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公開番号2024052478
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2023019192
出願日2023-02-10
発明の名称架橋重合体
出願人株式会社日本触媒
代理人弁理士法人WisePlus
主分類C08F 220/04 20060101AFI20240404BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】吸水性とゲル強度とを両立することができる架橋重合体を提供する。
【解決手段】 (メタ)アクリル酸(塩)由来の構造単位(a)と(メタ)アクリルアミド由来の構造単位(b)とを有する架橋重合体であって、該架橋重合体は、架橋重合体が有する酸性官能基の中和率が10モル%以下であり、架橋剤由来の構造単位の割合が、全単量体由来の構造単位100モル%に対して0.8モル%以下である、架橋重合体。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
（メタ）アクリル酸（塩）由来の構造単位（ａ）と（メタ）アクリルアミド由来の構造単位（ｂ）とを有する架橋重合体であって、
該架橋重合体は、架橋重合体が有する酸性官能基の中和率が１０モル％以下であり、架橋剤由来の構造単位の割合が、全単量体由来の構造単位１００モル％に対して０．８モル％以下である、架橋重合体。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記酸性官能基がカルボキシル基である、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項３】
前記構造単位（ａ）の含有割合が前記構造単位（ｂ）１００モル％に対して０．１～７５モル％、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項４】
前記架橋重合体は、メチレンビスアクリルアミド由来の構造単位を有する、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項５】
前記架橋重合体は、粒子状の形状を有し、平均粒子径Ｄ５０が３～５００μｍである、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項６】
前記架橋重合体は、架橋重合体１ｇ当たりの吸水能力が５～１００ｇである、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項７】
前記架橋重合体は、アスペクト比が１．１５～１０の形状を有する、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項８】
前記架橋重合体は、水可溶分が全架橋重合体１００質量％に対して３５質量％以下である、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項９】
前記架橋重合体は、水溶性アゾ系開始剤由来の構造単位を有する、請求項１に記載の架橋重合体。
【請求項１０】
請求項１～９に記載の架橋重合体を含む、セラミック成形用添加剤。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋重合体に関する。より詳しくは、セラミック成形用添加剤等に有用な架橋重合体に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリ（メタ）アクリル酸（塩）系重合体等の吸水性樹脂は、優れた吸水性を有することから、吸水性物品等、様々な用途に幅広く使用されている。
多孔質セラミックの製造方法として、セラミック原料に予め吸水膨潤した吸水性ポリマーをセラミック成形用添加剤として添加混練し、得られた混合物を一定形状に成形した後、乾燥または焼成する方法が知られている。このようなセラミック成形用添加剤に関して特許文献１には、イオン性官能基を含む重合体微粒子からなるセラミック成形用添加剤であって、該重合体微粒子が、（ａ）イオン交換水で飽和膨潤した状態における平均粒子径が１０～１５０μｍであり、（ｂ）常圧におけるイオン交換水の吸水量が１０～６０ｍＬ／ｇであり、（ｃ）該重合体微粒子の１質量部をイオン交換水１１０質量部に分散させた水分散液の２５℃における電気伝導度が１５００μＳ／ｃｍ以下であることを特徴とするセラミック成形用添加剤が開示されている。特許文献２、３にもイオン交換水で飽和膨潤した状態における平均粒子径及び吸水量が所定の範囲である重合体微粒子を含むセラミック成形用の乾燥収縮低減剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１２／０３３０７８号
国際公開第２０１２／０２３３７５号
国際公開第２０１２／０２３３７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
架橋重合体をセラミック成形用添加剤として用いる場合、セラミックの気孔サイズを好適な範囲とするために、吸水量を好適な範囲とすることが求められ、また、セラミック原料と混練した際にゲルがつぶれることを抑制するためにゲル強度に優れることが求められる。上述のとおり、セラミック成形用添加剤として用いられる架橋重合体が種々開示されているが、従来の架橋重合体は、吸水性とゲル強度との両立の点で充分ではなかった。
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、吸水性とゲル強度とを両立することができる架橋重合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、架橋重合体について種々検討したところ、（メタ）アクリル酸（塩）由来の構造単位（ａ）と（メタ）アクリルアミド由来の構造単位（ｂ）とを有する架橋重合体において、架橋剤の割合及び架橋重合体が有する酸性官能基の中和率を所定範囲とすることにより吸水性に優れ、かつ、ゲル強度に優れるものとなることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００７】
本発明は、以下の架橋重合体等を包含する。
〔１〕（メタ）アクリル酸（塩）由来の構造単位（ａ）と（メタ）アクリルアミド由来の構造単位（ｂ）とを有する架橋重合体であって、該架橋重合体は、架橋重合体が有する酸性官能基の中和率が１０モル％以下であり、架橋剤由来の構造単位の割合が、全単量体由来の構造単位１００モル％に対して０．８モル％以下である、架橋重合体。
〔２〕前記酸性官能基がカルボキシル基である、上記〔１〕に記載の架橋重合体。
〔３〕前記構造単位（ａ）の含有割合が前記構造単位（ｂ）１００モル％に対して０．１～７５モル％、上記〔１〕又は〔２〕に記載の架橋重合体。
〔４〕前記架橋重合体は、メチレンビスアクリルアミド由来の構造単位を有する、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の架橋重合体。
〔５〕前記架橋重合体は、粒子状の形状を有し、平均粒子径Ｄ５０が３～５００μｍである、上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の架橋重合体。
〔６〕前記架橋重合体は、架橋重合体１ｇ当たりの吸水能力が５～１００ｇである、上記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の架橋重合体。
〔７〕前記架橋重合体は、アスペクト比が１．１５～１０の形状を有する、上記〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の架橋重合体。
〔８〕前記架橋重合体は、水可溶分が全架橋重合体１００質量％に対して３５質量％以下である、上記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の架橋重合体。
〔９〕前記架橋重合体は、水溶性アゾ系開始剤由来の構造単位を有する、上記〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の架橋重合体。
〔１０〕上記〔１〕～〔９〕のいずれかに記載の架橋重合体を含む、セラミック成形用添加剤。
〔１１〕（メタ）アクリル酸（塩）由来の構造単位（ａ）と（メタ）アクリルアミド由来の構造単位（ｂ）とを有し、架橋重合体が有する酸性官能基の中和率が１０モル％以下である架橋重合体を製造する方法であって、該製造方法は、（メタ）アクリル酸（塩）と（メタ）アクリルアミドとを含む単量体成分と架橋剤とを重合する工程を含み、該重合工程における架橋剤の使用量は、全単量体成分１００モル％に対して０．０５～０．８モル％である、架橋重合体の製造方法。
〔１２〕前記重合工程において、アゾ系開始剤を用いる、上記〔１１〕に記載の架橋重合体の製造方法。
〔１３〕前記架橋重合体の製造方法は、前記重合工程で得られた架橋重合体を粉砕する工程を含む、上記〔１１〕又は〔１２〕に記載の架橋重合体の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の架橋重合体は、上述の構成よりなり、吸水性とゲル強度とを両立することができるため、セラミック成形用添加剤等に好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の好ましい形態について具体的に説明するが、本発明は以下の記載のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下に記載される本発明の個々の好ましい形態を２又は３以上組み合わせた形態も、本発明の好ましい形態に該当する。
【００１０】
＜架橋重合体＞
本発明の架橋重合体は、（メタ）アクリル酸（塩）由来の構造単位（ａ）と（メタ）アクリルアミド由来の構造単位（ｂ）とを有し、架橋重合体が有する酸性官能基の中和率が１０モル％以下であり、架橋剤由来の構造単位の割合が、全単量体由来の構造単位１００モル％に対して０．８モル％以下である。
本発明の架橋重合体は、（メタ）アクリル酸（塩）由来のカルボキシル基における酸素原子又は水素原子と（メタ）アクリルアミド由来のアミド基における窒素原子又は水素原子とが水素結合を形成し、水素イオンが解離することで塩のような状態となることにより、（メタ）アクリル酸（塩）又は（メタ）アクリルアミドのホモポリマーよりも吸水性に優れるものとなると推定される。更に、このような架橋重合体において、酸性官能基の中和率及び架橋剤由来の構造単位の割合を所定の範囲とすることにより、吸水性能とゲル強度とのバランスが好適になり、吸水性とゲル強度とを両立することができる。
上記構造単位（ａ）は、（メタ）アクリル酸（塩）が有するエチレン性不飽和炭化水素基（炭素炭素二重結合）が単結合となった構造を意味する。構造単位（ｂ）も同様である。
架橋剤由来の構造単位は、架橋剤が重合性のエチレン性不飽和炭化水素基を有し、該不飽和炭化水素基により架橋を形成する場合、架橋剤の該不飽和炭化水素基が単結合となった構造を意味し、架橋剤が（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド等の単量体成分における反応性官能基と反応する官能基を複数有し、これらの官能基が反応して架橋を形成する場合、架橋剤の該官能基が反応した構造を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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