JP2002536471A - 架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲル、その製造方法及びその使用 - Google Patents
架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲル、その製造方法及びその使用Info
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Abstract
Description
re Absorbency Index)及び1922.8Paの圧力下に少なくとも12g/g
以上の垂直吸収(Vertikalabsorption)を有するヒドロゲル、その製造方法及び
その使用に関する。
ルホン酸を少量のポリオレフィン性不飽和化合物の幾つかの存在下に重合させる
ことによって得られる親水性ヒドロゲルは、超吸収性ポリマーとして既に知られ
ている。これらは、例えばUS−A−4057521号、US−A−40628
17号、US−A−4525527号、US−A−4286082号、US−A
−4340706号及びUS−A−4295987号に記載されている。
レフィン性不飽和酸のグラフト共重合によって得られる親水性ヒドロゲルも公知
である;例えばUS−A−5011892号、US−A−4076663号及び
US−A−4931497号を参照のこと。
、衛生物品での吸収剤としての使用のための有利な超吸収性ポリマーである。
方で同じ全体の吸収力を留めて製造するための高められた傾向は、粗大な木材パ
ルプ毛羽(bulky wood pulp fluff)の割合を低減させ、かつ高膨潤性ヒドロゲ
ルの割合を高める能力次第である。結果として、超吸収性ポリマーは液体の受容
、移送及び分配に関して他の機能を果たす必要があり、これらは、今まではゲル
ブロッキングとして知られる現象により衛生物品の全ての漏洩を回避するために
木材パルプ毛羽によって果たされていた。
スの細孔中に分散された超吸収性ポリマーの量からなる吸収性組成物を開示して
いる。超吸収性ポリマーは少なくとも27mlの0.9質量%濃度の塩化ナトリ
ウム溶液を21000ダイン/cm2の圧力負荷下に吸収することができる。吸
収性組成物中の超吸収性ポリマーの量は有利には10〜60質量%である。
なる吸収性構造を記載している。超吸収性ポリマーは60秒未満の自由膨潤速度
(Free-Swell Rate)及び少なくとも15g/gの5分間AUL(負荷下の吸収
)に特徴付けられる。
量%の超吸収性ポリマーからなる吸収性組成物を開示しており、該超吸収性ポリ
マーは0.60mm未満の負荷下の変形及び10cm以上の吸い上げ指数(Wick
ing Index)を有する。
質量%未満の抽出可能な含量(0.9質量%濃度の塩化ナトリウム水溶液中で1
6時間の抽出)を有する、30〜100質量%の超吸収性ポリマーからなる吸収
性組成物に関する。
ラメータを有する、少なくとも30質量%の超吸収性ポリマーからなる吸収性組
成物を記載している。
度で有する少なくとも1領域からなる吸収性組成物を記載しており、該超吸収性
ポリマーは少なくとも0.15の多孔性及び0.7psi(48265Pa)の
圧力負荷下に少なくとも23g/gの圧力下能力(Performance Under Pressure
)値を有する。
0質量%の濃度で超吸収性ポリマーを含有する少なくとも一領域を有する吸収性
組成物を記載しており、その際、該超吸収性ポリマーは少なくとも30×10-
7cm3秒/gの生理食塩水流動通道値(Saline Flow Conductivity-Wert)並
びに0.7psiの圧力負荷下に23g/gの圧力下能力を有する。
質を第1の世代の最小限に架橋され、表面後架橋されていない超吸収性ポリマー
製品を使用する場合と比較して改善されたが、これらの衛生物品中の従来の超吸
収性ポリマーの全ては液体受容、移送及び分配に関して欠点を示すので、付随す
る品質の低下のため、おむつ中の高膨潤性ヒドロゲルの割合の増大には制限があ
る。
を有するおむつ構造中で使用するときでさえも体液に関して優れた受容特性及び
保持特性を示す高膨潤性ヒドロゲルを提供することである。
れ、親水性であり、かつ<100の加圧吸収力指数及び1922.8Paの圧力
下に少なくとも12g/g以上の垂直吸収を特徴とする高膨潤性ヒドロゲルによ
って解決される。本明細書においては、0.7psi(4826.5Pa)の圧
力負荷下に23g/g未満の圧力下能力を有し、かつ/又は21000ダイン/
cm2(2100Pa)の圧力負荷下に27g/g未満の負荷下吸収力(AUL
)を有するヒドロゲルが特に有利である。ヒドロゲルの極めて高い架橋は、架橋
した親水性の高膨潤性のヒドロゲルの製造方法を使用して、酸基を有する親水性
モノマー、そのアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩と、 (a)分子中に少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する共重合架橋
剤及び (b)エチレン性不飽和二重結合ならびに親水性ポリマーの酸基と共有結合を形
成できる少なくとも1つの官能基を有する反応性架橋剤A、親水性ポリマーの酸
基と共有結合を形成できる少なくとも2つの官能基を有する反応性架橋剤Bおよ
び/または多価金属のイオン とを、場合により少なくとも1種のグラフトベースの存在下に、架橋した親水性
のベースポリマーに遊離基的に重合させ、該ベースポリマーを粉砕し、かつベー
スポリマーの粒子表面を後架橋させることによって達成される。まず得られるベ
ースポリマーの表面後架橋によって、表面の架橋密度は更に高まる。
法を以下に詳細に説明する。
マーは、例えば重合可能な酸、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、スチレンスルホン酸、マレイン酸(それらの無水物を
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並びにそれらの
アミド、ヒドロキシ−アルキルエステル及びアミノ基含有エステル又はアンモニ
ウム基含有エステル及びアミドである。その他に、水溶性N−ビニルアミド又は
ジアリルジメチルアンモニウムクロリド。
ールでエステル化したホスホニル基又は式:
パノール、イソプロパノール又はn−ブタノールである。
、セルロース又はセルロース誘導体並びに別の多糖及びオリゴ糖、ポリビニルア
ルコール、ポリアルキレンオキシド、特にポリエチレンオキシド及びポリプロピ
レンオキシド又はエチレンオキシドとプロピレンオキシドからのブロック共重合
体並びに親水性ポリエステルである。適当なポリアルキレンオキシドは、例えば
式:
、 Xは水素又はメチルであり、かつ nは1〜10000の整数である]を有する。
ニル又はフェニルを表す。
は0〜10質量部の少なくとも1種のグラフトベースを使用する。
および/または多価金属のイオンを一緒に使用することによって実施する。
これらは本発明による水膨潤性の親水性ポリマーの製造のために適当な親水性モ
ノマーと共重合可能である。適当な共重合架橋剤は、特にメチレンビスアクリル
アミドもしくはメチレンビスメタクリルアミド、不飽和のモノカルボン酸又はポ
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又はトリアクリ
レート、例えばブタンジオール又はエチレングリコールジアクリレートもしくは
エチレングリコールメタクリレート並びにトリメチロールプロパントリアクリレ
ート、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、マレイン酸ジアリルエステル、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、リン酸のペンタエ
リトリトールトリアリルエーテル又はアリルエステル並びにビニル化合物、例え
ばビニルアクリレート、ジビニルアジピネート、ジビニルベンゼン及びビニルホ
スホン酸誘導体であり、例えばこれらはEP−A−343427号に記載されて
いる。アリル架橋剤及び(メタ)アクリレート架橋剤の使用が有利である。これ
らの架橋剤は、例えば親水性モノマーに対して0.1〜5.0、有利には0.5
〜3.0質量%の量で重合時に使用される。
酸のカルボキシル基とイオン結合および/または共有結合の形成下に反応する少
なくとも2つの官能基を有する化合物である。かかる化合物の例は、多価アルコ
ール、多価アミン、ポリアミドアミン及びエピクロロヒドリンとのそれらの反応
生成物、ジエポキシド及びポリエポキシド、ビスアジリジン及びポリアジリジン
、ビスオキサゾリン及びポリオキサゾリン、ジイソシアネート及びポリイソシア
ネート、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネート、2−オキサゾリド
ン及びその誘導体、ポリエチレンイミン、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム
)クロリド、ポリビニルアミン、並びに多価金属イオンの全ての塩である。ポリ
アミドアミン及びエピクロロヒドリンとのその反応生成物もしくはポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコールもしくはエチレンオキシド及びプロピレ
ンオキシドからのそれぞれ6000以下の分子量を有するブロック共重合体のビ
スクロロヒドリンエーテルとのその反応生成物並びにアルミニウム塩、例えばア
ルミン酸ナトリウムを使用するのが有利である。反応性架橋剤Bは、重合におい
て、例えば親水性モノマーに対して0.05〜7.5質量%の量で、もしくは重
合後及び得られる親水性ゲルの粉砕の後に、例えば重合体に対して0.02〜3
.0、有利には0.04〜2.0質量%の量で使用される。
もできる。これらの化合物を以下に反応性架橋剤Aと呼称する。これらの化合物
は、分子中に少なくとも1つの二重結合を有し、これは本発明による水膨潤性の
親水性ポリマーの製造のために適当な親水性モノマーと共重合することができ、
本発明による水膨潤性の親水性ポリマーの製造のために適当な親水性モノマーの
官能基、例えばアクリル酸のカルボキシル基とイオン結合および/または共有結
合の形成下に反応できる。かかる化合物のための例は、グリシジルメタクリレー
ト又は2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。架橋剤の基は、重合
体の製造時に使用される。重合時に使用される親水性のモノマーに対して、例え
ば0.1〜5.0質量%の架橋剤Aが使用され、該架橋剤は1つの二重結合及び
少なくとも1つ官能基を有し、該官能基は親水性の重合体の酸基を共有結合を形
成できる。
有利な態様において、酸基を有する親水性モノマー、そのアルカリ金属塩又はア
ンモニウム塩を、 (a)分子中に少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する共重合架橋
剤、及び場合により (b)1つのエチレン性不飽和二重結合及び、親水性重合体の酸基と共有結合を
形成する少なくとも1つの官能基を有する反応性架橋剤A と、場合によりグラフトベースの存在下にラジカル的に、架橋した親水性ベース
ポリマーに重合させ、該ベースポリマーを粉砕し、粉砕の間またはその後に反応
性架橋剤Bおよび/または多価金属のイオンと混合し、かつベースポリマー粒子
の表面の後架橋を実施する。ベースポリマー粒子の表面の後架橋のために、有利
にはアルミン酸ナトリウムを使用する。
例えば有機ペルオキシド、例えばベンゾイルペルオキシド、t−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、クモル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並びに無機ペルオキシ化合物、例え
ば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム又は過酸化水素を、場合により還元剤、
例えば亜硫酸水素ナトリウム及び硫酸鉄(II)又は還元成分として脂肪族及び
芳香族のスルフィン酸、例えばベンゼンスルフィン酸及びトルエンスルフィン酸
又は該酸の誘導体、例えばスルフィン酸からなる付加物、アルデヒド及びアミノ
化合物を含有するレドックス系と組み合わせることが考慮されうる。
用するいわゆるゲル重合により水溶液中で重合させるのが有利である。本願では
、重合は断続的にも連続的にも実施可能である。
剤Aを、常に重合開始の前又は重合の間にモノマー溶液に添加せねばならない一
方で、反応性架橋剤B及び多価金属のイオンの添加はモノマー溶液に添加するか
、または重合の完了後に添加を実施してもよい。後者の場合において、ゲルを有
利にはまず適当な装置で粉砕し、かつ引き続いて、例えばニーダーまたは肉挽き
機(Wolf)で反応性架橋剤Bおよび/または多価金属のイオンと反応させる。重
合架橋剤としては、有利には少なくとも2つのアリル基、メタクリレート基およ
び/またはアクリレート基を有する化合物が使用される。有利に使用される反応
性架橋剤Bは、例えばポリアミドアミン、エピクロロヒドリンとの反応生成物又
はアルキレングリコール又はポリアルキレングリコールのビスクロロヒドリンエ
ーテルである。更に架橋剤成分(b)としてアルミン酸ナトリウムを使用するこ
とに関心が持たれている。酸基を有する親水性モノマーの共重合を、架橋剤とし
て (a)アリルメタクリレート、テトラアリルオキセタン、メチレンビスアクリル
アミド、ペンタエリトリットトリアリルエーテル又はその混合物及び (b)ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒド
ロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシ
ブチルアクリレート又は挙げられる化合物の混合物 の存在下に実施する変法が有利である。
る回転ドラム法によるか、又はトンネル中で循環コンベヤの孔空きトレイに乾燥
物を載せ、乾燥物を移送の間に熱風の通過によって乾燥トレイの開口部を通して
乾燥させるコンベヤーベルト法によって実施する。
て調節され、その際、ヒドロゲル粒子の粒度は、一般に50〜2000μm、有
利には100〜1000μmである。
ず得られた架橋したベースポリマー−ヒドロゲルを引き続き表面後架橋させる。
このためにヒドロゲルの官能基と架橋下に反応できる化合物(反応性架橋剤B及
び多価金属のイオン)を、有利には含水溶液の形でヒドロゲル粒子の表面上に適
用する。適当な後架橋剤は既に反応性架橋剤のところで挙げた。例えばジグリシ
ジル化合物又はポリグリシジル化合物、例えばホスホン酸ジグリシジルエーテル
又はエチレングリコールジグリシジルエーテル、アルコキシシリル化合物、ポリ
アジリジン、ポリアミン又はポリアミドアミン並びにエピクロロヒドリンとのそ
の反応生成物、ポリオール、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、グリセリン、ジグリセリン及びポリグリセリン
、ペンタエリトリット、ソルビット、ポリオールのオキセチレート並びにカルボ
ン酸とのそのエステル又は炭素酸とのそのエステル、例えばエチレンカーボネー
ト又はプロピレンカーボネート、オキサゾリドン及びその誘導体、ビスオキサゾ
リジン、ポリオキサゾリジン、ジイソシアネート及びポリイソシアネートである
。必要な場合には、酸触媒、例えばp−トルエンスルホン酸、リン酸、ホウ酸又
はリン酸二水素アンモニウムを添加してもよい。後架橋の際に、例えば100質
量部のベースポリマー−ヒドロゲルあたり0.001〜5.0、有利には0.0
1〜1.0質量%の挙げられた後架橋剤の少なくとも1つを使用する。有利に使
用される後架橋剤は、ジグリシジルエーテル、ポリアミドアミンとエピクロロヒ
ドリンとの反応生成物、アルキレングリコール又はポリアルキレングリコールの
ビスクロロヒドリンエーテル、ポリエチレンイミン、ビニルアミン単位を有する
ポリマー又はこれらの混合物である。
ーソン−ケリー混合機(Patterson-Kelly-Mischer)、DRAIS−乱流混合機
(DRAIS-Turbulenzmischer)、レーディゲ混合機(Loedige-Mischer)、スクリ
ュー混合機、プレート混合機(Tellermischer)、流動層混合機、シューギミッ
クス(Schugi-Mix)である。架橋剤溶液の噴霧後に、熱処理工程を、有利には後
接続された乾燥機中で80〜230℃、有利には80〜190℃、特に有利には
100〜160℃の温度で、5分ないし6時間、有利には10分ないし2時間、
特に有利には10分ないし1時間の時間で実施し、その際、分解生成物と同様に
溶剤成分を分離することもできる。
体の形成によって調節する。ヒドロゲル粒子の外殻上での金属錯体の形成は、二
価以上の金属塩の溶液の噴霧によって実施し、その際、金属カチオンはヒドロゲ
ルの官能基と錯体形成下に反応することができる。二価以上の金属カチオンの例
は、Mg2+、Ca2+、Al3+、Sc3+、Ti4+、Mn2+、Fe2+ /3+ 、Co2+、Ni2+、Cu+/2+、Zn2+、Y3+、Zr4+、A
g+、La3+、Ce4+、Hf4+及びAu+/3+であり、有利な金属カチ
オンはMg2+、Ca2+、Al3+、Ti4+、Zr4+及びLa3+であり
、特に有利な金属カチオンは、Al3+、Ti4+及びZr4+である。金属カ
チオンは、単独でも互いの混合物でも使用できる。挙げられる金属カチオンのう
ち、使用されるべき溶剤に十分な可溶性を有する全ての金属塩が適当である。錯
形成性の低いアニオンとの金属塩、例えばクロリド、ニトレート及びスルフェー
トが特に適当である。金属塩のための溶剤としては、水、アルコール、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド並びにこれらの成分の混合物を使用できる
。水及び水/アルコール混合物、例えば水/メタノール又は水/1,2−プロパ
ンジオールが特に有利である。
も後でも実施してよい。特に有利な方法においては、架橋剤溶液の噴霧と同じ工
程で金属塩溶液の噴霧が実施され、その際、両溶液は別々に前後してもしくは同
時に2つのノズルを介して噴霧されるか、又は架橋剤溶液及び金属塩溶液を1つ
のノズルを介して一つにまとめて噴霧することもできる。
シリカ、酸化アルミニウム、二酸化チタン及び酸化鉄(II)の添加混合によっ
て実施でき、これによって表面後処理の効果が増強される。一次粒子の平均サイ
ズ4〜50nm及び比表面積50〜450m2/gを有する親水性シリカ又は酸
化アルミニウムを添加混合することが特に有利である。微細な無機固体の添加混
合は、有利には架橋/錯形成による表面変性の後に実施されるが、表面変性の前
又は間に実施してもよい。
て測定できる。このために特に適当な方法はいわゆる加圧吸収力指数であり、該
方法はEP0615736号に記載されており、かつ4種の異なる負荷下の吸収
に関する値の合計(負荷下吸収力=AUL)を意味し、特にAULは0.01p
si(69Pa)、AUL0.29psi(1999.5Pa)、AUL0.5
7psi(3930Pa)及びAUL0.90psi(6205.3Pa)であ
る。吸収力を測定するための他の方法は、0.7psi(4826.5Pa)の
圧力負荷下での圧力下能力(PUP)であり、例えばこれはUS−A−5562
646号に記載されており、かつ21000ダイン/cm2(2100Pa)の
圧力負荷下での負荷下吸収力(AUL)であり、例えばこれはUS−A−514
7343号に記載されている。
定並びに圧力下での獲得時間/リウェット(Acquisition Time/Rewet)の測定に
よって特徴づけられる。これらの試験法は以下に記載する。
100の加圧吸収力指数及び同時に少なくとも12g/gの圧力下垂直吸収を有
する。更になおも0.7psiの圧力下に23g/g未満の圧力下能力および/
または21000ダイン/cm2(2100Pa)の圧力負荷下に27g/g未
満の負荷下吸収力(AUL)を有するようなヒドロゲルが特に有利である。
卓越した特性に優れ、従って特定の様式で水及び水性液体、特に体液、例えば尿
又は血液の吸収剤として、例えば衛生物品、例えば乳児のオムツ及び成人のオム
ツ、生理帯、タンポン等において適当である。しかしながら、これらは農場及び
園芸における土壌改善剤として、ケーブル外装における水分結合剤として並びに
水性廃棄物の濃縮のために使用できる。
からなる。測定セルは内径2.6cm及び15cmの長さを有する円筒状のプレ
キシグラス管である。該管の上端は開放されており、該管の下端は36μmの篩
底を有する。3cmの高さ(管の下端から)に該管は保持リングを有する。液体
容器は30.0cmの長さ、20.5cmの幅及び3.8cmの高さのプレキシ
グラスケースである。側面から1.5cmの距離に、2cmの高さのオーバーフ
ロー壁が取り付けられている。向かい側には、一定の液体水位が保証されるよう
に液体容器への接続が見られる。プレキシグラスケースはそれぞれ3.2cmの
直径を有する6個の円型の開口部を備えている取り外し可能なカバーを有する。
測定の実施のために2gのヒドロゲルを測定セル中に量り入れ、その際、ヒドロ
ゲル粒子は篩底上に一様に分布する。引き続き、壁に適合したプレキシグラス円
板を被せ、金属の柄を有する壁に適合したプレキシグラス円筒挿入する。その際
、プレキシグラス円板及び柄を有する円筒の全質量は100gであるので、ヒド
ロゲル粒子には19.6g/cm2の圧力がかかる。液体容器を0.9質量%の
食塩水溶液で満たす。次いで測定セルをカバーの穴を通して液体に浸す(浸漬深
さ:1.2cm)。その際、測定セルは保持リングによって保持される。同時に
6個の測定セルまでを測定することができる。測定セルを60分間の間液体容器
中に置き、その際、ヒドロゲル粒子は膨潤下に液体を重力に反して質量負荷下に
吸収する。ヒドロゲル粒子の非常に高い表面被覆に基づいて、高い膨潤高さに達
するために非常に良好な液体転送が必要である。60分後に測定セルを液体容器
から取り出し、吸収した液体量を秤量によって測定する。圧力下での垂直吸収は
吸収した液体量をヒドロゲルの定量で割ることによって得られる。
ドの製造のために11.2gのセルロース−毛羽及び23.7gのヒドロゲルを
エアーチャンバ中で均一に流動化させ、弱い低圧をかけることによって12×2
6cmのサイズの形にする。これらの組成物を次いでティッシュペーパー中にく
るみ、かつ200バールの圧力で2回15秒間圧縮する。前記のように製造した
研究用パッドを水平な下敷きの上に固定する。パッドの中央を測定してマークす
る。合成の尿代替溶液の施与を、中央にリングを有するプラスチックプレート(
リングの内径6.0cm、高さ4.0cm)を通して実施する。該プレートに、
パッドの全負荷が13.6g/cm2であるように付加的な重さを与える。プラ
スチックプレートをパッド上に、パッドの中央点が同時に施与リングの中央であ
るように配置する。80mlの合成尿代替溶液を施与する。合成尿代替溶液を、
1.26gの硫酸マグネシウム7水和物、3.75gの塩化カリウム、6.33
gの塩化ナトリウム、15.00gの尿素、2.50gのリン酸二水素カリウム
及び1.22gのリン酸水素ナトリウム二水和物を1kgの脱塩水中に溶解させ
ることによって製造する。合成尿代替溶液をメスシリンダー中に秤量し、プレー
ト中のリングを通して少量パッド上に施与する。その施与と同時に、パッド中に
液体が完全に浸透するまでに必要な時間を測定する。測定した時間を獲得時間1
として書き留める。その後に、パッドをプレートで20分間負荷する。その際、
負荷を更に13.6g/cm2で保持する。その時間後に、プレートを取り外し
、中央点上に10g±0.5gの濾紙(Schleicher&schuell, 1450 CV)をあて
がい、重り(表面10×10cm、質量3.5kg)で15秒間負荷する。その
時間後に重りをはずし、濾紙を再秤量する。その質量差をリウェット1として書
き留める。次いで施与リングを有するプラスチックプレートを再度パッド上に置
き、液体の第2の施与を実施する。測定した時間を獲得時間2として書き留める
。手順を前記のように繰り返すが、リウェット試験に関しては45g±0.5g
の濾紙を使用する。リウェット2を書き留める。獲得時間3の測定においては同
じ方法をとる。リウェット3の測定においては50g±0.5gの濾紙を使用す
る。
リエチレン容器中に3600gの脱塩水及び1400gのアクリル酸を装入する
。次いで共重合架橋剤としての14gのテトラアリルオキシエタンの添加を実施
する。4℃の温度で、20gの脱塩水中に溶解された2.2gの2,2′−アゾ
ビスアミジノ−プロパンジヒドロクロリド、150gの脱塩水中に溶解された4
gのペルオキソ二硫酸カリウム並びに20gの脱塩水中に溶解された0.4gの
アスコルビン酸からなる開始剤を連続して添加し、撹拌する。次いで反応溶液を
撹拌せずに放置する。その際、重合の温度は約92℃まで上げる。固体のゲルが
得られ、これを機械的に粉砕し、50質量%の苛性ソーダ液の添加によって6.
0のpH値に調整し、反応性架橋剤としての150gの15質量%のポリアミド
アミン−エピクロロヒドリン付加物(Hercules社のRETEN 204 LS)の水溶液で混
合する。次いでこのゲルを乾燥させ、粉砕し、100〜850μmの粒度分布に
篩分する。1kgの乾燥ヒドロゲルにすき刃混合機(Pflungscharmischer)中で
40gの脱塩水、40gのメタノール及び1.5gのエチレングリコールジグリ
シジルエーテルからなる溶液を噴霧し、引き続き60分間140℃において加熱
する。前記の生成物は以下の特性を示す: 加圧吸収力指数 =90.2 圧力下での垂直吸収 =16.2g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =22.2g/g AUL21ダイン/cm2(2100Pa) =22.3g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =23秒 獲得時間2 =48秒 獲得時間3 =62秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.3g リウェット3 =1.5g 例2 発泡プラスチック材料によって良好に隔離された10lの受容能力を有するポ
リエチレン容器中に3400gの脱塩水及び1350gのアクリル酸を装入する
。次いで共重合架橋剤として11.5gのアリルメタクリレート添加し、計算上
18.7質量%のAl2O3及び20質量%のNa2Oを含有する反応性架橋剤
として270gのアルカリ性のアルミン酸ナトリウム溶液を添加する。4℃の温
度で、20gの脱塩水中に溶解された2.2gの2,2′−アゾビスアミジノ−
プロパンジヒドロクロリド、150gの脱塩水中に溶解された4gのペルオキソ
二硫酸カリウム並びに20gの脱塩水中に溶解された0.4gのアスコルビン酸
からなる開始剤を連続して添加し、撹拌する。次いで反応溶液を撹拌せずに放置
する。重合を断熱的に進行させ、その際、温度は約90℃まで上がり、固体のゲ
ルが生じる。引き続きこれを機械的に粉砕させ、50質量%の苛性ソーダ液の添
加によってpH値を6.0に調整する。このゲルを次いで乾燥させ、粉砕し、1
00〜850μmの粒度分布にまで篩分する。1kgの乾燥させたヒドロゲルに
すき刃混合機中で40gの脱塩水、60gのi−プロパノール及び30gの15
質量%のポリアミドアミン−エピクロロヒドリン付加物(Hercules社のRETEN 20
4 LS)の水溶液からなる溶液を噴霧し、引き続き45分間160℃で加熱する。
前記の生成物は以下の特性を示す: 加圧吸収力指数 =93.1 圧力下での垂直吸収 =14.0g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =21.7g/g AUL21000ダイン/cm2(2100Pa) =25.4g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =24秒 獲得時間2 =51秒 獲得時間3 =70秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.4g リウェット3 =1.8g 例3: 発泡させたプラスチック材料で良好に隔離された10lの受容能力を有するポ
リエチレン容器中に3500gの脱塩水及び1500gのアクリル酸を装入する
。次いで混合された共重合架橋剤/反応性架橋剤として、共重合架橋剤としての
7.5gのメチレンビスアクリルアミド及び7gの2−ヒドロキシエチルメタク
リレートの添加を実施する。2℃の温度で、20gの脱塩水中に溶解された2.
0gの2,2′−アゾビスアミジノプロパンジヒドロクロリド、150gの脱塩
水中に溶解された4.4gのペルオキソ二硫酸カリウム並びに20gの脱塩水中
に溶解された0.8gのアスコルビン酸からなる開始剤を連続して添加し、撹拌
する。次いで反応溶液を撹拌せずに放置する。重合は断熱的に進行させ、その際
、温度は約98℃まで上がり、固体のゲルが生じる。引き続きこれを機械的に粉
砕し、50質量%の苛性ソーダ液の添加によってpH値を6.0に調整する。こ
のゲルを次いで乾燥させ、粉砕し、100〜850μmの粒度分布にまで篩分す
る。600gの乾燥させたヒドロゲルにパターソン&ケリー混合機中で1gのビ
スオキサゾリン、1.2gの硫酸アルミニウム、22.5gのi−プロパノール
及び22.5gの脱塩水からなる溶液を噴霧し、引き続き185℃で45分間加
熱する。前記の生成物は以下の特性を示す: 加圧吸収力指数 =85.8 圧力下での垂直吸収 =17.2g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =21.3g/g AUL2100ダイン/cm2(2100Pa) =23.6g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =22秒 獲得時間2 =45秒 獲得時間3 =58秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.4g リウェット3 =1.6g 例4 発泡させたプラスチック材料によって良好に隔離された30lの受容能力を有
するポリエチレン容器中に14340gの脱塩水及び72gのペンタエリトリト
ールトリアリルエーテルを共重合架橋剤として装入し、その中に5172gの重
炭酸ナトリウムを懸濁し、緩慢に5990gのアクリル酸を、反応溶液の過剰発
泡を抑制するために計量供給する。その際、これは約3〜5℃の温度に冷却する
。4℃の温度で、開始剤、60gの脱塩水中に溶解された6.0gの2,2′−
アゾビスアミジノプロパンジヒドロクロリド、450gの脱塩水中に溶解された
12gのペルオキソ二硫酸カリウム並びに50gの脱塩水中に溶解された1.2
gのアスコルビン酸を連続して添加し、よく撹拌する。次いで反応溶液を撹拌せ
ずに放置する。重合は断熱的に進行させ、その際、温度は約85℃にまで上がり
、かつゲルが生じる。引き続きこれをニーダー中に移し、500gの脱塩水中に
溶解された反応性架橋剤としての60gのエチレングリコールジグリシジルエー
テルと混合し、均質に混練し、粉砕し、空気流中で170℃において乾燥させ、
粉砕し、かつ篩分する。1kgのこの生成物にすき刃混合機中で2gのポリグリ
セリンポリグリシジルエーテル(ナガセケミカルズ社のデナコールEX−512
(Denacol EX-512))、0.3gのクエン酸、60gの脱塩水及び40gの1,
2−プロパンジオールの溶液を噴霧し、引き続き150℃で40分間加熱する。
引き続き生成物を0.1質量%の親水性シリカ(エアロジル200(Aerosil200
))と混合し、粒子分級120〜850μmに篩分する。以下の物理データを特
徴とする生成物が得られる: 加圧吸収力指数 =96.2 圧力下での垂直吸収 =15.0g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =20.8g/g AUL2100ダイン/cm2(2100Pa) =23.5g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =27秒 獲得時間2 =51秒 獲得時間3 =73秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.5g リウェット3 =1.9g 例1ないし例4によって得られるヒドロゲルは卓越した吸収能力で、同時に優
れた液体転送において優れており、従って優れた様式で水及び水性液体のための
、特に体液、例えば尿又は血液の吸収剤として、例えば衛生物品、例えば乳児オ
ムツ及び成人オムツ、生理帯、タンポン等に適当である。
−エピクロロヒドリン−付加物を添加しない。前記の生成物は以下の特性を示す
: 加圧吸収力指数 =122.5 圧力下での垂直吸収 =9.0g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =30.5g/g AUL21000ダイン/cm2(2100Pa) =32.5g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =29秒 獲得時間2 =88秒 獲得時間3 =142秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.6g リウェット3 =2.9g 比較例2: 例2のような方法をとるが、モノマー溶液に反応性架橋剤としてのアルミン酸
ナトリウムを添加しない。前記の生成物は以下の特性を示す: 加圧吸収力指数 =118.6 圧力下での垂直吸収 =8.0g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =31.8g/g AUL21000ダイン/cm2(2100Pa) =33.7g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =32秒 獲得時間2 =95秒 獲得時間3 =166秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.7g リウェット3 =3.3g 比較例3: 例3のような方法をとるが、モノマー溶液に共重合架橋剤としてのメチレンビ
スアクリルアミドの添加を実施しない。前記の生成物は以下の特性を示す: 加圧吸収力指数 =82.5 圧力下での垂直吸収 =5.4g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =16.4g/g AUL2100ダイン/cm2(2100Pa) =26.8g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =37秒 獲得時間2 =135秒 獲得時間3 =270秒 リウェット1 =0.2g リウェット2 =1.2g リウェット3 =5.4g 比較例4: 例4のような方法をとるが、ゲルには反応性架橋剤としてのエチレングリコー
ルジグリシジルエーテルを添加しない。以下の物理データを特徴とする生成物が
得られる: 加圧吸収力指数 =127.4 圧力下での垂直吸収 =10.5g/g PUP0.7psi(4826.5Pa) =35.8g/g AUL2100ダイン/cm2(2100Pa) =34.2g/g 圧力下での獲得/リウェット: 獲得時間1 =24秒 獲得時間2 =87秒 獲得時間3 =115秒 リウェット1 =<0.1g リウェット2 =0.5g リウェット3 =2.8g 比較例1ないし比較例4によって得られるヒドロゲルは、例1ないし例4によ
って得られるヒドロゲルに対して液体移送及び液体の転送に関して、圧力下での
獲得/リウェット試験で獲得時間3及びリウェット3に関する明らかにより高い
値で明らかな欠点を示す。
Claims (16)
- 【請求項1】 重合されたモノマー又はグラフトポリマーをベースとする架
橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲルにおいて、<100の加圧吸収力指数及び
1922.8Paの圧力下での少なくとも12g/gの垂直吸収を有することを
特徴とする架橋した、親水性の高膨潤性のヒドロゲル。 - 【請求項2】 4826.5Paの圧力負荷下に<23g/gの圧力下能力
を有する、請求項1記載の架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲル。 - 【請求項3】 2100Paの圧力負荷下で<27g/gの負荷下吸収力を
有する、請求項1または2記載の架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲル。 - 【請求項4】 一般式: 【化1】 [式中、 R1が水素、メチル又はエチルであり、 R2が基:−COOR4、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又は式: 【化2】 の基であり、 R3が水素、メチル、エチル又はカルボキシル基であり、 R4が水素、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、かつ R5がスルホニル基、ホスホニル基又はカルボキシル基である]の親水性のモノ
マー化合物であることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の
高架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲル。 - 【請求項5】 グラフトベースがデンプン、デンプン誘導体、セルロース、
セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキシド、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド及び親水性のポリエステルの群からの少
なくとも1種の化合物であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか
1項記載の架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲル。 - 【請求項6】 酸基を有する親水性モノマー、そのアルカリ金属塩又はアン
モニウム塩と (a)分子中に少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する共重合架橋
剤、及び (b)1つのエチレン性不飽和二重結合及び、親水性重合体の酸基と共有結合を
形成する少なくとも1つの官能基を有する反応性架橋剤A、親水性の重合体の酸
基と共有結合を形成する少なくとも2つの官能基を有する反応性架橋剤B、およ
び/または多価金属のイオンとを、場合により少なくとも1つのグラフトベース
の存在下にラジカル的に重合させて、架橋した親水性のベースポリマーにし、ベ
ースポリマーを粉砕し、ベースポリマーの粒子の表面を後架橋させることを特徴
とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の架橋した親水性の高膨潤性の
ヒドロゲルの製造方法。 - 【請求項7】 酸基を有する親水性モノマー、そのアルカリ金属塩又はアン
モニウム塩と、 (a)分子中に少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する共重合架橋
剤、及び場合により (b)1つのエチレン性不飽和二重結合及び、親水性重合体の酸基と共有結合を
形成する少なくとも1つの官能基を有する反応性架橋剤A とを、場合によりグラフトベースの存在下にラジカル的に重合させて、架橋した
親水性のベースポリマーにし、ベースポリマーを粉砕し、粉砕の間またはその後
に、反応性架橋剤Bおよび/または多価金属のイオンと混合し、かつベースポリ
マーの粒子の表面を後架橋することを特徴とする、請求項1から5までのいずれ
か1項記載の架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲルの製造方法。 - 【請求項8】 少なくとも2つのアリル基、メタクリレート基および/また
はアクリレート基を有する化合物を共重合架橋剤として使用する、請求項6又は
7記載の方法。 - 【請求項9】 反応性架橋剤Bとしてポリアミドアミン、エピクロロヒドリ
ンとのその反応生成物又はアルキレングリコールもしくはポリアルキレングリコ
ールのビスクロロヒドリンエーテルを使用する、請求項6又は7記載の方法。 - 【請求項10】 架橋剤(b)としてアルミン酸ナトリウムを使用する、請
求項6又は7記載の方法。 - 【請求項11】 酸基を有する親水性モノマーの共重合を、架橋剤として (a)アリルメタクリレート、テトラアリルオキセタン、メチレンビスアクリル
アミド、ペンタエリトリットトリアリルエーテルまたはそれらの混合物、及び (b)ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒド
ロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシ
ブチルアクリレート又は前記の化合物の混合物の存在下に実施する、請求項6又
は7記載の方法。 - 【請求項12】 ベースポリマーの粒子の表面の後架橋のためにアルミン酸
ナトリウムを使用する、請求項7記載の方法。 - 【請求項13】 粒子状の親水性ベースポリマーの表面の後架橋を、ジグリ
シジルエーテル、ポリアミドアミンとエピクロロヒドリンとの反応生成物、アル
キレングリコールもしくはポリアルキレングリコールのビスクロロヒドリンエー
テル、ポリエチレンイミン、ビニルアミン単位を有するポリマー又はそれらの混
合物で実施する、請求項6又は7記載の方法。 - 【請求項14】 架橋した親水性のベースポリマーを、 (a)少なくとも1つの共重合架橋剤及び (b)少なくとも1つの反応性架橋剤B の存在下に製造する、請求項6又は7記載の方法。
- 【請求項15】 水及び水性液体のための吸収剤としての、請求項1から5
までのいずれか1項記載の架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲルの使用。 - 【請求項16】 架橋した親水性の高膨潤性のヒドロゲルを衛生物品での体
液の吸収のために使用する、請求項15記載の使用。
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