(57)【要約】      （修正有）【課題】０．１ｍｍ〜１０ｍｍの断面の直径を有する連続したストランドのポリマーの製造方法を提供する。【解決手段】以下の工程、ａ）水、モノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程、ｂ）工程ａ）のモノマー混合物を、制約手段中に移送する工程、モノマー混合物は、当該制約手段の中で制約される、ｃ）制約手段中でモノマー混合物の重合を開始して連続したストランドのポリマーを造る工程、ならびにｄ）制約手段から連続したストランドのポリマーを排出する工程、この連続したストランドのポリマーは、少なくとも０．１ｍｍの初期断面直径を含む、確定された断面輪郭を有している、を含む連続したストランドのポリマーの製造方法、更に、連続したストランドの高吸水性ポリマーの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程、
水、重合性の不飽和酸基を含むモノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程、
工程ａ）の該モノマー混合物を、制約手段中に移送する工程、該モノマー混合物は、該制約手段中で、断面が制約される、
該制約手段中で、該モノマー混合物の重合を開始させて、連続したストランドのポリマーを造る工程、ならびに、
該連続したストランドのポリマーを該制約手段から排出させる工程、該連続したストランドのポリマーは、該制約手段を出る直前に少なくとも０．１ｍｍの初期断面サイズを有する画定された断面輪郭を有している、
を含んでなる、連続したストランドのポリマーの製造方法。
【請求項２】
前記モノマー混合物が、全モノマー混合物を基準として、３０〜６０質量％の固形分を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記開始剤が、光開始剤であり、かつ前記重合が、３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射線によって開始される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記モノマー混合物が、ISTM D2196-05の方法Ａに従って、２５℃の温度で測定された５〜２０００００センチポイズの粘度を有する、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
前記ｂ）の移送工程が、工程ａ）の前記モノマー混合物を、管またはパイプを通して、随意選択的に０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲の内径を有する円形の断面を有する、制約手段中へ、ポンプ送液もしくは移送することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記制約手段が、３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射線が透過できる弾性の管である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記モノマー混合物の、前記連続したストランドのポリマーが放出されるまでの、前記制約手段中にある時間である、滞留時間が、１秒間〜３００秒間である、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記制約手段から放出される前記連続したストランドのポリマーが、前記連続したストランドのポリマーの全重合の２０〜１００％重合されている、請求項１記載の方法。
【請求項９】
以下の工程、
水、重合性の不飽和酸基を含むモノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程、
工程ａ）の該モノマー混合物を、制約手段中に移送する工程、該モノマー混合物は、該制約手段中で断面が制約される、
該制約手段中で、該モノマー混合物の重合を開始する工程、ならびに、
該制約手段から連続したストランドの高吸水性ポリマーを排出する工程、該連続したストランドの高吸水性ポリマーは、該制約手段を出る直前に０．１ｍｍ〜１０ｍｍの初期断面サイズを有する画定された断面輪郭を有している、
を含んでなる連続したストランドのポリマーの製造方法。
【請求項１０】
前記モノマー混合物が、全モノマー混合物を基準として３０〜６０質量％の固形分を含み、かつ該モノマー混合物が、アクリル酸を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記開始剤が、光開始剤であり、かつ前記重合が、３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射線によって開始される、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記モノマー混合物が、ISTM D2196-05の方法Ａに従って、２５℃の温度で測定された５〜２０００００センチポイズの粘度を有する、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１３】
前記ｂ）の移送工程が、工程ａ）のモノマー混合物を、制約手段中にポンプ送液することを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記制約手段が、弾性の管であり、該管が３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の電磁放射線が透過できる、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記制約手段から排出される前記連続したストランドの高吸水性ポリマーが、前記連続したストランドのポリマーの全重合の２０％〜１００％が重合されている、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続ストランドの高吸水性ポリマーの製造方法、および連続ストランドの高吸水性ポリマーから造られた、制御された形状の、そして粒状の高吸水性ポリマーへの、モノマー混合物の連続重合方法に関する。更に、本発明は、制御された形状のストランド、または分離された粒子を可能にする、そのような方法での、高吸水性ポリマーを連続的に製造する方法、関する。また、本発明は、粒子状高吸水性ポリマー、そして向上した高吸水性ポリマーの製造方法の工程を削減させることを含めて、高吸水性ポリマーの製造プロセスを改善することに向けられている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ポリマー、ポリマーを製造する方法、高吸水性ポリマー、および高級水性ポリマーを製造する方法に関する。高級水性ポリマーは、一般には、０．９質量％の塩化ナトリウムを含む水溶液中で、その質量の少なくとも約１０倍、そしてその質量の約３０倍以上までを吸収することができる、水膨潤性の、水不溶性のポリマー、または材料に関する。高級水性ポリマーの例としては、架橋され部分的に中和されたアクリレートポリマー、および重合からの高級水性ヒドロゲルの形成、および高級水性ポリマーの一般的定義に従った特定の圧力下で、水性液体を保持することができる粒子状高吸水性ポリマー組成物の形成を含むことができる。高級水性ポリマー粒子、または粒子状高吸水性ポリマーは、おむつ、タンポン、生理用ナプキンおよび他の衛生用品、ならびに水分吸収から利益を得られる、農業用、ケーブル、封止剤、消火、包装、医療用および他の用途における水分保持剤を製造するのに用いられる。
【０００３】
高吸水性ポリマーおよび粒子状高吸水性ポリマーの調製は、小研究論文、"Modern Superabsorbent Polymer Technology", F. L. BuchholzおよびA. T. Graham, Wiley-VCH, 1998, p.71-103に記載されている。高級水性ポリマーは、一般に、開始剤の存在下での中和剤と混合されたアクリル酸のモノマー混合物の、ポリアクリル酸ナトリウム塩（しばしばポリアクリル酸ナトリウムと称される）を形成する重合から製造される。高級水性ポリマーは、幾つかの重合方法、ゲル重合、懸濁重合、溶液重合、またはスプレー重合の１つを用いて造ることができる。これらの方法のそれぞれは、それらのそれぞれの利点を有しているが、しかしながら全ては製品の一貫した品質を生み出す。
【０００４】
ゲル重合では、アクリル酸、中和剤、水、架橋剤、およびＵＶ開始剤のモノマー混合物は、混合され、そして「反応器」中にいれられ、反応器は、連続式ベルト、トレイ、ニーダーなどであることができる。例えば、連続式ベルトでは、モノマー混合物は、連続式ベルト上の長いチャンバー中に容れられ、その中で重合が開始される。この方法で、ベルト上に、通常、ポリマーヒドロゲルと称される、高級水性ポリマーの連続した「厚板」がもたらされ、この厚板は、製造上の目的から、約２５ｍｍ〜約３００ｍｍの厚さおよび約８００ｍｍ〜約１５００ｍｍの包括的な寸法を有している。ポリマーの重合は、試験の目的では、例えばプラスチックトレイまたはバケット中で、そして約５０〜約１００ｍｍの厚さで行われる。
【０００５】
結果として得られた、高級水性ポリマーヒドロゲルの連続した厚板は、切り刻まれ、そして商業的な押出機で押出し成形され、続いて強制エアオーブン中で乾燥することによって、１０質量％未満の水分量の最終的な製品が作られる。次いで、乾燥された高吸収性ポリマーは、粉砕機中で粗く粉砕され、３段階ローラーミル中で粉砕され、そして８５０μｍ超および１５０μｍ未満の粒子を除去するように篩分けられて、通常粒子状高吸収性ポリマーと称されるものを形成することができる。次いで、粒子状高吸収性ポリマーは、表面架橋剤および他の表面処理剤で表面処理され、そして表面架橋の後に後処理して、そして最終的に再度篩分けられて表面処理された粒子状高吸収性ポリマーを形成することができる。
【０００６】
韓国出願20110105610号明細書には、水溶性のエチレン性不飽和モノマー、光重合開始剤および溶媒を含むモノマー組成物を供給することによって高吸収性樹脂を製造する方法が開示されている。このモノマー組成物は、高吸収性ポリマーの所定の形状を形成するための形状形成ユニット、例えばスリットまたは孔中へ滴下される。次いで、落下するモノマーは照射によって重合される。形成ユニットの光照射区分の下に配置されているのは、高吸収性ポリマーを０．５〜２０ｍｍのサイズを有する多孔質粒子に変換する粉砕機である。この方法は、モノマーが拘束されないで落下する間に重合されるので、不利である。例えば、形状が、モノマーを孔を通して押出すことによって与えられる場合には、高吸収性ポリマーが出てくるときに、表面張力が優位になり、形状が失われる可能性がある。例えば、モノマーが星型のノズルを通して押出される場合には、モノマーは、出てきた後で、丸型に戻る。通常は、モノマーは、モノマーが早く落ち過ぎないようにするために、またはモノマーがその形状を保持するのを援けるように試みるために、化学的増粘剤の添加によって増粘されなければならず、これも不利益である。
【０００７】
米国特許出願公開第2004/0183235号明細書には、増粘剤を用いることなしに、容易に製造される高吸収性ポリマーの成形された成形体を製造する方法が開示されている。光が、光重合開始剤および水溶性のエチレン性不飽和モノマーを含む水溶液に照射される。１０ｍＰａ・ｓ以上の粘度が得られたら、光の照射が一時的に停止される。次いで、初期の重合によって増粘されたこの水溶液が、それが特定の形状を有している限り、特には限定されない所望の形状に成形される。次いで、成形の後に、モノマーが拘束されなくなったら、重合が再度開始される。この方法の特許請求された利点は、別個の増粘剤が添加されないで、しかしながらモノマーが部分的な重合によって増粘されることである。しかしながら、同じ不利益が当てはまり、そして増粘がなお必要とされる。いずれの場合においても、成形は、重合工程とは別個の工程であり、そしてその形状は、失われるか、または単に部分的に保持される可能性がある。
【０００８】
高吸収性ポリマーは、繊維の形態に作ることができ、そこでアクリル酸、メチルアクリレートおよび水酸化ナトリウムのモノマー混合物は、水中で重合されて、ポリマー溶液を形成するが、これは架橋がないためにＳＡＰではない。次いで、高吸水性ポリマーは、押出成形されて約２〜２０デシテックス、または約２〜１８デシテックス、または約０．００１〜０．００８ｍｍの正確な精細度の円筒形の繊維を生成する。押出成形されるためには、ポリマーは低分子量であり、そして架橋されていてはならず、そしてこの溶液は、比較的に低固形分でなければならず、その両方ともが、重大な不利益である。高吸水性ポリマーとなるためには、それらの繊維は次いで、押出成形の後に、別個の架橋工程に付されなければならない。繊維、材料、例えばナイロン、ポリエステルまたは高吸水性ポリマーの単一のフィラメントは、線密度、繊維の所定の長さの質量、によって測定される。繊維の測定結果を表すために種々の単位、例えばデニール（９０００ｍ当たりのグラム数）およびデシテックス（１００００ｍ当たりのグラム数）が用いられる。高吸水性ポリマー繊維は、次いで熱処理され、そしてあるいは他の方法で処理されるが、しかしながら円筒形の繊維の大きさのために粒子には生成されない。低固形分の溶液が押出成形されるために、多量のエネルギーを消費する乾燥工程が必要とされる。既知の方法の全体は、複雑であり、分離された重合工程と架橋工程を含んでおり、そして連続式のベルト反応器やニーダー型反応器におけるゲル重合よりも、一般には有意により経費を要する。
【０００９】
スプレー重合による粒子状高吸水性ポリマーの製造またはモノマー溶液の液滴の重合は、例えば、欧州特許出願公開第348180号明細書、国際公開第96/40427号、米国特許第5,269,980号明細書、独国特許出願公開第103 14 466号明細書、独国特許出願公開第103 40 253号明細書、独国特許出願公開第10 2004 024 437号明細書、および独国特許出願公開第10 2005 002 412号明細書、ならびに先願の独国出願第102006001596.7号にも記載されている。スプレー重合は、重合と乾燥のプロセス工程を合体させることを可能にする。更に、粒子径は、好適なプロセス制御によって、特定の範囲内に設定することができる。
【００１０】
特には、粒子状高吸水性ポリマーを造る方法は、以下の工程を含む９工程を含むことができる：１）モノマー混合物を調製する工程、２）モノマー混合物を重合して、４０〜８０％の水分含有量を有する高吸水性ポリマーヒドロゲルを形成する工程、３）高吸水性ポリマーヒドロゲルを切り刻む工程、４）１０％未満の水分含有量を有するように、高吸水性ポリマーヒドロゲルを乾燥する工程、５）高吸水性ポリマーヒドロゲルをミル粉砕する工程、６）ミル粉砕した高吸水性ポリマーヒドロゲルを篩い分けして、結果として１５０μｍ〜８５０μｍの粒子径分布を有する粒子状高吸水性ポリマーヒドロゲルをもたらす工程、７）粒子状高吸水性ポリマーを表面架橋する工程、８）随意選択的に、表面架橋された高吸水性粒子状ポリマーをの表面処理工程を更に含み、そして９）粒子状高吸水性ポリマーを最終的に篩い分けする工程。
【００１１】
商業的な粒子状高吸水性ポリマーは、広範囲のパーソナルケア製品、例えば、幼児用おむつ、小児用トレーニングパンツ、成人用失禁製品、女性用ケア製品などにおいて広く用いられている。一般に、それらの粒子状高吸水性ポリマー組成物は、ポリマーのグラム当たりに、少なくとも２５グラムの、０．９質量パーセント塩化ナトリウム水溶液の遠心分離保持容量（ＣＲＣ）を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高吸水性ポリマーを造るための一般のゲル重合プロセスは、塊状のタイプの高吸水性ポリマーを造るための種々の方法を含んでいるために、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの断面の直径を有する連続したストランドの高吸水性ポリマーを造るプロセスおよび、そのような連続したストランドポリマーから単純化された方法で形成される粒子状高吸水性ポリマーであって、ストランドの形状が、重合の間に形成され、そして押出成形によっては形成されず、そして重合および内部架橋が単一の工程で実施することができるものへの必要性あるいは要求が存在している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、以下の工程、ａ）水、重合性の不飽和酸基を含むモノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程、ｂ）工程ａ）のモノマー混合物を、制約手段中に移送する工程、モノマー混合物は、当該制約手段の中で断面が制約される、ｃ）制約手段中でモノマー混合物の重合を開始する工程、ならびにｄ）制約手段から連続したストランドの高吸水性ポリマーを排出する工程、この連続したストランドの高吸水性ポリマーは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの初期断面直径を含む、確定された断面輪郭を有している、を含む連続したストランドの高吸水性ポリマーを造る方法に向けられている。
【００１４】
更に、本発明は、以下の工程、ａ）水、モノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程、ｂ）工程ａ）のモノマー混合物を、制約手段の中に移送する工程、モノマー混合物は、その制約手段の中で、断面が制約される、ｃ）モノマー混合物の重合を開始させて、連続したストランドのポリマーを造る工程、ならびにｄ）制約手段から連続したストランドのポリマーを排出する工程、この連続したストランドのポリマーは、制約手段を出る直前に、少なくとも０．１ｍｍの初期の断面直径を含む確定された断面輪郭を有している、を含む連続したストランドのポリマーを造る方法に関する。
【００１５】
前述の内容を考慮に入れて、連続したストランドのポリマーの製造方法を提供することが、本発明の特徴であり、そして利点である。本発明の多くの他の特徴および利点が、以下の説明から明らかとなるであろう。
【００１６】
定義
本明細書においては、以下のそれぞれの用語および語句は、以下の意味を含んでいる。
【００１７】
本明細書において用いられる場合には、用語「含む（comprises）」、「含む（comprising）」および基本用語「含む（comprise）」からの他の派生語は、いずれかの言及された特徴、要素、整数、工程または成分の存在を特定する開放型の用語であることが意図されており、そして１つもしくは２つ以上の他の特徴、要素、整数、工程、成分またはそれらの群の存在もしくは追加を排除することは意図されていないことに注意しなければならない。
【００１８】
ここで用いられる、本発明の組成物中の成分の量を修飾するための、または本発明の方法において用いられる用語「約」は、例えば、現実の世界での濃縮物もしくは使用溶液の調製のために用いられる典型的な測定および液体の取扱い手順を通して、それらの手順における意図されない誤りを通して、製造者、供給源、または組成物を造るために、もしくは本方法を実施するのに用いられる成分の純度の違いを通して、発生する可能性がある数量の変動を表している。また、用語「約」は、特定の初期混合物からもたらされる組成物についての異なる平衡状態に起因して異なる量をも含んでいる。用語「約」には、記載されている成分または性質の所与の量が含まれる。用語「約」によって修飾されているか否かにかかわらず、特許請求の範囲には、それらの量の等価物が含まれる。
【００１９】
ここで用いられる用語「遠心分離保持容量（ＣＲＣ）」は、本明細書に開示されている試験手順で説明されているように、飽和され、そして遠心分離に掛けられた後の、粒子状高吸水性ポリマーの、その中に液体を保持する能力を表す。結果として生じる保持容量は、試料のグラム質量あたりに保持された液体のグラム数（ｇ/ｇ）で表される。
【００２０】
ここで用いられる用語「架橋された」、「架橋」、「架橋剤」または「架橋する」は、ポリマー鎖を互いに結合するいずれかの手段を表している。そのような架橋手段としては、例えば、物理的な絡み合い、結晶性ドメイン、共有結合、イオン性錯体および会合、親水性会合、例えば水素結合、疎水性会合、またはファン・デル・ワールス力を挙げることができる。架橋は、水溶性ポリマーに適用された場合には、一般にそれらを水不溶性に、しかしながら水膨潤性に変える。
【００２１】
「制限手段中で断面が制限される」とは、制限手段を通してモノマーが移動するときに、モノマー流に垂直な、少なくとも１つの軸方向に、モノマーを制限することができ、モノマーが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの断面直径を有する連続したストランドへと重合することをもたらす、連続した管または溝（trough）を表している。
【００２２】
ここで用いられる用語「断面輪郭」は、制限手段、例えば管の内部の、または経路もしくは溝で見出される、断面輪郭を表しているか、またはそれは、例えば、移動する表面における、溝への適切な付着を通して画定される輪郭であることができる。
【００２３】
ここで用いられる用語「断面直径」は、ストランドの長手方向の軸に垂直に測定される断面輪郭の最も長い広がりを表す。非円形の断面の場合には、断面直径は、ストランドの全体の断面形状を取り囲む最も小さい円の直径である。用語「円形断面」は、断面が円を形成する場合に、ストランドの長手方向の軸に垂直に定められたストランドの断面を指す。円は、単純な平面の閉じられた形状であり、その外側境界は、所与の点、中心から与えられた距離に位置しており、中心からの距離は、２０％より大きくは変化せず、等価的に、円は、ある点からの距離が２０％を超えて変化しないように移動する点によって平面上に描かれた曲線である。
【００２４】
ここで用いられる用語「内部架橋剤」または「モノマー架橋剤」は、ポリマーゲル構造を形成するためのモノマー溶液中での架橋剤の使用を表している。
【００２５】
ここで用いられる用語「乾燥高吸水性ポリマー」は、通常は、約２０％未満の水分を有する高吸水性ポリマーまたは連続したストランドの高吸水性ポリマーを表している。
【００２６】
用語「粒子」、「粒子状の」などは、用語「高吸水性ポリマー」と共に用いられる場合には、分離した単位の形態を表している。
【００２７】
用語「粒子状高吸水性ポリマー」および「粒子状高吸水性ポリマー組成物」は、２０質量％未満の水分を有する分離した形態の高吸収性ポリマーおよび高吸収性ポリマー組成物の形態を表し、「粒子状高吸水性ポリマー」および「粒子状高吸水性ポリマー組成物」は、１０００μｍ未満、または約１５０μｍ〜約８５０μｍの、あるいは８５％超が１５０μｍ〜６００μｍの粒子である、粒子径を有することができる。
【００２８】
ここで用いられる用語「ポリアクリル酸（塩）系の高吸水性ポリマー」は、任意にグラフト成分を含むことができ、そしてまた主成分として、アクリル酸および／またはその塩（これ以降、「アクリル酸（塩）」と表記する）を繰り返し単位として含む、架橋された高吸水性ポリマーを表している。特には、「ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂」は、架橋剤以外に、モノマーとして好ましくは３０モル％〜１００モル％のアクリル酸（塩）を含むポリマーを示している。
【００２９】
用語「ポリマー」としては、ホモポリマー、共重合体、例えばブロック、グラフト、ランダムおよび交互共重合体、三元共重合体など、並びにそれらの混合物および改質物が挙げられるが、それらには限定されない。更に、特に断りのない限り、用語「ポリマー」は、その材料の全ての可能性のある配置異性体を含んでいる。それらの配置には、アイソタクチック、シンジオタクチックおよびアタクチック対称が挙げられるが、それらには限定されない。
【００３０】
ここで用いられる略語「ＰＳＤ」は、粒子径分布の省略形であり、そして標準ＥＤＡＮＡ試験法のＮＷＳＰ２２０．０．Ｒ２（１５）に従って、ふるい分級によって測定された、特定のふるい上に残った粒子の質量分布を表している。
【００３１】
ここで用いられる用語「高吸水性ポリマー」は、最も好ましい条件下で、０．９質量％の塩化ナトリウムを含む水溶液中で、それらの質量の少なくとも１０倍、またはそれらの質量の少なくとも１５倍、またはそれらの質量の少なくとも２５倍を吸収することができる高吸水性ポリマーおよび高吸水性ポリマー組成物を含む、水膨潤性材料、水不溶性有機材料または水不溶性無期材料を表している。
【００３２】
ここで用いられる用語「表面架橋」は、高吸水性ポリマー粒子の表面の近傍における官能性架橋の水準を表しており、これは、一般に高吸水性ポリマー粒子の内部における官能性架橋の水準より高い。ここで用いられる「表面」は、粒子の外側に面している境界を表している。
【００３３】
モノマー溶液についての用語「固形分質量％」は、水を含めた与えられた配合の全モノマー混合物の質量に対するパーセンテージとして表された、水を除く、全てのモノマーおよび他の成分の合計の質量を表している。同様に、ヒドロゲルの固形分含有量は、水含有量を含めたヒドロゲルの質量に対するパーセントとしての、ヒドロゲルの非水内容物のパーセンテージである。
【００３４】
ここで用いられ、そして乾燥した粒子状高吸水性ポリマー組成物の成分を表す用語「質量％」または「％ｗｔ」は、特に断りのない限り、乾燥した高吸水性ポリマー組成物の質量を基準としていると解釈される。
【００３５】
ここで用いられる範囲「Ｘ〜Ｙ」は、「Ｘ以上およびＹ以下」を意味している。更に、「質量（weight）」は、「質量（mass）」の同義語であり、「ｗｔ％」は「質量％」の同義語であり、そして「質量部（parts by weight）」は「質量部（parts by mass）」の同義語である。更に、特に断りのない限り、「ｐｐｍ」は、「質量基準のｐｐｍ（ppm by weight）」または「質量基準のｐｐｍ（ppm by mass）」を意味する。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
実施形態（単数）および／または実施形態（複数）の典型的な態様が例示のために示されているが、本明細書の発明の詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものであると考えられてはならない。従って、種々の修正、調整および変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって行われることができる。仮説的な例示として、本明細書における１〜５の範囲の開示は、以下の範囲、１〜５、１〜４、１〜３、１〜２、２〜５、２〜４、２〜３、３〜５、３〜４、および４〜５のいずれの請求項をも支持すると考えなければならない。
【００３７】
本発明によれば、ここに開示した方法を用いて、ポリマーおよび高吸水ポリマーを製造する方法を得ることができる。本発明のポリマーおよび高吸水ポリマーの製造方法は、粒子状高吸水性ポリマーを造る方法の多くの工程を省いており、そしてより均一な製品を生成する。
【００３８】
本発明は、以下の工程、ａ）水、重合性の不飽和酸基を含むモノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程、ｂ）工程ａ）のモノマー混合物を、制約手段中に移送する工程、モノマー混合物は、当該制約手段の中で断面が制約される、ｃ）制約手段中でモノマー混合物の重合を開始する工程、ならびにｄ）制約手段から連続したストランドの高吸水性ポリマーを排出する工程、この連続したストランドの高吸水性ポリマーは、制約手段を出る直前に、少なくとも０．１ｍｍ、または０．１ｍｍ〜１０ｍｍの初期断面直径を含む、確定された断面輪郭を有している、を含む連続したストランドの高吸水性ポリマーを造る方法に向けられている。ポリマーストランドまたは粒子の形状が、制約手段によって決定され、そして後に、別個の押出成形または形成工程によってではないことが極めて重要である。
【００３９】
従って、ストランドの断面形状は、制約手段内での重合の間に与えられる。最も単純な態様では、制約手段の断面形状は、理想的に円形である。この場合には、ストランドは、重合している間に円筒形になる。制約手段の直径は、制約手段を出る直前のストランドの断面直径と同じであり、そして制約手段を直ちに出ると保持される。
【００４０】
好適な高吸水性ポリマーは、合成、天然、生分解性、改質天然、またはそれらのいずれかの組み合わせであるポリマーから選択することができる。
【００４１】
本発明の製造方法によって得られる、粒子状吸水剤中の主成分として用いられる高吸水性ポリマーは、一般にポリアクリル酸（塩）系の高吸水性ポリマーであり、そして水膨潤性および水不溶性架橋ポリマーである。この水膨潤性および水不溶性架橋ポリマーは、繰り返し単位中に、重合性の不飽和酸基含有モノマーとしてアクリル酸（塩）を、３０モル％〜１００モル％、または５０モル％〜１００モル％、または７０モル％〜１００モル％、または９０モル％〜１００モル％、または実質的に１００モル％の量で含んでいる（後述する架橋剤を除いて）。
【００４２】
モノマーの１つもしくは２つ以上の酸基は、通常は、重合の前または後に中和されており、中和された塩を形成する。中和された塩は、例えば吸収速度などの特定の性質を与えるように、潜在的に幾つかの二価、三価、または多価のカチオンを備えた、アルカリ金属またはアンモニウム塩であることができる。ナトリウムは最も通常の中和カチオンであり、好ましい中和度は、中和される酸基の、２０モル％〜１００モル％、または５０モル％〜９９モル％、または６０モル％〜９０モル％、または５０モル％〜８０モル％である。中和は、重合の前に行うことができ、あるいは重合の後にヒドロゲルに対して行うことができ、あるいは両方の中和を行うことができる。通常は、中和は、モノマー混合物に中和剤を加えることによって重合の前に行われる。
【００４３】
モノマー混合物
本発明の連続したストランドの高吸水性ポリマーの製造方法は、最初の工程、ａ）水、モノマー、架橋剤および開始剤を含むモノマー混合物を準備する工程を含んでいる。高吸水性ポリマーでは、本発明の態様において説明したように、モノマー混合物は、モノマー混合物の、約２０質量％〜約９９．９質量％の重合性の不飽和酸基含有モノマーを含んでいる。好適なモノマー、またはモノマーの組み合わせは、エチレン性不飽和化合物を含むことができ、遊離ラジカル開始および成長が、高吸水性ポリマーとしての加工および用途に好適なポリマーを生じる。アニオン性官能基、例えばカルボン酸基またはスルホン酸基を有するモノマーが好適であり、そしてそれらのモノマーはまた、アルキル、アミド、または他のそのような側基を有することができる。また、ポリマー主鎖中の５０〜７５％のモノマー基が酸性基の官能基を有することが望ましいけれども、酸性基を有さないモノマーも含むことができ、そしてそれらの酸基はカルボキシル基であることが特に望ましい。
【００４４】
好適な重合性の不飽和酸基含有モノマーとしては、酸基、例えばアクリル酸またはメタクリル酸、または２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、またはそれらの混合物を含むもののいずれかを挙げることができる。酸基の少なくとも約５０質量％が、そしてより好ましくは少なくとも約７５質量％がカルボキシル基であることが望ましい。好適な重合性モノマーとしては、カルボキシル基を含むもの、例えばアクリル酸、メタクリル酸、または２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、またはそれらの混合物のいずれかが挙げられる。酸基の少なくとも約５０質量％、そしてより好ましくは少なくとも約７５質量％がカルボキシル基であることが望ましい。
【００４５】
モノマー混合物は、重合性の不飽和酸基含有モノマーの酸基を、中和される酸基の２０モル％〜１００モル％、または５０モル％〜９９モル％、または６０モル％〜９０モル％、または５０モル％〜８０モル％の範囲で、中和するための中和剤を更に含むことができる。中和剤としては、ナトリウム、カリウムまたはアンモニウム塩を含むアルカリ塩基材料を挙げることができ、酸基が、対応する塩として存在することをもたらす。アルカリ塩基は、ナトリウム、カリウムもしくはアンモニアの、水酸化物、炭酸塩、または炭酸水素塩であることができる。中和は、アルカリ塩基をモノマー溶液に加えることによって、またはモノマー、例えばアクリル酸をアルカリ塩基に加えることによってのいずれかで達成することができる。
【００４６】
１つの方法によれば、重合性の酸性モノマーは、中和剤、例えば水酸化ナトリウムを、モノマーに加えることによって、または重合性の酸性モノマーを中和剤に加えることによってのいずれかによって、部分的に中和される。次いで、部分的に中和されたモノマー、例えばアクリル酸は、架橋剤およびいずれかの更なる成分の存在下での重合によってゲルに変換され、そしてこのゲルは、切断および乾燥を含む付加的なプロセス工程によって粒子状の高吸水性ポリマーに形成される。
【００４７】
また、本発明のモノマー混合物は、重合性の不飽和基含有モノマーの合計量を基準として約０．００１質量％〜約５質量％、または約０．２質量％〜約３質量％の、少なくとも１種の内部架橋剤を含んでいる。内部架橋剤は、通常は、少なくとも２つのエチレン性不飽和二重結合あるいは１つのエチレン性不飽和二重結合および重合性の不飽和酸基含有モノマーの酸基に対して反応性の１つの官能基を有しており、あるいは、酸基に対して反応性である幾つかの官能基を、内部架橋成分として用いることができ、そしてそれは、重合性の不飽和酸基含有モノマーの重合の間に存在する。
【００４８】
高吸水性ポリマーに使用される内部架橋剤の例としては、脂肪族不飽和アミド、例えばメチレンビスアクリル−もしくはメタクリル−アミドまたはエチレンビスアクリルアミド、そして更に、ポリオールまたはアルコキシル化ポリオールとエチレン性不飽和酸との脂肪族エステル、例えばブタンジオールもしくはエチレングリコール、ポリグリコールまたはトリメチロールプロパンジの（メタ）アクリレート、好ましくは１〜３０モルのアルキレンオキシドを有する、オキシアルキル化、好ましくはエトキシル化されたトリメチロールプロパンのジ−およびトリ−アクリレートエステル、グリセロールおよびペンタエリスリトールとの、そしてグリセロールおよび好ましくは１〜３０モルのエチレンオキシドを有するオキシエチル化されたペンタエリスリトールとのアクリレートまたはメタクリレートエステル、ならびに更には、アリル化合物、例えばアリル（メタ）アクリレート、好ましくは１〜３０モルのエチレンオキシドと反応したアルコキシル化アリル（メタ）アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、マレイン酸ジアリルエステル、ポリ−アリルエステル、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、少なくとも２つのビニル気を含有するポリシロキサン、テトラアリルオキシエタン、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、ジオール、ポリオリオール、ヒドロキシアリルもしくはアクリレート化合物、ならびにリン酸またはホスホン酸のアリルエステル、ならびに更には架橋することができるモノマー、例えば不飽和アミン、メタクリルアミドもしくはアクリルアミドのＮ−メチロール化合物、ならびにそれらから誘導されたエーテル類が挙げられる。イオン性架橋剤、例えばアルミニウム金属塩もまた用いることができる。また、上記のそれらの架橋剤の混合物も用いることができる。
【００４９】
他の態様では、高吸水性ポリマーは、重合性の不飽和基含有モノマーの合計量を基準として約０．００１質量％〜約０．１質量％の第２の内部架橋剤を含むことができ、第２の内部架橋剤は、少なくとも２つのエチレン性不飽和二重結合を含むことができる組成物、例えばメチレンビスアクリルアミド、メタクリルアミドまたはエチレンビスアクリルアミド、更には不飽和モノ−もしくはポリ−カルボン酸と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−もしくはエチレングリコールジアクリレートまたは−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、ならびにそれらのアルコキシル化誘導体、更には、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、ジ−およびトリ−アリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、リン酸もしくはホスホン酸のアリルエステルを含むことができる。更には、酸基に対して反応性の少なくとも１つの官能基を有する化合物もまた用いることができる。それらの例としては、アミドのＮ−メチロール化合物、例えばメタクリルアミドまたはアクリルアミド、ならびにそれから誘導されたエーテル、ならびにジ−およびポリ−グリシジル化合物が挙げられる。
【００５０】
モノマー混合物は、開始剤を更に含む。通常の開示剤、例えばアゾもしくは過酸化化合物、熱開始剤系またはＵＶ開始剤、（増感剤）および／または輻射、および当技術分野でよく知られた他のものが、遊離ラジカル重合の開始のために用いられる。電離放射線の使用もまた可能である。
【００５１】
モノマー混合物は、重合開始剤を含むことができ、重合開始剤は、重合の形態に従って適切に選択され、そして特定のものに限定されない。重合開始剤の例には、光分解性重合開始剤、熱分解性重合触媒、およびレドックス重合開始剤が包含される。重合開始剤の使用量は、全モノマーのモル数に対して、０．０００１モル％〜１モル％、０．００１モル％〜０．５モル％である。
【００５２】
光分解性重合開始剤の例には、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物などが包含される。
【００５３】
熱分解性重合開始剤の例には、過硫酸塩、例えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、および過硫酸アンモニウム、過酸化物、例えば過酸化水素、ｔ−ブチルペルオキシド、およびメチルエチルケトンペルオキシド、アゾ化合物、例えばアゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物、環状アゾアミジン化合物、アゾアミド化合物、アルキルアゾ化合物、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、および２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリドなどが包含される。
【００５４】
あるいは、光分解性重合開始剤は、他の機構によって分解する重合開始剤と組み合わせて用いることができる。
【００５５】
幾つかの態様では、モノマー混合物は、エチレン性不飽和モノマーと共重合することができる第２の好適な重合性の不飽和酸基含有モノマーを更に含むことができ、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ジメチルアミノアルキル（メタ）アクリレート、エトキシル化（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、またはアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリドが挙げられるが、それらには限定されない。そのようなモノマーは、共重合されるモノマーの０質量％〜約４０質量％の範囲で存在することができる。
【００５６】
本発明によれば、モノマー混合物は、必要であれば、好ましくは５質量％以下、そしてより好ましくは１質量％以下の起泡剤、界面活性剤、発泡剤、可塑剤、防臭剤、抗菌剤、可塑剤、香料、顔料、染料、親水性の短繊維、無機粉末、例えば二酸化ケイ素、もしくは酸化チタン、熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンもしくはポリプロピレン、連鎖移動剤、例えば次亜リン酸（塩）など、を更に含むことができる。更には、モノマー混合物は、約１５０μｍ以下の粒子径を有する、約２０質量％以下の高吸水性ポリマー細粒を含むことができる。
【００５７】
調製の後に、モノマー混合物は、約０℃〜２０℃、または３℃〜１０℃の温度まで冷却することができる。窒素を、約５分間に亘ってモノマー混合物を通して泡立たせることができる。また、モノマー混合物は、窒素の噴出なしに、周囲温度または高温で処理することができる。
【００５８】
モノマーは、幾つかのパラメータ、例えば固形分および粘度によって特徴付けることができる。モノマー混合物は、約２５％〜約５０％、または約３０％〜約４０％の固形分の固形分含有量を有することができる。モノマー混合物は、約５センチポイズ〜約２０００００センチポイズ、または約７センチポイズ〜約５００００センチポイズ、または約１０センチポイズ〜約１００００センチポイズ、または１０センチポイズ未満の粘度を有することができる。全ての粘度値は、ISTM D2196-05の方法Ａに従って、２５℃の温度で、Brookfield Dial-Reading analog viscometer Model LVで、６０ｒｐｍで、目盛りの読みが２０〜８０の範囲に入るように、１〜１００ｃＰの粘度範囲では１番スピンドル、５０〜５００ｃＰでは２番スピンドル、４００〜２０００ｃＰでは３番スピンドル、または１０００〜１００００ｃＰでは４番スピンドルを用いて測定される。次いで、モノマー混合物は、プロセスの次の工程、工程ｂ）へ、制約手段中へと移送され、そこで、モノマー混合物は、断面が制約される。
【００５９】
モノマー混合物の移送
本発明の連続したストランドの高吸水性ポリマーを製造する方法は、工程ａ）のモノマー混合物を制約手段中へと移送し、そこでモノマー混合物は、この制約手段中で断面が制約される、他の工程ｂ）を含んでいる。モノマー混合物溶液は、制約手段、例えばシリコーンエラストマーチューブの中に、ポンプ、例えばポンプヘッドとポンプから延びるポンプの高圧管を含むCole-Parmer Masterflexポンプで、ポンプ送液することができる。カップリング、例えばバーブカップリングを、ポンプの高圧管の出口を制約手段の入口と連結するために用いることができる。モノマー混合物は、制約手段中に、少なくとも０．１ガロン／分、または少なくとも１ガロン／分、または０．１ガロン／分〜１００ガロン／分、または１ガロン／分〜１０ガロン／分の速度でポンプ送液することができる。ポンプの個別のストランドとの比率は、１ストランド／ポンプ〜複数のストランド／ポンプ、例えば、１〜１００００ストランド／ポンプ、または１〜１０００ストランド／ポンプ、または１〜１００ストランド／ポンプ、または１〜５０ストランド／ポンプ、または１〜３０ストランド／ポンプであることができる。
【００６０】
制約手段としては、特定の直径および長さを有し、そして輻射線が、管（tube）もしくは管材（tubing）を通してモノマー混合物へと通過することを可能にするように透明な、管、または管材を挙げることができる。管または管材は、ポリマー材料、例えばエラストマー材料を含むことができる。重合する間に混合物が膨張する可能性があるので、エラストマー材料を用いることが好ましい。管および管材は、シリコーン、またはエラストマーのシリコーン材料を含むことができる。制約手段の断面直径は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、または０．１ｍｍ〜５ｍｍ、または０．１ｍｍ〜１ｍｍであることができる。従って、制約手段の断面直径は、高吸水性ポリマーの後の粒子径に極めて近い。従って、粉砕プロセスは、慣用の製造と比較して、規模が大きくない。制約手段が管である場合には、管は、１ｃｍ超、２ｃｍ〜１００ｃｍ、または５ｃｍ〜２５ｃｍ、または５ｃｍ〜１５ｃｍの長さを有することができる。軸に垂直な１つの方向の制約手段の広がりの、軸に垂直な他の方向の制約手段の広がりに対する比率は、１０：１を超えない可能性がある。好ましくは、この比率は、５：１であることができる。円形の制約手段の場合には、この比率は理想的には１：１であるが、しかしながらこの理想値から２０％まで変化することができる。
【００６１】
好ましい態様の１つでは、制約手段は、円形の断面を有している。円形の断面を有する制約手段の内径は、０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲である。そのような細い制約手段の個々の生産能力は、きわめて低いので、工業的生産規模は、「数の増加（numbering up）」、すなわちそれぞれが小さな断面を有する非常に多数の制約手段を準備することによって、成し遂げられる。
【００６２】
制約手段は、非弾性でも、または弾性であってもよい。弾性材料が好ましい。更に、制約手段は、３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長を有する輻射線を透過することができる。１つの態様で説明されたとおり、モノマー混合物は、Cole-Parmer Masterflexポンプで、１ｇ／分で、ポンプの「高圧」管材を通して、１．５６ｍｍの内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンのエラストマー管材中へと送液することができる。
【００６３】
他の態様では、モノマー混合物溶液は、制約手段、例えば凹凸模様を付けられたベルト、または稼動する凹凸模様を付けられたベルトへと移送することができる。このベルトは、ストランドを連続した溝中で生成させるように凹凸模様を付けられていることができ、またはこのベルトは、ストランドの織り合わされた、または連結された網目を生じるように、隆起部もしくは突出部を有することができる。モノマー混合物溶液は、ベルトの溝（trough）または溝（groove）中に、モノマー混合物をベルトの溝（trough）または溝（groove）中に直接配置することによって、移送することができる。モノマー混合物は、少なくとも０．１ガロン／分、または少なくとも１ガロン／分、または０．１ガロン／分、〜１００ガロン／分、または１ガロン／分〜１０ガロン／分の速度で稼動するベルトの溝（trough）または溝（groove）中に移送することができる。ベルトは、１〜１０００００ストランド／ベルト、または１〜１０００ストランド／ベルト、または１〜５００ストランド／ベルト、または１〜５０ストランド／ベルトを含むことができる。ストランドのこの数は、工業的規模での生産を達成することが意図されている。
【００６４】
ベルト中の突出部またはくぼみの間の長く細い経路、空隙は、特定の断面直径を有しており、そして好ましくはモノマー混合物の放射（radiation）を可能にする。突出部または溝の間の溝、空隙の断面直径は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、または０．１ｍｍ〜５ｍｍ、または０．１ｍｍ〜１ｍｍであることができる。
【００６５】
重合
本発明の連続したストランドの高吸水性ポリマーを造る方法は、モノマー混合物の重合を開始するように、制約手段中でモノマー混合物の重合を開始する、他の工程ｃ）を含んでいる。モノマー混合物は制約手段内で重合され、画定された形状は、重合によって三次元の架橋されたポリマーネットワークへと永続的に固定されるのであり、既に架橋されたポリマーを成形する成型または押出プロセスによってではない、ことに注意しなければならない。特には、モノマーは、工程ｃ）の前に、制約手段中で重合されておらず、すなわち、モノマー混合物は、工程ｃ）の前に、重合を開始するような照射に暴露されないことが好ましい。
【００６６】
制約手段中で混合物が重合すると、混合物は若干膨張する可能性がある。従って、弾性材料で造られた制約手段を用いることが好ましい。この膨張は、通常はストランドが管を出る前に治まる。このことは、既に重合された材料を成形するために、硬い押出用オリフィスを用いる従来の押出プロセスとの、もう１つの重要な違いである。
【００６７】
制約手段、例えば管材は、バーブカップリングが、３００ｎｍ〜５００ｎｍの波長に最大の光強度を有する波長管を装備した光反応器の非常に近くであるように、配置することができる。この光反応器は、Rayonet RPR-200であることができる。波長管は、Green Energy Lighting Corporationから入手可能な、約３７０ｎｍの最大光強度を有する、16 BLBの長波長管であることができる。
【００６８】
１つの態様では、重合は、形状が画定された連続したストランドが管から排出される程度まで、シリコーン管内で開始される。次いで、ストランドが連続して制約手段から排出されるに連れて、重力で、ストランドは収集手段へと引き落とされる。
【００６９】
本発明で用いられる重合開始剤は、光重合もしくはＵＶ重合、またはレドックスもしくは熱開始重合であることができる重合様式に従って、適正に選択することができる。モノマー混合物の、連続的なストランドが排出されるまでの、管における滞留時間は、約１分間であることができる。重合制御の性能および容易さから、重合方法は、好ましくは、モノマー混合物が制約手段の中に在る間に、重合を活性化することによって行われる。
【００７０】
更には、連続重合での、高温での開始（３０℃以上、３５℃以上、または４０℃以上、または５０℃以上のモノマー、上限は沸点である）または高モノマー濃度（３０質量％以上、３５質量％以上、４０質量％以上、および４５質量％以上、上限は飽和濃度である）での重合を、１つの好ましい例として例示することができる。
【００７１】
本発明に用いられる重合開始剤は、重合様式に従って、適正に選択することができる。重合開始剤の例としては、ラジカル重合開始剤、例えば光分解型の重合開始剤、光増感剤型の開始剤、熱分解型の重合開始剤、およびレドックス型の重合開始剤を挙げることができる。重合開始剤の量は、モノマーに対して、０．０００１モル％〜１モル％、または０．００１モル％〜０．５モル％であることができる。
【００７２】
光分解型重合開始剤の例としては、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、およびアゾ化合物を挙げることができる。また、アセトフェノン、ベンゾフェノン、およびアントラキノンもまた、光増感剤として作用することができ、分解することなしに連続的にラジカルの生成を開始する。熱分解型重合開始剤の例としては、過硫酸塩（過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、および過硫酸アンモニウム）、過酸化物（過酸化水素、tert-ブチルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド）、アゾ化合物（２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリドなど）を挙げることができる。
【００７３】
更に、光分解型開始剤と熱分解型重合開始剤の組み合わせた使用もまた、好ましい態様として例示することができる。
【００７４】
ポリマーの排出
本発明の連続したストランドの高吸水性ポリマーを製造する方法は、連続したストランドの高吸水性ポリマーが、制約手段から排出される、他の工程、ｄ）であって、そこでは、連続したストランドの高吸水性ポリマーが、０．１ｍｍ〜１００ｍｍの断面直径を含む、画定された断面輪郭を有する、工程を含んでいる。高吸水性ポリマーの連続したストランドが、弾性管またはベルトの長く細い溝もしくはくぼみから排出され、連続したストランドのポリマーは、制約手段を出る直前に、０．１ｍｍ〜１００ｍｍの制約手段の断面直径と同じ直径の、初期断面直径を有している。
【００７５】
制約手段の例としては、管、凹凸模様（textured）を付けたベルト、または稼動する凹凸模様を付けたベルトを挙げることができる。上記のように、このベルトは、モノマーが連続した溝の中で制約される間に、ストランドが生成されるように、凹凸模様を付けられていることができる。このベルトは、１〜１００００００ストランド／ベルト、または１〜１０００ストランド／ベルト、または１〜５００ストランド／ベルト、を含むことができる。
【００７６】
一般に、モノマー混合物が制約手段に入ってから、連続したストランドの高吸水性ポリマーの排出までの時間は、１０分間未満、または０．１分間〜１０分間、または０．１分間〜５分間、または０．５分間〜２分間であることができる。連続したストランドの高吸水性ポリマーの後照射を、更なる重合、残留モノマーの低減、性能変化の達成などのために、ＵＶ放射または熱放射の使用によって行うことができる。
【００７７】
切断
重合によって得られた連続したストランドの高級水性ポリマーヒドロゲル（これ以降、しばしば「ヒドロゲル」と表記される）は、連続したストランドのままにされることができ、あるいは、必要に応じて、連続したストランドの高級水性ポリマーヒドロゲルの排出の後に、切断機（ナイフ、回転カッターなど）で、ヒドロゲルは、細片（例えば、０．１ｍｍ〜１００ｍｍ、または０．５ｍｍ〜３ｍｍの平均粒子長さを有する）に切断することもできる。連続したストランドの高級水性ポリマーは、２０質量％未満の水分含有量に乾燥された後に、約１５０μｍ〜約８５０μｍ、または３００μｍ〜６００μｍのサイズを有する高吸水性ポリマー粒子を形成するように、切断することができる。他の態様では、連続したストランドの高級水性ポリマーは、標準EDANAふるい分級法NWSP 230.0.R2 (15)で特徴付けられる６００μｍ未満および１５０μｍ超の乾燥粒子直径を有するＰＳＤを、粒子状高吸水性ポリマー組成物の約８５％以上の量で有するように切断することができる。ストランドの直径は、ヒドロゲルポリマーの乾燥の間に発生するいずれかの収縮を考慮に入れて、少なくとも１軸において、粒子の直径が保持されることが好ましく、少なくとも２軸において保持されることがより好ましい。
【００７８】
物理的性質の面から、ストランド切断時のヒドロゲルの温度について、ヒドロゲルは好ましくは４０℃〜９５℃、または５０℃〜８０℃に保持される、または加熱される。ヒドロゲルの樹脂固形分含有量は、特には限定されないが、しかしながら、物理的性質の面から、１０質量％〜７０質量％、または１５質量％〜６５質量％、または３０質量％〜５５質量％である。
【００７９】
乾燥
連続したストランドの高級水性ポリマー、または連続したストランドの高級水性ポリマーの粒子の乾燥工程は、重合の後に行われる。ストランド切断工程の後の乾燥の開始までの時間は、短い方がより好ましい。すなわち、重合装置の外に排出された後に、架橋されたポリマーヒドロゲルは、１時間以内、または０．５時間以内、または０．１時間以内に乾燥が開始される（乾燥機に投入される）。時間をその範囲に設定するために、乾燥は、好ましくはポリマーヒドロゲルの貯蔵工程を行うことなしに、直接行われる。更に、残留モノマーを減少させ、低い着色を得るために、重合の完結から乾燥の開始までのヒドロゲルの温度は、４０℃〜９５℃、または５０℃〜８０℃の温度に制御される。乾燥工程における連続したストランドの高級水性ポリマーの取り扱いを容易にするために、モノマー混合物に可塑剤を加えることができる。
【００８０】
乾燥工程によって、ポリマーの乾燥損失（１８０℃で３時間に亘って１ｇの粉末または粒子を乾燥する）から計算される、好ましくは８０質量％以上、または８５質量％超９９質量％以下、または９０質量％〜９８質量％、または９２質量％〜９７質量％に制御された量で樹脂固形分含有量を有する乾燥ポリマーが得られる。乾燥温度は、特に限定されないが、しかしながら、乾燥温度は約１００℃〜約３００℃、または約１５０℃〜約２５０℃である。高い物理的性質および白さの両方を満足させるために、乾燥温度は約１５０℃〜２３５℃、または約１６５℃〜約２３０℃であることができる。更に、乾燥時間は通常は６０分間未満である。温度または時間が、上記の範囲を外れた場合には、保持容量（ＣＲＣ）の低下、可溶分（抽出分）の増加、および製品の白さの低下をもたらす可能性がある。
【００８１】
種々の乾燥方法、例えば加熱乾燥、熱エア乾燥、真空乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、ドラム乾燥機による乾燥、疎水性有機溶媒による共沸脱水、高温度蒸気を用いた高湿度乾燥を用いることができる。４０℃〜１００℃、または５０℃〜９０℃の露点を有するガスでの熱エア乾燥が好ましい。
【００８２】
重合によって高吸水性ポリマーゲルが形成され、それは、ヒドロゲル細片へと切断または造粒され、最終的に高吸水性ポリマー粒子または粒子状高吸水性ポリマーが形成される。重合で高吸水性ポリマーヒドロゲルが形成され、これは通常は、約４０〜７０質量％の水分含有量を有している。高級水性ポリマーヒドロゲルは、切断または造粒されることができ、次いで乾燥され、あるいは乾燥されて、次いで切断もしくは造粒されて、高吸水性ポリマー粒子または粒子状高吸水性ポリマーにされることができる。
【００８３】
粒子状高吸水性ポリマーは、一般に、約１５０μｍ〜約８５０μｍの範囲の粒子径を有する。本発明は、少なくとも約４０質量％の、米国標準３０メッシュスクリーンを通過し、米国標準５０メッシュスクリーン上に保持された篩い分けによって測定された、約３００μｍ〜約６００μｍの粒子径を有する粒子、または少なくとも約５０質量％の、約３００μｍ〜約６００μｍの粒子径を有する粒子、または少なくとも約６０質量％の、約３００μｍ〜約６００μｍの粒子径を有する粒子を含むことができる。更に、本発明の高級水性ポリマー粒子の粒径分布は、約３０質量％未満の、標準EDANA試験方法NWSP 220.0.R2 (15)によって測定された、約６００μｍ超の粒子径を有する粒子、そして約３０質量％未満の、約３００μｍ未満の粒子径を有する粒子を含むことができる。
【００８４】
乾燥後の断面直径
連続したストランドの高吸水性ポリマー、または連続ストランド超吸収性ポリマーから製造された粒子状高吸水性ポリマーが乾燥されると、断面直径は、連続したストランドの高吸水性ポリマーの初期断面サイズの６０％まで、または５％〜５０％、または１０％〜４５％または２０％〜４５％である。
【００８５】
表面架橋および処理
粒子状高吸水性ポリマーは、付加的な化学薬品で、およびここで説明した処理で、表面処理することができる。特に、粒子状高吸水性ポリマーの表面は、表面架橋剤の添加および熱処理によって、付加的に架橋されることができ、通常は表面架橋と称される。通常は、表面架橋は、粒子状高吸水性ポリマーの表面の近傍において、粒子内部の架橋密度に関して、ポリマーマトリックスの架橋密度を増加させるプロセスである。表面架橋剤の量は、乾燥した高級水性ポリマーの質量を基準として、約０．０１質量％〜約５質量％の乾燥粒子状高吸水性ポリマー、または約０．１質量％〜約３質量％、または約０．１質量％〜１質量％の量で存在することができる。
【００８６】
望ましい表面架橋剤としては、ポリマー鎖の側基に対して反応性である１つもしくは２つ以上の官能基、典型的には酸基、を有する化学薬品が挙げられる。表面架橋剤は、ポリマー構造の官能基と、縮合反応で（縮合架橋剤）、付加反応で、または開環反応で、反応する官能基を含んでいる。
【００８７】
これらの化合物としては、例えば二官能性または多官能性のアルコールを含むポリオール、カーボネート、アミンおよび多官能性アミン、β−ヒドロキシアルキルアミド、多官能性アミドアミン、オキサゾリジノン、エポキシドおよび多官能性エポキシド、ジグリシジルエーテルなど、およびそれらのアルコキシル化誘導体、例えばプロパンジオール、ブタンジオール、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、ソルビトール、２−ヒドロキシエチルオキサゾリジン−２−オン、オキサゾリジン−２−オン、１，３−プロパンジオール、１，３−ジオキソラン−２−オン（エチレンカーボネート）、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン（プロピレンカーボネート）、または４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オンおよびそれらのアルコキシル化された誘導体を挙げることができる。
【００８８】
粒子状高吸水性ポリマーが表面架橋剤と、または表面架橋剤を含む流体と接触させられた後に、処理された粒子状高吸水性ポリマーは、約５０〜約３００℃、または約７５℃〜約２７５℃、または約１５０℃〜約２５０℃の温度で、温度に応じ、約５分間〜約９０分間に亘ってその温度で、粒子状高吸水性ポリマーの外側領域が内側領域に比べてより強く架橋されるように（すなわち、表面架橋）、加熱処理される。加熱処理の継続時間は、ポリマー構造の所望の性質特性が、熱の効果の結果として破壊される危険性によって制限される。
【００８９】
表面架橋の１つの具体的な態様では、粒子状高吸水性ポリマーは、エチレンカーボネートで表面処理され、次いで高吸水性ポリマー粒子の表面架橋をもたらすように加熱されるが、それによって粒子状高吸水性ポリマーの表面架橋密度およびゲル強度特性が向上する。より具体的には、表面架橋剤は、粒子状高吸水性ポリマーをエチレンカーボネート表面架橋剤の水性のアルコール溶液と混合することによって、粒子状高吸水性ポリマー上に被覆される。水性のアルコール溶液中のアルコールの量は、アルキレンカーボネートの溶解性によって決定することができ、そして種々の理由、例えば爆発に対する保護のために、可能な限り低く保持される。好適なアルコールとしては、メタノール、イソプロパノール、エタノール、ブタノール、またはブチルグリコールならびにそれらのアルコールの混合物がある。いくつかの態様では、溶媒は望ましくは水であり、これは典型的に乾燥粒子状高吸水性ポリマー組成物の質量を基準として、約０．３質量％〜約５．０質量％の量で使用される。更に他の態様では、エチレンカーボネート表面架橋剤は、例えば無機担体材料、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とともに粉末混合物から、またはエチレンカーボネートの昇華による蒸気状態で適用することができる。
【００９０】
所望の表面架橋特性を達成するために、表面架橋剤、例えばエチレンカーボネートは、粒子状高吸水性ポリマー上に均一に分配されなければならない。この目的のために、混合は、当技術分野において知られている好適な混合器、例えば流動床混合器、パドル混合器、回転ドラム混合器、または二軸スクリュー押出機で達成される。粒子状高吸水性ポリマーのコーティングを、粒子状高吸水性ポリマーの製造におけるプロセス工程の１つの間に行うことも可能である。熱処理は、粒子状高吸水性ポリマーのコーティング処理に続いて、以下のように行うことができる。一般に、加熱処理は、約１００℃〜約３００℃の温度で行われる。高反応性エポキシド架橋剤が用いられる場合には、より低い温度が可能である。しかしながら、エチレンカーボネートが用いられる場合には、その時は、熱処理は好適には約１５０℃〜約２５０℃の温度である。この特定の態様では、処理温度は、滞留時間およびエチレンカーボネートの種類に依存する。例えば、約１５０℃の温度では、熱処理は１時間以上に亘って行われる。対照的に、約２５０℃の温度では、所望の表面架橋特性を達成するには、数分間（例えば、約０．５分間〜約５分間）で十分である。熱処理は、慣用の乾燥機または当技術分野で知られたオーブン中で行うことができる。また、表面架橋は、所望であれば、切断されていないストランドで行うことができる。
【００９１】
表面架橋に加えて、高級水性ポリマーは、表面架橋工程とともに、または表面架橋工程の後に、他の化学薬品組成物で更に表面処理することができる。本発明によるストランドまたは粒子状の高吸水性ポリマーは、それぞれの場合において、高級水性質量に基づいて、約０．００１質量％〜約１０質量％、または０．０１質量％〜約７．５質量％、または０．１質量％〜約５質量％の塩（単数）もしくは塩（複数）で処理されることができ、、それぞれの場合において、塩は、金属の２価もしくは３価以上の陽イオン、および陰イオンとして少なくとも１種の有機塩基を含む。
【００９２】
金属の２価もしくは３価以上のカチオンは、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｂａ２＋、Ａｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｇａ３＋、Ｔｉ４＋、Ｚｒ４＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋からなる群から選択することができる。有機塩基は、少なくとも部分的に脱プロトン化されたモノ−、ジ−またはトリ−カルボン酸、または脱プロトン化モノカルボン酸であることができる。また、ヒドロキシカルボン酸、例えば少なくとも部分的に脱プロトン化されたモノ−、ジ−またはヒドロキシ−トリ−カルボン酸およびモノヒドロキシカルボン酸も含まれ得る。
【００９３】
アニオンとしては、以下の酸の対応する塩基を挙げることができる：アニス酸、安息香酸、ギ酸、吉草酸、クエン酸、グリオキシル酸、グリコール酸、グリセロールリン酸、グルタル酸、クロロ酢酸、クロロプロピオン酸、桂皮酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、乳酸、ピルビン酸、フマル酸、プロピオン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸、マロン酸、マレイン酸、酪酸、イソ酪酸、イミノ酢酸（imidinoacetic acid）、リンゴ酸、イセチオン酸（isothionic acid）、メチルマレイン酸、アジピン酸、イタコン酸、クロトン酸、シュウ酸、サリチル酸、グルコン酸、没食子酸、ソルビン酸、グルコン酸、ステアリン酸およびアジピン酸などの脂肪酸、ならびにｐ−ヒドロキシ安息香酸、酒石酸塩、乳酸塩を含む。
【００９４】
本発明の方法の他の態様では、用いられる塩は、乳酸アルミニウムを含む塩であることができる。その塩の少なくとも約５０質量％、または少なくとも７５質量％、または１００質量％が、乳酸アルミニウムを基にしている。乳酸アルミニウムに加えて、１種もしくは２種もしくは３種以上の更なるカチオンが存在していてもよい。そのようなカチオンは、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｂａ２＋、Ａｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｇａ３＋、Ｔｉ４＋、Ｚｒ４＋、Ｃｕ２＋およびＺｎ２＋からなる群からそれぞれ選ばれる金属の一価、二価またはより多価のカチオンから選択することができる。更に、乳酸アルミニウムに加えて、塩の中に、更なるアニオンが存在することもまた可能である。更に、乳酸アルミニウムに加えて、この項で言及した金属イオンの酸化物などの、更なる金属の酸化物または混合酸化物が存在することもまた可能である。例えば、塩を含む溶液に関連して、その溶液は、第２の塩、アルキル金属もしくはアルキル土類金属塩、または上記のアニオンの１つのアルカリ金属塩、またはその溶液中に主として存在する主たる塩のアニオン、を含むことができる。それらは、乳酸リチウムおよび乳酸ナトリウムを含んでいる。第２の塩の量は、それぞれの場合において、主たる塩を基準として、０．００１質量％〜約２５質量％、または０．０１質量％〜約１７質量％、または０．１質量％〜約１２質量％であることができる。
【００９５】
本発明の他の態様では、有機塩基とは異なるアニオンを用いることができる。そのアニオンは、無機塩基であることができる。無機塩基は、脱プロトン化された無機酸であることができる。そのような酸は、２つもしくは３つ以上のプロトンを放出することができる。そのような酸としては、硫黄、窒素、またはリンを含む酸、例えば硫黄またはリンを含む酸が挙げられる。硫黄を含む酸、特には硫酸そして従ってその塩としての硫酸塩は、塩基として用いることができる。本発明の方法の他の態様では、プロセス工程ｉｉ）において、更なる塩として、硫酸アルミニウムを含む塩を用いることができる。そのような塩の少なくとも約５０質量％、または少なくとも７５質量％、または１００質量％は、硫酸アルミニウムに基づくことができる。２種の異なるアニオンを、約１：１００〜約１００：１の比率で、または約１：１０〜約１０：１、または約１：５〜約５：１の比率で用いることができる。
【００９６】
塩は、未処理の、高吸水性ポリマーと、２つの成分を互いに混合することによって接触させることができ、この目的で好適な混合装置は、Patterson Kelley mixer、DRAIS turbulent mixer、Loedige mixer、Ruberg mixer、スクリュー混合器、プレートミキサー、および流動床混合器、あるいはポリマー構造が、回転翼によって高頻度で混合される、連続運転式の垂直または水平混合器（Schugi mixer）であることができる。
【００９７】
更に、塩は、溶媒および、その溶媒中に溶解もしくは分散されている塩を含む流体の形態で、あるいは塩粉末として乾式の形態で、未処理の、高吸水性ポリマーと、接触させることができる。好適な溶媒は、水に加えて、水混和性の、有機溶媒、例えばメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１−ブタノール、２−ブタノール、tert−ブタノール、イソブタノール、または有機溶媒の混合物または水とそれらの有機溶媒の１種もしくは２種以上との混合物であることができ、溶媒として水に加えられる。未処理の、高吸水性ポリマーが、溶媒および塩を含む流体と接触される場合には、その流体Ｆ１は、それぞれの場合においてその塩を、その流体の全質量を基準として、約０．１質量％〜約５０質量％、または約１質量％〜約４０質量％、または約５質量％〜約２５質量％の範囲で含むことができる。
【００９８】
高吸水性ポリマー組成物は、乾燥高吸水性ポリマー組成物の質量を基準として、約０質量％〜約５質量％、または約０．００１質量％〜約３質量％、または約０．０１質量％〜約２質量％の水不溶性無機粉末を含むことができる。水不溶性の、無機粉末の例としては、二酸化ケイ素、シリカ、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、リン酸カルシウム、クレイ、珪藻土、ゼオライト、ベントナイト、カオリン、ハイドロタルサイト、活性化クレイなどが挙げられる。不溶性の無機粉末添加剤は、上記のリストから選択された、単一の化合物または化合物の混合物であることができる。シリカの例としては、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、二酸化ケイ素、ケイ酸およびケイ酸塩が挙げられる。幾つかの特定の態様では、顕微鏡的な非晶質の二酸化ケイ素が望ましい。製品としては、Evonik Corporation（Parsippany、ニュージャージー州）から入手可能なSIPERNAT（商標）22S特殊シリカおよびAEROSIL（商標）200ヒュームドシリカが挙げられる。幾つかの態様では、無機粉末の粒子直径は、１０００μｍ以下、例えば１００μｍ以下であることができる。
【００９９】
また、高吸水性ポリマーは、乾燥粒子状高吸水性ポリマー組成物の質量を基準として、０質量％〜約３０質量％、または０．００１質量％〜約２５質量％、または約０．０１質量％〜約２０質量％の、水溶性ポリマー、例えば部分的にもしくは完全に加水分解されたポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、デンプンもしくはデンプン誘導体、ポリグリコールもしくはポリアクリル酸を、好ましくは重合された形態で、含むことができる。それらのポリマーの分子量は、それらが水溶性である限り、重要ではない。好ましい水溶性ポリマーは、デンプンおよびポリビニルアルコールである。本発明による高吸水性ポリマー組成物中のそのような水溶性ポリマーの含有量は、乾燥高吸水性ポリマー組成物の全量を基準として、０質量％〜約３０質量％、または０質量％〜５質量％であることができる。また、水溶性ポリマー、または合成ポリマー、例えばポリビニルアルコールは、重合されるモノマーのグラフトの基としての役割を果たすことができる。
【０１００】
また、高吸水性ポリマーは、乾燥高吸水性ポリマー組成物の質量を基準にして、０質量％〜約５質量％、または約０．００１質量％〜約３質量％、または約０．０１質量％〜約２質量％の制塵剤、例えば親水性および疎水性の制塵剤、例えば米国特許第6,090,875号明細書および同第5,994,440号明細書に記載されているようなのようなものを含むことができる。
【０１０１】
幾つかの態様では、付加的な表面添加剤を、例えば臭気結合物質、例えばシクロデキストリン、ゼオライト、無機または有機塩、および同様の物質、固化防止剤、流動性改質剤、界面活性剤、粘度調整剤、尿安定性促進剤などを、高吸水性ポリマー組成物とともに随意選択的に用いることができる。
【０１０２】
他の態様では、高吸水性ポリマーは、０．０００１質量％〜５質量％の、ポリマーの白色度、あるいは例えば暗色化、黄色化もしくは褐色化などに対する長期間の色相安定性、、を高める添加剤を含むことができる。そのような添加剤は、当技術分野においてよく知られており、抗酸化剤、硫黄−およびリン−含有化合物、キレート化剤、蛍光増白剤などが挙げられる。色の安定のための好ましい添加剤としては、２−ヒドロキシ−２−スルホナト酢酸、亜硫酸水素塩、ホスホン酸塩、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン−Ｎ、Ｎ’−ジコハク酸、ジエチレンジアミン五酢酸、それらの塩および誘導体、並びにそれらの混合物がある。
【０１０３】
本発明の高吸水性ポリマーは、熱処理工程の後に、水溶液、例えば脱プロトン化有機酸塩、アルミニウム塩、または水溶性ポリマー、例えばポリエチレングリコールの水溶液で処理されることができる。
【０１０４】
本発明の高吸水性ポリマーは、ＣＲＣによって測定して、特定の特徴、または性質を示す。
【０１０５】
ここに記載されたＣＲＣの全ての値は、ここに与えられるＣＲＣ試験によって定められると理解されなければならない。
【０１０６】
本発明の方法によって造られた粒子状高吸水性ポリマー組成物は、約２５ｇ／ｇ〜約５０ｇ／ｇ、または約２７ｇ／ｇ〜約４５ｇ／ｇの遠心分離保持容量を有することができる。
【０１０７】
ポリマーの状態が粒子状高吸水性ポリマーである場合には、その粒子状高吸水性ポリマーは、通常は、少なくとも約４０質％の、米国標準３０メッシュスクリーンを通過し、米国標準５０メッシュスクリーン上に保持された篩分けによって測定された、約３００μｍ〜約６００μｍの粒子径を有する粒子、または少なくとも約５０質量％の、約３００μｍ〜約６００μｍの粒子径を有する粒子、またはが少なくとも約６０質量％の、約３００μｍ〜約６００μｍの粒子径を有する粒子を含んでいる。
【０１０８】
本発明の方法によって造られた粒子状高吸水性ポリマー組成物は、０．９ｐｓｉで約５ｇ／ｇ〜約３０ｇ／ｇ、または約１０ｇ／ｇ〜約２５ｇ／ｇ、または約１０ｇ／ｇ〜約２２ｇ／ｇの荷重下吸収性（ＡＵＬ（０．９））を有することができる。
【０１０９】
本発明による粒子状高吸水性ポリマー組成物は、多くの吸水性物品、例えば生理用ナプキン、おむつ、または傷被覆材に用いることができ、そしてそれらは、それらが大量の月経血、尿、または他の体液を迅速に吸収するという性質を有している。本発明による薬剤は、加圧下でさえも吸収された液体を保持し、膨潤した状態でもまた構造内に更なる液体を分配することができるので、慣用の現在の高吸水性組成物と比較して、親水性繊維材料、例えば毛羽に対して、より高濃度において、より望ましく用いられる。また、それらは、おむつの構造内で、毛羽の含有量なしに、同質の高吸水性層としての使用に好適であり、その結果として、特に薄い物品が可能となる。それらのポリマーは、成人用の衛生物品（例えば失禁製品）での使用に更に好適である。
【０１１０】
また、本発明によるポリマーは、更なる用途に好適な、吸収性製品に用いられる。特に、本発明のポリマーは、好ましくは体液の吸収のための構造体での、発泡および非発泡のシート状構造体での、包装材料での、植物の生育のための構造体での、土壌改良剤としての、または活性化合物担体としての、水または水性の液体のための吸収体のための吸水性組成物に用いることができる。このために、それらは、紙もしくは毛羽（fluff）もしくは合成繊維と混合することによって、あるいは紙、毛羽もしくは不織の布帛の基材の間に高吸水性ポリマーを分配することによって、あるいは担体材料へと加工することによって、ウエブに加工される。
【０１１１】
試験手順
遠心分離容量試験（ＣＲＣ）
ＣＲＣ試験では、粒子状高吸水性ポリマー組成物の、飽和し、そして制御された条件下で遠心分離に掛けられた後に、液体をその中に保持する能力が測定される。結果として得られる保持容量は、試料のグラム質量当たりに保持される液体のグラム数（ｇ／ｇ）で表現される。粒子状高吸水性ポリマーでは、試験される試料は、米国標準３０メッシュスクリーンを通過し、そして米国標準５０メッシュスクリーン上に保持される予備分級された粒子から調製される。結果として、粒子状高吸水性ポリマー組成物試料は、約３００〜約６００ミクロンの範囲の粒子径の粒子を含んでいる。これらの粒子は、手動または自動で予備分級することができる。
【０１１２】
保持容量は、約０．２０ｇの、予備分級された粒子状高吸水性ポリマー組成物の試料を、試料を容れることができ、一方で、試験溶液（蒸留水中の０．９質量％の塩化ナトリウム）が試料によって自由に吸収される、水浸透性の袋中に置くことによって、測定される。ヒートシール可能なティーバッグ材料、例えばDexter Corporation（Windsor Locks（コネティカット州、米国）に事業所を有する）から、モデル名称1234T  ヒートシーラブルフィルタペーパーとして入手可能なものは、大抵の用途に良好に機能する。このバッグは、バッグ材料の５インチ×３インチの試料を半分に折り、そして開放端の２つをヒートシールして、２．５インチ×３インチの矩形の袋を形成することによって、形成される。ヒートシールは、材料の端部の内側約０．２５インチである。試料を袋の中に容れたのちに、袋の残っている開放端もまた、ヒートシールされる。また、空のバックも、対照として作用するように作られる。３つの試料が、試験されるそれぞれの粒子状高吸水性ポリマー組成物について調製される。
【０１１３】
シールされた袋は、約２３℃の試験溶液を容れた平容器中に浸漬され、それらの袋が、それらが完全に濡らされるまで、保持されることを確実にする。濡らされた後に、粒子状高吸水性ポリマー組成物の試料は、約３０分間に亘って溶液中に保持され、その時間に、それらは溶液から取り出されて、そして一時的に非吸収性の平坦な表面上に置かれる。
【０１１４】
濡れた袋は、次いでかごの中に置かれ、そこで濡れた袋は、互いに離して、そしてかごの外側の円周端に置かれ、ここで、かごは、試料に約３５０のｇ力を掛けることができる好適な遠心分離機のものである。好適な遠心分離機の１つは、CLAY ADAMS DYNAC II、model #0103であり、水収集かご、デジタルｒｐｍゲージ、および平坦な袋の試料を保持し、そして水切する機械化された排水かごを有している。複数の試料が遠心分離される場合には、それらの試料は、回転時にかごが平衡を保つように、遠心分離機の対向する位置に置かれる。これらの袋（湿った、空の袋を含む）は、約１６００ｒｐｍ（例えば、約２４０〜約３６０ｇ力の変動で、約３５０ｇ力の目標ｇ力を達成する）で、３分間に亘って遠心分離される。ｇ力は、急速な加速または重力に付される物体への慣性力の単位として定義され、海面位で３２フィート／ｓｅｃ２に等しい。それらの袋は取り出されて、そして秤量されるが、空の袋（対照）が最初に、次いで粒子状高吸水性ポリマー組成物の試料を容れた袋が秤量される。粒子状高吸水性ポリマー組成物の試料によって保持された溶液の量は、袋そのものによって保持された溶液を考慮に入れて、高吸水性ポリマーの遠心分離保持容量（ＣＲＣ）であり、高吸水性ポリマーのグラム当たりの流体のグラム数として表される。より具体的には、保持容量は、下記の式によって決定される。
【０１１５】
【数１】
2018109176.tif 000002
【０１１６】
３種の試料が試験され、そして粒子状高吸水性ポリマー組成物のＣＲＣを決定するために、結果が平均される。
【０１１７】
荷重下の吸収性試験（ＡＵＬ（０．９ｐｓｉ））
荷重下の吸収性（ＡＵＬ）試験では、室温で（試験溶液）、材料が０．９ｐｓｉの荷重下での、粒子状ＳＡＰの、蒸留水中の０．９質量％塩化ナトリウム溶液を吸収する能力がが測定される。ＡＵＬを試験するための装置は以下のものからなっている。
・  シリンダ、４．４ｇピストン、および標準の３１７グラム重りを含むＡＵＬ組立体。この組立体の部品は、以下に更なる詳細が記載されている。
・  平底の正方形のプラスチック皿であって、ガラスフリットが、皿の壁に接触することなく、底の上に置けるのに十分に広いプラスチック皿。９インチ×９インチ（２２．９ｃｍ×２２．９ｃｍ）で、０．５〜１インチ（１．３ｃｍ〜２．５ｃｍ）の深さのブラスチック皿が、この試験方法では一般的に用いられる。
・  「Ｃ」多孔性（２５〜５０ミクロン）を有する９ｃｍの直径の焼結されたガラスフリット。このフリットは、前もって、塩水（蒸留水中の０．９質量％の塩化ナトリウム）中での平衡を経て調製される。新鮮な塩水の一部で少なくとも２回洗浄されるのに加えて、フリットは、ＡＵＬ測定の前に、少なくとも１２時間にわたって塩水中に浸漬されなければならない。
・  ワットマングレード１．９ｃｍのフィルタ紙円板
・  塩水の供給（蒸留水中の０．９質量％の塩化ナトリウム）
【０１１８】
粒子状高吸水性ポリマー組成物４１０を容れるのに用いられるＡＵＬ組立体４００の円筒４１２は、同心円精度を確実にするように若干機械加工された、１インチ（２．５４ｃｍ）の内側直径の熱可塑性物質の管で作られている。機械加工の後に、メッシュのステンレス鋼ワイヤクロスが、鋼ワイヤクロスを火炎の中で真っ赤に焼けるまで加熱し、その後に、円筒を鋼ワイヤクロス上に冷却されるまで保持することによって、円筒の底に取り付けられる。うまく行かなかった場合、またはそれが壊れた場合には、シールを修正するために半田ごてを用いることができる。平坦で平滑な底を維持し、そして円筒の内部がねじ曲がらないように、注意が払われなければならない。
【０１１９】
４．４ｇピストンは、１インチの直径の中実の材料（例えば、ポリメチルメタクリレート）から作られ、そして円筒内に、動かなくならないように、緊密に適合するように機械加工される。
【０１２０】
標準の３１７グラムの重りが、６２，０５３ダイン／ｃｍ２（約０．９ｐｓｉ）の拘束荷重を与えるように用いられる。この重りは、円筒形であり、円筒内に、動かなくならないように、緊密に適合するように機械加工された、１インチ（２．５ｃｍ）の直径のステンレス鋼の重りである。
【０１２１】
特に断りのない限り、ＳＡＰ粒子の少なくとも約３００ｇｓｍ（０．１６ｇ）の層に対応する試料がＡＵＬの試験のために用いられる。試料は、米国標準＃３０メッシュを通過し、そして米国標準＃５０メッシュ上に保持される予備分級されたＳＡＰ粒子から採られる。ＳＡＰ粒子は、例えば、W. S. Tyler, Inc.（Mentor、オハイオ州）から入手可能なRO-TAP（商標）Mechanical Sieve Shaker Model Bで予備分級することができる。分級は、約１０分間に亘って行われる。
【０１２２】
円筒の内部は、ＳＡＰ粒子を円筒中に容れる前に、帯電防止布で拭かれる。
【０１２３】
分級された粒子状ＳＡＰの試料の所望量（約０．１６ｇ）が、秤量紙上で秤量されて、そして円筒の底のワイヤクロス上に均等に分配される。円筒の底の粒子状ＳＡＰの質量が、下記のＡＵＬ計算における使用のために「ＳＡ」として記録される。粒子状ＳＡＰが、円筒の壁に付着しないことを確実にするように注意が払われる。４．４ｇピストンと３１７ｇの重りを円筒中のＳＡＰ粒子上に注意深く置いた後に、円筒、ピストン、重り、およびＳＡＰ粒子を含むＡＵＬ組立体が秤量され、そしてその質量が、質量「Ａ」として記録される。
【０１２４】
焼結されたガラスフリット（上記）が、プラスチック皿内に置かれ、塩水が、ガラスフリットの上部表面の水準と同じ水準まで加えられる。ろ紙の単一の円板が、ガラスフリット上に静かに置かれ、そして粒子状ＳＡＰを含むＡＵＬ組立体４００が、次いでろ紙の上面上に置かれる。次いで、ＡＵＬ組立体は、１時間の試験時間に亘って、ろ紙の上面上に保持され、皿中の塩水の水準が一定を保つように注意が払われる。１時間の試験時間の終わりに、ＡＵＬ装置は次いで秤量され、この値は、質量「Ｂ」として記録される。
【０１２５】
ＡＵＬ（０．９ｐｓｉ）は、以下のように計算される。
ＡＵＬ（０．９ｐｓｉ）＝（Ｂ−Ａ）／ＳＡ
上記において、
Ａ＝乾燥ＳＡＰを含むＡＵＬ装置の質量
Ｂ＝６０分間の吸収の後のＳＡＰを含むＡＵＬの質量
ＳＡ＝実際のＳＡＰの質量
最低２回の試験が行われ、そして結果が平均されて、０．９ｐｓｉの荷重下のＡＵＬ値が決定される。粒子状ＳＡＰ試料は、約２３℃および約５０％相対湿度で試験される。
【０１２６】
残留モノエチレン性不飽和モノマー試験
残留モノエチレン性不飽和モノマー分析が、ポリマー溶液または高吸水性組成物から得られた固体膜を用いて行われる。この試験の説明のための例として、モノエチレン性不飽和モノマーはアクリル酸である。SPD-10Avp Shimadzu UV検出器を備えた高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（米国、メリーランド州、コロンビアに事業所を有するShimadzu Scientific Instrumentsから入手可能）が、残留アクリル酸モノマー含有量を測定するために用いられる。残留アクリル酸モノマーを測定するために、約２．００００±０．００１０ｇの乾燥高吸水性ポリマーが、８８．０ｍＬの０．９％ＮａＣｌ溶液および１０ｍＬの２０％硫酸アルミニウムの混合物中で、１０分間に亘って、Ultr-Turrax T25ホモジナイザー分散機を用いて、約９５００ｒｐｍの速度で攪拌される。この混合物は、０．４５ミクロンのろ紙でろ過され、そしてろ液は、次いでNucleosil C8 120A逆相カラム（米国、カリフォルニア州、オンタリオに位置する事業所を有する会社であるColumn Engineering Incorporatedから入手可能）を通過されて、アクリル酸モノマーが分離される。アクリル酸モノマーは、特定の時間で、約１０ｐｐｍの検出限界で溶出する。クロマトグラムから計算された結果として得られる溶出液のピーク面積は、次いでポリマー中の残量アクリル酸モノマーの量を計算するのに用いられる。初めに、純粋なアクリル酸溶出液の応答面積を、その既知の量（ｐｐｍ）に対してプロットすることによって、較正曲線が作り出された。０．９９６超の相関係数を有する線形曲線が得られた。
【０１２７】
ポリマーのパーセントでの水分量が、標準EDANA試験法NWSP 230.0.R2 (15)によって測定される。
【実施例】
【０１２８】
以下の比較例１〜３、および例１〜１８は、特許請求の範囲で説明された高吸水性ポリマー（単数）およびポリマー（複数）を造るプロセスの発明を例示するために与えられており、そして特許請求の範囲を限定するものではない。特に断りのない限り、全ての部およびパーセントは、乾燥粒子状高吸水性ポリマー組成物を基準としている。
【０１２９】
比較例１
高吸水性ポリマーは、以下の方法で造られた。撹拌機および冷却コイルを備えたポリエチレン容器中に、２．０ｋｇの５０％ＮａＯＨおよび３．３２ｋｇの蒸留水を加え、そｈして２０℃に冷却した。次いで、０．８ｋｇの氷状結晶のアクリル酸を上記の苛性アルカリ溶液に加えて、そしてこの溶液を再度２０℃に冷却した。４．８ｇのポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート（PEGMAE−アクリレート）、４．８ｇの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SARTOMER（商標）454製品（3EOTMPTA）、および１．６ｋｇの氷状結晶のアクリル酸を第１の溶液に加え、次いで４〜６℃に冷却した。窒素を、モノマー溶液を通して５分間に亘ってバブリングさせた。次いで、モノマー溶液を矩形の皿中に放出した。８０ｇの１質量％のＨ２Ｏ２水溶液、１２０ｇの２質量％の過硫酸ナトリウム水溶液、および７２ｇの０．５質量％のエリトルビン酸ナトリウム水溶液を、モノマー溶液中に加えて、重合反応を開始させた。攪拌機を停止し、そして開始したモノマーを２０分間に亘って重合させて連続した板状物を形成させた。
【０１３０】
粒子状高吸水性ポリマーは、以下のように調製することができる。結果として得たヒドロゲルを、切断し、そしてHobart 4M6の商業的な押出機で押出加工し、次いでProcter & Schwartz Model 062強制エアオーブン中で１７５℃で、２０インチ×４０インチの穴を開けられた金属皿上で、上向き流れで１２分間、そして下向き流れのエアで６分間に亘って、５質量％未満の最終的な製品水分量の水準まで乾燥させた。乾燥された材料を、Prodeva Model 315-S粉砕機中で粗く粉砕し、MPI 666-F３段ローラーミル中で粉砕し、そしてMinox MTS 600DS3Vで篩い分けして、８５０μｍ超および１５０μｍ未満の粒子を除去した。
【０１３１】
例１
連続したストランドの高吸水性ポリマーを、以下の方法で造った。モノマー混合物は以下のように作られる。撹拌機を備えたポリエチレン容器中に、１４５ｇの５０％ＮａＯＨおよび２６８ｇの氷。１２０ｇの氷状結晶のアクリル酸を、次いで上記の苛性アルカリ溶液中に加え、そしてその溶液を攪拌した。１００ｍｇのポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート、１００ｍｇの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SARTOMER（商標）9035（15EOTMPTA）製品を、６０ｇの氷状結晶のアクリル酸と混合し、そして第１の溶液に加えた。このモノマー混合物は、ＵＶ開始剤アントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムを更に含んでいる。このモノマー混合物は、３０％の固形分含有量を有している。
【０１３２】
このモノマー混合物溶液を、２．６ｍｍの内部直径および１０ｃｍの長さの寸法を有するシリコーンエラストマー管中に、部品番号06404-13ポンプヘッドおよびMasterflex 77200-60「高圧」管を備えたCole Parmer XXポンプを用いて、ポンプ送液した。Cole Parmer部品番号30703-40バーブカップリングを、管の出口末端を、２．６ｍｍの内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンエラストマー管と連結するのに用いた。管は、バーブカップリングが、16 BLB長波長管（Green Energy Lighting Corporationのカタログ番号30374、約３７０ｎｍに最大光強度を有する）を備えたRayonet RPR-200光反応器の真上にあるように配置された。
【０１３３】
モノマー混合物の、連続したストランドが排出されるまでの管中の滞留時間は、１分間であった。高吸水性ポリマーの連続したストランドが、弾性管から排出され、そこで連続したストランドの高吸水性ポリマーは、２．６ｍｍの初期の断面直径を有している。
【０１３４】
例２〜６
連続したストランドの高吸水性ポリマーおよび粒子状高吸水性ポリマーが以下の方法で造られた。モノマー混合物は、以下の方法で作られた。磁気式攪拌棒を備えたポリエチレン容器中に、５３６ｇの氷、２９６ｇの５０質量％のＮａＯＨを氷とともにこのビーカー中の注いだ。このビーカーを磁気式攪拌盤の上に置き、そして氷と上記の苛性アルカリ溶液を攪拌した。３００ｇの氷状結晶のアクリル酸を加えた。この液体を攪拌させ、そして完全に混合させた。この溶液が均一となった後に、６０グラムの氷状結晶のアクリル酸中の２００ｍｇの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SARTOMER（商標）9035 15EOTMPTA架橋剤を加えた。２００ｍｇの過硫酸ナトリウムを５ｍＬの脱イオン水中に溶解し、そしてこのモノマー溶液に加えた。２００ｍｇの２４質量％の硫酸第一錫水溶液を、ＵＶ共開始剤として加えた、２００ｍｇのDarocur 1173 UV開始剤を加え、そしてこの溶液を攪拌させた。
【０１３５】
このモノマー混合物を、部品番号06404-13のポンプヘッドおよびMasterflex 77200-60「高圧」管を備えたCole-Parmer Masterflexポンプで、１ｇ／分でポンプ送液した。Cole Parmerポンプ番号30703-40バーブカップリングを、管の出口端部を、１．６ｍｍの内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンエラストマー管へと連結するのに用いた。この管は、バーブカップリングが、16 BLB長波長管（Green Energy Lighting Corporationのカタログ番号30374、約３７０ｎｍに最大光強度を有する）を備えたRayonet RPR-200光反応器の真上にあるように配置された。
【０１３６】
重合がシリコーン管中で、形状が画定されたストランドが管から現れる程度まで開始された。次いで、ストランドが連続的に出て来るに従って、重力によってストランドが下方へ収集皿へと引っ張られた。連続したストランドの高吸水性ポリマーが安定した状態で一旦流れ出したら、重合が、中断なしに３０分間に亘って継続された。次いで、連続したストランドの高吸水性ポリマーは、対流オーブン中で１７５℃で４０分間に亘って乾燥され、そして粒子に切断された。次いで、今度は粒子状高吸水性ポリマー（ＰＳＸ）は、以下の手順で表面架橋された：１５グラムのＰＳＸ粒子状高吸水性ポリマーが３５℃で、ミニエアブラシで圧縮空気で霧状にして適用された２０質量％のエチレンカーボネート水溶液を用いて、１質量％のエチレンカーボネートと４質量％の水で均一に被覆された。被覆された粒子状高吸水性ポリマーは、次いで２７ｍｍ直径×６５ｍｍ高さのステンレス鋼カップ中に置かれ、そして金属翼撹拌機で１０ｒｐｍで連続的に攪拌しながら、５℃／分の一定の速度で３０分間に亘って、１８５℃まで加熱した。製品が１８５℃に到達した後に、製品は次いで、表面架橋反応が完結するように、表１に見られるように種々の時間に亘って１８５℃で保持された。
【０１３７】
【表１】
2018109176.tif 000003
【０１３８】
例７〜１１
連続したストランドの高吸水性ポリマーおよび粒子状高吸水性ポリマーは、以下の方法で造られた。モノマー混合物が、次のように調製された：２６８グラムの氷がプラスチックビーカー中に秤量され、そして磁気式攪拌棒が加えられた。１４５グラムの５０質量％のＮａＯＨが、氷を容れたこのビーカーに注がれた。このビーカーを磁気式攪拌盤上に置き、そして氷および苛性アルカリ溶液は攪拌された。１２０グラムの氷状結晶のアクリル酸が加えられた。この液体は攪拌され、そして完全に混合された。この溶液が均一になった後に、１００ｍｇの15EOTMPTAおよび１００ｍｇのポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート、PEGMAE-アクリレート、６０グラムの氷状結晶のアクリル酸中の架橋剤の溶液が加えられた。１００ｍｇの過硫酸ナトリウム（ＮａＰＳ）が５ｍＬの脱イオン水に溶解され、そしてモノマー溶液に加えられた。２グラムの０．５質量％のアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム溶液が加えられた。
【０１３９】
このモノマー混合物を、部品番号06404-13のポンプヘッドおよびMasterflex 77200-60「高圧」管を備えたCole-Parmer Masterflexポンプを備えた供給システムと紫外線装置で、０．７ｇ／分でポンプ送液した。Cole Parmer部品番号30703-40バーブカップリングが、この管の出口末端を、１．５６ｍｍの内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンエラストマー管に連結するのに用いられた。この管は、バーブカップリングが、16 BLB長波長管（Green Energy Lighting Corporationのカタログ番号30374、約３７０ｎｍに最大光強度を有する）を備えたRayonet RPR-200光反応器の真上にあるように配置された。
【０１４０】
重合がシリコーン管中で、形状が画定されたストランドが管から現れる程度まで開始された。次いで、ストランドが連続的に出て来るに従って、重力によってストランドが下方へ収集皿へと引っ張られた。次いで、連続したストランドの高吸水性ポリマーは、対流オーブン中で１７５℃で４０分間に亘って乾燥され、そして粒子に切断された。次いで、今度は粒子状高吸水性ポリマー（ＰＳＸ）は、例２〜６に記載した手順で表面架橋された。被覆された粒子状高吸水性ポリマーは、再度３５℃から１８５℃に３０分間に亘って加熱され、次いで表面架橋反応を完結させるために種々の時間（表２）に亘って１８５℃で保持された。粒子状高吸水性ポリマーの性質が、下記の表２に示されている。
【０１４１】
【表２】
2018109176.tif 000004
【０１４２】
例１２〜１５：残留モノマー
また、連続したストランドの高吸水性ポリマーの試験が、紫外線暴露、過硫酸ナトリウム、および流量の、残留モノマーへの効果を調べるために、種々の条件下で、アントラキノンスルホン酸ナトリウムＵＶ開始剤で行われた。上記の例７〜１１に記載されたアントラキノンスルホン酸ナトリウムを有するモノマー混合物が用いられたが、但し、表３に記載されているように、最初の３つの条件について過硫酸ナトリウム（ＮａＰＳ）が存在しない。例１４におけるＵＶ後処理は、後チャンバーＬＥＤ暴露のために、Phoseon Fireflyの紫外線５０ｍｍ×２０ｍｍの８ワット／ｃｍ２ＬＥＤ配列を用いて行った。Fireflyからの紫外線（３６５ｎｍ）が、連続したストランドの高吸水性ポリマーがRayonet光反応器の底から出るときに、連続したストランドの高吸水性ポリマーに対して向けられる。他の点では、この手順は、これらの試料が表面架橋されず、そしてＰＳＸ段階での乾燥の後で残留モノマーが試験されるのを除いて、例７〜１１中の手順と同様である。
【０１４３】
例１３では、管中の流量は、４３％増加し、ＵＶへの暴露時間は減少し、それによって残留モノマーは増加した。従って、初期の紫外線暴露が増加すれば、より低い残留モノマーに有利である。
【０１４４】
例１４では、分離した紫外線後処理が、より高い流量で加えられ、これが残留モノマーを減少させた。
【０１４５】
例１５では、ＮａＰＳ（過硫酸ナトリウム）がモノマー中に含まれており、そして残留モノマーは、有意に減少された。
【０１４６】
【表３】
2018109176.tif 000005
【０１４７】
例１６〜２０：異なるストランド直径からの一連のポリマーの調製
連続したストランドの高吸水性ポリマーが以下の方法で造られた。モノマー混合物溶液が以下のように作られた。２６８ｇの氷が、プラスチックビーカー中に量り取られ、そして磁気式攪拌棒が加えられた。１４５グラムの５０質量％のＮａＯＨが氷を容れたそのビーカーに注がれた。このビーカーが、磁気式攪拌盤上に置かれ、そして氷および苛性アルカリ溶液が攪拌された。１８０グラムの氷状結晶のアクリル酸が加えられた。この液体が攪拌され、そして完全に混合された。１００ｍｇの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SARTOMER（商標）9035 15EOTMPTA架橋剤が加えられ、そしてこの液体が均一になるまで攪拌された。１００ｍｇの過硫酸ナトリウムが５ｍＬの脱イオン水に溶解され、そしてこのモノマー溶液に加えられた。２グラムの０．５質量％のアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム水溶液が加えられた。
【０１４８】
このモノマー混合物が、部品番号06404-13のポンプヘッドおよびMasterflex 77200-60「高圧」管を備えたCole-Parmer Masterflexポンプで、１ｇ／分でポンプ送液された。Cole Parmer部品番号30703-40のバーブカップリングが、この管の出口端部を、下記の表４に説明されているような内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンエラストマー管へと連結するのに用いられた。この管が、バーブカップリングが、16 BLB長波長管（Green Energy Lighting Corporationのカタログ番号30374、約３７０ｎｍに最大光強度を有する）を備えたRayonet RPR-200光反応器の真上にあるように、配置された。
【０１４９】
重合がシリコーン管中で、形状が画定されたストランドが管から現れる程度まで開始された。３．２ｍｍおよび６．４ｍｍの内径の管では、１．６ｍｍの管とは異なるストランド技術が必要とされることが見出された。より大きな直径では、ポリマーストランドは、有意により重い。従って、ストランドが形成され始めると、その重さによって、形成されるポリマーが断続的に管から引っ張られた。それらは、表面上に直接に堆積させることによって調製することができるが、少量の試料については、管の出口を、ストランドが垂直に出るように上方に向けることが、簡便な解決策である。
【０１５０】
一旦、ストランドが安定な状態で流れたら、重合は、中断することなく、３０時間に亘って継続された。ストランドのポリマーは、次いで対流オーブン中で、１７５℃で４０分間に亘って乾燥され、そして粒子へと切断された。性質が表４に示されている。
【０１５１】
【表４】
2018109176.tif 000006
【０１５２】
例１９：０．８ｍｍ直径のストランド
連続したストランドの高吸水性ポリマーが、以下の方法で造られた。モノマー混合物が次のように作られた。撹拌機を備えたポリエチレン容器中に、１７２．６ｇの５０％ＮａＯＨおよび１５４ｇの氷。次いで、１６６．１ｇの氷状結晶のアクリル酸が、その苛性アルカリ溶液に加えられ、そしてその溶液が攪拌された。１．１ｇのポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート、１．２ｇの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SARTOMER（商標）9035 (15EOTMPTA)製品が、５０ｇの氷状結晶性アクリル酸と混合され、そして第１の溶液に加えられた。この溶液が均一になった後に、０．５４グラムの過硫酸ナトリウムが加えられ、そして攪拌しながら溶解された。５０ｍｇのアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムが、次いでこのモノマー混合物中に、光開始剤として溶解された。
【０１５３】
このモノマー混合物溶液が、２．６ｍｍの内径および１０ｃｍの長さの寸法を有するシリコーン管中に、部品番号06404-13のポンプヘッドおよびMasterflex 77200-60の「高圧」管を備えたCole Parmer Masterflex L/Sポンプを用いて、ポンプ送液された。Cole Parmer部品番号30703-40バーブカップリングが、この管の出口端部を、０．８ｍｍ（１／３２インチ）の内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンエラストマー管、Graingerの部品番号2LRG7（www.grainger.com）、に連結するために用いられた。この管は、バーブカップリングが、16 BLB長波長管（Green Energy Lighting Corporationのカタログ番号30374、約３７０ｎｍに最大光強度を有する）を備えたRayonet RPR-200光反応器の真上にあるように配置された。０．８１ｇ／分の流量で、ストランドは安定しており、そして管を出る直前で８００μｍの平均直径を、そして乾燥後に３００μｍを有していた。
【０１５４】
例２０：０．５ｍｍ直径のストランド
連続したストランドの高吸水性ポリマーが、以下の方法で造られた。先ず、モノマー混合物が、次のように作られた。撹拌機を備えたポリエチレン容器中に、２０６．４ｇの５０％ＮａＯＨおよび１５４ｇの氷。次いで、２０９．２ｇの氷状結晶のアクリル酸が、その苛性アルカリ溶液に加えられ、そしてこの溶液が攪拌された。１．２ｇのポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート、１．２ｇの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SARTOMER（商標）9035 (15EOTMPTA)製品が、５０ｇの氷状結晶アクリル酸と混合され、そして第１の溶液に加えられた。このモノマー混合物は、ＵＶ開始剤のアントラキノン−２−スルホン酸ナトリウムを更に含み、それは１０．０グラムの０．５質量％溶液を加えることによって加えられた。この溶液が均一に混合された後に、０．５４グラムの過硫酸ナトリウムが加えられ、そして攪拌しながら溶解された。
【０１５５】
このモノマー混合物は、２．６ｍｍの内径および１０ｃｍの長さの寸法を有するシリコーンエラストマー管に、部品番号06404-13のポンプヘッドおよびMasterflex 77200-60の「高圧」管を備えたCole Parmer Masterflex L/Sポンプを用いて、ポンプ送液された。Cole Parmer部品番号30703-40のバーブカップリングが、この管の出口端部を、０．５ｍｍの内径を有する１０ｃｍの長さのシリコーンエラストマー管、Reighelt Chemietechnik GmbHの部品番号14170、に連結するように用いられた。この管は、バーブカップリングが、16 BLB長波長管（Green Energy Lighting Corporationカタログ番号30374、約３７０ｎｍに最大光強度を有する）を備えたRayonet RPR-200光反応器の真上にあるように配置された。０．７８ｇ／分の流量で、ストランドは安定しており、そして管を出る直前で５００μｍの平均直径、そして乾燥後に３０４μｍを有していた。
【０１５６】
本発明の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータは概数であるが、特定の実施例に示される数値は可能な限り正確に報告されている。実施例以外において、または特に断りのない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件などを表す全ての数字は、全ての場合において「約」という用語によって修飾されるものとして理解されなければならない。しかしながら、全ての数値は、それらのそれぞれの試験の測定結果において見られる標準偏差から必然的にもたらされる特定の誤差を固有に含んでいる。
【外国語明細書】
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