JP2003515616A - 多糖ベースの吸収性ポリマー材料 - Google Patents
多糖ベースの吸収性ポリマー材料Info
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Abstract
Description
ゲルを得るために架橋可能な多糖ベースのポリマーの形の開始材料を含む水溶液
が架橋に供されるものに関する。
料を用いることがますます一般的になってきている。超吸収材料とは自重の数倍
もの量に相当する液体を吸収することができるポリマーであって吸収によって水
性ゲルを形成するポリマーを意味する。
ちセルロースパルプ又はその類似物品の如き吸収性繊維材料から主に製造される
吸収物品の体積と比較してかなり減少させることができるということである。他
の利点は超吸収材料は例えば毛羽立ちセルロースパルプの如き繊維吸収材料と比
較すると圧力下で液体を保持する能力が高いということである。かかる特性は例
えば吸収材料がおむつ、失禁ガード又は衛生ナプキンにおいて用いられる場合、
有利である。というのは、吸収された体液は吸収物品中に保持され、例えば使用
者が着席した場合にも物品から絞り出されることがないからである。
現在用いられている超吸収材料の多くは、それらが更新可能な原料から製造され
ることができないという欠点を有する。この問題を解決するため、多糖類、特に
澱粉の如き様々なタイプの更新可能な開始材料ベースの超吸収材料の使用が提案
されている。しかし不運なことに現在のところ利用可能な多糖ベースの超吸収材
料は一般的に使用されるポリアクリレートベースの超吸収材料よりも吸収能力が
かなり低い。さらに、超吸収材料が圧縮力に供された場合に多糖ベースの超吸収
材料が吸収した液体を保持する能力はポリアクリレートベースの超吸収材料と比
較すると低い。
ーム材料、好ましくは超吸収フォーム材料を製造する方法が記述されている。得
られた吸収材料は架橋された連続気泡ポリマーフォームの形で存在する。このこ
とは液体が気泡間を通り抜けることができるということを意味する。記述された
製造方法によれば生物分解性吸収フォーム材料を得ることも可能であると述べら
れている。WO 95/31500において開示されている吸収材料の製造のた
めの好ましいポリマーはヒドロキシエチルセルロース(HEC)及びヒドロキシ
プロピルセルロース(HPC)であり、それらはジビニルスルホン(DVS)を
用いて架橋されることが好ましい。
放出系又は人造皮膚や人造血管の如き医療用途を主に意図されている。しかし、
記述されたフォーム材料の更なる可能な用途は再利用可能なおむつ又はその類似
物品であるということが述べられている。しかし、製造コストが高いので、既知
のフォーム材料は一回きりの使用を意図される吸収物品用の吸収材料としては実
際には用いられないであろう。
が存在する。従って現在一般的に用いられている超吸収材料と比較して吸収性に
関して同等であって代用となり得るような超吸収材料を作るために多糖ベースの
超吸収材料の吸収能力を改良する必要がある。更に、低コストで容易に入手でき
る更新可能な開始材料を用いて製造される超吸収材料を有する吸収構造を含む使
い捨て吸収物品に対する要求がある。
タイプの超吸収材料と比較して改良された吸収性を持つ超吸収材料の製造方法を
提供する。
有機溶媒中に浸漬され、これにより水がゲルの乾燥に先立ってゲルから部分的に
除去される点において主に区別される。好ましくは液体膨潤ゲルは過剰のメタノ
ール中に浸漬される。
って好ましくはメタノールの水混和性有機溶媒中に浸漬することによって製造し
た高吸収性の多糖ベースの吸収材料を提供する。
を含有する開始溶液については広範囲の溶媒を用いることができる。しかし、開
始材料を含有する溶液は水溶液であることが好ましい。
成は同一であるが従来方法によって製造された材料と比較して優れた吸収性を示
す超吸収材料が得られることが示された。吸収性の改良は吸収能力の高さ、及び
吸収材料が荷重下に置かれた場合でさえも吸収した液体を保持する能力の大きさ
の両方において顕著である。ゲルの乾燥に先立ってメタノール中に浸漬された超
吸収材料の吸収性は、吸収された液体が水であるか又は尿の如き塩含有溶液であ
るかにかかわらず、メタノール浸漬工程が行われなかった対応する超吸収材料の
吸収性よりもかなり高い。
を含むポリマーブレンドを含んでいてもよい。帯電したポリマーと非帯電のポリ
マーの間の比は好ましくは約2:1〜約4:1であり、最も好ましくは約3:1
である。
吸収能力及び良好な液体保持力を示す超吸収材料の製造のための開始材料として
用いることができるということである。CMCが更新可能な材料源である木材か
ら製造されること、及び更にそれは容易に入手でき、比較的コストが低いという
事実はCMCを使い捨て吸収物品に用いるのに特に好適なものとする。更に、生
物分解性及び肥料へのなりやすさに関してもCMCは優れた特性を示す。
れほど好適ではないということが見出されている。というのもCMCは分子間架
橋の代わりに分子内架橋を形成する傾向があるからである。かくして特に良好な
特性を持つ吸収材料はナトリウム塩の形でのCMC(CMCNa)及びヒドロキ
シエチルセルロース(HEC)の混合物を含む開始材料を用いて得ることができ
る。CMCNaの量とHECの量の間の好適な比は約2:1〜約4:1、好まし
くは約3:1であることが分かった。HECの濃度が低いと、生ずる架橋ゲルは
十分なゲル強度を示さない。HECの濃度を高くすることは回避すべきである。
というのもHEC濃度が高すぎると膨潤能力、従って吸収能力が不十分となるか
らである。
帯電多糖の更なる例はカルボキシメチル澱粉、酸化澱粉及び酸化セルロースであ
る。好適な非帯電多糖はエチルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)、ヒド
ロキシプロピルセルロース(HPC)、グアーガム及びヒドロキシプロピル澱粉
(HPS)を含むが、これらに限定されない。
好ましい。この種の架橋剤の例はジビニルスルホン(DVS)、アセトアルデヒ
ド、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ジグリシジルエーテル、ジイソシ
アネート、ジメチルウレア、エピクロロヒドリン、オキサル酸、ホスホリルクロ
ライド、トリメタホスフェート、トリメチロールメラミン、及びポリアクロレイ
ンである。イオン架橋又は疎水性/親水性相互作用の如き物理的架橋又はその類
似架橋を用いることも当然可能である。架橋は代わりに酵素的に又は放射線によ
って行われてもよい。
立ちセルロースパルプ、レーヨン、ピートモス、綿、麻、亜麻、ナイロンの如き
吸収性繊維と従来の方法を用いて混合することができる。更に、高吸収性の材料
はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、二成分繊維の如き非吸収性繊
維と混合することができる。吸収性、液体保持力、形態安定性及び弾性の如き特
性の最適組合せを得るために様々な種類の繊維を吸収性繊維構造中に混合するこ
とが明らかに可能である。繊維構造は例えば繊維構造中に含まれる熱可塑性繊維
の溶融によって、又は特別な結合剤の添加によって結合されてもよい。加えて、
繊維構造は圧縮、ニードリング、柔軟化の如き更なる処理に供されたものであっ
てもよい。
の更なる層を含む吸収体中の層中に配置することも勿論できる。高吸収性の吸収
材料は自己支持層であることができ、又は支持体上又は支持体内に適用されるこ
ともできる。基体として用いることができる材料のいくつかの例はティッシュシ
ート、フォーム材料、不織布シート、繊維ウエブ、ポケット又はくぼみを持つ構
造(その中に高吸収性の吸収材料が配置される)である。
収性の吸収材料を製造する。いくつかの乾燥方法が存在する。最も単純な方法は
大気圧での風乾であり、これは膨潤したヒドロゲルが完全に乾燥するまで室内条
件(25℃及び50%の相対湿度)下に放置されることを単に意味する。代わり
に、ゲルは減圧又は例えばアセトンの溶媒を用いた抽出によって乾燥することも
できる。
。図面中:
の自由膨潤能力及び液体保持力を示す;
自由膨潤能力及び液体保持力を示す。
a及びHECの混合物を架橋することによって得られた。DVSを架橋剤として
選択した理由はDVSは信頼のおけるそして再現可能な架橋結果を与えるからで
ある。このようにDVSは比較研究において用いるための架橋材料を製造するの
に特に好適である。しかし本発明はDVSを架橋剤として使用することに限定さ
れるものといかなる意味でもみなされるべきではない。従って上述の通り、いか
なる好適な架橋剤又は架橋方法を用いることができる。
0℃で行われた。CMCNa及びHECは所望量のDVSを含む蒸留水に溶解さ
れた。混合後、サンプルはポリマーの適切な溶解を得るために12−24時間放
置された。水酸化カリウムが添加され、それによって架橋反応が開始した。すべ
ての反応は2重量%に等しい総ポリマー濃度を持つ反応溶液を用いて行われた。
機を用いることにより小片に破壊され、平衡状態に到達させるため、過剰のアル
コールに浸漬された。ヒドロゲルを取り巻く溶液は少なくとも3回取り換えられ
た。各回において架橋反応直後に測定されたヒドロゲルの重量の少なくとも5倍
に相当する量のアルコールが用いられた。浸漬工程は36−48時間後に終了し
た。続いて膨潤したヒドロゲルは水から取り出され、乾燥された。
方法で処理された乾燥ゲルを用いて行われた。
尿(SUR)の組成は60mmol/lのKCl、130mmol/lのNaC
l、3.5mmol/lのMgSO4 、2.0mmol/lのCaSO4・2
H2O 、300mmol/lの尿素、1g/lの Triton X−100(これはA
ldrich によって販売されている界面活性剤である)0.1%溶液であった。
を吸収させることによって測定された。ゲルは続いて液体から取り出され、計量
された。
液体保持は遠心分離前後のゲルを計量することによって測定された。
燥され粉砕されたゲルを有する毛羽立ちセルロースパルプから作られた試験体に
、「要求湿潤性」として一般的に知られている液体を吸収させることによって測
定された。測定はGATS様装置を用いて行われた。試験体は連通容器から液体
を吸収させられた。容器中の液体の量は目盛を用いて連続的に測定した。試験は
2時間の間続けられ、その後、試験体によって吸収された液体の量が記録された
。毛羽立ちセルロースパルプの水吸収能力を知ることにより、架橋されたゲルに
よって吸収された液体の量を結果として計算することができる。
プルは異なる溶媒中に浸漬された。
保持も測定された。図1から分かる通り、メタノール中に浸漬されて製造された
ゲルは優れた吸収特性を有する。
。
た。
心分離後の液体保持も測定された。
。遠心分離後の液体保持能力も極めて良好である。
浸漬された。
体保持も測定された。結果は図3に示されている。実施例2のCMC/HECサ
ンプルについては、メタノール中に浸漬されて製造されたゲルはかなり改良され
た吸収特性を有する。
について、液体吸収能力方法に従って測定された。吸収能力はClariant AG, Fra
nkfurt, Germanyによって製造されている商業的に入手可能な多糖ベースの吸収
材料であるSanwet IM7100についても、及び更に一つの種類のCMCにつ
いても測定された。
の量が以下の表1にまとめられている。本発明によって製造された吸収材料が、
ポリアクリレートベースの吸収材料の吸収能力とほぼ同レベルの顕著に高い吸収
能力(これは他の生分解可能な吸収材料よりもかなり高い)を有することが明ら
かである。
ル * 架橋されたCMCベースの超吸収材料の製造は例えばEP−A−0 20
1 895に記載されている。
、添付の特許請求の範囲の範囲内で多数の更なる具体例を考えることができる。
膨潤能力及び液体保持力を示す;
潤能力及び液体保持力を示す。
Claims (14)
- 【請求項1】 高吸収性の多糖ベースの吸収材料の製造方法であって、架橋
可能な多糖ベースのポリマーの形の開始材料を含有する溶液が架橋に供されて液
体膨潤ゲルを生成する場合において、少なくとも部分的に架橋されたゲルが水混
和性有機溶媒中に浸漬され、これにより水がゲルから部分的に除去されることを
特徴とする方法。 - 【請求項2】 水混和性有機溶媒がメタノールである請求項1記載の方法。
- 【請求項3】 開始材料を含有する溶液が水溶液である請求項1又は2記載
の方法。 - 【請求項4】 架橋工程がポリマー溶液に共有結合架橋剤を添加することに
よって行われる請求項1,2又は3記載の方法。 - 【請求項5】 開始材料が帯電した多糖ベースのポリマー及び非帯電の多糖
ベースのポリマーを含むポリマーブレンドである請求項1〜4のいずれか一項記
載の方法。 - 【請求項6】 帯電したポリマーと非帯電のポリマーの間の比が約2:1〜
約4:1、好ましくは約3:1である請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 開始材料がカルボキシメチルセルロース(CMC)及びヒド
ロキシエチルセルロース(HEC)の混合物である請求項5又は6記載の方法。 - 【請求項8】 開始材料がグアーガムを含む請求項1,2又は3記載の方法
。 - 【請求項9】 架橋可能な多糖ベースのポリマーの形の開始材料を含有する
溶液の架橋及び乾燥によって製造された多糖ベースの高吸収性吸収材料であって
、開始材料が架橋後液体膨潤ゲルの形で存在する場合において、架橋された液体
膨潤ヒドロゲルがゲルの乾燥に先立ってメタノール中に浸漬されたことを特徴と
する多糖ベースの高吸収性吸収材料。 - 【請求項10】 開始材料が帯電した多糖ベースのポリマー及び非帯電の多
糖ベースのポリマーを含むポリマーブレンドである請求項9記載の多糖ベースの
高吸収性吸収材料。 - 【請求項11】 帯電したポリマーと非帯電のポリマーの間の比が約2:1
〜約4:1、好ましくは約3:1である請求項10記載の多糖ベースの高吸収性
吸収材料。 - 【請求項12】 開始材料がカルボキシメチルセルロース(CMC)及びヒ
ドロキシエチルセルロース(HEC)の混合物である請求項10又は11記載の
多糖ベースの高吸収性吸収材料。 - 【請求項13】 開始材料がグアーガムを含む請求項9記載の多糖ベースの
高吸収性吸収材料。 - 【請求項14】 請求項9から13のいずれか一項記載の高吸収性吸収材料
を含む吸収物品。
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