JP2009506131A - 紫外線とブレンステッド酸とを用いた吸水性樹脂粒子の表面架橋方法 - Google Patents
紫外線とブレンステッド酸とを用いた吸水性樹脂粒子の表面架橋方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】a)表面およびコアを有し、60モル%超の中和度を有する吸水性樹脂粒子を準備する工程と;b)前記吸水性樹脂粒子の表面上に1種または2種以上のブレンステッド酸を添加する工程と;c1)100〜200nmの波長を有する真空紫外線を前記吸水性樹脂粒子に照射する工程、あるいはc2)前記ブレンステッド酸に加えて、ラジカル生成剤分子を前記吸水性樹脂粒子の表面に添加し、201〜400nmの波長を有する紫外線を前記吸水性樹脂粒子に照射する工程、のいずれかの工程と;を含む、吸水性樹脂粒子の表面架橋方法により、上記課題は解決される。
Description
本発明は、a)表面およびコアを有し、60モル%超の中和度を有する吸水性樹脂粒子を準備する工程と;b)前記吸水性樹脂粒子の表面上に1種または2種以上のブレンステッド酸を添加する工程と;c1)100〜200nmの波長を有する真空紫外線を前記吸水性樹脂粒子に照射する工程、あるいはc2)前記ブレンステッド酸に加えて、ラジカル生成剤分子を前記吸水性樹脂粒子の表面に添加し、201〜400nmの波長を有する紫外線を前記吸水性樹脂粒子に照射する工程、のいずれかの工程と;を含む、吸水性樹脂粒子の表面架橋方法に関する。
本発明に係るSAPは、好ましくは部分中和α,β−不飽和カルボン酸の単独重合体、または、部分中和α,β−不飽和カルボン酸が、自身と共重合可能な単量体と共重合されてなる共重合体を含む。さらに、SAPに好ましく含まれる前記単独重合体または共重合体は脂肪族基を含み、当該脂肪族基の少なくともいくらかは、少なくとも部分的にはSAP粒子の表面に含まれる。
100〜200nmの波長を有する紫外線(真空紫外、以下VUVと称する)が本発明の方法に用いられる場合、表面架橋の効果を向上させるために、照射線で活性化可能なラジカル生成剤分子が任意で用いられうる。しかしながら、VUVを用いる場合にはラジカル生成剤の使用は必須ではなく、ラジカル生成剤が実質的に表面架橋方法の総コストに追加されうるので、実際には、コスト削減のためにラジカル生成剤を用いない場合もある。VUVを用いることで、表面架橋反応を開始するのにラジカル生成剤は必ずしも必須ではなくなる。
表面架橋分子は、SAP粒子の表面に含まれる重合体鎖の主鎖に位置する上述した炭素中心ラジカルと反応しうる少なくとも2つの官能基を有する任意の化合物である。表面架橋分子中の官能基が炭素中心ラジカルと反応することにより、新たな共有結合が生成し、架橋分子が重合体主鎖にグラフトされる。
中間体炭素中心ラジカルの生成に寄与する複数のメカニズムが認識されうる。ある程度、これらのメカニズムは同時に起こりうる。
光開裂を起こすラジカル生成剤分子は活性な結合を有する。UV照射により、この活性な結合が開裂し、これにより、2つのラジカル(Ra・およびRb・)が生成する。
本発明において、SAP粒子は紫外線(UV)照射に曝される。電磁波スペクトルのUV領域は、100〜380nmの波長範囲で定義され、以下の範囲に分けられる:UV−A(315〜400nm)、UV−B(280〜315nm)、UV−C(200〜280nm)、および真空紫外(VUV)(100〜200nm)。
好ましくは、パルスまたは連続的なキセノン(Xe2−)エキシマー照射源が用いられる。周知のエキシマーレーザーと比較して、エキシマーランプは準単色のインコヒーレントな照射線を放出する。インコヒーレントエキシマー照射線の生成は、特定のガス雰囲気下で例えばマイクロ波放電または誘電体バリア放電(DBD、無声放電)によって行われうる。
光開始剤の有無、濃度、および性質に依存してUV−A、UV−BまたはUV−C領域内の紫外線、市販の水銀アークあるいはメタルハライド線源を用いることができる。照射源の選択はラジカル開始剤の吸収スペクトル、および場合により表面架橋に用いられる装置の形状に依存する。本発明では前述の好ましい開始剤と組み合わせて、UV−B領域が最も好ましいことが判明した。照射源は場合によってはガスで冷却することも可能であり、このために、冷却ジャケットに照射源を組み込む、または冷却ジャケットを含んでいてもよい。
比較的高い中和度を有するSAP粒子を使用して、紫外線を用いる表面架橋を行う場合、ブレンステッド酸が表面架橋プロセスを大幅に向上しうる。
本発明の方法により製造されるSAP粒子は、脱脂綿、使い捨ておむつ、および体液を吸収するための他の衛生材料並びに農業用途、好ましくは吸収性物品の吸収性コアに有用である。
SAP粒子の性能は遠心分離保持容量値(CRC)として記載されることが多い。CRCの試験方法は、EDANAの方法441.2−02に記載されている。
ベースポリマーとしては、2005年2月17日に出願された「被覆水膨潤性材料を含む吸収性物品」という名のWO2005/014066A1の実施例1.2に記載された水膨潤性重合体を用いる。しかしながら、ベースポリマーの中和度は、WO2005/014066A1の実施例1.2では75モル%であるが、当該実施例に必要とされるように、それぞれ70モル%および85モル%に調節する。また、30.5g/g(実施例1)および31g/g(実施例2)のCRC値を有するSAP粒子を得るためには、MBAAの量を通常の手法で適宜調節する必要がある。このCRC値は、基本的にはWO2005/014066A1の実施例1.2に記載されているCCRC法と同様の手法により調節されうることに留意すべきである。
ラジカル生成剤である過硫酸ナトリウム3部、HCl(ブレンステッド酸)0.6部を水7部に溶解した。
比較例1はブレンステッド酸を添加しなかったこと以外は実施例1と同様である。
実施例2は上述のベースポリマーのみからなるSAP粒子の中和度が80モル%である点で実施例1と異なる。また、水を7部ではなく8部添加した。そのほかの点では、実施例2は実施例1と同様である。
比較例2はブレンステッド酸を添加しなかったこと以外は実施例2と同様である。
実施例3はブレンステッド酸としてHClを添加する代わりに、1.6部のブレンステッド酸であるH2SO4を添加した点が実施例1と異なる。また、水を7部ではなく8部添加した。そのほかの点では、実施例3は実施例1と同様である。
Claims (9)
- a)表面およびコアを有し、60モル%超の中和度を有する吸水性樹脂粒子を準備する工程と;
b)前記吸水性樹脂粒子の表面上に1種または2種以上のブレンステッド酸を添加する工程と;
c1)100〜200nmの波長を有する真空紫外線を前記吸水性樹脂粒子に照射する工程、あるいは
c2)前記ブレンステッド酸に加えて、ラジカル生成剤分子を前記吸水性樹脂粒子の表面に添加し、201〜400nmの波長を有する紫外線を前記吸水性樹脂粒子に照射する工程、のいずれかの工程と;
を含む、吸水性樹脂粒子の表面架橋方法。 - 前記c1)工程において、前記ブレンステッド酸に加えて、ラジカル生成剤分子を前記吸水性樹脂粒子の表面に添加する、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも2つの官能基を有する表面架橋分子を前記吸水性樹脂粒子上にさらに添加し、この際、前記官能基がC=C二重結合またはCH−X部分(ここで、Xはヘテロ原子である)である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ブレンステッド酸が、塩酸、硫酸およびリン酸からなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ブレンステッド酸を、前記吸水性樹脂粒子に対して0.005〜10重量%の濃度で添加する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記吸水性樹脂粒子への紫外線照射中、前記ブレンステッド酸を連続的に添加する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記c1)またはc2)の工程が100℃未満の温度で行われる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記吸水性樹脂粒子の4.83kPaでの加圧下吸水倍率(AAP)が、方法の実施後に少なくとも1g/g増加する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記吸水性樹脂粒子の食塩水流れ誘導性(SFC)が、方法の実施後に少なくとも10(×10−7・cm3・s・g−1)増加する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
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