JPH04266913A - 微細な水膨潤性多糖−グラフトポリマーの製造方法 - Google Patents
微細な水膨潤性多糖−グラフトポリマーの製造方法Info
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- JPH04266913A JPH04266913A JP3288133A JP28813391A JPH04266913A JP H04266913 A JPH04266913 A JP H04266913A JP 3288133 A JP3288133 A JP 3288133A JP 28813391 A JP28813391 A JP 28813391A JP H04266913 A JPH04266913 A JP H04266913A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微細で、多孔質の迅速
水膨潤性の多糖−グラフトポリマーを製造する方法に関
する。このポリマーは半連続的な逆相懸濁重合、部分脱
水および後架橋によって製造される。 【0002】特に本発明は、0.5〜10のHLB値を
持つ非イオン系界面活性剤50〜100重量% および
10.5〜20のHLB値を持つ非イオン系界面活性剤
0〜50重量部より成る分散剤混合物を含有する非極性
有機溶剤に5〜40部の多糖および0〜2部の重合開始
剤を懸濁させた懸濁物に水溶液を、40〜100℃で0
.5〜5時間に亘って連続的に添加する懸濁重合に関す
る。この場合、水溶液は50〜100% 中和したオレ
フィン系不飽和カルボン酸60〜95部、別のオレフィ
ン系不飽和モノマー0〜50部、架橋剤0〜2部および
重合開始剤0.005〜5部を含有している。 【0003】 【従来の技術】水吸収性ポリマーは、健康−および衛生
分野で、紙おむつおよび−タオルにおいて水吸収剤とし
て、タンポン、患者用敷物、乾式バッテリーの電解質濃
化材として、農業において保水材または貯水材としてお
よび乾燥剤として多方面に用途がある。 【0004】適するポリマーには、誘導体化された、大
抵は水溶性ビニルモノマーがグラフトした多糖類、例え
ばカルボキシメチルセルロース、加水分解澱粉−アクリ
ルニトリル−グラフトポリマー、アクリル酸−澱粉−グ
ラフトポリマー、または完全合成の僅かに架橋したポリ
マー、例えば部分架橋したポリアクリル酸塩または部分
架橋したポリマレイン酸誘導体がある。 【0005】水膨潤性グラフトポリマー中に澱粉を組入
れることが、完全合成ポリマーに比べて、特別な生成物
特性を調整することを可能とする。例えばポリマー粒子
のポロシティーを増加させ、吸収速度を向上させそして
生分解性が改善される。 【0006】澱粉にアクリレートを水溶液状態で直接的
にグラフトすることによるグラフトポリマーの製法は工
業的には簡単でない。グラフトの為に必要とされるでき
るだけ均一な、澱粉のモノマー水溶液中分散を達成する
為には、澱粉を予め膨潤させることが必要である。それ
によってモノマー溶液の粘度が著しく増加し、約10%
より多い澱粉を使用する場合にはペースト状の粘稠物
が得られてしまう。 【0007】ドイツ特許第2,612,846号明細書
から、架橋剤の存在下に水溶性モノマー、例えばアクリ
ル酸を澱粉にグラフトさせることによって水吸収性グラ
フトポリマーを製造することは公知である。このグラフ
ト反応は水溶液中でまたは水/アルコール−媒体中でい
わゆる沈澱重合として実施される。この方法の場合には
、水溶液中でのグラフト反応の際にゴム様の攪拌不能の
ゲルが生じ、このゲルから乾燥および粉砕によって初め
て粉末状目的生成物が得られる。これに対して沈澱剤と
しての、約20倍の過剰量のアルコールの存在下に沈澱
重合としてグラフト反応を実施した場合には、穏やかで
しかない液体吸収能力の微細生成物しか生ない。 【0008】日本特許第80/139,408号公報に
よると、澱粉の存在下に水性媒体中でアクリルニトリル
を重合することによって、後で加水分解されそして架橋
させ得るグラフトポリマーが製造できる。150〜18
0ml/gの水吸収能力を持つ粉末が得られる。 【0009】微細な水吸収性ポリマーは、部分的に中和
されたアクリル酸を逆懸濁──逆相懸濁とも称される─
─状態で重合することによって製造できる。この場合に
は水溶性モノマーを水溶液の状態で疎水性媒体中に分散
剤の存在下に乳化しそして重合して微細な目的生成物を
得る。この場合には、多糖類、例えば澱粉が存在する場
合には、水溶性または水不溶性の膨潤性グラフトポリマ
ーを得ることができる。 【0010】逆懸濁状態でのグラフト重合は日本特許第
80/161,813号公報に挙げられている。この場
合には最初に、n−ヘキサンとソルビタンモノステアレ
ート、澱粉、水、アクリル酸、苛性ソーダおよび水溶液
開始剤との混合物を、加熱によって重合を開始する前に
、調合する。しかしながらこの場合、反応生成物は重合
の間に凝集し、微細な状態で生じない。 【0011】ドイツ特許第2,840,010号明細書
によれば、逆懸濁重合によって水溶性の多糖−グラフト
ポリマーが製造でき、その際にバッチ法が特に有利であ
る。この場合、最初に多糖を界面活性剤の存在下に、水
と混和しない溶剤中に懸濁させる。次いで、専らアクリ
ルアミドまたはカチオン系モノマーを含有しそして僅か
な量でアクリル酸も含有していてもよいモノマー水溶液
を室温で添加する。開始剤の添加後に加温しそして重合
する。水性重合混合物を基準としての固形分含有量は5
0% 以上である。 【0012】ここでは架橋剤が使用されず且つ水膨潤性
ゲル状ポリマーは得られない。上記のバッチ式の製法で
は、重合の始めに、多くの反応混合物の場合に制御が困
難である過熱ピークが発生する。 【0013】ヨーロッパ特許出願公告第0,083,0
22号明細書では、アクリル酸を澱粉の存在下に水溶液
状態で重合している。次いでこの生成物を不活性溶剤中
で、1部の樹脂当たり0.01〜1.3部の水の存在下
に架橋させることができる。 【0014】澱粉−グラフトポリマーのこの製造は、2
0% だけの固形分含有量で行われる。更にこの澱粉−
グラフトポリマーは──架橋してまたは架橋せずに──
僅かの水吸収性を示す。 【0015】ドイツ特許出願公開第3,801,633
号明細書によれば、多糖−グラフトポリマーが逆懸濁重
合、部分脱水および架橋反応によって製造される。しか
しながらこの逆懸濁重合は、全ての反応成分を最初に一
緒にしそして次いで開始剤の存在下に加熱することによ
って重合を行うようにして、一段階で且つ不連続的に実
施される。この場合には、重合の始めに熱が衝撃的に発
生する。工業的製造反応においては、重合熱を十分に且
つ迅速に搬出することを保証することがしばしば困難で
ある。 【0016】ドイツ特許出願第P 4,014,62
8.6号では、多糖−グラフトポリマーの製造方法が更
に改善されている。この方法では、半連続的な逆相懸濁
重合が実施され、その際に分散剤組合物を含有する有機
溶剤に多糖を懸濁させた懸濁液に、不飽和カルボン酸お
よび開始剤の水溶液を連続的に配量供給する。この方法
は重合熱の正確は搬出を可能としている。しかしながら
、水溶液の流入の終了後およびこれに続く共沸による部
分脱水の始めに、攪拌機での多大なエネルギー消費に結
び付く粘度増加が生じる。この高い粘度は、膨潤したポ
リマー粒子の場合には、付着し合う傾向を強くさせる。 【0017】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、半連続的逆相懸濁重合によって多糖−グラフトポリ
マーを製造する際の粘度増加を回避するかまたは完全に
抑制することである。 【0018】 【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従っ
て、オレフィン系不飽和カルボン酸を含有する水溶液の
75〜100% の添加後に、追加的分散剤として炭素
原子数6〜20のアルキル基を持つ両性アンモニウム化
合物、炭素原子数6〜20のアルキル基を持つ第四イミ
ダゾリニウム塩またはそれらの混合を添加することによ
って解決される。 【0019】この解決は、ドイツ特許出願公開第3,8
23,729号明細書において、ポリアクリレートの逆
相−懸濁重合の際に行われそしてそこでは改善された粒
度分布をもたらした、非イオン系分散剤の後配量供給が
、多糖−グラフトポリマーの逆相懸濁重合の場合に良好
な粒度分布も粘度低下ももたらさなかったので驚くべき
ことである。 【0020】更に、本発明によって製造される多糖−グ
ラフトポリマーは電気的に負に帯電したポリアニオンと
見なすこができるので、まさに本発明の追加的分散剤が
有効であることは驚くべきことである。正および負の電
荷を持つ両性のアンモニウム化合物を添加することによ
る効果はなかったし、それどころか、正の電荷を持つ第
四イミダゾリニウム塩の添加によっての対峙する効果─
─要するに、凝集および粘度増加──さえ予期できた。 【0021】追加的分散剤として適する両性のアンモニ
ウム化合物は同じ分子中に電気的に正の基および電気的
に負の基を持っている。これにはベタインもある。構造
式I 【0022】 【化1】 【0023】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表されるアルキルベタインおよび構造式
II 【0024】 【化2】 【0025】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表されるアルキルスルホベタインを用い
るのが有利である。 【0026】この様な化合物の例にはラウリルジメチル
アンモニウム−プロピルベタイン、パルミチルジメチル
アンモニウム−プロピルベタイン、ラウリルジメチルア
ンモニウム−プロピルスルホベタインおよびヤシ油ジメ
チルアンモニウム−プロピルスルホベタインがある。 【0027】更に、ジステアリルメチルアンモニウム−
プロピルスルホベタイン、ベタイン構造【0028】 【化3】 【0029】〔式中、Rは例えばヤシ油脂肪酸のアルキ
ル残基であってもよい。〕のN−アルキルアミノプロピ
ルアミノ酢酸および式 【0030】 【化4】 【0031】〔式中、Rは例えばヤシ油脂肪酸のアルキ
ル残基であってもよい。〕で表される構造のN−アルキ
ルアミドプロピルベタインが適している。ヤシ油脂肪酸
は、FieserおよびFieser、Organis
he Chemie、1965、1208によると、
2/3までがラウリン−およびミリスチン酸より成る炭
素原子数8〜18のカルボン酸の混合物である。 【0032】有利に使用される追加的分散剤の別のグル
ープには、ベタイン構造III 【0033】 【化5】 【0034】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である。〕で表される第四イミダゾリニウム塩であ
る。 【0035】これの例には、下記式 【0036】 【化6】 【0037】で表される化合物を主要成分として含有す
る、ヤシ油脂肪酸を使用して製造されるいわゆるヤシ油
イミダゾリンがある。 【0038】更に、構造式VI 【0039】 【化7】 【0040】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基でありそしてX− はメチルスルファート−アニオ
ンである。〕で表される第四イミダゾリニウム塩を使用
するのも特に有利である。 【0041】これの例には、ヤシ油脂肪酸および硫酸メ
チルエステルを使用する場合に主要生成物として生じる
下記構造式の1−メチル−2−ウンデシル−3−ウンデ
シルアミドエチルイミダゾリニウム−メチルスルファー
トがある: 【0042】 【化8】 【0043】追加的分散剤はオレフィン系不飽和カルボ
ン酸を基準として0.2〜4重量% の量で使用するの
が好ましい。この場合、0.4〜2重量%の量が特に有
利である。 【0044】追加的分散剤の全体量は、オレフィン系不
飽和カルボン酸の75% が配量供給された時に既に添
加してもよい。カルボン酸添加の終わりまで、追加的分
散剤の大部分を添加してもよい。しかしながら追加的分
散剤はオレフィン系不飽和カルボン酸の添加終了後にま
たは重合の終了後に添加するのが有利である。 【0045】本発明の方法にとって適する多糖類は澱粉
、澱粉誘導体並びにセルロース誘導体である。この場合
澱粉が特に有利である。天然の澱粉、例えば馬鈴薯、コ
ーン、麦、米またはタピオカ、更にワックス−コーンま
たは高アミロース澱粉並びにそれらの誘導体、例えば澱
粉エーテルおよび−エステルが使用できる。大抵は僅か
に加水分解されたかまたは酸化分解された澱粉より成る
僅かに蒸解した澱粉が特に適している。この場合、20
〜25,000mPa.sの粘度(10% 濃度ペース
トについて20℃で測定した)の澱粉が有利であり、こ
の場合、40〜500mPasの粘度が特に有利である
。 【0046】有機溶剤中に10〜25部の澱粉を懸濁さ
せるのが特に有利である。 【0047】有機相の為の溶剤としては炭素原子数6〜
12の炭化水素を使用する。20% まで芳香族成分を
含有しそして50〜200℃の範囲内に沸点のある脂肪
族−または脂環式炭化水素、例えばシクロヘキサン、n
−ヘキサン、C8 −イソパラフィンまたは工業用ベン
ジン留分、例えば標準ベンジン、リグロイン、テストベ
ンジンまたはソルベントナフサを用いることができる。 【0048】有機溶剤に少なくとも部分的に溶解するべ
きである0.5〜10のHLB値を持つ非イオン系界面
活性剤としては親油性ソルビタンエステル、例えばソル
ビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミタートま
たはソルビタンモノオレエートを使用するのが有利であ
る。更に、ポリエーテルエステル、例えばポリエチレン
グリコール(200)−モノオレエート、ポリエチレン
グリコール(200)−モノラウレートまたはポリエチ
レングリコール(300)−オレエートも非常に適して
いる。 【0049】10.5〜20のHLB値を持つ専ら水溶
性の非イオン系分散剤を併用するのが有利である。この
種の物質には例えば200〜20,000、特に400
〜5,000の分子量の水溶性のポリエチレングリコー
ル、更に炭素原子数6〜20の脂肪族一価アルコールと
、エチレンオキサイド単位数3〜30、特に4〜20の
ポリエチレングリコールとより成るポリエチレングリコ
ールエーテルがある。7〜19のエチレンオキサイド単
位数および13〜18のHLB値を持つ市販のC12−
脂肪アルコール−ポリグリコールエーテルも適している
。更にポリオキシエチレン−ソルビタン脂肪酸エステル
、例えばポリオキシエチレン−ソルビタンモノラウレー
トまたはポリオキシエチレン−ソルビタンモノオレエー
トが適している。 【0050】特に有利な実施形態においては、分散剤混
合は4〜10のHLB値の非イオン系界面活性剤50〜
90重量% と12〜18のHLB値の非イオン系界面
活性剤10〜50重量% とより成る。 【0051】分散剤混合の割合は、オレフィン系不飽和
カルボン酸の重量を基準として1〜10重量% 、殊に
2〜5重量% である。 【0052】オレフィン系不飽和カルボン酸は3〜10
個の炭素原子を有している。これの例にはアクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸、チグリン−またはアンゲリ
カ酸(Angelicasaere)がある。アクリル
−およびメタクリル酸を使用するのが有利である。これ
らの酸はアルカリ金属水酸化物−または水酸化アンモニ
ウム溶液で中和または部分中和されていてもよい。この
場合、苛性ソーダを使用するのが有利である。不飽和カ
ルボン酸の水溶液は大抵は20〜45% の範囲内の固
形分含有量を有している。中でも75〜90部の不飽和
カルボン酸を使用するのが好ましい。 【0053】不飽和カルボン酸の他に、別のオレフィン
系不飽和モノマー、例えばアクリルアミド、メタクリル
アミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸のNa塩、2−メタクリロイルエタンスルホン酸
、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル
アクリレートまたは−メタクリレートまたはそれの第四
アンモニウム塩を重合の為に水溶液の状態で使用するこ
とができる。 【0054】最初に導入された多糖懸濁物を重合する為
に添加する水溶液は完全にまたは専ら水溶性の架橋剤を
含有していてもよい。ビニル化合物、例えばN,N−メ
チレン−ビス−アクリルアミド、ブタンジオール−1,
4−ジ(メタ)アクリレート、エタンジオールジ(メタ
)アクリレート、ジアリルマレイナート、グリシジル(
メタ)アクリレート、アリルメタクリレート、ポリエチ
レングリコール(450)ジメタクリレート、またはポ
リエポキシド、例えばエチレングリコールジグリシジル
エーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、グリセリントリグリシジルエーテルまたはジグリセ
リングリシジルテトラエーテルが適する。 【0055】グラフト重合の為に通例の重合開始剤が使
用される。例えばアンモニウム−、ナトリウム−または
カリウムパーオキシジスルファートおよび相応するパー
オキソモノスルファート、ジベンゾイルパーオキサイド
、ジラウロイルパーオキサイド、ジ−2−エチルヘキシ
ルパーオキソジカルボナート、ジシクロヘキシル−パー
オキソジカルボナート、第三−ブチルパーピバレート、
第三−ブチルパーベンゾエート、第三−ブチルパーマレ
イナート、第三−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−第
三−ブチルパーオキサイド、過酸化水素並びにレドック
ス触媒が適しており、還元性成分としてはアスコルビン
酸、ナトリウムエチルスルフィナート、ジナトリウムス
ルフィットおよびナトリウム水素スルフィットが適して
いる。更にアゾ系開始剤、例えばアゾ−ビス−イソブチ
ロニトリル、2,2−アゾ−ビス−(2−アミジノプロ
パン)−ジヒドロクロライド、2,2’−アゾ−ビス−
(4−シアノペンタンカルボン酸)および2−カルバモ
イルアゾイソブチロニトリルが適している。 【0056】開始剤は不飽和カルボン酸の溶液の状態で
多糖懸濁物に添加することができる。しかしこのものは
別の水溶液としても配量供給することができる。開始剤
の一部が有機相として存在していてもよく、他の部分は
不飽和カルボン酸の水溶液と一緒に供給してもよい。 0.03〜0.5部の開始剤が有機相に存在しそして0
.05〜1.5部の開始剤が水溶液状態で配量供給され
るのが有利である。 【0057】カリウム−およびアンモニウム−パーオキ
ソジスルファートを使用するのが有利である。 【0058】更に多糖懸濁物および水溶液は通例の助剤
および添加物、例えば消泡剤および錯塩形成剤を含有し
ていてもよい。痕跡量の鉄を錯塩化する為には、例えば
ニトリロトリアセテート、エチレンジアミンテトラアセ
テートまたはジエチレントリアミンペンタアセテートを
添加してもよい。 【0059】重合は50〜75℃で実施するのが好まし
い。 【0060】逆相懸濁重合の場合には、ポリマーおよび
水の合計を基準として30〜50% の固形分含有量を
有する水性ポリマー混合物が得られる。 【0061】重合の終了後に部分的脱水を実施する。そ
の際、ポリマーと水との合計を基準として5〜30%
の残留水含有量に調整するのが好ましい。部分的脱水は
一般に50〜100℃で場合によっては減圧下に共沸蒸
留によって実施される。この場合、有機相が循環される
脱水装置を一般に使用することができる。 【0062】部分脱水の後にグラフトポリマーを基準と
して0.005〜0.5重量% の架橋剤を添加するの
が有利である。その含有量は0.05〜5重量% であ
るのが好ましく、特にエポキシドが好ましい。この場合
、中でもポリグリシジルエーテル、例えばエチレングリ
コールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエー
テルおよびジグリセリンテトラグリシジルエーテルが適
している。更にポリアルデヒド類、例えばグリオキサル
、またはハロエポキシ化合物、例えばエピクロルヒドリ
ンも使用することができる。これらの架橋剤は水溶液ま
たは有機溶液の状態で添加するのが有利である。後架橋
反応は50〜100℃に加熱することによって行い、た
だし60〜80℃に加温するのが特に有利である。この
架橋反応は0.5〜4時間後に終了する。 【0063】架橋後に澱粉−グラフトポリマーが、細か
な一次粒子から凝集した良好な流動性の粉末状多孔質粒
子の状態で生じる。この粒子は連続的有機相から、例え
ば濾過または遠心分離によって容易に分離することがで
きる。次いで通例の方法に従って、例えば減圧下にまた
は流動床−、反転−または羽根型乾燥機の利用下に粉末
状生成物に乾燥する。濾液を直ぐ次の重合バッチにおい
て再び使用することができる。溶剤および水は蒸留によ
ってポリマー粉末から分離される。 【0064】重合が、狭い粒度分布および、水および体
液に対する高い吸引力を持つ均一な微細生成物をもたら
す。 【0065】本発明において微細とは、2mm以下の粒
度の生成物を意味し、その際生成物の85重量% 以上
は1,000μm 以下の粒度を有しているべきである
。 【0066】粗大凝集物および粘結物の形成は非常に僅
かである。 【0067】生成物は、セルロース含有の吸収性衛生用
品、例えば使い捨ておむつ、生理帯、雑巾および患者用
敷物に加工するのに相当に適している。これらは乾燥剤
として、シーリング剤中の膨潤剤として、濃厚化剤とし
て並びに農業分野で保水剤または湿分保持剤として使用
できる。 【0068】配量供給される不飽和モノマーは直ちに重
合されるので、重合の際の熱の発生は非常に良好に制御
でき且つ抑制できる。連続的に添加する場合には、良好
に搬出できる熱が常に発生する。過熱ピークは生じない
。 【0069】本発明に従う追加的分散剤の添加によって
逆懸濁物の粘度が重合の始めの水準に自然に低下する。 混合性が明らかに改善され、そして共沸部分脱水の間の
膨潤ポリマー粒子の粘結が回避される。 【0070】本発明に従って使用される両性アンモニウ
ム化合物および第四イミダゾリン塩は毒物学的に問題が
ない。このものは皮膚に対して相当に親和性がある。こ
れらは、肌および目を刺激しないベビーシャンプーの原
料でありそして弱い抗菌性を示す。この理由から、吸収
性衛生製品の為の膨潤性ポリマーを製造する場合に使用
するのに特に適している。 【0071】この方法は一般に、攪拌式容器中で多糖を
有機溶剤に攪拌下に分散させそして所望の重合温度に加
熱することによって実施する。次いで、不飽和カルボン
酸および重合開始剤を含有する水溶液を配量供給する。 その際にグラフト成分との重合が生じる。重合後に水分
離器での共沸蒸留によって部分脱水する。次いで後架橋
反応を実施し、その後にポリマーを微細生成物として分
離できる。 【0072】 【実施例】以下の実施例にて本発明を更に詳細に説明す
る。実施例においては以下の測定法を実施する:保液力 100mlの遠心分離用ガラス容器中で0.050g
のポリマーを70mlの蒸留水とまたは0.500g
のポリマーを70mlの人工尿(3,883g の蒸留
水、33.2g のNaCl、4.0g のMgSO4
・7H2 O、2.4g のCaCl2 および77
.6g の尿素より成る混合物)と混合しそして弱い攪
拌下に1時間の間、膨潤させる。その後にゲル相を4,
500回転/分で0.5時間遠心分離してゾル相から分
離しそして秤量する。 【0073】 吸引力 0.050g のポリマー(蒸留水を用いた場合)また
は0.100g のポリマー(人工尿を用いた場合)を
、液体で満たされているビュレットに連結されているガ
ラス製フリット(G3タイプ、直径3cm)の上にばら
まかれそしてガラス製フリットの水平面の上に平らにさ
れる。吸収される液量を0.5および5分後にビュレッ
トで測定する。 【0074】 実施例に記載された収量(g)は、常に、真空乾燥
室(15mbar)において50℃で24時間の間に7
重量% の残留湿分含有量まで乾燥した生成物に関する
。記載した粘度は20℃での10% 濃度ペーストに関
する。 【0075】比較例A 二枚羽根の攪拌機、0〜10kWの測定範囲の攪拌機動
力消費量記録装置、還流冷却器、水循環器および給水装
置が取付けられている容量1,200リットルのV4A
−スチール製重合容器中に下記成分より成る懸濁物を最
初に導入する:660kgのシクロヘキサン、23kg
の僅かに蒸解した粘度数127mPasの澱粉(AMI
SOL(登録商標)05515、製造元:Cerest
ar社、D−4150、Krefld)、5.3kgの
ソルビタン−モノラウレート、1.5kgの、分子量1
,550のポリエチレングリコール(POLYDIOL
1550、製造元:Huels AG、D−4370
Marl)、23 gのエチレンジアミンテトラアセ
テート(1リットルの水に溶解したもの)および38
g の過硫酸アンモニウム(1リットルの水に溶解し
たもの)容器内容物を攪拌下に68℃に加熱しそして窒
素ガスで洗浄する。これに1時間の間に、95kgのア
クリル酸を147kgの25% 濃度苛性ソーダで中和
しそして38gのエチレングリコールジグリシジルエー
テルを添加することによって得られるモノマー溶液を添
加しそして4.5リットルの水に152g の過硫酸ア
ンモニウムを溶解した開始剤溶液を別の配量供給手段で
添加する。 【0076】全部のモノマーおよび開始剤の溶液を反応
混合物の定常的攪拌(100回転/分)下に添加した後
に、更に30分の間70℃で後攪拌する。攪拌機動力消
費量はモノマー供給始めの2kWからモノマー供給の終
了後の3.5kWに高まる。反応混合物はクリーム状の
粘稠物であり、不完全にしか混合できない。次いで95
kgの水を600mbarのもとで共沸的に留去し、そ
の際に攪拌機動力消費量は2kW(始めの値)に下がる
。次に、1.7リットルの水に溶解した76g のエチ
レングリコールジグリシジルエーテルを添加する。更に
2時間、後攪拌する。次にポリマーからシクロヘキサン
を留去しそして60℃で羽根型攪拌機で5% より少な
い残留湿分含有量に乾燥する。136kgの主として微
細な澱粉−グラフトポリマーが得られる。 【0077】比較例B 比較例Aにおけるのと同様に実施する。しかしながらモ
ノマーおよび開始剤の供給の直後に、2.4kWの攪拌
機動力消費量のもとで、2kgのシクロヘキサンに1k
gのソルビタンモノラウレートを溶解した溶液を添加す
る。攪拌機動力消費量は下がらず、反応機内容物の混合
性も改善されない。 【0078】実施例1 比較例Aと同様に実施する。しかしながらモノマーおよ
び開始剤の供給直後に、3.5リットルの市販のN−ア
ルキルアミドプロピルベタイン30% 濃度水溶液(S
ERVO−AMFOLYT JB130、Servo
社、NL−7490、Delden)を添加する。この
追加的分散剤によって、攪拌機動力消費量が2kWに自
然に低下し、この値は共沸的脱水の間にも一定して低い
ままである。反応器内容物の視覚的観察にて明らかに混
合性の改善が認められた。 【0079】実施例2 比較例Aに記載した重合容器中に、450kgのシクロ
ヘキサン、23kgの天然のコーン澱粉(Cerest
ar社、D−4150、KrefldのCerstar
GL 03402)、1.5kgのソルビタン−
モノラウレート〔SPAN(登録商標)20、Atla
s社、米国、デラウエア州、ウイルミントン)、1.0
kgの、分子量1,550のポリエチレングリコール、
23 gのエチレンジアミンテトラアセテート(1リ
ットルの水に溶解したもの)および38 g の過硫
酸アンモニウム(1リットルの水に溶解したもの)容器
内容物を攪拌下に70℃に加熱しそして窒素ガスで洗浄
する。1時間の間に、95kgのアクリル酸を147k
gの25% 濃度苛性ソーダで中和しそして62gのエ
チレングリコールジグリシジルエーテルを添加すること
によって得られるモノマー溶液並びに、4.5リットル
の水に152g の過硫酸アンモニウムを溶解した開始
剤溶液を配量供給する。75% を配量供給した後に、
2kWの攪拌機動力消費量のもとで、実施例1で使用し
た追加的分散剤1リットルを添加する。更にモノマーを
配量供給するもとで、攪拌機動力消費量が更に増加しな
い。混合性は不変的に良好なままである。95kgの水
を600mbarの減圧下に共沸的に留去する。ポリマ
ーを60℃で羽根型攪拌機において5% の残留湿分含
有量に乾燥する。 136kgの、粗大粒子不含の微細な澱粉グラフトポリ
マーが得られる。 【0080】実施例3 使用物質の種類および量に関しては実施例1におけるの
と同じであるが、100% のモノマーおよび活性剤の
配量供給直後に市販の40% 濃度ヤシ油イミダゾーリ
ン溶液(SERVO−AMFLYT JA140、製
造元:Servo社)を添加する。攪拌機動力消費量は
自然に2.4kWから2kWに低下しそして共沸的脱水
の間に変化しない。反応器内容物の視覚的に観察される
混合性が明らかに改善されている。 【0081】実施例4 実施例1におけるのと同じ種類および量の使用物質を重
合用反応器に最初に導入する。次に攪拌下に70℃に加
熱しそして窒素で洗浄する。1時間の間に、95kgの
アクリル酸を147kgの25% 濃度苛性ソーダで中
和しそして30gのペンタエリスリットトリアクリレー
トを添加することによって得られるモノマー溶液並びに
、4.5リットルの水に80g の過硫酸カリウムを溶
解した開始剤溶液を配量供給する。モノマー供給の間に
攪拌機動力消費量が2kWから2.4kWに増加する。 【0082】C16〜C18−獣脂酸を使用して製造さ
れた1.2kgの1−メチル−2−アルキル−3−アル
キルアミドエチルイミダゾリニウム塩(MARLOSO
FT IQ 75、製造元:ヒュルス・アーゲ社)
を1.8リットルのシクロヘキサンに懸濁させた懸濁物
3リットルをモノマーの配量供給後に添加する。攪拌機
動力消費量が2kWに低下し、共沸脱水の間に変化しな
い。反応器の混合性が明らかに改善される。95kgの
水を600mbarの減圧状態で留去する。次いで、1
.7リットルの水に溶解した70g のエチレングリコ
ールジグリシジルエーテルを添加する。2時間、後攪拌
する。次いで、ポリマーからシクロヘキサンを留去しそ
して羽根型乾燥器中で乾燥する。粗大−および極微細成
分を含まない135kgの生成物が得られる。 【0083】以下の表1に、生成物の粒度分布および水
吸収値を総括掲載する。 本発明は特許請求の範囲に記載の微細な水膨潤性多
糖−グラフトポリマーの製造方法に関するものであるが
、実施の態様として以下を包含する: 1) 構造式I 【0084】 【化9】 【0085】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕または構造式II 【0086】 【化10】 【0087】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表される両性アンモニウム化合物を用い
る請求項1に記載の方法。 2)式 【0088】 【化11】 【0089】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表されるベタイン構造III の第四イ
ミダゾリニウム塩を使用する請求項1に記載の方法。 3)構造式IV 【0090】 【化12】 【0091】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表される第四イミダゾリニウム塩を使用
する請求項1に記載の方法。 4)アニオンX− がメチルスルファート−アニオンで
ある上記3項記載の方法。 5)追加的分散剤をオレフィン系不飽和カルボン酸を基
準として0.2〜4%の量で添加する請求項1に記載の
方法。 6)0.4〜2% の追加的分散剤を添加する上記5項
記載の方法。 7)多糖として澱粉を懸濁させる請求項1に記載の方法
。 8)10〜25部の澱粉を懸濁させる上記7項に記載の
方法。
水膨潤性の多糖−グラフトポリマーを製造する方法に関
する。このポリマーは半連続的な逆相懸濁重合、部分脱
水および後架橋によって製造される。 【0002】特に本発明は、0.5〜10のHLB値を
持つ非イオン系界面活性剤50〜100重量% および
10.5〜20のHLB値を持つ非イオン系界面活性剤
0〜50重量部より成る分散剤混合物を含有する非極性
有機溶剤に5〜40部の多糖および0〜2部の重合開始
剤を懸濁させた懸濁物に水溶液を、40〜100℃で0
.5〜5時間に亘って連続的に添加する懸濁重合に関す
る。この場合、水溶液は50〜100% 中和したオレ
フィン系不飽和カルボン酸60〜95部、別のオレフィ
ン系不飽和モノマー0〜50部、架橋剤0〜2部および
重合開始剤0.005〜5部を含有している。 【0003】 【従来の技術】水吸収性ポリマーは、健康−および衛生
分野で、紙おむつおよび−タオルにおいて水吸収剤とし
て、タンポン、患者用敷物、乾式バッテリーの電解質濃
化材として、農業において保水材または貯水材としてお
よび乾燥剤として多方面に用途がある。 【0004】適するポリマーには、誘導体化された、大
抵は水溶性ビニルモノマーがグラフトした多糖類、例え
ばカルボキシメチルセルロース、加水分解澱粉−アクリ
ルニトリル−グラフトポリマー、アクリル酸−澱粉−グ
ラフトポリマー、または完全合成の僅かに架橋したポリ
マー、例えば部分架橋したポリアクリル酸塩または部分
架橋したポリマレイン酸誘導体がある。 【0005】水膨潤性グラフトポリマー中に澱粉を組入
れることが、完全合成ポリマーに比べて、特別な生成物
特性を調整することを可能とする。例えばポリマー粒子
のポロシティーを増加させ、吸収速度を向上させそして
生分解性が改善される。 【0006】澱粉にアクリレートを水溶液状態で直接的
にグラフトすることによるグラフトポリマーの製法は工
業的には簡単でない。グラフトの為に必要とされるでき
るだけ均一な、澱粉のモノマー水溶液中分散を達成する
為には、澱粉を予め膨潤させることが必要である。それ
によってモノマー溶液の粘度が著しく増加し、約10%
より多い澱粉を使用する場合にはペースト状の粘稠物
が得られてしまう。 【0007】ドイツ特許第2,612,846号明細書
から、架橋剤の存在下に水溶性モノマー、例えばアクリ
ル酸を澱粉にグラフトさせることによって水吸収性グラ
フトポリマーを製造することは公知である。このグラフ
ト反応は水溶液中でまたは水/アルコール−媒体中でい
わゆる沈澱重合として実施される。この方法の場合には
、水溶液中でのグラフト反応の際にゴム様の攪拌不能の
ゲルが生じ、このゲルから乾燥および粉砕によって初め
て粉末状目的生成物が得られる。これに対して沈澱剤と
しての、約20倍の過剰量のアルコールの存在下に沈澱
重合としてグラフト反応を実施した場合には、穏やかで
しかない液体吸収能力の微細生成物しか生ない。 【0008】日本特許第80/139,408号公報に
よると、澱粉の存在下に水性媒体中でアクリルニトリル
を重合することによって、後で加水分解されそして架橋
させ得るグラフトポリマーが製造できる。150〜18
0ml/gの水吸収能力を持つ粉末が得られる。 【0009】微細な水吸収性ポリマーは、部分的に中和
されたアクリル酸を逆懸濁──逆相懸濁とも称される─
─状態で重合することによって製造できる。この場合に
は水溶性モノマーを水溶液の状態で疎水性媒体中に分散
剤の存在下に乳化しそして重合して微細な目的生成物を
得る。この場合には、多糖類、例えば澱粉が存在する場
合には、水溶性または水不溶性の膨潤性グラフトポリマ
ーを得ることができる。 【0010】逆懸濁状態でのグラフト重合は日本特許第
80/161,813号公報に挙げられている。この場
合には最初に、n−ヘキサンとソルビタンモノステアレ
ート、澱粉、水、アクリル酸、苛性ソーダおよび水溶液
開始剤との混合物を、加熱によって重合を開始する前に
、調合する。しかしながらこの場合、反応生成物は重合
の間に凝集し、微細な状態で生じない。 【0011】ドイツ特許第2,840,010号明細書
によれば、逆懸濁重合によって水溶性の多糖−グラフト
ポリマーが製造でき、その際にバッチ法が特に有利であ
る。この場合、最初に多糖を界面活性剤の存在下に、水
と混和しない溶剤中に懸濁させる。次いで、専らアクリ
ルアミドまたはカチオン系モノマーを含有しそして僅か
な量でアクリル酸も含有していてもよいモノマー水溶液
を室温で添加する。開始剤の添加後に加温しそして重合
する。水性重合混合物を基準としての固形分含有量は5
0% 以上である。 【0012】ここでは架橋剤が使用されず且つ水膨潤性
ゲル状ポリマーは得られない。上記のバッチ式の製法で
は、重合の始めに、多くの反応混合物の場合に制御が困
難である過熱ピークが発生する。 【0013】ヨーロッパ特許出願公告第0,083,0
22号明細書では、アクリル酸を澱粉の存在下に水溶液
状態で重合している。次いでこの生成物を不活性溶剤中
で、1部の樹脂当たり0.01〜1.3部の水の存在下
に架橋させることができる。 【0014】澱粉−グラフトポリマーのこの製造は、2
0% だけの固形分含有量で行われる。更にこの澱粉−
グラフトポリマーは──架橋してまたは架橋せずに──
僅かの水吸収性を示す。 【0015】ドイツ特許出願公開第3,801,633
号明細書によれば、多糖−グラフトポリマーが逆懸濁重
合、部分脱水および架橋反応によって製造される。しか
しながらこの逆懸濁重合は、全ての反応成分を最初に一
緒にしそして次いで開始剤の存在下に加熱することによ
って重合を行うようにして、一段階で且つ不連続的に実
施される。この場合には、重合の始めに熱が衝撃的に発
生する。工業的製造反応においては、重合熱を十分に且
つ迅速に搬出することを保証することがしばしば困難で
ある。 【0016】ドイツ特許出願第P 4,014,62
8.6号では、多糖−グラフトポリマーの製造方法が更
に改善されている。この方法では、半連続的な逆相懸濁
重合が実施され、その際に分散剤組合物を含有する有機
溶剤に多糖を懸濁させた懸濁液に、不飽和カルボン酸お
よび開始剤の水溶液を連続的に配量供給する。この方法
は重合熱の正確は搬出を可能としている。しかしながら
、水溶液の流入の終了後およびこれに続く共沸による部
分脱水の始めに、攪拌機での多大なエネルギー消費に結
び付く粘度増加が生じる。この高い粘度は、膨潤したポ
リマー粒子の場合には、付着し合う傾向を強くさせる。 【0017】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、半連続的逆相懸濁重合によって多糖−グラフトポリ
マーを製造する際の粘度増加を回避するかまたは完全に
抑制することである。 【0018】 【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従っ
て、オレフィン系不飽和カルボン酸を含有する水溶液の
75〜100% の添加後に、追加的分散剤として炭素
原子数6〜20のアルキル基を持つ両性アンモニウム化
合物、炭素原子数6〜20のアルキル基を持つ第四イミ
ダゾリニウム塩またはそれらの混合を添加することによ
って解決される。 【0019】この解決は、ドイツ特許出願公開第3,8
23,729号明細書において、ポリアクリレートの逆
相−懸濁重合の際に行われそしてそこでは改善された粒
度分布をもたらした、非イオン系分散剤の後配量供給が
、多糖−グラフトポリマーの逆相懸濁重合の場合に良好
な粒度分布も粘度低下ももたらさなかったので驚くべき
ことである。 【0020】更に、本発明によって製造される多糖−グ
ラフトポリマーは電気的に負に帯電したポリアニオンと
見なすこができるので、まさに本発明の追加的分散剤が
有効であることは驚くべきことである。正および負の電
荷を持つ両性のアンモニウム化合物を添加することによ
る効果はなかったし、それどころか、正の電荷を持つ第
四イミダゾリニウム塩の添加によっての対峙する効果─
─要するに、凝集および粘度増加──さえ予期できた。 【0021】追加的分散剤として適する両性のアンモニ
ウム化合物は同じ分子中に電気的に正の基および電気的
に負の基を持っている。これにはベタインもある。構造
式I 【0022】 【化1】 【0023】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表されるアルキルベタインおよび構造式
II 【0024】 【化2】 【0025】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表されるアルキルスルホベタインを用い
るのが有利である。 【0026】この様な化合物の例にはラウリルジメチル
アンモニウム−プロピルベタイン、パルミチルジメチル
アンモニウム−プロピルベタイン、ラウリルジメチルア
ンモニウム−プロピルスルホベタインおよびヤシ油ジメ
チルアンモニウム−プロピルスルホベタインがある。 【0027】更に、ジステアリルメチルアンモニウム−
プロピルスルホベタイン、ベタイン構造【0028】 【化3】 【0029】〔式中、Rは例えばヤシ油脂肪酸のアルキ
ル残基であってもよい。〕のN−アルキルアミノプロピ
ルアミノ酢酸および式 【0030】 【化4】 【0031】〔式中、Rは例えばヤシ油脂肪酸のアルキ
ル残基であってもよい。〕で表される構造のN−アルキ
ルアミドプロピルベタインが適している。ヤシ油脂肪酸
は、FieserおよびFieser、Organis
he Chemie、1965、1208によると、
2/3までがラウリン−およびミリスチン酸より成る炭
素原子数8〜18のカルボン酸の混合物である。 【0032】有利に使用される追加的分散剤の別のグル
ープには、ベタイン構造III 【0033】 【化5】 【0034】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である。〕で表される第四イミダゾリニウム塩であ
る。 【0035】これの例には、下記式 【0036】 【化6】 【0037】で表される化合物を主要成分として含有す
る、ヤシ油脂肪酸を使用して製造されるいわゆるヤシ油
イミダゾリンがある。 【0038】更に、構造式VI 【0039】 【化7】 【0040】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基でありそしてX− はメチルスルファート−アニオ
ンである。〕で表される第四イミダゾリニウム塩を使用
するのも特に有利である。 【0041】これの例には、ヤシ油脂肪酸および硫酸メ
チルエステルを使用する場合に主要生成物として生じる
下記構造式の1−メチル−2−ウンデシル−3−ウンデ
シルアミドエチルイミダゾリニウム−メチルスルファー
トがある: 【0042】 【化8】 【0043】追加的分散剤はオレフィン系不飽和カルボ
ン酸を基準として0.2〜4重量% の量で使用するの
が好ましい。この場合、0.4〜2重量%の量が特に有
利である。 【0044】追加的分散剤の全体量は、オレフィン系不
飽和カルボン酸の75% が配量供給された時に既に添
加してもよい。カルボン酸添加の終わりまで、追加的分
散剤の大部分を添加してもよい。しかしながら追加的分
散剤はオレフィン系不飽和カルボン酸の添加終了後にま
たは重合の終了後に添加するのが有利である。 【0045】本発明の方法にとって適する多糖類は澱粉
、澱粉誘導体並びにセルロース誘導体である。この場合
澱粉が特に有利である。天然の澱粉、例えば馬鈴薯、コ
ーン、麦、米またはタピオカ、更にワックス−コーンま
たは高アミロース澱粉並びにそれらの誘導体、例えば澱
粉エーテルおよび−エステルが使用できる。大抵は僅か
に加水分解されたかまたは酸化分解された澱粉より成る
僅かに蒸解した澱粉が特に適している。この場合、20
〜25,000mPa.sの粘度(10% 濃度ペース
トについて20℃で測定した)の澱粉が有利であり、こ
の場合、40〜500mPasの粘度が特に有利である
。 【0046】有機溶剤中に10〜25部の澱粉を懸濁さ
せるのが特に有利である。 【0047】有機相の為の溶剤としては炭素原子数6〜
12の炭化水素を使用する。20% まで芳香族成分を
含有しそして50〜200℃の範囲内に沸点のある脂肪
族−または脂環式炭化水素、例えばシクロヘキサン、n
−ヘキサン、C8 −イソパラフィンまたは工業用ベン
ジン留分、例えば標準ベンジン、リグロイン、テストベ
ンジンまたはソルベントナフサを用いることができる。 【0048】有機溶剤に少なくとも部分的に溶解するべ
きである0.5〜10のHLB値を持つ非イオン系界面
活性剤としては親油性ソルビタンエステル、例えばソル
ビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミタートま
たはソルビタンモノオレエートを使用するのが有利であ
る。更に、ポリエーテルエステル、例えばポリエチレン
グリコール(200)−モノオレエート、ポリエチレン
グリコール(200)−モノラウレートまたはポリエチ
レングリコール(300)−オレエートも非常に適して
いる。 【0049】10.5〜20のHLB値を持つ専ら水溶
性の非イオン系分散剤を併用するのが有利である。この
種の物質には例えば200〜20,000、特に400
〜5,000の分子量の水溶性のポリエチレングリコー
ル、更に炭素原子数6〜20の脂肪族一価アルコールと
、エチレンオキサイド単位数3〜30、特に4〜20の
ポリエチレングリコールとより成るポリエチレングリコ
ールエーテルがある。7〜19のエチレンオキサイド単
位数および13〜18のHLB値を持つ市販のC12−
脂肪アルコール−ポリグリコールエーテルも適している
。更にポリオキシエチレン−ソルビタン脂肪酸エステル
、例えばポリオキシエチレン−ソルビタンモノラウレー
トまたはポリオキシエチレン−ソルビタンモノオレエー
トが適している。 【0050】特に有利な実施形態においては、分散剤混
合は4〜10のHLB値の非イオン系界面活性剤50〜
90重量% と12〜18のHLB値の非イオン系界面
活性剤10〜50重量% とより成る。 【0051】分散剤混合の割合は、オレフィン系不飽和
カルボン酸の重量を基準として1〜10重量% 、殊に
2〜5重量% である。 【0052】オレフィン系不飽和カルボン酸は3〜10
個の炭素原子を有している。これの例にはアクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸、チグリン−またはアンゲリ
カ酸(Angelicasaere)がある。アクリル
−およびメタクリル酸を使用するのが有利である。これ
らの酸はアルカリ金属水酸化物−または水酸化アンモニ
ウム溶液で中和または部分中和されていてもよい。この
場合、苛性ソーダを使用するのが有利である。不飽和カ
ルボン酸の水溶液は大抵は20〜45% の範囲内の固
形分含有量を有している。中でも75〜90部の不飽和
カルボン酸を使用するのが好ましい。 【0053】不飽和カルボン酸の他に、別のオレフィン
系不飽和モノマー、例えばアクリルアミド、メタクリル
アミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸のNa塩、2−メタクリロイルエタンスルホン酸
、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル
アクリレートまたは−メタクリレートまたはそれの第四
アンモニウム塩を重合の為に水溶液の状態で使用するこ
とができる。 【0054】最初に導入された多糖懸濁物を重合する為
に添加する水溶液は完全にまたは専ら水溶性の架橋剤を
含有していてもよい。ビニル化合物、例えばN,N−メ
チレン−ビス−アクリルアミド、ブタンジオール−1,
4−ジ(メタ)アクリレート、エタンジオールジ(メタ
)アクリレート、ジアリルマレイナート、グリシジル(
メタ)アクリレート、アリルメタクリレート、ポリエチ
レングリコール(450)ジメタクリレート、またはポ
リエポキシド、例えばエチレングリコールジグリシジル
エーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、グリセリントリグリシジルエーテルまたはジグリセ
リングリシジルテトラエーテルが適する。 【0055】グラフト重合の為に通例の重合開始剤が使
用される。例えばアンモニウム−、ナトリウム−または
カリウムパーオキシジスルファートおよび相応するパー
オキソモノスルファート、ジベンゾイルパーオキサイド
、ジラウロイルパーオキサイド、ジ−2−エチルヘキシ
ルパーオキソジカルボナート、ジシクロヘキシル−パー
オキソジカルボナート、第三−ブチルパーピバレート、
第三−ブチルパーベンゾエート、第三−ブチルパーマレ
イナート、第三−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−第
三−ブチルパーオキサイド、過酸化水素並びにレドック
ス触媒が適しており、還元性成分としてはアスコルビン
酸、ナトリウムエチルスルフィナート、ジナトリウムス
ルフィットおよびナトリウム水素スルフィットが適して
いる。更にアゾ系開始剤、例えばアゾ−ビス−イソブチ
ロニトリル、2,2−アゾ−ビス−(2−アミジノプロ
パン)−ジヒドロクロライド、2,2’−アゾ−ビス−
(4−シアノペンタンカルボン酸)および2−カルバモ
イルアゾイソブチロニトリルが適している。 【0056】開始剤は不飽和カルボン酸の溶液の状態で
多糖懸濁物に添加することができる。しかしこのものは
別の水溶液としても配量供給することができる。開始剤
の一部が有機相として存在していてもよく、他の部分は
不飽和カルボン酸の水溶液と一緒に供給してもよい。 0.03〜0.5部の開始剤が有機相に存在しそして0
.05〜1.5部の開始剤が水溶液状態で配量供給され
るのが有利である。 【0057】カリウム−およびアンモニウム−パーオキ
ソジスルファートを使用するのが有利である。 【0058】更に多糖懸濁物および水溶液は通例の助剤
および添加物、例えば消泡剤および錯塩形成剤を含有し
ていてもよい。痕跡量の鉄を錯塩化する為には、例えば
ニトリロトリアセテート、エチレンジアミンテトラアセ
テートまたはジエチレントリアミンペンタアセテートを
添加してもよい。 【0059】重合は50〜75℃で実施するのが好まし
い。 【0060】逆相懸濁重合の場合には、ポリマーおよび
水の合計を基準として30〜50% の固形分含有量を
有する水性ポリマー混合物が得られる。 【0061】重合の終了後に部分的脱水を実施する。そ
の際、ポリマーと水との合計を基準として5〜30%
の残留水含有量に調整するのが好ましい。部分的脱水は
一般に50〜100℃で場合によっては減圧下に共沸蒸
留によって実施される。この場合、有機相が循環される
脱水装置を一般に使用することができる。 【0062】部分脱水の後にグラフトポリマーを基準と
して0.005〜0.5重量% の架橋剤を添加するの
が有利である。その含有量は0.05〜5重量% であ
るのが好ましく、特にエポキシドが好ましい。この場合
、中でもポリグリシジルエーテル、例えばエチレングリ
コールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエー
テルおよびジグリセリンテトラグリシジルエーテルが適
している。更にポリアルデヒド類、例えばグリオキサル
、またはハロエポキシ化合物、例えばエピクロルヒドリ
ンも使用することができる。これらの架橋剤は水溶液ま
たは有機溶液の状態で添加するのが有利である。後架橋
反応は50〜100℃に加熱することによって行い、た
だし60〜80℃に加温するのが特に有利である。この
架橋反応は0.5〜4時間後に終了する。 【0063】架橋後に澱粉−グラフトポリマーが、細か
な一次粒子から凝集した良好な流動性の粉末状多孔質粒
子の状態で生じる。この粒子は連続的有機相から、例え
ば濾過または遠心分離によって容易に分離することがで
きる。次いで通例の方法に従って、例えば減圧下にまた
は流動床−、反転−または羽根型乾燥機の利用下に粉末
状生成物に乾燥する。濾液を直ぐ次の重合バッチにおい
て再び使用することができる。溶剤および水は蒸留によ
ってポリマー粉末から分離される。 【0064】重合が、狭い粒度分布および、水および体
液に対する高い吸引力を持つ均一な微細生成物をもたら
す。 【0065】本発明において微細とは、2mm以下の粒
度の生成物を意味し、その際生成物の85重量% 以上
は1,000μm 以下の粒度を有しているべきである
。 【0066】粗大凝集物および粘結物の形成は非常に僅
かである。 【0067】生成物は、セルロース含有の吸収性衛生用
品、例えば使い捨ておむつ、生理帯、雑巾および患者用
敷物に加工するのに相当に適している。これらは乾燥剤
として、シーリング剤中の膨潤剤として、濃厚化剤とし
て並びに農業分野で保水剤または湿分保持剤として使用
できる。 【0068】配量供給される不飽和モノマーは直ちに重
合されるので、重合の際の熱の発生は非常に良好に制御
でき且つ抑制できる。連続的に添加する場合には、良好
に搬出できる熱が常に発生する。過熱ピークは生じない
。 【0069】本発明に従う追加的分散剤の添加によって
逆懸濁物の粘度が重合の始めの水準に自然に低下する。 混合性が明らかに改善され、そして共沸部分脱水の間の
膨潤ポリマー粒子の粘結が回避される。 【0070】本発明に従って使用される両性アンモニウ
ム化合物および第四イミダゾリン塩は毒物学的に問題が
ない。このものは皮膚に対して相当に親和性がある。こ
れらは、肌および目を刺激しないベビーシャンプーの原
料でありそして弱い抗菌性を示す。この理由から、吸収
性衛生製品の為の膨潤性ポリマーを製造する場合に使用
するのに特に適している。 【0071】この方法は一般に、攪拌式容器中で多糖を
有機溶剤に攪拌下に分散させそして所望の重合温度に加
熱することによって実施する。次いで、不飽和カルボン
酸および重合開始剤を含有する水溶液を配量供給する。 その際にグラフト成分との重合が生じる。重合後に水分
離器での共沸蒸留によって部分脱水する。次いで後架橋
反応を実施し、その後にポリマーを微細生成物として分
離できる。 【0072】 【実施例】以下の実施例にて本発明を更に詳細に説明す
る。実施例においては以下の測定法を実施する:保液力 100mlの遠心分離用ガラス容器中で0.050g
のポリマーを70mlの蒸留水とまたは0.500g
のポリマーを70mlの人工尿(3,883g の蒸留
水、33.2g のNaCl、4.0g のMgSO4
・7H2 O、2.4g のCaCl2 および77
.6g の尿素より成る混合物)と混合しそして弱い攪
拌下に1時間の間、膨潤させる。その後にゲル相を4,
500回転/分で0.5時間遠心分離してゾル相から分
離しそして秤量する。 【0073】 吸引力 0.050g のポリマー(蒸留水を用いた場合)また
は0.100g のポリマー(人工尿を用いた場合)を
、液体で満たされているビュレットに連結されているガ
ラス製フリット(G3タイプ、直径3cm)の上にばら
まかれそしてガラス製フリットの水平面の上に平らにさ
れる。吸収される液量を0.5および5分後にビュレッ
トで測定する。 【0074】 実施例に記載された収量(g)は、常に、真空乾燥
室(15mbar)において50℃で24時間の間に7
重量% の残留湿分含有量まで乾燥した生成物に関する
。記載した粘度は20℃での10% 濃度ペーストに関
する。 【0075】比較例A 二枚羽根の攪拌機、0〜10kWの測定範囲の攪拌機動
力消費量記録装置、還流冷却器、水循環器および給水装
置が取付けられている容量1,200リットルのV4A
−スチール製重合容器中に下記成分より成る懸濁物を最
初に導入する:660kgのシクロヘキサン、23kg
の僅かに蒸解した粘度数127mPasの澱粉(AMI
SOL(登録商標)05515、製造元:Cerest
ar社、D−4150、Krefld)、5.3kgの
ソルビタン−モノラウレート、1.5kgの、分子量1
,550のポリエチレングリコール(POLYDIOL
1550、製造元:Huels AG、D−4370
Marl)、23 gのエチレンジアミンテトラアセ
テート(1リットルの水に溶解したもの)および38
g の過硫酸アンモニウム(1リットルの水に溶解し
たもの)容器内容物を攪拌下に68℃に加熱しそして窒
素ガスで洗浄する。これに1時間の間に、95kgのア
クリル酸を147kgの25% 濃度苛性ソーダで中和
しそして38gのエチレングリコールジグリシジルエー
テルを添加することによって得られるモノマー溶液を添
加しそして4.5リットルの水に152g の過硫酸ア
ンモニウムを溶解した開始剤溶液を別の配量供給手段で
添加する。 【0076】全部のモノマーおよび開始剤の溶液を反応
混合物の定常的攪拌(100回転/分)下に添加した後
に、更に30分の間70℃で後攪拌する。攪拌機動力消
費量はモノマー供給始めの2kWからモノマー供給の終
了後の3.5kWに高まる。反応混合物はクリーム状の
粘稠物であり、不完全にしか混合できない。次いで95
kgの水を600mbarのもとで共沸的に留去し、そ
の際に攪拌機動力消費量は2kW(始めの値)に下がる
。次に、1.7リットルの水に溶解した76g のエチ
レングリコールジグリシジルエーテルを添加する。更に
2時間、後攪拌する。次にポリマーからシクロヘキサン
を留去しそして60℃で羽根型攪拌機で5% より少な
い残留湿分含有量に乾燥する。136kgの主として微
細な澱粉−グラフトポリマーが得られる。 【0077】比較例B 比較例Aにおけるのと同様に実施する。しかしながらモ
ノマーおよび開始剤の供給の直後に、2.4kWの攪拌
機動力消費量のもとで、2kgのシクロヘキサンに1k
gのソルビタンモノラウレートを溶解した溶液を添加す
る。攪拌機動力消費量は下がらず、反応機内容物の混合
性も改善されない。 【0078】実施例1 比較例Aと同様に実施する。しかしながらモノマーおよ
び開始剤の供給直後に、3.5リットルの市販のN−ア
ルキルアミドプロピルベタイン30% 濃度水溶液(S
ERVO−AMFOLYT JB130、Servo
社、NL−7490、Delden)を添加する。この
追加的分散剤によって、攪拌機動力消費量が2kWに自
然に低下し、この値は共沸的脱水の間にも一定して低い
ままである。反応器内容物の視覚的観察にて明らかに混
合性の改善が認められた。 【0079】実施例2 比較例Aに記載した重合容器中に、450kgのシクロ
ヘキサン、23kgの天然のコーン澱粉(Cerest
ar社、D−4150、KrefldのCerstar
GL 03402)、1.5kgのソルビタン−
モノラウレート〔SPAN(登録商標)20、Atla
s社、米国、デラウエア州、ウイルミントン)、1.0
kgの、分子量1,550のポリエチレングリコール、
23 gのエチレンジアミンテトラアセテート(1リ
ットルの水に溶解したもの)および38 g の過硫
酸アンモニウム(1リットルの水に溶解したもの)容器
内容物を攪拌下に70℃に加熱しそして窒素ガスで洗浄
する。1時間の間に、95kgのアクリル酸を147k
gの25% 濃度苛性ソーダで中和しそして62gのエ
チレングリコールジグリシジルエーテルを添加すること
によって得られるモノマー溶液並びに、4.5リットル
の水に152g の過硫酸アンモニウムを溶解した開始
剤溶液を配量供給する。75% を配量供給した後に、
2kWの攪拌機動力消費量のもとで、実施例1で使用し
た追加的分散剤1リットルを添加する。更にモノマーを
配量供給するもとで、攪拌機動力消費量が更に増加しな
い。混合性は不変的に良好なままである。95kgの水
を600mbarの減圧下に共沸的に留去する。ポリマ
ーを60℃で羽根型攪拌機において5% の残留湿分含
有量に乾燥する。 136kgの、粗大粒子不含の微細な澱粉グラフトポリ
マーが得られる。 【0080】実施例3 使用物質の種類および量に関しては実施例1におけるの
と同じであるが、100% のモノマーおよび活性剤の
配量供給直後に市販の40% 濃度ヤシ油イミダゾーリ
ン溶液(SERVO−AMFLYT JA140、製
造元:Servo社)を添加する。攪拌機動力消費量は
自然に2.4kWから2kWに低下しそして共沸的脱水
の間に変化しない。反応器内容物の視覚的に観察される
混合性が明らかに改善されている。 【0081】実施例4 実施例1におけるのと同じ種類および量の使用物質を重
合用反応器に最初に導入する。次に攪拌下に70℃に加
熱しそして窒素で洗浄する。1時間の間に、95kgの
アクリル酸を147kgの25% 濃度苛性ソーダで中
和しそして30gのペンタエリスリットトリアクリレー
トを添加することによって得られるモノマー溶液並びに
、4.5リットルの水に80g の過硫酸カリウムを溶
解した開始剤溶液を配量供給する。モノマー供給の間に
攪拌機動力消費量が2kWから2.4kWに増加する。 【0082】C16〜C18−獣脂酸を使用して製造さ
れた1.2kgの1−メチル−2−アルキル−3−アル
キルアミドエチルイミダゾリニウム塩(MARLOSO
FT IQ 75、製造元:ヒュルス・アーゲ社)
を1.8リットルのシクロヘキサンに懸濁させた懸濁物
3リットルをモノマーの配量供給後に添加する。攪拌機
動力消費量が2kWに低下し、共沸脱水の間に変化しな
い。反応器の混合性が明らかに改善される。95kgの
水を600mbarの減圧状態で留去する。次いで、1
.7リットルの水に溶解した70g のエチレングリコ
ールジグリシジルエーテルを添加する。2時間、後攪拌
する。次いで、ポリマーからシクロヘキサンを留去しそ
して羽根型乾燥器中で乾燥する。粗大−および極微細成
分を含まない135kgの生成物が得られる。 【0083】以下の表1に、生成物の粒度分布および水
吸収値を総括掲載する。 本発明は特許請求の範囲に記載の微細な水膨潤性多
糖−グラフトポリマーの製造方法に関するものであるが
、実施の態様として以下を包含する: 1) 構造式I 【0084】 【化9】 【0085】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕または構造式II 【0086】 【化10】 【0087】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表される両性アンモニウム化合物を用い
る請求項1に記載の方法。 2)式 【0088】 【化11】 【0089】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表されるベタイン構造III の第四イ
ミダゾリニウム塩を使用する請求項1に記載の方法。 3)構造式IV 【0090】 【化12】 【0091】〔式中、Rは炭素原子数6〜20のアルキ
ル基である〕で表される第四イミダゾリニウム塩を使用
する請求項1に記載の方法。 4)アニオンX− がメチルスルファート−アニオンで
ある上記3項記載の方法。 5)追加的分散剤をオレフィン系不飽和カルボン酸を基
準として0.2〜4%の量で添加する請求項1に記載の
方法。 6)0.4〜2% の追加的分散剤を添加する上記5項
記載の方法。 7)多糖として澱粉を懸濁させる請求項1に記載の方法
。 8)10〜25部の澱粉を懸濁させる上記7項に記載の
方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 懸濁重合の際に − 5〜40部の多糖および0〜2部の重合開始剤を
、(a)0.5〜10のHLB値を持つ非イオン系界面
活性剤50〜100重量% および(b)10.5〜2
0のHLB値を持つ非イオン系界面活性剤0〜50重量
部より成る分散剤混合物を含有する非極性有機溶剤に懸
濁させた懸濁物に、 − 50〜100% 中和したオレフィン系不飽和カ
ルボン酸60〜95部、別のオレフィン系不飽和モノマ
ー0〜50部、架橋剤0〜2部および重合開始剤0.0
05〜5部を含有する水溶液を40〜100℃で0.5
〜5時間に亘って連続的に添加する、半連続的な逆相懸
濁重合、部分脱水および架橋によって微細で、多孔質の
迅速水膨潤性の多糖−グラフトポリマーを製造するに当
たって、水溶液の75〜100% の添加後に、追加的
分散剤として炭素原子数6〜20のアルキル基を持つ両
性アンモニウム化合物、炭素原子数6〜20のアルキル
基を持つ第四イミダゾリニウム塩またはそれらの混合物
を添加することを特徴とする、上記微細な水膨潤性多糖
−グラフトポリマーの製造方法。
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