JPS58154708A - 高吸水性樹脂の製造方法 - 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】 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
脂の製造方法に関する。

従来、水を吸収し保持するものとしてはパルプ製品が使
われて米た。しかしなから、パルプの吸水量は自重の１
０倍稈に必要とし、大変かさ高いものとなってしまい、
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
吸水性樹脂の開発か種々なされて来た。この高吸水性樹
ｌＩトは自重の数百倍の水を吸収、保持し、しかも、吸
水した状聾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、微生物の借地、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、澱粉クラフト重合体（特公昭５
３−４６１９９）セルロース変成物（特開昭５Ｏ−８０
３７６）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々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〜ｔｏｏ　：ｏ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０．００５〜０．０
５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重量部のメチルセルロース（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
樹脂の製造方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畷
、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′低下し工しまう。

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、メチル
セルロース（Ｃ）を必須成分として共存させることであ
る。重合時にメチルセルロース（Ｃ）を共存させること
によっ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
、メチルセルロース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。

共存させるメチルセルロースの量は、アクリル酸とアク
リルアミド１００重１部に対し０．５〜１０重篭部の範
囲が好ましく、この範囲外では吸水能の向、トが期待で
きない、メチルセルロースの置換度については、特に限
定するものではないが、通常市販されている置換度１．
６〜２．０の物で充分である。

重合にあたってはメチルセルロースを所定量、単衆体水
溶液に均一に分散あるいは溶解させておけばよい。

本発明品を重合するにあたって開始剤は一般的に使用さ
れているレドックス系、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（
１゜また重合濃度に関しては、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
け高濃度で行う方カイ有利である。例えば、７０％程度
の高濃度水溶液で重合を行し）発生する重合熱によって
水分を蒸発させてしまし）、そのまま乾燥り稈を経ずに
直接粉砕工程へ持って行４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４こよって重合を開始さ
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（、特に限定されるもので１よなし
）。

次に本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明する力
Ｓ、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例も二
制約されるものではない。

実施例１ アクリル酸５２７ｇとアクリルアミド１７．３　ｇ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
番こ、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアク・リルアミドを０．０
０７，９加え、さら番こ、メチルセルロースを２．５ｇ
加えて攪拌して均一にした。

次に開始剤として、２．２′−アゾヒスイソブチロニト
リＪし０．７Ｓを溶解したアセトン溶液を１ＱｃＣ加え
た。この溶液を８０℃の恒温水槽で加温された箱型容器
（テフロノ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
る重合熱によって水分が蒸発し、含水率の非常に低し）
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４９．２．！９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
蚤こメチルセルロースを５９加えて攪拌して均一にした
。次に開始剤と、して２．２′−アノビス（２−アミジ
ノプロパン）ハイドロクロライド０７ｇを５９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って水分が蒸発し、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４０．８　ｆｌを加えて、アクリル酸の７５
モル％を中和した。これにＮ、Ｎ−メチレノビスアクリ
ルアミドを０．００７１１加え、さらにメチルセルロー
スを２、Ｏｇ加えて攪拌して均一にした。次に開始剤と
して、２．２′−アゾビスイソブチロニトリル０７ｇを
溶解したアセトン溶液を１Ｑｃｃ加えた。この溶液を８
０℃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って水分が蒸発し、
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に於いてメチルセルロース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に於いてメチルセルロース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に於いてメチルセルロースを加えずに、そノ他
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
工程を経ずに直接枠棒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っ
た。

蒸留水２１に対して高吸水性樹脂の粉末（２０〜４０ｍ
ｅｓｈ）１１１を攪拌しながら加え、１時間放置した後
、１００　ｍｅｓｈのふるいを用いて沢過し、ｒ液量か
ら吸水量をＭ１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Ｉｔ）によって表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１　吸水性能（吸水倍率）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクリル酸とアクリルアミドをモル比で７０：３０〜１
   ００：０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−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重量部のメ
   チルセルロース′（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造り法