JPH0859820A - Water-absorptive resin and its manufacture - Google Patents

Water-absorptive resin and its manufacture

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JPH0859820A
JPH0859820A JP20059794A JP20059794A JPH0859820A JP H0859820 A JPH0859820 A JP H0859820A JP 20059794 A JP20059794 A JP 20059794A JP 20059794 A JP20059794 A JP 20059794A JP H0859820 A JPH0859820 A JP H0859820A
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water
polyamino acid
absorbent resin
acid
acidic
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信幸 原田
Kazuyoshi Yono
和敬 夜野
Takaya Hayashi
隆哉 林
Hideyuki Nishibayashi
秀幸 西林
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Abstract

PURPOSE: To obtain a water-absorptive resin that is excellent in ability of absorbing aqueous liquids and is biodegradable, by crosslinking an acidic polyamino acid with a basic polyamino acid. CONSTITUTION: An acidic polyamino acid ]e.g. a polyaspartic acid (salt)] and a basic polyamino acid (e.g. glycine-lysine) are mixed and heated to obtain a water-absorptive resin. This water-absorptive resin is excellent both in water absorptive ability and biodegradability and can retain the water absorptive ability under pressure, so that it can be used, for example, in the field of hygiene to be used as a hygiene material for sanitary articles, paper diapers, and the like as well as in the medical field, the field of civil engineering and construction, the field of food, the industrial field, and the field of agriculture and horticulture and can also be used as an oil-water separating material, a waste liquor absorbing material, a vibration-damping material, a sound-absorbent material. Since this water-absorptive resin is biodegradable, for example, by fungi and microorganisms in the soil, when it is simply buried in the soil, it is decomposed. Therefore, it can be simply discarded, is excellent in safety, and will not cause such a problem as environmental pollution.

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、吸水性樹脂およびその
製造方法に関するものである。さらに詳しくは、水性液
体の吸水能力に優れ、かつ、生分解性を備える吸水性樹
脂およびその製造方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a water absorbent resin and a method for producing the same. More specifically, it relates to a water-absorbent resin having excellent water-absorbing ability of an aqueous liquid and biodegradability, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、吸水性樹脂は、紙オムツや生理用
品等の衛生材料としての利用のみならず、体液吸収材等
の医療分野、シーリング材(止水材)や結露防止材等の
土木・建築分野、鮮度保持材等の食品分野、溶剤から水
を除去する脱水剤等の工業分野、緑化等の農業・園芸分
野等、非常に多種多様な分野に利用されている。そし
て、これらの用途に応じた全合成若しくは半合成の吸水
性樹脂が種々提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, water-absorbent resins have been used not only as sanitary materials such as disposable diapers and sanitary products, but also in the medical field such as body fluid absorbents, civil engineering materials such as sealing materials (water blocking materials) and dew condensation prevention materials. -It is used in a very wide variety of fields, such as the field of construction, the field of food such as freshness-retaining materials, the field of industry such as dehydrating agents that remove water from solvents, and the field of agriculture and gardening such as greening. Various synthetic or semi-synthetic water-absorbent resins have been proposed according to these applications.

【0003】これら提案されている種々の吸水性樹脂の
うち、一般に、架橋ポリアクリル酸(塩)系の全合成の
吸水性樹脂が吸水能力に優れ、かつ、安価であるため、
幅広く用いられている。ところが、架橋ポリアクリル酸
(塩)系の吸水性樹脂(例えば、特開昭62-54751号公
報)は、吸水状態では光分解性を若干備えるものの、生
分解性を殆ど備えていない。従って、該吸水性樹脂を廃
棄物として処理する際に、例えば埋め立て処分を行う
と、土中の細菌や微生物等により分解されないので、環
境汚染等の環境衛生問題を引き起こす。即ち、架橋ポリ
アクリル酸(塩)系の吸水性樹脂は、廃棄処分に難点を
有している。
Of these various water-absorbent resins proposed, generally, a cross-linked polyacrylic acid (salt) -based totally synthetic water-absorbent resin has excellent water-absorbing ability and is inexpensive.
Widely used. However, a crosslinked polyacrylic acid (salt) -based water-absorbing resin (for example, JP-A-62-54751) has some photodegradability in a water-absorbing state, but almost no biodegradability. Therefore, when the water-absorbent resin is treated as a waste, for example, if it is disposed in a landfill, it is not decomposed by bacteria and microorganisms in the soil, which causes environmental health problems such as environmental pollution. That is, the crosslinked polyacrylic acid (salt) -based water-absorbent resin has a problem in disposal.

【0004】そこで、生分解性を備える吸水性樹脂とし
て、例えば、(架橋)デンプン誘導体、(架橋)カルボ
キシメチルセルロース、架橋ヒアルロン酸塩、架橋アル
ギン酸塩等の半合成の吸水性樹脂が種々提案されている
(例えば、特開昭 49-128987号公報、特開昭50-85689号
公報、特開昭 54-163981号公報、特開昭 56-5137号公
報、特開昭56-28755号公報、特開昭 57-137301号公報、
特開昭 58-1701号公報、特開昭60-58443号公報、特開昭
60-94401号公報、特開昭61-89364号公報、特開平4-1614
31号公報、特開平 5-49925号公報、特開平5-123573号公
報、特公昭 55-500785号公報)。
Therefore, various kinds of semi-synthetic water-absorbent resins such as (cross-linked) starch derivatives, (cross-linked) carboxymethyl cellulose, cross-linked hyaluronate, cross-linked alginate and the like have been proposed as biodegradable water-absorbent resins. (For example, JP-A-49-128987, JP-A-50-85689, JP-A-54-163981, JP-A-56-5137, JP-A-56-28755, Japanese Laid-Open Publication No. 57-137301,
JP 58-1701, JP 60-58443, JP
60-94401, JP-A-61-89364, JP-A-4-1614
31, JP-A 5-49925, JP-A 5-123573, JP-B-55-500785).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸水性樹脂、即ち、半合成の吸水性樹脂は、非架橋
の場合には生分解性を備えるものの、吸水能力に劣って
いる。また、該半合成の吸水性樹脂を架橋させて吸水能
力を向上させると、架橋後の吸水性樹脂の生分解性が著
しく低下する。従って、上記従来の吸水性樹脂は、吸水
能力および生分解性の何れか一方が劣っており、両方を
満足させる性能を備えることができないという問題点を
有している。このため、上記従来の吸水性樹脂は、適用
可能な分野が限られている。
However, the conventional water-absorbent resin, that is, the semi-synthetic water-absorbent resin, is biodegradable in the case of non-crosslinking, but is inferior in water-absorbing ability. Further, when the semi-synthetic water-absorbent resin is crosslinked to improve the water-absorbing ability, the biodegradability of the water-absorbent resin after crosslinking is significantly reduced. Therefore, the conventional water-absorbent resin has a problem that it is inferior in either water absorption capacity or biodegradability, and cannot be provided with a performance satisfying both of them. Therefore, the above-mentioned conventional water-absorbent resin is limited in applicable fields.

【0006】尚、天然物に親水性モノマーをグラフト重
合させた吸水性樹脂も提案されている(例えば、特開昭
56-76419号公報)。しかしながら、該吸水性樹脂は、吸
水能力および生分解性の両方が不充分である。
A water-absorbent resin obtained by graft-polymerizing a natural monomer with a hydrophilic monomer has also been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho.
56-76419 publication). However, the water absorbent resin is insufficient in both water absorption capacity and biodegradability.

【0007】このため、吸水能力および生分解性の両方
に優れた吸水性樹脂、および、その製造方法が嘱望され
ている。即ち、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的は、吸水能力および生分解性
の両方に優れ、しかも、加圧下においても吸水能力を維
持することができる吸水性樹脂およびその製造方法を提
供することにある。
Therefore, a water-absorbent resin excellent in both water-absorbing ability and biodegradability and a method for producing the same have been desired. That is, the present invention has been made in view of the above conventional problems, the object thereof is excellent in both water absorption capacity and biodegradability, moreover, it is possible to maintain the water absorption capacity even under pressure. It is to provide a resin and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記目
的を達成すべく、吸水能力および生分解性の両方に優れ
た吸水性樹脂およびその製造方法について鋭意検討した
結果、酸性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸と混合
し、加熱することにより得られる吸水性樹脂が、上記従
来の吸水性樹脂が備えていない優れた性能を備えている
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention have conducted extensive studies on a water-absorbent resin excellent in both water-absorbing ability and biodegradability and a method for producing the same. It was found that the water-absorbent resin obtained by mixing with a basic polyamino acid and heating has excellent performance which the above-mentioned conventional water-absorbent resins do not have, and completed the present invention.

【0009】即ち、請求項1記載の発明の吸水性樹脂
は、上記の課題を解決するために、酸性ポリアミノ酸を
塩基性ポリアミノ酸により架橋させてなることを特徴と
している。
That is, the water absorbent resin of the invention according to claim 1 is characterized in that, in order to solve the above problems, an acidic polyamino acid is crosslinked with a basic polyamino acid.

【0010】請求項2記載の発明の吸水性樹脂は、上記
の課題を解決するために、請求項1記載の吸水性樹脂に
おいて、酸性ポリアミノ酸 100重量部に対する塩基性ポ
リアミノ酸の割合が、 0.1重量部〜 100重量部の範囲内
であることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the water-absorbent resin according to the second aspect of the present invention is the water-absorbent resin according to the first aspect, wherein the ratio of the basic polyamino acid to 100 parts by weight of the acidic polyamino acid is 0.1. It is characterized by being in the range of 100 parts by weight to 100 parts by weight.

【0011】請求項3記載の発明の吸水性樹脂は、上記
の課題を解決するために、請求項1または2記載の吸水
性樹脂において、酸性ポリアミノ酸がポリアスパラギン
酸(塩)であることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the water-absorbent resin according to the third aspect of the present invention is the water-absorbent resin according to the first or second aspect, wherein the acidic polyamino acid is polyaspartic acid (salt). It has a feature.

【0012】請求項4記載の発明の吸水性樹脂は、上記
の課題を解決するために、請求項1、2または3記載の
吸水性樹脂において、生理食塩水の吸水倍率が5 g/g以
上、かつ、生分解率が10%以上であることを特徴として
いる。
[0012] In order to solve the above-mentioned problems, the water-absorbent resin according to a fourth aspect of the present invention is the water-absorbent resin according to the first, second or third aspect, wherein the water absorption capacity of physiological saline is 5 g / g or more. Moreover, the biodegradation rate is 10% or more.

【0013】また、請求項5記載の発明の吸水性樹脂の
製造方法は、上記の課題を解決するために、酸性ポリア
ミノ酸を塩基性ポリアミノ酸と混合し、加熱することを
特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a water-absorbent resin of the present invention is characterized in that an acidic polyamino acid is mixed with a basic polyamino acid and heated.

【0014】請求項6記載の発明の吸水性樹脂の製造方
法は、上記の課題を解決するために、請求項5記載の吸
水性樹脂の製造方法において、酸性ポリアミノ酸と塩基
性ポリアミノ酸との混合物に、アミノ酸を添加すること
を特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a water-absorbent resin according to a sixth aspect of the present invention is the method for producing a water-absorbent resin according to the fifth aspect, wherein an acidic polyamino acid and a basic polyamino acid are used. It is characterized in that an amino acid is added to the mixture.

【0015】請求項7記載の発明の吸水性樹脂の製造方
法は、上記の課題を解決するために、請求項5または6
記載の吸水性樹脂の製造方法において、加熱温度が 100
℃〜300℃の範囲内であることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a water-absorbent resin according to the invention of claim 7 is the method of claim 5 or 6.
In the method for producing a water-absorbent resin described, the heating temperature is 100
It is characterized by being in the range of ℃ to 300 ℃.

【0016】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
おいて原料として用いられる酸性ポリアミノ酸は、特に
限定されるものではないが、優れた生分解性を備えるた
めに、直鎖状の化合物が好ましい。尚、本発明における
酸性ポリアミノ酸とは、一分子中のカルボキシル基の個
数が、アミノ基の個数よりも多いポリアミノ酸を示す。
The present invention will be described in detail below. The acidic polyamino acid used as a raw material in the present invention is not particularly limited, but a linear compound is preferable because it has excellent biodegradability. The acidic polyamino acid in the present invention means a polyamino acid having more carboxyl groups than amino groups in one molecule.

【0017】上記の酸性ポリアミノ酸としては、具体的
には、例えば、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン
酸、アスパラギン酸とグルタミン酸との共重合体、酸性
アミノ酸と他のアミノ酸との共重合体、および、これら
の塩類やエステル類等が挙げられる。これら酸性ポリア
ミノ酸は、単独で使用してもよく、また、二種類以上を
適宜混合して使用してもよい。これら酸性ポリアミノ酸
のうち、ポリアスパラギン酸、および、この塩類やエス
テル類が好ましい。また、上記の塩類としては、例え
ば、ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩、ア
ンモニウム塩等が挙げられる。
Specific examples of the above-mentioned acidic polyamino acids include polyaspartic acid, polyglutamic acid, copolymers of aspartic acid and glutamic acid, copolymers of acidic amino acids with other amino acids, and these. Examples thereof include salts and esters. These acidic polyamino acids may be used alone, or two or more kinds may be appropriately mixed and used. Among these acidic polyamino acids, polyaspartic acid and salts and esters thereof are preferable. Examples of the above-mentioned salts include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, ammonium salt and the like.

【0018】上記酸性ポリアミノ酸の分子量は、数千〜
数千万の範囲内が好ましく、数万〜数百万の範囲内がよ
り好ましい。酸性ポリアミノ酸の分子量が上記の範囲内
よりも小さい場合には、得られる吸水性樹脂の吸水能力
が所望の性能に達しないため、好ましくない。また、酸
性ポリアミノ酸の分子量が上記の範囲内よりも大きい場
合には、得られる吸水性樹脂の生分解性が劣るため、好
ましくない。尚、酸性ポリアミノ酸の製造方法等は、特
に限定されるものではない。
The above-mentioned acidic polyamino acid has a molecular weight of several thousands.
The range of tens of millions is preferable, and the range of tens of thousands to millions is more preferable. When the molecular weight of the acidic polyamino acid is smaller than the above range, the water absorbing ability of the resulting water absorbent resin does not reach the desired performance, which is not preferable. Further, when the molecular weight of the acidic polyamino acid is larger than the above range, the resulting water absorbent resin is inferior in biodegradability, which is not preferable. The method for producing the acidic polyamino acid is not particularly limited.

【0019】本発明において酸性ポリアミノ酸の架橋に
用いられる塩基性ポリアミノ酸は、特に限定されるもの
ではない。尚、本発明における塩基性ポリアミノ酸と
は、一分子中のアミノ基の個数が、カルボキシル基の個
数よりも多いポリアミノ酸を示す。
The basic polyamino acid used for crosslinking the acidic polyamino acid in the present invention is not particularly limited. In addition, the basic polyamino acid in the present invention means a polyamino acid in which the number of amino groups in one molecule is larger than the number of carboxyl groups.

【0020】上記の塩基性ポリアミノ酸としては、具体
的には、例えば、グリシン−リジン、リジン−グリシ
ン、アラニン−リジン、リジン−フェニルアラニン等
の、塩基性アミノ酸を含む二量体、ポリリジン、ポリア
ルギニン、リジンとアルギニンとの共重合体、塩基性ア
ミノ酸と他のアミノ酸との共重合体等が挙げられる。こ
れら塩基性ポリアミノ酸は、単独で使用してもよく、ま
た、二種類以上を適宜混合して使用してもよい。また、
塩基性ポリアミノ酸は、無機酸や有機酸等との間で塩を
形成していてもよい。
Specific examples of the above-mentioned basic polyamino acids include dimers containing basic amino acids such as glycine-lysine, lysine-glycine, alanine-lysine and lysine-phenylalanine, polylysine and polyarginine. , A copolymer of lysine and arginine, a copolymer of a basic amino acid and another amino acid, and the like. These basic polyamino acids may be used alone or in an appropriate mixture of two or more kinds. Also,
The basic polyamino acid may form a salt with an inorganic acid, an organic acid or the like.

【0021】上記塩基性ポリアミノ酸の分子量は、数百
〜数十万の範囲内が好ましく、二量体程度の低分子量の
オリゴペプチドがより好ましい。塩基性ポリアミノ酸の
分子量が上記の範囲内よりも小さい場合には、得られる
吸水性樹脂の吸水能力が所望の性能に達しないため、好
ましくない。また、塩基性ポリアミノ酸の分子量が上記
の範囲内よりも大きい場合には、得られる吸水性樹脂の
生分解性が劣るため、好ましくない。尚、塩基性ポリア
ミノ酸の製造方法等は、特に限定されるものではない。
The molecular weight of the basic polyamino acid is preferably in the range of several hundreds to several hundreds of thousands, and low molecular weight oligopeptides such as dimers are more preferable. If the molecular weight of the basic polyamino acid is smaller than the above range, the water absorbing ability of the resulting water absorbent resin does not reach the desired performance, which is not preferable. Further, when the molecular weight of the basic polyamino acid is larger than the above range, the resulting water absorbent resin is inferior in biodegradability, which is not preferable. The method for producing the basic polyamino acid is not particularly limited.

【0022】酸性ポリアミノ酸に対する塩基性ポリアミ
ノ酸の使用量は、特に限定されるものではなく、酸性ポ
リアミノ酸の種類、或いは、用いる塩基性ポリアミノ酸
の種類に応じて、適宜設定すればよい。具体的には、例
えば、酸性ポリアミノ酸 100重量部に対して、塩基性ポ
リアミノ酸は、 0.1重量部〜 100重量部の範囲内で用い
ればよく、好ましくは1重量部〜50重量部の範囲内で用
いればよい。塩基性ポリアミノ酸の使用量が 0.1重量部
よりも少ない場合には、得られる吸水性樹脂の吸水能力
が所望の性能に達せず、吸水後の吸水性樹脂がべたつく
ため、好ましくない。また、塩基性ポリアミノ酸の使用
量が 100重量部よりも多い場合には、得られる吸水性樹
脂の吸水能力が劣るため、好ましくない。
The amount of the basic polyamino acid used with respect to the acidic polyamino acid is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the type of acidic polyamino acid or the type of basic polyamino acid used. Specifically, for example, with respect to 100 parts by weight of the acidic polyamino acid, the basic polyamino acid may be used in the range of 0.1 parts by weight to 100 parts by weight, preferably 1 part by weight to 50 parts by weight. Can be used in. When the amount of the basic polyamino acid used is less than 0.1 part by weight, the water absorbing ability of the resulting water absorbent resin does not reach the desired performance, and the water absorbent resin after water absorption becomes unfavorable. Further, when the amount of the basic polyamino acid used is more than 100 parts by weight, the water absorbing ability of the water absorbent resin obtained is inferior, which is not preferable.

【0023】本発明にかかる吸水性樹脂は、酸性ポリア
ミノ酸を塩基性ポリアミノ酸と混合し、加熱することに
よって、即ち、酸性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸
により架橋させることによって得られる。つまり、両者
を混合し、加熱すると、酸性ポリアミノ酸が有するカル
ボキシル基と、塩基性ポリアミノ酸が有するアミノ基と
の間で脱水反応(熱縮合反応)が起こり、アミド結合が
形成される。そして、塩基性ポリアミノ酸は、少なくと
も2個以上のアミノ基を有しているので、上記アミド結
合を形成することにより、2分子以上の酸性ポリアミノ
酸を架橋させて網目構造を形成することができる。従っ
て、塩基性ポリアミノ酸は、酸性ポリアミノ酸に対し
て、ジアミン型の架橋剤として作用している。尚、酸性
ポリアミノ酸エステルを用いた場合には、該酸性ポリア
ミノ酸エステルと塩基性ポリアミノ酸との間で熱縮合反
応が起こり、アミド結合が形成される。
The water absorbent resin according to the present invention can be obtained by mixing an acidic polyamino acid with a basic polyamino acid and heating them, that is, by crosslinking the acidic polyamino acid with the basic polyamino acid. That is, when both are mixed and heated, a dehydration reaction (thermal condensation reaction) occurs between the carboxyl group of the acidic polyamino acid and the amino group of the basic polyamino acid to form an amide bond. Since the basic polyamino acid has at least two amino groups, it is possible to crosslink two or more molecules of the acidic polyamino acid to form a network structure by forming the amide bond. . Therefore, the basic polyamino acid acts as a diamine-type cross-linking agent on the acidic polyamino acid. When an acidic polyamino acid ester is used, a thermal condensation reaction occurs between the acidic polyamino acid ester and the basic polyamino acid to form an amide bond.

【0024】このように、本発明にかかる吸水性樹脂
は、アミド結合によって架橋され、網目構造を形成して
いるので、土中の細菌や微生物等が生産する酵素によ
り、比較的容易に架橋点が開裂する。それゆえ、本発明
にかかる吸水性樹脂は、優れた生分解性を示すようにな
っている。
As described above, the water-absorbent resin according to the present invention is crosslinked by the amide bond to form a network structure. Therefore, the crosslinking point can be relatively easily produced by the enzyme produced by soil bacteria or microorganisms. Cleaves. Therefore, the water absorbent resin according to the present invention exhibits excellent biodegradability.

【0025】尚、赤外吸収スペクトル(IR)等を用い
ることにより、例えば、酸性ポリアミノ酸エステルと塩
基性ポリアミノ酸とを混合し、加熱するとエステル結合
が消失することを確認することができる。これにより、
酸性ポリアミノ酸と塩基性ポリアミノ酸との間で上記ア
ミド結合が形成されていることを確認することができ
る。
By using infrared absorption spectrum (IR) and the like, it can be confirmed that the ester bond disappears when, for example, an acidic polyamino acid ester and a basic polyamino acid are mixed and heated. This allows
It can be confirmed that the amide bond is formed between the acidic polyamino acid and the basic polyamino acid.

【0026】本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法にお
いては、酸性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸により
架橋させる際に、第三の成分としてアミノ酸を添加して
もよい。上記のアミノ酸としては、α−アミノ酸、β−
アミノ酸、γ−アミノ酸、或いは、不飽和アミノ酸等が
使用可能である。これらアミノ酸としては、特に限定さ
れるものではないが、具体的には、例えば、グリシン、
アラニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシ
ン、バリン、メチオニン、シスチン、システイン、セリ
ン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、α−
アミノアジピン酸、アミノマロン酸、α−アミノピメリ
ン酸、α−アミノセバシン酸、β−メチルグルタミン
酸、オルニチン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、β
−アラニン、β−フェニルアラニン、β−アミノ酪酸、
α−メチル−β−アミノプロピオン酸、イソセリン、β
−チロシン、タウリン、α−アミノアクリル酸、α−ア
ミノクロトン酸等が挙げられる。これらアミノ酸は、単
独で使用してもよく、また、二種類以上を適宜混合して
使用してもよい。また、光学異性体が存在するアミノ酸
においては、d体、l体、両者の混合物の何れも使用す
ることができる。上記のアミノ酸を添加することによ
り、アミノ酸と、酸性ポリアミノ酸または塩基性ポリア
ミノ酸との間でアミド結合が形成され、主鎖が延びるの
で、吸水性樹脂の吸水倍率等の吸水能力がより一層向上
する。
In the method for producing a water absorbent resin according to the present invention, an amino acid may be added as a third component when the acidic polyamino acid is crosslinked with the basic polyamino acid. Examples of the above amino acids include α-amino acids and β-amino acids.
Amino acids, γ-amino acids, unsaturated amino acids and the like can be used. These amino acids are not particularly limited, but specifically, for example, glycine,
Alanine, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, methionine, cystine, cysteine, serine, threonine, aspartic acid, glutamic acid, α-
Aminoadipic acid, aminomalonic acid, α-aminopimelic acid, α-aminosebacic acid, β-methylglutamic acid, ornithine, lysine, arginine, histidine, β
-Alanine, β-phenylalanine, β-aminobutyric acid,
α-methyl-β-aminopropionic acid, isoserine, β
-Tyrosine, taurine, α-aminoacrylic acid, α-aminocrotonic acid and the like. These amino acids may be used alone, or two or more kinds may be appropriately mixed and used. In addition, for amino acids having optical isomers, any of the d-form, the l-form, and a mixture of the two can be used. By adding the above amino acid, an amide bond is formed between the amino acid and the acidic polyamino acid or the basic polyamino acid, and the main chain is extended, so that the water absorption capacity such as the water absorption capacity of the water absorbent resin is further improved. To do.

【0027】アミノ酸を添加する場合に、酸性ポリアミ
ノ酸に対する該アミノ酸の使用量は、特に限定されるも
のではなく、酸性ポリアミノ酸や塩基性ポリアミノ酸の
種類、或いは、用いるアミノ酸の種類に応じて、適宜設
定すればよい。具体的には、例えば、酸性ポリアミノ酸
100重量部に対して、アミノ酸は、1重量部〜 100重量
部の範囲内で用いればよい。アミノ酸の使用量が1重量
部よりも少ない場合には、アミノ酸の添加による効果が
殆ど発揮されないため、好ましくない。また、アミノ酸
の使用量が 100重量部よりも多い場合には、得られる吸
水性樹脂の吸水能力が劣るため、好ましくない。
When an amino acid is added, the amount of the amino acid used with respect to the acidic polyamino acid is not particularly limited, and depending on the type of acidic polyamino acid or basic polyamino acid or the type of amino acid used, It may be set appropriately. Specifically, for example, acidic polyamino acid
The amino acid may be used within the range of 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight. When the amount of the amino acid used is less than 1 part by weight, the effect of adding the amino acid is hardly exhibited, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the amino acid used is more than 100 parts by weight, the water absorbing ability of the resulting water absorbent resin is poor, which is not preferable.

【0028】酸性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸に
よって架橋させる際には、均一な架橋反応が行われるよ
うに、両者を均一に、かつ、充分に混合することが好ま
しい。酸性ポリアミノ酸と塩基性ポリアミノ酸との混合
方法は、特に限定されるものではなく、例えば、両者を
固体同士で混合する方法(乾式混合方法)、両者をスラ
リー状態で混合する方法、何れか一方をスラリー状態と
し、これに他方を添加して混合する方法、両者を水溶液
状態で混合する方法、何れか一方を水溶液状態とし、こ
れに他方を添加して混合する方法等、種々の方法を採用
することができる。これら混合方法のうち、両者を水溶
液状態で混合する方法、何れか一方を水溶液状態とし、
これに他方を添加して混合する方法が好ましい。
When the acidic polyamino acid is crosslinked with the basic polyamino acid, it is preferable that both are uniformly and sufficiently mixed so that a uniform crosslinking reaction is carried out. The method for mixing the acidic polyamino acid and the basic polyamino acid is not particularly limited, and for example, a method of mixing both solids (dry mixing method), a method of mixing both in a slurry state, either one Various methods such as a method of making the slurry state and adding the other to this, a method of mixing both in an aqueous solution state, a method of making one of them into an aqueous state and adding the other to this, and mixing can do. Of these mixing methods, a method of mixing both in an aqueous solution state, one of which is in an aqueous solution state,
The method of adding the other to this and mixing is preferable.

【0029】尚、酸性ポリアミノ酸と塩基性ポリアミノ
酸との混合物に、アミノ酸を添加する場合においても、
上記の混合方法を採用することができる。この場合、ア
ミノ酸を、予め、酸性ポリアミノ酸に添加してもよく、
また、塩基性ポリアミノ酸に添加してもよい。さらに、
アミノ酸を両者の混合物に添加してもよい。要するに、
アミノ酸は、加熱する前に添加されていればよい。
Even when an amino acid is added to a mixture of an acidic polyamino acid and a basic polyamino acid,
The above mixing method can be adopted. In this case, the amino acid may be added to the acidic polyamino acid in advance,
It may also be added to the basic polyamino acid. further,
Amino acids may be added to the mixture of both. in short,
The amino acid may be added before heating.

【0030】上記の混合方法、つまり、吸水性樹脂の製
造方法において、溶媒である水は、必要に応じて使用さ
れる。そして、上記の製造方法における水の使用量は、
酸性ポリアミノ酸や塩基性ポリアミノ酸の種類や溶解度
等を考慮に入れて適宜設定すればよい。
In the above mixing method, that is, the method for producing the water absorbent resin, water as a solvent is used as necessary. And, the amount of water used in the above manufacturing method,
It may be appropriately set in consideration of the types and solubilities of the acidic polyamino acid and the basic polyamino acid.

【0031】例えば酸性ポリアミノ酸や塩基性ポリアミ
ノ酸を水溶液とする場合には、酸性ポリアミノ酸水溶液
や塩基性ポリアミノ酸水溶液の濃度は、特に限定される
ものではない。但し、濃度が極端に低い場合には、該水
溶液の量が多くなると共に、水を除去するために、例え
ば水溶液を長時間加熱しなければならないので、製造効
率が低下する。また、濃度が極端に高い場合には、該水
溶液の粘度が高くなり、水溶液、つまり、酸性ポリアミ
ノ酸と塩基性ポリアミノ酸とを均一に、かつ、充分に混
合することが困難となるため、好ましくない。
For example, when the acidic polyamino acid or the basic polyamino acid is used as the aqueous solution, the concentration of the acidic polyamino acid aqueous solution or the basic polyamino acid aqueous solution is not particularly limited. However, when the concentration is extremely low, the amount of the aqueous solution becomes large and, for example, the aqueous solution must be heated for a long time in order to remove water, so that the production efficiency decreases. Further, when the concentration is extremely high, the viscosity of the aqueous solution becomes high, and it becomes difficult to uniformly and sufficiently mix the aqueous solution, that is, the acidic polyamino acid and the basic polyamino acid, which is preferable. Absent.

【0032】上記の加熱温度は、 100℃〜 300℃の範囲
内であることが好ましく、 200℃〜300℃の範囲内であ
ることがより好ましい。上記範囲内の温度で加熱するこ
とにより、酸性ポリアミノ酸と塩基性ポリアミノ酸との
間で架橋反応が起こり、アミド結合が形成される。即
ち、三次元の網目構造が形成される。架橋反応を行う際
の加熱温度が 100℃よりも低い場合には、上記の架橋反
応が殆ど進行しないため、好ましくない。また、加熱温
度が 300℃よりも高い場合には、酸性ポリアミノ酸や塩
基性ポリアミノ酸等が分解し、着色するため、好ましく
ない。尚、加熱方法は、特に限定されるものではなく、
例えば、遠赤外線を照射する方法、マイクロ波を照射す
る方法、或いは、熱風乾燥機、減圧乾燥機を用いる方法
等、種々の方法を採用することができる。
The above heating temperature is preferably in the range of 100 ° C to 300 ° C, more preferably in the range of 200 ° C to 300 ° C. By heating at a temperature within the above range, a cross-linking reaction occurs between the acidic polyamino acid and the basic polyamino acid, and an amide bond is formed. That is, a three-dimensional mesh structure is formed. If the heating temperature at the time of carrying out the crosslinking reaction is lower than 100 ° C., the above crosslinking reaction hardly progresses, which is not preferable. Further, if the heating temperature is higher than 300 ° C., acidic polyamino acids, basic polyamino acids and the like are decomposed and colored, which is not preferable. The heating method is not particularly limited,
For example, various methods such as a method of irradiating with far infrared rays, a method of irradiating with microwaves, a method of using a hot air dryer or a reduced pressure dryer can be adopted.

【0033】加熱時間は、特に限定されるものではな
く、酸性ポリアミノ酸および塩基性ポリアミノ酸等の種
類、加熱温度、所望する吸水性樹脂の物性等に応じて、
適宜設定すればよい。具体的には、例えば、加熱温度が
200℃〜 300℃の範囲内である場合には、加熱時間は、
1分間〜1000分間、好ましくは5分間〜 500分間とすれ
ばよい。
The heating time is not particularly limited, depending on the type of acidic polyamino acid and basic polyamino acid, the heating temperature, the desired physical properties of the water absorbent resin, and the like.
It may be set appropriately. Specifically, for example, the heating temperature is
If it is in the range of 200 ℃ ~ 300 ℃, the heating time is
It may be 1 minute to 1000 minutes, preferably 5 minutes to 500 minutes.

【0034】そして、本発明にかかる吸水性樹脂の製造
方法としては、酸性ポリアミノ酸を水溶液とし、この水
溶液に塩基性ポリアミノ酸と、必要に応じてアミノ酸と
を添加して均一にかつ充分に混合した後、この混合物を
加熱して架橋反応を行うと共に、該混合物から水を除去
して混合物を乾燥させることにより固形物、即ち、吸水
性樹脂を得る方法が好ましい。また、混合物を乾燥させ
る際には、水が5重量%以下となるように、つまり、吸
水性樹脂の含水率が5重量%以下となるようにすること
が好ましい。含水率を5重量%以下にすることにより、
加圧下の保水能力に優れた吸水性樹脂を得ることができ
る。尚、上記の混合物から水を除去する際には、例え
ば、吸引濾過等の固液分離操作を行ってもよい。
As the method for producing the water absorbent resin according to the present invention, an acidic polyamino acid is made into an aqueous solution, and the basic polyamino acid and, if necessary, the amino acid are added and mixed uniformly and sufficiently. After that, a method of obtaining a solid, that is, a water absorbent resin by heating the mixture to carry out a crosslinking reaction and removing water from the mixture to dry the mixture is preferable. Further, when the mixture is dried, it is preferable that the water content is 5% by weight or less, that is, the water content of the water absorbent resin is 5% by weight or less. By setting the water content to 5% by weight or less,
It is possible to obtain a water absorbent resin having an excellent water retention capacity under pressure. When removing water from the above mixture, a solid-liquid separation operation such as suction filtration may be performed.

【0035】以上の方法により得られる吸水性樹脂は、
水性液体(生理食塩水)の吸水倍率が5 g/g以上、か
つ、生分解率が10%以上である。また、加圧下において
も、自重の数倍以上の水性液体を保持可能である。従っ
て、吸水性樹脂は、吸水能力および生分解性の両方に優
れ、しかも、加圧下においても吸水能力を維持すること
ができる。尚、吸水性樹脂のこれら諸性能の測定方法
は、後段の実施例にて詳述する。
The water absorbent resin obtained by the above method is
The water absorption capacity of the aqueous liquid (physiological saline) is 5 g / g or more, and the biodegradation rate is 10% or more. Further, even under pressure, it is possible to retain an aqueous liquid that is several times its own weight or more. Therefore, the water-absorbent resin is excellent in both water absorption capacity and biodegradability and can maintain the water absorption capacity even under pressure. The methods for measuring these various properties of the water absorbent resin will be described in detail in the examples in the latter part.

【0036】尚、上記の吸水性樹脂は、所定形状に造粒
されていてもよく、また、不定形破砕状、球状、鱗片
状、繊維状、棒状、塊状等、種々の形状であってもよ
い。さらに、吸水性樹脂は、1次粒子であってもよく、
また、1次粒子の造粒体であってもよい。吸水性樹脂を
所定形状に造粒する場合の粒径および造粒方法は、特に
限定されるものではない。また、上記の吸水性樹脂に、
その吸水特性、例えば水性液体の浸透性や分散性、吸水
速度等を向上させるために、種々の加工や修飾(モディ
ファイ)等を施してもよい。
The above water-absorbent resin may be granulated into a predetermined shape, or may have various shapes such as irregular crushed shape, spherical shape, scale shape, fibrous shape, rod shape, and lump shape. Good. Further, the water absorbent resin may be primary particles,
Further, it may be a granulated body of primary particles. The particle size and the granulation method for granulating the water absorbent resin into a predetermined shape are not particularly limited. Further, in the above water-absorbent resin,
In order to improve the water absorption property, for example, the permeability and dispersibility of the aqueous liquid, the water absorption rate, etc., various processes and modifications (modification) may be performed.

【0037】以上の方法により得られる吸水性樹脂は、
紙オムツや生理用品、各種清浄用具等の衛生材料等の衛
生分野としての利用のみならず、以下に示すような非常
に多種多様な分野に利用することができる。
The water absorbent resin obtained by the above method is
It can be used not only in the sanitary field such as sanitary materials such as disposable diapers, sanitary products and various cleaning tools, but also in a very wide variety of fields as shown below.

【0038】即ち、吸水性樹脂は、外科手術時の体液吸
収材、創傷保護材等の医療分野;シールド工法時のシー
リング材(止水材)、コンクリート養生材、ゲル水嚢、
結露防止材等の土木・建築分野;肉や魚等のドリップ吸
収材や鮮度保持材、野菜等の鮮度保持材等の食品分野;
溶剤から水を除去する脱水剤等の工業分野;緑化等を行
う際の土壌保水材や植物栽培用保水材、種子コーティン
グ材等の農業・園芸分野等、さらには、油水分離材、廃
液吸収材、防振材、防音材、家庭用雑貨品、玩具、人工
雪等、非常に多種多様な分野に利用することができる。
That is, the water-absorbent resin is used in the medical field such as a body fluid absorbent at the time of surgery, a wound protector, etc .; a sealing material (water blocking material) at the time of the shield construction method, a concrete curing material, a gel water bag,
Civil engineering / construction fields such as dew condensation prevention materials; Food fields such as drip absorption materials for meat and fish and freshness preservation materials, freshness preservation materials such as vegetables;
Industrial fields such as dehydrating agents that remove water from solvents; soil and water retaining materials for greening, agricultural and horticultural fields such as seed coating materials, and oil / water separators and waste liquid absorbents. It can be used in a very wide variety of fields, such as anti-vibration material, sound insulation material, household sundries, toys and artificial snow.

【0039】上記の吸水性樹脂は、土中の細菌や微生物
等により分解可能な生分解性を有しているので、土中に
埋めるだけで分解される。このため、廃棄処分が簡単で
あり、かつ、安全性に優れ、環境汚染等の環境衛生問題
を引き起こすこともない。従って、吸水性樹脂は、従来
より知られている吸水性樹脂の全ての用途に適用可能で
ある。
The above water-absorbent resin has a biodegradability capable of being decomposed by bacteria, microorganisms and the like in the soil, so that it can be decomposed only by burying it in the soil. Therefore, it is easy to dispose of, is excellent in safety, and does not cause environmental hygiene problems such as environmental pollution. Therefore, the water-absorbent resin can be applied to all the uses of the conventionally known water-absorbent resin.

【0040】吸水性樹脂は、生分解性や安全性に特に優
れているので、上記分野のうち、衛生分野、医療分野、
食品分野に好適である。尚、吸水性樹脂は、これらの用
途に応じた最適な諸性能が得られるように、その組成
(つまり、酸性ポリアミノ酸や塩基性ポリアミノ酸等の
種類)を適宜選択すればよい。
Since the water-absorbent resin is particularly excellent in biodegradability and safety, among the above fields, the hygiene field, medical field,
Suitable for the food field. The composition of the water-absorbent resin (that is, the type of acidic polyamino acid, basic polyamino acid, etc.) may be appropriately selected so that optimum performances corresponding to these applications can be obtained.

【0041】さらに、吸水性樹脂に、加工性の改良およ
び品質性能の向上のために、必要に応じて、シリカ微粒
子等の無機微粒子や、パルプ繊維等からなる充填剤;活
性炭や鉄フタロシアニン誘導体、植物性精油等を吸着さ
せたゼオライト等を主体とする消臭剤または脱臭剤;芳
香剤;銀や銅、亜鉛等の金属等を主体とする抗菌剤、殺
菌剤、防カビ剤、防腐剤;脱酸素剤(酸化防止剤);界
面活性剤;発泡剤;香料等を添加してもよい。これら添
加剤を添加することにより、吸水性樹脂に種々の機能を
付与することができる。上記添加剤の添加量は、添加剤
の種類にもよるが、吸水性樹脂に対して0.01重量%〜5
重量%程度の範囲内とすればよい。尚、添加剤の添加方
法は、特に限定されるものではない。
Further, in order to improve processability and quality performance, the water-absorbent resin may contain inorganic fine particles such as silica fine particles or a filler made of pulp fiber, if necessary; activated carbon or iron phthalocyanine derivative, Deodorant or deodorant mainly composed of zeolite adsorbed vegetable essential oil etc .; fragrance; antibacterial agent mainly composed of metal such as silver, copper, zinc, etc., bactericide, fungicide, preservative; An oxygen absorber (antioxidant); a surfactant; a foaming agent; a fragrance, etc. may be added. By adding these additives, various functions can be imparted to the water absorbent resin. The addition amount of the above-mentioned additive depends on the kind of the additive but is 0.01% by weight to 5% by weight with respect to the water absorbent resin.
It may be in the range of about wt%. The method of adding the additive is not particularly limited.

【0042】[0042]

【作用】上記の構成によれば、吸水性樹脂は、酸性ポリ
アミノ酸を塩基性ポリアミノ酸により架橋させてなって
おり、生理食塩水の吸水倍率が5 g/g以上、かつ、生分
解率が10%以上である。従って、吸水性樹脂は、吸水能
力および生分解性の両方に優れ、しかも、加圧下におい
ても吸水能力を維持することができる。上記の吸水性樹
脂は、紙オムツや生理用品等の衛生材料等の衛生分野と
しての利用のみならず、例えば、医療分野、土木・建築
分野、食品分野、工業分野、農業・園芸分野等、さらに
は、油水分離材、廃液吸収材、防振材、防音材、家庭用
雑貨品、玩具、人工雪等、非常に多種多様な分野に利用
することができる。吸水性樹脂は、土中の細菌や微生物
等により分解可能な生分解性を有しているので、土中に
埋めるだけで分解される。このため、廃棄処分が簡単で
あり、かつ、安全性に優れ、環境汚染等の環境衛生問題
を引き起こすこともない。
According to the above constitution, the water-absorbent resin is made by cross-linking the acidic polyamino acid with the basic polyamino acid, has a water absorption capacity of 5 g / g or more and a biodegradation rate of physiological saline. It is 10% or more. Therefore, the water-absorbent resin is excellent in both water absorption capacity and biodegradability and can maintain the water absorption capacity even under pressure. The above water-absorbent resin is not only used as a sanitary field such as sanitary materials such as paper diapers and sanitary items, but also, for example, in the medical field, civil engineering / construction field, food field, industrial field, agriculture / horticultural field, etc. Can be used in a very wide variety of fields such as oil-water separators, waste liquid absorbers, vibration-proof materials, sound-proof materials, household sundries, toys, and artificial snow. Since the water absorbent resin has biodegradability that can be decomposed by bacteria and microorganisms in the soil, it is decomposed only by burying it in the soil. Therefore, it is easy to dispose of, is excellent in safety, and does not cause environmental hygiene problems such as environmental pollution.

【0043】また、上記の方法によれば、酸性ポリアミ
ノ酸を塩基性ポリアミノ酸と混合し、加熱して架橋させ
るので、上述した優れた性能を備えた吸水性樹脂を製造
することができる。
Further, according to the above method, the acidic polyamino acid is mixed with the basic polyamino acid and the mixture is heated to crosslink, so that the water absorbent resin having the above-mentioned excellent performance can be produced.

【0044】[0044]

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。尚、吸水性樹脂の諸性能は、以
下の方法により測定した。また、比較例に記載の「部」
は、「重量部」を示している。
The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. The various properties of the water absorbent resin were measured by the following methods. In addition, "part" described in the comparative example
Indicates “part by weight”.

【0045】(a)吸水倍率 吸水性樹脂 0.2gを不織布製のティーバッグ式袋(40mm
×150 mm)に均一に入れ、 0.9重量%塩化ナトリウム水
溶液(生理食塩水)中に浸漬した。60分後にティーバッ
グ式袋を引き上げ、一定時間水切りを行った後、該ティ
ーバッグ式袋の重量W1 (g) を測定した。また、同様
の操作を吸水性樹脂を用いないで行い、そのときのティ
ーバッグ式袋の重量W0 (g) を測定した。そして、こ
れら重量W1 ・W0 から、次式、 吸水倍率 (g/g)=(重量W1(g) −重量W0(g) )/吸
水性樹脂重量(g) に従って吸水倍率 (g/g)を算出した。
(A) Water absorption capacity 0.2 g of water-absorbent resin is used as a non-woven tea bag bag (40 mm
(150 mm) and then immersed in a 0.9 wt% sodium chloride aqueous solution (physiological saline). After 60 minutes, the tea bag type bag was pulled up and drained for a certain period of time, and then the weight W 1 (g) of the tea bag type bag was measured. Further, the same operation was performed without using the water absorbent resin, and the weight W 0 (g) of the tea bag type bag at that time was measured. Then, from these weights W 1 and W 0 , the water absorption capacity (g) is calculated according to the following equation: water absorption capacity (g / g) = (weight W 1 (g) -weight W 0 (g)) / water absorbent resin weight (g). / g) was calculated.

【0046】(b)加圧下の保水量 上記吸水倍率を測定した後の、膨潤した吸水性樹脂の入
ったティーバッグ式袋を遠心分離機にセットした。そし
て、1500 rpmの回転数(遠心力: 200G)で10分間脱水
した後、該ティーバッグ式袋の重量W3 (g) を測定し
た。また、同様の操作を、吸水性樹脂が入っていないテ
ィーバッグ式袋についても行い、そのときのティーバッ
グ式袋の重量W2 (g) を測定した。そして、これら重
量W3 ・W2 から、次式、 加圧下の保水量 (g/g)=(重量W3(g) −重量W2(g)
)/吸水性樹脂重量(g) に従って、加圧下の保水量 (g/g)を算出した。
(B) Water Retention Amount Under Pressurization The tea bag type bag containing the swollen water absorbent resin after measuring the water absorption capacity was set in a centrifuge. Then, after dehydration was performed at a rotation speed of 1500 rpm (centrifugal force: 200 G) for 10 minutes, the weight W 3 (g) of the tea bag type bag was measured. Further, the same operation was performed for the tea bag type bag containing no water absorbent resin, and the weight W 2 (g) of the tea bag type bag at that time was measured. Then, from these weights W 3 · W 2 , the following formula, water retention under pressure (g / g) = (weight W 3 (g) -weight W 2 (g)
) / Water absorbent resin weight (g), the water retention capacity under pressure (g / g) was calculated.

【0047】(c)生分解率 生分解試験は、修正MITI(Ministry of Internation
al Trade and Industry)試験に従って実施した。即ち、
JIS K−0102における生物化学酸素消費量の項
に規定されている組成液としての基礎培養液 200mlに、
試験物質としての吸水性樹脂を 100 ppmとなるように添
加すると共に、活性汚泥を30 ppmとなるように添加し
た。その後、この基礎培養液を暗所下で25℃に保ち、攪
拌しながら28日間にわたって培養した。そして、上記培
養期間中、活性汚泥により消費された酸素量を定期的に
測定し、生物化学的酸素要求量(BOD:Biochemical
Oxygen Demand )曲線を求めた。
(C) Biodegradation rate The biodegradation test was carried out using the modified MITI (Ministry of Internation).
al Trade and Industry) test. That is,
In 200 ml of basal culture solution as a composition solution specified in the section of biochemical oxygen consumption in JIS K-0102,
A water-absorbent resin as a test substance was added to 100 ppm, and activated sludge was added to 30 ppm. Then, this basal culture solution was kept at 25 ° C. in the dark and cultured for 28 days with stirring. Then, during the culturing period, the amount of oxygen consumed by the activated sludge is periodically measured to obtain a biochemical oxygen demand (BOD: Biochemical
Oxygen Demand) curve was determined.

【0048】生分解率(%)は、上記のBOD曲線から
得られる試験物質(吸水性樹脂)の生物化学的酸素要求
量A(mg)と、BOD曲線から得られるブランク、つま
り、基礎培養液の酸素消費量B(mg)と、試験物質を完全
酸化させる場合に必要な全酸素要求量(TOD:Total
Oxygen Demand )C(mg)とから、次式、 生分解率(%)={(A−B)/C}× 100 に従って算出した。
The biodegradation rate (%) is the biochemical oxygen demand A (mg) of the test substance (water-absorbing resin) obtained from the above BOD curve and the blank obtained from the BOD curve, that is, the basal culture solution. Oxygen consumption B (mg) and total oxygen demand (TOD: Total) required for complete oxidation of the test substance
Oxygen Demand) C (mg) and calculated according to the following formula, biodegradation rate (%) = {(A−B) / C} × 100.

【0049】〔実施例1〕100mlビーカーに水5gを入
れ、これに、酸性ポリアミノ酸としてのポリアスパラギ
ン酸ナトリウム(分子量:8万)0.60g、塩基性ポリア
ミノ酸としてのグリシン−リジン(二量体)一塩酸塩0.
26g、および、アミノ酸としてのl−アスパラギン酸0.
29gを溶解させることにより、水溶液を調製した。
Example 1 5 g of water was put into a 100 ml beaker, and sodium polyaspartate (molecular weight: 80,000) 0.60 g as an acidic polyamino acid and glycine-lysine (dimer as a basic polyamino acid) ) Monohydrochloride 0.
26 g and 0-l-aspartic acid as amino acid.
An aqueous solution was prepared by dissolving 29 g.

【0050】次いで、上記の水溶液を乾燥機を用いて、
200℃で4時間加熱することにより、乾燥物とした。こ
の乾燥物を粉砕し、吸水性樹脂を得た。得られた吸水性
樹脂の吸水倍率、加圧下の保水量、および、生分解率
(以下、諸性能と記す)を測定した。これらの値(以
下、単に結果と記す)を表1に合わせて記載した。
Then, the above aqueous solution is dried using a dryer.
A dried product was obtained by heating at 200 ° C. for 4 hours. The dried product was crushed to obtain a water absorbent resin. The water absorption capacity, the water retention capacity under pressure, and the biodegradation rate (hereinafter referred to as various performances) of the obtained water absorbent resin were measured. These values (hereinafter simply referred to as results) are shown in Table 1.

【0051】〔実施例2〕実施例1におけるグリシン−
リジン(二量体)一塩酸塩0.26gに代えて、塩基性ポリ
アミノ酸としてのポリリジン0.12gを用い、加熱時間を
4時間から2時間に変更した以外は、実施例1と同様の
反応および操作を行い、吸水性樹脂を得た。得られた吸
水性樹脂の諸性能を測定した。結果を表1に合わせて記
載した。
Example 2 Glycine in Example 1
Reaction and operation similar to those in Example 1 except that 0.12 g of polylysine as a basic polyamino acid was used instead of 0.26 g of lysine (dimer) monohydrochloride, and the heating time was changed from 4 hours to 2 hours. Then, a water absorbent resin was obtained. Various performances of the obtained water absorbent resin were measured. The results are also shown in Table 1.

【0052】〔実施例3〕100mlビーカーに水5gを入
れ、これに、酸性ポリアミノ酸としての50%部分中和ポ
リアスパラギン酸ナトリウム(分子量:8万)0.55g、
および、塩基性ポリアミノ酸としてのグリシン−リジン
(二量体)一塩酸塩0.26gを溶解させることにより、水
溶液を調製した。
Example 3 5 g of water was placed in a 100 ml beaker, and 0.55 g of 50% partially neutralized sodium polyaspartate (molecular weight: 80,000) as an acidic polyamino acid was added to the beaker.
An aqueous solution was prepared by dissolving 0.26 g of glycine-lysine (dimer) monohydrochloride as a basic polyamino acid.

【0053】次いで、上記の水溶液を乾燥機を用いて、
200℃で2時間加熱することにより、乾燥物とした。こ
の乾燥物を粉砕し、吸水性樹脂を得た。得られた吸水性
樹脂の諸性能を測定した。結果を表1に合わせて記載し
た。
Then, the above aqueous solution is dried using a dryer.
A dried product was obtained by heating at 200 ° C. for 2 hours. The dried product was crushed to obtain a water absorbent resin. Various performances of the obtained water absorbent resin were measured. The results are also shown in Table 1.

【0054】〔実施例4〕実施例3におけるグリシン−
リジン(二量体)一塩酸塩0.26gに代えて、塩基性ポリ
アミノ酸としてのポリリジン0.10gを用いた以外は、実
施例3と同様の反応および操作を行い、吸水性樹脂を得
た。得られた吸水性樹脂の諸性能を測定した。結果を表
1に合わせて記載した。
Example 4 Glycine in Example 3
The same reaction and operation as in Example 3 were carried out except that 0.10 g of polylysine as a basic polyamino acid was used in place of 0.26 g of lysine (dimer) monohydrochloride to obtain a water absorbent resin. Various performances of the obtained water absorbent resin were measured. The results are also shown in Table 1.

【0055】〔比較例1〕実施例1におけるグリシン−
リジン(二量体)一塩酸塩0.26gに代えて、グリシン
0.081gおよびリジン 0.159gを用いた以外は、実施例
1と同様の反応および操作を行い、比較用の化合物を得
た。しかしながら、この比較用化合物は、水に可溶であ
り、従って、吸水性樹脂として使用不可能であった。
Comparative Example 1 Glycine in Example 1
Lysine (dimer) monohydrochloride 0.26g instead of glycine
The same reaction and operation as in Example 1 were carried out except that 0.081 g and lysine 0.159 g were used to obtain a compound for comparison. However, this comparative compound was soluble in water and therefore could not be used as a water absorbent resin.

【0056】〔比較例2〕攪拌機、還流冷却器、滴下ロ
ート、および窒素ガス吹き込み管を取り付けた2Lの四
ツ口丸底フラスコを反応器とした。この反応器に、シク
ロヘキサン1150ml、および、エチルセルロース(ハーキ
ュリーズ社製:商品名 エチルセルロースN−200)
9.0gを仕込んだ。次いで、反応系に窒素ガスを吹き込
んで溶存酸素を追い出した後、反応液を75℃に昇温させ
た。
Comparative Example 2 A 2 L four-neck round bottom flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a nitrogen gas blowing tube was used as a reactor. In this reactor, 1150 ml of cyclohexane and ethyl cellulose (Hercules Co., Ltd .: trade name ethyl cellulose N-200)
I loaded 9.0g. Then, nitrogen gas was blown into the reaction system to expel the dissolved oxygen, and then the reaction liquid was heated to 75 ° C.

【0057】一方、98重量%水酸化ナトリウム65.8gを
イオン交換水 200gに溶解させて水酸化ナトリウム水溶
液を調製した。そして、別のフラスコに入ったアクリル
酸 150gを、フラスコを冷却しながら、上記の水酸化ナ
トリウム水溶液を用いて中和した。アクリル酸ナトリウ
ム水溶液の濃度は45重量%であった。次いで、この水溶
液に、重合開始剤である過硫酸カリウム 0.5gおよび
N,N’−メチレンビスアクリルアミド0.15gを添加し
た。アクリル酸に対する重合開始剤の割合は、 0.1重量
%であった。そして、水溶液に窒素ガスを吹き込んで溶
存酸素を追い出した。
On the other hand, 65.8 g of 98% by weight sodium hydroxide was dissolved in 200 g of ion-exchanged water to prepare an aqueous sodium hydroxide solution. Then, 150 g of acrylic acid contained in another flask was neutralized with the above aqueous sodium hydroxide solution while cooling the flask. The concentration of the aqueous sodium acrylate solution was 45% by weight. Next, to this aqueous solution, 0.5 g of potassium persulfate as a polymerization initiator and 0.15 g of N, N'-methylenebisacrylamide were added. The ratio of the polymerization initiator to acrylic acid was 0.1% by weight. Then, nitrogen gas was blown into the aqueous solution to expel dissolved oxygen.

【0058】この水溶液を上記の滴下ロートに入れ、1
時間かけて該水溶液を反応液に滴下した。滴下終了後、
反応液を75℃に保ちながら、1時間反応を続けた。そし
て、反応終了後、シクロヘキサンを減圧下に留去し、膨
潤ポリマーを取り出した。
This aqueous solution was placed in the dropping funnel described above, and 1
The aqueous solution was added dropwise to the reaction solution over time. After the dropping is completed,
The reaction was continued for 1 hour while maintaining the reaction solution at 75 ° C. After the reaction was completed, cyclohexane was distilled off under reduced pressure, and the swollen polymer was taken out.

【0059】得られた膨潤ポリマーを、80℃〜 100℃で
減圧乾燥することにより、比較用の吸水性樹脂を得た。
得られた比較用吸水性樹脂の諸性能を測定した。結果を
表1に合わせて記載した。
The resulting swollen polymer was dried under reduced pressure at 80 ° C. to 100 ° C. to obtain a water absorbent resin for comparison.
The various performances of the obtained comparative water absorbent resin were measured. The results are also shown in Table 1.

【0060】〔比較例3〕攪拌機、温度計、および窒素
ガス吹き込み管を取り付けた反応器に、トウモロコシデ
ンプン50部および水 300部を仕込んだ。この反応液を、
窒素気流下、50℃で1時間攪拌した。続いて、反応液を
30℃に冷却した後、アクリル酸20部、アクリル酸ナトリ
ウム80部、N,N−メチレンビスアクリルアミド0.02
部、および、重合開始剤である過硫酸アンモニウム 0.1
部および亜硫酸水素ナトリウム0.01部を添加して重合を
開始した。そして、反応温度30℃〜80℃で4時間反応さ
せた後、含水ゲル重合体を取り出した。
[Comparative Example 3] 50 parts of corn starch and 300 parts of water were charged into a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas blowing tube. This reaction solution
The mixture was stirred at 50 ° C for 1 hour under a nitrogen stream. Then, the reaction solution
After cooling to 30 ° C., acrylic acid 20 parts, sodium acrylate 80 parts, N, N-methylenebisacrylamide 0.02
Part and ammonium persulfate 0.1 which is a polymerization initiator
Parts and 0.01 parts of sodium bisulfite were added to initiate the polymerization. Then, after reacting at a reaction temperature of 30 ° C. to 80 ° C. for 4 hours, the hydrogel polymer was taken out.

【0061】得られた含水ゲル重合体を、 120℃で熱風
乾燥した。次いで、乾燥物を粉砕して、デンプングラフ
ト重合体からなる比較用の吸水性樹脂を得た。得られた
比較用吸水性樹脂の諸性能を測定した。結果を表1に合
わせて記載した。
The obtained hydrogel polymer was dried with hot air at 120 ° C. Then, the dried product was pulverized to obtain a comparative water-absorbent resin composed of a starch graft polymer. The various performances of the obtained comparative water absorbent resin were measured. The results are also shown in Table 1.

【0062】[0062]

【表1】 [Table 1]

【0063】実施例1〜実施例4および比較例2〜比較
例3の結果から明らかなように、本実施例にかかる吸水
性樹脂は、従来の吸水性樹脂と比較して、吸水能力であ
る吸水倍率、および、生分解性の両方に優れ、しかも、
加圧下においても吸水能力を維持可能であることがわか
った。
As is clear from the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 to 3, the water-absorbent resin according to this example has a water-absorbing ability as compared with the conventional water-absorbent resin. Excellent in both water absorption capacity and biodegradability, and
It was found that the water absorption capacity can be maintained even under pressure.

【0064】[0064]

【発明の効果】上記の構成によれば、吸水性樹脂は、酸
性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸により架橋させて
なっており、生理食塩水の吸水倍率が5 g/g以上、か
つ、生分解率が10%以上である。従って、吸水性樹脂
は、吸水能力および生分解性の両方に優れ、しかも、加
圧下においても吸水能力を維持することができるという
効果を奏する。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the above constitution, the water-absorbent resin is made by cross-linking the acidic polyamino acid with the basic polyamino acid, has a water-absorption capacity of 5 g / g or more of physiological saline, and is biodegradable. The rate is 10% or more. Therefore, the water absorbent resin has an effect that it is excellent in both water absorbing ability and biodegradability, and can maintain the water absorbing ability even under pressure.

【0065】上記の吸水性樹脂は、紙オムツや生理用品
等の衛生材料等の衛生分野としての利用のみならず、例
えば、医療分野、土木・建築分野、食品分野、工業分
野、農業・園芸分野等、さらには、油水分離材、廃液吸
収材、防振材、防音材、家庭用雑貨品、玩具、人工雪
等、非常に多種多様な分野に利用することができる。吸
水性樹脂は、土中の細菌や微生物等により分解可能な生
分解性を有しているので、土中に埋めるだけで分解され
る。このため、廃棄処分が簡単であり、かつ、安全性に
優れ、環境汚染等の環境衛生問題を引き起こすこともな
いという効果も併せて奏する。
The above water-absorbent resin is not only used in the field of hygiene for sanitary materials such as disposable diapers and sanitary products, but also in the fields of medicine, civil engineering / construction, food, industry, agriculture / horticultural fields. Further, it can be used in a very wide variety of fields such as oil / water separating material, waste liquid absorbing material, vibration insulating material, sound insulating material, household sundries, toys, artificial snow, etc. Since the water absorbent resin has biodegradability that can be decomposed by bacteria and microorganisms in the soil, it is decomposed only by burying it in the soil. For this reason, it is easy to dispose of, is excellent in safety, and does not cause environmental hygiene problems such as environmental pollution.

【0066】また、上記の方法によれば、酸性ポリアミ
ノ酸を塩基性ポリアミノ酸と混合し、加熱して架橋させ
るので、上述した優れた性能を備えた吸水性樹脂を製造
することができる。従って、上記の方法は、吸水性樹脂
の製造方法として好適に使用されるという効果を奏す
る。
Further, according to the above-mentioned method, the acidic polyamino acid is mixed with the basic polyamino acid, and the mixture is heated to crosslink, so that the water absorbent resin having the above-mentioned excellent performance can be produced. Therefore, the above method has an effect that it is suitably used as a method for producing a water absorbent resin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西林 秀幸 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒高分子研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideyuki Nishibayashi 1) 992, Nishioki, Nishihama, Kohama, Aboshi-ku, Himeji City, Hyogo Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸に
より架橋させてなることを特徴とする吸水性樹脂。
1. A water-absorbent resin comprising an acidic polyamino acid crosslinked with a basic polyamino acid.
【請求項2】酸性ポリアミノ酸 100重量部に対する塩基
性ポリアミノ酸の割合が、 0.1重量部〜 100重量部の範
囲内であることを特徴とする請求項1記載の吸水性樹
脂。
2. The water absorbent resin according to claim 1, wherein the ratio of the basic polyamino acid to 100 parts by weight of the acidic polyamino acid is in the range of 0.1 parts by weight to 100 parts by weight.
【請求項3】酸性ポリアミノ酸がポリアスパラギン酸
(塩)であることを特徴とする請求項1または2記載の
吸水性樹脂。
3. The water absorbent resin according to claim 1 or 2, wherein the acidic polyamino acid is polyaspartic acid (salt).
【請求項4】生理食塩水の吸水倍率が5 g/g以上、か
つ、生分解率が10%以上であることを特徴とする請求項
1、2または3記載の吸水性樹脂。
4. The water absorbent resin according to claim 1, 2 or 3, wherein the water absorption capacity of physiological saline is 5 g / g or more and the biodegradation rate is 10% or more.
【請求項5】酸性ポリアミノ酸を塩基性ポリアミノ酸と
混合し、加熱することを特徴とする吸水性樹脂の製造方
法。
5. A method for producing a water absorbent resin, which comprises mixing an acidic polyamino acid with a basic polyamino acid and heating the mixture.
【請求項6】酸性ポリアミノ酸と塩基性ポリアミノ酸と
の混合物に、アミノ酸を添加することを特徴とする請求
項5記載の吸水性樹脂の製造方法。
6. The method for producing a water absorbent resin according to claim 5, wherein the amino acid is added to a mixture of the acidic polyamino acid and the basic polyamino acid.
【請求項7】加熱温度が 100℃〜 300℃の範囲内である
ことを特徴とする請求項5または6記載の吸水性樹脂の
製造方法。
7. The method for producing a water absorbent resin according to claim 5, wherein the heating temperature is in the range of 100 ° C. to 300 ° C.
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