JPS62135553A - Water-absorbing polymer composition - Google Patents

Water-absorbing polymer composition

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JPS62135553A
JPS62135553A JP27767685A JP27767685A JPS62135553A JP S62135553 A JPS62135553 A JP S62135553A JP 27767685 A JP27767685 A JP 27767685A JP 27767685 A JP27767685 A JP 27767685A JP S62135553 A JPS62135553 A JP S62135553A
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JP
Japan
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water
absorbing polymer
crystalline cellulose
absorbing
polymerization
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Application number
JP27767685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Saito
武史 斉藤
Masaji Sasaki
正次 佐々木
Yozo Miyawaki
宮脇 洋三
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Lion Corp
Original Assignee
Lion Corp
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Publication date
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Publication of JPS62135553A publication Critical patent/JPS62135553A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the titled compsn. which has a high capacity of absorbing solutions contg. salts. and a high initial water absorption rate and does not form undissolved lump, consisting of a specified water-absorbing polymer and crystalline cellulose. CONSTITUTION:An alpha,beta-unsaturated carboxylic acid or its metal salt [e.g., sodium (meth)acrylate] is subjected to reversed phase suspension polymerization with not more than 20wt% other copolymerizable monomer (e.g., acrylamide) in an high, petroleum hydrocarbon solvent having a b.p. of 30-200 deg.C (e.g., n-butane) in the presence of a surfactant having an HLB of 0.8 or above (e.g., polyoxyethylene alkyl ether), a polymn. initiator (e.g., ammonium persulfate), a crosslinking agent (e.g., N,N-methylenebisamide), etc., to obtain a water- absorbing polymer (A) having carboxyl groups and/or carboxylate groups in the molecule. 0.3-80pts.wt. crystalline cellulose (B) having an average particle size of 40-120mu, represented by the formula, is sprinkled over 100pts.wt. component A.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生理用ナプキンや紙おむつ等への体液吸収剤、
土壌の保水剤、種子コーティング剤、止水剤、結露防止
剤などの幅広い用途を有する、吸水特性の改良された吸
水性ポリマー組成物に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a body fluid absorbent for sanitary napkins, disposable diapers, etc.
The present invention relates to a water-absorbing polymer composition with improved water-absorbing properties, which has a wide range of uses such as soil water-retaining agents, seed coating agents, water-stopping agents, and dew-preventing agents.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

これまでに吸水性ポリマーとしては種々のものが知られ
ている。例えば、デンプン−アクリロニトリルグラフト
重合体の加水分解物、デンプンアクリル酸グラフト重合
体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体
のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくは、アク
リロアミド共重合体の加水分解物またはこれらの架橋体
、逆相uEt重合によって1等られた自己架橋型ポリア
クリル酸ナトリウム等である。そして、これらの吸水性
ポリマーは水又は塩を含む水溶液と接触すると、水を吸
収して膨潤することが良く知られている。
Various water-absorbing polymers have been known so far. For example, hydrolyzed products of starch-acrylonitrile graft polymers, neutralized products of starch-acrylic acid graft polymers, saponified products of vinyl acetate-acrylic acid ester copolymers, hydrolyzed products of acrylonitrile copolymers or acrylamide copolymers. or crosslinked products thereof, self-crosslinking sodium polyacrylate prepared by reverse-phase uEt polymerization, and the like. It is well known that when these water-absorbing polymers come into contact with water or an aqueous solution containing salt, they absorb water and swell.

しかしながら、一般に上記のポリマーは水又は塩を含む
水溶液と接触する初期において、ままこ状態つまり、ポ
リマー粒子の表面層のみが水を吸収してゲル状となり、
内部への水の浸透を阻止する現象が生じ、吸水速度が低
下するので、吸水性ポリマーが一度に大量の水に接触す
る場合、吸水性ポリマーの吸水機能を充分に発揮できな
いといった問題がある。従って、この問題を解決するた
めに種々の提案が行なわれている。例えば、エチルアル
コール、プロピレングリコール、グリセリンなどの水溶
性有機溶剤を吸水性ポリマーに添加混合して用いる方法
が行なわれているが、この方法では、前記混合物がべと
ついたりして取扱い上不便であるという欠点がある。
However, generally, at the initial stage of contact with water or an aqueous solution containing a salt, the above-mentioned polymer is in a sticky state, that is, only the surface layer of the polymer particles absorbs water and becomes gel-like.
A phenomenon occurs that prevents water from penetrating into the interior, reducing the rate of water absorption. Therefore, when a water-absorbing polymer comes into contact with a large amount of water at once, there is a problem that the water-absorbing function of the water-absorbing polymer cannot be fully demonstrated. Therefore, various proposals have been made to solve this problem. For example, a method has been used in which a water-soluble organic solvent such as ethyl alcohol, propylene glycol, or glycerin is added to and mixed with a water-absorbing polymer, but with this method, the mixture becomes sticky and is inconvenient to handle. There is a drawback.

また、分散剤として非イオン系界面活性剤を用いて、α
、β−不飽和カルボン酸モノマーおよびそのアルカリ金
属塩を逆相懸濁重合し、ヒドロゲルを製造する方法にお
いて、重合率が40%以上に達した後、若しくは重合完
結後に水に不溶な無機物質の粉末を添加して、容易に植
過できるヒドロゲル粉末を製造する方法が提案されてい
る(特開昭59−8711号)。しかしながら、この方
法でつくったものは、ポリマー粒子同志の融8i、“)
を防止できるものの、吸水初期の吸水速度は未だ不十分
である。
In addition, using a nonionic surfactant as a dispersant, α
In a method for manufacturing a hydrogel by reverse-phase suspension polymerization of β-unsaturated carboxylic acid monomers and their alkali metal salts, after the polymerization rate reaches 40% or more or after the completion of polymerization, inorganic substances insoluble in water are A method of manufacturing a hydrogel powder that can be easily implanted by adding powder has been proposed (Japanese Patent Application Laid-open No. 8711/1983). However, the material produced by this method is a fusion of polymer particles with each other.
Although this can be prevented, the water absorption rate at the initial stage of water absorption is still insufficient.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従って本発明は、吸水能特に種々の塩類を含有する溶液
に対する吸水能が高く、ままこ状態にならず、特に初期
の吸水速度が速い吸水性ポリ7−組成物を提供すること
を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a water-absorbing poly7-composition that has a high water absorption capacity, particularly for solutions containing various salts, does not become sticky, and has a particularly high initial water absorption rate. .

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本発明は分子内にカルボキシル基及び/又はカルボキシ
レート基を有する吸水性ポリマーに結晶セルロースを組
合せると上記の問題点を効果的に解決できるとの知見に
基づくものである。
The present invention is based on the finding that the above problems can be effectively solved by combining crystalline cellulose with a water-absorbing polymer having carboxyl groups and/or carboxylate groups in the molecule.

すなわち、本発明は、分子内にカルボキシル基及び/又
はカルボキシレート基を有する吸水性ポリマーと結晶セ
ルロースとを含有することを特(敷とする吸水性ポリマ
ー組成物を提供する。
That is, the present invention particularly provides a water-absorbing polymer composition containing a water-absorbing polymer having a carboxyl group and/or a carboxylate group in the molecule and crystalline cellulose.

本発明の対象となる吸水性ポリマーは、分子内にカルボ
キシル基及び/又はカルボキシレート基を有するもので
あるが、このうち吸水性ポリマー形成用モノマーとして
α、β−不飽和カルボン酸及び/又はその塩を用い、こ
れを重合して製造したものが好ましい。具体的には、前
記モノマーとして例えば、アクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸又は
これらの塩を用いたホモポリマー、これらの2種類以上
のモノマーの共重合体又は、これらと他の共重合しつる
成分とのコポリマーである。ここで塩としては、リチウ
ム、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属塩、カル
シウムなどのアルカリ土類金属塩、アンモニウムなどの
有機塩基が、又他の共重合しうる成分としてはアクリル
アミド、酢酸ビニル、デンプンなどが例示される。
The water-absorbing polymer that is the subject of the present invention has a carboxyl group and/or a carboxylate group in its molecule, and among these, α, β-unsaturated carboxylic acid and/or its Preferably, it is produced by polymerizing a salt. Specifically, the monomers include, for example, acrylic acid, methacrylic acid,
A homopolymer using maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid or a salt thereof, a copolymer of two or more of these monomers, or a copolymer of these and other copolymerizable components. Examples of salts include alkali metal salts such as lithium, potassium, and sodium, alkaline earth metal salts such as calcium, and organic bases such as ammonium.Other copolymerizable components include acrylamide, vinyl acetate, starch, etc. is exemplified.

他の共重合しうる成分は、全モノマー中20重量%(以
下%という)以下とするのがよい。上記モノマーのうち
、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらのアルカリ金属
塩が好ましく特にアクリル酸とそのアルカリ金属塩とが
10/90〜50151好ましくは、20/80〜30
/70(モル比)の範囲にある混合物を用いるのがよい
The content of other copolymerizable components is preferably 20% by weight or less (hereinafter referred to as %) based on the total monomers. Among the above monomers, acrylic acid, methacrylic acid, and alkali metal salts thereof are preferred, particularly acrylic acid and alkali metal salts thereof are 10/90 to 50151, preferably 20/80 to 30.
It is preferable to use a mixture in the range of /70 (molar ratio).

又、アクリル酸及びこれらの金属塩の濃度は、35%以
上、好ましくは、40%以上で用いるのがよい。
The concentration of acrylic acid and metal salts thereof is preferably 35% or more, preferably 40% or more.

アクリル酸金属塩のうちナトリウム塩は、ポリアクリル
酸ソーダが食品添加物として認められているので、安全
性の点からも好ましい。以上のモノマーのほか、モノマ
ーとして、アクリルアミドやアクリロニトリルを使用し
、重合後にケン化することによって、分子中にカルボキ
シル基やカルボキシレート基を有する吸水性ポリマーと
なるものも対象とされる。
Among the metal salts of acrylic acid, sodium salts are preferred from the viewpoint of safety, since sodium polyacrylate is approved as a food additive. In addition to the above monomers, monomers that use acrylamide or acrylonitrile and are saponified after polymerization to become water-absorbing polymers having carboxyl groups or carboxylate groups in the molecule are also targeted.

従って本発明の対象とされる吸水性樹脂として、例えば
、デンプン−アクリロニトリル共重合体ケン化物、デン
プン−アクリル酸グラフト共重合体及びその塩、デンプ
ン−アクリルアミド共重合体ケン化物、ポリビニルアル
コール−アクリル酸共重合体及びその塩ビニルエステル
不飽和カルボン酸共重合体ケン化物、アクリル酸又は、
その塩の重合体アクリロニトリル重合体ケン化物等があ
げられる。又、これらには架橋剤を用いて架橋したもの
や自己架橋型のものも含まれる。
Therefore, the water-absorbing resins that are the subject of the present invention include, for example, saponified starch-acrylonitrile copolymers, starch-acrylic acid graft copolymers and their salts, saponified starch-acrylamide copolymers, and polyvinyl alcohol-acrylic acid. Copolymer and its vinyl chloride ester unsaturated carboxylic acid copolymer saponified product, acrylic acid or
Polymers of its salts, saponified products of acrylonitrile polymers, etc. can be mentioned. These also include those crosslinked using a crosslinking agent and self-crosslinking types.

本発明は上記吸水性ポリマーに結晶セルロースを組合せ
ろことを特徴とするものである。一部にセルロース(繊
維累)は、木材、綿、麻など植物の細胞膜の主成分とし
て知られているが、その構造は分子が比較的規則正しく
平行に配列している結晶領域と、分子の配列が乱れてい
る非結晶領域とから成っている。そして、このような構
造をもつ一穀のセルロースの中でも、特に高純度の精製
バルブを選んで、一定の条件下で鉱酸によって加水分解
して非結晶領域を洗滌・除去した後、基枠、IY ’M
、乾謹して得られたのが結晶セルロースであって、微扮
末であり、非常に高純度のものである。
The present invention is characterized in that the water-absorbing polymer described above is combined with crystalline cellulose. Cellulose is known as a main component of the cell membranes of plants such as wood, cotton, and hemp, but its structure consists of crystalline regions in which molecules are arranged relatively regularly and in parallel; It consists of a non-crystalline region with a disordered structure. Among cellulose grains with such a structure, particularly highly purified purified bulbs are selected, and after being hydrolyzed with mineral acid under certain conditions to wash and remove the amorphous region, the base frame, IY'M
The crystalline cellulose obtained by drying the cellulose is finely powdered and of extremely high purity.

この結晶セルロースは、微細な結晶の二次凝集物の白色
粉末で、水中で強く基枠すると粒子がほぐれ、長さ数ミ
クロンの棒状結晶の網目状ゲルを生ずるものである。又
、結晶セルロースの化学構造は、 であり、基本分子はC6H1oO6である。この結晶セ
ルロースは、人体に無害である;カビや細菌などの微生
物に容易に汚染されない;化学的に不活性である;白色
で無味・無臭である;嵩密度が高く、多くの空隙をもっ
ている;高い保水能力を有する等のすぐれた特性を有す
るものである。
This crystalline cellulose is a white powder of secondary aggregates of fine crystals, and when it is strongly submerged in water, the particles loosen, forming a network gel of rod-shaped crystals several microns in length. The chemical structure of crystalline cellulose is as follows, and the basic molecule is C6H1oO6. This crystalline cellulose is harmless to the human body; it is not easily contaminated by microorganisms such as mold and bacteria; it is chemically inert; it is white, tasteless and odorless; it has a high bulk density and many voids; It has excellent properties such as high water retention capacity.

尚、上記結晶セルロースは、旭化成■の「アビセル」 
(商品名)として容易に入手できる。本発明では結晶セ
ルロースとして上記「アビセル」の各種のグレード、例
えばP )(シリーズの101.102.301、MO
6、M2S、M25、FD−101、RCシリーズのN
81.591NF及び501のいずれをも用いることが
できる。又、粒径についても、平均粒径約6μ、40μ
及び120μ等種々のものを用いることができるが、平
均粒径40〜120μのものが好ましい。
The crystalline cellulose mentioned above is Asahi Kasei's "Avicel".
It is easily available as (product name). In the present invention, various grades of the above-mentioned "Avicel" are used as crystalline cellulose, such as P) (series 101.102.301, MO
6, M2S, M25, FD-101, RC series N
Both 81.591NF and 501 can be used. Also, regarding the particle size, the average particle size is approximately 6μ and 40μ.
Although various particles such as 120μ and 120μ can be used, those having an average particle size of 40 to 120μ are preferable.

本発明では結晶セルロースを吸水性ポリマーに対して任
、音の割合で組み合わせることができるが吸水i生ポリ
マー100重ff1ff13に対して、結晶セルロース
を0.3〜80重量部とするのが好ましく、より好まし
くは1〜50重量部とするのがよい。
In the present invention, crystalline cellulose can be combined with the water-absorbing polymer in any proportion, but it is preferable that the amount of crystalline cellulose is 0.3 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the water-absorbing raw polymer. More preferably, the amount is 1 to 50 parts by weight.

この範囲内の量であれば、使用量が多い程ままこ状態に
ならず、吸水速度が速くなる。逆に0,3重jTt洲未
71にの少ない量では、組合法をイオン交換水に膨潤さ
せたときに、ままこを形成し、初期吸収速度も不十分で
ある。
If the amount is within this range, the larger the amount used, the more the water absorption rate will be increased without causing a lumpy state. On the other hand, if the amount is as small as 0,3-fold jTt 71, when the combination method is swollen in ion-exchanged water, lumps will be formed and the initial absorption rate will be insufficient.

本発明では、吸水性ポリマーと結晶セルロースとが吸水
時に共存すれば、その共存状態は問わないが、吸水性ポ
リマーと結晶セルロースとが複雑にからみ合っている状
態とするのがよい。具体的には、結晶セルロース粒子の
まわりに吸水性ポリマーが存在する形態とするのが好ま
しい。このような形態のものは、例えば、結晶セルロー
スを吸水性ポリマー形成用モノマーの重合開始時に、例
えば、水溶性ラジカル重合開始剤と架橋剤を含むアクリ
ル酸モノマー及びそのアルカリ金属水溶液に添加し、分
散させたのち、懸濁重合、溶液重合させる方法、あるい
は結晶ポリマーをヘキサン中に分散させた系にモノマー
水溶液を滴下して懸濁重合させる方法などによりつくっ
た後常法により乾煙させて容易に製造することができる
。又、別の形態として、吸水性ポリマーに結晶セルロー
スをまぶした形態とするのも好ましい。このような形態
のものは、吸水性ポリマー形成用モノマーの重合中又は
、重合完結後、或いは乾煙後に結晶セルロースを添加す
ることによって容易に製造することができる。尚、重合
完結後に結晶セルロースを添加する方法としては、吸水
性ポリマーを含むヘキサンスラリー中に直接添加する方
法又は、吸水性ポリマー中に含まれる水をアルコール例
えばメタノール、エタノール、イソプロパツール等によ
り脱水したのち結晶セルロースを添加する方法、更に共
沸脱水したのち結晶セルロースを添加する方法が例示さ
れる。
In the present invention, as long as the water-absorbing polymer and the crystalline cellulose coexist during water absorption, their coexistence state is not critical, but it is preferable that the water-absorbing polymer and the crystalline cellulose are intricately intertwined. Specifically, it is preferable to use a form in which a water-absorbing polymer exists around crystalline cellulose particles. In such a form, for example, crystalline cellulose is added to an aqueous alkali metal solution of an acrylic acid monomer containing a water-soluble radical polymerization initiator and a crosslinking agent at the time of polymerization of a monomer for forming a water-absorbing polymer, and then dispersed. After that, it is easily produced by suspension polymerization, solution polymerization, or suspension polymerization by dropping an aqueous monomer solution into a system in which a crystalline polymer is dispersed in hexane, and then dried and smoked using a conventional method. can be manufactured. In addition, as another form, it is also preferable to use a form in which a water-absorbing polymer is sprinkled with crystalline cellulose. Such a form can be easily produced by adding crystalline cellulose during or after the polymerization of the monomer for forming the water-absorbing polymer, or after drying. The method of adding crystalline cellulose after completion of polymerization is to add it directly to the hexane slurry containing the water-absorbing polymer, or to dehydrate the water contained in the water-absorbing polymer with alcohol such as methanol, ethanol, isopropanol, etc. Examples include a method in which crystalline cellulose is added after that, and a method in which crystalline cellulose is added after further azeotropic dehydration.

本発明の吸水性ポリマーを製造するための前記吸水性ポ
リマー形成モノマーの重合方法としては、溶液重合、乳
化重合、逆相懸濁重合等種々の重合型式を採用すること
ができるが、水溶液重合、逆相懸濁重合にするのが望ま
しい。次に好ましい逆相懸濁重合における溶媒、乳化剤
、重合開始剤、架橋剤等について例示する。
Various polymerization methods such as solution polymerization, emulsion polymerization, and reversed-phase suspension polymerization can be employed as the polymerization method of the water-absorbing polymer-forming monomer for producing the water-absorbing polymer of the present invention, including aqueous solution polymerization, It is preferable to carry out reverse phase suspension polymerization. Next, preferred examples of solvents, emulsifiers, polymerization initiators, crosslinking agents, etc. in reverse-phase suspension polymerization will be given.

溶  媒 脂肪族石油系炭化水素、好ましくは30〜200℃の範
囲の沸点を有するものを用いるのがよい。
The solvent used is an aliphatic petroleum hydrocarbon, preferably one having a boiling point in the range of 30 to 200°C.

具体的には、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノル
マルヘキサン、リグロイン等をあげることができる。特
に好ましいのは、ノルマルヘキサン、シクロヘキサンで
ある。更に溶媒量はモノマーに対して1〜5重量倍の範
囲が好ましい。
Specifically, normal hexane, cyclohexane, normal hexane, ligroin, etc. can be mentioned. Particularly preferred are normal hexane and cyclohexane. Furthermore, the amount of solvent is preferably in the range of 1 to 5 times the weight of the monomer.

乳化剤、分散剤 各種界面活性剤を用いることができるが、)1シBO0
8以上のものが好ましい。たとえばHLBが7以上の非
イオン界性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシ
プロピレンブロック共重合体、ショ糖脂肪酸エステル等
を用いることがてき、又HLBが3〜6のソルビタン脂
肪酸エステルたとえばソルビタンモノステアレートを用
いることができる。更にHLBが2.5以下の非イオン
界面活性剤も使用可能である。具体的にはソルビタント
リオレート、ソルビタントリステアレート、クリセロー
ルモノオレート、プロピレンクリコールモノステアレー
ト又は、これらの混合物などをあげることができる。更
に重合温度(40℃以上)において分散媒であるシクロ
ヘキサン等に可溶なセルロースエステル又はセルロース
エーテルも使用可能である。
Emulsifiers, dispersants, various surfactants can be used, but
8 or more is preferred. For example, polyoxyethylene alkyl ether, sorbitan fatty acid ester, oxyethylene oxypropylene block copolymer, sucrose fatty acid ester, etc. can be used as a nonionic surfactant having an HLB of 7 or more, and sorbitan having an HLB of 3 to 6. Fatty acid esters such as sorbitan monostearate can be used. Furthermore, nonionic surfactants having an HLB of 2.5 or less can also be used. Specific examples include sorbitan triolate, sorbitan tristearate, chrycerol monooleate, propylene glycol monostearate, and mixtures thereof. Furthermore, cellulose esters or cellulose ethers that are soluble in the dispersion medium such as cyclohexane at the polymerization temperature (40° C. or higher) can also be used.

このようなセルロースエステル又はセルロースエーテル
としてはセルロースアセテート、セルロースブチレート
、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースア
セテートブチレート、セルロースアセテートフタレート
、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロー
ス等が例示すれる。
Examples of such cellulose esters or cellulose ethers include cellulose acetate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, ethyl cellulose, and ethyl hydroxyethyl cellulose.

使用量は、アクリル酸塩系単指体100重量に対して0
.01〜10重量部の範囲とするのが好ましい。
The amount used is 0 per 100 weight of acrylate single fingers.
.. The amount is preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight.

重合開始剤 通常の乳化重合に使用される水溶性ラジカル重合開始剤
はすべて使用可能であり、水溶性過酸化物である過硫酸
カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などを例示
することができる。これらと例えば亜硫酸塩の如き還元
性物質又はアミン等と組み合わせてレドックス開始剤と
してもよい。
Polymerization initiator All water-soluble radical polymerization initiators used in ordinary emulsion polymerization can be used, and examples include water-soluble peroxides such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and hydrogen peroxide. These may be combined with reducing substances such as sulfites or amines to form a redox initiator.

好ましくは過硫酸アンモニウムである。Ammonium persulfate is preferred.

重合開始剤の使用量は、モノマーに対して0.01〜1
%である。
The amount of polymerization initiator used is 0.01 to 1 per monomer.
%.

架橋剤 アクリル酸塩系単量体と共重合性が良くて効率よく架橋
構造をとることができるものがよい。このような架橋性
単量体としては、エチレングリコールジアクリレート、
エチレングリコールジメタアクリレート、ジエチレング
リコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタ
クリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、
トリエチレングリコールジメタアクリレート、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタアクリレート、ペンタエリスリ トールト
リアクリレート、ペンタエリスリ トールトリメタアク
リレ−)、N、N’−メチレンビスアクリルアミド、イ
ソシアヌル酸トリアリル、ペンタエリスリトールジメタ
アクリレートなどの中から選ばれた1種又は2種以上の
混合物が例示される。これらのうち、好ましくはN、N
’−メチレンビスアクリルアミドである。
A crosslinking agent is preferably one that has good copolymerizability with the acrylate monomer and can form a crosslinked structure efficiently. Such crosslinkable monomers include ethylene glycol diacrylate,
Ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate,
Triethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate), N,N'-methylenebisacrylamide, triallyl isocyanurate, pentaerythritol dimethacrylate Examples include one type or a mixture of two or more types selected from methacrylates and the like. Among these, preferably N, N
'-methylenebisacrylamide.

架橋性単量体の使用量は吸水性ポリマー形成用モノマー
に対して0.001〜5%とするのがよい。
The amount of the crosslinking monomer used is preferably 0.001 to 5% based on the monomer for forming the water-absorbing polymer.

この範囲内の世であれば、架橋性単量体の使用量は多い
程架橋重合体の架橋密度が大きくなり、架橋重合体をイ
オン交換水に膨潤させたときのゲル応力が大きくなる傾
向がある。
In a world within this range, the larger the amount of crosslinkable monomer used, the higher the crosslinking density of the crosslinked polymer, which tends to increase the gel stress when the crosslinked polymer is swollen in ion-exchanged water. be.

しかし、5%を超える量では、架橋密度が人きくなりす
ぎてかえって増粘性及び吸収能が低下する。
However, if the amount exceeds 5%, the crosslinking density becomes too high and the thickening property and absorption capacity are reduced.

逆に0.00196未満の少ない債では架橋密度が小さ
くなりすぎて、架橋重合体をイオン交換水に膨潤させた
ときにゲルの応力が小さくなる。また被吸収液と接した
ときに、ベトつき、或いはままこを形成して初期吸収速
度も遅くなる傾向がある。
On the other hand, if the bond is less than 0.00196, the crosslinking density becomes too small, and the stress of the gel becomes small when the crosslinked polymer is swollen in ion-exchanged water. Furthermore, when it comes into contact with the liquid to be absorbed, it tends to become sticky or form a lump, resulting in a slow initial absorption rate.

上記逆十目懸濁重合法によれば、粒径の細かいものが得
られるので、この乾燥粒子に結晶セルロースをブレンド
して容易に吸水性ポリマーに結晶セルロースをまぶした
形態のものが得られるので特に好ましい。本発明におい
ては、特にモノマーの重合開始時又は重合中に結晶セル
ロースを添加してつくったもの、及び乾燥した吸水性ポ
リマー粒子に結晶セルロースをまぶしたものが特に好ま
しい。
According to the above reverse tenmoku suspension polymerization method, particles with a fine particle size can be obtained, and by blending crystalline cellulose with these dry particles, it is easy to obtain a product in the form of a water-absorbing polymer sprinkled with crystalline cellulose. Particularly preferred. In the present invention, particularly preferred are those made by adding crystalline cellulose at the beginning or during the polymerization of monomers, and those made by sprinkling crystalline cellulose onto dried water-absorbing polymer particles.

本発明は上述したように吸水性ポリマーと結晶セルロー
スとを組合わせることを基本とするものであるが、なぜ
このうような組合せによってすぐれた吸水特性が(辱ら
れるのかは不明である。しかし弔に結晶ポリマーの代り
に無機物を添加しても本発明のようなすぐれた結果が(
)られないので、結晶セルロースの有する特異な′時性
、例えば多くの空隙を有することや、保水性を有するこ
となどのためと推定される。
As mentioned above, the present invention is based on the combination of a water-absorbing polymer and crystalline cellulose, but it is unclear why such a combination would degrade the excellent water-absorbing properties. Even if an inorganic substance is added instead of a crystalline polymer, excellent results like those of the present invention can be obtained (
), it is presumed that this is due to the unique properties of crystalline cellulose, such as having many voids and water retention.

本発明においては、上記吸水性ポリマー′111成吻に
公知の添加物、例えば香料、脱臭剤、顔料、染料等を添
加することができる。
In the present invention, known additives such as perfumes, deodorizers, pigments, dyes, etc. can be added to the water-absorbing polymer '111'.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の吸水性ポリマー組成物は、吸水能特に(重々の
塩類を含有する溶液に対する吸水能が高く、ままこ状態
にならず、初期吸収速度が速いという特徴を有する。
The water-absorbing polymer composition of the present invention is characterized by a high water-absorbing capacity, particularly for solutions containing a large amount of salts, and a high initial absorption rate without leaving a sticky state.

従って、本発明による吸水性ポリマー組成物は前記のよ
うな優れた吸水特性を活かして薄葉紙等の2枚のシート
の間にはさんでエンボスしたシート状の製品の形で適用
するのが効果的であり、この様なシート製品は、生理用
ナプキンや紙おむつ、病人用シーツ等の吸水性シートと
して有利に利用される。
Therefore, it is effective to apply the water-absorbing polymer composition according to the present invention in the form of a sheet-like product that is sandwiched between two sheets of thin paper or the like and embossed to take advantage of the above-mentioned excellent water-absorbing properties. Such sheet products are advantageously used as water-absorbent sheets for sanitary napkins, disposable diapers, sheets for patients, and the like.

また土壌に対する保水剤、土木建築用の止水剤、結露防
止剤、シープ剤、ハップ剤、縫合部被覆用、芳香剤基剤
、微生物用培地などの農芸分野、土木建築分野、医療産
業、食品工業等の吸水性や保水性を利用する種々の用途
に用いられる。
In addition, water retention agents for soil, water stop agents for civil engineering and construction, anti-condensation agents, sheep agents, poultices, suture coatings, aromatic bases, culture media for microorganisms, etc. are used in the fields of agriculture, civil engineering and construction, the medical industry, and food. Used in various industrial applications that utilize water absorption and water retention properties.

次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。
Next, the present invention will be explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

〔実施例〕〔Example〕

実施例において吸水量及び吸水速度は次のようにして測
定した。
In Examples, water absorption amount and water absorption rate were measured as follows.

0吸水量 6X8cmのティーバックに吸水性ポリマー組成物0.
3 gを件潰した後、予め調整しておいた0、9%食塩
水(生理含塩水)に10分間浸i?i L。
0 water absorption amount 6 x 8 cm tea bag with water absorbing polymer composition 0.
After crushing 3 g, soak in 0.9% saline (physiological saline) prepared in advance for 10 minutes. iL.

た。次に、ティーバックを取り出し1分間放液させ、吸
水能を測定した。
Ta. Next, the tea bag was taken out and allowed to drain for 1 minute, and the water absorption capacity was measured.

吸水能(g/g)  = (吸水した水量−ブランク)
/サンプル量 0吸水量度 6X8cmのティーハックに吸水性ポリマー組成物1.
Ogを秤通した後、テめ調整しておいた0、 9%食塩
水(人工尿)に垂直に浸漬して各時間における吸水量を
測定し、上記生理食塩水、人工尿の吸水能の50%に達
する時間を求めた。
Water absorption capacity (g/g) = (Amount of water absorbed - blank)
/ Sample amount: 0 Water absorption degree: Water-absorbing polymer composition 1.
After weighing the Og, it was immersed vertically in 0 and 9% saline (artificial urine) that had been adjusted to the desired temperature, and the water absorption amount at each time was measured, and the water absorption capacity of the physiological saline and artificial urine was measured. The time required to reach 50% was determined.

尚、垂直に浸漬したのは、ポリマー粒子の層17を大き
くして“ままこ状態”になりやすいようにしたためであ
る。
The reason for vertical immersion is to increase the size of the polymer particle layer 17 to make it easier to get into a "stank state".

実施例1 攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた500m
1の四つロセパラブルフラスコにノルマルヘキサン24
3m1!をとり、ソルビタンモノステアレー)3gを加
えて溶解した後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い
出した。別に四つロフラスコ中でアクリル酸671.6
 gを外部より氷冷しつつ、96.1%苛性ソーダ29
5.1 gをイオン交換水861.2 gに溶解したも
のを滴下し、カルボキシル基の75%を中和した。つい
で過硫酸アンモニウム0.1 g及びN、 N ’−メ
チレンビスアクリルアミド0.0087 gを4.33
 gのイオン交換水に溶解させた後、上記アクリル酸中
和物174gに加えて混合し、次に結晶セルロース(旭
化成工業ff1)3.2gを添加し、窒素ガスを吹き込
んで溶液内に存在する酸素を除去した。
Example 1 500m equipped with a stirrer, reflux condenser, and nitrogen gas introduction pipe
1.24 ml of normal hexane in a four-piece removable flask
3m1! After adding and dissolving 3 g of sorbitan monostearate, nitrogen gas was blown into the solution to drive out dissolved oxygen. Acrylic acid 671.6 in a separate four-loaf flask
29 g of 96.1% caustic soda while cooling it with ice from the outside.
A solution of 5.1 g dissolved in 861.2 g of ion-exchanged water was added dropwise to neutralize 75% of the carboxyl groups. Then 4.33 g of ammonium persulfate and 0.0087 g of N,N'-methylenebisacrylamide were added.
g of ion-exchanged water, and then added to 174 g of the above neutralized acrylic acid and mixed. Next, 3.2 g of crystalline cellulose (Asahi Kasei Kogyo FF1) was added and nitrogen gas was blown into the solution. Oxygen was removed.

これを上記四つロバラブルフラスコに加えて分散させ、
僅かに窒素ガスを導入しつつ、温水浴により、フラスコ
の内温を60〜63℃に保持して3時間攪拌を続けたモ
ノマーを重合させた。反応系は攪拌を停止すると膨潤ポ
リマー粒子が容易に沈降分離する野面系となった。反応
終了後、ノルマルヘキサンを濾別し残ったポリマ一部分
を30〜120℃、減圧下で乾燥した。吸水性ポリマー
組成物が容易に粉末化しつる砕は易い塊を含む粉末とし
て碍られた。
Add this to the above four robotable flasks and disperse.
While introducing a slight amount of nitrogen gas, the internal temperature of the flask was maintained at 60 to 63° C. using a hot water bath, and stirring was continued for 3 hours to polymerize the monomer. When the stirring was stopped, the reaction system became a field type in which the swollen polymer particles easily sedimented and separated. After the reaction was completed, normal hexane was filtered off, and a portion of the remaining polymer was dried at 30 to 120°C under reduced pressure. The water-absorbing polymer composition was ground as a powder containing agglomerates that were easily powdered and triturated.

実施例2 結晶セルロースを重合完結後に1.92 g添加した以
外は実施例1と同様にして吸水性ポリマー組成物を製造
した。
Example 2 A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 1, except that 1.92 g of crystalline cellulose was added after completion of polymerization.

実施例3 結晶セルロースを乾燥した吸水性ポリマーに12、8 
g添加し、粉体混合した以外は実施例1と同様にして吸
水性ポリマー組成物を製造した。
Example 3 Crystalline cellulose was added to a dried water-absorbing polymer with 12,8
A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 1, except that g was added and the powder was mixed.

実施例4 結晶セルロースの使用量を19.2 gとした以外は実
施例3と同様にして吸水性ポリマー組成物を製造した。
Example 4 A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 3, except that the amount of crystalline cellulose used was 19.2 g.

実施例5 全容量2.5での双腕型ニーグーに37%アクリル酸ナ
トリウム水溶液956g、80%アクリル酸水溶液11
3g、N、N’ メチレンビスアクリルアミド0.4g
及び結晶セルロース75.72 gを投入した。回転数
約5Orpmで攪拌し、窒累雲囲気下で40℃に加熱し
、10%過硫酸アンモニウム水溶液50gを添加してモ
ノマーを重合させた。
Example 5 37% sodium acrylate aqueous solution 956 g, 80% acrylic acid aqueous solution 11
3g, N,N' methylenebisacrylamide 0.4g
and 75.72 g of crystalline cellulose were added. The mixture was stirred at a rotational speed of about 5 rpm, heated to 40° C. under a nitrogen cloud atmosphere, and 50 g of a 10% ammonium persulfate aqueous solution was added to polymerize the monomer.

重合開始とともに発熱し、開始して約10分後に82℃
に達した。同時に重合水溶液は含水ゲルとなり、攪拌に
より次第に細分化された。開始して90分後に攪拌を停
止し、含水ゲル重合体を取り出し、30〜120℃、減
圧下で乾燥した。得られた吸水性ポリマー組成物を簡単
な粉砕をほどこして粉末状吸水性ポリマー組成物を1尋
た。
Heat is generated with the start of polymerization, reaching 82°C approximately 10 minutes after the start of polymerization.
reached. At the same time, the polymerized aqueous solution turned into a hydrogel, which was gradually divided into smaller pieces by stirring. After 90 minutes from the start, stirring was stopped, and the hydrogel polymer was taken out and dried at 30 to 120°C under reduced pressure. The obtained water-absorbing polymer composition was simply pulverized to obtain 1 fathom of powdered water-absorbing polymer composition.

実鴇例6 結晶セルロース18.92 gを乾燥粉砕した吸水性ポ
リマー37 ’8.4 gに添加し粉体混合した以外は
実施例5と同様にして吸水性ポリマー組成物を製造した
Practical Example 6 A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 5, except that 18.92 g of crystalline cellulose was added to 8.4 g of dry-pulverized water-absorbing polymer 37 and the powder was mixed.

実施例7 結晶セルロースの1吏用量をi 13.52 gとした
以外は実施例6と同様にして吸水性ポリマー組成物を製
造した。
Example 7 A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 6, except that the amount of crystalline cellulose per liter was changed to i 13.52 g.

実施例8 結晶セルロースを屹繰した吸水性ポリマーに3.2g添
加し粉体混合した以外は実施例1と同様にして吸水性ポ
リマー組成物を製造した。
Example 8 A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 1, except that 3.2 g of crystalline cellulose was added to the recycled water-absorbing polymer and mixed into powder.

実施例9 結晶セルロースを重合完結後に3.2g添加した以外は
実施例1と同様にして吸水性ポリマー組成物を製造した
Example 9 A water-absorbing polymer composition was produced in the same manner as in Example 1, except that 3.2 g of crystalline cellulose was added after completion of polymerization.

比較例 結晶セルロースを用いないで実施例1と同様の方法で吸
水性ポリマーを製造した。
Comparative Example A water-absorbing polymer was produced in the same manner as in Example 1 without using crystalline cellulose.

実施例1〜9および比較例により製造した吸水性ポリマ
ー組成物及び吸水性ポリマーの性能をまとめて表−1に
示す。
Table 1 summarizes the performance of the water-absorbing polymer compositions and water-absorbing polymers produced in Examples 1 to 9 and Comparative Examples.

表  −1 * 吸水(生ポリマーの重量として、吸水I主ポリマー
形成用モノマー(アクリル酸+アクリル酸塩)!TT遣
を用いた。表中の値は、吸水性ポリマ i00重量音1
g当りの結晶セルロースの)n;jlを示す。
Table 1 *Water absorption (as the weight of the raw polymer, water absorption I main polymer forming monomer (acrylic acid + acrylate)!
)n;jl of crystalline cellulose per g.

表−1の結果から明らかなように、実施例1〜9の方法
によるものは、結晶セルし一スを含まない比較例に仕し
て、吸水速度が格段に優れている二とが判る。
As is clear from the results in Table 1, it can be seen that the methods of Examples 1 to 9 are much superior in water absorption speed compared to the comparative examples that do not contain crystalline cells.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)分子内にカルボキシル基及び/又はカルボキシレ
ートを有する吸水性ポリマーと結晶セルロースとを含有
することを特徴とする吸水性ポリマー組成物。
(1) A water-absorbing polymer composition characterized by containing a water-absorbing polymer having a carboxyl group and/or a carboxylate in the molecule and crystalline cellulose.
(2)結晶セルロース粒子のまわりに吸水性ポリマーが
存在する形態にある特許請求の範囲第(1)項記載の組
成物。
(2) The composition according to claim (1), in which a water-absorbing polymer exists around crystalline cellulose particles.
(3)吸水性ポリマーに結晶セルロースをまぶした形態
にある特許請求の範囲第(1)項記載の組成物。
(3) The composition according to claim (1), which is in the form of a water-absorbing polymer sprinkled with crystalline cellulose.
(4)吸水性ポリマー100重量部当り、結晶性セルロ
ースの量が0.3〜80重量部の範囲にある特許請求の
範囲第(1)項記載の組成物。
(4) The composition according to claim (1), wherein the amount of crystalline cellulose is in the range of 0.3 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the water-absorbing polymer.
(5)吸水性ポリマーが、吸水性ポリマー形成モノマー
としてα,β−不飽和カルボン酸及び/又はその塩を用
いて形成されるものである特許請求の範囲第(1)項記
載の組成物。
(5) The composition according to claim (1), wherein the water-absorbing polymer is formed using an α,β-unsaturated carboxylic acid and/or a salt thereof as a water-absorbing polymer forming monomer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519245A (en) * 1999-04-16 2003-06-17 キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド Superabsorber-containing composite

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