PolymerZusammensetzungen, Herstellung von Polvmerzusammen- setzungen, insbesondere Absorptionsmaterialien und deren VerwendungPolymer compositions, manufacture of polymer compositions, in particular absorption materials and their use
Die Erfindung betrifft Polymermaterialzusammensetzungen sowie die Herstellung einer Polymerzusammensetzung und insbesondere Absorptionsmaterialien, die überwiegend auf nachwachsenden Rohstoffen basiert und somit grundsätzlich auch biologisch abbaubar sind. Aufgrund der überwiegend nativen Herkunft ent¬ halten die Absorber keine oder deutlich geringere Mengen an Restmonomeren als Absorber auf Polyacrylatbasis. Die erfin¬ dungsgemäßen Absorber besitzen eine vergleichsweise hohe Auf- nahmekapazität und -geschwindigkeit, auch unter Druck, für Wasser und wäßrige Lösungen, zeigen keine Neigung zum Gel- blocking (Gelblocking: Beim Kontakt mit Wasser verkleben die äußeren Schichten des Absorbers und verhindern ein weiteres Vordringen der Flüssigkeit in den Absorber) und sind mecha¬ nisch stabil (bezüglich der Entmischung in die Einzelkompo¬ nenten) . In gequollenem Zustand separieren sie in einzelne Partikel, sie sind nicht wäßrig und weisen eine sehr hohe Gelstabilität auf. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfah¬ ren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Faser, Film, Pulver oder Granulat zur Absorption von Wasser, wäßrigen Lö¬ sungen oder wäßrigen Dispersionen und Körperflüssigkeiten, in Hygienemitteln wie Tampons oder Windeln und Tierhygienearti¬ keln, in chemische-technischen Produkten wie beispielsweise Verpackungsmaterialien, insbesondere für Fleisch und Fisch, in Kulturgefäßen sowie zur Bodenverbesserung und als Kabelum¬ mantelungen.
Die meisten der heute verwendeten Absorptionsmaterialien, auch Superabsorber genannt, die in der Lage sind, in kurzer Zeit große Flüssigkeitenmengen (Wasser, Urin) aufzunehmen, stellen in erster Linie schwach vernetzte Polyacrylate dar und basieren somit nicht auf nachwachsenden Rohstoffen und sind vergleichsweise unzureichend bzw. überhaupt nicht biolo¬ gisch abbaubar.The invention relates to polymer material compositions and the production of a polymer composition and, in particular, absorption materials which are based predominantly on renewable raw materials and are therefore in principle also biodegradable. Due to the predominantly native origin, the absorbers contain no or significantly smaller amounts of residual monomers than polyacrylate-based absorbers. The absorbers according to the invention have a comparatively high absorption capacity and speed, even under pressure, for water and aqueous solutions, show no tendency to gel blocking (gel blocking: when in contact with water, the outer layers of the absorber stick together and prevent another Penetration of the liquid into the absorber) and are mechanically stable (with respect to the separation into the individual components). When swollen, they separate into individual particles, they are not aqueous and have a very high gel stability. The invention further relates to a process for their production and their use as fiber, film, powder or granulate for the absorption of water, aqueous solutions or aqueous dispersions and body fluids, in hygiene agents such as tampons or diapers and animal hygiene articles, in chemical -technical products such as packaging materials, in particular for meat and fish, in culture vessels and for soil improvement and as cable sheathing. Most of the absorption materials used today, also called superabsorbers, which are able to absorb large amounts of liquids (water, urine) in a short time, are primarily weakly cross-linked polyacrylates and are therefore not based on renewable raw materials and are comparatively inadequate or not biodegradable at all.
Im Bestreben, Superabsorber aus nachwachsenden Rohstoffen aufzubauen, wurde wie in der DE-PS 2612846 beschrieben, Acrylsäure auf Polysaccharide, wie z.B. auf Maisstärke, auf¬ gepfropft. Dabei können allerdings nur geringe Mengen an Po¬ lysacchariden (bis max. 25 %) eingesetzt werden, da ansonsten drastische Verschlechterungen der Absorptionseigenschaften erhalten werden.In order to build superabsorbents from renewable raw materials, as described in DE-PS 2612846, acrylic acid on polysaccharides, such as e.g. on cornstarch, grafted. However, only small amounts of polysaccharides (up to a maximum of 25%) can be used, since otherwise drastic deteriorations in the absorption properties are obtained.
Genauso können durch die Einarbeitung von Polysacchariden ins Polymerisationsgel von Polyacrylaten, wie in den DE-OS'en 40 29 591, 40 29 592 und 40 29 593 beschrieben wird, die Po¬ lyacrylate nur bis zu max. 25 % ersetzt werden, ohne eine deutliche Verschlechterung des Aufnahmevermögens und anderer Eigenschaften der resultierenden Superabsorber zu erhalten, auch wenn zusätzlich diverse Hilfsstoffe wie Fasern und z.B. Aluminiumvernetzer zugesetzt werden. Die Polysaccharide wer¬ den als Bausteine für die Absorber gesehen, um biologisch ab¬ baubare Einheiten zu erhalten.Likewise, by incorporating polysaccharides into the polymerization gel of polyacrylates, as described in DE-OSs 40 29 591, 40 29 592 and 40 29 593, the polyacrylates can only be used up to max. 25% can be replaced without a significant deterioration in the absorption capacity and other properties of the resulting superabsorbers, even if various auxiliary substances such as fibers and e.g. Aluminum crosslinkers are added. The polysaccharides are seen as building blocks for the absorbers in order to obtain biodegradable units.
Die DE-PS 3132976 beschreibt die Vermischung von Polyacryl- säure mit Polysacchariden in Pulverform und in Lösung, wobei die Hülle der Absorberteilchen der Gemische mit Aluminiumver- netzern wie AI (OH) 2OOCCH3 * 1/3 H3B03 vernetzt wird. Demnach sind auch mit diesem Verfahren keine Superabsorber darstell¬ bar, die zu über 60 % aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.
In den bislang nach dem heutigen Stand der Technik beschrie¬ benen Verfahren besitzen die Polysaccharide keinen entschei- denen Beitrag als Absorptionskomponente.DE-PS 3132976 describes the mixing of polyacrylic acid with polysaccharides in powder form and in solution, the shell of the absorber particles of the mixtures being crosslinked with aluminum crosslinking agents such as Al (OH) 2 OOCCH 3 * 1/3 H 3 B0 3 . Accordingly, no superabsorbers can be produced with this method, which consist of over 60% of renewable raw materials. In the processes described so far according to the current state of the art, the polysaccharides have no decisive contribution as an absorption component.
Zahlreiche Veröffentlichungen wie die DE-OS 2634539 beschrei¬ ben die Herstellung von Carboxymethylcellulose-Absorbern, also von Materialien, die prinzipiell biologisch abbaubar sind, durch eine Vernetzung der Carboxymethylcellulose mit diversen Vernetzern im wäßrigen System. Diese Absorber zeigen allerdings ein starkes Gelblocking.Numerous publications, such as DE-OS 2634539, describe the production of carboxymethyl cellulose absorbers, that is to say materials which are in principle biodegradable, by crosslinking the carboxymethyl cellulose with various crosslinking agents in the aqueous system. However, these absorbers show strong gel blocking.
In der US-A 4 959 341 wird die Herstellung eines auf Carboxy¬ methylcellulose basierenden Absorbers beschrieben, der aus einer Mischung von Carboxymethylcellulose, Cellulosefasern, einer hydrophoben Komponente und AI (OH) 2OOCCH3 * 1/3 H3B03 als Vernetzer besteht, wobei der Aluminiumvernetzer eine Ver¬ netzung der Carboxymethylcellulose während der Flüssigkeits¬ aufnähme bewirkt.US Pat. No. 4,959,341 describes the production of an absorber based on carboxymethyl cellulose, which consists of a mixture of carboxymethyl cellulose, cellulose fibers, a hydrophobic component and Al (OH) 2 OOCCH 3 * 1/3 H 3 B0 3 as crosslinking agent exists, the aluminum crosslinking agent causing crosslinking of the carboxymethyl cellulose during the liquid absorption.
Diese Absorber besitzen gute Absorptionseigenschaften, zeigen aber Blockphänomene. Zudem werden diese Absorber durch mecha¬ nische Belastungen, wie Absiebung oder Förderung, leicht ent¬ mischt, so daß sie nicht mehr als homogenes Produkt vorlie¬ gen, was ihre Einsatzmöglichkeiten stark einschränkt.These absorbers have good absorption properties, but show block phenomena. In addition, these absorbers are easily separated by mechanical loads, such as screening or conveying, so that they are no longer present as a homogeneous product, which greatly limits their possible uses.
In der EP-PS 0 201 895 wird ebenfalls die Herstellung eines Absorbers, der auf Carboxymethylcellulose basiert, beschrie¬ ben. Allerdings wird bei der Herstellung dieser Absorber in einer wäßrigen Lösung gearbeitet, in der die Carboxymethyl¬ cellulose nur in geringer KonzentrationEP-PS 0 201 895 also describes the production of an absorber based on carboxymethyl cellulose. However, the manufacture of these absorbers is carried out in an aqueous solution in which the carboxymethyl cellulose is only present in a low concentration
ERSATZBLATT
vorliegt. Weiterhin werden bei der Herstellung größere Mengen an organischen Lösungsmitteln wie Aceton, Methanol usw. benö¬ tigt. Die Herstellung dieser Carboxymethylcellulose-Absorber erfordert zudem einen hohen Zeitaufwand. Die Absorber selbst zeigen Blockphänomene und eine niedrige Gelstärke.REPLACEMENT LEAF is present. Furthermore, larger amounts of organic solvents such as acetone, methanol, etc. are required in the production. The production of these carboxymethyl cellulose absorbers also requires a great deal of time. The absorbers themselves show block phenomena and a low gel strength.
Während bei der Entwicklung der Superabsorber zunächst allein das sehr hohe Quellvermögen bei Kontakt mit Flüssigkeit, auch freie Quellkapazität genannt, im Vordergrund stand, hat sich später gezeigt, daß es nicht nur auf die Menge der absorbier¬ ten Flüssigkeit ankommt, sondern auch auf die Gelfestigkeit. Absorptionsvermögen oder auch Quellvermögen oder freie Quell- kapazität genannt einerseits und Gelfestigkeit bei einem ver¬ netzten Polymer andererseits stellten jedoch gegenläufige Eigenschaften dar, wie bereits aus dem US-A 3,247,171 (DOW/WALKER) bekannt ist, ferner aus der US-PS Re 32, 649. Das bedeutet, daß Polymere mit besonders hohem Absorptions¬ vermögen nur eine geringe Festigkeit des gequollenen Gels aufweisen mit der Folge, daß das Gel unter einem angewendeten Druck (z. B. Körperdruck) deformierbar ist und die weitere Flüssigkeitsverteilung und -aufnähme verhindert. Nach der US-PS Re 32,649 soll daher ein ausgewogenes Verhältnis zwi¬ schen Absorptionsvermögen (Gelvolumen) und Gelstärke ange¬ strebt werden, damit bei der Verwendung derartiger Superab¬ sorber in einer Windelkonstruktion Flüssigkeitsaufnahme, Flüssigkeitstransport, Trockenheit der Windel und der Haut gewährleistet sind. Dabei kommt es nicht nur darauf an, daß das Polymer Flüssigkeit unter nachfolgender Einwirkung eines Drucks zurückhalten kann, nachdem das Polymer frei quellen konnte, sondern auch darauf, Flüssigkeiten auch gegen
einen gleichzeitigen, d.h. während der Flüssigkeitsabsorp¬ tion, ausgeübten Druck aufzunehmen, wie es unter praktischen Gegebenheiten geschieht, wenn ein Baby oder eine Person auf einem Sanitärartikel sitzt oder liegt oder wenn es, z.B. durch Beinbewegung, zur Entwicklung von Scherkräften kommt. Die spezifische Absorptionseigenschaft wird in der EP-A-0 339 461 auf Seite 5 bis 7 als Aufnahme unter Druck ("Absorption Under Load" = "AUL") bezeichnet.While the development of the superabsorbers initially focused solely on the very high swelling capacity when in contact with liquid, also called free swelling capacity, it was later shown that it is not only the amount of liquid absorbed that is important, but also the gel strength . Absorbance or swelling capacity or free swelling capacity, on the one hand, and gel strength in the case of a crosslinked polymer, on the other hand, are opposing properties, as is already known from US Pat. No. 3,247,171 (DOW / WALKER), and also from US Pat. Re 32 , 649. This means that polymers with a particularly high absorption capacity have only a low strength of the swollen gel, with the result that the gel is deformable under an applied pressure (for example body pressure) and prevents further fluid distribution and absorption . According to US Pat. No. Re 32,649, a balanced relationship between absorption capacity (gel volume) and gel strength should therefore be striven for, so that when such superabsorbers are used in a diaper construction, fluid absorption, fluid transport, dryness of the diaper and the skin are ensured. It is important not only that the polymer can retain liquid under the subsequent action of pressure after the polymer has been able to swell freely, but also that liquids can also be held against to absorb a pressure which is exerted simultaneously, ie during liquid absorption, as happens under practical conditions when a baby or a person sits or lies on a sanitary article or when shear forces develop, for example due to leg movement. The specific absorption property is referred to in EP-A-0 339 461 on pages 5 to 7 as absorption under pressure ("absorption under load" = "AUL").
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Po¬ lymerzusammensetzung, insbesondere einen Absorber, bereitzu¬ stellen und herzustellen, der die zuvor beschriebenen Mängel nicht aufweist und der die folgende Eigenschaften besitzt: a) Der Absorber soll überwiegend aus Komponenten nativen Ursprungs bestehen und damit grundsätzlich auch biologisch abbaubar sein. b) Die Absorber sollen eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, sie dürfen sich beim Sieben oder z.B. bei einer Schneckenförderung nicht in ihre einzelnen Komponenten auftrennen. c) Die Absorber sollen eine vergleichsweise hohe Aufnahmegeschwindigkeit und -kapazität für Wasser und wässrige Lösungen besitzen. d) Der Gehalt an Restmonomeren soll deutlich geringer liegen als bei herkömmlichen Absorbern auf Basis von Polyacrylaten.The object of the present invention was to provide and produce a polymer composition, in particular an absorber, which does not have the deficiencies described above and which has the following properties: a) The absorber should consist predominantly of components of native origin and thus basically also be biodegradable. b) The absorbers should have a high mechanical strength, they may become sieved or e.g. do not separate them into their individual components when conveying screws. c) The absorbers should have a comparatively high absorption speed and capacity for water and aqueous solutions. d) The content of residual monomers should be significantly lower than in conventional absorbers based on polyacrylates.
e) Die Absorber sollen im gequollenen Zustand eine sehr hohe Gelstabilität aufweisen; dabei sollen die Absorberkörner separiert, in einzelnen Partikeln vorliegen. f) Sie dürfen nicht zum Gelblocking neigen. g) Die Absorber sollen eine hohe Aufnahmegeschwindigkeit und Aufnahmekapazität unter Druck für Wasser und wäßrige Lösungen besitzen.
Weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Wirkstoffenthal¬ tenden Zusammensetzung, deren Herstellung und Verwendung.e) The absorbers should have a very high gel stability when swollen; the absorber grains should be separated and be present in individual particles. f) You must not be prone to gel blocking. g) The absorbers should have a high absorption rate and absorption capacity under pressure for water and aqueous solutions. Another object is to provide an active ingredient composition, its production and use.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der ersten Aufgabe durch eine Polymerzusammensetzung und ein Herstellungsverfahren für eine Polymerzusammensetzung, insbesondere ein Absorptionsmit¬ tel, die (das) im wesentlichen aus vier Komponenten besteht:According to the invention, the first object is achieved by a polymer composition and a production process for a polymer composition, in particular an absorbent, which essentially consists of four components:
- einer Komponente A, die auf nachwachsenden speziellen Rohstoffen basiert,- A component A, which is based on renewable special raw materials,
- einer Komponente B, die aus einem speziellen wasserqueUbaren Polymeren besteht,component B, which consists of a special water-soluble polymer,
- einem Matrixmaterial,- a matrix material,
- einem ionischen oder kovalenten Vernetzer,- an ionic or covalent crosslinker,
- und gegebenenfalls eines Antiblockingmittels.- and optionally an antiblocking agent.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polymerzusammenset¬ zung, insbesondere Absorbtionsmaterialzusammensetzung, im we¬ sentlichen bestehend ausThe present invention relates to a polymer composition, in particular absorbent material composition, consisting essentially of
70 - 99,99 Gew.-% einer Komponente A auf Basis wasserlösli¬ cher und/oder wasserquellbarer Polymere auf Basis von Poly¬ sacchariden, und deren Derivaten, die gegebenenfalls durch Vernetzung modifiziert worden sind und70-99.99% by weight of a component A based on water-soluble and / or water-swellable polymers based on polysaccharides, and their derivatives, which may have been modified by crosslinking and
0,01 - 30 Gew.-% einer Komponente B, auf Basis wasserquellba¬ rer synthetischer Polymere und/oder Copolymere auf Basis von (Meth) Acrylsäure, (Meth) Acrylnitril, (Meth) Acrylamid, Vi- nylacetat, Vinylpyrrolidon, Vinylpyridin, Maleinsäure (-anhy- drid) , Itakonsäure (-anhydrid) , Fumarsäure, Vinylsulfonsäure und/oder 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure sowie die Amide, N-Alkylderivate, die N,N' -Dialkylderivate, hydroxyl- gruppenhaltigen Ester und aminogruppenhaltigen Ester dieser polymerisationsfähigen Säuren, wobei0.01-30% by weight of a component B, based on water-swellable synthetic polymers and / or copolymers based on (meth) acrylic acid, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, vinyl pyridine, Maleic acid (anhydride), itaconic acid (anhydride), fumaric acid, vinyl sulfonic acid and / or 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid as well as the amides, N-alkyl derivatives, the N, N'-dialkyl derivatives, hydroxyl group-containing esters and amino group-containing esters of these polymerizable acids, where
0 - 98 % der Säuregruppen dieser Säuren neutralisiert sind, und wobei diese Polymere und/oder Copolymere durch einen min¬ destens bifunktionelle Verbindung vernetzt sind, als polymere0 - 98% of the acid groups of these acids are neutralized, and these polymers and / or copolymers are crosslinked by a least bifunctional compound, as polymers
ERSATZBLATT
Komponenten, sowie 0,1 - 30 Gew.-%, bezogen auf diese polyme- ren Komponenten, eines Matrixmaterials mit einem Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt unterhalb von 180 °C zur Verhinderung der Entmischungund des GelblockingREPLACEMENT LEAF Components, as well as 0.1-30% by weight, based on these polymer components, of a matrix material with a melting point or softening point below 180 ° C to prevent segregation and gel blocking
0,001 - 10 Gew.-%, bezogen auf diese polymeren Komponenten, eines ionischen oder kovalenten Vernetzers, und ggf.0 - 50 Gew.-%, bezogen auf diese polymeren Komponenten, wenigstens eines Antiblockingmittels auf Basis natürlicher und/oder syn¬ thetischer Fasern und/oder Materialien mit großer Oberfläche, erhältlich indem man die Komponente B mit der Komponente A in wässrigem Medium zusammenbringt und anschließend trocknet und mahlt, die weiteren Komponenten hinzugibt, bis zur Homogeni¬ tät mischt und eine Wärmebehandlung durchführt und gegebenen¬ falls bei Zugabe des Vernetzers nach dieser Wärmebehandlung diesen mit der Matrix durch eine abschließende Wärmebehand¬ lung fixiert.0.001-10% by weight, based on these polymeric components, of an ionic or covalent crosslinking agent, and optionally 0-50% by weight, based on these polymeric components, of at least one antiblocking agent based on natural and / or synthetic fibers and / or materials with a large surface area, obtainable by bringing component B together with component A in an aqueous medium and then drying and grinding, adding the further components, mixing until homogeneous and carrying out a heat treatment and, if appropriate, adding the Crosslinker after this heat treatment fixes it with the matrix by means of a final heat treatment.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit weiterhin ein Ver¬ fahren zur Herstellung einer Polymerzusammensetzung, insbe¬ sondere eines Absorbermaterials, im wesentlichen bestehend aus 70 - 99,99 Gew.-% einer Komponente A auf Basis wasserlös¬ licher und/oder wasserquellbarer Polymere auf Basis von Poly¬ sacchariden und deren Derivaten, die gegebenenfalls durch Vernetzung modifiziert worden sind und 0,01 - 30 Gew.-% einer Komponente B, auf Basis wasserquellbarer synthetischer Poly¬ mere und/oder Copolymere auf Basis von (Meth) Acrylsäure, (Meth) Acrylnitril, (Meth) Acrylamid, Vinylacetat, Vinylpyr- rolidon, Vinylpyridin, Maleinsäure (-anhydrid) , Itakonsäure (-anhydrid) , Fumarsäure, Vinylsulfonsäure und/oder 2- Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure sowie die Amide, N-Al- kylderivate, die N,NλDialkylderivate, hydroxylgruppenhaltigen Ester und aminogruppenhaltigen Ester dieser polymerisations- fähigen Säuren, wobei 0 - 98% der Säuregruppen dieser Säuren neutralisiert sind, und wobei diese Polymere und/oder Copoly¬ mere durch eine mindestens bifunktionelle Verbindung vernetzt
sind, als polymere Komponenten, sowie 0,1 - 30 Gew.-%, bezo¬ gen auf diese polymeren Komponenten, eines Matrixmaterials mit einem Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt unterhalb von 180°C zur Verhinderung der Entmischung und des Gelblocking, 0,001 - 10 Gew.-%, bezogen auf diese polymeren Komponenten, eines ionischen oder kovalenten Vernetzers, und ggf. 0 - 50 Gew.-%, bezogen auf diese polymeren Komponenten, wenigstens eines Antiblockingmittels auf Basis natürlicher und/oder syn¬ thetischer Fasern und/oder Materialien mit großer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man diese (s) erhält, indem man die Komponente B mit der Komponente A in wäßrigem Medium zu¬ sammenbringt und anschließend trocknet und mahlt, die weite¬ ren Komponenten hinzugibt, bis zur Homogenität mischt und eine Wärmebehandlung durchführt und gegebenenfalls bei Zugabe des Vernetzers nach dieser Wärmebehandlung diesen mit der Ma¬ trix durch eine abschließende Wärmebehandlung fixiert.The present invention thus further relates to a process for producing a polymer composition, in particular an absorber material, consisting essentially of 70-99.99% by weight of a component A based on water-soluble and / or water-swellable polymers based on Polysaccharides and their derivatives, which may have been modified by crosslinking and 0.01-30% by weight of a component B, based on water-swellable synthetic polymers and / or copolymers based on (meth) acrylic acid, (meth) Acrylonitrile, (meth) acrylamide, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, vinyl pyridine, maleic acid (anhydride), itaconic acid (anhydride), fumaric acid, vinyl sulfonic acid and / or 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and the amides, N-alkyl derivatives, the N, N λ dialkyl derivatives, hydroxyl group-containing esters and amino group-containing esters of these polymerizable acids, with 0 - 98% of the acid groups of these acids being neutralized , and wherein these polymers and / or copolymers crosslinked by an at least bifunctional compound are, as polymeric components, and 0.1-30% by weight, based on these polymeric components, of a matrix material with a melting point or softening point below 180 ° C. to prevent segregation and gel blocking, 0.001-10% by weight .-%, based on these polymeric components, of an ionic or covalent crosslinking agent, and optionally 0 - 50% by weight, based on these polymeric components, of at least one antiblocking agent based on natural and / or synthetic fibers and / or materials with a large surface area, characterized in that this is obtained by bringing component B together with component A in an aqueous medium and then drying and grinding, adding the other components, mixing until homogeneous and heat treatment is carried out and, if necessary, the crosslinker is added after this heat treatment and fixed with the matrix by a final heat treatment.
Dabei wurde überraschenderweise gefunden, daß bei der Her¬ stellung ein geringfügiger Zusatz von Komponente B zur Kompo¬ nente A eine deutliche Verbesserung der Absorptionseigen¬ schaften bewirkt. Da nur geringe Zusätze an Komponente B not¬ wendig sind, liegt damit der Restmonomerengehalt an z. B. Acrylsäure eines solchen Absorbers deutlich geringer als bei Absorbern auf Polyacrylatbasis.It was surprisingly found that a slight addition of component B to component A in the production results in a significant improvement in the absorption properties. Since only small additions of component B are necessary, the residual monomer content is z. B. acrylic acid of such an absorber is significantly lower than that of polyacrylate-based absorbers.
Die Einarbeitung der Komponente B in die Komponente A wird beispielsweise durch gemeinsames Aufquellen dieser in Wasser oder einer wäßrigen Lösung und anschließendes Trocknen er¬ reicht. Überraschenderweise führt dieses Verfahren zu einer deutlichen Erhöhung des AUL - Wertes; außerdem kann überra¬ schenderweise der Anteil der Komponente B deutlich reduziert werden, ohne daß die Absorptionseigenschaften des Produktes beeinträchtigt werden.The incorporation of component B into component A is achieved, for example, by swelling them together in water or in an aqueous solution and subsequent drying. Surprisingly, this method leads to a significant increase in the AUL value; moreover, surprisingly, the proportion of component B can be significantly reduced without impairing the absorption properties of the product.
Ferner wurde überraschenderweise gefunden, daß durch den Zu¬ satz eines Feststoffes, der als Matrix für das Absorbersystem fungiert, in Kombination mit dem Polymerabsorptionsmittel,
einer Mischung aus den Komponenten A und B, und einem ioni¬ schen Vernetzer, ein Absorptionsmittel herstellbar ist, das eine hohe Aufnahmegeschwindigkeit und -kapazität für Wasser und wässrige Lösungen sowie eine verbesserte mechanische Fe¬ stigkeit hinsichtlich der Entmischung der einzelnen trockenen Partikel besitzt. Weiterhin liegen die Gele dieses Absorber¬ systems separiert in einzelnen Partikeln vor.It was also surprisingly found that by adding a solid which acts as a matrix for the absorber system in combination with the polymer absorbent, a mixture of components A and B, and an ionic crosslinker, an absorbent can be produced which has a high absorption rate and capacity for water and aqueous solutions and an improved mechanical strength with regard to the separation of the individual dry particles. Furthermore, the gels of this absorber system are present separately in individual particles.
Außerdem zeigen diese Absorber überraschenderweise, neben den oben genannten Eigenschaften, eine Gelstärke, die deut¬ lich höher liegt, als die von Absorbern, die auf Polyacryl- säurebasis aufbauen.In addition, surprisingly, in addition to the properties mentioned above, these absorbers have a gel strength which is significantly higher than that of absorbers which are based on polyacrylic acid.
Als Komponente A sind wasserlösliche und wasserquellbare Po¬ lymere auf der Basis von Polysacchariden und deren Derivate geeignet, wie Guar, Carboxymethylguar, Xanthan, Alginate, Gummi Arabicum, Hydroxyethyl- oder Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose und andere Cellulosederivate, Starke und Stärkederivate wie Carboxymethylstärke und Mischungen aus den einzelnen Polysacchariden. Die bevorzugten Polymeren sind Guar sowie die anionischen Derivate von Stärke, Guar und Cel- lulose, wobei Carboxymethylcellulose ein besonders bevorzug¬ tes Material darstellt.Suitable as component A are water-soluble and water-swellable polymers based on polysaccharides and their derivatives, such as guar, carboxymethyl guar, xanthan, alginates, gum arabic, hydroxyethyl or hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and other cellulose derivatives, starch and starch derivatives such as carboxymethyl starch and mixtures thereof the individual polysaccharides. The preferred polymers are guar and the anionic derivatives of starch, guar and cellulose, carboxymethyl cellulose being a particularly preferred material.
Die aufgeführten Polymeren der Komponente A können durch eine Vernetzung modifiziert werden, um ihre Wasserlöslichkeit zu reduzieren und bessere Quelleigenschaften zu erreichen. Die Vernetzung kann sowohl im gesamten Polymeren stattfinden oder aber auch nur an der Oberfläche der einzelnen Polymerparti¬ kel.The listed polymers of component A can be modified by crosslinking in order to reduce their water solubility and to achieve better swelling properties. The crosslinking can take place both in the entire polymer or else only on the surface of the individual polymer particles.
ERSATZBLATT
Die Umsetzung der Polymeren kann mit ionischen Verrretzern wie z.B. Calcium-, Aluminium-, Zirkon- , Eisen (III)- und Titan- Verbindungen erfolgen. Ebenso ist die Umsetzung mit polyfunk- tioneilen Carbonsäuren wie Citronensäure, Schleimsäure, Wein¬ säure, Äpfelsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, mit Alkoholen wie Polyethylenglykole, Glycerin, Pentaerythrit, Propandiole, Saccharose, mit Kohlensäureestern wie Ethylen- und Propylencarbonat, mit Aminen wie Polyoxypro- pylenamine, mit Epoxiverbindungen wie Ethylenglykoldiglydci- dylether, Glykoldi- oder triglycidylether und Epichlorhydrin, mit Säureanhydriden wie Bernsteinsäureanhydrid und Maleinsäu¬ reanhydrid, mit Aldehyde und mehrfunktionelle (aktivierte) Olefine wie Bis- (acrylamido) -essigsaure und Methylenbi- sacrylamid möglich. Ebenso kommen natürlich Derivate der ge¬ nannten Verbindungsklassen in Betracht sowie heterofunktio- nelle Verbindungen mit verschiedenen funktionellen Gruppen der oben genannten Verbindungsklassen.REPLACEMENT LEAF The polymers can be reacted with ionic crosslinking agents such as calcium, aluminum, zirconium, iron (III) and titanium compounds. Likewise, the reaction with polyfunctional carboxylic acids such as citric acid, mucic acid, tartaric acid, malic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, with alcohols such as polyethylene glycols, glycerol, pentaerythritol, propanediols, sucrose, with carbonic acid esters such as ethylene and propylene carbonate Amines such as polyoxypropylene amines, with epoxy compounds such as ethylene glycol diglydcidyl ether, glycol di- or triglycidyl ether and epichlorohydrin, with acid anhydrides such as succinic anhydride and maleic anhydride, with aldehydes and multifunctional (activated) olefido and amide-acrylamides such as bis (acrylate) as possible . Derivatives of the compound classes mentioned are of course also possible, as are heterofunctional compounds with various functional groups of the compound classes mentioned above.
Als Komponente B sind wasserquellbare synthetische Polymere oder Copolymere in erster Linie auf der Basis von (Meth) Acrylsäure und weiterhin auf der Basis von (Meth) Acrylni- tril, (Meth) Acrylamid, Vinylacetat, Vinylpyrrolidon, Vinyl- pyridin, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itakonsäure, Ita- konsäureanhydrid, Fumarsäure, Vinylsulfonsäure, 2-Acrylamido- 2-methylpropansulfonsäure, sowie die Amide, ihre N und N,N'- Dialkylderivate, hydroxylgruppenhaltige Ester und aminogrup- penhaltige Ester der polymerisationsfähigen Säuren geeignet. Bevorzugt sind vernetzte, teilweise neutralisierte Poly- acrylate.
Es können bis zu 98 %, vorzugsweise 50 - 80 % der Säuregrup¬ pen neutralisiert sein.As component B, water-swellable synthetic polymers or copolymers are primarily based on (meth) acrylic acid and also on the basis of (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, vinyl pyridine, maleic acid, maleic anhydride, Itaconic acid, itaconic anhydride, fumaric acid, vinylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and also the amides, their N and N, N'-dialkyl derivatives, hydroxyl-containing esters and aminogroup-containing esters of the polymerizable acids are suitable. Crosslinked, partially neutralized polyacrylates are preferred. Up to 98%, preferably 50-80%, of the acid groups can be neutralized.
Die Polymeren können durch einen mindestens bifunktionellen Vernetzer vernetzt sein.The polymers can be crosslinked by an at least bifunctional crosslinker.
Die Herstellung dieser vorstehenden Polymeren erfolgt nach bekannten Verfahren (DE-PS 27 06 135, DE-OS 40 15 085) . Ein besonders bevorzugtes Material als Komponente B stellen Poly- acrylate dar, z.B. die von der Chemischen Fabrik Stockhausen GmbH hergestellten FAVORR-Typen.These above polymers are prepared by known processes (DE-PS 27 06 135, DE-OS 40 15 085). A particularly preferred material as component B are polyacrylates, for example the FAVOR R types manufactured by Chemische Fabrik Stockhausen GmbH.
Die Komponenten A und B können chemisch, d.h. über Esterbin¬ dungen bzw. durch einen der angeführten Vernetzer oder physi¬ kalisch, d.h. im Sinne eines "Interpenetrating Networks" (IPN) miteinander verknüpft sein.Components A and B can be chemical, i.e. via ester linkages or by one of the crosslinkers mentioned or physically, i.e. in the sense of an "Interpenetrating Network" (IPN).
Als Matrix sind organische Feststoffe geeignet, die unter 180°C schmelzen bzw. erweichen und vorzugsweise bei Raumtem¬ peratur eine weiche Konsistenz besitzen, wie z.B. Triglyce- rinmonostearat. Ebenso sind hochviskose Flüssigkeiten wie z.B. Rizinusöl geeignet.Suitable as a matrix are organic solids that melt or soften below 180 ° C and preferably have a soft consistency at room temperature, e.g. Triglycerine monostearate. Highly viscous liquids such as Castor oil suitable.
Vorzugsweise sind als Matrix Polycaprolactone geeignet, wie TONE 0230 und 0240 von Union Carbide, die auch modifiziert sein können, wie z.B. durch eine Umsetzung mit Maleinsäurean¬ hydrid.Polycaprolactones, such as TONE 0230 and 0240 from Union Carbide, which can also be modified, such as e.g. by reaction with maleic anhydride.
Durch die Matrix erhält das Absorbersystem vermutlich durch chemische und/oder physikalische Wechselwirkungen eine höhere mechanische Festigkeit, wodurch die Entmischung der Einzel- komponenten durch Transportvorgänge, wie z.B. mittels einer
Förderschnecke, oder durch Absiebvorgänge stark vermindert wird. Dadurch kann ein Absorptionsmittel hergestellt werden, das nicht nur hohe Absorptionswerte besitzt, sondern nach einer Konfektionierung bzw. nach Einarbeitung in seinem Ver¬ wendungsbereich als homogeneres und somit wirksameres System vorliegt .The matrix presumably gives the absorber system greater mechanical strength through chemical and / or physical interactions, as a result of which the individual components are separated by transport processes, such as by means of a Screw conveyor, or is greatly reduced by screening processes. As a result, an absorption medium can be produced which not only has high absorption values, but is also present in its area of use as a more homogeneous and thus more effective system after assembly or incorporation.
Außerdem bewirkt das Einbetten des Absorptionsmaterials in der Matrix überraschenderweise eine deutliche Reduzierung bzw. eine gänzliche Beseitigung des Gelblocking, somit ist eine hohe Aufnahmegeschwindigkeit im ganzen Absorber gewähr¬ leistet. Weiterhin wird durch die Matrix der Vernetzer fest an der Oberfläche der einzelnen Absorberpartikel fixiert. Die Granulierung von Superabsorberfeinstäuben durch Agglome- rierungshilfsmittel wird in den Beispielen der DE-PS 37 41 157 und DE-PS 39 17 646 beschrieben. Die so her¬ gestellten Produkte besitzen eine hohe Aufnahmegeschwindig¬ keit für Wasser und wäßrige Lösungen. Diese Produkte bestehen jedoch nur aus Polyacrylaten und sind folglich vergleichs¬ weise unzureichend bzw. überhaupt nicht biologisch abbaubar. Die Agglomeriesationsmittel dienen nur zur Granulierung eines Produktes und keinesfalls als Matrixmaterial .In addition, the embedding of the absorption material in the matrix surprisingly brings about a significant reduction or a complete elimination of the gel blocking, thus ensuring a high absorption rate in the entire absorber. Furthermore, the crosslinker is firmly fixed to the surface of the individual absorber particles by the matrix. The granulation of superabsorbent fines by agglomeration aids is described in the examples of DE-PS 37 41 157 and DE-PS 39 17 646. The products thus produced have a high absorption rate for water and aqueous solutions. However, these products consist only of polyacrylates and are consequently comparatively inadequate or not biodegradable at all. The agglomeration agents only serve to granulate a product and never as a matrix material.
Die Anti-Blocking-Mittel vermindern ebenfalls Gelblocking; sie bewirken also eine schnellere und bessere Flüssigkeits¬ aufnahme und sorgen dafür, daß die Gele separiert, d.h. in einzelnen Partikeln vorliegen.The anti-blocking agents also reduce gel blocking; they therefore effect a faster and better absorption of liquid and ensure that the gels separate, i.e. exist in individual particles.
Geeignete Anti-Blocking-Mittel sind bekanntermaßen (vgl. DE-PS 31 41 098 und DE-PS 33 13 344) Fasermaterialien und an¬ dere Materialien mit großer Oberfläche.Suitable anti-blocking agents are known (see. DE-PS 31 41 098 and DE-PS 33 13 344) fiber materials and other materials with a large surface area.
Die Fasern können natürliche oder synthetische Fasern sein, wie z.B. Woll-, Baumwoll-, Seiden- und Cellulosefasern, bzw. Polyamid-, Polyester-, Polyacrylnitril- , Polyurethanfasern, Fasern von Olefinen und deren Substitutionsprodukten sowie Polyvinylalkohol asern und deren Derivate. Beipiele für anor-The fibers can be natural or synthetic fibers, e.g. Wool, cotton, silk and cellulose fibers, or polyamide, polyester, polyacrylonitrile, polyurethane fibers, fibers of olefins and their substitution products as well as polyvinyl alcohol and their derivatives. Examples for anor
ERSATZBLATT
ganische Materialien sind Bentonite, Zeolithe, Aerosile und Aktivkohlen.REPLACEMENT LEAF ganic materials are bentonites, zeolites, aerosils and activated carbons.
Geeignete Vernetzer sind Verbindungen, welche die oben be¬ schriebenen Polymeren in einen Zustand überführen, in dem die Wasserlöslichkeit reduziert wird, das Saugvermögen verbessert und die Blockphänomene vermindert werden.Suitable crosslinking agents are compounds which convert the polymers described above into a state in which the water solubility is reduced, the absorbency is improved and the blocking phenomena are reduced.
Als ionische Vernetzer sind Metallverbindungen geeignet, die mit den funktioneilen Gruppen der Polymere in Wechselwirkung treten können. Besonders bevorzugt sind Magnesium-, Calcium-, Aluminium-, Zirkon- , Eisen-, Titan- und Zinkverbindungen, die eine sehr gute Wasserlöslichkeit besitzen, wie die Salze von Carbonsäuren und anorganischen Säuren.Metal compounds which can interact with the functional groups of the polymers are suitable as ionic crosslinkers. Magnesium, calcium, aluminum, zirconium, iron, titanium and zinc compounds which have very good water solubility, such as the salts of carboxylic acids and inorganic acids, are particularly preferred.
Bevorzugte Carbonsäuren sind Essigsäure, Milchsäure, Salicyl- säure, Propionsäure, Benzoesäure, Fettsäuren, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Citronensäure, Weinsäure, Äpfelsäure und Schleimsäure. Bevorzugte anorgani¬ sche Anionen sind Chloride, Bromide, Hydrogensulfate, Sul¬ fate, Phosphate, Borate, Nitrate, Hydrogencarbonate und Car- bonate.Preferred carboxylic acids are acetic acid, lactic acid, salicylic acid, propionic acid, benzoic acid, fatty acids, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid and mucic acid. Preferred inorganic anions are chlorides, bromides, hydrogen sulfates, sulfates, phosphates, borates, nitrates, hydrogen carbonates and carbonates.
Weiterhin sind organische Verbindungen geeignet, die mehr¬ wertige Metalle enthalten, wie Acetylacetonate und Alkoho- late, wie z.B. Fe(acac)3, Zr(acac)4,, Ti (OBu) 4 und Zr(o- Prop)4.Organic compounds which contain polyvalent metals, such as acetylacetonates and alcohols, such as, for example, Fe (acac) 3 , Zr (acac) 4 , Ti (OBu) 4 and Zr (o-prop) 4, are also suitable.
Der wasserlösliche Vernetzer bewirkt eine Vernetzung der Kom¬ ponenten A und B, sowohl untereinander als auch zwischenein- ander, besonders an der Oberfläche, wodurch, wie in der DE-PS 31 32 976, DE-PS 26 09 144 und US-A 4 959 341 beschrieben ist, die Absorptionseigenschaften verbessert werden.The water-soluble crosslinking agent brings about crosslinking of components A and B, both with one another and between one another, particularly on the surface, as a result of which, as in DE-PS 31 32 976, DE-PS 26 09 144 and US Pat. No. 4 959 341, the absorption properties are improved.
Als kovalente Vernetzer sind polyfunktionelle Carbonsäuren, Alkohole, Amine, Epoxiverbindungen, Carbonsäureanhydride und Aldehyde, sowie deren Derivate, geeignet. Beispiele sind Ci-
tronensäure, Schleimsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Polyethylenglykole, Glycerin, Propandiole, Polyoxypropylenamine, Epichlorhydrin, Ethylenglykoldiglycidylether, Glykoldiglycidylether, Bern¬ steinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Ethylencarbonat und Propylencarbonat .Polyfunctional carboxylic acids, alcohols, amines, epoxy compounds, carboxylic anhydrides and aldehydes and their derivatives are suitable as covalent crosslinking agents. Examples are Ci tronic acid, mucic acid, tartaric acid, malic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, polyethylene glycols, glycerol, propanediols, polyoxypropylene amines, epichlorohydrin, ethylene glycol diglycidyl ether, glycol diglycidyl ether, succinic acid carbonate and ethylene carbonate anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride, maleic acid anhydride,
Ebenso kommen natürliche Derivate der genannten Verbindungs- klassen in Betracht sowie heterofunktionelle Verbindungen mit verschiedenen funktionellen Gruppen der oben genannten Ver¬ bindungsklassen.Natural derivatives of the compound classes mentioned are also suitable, as are heterofunctional compounds with different functional groups of the compound classes mentioned above.
Der Anteil an Komponente A an dem Verhältnis Komponente A zu Komponente B beträgt 70 bis 99,99 Gew.%, vorzugsweise 75 bis 95 Gew.%. Der Anteil an Komponente B beträgt 0,01 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 5 - 25 Gew.%.The proportion of component A in the ratio of component A to component B is 70 to 99.99% by weight, preferably 75 to 95% by weight. The proportion of component B is 0.01 to 30% by weight, preferably 5-25% by weight.
Der Zusatz, auch in geringen Mengen, an Komponente B bewirkt eine starke Verbesserung der Absorptionseigenschaften, vor allem des Saugvermögens. Dadurch kann eine überraschend deut¬ liche Verbesserung der Absorptionseigenschaften gegenüber reinem Carboxymethylcellulose-Material (CMC-Material) erzielt werden. Der notwendige Anteil an Komponente B wird durch eine Verarbeitung der Komponenten A und B, beispielsweise in ge¬ quollenem Zustand und anschließendes Trocknen noch deutlich reduziert .The addition, even in small amounts, of component B brings about a strong improvement in the absorption properties, especially in the absorbency. This enables a surprisingly significant improvement in the absorption properties compared to pure carboxymethyl cellulose material (CMC material). The necessary proportion of component B is significantly reduced by processing components A and B, for example in the swollen state and subsequent drying.
Die Menge an Anti-Blocking-Mittel beträgt vorzugsweise zwi¬ schen 0,5 und 50 Gew. %, besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew. % bezogen auf die Komponenten A und B.The amount of anti-blocking agent is preferably between 0.5 and 50% by weight, particularly preferably 5 to 15% by weight, based on components A and B.
Die Vernetzermenge im Absorber beträgt 0,001 - 10 Gew.%, vor¬ zugsweise 3 - 7 Gew.%, bezogen auf die Komponenten A und B.The amount of crosslinker in the absorber is 0.001-10% by weight, preferably 3-7% by weight, based on components A and B.
Der Zusatz von Matrixmaterial bezogen auf die Komponenten A und B soll zwischen 0,1 - 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 2,5
und 7,5 Gew.%, betragen.The addition of matrix material, based on components A and B, should be between 0.1-30% by weight, preferably between 2.5 and 7.5% by weight.
Das Matrixmaterial verhindert ein Auseinanderfallen des Ab¬ sorptionsmaterials, wie es bei reinen physikalischen Mischun¬ gen wie z.B. US-A-4 952 550 beobachtet wird und verhindert zusätzlich ein Gelblocking.The matrix material prevents the absorption material from falling apart, as is the case with pure physical mixtures such as e.g. US-A-4 952 550 is observed and additionally prevents gel blocking.
Die vorzugsweise Herstellung des Absorptionsmaterials wird nachfolgend beschrieben.The preferred production of the absorption material is described below.
Stufe 1) Die Komponente A und die Komponente B werden physi¬ kalisch in trockener Form bei Raumtemperatur vermischt. Dann läßt man diese unter Rühren in Wasser, bzw. in einer wäßrige Lösung zusammen aufquellen . Nach 15 bis 360 Minuten wird das erhaltene Material bei 40°C bis 180°C im Trockenschrank ge¬ trocknet. Das erhaltene Produkt wird anschließend gemahlen.Step 1) Component A and component B are mixed physically in dry form at room temperature. Then they are allowed to swell with stirring in water or in an aqueous solution together. After 15 to 360 minutes, the material obtained is dried at 40 ° C. to 180 ° C. in a drying cabinet. The product obtained is then ground.
Stufe 2) Das erhaltene Material wird mit dem Anti-Blocking- Mittel und der Matrix-Komponente vermischt, bis eine homogene Mischung vorliegt. Das Mischen der Komponenten erfolgt in ge¬ eigneten Mischern wie Schneckenmischern, Wirbelschichtbettmi¬ schern, Scheibenmischern oder Bandmischern.Step 2) The material obtained is mixed with the anti-blocking agent and the matrix component until a homogeneous mixture is obtained. The components are mixed in suitable mixers such as screw mixers, fluidized bed mixers, disk mixers or belt mixers.
Die Wärmebehandlung findet bei 25°C bis 180°C, vorzugsweise bei 100°C - 120°C statt. Die Erwärmungsdauer beträgt 5 bis 60 Minuten, vorzugsweise 20 bis 40 Minuten. Zur Wärmebehandlung des Produktes werden gewöhnliche Trockner oder Heizöfen (z.B. Scheibentrockner, Bandtrockner, Wirbelschichtbetttrockner oder Infrarottrockner) eingesetzt.The heat treatment takes place at 25 ° C to 180 ° C, preferably at 100 ° C - 120 ° C. The heating time is 5 to 60 minutes, preferably 20 to 40 minutes. Ordinary dryers or heating ovens (e.g. disc dryers, belt dryers, fluidized bed dryers or infrared dryers) are used for the heat treatment of the product.
Stufe 3) Anschließend wird der ionische Vernetzer, vorzugs¬ weise Aluminiumdihydroxyacetat, stabilisiert mit Borsäure, bei Raumtemperatur mit dem erhaltenen Material kräftig ge¬ mischt, bis eine homogene Mischung entstanden ist. Zur Fixie¬ rung des Vernetzers durch die Matrix wird nochmals auf 25°C bis 180°C, vorzugsweise auf 50°C bis 80°C, für 5 bis 60 Minu¬ ten erhitzt, um das Matrixmaterial aufzuschmelzen.Step 3) The ionic crosslinking agent, preferably aluminum dihydroxyacetate, stabilized with boric acid, is then mixed vigorously with the material obtained at room temperature until a homogeneous mixture is obtained. To fix the crosslinker through the matrix, the mixture is heated again to 25 ° C. to 180 ° C., preferably to 50 ° C. to 80 ° C., for 5 to 60 minutes in order to melt the matrix material.
ERSATZBLATT
Gegebenenfalls kann, statt der in Stufe 1 beschriebenen Ver¬ arbeitung, die Komponente A in eine (z. B. mit Wasser) aufge¬ quollene Komponente B bzw. die Komponente B in die (z. B. mit Wasser) aufgequollenen Komponente A oder die (z. B. mit Was¬ ser) aufgequollene Komponente A in die (z. B. mit Wasser) aufgequollene Komponente B, ggf. unter Zugabe von Wasser oder einer wäßrigen Lösung, eingearbeitet werden.REPLACEMENT LEAF If necessary, instead of the processing described in stage 1, component A can be swelled in component B (for example swollen with water) or component B in swollen component A or (for example swollen with water) the component A (for example swollen with water) is incorporated into the component B (for example swollen with water), optionally with the addition of water or an aqueous solution.
Nach der Mahlung (Stufe 1) kann das Produkt abgesiebt werden, vorzugsweise auf eine Korngröße von 90 - 630 μm.After grinding (stage 1), the product can be sieved, preferably to a particle size of 90-630 μm.
Die Einarbeitung der Matrixkomponenten erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur, die Matrixkomponente kann aber auch als Schmelze eingesetzt werden. Die Mischung in Stufe 2 kann vor der thermischen Modifizierung mit einem vorzugsweise Was- ser/Isopropanol-Gemisch versetzt werden, um einen Lösungsver¬ mittler zu haben. Statt dem Wasser/Isopropanol-Gemisch können auch Wasser und andere Gemische von Wasser mit wasserlösli¬ chen organischen Lösungsmitteln eingesetzt werden. In der EP-PS 0 083 022 wird die Vernetzung eines Absorbers beschrieben, der aus Polyacrylsäure besteht, mit Vernetzern, die wenigstens zwei funktionelle Gruppen enthalten und in der Lage sind, mit den Carboxylgruppen des Polyacrylats zu rea¬ gieren. Die Reaktion erfolgt an der Oberfläche der Absorber¬ teilchen. Die DE-PS 33 14 019 und die DE-PS 35 23 617 be¬ schreiben ebenfalls die Oberflächenvernetzung von Poly- acrylaten mit Hilfe von Vernetzern, die wenigstens zwei funk¬ tionelle Gruppen besitzen. Im Gegensatz zu den erfindungsge¬ mäßen Absorbern werden in diesen Patenten nur Modifizierungen von Polyacrylaten, jedoch nicht von Polysacchariden, in der Hülle beschrieben, wodurch aber keinesfalls Absorber erhalten werden, die ausreichend biologisch abbaubar sind.
Die Einarbeitung des ionischen Vernetzers kann auch direkt in die physikalische Mischung der Stufe 2) erfolgen, worauf dann auf 25°C bis 180°C, vorzugsweise auf 100°C bis 120°C, für 5 bis 120 Minuten, vorzugsweise für 20 bis 60 Minuten erwärmt wird.The matrix components are preferably incorporated at room temperature, but the matrix component can also be used as a melt. The mixture in stage 2 can be mixed with a preferably water / isopropanol mixture before the thermal modification in order to have a solubilizer. Instead of the water / isopropanol mixture, water and other mixtures of water with water-soluble organic solvents can also be used. EP-PS 0 083 022 describes the crosslinking of an absorber, which consists of polyacrylic acid, with crosslinking agents which contain at least two functional groups and are able to react with the carboxyl groups of the polyacrylate. The reaction takes place on the surface of the absorber particles. DE-PS 33 14 019 and DE-PS 35 23 617 also describe the surface crosslinking of polyacrylates with the aid of crosslinking agents which have at least two functional groups. In contrast to the absorbers according to the invention, only modifications of polyacrylates, but not of polysaccharides, are described in the shell in these patents, but this does not result in any absorbers which are sufficiently biodegradable. The ionic crosslinking agent can also be incorporated directly into the physical mixture of stage 2), whereupon at 25 ° C. to 180 ° C., preferably at 100 ° C. to 120 ° C., for 5 to 120 minutes, preferably for 20 to 60 Minutes is warmed.
Der oben beschriebene Lösungsmittel-Schritt kann bei diesemThe solvent step described above can be used with this
Verfahren vor oder nach der Vernetzereinarbeitung erfolgen.Procedures take place before or after the crosslinker is incorporated.
Der kovalente Vernetzer kann alternativ und zusätzlich zu dem ionischen Vernetzer zu der Polymermischung vor oder nach der Matrixzugabe zugesetzt werden.As an alternative and in addition to the ionic crosslinker, the covalent crosslinker can be added to the polymer mixture before or after the matrix addition.
Der kovalente Vernetzer wird in einem vorzugsweise gegebenen¬ falls Alkohol/Wasser-Gemisch gelöst und der Polymermischung unter schnellem Rühren zugetropft. Die Lösungsmittel-Menge beträgt zwischen 1 und 10 % bezogen auf die Polymermischung. Anschließend wird auf 25°C bis 180°C für 5 bis 120 Minuten erwärmt. Als Lösungsmittel können Wasser und Gemische aus Wasser mit wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln ver¬ wendet werden.The covalent crosslinker is dissolved in a preferably alcohol / water mixture, if appropriate, and added dropwise to the polymer mixture with rapid stirring. The amount of solvent is between 1 and 10% based on the polymer mixture. The mixture is then heated to 25 ° C to 180 ° C for 5 to 120 minutes. Water and mixtures of water with water-soluble organic solvents can be used as the solvent.
Gegebenenfalls können die Antiblockingmittel wie auch der ko¬ valente Vernetzer bereits in Stufe 1) zugesetzt werden.If necessary, the antiblocking agents as well as the equivalent crosslinking agent can already be added in stage 1).
Das erfindungsgemäße Absorptionsmaterial zeigt eine gute bio¬ logische Abbaubarkeit gegenüber Produkten, die auf einer Po- lyacrylsäurebasis beruhen, bei einem, gegenüber bisher be¬ kannten Absorptionsmaterialien auf nativer Basis stark ver¬ besserten Aufnahme- und Saugvermögen für eine 0,9 %ige Koch¬ salzlösung, auch unter Druck, bei einer überraschend sehr ho¬ hen Gelstärke.
Gelstärke einiger erfindungsgemäßer Absorber sowie einiger marktbekannter AbsorberThe absorption material according to the invention shows good biodegradability compared to products based on a polyacrylic acid base, with a significantly improved absorption and absorbency for 0.9% cooking compared to previously known absorption materials on a native basis salt solution, even under pressure, with a surprisingly very high gel strength. Gel strength of some absorbers according to the invention and some absorbers known on the market
Produktbezeichnung Gelstärke (10 Hz]Product name Gel strength (10 Hz)
(N/m2)(N / m 2 )
erfindungsgemäße Absorberabsorber according to the invention
Superabsorber aus Bsp. 1 10000Super absorber from example 1 10000
Superabsorber aus Bsp. 3 2 10000Superabsorbent from Example 3 2 10000
Superabsorber aus Bsp. 5 2 10000Super absorber from example 5 2 10000
Superabsorber aus Bsp. 7 2 10000Superabsorber from Example 7 2 10000
Superabsorber aus Bsp. 9 ti 10000Super absorber from example 9 ti 10000
marktbekannte Absorbermarket-known absorbers
Produkt A 2450Product A 2450
Produkt B 4200Product B 4200
Produkt C 3500Product C 3500
Produkt D 2700Product D 2700
Produkt E 4950Product E 4950
Produkt F 3700Product F 3700
Produkt G 1575Product G 1575
Produkte A, B, C, D, F und G: vernetzte, teilweise neutralisierte Polyacrylate Produkt E: vernetztes, teilweise neutralisiertes Polyacrylat-Stärke- Pfropfpolymer
Weiterhin ist die mechanische Festigkeit (in Bezug auf Ent¬ mischung in die Einzelkomponenten) gegenüber den zuvor be¬ schriebenen, auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Absor¬ bern deutlich verbessert.Products A, B, C, D, F and G: cross-linked, partially neutralized polyacrylates Product E: cross-linked, partially neutralized polyacrylate starch graft polymer Furthermore, the mechanical strength (in terms of segregation into the individual components) is significantly improved compared to the previously described absorbers based on renewable raw materials.
Die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung kann insbesondere als Absorptionsmaterial als Faser, Film, Pulver oder Granu¬ lat eingesetzt werden, um Wasser oder wässrige Flüssigkeiten, wie Urin und Blut, aufzunehmen und ist somit besonders für den Einsatz in Windeln, Tampons, chirurgischen Erzeugnissen, ■ Kabelummantelungen, Kulturgefäßen, Verpackungsmaterialien für Fleisch oder Fisch und absorbierenden Kleidungsstücken ge¬ eignet .The polymer composition according to the invention can be used in particular as an absorption material as fiber, film, powder or granulate to absorb water or aqueous liquids, such as urine and blood, and is therefore particularly suitable for use in diapers, tampons, surgical products, ■ cable sheaths, Culture vessels, packaging materials for meat or fish and absorbent garments are suitable.
Außerdem ist das Material als Speichermedium zur sukzessiven Freisetzung von Wirkstoffen, wie Arzneimitteln, Pestiziden (US 4,818,534; US 4,983,389; US 4,983,390; US 4,985,251) und Riechstoffen geeignet, mit dem Vorteil, daß das Speicherme¬ dium abbaubar ist.In addition, the material is suitable as a storage medium for the successive release of active substances, such as medicaments, pesticides (US 4,818,534; US 4,983,389; US 4,983,390; US 4,985,251) and fragrances, with the advantage that the storage medium is degradable.
Dadurch ergibt sich als weiterer Vorteil, daß der Wirkstoff vollständig freigesetzt wird.This has the further advantage that the active ingredient is released completely.
Die wirkstoffhaltigen Depotmaterialien können durch Absorp¬ tion, vorzugsweise konzentrierter, wässriger oder wasserhal¬ tiger Lösungen in den weitgehend trockenen Absorber und ggf. dessen erneute Trockung hergestellt werden.The active substance-containing depot materials can be produced by absorption, preferably concentrated, aqueous or water-containing solutions in the largely dry absorber and, if necessary, drying them again.
Der Wirkstoff kann auch direkt oder als Lösung oder Disper¬ sion bei beliebigen Vorstufen des Herstellungsprozesses der AbsorberZusammensetzung zugesetzt werden.The active ingredient can also be added directly or as a solution or dispersion in any preliminary stages of the manufacturing process of the absorber composition.
Die wirkstoffhaltigen Depotmaterialien werden in Pulverform oder als Dispersion in hydrophoben Medien, die dispersions- stabilisierende Mittel wie Emulgatoren oder Stabilisatoren
enthalten können, oder in Mischung mit anderen Stoffen wie Polysacchariden verwendet .The active ingredient-containing depot materials are in powder form or as a dispersion in hydrophobic media, and the dispersion-stabilizing agents such as emulsifiers or stabilizers may contain, or used in a mixture with other substances such as polysaccharides.
Beispielsweise wird durch den Zusatz solcher bakterizidhal- tiger Depotmaterialien zu Cellulose-, Guar- oder Stärke-pro- dukten oder deren Derivate, wie Carboxymethylcellulose, bei deren Lagerung und Anwendung in wässrigen Medien der Abbau dieser Substanzen über längere Zeit verhindert und wobei durch die Depotwirkung größere Mengen von freiem Wirkstoff in der Lösung vermieden werden können.For example, the addition of such bactericidal depot materials to cellulose, guar or starch products or their derivatives, such as carboxymethyl cellulose, prevents the degradation of these substances over a long period of time when stored and used in aqueous media, and thereby by the depot effect Larger amounts of free active ingredient in the solution can be avoided.
Testmethoden:Test methods:
Teebeutel-Test (TBT)Tea Bag Test (TBT)
Zur Bestimmung des Absorptionsvermögens wurde ein Teebeutel- Test durchgeführt. Als Prüflösung wurde eine wäßrige 0,9 %ige NaCl-Lösung verwendet.A tea bag test was carried out to determine the absorbency. An aqueous 0.9% NaCl solution was used as the test solution.
0,2 g einer Prüfsubstanz (abgesiebt zwischen 90 und 630 μm) , die in einem Teebeutel eingewogen wurde, ließ man 10 bzw. 30 Minuten in der Prüflösung aufquellen. Nach fünfminütigem Ab¬ tropfen (Maximalwert) wurde in einer Zentrifuge, wie z.B. in einer handelsüblichen Wäscheschleuder, bei 1400 Upm abge¬ schleudert . Die Flüssigkeitsaufnahme wurde gravimetrisch er¬ mittelt und auf 1 g Substanz umgerechnet. (Retentionswert) .0.2 g of a test substance (sieved between 90 and 630 μm), which was weighed into a tea bag, was allowed to swell in the test solution for 10 or 30 minutes. After five minutes of dripping (maximum value), a centrifuge, e.g. in a commercial spin dryer, spun at 1400 rpm. The liquid intake was determined gravimetrically and converted to 1 g of substance. (Retention value).
Absorption under Load (AUL)Absorption under load (AUL)
Um das Flüssigkeitsaufnahmevermögen unter Druck zu bestimmen, wurde die Absorption under Load , wie in EP-A 0 339 461 be¬ schrieben, bestimmt.In order to determine the liquid absorption capacity under pressure, the absorption under load was determined as described in EP-A 0 339 461.
0,16 g PrüfSubstanz (abgesiebt zwischen 300 und 600 μm) ließ man durch Kapillarwirkung für 60 Minuten unter einem Druck von 1,55 kN/m» (99,8 g/in2) in 0, 9 %ige NaCl-Lösung quellen.0.16 g of test substance (sieved between 300 and 600 μm) was allowed to swell in 0.9% NaCl solution by capillary action for 60 minutes under a pressure of 1.55 kN / m 2 (99.8 g / in 2 ) .
ERSATZBLAT"
Die Flüssigkeitsaufnahme wurde gravimetrisch ermittelt und auf 1 g Substanz umgerechnet.SPARE BLADE " The liquid intake was determined gravimetrically and converted to 1 g of substance.
Gelstärke (G' )Gel strength (G ')
Um die Gelstärke G' der gequollenen Absorber zu bestimmen, wurde, wie in EP-A 0 339 461 beschrieben, vorgegangen. Gerät: Controlled Stress Rheometer CS 100, Carri-Med Ltd. Dorking/UK.In order to determine the gel strength G 'of the swollen absorbers, the procedure described in EP-A 0 339 461 was followed. Device: Controlled Stress Rheometer CS 100, Carri-Med Ltd. Dorking / UK.
Meßbedingungen: Plate-Platte-System, Durchmesser 60 mm, Plat¬ tenabstand 2 mm, Temperatur 20°C, Drehmoment 1000 - 4000 μNm, Amplitude 1,5 - 5 mrad, Frequenz 10,0 Hz, 28 ml 0,9 % NaCl/g Absorber. Die Angaben erfolgen in N/m .Measuring conditions: plate-plate system, diameter 60 mm, plate spacing 2 mm, temperature 20 ° C, torque 1000 - 4000 μNm, amplitude 1.5 - 5 mrad, frequency 10.0 Hz, 28 ml 0.9% NaCl / g absorber. The information is given in N / m.
Fließtest (FT)Flow test (FT)
Mittels des Fließtests wurde ermittelt, wie schnell die Pro¬ dukte die Testflüssigkeit aufnahmen, ob sie Blockphänomene zeigten, vollständig durchgequollen waren und überall benetzt waren. Weiterhin wurde untersucht, ob die Gele fest, klebrig oder locker und separiert vorlagen.The flow test was used to determine how quickly the products absorbed the test liquid, whether they showed block phenomena, were completely swollen and were wetted everywhere. It was also examined whether the gels were solid, sticky or loose and separated.
Zur Durchführung des Fließtests wurden ca. 100 mg Substanz auf ein mit Wasser durchtränktes Papiertuch gegeben und ver¬ folgt, wie das Wasser von den Produkten aufgesaugt wurde. Das Absorptionsverhalten wurde nach folgender Notenskala be¬ wertet.To carry out the flow test, approx. 100 mg of substance were placed on a paper towel soaked in water and it was followed how the water was absorbed by the products. The absorption behavior was evaluated according to the following grading scale.
A zieht schnell an B zieht sehr schnell an C zieht von Anfang bis Ende durch D Gel liegt nach der Wasseraufnahme separiert vor Gelblocking
Die Erfindung wird nachfolgend durch Herstellungs- und Anwen¬ dungsbeispiele näher erläutert.A pulls in quickly B pulls in very quickly C pulls through from start to finish D Gel is separated after water absorption before gel blocking The invention is explained in more detail below by means of manufacturing and application examples.
VorprodukteIntermediate products
Die nachfolgend angeführten Mischungen werden bei Raumtem¬ peratur (15 bis 20°C) in je 360 ml Wasser eingerührt und drei Stunden stehen gelassen. Danach werden die erhaltenen Gele zwei Stunden bei 100°C im Umlufttrockenschrank ge-trocknet, anschließend gemahlen und auf eine Korngröße von 90 - 630 μm abgesiebt.The mixtures listed below are stirred in at room temperature (15 to 20 ° C.) in 360 ml of water and left to stand for three hours. The gels obtained are then dried in a forced-air drying cabinet at 100 ° C. for two hours, then ground and sieved to a particle size of 90-630 μm.
Vorprodukt 1Intermediate 1
38 g CMC Walocel 40000 (Natriumcarboxymethylcellulose, Wolff Walsrode) , 2 g eines Polyacrylat Superabsorbers (hergestellt nach der DE-OS 40 15 085, Beispiel 4, im folgenden "SAB A" genannt)38 g of CMC Walocel 40000 (sodium carboxymethyl cellulose, Wolff Walsrode), 2 g of a polyacrylate superabsorber (produced according to DE-OS 40 15 085, Example 4, hereinafter referred to as "SAB A")
Vorprodukt 2Intermediate 2
38 g CMC, (Walocel 30000) , 2 g "SAB A"38 g CMC, (Walocel 30000), 2 g "SAB A"
Vorprodukt 3Intermediate 3
36 g CMC, (Walocel 30000) , 4 g "SAB A"36 g CMC, (Walocel 30000), 4 g "SAB A"
Vorprodukt 4Intermediate 4
32 g CMC, (Walocel 30000) , 8 g "SAB A"32 g CMC, (Walocel 30000), 8 g "SAB A"
Vorprodukt 5Intermediate 5
32 g CMC, (Walocel 30000) , 8 g "SAB A" , 4 g Cellulosefaser
(PWC 500, Fa. Rettenmaier)32 g CMC, (Walocel 30000), 8 g "SAB A", 4 g cellulose fiber (PWC 500, Rettenmaier)
Vorprodukt 6Intermediate 6
28,5 g CMC, (Walocel 30000) , 9,5 g Guarmehl (Typ 104, Fa. Roeper) , 2 g "SAB A"28.5 g CMC, (Walocel 30000), 9.5 g guar flour (type 104, Roeper), 2 g "SAB A"
Vorprodukt 7 (Vergleichsprodukt)Intermediate 7
40 g CMC, (Walocel 40000) ohne Zusatz40 g CMC, (Walocel 40000) without additives
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
5 g des Vorproduktes 1 werden mit 0,25 g (Cellulose, Durch¬ messer: 17 μm, Länge: 30 μm) Faser BE 600/30 (Fa. Retten¬ maier) und 0,25 g säureterminiertem TONE 230 (ein Umsetzungs¬ produkt aus TONE 230 Polyol auf der Basis von Caprolacton, Molgewicht 1250 g . mol-1) der Fa. Union Carbide und Malein¬ säureanhydrid) kräftig vermischt und anschließend 30 Minuten auf 120°C im Ofen erhitzt. Dann wird mit 0,25 g AI (OH) 2OOCCH3*l/3 H3B03 versetzt und für eine Stunde auf 50°C im Ofen erhitzt . TBT (max./ret.) = 48 g/g / 26 g/g; AUL = 18,0 g/g; FT: B C D5 g of the preliminary product 1 are mixed with 0.25 g (cellulose, diameter: 17 μm, length: 30 μm) of BE 600/30 fiber (from Retten¬maier) and 0.25 g of acid-terminated TONE 230 (a reaction) product from TONE 230 polyol based on caprolactone, molecular weight 1250 g. mol -1 ) from Union Carbide and maleic anhydride) was mixed vigorously and then heated to 120 ° C. in an oven for 30 minutes. Then 0.25 g of Al (OH) 2 OOCCH 3 * l / 3 H 3 B0 3 is added and the mixture is heated in an oven at 50 ° C. for one hour. TBT (max./ret.) = 48 g / g / 26 g / g; AUL = 18.0 g / g; FT: BCD
Beispiel 2Example 2
5 g des Vorproduktes 2 werden mit 0,25 g Aerosil R 972 (pyro- gene Kieselsäure, Teilchendurchmesser: 16 nm Degussa AG) , 0,25 g säureterminiertem TONE 230, 0, 5 ml Wasser und 1 ml i- Propanol kräftig vermischt und anschließend für 30 Minuten auf 120°C im Ofen erhitzt. Dann wird mit 0,25 g5 g of the preliminary product 2 are mixed vigorously with 0.25 g Aerosil R 972 (pyrogenic silica, particle diameter: 16 nm Degussa AG), 0.25 g acid-terminated TONE 230, 0.5 ml water and 1 ml i-propanol then heated to 120 ° C in the oven for 30 minutes. Then with 0.25 g
ERSATZBLATT
AI (OH) 2OOCCH3*l/3 H3B03 versetzt und für eine Stunde aufERS A TZBLATT AI (OH) 2 OOCCH 3 * l / 3 H 3 B0 3 added and on for one hour
50°C im Ofen erhitzt.Heated in the oven at 50 ° C.
TBT (max./ret.) = 51 g/g / 28 g/g; AUL = 19,6 g/g; FT: B C DTBT (max./ret.) = 51 g / g / 28 g / g; AUL = 19.6 g / g; FT: B C D
Beispiel 3Example 3
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird anstelle des Vorproduktes 2 das Vorprodukt 3 eingesetzt; außerdem wird statt des Aerosils R 972 das Aerosil A 200 (pyrogene Kiesel¬ säure, Teilchendurchmesser: 12 nm Degussa AG) verwendet. TBT (max./ret.) = 45 g/g / 27 g/g; AUL = 17,0 g/g; FT: B C DThe procedure is as in Example 2, but instead of intermediate 2, intermediate 3 is used; in addition, the Aerosil A 200 (pyrogenic silica, particle diameter: 12 nm Degussa AG) is used instead of the Aerosil R 972. TBT (max./ret.) = 45 g / g / 27 g / g; AUL = 17.0 g / g; FT: B C D
Beispiel 4Example 4
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird statt des säureterminiertem TONE 230 reines TONE 230 eingesetzt; außer¬ dem wird mit der doppelten Menge Wasser und der doppelten Menge i-Propanol kräftig vermischt. TBT (max./ret.) = 52 g/g / 29 g/g; AUL = 19,0 g/g; FT: B C DThe procedure is as in Example 2, but pure TONE 230 is used instead of the acid-terminated TONE 230; moreover, vigorously mixed with twice the amount of water and twice the amount of i-propanol. TBT (max./ret.) = 52 g / g / 29 g / g; AUL = 19.0 g / g; FT: B C D
Beispiel 5Example 5
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird das Vorpro¬ dukt 5 eingesetzt. TBT (max./ret.) = 47 g/g / 27 g/g; AUL = 18,3 g/g; FT: B C DThe procedure is as in Example 2, but the preliminary product 5 is used. TBT (max./ret.) = 47 g / g / 27 g / g; AUL = 18.3 g / g; FT: B C D
Beispiel 6Example 6
Es wird wie in Beispiel 3 verfahren, jedoch wird nur die halbe Menge an säureterminiertem TONE 230 eingesetzt, außer¬ dem wird das Aerosil A 200 durch die gleiche Menge der Faser BE 600/30 ersetzt.
TBT (max./ret.) = 52 g/g / 29 g/g; AUL = 18,7 g/g; FT: B C DThe procedure is as in Example 3, but only half the amount of acid-terminated TONE 230 is used, and in addition the Aerosil A 200 is replaced by the same amount of BE 600/30 fiber. TBT (max./ret.) = 52 g / g / 29 g / g; AUL = 18.7 g / g; FT: BCD
Beispiel 7Example 7
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch werden zusätzlich (vor dem ersten Erhitzen) 0,25 g Faser BE 600/30 eingearbei¬ tet. TBT (max./ret.) = 49 g/g / 28 g/g; AUL = 18,9 g/g; FT: B C DThe procedure is as in Example 2, but 0.25 g of BE 600/30 fiber are additionally incorporated (before the first heating). TBT (max./ret.) = 49 g / g / 28 g / g; AUL = 18.9 g / g; FT: B C D
Beispiel 8Example 8
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird das Vorpro¬ dukt 6 eingesetzt. TBT (max./ret.) = 38 g/g / 22 g/g; AUL = 16,5 g/g; FT: A C DThe procedure is as in Example 2, but the preliminary product 6 is used. TBT (max./ret.) = 38 g / g / 22 g / g; AUL = 16.5 g / g; FT: A C D
Beispiel 9Example 9
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird das Vorpro¬ dukt 5 eingesetzt. Außerdem wird die Menge an Aluminiumver- netzer auf 0,2 g reduziert. TBT (max./ret.) = 49 g/g / 28 g/g; AUL = 16,8 g/g; FT: A C DThe procedure is as in Example 2, but the preliminary product 5 is used. In addition, the amount of aluminum crosslinker is reduced to 0.2 g. TBT (max./ret.) = 49 g / g / 28 g / g; AUL = 16.8 g / g; FT: A C D
Beispiel 10Example 10
100 g des in Beispiel 1 erhaltenen Produktes werden mit 100 ml einer 0,125 %igen wässrigen Lösung von 3,7-Bis (dimethyl- a ino) - phenothiaziniumchlorid gemischt und anschließend für 2 h im Umlufttrockenschrank bei 60°C getrocknet.
200 mg des so erhaltenen Produktes werden in einen Teebeutel gegeben. Dieser wird in ein Becherglas mit 50 ml 0,2 %iger Kochsalzlösung eingehängt. Nach einer Stunde wird der Tee¬ beutel entfernt. Die Färbung der Kochsalzlösung wird beur¬ teilt, dannach wird der Vorgang mit neuer NaCl-Lösung wieder¬ holt.100 g of the product obtained in Example 1 are mixed with 100 ml of a 0.125% aqueous solution of 3,7-bis (dimethyl-a ino) phenothiazinium chloride and then dried at 60 ° C. in a forced-air drying cabinet for 2 h. 200 mg of the product thus obtained are placed in a tea bag. This is suspended in a beaker with 50 ml of 0.2% saline. The tea bag is removed after one hour. The color of the saline solution is assessed, then the process is repeated with new NaCl solution.
Auch nach dem 5. Zyklus zeigt die Blaufärbung der Kochsalzlö¬ sung die Freisetzung des Wirkstoffs aus der als Speicherme¬ dium fungierenden Polymerzusammensetzung an.Even after the 5th cycle, the blue color of the saline solution indicates the release of the active ingredient from the polymer composition which acts as the storage medium.
Beispiel 11Example 11
Bei der Darstellung von Vorprodukt 1 werden zusätzlich 0,05 g 3,7 - Bis (dimethylamino) - phenothiaziniumchlorid zur Pul¬ vermischung gegeben und wie beschrieben weiter verarbeitet . Aus diesem Vorprodukt wird gemäß Beispiel 1 ein Absorber her¬ gestellt. Der so dargestellte Absorber wird wie in Beispiel 10 beschrieben untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse stimmen mit den in Beispiel 10 erhaltenen überein.In the preparation of intermediate 1, an additional 0.05 g of 3,7-bis (dimethylamino) phenothiazinium chloride is added to the powder mixture and further processed as described. An absorber is produced from this preliminary product in accordance with Example 1. The absorber thus represented is examined as described in Example 10. The results obtained are in agreement with those obtained in Example 10.
VergleichsbeispieleComparative Examples
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird das Vorpro¬ dukt 7 eingesetzt und die Menge an säureterminiertem TONE 230 halbiert . TBT (max./ret.) = 36 g/g / 27 g/g; AUL = 8,0 g/g; FT: EThe procedure is as in Example 2, but the preliminary product 7 is used and the amount of acid-terminated TONE 230 is halved. TBT (max./ret.) = 36 g / g / 27 g / g; AUL = 8.0 g / g; FT: E
ERSATZBLATT
Vergleichsbeispiel 2REPLACEMENT LEAF Comparative Example 2
20 g CMC 30000 werden mit 8 g Isopropanol, 200 g Wasser, 0,4 g AI (OH) 2OOCCH3*l/3 H3B03 und 0,8 g Essigsäure 4 Stunden bei20 g of CMC 30000 are mixed with 8 g of isopropanol, 200 g of water, 0.4 g of Al (OH) 2 OOCCH 3 * l / 3 H 3 B0 3 and 0.8 g of acetic acid for 4 hours
50°C gehalten. Anschließend wird bei 80°C getrocknet.Kept at 50 ° C. Then it is dried at 80 ° C.
TBT (max./ret.) = 16 g/g / 11 g/g; AUL = 8,9 g/g; FT: ETBT (max./ret.) = 16 g / g / 11 g / g; AUL = 8.9 g / g ; FT: E
Vergleichsbeispiele 3 , 4Comparative Examples 3, 4
Die Herstellung der Produkte aus den Beispielen 3 und 5 wur¬ den ohne den Zusatz eines Matrixmaterials wiederholt. Die er¬ haltenen Produkte waren inhomogen, konnten durch Sieben ge¬ trennt werden und blockten. Bezüglich des TBT und des AUL- Tests konnten wegen der Inhomogenität der Produkte (Entmischung beim Absieben) keine reproduzierbaren Werte er¬ halten werden.The production of the products from Examples 3 and 5 was repeated without the addition of a matrix material. The products obtained were inhomogeneous, could be separated by sieving and blocked. Regarding the TBT and the AUL test, no reproducible values could be obtained due to the inhomogeneity of the products (segregation during sieving).
Vergleichsbeispiel 5Comparative Example 5
60 g CMC 40000 werden mit 1,5 g Ethylencarbonat, 1,5 ml Was¬ ser und 1,5 ml Isopropanol kräftig vermischt; anschließend wird 60 min auf 120°C im Ofen erhitzt. 8 g dieses Produktes werden mit 2 g FavorR 953 (vernetztes, teilneutralisiertes Polyacrylat der Fa. Stockhausen GmbH) , 0,5 g TONE 230, 0,5 g Faser BE 600/30 und mit 0,5 g AI (OH) 2OOCCH3*l/3 H3B03 unter Verwendung von 2 ml Isopropanol und 1 ml Wasser kräftig ver¬ mischt und für 60 Min auf 120°C im Ofen erhitzt. TBT (max./ret.) = 46 g/g / 29 g/g; AUL = 14,4 g/g; FT: B C D60 g of CMC 40000 are mixed vigorously with 1.5 g of ethylene carbonate, 1.5 ml of water and 1.5 ml of isopropanol; then heated to 120 ° C in the oven for 60 min. 8 g of this product are mixed with 2 g Favor R 953 (cross-linked, partially neutralized polyacrylate from Stockhausen GmbH), 0.5 g TONE 230, 0.5 g fiber BE 600/30 and with 0.5 g AI (OH) 2 OOCCH 3 * 1/3 H 3 B0 3 vigorously mixed using 2 ml isopropanol and 1 ml water and heated to 120 ° C in the oven for 60 min. TBT (max./ret.) = 46 g / g / 29 g / g; AUL = 14.4 g / g; FT: BCD
Vergleichsbeispiel 6Comparative Example 6
8 g CMC 40000 werden mit 2 g "SAB A" , 0,5 g Faser BE 600/30 0,5 g säureterminiertem TONE 230, 0,1 g Aerosil R 972, 2 ml i-Propanol und 1 ml Wasser kräftig vermischt und anschließend 30 Minuten auf 120°C im Ofen erhitzt. Das so erhaltene Pro
dukt wird mit 0,6 g AI (OH) 2OOCCH3*l/3 H3B03 versetzt und an¬ schließend eine Stunde auf 50°C im Ofen erhitzt. TBT (max./ret.) = 51 g/g / 36 g/g; AUL = 11,0 g/g; FT: B C D
8 g CMC 40000 are mixed vigorously with 2 g "SAB A", 0.5 g fiber BE 600/30, 0.5 g acid-terminated TONE 230, 0.1 g Aerosil R 972, 2 ml i-propanol and 1 ml water then heated to 120 ° C in the oven for 30 minutes. The pro thus obtained 0.6 g of Al (OH) 2 OOCCH 3 * 1/3 H 3 B0 3 is added to the product and the mixture is then heated to 50 ° C. in an oven for one hour. TBT (max./ret.) = 51 g / g / 36 g / g; AUL = 11.0 g / g ; FT: BCD