JPH05237377A - イオン封鎖剤、吸水性樹脂及び吸水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電解質水溶液中のイオンを捕捉・固定しイオン
による悪影響を押さえることが出来る新規なイオン封鎖
剤及びその吸水性樹脂への応用を目的とする。 【構成】下記（Ａ）または（Ｂ）からなるイオン封鎖剤
及び該封鎖剤を含有する吸水性樹脂、該封鎖剤と吸水性
樹脂を用いた吸水方法。 （Ａ）重合性分子内塩を構成単量体とする両性高分子。 （Ｂ）いずれも陽イオン性単量体のブロック重合部分と
陰イオン性単量体のブロック重合部分を有する、両性高
分子または陽イオン性高分子と陰イオン性高分子の混合
物。 【効果】優れたイオン封鎖効果を有し、吸水性樹脂の吸
水能力を著しく向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水溶液中の陽イオン・陰
イオン、１価イオン・多価イオン等の全てのイオンに対
してこれらを封鎖できる新規なイオン封鎖剤および該イ
オン封鎖剤の利用に関するもので、本発明のイオン封鎖
剤は電解質水溶液と接触した際、水溶液中のイオンを速
やかに固定し、電解質水溶液中のフリーなイオンの濃度
を低下させることが出来るため、種々の水溶液におい
て、イオンの影響を排除したい際に、広く利用すること
が可能なものであり、特に電解質水溶液中では、イオン
の存在により、吸水能力が著しく低下する吸水性樹脂
を、電解質水溶液中で、充分な吸水性を保持させるに有
効なものであり、吸水性樹脂を使用している幅広い分野
で特に利用可能なものである。さらに、本発明のイオン
封鎖剤それ自身に、吸水性を付与することによって、本
発明のイオン封鎖剤自体、電解質水溶液中で吸水能力が
大きい耐塩性のある吸水性樹脂ともなり得るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在様々な組成で様々な分野において使
用されている高分子電解質は、その構造に起因してイオ
ンの影響を非常に受けやすい。例えば、紙おむつや農業
・土木の分野で使用されている市販の吸水性樹脂の多く
は、アクリル酸ナトリウムを原料に製造されており、蒸
留水に対しては自重の５００倍以上の吸水能力を有する
が、１％の塩化ナトリウム水溶液中では、その十分の一
の５０倍程度に吸水能力が低下してしまう。また、こう
した吸水能力の低下は吸水の対象となる水、水性媒体、
水溶液等の中にＣa²⁺ 、Ｍg²⁺ などの多価陽イオンが存
在した場合にはさらに著しく、例えばＣa²⁺ 濃度が５０
０ppm の水溶液中でのアクリル酸ナトリウム系吸水性樹
脂の吸水能力は１０倍以下である。これは、Ｃa²⁺ 、Ｍ
g²⁺ などの多価陽イオンが樹脂中のカルボキシル基と結
合してイオン架橋を生じ、ポリマー鎖の伸長を妨害する
ためと考えられる。

【０００３】こうした高分子電解質を主成分とする吸水
性樹脂の生来の弱点をカバーするため、従来から様々な
試みがなされてきた。例えば、強電解質であるスルフォ
ン酸基やリン酸基の導入や、あるいはイオンの影響を受
けにくいアクリルアミドなどのノニオン性成分を主成分
とすることが試みられたが、いずれの方法においても、
多価陽イオンが存在する水溶液中での吸水量は自重の１
０倍程度増加するのみで耐イオン性の付与という点にお
いては不十分であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】吸水性樹脂を始めとす
る高分子電解質は、今のところそれらを利用する多くの
場合において、多少なりともイオンを含有する水溶液と
共に使用され、ほとんどの場合、それらのイオンの存在
は高分子電解質にとって非常に有害である。

【０００５】特に吸水性樹脂を紙おむつに使用する際に
は、１価・多価イオンを高濃度で含有する尿を吸収する
必要があり、イオンの存在による吸水能力の低下は深刻
な問題となっている。

【０００６】さらに、一般的に吸水性樹脂は乾燥によっ
て再利用が可能であるが、多価イオンにより分子内のイ
オン架橋が一定量以上に進行すると蒸留水で洗浄しても
多価イオンを洗い流すことが困難になり、再利用が不可
能になることがある。

【０００７】本発明者等は、これらの問題点、特に吸水
性樹脂の電解質水溶液における吸水能力の低下という問
題点を解決すべく鋭意検討を行ったのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点の解決を目的に鋭意研究を重ねた結果、陽イオン基お
よび陰イオン基を分子中に有する重合性分子内塩化合物
を単量体成分とする両性高分子並びに分子中に陽イオン
性単量体のブロック重合部分および陰イオン性単量体の
ブロック重合部分を有する両性高分子、または陽イオン
性単量体のブロック重合部分を有する陽イオン性高分子
と陰イオン性単量体のブロック重合部分を有する陰イオ
ン性高分子の混合物が、陽イオン・陰イオン、１価イオ
ン・多価イオンを問わず封鎖し得ること、さらには該イ
オン封鎖剤を他の高分子電解質と共重合・複合・混合等
をすることによって、従来の高分子電解質の最大の弱点
であった耐塩性（塩存在下での十分な性能発揮能力）を
著しく改善し得ることを見いだして本発明を完成した。

【０００９】すなわち、本発明は、以下の３発明からな
るものである。 下記（Ａ）または（Ｂ）からなることを特徴とする
イオン封鎖剤に関する発明。 （Ａ）重合性分子内塩を構成単量体とする両性高分子。 （Ｂ）いずれも陽イオン性単量体のブロック重合部分と
陰イオン性単量体のブロック重合部分を有する、両性高
分子または陽イオン性高分子と陰イオン性高分子の混合
物。 上記イオン封鎖剤を含有することを特徴とする吸水
性樹脂に関する発明。 上記イオン封鎖剤と吸水性樹脂を併用して吸水する
ことを特徴とする吸水方法に関する発明。

【００１０】以下に本発明の方法を更に詳しく説明す
る。

【００１１】○重合性分子内塩を構成単量体とする両性
高分子 本発明に使用される、重合性分子内塩を構成単量体とす
る両性高分子（以下分子内塩両性高分子と略称する）と
は、一つの単量体分子中に陽イオン基と陰イオン基の双
方を持ち、且つラジカル重合性二重結合等の重合性官能
基を有する分子内塩を少なくとも重合性単量体の一部と
して用いて重合することにより得られるもので、高分子
鎖中の一部分が、当該分子内塩から構成されたものであ
る両性の高分子のことで、本発明にとり、目的とする効
果の達成のためには、水溶性のものであるのが好ましい
が、架橋構造や結晶構造等を付与することによって水不
溶性化したものでも使用条件を検討することにより使用
可能である。さらに、水不溶性化し且つ親水性基も有す
る本発明の分子内塩両性高分子は、イオンを封鎖すると
同時に多量の水も吸収する能力を有し、それ自体で、耐
塩性のある吸水性樹脂としての利用も可能である。

【００１２】○重合性分子内塩 一分子内に酸の陰イオンと第四アンモニウムの陽イオン
を持つベタインに代表される分子内塩は、その多くは植
物や動物の組織内に含まれており、極性を有しているた
めに水溶性で、水不溶性の高分子を可溶性化合物に変え
ることができるので、表面活性剤、乳化剤、染料や防腐
剤などに使用されているものであり、本発明で用いられ
るものは、これら陰イオンと陽イオンの他に、更にラジ
カル重合性二重結合等の重合性官能基をも有するもの
で、単独で、あるいは他の重合性化合物と重合すること
ができるもので、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メタ
クリル−オキシエチル−Ｎ−（３−スルフォプロピル）
−アンモニウム−ベタイン（通称ＳＰＥ）、Ｎ，Ｎ−ジ
メチル−Ｎ−メタクリル−アミドプロピル−Ｎ−（３−
スルフォプロピル）−アンモニウム−ベタイン（通称Ｓ
ＰＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（メタ）クリル−アミ
ドプロピル−Ｎ−（２−スルフォエチル）−アンモニウ
ム−ベタイン、１−（３−スルフォプロピル）−２−ビ
ニル−ビリジニウム−ベタイン（通称ＳＰＶ）、Ｎ，Ｎ
−ジメチル−Ｎ−（メタ）クリル−アミドプロピル−Ｎ
−（２−カルボメチル）−アンモニウム−ベタイン、
Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（メタ）クリル−アミドプロピ
ル−Ｎ−（２−カルボエチル）−アンモニウム−ベタイ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（メタ）クリル−アミドプ
ロピル−Ｎ−（２−カルボプロピル）−アンモニウム−
ベタイン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（メタ）クリル−ア
ミドプロピル−Ｎ−（２−カルボフェニル）−アンモニ
ウム−ベタイン等のような重合性単量体が重合性分子内
塩の好ましいものとして挙げることができる。

【００１３】上記の様な重合性ベタインを化学合成によ
って得る方法としては、第３級アミノ基を有するアクリ
ルアミド誘導体を４級化する方法等が一般的で、ジメチ
ルアミノプロピルメタクリルアミド（通称ＤＭＡＰＭ
Ａ）やジメチルアミノプロピルアクリルアミド（通称Ｄ
ＭＡＰＡＡ）にモノクロル酢酸、β−プロピオラクト
ン、４−ブロモブタン酸、２−ブロモエタンスルフォン
酸、ブロモフェニル酢酸などを反応させることによって
上記の様な重合性ベタインが得られる。

【００１４】○分子内塩両性高分子の調製方法 分子内塩両性高分子は、上記の様な陽イオンおよび陰イ
オンを分子中に有する重合性分子内塩を単独で重合する
ことにより、また他の重合性化合物と共重合することに
よって得られ、さらに天然高分子や合成高分子へグラフ
ト重合することによっても得られ、ごく微量の多官能性
架橋剤と共重合して架橋性高分子とすることも良く、そ
れらの重合手段としては公知のものが適用される。

【００１５】重合性分子内塩と共重合させる重合性単量
体としては、水溶性あるいは重合後に加水分解等によっ
て水溶性を付与できる単量体が好ましく、例えば（メ
タ）アクリル酸（塩）、スルフォン酸（塩）、（メタ）
アクリルアミド等が挙げられ、これら単量体を目的に応
じて１種類あるいは数種類を重合性分子内塩と共重合さ
せて分子内塩両性高分子とすることが可能である。共重
合方法としては交互共重合、ランダム共重合、ブロック
共重合などいずれでもよく、また該重合性分子内塩を、
単独であるいは前述の共重合可能な単量体と共にポリビ
ニルアルコールやポリエチレンオキシド等の合成高分子
化合物や、寒天・コンニャクマンナン・アルギン酸等の
天然高分子化合物等にグラフト重合させる方法でもよ
い。

【００１６】○陽イオン性単量体のブロック重合部分と
陰イオン性単量体のブロック重合部分を有する、両性高
分子または陽イオン性高分子と陰イオン性高分子の混合
物。本発明中における、陽イオン性単量体のブロック重
合部分と陰イオン性単量体のブロック重合部分を有す
る、両性高分子または陽イオン性高分子と陰イオン性高
分子の混合物（以下ブロック両性高分子と略称しまた分
子内塩両性高分子と併せて本発明の両性高分子ともい
う）とは、分子中に一種類以上の陽イオン性単量体から
なり十分な長さを有する陽イオン性ブロック重合部分
と、陰イオン性単量体からなり十分な長さを有する陰イ
オン性ブロック重合部分とを、それぞれ一か所以上有す
る両性高分子、または分子中に一種類以上の陽イオン性
単量体からなり、十分な長さを有する陽イオン性ブロッ
ク重合部分を有する陽イオン性高分子と、分子中に一種
類以上の陰イオン性単量体からなり、十分な長さを有す
る陰イオン性ブロック重合部分を有する陰イオン性高分
子を混合して得られる両性の高分子混合物のことであ
る。

【００１７】本発明におけるる陽イオン性ブロック重合
部分とは、例えば、陽イオン性単量体が重合して形成さ
れるものであり、陽イオン性単量体としては、主として
第四級アンモニウムや第三級アンモニウムを分子内に有
し重合性も併せ持つ化合物が挙げられ、具体的には例え
ば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエ
チルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミ
ノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロ
ピル（メタ）アクリレート等を塩化メチル、塩化ベンジ
ル、臭素メチル、臭素エチル、ジメチル硫酸、ジエチル
硫酸等により四級化した第四級アンモニウム塩、または
塩酸、硫酸、酢酸等で処理した第三級アンモニウム塩等
を挙げることができる。

【００１８】陽イオン性ブロック重合部分は、以上の陽
イオン性単量体の一種を単独で重合して、あるいは二種
以上のものを併用して重合することにより得られるも
の、あるいは、ポリスチレンをポリビニルピリジンで四
級化するなどして重合後に陽イオン性を付与したものや
キトサン等のような陽イオン性天然高分子などを意味す
るものである。

【００１９】本発明におけるる陰イオン性ブロック重合
部分とは、例えば、陰イオン性単量体が重合して形成さ
れるものであり、陽イオン性単量体としては、主として
カルボン酸（塩）基、スルホォン酸（塩）基、リン酸
（塩）基等を含有する化合物が挙げられる。

【００２０】陰イオン性ブロック重合部分は、これらの
陰イオン性単量体の一種を単独で重合して、あるいは二
種以上を併用する共重合により容易に得ることができ
る。

【００２１】本発明のにおけるブロック両性高分子は、
高分子中に少なくともブロック重合された十分な長さを
持つ陽イオン性部分と陰イオン性部分とをそれぞれ有し
ていればよいのであるが、できるだけポリマー全体のイ
オン性が中性であることが好ましく、ブロック両性高分
子内のイオン性がアニオン性又はカチオン性のいずれか
に著しく偏ると、水溶液中のイオン濃度を低減させる上
で好ましくない。

【００２２】本発明におけるブロック両性高分子は、前
述の陽イオン性単量体と陰イオン性単量体とのブロック
重合体、陽イオン性重合体への陰イオン性単量体のグラ
フト重合、陰イオン性重合体への陽イオン性単量体のグ
ラフト重合により得られる。また、他の合成高分子や天
然高分子に陽イオン性単量体と陰イオン性単量体とをそ
れぞれにグラフト重合させて得ることも可能である。以
上のようなブロック重合、グラフト重合において、必要
に応じてノニオン性単量体や微量の架橋性単量体等を共
重合させることも可能である。さらには、陽イオン性重
合体と陰イオン性重合体とを混合することによっても得
られる。上記に述べたブロック重合、グラフト重合ある
いは陽イオン性または陰イオン性重合体の重合時に、ブ
ロック構造を破壊しない程度に、アクリルアミド等のノ
ニオン性単量体を併用することもできる。

【００２３】なお、陽イオン性部分と陰イオン性部分が
ランダムあるいは交互に共重合されたランダムあるいは
交互共重合体は、高分子内の両イオンによってイオン架
橋が生じやすくなり、水溶性・親水性に悪影響を及ぼ
し、イオン封鎖剤としては好ましいものではない。

【００２４】陽イオン性単量体のブロック重合部分と陰
イオン性単量体のブロック重合部分の本発明における十
分な長さとは、ブロック重合部分だけで物質の吸着に関
与できる長さであれば良く、少なくとも重合度にして十
数〜数百以上であることが好ましい。

【００２５】○本発明の両性高分子のイオン封鎖剤とし
ての使用方法 本発明の両性高分子をイオン封鎖剤として使用する際の
水溶液への添加量としては、水溶液の電解質濃度にもよ
るが、効果を明白にするためには、電解質水溶液中の濃
度が１００ppm 以上となる様に添加することが好まし
い。

【００２６】○吸水性樹脂吸水能力向上方法 本発明のイオン封鎖剤は、電解質水溶液と接触した際、
水溶液中のイオンを速やかに固定し、電解質水溶液中の
フリーなイオンの濃度を低下させることが出来るため、
種々の水溶液において、イオンの影響を排除したい際
に、広く利用することが出来るものであるが、特に電解
質水溶液中で、イオンの存在により、吸水能力が著しく
低下する吸水性樹脂に、電解質水溶液中での充分な吸水
性を保持させるに有効なものである。

【００２７】〇吸水性樹脂 本発明のイオン封鎖剤により能力の向上される吸水性樹
脂とは、三次元網目構造を有することによって水不溶性
化された、本来水溶性または親水性の高分子化合物のこ
とであり、少なくとも自重の数十倍の水を吸収する能力
を持つもののことをいい、従来から衛生用品の吸収剤、
農業・林業・園芸用の保水剤、土木建築分野での吸水・
止水剤、食品・流通分野での保冷・鮮度保持剤等に使用
されているものなどである。代表的な吸水性樹脂として
は、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポ
リ（メタ）アクリル酸塩、ポリスルホン酸塩、ポリ（メ
タ）アクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ビ
ニルアルコール／アクリル酸塩共重合体、アクリル酸塩
／アクリルアミド共重合体などを主成分とする合成高分
子化合物、寒天、コンニャクマンナン、アルギン酸、カ
ラギナン、シゾフィラン、キサンタンガム等の天然高分
子に上記合成高分子化合物をグラフト重合させたものな
どが挙げられる。本発明における吸水性樹脂としては、
これらの一種単独でなるもの二種以上併用されたものの
いずれでも良い。

【００２８】吸水性樹脂と本発明のイオン封鎖剤とを併
用する方法としては、単に二者を混合して併用すること
も、他の物質と共に混合して併用する方法があげられ、
またバインダー等の使用によって吸水性樹脂とイオン封
鎖剤および必要に応じて他の物質とを共に複合化して併
用する方法も挙げられる。好ましい方法としては、可溶
性のイオン封鎖剤をシリカやベントナイト、パルプ等の
不溶性物質に担持させ、あるいは不溶性化されたイオン
封鎖剤を吸水性樹脂と共に用いる方法である。

【００２９】○具体的な吸水方法例 以下に、本発明のイオン封鎖剤を用いて吸水性樹脂によ
り吸水する際の具体的な方法を示すが（本発明のイオン
封鎖剤をそのまま吸水性樹脂として使用する際は従来の
方法と何ら異ならない）、本発明のイオン封鎖剤は、吸
水性樹脂の吸水力等を補助するために水溶液中のイオン
を捕らえる事が目的であり、以下の方法になんら本発明
が限定されるものではない。

【００３０】紙おむつに使用する場合 アクリル酸塩などを主成分とした従来の吸水性樹脂と混
合して紙おむつ内のパルプ内あるいはパルプとパルプの
間に入れることができる。また、吸水速度の速い吸水性
樹脂と共に使用する際にはパルプ内の吸水性樹脂層より
も上に、吸水速度の遅い吸水性樹脂と共に使用する際に
は吸水性樹脂層よりも下に本発明のイオン封鎖剤の層を
備えるとより好ましい。

【００３１】農業用保水剤として使用する場合 灌漑水や降雨水を吸収しやすい部分の土壌に従来の吸水
性樹脂や他の保水剤と共に混合して、または粘土等をバ
インダーとして本発明のイオン封鎖剤と吸水性樹脂とを
複合させて使用できる。あるいは、非常に海水等塩濃度
が高い灌漑水しか得られない場合には、あらかじめ灌漑
水中に本発明のイオン封鎖剤を添加しておき、灌漑水中
のイオン濃度を低下させてから植物に灌水することも好
ましい方法である。

【００３２】土木シールド工法の泥土調整剤として使
用する場合 泥土調整剤として使用する際には、従来の吸水性樹脂と
共に混合して使用しても良いし、親水性を有し架橋され
た本発明のイオン封鎖剤を吸水性樹脂として用いること
も良い。また、吸水性樹脂を添加する前の泥土に本発明
のイオン封鎖剤を添加しておき、あらかじめイオン濃度
を低減させた泥土に従来の吸水性樹脂を混合して使用し
ても良い。

【００３３】

【作用】

○メカニズム 本発明のイオン封鎖剤は、陽イオン・陰イオン、１価イ
オン・多価イオンを問わず、イオンが存在する溶液中の
イオンを捕捉・固定させ、従来高分子電解質にとって不
利であった条件下で該イオン封鎖剤や併用される高分子
電解質の能力を十分に発揮させるものである。

【００３４】該イオン封鎖剤は、高分子内に陽イオン部
分と陰イオン部分とを有するため、乾燥状態では両イオ
ン間の引力によってポリマー鎖が縮んでいるが、イオン
が存在する溶液中に加えると、該イオン封鎖剤に接触す
るイオンによってポリマー内の両イオン間の引力が緩和
し、すなわち、ポリマー内の両イオンが侵入イオンを捕
捉・固定することによってポリマー鎖は伸長し、イオン
封鎖剤は溶解あるいは膨潤する。

【００３５】従来重合されてきた両イオン性の重合体
は、陽イオン性単量体と陰イオン性単量体のランダム共
重合体であったため、両イオンによるイオン架橋が生じ
過ぎたために電解質水溶液中に投入しても、不溶性ある
いは非膨潤性であったり、あるいは可溶性または膨潤性
化するため、ポリマー中の両イオンの濃度を非常に低い
レベルで設定したり、ポリマーのイオン性が陽イオン性
または陰イオン性のいずれかに著しく偏ったものしか得
られなかったため、イオン封鎖能力が十分でなかったと
推定される。

【００３６】しかし、本発明のイオン封鎖剤は、重合性
分子内塩を構成単量体とする両性高分子並びに陽イオン
性単量体のブロック重合部分と陰イオン性単量体のブロ
ック重合部分を有する両性高分子または高分子混合物を
使用することによって、可溶性または膨潤性で十分なイ
オン封鎖能力を有し、更に溶液中のイオンが陽・陰いず
れでも、また１価・多価いずれでも、すなわち全イオン
を捕捉し固定する能力を有するという優れた作用が認め
られる。

【００３７】前述のメカニズムによって、本発明のイオ
ン封鎖剤は、溶液中のイオンを捕捉し固定することがで
き、それによってイオンの存在下で著しく能力の発現を
阻害される高分子電解質の使用効果を高めることができ
る。また、本発明のイオン封鎖剤それ自身も、イオンの
存在下でほとんどその影響を受けずに、高分子電解質と
しての能力を発揮することもできる。

【００３８】例えば、陽イオン性または陰イオン性の高
分子電解質水溶液に、食塩、塩化カルシウム、塩化アル
ミニウムなどの中性塩を添加すると、陰イオン性高分子
電解質ならば水溶液中の陽イオンの影響を受けて陰イオ
ン性基同志の反発が弱まり、陽イオン性高分子電解質な
らば水溶液中の陰イオンの影響を受けて陽イオン性基同
志の反発が弱まることによって、ポリマー鎖が棒状に伸
長する傾向が阻害され、水溶液の粘度は低下してしまう
が、本発明のイオン封鎖剤の水溶液に食塩等の中性塩を
添加しても水溶液の粘度は低下しない、あるいは逆に中
性塩の添加によって本発明のイオン封鎖剤は、高分子凝
集剤として海水を希釈液とした生物処理により発生した
余剰汚泥、その他の高塩濃度含有汚泥の脱水等に使用す
ることが可能である。

【００３９】例えば、ポリアクリル酸ソーダを部分的に
架橋することによって得られる吸水性樹脂は、解離した
カルボキシル基同志のイオン的な反発や、ナトリウムイ
オンの存在による浸透圧によって水を吸収するが、接触
させる水溶液中に中性塩を添加すると、カルボキシル基
の反発や浸透圧の低下等が発生して吸水力が低下してし
まう。

【００４０】本発明のイオン封鎖剤は従来の吸水性樹脂
に併用されて、中性塩水溶液における吸水性樹脂の吸水
能力の低下を抑えることができ、又親水性を持たせ架橋
構造にしたものは中性塩水溶液における吸水能力の優れ
た吸水性樹脂ともなり得るものである。

【００４１】

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に説明するため
に本発明者らが行った実施例について示す。

【００４２】実施例１ 室温のウオーターバス中の還流管付き４口フラスコに市
販のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メタクリル−オキシエチル
−Ｎ−（３−スルフォプロピル）−アンモニウム−ベタ
イン（通称ＳＰＥ）１００重量部、架橋剤としてＮ，
Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド１重量部を入れ、蒸
留水５００重量部と開始剤として過硫酸アンモニウム0.
７重量部を加えて攪拌しながら系内をおよそ１時間窒素
置換した。その後、ウオーターバスの温度を６０℃に上
げて窒素シールドしながら一昼夜攪拌したものをメタノ
ールで抽出、アセトンで洗浄した後３時間真空乾燥・粉
砕して、陽イオンおよび陰イオンを分子中に有する重合
性の分子内塩化合物を単量体成分とする両性高分子から
なる本発明のイオン封鎖剤（Ａ）を得た。該イオン封鎖
剤の特性を評価するために、イオン封鎖剤（Ａ）0.１重
量部と、市販品のアクリル酸系吸水性樹脂（ａ）１重量
部を混合して（Ａ−ａ）、蒸留水中、１％の塩化ナトリ
ウム水溶液中、0.５％の塩化カルシウム水溶液中、標準
海水中での吸水量を測定した。同様の評価を同じく市販
品のポリビニルアルコール系吸水性樹脂（ｂ）との混合
物（Ａ−ｂ）で行った。更にイオン封鎖剤（Ａ）のみの
吸水能も合わせて測定し該イオン封鎖剤の吸水性樹脂と
しての性能も評価した。それらの結果を表１に示す。

【００４３】吸水量の測定は膨潤した吸水性樹脂をガラ
スフィルター上に乗せて２０cmHgで１０分間吸引した後
のゲル重量を膨潤する前の吸水性樹脂および添加物の重
量で割って求めた。

【００４４】実施例２ 室温のウオーターバス中の還流管付き４口フラスコに市
販のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メタクリル−アミドプロピ
ル−Ｎ−（３−スルフォプロピル）−アンモニウム−ベ
タイン（通称ＳＰＰ）８６重量部、２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルフォン酸ナトリウム１４重量
部を入れ、蒸留水５００重量部と開始剤として過硫酸ア
ンモニウム0.７重量部を加えて攪拌しながら系内をおよ
そ１時間窒素置換した。その後、ウオーターバスの温度
を６０℃に上げて窒素シールドしながら一昼夜攪拌した
ものをメタノールで抽出、アセトンで洗浄した後３時間
真空乾燥・粉砕して１０重量部のアエロジルと混合し、
陽イオンおよび陰イオンを分子中に有する重合性の分子
内塩化合物を単量体成分とする両性高分子からなる本発
明のイオン封鎖剤（Ｂ）を得た。このイオン封鎖剤の特
性を実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表
１に示す。

【００４５】実施例３ 水溶液濃度が５wt％のジメチルアミノエチルメタクリレ
ートの塩化メチル四級塩（通称ＤＭＣ）と、このＤＭＣ
と等モル量に相当するアクリル酸ナトリウム（水溶液濃
度５wt％）とを別々におよそ１時間窒素脱気した。その
後それぞれに攪拌しながら６０℃に加温し、開始剤を単
量体純分に対し２００ppm 添加した。それぞれの水溶液
の粘度がわずかに高くなったときに、十分に窒素脱気し
てある５００ppm の塩化ナトリウム入りの0.１Ｎの塩酸
水溶液（６０℃）に一気に加えてさらに一昼夜窒素シー
ルドしながら攪拌した。こうして得られたものを７０℃
で加熱乾燥、粉砕して、高分子中に陽イオン性単量体の
ブロック重合部分および陰イオン単量体のブロック重合
部分を有する両性高分子からなる本発明のイオン封鎖剤
（Ｃ）を得た。このイオン封鎖剤の特性を実施例１と同
様にして測定した。それらの結果を表１に示す。

【００４６】比較例１ 実施例１〜３で使用したアクリル酸系吸水性樹脂（ａ）
とポリビニルアルコール系吸水性樹脂（ｂ）に本発明の
イオン封鎖剤を添加せず、実施例１と同様に吸水能を測
定した。それらの結果を表１に示す。

【００４７】比較例２ ＤＭＣ１３８重量部、アクリル酸ナトリウム６２重量
部、塩化ナトリウム３０重量部、架橋剤としてＮ，Ｎ′
−メチレンビスアクリルアミド0.２重量部、開始剤とし
て過硫酸アンモニウム0.１重量部に蒸留水７７０重量部
を加え攪拌しながら１時間窒素脱気した。その後、６０
℃に加温し窒素シールドしながら一昼夜攪拌しながら放
置した。こうして得られたものを７０℃で加熱乾燥、粉
砕して、ランダム共重合された両性高分子（Ｄ）を得
た。この両性高分子について、イオン封鎖能を測定する
ために、実施例１と同様にして吸水量を測定した。それ
らの結果を表１に示す。

【００４８】参考例１ ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸
ナトリウム１７１重量部、アクリル酸２９重量部と架橋
剤としてＮ，Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド0.３重
量部、開始剤として過硫酸アンモニウム0.１重量部に蒸
留水８００重量部を加え攪拌しながら１時間窒素脱気し
た。その後、６０℃に加温し窒素シールドしながら一昼
夜攪拌しながら放置した。こうして得られたものを７０
℃で加熱乾燥、粉砕して、強電解質系吸水性樹脂（ｃ）
を得た。この吸水性樹脂の吸水能を比較例１と同様に測
定した。それらの結果を表１に示す。

【００４９】参考例２ アクリルアミド１７１重量部、アクリル酸ナトリウム８
３重量部と架橋剤としてＮ，Ｎ′−メチレンビスアクリ
ルアミド0.３重量部、開始剤として過硫酸アンモニウム
0.１重量部に蒸留水８００重量部を加え攪拌しながら１
時間窒素脱気した。その後、６０℃に加温し窒素シール
ドしながら一昼夜攪拌しながら放置した。こうして得ら
れたものを７０℃で加熱乾燥、粉砕して、ノニオン系吸
水性樹脂（ｄ）を得た。この吸水性樹脂の吸水能を比較
例１と同様に測定した。それらの結果を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】本発明のイオン封鎖剤の水溶液に食塩等
の中性塩を添加しても水溶液の粘度は低下せず、高分子
凝集剤として海水を希釈液とした生物処理により発生し
た余剰汚泥、その他の高塩濃度含有汚泥の脱水等に使用
することが可能であり、特に従来の吸水性樹脂に併用さ
れて、中性塩水溶液における吸水性樹脂の吸水能力の低
下を抑えることができるという優れた効果を示すもので
あり、各種の産業で幅広く使用されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 101/00 ＬＳＹ 7167−4Ｊ // Ａ６１Ｆ 13/46

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記（Ａ）または（Ｂ）からなること
   を特徴とするイオン封鎖剤。 （Ａ）重合性分子内塩を構成単量体とする両性高分子。 （Ｂ）いずれも陽イオン性単量体のブロック重合部分と
   陰イオン性単量体のブロック重合部分を有する、両性高
   分子または陽イオン性高分子と陰イオン性高分子の混合
   物。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項記載のイオン封
   鎖剤を含有することを特徴とする吸水性樹脂。
3. 【請求項３】 特許請求の範囲第１項記載のイオン封
   鎖剤と吸水性樹脂を併用して吸水することを特徴とする
   吸水方法。