JPH08143782A - 吸水性樹脂組成物 - Google Patents
吸水性樹脂組成物Info
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- JPH08143782A JPH08143782A JP6312714A JP31271494A JPH08143782A JP H08143782 A JPH08143782 A JP H08143782A JP 6312714 A JP6312714 A JP 6312714A JP 31271494 A JP31271494 A JP 31271494A JP H08143782 A JPH08143782 A JP H08143782A
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Abstract
てなる吸水性樹脂組成物。 【効果】 吸水能を損なうことなく、ゲル安定性に優れ
た吸水性樹脂組成物を提供することができる。
Description
する。詳しくは、ゲル安定性に優れた吸水性樹脂組成物
に関する。
捨て雑巾等の衛生用品や保水剤、農園芸用品として使用
されている他、汚泥の凝固、建材の結露防止、油類の脱
水等の用途にも用いられている。かかる吸水性樹脂は、
使用される用途によりその要求性能は若干異なるもの
の、吸水性樹脂の用途の大部分を占める生理用品、紙お
むつ等では、一般に吸水性樹脂としてゲル強度に優れ、
かつゲルの安定性に優れたものが望まれている。
カルボキシメチルセルロース系架橋物、ポリオキシエチ
レン系架橋物、澱粉−アクリロニトリルグラフトグラフ
ト系共重合の加水分解物、澱粉−アクリル酸グラフト系
共重合体、アクリル酸塩系重合体架橋物等の各種のもの
が知られている。しかし、従来より知られている前記吸
水性樹脂の含水ゲルは光・熱等によって分子鎖が分解さ
れやすく経時的にゲルが崩壊することが知られている。
かかる吸水性樹脂において、ゲル安定性を向上させるに
は、一般的に架橋剤を多くすればよいが、吸水能が低下
してしまう。また、ゲル安定性を向上させるために含酸
素還元性無機塩を添加した吸水性組成物(特開昭63−
118375号公報)や、熱、光に対する安定性を向上
させるために水溶解性リン酸系化合物を加えた吸水性組
成物(特開昭64−33158号公報)等が知られてい
るが、いずれの組成物も十分なゲル安定性を有している
とはいえない。
性能を損なうことなく、ゲル安定性に優れた吸水性樹脂
の製造方法を提供することを目的とする。
技術の課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、従来
公知の吸水性樹脂に、ポリマー系分散剤を添加すること
により、前記目的に合致した吸水性樹脂組成物が得られ
ることを見出した。本発明は、かかる新たな知見に基づ
き完成されたものである。
リマー系分散剤を含有してなる吸水性樹脂組成物に関す
る。
部に吸水し、膨潤する高分子化合物の総称をいう。この
ような吸水性樹脂としては、たとえば、カルボキシメチ
ルセルロース系架橋物、ポリオキシエチレン系架橋物、
澱粉−アクリロニトリル系グラフト共重合体の加水分解
物、澱粉−アクリル酸グラフト系共重合体の中和物、ア
クリル酸エステル−酢酸ビニル系共重合体のケン化物、
アクリロニトリル系共重合体の加水分解物、アクリルア
ミド系共重合体の加水分解物、自己架橋型ポリアクリル
酸系中和物、アクリル酸塩系重合体架橋物、アクリル酸
塩系共重合体架橋物、架橋イソブチレン−無水マレイン
酸系共重合体の中和物等があげられる。これら吸水性樹
脂を製造する方法としては特に制限されず、各種公知の
手段を採用できる。また、これら吸水性樹脂は架橋密度
が均一のものでもよく、また吸水性樹脂の表面が架橋処
理されたものでもよい。なお、表面架橋処理を施す手段
としては公知の手段を採用すればよく、たとえば、多価
金属塩、ポリエポキシ化合物、ポリアジリジニル化合
物、ポリイソシアナート化合物等の吸水性樹脂中のカル
ボキシル基と容易に反応する化合物を、水溶液として吸
水性樹脂に噴霧する方法等があげられる。さらに、吸水
性樹脂は、必要により、コロイダルシリカ、ホワイトカ
ーボン、超微粒子状シリカ等の二酸化ケイ素粉末、酸化
チタン粉末等の無機質粉末を混合させてもなんら差障り
はない。
ル酸塩系重合体架橋物、特にアクリル酸アルカリ金属塩
系重合体架橋物を使用するのが好ましい。かかるアクリ
ル酸アルカリ金属塩系重合体架橋物としては通常、中和
度50〜100モル%のアクリル酸アルカリ金属塩とジ
ビニル系化合物等の架橋剤を含有する水溶液を逆層懸濁
重合、水溶液重合、光開始重合等により製造されたもの
を特に制限なく使用できる。
ては、たとえば各種不飽和単量体(アニオン性不飽和単
量体、カチオン性不飽和単量体、ノニオン性不飽和単量
体)を共重合させて得られるアニオン性共重合体、カチ
オン性共重合体、両性共重合体のいずれも有効に使用で
きる。
ン性不飽和単量体20〜80重量%、好ましくは30〜
70重量%及びノニオン性不飽和単量体20〜80重量
%、好ましくは30〜70重量%からなる重合体をい
う。カチオン性共重合体とは、カチオン性不飽和単量体
1〜90重量%、好ましくは10〜60重量%及びノニ
オン性不飽和単量体10〜99重量%、好ましくは40
〜90重量%からなる共重合体をいう。両性共重合体と
は、アニオン性不飽和単量体1〜60重量%、好ましく
は10〜40重量%、カチオン性不飽和単量体1〜60
重量%、好ましくは10〜40重量%及びノニオン性不
飽和単量体20〜90重量%、好ましくは20〜80重
量%からなる共重合体をいう。
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等の
各種エチレン性不飽和カルボン酸またはこれらのアンモ
ニウム塩もしくはアルカリ金属塩があげられる。これら
のなかでも、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
尚、アニオン性不飽和単量体成分をアンモニウム塩やア
ルカリ金属塩となすには後述する重合方法により共重合
体を得た後、アンモニア、低級アミン類、アルカリ金属
水酸化物等のアルカリ物質を使用して中和してもさしつ
かえない。かかるアニオン性不飽和単量体は得られるポ
リマー系分散剤である共重合体にアニオン性を付与する
ために使用されるものである。
−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N
−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N
−ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N
−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N
−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,
N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の
N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレー
ト;N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルア
ミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリル
アミド、N,N−ジエチルアミノメチル(メタ)アクリ
ルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アク
リルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)
アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メ
タ)アクリルアミド等のN,N−ジアルキルアミノアル
キル(メタ)アクリルアミドおよび、これらの鉱酸塩及
びこれらの第4級化物;アリルアミン、ジアリルアミ
ン、ジアリルモノメチルアミン、ジメチルジアリルアン
モニウムクロリド等があげられる。上記鉱酸塩となすた
めに使用する鉱酸としては塩酸、硫酸などが好適であ
る。また上記4級化剤としては、特に制限はされず各種
公知のものを使用できるが、好ましくはエピハロヒドリ
ン、ハロゲン化メチル、ベンジルハライド、メチル硫酸
等を例示しうる。なお、4級化反応は単量体に対して行
なうことの他、当然に得られた共重合体に対しても行な
うことができる。これらのなかでも、特にN,N−ジメ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメ
チルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドおよびこれ
らの鉱酸塩及びこれらの第4級化物が好ましい。
式:CH2 =CH(R1 )COOR2(R1 は水素原子
またはメチル基を示し、R2 は炭素数1〜22のアルキ
ル基または炭素数3〜22のアルケニル基、シクロヘキ
シル基、フェニル基、ベンジル基、グリシジル基、炭素
数1〜24のヒドロキシアルキル基、フルフリルアルコ
ール残基、天然ロジンから誘導されるロジンアルコール
残基または一般式:−(AO)n −R3 (Aは炭素数2
〜3アルキレン基、R3 は水素原子、炭素数1〜4のア
ルキル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルキルフェ
ニル基または炭素数1〜20のアラルキルフェニル基を
示す)で表されるポリアルキレングリコール基を示す)
で表される(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α
−メチルスチレン等のスチレン類や、これらスチレン類
の芳香環に炭素数1〜4のアルキル基を有するスチレン
系化合物のスチレン系単量体;酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル等のビニルエステル類;炭素数6〜22のα−
オレフィン、炭素数1〜22のアルキルビニルエーテ
ル、ビニルピロリドン、(メタ)アクリルアミド、(メ
タ)アクリロニトリルがあげられる。これらのなかで
も、(メタ)アクリル酸エステル(特にR2 が炭素数1
〜9のアルキル基)、スチレン系単量体(特にスチレ
ン)が好ましい。
ば、アニオン性共重合体としては、スチレン−(メタ)
アクリル酸系共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)
アクリル酸エステル系共重合体等があげられる。また、
カチオン性共重合体の具体例としては、スチレン−N,
N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート系
共重合体、スチレン−N,N−ジアルキルアミノアルキ
ル(メタ)アクリルアミド系共重合体、(メタ)アクリ
ル酸エステル−N,N−ジアルキルアミノアルキル(メ
タ)アクリレート系共重合体、(メタ)アクリル酸エス
テル−N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アク
リルアミド系共重合体等があげられる。また、両性共重
合体の具体例としては、スチレン−(メタ)アクリル酸
−N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレ
ート系共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸−N,
N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド
系共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)ア
クリル酸−N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)
アクリレート系共重合体、(メタ)アクリル酸エステル
−(メタ)アクリル酸−N,N−ジアルキルアミノアル
キル(メタ)アクリルアミド系共重合体等があげられ
る。
和単量体を溶液重合、乳化重合、懸濁重合等の各種公知
の方法により製造できる。なお、重合開始剤としては特
に限定はされず、過硫酸塩類、過酸化物、アゾ化合物、
レドックス系開始剤などの各種のものを使用できる。ま
た、溶液重合による場合には溶媒としてイソプロピルア
ルコール、メチルイソブチルケトン等を使用できる。ま
た、乳化重合方法では、各種の界面活性剤を使用でき、
たとえば、アニオン性界面活性剤としては、ジアルキル
スルホコハク酸塩、アルカンスルホン酸塩、α−オレフ
ィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ルスルホコハク酸エステル塩、ポリオキシエチレンスチ
リルフェニルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ナフ
タリンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩等、ノニオ
ン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等を
例示することができ、これらの1種または2種以上を適
宜選択して使用することができる。その使用量はポリマ
ー系分散剤を構成する不飽和単量体全仕込量に対して通
常は0.1〜10重量%程度とされる。
子量は、通常、重量平均分子量1000〜200000
であるのが好ましい。なお、前記分子量範囲に調節する
には公知の連鎖移動剤であるイソプロピルアルコール、
四塩化炭素、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、
クメン、チオグリコール酸エステル、アルキルメルカプ
タン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン
等を適宜に使用すればよい。その使用量はポリマー系分
散剤を構成する不飽和単量体全仕込量に対して通常は
0.5〜30重量%程度とされる。
100重量部に対し、0.01〜210重量部、好まし
くは0.05〜5重量部である。ポリマー系分散剤の使
用量が、0.01重量部より少ない場合には、吸水性樹
脂のゲル安定性が十分に改良されない。また、10重量
%を越える場合には、吸水能が低下する傾向があるため
好ましくない。
ル状にした際にもゲル安定性に優れた性能を有するかは
定かではないが、ポリマー系分散剤が吸水性樹脂のマト
リックス中に物理的もしくは化学的に混在することによ
り、吸水時の含水ゲルの光・熱等による分解が抑制され
て、吸水性樹脂本来の優れた吸水性を維持したままで、
含水ゲルが経時的に安定化されたものと考えられる。
ー系分散剤を吸水性樹脂中に混在させることにより製造
する。たとえば、吸水性樹脂を製造する際に単量体もし
くはその水溶液または水のいずれかにポリマー系分散剤
を溶解し、必要によりこれらを混合し、公知の方法によ
り重合を行うことにより吸水性樹脂中にポリマー系分散
剤を混在させることができる。また、前記吸水性樹脂
に、ポリマー系分散剤の水溶液を添加することによって
も吸水性樹脂中にポリマー系分散剤を混在させることが
できる。なお、吸水性樹脂に、ポリマー系分散剤の水溶
液を添加する方法としては、吸水性樹脂の表面架橋処理
を行う際にポリエポキシ化合物等を溶解させた水溶液に
ポリマー系分散剤を溶解させて行ってもよい。
は、通常乾燥して吸水性樹脂組成物の粉末として使用す
る。更に、本発明の吸水性樹脂組成物には、本発明の効
果を妨げない範囲内で、酸化剤、酸化防止剤、還元剤、
紫外線吸収剤、殺菌剤、防カビ剤、肥料、香料、消臭剤
等を水溶液に混合して使用してもよい。
く、ゲル安定性に優れた吸水性樹脂組成物を提供するこ
とができる。こうして得られる吸水性樹脂組成物は、例
えば生理用品、紙おむつ(特に薄型化された紙おむ
つ)、使い捨てぞうきん等の衛生用品や農林園芸関係の
保水剤、諸工業用脱水剤、汚泥凝固剤、増粘剤、建材の
結露防止剤等の各種用途に利用できる。
て、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例にの
み限定されるものではない。なお、各例において部およ
び%は特記しない限り重量基準である。
置に、スチレン50部、メタクリル酸2−エチルヘキシ
ル10部、メタクリル酸40部、ラウリルメルカプタン
5部、ポリオキシエチレン(n=13)ドデシルフェニ
ルエーテル硫酸エステルのナトリウム塩5部、ポリオキ
シエチレン(n=9)オレイルエーテル2部、過硫酸カ
リウム3部および水400部を混合し、80℃で4時間
反応を行った。その後、冷却し、50℃で前記メタクリ
ル酸と等モルのアンモニアを加えて1時間撹拌し、アニ
オン性共重合体のポリマー系分散剤(以下、分散剤Aと
いう)を20%含有する水溶液を得た。重量平均分子量
は10000であった。
酸n−ブチル50部、メタクリル酸ラウリル10部およ
びメタクリル酸40部をモノマーとして用いた以外は、
製造例1と同様に反応を行い、アニオン性共重合体のポ
リマー系分散剤(以下、分散剤Bという)を20%含有
する水溶液を得た。重量平均分子量は15000であっ
た。
置に、イソプロピルアルコール230部、スチレン70
部、メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライ
ドの80%水溶液37.5部を仕込み、窒素ガス雰囲気
下で撹拌した。その後、アゾビスイソブチロニトリル3
部を加え80℃まで昇温し4時間保持し、さらにアゾビ
スイソブチロニトリル1部を追加し、3時間同温度に保
持した後、イオン交換水150部を加えてイソプロピル
アルコールの留去を行った。留去終了後、イオン交換水
を加え、カチオン性共重合体のポリマー系分散剤(以
下、分散剤Cという)を30%含有する水溶液を得た。
重量平均分子量は6000であった。
置に、イソプロピルアルコール130部、イオン交換水
100部、メタクリル酸エチル40部、アクリル酸n−
ブチル25部、メタクリルアミドプロピルトリメチルア
ンモニウムクロライド35部を仕込んだ。この混合液を
撹拌しながら窒素ガス雰囲気下で50℃まで昇温した。
次いで過硫酸アンモニウムの5%水溶液60部を加え、
80℃まで昇温し、3時間保持した後、過硫酸アンモニ
ウムの5%水溶液20部を追加した。さらに2時間同温
度に保持した後、イオン交換水50gを加え、イソプロ
ピルアルコールの留去を行った。留去終了後、イオン交
換水を加え、カチオン性共重合体のポリマー系分散剤
(以下、分散剤Dという)を30%含有する水溶液を得
た。重量平均分子量は11000であった。
置に、イオン交換水250部、アクリルアミドの50%
水溶液100部、アクリル酸の80%水溶液25部、メ
タクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライドの8
0%水溶液37.5部、イソプロピルアルコール160
部を仕込んだ。この混合液を撹拌しながら窒素ガス雰囲
気下で60℃まで昇温した。次いで、過硫酸アンモニウ
ムの5%水溶液20部を加え、80℃まで昇温し、3時
間保持し、さらに過硫酸アンモニウムの5%水溶液10
部を加え、同温度で2時間保温した。イソプロピルアル
コールを留去した後、イオン交換水を加え、両性共重合
体のポリマー系分散剤(以下、分散剤Eという)を20
%含有する水溶液を得た。重量平均分子量は15000
であった。
トリウム83部(中和度75モル%に相当)を加え中和
した後、N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.0
2部を加えて溶解後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を
追い出し液温を10℃とした。次いで、2,2’−アゾ
ビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)2塩
酸塩0.08部及びt−ブチルパーオキサイド0.2部
を加えて全モノマー濃度46重量%の調整液を得た。該
調整液100部に紫外線を光量360mJoule/c
m2 となるように、2分間照射し、含水ゲル架橋重合体
を得た。この重合体を切断後、150℃で4時間乾燥し
た後、粉砕して吸水性樹脂粉末を得た。得られた吸水性
樹脂粉末100部に超微粒子状シリカ0.5部を加え、
撹拌下、水10部中にポリエチレングリコールジグリシ
ジルエーテル0.5部、および分散剤A(固形分)0.
5部を溶解した調整液を滴下し、95℃まで加温した。
130℃にて2時間乾燥後、後処理した吸水性樹脂粉末
を得た。
用量を表1に示すように代えた他は、実施例1と同様に
して後処理した吸水性樹脂粉末を得た。
実施例1と同様にして後処理した吸水性樹脂粉末を得
た。次いで、該後処理した吸水性樹脂粉末に分散剤Aを
加えて乾燥して吸水性樹脂粉末を得た。
1に示すように代えた他は、実施例1と同様にして吸水
性樹脂粉末を得た。
実施例1と同様にして後処理した吸水性樹脂粉末を得
た。
粉末の吸水能およびゲル安定性を調べた。結果を表2に
示す。
供試水に投入後、該粉末が吸収した供試水の重量(g)
を求めた。
に、0.015g/cm2 の割合で吸水性樹脂粉末を散
布し、さらにフラッフパルプシートを重ねて吸水マット
を作成した。このマットの中央部に人工尿(人工尿1リ
ットル中の組成:尿素20.0g、塩化ナトリウム8.
0g、塩化カルシウム2水和物0.3g、硫酸マグネシ
ウム0.8g)100mlを添加して、40℃で保存し
た。1時間後、3時間後、16時間後の吸水ゲルのベト
ツキ感を、手の感触により、以下の基準で評価した。
◎:ゲルの強度に変化なし。○:ゲルの強度が少し弱く
なっている。△:ゲルの強度がかなり弱くなっている。
×:ゲルが形状を留めていない。
Claims (4)
- 【請求項1】 吸水性樹脂およびポリマー系分散剤を含
有してなる吸水性樹脂組成物。 - 【請求項2】 吸水性樹脂100重量部に対し、ポリマ
ー系分散剤を0.01〜10重量部添加してなる請求項
1記載の吸水性樹脂組成物。 - 【請求項3】 吸水性樹脂がアクリル酸アルカリ金属塩
系重合体架橋物である請求項1記載の吸水性樹脂組成
物。 - 【請求項4】 ポリマー系分散剤が、アニオン性共重合
体、カチオン性共重合体および両性共重合体から選ばれ
たいずれか少なくとも1種である請求項1記載の吸水性
樹脂組成物。
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JP31271494A JP3603970B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 粉末の吸水性樹脂組成物の製造方法 |
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