JP3069746B2 - 水膨潤性ポリマーの超微粉を用いた水膨潤性製品の製造方法 - Google Patents
水膨潤性ポリマーの超微粉を用いた水膨潤性製品の製造方法Info
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- C08J2300/10—Polymers characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
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Description
【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、水膨潤性ポリマーの超微粉を応用技術に再
使用可能な形状に変形する方法、すなわちこれら超微粉
のための再利用方法に関する。
使用可能な形状に変形する方法、すなわちこれら超微粉
のための再利用方法に関する。
[背景技術] 水膨潤性ポリマーの製造においては、微粒子の部分を
必然的に生じ、それらは径が小さいために例えばおむつ
や失禁商品に用いることが出来ない。その理由はそれら
の投与が困難であること、ほこりが形成されているこ
と、かつまた、膨潤能力が小さいことである。水膨潤性
ポリマー粒子中の微粉から生じる製品は膨潤能力が小さ
い。膨潤能力の減少は、いわゆる閉塞、すなわち粒子の
混合物が滲透する液体の遮断によって引き起こされる。
上記理由により、200μm未満、好ましくは100μm未満
のポリマー微粉は、衛生商品に使用する前に分別され
る。
必然的に生じ、それらは径が小さいために例えばおむつ
や失禁商品に用いることが出来ない。その理由はそれら
の投与が困難であること、ほこりが形成されているこ
と、かつまた、膨潤能力が小さいことである。水膨潤性
ポリマー粒子中の微粉から生じる製品は膨潤能力が小さ
い。膨潤能力の減少は、いわゆる閉塞、すなわち粒子の
混合物が滲透する液体の遮断によって引き起こされる。
上記理由により、200μm未満、好ましくは100μm未満
のポリマー微粉は、衛生商品に使用する前に分別され
る。
水膨潤性ポリマーの製造は公知である。米国特許第4,
698,404号は、炭化水素中におけるアクリル酸とアクリ
ル酸アルカリまたはアクリル酸アンモニウムから成る水
溶液の逆相懸濁重合とポリマーの架橋結合とによって水
膨潤性ポリマーを製造する代表的な方法を記載してい
る。
698,404号は、炭化水素中におけるアクリル酸とアクリ
ル酸アルカリまたはアクリル酸アンモニウムから成る水
溶液の逆相懸濁重合とポリマーの架橋結合とによって水
膨潤性ポリマーを製造する代表的な方法を記載してい
る。
欧州特許出願第A1 0205674号は、架橋結合活性をも
つ物質の存在中における基本的に酸基を含有するモノマ
ーの溶液重合を記載している。該ポリマー中の酸基が少
なくとも25%だけ中和され、ポリマーゲルが乾燥された
後、高いゲル強度と小量の抽出可能部分をもつ水膨潤性
ポリマーが得られる。
つ物質の存在中における基本的に酸基を含有するモノマ
ーの溶液重合を記載している。該ポリマー中の酸基が少
なくとも25%だけ中和され、ポリマーゲルが乾燥された
後、高いゲル強度と小量の抽出可能部分をもつ水膨潤性
ポリマーが得られる。
欧州特許出願第A2 0312952号は、分散された架橋結
合剤の存在中少なくとも20%の程度に中和されたカルボ
キシル基含有モノマーの重合を記載している。欧州特許
出願第A2 0280541号は、少なくとも20%のアクリル酸
が中和された形で存在しているアクリル酸含有モノマー
の連続共重合を記載している。
合剤の存在中少なくとも20%の程度に中和されたカルボ
キシル基含有モノマーの重合を記載している。欧州特許
出願第A2 0280541号は、少なくとも20%のアクリル酸
が中和された形で存在しているアクリル酸含有モノマー
の連続共重合を記載している。
超微粉は、方法形式にかかわらず、すなわち、溶液重
合、乳化重合、懸濁重合あるいはグラフト重合のいずれ
であるかにかかわらず、すべての水膨潤性ポリマー粒子
製造方法中に生じる。これらの超微粉は、応用技術にお
ける該ポリマーの性質を低下させる。これらは重合中あ
るいは連続する再処理動作中に生ずる。200μm未満の
大きさの、とりわけ100μm未満の大きさのこれらの超
微粉は、衛生商品に使用する前に、例えば、選別によっ
て、均一な混合物から分別される。メッシュの細かさに
依存して、水膨潤性超微粉の25%までは、これまで非常
に特殊な応用形式なおいて限定された使用が発見されて
きた。
合、乳化重合、懸濁重合あるいはグラフト重合のいずれ
であるかにかかわらず、すべての水膨潤性ポリマー粒子
製造方法中に生じる。これらの超微粉は、応用技術にお
ける該ポリマーの性質を低下させる。これらは重合中あ
るいは連続する再処理動作中に生ずる。200μm未満の
大きさの、とりわけ100μm未満の大きさのこれらの超
微粉は、衛生商品に使用する前に、例えば、選別によっ
て、均一な混合物から分別される。メッシュの細かさに
依存して、水膨潤性超微粉の25%までは、これまで非常
に特殊な応用形式なおいて限定された使用が発見されて
きた。
水膨潤性ポリマー超微粉は高価値であるから、例え
ば、塊状化により、これらを再使用可能な形に変形しよ
うとする多くの試みがなされてきた。DE−OS第3741157
号は、融解あるいは焼結可能な粉末固体をもつ水膨潤性
ポリマー超微粉から成る混合物を熱処理することによる
粒状材料の形成を記載している。
ば、塊状化により、これらを再使用可能な形に変形しよ
うとする多くの試みがなされてきた。DE−OS第3741157
号は、融解あるいは焼結可能な粉末固体をもつ水膨潤性
ポリマー超微粉から成る混合物を熱処理することによる
粒状材料の形成を記載している。
DE−OS第3741158号は、溶液あるいは分散液が塊状化
物を形成するのに使用されることを特徴とする水膨潤性
ポリマー超微粉の凝結方法を記載している。塊状化され
た超微粉の不利な点は、例えば、輸送中あるいは処理中
に起こる機械的応力の下ではこれからの安定度が低いと
いう点である。
物を形成するのに使用されることを特徴とする水膨潤性
ポリマー超微粉の凝結方法を記載している。塊状化され
た超微粉の不利な点は、例えば、輸送中あるいは処理中
に起こる機械的応力の下ではこれからの安定度が低いと
いう点である。
1988年12月19日付の米国特許第4,950,692号は、いわ
ゆる超吸収剤、すなわち大量の水あるいは体液を吸収可
能なポリマー材料を形成するための水膨潤性ポリマー超
微粉を再処理する方法を記載している。その方法では、
該超微粉が水溶液によってゲルに変換され、そのゲルが
すりつぶされ乾燥される。そのゲルの形成に使用される
水溶液は過硫酸塩を含む。均一なゲルを得るために水膨
潤性ポリマー超微粉を水で処理することは方法技術の観
点から非常に高価である。それは、その水の分布が上記
閉塞に妨げられて、濡れていない乾燥ポリマーを含むか
らである。部分的に中和された形で70%の程度まで存在
するアクリル酸の溶液重合の後に得られるような水膨潤
性ポリマーを30%含むポリマーゲルは、混練器で処理す
るしかない。さらに、この水膨潤性ポリマー超微粉のゲ
ルへの変換方法は、大量の水を必要とするので乾燥によ
って再び取り除かなければならない。
ゆる超吸収剤、すなわち大量の水あるいは体液を吸収可
能なポリマー材料を形成するための水膨潤性ポリマー超
微粉を再処理する方法を記載している。その方法では、
該超微粉が水溶液によってゲルに変換され、そのゲルが
すりつぶされ乾燥される。そのゲルの形成に使用される
水溶液は過硫酸塩を含む。均一なゲルを得るために水膨
潤性ポリマー超微粉を水で処理することは方法技術の観
点から非常に高価である。それは、その水の分布が上記
閉塞に妨げられて、濡れていない乾燥ポリマーを含むか
らである。部分的に中和された形で70%の程度まで存在
するアクリル酸の溶液重合の後に得られるような水膨潤
性ポリマーを30%含むポリマーゲルは、混練器で処理す
るしかない。さらに、この水膨潤性ポリマー超微粉のゲ
ルへの変換方法は、大量の水を必要とするので乾燥によ
って再び取り除かなければならない。
「ハウベン・ヴェイル有機化学の方法(Houben−Wey
l,Methoden der organischen Chemie」巻14/1、貢10
43(1961)は、メチルエステルモノマー中に二つの異な
る粒径をもつポリメタクリル酸メチルエステルの懸濁液
から成る、注入容易なかたまりの製造を記載している。
l,Methoden der organischen Chemie」巻14/1、貢10
43(1961)は、メチルエステルモノマー中に二つの異な
る粒径をもつポリメタクリル酸メチルエステルの懸濁液
から成る、注入容易なかたまりの製造を記載している。
水溶液の重合において、重合により均一に分散される
ように水膨潤性ポリマー超微粉を含めるためにそれらを
再使用することは、方法技術の観点から非常に困難であ
る。
ように水膨潤性ポリマー超微粉を含めるためにそれらを
再使用することは、方法技術の観点から非常に困難であ
る。
とりわけ、そのポリマー超微粉は、水系および/また
は水蒸気との接触で膨張する傾向がある。DE−PS第2737
994号はこの性質を積極的に利用する。この特許は、例
えば、アクリル酸塩とアクリルアミドのモノマー水溶液
とをイオン化放射によって重合するヒドロゲル類の製造
方法を記載している。その水のようなモノマー混合物を
動かなくして、それが流れるのを防ぐためのプロセス補
助剤として増粘剤が使用される。そのモノマー溶液中に
溶けそれを濃厚にする高分子水膨潤性ポリマーに加え
て、250μm未満の粒径をもつ水不溶ポリ電解質−ヒド
ロゲル類も増粘剤として効果的に使用できる。
は水蒸気との接触で膨張する傾向がある。DE−PS第2737
994号はこの性質を積極的に利用する。この特許は、例
えば、アクリル酸塩とアクリルアミドのモノマー水溶液
とをイオン化放射によって重合するヒドロゲル類の製造
方法を記載している。その水のようなモノマー混合物を
動かなくして、それが流れるのを防ぐためのプロセス補
助剤として増粘剤が使用される。そのモノマー溶液中に
溶けそれを濃厚にする高分子水膨潤性ポリマーに加え
て、250μm未満の粒径をもつ水不溶ポリ電解質−ヒド
ロゲル類も増粘剤として効果的に使用できる。
ポリマー粒子の好ましくない膨潤およびそれと関連す
るセットアップは今日までのところ、米国特許第4,72
7、097号に記載されているように無極性の有機溶媒を粉
末粒子のための分散媒として使用するときにかぎって避
けられる。この特許によれば、水吸収樹脂は例えば、n
−ヘキサン、クロロヘキサン、またはリグロイン中に分
散され、続いて、親水性モノマーに含浸される。しかし
ながら、そのような揮発性、可熱性、無極性溶媒の使用
は、生態学的かつ経済的理由のためにこの方法を不都合
にする。水と混合されたときポリマー粉末の膨潤を抑制
できる有極性かつ水混性の溶媒、例えば、メタノール、
エタノール、アセントまたはジオキサンの可能な使用で
さえ、使用する有機溶媒を別の工程で分離し再処理しな
ければならないから、付加的動作工程と好ましくない高
いプロセスコストを招く。
るセットアップは今日までのところ、米国特許第4,72
7、097号に記載されているように無極性の有機溶媒を粉
末粒子のための分散媒として使用するときにかぎって避
けられる。この特許によれば、水吸収樹脂は例えば、n
−ヘキサン、クロロヘキサン、またはリグロイン中に分
散され、続いて、親水性モノマーに含浸される。しかし
ながら、そのような揮発性、可熱性、無極性溶媒の使用
は、生態学的かつ経済的理由のためにこの方法を不都合
にする。水と混合されたときポリマー粉末の膨潤を抑制
できる有極性かつ水混性の溶媒、例えば、メタノール、
エタノール、アセントまたはジオキサンの可能な使用で
さえ、使用する有機溶媒を別の工程で分離し再処理しな
ければならないから、付加的動作工程と好ましくない高
いプロセスコストを招く。
水、水蒸気、または水溶液との接触時に互いにセット
アップすることに加えて、その粒子はまた、コンベア、
撹拌機構および反応釜壁に付着する傾向がある。モノマ
ー溶液中に不十分に分布され、かつ、セットアップから
生じる、粗い水膨潤性ポリマー粒子は、より容易に安定
し、重合反応釜の底で、例えば搬送ベルト上で固体層を
形成し、その層はしっかりと反応釜に付着してポリマー
ゲルの粉砕を非常に難しくする。
アップすることに加えて、その粒子はまた、コンベア、
撹拌機構および反応釜壁に付着する傾向がある。モノマ
ー溶液中に不十分に分布され、かつ、セットアップから
生じる、粗い水膨潤性ポリマー粒子は、より容易に安定
し、重合反応釜の底で、例えば搬送ベルト上で固体層を
形成し、その層はしっかりと反応釜に付着してポリマー
ゲルの粉砕を非常に難しくする。
[発明の開示] 従って、本発明の目的は、上記の方法により製造され
る水膨潤性ポリマーに不可避的に含まれる水膨潤性ポリ
マー超微粉が応用技術に受け入れられる形、例えば再使
用可能な形に変換することができ、かつ、付加的な高価
な乾燥と有機溶媒の使用を避けることができる、経済的
な、プロセス技術的に簡単な方法を提供することであ
る。
る水膨潤性ポリマーに不可避的に含まれる水膨潤性ポリ
マー超微粉が応用技術に受け入れられる形、例えば再使
用可能な形に変換することができ、かつ、付加的な高価
な乾燥と有機溶媒の使用を避けることができる、経済的
な、プロセス技術的に簡単な方法を提供することであ
る。
本発明によれば、この目的は次の諸工程により達成さ
れる。
れる。
a)水膨潤性ポリマーの非常に細かい粒子を、室温で液
体であってそのポリマーの膨潤を引き起こさないモノマ
ー中に分散する工程、 b)その分散液をモノマー水溶液と混合する工程、 c)その混合物を触媒の付加および/または露光によっ
て重合する工程、及び d)生じたポリマーゲルを粉砕し、乾燥し、すりつぶす
工程。
体であってそのポリマーの膨潤を引き起こさないモノマ
ー中に分散する工程、 b)その分散液をモノマー水溶液と混合する工程、 c)その混合物を触媒の付加および/または露光によっ
て重合する工程、及び d)生じたポリマーゲルを粉砕し、乾燥し、すりつぶす
工程。
液体モノマー、好ましくは、アクリル酸、メタクリル
酸、(メタ)アクリル酸のエステル、酢酸ビニル、ビニ
ルピロリドン、ジメチルアミノ−アルキル−(メタ−)
アクリレート、ジアルキルアミノアルキル−(メタ−)
アクリルアミド、またはこれらモノマーの混合物がその
水膨潤性ポリマー超微粉を膨潤させないモノマーとして
使用される。その水膨潤性ポリマー超微粉と室温で液体
であり超微粉の膨潤を引き起こさない上記モノマーとか
ら形成される分散液は、その後、モノマー水溶液と混合
され、それによって分散液がモノマー水溶液に加えるこ
とを好ましくする。モノマー水溶液は好ましくは重合に
使用される他の従来の添加物の他に触媒を含む。重量は
公知の方法により実行することができ、また、例えば触
媒を使用するかわりに照射によって開始することができ
る。
酸、(メタ)アクリル酸のエステル、酢酸ビニル、ビニ
ルピロリドン、ジメチルアミノ−アルキル−(メタ−)
アクリレート、ジアルキルアミノアルキル−(メタ−)
アクリルアミド、またはこれらモノマーの混合物がその
水膨潤性ポリマー超微粉を膨潤させないモノマーとして
使用される。その水膨潤性ポリマー超微粉と室温で液体
であり超微粉の膨潤を引き起こさない上記モノマーとか
ら形成される分散液は、その後、モノマー水溶液と混合
され、それによって分散液がモノマー水溶液に加えるこ
とを好ましくする。モノマー水溶液は好ましくは重合に
使用される他の従来の添加物の他に触媒を含む。重量は
公知の方法により実行することができ、また、例えば触
媒を使用するかわりに照射によって開始することができ
る。
アクリル酸をモノマーとして使用するのが好ましく、
即ち、その水膨潤性ポリマー超微粉は初めアクリル酸中
に分散され、その後、アクリル酸水溶液中に投入され
る。しかしながら、そのポリマー超微粉の分散液を形成
するため、そして、モノマー水溶液を製造するための、
異なるモノマー、例えばアクリル酸/アクリルアミド水
溶液、を使用するのはまた可能である。
即ち、その水膨潤性ポリマー超微粉は初めアクリル酸中
に分散され、その後、アクリル酸水溶液中に投入され
る。しかしながら、そのポリマー超微粉の分散液を形成
するため、そして、モノマー水溶液を製造するための、
異なるモノマー、例えばアクリル酸/アクリルアミド水
溶液、を使用するのはまた可能である。
例えば、非中和部分として全モノマー混合物中に存在
するそのアクリル酸の部分がその超微粉を分散するのに
利用される。
するそのアクリル酸の部分がその超微粉を分散するのに
利用される。
その水膨潤性ポリマー超微粉と、超微粉の膨潤を引き
起こさない液体モノマーとから成る分散液とモノマー水
溶液との混合は、好ましくは、重合が始まる直前に起こ
る。すなわち、それが重合反応釜に置かれてすぐ、重合
反応が始まろうとする寸前に起こる。
起こさない液体モノマーとから成る分散液とモノマー水
溶液との混合は、好ましくは、重合が始まる直前に起こ
る。すなわち、それが重合反応釜に置かれてすぐ、重合
反応が始まろうとする寸前に起こる。
もしアクリル酸が非膨潤性の液体モノマーとして使用
されているなら、最も驚くべきことだが、分散液がモノ
マー水溶液に加えられる前に、例えば窒素でパージする
ことによってアクリル酸と超微粉の分散液から小量の酸
素を除去することは必要でない。
されているなら、最も驚くべきことだが、分散液がモノ
マー水溶液に加えられる前に、例えば窒素でパージする
ことによってアクリル酸と超微粉の分散液から小量の酸
素を除去することは必要でない。
第一のプロセス工程で得られる分散液は、0.5から50
%−wt、好ましくは、5から40%−wtのポリマー超微粉
含量に調整される。
%−wt、好ましくは、5から40%−wtのポリマー超微粉
含量に調整される。
第一のプロセス工程で得られる分散液を第二のプロセ
ス工程によるモノマー水溶液と混合した後、モノマーの
総量に対するポリマー超微粉の含量は、有利には0.1か
ら30%−wtの範囲、好ましくは、0.5から20%−wtまで
の範囲である。
ス工程によるモノマー水溶液と混合した後、モノマーの
総量に対するポリマー超微粉の含量は、有利には0.1か
ら30%−wtの範囲、好ましくは、0.5から20%−wtまで
の範囲である。
そのポリマー超微粉は、部分的に中和され、架橋結合
された、ヒドロゲル形成の天然ポリマーおよび/または
合成ポリマーを含むかそれのみから成り、架橋結合され
た水膨潤性ポリアクリレートが合成ポリマーとして好ま
しい。
された、ヒドロゲル形成の天然ポリマーおよび/または
合成ポリマーを含むかそれのみから成り、架橋結合され
た水膨潤性ポリアクリレートが合成ポリマーとして好ま
しい。
重合工程中に存在する水膨潤性ポリマー超微粉は、20
0μm未満の、好ましくは、100μm未満の粒径をもつ。
0μm未満の、好ましくは、100μm未満の粒径をもつ。
再利用され細かく分割されたポリマーの量は、利用さ
れる液体モノマーの量によって決定される。再利用され
た細かい粉末と液体モノマーから成る分散液の容易な扱
いが確保されねばならない。例えば、30mol−%アクリ
ル酸と70mol−%アクリル酸ナトリウムから成る溶液の
架橋結合重合の場合、総モノマーに対して15%−wtのポ
リマーの細かい粉末を回収するのにアクリル酸は十分な
量であり、その結果、ポリマーの細かい粉末とアクリル
酸との汲み出し可能な懸濁液が形成されうる。
れる液体モノマーの量によって決定される。再利用され
た細かい粉末と液体モノマーから成る分散液の容易な扱
いが確保されねばならない。例えば、30mol−%アクリ
ル酸と70mol−%アクリル酸ナトリウムから成る溶液の
架橋結合重合の場合、総モノマーに対して15%−wtのポ
リマーの細かい粉末を回収するのにアクリル酸は十分な
量であり、その結果、ポリマーの細かい粉末とアクリル
酸との汲み出し可能な懸濁液が形成されうる。
本発明による方法は、バッチで実行してもよいし、連
続的に実行してもよい。しかし連続的手続きが好まし
い。
続的に実行してもよい。しかし連続的手続きが好まし
い。
もし超微粉の再利用を含むその重合方法が連続的に実
行されるなら、架橋結合活性をもつモノマーから成るア
クリル酸アルカリまたはアクリル酸アンモニウム水溶液
は、窒素でパージすることによって溶けた酸素が大量に
除去されて、そしてパイプラインを経て反応室中へと輸
送される。同時に、そのモノマー水溶液反応室への導入
の直前に、水膨潤性ポリマーの粉末流が室温で液体であ
るモノマー、あるいはポリマー超微粉の膨潤を引き起こ
さないモノマー混合物と連続的に混合されて、上記モノ
マー水溶液と結合される。重合は公知の触媒あるいは触
媒システムを添加することによって、および/または、
露光や照射によって開始される。得られた硬いゲルは、
粗く前砕きされ、そして乾燥される。乾燥後、すりつぶ
され、そして大きすぎる粒子と小さすぎる粒子とがそれ
ぞれ分別される。
行されるなら、架橋結合活性をもつモノマーから成るア
クリル酸アルカリまたはアクリル酸アンモニウム水溶液
は、窒素でパージすることによって溶けた酸素が大量に
除去されて、そしてパイプラインを経て反応室中へと輸
送される。同時に、そのモノマー水溶液反応室への導入
の直前に、水膨潤性ポリマーの粉末流が室温で液体であ
るモノマー、あるいはポリマー超微粉の膨潤を引き起こ
さないモノマー混合物と連続的に混合されて、上記モノ
マー水溶液と結合される。重合は公知の触媒あるいは触
媒システムを添加することによって、および/または、
露光や照射によって開始される。得られた硬いゲルは、
粗く前砕きされ、そして乾燥される。乾燥後、すりつぶ
され、そして大きすぎる粒子と小さすぎる粒子とがそれ
ぞれ分別される。
水吸収樹脂を特徴づけるための、粉末状樹脂は100か
ら850μmにふるい分けされ、この部分は保持力、残留
モノマー、および抽出可能部分に関して調べられる。
ら850μmにふるい分けされ、この部分は保持力、残留
モノマー、および抽出可能部分に関して調べられる。
保持力はティーバッグテスト法に従って決定され、三
回の測定の平均値として報告される。すなわち約200mg
の樹脂がティーバッグに封入され0.9%NaCl溶液に10分
間浸される。続いて、そのティーバッグは遠心分離機
(直径23cm)内で、1400rpmの回転速度で5分間遠心分
離される。水吸収樹脂の入っていない一つのティーバッ
グが空包として使用される。
回の測定の平均値として報告される。すなわち約200mg
の樹脂がティーバッグに封入され0.9%NaCl溶液に10分
間浸される。続いて、そのティーバッグは遠心分離機
(直径23cm)内で、1400rpmの回転速度で5分間遠心分
離される。水吸収樹脂の入っていない一つのティーバッ
グが空包として使用される。
抽出可能部分を決定するため、100から850μmの粒径
をもつ0.2gのポリマーが100gの0.9%塩溶液中でそれぞ
れ1時間と16時間撹拌される。カルボキシル基が、この
混合物のろ過液中で電位差計で測定され、ポリマーの可
溶割合がポリマーの中和度を考慮して計算される。
をもつ0.2gのポリマーが100gの0.9%塩溶液中でそれぞ
れ1時間と16時間撹拌される。カルボキシル基が、この
混合物のろ過液中で電位差計で測定され、ポリマーの可
溶割合がポリマーの中和度を考慮して計算される。
本発明による方法は次のようにいくつかの利点を示
す。ポリマーを膨潤させない媒質中の前分散であるか
ら、そのプロセス中の時間制約は有利に回避される。分
散液は長時間にわたって扱うことができる。さらに、モ
ノマー水溶液中のより大量の粉末状の細かい物でさえ、
改善された分布が達成される。ポリマーを膨潤させない
液体媒質は、異物ではなくて全モノマー溶液の一構成要
素である。重合反応釜例えば動いている搬送ベルトへの
導入のほんの少し前に、水膨潤性ポリマー超微粉は水系
と接触する。これは水溶液あるいは水蒸気との接触によ
り引き起こされる超微粉の膠着、あるいは壁への付着と
ポリマー粒子の膨潤とをなくする。水膨潤性ポリマーの
重合工程への再利用は、上記の方策により可能となる。
す。ポリマーを膨潤させない媒質中の前分散であるか
ら、そのプロセス中の時間制約は有利に回避される。分
散液は長時間にわたって扱うことができる。さらに、モ
ノマー水溶液中のより大量の粉末状の細かい物でさえ、
改善された分布が達成される。ポリマーを膨潤させない
液体媒質は、異物ではなくて全モノマー溶液の一構成要
素である。重合反応釜例えば動いている搬送ベルトへの
導入のほんの少し前に、水膨潤性ポリマー超微粉は水系
と接触する。これは水溶液あるいは水蒸気との接触によ
り引き起こされる超微粉の膠着、あるいは壁への付着と
ポリマー粒子の膨潤とをなくする。水膨潤性ポリマーの
重合工程への再利用は、上記の方策により可能となる。
上記方法は驚くべき別の利点を提供する。大量のポリ
マー水膨潤性の細かい粉末の添加によって得られた−水
膨潤性ポリマーの応用技術的特性は、基本的に重合バッ
チの構成と触媒の種類と量とによって決定されるのであ
って、膨潤能力や抽出可能部分のような超微粉の特性に
よって決定されるのではない。この知見は、異なる架橋
結合度をもつ超微粉あるいはそのモノマーバッチと違う
中和度をもつ超微粉を使用する機会を提供する。
マー水膨潤性の細かい粉末の添加によって得られた−水
膨潤性ポリマーの応用技術的特性は、基本的に重合バッ
チの構成と触媒の種類と量とによって決定されるのであ
って、膨潤能力や抽出可能部分のような超微粉の特性に
よって決定されるのではない。この知見は、異なる架橋
結合度をもつ超微粉あるいはそのモノマーバッチと違う
中和度をもつ超微粉を使用する機会を提供する。
さらにその上に、無水液体モノマーへの添加によっ
て、他の水膨潤性合成ポリマーおよび/または天然ポリ
マーおよび/またはその誘導体、例えば、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン、でんぷん、セルロー
ス、グアル、ヒドロオキシエチル、およびカルボキシメ
チルセルロースを微粉末として使用し、重合の直前に分
散液の形でその水溶液モノマーバッチに添加してもよ
い。
て、他の水膨潤性合成ポリマーおよび/または天然ポリ
マーおよび/またはその誘導体、例えば、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン、でんぷん、セルロー
ス、グアル、ヒドロオキシエチル、およびカルボキシメ
チルセルロースを微粉末として使用し、重合の直前に分
散液の形でその水溶液モノマーバッチに添加してもよ
い。
[実施例] 本発明は次の実施例によってさらに詳細に示される。
実施例1: 187.2gのアクリル酸と、368.1gの脱イオン化された水
と、1.33gのメチレンビスアクリルアミドとのモノマー
溶液が円筒プラスチック容器中に準備される。撹拌およ
び冷却下で、中和が229gの45%苛性ソーダ液で行われ
た。その溶液は6℃に冷却され、窒素でパージされる。
続いて、10gの水に溶解された1gのアゾ−ビス−(2−
アミディノプロパン)−ジヒドロクロリドと、2gの水で
希釈された0.044gの35%過酸化水素と、5gの水に溶解さ
れた0.8gの過硫酸ナトリウムとが加えられる。60gのポ
リマー超微粉と78gのアクリル酸の懸濁液がこの反応溶
液に加えられる。懸濁液は別の容器に準備される。100
μm未満の粒径をもつ超微粉末は、36g/gのティーバッ
グ保持力値と16時間後18%の抽出可能部分をもつ僅かに
交叉結合されたポリアクリル酸塩から成る。上記懸濁液
がモノマー溶液に加えられ、2gの水に溶解された0.027g
のアスコルビン酸を加えることによって重合が開始され
る。重合の開始はモノマー溶液の98℃への温度上昇によ
って確認される。30分後、生じたゲル塊が粉砕され、15
0℃の熱空気で乾燥される。そのポリマーは、次にすり
つぶされ100から850μmの粒径範囲にふるい分けされ
る。
と、1.33gのメチレンビスアクリルアミドとのモノマー
溶液が円筒プラスチック容器中に準備される。撹拌およ
び冷却下で、中和が229gの45%苛性ソーダ液で行われ
た。その溶液は6℃に冷却され、窒素でパージされる。
続いて、10gの水に溶解された1gのアゾ−ビス−(2−
アミディノプロパン)−ジヒドロクロリドと、2gの水で
希釈された0.044gの35%過酸化水素と、5gの水に溶解さ
れた0.8gの過硫酸ナトリウムとが加えられる。60gのポ
リマー超微粉と78gのアクリル酸の懸濁液がこの反応溶
液に加えられる。懸濁液は別の容器に準備される。100
μm未満の粒径をもつ超微粉末は、36g/gのティーバッ
グ保持力値と16時間後18%の抽出可能部分をもつ僅かに
交叉結合されたポリアクリル酸塩から成る。上記懸濁液
がモノマー溶液に加えられ、2gの水に溶解された0.027g
のアスコルビン酸を加えることによって重合が開始され
る。重合の開始はモノマー溶液の98℃への温度上昇によ
って確認される。30分後、生じたゲル塊が粉砕され、15
0℃の熱空気で乾燥される。そのポリマーは、次にすり
つぶされ100から850μmの粒径範囲にふるい分けされ
る。
上記水吸収ポリマーは次の性質を示す。
保持力: 28.1g/g 抽出可能部分: 6.5%(16時間後) 未反応アクリル酸: 335ppm 実施例2: でんぷん−アクリル酸−グラフトポリマー(商品名:
サンウエットIM1000、三洋化学(株))を100μmより
小さくすりつぶすことによって得られたポリマー超微粉
が使用(分散)されること以外は実施例1と同じ手順。
サンウエットIM1000、三洋化学(株))を100μmより
小さくすりつぶすことによって得られたポリマー超微粉
が使用(分散)されること以外は実施例1と同じ手順。
保持力: 29g/g 抽出可能部分: 7.2%(16時間値) 未反応アクリル酸: 420ppm 実施例3: 実施例4にしたがって、モノマー溶液中4%のポリビ
ニールアルコールの存在下でアクリル酸を重合すること
によって得られ、且つ200μm未満の粒径をもつ、しか
し最も細かい超微粉末は含まない、微粉末が使用される
以外は実施例2と同じ手順。
ニールアルコールの存在下でアクリル酸を重合すること
によって得られ、且つ200μm未満の粒径をもつ、しか
し最も細かい超微粉末は含まない、微粉末が使用される
以外は実施例2と同じ手順。
保持力: 26g/g 抽出可能部分: 4.0%(1時間後) 未反応アクリル酸: 490ppm 実施例4: 1時間あたり、2146.9gの水に1326.6gのアクリル酸1
9.1gのトリアリルアミンを溶解し1497.4gの45%カセイ
ソーダ液で中和することによって得られ、かつ8℃に冷
却されかつ窒素でパージされたモノマー溶液が搬送ベル
ト上に投与される。同時に、1時間あたり、426.7gのア
クリル酸213.3gの超微粉末との懸濁液が該モノマーの流
れ中に投与される。さらに、1時間あたり、166.6gの水
に3.4gのホルムアミディンスルフィン酸を溶解した溶液
と186.97gの水に13.03gのヒドロ過酸化第三ブチルを溶
解した溶液と199.74gの水に0.26gのアスコルビン酸を溶
解した溶液とがそれぞれ別々に連続的に加えられる。そ
の重合は約100℃への温度上昇を伴って20分以内で進行
し、1群のゲルが形成されてそれは粉砕され150℃の熱
空気で乾燥される。そのポリマーは、その後すりつぶさ
れ100から850μmの粒径にふるい分けされる。使用され
た100μm未満の粒径をもつ超微粉末は、この実施例に
従って、しかし最も細かいポリマー粒子が加えられるこ
となく、連続的溶液重合から誘導される。
9.1gのトリアリルアミンを溶解し1497.4gの45%カセイ
ソーダ液で中和することによって得られ、かつ8℃に冷
却されかつ窒素でパージされたモノマー溶液が搬送ベル
ト上に投与される。同時に、1時間あたり、426.7gのア
クリル酸213.3gの超微粉末との懸濁液が該モノマーの流
れ中に投与される。さらに、1時間あたり、166.6gの水
に3.4gのホルムアミディンスルフィン酸を溶解した溶液
と186.97gの水に13.03gのヒドロ過酸化第三ブチルを溶
解した溶液と199.74gの水に0.26gのアスコルビン酸を溶
解した溶液とがそれぞれ別々に連続的に加えられる。そ
の重合は約100℃への温度上昇を伴って20分以内で進行
し、1群のゲルが形成されてそれは粉砕され150℃の熱
空気で乾燥される。そのポリマーは、その後すりつぶさ
れ100から850μmの粒径にふるい分けされる。使用され
た100μm未満の粒径をもつ超微粉末は、この実施例に
従って、しかし最も細かいポリマー粒子が加えられるこ
となく、連続的溶液重合から誘導される。
その最終生成物は次の特性を示す。
保持力: 25.5g/g 抽出可能部分: 4.5%(1時間後) 未反応アクリル酸: 220ppm 実施例5: 実施例4と同じ手順により、実施例4における100μ
m未満の粒径をもつ最も細かい粒子が1時間あたり4,21
3.3g使用され、架橋結合剤トリアリルアミンの量が1時
間あたり14gに減じられる。
m未満の粒径をもつ最も細かい粒子が1時間あたり4,21
3.3g使用され、架橋結合剤トリアリルアミンの量が1時
間あたり14gに減じられる。
得られた生成物は次の特性を示す。
保持力: 28.5g/g 抽出可能部分: 6.5%(1時間後) 未反応アクリル酸: 280ppm 実施例6: 実施例4における100μm未満の粒径をもつポリマー
超微粉部分が使用され、架橋結合剤の量が1時間あたり
4.4gに減じられる以外は、実施例5の手順が繰り返され
る。
超微粉部分が使用され、架橋結合剤の量が1時間あたり
4.4gに減じられる以外は、実施例5の手順が繰り返され
る。
特性: 保持力: 35.1g/g 抽出可能部分: 7.7%(1時間後) 未反応アクリル酸: 385ppm 実施例7: ポリマー超微粉粒子を分散させるために使用する20%
−wtアクリル酸がメタアクリル酸に交換される以外は、
実施例6が繰り返される。
−wtアクリル酸がメタアクリル酸に交換される以外は、
実施例6が繰り返される。
特性: 保持力: 36.5g/g 実施例8: ポリマー超微粉として使用するメタアクリル酸が酢酸
ビニルに交換される以外は、実施例7が繰り返される。
ビニルに交換される以外は、実施例7が繰り返される。
特性: 保持力: 32.5g/g 実施例9: 1220.3gのアクリル酸と、4.1gのトリアリルアミン
と、2400gの水と、1365gの45%カセイソーダ液とから成
り、6℃に冷却され窒素でパージされ、部分的に中和さ
れたモノマー溶液が、1時間ごとにパイプラインを経由
して搬送ベルト上に投与される。同時に、1時間あた
り、226.6gのでんぷんと453.4gのアクリル酸との懸濁液
が該モノマーの流れ中に投与される。さらに、1時間あ
たり、197.78gの水に6.22gのヒドロ過酸化第三ブチルを
溶解した溶液、190.67gの水に9.33gのアゾ−ビス−(2
−アミジノプロパン)ジヒドロクロリドを溶解した溶
液、199.74gの水に0.26gのアスコルビン酸を溶解した溶
液が重合開始のために連続的に投与される。重合は20分
以内に約95℃への温度上昇とゲル束の形成をともなって
起こり、この1群のゲルは粉砕後120℃の熱空気で乾燥
される。その粗いポリマーはすりつぶされ200から850μ
mの粒径にふるい分けされる。
と、2400gの水と、1365gの45%カセイソーダ液とから成
り、6℃に冷却され窒素でパージされ、部分的に中和さ
れたモノマー溶液が、1時間ごとにパイプラインを経由
して搬送ベルト上に投与される。同時に、1時間あた
り、226.6gのでんぷんと453.4gのアクリル酸との懸濁液
が該モノマーの流れ中に投与される。さらに、1時間あ
たり、197.78gの水に6.22gのヒドロ過酸化第三ブチルを
溶解した溶液、190.67gの水に9.33gのアゾ−ビス−(2
−アミジノプロパン)ジヒドロクロリドを溶解した溶
液、199.74gの水に0.26gのアスコルビン酸を溶解した溶
液が重合開始のために連続的に投与される。重合は20分
以内に約95℃への温度上昇とゲル束の形成をともなって
起こり、この1群のゲルは粉砕後120℃の熱空気で乾燥
される。その粗いポリマーはすりつぶされ200から850μ
mの粒径にふるい分けされる。
特性: 保持力: 30.4g/g
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーテンス、リヒャルト ドイツ連邦共和国、デー4150 クレフェ ルト、ダーレルディック 116 アー (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 291/00 -291/18 C08F 2/44
Claims (9)
- 【請求項1】水膨潤性ポリマーの超微粉粒子を利用し、
部分的に中和され、且つ架橋結合された天然ポリマーお
よび/または合成ポリマーに基づき水膨潤性製品を製造
する方法であって、 a)200μm未満の粒径をもち、且つ部分的に中和され
た天然ポリマーおよび/または合成ポリマーを含み、あ
るいはそれらから成る水膨潤性ポリマー超微粉を、室温
で液体であって該ポリマー超微粉の膨潤を引き起こさ
ず、且つアクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル
酸エステル、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、ジメチル
アミノ−アルキル−(メタ)アクリル酸塩、ジアルキル
アミノアルキル−(メタ−)アクリルアミド、あるいは
これらモノマーの混合物から成る群から選択されたモノ
マー中に分散して0.5から50%wtの超微粉を含有する分
散液を形成する工程と、 b)工程a)で得られた分散液を工程a)で使用するモ
ノマーの架橋結合剤含有モノマー水溶液と混合してポリ
マー超微粉の含量がモノマーの総量に対して0.1から30
%wtの範囲である分散液を形成する工程と、 c)工程b)で得られた混合物を、触媒を用いておよび
/または露光や照射によって重合する工程と、 d)そのポリマーゲルを粉砕し乾燥する工程 の諸工程によって特徴づけられる水膨潤性製品の製造方
法。 - 【請求項2】工程b)による分散液とモノマー水溶液と
の混合が工程c)による重合の開始の直前に行なわれる
ことを特徴とする請求項1に記載の水膨潤性製品の製造
方法。 - 【請求項3】5から40%wtの超微粉含量をもつ分散液
が、工程a)で生成されることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の水膨潤性製品の製造方法。 - 【請求項4】0.5から20%wtの超微粉含量をもつ分散液
が、工程a)で生成されることを特徴とする請求項1乃
至3のいずれか1項に記載の水膨潤性製品の製造方法。 - 【請求項5】上記水膨潤性ポリマーが、架橋結合され、
且つ部分的に中和されたポリアクリル酸塩類であるこ
と、あるいはそれらがポリアクリル酸塩類を含むことを
特徴とする請求項4に記載の水膨潤性製品の製造方法。 - 【請求項6】100μm未満の粒径の水膨潤性ポリマー超
微粉が、工程a)で分散し、工程b)による分散液の混
合の後、工程c)で重合させることを特徴とする請求項
1乃至5のいずれか1項に記載の水膨潤性製品の製造方
法。 - 【請求項7】工程a)における水膨潤性ポリマー超微粉
の分散液のため、および、工程b)におけるモノマー水
溶液のために、同一あるいは異なるモノマーが使用され
ることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記
載の水膨潤性製品の製造方法。 - 【請求項8】工程a)における分散液の生成のためにア
クリル酸が使用され、且つ、工程b)におけるモノマー
水溶液のためにアクリル酸または部分的に中和されたア
クリル酸が使用されることを特徴とする請求項7に記載
の水膨潤性製品の製造方法。 - 【請求項9】血液や水のような希薄な液体を吸収するこ
とができる水不溶性かつ水膨潤性ポリマーであって、請
求項1乃至8のいずれか1項に記載の水膨潤性製品の製
造方法によって得られるポリマー。
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