JP2001302720A - ポリアクリロニトリル沈澱重合体から超吸収性重合体を製造する方法 - Google Patents
ポリアクリロニトリル沈澱重合体から超吸収性重合体を製造する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超吸収性重合体(SAP)の新規な製造方法
を提供する。 【解決手段】 ポリアクリロニトリル沈澱重合体(PA
N沈澱重合体)のアルカリ加水分解により超吸収性重合
体(SAP)を製造する。
を提供する。 【解決手段】 ポリアクリロニトリル沈澱重合体(PA
N沈澱重合体)のアルカリ加水分解により超吸収性重合
体(SAP)を製造する。
Description
【0001】本発明はポリアクリロニトリル沈澱重合体
(PAN沈澱重合体)をアルカリで加水分解することに
より超吸収性重合体(SAP)を製造する方法に関す
る。
(PAN沈澱重合体)をアルカリで加水分解することに
より超吸収性重合体(SAP)を製造する方法に関す
る。
【0002】超吸収性重合体は公知であり、主としてお
むつおよび失禁対策製品に使用されているが、また農業
用の保水材料として、および電線の被覆材に使用されて
いる。一般にこれらの超吸収性重合体は、アクリル酸と
多官能性単量体、例えばジビニルベンゼン、エチレング
リコールジメタクリレート、エチレングリコールジアリ
ルエーテル、ブタ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、ポリグリコールジアクリレ
ート、トリメチロールプロパンジアクリレート、アクリ
ル酸アリル、ジアリルアクリルアミド、トリスアリルア
ミン、ジアリルエーテル、メチレンビスアクリルアミド
およびN−メチロールアクリルアミドとを、遊離基を反
応開始剤として用いて共重合させて得られるポリアクリ
ル酸のアルカリ金属塩またはアクリル酸のアルカリ金属
塩とアクリルアミドとの共重合体をベースにした粗い網
目状の交叉結合した水に不溶な重合体である。これらの
重合体はその構造のために、膨潤してヒドロゲルを生じ
ることによって大量の水および水溶液を吸収し、圧力下
においてもこれを保持することができる。
むつおよび失禁対策製品に使用されているが、また農業
用の保水材料として、および電線の被覆材に使用されて
いる。一般にこれらの超吸収性重合体は、アクリル酸と
多官能性単量体、例えばジビニルベンゼン、エチレング
リコールジメタクリレート、エチレングリコールジアリ
ルエーテル、ブタ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、ポリグリコールジアクリレ
ート、トリメチロールプロパンジアクリレート、アクリ
ル酸アリル、ジアリルアクリルアミド、トリスアリルア
ミン、ジアリルエーテル、メチレンビスアクリルアミド
およびN−メチロールアクリルアミドとを、遊離基を反
応開始剤として用いて共重合させて得られるポリアクリ
ル酸のアルカリ金属塩またはアクリル酸のアルカリ金属
塩とアクリルアミドとの共重合体をベースにした粗い網
目状の交叉結合した水に不溶な重合体である。これらの
重合体はその構造のために、膨潤してヒドロゲルを生じ
ることによって大量の水および水溶液を吸収し、圧力下
においてもこれを保持することができる。
【0003】SAPの製造法はドイツ特許A 44 0
6 951号、同A 44 29318号、同A 19
6 00 163号、同A 196 46 856号お
よびヨーロッパ特許A 936 223号から公知であ
り、これらのすべての特許明細書の共通の特徴は、超吸
収性重合体が細かい微粒子状のポリアクリロニトリル乳
化物(PAN乳化物)からつくられるということであ
る。
6 951号、同A 44 29318号、同A 19
6 00 163号、同A 196 46 856号お
よびヨーロッパ特許A 936 223号から公知であ
り、これらのすべての特許明細書の共通の特徴は、超吸
収性重合体が細かい微粒子状のポリアクリロニトリル乳
化物(PAN乳化物)からつくられるということであ
る。
【0004】上記の方法ではドイツ特許A 42 33
026号記載の特定の乳化剤を使用して製造し得るP
AN乳化物が使用される。この乳化剤を使用しないと、
従来はPAN乳化物を経済的に製造することは殆ど不可
能であった。しかし、この特定の乳化剤を使用すること
は、経済上、また品質的にも不利である。この乳化剤は
水に溶解し、水に分散し得るために、超吸収体の品質が
損なわれる。
026号記載の特定の乳化剤を使用して製造し得るP
AN乳化物が使用される。この乳化剤を使用しないと、
従来はPAN乳化物を経済的に製造することは殆ど不可
能であった。しかし、この特定の乳化剤を使用すること
は、経済上、また品質的にも不利である。この乳化剤は
水に溶解し、水に分散し得るために、超吸収体の品質が
損なわれる。
【0005】ドイツ特許A 44 06 951号およ
び同A 44 29 318号において、「ポリアクリ
ロニトリルを酸またはアルカリで加水分解すると、カル
ボキシル基またはカルボキシレート基をもつ重合体が生
じる。これらの重合体は一般に水溶性である(従って膨
潤させることはできない)。何故ならば沈澱重合によっ
て得られた原料として使用されるポリアクリロニトリル
は分子量が低すぎるからである。」と指摘されているよ
うに、明らかな解決法、即ちPAN沈澱重合体を原料と
して使用する方法は存在しない。
び同A 44 29 318号において、「ポリアクリ
ロニトリルを酸またはアルカリで加水分解すると、カル
ボキシル基またはカルボキシレート基をもつ重合体が生
じる。これらの重合体は一般に水溶性である(従って膨
潤させることはできない)。何故ならば沈澱重合によっ
て得られた原料として使用されるポリアクリロニトリル
は分子量が低すぎるからである。」と指摘されているよ
うに、明らかな解決法、即ちPAN沈澱重合体を原料と
して使用する方法は存在しない。
【0006】従って本発明の目的は、微粒子状のPAN
乳化物ではないポリアクリロニトリルをベースにした原
料であって、ドイツ特許A 42 33 026号に記
載された特定の乳化剤を使用せずに製造でき、アルカリ
で加水分解した後、また随時その後の工程でも優れたS
AP特性を有する原料を見出だすことである。
乳化物ではないポリアクリロニトリルをベースにした原
料であって、ドイツ特許A 42 33 026号に記
載された特定の乳化剤を使用せずに製造でき、アルカリ
で加水分解した後、また随時その後の工程でも優れたS
AP特性を有する原料を見出だすことである。
【0007】本発明においては、SAPを製造する方法
において、(a)PAN沈澱重合体、好ましくは交叉結
合しないまたは交叉結合したアクリロニトリルの単独重
合体を製造し、(b)好ましくは高粘度媒質に適した自
己クリーニング型反応器の中で、PAN沈澱重合体のア
ルカリ加水分解を行い、(c)必要に応じ随時、 1.加水分解生成物に酸を加えるか、または 2.pH値を調節するために加水分解生成物に水/酸混
合物を加えるか、或いは 3.pH値を調節するために加水分解生成物にアルコー
ル/水/酸混合物を加えることにより加水分解生成物の
中和を行い、(d)水を含んだゲル状の生成物を乾燥
し、(e)所望の粒径になるまで粉砕し、(f)粒状の
SAPの表面を変性する副次工程を含むことを特徴とす
る方法が提供される。
において、(a)PAN沈澱重合体、好ましくは交叉結
合しないまたは交叉結合したアクリロニトリルの単独重
合体を製造し、(b)好ましくは高粘度媒質に適した自
己クリーニング型反応器の中で、PAN沈澱重合体のア
ルカリ加水分解を行い、(c)必要に応じ随時、 1.加水分解生成物に酸を加えるか、または 2.pH値を調節するために加水分解生成物に水/酸混
合物を加えるか、或いは 3.pH値を調節するために加水分解生成物にアルコー
ル/水/酸混合物を加えることにより加水分解生成物の
中和を行い、(d)水を含んだゲル状の生成物を乾燥
し、(e)所望の粒径になるまで粉砕し、(f)粒状の
SAPの表面を変性する副次工程を含むことを特徴とす
る方法が提供される。
【0008】従って本発明においては、PAN乳化物の
代わりに高分子量のPAN沈澱重合体が使用される。
代わりに高分子量のPAN沈澱重合体が使用される。
【0009】微粒子状のPAN乳化物を加水分解してS
APを製造できることはドイツ特許A 196 00
163号から既に公知である。即ち、PAN乳化物をア
ルカリで加水分解するために0.5〜2時間の滞在時間
が得られるのに十分な容積の自己クリーニング型反応器
を使用すると、PAN乳化物を原料とした超吸収性重合
体が連続的に再現可能な方法で製造できることが記載さ
れている。
APを製造できることはドイツ特許A 196 00
163号から既に公知である。即ち、PAN乳化物をア
ルカリで加水分解するために0.5〜2時間の滞在時間
が得られるのに十分な容積の自己クリーニング型反応器
を使用すると、PAN乳化物を原料とした超吸収性重合
体が連続的に再現可能な方法で製造できることが記載さ
れている。
【0010】また、PAN乳化物を加水分解して超吸収
性の重合体を製造するのに適した装置は、特に比較的長
い滞在時間をもち、良好な混合と良好な熱伝達が十分に
行え、同時に加水分解中に発生するアンモニアガスを除
去できる装置であることも記載されている。特に適当な
装置は。自由容積が最高16.5m3で、単一シャフト
および二重シャフト装置としてつくられ、シャフト上お
よび反応器のハウジングの中の両方に特殊な混合部材お
よび擦り取り部材をもっているいわゆる「List反応
器」(スイス、CH−4422,Arisdorf、L
ist AG製)である。このような反応器を直列に連
結し、その結果として使用上高度の融通性を得ることが
できる。
性の重合体を製造するのに適した装置は、特に比較的長
い滞在時間をもち、良好な混合と良好な熱伝達が十分に
行え、同時に加水分解中に発生するアンモニアガスを除
去できる装置であることも記載されている。特に適当な
装置は。自由容積が最高16.5m3で、単一シャフト
および二重シャフト装置としてつくられ、シャフト上お
よび反応器のハウジングの中の両方に特殊な混合部材お
よび擦り取り部材をもっているいわゆる「List反応
器」(スイス、CH−4422,Arisdorf、L
ist AG製)である。このような反応器を直列に連
結し、その結果として使用上高度の融通性を得ることが
できる。
【0011】ドイツ特許A 196 00 163号に
従えば、加水分解が完了したら、混合物をList反応
器から高速撹拌機を備えた例えばメタノールまたはエタ
ノールのような低沸点アルコールを含む沈澱反応器へ直
接導入する。これによって超吸収性重合体は細かい容易
に濾過し得る粉末の形で沈澱する。乾燥して所望の粒径
になるまで粉砕すると、仕上げられた超吸収体が得られ
る。
従えば、加水分解が完了したら、混合物をList反応
器から高速撹拌機を備えた例えばメタノールまたはエタ
ノールのような低沸点アルコールを含む沈澱反応器へ直
接導入する。これによって超吸収性重合体は細かい容易
に濾過し得る粉末の形で沈澱する。乾燥して所望の粒径
になるまで粉砕すると、仕上げられた超吸収体が得られ
る。
【0012】また、消費されなかったアルカリ金属の水
酸化物を中和するか、或いは最終製品のpH値を調節す
るために、酸を加え、衛生用製品、例えば赤ん坊のおむ
つまたは成人用の失禁対策製品に使用するのに必要な7
以下のpH値が保たれるようにしなければならないこと
も記載されている。
酸化物を中和するか、或いは最終製品のpH値を調節す
るために、酸を加え、衛生用製品、例えば赤ん坊のおむ
つまたは成人用の失禁対策製品に使用するのに必要な7
以下のpH値が保たれるようにしなければならないこと
も記載されている。
【0013】しかし、ドイツ特許A 19 646 8
56号に記載されているように、撹拌容器中において水
/アルコール混合物の中で加水分解を行うことも原理的
には可能である。
56号に記載されているように、撹拌容器中において水
/アルコール混合物の中で加水分解を行うことも原理的
には可能である。
【0014】また本発明によれば本発明方法で製造され
た超吸収体が提供される。
た超吸収体が提供される。
【0015】また本発明は、おむつ、失禁対策製品、保
水材料および電線の被覆材における本発明の超吸収体の
使用に関する。
水材料および電線の被覆材における本発明の超吸収体の
使用に関する。
【0016】さらに本発明によれば、本発明方法によっ
て製造されたおむつ、失禁対策製品、保水材料および電
線の被覆材が提供される。
て製造されたおむつ、失禁対策製品、保水材料および電
線の被覆材が提供される。
【0017】本発明方法の副次工程(a)による高分子
量のPAN沈澱重合体は公知の従来法によって製造する
ことができる。この点に関しては例えばStuttga
rt、Georg Thieme Verlag 発
行、Houben−Weyl著、Methoden d
er organischen Chemie、E20
巻、1208〜1216頁参照のこと。交叉結合しない
PAN沈澱重合体の分子量(重量平均)は5×105〜
1×107g/モルであり、1g/リットルのLiBr
を加えてジメチルフォルムアミド中で測定したStau
dinger係数は2dl/gより、好ましくは4dl
/gよりも大きい。好適なPAN沈澱重合体は交叉結合
していないかまたは交叉結合したアクリロニトリルの単
独重合体である。交叉結合したPAN沈澱重合体は、例
えばドイツ特許A 42 33 026号記載のような
重合によって導入された多官能性単量体、またはジビニ
ルエーテル、例えばジエチレングリコールジビニルエー
テル、エチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジ
オールジビニルエーテルを単量体の全量に関し0.01
〜4.0重量%の量で含んでいることができる。ここで
上記のジビニルエーテルのリストはこれだけに限定され
るものではない。
量のPAN沈澱重合体は公知の従来法によって製造する
ことができる。この点に関しては例えばStuttga
rt、Georg Thieme Verlag 発
行、Houben−Weyl著、Methoden d
er organischen Chemie、E20
巻、1208〜1216頁参照のこと。交叉結合しない
PAN沈澱重合体の分子量(重量平均)は5×105〜
1×107g/モルであり、1g/リットルのLiBr
を加えてジメチルフォルムアミド中で測定したStau
dinger係数は2dl/gより、好ましくは4dl
/gよりも大きい。好適なPAN沈澱重合体は交叉結合
していないかまたは交叉結合したアクリロニトリルの単
独重合体である。交叉結合したPAN沈澱重合体は、例
えばドイツ特許A 42 33 026号記載のような
重合によって導入された多官能性単量体、またはジビニ
ルエーテル、例えばジエチレングリコールジビニルエー
テル、エチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジ
オールジビニルエーテルを単量体の全量に関し0.01
〜4.0重量%の量で含んでいることができる。ここで
上記のジビニルエーテルのリストはこれだけに限定され
るものではない。
【0018】副次工程(b)に従えば、液体の原料(水
に分散したPAN沈澱重合体およびアルカリ金属の水酸
化物水溶液)を混合し、高粘性の媒質に適した自己クリ
ーニング型反応器(HV反応器)の中で加水分解を行
う。加水分解中、固体分含量が10〜70重量%の高粘
度ゲルが生じる。適当なHV反応器は生成した高粘度の
ゲルに対し良好な混合および捏和作用を行い、良好な熱
伝達ができ、加水分解中に生じるアンモニアを除去する
ことができる。特に適したHV反応器は、単一シャフト
および二重シャフト装置としてつくられ、シャフト上お
よび反応器のハウジングの中の両方に特殊な混合部材お
よび擦り取り部材をもっているスイス、CH−442
2,Arisdorf、List AG製の反応器であ
る。
に分散したPAN沈澱重合体およびアルカリ金属の水酸
化物水溶液)を混合し、高粘性の媒質に適した自己クリ
ーニング型反応器(HV反応器)の中で加水分解を行
う。加水分解中、固体分含量が10〜70重量%の高粘
度ゲルが生じる。適当なHV反応器は生成した高粘度の
ゲルに対し良好な混合および捏和作用を行い、良好な熱
伝達ができ、加水分解中に生じるアンモニアを除去する
ことができる。特に適したHV反応器は、単一シャフト
および二重シャフト装置としてつくられ、シャフト上お
よび反応器のハウジングの中の両方に特殊な混合部材お
よび擦り取り部材をもっているスイス、CH−442
2,Arisdorf、List AG製の反応器であ
る。
【0019】原料を混合した後、バッチ工程、片方また
は両方の原料を計量することによ半連続工程或いは連続
工程によって加水分解を行うことができる。連続工程の
場合には、工程の開始時において或いは工程の幾分後の
時点で、原料の計量を行うことができる。1個またはそ
れ以上のHV反応器を直列に連結して使用することがで
きる。原料の混合はHV反応器の中、或いはその上手に
配置された装置、例えばパイプまたは静止型混合器、或
いは別法として上手に配置された混合を主要な機能とす
るHV反応器、またはスクリュー型捏和機の中で行うこ
とができる。
は両方の原料を計量することによ半連続工程或いは連続
工程によって加水分解を行うことができる。連続工程の
場合には、工程の開始時において或いは工程の幾分後の
時点で、原料の計量を行うことができる。1個またはそ
れ以上のHV反応器を直列に連結して使用することがで
きる。原料の混合はHV反応器の中、或いはその上手に
配置された装置、例えばパイプまたは静止型混合器、或
いは別法として上手に配置された混合を主要な機能とす
るHV反応器、またはスクリュー型捏和機の中で行うこ
とができる。
【0020】PAN沈澱重合体をアルカリ金属の水酸化
物の水溶液で加水分解する際、重合体のニトリル基対ア
ルカリ金属水酸化物のモル比は1:1〜1:0.05、
好ましくは1:0.9〜1:0.1、特に好ましくは
1:0.7〜1:0.3である。アルカリ金属の水酸化
物は好ましくはNaOHまたはKOHまたはそれらの混
合物である。加水分解は加圧下において80〜200
℃、好ましくは100℃より高く160℃までの温度で
行われる。反応時間は0.01〜10時間である。加水
分解中に生成するガス状のアンモニアを反応器から取り
出し、水に溶解するか低温で凝縮させる。アンモニアを
加水分解生成物からできるだけ完全に除去するために
は、水をアンモニアと共に蒸発させることが有利であ
る。これによって生じる水の損失分は計量して水を(液
体または蒸気の形で)添加して補償することができる。
しかし得られた損失分を補償せず、それに応じて加水分
解生成物の固体分が増加するようにすることもできる。
物の水溶液で加水分解する際、重合体のニトリル基対ア
ルカリ金属水酸化物のモル比は1:1〜1:0.05、
好ましくは1:0.9〜1:0.1、特に好ましくは
1:0.7〜1:0.3である。アルカリ金属の水酸化
物は好ましくはNaOHまたはKOHまたはそれらの混
合物である。加水分解は加圧下において80〜200
℃、好ましくは100℃より高く160℃までの温度で
行われる。反応時間は0.01〜10時間である。加水
分解中に生成するガス状のアンモニアを反応器から取り
出し、水に溶解するか低温で凝縮させる。アンモニアを
加水分解生成物からできるだけ完全に除去するために
は、水をアンモニアと共に蒸発させることが有利であ
る。これによって生じる水の損失分は計量して水を(液
体または蒸気の形で)添加して補償することができる。
しかし得られた損失分を補償せず、それに応じて加水分
解生成物の固体分が増加するようにすることもできる。
【0021】加水分解すると、PAN重合体の30〜8
0モル%がカルボキシレート基に変わり、20〜70モ
ル%がカルボキシアミド基に変わり、ニトリル基の0〜
20%が変化しないままで残る部分的に加水分解された
重合体が生じる。加水分解生成物のpH値は0.9重量
%のNaCl溶液中に0.1重量%を含む溶液で測定し
て約8.0、好ましくは7.5から7.1までの範囲に
ある。
0モル%がカルボキシレート基に変わり、20〜70モ
ル%がカルボキシアミド基に変わり、ニトリル基の0〜
20%が変化しないままで残る部分的に加水分解された
重合体が生じる。加水分解生成物のpH値は0.9重量
%のNaCl溶液中に0.1重量%を含む溶液で測定し
て約8.0、好ましくは7.5から7.1までの範囲に
ある。
【0022】副次工程(c)に従えば、0.9重量%の
NaCl溶液中に0.1重量%を含む溶液で測定したp
H値を7.0、好ましくは6.5から5.5までの範囲
に調節するために、加水分解が完了した時に加水分解生
成物に随時酸を加える(工程c1による)か、或いは加
水分解生成物を短時間水/酸混合物に通す(工程c2に
よる)か、または加水分解生成物を短時間アルコール/
水/酸混合物に通す(工程c3による)。適当な酸は鉱
酸、例えば塩酸、硫酸、燐酸、硝酸、カルボン酸、例え
ばギ酸、酢酸、プロピオン酸、アジピン酸、乳酸、クエ
ン酸、重合体酸、例えばポリアクリル酸、ポリアクリル
酸の共重合体、ポリスチレンスルフォン酸、および上記
酸の混合物である。重合体酸は交叉結合した形またはし
ない形で使用することができる。
NaCl溶液中に0.1重量%を含む溶液で測定したp
H値を7.0、好ましくは6.5から5.5までの範囲
に調節するために、加水分解が完了した時に加水分解生
成物に随時酸を加える(工程c1による)か、或いは加
水分解生成物を短時間水/酸混合物に通す(工程c2に
よる)か、または加水分解生成物を短時間アルコール/
水/酸混合物に通す(工程c3による)。適当な酸は鉱
酸、例えば塩酸、硫酸、燐酸、硝酸、カルボン酸、例え
ばギ酸、酢酸、プロピオン酸、アジピン酸、乳酸、クエ
ン酸、重合体酸、例えばポリアクリル酸、ポリアクリル
酸の共重合体、ポリスチレンスルフォン酸、および上記
酸の混合物である。重合体酸は交叉結合した形またはし
ない形で使用することができる。
【0023】副次工程(c1)で加える酸の量は一方で
は特定の用途に望まれるpH値に依存し、他方では酸の
強さに依存する。従って、酸の添加量は加水分解生成物
の乾燥重量に関し0.1〜20重量%、好ましくは0.
1〜10重量%である。酸を添加して生じるアルカリ金
属の塩は生成物中に残留する。酸は適当な容器、例えば
静止型混合器、スクリュー型捏和機、捏和器の中で連続
的に或いは非連続的に高粘度の加水分解生成物と混合す
ることができる。
は特定の用途に望まれるpH値に依存し、他方では酸の
強さに依存する。従って、酸の添加量は加水分解生成物
の乾燥重量に関し0.1〜20重量%、好ましくは0.
1〜10重量%である。酸を添加して生じるアルカリ金
属の塩は生成物中に残留する。酸は適当な容器、例えば
静止型混合器、スクリュー型捏和機、捏和器の中で連続
的に或いは非連続的に高粘度の加水分解生成物と混合す
ることができる。
【0024】副次工程(c2)または(c3)において
添加される酸の量は,一方では特定の用途に望まれるp
H値に依存し、他方では酸の強さに依存する。従って、
酸の添加量は加水分解生成物の乾燥重量に関し0.1〜
20重量%、好ましくは0.1〜10重量%である。酸
を中和すべきSAPゲルの重量に関し1.0〜100
倍、好ましくは1.5〜30倍の量の水またはアルコー
ル/水混合物に溶解する。水/酸混合物またはアルコー
ル/水/酸混合物中における加水分解生成物の滞在時間
は5秒〜30分、好ましくは10秒〜5分である。副次
工程(c2)または(c3)における加水分解生成物の
中和はバッチ法および連続法の両方で行うことができ
る。
添加される酸の量は,一方では特定の用途に望まれるp
H値に依存し、他方では酸の強さに依存する。従って、
酸の添加量は加水分解生成物の乾燥重量に関し0.1〜
20重量%、好ましくは0.1〜10重量%である。酸
を中和すべきSAPゲルの重量に関し1.0〜100
倍、好ましくは1.5〜30倍の量の水またはアルコー
ル/水混合物に溶解する。水/酸混合物またはアルコー
ル/水/酸混合物中における加水分解生成物の滞在時間
は5秒〜30分、好ましくは10秒〜5分である。副次
工程(c2)または(c3)における加水分解生成物の
中和はバッチ法および連続法の両方で行うことができ
る。
【0025】副次工程(c)に従って得られる水を含ん
だゲル状の生成物を副次工程(d)に従って乾燥する。
適当な乾燥方法は、米国ニューヨークのWiley V
CH1998年発行、F.L.Buchholz,A.
T.Graham編、「Modern Superab
sorbent Polymer Technolog
y」、ISBN 0−471−19411−5、3.
2.4.2章、Post−Reactor Gel P
reparation、85〜87頁、および3.2.
5章、Drying、87〜93頁、およびそこに引用
された文献に記載されている。
だゲル状の生成物を副次工程(d)に従って乾燥する。
適当な乾燥方法は、米国ニューヨークのWiley V
CH1998年発行、F.L.Buchholz,A.
T.Graham編、「Modern Superab
sorbent Polymer Technolog
y」、ISBN 0−471−19411−5、3.
2.4.2章、Post−Reactor Gel P
reparation、85〜87頁、および3.2.
5章、Drying、87〜93頁、およびそこに引用
された文献に記載されている。
【0026】副次工程(e)において、F.L.Buc
hholz,A.T.Graham編、「Modern
Superabsorbent Polymer T
echnology」、ISBN 0−471−194
11−5、3.2.6章、Handling of t
he Dried Material:Particl
e Sizing、93〜95頁記載されたような従来
法に従って乾燥した生成物を粉砕し、粒子の大きさを揃
える。粉砕し大きさを揃えられたSAPの粒度分布は1
00〜1000μm、好ましくは150〜850μmの
範囲である。
hholz,A.T.Graham編、「Modern
Superabsorbent Polymer T
echnology」、ISBN 0−471−194
11−5、3.2.6章、Handling of t
he Dried Material:Particl
e Sizing、93〜95頁記載されたような従来
法に従って乾燥した生成物を粉砕し、粒子の大きさを揃
える。粉砕し大きさを揃えられたSAPの粒度分布は1
00〜1000μm、好ましくは150〜850μmの
範囲である。
【0027】吸収性を改善するために、特にSAPを例
えば赤ん坊のおむつのような衛生製品に使用した場合、
吸収すべろ液の初期的な輸送速度を低くして液の輸送を
悪くする原因となるゲルのブロッキングを避けるため
に、また荷重をかけた際の吸収性(AUL)、即ち例え
ば0.7psiの高い圧力の荷重をかけた際の吸収性を
改善するためには、副次工程(f)において粒状のSA
Pの表面を交叉結合させるか表面を変性しなければなら
ない。
えば赤ん坊のおむつのような衛生製品に使用した場合、
吸収すべろ液の初期的な輸送速度を低くして液の輸送を
悪くする原因となるゲルのブロッキングを避けるため
に、また荷重をかけた際の吸収性(AUL)、即ち例え
ば0.7psiの高い圧力の荷重をかけた際の吸収性を
改善するためには、副次工程(f)において粒状のSA
Pの表面を交叉結合させるか表面を変性しなければなら
ない。
【0028】この目的に適した公知の変性剤は、例えば
ジ−およびポリオール、エチレングリコール、1,2−
プロパンジオール、グリセリン、またはエチレンカーボ
ネート、ジグリシジル化合物、例えばエチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、またはジ−またはポリイソシ
アネート、またはこれらの混合物である。
ジ−およびポリオール、エチレングリコール、1,2−
プロパンジオール、グリセリン、またはエチレンカーボ
ネート、ジグリシジル化合物、例えばエチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、またはジ−またはポリイソシ
アネート、またはこれらの混合物である。
【0029】本発明方法で得られるSAPは衛生製品、
例えば赤ん坊のおむつ、成人用の失禁対策製品、および
女性用の衛生製品、並びに電線の被覆材、農業用の保水
材料および漏洩の危険のある品物の包装材に使用するの
に極めて適している。
例えば赤ん坊のおむつ、成人用の失禁対策製品、および
女性用の衛生製品、並びに電線の被覆材、農業用の保水
材料および漏洩の危険のある品物の包装材に使用するの
に極めて適している。
【0030】製品の特性を決定するために保持性(ED
ANA 441.0−96による)および0.3psi
におけるAUL(EDANA 441.0−96によ
る)を測定した。
ANA 441.0−96による)および0.3psi
におけるAUL(EDANA 441.0−96によ
る)を測定した。
【0031】実施例A: 高分子量のPAN沈澱重合体
の製造 容積4リットルの円筒形の容器の中で150rpmの螺
旋形の撹拌機を用い60℃においてPAN沈澱重合体の
製造を行った。下記のような計量溶液を使用した(すべ
てg単位)。
の製造 容積4リットルの円筒形の容器の中で150rpmの螺
旋形の撹拌機を用い60℃においてPAN沈澱重合体の
製造を行った。下記のような計量溶液を使用した(すべ
てg単位)。
【0032】 溶液I: アクリロニトリル 591.5 ジエチレングリコールジビニルエーテル 0.885 溶液II: 水(脱イオン水) 717.6 FeSO4・7H2O(0.1%溶液) 62.4 MgSO4・7H2O 39.0 溶液III: 水(脱イオン水) 773.5 H2SO4 19.5 過硫酸Na 0.36 溶液IV: 水(脱イオン水) 778.0 重亜硫酸Na 0.73 溶液I〜IVの15%を順次導入する。内部温度が60
℃に達したら、6時間かけて残りの溶液を計量して導
入、次いで撹拌を0.5時間行う。濾過後、水洗して乾
燥し、PAN沈澱溶液を282gの収量で得た。加水分
解を行うために材料を必要量の水に分散させる。
℃に達したら、6時間かけて残りの溶液を計量して導
入、次いで撹拌を0.5時間行う。濾過後、水洗して乾
燥し、PAN沈澱溶液を282gの収量で得た。加水分
解を行うために材料を必要量の水に分散させる。
【0033】実施例1 PAN沈澱重合体の加水分解はList製のHV反応器
(List−CRP2.5 バッチ反応器、二重シャフ
ト、輸送スクリュー付き、反応容積2.5リットル)中
で行った。
(List−CRP2.5 バッチ反応器、二重シャフ
ト、輸送スクリュー付き、反応容積2.5リットル)中
で行った。
【0034】原料(必要量の水酸化ナトリウム溶液、脱
イオン水中に分散させた実施例Aで製造されたPAN沈
澱重合体)を室温において反応器に導入し、20rpm
の一定速度で混合する。反応器を段階的に加熱し(約1
00℃)、得られたアンモニア/水混合物をニードル弁
を介して硫酸のトラップの中に放出する。アンモニアの
発生が完了したら、約500gの水を蒸溜し去り、同時
に新しい水で置き換えてゲル状のSAP中のアンモニア
含量を低下させる。60℃よりも低い温度まで冷却した
後、粘稠なゲル状の微黄色ないし無色の生成物を3mm
の孔をもったノズル板を介して輸送スクリューから取り
出す(加水分解条件は表1参照のこと)。固体分含量を
決定した。
イオン水中に分散させた実施例Aで製造されたPAN沈
澱重合体)を室温において反応器に導入し、20rpm
の一定速度で混合する。反応器を段階的に加熱し(約1
00℃)、得られたアンモニア/水混合物をニードル弁
を介して硫酸のトラップの中に放出する。アンモニアの
発生が完了したら、約500gの水を蒸溜し去り、同時
に新しい水で置き換えてゲル状のSAP中のアンモニア
含量を低下させる。60℃よりも低い温度まで冷却した
後、粘稠なゲル状の微黄色ないし無色の生成物を3mm
の孔をもったノズル板を介して輸送スクリューから取り
出す(加水分解条件は表1参照のこと)。固体分含量を
決定した。
【0035】ゲルを実験室用の乾燥器の中で110〜1
15℃において乾燥し、実験室用のミルで粉砕し、10
0〜800μmの粒径に分級する。グリセリン、2−プ
ロパンジオールおよび水の1:1:1溶液を用いて表面
の変性を行った。このために100部のSAP粉末をガ
ラスのビーカーに入れ、上記の溶液6部を噴霧して混合
し、次いで2時間乾燥器中において215℃で反応させ
た(表2参照)。
15℃において乾燥し、実験室用のミルで粉砕し、10
0〜800μmの粒径に分級する。グリセリン、2−プ
ロパンジオールおよび水の1:1:1溶液を用いて表面
の変性を行った。このために100部のSAP粉末をガ
ラスのビーカーに入れ、上記の溶液6部を噴霧して混合
し、次いで2時間乾燥器中において215℃で反応させ
た(表2参照)。
【0036】実施例2(対照例、本発明の範囲外) PAN沈澱重合体の加水分解はList製のHV反応器
(List−CRP2.5 バッチ反応器、二重シャフ
ト、輸送スクリュー付き、反応容積2.5リットル)中
で行った。
(List−CRP2.5 バッチ反応器、二重シャフ
ト、輸送スクリュー付き、反応容積2.5リットル)中
で行った。
【0037】PAN乳化物はドイツ特許A 42 33
026号、実施例8に従ってつくった。問題の乳化物
は交叉結合しないポリアクリロニトリル単独重合体であ
り、使用した重合体乳化剤の量はドイツ特許A 42
33 026号、実施例8とは対照的にポリアクリロニ
トリルに関して僅かに2.5重量%であり、乳化剤の固
体分含量は32.68重量%であった。
026号、実施例8に従ってつくった。問題の乳化物
は交叉結合しないポリアクリロニトリル単独重合体であ
り、使用した重合体乳化剤の量はドイツ特許A 42
33 026号、実施例8とは対照的にポリアクリロニ
トリルに関して僅かに2.5重量%であり、乳化剤の固
体分含量は32.68重量%であった。
【0038】原料(PAN乳化物、水酸化ナトリウム溶
液、脱イオン水)を室温で反応器に導入し、20rpm
の一定速度で混合する。反応器を段階的に加熱し(約1
00℃)、得られたアンモニア/水混合物をニードル弁
を介して硫酸のトラップの中に放出する。アンモニアの
発生が完了したら、約500gの水を蒸溜し去り、同時
に新しい水で置き換えてゲル状のSAP中のアンモニア
含量を低下させる。60℃よりも低い温度まで冷却した
後、粘稠なゲル状の微黄色ないし無色の生成物を3mm
の孔をもったノズル板を介して輸送スクリューから取り
出す(加水分解条件は表1参照のこと)。固体分含量を
決定した。
液、脱イオン水)を室温で反応器に導入し、20rpm
の一定速度で混合する。反応器を段階的に加熱し(約1
00℃)、得られたアンモニア/水混合物をニードル弁
を介して硫酸のトラップの中に放出する。アンモニアの
発生が完了したら、約500gの水を蒸溜し去り、同時
に新しい水で置き換えてゲル状のSAP中のアンモニア
含量を低下させる。60℃よりも低い温度まで冷却した
後、粘稠なゲル状の微黄色ないし無色の生成物を3mm
の孔をもったノズル板を介して輸送スクリューから取り
出す(加水分解条件は表1参照のこと)。固体分含量を
決定した。
【0039】ゲルを実験室用の乾燥器の中で110〜1
15℃において乾燥し、実験室用のミルで粉砕し、10
0〜800μmの粒径に分級する。グリセリン、2−プ
ロパンジオールおよび水の1:1:1溶液を用いて表面
の変性を行った。このために100部のSAP粉末をガ
ラスのビーカーに入れ、上記の溶液6部を噴霧して混合
し、次いで2時間乾燥器中において215℃で反応させ
た(表2参照)。
15℃において乾燥し、実験室用のミルで粉砕し、10
0〜800μmの粒径に分級する。グリセリン、2−プ
ロパンジオールおよび水の1:1:1溶液を用いて表面
の変性を行った。このために100部のSAP粉末をガ
ラスのビーカーに入れ、上記の溶液6部を噴霧して混合
し、次いで2時間乾燥器中において215℃で反応させ
た(表2参照)。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギユンター・ザクマン ドイツ51379レーフエルクーゼン・フリー デンベルガーシユトラーセ11 (72)発明者 クラウス・シユトルス ドイツ51375レーフエルクーゼン・クール マンベーク13 Fターム(参考) 4F070 AA34 AB01 AB13 AC12 AC13 DA02 DA06 DB09 4J100 AM02P CA01 CA31 DA37 HA08 HA53 HA61 HB39 JA13 JA60
Claims (13)
- 【請求項1】 アルカリ加水分解においてポリアクリロ
ニトリル沈澱重合体を使用することを特徴とする超吸収
体の製造法。 - 【請求項2】 (a)ポリアクリロニトリル沈澱重合体
を製造し、 (b)好ましくは高粘度媒質に適した自己クリーニング
型反応器の中で、ポリアクリロニトリル沈澱重合体のア
ルカリ加水分解を行う副次工程から成ることを特徴とす
る請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 さらに (d)生成物を乾燥し、 (e)粉砕する工程を含むことを特徴とする請求項2記
載の方法。 - 【請求項4】 さらに (f)超吸収体の表面を変性する工程を含むことを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 1.加水分解生成物に酸を加えるか、ま
たは 2.pH値を調節するために加水分解生成物に水/酸混
合物を加えるか、或いは 3.pH値を調節するために加水分解生成物にアルコー
ル/水/酸混合物を加えることにより加水分解生成物の
中和をさらに行う(工程(c))ことを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 アルカリ加水分解においてポリアクリロ
ニトリル沈澱重合体として交叉結合しないアクリロニト
リルの単独重合体を使用する請求項1〜5のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項7】 アルカリ加水分解においてポリアクリロ
ニトリル沈澱重合体として交叉結合したアクリロニトリ
ルの単独重合体を使用する請求項1〜5のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項8】 交叉結合しないPAN沈澱重合体は5×
105〜1×107g/モルの分子量(重量平均)をも
ち、2より大きいStaudinger係数(1g/リ
ットルのLiBrを加えたジメチルフォルムアルデヒド
中で測定)をもっていることを特徴とする請求項1〜7
のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 工程(b)において固体分含量が10〜
70重量%の高粘度ゲルをつくることを特徴とする請求
項1〜8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 工程(e)において粉砕し粒径を揃え
た超吸収体の粒径分布は100〜1000μmの範囲に
あることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の方
法で製造された超吸収体。 - 【請求項12】 おむつ、失禁対策製品、保水材料およ
び電線被覆材の製造における請求項10記載の超吸収体
の使用。 - 【請求項13】 請求項1〜10のいずれかに記載の方
法で製造されたおむつ、失禁対策製品、保水材料および
電線被覆材。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10019757A DE10019757A1 (de) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren aus Polyacrylnitril-Fällungspolymerisaten |
DE10019757.4 | 2000-04-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001302720A true JP2001302720A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=7639562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001112451A Pending JP2001302720A (ja) | 2000-04-20 | 2001-04-11 | ポリアクリロニトリル沈澱重合体から超吸収性重合体を製造する方法 |
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---|---|
US (1) | US6573358B2 (ja) |
EP (1) | EP1148069A1 (ja) |
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DE (1) | DE10019757A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019167875A1 (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | 株式会社Adeka | 有機硫黄系電極活物質 |
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US7354044B2 (en) * | 2002-12-02 | 2008-04-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Partitioned particulate bullet trap |
US7111847B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-09-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Self-dispensing bullet trap buffer block |
US6837496B2 (en) * | 2002-12-02 | 2005-01-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Bullet trapping medium and system |
GB2393500B (en) * | 2003-01-29 | 2004-09-08 | Morgan Crucible Co | Induction furnaces and components |
CN101903296B (zh) * | 2008-02-12 | 2013-08-14 | 3M创新有限公司 | 复合聚合物过滤介质 |
ES2328658B1 (es) * | 2008-05-14 | 2010-09-17 | GINESTAR & MOLINES, S.L. | Procedimiento para la fabricacion de un compuesto quimico permeable y acumulador de agua, producto obtenido a partir de el y su uso. |
DE102010004478A1 (de) | 2010-01-12 | 2011-07-14 | Riesinger, Birgit, 48346 | Neue Technologien zur Verwendung in Wundauflagen mit superabsorbierenden Polymeren |
BR102020006578A2 (pt) * | 2020-04-01 | 2021-10-13 | Instituto Granado De Tecnologia Da Poliacrilonitrila Ltda | Método de obtenção de polimeros superabsorbentes pela hidrólise alcalina com vapor de água sob pressão, empregando poliacrilonitrila, fibras e tecidos acrílicos |
WO2023239331A1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | Goekcil Veli | Production method of a high-strength textile material in which raw material stress is eliminated and this material |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3123290A1 (de) * | 1981-06-12 | 1982-12-30 | Cassella Ag, 6000 Frankfurt | Verbessertes verfahren zur alkalischen verseifung von pan |
US4943618A (en) * | 1987-12-18 | 1990-07-24 | Kingston Technologies Limited Partnership | Method for preparing polyacrylonitrile copolymers by heterogeneous reaction of polyacrylonitrile aquagel |
DE68921431T2 (de) * | 1988-11-23 | 1995-06-29 | Cytec Tech Corp | Poröse Oberflächen-hydratisierte Substrate aus Polyacrylnitril, wie Perlderivate, Verfahren zu deren Herstellung und Verfahren zur Verwendung. |
DE4233026A1 (de) | 1992-10-01 | 1994-04-07 | Bayer Ag | Hochkonzentrierte wäßrige Poly(acrylnitril)-Emulsion und Verfahren zu ihrer Herstellung |
DE4243783A1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-06-30 | Wolff Walsrode Ag | Verfahren zur Herstellung niedermolekularer Acrylnitrilpolymerisate |
DE4406951A1 (de) | 1994-03-03 | 1995-09-07 | Bayer Ag | Superabsorbierende Polymerisate |
DE4429318A1 (de) | 1994-08-18 | 1996-02-22 | Bayer Ag | Superabsorbierende Polymere aus vernetzten Polyacrylnitril-Emulsionen |
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DE19646856A1 (de) * | 1996-11-13 | 1998-05-14 | Bayer Ag | Präformierte Superabsorber mit hohem Quellvermögen |
DE19805447A1 (de) | 1998-02-11 | 1999-08-12 | Bayer Ag | Modifizierte Superabsorber auf Basis von Polyacrylnitril-Emulsionen |
JP4062778B2 (ja) * | 1998-07-01 | 2008-03-19 | 日本エクスラン工業株式会社 | 多孔質吸放湿性粒子およびその製造方法 |
-
2000
- 2000-04-20 DE DE10019757A patent/DE10019757A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-04-09 EP EP01107844A patent/EP1148069A1/de not_active Withdrawn
- 2001-04-11 JP JP2001112451A patent/JP2001302720A/ja active Pending
- 2001-04-16 US US09/835,665 patent/US6573358B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019167875A1 (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | 株式会社Adeka | 有機硫黄系電極活物質 |
US11594732B2 (en) | 2018-03-01 | 2023-02-28 | Adeka Corporation | Organo sulfur-based electrode active material |
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---|---|
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US20010047060A1 (en) | 2001-11-29 |
EP1148069A1 (de) | 2001-10-24 |
DE10019757A1 (de) | 2001-10-25 |
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---|---|---|---|
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