JP2009517510A - 界面活性剤を有する吸水性ポリマーの乾燥法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.発明の分野
一般に、本発明は吸水性ポリマーの乾燥法に関する。さらに具体的には、一般に本発明は吸水性ポリマーの乾燥効率を高めるために界面活性剤を吸水性ポリマーと混和する方法に関する。
しばしば、"ヒドロゲル"、ヒドロゲル形成性吸水性ポリマー、"高吸収性物質"またはSAPs、吸収性ゲル材料またはAGMs、または"親水コロイド"材料と呼ばれる吸水性ポリマーは、多数の用途において、最も顕著には体液を吸収するためのオムツおよび他の衛生用品において幅広く使用されている。吸水性ポリマーは、ワイピングクロス、保水剤、脱水剤、スラッジ凝集剤、使い捨てタオル、バスマットおよびドアマット、増粘剤、ペット用使い捨てトイレマット、凝縮防止剤、および種々の化学物質のための剥離制御剤においても使用されうる。そのような吸水性ポリマーは、例えばUS特許番号3,699,103(Harper他)、US特許番号5,669,894および5,599,335(Goldman他)、およびUS特許番号3,770,731(Harmon)の中で議論されている。
主題発明は、吸収性ポリマーの乾燥法および界面活性剤の処理法を提供する。吸収性ポリマーの乾燥法は、該吸収性ポリマーの提供を含む。C10〜C24エステル基を有する界面活性剤が吸水性ポリマーと混和される。界面活性剤の酸価は、吸水性ポリマーの乾燥効率をさらに高めるために高められている。さらに具体的には、界面活性剤の酸価が高められた後、吸水性ポリマーは、高められた酸価を有さない界面活性剤を含む吸水性ポリマーと比べて改善されたポンパビリティーおよび塗布性を示す。
主題発明に従って、吸収性ポリマーの乾燥法は、該吸収性ポリマーの提供を含む。この中で用いられる吸収性ポリマーは、"ヒドロゲル"、ヒドロゲル形成性吸水性ポリマー、"高吸収性物質"またはSAPs、吸収性ゲル材料またはAGMs、または"親水コロイド"材料とも呼ばれうる。該吸収性ポリマーは、多数の用途において、最も顕著には体液を吸収するためのオムツおよび他の衛生用品において役に立つ。吸収性ポリマーは、ワイピングクロス、保水剤、脱水剤、スラッジ凝集剤、使い捨てタオル、バスマットおよびドアマット、増粘剤、ペット用使い捨てトイレマット、凝縮防止剤、および種々の化学物質のための剥離制御剤においても使用されうる。
ペンタエリトリトールトリアリルエーテル4部を、アクリル酸800質量部に添加する。次いで、この混合物をDI水2236質量部で希釈し、かつ断熱反応器中に設置する。付加的に、界面活性剤も該断熱反応器に添加する。さらに具体的には、T−MAZ(R)20 エトキシル化ソルビタンモノラウレート界面活性剤を使用し、かつT−MAZ(R)20の質量に対してラウリン酸0.8質量%をT−MAZ(R)20に添加し、T−MAZ(R)20の酸価を約0,6mg KOH/gから約2.5mg KOH/gに高める。次いで、T−MAZ(R)20の約0.2質量%を反応器に添加する。次いで、窒素を反応混合物に吹き込んで溶存酸素含量を1ppm以下に減少させる。反応混合物の温度は10℃にて制御される。以下の開始剤を示された順序で添加する:
アスコルビン酸0.008質量部;
過酸化水素水溶液35質量%の0.016質量部
5分の誘導段階後、重合が開始しかつ85℃の最大温度に1時間かけて到達する。ヒドロゲルの形である、このように得られた吸収性ポリマーは、残留アクリル酸レベルをさらに減少させるためにもう2時間のあいだ反応器中で保持する。次いで、該吸収性ポリマーをミンサー中で粉砕し、その後に水酸化ナトリウム溶液50質量%の644.38質量部を吸収性ポリマーに添加する。水酸化ナトリウム溶液を添加する前、吸収性ポリマーの温度は約60℃であり、かつ水酸化ナトリウム溶液の温度は38℃である。吸収性ポリマーの微粒子を、機械的に粉砕された吸収性ポリマーと混合する。さらに具体的には、該微粒子は0.090mm以下の直径を有する吸収性ポリマーの粒子である。微粒子は粉砕化の副産物であり、しばしば製造中に失われる。あらかじめ水0.5部とペーストにされていた約0.8部の微粒子を、機械的に粉砕されたポリマー(固体22.5質量%)10部の中に混ぜた。吸収性ポリマーと水酸化ナトリウム溶液との良好な混合、それに伴い吸収性ポリマーの均一な中和(homogeneous neutralization)を保証するために吸収性ポリマーを再びミンサーに通す。発熱反応である均一な中和に基づき、吸収性ポリマーは75〜80℃の温度を有する。
吸収性ポリマーを、上で記載された実施例1におけるのと同じ方法で調製し、ただし、機械的に粉砕されたポリマー10部当たり約0.8部の微粒子の代わりに、約0.85部の微粒子を、機械的に粉砕されたポリマー10部の中に混ぜる。機械的に粉砕された吸収性ポリマーを、35barのポンプ圧力でポンプによって再びパイプラインを通して搬送する。この場合、35barのポンプ圧力は、ドラム乾燥機当たり6607kg/hの搬送速度を確立する。より高いポンプ圧力によって得られるメリットは、実施例1(その際、ポリマーは30barのポンプ圧力で搬送される)と比較した場合に全体の効率の実質的な変化は見られなかったけれども、乾燥速度は、パイプラインを通してドラム乾燥機に供給されたポリマー中に含有される、より高い活性ポリマー固体に基づき高まることである。
吸収性ポリマーを、上で記載された実施例1におけるのと同じ方法で調製し、ただし、ラウリン酸をT−MAZ(R)20に添加しない。その代わりに、製造されたT−MAZ(R)20は約3年の期間にわたりT−MAZ(R)20を貯蔵することによって加水分解に付される。加水分解に基づき、T−MAZ(R)20の酸価を約0.6mg KOH/gから約2.5mg KOH/gに高める。この場合、31barのポンプ圧力は、約6440kg/hの搬送速度を確立し、かつ延展間隔は約9.0cmである。
吸収性ポリマーを、上で記載された実施例1におけるのと同じ方法で調製し、ただし、ラウリン酸をT−MAZ(R)20に添加せず、かつ該T−MAZ(R)20を比較のため加水分解しない。言い換えれば、約0.6mg KOH/gの酸価を有するT−MAZ(R)20を断熱反応器中の反応混合物に添加する。この場合、31barのポンプ圧力は、5990kg/hの搬送速度、および約8.0cmの延展間隔を確立する。
Claims (32)
- 吸収性ポリマーの乾燥法であって、以下の工程;
吸収性ポリマーを提供する工程、
C10〜C24エステル基を有する界面活性剤を吸収性ポリマーと混和する工程、および
界面活性剤の酸価を高める工程
を有する、吸収性ポリマーの乾燥法。 - 酸価を高める工程が、酸価を少なくとも0.5mg KOH/g高めることを有する、請求項1記載の方法。
- 界面活性剤の酸価を高める工程が、酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項1記載の方法。
- 脂肪酸を、カプリン酸、ネオデカン酸、ペンタンデカン酸、ネオオクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストオレイン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、およびそれらの組み合わせ物の群から選択する、請求項4記載の方法。
- 脂肪酸を、界面活性剤の全質量に対して少なくとも0.5質量部の量で添加する、請求項4記載の方法。
- 界面活性剤を、C10〜C24エステル基を有する多価分子とさらに定義する、請求項1記載の方法。
- 多価分子が、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する糖アルコールの無水物を有する、請求項7記載の方法。
- 糖アルコールを、ソルビトール、グリセロール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、エリトリトール、ペンタエリトリトール、およびそれらの組み合わせ物から選択する、請求項8記載の方法。
- 界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルを有する、請求項9記載の方法。
- ソルビタン脂肪酸エステルを、ソルビタン脂肪酸エステル1モル当たり約20モルのアルキレンオキシドを有するアルコキシル化ソルビタン脂肪酸エステルとさらに定義する、請求項10記載の方法。
- 吸収性ポリマーを提供する工程が、吸収性ポリマーを形成するために、重合性酸、重合性酸のアミド、アミノ基またはアンモニウム基を含有するエステルおよびアミド、ヒドロキシアルキルエステル、カルボン酸塩、トリメチルアミン、第4級アンモニウム塩、スルホン酸、およびそれらの組み合わせ物から選択される不飽和分子を重合することを有する、請求項1記載の方法。
- 吸収性ポリマーを提供する工程が、架橋剤および不飽和分子を反応させることを有する、請求項12記載の方法。
- 界面活性剤を吸収性ポリマーと混和する工程が、重合に先立って界面活性剤を不飽和分子と混和することを有する、請求項12記載の方法。
- 界面活性剤の酸価を高める工程が、界面活性剤を吸収性ポリマーと混和することに先立って酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項14記載の方法。
- 界面活性剤の酸価を高める工程が、界面活性剤を不飽和分子と混和した後に酸を界面活性剤および不飽和分子に添加することを有する、請求項14記載の方法。
- さらに、吸収性ポリマーを粉砕する工程を有する、請求項12記載の方法。
- さらに、粉砕された吸収性ポリマーを接触乾燥機の表面上で乾燥する工程を有する、請求項17記載の方法。
- さらに、吸収性ポリマーを粉砕する工程を有する、請求項1記載の方法。
- 界面活性剤を吸収性ポリマーと混和する工程が、界面活性剤を粉砕された吸収性ポリマーと混和することを有する、請求項19記載の方法。
- 界面活性剤の酸価を高める工程が、界面活性剤を粉砕された吸収性ポリマーと混和することに先立って酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項20記載の方法。
- さらに、粉砕された吸収性ポリマーを接触乾燥機の表面上で乾燥する工程を有する、請求項21記載の方法。
- 以下の工程;
C10〜C24エステル基を有する界面活性剤を提供する工程;および
界面活性剤の酸価を少なくとも0.5mg KOH/g高める工程
を有する、界面活性剤を処理する方法。 - 酸価を高める工程が、酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項23記載の方法。
- 脂肪酸を、カプリン酸、ネオデカン酸、ペンタンデカン酸、ネオオクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストオレイン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、およびそれらの組み合わせ物の群から選択する、請求項25記載の方法。
- 脂肪酸を、界面活性剤の全質量に対して少なくとも0.5質量部の量で添加する、請求項25記載の方法。
- 界面活性剤を、C10〜C24エステル基を有する多価分子とさらに定義する、請求項24記載の方法。
- 多価分子が、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する糖アルコールの無水物を有する、請求項28記載の方法。
- 糖アルコールを、ソルビトール、グリセロール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、エリトリトール、ペンタエリトリトール、およびそれらの組み合わせ物から選択する、請求項29記載の方法。
- 界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルを有する、請求項30記載の方法。
- ソルビタン脂肪酸エステルを、ソルビタン脂肪酸エステル1モル当たり約20モルのアルキレンオキシドを有するアルコキシル化ソルビタン脂肪酸エステルとさらに定義する、請求項31記載の方法。
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