説明

界面活性剤を有する吸水性ポリマーの乾燥法

吸収性ポリマーの乾燥法は、該吸収性ポリマーの提供を含む。C10〜C24エステル基を有する界面活性剤が吸水性ポリマーと混和される。界面活性剤の酸価は、吸水性ポリマーの乾燥効率をさらに高めるために高められている。さらに具体的には、界面活性剤の酸価が高められた後、該吸水性ポリマーは、高められた界面活性剤の酸価を有さない界面活性剤を含む吸水性ポリマーと比較して改善されたポンパビリティーおよび塗布性を示す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の背景
1.発明の分野
一般に、本発明は吸水性ポリマーの乾燥法に関する。さらに具体的には、一般に本発明は吸水性ポリマーの乾燥効率を高めるために界面活性剤を吸水性ポリマーと混和する方法に関する。
【0002】
2.関連技術の記載
しばしば、"ヒドロゲル"、ヒドロゲル形成性吸水性ポリマー、"高吸収性物質"またはSAPs、吸収性ゲル材料またはAGMs、または"親水コロイド"材料と呼ばれる吸水性ポリマーは、多数の用途において、最も顕著には体液を吸収するためのオムツおよび他の衛生用品において幅広く使用されている。吸水性ポリマーは、ワイピングクロス、保水剤、脱水剤、スラッジ凝集剤、使い捨てタオル、バスマットおよびドアマット、増粘剤、ペット用使い捨てトイレマット、凝縮防止剤、および種々の化学物質のための剥離制御剤においても使用されうる。そのような吸水性ポリマーは、例えばUS特許番号3,699,103(Harper他)、US特許番号5,669,894および5,599,335(Goldman他)、およびUS特許番号3,770,731(Harmon)の中で議論されている。
【0003】
これらの吸水性ポリマーは、置換および非置換の天然および合成のポリマー、例えば不飽和分子の架橋ポリマー、(共)重合された不飽和分子、適したグラフトベース上の1つ以上の不飽和分子のグラフト(コ)ポリマー、架橋セルロースエーテルまたはデンプンエーテル、天然物、例えばグアー誘導体(それらは水性液体中で膨潤されえ、かつそれらは化学的に変性された形であってよい)を含めた、種々の化学形態において入手可能である。最も一般的な吸水性ポリマーの中から挙げられるのは、一般に、不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、または不飽和カルボン酸の誘導体、例えばアクリル酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、アルキルアクリレート等を重合することによって作製される架橋ポリアクリレートである。水溶性であるこれらのポリマーは、カルボキシル基含有ポリマー鎖を、少量の慣例的な二官能性または多官能性のモノマー材料、例えばN,N'−メチレン−ビスアクリルアミド、トリメチロール−プロパン−トリアクリレートまたはトリアリルアミンと架橋することによって水不溶性にされる。架橋ポリアクリレートはなお、荷電したカルボキシル基を有する。荷電したカルボキシル基は、架橋ポリアクリレートを水膨潤性にさせることが可能であり、すなわち架橋ポリアクリレートは浸透力でもって体液を吸収しえ、このように流体と一緒にヒドロゲルを形成する。
【0004】
一般に、吸水性ポリマーは水溶液中で形成される。結果的に生じる吸収性ポリマーそれ自体は、通常は水である水溶液を吸収し、かつ意図された用途において使用することができるように乾燥を要する。典型的に、吸収性ポリマーの乾燥を促進するために、吸収性ポリマーは、乾燥を速める目的で吸収性ポリマーの表面積を高めるために粉砕されている。
【0005】
吸収性ポリマーを損傷することなく急速な乾燥を可能にするドラム乾燥(drum drying)は、吸収性ポリマーを乾燥するのに用いられる一般的な一方法である。ドラム乾燥において、粉砕された吸収性ポリマーは回転ドラム上の平行ノズルを介して供給される。吸収性ポリマーは、圧力をかけながらアプリケーターロールを用いてドラムの表面上に塗布される。塗布を通じて、それだけの表面を利用するために最大均一性の吸収性ポリマーフィルムを形成すること、および最大限の乾燥効率をもたらす吸収性ポリマーの均一の乾燥を達成することがその目的である。ドラムの一回転中に吸収性ポリマーフィルムは乾燥され、かつ固定ブレードによってドラムの表面から分離される。ドラムの表面からその一回転後に分離される前に吸収性ポリマーが十分に乾燥されることを保証するために、100〜250℃のドラムの表面温度と0.1〜5rpmのドラムの回転速度とのバランスがとられる。正確な表面温度および回転速度は、個々のプロセスの考察に依存する。
【0006】
慣例的なドラム乾燥プロセスにおいて、粉砕された吸収性ポリマーはアプリケーターノズルに至るパイプライン系を介して搬送される。粉砕された吸収性ポリマーは高圧でアプリケーターノズルを介して圧搾されるが、これは機械的な問題につながる。さらに、粉砕された吸収性ポリマーの固形分は、アプリケーターロールが最大均一性の吸収性ポリマーフィルムを形成することができるように20質量部を下回っていなければならない。より高い固形分では、アプリケーターロールはその代わりに、追加の乾燥時間を要する吸収性ポリマーのより厚い面を有する厚みが異なる吸収性ポリマーフィルムを形成する。結果として乾燥機の能力は完全には利用されず、また吸収性ポリマーの乾燥効率は乏しい。
【0007】
US特許番号5,945,495(Daniel他)は、界面活性剤を吸収性ポリマー中に混和することによって吸収性ポリマーの乾燥効率を高める方法を開示する。界面活性剤、すなわち表面活性剤は親水基および疎水基を含む。界面活性剤は、多価分子、すなわち1個を上回るヒドロキシル基を有する分子、例えばソルビタンから形成されている。ヒドロキシル基は親水基であり、かつ疎水基はC10〜C24エステル基である。該エステル基は、1個のヒドロキシル基と脂肪酸、例えばラウリン酸とのエステル化によって形成される。粉砕された吸収性ポリマーの粉体レオロジーは、界面活性剤の添加によって改善される。さらに具体的には、吸収性ポリマーへの界面活性剤の添加後、乾燥機の表面に至るパイプラインを通り抜ける粉砕された吸収性ポリマーのポンパビリティーは、アプリケーターロールの使用による乾燥機の表面上での粉砕された吸収性ポリマーの塗布性(spreadability)と同様に改善される。
【0008】
界面活性剤を有する吸収性ポリマーの乾燥効率の改善に関して現在まで向上がなされてきたにも関わらず、なお吸収性ポリマーの乾燥効率をさらに高める可能性が存続している。
【0009】
本発明の概要および利点
主題発明は、吸収性ポリマーの乾燥法および界面活性剤の処理法を提供する。吸収性ポリマーの乾燥法は、該吸収性ポリマーの提供を含む。C10〜C24エステル基を有する界面活性剤が吸水性ポリマーと混和される。界面活性剤の酸価は、吸水性ポリマーの乾燥効率をさらに高めるために高められている。さらに具体的には、界面活性剤の酸価が高められた後、吸水性ポリマーは、高められた酸価を有さない界面活性剤を含む吸水性ポリマーと比べて改善されたポンパビリティーおよび塗布性を示す。
【0010】
有利な態様の詳細な記載
主題発明に従って、吸収性ポリマーの乾燥法は、該吸収性ポリマーの提供を含む。この中で用いられる吸収性ポリマーは、"ヒドロゲル"、ヒドロゲル形成性吸水性ポリマー、"高吸収性物質"またはSAPs、吸収性ゲル材料またはAGMs、または"親水コロイド"材料とも呼ばれうる。該吸収性ポリマーは、多数の用途において、最も顕著には体液を吸収するためのオムツおよび他の衛生用品において役に立つ。吸収性ポリマーは、ワイピングクロス、保水剤、脱水剤、スラッジ凝集剤、使い捨てタオル、バスマットおよびドアマット、増粘剤、ペット用使い捨てトイレマット、凝縮防止剤、および種々の化学物質のための剥離制御剤においても使用されうる。
【0011】
主題発明の目的に適した吸収性ポリマーは、不飽和分子の架橋ポリマー、(共)重合された不飽和分子、適したグラフトベース上の1つ以上の不飽和分子のグラフト(コ)ポリマー、架橋セルロースエーテルまたはデンプンエーテル、天然物、例えばグアー誘導体(それらは水性液体中で膨潤されえ、かつそれらは化学的に変性された形であってよい)、およびそれらの組み合わせ物を含む。前述の吸収性ポリマーの全ては従来技術において公知である。
【0012】
主題発明の目的のために、吸収性ポリマーを提供する工程は、典型的には吸収性ポリマーを形成するために不飽和分子の重合を含む。しかしながら、不飽和分子の重合後の、供給業者から取得されうる吸収性ポリマーが理解されるべきであり、かつ主題発明の乾燥法は、不飽和分子の重合の場所(site)とは異なる場所で実施されうる。
【0013】
吸収性ポリマーの製造のために適した不飽和分子の例は、重合性酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、マレイン酸(その無水物を含む)、フマル酸、イタコン酸、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、重合性酸のアミド、例えばN,N−ジメチルアクリルアミド、アミノ基またはアンモニウム基を含有するエステルまたはアミド、例えばジアルキルアミノアルキルエステル、ヒドロキシアルキルエステル、カルボン酸塩、例えばマレイン酸ナトリウム、トリメチルアミン、第4級アンモニウム塩、例えばN,N,N−トリアルキル−N−(メチル)−アクリロイルオキシアルキルアンモニウム塩、スルホン酸、例えばビニルスルホン酸、およびそれらの組み合わせ物を含むが、しかしそれらに限定されない。典型的にはアクリル酸およびメタクリル酸は、それぞれポリアクリレートまたはポリメタクリレートの吸収性ポリマーを形成するために重合される不飽和分子として使用される。
【0014】
代替的に、上で述べたように、適した吸収性ポリマーは、適したグラフトベース上の不飽和分子のグラフト重合によっても取得されうる。適したグラフトベースは、天然または合成に由来していてよく、その特定の例は、デンプン、セルロースまたはセルロース誘導体、および他のポリサッカリドおよびオリゴサッカリド、ポリアルキレンオキシド、特にポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシド、親水性ポリエステル、およびそれらの組み合わせ物を含む。
【0015】
典型的には、架橋剤および不飽和分子が反応される。さらに具体的には、典型的に架橋剤は、不飽和モノマーの重合中に吸水性ポリマーの中へ重合によって導入される。架橋剤は吸収性をポリマーに付与し、それは他の点では液体を吸収する能力を保持する一方で水溶性、水不溶性であるとされる。
【0016】
適した架橋剤は、メチレンビスアクリルアミドおよびメチレンビスメタクリルアミド、不飽和モノ−またはポリカルボン酸とポリオール、例えばブタンジオールとのエステルまたはエチレングリコールジアクリレートまたはジメタクリレート、およびトリメチロールプロパントリアクリレートおよびアリル化合物、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、ジアリルマレエート、ポリアリルエステル、例えばペンタエリトリトールトリアリルエーテル、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、ビニルホスホン酸誘導体のアリルエステル、およびそれらの組み合わせ物を含むが、それらに限定されない。
【0017】
架橋剤は、不飽和分子の官能基と反応するのに化学量論的に不十分な量で使用され、それによって吸収性ポリマー中の未反応の官能基が残る。未反応の官能基により、吸収性ポリマーは液体を吸収することが可能である。有利には、架橋剤は吸収性ポリマーの全質量に対して0.1〜5質量部、典型的には0.5質量部の量で含まれている。
【0018】
吸収性ポリマーを形成するための重合技術は従来技術において公知である。とりわけ、典型的に重合はゲル重合によって水溶液中で行われる。ゲル重合において、15〜50質量%の1つ以上の不飽和分子の水溶液、架橋剤、および所望される場合、適したグラフトベースがフリーラジカル開始剤の存在下で、Trommdorff−Norrish(トロムドルフーノリッシュ)効果を利用して重合される(Bios Final Rep.363.22; Makromol.Chem.1(1947)169)。
【0019】
適した開始剤は、有機過酸化物、例えばベンゾイルペルオキシド、t−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、クメン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、無機ペルオキシ化合物、例えば(NHまたはKまたはHを、単独でまたは、還元剤、例えば亜硫酸水素ナトリウムおよび硫酸鉄(II)、または還元成分が脂肪族または芳香族スルフィン酸、例えばベンゼンスルフィン酸およびトルエンスルフィン酸およびこれらの酸の誘導体、例えばスルフィン酸のマンニッヒアダクト、アルデヒド、およびアミノ化合物を有するレドックス系と組み合わせて含む。代替的に、重合は高エネルギー電磁線を用いて開始されうる。
【0020】
典型的に、重合は0℃〜150℃、有利には10℃〜100℃の範囲の温度内で行われる。通例、重合は不活性ガス雰囲気中で、例えば窒素下でも行われうる。
【0021】
重合後、吸収性ポリマーは、それが形成されていた水溶液と結合される。吸収性ポリマーそれ自体は、商業的に使用可能な吸収性ポリマーを提供するために乾燥されなければならない。吸収性ポリマーを乾燥するために、典型的に、水溶液と結合されている吸収性ポリマーは接触乾燥機(contact dryer)に輸送される。吸収性ポリマーはヒドロゲルの形をしておりかつ容易には流動しないので、吸収性ポリマーは顆粒へと粉砕される。吸収性ポリマーの顆粒は、パイプラインを通して接触乾燥機に対してより容易にポンプ供給される。接触乾燥機は、吸収性ポリマーを乾燥するためのドラム乾燥機または従来技術において公知の任意の他のタイプの乾燥機であってよい。
【0022】
10〜C24エステル基を有する界面活性剤が、吸収性ポリマーの乾燥効率を高めるために吸収性ポリマーと混和される。界面活性剤は、界面活性剤を含まない吸収性ポリマーと比較して吸収性ポリマーの顆粒のレオロジーを改善しかつさらに潤滑剤として作用し、より高いおよびより大きい粘度のポリマー固体が同じポンプ圧力下で搬送されることを可能にすると仮定される。さらに具体的には、吸収性ポリマーへの界面活性剤の添加後、接触乾燥機の表面に至るパイプラインを通り抜ける顆粒のポンパビリティーは、アプリケーターロールの使用による接触乾燥機の表面上での顆粒の塗布性と同様に改善される。改善されたポンパビリティーおよび塗布性により、水溶液中での吸収性ポリマーのより高い固体含量がパイプラインを通してポンプ供給されることが可能となり、かつポンプ圧力を高めることなく接触乾燥機の表面上に効果的に塗布されうることが可能となる。より高い固体含量の結果として、さらに吸収性のポリマーが乾燥されえ、このように乾燥効率は高められる。
【0023】
界面活性剤、すなわち表面活性剤は親水基および疎水基を含む。該界面活性剤は、多価分子、すなわち1個を上回るヒドロキシル基を有する分子とさらに定義されうる。さらに具体的には、ヒドロキシル基は親水基であり、かつ疎水基はC10〜C24エステル基である。
【0024】
適した界面活性剤は、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する糖アルコールの無水物を含むが、それらに限定されず、またそれは部分的にC10〜C24脂肪酸でエステル化されている。典型的に多価分子は、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する糖アルコールの無水物を含む。部分エステル化後に残るヒドロキシル基は、2〜20モルのアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシドと反応されうる。
【0025】
部分的にエステル化されており、かつ所望される場合アルコキシル化されている糖アルコールの無水物の例は、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、エリトリトール、ペンタエリトリトール、およびそれらの組み合わせ物の群から選択される無水物を含むが、それらに限定されない。糖アルコールの無水物の例はソルビタンであり、それはソルビトールの無水物であり、かつ典型的には以下の構造を有する:
【化1】

【0026】
糖アルコールの無水物は部分的にC10〜C24脂肪酸でエステル化されている。C10〜C24脂肪酸は、有利には以下の構造を有する:
【化2】

「式中、Rは、それぞれ炭素原子9〜23個を有する脂肪族基およびオレフィン基の群から選択される」エステル化において使用されうる脂肪酸の特定の例は、カプリン酸、ネオデカン酸、ペンタンデカン酸(pentanedecanoic acid)、ネオオクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストオレイン酸(myristooleic acid)、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、およびそれらの組み合わせ物を含む。脂肪酸によるエステル化は、エステル化されなかった多価アルコールの少なくとも1個のOH基を残す程度にのみ行われる。例えば、1個のヒドロキシル基のみがラウリン酸でエステル化される場合、界面活性剤は、主にソルビタンモノラウレート(下で示される)、ソルビタン脂肪酸、およびより少量のジエステルおよびトリエステルを含有するエステルの混合物である。
【0027】
【化3】

【0028】
他の適した脂肪酸の例は、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、マンニトールモノオレエート、グリセロールモノオレエート、およびグリセロールジオレエートを含むが、それらに限定されない。
【0029】
上記の脂肪酸エステルはなお、少なくとも1つの遊離ヒドロキシル基を含有する。上で述べられたように、脂肪酸エステルはアルコキシル化されていてよい。さらに具体的には、遊離ヒドロキシル基は、さらにエチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの混合物と反応されうる。脂肪酸エステルのそれぞれのモルに関して、2〜20モルのアルキレンオキシドを使用することが有利である。アルコキシル化界面活性剤の一例は、Florham Park,NJのBASF Corporationから市販されている、ソルビタン脂肪酸エステル1モル当たり約20モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化ソルビタン脂肪酸エステルである。
【0030】
有利には界面活性剤は、乾燥されるべき吸収性ポリマーの全固体含量に対して0.01〜5質量部、さらに有利には0.02〜2質量%の量で使用される。
【0031】
界面活性剤は、様々な方法で吸収性ポリマー中に混和されうる。一例として、界面活性剤は重合に先立って不飽和分子と混和されえ、そのため重合後に界面活性剤はすでに吸収性ポリマー中に存在している。別の選択肢は、粉砕された吸収性ポリマー中に、その粉砕中または粉砕後のいずれかに、適した装置、例えばミンサー(mincer)を用いることによって界面活性剤を混和することである。
【0032】
主題発明に従って、なおいっそう改善されたポンパビリティーおよび塗布性、およびそれに伴って吸収性ポリマーのより高い乾燥効率が、界面活性剤の酸価を高めることによって達成されることが見つかった。さらに具体的には、酸価を有利には少なくとも0.5mg KOH/g高めるために酸が界面活性剤に添加される。
【0033】
典型的には、酸価範囲を有する界面活性剤が製造されかつ提供される。界面活性剤の酸価は、その中に存在する微量の脂肪酸によって影響を及ぼされ、それは界面活性剤中の微量の水からの加水分解に基づく界面活性剤のエステル基から形成される。酸価は、界面活性剤に水を加えることによって、かつ水が界面活性剤を十分に加水分解し、かつ界面活性剤の酸価を典型的に少なくとも0.5mg KOH/g高めることが可能な十分な期間のあいだ界面活性剤を貯蔵することによって高められうる。しかしながら、界面活性剤を十分に加水分解するために、水を有する界面活性剤は、界面活性剤の酸価を十分に高めるために数年間貯蔵されなければならないこともある。
【0034】
有利には、界面活性剤に添加される酸は脂肪酸であり、それは添加と同時に即座に界面活性剤の酸価を高める。必要とはされていないが、酸価を高めるために界面活性剤中に混和される脂肪酸は、有利には界面活性剤を形成するのに使用されたのと同じ脂肪酸である。さらに具体的には、上記のように、脂肪酸は以下の構造を持つ:
【化4】

「式中、Rは、それぞれ炭素原子9〜23個を有する脂肪族基およびオレフィン基の群からされる」脂肪酸は、糖アルコールの無水物をエステル化するための、上で言及された任意の脂肪酸と同じであってよい。
【0035】
典型的には、単に相対的に少量の脂肪酸が、界面活性剤の酸化を十分に高めるために界面活性剤に添加される必要がある。さらに具体的には、典型的に脂肪酸は、界面活性剤の全質量に対して少なくとも0.5質量部、有利には0.8質量部の量で添加される。
【0036】
酸は、界面活性剤の酸価を高めるために吸収性ポリマーの製造中にそれぞれ異なる箇所で添加してよい。例えば、酸は界面活性剤を吸収性ポリマーと混和するのに先立って界面活性剤に添加してよい。代替的に、酸は界面活性剤を不飽和分子と混和した後に界面活性剤および不飽和分子に添加してよい。界面活性剤の酸価を十分に高めることを保証するために、界面活性剤、不飽和分子、および酸の混合物は、有利には適したミキサーで完全混合される。
【0037】
界面活性剤の酸価を高めた結果、吸収性ポリマーの製造のプロセス効率は10%まで高められる。さらに具体的には、プロセス効率の上昇は、主題発明に従って製造された吸収性ポリマーおよび従来技術の方法に従って製造された吸収性ポリマーの異なるポンプ速度および塗布性に従って測定される。ポンプ速度は、パイプラインを通して1000kg/hrで搬送するのに必要とされるポンプ圧力に関して測定される。主題発明に従って製造された吸収性ポリマーは、酸価が上昇されなかった界面活性剤を含む吸収性ポリマーより、パイプラインを通して吸収性ポリマーを1000kg/hrで搬送する圧力が少なくとも2bar小さくて済む。塗布性は、吸収性ポリマーのサンプル30gをプレスに設置し、該吸収性ポリマーの外部境界をチェックし、かつ吸収性ポリマーを15秒間2barの圧力にかけることによって測定される。酸価が上昇されなかった界面活性剤を含む吸収性ポリマーがプレスされ、かつ吸収性ポリマーの最初の外部境界と塗布後の外部境界との吸収性ポリマーの延展間隔(spread distance)が測定され、かつ主題発明の方法に従って製造された吸収性ポリマーのためのさらなる塗布試験における基準として設定される。次いで、主題発明に従って製造された吸収性ポリマーがプレスに設置され、かつ延展間隔が測定される。主題発明に従って製造された吸収性ポリマーは、酸価が上昇されなかった界面活性剤を含む吸収性ポリマーより少なくとも1.11倍さらに延展する。
【0038】
吸収性ポリマーに界面活性剤を混和し、かつ界面活性剤の酸価を高めた後の吸収性ポリマーの乾燥効率に関しての改善点を説明する以下の例は、該主題発明を説明するものであって、それを限定することを意図していない。
【0039】
実施例1
ペンタエリトリトールトリアリルエーテル4部を、アクリル酸800質量部に添加する。次いで、この混合物をDI水2236質量部で希釈し、かつ断熱反応器中に設置する。付加的に、界面活性剤も該断熱反応器に添加する。さらに具体的には、T−MAZ(R)20 エトキシル化ソルビタンモノラウレート界面活性剤を使用し、かつT−MAZ(R)20の質量に対してラウリン酸0.8質量%をT−MAZ(R)20に添加し、T−MAZ(R)20の酸価を約0,6mg KOH/gから約2.5mg KOH/gに高める。次いで、T−MAZ(R)20の約0.2質量%を反応器に添加する。次いで、窒素を反応混合物に吹き込んで溶存酸素含量を1ppm以下に減少させる。反応混合物の温度は10℃にて制御される。以下の開始剤を示された順序で添加する:
アスコルビン酸0.008質量部;
過酸化水素水溶液35質量%の0.016質量部
5分の誘導段階後、重合が開始しかつ85℃の最大温度に1時間かけて到達する。ヒドロゲルの形である、このように得られた吸収性ポリマーは、残留アクリル酸レベルをさらに減少させるためにもう2時間のあいだ反応器中で保持する。次いで、該吸収性ポリマーをミンサー中で粉砕し、その後に水酸化ナトリウム溶液50質量%の644.38質量部を吸収性ポリマーに添加する。水酸化ナトリウム溶液を添加する前、吸収性ポリマーの温度は約60℃であり、かつ水酸化ナトリウム溶液の温度は38℃である。吸収性ポリマーの微粒子を、機械的に粉砕された吸収性ポリマーと混合する。さらに具体的には、該微粒子は0.090mm以下の直径を有する吸収性ポリマーの粒子である。微粒子は粉砕化の副産物であり、しばしば製造中に失われる。あらかじめ水0.5部とペーストにされていた約0.8部の微粒子を、機械的に粉砕されたポリマー(固体22.5質量%)10部の中に混ぜた。吸収性ポリマーと水酸化ナトリウム溶液との良好な混合、それに伴い吸収性ポリマーの均一な中和(homogeneous neutralization)を保証するために吸収性ポリマーを再びミンサーに通す。発熱反応である均一な中和に基づき、吸収性ポリマーは75〜80℃の温度を有する。
【0040】
このようにして調製された機械的に粉砕された吸収性ポリマーを、ドラム乾燥機に吸収性ポリマーを輸送するために組み立てられたパイプラインを通して搬送する。該吸収性ポリマーを、45barの最大パイプライン圧力を生み出すことができるポンプによって輸送する。この場合、30barのポンプ圧力は、ドラム乾燥機当たり6415kg/hの搬送速度を確立する。
【0041】
次いで、機械的に粉砕された吸収性ポリマー30gをプレスに設置し、かつ該吸収性ポリマーに15秒間2barの圧力をかける。次いで、吸収性ポリマーの延展間隔を測定し、それは約8.9cmである。
【0042】
実施例2
吸収性ポリマーを、上で記載された実施例1におけるのと同じ方法で調製し、ただし、機械的に粉砕されたポリマー10部当たり約0.8部の微粒子の代わりに、約0.85部の微粒子を、機械的に粉砕されたポリマー10部の中に混ぜる。機械的に粉砕された吸収性ポリマーを、35barのポンプ圧力でポンプによって再びパイプラインを通して搬送する。この場合、35barのポンプ圧力は、ドラム乾燥機当たり6607kg/hの搬送速度を確立する。より高いポンプ圧力によって得られるメリットは、実施例1(その際、ポリマーは30barのポンプ圧力で搬送される)と比較した場合に全体の効率の実質的な変化は見られなかったけれども、乾燥速度は、パイプラインを通してドラム乾燥機に供給されたポリマー中に含有される、より高い活性ポリマー固体に基づき高まることである。
【0043】
実施例3
吸収性ポリマーを、上で記載された実施例1におけるのと同じ方法で調製し、ただし、ラウリン酸をT−MAZ(R)20に添加しない。その代わりに、製造されたT−MAZ(R)20は約3年の期間にわたりT−MAZ(R)20を貯蔵することによって加水分解に付される。加水分解に基づき、T−MAZ(R)20の酸価を約0.6mg KOH/gから約2.5mg KOH/gに高める。この場合、31barのポンプ圧力は、約6440kg/hの搬送速度を確立し、かつ延展間隔は約9.0cmである。
【0044】
比較例
吸収性ポリマーを、上で記載された実施例1におけるのと同じ方法で調製し、ただし、ラウリン酸をT−MAZ(R)20に添加せず、かつ該T−MAZ(R)20を比較のため加水分解しない。言い換えれば、約0.6mg KOH/gの酸価を有するT−MAZ(R)20を断熱反応器中の反応混合物に添加する。この場合、31barのポンプ圧力は、5990kg/hの搬送速度、および約8.0cmの延展間隔を確立する。
【0045】
主題に従って製造された吸収性ポリマーに必要とされるポンプ圧力と比較例に必要とされるポンプ圧力との比較によって明らかなように、さらにポリマー約7.0%を、主題発明に従って製造された吸収性ポリマーのより大きい体積に対応する乾燥機に供給する。さらに、主題発明の吸収性ポリマーの延展間隔は、比較例の吸収性ポリマーの延展間隔より少なくとも1.4倍大きい。主題発明に従って製造された吸収性ポリマーのポンプに要するポンプ圧力の量がより少ない結果、比較例の吸収性ポリマーと比べてより大きい延展間隔に加えて、約10%のより大きい乾燥効率が主題発明に従って製造された吸収性ポリマーによって達成される。
【0046】
本発明は例示的に記載されており、かつ使用される用語は限定というよりはむしろ説明の類の単語を意図していると理解されるべきである。明らかに、本発明の多数の変形および変化が上の教示に鑑みて可能であり、かつ本発明は、具体的に記載された以外の別の方法で行ってもよい。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸収性ポリマーの乾燥法であって、以下の工程;
吸収性ポリマーを提供する工程、
10〜C24エステル基を有する界面活性剤を吸収性ポリマーと混和する工程、および
界面活性剤の酸価を高める工程
を有する、吸収性ポリマーの乾燥法。
【請求項2】
酸価を高める工程が、酸価を少なくとも0.5mg KOH/g高めることを有する、請求項1記載の方法。
【請求項3】
界面活性剤の酸価を高める工程が、酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項1記載の方法。
【請求項4】
酸を添加する工程が、以下の構造:
【化1】

[式中、Rは、それぞれ炭素原子9〜23個を有する脂肪族基およびオレフィン基の群から選択される]
を有する脂肪酸を添加することを有する、請求項3記載の方法。
【請求項5】
脂肪酸を、カプリン酸、ネオデカン酸、ペンタンデカン酸、ネオオクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストオレイン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、およびそれらの組み合わせ物の群から選択する、請求項4記載の方法。
【請求項6】
脂肪酸を、界面活性剤の全質量に対して少なくとも0.5質量部の量で添加する、請求項4記載の方法。
【請求項7】
界面活性剤を、C10〜C24エステル基を有する多価分子とさらに定義する、請求項1記載の方法。
【請求項8】
多価分子が、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する糖アルコールの無水物を有する、請求項7記載の方法。
【請求項9】
糖アルコールを、ソルビトール、グリセロール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、エリトリトール、ペンタエリトリトール、およびそれらの組み合わせ物から選択する、請求項8記載の方法。
【請求項10】
界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルを有する、請求項9記載の方法。
【請求項11】
ソルビタン脂肪酸エステルを、ソルビタン脂肪酸エステル1モル当たり約20モルのアルキレンオキシドを有するアルコキシル化ソルビタン脂肪酸エステルとさらに定義する、請求項10記載の方法。
【請求項12】
吸収性ポリマーを提供する工程が、吸収性ポリマーを形成するために、重合性酸、重合性酸のアミド、アミノ基またはアンモニウム基を含有するエステルおよびアミド、ヒドロキシアルキルエステル、カルボン酸塩、トリメチルアミン、第4級アンモニウム塩、スルホン酸、およびそれらの組み合わせ物から選択される不飽和分子を重合することを有する、請求項1記載の方法。
【請求項13】
吸収性ポリマーを提供する工程が、架橋剤および不飽和分子を反応させることを有する、請求項12記載の方法。
【請求項14】
界面活性剤を吸収性ポリマーと混和する工程が、重合に先立って界面活性剤を不飽和分子と混和することを有する、請求項12記載の方法。
【請求項15】
界面活性剤の酸価を高める工程が、界面活性剤を吸収性ポリマーと混和することに先立って酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項14記載の方法。
【請求項16】
界面活性剤の酸価を高める工程が、界面活性剤を不飽和分子と混和した後に酸を界面活性剤および不飽和分子に添加することを有する、請求項14記載の方法。
【請求項17】
さらに、吸収性ポリマーを粉砕する工程を有する、請求項12記載の方法。
【請求項18】
さらに、粉砕された吸収性ポリマーを接触乾燥機の表面上で乾燥する工程を有する、請求項17記載の方法。
【請求項19】
さらに、吸収性ポリマーを粉砕する工程を有する、請求項1記載の方法。
【請求項20】
界面活性剤を吸収性ポリマーと混和する工程が、界面活性剤を粉砕された吸収性ポリマーと混和することを有する、請求項19記載の方法。
【請求項21】
界面活性剤の酸価を高める工程が、界面活性剤を粉砕された吸収性ポリマーと混和することに先立って酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項20記載の方法。
【請求項22】
さらに、粉砕された吸収性ポリマーを接触乾燥機の表面上で乾燥する工程を有する、請求項21記載の方法。
【請求項23】
以下の工程;
10〜C24エステル基を有する界面活性剤を提供する工程;および
界面活性剤の酸価を少なくとも0.5mg KOH/g高める工程
を有する、界面活性剤を処理する方法。
【請求項24】
酸価を高める工程が、酸を界面活性剤に添加することを有する、請求項23記載の方法。
【請求項25】
酸を添加する工程が、以下の構造:
【化2】

[式中、Rは、それぞれ炭素原子9〜23個を有する脂肪族基およびオレフィン基の群から選択される]
を有する脂肪酸を添加することを有する、請求項24記載の方法。
【請求項26】
脂肪酸を、カプリン酸、ネオデカン酸、ペンタンデカン酸、ネオオクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストオレイン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、およびそれらの組み合わせ物の群から選択する、請求項25記載の方法。
【請求項27】
脂肪酸を、界面活性剤の全質量に対して少なくとも0.5質量部の量で添加する、請求項25記載の方法。
【請求項28】
界面活性剤を、C10〜C24エステル基を有する多価分子とさらに定義する、請求項24記載の方法。
【請求項29】
多価分子が、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する糖アルコールの無水物を有する、請求項28記載の方法。
【請求項30】
糖アルコールを、ソルビトール、グリセロール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、エリトリトール、ペンタエリトリトール、およびそれらの組み合わせ物から選択する、請求項29記載の方法。
【請求項31】
界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルを有する、請求項30記載の方法。
【請求項32】
ソルビタン脂肪酸エステルを、ソルビタン脂肪酸エステル1モル当たり約20モルのアルキレンオキシドを有するアルコキシル化ソルビタン脂肪酸エステルとさらに定義する、請求項31記載の方法。

【公表番号】特表2009−517510(P2009−517510A)
【公表日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−542727(P2008−542727)
【出願日】平成18年11月23日(2006.11.23)
【国際出願番号】PCT/EP2006/068784
【国際公開番号】WO2007/063019
【国際公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【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)】