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JPH09208710A - 親水性高膨潤性ヒドロゲルの製造方法 - Google Patents

親水性高膨潤性ヒドロゲルの製造方法

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Publication number
JPH09208710A
JPH09208710A JP9006907A JP690797A JPH09208710A JP H09208710 A JPH09208710 A JP H09208710A JP 9006907 A JP9006907 A JP 9006907A JP 690797 A JP690797 A JP 690797A JP H09208710 A JPH09208710 A JP H09208710A
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hydrophilic
surfactant
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hydrogel
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JP9006907A
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Fritz Engelhardt
フリッツ・エンゲルハルト
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トマース・ダニエル
Norbert Dr Herfert
ノルベルト・ヘルフエルト
Gustav Remmel
グスターフ・レムメル
Ullrich Riegel
ウルリッヒ・リーゲル
Uwe Stueven
ウーウエ・シユテユフエン
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075Macromolecular gels

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術の方法で生じる欠点を有さず、超吸
収性微細粒子を(再)使用可能な状態に変えること。 【解決手段】 この課題は、水性ゲルの状態の親水性高
膨潤性ヒドロゲル中に水の添加下に親水性高膨潤性ヒド
ロゲルの微細粒子を界面活性剤の存在下に混入すること
によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性ゲル状の親水性高
膨潤性ヒドロゲル中に微細粒子を混入することによって
親水性高膨潤性ヒドロゲルを製造する方法に関する。
【0002】
【従来技術】親水性高膨潤性ヒドロゲルは、特に(共)
重合した親水性モノマーを含むポリマー、適当なグラフ
ト基幹物に1種類以上の親水性モノマーがグラフトした
グラフト(コ)ポリマー、架橋したセルロースエーテル
または澱粉エーテル、または水性液中で膨潤し得る天然
物、例えばグア誘導体がある。
【0003】この種の合成生成物は適する親水性モノマ
ー、例えばアクリル酸から公知の重合法によって製造で
きる。ゲル重合として知られている方法によって水溶液
状態で重合するのが有利である。適当な装置で機械的に
粉砕した後に公知の乾燥法によって固体状態で得られ
る、水性ゼリーの状態のポリマーが生ずる。固体の状態
で得られるこれらの超吸収性ポリマーの粉砕では、その
小さい粒度のためおよび粉塵化のために、おしめ、失禁
用製品および衛生タオルで使用するのに適しておらず、
かつ膨潤能力が低い微細粒子が生じるという欠点が自動
的に付随する。水膨潤性ポリマー製品中の微細成分は、
ゲル凝集(gel bloking)として知られる現
象の結果として低い膨潤能力の生成物をもたらす。この
ゲル凝集は、未だ膨潤していない超吸収性ポリマー粒子
を包み込む流動性ゲルが発生し、その結果としてこの未
膨潤粒子の表面に液体を運ぶことを妨害することに起因
して、水性液に対する吸収性を見掛け上で低下させる。
こうした理由で、0.100mmより小さい、好ましく
は0.150mmより小さいポリマー粒子は衛生製品で
使用する前に例えば分級によって分離される。分級によ
る除去の状態次第で、非常に制限された範囲内の特別な
用途にしか従来には提供できなかった25% までの水膨
潤性微細成分が製造されている。
【0004】水膨潤性ポリマー微細製品は経済的に重要
な価値があるので、再び使用可能な状態にする試みも尽
くされて来た。例えばドイツ特許出願公開第3,74
1,157号明細書には、水膨潤性ポリマー微細粒子と
溶融性であるかまたは焼結性の粉末状固体との混合物を
熱処理に付すことによって顆粒を造る凝集が説明されて
いる。
【0005】ドイツ特許出願公開第3,741,158
号明細書には、凝集物を造るために溶液または分散物を
使用することを特徴とする、水膨潤性ポリマー微細成分
を凝集する方法が開示されている。しかしながら凝集さ
れた微細成分の欠点は、例えば搬送および加工の過程で
生じる様な機械的負荷に対しての安定性が低い点にあ
る。
【0006】国際特許出願(WO)第92/01008
号明細書には、水膨潤性ポリマーの超微細成分を使用す
る水膨潤性製品の製造方法において、水膨潤性ポリマー
超微細成分を室温で液体であるモノマー中に分散させ、
この分散物をモノマー水溶液と混合し、この混合物を重
合し、その重合体を微粉砕しそして微粉砕固体を乾燥す
ることを特徴とする上記方法が開示されている。
【0007】ヨーロッパ特許出願公開第513,780
号明細書には、微細粒子を後で重合されるモノマー溶液
と混合することによって、水溶液を吸収する乾燥ポリマ
ー微細粒子を回収する方法が開示されている。しかしな
がらモノマー溶液への微細粒子の添加はモノマー溶液の
固形分含有量を増加させ、そして既に形成されているか
または存在するポリマーの上で成長する遊離基重合体鎖
の連鎖移動反応の割合が増加する。その結果として、水
性液に対しての吸収性が低い顕著に架橋した生成物が得
られる。
【0008】ヨーロッパ特許出願公開第463,388
号明細書には、超吸収性微細粒子を水性モノマー溶液の
重合で得られるゲル中に水の添加下に混入しそしてこの
混合物を次いで乾燥することによって、該超吸収性微細
粒子を大きな粒子に変えることが記載されている。この
文献で説明されている、水性モノマー溶液の重合で得ら
れるゲル中への超吸収性微細粒子の混入法は、微細粒子
の均一分散が上記の凝集現象によって阻害されそして濡
れてない乾燥微細粒子をポリマーゲルで包み込むので、
技術的に複雑である。更にポリマーゲル中に微細粒子を
混入するために、この方法では、多量の水、即ち混入す
べき1部の微細粒子当たり4〜7部の水を必要としそし
てこの水を乾燥によって再び除かなければならない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、従来技術の方法に伴う欠点を有さず、超吸収性微細
粒子を(再)使用可能な状態に変えることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、水性ゲ
ルの状態の親水性高膨潤性ヒドロゲル中に水の添加下に
親水性高膨潤性ヒドロゲルの微細粒子を混入することに
よって親水性高膨潤性ヒドロゲルを製造する方法におい
て、混入操作を界面活性剤の存在下に実施することを特
徴とする、上記方法に関する。
【0011】親水性高膨潤性ヒドロゲルの微細粒子と
は、好ましくは0.1mmより小さい、特に好ましくは
0.15mmより小さい粒度の粒子を意味する。かゝる
粒子は、特に上述の通り、乾燥しかつ粉砕した親水性高
膨潤性ポリマーを分級する過程で得られる。水性ゲルの
状態の親水性高膨潤性ヒドロゲルは、適当な親水性モノ
マーをゲル重合することによって直接的に得られ、通例
の通り乾燥され、粉砕されそして後での用途のために分
級されたものが好ましい。他の方法で得られたヒドロゲ
ルを水の添加によって相応する水性ゲルの状態に転化す
ることも可能である。
【0012】水性ゲルの状態の上記ヒドロゲルは好まし
くは15〜50重量% 、特に好ましくは15〜30重量
% の固形分含有量を有している。しかしながら50重量
% より多い固形分含有量でも同様に可能である。本発明
に従って使用される微細粒子は好ましくは、適当な親水
性モノマーをゲル重合しそして次に乾燥しそして粉砕す
ることによって得られるポリマーを上記の分級する過程
で得られる生成物より成る。従って本発明に従って使用
される微細粒子および水性ゲルの状態のヒドロゲルは同
じ組成を有している。
【0013】本発明に従って、ゲル重合によって得られ
る100部の水性ゲルの状態の親水性高膨潤性ヒドロゲ
ル中に、好ましくは2〜10部、特に好ましくは5〜8
部の微細粒子、好ましくは0.2〜10部、特に好まし
くは1〜4部の水および好ましく0.01〜0.2部、
特に好ましくは0.015〜0.15部の界面活性剤を
混入する。
【0014】水性ゲルの状態の親水性高膨潤性ヒドロゲ
ル中への微細粒子、水および界面活性剤の混入は色々な
方法で行うことができる。ミンサー(mincer)中
で水性ゲルを機械的に微粉砕し、それに微細粒子、水お
よび界面活性剤を添加しそしてミンサー中で再粉砕する
ことによって均一に混合するのが有利である。この関係
では微細粒子、水および界面活性剤は色々な順序で添加
することができる。例えば最初に水性ゲル中に微細粒子
を分散させ、次いで界面活性剤を水と一緒に溶液または
懸濁物の状態で添加することが可能である。しかしなが
ら微細粒子および界面活性剤と水との混合物を同時に添
加してもよい。別の実施形態では、界面活性剤と水との
混合物を用いて微細粒子のペーストを最初に製造し、こ
のペーストに水性ゲルを添加する。特に有利な方法では
微細粒子を、界面活性剤と水との混合物の一部を用いて
ペーストに加工しそして水性ゲルに添加する。このペー
スト化した微細粒子を均一に混入することが、界面活性
剤と水との混合物の残りの部分を水性ゲルに同時にまた
は後から添加することによって容易になる。界面活性剤
と水との混合物の40〜60% を微細粒子のペーストの
製造に使用し、そして界面活性剤と水との混合物の60
〜40% を水性ゲルに直接に添加するのが有利である。
【0015】水および界面活性剤の存在下に微細粒子を
混入した後に、生成物をあらゆる慣用の方法で乾燥し、
粉砕しそして場合によって分級する。本発明の関係にお
いては、あらゆる非イオン−、アニオン−、カチオン−
または両性界面活性剤を使用することができ、水に溶解
するかまたは少なくとも水に分散するものが特に有利で
ある。それ故に界面活性剤のHLB値は3より大きいか
または3に等しい〔HLBの定義については、W.C.
Griffin、J.Soc.Cosmetic Ch
em.5(1954)第249頁参照〕。
【0016】適する非イオン界面活性剤の例にはエチレ
ンオキシド、プロピレンオキシドまたはエチレンオキシ
ド/プロピレンオキシド−混合物がアルキルフェノール
類、脂肪族アルコール類、カルボン酸またはアミン類に
付加した付加物がある。適する例にはエチレンオキシド
および/またはプロピレンオキシドでアルコキシル化さ
れた(C8 〜C24)−アルキルフェノール類がある。こ
の種の市販品の例には、1モルのフェノール類当たり4
〜20モルのエチレンオキシドと反応しているオクチル
フェノールまたはノニルフェノールがある。他の適する
非イオン界面活性剤にはエトキシル化(C10〜C24)−
脂肪アルコール類、エトキシル化(C10〜C24)−脂肪
酸、およびエトキシル化(C10〜C24)−脂肪アミン類
およびエトキシル化(C10〜C24)−脂肪酸アミドがあ
る。(C10〜C24)−脂肪酸で部分的にエステル化され
た多価の(C3 〜C6 )−アルコールも適している。こ
れらのエステルは追加的に2〜20モルのエチレンオキ
シドと反応していてもよい。界面活性剤を製造するため
にアルコキシル化されている適する脂肪アルコールの例
にはパルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ミ
リスチルアルコール、ラウリルアルコール、オキソアル
コール類、および不飽和アルコール類、例えばオレイル
アルコールがある。この関係では、エトキシル化または
プロポキシル化の度合またはエチレンオキシドおよびプ
ロピレンオキシドとの反応の度合は反応生成物が水に可
溶性であるように保たれる程度である。一般に、8より
大きいHLB値を有する界面活性剤が得られる様に、1
モルの上記の脂肪族アルコールを2〜20モルのエチレ
ンオキシドおよび、プロピレンオキシドを使用する場合
には、5モルまでのプロピレンオキシドと反応させる。
部分的にエステル化されそして所望の場合にはエトキシ
ル化されている(C3 〜C6 )−アルコールの例にはグ
リセロール、ソルビトール、マンニトールおよびペンタ
エリスリトールがある。これらの多価アルコールは(C
10〜C24)−脂肪酸、例えばオレイン酸、ステアリン酸
またはパルミチン酸で部分的にエステル化されている。
脂肪酸でのエステル化は未エステル化多価アルコールの
少なくとも1つのOH基が残ることを限度として行う。
適するエステル化生成物の例にはソルビタン−モノオレ
エート、ソルビタン−トリステアレート、マンニトール
−モノオレエート、グリセロール−モノオレエートおよ
びグリセロール−ジオレエートがある。未だ少なくとも
1つの遊離OH基を持つ、多価アルコールの上記脂肪酸
エステルを、変性の目的でエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシドまたはエチレンオキシドとプロピレンオキシ
ドとの混合物と更に反応させてもよい。1モルの脂肪酸
エステル当たり2〜20モルの上記のアルキレンオキシ
ドを使用するのが有利である。エトキシル化の程度が非
イオン界面活性剤のHLB値に影響することは公知であ
る。アルコキシル化剤およびそれの量を適切に選択する
ことによって、3〜20の範囲のHLB値を有する界面
活性剤を技術的に簡単に製造することが可能である。
【0017】他の適する界面活性剤の群にはエチレンオ
キシドの単独重合体、エチレンオキシドとアルキレンオ
キシド、好ましくはプロピレンオキシドとのブロック共
重合体および、例えばプロピレンオキシドおよびエチレ
ンオキシドを続けてジアミンに付加することによって生
じる多官能性ブロック共重合体がある。市販のアルキル
ポリグリコシド類、例えば商標名 (R)APG、 (R)Gl
ucopanおよび ( R)Plantarenも適してい
る。
【0018】非イオン界面活性剤は単独でもまたは互い
の混合物の状態でも使用することができる。適するアニ
オン界面活性剤には、アルカリ金属塩の状態で使用する
のが好ましい(C8 〜C24)−アルキルスルホン酸塩、
アルカリ金属塩またはトリアルカノールアンモニウム塩
の状態で使用するのが有利な(C8 〜C24)−アルキル
スルファート、例えばトリエタノールアンモニウム−ラ
ウリルスルファート、スルホコハク酸ジエステル類、例
えばジ(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸のナトリ
ウム塩、スルホコハク酸−モノエステル類、例えばラウ
リルスルホコハク酸ナトリウム、または二ナトリウム−
脂肪アルコール−ポリグリコールエーテル−スルホコハ
ク酸塩、(C8 〜C24)−アルキルアリールスルホン
酸、並びにアルキルフェノールまたは脂肪アルコールに
エチレンオキシドが付加した生成物の硫酸半エステルが
ある。
【0019】適するカチオン界面活性剤の例には脂肪ア
ミン類の塩、例えばココヤシ脂肪アンモニウム−アセテ
ート、第四脂肪酸アミノエステル、例えば二脂肪酸イソ
プロピルエステル−ジメチルアンモニウム−メトスルフ
ァート、第四脂肪酸アミノアミド類、例えばN−ウンデ
シレン酸プロピルアミド−N−トリメチルアンモニウム
−メトスルファート、アルキレンオキシドと脂肪アミン
または脂肪アミンの塩との付加物、例えばペンタオキシ
エチル−ステアリルアンモニウム−アセテートまたはエ
トキシル化メチル−オレアミン−メトスルファート、お
よび長鎖アルキルベンジルジメチルアンモニウム化合
物、例えば(C10〜C22)−アルキル−ベンジルジメチ
ルアンモニウム−クロライドがある。
【0020】適する両性界面活性剤の例には特に、同じ
分子に少なくとも1つの第四アンモニウム−カチオンと
少なくとも1つのカルボキシレート−またはスルファー
ト−アニオンを持つ化合物、例えばジメチルカルボキシ
メチル−脂肪酸−アルキルアミドアンモニウム−ベタイ
ン類または3−(3−脂肪酸アミド−プロピル)ジメチ
ルアンモニウム−2−ヒドロキシプロパンスルホナート
類がある。
【0021】イオン界面活性剤は単独でもまたは相互の
混合物としても使用できる。本発明に従って製造できる
適する親水性の高膨潤性ヒドロゲルは、特に(共)重合
された親水性モノマーを含むポリマー、1種類以上の親
水性モノマーを適当なフラフト基幹体にグラフトさせた
グラフト(共)重合体、架橋したセルロースエーテルま
たは澱粉エーテル、または水溶液中で膨潤し得る、化学
的に変性された状態でもよい天然物、例えばグア誘導体
がある。これらのヒドロゲルは当業者に知られている。
【0022】これらの親水性の高膨潤性ポリマーを製造
するのに適する親水性モノマーの例には重合性酸、例え
ばアクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸、ビニ
ルホスホン酸、マレイン酸(それの酸無水物も含む)、
フマル酸、イタコン酸、2−アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンホスホン酸、およびそれらのアミド類、ヒド
ロキシアルキルエステル類、およびアミノ−またはアン
モニウム基を含有するエステルおよびアミド類、および
水溶性N−ビニルアミド類またはジアリルジメチルアン
モニウム−クロライドがある。
【0023】特に有利な親水性モノマーには式1
【0024】
【化3】
【0025】〔式中、R1 は水素原子、メチル基または
エチル基であり、R2 は−COOR4 基、スルホニル
基、ホスホニル基、(C1 〜C4 )−アルカノールでエ
ステル化したホスホニル基または式
【0026】
【化4】
【0027】で表される基であり、R3 は水素原子、メ
チル基、エチル基またはカルボキシル基であり、R4
水素原子、アミノ基またはヒドロキシ−(C1 〜C4
−アルキル基でありそしてR5 はスルホニル基、ホスホ
ニル基またはカルボキシル基である。〕で表される化合
物である。
【0028】(C1 〜C4 )−アルカノール類の例には
メタノール、エタノール、n−プロパノールおよびn−
ブタノールがある。特に有利な親水性モノマーにはアク
リル酸およびメタクリル酸がある。オレフィン性不飽和
化合物を重合することによって得ることのできる親水性
ヒドロゲルは既に公知であり、例えば米国特許第4,0
57,521号明細書、同第4,062,817号明細
書、同第4,525,527号明細書、同第4,28
6,082号明細書、同第4,340,706号明細書
および同第4,295,987号明細書に開示されてい
る。
【0029】更に、オレフィン性不飽和酸を種々のマト
リックス、例えば多糖類、ポリアルキレンオキシド類お
よびそれの誘導体にグラフト共重合させることによって
得ることのできる親水性ヒドロゲルも既に公知であり、
例えば米国特許第5,011,892号明細書、同第
4,076,663号明細書または同第4,931,4
97号明細書に記載されている。適するグラフト基幹物
は由来が天然物でも合成物でもよい。例には澱粉、セル
ロースまたはセルロース誘導体、および他の多糖類およ
びオリゴ糖、ポリアルキレンオキシド、特にポリエチレ
ンオキシドおよびポリプロピレンオキシドおよび親水性
ポリエステルがある。
【0030】適するポリアルキレンオキシドには例えば
【0031】
【化5】
【0032】〔式中、R6 およびR7 は互いに無関係に
水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアリール基
であり、Xは水素原子またはメチル基でありそしてnは
1〜10,000の整数である。〕で表される。
【0033】R6 およびR7 は好ましくは水素原子、
(C1 〜C4 )−アルキル基、(C2〜C6 )−アルケ
ニル基またはフェニル基である。特に有利なヒドロゲル
はポリアクリレート類、ポリメタクリレート類および、
米国特許第4,931,497号明細書、同第5,01
1,892号明細書および同第5,041,496号明
細書に記載されているグラフト共重合体である。これら
の特許文献の内容は本発明の説明の一部である。
【0034】親水性で高膨潤性ヒドロゲルは好ましくは
架橋されている。即ち、このものは、重合によってポリ
マーの網状結合中に組入れらる二重結合を少なくとも2
つ持つ化合物を含んでいる。特に適する架橋剤はメチレ
ンビスアクリルアミドおよびメチレンビスメタクリルア
ミド、不飽和のモノ−またはポリカルボン酸とポリオー
ルとのエステル、例えばジアクリレートまたはトリアク
リレート、例えばブタンジオール−またはエチレングリ
コール−ジアクリレートまたは−ジメタクリレート、お
よびトリメチロールプロパン−トリアクリレートおよび
アリル化合物、例えばアリル(メタ)アクリレート、ト
リアリル−シアヌレート、ジアリル−マレエート、ポリ
アリルエステル、テトラアリルオキシエタン、トリアリ
ルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、燐酸のアリ
ルエステル、およびまた、例えばヨーロッパ特許出願公
開第343,427号明細書に記載されている様なビニ
ルホスホン酸誘導体である。ヨーロッパ特許出願公開第
343,427号明細書の内容も本発明の説明の一部で
ある。
【0035】更に、親水性の高膨潤性ヒドロゲルは、特
に有利には自体公知の様に水性ゲル相中で後架橋するこ
とができる。親水性の高膨潤性ヒドロゲルは、自体公知
の重合法で製造できる。ゲル重合として知られる方法に
よって水溶液中で重合するのが有利である。この重合で
は1種類以上の親水性モノマーおよび場合によって適当
なグラフト基幹物の15〜50重量% 濃度水溶液を遊離
基開始剤の存在下に好ましくは機械的に混合せずにトロ
ムスドルフ・ノリッシ(Trommsdorff−No
rish)効果の利用下に重合する〔Bios Fin
al Rep.363,22;Makromol.Ch
em.1(1947)第169頁〕。
【0036】重合反応は0℃〜150℃、好ましくは1
0℃〜100℃の温度範囲内で大気圧または加圧または
減圧下に実施することができる。通例の通り、重合を不
活性ガス雰囲気、好ましくは窒素雰囲気で実施すること
もできる。重合は、高エネルギー電磁線を用いてまたは
慣用の化学的重合開始剤、例えば有機過酸化物、過酸化
ベンゾイル、第三ブチル−ヒドロペルオキシド、メチル
エチルケトン−ペルオキシド、クメンヒドロペルオキシ
ド、アゾ化合物、例えばアゾジイソブチロニトリル、お
よび無機系過酸化合物、例えば(NH4 2 2 8
たはK2 2 8 またはH2 2 を単独でまたは還元
剤、例えば亜硫酸水素ナトリウム、および硫酸鉄(I
I)、または還元成分として脂肪族−または芳香族スル
フィン酸、例えばベンゼンスルフィン酸およびトルエン
スルフィン酸およびこれらの酸の誘導体、例えばスルフ
ィン酸のマンニッヒ付加物、アルデヒド類および、ドイ
ツ特許(C1)第1,301,566号明細書に記載さ
れている如きアミノ化合物を含有するレドックス系と組
合せて用いて開始することができる。
【0037】ポリマーゲルを50〜130℃、好ましく
は70〜100℃の温度範囲内に数時間の間、後加熱す
ることによって、ポリマーの品質を更に改善することが
可能である。界面活性剤の本発明に従う添加は、微細粒
子がゲル凝集する傾向を低減させ、かつ従来技術でより
も著しく少ない水使用量にて水性ゲル状態の親水性高膨
潤性ヒドロゲル中に容易に且つ均一に混入することを可
能とする。微細粒子が水性ゲル中に均一に混入できない
場合には、水の添加下に微細粒子の硬い固体凝集物が生
じ、この凝集物が装置部材に機械的な問題をもたらした
りそしてその大きさのめに分級によって除くことができ
ず、それでもなお水性液を吸収した際にゲル凝集の現象
を生じる。それ故に、水性液の所望の吸収速度を得るた
めには、最終生成物中の微細粒子のかゝる硬い固体凝集
物の割合を出来るだけ少なくする必要がある。超吸収性
ポリマー粒子による液体吸収速度は渦試験(vorte
x test)によって測定することができる:この試
験のために50mlの0.9重量% 濃度NaCl水溶液
を100mlのガラス製ビーカ中に入れ、この溶液をマ
グネット・スタラーおよび攪拌棒にて6000回転/分
で攪拌する。試験の際に2g の超吸収体ポリマーを、こ
の系で形成される攪拌渦の端に速やかに添加しそして完
全にゲル化した結果として渦が静まるのに必要な時間を
測定する。この時間は、試料全体中のゲル凝集現象を示
す粒子の割合が少なければ少ない程、短い。
【0038】本発明に従って製造される親水性高膨潤性
ヒドロゲルは水および水性液、例えば尿または血液の吸
収材として、赤ん坊用および大人用おむつ、衛生タオ
ル、タンポン等の衛生製品に明らかに適している。しか
しながらこれらは農業や園芸において土壌改良剤とし
て、ケーブル敷設の際の湿分結合剤としておよび廃水の
濃化に使用することができる。
【0039】本発明を以下の実施例によって更に詳細に
説明する。
【0040】
【実施例】比較例1 10部の超吸収性微細粒子を2部の水と一緒にする。そ
の際に微細粒子は凝集して一つのゴム様コンシステンシ
ーの塊を形成する。この凝集物は任意の多量の水の添加
下でもポリマーゲル中に均一に混入することが不可能で
ある。
【0041】実施例1 10部の超吸収性微細粒子を、表1に示した部数の界面
活性剤を添加した2部の水と一緒にする。この場合、濡
れているが未だ自由に流動する粉末がそれぞれ得られ
る。この粉末は25重量% の固形分含有量の200部の
ポリマーゲル中に問題なしに混入分散できる。この混合
物に2部の水を次に添加することによってこの操作を補
助する。
【0042】 Genagen(R) CA−050(ヘキストAG社の市
販品)はココヤシ脂肪酸モノエタノールアミド−ポリグ
リコールエーテルである。
【0043】Tween(R) 80(ICI社の市販品)
はポリエチレンオキシド(20)ソルビタン−モノオレ
エートである。SPAN(R) 20(ICI社の市販品)
はソルビタンモノラウレートである。Plantare
(R) 2000 UPNP(ヘンケルKgaA社の市販
品)はアルキルポリグリコシドである。
【0044】Hostapur(R) ASA30(ヘキス
トAG社の市販品)は、nパラフィン類のスルホキシド
化によって製造されるn−アルカンスルホナートの混合
物である。DSIN付加物はジステアリルイミダゾリン
エステルと乳酸との反応生成物である。
【0045】Ampholyt(R) JB 130/K
(ヒュルスAG社の市販品)はココヤシアミドプロピル
−ベタインである。比較例II: 800部のアクリル酸を800部の水で希釈
し、そしてこの溶液を氷で冷しながら644.38部の
25% 濃度水酸化ナトリウム溶液と反応させる。この反
応混合物を2部のメチレンビスアクリルアミドおよび1
916.22部の水と一緒に、未加熱の断熱反応器に入
れる。窒素をこの溶液に通しながら吹き込み、溶液の温
度を10℃に下げる。この溶液に溶解した酸素の含有量
が1ppm以下の時に、以下の開始剤を下記の順序で添
加する: 10部の水に0.8部の2,2−アゾビスアミジノプロ
パン−ジヒドロクロライドを入れたもの 0.008部のアスコルビン酸 0.23部の35重量% 濃度過酸化水素水溶液 20分の誘導段階の後に重合を開始しそして60℃の最
高温度に2時間の間に達する。こうして得られるゲルを
断熱反応器中に更に2時間放置する。それによってゲル
中のアクリル酸の残留モノマー含有量が1000ppm
以下に低下する。
【0046】ポリマーゲルをミンサーで微粉砕し、64
4.38部の25重量% 濃度水酸化ナトリウム溶液をこ
のゲルに添加する。水酸化ナトリウム溶液の添加前にゲ
ルの温度は約60℃であり、水酸化ナトリウム溶液の温
度は38℃である。このゲルを、水酸化ナトリウム溶液
と良く混合しそしてゲルを均一に中和させるために、再
びミンサーに通す。発熱中和反応のために75〜80℃
の温度であるこのゲルを、230部の超吸収性微細粒子
および1000部の水と同時に混合する。次に、微細粒
子を出来るだけ均一にゲル中に分散させるために、ゲル
を3時間以上ミンサーに通す。それにもかかわらず比較
的に少量の微細粒子の固体凝集物がゲル中で未だ形成さ
れ得る。この様に機械的に微粉砕したゲルを熱気にて1
50℃で乾燥する。次いでポリマーを粉砕しそして0.
150〜0.800mmの粒度範囲をふるい分ける。
【0047】水吸収性ポリマーは次の性質を有してい
る: 保持量: 45g/g 渦時間: 38秒実施例II: 比較例IIと同様に実施するが、完全に中和し
た後に230部の超吸収性微細粒子および同時に40部
の界面活性剤含有水をポリマーゲルに添加する。使用し
た界面活性剤の種類および量を表IIに示す。次にゲルを
ミンサーに三度通した後に、比較例IIと反対に、ゲル中
に微細粒子の凝集物が認められない。この様に機械的に
微粉砕したゲルを熱気にて150℃で乾燥する。ポリマ
ーを次に粉砕しそして0.150〜0.800mmの粒
度範囲をふるい分ける。
【0048】 Tween(R) 21(ICI社の市販品)はポリエチレ
ンオキシド(4)ソルビタン−モノラウレートである。
【0049】Genapol(R) 2822(ヘキストA
G社の市販品)は非イオンの脂肪アルコール−エチレン
オキシド−プロピレンオキシド付加物である。この一連
の試験で製造した全ての生成物は比較例IIの生成物より
も短い渦時間を示す。従ってより迅速な吸収性を有して
いる。実施例III :比較例IIと同様に実施するが、完全に中和
した後に、50部の界面活性剤含有水で予めペースト状
にされた230部の超吸収性微細粒子をポリマーゲルに
添加する。使用した界面活性剤の種類および量を表III
に示す。次にゲルをミンサーに三度通した後に、比較例
IIと反対に、ゲル中に微細粒子の凝集物が認められな
い。この様に機械的に微粉砕したゲルを熱気にて150
℃で乾燥する。このポリマーを次に粉砕しそして0.1
50〜0.800mmの粒度範囲をふるい分ける。
【0050】 この一連の試験で製造した全ての生成物は比較例IIの生
成物よりも短い渦時間を示す。従ってより迅速な吸収性
を示す。
【0051】実施例IV:比較例IIと同様に実施するが、
完全に中和した後に、25部の界面活性剤含有水で予め
ペースト状にされた230部の超吸収性微細粒子および
同時に20部の界面活性剤含有水をポリマーゲルに添加
する。使用した界面活性剤の種類および量を表IVに示
す。次にゲルを粉砕機に三度通した後に、比較例IIと反
対に、ゲル中に微細粒子の凝集物が認められない。この
様に機械的に微粉砕したゲルを熱気にて150℃で乾燥
する。このポリマーを次に粉砕しそして0.150〜
0.800mmの粒度範囲をふるい分ける。
【0052】 *)示した界面活性剤の量の内の半分は超吸収性微細粒子をペースト状にする ために使用する水であり、残りの半分はポリマーゲルに追加的に添加した水 である。
【0053】この一連の試験で製造した全ての生成物は
比較例IIの生成物よりも短い渦時間を示す。従ってより
迅速な吸収性を示す。比較例III : 比較例IIと同様に超吸収性ポリマーを製造
する。3部の界面活性剤含有水を100部の粉砕されか
つ分級されたポリマーの上に噴霧し、そして生成物を乾
燥用オーブン中で120℃で1時間乾燥する。使用した
界面活性剤の種類および量を表Vに示す。
【0054】 表Vの結果から判る通り、界面活性剤含有水で処理した
生成物は比較例IIの未処理生成物に比較して保持量およ
び渦時間のデータでの改善を示さない。このことは実施
例II〜IVの生成物について測定された迅速な膨潤速度が
界面活性剤の添加によってもたらされるポリマー粒子の
改善された濡れ性に基づいているのではなく、ポリマー
ゲル中に超吸収性微細粒子を均一に混入することに基づ
いていることを実証している。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 101/14 LTB C08L 101/14 LTB (72)発明者 ノルベルト・ヘルフエルト ドイツ連邦共和国、63674 アルテンシユ タット、アウフ・デム・ハンゼンベルク、 10 (72)発明者 グスターフ・レムメル ドイツ連邦共和国、63571 ゲルンハウゼ ン、ライプジゲルストラーセ、24 (72)発明者 ウルリッヒ・リーゲル ドイツ連邦共和国、60386 フランクフル ト・アム・マイン、シユタインエッケルス トラーセ、6 (72)発明者 ウーウエ・シユテユフエン ドイツ連邦共和国、65812 バート・ゾー デン、イム・ホップフエンガルテン、35

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性ゲルの状態の親水性高膨潤性ヒドロ
    ゲル中に水の添加下に親水性高膨潤性ヒドロゲルの微細
    粒子を混入することによって親水性高膨潤性ヒドロゲル
    を製造する方法において、混入を界面活性剤の存在下に
    実施することを特徴とする、上記方法。
  2. 【請求項2】 微細粒子が0.1mmより小さい、特に
    好ましくは0.15mmより小さい大きさを有する請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 水性ゲル状態のヒドロゲルが15〜50
    重量% 、好ましくは15〜30重量% の固形分含有量を
    有している請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 微細粒子および水性ゲル状態のヒドロゲ
    ルは同じ化学組成を有している請求項1〜3のいずれか
    一つに記載の方法。
  5. 【請求項5】 HLB値が3に等しいかまたは3より大
    きい値を持つ界面活性剤を使用する請求項1〜4のいず
    れか一つに記載の方法。
  6. 【請求項6】 非イオン−またはアニオン界面活性剤を
    使用する請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
  7. 【請求項7】 100部の水性ゲル状態の親水性高膨潤
    性ヒドロゲル当たり、0.01〜0.2部、特に好まし
    くは0.015〜0.15部の量で界面活性剤を使用す
    る請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
  8. 【請求項8】 親水性高膨潤性ヒドロゲルが(共)重合
    した親水性モノマーを含むポリマー、適当なグラフト基
    幹物に1種類以上の親水性モノマーがグラフトしたグラ
    フト(コ)ポリマー、架橋したセルロースエーテルまた
    は澱粉エーテル、または水性液中で膨潤し得る、化学的
    に変性されていてもよい天然物、例えばグア誘導体であ
    る請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。
  9. 【請求項9】 親水性モノマーが式1 【化1】 〔式中、R1 は水素原子、メチル基またはエチル基であ
    り、 R2 は−COOR4 基、スルホニル基、ホスホニル基、
    (C1 〜C4 )−アルカノールでエステル化したホスホ
    ニル基、または式 【化2】 で表される基であり、 R3 は水素原子、メチル基、エチル基またはカルボキシ
    ル基であり、 R4 は水素原子、アミノ基またはヒドロキシ−(C1
    4 )−アルキル基でありそしてR5 はスルホニル基、
    ホスホニル基またはカルキシル基である。〕で表される
    化合物である、請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 親水性モノマーがアクリル酸またはメ
    タクリル酸である請求項8または9に記載の方法。
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