JPH06298841A

JPH06298841A - 吸水性樹脂の製造方法

Info

Publication number: JPH06298841A
Application number: JP11399893A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Oshima; 信幸大島; Ryoko Maeda; 良子前田; Kenji Takeuchi; 健二竹内; Yoji Oyama; 洋司大山
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1994-10-25
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP3461860B2

Abstract

(57)【要約】【構成】カルボキシル基を有し且つカルボキシル基の
中和度が５０〜８５モル％の吸水性樹脂に、該吸水性樹
脂のカルボキシル基の中和度が５０．１〜９５モル％と
なるような量の水溶性アルカリ化合物を加え、該吸水性
樹脂の未中和のカルボキシル基を中和する。【効果】加圧吸水性に優れた吸水性樹脂が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸水性樹脂の製造方法
に関する。詳しくは、加圧吸水性に優れた吸水性樹脂の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸水性樹脂は、生理用品、おむつ、使い
捨て雑巾等の衛生用品や保水剤等の園芸用品として使用
されている他、汚泥の凝固、建材の結露防止、油類の脱
水等の用途にも用いられている。こうした吸水性樹脂と
しては、例えば、カルボキシメチルセルロース系架橋
物、澱粉ーアクリロニトリルグラフト系共重合体の加水
分解物、澱粉ーアクリル酸グラフト系共重合体、アクリ
ル酸塩系重合体架橋物、アクリル酸塩系共重合体架橋物
等のカルボキシル基を有する吸水性樹脂が主に使用され
ている。これらの吸水性樹脂において、カルボキシル基
の中和度は吸水性樹脂の吸水性（通常、中和度が高いほ
ど吸水性が大きい）、ｐＨ等に影響を及ぼすため、使用
される用途により、適宜に中和度が調整されて使用され
ている。

【０００３】ところで、吸水性樹脂の用途の大部分を占
める生理用品、紙おむつ等では、その使用目的から加圧
下での吸水性が要求される。かかる加圧吸水性を満足す
るためには、一般的に、吸水性樹脂のゲル強度と高吸水
性が要求される。しかし、ゲル強度と高吸水性とは相反
する性能であり、前記例示の吸水性樹脂で加圧吸水性を
十分に満足しうるものはない。また、吸水性樹脂の吸水
性はカルボキシル基の中和度を調整することによりある
程度改良されるが、加圧吸水性を十分に改良しうるもの
ではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、加圧吸水性
に優れた吸水性樹脂を製造する方法を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の中和度を有
する吸水性樹脂の未中和のカルボキシル基を、さらに中
和して、所定の中和度になるように調整した場合には、
加圧吸水性に優れた吸水性樹脂が得られることを見出し
た。本発明は、かかる新たな諸知見に基づき完成された
ものである。

【０００６】すなわち、本発明は、カルボキシル基を有
し且つカルボキシル基の中和度が５０〜８５モル％の吸
水性樹脂に、該吸水性樹脂のカルボキシル基の中和度が
５０．１〜９５モル％となるような量の水溶性アルカリ
化合物および水を加え、該吸水性樹脂の未中和のカルボ
キシル基を中和することを特徴とする吸水性樹脂の製造
方法に関する。

【０００７】かかる本発明の製造方法により得られる吸
水性樹脂が何故、加圧下での吸水性に優れるかは定かで
はないが、本発明の製造方法により得られる吸水性樹脂
は、所定の中和度を有する吸水性樹脂の未中和のカルボ
キシル基を、さらに所定の中和度になるように中和して
いるため、吸水性樹脂の表面近傍が優先的に中和されて
おり、吸水性樹脂の内部と表面近傍とでは中和度の傾斜
が存すると考えられる。そのため、吸水性樹脂内部では
比較的高いゲル強度を有する一方で、表面近傍で優先的
に吸水性が向上し、加圧下における吸水性を改良しえた
ものと思慮される。

【０００８】本発明では、カルボキシル基を有し且つカ
ルボキシル基の中和度が５０〜８５モル％の吸水性樹脂
を使用する。カルボキシル基を有する吸水性樹脂として
は、例えば、カルボキシメチルセルロース系架橋物、澱
粉−アクリル酸グラフト系共重合体の中和物、アクリル
酸エステル−酢酸ビニル系共重合体のケン化物、アクリ
ロニトリル系共重合体の加水分解物、アクリルアミド系
共重合体の加水分解物、自己架橋型ポリアクリル酸系中
和物、アクリル酸塩系重合体架橋物、アクリル酸塩系共
重合体架橋物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸系共
重合体の中和物等があげられる。これら吸水性樹脂を製
造する方法としては特に制限されず、各種公知の手段を
採用できる。

【０００９】また、かかる吸水性樹脂はカルボキシル基
の中和度が５０〜８５モル％に調整されたものを用い
る。中和度が５０モル％未満では吸水性が不十分であ
り、中和度が８５モル％を越える場合には、さらに未中
和のカルボキシル基を中和しても加圧吸水性が十分に向
上せずいずれの場合も好ましくない。なお、カルボキシ
ル基の中和度とは、吸水性樹脂中のカルボキシル基がア
ルカリ金属塩またはアンモニム塩等の中和塩となってい
る割合をいう。

【００１０】本発明では前記吸水性樹脂の中でもアクリ
ル酸塩系重合体架橋物、特にアクリル酸アルカリ金属塩
系重合体架橋物を使用するのが好ましい。かかるアクリ
ル酸アルカリ金属塩系重合体架橋物は、たとえば、中和
度５０〜８５モル％のアクリル酸アルカリ金属塩とジビ
ニル系化合物等の架橋剤を含有する水溶液を逆相懸濁重
合、水溶液重合、光開始重合等の公知の手段により容易
に製造することができる。

【００１１】本発明では前記所定の中和度を有する吸水
性樹脂に、該吸水性樹脂のカルボキシル基の中和度が５
０．１〜９５モル％となるような量の水溶性アルカリ化
合物および水を加えることにより、該吸水性樹脂の未中
和のカルボキシル基を中和する。

【００１２】水溶性アルカリ化合物の使用量は、使用す
る吸水性樹脂のカルボキシル基の中和度、水溶性アルカ
リ化合物の種類により異なり、該吸水性樹脂の未中和の
カルボキシル基を中和することにより吸水性樹脂のカル
ボキシル基の中和度が５０．１〜９５モル％となるよう
に適宜に計算して使用する。得られる吸水性樹脂のカル
ボキシル基の中和度が５０．１モル％に満たない場合は
加圧吸水性を十分に改良できず、中和度が９５モル％を
越える場合にはゲル強度が低下する傾向がありいずれの
場合も好ましくない。

【００１３】すなわち、水溶性アルカリ化合物の使用量
は、水溶性アルカリ化合物により未中和のカルボキシル
基を中和する前と、中和した後の、中和度の差が０．１
〜４５モル％となる量を使用できるが、好ましくは中和
度の差が０．２〜２０モル％となるような量の水溶性ア
ルカリ化合物を使用するのがよい。なお、未中和のカル
ボキシル基を中和した後の中和度は９５モル％を越えな
い範囲である。

【００１４】水溶性アルカリ化合物としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水ガラス等の水溶性の水酸
化化合物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモ
ニウム等の水溶性の炭酸化合物等があげられる。

【００１５】また、吸水性樹脂の未中和のカルボキシル
基の中和は、水の存在下に行われる。中和の方法として
は、吸水性樹脂に所定量の水溶性アルカリ化合物を溶解
した水溶液を添加する方法、吸水性樹脂と所定量の粉末
状の水溶性アルカリ化合物を混合しさらに水を添加する
方法などがあげられる。なお、水は中和後、乾燥し除去
される。

【００１６】前記中和の方法において、水溶性アルカリ
化合物と水の使用割合は、水溶性アルカリ化合物１重量
部に対し、通常、水１〜１００重量部程度とされる。す
なわち、水溶性アルカリ化合物を水溶液として添加する
場合には、通常１〜５０重量％程度の水溶液として使用
すればよい。

【００１７】水の使用割合が１重量部に満たない場合は
吸水性樹脂の分子鎖が切断されゲル強度が弱くなりやす
く、また１００重量部を越える場合には、吸水性樹脂中
の中和度の傾斜が少なくなり、加圧吸水性を十分に改良
し難いためいずれの場合も好ましくない。

【００１８】本発明における吸水性樹脂は、前記の中和
操作がなされていれば加圧吸水性を十分に満足しうる
が、さらに表面架橋処理が施された吸水性樹脂を使用し
てもよい。表面架橋処理を施す手段としては公知の手段
を採用すればよく、たとえば、多価金属塩、ポリエポキ
シ化合物、ポリアジリジニル化合物、ポリイソシアナー
ト化合物等の吸水性樹脂のカルボキシル基と容易に反応
する官能基を２個以上有する化合物を、水溶液として吸
水性樹脂に噴霧、滴下する方法等があげられる。吸水性
樹脂の表面を架橋処理する時期としては、水溶性アルカ
リ化合物により中和する前、もしくは中和する際、また
は中和した後のいづれの場合にも行うことができる。

【００１９】さらに必要により、本発明で使用する吸水
性樹脂または本発明の製造方法で得られた吸水性樹脂に
は、コロイダルシリカ、ホワイトカーボン、超微粒子状
シリカ等の二酸化ケイ素粉末、酸化チタン粉末等の無機
質粉末を混合してもなんら差障りはない。かかる無機質
粉末は水溶性アルカリ化合物を添加する際に同時に混合
してもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、加圧吸水性
の高い吸水性樹脂が得られるという顕著な効果を奏す
る。

【００２１】

【実施例】以下、実施例及び比較例をあげて、本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。

【００２２】実施例１（調整液Ａ）氷冷下、アクリル酸２００ｇ及び水２５１
ｇに水酸化ナトリウム８３ｇ（中和度７５モル％に相
当）を加えて中和した後、Ｎ，Ｎ’ーメチレンビスアク
リルアミド０．０２ｇを加えて溶解後、窒素ガスを吹き
込んで溶存酸素を追い出した。さらに、２，２’ーアゾ
ビス（Ｎ，Ｎ’ージメチレンイソブチルアミジン）２塩
酸塩０．０８ｇ及びｔ−ブチルパーオキサイド０．２ｇ
を加えて全モノマー濃度４６重量％の調整液Ａを得た。（調整液Ｂ）水１０ｇにポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル０．５ｇを溶解して調整液Ｂを得た。（吸水性樹脂の製造）調整液Ａ１００ｇに紫外線を光量
３６０ｍＪｏｕｌｅ／ｃｍ² となるよう、２分間照射
し、アクリル酸アルカリ金属塩系重合体架橋物の含水ゲ
ルを得た。この含水ゲルを切断し、１５０℃で４時間乾
燥後、粉砕して吸水性樹脂Ａ（中和度７５モル％）を得
た。得られた吸水性樹脂Ａ１００ｇに粉末状炭酸ナトリ
ウム３ｇ（吸水性樹脂の最終中和度が８０モル％になる
ような使用量）および超微粒子状シリカ０．５ｇを加
え、さらに撹拌下に調整液Ｂを滴下し、９５℃まで加温
した。１３０℃にて２時間乾燥後、吸水性樹脂Ｂ（中和
度８０モル％）を得た。

【００２３】実施例２実施例１において、粉末状炭酸ナトリウムの添加量を６
ｇ（吸水性樹脂の最終中和度が８５モル％になるような
使用量）に代えた他は、実施例１と同様にして吸水性樹
脂Ｂ（中和度８５モル％）を得た。

【００２４】実施例３実施例１において、調整液Ａの中和度を６５モル％に代
え、粉末状炭酸ナトリウムの添加量を１２ｇ（吸水性樹
脂の最終中和度が８０モル％になるような使用量）に代
えた他は、実施例１と同様にして吸水性樹脂Ｂ（中和度
８０モル％）を得た。

【００２５】実施例４実施例１で製造した吸水性樹脂Ａ（中和度７５モル％）
１００ｇに超微粒子状シリカ０．５ｇを加え、次いで撹
拌下に実施例１で調整した調整液Ｂおよび調整液Ｃ（水
５７ｇに粉末状炭酸ナトリウム３ｇ（吸水性樹脂の最終
中和度が８０モル％になるような使用量）を溶解した濃
度５重量％の溶液）を滴下し、９５℃まで加温した。１
３０℃にて２時間乾燥後、吸水性樹脂Ｂ（中和度８０モ
ル％）を得た。

【００２６】実施例５実施例４において、調整液Ｃとして水２７ｇに粉末状炭
酸ナトリウム３ｇを溶解した濃度１０重量％の溶液を使
用した他は、実施例４と同様にして吸水性樹脂Ｂ（中和
度８０モル％）を得た。

【００２７】実施例６実施例４において、調整液Ｃとして水１２ｇに粉末状炭
酸ナトリウム３ｇを溶解した濃度２０重量％の溶液を使
用した他は、実施例４と同様にして吸水性樹脂Ｂ（中和
度８０モル％）を得た。

【００２８】実施例７実施例４において、調整液Ｃとして水２０．３４ｇに水
酸化ナトリウム２．２６ｇ（吸水性樹脂の最終中和度が
８０モル％になるような使用量）を溶解した濃度１０重
量％の溶液を使用した他は、実施例４と同様にして吸水
性樹脂Ｂ（中和度８０モル％）を得た。

【００２９】実施例８実施例４において、調整液Ｃとして水１５．５１ｇに水
ガラス（ＳｉＯ₂ ／Ｎａ₂ Ｏ＝２／１）１０．３４ｇ
（吸水性樹脂の最終中和度が８０モル％になるような使
用量）を溶解した濃度２０重量％の溶液を使用した他
は、実施例４と同様にして吸水性樹脂Ｂ（中和度８０モ
ル％）を得た。

【００３０】実施例９実施例１で製造した吸水性樹脂Ａ（中和度７５モル％）
１００ｇに超微粒子状シリカ０．５ｇを加え、次いで実
施例１で調整した調整液Ｂを滴下した後、乾燥した。次
いで、撹拌下に調整液Ｃとして水１２ｇに粉末状炭酸ナ
トリウム３ｇ（吸水性樹脂の最終中和度が８０モル％に
なるような使用量）を溶解した濃度２０重量％の溶液を
滴下した。１３０℃にて２時間乾燥後、吸水性樹脂Ｂ
（中和度８０モル％）を得た。

【００３１】実施例１０実施例１において、粉末状炭酸ナトリウムの添加量を
０．１２ｇ（吸水性樹脂の最終中和度が７５．２モル％
になるような使用量）に代えた他は、実施例１と同様に
して吸水性樹脂Ｂ（中和度７５．２モル％）得た。

【００３２】比較例１実施例１において、粉末状炭酸ナトリウムを添加しなか
った他は実施例１と同様にして吸水性樹脂Ｂ（中和度７
５モル％）を得た。

【００３２】比較例２〜４比較例１において、調整液Ａの中和度を順に６０モル
％、８０モル％、８５モル％に代えた他は比較例１と同
様にして吸水性樹脂Ｂ（順に中和度が６０モル％、８０
モル％、８５モル％）を得た。

【００３３】実施例及び比較例で得られた吸水性樹脂Ａ
および吸水性樹脂Ｂの中和度、ならびに吸水性樹脂Ｂの
加圧吸水性およびゲル強度を調べた結果を表１に示す。

【００３４】（加圧吸水性）得られた吸水性樹脂０．５
ｇ上に２０ｇ／ｃｍ² の荷重となるように分銅を乗せ、
下部側より０．９％濃度の食塩水を連続的に接触させ、
３０分間吸水させた後に、吸水性樹脂の増加重量を測定
した値を２倍した値（ｇ／ｇ）を示す。

【００３５】（ゲル強度）１００ｍｌのビーカーに０．
９％濃度の食塩水５０ｇを入れ、撹拌下に得られた吸水
性樹脂２．０ｇを加えてゲル化させたゲルの強度を飯尾
電気（株）のネオカードメーターを用いて測定した値
（ｄｙｎ／ｃｍ² ）を示す。

【００３６】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大山洋司大阪市鶴見区鶴見１丁目１番９号荒川化学工業株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルボキシル基を有し且つカルボキシル
基の中和度が５０〜８５モル％の吸水性樹脂に、該吸水
性樹脂のカルボキシル基の中和度が５０．１〜９５モル
％となるような量の水溶性アルカリ化合物および水を加
え、該吸水性樹脂の未中和のカルボキシル基を中和する
ことを特徴とする吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２】吸水性樹脂がアクリル酸アルカリ金属塩
系重合体架橋物である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】中和度が５０〜８５モル％の吸水性樹脂
の未中和のカルボキシル基を水溶性アルカリ化合物によ
り中和する前に、もしくは中和する際に、または中和し
た後に、カルボキシル基と反応性を有する官能基を２個
以上有する化合物を加え、吸水性樹脂の表面を架橋処理
することを特徴とする請求項１または２記載の製造方
法。