JPH0257305A - 吸水性樹脂組成物押出成形体の製造方法 - Google Patents

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、水冷による吸水性樹脂組成物押出成形体の製
造方法に関し、含水率の極めて低い押出成形体の製造を
可能とするものであって、例えば、吸水性樹脂組成物の
ベレットを連続的に製造するにおいて有用である。

〔従来の技術〕

現在、吸水性樹脂は、紙おむつ、生理用品等の衛生材料
用吸収剤、農園芸用保水剤、その他工業すロニトリルグ
ラフト共重合体ケン化物、デンプン−アクリルアミドグ
ラフト共重合体ゲン化物等のデンプン系、カルボキシメ
チルセルロース、セルロース−アクリロニトリルグラフ
ト共重合体ケン化物、セルロース−アクリル酸グラフト
共重合体アルカリ金属塩等のセルロース系、ポリアクリ
ル酸アルカリ金属塩等のポリアクリル酸系、ポリビニル
アルコール−アクリル酸グラフト共重合体アルカリ金属
塩、ポリビニルアルコール−無水マレイン酸グラフト共
重合体等のポリビニルアルコール系等の多種のものが用
いられている。これらは、いずれの樹脂においても、吸
水後の形態保持性を得るために架橋体となっており、粉
末状である。

さらに、近年、吸水性樹脂の使用用途は拡大の一途をた
どっており、使用形態も粉末状だけでなく、フィルム、
シート、繊維等の形態での吸水性樹脂の要望が大きい。

しかし、現行の吸水性樹脂は、架橋体であるところから
熱可塑性がなく、フィルム、シート、繊維等への加工が
著しく困難である。

一方、現行の吸水性樹脂にフィルム、繊維等成形加工性
を賦与すべく、例えば、特開昭５１−７５７４７号、同
５６−３３０３２号、同５７−１４５１５１号各公報に
示されるように、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−
プロピレン共重合体等の熱可塑性樹脂またはゴムと吸水
性樹脂とを溶融混練した組合物として用いることが知ら
れている。

そして、この吸水性樹脂組成物は、吸水性樹脂粉末と熱
可塑性樹脂ペレットとを直接に成形機のホッパーに投入
して溶融混練し組成物となして成形する方法では、吸水
性樹脂の熱可塑性樹脂への分散の均一な成形品が得られ
難いことから、予め溶融混練装置にて両者を溶融混練し
組成物となしてペレットとし、そのペレットを成形に供
するという、熱可塑性樹脂と各種充填剤等との組成物に
おいて従来より一般に採用されている方法にて成形され
ている。

しかしながら、この際のペレット化方法としては、ペレ
タイザーを用いて、その押出機のホッパーに両者を投入
して溶融混練し組成物となして、ダイからストランド状
またはシート状に押出し、次いで、その押出物を水中に
浸漬通過させて冷却固化させた後、カッターで切断しペ
レットとするという、熱可塑性樹脂と各種充填剤等との
組成物において従来より一般に採用されている方法を採
用することはできなかった。吸水性樹脂組成物が水冷時
に吸水してしまい、得られたペレットは含水率が数％〜
数十％となって、成形時にその含水によって気泡が発生
し、結果として商品価値のない成形品しか製造できなか
ったからである。

従って、吸水性樹脂組成物における従来のペレット化方
法は、その冷却固化工程において水を一切使用しない方
法が採られており、冷却効率が低い、また、カッターで
の切断が不良である等の問題を内在していた。

また、吸水性樹脂組成物は、このペレット化時における
問題のみならず、通常の押出成形においても水冷ができ
ないという問題もあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、吸水性樹脂に成形加工性を賦与することを意
図した吸水性樹脂と熱可塑性樹脂またはゴムとの組成物
から押出成形体を製造するにおける前述の従来技術での
問題点を解決すべくなされたものであり、水冷によるに
も拘らず含水率の極めて低い吸水性樹脂組成物押出成形
体の製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の吸水性樹脂組成物押出成形体の製造方法は、吸
水性樹脂５〜９５重量％と熱可塑性樹脂またはゴム９５
〜５重量％とを溶融混練してなる吸水性樹脂組成物を押
出機のダイから押出し、次いで、電解質濃度３％以上の
水溶液に接触させて冷却固化させることを特徴とする。

ここで、吸水性樹脂としては、デンプン−（メタ）アク
リル酸グラフト共重合体アルカリ金属塩、デンプン−（
メタ）アクリル酸エステルグラフト共重合体加水分解物
、デンプン−（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合
体ケン化物、デンプン−（メタ）アクリルアミドグラフ
ト共重合体ケン化物等のデンプン系、カルボキシメチル
セルロース、セルロース−（メタ）アクリロニトリルグ
ラフト共重合体ケン化物、セルロース−（メタ）アクリ
ル酸グラフト共重合体アルカリ金属塩等のセルロース系
、ポリ（メタ）アクリル酸アルカリ金属塩、（メタ）ア
クリル酸＝（メタ）アクリルアミド共重合体アルカリ金
属塩等のポリアクリル酸系、ポリビニルアルコール−（
メタ）アクリル酸グラフト共重合体アルカリ金属塩、ポ
リビニルアルコール−無水マレイン酸グラフト共重合体
等のポリビニルアルコール系、酢酸ビニル−（メタ）ア
クリル酸共重合体アルカリ金属塩、イソブチレン−無水
マレイン酸共重合体等が挙げられ、これらは架橋してい
るのが望ましく、また、平均粒子径２００μ以下の微粉
末であるのが好ましい。

また、熱可塑性樹脂またはゴムとしては、特に制限はな
いが、例えば、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重
合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−プロ
ピレン共重合体、ポリプロピレン等のポリオレフィン、
ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の熱可塑
性樹脂、また、エチレン−プロピレン共重合体、スチレ
ンブタジェン共重合体、ポリブタジェン、ポリイソプレ
ン等のゴムが挙げられ、これらは二種以上を併用したも
のであってもよい。

本発明における吸水性樹脂組成物として、吸水性樹脂と
熱可塑性樹脂またはゴムの配合割合は、前者吸水性樹脂
が５〜９５重量％、好ましくは２０〜８０重世％、後者
樹脂またはゴムが９５〜５重景％、好ましくは８０〜２
０重景％である。

前者吸水性樹脂が５重量％未満では吸水性が低くて、こ
の組成物を吸水性を有する材料として用いる優位性がな
くなる。一方、９５重景％を越えると成形加工性が悪化
する。

両者の配合割合は、この範囲内で使用用途に応じて適宜
設定できるが、一般に、吸水性能を重視する用途には吸
水性樹脂の割合を多く、一方、成形性を重視する用途に
は熱可塑性樹脂またはゴムの割合を多くすることが好ま
しい。

本発明において、前記配合割合の吸水性樹脂と熱可塑性
樹脂またはゴｌ、とを、必要δこ応じて、石油樹脂、ワ
ックス、安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、着
色剤、無機充填剤等を添加して、慣用の混練押出機、例
えば、−軸混練押出機、軸混練押出機（ＰＣＭ、ＦＣＭ
、ＣＩＭ等）等を用いて、熱可塑性樹脂またはゴムの融
点または軟化点以上の温度、通常１００〜．３００°Ｃ
の範囲の温度で溶融混練して吸水性樹脂組成物となして
、ダイからストランド状、シート状等の所望の形状に押
出す。この際、吸水性樹脂中に含まれる水分（通常、５
〜１０％程度）は、予め加熱乾燥して除去しておくか、
押出機のヘント孔から逃がす。

次いで、この押出物を水に接触、好ましくは浸漬させて
冷却固化させるにおいて、本発明においては、電解質濃
度３％以上の水溶液を用いることが必須であり、水溶液
の濃度５％以上、水溶液の温度５０°Ｃ以下、接触時間
１秒以」−とするのがそれぞれ好ましい。

電解質濃度が３％未満では、押出物である吸水性樹脂組
成物の吸水が大きくなって含水率の低い押出成形体を製
造することが困難となる。

なお、ここで、電解質としては、例えば、ＣａＣｆｆｚ
　、ＭｇＣ，ｅ、、　、ＮａＣｆｆ１、ＮａＯＨ１（Ｎ
Ｈ４）２５０４等の無機化合物の電解質、タンパク質、
ポリ（メタ）アクリル酸等の高分子電解質等が挙げられ
、これらは二種以上を併用したものであってもよい。な
かで、ＣａＣｌ　ｚ　、ＭｇＣｌ　ｚが含水率の極めて
低い押出成形体が得られることから好ましい。

［作用および効果］ 本発明の吸水性樹脂組成物押出成形体の製造方法は、特
定濃度の電解質水溶液に接触させて冷却固化させてなる
ので、水冷によるにも拘わらず含水率の極めて低い押出
成形体の製造を可能とするものである。

なお、本発明の吸水性樹脂組成物押出成形体の製造方法
は、得られた押出成形体を引続いてペレタイザーのカッ
ターで適切な大きさに切断してベレットを製造するにお
いて特に有用であるが、最終製品としての押出成形品の
製造においても用い得ることは無論である。

〔実施例］ 以下の実施例、比較例において、含水率および吸水率は
次の測定法によった。

倉水下 カールフィッシャー法による。

含水率（％）− 試験片重量（ｇ）−加熱後の試験片重量（ｇ）試験片重
量（ｇ） 吸水率 １リツトルのビーカーに吸水性樹脂組成物の試験片約１
ｇ及び純水約１リツトルをそれぞれ秤量して入れ、２５
°Ｃで２４時間放置して］−分に膨潤させる。次いで、
８メツシユ篩で水切りをし、試験片表面に付着している
水を濾紙で取り除いたのち、試験片を秤量する。吸水率
の算出は、下記式を用いて行なう。

吸水率（％）＝ 実施例１ エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミ
カル社製、「エバフレックス４０Ｘ」、酢酸ビニル含有
量４０重量％、ＭＦＲ６５ｇ／１０分）５０重量部と架
橋ポリアクリル酸ソーダ（三菱油化社製、「ダイアウェ
ット」、平均粒子径５０μ、含水率０．４％）５０重量
部をヘンシェルミキサーで３分間混合した後、この混合
物を二軸混練押出機（池貝鉄工社製、ＰＣＭ４５）のホ
ッパーに投入し、スクリュー回転数２０Ｏｒｐｍで溶融
混練した組成物をストランド状に押出した。この際のダ
イ出口の温度は２１７　”Ｃであった。ダイ出口から出
たストランドを、直ちに、ＣａＣｌ　ｚ濃度５％の水溶
液を満たし３０°Ｃに調整された水槽中を３秒間浸漬通
過させ、さらに、ストランド表面上のＣａＣ１ｚを除去
するために水だけの水槽中を３秒間浸漬通過させること
により冷却固化させた。

引続いて、得られたストランド（直径約３ｍｍ）をスト
ランドカッターによりカットして、円筒状ベレットを連
続的に製造した。このベレットの含水率は０．３％であ
った。

得られたベレットを、シート押出成形機を用いて押出温
度１７０°Ｃでシート状に押出し、ロールにて冷却固化
して１　ｍｍ厚のシートを成形した。このシートに気泡
の発生は認められず、外観も良好であった。また、この
シートの吸水率は８００％であった。

実施例２ ＣａＣｊ２ｇ濃度を２０％とした水溶液を用いて冷却固
化した外は、実施例１と同様にしてストランドを成形し
、ペレット化、シート成形した。

ベレットの含水率は０．１５％であり、シートに気泡の
発生は認められず外観も良好で、その吸水率は７８０％
であった。

実施例３ ＣａＣｌ□濃度を５０％とした水溶液を用いて冷却固化
した外は、実施例１と同様にしてストランドを成形し、
ペレット化、シート成形した。

ベレットの含水率は０．１％であり、シートに気泡の発
生は認められず外観も良好で、その吸水率は８３０％で
あった。

比較例Ｉ ＣａＣ１、水溶液を用いずに水だけを用いて冷却固化し
た外は、実施例１と同様にしてストランドを成形し、ペ
レット化した。

ベレットの含水率は３４．５％であり、実施例１と同様
にしてシート成形を試みたが、気泡の発生が著しく、得
られたシートには無数の穴が存在した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸水性樹脂５〜９５重量％と熱可塑性樹脂またはゴム９
   ５〜５重量％とを溶融混練してなる吸水性樹脂組成物を
   押出機のダイから押出し、次いで、電解質濃度３％以上
   の水溶液に接触させて冷却固化させることを特徴とする
   吸水性樹脂組成物押出成形体の製造方法。