JPH03223304A - 吸収性樹脂 - Google Patents
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Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分計〕
本発明は、新規な吸水性樹脂に関する。更に詳しくは本
発明は、ゲル強度の高い、化学的安定性に優れ、特に電
解質溶液に影響を受ける事無く吸水性を示し、またアル
コール等極性溶媒にたいしても親和性のある吸水性樹脂
に関する。
発明は、ゲル強度の高い、化学的安定性に優れ、特に電
解質溶液に影響を受ける事無く吸水性を示し、またアル
コール等極性溶媒にたいしても親和性のある吸水性樹脂
に関する。
吸水性樹脂は、その吸水性や保水性を利用して医療、サ
ニタリー 食品工業、農芸、土木等の分野に広く使用さ
れている。何れの場合も膨潤率が大きい事およびゲル強
度の高い事が求められている。従来公知の吸水性樹脂と
しては、例えばデンプン−アクリロニトリルグラフト共
重合体の加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト共
重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重
合体のケン化物、アクリロニトリルもしくはアクリルア
ミド系共重合架橋体の加水分解物、ポリアクリル酸塩系
架橋体等が挙げられる。しかしこれらの吸水性樹脂は、
何れも高分子電解質系の架橋体であり、従って電解質を
含まない水に対しては、優れた膨潤性能を示すものの、
血液、尿、水性肥料、セメントスラリー等のイオンを多
量に含む水性液体に対しては著しく低い膨潤率しかし示
さない、この様な現象はイオンの存在下では架橋体の主
鎖である高分子電解質の解離が抑えられるため鎖の広が
りが小さくなった結果として現れると考えられている。
ニタリー 食品工業、農芸、土木等の分野に広く使用さ
れている。何れの場合も膨潤率が大きい事およびゲル強
度の高い事が求められている。従来公知の吸水性樹脂と
しては、例えばデンプン−アクリロニトリルグラフト共
重合体の加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト共
重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重
合体のケン化物、アクリロニトリルもしくはアクリルア
ミド系共重合架橋体の加水分解物、ポリアクリル酸塩系
架橋体等が挙げられる。しかしこれらの吸水性樹脂は、
何れも高分子電解質系の架橋体であり、従って電解質を
含まない水に対しては、優れた膨潤性能を示すものの、
血液、尿、水性肥料、セメントスラリー等のイオンを多
量に含む水性液体に対しては著しく低い膨潤率しかし示
さない、この様な現象はイオンの存在下では架橋体の主
鎖である高分子電解質の解離が抑えられるため鎖の広が
りが小さくなった結果として現れると考えられている。
更に多価金属イオンが存在する場合は更に主鎖カルボン
酸を介してイオン架橋が起こり実質的に必要以上に架橋
密度の高い架橋重合体となることも膨潤率の低下の一因
となる。この様な欠点を解決すべく、7例えば特開昭6
1−97312号公報によるとヒドロキシエチルセルロ
ースにアクリル酸系化合物等をグラフト重合させた後、
加水分解する事によりカルボキシル基を連鎖構造単位に
含む吸水性樹脂を製造する方法が開示されている。これ
は高分子電解質主鎖に非イオン性の高分子を導入する事
で耐イオン性の吸水性樹脂を得る方法であるが、主鎖の
化学的安定性、或いは製造方法の簡便さといった点で必
ずしも満足すべき方法とは云い難い、また特開昭60−
55011号公報によれば(メタ)アクリルアミド系化
合物、 (メタ)アクリル酸系化合物および末端にスル
ホン酸墓を有する(メタ)アクリル系化合物の3種類の
化合物をジビニル系化合物の存在下で重合することによ
り食塩水等の電解質水溶液吸収能の改善された吸水性樹
脂の製造方法が開示されている。またN−ビニル化合物
を含む水膨潤性架橋重合体の提案が特開昭58−530
5公報に示されているが何れも、イオン解離強度の比較
的に強い解離基を導入することにより電解質溶液に対し
て主鎖の広がりが抑えられることを避けようとしている
ために、実質的に(メタ)アクリルアミドあるいは、N
−ビニル化合物が主成分とはなっておらず、必ずし−も
耐イオン性の高い吸水性樹脂を得るには至っていない。
酸を介してイオン架橋が起こり実質的に必要以上に架橋
密度の高い架橋重合体となることも膨潤率の低下の一因
となる。この様な欠点を解決すべく、7例えば特開昭6
1−97312号公報によるとヒドロキシエチルセルロ
ースにアクリル酸系化合物等をグラフト重合させた後、
加水分解する事によりカルボキシル基を連鎖構造単位に
含む吸水性樹脂を製造する方法が開示されている。これ
は高分子電解質主鎖に非イオン性の高分子を導入する事
で耐イオン性の吸水性樹脂を得る方法であるが、主鎖の
化学的安定性、或いは製造方法の簡便さといった点で必
ずしも満足すべき方法とは云い難い、また特開昭60−
55011号公報によれば(メタ)アクリルアミド系化
合物、 (メタ)アクリル酸系化合物および末端にスル
ホン酸墓を有する(メタ)アクリル系化合物の3種類の
化合物をジビニル系化合物の存在下で重合することによ
り食塩水等の電解質水溶液吸収能の改善された吸水性樹
脂の製造方法が開示されている。またN−ビニル化合物
を含む水膨潤性架橋重合体の提案が特開昭58−530
5公報に示されているが何れも、イオン解離強度の比較
的に強い解離基を導入することにより電解質溶液に対し
て主鎖の広がりが抑えられることを避けようとしている
ために、実質的に(メタ)アクリルアミドあるいは、N
−ビニル化合物が主成分とはなっておらず、必ずし−も
耐イオン性の高い吸水性樹脂を得るには至っていない。
本発明は、従来の吸水性樹脂が有していた課題、すなわ
ち電解質溶液の吸水性能が必ずしも高くない点、化学的
安定性に欠ける点、加えてその点を改善すべく提案され
た従来の技術もまた複雑な反応系或いは煩雑な製造工程
を必要とする点を改善しゲル強度の高い化学的安定性に
優れ、特に電解質溶液の影響を受ける事無く吸水性を示
し、またアルコール等極性溶媒にたいしても親和性のあ
る吸水性樹脂を単純な製造工程で提供する事を目的とし
ている。
ち電解質溶液の吸水性能が必ずしも高くない点、化学的
安定性に欠ける点、加えてその点を改善すべく提案され
た従来の技術もまた複雑な反応系或いは煩雑な製造工程
を必要とする点を改善しゲル強度の高い化学的安定性に
優れ、特に電解質溶液の影響を受ける事無く吸水性を示
し、またアルコール等極性溶媒にたいしても親和性のあ
る吸水性樹脂を単純な製造工程で提供する事を目的とし
ている。
本発明中第−の発明は一般式(1)
%式%(1)
〔式中、R1およびR2は、それぞれ同一でも相異なっ
てもよく、水素原子またはメチル基を示す、〕にて表さ
れる化合物を、一種以上の架橋剤の存在下で重合させて
成る吸水性樹脂であり、本発明中第二の発明は、一般式
(1)で表される化合物50モル以上と、一般式(2) CHt = CR” X
(2)CR”は水素原子またはメチル基を示し
、XはR1が水素の場合に、 C0OH,COOM(Mはアルカリ金属を示す)C○O
R’ (R’はC3〜C3のアルキル基を示す〕C0N
HCH,OH。
てもよく、水素原子またはメチル基を示す、〕にて表さ
れる化合物を、一種以上の架橋剤の存在下で重合させて
成る吸水性樹脂であり、本発明中第二の発明は、一般式
(1)で表される化合物50モル以上と、一般式(2) CHt = CR” X
(2)CR”は水素原子またはメチル基を示し
、XはR1が水素の場合に、 C0OH,COOM(Mはアルカリ金属を示す)C○O
R’ (R’はC3〜C3のアルキル基を示す〕C0N
HCH,OH。
C00CH,CH,CH20H。
COOCH2CHt N (CH−) 2 。
COOCR2CH、N″)(CH,) 、CICON
H2゜ C0N)(CH,CH2CH,N (CH,) 2゜C
0NHCH2CH,CH,N″″(CH,)ICICO
NHC(CHI)2CH2SO,M (Mはアルカリ金
属を示す)、CN、C0R4゜ OCOCH、、○R4,または、 SO,M(Mはアルカリ金属を示す)を示し、R8がメ
チル基の場合に C0OH,C00M (Mはアルカリ金属を示す)CO
OR’ (R’はC3〜C1のアルキル基を示す〕C0
0H2CH20H1 COOC)(、CH2CH20H。
H2゜ C0N)(CH,CH2CH,N (CH,) 2゜C
0NHCH2CH,CH,N″″(CH,)ICICO
NHC(CHI)2CH2SO,M (Mはアルカリ金
属を示す)、CN、C0R4゜ OCOCH、、○R4,または、 SO,M(Mはアルカリ金属を示す)を示し、R8がメ
チル基の場合に C0OH,C00M (Mはアルカリ金属を示す)CO
OR’ (R’はC3〜C1のアルキル基を示す〕C0
0H2CH20H1 COOC)(、CH2CH20H。
C00CR2CH2N (cHs)2゜C00CH2
CH2N” (CH,)、CICON HCH*CH2
CHtN (CH*) 2゜C0NHCH,CH2
CH,N” (CH,)@C1またはCON H2,を
示す、〕 で表される化合物、N−ビニル−2−ピロリドン。
CH2N” (CH,)、CICON HCH*CH2
CHtN (CH*) 2゜C0NHCH,CH2
CH,N” (CH,)@C1またはCON H2,を
示す、〕 で表される化合物、N−ビニル−2−ピロリドン。
フマル酸もしくはそのアルカリ金属塩、マレイン酸もし
くはそのアルカリ金属塩、およびイタコン酸もしくはそ
のアルカリ金属塩から選択される少なくとも1種50モ
ル%未満とを1種以上の架橋剤の存在下で重合させてな
る吸水性樹脂である。
くはそのアルカリ金属塩、およびイタコン酸もしくはそ
のアルカリ金属塩から選択される少なくとも1種50モ
ル%未満とを1種以上の架橋剤の存在下で重合させてな
る吸水性樹脂である。
本発明者らは、かかる本発明の吸水性樹脂は従来の高分
子電解質系の吸水性樹脂に比べ、ゲル強度が高く化学的
安定性に優れ、特に電解質溶液の影響を受ける事無く多
量に吸水する性能を示し、またアルコール等極性溶媒に
たいしても親和性を示し、かつ経済的で、簡便な方法で
製造できる事を見いだし、本発明に至った。
子電解質系の吸水性樹脂に比べ、ゲル強度が高く化学的
安定性に優れ、特に電解質溶液の影響を受ける事無く多
量に吸水する性能を示し、またアルコール等極性溶媒に
たいしても親和性を示し、かつ経済的で、簡便な方法で
製造できる事を見いだし、本発明に至った。
一般式(3)
%式%)
(3)
(R1およびR2は前述に同じ)
にて表される構成単位を主成分とする吸水性樹脂は従来
全く知られておらず、従ってその性能に付いても明らか
にされていなかった0本発明者らは、N−ビニルアミド
化合物を主成分とする、吸水性樹脂について検討を行い
本発明に至った。
全く知られておらず、従ってその性能に付いても明らか
にされていなかった0本発明者らは、N−ビニルアミド
化合物を主成分とする、吸水性樹脂について検討を行い
本発明に至った。
以下、更に詳しく本発明を説明する0本発明の吸水性樹
脂は上記一般式(3)で表される構造単位を架橋重合体
連鎖中に50モル%以上含有しており、原料となる化合
物としてはN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセト
アミド、N−メチルN−ビニルホルムアミド、N−メチ
ル−N−ビニルアセトアミドが挙げられるが、中でもN
−ビニルアセトアミドが最も好ましい。
脂は上記一般式(3)で表される構造単位を架橋重合体
連鎖中に50モル%以上含有しており、原料となる化合
物としてはN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセト
アミド、N−メチルN−ビニルホルムアミド、N−メチ
ル−N−ビニルアセトアミドが挙げられるが、中でもN
−ビニルアセトアミドが最も好ましい。
これらのN−ビニルアミド化合物類は、例えばアセトア
ルデヒドとカルボン酸アミドとから、または、N−エチ
ルカルボン酸アミドの電気分解で容易に合成されるN−
(α−アルコキシアルキル)カルボン酸アミドの熱分解
反応によって(特開昭50−76015号公報)、ある
いはアセトアルデヒドとアセトアミドとから合成される
エチリデンビスアセトアミドの熱分解反応によって(ジ
ャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティ、
第98巻、5966頁、1976年)容易に製造できる
事が知られている。
ルデヒドとカルボン酸アミドとから、または、N−エチ
ルカルボン酸アミドの電気分解で容易に合成されるN−
(α−アルコキシアルキル)カルボン酸アミドの熱分解
反応によって(特開昭50−76015号公報)、ある
いはアセトアルデヒドとアセトアミドとから合成される
エチリデンビスアセトアミドの熱分解反応によって(ジ
ャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティ、
第98巻、5966頁、1976年)容易に製造できる
事が知られている。
一般に高分子化合物が吸水性樹脂として機能するために
は主鎖である高分子化合物が架橋されない状態では水溶
性あるいは親水性でありかつ、架橋されたのちに吸水性
樹脂としては水不溶性であることが必要である6 水溶
性あるいは親木性である高分子化合物を水不溶化する方
法は、従来より様々な方法が知られているがその中でも
吸水性樹脂を得るのに適した方法としては多官能性のエ
チレン性不飽和化合物を共重合することで架橋重合体を
得ることが好ましい1重合反応と同時に架橋反応が行え
実質的に架橋重合体が得られるような化学的方法を用い
ることは本発明の意図するところであり何部支障はない
0本発明による吸水性樹脂製造に用いられる架橋剤の例
として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、ジエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ポリ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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)
アクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル等
の、1分子中に不飽和基を2個以上有する化合物が挙げ
られる。
は主鎖である高分子化合物が架橋されない状態では水溶
性あるいは親水性でありかつ、架橋されたのちに吸水性
樹脂としては水不溶性であることが必要である6 水溶
性あるいは親木性である高分子化合物を水不溶化する方
法は、従来より様々な方法が知られているがその中でも
吸水性樹脂を得るのに適した方法としては多官能性のエ
チレン性不飽和化合物を共重合することで架橋重合体を
得ることが好ましい1重合反応と同時に架橋反応が行え
実質的に架橋重合体が得られるような化学的方法を用い
ることは本発明の意図するところであり何部支障はない
0本発明による吸水性樹脂製造に用いられる架橋剤の例
として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、ジエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ポリ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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)
アクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル等
の、1分子中に不飽和基を2個以上有する化合物が挙げ
られる。
架橋剤の使用量は、原料化合物に対して、架橋剤/単量
体の比がモル比で、70/30〜0.0001/99.
9999の範囲から選択されるが、10/90〜0.0
005/99.9995の範囲が特に好ましい、架橋剤
の量が架橋剤/単量体のモル比で、70/30より多い
場合は得られる吸水性樹脂の架橋密度が高くなり過ぎる
ために膨潤率が非常に少なくなり実質的に吸水性樹脂と
しての効果を発揮できない、また、架橋剤/単量体の比
がモル比で0.0001/99.9999よりも架橋剤
が少ないと架橋にあずからない水溶性あるいは親水性の
高分子の生成が増大し同様に実質的な吸水性樹脂として
の効果を発揮できない。
体の比がモル比で、70/30〜0.0001/99.
9999の範囲から選択されるが、10/90〜0.0
005/99.9995の範囲が特に好ましい、架橋剤
の量が架橋剤/単量体のモル比で、70/30より多い
場合は得られる吸水性樹脂の架橋密度が高くなり過ぎる
ために膨潤率が非常に少なくなり実質的に吸水性樹脂と
しての効果を発揮できない、また、架橋剤/単量体の比
がモル比で0.0001/99.9999よりも架橋剤
が少ないと架橋にあずからない水溶性あるいは親水性の
高分子の生成が増大し同様に実質的な吸水性樹脂として
の効果を発揮できない。
原料化合物としては一般式(1)で表されるN−ビニル
アミド化合物のみを架橋剤の存在下に重合させてもよい
が、他のエチレン性不飽和化合物を共重合させてもよい
、この際、一般式(1)のN−ビニルアミド化合物1種
以上が原料化合物全体の50モル%以上含まれることが
重要である。
アミド化合物のみを架橋剤の存在下に重合させてもよい
が、他のエチレン性不飽和化合物を共重合させてもよい
、この際、一般式(1)のN−ビニルアミド化合物1種
以上が原料化合物全体の50モル%以上含まれることが
重要である。
N−ビニルアミド化合物を主成分として重合して得られ
る本発明の架橋性重合体が、従来の高分子電解質系の吸
水性樹脂に比べ、ゲル強度が高く化学的安定性に優れ、
特に電解質溶液の影響を受ける事無く多量に吸水する性
能を示し、またアルコール等極性溶媒にたいしても親和
性のある吸水性樹脂である理由は必ずしも明瞭では無い
が、主鎖に非イオン性である一般式(3)で示されるよ
うな構成単位を主成分として含むために従来の高分子電
解質であるポリカルボン酸系の吸水性樹脂と異なり、イ
オンの存在により膨潤率が大きく減少すること無く、更
に多価金属イオンが存在する場合にカルボン酸を介して
イオン架橋が起こり見かけ上架橋密度の必要以上に高い
重合体となるために膨潤率の低下を示すようなことも無
いと推定される。また一般式(3)の化学的安定性がよ
いこと、あるいは木質的に一般式(1)の重合体は高重
合度の主鎖を与えることが、膨潤後のゲルの安定性を保
つ要因の一つと考えられる。従って本発明中の架橋重合
体の組成は従来の吸水性樹脂では得られなかった上記の
特性を失うことの無い範囲、あるいは更に特性の向上す
る範囲で選ばれるべきであり、それ故かかる重合体を製
造するに当たっては、すなわち実質的には一般式(1)
で示されるN−ビニルアミド化合物1種以上50モル%
以上を共重合可能な化合物と架橋剤の存在下に重合する
ことが好ましく、更に好ましくは、60モル%以上を共
重合可能な化合物と架橋剤の存在下に重合することが好
ましい、共重合可能な化合物としては例えば(メタ)ア
クリル酸、 (メタ)アクリル酸金属塩、 (メタ)ア
クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、 (メタ
)アクリル酸プロピル、ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ
)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
レート−メチルクロライド4級塩、N−ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミド−メチルクロライド4
級塩、アクリロニトリル、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパンスルホン酸金属塩、酢酸ビニル、ビニルエ
ーテル類、ビニルケトン類等のビニル化合物、スルホン
酸ビニル金属塩、N−ビニル−2−ピロリドン、マレイ
ン酸、マレイン酸金属塩、フマル酸、フマル酸金属塩、
イタコ°ン酸、イタコン酸金属塩等が挙げられる。
る本発明の架橋性重合体が、従来の高分子電解質系の吸
水性樹脂に比べ、ゲル強度が高く化学的安定性に優れ、
特に電解質溶液の影響を受ける事無く多量に吸水する性
能を示し、またアルコール等極性溶媒にたいしても親和
性のある吸水性樹脂である理由は必ずしも明瞭では無い
が、主鎖に非イオン性である一般式(3)で示されるよ
うな構成単位を主成分として含むために従来の高分子電
解質であるポリカルボン酸系の吸水性樹脂と異なり、イ
オンの存在により膨潤率が大きく減少すること無く、更
に多価金属イオンが存在する場合にカルボン酸を介して
イオン架橋が起こり見かけ上架橋密度の必要以上に高い
重合体となるために膨潤率の低下を示すようなことも無
いと推定される。また一般式(3)の化学的安定性がよ
いこと、あるいは木質的に一般式(1)の重合体は高重
合度の主鎖を与えることが、膨潤後のゲルの安定性を保
つ要因の一つと考えられる。従って本発明中の架橋重合
体の組成は従来の吸水性樹脂では得られなかった上記の
特性を失うことの無い範囲、あるいは更に特性の向上す
る範囲で選ばれるべきであり、それ故かかる重合体を製
造するに当たっては、すなわち実質的には一般式(1)
で示されるN−ビニルアミド化合物1種以上50モル%
以上を共重合可能な化合物と架橋剤の存在下に重合する
ことが好ましく、更に好ましくは、60モル%以上を共
重合可能な化合物と架橋剤の存在下に重合することが好
ましい、共重合可能な化合物としては例えば(メタ)ア
クリル酸、 (メタ)アクリル酸金属塩、 (メタ)ア
クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、 (メタ
)アクリル酸プロピル、ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ
)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
レート−メチルクロライド4級塩、N−ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミド−メチルクロライド4
級塩、アクリロニトリル、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパンスルホン酸金属塩、酢酸ビニル、ビニルエ
ーテル類、ビニルケトン類等のビニル化合物、スルホン
酸ビニル金属塩、N−ビニル−2−ピロリドン、マレイ
ン酸、マレイン酸金属塩、フマル酸、フマル酸金属塩、
イタコ°ン酸、イタコン酸金属塩等が挙げられる。
本発明に従って吸水性樹脂を製造するに際しては、水溶
液重合、逆相懸濁重合、逆相乳化重合等の方法を用いる
ことができる0重合触媒は、通常のラジカル重合、また
はカチオン重合触媒を用いるのが一般的で、ラジカル開
始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、2.2゛
−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ
系開始剤、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物、あ
るいは過酸化物または過硫酸塩類とトリエタノールアミ
ン、チオ硫酸ナトリウム等の還元剤を同一系内に存在さ
せるいわゆる、レドックス系触媒等が挙げられる。
液重合、逆相懸濁重合、逆相乳化重合等の方法を用いる
ことができる0重合触媒は、通常のラジカル重合、また
はカチオン重合触媒を用いるのが一般的で、ラジカル開
始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、2.2゛
−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ
系開始剤、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物、あ
るいは過酸化物または過硫酸塩類とトリエタノールアミ
ン、チオ硫酸ナトリウム等の還元剤を同一系内に存在さ
せるいわゆる、レドックス系触媒等が挙げられる。
また、得られる吸水性樹脂はその求められる性能により
、例えば吸水速度改良のため重合回収後に、界面活性剤
処理等の表面処理を行っても何等本発明の意図するとこ
ろと変わらない、また、ゲルの強度改良のため後処理と
して加熱により表面の架橋度を向上させてもかまわない
、このとき積極的に架橋剤等を添加することも可能であ
る。その他一般的な吸水性樹脂の性能向上のために用い
られる後処理は本発明の吸水性樹脂にも適用可能である
。
、例えば吸水速度改良のため重合回収後に、界面活性剤
処理等の表面処理を行っても何等本発明の意図するとこ
ろと変わらない、また、ゲルの強度改良のため後処理と
して加熱により表面の架橋度を向上させてもかまわない
、このとき積極的に架橋剤等を添加することも可能であ
る。その他一般的な吸水性樹脂の性能向上のために用い
られる後処理は本発明の吸水性樹脂にも適用可能である
。
本発明に係る前記架橋重合体は各種水溶液やある種の有
機溶媒を吸収する能力を有するため液吸収、増粘効果、
結露防止、保水、薬効剤の保持・徐放、刺激応答ゲル等
の機能を利用した様々な用途に使用でき、その具体例を
列挙すれば次の通りである。
機溶媒を吸収する能力を有するため液吸収、増粘効果、
結露防止、保水、薬効剤の保持・徐放、刺激応答ゲル等
の機能を利用した様々な用途に使用でき、その具体例を
列挙すれば次の通りである。
(1)トイレタリー衛生用品、例えば紙おむつ用、生理
用ナプキン、その他の排泄物処理剤、(2)化粧品、例
えば保湿剤、モイスチュアバランサ、潤滑剤、抱水性ゲ
ル状のローション、乳化型化粧料(乳化剤として使用)
、皮膜型バック剤、(3)農園芸用途、例えば種子の発
芽・生長助材、(例えば野菜、花悴の種子の播種助材、
種子の発芽促進材、種子コーティング剤)、植物の生長
培地用(例えば育苗床、土壌保水、土壌改良、砂漠緑化
用途、植物栽培用保水剤、菌種等の培養基材)植物への
薬剤投与方法(例えば樹幹への薬剤投与デバイス、農薬
徐放剤)、その他(例えば、防霜用被覆材、結露防止材
料)、 (4)土木・建築用、例えば土木工法・材料(例えばシ
ーリング材(止水剤)、ヒドロゲル充填上のう、推進工
法用の滑剤、泥水の固化、ポーリング孔観察用透明ゲル
、ゲル充填破砕工法、急斜面の緑化方法、土質改質剤、
気孔シールド工法、積雪道路の蛍光標示剤、人工雪)、
建築・建材(例えば、コンクリート(モルタル)養生・
改質剤、セメント組成物、セメント脱水剤、シーリング
材、遮音材、振動吸収材、防音材)、 (5)メディカル分野、例えば医療用材料(例えば創傷
被覆保護材、コンタクトレンズ、抗血栓性材料、人工関
節、人工皮膚)、薬剤保持・徐放(例えば錠剤(除放性
薬剤)、腸溶性薬剤、パップ剤用の基材、外用軟膏剤、
薬剤放出制御製剤、胃内浮遊徐放性製剤、粘膜投与製剤
、外皮用組成物(医療用フィルム)、創傷被覆保護材、
口腔、歯科用材料、口腔用吸収剤、歯間清掃具)、(6
)結露防止・水分調節、例えば結露防止壁材、結露防止
シート、湿度調節カーテン、防滴効果を有する材料、 (7)食品分野用、例えば鮮度保持包装材、接触脱水シ
ート、発熱性食品容器、水分調節包装材、水分吸着容器
、 (8)自動車部品、例えば液圧ブレーキホース、ホース
の結合方法(液洩れ防止)、自動車用エアダクト(結露
防止)、 (9)電気材料、例えば水分センサ(漏水化検知器)、
防水電気ケーブル、医療用電極、通信用接地材、(10
)消火用材料、例えば消火薬剤、延焼防止材(11)熱
媒体(保冷・保熱材料)、例えば保冷材、保冷用熱媒体
、蓄熱・発熱剤(カイロ)、(12)吸収性複合材料、
例えば吸水性ゴム組成物、吸水性熱可塑性樹脂、吸水性
積層体(吸水性発泡シート)、 (13)高機能材料、例えば磁気応答材料、光応答材料
、光駆動アクチュエータ、光駆動バルブ、人工筋肉(メ
カノケミカル材料)、感熱ゲル応用の脱水プロセス、熱
可逆°型吸着材、光学表示材料、高透水性分離膜、pH
感応変色ゲル、焦点距離可変レンズ、 (14)その他、例えば芳香消臭剤、無機塩溶液類の吸
収剤、乾燥剤、廃液吸収剤、石油回収剤、衝撃緩衝材、
高吸水繊維、油脂・溶剤のゲル化、油中水分除去、油水
分離用機器、保水性を有する梱包材料、発酵助剤、パツ
キン用材料、水膨張性塗料、船底防汚塗料、古壁等の剥
離剤、糸巻ゴルフボールの芯材、玩具、光フアイバーケ
ーブル、触媒成型材、有機性廃水処理汚泥の堆肥化、曝
気槽内混合液のバルキング防止、汗取り装身具、超音波
探傷用接触媒質、超音波探触子、 4、実施例 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明がこれらにより限定されることを意味するもので
はない、なお、以下の実施例において、重合は全て30
℃で16時間行った1反応は全て水溶液重合を用い、反
応終了後、得られたゲル状物を粗砕、脱水、粉砕、分級
して試料とした。
用ナプキン、その他の排泄物処理剤、(2)化粧品、例
えば保湿剤、モイスチュアバランサ、潤滑剤、抱水性ゲ
ル状のローション、乳化型化粧料(乳化剤として使用)
、皮膜型バック剤、(3)農園芸用途、例えば種子の発
芽・生長助材、(例えば野菜、花悴の種子の播種助材、
種子の発芽促進材、種子コーティング剤)、植物の生長
培地用(例えば育苗床、土壌保水、土壌改良、砂漠緑化
用途、植物栽培用保水剤、菌種等の培養基材)植物への
薬剤投与方法(例えば樹幹への薬剤投与デバイス、農薬
徐放剤)、その他(例えば、防霜用被覆材、結露防止材
料)、 (4)土木・建築用、例えば土木工法・材料(例えばシ
ーリング材(止水剤)、ヒドロゲル充填上のう、推進工
法用の滑剤、泥水の固化、ポーリング孔観察用透明ゲル
、ゲル充填破砕工法、急斜面の緑化方法、土質改質剤、
気孔シールド工法、積雪道路の蛍光標示剤、人工雪)、
建築・建材(例えば、コンクリート(モルタル)養生・
改質剤、セメント組成物、セメント脱水剤、シーリング
材、遮音材、振動吸収材、防音材)、 (5)メディカル分野、例えば医療用材料(例えば創傷
被覆保護材、コンタクトレンズ、抗血栓性材料、人工関
節、人工皮膚)、薬剤保持・徐放(例えば錠剤(除放性
薬剤)、腸溶性薬剤、パップ剤用の基材、外用軟膏剤、
薬剤放出制御製剤、胃内浮遊徐放性製剤、粘膜投与製剤
、外皮用組成物(医療用フィルム)、創傷被覆保護材、
口腔、歯科用材料、口腔用吸収剤、歯間清掃具)、(6
)結露防止・水分調節、例えば結露防止壁材、結露防止
シート、湿度調節カーテン、防滴効果を有する材料、 (7)食品分野用、例えば鮮度保持包装材、接触脱水シ
ート、発熱性食品容器、水分調節包装材、水分吸着容器
、 (8)自動車部品、例えば液圧ブレーキホース、ホース
の結合方法(液洩れ防止)、自動車用エアダクト(結露
防止)、 (9)電気材料、例えば水分センサ(漏水化検知器)、
防水電気ケーブル、医療用電極、通信用接地材、(10
)消火用材料、例えば消火薬剤、延焼防止材(11)熱
媒体(保冷・保熱材料)、例えば保冷材、保冷用熱媒体
、蓄熱・発熱剤(カイロ)、(12)吸収性複合材料、
例えば吸水性ゴム組成物、吸水性熱可塑性樹脂、吸水性
積層体(吸水性発泡シート)、 (13)高機能材料、例えば磁気応答材料、光応答材料
、光駆動アクチュエータ、光駆動バルブ、人工筋肉(メ
カノケミカル材料)、感熱ゲル応用の脱水プロセス、熱
可逆°型吸着材、光学表示材料、高透水性分離膜、pH
感応変色ゲル、焦点距離可変レンズ、 (14)その他、例えば芳香消臭剤、無機塩溶液類の吸
収剤、乾燥剤、廃液吸収剤、石油回収剤、衝撃緩衝材、
高吸水繊維、油脂・溶剤のゲル化、油中水分除去、油水
分離用機器、保水性を有する梱包材料、発酵助剤、パツ
キン用材料、水膨張性塗料、船底防汚塗料、古壁等の剥
離剤、糸巻ゴルフボールの芯材、玩具、光フアイバーケ
ーブル、触媒成型材、有機性廃水処理汚泥の堆肥化、曝
気槽内混合液のバルキング防止、汗取り装身具、超音波
探傷用接触媒質、超音波探触子、 4、実施例 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明がこれらにより限定されることを意味するもので
はない、なお、以下の実施例において、重合は全て30
℃で16時間行った1反応は全て水溶液重合を用い、反
応終了後、得られたゲル状物を粗砕、脱水、粉砕、分級
して試料とした。
実施例I
N−ビニルアセトアミド 200g1 N、N−メチレ
ンビスアクリルアミド 1.Ogを750gの水に溶解
し、ILの三ツロセバラブルフラスコにいれた。三ツ−
フラスコには窒素導入管、温度計ホルダーおよび排気管
をセットし、30℃の恒温槽中に浸した。窒素をIL/
分の速度で30分バブルさせ、溶存酸素を除去した後、
2.2−アゾビス(2′−ジアミノプロパン)・二塩酸
塩を0.40gを49.6gの水に溶解したものを反応
液に加えた。フラスコを断熱容器にいれ、窒素流量を0
.1L/分に減少し、静置した。
ンビスアクリルアミド 1.Ogを750gの水に溶解
し、ILの三ツロセバラブルフラスコにいれた。三ツ−
フラスコには窒素導入管、温度計ホルダーおよび排気管
をセットし、30℃の恒温槽中に浸した。窒素をIL/
分の速度で30分バブルさせ、溶存酸素を除去した後、
2.2−アゾビス(2′−ジアミノプロパン)・二塩酸
塩を0.40gを49.6gの水に溶解したものを反応
液に加えた。フラスコを断熱容器にいれ、窒素流量を0
.1L/分に減少し、静置した。
16時間後、ゲル状の内容物を取り出し、ミンサー(家
庭用挽き陶器)にて細分した後アセトンにて脱水し、1
05℃で5時間乾燥した。かくして得られた乾燥ゲルを
粉砕し、分級して48〜100メツシユに整え最終製品
とした。この最終製品の吸水性能を人工尿を用いて測定
した。
庭用挽き陶器)にて細分した後アセトンにて脱水し、1
05℃で5時間乾燥した。かくして得られた乾燥ゲルを
粉砕し、分級して48〜100メツシユに整え最終製品
とした。この最終製品の吸水性能を人工尿を用いて測定
した。
(吸水試験)
人工尿200 m lを300 m lビーカーに入れ
、電磁攪拌器で激しく攪拌しながら上記最終製品500
.0mgをゆっくり添加した。吸水性樹脂粉末が液中に
充分に分散した後攪拌を止め、2時間静置後、200メ
ツシユの金網製の篩で、膨潤ゲルをろ過し、篩い上のゲ
ルの重量を測定した。
、電磁攪拌器で激しく攪拌しながら上記最終製品500
.0mgをゆっくり添加した。吸水性樹脂粉末が液中に
充分に分散した後攪拌を止め、2時間静置後、200メ
ツシユの金網製の篩で、膨潤ゲルをろ過し、篩い上のゲ
ルの重量を測定した。
吸水率は、次式により求めた。
(吸水された水の重量 g)
吸水率(倍)
(樹脂の重量 g)
なお、人工尿の組成は次のようである。
重量%
に、SO,0120
CaC1*・2HsO0,08
Mg5O,0,11
NaC10,79
、尿素 1.94水
96.88上記方法で得られた
人工尿吸収テストの結果を第1表に示す。
96.88上記方法で得られた
人工尿吸収テストの結果を第1表に示す。
また、生理食塩水(0,9重量%食塩水溶液)について
も人工尿と全く同様に吸収テストを行つた。結果を第1
表示した。
も人工尿と全く同様に吸収テストを行つた。結果を第1
表示した。
実施例2
N−ビニルアセトアミドに代えてN−ビニルホルムアミ
ドを用いた以外は、実施例1と全く同様に反応を行い、
実施例1と全く同様にして行った、人工尿および生理食
塩水の吸収テストの結果を第1表示した。
ドを用いた以外は、実施例1と全く同様に反応を行い、
実施例1と全く同様にして行った、人工尿および生理食
塩水の吸収テストの結果を第1表示した。
実施例3
N−ビニルアセトアミドに代えてN−ビニル−N−メチ
ルアセトアミドを用いた以外は、実施例1と全く同様に
反応を行い、実施例1と全く同様にして行った人工尿お
よび生理食塩水の吸収テストの結果を第1表示した。
ルアセトアミドを用いた以外は、実施例1と全く同様に
反応を行い、実施例1と全く同様にして行った人工尿お
よび生理食塩水の吸収テストの結果を第1表示した。
K産五A
N−ビニルアセトアミド200gに代えてN−ビニルア
セトアミド160gおよびアクリル酸ソーダ40gを用
いた以外は、実施例1と全く同様に反応を行い、実施例
1と全く同様にして行った人工尿および生理食塩水の吸
収テストの結果を第1表示した。
セトアミド160gおよびアクリル酸ソーダ40gを用
いた以外は、実施例1と全く同様に反応を行い、実施例
1と全く同様にして行った人工尿および生理食塩水の吸
収テストの結果を第1表示した。
実施例5
N、N’ −メチレンビスアクリルアミドを1゜0gか
ら0.5gに低減した以外は、実施例4と全く同様に反
応を行い、人工尿および生理食塩水の吸収テストの結果
を第1表示した。
ら0.5gに低減した以外は、実施例4と全く同様に反
応を行い、人工尿および生理食塩水の吸収テストの結果
を第1表示した。
実施例6
N−ビニルアセトアミド200gに代えてN−ビニルア
セトアミド180gおよびアクリル酸ソーダ20gを用
いた以外は、実施例4と全く同様に反応を行った6人工
尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1表示した
。
セトアミド180gおよびアクリル酸ソーダ20gを用
いた以外は、実施例4と全く同様に反応を行った6人工
尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1表示した
。
実施例7
N−ビニルアセトアミド200gに代えてN −ビニル
アセトアミド140gおよびアクリル酸ソーダ40gお
よび2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸ソーダ20gを用いた以外は、実施例1と全く同様に
反応を行った0人工尿および生理食塩水の吸収テストの
結果を第1表示した。
アセトアミド140gおよびアクリル酸ソーダ40gお
よび2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸ソーダ20gを用いた以外は、実施例1と全く同様に
反応を行った0人工尿および生理食塩水の吸収テストの
結果を第1表示した。
実施例8
アクリル酸ソーダ40gに代えてアクリロニトリル40
gを用いた以外は、実施例4と全く同様に反応を行った
0人工尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1表
示した。
gを用いた以外は、実施例4と全く同様に反応を行った
0人工尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1表
示した。
実施例9
アクリル酸ソーダ40gに代えてエチルビニルエーテル
40gを用いた以外は、実施例4と全く同に反応を行っ
た0人工尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1
表示した。
40gを用いた以外は、実施例4と全く同に反応を行っ
た0人工尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1
表示した。
実施例10
架橋剤として、N、 N −メチレンビスアクリル
アミドに代えてジエチレングリコールジアクリレートを
用いた以外は、実施例1と全く同様に反応を行った1人
工尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1表示し
た。
アミドに代えてジエチレングリコールジアクリレートを
用いた以外は、実施例1と全く同様に反応を行った1人
工尿および生理食塩水の吸収テストの結果を第1表示し
た。
実施例11
実施例1で得られた最終製品の各有機溶媒に対する膨潤
率を第2表に示した。比較例として市販吸水性樹脂の膨
潤率を同表に示した。膨潤率は、各溶媒200 m l
を300 m lビーカーに入れ、電磁攪拌器で激しく
攪拌しながらゲル粉末500゜0 m gをゆっくり添
加した。ゲル粉末が液中に充分に分散した後攪拌を停止
し、2時間静置後に、200メツシユの金網製の篩で、
膨潤ゲルをろ過し、篩い上のゲルの重量を測定した。膨
潤率は、次式により求めた。
率を第2表に示した。比較例として市販吸水性樹脂の膨
潤率を同表に示した。膨潤率は、各溶媒200 m l
を300 m lビーカーに入れ、電磁攪拌器で激しく
攪拌しながらゲル粉末500゜0 m gをゆっくり添
加した。ゲル粉末が液中に充分に分散した後攪拌を停止
し、2時間静置後に、200メツシユの金網製の篩で、
膨潤ゲルをろ過し、篩い上のゲルの重量を測定した。膨
潤率は、次式により求めた。
(吸収された溶媒の重量 g)
第1表
第2表
比較例1〜4
市販の吸水性樹脂4種について人工尿および生理食塩水
吸収テストを、実施例に示した方法により行った。結果
を第3表に示した。
吸収テストを、実施例に示した方法により行った。結果
を第3表に示した。
第3表
5、発明による効果
本発明によると入手容易な安価なN−ビニル化合物から
簡便な方法で作られる、電解質水溶液吸収率に優れ、か
つ極性有機溶媒に親和性の優れた吸水性樹脂が提供され
る。
簡便な方法で作られる、電解質水溶液吸収率に優れ、か
つ極性有機溶媒に親和性の優れた吸水性樹脂が提供され
る。
Claims (2)
- (1)一般式(1) CH_2=CHNR^1COR^2(1) 〔式中、R^1およびR^2は、それぞれ同一でも相異
なつてもよく、水素原子またはメチル基を示す。〕にて
表される化合物を、一種以上の架橋剤の存在下で重合さ
せて成る吸水性樹脂。 - (2)一般式(1)で表される化合物50モル%以上と
、一般式(2) CH_2=CR^3X(2) 〔R^2は水素原子またはメチル基を示し、XはR^3
が水素の場合に、 COOH、COOM(Mはアルカリ金属を示す)COO
R^4(R^4はC_1〜C_3のアルキル基を示す〕
OOCH_2CH_2OH、 COOCH_2CH_2CH_2OH、 COOCH_2CH_2N(CH_3)_2、COOC
H_2CH_2N^+(CH_3)_3Cl^−、CO
NH_2、 CONHCH_2CH_2CH_2N(CH_3)_2
、CONHCH_2CH_2CH_2N^+(CH_3
)_3Cl^−、CONHC(CH_3)_2CH_2
SO_3M(Mはアルカリ金属を示す)、CN、COR
^4、 OCOCH_3、OR^4、または、SO_3M(Mは
アルカリ金属を示す)を示し、 R^3がメチル基の場合に COOH、COOM(Mはアルカリ金属を示す)COO
R^4(R^4はC_1〜C_3のアルキル基を示す〕
COOCH_2CH_2OH、 COOCH_2CH_2CH_2OH、 COOCH_2CH_2N(CH_3)_2、COOC
H_2CH_2N^+(CH_3)_3Cl^−、CO
NHCH_2CH_2CH_2N(CH_3)_2、C
ONHCH_2CH_2CH_2N^+(CH_3)_
3Cl^−、またはCONH_2、を示す。〕で表され
る化合物、N−ビニル−2−ピロリドン、フマル酸もし
くはそのアルカリ金属塩、マレイン酸もしくルカリ金属
塩、およびイタコン酸もしくはそのアルカリ金属塩から
選択される少なくとも1種50モル%未満とを1種以上
の架橋剤の存在下で重合させてなる吸水性樹脂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02315483A JP3091215B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-19 | 吸収性樹脂 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30240989 | 1989-11-21 | ||
JP1-302409 | 1989-11-21 | ||
JP02315483A JP3091215B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-19 | 吸収性樹脂 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03223304A true JPH03223304A (ja) | 1991-10-02 |
JP3091215B2 JP3091215B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=26563101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02315483A Expired - Lifetime JP3091215B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-19 | 吸収性樹脂 |
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