JP2003155314A - 酸性水溶液の吸収剤 - Google Patents

酸性水溶液の吸収剤

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JP2003155314A
JP2003155314A JP2001356663A JP2001356663A JP2003155314A JP 2003155314 A JP2003155314 A JP 2003155314A JP 2001356663 A JP2001356663 A JP 2001356663A JP 2001356663 A JP2001356663 A JP 2001356663A JP 2003155314 A JP2003155314 A JP 2003155314A
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aqueous solution
acidic aqueous
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absorbent
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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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Toagosei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸性水溶液の吸収剤の提供である。 【解決手段】 アクリル酸及び/又はその塩と一般式C
2=CRCO−X−Y−SO3' 但し、Rは水素原
子またはメチル基であり、R'は水素原子、アルカリ金
属、または、アンモニウムであり、XはO(酸素原子)
またはNHであり、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。をもって表される単量体例
えば2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸又はその塩との混合物(単量体の含有量は混合物の2
0〜80質量%である。)を、架橋剤の存在下において
重合して得られる共重合体よりなる、酸性水溶液の吸収
剤である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、吸水性樹脂よりな
る酸性水溶液の吸収剤(以下酸性水溶液吸収剤と言うこ
とがある。)に関する。特に、pHが1以下である強酸
性の無機酸・有機酸の強酸性水溶液を吸収しうる強酸性
水溶液の吸収剤に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】水溶液の吸収剤として
は、スターチ−アクリロニトリルグラフト重合体(米国
特許第997,484号)、ゼラチン化スターチ誘導体
(***公開特許第2,702,783号)、スターチ−
アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸グラフト重合
体(米国特許出願第955,827号)、アクリル酸ま
たはメタクリル酸にもとづく架橋重合体(***公開特許
第2,429,236号)等が知られている。また、電
解質を含む水溶液を吸収する吸水剤としては、2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の共重合体
(特開昭58−2312号)等が知られている。しか
し、酸性水溶液の吸収剤特にpHが1以下である強酸性
の無機酸・有機酸の強酸性水溶液を吸収しうる強酸性水
溶液の吸収剤は知られていない。
【0003】上記した2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸の共重合体よりなる電解質を含む水
溶液を吸収する吸水剤(特開昭58−2312号)を稍
詳細に説明すると、この共重合体は、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と、アク
リル酸またはその塩とを、少なくとも2個の官能基を有
する架橋剤から誘導された架橋共重合体であり、電解質
含有水溶液特に体液例えば尿等を、効率よく吸収する性
質を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸性
水溶液の吸収剤、特に、pHが1以下である強酸性の無
機酸・有機酸の強酸性水溶液を吸収しうる強酸性水溶液
の吸収剤の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、アクリル
酸及び/又はその塩と 一般式CH2=CRCO−X−Y−SO3' 但し、Rは水素原子またはメチル基であり、R'は水素
原子、アルカリ金属、または、アンモニウムであり、X
はO(酸素原子)またはNHであり、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。をもって
表される単量体との混合物からなり前記の一般式をもっ
て表される単量体の重量が前記の混合物の合計重量の2
0〜80質量%である単量体混合物を、架橋剤の存在下
において重合して得られる架橋共重合体よりなる酸性水
溶液の吸収剤、特に強酸性水溶液の吸収剤によって達成
される。そして、前記の一般式をもって表される単量体
は、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ことが望ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に係る酸性水溶液の吸収剤
に使用して好適な架橋共重合体の製造工程と吸水性特性
とに就いて説明する。
【0007】本発明に係る架橋共重合体は、アクリル酸
及び/又はその塩と前記の一般式をもって表される単量
体との混合物を架橋剤の存在下において共重合して製造
される。そして、一方の単量体(アクリル酸及び/又は
その塩)をなすアクリル酸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。ま
た、他方の単量体(前記の一般式をもって表される単量
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。本発明に係る架橋共重合体
は、上記したアクリル酸及び/又はその塩と上記の一般
式をもって表される単量体と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することができるが、
その他の単量体を含む単量体混合物を重合させても製造
することができる。そのために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、並びに、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、及び、エチル(メタ)アク
リレート等が挙げられる。
【0008】上記したように、本発明に係る架橋共重合
体は、アクリル酸及び/又はその塩と上記の一般式をも
って表される単量体、さらには、所望により、上記に例
記したその他の単量体との単量体混合物を重合させるこ
とによって製造するが、この単量体混合物を構成する上
記の一般式をもって表される単量体の含有割合は、単量
体混合物の合計量の20〜80質量%とされている。上
記の一般式をもって表される単量体の含有割合が20質
量%未満であると、得られる架橋共重合体が吸収しうる
強酸性水溶液の量が少なくなり、他方、80質量%を越
えると生産性が低下するからである。
【0009】上記の単量体混合物は、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。したがって、重合に際しては単量体ととも
に架橋剤を使用することが必要がある。本発明に使用さ
れる架橋剤としては、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
以上有する化合物や、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使用されて好適
である。架橋剤の使用量は、単量体混合物の合計量を1
00質量部として、その0.001〜5.0質量部が好ま
しい。
【0010】本発明に係る架橋共重合体を製造するため
の重合方法としては、従来公知のラジカル重合法が使用
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及び過硫酸カリウム等が挙げら
れる。また、こ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
20〜100℃の範囲が好ましく、また、水性媒体中の
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】本発明に係る架橋共重合体よりなる酸性水
溶液の吸収剤は、自己の重量の30〜50倍の重量の酸
性水溶液を吸収する機能を有する。吸収しうる酸性水溶
液のpH値には制限はない。すなわち、吸収しうる酸性
水溶液のpH値は1〜5の範囲でもよいし、また、1以
下でもよい。このように、pH値が1以下の強酸性水溶
液を吸収しうることが、本発明に特徴的である。酸性水
溶液に含まれる酸の種類には制限はない。すなわち、塩
酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸でも、酢酸、ギ酸、
乳酸等の有機酸でもよい。
【0012】本発明に係る架橋共重合体よりなる酸性水
溶液の吸収剤は、酸性の液状洗浄剤に添加することによ
り、その液状洗浄剤の洗浄性能を高めることができる。
すなわち、配管やタンクの内部等を洗浄する洗浄剤に
は、硫酸や塩酸が添加されている酸性洗浄剤が使用され
る場合が多いが、この酸性洗浄剤に、本発明に係る架橋
共重合体よりなる酸性水溶液の吸収剤を添加すると、酸
性洗浄液を吸収した架橋共重合体ゲルは、配管やタンク
の内部等に付着しやすいので、この酸性洗浄剤を被洗浄
部に接触し続ける時間が長くなり、この液状洗浄剤の洗
浄性能を高めることができる。このような液状洗浄剤
は、化学工業プラントの配管用等の工業的用途にも、ト
イレ用等の家庭的用途にも使用されて好適である。
【0013】実施例 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と言う。)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、こ
の水溶液に、N,N '-メチレン-ビス-アクリルアミド0.
5gと、光重合開始剤としての2,2-ジメトキシ-2-
フェニルアセトフェノン0.1gと過硫酸アンモニウム1.
8gとを加えた後、得られた液をフッ素加工が施されて
おり表面が不活性であるシート上に膜厚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。上記の重合によって得られた重合体ゲルを乾燥し、
粉砕して粉末状の酸性水溶液吸水性樹脂(ATBS単位
の含有量は73質量%)を得た。この酸性水溶液吸水性
樹脂による酸性水溶液の吸収性の評価結果を表1 に示し
た。なお、酸性水溶液の吸水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、酸性水溶液に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、前記の0.5gで徐した値(吸水
性樹脂の単位質量が吸収した酸性水溶液の質量)を吸収
能の指標とした。
【0014】比較例 アクリル酸180gとアクリル酸ソーダ705gとを含
む濃度45wt%の水溶液に、架橋剤としてのトリメチ
ロールプロパントリアクリレート(TMP)0.5gを
添加した。この単量体水溶液に、光開始剤として、1−
ヒドロキシ・シクロヘキシル・フェニル・ケトンと過硫
酸アンモニウムとを加え、ベルト上で紫外線を照射し、
含水架橋重合体ゲルを得た。この含水架橋重合体ゲルに
よる酸性水溶液の吸収性の評価結果を表1 に示した。な
お、含水架橋重合体ゲルの吸水性の評価は以下の方法に
よって行った。含水架橋重合体ゲル0.5gを200me
shのナイロン製袋に入れ、酸性水溶液に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、前記の0.5gで徐し
た値(含水架橋重合体の単位質量が吸収した酸性水溶液
の質量)を吸収能の指標とした。
【0015】 表1 溶媒種類 実施例 比較例 純水 397 443 1%塩酸水溶液 43 11 50%塩酸水溶液 29 7 1%硫酸水溶液 51 12 50%硫酸水溶液 34 8 60%硫酸水溶液 21 3 上記表から判るように、本発明の実施例に係る架橋共重
合体よりなる酸性水溶液の吸収剤の吸水量は、比較例に
係る含水架橋重合体ゲルの吸水量の概ね4倍であり、酸
性水溶液の吸収剤特に強酸性水溶液の吸収剤として、十
分使用できること明らかである。
【0016】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明に係る酸
性水溶液の吸収剤は、アクリル酸及び/又はその塩と一
般式CH2=CRCO−X−Y−SO3R 但し、Rは水素原子またはメチル基であり、R'は水素
原子、アルカリ金属、または、アンモニウムであり、X
はO(酸素原子)またはNHであり、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。をもって
表される単量体との単量体混合物(一般式をもって表さ
れる単量体の含有割合は、単量体混合物の20〜80質
量%である。)を、架橋剤の存在下において重合して得
られる架橋共重合体よりなり、本発明に係る酸性水溶液
の吸収剤の酸性水溶液吸収性が顕著に優れていることは
上記実験結果によって実証されているので、本発明に係
る酸性水溶液の吸収剤は、酸性水溶液の吸収剤として、
好適に機能する。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08G 59/42 C08G 59/42 // C11D 3/37 C11D 3/37 (72)発明者 野村 幸司 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 (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) 4G066 AC17B AD01B AD10B BA50 CA07 DA07 FA07 4H003 DA06 DA12 DA13 EA03 EB30 ED02 FA04 4J036 AB01 AB02 FB03 JA15 4J100 AB16R AJ02P AK03P AK08P AK13P AL08Q AL62R AL63R AL66R AL67R AM21Q AM24R BA02R BA03R BA56Q BC75R CA05 CA23 JA15 JA19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリル酸及び/又はその塩と一般式 CH2=CRCO−X−Y−SO3' 但し、 Rは水素原子またはメチル基であり、 R'は水素原子、アルカリ金属、または、アンモニウム
    であり、 XはO(酸素原子)またはNHであり、 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。をもって表される単量体との混合物からなり前
    記一般式をもって表される前記単量体の重量は、前記混
    合物の合計重量の20〜80質量%である単量体混合物
    を、架橋剤の存在下において重合して得られる架橋共重
    合体であることを特徴とする酸性水溶液の吸収剤。
  2. 【請求項2】 前記一般式をもって表される前記単量体
    は、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ことを特徴とする、請求項1記載の
    酸性水溶液の吸収剤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017110091A (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 アース製薬株式会社 二酸化塩素含有ゲル状組成物

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