JPH0229084B2 - Kokyusuiseijushinoseiho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水溶性単量体をジビニル化合物と共重
合させて、水不溶性で自重の数百倍の水を吸収す
る高吸水性樹脂の製法に関する。 従来、水を吸収し保持するものとしては、パル
プ製品が使われて来た。しかしながら、パルプの
吸水量は自重の10倍程度であり、多量の水を吸
収、保持しようとするとパルプを多量に必要と
し、大変かさ高いものとなつてしまい、又、吸水
したものに圧力を加えると簡単に水を分離する欠
点を有していた。 そこで、わずかな重量で多量の水を吸収し、保
持する高吸水性樹脂の開発が種々なされて来た。
この高吸水性樹脂は自重の数百倍の水を吸収、保
持し、しかも、吸収した状態で安定なゲルとなり
多少の圧力を加えても水を分離しない特徴を有し
ている。このような高吸水性樹脂は使い捨ておむ
つ、ナプキン、微生物の培地、園芸用保水剤等、
巾広い用途を持つている。すでに開発された高吸
水性樹脂としては、澱粉グラフト重合体（特公昭
53−46199）セルロース変成物（特開昭50−
80376）などがあるが、澱粉グラフト重合体は含
水ゲルとして長期間使用した場合、澱粉が腐敗す
るおそれがあり、また、セルロース変成物では吸
水量がセルロースに比較してそれほど多くはない
という欠点を有している。 本発明者らはこの欠点を克服すべく鋭意研究を
した結果、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、アクリル酸とアクリルア
ミドをモル比で70：30〜100：０の範囲で、かつ
アクリル酸の70モル％以上が、アンモニウム、ア
ミン又はアルカリ金属塩である単量体(A)と、アク
リル酸とアクリルアミド100重量部に対して0.005
〜0.05重量部の水混和性乃至水溶性ジビニル化合
物(B)と、0.5〜10重量部の粒径5μｍ以下のポリス
チレン(C)を必須成分として水溶液重合を行うこと
を特徴とする高吸水性樹脂の製法に関するもので
ある。 本発明の必須成分である単量体(A)については、
この範囲外、すなわちアクリル酸が70モル％未満
でアクリルアミドのモル比を高めると、含水ゲル
の強度は高くなるが、吸水能が低下してしまい、
また、中和度を70モル％未満にすると、カルボキ
シル基の解離が充分でなく、吸水能の低下が見ら
れる。中和に要する塩基については特に限定しな
いが、好ましくは一価陽イオンが良い。 水混和性乃至水溶性ジビニル化合物(B)として
は、例えば、Ｎ、Ｎ−メチレンビス（メタ）アク
リルアミド、ジ（メタ）アクリル酸テトラエチレ
ングリコール、ジ（メタ）アクリル酸デカエチレ
ングリコール等があげられるが、Ｎ、Ｎ−メチレ
ンビスアクリルアミドが工業的に好ましい。ジビ
ニル化合物(B)の量は、アクリル酸とアクリルアミ
ドの重量の和を100重量部とした時に、0.005〜
0.05重量部が好ましく、この範囲より少ないと含
水ゲルが半溶解状態となり、又、多いと架橋度が
増加し、いずれも吸水能が低下してしまう。 更に、本発明の重要な特徴は、前述の単量体(A)
とジビニル化合物(B)を水溶液重合するにあたり、
粒径5μｍ以下のポリスチレン(C)を必須成分とし
て共存させることである。重合時にポリスチレン
(C)を共存させることによつて得られた高吸水性樹
脂は著しい吸水能の上昇が見られた。この吸水能
の向上の理由は明らかではないが、微細なポリス
チレン粒子が重合の場を提供し、より高性能の高
吸水性樹脂が合成されたのではないかと推測され
る。共存させるポリスチレンの量は、アクリル酸
とアクリルアミド100重量部に対して0.5〜10重量
部の範囲が好ましく、また粒径についても5μｍ
以下が好ましく、この範囲外では吸水能の向上が
期待できない。5μｍ以下のポリスチレンは通常
の乳化重合で得ることができ、そのポリスチレン
エマルジヨンを所定の量、重合時に分散共存させ
ておけばよい。 本発明品を重合するにあたつて開始剤は一般的
に使用されているレドツクス系、アゾ系など、ど
のような物を使用しても良く、特定の開始剤に限
定されるものではない。また重合濃度に開して
は、特に限定せず任意の濃度範囲で選択できる
が、乾燥工程を考慮すると、できるだけ高濃度で
行う方が有利である。例えば、70％程度の高濃度
水溶液で重合を行い発生する重合熱によつて水分
を蒸発させてしまい、そのまま乾燥工程を経ずに
直接粉砕工程へ持つて行く方法も選択できる。ま
た、開始温度については開始剤の種類によつて重
合を開始させる温度が異なるために開始剤が機能
する温度以上で重合を開始させれば良く、特に限
定されるものではない。 次に本発明を実施例に基づいて更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下
の実施例に制約されるものではない。 実施例 １ アクリル酸52.7ｇとアクリルアミド17.3ｇを蒸
留水20ｇに溶解し、これに水酸化カリウム32.8ｇ
を加え、アクリル酸の80モル％を部分中和した。
これに、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドを
0.007ｇ加え、さらに、平均粒径0.5μｍのポリス
チレンのエマルジヨン（ポリスチレン濃度50％）
を５ｇ加えて撹拌して均一にした。 次に開始剤として、２、2′−アゾビスイソブチ
ロニトリル0.7ｇを溶解したアセトン溶液を10c.c.
加えた。この溶液を80℃の恒温水槽で加温された
箱型容器（テフロン加工したガラス繊維素材）の
中へ入れて加熱した。 溶液の温度が上昇すると共に重合反応が開始
し、発生する重合熱によつて水分が蒸発し、含水
率の非常に低い多孔性の白色固体として高吸水性
樹脂を得た。 実施例 ２ アクリル酸49.2ｇにアクリルアミド20.8ｇを溶
かし、これに29％アンモニア水を28.0ｇ加えて、
アクリル酸の70モル％を中和した。これにＮ、Ｎ
−メチレンビスアクリルアミドを0.01ｇ加え、さ
らに平均粒径1μｍのポリスチレンのエマルジヨ
ン（ポリスチレン濃度50％）を３ｇ加えて撹拌し
て均一にした。次に開始剤として２、2′−アゾビ
ス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロライド
0.7ｇを５ｇの蒸留水に溶かしたものを加えた。
この溶液を80℃の恒温水槽で加温された前述の箱
型容器の中へ入れて加熱し、重合を開始させた。
重合反応が進み、発生する重合熱によつて水分が
蒸発し、含水率の非常に低い多孔性の白色固体と
して高吸水性樹脂を得た。 実施例 ３ アクリル酸70ｇを蒸留水20ｇに溶解し、これに
水酸化カリウム40.8ｇを加えて、アクリル酸の75
モル％を中和した。これにＮ、Ｎ−メチレンビス
アクリルアミドを0.007ｇ加え、さらに平均粒径
5μｍのポリスチレンエマルジヨン（ポリスチレ
ン濃度50％）を２ｇ加えて撹拌して均一にした。
次に開始剤として、２、2′−アゾビスイソブチロ
ニトリル0.7ｇを溶解したアセトン溶液を10c.c.加
えた。この溶液を80℃の恒温水槽で加温された前
述の箱型容器の中へ入れて加熱し、重合を開始さ
せた。重合反応が進み発生する重合熱によつて水
分が蒸発し、含水率の非常に低い多孔性の白色固
体として高吸水性樹脂を得た。 比較例 １ 実施例１に於いてポリスチレンエマルジヨンを
加えずにその他は同様に重合し高吸水性樹脂を得
た。 比較例 ２ 実施例２に於いてポリスチレンエマルジヨンを
加えずにその他は同様に重合し、高吸水性樹脂を
得た。 比較例 ３ 実施例３に於いてポリスチレンエマルジヨンを
加えずに、その他は同様に重合し、高吸水性樹脂
を得た。 実施例 ４ 実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた重合
体を乾燥工程を経ずに直接粋砕して粉末状の高吸
水性樹脂を得た。 それぞれの粉末の吸水性能を見るために次の試
験を行つた。蒸留水２に対して高吸水性樹脂の
粉末（20〜400mesh）１ｇを撹拌しながら加え、
１時間放置した後、100meshのふるいを用いて
過し、液量から吸水量を測定した。その結果
は、吸水倍率（吸水量÷加えた高吸水性樹脂の重
量）によつて表１に示した。これより、本発明品
は比較例に比べて著しく吸水性能が優れているこ
とが判明した。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクリル酸とアクリルアミドをモル比で70：
   30〜100：０の範囲で、かつ、アクリル酸の70モ
   ル％以上がアンモニウム、アミン、又はアルカリ
   金属塩である単量体(A)と、アクリル酸とアクリル
   アミド、100重量部に対して0.005〜0.05重量部の
   水混和性乃至水溶性ジビニル化合物(B)と、アクリ
   ル酸とアクリルアミド100重量部に対して0.5〜10
   重量部の粒径5μｍ以下のポリスチレン(C)を必須
   成分として水溶液重合を行うことを特徴とする高
   吸水性樹脂の製法。