JPH0977832A - 吸水剤 - Google Patents
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- JPH0977832A JPH0977832A JP7262098A JP26209895A JPH0977832A JP H0977832 A JPH0977832 A JP H0977832A JP 7262098 A JP7262098 A JP 7262098A JP 26209895 A JP26209895 A JP 26209895A JP H0977832 A JPH0977832 A JP H0977832A
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
-
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Abstract
が優れた吸水性樹脂からなる吸水剤を得る。 【解決手段】 酸基又はその塩を有する水溶性ラジカル
重合性単量体および必要により多糖類を、水存在下、架
橋剤を用いラジカル重合して得られる吸水性樹脂からな
る吸水剤であり、吸水性樹脂が上記水溶性ラジカル重合
性単量体に対し、0.0001〜1重量%の、ラジカル
重合性二重結合を有するチオール化合物を重合成分とし
て用いたものである。
Description
る吸水剤に関する。更に詳しくは、常圧吸収量及び保水
量が高く、かつ体液吸収後のゲルの安定性の良好な吸水
性樹脂からなる吸水剤に関する。
品、使い捨て紙オムツなどの衛生用品や、結露防止剤、
農園芸用保水剤などの各種産業分野用に、吸水剤として
のその応用範囲は拡大している。これらの用途に吸水剤
として使用される吸水性樹脂は常圧吸収量および保水量
が高いことが望まれ、特に、衛生用品は、体液吸収後の
安定性が必要とされる。
(常圧吸収量及び保水量)は、概念的に、(イオン浸透
圧+高分子鎖の水への親和力)/高分子の架橋密度に比
例する。すなわち、吸水性樹脂の性能には架橋密度が関
与する。吸水性樹脂は水溶性単量体を、架橋剤やグラフ
ト化剤を用いて、適度な架橋密度になるよう重合せしめ
たものである。この架橋密度の調整は、架橋剤やグラフ
ト化剤の量、重合濃度、重合温度、重合触媒の種類等で
制御されている。しかしながら、重合中の重合成長ラジ
カルの自己架橋により、架橋密度があがり過ぎると、吸
水能力が低下するため、架橋剤量を少なくして架橋密度
を最適化する方法や連鎖移動剤を添加して自己架橋を抑
制する方法などで架橋密度を調整しているが、これらの
方法では、体液吸収後のゲルは充分に安定ではない。ま
た、体液吸収後のゲルの劣化によって保水力を低下する
ことがある。この劣化の原因は明かではないが、体液中
に含まれる活性物質がラジカルを発生し、これがポリマ
ー鎖を分解すると考えられている。従って、ゲルの安定
性のために、吸水性樹脂にラジカル捕捉剤を添加する方
法もあるが、効率的にラジカル捕捉できず、充分にゲル
の劣化を回避できない(特開昭63−152667号公
報)。
解決するため鋭意検討した結果、重合時に、ラジカル重
合性2重結合を有するチオール化合物を共重合成分とし
て用いた吸水性樹脂からなる吸水剤は、上記問題点が改
善されたものであることを見いだし、本発明に到達し
た。即ち本発明は、酸基又はその塩を有する水溶性ラジ
カル重合性単量体(A)および必要により多糖類(B)
を、水存在下、架橋剤(C)を用いラジカル重合して得
られる吸水性樹脂からなる吸水剤において、該吸水性樹
脂が、(A)に対し0.0001〜1重量%の、ラジカ
ル重合性二重結合を有するチオール化合物(D)を重合
成分として用いたものであることを特徴とする吸水剤で
ある。
(A)としては、例えばカルボン酸基、スルホン酸基、
リン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体及びそれ
らの塩が挙げられる。
性単量体としては、不飽和モノまたはポリカルボン酸
[(メタ)アクリル酸(アクリル酸及び/またはメタク
リル酸をいう。以下同様の記載を用いる。)、クロトン
酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸な
ど]、それらの無水物[無水マレイン酸など]などがあ
げられる。
性単量体としては、脂肪酸または芳香族ビニルスルホン
酸(ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトル
エンスルホン酸、スチレンスルホン酸など)、(メタ)
アクリルアルキルスルホン酸[(メタ)アクリル酸スル
ホエチル、(メタ)アクリル酸スルホプロルなど]、
(メタ)アクリルアミドアルキルスルホン酸[2-アクリ
ルアミドー2ーメチルプロパンスルホン酸など]などが挙
げられる。
量体としては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル
リン酸モノエステル[2-ヒドロキシエチル(メタ)アク
リロイルホスフェート、フェニル-2-アクリロイロキシ
エチルホスフェートなど]が挙げられる。
性単量体は単独で使用してもよく、また2種以上併用し
てもよい。これらのうちで好ましいものはカルボン酸基
またはスルホン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量
体であり、特に好ましいものはカルボン酸基を有するラ
ジカル重合性水溶性単量体である。
は、水溶性の塩としても使用でき、その塩としては、ア
ルカリ金属塩(ナトリウム、カリウム、リチウムなどの
塩)、アルカリ土類金属塩(カルシウム、マグネシウム
などの塩)、アンモニウム塩およびアミン塩(メチルア
ミン、トリメチルアミンなどのアルキルアミンの塩;ト
リエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカ
ノールアミンの塩など)およびこれらの2種以上が挙げ
られる。これらのうちで好ましいものは、ナトリウム塩
及びカリウム塩である。
(A)の中和度は、通常、該吸水性樹脂中の酸基の中和
度が50〜90モル%、好ましくは60〜80モル%と
なる量である。中和度が50モル%未満の場合、水存在
下で重合して得られる含水ゲルの粘着性が大きく、該吸
水性樹脂を作業性よく製造し難い。中和度が90%を越
える場合、得られた吸水性樹脂の使用時のpHが高くな
り人体の皮膚に対する安全性の点で問題となる。
れの段階で行ってもよく、例えば、ラジカル重合性水溶
性単量体(A)の段階で中和する、重合生成物である含
水ゲルの状態で中和する等の方法がある。
(B)としてはデンプン、セルロース等が挙げられる。
デンプンとしては、例えばサツマイモデンプン、ジャガ
イモデンプン、小麦デンプン、トウモロコシデンプン、
米デンプン、などの生デンプン;酸化デンプン、ジアル
デヒドデンプン、アルキルエーテル化デンプン、アリー
ルエーテル化デンプン、オキシアルキル化デンプン、ア
ミノエチルエーテル化デンプンなどの加工デンプンが挙
げられる。セルロースとしては、例えば木材、葉、茎、
ジン皮、種子毛などから得られるセルロース;アルキル
エーテル化セルロース、有機酸エステル化セルロース、
酸化セルロース、ヒドロキシアルキルエーテル化セルロ
ースなどの加工セルロースが挙げられる。
体(A)に対する量は、重量基準で通常0〜30%、好
ましくは3〜20%である。多糖類の量が30%を越え
ると、得られた樹脂の吸収性能が低下する。
(C1)2個以上の重合性二重結合を有する化合物及び
(C2)少なくとも1個の重合性二重結合を有し且つ単
量体と反応性の官能基を少なくとも1個有する化合物が
挙げられる。
られる。 ビス(メタ)アクリルアミド:N,N'−アルキレン(C
1〜C6)ビス(メタ)アクリルアミドたとえばN,N'−メ
チレンビスアクリルアミド。 ポリオール類のジ−またはポリ−(メタ)アリルエー
テル:ポリオール類[アルキレングリコール、グリセリ
ン、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンポリオ
ール、炭化水素など]のジ−またはポリ−(メタ)アリ
ルエーテルたとえばペンタエリスリトールトリアリルエ
ーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル及び
アリル化デンプン、アリル化セルロース。 カルバミルエステル:ポリイソシアネート[トリレン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンイソシネート、4,4'
−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびNCO基含
有プレポリマー(上記ポリイソシネートと活性水素原子
含有化合物との反応によって得られる)など]とヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレートとの反応によって得ら
れるカルバミルエステル。 ジまたはポリビニル化合物:ジビニルベンゼン、ジビ
ニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルエーテル、
ジビニルケトン、トリビニルベンセンなど。 ポリオール類と不飽和モノまたはポリカルボン酸との
ジまたはポリエステル:ポリオール類[エチレングリコ
ール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキ
シエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコー
ルなど]のジ−またはトリ−(メタ)アクリル酸エステ
ル:不飽和ポリエステル[上記ポリオール類とマレイン
酸などの不飽和酸との反応によって得られる]及びジ−
またはトリ−(メタ)アクリル酸エステル[ポリエポキ
シドと(メタ)アクリル酸との反応によって得られる]
など。 ポリカルボン酸のジ−またはポリ−アリルエステル:
ジアリルフタレート、ジアリルアジペートなど。 不飽和モノ−またはポリ−カルボン酸とポリオールの
モノ(メタ)アリルエーテルとのエステル:ポリエチレ
ングリコールモノアリルエーテルの(メタ)アクリル酸
エステルなど。 アリロキシアルカン類:テトラアリロキシエタン、ト
リアリロキシエタンなど。
ル酸および/またはその他の共重合性単量体と反応性の
基たとえばカルボキシル基、カルボン酸無水物基と反応
性の基(ヒドロキシル基、エポキシ基、カチオン性基な
ど)を含むエチレン性不飽和化合物があげられる。具体
的には非イオン性基含有不飽和化合物たとえばヒドロキ
シ基含有不飽和化合物[N−メチロール(メタ)アクリ
ルアミドなど]及びエポキシ基含有不飽和化合物[グリ
シジル(メタ)アクリレートなど]並びにカチオン性基
含有不飽和化合物、たとえば4級アンモニウム塩基含有
不飽和化合物[N,N,N-トリメチル-N-(メタ)アクリロ
イロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N,
N,N-トリメチル-N-(メタ)アクリロイロキシエチルア
ンモニウムクロライドなど]、及び3級アミノ基含有不
飽和化合物[(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルなど]な
どが挙げられる。上記(C1),(C2)の架橋剤は、
2種以上を併用してもよい。
(C1)の架橋剤であり、更に好ましいものはビス(メ
タ)アクリルアミド、ポリオール類のジ−またはポリ−
(メタ)アリルエーテル、ポリオール類と不飽和モノカ
ルボン酸とのジ−またはポリ−エステルおよびアリロキ
シアルカンであり、特に好ましいものはN,N'−メチレン
ビスアクリルアミド、ペンタエリスリトールトリアリル
エーテル、エチレングリコールジアクリレート、トリメ
チロールプロパントリアクリレートおよびテトラアリロ
キシエタンである。
及び架橋剤(C)の合計重量に基づいて、通常0.00
01〜10%、好ましくは0.001〜5%である。更
に好ましくは0.01〜2%である。架橋剤(C)の量
が0.0001%未満では、得られた樹脂は吸水時のゲ
ル強度が小さくゾル状になる。一方10%を越えると逆
にゲル強度が過大となり吸収性能が低下する。
を有するチオール化合物(D)は、(A)及び(C)と
効率よく共重合することが好ましく、ラジカル重合の反
応系に溶解する化合物が良い。そのような化合物として
は、一般式(1)で示される(メタ)アリルメルカプタ
ン(D1)、一般式(2)で示される末端チオールの
(メタ)アクリル酸チオエステル(D2)、一般式
(3)で示されるSH含有のスチレン誘導体(D3)が
挙げられる。 CH2=C(R1)CH2SH (1) [式中、R1は、HまたはCH3を表す。] [式中、R2及びR3は、HまたはCH3;X1及びX2は
OないしS;nは0あるいは正数を表す。] CH2=CH−Ph−SH (3) [式中、Phはフェニレン基を表す。]
チルアクリレートのエチレンスフィド1モル付加物、ト
リエチレングリコールジメルカプタンとアクリル酸との
エステル化物、アクリル酸へのエチレンスルフィド2モ
ル付加物等が挙げられる。(D3)の具体例としては、
p−メルカプタトスチレン等が挙げられる。これらの中
で、好ましいのは、(D1)及び(D2)、特に(D
1)である。
(A)に対して、通常0.0001%〜1%、好ましく
は0.001〜0.1%である。添加量が0.0001
%未満であると効果が不十分であり、吸収性能や体液吸
収後のゲルの安定性は向上しない。添加量が1%を越え
ても、自己架橋低減効果はそれほど向上せず、また、水
可溶性成分量の増加を招き、逆効果となる。
方法は、従来から知られているいずれの方法でもよく、
たとえばラジカル重合触媒を用いた水溶液重合法、懸濁
重合法、逆相懸濁重合法等が挙げられる。また、重合開
始方法として、放射線、電子線、紫外線などを照射する
方法を取ることもできる。
この触媒の例としては、アゾ化合物[アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸、2,2'−アゾビス
(2-アミジノプロパン)ハイドロクロライドなど]、無
機過酸化物[過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム、過硫酸ナトリウムなど]、有機過酸化物[過
酸化ベンゾイル、ジ-t-ブチルパーオキサイド、クメン
ヒドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、ジ
(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネートなど]
及びレドックス触媒[アルカリ金属の亜硫酸塩もしくは
重亜硫酸塩、亜硫酸アンモニウム、重亜硫酸アンモニウ
ム、アスコルビン酸などの還元剤とアルカリ金属の過硫
酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化物などの酸化剤の組
合せよりなるもの]及びこれらの2種以上が挙げられ
る。
酸ナトリウムと重亜硫酸ソーダの組合せ等からなるレド
ックス系触媒も使用できる。触媒量は通常と同じでよ
く、たとえば全重合性単量体及び架橋剤の合計重量に基
づいて通常0.0001〜5%、好ましくは0.000
5〜1%である。その他の重合条件、例えば重合濃度、
重合開始温度、重合時間、熟成温度等についても、従来
公知の条件でよい。
粉砕してよい。乾燥方法としては、多孔盤、金網、平
板、ベルト上に積層して回分または連続的に乾燥する方
法、ロータリーキルン、流動乾燥炉内で熱風乾燥する方
法、熱板もしくは熱ローラーの表面に接触させて加熱乾
燥する方法、加熱減圧乾燥する方法などが挙げられる。
乾燥粉砕して得られる粉粒体の表面を、ポリグリシジル
エーテル化合物、ポリオール化合物、ポリアミド化合物
あるいは多価金属化合物等の架橋剤により、通常の方法
で表面架橋を行ったものでもよい。
自己架橋が低減され、単量体及び必要により架橋剤やグ
ラフト基剤の重合からなるポリマー鎖の最適な網目構造
を取り得るため、本発明の吸水剤として好適に用いら
れ、高吸収性能を示す。また、本発明の吸水剤は、体液
吸収後、不純物などでラジカルが発生しても、該吸水性
樹脂のポリマー鎖自身の中にSHが存在するため、非常
に効率よく、ラジカル捕捉し、ポリマーの分解を回避で
きるため、体液吸収後のゲルの安定性がよく、特に衛生
材料に好適である。
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
れるチオール化合物の重合系での溶解性、及び吸水性樹
脂の常圧吸水量、ゲル安定性は、次の操作によって求め
られる値である。
gを攪拌下しながら、チオール化合物0.06gを投入
し、これと20gの水とを混合し、5℃にて30分放置
後、外観を目視し、溶解、或いは析出、白濁の有無を判
定した。
テイーバッグに、吸水性樹脂1.00g正確に測りと
り、0.9%の食塩水に1時間浸し、15分間水切りを
行った後、重量(a)gを測定する。試料を入れないテイ
ーバッグを用いて同様の測定を行い重量(b)gを測定
し、以下の式により常圧吸収量を求めた。 常圧吸収量(g/g) = 〔(a)−(b)〕−1
尿40gを吸収させ、25℃で1時間及び24時間放置
後のゲルをクリープメータ(山電製 RE3305)に
かけ、セルが受ける応力からゲル強度を算出し、次式か
らゲルの安定性を求めた。 ゲル安定性(%)=100−[(C)−(D)]*10
0/(C) (C)は1時間後のゲル強度、(D)は24時間後のゲ
ル強度を表す。
6g、脱イオン水675g、アリルメルカプタン0.0
2gを混合し重合性単量体溶液を調整した。この混合液
を断熱重合可能な重合槽に投入した。温度を5℃以下に
保ち、窒素ガスを導入することにより溶液中の溶存酸素
1ppm以下とした後、35%過酸化水素水0.03
g、アスコルビン酸0.005g、V−50(和光純薬
工業製アゾ系触媒)0.05gを添加した。10分後重
合が開始を示す温度上昇が確認され、約3時間後に65
℃でほぼ平衡に達した。更に4時間後熟成して、重合体
含水ゲルを得た。この重合体含水ゲル600gを双腕ニ
ーダーを用いて砕断した後、これに48%のNaOH水
溶液110gを混合し、双腕ニーダーにて更に均一に混
合した。この中和されたゲルを130℃の温度で熱風乾
燥した後、得られた乾燥物を家庭用ミキサーで20メッ
シュ以下の粒度に粉砕し、本発明の吸水性樹脂を得た。
用いたチオール化合物の重合系での水溶性、及びこの吸
水性樹脂の常圧吸収量、ゲル安定性を表1に示す。
種類以外は実施例1と同様にして本発明の吸水性樹脂を
得た。用いたチオール化合物の重合系での水溶性、及び
この吸水性樹脂の常圧吸収量、ゲル安定性を測定した。
結果を表1に示す。
い場合の結果を表1に示した。
わりに、トリエチレングリコールジメルカプタン(TE
DM)0.02gを用いた場合の結果を表1に示した。
わりに、ビスフェノールAのエチレングリコール2モル
付加物の両末端をSH基に変性した化合物(BPES)
0.04gを添加した場合の結果を表1に示した。
O.5gを添加し、ブレンダーにて30分混合して、吸
水性樹脂を得た。この吸水性樹脂の常圧吸収量、ゲル安
定性を測定した。結果を表1に示す。
リル酸とのエステル化物 D−3:P−メルカプトスチ
レン TEDM:トリエチレングリコールジメルカプタン BPES:ビスフェノールAのエチレングリコール2モ
ル付加物の両末端チオール変性化合物 TU:チオ尿素
脂からなる本発明の吸水剤は、吸収量が高く、また、体
液吸収後のゲルの安定性は良い。上記効果を奏すること
から、本発明の吸水剤は吸収性当材、衛生材料(子供及
び大人用の紙おむつ、生理用ナプキン、衛生綿、包帯、
失禁用パッド、紙タオルなど)などの人体に接する用
途;食品と接触する可能性のある青果物等の鮮度保持剤
や肉類、魚介類のドリップ吸収剤等の用途;植物や土壌
などの保水剤;内装建材に使用した結露防止剤等の、種
々の産業用途に有用である。
Claims (2)
- 【請求項1】 酸基又はその塩を有する水溶性ラジカル
重合性単量体(A)および必要により多糖類(B)を、
水存在下、架橋剤(C)を用いラジカル重合して得られ
る吸水性樹脂からなる吸水剤において、該吸水性樹脂
が、(A)に対し0.0001〜1重量%の、ラジカル
重合性二重結合を有するチオール化合物(D)を重合成
分として用いたものであることを特徴とする吸水剤。 - 【請求項2】 (D)が該ラジカル重合の反応系に溶解
する化合物であり、下記一般式(1)〜(3)のいずれ
かで示される化合物である請求項1記載の吸水剤。 CH2=C(R1)CH2SH (1) [式中、R1は、HまたはCH3を表す。] [式中、R2及びR3は、HまたはCH3;X1及びX2は
OないしS;nは0あるいは正数を表す。] CH2=CH−Ph−SH (3) [式中、Phはフェニレン基を表す。]
Priority Applications (4)
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JP26209895A JP3558756B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 吸水剤 |
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