JPH0810616A

JPH0810616A - 吸水性組成物およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0810616A
Application number: JP14841294A
Authority: JP
Inventors: Isao Yanagisawa; 勲柳澤; Terukuni Hashimoto; 輝国橋本; Naotake Shioji; 尚武塩路
Original assignee: HOKURIKU FINE CHEM KK; Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: HOKURIKU FINE CHEM KK; Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【構成】吸水性組成物は、少なくとも、その表面が多
孔性無機粒子２…にて覆われている吸水性樹脂粒子１を
含有している。吸水性組成物に水性液体３を滴下する
と、吸水性樹脂粒子１が水性液体３を均一にかつ速やか
に吸収して膨潤し、該吸水性樹脂粒子１が露出すると共
に、該水性液体３をゲル化して保持する。【効果】多孔性無機粒子が水性液体を毛細管現象によ
って速やかに浸透させるので、吸水性樹脂が備える吸水
特性、例えば、水性液体に接した際の高い吸水倍率や優
れた吸水速度、水性液体の拡散性および通液性、水性液
体を含んだ基材から水を吸い上げる吸引力等を充分に発
揮させることができる。これにより、吸水性樹脂粒子全
体にわたって水性液体を均一にかつ速やかに吸収させる
ことができる吸水性組成物を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、コンクリート
打設時の余剰水吸収材、土壌改良材、血液凝固材、各種
廃液吸収材等、種々の分野に好適に用いられる吸水性組
成物およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、コンクリート打設時の
余剰水吸収材、土壌改良材、血液凝固材、各種廃液吸収
材等として、吸水性樹脂からなる吸水性組成物が用いら
れている。これら吸水性組成物は、水性液体を吸収し、
ゲル化して保持するようになっている。上記の吸水性組
成物、即ち、吸水性樹脂に望まれる吸水特性としては、
水性液体に接した際の高い吸水倍率や優れた吸水速度、
水性液体の拡散性および通液性、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。

【０００３】そして、従来より、その用途等に応じて上
記の吸水特性が改良された吸水性組成物として、例え
ば、特公昭52-50168号公報には人工土壌が、特公昭59-1
7068号公報には樹脂含浸水硬性物体が、特開昭62-61521
号公報には保水性目土が、特開平2-129288号公報には保
水剤が、特開平5-139865号公報にはコンクリートの改良
材がそれぞれ提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸水性組成物は、吸水性樹脂粒子と無機粒子とを単
に混合しただけの混合物か、または、無機粒子の表面に
吸水性樹脂粒子を付着させた組成物からなっている。つ
まり、上記従来の吸水性組成物は、水性液体に接した際
に、該水性液体と吸水性樹脂粒子とが直ちに、かつ、不
均一に接触する構成となっている。このため、吸水性樹
脂粒子の接液粒子（粒子群のうち、水性液体に接してい
る粒子）のみが膨潤してゲル化され、吸水性樹脂粒子全
体にわたって水性液体を均一にかつ速やかに吸収するこ
とが困難であるという問題点を有している。

【０００５】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、吸水性樹脂が備える吸水特
性、例えば、水性液体に接した際の高い吸水倍率や優れ
た吸水速度、水性液体の拡散性および通液性、水性液体
を含んだ基材から水を吸い上げる吸引力等を充分に発揮
させることができ、これにより、吸水性樹脂粒子全体に
わたって水性液体を均一にかつ速やかに吸収させること
ができる吸水性組成物およびその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記目
的を達成すべく、吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒子との
混合物からなる吸水性組成物およびその製造方法につい
て鋭意検討した結果、少なくとも、その表面が多孔性無
機粒子にて覆われている吸水性樹脂粒子が吸水性組成物
に含有されている場合に、吸水性樹脂が備える吸水特
性、例えば、水性液体に接した際の高い吸水倍率や優れ
た吸水速度、水性液体の拡散性および通液性、水性液体
を含んだ基材から水を吸い上げる吸引力等を充分に発揮
させることができ、これにより、吸水性樹脂粒子全体に
わたって水性液体を均一にかつ速やかに吸収させること
ができることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、請求項１記載の発明の吸水性組成物
は、上記の課題を解決するために、吸水性樹脂粒子と多
孔性無機粒子との混合物からなり、少なくとも、その表
面が多孔性無機粒子にて覆われている吸水性樹脂粒子を
含有することを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明の吸水性組成物は、上
記の課題を解決するために、請求項１記載の吸水性組成
物において、上記吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒子との
重量比が10／90〜90／10の範囲内であることを特徴とし
ている。

【０００９】請求項３記載の発明の吸水性組成物は、上
記の課題を解決するために、請求項１または２記載の吸
水性組成物において、上記多孔性無機粒子が、無機粒子
を発泡させることにより形成されていることを特徴とし
ている。

【００１０】請求項４記載の発明の吸水性組成物は、上
記の課題を解決するために、請求項１、２または３記載
の吸水性組成物において、上記多孔性無機粒子がシラス
（火山噴出物）発泡粒であることを特徴としている。

【００１１】請求項５記載の発明の吸水性組成物は、上
記の課題を解決するために、請求項１、２、３または４
記載の吸水性組成物において、上記多孔性無機粒子が、
親水性を有する結合剤を介して吸水性樹脂粒子の表面に
結合されていることを特徴としている。

【００１２】請求項６記載の発明の吸水性組成物は、上
記の課題を解決するために、請求項５記載の吸水性組成
物において、上記結合剤が水溶性ポリビニルアルコール
であることを特徴としている。

【００１３】また、請求項７記載の発明の吸水性組成物
の製造方法は、上記の課題を解決するために、多孔性無
機粒子と、吸水性樹脂が吸収可能な溶媒とを混合した
後、さらに吸水性樹脂粒子を混合することを特徴として
いる。

【００１４】請求項８記載の発明の吸水性組成物の製造
方法は、上記の課題を解決するために、請求項７記載の
吸水性組成物の製造方法において、上記混合により得ら
れた混合物を乾燥させることを特徴としている。

【００１５】請求項９記載の発明の吸水性組成物の製造
方法は、上記の課題を解決するために、請求項７または
８記載の吸水性組成物の製造方法において、吸水性樹脂
粒子および多孔性無機粒子の合計量 100重量部に対し
て、溶媒を１重量部〜50重量部の範囲内で用いることを
特徴としている。

【００１６】請求項１０記載の発明の吸水性組成物の製
造方法は、上記の課題を解決するために、請求項７、８
または９記載の吸水性組成物の製造方法において、溶媒
に、吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒子とを結合させる結
合剤が溶解されていることを特徴としている。

【００１７】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
おける吸水性樹脂は、水に不溶で、かつ、水性液体を速
やかに吸収する性質、即ち、吸水性を有するものであれ
ば、特に限定されるものではないが、安価で、安全性、
耐久性、吸水倍率や吸水速度、拡散性、通液性、吸引力
等の吸水特性に優れ、かつ、腐敗の心配の無いものが好
ましい。

【００１８】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、デンプン−アクリル酸グ
ラフト重合体の中和物、デンプン−アクリロニトリルグ
ラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エ
ステル共重合体のケン化物、イソブチレン−無水マレイ
ン酸共重合架橋体、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、アクリル酸塩−アクリルアミド共重合架橋体、ポ
リビニルアルコール架橋体、変性ポリエチレンオキサイ
ド架橋体、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸塩共重合架橋体、（メタ）アクリロイルエタンスル
ホン酸塩共重合架橋体、架橋カルボキシメチルセルロー
ス塩、カチオン性モノマーの架橋重合体等が挙げられ
る。これら吸水性樹脂は、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。このうち、ポ
リアクリル酸部分中和物架橋体、デンプン−アクリル酸
グラフト重合体、および、これらの混合物が、吸水特性
や安全性等の点で好ましい。

【００１９】尚、吸水性樹脂は、一般的に、自重の数十
倍から数百倍の水性液体を吸収可能である。つまり、吸
水性樹脂の吸水倍率は数十倍から数百倍である。

【００２０】上記の吸水性樹脂は、所定形状に造粒され
ていてもよく、また、不定形破砕状、球状、鱗片状、繊
維状、棒状、塊状等、種々の形状であってもよい。さら
に、吸水性樹脂は、１次粒子であってもよく、また、１
次粒子の造粒体であってもよい。吸水性樹脂粒子の平均
粒径は、吸水性樹脂の種類や吸水性組成物の用途、多孔
性無機粒子の平均粒径等を考慮に入れて適宜設定すれば
よいが、好ましくは0.01mm〜１mm、より好ましくは 0.1
mm〜１mm、さらに好ましくは0.15mm〜0.25mmとすればよ
い。尚、吸水性樹脂の製造方法および造粒方法は、前記
の吸水特性が満足されるのであれば、特に限定されるも
のではない。

【００２１】また、上記の吸水性樹脂は、その吸水特
性、例えば水性液体の浸透性や分散性、吸水速度等を向
上させるために、吸水性樹脂粒子に対して種々の加工や
修飾（モディファイ）等が施されている。例えば、吸水
性樹脂がカルボキシル基やスルホン酸基等の官能基を有
している場合には、吸水性樹脂粒子の表面近傍に表面架
橋を導入する表面処理が施されている。上記の表面処理
は、吸水性樹脂に、該官能基と反応可能な多価アルコー
ルや多価エポキシ化合物、多価アミン化合物、多価金属
塩等を添加することにより行うことができる。上記の多
価アルコールとしては、グリセリンやエチレングリコー
ル等が挙げられる。多価エポキシ化合物としては、エチ
レングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。
多価アミン化合物としては、エチレンジアミンやポリエ
チレンイミン等が挙げられる。多価金属塩としては、硫
酸アルミニウム等が挙げられる。尚、これら化合物の使
用量は、特に限定されるものではない。また、吸水性樹
脂に、例えば、電子線やγ線等の活性エネルギ線を照射
することにより、吸水性樹脂粒子の表面近傍に表面架橋
を導入することもできる。

【００２２】さらに、吸水性樹脂に、加工性の改良およ
び品質性能の向上のために、必要に応じて、シリカ微粒
子等の無機微粒子や、パルプ繊維等からなる充填剤、活
性炭や鉄フタロシアニン誘導体、植物性精油等を吸着さ
せたゼオライト等を主体とする消臭剤または脱臭剤、芳
香剤、銀や銅、亜鉛等の金属等を主体とする抗菌剤、殺
菌剤、防カビ剤、防腐剤、脱酸素剤（酸化防止剤）、界
面活性剤、発泡剤、香料等を添加してもよい。これら添
加剤を添加することにより、吸水性樹脂、即ち、吸水性
組成物に種々の機能を付与することができる。上記添加
剤の添加量は、添加剤の種類にもよるが、吸水性樹脂に
対して0.01重量％〜５重量％程度とすればよい。尚、添
加剤の添加方法は、特に限定されるものではない。ま
た、充填剤を用いる場合には、吸水性樹脂の吸水速度を
より一層改善するために、無機微粒子とパルプ繊維とを
併用することが好ましい。

【００２３】本発明における多孔性無機粒子は、水に不
溶で、かつ、水性液体が毛細管現象により速やかに浸透
する構造を有するものであれば、特に限定されるもので
はないが、安価で、安全性、耐久性等に優れたものが好
ましい。多孔性無機粒子は、例えば、無機粒子を加熱膨
張させて発泡させることにより好適に形成される。つま
り、無機粒子をこのように発泡させると、その内部に独
立気泡が形成され、該無機粒子は多孔質となる。尚、孔
の大きさは、水性液体が速やかに浸透するように、大き
い方が好ましい。

【００２４】上記の多孔性無機粒子としては、例えば、
シラス（火山噴出物）、シラス発泡粒、珪藻土、珪灰
石、ゼオライト等の天然無機物、フライドアッシュ、シ
リカやアルミナ等の微細粒、人工ゼオライト等の人工無
機物が挙げられる。これら多孔性無機粒子は、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。このうち、水性液体の浸透性や、入手の容易さ、
価格等の点でシラス発泡粒が好ましい。尚、該シラス発
泡粒としては、具体的には、例えば、シラックスＰＢ−
１０（商品名：株式会社シラックスウ製；シラス中の火
山ガラス粒子を加熱膨張させた、独立気泡を有する発泡
粒）等が挙げられる。

【００２５】多孔性無機粒子の平均粒径は、無機物の種
類や吸水性組成物の用途、吸水性樹脂粒子の平均粒径等
を考慮に入れて適宜設定すればよいが、好ましくは0.01
mm〜２mm、より好ましくは0.03mm〜 0.8mmとすればよ
い。また、多孔性無機粒子のかさ比重は、無機物の種類
や吸水性組成物の用途、吸水性樹脂粒子の平均粒径等を
考慮に入れて適宜設定すればよいが、好ましくは0.05 g
/g〜 1.2 g/g、より好ましくは 0.1 g/g〜 0.4 g/gとす
ればよい。尚、多孔性無機粒子が人工無機物からなる場
合には、該人工無機物の製造方法は、特に限定されるも
のではない。

【００２６】但し、本発明における多孔性無機粒子と
は、一つの粒子からなり、該粒子が多孔質であるものを
示している。つまり、上述の多孔性無機粒子は、複数の
粒子若しくは粉体が凝集して形成された集合体を示すも
のではない。

【００２７】吸水性組成物における上記吸水性樹脂粒子
と多孔性無機粒子との重量比は、10／90〜90／10の範囲
内が好ましく、20／80〜70／30の範囲内がより好まし
く、凡そ50／50が最も好ましい。上記の重量比が10／90
よりも小さい場合、即ち、吸水性樹脂粒子および多孔性
無機粒子の合計量に対する吸水性樹脂粒子の割合が、10
重量％未満の場合には、吸水性組成物における吸水性樹
脂の量が少なくなりすぎ、吸水性組成物の吸水性能が低
下するため、好ましくない。また、上記の重量比が90／
10よりも大きい場合、即ち、吸水性樹脂粒子および多孔
性無機粒子の合計量に対する吸水性樹脂粒子の割合が、
90重量％を越える場合には、吸水性組成物における吸水
性樹脂の量が多くなりすぎ、吸水性樹脂粒子を多孔性無
機粒子で覆うことができなくなるため、好ましくない。
尚、上述の吸水性樹脂と無機物との組み合わせは、特に
限定されるものではなく、吸水性樹脂および無機物の種
類や吸水性組成物の用途等を考慮に入れて適宜設定すれ
ばよい。

【００２８】また、本発明における吸水性組成物は、少
なくとも、その表面が多孔性無機粒子にて覆われている
吸水性樹脂粒子を含有していればよい。即ち、吸水性組
成物は、その表面が吸水性樹脂粒子にて覆われている多
孔性無機粒子を含有していてもよく、また、表面が覆わ
れていない多孔性無機粒子や吸水性樹脂粒子を含有して
いてもよい。尚、吸水性組成物における、表面が多孔性
無機粒子にて覆われている吸水性樹脂粒子の割合は、特
に限定されるものではないが、吸水性樹脂粒子全体の数
十重量％程度であることが好ましい。

【００２９】本発明における吸水性組成物の製造方法に
おいて用いられる溶媒としては、吸水性樹脂が吸収可能
な液体、例えば、水、水と均一に混合する液体が挙げら
れ、該液体としては、有機溶剤、例えばメチルアルコー
ルやエチルアルコール等が挙げられる。尚、水と上記液
体との混合比率は、溶解させる結合剤の種類、或いは、
吸水性樹脂や多孔性無機粒子の種類、吸水性組成物の用
途等を考慮に入れて適宜設定すればよい。

【００３０】上記の製造方法における溶媒の使用量は、
吸水性樹脂粒子および多孔性無機粒子の合計量 100重量
部に対して、１重量部〜50重量部の範囲内が好ましい。
上記の使用量が50重量部を越える場合には、溶媒の使用
量が過多となる。このため、多孔性無機粒子と吸水性樹
脂粒子とを混合すると、吸水性樹脂粒子が溶媒を必要以
上に吸収し、膨潤するので好ましくない。また、上記の
使用量が１重量部未満の場合には、溶媒の使用量が過少
となる。このため、多孔性無機粒子と吸水性樹脂粒子と
を混合しても、吸水性樹脂粒子を多孔性無機粒子で覆う
ことができなくなるので好ましくない。尚、溶媒の使用
量が過少である場合に、吸水性樹脂粒子を多孔性無機粒
子で覆うことができない理由については後述する。

【００３１】本発明における結合剤は、親水性を有する
化合物、つまり、上記の溶媒に溶解可能な化合物であれ
ば、特に限定されるものではない。上記の結合剤として
は、例えば、水溶性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ポ
バール）やカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥ
Ｃ）、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸
（塩）、架橋ポリアクリル酸（塩）、アルギン酸
（塩）、デンプン、各種水性エマルジョン、ポリアクリ
ルアミド、ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニルピロリ
ドン、デキストリン、カゼイン等が挙げられる。これら
化合物は、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。そして、上記化合物のうち、
部分ケン化された水溶性ポリビニルアルコールが好まし
く、ケン化度が60モル％〜 100モル％で重合度が 200〜
5000程度の水溶性ポリビニルアルコールがさらに好まし
い。尚、該水溶性ポリビニルアルコールとしては、具体
的には、例えば、ゴーセノール（商品名：日本合成化学
工業株式会社製）、ＭＡ−１７やＰＡ−１８（何れも商
品名：信越ポバール株式会社製）等が挙げられる。

【００３２】また、例えば、水溶性ポリビニルアルコー
ルを例に挙げて説明すると、ケン化度や重合度等を適宜
変更することにより、水性液体に対する該ポリビニルア
ルコール、つまり、結合剤の溶解速度を任意に設定する
ことができる。そして、結合剤の溶解速度を変更するこ
とにより、吸水性樹脂の吸水速度等を制御することがで
きる。即ち、吸水性組成物の吸水性能を制御することが
できる。

【００３３】上記の結合剤は、必要に応じて使用され、
また、使用する際は、溶媒に予め溶解される。そして、
結合剤を用いた場合には、得られる吸水性組成物は、吸
水性樹脂粒子の表面が上記結合剤にてほぼコーティング
されることとなる。このため、いわゆるブロッキングが
防止でき、吸水性組成物の安定性および保存性がより一
層向上する。尚、結合剤の種類や使用量等は、吸水性樹
脂および無機物の種類や、吸水性組成物の用途、吸水性
樹脂粒子や多孔性無機粒子の平均粒径等を考慮に入れて
適宜設定すればよい。また、結合剤の製造方法は、特に
限定されるものではない。

【００３４】上記構成の吸水性組成物は、以下に示す方
法により製造される。尚、以下の説明においては、結合
剤を用いる場合を例に挙げることとする。

【００３５】先ず、適当な大きさおよび形状の容器に、
所定量の多孔性無機粒子を入れ、攪拌しながら、結合剤
が予め溶解された所定量の溶媒を添加する。次いで、多
孔性無機粒子に溶媒が毛細管現象により浸透し、多孔性
無機粒子全体が湿潤した後、攪拌しながら、所定量の吸
水性樹脂粒子を入れる。

【００３６】続いて、該多孔性無機粒子と吸水性樹脂粒
子とを充分に混合した後、この混合物を所定時間（例え
ば１時間）静置する。尚、攪拌時間や静置時間は、特に
限定されるものではない。

【００３７】吸水性樹脂粒子は、溶媒の局在化を防止す
るために、攪拌しながら膨潤させる方が好ましい。ま
た、吸水性樹脂粒子を攪拌しながら膨潤させることによ
り、該吸水性樹脂粒子の表面に結合剤を均一にコーティ
ングすることができる。

【００３８】吸水性樹脂粒子は、多孔性無機粒子に浸透
した溶媒を該多孔性無機粒子から吸い上げる。従って、
吸水性樹脂粒子は、表面のみが若干膨潤してゲル化され
ると共に、該表面が結合剤によりほぼコーティングされ
る。そして、該多孔性無機粒子は、上記の結合剤を介し
て吸水性樹脂粒子の表面に結合される。これにより、吸
水性樹脂粒子は、その表面が多孔性無機粒子にて覆われ
ることとなる。尚、結合剤を用いない場合には、吸水性
樹脂粒子におけるゲル化した表面が結合剤の役割を果た
すこととなる。

【００３９】次いで、上記の混合物を容器から取り出
し、必要に応じて、所定時間（例えば120℃）で所定時
間（例えば３時間）乾燥する。この乾燥工程により、若
干膨潤した吸水性樹脂粒子は、溶媒が除去されて元の状
態に戻る。これにより、吸水性組成物が得られる。尚、
乾燥方法や乾燥時間、乾燥温度は、特に限定されるもの
ではない。また、溶媒の使用量が比較的少ない場合に
は、上記の乾燥工程を省略してもよい。

【００４０】尚、上記の方法において、例えば、溶媒の
使用量が過少である場合には、吸水性樹脂粒子は、表面
が殆どゲル化されず、また、該表面が結合剤によりコー
ティングされることも少なくなる。このため、多孔性無
機粒子は、吸水性樹脂粒子に付着し難くなる。つまり、
吸水性樹脂粒子を多孔性無機粒子で覆うことができ難く
なる。

【００４１】以上のように、上記の吸水性組成物は、吸
水性樹脂粒子と多孔性無機粒子との混合物からなり、少
なくとも、その表面が多孔性無機粒子にて覆われている
吸水性樹脂粒子を含有する構成である。

【００４２】それゆえ、多孔性無機粒子が水性液体を毛
細管現象によって速やかに浸透させるので、吸水性組成
物に水性液体が接触すると、多孔性無機粒子にて覆われ
ている吸水性樹脂粒子が水性液体を均一にかつ速やかに
吸収して膨潤し、該吸水性樹脂粒子が露出すると共に、
該水性液体をゲル化して保持する。従って、吸水性樹脂
が備える吸水特性、例えば、水性液体に接した際の高い
吸水倍率や優れた吸水速度、水性液体の拡散性および通
液性、水性液体を含んだ基材から水を吸い上げる吸引力
等を充分に発揮させることができ、これにより、吸水性
樹脂粒子全体にわたって該水性液体を均一にかつ速やか
に吸収させることができる吸水性組成物を得ることがで
きる。上記の吸水性組成物は、例えば、コンクリート打
設時の余剰水吸収材、土壌改良材、血液凝固材、各種廃
液吸収材等、種々の分野に好適に用いることができる。

【００４３】また、上記の吸水性組成物の製造方法は、
多孔性無機粒子と、吸水性樹脂が吸収可能な溶媒とを混
合した後、さらに吸水性樹脂粒子を混合する方法であ
る。

【００４４】それゆえ、吸水性樹脂粒子の表面を多孔性
無機粒子にて覆うことができる。これにより、吸水性樹
脂粒子全体にわたって水性液体を均一にかつ速やかに吸
収させることができる吸水性組成物を安価に製造するこ
とができる。

【００４５】

【作用】上記の吸水性組成物によれば、多孔性無機粒子
が水性液体を毛細管現象によって速やかに浸透させるの
で、吸水性樹脂が備える吸水特性、例えば、水性液体に
接した際の高い吸水倍率や優れた吸水速度、水性液体の
拡散性および通液性、水性液体を含んだ基材から水を吸
い上げる吸引力等を充分に発揮させることができ、該水
性液体をゲル化して保持することができる。これによ
り、吸水性樹脂粒子全体にわたって該水性液体を均一に
かつ速やかに吸収させることができる吸水性組成物を提
供することができる。

【００４６】また、上記の吸水性組成物は、吸水性樹脂
粒子の表面が多孔性無機粒子にて覆われているので、い
わゆるブロッキングが防止でき、安定性が向上する。つ
まり、吸水性組成物の保存性が向上する。さらに、吸水
性樹脂粒子を多孔性無機粒子で覆うことにより、吸水性
組成物の流動性が改善されると共に、増量効果も有する
ので、分散安定性（偏析防止）に優れ、使用時において
は、吸水性組成物を均一に撒布することができる。上記
の吸水性組成物は、例えば、コンクリート打設時の余剰
水吸収材、土壌改良材、血液凝固材、各種廃液吸収材
等、種々の分野に好適に用いることができる。

【００４７】また、上記の吸水性組成物の製造方法によ
れば、吸水性樹脂粒子の表面を多孔性無機粒子にて覆う
ことができるので、吸水性樹脂粒子全体にわたって水性
液体を均一にかつ速やかに吸収させることができる吸水
性組成物を安価に製造することができる。

【００４８】

【実施例】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。尚、吸水性組成物の吸水倍率
は、以下の方法により測定した。また、実施例および比
較例に記載の「部」は、「重量部」を示している。

【００４９】（ａ）吸水倍率吸水性組成物約 0.1ｇを不織布製のティーバッグ式袋
（40mm× 150mm）に均一に入れ、イオン交換水中に浸漬
した。所定時間後に上記ティーバッグ式袋を引き上げ、
一定時間水切りを行った後、ティーバッグ式袋の重量Ｗ
₁（ｇ）を測定した。また、同様の操作を吸水性組成物
を用いないで行い、そのときの重量Ｗ₀（ｇ）を測定し
た。そして、これら重量Ｗ₁・Ｗ₀から、次式、吸水倍率 (g/g)＝ (重量Ｗ₁(ｇ) −重量Ｗ₀(ｇ) ) ／吸
水性組成物重量 (ｇ) に従って、吸水開始から１分後、５分後、10分後、30分
後の吸水倍率 (g/g)を算出した。

【００５０】（ｂ）吸水性樹脂に対する吸水倍率上記（ａ）の方法によって算出された吸水開始から30分
後の吸水倍率 (g/g)を、吸水性組成物中の吸水性樹脂粒
子の重量比で除して求めた。例えば、30分後の吸水倍率
が 225 g/g、吸水性樹脂粒子の重量比が 0.499（49.9重
量％）である場合には、吸水性樹脂に対する吸水倍率
は、 225 (g/g)／ 0.499＝ 451 (g/g)となる。

【００５１】〔実施例１〕５Ｌビーカーに、多孔性無機
粒子としてのシラス発泡粒（商品名シラックスＰＢ−
１０：株式会社シラックスウ製、以下、発泡シラスと称
する）50部を入れ、攪拌しながら、溶媒としてのポリビ
ニルアルコール水溶液（10重量％） 7.5部（つまり、結
合剤としてのポリビニルアルコール0.75部）を添加し
た。発泡シラスの平均粒径は 470μｍ、かさ比重は0.15
g/gであった。また、ポリビニルアルコールのケン化度
は88モル％、重合度は1300であった。尚、上記のかさ比
重 (g/g)は、ＪＩＳＫ６８９１に基づいて測定した値
（25／25℃）である。

【００５２】発泡シラスにポリビニルアルコール水溶液
が浸透し、発泡シラス全体が湿潤した後、攪拌しなが
ら、吸水性樹脂粒子としてのポリアクリル酸部分ナトリ
ウム（商品名アクアリックＣＡＫ−４：株式会社日
本触媒製）50部を入れた。ポリアクリル酸部分ナトリウ
ムの平均粒径は 200μｍであった。

【００５３】そして、該発泡シラスとポリアクリル酸部
分ナトリウムとを充分に混合した後、この混合物を１時
間静置した。次いで、上記の混合物をビーカーから取り
出し、 120℃で３時間乾燥することにより、吸水性組成
物を得た。

【００５４】得られた吸水性組成物中に、その表面が発
泡シラスにて覆われているポリアクリル酸部分ナトリウ
ムが存在することを、顕微鏡（スキャラー株式会社製：
ＶＭＳ−３０００型）を用いて確認した。吸水性組成物
の顕微鏡写真のスケッチである平面図を図１（ａ）に、
吸水性組成物に水性液体が滴下された直後の顕微鏡写真
のスケッチである平面図を同図（ｂ）に、吸水性組成物
に水性液体が滴下されてから約30秒後の顕微鏡写真のス
ケッチである平面図を同図（ｃ）に、吸水性組成物に水
性液体が滴下されてから約１分後の顕微鏡写真のスケッ
チである平面図を同図（ｄ）にそれぞれ示す。

【００５５】図１から明らかなように、吸水性組成物に
水性液体３を滴下すると、多孔性無機粒子２…にて覆わ
れている吸水性樹脂粒子１が水性液体３を均一にかつ速
やかに吸収して膨潤し、該吸水性樹脂粒子１が露出する
と共に、該水性液体３をゲル化して保持することがわか
る。

【００５６】そして、得られた吸水性組成物の吸水倍
率、および、吸水性樹脂に対する吸水倍率を上述した方
法により算出した。これら吸水倍率の値（以下、単に結
果と記す）を表３に合わせて記載した。また、上記吸水
性樹脂粒子や多孔性無機粒子等の使用量等、即ち、反応
条件を表１に合わせて記載した。

【００５７】〔実施例２〜１８〕実施例１における吸水
性樹脂粒子や多孔性無機粒子、溶媒、結合剤の種類また
は使用量、或いは、多孔性無機粒子の平均粒径やかさ比
重を適宜変更した以外は、実施例１と同様の操作を行
い、吸水性組成物を得た。反応条件を表１・２に合わせ
て記載した。尚、表１中に記載した、例えば、「イソブ
チレン／マレイン酸（モル比50／50）」とは、イソブチ
レンとマレイン酸とをモル比50／50で共重合させた吸水
性樹脂を示している。また、表２中に記載した「天然シ
ラス」とは、人工的な処理を何ら施していないシラスを
示している。

【００５８】そして、実施例１と同様にして、得られた
吸水性組成物中に、その表面が多孔性無機粒子にて覆わ
れている吸水性樹脂粒子が存在することを確認した。ま
た、得られた吸水性組成物の吸水倍率、および、吸水性
樹脂に対する吸水倍率を上述した方法により算出した。
結果を表３に合わせて記載した。

【００５９】〔比較例１〕実施例１において用いた発泡
シラスの吸水倍率を算出した。結果を表３に合わせて記
載した。

【００６０】〔比較例２〕実施例１において用いたポリ
アクリル酸部分ナトリウムの吸水倍率、および、吸水性
樹脂に対する吸水倍率を算出した。結果を表３に合わせ
て記載した。

【００６１】〔比較例３〕実施例１において用いたポリ
アクリル酸部分ナトリウムと発泡シラスとを単に混合し
て比較用吸水性組成物を得た。反応条件を表２に合わせ
て記載した。得られた比較用吸水性組成物を顕微鏡（実
施例１のものと同一）を用いて観察したが、比較用吸水
性組成物中に、その表面が発泡シラスにて覆われている
ポリアクリル酸部分ナトリウムは確認できなかった。ま
た、得られた比較用吸水性組成物の吸水倍率、および、
吸水性樹脂に対する吸水倍率を算出した。結果を表３に
合わせて記載した。

【００６２】〔比較例４〕５Ｌビーカーに、溶媒として
のポリビニルアルコール水溶液（４重量％） 7.5部（つ
まり、結合剤としてのポリビニルアルコール 0.3部）を
入れ、攪拌しながら、吸水性樹脂粒子としてのポリアク
リル酸部分ナトリウム（実施例１のものと同一）50部を
添加した。

【００６３】ポリアクリル酸部分ナトリウムにポリビニ
ルアルコール水溶液が吸収され、ポリアクリル酸部分ナ
トリウムが膨潤した後、攪拌しながら、多孔性無機粒子
としての発泡シラス（実施例１のものと同一）50部を入
れた。

【００６４】そして、該ポリアクリル酸部分ナトリウム
と発泡シラスとを充分に混合した後、この混合物を１時
間静置した。次いで、上記の混合物をビーカーから取り
出し、 120℃で３時間乾燥することにより、比較用吸水
性組成物を得た。反応条件を表２に合わせて記載した。

【００６５】得られた比較用吸水性組成物を顕微鏡（実
施例１のものと同一）を用いて観察したが、比較用吸水
性組成物中に、その表面が発泡シラスにて覆われている
ポリアクリル酸部分ナトリウムは確認できなかった。ま
た、得られた比較用吸水性組成物の吸水倍率、および、
吸水性樹脂に対する吸水倍率を算出した。結果を表３に
合わせて記載した。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】

【表３】

【００６９】表３に記載された上記実施例１〜１８の結
果から明らかなように、本実施例の吸水性組成物は、吸
水開始から凡そ５分間で水性液体を充分に吸収すること
がわかった。一方、上記比較例１〜４の結果から明らか
なように、比較用吸水性組成物や吸水性樹脂粒子単体
は、吸水開始から５分間では、水性液体を充分に吸収で
きないことがわかった。つまり、上記実施例１〜１８お
よび比較例１〜４の結果から明らかなように、本実施例
の吸水性組成物は、比較用吸水性組成物と比較して、吸
水性樹脂が備える吸水特性、例えば、水性液体に接した
際の高い吸水倍率や優れた吸水速度、水性液体の拡散性
および通液性、水性液体を含んだ基材から水を吸い上げ
る吸引力等を充分に発揮できること、即ち、水性液体の
ゲル化に時間がかからず、水性液体を速やかに処理でき
ることがわかった。

【００７０】

【発明の効果】本発明の吸水性組成物は、以上のよう
に、吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒子との混合物からな
り、少なくとも、その表面が多孔性無機粒子にて覆われ
ている吸水性樹脂粒子を含有する構成である。

【００７１】それゆえ、多孔性無機粒子が水性液体を毛
細管現象によって速やかに浸透させるので、吸水性樹脂
が備える吸水特性、例えば、水性液体に接した際の高い
吸水倍率や優れた吸水速度、水性液体の拡散性および通
液性、水性液体を含んだ基材から水を吸い上げる吸引力
等を充分に発揮させることができ、該水性液体をゲル化
して保持することができる。これにより、吸水性樹脂粒
子全体にわたって該水性液体を均一にかつ速やかに吸収
させることができる吸水性組成物を提供することができ
るという効果を奏する。

【００７２】また、上記の吸水性組成物は、吸水性樹脂
粒子の表面が多孔性無機粒子にて覆われているので、吸
水性樹脂が吸湿して膨潤するおそれはなく、このため、
吸水性組成物の保存性が向上する。さらに、吸水性樹脂
粒子を多孔性無機粒子で覆うことにより、吸水性組成物
の流動性が改善されると共に、増量効果も有するので、
分散安定性（偏析防止）に優れ、使用時においては、吸
水性組成物を均一に撒布することができるという効果も
併せて奏する。上記の吸水性組成物は、例えば、コンク
リート打設時の余剰水吸収材、土壌改良材、血液凝固
材、各種廃液吸収材等、種々の分野に好適に用いること
ができる。

【００７３】また、本発明の吸水性組成物の製造方法
は、以上のように、多孔性無機粒子と、吸水性樹脂が吸
収可能な溶媒とを混合した後、さらに吸水性樹脂粒子を
混合する方法である。

【００７４】これにより、吸水性樹脂粒子の表面を多孔
性無機粒子にて覆うことができるので、吸水性樹脂粒子
全体にわたって水性液体を均一にかつ速やかに吸収させ
ることができる吸水性組成物を安価に製造することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における吸水性組成物に水性
液体が吸収される様子を示すものであり、（ａ）は、吸
水性組成物の概略の平面図、（ｂ）は、吸水性組成物に
水性液体が滴下された直後の状態を示す概略の平面図、
（ｃ）は、吸水性組成物に水性液体が滴下されてから約
30秒後の状態を示す概略の平面図、（ｄ）は、吸水性組
成物に水性液体が滴下されてから約１分後の状態を示す
概略の平面図である。

【符号の説明】

１吸水性樹脂粒子２多孔性無機粒子３水性液体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩路尚武兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒高分子研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒子との混合
物からなり、少なくとも、その表面が多孔性無機粒子に
て覆われている吸水性樹脂粒子を含有することを特徴と
する吸水性組成物。
【請求項２】上記吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒子との
重量比が10／90〜90／10の範囲内であることを特徴とす
る請求項１記載の吸水性組成物。
【請求項３】上記多孔性無機粒子が、無機粒子を発泡さ
せることにより形成されていることを特徴とする請求項
１または２記載の吸水性組成物。
【請求項４】上記多孔性無機粒子がシラス（火山噴出
物）発泡粒であることを特徴とする請求項１、２または
３記載の吸水性組成物。
【請求項５】上記多孔性無機粒子が、親水性を有する結
合剤を介して吸水性樹脂粒子の表面に結合されているこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４記載の吸水性
組成物。
【請求項６】上記結合剤が水溶性ポリビニルアルコール
であることを特徴とする請求項５記載の吸水性組成物。
【請求項７】多孔性無機粒子と、吸水性樹脂が吸収可能
な溶媒とを混合した後、さらに吸水性樹脂粒子を混合す
ることを特徴とする吸水性組成物の製造方法。
【請求項８】上記混合により得られた混合物を乾燥させ
ることを特徴とする請求項７記載の吸水性組成物の製造
方法。
【請求項９】吸水性樹脂粒子および多孔性無機粒子の合
計量 100重量部に対して、溶媒を１重量部〜50重量部の
範囲内で用いることを特徴とする請求項７または８記載
の吸水性組成物の製造方法。
【請求項１０】溶媒に、吸水性樹脂粒子と多孔性無機粒
子とを結合させる結合剤が溶解されていることを特徴と
する請求項７、８または９記載の吸水性組成物の製造方
法。