JPH1067805A - Manufacture of crosslinked polymer - Google Patents
Manufacture of crosslinked polymerInfo
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- JPH1067805A JPH1067805A JP14521697A JP14521697A JPH1067805A JP H1067805 A JPH1067805 A JP H1067805A JP 14521697 A JP14521697 A JP 14521697A JP 14521697 A JP14521697 A JP 14521697A JP H1067805 A JPH1067805 A JP H1067805A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、架橋重合体の製造
方法に関する。より詳しくは、本発明は、吸水性樹脂を
得るための架橋重合体の製造方法に関する。さらに本発
明は、常圧下および荷重下吸収倍率が大きく、かつ劣化
可溶分が少ない、衛生材料に用いた際に優れた性能を示
す吸水性樹脂およびその製造方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for producing a crosslinked polymer. More specifically, the present invention relates to a method for producing a crosslinked polymer for obtaining a water absorbent resin. Further, the present invention relates to a water-absorbent resin having a large absorption capacity under normal pressure and under load and having a small amount of degradable soluble components and exhibiting excellent performance when used as a sanitary material and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、大量の水を吸ってゲル化する高分
子として吸水性樹脂が開発され、生理用ナプキン、紙お
むつ等の衛材用吸収剤として、あるいは農園芸用分野、
土木業分野において保水剤、脱水剤等として幅広い用途
に応用されている。2. Description of the Related Art In recent years, a water-absorbing resin has been developed as a polymer that absorbs a large amount of water and gels, and is used as an absorbent for sanitary materials such as sanitary napkins and disposable diapers, or in agricultural and horticultural fields.
In the field of civil engineering, it is applied to a wide range of uses as a water retention agent, a dehydration agent, and the like.
【0003】吸水性樹脂を得るための架橋重合体として
は、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、架橋ポリビニル
アルコール変成物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸
共重合体、ポリエチレンオキサイドの架橋体、アクリル
酸エステル−酢酸ビニル共重合体のケン化物、澱粉−ア
クリロニトリルグラフト重合体の加水分解物、澱粉−ア
クリル酸グラフト重合体等が知られいる。Examples of the crosslinked polymer for obtaining a water-absorbent resin include a crosslinked product of partially neutralized polyacrylic acid, a crosslinked polyvinyl alcohol modified product, a crosslinked isobutylene-maleic anhydride copolymer, a crosslinked product of polyethylene oxide, and acrylic acid. Saponified ester-vinyl acetate copolymers, hydrolyzed starch-acrylonitrile graft polymers, starch-acrylic acid graft polymers, and the like are known.
【0004】これらの架橋重合体の製法としては、逆相
懸濁重合法として、例えば特開昭56-161,408号、同57-9
4,011 号、同57-158,209号および同57-198,714号に記載
の方法が知られており、また、水溶液重合法として、例
えば特公平2-19,122号、特公昭48-42,466 号、特開昭58
-49,714 号、特公昭59-37,003 号、米国特許第4,286,08
2 号および米国特許第4,625,001 号に記載されている方
法が知られている。As a method for producing these crosslinked polymers, a reverse phase suspension polymerization method is described, for example, in JP-A-56-161408 and JP-A-57-9.
Nos. 4,011, 57-158,209 and 57-198,714 are known, and as aqueous solution polymerization methods, for example, Japanese Patent Publication No. 2-19,122, Japanese Patent Publication No. 48-42,466,
-49,714, JP-B-59-37,003, U.S. Patent No. 4,286,08
No. 2 and U.S. Pat. No. 4,625,001 are known.
【0005】逆相懸濁重合法は、有機溶媒を使用するの
で、作業環境が悪くなるばかりでなく引火爆発の危険性
があり、そのための対策を講じなければならず、有機溶
媒の費用ならびにその除去費用と併せてコスト高とな
る。また、この有機溶媒が製品中に微量残存するので、
これを完全に除去するにはさらにコスト高となる。さら
に、逆相懸濁重合法で得られる架橋重合体は球状で、し
かも粒径が小さいので、例えば紙おむつ等に使用した場
合、パルプ等の繊維状の吸収コア成分に保持されずに脱
落しやすい上に、取扱いも不便である。[0005] Since the reversed-phase suspension polymerization method uses an organic solvent, not only the working environment is deteriorated, but also there is a danger of a flash explosion. The cost is high together with the removal cost. Also, since a small amount of this organic solvent remains in the product,
Eliminating this completely would be even more costly. Furthermore, since the crosslinked polymer obtained by the reversed-phase suspension polymerization method is spherical and has a small particle size, when used in, for example, a disposable diaper, the crosslinked polymer tends to fall off without being retained by a fibrous absorbent core component such as pulp. Moreover, handling is inconvenient.
【0006】一方、水溶液重合法では前記のごとき問題
点はなく、特公平2-19,122号および米国特許第4,625,00
1 号等に開示されている方法が知られている。前記特許
公報に記載されている方法は、水溶液重合時に架橋構造
を形成して含水ゲル状重合体となる単量体の水溶液およ
び重合開始剤を、回転攪拌軸を備えた容器内でラジカル
水溶液重合するに際して、重合の進行に伴って生成する
含水ゲル状重合体を、該攪拌軸に備わった回転腕または
攪拌翼の回転により生じる剪断力により、細分化しなが
らラジカル水溶液重合を行うことよりなる架橋重合体の
製造方法である。これらの製造方法によれば、作業性が
極めて良好であるばかりでなく、分子中に架橋構造を有
する、細分化された含水ゲル状重合体が、生産性よく製
造できるとういう利点がある。しかしながら、このよう
な方法において、吸収倍率が比較的大きく、可溶分が十
分に少ない架橋重合体を生産するための満足な条件は知
られていなかった。可溶分の十分に少ない架橋重合体を
得ようとすると、生産性が著しく低下したり、残存単量
体が多くなったりした。On the other hand, the aqueous solution polymerization method has no such problems as described above, and is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-19,122 and US Pat. No. 4,625,00.
The method disclosed in No. 1 or the like is known. The method described in the above-mentioned patent publication is a method in which an aqueous solution of a monomer and a polymerization initiator which form a crosslinked structure during aqueous solution polymerization and become a hydrogel polymer are polymerized in a radical aqueous solution in a vessel equipped with a rotary stirring shaft. In this process, the hydrogel polymer produced as the polymerization proceeds is subjected to radical aqueous polymerization while being subdivided by shearing force generated by rotation of a rotating arm or a stirring blade provided on the stirring shaft. It is a manufacturing method of united. According to these production methods, not only the workability is extremely good, but also there is an advantage that a finely divided hydrogel polymer having a crosslinked structure in the molecule can be produced with high productivity. However, in such a method, satisfactory conditions for producing a crosslinked polymer having a relatively large absorption capacity and a sufficiently low soluble content have not been known. In an attempt to obtain a crosslinked polymer having a sufficiently low soluble content, the productivity was remarkably reduced, and the amount of residual monomers increased.
【0007】架橋密度を下げることによって吸収倍率は
向上するが、同時に、可溶分も増すことは当業者におい
てよく知られていることである。可溶分は、架橋重合体
が、水、尿、体液等の被吸収液体と接触してヒドロゲル
を形成した際に、そこから浸出されてしまう。このよう
に被吸収液体によって抽出される可溶分は、架橋重合体
の吸収倍率を低下させるばかりでなく、架橋重合体の劣
化を促進する。また、そのヌルつきのために不快感を与
えたり、被吸収液体を汚染する等の好ましくない状況を
作り出す。It is well known to those skilled in the art that the absorption capacity is improved by lowering the crosslink density, but at the same time, the soluble matter is also increased. The soluble component is leached out of the crosslinked polymer when it comes into contact with the liquid to be absorbed, such as water, urine, or body fluid, to form a hydrogel. As described above, the soluble matter extracted by the liquid to be absorbed not only lowers the absorption capacity of the crosslinked polymer but also promotes the deterioration of the crosslinked polymer. In addition, such an unfavorable situation is created such as giving an unpleasant sensation or contaminating the liquid to be absorbed.
【0008】従って、吸水倍率が高く、しかも可溶分の
少ない架橋重合体の製造方法が望まれていた。Accordingly, there has been a demand for a method for producing a crosslinked polymer having a high water absorption capacity and a low soluble content.
【0009】米国特許第4,654,039 号や特開平1-144,40
4 号では、遊離酸型あるいは特定の中和率の単量体を水
溶液重合して吸収倍率が高く、可溶分の少ない架橋重合
体の製造方法を提案している。しかしながら、これらの
製造方法は残存単量体が多くなったり、後中和工程が必
要であったり、操作が繁雑であったりして生産性が低か
った。US Pat. No. 4,654,039 and JP-A-1-144,40
No. 4 proposes a method for producing a crosslinked polymer having a high absorption capacity and a low soluble content by polymerizing a free acid type or a monomer having a specific neutralization ratio in an aqueous solution. However, these production methods have low productivity due to an increase in residual monomers, a need for a post-neutralization step, and complicated operations.
【0010】特開昭56-91,837 号や特開平4-175,319 号
では、単量体水溶液を攪拌することなく、重合中の温度
を制御して重合することにより吸収倍率が高く、可溶分
および残存単量体の少ない架橋重合体の製造方法を開示
している。しかしながら、重合工程を攪拌なしで行うこ
とは、これを工業的規模で実施する際に重合機が限定さ
れてしまうとともに、重合中の温度を所定の範囲に制御
して重合するためには、生産性が低くなったり、重合機
が著しく大きくなるなど、問題点を含んでいた。In JP-A-56-91,837 and JP-A-4-175,319, the absorption capacity is high by controlling the temperature during the polymerization without stirring the aqueous monomer solution, thereby increasing the absorption capacity, A method for producing a crosslinked polymer having a low residual monomer is disclosed. However, performing the polymerization step without agitation limits the number of polymerization machines when performing this on an industrial scale, and in order to perform polymerization while controlling the temperature during polymerization to a predetermined range, it is necessary to carry out production. However, there were problems such as a decrease in performance and a remarkably large polymerization machine.
【0011】以上のように簡便でコンパクトなプロセス
で、しかも生産性が高く、吸収倍率が高く、可溶分の少
ない架橋重合体を製造する方法は従来確立されていなか
った。As described above, a method for producing a crosslinked polymer with a simple and compact process, high productivity, high absorption capacity and low soluble content has not been established.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、吸収倍率が高く、かつ可溶分の少ない架橋重合体
を、高い生産性で製造することのできる製造方法を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a production method capable of producing a crosslinked polymer having a high absorption capacity and a low soluble content with high productivity. .
【0013】また、これら架橋重合体の吸水性樹脂とし
て望まれる特性としては、被吸収液に対する高い吸収倍
率と可溶分が少ないことに加え、荷重下での高い吸収倍
率等があげられる。しかし、吸水性樹脂を純水や生理食
塩水で膨潤した場合は長時間安定的にその特性を維持す
るが、尿で膨潤した場合には、経時的に劣化して可溶分
が増加し、常圧下および荷重下の吸収倍率を低下させた
り、そのヌルつきのために著しく不快感を与える等、紙
おむつ等の衛生材料に用いた際に問題点を有していた。The desired properties of these cross-linked polymers as a water-absorbing resin include a high absorption capacity under a load, in addition to a high absorption capacity and a small amount of soluble components in the liquid to be absorbed. However, when the water-absorbent resin swells with pure water or physiological saline, it maintains its properties stably for a long time, but when it swells with urine, it deteriorates with time and the soluble component increases, There were problems when used in sanitary materials such as disposable diapers, for example, the absorption capacity under normal pressure and under load was reduced, and the nullification caused significant discomfort.
【0014】従って、本発明の別の目的は、吸水性樹脂
が組み込まれた紙おむつ等の製品が、実際の使用状況に
おいて優れた性能を発揮できる吸水性樹脂を提供するこ
とにある。Accordingly, another object of the present invention is to provide a water-absorbent resin in which a product such as a disposable diaper incorporating the water-absorbent resin can exhibit excellent performance in actual use conditions.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】これらの諸目的は、下記
(1)〜(9)により達成させる。These objects are achieved by the following (1) to (9).
【0016】(1) 重合により含水ゲル状重合体とな
る水溶性エチレン性不飽和単量体と第1の架橋剤とを含
んでなる重合性単量体の水溶液を重合する際に、重合開
始時点から重合系全体がゲル化する時点までの間、実質
的に静置状態で重合を行い、その後該重合系が重合熱に
より最高温度に到達するまでに、該重合系に十分な剪断
力を加え、含水ゲル状重合体を粒子状にし、さらに重合
を継続することを特徴とする架橋重合体の製造方法。(1) When polymerizing an aqueous solution of a polymerizable monomer containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer which becomes a hydrogel polymer by polymerization and a first crosslinking agent, polymerization is started. From the point in time to the point in time when the entire polymerization system gels, polymerization is carried out in a substantially stationary state, and thereafter, a sufficient shearing force is applied to the polymerization system until the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization. In addition, a method for producing a crosslinked polymer, which comprises converting the hydrogel polymer into particles and continuing the polymerization.
【0017】(2) 重合により含水ゲル状重合体とな
る水溶性エチレン性不飽和単量体と第1の架橋剤とを含
んでなる重合性単量体の水溶液を重合する際に、重合開
始時点から重合系全体がゲル化する時点までの間、実質
的に静置状態で除熱重合を行い、その後重合系が重合熱
により最高温度に到達するまでに、該重合系に十分な剪
断力を加え、含水ゲル状重合体を粒子状にし、さらに除
熱重合を継続することを特徴とする前記(1)に記載の
架橋重合体の製造方法。(2) When the aqueous solution of a polymerizable monomer containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a first cross-linking agent, which is converted into a hydrogel polymer by polymerization, is polymerized. From the point in time to the point in time when the entire polymerization system gels, the heat removal polymerization is carried out in a substantially stationary state, and thereafter, sufficient shearing force is applied to the polymerization system until the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization. , The hydrogel polymer is made into particles, and the heat removal polymerization is continued, wherein the crosslinked polymer is produced as described in (1) above.
【0018】(3) 重合により含水ゲル状重合体とな
る水溶性エチレン性不飽和単量体と第1の架橋剤とを含
んでなる重合性単量体の水溶液を重合する際に、回転腕
または撹拌翼を有する反応容器内で、重合開始時点から
重合系全体がゲル化する時点までの間、実質的に静置状
態で除熱重合を行い、その後重合系が重合熱により最高
温度に到達するまでに、前記回転腕または撹拌翼の回転
によって該重合系に十分な剪断力を加え、含水ゲル状重
合体を粒子状にし、さらに除熱重合を継続することを特
徴とする前記(1)または(2)に記載の架橋重合体の
製造方法。(3) When polymerizing an aqueous solution of a polymerizable monomer containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a first crosslinking agent to form a hydrogel polymer by polymerization, the rotating arm Alternatively, in a reaction vessel having a stirring blade, from the start of polymerization to the point at which the entire polymerization system gels, the heat removal polymerization is performed in a substantially stationary state, and then the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization. By the time, the rotating arm or the stirring blade rotates to apply a sufficient shearing force to the polymerization system to form the hydrogel polymer into particles, and to continue the heat removal polymerization. Or the method for producing a crosslinked polymer according to (2).
【0019】(4) 重合系の温度が少なくとも40℃
に達するまで、実質的に静置状態で重合を行う前記
(1)または(2)に記載の架橋重合体の製造方法。(4) The temperature of the polymerization system is at least 40 ° C.
The method for producing a crosslinked polymer according to the above (1) or (2), wherein the polymerization is carried out in a substantially stationary state until the temperature reaches the value of (1).
【0020】(5) 重合開始時点から、重合系全体が
ゲル化する時点までの間に、生成した含水ゲル状重合体
を一時的に破断する前記(1)〜(4)のいずれか一つ
に記載の架橋重合体の製造方法。(5) Any one of the above (1) to (4), wherein the formed hydrogel polymer is temporarily broken during the period from the start of the polymerization to the point at which the entire polymerization system gels. The method for producing a crosslinked polymer according to the above.
【0021】(6) 重合開始時点から、重合系全体が
ゲル化する時点までの間に、生成した含水ゲル状重合体
を回転腕または攪拌翼の回転によって一時的に破断する
前記(5)に記載の架橋重合体の製造方法。(6) Between the time when the polymerization is started and the time when the entire polymerization system gels, the formed hydrogel polymer is temporarily broken by the rotation of the rotating arm or the stirring blade. A method for producing the crosslinked polymer according to the above.
【0022】(7) 重合性単量体の水溶液が、アクリ
ル酸および/またはそのアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、またはアミン塩と、1分子当たり少なくとも2つの
重合性不飽和二重結合を有する第1の架橋剤とを主成分
とする前記(1)〜(6)のいずれか一つに記載の架橋
重合体の製造方法。(7) The aqueous solution of a polymerizable monomer is composed of acrylic acid and / or an alkali metal salt, an ammonium salt, or an amine salt thereof, and a first polymer having at least two polymerizable unsaturated double bonds per molecule. The method for producing a crosslinked polymer according to any one of the above (1) to (6), which comprises a crosslinking agent as a main component.
【0023】(8) 前記(1)〜(6)のいずれか一
つに記載の製造方法で得られた架橋重合体を乾燥、粉砕
して得られる架橋重合体粒子と、該架橋重合体粒子の表
面近傍の少なくとも2つの官能基と反応する第2の架橋
剤とを混合し、加熱処理することを特徴とする吸水性樹
脂の製造方法。(8) Crosslinked polymer particles obtained by drying and pulverizing the crosslinked polymer obtained by the production method according to any one of (1) to (6), and the crosslinked polymer particles A method for producing a water-absorbent resin, comprising mixing a second crosslinking agent that reacts with at least two functional groups in the vicinity of the surface with a second crosslinking agent and subjecting the mixture to heat treatment.
【0024】(9) 生理食塩水の常圧下吸収倍率が少
なくとも30g/g、生理食塩水の荷重下吸収倍率が少
なくとも25g/g、かつ劣化可溶分が15重量%以下
であることを特徴とする不定形状を有する吸水性樹脂。(9) The absorption capacity of physiological saline at normal pressure is at least 30 g / g, the absorption capacity of physiological saline under load is at least 25 g / g, and the degradable soluble content is 15% by weight or less. A water-absorbent resin having an irregular shape.
【0025】本発明において、除熱重合とは重合系の温
度を外部冷却により、具体的にはジャケットに冷却水を
循環する等により、最適な温度に制御しながら重合する
ことをいい、重合系を積極的に除熱するという概念のな
い断熱重合と比べて良好な物性が得られる重合方法であ
る。例えば、ジャケット冷却水の温度は、重合開始から
重合系が最高到達温度に達するまでの間、重合系の温度
と同等あるいはそれ以下にコントロールする。より好ま
しくは冷却水の温度は重合開始温度と同等以下に保つ。
また、重合容器はジャケットで冷却するために伝導面積
の大きいものが好ましい。In the present invention, the heat-removal polymerization refers to polymerization in which the temperature of the polymerization system is controlled to an optimum temperature by external cooling, specifically, by circulating cooling water through a jacket. This is a polymerization method in which better physical properties can be obtained as compared with adiabatic polymerization without the concept of actively removing heat. For example, the temperature of the jacket cooling water is controlled to be equal to or lower than the temperature of the polymerization system from the start of the polymerization until the polymerization system reaches the maximum temperature. More preferably, the temperature of the cooling water is kept equal to or lower than the polymerization initiation temperature.
Further, the polymerization vessel preferably has a large conduction area for cooling with a jacket.
【0026】本発明において、重合系とは重合性単量体
の水溶液および/または含水ゲル状重合体のことを言
う。重合開始時点は、重合系の粘度上昇、重合系の白濁
あるいは重合系の温度上昇によって知ることができる。
また、重合系全体がゲル化する時点とは、例えば反応容
器を傾けても重合系が流動しない時点、あるいは重合系
が所定の形状を保ち得る時点を言う。In the present invention, the polymerization system refers to an aqueous solution of a polymerizable monomer and / or a hydrogel polymer. The point of initiation of the polymerization can be known from an increase in the viscosity of the polymerization system, cloudiness of the polymerization system, or an increase in the temperature of the polymerization system.
The point in time when the entire polymerization system gels is, for example, a point in time when the polymerization system does not flow even when the reaction vessel is tilted, or a point in time when the polymerization system can maintain a predetermined shape.
【0027】本発明において、実質的に静置状態で重合
を行うとは、回転腕または攪拌翼を停止状態に維持して
重合を行う事を意味するだけでなく、例えば以下の様な
方法も実質的に静置状態での重合の意味に含まれるもの
とする。In the present invention, performing the polymerization in a substantially stationary state means not only performing the polymerization while keeping the rotating arm or the stirring blade in a stopped state, but also the following method, for example. It shall be included in the meaning of polymerization in a substantially stationary state.
【0028】(a) 5rpm程度の低速回転、好まし
くは0rpmにより重合を行う方法。(A) A method in which polymerization is carried out at a low speed of about 5 rpm, preferably at 0 rpm.
【0029】(b) 全く回転を行わない状態と、5r
pm程度の低速回転、好ましくは0rpmを併用して重
合を行う方法。(B) No rotation at all, 5r
A method in which polymerization is carried out using a low-speed rotation of about pm, preferably 0 rpm.
【0030】(c) (a)の方法であって、ゲルを破
断するのに十分な剪断力を与えることができる程度の回
転を一時的にさせて重合する方法。(C) The method of (a), wherein the polymerization is carried out by temporarily rotating the film so that a sufficient shearing force for breaking the gel can be applied.
【0031】(d) (b)の方法であって、ゲルを破
断するのに十分な剪断力を与えることができる程度の回
転を一時的にさせて重合する方法。(D) The method according to (b), wherein the polymerization is carried out by temporarily rotating the film so that a sufficient shearing force can be applied to break the gel.
【0032】(e) 全く回転をさせないが、ゲルを破
断するのに十分な剪断力を与えることができる程度の回
転を一時的にさせて重合する方法。(E) A method in which the polymerization is carried out temporarily without rotating at all, but temporarily rotating to such an extent that a shearing force sufficient to break the gel can be applied.
【0033】ただし、本発明はこれら(a)〜(e)の
方法に限定されるものではない。However, the present invention is not limited to these methods (a) to (e).
【0034】本発明における常圧下吸収倍率とは、吸水
性樹脂に圧力を加えない条件で測定された生理食塩水の
吸収倍率である。なお、常圧下吸収倍率の測定方法につ
いては、後段の実施例にて詳述する。The absorption capacity under normal pressure in the present invention is the absorption capacity of physiological saline measured under conditions where no pressure is applied to the water absorbent resin. The method for measuring the absorption capacity under normal pressure will be described in detail in Examples below.
【0035】一方、本発明における荷重下吸収倍率と
は、吸水性樹脂に所定の荷重を加えた条件下で測定され
た生理食塩水の吸収倍率である。なお、荷重下吸収倍率
の測定方法については、後段の実施例にて詳述する。On the other hand, the absorption capacity under load in the present invention is the absorption capacity of physiological saline measured under the condition that a predetermined load is applied to the water-absorbent resin. The method of measuring the absorption capacity under load will be described in detail in Examples below.
【0036】また、本発明における劣化可溶分とは、所
定量の人工尿を吸水性樹脂に吸収させて所定倍率に膨潤
させた含水ゲルを、所定条件下で、所定時間放置した後
の水可溶分量である。人工尿吸液後の吸水性樹脂は、経
時的に劣化し、同時に可溶分が増大するが、この増加し
た可溶分量が多いと吸水性樹脂の常圧下および荷重下吸
収倍率を低下さたり、そのヌルつきのために著しく不快
感を与える等、特に衛材用吸水剤として好ましくない。
よって、この劣化可溶分が少ないほど、尿に対するゲル
安定性が高く、かつ長時間優れた性能を維持し、紙おむ
つ等に使用される吸水性樹脂としては最適である。な
お、人工尿とは、尿素、塩化ナトリウム、硫酸マグネシ
ウム、塩化カルシウム、およびL−アスコルビン酸を、
実際の尿と含有率がほぼ等しくなるように溶解させた水
溶液である。また、劣化可溶分量の測定方法について
は、後段の実施例にて詳述する。The term “degradable soluble matter” in the present invention refers to a water-containing gel obtained by allowing a predetermined amount of artificial urine to be absorbed by a water-absorbent resin and swelling to a predetermined magnification under a predetermined condition for a predetermined time. It is the amount of soluble matter. After absorbing artificial urine, the water-absorbent resin deteriorates with time, and at the same time, the soluble matter increases.If the amount of the increased soluble matter is large, the absorption capacity of the water-absorbent resin under normal pressure and under load may decrease. It is particularly unfavorable as a water-absorbing agent for sanitary materials, for example, because of its nullness, which gives a significant discomfort.
Therefore, the smaller the amount of the degradable soluble components, the higher the gel stability in urine and the superior performance is maintained for a long time, and it is optimal as a water-absorbing resin used for disposable diapers and the like. In addition, artificial urine is urea, sodium chloride, magnesium sulfate, calcium chloride, and L-ascorbic acid,
It is an aqueous solution dissolved so that the content is almost equal to that of actual urine. The method for measuring the amount of the degradable soluble component will be described in detail in the examples below.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳しく説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0038】本発明で用いられる水溶性エチレン性不飽
和単量体としては、水に溶解性のエチレン性不飽和単量
体であれば特に限定されず、またこれらの単量体以外
に、本発明の目的を逸脱しない範囲で疎水性単量体を併
用して使用してもよい。水溶性エチレン性不飽和単量体
の例としては、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン
酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、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、2−(メタ)アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン
酸、スチレンスルホン酸、等のアニオン性単量体やその
塩;(メタ)アクリルアミド、N−置換(メタ)アクリ
ルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メ
トキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のノニ
オン性親水性基含有単量体;N,N−ジメチルアミノエ
チル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプ
ロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽
和単量体やそれらの4級化物等を具体的にあげることが
でき、これらの群から選ばれる1種または2種以上を用
いることができる。また、得られる重合体の親水性を極
度に阻害しない程度の量で、例えば、メチル(メタ)ア
クリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート等のアクリル酸エステル類や酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル等の疎水性単量体を使用しても
よい。[0038] The water-soluble ethylenically unsaturated monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it is a water-soluble ethylenically unsaturated monomer. A hydrophobic monomer may be used in combination without departing from the purpose of the invention. Examples of the water-soluble ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylic acid, (anhydride) maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, and 2- (meth) Anionic monomers such as acryloylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, vinylsulfonic acid and styrenesulfonic acid, and salts thereof; (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylamide , 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate,
Nonionic hydrophilic group-containing monomers such as polyethylene glycol (meth) acrylate; N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl ( Specific examples include amino group-containing unsaturated monomers such as (meth) acrylamide and quaternized compounds thereof, and one or more selected from these groups can be used. In addition, in an amount that does not extremely impair the hydrophilicity of the obtained polymer, for example, acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, vinyl acetate, and propionic acid A hydrophobic monomer such as vinyl may be used.
【0039】得られる架橋重合体の性能やコストの点か
ら、好ましい単量体はアニオン性単量体であり、アクリ
ル酸および/またはそのアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、またはアミン塩で中和されたアクリル酸の塩を主成
分として用いるのが、得られる架橋重合体の吸収特性が
優れており、特に好ましい。その際、アクリル酸および
/またはそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、または
アミン塩で中和されたアクリル酸の塩の含有量は水溶性
エチレン性不飽和単量体の内で50重量%以上とするこ
とが好ましく、さらに好ましくは75重量%以上とする
ことである。また(メタ)アクリル酸等の酸基含有単量
体を主成分として用いる際に、該酸基の中和率が50モ
ル%未満の場合は、重合中あるいは重合完了後(例え
ば、重合系が最高温度に到達した後)、重合系に水酸化
物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、またはアミン塩
等のアルカリ物質を添加、混合し、該酸基の中和率を5
0〜90モル%にすることが好ましく、55〜80モル
%にすることがさらに好ましい。From the viewpoint of the performance and cost of the obtained crosslinked polymer, preferred monomers are anionic monomers, which are neutralized with acrylic acid and / or its alkali metal salt, ammonium salt or amine salt. It is particularly preferable to use a salt of acrylic acid as a main component because the obtained crosslinked polymer has excellent absorption characteristics. At this time, the content of acrylic acid and / or a salt of acrylic acid neutralized with an alkali metal salt, an ammonium salt, or an amine salt thereof is 50% by weight or more in the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. It is more preferable that the content be 75% by weight or more. When an acid group-containing monomer such as (meth) acrylic acid is used as a main component and the neutralization ratio of the acid group is less than 50 mol%, during or after polymerization (for example, when the polymerization system is After reaching the maximum temperature), an alkali substance such as a hydroxide, an alkali metal salt, an ammonium salt, or an amine salt is added to the polymerization system, mixed, and the neutralization rate of the acid group is reduced to 5%.
The content is preferably 0 to 90 mol%, more preferably 55 to 80 mol%.
【0040】本発明で用いられる第1の架橋剤は、重合
時に架橋構造を形成させるためのものであり、そのよう
なものとしては、分子内に重合性不飽和二重結合を2個
以上有する化合物、水溶性エチレン性不飽和単量体が有
する酸基、ヒドロキシル基、アミノ基等の官能基と反応
する基を分子内に2個以上有する化合物、分子内に不飽
和結合および単量体の官能基と反応する基をそれぞれ1
個以上有する化合物、分子内に単量体の官能基と反応す
る点を2個以上有する化合物、または単量体成分が重合
する際にグラフト結合等により架橋構造を形成し得る親
水性高分子等をあげることができる。The first cross-linking agent used in the present invention is for forming a cross-linked structure at the time of polymerization, and as such, it has two or more polymerizable unsaturated double bonds in the molecule. Compounds, compounds having two or more groups in the molecule that react with functional groups such as acid groups, hydroxyl groups, and amino groups of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, unsaturated bonds and monomers in the molecule Each group that reacts with a functional group
Compound, a compound having two or more points in the molecule that react with the functional group of the monomer, or a hydrophilic polymer capable of forming a cross-linked structure by graft bonding or the like when the monomer component is polymerized. Can be given.
【0041】これらの第1の架橋剤の例として、例えば
N,N´−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多
価(メタ)アクリルアミド化合物;(ポリ)エチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プリピレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メ
タ)アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレ
ート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレー
ト、トリメチロールプロパンアクリレートメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、グ
リセリントリ(メタ)アクリレート、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テ
トラ(メタ)アクリレート等の多価(メタ)アクリレー
ト化合物;トリアリルアミン、(ポリ)アリロキシアル
カン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌ
レート、トリアリルホスフェート等の多価アリル化合
物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、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
ルエーテル等の多価グリシジル化合物;2,4−トルイ
レンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト等の多価イソシアネート化合物;ポリオキサゾリン化
合物;N−メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシ
ジル(メタ)アクリレート等の反応基含有(メタ)アク
リルアミドまたは(メタ)アクリレート;塩化アルミニ
ウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸アルミ
ニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム等の多価金
属塩等をあげることができ、これらのうち反応性を考慮
して、1種または2種以上を用いることができる。Examples of these first crosslinking agents include, for example, polyvalent (meth) acrylamide compounds such as N, N'-methylenebis (meth) acrylamide; (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate; Pyrene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane acrylate methacrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, tri Polyvalent (meth) acrylate compounds such as methylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tetra (meth) acrylate; Polyvalent allyl compounds such as amine, (poly) allyloxyalkane, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate; (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, glycerin Polyvalent glycidyl compound such as triglycidyl ether; polyvalent isocyanate compound such as 2,4-toluylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; polyoxazoline compound; containing reactive groups such as N-methylol (meth) acrylamide and glycidyl (meth) acrylate (Meth) acrylamide or (meth) acrylate; aluminum chloride, magnesium chloride, calcium chloride, aluminum sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And the like, and among them, one or more kinds can be used in consideration of reactivity.
【0042】得られる架橋重合体の吸水性樹脂としての
性能の点から、好ましい第1の架橋剤は、分子内に重合
性不飽和二重結合を2個以上有する化合物であり、より
好ましくは、多価(メタ)アクリルアミド化合物、多価
(メタ)アクリレート化合物である。これらの第1の架
橋剤の使用量は特に制限はないが、用いる第1の架橋剤
の種類に応じて水溶性エチレン性不飽和単量体に対し
て、0.001〜20重量%、好ましくは0.005〜
5重量%の範囲で使用する。使用量が0.001重量%
未満では、得られる含水ゲル状重合体の架橋密度が小さ
くなり、未架橋部分が著しく多くなり、可溶分が多くな
る。また20重量%を越える量では、得られる架橋重合
体の吸収倍率が小さいものになる。From the viewpoint of the performance of the obtained crosslinked polymer as a water-absorbing resin, preferred first crosslinking agents are compounds having two or more polymerizable unsaturated double bonds in the molecule, more preferably A polyvalent (meth) acrylamide compound and a polyvalent (meth) acrylate compound. The amount of the first crosslinking agent used is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 20% by weight, and more preferably 0.001 to 20% by weight, based on the type of the first crosslinking agent used. Is 0.005
Used in the range of 5% by weight. 0.001% by weight used
If it is less than 3, the crosslinked density of the obtained hydrogel polymer becomes small, the uncrosslinked portion becomes remarkably large, and the soluble component increases. When the amount exceeds 20% by weight, the absorption capacity of the obtained crosslinked polymer becomes small.
【0043】また上記第1の架橋剤の他に、デンプン、
セルロース、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アク
リル酸等の親水性高分子の存在下で上記単量体成分を重
合させることによって、重合と同時にグラフト結合やコ
ンプレックスを形成させる方法を併用してもよい。これ
らの親水性高分子は、水溶性エチレン性不飽和単量体に
対して、例えば0.5〜50重量%の範囲で用いるのが
好ましい。また、必要に応じて重合性単量体の水溶液に
増粘剤を使用してもよい。この様な増粘剤としては、例
えばポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、メチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等を挙げる
ことができる。In addition to the first crosslinking agent, starch,
A method in which a graft bond or a complex is formed simultaneously with the polymerization by polymerizing the above monomer component in the presence of a hydrophilic polymer such as cellulose, polyvinyl alcohol, and poly (meth) acrylic acid may be used. These hydrophilic polymers are preferably used, for example, in the range of 0.5 to 50% by weight based on the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. If necessary, a thickener may be used in the aqueous solution of the polymerizable monomer. Examples of such a thickener include polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, methylcellulose, hydroxyethylcellulose and the like.
【0044】本発明における重合性単量体水溶液の濃度
は、水溶性エチレン性不飽和単量体を該水溶液の重量に
基づいて10〜80重量%、好ましくは10〜45重量
%、より好ましくは10〜35重量%の範囲で含んでな
るものである。前記濃度が10重量%未満では重合工程
での生産性が悪くなるばかりか、乾燥物を得るための乾
燥工程にも多くのエネルギーを必要とし、工業的生産性
の観点から好ましくない。また80重量%を越えると重
合反応の制御が困難になり、重合熱による重合系の最高
到達温度が高くなり過ぎ、可溶分が多くなる等の吸収性
能の低下が起こる場合がある。In the present invention, the concentration of the aqueous solution of the polymerizable monomer is from 10 to 80% by weight, preferably from 10 to 45% by weight, more preferably from 10 to 80% by weight, based on the weight of the aqueous solution. It is contained in the range of 10 to 35% by weight. If the concentration is less than 10% by weight, not only does the productivity in the polymerization step deteriorate, but also a large amount of energy is required in the drying step for obtaining a dried product, which is not preferable from the viewpoint of industrial productivity. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, it is difficult to control the polymerization reaction, the maximum temperature of the polymerization system due to the polymerization heat becomes too high, and the absorption performance may decrease such as increasing the soluble component.
【0045】本発明における重合性単量体水溶液を重合
する方法としては、通常の重合方法を用いることができ
る。例えばラジカル重合開始剤を用いる方法や活性エネ
ルギー線による重合法等をあげることができるが、水溶
性ラジカル重合開始剤を用いる方法が好ましい。水溶性
ラジカル重合開始剤としては、公知のものを使用でき、
例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸ア
ンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素、t−ブチルハイ
ドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等
の過酸化物;2,2´−アゾビス(2−メチル−N−フ
ェニルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、
2,2´−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2
−メチルプロピオンアミジン]ジハイドロクロライド、
2,2´−アゾビス[N−(4−ヒドロキシフェニル)
−2−メチルプロピオンアミジン]ジハイドロクロライ
ド、2,2´−アゾビス[2−メチル−N−(2−プロ
ペニル)プロピオンアミジン]ジハイドロクロライド、
2,2´−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチ
ル)プロピオンアミジン]ジハイドロクロライド、2,
2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハ
イドロクロライド、2,2´−アゾビス[N−(2−ヒ
ドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジ
ハイドロクロライド、2,2´−アゾビス[2−(5−
メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハ
イドロクロライド、2,2´−アゾビス[2−(2−イ
ミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライ
ド、2,2´−アゾビス[2−(4,5,6,7−テト
ラハイドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プ
ロパン]ジハイドロクロライド、2,2´−アゾビス
[2−(3,4,5,6−テトラハイドロピリミジン−
2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2´
−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−
テトラハイドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジハ
イドロクロライド、2,2´−アゾビス{2−[1−
(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン2−イ
ル]プロパン}ジハイドロクロライド、2,2´−アゾ
ビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]
等のアゾ化合物;その他、第二セリウム塩、過マンガン
酸塩等をあげることができる。As a method for polymerizing the aqueous polymerizable monomer solution in the present invention, a usual polymerization method can be used. For example, a method using a radical polymerization initiator, a polymerization method using active energy rays, and the like can be mentioned, and a method using a water-soluble radical polymerization initiator is preferable. Known water-soluble radical polymerization initiators can be used,
For example, persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate; peroxides such as hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide; 2,2′-azobis (2-methyl- N-phenylpropionamidine) dihydrochloride,
2,2'-azobis [N- (4-chlorophenyl) -2
-Methylpropionamidine] dihydrochloride,
2,2'-azobis [N- (4-hydroxyphenyl)
-2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-propenyl) propionamidine] dihydrochloride,
2,2′-azobis [2-methyl-N- (phenylmethyl) propionamidine] dihydrochloride,
2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis [N- (2-hydroxyethyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (5-
Methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- ( 4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidine −
2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2 '
-Azobis [2- (5-hydroxy-3,4,5,6-
Tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis {2- [1-
(2-Hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane]
And other azo compounds; ceric salts, permanganates and the like.
【0046】中でも得られる架橋重合体の性能および化
合物の安全性の点から、過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合
物よりなる群から選ばれる1種または2種以上が好まし
い。またラジカル重合開始剤が酸化性ラジカル重合開始
剤の場合、亜硫酸塩;亜硫酸水素塩;チオ硫酸塩;亜二
チオン酸塩;硫酸第一銅、硫酸第一鉄等の金属塩;L−
アスコルビン酸等の有機還元剤;アニリン、モノエタノ
ールアミン等のアミン類等の還元剤と組み合わせて、レ
ドックス開始剤として用いてもよい。これらの重合開始
剤の使用量は特に限定されないが、通常単量体成分に対
して0.001〜10重量%、好ましくは0.002〜
5重量%である。この使用量が0.001重量%未満で
は重合時間や誘導期間が長くなり、また残存単量体も多
くなる傾向にあり好ましくない。使用量が10重量%を
越える場合には、重合反応の制御が困難となり得られる
架橋重合体の性能が低下する傾向にあり好ましくない。Among them, one or more selected from the group consisting of persulfates, peroxides and azo compounds are preferred from the viewpoint of the performance of the obtained crosslinked polymer and the safety of the compound. When the radical polymerization initiator is an oxidizing radical polymerization initiator, sulfites; hydrogen sulfites; thiosulfates; dithionites; metal salts such as cuprous sulfate and ferrous sulfate;
It may be used as a redox initiator in combination with an organic reducing agent such as ascorbic acid; a reducing agent such as amines such as aniline and monoethanolamine. The amount of these polymerization initiators is not particularly limited, but is usually 0.001 to 10% by weight, preferably 0.002 to 10% by weight, based on the monomer components.
5% by weight. If the amount used is less than 0.001% by weight, the polymerization time and the induction period are prolonged, and the residual monomer tends to increase, which is not preferable. If the amount exceeds 10% by weight, it is difficult to control the polymerization reaction, and the performance of the obtained crosslinked polymer tends to decrease, which is not preferable.
【0047】本発明の製造方法を実施する上で、特に好
ましい重合開始剤は、熱分解性開始剤と分解温度の異な
る少なくとも2種の酸化性ラジカル重合開始剤、および
還元剤を併用する場合である。好ましい熱分解性開始剤
としては上記のアゾ化合物があげられる。低い温度から
の重合開始を可能とするレドックス開始剤と、生成した
含水ゲル状重合体中の残存単量体量を減少させるために
有効であるアゾ化合物および過硫酸塩を併用することが
本発明の目的を達成するために好ましい。上記低い温度
からの重合開始可能とするレドックス開始剤とは、0〜
40℃、好ましくは0〜30℃において、誘導期間が0
〜1時間以内、好ましくは0〜30分以内、より好まし
くは0〜10分以内で重合が開始されるレドックス開始
剤である。In carrying out the production method of the present invention, a particularly preferred polymerization initiator is a combination of a thermally decomposable initiator, at least two kinds of oxidative radical polymerization initiators having different decomposition temperatures, and a reducing agent. is there. Preferred azo compounds include the above-mentioned azo compounds. The present invention uses a redox initiator capable of initiating polymerization from a low temperature, and an azo compound and a persulfate which are effective for reducing the amount of residual monomers in the formed hydrogel polymer. It is preferable to achieve the purpose of. The redox initiator capable of initiating polymerization from the low temperature is 0 to
At 40 ° C., preferably 0-30 ° C., the induction period is zero.
It is a redox initiator whose polymerization is started within 1 hour, preferably within 0 to 30 minutes, more preferably within 0 to 10 minutes.
【0048】本発明において、重合開始温度は特に制限
されないが、使用する重合開始剤の分解温度によって適
宜選択され、通常0〜45℃、好ましくは0〜40℃の
範囲である。重合開始温度が低すぎると、誘導期間が長
くなり生産性が低下することがある。一方、重合開始温
度が高すぎると、重合反応、すなわち重合熱の発熱の制
御が困難となり重合系の最高到達温度が高くなり過ぎ、
可溶分が多くなる等の物性低下を起こす。In the present invention, the polymerization initiation temperature is not particularly limited, but is appropriately selected depending on the decomposition temperature of the polymerization initiator used, and is usually in the range of 0 to 45 ° C, preferably 0 to 40 ° C. If the polymerization initiation temperature is too low, the induction period will be long and the productivity may decrease. On the other hand, if the polymerization initiation temperature is too high, the polymerization reaction, that is, it is difficult to control the heat generated by the heat of polymerization, the maximum temperature of the polymerization system is too high,
It causes deterioration of physical properties such as increase in solubles.
【0049】本発明の架橋重合体の製造方法は、重合開
始時点から重合系全体がゲル化する時点までの間、実質
的に静置状態で重合を行う工程(以下、保持期間と記
す)、保持期間後の重合系に十分な剪断力を加え含水ゲ
ル状重合体を粒子状にする工程(以下、ゲル解砕工程と
記す)、該重合系が重合熱により最高温度に到達するま
でさらに継続して重合を行う工程(以下、継続重合工程
と記す)を必須とする。The method for producing a crosslinked polymer of the present invention comprises a step of carrying out polymerization in a substantially stationary state from the time of initiation of polymerization to the time of polymerization of the entire polymerization system (hereinafter referred to as a retention period); A step of applying sufficient shearing force to the polymerization system after the holding period to form a hydrogel polymer into particles (hereinafter, referred to as a gel crushing step), and further continued until the polymerization system reaches the maximum temperature due to heat of polymerization. (Hereinafter referred to as a continuous polymerization step).
【0050】上記保持期間および継続重合工程において
用いられる重合反応容器は、従来公知のものを用いるこ
とができる。これらは同一でも異なるものでもよい。継
続重合工程において用いられる重合反応容器は、適当な
ジャケットや回転腕または攪拌翼を備えたものが、該重
合系を最適な最高到達温度にコントロールできることか
ら好ましい。また、上記各工程は、同一の重合反応容器
内で連続して行われてもよいし、各工程ごとに異なる場
所で行われてもよいし、適宜自由に組み合わせて行うこ
とができる。As the polymerization reaction vessel used in the above-mentioned holding period and continuous polymerization step, a conventionally known polymerization reaction vessel can be used. These may be the same or different. The polymerization reaction vessel used in the continuous polymerization step is preferably provided with an appropriate jacket, a rotating arm or a stirring blade, since the polymerization system can be controlled to an optimum maximum temperature. Further, each of the above steps may be performed continuously in the same polymerization reaction vessel, may be performed in a different place for each step, or may be performed in any suitable combination.
【0051】上記ゲル解砕工程において含水ゲル状重合
体を粒子状にする手段としては、従来公知のゲル解砕お
よび/または粉砕装置を用いることができる。例えば、
ミートチョッパー等の多孔板を有するスクリュウ型押し
出し機、エクストルーダー、シュレッダー、エッジラン
ナー、カッターミル、スクリュウ式破砕機(例えば日本
スピンドル製造製、アルファ等)等があげられる。ま
た、回転腕または攪拌を有する重合反応容器内で、該回
転腕または攪拌翼の回転により生じる剪断力によって含
水ゲル状重合体を粒子状にしてもよい。含水ゲル状重合
体に対する攪拌力の大きい反応容器が好ましい。例え
ば、ニーダー、(機械)加圧ニーダー、インターナルミ
キサー、バンバリーミキサー等のバッチ式のものや、コ
ンティニュアスニーダー等の連続式のものをあげること
ができる。As a means for converting the hydrogel polymer into particles in the gel disintegrating step, a conventionally known gel disintegrating and / or pulverizing apparatus can be used. For example,
Examples thereof include a screw type extruder having a perforated plate such as a meat chopper, an extruder, a shredder, an edge runner, a cutter mill, and a screw type crusher (for example, manufactured by Nippon Spindle Co., Ltd., Alpha etc.). Further, in a polymerization reaction vessel having a rotating arm or stirring, the hydrogel polymer may be formed into particles by shearing force generated by rotation of the rotating arm or stirring blade. A reaction vessel having a large stirring force for the hydrogel polymer is preferred. For example, a batch type such as a kneader, a (mechanical) pressure kneader, an internal mixer, a Banbury mixer, or a continuous type such as a continuous kneader can be used.
【0052】本発明の製造方法においては、同一容器内
で連続して上記3工程が可能で、含水ゲル状重合体に対
する攪拌力が大きく、伝熱面積も大きくて最高到達温度
のコントロールも容易である等の理由から、上記の回転
腕または攪拌翼を有する重合反応容器を用いることが特
に好ましい。特に双腕型ニーダーが好ましく用いられ
る。また特開平5-112,654 号および特開平5-247,225 号
記載のような加圧ニーダーも好適に用いられる。In the production method of the present invention, the above three steps can be continuously performed in the same container, the stirring power for the hydrogel polymer is large, the heat transfer area is large, and the control of the maximum temperature is easy. For some reasons, it is particularly preferable to use a polymerization reaction vessel having the above-mentioned rotating arm or stirring blade. In particular, a double-arm kneader is preferably used. A pressure kneader as described in JP-A-5-112654 and JP-A-5-247225 is also preferably used.
【0053】従来、回転腕または攪拌翼を有する反応容
器内で、重合の進行に伴い生成する含水ゲル状重合体を
該回転腕または攪拌翼の回転により生じる剪断力によっ
て細分化しながら重合する方法が知られていたが、重合
熱の除去あるいは重合系の均一化を図るため含水ゲル状
重合体を細分化することだけに注意が向けられていたた
めか、本発明のような保持期間を設けるという試みはこ
れまでなされていなかった。保持期間を設けない場合に
は、得られる架橋重合体の吸収倍率が低下する傾向があ
る。保持期間を設けることによって、重合初期のTromms
dorff 効果を期待できない条件下で分子量を上げること
ができる、あるいは機械的に攪拌されること無く、均一
な架橋のネットワークが形成されるために本発明の効果
が得られることも考えられるが、本発明はこの様な考え
方により制限されるものではない。Conventionally, a method is known in which a hydrogel polymer produced as polymerization proceeds in a reaction vessel having a rotating arm or stirring blade is polymerized while being fragmented by shearing force generated by rotation of the rotating arm or stirring blade. Although it was known, since the attention was paid only to the fragmentation of the hydrogel polymer in order to remove the heat of polymerization or homogenize the polymerization system, an attempt to provide a retention period as in the present invention was made. Has never been done before. When the holding period is not provided, the absorption capacity of the obtained crosslinked polymer tends to decrease. By providing a holding period, Trommms in the early stage of polymerization
Although the molecular weight can be increased under conditions where the dorff effect cannot be expected, or because a uniform crosslinked network is formed without mechanical stirring, the effect of the present invention may be obtained. The invention is not limited by such a concept.
【0054】本発明においては、重合系の温度が少なく
とも40℃に達するまで、実質的に静置状態で重合を行
うのが好ましい。また、重合系の温度が少なくとも50
℃に達するまで、実質的に静置状態で重合を行なうのが
さらに好ましい。In the present invention, it is preferable to carry out the polymerization in a substantially stationary state until the temperature of the polymerization system reaches at least 40 ° C. Further, the temperature of the polymerization system is at least 50.
More preferably, the polymerization is carried out in a substantially stationary state until the temperature reaches ° C.
【0055】重合系の温度が40℃未満で保持期間を終
え、該重合系に剪断力を加えると、本発明の目的の架橋
重合体が得られない場合がある。すなわち、可溶分が多
くなったり、吸収倍率が小さくなったりすることがあ
る。重合性単量体水溶液の濃度や重合開始温度により異
なるが、重合系の温度が60℃に達する時点まで、実質
的に静置状態で重合を行うのがより好ましい。When the holding period is completed when the temperature of the polymerization system is lower than 40 ° C. and a shearing force is applied to the polymerization system, the crosslinked polymer intended for the present invention may not be obtained. That is, the soluble component may increase or the absorption capacity may decrease. Although it depends on the concentration of the aqueous polymerizable monomer solution and the polymerization initiation temperature, it is more preferable to carry out the polymerization in a substantially stationary state until the temperature of the polymerization system reaches 60 ° C.
【0056】一方、重合系の温度が70℃を越えても該
重合系に剪断力を加えないと、含水ゲル状重合体の細分
化ができず、重合系の最高到達温度が高くなり過ぎ、可
溶分が多くなる等の物性低下を起こす場合がある。On the other hand, even if the temperature of the polymerization system exceeds 70 ° C., unless a shearing force is applied to the polymerization system, the hydrogel polymer cannot be finely divided, and the maximum temperature of the polymerization system becomes too high. In some cases, physical properties such as an increase in soluble matter may be reduced.
【0057】前記保持期間は、少なくとも60秒の時間
であることが好ましい。60秒未満であると、本発明の
効果が得られにくい。さらに好ましくは、少なくとも1
20秒の時間、最も好ましくは少なくとも180秒の時
間を保持期間とすることである。The holding period is preferably at least 60 seconds. If the time is less than 60 seconds, it is difficult to obtain the effects of the present invention. More preferably, at least one
A retention time of 20 seconds, most preferably at least 180 seconds.
【0058】本発明の架橋重合体の製造方法の好ましい
実施態様は、前記保持期間中に、重合系に加えられる単
位重量当たりの力学的エネルギーの総量を、約800ジ
ュール/kg以下とすることである。重合系に加えられ
る力学的エネルギーは、重合系を攪拌するモーターへの
入力電力より求めることができる。保持期間中に、該重
合系に加える力学的エネルギーを著しく小さくすること
で、本発明の目的である吸収倍率が高く、可溶分の少な
い架橋重合体が得られる。保持期間中に、重合系に加え
られる力学的エネルギーの総量は、好ましくは約800
ジュール/kg以下、より好ましくは約500ジュール
/kg以下、さらに好ましくは約0ジュール/kgであ
る。In a preferred embodiment of the method for producing a crosslinked polymer of the present invention, the total amount of mechanical energy per unit weight applied to the polymerization system during the holding period is set to about 800 joules / kg or less. is there. The mechanical energy applied to the polymerization system can be determined from the input power to the motor that stirs the polymerization system. By significantly reducing the mechanical energy applied to the polymerization system during the holding period, a crosslinked polymer having a high absorption capacity and a low soluble content, which is the object of the present invention, can be obtained. During the holding period, the total amount of mechanical energy applied to the polymerization system is preferably about 800
Joules / kg or less, more preferably about 500 joules / kg or less, and even more preferably about 0 joules / kg.
【0059】本発明の架橋重合体の製造方法において、
前記保持期間を過ぎた後は、該重合系に十分な剪断力を
加え、含水ゲル状重合体を粒子状に粉砕することが必要
である。含水ゲル状重合体は、粒子状に粉砕されること
によって表面積が増え、水分の蒸発による冷却、あるい
は反応容器のジャケットによる冷却がさらに有効にな
り、重合温度のコントロールが容易になる。In the method for producing a crosslinked polymer of the present invention,
After the holding period, it is necessary to apply sufficient shearing force to the polymerization system to pulverize the hydrogel polymer into particles. The hydrogel polymer is increased in surface area by being pulverized into particles, so that cooling by evaporation of water or cooling by the jacket of the reaction vessel becomes more effective and control of the polymerization temperature becomes easy.
【0060】重合系が、最高温度に到達した時点で、1
50mm以上のサイズの含水ゲル状重合体がないように
することが好ましい。最高温度に到達した時点での含水
ゲル状重合体のサイズが150mmを越えるものである
と、重合系の温度を制御することが困難となり、得られ
る架橋重合体の可溶分が増大するばかりか、重合系内の
温度分布が広くなり均質な物性の重合体が得られない。
含水ゲル状重合体のサイズは、その最短長を代表するも
のとする。100mm以上のサイズの含水ゲル状重合体
がないようにすることが好ましく、50mm以上のサイ
ズの含水ゲル状重合体がないようにすることがさらに好
ましく、30mm以上のサイズの含水ゲル状重合体がな
いようにすることが最も好ましい。When the polymerization system reaches the maximum temperature, 1
It is preferable that there is no hydrogel polymer having a size of 50 mm or more. If the size of the hydrogel polymer at the time of reaching the maximum temperature exceeds 150 mm, it becomes difficult to control the temperature of the polymerization system, and not only the soluble content of the obtained crosslinked polymer increases. In addition, the temperature distribution in the polymerization system is widened, and a polymer having uniform physical properties cannot be obtained.
The size of the hydrogel polymer is representative of its shortest length. It is preferable that there is no hydrogel polymer having a size of 100 mm or more, and it is more preferable that there is no hydrogel polymer having a size of 50 mm or more. Most preferably, it is not.
【0061】本発明の架橋重合体の製造方法において、
重合系の最高到達温度は65〜85℃の範囲にコントロ
ールすることが好ましい。最高温度が低過ぎると重合性
単量体の重合率が低くなり、得られる架橋重合体の残存
単量体量が多くなる。一方、最高温度が高くなり過ぎる
と、可溶分が多くなる等の物性低下の傾向を示す。重合
系の最高到達温度のコントロールは、本発明では含水ゲ
ル状重合体を粒子状に粉砕するため、容易に行える。す
なわち、含水ゲル状重合体の表面積が増加し、重合系が
発熱気味の場合には水分蒸発による蒸発潜熱が大きくな
るとともに、反応容器あるいはそれに付随するジャケッ
トからの伝導伝熱により効率よく冷却できる。In the method for producing a crosslinked polymer of the present invention,
The maximum temperature of the polymerization system is preferably controlled in the range of 65 to 85 ° C. If the maximum temperature is too low, the polymerization rate of the polymerizable monomer decreases, and the amount of the residual monomer in the obtained crosslinked polymer increases. On the other hand, if the maximum temperature is too high, the physical properties tend to decrease, such as an increase in the soluble component. In the present invention, the maximum temperature of the polymerization system can be easily controlled because the hydrogel polymer is pulverized into particles. That is, the surface area of the hydrogel polymer increases, and when the polymerization system is slightly exothermic, the latent heat of evaporation due to water evaporation increases, and cooling can be efficiently performed by conduction heat transfer from the reaction vessel or a jacket attached thereto.
【0062】本発明の製造方法において、保持期間中
に、生成した含水ゲル状重合体を一時的に破断してもよ
い。該操作をすることによって、保持期間後、含水ゲル
状重合体を粒子状にすることが容易になる場合がある。
一時的に破断する方法としては、保持期間で用いる重合
反応容器によって異なるが、該重合容器内に備わる回転
腕または攪拌翼の回転によるものが特に好ましい。破断
のタイミングは、重合系が剪断力により破断可能な程度
までゲル化する時点以降である。破断の程度は、含水ゲ
ル状重合体が大きなブロックに破断される程度でよい。
破断する時間は、通常30秒以内でよい。In the production method of the present invention, the produced hydrogel polymer may be temporarily broken during the holding period. By performing this operation, it may be easy to make the hydrogel polymer into a particulate form after the holding period.
The method of temporary breakage varies depending on the polymerization reaction vessel used during the holding period, but it is particularly preferable to use a rotation of a rotating arm or a stirring blade provided in the polymerization vessel. The rupture timing is after the time when the polymerization system gels to the extent that it can be ruptured by shearing force. The degree of breaking may be such that the hydrogel polymer is broken into large blocks.
The breaking time may be usually within 30 seconds.
【0063】本発明の製造方法において、重合系が最高
温度に到達した後、該重合系を50〜85℃の範囲で少
なくとも5分間、好ましくは少なくとも10分間保持す
ることが残存単量体の少ない架橋重合体を得る点で好ま
しい。またこの間に、必要により回転腕または攪拌翼を
回転させて、さらに該含水ゲルを細分化してもよい。不
活性ガス雰囲気中で保持することがより好ましい。In the production method of the present invention, after the polymerization system reaches the maximum temperature, it is preferable that the polymerization system be kept at 50 to 85 ° C. for at least 5 minutes, preferably for at least 10 minutes, in order to reduce the residual monomer. It is preferable in that a crosslinked polymer is obtained. During this time, the rotating gel or the stirring blade may be rotated as necessary to further subdivide the hydrogel. It is more preferable to keep in an inert gas atmosphere.
【0064】さらに、本発明の製造方法において、残存
単量体を減少させるために、重合系が最高温度に到達し
た後、含酸素イオウ系還元剤を添加、混合してもよい。
少なくとも45℃の含水ゲル状重合体に、添加、混合す
ることが好ましい。本発明に用いられる含酸素イオウ系
還元剤としては、還元作用を有する含酸素イオウ系化合
物であれば特に制限なく、例えば、亜硫酸、亜硫酸ナト
リウム、亜硫酸カリウム等の亜硫酸塩;亜硫酸水素ナト
リウム、亜硫酸水素カリウム等の亜硫酸水素塩;チオ硫
酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム等のチオ硫酸塩等があ
げられる。中でも亜硫酸水素ナトリウムが好ましい。こ
れら含酸素イオウ系還元剤の使用量は特に制限がない
が、水溶性エチレン性不飽和単量体の重量に対して0.
001〜5重量%、好ましくは0.01〜2重量%であ
る。含水ゲル状重合体への添加方法は、従来公知の添
加、混合方法が用いられる。例えば、粉末状の含酸素イ
オウ系還元剤をそのまま添加してもよく、あるいは該還
元剤を水または有機溶媒等に溶解または分散させて添加
しても良い。Further, in the production method of the present invention, an oxygen-containing sulfur-based reducing agent may be added and mixed after the polymerization system reaches the maximum temperature in order to reduce residual monomers.
It is preferable to add and mix to the hydrogel polymer at least at 45 ° C. The oxygen-containing sulfur-based reducing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is an oxygen-containing sulfur-based compound having a reducing action. For example, sulfites such as sulfurous acid, sodium sulfite, and potassium sulfite; sodium bisulfite, hydrogen sulfite Bisulfites such as potassium; thiosulfates such as sodium thiosulfate and potassium thiosulfate; Among them, sodium hydrogen sulfite is preferable. The amount of the oxygen-containing sulfur-based reducing agent to be used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
It is 001 to 5% by weight, preferably 0.01 to 2% by weight. As a method of adding to the hydrogel polymer, a conventionally known addition and mixing method is used. For example, a powdered oxygen-containing sulfur-based reducing agent may be added as it is, or the reducing agent may be dissolved or dispersed in water or an organic solvent and added.
【0065】本発明の架橋重合体の製造方法において得
られた粒子状の含水ゲル状重合体は、ゲル解砕および/
または粉砕機によりさらに細粒化してもよい。必要によ
り該粒子状含水ゲルを45〜90℃の温度に加温して細
粒化することが好ましい。細粒化の方法は従来公知のゲ
ル解砕および/または粉砕機を用いることができる。特
に、特開平5-70,597号、特開平6-41,319号等に記載され
ている方法により、多孔板より押し出して細粒化するこ
とが好ましい。また必要により粗大粒子を特開平6-107,
800 号に記載のようなゲル分級機により分級した後、該
粗大粒子のみを細粒化してもよい。The particulate hydrogel polymer obtained in the method for producing a crosslinked polymer of the present invention is subjected to gel crushing and / or
Alternatively, the particles may be further refined by a pulverizer. If necessary, it is preferable to heat the particulate hydrogel to a temperature of 45 to 90 ° C. to form fine particles. A conventionally known gel disintegrating and / or pulverizing machine can be used as a method for pulverizing. In particular, it is preferable to extrude from a perforated plate to make fine particles by the method described in JP-A-5-70,597, JP-A-6-41,319 and the like. If necessary, coarse particles are disclosed in JP-A-6-107,
After classification by a gel classifier as described in No. 800, only the coarse particles may be refined.
【0066】本発明の製造方法により得られた架橋重合
体は、従来公知の方法により乾燥されてもよい。例えば
有機溶剤中での共沸脱水による方法、強制通風炉、減圧
乾燥機、マイクロ波乾燥機、赤外線乾燥機、所定温度に
加熱されたベルトまたはドラムドライヤー等を用いる乾
燥方法があげられる。これらの乾燥方法を用い、重合後
の含水ゲル状重合体を50℃〜230℃で、より好まし
くは50℃〜180℃で乾燥することができる。50℃
未満では乾燥に時間がかかり生産性の点で好ましくな
い。また230℃を越えると架橋重合体の劣化が起こる
場合があり注意を要する。通常、これらの方法によっ
て、固形分60重量%以上、さらには90重量%以上ま
で乾燥されることが好ましい。The crosslinked polymer obtained by the production method of the present invention may be dried by a conventionally known method. For example, a method using azeotropic dehydration in an organic solvent, a forced air oven, a reduced-pressure drier, a microwave drier, an infrared drier, a drying method using a belt or a drum drier heated to a predetermined temperature, and the like can be given. Using these drying methods, the hydrogel polymer after polymerization can be dried at 50 ° C to 230 ° C, more preferably at 50 ° C to 180 ° C. 50 ℃
If it is less than this, drying takes a long time, which is not preferable in terms of productivity. If the temperature exceeds 230 ° C., the crosslinked polymer may be degraded, so caution is required. Usually, it is preferable that the solid content is dried to 60% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more by these methods.
【0067】上記の様に乾燥された架橋重合体は、必要
により従来公知の方法で粉砕および/または分級されて
もよい。例えば、高速回転式粉砕機(ピンミル、ハンマ
ーミル等)、スクリューミル(コーヒーミル)、ロール
ミル等があげられる。粉末状の架橋重合体を目的とする
場合、平均粒子径10〜2000μm、さらに好ましく
は100〜1000μm、最も好ましくは300〜60
0μm程度に調製され、かつ、その粒度分布は狭い方が
好ましい。The crosslinked polymer dried as described above may be ground and / or classified by a conventionally known method, if necessary. For example, a high-speed rotary pulverizer (pin mill, hammer mill, etc.), a screw mill (coffee mill), a roll mill and the like can be mentioned. When a powdery crosslinked polymer is intended, the average particle size is 10 to 2000 μm, more preferably 100 to 1000 μm, and most preferably 300 to 60 μm.
It is preferable that the particle size is adjusted to about 0 μm and the particle size distribution is narrow.
【0068】本発明の製造方法によって得られた架橋重
合体は、従来の架橋重合体に比べ吸水倍率が大きく、可
溶分量が少ない、優れた吸水特性を示す。The crosslinked polymer obtained by the production method of the present invention has a larger water absorption capacity, a smaller amount of soluble components, and exhibits excellent water absorption properties as compared with conventional crosslinked polymers.
【0069】さらに、本発明は、上記いずれかの製造方
法で得られた架橋重合体を乾燥、粉砕して得られる架橋
重合体粒子と、該架橋重合体粒子の表面近傍の少なくと
も2つの官能基と反応する第2の架橋剤とを混合し、加
熱処理することを特徴とする吸水性樹脂の製造方法をも
提供する。Further, the present invention provides a crosslinked polymer particle obtained by drying and pulverizing the crosslinked polymer obtained by any of the above-mentioned production methods, and at least two functional groups near the surface of the crosslinked polymer particle. A method for producing a water-absorbent resin, which comprises mixing a second crosslinking agent that reacts with the mixture and heat-treating the mixture.
【0070】本発明に用いられる第2の架橋剤として
は、例えば、該架橋重合体がカルボキシル基を有する場
合には、少なくとも2つのカルボキシル基と反応する化
合物であれば特に制限なく用いる事ができ、例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレン
グリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタン
ジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタ
ンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキ
サンジオール、トリメチロールプロパン等の多価アルコ
ール化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グ
リセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポ
リグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジ
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、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等
の多価エポキシ化合物;ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン等の多価アミン類;2,4
−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート等の多価イソシアネート類;エチレンカーボネ
ート(1,3−ジオキソラン−2−オン)、プロピレン
カーボネート(4−メチル−1,3−ジオキソラン−2
−オン)、4,5−ジメチル−1,3−ジオキソラン−
2−オン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン等
があげられるが、これら化合物に限定されるものではな
い。これらは単独で用いてもよく、また、2種類以上を
混合して用いてもよい。As the second crosslinking agent used in the present invention, for example, when the crosslinked polymer has a carboxyl group, any compound which can react with at least two carboxyl groups can be used without any particular limitation. For example, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1, Polyhydric alcohol compounds such as 5-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, and trimethylolpropane; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol Polyhydric epoxy compounds such as rudiglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, and polypropylene glycol diglycidyl ether; diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylene Polyvalent amines such as ethylenetetramine; 2,4
Polyisocyanates such as tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; ethylene carbonate (1,3-dioxolan-2-one) and propylene carbonate (4-methyl-1,3-dioxolan-2)
-One), 4,5-dimethyl-1,3-dioxolane-
Examples include 2-one, epichlorohydrin, epibromohydrin and the like, but are not limited to these compounds. These may be used alone or as a mixture of two or more.
【0071】これら第2の架橋剤の使用量は、用いる化
合物やそれらの組み合わせ等にもよるが、該架橋重合体
の固形分100重量%に対して、0.001〜10重量
%、より好ましくは0.01〜5重%である。第2の架
橋剤の使用量が10重量%を越える場合には、不経済と
なるばかりか、得られる吸水性樹脂における最適な架橋
構造を形成する上で架橋剤の使用量が過剰となるため好
ましくない。また、第2の架橋剤の使用量が0.001
重量%未満の場合には、得られる吸水性樹脂の荷重下吸
収倍率や劣化可溶分等の性能を向上させる上でその改良
効果が得られ難いため好ましくない。The amount of the second crosslinking agent used depends on the compound to be used and the combination thereof, but is preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 100 to 10% by weight, based on 100% by weight of the solid content of the crosslinked polymer. Is 0.01 to 5% by weight. If the amount of the second cross-linking agent exceeds 10% by weight, not only is it uneconomical, but also the amount of the cross-linking agent used becomes excessive in forming an optimum cross-linked structure in the obtained water-absorbent resin. Not preferred. The amount of the second crosslinking agent used is 0.001.
If the amount is less than% by weight, it is difficult to obtain the effect of improving the absorption capacity under load and the degradable soluble component of the obtained water-absorbent resin, and it is difficult to obtain the improvement effect.
【0072】該架橋重合体と第2の架橋剤とを混合する
際には、溶媒として水を用いることが好ましい。水の使
用量は、架橋重合体の種類や粒径等にもよるが、架橋重
合体の固形分100重量%に対して、0を越え、20重
量%以下が好ましく、0.5〜10重量%の範囲内がよ
り好ましい。また、該架橋重合体と第2の架橋剤とを混
合する際には、必要に応じて、溶媒として親水性有機溶
媒を用いてもよい。親水性有機溶媒としては、例えば、
メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコ
ール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等
の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N−ジメ
チルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド
等のスルホキシド類等があげられる。When mixing the crosslinked polymer and the second crosslinking agent, it is preferable to use water as a solvent. The amount of water used depends on the type and particle size of the crosslinked polymer, but is preferably more than 0 and 20% by weight or less, preferably 0.5 to 10% by weight, based on 100% by weight of the solid content of the crosslinked polymer. % Is more preferable. When mixing the crosslinked polymer with the second crosslinking agent, a hydrophilic organic solvent may be used as a solvent, if necessary. As the hydrophilic organic solvent, for example,
Lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol and t-butyl alcohol; ketones such as acetone; ethers such as dioxane and tetrahydrofuran; Examples include amides such as dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide.
【0073】親水性有機溶媒の使用量は、架橋重合体の
種類や粒径等にもよるが、架橋重合体の固形分100重
量%に対して、20重量%以下が好ましく、0.1〜1
0重量%の範囲内がより好ましい。そして、該架橋重合
体と第2の架橋剤とを混合する際には、混合方法は特に
限定されるものではない。種々の混合方法のうち、必要
に応じて水および/または親水性有機溶媒に溶解させた
第2の架橋剤を、架橋重合体に直接、噴霧若しくは滴下
して混合する方法が好ましい。また、水を用いて混合す
る場合には、水に不溶な微粒子状の粉体や、界面活性剤
等を共存させてもよい。該架橋重合体と第2の架橋剤と
を混合する際に用いられる混合装置は、両者を均一かつ
確実に混合するために、大きな混合力を備えていること
が好ましい。上記の混合装置としては、例えば、円筒型
混合機、二重壁円錐型混合機、V字型混合機、リボン型
混合機、スクリュー型混合機、流動型炉ロータリーデス
ク型混合機、気流型混合機、双腕型ニーダー、内部混合
機、粉砕型ニーダー、回転式混合機、スクリュー型押出
機等が好適である。The amount of the hydrophilic organic solvent used depends on the type and particle size of the crosslinked polymer, but is preferably 20% by weight or less based on 100% by weight of the solid content of the crosslinked polymer. 1
More preferably, it is in the range of 0% by weight. When mixing the crosslinked polymer and the second crosslinking agent, the mixing method is not particularly limited. Among various mixing methods, a method in which the second crosslinking agent dissolved in water and / or a hydrophilic organic solvent is directly sprayed or dropped on the crosslinked polymer as necessary is preferable. In the case of mixing using water, fine powder insoluble in water, a surfactant or the like may be allowed to coexist. The mixing device used for mixing the crosslinked polymer and the second crosslinking agent preferably has a large mixing force in order to uniformly and surely mix the two. Examples of the above mixing device include a cylindrical mixer, a double-walled conical mixer, a V-shaped mixer, a ribbon mixer, a screw mixer, a fluidized-type rotary desk mixer, a gas-flow mixer. A machine, a double-arm kneader, an internal mixer, a pulverizing kneader, a rotary mixer, a screw extruder and the like are suitable.
【0074】該架橋重合体と第2の架橋剤とを混合した
後、加熱処理を行い、架橋重合体の表面近傍を第2の架
橋剤で架橋させる。上記加熱処理の処理温度は、用いる
架橋剤にもよるが、50℃以上、250℃以下が好まし
い。処理温度が50℃未満の場合には、均一な架橋構造
が形成されず、従って、荷重下吸収倍率等の性能に優れ
た吸水性樹脂を得ることができないため、好ましくな
い。処理温度が250℃を越える場合には、得られる吸
水性樹脂の劣化を引き起こし、その性能が低下するた
め、好ましくない。上記の加熱処理は、通常の乾燥機ま
たは加熱炉を用いて行うことができる。上記の乾燥機と
しては、例えば、溝型混合乾燥機、ロータリー乾燥機、
デスク乾燥機、流動層乾燥機、気流型乾燥機、赤外線乾
燥機等があげられる。After the crosslinked polymer and the second crosslinker are mixed, a heat treatment is performed to crosslink the vicinity of the surface of the crosslinked polymer with the second crosslinker. The treatment temperature of the above heat treatment is preferably from 50 ° C. to 250 ° C., although it depends on the crosslinking agent used. When the treatment temperature is lower than 50 ° C., a uniform crosslinked structure is not formed, and therefore, a water-absorbent resin excellent in performance such as absorption capacity under load cannot be obtained. If the treatment temperature exceeds 250 ° C., the resulting water-absorbent resin is deteriorated, and its performance is undesirably reduced. The above heat treatment can be performed using a usual dryer or heating furnace. As the above dryer, for example, a groove-type mixing dryer, a rotary dryer,
Desk dryers, fluidized bed dryers, air-flow dryers, infrared dryers and the like can be mentioned.
【0075】本発明により生産性良く得られる架橋重合
体は、従来の架橋重合体に比べ吸水倍率が大きく、可溶
分量が少ない、優れた特徴を有する。さらに、上記架橋
重合体から得られる不定形状を有する吸水性樹脂は、常
圧下吸収倍率が少なくとも30g/g、好ましくは少な
くとも35g/g、荷重下吸収倍率が少なくとも25g
/g、好ましくは少なくとも28g/gでともに高く、
かつ劣化可溶分が15重量%以下、好ましくは10重量
%以下で少ない、これまでにない特徴を有している。The crosslinked polymer obtained with high productivity according to the present invention has excellent water absorption capacity and a small amount of soluble components as compared with conventional crosslinked polymers, and has excellent characteristics. Further, the water-absorbent resin having an irregular shape obtained from the crosslinked polymer has an absorption capacity under normal pressure of at least 30 g / g, preferably at least 35 g / g, and an absorption capacity under load of at least 25 g.
/ G, preferably at least 28 g / g, both high,
In addition, it has an unprecedented characteristic in that the content of the degradable soluble component is as low as 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less.
【0076】(1)無荷重下および荷重下吸収倍率が高
いので、紙おむつ等に使用した場合、赤ちゃんから大人
までの体重等の荷重に耐えて多量の尿等を吸収、保持す
ることができる。(1) Since the absorption capacity under no load and under load is high, when used in a disposable diaper or the like, a large amount of urine or the like can be absorbed and held while withstanding the load such as weight from a baby to an adult.
【0077】(2)溶出する可溶分が少ないので、紙お
むつ着用時のヌルつき等の不快感を与えない。(2) Since the amount of soluble components to be eluted is small, it does not give any discomfort such as nulling when the disposable diaper is worn.
【0078】(3)劣化可溶分が少ないことから、長時
間、上記(1)および(2)の優れた性能を維持するこ
とができる。(3) Since the amount of degradable soluble components is small, the excellent performances of the above (1) and (2) can be maintained for a long time.
【0079】(4)不定形状を有することから、紙おむ
つ着用時に吸収体コアからの脱落が少なく、着用者の肌
に対する安全性も高い。(4) Since it has an irregular shape, it is less likely to fall off the absorbent core when the disposable diaper is worn, and the safety to the wearer's skin is high.
【0080】上記効果を奏することから、本発明で得ら
れた架橋重合体、および吸水性樹脂は、子供用および大
人用紙おむつ、生理用ナプキン、失禁用パッド、母乳パ
ッド、ペットシート等の衛生材料に特に最適に使用する
ことができる。Because of the above effects, the crosslinked polymer and water-absorbent resin obtained in the present invention can be used for sanitary materials such as paper diapers for children and adults, sanitary napkins, incontinence pads, breast milk pads, and pet sheets. Can be used especially optimally.
【0081】また、本発明で得られる架橋重合体、およ
び吸水性樹脂は、鮮度保持材、保冷材、ドリップ吸収材
等の保水材、結露防止剤、土木建築用の止水材やパッキ
ング材、電線や光ファイバーの止水材、等の吸水性樹脂
を利用する各種用途にも有用である。The crosslinked polymer and the water-absorbing resin obtained by the present invention include a water retention material such as a freshness retention material, a cold insulation material, a drip absorption material, a dew condensation preventing agent, a waterproof material and a packing material for civil engineering, It is also useful for various applications utilizing water-absorbing resins, such as waterproofing materials for electric wires and optical fibers.
【0082】[0082]
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明するが、
本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではな
い。本発明において、架橋重合体の吸収倍率および可溶
分量、吸水性樹脂の常圧下吸収倍率、荷重下吸収倍率、
および劣化可溶分量は以下の方法で測定した。Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.
The scope of the present invention is not limited to these examples. In the present invention, the absorption capacity and soluble content of the crosslinked polymer, the absorption capacity under normal pressure of the water-absorbent resin, the absorption capacity under load,
And the amount of degradable soluble matter was measured by the following method.
【0083】(A)架橋重合体の吸収倍率 固形分A重量%の粒子状含水ゲル状架橋重合体W
1 (g)(100重量%固形分として約0.2g)を不
織布製の袋(60mm×60mm)に均一に入れ、0.
9重量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)中に浸漬
した。24時間後に袋を引き上げ、遠心分離機を用いて
250Gで3分間水切りを行った後、袋の重量W
2 (g)を測定した。また、同様の操作を含水ゲル状架
橋重合体を用いないで行い、その時の重量W0 (g)を
測定した。そして、これら重量W1 ・W2 およびW0 か
ら次式に従って吸収倍率(g/g)を算出した。(A) Absorption capacity of crosslinked polymer Particulate hydrogel crosslinked polymer W having a solid content of A% by weight
1 g (about 0.2 g as a solid content of 100% by weight) is uniformly placed in a nonwoven bag (60 mm × 60 mm).
It was immersed in a 9% by weight aqueous solution of sodium chloride (physiological saline). Twenty-four hours later, the bag is pulled up, drained with a centrifuge at 250 G for 3 minutes, and then weighed W
2 (g) was measured. The same operation was performed without using the hydrogel crosslinked polymer, and the weight W 0 (g) at that time was measured. The absorption capacity (g / g) was calculated from the weights W 1 , W 2 and W 0 according to the following equation.
【0084】吸収倍率(g/g )=[(W2 (g )−W0
(g ))]/W1 (g )×(100 /A)−1 (B)架橋重合体の可溶分量 固形分A重量%の粒子状含水ゲル状架橋重合体W
3 (g)(100重量%固形分として約0.5g)を1
000gの脱イオン水中に分散し、16時間攪拌した
後、濾紙で濾過した。次に、得られた濾液50gを10
0mlビーカーにとり、該濾液に0.1N−水酸化ナト
リウム水溶液1ml、N/200−メチルグリコールキ
トサン水溶液10ml、および、0.1%トルイジンブ
ルー水溶液4滴を加えた。次いで、上記ビーカーの溶液
を、N/400−ポリビニル硫酸カリウム水溶液を用い
てコロイド滴定し、溶液の色が青色から赤紫色に変化し
た時点を滴定の終点として滴定量B(ml)を求めた。
また、濾液50gに代えて脱イオン水50gを用いて同
様の操作を行い、ブランクとして滴定量C(ml)を求
めた。そして、これら滴定量B・Cと含水ゲル状架橋重
合体の繰り返し単位の分子量Dとから、次式に従って可
溶分量(重量%)を算出した。Absorbency (g / g) = [(W 2 (g) −W 0 )
(G))] / W 1 (g) × (100 / A) -1 (B) Amount of Soluble Content of Crosslinked Polymer Particulate Aqueous Gel Crosslinked Polymer W having a solid content of A% by weight
3 (g) (about 0.5 g as 100% by weight solids)
Dispersed in 000 g of deionized water, stirred for 16 hours, and filtered with filter paper. Next, 50 g of the obtained filtrate was added to 10
In a 0 ml beaker, 1 ml of a 0.1 N aqueous solution of sodium hydroxide, 10 ml of an aqueous solution of N / 200-methylglycol chitosan, and 4 drops of a 0.1% aqueous solution of toluidine blue were added to the filtrate. Next, the solution in the above beaker was subjected to colloid titration using an aqueous solution of N / 400-potassium polyvinyl sulfate, and the titration end point was determined as the end point of the titration when the color of the solution changed from blue to magenta.
The same operation was performed using 50 g of deionized water instead of 50 g of the filtrate, and the titer C (ml) was obtained as a blank. From these titration amounts B and C and the molecular weight D of the repeating unit of the hydrogel crosslinked polymer, the amount of soluble matter (% by weight) was calculated according to the following equation.
【0085】可溶分量(重量%)=[(C−B)×0.00
5 ×D/W3 ]×(100 /A) (C)吸水性樹脂の常圧下吸収倍率 吸水性樹脂0.2gを不織布製の袋(60mm×60m
m)に均一に入れ、0.9重量%塩化ナトリウム水溶液
(生理食塩水)中に浸漬した。30分後に袋を引き上
げ、遠心分離機を用いて250Gで3分間水切りを行っ
た後、袋の重量W4 (g)を測定した。また、同様の操
作を吸水性樹脂を用いないで行い、その時の重量W
0 (g)を測定した。そして、これら重量W4 およびW
0 から次式に従って常圧下吸収倍率(g/g)を算出し
た。Soluble content (% by weight) = [(CB) × 0.00
5 × D / W 3 ] × (100 / A) (C) Absorption capacity of water-absorbent resin under normal pressure 0.2 g of water-absorbent resin is wrapped in a nonwoven bag (60 mm × 60 m
m), and immersed in a 0.9% by weight aqueous solution of sodium chloride (physiological saline). Thirty minutes later, the bag was lifted, and after draining with a centrifuge at 250 G for 3 minutes, the weight W 4 (g) of the bag was measured. The same operation was performed without using a water-absorbing resin, and the weight W
0 (g) was measured. And these weights W 4 and W
The absorption capacity under normal pressure (g / g) was calculated from 0 according to the following equation.
【0086】常圧下吸収倍率(g/g )=(W4 (g )−
W0 (g ))/吸水性樹脂(g )−1 (D)吸水性樹脂の荷重下吸収倍率 先ず、荷重下吸収倍率の測定に用いる測定装置につい
て、図1を参照しながら、以下に簡単に説明する。Absorption capacity under normal pressure (g / g) = (W 4 (g) −
W 0 (g)) / water-absorbent resin (g) -1 (D) Absorption capacity under load of water-absorbent resin First, a measuring apparatus used for measuring the absorption capacity under load will be briefly described with reference to FIG. Will be described.
【0087】図1に示すように、測定装置は、天秤1
と、この天秤1上に載置された所定容量の容器2と、外
気吸入パイプ3と、導管4と、ガラスフィルタ6と、こ
のガラスフィルタ6上に載置された測定部5とからなっ
ている。上記の容器2は、その頂部に開口部2aを、そ
の側面部に開口部2bをそれぞれ有しており、開口部2
aに外気吸入パイプ3が嵌入される一方、開口部2bに
導管4が取り付けられている。また、容器2には、所定
量の生理食塩水12が入っている。外気吸入パイプ3の
下端部は、生理食塩水12中に没している。外気吸入パ
イプ3は、容器2内の圧力をほぼ大気圧に保つために設
けられている。上記のガラスフィルタ6は、直径70m
mに形成されている。そして、容器2およびガラスフィ
ルタ6は、シリコーン樹脂からなる導管4によって互い
に連通している。また、ガラスフィルタ6は、容器2に
対する位置および高さが固定されている。そして、上記
測定部5は、濾紙7、内径60mmの支持円筒9と、こ
の支持円筒9の底部に貼着された金網10と、重り11
とを有している。そして、測定部5は、ガラスフィルタ
6上に、濾紙7、支持円筒9(つまり金網10)がこの
順に載置されると共に、支持円筒9内部、即ち、金網1
0上に重り11が載置されてなっている。金網10は、
ステンレス鋼からなり、400メッシュ(目の大きさ3
8μm )に形成されている。また、金網10の上面、つ
まり、金網10と吸水性樹脂15との接触面の高さは、
外気吸入パイプ3の下端面3aの高さと等しくなるよう
に設定されている。そして、金網10上に、所定量の吸
水性樹脂が均一に散布されるようになっている。重り1
1の重量は1390gで、金網10、即ち、吸水性樹脂
15に対して荷重を均一に加えることができるようにな
っている。As shown in FIG. 1, the measuring device is a balance 1
And a container 2 having a predetermined capacity mounted on the balance 1, an outside air suction pipe 3, a conduit 4, a glass filter 6, and a measuring unit 5 mounted on the glass filter 6. I have. The container 2 has an opening 2a at the top and an opening 2b at the side surface thereof.
The outside air suction pipe 3 is fitted into the opening a, and the conduit 4 is attached to the opening 2b. The container 2 contains a predetermined amount of physiological saline 12. The lower end of the outside air suction pipe 3 is submerged in the physiological saline 12. The outside air suction pipe 3 is provided to keep the pressure in the container 2 at substantially the atmospheric pressure. The above glass filter 6 has a diameter of 70 m.
m. The container 2 and the glass filter 6 communicate with each other by a conduit 4 made of a silicone resin. The position and height of the glass filter 6 with respect to the container 2 are fixed. The measuring unit 5 includes a filter paper 7, a support cylinder 9 having an inner diameter of 60 mm, a wire mesh 10 attached to the bottom of the support cylinder 9, and a weight 11.
And Then, the measuring section 5 places the filter paper 7 and the support cylinder 9 (that is, the wire mesh 10) on the glass filter 6 in this order, and also, inside the support cylinder 9, that is, the wire mesh 1.
The weight 11 is placed on the zero. Wire mesh 10
Made of stainless steel, 400 mesh (eye size 3
8 μm). In addition, the height of the upper surface of the wire mesh 10, that is, the contact surface between the wire mesh 10 and the water absorbent resin 15 is
The height is set to be equal to the height of the lower end surface 3 a of the outside air suction pipe 3. Then, a predetermined amount of the water-absorbing resin is evenly spread on the wire mesh 10. Weight 1
The weight of 1 is 1390 g, so that a load can be uniformly applied to the wire net 10, that is, the water absorbent resin 15.
【0088】上記構成の測定装置を用いて荷重下吸収倍
率を測定した。測定方法について以下に説明する。The absorption capacity under load was measured using the measuring apparatus having the above-mentioned configuration. The measuring method will be described below.
【0089】先ず、容器2に所定量の生理食塩水12を
入れる。容器2に外気吸入パイプ3を嵌入する、等の所
定の準備動作を行った。次に、ガラスフィルタ6上に濾
紙7を載置した。また、この載置動作に平行して、支持
円筒9内部、即ち、金網10上に、吸水性樹脂0.9g
を均一に散布し、この吸水性樹脂15上に重り11を載
置した。次いで、濾紙7上に、金網10、つまり、吸水
性樹脂15および重り11を載置した上記支持円筒9
を、その中心部がガラスフィルター6の中心部に一致す
るようにして載置した。そして、濾紙7上に支持円筒9
を載置した時点から、60分間にわたって経時的に、該
吸水性樹脂15が吸収した生理食塩水12の重量W
5 (g)を天秤1の測定値から求めた。また、同様の操
作を吸水性樹脂15を用いないで行い、ブランク重量、
つまり、吸水性樹脂以外の例えば濾紙7等が吸収した生
理食塩水12の重量を、天秤1の測定値から求め、ブラ
ンク値W6 (g)とした。そして、重量W5 (g)に、
ブランク値W6 (g)の補正を行って、吸収開始から6
0分後に吸水性樹脂が実際に吸収した生理食塩水の重量
W7 (g)=W5 (g)−W6 (g)を求めた。この重
量W7 (g)と、吸水性樹脂の重量(0.9g)から、
次式に従って荷重下吸収倍率(g/g)を算出した。First, a predetermined amount of physiological saline 12 is put into the container 2. A predetermined preparation operation such as fitting the outside air suction pipe 3 into the container 2 was performed. Next, the filter paper 7 was placed on the glass filter 6. In parallel with this placing operation, 0.9 g of the water-absorbent resin is placed inside the support cylinder 9, that is, on the wire mesh 10.
And the weight 11 was placed on the water-absorbent resin 15. Next, on the filter paper 7, the supporting cylinder 9 on which the wire mesh 10, that is, the water absorbent resin 15 and the weight 11 are placed
Was placed such that the center part thereof coincided with the center part of the glass filter 6. Then, the support cylinder 9 is placed on the filter paper 7.
The weight W of the physiological saline solution 12 absorbed by the water-absorbent resin 15 over a period of 60 minutes after the
5 (g) was obtained from the measured value of the balance 1. In addition, the same operation was performed without using the water absorbent resin 15, and the blank weight,
That is, the weight of the physiological saline solution 12 absorbed by the filter paper 7 and the like other than the water-absorbent resin was determined from the measured value of the balance 1, and was set as a blank value W 6 (g). And, to the weight W 5 (g),
After correcting the blank value W 6 (g), 6
After 0 minute, the weight W 7 (g) = W 5 (g) −W 6 (g) of the physiological saline actually absorbed by the water-absorbent resin was determined. From the weight W 7 (g) and the weight of the water-absorbent resin (0.9 g),
The absorption capacity under load (g / g) was calculated according to the following equation.
【0090】荷重下吸収倍率(g/g )=重量W7 (g )
/吸水性樹脂(g ) (E)吸水性樹脂の劣化可溶分量 人工尿(人工尿組成:尿素95g,塩化ナトリウム40
g,硫酸マグネシウム5g,塩化カルシウム5g,L−
アスコルビン酸0.25g,脱イオン水4855g)を
用いて、100mlの蓋付プラスチック容器中で、あら
かじめ300〜600μmに分級、調製した吸水性樹脂
1gを25倍に膨潤させ、温度37℃で16時間放置し
た。16時間後、上記膨潤ゲルを975gの脱イオン水
中に分散し、1時間攪拌した後、濾紙で1分間濾過し
た。次に、得られた濾液50gを100mlビーカーに
とり、該濾液に0.1N−水酸化ナトリウム水溶液1m
l、N/200−メチルグリコールキトサン水溶液10
ml、および、0.1%トルイジンブルー水溶液4滴を
加えた。次いで、上記ビーカーの溶液を、N/400−
ポリビニル硫酸カリウム水溶液を用いてコロイド滴定
し、溶液の色が青色から赤紫色に変化した時点を滴定の
終点として滴定量B(ml)を求めた。また、吸水性樹
脂を用いないで同様の操作を行い、ブランクとして滴定
量C(ml)を求めた。そして、これら滴定量Bおよび
Cと吸水性樹脂の繰り返し単位の分子量Dとから、次式
に従って劣化可溶分量(重量%)を算出した。Absorption capacity under load (g / g) = weight W 7 (g)
/ Water-absorbent resin (g) (E) Degradable soluble content of water-absorbent resin Artificial urine (artificial urine composition: urea 95 g, sodium chloride 40)
g, magnesium sulfate 5 g, calcium chloride 5 g, L-
Using 0.25 g of ascorbic acid and 4855 g of deionized water), 1 g of a prepared water-absorbent resin which has been classified and prepared to 300 to 600 μm in advance in a 100 ml plastic container with a lid is swelled 25-fold, and heated at a temperature of 37 ° C. for 16 hours. I left it. After 16 hours, the swollen gel was dispersed in 975 g of deionized water, stirred for 1 hour, and then filtered for 1 minute with filter paper. Next, 50 g of the obtained filtrate was placed in a 100 ml beaker, and the filtrate was added with 1 m of a 0.1 N aqueous sodium hydroxide solution.
1, N / 200-methyl glycol chitosan aqueous solution 10
ml and 4 drops of 0.1% toluidine blue aqueous solution. Next, the solution of the beaker was added to N / 400-
Colloid titration was performed using an aqueous solution of polyvinyl potassium sulfate, and the titration end point B (ml) was determined as the end point of the titration when the color of the solution changed from blue to magenta. The same operation was performed without using the water-absorbing resin, and the titer C (ml) was obtained as a blank. Then, from these titration amounts B and C and the molecular weight D of the repeating unit of the water absorbent resin, the amount of degradable soluble matter (% by weight) was calculated according to the following equation.
【0091】 劣化可溶分量(重量%)=(C−B)×0.005 ×D 実施例1 中和率75モル%の部分中和アクリル酸ナトリウム塩の
30重量%水溶液6570gに、第1の架橋剤としてポ
リエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)1
0.6g(対モノマー0.1モル%)を溶解させ、これ
を内容積10リットルでシグマ型羽根を2本有するジャ
ケット付きステンレス製双腕型ニーダー(小池鉄工株式
会社製)に蓋をつけた反応器中で30℃の水を循環させ
たジャケットにより液温を30℃に保ったまま窒素置換
した。次いで、ニーダーのブレードを40rpmで撹拌
しながら、重合開始剤として20重量%過硫酸ナトリウ
ム水溶液15.6gと0.1重量%L−アスコルビン酸
水溶液14.9gを添加して重合を開始させた。白濁に
より重合開始を確認した時点でブレードを停止し、ジャ
ケットにより除熱しながら内温が60℃になるまでその
まま保持した(保持期間)。内温が60℃を越えた時点
(この時点で重合系は流動性を失い、ゲル状を呈してい
た。)でブレードを回転させて、ゲルを粒子状に解砕
し、内温の最高温度が75℃となるようにさらに重合を
行った。続いてジャケット温度を60℃に上昇させて2
0分間、ゲルを解砕しながら重合系を65℃以上に保持
し重合を完結させ、粒子状含水ゲル状架橋重合体(1)
を得た。得られた架橋重合体(1)の吸収倍率、および
可溶分を測定し、その結果を表1に記載した。Degradable soluble content (% by weight) = (CB) × 0.005 × D Example 1 First cross-linking was conducted with 6570 g of a 30% by weight aqueous solution of a partially neutralized sodium acrylate having a neutralization ratio of 75 mol%. Polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 1 as an agent
0.6 g (0.1 mol% based on the monomer) was dissolved, and this was covered with a jacketed stainless steel double-armed kneader (manufactured by Koike Iron Works Co., Ltd.) having an internal volume of 10 liters and having two sigma-type blades. The atmosphere in the reactor was replaced with nitrogen while maintaining the liquid temperature at 30 ° C. by a jacket in which water at 30 ° C. was circulated. Next, 15.6 g of a 20% by weight aqueous sodium persulfate solution and 14.9 g of a 0.1% by weight aqueous L-ascorbic acid solution were added as polymerization initiators while stirring the kneader blade at 40 rpm to initiate polymerization. When the start of polymerization was confirmed by cloudiness, the blade was stopped, and the temperature was kept as it was while removing heat with a jacket until the internal temperature reached 60 ° C. (holding period). When the internal temperature exceeds 60 ° C. (at this point, the polymerization system lost its fluidity and was in a gel state), the blade was rotated to break the gel into particles, and the maximum internal temperature was reached. Was further polymerized so as to be 75 ° C. Subsequently, the jacket temperature was raised to 60 ° C. and 2
While the gel is crushed for 0 minute, the polymerization system is maintained at 65 ° C. or higher to complete the polymerization, and the particulate hydrogel crosslinked polymer (1)
I got The absorption capacity and the soluble content of the obtained crosslinked polymer (1) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0092】実施例2 実施例1において、PEGDA使用量を6.39g(対
モノマー0.06モル%)にすること以外は同様の操作
を繰り返し行うことで、粒子状含水ゲル状架橋重合体
(2)を得た。この時の内温の最高到達温度は76℃で
あった。得られた架橋重合体(2)の吸収倍率、および
可溶分を測定し、その結果を表1に記載した。Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the amount of PEGDA used was changed to 6.39 g (based on 0.06 mol% of monomer), whereby a particulate hydrogel crosslinked polymer ( 2) was obtained. At this time, the maximum internal temperature reached 76 ° C. The absorption capacity and the soluble content of the obtained crosslinked polymer (2) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0093】実施例3 実施例1において、保持期間中、内温が40℃になった
時点で、30秒間40rpmで生成した含水ゲル状重合
体を一時的に破断すること以外は同様の操作を繰り返し
行うことで、粒子状含水ゲル状架橋重合体(3)を得
た。この時の内温の最高到達温度は72℃であった。得
られた架橋重合体(3)の吸収倍率および可溶分を測定
し、その結果を表1に記載した。Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that the hydrogel polymer produced at 40 rpm for 30 seconds was temporarily broken at an internal temperature of 40 ° C. during the holding period. By repeating the process, a particulate hydrogel crosslinked polymer (3) was obtained. At this time, the maximum internal temperature reached 72 ° C. The absorption capacity and soluble content of the obtained crosslinked polymer (3) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0094】実施例4 実施例1と同様に重合して得られた約65℃のゲル状重
合体に10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液39.4gを
添加し、十分に混合を行った。続いて該含水ゲル状重合
体を、スクリュウ式押し出し機(平賀工作所製、チョッ
パー:多孔板厚さ10mm,孔径12.5mm,開孔率
39%)から押し出し、粒子状含水ゲル状架橋重合体
(4)を得た。得られた架橋重合体(4)の吸収倍率、
および可溶分を測定し、その結果を表1に記載した。Example 4 To a gel polymer at about 65 ° C. obtained by polymerization in the same manner as in Example 1, 39.4 g of a 10% aqueous sodium hydrogen sulfite solution was added, and the mixture was thoroughly mixed. Subsequently, the hydrogel polymer was extruded from a screw type extruder (manufactured by Hiraga Kosakusho, chopper: perforated plate thickness: 10 mm, hole diameter: 12.5 mm, opening ratio: 39%) to obtain a particulate hydrogel crosslinked polymer. (4) was obtained. Absorption capacity of the obtained crosslinked polymer (4),
And soluble components were measured, and the results are shown in Table 1.
【0095】実施例5 実施例1と同様の重合容器内で、中和率65モル%の部
分中和アクリル酸ナトリウム塩の30重量%水溶液36
00gに、第1の架橋剤としてPEGDA3.59g
(対モノマー0.06モル%)を溶解させ、25℃の水
を循環させたジャケットにより液温を25℃に保ったま
ま窒素置換した。次いで、ニーダーのブレードを40r
pmで撹拌しながら、重合開始剤を10重量%2,2´
−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩水溶液1
2.5g、10重量%過硫酸ナトリウム水溶液6.3
g、0.1重量%L−アスコルビン酸水溶液8.8およ
び0.35重量%過酸化水素水溶液5.4gを添加して
重合を開始させた。白濁により重合開始を確認した後、
内温が30℃になった時点でブレードを停止し、ジャケ
ットにより除熱しながら内温が60℃になるまでそのま
ま保持した(保持期間)。内温が60℃を越えた時点
(この時点で重合系は流動性を失い、ゲル状を呈してい
た。)でブレードを回転させて、ゲルを粒子状に解砕
し、内温の最高温度が77℃となるようにさらに重合を
行った。以下、実施例1と同様の操作を行なうことで、
粒子状含水ゲル状架橋重合体(5)を得た。得られた架
橋重合体(5)の吸収倍率、および可溶分を測定し、そ
の結果を表1に記載した。Example 5 In a polymerization vessel similar to that of Example 1, a 30% by weight aqueous solution of a partially neutralized sodium acrylate having a neutralization ratio of 65 mol% was prepared.
00g, 3.59 g of PEGDA as the first crosslinking agent
(0.06 mol% with respect to the monomer) was dissolved and replaced with nitrogen while keeping the liquid temperature at 25 ° C. by a jacket in which water at 25 ° C. was circulated. Next, the kneader blade is set to 40r.
While stirring at pm, 10% by weight of a polymerization initiator
-Azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride aqueous solution 1
2.5 g, 10% by weight aqueous sodium persulfate solution 6.3
g, 8.8 g of a 0.1% by weight aqueous L-ascorbic acid solution and 5.4 g of a 0.35% by weight aqueous hydrogen peroxide solution were added to initiate polymerization. After confirming the initiation of polymerization by cloudiness,
When the internal temperature reached 30 ° C., the blade was stopped, and the internal temperature was maintained until the internal temperature reached 60 ° C. (retention period) while removing heat with a jacket. When the internal temperature exceeds 60 ° C. (at this point, the polymerization system lost its fluidity and was in a gel state), the blade was rotated to break the gel into particles, and the maximum internal temperature was reached. Was further polymerized so as to be 77 ° C. Hereinafter, by performing the same operation as in Example 1,
A particulate hydrogel crosslinked polymer (5) was obtained. The absorption capacity and the soluble content of the obtained crosslinked polymer (5) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0096】実施例6 実施例1と同様の重合容器内で中和率75モル%の部分
中和アクリル酸ナトリウム塩の30重量%水溶液550
0gに、第1の架橋剤としてPEGDA8.90g(対
モノマー0.1モル%)を溶解させ、30℃の水を循環
させたジャケットにより液温を30℃に保ったまま窒素
置換した。次いで、ニーダーのブレードを40rpmで
撹拌しながら、重合開始剤として20重量%過硫酸ナト
リウム水溶液13.0gと0.1重量%L−アスコルビ
ン酸水溶液12.5gを添加して重合を開始させた。系
内の昇温により重合開始を確認した時点でブレードを停
止し、ジャケットにより除熱しながら内温が60℃にな
るまでそのまま保持した(保持期間)。内温が60℃を
越えた時点(この時点で重合系は流動性を失い、ゲル状
を呈していた。)で蓋を別に用意していた加圧蓋にかえ
て、剪断力が十分にかかる状態でブレードを回転させ、
ゲルを粒子状に解砕しながら重合を継続した。この時の
内温の最高到達温度は72℃であった。続いて20分
間、再び加圧蓋を通常の蓋にもどして、剪断力が過度に
かからない状態でジャケット温度を60℃に上昇させて
ゲルを解砕しながら65℃以上に保持し重合を完結さ
せ、粒子状含水ゲル状架橋重合体(6)を得た。得られ
た架橋重合体(6)の吸収倍率、および可溶分を測定
し、その結果を表1に記載した。Example 6 In a polymerization vessel similar to that of Example 1, 550 of a 30% by weight aqueous solution of a partially neutralized sodium acrylate having a neutralization ratio of 75 mol% was used.
In 0 g, 8.90 g (0.1 mol% based on monomer) of PEGDA was dissolved as a first cross-linking agent, and the atmosphere was replaced with nitrogen while maintaining the liquid temperature at 30 ° C. by a jacket in which water at 30 ° C. was circulated. Next, while stirring the kneader blade at 40 rpm, 13.0 g of a 20% by weight aqueous sodium persulfate solution and 12.5 g of a 0.1% by weight aqueous L-ascorbic acid solution were added as polymerization initiators to initiate polymerization. When the initiation of polymerization was confirmed by raising the temperature in the system, the blade was stopped, and the temperature was kept as it was until the internal temperature reached 60 ° C. (retention period) while removing heat with the jacket. At the time when the internal temperature exceeds 60 ° C. (at this point, the polymerization system lost its fluidity and was in a gel state), a sufficient shearing force was applied instead of using a separately prepared pressure lid. Rotate the blade in the state,
The polymerization was continued while the gel was crushed into particles. At this time, the maximum internal temperature reached 72 ° C. Subsequently, for 20 minutes, the pressure lid is returned to the normal lid again, and the jacket temperature is raised to 60 ° C. without shearing excessively, and the gel is crushed and the temperature is kept at 65 ° C. or higher to complete the polymerization. Thus, a particulate hydrogel crosslinked polymer (6) was obtained. The absorption capacity and the soluble content of the obtained crosslinked polymer (6) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0097】実施例7 内容積2.5リットルのシグマ型羽根を2本有するジャ
ケット付きステンレス製双腕型ニーダー(小池鉄工株式
会社製)に蓋をつけた反応容器中で、アクリル酸20重
量%の水溶液800gに、第1の架橋剤としてPEGD
A1.06g(対モノマー0.1モル%)を溶解させ、
20℃の水を循環させたジャケットにより液温を20℃
に保ったまま窒素置換した。次いで、ニーダーのブレー
ドを40rpm で撹拌しながら、重合開始剤として5重量
%2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸
塩水溶液9.6g、1重量%L−アスコルビン酸水溶液
4.0gおよび3.5重量%過酸化水素水溶液4.57
gを添加し重合を開始させた。系内の昇温により重合開
始を確認した時点でブレードを停止し、ジャケットによ
り除熱しながら内温が50℃になるまでそのまま保持し
た(保持期間)。内温が50℃を越えた時点(この時点
で重合系は流動性を失い、ゲル状を呈していた。)でブ
レードを回転させてゲルを粒子状に解砕しながら重合を
継続した。この時の内温の最高到達温度は60℃であっ
た。続いて60分間、ジャケット温度を60℃に上昇さ
せてゲルを解砕しながら60℃以上に保持し重合を完結
させた。さらに、得られた含水ゲル状架橋重合体に、ブ
レードを回転させながら炭酸ナトリウム粉末76.6g
を添加、混合し、ゲル温を60℃に保ったまま1時間保
持して十分に中和を行い、粒子状含水ゲル状架橋重合体
(7)を得た。得られた架橋重合体(7)の吸収倍率、
および可溶分を測定し、その結果を表1に記載した。Example 7 In a reaction vessel equipped with a jacketed stainless steel double-armed kneader (manufactured by Koike Tekko Co., Ltd.) having two sigma-type blades having an internal volume of 2.5 liters, acrylic acid was 20% by weight. PEGD as the first crosslinking agent
A6 (0.1 mol% based on monomer) was dissolved,
The liquid temperature is set to 20 ° C by a jacket circulating 20 ° C water.
While maintaining the pressure. Then, while stirring the kneader blade at 40 rpm, 9.6 g of a 5% by weight aqueous solution of 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride as a polymerization initiator and 4.0 g of a 1% by weight aqueous solution of L-ascorbic acid were used. And a 3.5% by weight aqueous solution of hydrogen peroxide 4.57
g was added to initiate polymerization. When the start of polymerization was confirmed by raising the temperature in the system, the blade was stopped, and the temperature was kept as it was until the internal temperature reached 50 ° C. while removing heat by the jacket (holding period). At the time when the internal temperature exceeded 50 ° C. (at this point, the polymerization system lost its fluidity and was in a gel state), the blade was rotated to continue the polymerization while pulverizing the gel into particles. At this time, the maximum internal temperature reached 60 ° C. Subsequently, the temperature of the jacket was raised to 60 ° C. for 60 minutes, and the temperature was kept at 60 ° C. or higher while the gel was crushed to complete the polymerization. Further, 76.6 g of sodium carbonate powder was added to the obtained hydrogel crosslinked polymer while rotating the blade.
Was added and mixed, and the mixture was maintained for 1 hour while maintaining the gel temperature at 60 ° C., and sufficiently neutralized to obtain a particulate hydrogel crosslinked polymer (7). Absorption capacity of the obtained crosslinked polymer (7),
And soluble components were measured, and the results are shown in Table 1.
【0098】実施例8 実施例6において、アクリル酸水溶液濃度を25重量%
に、重合開始剤使用量を5重量%2,2’−アゾビス
(2−アミジノプロパン)二塩酸塩水溶液2.4g、1
重量%L−アスコルビン酸水溶液1.0g、および3.
5重量%過酸化水素水溶液1.14gにすること以外は
同様の操作を繰り返し行うことで含水ゲル状架橋重合体
を得た。この時の最高到達温度は65℃であった。さら
に、得られた該含水ゲル状架橋重合体に、ブレードを回
転させながら炭酸ナトリウム粉末95.7gを添加、混
合し、ゲル温を60℃に保ったまま1.5時間保持して
十分に中和を行い、粒子状含水ゲル状架橋重合体(8)
を得た。得られた架橋重合体(8)の吸収倍率、および
可溶分を測定し、その結果を表1に記載した。Example 8 In Example 6, the concentration of the aqueous solution of acrylic acid was changed to 25% by weight.
The amount of the polymerization initiator used was 2.4 g of a 5% by weight aqueous solution of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride,
2. 1.0 g of a weight% L-ascorbic acid aqueous solution, and
The same operation was repeated, except that the aqueous solution was changed to 1.14 g of a 5% by weight aqueous hydrogen peroxide solution, to obtain a hydrogel crosslinked polymer. The highest temperature reached at this time was 65 ° C. Further, 95.7 g of sodium carbonate powder was added to the obtained hydrogel crosslinked polymer while rotating the blade, and the mixture was mixed. The hydrated gel-like crosslinked polymer (8)
I got The absorption capacity and soluble content of the obtained crosslinked polymer (8) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0099】実施例9 実施例1で得られた粒子状含水ゲル状架橋重合体(1)
を160℃の熱風で65分間乾燥した後、さらに、乾燥
物を振動ミルを用いて粉砕し粒子径75〜850μmに
分級することで架橋重合体粒子を得た。この架橋重合体
粒子100部に対し、第2の架橋剤としてエチレングリ
コールジグリシジルエーテル0.05部とグリセリン
0.5部、水3部およびイソプロピルアルコール0.7
5部からなる水性液を添加混合し、得られた混合物を2
00℃で50分間加熱処理して吸水性樹脂(9)を得
た。この吸水性樹脂(9)について、常圧下及び荷重下
吸収倍率と劣化可溶分量を測定し、その結果を表2に記
載した。Example 9 The particulate hydrogel crosslinked polymer obtained in Example 1 (1)
Was dried with hot air at 160 ° C. for 65 minutes, and the dried product was further ground using a vibration mill and classified to a particle size of 75 to 850 μm to obtain crosslinked polymer particles. Based on 100 parts of the crosslinked polymer particles, 0.05 part of ethylene glycol diglycidyl ether, 0.5 part of glycerin, 3 parts of water and 0.7 part of isopropyl alcohol were used as a second crosslinking agent.
An aqueous liquid consisting of 5 parts was added and mixed, and the resulting mixture was added to 2 parts.
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 50 minutes to obtain a water absorbent resin (9). With respect to the water absorbent resin (9), the absorption capacity under normal pressure and under load and the amount of degradable soluble matter were measured, and the results are shown in Table 2.
【0100】比較例1 実施例1において、重合開始からブレードを停止させる
保持時間を設けないこと以外は、全く同様に行うこと
で、比較用含水ゲル状架橋重合体(10)を得た。得ら
れた比較用架橋重合体(10)の吸収倍率、および可溶
分を測定し、その結果を表1に記載した。Comparative Example 1 A comparative hydrogel crosslinked polymer (10) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the holding time for stopping the blade from the start of polymerization was not provided. The absorption capacity and soluble content of the obtained comparative crosslinked polymer (10) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0101】比較例2 実施例2において、重合開始からブレードを停止させる
保持時間を設けないこと以外は、全く同様に行うこと
で、比較用含水ゲル状架橋重合体(11)を得た。得ら
れた比較用架橋重合体(11)の吸収倍率、および可溶
分を測定し、その結果を表1に記載した。Comparative Example 2 A comparative hydrogel crosslinked polymer (11) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the holding time for stopping the blade was not provided from the start of the polymerization. The absorption capacity and soluble content of the obtained comparative crosslinked polymer (11) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0102】比較例3 実施例1において、重合開始からブレードを停止させる
保持時間を内温の最高到達温度までとすること以外は、
全く同様に行うことで、比較用含水ゲル状架橋重合体
(12)を得た。この時、最高到達温度は100℃を越
えて含水ゲル重合体は激しく突沸した。得られた比較用
架橋重合体(12)の吸収倍率、および可溶分を測定
し、その結果を表1に記載した。Comparative Example 3 In Example 1, except that the holding time for stopping the blade from the start of polymerization was set to the maximum temperature at which the internal temperature was reached,
By carrying out exactly the same, a hydrogel crosslinked polymer (12) for comparison was obtained. At this time, the maximum temperature exceeded 100 ° C., and the hydrogel polymer violently bumped. The absorption capacity and the soluble content of the obtained comparative crosslinked polymer (12) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0103】比較例4 実施例1と同様の容器内で、実施例1と同様の重合性単
量体の水溶液を、30℃の水を循環させたジャケットに
より液温を30℃に保ったまま窒素置換した。次いで、
ニーダーのブレードを40rpmで撹拌しながら、重合
開始剤として20重量%過硫酸ナトリウム水溶液15.
6gと0.1重量%L−アスコルビン酸水溶液14.9
を添加して重合を開始させた。白濁により重合開始を確
認した時点でブレードを停止し、ジャケットを昇温しな
がら断熱状態でそのまま保持した。内温が60℃を越え
た時点で生成したゲル状物を重合容器から取り出して、
スクリュウ式押し出し機(平賀工作所製、チョッパー:
孔径3mm)で粉砕し、比較用粒子状含水ゲル状架橋重
合体(13)を得た。この直後の粒子状架橋重合体の温
度は55℃まで冷却された。得られた比較用架橋重合体
(13)の吸収倍率、および可溶分を測定し、その結果
を表1に記載した。Comparative Example 4 In the same container as in Example 1, an aqueous solution of the same polymerizable monomer as in Example 1 was kept at 30 ° C. by means of a jacket in which water at 30 ° C. was circulated. It was replaced with nitrogen. Then
14. While stirring the kneader blade at 40 rpm, a 20% by weight aqueous solution of sodium persulfate as a polymerization initiator.
6 g and a 0.1 wt% aqueous solution of L-ascorbic acid 14.9
Was added to initiate polymerization. When the initiation of polymerization was confirmed by cloudiness, the blade was stopped, and the jacket was kept in an adiabatic state while heating. The gel formed at the time when the internal temperature exceeds 60 ° C. is taken out of the polymerization vessel,
Screw type extruder (Hiraga Manufacturing Co., chopper:
(3 mm pore size) to obtain a comparative particulate hydrogel crosslinked polymer (13). Immediately after this, the temperature of the particulate crosslinked polymer was cooled to 55 ° C. The absorption capacity and soluble content of the obtained comparative crosslinked polymer (13) were measured, and the results are shown in Table 1.
【0104】比較例5 実施例9において、含水ゲル状架橋重合体(1)を比較
用含水ゲル状架橋重合体(11)にする以外は同様に乾
燥・粉砕・加熱処理することで、比較用吸水性樹脂(1
4)を得た。この比較用吸水性樹脂(14)について、
常圧下及び荷重下吸収倍率と劣化可溶分量を測定し、そ
の結果を表2に記載した。Comparative Example 5 The procedure of Example 9 was repeated, except that the hydrogel cross-linked polymer (1) was changed to the hydrogel cross-linked polymer (11) for comparison. Water absorbent resin (1
4) was obtained. About this comparative water absorbent resin (14),
The absorption capacity under normal pressure and under load and the amount of degradable soluble matter were measured, and the results are shown in Table 2.
【0105】[0105]
【表1】 [Table 1]
【0106】[0106]
【表2】 [Table 2]
【0107】[0107]
【発明の効果】本発明により得られる架橋重合体は、従
来の架橋重合体に比べ吸水倍率が大きく、可溶分量が少
ない、優れた特徴を有する。さらに、上記架橋重合体を
乾燥、粉砕して得られる架橋重合体粒子と、該架橋重合
体粒子の表面近傍の少なくとも2つの官能基と反応する
第2の架橋剤とを混合し、加熱処理することにより得ら
れる不定形状を有する吸水性樹脂は、生理食塩水の常圧
下吸収倍率が少なくとも30g/g、生理食塩水の荷重
下吸収倍率が少なくとも25g/g、かつ劣化可溶分が
15重量%以下を示し、これまでにない特徴を有してい
る。従って、本発明の吸水性樹脂は、紙おむつや生理用
ナプキン等の衛生材料に最適に使用するこThe crosslinked polymer obtained according to the present invention has excellent water absorption and a small amount of soluble components as compared with conventional crosslinked polymers, and has excellent characteristics. Further, the crosslinked polymer particles obtained by drying and pulverizing the crosslinked polymer and a second crosslinking agent that reacts with at least two functional groups near the surface of the crosslinked polymer particles are mixed and heat-treated. The water-absorbent resin having an irregular shape obtained as described above has an absorption capacity under normal pressure of physiological saline of at least 30 g / g, an absorption capacity of physiological saline under load of at least 25 g / g, and a degradable soluble content of 15% by weight. The following is shown, and it has an unprecedented feature. Therefore, the water absorbent resin of the present invention can be optimally used for sanitary materials such as disposable diapers and sanitary napkins.
【図1】 本発明において使用した荷重下吸収倍率の測
定に用いる測定装置の概略の断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a measuring device used for measuring an absorption capacity under load used in the present invention.
1 天秤、 2 容器、 3 外気吸入パイプ、 4 導管、 5 測定部、 6 ガラスフィルタ、 7 濾紙、 9 支持円筒、 10 金網、 11 重り、 12 生理食塩水、 15 吸水性樹脂。 1 balance, 2 containers, 3 outside air suction pipe, 4 conduit, 5 measuring section, 6 glass filter, 7 filter paper, 9 support cylinder, 10 wire mesh, 11 weight, 12 saline, 15 water absorbing resin.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 一樹 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の 1 株式会社日本触媒内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) The inventor Kazuki Kimura 992, Nishioki, Okihama-shi, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo
Claims (9)
性エチレン性不飽和単量体と第1の架橋剤とを含んでな
る重合性単量体の水溶液を重合する際に、重合開始時点
から重合系全体がゲル化する時点までの間、実質的に静
置状態で重合を行い、その後該重合系が重合熱により最
高温度に到達するまでに、該重合系に十分な剪断力を加
え、含水ゲル状重合体を粒子状にし、さらに重合を継続
することを特徴とする架橋重合体の製造方法。1. The method according to claim 1, wherein when the polymerization of the aqueous solution of the polymerizable monomer containing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and the first crosslinking agent, which results in a hydrogel polymer by polymerization, From the time until the point when the entire polymerization system gels, the polymerization is carried out in a substantially stationary state, and then a sufficient shearing force is applied to the polymerization system until the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization. A method for producing a crosslinked polymer, which comprises converting the hydrogel polymer into particles and continuing the polymerization.
性エチレン性不飽和単量体と第1の架橋剤とを含んでな
る重合性単量体の水溶液を重合する際に、重合開始時点
から重合系全体がゲル化する時点までの間、実質的に静
置状態で除熱重合を行い、その後重合系が重合熱により
最高温度に到達するまでに、該重合系に十分な剪断力を
加え、含水ゲル状重合体を粒子状にし、さらに除熱重合
を継続することを特徴とする請求項1に記載の架橋重合
体の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein when the aqueous solution of the polymerizable monomer containing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and the first cross-linking agent, which is converted into a hydrogel polymer by polymerization, is polymerized. From the time until the point at which the entire polymerization system gels, the heat-removal polymerization is performed in a substantially stationary state, and thereafter, a sufficient shearing force is applied to the polymerization system until the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization. 2. The method for producing a crosslinked polymer according to claim 1, wherein the hydrogel polymer is formed into particles, and the heat removal polymerization is continued.
性エチレン性不飽和単量体と第1の架橋剤とを含んでな
る重合性単量体の水溶液を重合する際に、回転腕または
撹拌翼を有する反応容器内で、重合開始時点から重合系
全体がゲル化する時点までの間、実質的に静置状態で除
熱重合を行い、その後重合系が重合熱により最高温度に
到達するまでに、前記回転腕または撹拌翼の回転によっ
て該重合系に十分な剪断力を加え、含水ゲル状重合体を
粒子状にし、さらに除熱重合を継続することを特徴とす
る請求項1または2に記載の架橋重合体の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein when the aqueous solution of the polymerizable monomer containing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and the first crosslinking agent, which is converted into a hydrogel polymer by polymerization, is polymerized, a rotating arm or In a reaction vessel having stirring blades, the heat removal polymerization is performed in a substantially stationary state from the start of the polymerization to the point at which the entire polymerization system gels, and then the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization. By the time, sufficient shearing force is applied to the polymerization system by rotation of the rotary arm or the stirring blade, the hydrogel polymer is formed into particles, and the heat removal polymerization is continued. The method for producing a crosslinked polymer according to the above.
るまで、実質的に静置状態で重合を行う請求項1または
2に記載の架橋重合体の製造方法。4. The method for producing a crosslinked polymer according to claim 1, wherein the polymerization is carried out in a substantially stationary state until the temperature of the polymerization system reaches at least 40 ° C.
する時点までの間に、生成した含水ゲル状重合体を一時
的に破断する請求項1〜4のいずれか一つに記載の架橋
重合体の製造方法。5. The crosslink according to claim 1, wherein the formed hydrogel polymer is temporarily broken during the period from the start of the polymerization to the point in time when the entire polymerization system gels. A method for producing a polymer.
する時点までの間に、生成した含水ゲル状重合体を回転
腕または攪拌翼の回転によって一時的に破断する請求項
5に記載の架橋重合体の製造方法。6. The hydrogel polymer according to claim 5, wherein the produced hydrogel polymer is temporarily broken by the rotation of the rotating arm or the stirring blade from the time when the polymerization is started until the time when the entire polymerization system gels. A method for producing a crosslinked polymer.
よび/またはそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、ま
たはアミン塩と、1分子当たり少なくとも2つの重合性
不飽和二重結合を有する第1の架橋剤とを主成分とする
請求項1〜6のいずれか一つに記載の架橋重合体の製造
方法。7. An aqueous solution of a polymerizable monomer comprising acrylic acid and / or an alkali metal salt, an ammonium salt, or an amine salt thereof, and a first polymer having at least two polymerizable unsaturated double bonds per molecule. The method for producing a crosslinked polymer according to any one of claims 1 to 6, comprising a crosslinking agent as a main component.
造方法で得られた架橋重合体を乾燥、粉砕して得られる
架橋重合体粒子と、該架橋重合体粒子の表面近傍の少な
くとも2つの官能基と反応する第2の架橋剤とを混合
し、加熱処理することを特徴とする吸水性樹脂の製造方
法。8. A crosslinked polymer particle obtained by drying and pulverizing the crosslinked polymer obtained by the production method according to any one of claims 1 to 6, and a portion near the surface of the crosslinked polymer particle. A method for producing a water-absorbent resin, comprising mixing at least two functional groups with a second crosslinking agent that reacts with the mixture, followed by heat treatment.
も30g/g、生理食塩水の荷重下吸収倍率が少なくと
も25g/g、かつ劣化可溶分が15重量%以下である
ことを特徴とする不定形状を有する吸水性樹脂。9. The absorption capacity of physiological saline at normal pressure is at least 30 g / g, the absorption capacity of physiological saline under load is at least 25 g / g, and the degradable soluble component is 15% by weight or less. A water-absorbent resin having an irregular shape.
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