JPS61257235A - 吸水性樹脂組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸水性樹脂組成物、その製法および吸水、保水
剤に関する。

〔従来の技術〕

近年、生理用品、紙おむつなどに架橋ポリエチレンオキ
シド、架橋ポバール、デンプン−ポリアクリロニトリル
グラフト重合体の加水分解物１自己架橋型ポリアクリル
酸金属塩など比較的高い吸水能力を有する吸水材料が出
現し始めた。しかしながら）これら材料は吸水能力を有
するものの高い吸水速度を必要とする生理用品、紙おむ
つなどに使用するには十分満足すべきものではなかった
。

すなわち吸水能力を高めれぼ高めるほど、水との親和力
が強まるため、これらの材料が水と接触した場合接触部
分だけでゲル化を生じ水の均一な浸透がさまたげられ速
やかな吸水速度が得られないという問題（以下ママコと
いう）があった。

この欠点を改良するため、これらの吸水材料を微粉化し
て表面積を増大させ、水との接触面をふやすことで吸水
速度を高める方法がとられてきた。

この場合、吸水性材料の表面積がふえることから幾分吸
水速度は速くなるす（、粒子表面において水の接触部に
皮膜を生じ均一な水の浸透が行なわれないため、吸水速
度の改良にはつながらなかった。

本発明者等は特願昭５６−１４０５７１号において親水
性架橋重合体を分散媒に分散させた後、さらに架橋剤を
該親水性架橋重合体の表面に架橋させることを提案した
。この方法は吸水材料が水と接触した場合、接触部分だ
けでゲル化することなく、水の均一な浸透を促進するた
め、吸水速度を高めるために有効であるが、この方法に
よっても吸水速度の改良は、まだ十分満足できるもので
はなく、かつ非経済的な方法であった。

一方、特願昭５９−１８１６８２号においては水不溶性
吸水樹脂と無機粒子とを混合することを提案しているが
、この方法は吸水速度の向上に若干の効果はあるものの
とても満足できるものではなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは吸水材料の吸水速度向上のためには従来の
技術によっても十分解決され得ない問題点すなわちママ
コの解消を目的として鋭意研究を。

重ねた結果、重合体粒子に少量の多価金属の塩および／
または水酸化物を混合しさらに少量の水を添加すること
により、被吸収液が重合体粒子間の付着なしに各重合体
粒子間を容易に通過出来ることを発見した。更に添加す
る水が多価金属塩の水溶液である場合はその効果が一段
と優れることを発見し本発明に到った。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は親水性および／または水溶性単量体からの水不
溶性、親水性重合体粒子と多価金属の塩および／または
水酸化物との混合物に水を付与させてなる改質された水
不溶性吸水性樹脂組成物（第一発明）親水性および／ま
たは水溶性単量体からの水不溶性、親水性重合体粒子と
多価金属の塩および／または水酸化物との混合物に対し
て０．０５ないし５０重量％の水を該粒子表面に付与す
ることを特徴とする改質された水不溶性吸水性樹脂組成
物の製造法（第二発明）および親水性および／または水
溶性単量体からの水不溶性、親水性重合体粒子と多価金
属の塩および／または水酸化物との混合物に対して尿を
付与させてなる水不溶性吸水性樹脂組成物を含有してな
る吸水、保水剤（第三発明）である。

本発明において重合体粒子と混合される多価金属の塩ま
たは水酸化物は、多価金属としてＫｇ、Ｃａ・Ｂ　ａ　
＊　Ｚｎ　＋　Ｆｅなどの二価金属およびＡｌ　、　Ｆ
ｅなどの三価金属など；これら金属のハロゲン化物、硝
酸塩、リン酸塩１硫酸塩、炭酸塩などの無機の正塩およ
び複塩または修酸塩、醋酸塩などの低級有機酸塩など箋
および水酸化物であり；具体的な化合物としては塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、塩化第１鉄、塩化アルミ
ニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、硝酸鉄、
硝酸カルシウム、硝酸アルミニウム、リン酸マグネシウ
ム、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、硫酸マグ
ネシウム、硫酸第１鉄、硫酸アルミニウム、硫酸アルミ
ニウムカリウム、・硫酸アルミニウムアンモニウム、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウムカ
ルシウム、修酸マグネシウム、修酸カルシウム、醋酸マ
グネシウム、醋酸カルシウム、醋酸アルミニウム、水酸
化カルシウム、水酸化アルミニウムなどがあげられる。

これら化合物は単独であるいは併用して用いても良い、
これらのうち好ましいものは水に難溶性の化合物であり
、特に好ましいものはリン酸カルシウム、リン酸アルミ
ニウム１修酸カルシウム、水酸化カルシウム１水酸化ア
ルミニウムである。

重合体粒子と混合される多価金属の塩および／または水
酸化物の量は通常０．０１〜１０重量係、好ましくはｏ
、ｉ〜５重量％である。０．０１重量−未満では効果が
認められず、また１０重量％より大きくしても特にその
効果の向上は認められなく吸水能力の低下が起るため好
ましくない。

重合体粒子と多価金属の塩および／または水酸化物との
混合は乾式混合により行うが、乾式混合の装置としては
、均一に混合し得るものであればとくに限定されず、通
常Ｖ型混合機、ナウターミキサ−、ボールミル 本発明において使用される水としては水道水、工業用水
、地下水、イオン交換水、純水などがあげられる．好ま
しくは水道水である。

さらに水が重合体成分と反応して三次元構造を形成させ
得る水に可溶な多価金属の塩を含有している方がより優
れた吸水速度が得られる。架橋剤として使用するこの多
価金属の塩は、多価金属としてはＭｇ　、　Ｃａ　、　
Ｂａ・Ｚｎ　、　Ｆ６などの二価金属およびＡｌ，Ｆｅ
などの三価金属；塩としてはハロゲン化物、硝酸塩、硫
酸塩などの無機の正塩および複塩または醋酸塩，乳酸塩
などのうちに水に可溶な化合物であり；具体的な化合物
としては塩化力μシウム、塩化マグネシウム、塩化第１
鉄、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第
２鉄、硝酸鉄、硝酸力ｐシウム、硝酸アルミニウム、硫
酸マグネシウム、硫酸第１鉄、硫酸アルミニウム、硫酸
アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウム
、醋酸マグネシウム、醋酸カルシウム、醋酸アルミニウ
ム、乳酸カルシウムなどがあげられる。

これらのうち好ましいものはカルシウム塩、アルミニウ
ム塩であり特に好ましい塩としては硫酸塩、醋酸塩であ
る。

本発明で使用される親水性および／または水溶性単量体
からの水不溶性、親水性重合体としては（Ｒ水性および
／または水溶性単量体）および／または（加水分解によ
り親水性および／または水溶性と．なる単量体）（Ａ）
と多糖類（Ｂ）との重合体たとえばデンプン−アクリロ
ニトリ、／１／グラフト共重合体の加水分解物、セルロ
ース−アクリル酸グラフト共重合体およびその塩など；
（Ａ）と架橋剤（Ｃ）との重合体たとえばジビニル化合
物（メチレンビスアクリルアミドなど）で架橋されたボ
リアクリルアミドおよびその部分加水分解物、架橋ポバ
ール、特開昭５２−１４６８９号、特開昭５２−２７４
５５号記載の架橋されたビニルエステル−不飽和カルボ
ン酸共重合体ケン化物、架橋ポリエチレンオキシドなど
；（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とを必須成分として重合させ
必要により加水分解を行うことにより得ら°れる重合体
たとえば特公昭６Ｂ−４６１９９号、特公昭５Ｂ−４６
２００号および特公昭５５−４４６２号記載の架橋され
たデンプン−アクリルアミドグラフト共重合体、架橋さ
れたデンプン−アクリル酸グラフト共重合体およびその
塩などがあげられる。これらの親水性架橋重合体は二種
以上併用してもよい。

重合体粒子の粒度は通常５〜５０００μ以下、好ましく
は２０〜５００μである。

重合体粒子は通常６０ｍ１！／ｇ以上の吸水力を有す臣 るものである。

重合体粒子と多価金属の塩および／または水酸化物との
混合物に対する水の量は通常０．０５ないし一５０重量
％、好ましくは０．５〜１０％である。水の量が０．０
５％未満では重合体粒子の表面の改質が不十分であり、
５０チを越えると加熱処理が必要となるとともに重合体
粒子の表層の密度が高くなり過ぎ、かえって吸収速度が
低下する。

架橋剤としての水に可溶な多価金属の塩の使用量は、親
水性架橋重合体に対して通常０〜１０重量％、好ましく
は０．１〜５重量％であり、１０重量％より大きいと吸
水速度の改良はできるものの吸水能力の低下がいちぢる
しくなり、吸水性樹脂として実用上使用し難い。

水または水に可溶な多価金属塩を含む水（以下断わらな
い限り水で代表させる）を重合体粒子と多価金属の塩お
よび／または水酸化物との混合物に付与する方法として
は（１）水不溶性、親水性重合粒子と多価金属の塩およ
び／または水酸化物の混合物に水をスプレーし接触処理
を行う方法、（＋＋）水蒸気を水不溶性、親水性重合体
粒子と多価金属の塩および／または水酸化物の混合物に
接触させることにより、水蒸気を重合体粒子表面で水滴
となし接触処理を行う方法があげられる。

接触処理における温度は室温でよ（特に加熱の必要はな
いが、加熱を行ってもよく時間は１〜１２０分、好まし
くは２〜８０分である。

本発明の改良された吸水性樹脂組成物には増量剤、顔料
、紫外線吸収剤１酸化防止剤、防カビ剤、殺菌剤、除草
剤、肥料、香料、消臭剤、還元剤などを含有させて用い
てもよい。とくに還元剤を本発明の樹脂組成物に含有さ
せた場合は、本発明においても使用される金属塩が第−
塩となり、この第−塩が脱臭能力を発現するという特徴
が加わる・例えば還元剤としてはチオ尿素、Ｌ−アスコ
ルビン酸などが挙げられる。

本発明の水不溶性吸水性樹脂組成物は吸水、保水剤とし
て使用できる。この吸水、保水剤としては下記があげら
れる。

（１）吸水性物品用吸水、保水剤 使い捨ておむつ、生理用ナプキン、創傷包帯、失禁バッ
ト、各種紙および繊維製品用吸水性向上剤、吸汗性付与
剤など、例えば特願昭４９−１４９０９０号特開昭５７
−８２５６６号等に記述されているもの。

（１１）農林園芸用保水材 土壌保水性向上剤、農薬・肥料用効力持続剤、水苔代替
品、植物移植用保水剤、植物育成用ポット用保水剤など
、例えば特公昭５５−４４６２号、特開昭５２−８２７
１５号、特公昭５６−４５８８２号、特開昭５８−８１
９１９号等に記述されているもの。

ｉｎ）建築用吸水材 壁材、天井材等の内装建材用結露防止剤など、例えば特
開昭５８−６５０７５等に記述されているもの。

（１ｖ）その他 土木および諸工業用脱水剤（メタノール１エタノール、
ベンジン、石油エーテル、ガソリン、植物油、重油など
の液状物の脱水剤など）、重金属吸着剤、汚泥凝固剤、
各種薬剤、香料等のコントロール・リリース化剤などで
、例えば特公昭５８−１６２４号、特開昭５８−１０７
４８０等に記述されているもの。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

実施例１〜４ 水不溶性、親水性重合体粒子（三洋化成工業社製　サン
ウエッ）　　ＩＭ−１０００Ｕ　；　５０μ以下の微粒
子約１５チ含有＞　１００部と水酸イヒアルミニウム１
部をＶ型混合機で１０分間混合した。この混合物４０　
ｆｉを空気の吹き込み口およびその排気口を備え、かつ
水のスプレーノズルを備えた装置（例えば、ヤマト科学
株式会社製噴霧乾燥装置ＯＡ　−２１’）のチャンバー
　（１，８１）内に：　入し、風量０−２　ｍ”／分で
空気を吹き込みながら、混合物に水をそれぞれｏ、１％
　ｓ　１　％　＊５チ、１０％噴霧し、吸水性樹脂組成
物（Ａ）　、　（Ｂ）、、　（Ｃ）　。

ＣＤ）を得た・。

実施例５〜８ 実施例１〜４において、水の中に硫酸アルミニウム１０
チを溶解させ、これをそれぞれ噴霧し、吸水性樹脂組成
物（Ｅ）　、　（Ｆ）　、　ＣＧ）　、　（Ｈ）を得た
。

実施例９ 実施例１〜８において得られた吸水性樹脂組成物の０．
９４食塩水の吸収量および吸収速度を測定し。

その結果を表−１に示した。なお吸収量の測定法は２０
０メツシユのナイロン製不織布を袋状にし、これに樹脂
組成物１！！を封入して、８０分間０．９％食塩水に浸
漬、した後、取り出して１５分間水切りを行った後増加
重量を測定した。゛また吸収速度については小穴のあい
た支持板の上に２００メツシユのナイロン製不織布を置
く。この上にｏ、ｉ　、ｐの樹脂組成物を置き、下面よ
り液体と接触させ２分間で樹脂組成物が０．９　ｉ食塩
水を吸収する量を測定し、樹脂組成物１ｇ当りの吸収量
に換算した。

比較例１〜８ 比較例１　サンウェッ）ＩＭ−１０００Ｕ無処理品。

比較例２　実施例１においてサンウェッ）　ＩＭ−１０
００Ｕに水酸化アルミニウムを混合することによって吸
収性樹脂組成物 １１”Ｊ）を得た。

比較例３　実施例８においてサンウエッ）　ＩＭ−１０
００Ｕに水酸化アルミニウムを混合することなく水のみ
を噴霧するこ とによって吸収性樹脂組成物（Ｋ）を 得た。

表−１ 〔発明の効果〕 本発明の吸水性樹脂組成物およびこれを含有する吸水、
保水剤は水の均一な浸透性を促進し著しく高い吸水速度
を有する吸水性樹脂組成物でめる。

本発明による製品の特徴は、前述の吸水速度の向上のほ
か、湿度に対する安定性、すなわち本発明の吸水性樹脂
組成物を高湿度下に放置しても、樹脂の粒子同志がブロ
ッキング現象を起しにくいという特長、経日安定性、す
なわち長期にわたる使用中の保水性、保形性維持の点で
も優れている。

更に粉体取扱い時の発塵発生が少ないという特長を有す
る。

手続補正書 昭和６０年　６月し１日 特許庁長官　志　賀　　　学　殿 昭和６０年特許願第９８７８２号 ２、発明の名称 吸水性樹脂組成物、その製法および吸水、保水剤３、補
正をする者 自　　　発 明細書の：特許請求の範囲」および７発明の詳細な説明
」の欄７、補正の内容 別紙のとあり １、明細書第１頁１行から第４頁９行の特許請求の範囲
を次ぎのように訂正する。

−」 ［実施例　１０〜１３ （以下次頁） 表−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、親水性および／または水溶性単量体からの水不溶性
   、親水性重合体粒子と多価金属の塩および／または水酸
   化物との混合物に水を付与させてなることを特徴とする
   改質された水不溶性吸水性樹脂組成物。 ２、多価金属の塩および／または水酸化物の量が該重合
   体成分に対して０．０１〜１０重量％である特許請求の
   範囲第１項記載の吸水性樹脂組成物。 ３、水が、該重合体成分と反応して三次元構造を形成さ
   せ得る水に可溶な多価金属の塩を含んでいる特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の吸水性樹脂組成物。 ４、水不溶性、親水性重合体がデンプン−アクリロニト
   リルグラフト共重合体の加水分解物、セルロース−アク
   リル酸グラフト共重合体およびその塩、ジビニル化合物
   で架橋されたポリアクリルアミドおよびその部分加水分
   解物、架橋ポバール、ビニルエステル−不飽和カルボン
   酸共重合体ケン化物、架橋ポリエチレンオキシド、架橋
   されたデンプン−アクリルアミドグラフト共重合体なら
   びに架橋されたデンプン−アクリル酸グラフト共重合体
   およびその塩からなる群より選ばれる重合体である特許
   請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の吸水性樹
   脂組成物。 ５、水不溶性、親水性重合体が（親水性および／または
   水溶性単量体）および／または（加水分解により親水性
   および／または水溶性単量体となる単量体）（Ａ）と多
   糖類（Ｂ）との重合体；（Ａ）と架橋剤（Ｃ）との重合
   体；または（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とを必須成分として
   重合させ必要により加水分解を行うことにより得られる
   重合体である特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れか一項に記載の吸水性樹脂組成物。 ６、親水性および／または水溶性単量体からの水不溶性
   、親水性架橋重合体粒子と多価金属の塩および／または
   水酸化物との混合物に対して０．１ないし５０重量％の
   水を付与させることを特徴とする改質された水不溶性吸
   水性樹脂組成物の製造法。 ７、重合体粒子が６０ｍｌ／ｇ以上の吸水力を有する高
   吸水性樹脂の粒子である特許請求の範囲第６項記載の製
   造法。 ８、多価金属の塩および／または水酸化物の量が該重合
   体成分に対して０．０１〜１０重量％である特許請求の
   範囲第６項または第７項記載の製造法。 ９、水が、該重合体成分と反応して三次元構造を形成さ
   せ得る水に可溶な多価金属の塩を含んでいる特許請求の
   範囲第６項、第７項または第８項記載の製造法。 １０、親水性および／または水溶性単量体からの水不溶
   性、親水性重合体粒子と多価金属の塩および／または水
   酸化物との混合物に水を付与させてなる水不溶性吸水性
   樹脂組成物を含有してなる吸水、保水剤。 １１、吸水、保水剤が吸収性物品用吸水、保水剤である
   特許請求の範囲第１０項記載の吸水、保水剤。 １２、吸収性物品が使い捨ておむつ、生理用ナプキン、
   創傷包帯、失禁用パッド、各種紙および繊維製品用吸水
   性向上剤または吸汗性付与剤である特許請求の範囲第１
   １項記載の吸水、保水剤。 １３、吸水、保水剤が農林、園芸用保水剤、建築用吸水
   材、土木および諸工業用脱水剤、重金属吸着剤、汚泥凝
   固剤または薬剤、香料のコントロール・リリース化剤で
   ある特許請求の範囲第１０項記載の吸水、保水剤。