JPH05123573A - Preparation of highly water absorptive cellulose material - Google Patents

Preparation of highly water absorptive cellulose material

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JPH05123573A
JPH05123573A JP28667691A JP28667691A JPH05123573A JP H05123573 A JPH05123573 A JP H05123573A JP 28667691 A JP28667691 A JP 28667691A JP 28667691 A JP28667691 A JP 28667691A JP H05123573 A JPH05123573 A JP H05123573A
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JP
Japan
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water
gel
organic solvent
salt
swelling
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JP28667691A
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Japanese (ja)
Inventor
Kozo Tajiri
耕三 田尻
Kumiko Ren
久美子 廉
Haruo Tsukaki
治夫 塚木
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New Oji Paper Co Ltd
Original Assignee
Oji Paper Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prepare a highly water absorptive cellulose material which has high water absorptive function for not only water but also an aqueous solution such as salts, urine, etc., containing ions. CONSTITUTION:A crosslinked cellulose derivative is swelled in a mixed treatment solution consisting of water, an organic solvent compatible with water, and an ammonium salt or an alkali metal salt to give a gel having 3-50g/g swelling degree and the obtained gel is separated from the treatment solution by filtration, and then, after the gel is washed by an organic solvent compatible with water or immersed in the organic solvent to replace the water in the gel with the organic solvent, it is dried to give the objective highly water absorptive cellulose material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高吸水性セルロース材料
の製造方法に関するものであり、特に塩水吸水能力に優
れた高吸水性セルロース誘導体材料の製造方法に関する
ものである。本発明で得られる高吸水性材料は多量の水
を吸水するばかりでなく、食塩水や尿などのようにイオ
ンを含んでいる水性溶液に対しても高い吸水能力を示す
ものであって、各種の衛生材料、農業資材、食品包装材
料、土木・建築材料などの広い分野において有用なもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a superabsorbent cellulose material, and more particularly to a method for producing a superabsorbent cellulose derivative material having an excellent salt water absorbing ability. The highly water-absorbent material obtained in the present invention not only absorbs a large amount of water, but also exhibits a high water-absorbing ability with respect to an aqueous solution containing ions such as saline and urine. It is useful in a wide range of fields such as sanitary materials, agricultural materials, food packaging materials, and civil engineering / construction materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】水、または食塩水など塩類を含んだ水溶
液の吸水材料としては、近年、高吸水性樹脂と呼ばれる
一群の樹脂材料が開発され実用化に供されている。これ
らの樹脂材料は、基本的には、水溶性高分子をわずかに
架橋し、水に対して不溶化された化学構造を有するもの
である。このような高吸水性材料としては、例えば澱粉
にアクリロニトリルをグラフト重合した後、これを加水
分解したもの、澱粉にアクリル酸金属塩をグラフト重合
したもの、アクリル酸を共重合性架橋剤とともに重合し
た架橋樹脂、およびメタクリル酸メチル−酢酸ビニル共
重合体の加水分解物など数多くのものが提案されてお
り、これらのいくつかは実用化されている。
2. Description of the Related Art As a water absorbing material for water or an aqueous solution containing salts such as saline, a group of resin materials called super absorbent resins have been developed and put into practical use in recent years. Basically, these resin materials have a chemical structure in which a water-soluble polymer is slightly cross-linked and is insolubilized in water. Examples of such a highly water-absorbent material include, for example, starch obtained by graft-polymerizing acrylonitrile and then hydrolyzing it, starch obtained by graft-polymerizing acrylic acid metal salt, and acrylic acid polymerized with a copolymerizable cross-linking agent. A large number of crosslinking resins, hydrolysates of methyl methacrylate-vinyl acetate copolymers, etc. have been proposed, and some of them have been put into practical use.

【0003】伝統的な吸水性材料として知られている
綿、パルプ、紙、布、スポンジなどは毛細管現象によっ
て吸水するものであるが、これに対し、上記の高吸水性
樹脂は吸水の原理が浸透圧であるため、毛細管現象より
もはるかに多量の水を吸収することができる。また、高
吸水性樹脂は、吸水状態で圧力がかかっても簡単に水を
再放出しないという優れた特徴を有している。このた
め、高吸水性樹脂の用途として、使い捨て紙おむつ、生
理用品などの衛生材料分野、土壌保水剤、育苗用シート
などの農業資材分野、食品鮮度保持材、脱水材などの食
品分野、トンネル掘削時の逸泥防止、建物の結露防止シ
ートなどの土木・建築材料として広範囲に使用されてい
る。
Cotton, pulp, paper, cloth, sponge, etc., which are known as traditional water-absorbing materials, absorb water by a capillary phenomenon, whereas the above-mentioned superabsorbent resin has a principle of absorbing water. Because of its osmotic pressure, it can absorb much more water than capillarity. Further, the highly water-absorbent resin has an excellent feature that it does not easily re-emit water even when pressure is applied in a water-absorbing state. For this reason, the applications of super absorbent polymers are as follows: disposable paper diapers, sanitary materials such as sanitary products, soil water retention agents, agricultural material fields such as nursery sheets, food fields such as food freshness-retaining materials, dehydration materials, and tunnel excavation. It is widely used as a civil engineering / building material such as a sheet for preventing sludge loss and a sheet for preventing condensation on buildings.

【0004】しかしこれら高吸水性樹脂を食塩水や尿な
ど塩を含む溶液に対して適用すると、吸水の原動力であ
る浸透圧が前記塩の存在により減少しているため、その
吸水量が著しく低下するという欠点を有している。ま
た、上記の高吸水性樹脂の応用分野においても、塩を含
む溶液を対象にする場合が多いため、塩の存在下でも高
い吸水量を示す材料の開発が望まれている。
However, when these super absorbent polymers are applied to a solution containing salt such as saline or urine, the osmotic pressure, which is the driving force of water absorption, is decreased by the presence of the salt, and the water absorption amount is remarkably reduced. It has the drawback of Further, even in the field of application of the above super absorbent polymer, since a solution containing a salt is often targeted, development of a material exhibiting a high water absorption amount even in the presence of the salt is desired.

【0005】従来の高吸水性樹脂の上記欠点を解決する
ために、多糖類が、前記ポリアクリル酸ナトリウムなど
の合成高分子と異なり、塩水中でも分子が糸まり状とな
らず、比較的広がったコンフォメーションを保持してい
るという特性に着目し、多糖類を利用することが試みら
れている。例えば多糖類に親水性モノマーをグラフト重
合する方法(特開昭56−76419号、特開昭56−
76481号)、多糖類そのものを架橋する方法(特開
昭56−5137号、特開昭58−79006号、特開
昭60−58443号)などが知られている。また多糖
類としてセルロース誘導体(特にカルボキシメチルセル
ロースを用いることが多い)を用いる方法(特開昭49
−128987号、特開昭50−85689号、特開昭
54−163981号、特開昭56−28755号、特
開昭58−1701号、特開昭60−94401号、特
開昭61−89364号)も数多く検討されている。し
かし何れの方法によっても塩水吸収能力が十分改善され
たとは言い難い。
In order to solve the above-mentioned drawbacks of conventional super absorbent polymers, unlike the synthetic polymers such as sodium polyacrylate described above, the polysaccharides are not thread-like in salt water and have spread relatively. Attempts have been made to utilize polysaccharides by paying attention to the property of retaining a conformation. For example, a method in which a hydrophilic monomer is graft-polymerized to a polysaccharide (JP-A-56-76419, JP-A-56-76419).
76481), a method of cross-linking the polysaccharide itself (JP-A-56-5137, JP-A-58-79006, JP-A-60-58443) and the like. Further, a method using a cellulose derivative (in particular, carboxymethyl cellulose is often used) as the polysaccharide (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 49-49).
-128987, JP-A-50-85689, JP-A-54-163981, JP-A-56-28755, JP-A-58-1701, JP-A-60-94401, and JP-A-61-89364. No.) is also under consideration. However, it cannot be said that the salt water absorption capacity was sufficiently improved by either method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種塩類を
含む水溶液に対しても吸水量の高いセルロース誘導体材
料を、容易に、かつ低コストで製造し得る方法を提供し
ようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is intended to provide a method capable of easily and inexpensively producing a cellulose derivative material having a high water absorption even in an aqueous solution containing various salts. ..

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の高吸
水性セルロース材料の製造方法は、架橋されたセルロー
ス誘導体を、水と、水と相溶し得る有機溶媒と、および
アンモニウム塩およびアルカリ金属塩から選ばれた少な
くとも1種との混合処理液中において、その膨潤度が3
g/g〜50g/gになるように膨潤させ、次にこの混
合液をろ過して架橋セルロース誘導体ゲルを前記混合液
から分離し、このゲル中の水分を、水と相溶し得る有機
溶媒で置換した後、乾燥することを特徴とするものであ
る。
That is, a method for producing a superabsorbent cellulose material according to the present invention comprises a crosslinked cellulose derivative, water, an organic solvent compatible with water, an ammonium salt and an alkali metal. In the mixed treatment liquid with at least one selected from salt, the swelling degree is 3
g / g to 50 g / g to swell, then the mixed solution is filtered to separate the crosslinked cellulose derivative gel from the mixed solution, and the water content in the gel is an organic solvent compatible with water. It is characterized in that it is dried after being replaced with.

【0008】[0008]

【作用】本発明に使用されるセルロース誘導体として
は、カルボキシメチルセルロース(以後CMCと略す
る)アルカリ金属塩、カルボキシメチルヒドロキシエチ
ルセルロースアルカリ金属塩、カルボキシエチルセルロ
ースアルカリ金属塩、硫酸セルロースアルカリ金属塩な
どのような電解質系の水溶性セルロース誘導体が用いら
れる。このようなセルロース誘導体に対する架橋方法に
格別の限定はないが、加熱することによって架橋させる
方法(熱架橋)や、架橋剤を反応させる方法などを用い
ることができる。
The cellulose derivative used in the present invention includes carboxymethyl cellulose (hereinafter abbreviated as CMC) alkali metal salt, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose alkali metal salt, carboxyethyl cellulose alkali metal salt, cellulose sulfate alkali metal salt and the like. An electrolyte-based water-soluble cellulose derivative is used. There is no particular limitation on the crosslinking method for such a cellulose derivative, but a method of crosslinking by heating (thermal crosslinking), a method of reacting a crosslinking agent, and the like can be used.

【0009】セルロース誘導体に対して用いられる架橋
剤としては、ホルムアルデヒド、およびグリオキザール
などのアルデヒド類、ジメチロールウレア、ジメチロー
ルエチレンウレア、およびジメチロールイミダゾリドン
などのN−メチロール化合物類、蓚酸、マレイン酸、こ
はく酸、およびポリアクリル酸などの多価カルボン酸
類、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、およびジエポ
キシブタンなどの多価エポキシ化合物類、ジビニルスル
ホン、およびメチレンビスアクリルアミドなどのジビニ
ル化合物類、ジクロロアセトン、ジクロロプロパノー
ル、およびジクロロ酢酸などの多価ハロゲン化合物類、
エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンのどのハロヒ
ドリン化合物類、並びに多価アジリジン化合物類などを
使用することができる。
Examples of the cross-linking agent used for cellulose derivatives include formaldehyde and aldehydes such as glyoxal, N-methylol compounds such as dimethylolurea, dimethylolethyleneurea, and dimethylolimidazolidone, oxalic acid, and maleic acid. , Succinic acid, and polyvalent carboxylic acids such as polyacrylic acid, polyhydric epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, and diepoxy butane, divinyl sulfone, and divinyl compounds such as methylenebisacrylamide , Polychlorohalogen compounds such as dichloroacetone, dichloropropanol, and dichloroacetic acid,
Halohydrin compounds such as epichlorohydrin and epibromohydrin as well as polyvalent aziridine compounds can be used.

【0010】また本発明方法に用いられる架橋されたセ
ルロース誘導体としては、原料セルロース誘導体に、水
溶性単量体をグラフト共重合させ、さらに必要に応じて
これに加水分解及び架橋を行うことにより製造された吸
水性架橋セルロース誘導体材料であってもよい。この場
合の原料セルロース誘導体としては、上記水溶性セルロ
ース誘導体のほか、メチルセルロース、エチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース、アセチルセルロースなど非電解質系のセル
ロース誘導体も使用できる。
The cross-linked cellulose derivative used in the method of the present invention is produced by graft-copolymerizing a water-soluble monomer with a raw material cellulose derivative, and further subjecting this to hydrolysis and cross-linking. The water absorbent crosslinked cellulose derivative material may be used. As the raw material cellulose derivative in this case, non-electrolyte-based cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and acetyl cellulose can be used in addition to the above water-soluble cellulose derivatives.

【0011】原料セルロース誘導体にグラフト共重合す
る水溶性単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、
およびこれらのアルカリ金属塩などのようにカルボキシ
ル基を有する単量体、並びにアクリルアミド、メタクリ
ルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル
酸エチルなどのように加水分解によってカルボシキル基
を生成する基を有する単量体が使用できる。
As the water-soluble monomer which is graft-copolymerized with the raw material cellulose derivative, acrylic acid, methacrylic acid,
And monomers having a carboxyl group such as alkali metal salts thereof, and carboxyl groups by hydrolysis such as acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, and ethyl methacrylate. Monomers having groups that generate groups can be used.

【0012】グラフト共重合体に施される架橋処理は、
グラフト重合の前でもよく、或いは後でもよく、或いは
電解質系の水溶性セルロース誘導体の場合と同様な方法
によって架橋してもよいし、グラフト共重合の過程で前
記単量体と共重合可能なジビニル化合物、例えばN,
N′−メチレンビスアクリルアミド、N,N′−メチレ
ンビスメタアクリルアミド、エチレングリコールジアク
リレートなどの存在下でグラフト共重合を行ってもよ
い。
The cross-linking treatment applied to the graft copolymer is
It may be before or after graft polymerization, or may be crosslinked by the same method as in the case of the electrolyte-based water-soluble cellulose derivative, or divinyl copolymerizable with the above-mentioned monomer in the course of graft copolymerization. Compounds such as N,
The graft copolymerization may be carried out in the presence of N'-methylenebisacrylamide, N, N'-methylenebismethacrylamide, ethylene glycol diacrylate and the like.

【0013】架橋されたセルロース誘導体の形状は、繊
維状、粉末状、粒子状、シート状などのいづれでもよ
く、それに格別の限定はないが、繊維状のものを用いる
と、吸水速度に優れた繊維状高吸水性材料が得られると
いう利点がある。
The shape of the crosslinked cellulose derivative may be any of fibrous, powdery, particulate, sheet-like, and the like, but there is no particular limitation, but when fibrous ones are used, the water absorption rate is excellent. There is an advantage that a fibrous superabsorbent material can be obtained.

【0014】本発明方法に用いられる有機溶媒として
は、水と相溶し得るものであれば格別の制限はなく、こ
れらを使用することができる。このような有機溶媒とし
て有用なものを例示すればメタノール、エタノール、n
−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、
イソブタノール、t−ブタノール、アセトン、メチルエ
チルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセト
ニトリルなどがあり、これらの1種または2種以上の混
合物を用いることができる。
The organic solvent used in the method of the present invention is not particularly limited as long as it is compatible with water, and these can be used. Examples of useful organic solvents include methanol, ethanol, n
-Propanol, isopropanol, n-butanol,
There are isobutanol, t-butanol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, acetonitrile and the like, and one kind or a mixture of two or more kinds thereof can be used.

【0015】本発明方法に用いられるアンモニウム塩、
およびアルカリ金属塩としては、水溶性のものであれば
使用できる。これらの塩を例示すれば、塩化アンモニウ
ム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化ルビジウム、塩化セシウム、硫酸アンモニウム、硫酸
リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸アンモ
ニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、燐酸アンモニ
ウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、炭酸アンモニウ
ム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、亜硫酸
アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、蟻
酸アンモニウム、蟻酸ナトリウム、蟻酸カリウム、酢酸
アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、アクリ
ル酸アンモニウム、アクリル酸ナトリウム、およびアク
リル酸カリウムなどであり、これらの少なくとも1種を
用いることができる。これらの塩の中では、アンモニウ
ム塩が、水ばかりでなく、上記有機溶媒に対する溶解度
が高いので、本発明方法で得られる高吸水性材料に残留
する量が少なくなり、好適である。
Ammonium salt used in the method of the present invention,
As the alkali metal salt, any water-soluble one can be used. Examples of these salts are ammonium chloride, lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, rubidium chloride, cesium chloride, ammonium sulfate, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, ammonium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, ammonium phosphate, sodium phosphate, Potassium phosphate, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium sulfite, sodium sulfite, potassium sulfite, ammonium formate, sodium formate, potassium formate, ammonium acetate, sodium acetate, potassium acetate , Ammonium acrylate, sodium acrylate, potassium acrylate and the like, and at least one of them can be used. Among these salts, the ammonium salt is preferable because it has high solubility not only in water but also in the above-mentioned organic solvent, so that the amount remaining in the superabsorbent material obtained by the method of the present invention is small.

【0016】架橋されたセルロース誘導体に対する膨潤
処理工程は、それに水、上記有機溶媒、及び上記塩の混
合処理液を添加して施される。このとき加熱してもよ
く、或は加熱しなくてもよいが、架橋セルロース誘導体
の膨潤度を3g/g〜50g/gにコントロールするこ
とが必要である。
The swelling treatment step for the crosslinked cellulose derivative is carried out by adding a mixed treatment liquid of water, the above organic solvent and the above salt thereto. At this time, it may be heated or may not be heated, but it is necessary to control the swelling degree of the crosslinked cellulose derivative to 3 g / g to 50 g / g.

【0017】ここで「膨潤度」とは、1gの被膨潤材料
が保持している混合溶媒のグラム量であって、具体的に
は後に記載される方法で測定される。膨潤度は様々な因
子によって変化するが、主な因子は、水と有機溶媒と塩
との混合割合、混合液の添加量、及びセルロース誘導体
の架橋密度などである。これらの因子を適当に調節する
ことによって、上記膨潤度を有するゲルを調製すること
ができる。
Here, the "swelling degree" is the gram amount of the mixed solvent held by 1 g of the material to be swollen, and is specifically measured by the method described later. The degree of swelling varies depending on various factors, but the main factors are the mixing ratio of water, an organic solvent and a salt, the addition amount of the mixed solution, and the crosslink density of the cellulose derivative. By appropriately adjusting these factors, a gel having the above swelling degree can be prepared.

【0018】膨潤度が3g/g未満であると、本発明方
法の効果がほとんど認められないし、またそれが50g
/gより大きくなると、ゲルが過度に柔らかくなって混
合液からゲルをろ過によって分離することが困難にな
る。
When the degree of swelling is less than 3 g / g, the effect of the method of the present invention is hardly recognized, and it is 50 g.
When it is higher than / g, the gel becomes too soft and it is difficult to separate the gel from the mixed solution by filtration.

【0019】架橋されたセルロース誘導体は、水を含ま
ない上記有機溶媒中では膨潤しない。しかし上記有機溶
媒に水を混合して有機溶媒の濃度を下げていくと、ある
濃度で急激に膨潤を起こす性質がある。この現象は「ゲ
ルの体積相転移」としてよく知られている。本発明方法
では、架橋されたセルロース誘導体を膨潤させることが
必要条件であるので、有機溶媒と水の混合割合を、この
体積相転移を起こす有機溶媒濃度、またはそれよりやや
低い有機溶媒濃度になるように設定する。この好適有機
溶媒濃度は、架橋されたセルロース誘導体の種類および
有機溶媒の種類によって異なり、一概には規定できない
が、一般には15〜65重量%である。
The crosslinked cellulose derivative does not swell in the above organic solvent containing no water. However, when water is mixed with the above organic solvent to reduce the concentration of the organic solvent, it has a property of rapidly swelling at a certain concentration. This phenomenon is well known as “volume phase transition of gel”. In the method of the present invention, since it is a necessary condition to swell the crosslinked cellulose derivative, the mixing ratio of the organic solvent and water is set to an organic solvent concentration causing this volume phase transition, or an organic solvent concentration slightly lower than that. To set. The suitable concentration of the organic solvent varies depending on the type of the crosslinked cellulose derivative and the type of the organic solvent and cannot be specified unconditionally, but is generally 15 to 65% by weight.

【0020】混合液中の有機溶媒濃度が高すぎると、先
に述べたように架橋されたセルロース誘導体の膨潤がほ
とんど起こらないので使用できない。逆にそれが低すぎ
ると、ゲルが著しく膨潤して柔かくなり、ゲルをろ過に
よって分離することが困難になるので好ましくない。
If the concentration of the organic solvent in the mixed solution is too high, the swelling of the crosslinked cellulose derivative hardly occurs as described above, and therefore it cannot be used. On the other hand, when it is too low, the gel remarkably swells and becomes soft, and it becomes difficult to separate the gel by filtration, which is not preferable.

【0021】本発明方法に用いられる塩は、上記のよう
にアルカリ金属塩およびアンモニウム塩から選ばれる
が、これらは一価の陽イオンを形成する塩である。重金
属塩またはアルカリ土類金属塩など二価以上の陽イオン
を形成する塩は、架橋されたセルロース誘導体に対して
イオン架橋を形成するので、得られる吸水材料の吸水量
が低下するため、本発明方法には使用できない。
The salt used in the method of the present invention is selected from alkali metal salts and ammonium salts as described above, and these are salts which form a monovalent cation. Since a salt forming a divalent or higher cation such as a heavy metal salt or an alkaline earth metal salt forms an ionic cross-link with respect to a cross-linked cellulose derivative, the water absorption amount of the resulting water-absorbing material is reduced, and thus Cannot be used for methods.

【0022】有機溶媒と水の混合物に対する塩の混合割
合も、一概には規定できない性質のものであるが、一般
的には水と有機溶媒の混合物に対し、0.2重量%〜5
重量%混合すればよい。塩の混合割合が高くなるとゲル
の膨潤度が抑制されて、ゲルをろ過によって混合液から
分離するには有利であるが、塩の混合割合が余り高い
と、ろ過したゲルに残留する塩の量が増加してゲルの吸
水性能を妨害し、その除去に余分のコストを要するなど
の不都合を生ずることがある。またそれが0.2重量%
より少ないと、塩を混合する効果がほとんど無く、ゲル
の膨潤度が高くなりすぎるなどの不都合を生ずることが
ある。
The mixing ratio of the salt to the mixture of the organic solvent and water is also a property that cannot be specified unconditionally, but generally 0.2% by weight to 5% by weight of the mixture of the water and the organic solvent.
It may be mixed by weight%. When the mixing ratio of the salt is high, the swelling degree of the gel is suppressed, which is advantageous for separating the gel from the mixed solution by filtration, but when the mixing ratio of the salt is too high, the amount of the salt remaining in the filtered gel is increased. May increase the water content of the gel and hinder the water absorption performance of the gel, resulting in inconvenience such as extra cost for its removal. Also it is 0.2% by weight
If the amount is less than that, there is almost no effect of mixing the salt, which may cause inconvenience such as excessive swelling degree of the gel.

【0023】また水、有機溶媒、及び塩の混合処理液の
添加量も、架橋されたセルロース誘導体の種類、有機溶
媒の種類、有機溶媒濃度、塩の種類、及び架橋密度によ
って変えるべきものであるが、一般的には20〜200
kg/kgの割合で添加すればよい。添加量が少なすぎる
と、ゲルの膨潤が不完全になって、高吸水性材料を得る
ことができず、またそれが高すぎると、有機溶媒の使用
量が多くなりコストが増大するので好ましくない。
The addition amount of the mixed treatment liquid of water, organic solvent and salt should also be changed depending on the type of crosslinked cellulose derivative, the type of organic solvent, the concentration of organic solvent, the type of salt and the crosslinking density. But generally 20-200
It may be added at a rate of kg / kg. If the addition amount is too small, the swelling of the gel will be incomplete and a superabsorbent material cannot be obtained, and if it is too high, the amount of the organic solvent used will increase and the cost will increase, which is not preferable. ..

【0024】本発明方法において出発原料として用いら
れる架橋セルロース誘導体の架橋密度は、水、有機溶
媒、及び塩の混合割合、及び添加量を調節した時、上記
膨潤度が達成されるように調節すればよい。
The crosslink density of the crosslinked cellulose derivative used as a starting material in the method of the present invention is adjusted so that the above swelling degree is achieved when the mixing ratio of water, the organic solvent and the salt and the addition amount thereof are adjusted. Good.

【0025】膨潤したゲルをろ過すると、溶媒及び塩の
大部分が分離される。この操作はゲルの吸水性能にとっ
て有害な塩の除去および乾燥に要する熱エネルギーを少
なくするために有効なものである。
Filtration of the swollen gel separates most of the solvent and salts. This operation is effective in reducing the heat energy required for removing and drying salts harmful to the water absorption performance of the gel.

【0026】ろ過されたゲルは、まだ水分を含んでいる
ので、そのまま加熱して乾燥すると、水によってゲルの
粒子同士が付着して固い樹脂状物となり、高い吸水量を
示さなくなる。そこで水と相溶し得る上記有機溶媒でゲ
ルを洗浄するか、またはゲルをこの有機溶媒中に浸漬し
たのち、これをろ過することによって、ゲル中の水分を
有機溶媒で置換することができる。その後、これを乾燥
すれば高吸水性セルロース材料が得られる。
Since the filtered gel still contains water, when it is heated and dried as it is, the gel particles adhere to each other due to water to form a hard resinous substance, which does not exhibit a high water absorption amount. Therefore, the water in the gel can be replaced with the organic solvent by washing the gel with the above organic solvent that is compatible with water, or by immersing the gel in this organic solvent and then filtering this. Then, this is dried to obtain a superabsorbent cellulose material.

【0027】セルロース誘導体系吸水性材料について
は、先に例示したように多くの研究がなされ、かつ報告
されているが、その純水または人工尿液の吸水量の値に
おいては、架橋ポリアクリル酸ナトリウム系高吸水性樹
脂に比較してあまり大きい値は報告されていない。しか
し多くの水溶性セルロース誘導体は、塩水中でも高い粘
度を保持しているので、潜在的には高い塩水吸水能力を
示すことの可能な材料であると考えられる。
As to the cellulose derivative-based water-absorbing material, many studies have been made and reported as exemplified above. However, in the value of water absorption of pure water or artificial urine, the cross-linked polyacrylic acid is used. No significant value has been reported as compared with the sodium-based super absorbent polymer. However, many water-soluble cellulose derivatives retain a high viscosity even in salt water, and thus are considered to be potentially capable of exhibiting a high salt water absorption ability.

【0028】本発明方法によって、優れた高吸水性材料
が得られる理由については、未だ十分に明かではない
が、最も重要な点は、架橋されたセルロース誘導体を、
一旦膨潤させることにあると考えられる。このように膨
潤させることによって得られる効果の一つは、ゲル中の
水溶性成分の減少にある。本発明方法で用いられる架橋
されたセルロース誘導体は、先に述べたように水溶性セ
ルロース誘導体に架橋を施して合成されたものである。
この場合確率上、水溶性セルロース誘導体の一部が架橋
されずに水溶性成分としてゲル中に残ることは避けられ
ない。この水溶性成分がゲル中に多量に存在すると、ゲ
ルを膨潤させた時に、ゲル粒子が互に粘着して、ままこ
などを生成する原因になり、実用製品として好ましくな
いものになる。特に本発明の目的のように、高い吸水量
を示す材料を得ようとする場合には、理論的に架橋密度
を小さくする必要があるが、架橋密度を小さくすればそ
れとともに水溶性成分の含有量も増加する傾向がある。
このような水溶性成分を除去するためには、架橋処理さ
れたセルロース誘導体を水で洗浄する方法も考えられる
が、架橋密度の小さいセルロース誘導体の場合、非常に
多量の水を吸収して膨潤するので、その乾燥に莫大な量
の熱エネルギーを要し、現実的ではない。従って水洗を
用いる方法は架橋密度の高い、従って吸水量の小さなセ
ルロース誘導体にしか適用できない。水の代わりに、水
および水に相溶し得る有機溶媒の混合物を用いて膨潤を
抑制する方法や、水と塩の混合物を用いて膨潤を抑制す
る方法も考えられるが、前者では、前述のように水と有
機溶媒の混合物中で、体積相転移という現象を生じ、不
連続に膨潤するので膨潤度を任意に制御することが出来
ない。また後者では、多量の塩を混合しないと膨潤を効
果的に抑制することができず、このためゲル中に多量の
塩が残留することになるので好ましくない。
The reason why an excellent superabsorbent material can be obtained by the method of the present invention has not been clarified yet, but the most important point is that a crosslinked cellulose derivative is
It is considered to be to swell once. One of the effects obtained by swelling in this way is the reduction of water-soluble components in the gel. The crosslinked cellulose derivative used in the method of the present invention is synthesized by crosslinking a water-soluble cellulose derivative as described above.
In this case, it is inevitable that part of the water-soluble cellulose derivative remains in the gel as a water-soluble component without being cross-linked. When a large amount of this water-soluble component is present in the gel, when the gel is swollen, the gel particles stick to each other and cause lumps and the like, which is not preferable as a practical product. In particular, as in the case of the object of the present invention, in order to obtain a material exhibiting a high water absorption amount, it is necessary to theoretically reduce the crosslink density. Volume also tends to increase.
In order to remove such a water-soluble component, a method of washing the crosslinked cellulose derivative with water may be considered, but in the case of a cellulose derivative having a low crosslink density, it absorbs a very large amount of water and swells. Therefore, the drying requires a huge amount of heat energy, which is not realistic. Therefore, the method using water washing can be applied only to a cellulose derivative having a high crosslinking density and therefore a small water absorption amount. Instead of water, a method of suppressing swelling by using a mixture of water and an organic solvent compatible with water, and a method of suppressing swelling by using a mixture of water and a salt are also conceivable. As described above, in a mixture of water and an organic solvent, a phenomenon called volume phase transition occurs, and the swelling occurs discontinuously, so that the degree of swelling cannot be controlled arbitrarily. In the latter case, swelling cannot be effectively suppressed unless a large amount of salt is mixed, and thus a large amount of salt remains in the gel, which is not preferable.

【0029】しかし、水に対して、上記水と相溶し得る
有機溶媒を、架橋されたセルロース誘導体が体積相転移
を起こす濃度、またはそれよりやや低い濃度になるよう
に混合し、さらに上記塩を混合すると、この混合処理液
中では、架橋密度の低いセルロース誘導体であっても低
い塩濃度で効果的に膨潤を抑制することが可能になり、
かつ膨潤度を、水、有機溶媒、および塩の混合割合を変
えることによって連続的に変化させ得ることが見いださ
れた。したがって本発明方法により、ゲル中の水溶性成
分は低いコストで効果的に除去されるのである。
However, an organic solvent compatible with water is mixed with water so that the crosslinked cellulose derivative has a concentration causing a volume phase transition or a concentration slightly lower than that, and further the above salt is added. When mixed with, in the mixed treatment liquid, it becomes possible to effectively suppress the swelling at a low salt concentration even with a cellulose derivative having a low crosslinking density,
And it has been found that the degree of swelling can be changed continuously by changing the mixing ratio of water, organic solvent and salt. Therefore, according to the method of the present invention, the water-soluble component in the gel can be effectively removed at a low cost.

【0030】本発明方法によって高吸水量の吸水材料が
得られる理由は、上記の水溶性成分の除去のみでは十分
に説明できない。すなわち、本発明方法により得られる
吸水材料は、水溶性成分の除去から推定される吸水量よ
りはるかに高い吸水量を示すのである。この効果は膨潤
によってセルロース誘導体に発達した分子間水素結合の
切断などが起こり、網目構造が変形し、分子の網目の間
に水を取り込みやすい状態になるためと推定される。こ
の状態のゲルと、水と、相溶し得る有機溶媒で洗浄する
か、或はこの有機溶媒中に浸漬することによって、ゲル
中の水分を有機溶媒で置換することができ、これを乾燥
すると、膨潤によって形成された網目構造がそのまゝ保
存され、それによって高い吸水量が発現すると考えられ
る。有機溶媒による置換を行わずに乾燥すると、ゲル中
の水分の影響によって水素結合が再形成されるので、網
目構造を変形させた効果が減少するばかりか、得られる
吸水性材料が固い樹脂状物になり、その結果高い吸水性
能が得られなくなる。
The reason why a water absorbing material having a high water absorption amount can be obtained by the method of the present invention cannot be sufficiently explained only by removing the above water-soluble components. That is, the water absorbing material obtained by the method of the present invention exhibits a water absorption much higher than the water absorption estimated from the removal of the water-soluble component. It is presumed that this effect is because the intermolecular hydrogen bond developed in the cellulose derivative by swelling is broken, the network structure is deformed, and water is easily taken in between the molecular networks. By washing the gel in this state with an organic solvent that is compatible with water, or by immersing the gel in this organic solvent, the water content in the gel can be replaced with the organic solvent, and when this is dried, It is considered that the network structure formed by swelling is preserved as it is, and thereby a high water absorption amount is developed. When dried without replacement with an organic solvent, hydrogen bonds are reformed due to the influence of water content in the gel, which not only reduces the effect of deforming the network structure but also makes the resulting water-absorbing material a solid resinous material. As a result, high water absorption performance cannot be obtained.

【0031】[0031]

【実施例】本発明を下記実施例より、更に説明するが、
もとより本発明の範囲は、これらの実施例によって限定
されるものではない。なお、実施例、および比較例中の
吸水量は、下記の方法により測定された。
The present invention will be further described with reference to the following examples.
Of course, the scope of the invention is not limited by these examples. The water absorption in the examples and comparative examples was measured by the following method.

【0032】(1)人工尿液吸水量測定方法 供試材料1gを、250メッシュナイロンワイヤー製
の、10cmの長さおよび幅を有する袋に封入し、これを
下記組成の人工尿液中に10分間浸漬して吸水させた。
これを引き上げて吊り下げ、10分間水切りを行った
後、その重量を測定し、試料1g当たり吸収した人工尿
液の重量をもって吸水量を表示することにした。
(1) Method for measuring water absorption of artificial urine solution 1 g of the test material was enclosed in a bag made of 250 mesh nylon wire and having a length and width of 10 cm. It was soaked for a minute to absorb water.
This was lifted and suspended, drained for 10 minutes, then weighed, and the amount of water absorbed was indicated by the weight of the artificial urine absorbed per 1 g of the sample.

【0033】(2)膨潤度測定方法 供試材料0.5gをビーカーにとり、水および水と相溶
し得る有機溶媒、および塩からなる混合処理液を、所望
の膨潤の条件に応じて添加し、供試材料を膨潤させ、ゲ
ル化させた。このゲルを250メッシュナイロンワイヤ
ー製の、10cmの長さおよび幅を有する袋に封入し、吊
り下げて10分間液を切り、ついで上下10枚のろ紙の
間に挟んで水平なプレス台の上に置き、その上に直径1
6cm、重量100gのステンレス板を重ね、更にその上
に1kgの重りをのせて5分間ゲルに圧力をかけ、ゲルと
ゲルの隙間に存在する液をろ紙に吸い取らせた。その
後、ゲルの重量を測定し、試料1g当たり吸収した混合
処理液の重量をもってゲルの膨潤度を表示した。
(2) Swelling degree measuring method 0.5 g of the test material was placed in a beaker, and a mixed treatment liquid consisting of water, an organic solvent compatible with water, and a salt was added in accordance with a desired swelling condition. The test material was swollen and gelled. This gel is enclosed in a bag made of 250 mesh nylon wire and having a length and width of 10 cm, suspended and drained for 10 minutes, then sandwiched between 10 upper and lower filter papers and placed on a horizontal press table. Place it on it and have a diameter 1
A stainless plate having a size of 6 cm and a weight of 100 g was stacked, and a weight of 1 kg was further placed on the stainless plate to apply pressure to the gel for 5 minutes, so that the liquid existing in the gap between the gel and the filter paper was sucked up. Then, the weight of the gel was measured, and the swelling degree of the gel was indicated by the weight of the mixed treatment liquid absorbed per 1 g of the sample.

【0034】実施例1 絶乾重量20gの針葉樹クラフトパルプ(NBKP)を
家庭用ミキサーで離解して綿状物とした。この綿状物を
反応容器に入れ、これにイソプロパノール312g、水
40g、及び水酸化ナトリウム5.93gを混合し、一
時間攪拌してアルカリセルロースを調製した。これにモ
ノクロロ酢酸ナトリウム17.3gを添加し、30分間
攪拌し、さらに30分間放置した。次に反応容器に還流
冷却器を取り付け、混合液をオイルバスで3時間還流加
熱した。反応生成物をガラスフィルターでろ過し、70
重量%メタノールで十分洗浄後、100%メタノールで
2回洗浄し、真空乾燥器で乾燥して、繊維状のCMCナ
トリウム塩30g(置換度1.0)を得た。
Example 1 Softwood kraft pulp (NBKP) having an absolute dry weight of 20 g was disintegrated with a household mixer to obtain a cotton-like material. This cotton-like material was placed in a reaction vessel, and 312 g of isopropanol, 40 g of water, and 5.93 g of sodium hydroxide were mixed and stirred for 1 hour to prepare alkali cellulose. To this, 17.3 g of sodium monochloroacetate was added, stirred for 30 minutes, and allowed to stand for another 30 minutes. Next, a reflux condenser was attached to the reaction vessel, and the mixed liquid was heated under reflux in an oil bath for 3 hours. The reaction product is filtered through a glass filter,
After thoroughly washing with wt% methanol, washing twice with 100% methanol and drying in a vacuum drier, 30 g of fibrous CMC sodium salt (degree of substitution 1.0) was obtained.

【0035】この繊維状のCMCナトリウム塩30gを
反応容器に入れ、これにイソプロパノール600ml、水
120ml、および濃度50g/lのエピクロルヒドリン
を含むイソプロパノール溶液18ml、および濃度40g
/lのNaOHを含む水溶液9.7mlを混合した。反応
容器に還流冷却器を取り付け、混合液をオイルバスで1
時間還流加熱した。反応生成混合物をガラスフィルター
でろ過し、70重量%メタノールで十分洗浄後、100
%メタノールで2回洗浄し、真空乾燥器で乾燥して、繊
維状の架橋CMCを得た。
30 g of this fibrous CMC sodium salt was placed in a reaction vessel, and 600 ml of isopropanol, 120 ml of water, and 18 ml of an isopropanol solution containing epichlorohydrin at a concentration of 50 g / l, and a concentration of 40 g were added.
9.7 ml of an aqueous solution containing 1 / l NaOH were mixed. Attach a reflux condenser to the reaction vessel, and put the mixed solution in an oil bath.
Heated to reflux for hours. The reaction product mixture was filtered through a glass filter and thoroughly washed with 70% by weight of methanol, and then 100
% Methanol and then dried in a vacuum drier to obtain a fibrous cross-linked CMC.

【0036】300mlビーカーに、水100ml、メタノ
ール100mlを入れて混合し濃度44重量%のメタノー
ル水溶液179gを調整した。このメタノール水溶液に
塩濃度が2.2重量%になるように塩化アンモニウム4
gを溶解した。
100 ml of water and 100 ml of methanol were put into a 300 ml beaker and mixed to prepare 179 g of a 44% by weight methanol aqueous solution. Ammonium chloride 4 was added to this aqueous methanol solution to adjust the salt concentration to 2.2% by weight.
g was dissolved.

【0037】この混合処理液に前記架橋CMC3gを入
れ、攪拌したのち、室温で1時間静置して架橋CMCを
膨潤させた。この膨潤条件における架橋CMCの膨潤度
を測定したところ、8g/gであった。この混合物をろ
過してゲルを分離し、76重量%メタノール60ml中に
分散させた後、これにメタノール60mlを添加して1時
間静置し、ゲル中の水分の大部分をメタノールで置換し
た。さらにこの混合液をろ過してゲルを分離し、分離さ
れたゲルをメタノール60ml中に分散させて6時間静置
してゲル中の水分のメタノール置換を十分行った後、ゲ
ルをろ過し、乾燥して、繊維状の高吸水性材料を得た。
その人工液吸水量を測定し、その結果を表1に示す。
3 g of the above-mentioned cross-linked CMC was added to this mixed treatment liquid, and after stirring, the cross-linked CMC was swollen by leaving it at room temperature for 1 hour. The swelling degree of the crosslinked CMC under this swelling condition was measured and found to be 8 g / g. The mixture was filtered to separate the gel, which was dispersed in 60 ml of 76% by weight methanol, 60 ml of methanol was added thereto, and the mixture was allowed to stand for 1 hour to replace most of the water in the gel with methanol. Further, this mixed solution is filtered to separate the gel, and the separated gel is dispersed in 60 ml of methanol and allowed to stand for 6 hours to sufficiently replace water in the gel with methanol, and then the gel is filtered and dried. Thus, a fibrous super absorbent material was obtained.
The water absorption of the artificial fluid was measured, and the results are shown in Table 1.

【0038】実施例2 300mlビーカーに、水120ml、イソプロパノール8
0mlを入れて混合し濃度34重量%のイソプロパノール
水溶液182gを調製した。これに塩濃度が1.6重量
%になるように塩化ナトリウム3gを溶解した。この混
合液に実施例1と同じ方法で得られた架橋CMC3gを
入れ、攪拌したのち、室温で1時間静置して膨潤させ
た。この膨潤条件における架橋CMCの膨潤度を測定し
たところ、10g/gであった。この混合物をろ過して
ゲルを分離し、このゲルを65重量%イソプロパノール
60ml中に分散させた後、イソプロパノール60mlを添
加して1時間静置し、ゲル中の水分の大部分をイソプロ
パノールで置換した。さらにこの混合液をろ過してゲル
を分離し、このゲルをイソプロパノール60ml中に分散
させて6時間静置してゲル中の水分のイソプロパノール
置換を十分行った後、ゲルをろ過し、乾燥して、繊維状
の高吸水性材料を得た。その人工尿液吸水量を表1に示
す。
Example 2 In a 300 ml beaker, 120 ml of water and 8 parts of isopropanol
0 ml was added and mixed to prepare 182 g of an isopropanol aqueous solution having a concentration of 34% by weight. 3 g of sodium chloride was dissolved in this so that the salt concentration was 1.6% by weight. To this mixed solution, 3 g of crosslinked CMC obtained by the same method as in Example 1 was added, stirred, and then allowed to stand at room temperature for 1 hour to swell. The degree of swelling of the crosslinked CMC under this swelling condition was measured and found to be 10 g / g. The mixture was filtered to separate the gel, the gel was dispersed in 60 ml of 65% by weight isopropanol, 60 ml of isopropanol was added, and the mixture was allowed to stand for 1 hour to replace most of the water in the gel with isopropanol. .. The mixture was filtered to separate the gel, and the gel was dispersed in 60 ml of isopropanol and allowed to stand for 6 hours to sufficiently replace water in the gel with isopropanol, and then the gel was filtered and dried. A fibrous super absorbent material was obtained. The water absorption of the artificial urine is shown in Table 1.

【0039】実施例3 300mlビーカーに、水140ml、アセトン60mlを入
れて混合し濃度25重量%のアセトン水溶液187gを
調製した。これに塩濃度が2.7重量%になるように無
水硫酸ナトリウム5gを溶解した。この混合液に実施例
1と同じ方法で得られた架橋CMC3gを入れ、攪拌し
たのち、室温で1時間静置して膨潤させた。この膨潤条
件における架橋CMCの膨潤度を測定したところ、22
g/gであった。この混合物をろ過してゲルを分離し、
このゲルを65重量%アセトン水溶液120ml中に分散
させた後、アセトン120mlを添加して1時間静置し、
ゲル中の水分の大部分をアセトンで置換した。さらにこ
の混合液をろ過してゲルを分離し、このゲルをアセトン
60ml中に分散させて3時間静置してゲル中の水分のア
セトン置換を十分行った後、ゲルをろ過し、乾燥して、
繊維状の高吸水性材料を得た。その人工尿液吸水量を表
1に示す。
Example 3 In a 300 ml beaker, 140 ml of water and 60 ml of acetone were put and mixed to prepare 187 g of an aqueous acetone solution having a concentration of 25% by weight. 5 g of anhydrous sodium sulfate was dissolved in this so that the salt concentration was 2.7% by weight. To this mixed solution, 3 g of crosslinked CMC obtained by the same method as in Example 1 was added, stirred, and then allowed to stand at room temperature for 1 hour to swell. The degree of swelling of the crosslinked CMC under this swelling condition was measured to be 22
It was g / g. The mixture is filtered to separate the gel,
This gel was dispersed in 120 ml of a 65 wt% acetone aqueous solution, 120 ml of acetone was added, and the mixture was allowed to stand for 1 hour.
Most of the water in the gel was replaced with acetone. Further, this mixed solution is filtered to separate the gel, the gel is dispersed in 60 ml of acetone and left standing for 3 hours to sufficiently replace the water in the gel with acetone, and then the gel is filtered and dried. ,
A fibrous super absorbent material was obtained. The water absorption of the artificial urine is shown in Table 1.

【0040】実施例4 市販の粉末状CMCナトリウム塩(置換度0.8)30
gに、イソプロパノール260g、水78g、水酸化ナ
トリウム2g、およびエチレンオキサイド22gを混合
し、この混合物をオートクレーブに仕込み、70℃で2
時間反応させた。次に得られる反応混合物を酢酸で中和
した後、ろ過して反応溶媒の大部分を除き、60℃で4
時間乾燥し、さらに温度を150℃に上げて、2時間加
熱して、架橋されたカルボキシメチルヒドロキシエチル
セルロースナトリウム塩を調製した。
Example 4 Commercially available powdered CMC sodium salt (degree of substitution 0.8) 30
To g, 260 g of isopropanol, 78 g of water, 2 g of sodium hydroxide, and 22 g of ethylene oxide were mixed, and this mixture was charged into an autoclave and kept at 70 ° C. for 2 hours.
Reacted for hours. The resulting reaction mixture is then neutralized with acetic acid, filtered to remove most of the reaction solvent, and stored at 60 ° C. for 4 hours.
After drying for an hour, the temperature was further raised to 150 ° C., and the mixture was heated for 2 hours to prepare a crosslinked carboxymethylhydroxyethyl cellulose sodium salt.

【0041】300mlビーカーに、水60ml、アセトン
40mlを入れて混合し、濃度34重量%のアセトン水溶
液92gを調製した。これに塩濃度が1.1重量%にな
るように塩化カリウム1gを溶解した。この混合液に前
記架橋カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースナ
トリウム塩3gを入れ、攪拌したのち、室温で30分静
置して膨潤させた。この膨潤条件における架橋カルボキ
シヒドロキシエチルセルロースナトリウム塩の膨潤度を
測定したところ、16g/gであった。この混合物をろ
過してゲルを分離し、このゲルをアセトン60ml中に分
散させた後、1時間静置し、ゲル中の水分の大部分をア
セトンで置換した。さらにこの混合液をろ過してゲルを
分離し、このゲルをアセトン60ml中に分散させて6時
間静置してゲル中の水分のアセトン置換を十分行った
後、ゲルをろ過し、乾燥した後、軽く粉砕して粉末状の
高吸水性材料を得た。その人工尿液吸水量を表1に示
す。
In a 300 ml beaker, 60 ml of water and 40 ml of acetone were added and mixed to prepare 92 g of an acetone aqueous solution having a concentration of 34% by weight. 1 g of potassium chloride was dissolved in this so that the salt concentration was 1.1% by weight. 3 g of the crosslinked carboxymethyl hydroxyethyl cellulose sodium salt was added to this mixed solution, stirred, and then allowed to stand at room temperature for 30 minutes to swell. When the degree of swelling of the crosslinked carboxyhydroxyethyl cellulose sodium salt under this swelling condition was measured, it was 16 g / g. The mixture was filtered to separate the gel, the gel was dispersed in 60 ml of acetone, and then allowed to stand for 1 hour to replace most of the water in the gel with acetone. Further, this mixed solution was filtered to separate the gel, the gel was dispersed in 60 ml of acetone and left standing for 6 hours to sufficiently replace the water in the gel with acetone, and then the gel was filtered and dried. Then, it was lightly pulverized to obtain a powdery super absorbent material. The water absorption of the artificial urine is shown in Table 1.

【0042】実施例5 絶乾重量7gの針葉樹クラフトパルプ(NBKP)に、
0.1%硝酸154g、アクリロニトリル14gを加え
てよく混合した。この混合物にグラフト重合開始剤とし
て硝酸第二セリウムアンモニウム370mgを添加、室温
で1時間グラフト重合を行った。得られた反応生成物を
水で十分洗浄し、ろ過して脱水後、これに3%水酸化ナ
トリウム水溶液1000mlを加えて、100℃で2時間
加熱することにより、グラフト共重合パルプに加水分解
を施した。得られた反応生成物をろ過により分離し、7
6重量%メタノール水溶液で洗浄後、真空乾燥して、グ
ラフト共重合パルプの加水分解物を得た。
Example 5 To a softwood kraft pulp (NBKP) having an absolute dry weight of 7 g,
154 g of 0.1% nitric acid and 14 g of acrylonitrile were added and mixed well. To this mixture was added 370 mg of ceric ammonium nitrate as a graft polymerization initiator, and graft polymerization was carried out at room temperature for 1 hour. The obtained reaction product is thoroughly washed with water, filtered, dehydrated, and then added with 1000 ml of a 3% aqueous sodium hydroxide solution and heated at 100 ° C. for 2 hours to hydrolyze the graft copolymerized pulp. gave. The reaction product obtained is separated by filtration,
After washing with a 6 wt% methanol aqueous solution, vacuum drying was performed to obtain a hydrolyzate of the graft copolymerized pulp.

【0043】次にこの加水分解物5gに、イソプロパノ
ール50ml、水10ml、および水酸化ナトリウム1.5
gを加え、室温で1時間攪拌した後、これにモノクロロ
酢酸ナトリウム4.4gを加え、さらにこの混合液を4
0℃で3時間加熱して前記加水分解生成物にカルボキシ
メチル化を施し、得られた反応生成物を70重量%メタ
ノールで洗浄後、真空乾燥した。カルボキシメチル化さ
れたグラフト共重合パルプの加水分解物が得られた。
Next, to 5 g of this hydrolyzate was added 50 ml of isopropanol, 10 ml of water, and 1.5 ml of sodium hydroxide.
g, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, 4.4 g of sodium monochloroacetate was added thereto, and the mixture was further mixed with 4 g.
The hydrolysis product was subjected to carboxymethylation by heating at 0 ° C. for 3 hours, and the obtained reaction product was washed with 70% by weight of methanol and then dried in vacuum. A hydrolyzate of carboxymethylated graft copolymer pulp was obtained.

【0044】このカルボキシメチル化されたグラフト共
重合パルプの加水分解物に、実施例1と同じ操作を行っ
て繊維状の高吸水性材料を得た。ただしこのカルボキシ
メチル化されたグラフト共重合パルプの加水分解物を膨
潤させたときの膨潤度は6g/gであった。この高吸水
性材料の人工尿液吸水量を表1に示す。
The hydrolyzate of the carboxymethylated graft copolymer pulp was subjected to the same operations as in Example 1 to obtain a fibrous superabsorbent material. However, the swelling degree when the hydrolyzate of the carboxymethylated graft copolymerized pulp was swollen was 6 g / g. Table 1 shows the artificial urine water absorption of this superabsorbent material.

【0045】比較例1〜3 実施例1、実施例4、実施例5において、水と、水と相
溶し得る有機溶媒、および塩の混合物で膨潤させる前の
試料を、それぞれ比較例1、比較例2、比較例3の製品
とした。これらの人工尿液吸水量を表1に示す。
Comparative Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 4 and 5, respectively, are the samples before swelling with a mixture of water, an organic solvent compatible with water, and a salt. The products of Comparative Examples 2 and 3 were used. Table 1 shows the amounts of water absorbed by these artificial urine solutions.

【0046】比較例4 比較例4において、実施例1と同じ操作を行った。ただ
し、架橋CMCを膨潤させる溶媒として、前記44重量
%メタノール水溶液179gに塩化アンモニウム4gを
溶解した混合物に代えて、70重量%メタノール179
gに塩化アンモニウム4gを溶解した混合物を使用し、
表1に記載されているように、架橋CMCの膨潤度を小
さく抑えた。得られた製品の人工尿吸水量を表1に示
す。
Comparative Example 4 In Comparative Example 4, the same operation as in Example 1 was performed. However, as a solvent for swelling the cross-linked CMC, 70% by weight methanol 179 was used instead of the mixture in which 4 g of ammonium chloride was dissolved in 179 g of the 44% by weight methanol aqueous solution.
using a mixture of 4 g of ammonium chloride dissolved in
As shown in Table 1, the degree of swelling of the crosslinked CMC was kept low. Table 1 shows the artificial urine water absorption of the obtained product.

【0047】比較例5 比較例5において、実施例1と同じ操作を行った。ただ
し、架橋CMCを膨潤させる溶媒として、前記44重量
%メタノール水溶液179gに塩化アンモニウム4gを
溶解した混合物に代えて、44重量%メタノール179
gに塩化アンモニウム0.25gを溶解した混合物を使
用した。ところが膨潤度が大きくなりすぎてゲルをろ過
によって分離することができず、高吸水性材料を得るこ
とが出来なかった。
Comparative Example 5 In Comparative Example 5, the same operation as in Example 1 was performed. However, as a solvent for swelling the cross-linked CMC, 44% by weight methanol 179 was used instead of the mixture in which 4 g of ammonium chloride was dissolved in 179 g of the 44% by weight methanol aqueous solution.
A mixture in which 0.25 g of ammonium chloride was dissolved in g was used. However, the degree of swelling became too large, and the gel could not be separated by filtration, so that a superabsorbent material could not be obtained.

【0048】比較例6 比較例6において、実施例1と同じ操作を行った。ただ
し、架橋CMCを膨潤させる溶媒として、前記44重量
%メタノール水溶液179gに塩化アンモニウム4gを
溶解した混合物に代えて、10重量%メタノール179
gに塩化アンモニウム4gを溶解した混合物を使用した
ところ、膨潤度が大きくなりすぎて、ろ過によってゲル
を分離することができず、高吸水性材料を得ることが出
来なかった。
Comparative Example 6 In Comparative Example 6, the same operation as in Example 1 was performed. However, as a solvent for swelling the cross-linked CMC, 10% by weight methanol 179 was used instead of the mixture in which 4 g of ammonium chloride was dissolved in 179 g of the 44% by weight methanol aqueous solution.
When a mixture in which 4 g of ammonium chloride was dissolved in g was used, the degree of swelling became too large, the gel could not be separated by filtration, and a superabsorbent material could not be obtained.

【0049】比較例7〜11 比較例7〜11において、それぞれ実施例1〜5と同じ
操作を行った。但し、膨潤後ろ過して分離したゲルの水
分を溶媒置換せず、そのまま105℃の乾燥機中で乾燥
させて調製した試料をそれぞれ比較例7、比較例8、比
較例9、比較例10とした。これらの製品の人工尿液吸
水量を表1に示す。
Comparative Examples 7 to 11 In Comparative Examples 7 to 11, the same operations as in Examples 1 to 5 were performed. However, the samples prepared by drying in a drier at 105 ° C. without displacing the water content of the gel separated by swelling and then filtering were prepared as Comparative Example 7, Comparative Example 8, Comparative Example 9, and Comparative Example 10, respectively. did. Table 1 shows the artificial urine water absorption of these products.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の方法によって得られた本発明の高
吸水性材料は、純水はもちろん塩水中でも素早く膨潤
し、高い吸水量を示すものであり、広い分野で好適に使
用できる。
The highly water-absorbent material of the present invention obtained by the above method rapidly swells not only in pure water but also in salt water and exhibits a high water absorption, and can be suitably used in a wide variety of fields.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 架橋されたセルロース誘導体を、水と、
水と相溶し得る有機溶媒と、及びアンモニウム塩および
アルカリ金属塩から選ばれた少なくとも1種との混合処
理液中において、その膨潤度が3g/g〜50g/gに
なるように膨潤させ、次に、この混合液をろ過して架橋
セルロース誘導体ゲルを前記混合液から分離し、このゲ
ル中の水分を、水に対して相溶性のある有機溶媒で置換
した後、これを乾燥することを特徴とする、塩水吸水能
力に優れた高吸水性セルロース材料の製造方法。
1. A crosslinked cellulose derivative is added to water,
In a mixed treatment liquid of an organic solvent compatible with water, and at least one selected from an ammonium salt and an alkali metal salt, swelling so that the degree of swelling is 3 g / g to 50 g / g, Next, the mixed solution is filtered to separate the crosslinked cellulose derivative gel from the mixed solution, water in the gel is replaced with an organic solvent having compatibility with water, and then dried. A method for producing a highly water-absorbent cellulose material having excellent salt water absorption ability.
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