吸水性树脂颗粒

文档序号:143964 发布日期:2021-10-22 浏览:54次 >En<

阅读说明:本技术 吸水性树脂颗粒 (Water-absorbent resin particles ) 是由 河原彻 于 2020-03-05 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种吸水性树脂颗粒,其中,以下述方法测定的凝胶流出试验力为5~14N。凝胶流出试验力测定方法:使吸水性树脂颗粒在搅拌下吸收该吸水性树脂颗粒的29倍量的生理盐水来制作溶胀凝胶。向在底部具有直径5mm的孔的内径5cm的缸体内均等地放入上述溶胀凝胶20g。使用直径4.9cm的固定工具以10mm/分钟的速度压缩上述缸体内的上述溶胀凝胶,将从上述缸体底部的孔流出一部分上述溶胀凝胶的时刻的试验力记录为凝胶流出试验力。(Disclosed are water-absorbent resin particles having a gel flow-out test force of 5-14N as measured by the following method. Gel flow-out test force determination method: the water-absorbent resin particles were allowed to absorb 29 times the amount of physiological saline in the water-absorbent resin particles under stirring to prepare a swollen gel. 20g of the above-mentioned swollen gel was equally put into a cylinder having an inner diameter of 5cm and having a hole of 5mm in diameter at the bottom. The swollen gel in the cylinder was compressed at a rate of 10 mm/min using a jig having a diameter of 4.9cm, and the test force at the time when a part of the swollen gel flowed out from the hole in the bottom of the cylinder was recorded as a gel flow-out test force.)

吸水性树脂颗粒

技术领域

本发明涉及一种吸水性树脂颗粒。

背景技术

吸水性树脂用于卫生用品的领域。具体而言,用作尿布等吸收性物品中包含的吸收体的材料(例如专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开2006-199805号公报

专利文献2:国际公开第2006/123561号

发明内容

本发明要解决的技术问题

若吸收性物品在吸液之后,因穿戴者的体重等对吸收性物品施加载荷时,则存在所吸收的液体暂时回渗到吸收性物品的表面的情况。若吸收性物品的吸收性能不充分,则存在回渗量增多的倾向。

本发明的目的在于,提供一种能够降低吸收性物品中的回渗量的吸水性树脂颗粒。

解决技术问题的技术手段

本申请发明人等意外地发现,溶胀凝胶的流出性越高,则能够降低吸收性物品中的回渗量。

本发明的吸水性树脂颗粒中,以下述方法测定的凝胶流出试验力为5~14N。

凝胶流出试验力测定方法:使吸水性树脂颗粒在搅拌下吸收该吸水性树脂颗粒的29倍量的生理盐水来制作溶胀凝胶。向在底部具有直径5mm的孔的内径5cm的缸体内均等地放入上述溶胀凝胶20g。使用直径4.9cm的固定工具以10mm/分钟的速度压缩上述缸体内的上述溶胀凝胶,将从上述缸体底部的孔流出一部分上述溶胀凝胶的时刻的试验力记录为凝胶流出试验力。

上述吸水性树脂颗粒中,生理盐水保水量优选为30~60g/g。

上述吸水性树脂颗粒中,4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量2小时值优选为15ml/g以上。

本发明还提供一种含有吸水性树脂颗粒的吸收体。

本发明还提供一种具备上述吸收体的吸收性物品。

上述吸收性物品可以为尿布。

本发明还提供一种凝胶流出试验力的测定方法,其包括:使吸水性树脂颗粒在搅拌下吸收该吸水性树脂颗粒的29倍量的生理盐水来制作溶胀凝胶的步骤;向在底部具有直径5mm的孔的内径5cm的缸体内均等地放入上述溶胀凝胶20g的步骤;及使用直径4.9cm的固定工具以10mm/分钟的速度压缩上述缸体内的上述溶胀凝胶,将从上述缸体底部的孔流出一部分上述溶胀凝胶的时刻的试验力记录为凝胶流出试验力的步骤。

本发明还提供一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其包括分选通过上述测定方法测定的凝胶流出试验力为5~14N的吸水性树脂颗粒的步骤。

本发明还提供一种降低吸收性物品的回渗量的方法,其包括将通过上述测定方法测定的吸水性树脂颗粒的凝胶流出试验力设为5~14N的步骤。

发明效果

根据本发明,提供一种吸水性树脂颗粒,其能够降低吸收性物品中的回渗量。

附图说明

图1是表示吸收性物品的一例的剖视图。

图2是表示在实施例中使用的搅拌翼的大致形状的平面图。

图3是表示凝胶流出试验力的测定仪器的示意剖视图。

图4是表示凝胶流出试验力测定结果的一例的图表。

图5是表示载荷下吸水量的测定装置的概略图。

具体实施方式

以下,对本发明的适宜的实施方式进行详细说明。然而,本发明并不限定于以下的实施方式。

在本说明书中,将“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”统一表述为“(甲基)丙烯酸”。“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”也同样表述为“(甲基)丙烯酸酯”。“(聚)”是指有前缀“聚”和没有前缀“聚”的这两种情况。在本说明书中阶段性记载的数值范围中,某阶段的数值范围的上限值或下限值能够与其他阶段的数值范围的上限值或下限值任意组合。在本说明书中所记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例中所示的值。“水溶性”是指在25℃下在水中表示5质量%以上的溶解性。在本说明书中例示的材料可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。关于组合物中的各成分的含量,当组合物中存在多个与各成分相对应的物质时,只要没有特别说明,则表示在组合物中存在的该多个物质的合计量。在本说明书中,只要没有特别说明,则生理盐水是指浓度0.9质量%NaCl水溶液。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒中,以下述方法测定的凝胶流出试验力为5~14N。

凝胶流出试验力测定方法:使吸水性树脂颗粒在搅拌下吸收该吸水性树脂颗粒的29倍量的生理盐水来制作溶胀凝胶。向在底部具有直径5mm的孔的内径5cm的缸体内均等地放入上述溶胀凝胶20g。使用直径4.9cm的固定工具以10mm/分钟的速度压缩上述缸体内的上述溶胀凝胶,将从上述缸体底部的孔流出一部分上述溶胀凝胶的时刻的试验力记录为凝胶流出试验力。更具体的测定方法示于后述实施例中。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒中,凝胶流出试验力可以为13.5N以下、13N以下、12.5N以下。吸水性树脂颗粒的凝胶流出试验力例如可以为6N以上、7N以上、8N以上、10N以上。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量优选为下述范围。从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,保水量优选为30g/g以上、35g/g以上、40g/g以上、43g/g以上或45g/g以上。从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,保水量优选为80g/g以下、75g/g以下、70g/g以下、65g/g以下、60g/g以下、55g/g以下、52g/g以下或50g/g以下。从这些观点考虑,保水量优选为30~80g/g,更优选为40~65g/g。保水量可以为室温(25℃±2℃)下的保水量。能够通过后述的实施例中所记载的方法测定保水量。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量(载荷下吸水量)2小时值例如可以为15ml/g以上,也可以为18ml/g以上或20ml/g以上。4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量例如可以为35ml/g以下、30ml/g以下或25ml/g以下。4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量通过后述实施例中所记载的方法来测定。

作为吸水性树脂颗粒的形状,可举出大致球形、破碎状、颗粒状等。吸水性树脂颗粒的中值粒径可以为250~850μm、300~700μm或300~600μm。本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒可以在通过后述的制造方法获得聚合物颗粒的时刻具有所需的粒度分布,但也可以通过进行使用基于筛的分级的粒度调整等操作来调整粒度分布。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒例如能够包含通过包含烯键式不饱和单体的单体的聚合而形成的交联聚合物。交联聚合物具有源自烯键式不饱和单体的单体单元。即,本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒能够具有源自烯键式不饱和单体的结构单元。

作为使上述单体聚合的方法,可举出反相悬浮聚合法、水溶液聚合法、本体聚合法、沉淀聚合法等。在这些中,从确保所获得的吸水性树脂颗粒的良好的吸水特性及容易控制聚合反应的观点考虑,优选反相悬浮聚合法或水溶液聚合法。以下,作为使烯键式不饱和单体聚合的方法,以反相悬浮聚合法为例进行说明。

烯键式不饱和单体优选为水溶性,例如可举出(甲基)丙烯酸及其盐、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸及其盐、(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、2-(甲基)丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。烯键式不饱和单体含有氨基时,该氨基可以被季铵化。上述单体所具有的羧基及氨基等官能团能够在后述的表面交联工序中作为能够交联的官能团而发挥作用。这些烯键式不饱和单体可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。

在这些中,从工业上容易获得的观点考虑,烯键式不饱和单体优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺以及N,N-二甲基丙烯酰胺组成的组中的至少一种化合物,更优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐以及丙烯酰胺组成的组中的至少一种化合物。从更加提高吸水特性的观点考虑,烯键式不饱和单体进一步优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种化合物。

作为单体,可以使用一部分除了上述烯键式不饱和单体以外的单体。这样的单体例如能够混合于包含上述烯键式不饱和单体的水溶液中使用。烯键式不饱和单体的使用量相对于单体总量(用于获得吸水性树脂颗粒的单体总量。例如,赋予交联聚合物的结构单元的单体的总量。以下相同。)可以为70~100摩尔%,也可以为80~100摩尔%、90~100摩尔%、95~100摩尔%或100摩尔%。其中,(甲基)丙烯酸及其盐相对于单体总量可以为70~100摩尔%,也可以为80~100摩尔%、90~100摩尔%、95~100摩尔%或100摩尔%。“(甲基)丙烯酸及其盐的比例”是指(甲基)丙烯酸及其盐的合计量的比例。

根据本实施方式,作为吸水性树脂颗粒的一例,能够提供一种如下吸水性树脂颗粒,该吸水性树脂颗粒包含具有源自烯键式不饱和单体的结构单元的交联聚合物,该吸水性树脂颗粒中,烯键式不饱和单体包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种化合物,(甲基)丙烯酸及其盐的比例相对于用于获得吸水性树脂颗粒的单体总量为70~100摩尔%。

通常,烯键式不饱和单体适宜用作水溶液。通常,包含烯键式不饱和单体的水溶液(以下,称为单体水溶液)中的烯键式不饱和单体的浓度为20质量%以上且饱和浓度以下即可,优选25~70质量%,更优选30~55质量%。作为所使用的水,例如可举出自来水、蒸馏水、离子交换水等。

所使用的烯键式不饱和单体包含酸基时,单体水溶液可以以通过碱性中和剂中和该酸基的方式使用。从提高所获得的吸水性树脂颗粒的渗透压,并更加提高保水量等吸水特性的观点考虑,烯键式不饱和单体中的基于碱性中和剂的中和度为烯键式不饱和单体中的酸性基的10~100摩尔%,优选为50~90摩尔%,更优选为60~80摩尔%。作为碱性中和剂,例如可举出:氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾等碱金属盐;氨等。为简化中和操作,可以将这些碱性中和剂制成水溶液的状态来使用。上述碱性中和剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。例如能够通过将氢氧化钠、氢氧化钾等的水溶液滴加到上述单体水溶液中来混合而进行烯键式不饱和单体的酸基的中和。

在反相悬浮聚合法中,在表面活性剂的存在下,在烃分散介质中分散单体水溶液,并利用自由基聚合引发剂等进行烯键式不饱和单体的聚合。

作为表面活性剂,例如可举出非离子系表面活性剂及阴离子系表面活性剂。作为非离子系表面活性剂,例如可举出失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、脂肪酸山梨醇酯、聚氧乙烯脂肪酸山梨醇酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油、烷基烯丙基甲醛缩合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙基烷基醚及聚乙二醇脂肪酸酯等。作为阴离子系表面活性剂,例如可举出脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基甲基牛磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚的磷酸酯及聚氧乙烯烷基烯丙基醚的磷酸酯等。在这些中,从W/O型反相悬浮的状态良好、容易以适宜的粒径获得吸水性树脂颗粒、工业上容易获得的观点考虑,表面活性剂优选包含选自由失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯及蔗糖脂肪酸酯组成的组中的至少一种化合物。此外,从提高所获得的吸水性树脂颗粒的吸水特性的观点考虑,表面活性剂更优选包含蔗糖脂肪酸酯。这些表面活性剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。

从充分获得相对于使用量的效果且经济性的观点考虑,表面活性剂的量相对于烯键式不饱和单体水溶液100质量份优选为0.05~10质量份,更优选为0.08~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。

并且,可以与上述的表面活性剂一并使用高分子系分散剂。作为高分子系分散剂,例如可举出马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐改性EPDM(乙烯-丙烯-二稀-三元共聚物)、马来酸酐改性聚丁二烯、马来酸酐-乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐-聚丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素等。在这些高分子系分散剂中,尤其从单体的分散稳定性方面考虑,优选使用马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯-丙烯共聚物。这些高分子系分散剂可以单独使用,也可以组合2种以上。

从充分获得相对于使用量的效果且经济性的观点考虑,高分子系分散剂的量相对于烯键式不饱和单体水溶液100质量份优选为0.05~10质量份,更优选为0.08~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。

自由基聚合引发剂优选为水溶性,例如可举出:过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等过硫酸盐;过氧化甲乙酮、过氧化甲基异丁酮、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯及过氧化氢等过氧化物;2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(N-苯基脒基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(N-烯丙基脒基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺}、2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)-丙酰胺]、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)等偶氮化合物等。这些自由基聚合引发剂可以分别单独使用,也可以组合2种以上来使用。这些中,优选过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐,更优选选自由2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、及2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐组成的组中的至少一种偶氮系化合物。偶氮系化合物的比例相对于自由基聚合引发剂的总量优选为20~100摩尔%,更优选为35~90摩尔%,进一步优选为50~85摩尔%。

自由基聚合引发剂的使用量相对于烯键式不饱和单体1摩尔可以为0.00005~0.01摩尔。若自由基聚合引发剂的使用量为0.00005摩尔以上,则无需长时间进行聚合反应而具有效率。若使用量为0.01摩尔以下,则趋于不会引起急剧的聚合反应。

上述自由基聚合引发剂也能够与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、L-抗坏血酸等还原剂同时使用而用作氧化还原聚合引发剂。

聚合反应时,可以在用于聚合的烯键式不饱和单体水溶液中包含链转移剂。作为链转移剂,例如可举出次磷酸盐类、硫醇类、硫醇酸类、仲醇类、胺类等。

并且,为了控制吸水性树脂颗粒的粒径,可以在用于聚合的烯键式不饱和单体水溶液中包含增稠剂。作为增稠剂,例如能够使用羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧基甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酸(部分)中和物、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、糊精、藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷等。另外,若聚合时的搅拌速度相同,则烯键式不饱和单体水溶液的粘度越高,所获得的颗粒的中值粒径趋于越大。

作为烃分散介质,例如可举出:正己烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、3-乙基戊烷、正辛烷等链状脂肪族烃;环己烷、甲基环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、反式-1,2-二甲基环戊烷、顺式-1,3-二甲基环戊烷、反式-1,3-二甲基环戊烷等脂环族烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。这些烃分散介质可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。烃分散介质可以包含选自由碳原子数6~8的链状脂肪族烃及碳原子数6~8的脂环族烃组成的组中的至少一种化合物。从工业上容易获得且品质稳定的观点考虑,烃分散介质可以包含正庚烷、环己烷或这两者。并且,从相同观点考虑,作为上述烃分散介质的混合物,例如可以使用市售的Exxsol Heptane(Exxon Mobil Corporation制:含有正庚烷及同分异构体的烃75~85%)。

从适度去除聚合热,容易控制聚合温度的观点考虑,烃分散介质的使用量相对于单体水溶液100质量份优选为30~1000质量份,更优选为40~500质量份,进一步优选为50~300质量份。通过烃分散介质的使用量为30质量份以上,趋于变得容易控制聚合温度。通过烃分散介质的使用量为1000质量份以下,聚合的生产率趋于提高且经济。

通常,聚合时虽能够产生基于自交联的内部交联,但可以通过进一步使用内部交联剂来实施内部交联,并控制吸水性树脂颗粒的吸水特性。作为所使用的内部交联剂,例如可举出:乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇类的二或三(甲基)丙烯酸酯类;使上述多元醇类与马来酸、富马酸等不饱和酸进行反应来获得的不饱和聚酯类;N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺等双(甲基)丙烯酰胺类;使聚环氧化物与(甲基)丙烯酸进行反应来获得的二或三(甲基)丙烯酸酯类;使甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等聚异氰酸酯与(甲基)丙烯酸羟乙酯进行反应来获得的二(甲基)丙烯酸氨基甲酰酯类;烯丙基淀粉、烯丙基纤维素、邻苯二甲酸二烯丙酯、N,N’,N”-三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基苯等具有2个以上的聚合性不饱和基的化合物;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α-甲基环氧氯丙烷等卤化环氧化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物等具有2个以上的反应性官能团的化合物等。在这些内部交联剂中,优选使用聚缩水甘油化合物,更优选使用二缩水甘油醚化合物,尤其优选使用(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚。这些交联剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。

从通过所获得的聚合物适度交联而抑制水溶性的性质,并显示充分的吸水量的观点考虑,相对于每1摩尔的烯键式不饱和单体,内部交联剂的量优选为0~0.03摩尔,更优选为0.00001~0.01摩尔,进一步优选为0.00002~0.005摩尔。

能够将含有烯键式不饱和单体、自由基聚合引发剂及根据需要的内部交联剂等成分的水相与含有烃系分散介质、表面活性剂及根据需要的高分子系分散剂等成分的油相混合,并在搅拌下进行加热,以在油中水系中进行反相悬浮聚合。

进行反相悬浮聚合时,在表面活性剂及根据需要的高分子系分散剂的存在下,使包含烯键式不饱和单体的单体水溶液分散于烃分散介质中。此时,只要是开始聚合反应之前,则表面活性剂或高分子系分散剂的添加时期可以在添加单体水溶液之前或之后。

其中,从容易降低所获得的吸水性树脂中残留的烃分散介质量的观点考虑,优选在使高分子系分散剂分散的烃分散介质中分散单体水溶液之后,进一步使表面活性剂分散之后进行聚合。

能够在1阶段或2阶段以上的多阶段进行这种反相悬浮聚合。并且,从提高生产率的观点考虑,优选在2~3阶段进行。

在2阶段以上的多阶段中进行反相悬浮聚合时,在进行第1阶段的反相悬浮聚合之后,向在第1阶段的聚合反应中获得的反应混合物添加并混合烯键式不饱和单体,且以与第1阶段相同的方法进行第2阶段以后的反相悬浮聚合即可。在第2阶段以后的各阶段中的反相悬浮聚合中,优选除了烯键式不饱和单体以外,将上述的自由基聚合引发剂或内部交联剂,以在第2阶段以后的各阶段中的反相悬浮聚合时添加的烯键式不饱和单体的量为基准,且在各成分相对于上述的烯键式不饱和单体的摩尔比的范围内添加,并进行反相悬浮聚合。另外,在第2阶段以后的各阶段中的反相悬浮聚合中,根据需要也可以使用内部交联剂。使用内部交联剂时,优选以用于各阶段中的烯键式不饱和单体的量为基准,且在各成分相对于上述烯键式不饱和单体的摩尔比的范围内添加,并进行反相悬浮聚合。

聚合反应的温度根据所使用的自由基聚合引发剂而不同,但从通过迅速进行聚合且缩短聚合时间而提高经济性,并且轻易去除聚合热而顺利进行反应的观点考虑,优选20~150℃,更优选40~120℃。通常,反应时间为0.5~4小时。例如能够通过反应体系内的温度停止上升来确认聚合反应的结束。由此,通常以含水凝胶的状态获得烯键式不饱和单体的聚合物。

聚合后,可以通过向所获得的含水凝胶状聚合物添加交联剂并加热来实施聚合后交联。通过进行聚合后交联提高含水凝胶状聚合物的交联度,从而能够更优选提高吸水特性。

作为用于进行聚合后交联的交联剂,例如可举出:乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚及(聚)甘油二缩水甘油醚等具有2个以上的环氧基的化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷及α-甲基环氧氯丙烷等卤化环氧化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯及六亚甲基二异氰酸酯等具有2个以上的异氰酸酯基的化合物;1,2-乙烯基双噁唑啉等噁唑啉化合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双[N,N-二(β-羟基乙基)]己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物等。在这些中,优选(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物。这些交联剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。

从通过所获得的含水凝胶状聚合物适度交联而显示适宜的吸水特性的观点考虑,相对于每1摩尔的烯键式不饱和单体,在聚合后交联中使用的交联剂的量优选为0~0.03摩尔,更优选为0~0.01摩尔,进一步优选为0.00001~0.005摩尔。

作为聚合后交联的添加时期,只要在用于聚合的烯键式不饱和单体的聚合后即可,多阶段聚合的情况下,优选在多阶段聚合后添加。另外,考虑到聚合时及聚合后的发热、工序延迟所引起的滞留、添加交联剂时的体系的开放、及伴随交联剂添加而添加水等而导致的水分的变动,从含水率(后述)的观点考虑,聚合后交联的交联剂优选在[刚聚合之后的含水率±3质量%]的区域添加。

接着,为了从所获得的含水凝胶状聚合物去除水分而进行干燥。通过干燥,获得包含烯键式不饱和单体的聚合物的聚合物颗粒。作为干燥方法,例如可举出(a)通过在上述含水凝胶状聚合物分散于烃分散介质的状态下,从外部进行加热而进行共沸蒸馏,并使烃分散介质回流而去除水分的方法、(b)通过倾析提取含水凝胶状聚合物,并进行减压干燥的方法、(c)通过过滤器滤除含水凝胶状聚合物,并进行减压干燥的方法等。其中,从制造工序上的简便性考虑,优选使用(a)的方法。

例如能够通过调整聚合反应时的搅拌机的转速、或者通过在聚合反应后或干燥初期向体系内部添加粉末状无机凝聚剂来进行吸水性树脂颗粒的粒径的控制。通过添加凝聚剂,能够使所获得的吸水性树脂颗粒的粒径变大。作为粉末状无机凝聚剂的例子,可举出二氧化硅、沸石、膨润土、氧化铝、滑石、二氧化钛、高岭土、黏土、水滑石等,其中从凝聚效果的观点考虑,优选二氧化硅、氧化铝、滑石或高岭土。

在反相悬浮聚合中,作为添加粉末状无机凝聚剂的方法,优选如下方法:在与聚合中使用的物质相同种类的烃分散介质或水中预先分散粉末状无机凝聚剂之后,混合于包含搅拌下的含水凝胶的烃分散介质中。

在本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造中,优选在干燥工序或之后的任一工序中,使用交联剂进行含水凝胶状聚合物的表面部分的交联(表面交联)。表面交联优选在含水凝胶状聚合物的含水率为特定的含水率的时间点进行。表面交联的时期优选为含水凝胶状聚合物的含水率为5~50质量%的时刻,更优选为10~40质量%的时刻,进一步优选为15~35质量%的时刻。

利用下式计算出含水凝胶状聚合物的含水率(质量%)。

含水率=[Ww/(Ww+Ws)]×100

Ww:对从整个聚合工序的聚合前的水性液中含有的水分量减去通过干燥工序排出至体系外部的水分量而得的量加上混合粉末状无机凝聚剂、表面交联剂等时根据需要使用的水分量而得的含水凝胶状聚合物的水分量。

Ws:由构成含水凝胶状聚合物的烯键式不饱和单体、交联剂、引发剂等材料的掺入量计算出的固体成分量。

作为用于进行表面交联的表面交联剂,能够举出具有2个以上反应性官能团的化合物。作为其例,可举出:乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇类;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、(聚)甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α-甲基环氧氯丙烷等卤化环氧化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物;3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-甲基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷乙醇等氧杂环丁烷化合物;1,2-乙烯基双噁唑啉等噁唑啉化合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双[N,N-二(β-羟基乙基)]己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物。这些中,更优选为(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物。这些表面交联剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。

从通过所获得的含水凝胶状聚合物适度交联而显示适宜的吸水特性的观点考虑,表面交联剂的量通常相对于用于聚合的烯键式不饱和单体1摩尔为0.00001~0.02摩尔、优选为0.00005~0.01摩尔、更优选为0.0001~0.005摩尔的比。

从充分提高聚合物颗粒的表面部分的交联密度,且提高吸水性树脂颗粒的凝胶强度的观点考虑,表面交联剂的使用量优选为0.00001摩尔以上。并且,从提高吸水性树脂颗粒的保水量的观点考虑,优选为0.02摩尔以下。

在表面交联反应后,通过公知的方法蒸馏去除水及烃分散介质,从而能够获得作为表面交联的干燥品的聚合物颗粒。

聚合反应能够使用具有搅拌翼的各种搅拌机进行。作为搅拌翼,能够使用平板翼、格栅翼、桨翼、螺旋桨翼、锚定翼、涡轮翼、三叶后弯翼、带翼、泛能翼、最大叶片(Max blend)翼等。平板翼具有轴(搅拌轴)及配置于轴周围的平板部(搅拌部)。平板部可以具有狭缝等。作为搅拌翼使用平板翼时,容易均匀地进行聚合物颗粒中的交联反应,并且容易一边维持保水量等吸水特性,一边将凝胶流出试验力调整为适于本发明的所期望的范围。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒可以仅由聚合物颗粒构成,但是例如能够进一步包含选自无机粉末、表面活性剂、氧化剂、还原剂、金属螯合剂、自由基链抑制剂、抗氧化剂、抗菌剂、除臭剂、凝胶稳定剂、流动性改进剂(润滑剂)等的各种追加成分。追加成分能够配置于聚合物颗粒的内部、聚合物颗粒的表面上或这两者。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒优选包含无机颗粒。作为无机颗粒,例如可举出无定形二氧化硅等二氧化硅颗粒。无定形二氧化硅可以为亲水性无定形二氧化硅。例如,通过混合聚合物颗粒与无机颗粒,能够在聚合物颗粒的表面上配置无机颗粒。此处的无机颗粒的大小通常相比聚合物颗粒的大小微小。例如,无机颗粒的平均粒径可以为0.1~50μm、0.5~30μm或1~20μm。此处的平均粒径为能够通过动态光散射法或激光衍射散射法测定的值。通过无机颗粒的添加量在上述范围内,容易获得吸水特性良好的吸水性树脂颗粒。

例如,相对于聚合物颗粒100质量份,作为无机颗粒添加0.05~5质量份的无定形二氧化硅,由此能够提高吸水性树脂颗粒的流动性。吸水性树脂颗粒包含无机颗粒时,相对于聚合物颗粒的质量的无机颗粒的比例可以为0.05质量%以上、0.1质量%以上、0.2质量%以上、0.5质量%以上、1.0质量%以上或1.5质量%以上,也可以为5.0质量%以下、3.5质量%以下、1.5质量%以下、1.0质量%以下、0.8质量%以下、0.5质量%以下或0.3质量%以下。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造方法可以包括分选通过上述方法测定的凝胶流出试验力为5~14N的吸水性树脂颗粒的工序。上述制造方法可以包括测定凝胶流出试验力的工序。作为所分选的吸水性树脂颗粒的性质,可以满足上述吸水性树脂颗粒的形态(例如,特定范围的生理盐水保水量、特定范围的4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量2小时值等)。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒对尿液、血液等体液的吸收性优异,例如,能够应用于纸尿布、卫生巾、卫生棉条等卫生用品、宠物垫、狗或猫的厕所掺合物等动物排泄物处理材料等领域。

本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒能够适宜用于吸收体。本实施方式所涉及的吸收体包含吸水性树脂颗粒。从当吸收体使用于吸收性物品时获得充分的液体吸收性能的观点考虑,相对于每1平方米吸收体,吸收体中的吸水性树脂颗粒的含量优选为100~1000g(即100~1000g/m2),更优选为150~800g/m2,进一步优选为200~700g/m2。从发挥作为吸收性物品的充分的液体吸收性能,尤其抑制漏液的观点考虑,上述含量优选为100g/m2以上。从抑制发生凝胶阻滞(gel blocking)现象,作为吸收性物品发挥液体的扩散性能,进而改善液体的渗透速度的观点考虑,上述含量优选为1000g/m2以下。

吸收体除了吸水性树脂颗粒以外,还可以进一步具备纤维状物。吸收体例如可以是包含吸水性树脂颗粒及纤维状物的混合物。吸收体中的吸水性树脂颗粒的质量比例相对于吸水性树脂颗粒及纤维状物的合计可以为2质量%~100质量%,优选为10质量%~80质量%,更优选为20质量%~70质量%。作为吸收体的结构,例如可以为吸水性树脂颗粒及纤维状物均匀地混合的形态,也可以为在形成为片状或层状的纤维状物之间夹有吸水性树脂颗粒的形态,还可以为其他形态。

作为纤维状物,例如可举出经微粉碎的木浆、棉花、棉绒、人造丝、乙酸纤维素等纤维素系纤维、聚酰胺、聚酯、聚烯烃等合成纤维。并且,纤维状物可以为上述纤维的混合物。

为了提高吸收体的使用前及使用中的形态保持性,可以通过对纤维状物添加黏合性(adhesiveness)胶黏剂而使纤维彼此粘合。作为黏合性胶黏剂,例如可举出热熔接性合成纤维、热熔黏合剂、黏合性乳剂等。

作为热熔接性合成纤维,例如可举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等全熔型胶黏剂、由聚丙烯与聚乙烯的并排或芯鞘结构形成的非全熔型胶黏剂。在上述非全熔型胶黏剂中,仅聚乙烯部分热熔接。作为热熔黏合剂,例如可举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、非晶态聚丙烯等基础聚合物与增黏剂、塑化剂、抗氧化剂等的掺合物。

作为黏合性乳剂,例如可举出选自由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丁二烯、乙烯及乙酸乙烯酯组成的组中的至少一种以上的单体的聚合物。这些黏合性胶黏剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。

本实施方式所涉及的吸收体可以进一步包含无机粉末(例如无定形二氧化硅)、除臭剂、颜料、染料、抗菌剂、香料、压敏胶黏剂等添加剂。通过这些添加剂,能够对吸收体赋予各种功能。吸水性树脂颗粒包含无机颗粒时,吸收体可以包含与吸水性树脂颗粒中的无机颗粒不同的无机粉末。作为无机粉末,例如可举出二氧化硅、沸石、高岭土、黏土等。

本实施方式所涉及的吸收体的形状并无特别限定,例如可以为片状。吸收体的厚度(例如,片状吸收体的厚度)例如可以为0.1~20mm、0.3~15mm。

本实施方式所涉及的吸收性物品除了吸收体以外,例如还可以具备芯包片、透液性顶层片材、不透液性背面片材。芯包片保持吸收体的形状。透液性顶层片材配置在吸液对象的液体所浸入的一侧的最外部。不透液性背面片材配置在与吸液对象的液体所浸入的一侧相反的一侧的最外部。

作为吸收性物品,可举出尿布(例如纸尿布)、如厕训练裤、失禁垫、卫生用品(卫生巾、卫生棉条等)、吸汗垫、宠物垫、简易马桶用部件、动物排泄物处理材料等。

图1是表示吸收性物品的一例的剖视图。图1所示的吸收性物品100具备吸收体10、芯包片20a、20b、透液性顶层片材30及不透液性背面片材40。在吸收性物品100中,依次层叠有不透液性背面片材40、芯包片20b、吸收体10、芯包片20a及透液性顶层片材30。在图1中,存在图示为在部件之间存在间隙的部分,但是部件之间也可以紧贴而不存在该间隙。

吸收体10具有吸水性树脂颗粒10a及包含纤维状物的纤维层10b。吸水性树脂颗粒10a分散于纤维层10b内。

芯包片20a以与吸收体10相接的状态配置于吸收体10的一侧(图1中的吸收体10的上侧)。芯包片20b以与吸收体10相接的状态配置于吸收体10的另一侧(图1中的吸收体10的下侧)。吸收体10配置于芯包片20a与芯包片20b之间。

芯包片20a及芯包片20b例如具有与吸收体10同等大小的主表面。通过使用芯包片,维持吸收体的保形性,从而能够防止构成吸收体的吸水性树脂颗粒等的脱落及流动。作为芯包片,例如可举出无纺布、织布、纸巾、具有液体透过孔的合成树脂膜、具有网眼的网状片材等,从经济性的观点考虑,优选使用将粉碎纸浆湿式成型而成的纸巾。

透液性顶层片材30配置于吸收对象的液体所浸入的一侧的最外部。透液性顶层片材30以与芯包片20a相接的状态配置于芯包片20a上。不透液性背面片材40在吸收性物品100中配置在与透液性顶层片材30相反的一侧的最外部。不透液性背面片材40以与芯包片20b相接的状态配置于芯包片20b的下侧。透液性顶层片材30及不透液性背面片材40例如具有比吸收体10的主表面更宽的主表面,透液性顶层片材30及不透液性背面片材40的外缘部延伸到吸收体10及芯包片20a、20b的周围。

作为透液性顶层片材30,可举出无纺布、多孔片材等。作为无纺布,例如可举出热粘合无纺布、透气无纺布、树脂粘合无纺布、纺粘无纺布、熔喷无纺布、纺粘/熔喷/纺粘无纺布、气流成网无纺布、水刺无纺布、点粘无纺布等。其中,优选使用热粘合无纺布、透气无纺布、纺粘无纺布、纺粘/熔喷/纺粘无纺布。

作为透液性顶层片材30的构成素材,能够使用在该技术领域中公知的树脂或纤维,从使用于吸收性物品时的液体渗透性、柔软性及强度的观点考虑,可举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、尼龙等聚酰胺、人造丝、其他合成树脂或合成纤维、棉、丝、麻、纸浆(纤维素)纤维等。作为构成素材,从提高透液性顶层片材30的强度等观点考虑,优选使用合成纤维,其中优选聚烯烃、聚酯。这些素材可以单独使用,也可以组合2种以上的素材来使用。

从提高吸收性物品的液体吸收性能的观点考虑,用于透液性顶层片材30的无纺布期望具有适度的亲水性。从该观点考虑,按照国际公开第2011/086843号中所记载的“无纺布的亲水度”(根据纸浆试验方法No.68(2000))测定时的亲水度优选为5~200,更优选为10~150。这种具有亲水性的无纺布可以是在上述无纺布中使用如人造丝纤维那样素材本身示出适度的亲水度的纤维的无纺布,也可以是使用通过利用公知的方法对如聚烯烃纤维、聚酯纤维那样的疏水性化学纤维进行亲水化处理来赋予适度的亲水度的无纺布。

作为化学纤维的亲水化处理的方法,例如可举出在纺粘无纺布中,将在疏水性化学纤维中混合亲水化剂的化学纤维利用纺粘法获得无纺布的方法、用疏水性化学纤维制作纺粘无纺布时伴有亲水化剂的方法、或使用疏水性化学纤维获得纺粘无纺布之后浸渍于亲水化剂的方法等。作为亲水化剂,可使用脂肪族磺酸盐、高级醇硫酸酯盐等阴离子系表面活性剂、季铵盐等阳离子系表面活性剂、聚乙二醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯等非离子系表面活性剂、聚氧亚烷基改性硅酮等硅酮系表面活性剂及由聚酯系、聚酰胺系、丙烯酸系、氨基甲酸酯系树脂构成的防污剂等。

从对吸收性物品赋予良好的液体渗透性、柔软性、强度及缓冲性以及提高吸收性物品的液体渗透速度的观点考虑,用于透液性顶层片材30的无纺布优选为体积大小适度,且单位面积重量大。无纺布的单位面积重量优选为5~200g/m2,更优选为8~150g/m2,进一步优选为10~100g/m2。并且,无纺布的厚度优选为20~1400μm,更优选为50~1200μm,进一步优选为80~1000μm。

不透液性背面片材40防止吸收到吸收体10中的液体从背面片材40侧向外部漏出。不透液性背面片材40能够使用以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂为主体的不透液性膜、透气性树脂膜、在纺粘或水刺等无纺布上接合有透气性树脂膜的复合膜、用高强度纺粘无纺布夹住耐水性熔喷无纺布的纺粘/熔喷/纺粘(SMS)无纺布等。从确保柔软性,以不损害吸收性物品的穿着感的观点考虑,背面片材40能够使用以低密度聚乙烯(LDPE)树脂为主体的单位面积重量为10~50g/m2的树脂膜。并且,使用透气性素材时,能够降低穿戴时的闷热,从而也能够降低对穿着者带来的不适感。

吸收体10、芯包片20a、20b、透液性顶层片材30及不透液性背面片材40的大小关系并无特别限定,可根据吸收性物品的用途等适当调整。并且,使用芯包片20a、20b保持吸收体10的形状的方法并无特别限定,如图1所示,可以利用多个芯包片夹持吸收体,也可以利用一片芯包片覆盖吸收体。

吸收体10可以与透液性顶层片材30黏合。通过黏合吸收体10与透液性顶层片材30,液体更顺畅地导入到吸收体,因此容易获得漏液的防止效果更加优异的吸收性物品。当吸收体10被芯包片夹持或覆盖时,优选至少黏合芯包片与透液性顶层片材30,更优选进一步黏合芯包片与吸收体10。作为黏合方法,例如可举出相对于透液性顶层片材30向其宽度方向以规定间隔将热熔黏合剂涂布成纵向条纹状、螺旋状等形状来黏合的方法、使用选自淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮及其他水溶性高分子的水溶性胶黏剂来黏合的方法等。并且,吸收体10包含热熔接性合成纤维时,可采用通过该热熔接来黏合的方法。

本发明还提供一种吸水性树脂颗粒的凝胶流出试验力的测定方法。该测定方法包括:使吸水性树脂颗粒在搅拌下吸收该吸收该吸水性树脂颗粒的29倍量的生理盐水来制作溶胀凝胶的步骤;向在底部具有直径5mm的孔的内径5cm的缸体内均等地放入上述溶胀凝胶20g的步骤;及使用直径4.9cm的固定工具以10mm/分钟的速度压缩上述缸体内的上述溶胀凝胶,将从上述缸体底部的孔流出一部分上述溶胀凝胶的时刻的试验力记录为凝胶流出试验力的步骤。更具体的测定方法示于后述实施例中。

若将凝胶流出试验力为5~14N的吸水性树脂颗粒用于吸收性物品,则能够降低吸收性物品的回渗量。因此,本发明还提供一种降低吸收性物品的回渗量的方法,其包括将通过上述测定方法测定的吸水性树脂颗粒的凝胶流出试验力设为5~14N的步骤。凝胶流出试验力的更具体的测定方法在后述实施例中示出。降低吸收性物品的回渗量的方法可以进一步包括例如将生理盐水保水量设为30~60g/g的步骤;及将吸水性树脂颗粒的4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量2小时值设为15ml/g以上的步骤等。具有这些规定性质的吸水性树脂颗粒的具体的制造方法的例子如上述。为了使吸水性树脂颗粒的凝胶流出试验力成为5~14N,例如能够通过以吸水性树脂颗粒中的交联的均匀性变高的方式选择吸水性树脂颗粒的制造条件来进行。

实施例

以下例举实施例对本发明进行进一步详细说明,但本发明并不仅限于这些实施例。

<吸水性树脂颗粒的制造>

[实施例1]

准备了具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌机的内径11cm、内容积2L的圆底圆筒型可拆式烧瓶。在搅拌机上安装了图2中示出大致形状的搅拌翼(平板翼)200。搅拌翼200具备轴200a及平板部200b。平板部200b焊接于轴200a,并且具有弯曲的前端。在平板部200b上形成有沿轴200a的轴向延伸的4个狭缝S。4个狭缝S在平板部200b的宽度方向上排列,内侧的2个狭缝S的宽度为1cm,外侧的2个狭缝S的宽度为0.5cm。平板部200b的长度为约10cm,平板部200b的宽度为约6cm。接着,通过在上述可拆式烧瓶中作为烃分散介质添加正庚烷293g,作为高分子系分散剂添加马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物(MitsuiChemicals,Inc制、Hi-WAX1105A)0.736g而获得了混合物。通过搅拌该混合物的同时升温至80℃来溶解分散剂之后,将混合物冷却至50℃。

另一方面,在内容积300ml的烧杯中,作为烯键式不饱和单体放入80.5质量%的丙烯酸水溶液92.0g(1.03摩尔),从外部冷却的同时,滴加20.9质量%的氢氧化钠水溶液147.7g来进行了75摩尔%的中和。之后,加入作为增稠剂的羟乙基纤维素0.092g(SumitomoSeika Chemicals Company,Limited、HEC AW-15F)、作为自由基聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.092g(0.339毫摩尔)及过硫酸钾0.018g(0.067毫摩尔)、以及作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.0046g(0.026毫摩尔)并溶解,制备了第1阶段的水性液。

将所制备的水性液添加到上述可拆式烧瓶内的反应液中并搅拌了10分钟。接着,在正庚烷6.62g中作为表面活性剂加热溶解蔗糖硬脂酸酯(Mitsubishi-Chemical FoodsCorporation、RYOTO SUGAR ESTER S-370、HLB:3)0.736g来制备了表面活性剂溶液。将该表面活性剂溶液进一步添加到反应液中,并且一边将搅拌机的转速设为425rpm进行搅拌,一边将体系内部用氮气充分置换。之后,通过将烧瓶浸渍于70℃的水浴中进行升温,并进行60分钟的聚合,由此获得了第1阶段的聚合浆液。

另一方面,在另一个内容积500mL的烧杯中,作为烯键式不饱和单体加入80.5质量%的丙烯酸水溶液128.8g(1.44摩尔),从外部冷却的同时,滴加27质量%的氢氧化钠水溶液159.0g来进行了75摩尔%的中和。之后,加入作为自由基聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.129g(0.476毫摩尔)及过硫酸钾0.026g(0.096毫摩尔)、以及作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.0117g(0.067毫摩尔)并溶解,制备了第2阶段的水性液。

一边将搅拌机的转速设为650rpm进行搅拌,一边将上述可拆式烧瓶体系内部冷却至25℃。接着,将上述第2阶段的水性液的总量添加到第1阶段的聚合浆液中,并将体系内部用氮气置换了30分钟。之后,再次将烧瓶浸渍于70℃的水浴中进行升温,并进行60分钟的聚合反应来获得了含水凝胶状聚合物。

在搅拌下,将45质量%的二乙三胺五乙酸五钠水溶液0.589g添加到第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中。之后,在设定为125℃的油浴中浸渍烧瓶,通过正庚烷与水的共沸蒸馏,一边使正庚烷回流,一边向体系外部抽出了234.6g的水。之后,在烧瓶中,作为表面交联剂添加2质量%的乙二醇二缩水甘油醚水溶液4.42g(0.507毫摩尔),并在83℃下保持了2小时。

之后,通过在125℃下使正庚烷蒸发并干燥而获得了聚合物颗粒(干燥品)。使该聚合物颗粒通过孔径850μm的筛,且将相对于聚合物颗粒的质量为0.2质量%的无定形二氧化硅(Oriental Silicas Corporation、Tokusil NP-S)与聚合物颗粒混合,从而获得了包含无定形二氧化硅的吸水性树脂颗粒232.1g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为355μm。

[实施例2]

除了将通过共沸蒸馏向体系外部抽出的水量变更为229.2g以外,以与实施例1相同的方式,获得了233.0g的吸水性树脂颗粒。吸水性树脂颗粒的中值粒径为368μm。

[实施例3]

除了将通过共沸蒸馏向体系外部抽出的水量变更为224.3g以外,以与实施例1相同的方式,获得了231.0g的吸水性树脂颗粒。吸水性树脂颗粒的中值粒径为342μm。

[实施例4]

除了将通过共沸蒸馏向体系外部抽出的水量变更为207.9g以外,以与实施例1相同的方式,获得了232.3g的吸水性树脂颗粒。吸水性树脂颗粒的中值粒径为361μm。

[比较例1]

准备了具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及作为搅拌机的搅拌翼的内径11cm、2L容积的圆底圆筒型可拆式烧瓶,所述搅拌翼具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼。通过在上述可拆式烧瓶中作为烃分散介质添加正庚烷293g,作为高分子系分散剂添加马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物(Mitsui Chemicals,Inc、Hi-WAX1105A)0.736g而获得了混合物。通过搅拌该混合物的同时升温至80℃来溶解分散剂之后,将混合物冷却至50℃。

另一方面,在内容积300ml的烧杯中,作为烯键式不饱和单体放入80.5质量%的丙烯酸水溶液92.0g(1.03摩尔),从外部冷却的同时,滴加20.9质量%的氢氧化钠水溶液147.7g来进行了75摩尔%的中和。之后,作为增稠剂加入羟乙基纤维素0.092g(SumitomoSeika Chemicals Company,Limited、HEC AW-15F)、作为自由基聚合引发剂加入过硫酸钾0.0736g(0.272毫摩尔)、作为内部交联剂加入乙二醇二缩水甘油醚0.010g(0.057毫摩尔)并溶解,制备了第1阶段的水性液。

将所制备的水性液添加到上述可拆式烧瓶内的反应液中并搅拌了10分钟。接着,在正庚烷6.62g中作为表面活性剂加热溶解蔗糖硬脂酸酯(Mitsubishi-Chemical FoodsCorporation、RYOTO SUGAR ESTER S-370、HLB:3)0.736g来制备了表面活性剂溶液。将该表面活性剂溶液进一步添加到反应液中,并且一边将搅拌机的转速设为550rpm进行搅拌,一边将体系内部用氮气充分置换。之后,通过将烧瓶浸渍于70℃的水浴中进行升温,并进行60分钟的聚合,由此获得了第1阶段的聚合浆液。

另一方面,在另一个内容积500mL的烧杯中,作为烯键式不饱和单体加入80.5质量%的丙烯酸水溶液128.8g(1.44摩尔),从外部冷却的同时,滴加27质量%的氢氧化钠水溶液159.0g来进行了75摩尔%的中和。之后,作为自由基聚合引发剂加入过硫酸钾0.090g(0.333毫摩尔)、及作为内部交联剂加入乙二醇二缩水甘油醚0.012g(0.067毫摩尔)并溶解,制备了第2阶段的水性液。

一边将搅拌机的转速设为1000rpm进行搅拌,一边将上述可拆式烧瓶体系内部冷却至25℃之后,将上述第2阶段的水性液的总量添加到第1阶段的聚合浆液中,且将体系内部用氮气置换了30分钟。之后,再次将烧瓶浸渍于70℃的水浴中进行升温,并进行了60分钟的聚合反应来获得了含水凝胶状聚合物。

在搅拌下,将45质量%的二乙三胺五乙酸五钠水溶液0.265g添加到第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中。之后,在设定为125℃的油浴中浸渍烧瓶,通过正庚烷与水的共沸蒸馏,一边使正庚烷回流,一边向体系外部抽出了271.4g的水。之后,在烧瓶中,作为表面交联剂添加2质量%的乙二醇二缩水甘油醚水溶液6.40g(0.735毫摩尔),并在83℃下保持了2小时。

之后,通过在125℃下使正庚烷蒸发并干燥而获得了聚合物颗粒(干燥品)。使该聚合物颗粒通过孔径850μm的筛,且将相对于聚合物颗粒的质量为0.5质量%的无定形二氧化硅(Oriental Silicas Corporation、Tokusil NP-S)与聚合物颗粒混合,从而获得了包含无定形二氧化硅的吸水性树脂颗粒230.6g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为355μm。

[比较例2]

除了将通过共沸蒸馏向体系外部抽出的水量变更为256.1g,将作为表面交联剂的乙二醇二缩水甘油醚水溶液的添加量变更为4.42g(0.507毫摩尔),将相对于聚合物颗粒的无定形二氧化硅的混合量变更为0.1质量以外,以与比较例1相同的方式获得了230.8g的吸水性树脂颗粒。吸水性树脂颗粒的中值粒径为349μm。

[比较例3]

除了将通过共沸蒸馏向体系外部抽出的水量变更为247.9g,将作为表面交联剂的乙二醇二缩水甘油醚水溶液的添加量变更为4.42g(0.507毫摩尔)以外,以与比较例1相同的方式获得了231.0g的吸水性树脂颗粒。吸水性树脂颗粒的中值粒径为355μm。

关于所获得的吸水性树脂颗粒,通过以下方法对凝胶流出试验力、载荷下的生理盐水吸水量、生理盐水保水量、中值粒径及吸收性物品的回渗量进行了评价。

<凝胶流出试验力的测定>

[溶胀凝胶的制作]

向装有25℃的生理盐水58g的100ml玻璃烧杯中,在600rpm的搅拌下(搅拌片(stirrer chip):长度3cm、直径8mm、无环)投入了吸水性树脂颗粒2g。确认到吸水性树脂颗粒溶胀,且液体表面的旋涡收敛后,停止了搅拌。之后,通过静置10分钟,获得了使吸水性树脂颗粒溶胀了30倍的溶胀凝胶。

[试验力测定]

在凝胶流出试验力的测定中,使用了Shimadzu Corporation制的小型台式试验机(EZtest、型号:EZ-SX)及图3所示的测定仪器。测定在25℃±2℃、湿度50±10%(RH)的环境下进行。透明丙烯酸制缸体51在底面中央部具有直径3.0cm的孔,内径为5.0cm,外径为6.0cm。在缸体51内装有厚度3.0mm、直径4.9cm的金属制盘52。在盘52的中央部设有直径朝向两表面扩大的锥形孔,孔的最小直径为5.0mm,最大直径为8.0mm。在缸体51内的盘52上放入上述经溶胀的吸水性树脂颗粒10a的凝胶(溶胀凝胶)20.0g,一边用刮铲使溶胀凝胶松散,一边在缸体51内均等地配置。

如下进行了溶胀凝胶的压缩。将在长度14cm的把手的前端具备直径4.9cm、厚度1.2cm的圆盘的固定工具53安装于小型台式试验机的测力传感器(测力传感器容量:50N、Shimadzu Corporation制)。作为试验机的测定台使用了在中央部具有直径3.0cm的孔的类型(Shimadzu Corporation制)。将在上述测定台上的孔上装入了溶胀凝胶及盘52的缸体51以缸体51的底部成为水平的方式配置在固定工具53的正下方。固定工具53安装成圆盘与缸体51的底部平行。直到固定工具53的前端与溶胀凝胶的表面接触而试验力稍微超过0.01N为止,手动使固定工具53沿铅垂方向下降。安装于试验机的固定工具53的后续操作通过SHIMADZU立体测图仪用软件TRAPEZIUM X(Shimadzu Corporation制)进行。使固定工具53沿铅垂方向进一步下降,且相对于溶胀凝胶线性地增加载荷的同时施加载荷。载荷增加的梯度设为4.9N/分钟。当测力传感器感测到4.9N的时刻停止了固定工具53。为了减少空隙,从停止固定工具53起30秒内维持了4.9N。之后,通过以10mm/分钟的速度向下压入固定工具,朝向缸体51的底部压缩溶胀凝胶,对试验力进行了测定。将能够肉眼确认到溶胀凝胶开始从盘52的孔流出的时刻的试验力设为凝胶流出试验力。

图4示出凝胶流出试验力测定结果的一例。测定通过以10mm/分钟的速度压入所产生的试验力时,固定工具53的位移(移动距离)增加,并且溶胀凝胶被压缩的期间,试验力平稳地增加。若溶胀凝胶开始从盘52的孔流出,则平稳地增加的试验力在反复增减的同时增加。最初观察到试验力减少的时刻与肉眼确认到溶胀凝胶开始从盘52的孔流出的时刻一致。即,在图4的图表中,凝胶流出试验力为在图中用箭头表示的最初观察到试验力减少之前的试验力峰值。将结果示于表1。

<4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量的测定>

4.14kPa载荷下的生理盐水吸水量(载荷下吸水量)利用图5中示出概要的测定装置进行了测定。对1种吸水性树脂颗粒进行两次测定,并求出了平均值。测定装置具备滴定部1、夹具3、导管5、台架11、测定台13及放置在测定台13上的测定部4。滴定部1具有:记载有刻度的滴定管21;密封滴定管21的上部开口的橡胶塞23;与滴定管21的下部的前端连结的旋塞22;与滴定管21的下部连结的空气导入管25;及旋塞24。滴定部1用夹具3固定。平板状测定台13具有形成于其中央部的直径2mm的贯穿孔13a,且通过高度可变的台架11支承。测定台13的贯穿孔13a与滴定部1的旋塞22通过导管5连结。导管5的内径为6mm。

测定部4具有丙烯酸树脂制圆筒31、与圆筒31的一个开口部黏合的聚酰胺网32、及在圆筒31内可沿上下方向移动的砝码33。圆筒31通过聚酰胺网32载置于测定台13上。圆筒31的内径为20mm。聚酰胺网32的孔径为75μm(200目)。砝码33的直径为19mm、质量为119.6g,如后述,相对于均匀地配置于聚酰胺网32上的吸水性树脂颗粒10a能够施加4.14kPa的载荷。

通过图5所示的测定装置进行的4.14kPa载荷下的生理盐水吸水能力的测定在25℃、湿度50±10%(RH)的室内进行。首先,关闭滴定部1的旋塞22及旋塞24,且将调节为25℃的0.9质量%生理盐水从滴定管21上部的开口放入滴定管21。接着,用橡胶塞23密封滴定管21的上部开口之后,打开旋塞22及旋塞24。用0.9质量%盐水50填满导管5内部以免气泡进入。调整了测定台13的高度,以使到达贯穿孔13a内的0.9质量%盐水的水面的高度成为与测定台13的上表面的高度相同。调整之后,用滴定管21的刻度读取滴定管21内的0.9质量%盐水50的水面的高度,并将其位置设为零点(0秒时刻的读取值)。

在测定部4中,在圆筒31内的聚酰胺网32上均匀地配置0.10g的吸水性树脂颗粒10a,在吸水性树脂颗粒10a上配置砝码33,将圆筒31以其中心部与测定台13中心部的导管口一致的方式设置。读取吸水性树脂颗粒10a从开始吸收来自导管5的生理盐水起2小时后的滴定管21内的生理盐水的减少量(即,吸水性树脂颗粒10a所吸收的生理盐水量)Wa(ml),并通过下式计算出吸水性树脂颗粒10a的4.14kPa载荷下的生理盐水吸水能力。将结果示于表1。

4.14kPa载荷下的生理盐水吸水能力(ml/g)=Wa(ml)/吸水性树脂颗粒的质量(g)

<生理盐水保水量的测定>

将称取了吸水性树脂颗粒2.0g的棉袋(阔幅棉布60号,横100mm×纵200mm)设置在500ml容积的烧杯内。向装入吸水性树脂颗粒的棉袋中一次性注入0.9质量%氯化钠水溶液(生理盐水)500g以使其不会产生结块,用橡皮筋绑住棉袋的上部,静置30分钟,从而使吸水性树脂颗粒溶胀。利用设定成离心力成为167G的脱水机(KOKUSAN Co.Ltd.制,产品编号:H-122)对经过30分钟后的棉袋进行1分钟脱水,并测定了包含脱水后的溶胀凝胶的棉袋的质量Wb(g)。不添加吸水性树脂颗粒而进行相同操作,测定棉袋在湿润时的空质量Wc(g),并由下式计算出生理盐水保水量。生理盐水保水量的测定在25℃±2℃、湿度50±10%(RH)的环境下进行。将结果示于表1。

生理盐水保水量(g/g)=[Wb-Wc]/2.0

<中值粒径(粒度分布)的测定>

将吸水性树脂颗粒50g用于测定中值粒径(粒度分布)。将JIS标准筛从上依次组合了孔径850μm的筛、孔径500μm的筛、孔径425μm的筛、孔径300μm的筛、孔径250μm的筛、孔径180μm的筛、孔径150μm的筛及托盘。

向所组合的最上侧的筛中加入吸水性树脂颗粒,利用旋转式振动器(iida-seisakusho Japan Corporation制)并按照JIS Z 8815(1994)进行了分级。分级后,将残留在各筛上的吸水性树脂颗粒的质量作为相对于总量的质量百分率而计算并求出了粒度分布。关于该粒度分布,通过按粒径从大到小的顺序在筛上进行累计而将筛的孔径与残留在筛上的吸水性树脂颗粒的质量百分率的累计值的关系标绘在对数概率纸上。通过将概率纸上的标绘点以直线连接,并将相当于累计质量百分率50质量%的粒径作为中值粒径。

<吸收性物品回渗量的测定>

[吸收性物品的制作]

使用气流式混合装置(Otec Co.,Ltd制、Pad former),通过空气抄造均匀地混合吸水性树脂颗粒10g及粉碎纸浆6.8g,由此制作了40cm×12cm大小的片状吸收体。接着,在由与该吸收体具有相同大小的基重16g/m2的2片纸巾夹住吸收体的上下的状态下,通过对整体施加30秒的196kPa的载荷并进行加压而获得了层叠体。此外,通过将与上述吸收体具有相同大小的基重22g/m2的聚乙烯-聚丙烯制透气型多孔透液性片材配置于上述层叠体的上表面,获得了评价用吸收性物品。

将上述评价用吸收性物品以设置有透液性片材的面成为上表面的方式置于水平台上,且将具有内径3cm的投入口的100mL容积的投液用缸体置于评价用吸收性物品的中央部。向上述缸体内一次性投入了80ml生理盐水。将该缸体从吸收性物品取下,并将吸收性物品以保持原样的状态静置。从开始投入第1次试验液经30分钟后(第2次)及60分钟后(第3次),在与第1次相同的位置上使用测定仪器进行了相同的操作。从第3次投入起经过60分钟后,在吸收性物品上的试验液投入位置附近,放置40张预先测定了质量(Wd(g))的10cm见方的滤纸,在其上放置了底面为10cm×10cm的质量5kg的砝码。5分钟的载荷后,对滤纸的质量(We(g))进行测定,并将所增加的质量设为回渗量(g)。回渗量的试验在调节为25℃、湿度50%(RH)的室内进行。可以说回渗量越小,越优选用作吸收性物品。将结果示于表1。使用实施例的吸水性树脂颗粒的吸收性物品显示降低了回渗量。

回渗量(g)=We-Wd

[表1]

附图标记说明

1-滴定部,3-夹具,4-测定部,5-导管,10-吸收体,10a-吸水性树脂颗粒,10b-纤维层,11-台架,13-测定台,13a-贯穿孔,20a、20b-芯包片,21-滴定管,22-旋塞,23-橡胶塞,24-旋塞,25-空气导入管,30-透液性顶层片材,31-圆筒,32-聚酰胺网,33-砝码,40-不透液性背面片材,51-缸体,52-盘,53-固定工具,100-吸收性物品,200-搅拌翼,200a-轴,200b-平板部,S-狭缝。

25页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:聚乙烯粉末以及通过将该聚乙烯粉末成型而得到的成型体

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!