明 細 書
親水性重合体の変性方法並びに親水性樹脂の製造方法 技術分野
本発明は、 親水性重合体の変性方法並びに親水性樹脂の製造方法に関 するものである。 さ らに詳しく は、 例えば、 吸水性樹脂に架橋処理を施 す等、 親水性重合体を均一に変性させるこ とにより、 吸水特性等の種々 の物性に優れる親水性樹脂を製造する方法に関するものである。 背景技術
近年、 紙ォムッや生理用ナプキン、 いわゆる失禁パッ ト等の衛生材料 には、 その構成材として、 体液を吸収させるこ とを目的とする吸水性榭 脂が幅広く 利用されている。 また、 吸水性樹脂は、 例えば、 保水を目的 とする土壌保水材や、 食品等から生じる ドリ ップを吸収させるこ とを目 的とする ドリ ップ吸収材等の構成材として、 衛生材料のみならず、 広 囲の用途に利用されている。
上記の吸水性樹脂としては、 例えば、 ポリアク リ ル酸部分中和物架橋 体、 澱粉一アク リ ロニ ト リルグラフ ト重合体の加水分解物、 澱粉—ァク リル酸グラフ ト重合体の中和物、 酢酸ビニルーアク リル酸エステル共重 合体のケン化物、 アク リ ロニ ト リル共重合体若しく はアク リ ルア ミ ド共 重合体の加水分解物またはこれらの架橋体、 カチオン性モノマーの架橋 体等が知られている。
上記の吸水性樹脂が備えるべき特性としては、 体液等の水性液体に接
した際の高い吸収倍率や、 優れた吸収速度、 通液性、 膨潤ゲルのゲル強 度、 水性液体を含んだ基材から水を吸い上げる吸引力等が挙げられる。 しかしながら、 これら特性同士は、 必ずしも正の相闆閬係を示さない。 例えば、 吸収倍率が高く なる と、 吸収速度や通液性、 ゲル強度等は低く なる。 そこで、 従来より、 上記諸特性のバラ ンスを良好な伏態にする ( 改良する) と共に、 吸水特性の向上を目的として、 該吸水性樹脂に架橋 剤 (変性剤) を用いて架橋処理 (二次架橋処理) を施すこ とが行われて いる。
吸水性樹脂に二次架橋構造を導入する方法としては、 溶媒を用いて吸 水性樹脂を膨潤させた膨濶液、 または、 分散媒を用いて吸水性樹脂を分 散させた分散液に、 架橋剤またはその溶液を添加 · 混合するこ とにより、 吸水性樹脂と架橋剤とをいわゆる固体 -液体系で反応させる方法が採用 されている。 尚、 上記溶媒や分散媒としては、 例えば、 水、 アルコール 等の親水性の化合物が用いられている。
このよ うに架橋剤を用いて吸水性樹脂に二次架橋構造を導入する方法 としては、 具体的には、 例えば、 多価アルコールを用いる方法 (特開昭 5 8 - 1 8 0 2 3 3号公報、 特開昭 6 1 - 1 6 9 0 3号公報) 、 多価グ リ シジル化合物や多価ァジ リ ジン化合物、 多価ァ ミ ン、 多価イ ソ シァネ ー トを用いる方法 (特開昭 5 9 — 1 8 9 1 0 3号公報) 、 グリオキサ一 ルを用いる方法 (特開昭 5 2— 1 1 7 3 9 3号公報) 、 多価金属化合物 を用いる方法 (特開昭 5 1 — 1 3 6 5 8 8号公報、 特開昭 6 1 — 2 5 7 2 3 5号公報、 特開昭 6 2— 7 7 4 5号公報) 、 シランカ ツブリ ング剤 を用いる方法 (特開昭 6 1 — 2 1 1 3 0 5号公報、 特開昭 6 1 — 2 5 2 2 1 2号公報、 特開昭 6 1 — 2 6 4 0 0 6号公報) 、 エポキシ化合物と
ヒ ドロキシ化合物とを用いる方法 (特開平 2 — 1 3 2 1 0 3号公報) 、 アルキレ ンカーボネー トを用いる方法 ( ドイツ特許第 4 . 0 2 0 . 7 8 0号) 等の種々の方法が提案されている。
また、 吸水性樹脂の表面近傍を均一に架橋するために、 架橋剤を吸水 性樹脂表面により一層均一に分布させる方法も種々提案されている。 例 えば、 架撟剤を吸水性樹脂に添加する際に、 不活性な無機粉末を共存さ せる方法 (特開昭 6 0 - 1 6 3 9 5 6号公報、 特開昭 6 0 - 2 5 5 8 1 4号公報) 、 二価アルコールを共存させる方法 (特開平 1 一 2 9 2 0 0 4号公報) 、 エーテル化合物を共存させる方法 (特開平 2 - 1 5 3 9 0 3号公報) 、 一価アルコールのアルキレ ンォキシ ド付加物や、 有機酸塩、 ラ クタム等を共存させる方法 (欧州特許第 5 5 5 , 6 9 2号) 等が挙げ られる。
しかしながら、 上記従来の方法は、 以下に示すような種々の問題点を 有している。 即ち、 上記従来の方法は、 吸水性樹脂と架橋剤とを反応さ せる際に溶媒や分散媒を用いるので、 反応後、 これら溶媒や分散媒を除 去する除去工程や乾燥工程等の後処理工程が必要となつている。 このた め、 吸水性樹脂に二次架橋構造を導入する作業工程が煩雑となっている。 また、 反応後の吸水性樹脂に架橋剤、 並びに、 溶媒や分散媒が残留する おそれがあるので、 安全性に劣る場合がある。 さらに、 反応後、 過剰の 架橋剤を除去 · 回収することが困難である。
その上、 例えば、 吸水性樹脂がいわゆる微粉末状である場合には、 溶 媒ゃ分散媒に吸水性樹脂を混合すると、 ダマが生成し、 該吸水性樹脂を 充分にかつ均一に膨潤または分散させることができない。 従って、 吸水 性樹脂の大きさや形伏によっては、 該吸水性樹脂に均一に二次架橋構造
を導入するこ とができない。 また、 吸水性樹脂を充分にかつ均一に膨潤 または分散させるには、 膨潤液や分散液を比較的激しく攪拌しなければ ならないので、 反応後の表面が破 ¾される等の物理的ダメージを吸水性 樹脂が受け易い。 尚、 ダマとは、 拉子が凝集して塊状となっている状態 を示す。
また、 吸水性樹脂の架橋処理の度合い、 例えば、 架橋密度や架橋深度 を比較的大き く する際には、 溶媒や分散媒を比較的多量に用いなければ ならないので、 吸水性樹脂と架橋剤とを効率的に反応させるこ とができ ない。 また、 溶媒や分散媒を比較的多量に用いると、 ダマが生成し易く なると共に、 後処理工程のエネルギーコス トが嵩む。
さ らに、 上記従来の方法は、 吸水性樹脂が備えるべき諸特性のバラ ン スを、 或る程度良好な状態にする (改良する) こ とはできるものの、 実 用的に充分なバランスにまで改良するこ とができるとは言い難い。 例え ば、 近年、 衛生材料においては、 吸水性樹脂の使用量が多く なる一方、 薄型化が図られる傾向にある。 ところが、 該衛生材料の構成材、 つま り 吸収体に使用される吸水性樹脂に所望される諸特性を考慮した場合には、 上記従来の方法では、 実用的なバラ ンスを得ることができない。 従って、 諸特性のバラ ンスを実用的に充分な状態にまで改良するこ とができる方 法、 即ち、 吸水性樹脂の更なる高品質化を達成するこ とができる方法が 求められている。
例えば、 吸水性樹脂を多量に、 つまり高饞度に含有する吸収体におい て、 該吸水性樹脂に一般的に所望される特性としては、 加圧下での吸収 倍率や保水能等の、 加圧下での吸収特性、 或いは、 特開平 5 — 9 6 1 5 9号公報にて提案されている、 吸水性樹脂粒子間の吸水時における結合
性や保形性、 吸永性樹脂およびセルロース織維等で構成される吸収体の 吸水時における結合性や保形性、 等が挙げられる。 ところが、 加圧下で の吸収特性を更に向上させるには、 上記従来の方法では不充分である。 また、 上記特開平 5 - 9 6 1 5 9号公報に記載されている方法を採用す ると、 吸水時において吸収体から吸水性樹脂が脱落するこ とや、 該吸収 体内を吸水性樹脂が移動すること等の不都合を抑制することができるも のの、 該吸水性樹脂の種類によっては、 加圧下での吸収倍率が向上し難 い。 さらに、 吸水性樹脂を製造した後、 該吸水性樹脂を使用するまでの 期間中に、 吸水性樹脂が備えていた結合性が経時変化によって低下する という問題点も有している。
従って、 上記従来の方法では、 吸水性樹脂と架橋剤との反応、 つま り. 親水性重合体と変性剤との反応において、 上記種々の問題点を招来する < 発明の開示
本発明は、 上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、 その目的は, 上記種々の問題点を招来しない親水性重合体の新規な変性方法を提供す ることにある。 また、 本発明の目的は、 上記種々の問題点を招来しない 峩水性樹脂の新規な製造方法を提供するこ とにある。
さらに、 本発明の他の目的は、 加圧下での吸収倍率や保水能等の、 加 圧下での吸収特性に優れ、 かつ、 例えば、 衛生材料等に用いる場合にお いて、 親水性重合体の重量% (樹脂饞度) を高く しても優れた性能 (吸 収特性) を示すこ とができる親水性樹脂の製造方法を提供するこ とにあ る
そして、 本発明のさらに他の目的は、 加圧下での吸収特性に優れ、 吸
水時において吸収体からの親水性重合体の脱落が起こ り難く、 かつ、 製 造後、 使用するまでの期間中に、 その結合性が経時的に変化しない親水 性樹脂の製造方法を提供することにある。
本願発明者等は、 上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、 変性剤 をガス状にし、 該ガス状の変性剤を用いて親水性重合体を変性すること により、 上記種々の問題点を招来することなく、 親水性重合体を簡単か つ容易に、 しかも均一に変性することができることを見い出して本発明 を完成するに至った。 また、 本願発明者等は、 上記親水性重合体とガス 伏の変性剤とを反応させることにより、 親水性樹脂を簡単かつ容易に製 造するこ とができるこ ともまた見いだした。 さらに、 本願究明者等は、 親水性重合体を、 液状変性剤を粉体化した粉体化変性剤で変性すること により、 親水性樹脂を簡単かつ容易に製造することができるこ ともまた 見いだした。
即ち、 本発明の親水性重合体の変性方法は、 上記の課題を解決するた めに、 親水性重合体をガス状の変性剤で変性するこ とを特徴としている。 上記の第一の変性方法によれば、 ガス状の変性剤で親水性重合体を変 性するので、 親水性童合体と変性剤とをいわゆる固体 -液体系で反応さ せる場合と比較して親水性重合体を簡単かつ容易に、 しかも均一に変性 するこ とができる ό また、 従来の方法では必要であった溶媒や分散媒が 不用となる。 従って、 従来の方法と比較して、 溶媒や分散媒の除去工程 や乾燥工程等の後処理工程を必要としないので、 上記変性の作業工程が 簡単化され、 かつ、 コス トが掛からない。 また、 変性後の親水性重合体 に変性剤、 並びに、 溶媒や分散媒が残留するこ とがないので、 安全性に 優れる。 さらに、 ガス状の変性剤で変性するので、 親水性重合体と変性
剤とを効率的に反応させるこ とができると共に、 変性後、 過剰の変性剤 を極めて簡単かつ容易に除去 · 回収するこ とができ、 また、 回収した変 性剤の再利用を容易に図ることができる。
その上、 ガス状の変性剤で変性するので、 親水性童合体の大きさ、 形 状に関わらず、 均一に変性することができる。 従って、 例えば、 シー ト 状、 フィ ルム状、 板状、 ブロ ッ ク伏等、 従来の方法では対応できない形 状の親水性重合体や、 多孔質の親水性重合体であっても変性することが できる。 また、 例えば、 いわゆる微粉末状の親水性重合体であっても変 性するこ とができる。 即ち、 変性すべき親水性重合体の形伏並びに大き さを問わない。 さらに、 変性後の表面が破壊される等の物理的ダメージ を親水性重合体が受けるこ ともない。
そして、 変性剤が架撟剤である場合には、 親水性重合体に架橋処理を 施すこ とができる。 また、 親水性重合体が吸水性樹脂である場合には、 その吸水特性等の諸特性を変性によつて向上させることができる。
本発明の親水性樹脂の製造方法は、 上記の課題を解決するために、 親 水性重合体とガス状の変性剤とを反応させるこ とを特徴と している。 上記の構成によれば、 親水性重合体とガス状の変性剤とを反応させる ので、 従来の方法では必要であった溶媒や分散媒が不用となる。 従って、 従来の方法と比較して、 除去工程や乾燥工程等の後処理工程を必要とし ないので、 上記反応の作業工程が簡単化され、 かつ、 コス トが掛からな い。 また、 反応生成物として得られる親水性樹脂に変性剤、 並びに、 溶 媒ゃ分散媒が残留するこ とがないので、 安全性に優れる。 さ らに、 ガス 状の変性剤と反応させるので、 親水性重合体と変性剤とを効率的に反応 させるこ とができると共に、 反応後、 過剰の変性剤を極めて簡単かつ容
易に除去 · 回収することができ、 また、 回収した変性剤の再利用を容易 に図るこ とができる。 これにより、 親水性樹脂を簡単かつ容易に製造す るこ とができる。
また、 本発明の親水性樹脂の他の製造方法は、 上記の課題を解決する ために、 親水性重合体と、 液状変性剤を粉体化した粉体化変性剤とを混 合するこ とを特徴としている。 液状変性剤を粉体化する方法と しては、 例えば、 液状変性剂を水不溶性化合物と混合する方法 ; 液状変性剤を融 点以下に冷却する方法 ; 等が挙げられる。
従来の方法においては、 親水性重合体を変性する場合、 例えば吸水性 樹脂を架橋剤を用いて表面架橋処理する場合には、 架橋剤単体若しく は その水性液を吸水性樹脂に混合する。 通常、 該架橋剤は常温で液体状で あり、 架橋剤と吸水性樹脂との親和性が高い。 このため、 両者を混合す ると直ちに、 架橋剤が吸水性樹脂に吸収されたり、 或いは、 架橋剤と吸 水性樹脂との反応が開始されたりする。 従うて、 架橋剤を吸水性樹脂表 面に均一に分布させるこ とが困難であるので、 表面架橋処理を均一に行 う ことが困難である。
これに対し、 本発明にかかる親水性樹脂の製造方法によれば、 液状変 性剤を粉体化した後、 該粉体化により得られた粉体化変性剤を親水性重 合体と混合するこ とで、 液状変性剤を、 実質的に固体状態で親水性重合 体と混合するこ とができる。 従って、 上記の親水性樹脂の製造方法によ れば、 液状変性剤と親水性重合体とを混合する場合と比較して、 親水性 重合体と、 液状変性剤、 即ち粉体化変性剤とを均一に混合することがで きる。 また、 本発明の親水性樹脂の製造方法によれば、 液状変性剤を、 粉体化するこ とにより粉体化変性剤と して用いているので、 親水性重合
体と粉体化変性剤とを混合しても、 直ぐには液状変性剤が親水性重合体 に吸収されたり、 或いは、 液状変性剤中に含まれる変性剤と親水性重合 体との反応が開始されたりするこ とはない。 上記親水性重合体の変性は, 上記親水性重合体および粉体化変性剤からなる混合物に、 例えば水性液 体を吸収させた時点、 或いは加熱した時点で行われる。 従って、 本発明 の親水性樹脂の製造方法によれば、 親水性重合体と粉体化変性剤とを均 一に混合することができるので、 親水性重合体を均一に変性することが できると共に、 該変性の時期をコン トロールすることができる。
従って、 上記の方法によれば、 親水性重合体の均一な変性が可能で、 しかも、 諸特性のバラ ンスに優れた親水性樹脂を容易に得るこ とができ る。
以下に本尧明をさらに詳しく説明する。
本発明では、 親水性重合体を均一に変性するために、 親水性重合体を. ガス状の変性剤、 あるいは、 液状変性剤を粉体化した粉体化変性剤を用 いて変性する。 尚、 本発明において変性とは、 親水性重合体と変性剤と を接触、 反応させるこ とにより、 親水性重合体の構造や物性を変化させ るこ とを示す。 具体的には、 変性とは、 例えば、 架橋処理 (二次架橋処 理) 等を示す。 また、 親水性重合体と変性剤との反応としては、 具体的 には、 例えば、 架檎反応、 付加反応、 置換反応、 エステル化反応等を示 す。
本発明にかかる変性方法並びに製造方法によって変性 (以下、 処理と 称する) することができる親水性重合体は、 特に限定されるものではな く、 反応性基 (官能基) を有し、 固体状またはゲル状であればよい。 上 記の反応性基としては、 カルボキシル基が特に好ま しい。 また、 親水性
重合体は、 内部に架橋構造を有するこ とが好ま しい。 該親水性重合体と しては、 具体的には、 内部に架橋構造を有し、 かつ、 部分的に中和され たポリ (メタ) アク リル酸、 例えば、 吸水性樹脂が举げられる。
上記の親水性重合体は、 例えば、 アク リ ル酸またはその塩 (以下、 ァ ク リ ル酸 (塩) と記す) を主成分とする単量体組成物を重合するこ とに より得られる。 該親水性 fi合体としては、 具体的には、 例えば、 ポリア ク リ ル酸部分中和物架橋体 (米国特許第 4 , 6 2 5 , 0 0 1号、 米国特 許第 4. 6 5 4 , 0 3 9号、 米国特許第 5. 2 5 0 , 6 4 0号、 米国特 許第 5 , 2 7 5. 7 7 3号、 欧州特許第 4 5 6 , 】 3 6号等) 、 デンプ ンーァク リ ロ二 ト リルグラフ ト重合体の加水分解物、 デンプンーァク リ ル酸グラフ ト重合体の中和物または部分中和物架橋体 (米国特許第 4 , 0 7 6. 6 6 3号) 、 酢酸ビニルーァク リル酸共重合体のゲン化物 (米 国特許第 4. 1 2 4 , 7 4 8号) 、 St酸ビニル—ァク リル酸エステル共 重合体のケン化物、 アク リ ロニ ト リル (共) 重合体の加水分解物 (米国 特許第 3 , 9 3 5 , 0 9 9号) またはこれらの架橋体、 アク リ ルア ミ ド 共重合体の加水分解物 (米国特許第 3 , 9 5 9. 5 6 9号) またはこれ らの架橋体、 カルボキンメチルセルロースの架橋体、 カチオン性モノマ 一の架檎体、 イ ソプチレ ン—無水マレイ ン酸共重合架橋体、 2 —ァク リ ルァ ミ ドー 2—メチルプロパンスルホン酸とァク リル酸との共重合架橋 体、 ボリエチレンォキシ ド架橋体、 メ トキシボリエチレングリ コールと アク リル酸との共重合架橋体等の、 公知の吸水性樹脂が挙げられる。 こ れら例示の親水性重合体のうち、 ボリァク リル酸 (塩) の架橋体がより 好ま しい。 ボリァク リ ル酸 (塩) の架橋体は、 該架橋体が有する酸基が 5 0モル%〜 9 0モル%の$5囲内で中和されていることが好ま しい。 ま
た、 塩と しては、 アルカ リ 金属塩、 アルカ リ 土類金属塩、 ア ンモニゥム 塩、 ヒ ドロキシア ンモニゥム塩、 ア ミ ン塩、 アルキルア ミ ン塩等が好ま しい。
上記の単量体組成物は、 アク リ ル酸 (塩) の他に、 必要に応じて、 該 ア ク リ ル酸 (塩) と共重合可能な親水性単量体を含んでいてもよい。 上 記親水性単量体と しては、 具体的には、 例えば、 メ タ ク リ ル酸、 ク ロ 卜 ン酸、 (無水) マ レイ ン酸、 フマル酸、 ィ タ コ ン酸、 ゲイ皮酸、 ソルビ ン酸、 —ァ ク リ ロイルォキシブロ ピオン酸、 2 — (メ タ) ァク リ ロイ ルェ夕 ンスルホン酸、 2 - (メ タ) ァ ク リ ロイルプロノ、'ンスルホン酸、 2 — (メ タ) ア ク リ ルア ミ ド一 2 — メチルブロ ノくンスルホ ン酸、 ビニル スルホン酸、 スチ レ ンスルホン酸、 了 リ ルスルホン酸、 ビニルホスホン 酸、 2 — (メ タ) ァ ク リ ロイルォキシェチルリ ン酸等のァニォ ン性不飽 和単量体、 および、 これらの塩 (例えばアルカ リ金属塩やアルカ リ土類 金属塩、 ア ンモニゥム塩、 アルキルア ミ ン塩) ;
ア ク リ ルア ミ ド、 メ 夕 ク リ ルア ミ ド、 N—ェチル (メ タ) ア ク リ ルア ミ ド、 N— n —プロ ビル (メ タ) ア ク リ ルア ミ ド、 N—イ ソプロ ビル (メ 夕) アク リ ルア ミ ド、 N . N— ジメチル (メ タ) ア ク リ ルア ミ ド、 2 — ヒ ドロキンェチル (メ タ) ァ ク リ レー ト、 2 — ヒ ドロキンプロ ビル (メ 夕) ァ ク リ レー ト、 メ トキシポリ エチ レ ングリ コール (メ タ) ァ ク リ レ ー ト、 ポリ エチ レ ングリ コールモノ (メ タ) アタ リ レー ト、 ビニルピリ ジン、 N— ビニルピロ リ ドン、 N—ァ ク リ ロイルビペリ ジン、 N—ァク リ ロイルピロ リ ジン等のノニォン性不飽和単量体 ;
N , N— ジメチルア ミ ノ エチル (メ タ) ァ ク リ レー ト、 N , N—ジェチ ルア ミ ノエチル (メ タ) ァ ク リ レー ト、 N , N— ジメ チルァ ミ ノ プロ ピ
ル (メ タ) ア タ リ レー ト、 N , N —ジメチルア ミ ノ ブ口 ピル (メ タ) ァ ク リルア ミ ド等のカチオン性不飽和単量体、 および、 これらの四极化物 (例えば、 アルキルハライ ドとの反応物、 ジアルキル硫酸との反応物等) ; 等が挙げられる。 これら親水性単量体は、 単独で用いてもよ く、 また、 二 ¾類以上を併用 してもよい。
単量体組成物がァク リ ル酸 (塩) を主成分として含む場合において、 該アク リ ル酸 (塩) 以外の ¾水性単畺体の使用量は、 単量体組成物全体 の 5 0 モル%未満が好ま しく、 3 0 モル%以下がより好ま しく、 1 0 モ ル%以下が特に好ま しい。
上記の単量体組成物を (共) 重合してなる親水性重合体は、 内都に架 撟構造 (一次架橋構造) を有するこ とが好ま しい。 上記の架橋構造は、 単量体組成物を (共) 重合させる際に内部架橋剤を用い、 該単量体組成 物と内部架橋剤とを共重合若しく は反応させることにより、 容易に導入 するこ とができる。 尚、 親水性重合体は、 内部架橋剤を必要と しない自 己架橋型であってもよい。
上記の内部架橋剤と しては、 例えば、 分子内にビニル基 (重合性不 和基) を複数有する化合物 ; 分子内にビニル基を少なく とも 1 つ有する と共に、 単量体組成物の反応性基と反応し得る官能基を少なく とも 1 つ 有する化合物 : 分子内に該反応性基と反応し得る官能基を複数有する化 合物 ; が挙げられる。 これら内部架橋剤は、 単独で用いてもよ く、 また、 二種類以上を併用してもよい。
分子内にビュル基を複数有する化合物と しては、 具体的には、 例えば、 N . N ' — メチ レ ンビス (メ 夕) ア ク リ ルア ミ ド、 (ボリ) エチレ ング リ コールジ (メ タ) ァ ク リ レー ト、 (ボリ ) プロ ピレ ングリ コ一ルジ (
メ タ) ア タ リ レー ト、 ト リ メチロールプロ ノくン ト リ (メ タ) 了 ク リ レー ト、 ト リ メチロールプロパンジ (メ タ) ァ ク リ レー ト、 グリ セ リ ン ト リ (メ タ) ァ ク リ レー ト、 グリ セ リ ンァク リ レー ト メ タ ク リ レー ト、 ェチ レ ンオキサイ ド変性 ト リ メチロールプロパン ト リ (メ タ) ァク リ レー ト、 ペン夕エ リ ス リ トールテ ト ラ (メ タ) ア タ リ レー ト、 ジペンタエリ ス リ トールへキサ (メ タ) ァ ク リ レー ト、 N, N — ジァ リ ルア ク リ ルア ミ ド、 ト リ ァ リ ルシア ヌ レー ト、 ト リ ア リ ルイ ソ シァ ヌ レー ト、 ト リ ア リ ルホ スフ ェー ト、 ト リ ア リ ルア ミ ン、 ジァ リ ルォキシ酢酸、 N— メチルー N —ビニルアク リ ルア ミ ド、 ビス ( N— ビニルカルボン酸ア ミ ド) 、 テ ト ラァ リ ロキシェタ ン等のボリ (メ タ) ァ リ ロキシアルカ ン等が挙げられ る。
分子内にビニル基を少なく とも 1 つ有すると共に、 反応性基と反応し 得る官能基を少なく とも 1 つ有する化合物としては、 例えば、 ヒ ドロキ シル基やェボキシ基、 カチオン性基等を少なく とも 1 つ有するェチレン 性不飽和化合物が挙げられる。 該化合物と しては、 具体的には、 例えば、 グリ シジル (メ タ) ァ ク リ レー ト、 N— メ チロールア ク リ ルア ミ ド、 ( メタ) アク リル酸ジメチルア ミ ノエチル等が挙げられる。
分子内に反応性基と反応し得る官能基を複数有する化合物としては、 例えば、 ヒ ドロキシル基やエポキシ基、 カチオン性基、 イ ソシァネー ト 基等を少なく とも 2つ有する化合物が挙げられる。 該化合物としては、 具体的には、 例えば、 (ボリ ) エチ レ ングリ コールジグリ シジルェ一テ ル、 グリ セ口一ルジグリ シジルエーテル、 エチ レ ングリ コール、 ボリ エ チ レ ングリ コール、 プロ ピレ ングリ コール、 グリ セ リ ン、 ペン夕エ リ ス リ トール、 エチレ ンジァ ミ ン、 エチ レ ンカーボネー ト、 ポリ エチ レ ンィ
ミ ン、 硫酸アルミニウム等が挙げられる。
上記例示の内部架橋剤のう ち、 分子内にビニル基を複数有する化合物 を用いるこ とがより好ま しい。 分子内にビニル基を複数有する化合物を 用いるこ とにより、 得られる親水性重合体の諸特性、 例えば親水性重合 体が吸水性樹脂である場合には吸水特性等がより一層向上する。 親水性 単量体に対する内部架橋剤の使用量は、 親水性単量体および内部架橋剤 の組み合わせ等にもよるが、 親水性単量体に対して 0 . 0 0 5モル%〜 3モル ¾の範囲内が好ま しく、 0 . 0 1 モル%〜 5モル%の ί6囲内 がより好ま しい。 内部架橋剤の使用量が 0 . 0 0 5 モル%より も少ない 塲仓、 並びに、 3モル%より も多い場合には、 例えば、 親水性重合体が 吸水性樹脂である場合には所望の吸収特性を備えた吸水性樹脂が得られ ないおそれがある。
また、 単量体組成物を (共) 重合させる際には、 反応系に、 デンプン およびその誘導体、 セルロースおよびその誘導体、 ボリ ビニルアルコ一 ル、 ポリ アク リル酸 (塩) およびその架橋体等の親水性高分子 : 次亜リ ン酸およびその塩等の連鎖移動剤 ; 等を添加してもよい。
単量体組成物を (共) 重合させる重合法としては、 例えば、 水溶液重 合、 逆相懸濁重合、 バルタ重合、 沈澱重合等の公知の種々の重合形態が 採用でき、 特に限定されるものではない。 このうち、 単量体組成物を水 溶液の状態で重合させる水溶液重合、 逆相懸濁重合が、 重合反応を容易 に制御できると共に、 得られる親水性重合体の諸特性がより一層向上す るのでより好ま しい。 反応温度や反応時間等の反応条件は、 親水性単量 体の種類等に応じて適宜設定すればよく、 特に限定されるものではない, 水溶液重合または逆相懸濁重合の重合方法と しては、 公知の重合方法 (
例えば、 米国特許第 4 6 2 5 , 0 0 1号、 米国特許第 4 , 7 6 9 , 4 2 7号、 米国特許第 4 8 7 3 , 2 9 9号、 米国特許第 4 , 0 9 3 , 7 7 6号、 米国特許第 4 3 6 7 , 3 2 3号、 米国特許第 4 , 4 4 6. 2 6 1 号、 米国特許第 4 6 8 3. 2 7 4号、 米国特許第 4. 6 9 0. 9 99 66号号、、 米米国国特特許許第第 44 7 2 1 . 6 4 7号、 米国特許第 4, 7 3 8 , 8 6 7号、 米国特許第 4 7 4 8 , 0 7 6号等) が挙げられる。
また、 単量体組成物を (共) 重合させる際には、 ラジカル重合開始剤 ; 紫外線、 電子棕等の活性エネルギー棣 : 等を用いるこ とができる。 上 記のラジカル重合開始剤としては、 具体的には、 例えば、 過硫酸力 リ ウ ム、 過硫酸ナ ト リ ウム、 過硫酸アンモニゥ厶、 t —プチルヒ ドロバーオ キサイ ド、 過酸化水素、 2 , 2 ' —ァゾビス ( 2—ア ミ ジノ ブ口パン) 二塩酸塩、 2 , 2 ' ーァゾビスイソプチロニ ト リル、 過酸化べンゾィル、 ク メ ンヒ ドロパーォキサイ ド、 ジー t ーブチルバ一ォキサイ ド等の過酸 化物が挙げられる。 これらラジカル重合開始剤は、 単独で用いてもよく、 また、 二種類以上を併用してもよい。 さらに、 酸化性ラジカル重合開始 剂を用いる場合には、 該酸化性ラ ジカル重合開始剤と、 亜硫酸ナ ト リ ウ 厶、 亜硫酸水素ナ ト リ ウム等の亜硫酸塩、 重亜硫酸塩、 チォ硫酸塩、 ホ ルムア ミ ジンスルフ ィ ン酸、 硫酸第一鉄、 Lーァスコルビン酸等の還元 剤と組み合わせることにより、 レ ドッ クス開始剤としてもよい。 親水性 単量体に対する上記重合開始剤の使用量は、 親水性単量体および重合開 始剤の組み合わせ等にもよるが、 親水性単量体に対して 0. 0 0 1 モル %〜 2モル%の範囲内が好ま しく、 0. 0 1 モル%〜 0. 5モル%の範 囲内がより好ま しい。
上記の (共) 童合によって得られる親水性童合体の形伏は、 特に限定
されるものではなく、 例えば、 球状、 略球状、 顆粒状、 瞵片状、 扁平伏 等の拉子状 : 繊維状 ; 镎状、 シ一 卜状、 フィ ルム伏、 板状、 ブロ ッ ク状、 不定形 (不定形破碎) 状 : 等のあらゆる形状を採用するこ とができる。 また、 親水性重合体は、 多孔質であってもよ く、 連続気泡を有するいわ ゆるスポンジ状であってもよい。 さらに、 親水性重合体の大きさは、 特 に限定されるものではなく、 いわゆる微粉末状であってもよい。 つま り、 親水性重合体は、 変性剤で処理される際に所定の形伏並びに大きさを有 している必要はなく、 その用途等に応じた形状並びに大きさを有してい ればよい。 即ち、 本発明にかかる変性方法は、 処理すべき親水性重合体 の形状並びに大きさを問わない。
また、 親水性重合体は、 必要に応じて、 分极等の操作によって、 その 粒子径が調整されていてもよい。 親水性重合体の平均拉子径は、 例えば 親水性重合体が吸水性樹脂である場合には 2 0 0 i7!〜 6 0 O z rnの範 囲内が好ま しい。 上記親水性重合体が吸水性樹脂である場合には、 平均 拉子径が上記轭囲内であり、 しかも、 粒子径が 1 5 0 /ζ ιη未満の粒子の 割合が 1 0重量%以下であるこ とがより好ま しく、 該粒子の割合が 5重 量%以下であることがさ らに好ま しい。 尚、 親水性重合体の平均粒子怪 が上記 ϊδ囲外である場合には、 吸収特性に便れた親水性重合体を得るこ とが困難となるおそれがある。
本発明にかかる変性方法においては、 上記親水性重合体を、 例えば、 ガス状の変性剤を用いて変性する。 上記親水性重合体をガス状の変性剤 を用いて変性するためには、 具体的には、 親水性重合体とガス状の変性 剤とを接触させればよい。 また、 本発明にかかる製造方法においては、 例えば、 上記親水性重合体とガス状の変性剤とを反応させるこ とにより
反応生成物と しての親水性榭 B旨を得る。
この場合、 上記の変性剤は、 親水性 S合体と接触させる際にガス状 ( 気体伏) となっていればよい。 つまり、 上記の変性方法並びに製造方法 において用いられる変性剤は、 その沸点以上のガス化条件下においてガ ス状になり、 かつ、 ガス状態で、 親水性重合体が有する反応性基と反応 し得る化合物、 いわゆる固体 -気体系での反応が可能な化合物であれば よ く、 特に限定されるものではない。 或いは、 上記変性剤は、 その沸点 以上のガス化条件下においてガス状になり、 かつ、 親水性 合体と接触 した後において液化し、 該液体状態で、 親水性重合体が有する官能基 ( 反応性基) と反応し得る化合物であってもよい。 或いは、 上記変性剤は. 親水性重合体と接触した後において固化し、 該固体伏態で、 親水性重合 体が有する官能基 (反応性基) と反応し得る化合物であってもよい。 要 するに、 上記の変性剤は、 親水性重合体と接触させる際にガス状となつ ていればよいのであって、 親水性重合体が有する反応性基と反応する際 の該変性剤の伏態 (ガス状、 液体状または固体伏) については、 問わな い 0
上記の変性剤としては、 いわゆる架橋剤が好適である。 該架橋剤とし ては、 具体的には、 例えば、 エチレンオキサイ ド (沸点 : 1 0. 7 eC/ 7 6 0 mmH g) 、 プロピレンオキサイ ド (沸点 : 3 4. 2 "C / 7 6 0 mmH g) 等のアルキレンォキサイ ド化合物 ;
エチレ ンィ ミ ン (沸点 : 5 6 'CZ 7 6 0 mmH g:) 、 プロ ピレ ンィ ミ ン (沸点 : 6 7 'C/ 7 6 0 mmH g) 等のアルキレンィ ミ ン化合物 ; エチレングリ コールジグリ シジルエーテル (沸点 : 1 2 5。C Z 5 m m H g ) 、 ネオペンチルダリ コールジグリ シジルエーテル (沸点 : 1 2 5 °C
/ 1 m m H g ) , グリセ口一ル ト リ グリ シジルェ一テル (沸点 : 1 9 5 'C/ 1 . 5 mm H g ) 等のポリ グリ シジルエーテル化合物 :
エチレンカーボネー ト (沸点 : 1 0 0 'C// 5 mmH g ) 、 プロ ピレン力 ーボネー ト (沸点 : 2 4 2 °C/ 7 6 0 mm H g ) 等のアルキレ ンカーボ ネー ト化合物 ;
エチレングリ コール (沸点 : 7 0て Z 3 m m H g ) 、 ジエチレ ングリ コ ール (沸点 : 2 4 4 "C/ 7 6 0 mm H g ) 、 ト リエチレングリ コール ( 沸点 : 2 8 7 'C 7 6 0 m m H g:) 、 グリセ リ ン (沸点 : 2 9 0 'C Z 7 6 0 mm H ) 等の多価アルコール化合物 ;
エチレンジァ ミ ン (沸点 : 1 1 6 °CZ 7 6 0 mmH g) 、 へキサメチレ ンジァ ミ ン (沸点 : 1 9 6 'CZ 7 6 0 mmH g ) 、 ジエチレ ン ト リ ア ミ ン (沸点 : 2 0 7 'CZ 7 6 0 mm H g) 、 ト リエチレンテ トラ ミ ン (沸 点 : 2 8 7 '0/ 7 6 O mmH g ) 、 テ トラ メチルエチレンジァ ミ ン (沸 点 : 1 2 0 'C / 7 6 0 mmH g ) 等の多価了 ミ ン化合物 ;
ェビクロロヒ ドリ ン (沸点 : 6 2 "C/ 1 0 O mmH g) 等のハロェボキ シ化合物 ;
グル夕一ルアルデヒ ド (沸点 : 7 2。C / 1 O mmH g ) 、 グリ オキサ一 ノレ (沸点 : 5 1 °C/ 7 7 6 mm H g ) 等のボリアルデヒ ド化合物 ; エチレ ンスルフィ ド (沸点 : 5 3 'C/ 7 6 O mmH g) 、 プロ ピレ ンス ルフ ィ ド (沸点 : 7 0 eC/ 7 6 O mmH g ) 等のアルキレ ンスルフィ ド 化合物 ; 等が挙げられる。 これら変性剤は、 単独で用いてもよ く、 また、 二種類以上を適宜混合して用いてもよい。 二種類以上の変性剤を混合し て用いるこ とにより、 親水性重合体に対して数種類の変性を同時に、 つ まり、 一工程で行う こ とができる。
上記例示の化合物をガス伏態とするには、 その蒸気圧が変性系 (以下、 処理系と称する) 内の 力を上回るようにすればよい。 つま り、 必要に 応じて、 用いる変性剤の沸点以上の温度に処理系内を加熱するか、 若し く は、 処理系内の圧力が、 用いる変性剤の蒸気圧を下回るように処 S系 内を変圧すればよい。 また、 両者を同時に実施するこ とにより、 変性剤 をガス状態とするこ ともできる。
具体的に、 エチレンオキサイ ドを例に挙げて説明すると、 エチレ ンォ キサイ ドは、 表 1 に示す温度一蒸気圧の関係から明らかなように、 例え ば、 約 S K g i Z c m 2 の加圧条件下では、 5 0て以上の温度でガス化 される。 従って、 変性刑として ffiいる化合物に応じて、 ガス化条件を適 宜設定するこ とにより、 いわゆる固体-気体の反応を実施するこ とがで きる。
親水性重合体をガス状の変性剤で処理する際の処理条件は、 変性剤が ガス状で存在し得る条件であればよ く、 特に限定されるものではない。 例えば、 処理圧力は、 減圧、 常圧、 加圧の何れであってもよい。 尚、 親 水性重合体の処理の度合い、 例えば、 架撟密度や架橋深度を比較的大き く する際には、 減圧下での処理より も常圧下での処理の方が好ま しい場 合があり、 また、 常圧下での処理より も加圧下での処理の方が好ま しい 場合がある。 つま り、 処理圧力は、 所望する処理の度合いに応じて、 適 宜設定すればよい。 該処理圧力を操作するこ とにより、 親水性重合体の 処理の度合いを簡単に制御することができる。
処 5Ϊ.温度は、 処理圧力、 或いは、 親水性重合体と変性剤との反応性等
にもよる力 、 室温〜 3 0 0ての ½囲が好ま し く、 1 0 0 〜 2 5 0ての $5西がより好ま しく、 1 3 0 ' (:〜 2 3 0 °Cの範囲がさ らに好ま しい。 反 応時間は、 処理温度、 処理圧力、 或いは、 親水性重合休と変性剤との反 応性等に応じて設定すればよ く、 特に限定される ものではないが、 数秒 〜 2 ^問程度、 好ま しく は数分〜 1 B寺間程度とすれぱ充分である。 尚、 親水性重合体と変性剤との反応は、 水か無い反応系、 つま り、 いわゆる 無水状態であっても進行する。 即ち、 本発明にかかる変性方法は、 処理 系に水分が存なしているか否かによる影響を受けない。
処理装置は、 親水性重合体 (以下、 ^に重合体と称する) と、 ガス状 の変性剂 (以下、 単にガスと記す場合もある) とを充分に接触させるこ とができる構成、 つま り、 固体一気体系の反応を実施するこ とができる 構成を備えていればよ く、 特に限定されるものではない。 該処 S装置と しては、 公知の各種反^装 gを採用することができ、 例えば、 ①重合体 を緩やかに移動させながらガスと接触反応させる移動 li s反応装置 ; ② 重合体をガス中に浮遊懸濁させながら、 該ガスと接触反応させる流動層 型反応装匿 ; ③重合体を固定層と し、 ガスを単相流や、 向流、 平行流の 形式で流動させて接触反応させる固定層型反応装 Ϊ ; ④槽内の重合体と ガスとを攪拌與によって攬拌しながら接触反応させる攪拃槽型反応装置 : ⑤重合体をガスの気流によって き飛ばしながら、 該ガスとの接触反 応を進行させる気流型反応装置 ; 等が挙げられる。
移動暦型反応装 としては、 具体的には、 例えば、 図 1 または図 2に 示すように、 重合体を下向きに移動させると共に、 ガスを上向きに流動 させる向流立型反応装置 : 図 3に示すように、 重合体を下向きに移動さ せると共に、 ガスを横向きに流動させる"! 字流型反応 S置 : M または
図 5 に示すように、 重合体をベル トコ ンベアで水平に移動させると共に、 ガスを上向きに流動させる移動グレー ト型反応装置 ; 図 6に示すように、 装 を回転させることによって重合体とガスとを同方向に移動させる口 一夕 り 一キルン (回転炉) 型反応装匱 ; 図 7に示すように、 装 内に愎 数の段を設け、 重合体を上の段から下の段へ順次移動させると共に、 ガ スを上向きに流動させる多段炉型反応装笸 ; 等が挙げられる。 尚、 図 5 に示す移動グレー ト 2i反応装 Sは、 重合体がシー ト伏等の場合に特に好 適てある。
流動層型反応装置と しては、 具体的には、 例えば、 BI 8 または図 9 に 示すように、 多孔板や金網、 パイプ等の内挿物を備えた装置内で、 ガス を上向きに流動させるこ とによって重合休を浮遊懸濁させる気固流動層 型反応装置 ; 図 1 0に示すように、 ガスを上向きに高速で流動させるこ とによつて重合体を浮遊懸衝させる高速流動 ϋ型反応装置 : 囟 1 1 に示 すように、 ガスを上向きに噴射し、 該噴流によって ffl合体を浮遊懸 さ せる噴流 ¾型反応装置 : 等が举げられる。
攪拌漕型反応装置と しては、 具体的には、 例えば、 図 1 2に示すよう に、 槽内の重合休とガスとを攪拌翼によって攪拌する気固攪拌槽型反応 装 E ; 図 1 3 に示すように、 槽内に複数の仕切板を設け、 攪拌興によつ て攪拌しながら重合体およびガスを下の段から上の段へ順次移動させる 多段冀槽型反応装 S ; 等が挙げられる。
気流型反応装 Sとしては、 具体的には、 例えぱ、 図 1 4に示すように. S合体をガスの気流によって吹き飛ばす気固気流型反応装匿 ; 等が^げ られる。
処理装笸、 つまり、 反応装 f の構成は、 上記例示の構成にのみ限定さ
れるものではない。 また、 処理装置は、 バッチ式 (回分式) 、 連続式の 何れの方式を採用していてもよい。 例えば、 オー ト ク レープ等の密閉系 の反応装置も、 処理装置として好適に用いることができる。 即ち、 本発 明にかかる変性方法は、 バッチ式、 連続式の何れの方式でも好適に実施 するこ とができる。 そして、 親水性重合体と、 ガス状の変性剤とを処理 装置を用いて所定の処理条件下で充分に接触させるこ とにより、 該親水 性重合体を均一に処理するこ とができる。 本発明にかかる変性方法は、 上述したように、 ガスを用いるので、 変性を比較的短時間で充分にかつ 確実に行う ことができる。
以上のように、 本発明にかかる親水性重合体の変性方法は、 親水性重 合体をガス状の変性剤で変性する方法である。 上記親水性重合体として は、 吸水性樹脂が挙げられる。 また、 上記変性剤としては、 架橋剤が挙 げられる。
上記の方法によれば、 従来の方法では必要であつた溶媒や分散媒が不 用となる。 従って、 従来の方法と比較して、 変性の作業工程が簡単化さ れ、 かつ、 コス トが掛からない。 また、 変性後の親水性重合体に変性剤、 並びに、 溶媒や分散媒が残留することがないので、 安全性に優れる。 さ らに、 親水性重合体と変性剤とを効率的に反応させることができると共 に、 変性後、 過剰の変性剤を極めて簡単かつ容易に除去 ' 回収すること ができ、 また、 回収した変性剤の再利用を容易に図るこ とができる。 その上、 上記の方法によれば、 親水性重合体の大きさ、 形状に関わら ず、 均一に変性するこ とができる。 従って、 従来の方法では対応できな い形状の親水性重合体や、 多孔質の親水性重合体であっても変性するこ とができる。 また、 例えば、 いわゆる微粉末伏の親水性重合体であって
も変性するこ とができる。 即ち、 変性すべき親水性重合体の形状並びに 大きさを問わない。 さ らに、 変性後の表面が破壊される等の物理的ダメ 一ジを親水性重合体が受けるこ ともない。
そして、 上記のガス状の変性剤が架撟剤である場合には、 親水性重合 体に架撟処理を施すことができる。 また、 親水性重合体が吸水性樹脂で ある場合には、 その吸水特性等の諸特性を変性によつて向上させること ができる。
また、 以上のように、 本発明にかかる親水性樹脂の製造方法は、 親水 性重合体とガス状の変性剤とを反応させる方法である。 上記の方法によ れば、 親水性重合体とガス状の変性剤とを反応させるので、 従来の方法 では必要であった溶媒や分散媒が不用となる。 従って、 従来の方法と比 較して、 除去工程や乾燥工程等の後処理工程を必要としないので、 上記 反応の作業工程が簡単化され、 かつ、 コス トが掛からない。 また、 反応 生成物として得られる親水性樹脂に変性剤、 並びに、 溶媒や分散媒が残 留するこ とがないので、 安全性に便れる。 さらに、 ガス状の変性剤と反 応させるので、 親水性重合体と変性剤とを効率的に反応させることがで きると共に、 反応後、 過剰の変性剤を極めて簡単かつ容易に除去 ' 回収 することができ、 また、 回収した変性剤の再利用を容易に図ることがで きる。 これにより、 親水性樹脂を簡単かつ容易に製造するこ とができる。 また、 本発明にかかる他の親水性樹脂の製造方法は、 親水性重合体と、 液状変性剂を粉体化した粉体化変性剤とを混合する方法である。 本発^ において、 液状変性剤とは、 変性剤を親水性重合体に添加する状態にお いて液状であるものを示す。 上記液状変性剤としては、 変性剤自体が液 状であってもよいし、 変性剤を適当な溶媒に溶解あるいは分散してなる
変性剤の溶液あるいは分散液であってもよい。 つまり、 上記液状変性剤 と しては、 変性剤を含み、 かつ、 親水性重合体への添加時に液状であれ ば、 特に限定される ものではない。
上記の変性剤は、 親水性重合体が有する反応性基と反応し得る化合物 であればよ く、 特に限定されるものではない。 この場合、 上記の変性剤 としては、 親水性重合体が有する反応性基と反応する官能基を一分子中 に複数 (つま り、 多官能) 有する化合物、 並びに、 親水性重合体が有す る反応性基と反応する官能基を一分子中に一つ (つま り、 一官能) 有す る化合物が挙げられる。
上記の変性剤において、 親水性重合体が有する反応性基と反応する官 能基を一分子中に複数有する化合物としては、 架橋剤 (表面架橋剤) が 挙げられる。 親水性重合体が有する反応性基がカルボキシル基である場 合において、 好適な架檎剤としては、 具体的には、 例えば、 エチレング リ コール、 プロ ピレ ングリ コール、 ジエチ レ ングリ コール、 ジブロ ピレ ングリ コール、 ト リ エチ レ ングリ コール、 ト リ ブロ ピレ ングリ コール、 テ ト ラエチ レ ングリ コール、 テ ト ラプロ ピレ ングリ コール、 ボリ エチ レ ングリ コール、 ボリ プロ ピレ ングリ コール、 1 , 3 —プロパンジオール、 2 , 2 , 4 — 卜 リ メチル一 1 , 3 —ペン夕 ンジオール、 グリ セ リ ン、 ボ リ グリ セ リ ン、 2 —ブテン一 し 4 ー ジオール、 1 , 3 —ブタ ンジォー ル、 1 , 4 —ブタ ンジオール、 し 5 —ペンタ ンジオール、 2 , 4 —ぺ ン夕 ンジオール、 1 , 6 —へキ廿ンジオール、 2 , 5 —へキサンジォー ル、 1 , 2 — シク ロへキサンジメ 夕 ノ ール、 1 , 2 — シク ロへキサノ ー ル、 ト リ メ チロールプロパン、 ジエタノ ールァ ミ ン、 ト リ エタ ノ ールァ ミ ン、 ポリ オキシプロ ピレ ン、 ォキシエチレ ン一ォキシプロ ピレ ン · ブ
ロ ッ ク共重合体、 ペン夕エ リ ス リ トール、 ソルビ ト一ル等の多価アルコ 一ル ;
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 セロールポリ グリ シジルエーテル、 ジグリ セ σ—ルボリ グリ シジルエーテル、 ボリ グリ セ ο—ルポリ グリ シジルエー テル、 プロ ピレ ングリ コールジグリ シジルエーテル、 ポリ プロ ピレ ング リ コールジグリ シジルエーテル、 グリ シ ドール等の多価エポキシ ド : エチ レ ンジァ ミ ン、 ジエチ レ ン ト リ ァ ミ ン、 ト リ エチレ ンテ トラ ミ ン、 テ ト ラエチ レ ンペン夕 ミ ン、 ペン夕エチ レ ンへキサ ミ ン、 ポ リ ア リ ルァ ミ ン、 ボリ エチ レ ンィ ミ ン等の多価ァ ミ ン :
1 , 3 —ジォキソ ラ ン一 2 —オン、 4 一 メ チル一 1 , 3 — ジォキゾ ラ ン — 2 —オン、 4 , 5 — ジメチルー 1 , 3 —ジォキソラ ン一 2—オン、 4 , 4 一ジメチルー し 3 —ジォキソ ラ ン一 2 —オン、 4 —ェチルー 1 , 3 — ジォキソ ラ ン一 2 —オ ン、 4 ー ヒ ドロキシメチル一 1 , 3 —ジォキソ ラ ン一 2 —オン、 1 , 3 —ジォキサン一 2—オン、 4 ー メチルー 1 , 3 一ジォキサン一 2 —オ ン、 4, 6 —ジメ チル一 1 , 3 —ジォキサン一 2 一オン等のアルキレ ンカーボネー ト ;
2 , 4 — ト リ レ ンジイ ソ ンァネー ト、 へキサメチレ ンジイ ソ シァネー ト 等の多価イ ソシァネー ト :
1 , 2 —エチ レ ン ビスォキサブリ ン等の多価ォキサゾリ ン化合物 ; ェピク ロ ロ ヒ ド リ ン、 ェピブ口乇ヒ ド リ ン、 ひ ー メ チルェピク ロロ ヒ ド リ ン等のハロエポキシ ド ;
亜鉛やカルシウム、 マグネシウム、 アル ミ ニウム、 鉄、 ジルコニウム等 の多価金属の水酸化物並びに塩化物等の、 多価金属化合物 ;
等の、 公知の表面架橋剤が挙げられるが、 これら化合物に限定されるも のではない。 これら架橋剤は、 一種類のみを用いてもよ く、 また、 二種 類以上を併用してもよい。
上記例示の架橋剤のうち、 多価アルコール、 多価エポキシ ド、 多価ァ ミ ン、 およびアルキレンカーボネー トからなる群より選ばれる少なく と も一種の化合物を含む架橋剤がより好ま しい。
また、 多価ァ ミ ンのうち、 重量平均分子量 (M w ) が 2 , 0 0 0以上 の多価ア ミ ン (以下、 高分子量多価ァ ミ ンと記す) がさ らに好ま しく、 重量平均分子量が 1 0 . 0 0 0〜 1 0 , 0 0 0 , 0 0 0の範囲内の高分 子量多価ァ ミ ンが特に好ま しい。 高分子量多価ァ ミ ンの重量平均分子量 が 2 , 0 0 0未満である場合には、 得られる親水性樹脂における親水性 重合体の拉子間の吸水時における結合性や保形性、 親水性樹脂およびセ ルロース織維 (例えば、 紙、 粉砕パルプ等) 等で構成される吸収体の吸 水時における結合性や保形性が不充分となるおそれがある。
そして、 上記架橋剤が高分子量多価ア ミ ンを含んでいる場合には、 例 えば、 親水性樹脂、 即ち、 親水性樹脂中の親水性重合休が水性液体を吸 収する時点で、 親水性重合体と高分子量多価ァ ミ ンとが接して反応し、 親水性重合体粒子間の結合力や上記吸収体の保形力が発生する。 このよ うに、 本発明によれば、 親水性重合体と髙分子量多 ίίδァ ミ ンとの反応の 時期をコン トロールするこ とができるので、 上記結合性の経時変化によ る低下をより一層効果的に防止することができる。 尚、 高分子量多価ァ ミ ンを架橋剤として用いる場合には、 親水性重合体は、 その表面部分が 公知の表面架橋方法または本発明に記載された方法で表面架橋処理が予 め行われていてもよい。
上記の高分子量多価ァ ミ ンとしては、 例えば、 (1 ) モノア リ ルア ミ ン 誘導体の単独重合体, ジァ リルァ ミ ン誘導体の単独重合体 ; (2) 二種類 以上のモノ ア リ ルァ ミ ン誘導体の共重合体, 二種類以上のジァ リ ルァ ミ ン誘導体の共重合体, モノア リ ルア ミ ン誘導体とジァ リ ルア ミ ン誘導体 との共重合体 ; (3) モノア リルア ミ ン誘導体および Zまたはジァ リ ルァ ミ ン誘導体と、 ジアルキルジァリルァンモニゥム塩との共重合体 ; (4) 三极ァ ミ ノ基を有する不飽和カルボン酸誘導体 (以下、 不飽和カルボン 酸誘導体 a と記す) の単独重合体 : (5) 二種類以上の不飽和カルボン酸 誘導体 aの共重合体 ; (6) 不飽和カルボン酸誘導体 a と、 該不飽和カル ボン酸誘導体 aが有する三极ァ ミ ノ基をプロ ト ン化および またはアル キル化してなる四扱アンモニゥ厶塩 (以下、 四极アンモニゥム塩と記す) 、 および Zまたは、 ジアルキルジァリ ルアンモニゥ厶塩との共重合体 : (7) 不飽和カルボン酸誘導体 a と、 四級アンモニゥ厶塩および/または ジアルキルジァ リルアンモニゥム塩と、 これら単量体と共重合可能なビ 二ル単量体の三元共重合体 ; (8) 不飽和カルボン酸、 および、 該不飽和 力ルボン酸と共重合可能な不飽和単量休を共重合させて共重合体を得た 後、 該共重合体が有するカルボキシル基をアルキレンイ ミ ンと反応させ てなる重合体 : (9) ボリアルキレンィ ミ ン ; (10)ボリ アルキレンィ ミ ン . ェピハ口 ヒ ドリ ン樹脂 : (1 1 )ボリアルキレンポリ ア ミ ン : (12) ( 2 - メ 夕ク リ ロイルォキシェチル) エチレンィ ミ ンの重合体, ( 2 — メタ ク リ ロイルォキシェチル) エチレンィ ミ ン、 および、 該 ( 2 — メ タ ク リ ロ ィルォキシェチル) エチレンィ ミ ンと共重合可能な不飽和単量体の共重 合体 : (13)ボリア ミ ドボリア ミ ン : (14)ボリア ミ ドア ミ ン ' ェビハロ ヒ ドリ ン樹脂 ; (15)ボリアク リルアミ ドのマ ンニッ ヒ反応変性物. ボリ メ
タク リ ルア ミ ドのマンニッ ヒ反応変性物 ; (1 6)ボリ ビニルァ ミ ン, ビニ ルァ ミ ン、 および、 該ビニルァ ミ ンと共重合可能な不飽和単量体の共重 合体 ; (1 7)ジシアンジア ミ ド ' ジエチレン ト リア ミ ン重槠合物 ; 等が挙 げられる。
このような高分子量多価ァ ミ ンとしては、 より具体的には、 例えば、 ポリアリ ルァ ミ ン、 ボリ ジァリ ル了 ミ ン、 ボリ ( N —アルキルァ リルァ ミ ン) 、 ボリ (アルキルジァ リルァ ミ ン〉 、 モノア リルア ミ ンージァ リ ルァ ミ ン共重合体、 N —アルキルァ リ ルア ミ ンーモノア リ ルア ミ ン共重 合体、 モノア リ ルア ミ ン―ジアルキルジァ リ ルアンモニゥム塩 ' 共重合 体、 ジァ リ ルア ミ ンージアルキルジ了 リ ルアンモニゥム塩 . 共重合体、 ボリ ジメチル了 ミ ノェチルァク リ レー ト、 ボリ ジェチルア ミ ノエチルァ ク リ レー ト、 ボリ ジメチルア ミ ノエチルアク リルア ミ ド、 直鎖状ボリェ チレンィ ミ ン、 分岐鎖伏ボリエチレンィ ミ ン、 ボリエチレンポリア ミ ン、 ボリ プロ ピレンポリア ミ ン、 ポリア ミ ドポリア ミ ン、 ボリエーテルボリ ァ ミ ン、 ボリ ビニルァ ミ ン、 ポリア ミ ドポリア ミ ン · ェピクロロ ヒ ドリ ン樹脂、 ポリア ミ ジン等が挙げられる。 また、 ボリアク リ ルア ミ ドまた はボリ メ 夕ク リルアミ ドに、 ホルムアルデヒ ドとジェチルァ ミ ンとを反 応させてなる、 ァ ミ ノ化された変性体等も挙げられる。 また、 高分子量 多価ア ミ ンは、 酸性化合物によって完全中和または部分中和されていて もよい。
また、 上記の変性剤において、 親水性重合体が有する反応性基と反応 する官能基を一分子中に一つ有する化合物としては、 具体的には、 例え ば、 ペン夕ノ ール、 へキサノ ール、 へブ夕ノール、 ォク夕ノ ール、 デカ ノ ール、 アルコキシボリエチレングリ コール、 乳酸、 乳酸ェチル等の、
ヒ ド σキシル基を有する化合物 :
2一ェチルへキシルグリ シジルエーテル、 フ ヱ二ルグリ シジルエーテル、 ブチルグリ シジルエーテル、 2 — メチルォクチルグリ シジルェ一テル、 ァ リ ルグリ シジルエーテル、 グリ シジル (メ タ) ア タ リ レー ト等の、 ェ ボキシ基を有する化合物 :
メチルァ ミ ン、 ェチルァ ミ ン、 ジェチルァ ミ ン、 ト リ ェチルァ ミ ン、 η 一プロ ピルァ ミ ン、 イ ソプロ ピルァ ミ ン、 ジイ ソプロ ピルァ ミ ン、 3 — メ トキンプロ ビルァ ミ ン、 3—エ トキシプロ ピルァ ミ ン、 3 — ( 2—ェ チルへキジルォキシ) プロ ピルァ ミ ン、 3 — (ジブチルァ ミ ノ ) プロ ピ ルァ ミ ン、 η —ブチルァ ミ ン、 t 一プチルァ ミ ン、 s e c —ブチルア ミ ン、 ジイ ソブチルァ ミ ン、 2 —ェチルへキシルァ ミ ン、 ジー 2 —ェチル へキシルァ ミ ン、 ト リ ー n —才クチルァ ミ ン等の、 ア ミ ノ 基を有する化 合物、 および、 これらの塩類 :
ア ミ ノ基を有する陽イオン界面活性剤、 および、 この塩類 ;
等が举げられるが、 これら化合物に限定されるものではない。 これら化 合物は、 一種類のみを用いてもよく、 また、 二種類以上を併用してもよ い。 さらに、 本発明にかかる変性剤においては、 官能基を一分子中に複 数有する化合物と、 官能基を一分子中に一つ有する化合物とを併用して もよい。
親水性重合体に対する変性剤の使用量は、 親水性重合体や変性剤の種 類、 親水性重合体と変性剤との組み合わせ、 或いは親水性樹脂の用途等 にもよるが、 親水性重合体の固形分 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 0 1 重量部〜 1 0重量部の範囲内がより好ま しく、 0 . 0 1 重量部〜 5重量 部の範囲内がさらに好ま しい。 変性剤の使用量を上記範囲内に設定する
こ とにより、 親水性樹脂として、 加圧下での吸収特性、 並びに、 結合性 や保形性に優れた吸水剤を得るこ とができる。 変性剤の使用量が 1 0重 量部を越える場合には、 該変性剤の一部が無駄となり、 不経済となると 共に、 変性剤が過剰に存在しているので、 所望する変性 (改質) 効果を 得ることができなくなるおそれがある。 例えば、 親水性重合体が吸水性 樹脂であり、 変性剤が架橋剤である場合には、 架橋剤が過剰に存在する と、 架橋密度が高く なり過ぎるので、 得られる吸水剤、 つま り、 親水性 樹脂の吸収倍率が低下する。 一方、 変性剤の使用量が 0 . 0 0 1 重量部 より も少ない場合には、 所望する変性効果を得るこ とが困難となるおそ れがある。
また、 本発明にかかる液状変性剤が溶媒を含む場合に用いられる溶媒 と しては、 例えば、 水、 親水性有機溶媒、 およびそれらの混合溶媒等が 挙げられる。 つまり、 上記液状変性剤が、 変性剤の溶液または分散液で ある場合、 上記液状変性剤は、 変性剤を、 例えぱ水および zまたは親水 性有機溶媒に溶解または分散させるこ とにより、 容易に得ることができ る。 尚、 変性剤を ¾液または分散液とする場合における該変性剤の澳度 は、 特に限定されるものではない。
上記の親水性有機溶媒としては、 具体的には、 例えば、 メチルアルコ ール、 エチルアルコール、 n —プロ ピルアルコール、 イ ッブ□ ピルアル コール、 n —ブチルアルコール、 イソブチルアルコール、 t ーブチルァ ルコール等の低极アルコール類 : アセ トン等のケ ト ン類 ; ジォキサン、 テ トラ ヒ ドロフラン等のエーテル類 ; N , N —ジメチルホルムア ミ ド等 のア ミ ド類 ; ジメチルスルホキシ ド等のスルホキシ ド類 ; 等が挙げられ るが、 特に限定されるものではない。
本発明において液状変性剤を粉体化するこ とにより粉体化変性剤を得 る方法としては、 特に限定されるものではないが、 例えば、 液状変性剤 を粒子状の水不溶性化合物と混合する方法 ; 液状変性剤をその融点以下 に冷却する方法 ; 等が挙げられる。
上記粒子状の水不溶性化合物としては、 親水性重合体と変性剤との反 応に対して不活性であると共に、 得られる親水性樹脂の諸特性に悪影響 を及ぼさない化合物であればよ く、 特に限定されるものではない。
上記の水不溶性化合物と しては、 具体的には、 例えば、 二酸化ケイ素、 二酸化チタ ン、 酸化アル ミ ニウム、 酸化マグネ シウム、 酸化亜鉛、 タル ク、 リ ン酸カルシウム、 リ ン酸バリ ゥ厶、 珪酸、 珪酸塩、 粘土、 珪藻土、 ゼォライ ト、 ベン トナイ ト、 カオ リ ン、 ハイ ド口タルサイ ト、 ハ '一ライ ト、 イ ソライ ト、 活性白土、 珪砂、 珪石、 ス ト ロ ンチウム鉱石、 螢石、 ボーキサイ ト等の無機粉体 :
ボリ エチ レ ン、 ボリ プロ ピレン、 ボリ塩化ビニル、 ボリ スチ レ ン、 ポリ ア ミ ド、 メラ ミ ン樹脂、 ポリ メチルメタ ク リ レー ト、 変性澱粉、 粉末状 セルロース、 ェチルセルロース、 おが屑、 活性炭、 茶葉等の有機粉体 : 微粒子状の吸水性樹脂 ;
等が举げられるが、 特に限定されるものではない。 これら水不溶性化合 物は、 一種類のみを用いてもよ く、 また、 二種類以上を併用してもよい。 上記例示の水不溶性化合物のうち、 微粒子状の無機粉体がより好ま しく、 微粒子状の粘土がさらに好ま しい。 また、 水不溶性化合物の粒子径は、 1 , 0 0 0 以下が好ま しく、 5 0 0 m以下がより好ま しく、 1 0 0 u m以下がさらに好ま しい。
粉体化変性剤における液状変性剤と水不溶性化合物との割合は、 変性
剤の種類、 水不溶性化合物の種類、 変性剤と水不溶性化合物との組み合 わせ、 或いは親水性樹脂の用途等にもよるが、 水不溶性化合物 1 0 0重 量部に対して、 液状変性剤 (即ち、 変性剤或いはその溶液または分散液) の割合を、 1 重量部〜 1 , 0 0 0重量部の範囲内に設定するこ とがより 好ま しく、 1 0重量部〜 5 0 0重量部の範囲内に設定するこ とがさらに 好ま しい。 液状変性剤の割合が し 0 0 0重量部を越える場合には、 得 られる粉体化変性剤がスラ リ一伏となり易い。 粉体化変性剤がスラ リ一 状である場合には、 親水性重合体と粉体化変性剤とを混合すると直ちに、 変性剤が親水性重合体に吸収されたり、 或いは、 変性剤と親水性重合体 との反応が開始されたりする。 従って、 変性剤を親水性重合体表面に均
—に分布させるこ とが困難となるので、 所望する変性効果を得ることが できなく なるおそれがある。 例えば、 親水性重合体が吸水性樹脂であり、 変性剤が架橋剤である場合には、 加圧下での吸収特性、 並びに、 結合性 や保形性に優れた吸水剤 (親水性樹脂) を得るこ とが困難となるおそれ がある。 一方、 上記液状変性剤の割合が 1 重量部より も少ない場合には、 所望する変性効果を得ることが困難となるおそれがある。
液状変性剤と水不溶性化合物とを混合する混合方法は、 特に限定され るものではなく、 例えば、 変性剤と水不溶性化合物とを単に混合する方 法 ; 変性剤の溶液または分散液と、 水不溶性化合物とを混合する方法 : 等が挙げられる。 また、 変性剤の溶液または分散液と、 水不溶性化合物 とを混合する場合には、 例えば、 水不溶性化合物に上記溶液または分散 液を噴霧するか、 または滴下した後、 両者を混合する方法が一般的であ る。
上記液状変性剤と水不溶性化合物とを混合する際に用いられる混合装
置としては、 例えば、 円筒型混合機、 スク リ ユー型混合機、 スク リ ュー 型押出機、 夕ービュライザ一、 ナウター型混合機、 V字型混合機、 リボ ン型混合機、 双腕型二一ダ一、 流動式混合機、 気流型混合機、 回転円盤 型混合機、 ロールミキサー、 転動式混合機等を挙げるこ とができる。 混 合速度は、 高速であってもよ く、 また、 低速であってもよい。 尚、 液状 変性剤を変性剤溶液または分散液と した場合には、 水不溶性化合物と混 合した後、 必要に応じて、 水および/または親水性有機溶媒を除去すれ ばよい。
このように、 液状変性剤と水不溶性化合物とを混合するこ とにより、 本発明にかかる粉体化変性剤が得られる。 粉体化変性剤は、 拉子状であ るこ とが好ま しい。 通常、 扮体化変性剤の拉子怪は、 親水性重合体の平 均粒子径の 1 / 2以下、 好ま しく は 1 / 5以下である。 粉体化変性剤を 製造する際には、 例えば、 親水性樹脂の用途等に応じて、 水不溶性化合 物の種類ゃ拉子径、 並びに、 水不溶性化合物と液状変性剤との混合条件 等を適宜選択すればよい。 これにより、 親氷性重合体をより一層均一に 変性するこ とができると共に、 該変性の時期をより一層容易にコ ン ト口 ールするこ とができる粉体化変性剤を得ることができる。
また、 液状変性剤として、 特に、 常温で液体状の変性剤を用いる場合 には、 該液伏変性剤をその融点以下に冷却して固化するこ とにより、 粉 体化変性剤を得るこ ともできる。
本発明において、 上記親水性重合体と粉体化変性剤とを混合する混合 方法は、 特に限定されるものではない。 上記親水性重合体と扮体化変性 剤とを混合する際に用いられる混合装置としては、 例えば、 前記例示の 混合装置が挙げられる。 混合速度は、 高速であってもよ く 、 また、 低速
であってもよい。
本発明によれば、 上記親水性重合体と粉体化変性剤とを混合する混合 工程を行う こ とによ り、 親水性重合体に変性剤を均一に混合するこ とが 可能であり、 これによ り、 諸特性のバラ ンスに優れた親水性樹脂を容易 に得ることができる。 また、 必要に応じて、 上記混合工程を行った後、 得られた混合物を加熱する加熱処理 (加熱工程) を行う ことにより、 上 記親水性重合体と変性剤との反応を効率良く行う こ とができる。 さらに. 必要に応じて、 上記混合工程を行った後、 得られた混合物に、 液体伏ま たはガス状の水性液体を添加し、 次いで、 必要により上記加熱処理を行 う こ とによっても、 上記親水性重合体と変性剤との反応を効率良く行う ことができる。 つまり、 上記親水性重合体を粉体化変性剤を用いて変性 する場合、 具体的には、 親水性重合体と粉体化変性剤とを混合し、 必要 に応じて水性液体の添加および Zまたは加熱等の適当な手段を用いて、 上記親水性重合体と粉体化変性剤を構成する変性剤とを接触させればよ い。
上記液体状またはガス状の水性液体と しては、 具体的には、 例えば、 水、 水蒸気、 水と親水性有機溶媒との混合溶液等が挙げられる。 親水性 有機溶媒としては、 例えば、 前記例示の化合物が挙げられるが、 特に限 定されるものではない。 上記の変性剤と親水性重合体との反応で共有結 合が形成される場合、 例えば、 変性剤が、 多価アルコール、 多価ェボキ シ ド、 アルキレンカーボネー ト等である場合には、 親水性重合体と粉体 化変性剤との混合物に、 上記水性液体を添加するこ とにより、 親水性樹 脂として、 加圧下での吸収特性により一層優れた吸水剤を得るこ とがで きる。 この場合、 使用される水性液体中の水の量は、 親水性重合体の組
成や平均粒子怪、 用いる粉体化変性剤の組成、 或いは親水性樹脂の用途 等にもよるが、 親水性重合体の固形分 1 0 0重量部に対して、 1 0重量 部以下が好ま しく、 1 重量部〜 5重量部の範囲内がより好ま しい。 また、 使用される水性液体中の親水性有機溶媒の量は、 同様に、 通常、 親水性 重合体の固形分 1 0 0重量部に対して、 1 0重量部以下が好ま しく、 0 . 1 重量部〜 5重量部の範囲内がより好ま しい。 尚、 水性液体を添加する 添加方法は、 特に限定されるものではない。
加熱処理を行う場合における処理温度は、 用いる変性剤の種類等にも よるが、 8 0 °C以上がより好ま しく、 1 0 0で〜 2 3 0 'Cの範囲内がさ らに好ま しく、 1 6 0 °C〜 2 2 0 'Cの範囲内が特に好ま しい。 加熱処理 を行う こ とにより、 親水性重合体表面が変性される。 処理温度が 8 0 'C 未満である場合には、 親水性重合体を均一に変性するこ とが困難となる おそれがあるため、 親水性樹脂として吸水剤を得る場合、 加圧下での吸 収特性により一層優れた吸水剤を得るこ とが.困難となるおそれがある。 また、 加熱処理に時間がかかるので、 親水性樹脂の生産性の低下を引き 起こすおそれがある。 加熱処理は、 一股的な乾燥機または加熱炉を用い て行う こ とができる。 上記の乾燥機としては、 例えば、 溝型混合乾燥機、 ロータ リ ー乾燥機、 デスク乾燥機、 流動層乾燥機、 気流型乾燥機、 赤外 線乾燥機等が挙げられる。 尚、 親水性重合体と粉体化変性剤とを混合し ながら、 加熱処理を行う こともできる。 つまり、 混合工程と加熱処理と を並行して行う こ ともできる。
以上のように、 本発明にかかる親水性樹脂の製造方法は、 親水性重合 体と、 液伏変性剤を粉体化した粉体化変性剤とを混合する混合工程と、 必要に応じて該混合工程により得られた混合物を加熱する加熱工程とを
含む方法である。 上記親水性重合体としては、 例えば、 酸基を有する吸 水性樹脂が挙げられる。 また、 上記液状変性剤としては、 架橋剤が挙げ られる。
上記の方法によれば、 粉体化変性剤中における液状変性剤は、 例えば、 水不溶性化合物の表面およびノまたは内都に存在する。 このため、 上記 の方法によれば、 実貧的に固体伏態で該液伏変性剤を親水性重合体と混 合するこ とができる。 従って、 上記の方法によれば、 液状変性剤を直接、 親水性重合体と混合する場合と比較して、 親水性重合体と、 液状変性剤、 即ち粉体化変性剤とを均一に混合するこ とができる。 また、 上記親水性 重合体と粉体化変性剤との混合物において、 親水性重合体と液状変性剤 とは各々 別々 に存在している。 つま り、 液状変性剤を粉体化して粉体化 変性剤として用いた場合、 親水性重合体と粉体化変性剤とを混合しても、 直ぐに液状変性剤が親水性重合体に吸収されたり、 或いは、 液状変性剤 中に含まれる変性剤と親水性重合体との反応が開始されたりするこ とは ない。 そして、 該親水性樹脂に例えば水性液体を吸収させた時点、 或い は親水性樹脂を例えば加熱した時点で、 親水性重合体と、 液状変性剤中 に含まれる変性剤とが接触し、 親水性重合体を均一に変性することがで きる。
また、 上記粉体化変性剤として、 液伏変性剤をその融点以下に冷却し て固化してなる粉体化変性剤を用いた場合にも、 上記液状変性剤を、 実 質的に固体状態で親水性重合体と混合することができる。 この場合にも、 変性剤が粉体化変性剤を形成しているので、 親水性樹脂中において、 使 用するまでは親水性重合体と変性剤とが別々に存在し、 反応することは ない。 そして、 上記粉体化変性剤を融解させたときに、 親水性重合体と
変性剤とが接して反応し、 親水性重合体が変性 (例えば、 液状変性剤が 架橋剤である場合には、 表面架橋処理) される。 尚、 上記粉体化変性剤 の融解方法としては、 特に限定されるものではな く、 例えば、 加熱処理 等、 種々の方法を採用するこ とができる。
以上のように、 上記の製造方法によれば、 親水性重合体を均一に変性 するこ とができると共に、 該変性の時期をコン トロールするこ とができ る。 従って、 上記の製造方法によれば、 例えば、 液状変性剤が多価アル コール、 多価エポキシド、 アルキレンカーボネー ト等である場合には、 加圧下の吸収倍率等、 変性によって発現する諸特性を向上するこ とがで きる。 また、 特に、 液状変性剤が多価ア ミ ン等を含む架橋剤である場合 には、 使用時に、 親水性樹脂が水性液体を吸収した時点で親水性重合体 粒子間の結合力や前述した吸収体の保形力が発現する。 さ らに、 上記液 伏変性剤として多価ア ミ ン等を含む架橋剤を用いれば、 該多価ア ミ ン等 による親水性重合体粒子間の反応の時期をコン 卜ロールするこ とができ るので、 ゲル破断力をはじめとする上記諸特性の経時変化による低下を より一層効果的に防止することができる。
従って、 上記の構成によれば、 加圧下での吸収倍率や保水能等の、 加 圧下での吸収特性に優れ、 かつ、 例えば、 衛生材料等に用いる場合にお いて、 親水性重合体の重量% (樹脂濃度) を高く しても優れた性能 (吸 収特性) を示すこ とができる親水性樹脂を提供することができる。 該親 水性樹脂においては、 水性液体が親水性重合体内部に移動するための導 液空間が、 加圧下においても確保される。 従って、 親水性重合体の使用 量を 5 0重量%以上にした場合であっても、 上記の導液空間は、 加圧下 においても確保される。
また、 上記の構成によれば、 加圧下での吸収特性に優れ、 吸水時にお いて吸収体からの親水性重合体の脱落が起こ り難く、 かつ、 製造後、 使 用するまでの期間中に、 その結合性が経時的に変化しない親水性樹脂を 提供するこ とができる。 上記親水性樹脂は親水性重合体と液状変性剤と を含み、 特に、 上記液状変性剤が多価ア ミ ン等を含む架橋剤を粉体化し てなる粉体化変性剤である場合には、 上記効果をより一層頸著に奏する ことができる。
本発明にかかる親水性樹脂として吸水剤を得る場合、 該吸水剤は、 例 えば、 紙や粉砕パルプ等のセルロース繊維等と複合されて使用される。 該吸水剤は、 水性液体の拡散性に優れると共に漏れが少なく、 しかも、 優れた吸収特性を備えているので、 例えば、 体液を吸収させるこ とを目 的とする例えば、 紙ォムッや生理用ナブキン、 いわゆる失禁パッ ト等の 失禁者用の治具、 創傷保護材、 創傷治癒材等の衛生材料 : 食品等から生 じる ドリ ップを吸収させることを目的とする ドリ ップ吸収材ゃ鮮度保持 材 ; 保水を目的とする土壌保水材 ; 止水材 ; 等の広範囲の用途に好適に 使用することができる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられる反応装置 の概略の構成を示す説明図である。
図 2は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられる他の反応 装置の概 fflSの構成を示す説明図である。
図 3は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさ らに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 4は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 5は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 6は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 7は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 8は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 9は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに他 の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 1 0は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに 他の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 1 1 は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに 他の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 1 2は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに 他の反応装置の概略の搆成を示す説明図である。
図 1 3は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに 他の反応装置の概 HISの構成を示す説明図である。
図 1 4は、 本発明にかかる第一の変性方法に好適に用いられるさらに 他の反応装置の概略の構成を示す説明図である。
図 1 5は、 本発明にかかる各変性方法によって変性された親水性重合 体としての吸水剤が示す性能の一つである加圧下の吸水量の则定に用い
る測定装置の概略の断面図である。
図 1 6は、 本発明にかかる各変性方法によって変性された親水性重合 体と しての吸水剤が示す性能の一つである加圧下の吸水倍率の则定に用 いる測定装置の概略の断面図である。
図 1 7は、 本発明の一実施例において用いた吸水性樹脂 ( a ) 表面の 赤外吸収スぺク トルのチヤ一 トである。
図 1 8 は、 本発明の一実施例において得られた吸水剤表面の赤外吸収 スぺク トルのチャー トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例および比較例により、 本発明をさらに詳細に説明するが, 本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。 また、 親水性重合 体としての吸水性樹脂 ( 6種類) は、 以下の製造方法により製造した。 また、 これらの親水性重合体または処理後の親水性樹脂 (これらを総称 して吸水剤と記す場合がある) の諸性能 (物性) は、 以下の方法で測定 した。 尚、 以下の説明においては、 特に断りの無い限り、 「都 J は 「重 量部」 、 「%」 は 「重量%」 を示す。
( 1 ) 親水性重合体の製造方法
以下の ( a ) 〜 ( f ) に示す製造方法によって、 親水性重合体として 6種類の吸水性樹脂を製造した。
( a ) いわゆる窒素シール並びに除熱 · 加熱を行う こ とが可能な反 応容器に、 中和率が 7 0モル%であるァク リル酸ナ ト リ ウム 3 0重量% 水溶液 5 , 0 0 0部を仕込んだ。 つまり、 反応容器に、 親水性単量体と してのアク リル酸 3 7 1 部およびアク リル酸ナ ト リ ウム 1 , 1 2 9部と.
T/JP97/00229
4 2
水 3 , 5 0 0部とからなる水溶液を仕込んだ。
次に、 該水溶液に、 内部架橋剤としてのボリエチレングリ コールジァ ク リ レー ト 6 . 7 6部を溶解し、 水溶液中に窒素ガスを 3 0分間吹き込 む (バプリ ング) ことにより、 溶存酸素を追い出した。 次いで、 攪拌し ながら、 上記水溶液に、 ラジカル重合開始剤と しての過硫酸カ リ ウム 1 . 8部、 並びに、 還元剤と しての Lーァスコルビン酸 0 . 0 9部を添加し た。 その後、 該水溶液を窒素気流下、 重合開始温度 3 0 °Cで重合させた。 重合を開始してから約 5分後に、 反応系内は 7 0 °Cに達した。 その後、 加熱して反応系内の温度を約 7 O 'Cに維持しながら 2時間攪拌し、 重合 反応を完結させた。 これにより、 ボリアク リ ル酸ナ ト リ ウムからなる含 水ゲル状架橋重合体を得た。
得られた含水ゲル状架撟重合体を取り出し、 ミ ー トチョ ッパーを用い て細分した後、 細分化物を 6 0 メ ッ シュの金網上に広げ、 熱風乾燥機を 用いて 1 5 0 'Cで 1 3 5分間、 熱風乾燥した。 次いで、 乾燥物をコーヒ ー ミ ルを用いて粉砕し、 さらに 2 0 メ ッ シュ (目の大きさ 8 4 0 m ) の金網で分扱するこ とにより、 平均粒子怪が約 4 0 0 i mの粒子状の架 橋重合体、 即ち、 親水性重合体としての吸水性樹脂 (以下、 吸水性樹脂 ( a ) と記す) を得た。 上記の吸水性樹脂 ( a ) は、 湿気ゃ坫り気がな く、 いわゆる 「さらさら」 の状態であった。
( b ) いわゆる窒素シール並びに除熱 . 加熱を行う ことが可能な反 応容器に、 親水性単量体としてのァク リル酸 1 , 0 0 0部、 内部架橋剤 と してのテ トラァリ ロキシェタン 5部、 および水 3 , 5 0 0部を仕込み- 混合 · 溶解させて水溶液とした。 次に、 該水溶液中に窒素ガスを 3 0分 間吹き込む (バブリ ング) ことにより、 溶存酸素を追い出した。 次いで
攪拌しながら、 上記水溶液に、 ラジカル重合開始剤としての過酸化水素
6部、 および 2 , 2 ' —アブビス ( 2 —ア ミ ジノプロパン) 二塩酸塩 1 部、 並びに、 L ーァスコルビン酸 0 . 3部を添加した。 その後、 該水溶 液を窒素気流下、 重合開始温度 2 5 °Cで重合させた。 そして、 反応系内 の温度をほぼ一定に維持しながら約 2時間攪拌し、 重合反応を完結させ た。 これにより、 ボリアク リ ル酸からなる含水ゲル状架橋重合体を得た c 次に、 得られた含水ゲル状架橋重合体を取り出し、 細分した後、 細分 化物に水酸化ナ ト リウム 4 8重量%水溶液 8 6 8部を加えて均一に混練 するこ とにより、 該重合体中のカルボキシル基のうちの約 7 5 モル%を 中和した。 つまり、 該重合体中のカルボキシル基のうちの約 7 5 モル% をナ ト リ ウム塩にした。
中和後の含水ゲル状架橋重合体を取り出し、 ドラム ドライヤーを用い て 1 5 0 °Cで乾燥した。 次いで、 乾燥物をコーヒー ミ ルを用いて粉砕し. さらに 2 0 メ ッシュの金網で分极するこ とにより、 平均粒子径が約 1 0 mの粒子状の架橋重合体、 即ち、 親水性重合体と しての吸水性樹脂 (以下、 吸水性樹脂 ( b ) と記す) を得た。 上記の吸水性樹脂 ( b ) は. 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さらさら」 の状態であった。
( c ) いわゆる窒素シール並びに除熱 · 加熱を行う こ とが可能な反 応容器に、 中和率が 8 0 モル%であるァク リ ル酸ナ ト リ ウム 3 5重量% 水溶液 5 . 0 0 0部を仕込んだ。 つまり、 反応容器に、 親水性単量体と してのアク リル酸 2 8 1 部およびアク リ ル酸ナ ト リ ウム し 4 6 9部と 水 3 , 2 5 0部とからなる水溶液を仕込んだ。
次に、 該水溶液に、 内部架橋剤としての N , Ν ' ー メチレンビスァク リルアミ ド 2 . 2部を溶解し、 水溶液中に窒素ガスを 3 0分間吹き込む
(バプリ ン グ) こ とにより、 溶存酸素を追い出した。 次いで、 攪拌しな がら、 上記水溶液に、 2 , 2 ' -ァゾビス ( 2 —ア ミ ジノプロパン) 二 塩酸塩 4部を添加した。 添加してから 5分間攪拌を行なったところ、 水 溶液は白濁し、 反応系内に 2 . 2 ' —ァゾビス ( 2 —ア ミ ジノプロパン) ニアク リル酸塩の白色微粒子の生成が認められた。
その後、 直ちに、 攪拌しながら、 上記水溶液に、 過硫酸力 リ ウム 1 · 8部および L—ァスコルビン酸 0 . 0 9部を添加した。 その後、 該水溶 液を窒素気流下、 重合開始温度 2 5てで重合させた。
重合を開始してから約 5分後に、 反応系内は 8 0 °Cに達した。 その後、 加熱して反応系内の温度を約 7 5てに維持しながら 2時間攪拌し、 重合 反応を完結させた。 これにより、 ボリアク リ ル酸ナ ト リ ウムからなる含 水ゲル状架橋重合体を得た。
得られた含水ゲル状架橋重合体を取り出し、 ミ ー トチョ ッパーを用い て細分した後、 細分化物を 6 0 メ ッ シュの金網上に広げ、 熱風乾燥機を 用いて 1 5 0 °Cで 1 2 5分間、 熱風乾燥した。 次いで、 乾燥物をコ— ヒ 一ミ ルを用いて粉砕し、 さらに 2 0 メ ッ シュの金網で分級するこ とによ り、 平均拉子径が約 4 0 0 01の粒子状の架橋重合体、 即ち、 親水性重 合体と しての吸水性樹脂 (以下、 吸水性樹脂 ( c ) と記す) を得た。 尚、 2 , 2 ' —ァゾビス ( 2 —ア ミ ジノプロパン) 二アク リル酸塩は発泡剤 としての性質を備えているので、 上記の吸水性樹脂 ( c ) は多孔質とな つており、 その平均孔径は 5 0 mであった。 また、 吸水性樹脂 ( c ) は、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さらさら」 の状態であった。
( d ) 上記 ( b ) の製造方法によって得られた吸水性樹脂 (b ) を、 1 0 0 メ ッ シュ (目の大きさ 1 5 0 m ) の金網でさ らに分极するこ と
により、 9 3 メ ッ シュ通過物を分取した。 これにより、 吸水性樹脂 (以 下、 吸水性樹脂 ( d ) と記す) を得た。 上記の吸水性樹脂 ( d ) は、 湿 気や粘り気がなく、 いわゆる 「さらさら」 の状態であった。
( e ) 中和率 7 5 モル%のァク リル酸ナ ト リ ウム (親水性単量体) 3 9重量%水溶液 5 , 5 0 0 gに、 内部架橋剤と しての ト リ メチロール プロパン ト リァク リ レー 卜 3 . 5 9 gを溶解させて反応液と した。 次に, この反応液を、 窒素ガス雰囲気下で 3 0分間脱気した。 次いで、 シグマ 型羽根を 2本有する內容積 1 0 Lのジャケ ッ ト付きステン レス製双腕型 ニーダ一に蓋を取り付けて形成した反応器に、 上記の反応液を供給し、 反応液を 3 0でに保ちながら系を窒素ガス置換した。 続いて、 反応液を 攪拌しながら、 重合開始剤としての過硫酸ァンモニゥム 2 . 4 gおよび Lーァスコルビン酸 0 . 1 2 gを添加したところ、 およそ 1 分後に重合 が開始した。 そして、 3 0 'C ~ 8 0でで重合を行い、 重合を開始してか ら 6 0分後に反応を終了して含水ゲル伏重合体を取り出した。
得られた含水ゲル状重合体は、 その径が約 5 m mに細分化されていた < この細分化された含水ゲル状重合体を 5 0 メ ッ シュの金網上に広げ、 1 5 0 'Cで 9 0分間熱風乾燥した。 次いで、 乾燥物を振動ミ ルを用いて扮 砕し、 さ らに 2 0 メ ッ シュの金網を通過させて分极するこ とにより、 平 均粒子径が 4 0 0 mで、 しかも、 粒子径が 1 0 6 m未満の拉子の割 合が 5重量%の吸水性樹脂前駆体を得た。
得られた吸水性樹脂前駆体 1 0 0部に、 架橋剤としてのグリ セ リ ン 0 5部と、 水 3部と、 親水性有機溶媒としてのイ ソプロ ビルアルコール 0 . 7 5部とからなる表面架橋剤溶液を混合した。 上記の混合物を 2 0 0 °C で 3 5分間加熱処理するこ とにより、 親水性重合体と しての吸水性樹脂
(以下、 吸水性樹脂 ( e ) と記す) を得た。 得られた吸水性樹脂 ( e ) の平均拉子径は 4 0 0 mであり、 泣子径が 1 0 6 m未満の拉子の割 合は 3 %であった。
( f ) 中和率 7 5モル%のァク リ ル酸ナ ト リ ウム (親水性単量体) 3 3重量%水溶液 5, 5 0 0 gに、 内部架橋剤としてのボリエチ レ ング リ コールジアタ リ レー ト 3. 5 6 gを溶解させて反応液とした。 次に、 この反応液を、 窒素ガス雰囲気下で脱気後、 攪拌しながら、 重合開始剤 としての過硫酸ナ ト リ ウム 2. 4 gおよび L—ァスコルビン酸 0. 1 2 gを添加して童合を行った。 重合が終了した時点で、 得られた含水ゲル 伏架橋重合体をさ らに紬分化し、 1 5 0 'Cの熱腻乾燥機中で含水ゲル状 架橋重合体の含水量が 5 %以下になるまで乾燥を行った。 次いで、 乾燥 物をロールグラニユ レ一夕一を用いて粉砕し、 さらに 2 0 メ ッ シュの金 網を通過させて分极するこ とによ り、 平均粒子径が 4 0 0 amの拉子状 の架橋重合体、 即ち、 親水性重合体と しての吸水性樹脂 (以下、 吸水性 樹脂 ( f ) と記す) を得た。 上記吸水性樹脂 ( ί ) における粒子怪 1 0 6 m未満の粒子の割合は 3重量%であった。
( 2 ) 保水量
吸水剤 0. 2 gを不織布製のティ ーバッ グ式袋 ( 6 c m X 6 c m) に 均一に入れ、 開口部をヒー ト シールした後、 0. 9重量%塩化ナ ト リ ウ ム水溶液 (生理食塩水) 中に室温で浸潰した。 3 0分後にティ ーバッ グ 式袋を引き上げ、 遠心分離機を用いて 2 5 0 Gで 3分間水切りを行った 後、 該袋の重量 W, ( g) を測定した。 また、 同様の操作を吸水剤を用 いないで行い、 そのときの重量 W。 ( g) を測定した。 そして、 これら 重量 · W。 から、 次式、
保水量 (gZg)
= (重量 W, (g) -重量 W。 (g) ) /吸水剤の重量 (g) に従って保水量 (gZg) を算出した。
( 3 ) 吸収倍率
吸水剤 0. 2 gを不織布製の袋 ( 6 0 mm X 6 0 mm) に均一に入れ、 0. 9 ½塩化ナ ト リ ウム水溶液 (生理食塩水) 中に室温で浸漬した。 6 0分後に袋を引き上げ、 遠心分離機を用いて 2 5 0 Gで 3分間水切りを 行った後、 袋の重量 W, (g) を測定した。 また、 同様の操作を吸水剤 を用いないで行い、 そのときの重量 Wn ( g) を測定した。 そして、 こ れら重量 ■ W。 から、 次式、
吸収倍率 ( g/g)
= (重量 W, ( g) 一重量 W。 (g) ) Z吸水剤の重量 (g) に従って吸収倍率 (gZg) を算出した。
( 4 ) 加圧下の吸水量
先ず、 加圧下の吸水量の測定に用いる測定装置について、 図 1 5 を参 照しながら、 以下に簡単に説明する。
図 I 5に示すように、 则定装置は、 天秤 1 と、 この天抨 1 上に載置さ れた所定容量の容器 2 と、 外気吸入パイブ 3 と、 シリ コーン樹脂からな る導管 4 と、 ガラスフィ ルタ 6 と、 このガラスフィ ルタ 6上に载置され た測定部 5 とからなっている。 上記の容器 2は、 その頂部に開口部 2 a を、 その側面部に開口部 2 bをそれぞれ有しており、 開口部 2 aに外気 吸入パイブ 3が嵌入される一方、 開口部 2 bに導管 4が取り付けられて いる。 また、 容器 2には、 所定量の生理食塩水 ( 0. 9重量%塩化ナ ト リ ウム水溶液) 1 2が入っている。 外気吸入パイブ 3の下端部は、 生理
食塩水 1 2中に没している。 外気吸入パイブ 3は、 容器 2内の圧力をほ ぼ大気圧に保っために設けられている。 上記のガラスフィ ル夕 6 は、 直 径 5 5 m mに形成されている。 そして、 容器 2およびガラスフィ ル夕 6 は、 導管 4によって互いに連通している。 また、 ガラスフィ ル夕 6 は、 容器 2に対する位置および高さが固定されている。
上記の測定部 5は、 據紙 7 と、 支持円筒 9 と、 この支持円筒 9の底部 に貼着された金網 1 0 と、 重り 1 1 とを有している。 そして、 測定部 5 は、 ガラスフィ ルタ 6上に、 瀘紙 7、 支持円筒 9 (つま り金網 1 0 ) が この順に戟置されると共に、 支持円筒 9内部、 即ち、 金網 〗 0上に重り 1 1 が載置されてなつている。 金網 1 0は、 ステンレスからなり、 4 0 0 メ ッ シュ (目の大きさ 3 8 m ) に形成されている。 そして、 则定時 には、 金網 1 0上に、 所定量および所定粒子径の吸水剤 1 5が均一に撒 布されるようになっている。 また、 金網 I 0の上面、 つまり、 金網 1 0 と吸水剤 1 5 との接触面の高さは、 外気吸入パイブ 3の下端面 3 aの高 さと等しくなるように設定されている。 重り 1 1 は、 金網 1 0、 即ち、 吸水剤 1 5 に対して、 5 O g Z c m 2 の荷重を均一に加えるこ とができ るように、 その重量が調整されている。
上記構成の则定装置を用いて加圧下の吸水量を測定した。 则定方法に ついて以下に説明する。
先ず、 容器 2に所定量の生理食塩水 1 2を入れる : 容器 2に外気吸入 パイブ 3を咴入する ; 等の所定の準備動作を行った。 次に、 ガラスフィ ル夕 6上に據紙 7を载置した。 また、 この載置動作に並行して、 支持円 筒 9内部、 即ち、 金網 1 0上に、 吸水剤 1 5 と して親水性樹脂 0 · 9 g ^均一に撒布し、 この吸水剤 1 5上に重り 1 1 を載置した。
次いで、 濾紙 7上に、 金網 1 0、 つま り、 吸水剤 〗 5および重り 1 1 を載置した上記支持円筒 9を、 その中心部がガラスフィ ルター 6の中心 部に一致するように载置した。
そ して、 據紙 7上に支持円筒 9を載置した時点から、 6 0分間にわた つて柽時的に、 該吸水剤 1 5が吸収した生理食塩水 1 2の重量 W2 ( g ) を、 天秤 1 を用いて则定した。 また、 同様の操作を吸水剤 1 5 を用いな いで行い、 そのときの重量、 つまり、 吸水剤 i 5以外の例えば濾紙 7等 が吸収した生理食塩水 1 2の重量を、 天抨 1 を用いて測定し、 ブラ ンク 重量 W3 ( g ) とした。 そして、 これら重量 W2 - W3 から、 次式、 加圧下の吸水量 ( gZg )
= (重量 W2 ( g) 一重量 W3 ( g) ノ吸水剤の重量 ( g) に従って加圧下の吸水量 ( gZg) を算出した。
( 5 ) 加圧下の吸収倍率
先ず、 加圧下の吸収倍率の则定に用いる制定装置について、 図 1 6を 参照しながら、 以下に簡単に説明する。
図 1 6 に示すように、 測定装置は、 天抨 1 と、 この天抨 1上に載置さ れた所定容量の容器 2 2 と、 外気吸入パイブ 2 3 と、 導管 2 4 と、 ガラ スフィ ルタ 2 6 と、 このガラスフィ ル夕 2 6上に載置された測定部 2 5 とからなっている。 上記の容器 2 2は、 その頂部に開口部 2 2 aを、 そ の側面部に開口部 2 2 bをそれぞれ有しており、 開口部 2 2 a に外気吸 入パイブ 2 3が嵌入される一方、 開口部 2 2 bに導管 2 4が取り付けら れている。 また、 容器 2 2には、 所定量の人工尿 3 2が入っている。 上 記の人工尿 3 1 は、 硫酸ナ ト リ ウム 2 %、 塩化カ リ ウム 0. 2 %、 塩化マグネシウム六水和物 0. 0 5 %、 塩化カルシウム二水和物 0. 0
2 5 %、 リ ン酸二水素アンモニゥム 0 . 0 8 5 %、 リ ン酸水素二アンモ ニゥム 0 . 0 1 5 %の組成を有する水溶液である。 また、 外気吸入パイ プ 2 3の下端部は、 人工尿 3 2中に没している。 上記のガラスフィ ルタ 2 6 は、 直径 7 0 m mに形成されている。 そして、 容器 2 2 およびガラ スフィ ル夕 2 6 は、 導管 2 4 によつて互いに連通している。 さ らに、 ガ ラスフィ ルタ 2 6は、 その上面が、 外気吸入パイブ 2 3の下端と等しい 高さ となる位置に固定されている。
上記の測定部 2 5 は、 據紙 2 7 と、 支持円筒 2 8 と、 この支持円筒 2 8の底部に貼着された金網 2 9 と、 重り 3 0 とを有している。 そして、 測定部 2 5 は、 ガラスフィ ルタ 2 6上に、 紙 2 7、 支持円筒 2 8 (つ ま り、 金網 2 9 ) がこの順に载置されると共に、 支持円筒 2 8内部、 即 ち、 金網 2 9上に重り 3 0が載置されてなつている。 支待円筒 2 8は、 内径 6 0 m mに形成されている。 金網 2 9 は、 ステン レスからなり、 J I S規格で 4 0 0 メ ッ シュ (目の大きさ 3 8 X m ) に形成されている。 そして、 金網 2 9上に所定量の吸水剤 3 5が均一に撒布されるようにな つている。 重り 3 0は、 金網 2 9、 即ち、 吸水剤 3 5に対して、 5 0 g / c m 2 の荷重を均一に加えるこ とができるように、 その重量が調整さ れている。
上記構成の測定装置を用いて加圧下の吸収倍率を測定した。 測定方法 について以下に説明する。
先ず、 容器 2 2に所定量の人工尿 3 1 を入れる ; 容器 2 2に外気吸入 パイブ 2 3を嵌入する ; 等の所定の準備動作を行った。 次に、 ガラスフ ィ ルタ 2 6上に據紙 2 7を载置した。 一方、 これら截置動作に並行して、 支持円筒 2 8内部、 即ち、 金網 2 9上に吸水剤 3 5 として吸水剤 0 . 9
gを均一に撒布し、 この吸水剤 3 5上に重り 3 0を戟置した。
次いで、 濾紙 2 7上に、 金網 2 9、 つま り、 吸水剤 3 5 および重り 3 0を載置した上記支持円筒 2 8 を載置した。
そして、 濾紙 2 7上に支持円筒 2 8 を載置した時点から、 6 0分間に わたつて吸水剤 3 5が吸収した人工尿 3 1 の重量 W4 ( g ) を、 天抨 1 を用いて则定した。
そして、 上記の重量 W4 から、 次式、
加圧下の吸収倍率 ( g / g) =重量 W4 ( g ) /吸水剤の重量 ( g ) に従って、 吸収開始から 6 0分後の加圧下の吸収倍率 (gZg) を算出 した。
( 6 ) ゲル破断力
内径 5 0 mm、 高さ 1 3 mmの支持円筒内部に 2 5. 3 gの人工尿と 吸水剤 0. 8 4 gとを入れ、 該吸水剤に人工尿を吸収させるこ とにより ゲルを得た。 上記人工尿の組成は、 ( 5 ) 加圧下の吸収倍率にて記載し た通りである。 次いで、 上記支持円筒を、 中央部に直径 2 O mmの開口 部を有する则定台に、 上記支持円筒の中心部が上記測定台の中心部に一 致するように載置し、 上記支持円筒内部のゲルの破断力を測定した。 上 記破断力の釗定は、 ネオカー ドメーター (株式会社アイテクノ製 ; 型式 M— 3 0 2 ) を用いて、 感圧軸の直径 8 mm、 感圧軸の下降速度 0. 3 6 c mZ秒の条件下で行った。 破断力とは、 弾性力の限界に対し、 弾 性体、 つま り、 支持円筒内部のゲルの破壌に最小限必要とされる力を指 す。
( 7 ) ゲル破断力低下促進試験後のゲル破断力および保持率
吸水剤 0. 8 4 gを、 4 0 'C、 相対湿度 9 0 %で① 2 4時間あるレ、は
② 4 8時間放置した (ゲル破断力低下促進試験 ; 以下、 単に低下促進試 験と記す) 。 その後、 この低下促進試験後の吸水剤を用いてゲル破断力 を測定した。 つま り、 上記吸水剤 0. 8 4 gと、 2 5. 3 gの人工尿と を内径 5 0 mm, 高さ 1 3 mmの支持円筒内部に入れ、 該吸水剤に人工 尿を吸収させるこ とによりゲルを得た。 該ゲルの破断力を、 上記 ( 6 ) の方法に従って測定した。
保持率 (%) は、 吸水剤を、 4 0で、 相対湿度 9 0 %で 4 8時間放置 することにより低下促進試験を行った場合のゲル破断力をゲル破断力 ( I ) 、 低下促進試験を行っていない場合の吸水剤のゲル破断力をゲル破 断力 (II) とすると、 ゲル破断力 (Π) に対するゲル破断力 ( I ) の割 合を百分率で表したものである。
〔実施例 1 〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのオー ト ク レープ (処理装置) に、 親水性重 合体と しての吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒 素ガスで反応系内の圧力を 5 K g f ノ c m 2 に設定した。 次に、 攪拌し ながら反応系内を 1 8 0てに昇温し、 温度が 1 8 0 'Cとなった時点で、 架橋剤 (変性剤) としてのエチレンォキサイ ド 3部を反応系内に導入し た。 このとき、 反応系内の圧力は 7 K g i Zcm2 〜8 K g f Zc m2 であり、 エチレンオキサイ ドはガス状となっていた。 次いで、 反応系内 の温度を 1 8 0 eCに維持しながら 1 0分間攪拌するこ とにより、 架橋処 理 (変性) を行った。
処理終了後、 オー ト ク レープを開放し、 吸水剂として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剂は、 粒子状であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さ らさ ら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな
かった。
上記吸水性樹脂 ( a ) 表面、 並びに、 吸水剤表面の赤外吸収スぺク ト ルを、 F T— I R (フーリェ変換赤外分光法) で则定した。 測定装置と して、 「日本バイオラ ッ ト株式会社 (Nippon Bio-Rad Laboratories K. Κ,〉 製 F T S— 4 5」 を用いた。 また、 则定方法 (サンプリ ング法) として、 拡散反射 (DR) 分光法を採用した。 吸水性樹脂 ( a ) 表面の 赤外吸収スぺク トルのチヤ一トを図 1 7に示す。 また、 吸水剤表面の赤 外吸収スぺク トルのチャー トを図 1 8に示す。
図 1 7のチャー トにおいては、 吸水性樹脂 ( a ) 表面に存在するカル ボキシル基の吸収ビーク力く、 1 7 2 8. 3 c m—1に現れている。 これに 対し、 図 1 8のチャー トにおいては、 上記の吸収ピーク力く、 1 7 5 3. 8 c m-1にシフ ト した状態で現れている。 このこ とから、 架橋処理が施 されるこ とによって、 吸水性樹脂 ( a ) 表面に存在するカルボキシル基 がエチレンォキサイ ドとエステルを形成したことが判る。 つま り、 吸水 性樹脂 ( a ) 表面がエチレンオキサイ ドで変性されたこ とが判る。
得られた吸水剤の保水量およぴ加圧下の吸水量を上記の方法により刺 定した。 その結果、 吸水剤の保水量は 3 4 g/g、 加圧下の吸水量は 2 1 gZgであった。 また、 吸水性樹脂 ( a ) の保水量および加圧下の吸 水量を上記の方法に準じて測定した。 その結果、 吸水性樹脂 ( a ) の保 水量は 4 3 g/g, 加圧下の吸水量は 7 gZgであった。 上記の結果を 表 2に示す。
〔実施例 2〕
攪拌翼を備えた容量 i Lのオー ト ク レーブに、 親水性重合体としての 吸水性樹脂 (b ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応
系内の圧力を 5 K g f c m2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系 内を 1 8 0 'Cに昇温し、 温度が 1 8 0 'Cとなつた時点で、 エチレンォキ サイ ド 3部を反応系内に導入した。 このとき、 反応系内の圧力は 7 K g f / c m 2 〜 8 K g f Z c m2 であり、 エチレンオキサイ ドはガス伏と なつていた。 次いで、 反応系内の温度を 1 8 0 'Cに維持しながら 3 0分 間攪拌するこ とにより、 架橋処理を行った。
処理終了後、 オー ト ク レープを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 拉子状であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さ らさら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。
得られた吸水剤の保水量は 2 8 g/g、 加圧下の吸水量は 2 1 g/ g であった。 また、 吸水性樹脂 ( b ) の保水量および加圧下の吸水量を上 記の方法に準じて測定した。 その結果、 吸水性樹脂 ( b) の保水量は 3 2 g/g、 加圧下の吸水量は 8 g/gであった。 上記の結果を表 2に示 す。
〔実施例 3 )
攪拌翼を備えた容量 1 Lのオー ト ク レープに、 親水性重合体としての 吸水性樹脂 ( c ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応 系内の E力を 5 K g f Z c m2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系 内を 1 8 0 °Cに昇温し、 温度が 1 8 0 'Cとなった時点で、 エチレンォキ サイ ド 3部を反応系内に導入した。 このとき、 反応系内の圧力は 7 K g f / c m 2 〜 8 K g f Z c m2 であり、 エチレンオキサイ ドはガス状と なつていた。 次いで、 反応系内の温度を I 8 0でに維持しながら 6 0分 間攪拌することにより、 架橋処理を行った。
処理終了後、 オー トク レープを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 粒子状であり、 湿気や粘り気がなく . いわゆる 「さらさら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。
得られた吸水剤の保水量は 2 9 gZ g、 加圧下の吸水量は 2 2 gZ g であった。 また、 吸水性樹脂 ( c ) の保水量および加圧下の吸水量を上 記の方法に準じて測定した。 その結果、 吸水性樹脂 ( c ) の保水量は 3 3 g/g, 加圧下の吸水量は 8 g/ gであった。 上記の結果を表 2に示 す。
〔実施例 4 〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのォ一 トク レーブに、 親水性重合体としての 吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応 系内の圧力を 4 K g ί Z c mz に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系 内を 1 5 0てに昇温し、 温度が 1 5 0 'Cとなった時点で、 エチレンォキ サイ ド 4. 8部を反応系内に導入した。 このとき、 反応系内の圧力は 5 K g f / c m2 であり、 エチレンオキサイ ドはガス状となっていた。 次 いで、 反応系内の温度を 1 5 0 'Cに維持しながら 4 5分間攪拌するこ と により、 架撟処理を行った。
処理終了後、 ォ— ト ク レーブを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 粒子状であり、 湿気や粘り気がなく, いわゆる 「さ らさら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。 得られた吸水剤の保水量は 3 0 gZg、 加圧下の吸水量は 1 8 gZ gであった。 上記の結果を表 2に示す。
〔実施例 5〕
実施例 3 における吸水性樹脂 ( c ) 1 0 0部の代わりに、 1 8 0 °Cで 所定時間、 予め加熱乾燥処理を施した親水性重合体と しての吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を用いた以外は、 実施例 3 と同様の架橋処理を行った。 処理終了後、 オー ト ク レープを開放し、 吸水剤と して、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 粒子状であり、 湿気ゃ拈り気がなく、 いわゆる 「さ らさら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。 得られた吸水剤の保水量は 2 9 g/ g, 加圧下の吸水量は 2 2 gZgであった。 上記の結果を表 2に示す。
上記の結果から明らかなように、 本発明にかかる変性方法は、 親水性 重合体に水分が含まれているか否かによる影響を受けないこ とが判る。 つま り、 変性すべき親水性重合体が水分を含んでいても含んでいなくて も、 変性の結果に影響を与えないこ とが判る。
〔実施例 6〕
実施例 3における吸水性樹脂 ( c ) 1 0 0部の代わりに、 親水性重合 体と しての吸水性樹脂 ( d ) 1 0 0部を用いた以外は、 実施例 3 と同様 の架橋処理を行った。
処理終了後、 オー トク レープを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 粒子状であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さ らさら J の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。
得られた吸水剤の保水量は 2 3 g/g、 加圧下の吸水量は 1 1 gZg であった。 また、 吸水性樹脂 ( d ) の保水量および加圧下の吸水量を上 記の方法に準じて则定した。 その結果、 吸水性樹脂 ( d ) の保水量は 2 1 s/ S, 加圧下の吸水量は 6 gZ gであった。 上記の結果を表 2に示
す。
〔実施例 7〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのオー トク レープに、 親水性重合体と しての 吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応 系内の圧力を 5 K g ί Z c m2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系 内を 2 0 0 eCに昇温し、 温度が 2 0 0 'Cとなつた時点で、 ェチレンォキ サイ ド 3部を反応系内に導入した。 このとき、 反応系内の圧力は 7 K g f Z c m2 〜 8 K g f Z c m2 であり、 エチレンオキサイ ドはガス状と なっていた。 次いで、 反応系内の温度を 2 0 0でに維持しながら 1 0分 間攪拌するこ とにより、 架橋処理を行った。
処理終了後、 ォ一 トク レーブを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 粒子伏であり、 湿気ゃ拈り気がな く、 いわゆる 「さ らさら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。 得られた吸水剤の保水量は 3 5 g,g、 加圧下の吸水量は 1 9 g/gであった。 上記の結果を表 2に示す。
〔実施例 8〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのオー ト ク レーブに、 1 8 0 'Cで所定時間、 予め加熱乾燥処理を施した親水性重合体としての吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応系内の圧力を 5 K g f / c m2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系内を 2 0 0 °Cに昇温し、 温度が 2 0 0 °Cとなつた時点で、 エチレンォキサイ ド 3部を反応系内に 導入した。 このとき、 反応系内の圧力は T K g f Z c m2 〜 8 K g f Z c m2 であり、 エチレンオキサイ ドはガス状となっていた。 次いで、 反 応系内の温度を 2 0 0でに維持しながら 6 0分間攪拌することにより、
架橋処理を行った。
処理終了後、 オー ト ク レープを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剂は、 拉子状であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さらさ ら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。 得られた吸水剤の保水量は 3 3 gノ g、 加圧下の吸水量は 2 2 gZ gであった。 上記の結果を表 2に示す。
〔実施例 9〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのォ— ト ク レーブに、 親水性重合体としての 吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応 系内の圧力を 5 K g f c m2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系 内を 2 2 O 'Cに昇温し、 温度が 2 2 O 'Cとなった時点で、 架橋剤 (変性 剤) と してのプロピレンオキサイ ド 3部を反応系内に導入した。 このと き、 反応系内の圧力は 7 K g f Z c m2 〜 8 K g f ノ c m2 であり、 プ ロ ビレンオキサイ ドはガス状となっていた。 次いで、 反応系内の温度を 2 2 0 'Cに維持しながら 6 0分間攪拌するこ とにより、 架橋処理 (変性) を行った。
処理終了後、 オー ト ク レープを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 粒子状であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さ らさら」 の状態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。 得られた吸水剤の保水量は 2 9 g/ g、 加圧下の吸水量は 1 9 gZ gであった。 上記の結果を表 2に示す。
〔実施例 1 0〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのオー ト ク レーブに、 1 8 0 'Cで所定時間、 予め加熱乾燥処理を施した親水性重合体と しての吸水性樹脂 ( a ) 1 0
0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応系内の圧力を 5 K g f / c m 2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系内を 2 4 (TCに昇温し、 温度が 2 4 0 °Cとなった時点で、 エチレンォキサイ ド 3部を反応系内に 導入した。 このとき、 反応系内の圧力は 8 K g f / c m2 〜 9 K g f Z c m 2 であり、 エチレンォキサイ ドはガス状となっていた。 次いで、 反 応系内の温度を 2 4 0 'Cに維持しながら 3分間攪拌するこ とにより、 架 橋処理を行った。
処理終了後、 オー ト ク レープを開放し、 吸水剤として、 架橋後の親水 性樹脂を取り出した。 該吸水剤は、 拉子伏であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さ らさら』 の伏態であった。 また、 ダマの生成も認められな かった。 得られた吸水剤の保水量は 3 0 gZ g、 加圧下の吸水量は 2 2 gZ gであった。 上記の結果を表 2に示す。
〔実施例 1 1 :!
架橋剤 (変性剤) としてのェチレングリ コールジグリ シジルエーテル 1 0 0部をステンレス製の容器に仕込んだ後、 該容器の上部開口部を 2 0 0 メ ッ シュのステンレス製の金網で覆つた。 次に、 該金網上に親水性 重合体と しての吸水性樹脂 ( a ) 5 0部を均一に撒布した。
その後、 容器を加熱することによってエチレングリ コールジグリ シジ ルエーテルを気化させ、 ガス伏のエチレングリ コールジグリ シジルエー テルを吸水性樹脂 ( a ) に 1 0分間、 接触させることにより、 架橋処理 (変性) を行った。
処理終了後、 吸水剤として、 架橋後の親水性樹脂を回収した。 該吸水 剂は、 粒子状であり、 湿気や粘り気がなく、 いわゆる 「さ らさ ら」 の状 態であった。 また、 ダマの生成も認められなかった。 得られた吸水剤の
保水量は 3 6 g/ g, 加圧下の吸水量は 1 1 gZgであった。 上記の結 果を表 2に示す。
〔比較例 1 〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのォ— ト ク レーブに、 親水性重合体としての 吸水性樹脂 ( a ) 〗 0 0部を仕込み、 窒素置換した後、 窒素ガスで反応 系内の圧力を 7 K g f Z c ni2 〜 8 K g i Z c m2 に設定した。 次に、 攪拌しながら反応系内を 1 8 0 'Cに昇温し、 温度を 1 8 0 'Cに維持しな がら 6 0分間攪拌した。 つま り、 架橋剤と してのエチレンォキサイ ドを 用いないで処理を行った。
処理終了後、 オー トク レープを開放し、 比較用吸水剤として、 処理が 施された親水性重合体を取り出した。 該比較用吸水剤の保水量は 4 0 g Zg、 加圧下の吸水量は 8 gZgであり、 加圧下の吸水量は向上されて いなかった。 上記の結果を表 2に示す。
〔比較例 2〕
攪拌翼を備えた容量 1 Lのオー ト ク レープに、 親水性重合体と しての 吸水性樹脂 ( a ) 1 0 0部を仕込んだ後、 攪拌しながら反応系内を 1 8 0 'Cに昇温し、 温度を 1 8 0 °Cに維持しながら 6 0分間攪拌した。 つま り、 架橋剤としてのエチレンオキサイ ドを用いず、 かつ、 窒素ガスで反 応系内を置換並びに加圧しないで処理を行つた。
処理終了後、 オー トク レープを開放し、 比較用吸水剤として、 処理が 施された親水性重合体を取り出した。 該比較用吸水剤の保水量は 4 2 g /g、 加圧下の吸水量は 7 g/gであり、 加圧下の吸水量は向上されて いなかった。 上記の結果を表 2に示す。
〔比較例 3〕
& 1
流動乾燥型装置を用いて親水性重合体と しての吸水性樹脂 ( d ) 1 0 0部を流動させながら、 該吸水性樹脂 ( d ) に、 加圧式スプレーノ ズル を用いて架橋剤と してのエチレ ングリ コール 3重量%水溶液 1 0部を断 続的に噴霧することにより、 両者を混合した。 しかしながら、 上記の混 合は不均一となってしまい、 多量のダマが生成した。
上記の混合物を 1 8 0 'Cに昇温し、 温度を 1 8 0 'Cに維持しながら 6 0分間加熱するこ とにより、 処理を行った。 処理終了後、 該混合物を 2 0 メ ッ シュの金網で分极するこ とにより、 通過物を分取した。 これによ り、 比較用吸水剤として、 処理が施された親水性重合体を得た。
上記の比較用吸水剤には、 多量のダマの生成が認められた。 得られた 比較用吸水剤の保水量は 2 6 g Z g、 加圧下の吸水量は 6 g gであり、 吸水性樹脂 ( d ) とエチ レ ングリ コール 3重量%水溶液との混合が不均 —であったため、 加圧下の吸水量は向上されていなかった。 つま り、 実 施例 6の結果と比較して、 加圧下の吸水量が著しく劣るこ とが判った。 上記の結果を表 2に示す。
表 2
上記実施例 1 〜 1 1 の結果から明らかなように、 親水性重合体に架橋 処理を施すこ とにより、 加圧下の吸水量が向上されるこ とが判る。 また
5 3
比較例 1 〜 3の結果との比較から明らかなように、 本発明にかかる変性 方法は、 親水性重合体と架橋剤 (変性剤) とを効率的に反応させるこ と ができるこ とが判る。 さ らに、 本発明にかかる製造方法により、 親水性 樹脂と しての吸水剤を簡単かつ容易に製造するこ とができるこ とが判る。 〔実施例 1 2〕
先ず、 架橋剤 (液状変性剤) としての、 重量平均分子量 7 0 , 0 0 0 のボリエチレ ンィ ミ ン 5 0 %水溶液 (商品名 ェボミ ン P— 1 0 5 0 ; 株式会社日本触媒製) 3部と、 水不溶性化合物としての酸化アルミニゥ 厶 (平均粒子径 8 0 / m) 9部とを攪拌、 混合するこ とにより、 平均拉 子径 8 0 mの粉体化変性剤 ( 1 ) を得た。
次に、 親水性重合体としての吸水性樹脂 ( e ) 1 0 0部に対し、 上記 の粉体化変性剤 ( 1 ) 1 2部を添加 · 混合した。 その後、 得られた混合 物を 9 0 で 2 0分間熱風乾燥した。 得られた乾燥物を、 8 4 0 mの 開孔を有する金網で分极し、 通過物を得るこ とにより、 吸水剤として、 親水性樹脂を得た。 得られた吸水剤の吸収倍率、 加圧下の吸収倍率、 ゲ ル破断力、 ゲル破断力低下促進試験後のゲル破断力、 並びに、 保持率を 上記の方法により測定した。 結果をまとめて表 3に示す。
〔実施例 1 3〕
先ず、 水不溶性化合物と してのパーライ ト ( S i 02 と A l 2 03 と の合計量が、 全成分の 8 0 %以上を占める火山系岩石粒子) を 5 0 0 mの開孔を有する金網で分級し、 通過物を得た。 そして、 この通過物 5 部と、 架橋剤 (液状変性剤) としての、 重量平均分子量 7 0. 0 0 0の ポリ エチ レ ンィ ミ ン 3 0 %水溶液 (商品名 ェボミ ン P— 1 0 0 0 ; 株 式会社日本触媒製) 5部とを攪拌、 混合するこ とによ り、 平均粒子径 2
0 0 mの粉体化変性剤 ( 2 ) を得た。
次に、 親水性重合体と しての吸水性樹脂 ( e ) 〗 0 0部に対し、 上記 の粉体化変性剤 ( 2 ) 1 0部を添加 ' 混合した。 その後、 得られた混合 物を、 8 4 0 mの開孔を有する金網で分級し、 通過物を得るこ とによ り、 吸水剤と して、 親水性樹脂を得た。 得られた吸水剤の吸収倍率、 力 Π 圧下の吸収倍率、 ゲル破断力、 ゲル破断力低下促進試験後のゲル破断力、 並びに、 保持率を上記の方法により ΪΜ定した。 結果をま とめて表 3に示 す。
〔実施例 1 4〕
先ず、 架橋剤 (液状変性剤) としての、 重量平均分子量 7 0 , 0 0 0 のボリエチレンィ ミ ン 3 0 %水溶液 (商品名 ェポミ ン Ρ— 1 0 0 0 ; 株式会社日本触媒製) 5部と、 水不溶性化合物と しての粉末状のボリェ チレ ン (商品名 フローセン U F— に 5、 7 5 m以下の粒子径を有 する粒子の含有量 9 9. 9 %以上 ; 住友精化株式会社製) 5部とを攪拌、 混合するこ とにより粉体化変性剤 ( 3 ) を得た。
次に、 親水性重合体としての吸水性樹脂 ( e ) 1 0 0部に対し、 上記 の粉体化変性剤 ( 3 ) 1 0部を添加 · 混合した。 その後、 得られた混合 物を、 8 4 0 /imの開孔を有する金網で分扱し、 通過物を得ることによ り、 吸水剤として、 親水性樹脂を得た。 得られた吸水剤の吸収倍率、 加 圧下の吸収倍率、 ゲル破断力、 ゲル破断力低下促進試験後のゲル破断力、 並びに、 保持率を上記の方法により測定した。 結果をま とめて表 3に示 す。
〔比較例 4〕
親水性重合体としての吸水性樹脂 ( e ) 1 0 0部に対し、 架橋剤 (液
状変性剤) と しての、 重量平均分子量 7 0 . 0 0 0のボリエチレンイ ミ ン 3 0 %水¾液 (商品名 ェボミ ン P - 1 0 0 0 ; 株式会社日本触媒製) 5部を添加 ' 混合した。 その後、 得られた混合物を 9 0 °Cで 2 0分間熱 風乾燥した。 この乾燥物を、 8 4 0 i mの開孔を有する金網で分极し、 通過物を得るこ とにより、 比較用吸水剤として、 処理が施された親水性 重合体を得た。 得られた比較用吸水剤の吸収倍率、 加圧下の吸収倍率、 ゲル破断力、 ゲル破断力低下促進試験後のゲル破断力、 並びに、 保持率 を上記の方法により测定した。 結果をまとめて表 3に示す。
表 3
表 3に記載の結果から明らかなように、 本発明の親水性樹脂は、 官能 基を有する親水性重合体、 および、 該官能基と反応し得る変性剤と粒子 伏の水不溶性化合物とを含む粉体化変性剤を含むことで、 低下促進試験 後でもゲル破断力が高く、 保持率も高いものであった。 このこ とから、 本発明の親水性樹脂は、 製造後、 使用するまでの期間中に、 その結合性 が経時的に変化しないこ とが判る。 これは、 以下の理由によるものであ
る。 つまり、 変性剤が粉体化変性剤を形成しているので、 親水性樹脂中 において、 使用するまでは親水性重合体と変性剤とが別々に存在し、 反 応するこ とはない。 そして、 該親水性樹脂が例えば水性液体を吸収した 時点で親水性重合体と変性剤とが接して反応し、 親水性重合体が変性さ れる。 従って、 親水性重合体を均一に変性するこ とができると共に、 該 変性の時期をコン トロールすることができるので、 変性によって発現す る諸特性の経時変化による低下を防止するこ とができる。 このように、 本発明の親水性樹脂は、 上記諸特性の経時変化による低下をより一層効 果的に防止することができるものである。 また、 本発明の親水性樹脂は、 粉体化変性剤が親水性重合体に均一混合された後、 変性が行われたため、 加圧下での吸収特性に優れるものであった。
〔実施例 1 5〕
先ず、 架橋剤 (変性剤) と してのェチレ ングリ コールジグリ ンジルェ 一テル 0 . 1 部と、 親水性有機溶媒としてのイ ソプロ ピルアルコール 2 部と、 水不溶性化合物としての親水性微粒子状二酸化ケイ素 (商品名 アロエジル 2 0 0 ; 日本アロエジル株式会社製) 1部とを攪拌、 混合す るこ とにより、 平均粒子怪 1 0 mの粉体化変性剤 ( 4 ) を得た。
次に、 親水性重合体としての吸水性樹脂 ( f ) 1 0 0部に対し、 上記 の粉体化変性剂 ( 4 ) 3 . 1 部を添加 , 混合した後、 さらに水 5部を混 合した。 その後、 得られた混合物を、 1 8 0 eCで 2 5分問、 加熱処理し た後、 8 4 0 の開孔を有する金網で分极し、 通過物を得るこ とによ り、 吸水剤と して、 架撟後の親水性樹脂を得た。 得られた吸水剤の吸収 倍率および加圧下の吸収倍率を上記の方法により測定した。 結果をまと めで表 4 に示す。 ,
〔実施例 1 6〕
架橋剤 (変性剤) としてのグリセリ ン 1 部と、 親水性有機溶媒として のイ ソプロ ピルアルコール 1 部と、 水不溶性化合物としての親水性微粒 子状二酸化ケイ素 (商品名 カープレッ クス 2 2 S : シオノギ製薬株式 会社製) 1 部とを攪拌、 混合するこ とにより、 平均拉子径 2 0 z mの粉 体化変性剤 ( 5 ) を得た。
次に、 親水性重合体と しての吸水性樹脂 ( f ) 1 0 0部に対し、 上記 の粉体化変性剤 ( 5 ) 3都を添加 ' 混合した後、 さらに水 3部を混合し た。 その後、 得られた混合物を 2 0 0 'Cで 4 0分間加熱処理した後、 8 4 0 mの開孔を有する金網で分扱し、 通過物を得るこ とにより、 吸水 剤と して、 架橋後の親水性樹脂を得た。 得られた吸水剤の吸収倍率およ び加圧下の吸収倍率を上記の方法により測定した。 結果をま とめて表 4 に示す。
〔実施例 1 Ί〕
架橋剤 (変性剤) としてのエチレングリ コールジグリ シジルエーテル 0 . 1 部と、 水 7部とを攪拌、 混合するこ とにより液状変性剤を得た。 該液状変性剤を - 2 0てで 1 2時間冷却して上記液状変性剤を固体伏に し、 その後、 粉砕し、 2 m mの開孔を有する金網で分极、 通過物を得る こ とにより、 粉体化変性剤 ( 6 ) を得た。
次に、 親水性重合体としての吸水性樹脂 ( f ) 1 0 0部に対し、 上記 の粉体化変性剤 ( 6 ) 7 . 1 部を添加 · 混合した。 その後、 得られた混 合物を 1 4 O 'Cで 3 0分間加熱処理した後、 8 4 0 mの開孔を有する 金網で分极し、 通過物を得ることにより、 吸水剤と して、 架橋後の親水 性樹脂を得た。 得られた吸水剤の吸収倍率および加圧下の吸収倍率を上
記の方法により測定した。 結果をま とめて表 4 に示す。
〔比較例 5〕
比較用吸水剤として、 吸水性樹脂 ( f ) の吸収倍率および加圧下の吸 収倍率を上記の方法によ り測定した。 結果をまとめて表 4 に示す。
〔比較例 6〕
親水性重合体としての吸水性樹脂 ( f ) 1 0 0部に対し、 架橋剤 (変 性剤) としてのエチレングリ コールジグリ シジルエーテル 0 . 1 部と、 親水性有機溶媒と してのイ ソプロピルアルコール 2部と、 水 5部とを混 合した。 その後、 得られた混合物を、 1 8 0てで 2 5分間、 加熱処理し た後、 8 4 0 / mの開孔を有する金網で分极し、 通過物を得るこ とによ り、 比較用吸水剤として、 架橋処理が施された親水性重合体を得た。 得 られた比較用吸水剤の吸収倍率および加圧下の吸収倍率を上記の方法に より測定した。 結果をま とめて表 4 に示す。
〔比較例 7〕
親水性重合体としての吸水性樹脂 ( ί ) 1 0 0部に対し、 架橋剤 (変 性剤) と してのグリセ リ ン 1 部と、 親水性有機溶媒と してのィ ソプロ ビ ルアルコール 1 部と、 水 3部とを混合した。 その後、 得られた混合物を 2 0 0 'Cで 4 0分間加熱することにより加熱処理した後、 8 4 0 mの 開孔を有する金網で分級し、 通過物を得るこ とにより、 比較用吸水剤と して、 架榇処理が施された親水性重合体を得た。 得られた比較用吸水剤 の吸収倍率および加圧下の吸収倍率を上記の方法により測定した。 結果 をまとめて表 4 に示す。
〔比較例 8〕
実施例 1 7において、 液状変性剤を粉体化しなかった以外は、 実施例
1 7 と同様の操作を行って比較用吸水剤を得た。 即ち、 先ず、 架橋剤 ( 変性剤) と してのエチレ ングリ コールジグリ シジルエーテル 0 . 1 部と. 水 7部とを攪拌、 混合するこ とによ り液状変性剤を得た。 次に、 親水性 重合体と しての吸水性樹脂 ( ί ) 1 0 0部に対し、 上記の液状変性剤 7 1 部を添加 ■ 混合した。 その後、 得られた混合物を 1 4 0でで 3 0分間 加熱処 Sした後、 8 4 0 mの開孔を有する金網で分极し、 通過物を得 ることにより、 比較用吸水剤として、 架橋処理が施された親水性重合体 を得た。 得られた比較用吸水剤の吸収倍率および加圧下の吸収倍率を上 記の方法により測定した。 結果をま とめて表 4 に示す。
表 4
表 4 に記載の結果から明らかなように、 本発明の親水性樹脂は、 粉体 化変性剤が親水性重合体に均一混合された後、 変性 (表面架橋) が行わ れたため、 加圧下での吸収特性に優れるものであった。 產業上の利用可能性
本発明の変性方法によれば、 ガス状の変性剤を用いて親水性重合体を 変性するので親水性重合体と変性剤とをいわゆる固体 -液体系で反応さ せる場合と比較して親水性重合体を簡単かつ容易に、 しかも均一に変性
するこ とができる。
さらに、 本発明の親水性樹脂の製造方法によれば、 親水性重合体とガ ス状の変性剤とを反応させるので、 従来の方法では必要であつた溶媒や 分散媒が不用となる。 従って、 従来の方法と比較して、 親水性重合体と 変性剤とを効率的かつ安全にに反応させるこ とができると共に、 反応後、 過剩の変性剤を極めて簡単かつ容易に除去 · 回収するこ とができ、 また、 回収した変性剤の再利用を容易に図ることができる。
また、 本発明の他の親水性樹脂の製造方法によれば、 親水性重合体と、 液状変性剤を粉体化した粉体化変性剤とを混合するので、 実質的に固体 状態で液状変性剤を親水性重合体と混合するこ とができる。 このため、 液状変性剤と親水性重合体とを混合する場合と比較して、 親水性重合体 と、 液状変性剤、 即ち粉体化変性剤とを均一に混合するこ とができる。 また、 親水性重合体と液状変性剤とが別々 に存在するので、 親水性重合 体と扮体化変性剤とを混合しても、 直ぐに液状変性剤が親水性重合体に 吸収されたり、 或いは、 液状変性剤中に含まれる変性剤と親水性重合体 との反応が開始されたりするこ とはない。 そして、 該親水性樹脂に例え ぱ水性液体を吸収させた時点、 或いは親水性樹脂を例えば加熱した時点 で、 親水性重合体を均一に変性するこ とができる。 それゆえ、 該変性の 時期をコ ン トロールするこ とができる。 従って、 本発明の親水性樹脂の 製造方法によれば、 諸特性のバラ ンスに優れた上記の親水性樹脂を容易 に得るこ とができる。
上記の製造方法によって得られた親水性樹脂は、 例えば水性液体を吸 収した時点、 或いは親水性樹脂が例えば加熱された時点で親水性重合体 変性剤とが接して反応し、 親水性重合体が変性される。 従って、 親水
性重合体を均一に変性するこ とができると共に、 該変性の時期をコン ト ロールするこ とができる。 従って、 例えば加圧下の吸収倍率等、 変性に よって発現する諸特性を向上することができる。 また、 特に、 液状変性 剤が多価ア ミ ン等を含む架橋剤である場合には、 使用時に、 親水性樹脂 が水性液体を吸収した時点で親水性重合体粒子間の結合力や前述した吸 収体の保形力が発現する。 さ らに、 上記液状変性剤として多価ア ミ ン等 を含む架橋剤を用いれば、 該多価ア ミ ン等による親水性重合体粒子間の 反応の時期をコ ン トロールするこ とができるので、 ゲル破断力をはじめ とする上記諸特性の経時変化による低下をより一層効果的に防止するこ とができる。 上記の製造方法により得られた親水性樹脂は、 加圧下での 吸収倍率や保水能等の、 加圧下での吸収特性に優れ、 かつ、 例えば、 衛 生材料等に用いる場合において、 親水性重合体の重量% (樹脂濃度) を 高く しても優れた性能 (吸収特性) を示すことができる。 さらに、 該親 水性樹脂は、 加圧下での吸収特性に優れ、 吸水時において吸収体からの 親水性重合体の脱落が起こ り難く、 かつ、 製造後、 使用するまでの期間 中に、 その結合性が経時的に変化しない。 このため、 該親水性樹脂は、 例えば、 体液を吸収させることを目的とする紙ォムッや生理用ナプキン、 いわゆる失禁パッ ト等の失禁者用の治具、 創傷保護材、 創傷治癒材等の 衛生材料 ; 食品等から生じる ドリ ッブを吸収させるこ とを目的とする ド リ ップ吸収材ゃ鮮度保持材 ; 保水を目的とする土壌保水材 ; 止水材 ; 等 の広範囲の用途に好適に使用することができる。