説明

モノマー溶液の液滴の重合による、高い透過性を有する吸水性ポリマー粒子の製造方法

酸基を有するモノマーを含有するモノマー溶液の液滴の重合によって該液滴を取り囲む気相中で、高い透過性を有する吸水性ポリマー粒子を製造する方法において、前記モノマー溶液が多価カチオンを含有し、かつ前記ポリマー粒子が少なくとも150μmの平均直径を有する方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、酸基を有するモノマーを含有するモノマー溶液の液滴の重合によって該液滴を取り囲む気相中で、高い透過性を有する吸水性ポリマー粒子を製造する方法において、前記モノマー溶液が多価カチオンを含有し、かつ前記ポリマー粒子が少なくとも150μmの平均直径を有する方法に関する。
【0002】
吸水性ポリマー粒子の製造は、モノグラフ"Modern Superabsorbent Polymer Technology",F.L.Buchholz及びA.T.Graham,Wiley−VCH,1998,第71〜103頁に記載される。
【0003】
吸水性ポリマーは、おむつ、タンポン、生理帯及びその他の衛生用品を製造するための、水溶液を吸収する製品として使用されているが、農業園芸における保水剤としても使用されている。
【0004】
該吸水性ポリマーの特性は、架橋度によって調節することができる。架橋度が高まると、ゲル強度が高まり、そして吸収能が低下する。それは、圧力下吸収(Absorption unter Druck)(AUL)が高まると、遠心保持能力(Zentrifugenretentionskapazitaet)(CRC)が低下する(架橋度が高すぎても、圧力下吸収は低下する)ことを意味する。
【0005】
例えばおむつでの膨潤ゲルベッドにおける液体通過性(Fluessigkeitsweiterleitung)(SFC)並びに圧力下吸収(AUL)などの応用特性の改善のためには、吸水性ポリマー粒子は、一般に、後架橋される。それによって、粒子表面の架橋度のみが高まり、そうして圧力下吸収(AUL)と遠心保持能力(CRC)とのつながりを少なくとも部分的になくすことができる。前記の後架橋は、水性ゲル相中で実施することができる。しかし、好ましくは、粉砕されかつ篩別されたポリマー粒子(基礎ポリマー)は、その表面上で後架橋剤によって被覆され、熱的に後架橋され、そして乾燥される。このために適切な架橋剤は、親水性ポリマーのカルボキシル基と共有結合を形成することができる少なくとも2の基を有する化合物である。
【0006】
噴霧重合によって、重合と乾燥という方法工程を統合することができた。加えて、粒度は、好適な方法操作によって、ある特定の範囲に調整することができた。
【0007】
モノマー溶液の液滴の重合による吸水性ポリマー粒子の製造は、例えばEP−A0348180号、WO96/40427号、US5,269,980号、DE−A10314466号、DE−A10340253号及びDE−A102004024437号並びに整理番号10 2005 002 412.2及び10 2006 001 596.7を有するより以前のドイツ国出願に記載されている。
【0008】
DE−A102004042946号、DE−A102004042948号及びDE−A102004042955並びに整理番号10 2005 019 398.6を有するより以前のドイツ国出願は、噴霧重合による増粘剤の製造を記載している。
【0009】
本発明の課題は、高い透過性、すなわち膨潤ゲルベッド中での高い液体通過性を有する吸水性ポリマー粒子の製造方法を提供することであった。
【0010】
前記課題は、吸水性ポリマー粒子を、
a)少なくとも1つの酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、
b)少なくとも1つの架橋剤、
c)少なくとも1つの開始剤、
d)水
を含有するモノマー溶液の液滴を該液滴を取り囲む気相中で重合させることによって製造する方法において、前記モノマー溶液が多価カチオンを含有し、かつ前記ポリマー粒子が少なくとも150μmの平均直径を有することを特徴とする方法によって解決された。
【0011】
本発明による方法により得られる吸水性ポリマー粒子は、一般に少なくとも5×10-7cm3s/g、好ましくは少なくとも15×10-7cm3s/g、有利には少なくとも35×10-7cm3s/g、特に有利には少なくとも50×10-7cm3s/g、殊に有利には少なくとも120×10-7cm3s/gの透過性(SFC)を有する。該吸水性ポリマー粒子の透過性(SFC)は、通常は、500×10-7cm3s/g未満である。
【0012】
本発明による方法により得られる吸水性ポリマー粒子は、一般に少なくとも10g/g、好ましくは少なくとも15g/g、有利には少なくとも20g/g、特に有利には少なくとも25g/g、殊に有利には少なくとも30g/gの遠心保持能力(CRC)を有する。該吸水性ポリマー粒子の遠心保持能力(CRC)は、通常は、50g/g未満である。
【0013】
好適な多価カチオンは、例えば二価のカチオン、例えば亜鉛、マグネシウム、カルシウム及びストロンチウムのカチオン、三価のカチオン、例えばアルミニウム、鉄、クロム、希土類及びマンガンのカチオン、四価のカチオン、例えばチタン及びジルコニウムのカチオンである。少なくとも三価のカチオンが好ましい。対イオンとして、塩化物イオン、臭化物イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン及びカルボン酸イオン、例えば酢酸イオン及び乳酸イオンが可能である。アルミニウム塩、例えば硫酸アルミニウムが好ましい。
【0014】
多価カチオンの量は、それぞれモノマーa)に対して、好ましくは0.001〜0.25質量%、特に有利には0.01〜0.2質量%、殊に有利には0.05〜0.15質量%である。
【0015】
多価カチオンの量は、その際、モノマー溶液中に混濁も沈殿も生じないように選択されるべきである。
【0016】
ポリマー粒子の平均直径は、好ましくは少なくとも200μm、特に有利には250〜600μm、殊に300〜500μmであり、その際、該粒径は、光散乱によって測定でき、体積重み付けされた平均直径を意味する。ポリマー粒子の90%は、好ましくは100〜800μmの直径、特に有利には150〜700μmの直径、殊に有利には200〜600μmの直径を有する。
【0017】
気相の酸素含有率は、好ましくは0.001〜0.15容量%、特に有利には0.002〜0.1容量%、殊に有利には0.005〜0.05容量%である。
【0018】
気相は、酸素の他に、好ましくは不活性ガスのみを、すなわち反応条件下で重合に干渉しないガス、例えば窒素及び/又は水蒸気のみを含有する。
【0019】
モノマーa)は、好ましくは水溶性である。すなわち、23℃での水中での溶解度は、一般に少なくとも1g/100g(水)、好ましくは少なくとも5g/100g(水)、特に有利には少なくとも25g/100g(水)、殊に有利には少なくとも50g/100g(水)であり、それを、好ましくは1つの酸基ごとに有する。
【0020】
モノマー溶液中でのモノマーa)の濃度は、通常は2〜80質量%、好ましくは5〜70質量%、特に有利には10〜60質量%である。
【0021】
好適なモノマーa)は、例えばエチレン性不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸である。特に好ましいモノマーは、アクリル酸及びメタクリル酸である。殊に、アクリル酸が好ましい。
【0022】
モノマーa)の全量に対するアクリル酸及び/又はそれらの塩の割合は、有利には少なくとも50モル%、特に有利には少なくとも90モル%、殊に有利には少なくとも95モル%である。
【0023】
モノマーa)の酸基は、通常は部分的に、好ましくは25〜85モル%までが、有利には50〜80モル%までが、特に有利には60〜75モル%までが中和されており、その際、慣用の中和剤、好ましくはアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリ金属炭酸水素塩並びにそれらの混合物を使用することができる。アルカリ金属塩の代わりに、アンモニウム塩を使用することもできる。ナトリウム及びカリウムは、アルカリ金属として特に好ましいが、殊には、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム又は炭酸水素ナトリウム並びにそれらの混合物が好ましい。通常、中和は、水溶液として、溶融物として、又は有利には固体として中和剤を混入することによって達成される。例えば、50質量%を明らかに下回る含水量を有する水酸化ナトリウムは、23℃より高い融点を有するロウ状材料として存在しうる。この場合に、配量は、ばら材としても、又は高められた温度で溶融物としても可能である。
【0024】
モノマーa)、特にアクリル酸は、有利には0.025質量%までのヒドロキノン半エーテルを含む。好ましいヒドロキノン半エーテルは、ヒドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)及び/又はトコフェロールである。
【0025】
トコフェロールとは、以下の式
【化1】

[式中、R1は、水素もしくはメチルを意味し、R2は、水素もしくはメチルを意味し、R3は、水素もしくはメチルを意味し、かつR4は、水素もしくは1〜20個の炭素原子を有する酸基を意味する]で示される化合物を表す。
【0026】
4についての好ましい基は、アセチル、アスコルビル、スクシニル、ニコチニル及び他の生理学的に認容性のカルボン酸である。カルボン酸は、モノカルボン酸、ジカルボン酸もしくはトリカルボン酸であってよい。
【0027】
有利には、R1=R2=R3=メチルであるα−トコフェロール、特にラセミ体のα−トコフェロールである。R1は、特に有利には水素又はアセチルである。特に有利には、RRR−α−トコフェロールである。
【0028】
モノマー溶液は、それぞれアクリル酸に対して、有利には高くても130質量ppm、特に有利には高くても70質量ppm、好ましくは少なくとも10質量ppm、特に好ましくは少なくとも30質量ppm、特に約50質量ppmのヒドロキノン半エーテルを含有し、その際、アクリル酸塩は、アクリル酸としてともに考慮される。例えば、モノマー溶液の製造のために、ヒドロキノン半エーテルの相応の含有率を有するアクリル酸を使用することができる。
【0029】
架橋剤b)は、少なくとも2つのラジカル重合可能な基を有し、それらがラジカル的に重合してポリマー網目構造を形成しうる化合物である。好適な架橋剤b)は、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルアミン、テトラアリルオキシエタン(例えばEP−A0530438号に記載される)、ジアクリレート及びトリアクリレート(例えばEP−A0547847号、EP−A0559476号、EP−A0632068号、WO93/21237号、WO03/104299号、WO03/104300号、WO03/104301号及びDE−A10331450号に記載される)、アクリレート基の他に更なるエチレン性不飽和基を有する混合型アクリレート(例えばDE−A10331456号及びDE−A10355401号に記載される)又は架橋剤混合物(例えばDE−A19543368号、DE−A19646484号、WO90/15830号及びWO02/32962号に記載される)である。
【0030】
適切な架橋剤b)は、特にN,N′−メチレンビスアクリルアミド及びN,N′−メチレンビスメタクリルアミド、不飽和モノカルボン酸またはポリカルボン酸とポリオールとのエステル、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ジアクリレート又はエチレングリコールジアクリレート、又はブタンジオールジメタクリレート又はエチレングリコールジメタクリレート並びに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、リン酸のアリルエステル並びに例えば、EP−A−0343427中に記載されているようなビニルホスホン酸誘導体である。更に適した架橋剤b)は、ペンタエリトリトールジ−、ペンタエリトリトール−及びペンタエリトリトール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、エチレングリコールジアリルエーテル、グリセリンジ−及びグリセリントリアリルエーテル、ソルビトールを基礎とするポリアリルエーテル、並びにそれらのエトキシ化された別形である。本発明による方法においては、ポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレートを使用可能であり、その際、使用されるポリエチレングリコールは、300〜1000の分子量を有する。
【0031】
しかしながら、特に好ましい架橋剤b)は、3ないし15エトキシ化されたグリセリンの、3ないし15エトキシ化されたトリメチロールプロパンの、3ないし15エトキシ化されたトリメチロールエタンのジ−及びトリアクリレート、特に2ないし6エトキシ化されたグリセリンの又はトリメチロールプロパンのジ−及びトリアクリレート、3プロポキシ化されたグリセリンの又はトリメチロールプロパンのジ−及びトリアクリレートであり、並びに3混合エトキシ化された又はプロポキシ化されたグリセリンの又はトリメチロールプロパンのジ−及びトリアクリレート、15エトキシ化されたグリセリンの又はトリメチロールプロパンのジ−及びトリアクリレート、並びに40エトキシ化されたグリセリンの、トリメチロールエタンのもしくはトリメチロールプロパンのジ−及びトリアクリレートである。
【0032】
殊に好ましい架橋剤b)は、例えばWO03/104301号に記載される、アクリル酸もしくはメタクリル酸とエステル化してジ−又はトリアクリレートとなった多重エトキシ化された及び/又はプロポキシ化されたグリセリンである。特に有利には、3ないし10エトキシ化されたグリセリンのジアクリレート及び/又はトリアクリレートである。殊に、1ないし5エトキシ化された及び/又はプロポキシ化されたグリセリンのジアクリレート又はトリアクリレートが好ましい。最も好ましくは、3ないし5エトキシ化された及び/又はプロポキシ化されたグリセリンのトリアクリレートである。これらは、吸水性ポリマー中での特に低い残留含有率(一般に、10質量ppm未満)の点で優れており、かつそれを用いて製造された吸水性ポリマーの水性抽出物は、同じ温度の水と比較して、ほぼ不変の表面張力(一般に、少なくとも0.068N/m)を有する。
【0033】
該モノマー溶液は、それぞれモノマーa)に対して、一般に少なくとも0.2質量%の、好ましくは少なくとも0.6質量%の、有利には少なくとも0.8質量%の、特に有利には少なくとも1.5質量%の、殊に有利には少なくとも3.0質量%の架橋剤b)を含有する。
【0034】
開始剤c)としては、重合条件下でラジカルに分解する全ての化合物、例えばペルオキシド、ヒドロペルオキシド、過酸化水素、過硫酸塩、アゾ化合物及びいわゆるレドックス開始剤を使用することができる。水溶性の開始剤を使用することが好ましい。多くの場合に、種々の開始剤の混合物、例えば過酸化水素とペルオキソ二硫酸ナトリウムもしくはペルオキソ二硫酸カリウムとからの混合物を使用することが好ましい。過酸化水素とペルオキソ二硫酸ナトリウムとからの混合物は、あらゆる任意の比率で使用することができる。
【0035】
特に好ましい開始剤c)は、アゾ開始剤、例えば2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド及び2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド及び光開始剤、例えば2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、レドックス開始剤、例えば過硫酸ナトリウム/ヒドロキシメチルスルフィン酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム/ヒドロキシメチルスルフィン酸、過酸化水素/ヒドロキシメチルスルフィン酸、過硫酸ナトリウム/アスコルビン酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム/アスコルビン酸及び過酸化水素/アスコルビン酸、光開始剤、例えば1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン並びにそれらの混合物である。
【0036】
開始剤は、通常の量で、例えばモノマーa)に対して、0.001〜5質量%の量で、好ましくは0.01〜1質量%の量で使用される。
【0037】
好ましい重合抑制剤は、最適な作用のために溶解された酸素を必要とする。従って、モノマー溶液からは、重合前に、不活性化によって、すなわち不活性ガス、好ましくは窒素での流過によって、溶解酸素を除去されることがある。有利には、モノマー溶液の重合前の酸素含有率は、1質量ppm未満に、特に有利には0.5質量ppm未満に低下される。
【0038】
重合開始剤は、吸収によっても、例えば活性炭上での吸収によっても除去することができる。
【0039】
モノマー溶液は、気相中での重合のために液滴化される。
【0040】
モノマー溶液滴中での重合は、均質相中で行われ、その際、懸濁された無機塩によって制限された不均質性は考慮されないものとする。それは、該モノマー溶液が均質であり、モノマー溶液は重合の間にも均質なままであることを意味する。ポリマーは重合の間に膨潤することはあるが、沈殿せずに液滴中に第二の相を形成する。さもなくば、各液滴中に複数のポリマー核が生成され、それらが乾燥の間に、非常に小さい一次粒子の凝集物を形成することとなる。本発明による方法の目的は、1液滴あたりにそれぞれ1つの一次粒子を製造することである。従って、モノマーa)及び架橋剤b)は、生成するポリマーが液滴の水相中で膨潤可能なように選択されるべきである。
【0041】
従って、本発明による方法は、好ましくは、疎水性の不活性溶剤の不在下で実施される。疎水性の不活性溶剤は、水と混和し得ず、重合に干渉しない、すなわち重合可能な基を有さない事実上全ての液体である。水と混和し得ない、とは、該疎水性の溶剤の水中での溶解度が、5g/100g未満、好ましくは1g/100g未満、特に有利には0.5g/100g未満であることを意味する。
【0042】
液滴化に際して、モノマー溶液は液滴の形成下に気相へと配量される。モノマー溶液の液滴化は、例えば液滴化プレート(Vertropferplatte)を用いて実施できる。
【0043】
液滴化プレートは、少なくとも1つの穿孔を有し、液体が上方からその穿孔を通り抜けるプレートである。液滴化プレートもしくは液体は、振動において動かすことができ、それによって該液滴化プレートの上側で各穿孔ごとに理想的に単分散した液滴の鎖状物が作成される。
【0044】
穿孔の数と大きさは、所望の容量と液滴寸法に応じて選択される。その際、液滴直径は、通常は、穿孔の直径の1.9倍である。この場合に重要なことは、液滴化されるべき液体の通り抜けが速すぎないこと、あるいは穿孔にわたる圧力損失が大きすぎないことである。さもなくば、液体は液滴化されず、液体噴射は、その高い運動エネルギーの結果として分裂(噴霧)される。液滴化装置は、層流分解の流動範囲で作業される。すなわち1穿孔あたりの流量及び穿孔直径に対するレイノルズ数は、好ましくは2000未満、有利には1000未満、特に有利には500未満、殊に有利には100未満である。穿孔にわたる圧力損失は、好ましくは2.5バール未満、特に有利には1.5バール未満、殊に有利には1バール未満である。
【0045】
液滴化プレートは、通常は少なくとも1個の、好ましくは少なくとも10個の、特に有利には少なくとも50個の、通常は10000個までの、好ましくは5000個までの、特に有利には1000個までの穿孔を有し、その際、それらの穿孔は、通常は一様に液滴化プレート上に分布しており、好ましくは三角ピッチで分布している。すなわち、それぞれ3つの穿孔が正三角形の頂点を形成する。
【0046】
穿孔の直径は、所望の液滴寸法に適合される。
【0047】
該液滴化プレートを支持プレート上に載置することが好ましいことがある。その際、該支持プレートは同様に穿孔を有する。その際、支持プレートの穿孔は、液滴化プレートの穿孔よりも大きい直径を有し、かつ液滴化プレートの各穿孔の下に、それと同心の支持プレートの穿孔が存在するように配置されている。この配置は、例えば別の大きさの液滴を生成するために、液滴化プレートを迅速に交換することを可能にする。
【0048】
しかし、該液滴化は、気送式引込みノズル(pneumatische Ziehduese)、回転、噴射の切断又は迅速に制御可能な微細バルブノズル(Mikroventilduese)によっても実施できる。
【0049】
気送式引込みノズルでは、液体噴射は、ガス流と一緒に絞りを通って加速される。ガス量によって、液体噴射の直径、従って液滴直径に影響を及ぼすことができる。
【0050】
回転による液滴化の場合には、液体は、回転ディスクの開口部を通り抜ける。液体に作用する遠心力によって、定義された寸法の液滴が引き取られる。回転液滴化は、例えばDE−A4308842号及びUS6338438号に記載されている。
【0051】
しかし、流出する液体噴射を、回転刃によっても定義された区間で切り分けてもよい。各区間は、引き続き1つの液滴を形成する。
【0052】
微細バルブノズルを使用する場合には、直接的に、定義された液体容量を有する液滴が作成される。
【0053】
好ましくは、キャリヤーガスとしての気相が反応室中に流れる。その際、キャリヤーガスは、自由落下しているモノマー溶液の液滴に対して順流もしくは向流で、好ましくは順流で反応室中に導かれる。好ましくは、キャリヤーガスは、1回の通過後に、少なくとも部分的に、好ましくは少なくとも50%まで、特に好ましくは少なくとも75%までが、循環ガスとして反応室に返送される。通常は、キャリヤーガスの部分流は、その都度の通過後に、好ましくは10%まで、特に有利には3%まで、殊に有利には1%までが排出される。
【0054】
重合は、好ましくは、層状ガス流中で実施される。層状ガス流は、個々の流動の層が混ざらずに平行して移動するガス流である。流動挙動についての尺度は、レイノルズ数(Re)である。2300の臨界レイノルズ数(Re臨界)未満では、ガス流は層状である。層状ガス流のレイノルズ数は、好ましくは2000未満、特に有利には1500未満、殊に有利には1000未満である。層状の不活性ガス流の低い方の境界例は、静止している不活性ガス雰囲気(Re=0)である。すなわち、連続的に不活性ガスが供給されない状態である。
【0055】
ガス速度は、好ましくは、流動が反応器に向けられるように、例えば一般的な流動方向と反対の対流渦が存在しないように調整され、それは例えば0.1〜2m/s、好ましくは0.5〜1.8m/s、有利には1〜1.5m/sである。
【0056】
キャリヤーガスは、適宜、反応器の前で、反応温度に予熱される。
【0057】
反応温度は、熱誘導型重合の場合には、好ましくは70〜250℃、特に有利には100〜220℃、殊に有利には120〜200℃である。
【0058】
該反応は、過圧もしくは減圧下で実施することができ、周囲圧に対して100ミリバールまでの減圧が好ましい。
【0059】
反応排ガス、すなわち反応室から出て行くキャリヤーガスは、例えば熱交換器中で冷却することができる。その際、水及び未反応のモノマーa)が凝縮する。次いで、反応排ガスは、少なくとも部分的に再び加熱でき、そして循環ガスとして反応器へと返送することができる。反応排ガスの一部を排出し、そして新たなキャリヤーガスによって置き換えることができる。その際、反応排ガス中に含まれる水及び未反応のモノマーa)は分離して返送することができる。
【0060】
特に、熱統合体(Waermeverbund)、すなわち、排ガスの冷却時の排熱の一部が循環ガスの加熱に使用されるものが好ましい。
【0061】
該反応器は随伴加熱することができる。随伴加熱は、その際、壁部温度が、反応器内部温度より少なくとも5℃高く、反応器壁部での凝縮が確実に回避されるように調整される。
【0062】
反応生成物は、反応器から通常のように取り出すことができる、例えば底部でスクリューコンベアを介して取り出すことができ、そして場合により所望の残留湿分まで、かつ所望の残留モノマー含有率にまで乾燥させることができる。
【0063】
当然のように、ポリマー粒子を引き続き後架橋させて、更なる特性の改善をすることができる。
【0064】
適切な後架橋剤は、ヒドロゲルのカルボキシル基と共有結合を形成しうる少なくとも2つの基を有する化合物である。好適な化合物は、例えばアルコキシシリル化合物、ポリアジリジン、ポリアミン、ポリアミドアミン、ジ−もしくはポリグリシジル化合物(例えばEP−A0083022号、EP−A0543303号及びEP−A0937736号に記載される)、二官能性もしくは多官能性のアルコール(例えばDE−C3314019号、DE−C3523617号及びEP−A0450922号に記載される)又はβ−ヒドロキシアルキルアミド(例えばDE−A10204938号及びUS6,239,230号に記載される)である。
【0065】
更に、DE−A4020780号において、環状カーボネートが、DE−A19807502号において、2−オキサゾリドン及びそれらの誘導体、例えば2−ヒドロキシエチル−2−オキサゾリドンが、DE−A19807992号において、ビス−及びポリ−2−オキサゾリジノンが、DE−A19854573号において、2−オキソテトラヒドロ−1,3−オキサジン及びそれらの誘導体が、DE−A19854574号においては、N−アシル−2−オキサゾリドンが、DE−A10204937号においては、環状尿素が、DE−A10334584号においては、二環状アミドアセタールが、EP−A1199327号においては、オキセタン及び環状尿素が、そしてWO03/031482号においては、モルホリン−2,3−ジオン及びそれらの誘導体が、好適な後架橋剤として記載されている。
【0066】
本発明による方法は、高い透過性(SFC)及び高い遠心保持能力(CRC)を有する吸水性ポリマー粒子を得ることを可能にする。この特性の組合せのために、今までは、付加的な後架橋段階がどうしても必要であった。
【0067】
本発明の更なる1つの対象は、本発明による方法により得られる吸水性ポリマー粒子である。
【0068】
本発明による吸水性ポリマー粒子は、一般に0.005質量%未満の、好ましくは0.002質量%未満の、特に有利には0.001質量%未満の、殊に有利には0.0005質量%未満の疎水性溶剤の含有率を有する。疎水性溶剤の含有率は、ガスクロマトグラフィーによって、例えばヘッドスペース技術によって測定することができる。
【0069】
逆懸濁重合によって得られたポリマー粒子は、通常はなおも、反応媒体として使用された疎水性溶剤0.01質量%を含有する。
【0070】
本発明による吸水性ポリマー粒子は、一般に1質量%未満の、好ましくは0.5質量%未満の、特に有利には0.1質量%未満の、殊に有利には0.05質量%未満の界面活性剤含有率を有する。
【0071】
逆懸濁重合によって得られたポリマー粒子は、通常はなおも、懸濁液の安定化のために使用された界面活性剤少なくとも1質量%を含有する。
【0072】
本発明による吸水性ポリマー粒子は、ほぼ円形である。すなわち該ポリマー粒子は、一般に少なくとも0.84の、好ましくは少なくとも0.86の、特に有利には少なくとも0.88の、殊に有利には少なくとも0.9の平均球形度を有する。球形度(SPHT)は、
【数1】

[式中、Aは、横断面積であり、かつUは、ポリマー粒子の横断面周囲長である]として定義される。平均球形度は、体積重み付けされた球形度である。
【0073】
平均球形度は、例えば画像解析システムCamsizer(登録商標)(Retsch Technology GmbH;DE)で測定することができる。
【0074】
その測定のために、生成物をホッパを介して導入し、そして配量溝路により投下口(Fallschacht)へと搬送する。粒子は照明壁に沿って落ちていく一方で、粒子はカメラによって選択的に検知される。撮影された写真をソフトウェアによって、選択されたパラメータに相応して評価する。
【0075】
丸みを特徴付けるために、プログラムにおいて球形度で特徴付けられた測定値が考慮される。指定されているのは、体積で重み付けされた平均球形度であり、その際、粒子の体積は相当直径xcminを介して測定される。相当直径xcminの測定のために、全体で32の異なる空間的方向についてのそれぞれの最長弦直径が測定される。相当直径xcminは、前記の32の弦直径の最短のものである。相当直径xcminは、粒子がちょうど通過しうる篩いのメッシュ幅に相当する。粒子の検知のためには、いわゆるCCD−ズームカメラ(CAM−Z)が使用される。配量溝路の進路制御のために、0.5%の表面被覆割合が設定される。
【0076】
比較的低い球形度を有するポリマー粒子は、ポリマー粒子が重合の間もしくは後に凝集される場合に、逆懸濁重合によって得られる。
【0077】
通常の溶液重合(ゲル重合)によって製造される吸水性ポリマー粒子は、乾燥後に粉砕され、分級される。その際、不規則なポリマー粒子が得られる。このポリマー粒子の平均球形度は、約0.72〜約0.78である。
【0078】
本発明は、更に、上述の架橋された吸水性ポリマー粒子を衛生製品に用いる使用に関する。例えば、衛生製品は、以下のように構成されていてよい:
(A)上部液体透過性カバー
(B)下部液体不透過性層
(C)以下のものを含有する(A)と(B)の間にあるコア
10〜100質量%の本発明による吸水性ポリマー粒子
0〜90質量%の親水性繊維材料
好ましくは
30〜100質量%の本発明による吸水性ポリマー粒子
0〜70質量%の親水性繊維材料
特に好ましくは
50〜100質量%の本発明による吸水性ポリマー粒子
0〜50質量%の親水性繊維材料
特に好ましくは
70〜100質量%の本発明による吸水性ポリマー粒子
0〜30質量%の親水性繊維材料
最も好ましくは
90〜100質量%の本発明による吸水性ポリマー粒子
0〜10質量%の親水性繊維材料
(D)場合により、コア(C)の直上及び直下にある組織層、
(E)場合により、(A)と(C)の間にある吸収層。
【0079】
衛生製品とは、その際、例えば、大人用の失禁パッド及び失禁パンツ又は子供用おむつを表すべきである。
【0080】
液体透過性カバー(A)は、直接的に皮膚と接触する層である。そのための材料は、その場合、合成もしくは半合成の繊維又はポリエステル、ポリオレフィン、レイヨンもしくは木綿などの天然繊維のフィルムからなる。不織材料の場合に、繊維は、一般にポリアクリレートなどのバインダーによって結合されるべきである。好ましい材料は、ポリエステル、レイヨン及びそれらのブレンド、ポリエチレン及びポリプロピレンである。液体透過性層のための例は、WO−A−99/57355号、EP−A−1023883号に記載されている。
【0081】
液体不透過性層(B)は、一般に、ポリエチレンもしくはポリプロピレン製のシートからなる。
【0082】
コア(C)は、本発明による吸水性ポリマー粒子の他に、親水性の繊維材料を含有する。親水性とは、水性液体が該繊維にわたって迅速に広がることを表すべきである。大抵は、繊維材料は、セルロース、変性セルロース、レイヨン、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。特に、パルプなどのセルロース繊維が好ましい。該繊維は、一般に、1〜200μmの直径、有利には10〜100μmの直径を有する。更に、該繊維は、1mmの最小長さを有する。
【0083】
おむつの構造と形状は、一般に知られており、例えばWO95/26209号の第66頁第34行〜第69頁第11行、DE−A19604601号、EP−A0316518号及びEP−A0202127号に記載されている。一般に、おむつ及び他の衛生製品は、WO00/65084号にも、特にその第6〜15頁に、WO00/65348号にも、特に第4〜17頁に、WO00/35502号にも、特に第3〜9頁に、DE−A19737434号及びWO98/08439号にも記載されている。婦人衛生用の衛生製品は、以下の文献箇所に記載されている。本発明による吸水性ポリマー粒子は、そこで使用することができる。文献箇所 婦人衛生、WO95/24173号:臭気制御用の吸収物品、WO91/11977号:体液臭気制御、EP−A0389023号:吸収性サニタリー物品、WO94/25077号:臭気制御材料、WO97/01317号:吸収性衛生物品、WO99/18905、EP−A0834297号、US5,762,644号、US5,895,381号、WO98/57609号、WO00/65083号、WO00/69485号、WO00/69484号、WO00/69481号、US6,123,693号、EP−A1104666号、WO01/24755号、WO01/00115号、EP−A0105373号、WO01/41692号、EP−A1074233。タンポンは、以下の文献に記載されている:WO98/48753号、WO98/41179号、WO97/09022号、WO98/46182号、WO98/46181号、WO01/43679号、WO01/43680号、WO00/61052号、EP−A1108408号、WO01/33962号、DE−A10020662号、WO01/01910号、WO01/01908号、WO01/01909号、WO01/01906号、WO01/01905号、WO01/24729号。失禁物品は、以下の文献に記載されている:失禁者のための使い捨て吸収性物品:EP−A0311344号の明細書第3〜9頁、使い捨て吸収性物品:EP−A0850623号、吸収性物品:WO95/26207号、吸収性物品:EP−A0894502号、ドライレイド繊維構造物:EP−A0850616号、WO98/22063号、WO97/49365号、EP−A0903134号、EP−A0887060号、EP−A0887059号、EP−A0887058号、EP−A0887057号、EP−A0887056号、EP−A0931530号、WO99/25284号、WO98/48753号。婦人衛生物品及び失禁物品は、以下の文献に記載されている:月経装置(Catamenial Device):WO93/22998号の明細書第26〜33頁、体液用の吸収材:WO95/26209号の明細書第36〜69頁、使い捨て吸収性物品:WO98/20916号の明細書第13〜24頁、改善された複合吸収性構造物:EP−A0306262号の明細書第3〜14頁、排泄物吸収性物品:WO99/45973号。前記の参考資料は、これらの参照をもって明確に本願に開示されたものとする。
【0084】
上記の本発明による吸水性ポリマー粒子の他に、本発明による吸収性の構成物中には、本発明による吸水性ポリマー粒子を含有するか又は該粒子が固定されている複合物が存在する。本発明による吸水性ポリマー粒子を収容でき、かつ更に吸収層に組み込むことができるあらゆる複合物が適している。多数の係る構成物は既に公知である。本発明による吸水性ポリマー粒子の取り込みのための複合物は、例えばセルロース繊維混合物(エアーレイドウェブ、ウェットレイドウェブ)もしくは合成ポリマー繊維(メルトブローウェブ、スパンボンドウェブ)からなる又はセルロース繊維と合成繊維との繊維混合品からなる繊維マトリクスであってよい。可能な繊維材料は、次章に詳細に記載されている。エアーレイドウェブのプロセスは、例えば特許出願WO98/28478号に記載されている。更に、開放気泡のフォームもしくは類似物は、架橋された膨潤性のヒドロゲル形成性のポリマーを取り込むために用いることができる。選択的に、係る複合物は、2つの個々の層を融合させることによって作製することができる。その際、本発明による吸水性ポリマー粒子を含有する1つのもしくはより良好には多数の空洞が形成される。係る空洞システムは、特許出願EP−A0615736号の第7頁第26行以降に詳細に記載されている。
【0085】
この場合に、2つの層の少なくとも一方が水透過性であることが望ましい。第二の層は、水透過性でも又は水不透過性でもよい。層材料としては、組織もしくはその他の織物、孤立気泡もしくは開放気泡のフォーム、有孔フィルム、エラストマー又は繊維材料製の織物を使用することができる。該吸収性の構成物が複数層の複合物から成る場合に、層材料は細孔構造を有することが望ましく、その細孔寸法は、本発明による吸水性ポリマー粒子を保持するのに十分なほど小さい。吸収性の構成物の複合物についての上述の例は、少なくとも2つの層からなり、その間に本発明による吸水性ポリマー粒子が組み込まれ固定された積層物をも共に含む。
【0086】
一般に、いわゆる乾式団結性(Dry−Integrity)と湿式団結性(Wet−Integrity)の改善のために、ヒドロゲル粒子を吸収性コア内に固定する可能性がある。乾式団結性と湿式団結性とは、吸水性ポリマー粒子が、それが外力作用に湿式状態と乾式状態のいずれでも持ちこたえて高膨潤性ポリマーの転位もしくは排出をもたらさずに、吸収性の構成物中に組み込まれる能力を表す。力作用とは、とりわけ機械的負荷、例えば衛生製品の携帯時の動作進行において生ずる機械的負荷又は、とりわけ失禁時に衛生製品が下にある重量負荷を表す。固定化のためには、当業者に公知の多くの方法が存在する。熱処理、接着剤、サーモプラスト、バインダー材料の添加による固定化などの例は、特許出願WO95/26209号の第37頁第36行〜第41頁第14行に掲載されている。上述の一節も従って本発明の構成要素である。湿式強度を高める方法は、特許出願WO00/36216号にも存在する。
【0087】
更に、吸収性の構成物は、例えばポリマーフィルムなどの担体材料からなっていてよく、その上に吸水性ポリマー粒子が固定される。その固定化は、片側で行っても、両側で行ってもよい。前記の担体材料は、水透過性でも又は水不透過性でもよい。
【0088】
吸収性の構成物の上述の複合物において、本発明による吸水性ポリマー粒子は、該複合物と吸水性ポリマー粒子の全質量に対して、10〜100質量%の質量割合で、有利には30〜100質量%の質量割合で、特に有利には50〜100質量%の質量割合で、殊に有利には70〜100質量%の質量割合で、最も有利には90〜100質量%の質量割合で組み込まれる。
【0089】
本発明による吸収性の構成物の構造には、繊維網目構造もしくはマトリクスとして使用される多岐にわたる繊維材料が基礎となる。本発明に含まれるのは、天然起源の繊維(変性もしくは未変性)と合成繊維のいずれもである。
【0090】
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は、特許出願WO95/26209号の第28頁第9行〜第36頁第8行に示される。上述の一節も従って本発明の構成要素である。
【0091】
セルロース繊維のための例は、吸収製品で通常使用されるあらゆるもの、例えば綿毛パルプ及び木綿型のパルプを含む。材料(針葉樹材もしくは広葉樹材)、化学パルプ、半化学パルプ、ケモサーモメカニカルパルプ(CTMP)などの製造方法及び漂白方法は、特に制限されない。ここで、例えば天然セルロース繊維、例えば木綿、亜麻、絹、綿、ジュート麻、エチルセルロース及び酢酸セルロースが使用される。
【0092】
好適な合成繊維は、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル化合物、例えばORLON(登録商標)、ポリ酢酸ビニル、ポリエチルビニルアセテート、可溶性もしくは不溶性の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(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−二成分繊維、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(DACRONもしくはKODEL(登録商標))、コポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチルビニルアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリレート、ポリアミド、コポリアミド、ポリスチレン及び上述のポリマーのコポリマー並びに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、ポリエチルビニルアセテート/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/ポリエステルからなる二成分繊維、ポリアミド繊維(ナイロン)、ポリウレタン繊維、ポリスチレン繊維及びポリアクリルニトリル繊維を含む。ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維及びそれらの二成分繊維が好ましい。更に、液体吸収後の優れた形状安定性のため、コア・シェル型及びサイド・バイ・サイド型のポリオレフィンからなる熱接着性の二成分繊維が好ましい。
【0093】
上述の合成繊維は、好ましくは、熱可塑性繊維と組み合わせて使用される。熱処理に際して、前記熱可塑性繊維はその一部が、存在する繊維材料のマトリクス中へとマイグレーションを引き起こし、そして冷却したときに結合箇所をなし、新たな補強材となる。更に、熱可塑性繊維の添加は、熱処理の実施後に、存在する細孔寸法の拡大を意味する。前記のように、吸収層の形成の間に熱可塑性の繊維を連続的に計量供給することによって、熱可塑性の繊維の割合をカバーシートに向かって連続的に高めることが可能であり、それによって細孔サイズの連続的な増大も同様にもたらされる。熱可塑性の繊維は、190℃未満、有利には75〜175℃の融点を有する多くの熱可塑性ポリマーから形成することができる。前記の温度では、まだセルロースの損傷は見込まれない。
【0094】
上記の合成繊維の長さと直径は、特に制限されず、一般に、1〜200mmの長さと0.1〜100デニール(9000メートルあたりのグラム数)の直径を有するあらゆる任意の繊維を有利に使用することができる。好ましい熱可塑性繊維は、3〜50mmの長さを、特に好ましくは6〜12mmの長さを有する。熱可塑性繊維の好ましい直径は、1.4〜10デシテックス、特に有利には1.7〜3.3デシテックス(10000メートルあたりのグラム数)である。その形状に特に制限はなく、例として、織物状のもの、細い円柱状のもの、切断糸/スプリット糸状のもの、スフ状のもの、及びフィラメント繊維状のものが含まれる。
【0095】
本発明による吸収性の構成物中の繊維は、親水性、疎水性又はそれらの組合せ型であってよい。Robert F.Gouldによる刊行物"Kontaktwinkel,Benetzbarkeit und Adhaesion",American Chemical Society(1964年)における定義によれば、液体と繊維(もしくはその表面)との間の接触角が90゜未満であるか又は液体がその表面上で自発延展の傾向にある場合には、繊維は親水性と呼ばれる。両者の事象は、たいていは同時に存在する。反対に、90゜より大きい接触角が形成され、延展が観察されない場合には、繊維は疎水性と呼ばれる。
【0096】
好ましくは、親水性の繊維材料が使用される。特に好ましくは、体側に向かって弱親水性であり、かつ吸水性ポリマー粒子の周りの領域において最も強い親水性である繊維材料が使用される。その製造方法において、異なる疎水性の層の使用によって、衝突する液体を最終的に吸収が行われるヒドロゲルに誘導する勾配が作製される。
【0097】
本発明による吸収性の構成物で使用するために適した親水性の繊維は、例えばセルロース繊維、変性セルロース繊維、レイヨン、ポリエステル繊維、例えばポリエチレンテレフタレート(DACRON(登録商標))及び親水性レイヨン(HYDROFIL(登録商標))である。好適な親水性の繊維は、疎水性の繊維を親水性化することによって、例えばポリオレフィン(例えばポリエチレンもしくはポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリウレタンなど)から得られる熱可塑性繊維を界面活性剤もしくはシリカで処理することによって得ることができる。しかしながら、コストと可用性の理由から、セルロース繊維が好ましい。
【0098】
本発明による吸水性ポリマー粒子は、前記の繊維材料中に組み込まれる。このことは多岐にわたる様式で、例えばヒドロゲル材料と繊維とを一緒に用いることで吸収層をマトリクス中に構成することによって又は吸水性ポリマー粒子を最終的に固定される繊維混合物からなる層中に接着剤もしくは複数の層の積層にせよ介在させることによって行うことができる。
【0099】
液体吸収性の及び液体分配性の繊維マトリクスは、その際、合成繊維もしくはセルロース繊維又は合成繊維とセルロース繊維からなる混合物からなってよく、その際、(100〜0)合成繊維:(0〜100)セルロース繊維の混合比で変動しうる。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、付加的に化学的に補強されていてよい。
【0100】
セルロース繊維の化学的補強は、種々の様式で達成できる。一方で、繊維の補強は、好適な被覆/コーティングを繊維材料に添加することによって達成できる。係る添加剤には、例えばポリアミド−エピクロロヒドリン−被覆(Kymene(登録商標)557H,Hercules,Inc.米国デラウェアのウィルミントン在)、ポリアクリルアミド−被覆(US3,556,932号に記載される又は商標名Parez(登録商標)631NCの商品,American Cyanamid Co.,米国コネチカットのスタムフォード在)、メラミン−ホルムアルデヒド−被覆及びポリエチレンイミン−被覆が共に含まれる。
【0101】
セルロース繊維の化学的補強は、化学反応によっても行うことができる。ここで、例えば好適な架橋剤物質の添加は、繊維内で起こる架橋をもたらすことがある。好適な架橋剤物質は、モノマーの架橋に使用される一般的な物質である。該物質には、これらに制限されないが、酸官能性を有するC2〜C8−ジアルデヒド、C2〜C8−モノアルデヒド、特にC2〜C9−ポリカルボン酸が含まれる。前記の一連の物質からの特定の物質は、例えばグルタルアルデヒド、グリオキサール、グリオキシル酸、ホルムアルデヒド及びクエン酸である。前記物質は、個々のセルロース鎖内で又は個々のセルロース繊維内の2つの隣接したセルロース鎖間で、少なくとも2つのヒドロキシル基と反応する。該架橋によって、この処理によりより大きい形状安定性を与えることになる繊維の補強が行われる。その親水性特性に加えて、前記の繊維は、補強及び弾性からのまとまった組み合わせを有する。前記の物理特性により、毛細管構造は、液体との接触と圧縮力の両方の場合にも保持され、早期の崩壊を回避することが可能となる。
【0102】
化学的に架橋されたセルロース繊維は公知であり、WO91/11162号、US3,224,926号、US3,440,135号、US3,932,209号、US4,035,147号、US4,822,453号、US4,888,093号、US4,898,642号及びUS5,137,537号に記載されている。化学的架橋は、繊維材料に補強をもたらし、このことは、最終的に衛生製品全体の改善された形状安定性に反映される。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、ラテックスバインダーなどの添加によって互いに結合される。
【0103】
例えば片側もしくは両側に吸水性ポリマー粒子が固定されている担体材料からなる吸収性の構成物を得る方法のための例は公知であり、本発明により共に含まれるが、それに制限されない。
【0104】
例えば合成繊維(a)及びセルロース繊維(b)からの繊維材料混合物中に組み込まれた吸水性ポリマー粒子(c)からなり、(100〜0)合成繊維:(0〜100)セルロース繊維の混合比で変動しうる吸収性の構成物を得る方法のための例には、(1)(a)、(b)及び(c)を同時に混合する方法、(2)(a)及び(b)からなる混合物を(c)中に混加する方法、(3)(b)及び(c)からなる混合物を(a)と混合する方法、(4)(a)及び(c)からなる混合物を(b)中に混加する方法、(5)(b)及び(c)を混合し、そして(a)を連続的に計量供給する方法、(6)(a)及び(c)を混合し、そして(b)を連続的に計量供給する方法、並びに(7)(b)及び(c)を別々に(a)に混加する方法が含まれる。これらの例のうち、方法(1)及び(5)が好ましい。前記の方法で使用される装置は、特に制限されず、当業者に公知の慣用の装置を使用することができる。
【0105】
相応して作製された吸収性の構成物は、場合により熱処理に供されうるので、湿った状態で優れた形状安定性を有する吸収層が得られる。その熱処理のための方法は、特に制限されない。例として、熱風の供給による熱処理又は赤外線照射による熱処理が共に含まれる。熱処理時の温度は、60℃〜230℃、好ましくは100℃〜200℃、特に好ましくは100℃〜180℃である。
【0106】
熱処理の時間は、合成繊維の種類、その量並びに衛生製品の製造速度に依存する。一般に、熱処理の時間は、0.5秒〜3分、好ましくは1秒〜1分である。
【0107】
該吸収性の構成物には、一般に例えば、液体を透過するカバー層と、液体を透過しない下部層とが設けられる。更に、レッグカフ及び接着テープが取り付けられて、衛生製品が完成される。透過性のカバー層と不透過性の下部層並びにレッグカフ及び接着テープの材料及び種類は、当業者に公知であり、特に限定されるものではない。そのための例は、WO95/26209号に見いだせる。
【0108】
吸水性ポリマー粒子は、以下に記載される試験方法によって試験される。
【0109】
方法
測定は、別に記載がない限り、23±2℃の環境温度及び50±10%の相対空気湿度で実施される。吸水性ポリマーは、測定前に良く混和する。
【0110】
液体通過性(SFC食塩水の流れの誘導)
0.3psi(2070Pa)の圧力負荷下での膨潤されたゲル層の液体通過性は、EP−A0640330号中の記載と同様に、高吸収性のポリマーからなる膨潤したゲル層のゲル層透過性として測定され、この場合上記の特許出願明細書第19頁及び図8に記載の装置は、ガラスフリット(40)がもはや使用されず、プランジャー(39)が円筒体(37)と同様のプラスチック材料からなり、今や全載置面にわたって均一に分布するように21個の同じ大きさの孔を含むように十分に変更した。測定の方法及び評価は、EP−A0640330号に対して不変のままである。通過流量は、自動的に捕捉される。
【0111】
液体通過性(SFC)は、次のように計算される:
SFC [cm3s/g]=(Fg(t=0)×L0)/(d×A×WP)
上記式中、Fg(t=0)は、g/秒でのNaCl溶液の流量であり、これは、流量測定のデータFg(t)の線形の回帰分析に基づいてt=0に対する外挿法によって得られ、L0は、cmでのゲル層の厚さであり、dは、g/cm3でのNaCl溶液の比重であり、Aは、cm2でのゲル層の面積であり、かつWPは、dyn/cm2でのゲル層上の静水圧力である。
【0112】
遠心保持能力(CRC Centrifuge Retention Capacity)
吸水性ポリマー粒子の遠心保持能力は、EDANA(uropean isposables nd onwovens ssociation)によって推奨された試験方法No.441.2−02"遠心保持能力(Centrifuge retention capacity)"によって測定される。
【0113】
遠心保持能力について示された値は、水不含の吸水性ポリマー粒子に対するものである。すなわち測定された値は、測定前に吸水性ポリマー粒子の含水率に相応して補正した。吸水性ポリマー粒子の含水率は、EDANA(uropean isposables nd onwovens ssociation)によって推奨された試験方法No.430.2−02"湿分含有率(Moisture content)"によって測定される。
【0114】
それらのEDANA試験法は、例えば欧州不織布工業会(Avenue Eugene Plasky 157,B−1030 ブリュッセル,ベルギー)で入手できる。
【0115】
実施例
14.6kgのアクリル酸ナトリウム(水中37.5質量%の溶液)及び1.4kgのアクリル酸を、28.0gの15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及び0〜55.9gの硫酸アルミニウムと混合した。該溶液を、加熱され窒素雰囲気で充填された液滴化塔(Vertropfungsturm)(180℃、12mの高さ、2mの幅、並流で0.1m/sのガス速度)中に液滴化した。計量供給速度は、16kg/hであった。液滴化プレートは、170μmの穿孔を37個有していた。液滴化プレートの直径は、65mmであった。開始剤を、液滴化装置の直前で、ベンチュリミキサを介してモノマー溶液へと計量供給した。開始剤としては、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリドを水中に溶かした15質量%の溶液を使用した。開始剤溶液の計量供給速度は、0.224kg/hであった。液滴化塔からのガス出口温度は130℃であった。得られたポリマー粒子の平均粒径は、270μmであった。
【0116】
引き続き、得られた吸水性ポリマー粒子を分析した。これらの結果を第1表にまとめる。
【0117】
第1表: 多価カチオンの影響
【表1】

【0118】
*) アクリル酸に対する

【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸水性ポリマー粒子を、
a)少なくとも1つの酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、
b)少なくとも1つの架橋剤、
c)少なくとも1つの開始剤、
d)水
を含有するモノマー溶液の液滴を該液滴を取り囲む気相中で重合させることによって製造する方法において、前記モノマー溶液が多価カチオンを含有し、かつ前記ポリマー粒子が少なくとも150μmの平均直径を有することを特徴とする方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法において、モノマー溶液が、モノマーa)に対して0.001〜0.25質量%の多価カチオンを含有することを特徴とする方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の方法において、多価カチオンが少なくとも三価であることを特徴とする方法。
【請求項4】
請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法において、モノマーa)が少なくとも50モル%までアクリル酸であることを特徴とする方法。
【請求項5】
請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法において、ポリマー粒子が、少なくとも200μmの平均直径を有することを特徴とする方法。
【請求項6】
請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法において、ポリマー粒子の少なくとも90質量%が、100〜800μmの直径を有することを特徴とする方法。
【請求項7】
請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法において、キャリヤーガスを反応室中に流すことを特徴とする方法。
【請求項8】
請求項7に記載の方法において、反応室を出て行くキャリヤーガスを、1回の通過後に、少なくとも部分的に返送することを特徴とする方法。
【請求項9】
請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法において、キャリヤーガスの酸素含有率が0.001〜0.15容量%であることを特徴とする方法。
【請求項10】
請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法において、得られるポリマー粒子を、少なくとも1つの更なる方法工程において乾燥及び/又は後架橋させることを特徴とする方法。
【請求項11】
請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法により製造できる吸水性ポリマー粒子。
【請求項12】
少なくとも0.84の平均球形度を有し、0.005質量%未満の疎水性溶剤の含有率を有し、かつ少なくとも5×10-7cm3s/gの透過性を有する吸水性ポリマー粒子。
【請求項13】
請求項12に記載のポリマー粒子であって、該ポリマー粒子が少なくとも10g/gの遠心保持能力を有することを特徴とするポリマー粒子。
【請求項14】
請求項12又は13に記載のポリマー粒子であって、該ポリマー粒子が少なくとも200μmの平均直径を有することを特徴とするポリマー粒子。
【請求項15】
請求項12から14までのいずれか1項に記載のポリマー粒子であって、該ポリマー粒子の少なくとも90質量%が、100〜800μmの直径を有することを特徴とするポリマー粒子。
【請求項16】
請求項12から15までのいずれか1項に記載のポリマー粒子であって、該ポリマー粒子が少なくとも部分的に、重合された酸基を有するモノマーa)からなることを特徴とするポリマー粒子。
【請求項17】
請求項16に記載のポリマー粒子であって、重合されたモノマーa)の酸基が、少なくとも部分的に中和されていることを特徴とするポリマー粒子。
【請求項18】
請求項16又は17に記載のポリマー粒子であって、モノマーa)が少なくとも50モル%までアクリル酸であることを特徴とするポリマー粒子。
【請求項19】
請求項11から18までのいずれか1項に記載のポリマー粒子であって、該ポリマー粒子が多価カチオンを含有することを特徴とするポリマー粒子。
【請求項20】
請求項11から19までのいずれか1項に記載のポリマー粒子を衛生製品の製造のために用いる使用。
【請求項21】
請求項11から19までのいずれか1項に記載のポリマー粒子を含有する衛生製品。

【公表番号】特表2009−543919(P2009−543919A)
【公表日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−519937(P2009−519937)
【出願日】平成19年7月11日(2007.7.11)
【国際出願番号】PCT/EP2007/057082
【国際公開番号】WO2008/009599
【国際公開日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願人】(508020155)ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】BASF SE
【住所又は居所原語表記】D−67056 Ludwigshafen, Germany
【Fターム(参考)】