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生分解性高吸水性高分子の合成方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110001771
掲載日 2011年3月15日
出願番号 特願2010-149142
公開番号 特開2012-012462
登録番号 特許第5540319号
出願日 平成22年6月30日(2010.6.30)
公開日 平成24年1月19日(2012.1.19)
登録日 平成26年5月16日(2014.5.16)
発明者
  • 甲野 裕之
出願人
  • 独立行政法人国立高等専門学校機構
発明の名称 生分解性高吸水性高分子の合成方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 ポリアクリル酸ナトリウム架橋体の代替材料として、天然に大量に存在するセルロース、キチン、キトサン等を原料として、生分解性が高く、かつ吸水力や吸水速度も従来品に匹敵しうる環境に優しい高吸水性高分子の合成方法を提供すること。
【解決手段】 セルロース、キチン、キトサンおよび多糖類の群から選ばれる1以上の天然由来高分子を、ポリカルボン酸無水物を用いてエステル架橋反応させる。セルロースもしくはキチンについては、塩化リチウムを含むN-メチルピロリドン、塩化リチウムを含むN,N,-ジメチルアセトアミド、もしくはフッ化テトラブチルアンモニウムを含むジメチルスルホキシドを溶媒とする。キトサンもしくは多糖類については、メタノールとN-メチルピロリドもしくはN,N,-ジメチルアセトアミドとメタノールとを含む酢酸水溶液を用いる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



高吸水性高分子はその高い吸水性と保水性から衛生用品をはじめ、農業・園芸、流通資材、土木・建築、医療、トイレタリーまで幅広い活用がされている。歴史的にはまだ企業化が始められてから僅か25年程度であるが、衛生材料を中心として大きな市場が形成されており、その国内市場規模50万トン、750億円といわれている。





高吸水性高分子の合成には、一般的に原油から精製されるポリアクリル酸ナトリウム架橋体などアクリル酸系樹脂などを原料として用いられることが多い。しかしながらアクリル酸系は難分解性であるので、紙おむつなどに使用した場合、廃棄後これらが環境中に分散すれば環境問題を引き起こすことが懸念されている。そこで近年、生分解性を有する高吸水性高分子の開発が行われてきている。





生分解性を有し、かつ吸水力に優れた材料として、セルロース誘導体を利用することが試みられており、特にカルボン酸塩を構造中に含むカルボキシメチルセルロースを用いて検討されてきた。例えばカルボキシメチルセルロースを化学的に架橋する方法(特許文献1~4)、放射線架橋を用いて自己架橋する方法(特許文献5)が知られている。





しかし、上記技術では、いずれもセルロース誘導体を出発物質として使用し、製造コストの点で問題が残る。また架橋部とカルボキシメチルセルロース間の結合はエーテル結合であり、化学的に安定なため、生分解性の点でも問題がある。





一方、セルロースそのものを、エーテル結合ではなく高い生分解性を示すエステル結合で架橋する方法として、コハク酸無水物を用いる方法が開示されているが(非特許文献1)、得られる吸水性材料中に含まれるカルボン酸ナトリウム塩の含有量が少ないため、吸水速度が遅いものしか得られないという問題がある。

産業上の利用分野



本発明は、生分解性を持つ高吸水性高分子の合成方法および該合成方法により得られる生分解性高吸水性高分子に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
セルロース、キチンもしくはこれらの混合物である天然由来高分子を、ポリカルボン酸無水物を用いて、塩化リチウムを含むN,N,-ジメチルアセトアミドの溶媒中でエステル架橋反応させる工程を含む生分解性高吸水性高分子の合成方法。

【請求項2】
キトサン、多糖類もしくはこれらの混合物である天然由来高分子を、ポリカルボン酸無水物を用いて、メタノールとN-メチルピロリドンもしくはN,N,-ジメチルアセトアミドとメタノールとを含む酢酸水溶液中でエステル架橋反応させる工程を含む生分解性高吸水性高分子の合成方法。

【請求項3】
前記多糖類がアミロースである、請求項2記載の合成方法。

【請求項4】
前記ポリカルボン酸無水物が1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物もしくは3,3',4,4'-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物である、請求項1~3いずれかの項記載の合成方法。

【請求項5】
請求項1~4いずれかの項記載の合成方法で得られる生分解性高吸水性高分子。
産業区分
  • 高分子化合物
  • 液体燃料・油脂
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010149142thum.jpg
出願権利状態 登録


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