説明

ポリアルコキシル化トリメチロールプロパンの(メタ)アクリルエステルの混合物

本発明は、式(I)[式中、AOは、各AOについて、相互に無関係で、EO、PO又はBOを表わし、この際、EOは、O−CH−CH−を表わし、POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、BOは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH−CH)−又はO−CH(CH−CH)−CH−を表わし、p1+p2+p3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74又は75であり、R1、R2、R3は、相互に無関係で、H又はCHを表わす]のポリアルコキシル化トリメチロールプロパンの(メタ)アクリルエステルの新規混合物、このエステル混合物の簡易化製法及びそうして得られる反応混合物の使用に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリアルコキシル化トリメチロールプロパンの(メタ)アクリルエステルの新規混合物、このエステル混合物の簡易化製法及びそうして得られる反応混合物の使用に関する。
【0002】
膨潤可能なヒドロゲル−生成重合体、いわゆる超吸収体(Super-Absorbing Polymers、SAP)は、公知技術水準から公知である。イオン性であっても非イオン性であってもよい可塑性の親水性重合体の架橋結合体が重要である。これは、水性液体を吸収して結合し、ヒドロゲルを生成させることができるので、タンポン、おむつ、婦人用バンド、失禁用製品、子供用トレーニングパンツ、靴用装入物及び体液吸収における衛生製品の製造のために有利に使用される。更に、超吸収体は、液体、殊に水又は水溶液が吸収される他の技術分野で使用される。この分野は、例えば、貯蔵、包装、輸送(感水性製品の包装材料、例えば、花−輸送、衝撃保護);食料品分野(魚、生肉の輸送;生魚/−肉−包装物中の水、血液の吸収);医学(絆創膏、火傷包帯用又は他の湿潤性創傷用の吸水性材料)、化粧品(化学薬品及び医薬品用賦形物質、リウマチ用プラスター、超音波ゲル、冷却ゲル、化粧用粘稠剤、日焼け止め);油/水又は水/油−エマルジョン用粘稠剤;織物(手袋、スポーツ用衣服、織物中の水分調節、靴用装入物);化学技術的使用(有機反応用の触媒、大官能分子(酵素)の不動化、凝集化の付着剤、蓄熱剤、濾過助剤、ポリマー積層体中の親水成分、分散剤、液化剤);建築物及び構築物、設備(粉末射出、粘土漆喰、振動抑制媒体、水分の多い地下のトンネル掘削での助剤、ケーブル被覆);水処理、廃棄物処理、水分離(除氷剤、再使用可能な砂袋);清浄化;農化学(潅水、溶融水及び溶融沈積物の留保、堆肥添加剤、菌類−/昆虫発生前の森林保護、植物への作用物質の遅延放出);耐火(飛火)において(SAPゲルでの家の被覆又は家壁の被覆は、水が極めて高い熱容量を有するので、引火を防ぐことができる;火災、例えば、森林火災でのSAPゲルの噴霧);熱可塑性ポリマーにおける同時押出剤(多層シートの親水化);水を吸収することができるシート及び熱可塑性成形体の製造(例えば、農業用雨−及び浸水蓄積シート);湿潤シート中に包装され得る果物及び野菜の新鮮保持用のSAP含有シート;SAPは、果物及び野菜から放出される水を、凝縮水滴を形成させずに蓄積し、水を部分的に果物及び野菜に再び与えるので、腐敗も萎れることもない;SAP−ポリスチロール同時押出物、例えば、肉、魚、鶏肉、果物及び野菜用の食料品包装);作用物質組成物(薬剤、植物保護)における担体物質である。衛生製品において超吸収体は、殆どの場合に、いわゆる吸収体核中に存在し、これは他の材料として特に繊維(セルロース繊維)を包含し、これは1種の液体貯蔵体として自然に送り込まれる量の液体を中間蓄積し、超吸収体への吸収体中の体液の疎通を保証する。
【0003】
おむつ構造における最近の傾向は、減少されたセルロース繊維成分及び高められたヒドロゲル成分を有する薄い構造を製造することにある。益々薄くなるおむつ構造の傾向と共に、水膨潤可能な親水性ポリマーの要求プロフィールは年々明らかに変化してきている。
【0004】
高吸収性ヒドロゲルの開発の始めには、先ず単に極めて高い膨潤性が重要であったが、後には、液体伝導及び−分配のための超吸収体の性能も決定的に重要であることが判明した。従来の超吸収体は液体での湿潤の際に表面で強力に膨潤するので、粒子内部への液体移送が極めて難しいか又は全く阻止されることが判明した。この超吸収体の特性は、”ゲルブロッキング(Gelblocking)”とも称される。衛生製品のより高い負荷に基づき(単位面積当たりのポリマー)、ポリマーは膨潤状態では後続の液体への遮断層を形成してはならない。製品が良好な移送特性を有する場合には、全衛生製品の最適利用が保証され得る。従って、極端な場合には、液体の排出、いわゆる衛生製品の漏れとなるゲルブロッキングの現象は阻止される。要するに、液体伝導及び−分配は、体液の初期吸収の際に決定的に重要である。
【0005】
例えば、膨潤状態で高いゲル強度を有するヒドロゲルは良好な移送特性を有する。僅かしかゲル強度を持たないゲルは、適用圧(体圧)下に変形可能であり、超吸収体/セルロース繊維−吸収体中の孔を塞ぎ、それによってそれ以上の液体吸収を阻止する。高められたゲル強度は全般により高い架橋結合によって達成され、それによって当然製品の保留性は減少される。ゲル強度を高めるための優れた方法は、表面後架橋結合である。この方法では、平均的な架橋結合密度を有する乾燥超吸収体に付加的な架橋結合をさせる。表面後架橋結合によって、超吸収体粒子のシェルにおける架橋結合密度が上昇し、それによって、圧力負荷下での吸収はより高い水準に高められる。超吸収体シェル中の吸収力は下がるが、超吸収体粒子の核は、可動性ポリマー鎖の存在によって、シェルに比較して改善された吸収力を示し、従って、ゲルブロッキングの効果が現われることなく、シェル構造を通る改善された液体伝導が保証される。このことから超吸収体の全吸収力は自然にではなく時間を移して吸収されることが所望に値する。衛生製品は、通例、尿を数回送り込まれるので、超吸収体の吸収力は最初の処理後に著しく消耗されてはならない。
【0006】
親水性の高膨潤性ヒドロゲルは、殊に、(共)重合化親水性モノマーを含むポリマー、好適なグラフト基体上の1種以上の親水性モノマーのグラフト(コ)ポリマー、架橋結合セルロース−又は澱粉エーテル、架橋結合カルボキシメチルセルロース、部分的架橋結合ポリアルキレンオキシド又は水性液体中に膨潤可能な天然産物、例えば、グア誘導体である。このようなヒドロゲルは、おむつ、タンポン、婦人用バンド及び他の衛生製品を製造するための水溶液を吸収する製品として、しかし又は農業的園芸における水保留剤としても使用される。
【0007】
使用特性、例えば、おむつにおけるRewet及びAULの改善のために、親水性の高膨潤性ヒドロゲルは、一般に表面−又はゲル後架橋結合される。この後架橋結合は当業者に自体公知であり、有利に水性ゲル相中で又は粉砕され篩分されたポリマー粒子の表面後架橋結合として行なわれる。
【0008】
EP238050は、超吸収体のための可能な内部架橋結合剤として、アクリル酸又はメタクリル酸で2重又は3重にエステル化された、トリメチロールプロパンへのエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドの付加生成物を明らかにしている。
【0009】
市販で、例えば、サルトマー(Sartomer)(Exton, PA, USA)によって前記の商品名でトリメチロールプロパントリアクリレート(SR351)、3重の1個エトキシル化されたトリメチロールプロパントリアクリレート(SR454)、3重の2個エトキシル化されたトリメチロールプロパントリアクリレート(SR499)、3重の3個エトキシル化されたトリメチロールプロパントリアクリレート(SR502)、3重の5個エトキシル化されたトリメチロールプロパントリアクリレート(SR9035)及び全20個エトキシル化されたトリメチロールプロパントリアクリレート(SR415)が得られる。プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートは、商品名SR492(TMP1個当たり、3重の1PO)及びCD501(TMP1個当たり、3重の2PO)で得られる。
【0010】
WO93/21237から、アルコキシル化多価C〜C10−炭化水素の(メタ)アクリレートが架橋結合剤として公知である。SR351、SR454、SR502、SR9035及びSR415に相応するトリメチロールプロパン架橋結合剤が使用された。これらの架橋結合剤は、TMP1個当たり0、3、9、15又は20個のEO単位を有する。WO93/21237により、TMP1個当たり3重の2〜7個のEO単位、殊にTMP1個当たり3重の4〜6個のEO単位を有する。
【0011】
この方法の欠点は、使用物質及び副生成物(前記の明細書中で使用される架橋結合剤は0.1質量%よりも少ないアクリル酸含量を有する)の少なくとも部分的分離のために、経費のかかる精製操作を必要とすることである。
【0012】
エトキシル化トリメチロールプロパン(メタ)アクリレートは、特許文献で常に内部架橋結合剤として説明され、この際、サルトマー(Sartomer)によって市販で得られるTMP誘導体だけが使用され、即ち、例えば、WO98/47951ではトリメチロールプロパントリエトキシレート−トリアクリレートが、WO01/41818ではサルトマー(Sartomer)#9035が、いわゆる高エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート(HeTMPTA)として、及びWO01/56625ではSR9035及びSR−492が使用される。
【0013】
US55784121に、TMP−内部架橋結合剤の組合せが記載されている。そこでは、トリアクリレートとジアクリレートとを含む組合せが使用され、又はその主成分の内部架橋結合剤は少なくとも90質量%まで存在する。
【0014】
抑制剤/抑制剤系及び場合により溶剤、例えば、ベンゾール、トルオール、シクロヘキサンの存在で、(メタ)アクリル酸と相応するアルコールとの酸触媒化エステル化による高級(メタ)アクリル酸エステルの製造は一般に公知である。
【0015】
周知のように(メタ)アクリル酸及びアルコールからのエステル生成には、平衡反応が基礎になっているので、経済的変換率を達成するために、通例、装入物質を過剰量で使用する、及び/又は生成したエステル化水及び/又は目的エステルを平衡から除去する。
【0016】
従って、高級(メタ)アクリル酸エステルの製造の際に、通例、反応水を除去し、かつ大抵は過剰量の(メタ)アクリル酸を使用する。
【0017】
US4187383は、(メタ)アクリル酸と有機ポリオールとを、当量過剰2〜3:1で、反応温度20〜80℃でエステル化させる方法を記載している。
【0018】
この方法の欠点は、低い反応温度によって反応時間は35時間までかかり、反応混合物中の過剰の酸を中和によって引続いての相分離で除去することである。
【0019】
WO2001/14438(Derwent-Abstract Nr. 2001-191644/19)及びWO2001/10920(Chemical Abstract 134:163502)は、酸及び重合抑制剤の存在で、(メタ)アクリル酸とポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルとの比率3:1〜50:1でのエステル化、及び酸性触媒の不活化後の、pH1.5〜3.5での(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリル酸を含む残渣の共重合の方法、及びセメント添加剤としてのその使用を記載している。
【0020】
この方法の欠点は、この方法がポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルに限定されていて、触媒を不活化させなければならず、かつこの種類のコポリマーは、それが1官能性だけを有するので、ヒドロゲルのための架橋結合剤としては使用され得ないことである。
【0021】
ポリマーのための、殊に超吸収体のためのラジカル架橋結合剤として使用され得る他の化合物を得ること、及び超吸収体のためのラジカル架橋結合剤として使用可能である物質のための製法を簡単にすることが課題であった。
【0022】
この課題は、式1a、1b又は1cのエステルから選択される少なくとも2種のエステルを含有するエステル混合物を得ることによって解明され、この際、式IaのエステルFは次の構造を有する:
【0023】
【化1】

[式中、
AOは、AO、AO及びAOについて、各々相互に無関係で、EO、PO又はBOを表わし、
この際、EOは、O−CH−CH−を表わし、
POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、
BOは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH−CH)−又はO−CH(CH−CH)−CH−を表わし、
p1+p2+p3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74又は75であり、
R1、R2、R3は、相互に無関係でH又はCHを表わす]
かつ式IbのエステルFは次の構造を有する:
【0024】
【化2】

[式中、
EOは、O−CH−CH−を表わし、
POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、
n1+n2+n3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59又は60であり、
m1+m2+m3は、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13であり、
R1、R2、R3は、相互に無関係で、H又はCHを表わす]
かつ式IcのエステルFは、次の構造を有する:
【0025】
【化3】

[式中、
EOは、O−CH−CH−を表わし、
POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、
n1+n2+n3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59又は60であり、
m1+m2+m3は、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13であり、
R1、R2、R3は、相互に無関係で、H又はCHを表わす]。
【0026】
前記のエステルFはエステル混合物であることが有利であり、この際、全AO、EO、PO又はBOは、EOを表わすことが有利である。
【0027】
この際、式1a及び1b又は1a及び1c又は1b及び1c、有利に1b及び1cのエステルだけが存在する前記のエステル混合物が特に有利である。
【0028】
式1b又は1cのエステルが、エステル混合物中に少なくとも10質量%、有利に少なくとも20質量%、特に有利に少なくとも30質量%、殊に少なくとも40質量%まで存在している前記のエステル混合物が極めて特に有利である。
【0029】
エステル混合物において、p1+p2+p3が等しく30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49又は50を表わす前記のエステルが有利である。
【0030】
AO、BO、EO又はPO単位は、ポリエーテルが生成し、ペルオキシドが生成しないように組み込まれている。
【0031】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、相互に無関係で、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20を表わすエステルFが有利である。
【0032】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、相互に無関係で、9、10又は11を表わすエステルFが特に有利である。
【0033】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、相互に無関係で、15、16、17、18、19又は20を表わすエステルFが特に有利である。
【0034】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、等しく、28、29、30、31又は32であるエステルFが有利である。
【0035】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、等しく、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59又は60であるエステルFが有利である。
【0036】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、等しく、30であるエステルFが特に有利である。
【0037】
前記の意味を有するエステル混合において、n1+n2+n3は、等しく、50であるエステルFが特に有利である。
【0038】
前記の意味を有するエステル混合において、n1=n2=n3=10であるエステルFが殊に有利である。
【0039】
前記の意味を有するエステル混合において、n1=n2=17及びn3=16であるエステルFが殊に有利である。
【0040】
更に、前記の意味を有するエステル混合において、m1、m2、m3は、相互に無関係で、1、2、3、4又は5を表わすエステルFが有利である。
【0041】
前記の意味を有するエステル混合において、m1、m2、m3は、相互に無関係で、1、2又は3を表わすエステルFが特に有利である。
【0042】
前記の意味を有するエステル混合において、m1、m2、m3は、相互に無関係で、2、3、4又は5を表わすエステルFが特に有利である。
【0043】
前記の意味を有するエステル混合において、m1+m2+m3は、等しく、4、5又は6であるエステルFが有利である。
【0044】
前記の意味を有するエステル混合において、m1+m2+m3は、等しく、7、8、9、10、11、12又は13であるエステルFが有利である。
【0045】
前記の意味を有するエステル混合において、m1+m2+m3は、等しく、5であるエステルFが特に有利である。
前記の意味を有するエステル混合において、m1+m2+m3は、等しく、10であるエステルFが特に有利である。
【0046】
前記の意味を有するエステル混合において、m=m=3、m=4であり、i、k、lは全て異なり、1、2、3を含む群から選択されるエステルFが殊に有利である。
【0047】
前記の意味を有するエステル混合において、m=m=2、m=1であり、i、k、lは全て異なり、1、2、3を含む群から選択されるエステルFが殊に有利である。
【0048】
エステル混合物において、R1、R2及びR3が同一であり、殊にR1、R2及びR3がHを表わす場合のエステルFが極めて特に有利である。
【0049】
エステル混合物は高められた定点を有し、室温(20℃)でも、大部分までが冷蔵庫温度(5℃)ですら液状であり、これは簡易化された有利な取扱いを可能にする。更に、このエステル混合物は皮膚刺激性ではないので、貯蔵及び加工の際に保護的予防を必要としない。
【0050】
本発明により、前記の意味を有する前記式のエステルFのエステル混合物を、殊に内部架橋結合剤として、水性液体吸収性ヒドロゲル−生成ポリマーを製造するために使用することができる。
【0051】
他の課題は、次の段階を包含する、(メタ)アクリル酸とアルコキシル化トリメチロールプロパンを含む混合物のエステルFのエステル混合物を製造する方法によって解明される:
a)少なくとも1種のエステル化触媒C及び少なくとも1種の重合抑制剤D及び場合により水と共沸混合物を生成する溶剤Eが存在する、エステルFの生成下での、(メタ)アクリル酸とアルコキシル化トリメチロールプロパンの混合物との反応、
b)場合により、a)で反応混合物から生じる水の少なくとも一部分の除去(この際、b)はa)の間及び/又はその後に行なうことができる)、
f)場合により、反応混合物の中和、
h)溶剤Eを使用した場合に、場合により、この溶剤の蒸留による除去及び/又は
i)反応条件下に不活化のガスでのストリップ。
【0052】
この際、
モル過剰量の(メタ)アクリル酸対アルコキシル化トリメチロールプロパンの混合物は、有利に3.15:1であり、かつ
最終段階後に得られる反応混合物中に含有され、場合により中和される(メタ)アクリル酸が実際に反応混合物中に残留していることが有利である。
【0053】
本発明における(メタ)アクリル酸とは、メタアクリル酸、アクリル酸又はメタアクリル酸及びアクリル酸を含む混合物のことである。アクリル酸が有利である。
【0054】
純粋形でのエステルFの混合物が所望される場合には、公知の分離法によって精製することができる。
【0055】
モル過剰量の(メタ)アクリル酸対アルコキシル化トリメチロールプロパンの混合物は少なくとも3.15:1であり、有利に少なくとも3.3:1、特に有利に少なくとも3.75:1、極めて特に有利に少なくとも4.5:1及び殊に7.5:1である。
【0056】
有利な1実施態様では、(メタ)アクリル酸を、例えば15:1以上、有利に30:1以上、特に有利に60:1以上、極めて特に有利に150:1以上、殊に225:1以上及び特別に300:1以上の過剰量で使用する。
【0057】
そうして得られるエステル化生成物は、実際にはそれ以上精製しないで、特に実際には(メタ)アクリル酸の過剰量及びエステル化触媒C含量を分離しないで、ラジカル架橋結合剤としてヒドロゲルに使用することができる。
【0058】
本明細書中、架橋結合とは、他の記載のない限り、ラジカル架橋結合(直鎖又は弱架橋結合ポリマーのゲル架橋結合、内部架橋結合、交差架橋結合)のことである。この架橋結合は、ラジカル又は陽イオン重合機構又は他の、例えば、ミカエル−付加、エステル化−又はエステル交換機構を介して行なうことができ、ラジカル重合により有利に行われ得る。
【0059】
水性液体を吸収するヒドロゲル−生成ポリマーは、少なくとも固有質量、有利に10倍の固有質量、殊に20倍の固有質量の蒸留水を吸収するポリマーが有利であり、この吸収は有利に0.7psiの圧力下でも達成される。
【0060】
本発明により使用可能なアルコキシル化トリメチロールプロパンは、例えば、式IIa:
【0061】
【化4】

又は式IIb:
【0062】
【化5】

又は式IIc:
【0063】
【化6】

の構造を有し、この際、AO、EO、PO、n1、n2、n3、m1、m2、m3は、エステルにおいて前記した意味を有する。
【0064】
トリメチロールプロパンとアルキレンオキシドとの反応は当業者に自体公知である。可能な実施態様は、Houben−Weyl, Methoden der Organischen Chemie, 第4版, 1979, Thieme Verlag Stuttgart, Hrsg. Heinz Kropf, 6/1a巻, 1部, 373〜385頁にある。
【0065】
式IIbの化合物を製造するために、例えば、先ずトリメチロールプロパンをEOと反応させ、次いで引き続きPOと反応させる。
【0066】
これは、例えば、トリメチロールプロパン約77g中で、KOH0.5g、水中45%、で行なうことができ、オートクレーブ中に装入させ、一緒に80℃及び減圧(約20ミリバール)で脱水する。次いで、145〜155℃で、相応する量のエチレンオキシドを添加させ、この温度で高めた圧力下に反応させる。圧力上昇がもはや認められなくなった時に、反応は終了する。次いで、更に30分間150℃で後攪拌する。引き続き、相応する量のプロピレンオキシドを120〜130℃で長時間に渡り高めた圧力で添加し、同様に反応させる。不活性ガスでの洗浄及び60℃への冷却後に、触媒をピロ燐酸ナトリウムの添加及び引き続きの濾過によって分離する。
【0067】
式IIbの化合物を製造するために、例えば、先ずトリメチロールプロパンをPOと反応させ、引き続きEOと反応させる。
【0068】
これは、例えば、トリメチロールプロパン約77g中で、KOH0.5g、水中45%、で行なうことができ、オートクレーブ中に装入させ、一緒に80℃及び減圧(約20ミリバール)で脱水する。次いで、120〜130℃で、相応する量のプロピレンオキシドを添加し、この温度で高めた圧力下に反応させる。圧力上昇がもはや認められなくなった時に、反応は終了する。次いで、更に30分間120℃で後攪拌する。引き続き、相応する量のエチレンオキシドを140〜155℃で長時間に渡り高めた圧力で添加し、同様に反応させる。不活性ガスでの洗浄及び60℃への冷却後に、触媒をピロ燐酸ナトリウムの添加及び引き続きの濾過によって分離する。
【0069】
統計的ポリマーを製造すべき場合には、EO及びPOを同時に添加する。ブチレンオキシド単位を含有すべき相応するポリマーの場合には、BOと相応に反応させる。
【0070】
本発明により使用可能なポリアルコールの粘度について、ポリアルコールが約80℃までの温度で問題なくポンプ揚げが可能であるべきであり、有利にそれが1000mPas以下、有利に800mPas以下、極めて特に有利に500mPas以下の粘度を有すべきであること以外は特別な要求は設定されない。
【0071】
本発明により使用可能な架橋結合触媒Cは、硫酸、アリール−又はアルキルスルホン酸又はその混合物である。アリールスルホン酸の例は、ベンゾールスルホン酸、パラ−トルオールスルホン酸又はドデシルベンゾールスルホン酸であり、アルキルスルホン酸の例は、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸又はトリフルオルメタンスルホン酸である。強酸性イオン交換体又はゼオライトも、エステル化触媒として使用可能である。硫酸及びイオン交換体が有利である。
【0072】
本発明により使用可能な重合抑制剤Dは、例えば、フェノール、例えば、アルキルフェノール、例えば、o−、m−又はp−クレゾール(メチルフェノール)、2−t−ブチル−4−メチルフェノール、6−t−ブチル−2,4−ジメチル−フェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、2−メチル−4−t−ブチルフェノール、4−t−ブチル−2,6−ジメチルフェノール、又は2,2’−メチレン−ビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、4,4’−オキシジフェニル、3,4−メチレンジオキシジフェノール(ごま油)、3,4−ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ベンズカテキン(1,2−ジヒドロキシベンゾール)、2−(1’−メチルシクロヘキ−1’−イル)−4,6−ジメチルフェノール、2−又は4−(1’−フェニル−エチ−1’−イル)−フェノール、2−t−ブチル−6−メチルフェノール、2,4,6−トリス−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、ノニルフェノール[11066−49−2]、オクチルフェノール[140−66−9]、2,6−ジメチルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールC、ビスフェノールS、3,3’,5,5’−テトラブロモビスフェノールA、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、BASF AG社のコレシン(Koresin)(登録商標)、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸メチルエステル、4−t−ブチルベンズカテキン、2−ヒドロキシベンジルアルコール、2−メトキシ−4−メチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2,4,5−トリメチルフェノール、2,4,6−トリメチルフェノール、2−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、6−イソプロピル−m−クレゾール、n−オクタデシル−ベータ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゾール、1,3,5−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオニルオキシエチル−イソシアヌレート、1,3,5−トリス−(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−t−ブチルベンジル)−イソシアヌレート又はペンタエリスリット−テトラキス−[ベータ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、2,6−ジ−t−ブチル−4−ジメチルアミノメチル−フェノール、6−s−ブチル−2,4−ジニトロフェノール、Firma Ciba Spezialitaeten−chemie社のイルガノックス(Irganox)(登録商標)565、1141、1192、1222及び1425、3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクタデシルエステル、3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ヘキサデシルエステル、3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクチルエステル、3−チア−1,5−ペンタンジオール−ビス−[(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、4,8−ジオキサ−1,11−ウンデカンジオール−ビス−[(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、4,8−ジオキサ−1,11−ウンデカンジオール−ビス−[(3’−t−ブチル−4’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)プロピオネート]、1,9−ノナンジオール−ビス−[(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,7−ヘプタンジアミン−ビス[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド]、1,1−メタンジアミン−ビス[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド]、3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ヒドラジド、3−(3’,5’−ジ−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ヒドラジド、ビス(3−t−ブチル−5−エチル−2−ヒドロキシ−フェニ−1−イル)メタン、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニ−1−イル)メタン、ビス[3−(1’−メチルシクロヘキシ−1’−イル)−5−メチル−2−ヒドロキシ−フェニ−1−イル]メタン、ビス(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチル−フェニ−1−イル)メタン、1,1−ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチル−フェニ−1−イル)エタン、ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチル−フェニ−1−イル)スルフィド、ビス(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチル−フェニ−1−イル)スルフィド、1,1−ビス(3,4−ジメチル−2−ヒドロキシ−フェニ−1−イル)−2−メチルプロパン、1,1−ビス(5−t−ブチル−3−メチル−2−ヒドロキシ−フェニ−1−イル)−ブタン、1,3,5−トリス[1’−(3”,5”−ジ−t−ブチル−4”−ヒドロキシ−フェニ−1”−イル)−メチ−1’−イル]−2,4,6−トリメチルベンゾール、1,1,4−トリス(5’−t−ブチル−4’−ヒドロキシ−2’−メチル−フェニ−1’−イル)ブタン、アミノフェノール、例えば、パラ−アミノフェノール、ニトロソフェノール、例えば、パラ−ニトロソフェノール、p−ニトロソ−o−クレゾール、アルコキシフェノール、例えば、2−メトキシフェノール(グアヤコール、ベンズカテキンモノメチルエーテル)、2−エトキシフェノール、2−イソプロポキシフェノール、4−メトキシフェノール(ヒドロキノンモノメチルエーテル)、モノ−又はジ−t−ブチル−4−メトキシフェノール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3−ヒドロキシ−4−メトキシベンジルアルコール、2,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシベンジルアルコール(シリンガアルコール)、4−ヒドロキシ−3−メトキシベンズアルデヒド(バニリン)、4−ヒドロキシ−3−エトキシベンズアルデヒド(エチルバニリン)、3−ヒドロキシ−4−メトキシベンズアルデヒド(イソバニリン)、1−(4−ヒドロキシ−3−メトキシ−フェニル)エタノン(アセトバニロン)、オイゲノール、ジヒドロオイゲノール、イソオイゲノール、トコフェロール、例えば、アルファ−、ベータ−、ガンマ−、デルタ−及びエプシロン−トコフェロール、トコール、アルファ−トコフェロールヒドロキノン、
及び2,3−ジヒドロ−2,2−ジメチル−7−ヒドロキシベンゾフラン(2,2−ジメチル−7−ヒドロキシクマラン)、キノン及びヒドロキノン、例えば、ヒドロキノン又はヒドロキノンモノメチルエーテル、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2−メチル−p−ヒドロキノン、2,3−ジメチルヒドロキノン、トリメチルヒドロキノン、4−メチルブレンツカテキン、t−ブチルヒドロキノン、3−メチルブレンツカテキン、ベンゾキノン、2−メチル−p−ヒドロキノン、2,3−ジメチルヒドロキノン、トリメチルヒドロキノン、3−メチルブレンツカテキン、4−メチルブレンツカテキン、t−ブチル−ヒドロキノン、4−エトキシフェノール、4−ブトキシフェノール、ヒドロキノンモノベンジルエーテル、p−フェノキシフェノール、2−メチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、テトラメチル−p−ベンゾキノン、ジエチル−1,4−シクロヘキサンジオン−2,5−ジカルボキシレート、フェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジメチル−3−ベンジル−p−ベンゾキノン、2−イソプロピル−5−メチルーP−ベンゾキノン(チモキノン)、2,6−ジイソプロピル−p−ベンゾキノン、2,5−ジメチル−3−ヒドロキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジヒドロキシ−p−ベンゾキノン、エムベリン、テトラヒドロキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−アミノ−5−メチル−p−ベンゾキノン、2,5−ビスフェニルアミノー1,4−ベンゾキノン、5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、2−アニリノ−1,4、ナフトキノン、アントラキノン、N,N−ジメチルインドアニリン、N,N−ジフェニル−p−ベンゾキノンジミン、1,4−ベンゾキノンジオキシム、コエルリグノン(Coerulignon)、3,3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジメチルジフェノキノン、p−ロゾール酸(アウリン)、2,6−ジ−t−ブチル−4−ベンジリデン−ベンゾキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、N−オキシル、例えば、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−N−オキシル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルーピペリジン−N−オキシル、4−アセトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−N−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−N−オキシル、4,4’,4”トリス(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−N−オキシル)−ホスフィット、3−オキソ−2,2,5,5−テトラメチル−ピロリジン−N−オキシル、1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチル−4−メトキシピペリジン、1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチル−4−トリメチルシリルオキシピペリジン、1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル−2−エチルヘキサノエート、1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル−ステアレート、1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル−ベンゾエート、1−オクチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル−(4−t−ブチル)ベンゾエート、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−スクシネート、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−アジペート、1,10−デカンジ酸−ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)エステル、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−n−ブチルマロネート、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−フタレート、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−イソフタレート、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−テレフタレート、ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ヘキサヒドロテレフタレート、N,N’−ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−アジピンアミド、N−(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−カプロラクタム、N−(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−ドデシルスクシンイミド、2,4,6−トリス−[N−ブチル−N−(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル]トリアジン、N,N’−ビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)−N,N’−ビス−ホルミル−1,6−ジアミノヘキサン、4,4’−エチレンビス(1−オキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−3−オン)芳香族アミン、例えば、フェニレンジアミン、N,N−ジフェニルアミン、N−ニトロソ−ジフェニルアミン、ニトロソ−ジエチルアミン、N,N’−ジアルキル−パラ−フェニレンジアミン(この際、アルキル基は同じ又は異なっていてよく、各々相互に無関係で、1〜4個の炭素原子を含有し、直鎖又は分枝鎖であってよい)、例えば、N,N’−ジ−イソ−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソ−プロピル−p−フェニレンジアミン、Firma Ciba Spezialitaetenchemieのイルガノックス(Irganox)5057、N,N’−ジ−イソ−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソ−プロピル−p−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、N−フェニル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N−イソプロピル−N−フェニル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−s−ブチル−p−フェニレンジアミン(BASF AGのケロビット(Kerobit)(登録商標)BPD)、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン(Bayer Agのブルカノックス(Vulkanox)(登録商標)4010)、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−2−ナフチルアミン、イモイノジベンジル(Imoinodibenzyl)、N,N’−ジフェニルベンジジン、N−フェニルテトラアニリン、アクリドン、3−ヒドロキシジフェニルアミン、4−ヒドロキシジフェニルアミン、ヒドロキシルアミン、例えば、N,N−ジエチルヒドロキシアミン、尿素誘導体、例えば、尿素又はチオ尿素、燐含有化合物、例えば、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィット、次亜燐酸又はトリエチルホスフィット、硫黄含有化合物、例えば、ジフェニルスルフィド、フェノチアジン又は金属塩、例えば、塩化−、ジチオカルバミン酸−、硫酸−、サルチル酸−又は酢酸−銅、−マンガン、−セリウム、−ニッケル、−クロム又はその混合物である。前記のフェノール及びキノンが有利であり、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2−t−ブチル−4−メチルフェノール、6−t−ブチル−2,4−ジメチル−フェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、トリフェニルホスフィット、次亜燐酸、CuCl及びグアヤコールが特に有利であり、ヒドロキノン及びヒドロキノンモノメチルエーテルが極めて特に有利である。
【0073】
ヒドロキノンモノメチルエーテル、ヒドロキノン、及びアルキルフェノールが、場合によりトリフェニルホスフィット及び/又は次亜燐酸と組合せて特に有利である。
【0074】
α−トコフェロール(ビタミンE)、β−トコフェロール、γ−トコフェロール、又はσ−トコフェロールが、場合によりトリフェニルホスフィット及び/又は次亜燐酸と組み合わせで極めて特に有利である。
【0075】
安定化を更の助成するために、酸素含有ガス、有利に空気又は空気及び窒素を含む混合物(希薄空気(Magerluft))が存在していてよい。
【0076】
前記の安定剤とは、好気性である安定剤、即ち、その全抑制作用を発揮するために酸素の存在を必要とする安定剤が有利である。
【0077】
本発明により使用可能な溶剤Eは、特に、所望の場合に、反応水の共沸的除去に好適である溶剤、特に、脂肪族、環状脂肪族及び芳香族炭化水素又はその混合物である。
【0078】
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゾール、トルオール又はキシロールが有利に使用される。シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン及びトルオールが特に有利である。
【0079】
エステル化のために、例えば、冒頭に記載した又はDE−A19941136、DE−A3843843、DE−A3843854、DE−A19937911、DE−A19929258、DE−A331845、EP554651又はUS4187383に記載されている、当業者に公知の製法及び/又は多価アルコールの処理法を使用することができる。
【0080】
一般に、エステル化を次のように実施することができる:
エステル化装置は、攪拌反応器、有利に、回転蒸発機を備えた反応器及び凝縮機及び相分離機を備えた据付蒸留装置を含む。
【0081】
反応器は、例えば、二重壁加熱装置及び/又は内部にある加熱管を備えた反応器が重要である。外部にある熱交換体及び自然−又は強制空気循環(即ちポンプの使用下に)、特に有利に自然空気循環を有する反応器が有利に使用され、その際、循環流は機械的補助手段を使用しないで行なわれる。
【0082】
当然、反応は数個の反応帯域、例えば、2〜4、有利に2〜3個の反応器を含む反応器カスケード中で実施することもできる。
【0083】
好適な回転蒸発機は当業者に公知であり、例えば、R.Billet, Verdampfertechnik, HTB-Verlag, Bibliographisches Institut Mannheim, 1965, 53に記載されている。回転蒸発機の例は、束管熱交換体、プレート熱交換体等である。
【0084】
当然、循環中に数個の熱交換体が存在していてよい。
【0085】
蒸留装置は自体公知の構造様式である。この際、場合により噴出防護を備えている簡単な蒸留、又は精留カラムが重要である。カラム装置として、原則的に全ての慣用の装置、例えば、床、充填及び/又は盛込(Schuettungen)がこれに該当する。床のうち、鐘形床、篩床、弁床、トルマン(Thormann)床及び/又は二重フロー(Dual-Flow)−床が有利であり、盛込のうち、環、螺旋、鞍状物又は網状物を有する装置が有利である。
【0086】
通例、5〜20個の理論的床で充分である。
【0087】
凝縮器及び分離器は慣用の構造様式である。
【0088】
(メタ)アクリル酸及びアルコキシル化トリメチロールプロパン又はアルコキシル化TMPの混合物を、エステル化a)において、通例、前記のようなモル過剰量で使用する。更に、簡単にするために、アルコキシル化トリメチロールプロパンについて言及し、従って、本発明によるトリメチロールプロパン−混合物も意図される。エステルの場合には、エステル混合物も同様に意図される。使用される過剰量は、所望の場合には、約3000:1までであってよい。
【0089】
エステル化触媒Cとして、前記したものが重要である。
【0090】
触媒は、エステル化混合物に対して、通例0.1〜5質量%、有利に0.5〜5、特に有利に1〜4、極めて特に有利に2〜4質量%の量で使用される。
【0091】
必要な場合には、エステル化触媒を反応混合物からイオン交換体で除去することができる。この際、イオン交換体を直接反応混合物中に加え、引き続き濾過するか、又は反応混合物をイオン交換体盛込上に導入させることができる。
【0092】
エステル化触媒を反応混合物中に入れたままにしておくことが有利である。しかし、触媒がイオン交換体である場合には、これを、例えば、濾過によって除去することが有利である。
【0093】
安定化を更に助成するために、酸素含有ガス、有利に空気又は空気及び窒素を含む混合物(希薄空気)が存在していてよい。
【0094】
この酸素含有ガスは、カラムの塔底範囲及び/又は回転蒸発機中に供給される及び/又は反応混合物を通過される及び/又は反応混合物上に導入される。
【0095】
重合抑制剤(混合物)D(前記したような)は、エステル化混合物に対して、全量0.01〜1質量%、有利に0.02〜0.8、特に有利に0.05〜0.5質量%で使用される。
【0096】
重合抑制剤(混合物)Dは、例えば、水溶液として又は溶液として、出発物質又は生成物中で使用され得る。
b)反応の際に生じる反応水はエステル化a)の間で又はその後に留去されることができ、この際、この過程は水と共沸混合物を生成する溶剤によって助成され得る。
【0097】
所望の場合には、反応水の共沸除去のための溶剤Eとして、前記の化合物が好適である。
【0098】
溶剤が存在するエステル化の実施が有利である。
【0099】
溶剤の使用量は、アルコキシル化トリメチロールプロパン及び(メタ)アクリル酸の合計に対して、10〜200質量%、有利に20〜100質量%、特に有利に30〜100質量%である。
【0100】
しかし、例えば、DE−A13843854 2欄18頁〜4欄45頁に記載されているような駆出剤を使用せず、それとは異なり、前記の安定剤を用いる実施も考えられる。
【0101】
反応混合物中に含まれる水を、共沸混合物生成溶剤を介さずに除去する場合には、これを不活性ガス、有利に酸素含有ガス、特に有利に空気又は希薄空気でのストリップにより、例えば、DE−A3843843に記載されているように除去することが可能である。
【0102】
エステル化a)の反応温度は、一般に40〜160℃、有利に60〜140℃、特に有利に80〜120℃である。この温度は反応経過中一定のままであるか又は上昇してよく、これは反応経過中上昇されることが有利である。この場合には、エステル化の最終温度は初期温度よりも5〜30℃程高い。DE−A19941136及び書類番号10063175.4のドイツ国出願に記載されているように、エステル化の温度は、反応混合物中の溶剤濃度の変化によって一定に調整され得る。
【0103】
溶剤を使用する場合には、これを反応器に設置された蒸留装置を介して反応混合物から留去することができる。
【0104】
蒸留物を選択的に除去するか、又は凝縮後に相分離装置に導くことができる。通例、書類番号10063175.4のドイツ国出願に記載されているように、そうして得られる水相を排出させ、有機相を還流物として蒸留装置に導き及び/又は反応帯域に直接導入させ及び/又は回転蒸発機中に導く。
【0105】
DE−A19941136に記載されているように、有機相を還流物として使用する場合には、エステル化における温度調整のために使用することができる。
【0106】
エステル化a)は加圧せずに、しかし、超過圧又は減圧で実施することもでき、標準圧で作業することが有利である。
【0107】
反応時間は、通例2〜20時間、有利に4〜15時間、特に有利に7〜12時間である。
【0108】
個々の反応成分の添加順序は、本発明により重要ではない。全成分を混合して前以て装入させ、引き続き加熱するか、又は1種以上の成分を前以て装入させないか又は部分的のみ前以て装入させ、加熱後に初めて添加させることができる。
【0109】
使用可能な(メタ)アクリル酸は、その組成において限定されず、例えば、次の成分を有することができる:
(メタ)アクリル酸 90〜99.9質量%
酢酸 0.05〜3質量%
プロピオン酸 0.01〜1質量%
ジアクリル酸 0.01〜5質量%
水 0.05〜5質量%
カルボニル含有物 0.01〜0.3質量%
抑制剤 0.01〜0.1質量%
マレイン酸(−無水物) 0.001〜0.5質量%。
【0110】
使用される粗−(メタ)アクリル酸は、通例、フェノチアジン200〜600ppm又は比較可能な安定化を可能にする量の他の安定剤で安定化される。ここで、カルボニル含有物とは、例えば、アセトン及び低級アルデヒド、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、2−及び3−フルフラル及びベンズアルデヒドのことである。
【0111】
ここで、粗−(メタ)アクリル酸とは、吸収剤中でのプロパン/プロペン/アクロレイン−又はイソブタン/イソブテン/メタクロレイン−酸化の反応ガスの吸収及び引き続きの吸収剤の分離後に生じる又は反応ガスの分別凝縮によって得られる(メタ)アクリル酸含有混合物が解される。
【0112】
当然、例えば、次の純度を有する純−(メタ)アクリル酸を使用することもできる:
(メタ)アクリル酸 99.7〜99.99質量%
酢酸 50〜1000質量ppm
プロピオン酸 10〜500質量ppm
ジアクリル酸 10〜500質量ppm
水 50〜1000質量ppm
カルボニル含有物 1〜500質量ppm
抑制剤 1〜300質量ppm
マレイン酸(−無水物) 1〜200質量ppm。
【0113】
使用される純−(メタ)アクリル酸は、通例、ヒドロキノンモノメチルエーテル100〜300ppm又は比較可能な安定化を可能にする量の他の貯蔵安定剤で安定化される。
【0114】
純粋又は予備精製された(メタ)アクリル酸とは、一般に、その純度が少なくとも99.5質量%であり、他のカルボニル含有の高沸騰性アルデヒド系成分を含有しない(メタ)アクリル酸が解される。
【0115】
通例、(メタ)アクリル酸0.1〜10質量%を含有し得る、存在する場合には、設置されたカラムを経て分離される凝縮物の、エステル化の間に留去される水相は、分離され、排出される。その中に含まれる(メタ)アクリル酸を、抽出剤、有利に場合によりエステル化で使用される溶剤、例えば、シクロヘキサンで、10〜40℃の温度で、水相対抽出剤1:5〜30、有利に1:10〜20の比率で抽出し、エステル化に戻すことができる。
【0116】
循環を更に助成するために、不活性ガス、有利に酸素含有ガス、特に有利に空気又は空気及び窒素を含む混合物(希薄空気)を循環中に、例えば、反応混合物の容量に対して、0.1〜1、有利に0.2〜0.8及び特に有利に0.3〜0.7m/mhの量で、反応混合物中に通過又はその上に導入させることができる。
【0117】
エステル化a)の経過は、排出する水量の追跡及び/又は反応機中のカルボン酸濃度の減少によって追跡することができる。
【0118】
反応は、例えば、理論的に予期すべき水量の90%、有利に少なくとも95%及び特に有利に少なくとも98%が溶剤によって排出された時に終了する。
【0119】
反応の終了は、例えば、駆出剤を介して実際にもはやそれ以上の反応水が除去されなくなることによって確認され得る。(メタクリル)酸を反応水と一緒に排出させる場合には、その成分は、例えば、水相の一部分を逆滴定によって測定可能である。
【0120】
(メタクリル)酸を、例えば、少なくとも4.5:1、有利に少なくとも7.5:1及び極めて特に有利に少なくとも15:1の化学量論的高過剰量で使用する場合には、例えば、反応水の除去を放棄することができる。この場合には、生じる水量の実部分が反応混合物中に残る。反応の間又はその後に、設定された温度におけるその揮発性によって決められる水成分だけが反応混合物から除去され、更に、生じる反応水の分離のための手段は実施されない。即ち、例えば、生じる反応水の少なくとも10質量%、有利に少なくとも20質量%、特に有利に少なくとも30質量%、極めて特に有利に少なくとも40及び殊に少なくとも50質量%は反応混合物中に残留し得る。
【0121】
c)エステル化の終了後に、反応混合物を常法で10〜30℃の温度に冷却させ、場合により水の共沸除去に使用される溶剤と同じ又は他のものであってよい溶剤を場合により添加することによって、任意の目的エステル濃度を調整することができる。
【0122】
もう1つの実施態様で、例えば、粘度を減少させるために、反応を好適な希釈剤Gで中断させ、例えば、10〜90質量%、有利に20〜80%、特に有利に20〜60%、極めて特に有利に30〜50%及び殊に約40%の濃度に希釈することができる。
【0123】
この際、希釈後に実際に均一の溶液が生じることが重要である。
【0124】
これは、ヒドロゲルの製造において、有利に比較的使用直前で初めて、例えば、24時間以内に前以て、有利に20時間以内に、特に有利に12時間以内に、極めて特に有利に6時間以内に及び殊に3時間以内に前以て行われる。
【0125】
希釈剤Gは、水、水と水中に無制限に溶解する1種以上の有機溶剤との混合物又は水と1種以上の1価又は多価アルコール、例えば、メタノール及びグリセリンとの混合物を含む群から選択される。アルコールは、有利に1、2又は3個のヒドロキシ基を有し、有利に1〜10個、殊に4個までのC−原子を有する。一級及び二級アルコールが有利である。
【0126】
有利なアルコールは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、グリセリン、1,2−プロパンジオール又は1,3−プロパンジオールである。
【0127】
d)必要な場合には、反応混合物を、例えば、活性炭又は金属酸化物、例えば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコン、酸化硼素又はその混合物での処理によって、例えば、0.1〜50質量%、有利に0.5〜25質量%、特に有利に1〜10質量%の量で、例えば、10〜100℃、有利に20〜80℃及び特に有利に30〜60℃の温度で脱色させることができる。
【0128】
これは、反応混合物への粉末−又は顆粒状脱色剤の添加及び次の濾過によって、又は任意の好適な成形体の形の脱色剤堆積物上に反応混合物を通すことによって行われ得る。
【0129】
反応混物の脱色は、処理過程の任意の段階で、例えば、粗反応混合物の段階で又は場合により行なわれる予備洗浄、中和、洗浄又は溶剤除去後に行われ得る。
【0130】
反応混合物を、更に予備洗浄e)及び/又は中和f)及び/又は後洗浄g)、有利に中和F)だけを行なうことができる。場合により、中和f)及び予備洗浄e)の順序で入れ替えることもできる。
【0131】
洗浄e)及びg)及び/又は中和f)の水相から、含有される(メタ)アクリル酸及び/又は触媒Cを酸性化及び溶剤での抽出によって、少なくとも部分的に再回収し、改めて使用することができる。
【0132】
予備−又は後洗浄e)又はg)のために、反応混合物を洗浄装置中で洗浄液、例えば、水又は5〜30質量%、有利に5〜20、特に有利に5〜15質量%の食塩−、塩化カリウム−、塩化アンモニウム−、硫酸ナトリウム−又は硫酸アンモニウム溶液、有利に水又は食塩溶液で処理することができる。
【0133】
反応混合物:洗浄液の量比は、通例1:0.1〜1、有利に1:0.2〜0.8、特に有利に1:0.3〜0.7である。
【0134】
洗浄又は中和は、例えば、攪拌容器中で又は他の慣用装置、例えば、カラム又はミキサー−セツラー(Mixer-Settler)−装置中で行われ得る。
【0135】
本発明による方法での洗浄又は中和について、方法技術的に、自体公知の全抽出−及び洗浄法及び−装置、例えば、Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th ed, 1999 Electronic Release, Kapitel: Liqid - Liquid Extraction - Apparatus が記載している方法及び装置が使用され得る。これは、例えば、1−又は多段階、有利に1段階の抽出、及び並流−又は向流法、有利に向流法であってよい。
【0136】
篩床−又は包装又は充填カラム、攪拌容器又はミキサー−セツラー−装置、及び脈動カラム又は回転構造を有する装置を使用することが有利である。
【0137】
予備洗浄e)は抑制剤として金属塩、有利に銅又は銅塩を(併用)使用する場合に、有利に行われる。
【0138】
後洗浄g)は、f)で中和された反応混合物から痕跡量の塩基−又は塩を除去するために有利であり得る。
【0139】
中和f)のために、場合により予備洗浄され、なお少量の触媒及び過剰量の(メタ)アクリル酸の主量を含有し得る反応混合物を、塩基、例えば、アルカリ金属−又はアルカリ土類金属酸化物、−水酸化物、−炭酸塩又は−水素炭酸塩、有利に苛性ソーダ溶液、苛性カリ溶液、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カルシウム、石灰乳、アンモニア、アンモニア水又は炭酸カリウム(これらは、場合により5〜15質量%の食塩、塩化カリウム、塩化アンモニウム又は硫酸アンモニウムを添加されていてよい)5〜25、有利に5〜20、特に有利に5〜15質量%の水溶液で、特に有利に苛性ソーダ溶液又は苛性ソーダ溶液−食塩−溶液で中和され得る。中和度は、酸残基を含有するモノマーに対して、5〜60モル%、有利に10〜40モル%、特に有利に20〜30モル%である。この中和は重合の前及び/又はその間に、有利に重合前に行われ得る。
【0140】
塩基の添加は、装置中の温度が60℃を越えない、有利に20〜35℃であり、pH−値が4〜13であるように行われる。反応熱の排出は、内部にある冷却管により又は二重壁冷却を介する容器の冷却によって行なわれることが有利である。
【0141】
反応混合物:中和液の量比は、通例1:0.1〜1、有利に1:0.2〜0.8、特に有利に1:0.3〜0.7である。
【0142】
装置については、前記したものが当てはまる。
【0143】
h)溶剤が反応混合物中に含有されている場合には、これを蒸留によって実際に除去することができる。場合により含有される溶剤を洗浄及び/又は中和後に反応混合物から除去することが有利であるが、所望の場合には、これを洗浄又は中和の前に行なうこともできる。
【0144】
そのために、反応混合物に、貯蔵安定剤、有利にヒドロキノンモノメチルエーテルを、溶剤の分離後にその100〜500、有利に200〜500及び特に有利に200〜400ppmが目的エステル(残渣)中に含有されているような量で加える。
【0145】
溶剤の主量の蒸留的分離は、例えば、二重壁加熱及び/又は内部にある加熱管を有する攪拌釜中で、減圧下に、例えば、20〜700ミリバール、有利に30〜500及び特に有利に50〜150ミリバール及び40〜80℃の温度で行なわれる。
【0146】
当然、蒸留は薄膜−又は薄層蒸発器中で行なうこともできる。そのために、反応混合物を、減圧下に、例えば、20〜700ミリバール、有利に30〜500及び特に有利に50〜150ミリバール及び40〜80℃の温度で装置を数回循環させる。
【0147】
不活性ガス、有利に酸素含有ガス、特に有利に空気又は空気及び窒素を含む混合物(希薄空気)を、反応混合物の容量に対して、例えば、0.1〜1、有利に0.2〜0.8及び特に有利に0.3〜0.7m/mhを蒸留装置中に導入させることが有利である。
【0148】
残渣中の残余溶剤含量は、蒸留後に、通例5質量%以下、有利に0.5〜5%及び特に有利に1〜3質量%である。
【0149】
分離させた溶剤を凝縮させ、再使用することが有利である。
【0150】
必要な場合には、蒸留に付加的に又は蒸留の代わりに、溶剤ストリップi)を実施することができる。
【0151】
それには、なお少量の溶剤を含有する目的エステルを、50〜90℃、有利に80〜90℃に加熱し、残余溶剤含量を好適な装置中で好適なガスを用いて除去する。助成のために、場合により真空を設定することもできる。
【0152】
好適な装置は、例えば、慣用の内部構造、例えば、床、盛込又は統制包装、有利に盛込を有する自体公知の構造のカラムである。カラム内部構造としては、原則的に全ての慣用の内部構造、例えば、床、包装及び/又は充填体がこれに該当する。床のうち、鐘形床、篩床、弁床、トルマン(Thormann)床及び/又は二重−フロー−床が有利であり、盛込のうち、環、螺旋、鞍状体、ラッシヒ−、イントス(Intos)−又はパル(Pall)−環、バレル(Barrel)−又はインタロックス(Intalox)−鞍、トップ−パック(Top-Pak)等又はメッシュが有利である。
【0153】
この際、薄膜−、薄層−又は払い膜(Wischfilm)蒸発機、例えば、噴霧補助として、例えば、デミスターを備えることができるルワ(Luwa)−、ロタ(Rota)薄膜−又はサムベイ(Sambay)蒸発機も考えられる。
【0154】
好適なガスはストリップ条件下に不活性のガス、有利に酸素含有ガス、特に有利に空気又は空気及び窒素を含む混合物(希薄空気)又は水蒸気、殊に50〜100℃に加熱されたガスである。
【0155】
ストリップガス量は、反応混合物の容量に対して、例えば、5〜20、特に有利に10〜20及び極めて特に有利に10〜15m/mhである。
【0156】
必要な場合には、生じる痕跡量の塩及び場合により含有される脱色剤を除去するために、エステルを処理方法の任意の段階で、有利に洗浄/中和及び場合により行なわれる溶剤除去後に濾過j)することができる。
【0157】
考慮可能な実施態様において、アルコキシル化トリメチロールプロパンと(メタ)アクリル酸とのエステル化a)は、例えば、前記のような少なくとも15:1のモル過剰量で、少なくとも1種のエステル化触媒C及び少なくとも1種の重合抑制剤Dが存在して、水と共沸混合物を形成する溶剤を使用しないで実施される。
【0158】
過剰量で使用される(メタ)アクリル酸は、有利な実施態様では、実際に分離されず、即ち、設定された温度で揮発性によって決定される(メタアクリル)酸成分だけが反応混合物から除去され、更に、カルボン酸の分離手段、例えば、蒸留的、精留的、抽出的、例えば、洗浄、吸収的、例えば、活性炭への又はイオン交換体への導入、及び/又は化学的段階、例えば、エポキシドでのカルボン酸の捕捉は実施されない。
【0159】
反応混合物中に含有される(メタアクリル)酸は、反応終了後に反応混合物中に含有される(メタクリル)酸に対して、有利に75質量%以下、特に有利に50質量%以下、極めて特に有利に25質量%以下、殊に10質量%以下及び特別には5質量%以下までが反応混合物から分離される。特に有利な実施態様では、段階b)を放棄することができ、従って、設定された温度での揮発性によって決定される反応水及び(メタクリル)酸成分だけが反応混合物から除去される。これは有利に実際に完全な凝縮によって阻止される。
【0160】
更に、使用されたエステル化触媒Cも実際に反応混合物中に残留する。
【0161】
そうして得られる反応混合物は、DIN EN 3682 による酸価少なくともKOH25mg/反応混合物g、特に有利にKOH25〜80/g及び極めて特に有利にKOH25〜50mg/gを有する。
【0162】
予備−又は後洗浄e)又はg)を放棄することが有利であり、濾過段階j)だけが重要であり得る。
【0163】
反応混合物を引き続き段階c)で希釈し、この場合には、有利に6時間以内、特に有利に3時間以内に反応してヒドロゲルが得られる。段階f)で有利に中和することができる。
【0164】
この際、段階c)、j)及びf)の順序は任意である。
【0165】
更に、本発明は次のものを含有する物質混合物に関する:
前記の1エステル化法によって得られる少なくとも1種のエステルF、
(メタクリル)酸及び
希釈剤G。
【0166】
他の成分として、次のものが含有されていてよい:
プロトン化又は非プロトン化形のエステル化触媒C
重合抑制剤D及び
場合により、エステル化で使用された場合の溶剤E。
【0167】
物質混合物は場合により中和されてよく、前記のf)で記載されたpH−値を有する。
【0168】
物質混合物を中和する場合には、(メタクリル)酸の少なくとも1部はその水溶性アルカリ金属−、アルカリ土類金属−又はアンモニウム塩に変換される。
【0169】
有利な物質混合物は、次のものを含有する:
物質混合物中のエステルFのエステル混合物0.1〜40質量%、特に有利に0.5〜20、極めて特に有利に1〜10、殊に2〜5及び特別に2〜4質量%、
モノマーM0.5〜99.9質量%、特に有利に0.5〜50質量%、極めて特に有利に1〜25、殊に2〜15及び特別に3〜5質量%、
エステル化触媒C0〜10質量%、特に有利に0.02〜5、極めて特に有利に0.05〜2.5質量%及び殊に0.1〜1質量%、
重合抑制剤D0〜5質量%、特に有利に0.01〜1.0、極めて特に有利に0.02〜0.75、殊に0.05〜0.5及び特別に0.075〜0.25質量%、
溶剤E0〜10質量%、特に有利に0〜5質量%、極めて特に有利に0.05〜1.5質量%及び殊に0.1〜0.5質量%(ここで、合計は常に100質量%であるという条件を伴う)、及び
場合により希釈剤G全量100質量%。
【0170】
前記の物質混合物において、エステル混合物中の各エステルFは、親水性モノマーMに対して、高々2質量%、有利に高々1.5質量%で存在することが有利である。
【0171】
前記の方法により得られる反応混合物及び本発明による物質混合物は、
吸水性ヒドロゲルのラジカル架橋結合剤として、
ポリマー分散物の製造のための出発物質として、
ポリアクリレート(ヒドロゲル以外)の製造のための出発物質として、
ラッカー原料として又は
セメント添加剤として使用され得る。
【0172】
吸水性ヒドロゲルのラジカル架橋結合剤としての使用のために、殊に、水溶度(蒸留水中25℃で)少なくとも0.5質量%、有利に少なくとも1質量%、もっと有利に少なくとも2質量%、更にもっと有利に少なくとも5質量%、特に有利に少なくとも10質量%、極めて特に有利に少なくとも20質量%及び殊に少なくとも30質量%を有する本発明による物質混合物が好適である。
【0173】
k)エステル化(処理段階を実施する限り、その処理段階を含めて)からの反応混合物、例えば、f)からの反応混合物、又はf)を放棄する場合にはb)からの、b)を放棄する場合にはa)からの反応混合物に、場合により、酸残基を有しないが親水性モノマーMと共重合可能である付加的なモノエチレン系不飽和化合物Nを加え、次いで吸水性ヒドロゲルの製造のために、少なくとも1種のラジカル重合開始剤K及び場合により少なくとも1種のグラフト重合基体Lの存在で重合させることができる。
【0174】
有利に、
l)k)からの反応混合物を後架橋結合させることができる。
【0175】
この親水性の高膨潤性ヒドロゲルの製造k)に好適な親水性モノマーMは、例えば、重合可能な酸、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、α−クロルアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、その無水物を含むマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、アリルスルホン酸、スルホエチルアクリレート、スルホメタアクリレート、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリルオキシプロピルスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−メタクリル−オキシプロピルスルホン酸、アリルホスホン酸、スチロールスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンホスホン酸及びそのアミド、ヒドロキシアルキルエステル及びアミノ基−又はアンモニウム基含有のエステル及びアミドである。モノマーは単独で又は相互に混合して使用することができる。更に、水溶性N−ビニルアミド又はジアリルジメチルアンモニウムクロリドも使用することができる。有利な親水性モノマーは、式V:
【0176】
【化7】

[式中、
は、水素、メチル又はエチルを表わし、
は、基−COOR、スルホニル基又はホスホニル基、(C〜C)−アルキルアルコールでエステル化されたホスホニル基又は式VI:
【0177】
【化8】

の基を表わし、
は、水素、メチル、エチル又はカルボキシル基を表わし、
は、水素、アミノ又はヒドロキシ−(C〜C)−アルキルを表わし、
は、スルホニル基、ホスホニル基又はカルボキシル基を表わす]の化合物である。
【0178】
(C〜C)−アルキルアルコールの例は、メタノール、エタノール、n−プロパノール又はn−ブタノールである。
【0179】
特に有利な親水性モノマーは、アクリル酸及びメタクリル酸、殊にアクリル酸である。
【0180】
特性の最適化のために、酸残基を有しないが酸残基を有するモノマーと共重合可能である付加的なモノエチレン系不飽和化合物Nを使用することが重要であり得る。それには、例えば、モノエチレン系不飽和カルボン酸のアミド及びニトリル、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド及びN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−メチルビニルアセトアミド、アクリルニトリル及びメタクリルアミドが属する。他の好適な化合物は、例えば、飽和C〜C−カルボン酸のビニルエステル、例えば、ビニルホルミエート、ビニルアセテート又はビニルプロピオネート、アルキル基中に少なくとも2個のC−原子を有するアルキルビニルエーテル、例えば、エチルビニルエーテル又はブチルビニルエーテル、モノエチレン系不飽和C〜C−カルボン酸のエステル、例えば、1価のC〜C18−アルコール及びアクリル酸、メタクリル酸又はマレイン酸からのエステル、マレイン酸の半エステル、例えば、マレイン酸モノ−メチルエステル、N−ビニルラクタム、例えば、N−ビニルピロリドン又はN−ビニルカプロラクタム、アルコール1モル当たりエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシド2〜200モルと反応されている、アルコキシル化された1価の飽和アルコール、例えば、10〜25個のC−原子を有するアルコールのアクリル酸−及びメタクリル酸エステル、及びポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールのモノアクリル酸エステル及びモノメタクリル酸エステル(この際、ポリアルキレングリコールの分子量(M)は2000までであってよい)である。更に好適なモノマーはスチロール及びアルキル置換スチロール、例えば、エチルスチロール又は三級−ブチルスチロールである。
【0181】
この酸残基を有しないモノマーは、他のモノマーとの混合物、例えば、ビニルアセテート及び2−ヒドロキシエチルアクリレートを任意の比率で含有する混合物で使用されてもよい。この酸残基を有しないモノマーは、0〜50質量%、有利に20質量%以下の量で反応混合物に添加される。
【0182】
架橋結合(コ)ポリマーは、場合により重合前又はその後にそのアルカリ金属−又はアンモニウム塩に変換される酸残基を有するモノエチレン系不飽和モノマー及びその全質量に対して、酸残基を有しないモノエチレン系不飽和モノマー0〜40質量%を含むことが有利である。
【0183】
(メタ)アクリル酸含有の(コ)ポリマー、ポリアクリル酸及び超吸収体の製造、試験及び使用はしばしば記載されているので周知であり、例えば、"最新超吸収体ポリマー技術(Medern Superabsorbent Polymer Technology)", F. L., Buchholz and A. T. Graham, Wiley-VCH, 1998又はMarkus Frank "超吸収体(Superabsorbents)" in Ullmann's Handbuch der technischen Chemie Band 35 2003が参照される。
【0184】
酸残基含有のモノエチレン系不飽和モノマーM又はその塩の架橋結合重合又は共重合によって得られるヒドロゲルが有利である。
【0185】
得られるポリマーは、改善された鹸化指数(VCI)を特徴とする。
【0186】
後架橋結合法の場合には、出発ポリマーを後架橋結合剤で処理し、有利に処理の間に又はその後に温度上昇によって後架橋結合させ、乾燥させ、この際、架橋結合剤は有利に不活性溶剤中に含有されている。後者の溶剤とは、反応の際に、出発ポリマーとも後架橋結合剤とも実際に反応しない溶剤が解される。出発ポリマー又は後架橋結合剤と90%以上、有利に95%以上、特に有利に99%以上、殊に99.5%以上化学的に反応しない溶剤が有利である。
【0187】
この際、後架橋結合l)及び乾燥m)について、温度範囲は、有利に30〜250℃、殊に50〜200℃、極めて特に有利に100〜180℃である。表面後架橋結合溶液の塗付は、好適な噴霧混合機中でポリマーへの噴霧によって有利に行なわれる。噴霧に続いて、ポリマー粉末を熱的に乾燥させ、この際、架橋結合反応は乾燥の前でもその間でも行なうことができる。反応混合機又は混合−及び乾燥装置、例えば、レーディヒ(Loedige)−混合機、ベペックス(BEPEX)−混合機、ナウタ(NAUTA)−混合機、シュギ(SHUGGI)−混合機又はプロセッサル(PROCESSALL)中での架橋結合剤溶液の噴霧が有利である。更に、渦動層乾燥機を使用することもできる。
【0188】
乾燥は混合機自体中でジャケットの加熱又は熱気のブローによって行なうことができる。後接された乾燥機、例えば、床板式乾燥機、回転管炉又は加熱可能な蛇管が同様に好適である。しかし、例えば、共沸蒸留を乾燥法として使用することもできる。反応混合機又は乾燥機中でのこの温度での有利な滞留時間は、有利に60分間以下、特に有利に30分間以下である。
【0189】
前記の方法が有利であり、この際、出発ポリマーはポリマーのアクリル酸又はポリアクリレート、殊に、ラジカル重合によって得られ、その際、多官能性のエチレン系不飽和ラジカル架橋結合剤が使用されたポリマーのアクリル酸又はポリアクリレートである。
【0190】
ラジカル架橋結合剤、要するに、エステルF及び希釈剤Gを含有する物質混合物が、出発ポリマーの質量に対して、0.1〜20質量%、殊に0.5〜10質量%の比率で使用される方法が有利である。
【0191】
ラジカル架橋結合剤が、出発ポリマーに対して、0.01〜5.0質量%、有利に0.02〜3.0質量%、極めて特に有利に0.03〜2.5質量%、殊に0.05〜1.0及び特別に0.1〜0.75質量%の用量で使用される方法が有利である。
【0192】
本発明の目的は、前記の1方法によって製造されるポリマー及び衛生製品、包装材料及び不織物中でのその使用、及び架橋結合ポリマー又は熱処理によって架橋結合可能なポリマーの製造のための、殊にラッカー及び染料中での前記の1物質混合物の使用である。
【0193】
この際使用すべき親水性の高膨潤可能なヒドロゲル(出発ポリマー)は、殊に、(共)重合化の親水性モノマーMを含むポリマー、好適なグラフト基体L上での1種以上の親水性モノマーMのグラフト(コ)ポリマー、架橋結合セルロース−又は澱粉エーテル又は水性液体中に膨潤可能な天然産物、例えば、グアー誘導体である。これらのヒドロゲルは当業者に公知であり、例えば、US−4286082、DE−C−2706135、US−4340706、DE−C−3713601、DE−C−2840010、DE−A−4344548、DE−A4020780、DE−A−4015085、DE−A−3917846、DE−A−3807289、DE−A−3533337、DE−A−3503458、DE−A−4244548、DE−A−4219607、DE−A−4021847、DE−A−3831261、DE−A−3511086、DE−A−3118172、DE−A−3028043、DE−A−4418881、EP−A−0801483、EP−A−0455985、EP−A−0467073、EP−A−0312952、EP−A−0205874、EP−A−0499774、DE−A−2612846、DE−A−4020780、EP−A−0205674、US−5145906、EP−A−0530438、EP−A−0670073、US−4057521、US−4062817、US−4525527、US−4295987、US−5011892、US−4076663又はUS−4931497に記載されている。例えば、WO01/38402に記載されている製法からの高膨潤性ヒドロゲル及び、例えば、DE19854575に記載されている無機−有機ハイブリッド項膨潤性ヒドロゲルも特に好適である。前記の特許論文の内容、殊にその方法で製造されるヒドロゲルは、本発明の明白な要素である。
【0194】
グラフト共重合によってオレフィン系不飽和酸を含有している親水性ヒドロゲルの好適なグラフト基体Lは、天然又は合成起源であってよい。例は、澱粉、セルロース又はセルロース誘導体及び他の多糖類及び少糖類、ポリアルキレンオキシド、殊にポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシド、及び親水性ポリエステルである。
【0195】
吸水性ポリマーは、水溶性ポリマーマトリックス上へのアクリル酸又はアクリレートのラジカルグラフト共重合を経て得ることができる。好適な水溶性ポリマーマトリックスは、例えば、アルギネート、ポリビニルアルコール、及び多糖類、例えば、澱粉であるが、これに限定されるものではない。本発明の意におけるグラフト共重合では、多官能性のエチレン系不飽和ラジカル架橋結合剤が使用される。
【0196】
吸水性ポリマーは、一方でポリマーアクリル酸又はポリアクリレート及び他方でシリケート、アルミネート又はアルモシリケートを含む有機−無機ハイブリッドポリマーであってよい。殊に、ラジカル重合を経て得られ、その際、多官能性エチレン系不飽和ラジカル架橋結合剤が使用され、かつその製法において、水溶性シリケート又は水溶性アルミネート又は2つの混合物が使用されたポリマーアクリル酸又はポリアクリレートを使用することができる。
【0197】
有利なヒドロゲルは、殊にポリアクリレート、ポリメタクリレート及びUS−4931497、US−5011892及びUS−5041496に記載されているグラフトポリマーである。極めて特に有利なヒドロゲルは、WO01/38402に記載されているニーダー(Kneter)ポリマー及びDE19854575に記載されているポリアクリレートをベースとするハイブリッド有機−無機ヒドロゲルである。
【0198】
本発明により製造される、ラジカル架橋結合剤としてヒドロゲル中で使用可能な物質は、単独で又は他の架橋結合剤、例えば、内部−又は表面架橋結合剤、例えば、次のものと組み合わされて使用され得る:
好適な他の架橋結合剤は、殊にメチレンビスアクリル−又は−メタクリルアミド、ポリオールの不飽和モノ−又はポリカルボン酸のエステル、例えば、ジアクリレート又はトリアクリレート、例えば、ブタンジオール−又はエチレングリコールジアクリレート又は−メタクリレート及びトリメチロールプロパントリアクリレート及びアリル化合物、例えば、アリル(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアリルエステル、ポリアリルエステル、テトラアリルオキシエタン、トリアリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、燐酸のアリルエステル及び例えば、EP−A−0343427に記載されているビニルホスホン酸誘導体である。しかし、本発明による方法で、他の架橋結合剤としてポリアリルエーテルの使用下にアクリル酸の酸性ホモ重合によって製造されるヒドロゲルが特に有利である。好適な架橋結合剤は、ペンタエリスリトールトリ−及び−テトラアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、モノエチレングリコール−ジアリルエーテル、グリセロールジ−及びトリアリルエーテル、ソルビトールをベースとするポリアリルエーテル、及びそのエトキシル化変体である。更に特に有利な架橋結合剤は、ポリエチレングリコール−ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートのエトキシル化誘導体、例えば、サルトマー(Sartomer) SR 9035 及びグリセリンジアクリレート及びグリセリントリアクリレートのエトキシル化誘導体である。当然、前記の架橋結合剤の混合物を使用することもできる。
【0199】
本発明による架橋結合剤中に他の架橋結合剤を分散させることができる架橋結合剤の組合せが特に有利である。そのような架橋結合剤組合せの例は、ジ−又はトリプロピレングリコールジアクリレート及びプロポキシル化グリセリントリアクリレートと一緒の本発明による架橋結合剤である。
【0200】
ラジカル架橋結合剤として本発明により製造したエステルFを用いて製造されるヒドロゲルが極めて特に有利である。
【0201】
吸水性ポリマーは有利にポリマーアクリル酸又はポリアクリレートである。この吸水性ポリマーの製造は、文献から公知の方法によって行なうことができる。架橋結合コモノマーを含有する(0.001〜10モル%)ポリマーが有利であるが、ラジカル重合によって得られ、その際、多官能性エチレン系不飽和ラジカル架橋結合剤が使用されたポリマーが極めて特に有利である。
【0202】
親水性の高膨潤可能なヒドロゲルは、自体公知の重合法によって製造され得る。いわゆるゲル重合法による水溶液中での重合が有利である。この際、前記のように、1種以上の親水性モノマー及び場合により好適なグラフト基体Lの希釈された、有利に水性の、特に有利に15〜50質量%の水溶液を、ラジカル重合開始剤が存在して、有利に機械的な攪拌混合をせずに、トロムスドルフ−ノリッシュ(Trommsdorff-Norrish)−効果(Makromol. Chem. 1, 169 (1947) を利用して重合させる。重合反応は0℃〜150℃、有利に10℃〜100℃の温度範囲で、標準圧でも加圧又は減圧でも実施することができる。通例、重合は保護ガス雰囲気中で、有利に窒素下で実施することもできる。重合の開始のために、エネルギー豊富な電磁放射又は通例の化学的重合開始剤K、例えば、有機ペルオキシド、例えば、過酸化ベンゾイル、三級−ブチルヒドロペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、クモールヒドロペルオキシド、アゾ化合物、例えば、アゾジイソブチロニトリル及び無機ペルオキシ化合物、例えば、(NH、K 又はH を用いることができる。
【0203】
これらは場合により還元剤、例えば、アスコルビン酸、亜硫酸水素ナトリウム、及び硫酸鉄(II)又は還元成分として脂肪族及び芳香族スルフィン酸、例えば、ベンゾールスルフィン酸及びトルオールスルフィン酸又はこれらの酸の誘導体を含有するレドックス系、例えば、DE−C−1301566に記載されている、スルフィン酸、アルデヒド及びアミノ化合物を含むマンニッヒ付加体と組合せて使用することができる。重合体ゲルを数時間にわたり温度範囲50℃〜130℃、有利に70℃〜100℃で後加熱することによって、重合体の品質特性を更に改善することができる。
【0204】
得られるゲルは、使用モノマーに対して、0〜100モル%まで、有利に25〜100モル%まで及び特に有利に50〜85モル%まで中和され、この際、通常の中和剤、有利にアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物又は相応するアルカリ金属炭酸塩、しかし特に有利に水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムを使用することができる。
【0205】
通例、中和は、中和剤を水溶液として又は有利に個体としても加入混合させることによって達成される。そのためにゲルを機械的に、例えば、肉挽機によって粉砕し、中和剤を噴霧させ、振りかけ又は注ぎ、次いで慎重に混合させる。そのために、得られるゲル物質を更に数回挽いて均質にすることができる。中和したゲル物質を次いでベルト−又はローラー乾燥機で、有利に10質量%以下、殊に5質量%以下の水分含量まで乾燥させる。
【0206】
しかし重合自体は、文献に記載された方法のいずれかによって実施することもできる。殊にアクリル酸の中和は、段階f)に記載したように、重合の前に実施することもできる。次いで重合は当業者に公知のベルト式反応器又は捏和反応器中で連続的に又は不連続的にも実施され得る。ベルト反応器中で重合を実施する場合には、電磁放射、有利にUV−線による重合開始が有利であり、又は選択的にレドックス重合開始剤での開始が特に有利である。2つの重合開始方法:電磁放射及び化学的レドックス開始系の組合せも極めて特に有利である。
【0207】
n)乾燥させたヒドロゲルをその後に粉砕し、篩分し、この際、粉砕のためにローラー、デスミル又は振動ミルを使用することができる。篩分されたヒドロゲルの有利な粒度は、有利に45〜1000μmの範囲、有利に45〜850μm、特に有利に200〜850μm、極めて特に有利に300〜850μmである。もう1つの有利な範囲は、150〜850μm、殊に150〜700μmである。有利に粒子の80質量%、殊に粒子の90質量%がこの範囲にある。粒度分布は確立されたレーザー法で測定され得る。
【0208】
更に本発明の目的は、少なくとも1種の親水性モノマーMを重合導入形で含有し、アルコキシル化トリメチロールプロパンと(メタクリル)酸とのエステルFで架橋結合されている架橋結合化ヒドロゲルである。このエステルは、本発明により又は公知技術水準で公知の方法で、有利に本発明による方法で製造され得る。
【0209】
エステルFとして、例えば、前記されている化合物が使用可能である。
【0210】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーのCRC−値[g/g]は、本明細書中に記載されている方法により測定され、有利に15以上、殊に16、18、20、22、24又はそれ以上、特に有利に25、殊に26、27、28、29、殊に有利に30、31、32、33、34、35、36、37又はそれ以上であってよい。
【0211】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーのAUL−0.7psi−値[g/g]は、本明細書中に記載されている方法により測定され、有利に8以上、殊に9、10、11、12、13、14又はそれ以上、特に有利に15、殊に16、17、18、19、殊に有利に20以上、殊に21、22、23、24、25、26、27、28又はそれ以上であってよい。
【0212】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーのAUL−0.5psi−値[g/g]は、本明細書中に記載されている方法により測定され、有利に8以上、殊に9、10、11、12、13、14又はそれ以上、特に有利に15、殊に16、17、18、19又はそれ以上、殊に有利に20以上、殊に21、22、23、24、25、26、27、28又はそれ以上であってよい。
【0213】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーの鹸化指数VSIは、本明細書中に記載されている方法により測定され、有利に10以下、殊に9.5、9又は8.5又はそれ以下、特に有利に8以下、殊に7.5、7、6.5、6、5.5又はそれ以下、殊に有利に5以下、殊に4.5、4、3.5又はそれ以下であってよい。
【0214】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーの残余架橋結合剤含量は、本明細書中に記載されている方法により測定され、有利に10ppm以下、殊に9.5ppm、9ppm又は8.5ppm又はそれ以下、特に有利に8ppm以下、殊に7.5ppm、7ppm、6.5ppm、6ppm、5.5ppm又はそれ以下、殊に有利に5ppm以下、殊に4.5ppm、4ppm、3.5ppm又はそれ以下であってよい。
【0215】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーの使用及び適用
更に本発明は、次のものを包含する衛生製品における前記のヒドロゲル−生成ポリマーの使用に関する:
(P)上部の液体透過性被覆
(Q)下部の液体不透過性層
(R)(P)及び(Q)の間にあり、次のものを含有する核:
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー10〜100質量%
親水性繊維材料0〜90質量%
有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー20〜100質量%、親水性繊維材料0〜80質量%
もっと有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー30〜100質量%、親水性繊維材料0〜70質量%
更にもっと有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー40〜100質量%、親水性繊維材料0〜60質量%
なお一層有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー50〜100質量%、親水性繊維材料0〜50質量%
特に有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー60〜100質量%、親水性繊維材料0〜40質量%
殊に有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー70〜100質量%、親水性繊維材料0〜30質量%
極めて有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー80〜100質量%、親水性繊維材料0〜20質量%
最も有利に、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー90〜100質量%、親水性繊維材料0〜10質量%
(S)場合により、核(R)の直上及び直下にあるティッシュ層及び
(T)場合により、(P)及び(R)の間にある吸収層。
【0216】
パーセント率は、10〜100質量%の場合には、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー11、12、13、14、15、16、17、18、19〜各々100質量%及びその中間にある全ての%−率(例えば、12.2%)が可能であり、相応する親水性繊維材料0〜各々89、88、87、85、83、82、81質量%及びその中間にあるパーセント率(例えば、87.8%)が可能であることを解するべきである。核中に他の物質が存在する場合には、ポリマー及び繊維のパーセント値は相応に減少する。同様のことが有利な範囲にも当てはまり、即ち、例えば、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーについては、81、82、83、84、85、86、87、88、89質量%が、及び相応に繊維材料19、18、17、16、15、14、13、12、11質量%が極めて有利に存在し得る。即ち、有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー20、21、22、23、24、25、26、27、28、29〜100質量%、もっと有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー30、31、32、33、34、35、36、37、38、39〜100質量%、なおもっと有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー40、41、42、43、44、45、46、47、48、49〜100質量%、なお一層有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー50、51、52、53、54、55、56、57、58、59〜100質量%、特に有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー60、61、62、63、64、65、66、67、68、69〜100質量%、殊に有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー70、71、72、73、74、75、76、77、78、79〜100質量%及び最も有利な範囲で、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマー90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100質量%が存在することができる。
【0217】
この際、衛生製品とは、成人用の失禁パット及び失禁パンツも、乳児用おむつも解される。
【0218】
液体透過性被覆(P)は、皮膚と直接接触する層のことである。その材料は、ポリエステル、ポリオレフィン、レーヨンの通常の合成又は半合成繊維又は天然繊維、例えば、木綿を含む。不織材料の場合には、通例、繊維を結合剤、例えば、ポリアクリレートによって結合することができる。有利な材料はポリエステル、レーヨン及びそのブレンド、ポリエチレン及びポリプロピレンである。液体透過性層の例は、WO99/57355A1、EP1023883A2に記載されている。
【0219】
液体不透過性層(Q)は、通例、ポリエチレン又はポリプロピレンを含むシートから成る。
【0220】
核(R)は、本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーの他に、親水性繊維材料を含有する。親水性とは、水性液体が急速に繊維上に分散することが解される。通常では、繊維材料は、セルロース、変性セルロース、レーヨン、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレートである。セルロース繊維、例えば、繊維素が特に有利である。繊維は、通例、直径1〜200μm、有利に10〜100μmを有する。更に、繊維は最短長1mmを有する。
【0221】
おむつの構造及び形状は一般に公知であり、例えば、WO95/26209 66頁34行〜69頁11行、DE19604601A1、EP−A−0316518及びEP−A−0202127に記載されている。一般に、おむつ及び他の衛生製品は、WO00/65084、殊に6〜15頁、WO00/65348、殊に4〜17頁、WO00/35502、殊に3〜9頁、DE1973434、WO98/8439にも記載されている。婦人用衛生製品は、次の文献に記載されている。本発明による水性液体吸収性ヒドロゲル−生成ポリマーは、そこで使用され得る。婦人用衛生製品引用文献:WO95/24173:臭気調節吸収製品(Absorption Article for Controlling Odour)、 WO91/11977:体液臭調節(Body Fluid Odour Control)、 EP389023:吸収剤衛生製品(Absorbent Sanitary Articles) WO94/25077:臭気調節物質(Odour Control Material)、 WO97/01317:吸収剤衛生製品(Absorbent Hygienic Article)、 WO99/18905、EP834297、US5762644、US5895381、WO98/57609、WO2000/065083、WO2000/069485、WO2000/069484、WO2000/069481、US6123693、EP1104666、WO2001/024755、WO2001/000115、EP105373、WO2001/041692、EP1074233。タンポンは次の明細書に記載されている:WO98/48753、WO98/41179、WO97/09022、WO98/46182、WO98/46181、WO2001/043679、WO2001/043680、WO2000/061052、EP1108408、WO2001/033962、DE200020662、WO2001/001910、WO2001/001908、WO2001/001909、WO2001/001906、WO2001/001905、WO2001/24729。失禁用製品は次の明細書に記載されている:個人失禁用使い捨て吸収剤製品(Disposable Absorbent Article for Incontinent Individuals):EP311344記載3〜9頁;使い捨て吸収剤製品(Disposable Absorbent Article):EP850623;吸収剤製品(Absorbent Article):WO95/26207;吸収剤製品(Absorbent Article):EO894502;乾燥縒り繊維構造(Dry Laid Fibrous Structure):EP850616;WO98/49365;EP903134;EP887060;EP887059;EP887058;EP887057;EP887056;EP931530;WO99/25284;WO98/48753。婦人用衛生−及び失禁用製品は次の明細書に記載されている:月経用発明品(Catamenial Device):WO93/22998明細書26〜33頁;体液用吸収剤素材(Absorbent Members for Body Fluids):WO95/26209明細書36〜69頁;使い捨て吸収剤製品(Disposable Absorbent Article):WO98/20916明細書13〜24頁;改良混成吸収剤構造(Improved Composite Absorbent Structures):EP306262明細書3〜14頁;体老廃物吸収剤製品(Body Waste Absorbent Article):WO99/45973。これらの引用及びそこでの引用は明らかに本発明に包含される。
【0222】
本発明によるヒドロゲル−生成ポリマーは、水及び水性液体の吸収剤として極めて好適であり、従って農業的園芸での水分保留剤として、濾過助剤として及び特に衛生製品、例えば、おむつ、タンポン又は生理帯での吸収性成分として有利に使用され得る。
【0223】
本発明による高膨潤性ヒドロゲルの挿入及び固定
本発明による吸収性組成物中には、前記の高膨潤性ヒドロゲルに付加的に、高膨潤性ヒドロゲルを包含し又はヒドロゲルがそれに固定されている構成物が存在する。高膨潤性ヒドロゲルを収容し、更に吸収層に組込まれ得る構成物が好適である。多数のこのような組成物は既に公知であり、文献に詳説されている。高膨潤性ヒドロゲルを組込むための構成物は、例えば、繊維マトリックスであってよく、これはセルロース繊維混合物(空気縒り織布(airlaid web)、湿式縒り織布(wet laid web))又は合成ポリマー繊維(溶融吹込織布(meltblown web)、不織布(spunbonded web))、しかし又はセルロース繊維及び合成繊維製の混合−繊維品を含む。可能な繊維材料は、続いての章に詳説されている。空気−縒り織布の方法は、例えば、WO98/28478に説明されている。更に、開孔フォーム等が高膨潤性ヒドロゲルの組込に用いられ得る。
【0224】
選択的にこのような構成物は2つの単層の融合によって成立し、この際、高膨潤性ヒドロゲルを含有する1個又はより良好には多数の小室が形成される。このような小室系は、EP0615736A1、7頁26行以降に詳説されている。
【0225】
この場合には、2つの層の少なくとも1層は水透過性であるべきである。第2層は水透過性であっても水不透過性であってもよい。層材料として、ティッシュ又は他の組織、閉孔又は開孔フォーム、穿孔薄膜、エラストマー又は繊維材料を含む組織を使用することができる。吸収性組成物が層の構成物を包含する場合には、層材料は、その孔径が高膨潤性ヒドロゲル粒子を保留するために十分に小さい孔構造を有するべきである。吸収性組成物の構成物の前記の例は、少なくとも2層を含む積層体も一緒に包含し、その層の間に高膨潤性ヒドロゲルが挿入され固定される。
【0226】
一般に、いわゆるドライ−及びウエット−保全の改善のために、ヒドロゲル粒子は吸収体核の内部に固定する可能性がある。乾燥−及び湿潤−保全性とは、外力作用に湿潤状態でも乾燥状態でも耐えて、高膨潤性ポリマーの移動又は脱出が起こらないように、高膨潤性ヒドロゲルを吸収性組成物中に組込せる能力のことである。力作用とは、特に、例えば、衛生製品の着用の際に運動経過で生じるような機械的負荷、しかし又は衛生製品が特に失禁下に置かれる重量負荷のことである。固定については、当業者に公知である多数の可能性がある。例えば、熱処理、接着剤の付加、熱可塑性樹脂、結合材料の例は、WO95/26209、37頁36行〜41頁14行に記載されている。従って、前記の一節は本発明の内容である。湿潤強度(Wet Strength)の上昇法は、WO2000/36216A1にもある。
【0227】
更に、吸収性組成物は、高膨潤性ヒドロゲル粒子がその上に固定される支持材料、例えば、ポリマー薄膜を包含することができる。固定化は片側でも両側でも行われ得る。支持材料は水透過性又は水不透過性であってよい。
【0228】
吸収性組成物の前記の構成物中に、高膨潤性ヒドロゲルは、構成物及び高膨潤性ヒドロゲルの全質量に基づき、10〜100質量%、有利に20〜100質量%、もっと有利に30〜100質量%、なおもっと有利に40〜100質量%、更に良好に50〜100質量%、特に有利に60〜100質量%、殊に有利に70〜100質量%、極めて有利に80〜100質量%及び最も有利に90〜100質量%の質量成分で組込まれる。
【0229】
吸収性組成物の繊維材料
繊維網状組織又はマトリックスとして使用される多様の繊維材料が、本発明による吸収性組成物構造の基礎になっている。天然起源の繊維(変性化又は非変性化)も合成繊維も本発明に包含される。
【0230】
本発明で使用することができる繊維の例についての詳細な概要を、特許WO95/26209、28頁9行〜36頁8行が示している。従って、前記の一節は本発明の内容である。
【0231】
セルロース繊維の例は、通例、吸収製品で使用されるもの、例えば、房状(Flausch)繊維素及び木綿型の繊維素を包含する。材料(針葉樹又は落葉樹)、製法、例えば、化学的繊維素、半化学的繊維素、化学熱的機械的繊維素(CTMP)の製法及び漂白法は特に限定されるものではない。即ち、例えば、天然繊維、例えば、木綿、亜麻、絹、羊毛、黄麻、エチルセルロース及び酢酸セルロースを使用することができる。
【0232】
好適な合成繊維は、ポリ塩化ビニル、ポリ弗化ビニル、ポリテトラフルオルエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル化合物、例えば、オルロン(ORLON)(登録商標)、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸エチルビニル、可溶性又は不溶性ポリビニルアルコールから製造される。合成繊維の例は、熱可塑性ポリオレフィン繊維、例えば、ポリエチレン繊維(プルペックス(PULPEX)(登録商標))、ポリプロピレン繊維及びポリエチレン−ポリプロピレン−2成分繊維、ポリエステル繊維、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維(ダクロン(DACRON)(登録商標)又はコデル(KODEL)(登録商標))、コポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸エチルビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル、ポリアミド、コポリアミド、ポリスチロール及び前記ポリマーのコポリマー、及びポリエチレンテレフタレート−ポリエチレン−イソフタレート−コポリマー、ポリ酢酸エチルビニル/ポリプロピレン、ポリエチレン/ポリエステル、ポリプロピレン/ポリエステル、コポリエステル/ポリエステルを含む2成分繊維、ポリアミド繊維(ナイロン)、ポリウレタン繊維、ポリスチロール繊維及びポリアクリルニトリル繊維を包含する。ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びその2成分繊維が有利である。更に、被覆−核−型及び並列(Seite-an-Seite)−型のポリオレフィンを含む熱時接着性2成分繊維が、液体吸収後のその顕著な形状安定性の故に有利である。
【0233】
前記の合成繊維は熱可塑性繊維と組合せて使用することが有利である。熱処理の際に、後者は存在する繊維材料のマトリックス中に部分的に移動し、そうして冷却の際に結合部位及び新規の硬化構成要素が現われる。付加的に、熱可塑性繊維の添加は、熱処理を行なった後の、存在する孔径の拡大を意味する。この方法で、吸収層を生成する間に熱可塑性繊維を連続的に供給することによって、被覆薄層への熱可塑性繊維の成分を連続的に上昇させることが可能であり、それによって同様に孔径の連続的上昇も生じる。熱可塑性繊維は、融点190℃以下、有利に75℃〜175℃を有する多数の熱可塑性ポリマーから生成され得る。この温度では未だセルロース繊維の傷害は予期されない。
【0234】
前記の合成繊維の長さ及び直径は特に限定されるものではなく、一般に、長さ1〜200mm及び直径0.1〜100デニール(9000メートル当たりのグラム)を有する各々任意の繊維を使用することが有利である。有利な熱可塑性繊維は、長さ3〜50mm、特に有利に長さ6〜12mmを有する。熱可塑性繊維の有利な直径は、1.4〜10デシテックス、特に有利に1.7〜3.3デシテックス(10000メートル当たりのグラム)である。形状は特に限定されるものではなく、例は、織物状、細長い筒状、切断−/切裂糸状、ステープル繊維状及び継目なし繊維状を包含する。
【0235】
本発明による吸収性組成物中の繊維は、親水性、疎水性又は両方の組合せであってよい。Robert F. Gould著の”接触角、湿潤性及び付着(Kontaktwinkel, Benetzbarkeit und Adhaesion)”American Chemical Society (1964) における定義により、液体と繊維(又はその表面)との間の接触角が90°以下である場合、又は液体がその表面上で自発的広がり傾向を有する場合に、繊維は親水性であると表示される。2つの過程は全般的に同時存在している。逆に、接触角が90°以上であり、広がりが認められない場合には、繊維は疎水性であると表示される。
【0236】
親水性繊維材料を使用することが有利である。身体側に沿って弱親水性であり、高膨潤性ヒドロゲルの周囲では最強の親水性である繊維材料を使用することが特に有利である。製法において、異なる親水性の層を使用することによって、生じる液体をヒドロゲルに導く勾配を生じさせ、そこで最終的に吸収が行なわれる。
【0237】
本発明による吸収性組成物で使用するための好適な親水性繊維は、例えば、セルロース繊維、変性セルロース繊維、レーヨン、ポリエステル繊維、例えば、ポリエチレンテレフタレート(ダクロン(DACRON)(登録商標))、及び親水性ナイロン(ヒドロフィル(HYDROFIL)(登録商標))である。好適な親水性繊維は、疎水性繊維の親水性化、例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチロール、ポリウレタン等)から得られる熱可塑性繊維を界面活性剤又はシリカで処理することによって得ることもできる。しかし、経費及び入手性の理由から、セルロース繊維が有利である。
【0238】
高膨潤性ヒドロゲル粒子は、前記の繊維材料中に埋め込まれる。これは多様な方法で、例えば、ヒドロゲル材料及び繊維と一緒に吸収層をマトリックスの形に構成させることによって、又は接着剤又は積層により最終的に固定される繊維混合物を含む層へ高膨潤性ヒドロゲルを挿入させることによって行なうことができる。
【0239】
この際、液体収容性及び−分配性繊維マトリックスは、合成繊維又はセルロース繊維又は合成繊維及びセルロース繊維を含む混合物を包含することができ、この際、合成繊維(100〜0):セルロース繊維(0〜100)の混合比は変化してよい。使用されるセルロース繊維は、衛生製品の形状安定性を高めるために付加的に化学的硬化されていてよい。
【0240】
セルロース繊維の化学的硬化は、様々な方法で達成され得る。先ず、繊維硬化は、繊維材料への好適な被覆/コーティングの付加によって達成され得る。このような添加剤は、例えば、ポリアミド−エピクロルヒドリン−被覆(キメネ(Kymene)(登録商標)557 H, Hercoles, Inc. Wilmington Delaware, USA)、ポリアクリルアミド−被覆(U.S.特許3556932又はマークパレツ(Marke Parez) (登録商標)631 NC, American Cyanamid Co., Stamford, CT, USAに記載されている)の商品として、メラミン−フォルムアルデヒド−被覆及びポリエチレンイミン−被覆を包含する。
【0241】
セルロース繊維の化学的硬化は、化学的反応によって行なうこともできる。即ち、例えば、好適な架橋結合物質の添加が、繊維の内部に起こる架橋結合を引き起こし得る。好適か架橋結合物質は、モノマーの架橋結合化に使用される典型的な物質である。C〜Cジアルデヒド、酸性の官能性を有するC〜Cモノアルデヒド、及び殊にC〜Cポリカルボン酸を包含するが、これに限定されるものではない。これらの系列を含む特異的物質は、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサル、グリオキシル酸、ホルムアルデヒド及びクエン酸である。これらの物質は、セルロース単鎖内又は単一セルロース繊維内の2個の隣接セルロース鎖の間の少なくとも2個のヒドロキシル−基と反応する。架橋結合によって、繊維の硬化が行なわれ、繊維はこの処理によってより大きな形状安定性を与えられる。この繊維は、その親水性に加えて、硬化及び可塑性を含む統一した組合せを有する。この物理的特性は、毛細管構造を液体及び圧縮力との同時接触でも保持すること及び早期の崩壊を阻止することを可能にする。
【0242】
化学的架橋結合セルロース繊維は公知であり、WO91/11162、U.S.特許3224926、U.S.特許3440135、U.S.特許3932209、U.S.特許4035147、U.S.特許4822453、U.S.特許4888093、U.S.特許4898642及びU.S.特許5137537に記載されている。化学的架橋結合は繊維材料の硬化を引き起こし、このことは最終的に全衛生製品の改善された形状安定性に反映する。個々の層は、当業者に公知の方法によって、例えば、熱処理による溶融、溶融接着剤、ラテックス結合剤等の添加によって相互に結合される。
【0243】
吸収性組成物の製法
吸収性組成物は、高膨潤性ヒドロゲルを含有する構成物及び前記の構成物中に存在し又はそれに固定されている高膨潤性ヒドロゲルから組成される。
【0244】
例えば、その片側又は両側に高膨潤性ヒドロゲルが固定されている支持材料を含む吸収性組成物を得る方法の例は公知であり、本発明によって包含されるが、これに限定されるものではない。
【0245】
例えば、合成繊維(a)及びセルロース繊維(b)を含む(この際、合成繊維(100〜0):セルロース繊維(0〜100)の混合比は変化し得る)繊維材料−混合物中に埋入される高膨潤性ヒドロゲル(c)を含有する吸収性組成物を得る方法の例は、(1)(a)、(b)及び(c)を同時に混合させる方法、(2)(a)及び(b)を含む混合物を(c)中に加入混合させる方法、(3)(b)及び(c)を含む混合物に(a)を混合させる方法、(4)(a)及び(c)を含む混合物を(b)中に加入混合させる方法、(5)(b)及び(c)を混合させ、(a)を連続的に供給させる方法、(6)(a)及び(c)を混合させ、(b)を連続的に供給させる方法、及び(7)(b)及び(c)を別々に(a)中に加入混合させる方法を包含する。これらの例の内で、方法(1)及び(5)が有利である。この方法で使用される装置は特に限定されず、通例、当業者に公知の装置が使用され得る。
【0246】
相応して得られる吸収性組成物は、最適に熱処理されて、湿潤状態で卓越した形状安定性を有する吸収層が得られる。熱処理法は特に限定されない。例は、熱気の供給による熱処理又は赤外線処理を包含する。熱処理での温度は、60℃〜230℃、有利に100℃〜200℃、特に有利に100℃〜180℃の範囲である。
【0247】
熱処理時間は、合成繊維の種類、その量及び衛生製品の製造速度に依存する。熱処理時間は、一般に0.5秒間〜3分間、有利に1秒間〜1分間である。
【0248】
吸収性組成物は、一般に、例えば、液体透過性の被覆層及び液体不透過性の下層を有する。更に、脚部端末及び接着テープを装着して、衛生製品は完成される。透過性被覆層及び非透過性下層、及び脚部端末及び接着テープの材料及び種類は当業者に公知であり、特に限定されない。その例はWO95/26209にある。
【0249】
本発明の利点は、架橋結合剤として使用可能なエステルFをその製造後に精製する必要はないこと、特に(メタ)アクリル酸、有利にアクリル酸を分離する必要はないことに基づき、それというのも、通例これらのエステルはヒドロゲルの製造のためのモノマーであるからである。
【0250】
実験部分
本明細書中に使用されるppm−及びパーセント率は、他の記載のない限り、質量%及び−ppmに関する。
【0251】
本発明による方法を次の実施例により詳説する。
【0252】

超吸収剤架橋結合剤としてのアクリレート−粗エステルの製造
例中、超吸収剤架橋結合剤の製造は、アルコキシル化トリメチロールプロパンとアクリル酸とのエステル化によって行なわれ、この際、水の分離は共沸蒸留で行なわれる。例中、エステル化触媒は硫酸である。成分を、ヒドロキノンモノメチルエーテル、トリフェニルホスフィット及び次亜燐酸を含む安定剤混合物と共に、駆出剤としてのメチルシクロヘキサン中に前もって装入する。次いで反応混合物を共沸蒸留が開始するまで約98℃に加熱する。共沸蒸留の間、反応混合物中の温度は上昇する。分離した水量を測定する。少なくとも理論的水量が分離されたら、蒸留を止める。引き続き、真空蒸留で駆出剤を除去する。生成物を冷却させ、架橋結合剤として超吸収剤製造で使用する。
【0253】
反応の変換率及び収率は正確には測定されず、それというのも、エステル化で分離される水はアクリル酸も含有し、駆出剤の真空蒸留の間もアクリル酸は除去されるからである。粗エステルもなお遊離アクリル酸を含有し、これは触媒と一緒に滴定される(酸価)。
【0254】
全ての量表示は、他の記載のない限り、質量部である。
【0255】
エステルの製造
酸価を DIN EN 3682 により測定した。
【0256】
例1アルコキシル化トリメチロールプロパンの製造
a)
トリメチロールプロパン77gを、KOH0.5g、水中45%、と共にオートクレーブ中に前以て装入させ、80℃及び減圧(約20ミリバール)で一緒に脱水させる。次いで、エチレンオキシド759gを145〜155℃で添加し、この温度で高めた圧力下に反応させる。圧力の変化がもはや認められなくなったら、反応を終了させる。次いで更に30分間約150℃で後攪拌させる。引き続き、プロピレンオキシド167gを120〜130℃で長時間に渡り高めた圧力で供給し、同様に反応させる。不活性ガスでの洗浄及び60℃への冷却後に、触媒をピロ燐酸ナトリウムの添加及び引続いての濾過によって除去する。
b)
トリメチロールプロパン77gを、KOH0.5g、水中45%、と共にオートクレーブ中に前以て装入させ、80℃及び減圧(約20ミリバール)で一緒に脱水させる。次いで、エチレンオキシド1264gを145〜155℃で添加し、この温度で高めた圧力下に反応させる。圧力の変化がもはや認められなくなったら、反応を終了させる。次いで更に30分間約150℃で後攪拌させる。引き続き、プロピレンオキシド333gを120〜130℃で長時間に渡り高めた圧力で供給し、同様に反応させる。不活性ガスでの洗浄及び60℃への冷却後に、触媒をピロ燐酸ナトリウムの添加及び引続いての濾過によって除去する。
【0257】
例2アクリル酸エステルの製造
a)
約30個エトキシル化された及び5個プロポキシル化されたトリメチロールプロパン(例1による)1427部を、メチルシクロヘキサン345部中で、アクリル酸216部及び硫酸5部とエステル化させる。助剤として、ヒドロキノンモノメチルエーテル3部、トリフェニルホスフィット1部及び次亜燐酸1部を添加する。水44部を分離し、次いで駆出剤を真空蒸留によって除去する。生成物をK300−フィルターで精製する。酸価を測定する。アクリル酸96部の添加によって、粘度を調整する。殆ど無色(沃素色数0〜1)の生成物の粘度は、約330mPasである。
b)
約50個エトキシル化された及び10個プロポキシル化されたトリメチロールプロパン(例1による)2383部を、メチルシクロヘキサン345部中で、アクリル酸216部及び硫酸5部とエステル化させる。助剤として、ヒドロキノンモノメチルエーテル3部、トリフェニルホスフィット1部及び次亜燐酸1部を添加する。水44部を分離し、次いで駆出剤を真空蒸留によって除去する。生成物をK300−フィルターで精製する。酸価を測定する。アクリル酸96部の添加によって、粘度を調整する。殆ど無色(沃素色数0〜1)の生成物の粘度は、約350mPasである。
【0258】
エステル混合物を個々のエステルの混合によって製造することができる。選択的に、混合ポリエーテルを前以て装入させ、一緒にエステル化させることもできる。
【0259】
ヒドロゲルの製造
表面架橋結合の品質を測定するために、乾燥ヒドロゲルを次の試験法で検査することができる。
【0260】
試験法
a)遠心分離保留容量(CRC(Centrifuge Retention Capacity))
この方法で、ティーバッグ中のヒドロゲルの自由膨潤性を測定する。CRCの測定のために、乾燥ヒドロゲル(核画分106〜850μm)0.2000+/−0.0050gを60×85mmの大きさのティーバッグ中に秤量して入れ、これを密閉する。ティーバッグを過剰量の0.9質量%の食塩溶液中に30分間加える(少なくとも食塩−溶液0.83l/ポリマー粉末1g)。引き続き、ティーバッグを3分間250gで遠心分離にかける。液体量の測定は、遠心分離されたティーバッグの秤量によって行なわれる。
【0261】
b)加圧下での吸収(AUL(Absorbency Under Load))(0.7psi)
AUL0.7psiの測定用の測定セルは、下側に装着したメッシュ幅36μmの精鋼−篩床を有する、内径60mm及び高さ50mmのプレクシガラス−筒である。更に、測定セルには、直径59mmのプラスチックプレート及びプラスチックプレートと一緒に測定セル中に入れることができる錘が属する。プラスチックプレートの質量及び錘は合わせて1345gである。AUL0.7psiの測定を実施するために、空のプレクシガラス−筒及びプラスチックプレートの質量を調べ、Wとして記録する。次いで、ヒドロゲル−生成ポリマー(粒度分布150〜800μm)0.900+/0.005gをプレクシガラス−筒に秤量して入れ、できるだけ均一に精鋼−篩床上に分配する。引き続きプラスチックプレートを慎重にプレクシガラス−筒中に入れ、全ユニットを秤量する;質量はWとして記録される。ここで、プレクシガラス−筒中のプラスチックプレート上に錘を置く。直径200mm及び高さ30mmのペトリシャーレの中央に、直径120mm及び多孔率0のセラミック製フィルタープレートを置き、フィルタープレートの表面が湿潤されることなく、液体表面がフィルタープレート表面で封鎖されるような量の0.9質量%の塩化ナトリウム溶液を注ぎ入れる。引き続き、直径90mm及び孔度<20μmの円形濾紙(Schleicher & SchuellのS&S 589 Schwarzband)をセラミックプレート上に置く。ここで、ヒドロゲル−生成ポリマーを含有するプレクシガラス−筒を、プラスチックプレート及び錘と共に濾紙上に置き、そこに60分間放置する。この時間後に、ペトリシャーレから完全ユニットを濾紙から取り出し、引き続き錘をプレクシガラス−筒から除去する。膨潤したヒドロゲルを含有するプレクシガラス−筒をプラスチックプレートと一緒に秤量し、質量をWとして記録する。
【0262】
加圧下での吸収(AUL)を次のように計算する:
AUL0.7psi[g/g]=[W−W]/[W−W
AUL0.5psiを減圧で同様に測定する。
【0263】
c)EP−A1811636、13頁1行〜19行に記載されているように、16時間後に抽出可能な成分(エクストラクト、16h)の測定を同様に行なった。
【0264】
d)ヒドロゲル中の架橋結合剤の残余含量の測定法
未反応の残余架橋結合剤の含量を測定するために、この残余架橋結合剤を先ず二重抽出によって乾燥ヒドロゲルから抽出する。そのために、乾燥ヒドロゲル0.400g及び0.9質量%の食塩溶液40gを密閉可能で遠心分離可能なアンプル中に秤量して入れる。それにジクロルメタン8mlを加え、アンプルを密閉し、次いで60分間振とうさせる。その直後にアンプルを5分間1500Upmで遠心分離させ、従って、有機相は明らかに水相と分離している。
【0265】
第2アンプルに、モノエチレングリコール50μlを秤量して入れ、それにジクロルメタン抽出物約5〜6mlを加え、抽出物の質量を0.001gに正確に捉える。次いでジクロルメタンを50〜55℃で蒸発させ、冷却後に残渣にメタノール−水−混合物(各々50容量部)2mlを加える。10分間振とうし、次いでPTFE0.45μm−フィルター上で濾過する。
【0266】
そうして得られる試料を、液相−クロマトグラフィーにかけて分離し、質量分析する。量化(Quantifizierung)は、使用される同じ架橋結合剤の希釈系列に対して行なわれる。
【0267】
クロマトグラフィーカラムとして、Zorbax Eclipse XDB C−8 (150×4.6mm〜5μm)を使用し、予備カラム(Vorsaeule)として、Zorbax Eclipse XDB C−8 (12.5×4.6mm〜5μm)を使用する。溶離剤として、メタノール/水−混合物(75/25)を使用する。
【0268】
勾配経過は次の通りである:
【0269】
【表1】

【0270】
流速は1600psi圧で1ml/分である。
【0271】
注入容量は20μlである。
【0272】
典型的分析時間は、試料毎に14分間である。
【0273】
検出は、質量分析で、例えば、800〜1300m/z(全走査(full scan)、陽)の範囲である。装置は、APCL(大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical Ionisation)、陽イオン化( positive Ionisierung))で操作する。最適化のために、毛細管温度を180℃に、APCL蒸発器温度を450℃に、源電流を5.0μAに、ガス流を80ml/分に調整する。
【0274】
個々の調整は各架橋結合剤について特異的に行なうべきである。そのために、架橋結合剤の好適な検定溶液を用いて、後に評価に関連する特性ピークを調べる。通例、主ピークが選択される。
【0275】
更に、残余架橋結合剤濃度の計算は次の通りである:
CONCProbe=AProbe×CONCStd×VF/AStd
CONCProbe:は、乾燥ヒドロゲル中の検出される残余架橋結合剤濃度mg/kgである。
【0276】
CONCStd:は、検定溶液中の検出される残余架橋結合剤濃度mg/kgである。
【0277】
Probe:は、乾燥ヒドロゲルの抽出物試料のピーク面である。
【0278】
Std:は、検定溶液のピーク面である。
【0279】
VFは、希釈因子である:
VF=MDCM×MSolv/(MProbe×MExtract
DCMは、抽出に対するジクロルメタン秤量分である。
【0280】
Probeは乾燥ヒドロゲル秤量分である。
【0281】
Solvは、メタノール−水−混合物+モノエチレングリコール秤量分である。
【0282】
Extractは、ジクロルメタン−抽出物秤量分である。
【0283】
この際、検定(数個のピーク、例えば、0〜50ppmの範囲で)によって、測定が直線範囲で行なわれることが保証される。
【0284】
e)鹸化指数VSI
次に、粉砕ゲルを2種の異なる方法で更に処理する:
処理法1
粉砕したゲルを、篩床を有する金属板上で均一に薄層に分配し、次いで24時間80℃で真空乾燥させる。この乾燥は極めて生成物に保護的であり、従って最適な比較標準である。
【0285】
次いで、乾燥ヒドロゲルを粉砕し、300〜600μmの篩画分が単離される。
【0286】
処理法2:
粉砕したゲルを、先ず、封鎖したプラスチック袋中90℃で24時間加熱する。次いで、篩床を有する金属板上で均一に薄層に分配し、24時間80℃で真空乾燥させる。この乾燥は、典型的な生産装置において出現する乾燥条件を模擬し、この条件は、通例、乾燥工率及び流量を、それと結び付く品質低下により制限する。
【0287】
乾燥ヒドロゲルを粉砕し、300〜600μmの篩画分を単離する。
【0288】
2つの処理法により得られるヒドロゲルを、16時間後のティーバッグ容量(CRC)及び抽出可能物含量の測定によって、及び非反応残余架橋結合剤含量に関して特性付ける。付加的に、水分含量を測定し、それが1質量%以上である場合には、この特性の決定の際に計算上考慮する。典型的には、水分含量は約5質量%である。
【0289】
次いで、測定値からゲル中の架橋結合剤の鹸化指数(VSI)を決定し、それは次のように計算される:
VSI=0.5×(CRC−CRC)÷0.5×(抽出可能物−抽出可能物
ここで、下付指数は処理法1又は2を表わす。鹸化指数が大きくなればなるほど、操作乾燥によってティーバッグ容量は大きくなり、この際、抽出可能物の含量が上昇する。2つの寄与は等しく下降される。
【0290】
一般に、その鹸化指数ができるだけ小さい架橋結合剤を使用することが有利である。理想的架橋結合剤は、ゼロのVSIを有する。そのような架橋結合剤の使用は、操作乾燥機の工率を品質の損害なしに技術的に達成可能な最高にまで高めることを可能にする。その根拠は、重合の間に調整される架橋結合(及びそれと共に最終生成物の特性)が、もはや加水分解によって乾燥の際に変化しないからである。
【0291】
例3:アクリル酸エステル混合物の使用下に超吸収体の製造
例a
レーディヒ(Loedige)−すき形刃付捏和機 VT 5R−MK型(容量5l)中に、脱イオン水490g、アクリル酸215g、37.3質量%のナトリウムアクリレート溶液(100モル%中性化)1950g及び2種の架橋結合剤トリメチロールプロパン−30ED−5PO−トリ−アクリレート及びトリメチロールプロパン−5PO−30ED−トリアクリレートの1:1−混合物9.27gを前以て装入させ、20分間窒素の泡立導入下に不活性化させる。次いで、過硫酸ナトリウム2.112g、アスコルビン酸0.045g及び30%の過酸化水素溶液0.125gの添加(希釈水溶液)によって約23℃で開始する。開始後に、加熱ジャケットの温度を調整によって反応器中で反応温度にする。捏和機中で攪拌及び十分な混合下に重合させる。最後に得られる粒団状ゲルを、次いで空気流通乾燥箱中160℃で約3時間乾燥させる。引き続き、粉砕し、150〜850μmに篩分する。
【0292】
得られるヒドロゲルは次の特性を有する:
CRC=36.1g/g
AUL0.3psi=11g/g
抽出可能物16時間=10%。
【0293】
例b
レーディヒ−すき形刃付捏和機 VT 5R−MK型(容量5l)中に、脱イオン水490g、アクリル酸215g、37.3質量%のナトリウムアクリレート溶液(100モル%中性化)1950g及び2種の架橋結合剤トリメチロールプロパン−30ED−5PO−トリ−アクリレート及びトリメチロールプロパン−5PO−30ED−トリアクリレートの1:1−混合物18.5gを前以て装入させ、20分間窒素の泡立導入下に不活性化させる。次いで、過硫酸ナトリウム2.112g、アスコルビン酸0.045g及び30%の過酸化水素溶液0.125gの添加(希釈水溶液)によって約23℃で開始する。開始後に、加熱ジャケットの温度を調整によって反応器中で反応温度にする。捏和機中で攪拌及び十分な混合下に重合させる。最後に得られる粒団状ゲルを、次いで空気流通乾燥箱中160℃で約3時間乾燥させる。引き続き、粉砕し、150〜850μmに篩分する。
【0294】
得られるヒドロゲルは次の特性を有する:
CRC=32.2g/g
AUL0.3psi=17g/g
抽出可能物16時間=7%。
【0295】
例c
レーディヒ−すき形刃付捏和機 VT 5R−MK型(容量5l)中に、脱イオン水490g、アクリル酸215g、37.3質量%のナトリウムアクリレート溶液(100モル%中性化)1950g及び2種の架橋結合剤トリメチロールプロパン−30ED−5PO−トリ−アクリレート及びトリメチロールプロパン−40ED−トリアクリレートの1:1−混合物9.3gを前以て装入させ、20分間窒素の泡立導入下に不活性化させる。次いで、過硫酸ナトリウム2.112g、アスコルビン酸0.045g及び30%の過酸化水素溶液0.125gの添加(希釈水溶液)によって約23℃で開始する。開始後に、加熱ジャケットの温度を調整によって反応器中で反応温度にする。捏和機中で攪拌及び十分な混合下に重合させる。最後に得られる粒団状ゲルを、次いで流通空気乾燥箱中160℃で約3時間乾燥させる。引き続き、粉砕し、150〜850μmに篩分する。
【0296】
得られるヒドロゲルは次の特性を有する:
CRC=36.7g/g
抽出可能物16時間=9%。
【0297】
後架橋結合:
標準的乾燥基本重合粉末に、エチレングリコールジグリシジルエーテル(Firma Nagase, Japan)0.10質量%、水3.35質量%及びプロパンジオール−1,2 1.65質量%(各々使用ポリマーに対して)を含む溶液を、攪拌下に均一に噴霧する。
【0298】
次いで、湿潤粉末を乾燥箱中150℃で60分間加熱する。その後に、凝集物を除去するために、再度850μmで篩分する。この後架橋結合ポリマーの特性を決定することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式1a、1b又は1cのエステルから選択される少なくとも2種のエステルを含有するエステル混合物:
式IaのエステルFは次の構造を有する:
【化1】

[式中、
AOは、AO、AO及びAOについて、各々相互に無関係で、EO、PO又はBOを表わし、
この際、EOは、O−CH−CH−を表わし、
POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、
BOは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH−CH)−又はO−CH(CH−CH)−CH−を表わし、
p1+p2+p3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74又は75であり、
R1、R2、R3は、相互に無関係でH又はCHを表わす]
及び式IbのエステルFは次の構造を有する:
【化2】

[式中、
EOは、O−CH−CH−を表わし、
POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、
n1+n2+n3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59又は60であり、
m1+m2+m3は、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13であり、
R1、R2、R3は、相互に無関係で、H又はCHを表わす]
及び式IcのエステルFは、次の構造を有する:
【化3】

[式中、
EOは、O−CH−CH−を表わし、
POは、相互に無関係で、O−CH−CH(CH)−又はO−CH(CH)−CH−を表わし、
n1+n2+n3は、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59又は60であり、
m1+m2+m3は、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13であり、
R1、R2、R3は、相互に無関係で、H又はCHを表わす]。
【請求項2】
全AO、EO、PO又はBOは有利にEOを表わす、請求項1に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項3】
式1a及び1b又は1a及び1c又は1b及び1c、有利に1b及び1cのエステルだけが存在する、請求項1又は2に記載のエステル混合物。
【請求項4】
式1b又は1cのエステルは、エステル混合物中に、少なくとも10質量%、有利に少なくとも20質量%、殊に少なくとも30質量%まで存在する、請求項1から3までのいずれか1項に記載のエステル混合物。
【請求項5】
p1+p2+p3は、等しく、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49又は50を表わす、請求項1から4までのいずれか1項に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項6】
n1、n2、n3は、相互に無関係で、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20を表わす、請求項1から5までのいずれか1項に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項7】
m1、m2、m3は、相互に無関係で、1、2、3、4又は5を表わす、請求項1から6までのいずれか1項に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項8】
m1+m2+m3は、等しく、5又は10である、請求項1から7までのいずれか1項に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項9】
n1+n2+n3は、等しく、30又は50を表わす、請求項1から8までのいずれか1項に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項10】
R1、R2及びR3は、等しく、有利にHである、請求項1から9までのいずれか1項に記載のエステル混合物中のエステルF。
【請求項11】
式IIa、IIb又はIIc:
【化4】

【化5】

[式中、AO、EO、PO、p1、p2、p3、n1、n2、n3、m1、m2、m3は、請求項1から10までのいずれか1項に記載したものである]のアルコキシル化トリメチロールプロパンを含む混合物と(メタ)アクリル酸との、請求項1から10までのいずれか1項に記載のエステルFのエステル混合物を製造するために、次の段階を包含する方法:
a)少なくとも1種のエステル化触媒C及び少なくとも1種の重合抑制剤D及び場合により水と共沸混合物を生成する溶剤Eが存在する、エステルFの生成下での、アルコキシル化トリメチロールプロパンの混合物と(メタ)アクリル酸との反応、
b)場合により、a)で生じる水の少なくとも一部分の反応混合物からの除去(この際、b)はa)の間及び/又はその後に行なうことができる)、
f)場合により、反応混合物の中和、
h)溶剤Eを使用した場合に、場合により、この溶剤の蒸留による除去及び/又は
i)反応条件下に不活性ガスでのストリップ。
【請求項12】
モル過剰量の(メタ)アクリル酸対アルコキシル化トリメチロールプロパンの混合物は、少なくとも3.15:1であり、かつ
最終段階により得られる反応混合物中に含有される、場合により中和された(メタ)アクリル酸は、実際には反応混合物中に残留する、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
最終段階により得られる、エステルFのエステル混合物を含有する反応混合物は、75質量%以下で分離される、請求項11又は12に記載の方法。
【請求項14】
最終段階により得られる、エステルFのエステル混合物を含有する反応混合物は、DIN EN 3682による酸価少なくともKOH25mg/gを有する、請求項11から13までののいずれか1項に記載の方法。
【請求項15】
最終段階により得られる、エステルFのエステル混合物を含有する反応混合物は、(メタ)アクリル酸含量少なくとも0.5質量%を有する、請求項11から14のいずれか1項に記載の方法。
【請求項16】
反応a)において、(メタ)アクリル酸対アルコキシル化トリメチロールプロパンを含む混合物のモル比は少なくとも15:1である、請求項13から17のいずれか1項に記載の方法。
【請求項17】
次の段階を包含する架橋結合ヒドロゲルの製法:
k)請求項1から10までのいずれか1項に記載のエステルFのエステル混合物と(メタ)アクリル酸との、場合により付加的なモノエチレン系不飽和化合物N、及び場合により少なくとももう1種の共重合可能な親水性モノマーMとの、少なくとも1種のラジカル重合開始剤K及び場合により少なくとも1種のグラフト重合基体Lの存在での重合、
l)場合により、k)から得られる反応混合物の後架橋結合、
m)k)又はl)から得られる反応混合物の乾燥及び
n)場合により、k)、l)又はm)から得られる反応混合物の粉砕及び/又は篩分。
【請求項18】
請求項11から16までのいずれか1項に記載の段階a)〜i)及び付加的に
k)実施される限り、段階a)〜i)の1段階からの反応混合物と、場合により、付加的なモノエチレン系不飽和化合物N、及び場合により少なくとももう1種の共重合可能な親水性モノマーMとの、少なくとも1種のラジカル重合開始剤K及び場合により少なくとも1種のグラフト重合基体Lの存在での重合、
l)場合により、k)から得られる反応混合物の後架橋結合、
m)k)又はl)から得られる反応混合物の乾燥及び
n)場合により、k)、l)又はm)から得られる反応混合物の粉砕及び/又は篩分
を包含する、架橋結合ヒドロゲルの製法。
【請求項19】
請求項17又は18に記載の方法により得られるポリマー。
【請求項20】
請求項1から10までのいずれか1項に記載のエステルFのエステル混合物と架橋結合された、重合導入形で少なくとも1種の親水性モノマーMを含有する架橋結合ヒドロゲル。
【請求項21】
請求項11から16までのいずれか1項に記載の方法によって得られる、エステルFのエステル混合物を含有する反応混合物と架橋結合された、重合導入形で少なくとも1種の親水性モノマーMを含有する架橋結合ヒドロゲル。
【請求項22】
請求項20又は21に記載のポリマーの、衛生製品、包装材料及び不織物での使用。
【請求項23】
請求項1から10までのいずれか1項に記載のエステルFのエステル混合物及び(メタ)アクリル酸0.1〜40質量%、
少なくとも1種の親水性モノマーM0.5〜99.9質量%、
少なくとも1種のエステル化触媒C0〜10質量%、
少なくとも1種の重合抑制剤D0〜5質量%及び
溶剤E0〜10質量%
を、その合計が常に100質量%であるという条件で含有する物質混合物。
【請求項24】
エステル混合物中の各エステルFは、親水性モノマーMに対して、高々2質量%存在する、請求項23に記載の物質混合物。
【請求項25】
付加的に、希釈剤G(全量100質量%)を含有する、請求項23又は24に記載の物質混合物。
【請求項26】
請求項23から25までのいずれか1項に記載の物質混合物及び付加的に
l)場合により、得られる反応混合物の後架橋結合、
m)直接得られる又はl)から得られる反応混合物の乾燥及び
n)場合により、直接得られる又はl)又はm)から得られる反応混合物の粉砕及び/又は篩分
から得られる架橋結合ヒドロゲル。
【請求項27】
請求項11から15までのいずれか1項に記載の方法により得られる反応混合物又は請求項23から25までのいずれか1項に記載の物質混合物の、
吸水性ヒドロゲルのラジカル架橋結合剤として、
ポリマー分散物の製造のための出発物質として、
ポリアクリレートの製造のための出発物質として、
ラッカー原料として又は
セメント添加剤としての使用。
【請求項28】
請求項1から10までのいずれか1項に記載のエステルFのエステル混合物の、水性液体吸収性ヒドロゲル−生成ポリマーの製造のための使用。

【公表番号】特表2006−524275(P2006−524275A)
【公表日】平成18年10月26日(2006.10.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−504980(P2006−504980)
【出願日】平成16年4月2日(2004.4.2)
【国際出願番号】PCT/EP2004/003551
【国際公開番号】WO2004/087790
【国際公開日】平成16年10月14日(2004.10.14)
【出願人】(595123069)ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト (847)
【氏名又は名称原語表記】BASF Aktiengesellschaft
【住所又は居所原語表記】D−67056 Ludwigshafen, Germany
【Fターム(参考)】