JP5897598B2 - 吸水性表面改質されたクレイ結合ポリマー - Google Patents
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Description
前記水溶液が、6以下のpHを有し、かつ前記クレイ小板の前記基底表面が、表面改質化合物で改質される、工程と、
b)工程a)の前記液体中で前記モノマー及び/又はオリゴマーの重合を開始する工程と、を含む重合反応により得られる吸水性の表面改質されたクレイ結合ポリカルボン酸及び/又はポリカルボン酸塩ポリマーが提供される。
a)i)均一に分散した、対向する基底小板表面及び小板エッジを有するクレイ小板と、ii)溶解又は均一に分散した、カルボン酸基及び/若しくはカルボキシレート基を含む重合性モノマー、並びに/又は1つ以上の前記モノマーの重合性オリゴマーと、を含む重合反応水溶液を得る工程と、
前記水溶液が、6以下のpHを有し、かつ前記クレイ小板の前記基底表面が、表面改質化合物で改質される、工程と、
b)重合開始剤系を得る工程と、
c)前記a)の液体と前記b)の重合開始剤系とを組み合わせて、前記モノマー及び/又はオリゴマーを重合させる工程と、を含む。
本発明は、酸性水溶液中に小板として分散され得るクレイの使用を必要とする。クレイ小板は、本明細書では「表面」とも呼ばれる、対向する基底小板表面、及び本明細書では「エッジ」と呼ばれる小板エッジ表面(それらがほぼ二次元であるため)を有し、前記小板の基底表面は、本明細書に記載されるように、改質される本発明のためのものである。重合液中の表面改質されたクレイは、好ましくは、均一に分散され、(例えば、重合の直前、例えば、重合の温度/圧力条件で)例えば、クレイ小板の著しい凝集/軟凝集が存在しないようにする。
最終SMCポリマーでは、典型的に、クレイ小板は、例えば、上述の寸法及びアスペクト比が、例えば、均一である(又はその少なくとも90重量%若しくは少なくとも95重量%)個別の改質された小板として提示され、前記SMCポリマーゲルのマイクロスライスの除去により(超ミクロトームにより)決定され得、これを当該技術分野において既知の低温TEM法に提出する。
重合液中のクレイは、改質された基底表面又は以下に称されるような「表面」を有する。本明細書に記載の方法では、これは、モノマーの添加前、又はモノマーの添加と同時に行われてよい。幾つかの実施形態では、表面改質は、モノマーの添加前に行われる(例えば、酸性水溶液を製造する前)。表面改質されたクレイを得るため、クレイは、例えば、改質化合物を含む液体中に分散され、及び/又はクレイは、液体中に分散され、改質化合物は、次いで分散液に添加され、所望により溶液若しくは分散液としても添加され得る。
i.a)アクリル酸及び/若しくはアクリレート塩モノマーの水溶液又は分散液である、第1の水性混合物を得る工程と、
i.b)例えば水中で、クレイ、随意にクレイ分散液を得る工程と、
i.c)例えば水中で、表面改質化合物、随意にその分散液又は溶液を得る工程と、
i.d)まずi.a)とi.b)を組み合わせ、次いで、これをi.c)と組み合わせ、又はまずia)とi.b)を組み合わせ、同時にi.c)を組み合わせ、又はまずi.b)とi.c)を組み合わせ、次いで、この組み合わせをi.a)と組み合わせる工程と、
及び
i.e)i.d)の工程において、せん断力混合、例えば、超音波混合又は機械的混合を適用する工程と、を含み、
6以下のpHを有し、前記重合性モノマー、重合性オリゴマー、及び/又はそれらの混合物を含み、均一に分散された、改質された基底表面(本明細書では、「表面」とも呼ばれる)を持つクレイ小板を有する、前記重合反応水溶液を得る。
本明細書に記載の幾つかの実施形態では、クレイ小板は、更に、いわゆる、エッジ改質化合物によっても改質される小板エッジを有し得る。
i)リン酸化化合物であって、好ましくは、リン酸化塩、縮合リン酸塩、その誘導体及びその酸形態、ホスホン酸、その誘導体及びその塩、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、リン酸化化合物、
ii)前記式SiRIRIIRIIIRIVのシラン化化合物であって、RI、RII、RIII、RIV部分がそれぞれ、サブグループa)アルキル、アリール、O−アルキル(アルコキシ)、N−アルキル、アルケン、アルケニル、及びb)水素、ハロゲン化物、及びc)ヒドロキシ、カルボキシ含有部分、エポキシ含有部分、イソシアノ含有部分からなる群から選択され、但し、前記部分のうちの少なくとも1つかつ最大3つが、前記サブグループa)から選択され、前記部分のうちの少なくとも1つかつ最大3つが、前記サブグループc)から選択され、前記部分の最大1つが前記サブグループb)から選択されるものとする、シラン化化合物、
iii)フッ素化化合物であって、好ましくは、MF塩であり、Mが、一価カチオンである、フッ素化化合物、からなる群から選択される。
重合水溶液は、重合性モノマー(以下モノマーと呼ばれる)、及び/又は前記モノマーの重合性オリゴマー(例えば、2〜典型的に5000重合されたモノマーを有する前記オリゴマー)を含む。重合性であるために、モノマー、及びしたがってそのオリゴマーは、重合性部分、例えば、C=C部分を含み、モノマーが、単一のC=C部分等の単一重合性部分を有することが好ましい場合がある。
重合液中で重合を開始するために、及び本明細書に記載の吸水性SMCポリマーを得るために、重合開始剤系が、液体に添加されてよい。
本発明はまた、例えば、本明細書に記載される重合水溶液を用いて得られる、又は本明細書において前記液体を使用する方法により得られる、吸水性表面改質されたクレイ結合ポリカルボン酸及び/又はポリカルボキシレートポリマーにも関し、本明細書において吸水性SMCポリマーと呼ばれる。
測定は、特に明記しない限り、周囲温度23±2℃、相対湿度50±10%で行われるべきである。
含水量は、ポリマーを105℃で3時間乾燥し、乾燥後のポリマーの重量減少によって含水量を決定することを伴うEdana試験番号ERT 430.1−99(1999年2月)によって決定することができる。
本明細書で参照される遠心分離保持能は、EDANA(ヨーロッパ使い捨て及び不織布協会(European Disposables and Nonwovens Association))推奨試験方法No.441.2−02「遠心分離保持能」によって測定される。
吸水性ポリマー粒子の抽出可能な画分は、EDANA(ヨーロッパ使い捨て及び不織布協会)推奨試験方法No.470.2−02「抽出可能物」に従って決定される。
Claims (17)
- 吸水性の表面改質されたクレイ結合ポリカルボン酸及び/又はポリカルボキシレートポリマーの製造方法であって、
a)カルボン酸基及び/若しくはカルボキシレート基を含む重合性モノマー、並びに/又は前記モノマーのうちの1つ以上の重合性オリゴマー、の水溶液又は均一分散液を得る工程と、
b)水膨潤性でないクレイ小板またはその分散液を得る工程と、
c)前記クレイ小板の基底表面に結合することが可能なカチオン性部分を有する表面改質化合物を得る工程と、
d)工程a)、b)およびc)を組み合わせて、6以下のpHを有する重合反応水溶液を得る工程と、
e)工程d)の前記重合反応水溶液を超音波混合又はせん断力混合する工程と、
f)工程e)の前記重合反応水溶液中で前記モノマー及び/又はオリゴマーの重合を開始する工程と、を含む、方法。 - 吸水性の表面改質されたクレイ結合ポリカルボン酸及び/又はポリカルボキシレートポリマーの製造方法であって、
a)カルボン酸基及び/若しくはカルボキシレート基を含む重合性モノマー、並びに/又は前記モノマーのうちの1つ以上の重合性オリゴマー、の水溶液又は均一分散液を得る工程と、
b)クレイ小板またはその分散液を得る工程と、
c)前記クレイ小板の基底表面に結合することが可能なカチオン性部分を有する表面改質化合物を得る工程と、
d)工程a)とb)の組み合わせとそれに続く工程c)、もしくは、工程a)とc)の組み合わせとそれに続く工程b)、または工程a)、b)およびc)すべての同時組み合わせにより、6以下のpHを有する重合反応水溶液を得る工程と、
e)工程d)の前記重合反応水溶液を超音波混合又はせん断力混合する工程と、
f)工程e)の前記重合反応水溶液中で前記モノマー及び/又はオリゴマーの重合を開始する工程と、を含む、方法。 - 前記クレイ小板が水膨潤性でない、請求項2に記載の方法。
- 前記クレイ小板が実質的に個別のクレイ小板として存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記吸水性の表面改質されたクレイ結合ポリカルボン酸及び/又はポリカルボキシレートポリマーが、有機架橋化合物により更に架橋される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリマー中の少なくとも20モル%の前記重合されたモノマー及び/若しくはオリゴマーが、カチオン性対イオンを持つカルボキシレート基を有し、又は少なくとも20モル%の前記重合性モノマー及び/若しくは前記重合性オリゴマーが、前記重合反応水溶液中で中和される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記重合反応水溶液のpHが3.0〜6.0の範囲内である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記重合反応水溶液がモノマーを含み、前記モノマーが、アクリル酸及び/又はアクリレート塩であり、前記ポリマーが、ポリアクリル酸ポリマー及び/又はポリアクリレートポリマーである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記表面改質化合物が、1つ以上のアルキル化された窒素部分及び/又はアルコキシル化された窒素部分を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記表面改質化合物が、アミンおよびイミン、それらの誘導体およびそれらの混合物から選択されるカチオン性部分を有する、請求項9に記載の方法。
- 前記表面改質化合物が、オリゴ−若しくはポリ−エチレンイミン、オリゴ−若しくはポリ−エチレンジアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、又はそれらの誘導体、及びそれらの混合物を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記表面改質化合物が、前記重合性モノマー又は重合性オリゴマーにイオン結合または共有結合する部分を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記表面改質化合物が、前記クレイ小板表面を立体的に障害し、少なくとも10オングストローム(A)の長さを有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記表面改質化合物が、前記クレイ小板の親水性の親和力を強化できる親水性部分をさらに含み、前記親水性部分が、ヒドロキシル部分、アルコキシル化部分、カルボキシル化部分、スルホン酸化部分、硫酸化部分、またはそれらの混合物から選択される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記親水性部分がオリゴ−アルキレンオキシドである、請求項14に記載の方法。
- 前記クレイ小板が、
i)リン酸化化合物、
ii)前記式SiRIRIIRIIIRIVのシラン化化合物であって、RI、RII、RIII、RIV部分がそれぞれ、サブグループa)アルキル、アリール、N−アルキル、アルケン、アルケニル、及びb)水素、ハロゲン化物、及びc)ヒドロキシ、カルボキシ含有部分、エポキシ含有部分、イソシアノ含有部分からなる群から選択され、但し、前記部分のうちの少なくとも1つかつ最大3つが、前記サブグループa)から選択され、前記部分のうちの少なくとも1つかつ最大3つが、前記サブグループc)から選択され、前記部分の最大1つが前記サブグループb)から選択されるものとする、シラン化化合物;
iii)フッ素化化合物、
又は上記のいずれかの混合物、からなる群から選択されるエッジ改質化合物により改質されるエッジを有する、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。 - 前記重合反応水溶液が、0.1〜10重量%の前記クレイ小板および表面改質化合物、5〜95重量%の水、5〜95重量%のモノマー/オリゴマー、及び0.01〜5重量%の重合開始剤を含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
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