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JP2001524557A - きわめて低い残留モノマー含量を有する水溶性または水膨潤性のポリマーの製造方法、これにより製造される生成物およびその使用 - Google Patents

きわめて低い残留モノマー含量を有する水溶性または水膨潤性のポリマーの製造方法、これにより製造される生成物およびその使用

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JP2001524557A
JP2001524557A JP2000522143A JP2000522143A JP2001524557A JP 2001524557 A JP2001524557 A JP 2001524557A JP 2000522143 A JP2000522143 A JP 2000522143A JP 2000522143 A JP2000522143 A JP 2000522143A JP 2001524557 A JP2001524557 A JP 2001524557A
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JP
Japan
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water
polymer
acrylic acid
polymerization
residual monomer
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Application number
JP2000522143A
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English (en)
Inventor
クメリア ミロスラーフ
ダーメン クルト
Original Assignee
シュトックハウゼン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Application filed by シュトックハウゼン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト filed Critical シュトックハウゼン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、窒素化合物で部分的にまたは完全に中和されたアクリル酸および/またはアクリル酸誘導体を使用することによるきわめて低い残留モノマー含量を有する水溶性または水膨潤可能なポリマーの製造方法に関する。この方法はポリマーを事後に120〜240℃の温度に加熱することを特徴とする。本発明の方法により製造されるポリマーは、例えば凝集剤、分散剤および吸収剤として使用するために適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、きわめて低い残留モノマー含量を有するアクリル酸およびその誘導
体を基礎とする合成ポリマーの製造方法に関する。このポリマーは高い分子量を
有し、水溶性であるか、または水、水溶液および体液の高い吸収能力を有する。
【0002】 水および体液の吸収能力を有する種々の合成ポリマーは多くの特許明細書に記
載されている。例えばアクリル酸またはメタクリル酸を基礎とする架橋性ポリマ
ーおよびコポリマー(米国特許第4018951号、米国特許第4066583
号、米国特許第4062817号、米国特許第4066583号、ドイツ特許公
開第2613135号、ドイツ特許第2712043号、ドイツ特許第2813
634号)またはアクリルアミドプロパンスルホン酸コポリマー(ドイツ特許第
3124008号)。これらの吸収剤はほとんど水に溶解せず、平均してその重
量の何倍もの水、尿または他の水溶液を吸収する。高い吸収能力とともに合成吸
収剤の他の特性、例えば低い残留モノマー含量、水溶性成分の低い割合、および
膨潤したポリマー粒子の高いゲル安定性が若干の明細書に述べられている。
【0003】 高分子の水溶性または水膨潤性の、すなわち部分的に架橋したポリマーおよび
混合ポリマーを製造する場合に、モノマー、特にアクリル酸を基礎とするモノマ
ーの完全な変換が不可能であることが示される。技術的規模では一般にポリマー
中に0.1〜0.5質量%の残留モノマー含量が認められる。
【0004】 ポリマー中に残留するモノマーの毒性は一般に知られており、従ってほとんど
モノマーを含有しないポリマーおよび混合ポリマーの製造方法がきわめて有利で
ある。残留モノマーがもはやほとんど残留しないように重合方法を実施すること
が従来は不可能であったので、毒性の残留モノマーをポリマーからなるその無害
の誘導体に変換することにより除去することが試みられた。例えばドイツ特許公
開第1070377号明細書および米国特許第2960486号明細書において
は高分子アクリルアミドポリマーの水溶液を二亜硫酸ナトリウム溶液と混合し、
80〜120℃で乾燥する。この方法はきわめて薄い(2〜3%)ポリマー溶液
中のポリマーの処理を前提とし、不経済であり、従ってこの方法は実際にはほと
んど使用されない。
【0005】 重亜硫酸ナトリウムまたはメタ重亜硫酸ナトリウムの水溶液を用いるポリマー
ゲルの処理は米国特許第3775280号明細書におよび固体のアルカリ金属亜
硫酸塩を用いる処理は欧州特許第175554号明細書に記載され、その際0. 03〜0.3質量%の残留モノマー含量が得られる。特開昭56/103207 号においては同じ目的のために同様に重亜硫酸塩、亜硫酸塩およびピロ亜硫酸塩
を使用する。米国特許第3780006号明細書においてはエマルジョンポリマ
ー中のアクリルアミド濃度を低下するために気体の二酸化硫黄を利用する。欧州
特許第505163号明細書においては重合の終了後ポリマーをメタ重亜硫酸塩
および表面活性剤(HLB3〜40)の組み合わせ物を用いて処理し、これによ
り残留モノマー含量を10ppmまで低下する。ポリマーゲルのこの後処理に関
して、所望の残留モノマーの低下を達成するために、メタ重亜硫酸塩2〜5質量
%(40%wSを有するポリマーゲルに対して、すなわち乾燥ポリマーに対して
メタ重亜硫酸塩5〜12、5質量%)が必要である。この多くの量の添加剤は適
用技術特性にきわめて不利に作用することがある。
【0006】 欧州特許公開第303518号明細書にはアクリル酸/アクリルアミドを基礎
とする吸収性ポリマーの製造方法が記載され、この発明によれば70〜100モ
ル%の高い中和度、少なくとも50%の高いモノマー濃度および熱分解性アゾ開
始剤およびレドックス開始剤からなる組み合わせ物を使用する。これらの条件に
より反応は、重合中にすでにすべての配合水が蒸発し、従って引き続く乾燥がな
くなり、残留モノマー含量が500ppm未満、有利には200ppm未満に低
下するように進行する。実施例の試験の残留モノマー含量は示されていない。
【0007】 WO94/20547号明細書には重合溶液への臭素酸塩または塩素酸塩のよ
うな添加物および製造したポリマーの事後の加熱が記載され、その際、特に添加
物により残留モノマーを減少する。臭素酸塩および塩素酸塩の添加を重合後に行
ってもよい。この処理にもかかわらずポリマーの残留モノマー含量は約135〜
1100ppmである。
【0008】 技術水準のすでに記載された方法は、残留モノマーのかなりの減少を可能にす
るが、遊離する二酸化硫黄による臭いの問題、硫黄酸化物の後続生成物(例えば
亜硫酸、硫酸および酸性媒体中のこれらの塩)による装置の腐食のような若干の
欠点と結びついている。特に製造したポリマーのそれぞれの後処理は付加的な技
術的工程であり、これは他の設備または装置を必要とし、かなりの時間の消費を
必要とし、その際最終生成物中にかなりの量の添加物が残留し、適用技術的特性
に不利に影響することがある。
【0009】 従って本発明の課題は、他の化合物を用いる製造されたポリマーの後処理を必
要とせずに、きわめて低い残留モノマー含量および良好な適用技術的特性を有す
る最終生成物を得るために、決められた特定の条件下で高い分子量または水、水
性液体および体液に関して高い保留能力を有する、凝集剤または吸収剤としてま
たはその他の目的のために使用される、公知の化学的組成の合成ポリマーを製造
することである。
【0010】 意想外にも、重合すべきモノマー混合物の添加の際に、酸性モノマー成分を部
分的にまたは完全に中和するために、少なくとも1種の塩基性窒素化合物、例え
ばアンモニアを使用し、事後にポリマーを120〜240℃、有利には140〜
180℃に加熱する場合に、水溶液中のラジカル重合により所望の特性を有し、
きわめて低い残留モノマー含量を有する、アクリル酸を基礎とする合成ポリマー
を製造できることが判明した。本発明の方法によりポリマーは、有利には50p
pm未満、特に30ppm未満である、きわめて低い残留モノマー含量を有する
。毒性的に問題のあるとして等級づけられるアクリルアミドを10ppm未満の
含量に低下できるという事実は特に重要である。
【0011】 塩基性窒素化合物として、例えばアンモニア、水酸化アンモニウム、脂肪族モ
ノアミンおよびポリアミン、特に脂肪族C1−C10−アミン、脂環式モノアミン およびポリアミン、特に脂環式C6−C12−アミン、芳香族モノアミンおよびポ リアミン、特に芳香族C6−C12−アミン、複素環のアミン、ヒドロキシルアミ ン、アルカノールアミン、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、
またはこれらの混合物を中和のために使用する。特に有利な窒素化合物は、アン
モニア、水酸化アンモニウム、エタノールアミンおよびジエタノールアミンであ
る。
【0012】 窒素化合物を遊離塩基の形で酸性モノマー成分を完全にまたは部分的に中和す
るために使用することができる。その際酸性モノマーの一部を他の塩基により中
和し、窒素化合物がこの他の塩基に対して過小のモルで存在することも可能であ
る。有利には窒素化合物を酸性モノマー成分を中和するために中和度10〜10
0%の範囲で使用することができる。
【0013】 ポリマーの経済的な製造を達成するために、かなり低い温度で分解する開始剤
を用いて重合を実施する。常用の開始剤として無機または有機ペルオキシドまた
はレドックス系を使用する。水相での重合の場合にペルオキシ二硫酸塩のような
無機ペルオキシドを単独にまたはしばしば還元成分との化合物の形で使用する。
【0014】 重合をレドックス開始剤系を用いてまたは光重合により開始することができる
。レドックス開始剤系は多くの場合に2種の成分、無機または有機ペルオキシド
含有化合物および還元成分、例えば亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ硫酸塩、スル
フィン酸、アスコルビン酸およびこれらの塩、銅塩、鉄(II)塩またはマンガ
ン塩からなる。無機ペルオキシド化合物として、アルカリ金属ペルオキシドまた
はアンモニウムペルオキシド、例えばペルオキシ二硫酸カリウム、過酸化水素、
または有機ペルオキシド、例えばベンゾイルペルオキシド、ブチルヒドロペルオ
キシドを使用することができる。多くの場合にレドックス開始剤を用いて重合を
開始する。この開始剤系の他に更に他の開始剤を使用することができる。UV含
有光線により開始することができる光重合のために、いわゆる光開始剤、例えば
ベンゾインまたはベンゾイン誘導体、例えばベンゾインエーテル、ベンジルおよ
びその誘導体、例えばベンジルケタール、アクリルジアゾニウム塩、アゾ開始剤
、例えば2、2´−アゾビス(イソブチロ)ニトリル、2、2´−アゾビス(2
−アミノプロパン)塩酸塩またはアセトフェノン誘導体を使用する。ペルオキシ
ド含有成分および還元成分の量は0.0005〜0.5質量%、有利には0.00 1〜0.1質量%(モノマー溶液に対して)の範囲で変動してもよく、光開始剤 の量は0.001〜0.1質量%、有利には0.002〜0.05質量%(モノマー
溶液に対して)の範囲で変動してもよい。
【0015】 モノマーとして、まず、単独に重合してホモポリマーを形成するかまたは重合
して混合ポリマーを形成する、アクリル酸、アクリルアミド、メタクリル酸およ
びメタクリルアミドが挙げられ、更に他の水溶性モノマー、例えばアクリロニト
リル、メタクリロニトリル、N、N−ジメチルアクリルアミド、ビニルピリジン
、酢酸ビニル、および他の水溶性の重合可能な酸およびその塩、特にマレイン酸
、フマル酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸またはアクリルアミドメチルプロパ
ンスルホン酸が挙げられる。更に重合可能な酸のヒドロキシル基含有エステル、
特にアクリル酸およびメタクリル酸のヒドロキシエチルエステルおよびヒドロキ
シプロピルエステルを使用することができる。更に重合可能な酸のアミノ基含有
およびアンモニウム基含有エステルおよびアミド、例えばアクリル酸およびメタ
クリル酸のジアルキルアミノエステル、特にジメチルアミノアルキルエステルお
よびジエチルアミノアルキルエステル、およびトリメチルアンモニウムアルキル
エステルおよびトリエチルアンモニウムアルキルエステルおよび相当するアミド
も使用することができる。前記モノマーを単独に重合してホモポリマーを形成す
るかまたは互いに混合して混合ポリマーを形成することができる。更に、C1− C10−アルコールとアクリル酸および/またはメタクリル酸とのエステル、スチ
レンおよびアルキル化スチレンのような、水不溶性モノマーを、少量で、前記モ
ノマーとともに共重合することができる。水溶性モノマーの割合は一般にモノマ
ーの全量に対して60〜100質量%である。水不溶性(疎水性)モノマーは一
般にモノマーの0〜40質量%を形成する。
【0016】 前記モノマーと一緒に、更に少量で架橋性モノマー、例えば分子内に1個以上
の反応可能な基を有するモノマーを重合することができる。その際もはや水に溶
解せず、膨潤性でない部分的に架橋したポリマーが生成される。架橋性モノマー
として、二官能性または多官能性モノマー、例えばアミド、例えばメチレンビス
アクリルアミドもしくはメチレンビスメタクリルアミド、またはエチレンビスア
クリルアミド、更にポリオールおよびアルコキシル化ポリオールのエステル、例
えばジアクリレートまた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、エチレングリコールジアクリレート、ポリグリコール−ジアクリレート(
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、有利には1〜3
0モルのアルキレンオキシドでオキシアルキル化した(エトキシル化した)トリ
メチロールプロパンのジアクリレートエステルおよびトリアクリレートエステル
、グリセリンおよびペンタエリトリットのアクリレートエステルおよびメタクリ
レートエステル、および有利には1〜30モルのエチレンオキシドでオキシエチ
ル化したグリセリンおよびペンタエリトリットのアクリレートエステルおよびメ
タクリレートエステル、更にアリル化合物、例えばアリルアクリレート(メタク
リレート)、有利には反応させた1〜30モルのエチレンオキシドを有するアル
コキシル化アリルアクリレート(メタクリレート)、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、燐酸もしくは亜燐酸のア
リルエステル、更に架橋可能なモノマー、例えばメタクリルアミドもしくはアク
リルアミドのようなアミドのN−メチロール化合物およびこれらから誘導される
エーテルが挙げられる。架橋性コモノマーの割合はモノマーの全量に対して0〜
10質量%、有利には0.01〜3.0質量%である。
【0017】 吸水性ポリマーの吸収剤は少なくとも1種の架橋剤を使用して得られる。架橋
剤として、少なくとも2個またはそれ以上の官能基(二重結合、エポキシ基)を
有し、重合中に成長するポリマー鎖に組み込むことができる化合物を使用する。
これにより個々のポリマー鎖を結合し、液体中でポリマー粒子が膨潤することが
でき、液体に溶解しないように作用する架橋点がポリマー中に種々の位置に形成
される。架橋剤の化学構造、架橋位置の数、ポリマー鎖中のその分布により架橋
性ポリマーの特性が決定する。ポリマーへの架橋剤の最適な取り込みの場合は、
架橋位置が均一に分配され、ポリマー中に非架橋領域がほとんど存在しないか、
または更に架橋していない(すなわち水溶性の)低分子成分が存在しない架橋性
ポリマーが形成される。
【0018】 、ポリマー中の架橋位置の均一な分布は、水性液体に関する最適な保留能力およ
び膨潤状態での最適なゲル安定性を有する生成物を生じる。
【0019】 重合を、有利には重合容器中で、水溶液中で不連続的に、または、例えばドイ
ツ特許第3544770号明細書に記載されるエンドレスベルト上で連続的に実
施する。重合を実際に断熱的に進行する場合にモノマー15〜50質量%の相当
する出発濃度で水性ポリマーゲルが形成される。出発モノマー濃度および0〜5
0℃、有利には5〜25℃の温度範囲の相当する低い開始温度の選択により、相
当する水性ポリマーゲル中の最高温度を十分に制御できるように重合を実施する
ことができる。
【0020】 低い残留モノマー含量を達成するために、製造したポリマーを、本発明の方法
により、120〜240℃、有利には140〜180℃の温度に加熱する。その
際過度に高い温度または長い時間によりポリマーの他の重要な生成物特性を損な
わないように注意すべきである。加熱のための最適な必要時間は窒素化合物の濃
度および温度の高さに依存し、若干の実験で求めることができる。多くの場合に
10分から2時間まで、有利には10分から1時間の時間で十分である。
【0021】 ポリマーを種々の適用に必要な濾過断片に分配する。例えば衛生分野で吸収剤
として架橋性ポリマーを使用するためには0.2〜1mmの粒子分布が有利であ り、農業分野では0.2〜3mmの範囲の生成物が有利であり、凝集剤分野の可 溶性ポリマーのためには有利には0.1〜1.2mmの範囲の生成物が使用される
【0022】 低い残留モノマー含量は本発明のポリマーに公知のおよび技術水準により製造
されるポリマーと比べて以下の利点を付与する。
【0023】 1.本発明のポリマーは、例えば衛生産業の超吸収剤(おむつ、失禁用製品)、 食品産業(包装)、土壌改質剤等のような毒性的理由からきわめて低い残留モノ
マー含量を必要とする吸収剤を製造するために使用することができる。
【0024】 2.このポリマーは多くの量の毒性的に問題のある残留モノマーを周囲に出すこ となく、例えば人間医学での薬剤の投与、植物での栄養物の供給(化学肥料)、
水性媒体、有利には広い水面への殺虫剤および除草剤の供給のような、ポリマー
に後から取り入れられたまたはポリマーに含まれる他の物質を他の物体に調節し
て供与するために使用することができる。
【0025】 3.低い残留モノマー含量を有する架橋されていない水溶性ポリマーは毒性的理 由からきわめて低い残留モノマー含量を必要とする適用、例えば飲料水の浄化に
、食品産業での増粘剤としての使用に、薬剤の投与等に使用することができる。
【0026】 植物への栄養物、殺虫剤、除草剤、殺菌剤、薬剤、抗菌剤の取り込みおよびポ
リマーへの他の物質の取り込みは、これにより重合の進行が妨害されない場合は
、直接モノマー溶液にこれらの化合物を添加することにより行うことができる。
しかしながらこれらの物質が重合に影響を与える場合は、例えばドイツ特許第4
029591号明細書、ドイツ特許第4029592号明細書またはドイツ特許
第4029593号明細書により、重合中にまたは重合終了後にはじめてこれら
の物質をすでに製造したポリマーゲルに混合することによりこれらの取り込みを
行わなければならない。
【0027】 実施例 吸収能力の決定 化学肥料溶液(Peters(R)Professional Fertil
izer Fa.Grace−Sierra Horticultural P
roducts Comp.Pennsylvania USA)200mlを 有するビーカー250mlに撹拌しながらポリマー1gを入れる。15分の撹拌
時間後、磁気撹拌器を中断し、45分間放置する。その後ビーカーの内容物をメ
ッシュ幅0.3mmのふるいに取り出し、その際化学肥料溶液により膨潤したポ リマーがふるいに残留する。最初に入れた溶液量200mlとふるいを通過した
溶液量の差からポリマー1g中のポリマーにより吸収される化学肥料溶液mlの
量を算定する。
【0028】 残留モノマー含量の決定 残留モノマー成分アクリルアミドおよびアクリル酸を内部標準を用いるHPL
Cによりポリマーの水性抽出液で測定する。
【0029】 例1 重合容器中で、最初に水275g中にメチレンビスアクリルアミド0.9gを 溶解し、アクリル酸301gと混合した。その後モノマー溶液を水酸化ナトリウ
ム溶液(50%)168gおよびアンモニア(25%)118gを用いて中和し
、10℃に冷却し、窒素で排気した。開始剤溶液(それぞれ水20ml中のペル
オキシ二硫酸ナトリウム1.0g、2、2´−アゾビス(2−メチルプロピオン アミジン)二塩酸塩0.2g、およびアクリル酸2g中のイルガキュアー(Ir gacure(登録商標)651、光開始剤、Ciba Geigy社)0.0 5g)を添加後、UV光線で重合を開始した。開始剤溶液とモノマー溶液との十
分な混合は全ポリマーブロック中の均一な重合の前提である。(十分に絶縁した
重合容器中で)103℃の最高温度を15分以内で達成した。重合終了後、ポリ
マーを1、5時間で160℃に加熱し、所望の粒子の断片に粉砕した。ナトリウ
ム/アンモニウム塩として架橋したアクリル酸ホモポリマーが形成された。濾過
した粒子断片200〜1000μmを他の試験に使用した。吸収能力は0.1% 化学肥料で103ml/gであり、残留モノマー含量はアクリル酸20ppmで
あった。
【0030】 例2 例1と同様の条件下で水275g中にメチレンビスアクリルアミド0.6gを 溶解し、アクリル酸301gと混合した。その後モノマー溶液を水酸化カリウム
溶液(50%)261gおよびアンモニア(25%)118gを用いて中和し、
10℃に冷却し、窒素で排気した。例1と同様に開始剤溶液を添加後、UV光線
で重合を開始した。最高温度102℃を10分以内で達成した。重合終了後、ポ
リマーを1.5時間で180℃に加熱し、所望の粒子の断片に粉砕した。カリウ ム/アンモニウム塩として架橋したアクリル酸ホモポリマーが形成された。濾過
した粒子断片200〜1000μmを他の試験に使用した。吸収能力は0.1% 化学肥料溶液で110ml/gであり、残留モノマー含量はアクリル酸12pp
mであった。
【0031】 例3 重合容器中で、最初に水290g中にメチレンビスアクリルアミド0.6gを 溶解し、アクリル酸208gおよびアクリルアミド溶液(40%)223gと混
合した。その後モノマー溶液を水酸化カリウム溶液(50%)180gおよびア
ンモニア(25%)39.3gを用いて中和し、10℃に冷却し、窒素で排気し た。例1と同様に開始剤溶液を添加後、UV光線で重合を開始した。最高温度1
04℃を8分以内で達成した。重合終了後、ポリマーを1.5時間で160℃に 加熱し、所望の粒子断片に粉砕した。カリウム/アンモニウム塩として架橋した
アクリル酸/アクリルアミドコポリマーが形成された。濾過した粒子断片200
〜1000μmを他の試験に使用した。吸収能力は0.1%化学肥料溶液で12 0ml/gであり、残留モノマー含量はアクリル酸10ppmおよびアクリルア
ミド10ppmであった。
【0032】 例4 例3と同様の条件下で、アクリルアミド、アクリル酸およびアクリルアミド(
2−メチルプロパン)スルホン酸(AMPS)の比率50/49.3/0.7モル
%からなるターポリマーを製造した。アクリル酸を50%水酸化カリウム溶液お
よび40%アンモニア(25%)で中和した。重合終了後、ポリマーを1.5時 間で140または160℃に加熱した。吸収能力は0.1%化学肥料溶液で11 0ml/gまたは108ml/gであり、残留モノマー含量はアクリル酸28p
pmおよびアクリルアミド9ppmまたはアクリル酸15ppmおよびアクリル
アミド7ppmであった。
【0033】 例5 重合容器中で、水230g中にメチレンビスアクリルアミド0.6gを溶解し 、アクリル酸118.6gおよびアクリルアミド(40%)446.4gと混合し
た。その後モノマー溶液を水酸化カリウム(50%)102.6gおよびアンモ ニア(25%)46.1gを用いて中和し、10℃に冷却し。窒素で排気した。 例1による開始剤溶液を添加後、UV光線を用いて重合を開始した。最高温度1
02℃を8分以内で達成した。重合終了後、ポリマーを1.5時間で160℃に 加熱し、所望の粒子断片に粉砕した。カリウム/アンモニウム塩として架橋した
アクリル酸/アクリルアミドコポリマーが形成された。吸収能力は0.1%化学 肥料溶液で106ml/gであり、残留モノマー含量はアクリル酸15ppmお
よびアクリルアミド10ppmであった。
【0034】 例6〜35 重合容器中で、最初に水230g中でアクリル酸146.5g、アクリルアミ ド溶液(40%)372gおよびAMPS6.9gを混合した。モノマー溶液に 種々の架橋剤を異なる量で添加し、種々の架橋度のポリマーが形成された。架橋
剤として、メチレンビスアクリルアミド(MBA)、トリアリルアミン(TAA
)およびトリメチロールプロパン(TMPTA)を単独にまたは組み合わせて使
用した。その後モノマー溶液を水酸化カリウム溶液(45%)128.5gおよ びアンモニア(25%)56gで中和する(例6〜14)か、またはアンモニア
126gまたはアンモニア(25%)84.2gで中和し(例15〜35)、全 中和度90%または60%が得られた。モノマー溶液を10℃に冷却し、窒素で
排気した。例1による開始剤溶液を添加後、UV光線で重合を開始した。最高温
度102〜104℃を8〜12分以内で達成した。重合終了後、ポリマーを1. 5時間で140℃に加熱し、所望の粒子断片に粉砕した。カリウム/アンモニウ
ム塩またはアンモニウム塩として、架橋したアクリル酸/アクリルアミド/AM
PSターポリマーが形成された。
【0035】 他の試験のために濾過した粒子断片200〜1000μmを使用した。架橋剤
の量、吸収能力および残留モノマー含量は以下の表に記載される。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】 例36 メチレンビスアクリルアミド0.9gを有する例6によるモノマー溶液を水酸 化カリウム溶液(45%)128gを加えて中和度50%まで中和した。エタノ
ールアミン25.1gを添加後、モノマー溶液を10℃に冷却し、窒素で排気し た。例1による開始剤溶液を添加後、UV光線で重合を開始した。最高温度10
4℃を8分以内で達成した。重合終了後、ポリマーを1.5時間で160℃に加 熱し、所望の粒子断片に粉砕した。吸収能力は0.1%化学肥料溶液で48ml /gであり、残留モノマー含量はアクリル酸20ppmおよびアクリルアミド1
7ppmであった。
【0039】 例37 メチレンビスアクリルアミド0.9gを有する例6によるモノマー溶液を水酸 化カリウム溶液(45%)120gを加えて中和度50%まで中和した。エタノ
ールアミン50.2gを添加後、モノマー溶液を10℃に冷却し、窒素で排気し た。例1による開始剤溶液を添加後、UV光線で重合を開始した。最高温度10
4℃を6分以内で達成した。重合終了後、ポリマーを1.5時間で160℃に加 熱し、所望の粒子断片に粉砕した。吸収能力は0.1%化学肥料溶液で46ml /gであり、残留モノマー含量はアクリル酸20ppmおよびアクリルアミド1
1ppmであった。
【0040】 例38 重合容器中で、最初に水260g中にアクリル酸148g、アクリルアミド溶
液(40%)372g、メチレンビスアクリルアミド0.6gおよびトリアリル アミン1.2gを溶解した。その後モノマー溶液をアンモニア(25%)126 gを加えて中和度90%まで中和した。その後モノマー溶液を10℃に冷却し、
窒素で排気した。開始剤溶液(ABAH0.8g、ペルオキシ二硫酸ナトリウム 1.0g、過酸化水素0.2gおよびアスコルビン酸0.05g、それぞれ水5m l中で)を添加後、重合を開始した。最高温度100℃を10分以内で達成した
。重合終了後、ポリマーを1.5時間で140℃に加熱し、所望の粒子断片に粉 砕した。アンモニウム塩として架橋したアクリル酸/アクリルアミドコポリマー
が形成された。吸収能力は0.1%化学肥料溶液で132ml/gであり、残留 モノマー含量はアクリルアミド10ppmおよびアクリル酸25ppmであった
【0041】 例39 重合容器中で、最初に水300g中でアクリル酸146gをアクリルアミド溶
液(40%)372gおよびAMPS(50%)14gと混合した。その後モノ
マー溶液をアンモニア(25%)126gを加えて中和度90%まで中和した。
その後モノマー溶液を10℃に冷却し、窒素で排気した。例1による開始剤溶液
を添加後、UV光線で重合を開始した。最高温度100℃を10分以内で達成し
た。重合終了後、ポリマーを1.5時間で140℃に加熱し、所望の粒子断片に 粉砕した。アクリル酸3ppmおよびアクリルアミド5ppmの残留モノマー含
量を有する高分子の、水溶性のアクリル酸/アクリルアミドコポリマーが形成さ
れた。ポリマーの0.1%水性溶液はブルックフィールド粘度400mPasを 有した。
【0042】 例40 重合容器中で、最初に水493g中でアクリル酸146gと混合した。その後
モノマー溶液をアンモニア(25%)168gを加えて中和度60%まで中和し
た。その後モノマー溶液を10℃に冷却し、窒素で排気した。例1による開始剤
溶液を添加後、UV光線で重合を開始した。最高温度102℃を10分以内で達
成した。重合終了後、ポリマーを1.5時間で140℃に加熱し、所望の粒子断 片に粉砕した。0.1%溶液のブルックフィールド粘度240mPasを有し、 アクリル酸11ppmの残留モノマー含量を有する高分子の、水溶性のアクリル
酸ポリマーが形成された。
【0043】 例41 例40を繰り返した。ただしポリマーの加熱を140℃でなく160℃で行っ
た。ポリマーはブルックフィールド粘度350mPasを有し、残留モノマー含
量はアクリル酸18ppmであった。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成11年11月30日(1999.11.30)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 欧州特許公開第303518号明細書にはアクリル酸/アクリルアミドを基礎
とする吸収性ポリマーの製造方法が記載され、この発明によれば70〜100モ
ル%の高い中和度、少なくとも50%の高いモノマー濃度および熱分解アゾ開始
剤およびレドックス開始剤からなる組み合わせ物を使用する。これらの条件によ
り反応は、重合中にすでにすべての配合水が蒸発し、従って引き続く乾燥がなく
なり、残留モノマー含量が500ppm未満、有利には200ppm未満に低下
するように進行する。実施例の試験の残留モノマー含量は示されていない。 ドイツ特許公開第3724709号明細書には低い残留モノマー含量を有する
ポリマーの製造方法が記載され、その際ポリマーを製造後にポリマーをゲルとし
て膨潤した形でまたは溶液で、50〜150℃で残留モノマーの二重結合と反応
する化合物と反応させる。 米国特許第4766173号明細書においては80℃以上の温度でリシンおよ
びシステインの種類のアミノ酸を用いてポリマーを引き続き処理することにより
ポリマー中のアクリル酸残留モノマーを減少する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CN,CU,CZ,EE,GE,GH,G M,HR,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT, LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,N Z,PL,RO,RU,SD,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZW (72)発明者 クルト ダーメン ドイツ連邦共和国 メンヒェングラートバ ッハ フォン−フェルゼン−シュトラーセ 6 Fターム(参考) 4J100 AJ02P AM15P AM21P AQ08P BA56P CA01 GB02 HA31 HB43 HC47

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性溶液中での塩基性窒素化合物で部分的にまたは完全に中
    和されたアクリル酸および/またはアクリル酸誘導体のラジカル重合により水溶
    性または水膨潤性の合成ポリマーを製造する方法において、120〜240℃の
    温度でのポリマーの事後の加熱によりきわめて低い残留モノマー含量を取得する
    ことを特徴とする、水溶性または水膨潤性の合成ポリマーを製造する方法。
  2. 【請求項2】 窒素化合物として、アンモニア、水酸化アンモニウム、ヒド
    ロキシルアミン、アルカノールアミンもしくはアルキルアミンまたはこれらの混
    合物を使用する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 窒素化合物として、有利にはアンモニア、水酸化アンモニウ
    ム、モノエタノールアミンまたはジエタノールアミンを使用する請求項1または
    2記載の方法。
  4. 【請求項4】 窒素化合物を用いて中和度10〜100%まで酸性モノマー
    成分を中和する請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらのカルボン酸の誘
    導体を基礎とするモノマーを重合し、有利にはアクリル酸、メタクリル酸、アク
    リルアミドプロパンスルホン酸のホモポリマーまたはコポリマーとして、これら
    のカルボン酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、アクリルアミドまたはメ
    タクリルアミドおよびこれらの誘導体のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、
    ビニルピロリドンのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩を使用し、コポリマー
    として、相互のコポリマーまたは酢酸ビニルのような他の部分的に水溶性のモノ
    マーとのコポリマーを使用する請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】 付加的に二官能性または多官能性モノマーを基礎とする少な
    くとも1種の架橋剤を使用する請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 ポリマーを140〜180℃の温度に加熱する請求項1から
    6までのいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】 50ppm未満、有利には30ppm未満の残留モノマー含
    量を有するポリマーを生成する請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
  9. 【請求項9】 10ppm未満のアクリルアミドの残留含量を有するポリマ
    ーを生成する請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 【請求項10】 請求項1から9のいずれか1項記載の方法により得られる
    アクリル酸および/またはアクリル酸誘導体を基礎とするポリマー。
  11. 【請求項11】 水および/または水溶液、尿および体液を吸収または保留
    るための、水および/または水性媒体に溶解した物質を引き続き制御して放出す
    るための、衛生製品を製造するための、飲料水を浄化するための、増粘剤として
    の、分散剤としての、および排水浄化用凝集剤としての請求項1から9までのい
    ずれか1項記載の方法により得られる処理生成物の使用。
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