JPH04353541A - 光分解性に優れた吸水性樹脂組成物 - 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】

【０００１】〔発明の背景〕

【産業上の利用分野】本発明は、光分解性に優れた吸水
性樹脂組成物に関する。本発明の組成物は、従来の熱可
塑性樹脂又はゴム等とからなる吸水性樹脂組成物に比べ
て優れた光分解性を有するものなので、各種産業分野で
のいわゆる吸水剤として使用した後に、環境衛生上また
廃棄物処理上好ましいものである。従って、本発明によ
る吸水性樹脂組成物の具体的用途としては、土木工事用
の滑剤、止水剤、逸泥防止剤、および農業用の土壌保水
剤用途等がある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、吸水性樹脂は、粉粒状の吸水
材料として主として紙おむつ、生理用品の用途で多く使
用されている。最近ではこれら樹脂を土壌保水剤、土木
工事用滑剤または吸水剤、蓄冷剤用ゲル等に広く用途開
発が行なわれている。

【０００３】吸水性樹脂としては、例えば、デンプン−
アクリル酸塩グラフト共重合体、アクリル酸（塩）重合
体、変性セルロース誘導体、ビニルアルコール−アクリ
ル酸（塩）共重合体、および変性ポリエチレンオキシド
等が一般的に知られている。これらの吸水性樹脂は、一
般に、自重の数十倍〜１０００倍程度の水を吸収し、膨
潤ゲル化するものである。このような吸水性樹脂は、吸
水前の乾燥状態では、光分解性はほとんど無いが、吸水
して膨潤ゲル化したものは、太陽光（主として紫外線）
により容易に分解し、低分子量化して液状化するものが
ほとんどであるので、環境上の問題は吸水性樹脂につい
てはほとんどないということができる。

【０００４】高吸水性樹脂は、上記の光分解性をも含め
てそれなりに満足すべき素材である。汎用ポリオレフィ
ン樹脂等に比べ比較的高価であり、また、それ自身なら
びに膨潤状態での強度が必ずしも十分ではないというこ
とがあって、さらに改良されればその用途のより一層の
拡大が期待される。

【０００５】ところで、従来よりこの吸水性樹脂をポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、エチレン
−アクリル酸共重合体等の熱可塑性樹脂またはゴム等と
複合化（混合分散化した物）した吸水性樹脂組成物が数
多く提案されている（例えば特開昭５１−７５７４７号
、同５６−３３０３２号、同５７−１４５１５１号、特
開平２−２４２８５８号各公報等）。これらは熱可塑性
樹脂やゴム等に所定の吸水性を与えたものとして有用な
ものであると思われる。しかし、これら組成物に配合さ
れる熱可塑性樹脂やゴム等は一般にそれ自身で光分解性
がほとんど無いため、これらを配合した吸水性樹脂組成
物の吸水膨潤後にあっても、組成物を吸水剤用途で使用
後に廃棄処分した際には、熱可塑性樹脂分がいつまでも
残存するという問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に
解決を与えようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

〔発明の概要〕 ＜要　　旨＞本発明者らは前述の問題点に鑑み、検討し
た結果、優れた光分解性を有した吸水性樹脂組成物を見
出した。すなわち、本発明による光分解性に優れた吸水
性樹脂組成物は、数平均分子量が５，０００以下の光分
解性ポリエチレン樹脂４０〜９５重量％および吸水性樹
脂５〜６０重量％からなること、を特徴とするものであ
る。

【０００８】＜効　　果＞低分子量体で熱可塑性である
光分解性ポリエチレンを吸水性樹脂とを複合化した本発
明組成物は、従来の一般的な熱可塑性樹脂と吸水性樹脂
との組成物に比べて大幅に優れた光分解性を有する。光
分解性を有するとは、太陽光（紫外線）により自然に分
解し易い、言いかえれば樹脂の低分子量化が進み易いと
いう事であり、固型化物が小片→粉化→更には液化、気
化（ＣＯ２　ガス化）し易いということである。このよ
うな光分解性を有するものは、地球環境衛生上、好まし
い物であることは言うまでもない。

【０００９】また、本発明組成物は光分解性に優れると
いう大きな特徴の他に、付随的な特徴として、従来の組
成物に多くみられた様な吸水樹脂本来の吸水能の低下を
認められず、また速すぎず、遅すぎない適度な吸水速度
（吸水速度は、吸水樹脂単独では、飽和吸水量の９０％
程度迄吸水する迄の時間が約１０秒〜約１０分程度であ
る）を有する。

【００１０】〔発明の具体的説明〕 ＜吸水性樹脂組成物＞本発明による光分解性に優れる吸
水性樹脂組成物は、数平均分子量が５，０００以下の光
分解性ポリエチレン樹脂４０〜９５重量％、好ましくは
５０〜８０重量％、および吸水性樹脂５〜６０重量％、
好ましくは２０〜５０重量％とからなるものである。

【００１１】光分解性ポリエチレン樹脂が４０％未満で
はこれが吸水性樹脂をコーティングして造粒化すること
が困難になり、また９５％以上では組成物の吸水効果が
ほとんど発現できなくなる。

【００１２】本発明における光分解性樹脂組成物には、
いわゆる添加剤、増量剤として無機質物質（例えば土、
砂、ベントナイト、活性炭、カーボン等）をあるいは防
カビ剤、着色剤、香料等を、添加することもできる。し
たがって、上記の「からなる」とは、必須成分としての
光分解性ポリエチレン樹脂および吸水性樹脂のみからな
るものの外に、このような合目的的な任意成分を含んで
なるものをも意味する。

【００１３】本発明による樹脂組成物は、基本的には上
記二種の必須樹脂成分をその少なくともを溶融させて混
練することにより製造することができ、常法に従って数
々の方法により製造することができる。製造された樹脂
組成物は、取扱いや保存のしやすさを考慮して、粒状物
として得るのが普通である。

【００１４】すなわち、一般に光分解性ポリエチレンは
溶融可能であるが、高吸水性樹脂は溶融し難いことが多
いので、また高吸水性樹脂はその代表的な製造法による
場合に粉粒体状であることが普通なので、溶融混練生成
物は、光分解性ポリエチレンが高吸水性樹脂粒子を被覆
したもの、であるいは光分解性ポリエチレンが連続相を
、高吸水性樹脂が分散相を成す相構成のもの、である。

【００１５】具体的な製造法としては、例えば光分解性
ポリエチレン樹脂の融点以上で溶融させた該樹脂の溶融
液に、吸水性樹脂を混合分散した後、この溶融分散液を
、融点以下に冷却された金属板上等に滴下して粒状（ビ
ーズ状）に造粒する方法、溶融分散液を押し出した後冷
却し、カットして粒状（ペレット状）にする方法がある
。両者のうちでは、前者が好ましく用いられる。

【００１６】＜光分解性ポリエチレン樹脂＞本発明にお
いて使用される光分解性ポリエチレン樹脂とは、数平均
分子量が５，０００以下の低分子量のものであって、サ
ンシャインウェザーメータを使用し、１００時間経過後
に元の数平均分子量の１／２以下になるものである。こ
のような光分解性ポリエチレン樹脂の代表的なものとし
ては、例えば、エチレンと一酸化炭素との共重合体およ
びエチレンと不飽和ケトンとの共重合体がある。

【００１７】より具体的には、 （１）　エチレン−一酸化炭素共重合体（一酸化炭素含
有量０．１　〜５．０　重量％） （２）　エチレン−メチルビニルケトン共重合体（ケト
ン含有量０．１　〜５．０　重量％） （３）　エチレン−エチルビニルケトン共重合体（ケト
ン含有量０．１　〜５．０　重量％） （４）　エチレン−プロピルビニルケトン共重合体（ケ
トン含有量０．１〜５．０　重量％） （５）　エチレン−イソプロピルビニルケトン共重合体
（ケトン含有量０．１　〜５．０　重量％）（６）　エ
チレン−ブチルビニルケトン共重合体（ケトン含有量０
．１　〜５．０　重量％） （７）　エチレン−メチルイソプロペニルケトン共重合
体（ケトン含有量０．１　〜５．０重量％）（８）　エ
チレン−エチルイソプロペニルケトン共重合体（ケトン
含有量０．１　〜５．０重量％）（９）　エチレン−メ
チルイソブチニルケトン共重合体（ケトン含有量０．１
　〜５．０　重量％）（１０）エチレン−フェニルビニ
ルケトン共重合体（ケトン含有量０．１〜５．０　重量
％）がある。 これらの中では、特に（１）　、（２）　、（７）　が
好ましい。これら共重合体はいずれも公知のものである
。特に（１）　、（２）　、（７）　の高分子量体（一
般に分子量１万以上）は市販されてもいるので、これら
を適当な方法により低分子量化して用いることもできる
。

【００１８】＜吸水性樹脂＞本発明に使用する吸水性樹
脂は数々のものが使用可能であり、本発明では、例えば
（イ）デンプン−アクリル酸塩−グラフト重合体架橋物
、（ロ）ポリアクリル酸塩架橋物、（ハ）アクリル酸塩
−アクリル酸エステル共重合体架橋物、（ニ）アクリル
酸エステル、酢酸ビニル共重合体架橋物のケン化物、（
ホ）アクリル酸塩−アクリルアミド共重合体架橋物及び
（ヘ）ポリアクリロニトリル架橋物の加水分解物からな
る群より選ばれた一種または二種以上のものが使用でき
る。

【００１９】

【実施例】次下の実施例および比較例における光分解度
テスト方法、飽和吸水量、および吸水率の測定法及び算
出法を以下に示す。

【００２０】光分解度テスト方法 吸水剤、比較吸水剤、吸水性樹脂の各々について、試料
１０ｇを１００ｇの水中に投入攪拌し、全量の水を吸水
させて膨潤化した、各々の吸水剤等を、石英ガラス製（
０．５ｍｍ厚さ）びんに入れ、密閉した。これを屋外に
放置し（４月〜１０月期間）、太陽光で天曝した。任意
の期間経過したこの吸水剤を１００メッシュ金網にて濾
過し、その固型分中の熱可塑性樹脂分の数平均分子量の
変化を液クロマトグラフを使用して測定した。

【００２１】飽和吸水量 吸水剤１ｇを２５０メッシュのナイロン製ティーバック
の中に封入し、これを２，０００ｍｌの大過剰の水（イ
オン交換水、ｐＨ６．５〜７．０）の中に２４時間浸漬
した後、ティーバックを引き上げて２０分間水切りをし
た後の膨潤吸水剤の重量（ｇ）を飽和吸水量（ｇ）とす
る。

【００２２】吸水率 飽和吸水量測定法と同様の操作にて、水中に浸漬させた
ティーバックを任意の時間に取り出し、その時の吸水剤
の重量を測定し、次式により算出する。

【００２３】〔実施例１〕内容積１リットルの攪拌式オ
ートクレーブ型連続反応器を用いて、エチレンと一酸化
炭素とを共重合させてエチレン−一酸化炭素共重合物（
一酸化炭素含有量１．０％、数平均分子量５，０００）
を合成した。この共重合物５０重量部を１３０℃で溶融
して液状化させた後、市販の吸水性樹脂Ａ（ポリアクリ
ル酸ナトリウム架橋物、平均粒径６０〜１００μｍ）を
５０重量部添加し、混合して溶融分散液を調製した。次
に、このものを専用ノズルを通して１５〜３０℃に冷却
された金属板上に滴下して、直径約５ｍｍの球状の本発
明の吸水剤（１）を得た。これについて、光分解度テス
ト、飽和吸水量、吸水速度を各々測定した。

【００２４】〔実施例２〕実施例１のエチレン−一酸化
炭素共重合体を使用する代りに、同装置にてエチレンと
メチルイソプロペニルケトンとを共重合させて合成した
エチレン−メチルイソプロペニルケトン共重合体（メチ
ルイソプロペニル−ケトン含有量１．０％、数平均分子
量４，７００）を使用する他は同様にして吸水剤（２）
を得た。

【００２５】〔比較例１〕実施例１のエチレン−一酸化
炭素共重合体（数平均分子量５，０００）を使用する代
りに、合成した同類のエチレン−一酸化炭素共重合体（
一酸化炭素含有量１．０重量％、数平均分子量１１，０
００）を使用する他は、同様にして比較吸水剤（１）を
得た。

【００２６】〔比較例２〕実施例１のエチレン−一酸化
炭素共重合体（数平均分子量４，８００）を使用する代
りに合成した低分子量ポリエチレン樹脂（数平均分子量
４，５００）を使用する他は、同様にして比較吸水剤（
２）を得た。表１、表２および表３は、得られた結果を
示すものである。

【００２７】 　　　　　　　　　　表１　　　　光分解度テスト（熱
可塑性樹脂分の数平均分子量）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　露天に放置した日
数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０　　
　　　　３０　　　　　　６０　　　　　　９０　　　
　　１２０　　　　　１８０（日）　　吸水剤１　　　
　　　　　　　５０００　　　　３４００　　　　２３
５０　　　　１５００　　　　　９５０　　　　　４５
０吸水剤２　　　　　　　　　　４７００　　　　３５
００　　　　２５５０　　　　１６００　　　　１０５
０　　　　　５５０比較吸水剤１　　　　　１１０００
　　　　８６００　　　　７２００　　　　５７００　
　　　４１５０　　　　３３００比較吸水剤２　　　　
　　４８００　　　　４８００　　　　４７５０　　　
　４７５０　　　　４７５０　　　　４７００〔分子量
〕３０日経過後、上記４種吸水剤、それぞれの吸水性樹
脂ゲル分はすでに分解し溶液化していた。固型分はほと
んど全量が熱可塑性樹脂分であり、その量は約５〜６ｇ
であった。また、吸水性樹脂Ａ単独のゲルは３日間で完
全に分解して、溶液状となった。

【００２８】 　　　　　　　　　　表２　　　　吸水速度テスト（吸
水率）　　　　　　　　　　水との接触時間（分）　　
　　　　　　　　　　　　　　０　　　　　１０　　　
　　３０　　　　　６０　　　　　９０　　　　１２０
　　　　１５０　　　　１８０（分）吸水剤１　　　　
　　　　０　　　　　　５　　　　　２５　　　　　５
５　　　　　７５　　　　　９５　　　　１００　吸水
剤２　　　　　　　　０　　　　　　２　　　　　２０
　　　　　５０　　　　　７０　　　　　９０　　　　
１００　比較吸水剤１　　　　０　　　　　　０　　　
　　　０　　　　　１０　　　　　１６　　　　　２５
　　　　　３５　　　　　４５比較吸水剤２　　　　０
　　　　　　５　　　　　２０　　　　　５０　　　　
　６５　　　　　８５　　　　　９５　　　　１００吸
水性樹脂Ａ　　　　０　　　　１００　　　　　　　　
　　　　　　（％）

【００２９】

【００３０】

【発明の効果】本発明による吸水性樹脂組成物は、光分
解性に優れ、かつ優れた吸水能力を有するものであるこ
とは「課題を解決するための手段」の項において前記し
たところである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】数平均分子量が５０００以下の光分解性ポ
   リエチレン樹脂４０〜９５重量％および吸水性樹脂５〜
   ６０重量部からなることを特徴とする、光分解性に優れ
   た吸水性樹脂組成物。