JPS601204A - 高吸水性樹脂の製造法 - Google Patents

高吸水性樹脂の製造法

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JPS601204A
JPS601204A JP58110408A JP11040883A JPS601204A JP S601204 A JPS601204 A JP S601204A JP 58110408 A JP58110408 A JP 58110408A JP 11040883 A JP11040883 A JP 11040883A JP S601204 A JPS601204 A JP S601204A
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山崎 晴正
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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】 本発明は高吸水性樹脂の製造法に関17、更に畔しくは
耐塩性及び吸−水速度に優れた高吸水性樹脂の製造法に
関する。
従来、紙、パルプ、海綿等が吸水ない/保水材料として
、生理用ナプキン、紙オムツ等の衛生材料あるいは農業
分野に使用されてきたが、これらの材料は、その吸水能
力が低く、しかも一旦吸収された水も圧力が加われば、
そのかなりの部分がしぼり出されてしまう。
これらの材料に替わるものとして、近年デンプン−7ク
リロニトリルグラフト重合体の加水分解物、カルボキシ
メチルセルローズ架橋物、ポリエチレンオキシド部分架
橋物や、ポリアクリル酸塩部分架橋物、ビニルアルコー
ル−アクリル酸塩共重合体などの吸水材料が提案されて
いるが、いずれの場合も吸水能力が低かったり、たとえ
吸水性能が高くても吸水速度が遅いとか水への分散性が
悪いとかの欠点を有している。
本発明者らは、すでに吸水性能に優れた吸水材料を提案
しくM公明54−30710)、更に改良した吸水材料
についても提案してきたが(特開昭57−158209
.特開昭57−158210)、これらの吸水材料も高
分子電解質であるため、塩類溶液での性能が著しく低下
するという問題があった。この欠点が解決されれば生理
用ナプキン、紙おむつ、アンダーバット等の衛生材料を
はじめ、いろいろの用途に対して応用範囲が一段と広ま
ることは明らかであり、耐塩性に優れた鉄水材料の出現
が望まれている。 □ 本発明者らは、従来より知られている前記種々の吸水性
材料に比べて一段と優れた耐塩性おそび吸水速度を有す
る高吸水性樹脂を得るべく種々検討を行ない、水分含量
が10〜40重量%となる様に調整されたカルボキシル
基又はカルボキシレート基を有する親水性ポリマーの含
水物を架橋することによりその目的が達成されることを
見出し既に提案しているが(特願昭57−155097
)、更に一層の性能アップを図るべく鋭意研究し丈結果
、親、水性ポリマーとしてカルボキシル基又は/及びカ
ルボキシレート基を有する重合性モノマーを重合開始剤
とし【過硫酸塩とヒドロパーオキサイドを併用し重合又
は共重合して得られる親水性ポリマーを用いる場合は、
これを架橋して最終に得られる樹脂が耐塩性および吸水
速度において飛躍的に優れていることを見出し本発明を
完成(7た。
即ち、本発明は、カルボキシル基又は/及びカルボキシ
レート基を有する重合性モノマーを重合開始剤として過
硫酸塩とヒドロパーオキサイドを併用し重合または他の
モノマーと共重合して得られる親水性ポリマーをポリマ
ー中の含水量が10〜40重量%となる様に調整したの
ち、カルボキシル基又は/及びカルボキシレート基を反
応しうる2個以上の官能基を有する架橋剤で架橋せしめ
ることを特徴とする高吸水性樹脂の製造法を提供するも
のである。
以前から吸水性ポリマーの要求性能としCI)吸水鼠、
2)吸水速度、3)ゲル強度が挙げられているが、これ
らの性能の間には 正 の相関が認められており、従来の吸水性ポリマーはこれ
らのバランスの上に成立しているため、それぞれの性能
が若干犠牲になっていた。しかるに本発明の方法によれ
ばこれらの欠点を改良し、高吸水性ポリマーに賛求され
る諸性能を満足させる画助的な高吸水性樹脂を製造する
事が可能となる。
本発明の目的を達成させる為の重要な点はカルボキシル
基又は/及びカルボキシレート基を有する親水性ポリマ
ーを合成する除に重合開始剤として過硫酸塩とヒドロパ
ーオキサイドを併用すること及び生成した親水性ポリマ
ー中の含水量を10〜40重量%という特定範囲に調整
に したのち該ポリマ〕架橋反応を施す事である。
本発明におけるカルボキシル基又は/及びカルボキシレ
ート基を有するモノマーとしては7クリル酸又はその塩
、メタクリル酸又はその塩等を例示する事が出来、これ
らは本発明に好ましく使用できる。又これらにマレイン
酸、イタコン酸、アクリル1ミド、2−アクリルアミド
−2−メfルプロパンスルホンi、2−(メタ)7クリ
ロイルエタンスルホン酸、2−ヒドロキシエチル(メタ
)7クリレート等のコモノマーを吸水性ポリマーの性能
を低下させない範囲で共重合せしめる事ができる。
重合方法に関しては特に問うものでは無いが、本発明で
は生成した親水性ポリマー中の含水量を上記の如き特定
の範囲の量とする事を要件としているため、通常ポリマ
ーを合成後脱水工程を必要とする。このため作業性等か
ら見て逆相懸濁重合方法が望ましい。
本発明の方法に於て重要な事項は上記の如く重合時に重
合開始剤として過硫酸塩とヒドロパーオキシドを併用す
る事である。重合時に2種の開始剤を併用して高吸水性
ポリマーを得る方法は本発明者等が先に提案しているが
(特開昭56−161.408 )、この方法で得たポ
リマーは高吸水性であるものの吸水速度に劣るため生理
用ナプキン、紙オムツ等の衛生材料の用途に用いるには
大きな欠点を有し、実質上使用不可能でなる。しかるに
本発明では上記する様に生成した親水性ポリマーを特別
な条件下で架橋反応する事により高吸水性でしかも吸水
速度に優れたポリマーとすることが出来、上記欠点をも
解決できたのである。
本発明に使用される過硫酸塩としては過硫酸ナトリウム
、過硫酸カリリム、過硫酸アンモニウム等を挙げる事が
でき、ヒドロパーオキサイドとしては過酸化水素、t−
ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド
等を挙げる事が出来る。開始剤の使用量はモノマーに対
して過硫酸塩が0.01〜1重量%、ヒドロパーオキシ
ドが0.01〜2重量%の範囲であればいずれの組み合
わせでも良い。上記の如く本発明の第2の重要な事項は
架橋反応を親水性ポリマー中の含水量が特定範囲(10
〜40重量%)となるa!調整して1行なり事である。
従来重合後に架橋反応を行なわしめる吸水性ポリマーの
製造法は公知であり、例えば特開昭57−44627号
公報にはポリアクリル酸塩を水と親水性有機溶剤との混
合溶剤中で架橋する方法が記載され【おり、特公昭57
−28505号公報にはポリアクリル酸(又はその塩)
を水の存在下で架橋する方法が記載されている。しかし
ながら、これらの含水ポリマー中の水分含量は50重量
%以上、特に後者は水分含量が70重重さ以上であり、
この様な水分含量では本発明δ効果は達成されない。
通常、親水性ポリマーはモノマー績度45重量%以下、
即ち水分含fjk55重量%以上の水溶液中で重合して
得られる。従って本発明の奥施にあたっては、通常の方
法で得られた親水性ポ。
リフ−中の含水量をコントロールする必要がある。
本発明によればこの含水量は10〜40重量%(対親水
性ポリマー含水物の全屈)の範囲であり、更に好ましく
は15〜35′s、ii%である。
親水性ポリマー中の含水量が上記範囲を外れた場合には
、吸水量及び/又は吸水速度が劣り、本発明の効果が得
られない。
一本発明に用いられる架橋剤は、カルボキシル基(又は
カルボキシレート基]と反応しうる官能基を2個以上有
する化合物であればいずれでも良い。かかる架橋剤とし
ては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル
、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリ
セリントリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエー
テル、エピクロルヒドリン、α−メチルクロルヒドリン
等のハロエポキシ化合物、ゲルタールアルデヒド、グリ
オキザール等のポリアルデヒド、グリセリン、ペンタエ
リスリトール、エチレングリコール尋のポリオール及び
エチレンジアミン等のポリアミン類を挙げる事が出来る
。望ましくはエチレングリコールジグリシジルエーテル
等のポリグリシジルエーテルである。
架橋剤の添加量は架橋剤の種類及び重合体の種類に依っ
ても異なるが、通常重合体に対して0.01〜5.0重
量%が適切な範囲である。架橋剤の添加量が0.01重
量%より少ない場合には添加効果が十分発現せず、反対
に5.O]t’JfL%よりも多い場合には架橋密度が
高くなり吸水量の低下をまねく結果となり、本発明の意
図する所ではない。重合方法に逆相懸濁重合方法を採用
する場合の保護コロイドとしてンルビタンモノステ7レ
ート、ソルビタンモノラウレート等のソルビタン脂肪酸
エステル及び高分子分散剤としてエチルセルロース、ベ
ンジルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース
等のセルロースエーテル、セルロースアセテート、セル
ロースブチレート、セルロースブチレートフチレ−)等
+7)セルロースエステル、マレイン化ポリブタジェン
、マレイン化ポリエチレン、マレイン化α−オレフィン
等を挙げる事が出来る。
本発明の方法を用いる事により耐塩性及び吸水速度に優
れた吸水材料を得ることが可能となり、農業用保水剤及
び衛生材料用吸水剤とじて使用するに非常に有利である
。本発明の方法により得られた高吸水性樹脂は特に多量
の尿をすみやかに吸収しなくてはいけない紙オムツの分
野及び血液を吸収しなくてはいけない生理用ナプキンの
分野で有利に用いることができ、■もれ−や1不快感5
を残すことがなくなる事を可能とし得る。
以下実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明す
るが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
尚、以下の実施例及び比較例における吸水量とは次の操
作によってめられる値である。即ちポリマー約1gを大
過剰の生理食塩水中に分散し、充分膨潤させ、ついで8
0メツシユの金網でr過し、得られた膨灼ポリマー重量
(W)を測定し、この値を初めのポリマー重tij:(
No) テ割って得られる値である。
つまり吸水量(,9/、9)=w/w、)とした。
又吸水速度はポリマー0.6gが10分間に吸収した生
理食塩水の値でもって表わした。
実施例1〜3 攪拌機、還流冷却器、滴下r斗及び窒素ガス導入管を付
した5 00 WTtの4つ口丸底フラスコにシクロヘ
キサン2 S o me、エチルセルロースN−100
1,0Iiを仕込み75℃まで昇温した。別に三角フラ
スコ中でアクリル酸30Iを25.6重量%苛性ソーダ
水溶液52.49で中和した。モノマー水溶液中のモノ
マー濃度は45重最軽(水分量55 重i%)となった
。ついで過硫酸カリウム0.1gと、更に30重量%過
酸化水素水口、06.9 、0.1..9 、0.18
 #をそれぞれ加え【溶解した。このモノマー水溶液を
上記の4つ目フラスコに窒素雰囲気下に1.5時間かか
つて滴下重合した後70°〜75℃で0.5時間保持し
重合を完了させた。この後共沸脱水によりシクロヘキサ
ン中に懸濁しているポリマー中の水分量を25重量%、
20重量%、15重重景にそれぞれコントロールした。
この後それぞれにエチレングリコールジグリシジルエー
テル0.02 、fを水1rn/に溶解した水溶液を7
3℃で添加し、−この温度に2時間保持した後シクロヘ
キサンを除去し、ポリマーを806〜100℃で減圧下
に乾燥し吸水ポリマーを得た。
実施例−4 実施例−1に準じて重合を行なった。但しエチルセルロ
ースN−100の代わりにマレイン酸変性ポリエチレン
ワックス(三井石油化学工業(株)製H1−wax 1
105 A分子量1,400、密度0.94、酸価60
 ) 1.8.9を用い、更に過酸化水素の代わりに7
0重量%t−ブチルハイドロパーオキシド0.2.9を
用いた。重合終了後共沸脱水によりポリマー中の水分量
を20重量%にコントロールしたのち、グリセリンジグ
リシジルエーテル0.0511を水1 mlに溶解した
水溶液を73℃で添加し、この温度に3時間保持しり後
、シクロヘキサンを除去し、ポリマーを80°〜100
℃で減圧下に乾燥し吸水ポリマーを得た。
実施例−5 実施例−1の仕込み処法の内、モノマー水溶液中のモノ
マー濃度を35重最頻とし、更にN、N’−メチレンビ
スアクリル7ミド0.0051を追加溶解した以外実施
例−1と同様にして吸水ポリマーを得た。
実施例−6 実施例−1の仕込み処法の内溶剤をノルマルヘキサント
シ、エチルセルロースN−100(7)代わりにンルビ
タンモノステ7レート1.8gを用いた以外、実施例−
1と同様にして吸水ポリマーを得た。
実施例−7 アクリル酸3011を水39gに溶解した苛性ソーダ1
3.4.9で中和し、モノマー水溶液中のモノマー濃度
が45重重景となった。更に過硫酸ソーダ0.1g、3
0重量%過酸化水素0.03Iを加えて溶解した。この
モノマー水溶液を2枚のテフロン板の間に流し込み薄膜
状にして65℃、3時間保持し、重合した。生成したポ
リマーゲルを2鱈片に切断した後、熱風乾燥機で水分含
量が28重重景になるまで乾燥した。
該ポリマーをニーグーに入れ、これにエチレンクリコー
ルジグリシジルエーテル0.03 Fを水1 mlに溶
解した水溶液を噴霧し、70℃、1時間保持した後、7
0℃〜80℃で減圧乾燥し、生成したポリマーを粉砕し
て中心粒径100〜250μmの吸水ポリマーを得た。
比較例−1 実施例−1に準じて重合を行なった。但し30重量%過
酸化水素を添加せずに実施例−1と同様の操作を行ない
吸水ポリマーを得た。
比較例−2 実施例−1に準じて重合を行なった。但し、エチレンク
リコールジグリシジルエーテル0.02gをモノマー水
溶液に添加し、重合と同時に架橋反応を行なった。
重合終了後、シクロヘキサンを除去し、ポリマーを80
@−100℃で減圧下に乾燥し、吸水ポリマーを得た。
比較例−5 実施例−1における仕込み処法の内、重合開始剤を過硫
酸カリウム0.1gと過硫酸アンモニウム0.09 g
とし゛だ以外、実施例−1と同様にして吸水ポリマーを
得た。
実施例1〜6および比較例1〜3で得られた各吸水ポリ
1−の吸水量および吸水速度を表−1に示した。
表−1から本発明により得られるポリマーがいかに耐塩
性および吸水速度に優れた吸収性能を示すかが明らかで
ある。
表−1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 カルボキシル基又は/及びカルボキシレート基を有
    する重合性モノマーを、重合開始剤として過硫酸塩とヒ
    ドロパーオキサイドを併用し重合または共重合して得ら
    れる親水性ポリマーを、ポリマー中の含水量が10〜4
    0重量%となる様に調整したのち、カルボキシレートル
    ホン 2個以上の官能基を有する架橋剤で架橋せしめることを
    特徴とする高吸水性樹脂の製造法。 2 親水性ポリマーがアクリル酸又はアクリル酸アルカ
    リ金属塩の重合体又は共重合体である特許請求の範囲第
    1項記載の高吸水性樹脂の製造法。 五 架橋剤がポリグリシジルエーテルである特許請求の
    範囲第1項記載の高吸水性樹脂の製造法。
JP58110408A 1982-09-02 1983-06-20 高吸水性樹脂の製造法 Granted JPS601204A (ja)

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GB08322850A GB2126591B (en) 1982-09-02 1983-08-25 Process for producing highly water absorptive polymer
US06/527,134 US4497930A (en) 1982-09-02 1983-08-26 Process for producing highly water absorptive polymer
ES525269A ES525269A0 (es) 1982-09-02 1983-08-31 Un procedimiento para producir un polimero superabsorbente de agua
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