JPH04292603A - 高吸水性ポリマーの製造法 - 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】

【０００１】〔発明の背景〕

【産業上の利用分野】本発明は、高吸水性ポリマーの製
造法に関するものである。

【０００２】本発明の製造法によって得られる高吸水性
ポリマーは、純水に対する吸水能力はもちろん、生理食
塩水、人工尿等々の種々の電解質水溶液に対しても、従
来にはない高い吸水能力を示し、しかも吸水ゲル強度が
強いため、衛生材料、産業資材関係、農園芸関係等の各
種の吸水材料に有利に使用することができるものである
。

【０００３】

【従来の技術】近年、高吸水性ポリマーは、紙おむつや
生理用品等の衛生材料のみならず、止水剤、結露防止剤
、鮮度保持材、溶剤脱水材等の産業用途、緑化、農園芸
用途等にも利用されるようになってきており、これまで
に種々のものが提案されている。

【０００４】この種の高吸水性ポリマーとしては、澱粉
‐アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸（塩）、ア
クリル酸（塩）‐ビニルアルコール共重合体、ポリエチ
レンオキシド等が知られている。

【０００５】これらの高吸水性ポリマーの内、比較的高
い吸水性能に優れ、かつ安価に得られるポリマーとして
は、ポリアクリル酸塩がある。このポリアクリル酸塩は
、一般にアクリル酸およびそのアルカリ金属塩を重合さ
せることにより得られ、このものを架橋、不溶化したも
のとして得る方法としては、例えばジビニルあるいはジ
アリル化合物のような架橋剤と共重合させる方法（米国
特許３６６９１０３号明細書）、特定のモノマー濃度以
上で架橋剤の不在下に逆相懸濁重合を行ない、自己架橋
型ポリマーを製造する方法（特公昭５４−３０７１０号
公報）、予め得られた水溶性ポリマーを放射線、電子線
、紫外線等の電磁波を照射して架橋させる方法等が公知
である。しかし、これらの方法では、高い吸水倍率と優
れた吸水速度を同時に満足する吸水性能を持つものは得
られなかった。

【０００６】一方、このアクリル酸系モノマーの重合を
、脂肪族アルコール共存下に、逆相懸濁重合により行な
い、吸水倍率を向上させる方法が知られている（特公昭
６３−５２６６２号公報）。また、逆相懸濁重合におい
て連鎖移動剤を使用し、吸水性能を向上させる方法（米
国特許４６９８４０４号明細書、特開平２−２５５８０
４号公報）がある。これらに使用されたアルコール類あ
るいは連鎖移動剤は、アクリル酸系モノマーの自己架橋
反応を、なんらかの形で制御する化合物として期待され
るが、これらの化合物を使用すると残存モノマーが増大
すると言う、安全上大きな問題点が存在する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を改良して、吸水倍率、吸水速度および安全性等の全
ての要求性能を同時に満足する高吸水性ポリマーを製造
する方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】〔発明の概要〕＜要旨＞
本発明者等は、上記の問題点を改良する目的で鋭意研究
した結果、アクリル酸系モノマーの逆相懸濁重合を次亜
燐酸の共存下に行い、得られた高い高吸水性ポリマーを
シランカップリング剤により処理することにより、より
高い吸水性能を有し、残存モノマー量が著しく低い高吸
水性ポリマーを極めて再現性良く製造できることを見い
だし、本発明に到達したものである。

【０００９】即ち、本発明の高吸水性ポリマーの製造法
は、アクリル酸とそれらのアルカリ金属塩とを主成分と
するアクリル酸系モノマーを、次亜燐酸の共存下に、分
散剤の存在下に有機溶媒中に分散させて逆相懸濁重合さ
せて得られた高吸水性ポリマーを、水の存在下で下記一
般式で表されるシランカップリング剤で処理すること、
を特徴とするものである。 　　　　ＸＲ（３−ｎ）　ＳｉＹｎ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｉ）
（但し、式中、Ｘは高吸水性ポリマーの官能基と反応し
うる官能基を示し、Ｒは有機基を示し、Ｙは加水分解性
基を示し、ｎは１〜３の整数を示す）

【００１０】＜効果＞本発明によれば、吸水倍率、吸水
速度および安全性等の全ての要求性能を同時に満足する
高吸水性ポリマーを再現性良く製造することができる。

【００１１】〔発明の具体的説明〕 ＜アクリル酸系モノマー＞本発明の重合反応ので使用さ
れるアクリル酸系モノマーは、アクリル酸とそれらのア
ルカリ金属塩とを主成分とするものである。ここで、「
主成分とする」とは、このアクリル酸とそれらのアルカ
リ金属塩とが９０モル％以上占めることを意味するもの
である。そのようなアクリル酸系モノマーの好ましい具
体例は、標品中の全カルボキシル基の２０％以上、好ま
しくは５０％以上、がアルカリ金属塩に中和されてなる
ものを主成分とするものである。この場合、中和度が２
０％未満では、吸水能が小さくなり、得られた吸水ゲル
強度も極めて小さいものとなってしまう。中和度の上限
は９０％程度である。

【００１２】これらの酸モノマーをアルカリ金属塩へ中
和するときのアルカリ剤としては、アルカリ金属の水酸
化物や重炭酸塩等が使用可能であるが、好ましくは、ア
ルカリ金属水酸化物である。そのようなアルカリ金属水
酸化物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムおよび水酸化リチウムが挙げられる。工業的入手
の容易さ、価格および安全性の点からは、水酸化ナトリ
ウムが最も好ましい。

【００１３】本発明で用いられる上記アクリル酸系モノ
マーの量は、多ければ多い程良い。具体的には水に対す
る中和後のモノマー濃度として２０重量％以上、好まし
くは３０重量％以上、さらに好ましくは３５重量％以上
、である。モノマー濃度が高ければ高い程、単位バッチ
当りの収量で有利になるばかりでなく、重合後の脱水操
作が容易になるので経済的にも有利である。

【００１４】なお、本発明では上記以外に、例えば下記
のような、共重合性の二重結合を有するモノマーを併用
することもできる。■メタクリル酸、イタコン酸、マレ
イン酸、フマール酸、２‐アクリルアミド‐２‐メチル
プロパンスルホン酸、２‐アクリロイルエタンスルホン
酸、２‐アクリロイルプロパンスルホン酸およびその塩
類、■イタコン酸、マレイン酸、フマール酸等のジカル
ボン酸類のアルキルまたはアルコキシアルキルエステル
類、■（メタ）アクリルアミド、■ビニルスルホン酸お
よびその塩類、■アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
等、■（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）
アクリル酸ヒドロキシプロピル、■ポリエチレングリコ
ールモノ（メタ）アクリレート、Ｎ‐メチロール（メタ
）アクリルアミド、グリシジル（メタ）アクリレート等
。

【００１５】上記の酸化合物の塩とは、アルカリ金属塩
、アルカリ土金属塩、アンモニウム塩等を示すものであ
る。

【００１６】これらのモノマーの使用量は、これらのモ
ノマーが前述のアクリル酸系モノマーと良好に共重合し
、得られた高吸水性ポリマーの性能を満足させる範囲で
あればよく、一概に規定できないが、例えばアクリル酸
系モノマーに対して５モル％以下を例示することができ
る。

【００１７】また、本発明では上記のモノマー以外に、
架橋剤として、例えば、下記のようなモノマーを併用す
ることができる。■ポリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、Ｎ，Ｎ′‐メ
チレンビス（メタ）アクリルアミド等、のように分子内
に二重結合を２個以上有し、アクリル酸系モノマーと共
重合性を示すもの、■エチレングリコールジグリシジル
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、脂肪族多価アルコールのジまたはポリグリシジルエ
ーテル等のようなアクリル酸系モノマー中の官能基、例
えばカルボキシル基と重合中あるいは重合後の乾燥時に
反応しうるような官能基を二個以上有する化合物。

【００１８】これらの架橋剤の使用量も一概に規定でき
ないが、例えばアクリル酸系モノマーに対して５モル％
以下を例示することができる。

【００１９】なお、モノマーおよび架橋剤化合物の例示
において、「（メタ）アクリル」および「（メタ）アク
リレート」とは、「アクリル」および「メタクリル」な
らびに「アクリレート」および「メタクリレート」を総
称して示すものである。

【００２０】＜次亜燐酸＞本発明による高吸水性ポリマ
ーの製造法は、重合時に次亜燐酸を共存させることを一
つの重要な特徴とするものである。

【００２１】次亜燐酸の使用量は、アクリル酸系モノマ
ーに対して０．０００２〜０．５モル％、好ましくは０
．００１〜０．１モル％、である。次亜燐酸の使用量が
、０．５モル％超過であると、得られた高吸水性ポリマ
ーの水可溶分が多くなり、吸水時にベトツキが顕著とな
り問題となる。

【００２２】本発明における次亜燐酸の作用は、十分解
明されたわけではないが、アクリル酸系モノマーの重合
の制御、特にアクリル酸系モノマーを所定の重合条件下
におくことによって不可避的に生ずる自己架橋の制御、
に関与するものと考えられる。

【００２３】同様の効果は、他の一般的な連鎖移動剤、
例えばメタノール、蟻酸アンモニウム、２‐メルカプト
エタノール、チオグリコール酸、次亜燐酸ナトリウム等
でもある程度得られるが、本発明での次亜燐酸は少量で
効果的であり、また、残存モノマー量を著しく少なくで
き、かつ再現性良く高吸水性ポリマーを得ることができ
る点で他の化合物とは明らかに異なるものである。

【００２４】＜有機溶媒＞本発明においては使用される
有機溶媒としては、疎水性且つ不活性で有れば良く、例
えば、（イ）脂肪族炭化水素類、例えばｎ‐ペンタン、
ｎ‐ヘキサン、ｎ‐ヘプタン、ｎ‐オクタン等、（ロ）
脂環族炭化水素類、例えばシクロヘキサン、シクロオク
タン、メチルシクロヘキサン等、（ハ）芳香族炭化水素
類、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等、が好まし
い。これらの中でも、シクロヘキサンが特に好ましい。

【００２５】有機溶媒の使用量は、重合反応系を油中水
滴型のものにするため、および重合反応熱の除去の点か
らして、アクリル酸系モノマーを含有する水溶液に対し
、０．５〜５重量比にするのが望ましい。

【００２６】＜分散剤＞本発明において使用する分散剤
としては、（イ）非イオン性界面活性剤、例えばソルビ
タン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリ
セリン脂肪酸エステル等、（ロ）繊維系誘導体、例えば
セルロースエーテル、セルロースエステル等、（ハ）カ
ルボキシル基含有高分子、例えばα‐オレフィンと無水
マレイン酸の共重合体またはそれらの誘導体、等を挙げ
ることができる。好ましくは、ＨＬＢ２〜７の非イオン
系界面活性剤、さらに好ましくはＨＬＢ２〜７のソルビ
タン脂肪酸エステルが使用され、室温で固体であるもの
、特にソルビタンモノステアレート、が好ましい。

【００２７】分散剤の使用量は、アクリル酸系モノマー
に対して０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量
％、である。

【００２８】＜重合方法＞本発明で使用される逆相懸濁
重合は、通常、ラジカル重合開始剤の存在下に行われる
。

【００２９】ラジカル重合開始剤としては、アクリル酸
系モノマーの水溶液に溶解するものであればよく、具体
的には、無機または有機過酸化物、例えば過硫酸塩（ア
ンモニウム塩、アルカリ金属塩（特にカリウム塩）その
他）、過酸化水素、ジ第三ブチルペルオキシド、アセチ
ルペルオキシド等がある。これらの過酸化物の他に所定
の水溶液が得られるならば、アゾ化合物その他のラジカ
ル重合開始剤、例えば２，２′‐アゾビス（２‐アミジ
ノプロパン）二塩酸塩、２，２′‐アゾビス（Ｎ，Ｎ′
‐ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、４，４′
‐アゾビス（４‐シアノ吉草酸）等も使用可能である。

【００３０】重合は、これらの水溶性ラジカル重合開始
剤の分解によって開始されるわけであるが、本発明では
水溶性ラジカル重合開始剤の分解は、慣用の手段である
加熱の他に、化学物質によって重合開始剤の分解を促進
する等の周知の方法で行うこともできる。

【００３１】重合開始剤が過酸化物であるとき、その分
解促進物質は、還元性化合物（本発明では水溶性のもの
）、たとえば過硫酸塩に対しては酸性亜硫酸塩、アスコ
ルビン酸、アミン等であって、過酸化物と還元性化合物
との組合せからなる重合開始剤は「レドックス開始剤」
として高分子化学の分野で周知のものである。従って、
本発明で「重合開始剤」という用語は、このような分解
促進物質との組合せ、特にレドックス開始剤、を包含す
るものである。

【００３２】上記のような水溶性ラジカル重合開始剤の
使用量は、アクリル酸系モノマーに対して、一般的には
０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜１重量
％、である。

【００３３】本発明の重合法に関する具体的な実施態様
の一例を示せば、次の通りである。予めアクリル酸を中
和してアルカリ金属塩水溶液とし、これに次亜燐酸およ
びラジカル重合開始剤を添加溶解し、窒素等の不活性ガ
スを導入し脱気を行ってアクリル酸系モノマーの水溶液
を調製する。

【００３４】別に、ＨＬＢ２〜７のソルビタン脂肪酸エ
ステルをシクロヘキサン中に添加し、必要ならば若干加
温して懸濁させ、その後、窒素など不活性ガスを導入し
て脱気を行った溶液を用意する。この溶液に上記アクリ
ル酸系モノマーを含有する水溶液を添加して、所定温度
に加熱しモノマーを重合させる。

【００３５】重合後のポリマーは、膨潤したビーズ状の
粒子からなっていて、これは直接あるいは共沸脱水後、
デカンテーションまたは蒸発操作等によって分散媒と容
易に分離することができるものである。なお、この膨潤
ポリマーを、例えば１２０℃以下の温度で乾燥すれば、
粉末状のポリマーとすることができる。

【００３６】＜シランカップリング剤による処理＞（イ
）　　シランカップリング剤 本発明では、上記逆相懸濁重合で得られた高吸水性ポリ
マーを、水の存在下、シランカップリング剤で処理する
ことをもう一つの重要な特徴とするものである。

【００３７】本発明の製造法で用いられるシランカップ
リング剤は、下記式（Ｉ）で表される化合物である。 　　　　ＸＲ（３−ｎ）　ＳｉＹｎ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
Ｉ）（但し、式中、Ｘは高吸水性ポリマーの官能基と反
応しうる官能基を示し、Ｒは有機基を示し、Ｙは加水分
解性基を示し、ｎは１〜３の整数を示す）

【００３８】ここで、高吸水性ポリマーの官能基、具体
的にはカルボキシル基、と反応しうる官能基Ｘとしては
、例えばグリシジル基、アミノ基およびメルカプト基な
どを含有する有機基があげられ、有機基Ｒとしては、例
えばメチル基およびエチル基等の低級アルキル基が挙げ
られ、また加水分解性基Ｙとしては、例えばアルコキシ
基およびアセトキシ基などがあげられる。

【００３９】従って、シランカップリング剤（Ｉ）の例
としては、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン
、β‐（３，４‐エポキシシクロヘキシル）エチルトリ
メトキシシラン、γ‐（２‐アミノエチル）アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ‐（２‐アミノエチル）ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ‐アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、Ｎ‐フェニル‐γ‐アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ‐メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ‐メルカプトプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ‐クロロプロピルトリメトキシシラン
、γ‐クロロプロピルメチルジメトキシシラン、オクタ
デシルジメチル〔３‐（トリメトキシシリル）プロピル
〕アンモニウムクロライドなどが挙げられる。

【００４０】本発明におけるシランカップリング剤の使
用量は、高吸水性ポリマーの種類、そこに存在する水の
量等によっても多少異なってくるが、通常、高吸水性ポ
リマーに対して０．００１〜１０重量％、好ましくは０
．０１〜３重量％、である。同使用量が少なすぎると吸
水速度およびゲル強度の向上効果が得られなくなるし、
多すぎると処理後のポリマーの吸水倍率が低下する。

【００４１】また、本発明においてはシランカップリン
グ剤とともに、さらに一般的にシラノール縮合触媒をし
て知られているジブチル錫ジラウリレート、ジブチル錫
ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート等を添加して
処理をすれば、より効果的に吸水速度の制御された高吸
水性ポリマーを得ることができる。

【００４２】このシラノール縮合触媒の使用量は、シラ
ンカップリング剤に対して、通常０．１〜１０００重量
％、好ましくは１〜５００重量％、である。

【００４３】（ロ）　　処理対象 本発明のシランカップリング剤による処理をうけるべき
対象は、先ず、前記逆相懸濁重合によって得られた高吸
水性ポリマーであり、そのようなポリマーとしては、下
記のものを例示することができる。■重合工程で得られ
た、脱水前の油中分散液としての含水高吸水性ポリマー
、■上記■の分散液から分離した、含水高吸水性ポリマ
ー、■重合工程で脱水して得られた、油中分散液として
の、低含水量の高吸水性ポリマー、■上記■の分散液か
ら分離した、低含水量の高吸水性ポリマー、■上記■の
ポリマーを脱水、乾燥処理された高吸水性ポリマー、■
前記■から■、■から■、■から■あるいは■から■の
中間に位置する高吸水性ポリマー。

【００４４】そして、本発明における高吸水性ポリマー
のシランカップリング剤による処理は、水の存在下で行
わせることを必須とするものである。水不存在下あるい
は水が不足する状態でシランカップリング剤処理をして
も初期の目的を達成することができない。

【００４５】水の存在形態としては、高吸水性ポリマー
が予め所定量の水を含有してなるものでも、水を追加添
加してなるものでもよい。

【００４６】本発明における水の存在量は、高吸水性ポ
リマーに対して０．５〜３００重量％、好ましくは５〜
１５０重量％、である。水の量が少なすぎると、高吸水
性ポリマーが処理時に膨潤状態にならないために、シラ
ンカップリング剤との反応が有効に進行せず、処理に長
時間を要するなど、工業的実施上の不利となる。また、
水の量が多すぎると、得られたポリマーのゲル強度は向
上するが、シランカップリング剤による吸水速度の向上
効果が低下して、多量のシランカップリング剤が必要と
なり、ポリマーの吸水能も低下する。

【００４７】（ハ）　　処理 水の存在下のシランカップリング剤処理は、種々の態様
において実施することができる。その処理態様例として
は、例えば■粒状の高吸水性ポリマーと水とシランカッ
プリング剤との混合物を、攪拌下に反応させる方法、■
粒状の高吸水性ポリマーと水とシランカップリング剤と
の混合物を不活性溶媒中で、スラリー状態で反応させる
方法、■粒状の高吸水性ポリマーと水とシランカップリ
ング剤を不活性溶媒中で混合し、不活性溶媒を除去後、
反応させる方法、等が挙げられる。

【００４８】これらの各場合において使用する不活性溶
媒としては、例えば（イ）アルコール類、例えばメタノ
ール、エタノール等、（ロ）ケトン類、例えばアセトン
、メチルエチルケトン等、（ハ）エーテル類、例えばジ
エチルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、テト
ラヒドロフラン等、（ニ）炭化水素類、例えばｎ‐ペン
タン、ｎ‐ヘキサン、ｎ‐ヘプタン、シクロヘキサン、
ベンゼン、トルエン、キシレン等、（ホ）ハロゲン化炭
化水素類、例えば四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホ
ルム、エチレンジクロライド等、が挙げられる。

【００４９】これらの不活性溶媒は、一種類を用いても
よいし、二種類以上を適宜に併用してもよい。シランカ
ップリング剤で処理すべき高吸水性ポリマーが重合後に
油中分散液の形であってもよいことは前記したところで
あって、その場合の逆相懸濁重合工程由来の有機溶媒が
この場合の不活性溶媒に相当することはいうまでもない
。

【００５０】この不活性溶媒の使用量は、高吸水性ポリ
マーの種類や不活性溶媒の種類等によっても異なるが、
高吸水性ポリマーに対して、通常５〜１０００重量％、
好ましくは１０〜５００重量％、である。不活性溶媒の
使用量が少ないと、処理において取り扱う物質量が少な
くなることから、処理装置等の容積効率がよくなるが、
処理時の高吸水性ポリマーの分散性が悪くなり、吸水性
能に分布ができるために、効果的な分散方法が必要とな
る。

【００５１】また、不活性溶媒の使用量が多すぎると、
処理反応が進行しやすくなる反面において、取り扱う物
質量が多くなり、装置等の容積効率が悪くなり、処理コ
ストが高くなるなど、工業的に不利となる。

【００５２】本発明における水の存在下のシランカップ
リング剤による処理温度は、シランカップリング剤の種
類、シラノール縮合触媒の量、不活性溶媒の種類と量、
水の存在量、および高吸水性ポリマーの種類等によって
も異なり、一概に規定できないが、通常、２０〜１８０
℃、好ましくは５０〜１５０℃、の範囲から適宜に選定
される。

【００５３】シランカップリング剤による処理時間も、
一概に規定できないが、通常０．５〜６時間の範囲にあ
る。

【００５４】必要に応じて行われるシランカップリング
剤による処理の完結は、処理温度を例えば１００℃以上
の高温に保持すること、あるいは蒸発により水分を除去
すること、などにより達成される。

【００５５】シランカップリング剤により処理されたポ
リマーは、そのまま、或は、水分を除去して、場合によ
り不活性溶媒による洗浄を経て、目的とする高吸水性ポ
リマーとなる。

【００５６】

【実施例】以下の実施例は、本発明をより具体的に説明
するためのものである。なお、高吸水性ポリマーの各吸
水能は以下の方法に従い測定した。

【００５７】＜吸水倍率＞ ■純水吸水倍率 純水１０００ｃｃ中に高吸水性ポリマー約０．２ｇを精
秤し、マグネットスターラーで攪拌しながら１時間吸水
させる。吸水後、１００メッシュふるいで１５分水切り
をした後、膨潤ゲルの重量を測定し、下記式に従って純
水吸水倍率を算出した。 ■生理食塩水吸水倍率 高吸水性ポリマー約０．５ｇを精秤し、２５０メッシュ
のナイロン袋（１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさ）に入れ、
５００ｃｃの０．９％生理食塩水に１時間浸漬する。そ
の後、ナイロン袋を引き上げ、１５分水切りした後、重
量を測定し、ブランク補正して前記式と同様にして生理
食塩水吸水倍率を算出した。 ■人工尿吸水倍率 高吸水性ポリマー約０．５ｇを精秤し、２５０メッシュ
のナイロン袋（１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさ）に入れ、
５００ｃｃの人工尿に１時間浸漬する。その後、ナイロ
ン袋を引き上げ、１５分水切りした後、重量を測定し、
ブランク補正して前記式と同様にして人工尿吸水倍率を
算出した。

【００５８】＜ゲル強度＞高吸水性ポリマー０．５ｇに
純水１００ｇを吸水させ（２００倍吸水）、吸水後のゲ
ルをレオメーター（不動工業ＮＭＲ−２００２Ｊ型）に
て、セルがゲルに入り込む時点の力をゲル強度とした。

【００５９】＜吸水速度＞図１に示す装置を用いて測定
した。高吸水性ポリマー１ｇを小穴の開いた支持板の上
の不織布上に置く。下方より人工尿を接触させたときに
、高吸水性ポリマーが吸水した人工尿の重量を測定した
。開始後、１０分間に吸水した人工尿の量をもって吸水
速度とした。

【００６０】＜ベタツキ＞高吸水性ポリマーの生理食塩
水吸水倍率を測定した後の膨潤ゲルのベトツキを手触り
して測定した。ベトツキ感の判定は、下記の○〜△〜×
の３段階評価とした。 ○：膨潤ゲルはかなりサラサラしていてドライ感がある
。 △：一部、膨潤ゲルがベトツク。 ×：膨潤ゲルがベトツキ、手がヌベヌベする。

【００６１】＜残存モノマー＞高吸水性ポリマー０．５
ｇを精秤し、これを２リットルビーカー中の生理食塩水
１リットルに添加し、約１２時間攪拌下に充分膨潤させ
る。膨潤後のポリマーゲルを２００メッシュふるいで瀘
別し、瀘液中に溶解したモノマー量を、高速液体クロマ
トグラフィーにより測定し、下式に従って残存モノマー
量を求めた。

【００６２】＜実施例１＞攪拌機、還流冷却機、温度計
および窒素ガス導入管を付設した容量５００ｍｌの四つ
口丸底フラスコに、シクロヘキサン１２１ｇを入れ、ソ
ルビタンモノステアレート（ＨＬＢ４．７）０．９ｇを
添加して溶解させた後、窒素ガスを吹き込み、溶存酸素
を追い出した。

【００６３】別に、容量３００ｍｌのコニカルビーカー
中でアクリル酸４５ｇと水６．４ｇとの混合液に、氷冷
下、水酸化ナトリウムの２５％水溶液７０．０ｇを加え
て、カルボキシル基の７０％を中和した。この場合の水
溶液に対するモノマー濃度は、中和後のモノマー濃度と
して４５重量％に相当する。次いで、架橋剤としてＮ，
Ｎ′‐メチレンビスアクリルアミド０．０２９ｇ（対モ
ノマー０．０３モル％）、次亜燐酸の３０％水溶液０．
１３８ｇ（対モノマー０．１モル％）、および開始剤と
して過硫酸カリウム０．０３１２ｇ（対モノマー０．０
５７モル％）を加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込
んで溶存酸素を追い出した。

【００６４】前記の四つ口丸底フラスコの内容物に、こ
の容量３００ｍｌのコニカルビーカーの内容物を添加し
、攪拌して分散させ、窒素ガスをバブリングさせながら
油浴によりフラスコ内温を昇温させたところ、５５℃付
近に達してから内温が急激に上昇し、数分後に７５℃に
達した。次いで、その内温を６５〜７０℃に保持し、且
つ攪拌しながら１時間反応させた。なお、攪拌は２５０
ｒｐｍ　で行った。

【００６５】１時間反応後、攪拌を停止すると、湿潤ポ
リマー粒子が丸底フラスコの底に沈降したので、デカン
テーションでシクロヘキサン相と容易に分離できた。得
られた湿潤ポリマーの含水率を分析した結果、５４重量
％であった。

【００６６】攪拌機を付設した、内容量２００ｍｌの耐
圧反応機に、この湿潤ポリマー１０９ｇ（乾燥ポリマー
量５０ｇ）と、シランカップリング剤として、γ‐グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン０．１ｇ（対ポリ
マー０．２重量％）とを添加、攪拌下混合し、１０５℃
に昇温後１時間処理した。得られたポリマーを減圧乾燥
機に移し、８０〜９０℃に加熱して乾燥させて、さらさ
らとした高吸水性ポリマー５０ｇを得た。以下、本後処
理方法を方法Ａと称す。

【００６７】＜実施例２＞実施例１の後処理工程におい
て、シランカップリング剤としてのγ‐グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシランを０．２５ｇ（対ポリマー０
．５重量％）に変える以外は同様の操作を行って高吸水
性ポリマー５０ｇを得た。

【００６８】＜実施例３＞実施例１で重合して得られた
ポリマーを取り出すことなく、１時間重合後、続けて油
浴を１００℃に昇温し４時間かけて共沸脱水を行った。 攪拌を停止するとポリマー粒子が丸底フラスコの底に沈
降したので、デカンテーションでシクロヘキサン相と容
易に分離できた。得られた湿潤ポリマーの含水率を分析
した結果、１７重量％であった。

【００６９】攪拌子を入れた、容量２００ｍｌのナス型
フラスコに、この湿潤ポリマー６０ｇ（乾燥ポリマー量
５０ｇ）、シクロヘキサン６０ｇ、シランカップリング
剤として、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン０．０５ｇ（対ポリマー０．１重量％）、およびシラ
ノール縮合触媒として、ジ‐ｎ‐ブチル錫ジラウリレー
ト０．１２５ｇ（対シランカップリング剤２５０重量％
）とを添加、攪拌下混合し、６０℃で３０分間処理後、
１０５℃の油浴中にて常圧下溶媒を留去させ、３０分後
さらに同温度にて、減圧下で水を留去させた。得られた
ポリマーをシクロヘキサンで洗浄して、さらさらとした
高吸水性ポリマー５０ｇを得た。以下、本後処理方法を
方法Ｂと称す。

【００７０】＜実施例４＞実施例１で重合して得られた
ポリマーを取り出すことなく、１時間重合後、続けて油
浴を１００℃に昇温し、４時間かけて共沸脱水を行った
。攪拌を停止するとポリマー粒子が丸底フラスコの底に
沈降したので、デカンテーションでシクロヘキサン相と
容易に分離できた。得られた湿潤ポリマーの含水率を分
析した結果、１７重量％であった。

【００７１】攪拌機の付設した、容量３００ｍｌの耐圧
反応機に、この湿潤ポリマー６０ｇ（乾燥ポリマー量５
０ｇ）、シクロヘキサン６０ｇ、シランカップリング剤
として、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
０．１ｇ（対ポリマー０．２重量％）、およびシラノー
ル縮合触媒として、ジ‐ｎ‐ブチル錫ジラウリレート０
．２５ｇ（対シランカップリング剤２５０重量％）とを
添加、攪拌下混合し、６０℃で３０分間、続いて１００
℃の加圧下３０分間処理した。得られたポリマーをデカ
ンテーションによりシクロヘキサン相と分離し、少量の
シクロヘキサンで洗浄後、減圧乾燥機に移し、８０〜９
０℃に加熱して乾燥させて、さらさらとした高吸水性ポ
リマー５０ｇを得た。以下、本後処理方法を方法Ｃと称
す。

【００７２】＜実施例５〜６＞実施例３において、シラ
ンカップリング剤を、γ‐アミノプロピルトリメトキシ
シランまたは、γ‐メルカプトプロピルメチルジメトキ
シシランに変えた以外は同様にして、高吸水性ポリマー
を得た。

【００７３】＜実施例７〜９＞実施例１において、次亜
燐酸、または架橋剤であるＮ，Ｎ′‐メチレンビスアク
リルアミドの使用量を変えた以外は同様にして、高吸水
性ポリマーを得た。

【００７４】＜実施例１０〜１２＞実施例１または３に
おいて、架橋剤を使用せず、次亜燐酸の使用量を変えた
以外は同様にして、高吸水性ポリマーを得た。

【００７５】＜実施例１３〜１４＞実施例３において、
架橋剤をポリエチレングリコールジアクリレート（ｎ＝
９）またはトリメチロールプロパントリアクリレートに
変え、実施例１３においては次亜燐酸の使用量も変えた
以外は同様にして、高吸水性ポリマーを得た。

【００７６】＜実施例１５〜１６＞実施例１１において
、共重合性のモノマーとしてビニルスルホン酸ナトリウ
ムまたはメタクリル酸を使用した以外は同様にして、高
吸水性ポリマーを得た。

【００７７】＜実施例１７〜１８＞実施例１において、
分散剤をソルビタンモノラウリレート（ＨＬＢ８．６）
またはショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬株式会社製
、商品名「ＤＫエステルＦ−５０」、ＨＬＢ６）に変え
て使用した以外は同様にして、高吸水性ポリマーを得た
。

【００７８】＜実施例１９＞実施例１において、アクリ
ル酸の使用量を４０ｇ、水を１９．２ｇ、水酸化ナトリ
ウムの２５％水溶液を６２．２ｇに変えて、モノマー濃
度を４０重量％として使用した以外は同様にして、高吸
水性ポリマーを得た。

【００７９】＜実施例２０＞実施例１において、アクリ
ル酸の使用量を３５ｇ、水を８．７ｇ、水酸化ナトリウ
ムの２５％水溶液を７７．７ｇに変えて、モノマー濃度
を３５重量％として使用した以外は同様にして、高吸水
性ポリマーを得た。

【００８０】＜比較例１＞実施例１において、次亜燐酸
を使用しない以外は同様にして重合を行ったところ、内
温が７９℃まで上昇し、約１分後内容物が塊状化し、攪
拌不能となった。冷却後、フラスコを覗くと不定形のポ
リマーが攪拌棒、器壁に凝着しており、それ以上の取扱
いはできなかった。

【００８１】＜比較例２＞実施例３において、後処理を
施す前の、含水率１７％の膨潤ポリマーを、減圧乾燥器
中で、８０〜９０℃にて乾燥し、後処理をしていない高
吸水性ポリマーを得た。

【００８２】＜比較例３＞実施例１で重合して得られた
ポリマーを取り出すことなく、１時間重合後、続けて油
浴を１００℃に昇温し４時間かけて共沸脱水を行った。 攪拌を停止するとポリマー粒子が丸底フラスコの底に沈
降したので、デカンテーションでシクロヘキサン相と容
易に分離できた。得られた湿潤ポリマーの含水率を分離
した結果、１７重量％であった。

【００８３】攪拌子を入れた、容量２００ｍｌのナス型
フラスコに、この湿潤ポリマー６０ｇ（乾燥ポリマー量
５０ｇ）、メタノール８０ｇ、および処理剤としてエチ
レングリコールジグリシジルエーテル０．２５ｇ（対ポ
リマー０．５重量％）とを添加、攪拌下混合し、６６℃
で３０分間処理後、１０５℃の油浴中にて常圧下溶媒を
留去させ、３０分後さらに同温度にて、減圧下水を留去
させた。得られたポリマーは一部凝集しており、乳鉢で
塊砕して高吸水性ポリマー５０ｇを得た。以下、本後処
理方法を方法Ｄと称す。

【００８４】＜比較例４〜５＞実施例１０〜１１におい
て、次亜燐酸を使用しない以外は同様にして、高吸水性
ポリマーを得た。

【００８５】＜比較例６〜８＞実施例３において、次亜
燐酸を使用しないで、メタノール、蟻酸アンモニウムま
たは次亜燐酸ナトリウムを使用する以外はほぼ同様にし
て、高吸水性ポリマーを得た。表１は、上記の実施例お
よび比較例によって得られた高吸水性ポリマーの分析結
果を示すものである。

【００８６】

【表１】

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、吸水倍率、吸水速度お
よび安全性等の全ての要求性能を同時に満足する高吸水
性ポリマーを再現性良く製造することができることは、
「課題を解決するための手段」の項において前記したと
ころである。

【図面の簡単な説明】

【図１】高吸水性ポリマーの吸水速度を測定するのに使
用した装置の概略を示す図面である。

【符号の説明】

１　　高吸水性ポリマー（１ｇ） ２　　小穴の開いた支持板 ３　　不織布 ４　　人口尿 ５　　ビューレット ６　　ゴム栓 ７　　バルブ ８　　バルブ ９　　空気入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクリル酸とそれらのアルカリ金属塩とを
   主成分とするアクリル酸系モノマーを、次亜燐酸の共存
   下に、分散剤の存在下に有機溶媒中に分散させて逆相懸
   濁重合させて得られた高吸水性ポリマーを、水の存在下
   で下記一般式（Ｉ）で表されるシランカップリング剤で
   処理することを特徴とする、高吸水性ポリマーの製造法
   。 　　　　ＸＲ（３−ｎ）　ＳｉＹｎ　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
   Ｉ）（但し、式中、Ｘは高吸水性ポリマーの官能基と反
   応しうる官能基を示し、Ｒは有機基を示し、Ｙは加水分
   解性基を示し、ｎは１〜３の整数を示す）