JP5032227B2 - Method for producing liquid-absorbing substrate - Google Patents
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Description
本発明は、吸液性基材の製造方法、詳しくは、溶媒中で酸触媒を用いて加水分解・重縮合させて得た生成物とセルロース誘導体を含有する混合物を真空下で脱泡することからなる吸液性基材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a liquid-absorbing substrate, specifically, defoaming a mixture containing a product obtained by hydrolysis and polycondensation using an acid catalyst in a solvent and a cellulose derivative under vacuum. The present invention relates to a method for producing a liquid-absorbing substrate comprising:
近年、乳幼児のおむつ、大人用のおむつ、生理用品等の衛生用品や、農園芸用品等の様々な分野に、吸水材料が広く用いられている。
そのひとつに、ヒドロキシプロピルセルロースなどの吸水性ポリマーと吸水性シリカゲルなどを含有する組成物がある。
たとえば、非特許文献１には、ポリビニルアルコールとＳｉＯ２とのハイブリッドを用いるハイドロゲルが記載されている。ここには、テトラエトキシシラン量（ＳｉＯ２量）によって、得られるハイドロゲルの膨潤度（試験片の長さの変化で評価）や引張応力が変化することが記載されている。
吸水性ポリマーと吸水性シリカゲルなどを含有する組成物は、また、特許文献１に記載されているように、電流により経皮的に薬剤を吸収させるイオントフォレシス用の基材としても用いられている。ここでは、一例として、ヒドロキシプロピルセルロースとシリカゲルを含有するフィルムについても記載されているが、ヒドロキシプロピルセルロースの分子量が不明であり、固体のシリカゲルを添加するものであった。
In recent years, water-absorbing materials have been widely used in various fields such as infant diapers, adult diapers, sanitary products such as sanitary products, and agricultural and horticultural products.
One of these is a composition containing a water-absorbing polymer such as hydroxypropylcellulose and a water-absorbing silica gel.
For example, Non-Patent Document 1 describes a hydrogel using a hybrid of polyvinyl alcohol and SiO 2 . Here, it is described that the degree of swelling (evaluated by a change in the length of the test piece) and tensile stress of the hydrogel obtained change depending on the amount of tetraethoxysilane (the amount of SiO 2 ).
A composition containing a water-absorbing polymer and a water-absorbing silica gel is also used as a substrate for iontophoresis in which a drug is percutaneously absorbed by an electric current as described in Patent Document 1. Yes. Here, as an example, a film containing hydroxypropyl cellulose and silica gel is also described, but the molecular weight of hydroxypropyl cellulose is unknown, and solid silica gel is added.
本発明の課題は、経皮吸収型貼付剤用の薬液担持基材として使用しうるｐＨを有し、かつ品質の優れた吸液性基材を簡易に製造する方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for easily producing a liquid-absorbing base material having a pH that can be used as a chemical-supporting base material for a transdermal absorption patch and having excellent quality.
本発明者らは、これまで、酸触媒の存在下でゾル−ゲル法を用いて得られる無機酸化物とセルロース誘導体とを含有する基材を製造した後、使用した酸触媒を中和することにより中性化していたが、水酸化ナトリウムなどの塩基を用いて中和した場合には、これらはゾルーゲル反応の触媒として機能するため、急激なシリカの粒子成長が起こり、得られるフィルムは吸水率が大幅に低下し、吸水した後も脆いなど、フィルムの品質が十分ではなかった。そこで、中和に代えて真空下で脱泡して酸を除去することにより、品質に優れた基材を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have so far manufactured a substrate containing an inorganic oxide and a cellulose derivative obtained by using a sol-gel method in the presence of an acid catalyst, and then neutralized the acid catalyst used. However, when they are neutralized with a base such as sodium hydroxide, they function as a catalyst for the sol-gel reaction, causing rapid particle growth of silica and the resulting film has a water absorption rate. The film quality was not sufficient, such as a large drop in water resistance and brittleness after water absorption. Therefore, it was found that a substrate having excellent quality can be produced by defoaming under vacuum instead of neutralization to remove the acid, and the present invention has been completed.
すなわち本発明は、以下の特徴を有する発明に関する。
（１）式（Ｉ）
（Ｒ１）ｎＭ（Ｘ）ｍ−ｎ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１は、水素原子、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ２〜Ｃ６アルケニル基を表し、Ｍは金属原子を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｍはＭの原子価を表し、ｎは０又１の整数を表す。）で表される化合物を溶媒中、鉱酸触媒の存在下で加水分解・重縮合させて得られる生成物とセルロース誘導体を含有する組成物を、真空下で脱泡処理することにより酸触媒を除去することを特徴とする吸液性基材の製造方法。
（２）式（Ｉ）
（Ｒ１）ｎＭ（Ｘ）ｍ−ｎ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１は、水素原子、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ２〜Ｃ６アルケニル基を表し、Ｍは金属原子を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｍはＭの原子価を表し、ｎは０又１の整数を表す。）で表される化合物を溶媒中、鉱酸触媒の存在下で加水分解・重縮合させた後、セルロース誘導体を混合し、その後真空下で脱泡処理することにより酸触媒を除去することを特徴とする（１）記載の吸液性基材の製造方法、及び、
（３）鉱酸触媒が塩酸であることを特徴とする（１）又は（２）記載の吸液性基材の製造方法、及び、
（４）酸触媒を除去することによりｐＨを４〜６にすることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の吸液性基材の製造方法。
That is, the present invention relates to an invention having the following features.
(1) Formula (I)
(R 1 ) n M (X) mn (I)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 6 alkyl group or a C 2 -C 6 alkenyl group, M represents a metal atom, X represents a hydrolyzable group, and m represents an M atom. A product obtained by hydrolysis and polycondensation of a compound represented by the formula: n in a solvent in the presence of a mineral acid catalyst, and a cellulose derivative. A method for producing a liquid-absorbing substrate, wherein the acid catalyst is removed by defoaming under vacuum.
(2) Formula (I)
(R 1 ) n M (X) mn (I)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 6 alkyl group or a C 2 -C 6 alkenyl group, M represents a metal atom, X represents a hydrolyzable group, and m represents an M atom. And n is an integer of 0 or 1.) The compound represented by (1) is hydrolyzed and polycondensed in a solvent in the presence of a mineral acid catalyst, and then mixed with a cellulose derivative, and then under vacuum. The method for producing a liquid-absorbing substrate according to (1), wherein the acid catalyst is removed by defoaming, and
(3) The method for producing a liquid-absorbing substrate according to (1) or (2), wherein the mineral acid catalyst is hydrochloric acid, and
(4) The method for producing a liquid-absorbing substrate according to any one of (1) to (3), wherein the pH is adjusted to 4 to 6 by removing the acid catalyst.
本発明の処理をすることにより、酸触媒が除去されるため、経皮吸収型貼付剤用の薬液担持基材として使用しうるｐＨを有し、かつ品質の優れた吸液性基材を簡易に製造することができる。
本発明により得られた吸液性基材は、吸液性、形状安定性、弾力性、密着性に優れている。また、本発明の吸液性基材は、吸液性やゲル物性の制御を容易に行うことができる。
したがって、用途に応じて、それに適した吸液率や物性の吸液性基材を得ることができる。また、ポリビニルアルコールとＳｉＯ２とのハイブリッドを用いるハイドロゲルは、アルコール類を吸収しないが、本発明の吸液性基材は、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類等の親水性有機溶媒をも吸収し得る。したがって、疎水性の薬剤等であっても、本発明の吸液性基材が吸液しうる親水性有機溶媒に可溶な薬剤等であれば、本発明の吸液性基材に含有させて薬剤シートとして用いうる。また、本発明の吸液性基材は、吸液させて膨潤させた後、乾燥し、再度吸液させると、再び膨潤するため、再利用等することも可能である。
Since the acid catalyst is removed by the treatment of the present invention, a liquid-absorbing substrate having a pH that can be used as a chemical-supporting substrate for a transdermal patch is simple. Can be manufactured.
The liquid-absorbing substrate obtained by the present invention is excellent in liquid-absorbing property, shape stability, elasticity and adhesion. In addition, the liquid-absorbing substrate of the present invention can easily control liquid-absorbing properties and gel properties.
Therefore, it is possible to obtain a liquid-absorbing base material having a liquid absorption rate and physical properties suitable for the application. In addition, the hydrogel using a hybrid of polyvinyl alcohol and SiO 2 does not absorb alcohols, but the liquid-absorbing substrate of the present invention is a hydrophilic organic solvent such as alcohols, ethers, ketones, amides, etc. Can also be absorbed. Therefore, even a hydrophobic drug or the like can be contained in the liquid absorbent substrate of the present invention as long as it is a drug soluble in a hydrophilic organic solvent that can be absorbed by the liquid absorbent substrate of the present invention. Can be used as a drug sheet. In addition, the liquid-absorbing substrate of the present invention can be reused because it absorbs liquid and swells and then swells again when dried and liquid-absorbed again.
（用語の定義）
本発明における「吸液性基材」とは、本発明の方法により製造したものであり、これをキャスティング法などの公知の手法でフィルムなどを作製し、フィルムなどがベタつかない程度まで溶媒を室温下で揮発させ、６０℃以上の温度で２４時間以上乾燥し質量変化がなくなった後、水に３０分間浸漬させた場合の吸水率が６０％以上、最も好ましくは１４０％以上であり、かつ、前述と同様に乾燥させた後、エタノールに３０分間浸漬させた場合の吸液率が３０％以上、最も好ましくは７０％以上である基材をいう。
本発明の吸液性基材は、水だけでなく、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類等の親水性有機溶媒をも吸収することができ、かつ、十分な形状安定性を有している。ここで、親水性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のアルコール類；テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類などが挙げられる。
(Definition of terms)
The “liquid-absorbing substrate” in the present invention is produced by the method of the present invention, and a film or the like is produced by a known method such as a casting method, and the solvent is room temperature to such an extent that the film does not become sticky. The water absorption is 60% or more, most preferably 140% or more when immersed in water for 30 minutes after being volatilized below and dried at a temperature of 60 ° C. or higher for 24 hours or more and no change in mass is observed. A base material having a liquid absorption rate of 30% or more, most preferably 70% or more when dipped in ethanol for 30 minutes after being dried as described above.
The liquid-absorbing substrate of the present invention can absorb not only water but also hydrophilic organic solvents such as alcohols, ethers, ketones and amides, and has sufficient shape stability. ing. Here, as the hydrophilic organic solvent, for example, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, glycerin; tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, Examples include ethers such as propylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; amides such as formamide, N-methylformamide, pyrrolidone, and N-methylpyrrolidone.
本発明中、「式（Ｉ）で表される化合物を溶媒中、酸触媒の存在下で、加水分解・重縮合させて得られる生成物」とは、ゾル−ゲル法と呼ばれる式（Ｉ）で表される化合物の加水分解反応とそれに続く重縮合反応により得られる、金属と酸素のネットワーク構造を含有する無機高分子化合物を意味する。
また、本発明において、「式（Ｉ）で表される化合物を、溶媒中、かつ触媒の存在下で、加水分解・重縮合させて得られる生成物とセルロース誘導体とを含有する組成物」とは、式（Ｉ）で表される化合物を溶媒中、かつ触媒の存在下で、加水分解・重縮合させて得られる生成物とセルロース誘導体との混合物のみならず、両成分の一部又は全部が水素結合及び／又は共有結合などを介して均質化あるいは複合化したものも包含する。
In the present invention, “a product obtained by hydrolysis and polycondensation of a compound represented by the formula (I) in a solvent in the presence of an acid catalyst” means a formula (I) called a sol-gel method. The inorganic polymer compound containing the network structure of a metal and oxygen obtained by the hydrolysis reaction of the compound represented by following polycondensation reaction.
Further, in the present invention, “a composition containing a product obtained by hydrolysis and polycondensation of a compound represented by formula (I) in a solvent and in the presence of a catalyst and a cellulose derivative” Is not only a mixture of a product obtained by hydrolysis and polycondensation of a compound represented by formula (I) in a solvent and in the presence of a catalyst and a cellulose derivative, but also part or all of both components. Which are homogenized or complexed through hydrogen bonds and / or covalent bonds are also included.
本発明中、「脱泡」とは、空気を抜いて真空下にすることにより、液中に溶存していた揮発性物質を気化させるこという。また、本発明において、「真空下」とは、真空ポンプなどで空気を抜いて真空又は真空に近い状態であることを言う。 In the present invention, “defoaming” refers to vaporizing volatile substances dissolved in a liquid by removing air and applying a vacuum. Further, in the present invention, “under vacuum” means a state in which air is extracted with a vacuum pump or the like or a vacuum or a state close to a vacuum.
（式（Ｉ）で表される化合物）
式（Ｉ）中、Ｒ１は、水素原子、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ２〜Ｃ６アルケニル基を表す。具体的に、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基等が挙げられ、Ｃ２〜Ｃ６アルケニル基としては、ビニル基、アリル基等が挙げられる。これらの中でも、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基又はＣ２〜Ｃ４アルケニル基が好ましく、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基等のＣ１〜Ｃ４のアルキル基が特に好ましい。
式（Ｉ）中、Ｍは金属原子を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｍはＭの原子価を表す。Ｍとしては、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂが挙げられ、より優れた吸液性基材を得る観点から、これらの中でもＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒが好ましく、Ｓｉが特に好ましい。また、Ｘとしては、例えば、水酸基、アルコキシ基（ＯＲ３）等が挙げられ、より優れた吸液性基材を得る観点から、これらの中でもアルコキシ基が好ましい。
加水分解性基としてのアルコキシ基（ＯＲ３）におけるアルキル基（Ｒ３）としては、特に限定はないが、例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ２〜Ｃ６アルケニル基が挙げられる。具体的には、上記Ｒ１と同様のものを例示することができる。
式（Ｉ）中、ｎは０又は１の整数を表し、中でも、より優れた吸液性基材を得る観点から、０であることが好ましい。
(Compound represented by formula (I))
In formula (I), R 1 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 6 alkyl group or a C 2 -C 6 alkenyl group. Specifically, as the C 1 -C 6 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, an isopropyl group, n- butyl group, sec- butyl group, t- butyl group, n- pentyl group, n- hexyl and the like, and the C 2 -C 6 alkenyl group, a vinyl group, an allyl group and the like. Among these, preferably C 1 -C 4 alkyl or C 2 -C 4 alkenyl group, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, an isopropyl group, n- butyl group, sec- butyl group, t- butyl group C 1 -C 4 alkyl groups such as are particularly preferred.
In formula (I), M represents a metal atom, X represents a hydrolyzable group, and m represents the valence of M. Examples of M include Si, Ti, Zr, Al, Sn, Ge, W, and Nb. From the viewpoint of obtaining a more excellent liquid-absorbing substrate, Si, Ti, and Zr are preferable among these, and Si Is particularly preferred. Examples of X include a hydroxyl group and an alkoxy group (OR 3 ). Among these, an alkoxy group is preferable from the viewpoint of obtaining a superior liquid-absorbing substrate.
The alkyl group in the alkoxy group as the hydrolyzable group (OR 3) (R 3) , is not particularly limited, for example, C 1 -C 6 alkyl or C 2 -C 6 alkenyl group. Specifically, there can be mentioned those similar to the aforementioned R 1.
In formula (I), n represents an integer of 0 or 1, and among them, 0 is preferable from the viewpoint of obtaining a more excellent liquid-absorbing substrate.
式（Ｉ）で表される化合物のうち、好ましい化合物として、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ペンチルトリメトキシシラン、ｎ−ペンチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシランや、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム等の、前述のシラン化合物におけるケイ素がチタン又はジルコニウム等に置換された化合物などを例示することができ、これらの中でもテトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシランが特に好ましい。化合物（Ｉ）は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、上記に例示されたような化合物（Ｉ）が部分的に縮合した、多摩化学工業社製シリケート４０、シリケート４５、シリケート４８、Ｍシリケート５１のようなオリゴマーのケイ素化合物でもよい。 Among the compounds represented by the formula (I), specific examples of preferable compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetra-t-butoxysilane. Alkoxysilane; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltrit-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n- Propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-pentyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyl Examples include trialkoxysilanes such as triethoxysilane, and compounds in which silicon in the aforementioned silane compounds such as tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetramethoxyzirconium, and tetraethoxyzirconium is substituted with titanium or zirconium. Among these, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, and tetramethoxysilane are particularly preferable. Compound (I) may be used alone or in combination of two or more. Further, oligomeric silicon compounds such as silicate 40, silicate 45, silicate 48, and M silicate 51 manufactured by Tama Chemical Industry, which are partially condensed with compound (I) as exemplified above, may be used.
（セルロース誘導体）
セルロース誘導体としては、本発明の吸液性基材に使用可能なものであれば特に制限されないが、メチルセルロース、エチルセルロース等のアルキルセルロースや、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロースを具体的に挙げることができ、より優れた吸液性基材を得る観点から、ヒドロキシアルキルセルロースが好ましく、ヒドロキシプロピルセルロースが特に好ましい。セルロース誘導体は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
(Cellulose derivative)
The cellulose derivative is not particularly limited as long as it can be used for the liquid-absorbing substrate of the present invention. Specifically, alkylcellulose such as methylcellulose and ethylcellulose, and hydroxyalkylcellulose such as hydroxypropylmethylcellulose and hydroxyethylcellulose are specifically exemplified. From the viewpoint of obtaining a more excellent liquid-absorbing substrate, hydroxyalkyl cellulose is preferable, and hydroxypropyl cellulose is particularly preferable. A cellulose derivative may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
本発明において使用されるセルロース誘導体の質量平均分子量は、１×１０５〜５×１０６であり、５×１０５〜１．５×１０６が好ましい。用いるセルロース誘導体の質量平均分子量が高くなると、得られる吸液性基材の吸液率は低下し、形状の保持性が向上する傾向があるので、用いるセルロース誘導体の質量平均分子量を調整することによって、得られる吸液性基材の吸液率やゲル物性の制御を容易になし得る。なお、本発明においては、分子量の異なる２種のセルロース誘導体を混合して、上記平均分子量に調整することもできる。たとえば、平均分子量が６０万のヒドロキシプロピルセルロースと平均分子量が１２０万を併用する場合が本発明に包含されることはもちろんであるが、平均分子量が１２０万のヒドロキシプロピルセルロースと平均分子量が７万のヒドロキシプロピルセルロースを併用して、分子量の平均が１×１０５〜５×１０６の範囲に入る場合も本発明に包含される。
セルロース誘導体の質量平均分子量及び分子量分布は、例えばゲル浸透クロマトグラフィーを用い測定できるので、これを用いて質量平均分子量を算出することができる。ここで、本件明細書における質量平均分子量の数値を算出するために必要な、セルロース誘導体の平均分子量及び分子量分布の測定方法及び測定条件は、公知の方法及び条件に従う。
The weight average molecular weight of the cellulose derivative used in the present invention is 1 × 10 5 to 5 × 10 6 , and preferably 5 × 10 5 to 1.5 × 10 6 . If the weight average molecular weight of the cellulose derivative used increases, the liquid absorption rate of the resulting liquid-absorbing substrate tends to decrease and the shape retention tends to improve, so by adjusting the weight average molecular weight of the cellulose derivative used In addition, the liquid absorption rate and gel properties of the obtained liquid-absorbing substrate can be easily controlled. In the present invention, two kinds of cellulose derivatives having different molecular weights can be mixed and adjusted to the average molecular weight. For example, the present invention includes a case where hydroxypropyl cellulose having an average molecular weight of 600,000 and an average molecular weight of 1,200,000 are included in the present invention, but hydroxypropyl cellulose having an average molecular weight of 1,200,000 and an average molecular weight of 70,000 are included. The case where the average molecular weight falls within the range of 1 × 10 5 to 5 × 10 6 by using together hydroxypropylcellulose of the present invention is also included in the present invention.
Since the weight average molecular weight and molecular weight distribution of a cellulose derivative can be measured, for example using gel permeation chromatography, a mass average molecular weight can be calculated using this. Here, the measurement method and measurement conditions of the average molecular weight and molecular weight distribution of the cellulose derivative, which are necessary for calculating the numerical value of the mass average molecular weight in the present specification, follow known methods and conditions.
本発明の吸液性基材において、式（Ｉ）で表される化合物を溶媒中、かつ触媒の存在下で、加水分解・重縮合させて得られる生成物及びセルロース誘導体の含有量の割合はそれぞれ特に制限されないが、より優れた吸液性基材を得る観点から、具体的には、式（Ｉ）で表される化合物の理論金属酸化物換算質量が、式（Ｉ）で表される化合物の理論金属酸化物換算質量とセルロース誘導体との合計質量１００質量部に対して、好ましくは１〜５０質量部、より好ましくは５〜３０質量部である。式（Ｉ）で表される化合物から得られる生成物の割合が高過ぎると、得られる吸液性基材の吸水性の低下を招き、式（Ｉ）で表される化合物から得られる生成物の割合が低過ぎると、得られる吸液性基材の耐水性が十分でない場合がある。
ここで、式（Ｉ）で表される化合物の理論金属酸化物換算質量とは、式（Ｉ）で表される化合物の加水分解性基であるＸが理論上全て加水分解されて酸化物になった場合の質量をいう。すなわち、例えば、式（Ｉ）で表される化合物がＳｉ（ＯＲ３）４である場合には、その理論金属酸化物換算質量は、ＳｉＯ２の質量を意味する。また、式（Ｉ）で表される化合物がＲ１Ｓｉ（ＯＲ３）３である場合には、その理論金属酸化物換算質量は、Ｒ１ＳｉＯ１．５の質量を意味する。
In the liquid-absorbing substrate of the present invention, the ratio of the content of the product and cellulose derivative obtained by hydrolysis and polycondensation of the compound represented by formula (I) in a solvent and in the presence of a catalyst is as follows: Although not particularly limited, from the viewpoint of obtaining a more excellent liquid-absorbing substrate, specifically, the theoretical metal oxide equivalent mass of the compound represented by formula (I) is represented by formula (I). Preferably it is 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of total mass of the theoretical metal oxide conversion mass of a compound, and a cellulose derivative, More preferably, it is 5-30 mass parts. If the ratio of the product obtained from the compound represented by the formula (I) is too high, the resulting water-absorbent base material is reduced in water absorption, and the product obtained from the compound represented by the formula (I) If the ratio is too low, the resulting water-absorbent substrate may not have sufficient water resistance.
Here, the theoretical metal oxide equivalent mass of the compound represented by the formula (I) is that all X of the hydrolyzable groups of the compound represented by the formula (I) is theoretically hydrolyzed into an oxide. The mass when it becomes. That is, for example, when the compound represented by the formula (I) is Si (OR 3 ) 4 , the theoretical metal oxide equivalent mass means the mass of SiO 2 . Moreover, when the compound represented by formula (I) is R 1 Si (OR 3 ) 3 , the theoretical metal oxide equivalent mass means the mass of R 1 SiO 1.5 .
（吸液性基材の製造法）
本発明の吸液性基材の製造法としては、式（Ｉ）で表される化合物を加水分解重縮合させて得られる生成物とセルロース誘導体とを含有する組成物を、真空下で脱泡して酸を除去する方法である限り、限定されないが、具体的には次の方法が例示できる。
（１）式（Ｉ）で表される化合物とセルロース誘導体とを含有する液を調製し、その液を攪拌しながら溶媒及び触媒を添加して反応を行い、その後、真空下脱泡して酸を除去する方法。
（２）式（Ｉ）で表される化合物を加水分解重縮合させて得られる生成物とセルロース誘導体とを含有する液を、真空下で脱泡して酸を除去する方法。
加水分解重縮合の反応温度は、室温〜還流条件であることが好ましく、室温〜８０℃であることがより好ましい。反応時間は数十分〜数十時間が好ましく、数時間〜数十時間がさらに好ましい。
(Manufacturing method of liquid-absorbing substrate)
As a method for producing the liquid-absorbing substrate of the present invention, a composition containing a product obtained by hydrolytic polycondensation of a compound represented by formula (I) and a cellulose derivative is defoamed under vacuum. As long as it is a method for removing acid, the following method can be specifically exemplified.
(1) A liquid containing a compound represented by the formula (I) and a cellulose derivative is prepared, and the reaction is carried out by adding a solvent and a catalyst while stirring the liquid. How to remove.
(2) A method in which a liquid containing a product obtained by hydrolytic polycondensation of a compound represented by formula (I) and a cellulose derivative is defoamed under vacuum to remove the acid.
The reaction temperature of hydrolysis polycondensation is preferably room temperature to reflux conditions, and more preferably room temperature to 80 ° C. The reaction time is preferably several tens of minutes to several tens of hours, and more preferably several hours to several tens of hours.
本発明において、真空下で脱泡するには、必ずしも攪拌する必要はないが、効率的に行うためには攪拌するのが好ましい。たとえば、真空攪拌脱泡機などが使用できる。攪拌時には、加熱を行っても、行わなくても良い。
真空攪拌脱泡機は、内包する気泡や低沸点物を取り除き、均一に配合物を混合するため、真空条件下において攪拌するようにした装置である。
本発明において、攪拌時の真空攪拌装置内の圧力は数ｍｍＨｇ以下、好ましくは１ｍｍＨｇ以下である。真空度が低い場合には鉱酸を取り除くことはできるものの、時間がかかる。一方、真空度をあまりに上げようとすると製造コストが高くなり、また危険性も増大する。本発明において、真空攪拌器としては、例えば日本ソセー工業社製 MINI-DAPPO-Nが使用できるが、数ｍｍＨｇ以下の減圧状態を安定に維持でき、攪拌手段を有するものであれば、特に限定されない。
上記方法で脱泡することにより、酸が除去されて液のｐＨは上昇し、弱酸性になる。好ましいｐＨの範囲は４〜６である。
In the present invention, stirring is not always necessary for defoaming under vacuum, but stirring is preferred for efficient operation. For example, a vacuum stirring deaerator can be used. During stirring, heating may or may not be performed.
The vacuum agitation deaerator is a device that is agitated under vacuum conditions in order to remove bubbles and low-boiling substances contained therein and to uniformly mix the compound.
In the present invention, the pressure in the vacuum stirrer during stirring is several mmHg or less, preferably 1 mmHg or less. When the degree of vacuum is low, the mineral acid can be removed, but it takes time. On the other hand, if the degree of vacuum is increased too much, the manufacturing cost increases and the danger increases. In the present invention, as a vacuum stirrer, for example, MINI-DAPPO-N manufactured by Nippon Sosei Kogyo Co., Ltd. can be used, but it is not particularly limited as long as it can stably maintain a reduced pressure state of several mmHg or less and has a stirring means. .
By defoaming by the above method, the acid is removed, the pH of the liquid rises and becomes weakly acidic. The preferred pH range is 4-6.
溶媒が水以外の場合において、式（Ｉ）で表される化合物を加水分解する際に加える水の量は、特に制限されないが、より優れた吸液性基材を得る観点から、式（Ｉ）で表される化合物に対して、１〜２０倍モルであることが好ましく、２〜１０倍モルであることがより好ましい。 In the case where the solvent is other than water, the amount of water added when hydrolyzing the compound represented by formula (I) is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining a more excellent liquid-absorbing substrate, the formula (I ) Is preferably 1 to 20-fold mol, more preferably 2 to 10-fold mol.
溶媒としては、水、アルコール類（メタノール、エタノール、プロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等）、エーテル類（テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロピラン等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン等）、エステル類（酢酸メチル、エチレングリコールモノアセテート等）、アミド類（ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン等）等が挙げられ、１種を用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 Solvents include water, alcohols (methanol, ethanol, propyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, etc.), ethers (tetrahydrofuran) , Ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, tetrahydropyran, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, acetylacetone, etc.), esters (methyl acetate, ethylene glycol monoacetate, etc.), amides (formamide, N-methylformamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone etc.) may be used, and one kind may be used, or two or more kinds It may be used in combination.
式（Ｉ）で表される化合物の加水分解を行う触媒としては、塩酸、硝酸、燐酸等の無機酸などであり、特に塩酸が好ましい。かかる触媒の添加量としては、より優れた吸液性基材を得る観点から、式（Ｉ）で表される化合物に対して０．００１〜０．５倍モルであることが好ましく、０．０１〜０．１倍モルであることがより好ましい。 The catalyst for hydrolyzing the compound represented by the formula (I) includes inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid, and hydrochloric acid is particularly preferable. The addition amount of the catalyst is preferably 0.001 to 0.5 times the mole of the compound represented by the formula (I) from the viewpoint of obtaining a more excellent liquid-absorbing substrate. More preferably, it is 01 to 0.1 times mole.
(吸液性基材の使用態様)
本発明の方法により製造される吸液性基材は、特に、経皮吸収型貼付剤用の薬液担持基材として好適であるが、その他、ペットの排泄物処理剤；おむつや生理用品等の衛生用品における吸液性基材；農園芸用品における保水剤；薬効成分を含有するシート；乾燥剤；食品等の鮮度保持剤；調湿剤；などにも用いることができる。
本発明の吸液性基材は、式（Ｉ）で表される化合物を加水分解重縮合させて得た生成物とセルロース誘導体のみを含有していてもよいが、その他に、シリカゾル微粒子、アルミナゾル微粒子等の金属酸化物微粒子；界面活性剤；染料、顔料；分散材；増粘材；香料；抗菌性成分；等の任意の成分を含有していてもよい。
基材には、用途に応じて、他に任意の構成を付加してもよい。例えば、薬効成分を含有するシートにする場合、本発明の吸液性基材を支持体に固定せずに用いてもよいが、支持体に固定して用いてもよい。支持体としては、特に制限されないが、例えばエチレン―酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル等のプラスチックフィルム；ナイロン、レイヨン、ウレタン、脱脂綿等の不織布；天然繊維系又は化学繊維系の布類；その他、紙、セロファンなどを使用することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
(Usage of liquid-absorbing substrate)
The liquid-absorbing base material produced by the method of the present invention is particularly suitable as a chemical-supporting base material for a transdermal patch; however, in addition, a pet excrement treating agent; a diaper, a sanitary product, etc. It can also be used for liquid-absorbing substrates in sanitary goods; water retention agents in agricultural and horticultural supplies; sheets containing medicinal ingredients; desiccants; freshness-preserving agents such as foods;
The liquid-absorbing substrate of the present invention may contain only a product obtained by hydrolytic polycondensation of the compound represented by the formula (I) and a cellulose derivative. In addition, silica sol fine particles, alumina sol Metal oxide fine particles such as fine particles; surfactants; dyes, pigments; dispersion materials; thickeners; fragrances; antibacterial components;
Other arbitrary structures may be added to the substrate depending on the application. For example, when a sheet containing a medicinal component is used, the liquid-absorbing substrate of the present invention may be used without being fixed to the support, but may be used while being fixed to the support. Although it does not restrict | limit especially as a support body, For example, plastic films, such as ethylene-vinyl acetate copolymer, a vinyl chloride, a polyurethane, and polyester; Nonwoven fabrics, such as nylon, rayon, urethane, absorbent cotton; Natural fiber type or chemical fiber type cloth In addition, paper, cellophane, etc. can be used.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.
テトラエトキシシラン（KBE-04：信越化学製）４０．０ｇをエタノール６４ｇに加え、０．１Ｎ−塩酸水溶液２０ｇ（和光純薬工業社製）をエタノール２０ｇで希釈した溶液を滴下した（テトラエトキシシランと水と塩酸のモル比は１：６：０．０１）。４５℃で１５０分攪拌して反応を行うことで固形分濃度が８％のシリカゾル液を作製した。高感度・高濃度粒子径測定装置 MALVERN HPPSにより求めたシリカ粒子の平均粒子径は３３ｎｍであった。このシリカゾル液１３０ｇをヒドロキシプロピルセルロースの銘柄ＭとＬの重量組成比が１．５：１、固形分濃度が１２．６％であるエタノール溶液１０１８ｇへ加えて、ホモミキサーで４０分攪拌した。得られた溶液をMINI-DAPPO-N（日本ソセー工業社製）により、真空攪拌脱泡処理を２０分間行った。真空攪拌脱泡後の溶液の固形分濃度は１５％、Ｂ型粘度計により測定した２５℃における粘度は９４，０００ｃＰであった。真空脱泡前の液のｐＨは２．２であったが、系中の塩酸が減圧除去されることによりｐＨが４．６に上昇した。
この液をスロットダイ塗工方式により１００μｍ厚みのポリエステルフィルムに機械速度０．２ｍ／分で塗工した。０．２ｍ／分の速度のまま４０℃から９０℃までの乾燥炉を移動させて約２０分乾燥させることで、ヒドロキシプロピルセルロースとＳｉＯ２からなる厚さ１００μｍの有機無機ハイブリッドフィルムを得た（固形分中のＳｉＯ２は８重量％）。乾燥後のフィルムは、ゾル−ゲル反応の進行が十分ではないため、耐水性が低いが、チャック付きのアルミ製の袋に入れて６０℃の熱風オーブン中で９６時間エージング処理を行い、ゾル−ゲル反応を促進することで、耐水性の良好なフィルムとすることが可能であった。このフィルムの６０分後の吸水率は３１４％であった。このフィルムを室温下でアルミ袋に入れたまま１ヶ月保存した後、吸水率を評価したところほとんど変化は見られず、フィルムの保存安定性は良好であった。また、エージング処理後のフィルムに吸水率が３００％になるように水を滴下して吸水膨潤させたゲル表面のｐＨをフラット型ｐＨ電極により測定したところ、５．２であり、安全性上好ましい弱酸性のハイドロゲルシートであった。
40.0 g of tetraethoxysilane (KBE-04: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to 64 g of ethanol, and a solution obtained by diluting 20 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with 20 g of ethanol was added dropwise (tetraethoxysilane). And the molar ratio of water to hydrochloric acid is 1: 6: 0.01). The reaction was carried out with stirring at 45 ° C. for 150 minutes to prepare a silica sol liquid having a solid content concentration of 8%. High-sensitivity, high-concentration particle size measuring device The average particle size of silica particles determined by MALVERN HPPS was 33 nm. 130 g of this silica sol solution was added to 1018 g of an ethanol solution in which the weight composition ratio of hydroxypropylcellulose brands M and L was 1.5: 1 and the solid content concentration was 12.6%, and the mixture was stirred with a homomixer for 40 minutes. The obtained solution was subjected to vacuum stirring and defoaming treatment for 20 minutes with MINI-DAPPO-N (manufactured by Nippon Sosei Kogyo Co., Ltd.). The solid content concentration of the solution after vacuum stirring and defoaming was 15%, and the viscosity at 25 ° C. measured with a B-type viscometer was 94,000 cP. Although the pH of the liquid before vacuum degassing was 2.2, the pH rose to 4.6 by removing the hydrochloric acid in the system under reduced pressure.
This solution was applied to a polyester film having a thickness of 100 μm by a slot die coating method at a machine speed of 0.2 m / min. By moving the drying furnace from 40 ° C. to 90 ° C. at a rate of 0.2 m / min and drying for about 20 minutes, an organic-inorganic hybrid film having a thickness of 100 μm made of hydroxypropyl cellulose and SiO 2 was obtained ( SiO 2 in the solid content 8% by weight). The dried film has low water resistance because the progress of the sol-gel reaction is not sufficient, but it is placed in an aluminum bag with a chuck and subjected to aging treatment in a hot air oven at 60 ° C. for 96 hours. By promoting the gel reaction, it was possible to obtain a film with good water resistance. The water absorption after 60 minutes of this film was 314%. The film was stored for 1 month in an aluminum bag at room temperature, and the water absorption was evaluated. As a result, almost no change was observed, and the storage stability of the film was good. In addition, when the pH of the gel surface obtained by dripping water so as to have a water absorption rate of 300% on the film after the aging treatment was measured with a flat pH electrode, it was 5.2, which is preferable in terms of safety. It was a weakly acidic hydrogel sheet.
Claims (3)
（Ｒ１）ｎＭ（Ｘ）ｍ−ｎ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１は、水素原子、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ２〜Ｃ６アルケニル基を表し、Ｍは金属原子を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｍはＭの原子価を表し、ｎは０又１の整数を表す。）で表される化合物を溶媒中、塩酸又は硝酸の存在下で加水分解・重縮合させて得られる生成物とセルロース誘導体を含有する組成物を、真空下で攪拌しながら脱泡処理することにより塩酸又は硝酸を除去することを特徴とする吸液性基材の製造方法。 Formula (I)
(R 1 ) n M (X) mn (I)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 6 alkyl group or a C 2 -C 6 alkenyl group, M represents a metal atom, X represents a hydrolyzable group, and m represents an M atom. A product obtained by hydrolysis and polycondensation of a compound represented by the formula: n in the presence of hydrochloric acid or nitric acid in a solvent, and a cellulose derivative. A method for producing a liquid-absorbing substrate, wherein hydrochloric acid or nitric acid is removed by defoaming with stirring under vacuum.
（Ｒ１）ｎＭ（Ｘ）ｍ−ｎ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ１は、水素原子、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基又はＣ２〜Ｃ６アルケニル基を表し、Ｍは金属原子を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｍはＭの原子価を表し、ｎは０又１の整数を表す。）で表される化合物を溶媒中、塩酸又は硝酸の存在下で加水分解・重縮合させた後、セルロース誘導体を混合し、その後真空下で攪拌しながら脱泡処理することにより塩酸又は硝酸を除去することを特徴とする請求項１記載の吸液性基材の製造方法。 Formula (I)
(R 1 ) n M (X) mn (I)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 6 alkyl group or a C 2 -C 6 alkenyl group, M represents a metal atom, X represents a hydrolyzable group, and m represents an M atom. And n represents an integer of 0 or 1.) The compound represented by (1) is hydrolyzed and polycondensed in a solvent in the presence of hydrochloric acid or nitric acid , and then mixed with a cellulose derivative, and then under vacuum. The method for producing a liquid-absorbing substrate according to claim 1, wherein hydrochloric acid or nitric acid is removed by defoaming with stirring.
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