CN1813033B - 吸水树脂组合物和其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种生产包括颗粒吸水树脂的吸水树脂组合物的制备方法,其中:包含95%或更多的粒径小于850μm并且不低于106μm的颗粒,颗粒的重均粒径小于500μm并且不低于300μm,其粒径分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,所述吸水组合物的水可溶组分为35%(重量)或更低,且包含一种多价金属组分,所述多价金属组分的萃取率为5.0%或更高,且低于100%,由此提供了所述吸水树脂组合物,在高湿度下无任何颗粒凝结,其在吸收容量和加压下的扩散吸收容量方面具有优越的吸收性能。

Description

吸水树脂组合物和其生产方法
技术领域
本发明涉及吸水树脂和其生产方法。更具体地,本发明涉及(i)可适用于一次性纸尿布、护垫或妇女卫生巾的吸水树脂组合物,和(ii)吸水树脂组合物的生产方法。
背景技术
近年来,吸水树脂被广泛用于卫生材料(吸收制品)如纸尿布、卫生巾、失禁垫等的主要成分,以吸收体液(如尿和血液)。
吸水树脂的公知例子(i)交联的部分中和聚丙烯酸;(ii)水解淀粉-丙烯腈接枝聚合物;(iii)中和的淀粉-丙烯酸类接枝聚合物;(iv)皂化的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物;(v)交联的羧甲基纤维素;(vi)水解的丙烯腈共聚物或水解的丙烯酰胺共聚物,或交联的丙烯腈共聚物或交联的丙烯酰胺共聚物;(vii)交联的阳离子单体;(iii)交联的异丁烯-马来酸共聚物;(ix)2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸和丙烯酸的交联体;(x)及其类似物。
该吸水树脂对含水液体具有高吸收性。然而,由于其高吸收性,该吸水树脂也吸收空气中的湿气(吸湿)。因此,吸水树脂颗粒相互凝固,导致其中吸水树脂丧失其作为粉末的流动性的结块(blocking)现象。这种吸湿结块现象带来如下问题:在生产吸水树脂和使用该吸水树脂生产卫生材料如一次性尿布时,该结块现象发生在贮存料斗或输送线中,或吸水树脂粘附至生产装置上,这样结块或粘附吸水树脂变得更不好处理。结果,不可能稳定制造产品。随之,为防止在吸湿时发生结块现象,通常采用其中将无机化合物加入吸水树脂的方法。
方法的例子是:其中将无机粉末与这种吸水树脂混合以使约60wt%或更少的聚合物颗粒通过300μm筛孔的筛子的方法(已公开的专利申请No.523526/2002(Tokuhyo 2002-523526)的国际公开的日文译文);通过将水加入多价金属盐和吸水树脂的混合物中获得的水不溶性吸水树脂组合物(专利申请No.4667/1992(Tokukohei 4-4667)的日本已审查专利公开);其中含多价金属盐的水喷至吸水树脂的生产方法(专利申请No.40780/1993(Tokukohei 5-40780)的日本已审查专利公开);通过将含多价金属盐的水加入其颗粒尺寸为5至500μm的吸水树脂表面并加热该吸水树脂来改性的吸水树脂(日本未审专利公开No.46241/1986(Tokukaisho 61-46241));通过将其中已溶解无机盐的水加入其表面已交联的吸水树脂来改性的吸水树脂(日本未审专利公开No.124879/1997(Tokukaihei 9-124879));通过将多价金属化合物加入吸水树脂中获得的一种吸水剂,其中多价金属化合物局部存在于该吸水剂的表面附近(日本未审专利公开No.96151/2001(Tokukai 2001-96151));及其类似方法。
此外,其中无机化合物加入吸水树脂中改进该吸水树脂粉末的吸水性能的方法的例子包括:一种方法,其中将多价金属盐如硫酸铝和吸水树脂干混并将如此获得的混合物与接合剂(如水或其类似物)接触由此生产这样的吸水树脂:已吸水的凝胶具有弹性并且凝胶结块现象几乎不发生(专利申请No.523289/2001(Tokuhyo 2001-523289)的国际公开的日文译文);通过将含多价金属盐的水溶液加入已在高于170℃下热处理10分钟以上的吸水树脂中获得的组合物(专利申请No.523287/2001(Tokuhyo2001-523287)的国际公开的日文译文);通过用三维或静电隔离(spacer)涂布在加压下具有特定吸收容量并具有凝胶强度的水不溶性溶胀水凝胶而获得的水不溶性溶胀水凝胶(U.S.专利No.2002/0128618);通过有机表面交联剂水溶液和阳离子水溶液二次交联的吸水树脂((专利申请No.538275/2002(Tokuhyo2002-538275)的国际公开的日文译文);及其类似方法。
然而,按照这些已知方法,不能充分改进吸湿结块性能,并且吸收容量和在加压下的扩散吸收容量明显下降。此外,不能在抑制吸水树脂的吸收性能(例如吸收容量、在加压下的扩散吸收容量等)下降的同时,充分改进抗吸湿结块性能。
近年来,使用吸水树脂的卫生材料如卫生巾及其类似物具有更高的性能和更薄的尺寸,并且用于各卫生材料的吸水树脂的量趋于增加,并且吸水树脂的重量%相对于由吸水树脂和亲水性纤维构成的整个吸收体也趋于增加。这就是,通过使用(i)较少量的其堆密度低的亲水性纤维和(ii)较大量的具有优异吸水性能和高堆密度的吸水树脂,提高了吸收体中所含的吸水树脂的比例,由此在不降低吸水量下使卫生材料更薄。
包括较少量亲水性纤维和较大量吸水树脂的卫生材料仅液体贮存性能更佳,但在实际用于尿布中出现液体分配和扩散的问题。
这就是,当使用较大量的吸水树脂时,该吸水树脂在吸水后变为柔软和凝胶状。如此造成凝胶结块现象。结果,尿布的液体扩散性能明显下降。为避免这种现象并保持吸收体的高吸收性能,要限制亲水性纤维与吸水树脂的比例,这就限制了使卫生材料变得更薄。
作为在防止尿布中凝胶结块的同时改进尿布液体扩散性能的方法,已提出:其中使用两种类型吸水性能不同的吸水树脂的方法(日本未审专利公开No.252307/2001(Tokukai2001-252307));其中使用含阳离子交换水凝胶形成的聚合物和阴离子交换水凝胶形成的聚合物的组合物的方法(WO 98/37149小册子(pamphlet));其中使用在其表面中具有高交联密度的吸水树脂的方法(日本未审专利公开No.057010/1994(Tokukaihei 6-057010));及其类似方法。然而,在这些方法中,尚有改进作为具有高吸水树脂密度的吸收体的吸收性能的空间。
此外,将吸水树脂用金属化合物处理以改进吸水树脂粉末的扩散性能是公知的。该方法的例子包括:其中将多价金属盐如硫酸铝与吸水树脂干混并与接合剂(如水或其类似物)接触由此生产几乎不造成凝胶结块的具有弹性的吸水树脂的方法(WO98/48857小册子);其中将吸水树脂用水溶性有机表面交联剂和水溶性阳离子进行二次交联的方法(Tokuhyo 2002-538275和Tokuhyo 2002-539281);一种高吸水树脂组合物,它包括高吸水树脂和由至少部分含两种金属(M 1和M2)以具有-M1-O-M2-键的水合氧化物构成的细粉(日本未审专利公开No.147724/1998(Tokukaihei 10-147724));及其类似方法。
根据各种已知方法,已进行了旨在改进(i)凝胶结块性能或(ii)液体渗透性能/液体扩散性能的多种努力。然而,尚未发明同时改进这两种性能(凝胶结块性能和液体渗透性能/液体扩散性能)的吸水树脂。
此外,为生产具有优异凝胶结块性能和液体渗透性能/液体扩散性能的吸水树脂组合物,必须将吸水树脂颗粒的表面进行均匀二次交联。当颗粒表面不进行均匀二次交联时,彼此未进行交联的部分凝结成块,如此发生结块现象。结果,生产装置被堵塞,因此不可能稳定生产吸水树脂。
发明内容
在考虑上述常规问题下设计了本发明,因此本发明的目的是提供(i)一种吸水树脂组合物,该组合物即使在高湿度下也无任何颗粒凝块并且具有优异的吸收性能如吸收容量和在加压下的扩散吸收容量,并具有其表面进行二次均匀交联的颗粒;和(ii)生产该吸水树脂组合物的方法
考虑到抑制颗粒在高湿下凝块的优异吸收性能和优异的吸湿结块性能,本发明人认真地研究了吸水树脂。经认真研究后发现:上述目的可通过如下实现:使吸水树脂具有(1)特定的交联结构、(2)特定的颗粒尺寸分布和(3)金属组分;以及排列(arranging)该吸水树脂,以使多价金属组分的萃取率为5wt%(wt%)或更高但低于100wt%,如此设计本发明。
也就是,本发明的吸水树脂组合物为这样一种吸水树脂组合物,其主组分为具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A),所述颗粒吸水树脂(A)在该吸水树脂(A)的表面附近交联,其中:吸水树脂组合物包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,颗粒的重均粒径低于500μm且不低于300μm,及吸水树脂组合物的颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,吸水组合物的水溶性组分为35wt%或更低,该吸水树脂组合物包括多价金属组分,多价金属组分的萃取率为5wt%(wt%)或更高但低于100wt%。
此外,在本发明的吸水树脂组合物中,颗粒吸水树脂(A)优选为其中表面附近通过含多醇的表面交联剂进一步交联的颗粒吸水树脂。
此外,在本发明的吸水树脂组合物中,当吸水树脂组合物在25℃下90%的相对湿度中放置1小时时吸湿结块比例a优选为30%或更低。
此外,在本发明吸水树脂组合物中,优选:吸水树脂组合物在无荷载下吸收0.90wt%生理盐水30分钟时的离心保留容量(CRC)为25g/g或更高,吸水树脂组合物在1.9kPa下吸收0.90wt%生理盐水60分钟时的加压下的扩散吸收容量(DAP)为20g/g或更高。
此外,本发明的吸收体包括吸水树脂组合物和亲水性纤维,这样吸水树脂组合物的量(芯浓度)为20wt%或更高,按吸水树脂组合物和亲水性纤维总重量计。
此外,本发明的吸收制品包括吸收体、液体可渗透表面片材和液体不可渗透背面片材。
此外,本发明生产吸水树脂组合物的方法包括如下步骤:将含水多价金属化合物(B)的溶液加入具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A)中,该不饱和单体是交联在颗粒吸水树脂(A)的表面附近;和将该含水多价金属化合物(B)的溶液与颗粒吸水树脂(A)混合,其中:该颗粒吸水树脂(A)包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,颗粒的重均粒径低于500μm且不低于300μm,颗粒吸水树脂(A)的颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,颗粒吸水树脂(A)的水溶性组分为35wt%或更低,和含水多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的量为0.001至10wt%,相对于颗粒吸水树脂(A),含水多价金属化合物(B)在溶液中的浓度为0.40或更高,相对于含水多价金属化合物(B)在溶液中的饱和浓度,颗粒吸水树脂(A)的温度为50℃或更高且低于100℃,和/或含水多价金属化合物(B)的溶液的温度为30℃或更高且低于100℃。
本发明的发明人认真研究了吸水树脂组合物,因此实现了(i)较少造成颗粒在高湿下凝块的优异吸湿结块性能和(ii)同时具有的优异液体渗透/液体扩散性能。结果,他们发现可通过安排包括如下步骤的方法实现上述目的:混合其主组分为具有通过聚合丙烯酸和/或其盐而获得的交联结构的聚合物的颗粒吸水树脂、特定量的多价金属化合物的水溶液和有机表面交联剂;以及将在混合步骤中获得的混合物在150至300℃下加热,由此交联颗粒吸水树脂的表面附近,其中所述颗粒吸水树脂具有特定颗粒尺寸分布,多价金属化合物(B)的水溶液中所含的多价金属组分的浓度为1.80wt%或更高。本发明人意想不到地发现:通过使用其多价金属组分浓度高的表面处理剂处理的吸水树脂组合物,与其表面用具有已知浓度的表面处理剂处理的吸水树脂组合物相比,具有更高的盐水导流率(saline flow conductivity)(SFC:表示加压下的液体渗透率)。
此外,为同时实现在吸水树脂中的优异吸湿结块性能和优异液体渗透/液体扩散性能,颗粒表面必须进行二次均匀交联。本发明人发现:为实现此目的,前体(Precursor)必须具有优异的流动性(湿化(humidification)结块性能)。注意到,本发明前体为颗粒吸水树脂、多价金属化合物的水溶液和有机表面交联剂的混合物。另外,本发明的湿化是指多价金属化合物的水溶液和有机表面交联剂与颗粒吸水树脂混合。此外,本发明的盐水为通过将氯化钠溶于水中获得的水溶液。
即,本发明生产吸水树脂组合物的方法包括如下步骤:将具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得交联结构的颗粒吸水树脂(A)、含水多价金属化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)混合,将已在混合步骤中获得的混合物在150至300℃下加热由此交联颗粒吸水树脂(A)的表面附近,其中:该颗粒吸水树脂(A)包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,颗粒吸水树脂(A)的颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,以及含水多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的量为0.001至10wt%,相对于颗粒吸水树脂(A),以及含水多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度为至少1.80wt%。
此外,本发明生产吸水树脂组合物的方法包括通过在150至300℃下加热前体(D)以使颗粒吸水树脂(A)的表面附近交联的步骤,该前体(D)通过混合具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A)、多价金属化合物(B)的水溶液和有机表面交联剂(C)获得,其中:该颗粒吸水树脂(A)包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,颗粒吸水树脂(A)的颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,以及多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的量为0.001至10wt%,及前体(D)的湿化结块比例(wt%)为80wt%或更低。
此外,在本发明生产吸水树脂组合物的方法中,优选吸水树脂组合物主要组分为通过聚合丙烯酸和/或其盐获得的交联结构的聚合物。
此外,在本发明生产吸水树脂组合物的方法中,优选多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度为至少1.80wt%。
此外,在本发明生产吸水树脂组合物的方法中,优选将多价金属化合物(B)的溶液和/或有机表面交联剂在30℃或更高温度下加热。
此外,在本发明生产吸水树脂组合物的方法中,优选有机表面交联剂包括多元醇。
此外,在本发明生产吸水树脂组合物的方法中,优选多价金属化合物(B)的多价金属组分包括选自二价或更多价典型金属或其族数为4至12的过渡金属的一种或多种金属。
此外,在本发明生产吸水树脂组合物的方法中,优选多价金属化合物(B)的多价金属组分为铝。
为更充分理解本发明的特性和优点,应参考下面结合附图的详细描述。
附图简述
图1为显示用于测量吸水树脂组合物在加压下的吸收容量(AAP)的测量仪器的横截面示意图。
图2为显示用于测量吸水树脂组合物的盐水导流率(SFC)的测量仪器的横截面示意图。
本发明的最佳实施方式
(实施方案1)
根据本实施方案的吸水树脂组合物包括颗粒吸水树脂(A)和多价金属组分(B)。注意到,本实施方案的吸收组合物为包括吸水树脂作为主组分的组合物,并包括80至100wt%的吸水树脂、更优选90至100wt%的吸水树脂。该吸水树脂组合物适用于卫生材料如纸尿布、卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫及其类似物。下面将详细描述(I)吸水树脂(A)和(II)多价金属组分(B).
(I)颗粒吸水树脂(A)
“颗粒吸水树脂(A)”由可通过聚合亲水单体获得的水不可溶的水溶胀性水凝胶形成聚合物(以下又称为吸水树脂)的球形或非晶形颗粒构成。水溶胀性能是指在这样的状态,即在此状态下该吸水树脂在离子交换水中必须吸收大量的水:其吸收的水的重量为吸水树脂本身重量的5倍,优选为吸水树脂本身重量的50至1000倍。水不可溶性能是指这样的状态,即在此状态下5wt%或更多且50wt%或更低、更优选5wt%或更多且25wt%或更低、进一步更优选5wt%或更多且20wt%或更低、特别优选5wt%或更多且15wt%或更低、最优选5wt%或更多且10wt%或更低的水可溶组分(水可溶聚合物)包含于吸水树脂中。此外,水不可溶的水溶胀性水凝胶形成聚合物具有球形或不确定的的颗粒形状。
水不可溶的水溶胀性水凝胶形成聚合物的具体例子包括:部分中和的交联聚丙烯酸聚合物(US4625001、US4654039、US5250640、US5275773、EP456136等);交联的部分中和淀粉-丙烯酸接枝聚合物(US4076663);异丁烯-马来酸共聚物(US4389513);皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物(US4124748);水解的丙烯酰胺(共)聚合物(US3959569);水解的丙烯腈共聚物(US3935099)及其类似物。然而,本实施方案的吸水树脂由包括丙烯酸和/或其盐作为主组分的交联聚丙烯酸(盐)聚合物构成。注意到,本实施方案的“主组分”定义如下:当某一组分“a”包括在“B”中时,只要“B”包括30wt%或更多的组分“a”(相对于“B”的总量),组分“a”即为“B”的主组分。本实施方案的交联聚丙烯酸(盐)聚合物为一种交联聚合物,其中50mol%或更多且100mol%或更低的丙烯酸和/或其盐包括在单体组分中,优选70mol%或更多且100mol%或更低、更优选90mol%或更多且100mol%或更低的丙烯酸和/或其盐包括在单体组分中。此外,优选将聚合物中所含的50至90mol%、更优选60至80mol%的酸基中和,盐的例子包括:碱金属盐如钠、钾和锂;铵盐;和胺盐,优选使用钠盐。用于形成盐的吸水树脂可在聚合前在单体相中中和,或可在聚合期间或聚合后中和,或这些方法可相互结合。
此外,在本实施方案中,对于颗粒吸水树脂(A),考虑到吸收性能,可使用具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的吸水树脂。注意到,用本实施方案的含酸基的不饱和单体包括在聚合中含酸基的单体,和通过聚合后通过水解变为酸基的单体如丙烯腈。
吸水树脂的例子包括如下一种或两种或多种:部分中和的聚丙烯酸聚合物;水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物;淀粉-丙烯酸接枝聚合物;皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物;水解的丙烯腈共聚物或水解的丙烯酰胺共聚物;或交联的丙烯腈共聚物或交联的丙烯酰胺共聚物;变性的含羧基交联聚乙烯醇;交联的异丁烯-马来酸酐共聚物;及其类似物。优选使用通过聚合和交联含丙烯酸和/或其盐(中和的丙烯酸)的单体作为主组分而获得的部分中和的聚丙烯酸聚合物。
该部分中和的聚丙烯酸聚合物可通过将用作主组分的单体(丙烯酸和/或其盐)与所需的其它单体共聚获得。其它单体的具体例子包括:阴离子不饱和单体如甲基丙烯酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸,和其盐;含非离子亲水基团的不饱和单体如N-乙烯基-2-吡啶酮(pyridone)、N-乙烯基乙酰胺、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯(methoxypolyethylene glycol(meth)acry-late)、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、异丁烯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、单(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰基哌啶和N-丙烯酰基吡咯烷;和阳离子不饱和单体如(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨丙基酯、N,N-二甲基氨丙基(甲基)丙烯酰胺和其季盐;及其类似物。
通常,除丙烯酸外的单体的量为0至30mol%,优选0至10mol%,相对于所有单体(包含在吸水树脂中的),由此进一步改进产品吸水树脂(组合物)的吸收性能并以较低成本生产吸水树脂(组合物)。
用于将交联结构引入本实施方案中使用的吸水树脂中的方法的例子如下:不使用交联剂进行自交联;不仅将单体而且将具有两个或多个可聚合不饱和基团或两个或多个反应基的内交联剂与颗粒吸水树脂共聚或反应;和类似方式。优选与内交联剂进行共聚或反应。
内交联剂的例子包括:N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、二(甲基)丙烯酸(聚)乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸(聚)丙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油丙烯酸酯(glycerineacrylatemethacrylate)、环氧乙烷变性的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三聚氰酸三烯丙酯(triallyl cyanurate)、三聚异氰酸三烯丙酯(triallyl isocyanurate)、三烯丙基磷酸酯(triallyphosphate)、三烯丙基胺(trially amine)、聚(甲基)烯丙氧基烷烃、(聚)乙二醇二缩水甘油醚((poly)ethyleneglycoldiglycidyl ether)、甘油二缩水甘油醚(glycerol diglycidylether)、甘油三缩水甘油醚(glycerol triglycidyl ether)、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、1,2-乙二胺、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯(propylene carbonate)、聚乙烯亚胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯及其类似物。
这些内交联剂可单独使用或以其两种或多种适当的组合使用。该内交联剂可一次或分剂量加入反应体系中。当使用一种或多种内交联剂时,考虑到产品吸水剂或产品吸水树脂组合物的吸收特性,优选始终将包括不少于两个可聚合不饱和基团的交联单体用于聚合中。
内交联剂的用量优选为0.001至3mol%、较优选0.001至2mol%,进一步较优选0.005至2mol%,更优选0.005至0.5mol%,进一步更优选0.01至0.2mol%,特别优选0.03至0.15mol%,相对于所有不饱和单体(不包括该交联剂)的总摩尔数。当内交联剂的用量低于0.001mol%,或当内交联剂的量超过3mol%时,不能获得足够的吸收性能。
当内交联剂用于在吸水树脂内形成交联结构时,将该内交联剂在不饱和单体聚合前、聚合期间或聚合后,或在所述不饱和单体或所述聚合物的中和后,加入反应体系中。注意到,在聚合时,可以加入(i)例如0至30wt%(相对于单体)的亲水聚合物,如淀粉与纤维素的混合物、淀粉和纤维素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(盐)、交联聚丙烯酸(盐)及其类似物,或(ii)例如0至5wt%(相对于单体)的链转移剂如次磷酸(盐)。
在聚合上述单体以获得用本实施方案的吸水树脂时,可进行本体聚合或沉淀聚合。然而,考虑到(i)吸水树脂的性能、(ii)聚合的可控制性和(iii)溶胀凝胶的吸收性能,更优选的聚合方法是在使用单体的水溶液这样的条件下进行的含水聚合物和反相悬浮聚合。
含水溶液中所含的单体(以下称为单体水溶液)的浓度根据水溶液的温度和单体类型测定,并且无特殊限制。然而,单体浓度优选为10至70质量%,更优选20至60质量%。此外,在进行水溶液聚合时,可根据需要将除水外的溶剂一起使用,一起使用的溶剂类型无特殊限制。
注意到,反相悬浮聚合为其中单体水溶液悬浮于疏水的有机溶剂中的聚合方法,该方法描述于例如US4093776、US4367323、US4446261、US4683274、US5244735及其类似中。此外,水溶液聚合为其中单体水溶液在不使用分散溶剂下聚合的方法,该方法描述于例如US4625001、US4873299、US4286082、US4973632、US4985518、US5124416、US5250640、US5264495、US5145906、US5380808、EP0811636、EP0955086、EP0922717、EP1178059及其类似中。作为例子用于这些聚合方法中的单体、引发剂及其类似物可用于本实施方案中。
此外,在引发聚合时,可以使用:自由基聚合引发剂如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、氢过氧化叔丁基(t-butylhydroperoxide)、过氧化氢、2,2’-偶氮双(2-脒基-丙烷)二盐酸化物;光聚合引发剂如2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷;或活性能量射线如紫外线和电子射线。考虑到这些性能,使用的聚合引发剂的量通常为0.001至2mol%,优选0.01至0.1mol%(相对于所有单体)。
此外,当使用氧化自由基聚合引发剂时,氧化还原聚合可通过一起使用还原剂如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、L-抗坏血酸及其类似物进行。考虑到性能,聚合引发剂的用量通常为0.001至2mol%,优选0.01至0.1mol%(相对于所有单体)。
聚合后,该产物一般为在含水凝胶相中的交联聚合物,将其按需要干燥。通常将含水凝胶相中的交联聚合物在干燥前和/或干燥后粉碎,如此获得吸水树脂(A)。此外,干燥处理一般在60℃至250℃、优选100℃至220℃、更优选120℃至200℃下进行。干燥时间取决于聚合物的表面积和湿含量以及干燥器的类型,并按照达到所需的湿含量设定。
用于本实施方案的其表面已交联或未交联的吸水树脂或吸水树脂组合物的湿含量(通过干燥已在180℃下放置3小时的吸水树脂或吸水树脂组合物后测量干燥损失而测得的湿含量来定义)无特殊限制。然而,考虑到获得的吸水树脂组合物的性能,湿含量优选为0.2至30wt%,更优选0.3至15wt%,进一步更优选0.5至10wt%,这样吸水树脂为粉末相。
如此获得的其表面已交联或未交联的吸水树脂(A)的颗粒形状无特殊限制,如可以为球形或由球形颗粒构成的凝块型、粒状、不确定的形状及其类似。然而,优选通过粉化步骤获得的不确定的粒状。此外,考虑到吸水树脂组合物的优越性能,其堆密度(通过JISK-3362定义)为0.40至0.80g/ml,更优选0.50至0.75g/m,进一步优选0.60至0.73g/ml。
本实施方案中的吸水树脂(A)可通过使用有机表面交联剂交联吸水树脂的表面获得,该吸水树脂已进行内交联工艺和干燥工艺。
(II)有机表面交联剂(℃)
存在各种用于交联表面的表面交联剂。为达到获得的吸水树脂的更好性能,通常使用如下交联剂:(a)多醇(polyol)化合物,(b)环氧化合物,(c)多价胺化合物,(d)多胺化合物与卤代环氧(haloepoxy)化合物的缩合物,(e)噁唑啉化合物,(f)单、二或多噁唑烷化合物,(g)碳酸亚烃酯化合物,(h)环脲化合物,(i)氧杂环丁烷化合物,(j)及其类似物。
对于用于本实施方案的有机表面交联剂,具体例子在US6228930、US6071976、US6254990及其类似中给出。有机表面交联剂(C)的例子包括:多醇化合物如乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-丁烯-1,4-二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,2-环己醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、季戊四醇和山梨醇;环氧化合物如乙二醇二缩水甘油醚、聚乙烯缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、二甘油多缩水甘油醚、多甘油多缩水甘油醚(polyglycerol polyglycidyl ether)、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油;多胺化合物如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺和聚乙烯亚胺;多异氰酸酯化合物如2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯和1,6-亚己基二异氰酸酯(hexamethylenediisocyanate);多价噁唑啉(oxazoline)化合物如1,2-亚乙基双噁唑啉;碳酸亚烃酯化合物如1,3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-羟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、1,3-二噁烷-2-酮、4-甲基-1,3-二噁烷-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二噁烷-2-酮和1,3-二氧环庚烷-2-酮;卤代环氧化合物如表氯醇、表溴醇、及α-甲基表氯醇,和其多胺加成产品(如Hercules生产的Kymene:注册商标);硅烷偶联剂如γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(glycidoxypropyltriethoxysilane)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷和氧杂环丁烷(oxethane)化合物如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、3-氯甲基-3-甲基氧杂环丁烷、3-氯甲基-3-乙基氧杂环丁烷和多氧杂环丁烷化合物。在这些交联剂中,优选多元醇,因为其安全方面好并且改进吸水树脂颗粒表面的亲水性能。优选多元醇包含2至10个碳原子,优选3至8个碳原子。其中特别优选使用丙二醇、丁二醇、甘油或三羟甲基丙烷,因为可防止边界张力下降和防止洗脱降低液体渗透性能。
多元醇作为表面交联剂与颗粒吸水树脂反应由此形成酯键。此外,由于此反应,多元醇的一些羟基不反应,这样羟基保留在颗粒吸水树脂中。因此,多元醇中所含的未反应的羟基改进了颗粒吸水树脂表面上的亲水性。
有机表面交联剂(C)的用量取决于使用的化合物和其组合,但优选为0.01重量份至10重量份,更优选0.001重量份至5重量份,相对于100重量份吸水树脂。当有机表面交联剂(C)的量低于0.001重量份时,不能明显改进吸湿结块性能和液体渗透性能/液体扩散性能。当有机表面交联剂(C)的量大于10重量份时,离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)、抗压吸收容量(AAP)明显下降。
在本实施方案中,在进行表面交联处理时,优选使用水作为溶剂与表面交联剂组合。在此情况下,水的用量取决于使用的吸水树脂的湿含量是多少。通常,相对于100重量份吸水树脂,使用的水量为0.5重量份至20重量份,优选0.5重量份至5重量份。此外,在本实施方案中,可以使用除水外的亲水有机溶剂。亲水有机溶剂的量为0重量份至10重量份,优选0重量份至5重量份,更优选0重量份至3重量份,相对于100重量份吸水树脂。
可使用各种方法加入表面交联剂,但优选如下方法:预先,将表面交联剂按需要与水和/或亲水性有机溶剂混合,并将该混合物喷于或直接滴入吸水树脂中。更优选将该混合物直接喷于吸水树脂。要喷雾的液滴的平均直径优选为300μm或更小,更优选200μm或更小。在加入表面交联剂时,可这样安排:使水不溶细颗粒粉末和表面活性剂共存以使它们不妨碍本发明的效果。
表面交联剂与吸水树脂混合后,优选将吸水树脂进行热处理。热处理条件如下:加热温度为100℃至250℃,更优选150℃至250℃;加热时间优选为1分钟至2小时。加热温度和加热时间的适当组合的例子为:(a)180℃下热处理0.1至1.5小时,和(b)200℃下热处理0.1至1小时。
本实施方案的吸水树脂组合物是通过将水可溶多价金属化合物(B)的溶液加入并混入按上述方式获得的颗粒吸水树脂(A)中而得到的。
(III)多价金属化合物(B)和多价金属组分
本实施方案的多价金属化合物(B)为具有二价或更高价金属原子的化合物。此外,本实施方案的多价金属组分由多价金属化合物(B)中所含的二价或更高价金属原子构成。例如,硫酸铝(Al2(SO4)3)为包括三价原子的铝(Al)的化合物,这样硫酸铝为多价金属化合物(B),构成多价金属化合物中所含的三价金属原子的铝(Al)为多价金属组分。
此外,用于本发明的多价金属组分优选包括选自典型的金属和族数为4至12的过渡金属的一种或多种金属,在这些多价金属组分中,多价金属化合物(B)更优选包括Mg、Ca、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Pd、Cu、Ag、Zn、Cd和Al。Al是特别优选的。优选多价金属化合物(B)为水可溶的。本发明的“水可溶”是指这样一种状态,在该状态下1g或更多、优选10g或更多的化合物溶于温度为25℃的100g水中。
可用于本实施方案的多价金属化合物(B)包括:氯化铝、聚氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、双硫酸铝钾、双硫酸铝钠、氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、硫酸铜、氯化钴、氯化锆、硫酸锆和硝酸锆。此外,考虑到溶解度,优选使用具有这些结晶水的盐。特别优选使用铝化合物。其中,优选使用硫酸铝,并且可最有利地使用水合晶体粉末如十八水合硫酸铝和水合硫酸铝(十四水合至十八水合)。此外,可以使用两种或多种上述化合物。
(IV)吸水树脂组合物
根据本实施方案的吸水树脂组合物为这样一种吸水树脂组合物,其主组分为具有通过聚合含酸基的不饱和单体获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A),颗粒吸水树脂(A)在其表面附近交联,其中:吸水树脂组合物含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,颗粒的重均粒径低于500μm且不低于300μm,吸水树脂组合物的颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,吸水组合物的水溶性组分为35wt%或更低,该吸水树脂组合物包括多价金属组分,多价金属组分的萃取率为5wt%(wt%)或更高但低于100wt%。
对于本实施方案的颗粒吸水树脂(A)的粒径,优选平均粒径为300μm或更大和500μm或更低。当平均粒径低于300μm时,在吸水时吸湿结决比升高,这样趋于出现凝胶结块。此外,当平均粒径超过500μm时,吸收率(Vortex)变低。因此,当本实施方案的吸水树脂组合物用于吸收体和/或吸收制品如纸尿布时,如此导致诸如液体渗漏和皮肤适宜性问题。
此外,该颗粒吸水树脂(A)包含95至100wt%、优选97至100wt%、更优选99至100wt%的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,和其颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)为0.45或更低,优选0.40或更低,更优选0.35或更低,最优选0.30或更低。进一步,优选对数标准偏差(σζ)为0.20或更低。随着颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)变小,所述颗粒尺寸分布变窄。
注意到,当其粒径低于850μm且不低于106μm的颗粒的量低于95wt%(基于颗粒吸水树脂(A)总量)时,在吸水树脂中包含大量的其粒径不低于850μm的颗粒和大量的其粒径低于106μm的颗粒。当在颗粒吸水树脂(A)中包含大量的其粒径不低于850μm的颗粒时,该颗粒吸水树脂(A)在卫生材料如尿布中有粒状感。当颗粒吸水树脂(A)中包含大量的其粒径低于106μm的颗粒时,该颗粒吸水树脂(A)可穿过卫生材料如尿布的表面材料(又称为顶片或液体渗透片)。因此,使用这种吸水树脂不是优选的。此外,当颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)低于0.20时,生产率明显下降,这样不可能获得对应于成本的效果。当颗粒尺寸分布的对数标准偏差(σζ)超过0.45时,该颗粒尺寸分布过分宽,因此不可能获得所需的吸湿结块性能和所需的液体渗透/液体扩散性能。因此,使用这种吸水树脂不是优选的。
上述粒径同样适用于下面描述的吸水树脂组合物。这就是,本实施方案的吸水树脂组合物包括95至100wt%、优选97至100wt%、更优选99至100wt%的其粒径低于850μm且大于106μm或更低的颗粒,相对于整个吸水树脂组合物,以及颗粒尺寸分布对数标准偏差(σζ)为0.45或更小,优选0.40或更小,更优选0.35或更小,最优选0.30或更小。进一步,优选颗粒尺寸分布对数标准偏差(σζ)为0.20或更大。此外,若需要,吸水树脂或吸水树脂组合物的粒径可通过附聚(agglomeration)及其类似的方法调整。
此外,凝胶结块和吸湿结块受颗粒吸水树脂的水可溶组分影响。本本实施方案中,水可溶组分的量为5wt%或更高和35wt%或更低,优选5wt%或更高和25wt%或更低,更优选5wt%或更高和20wt%或更低,特别优选5wt%或更高和15wt%或更低,最优选5wt%或更高和10wt%或更低。当水可溶组分的量超过35wt%时,颗粒吸水树脂的水可溶组分在吸水时洗脱。结果,水可溶组分在颗粒吸水树脂的颗粒之间起到类似于粘结剂的作用,这样趋于发生凝胶结决。因此,使用这种吸水树脂不是优选的。此外,当水可溶组分低于5wt%时,吸水树脂组合物的生产率明显下降,而生产成本明显升高,因此这种安排不是优选。
此外,水可溶组分可适用于本实施方案的吸水树脂组合物。这就是,在本实施方案中,吸水树脂组合物的水可溶组分为5wt%或更高和35wt%或更低,优选5wt%或更高和25wt%或更低,更优选5wt%或更高和20wt%或更低,特别优选5wt%或更高和15wt%或更低,最优选5wt%或更高和10wt%或更低。当水可溶组分超过35wt%时,颗粒吸水树脂的水可溶组分在吸水时洗脱。结果,水可溶组分在颗粒吸水树脂的颗粒之间起到类似于粘结剂的作用,这样趋于发生凝胶结块。因此,使用这种吸水树脂不是优选的。
吸水树脂组合物中所含的作为主组分的颗粒吸水树脂(A)的量为70wt%或更高和低于100wt%,优选80wt%或更高和低于100wt%,进一步更优选90wt%或更高和低于100wt%,最优选95wt%或更高和低于100wt%,相对于吸水树脂组合物。
此外,本发明的发明人发现:对于本实施方案的吸收组合物,重要的是,多价金属组分存在于已进行表面处理的颗粒吸水树脂表面附近。此外,可以根据多价金属组分的萃取率(萃取率将在实施例中描述),确定(specify)存在于已进行表面处理的颗粒吸水树脂表面附近的多价金属组分。
为改进在高湿度下的吸湿结块性能并实现极其优异的液体渗透/液体扩散性能,同时防止离心保留容量(CRC),加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸湿容量(AAP)下降,多价金属组分的萃取率为5.0wt%或更高和低于100wt%,优选8.0wt%或更高和90.0wt%或更低,更优选10.0wt%或更高和70.0wt%或更低。
当多价金属组分按照干混处理与吸水树脂混合时,该多价金属组分的萃取率为100wt%。当多价金属组分的萃取率太高时,多价金属化合物不可能与吸水树脂表面均匀混合,这样不能改进在高湿度下的吸湿结块性能。此外,当多价金属组分的萃取率低于5.0%时,多价金属组分渗透入吸水树脂内。如此降低了离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸湿容量(AAP)。此外,不可能实现与成本相关的这种在高湿度下的吸湿结块性能的改进,并且不能改进液体渗透/液体扩散性能。
本实施方案的吸水树脂组合物的吸湿结块性能由吸湿结块比例表示。吸湿结块比例由已知方法测量。用于测量吸湿结块比例的一个具体方法如下:如后面的实施例中描述的,将颗粒吸水树脂(或吸水树脂组合物)均匀分散到预定的杯底上,并将已在25℃和相对湿度90%下吸湿1小时的吸水树脂用震动筛筛分一定时间,并基于保留在筛子上的吸水树脂的重量W4(g)和通过筛子的吸水树脂的重量W5(g),测量吸湿结决比例。
此外,测量吸湿结块比例的更具体的例子是:(a)方法:其中将其底部直径为52mm和高度为22mm的铝杯(Foil Container,Product No.107,TOYO ECKO Inc.的产品)用作预定杯,并将吸水树脂用振动筛筛分8秒,由此测量吸湿结块比例(wt%)(以下称为吸湿结块比例a);(B)方法:其中将其底部直径为50mm和高度为10mm的聚丙烯杯用作预定杯并将吸水树脂用振动筛筛分5分钟,由此测量吸湿结块比例(wt%)(以下称为吸湿结块比例b);以及类似方法。
当吸湿结块比例a按照方法(a)在吸水树脂于25℃和相对湿度90%下放置1小时这样的条件下测量时,吸湿结块比例a为0wt%或更高和30wt%或更低,优选0wt%或更高和20wt%或更低,更优选0wt%或更高和10wt%或更低,最优选0wt%或更高和5wt%或更低。当吸湿结块比例a超过30wt%时,在高湿度下处理所述吸水树脂组合物是困难的。这种条件可造成这样的问题:在生产装置中,吸水树脂组合物和/或吸水树脂颗粒凝固并堵塞运输管线,因此在生产用于下述卫生材料的薄吸收体时不可能使其与亲水性纤维均匀混合。
当吸湿结块比例b按照方法(B)在吸水树脂于25℃和相对湿度90%下放置1小时这样的条件下测量时,吸湿结块比例a为0wt%或更高和40wt%或更低,优选0wt%或更高和30wt%或更低,更优选0wt%或更高和20wt%或更低,最优选0wt%或更高和10wt%或更低。当吸湿结块比例a超过40wt%时,在高湿度下处理所述吸水树脂组合物是困难的。这种条件可造成这样的问题:在生产装置中,吸水树脂组合物和/或吸水树脂颗粒凝固并堵塞运输管线,因此在生产用于下述卫生材料的薄吸收体时不可能使其与亲水性纤维均匀混合。
此外,本实施方案的吸水树脂组合物的液体渗透性能和液体扩散性能由已出版的专利申请No.509591/1997(Tokuhyohei9-509591)的国际公开的日文译文描述的盐水导流率(SFC:在加压下的液体渗透率的气压计指示)表示。该盐水导流率(SFC)优选为30×10-7cm3·s/g或更大,更优选70×10-7cm3·s/g,进一步更优选100×10-7cm3·s/g,特别优选120×10-7cm3·s/g,最优选140×10-7cm3·s/g。
对于本发明的吸水树脂组合物,其在无任何荷载下吸收0.90wt%的盐水30分钟时的离心保留容量(CRC)为优选25g/g或更大和50g/g或更小,更优选27g/g或更大和45g/g或更小,进一步更优选28g/g或更大和40g/g或更小,特别优选29g/g或更大和38g/g或更小,最优选30g/g或更大和35g/g或更小。当CRC低于25g/g时,吸水树脂组合物的液体吸收能力劣化。这样,当本实施方案的吸水树脂组合物用于吸收体和/或吸收制品如纸尿布时,导致诸如液体渗漏和皮肤皮疹这样的问题。使用这种吸水树脂组合物不是优选的。此外,存在其中荷载如纸尿布穿用者的重量施于纸尿布或其类似物中实际使用的吸水树脂组合物的吸收体和/或吸收制品的情况。此外,当CRC超过50g/g时,颗粒吸水树脂的水可溶组分的量是大的。这样颗粒吸水树脂造成凝胶结块,因此不可能获得所需的液体渗透/液体扩散性能。所有这种吸水树脂不是优选的。
此外,在0.7psi(4.83kPa)下吸收0.90wt%盐水1小时的抗压吸收容量(AAP)为优选20g/g或更大,更优选21g/g或更大和50g/g或更小,进一步更优选23g/g或更大和40g/g或更小,特别优选25g/g和30g/g或更小。特别是在纸尿布或其类似物中使用吸水树脂组合物时,穿戴该纸尿布的使用者的重量有时施于吸收体和/或吸收制品。在抗压吸收容量(AAP)低于20g/g的情况下,当荷载如重量施于吸水树脂组合物时,吸收液体如尿的能力降低。这在纸尿布中实际使用吸水树脂组合物时,会导致诸如液体渗漏和皮肤皮疹这样的问题。
此外,在压力1.9kPa下吸收0.90质量%生理盐水60分钟时的加压下的扩散吸收容量(DAP)为20g/g或更高和50g/g或更低,优选24g/g或更高和45g/g或更低,更优选28g/g或更高,最优选32g/g或更高和40g/g或更低。在所述加压下的扩散吸收容量(DAP)低20g/g的情况下,当荷载如重量施于吸水树脂组合物时,对液体如尿的液体扩散能力和吸收能力降低。这样该液体在吸收体和/或吸收制品不扩散,因此在该液体中发生结块现象。在此条件下,该液体不在使用的吸水树脂组合物上展开。这在纸尿布中实际使用吸水树脂组合物时,会导致诸如液体渗漏和皮肤皮疹这样的问题。使用这种吸水树脂不是优选的。
此外,本实施方案的吸水树脂组合物的水可溶组分的形状、固含量(湿含量)在上述范围内,水可溶组分的量为优选25wt%或更低,更优选20wt%或更低,进一步更优选15wt%或更低。此外,剩余单体的浓度为0至400ppm,更优选0至300ppm。
本实施方案的吸收组合物用于卫生制品如卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫及其类似物中。在此情况下,优选排列这样的卫生材料,它包括(a)处于于与使用者的身体相邻的液体可渗透顶片,(B)处于与使用者的衣服相邻以使其远离使用者的身体的液体不可渗透背面片材,和(c)处于顶片与背面片材之间的吸收体。可排列吸收体以使其为两层或多层,或可与纸浆层一起使用。吸收体可为其中按需要包括纤维基材料或其类似物的吸收层。
本实施方案的吸收组合物即使在高湿度下也无任何凝结,并显示优异的液体渗透/液体扩散性能。该吸水树脂组合物显示优异的吸湿结块性能。因此,即使在高湿度下生产吸收体时,也可以生产卫生材料,而无诸如与管粘结和/或堵塞管子这样的任何问题。该吸水树脂组合物的液体渗透/液体扩散性能同样优异。因此,与常规吸收体相比,本实施方案的吸收体包括大量的(高芯浓度)吸水树脂组合物,相对于吸水树脂组合物和亲水性纤维的总重量。因此,可以生产极其薄的卫生材料。
相对于吸水树脂组合物和亲水性纤维的总重量,所含的吸水树脂组合物的量(芯浓度)为优选20至100质量%,更优选30至90质量%,最优选40至80质量%。按照这种方式,当使用本实施方案的吸水树脂组合物时,可以生产吸收性能优异的薄吸收体,在生产时无任何问题。该薄吸收体被液体可渗透的基材(表面片材)和液体不可渗透基材(背面片材)夹持在中间,并设置弹性部件、扩散层、粘结剂层及其类似物,由此获得吸收制品(提供给消费者的产品),特别是成人纸尿布和卫生巾。将所述吸收体挤压以使其密度为0.06至0.50g/cc和其基本重量为0.01至0.20g/cm2。注意到,使用的纤维基材料为亲水性纤维,例如压碎的木浆、棉绒、交联纤维素纤维、人造丝、棉花、羊毛、乙酸酯或维尼纶。优选将这些纤维基料充气。
如上所述,本实施方案的吸水树脂组合物通过如下获得:(i)将具有特定溶液浓度的水可溶多价金属化合物的水溶液加入其表面附近已交联的具有特定颗粒尺寸分布的颗粒吸水树脂(A)中,和(ii)将其相互混合。注意到,按照常规技术如(1)其中粉末状多价金属盐与吸水树脂干混的方法,(2)其中多价金属盐与吸水树脂干混并将水或其类似物滴入并与如此获得的混合物混合的方法,(3)其中吸水树脂的表面交联剂和多价金属盐的水溶液同时加入并混合以使多价金属组分的浓度低于1.80重量份(%),然后加热的方法,以及类似方法,不可能获得具有多价金属组分特定萃取率的本实施方案的吸水树脂组合物。
下面的描述为涉及这些方法的推测。对于方法(1),多价金属组分的萃取率基本上为100%,并将多价金属盐干混,这样不可能将多价金属组分与吸水树脂表面均匀混合。结果,不能改进吸湿结块性能。对于方法(2),与方法(1)类似,在干混多价金属盐时不可能均匀涂布吸水树脂表面,并将水在此条件下加入,这样水被部分吸水树脂颗粒快速吸收。因此,多价金属盐会渗透吸水树脂。结果,吸湿结块性能未改进,并且离心保留容量(CRC),加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸收容量(AAP)会下降。此外,对于方法(3),未改进吸湿结块性能。这可能是基于如下原因:按照表面交联剂和多价金属盐的水溶液同时加入、混合和加热这样的方法,存在于吸水树脂表面附近以改进吸湿结块性能的多价金属组分的比变得更小。
(V)生产所述吸水树脂组合物的方法
重要的是,本实施方案的吸水树脂组合物的表面被多价金属组分均匀涂布,同时防止多价金属组分渗透吸水树脂。为用多价金属化合物(B)的溶液均匀涂布吸水树脂表面,重要的是将颗粒吸水树脂的表面附近交联并按上面所述规定其颗粒尺寸分布。本发明的发明人发现了这一现象,由此设计本发明。此外,本发明人发现通过将多价金属化合物(B)的溶液浓度调节至上述特定范围,可以在吸水树脂表面附近均匀提供多价金属组分,同时防止多价金属组分从吸水树脂渗透,由此设计本发明。
这就是,通过将含水多价金属化合物(B)的溶液加入颗粒吸水树脂(A)中并将其相互混合,可以获得本实施方案的吸水树脂组合物。注意到,本实施方案中,该溶液被认为是含水多价金属化合物(B)的溶液,只要该多价金属化合物(B)溶解即可,尽管多价金属化合物(B)的浓度超过饱和浓度且部分多价金属化合物(B)沉淀或分散。
此外,使用的多价金属化合物(B)的量根据所需的吸湿结块性能和所需的液体渗透/液体扩散性能而变化。然而,作为多价金属组分加入的多价金属化合物(B)的量优选为0.001至10重量份,更优选0.01至5重量份,特别优选0.05至1重量份,相对于100重量份固含量。当所述多价金属组分低于0.001重量份时,不能充分改进吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能。当多价金属组分超过100重量份时,离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸收容量(AAP)明显下降。结果,不能获得相应于加入的多价金属化合物(B)的量的效果。
此外,在根据本实施方案的生产吸水树脂组合物的方法中,作为多价金属化合物(B)的溶液,可以使用通过将多价金属化合物(B)溶于水和/或水溶液或各种亲水性有机溶剂中获得的溶液,但优选使用水溶液。溶剂,即水、蒸汽或由水和亲水性有机溶剂构成的含水液体,相对于吸水树脂的固含量的合适的量根据吸水树脂的类型和颗粒尺寸而变化。然而,通常当溶剂为水时,其合适量为大于0至10重量份或更少,优选1至5重量份,相对于100重量份固含量。同样,使用的亲水有机溶剂的量通常为0至10重量份或更少,优选0.1至5重量份,相对于100重量份固含量。
调节使用的多价金属化合物(B)的浓度,以使在25℃下含水溶液浓度和饱和浓度的比为0.40或更大,优选0.50或更大,更优选0.60,最优选0.70或更大,这样可改进在高湿度下的吸湿结块性能并防止离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸收容量(AAP)下降。本发明的发明人首先发现了此现象。结果,他们设计了本发明。注意到,加入的水溶液的浓度可超过25℃时的饱和浓度。这就是,加入的水溶液的浓度与饱和浓度的比的上限通常为优选1.50或更低,更优选1.00或更低。当水溶液的浓度与饱和浓度的比低于0.40时,多价金属组分渗透吸水树脂,这样离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸收容量(AAP)下降,并且多价金属组分影响在高湿度下对吸湿结块性能的改进。因此,存在于所述吸水树脂表面附近的多价金属组分的量变得更小。这可能是不能实现相应于多价金属组分溶液量对吸湿结块性的这种改进的原因。
此外,在将含水多价金属化合物的溶液加入已进行表面交联处理的颗粒吸水树脂(A)中时,颗粒吸水树脂(A)的温度优选为50℃或更高且低于100℃,更优选50℃或更高且低于80℃,进一步优选50℃或更高且低于70℃。当颗粒吸水树脂(A)的温度低于50℃时,在多价金属混合物的溶液加入颗粒吸水树脂(A)后,多价金属化合物溶液的水分较少蒸发。因此,当颗粒吸水树脂(A)的温度低于50℃时,该多价金属组分渗透颗粒吸水树脂(A)。结果,不可能实现相应于加入的多价金属组分量对吸湿结块性的这种改进。此外,当颗粒吸水树脂(A)的温度超过100℃时,颗粒吸水树脂(A)和多价金属组分不均匀混合,或颗粒吸水树脂劣化。因此,这种安排不是优选的。
此外,当含水多价金属化合物溶液的温度较高时,可以提高溶液中所含的多价金属组分的浓度。这样,更大量的多价金属组分存在于吸水树脂表面上。多价金属化合物水溶液的温度优选为30℃或更高且低于100℃,更优选50℃或更高且低于100℃,进一步更优选70℃或更高且低于100℃。当多价金属化合物水溶液的温度低于30℃时,多价金属化合物溶液的多价金属组分的浓度变得更低,这样多价金属组分渗透颗粒吸水树脂。结果,不可能实现相应于加入的多价金属组分量对吸湿结块性的这种改进。这种安排不是优选的。此外,当多价金属化合物水溶液的温度超过100℃时,颗粒吸水树脂(A)劣化,这样不可能实现相应于加入的多价金属组分量对吸湿结块性的这种充分改进。因此,这种安排不是优选的。
在本发明中,加入多价金属化合物(B)的含水溶液并将其与颗粒吸水树脂(A)混合的装置的例子如下:圆筒混合器、螺杆混合器、螺杆挤出机、湍流增强器(turbulizer)、诺塔混合器、V-型混合器、螺条混合器、双臂捏合机、流动混合器、气流混合器(air current mixer)、转盘混合器、辊式混合器、回旋混合器和混合器。混合速度不特别限于高速或低速。
混合多价金属化合物(B)后,可按需要进行加热处理和分类。此外,可以这样安排:在加入/混合多价金属化合物(B)期间或之后调节其温度,由此控制多价金属组分沉淀和分散。
本实施方案的吸水树脂和吸水树脂组合物,若需要,可以进行另外的加入各种添加剂的步骤。这些添加剂的例子包括:除臭剂;抗菌剂;香料;发泡剂;颜料;染料;增塑剂;粘结剂;表面活性剂;肥料;氧化剂;还原剂;水;盐;螯合剂;杀菌剂;亲水性聚合物如聚乙二醇和聚乙烯亚胺;疏水性聚合物如石蜡;热塑性树脂如聚乙烯和聚丙烯;和热固性树脂如聚酯树脂和脲树脂。所述添加剂的加入量为0至20wt%,优选0至5wt%,更优选0至1wt%,相对于吸水树脂组合物。
(实施方案2)
本实施方案的吸水树脂组合物包括与实施方案1类似的颗粒吸水树脂(A)和多价金属组分(B)。然而,在本实施方案中,将具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A)、含水多价金属化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)相互混合,由此获得吸水树脂组合物。下面的描述解释根据本实施方案生产吸水树脂组合物的方法。
(IV)本实施方案的吸水树脂的生产方法
本实施方案的所述吸水树脂组合物可通过将颗粒吸水树脂(A)、多价金属化合物B)的溶液和有机表面交联剂(C)的混合物在150至300℃加热获得。然而,相互混合颗粒吸水树脂(A、多价金属化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)的方法无特殊限制。例如,可以这样安排:将多价金属化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)分别或同时与颗粒吸水树脂(A)混合,或可以这样安排:将通过混合多价金属化合物(B)的溶液与有机表面交联剂(C)获得的混合物溶液与颗粒吸水树脂(A)混合。优选采用将通过混合多价金属化合物(B)的溶液与有机表面交联剂(C)获得的混合物溶液与颗粒吸水树脂(A)混合的方法。注意到,在本实施方案中,将任一溶液用作“多价金属化合物(B)的溶液”,只要在该溶液中包含10wt%或更多的水即可,即使当该溶液中包含有机溶剂时。
此外,在混合有机表面交联剂与颗粒吸水树脂(A)时,可以引入EP0668080中提及的无机酸、有机酸、多氨基酸(polyaminoacids)作为混合共助剂。该混合共助剂可起到表面交联剂的作用。然而,优选使用在表面交联后防止吸水树脂的吸水性能降低的混合共助剂。特别优选使用其沸点低于150℃的挥发性醇,因为该挥发性醇蒸发而使在表面交联处理时无残留物。此外,为更均匀混合有机表面交联剂与颗粒吸水树脂(A),可以这样安排:使非交联水可溶的无机碱(优选碱金属盐、铵盐、碱土金属氢氧化物、氨水或其氢氧化物)和非还原碱金属盐pH缓冲剂(优选碳酸氢盐、磷酸二氢盐、磷酸氢盐及其类似物)在吸水树脂颗粒与表面交联剂混合时共存。其量根据吸水树脂颗粒的种类和颗粒尺寸而变化,但优选为0.005至10重量份,更优选0.05至5重量份,相对于100重量份吸水树脂颗粒的固含量。
在本实施方案中,有机表面交联剂(C)和多价金属化合物(B)的总量根据有机表面交联剂(C)和多价金属化合物(B)各自的量而变化,但优选为0.001重量份至10重量份,更优选0.01重量份至5重量份,相对于100重量份吸水树脂。当有机表面交联剂(C)和多价金属化合物(B)的总量低于0.001重量份时,未充分改进吸湿结块性能和液体渗透性能/液体扩散性能。当有机表面交联剂(C)和多价金属化合物(B)的总量不低于10重量份时,离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸收容量(AAP)明显下降。
为使本实施方案的吸水树脂混合物在高湿度条件下同时实现优异的吸湿结块性能和优异的液体渗透性能/液体扩散性能,必须的是:在颗粒吸水树脂(A)与多价金属化合物(B)的溶液混合时,多价金属组分在含水溶液中的浓度为至少1.80wt%,并将颗粒吸水树脂(A)、有机表面交联剂(C)和多价金属化合物(B)的溶液的混合物在150℃至300℃下加热。这是本发明的发明人首次发现的。结果,设计了本发明。
本发明人意想不到地发现:用具有高浓缩多价金属组分的表面处理剂进行表面处理的吸水树脂的盐水导流率(SFC:在加压下的液体渗透率的气压计指示)比用具有已知浓度的表面处理剂进行表面处理的吸水树脂的高。
将高浓缩多价金属化合物(B)的溶液(水溶液中包含至少1.80wt%的多价金属组分)与颗粒吸水树脂混合,这样在制备混合物后多价金属组分在吸水树脂的表面层周围存在。结果,显著改进了吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能。
注意到,在本实施方案中,对通过混合颗粒吸水树脂(A)与多价金属化合物(B)制备的溶液和该溶液与有机表面交联剂(C)的混合方法都无特殊限制。例如,可以采用如下方法:(i)多价金属化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)分别或同时与颗粒吸水树脂(A)混合;和(ii)将通过混合多价金属化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)制备的混合溶液与颗粒吸水树脂(A)混合。方法(i)和(ii)中“在多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度(S/T-[M])”按照如下方程计算。
方法(i)中的S/T-[M](wt%)
=多价金属组分的重量(g)/多价金属化合物(B)的溶液的重量(g)×100
方法(ii)中的S/T-[M](wt%)
=多价金属组分的重量(g)/(多价金属化合物(B)的溶液的重量(g)+有机表面交联剂(C)的重量(g))×100
用于本实施方案的多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度优选为1.80wt%或更高,更优选2.00wt%或更高,进一步更优选2.50wt%或更高,最优选2.90wt%或更高。
当多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度低于1.80wt%时,该多价金属组分渗透吸水树脂,这样很少量的多价金属组分存在于吸水树脂表面附近。因此,不可能实现相应于加入的多价金属组分的量而对吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能的充分改进。此外,包括在多价金属化合物(B)的溶液中的多价金属组分的浓度的上限无特殊限制,但优选为20wt%或更低,更优选10wt%或更低。
使用的多价金属化合物(B)的量根据所需的吸湿结块性能和所需的液体渗透/液体扩散性能而变化,但优选为0.001重量份至10重量份,更优选0.01重量份至5重量份,特别优选0.05to1重量份,相对于100重量份吸水树脂。当多价金属化合物(B)的量低于0.001重量份时,吸湿结块性能和液体渗透性能/液体扩散性能未充分改进。当多价金属化合物(B)的量超过10重量份时,离心保留容量(CRC)、在加压下的扩散吸水率(AAP)和抗压吸收容量(AAP)明显下降。
将可用于本发明的多价金属化合物(B)的水溶液和/或有机表面交联剂(C)优选在30℃或更高、更优选在50℃或更高、特别优选在70℃或更高温度下加热。这是基于如下原因:当溶液的温度较高时,可能提高溶液中所含的多价金属组分的浓度,这样大量的多价金属组分可存在于吸水树脂表面上。
本实施方案中,优选将如下三种组分同时混合:颗粒吸水树脂(A)、有机表面交联剂和多价金属化合物(B)的溶液。
将由颗粒吸水树脂(A)、有机表面交联剂(C)和多价金属化合物(B)的溶液的混合物构成的前体(D)的按如下条件加热。加热温度为优选150至300℃,更优选160至250℃,进一步更优选170至230℃。加热时间为优选1分钟至2小时,更优选15分钟至1.5小时。加热温度和加热时间的一种组合的有利例子如下:加热温度为180℃和加热时间为15分钟至1.5小时;加热温度为200℃和加热时间为15分钟至1小时。
当加热温度低于150℃时,有机表面交联剂(C)的官能团与颗粒吸水树脂(A)的酸基(例如羧基)反应不充分。当加热温度超过300℃时,吸水树脂在进行加热处理时被破坏。结果,不能充分改进吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能。
此外,为使本实施方案的吸水树脂组合物同时具有在高湿度下的优异的吸湿结块性能和优异的液体渗透/液体扩散性能,必须将吸水树脂组合物的颗粒表面均匀进行表面处理。本发明人第一次发现:为实现上述目的,前体(D)的湿化结块比例(wt%)为0wt%或更高和80wt%或更低。
当前体(D)的湿化结块比例(wt%)超过80wt%且低于100wt%时,在该前体(D)中包含大量的凝固物。当加热该前体(D)时,热量不足以传导入该凝固物内,这样吸水树脂组合物的颗粒表面未被均匀二次交联。因此,因相互未二次交联的部分的凝固物造成结块现象。结果,不可能实现相应于加入的多价金属组分的量而对吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能的这种充分改进。此外,该条件会带来这样的问题:吸水树脂因结块现象而堵塞生产装置,因此不可能稳定生产吸水树脂组合物。
获得其湿化结块比例为80wt%或更低的前体(D)方法无特殊限制。然而,在颗粒吸水树脂(A)与多价金属化合物(B)混合时优选水溶液中所含的多价金属组分的浓度为至少1.80wt%。将该高浓缩多价金属化合物(B)的溶液(多价金属组分的浓度为至少1.80wt%)混合,这样在将其混合后多价金属组分存在于吸水树脂表面层周围。结果,进一步改进湿化结块性能。
在获得具有湿化结块比例80wt%或更低的前体(D)时,多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度优选为1.80wt%或更高,更优选2.00wt%或更高,进一步更优选2.50wt%或更高,最优选2.90wt%或更高。
当多价金属化合物(B)的溶液中所含的多价金属组分的浓度低于1.80wt%时,该多价金属组分渗透吸水树脂,这样很少量的多价金属组分存在于吸水树脂表面附近。因此,不可能实现相应于加入的多价金属组分的量而对吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能的这种充分改进。
多价金属化合物(B)的用量取决于所需的吸湿结块性能和所需的液体渗透/液体扩散性能。然而作为多价金属组分加入的多价金属化合物(B)的量为优选0.001至10重量份,更优选0.01至5重量份,特别优选0.05至1重量份,相对于100重量份固含量。当多价金属组分低于0.001重量份时,不能充分改进吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能。当多价金属组分超过100重量份时,离心保留容量(CRC)、加压下的扩散吸收容量(DAP)和抗压吸收容量(AAP)明显下降。
将可用于本实施方案的多价金属化合物(B)的水溶液和/或有机表面交联剂(C)优选在30℃或更高、更优选在50℃或更高、特别优选在70℃或更高温度下加热。这是基于如下原因:当溶液的温度较高时,可能提高溶液中所含的多价金属组分的浓度,这样更大量的多价金属组分可存在于吸水树脂表面上。此外,上限温度优选低于100℃。
在本实施方案中,优选将如下三种组分同时混合:颗粒吸水树脂(A)、有机表面交联剂和多价金属化合物(B)的溶液。
其湿化结块比例为80wt%或更低的前体(D)的按如下条件加热。加热温度为优选150至300℃,更优选160至250℃,进一步更优选170至230℃。加热时间为优选1分钟至2小时,更优选15分钟至1.5小时。加热温度和加热时间的一种组合的有利例子如下:加热温度为180℃和加热时间为15分钟至1.5小时;加热温度为200℃和加热时间为15分钟至1小时。
当加热温度低于150℃时,有机表面交联剂的官能团与颗粒吸水树脂的羧基反应不充分。当加热温度超过300℃时,吸水树脂在进行加热处理时被破坏。结果,不能充分改进吸湿结块性能和液体渗透/液体扩散性能。
对于本实施方案的吸水树脂组合物,重要的是:加入特定量的有机表面交联剂和多价金属化合物(B),有机表面交联剂与颗粒吸水树脂(A)的羧基均匀反应,并且多价金属组分存在于吸水树脂的表面附近,而不渗透吸水树脂,前体(D)的湿化结块比例(wt%)为0wt%或更高和80wt%或更低。
下面的实施例和对比例进一步详细描述本发明。然而,本发明不受它们限制。注意到,吸水树脂和吸水树脂组合物的性能按照如下方法测量。此外,当不描述特定条件时,这是指所有操作在室温(23±2℃)和50RH%湿度下进行。
(A)离心保留容量(称为CRC)
离心保留容量(CRC)表示在无任何压力下吸收0.90wt%盐水30分钟时的吸收容量。
将0.200g吸水树脂(或吸水树脂组合物)均匀包含在无纺织物(Heatron Paper,由Nangoku Pulp Kogyo Co.,Ltd.制造:型号为GSP-22)制成的袋(60mm×60mm)中。接着,将该袋热封。随后,将该袋浸入大过量(通常约500m)的0.90wt%氯化钠溶液(生理盐水)中,该溶液的温度已调节至室温,随后将该袋撤出30分钟。通过使用离心分离器(由KOKUSAN公司制造的离心机:型号为H-122),将袋在离心力(250G)下排放3分钟(描述于edanaABSORBENCY II 441,1-99中),并测量袋的重量W2(g)。此外,在不使用吸水树脂进行相同的操作,并测量重量W1(g)。然后,由重量W1和W2,按照下面的方程计算离心保留容量(CRC)(g/g)。
离心保留容量(g/g)
=((重量W2(g)-重量W1(g))/吸水树脂的(g))-1
(B)加压下的扩散吸收容量(又称为DAP)
通过采用日本未审专利公开No.57311/1996(Tokukaihei8-57311)中描述的测量装置和工序,按如下计算吸水树脂(或吸水树脂组合物)的扩散吸收容量。测量在压力1.9kPa(0.3psi)下在60分钟内由吸水树脂组合物吸收的生理盐水的重量W3(g)。然后,按照如下方程计算吸收开始后在60分钟内的扩散吸收容量(g/g)。
加压下的扩散吸收容量(g/g)
=重量W3(g)/吸水组合物的重量(g)
(C)抗压吸收容量(称为AAP)
抗压吸收容量(AAP)表示在4.83kPa下吸收0.90wt%盐水60分钟时的吸收容量。
通过使用图1所示的装置,测量抗压吸收容量(AAP)。在具有60mm内径的的塑料支撑圆柱100底上,熔焊400目(筛孔尺寸38μm)不锈钢金属网101。然后,在室温(20℃至25℃)和50%RH相对湿度的条件下,将0.900g吸水树脂组合物均匀分散在该筛网上。随后在吸水树脂组合物上顺序放置活塞103和载荷104。活塞103和载荷104的外径稍小于60mm,这是支撑圆柱100的内径,这样活塞与支撑圆柱之间无缝隙,并且活塞和载荷的上下运动不受阻。注意到:调节活塞103和载荷104以将4.83kPa(0.7psi)载荷均匀施加到吸水树脂组合物上。然后测量该测量装置组的重量Wa(g)。
在直径150mm的陪替氏培养皿105内,放置直径为90mm的玻璃过滤器106(Sougo Rikagaku Glass Seisakusho Co.,Ltd.的产品;微孔直径:100μm至120μm)。然后,加入其温度已调节至20℃至25℃的0.90wt%氯化钠溶液108,直至达到玻璃过滤器106上表面的高度。接着将直径为90mm的滤纸片(Advantec ToyoKaisha,Ltd.的产品;产品名:JIS P3801,No.2;厚度:0.26mm;保留的颗粒的直径:5μm)放置在其上,这样滤纸107的整个表面润湿。排出过量的0.90wt%的盐水108。
将该测量装置组放置在湿过滤纸107上。然后,让吸水树脂组合物在荷载4.83kPa(0.7psi)下吸收0.90wt%盐水1081小时。此时,吸水树脂组合物吸收0.90wt%盐水108以变为溶胀凝胶102。一小时(60分钟)后,举起已吸收0.90wt%盐水108的测量装置组,并测量其重量Wb(g)。由重量Wa和Wb,按照如下方程计算抗压吸收容量AAP(g/g)。
抗压吸收容量AAP
=(Wb(g)-Wa(g))/吸水树脂或吸水树脂组合物的重量(0.900)g)
(D)盐水导流率(称为SFC)
盐水导流率的计算按照已出版的专利申请No.509591/1997(Tokuhyohei 9-509591)的国际公开的日文译文描述的盐水导流率(SFC)试验进行。
通过使用图1中所示的装置,将均匀包含在容器40内的吸水树脂组合物(0.900g)在合成尿(1)中在压力0.3psi(2.07kPa)下溶胀60分钟(在测量盐水导流(SFC)保持率时溶胀120分钟),并记录凝胶44的凝胶层的高度。然后,使0.69wt%氯化钠溶液33从储罐31流出并在恒定流体静压下流过溶胀的凝胶层。通过使用计算机和天平,在10分钟内每间隔20秒记录通过凝胶层的作为时间函数的液体量。通过溶胀的凝胶44(主要在其颗粒之间)的溶液的流速Fs(t)由增加的重量(g)除以增加的时间(s)确定,单位g/s。其中将已获得恒定流体静压和稳定流速的时间设定为“ts”,并仅将“ts”与10分钟间隔之间获得的数据用于计算流速,在“ts”与10分钟间隔之间计算的流速用于计算Fs(t=0)值,即溶液通过凝胶层的第一流速。Fs(t=0)由自通过近似Fs(t)与t之间的函数关系获得的结果外推t=0计算。
盐水导流率
=(Fs(t=0)×Lo)/(ρ×A×ΔP)
=(Fs(t=0)×Lo)/139506
其中
Fs(t=0):流速,单位“g/s”
Lo:凝胶层的高度,单位“cm”
P:NaCl溶液的密度(1.003g/cm3)
A:池41的凝胶层的上表面积(28.27cm2)
ΔP:施于凝胶层的流体静压(4920dyne/cm2)。此外,盐水导流率(SFC)的单位为(10-7×cm3×s×g-1)。
在图2所示的装置中,玻璃管32插入储罐31中,按如下设置玻璃管32下端:0.69wt%氯化钠溶液33比池41中溶涨凝胶44底部高5cm。将储罐31中所含的0.69wt%氯化钠溶液33经装有旋塞阀的L型管子34供给池41。用于收集已通过凝胶层收集容器48设置在池41下面,收集容器48装配在中心平衡器(an even balance)49上。池41内径为6cm,400号不锈钢金属网(筛孔为38μm)42装配在池41下部底面。在活塞46的下部设置使液体通过的孔47,在其底部设置具有高渗透性的玻璃过滤器45,以使吸水树脂组合物或溶涨凝胶不进入孔47。池41装配在池的台子上,与池接触的台面位于不锈钢金属网43上,其不阻止液体通过。
合成尿(1)通过混合0.25g二水合氯化钙、2.0g氯化钾、0.50g六水合氯化镁、2.0g硫酸钠、0.85g二水合磷酸氢铵、0.15g磷酸二氢铵和994.25g纯水制备。
(E)吸湿结块比例(wt%:称为B.R.)
将2g吸水树脂(或吸水树脂组合物)均匀喷在其内径为50mm和高度为10mm的预定杯子底部上,并迅速放入其中温度已调节至25℃和相对湿度已调节至90%的恒温恒湿装置(PLATINOUSLUCIFFER PL-2G,由TABAI ESPEC公司生产)中。然后,将吸水树脂吸水树脂组合物放置在该恒温恒湿装置中60分钟。接着,将该已吸收湿气的吸水树脂转移至JIS标准筛子(直径为7.5cm、筛孔尺寸2000μm)上,并通过使用筛子振动器(IIDA筛子振动器,型号:ES-65,系列号0501)筛分一定时间。然后测量残留在筛子上的吸水树脂的重量W4(g)和通过筛子的吸水树脂的重量W5(g)。注意到在从恒温恒湿装置中取出吸水树脂后需要少于10分钟来完成测量重量W4(g)和W5(g)。
然后按照如下等式计算吸湿结块比例(wt%)。只要吸湿结块比例低,则吸水树脂的吸湿结块性能优异。
吸湿结块比例(wt%)=重量W4(g)/(重量W4(g)+重量W5(g))×100
注意到,在本实施方案中,吸湿结块比例(wt%)通过在如下两个条件下设定预定杯和筛子振动器的筛分时间计算。
(a)将其底部直径52mm和高度22mm的铝杯(箔制容器,产品序号107,TOYO ECKO Inc.的产品)用作预定杯并将吸水树脂通过筛子振动器筛分8秒由此测量吸湿结块比例(wt%)。下面,将在此条件下计算的吸湿结块比例称为吸湿结块比例a(B.R.a)。
(b)将其底部直径50mm和高度10mm的聚丙烯杯用作预定杯并将吸水树脂通过筛子振动器筛分5分钟由此测量吸湿结块比例(wt%)。下面,将在此条件下计算的吸湿结块比例称为吸湿结块比例b(B.R.b)。
(F)重均粒径(D50)和颗粒尺寸分布对数标准偏差(σζ)
将吸水树脂或吸水剂用分别用具有筛孔尺寸850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μm等的JIS标准筛筛分,并将残余百分比R在对数坐标纸上作图。然后,将对应于R=50wt%的粒径读作重均粒径(D50)。此外,假定X1为R=84.1%下的粒径,X2为在R=15.9%下的粒径,对数标准偏差(σζ)由如下等式表示。σζ值越小,颗粒尺寸分布越窄。
σζ=0.5×ln(X2/X1)
在测量颗粒尺寸分布时的对数标准偏差(σζ)的分级按如下进行:将10.0g吸水树脂颗粒或吸水剂在分别具有筛孔尺寸850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm和106μm的JIS标准筛(IIDA实验筛:直径为8cm)上展开,并通过使用筛子振动器(IIDA筛子振动器,型号:ES-65,系列号0501)筛分5分钟。
(G)多价金属组分萃取率(wt%)
吸水树脂中所含的多价金属组分的量按如下测定。
测量1.0g吸水树脂组合物并将其放入260ml聚丙烯烧杯中,向其中加入190.0g生理盐水(0.9wt%NaCl水溶液)和10.0g2N盐酸,并将如此获得的混合物在室温下搅拌30分钟。将其搅拌后,将上层清液使用色谱盘(GL色谱盘25A,GL Science Inc.的产品)过滤,并通过等离子体发射光谱分析法(通过使用ULTIMA,HORIBA,Ltd.的产品)进行分析,由此计算多价金属组分浓度。注意到,分析曲线根据含已知量的多价金属组分的生理盐水绘制。基于计算的多价金属组分的浓度,吸水树脂组合物中多价金属组分的浓度由如下方程表示。
吸水树脂组合物中多价金属组分的浓度(wt%)
=(溶液中的多价金属组分的浓度(wt%))×200
多价金属组分萃取率按如下测量。
通过将95g 1.0wt%8-羟基喹啉(Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.的产品)的甲醇溶液与5g纯水混合制备溶液A,并通过将95g甲醇与5g纯水混合制备溶液B。
将其直径为35mm的特氟纶(注册商标)转子放入260ml聚丙烯容器中,测量5g吸水树脂组合物和25g溶液A并倒入其中。将该容器密封紧,并将其中物料用磁搅拌器在室温下搅拌20小时。用聚丙烯注射器吸出5ml上层清液,并在注射器上装配色谱盘(GL色谱盘25A,GL Science Inc.的产品),将过滤的液体放入聚丙烯容器中。将部分滤液转移至塑料制1cm池(一次性比色杯(cuvet),购自AS ONE CORPORATION.:产品编号为2-478-03,型号为1939),由多价金属组分和8-喹啉醇构成的复合物吸收特定波长光时的吸光率通过用分光光度计(Hitachi分光光度计U-1100)测量。例如,当多价金属组分为铝时,特定波长为380nm。下面为描述方便,基于假定多价金属组分为铝来解释特定波长。当滤液吸收具有280nm波长的光时的吸光度超过分光光度计测量极限时,将滤液用溶液B稀释以使吸光度在分光光度计的可测量范围内。然后进行测量。
此外,对于萃取100wt%多价金属组分时的吸光度,同样测量由通过将多价金属组分溶于溶液A中获得的溶液(这样就有与萃取100wt%多价金属组分时相同量的多价金属组分(多价金属组分在吸水树脂组合物中的浓度分别按上述方式测量)吸收380nm波长光时的吸光度。
多价金属组分的萃取率按照如下等式测量。
多价金属组分的萃取率(wt%)
=((相对于380nm波长的滤液吸光度)-(相对于380nm波长的溶液A的吸光度))/(萃取100wt%多价金属组分时相对于380nm波长的吸光度)×100
(H)湿化结块比例(wt%)
在本实施方案中,将通过如下测量方法计算的湿化结块比例作为前体(D)的湿化结块性能的指数。
在混合物开始5分钟后,将10g由颗粒吸水树脂(A)、多价金属化合物(B)的水溶液和/或有机表面交联剂(C)的混合物构成的前体(D)转移至JIS标准筛(直径为7.5cm,筛孔尺寸为1000μm)上,并通过使用筛子振动器(IIDA筛子振动器,型号:ES-65,系列号0501)筛分10秒,并测量残留在筛子上的吸水树脂的重量W6(g)和通过筛子的吸水树脂的重量W7(g)。按照如下方程计算湿化结块比例(wt%)。湿化结块比例越低,前体(D)的潮湿结块性能越优异。
湿化结块比例(wt%)
=重量W6(g)/(重量W6(g)+重量W7(g))×100
(I)水可溶组分的量(可溶组分)
测量184.3g 0.9wt%盐水并倒入带盖的250ml塑料容器中。在该盐水中,加入1.00g吸水树脂组合物,并将盐水通过旋转搅拌器搅拌16小时,由此制备水可溶组分萃取溶液,在该溶液中萃取吸水树脂组合物的水可溶组分。将水可溶组分萃取溶液通过滤纸片过滤(Advantec Toyo Kaisha,Ltd.的产品;产品:JISP3801,No.2;厚度:0.26mm;保留颗粒的直径:5μm),由此获得滤液。测量50.0g滤液,并用作测量溶液。下面的描述解释通过使用的测量溶液测量吸水树脂组合物的可溶组分的量的方法。
首先,将其中未加入吸水树脂组合物的0.9wt%盐水用0.1NNaOH溶液滴定,直至盐水的pH达到10。按此方式,测量使盐水的pH达到10所需的0.1N NaOH溶液的滴定量([bNaOH]ml)。然后,滴定0.1N HCl溶液,直至盐水的pH达到2.7。按此方式,测量使盐水的pH达到2.7所需的0.1N HCl溶液的滴定量([bHCl]ml)。
对测量的溶液进行相同的滴定。结果,测量使测量的溶液的pH达到10所需的0.1N NaOH溶液的滴定量([NaOH]ml),和使测量的溶液的pH达到2.7所需的0.1N HCl溶液的滴定量([HCl]ml)。
例如,当吸水树脂组合物包括已知量的丙烯酸和其氯化钠时,可以按照如下等式,由通过上述操作获得的单体的平均分子质量以及滴定量([bNaOH]ml、[bHCl]ml,[NaOH]ml和[HCl]ml),计算吸水树脂组合物中的可溶组分的量。
可溶组分的量(重量%)
=0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]ml-[NaOH]ml)/1000/1.0/50.0
此外,可以按照如下方程计算吸水树脂组合物的中和率。
中和率(mol%)
=(1-([NaOH]ml-[bNaOH]ml)/([HCl]ml-[bHCl]ml))×100
对于使用其量未知的组分构成的吸水树脂组合物,可通过使用上述中和率计算单体的平均分子量。
(J)吸收率(Vortex)
首先将其温度已调节至30℃的蓝色生理盐水和白色搅拌器(Teflon(商品名),在FLON INDUSTRY CO.,LTD.出版的UnionCatalogue Version 2,000提及,Teflon(商品名)搅拌器SA型,产品号SA-40,总长度40mm×直径8mm)提前放入100ml烧杯(TOP烧杯CAT.No.50l,基于JIS R-3503,在Glass Industry Co.,Ltd.出版的GENERAL CATALOGUE A-7000提及:外周×高度=55(mm)×70(mm)),并将该生理盐水通过磁搅拌器在速度600rpm下搅拌。当2.0g吸水树脂组合物加入生理盐水中时,测试溶液开始胶凝并且漩涡减少,这样测试溶液包裹搅拌器。
然后,测量自吸水树脂加入测试溶液至搅拌器被测试溶液包裹的时间(秒),并将该时间(秒)作为吸收率。注意到,在本实施方案中,直至搅拌器被测试溶液包裹的时间是直至已看到旋转的搅拌器被已几乎消失的突起漩涡隐藏的期间。
蓝色生理盐水由如下组分组成:991质量份去离子水、9质量份氯化钠和0.02质量份食品添加剂·可食用亮蓝。(食品添加剂·可食用亮蓝:苄基-乙基-[4’-(4”-苄基乙基氨基)-二苯基亚甲基]-2’,5-亚环己二烯基]-铵-2”’,3,3”’-二钠三磺酸;亮蓝FCF;CI No.42090;CI食品蓝2)
<参考例1>
将4.0g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均加成环氧乙烷摩尔数:8)溶于5500g具有75mol%中和比的丙烯酸钠溶液(单体浓度:38质量%)中,由此制备反应溶液。然后,将该反应溶液在氮气气氛中脱气30分钟,并将其加入反应器中,该反应器通过将一盖子置于装配有两个σ桨叶和夹套的10L不锈钢双臂捏合机而制备。将反应器内用氮气置换,同时将反应溶液温度保持在30℃。随后,将2.8g过硫酸钠和0.01g L-抗坏血酸加入反应溶液中,同时将该反应溶液搅拌。约1分钟后,开始聚合。聚合期间,将反应溶液保持在30℃至90℃下。开始聚合后60分钟内,将含水胶凝聚合物取出。将如此获得的含水胶凝聚合物破碎以使其直径为约5mm。将该破碎的含水胶凝聚合物在50目(筛孔尺寸为300μm)金属丝网上铺展开,并通过热空气在150℃下干燥90分钟。将如此获得的干燥聚合物用振动磨机粉碎,然后通过使用20目(筛孔尺寸为850μm)金属丝网分级,接着共混。如此获得具有粉碎的不确定形状的吸水树脂粉(a)。在100份如此获得的吸水树脂粉(a)中,混合包括0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二缩水甘油醚、0.3重量份1,4-丁二醇和三重量份水的表面交联溶剂。然后将该混合物在200℃下热处理55分钟,由此获得吸水树脂(1)。表1给出吸水树脂(1)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂(1)的其它性能。
<参考例2>
将4.0g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均加成环氧乙烷摩尔数:8)溶于5500g具有75mol%中和比的丙烯酸钠溶液(单体浓度:38质量%)中,由此制备反应溶液。然后,将该反应溶液在氮气气氛中脱气30分钟,并将其加入反应器中,该反应器通过将一盖子置于装配有两个σ桨叶和夹套的10L不锈钢双臂捏合机而制备。将反应器内用氮气置换,同时将反应溶液温度保持在30℃。随后,将2.8g过硫酸钠和0.01g L-抗坏血酸加入反应溶液中,同时将该反应溶液搅拌。约1分钟后,开始聚合。聚合期间,将反应溶液保持在30℃至90℃下。开始聚合后60分钟内,将含水胶凝聚合物取出。将如此获得的含水胶凝聚合物破碎以使其直径为约5mm。将该破碎的含水胶凝聚合物在50目(筛孔尺寸为300μm)金属丝网上铺展开,并通过热空气在150℃下干燥90分钟。将如此获得的干燥聚合物用振动磨机粉碎,然后通过使用20目(筛孔尺寸为850μm)金属丝网分级,接着共混。如此获得具有粉碎的不确定形状的吸水树脂粉(b)。在100份如此获得的吸水树脂粉(b)中,混合包括0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二缩水甘油醚、0.3重量份1,4-丁二醇和三重量份水的表面交联溶剂。然后将该混合物在200℃下热处理55分钟。由此获得吸水树脂(2)。表1给出吸水树脂(2)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂(2)的其它性能。
<参考例3>
与参考例1不同,将干燥的聚合物通过用针磨机(pin mill)代替振动磨机来粉碎,然后通过使用20目(筛孔尺寸为850μm)金属丝网分级,接着共混。如此获得具有粉碎的不确定形状的吸水树脂粉(C)。将如此获得的吸水树脂粉(C)进行与参考例1相同的处理,由此获得吸水树脂(3)。表1给出吸水树脂(3)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂(3)的其它性能。
<参考例4>
在本参考例中,将11.8g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均加成环氧乙烷摩尔数:8)溶于5500g具有75mol%中和比的丙烯酸钠溶液(单体浓度:38质量%)中,由此制备反应溶液。然后,将该反应溶液在氮气气氛中脱气30分钟,并将其加入反应器中,该反应器通过将一盖子置于装配有两个σ桨叶和夹套的10L不锈钢双臂捏合机而制备。将反应器内用氮气置换,同时将反应溶液温度保持在30℃。随后,将2.8g过硫酸钠和0.01g L-抗坏血酸加入反应溶液中,同时将该反应溶液搅拌。约1分钟后,开始聚合。聚合期间,将反应溶液保持在30℃至90℃下。在开始聚合后60分钟,将含水胶凝聚合物取出。将如此获得的含水胶凝聚合物破碎以使其直径为约5mm。将该破碎的含水胶凝聚合物在50目(筛孔尺寸为300μm)金属丝网上铺展开,并通过热空气在150℃下干燥90分钟。将如此获得的干燥聚合物用振动磨机粉碎,然后通过使用30目(筛孔尺寸为600μm)金属丝网分级,接着共混。如此获得具有粉碎的不确定形状的吸水树脂粉(D)。在100份如此获得的吸水树脂粉(D)中,混合包括0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二缩水甘油醚、0.3重量份1,4-丁二醇和三重量份水的表面交联溶剂。然后将该混合物在200℃下热处理55分钟。由此获得吸水树脂(4)。表1给出吸水树脂(4)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂(4)的其它性能。
<参考例5>
与参考例1不同,将干燥的聚合物通过用辊磨机代替振动磨机来粉碎,然后通过使用20目(筛孔尺寸为850μm)金属丝网分级,接着共混。如此获得具有粉碎的不确定形状的吸水树脂粉(E)。将如此获得的吸水树脂粉(E)进行与参考例1相同的处理,由此获得吸水树脂(5)。表1给出吸水树脂(5)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂(5)的其它性能。
[实施例1]
加入5.4重量份51.2质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例1中获得的吸水树脂(1)混合,由此获得吸水树脂组合物(1)。表1给出吸水树脂组合物(1)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(1)的其它性能。
[实施例2]
加入6.7重量份40.9质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例1中获得的吸水树脂(1)混合,由此获得吸水树脂组合物(2)。表1给出吸水树脂组合物(2)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(2)的其它性能。
[实施例3]
加入9.0重量份30.8质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例1中获得的吸水树脂(1)混合,由此获得吸水树脂组合物(3)。表1给出吸水树脂组合物(3)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(3)的其它性能。
[实施例4]
加入5.4重量份51.2质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例4中获得的吸水树脂(4)(其粉末温度为60℃)混合,由此获得吸水树脂组合物(8)。表1给出吸水树脂组合物(8)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(8)的其它性能。
[对比例1]
加入18.0重量份15.3质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例1中获得的吸水树脂(1)混合,由此获得吸水树脂组合物(4)。表1给出吸水树脂组合物(4)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(4)的其它性能。
[对比例2]
加入2重量份粉状水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例1中获得的吸水树脂(1)混合,由此获得吸水树脂组合物(5)。表1给出吸水树脂组合物(5)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(5)的其它性能。
[对比例3]
将0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二缩水甘油醚、0.3重量份1,4-丁二醇和三重量份水构成的表面交联溶剂与100重量份参考例1中获得的吸水树脂粉(a)混合,加入9.0重量份30.8质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并使其混合。然后,将如此获得的混合物在200℃下热处理55分钟,由此获得吸水树脂(6)。表1给出吸水树脂组合物(6)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(6)的其它性能。
[对比例4]
加入6.7重量份40.9质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例2中获得的吸水树脂(2)混合,由此获得吸水树脂组合物(7)。表1给出吸水树脂组合物(7)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(7)的其它性能。
[对比例5]
加入5.4重量份51.2质量%水合硫酸铝(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例3中获得的吸水树脂(3)混合,由此获得吸水树脂组合物(7)。表1给出吸水树脂组合物(7)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(7)的其它性能。
[对比例6]
加入6.7重量份40.9质量%水合硫酸铝水溶液(十四水合至十八水合)并与100重量份参考例5中获得的吸水树脂(5)混合,由此获得吸水树脂组合物(7)。表1给出吸水树脂组合物(7)的颗粒尺寸分布,表2给出吸水树脂组合物(7)的其它性能。
表1
  参考例1   参考例2   参考例3   参考例4   参考例5
  850μm或更大   0.0   0.0   0.0   0.0   0.5
  低于850μm,710μm或更大   0.9   0.8   0.0   0.0   6.6
  低于710μm,600μm或更大   6.5   5.5   0.1   0.0   15.0
  低于600μm,500μm或更大   20.9   19.4   3.6   2.7   33.3
  参考例1   参考例2   参考例3   参考例4   参考例5
  低于500μm,425μm或更大   15.2   16.2   9.2   19.1   26.2
  低于425μm,300μm或更大   28.5   26.5   23.3   36.2   10.5
  低于300μm,212μm或更大   14.9   12.9   38.2   26.6   6.3
  低于212μm,150μm或更大   8.1   8.7   20.8   12.6   1.5
  低于150μm,106μm或更大   4.0   8.0   4.0   2.6   0.1
  低于106μm,45μm或更大   1.0   2.0   0.8   0.1   0.0
  低于45μm   1.0   2.0   0.0   0.0   0.0
  对数标准偏差(σζ)   0.43   0.51   0.38   0.36   0.23
  D50(μm)   394.00   383.00   266.00   322.00   514.00
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  850μm或更大   0.0   0.0   0.0   0.0
  低于850μm,710μm或更大   0.9   0.9   0.9   0.0
  低于710μm,600μm或更大   8.0   7.0   7.0   0.3
  低于600μm,500μm或更大   26.8   25.9   26.0   3.0
  低于500μm,425μm或更大   19.3   19.2   18.7   20.3
  低于425μm,300μm或更大   26.6   26.5   26.0   35.7
  低于300μm,212μm或更大   12.7   12.6   13.0   26.9
  低于212μm,150μm或更大   5.0   5.8   5.8   11.8
  低于150μm,106μm或更大   0.5   1.7   2.0   1.9
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  低于106μm,45μm或更大   0.2   0.4   0.6   0.1
  低于45μm   0.2   0.4   0.6   0.0
  对数标准偏差(σζ)   0.34   0.36   0.37   0.35
  D50(μm)   443   436   434   327
  对比例1   对比例2   对比例3   对比例4   对比例5   对比例6
  850μm或更大   0.0   0.0   0.0   0.0   0.0   1.2
  低于850μm,710μm或更大   1.2   1.1   1.1   1.1   0.0   8.9
  低于710μm,600μm或更大   11.3   7.2   10.8   7.5   0.5   19.9
  低于600μm,500μm或更大   23.6   21.0   24.4   22.1   4.8   31.8
  低于500μm,425μm或更大   17.1   15.4   16.3   19.8   13.9   24.2
  低于425μm,300μm或更大   26.8   28.2   26.6   23.4   26.1   8.1
  低于300μm,212μm或更大   14.3   14.3   14.1   10.9   33.5   5.0
  低于212μm,150μm或更大   2.4   7.9   2.9   7.5   17.1   0.8
  低于150μm,106μm或更大   2.8   4.0   2.8   6.5   3.8   0.1
  低于106μm,45μm或更大   0.5   0.9   1.0   1.2   0.3   0.0
  低于45μm   0.5   0.9   1.0   1.2   0.0   0.0
  对数标准偏差(σζ)   0.37   0.43   0.37   0.47   0.4   0.21
  D50(μm)   437   399   436   427   287   534
表2
  A   B   C   D   E   F   G   H   I   J   K   L
  参考例1   -   -   -   34.0   32.0   100   -   23.3   71.0   0.43   394.0
  参考例2   -   -   -   34.2   32.3   100   -   23   69   0.51   383
  参考例3   -   -   -   34.4   32.3   100   -   22.1   45.0   0.38   266.0
  参考例4   -   -   -   27.5   24.3   90   -   8.6   60.0   75.0   0.36   322.0
  参考例5   -   -   -   34.4   32.1   100   -   24.3   121   0.23   514
  实施例1   51.2   1.0   0.24   32.8   30.3   0   14.6   24.2   57   0.34   443
  实施例2   40.9   0.8   0.24   32.2   28.8   0   10.5   24.9   53   0.36   436
  实施例3   30.8   0.6   0.24   31.3   28.1   0   7.6   22   51   0.37   434
  实施例4   51.2   1   0.24   27.3   24.0   0   14.8   8.2   40   120.0   0.35   327
  对比例1   15.3   0.3   0.24   28.2   27.0   35   4.6   23.2   53   0.37   437
  对比例2   -   -   0.17   33.2   28.1   90   100   24.5   56   0.43   399
  对比例3   30.8   0.6   0.24   30.2   25.9   50   4.3   21.3   0.37   436.0
  对比例4   40.9   0.8   0.24   32.5   28.0   100   3.4   24.1   53   0.47   427
  对比例5   30.8   0.6   0.24   30.2   25.9   50   4.3   23.0   31.0   0.4   287.0
  对比例6   40.9   0.8   0.24   32.5   28.0   100   3.4   24.8   101   0.21   534
该表中的符号:
A:水合硫酸铝(十四水合至十八水合)水溶液的浓度(质量%)
B:多价金属化合物溶液的浓度比
(使用的多价金属化合物的溶液浓度/多价金属化合物的不饱和溶液浓度)
C:多价金属组分加入量(质量%)
D:吸收容量(g/g)
E:加压下的扩散吸收容量(g/g)
F:吸湿结块比例(%)
G:多价金属萃取率(质量%)
H:水可溶组分量(wt%)
I:吸收率(秒)
J:盐水导流率(10-7×cm3×s×g-1)
K:对数标准偏差(σζ)
L:重均粒径(μm)
<参考例6>
在通过将一盖子置于装配有两个σ桨叶和夹套的10L不锈钢双臂捏合机而制备的反应器中。将11.7g(0.10mol%)聚乙二醇二丙烯酸酯溶于5438g具有71.3mol%中和比的丙烯酸钠水溶液(单体浓度:39质量%)中,由此制备反应溶液。然后,将该反应溶液在氮气气氛中脱气30分钟。随后,将29.34g的10wt%过硫酸钾水溶液和24.25g的1wt%L-抗坏血酸加入反应溶液中,同时将该反应溶液搅拌。约1分钟后,开始聚合。当粉碎所生成的凝胶时,将反应溶液保持在20℃至95℃下。开始聚合后30分钟内,将含水凝胶交联聚合物取出。将如此获得的含水凝胶交联聚合物破碎以使其直径为约5mm。将该破碎的含水凝胶交联聚合物在50目(筛孔尺寸为300μm)金属丝网上铺展开,并通过热空气在175℃下干燥50分钟。由此获得由颗粒或粉状干燥物质构成的吸水树脂(A),它具有不确定形状且容易粉碎。
将如此获得的吸水树脂(A)用辊磨机粉碎,然后通过使用JIS标准筛(筛孔尺寸为850μm)分级。接着,将已通过850μm筛孔的颗粒用JIS标准筛(筛孔尺寸为150μm)分级,以除去通过150μm筛孔的吸水树脂,由此获得颗粒吸水树脂(A1)。
将按相同的方式获得的吸水树脂(A)进一步用辊磨机粉碎,然后通过用JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm)分级。接着,将通过710μm筛孔的颗粒用JIS标准筛(筛孔尺寸为150μm)分级,以除去通过150μm筛孔的吸水树脂,由此获得颗粒吸水树脂(A2)。
将按相同的方式获得的吸水树脂(A)进一步用辊磨机粉碎,然后通过用JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm)分级。接着,将通过600μm筛孔的颗粒用JIS标准筛(筛孔尺寸为150μm)分级,以除去通过150μm筛孔的吸水树脂,由此获得颗粒吸水树脂(A3)。
将按相同的方式获得的吸水树脂(A)进一步用辊磨机粉碎,然后通过用JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm)分级。接着,将通过710μm筛孔的颗粒用JIS标准筛(筛孔尺寸为106μm)分级,以除去通过106μm筛孔的吸水树脂,由此获得颗粒吸水树脂(A4)。
[实施例5]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、1.5g纯水和1.0g十四水合硫酸铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A1)均匀混合,由此获得前体(1)。将如此获得的前体(1)在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为850μm),由此获得吸水树脂组合物(1)。表4给出通过测量吸水树脂组合物(1)的性能获得的结果。
[实施例6]
将由通过混合1.0g乙二醇、2.0g纯水和0.8g六水合氯化铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A1)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在200℃下热处理25分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为850μm),由此获得吸水树脂组合物(2)。表4给出通过测量吸水树脂组合物(2)的性能获得的结果。
[对比例7]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、4g纯水和1.0g十四水合硫酸铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A1)均匀混合。将如此获得的混合物在180℃下加热30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为850μm),由此获得对比吸水树脂组合物(1)。表4给出通过测量对比吸水树脂组合物(1)的性能获得的结果。
[对比例8]
参考已出版的专利申请No.539281/2002(Tokuhyo2002-539281)(WO00/53644)的国际公开的日文翻译中叙述的实施例,进行如下试验。
将由通过混合1.0g乙二醇、3.0g纯水和0.5g十四水合氯化铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A1)均匀混合,由此获得对比前体(2)。然后,将如此获得的对比前体(2)在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为850μm),由此获得对比吸水树脂组合物(2)。表4给出通过测量对比吸水树脂组合物(2)的性能获得的结果。
[对比例9]
将由通过混合1.0g乙二醇和3.0g纯水获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A1)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为850μm),由此获得对比吸水树脂组合物(3)。表4给出通过测量对比吸水树脂组合物(3)的性能获得的结果。
在清楚显示这种表面处理效果的试验中,优选通过使用与吸水树脂(A)相同的前体将其相互对比效果。例如,当改变前体的颗粒尺寸分布时,不可能精确评估依赖于颗粒尺寸的参数如SFC。此外,在对比吸水树脂性能的SFC指标时,优选将吸水树脂的SFC与基本上具有与该吸水树脂相同CRC的另一吸水树脂的SFC对比。
表4显示:实施例5中获得的其表面处理剂中的多价金属组分(铝)浓度高的吸水树脂组合物(1)的SFC和AAP高于对比例7中获得的对比吸水树脂组合物(1)的SFC和AAP高,尽管吸水树脂组合物(1)具有与对比吸水树脂组合物(1)相同的CRC。此外,实施例5获得的吸水树脂组合物(1)具有低于对比吸水树脂组合物(1)的吸湿结块比例(B.R)。如此,该吸水树脂组合物(1)具有优异的吸湿结块性能。
根据本发明,表面处理剂中的多价金属组分浓度提高,由此获得的吸水树脂组合物具有比通过常规技术获得的吸水树脂组合物高的盐水导流率(SFC)和吸湿结块性能,同时保持与常规吸水树脂组合物相同的离心保留容量(CRC)。
与对比例9获得的对比吸水树脂组合物(3)相比,通过仅使用有机辅助交联剂不可能获得足够的性能。即,对比吸水树脂组合物(3)具有与常规吸水树脂组合物相同的CRC,但具有特别低的SFC和吸湿结块性能。因此,对比吸水树脂组合物(3)不具有足够的性能。
[实施例7]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、1g纯水和0.5g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A2)均匀混合。将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm),由此获得吸水树脂组合物(3)。表5给出通过测量吸水树脂组合物(3)的性能获得的结果。
[实施例8]
将由0.7g碳酸亚乙酯和1.5g十八水合硫酸铝溶于加热至80℃的2.2g纯水中获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A2)均匀混合,由此获得前体(4)。然后,将如此获得的前体(4)在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm),由此获得吸水树脂组合物(4)。表5给出通过测量吸水树脂组合物(4)的性能获得的结果。
[对比例10]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、2.73g纯水和0.5g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在纯水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A2)均匀混合,由此获得对比前体(4)。将如此获得的对比前体(4)在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm),由此获得对比吸水树脂组合物(4)。表5给出通过测量对比吸水树脂组合物(4)的性能获得的结果。
[对比例11]
参考已出版的专利申请No.538275/2002(Tokuhyo2002-538275)(WO00/53664)的国际公开的日文翻译中描述的实施例,进行如下试验。
将由通过混合0.7g碳酸亚乙酯、2.2g纯水和0.8g十八水合硫酸铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A2)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm),由此获得对比吸水树脂组合物(5)。表5给出通过测量对比吸水树脂组合物(5)的性能获得的结果。
[对比例12]
由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、0.03g乙二醇二缩水甘油醚、1.5g纯水和1.0g十四水合硫酸铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A4)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在130℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm),由此获得吸水树脂组合物(11)。表5给出通过测量吸水树脂组合物(11)的性能获得的结果。
表5给出在将碳酸亚乙酯用作有机辅助交联剂和改变表面处理剂中多价金属组分浓度的条件下通过对比实施例8和对比例10获得的结果。当溶液处于常温下时,由于硫酸铝的溶解度因此难以制备具有实施例8中给出的组成的表面处理剂。因此,在实施例8中,将处理剂的温度升至80℃,由此制备其多价金属组分浓度高的处理剂。按此方式获得的吸水树脂组合物(4)与对比例10中获得的对比吸水树脂组合物(5)相比,具有更优异的盐水导流率(SFC)和吸湿流动性。
[实施例9]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、1.5g纯水和1.0g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在纯水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合,由此获得前体(5)。将如此获得的前体(5)在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得吸水树脂组合物(5)。表6给出通过测量吸水树脂组合物(5)的性能获得的结果。
[实施例10]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、1g纯水和0.5g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在纯水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得吸水树脂组合物(6)。表6给出通过测量吸水树脂组合物(6)的性能获得的结果。
[实施例11]
将由通过混合1.0g乙二醇、2.0g纯水和0.8g六水合氯化铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在210℃下热处理20分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得吸水树脂组合物(7)。表7给出通过测量吸水树脂组合物(7)的性能获得的结果。
[实施例12]
将由0.7g碳酸亚乙酯和1.2g十八水合硫酸铝溶于加热至60℃的2.2g纯水中获得的溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A2)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为710μm),由此获得吸水树脂组合物(8)。表5给出通过测量吸水树脂组合物(8)的性能获得的结果。
[实施例13]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、1g纯水和0.5g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在纯水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理25分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得吸水树脂组合物(9)。表6给出通过测量吸水树脂组合物(9)的性能获得的结果。
[对比例13]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.3g丙二醇、4.0g纯水和1.0g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在纯水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得对比吸水树脂组合物(6)。表6给出通过测量对比吸水树脂组合物(6)的性能获得的结果。
[对比例14]
将由通过混合0.3g1,4-丁二醇、0.25g丙二醇、2.73g纯水和0.5g水合硫酸铝(十四水合至十八水合)(重均粒径为165μm,堆密度为0.86g/cm3,在0℃下在纯水中的溶解度为46.4wt%)获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合,由此获得对比前体(7)。然后,将如此获得的对比前体(7)在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得对比吸水树脂组合物(7)。表6给出通过测量对比吸水树脂组合物(7)的性能获得的结果。
[对比例15]
参考已出版的专利申请No.538275/2002(Tokuhyo2002-538275)(WO00/53664)的国际公开的日文翻译中描述的实施例,进行如下试验。
将由通过混合0.7g碳酸亚乙酯、2.2g纯水和0.8g十八水合硫酸铝获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合。然后,将如此获得的混合物在180℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎,以使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得对比吸水树脂组合物(8)。表6给出通过测量对比吸水树脂组合物(8)的性能获得的结果。
[对比例16]
将由通过混合0.32g1,4-丁二醇、0.5g丙二醇和2.73g纯水获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A3)均匀混合,由此获得对比前体(9)。然后,将如此获得的对比前体(9)在180℃下热处理35分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得对比吸水树脂组合物(9)。表6给出通过测量对比吸水树脂组合物(9)的性能获得的结果。
[对比例17]
将由通过混合0.32g1,4-丁二醇、0.5g丙二醇、0.5g异丙醇和2.73g纯水获得的混合溶液构成的表面处理剂与100g参考例6获得的吸水树脂(A 3)均匀混合,由此获得对比前体(10)。然后,将如此获得的对比前体(10)在190℃下热处理30分钟。将其颗粒进一步破碎使其通过JIS标准筛(筛孔尺寸为600μm),由此获得对比吸水树脂组合物(10)。表6给出通过测量对比吸水树脂组合物(10)的性能获得的结果。
表6说明:根据本发明,表面处理剂中的多价金属组分的浓度提高,由此获得的吸水树脂组合物具有比通过常规技术获得的吸水树脂组合物高的盐水导流率(SFC)和高的吸湿结块性能,同时保持与常规吸水树脂组合物相同的离心保留容量(CRC)。
表7进一步给出通过测量各对比前体的吸湿结块比例(wt%)获得的结果,还给出各相应吸水树脂组合物的性能.
表7显示:湿化结块比例越小,吸水树脂组合物的SFC和吸湿流动性越高。基于此特性,本发明的发明人通过降低吸湿结块比成功地获得了具有特别高盐水导流率(SFC)和吸湿结块性能同时保持相同的离心保留容量(CRC)的吸水树脂组合物。
表3
  吸水树脂   A1   A2   A3   A4
  D50(μm)   480   322   322   315
  吸水树脂   A1   A2   A3   A4
  σζ   0.388   0.380   0.359   0.47
  颗粒尺寸分布
  850μm或更大(wt%)   0.0   0.0   0.0   0.0
  850 to 710μm或更大(wt%)   2.5   0.1   0.0   0.0
  710 to 600μm或更大(wt%)   25.5   0.8   0.0   0.9
  600 to 500μm或更大(wt%)   18.3   6.9   2.7   9.0
  500 to 425μm或更大(wt%)   14.8   11.6   19.2   20.5
  425 to 300μm或更大(wt%)   21.7   39.3   36.2   23.0
  300 to 212μm或更大(wt%)   10.9   24.4   26.6   22.9
  212 to 150μm或更大(wt%)   4.1   10.6   12.6   16.0
  150至106μm或更大(wt%)   1.4   4.2   2.0   4.3
  106 to 45μm或更大(wt%)   0.6   1.7   0.6   2.1
  45μm或更低(wt%)   0.2   0.4   0.1   1.3
  总计(wt%)   100.0   100.0   100.0   100.0
(Aμm或更大)表示进行分级后残留在其筛孔尺寸为Aμm的筛子上的吸水树脂
(Bμm或更大)表示进行分级后残留在其筛孔尺寸为Bμm的筛子上的吸水体
(C至Dμm)表示进行分级后通过其筛孔尺寸为Cμm的筛子并残留在其筛孔尺寸为Dμm的筛子上的吸水树脂
表4
表5
Figure G2004800177650D00641
Figure G2004800177650D00642
表6
表7
表4至7中的符号如下:
BD:1,4-丁二醇
PG:丙二醇
EG:乙二醇
EGDGE:乙二醇二缩水甘油醚
ASH14W:十四水合硫酸铝
ASH14-18W:水合硫酸铝(十四水合至十八水合)
ASH18W:十八水合硫酸铝
AlCl3-6W:六水合氯化铝
W:纯水
S/T-[M]:包括在多价金属化合物的水溶液(C)中的多价组分的浓度(wt%)
S/T-B.R:湿化结块比例(wt%)
B.R.a:吸湿结块比例a
B.R.b:吸湿结块比例b
M:多价金属组分萃取率(wt%)
Ex:水可溶组分量(wt%)
V:吸收率(秒)
本发明已进行了如此描述,显然的是相同的方式可以多种方式进行变化。这些变化并不认为背离了本发明的精神和范围,对本领域熟练技术人员显而易见的所有这些改进都包括在下面的权利要求的范围内。
工业实用性
根据本发明,可以提供生产这样一种吸收体的方法:可以防止造成其流动性丧失的吸收剂凝结,并且在吸收体中实际使用本发明的吸收剂几乎不损害尿在吸收剂中的扩散性能,同时充分呈现作为吸收体的性能。因此,本发明的吸水树脂适于用于卫生材料如纸尿布、卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫等。

Claims (12)

1.一种吸水树脂组合物,包括具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A),所述颗粒吸水树脂(A)在所述吸水树脂(A)的表面附近交联,其中:
所述吸水树脂组合物包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,所述颗粒的重均粒径低于500μm且不低于300μm,所述吸水树脂组合物的颗粒尺寸分布的对数标准偏差为0.45或更低,所述吸水组合物的水溶性组分为35wt%或更低,及
所述吸水树脂组合物包括多价金属组分,所述多价金属组分的萃取率为5.0wt%或更高但低于100wt%,其中所述多价金属组分是铝且铝是铝化合物的形式。
2.如权利要求1所述的吸水树脂组合物,其中所述颗粒吸水树脂(A)为其中表面附近被含多醇的表面交联剂进一步交联的颗粒吸水树脂。
3.如权利要求1所述的吸水树脂组合物,其中当所述吸水树脂组合物在25℃、相对湿度90%下放置1小时时吸湿结块比例为30%或更低。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的吸水树脂组合物,其中所述吸水树脂组合物在无荷载下吸收0.90wt%生理盐水30分钟时的离心保留容量为25g/g或更多,所述吸水树脂组合物在1.9kPa下吸收0.90wt%生理盐水60分钟时的扩散吸收容量为20g/g或更多。
5.一种吸收体,包括如权利要求1所述的吸水树脂组合物和亲水性纤维,以使所述吸水树脂组合物的量为占所述吸水树脂组合物和所述亲水性纤维总量的20wt%或更高。
6.一种吸收制品,包括如权利要求5所述的吸收体;可渗透液体的表面片材;和不可渗透液体的背面片材。
7.一种生产如权利要求1所述的吸水树脂组合物的方法,包括如下步骤:将含水铝化合物(B)的溶液加入具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A)中,有机表面交联剂(C)使所述颗粒吸水树脂(A)在其表面附近被交联;及将所述含水铝化合物(B)的溶液与所述颗粒吸水树脂(A)混合使所述含水铝化合物(B)的溶液中的铝存在于所述表面附近;其中:
所述颗粒吸水树脂(A)包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,颗粒的重均粒径低于500μm且不低于300μm,所述颗粒吸水树脂(A)的颗粒尺寸分布的对数标准偏差为0.45或更低,颗粒吸水树脂(A)的水溶性组分为35wt%或更低,及
所述含水铝化合物(B)的溶液中所含的铝的量,相对于所述颗粒吸水树脂(A),为0.001至10wt%,及
所述含水铝化合物(B)在所述溶液中的浓度,相对于所述含水铝化合物(B)在所述溶液中的饱和浓度,为0.40或更大,及
所述颗粒吸水树脂(A)的温度为50℃或更高且低于100℃,且所述含水铝化合物(B)的溶液的温度为30℃或更高且低于100℃。
8.一种生产如权利要求1所述的吸水树脂组合物的方法,包括如下步骤:将具有通过聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A)、含水铝化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)混合;及在150至300℃下加热在所述混合步骤中已获得的混合物,以使所述颗粒吸水树脂(A)的表面附近交联,同时使所述含水铝化合物(B)的溶液中的铝存在于所述表面附近;其中:
所述颗粒吸水树脂(A)包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,所述颗粒吸水树脂(A)的颗粒尺寸分布的对数标准偏差为0.45或更低,及
所述含水铝化合物(B)的溶液中所含的铝的量,相对于颗粒吸水树脂(A),为0.001至10wt%,及
所述含水铝化合物(B)的溶液中所含的铝的浓度为至少1.80wt%。
9.一种生产如权利要求1所述的吸水树脂组合物的方法,包括如下步骤:
在150至300℃下,加热通过混合具有由聚合含酸基的不饱和单体而获得的交联结构的颗粒吸水树脂(A)、铝化合物(B)的溶液和有机表面交联剂(C)获得的前体(D),以使颗粒吸水树脂(A)的表面附近交联,同时使所述含水铝化合物(B)的溶液中的铝存在于所述表面附近,其中:
所述颗粒吸水树脂(A)包含95wt%或更多的颗粒,其粒径低于850μm且不低于106μm,所述颗粒吸水树脂(A)的颗粒尺寸分布的对数标准偏差为0.45或更低,及
所述铝化合物(B)的溶液中所含的铝的量,相对于所述颗粒吸水树脂(A),为0.001至10wt%,及
所述前体(D)的湿化结块比例为80wt%或更低。
10.如权利要求7至9中任何一项所述的方法,其中所述吸水树脂组合物包括具有通过聚合丙烯酸和/或其盐获得的交联结构的聚合物。
11.如权利要求10所述的方法,其中将所述含水铝化合物(B)的溶液和/或所述有机表面交联剂在30℃或更高温度下加热。
12.如权利要求11所述的方法,其中所述有机表面交联剂是多元醇。
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