JP2003135905A - アルコール性水溶液の吸収方法 - Google Patents

アルコール性水溶液の吸収方法

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JP2003135905A
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monomer
mass
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alcoholic aqueous
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Koji Yamamoto
浩司 山本
Susumu Miho
享 美保
Koji Nomura
幸司 野村
Kozo Kubota
耕三 窪田
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少量の吸水性樹脂に多量のアルコール性水溶
液を吸収させる方法の提供。 【解決手段】 アルコールを40質量%以上含むアルコ
ール性水溶液を、(a)アクリル酸及び/又はその塩並
びに(b)下記一般式(1)で表される単量体からな
り、全単量体の合計量を基準にして前記(b)単量体を
20〜80質量%を含有する単量体混合物を架橋剤の存
在下に重合して得られる吸水性樹脂で吸収させることを
特徴とするアルコール性水溶液の吸収方法。 CH2=CRCO−X−Y−SO3' (1) 〔式中、Rは水素原子またはメチル基、R'は水素原
子、アルカリ金属またはアンモニウム、XはO(酸素原
子)またはNH、Yは炭素数が2〜10の直鎖または分
岐状アルキレン基である。〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、アルコール性水溶
液を特定の吸水性樹脂により吸収する方法に関するもの
であり、本発明によれば少量の吸水性樹脂に極めて多量
のアルコール性水溶液を吸収させることができる。例え
ば芳香性化合物等を溶解させたアルコール性水溶液を、
本発明の方法によって樹脂に吸収させて得られるゼリー
状物品等は香りの持続性に優れる芳香剤として好適であ
る。
【0002】
【従来技術およびその問題点】デンプン-ポリアクリロ
ニトリルグラフト共重合体の加水分解物や架橋構造を有
するポリアクリル酸またはその塩に代表される高吸水性
樹脂は、紙おむつ等の衛生材料、農芸用保水剤および芳
香液の徐放剤等の多様な用途に使用されている。上記用
途の高吸水性樹脂に関しては、吸水量および吸水速度を
向上させるための検討が絶え間無くなされているのと共
に(例えば特開昭5-237378号、特許第1779799 号および
特許第2020021 号等)、樹脂中に残留する単量体の低
減、また耐塩性すなわち吸収対象液中に塩化ナトリウム
等の1価金属イオンまたは塩化カルシウム等の多価金属
イオンがある程度含まれていても、吸水量および吸水速
度が低下しないという性質の付与等のために種々の検討
がなされてきている。特開昭56-161412 号公報には、耐
塩性高吸水性樹脂として、架橋剤の不存在下にアクリル
酸またはその塩と2-アクリルアミド-2-メチルプロパン
スルホン酸またはその塩を単量体濃度40質量%以上の
水溶液で共重合させることにより得られる自己架橋型高
吸水性樹脂が提案されている。
【0003】上記とは別に高吸水性樹脂によるアルコー
ル含有水溶液の吸収に関する検討もなされており、例え
ばN-ビニルアセトアミドの架橋重合体がその目的に使用
できることが昭和電工株式会社発行の技術資料に記載さ
れており、また住友精化株式会社の製品カタログにはポ
リアルキレンオキサイド系の架橋重合体が開示されてい
る。しかしながら、N-ビニルアセトアミドの架橋重合体
によるアルコール含有水溶液の吸収量は高々自重の30〜
40倍程度であって、満足できる水準ではない。また、紙
おむつ等の衛生材料用の高吸水性樹脂の中で最も高い比
率で使用されている架橋ポリアクリル酸系の高吸水性樹
脂でも、後記の比較例で示すとおり、アルコール濃度が
30質量%程度までは良好な吸収性能を維持するもの
の、例えばエタノールでは40質量%を越えると急激に
吸収性能が低下するのであった。一方で、前記の芳香徐
放剤および保冷剤の分野では、エタノール、エチレング
リコールまたはプロピレングリコール等を高濃度すなわ
ち40質量%以上の濃度で含む水溶液を高吸水性樹脂に
吸収し保持させることが求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、4
0質量%以上の濃度でアルコールを含む水溶液を多量に
吸収する方法を提供することを課題とした。
【0005】
〔式中、Rは水素原子またはメチル基、R'は水素原子、アルカリ金属またはアンモニウム、XはO(酸素原子)またはNH、Yは炭素数が2〜10の直鎖または分岐状アルキレン基である。〕
さらに、本発明に含まれる別の発明は、前記吸水性樹脂
に、アルコールを40質量%以上含むアルコール性水溶
液を吸収させてなるゼリー状物品である。以下、本発明
についてさらに詳しく説明する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において吸水性樹脂に吸収
させる被吸収液は、前記のとおり、アルコールを40質
量%以上含むアルコール性水溶液であり、アルコールと
しては水溶性のものであれば特に限定されず、メチルア
ルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、is
o-ブチルアルコールまたはn-ブチルアルコール等の1価
アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブタンジオールまたはグリセリン等の多価アルコー
ル等が挙げられる。被吸収液には、上記アルコール以外
に塩化ナトリウム、塩化カルシウム等の金属塩、芳香剤
として使用される有機化合物および着色剤等が含まれて
いてもよい。
【0007】次に、本発明における吸水性樹脂は、前記
(a)単量体および(b)単量体を架橋剤の存在下に共
重合して製造されるものであり、(b)単量体の具体例
としては、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホ
ン酸、2-(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2-
(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸等の不飽和ス
ルホン酸やそれらのナトリウム、カリウム等のアルカリ
金属塩、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金
属塩、アンモニウム塩、有機置換アンモニウム塩等が挙
げられる。上記(b)単量体の共重合性単量体として
は、アクリル酸及び/又はその塩が用いられる。アクリ
ル酸と塩を形成する陽イオンとしては、ナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウム
等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機置換ア
ンモニウム塩等が挙げられる。本発明における吸水性樹
脂は、上記(a)単量体および(b)単量体のみからな
る単量体混合物を重合させることによっても製造できる
が、その他の単量体を含む単量体混合物を重合させても
よい。使用し得る他の単量体としては、メタクリル酸、
クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボ
ン酸ならびにそれらのアルカリ金属塩またはアンモニウ
ム塩、ビニルピロリドン、(メタ)アクリルアミド、
(メタ)アクリルニトリル、酢酸ビニル、ジメチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシルエチル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシルプロピル(メタ)
アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレー
トおよびエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0008】本発明においては、上記(a)単量体と
(b)単量体、さらに所望によりその他の単量体を有す
る単量体混合物を重合させるが、該単量体混合物におけ
る(b)単量体の含有割合は、全単量体の合計量を基準
にして20〜80質量%である。(b)単量体の含有割
合が、20質量%未満であると得られる吸水性樹脂によ
るアルコール性水溶液の吸収量が少なく、一方80質量
%を越えると生産性が低下する。上記単量体混合物にお
ける(b)単量体のより好ましい含有割合は35〜75
質量%である。
【0009】上記単量体混合物は通常水溶液中でラジカ
ル重合されるが、得られる重合体が吸水性を具備するた
めにはその重合体が架橋構造を有することが不可欠であ
るので、重合に際しては単量体とともに架橋剤を使用す
る必要がある。本発明において架橋剤としては、ジビニ
ルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロー
ルプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリ
トールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトー
ルジ(メタ)アクリレート、N,N '-メチレン-ビス-アク
リルアミド、イソシアヌル酸トリアクリレート等のエチ
レン性不飽和基を2個以上有する化合物;エチレングリ
コールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジル
エーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、プロピ
レングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロール
プロパンジグリシジルエーテル等のポリエポキシ化合物
等が好ましく使用できる。架橋剤の使用量は、全単量体
の合計量を100質量部とするとき、0.001〜5.0質
量部が好ましい。
【0010】本発明における吸水性樹脂を得るための重
合方法としては、従来公知のラジカル重合法が採用でき
る。ラジカル重合開始剤を用いる方法、紫外線または放
射線等を照射することにより重合を開始させる方法のい
ずれも好ましく使用できる。ラジカル重合開始剤として
は、過酸化水素、クメンヒドロキシパーオキサイド、
2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、過
硫酸アンモニウムおよび過硫酸カリウム等が挙げられ
る。また、それらのラジカル発生剤と亜硫酸水素ナトリ
ウム、L−アスコルビン酸およびトリエチルアミン等の
還元剤とを組み合わせて使用してもよい。重合温度は2
0〜100℃の範囲が好ましく、また水性媒体における
単量体の濃度は重合反応の制御の容易さ、製造の経済性
を考慮して30〜60質量%程度が適当である。
【0011】本発明のアルコール性水溶液の吸収方法を
利用することにより、芳香の持続性に優れる芳香剤や単
位質量当りの冷却効果が大きい保冷剤が得られる。さら
に、本発明は、医療分野で発生するエタノールを高濃度
に含む消毒液廃液の吸収処理にも利用することができ
る。
【0012】
【実施例】以下、実施例および比較例を挙げることによ
り、本発明をさらに具体的に説明する。実施例1 アクリル酸80g、アクリル酸ナトリウム155g、2-
アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウ
ム(以下ATBSという)630gを水に溶解し、単量
体の濃度が45質量%の水溶液を得た。さらに、該水溶
液にN,N '-メチレン-ビス-アクリルアミド0.5g、また
光重合開始剤として2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセト
フェノンを0.1gと過硫酸アンモニウムを1.8g加えた
後、得られた液をフッ素加工が施された表面が不活性の
シート上に膜厚み10mm程度に塗布し、その表面に上か
ら紫外線を照射して重合させた。上記重合によって得ら
れた重合体ゲルを乾燥し、粉砕して粉末状の吸水性樹脂
(ATBS単位の含有量は73質量%.以下樹脂Aとい
う)を得た。この吸水性樹脂によるアルコール含有水溶
液の吸収性の評価結果を表1 に示した。なお、アルコー
ル含有水溶液の吸収性の評価は以下の方法によって行っ
た。吸水性樹脂0.5gを200meshのナイロン製袋に入
れ、アルコール含有水溶液に30分浸漬した後、そこか
ら取り出し5分間水切りをした。水切り後の重量から風
袋を引いた重量を前記0.5gで徐した値(吸水性樹脂の
単位質量あたりの吸った液の質量)を吸収能の指標とし
た。
【0013】測定結果は以下のとおりであった。 ・エタノール50%水溶液に対する吸収能:114 ・エチレングリコール70%水溶液に対する吸収能:1
90 ・プロピレングリコール50%水溶液に対する吸収能:
193 ・プロピレングリコール70%水溶液に対する吸収能:
88
【0014】実施例2 アクリル酸92g、アクリル酸ナトリウム360g、A
TBS391gを水に溶解し、単量体の濃度が45質量
%の水溶液を得た。以下、前記実施例1とまったく同様
な操作を行い、重合体ゲルを製造し、得られた重合体ゲ
ルを乾燥し、粉砕して粉末状の吸水性樹脂(ATBS単
位の含有量は46質量%.以下樹脂Bという))を得
た。樹脂Bによるアルコール含有水溶液の吸収能は以下
のとおりであった。 ・エタノール50%水溶液に対する吸収能:43 ・エチレングリコール70%水溶液に対する吸収能:2
02 ・プロピレングリコール50%水溶液に対する吸収能:
202 ・プロピレングリコール70%水溶液に対する吸収能:
82
【0015】比較例1 アクリル酸180gおよびアクリル酸ナトリウム705
gを水に溶解し、単量体の濃度が40質量%の水溶液を
得た。さらに、該水溶液にトリメチロールプロパントリ
アクリレート0.5g、また光重合開始剤として2,2-ジメ
トキシ-2- フェニルアセトフェノンを0.1gと過硫酸ア
ンモニウムを1.8g加えた。以下、前記実施例1とまっ
たく同様な操作を行い重合体ゲルを製造し、得られた重
合体ゲルを乾燥し、粉砕して粉末状の吸水性樹脂(以下
樹脂Cという)を得た。樹脂Cによるアルコール含有水
溶液の吸収能は以下のとおりである。 ・エタノール50%水溶液に対する吸収能:3 ・エチレングリコール70%水溶液に対する吸収能:3 ・プロピレングリコール50%水溶液に対する吸収能:
155 ・プロピレングリコール70%水溶液に対する吸収能:
【0016】参考例 アルコール濃度が40質量%未満であると以下に示すと
おり、吸水性樹脂を構成する単量体単位に差異があって
も、吸水能はあまり変わらない。 ・エタノール30%水溶液に対する吸収能:229(樹脂A) 219(樹脂B) 214(樹脂C) ・プロピエチレングリコール30%水溶液に対する吸収能:273(樹脂A) 273(樹脂B) 301(樹脂C)
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、少量の吸水性樹脂に多
量のアルコール性水溶液を吸収させることができ、また
芳香の持続性に優れる芳香剤や単位質量当りの冷却効果
が大きい保冷剤が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // A61L 9/01 A61L 9/01 Q (72)発明者 窪田 耕三 愛知県名古屋市港区昭和町17番地23 東亞 合成株式会社生産技術研究所内 Fターム(参考) 4C080 AA04 BB03 CC01 HH09 JJ01 KK03 LL04 LL05 NN15 NN26 QQ03 4D017 AA01 AA06 BA04 CA13 CB01 4G066 AC17 AC31 AD01 CA43 CA56 DA20 EA20 FA07 FA37 4J100 AB16S AG04R AJ02Q AJ02R AJ09R AK03Q AK08Q AK20R AL03R AL08P AL08R AL09R AL62S AL63S AL66S AM02R AM15R AM21P AM24S BA02S BA03R BA05R BA08R BA31R BA56P CA04 CA05 CA06 CA23 DA37 JA57

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルコールを40質量%以上含むアルコ
    ール性水溶液を、(a)アクリル酸及び/又はその塩並
    びに(b)下記一般式(1)で表される単量体からな
    り、全単量体の合計量を基準にして前記(b)単量体を
    20〜80質量%を含有する単量体混合物を架橋剤の存
    在下に重合して得られる吸水性樹脂で吸収させることを
    特徴とするアルコール性水溶液の吸収方法。 CH2=CRCO−X−Y−SO3' (1) 〔式中、Rは水素原子またはメチル基、R'は水素原
    子、アルカリ金属またはアンモニウム、XはO(酸素原
    子)またはNH、Yは炭素数が2〜10の直鎖または分
    岐状アルキレン基である。〕
  2. 【請求項2】 前記(b)単量体が2−アクリルアミド
    −2−メチルプロパンスルホン酸又はその塩である請求
    項1記載のアルコール性水溶液の吸収方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の前記吸水性樹脂
    に、アルコールを40質量%以上含むアルコール性水溶
    液を吸収させてなるゼリー状物品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008510063A (ja) * 2004-08-19 2008-04-03 タイコ ヘルスケア グループ エルピー 水膨潤性コポリマーおよびそれから作製される物品およびコーティング
US8513364B2 (en) 2005-01-21 2013-08-20 Nippon Shokubai Co., Ltd. Production method of water-absorbent resin

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