JPH03239782A - 液体ゲル化用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流出液（ｓｐｉｌｌ）の防止と清浄化に関す
る。さらに詳細には１本発明は、ある液体を流出液の防
止又は清浄化において有用なゲルに転化させるための組
成物に関する。

流出した液体を取り去って清浄にする必要のある場合に
は、いろいろなやり方が採られる０通常は、ｉ体に溶解
することなく自重の何倍もの液体を吸収することのでき
る材料を加える。という方法が採られる。この方法にお
いては、固形物を拭き取るかもしくは減圧で吸引するこ
とによって。

本質的に流出液を清浄化することができる０種々の液体
吸収剤が、こうした目的用として市販されている。

流出液は、医療分野においては特に重要な問題である。

世界中の公的保健衛生職員の多くは、肝炎、エイズ、又
は他の感染性疾患で汚染されている恐れのある流出体液
に対して不安をいだいている。特に重要な場合は、愚者
の体から体液を排出しなければならないことの多い外科
的処置の場合である。

手術中に体液を排出するには、吸引キャニスタ（ｓｕｃ
ｔｉｏｎ　ｃａｎｉｓｔｅｒ）が使用される。一般に、
吸引キャニスタ−では、この排液手順を容易にするため
に、捕集システムとポンプのような減圧源が使用されて
いる９通常、各キャニスターには、キャニスタ−の内部
に減圧がかかるよう減圧源に接続されたフレキシブルラ
イン又はホースが組み込まれている。他のフレキシブル
ライン又はホースが　キャニスタ−から患者の体液Ｒま
で延びている。−旦減圧が加わると、′ｆ＆引キセキヤ
ニスター部を通して負の圧力勾配が繋がり、これによっ
て体液がキャニスタ−に抜き取られる。多数のユニット
を直列に連結することのできる吸引キャニスタ−とその
構造が、レビトン（Ｌｅｖｉｔｏｎ）による米国特許第
４．３８４，５８０号明細書に開示されている。

手術が完了したら、廃液を含有したキャニスタ−は、安
全且つ環境的に問題のない方法で廃棄しなければならな
い、これには、液体の充満したキャニスタ−の保管と移
送が必要となることが多いが、こうした処置は漏れと流
出を起こす可能性を孕んでいる。ある材料をキャニスタ
−に加えて液体を固体又は半固体に転化させ、これによ
ってたとえ事故がおこったとしても、流出液はごくその
近辺に限定され、その清浄化もより速やか且つ安全に行
うことができる。というのが当業界での通常のやり方と
なっている。

この目的のために、ゲル化剤が使用されている。

ゲル化剤（粒状形Ｂ）は、水を吸収し、その最初のサイ
ズから何倍にも膨潤し、そして高度に溶媒和した分子間
結合の形成によって全体としてのシステムを三次元のゲ
ル中に固定させる。カルレン（Ｃｕ１１ｅｎ）による米
国特許第４．７４８，０６９号明細書はポリアクリル酸
ナトリウムを含有したパケット（ｐａｃｋｅ　ｔ）につ
いて開示している０体液を含有した吸引キャニスタ−中
にパケットが配置されると。

パケットが分解を起こし、これによってポリアクリレー
トが接触して液体がゲルとして固定される。

吸引キャニスタ−用として使用される。ポリアクリレー
トゲル化剤を使用した市販の製品としては。

ＴＩＥＤ−Ｚ　”　（メドザム社（Ｍｅｄｚａｏ＋＋　
Ｌｔｄ、）、　　＝ニーヨーク州ノーストノワンダ（Ｎ
ｏｒｔｂ　Ｔｏｎｏｗａｎｄａ、　ＮｅｗＹｏｒｋ）　
　）及びリキソーフ”　（ＬｉｑｕｉＳｏｒｂ”　）　
　（アメリカンコロイド社（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｏ１
１ｏｉｄ　Ｃｏ□）＋　イリノイ州アーリントンハイツ
（Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ　Ｈｅｉｇｈｔｓ）　　）がある
。

スターチは炭水化物の反復構造単位を有するポリマーで
あり、多くの種類の植物中に豊富に存在する。−船釣な
産出源は、トウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ、米、
及び小麦である。スターチは、温水中では不可逆的なゲ
ル化を受けることがよく知られているが、冷水には不溶
である。しかしながら、化学的に変性を施すことによっ
て、室温における水中でのゲル化を起こさせることがで
きる。

変性スターチとは、水溶性であって且つ室温にてゲルを
形成するような物質を表わす、変性スターチは、スター
チのアセチル化、塩素化、加水分解、又は酵素処理によ
ってスターチから形成され。

織物の糊剤や紙用塗料として使用される。カルボキシレ
ート基、スルホネート基、又はサルフェート基をもたせ
て誘導したスターチは、アルカリ金属塩やアンモニウム
塩を形成し、これらの塩は高粘度の非ゲル化性分散液を
形成する。炭水化物基が架橋すると、増粘剤として有用
な高粘度＠Ｊ質が得られる。

スターチは、親水性基のグラフト重合により室温で液体
を吸収するよう変性させることもできる。

ペンダント状のグラフトされたアクリロニトリル基、ア
クリルア多ド基、及びアクリル酸ナトリウム基により変
性させたスターチからなる高吸収性の物質が、米国特許
第３．６６１，８１５及び４，３０２．３６９号各明細
書中に開示されており、アイオア州マスカティン（Ｍｕ
ｓｃａｔｉｎｅ　［ｏｗａ）のグレイン・プロセシング
社（Ｇｒａｉｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃｏｒｐ、）
からウォーターロック”　（Ｗａｔｅｒ−Ｌｏｃｋ）の
商品名で市販されている。

シリコーン処理したスターチについてはよく知られてい
る。米国特許第４，４５１．３８７号明細書に。

シリコーン油処理とワックス塗被を施したゼラチン化ス
ターチグラニユールが１石鹸水の泡を抑制する薬剤とし
て開示されている。米国特許第４．８１８．２９２号明
細書は、洗剤粉末に対する消泡剤として、シリコーン油
塗被の膨潤・水和した親水性スターチ粒子について開示
している。米国特許第３，４９１．０３６号明細書によ
れば、シリコーン樹脂を使用した処理によってスターチ
に疎水性が付与され、印刷時におけるオフセット防止剤
として使用されている。米国特許第４，４９５．２２６
号明細書においては、オルガノシロキサンポリマーで処
理したスターチが、グルー、結合剤、充填剤、又は塗料
として有用であると開示されている。

変性スターチは冷水中で速やかにゲルを形成し。

液体の吸収に対して非常に高い極限容量を有しているが
　グラニユールと水との初期接触において塊状物を形成
するという欠点をもっている。この塊状物は、ゲル化し
ていないグラニユールを取り巻いて、スターチのゲル化
の障害となる。塊状物が形成されるために、水の最大吸
収を得るには長時間が必要となる。従って、こうした欠
点を解消するよう変性されたスターチ、そしてゲル化剤
として有用な安価な変性スターチが求められている。

本発明は、このような要求を満たす変性スターチを提供
する。

水性液体に対するゲル化用Ｕ組成物。６、は、シランカ
ップリング剤との反応によって化学的に変性されたスタ
ーチを含んでなる０本発明の好ましいゲル化用組成物に
おいては、スターチはスターチ−ポリアクリレートグラ
フトコポリマーであり１本組成物はさらにポリアクリレ
ートゲル化剤も含んでいる。好ましい［組成物。６、は
さらに次亜塩素酸カルシウムのような消毒剤を含むこと
がある。

従って本発明は、極めて高い液体吸収容量を有するシリ
ル化スターチを含んでなる組成物を提供する。シラン処
理を施していないスターチとは対照的に１本発明の組成
物は、室温にて水性液体を吸収し１通常のスターチ又は
シリル化されていないスターチ−ポリアクリレートコポ
リマーが水と接触するときに見られるような塊状物形成
の問題も起こさない。

本発明の組成物に対しては吸引キャニスタ−が主な用途
として考えられるが、他にも種々の用途が見込まれる。

実際９本発明の組成物は、液体吸収を必要とするいかな
る分野（例えば、使い捨ておむつ、衛生用品１増粘剤、
工業用水吸収剤、及び流出液の清浄化用）においても用
途が見出される。

本発明の＆１１戒物は、豊富に存在し且つ安価なスター
チを高吸水剤（ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ）−塊状
物形成のためにこれまで工業的には利用されていなかっ
た用途−として使用することを可能にするという点で従
来技術を凌ぐものである。

本発明は多くの異なった形の実施態様によって満足され
るけれども１本明細書では本発明の好ましい実施態様に
ついて詳細に説明する。但し１本発明の開示内容は本発
明の原理の代表的なものとして考えるべきであり１本発
明は記載の実施態様に限定されるものではない６本発明
の範囲は、特許請求の範囲及びその等個物によって規定
される。

その最も広い範囲においては１本発明のゲル代用＆ｆｌ
ｔｃ物は、シランカップリング剤との反応によって変性
された未ゲル化スターチを含んでなる。

本発明の好ましい組成物においては、シリル化用の基質
は、シランカップリング剤により変性された未ゲル化ス
ターチ−アクリル酸コポリマーである。本発明の組成物
は、室温で塊状物を形成することなく水を吸収する６本
発明は、これより以後好ましいスターチ−ポリアクリレ
ートコポリマーに関して説明する。

スターチ−アクリル酸コポリマーの適切な出発原料は、
前記の米国特許第３．６６１，８１５号及び第４．３０
２．３６９号各明細書中に記載の生ｔｃ物〔ウォーター
・ロック　（Ｗａｔｅｒ−Ｌｏｃｋ”　）の商品名で市
＠］である。異なるスターチ／アクリレート比と２０〜
２００の異なるメツシュサイズを有する種々の製品が市
販されている。グラフトされたアクリル酸誘導体を使用
して変性したいかなるスターチも使用することができる
。好ましい変性スターチコポリマーは、ペンダント状の
アクリルアミドとそれにグラフトしたアクリル酸塩を有
するウォーター・ロックＤ−２１２である。好適なアク
リル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシ
ウム塩。

及びアルミニウム塩等がある。２０〜２００のメ・ンシ
ュサイズのいかなる粒子も使用することができるが、シ
リル化すべきコポリマーが約４０〜１００のメツシュサ
イズを有する場合に、塊状物を含まない状態で最も速く
ゲルが形成されるということが見出された。

シランカフブリング剤を使用して、スターチ又はスター
チ−ポリアクリレートコポリマーを処理することができ
る。好ましいシランカップリング剤は、構造式 （式中、Ｒは１〜６個の炭素原子を有する低級アルキル
基であり、　Ｒ＋は１〜３個の炭素原子を有する低級ア
ルキルであり、　ＲｚはＲ＋又はｏＩ？ｌであり。

そしテＸ４ｔ　ＯＨ，ＯＲ＋、オキシ７−／、ＮＬ＋　
ＣＬ又はＢｒである）を有する。これらの化合物は全て
よく知られており、市販されているものもあるし〔ペン
シルバニア州ブリストルのベトラーチシステムズ社（Ｐ
ｅｔｒａｒｃｈ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　Ｉｎｃ、）、又は
コネチカフト州タンバリーのユニオンカーバイド・ケミ
カルズ・アンド・プラスチックス社（Ｕｎｉｏｎ　Ｃａ
ｒｂｉｄｅＣｈｅｍｉｃａｌｓ　ａｎｄ　Ｐｌａｓｔｉ
ｃｓ　Ｃｏ、）　）　、あるいは当業界にてよく知られ
ている標準的な合成法によって製造することもできる。

好ましいシランカフプリング剤においては、χはアミノ
基であり、　Ｒｚはアルコキシ基である。最も好ましい
カップリング剤はアミノプロピルトリエトキシシランで
ある。

シランカップリング剤は反応して、スターチ基質に対し
て共有結合を形成する。まだ実証されているわけではな
いが、スターチ−アクリル酸コポリマーのアルコール基
（ａｌｃｏｈｏｌ　ｇｒｏｕｐ）がカップリング剤から
のアルコキシ基に取って代わられて本発明のシラン変性
スターチ−ポリアクリル酸コポリマーが得られる。

コポリマーに対するシランの共有結合形成は温和な条件
下で容易に起こる。ということが見出されている。シラ
ンをアルコールのような非水溶媒中に溶解して得た溶液
とコポリマー粒子とを混合することにより、室温におい
てシリル化反応を起こさせることができる、好ましいシ
リル化方法は。

試剤を実質的にトライブレンドするという方法である。

従って、乾燥粒子と単に乾燥粒子を湿らすためのエタノ
ール中に混ぜたシランとの混合物が。

約１５分〜２４時間撹拌又は混転される。シランのエタ
ノール溶液は３通常約１〜３０％、好ましくは約２０％
である〔特に明記しない限り、パーセントは全て重量％
である）、最も好ましい方法においては、約６０°Ｃで
エタノールをフラッシュして除き。

粒子を周囲温度において約２４時間放置する。好ましい
方法の詳細については、実施例Ｉに説明されている。

シラン変性コポリマーと、シラン変性コポリマーＩｇ当
たり最大７８ｇの水又は塩水とを容器中で混合すると、
塊状物を含まない均質なゲルが形成され、このゲルは容
器をさかさまにしても流れ落ちない６本発明のゲル化剤
により形成されたゲルは、透明且つ均質であって、２ケ
月以上にわたって安定である。これとは対照的に、市販
のポリアクリレートゲル化剤から形成されたゲルは、数
日たつと劣化（すなわち液体状態に戻る）が始まり。

スラッシュ（ｓｌｕｓｈ）　　となる。

一方、従来技術のポリアクリレートゲル化剤はゲル化が
速く、約ｌ〜１５置部合するとゲル化が完了する。従っ
て１本発明はさらに１本発明のシリル化スターチ−ポリ
アクリレートコポリマー及びポリアクリレートゲル化剤
、を含んだゲル化用組成物を目的としている。好ましい
ポリアクリレートゲル化剤は、ポリアクリル酸の金属塩
（好ましくはナトリウム塩とアルミニウム塩）、又はポ
リアクリル酸と他のポリアクリレート誘導体（例えばポ
リアクリルアミド）とのコポリマーである。

好ましいポリアクリレートは、アメリカのサンヨー・コ
ーポレーション（Ｓａｎｙｏ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
）からアクア・キープ（Ａｑｕａ−Ｋｅｅｐ”　）の商
品名で市販されているポリアクリレートである０本組成
物は。

約５０〜１００％（好ましくは６０〜８０％）のシリル
化スターチ及び約Ｏ〜５０％（好ましくは約２０〜４０
％）のポリアクリレートを含んでなる。木組ｅ、物は。

シリル化スターチを使用して形成されるゲルの塊状物を
生成しない特徴及びより長期にわたる安定性と、ポリア
クリレートによる速やかなゲル化講起とが、バランス良
く組み合わさっている。

シリル化スターチによって付与される長期のゲル安定性
は、ゲルが化学的架橋を起こしているためであると考え
られる。架橋は、シランカフプリング剤中に複数の反応
性基（ＯＲ，とＲｚ）があって。

スターチ中にＯ１ｌ基があるために起こる。液の充満し
た多数の吸引キャニスタ−を廃棄場所に同時に搬送する
前に、これらをある保管場所にしばしば貯蔵しなければ
ならない、という病院施設においては、この架橋ゲルの
長期安定性は極めて好ましいことである。

本発明のゲル化用組成物のいくつかの用途（特に、吸引
キャニスタ−のような医療向は用途）に対しては、組成
物中に消毒剤を配合するのが有利である０例えば、クロ
ロヘキシジン又はその塩へキサクロロフェン、及びヨウ
素等１従来のいかなる消毒剤も使用することができるが
、ヨウ素担体（ｉｏｄｏｐｂｏｒｅ）の形で使用するの
が好ましい、好ましい消毒剤は、０．５〜５％（好まし
くは約３．０％）の濃度の次亜塩素酸カルシウムである
。

ポリアクリレートと次亜塩素酸カルシウムは。

従来法によってシリル化スターチと結合させることがで
きる。好ましい方法は、３種の粉末をミキサー中でトラ
イブレンドする方法である。

以下に実施例を挙げて本発明の詳細な説明するが、これ
によって本発明が限定されるものではない。

実１０叱Ｌ アミノプロピルトリエトキシシランの２０重量％エタノ
ール溶液を作製した。約３０ｄの本溶液と１００ｇのウ
ォーター・ロック’　Ｄ−２１２をミキサー中に仕込み
、室温で約３０置部合した。温度が６０゛Ｃに上昇し、
熱対流炉中６０°Ｃでフラッシュしてエタノールを除去
した。こうして得られた乾燥粉末を室温でほぼ１日静置
してシリル化反応を完了させ１次いで実施例■に記載の
如くゲル化剤として使用した。

実１０１ｔ 実施例１の場合と同様の方法に従って、エチレンジアミ
ノプロビルトリメトキシシラン（ダウコニング社ｖ、　
Ｚ　６０２０）と（３−グリシドオキシプロビル）トリ
メトキシシラン（ベトラーチ社製。

Ｇ　６７２０）を変性スターチ−アクリル酸グラフトコ
ポリマーと反応させて、水又は塩水を吸収して塊状物を
形成しない長期安定性のゲルを与えるゲル化剤を生成さ
せた。

実１０１皿 Ａ、　ど−カーに入れた約１００重量部の水又は普通の
塩水の表面に、３重量部の実施例■のゲル化剤を振りか
けた。ゲル化剤の粒子は、Ｈ，体の全体にわたって均一
に分散していくように見えた。

直ちにゲルの形成が始まり、そして約２分後にゲルは均
質となって塊状物は認められなかった。ビーカーをさか
さまにしても、流れ落ちることはなかった。このゲルは
、室温で３０日以上経過後も固体状態を保持した。

Ｂ、　パートＡの場合と同様の方法に従って。

シリル化処理を施していないウォーター・ロックＤ−２
１２を水又は塩水の表面に振りかけた。ウォーター・ロ
ックの粒子は均一に分散せず、塊状物を形成し、その一
部はビーカーの底部に降下した。

この塊状物は、室温で２４時間後においても視認できた
。

尖嵐狙見 以下の３種のゲル化用組成物について、それぞれ３ｇを
１００ｄの０．９％塩水に加えた。

（Ａ）　　実施例Ｉの組成物に３．０％の次亜塩素酸カ
ルシウムを配合して得た組成物。

（Ｂ　）　　ＲＥＤ−Ｚ　” （Ｃ）　　アクア・キー１５ポリアクリレート高吸水剤
に３．０％の次亜塩素酸カルシウムを配合して得た組成
物。

形成されたゲルを、１５分後に０次いで室温及び４３°
Ｃ（促進老化試験）において、３日、７日、及び３０日
後に観察した。以下に示すような結果が得られた。

Ａ　　　　　　　　Ｂ　　　　　　　　　Ｃ時間　　Ｒ
Ｔ　　４３°ＣＲ↑　４３°Ｃ１１Ｔ４３°Ｃ上記の表
かられかるように１本発明の組７１１（Ａ）は長期わた
る安定性（４３℃にて３０日以上）を有する固体状ゲル
を１威した。この結果は、室温にて７日後に、そして４
３゛ｃにて３日後に液体に戻り始めた従来のゲル化剤に
比べて１本発明の組成物が優れていることを示している
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）スターチとポリアクリレートのゲル化してい
   ないシリル化グラフトコポリマーの第１の粒子；及び （ｂ）ポリアクリレートゲル化剤の第２の粒子； の混合物を含んでなる、水性液体に対するゲル化用組成
   物。 ２、前記第１の粒子が、構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは１〜６個の炭素原子を有する低級アルキル
   であり、Ｒ＿１は１〜３個の炭素原子を有する低級アル
   キルであり、Ｒ＿２はＲ＿１とＯＲ＿１からなる群から
   選ばれるものであり、そしてＸはＯＨ、ＯＲ＿１、オキ
   シラン、ＮＨ＿２、Ｃｌ、及びＢｒからなる群から選ば
   れるものである）を有する群から選ばれるシランカップ
   リング剤との反応によってシリル化されたスターチ−ポ
   リアクリレートグラフトコポリマーのゲル化していない
   粒子を含んでなる、請求項１記載の組成物。 ３、前記コポリマーのポリアクリレート成分が、ポリア
   クリル酸塩、ポリアクリルアミド、及びこれらの混合物
   からなる群から選ばれる、請求項１記載の組成物。 ４、前記第２の粒子が、ポリアクリル酸塩、ポリアクリ
   ルアミド、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる
   、請求項１記載の組成物。 ５、前記の第１及び第２の粒子が、約２０〜２００のメ
   ッシュサイズを有する、請求項１記載の組成物。 ６、ゲル化していないシリル化スターチを含んでなる、
   水性液体に対するゲル化用組成物。 ７、ポリアクリレートゲル化剤と消毒剤の少なくとも一
   方をさらに含んでなる、請求項６記載の組成物。 ８、（ａ）スターチとポリアクリレートのゲル化してい
   ないシリル化グラフトコポリマーの第１の粒子； （ｂ）ポリアクリレートゲル化剤の第２の粒子；及び （ｃ）消毒剤； の混合物を含んでなる、水性液体に対するゲル化用組成
   物。 ９、前記コポリマーのポリアクリレート成分と前記ポリ
   アクリレートゲル化剤が、ポリアクリル酸塩、ポリアク
   リルアミド、及びこれらの混合物からなる群から選ばれ
   る、請求項８記載の組成物。 １０、前記消毒剤が、次亜塩素酸カルシウム。 クロロヘキシジン、ヘキサクロロフェン、及びヨウ素か
   らなる群から選ばれる、請求項８記載の組成物。