JP5074340B2 - 残留モノマー含分を低下させ、かつ、吸水性架橋ポリマーフォームから形成された物品の湿潤強度を高めるための方法、及び該物品の使用 - Google Patents
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Description
(I)フリーラジカルに対して不活性のガスを2〜400バールの圧力下で重合性水性混合物中に溶解し、引き続き重合性水性混合物を大気圧に減圧することにより、又は、フリーラジカルに対して不活性なガスの微細な泡を分散させることにより、以下:
(a)中和されていてもよい酸−官能性モノエチレン性不飽和モノマー、
(b)場合により他のモノエチレン性不飽和モノマー、
(c)架橋剤、
(d)開始剤、
(e)少なくとも1種の界面活性剤0.1〜20質量%、
(f)場合により少なくとも1種の可溶化剤及び
(g)場合により増粘剤、気泡安定剤、重合調節剤、充填剤及び/又は気泡核形成剤
の重合性水性混合物を発泡させ、かつ
(II)発泡した混合物を重合させてフォーム状のヒドロゲルを形成させ、かつ、適当な場合には、フォーム状のポリマーの含水量を1〜60質量%に調節する
ことによる、WO−A−97/31971号、WO−A−99/44648号及びWO−A−00/52087号の記載から公知である2工程処理により得ることができるフォームに適用することは有利である。
重合反応において通常架橋剤として使用されるこのタイプのモノマーの例は、N,N’−メチレン−ビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート及びポリエチレングリコールジメタクリレート(これらはそれぞれ106〜8500、有利に400〜2000の分子量Mwのポリエチレングリコールから誘導される)、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、アリルメタクリレート、及び、酸化エチレンと酸化プロピレンとのブロックコポリマーのジアクリレート及びジメタクリレート、2箇所もしくは3箇所アクリル酸又はメタクリル酸でエステル化された多価アルコール、例えばグリセリン又はペンタエリトリット、トリアリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、126〜4000の分子量Mwを有するポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ペンタエリトリットトリアリルエーテル及び/又はジビニルエチレン尿素である。水溶性架橋剤、例えばN,N’−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート及びポリエチレングリコールジメタクリレート(これらはエチレンオキシド2〜400モルとジオール又はポリオール1モルとの付加物から誘導される)、エチレンオキシド2〜400モルとジオール又はポリオール1モルとの付加物のビニルエーテル、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、又はエチレンオキシド6〜20モルとグリセリン1モルとの付加物のトリアクリレート及びトリメタクリレート、ペンタエリトリットトリアリルエーテル及び/又はジビニル尿素を使用するのが有利である。
の開鎖N−ビニルカルボキサミドから製造される。有用なモノマーには、例えばN−ビニルホルムアミド(式IにおいてR1=R2=H)、N−ビニル−N−メチルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、N−ビニル−N−エチルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルプロピオンアミド及びN−ビニルプロピオンアミドが含まれる。ポリマーを製造するために、前記モノマーを単独で、相互に混合して、又は他のモノエチレン性不飽和モノマーと共に重合してよい。N−ビニルホルムアミドのホモ−及びコポリマーが出発材料として有利である。ビニアミンルポリマーは、例えばUS−A−4421602号、US−A−5334287号、EP−A−0216387号及びEP−A−0251182号の記載から公知である。これらは、式Iのモノマーから誘導された単位を含有するポリマーの酸、塩基又は酵素水解物により得られる。
−式IのN−ビニルカルボキサミド 99.99〜1モル%、有利に99.9〜5モル%
−これと共重合可能な他のモノエチレン性不飽和モノマー 0.01〜99モル%、有利に0.1〜95モル%
を、共重合された形で含有する。
−Nービニルホルムアミドと
−ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリロニトリル、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニル尿素、アクリル酸、N−ビニルピロリドン又はC1〜C6−アルキルビニルエーテル
との共重合によって得ることができるコポリマーから出発し、引き続きホモポリマー又はコポリマーを加水分解し、共重合されたN−ビニルホルムアミド単位からビニルアミン単位を形成することが有利であり、その際、加水分解の度合いは例えば0.1〜100モル%の範囲内である。
の基の脱離を経て、式
のビニルアミン単位を含有するポリマーに変換する。酸を加水分解試薬として使用する場合、単位IIIはアンモニウム塩として存在する。
Mw250〜250000、有利に500〜100000のポリリシン、及び又、250〜250000の分子量Mwを有するリシン縮合物、例えばアミン、ポリアミン、ケテン二量体、ラクタム、アルコール、アルコキシル化アミン、アルコキシル化アルコール及び/又は非タンパク性アミノ酸から選択された共縮合性成分、
ビニルアミンホモポリマー、1〜99%加水分解されたポリビニルホルムアミド、ビニルホルムアミド及びビニルアセテート、ビニルアルコール、ビニルピロリドン又はアクリルアミドとのコポリマー(それぞれ3000〜2000000の分子量Mwを有する)、及び
500〜3000000の分子量Mwを有する、ポリエチレンイミン、架橋ポリエチレンイミン又はアミド化ポリエチレンイミン。
高吸収体フォームの密度を重量分析により測定した。3〜5mmの範囲内の規定された厚さを有する均質なフォーム層から、例えば鋭利なナイフで一辺の長さ5cmの正方形を切り取る。この正方形の試料を秤量し、得られた重量をこのサイズから算出された体積で割る。
高吸収体1グラムあたりの水についての高吸収体フォームの吸収容量を、厚さ3mmでありかつそれぞれ1gの重量のフォーム片で測定する。吸収容量をティーバッグ試験によって試験する。使用する液体は0.9%の塩化ナトリウム水である。フォーム材料1gをティーバッグに詰め、次いで密封する。ここで、ティーバッグが完全に膨潤するために十分な空間を確実に提供することが重要である。このティーバッグをその後所定の期間、例えば30分間液体中に浸し、例えば10分間の水切り期間の後に再秤量する。高吸収体フォームなしのティーバッグを溶液中に浸し、上記の条件下でこのティーバッグの重量を測定することによりブランクを測定する。その後、吸収容量を次の式(1)から算出する:
GTSは膨潤した高吸収体フォームを有するティーバッグの重量
GTはブランク試験のティーバッグの重量
GSは高吸収体フォーム試料の重量。
3mmの均一な厚さを有するフォーム層から重量1gの長方形の試料を鋭利なナイフを用いて切り取ることによって、自由吸収速度(以後FARとする)を得る。この試料をペトリ皿中に置き、0.9%の塩化ナトリウム溶液20gを注ぐ。ストップウォッチを用いて、フォーム試料が0.9%の塩化ナトリウム溶液を完全に吸収するのに必要な時間を測定する。この吸収速度FAR(g/g・秒)を、次の式(2)から算出する:
FAR=20g/[1g・測定された時間(秒)] (2)
湿潤強度の評価:
ペトリ皿中の、重量1g、層厚3mmのフォーム試料に0.9%の塩化ナトリウム溶液20mlを施与し、30分間膨潤させる。曲げ応力及び圧縮応力に関する安定性を、4段階の尺度で評価する(数値が高いほど良好である)。各評価は、新しい、膨潤したフォーム試料に基づくものである。
ペトリ皿中のフォームを親指で出来る限り圧縮し、再度元に戻す。フォームが壊変するまで繰り返すことのできる操作回数を記録する。
フォーム試料を皿から取り出し、180゜の角度に折り曲げる。
引張強さを、図のように、0.9%の塩化ナトリウム溶液(4)中で完全に膨潤させたフォーム試料(3)で測定する。このために、慣用の引張試験機の試料ホルダー(1)を、図のようにプレキシガラス容器(2)を用いて変更する。フォーム試料(3)を保持クランプ(5)で固定する。引張棒(6)を用いてフォーム試料に機械的応力をかける。
まず、DIN 53448/Aに準拠したダンベル試験片を厚さ3mmのフォーム層にスタンプし、引張試験機のホルダー中に置く。その後、プレキシガラス容器に0.9%の塩化ナトリウム溶液を充填し、フォームを10分間膨潤させる。膨潤により増加した長さを、膨潤した試験片が再度完全に延伸された状態となるように補正する。その後、延伸速度6mm/分で応力−ひずみ線図を記録し、通常の方法で破壊延び及び引張強さを測定するのに使用する。各フォーム試料を8回測定する。
A.S.T GmbH製のタイプKAP-Sの1kNの力のトランデューサと、又はHottinger Baldwin Messtechnik製のタイプU1の50Nの力のトランデューサと組み合わせられた、Zwick製のタイプZ 050又はUPM 1465引張試験体。
分析すべきフォームを減圧下で85℃で一晩乾燥させ、粉砕する。この試料250mgを50mlのメスフラスコに量り入れ、0.9%の塩化ナトリウム溶液40mlと混合し、30分間撹拌する。濃縮リン酸250μlを添加した後、0.9%の塩化ナトリウム溶液でメスフラスコを50mlとし、更に30分間撹拌する。次いで、これを0.45μmの膜フィルターを通過させて濾過する。
以下の成分を、電磁撹拌機を用いて、ねじ込みキャップで閉鎖された容器中で混合した:
アクリル酸127.93g(1.77モル)
水中の37.3%アクリル酸ナトリウム溶液93.43g(0.37モル)
クラスタマメ粉12.60g
分子量400のポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジアクリレート6.29g
エチレンオキシド80モルと直鎖飽和C16C18脂肪アルコール1モルとの付加生成物の15%水溶液58.78g
水63.02g。
ポリマーフォーム密度: 0.23g/cm3
吸収容量: 55.9g/g
FAR: 3.25g/g 秒
比較例2(WO−A−00/52087号の実施例2の繰り返し)
以下の成分を、電磁撹拌機を用いてビーカー中で混合した:
アクリル酸303.24g(4.21モル)
水中の37.3%アクリル酸ナトリウム溶液117.90g(0.47モル)
分子量500のポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジアクリレート24.36g
エチレンオキシド80モルと直鎖飽和C16C18−脂肪アルコール1モルとの付加生成物5.57g
水0.15g。
ポリマーフォーム密度: 0.17g/cm3
吸収容量: 57.9g/g
FAR: 6.67g/g 秒
実施例1
以下の成分を、電磁撹拌機を用いてビーカー中で混合した:
アクリル酸209.13g(2.90モル)
水中の37.3%アクリル酸ナトリウム溶液81.31g(0.32モル)
分子量400のポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジアクリレート9.60g
エチレンオキシド80モルと直鎖飽和C16C18−脂肪アルコール1モルとの付加生成物の15%水溶液25.60g
水26.62g。
ポリマーフォーム密度: 0.22g/cm3
吸収容量: 48.3g/g
FAR: 5.0g/g 秒
実施例2
以下の成分を、電磁撹拌機を用いてビーカー中で混合した:
アクリル酸209.13g(2.90モル)
水中の37.3%アクリル酸ナトリウム溶液81.31g(0.32モル)
分子量400のポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジアクリレート4.80g
エチレンオキシド80モルと直鎖飽和C16C18−脂肪アルコール1モルとの付加生成物の15%水溶液25.60g
水26.62g。
ポリマーフォーム密度: 0.26g/cm3
吸収容量: 45.3g/g
FAR: 5.0g/g 秒
実施例3
以下の成分を、電磁撹拌機を用いてビーカー中で混合した:
アクリル酸209.13g(2.90モル)
水中の37.3%アクリル酸ナトリウム溶液81.31g(0.32モル)
分子量400のポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジアクリレート9.60g
エチレンオキシド80モルと直鎖飽和C16C18−脂肪アルコール1モルとの付加生成物の15%水溶液25.60g
水26.62g。
ポリマーフォーム密度: 0.21g/cm3
吸収容量: 47.3g/g
FAR: 4.8g/g 秒
実施例4
以下の成分を、電磁撹拌機を用いてビーカー中で混合した:
アクリル酸209.13g(2.90モル)
水中の37.3%アクリル酸ナトリウム溶液81.31g(0.32モル)
分子量400のポリエチレングリコールのポリエチレングリコールジアクリレート4.80g
エチレンオキシド80モルと直鎖飽和C16C18−脂肪アルコール1モルとの付加生成物の15%水溶液25.60g
水26.62g。
ポリマーフォーム密度: 0.26g/cm3
吸収容量: 45.8g/g
FAR: 4.6g/g 秒
比較例及び本発明による実施例において得られた発泡した製品の圧縮強さ及び曲げ強さ並びに残留アクリル酸含分を第1表に示す。
Claims (9)
- フリーラジカルに対して不活性のガスを2〜400バールの圧力下で重合性水性混合物中に溶解し、引き続き重合性水性混合物を大気圧に減圧することにより、又は、フリーラジカルに対して不活性なガスの微細な泡を分散させることにより、以下:
(a)酸−官能性モノエチレン性不飽和モノマー、
(c)架橋剤、
(d)開始剤、
(e)少なくとも1種の界面活性剤0.1〜20質量%
の重合性水性混合物を発泡させ、かつ
発泡した混合物を重合させてフォーム状のヒドロゲルを形成させる
ことにより得られる、吸水性架橋ポリマーフォームから形成された物品であって、形成された物品を、1級及び/又は2級アミノ基を含有し、かつ少なくとも300の分子量を有するポリマー少なくとも0.5質量%で処理することにより残留モノマー含分が低下され、かつ湿潤強度が高められた物品。 - 1級及び/又は2級アミノ基を含有するポリマーを、0.5〜80質量%の量で使用する、請求項1記載の物品。
- 1級及び/又は2級アミノ基を含有するポリマーが、1級及び/又は2級アミノ基及び/又はアンモニウム基を含有し、かつ500〜5000000の分子量を有するポリマーである、請求項1又は2記載の物品。
- 1級及び/又は2級アミノ基を含有するポリマーが、500〜3000000の分子量Mwを有する、ポリエチレンイミン、架橋ポリエチレンイミン及びアミド化ポリエチレンイミンから成る群から選択されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の物品。
- 1級及び/又は2級アミノ基を含有するポリマーが、それぞれ3000〜2000000の分子量Mwを有する、ビニルアミンホモポリマー、1〜99%加水分解されたポリビニルホルムアミド、ビニルホルムアミドとビニルアセテート、ビニルアルコール、ビニルピロリドン又はアクリルアミドとのコポリマーから成る群から選択されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の物品。
- アミノ基を含有するポリマーの分子量が1000〜100000である、請求項1から4までのいずれか1項記載の物品。
- アミノ基を含有するポリマーが、ビニルアミン単位を含有するポリマー、ポリエチレンイミン、ポリビニルグアニジン、リシン縮合物及び/又はポリアリルアミンである、請求項1から3までのいずれか、または請求項6に記載の物品。
- 形成されたフォーム物品がアクリル酸の吸水性架橋ポリマーから成る、請求項1から7までのいずれか1項記載の物品。
- 請求項1から8までのいずれか1項記載の物品の、衛生用品への使用において、衛生用品が、幼児用おむつ、失禁用製品、女性用ケア製品、創傷接触材料又は二次創傷被覆材料である使用。
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