JPS627745A - 吸水性樹脂組成物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸水性樹脂組成物、その製法および吸水、保水
剤に関する。

〔従来の技術〕

近年、生理用品、紙おむつなどに架橋ポリエチレンオキ
７ド、架橋ポバール、デンプン−ポリアクリロニトリル
グラフト重合体の加水分解物、自己架橋型ポリアクリル
酸金属塩など比較的高い吸水能力を有する吸水材料が出
現し始めた。しかしながら、これら材料は吸水能力を有
するものの高い吸水速度を必要とする生理用品、紙おむ
つなどに使用するには十分満足すべきものではなかった
。

すなわち吸水能力を高めれば高めるほど、水との親和力
が強まるため、これらの材料が水と接触した場合接触部
分だけでゲル化を生じ水の均一な浸透がさまたげられ速
やかな吸水速度が得られないという問題（以下ママコと
いう）があった。

この欠点を改良するため、これらの吸水材料を微粉化し
て表面積を増大させ、水との接触面をふやすことで吸水
速度を高める方法がとられてきた。

この場合、吸水性材料の表面積がふえることから幾分吸
水速度は速くなるが、粒子表面において水の接触部に皮
膜を生じ均一な水の浸透が行なわれないため、吸水速度
の改良にはつながらなかった、。

本発明者等は特願昭５６−１４０５７１号において親水
性架橋重合体を分散媒に分散させた後、さらに架橋剤を
該親水性架橋重合体の表面に架橋させることを提案した
。この方法は吸水材料が水と接触した場合、接触部分だ
けでゲル化することなく、水の均一な浸透を促進するた
め、吸水速度を高めるために有効であるが、この方法に
よっても吸水速度の改良は、まだ十分満足できるもので
なく、かつ非経済的な方法であった。

一方、特願昭５９−１８１６８２号においては水不溶性
吸水樹脂と無機粒子とを混合することを提案しているが
、この方法は吸水速度の向」二に若干の効果はあるもの
のとても満足できるものではなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは吸水材料の吸水速度向上のためには従来の
技術によっても十分解決され得ない問題点すなわちママ
コの解消を目的として鋭意研究を重ねた結果、重合体粒
子に少量の多価金属の塩および／または水酸化物を含む
水を与え重合体粒子の表層をさらに架橋することにより
、被吸収液が重合体粒子間の付着なしに各重合体粒子間
を容易に通過出来ることを発見し本発明に到った。

〔問題を解決するだめの手段〕

本発明は親水性および／または水溶性単量体からの水不
溶性、親水性重合体粒子に、必須成分として多価金属の
塩および／または水酸化物を−含む水を付与させること
を特徴とする改質された水不溶性吸水性樹脂組成物（第
一発明）、その製造方法（第二発明）およびその吸水、
保水剤としての用途（第三発明）である。

本発明において用いられる多価金属の塩または水酸化物
は、多価金属としてＭ、ｇ　ｒ　Ｃａ・Ｂａ・Ｚｎ・Ｆ
ｅなどの三価金属およびＡＩ、Ｆｅなどの三価金属など
；これら金属のハロゲン化物、硝酸塩、リン酸塩、硫酸
塩、炭酸塩などの無機の正塩および複塩または修酸塩、
醋酸塩などの低級有機酸塩など、および水酸化物であり
；具体的な化合物としては塩化カルシウム、塩化マグネ
シウム、塩化第１鉄、塩化アルミニウム塩、ポリ塩化ア
ルミニウム、塩化第２鉄、硝酸鉄、硝酸カルシウム、硝
酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウ
ム、リン酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸第１
鉄、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫
酸ア／Ｌ／ミニウムアンモニウム、炭酸カルシウム、炭
酸マグ不ノウム、炭酸マグネシウムカルシウム、修酸マ
グネシウム、修酸カルシウム、醋酸マグネシウム、醋酸
カルシウム、醋酸アルミニウム、水酸化カルシウム、水
酸化アルミニウムなどがあげられる。これら化合物は単
独であるいは併用して用いても良い。これらのうち好ま
しいものは水に可溶な化合物であり；具体的な化合物と
しては塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化第１鉄
、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第２
鉄、硝酸鉄、硝酸カルシウム、硝酸アルミニウム、硫酸
マグネシウム、硫酸第１鉄、硫酸アルミニウム、硫酸ア
ルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、
醋酸マグネシウム、醋酸カルシウム、醋酸アルミニウム
、ψ酸カルシウムなどがあげられる。これらのうち好ま
しいものはカルシウム塩、アルミニウム塩であり特に好
ましい塩としては硫酸塩、醋酸塩である。

本発明において使用される水としては水道水、工業用水
、地下水、イオン交換水、純水などがあげられる。好ま
しくは水道水である。

これらの水にはさらに親水性有機溶媒、例えば］１１〜
４のアルコ−）Ｖ　（メチルアルコール、エ　チ　ル　
ア　ル　コ　−　ル、　　イ　ソ　プ　ロ　ビ　ル　ア
　ル　コ　−　ルナト）、ケトン（アセトンなど）、ア
ミド（Ｎ　、　Ｎ−ジメチルホルムアミドなど）、ヌル
ホキシト（ジメチルヌルホキシトなど）と併用してもよ
い。水とこれらの使用割合は特に限定されないが通常水
１部に′対し１００倍程度までである。

本発明で使用される親水性および／または水溶性単量体
からの水不浴性、親水性重合体としては（親水性および
／または水溶性単量体）および／または（加水分解によ
り親水性および／または水溶性となる単量体）（Ａ）と
多糖類（Ｂ）との重合体たとえばデンプン−アクリロニ
トリ７レグラ７ト共重合体の加水分解物、セルローヌー
アクリル酸グラフ・ト共重合体およびその塩など；（Ａ
）と架橋剤（Ｃ）との重合体たとえばジビニル化合物（
メチレンビスアクリルアミドなど）で架橋されたポリア
クリルアミドおよびその部分加水分解物、架橋ポバール
、特開昭５２−１４６８９号、特開昭５２−２７４５５
号記載の架橋されたビニルエ７テ／ｌ／−不飽和カルボ
ン酸共重合体ケン化物、架橋ポリエチレンオキシドなど
；（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とを必須成分として重合させ
必要により加水分解を行うことにより得られる重合体た
とえば特公昭５３−４６１９９号、特公昭５３−４６２
００号および特公昭５５−４４６２号記載の架橋された
デンプン−アクリルアミドグラフト共重合体、架橋され
たデンプン−アクリル酸グラフト共重合体およびその塩
などがあげられる。これらの親水性架橋重合体は二種以
上併用してもよい。

このようにして得られた重合体粒子は通常乾燥された粉
末状であり水分は好ましくは２０重量係以下のものであ
る。

重合体粒子の粒度は通常５〜５０００μ以下、好ましく
は２０〜５００μである。

重合体粒子は通常６０　ｍｇ／ｇ以上の吸水力を有する
ものである。

重合体粒子に対する新たに使用する水の量は通常０．０
０５ないし５０重量％、好ましくは０．０１〜２０係、
さらに好ましくは０５〜１０係である。水の量が０．０
０５チ未満では重合体粒子の表面の改質が不十分であり
、５０％を越えると加熱処理が必要となると゛ともに重
合体粒子の表層の密度が高くなり過ぎ、かえって吸収速
度が低下する。

架橋剤としての水に可溶な多価金属の塩の使用量は、親
水性架橋重合体に対して通常０〜・１−０重量係、好ま
しくは０．１〜５重量係であり、１０重量％より太きい
と吸水速度の改良はできるものの吸水能　　１ン力の低
下がいちぢるしくなり、吸水性樹脂として実用上使用し
難い。

水に可溶な多価金属塩を含む水（以下断わらない限り水
で代表させる）を重合体粒子に付与する方法としては（
Ｉ）水不溶性、親水性重合粒子に水をヌプレーし接触処
理を行なわせる。（■）水に重合体粒子を投入し均一に
なるよう混練し接触処理を行う方法があげられる。

接触処理における温度は室温でよく特に加熱の必要はな
いが、加熱を行ってもよく時間は１〜１２０分、好まし
くは２〜３０分である。接触処理後はそのまま使用でき
るが、さらに乾燥させてもよい。

本発明の改良された吸水性樹脂組成物には増量剤、顔料
、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防カビ剤、殺菌剤、除草
剤、肥料、香料、消臭剤、還元剤などを含有させて用い
てもよい。とくに還元剤を本発明の樹脂組成物に含有さ
せた場合は、本発明においても使用される金属塩が第−
塩となり、この第−塩が脱臭能力を発現するという特徴
が加わる。

例えば還元剤としてはチオ尿素、Ｌ−ア７コルピン酸な
どが挙げられる。

本発明の水不溶性吸水性樹脂組成物は吸水、保水剤とし
て使用できる。この吸水、保水剤としては下記があげら
れる。

（１）吸水性物品用吸水、保水剤 使い捨ておむつ、生理用ナプキン、創傷包帯、失禁バッ
トゞ、各種紙および繊維製品用吸水性向上剤、吸汗性付
与剤など、例えば特願昭４９−１４９０９０号、特開昭
５７−８２５６６号等に記述されているもの。

（ｎ）農林園芸用保水材 土壌保水性向上剤、農薬・肥料用効力持続剤、水苔代替
品、植物移植用保水剤、植物育成用ポット用保水剤など
、例えば特公昭５５−４４６２号、特開昭５２−８２７
１５号、特公昭５６−４５８８２号、特開昭５８−８１
９１９号等に記述されているもの。

（■１）建築用吸水材 壁材、天井材等の内装建材用結露防止剤など、例えば特
開昭５８−６５０７５等に記述されているもの。

（１ｖ）その他 土木および諸工業用脱水剤（メタノール、エタノール、
ベンジン、石油エーテル、ガソリン、植物油、重油など
の液状物の脱水剤など）、重金属吸着剤、汚泥凝固剤、
各種薬剤、香料等のコントロール・リリーヌ化剤などで
、例えば特公昭５８−１６２４号、特開昭５３−１０７
４３０等に記述されているもの。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

実施例１〜４ 水不溶性、親水性重合体粒子（三洋化成工業社製サンウ
ェットＩＭ−１０００Ｕ　；　５０μ以下の微粒子約１
５％含有）４０Ｉを空気の吹き込み口およびその排気口
を備え、かつ水のヌプレーノズルを備えた装置（例えば
、ヤマト科学株式会社製噴霧乾燥装置０Ａ−２１）のチ
ャンバー（１，８Ｊ　）内に入れ、風量０．２７７１”
／分で空気を吹き込みながら、重合体粒子に、硫酸アル
ミニウム１０ｑ６を溶解させた水をそれぞれ０．１チｔ
　１％、　５ｑ６，１０％噴霧し、吸水性樹脂組成物（
Ａ）　、　ＣＢ）　、　（Ｃ）　、　ＣＤ）を得た。

実施例５〜８ 実施例１〜４において、チャンバー内で硫酸アルミニウ
ム１０％を溶解させた水を吹き込む際に、吹き込み空気
を８０°Ｃに加温し、吹き込み後５分間放置したほかは
、同様の操作を行なって、吸水性樹脂組成物（Ｅ）　、
　（Ｆ）　、　ＣＧ）　、　（ｆａを得た。

実施例９ 実施例１〜８において得られた吸水性樹脂組成物の０．
９　％食塩水の吸収量および吸収速度を測定し、その結
果を表−１に示した。なお吸収量の測定法は２００メツ
シユのナイロン製不織布を袋状にし、これに樹脂組成物
ｌＩを封入して、３０分間０．９％食塩水に浸漬した後
、取り出して１５分間水切りを行った後増加重量を測定
した。また吸収速度に一ついては小穴のあいた支持板の
上に２００メツシユのナイロン製不織布を置く。この上
にｏ、ｔｙの樹脂組成物を置き、下面より液体と接触さ
せ２分間で樹脂組成物が０９％食塩水を吸収する量を測
定し、樹脂組成物ＩＩ当りの吸収量に換算した・ 比較例１〜３ 比較例１　サノウエツ）ＩＭ−１０００Ｕ無処理品。

比較例２　実施例１においてサンウエツ）　ＬＭ−１０
０００に水酸化アルミニウムを混合することによって吸
収性樹脂組成物 （Ｊ）を得た。

比較例３　実施例３においてサンウエツＩ−ＩＭ−１０
００Ｕに水酸化アルミニウムを混合することなく水のみ
を噴霧すること によって吸収性樹脂組成物（Ｋ）を得 だ。

表−１ 〔発明の効果〕 本発明の吸水性樹脂組成物およびこれを含有する吸水、
保水剤は水の均一な浸透性を促進し著しく高い吸水速度
を有する吸水性樹脂組成物である。

本発明による製品の特徴は、前述の吸水速度の向上のほ
か、湿度に対する安定性、すなわち本発明の吸水性樹脂
組成物を高湿度下に放置しても、樹脂の粒子同志がブロ
ッキング現象を起しにくいという特長、経日安定性、す
なわち長期にわたる使用中の保水性、保形性維持の点で
も優れている。

更に粉体取扱い時の発塵発生が少ないという特長を有す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、親水性および／または水溶性単量体からの水不溶性
   、親水性重合体粒子に、必須成分として、多価金属の塩
   および／または水酸化物を含む水を付与させてなること
   を特徴とする改質された水不溶性吸水性樹脂組成物。 ２、多価金属の塩および／または水酸化物の量が該重合
   体成分に対して０．０１〜１０重量％である特許請求の
   範囲第１項記載の吸水性樹脂組成物。 ３、水不溶性、親水性重合体がデンプン−アクリロニト
   リルグラフト共重合体の加水分解物、セルロース−アク
   リル酸グラフト共重合体およびその塩、ジビニル化合物
   で架橋されたポリアクリルアミドおよびその部分加水分
   解物、架橋ポバール、ビニルエステル−不飽和カルボン
   酸共重合体ケン化物、架橋ポリエチレンオキシド、架橋
   されたデンプン−アクリルアミドグラフト共重合体なら
   びに架橋されたデンプン−アクリル酸グラフト共重合体
   およびその塩からなる群より選ばれる重合体である特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の吸水性樹脂組成物
   。 ４、水不溶性、親水性重合体が（親水性および／または
   水溶性単量体）および／または（加水分解により親水性
   および／または水溶性単量体となる単量体）（Ａ）と多
   糖類（Ｂ）との重合体；（Ａ）と架橋剤（Ｃ）との重合
   体；または（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とを必須成分として
   重合させ必要により加水分解を行うことにより得られる
   重合体である特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
   れか一項に記載の吸水性樹脂組成物。 ５、親水性および／または水溶性単量体からの水不溶性
   、親水性重合体を水分２０重量％以下の粉末状樹脂粒子
   とし、多価金属の塩および／または水酸化物を含む水を
   該樹脂粒子に対し、０．０１〜２０重量％となる量該樹
   脂粒子表面に散布する水不溶性吸水性樹脂の製造法。 ６、樹脂粒子が６０ｍｌ／ｇ以上の吸水力を有する高吸
   水性樹脂の粒子である特許請求の範囲第５項記載の製造
   法。 ７、多価金属の塩および／または水酸化物の量が該樹脂
   粒子に対して０．００５〜１０重量％である特許請求の
   範囲第５あるいは６項に記載の製造法。 ８、親水性および／または水溶性単量体からの水不溶性
   、親水性重合体粒子に、必須成分として、多価金の塩お
   よび／または水酸化物を含む水を付与させてなる水不溶
   性吸水性樹脂組成物を含有してなる吸水、保水剤。 ９、吸水、保水剤が吸収性物品用吸水、保水剤である特
   許請求の範囲第８項記載の吸水、保水剤。 １０、吸収性物品が使い捨ておむつ、生理用ナプキン、
   創傷包帯、失禁用パッド、各種紙および繊維製品用吸水
   性向上剤または吸汗性付与剤である特許請求の範囲第８
   項記載の吸水、保水剤。 １１、吸水、保水剤が農林、園芸用保水剤、建築用吸水
   材、土木および諸工業用脱水剤、重金属吸着剤、汚泥凝
   固剤または薬剤、香料のコントロール・リリース化剤で
   ある特許請求の範囲第８項記載の吸水、保水剤。