ES2201377T3 - Composicion de resina superabsorbente. - Google Patents
Composicion de resina superabsorbente.Info
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Abstract
UNA COMPOSICION DE RESINA SUPERABSORBENTE QUE INCLUYE LOS COMPONENTES (A), (B) Y (C), O LOS COMPONENTES (A) Y (D) SIGUIENTES (A) UNA RESINA SUPERABSORBENTE, (B) UN COMPUESTO METALICO QUE CONTIENE AL MENOS UN METAL A SELECCIONADO DEL GRUPO CONSISTENTE EN TITANIO Y ZIRCONIO, (C) UN AGENTE QUELANTE, Y (D) UN COMPUESTO DE COORDINACION EN EL QUE EL COMPONENTE (C) ESTA COORDINADO CON EL METAL A.
Description
Composición de resina superabsorbente.
La presente invención se refiere a una
composición de resina superabsorbente.
Las resinas superabsorbentes se han utilizado
extensamente como material absorbente de agua en artículos
absorbentes dentro del campo sanitario, tales como pañales
desechables para bebés, adultos o aquéllos que padecen
incontinencia, y paños higiénicos. Es sabido que los polímeros
solubles en agua (polímeros reticulados) que constituyen tales
resinas superabsorbentes sufren reducción de peso molecular
(degradación) y deterioro con el tiempo en presencia de especies
generadoras de radicales, tales como peróxido de hidrógeno o ácido
L-ascórbico o una sal del mismo. En particular, en
los casos en que la resina superabsorbente se utiliza en artículos
absorbentes tales como pañales desechables y paños higiénicos, dado
que está presente ácido L-ascórbico o una de sus
sales en los fluidos corporales, tales como orina, sangre, y
transpiración, ha constituido un problema serio el hecho de que una
resina superabsorbente utilizada en tales artículos absorbentes
sufre degradación y deterioro debido a los radicales generados por
el ácido L-ascórbico o una sal del mismo y reduce su
capacidad de retención de un fluido corporal.
La reacción de degradación de un polímero soluble
en agua debido a dichas especies generadoras de radicales es
evidente después que el polímero ha absorbido un líquido acuoso o
un fluido corporal, tal como orina, sangre o transpiración (a lo
que se hace referencia en lo sucesivo como una condición que
contiene agua), especialmente en la presencia simultánea de iones
de metales de transición capaces de tener más de un número de
oxidación, tales como iones hierro o iones cobre, en el aire.
Métodos conocidos para inhibir la degradación y
el deterioro descritos anteriormente de las resinas superabsorbentes
incluyen (1) un método que comprende sellar la resina
superabsorbente a presión reducida, o en una atmósfera de nitrógeno
a fin de evitar el contacto con el aire (especialmente oxígeno), (2)
un método que comprende utilizar agua o materias primas muy
purificada(s) a fin de prevenir que los iones metálicos
entren en contacto con la resina superabsorbente, (3) un método que
comprende añadir un antioxidante o un agente reductor a la resina
superabsorbente, (4) un método de adición de proteínas o enzimas a
la resina superabsorbente, y (5) un método de adición a la resina
superabsorbente de agentes formadores de quelatos con los metales,
tales como ácido cítrico, ácido (poli)fosfórico o una sal del
mismo, y ácido etilenodiaminatetraacético (EDTA) o una sal del
mismo.
Sin embargo, los métodos (1) y (2) son en muchos
casos prácticamente imposibles de aplicar, dependiendo del uso de la
resina superabsorbente. Los métodos (3), (4) y (5), que están
basados en aditivos convencionales, logran cierto efecto en la
supresión de la degradación y el deterioro de las resinas
superabsorbentes, pero no siempre tienen un efecto suficiente. En
muchos casos, tiene que añadirse un aditivo en gran cantidad, o
debe añadirse un aditivo que ejerce una acción muy intensa antes
que pueda manifestarse el efecto deseado. En tales circunstancias,
las propiedades físicas o funciones esenciales de la resina
superabsorbente tienden a verse deterioradas seriamente.
De acuerdo con el estudio de los autores de la
presente invención, se ha encontrado que el uso de EDTA o
tripolifosfato de sodio no es tan eficaz en cuanto a la
estabilización de una resina superabsorbente en presencia de una
solución acuosa o agua que contenga una especie generadora de
radicales, v.g., peróxido de hidrógeno o ácido
L-ascórbico o una sal del mismo.
L-ascórbico o una sal del mismo.
Además de las propiedades de eficiencia de las
resinas superabsorbentes mencionadas anteriormente, es decir,
estabilidad a lo largo del tiempo en un estado que contiene agua
(estabilidad del gel con el tiempo), la capacidad de absorción de
agua (la cantidad de agua absorbida), la velocidad de absorción de
agua, la resistencia del gel después del hinchamiento, la
permeabilidad a los líquidos, y análogas son requerimientos
importantes para las resinas superabsorbentes. Sin embargo, muchas
de estas propiedades entran mutuamente en conflicto, y es muy
difícil satisfacer todos estos requisitos, lo cual ha sido uno de
los problemas en el desarrollo de resinas superabsorbentes. Por
ejemplo, un intento de aumentar la capacidad de absorción de agua va
acompañado generalmente por reducciones en la resistencia del gel
después del hinchamiento y la permeabilidad a los líquidos.
Con objeto de resolver estos problemas, por
ejemplo, la Publicación de Patente Japonesa expuesta al público No.
36411/87 propone injertar una resina superabsorbente que contiene
carboxilo y/o carboxilato con un agente de copulación de silano. La
Patente Japonesa expuesta al público No. 306118/94 propone tratar
una resina superabsorbente con un alcóxido de titanio. Sin embargo,
estos métodos son todavía insuficientes para satisfacer a la vez la
eficiencia superabsorbente (v.g., la capacidad de absorción de
agua) y la estabilidad del gel con el tiempo después del
hinchamiento.
\newpage
La Patente Japonesa expuesta al público No.
145326/95 expone la adición de un sulfato de un metal polivalente
seleccionado de titanio, circonio y vanadio a un polímero
superabsorbente como un método para mejorar simultáneamente la
resistencia, estabilidad y adherencia del gel después de absorción
de agua.
De acuerdo con el estudio de los autores de la
invención, sin embargo, la estabilidad del gel con el tiempo
alcanzada por este método es insuficiente, particularmente para
polímeros que tengan alta capacidad de absorción de agua. Además,
la adición de un sulfato de metal polivalente tiende a reducir la
velocidad inicial de absorción de agua del polímero superabsorbente
o tiende a hacer que las partículas de polímero antes de la
absorción de agua se aglomeren fácilmente, debido a la
higroscopicidad del sulfato metálico polivalente.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una composición de resina superabsorbente que exhibe
alta capacidad de absorción de agua y es todavía estable contra la
degradación y/o el deterioro incluso en presencia de una solución
acuosa o agua que contenga una especie generadora de radicales, tal
como ácido L-ascórbico o una sal del mismo, o un ion
metálico de transición, tal como un ion de hierro o un ion de
cobre.
La presente invención proporciona una composición
de resina superabsorbente que comprende los componentes siguientes
(A), (B) y (C), o componentes (A) y (D):
- (A)
- una resina superabsorbente,
- (B)
- un compuesto metálico que contiene al menos un metal (al que se hace referencia en lo sucesivo como metal A) seleccionado del grupo constituido por titanio y circonio,
- (C)
- un agente formador de quelatos como se define en la reivindicación 1, y
- (D)
- un compuesto de coordinación en el cual el componente (C) está coordinado con el metal A, en el cual el componente (C) se utiliza en una cantidad de 0,01 a 5 partes en peso por cada 100 partes en peso de componente (A).
La composición de resina superabsorbente de la
presente invención es excelente en el sentido de que tiene una
elevada capacidad de absorción de agua y sin embargo la resina
superabsorbente utilizada en ella no sufre degradación o deterioro
aun en presencia de una solución acuosa o agua que contenga
especies generadoras de radicales, tales como ácido
L-ascórbido o una sal del mismo, o iones de metales
de transición, tales como iones de hierro o de cobre.
La resina superabsorbente que se puede utilizar
en la presente invención como componente (A) no está limitada
particularmente e incluye, por ejemplo, polímeros parcialmente
reticulados que contienen un grupo carboxilo o una sal del mismo,
tal como una sal reticulada de poli(ácido acrílico), un copolímero
reticulado de poli(alcohol vinílico/sal de ácido acrílico),
un copolímero de injerto reticulado almidón-sal de
ácido acrílico, y un polímero de injerto reticulado
poli(alcohol vinílico) - sal de poli(anhídrido
maleico); y polisacáridos parcialmente reticulados, tales como una
sal de carboximetilcelulosa reticulada. Una sal reticulada de
poli(ácido acrílico) o un copolímero de injerto reticulado de
almidón-sal de ácido acrílico se prefieren por su
elevada absortividad de agua. Una sal reticulada de poli(ácido
acrílico) es la más preferida.
Estos polímeros superabsorbentes pueden
utilizarse individualmente o como una combinación de dos o más de
ellos.
Una "sal" de las resinas superabsorbentes
ilustradas anteriormente incluye una sal de metal alcalino (v.g.,
sal de sodio, sal de potasio o sal de litio), una sal de metal
alcalinotérreo (v.g., sal de calcio, sal de magnesio o sal de
bario), y una sal de amonio (v.g., una sal de amonio cuaternario o
una sal de alquilamonio cuaternario).
La resina superabsorbente tiene preferiblemente
un grado de neutralización de 0,01 a 100%, más preferiblemente 1 a
99%, y de modo particularmente preferible 40 hasta 95%, basado en
el número de moles del radical ácido en la resina
superabsorbente.
La terminología "grado de neutralización"
tal como se utiliza en esta memoria, denota una relación molar de
radicales de ácido en una forma de sal a los radicales de ácido
totales de una resina superabsorbente, es decir, (el número de moles
de radicales de ácido en forma de sal)/(el número total de moles de
radicales de ácido libres capaces de formar una sal y radicales de
ácido en forma de sal) x 100 (%).
El compuesto metálico que se puede utilizar en la
presente invención como componente (B) es un compuesto que contiene
al menos un metal seleccionado del grupo constituido por titanio y
circonio (al que se hace referencia en lo sucesivo como metal
(A)).
\newpage
El compuesto metálico como componente (B) incluye
preferiblemente los compuestos siguientes (B-1) a
(B-6).
(B-1) Los compuestos obtenidos
por mezcla de un hidroxi-ácido o una sal del mismo con una sal de
metal polivalente que comprende al menos un metal (A) seleccionado
del grupo constituido por titanio y circonio o un alcóxido del
metal A.
(B-2) Compuestos obtenidos por
hidrólisis de una sal de metal polivalente que comprende al menos un
metal A seleccionado del grupo constituido por titanio y circonio o
un alcóxido del metal A en presencia de un hidroxiácido o una sal
del mismo.
(B-3) Dióxido de titanio.
(B-4) Óxidos de metales que
contienen agua que comprenden al menos un metal A seleccionado del
grupo constituido por titanio y circonio y al menos un metal
seleccionado del grupo constituido por cinc, aluminio, calcio,
magnesio, y silicio (a los que se hace referencia en lo sucesivo
como metal B).
(B-5) Alcóxidos de titanio.
(B-6) Sulfatos de al menos un
metal A seleccionado del grupo constituido por titanio y
circonio.
El compuesto (B-1) se obtiene por
mezcla de un hidroxiácido o una sal del mismo y una sal de metal
polivalente que comprende al menos un metal A seleccionado del
grupo constituido por titanio y circonio o un alcóxido del metal
A.
El hidroxiácido es un compuesto que tiene un
grupo hidroxilo y un grupo carboxilo por molécula y no está limitado
particularmente en lo referente a clase. Ejemplos de hidroxiácidos
adecuados son \alpha-hidroxiácidos. En el caso en
que el compuesto (B-2) se obtiene por hidrólisis del
componente (B-1) como se describe más adelante en
esta memoria, es deseable que el hidrolizado sea soluble en agua.
De acuerdo con ello, se prefieren hidroxiácidos solubles en agua.
Son aún más preferidos los \alpha-hidroxiácidos
solubles en agua. Ejemplos de tales \alpha- hidroxiácidos son
ácido glucónico, ácido cítrico, ácido isocítrico, ácido
aloisocítrico, ácido láctico, ácido hidroxiacético, ácido málico y
ácido tartárico, siendo particularmente preferidos ácido glucónico
y ácido cítrico.
Ejemplos de sales de los hidroxiácidos enumerados
anteriormente incluyen sales de metal alcalino (v.g., sal de sodio,
sal de potasio y sal de litio), sales de metal alcalinotérreo
(v.g., sal de calcio, sal de magnesio y sal de bario) y sales de
amonio (v.g. sales de amonio cuaternario y sales de alquilamonio
cuaternario).
Estos hidroxiácidos y sus sales se pueden
utilizar individualmente o como una mezcla de dos o más de
ellos.
El metal A es uno de titanio y circonio o ambos.
Dicho de otro modo, titanio y circonio pueden utilizarse solos o en
combinación. El titanio es el preferido como metal A desde el punto
de vista del grado de mejora alcanzado y la economía.
La sal de metal polivalente obtenida a partir del
metal A no está particularmente limitada e incluye un sulfato, un
oxisulfato, un cloruro, un oxicloruro, un nitrato, un oxinitrato, y
un carboxilato del metal A. Se prefieren un sulfato, un oxisulfato,
un cloruro, y un oxicloruro, siendo todavía más preferidos un
sulfato y un cloruro.
El alcóxido del metal A incluye un
tetraisopropóxido y un tetrabutóxido del metal A.
Cuando se mezclan un hidroxiácido o una sal del
mismo y una sal de metal polivalente o un alcóxido de metal
polivalente, los mismos se mezclan preferiblemente en la forma de
una solución acuosa o una solución alcohólica. En particular, en el
caso de que se utilice una sal de metal polivalente, aquéllos se
mezclan preferiblemente en la forma de una solución acuosa, y en el
caso en que se utiliza un alcóxido metálico, aquéllos se mezclan
preferiblemente en la forma de una solución alcohólica. Cuando está
mezclado como una solución acuosa o una solución alcohólica, el
sistema proporciona un compuesto más eficaz.
El hidroxiácido o una sal del mismo se utiliza
preferiblemente en una cantidad no inferior a dos veces la cantidad
molar de metal A en la sal o el alcóxido del metal polivalente. Si
la relación molar es menor que 2, el sistema, es decir, una
solución mixta, tiende a volverse heterogéneo, lo cual es
desfavorable para los efectos y propiedades de manipulación
expuestos anteriormente.
Es preferible que el hidroxiácido o una sal del
mismo y la sal o el alcóxido del metal polivalente no sólo se
mezclen, sino que el último se hidrolice en presencia del primero.
En este caso, se obtiene un compuesto metálico más eficaz.
El compuesto (B-2) es un
compuesto obtenido por hidrólisis de una sal de metal polivalente
que comprende al menos un metal A seleccionado del grupo constituido
por titanio y circonio o un alcóxido del metal A en presencia de un
hidroxiácido o una sal del mismo. Es decir, el compuesto
(B-2) se obtiene por hidrólisis del compuesto
(B-1). Por consiguiente, la descripción acerca del
compuesto (B-1) se aplicará en lo sucesivo al
compuesto (B-2) con respecto a las clases y
cantidades de los compuestos utilizados para obtener el compuesto
(B-2) y análogos.
Se pueden emplear diversas técnicas de
hidrólisis. Por ejemplo, se añade una base, tal como hidróxido de
sodio, hidróxido de potasio, amoniaco, una amina, etc. y, en caso
necesario, se calienta el sistema.
Un ejemplo ilustrativo de las condiciones de
hidrólisis es como sigue. La base se añade preferiblemente en una
cantidad de 2 a 4 veces la cantidad molar del metal A. La
temperatura de calentamiento, si se utiliza, es preferiblemente 60
hasta 100ºC. El tiempo de hidrólisis es preferiblemente 20 hasta 60
minutos. Se utiliza agua, preferiblemente agua desionizada, en una
cantidad de 100 hasta 1000 partes en peso por 100 partes en peso de
la sal del metal polivalente o el alcóxido del metal
polivalente.
Es preferible que el hidrolizado, que contiene el
compuesto (B-2), sea soluble en agua. Si el
hidrolizado tiene baja solubilidad en agua y tiene un contenido
insoluble elevado, los efectos y las propiedades de manipulación son
deficientes.
Si bien el estado del compuesto
(B-1) o (B-2) resultante durante el
uso en la preparación de una composición de resina superabsorbente
descrita más adelante en esta memoria no esta limitado
particularmente, el compuesto (B-1) se utiliza
preferiblemente en la forma de una solución tal como se obtiene por
mezcla en la forma de una solución acuosa o alcohólica, y el
compuesto (B-2) se utiliza preferiblemente en la
forma de una solución del compuesto metálico tal como se obtiene por
hidrólisis. La solución del compuesto metálico tiene
preferiblemente un contenido de metal A de 0,05 a 5% en peso,
particularmente 0,2 a 2% en peso.
El dióxido de titanio utilizado como compuesto
(B-3) no está limitado particularmente en forma y
tamaño, pero preferiblemente tiene un tamaño medio de partícula de
0,1 \mum o menor, particularmente 0,05 \mum o menor,
especialmente 0,03 \mum o menor, y una superficie específica de 50
m^{2}/g o más, particularmente 100 m^{2}/g o más, especialmente
200 m^{2}/g o más, tal como se mide por el método de
Brunauer-Emmett-Teller (a lo que se
hace referencia más adelante en esta memoria como superficie
específica BET).
Si bien la forma cristalina del dióxido de
titanio no está tampoco limitada, se prefiere una estructura de
tipo anatasa a una estructura de tipo rutilo para la manifestación
de los efectos superiores de la presente invención.
El compuesto (B-4) es un óxido
metálico que contiene agua que comprende al menos un metal A
seleccionado del grupo constituido por titanio y circonio y al
menos un metal B seleccionado del grupo constituido por cinc,
aluminio, calcio, magnesio y silicio. Si bien ello no es limitante,
el óxido metálico que contiene agua se encuentra preferiblemente en
un estado finamente pulverizado, siendo un agregado de las
partículas del óxido metálico que contiene agua.
La terminología "óxido metálico que contiene
agua", tal como se utiliza en esta memoria, significa un óxido
hidratado, es decir, un hidrato de un óxido metálico que contiene
un hidróxido.
El óxido metálico que contiene agua como
compuesto (B-4) es un óxido que contiene agua que
contiene un enlace
-M^{1}-O-M^{2}- (en el cual
M^{1} es el metal A, y M^{2} es el metal B) en al menos una
parte de su estructura, que es diferente de una simple mezcla de un
óxido que contiene agua de M^{1} y un óxido que contiene agua de
M^{2}.
Si bien es eficaz cualquier combinación de los
metales A y B, desde el punto de vista del grado de mejora
alcanzado y la economía se prefiere utilizar titanio como metal A y
utilizar cinc o aluminio, especialmente cinc, como metal B. Dicho de
otro modo, se prefiere una combinación de titanio y cinc o una
combinación de titanio y aluminio.
La relación molar de metal A a metal B en el
óxido metálico que contiene agua está comprendida preferiblemente
entre 30/70 y 99/1, particularmente 40/60 hasta 90/10. Fuera de la
relación molar anterior, el efecto de la combinación del metal A y
el metal B tiende a disminuir.
Se prefiere que el óxido metálico que contiene
agua sea amorfo tal como se determina por difractometría de rayos X
o métodos analíticos similares de la estructura cristalina. Un
óxido amorfo del metal que contiene agua es más eficaz en la
supresión de la degradación y el deterioro de la resina
superabsorbente incluso en una condición que contiene agua,
particularmente en lo referente a asegurar la estabilidad de la
resina superabsorbente con el tiempo.
El óxido metálico que contiene agua puede
obtenerse por diversos métodos, tales como un método en fase
líquida, un método en fase vapor, y un método en fase sólida. Desde
el punto de vista de los costes de equipo y de producción, es
deseable un método en fase líquida, particularmente un método de
coprecipitación. Un método de coprecipitación es en líneas generales
un método en el cual dos o más clases de iones se precipitan
simultáneamente, es decir, coprecipitan. El método de
coprecipitación, tal como se hace referencia al mismo en la presente
invención, es un método en el cual se coprecipitan dos o más clases
de iones en una solución mixta por cambio de concentración, pH,
temperatura, disolvente, etc. de la solución mixta para obtener un
coprecipitado que tiene una composición prescrita, y el
coprecipitado se separa y se seca. Por consiguiente, es diferente
de un método en el cual dos o más clases de iones metálicos se
precipitan, recogen y secan por separado, y los precipitados
resultantes se mezclan simplemente entre sí.
En el método de coprecipitación anterior, la
coprecipitación puede inducirse por diversas técnicas sin
restricción particular alguna. Por ejemplo, se añade amoniaco
acuoso o urea a una solución mixta que contiene una sal del metal A
y de una sal del metal B al tiempo que se calienta, en caso
necesario, para causar la coprecipitación.
La sal del metal A y la del metal B no están
limitadas particularmente. Sales útiles del metal A o B incluyen un
sulfato, un oxisulfato, un cloruro, un oxicloruro, un nitrato, un
oxinitrato, y un carboxilato, siendo convenientes un sulfato, un
oxisulfato, un cloruro y un oxicloruro.
Un método de coprecipitación en el cual un
alcóxido del metal A y un alcóxido del metal B se hidrolizan
simultáneamente en una solución mixta es también adecuado.
El alcóxido del metal A y el del metal B no están
particularmente limitados e incluyen, por ejemplo, un metóxido, un
etóxido, un propóxido y un butóxido de cada metal.
Las condiciones que causan la coprecipitación son
importantes, dado que las mismas influyen en la velocidad de
coprecipitación, la forma del coprecipitado formado, etcétera. Dado
que las condiciones varían dependiendo del material de partida, la
composición y concentración de la solución mixta, la clase del
coprecipitado, el método para provocar la coprecipitación,
etcétera, deben seleccionarse las condiciones adecuadas de acuerdo
con estos factores.
El coprecipitado así obtenido se filtra, se lava
y se seca. La temperatura de secado es con preferencia
relativamente baja, por ejemplo, comprendida dentro de un intervalo
preferido de 100 hasta 200ºC. Si la temperatura de secado excede de
600ºC, la estabilidad de la resina superabsorbente con el tiempo
será menor.
Es preferible que el óxido metálico que contiene
agua tenga una gran superficie específica. Una superficie
específica BET preferida es 100 m^{2}/g o mayor, particularmente
200 m^{2}/g o mayor, para asegurar la estabilidad de la resina
superabsorbente con el tiempo.
El alcóxido de titanio como compuesto
(B-5) no está limitado particularmente, con tal que
el mismo sea un compuesto orgánico de titanio que tenga un grupo
alcoxi reactivo. Alcóxidos de titanio adecuados incluyen
tetrametóxido de titanio, tetraetóxido de titanio,
tetraisopropóxido de titanio, tetrabutóxido de titanio,
tetraestearilóxido de titanio,
tetraquis(2-etilhexilóxido) de titanio, un
polímero de tetraisopropóxido de titanio, un polímero de
tetrabutóxido de titanio,
diisopropoxibis(acetilacetonato)titanio,
dibutoxibis(trietanol-aminato)titanio,
tributóxido-estearato de titanio, y
diisopropóxido-diestearato de titanio.
El sulfato de al menos un metal A seleccionado
del grupo constituido por titanio y circonio como compuesto
(B-6) incluye sulfato de titanio, sulfato de titanilo, y sulfato de circonio.
(B-6) incluye sulfato de titanio, sulfato de titanilo, y sulfato de circonio.
El compuesto metálico como componente (B) tiene
preferiblemente un contenido de metal A de 0,001 a 1 parte en peso,
particularmente 0,005 a 0,5 partes en peso, y especialmente 0,01 a
0,1 partes en peso, por 100 partes en peso de una resina
superabsorbente como componente (A).
Si el contenido de metal A es menor que 0,001
parte en peso, la composición de resina resultante tiene una
estabilidad de gel insuficiente. Aun cuando el contenido del metal
A exceda de 1 parte en peso, apenas puede esperarse una mejora
adicional.
La "resina superabsorbente", a la que se
hace referencia en esta memoria como base del contenido, tiene por
objeto significar una resina superabsorbente en su estado seco
exento de agua.
El agente quelante como componente (C) es un
agente quelante que tiene una capacidad formadora de quelatos con
metales, es decir, un compuesto que tiene un ligando bidentado o
polidentado capaz de unirse a un ion metálico para formar un quelato
del metal. Debe indicarse, sin embargo, que cuando el compuesto
(B-1) o (B-2) se utiliza como
componente (B), un hidroxiácido o una sal del mismo está excluido
del agente quelante (componente (C)).
Como agentes quelantes (C) se utilizan compuestos
inorgánicos de ácido fosfórico solubles en agua, tales como ácidos
polifosfóricos, v.g., ácido tripolifosfórico, ácido
tetrapolifosfórico, ácido pentapolifosfórico, ácido pirofosfórico,
ácido metafosfórico, y ácido polifosfórico y sales de los mismos
(v.g., sal de Na, o sal de K); compuestos de ácidos
aminocarboxílicos, tales como ácido etilenodiaminatetraacético,
ácido
1,3-propanodiamina-tetraacético,
ácido dietilenotriaminapentaacético, ácido
trietilenotetraaminahexaacético, ácido L-glutámico y
ácido diacético, ácido
N,N-bis(carboximetil)-L-glutámico,
y ácido hidroxietiletilenodiaminatriacético, y sus sales (v.g., sal
de Na, K o amonio); compuestos orgánicos de fósforo, tales como
ácido aminotri(metilenofosfónico), ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico,
ácido etilenodiaminatetra(metilenofosfónico), ácido
dietilenotriaminapenta(metilenofosfónico), y ácido
2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico,
y sus sales (v.g., sal de Na, K o amonio); y compuestos que sirven
como agente tensioactivo, tales como un compuesto representado por
la fórmula (I):
(I)HO--
\melm{\delm{\para}{CH _{2} --COOM ^{1} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} --CO--NH--R ^{1} }}--COOM^{1}
en la cual R^{1} representa un grupo alquilo o
alquenilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los sustituyentes
M^{1}, que pueden ser iguales o diferentes, representan cada uno
un ion de metal alcalino, un ion amonio o un átomo de hidrógeno, tal
como una monoalquilamida cítrica y una monoalquenilamida cítrica;
compuestos representados por la fórmula
(II)
(II)HO--
\melm{\delm{\para}{CH _{2} --COO--M ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} --COO--R ^{2} }}-COOM^{2}
en la cual R^{2} representa un grupo alquilo o
alquenilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los sustituyentes
M^{2}, que pueden ser iguales o diferentes, representan cada uno
un ion de metal alcalino, un ion amonio o un átomo de hidrógeno, tal
como un citrato de monoalquilo o un citrato de monoalquenilo;
compuestos representados por la fórmula
(III):
(III)R^{3}--
\melm{\delm{\para}{COOM ^{3} }}{C}{\uelm{\para}{COOM ^{3} }}--H
en la cual R^{3} representa un grupo alquilo o
alquenilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los sustituyentes
M^{3}, que pueden ser iguales o diferentes, representan cada uno
un ion de metal alcalino, un ion amonio o un átomo de hidrógeno, tal
como un ácido alquilmalónico o un ácido alquenilmalónico; compuestos
representados por la fórmula
(IV):
(IV)R^{4}--
\uelm{N}{\uelm{\para}{CH _{2} COOM ^{4} }}--\delm{C}{\delm{\para}{CH _{2} COOM ^{4} }}HCOOM^{4}
en la cual R^{4} representa un grupo alquilo o
alquenilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los sustituyentes
M^{4}, que pueden ser iguales o diferentes, representan cada uno
un ion de metal alcalino, un ion amonio o un átomo de hidrógeno, tal
como un ácido
N-alquil-N'-carboximetil-aspártico
y un ácido
N-alquenil-N'-carboximetilaspártico;
compuestos representados por la fórmula
(V)
(V)R^{5}--O--
\melm{\delm{\para}{OM ^{5} }}{P}{\uelm{\dpara}{O}}--OM^{5}
en la cual R^{5} representa un grupo alquilo o
alquenilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los sustituyentes
M^{5}, que pueden ser iguales o diferentes, representan cada uno
un ion de metal alcalino, un ion amonio o un átomo de hidrógeno, tal
como un fosfato de monoalquilo y un fosfato de monoalquenilo;
compuestos representados por la fórmula
(VI):
(VI)R^{6}--
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}--\delm{N}{\delm{\para}{H}}--\delm{C}{\delm{\para}{COOM ^{6} }}H--CH_{2}CH_{2}--COOM^{6}
en la cual R^{6}-CO- representa
un grupo acilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los
sustituyentes M^{6}, que pueden ser iguales o diferentes,
representan cada uno un ion de metal alcalino, un ion amonio, un
ion trietanolamonio o un átomo de hidrógeno, tal como un ácido
N-acil-glutámico; y compuestos
representados por la fórmula
(VII):
(VII)R^{7}--
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}--\delm{N}{\delm{\para}{H}}--\delm{C}{\delm{\para}{COOM ^{7} }}H--CH_{2}--COOM^{7}
en la cual R^{7}-CO- representa
un grupo acilo que tiene 6 a 30 átomos de carbono; y los
sustituyentes M^{7}, que pueden ser iguales o diferentes,
representan cada uno un ion de metal alcalino, un ion amonio, un
ion trietanolamonio o un átomo de hidrógeno, tal como un ácido
N-acil-aspártico; y compuestos
\beta-dicetónicos, tales como
acetil-acetona,
4-hidroxibenzoilacetona y
4-hidroxibenzoil-metano-t-butil-cetona.
Entre ellos, se prefieren los compuestos inorgánicos de ácido
fosfórico solubles en agua, compuestos de ácidos aminocarboxílicos,
compuestos orgánicos de fósforo, y compuestos de agentes
tensioactivos. Son particularmente preferidos ácido
tripolifosfórico, ácido polifosfórico, ácido
etilenodiaminatetraacético, ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico,
monoalquil-fosfatos, ácido
2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico,
ácido L-glutámico, ácido diacético, ácido
N,N-bis(carboximetil)-L-glutámico,
ácido hidroxietiletilidenodiaminatriacético, o sus sales (v.g., sal
de Na, K o
amonio).
En los casos en que un compuesto metálico como
componente (B) se selecciona del compuesto (B-3),
compuesto (B-4), compuesto (B-5), y
compuesto (B-6), el agente quelante como componente
(C) incluye adicionalmente compuestos de ácidos oxicarboxílicos,
tales como ácido tartárico, ácido glucónico, ácido cítrico, ácido
salicílico o sales de los mismos (v.g., sal de Na, K o amonio).
El agente quelante como componente (C) se utiliza
en una cantidad de 0,01 a 5 partes en peso, particularmente 0,05 a
2 partes en peso, por 100 partes en peso de una resina
superabsorbente empleada como componente (A).
Si el contenido del agente quelante es menor que
0,01 parte en peso, la composición de resina resultante tiene una
estabilidad de gel insuficiente. Aun cuando el contenido del agente
quelante exceda de 5 partes en peso, apenas puede esperarse una
mejora adicional.
Desde el punto de vista de la estabilidad con el
tiempo en presencia de agua en la cual están disueltas especies
generadoras de radicales tales como ácido L- ascórbico o una sal del
mismo, la relación molar componente (C)/metal A es preferiblemente
0,8-10, más preferiblemente
1,5-5.
El componente (C) puede estar coordinado con el
metal A en la presente invención. En esta memoria se hace referencia
al compuesto (compuesto de quelato metálico) en el cual el
componente (C) está coordinado con el metal A como componente
(D).
El contenido de componente (D) basado en
componente (A) es preferiblemente el total de los contenidos
preferibles de metal A y componente (C).
La composición de resina superabsorbente de la
presente invención puede contener agua además de la resina
superabsorbente como componente (A), el compuesto metálico como
componente (B), y el agente quelante como componente (C), o la
resina superabsorbente empleada como componente (A) y el compuesto
de quelato metálico como componente (D). Este caso incluye una
realización en la cual la resina superabsorbente es un polímero que
contiene agua y una realización en la cual la composición se
encuentra en un estado de gel que contiene agua. La composición de
resina superabsorbente puede contener agua dentro de su capacidad
absorbente.
Si se desea, la composición de resina
superabsorbente puede contener diversos aditivos, tales como un
disolvente orgánico soluble en agua, un agente tensioactivo, una
sal, partículas inorgánicas finas, un estabilizador, un
antioxidante, un agente reductor y/o un antiséptico. El agua y
estos aditivos pueden añadirse en una cantidad total no mayor que
50% en peso basada en el peso total de la composición de resina
superbsorbente.
La composición de resina superabsorbente de la
presente invención se prepara por mezcla de los componentes (A),
(B) y (C) o mezcla de (A) y (D). Los métodos siguientes (1) a (3)
se dan como ejemplos.
(1) Un método que comprende añadir previamente el
compuesto metálico y el agente quelante al sistema de preparación
de las resina superabsorbente. Por ejemplo, en la utilización de un
monómero vinílico soluble en agua para proporcionar una resina
superabsorbente, el compuesto metálico y el agente quelante se
mezclan previamente con el monómero vinílico soluble en agua, y se
polimeriza el monómero.
(2) Un método que comprende pulverizar una
solución acuosa que contiene el compuesto metálico y el agente
quelante sobre la resina superabsorbente sea en un estado seco o en
una condición que contiene agua y, si se desea, secar la resina.(3)
Un método que comprende mezclar en seco la resina superabsorbente
con el compuesto metálico y el agente quelante, ambos en estado
seco.
En la realización de los métodos anteriores, el
compuesto metálico y el agente quelante pueden mezclarse uno con
otro previamente y añadirse a la resina superabsorbente (o al
sistema de preparación de la misma), o añadirse por separado.
Adicionalmente, el compuesto metálico y el agente quelante se pueden
añadir por el mismo método o por métodos diferentes seleccionados
de los métodos (1) a (3).
Si bien la capacidad de absorción de agua de la
composición de resina superabsorbente de acuerdo con la presente
invención no está limitada particularmente, es preferible que la
composición tenga un poder de retención de agua de 35 g/g o más,
particularmente 38 g/g o más, tal como se mide de acuerdo con un
método de medida del poder de retención por deshidratación
centrífuga, descrito más adelante en esta memoria.
En general, a medida que aumenta la capacidad de
absorción de agua de la composición de resina superabsorbente, la
cantidad de resina requerida por artículo, v.g., pañal, decrece, lo
cual contribuye a reducciones en el espesor del pañal y el coste de
fabricación. Sin embargo, a medida que aumenta la capacidad de
absorción de agua, las propiedades de eficiencia, tales como
estabilidad del gel con el tiempo, resistencia del gel, y
permeabilidad a los líquidos, se reducen por regla general. Por esta
razón, las resinas que exhiben superabsortividad son difíciles de
aplicar a pañales desechables. Por el contrario, la composición de
resina superabsorbente de acuerdo con la presente invención tiene
una capacidad de absorción de agua relativamente alta, teniendo un
poder de retención de 35 g/g o más y sin embargo apenas sufre dichas
reducciones en su eficiencia.
Como se ha expuesto anteriormente, la composición
de resina superabsorbente de la presente invención es
particularmente útil como material absorbente de agua en artículos
sanitarios, tales como artículos absorbentes, v.g., pañales
desechables y paños higiénicos. Tales artículos absorbentes
comprenden una hoja superior permeable al agua, una hoja de
respaldo impermeable al agua y un miembro absorbente interpuesto
entre dicha hoja superior y dicha hoja de respaldo. El miembro
absorbente puede estar hecho de pasta de lanilla, es decir, pasta
de madera desfibrada. La composición de resina superabsorbente de
la presente invención se utiliza en combinación con la pasta de
lanilla como una mezcla con la pasta de lanilla o en la forma de una
capa independiente en áreas específicas de una capa de pasta de
lanilla. El miembro absorbente puede prepararse por tratamiento
térmico de una mezcla de una resina termoplástica, pasta de lanilla,
y la composición de resina superabsorbente de la presente
invención.
Como se ha mencionado anteriormente, dado que los
fluidos corporales tales como orina contienen ácido
L-ascórbico o una sal del mismo, la resina
superabsorbente en una composición de resina superabsorbente
convencional se deteriora por dichas sustancias presentes en los
fluidos corporales absorbidos por los artículos absorbente. Por el
contrario, en el caso en que se utiliza la composición de resina
superabsorbente de la presente invención como un material absorbente
de agua de artículos absorbentes, el deterioro de la resina
superabsorbente puede suprimirse.
Además, la composición de resina superabsorbente
de la presente invención tiene alta resistencia de gel y alta
permeabilidad a los líquidos después del hinchamiento, y es por
consiguiente adecuada para uso en artículos absorbentes, tales como
pañales desechables y paños higiénicos.
A no ser que se indique otra cosa, todos los
porcentajes y partes en los Ejemplos y Ejemplos Comparativos
siguientes se dan en peso.
Los métodos de ensayo utilizados en los Ejemplos
y Ejemplos Comparativos se describen a continuación.
Una composición de resina superabsorbente que
pesaba 1 g se hinchó con 150 ml de solución salina fisiológica
(solución de NaCl al 0,9%, producida por Otsuka Pharmaceutical Co.,
Ltd.) durante 30 minutos y se puso en una bolsa hecha de tela no
tejida. La bolsa y su contenido se deshidrataron en un separador
centrífugo a 143G durante 10 minutos y se pesaron (peso total). El
poder de retención después de la deshidratación centrífuga se
calculó de acuerdo con la ecuación (1).
(1)Poder \ de \ retención \
después \ de \ deshidratación \ centrífuga \ (g/g) \ = \ [(peso \
total)\ - \ (peso \ de \ la \ bolsa \ de \ tela \ no \ tejida)\ - \
(peso \ de \ composición \ de \ resina \ superabsorbente) \ - \
(residuo \ de \ líquido \ en \ la \ bolsa \ de \ tela \ no \
tejida)]/(peso \ de \ composición \ de \ resina \
superabsorbente)
Una composición de resina superabsorbente que
pesaba 1 g se hinchó con 45 g de solución salina fisiológica que
contenía 0,05% de ácido L-ascórbico. La composición
de resina hinchada se selló en un tubo de tapón roscado y se dejó en
reposo a 40ºC durante 3 horas. El estado del gel hinchado después
del reposo se observó a simple vista para evaluar la estabilidad del
gel con el tiempo. La evaluación en cuanto a la estabilidad del gel
con el tiempo se hizo en términos de fluidez del gel, correosidad, y
retención de la forma de acuerdo con un sistema de evaluación de 4
grados que se muestra en la Tabla 1 más adelante. La fluidez del gel
se observó volcando el tubo de tapón roscado, la correosidad se
observó por agitación del gel con una espátula, y la retención de la
forma se observó a simple vista después de extraer el gel del tubo
de tapón roscado. Si el gel tiene fluidez y correosidad, ello
significa que la resina superabsorbente se ha degradado. Si el grado
de retención de la forma disminuye, significa que la resina
superabsorbente se ha degradado. Las composiciones de resina
superabsorbentes clasificadas como A o B deben considerarse
adecuadas para uso como un material absorbente de agua en paños
higiénicos, pañales desechables, sábanas para adultos, tampones,
algodón absorbente, etc.
| Grado | Fluidez | Correosidad | Retención de |
| la Forma | |||
| A | No fluido | No correoso | Inalterado |
| B | Ligeramente | Ligeramente | Alterado li- |
| fluido | correoso | geramente | |
| C | Fluido | Correoso | Licuado par- |
| cialmente | |||
| D | Fluido | Correoso | Licuado en |
| gran parte |
A continuación se muestran ejemplos de síntesis
para las resinas superabsorbentes, compuestos metálicos y el
compuesto de quelato metálico utilizados en los Ejemplos y Ejemplos
Comparativos. Todos los compuestos metálicos y el compuesto de
quelato metálico en los Ejemplos de Síntesis se obtuvieron en forma
de una solución.
Ejemplo de síntesis
1
En un matraz de 1000 ml con 4 bocas, equipado con
agitador, condensador de reflujo, embudo de goteo y tubo para
introducción de nitrógeno gaseoso, se cargaron 400 ml de ciclohexano
y 0,625 g (0,5% basado en el polímero producido) de
etil-celulosa (Ethyl Cellulose
N-100, producida por Hercules Powder Co.) como
dispersante. Se introdujo por soplado nitrógeno gaseoso en la mezcla
para expulsar el oxígeno disuelto, y el contenido del matraz se
mantuvo a 75ºC.
En un matraz separado se diluyeron 102,0 g de
ácido acrílico con 25,5 g de agua desionizada, y la solución se
neutralizó con 140 g de una solución acuosa al 30% de hidróxido de
sodio mientras se enfriaba desde el exterior. Se añadió a la
solución acuosa una solución de 0,204 g (0,2% basado en el ácido
acrílico) de persulfato de potasio en 7,5 g de agua. Se introdujo
por soplado nitrógeno gaseoso en la solución para eliminar el
oxígeno disuelto. El contenido del matraz se introdujo gota a gota
en el matraz de 4 bocas anterior durante 1 hora para llevar a cabo
la polimerización. Una vez completada la polimerización, la mezcla
de reacción se deshidrató azeotrópicamente por el uso de un tubo de
deshidratación a fin de ajustar el contenido de agua de la resina
superabsorbente resultante a 30 partes por 100 partes de la resina.
A continuación se añadió a ello una solución de 0,04 g (0,04% basado
en el ácido acrílico) de
poliglicerol-poliglicidil-éter (Denacol
EX-512, producido por Nagase Kasei Kogyo K.K.) en 4
g de agua como agente de reticulación, después de lo cual se dejó
que la mezcla reaccionara a 75 hasta 80ºC durante 1 hora. Después de
enfriar, se eliminó el ciclohexano por decantación para recoger la
resina superabsorbente (que contenía agua), que se designa resina
superabsorbente (1).
La resina superabsorbente (1) se secó a 80 hasta
100ºC a presión reducida de 50 Torr. La resina resultante se designa
resina superabsorbente (2).
Ejemplo de síntesis
2
Se preparó una resina superabsorbente que
contenía agua, designada resina superabsorbente (3), de la misma
manera que en el Ejemplo de Síntesis 1, excepto que se reemplazó la
etil-celulosa utilizada como dispersante con 1,5 g
de una solución acuosa al 25% de
polioxietileno-lauril-éter-sulfato
de sodio (número medio de moles de óxido de etileno añadidos = 2) y
se aumentó la cantidad del
poliglicerol-poliglicidil-éter utilizado como agente
de reticulación desde 0,04 g a 0,06 g.
La resina superabsorbente (3) se secó a 80 hasta
100ºC a presión reducida de 50 Torr. La resina resultante se designa
resina superabsorbente (4)
Ejemplo de síntesis
3
A una solución enfriada en hielo de 43,6 g de
gluconato de sodio en 150 g de agua desionizada se añadieron gota a
gota 20 g de tetracloruro de titanio, y se mezcló. Después de
confirmar que la solución se volvió clara, se añadieron a ella gota
a gota aproximadamente 48 g de una solución acuosa al 30% de
hidróxido de sodio, para ajustar la solución a pH 7. La solución
resultante era clara y débilmente amarilla, y tenía un contenido de
titanio de 1,9% (calculado).
Ejemplo de síntesis
4
A 50 g de una solución de oxisulfato de titanio
que tenía un contenido de titanio de 4,9% (Solución de Sulfato de
Titanilo, producida por Kisan Kinzoku K.K.) se añadieron 32,2 g de
ácido cítrico monohidratado y 25 g de agua desionizada, y se mezcló.
Después de confirmar que el ácido cítrico se había disuelto por
completo, se añadieron a ello gota a gota aproximadamente 104 g de
una solución acuosa al 30% de hidróxido de sodio, mientras que se
enfriaba desde el exterior, para ajustar la solución a pH 7. La
solución resultante era amarilla y ligeramente turbia. El contenido
de titanio de la solución era 1,2% (calculado).
Ejemplo de síntesis
5
Se mezclaron una solución de 23,3 g de
tetracloruro de titanio (TiCl_{4}) en 51 ml de agua y una solución
de 20 g de cloruro de cinc (ZnCl_{2}) en 100 ml de agua, y la
mezcla se diluyó con agua hasta obtener 5 litros. Se añadieron a la
solución mixta 71,5 g de urea, seguido por agitación. La solución
tenía un pH de 2. Por calentamiento de la solución a 95ºC durante 20
minutos, se formó gradualmente un coprecipitado blanco. Se continuó
el calentamiento hasta que el pH de la solución se elevó a 7. El
coprecipitado se recogió por filtración y se secó a 120ºC durante 3
horas para obtener un polvo fino que comprendía agregados de óxido
metálico que contenían agua, designándose el todo como compuesto
metálico (7).
El compuesto metálico (7) tenía una superficie
específica BET de 250 m^{2}/g, y una relación molar Ti/Zn de
46:54.
Ejemplo de síntesis
6
A una solución de 34,0 g de oxicloruro de
circonio octahidratado en 150 g de agua desionizada se añadieron
43,6 g de gluconato de sodio y se disolvieron. Se añadieron a ello
gota a gota aproximadamente 22 g de una solución acuosa al 30% de
hidróxido de sodio, para ajustar la solución a pH 7. La solución
resultante era clara y débilmente amarilla, y tenía un contenido de
circonio de 3,86% (calculado).
Ejemplo de síntesis
7
A 29,3 g de una solución de oxisulfato de titanio
que tenía un contenido de titanio de 4,9%, se añadieron 23,0 g de
una solución acuosa de ácido cítrico al 50% (producida por Fuso
Kagaku Kogyo K.K), y se mezcló. Se añadieron a la solución acuosa
20,6 g de una solución acuosa al 60% de ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico
(Dequest 2010CS, producido por Nippon Monsanto K.K.), y se mezcló.
Mientras se enfriaba la mezcla desde el exterior, se añadieron a la
misma gota a gota 27 g de una solución acuosa al 30% de hidróxido de
sodio para ajustar la solución a pH 7. La solución resultante era de
color amarillo pálido y ligeramente turbia. El contenido de titanio
de la solución era 1,5% y el contenido de ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico
era 13,4%. A 2,4 g de la solución resultante se añadieron 1,6 g de
agua pesada, seguido por la medida de ^{13}C-NMR
con el uso de un equipo Varian UNITY INOVA 300MB. Los resultados
pusieron de manifiesto que el pico de 72 ppm del átomo de carbono
localizado en la posición 1 del ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico
estaba desdoblado en 68 a 72 ppm, y el pico de 20 ppm del grupo
metilo estaba desdoblado en 18 ppm, y que el ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico
estaba coordinado con el titanio.
Ejemplos 1 a
10
La resina superabsorbente (A) mostrada en la
Tabla 2 más adelante se introdujo en un amasador de cilindros
gemelos, y el compuesto metálico (B) mostrado en la Tabla 2 y el
agente quelante (C) mostrado en la Tabla 2 se añadieron a ella en
las cantidades indicadas (por 100 partes de la resina
superabsorbente) en forma de polvo o por pulverización de una
solución acuosa de los mismos. La mixtura se agitó concienzudamente
para mezclarla a fin de obtener una composición de resina
superabsorbente. La cantidad del compuesto metálico (B) se expresa
en términos del contenido de metal A.
En el caso en que se utilizó la resina
superabsorbente (1) o (3), la mixtura se secó a 80 hasta 100ºC a
presión reducida de 50 Torr para obtener una composición de resina
superabsorbente. La composición de resina resultante se evaluó en
términos de poder de retención de agua después de deshidratación
centrífuga y estabilidad del gel hinchado de acuerdo con los métodos
de ensayo descritos anteriormente. Los resultados obtenidos se
muestran en la Tabla 2.
\newpage
Antes de realizar la evaluación, las partículas
de grano grueso de 850 \mum o mayores se eliminaron de la
composición por tamizado. Se repitió la misma evaluación en el
Ejemplo 11 y los Ejemplos Comparativos 1-5
siguientes.
La resina superabsorbente (1) se introdujo en un
amasador de cilindros gemelos, y se añadió a ella por pulverización
el compuesto de quelato metálico (9) (solución acuosa al 14,9%)
obtenido en el Ejemplo de Síntesis 7 como componente (D), de tal
manera que el contenido de Ti era 0,03 partes basado en 100 partes
de la resina superabsorbente. A continuación, se repitió el mismo
procedimiento empleado en el Ejemplo 1 para obtener una composición
de resina superabsorbente, y se repitió la misma evaluación. Los
resultados de la evaluación muestran que el poder de retención
después de la deshidratación centrífuga era 43 g/g, y la estabilidad
del gel hinchado se clasificó como A.
Ejemplos comparativos 1 y
2
La resina superabsorbente (A) sola que se muestra
en la Tabla 3 siguiente se ensayó de la misma manera que en el
Ejemplo 1, sin añadir a la misma un compuesto metálico como
componente (B) ni un agente quelante como componente (C). Los
resultados obtenidos se muestran en la Tabla 3.
Ejemplos comparativos 3 a
5
La resina superabsorbente (3) empleada como
componente (A) se mezcló con uno cualquiera de un compuesto metálico
como componente (B) y un agente quelante como componente (C) como se
muestra en la Tabla 3 para preparar una composición de resina
superabsorbente de la misma manera que en los Ejemplos. Análogamente
a los Ejemplos, la composición de resina superabsorbente se secó a
80 hasta 100ºC a presión reducida de 50 Torr y se ensayó de la misma
manera que en los Ejemplos. Los resultados obtenidos se muestran en
la tabla 3.
*1, *2 y *3 en las Tablas 2 y 3 siguientes son
como sigue:
- *1:
- Contenido de metal A (Ti o Zr) por 100 partes de la resina superabsorbente (A).
- *2:
- Dióxido de titanio producido por Ishihara Sangyo, Kaisha (tipo anatasa; tamaño medio de partícula: 7 nm; superficie específica BET: 320 m^{2}/g).
- *3:
- Dióxido de titanio producido por Ishihara Sangyo, Kaisha (tipo rutilo; tamaño medio de partícula: 40 nm; superficie específica BET: 40 m^{2}/g).
(Tabla pasa a página
siguiente)
Como resulta evidente por los resultados de las
Tabla 2 a la vista de la Tabla 3, las composiciones de resina
superabsorbente de acuerdo con la presente invención (Ejemplos 1 a
11) que comprenden los componentes (A), (B) y (C), o los componentes
(A) y (D), son superiores a las composiciones comparativas tanto en
poder de retención después de deshidratación centrífuga como en
estabilidad del gel hinchado.
Claims (8)
1. Una composición de resina superabsorbente que
comprende los componentes siguientes (A), (B) y (C), o los
componentes (A) y (D)
- (A)
- una resina superabsorbente,
- (B)
- un compuesto metálico que contiene al menos un metal A seleccionado del grupo constituido por titanio y circonio,
- (C)
- un agente quelante seleccionado del grupo constituido por compuestos inorgánicos de ácido fosfórico solubles en agua, compuestos de ácidos amino-carboxílicos, compuestos orgánicos de fósforo y compuestos que sirven como agente tensioactivo y
- (D)
- un compuesto de coordinación en el cual el componente (C) está coordinado con el metal A,
en la cual el componente (C) se utiliza en una
cantidad de 0,01 a 5 partes en peso por 100 partes en peso de
componente
A.
2. La composición de resina superabsorbente de
acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho compuesto metálico
como componente (B) es un compuesto obtenido por mezcla de un
hidroxiácido o una sal del mismo con una sal de un metal polivalente
que comprende al menos un metal A seleccionado del grupo constituido
por titanio o circonio o un alcóxido de dicho metal A.
3. La composición de resina superabsorbente de
acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho compuesto metálico
como componente (B) se obtiene por hidrólisis de una sal de un metal
polivalente que comprende al menos un metal A seleccionado del grupo
constituido por titanio y circonio o un alcóxido de dicho metal A en
presencia de un hidroxiácido o una sal del mismo.
4. La composición de resina superabsorbente de
acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho compuesto metálico
como componente (B) es un óxido metálico que contiene agua, que
comprende al menos un metal A seleccionado del grupo constituido por
titanio y circonio y al menos un metal B seleccionado del grupo
constituido por cinc, aluminio, calcio, magnesio, y silicio.
5. La composición de resina superabsorbente de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la cual
dicho agente quelante como componente (C) es un compuesto inorgánico
de ácido fosfórico soluble en agua, un compuesto de ácido
aminocarboxílico, un compuesto orgánico de fósforo o un compuesto de
agente tensioactivo.
6. La composición de resina superabsorbente de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la cual
dicho agente quelante como componente (C) es ácido tripolifosfórico,
ácido polifosfórico, ácido etilenodiaminatetraacético, ácido
1-hidroxietilideno-1,1-difosfónico,
un monoalquil-fosfato, ácido
2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico,
ácido L-glutámico, ácido diacético, ácido
N,N-bis(carboximetil)-L-glutámico,
ácido hidroxietiletilenodiaminatriacético o sales de los mismos.
7. La composición de resina superabsorbente de
acuerdo con la reivindicación 1, que es capaz de retener 35 g/g o
más de solución salina fisiológica después de haberse hinchado con
solución salina fisiológica durante 30 minutos y deshidratado por
centrifugación.
8. Un proceso para producir la composición de
resina superabsorbente de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7,
que comprende mezclar
- (A)
- la resina superabsorbente,
- (B)
- el compuesto metálico que contiene al menos un metal A seleccionado del grupo constituido por titanio y circonio, y
- (C)
- el agente quelante,
\newpage
o mezclar (A) la resina superabsorbente y (D) un
compuesto de coordinación en el cual el componente (C) está
coordinado con el metal A.
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