹鮨を用いて同様に吸水率を測定した
が、ア’７　１　−　７加００Ｆ（荒川化学工業ｓｌＭ
　商品名）テハ４ｇ／ｇテア’）　．　７ク７’Ｎ−７
”ｌＯＳＨ（ｉ！Ｉ鉄化学工栗■製商品名）では５ｃ／
ｇであり、いぐれも本発明の吸水性樹詣に比べて劣って
いた．第３表【３比：クエン酸員／ＰＥＧ量の｛ル比実ｊＩｌ例４実施例３と同様にしてクエン酸（２水和物，間東化学一
製試薬）の６．３４ｇとポリエチレングリコール（分子
量１０００，和光純薬＠Ｉ製試薬）の３０．６１１１ｇ
を使用して反応を行い、同様に本発明の樹脂を得た．尚
、この場合に於いて反応温度は２００℃で行い、反応時
間は９時間であった．この本発明の樹脂を用い、人工庄による吸水性の試験を
行った．試験方法は、尿素１９．４ｇ、塩化ナトリウム８．０ｇ
、疏酸マグネシウム（７水塩）１．１ｇ及び塩化カルシ
ウム０．６ｇを水１０００ｓｌに溶解し、この１００ｍ
ｌに精秤した樹脂の約０．５ｇを入れ、２日間膨潤させ
る方法により行った．尚、吸収率の算出方法は等は実施例１と同様である．この結果、本発明の樹詣での吸収率は３０ｇ／ｇであっ
た．また、比較の為に市販の畷水性樹詣を用いて同様に吸水
率を′ｉ１ｌ定したが、Ｔラソー７　’８ＱＯＦ（荒川
化学工業一製商品名）では１７ｇ／ｇであり、みずもち
一番３号（日本合成化学工業一製商品名）では２０ｇ／
ｇであり、いずれも本発明の板木性１１１１に比べて劣
っていた．特許出願人　　多木化学株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

ポリエチレングリコールとりんご酸、酒石酸、クエン酸
、アコニット酸又はトリメリト酸から選ばれたカルボン
酸とを反応させてなる吸水性樹脂。