DE60007635T2

DE60007635T2 - Superabsorbierende polymere mit verzögerter wasseraufnahmecharakteristik

Info

Publication number: DE60007635T2
Application number: DE2000607635
Authority: DE
Inventors: Fang Sun; S. Heather JONES; S. Bernfried MESSNER
Original assignee: Stockhausen GmbH and Co KG; Chemische Fabrik Stockhausen GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: US6743391B2; US20030118820A1; US20030118821A1; CA2400758A1; EP1196204B2; ATE257395T1; BR0012000A; US6841229B2; US20050101680A1; DE60007635T3; CN1365290A; US6514615B1; DE60007635D1; JP2003503554A; AU5418000A; EP1196204B1; CN1326573C; JP4708646B2; EP1196204A1; WO2001000258A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein absorbierende Polymere, die wässrige Flüssigkeiten (wie Wasser, Blut und Urin) absorbieren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung superabsorbierende Polymere, nämlich Polymere, die über das 100fache ihres Gewichts an Wasser absorbieren, wobei die superabsorbierenden Polymere einzigartige Eigenschaften verzögerter Wasserabsorption besitzen, und ein neuartiges Verfahren zur Herstellung dieser superabsorbierenden Polymere. Wie gut bekannt ist, werden superabsorbierende Polymere vielfach eingesetzt, insbesondere in absorbierenden Hygieneartikeln, wie Einwegwindeln, Einweg-Inkontinenzkleidung für Erwachsene, Einwegdamenbinden und Einwegverbände. Die superabsorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung sind aufgrund ihrer Eigenschaften verzögerter Wasserabsorption besonders nützlich bei der Herstellung eines Gewebes aus superabsorbierendem Polymer und Zellulosefaser zum Einsatz als ein Kernverbund in solchen Hygieneartikeln, wenn das Gewebe durch das wet-laid-Verfahren hergestellt wird.
Definitionen der Abkürzungen

Folgende Abkürzungen werden in dieser Beschreibung benutzt.

Abkürzung	Definition
AUL	Absorption unter Belastung
All-PEGMA	Allyloxypolyethylenglykolmethacrylat, ein Vernetzungsmittel
cm	Zentimeter
CRC	Zentrifugenretentionskapazität
X-vernetzend	vernetzend
EO-TMPTA	ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, ein Vernetzungsmittel
FWA	freie Wasserabsorption
mg	Milligramm
mm	Millimeter
ppm	Teile auf eine Million
psi	Pfund pro Quadratzoll
SAP	superabsorbierendes Polymer, ein Polymer, dass über das 50fache, besonders bevorzugt über das 75fache, darüber hinaus bevorzugt über das 100fache, seines Gewichts an Wasser absorbiert
ABAH	2,2'-Azobis(2-amidinopropan)-dihydrochlorid, ein Polymerisationsinitiator

Als die Superabsorbertechnologie zuerst entwickelt wurde, war der Hauptgesichtspunkt nur eine hohe Quellkapazität beim Kontakt des superabsorbierenden Polymers mit Flüssigkeiten, die mit freier Quellkapazität gemäß dem freien Wasser-Absorptionstest (FWA) bezeichnet wird. Man stellte jedoch später fest, dass die wasserabsorbierenden Polymere beim Vorhandensein in einem Hygieneartikel, wie einer Windel oder Inkontinenzkleidung mechanischer Belastung ausgesetzt sind, die durch die den Artikel tragenden Person hervorgerufen wird. So ergab sich ein neuer Gesichtspunkt, nämlich der dass die superabsorbierenden Polymere zusätzlich zur hohen Quellkapazität eine hohe Fähigkeit zur Retention von Flüssigkeit gemäß dem Zentrifugenretentionskapazitätstest (CRC) und eine hohe Absorption unter Druck gemäß dem Test für die Absorption unter Belastung (AUL) haben sollten. Eine gute Erörterung des Tests für die AUL ist in der veröffentlichten Patentanmeldung 0 339 461 A1 (veröffentlicht am 2. November 1989; Priorität für U.S.-Nummern 184,302 (Hauptanmeldung) und 334,260 (continuation in part), wobei die continuation in part als U.S.-Patent 5,147,343 für Kellenberger erteilt wurde, der Abtreter an die Kimberley-Clark Corporation war).
Die veröffentlichte Patentanmeldung 0 437 816 A1 (veröffentlicht am 24. Juli 1991; Priorität für U.S.-Nummer 464,798) von Kim und Nielsen, Abtreter an Hoechst Celanese Corporation, zeigt den wet-laid-Prozess für die Herstellung von Gewebe aus superabsorbierenden Polymeren und Zellulosefasern. Diese Gewebe werden als Kernverbunde in Einweghygieneartikeln, wie die oben genannten, eingesetzt. Es wird insbesondere ein Prozess offenbart, der das Mischen von superabsorbierenden Polymerteilchen mit einer Flüssigkeit zur Bildung einer Aufschlämmung umfasst, worauf das Mischen der Zellulosefasern mit der Aufschlämmung und dann das Filtrieren erfolgt, um ein Teil der Flüssigkeit zu entfernen und schließlich das Produkt getrocknet wird. Der wet-laid-Prozess ist auch im U.S.-Patent 4,605,401 (erteilt am 12. August 1986) für Chmelir und Künschner, Abtreter an Chemische Fabrik Stockhausen GmbH, beschrieben.
Der Zeitschriftartikel „Keeping Dry with Superabsorbent Polymers", Chemtech, (September, 1994) von Buchholz, enthält eine ausgezeichnete Beschreibung der herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren, von denen einige funktionelle Sulfonatgruppen und einige funktionelle Carbonsäuregruppen aufweisen. Buchholz hat auch verschiedene Einsatzgebiete für superabsorbierende Polymere wie die in den oben genannten Hygieneartikeln, und auch in einem abdichtenden Verbundstoff zwischen Zementblöcken, die die Wände für Unterwassertunnel bilden und in Bändern zur Wasserabdichtung in Glasfaserkabeln und Kabeln zur Leitung von Strom erörtert.
Eine gute Beschreibung der Verfahren zur Herstellung superabsorbierender Polymere ist auch im U.S.-Patent 5,409,771 (erteilt am 25. April 1995) für Dahmen und Mertens, Abtreter an Chemische Fabrik Stockhausen GmbH zu sehen. Insbesondere erwähnt dieses Patent, dass handelsübliche superabsorbierende Polymere im allgemeinen vernetzte Polyacrylsäuren oder vernetzte Stärke-Acrylsäuren-Pfropfpolymere sind, deren Carboxylgruppen teilweise mit Natriumhydroxid oder mit Kaliumhydroxid neutralisiert sind. Es wird auch erwähnt, dass die superabsorbierenden Polymere durch zwei Verfahren hergestellt werden, wobei eine die Lösungsmittelpolymerisation und die andere die inverse Suspensions- oder die Emulsionspolymerisation ist.
Beim Lösungsmittelpolymerisationsverfahren wird eine wässrige Lösung, zum Beispiel teilweise neutralisierte Acrylsäure, und ein Multifunktionsnetzwerk bildendes Vernetzungsmittel durch Radikalpolymerisation in ein Gel umgewandelt. Das Produkt wird getrocknet, gemahlen und auf die gewünschte Teilchengröße abgesiebt.
Dagegen wird bei dem inversen Suspensionspolymerisations- oder Emulsionspolymerisationsverfahren eine wässrige Lösung, zum Beispiel einer teilneutralisierten Acrylsäure, in einem hydrophoben organischen Lösungsmittel unter Einsatz von Kolloiden oder Emulgatoren dispergiert, und die Polymerisation wird durch Radikalstarter in Gang gesetzt. Wasser wird azeotropisch aus dem Reaktionsgemisch nach Beendigung der Polymerisation entfernt, worauf eine Filtration und die Trocknung des entstandenen Produktes erfolgt. Die Netzwerk bildende Vernetzung wird üblicherweise durch Auflösung eines polyfunktionellen Vernetzungsmittels in der Monomerlösung durchgeführt.
Weiterhin beschreiben das U.S.-Patent 5,154,713 (erteilt am 13. Oktober 1992) von Lind und das U.S.-Patent 5,399,591 (erteilt am 21. März 1995) von Smith und Lind, von denen beide Patente an Nalco Chemical Company abgetreten sind, neue Prozesse zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren, mit dem Ergebnis, dass die superabsorbierenden Polymere eine erhöhte, schnellere Wasserabsorption zeigen. Die superabsorbierenden Polymere werden als genauso nützlich wie Absorptionsmittel für Wasser und/oder wässrige Körperflüssigkeiten dargestellt, wenn die Polymere in absorbierende Strukturen eingefügt werden, wie Einwegwindeln, Einweg-Inkontinenzkleidung für Erwachsene und Damenbinden.
Allgemeinen Hintergrund mit Bezug auf verschiedene superabsorbierende Polymere und Verfahren zu deren Herstellung kann aus U.S.-Patent 5,229,466 (erteilt am 20. Juli 1993) für Brehm und Mertens; U.S.-Patent 5,408,019 (erteilt am 18. April 1995) für Mertens, Dahmen und Brehm und U.S.-Patent 5,610,220 (erteilt am 11. März 1997) für Klimmek und Brehm entnommen werden, wobei all diese Patente an Chemische Fabrik Stockhausen GmbH abgetreten wurden.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption bereit, umfassend Polymerpartikel, die ein Vermögen zur freien Wasserabsorption haben, bei dem weniger als etwa 3 Gramm Wasser pro Gramm Polymerpartikel in etwa 6 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer absorbiert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung der im obigen Absatz beschriebenen superabsorbierenden Polymere, die ein Vermögen zur freien Wasserabsorption haben, bereit, das Verfahren umfassend einen ersten Schritt zur Herstellung eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers durch herkömmliche Verfahren, auf den ein zweiter Schritt folgt, bei dem die resultierenden partikelförmigen Polymerpartikel einem zweiteiligen thermischen Profil unterworfen werden. Das zweiteilige thermische Profil umfasst vorzugsweise (a), das Erhitzen der Polymerpartikel für etwa 30 bis 90 Minuten bei einer Temperatur, die während des Erhitzens von einer Anfangstemperatur zwischen etwa 50 und etwa 80°C an bis hin zu einer Endtemperatur zwischen etwa 170 und etwa 220°C ansteigt, gefolgt von (b), Halten der resultierenden erhitzten Polymerpartikel aus (a) für etwa 30 bis etwa 90 Minuten bei einer konstanten Temperatur, die zwischen etwa 5 und etwa 50°C höher als die Endtemperatur von (a) ist.
Die Erfindung stellt außerdem ein wet-laid-Gewebe bereit, umfassend eine faserförmige Komponente und eine Komponente der superabsorbierenden Polymere mit verzögerter Absorption, die in den obigen beiden Absätzen beschrieben sind. Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Verbesserung des Feststoffgehalts eines wet-laid-Gewebes bereit, indem das Gewebe mit den in den beiden obigen Absätzen beschriebenen superabsorbierenden Polymeren mit verzögerter Absorption hergestellt wird.
Es ist deswegen ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein superabsorbierendes Polymer bereitzustellen, das eine geringere, langsamere freie Wasserabsorption hat, im Vergleich zu superabsorbierenden Polymeren von gleicher Teilchengröße des Standes der Technik, die typischerweise eine freie Wasserabsorption von mehr als 5 Gramm Wasser pro Gramm Polymerpartikel nach 6 Sekunden, oft mehr als 7 Gramm Wasser pro Gramm Polymerpartikel nach 6 Sekunden, und in einigen Fällen mehr als 20 Gramm Wasser pro Gramm Polymerpartikel nach 6 Sekunden haben.
Weiterhin ist es ein Vorteil der vorliegenden superabsorbierenden Polymere mit verzögerter Absorption, dass sie nicht nur eine akzeptable Absorption unter Belastung aber auch einen verbesserten Feststoffgehalt aufweisen, wodurch sie sehr nützlich in einem wet-laid-Gewebe aus superabsorbierenden Polymeren und Zellulosefasern zum Einsatz in einem Kernverbund in Hygieneartikeln sind.
Weiterhin ist es ein anderer Vorteil, dass die vorliegenden superabsorbierenden Polymere durch ihr Vermögen der verminderten Wasserabsorption besonders nützlich bei der Herstellung von Gewebe im wet-laid-Prozess sind, da die verminderte freie Wasserabsorption zu einer geringeren Wasseraufnahme während des wet-laid-Prozesses führen sollte, bei dem eine wässrige Aufschlämmung aus superabsorbierendem Polymer und Zellulosefaser gemischt wird, was wiederum zu einer geringeren Trocknungszeit des entstandenen Gewebes führt, bevor es als ein Kernverbund in das Endprodukt, wie eine Einwegwindel, Einweg-Inkontinenzkleidung für Erwachsene oder Einwegdamenbinden eingebracht wird.
Zusätzlich ist ein weiterer Vorteil, dass die vorliegenden superabsorbierenden Polymere ein äußerstes freies Wasserabsorptionsvermögen haben (das heißt, die Gesamtmenge absorbierten Wassers, wenn dem superabsorbierenden Polymer ermöglicht wird, lang genug, üblicherweise 3 bis 5 Minuten lang, in Wasser zu bleiben, bis kein Wasser mehr absorbiert werden kann), die im wesentlichen jener von superabsorbierenden Polymeren des Standes der Technik gleicht, und demzufolge sind die vorliegenden superabsorbierenden Polymere genauso absorbierend wie die des Standes der Technik.
Einige der Ziele und Vorteile der Erfindung wurden dargelegt, weitere Ziele und Vorteile werden im Zuge der Beschreibung deutlich, wenn sie zusammen mit den unten beschriebenen Laborbeispielen betrachtet werden.
Das partikelförmige superabsorbierende Polymer kann durch jeden Prozess nach dem Stand der Technik zur Herstellung superabsorbierender Polymere hergestellt werden, vorausgesetzt das oben genannte zweiteilige thermische Profil wird mit partikelförmigen superabsorbierenden Polymeren durchgeführt. Das superabsorbierende Polymer kann zum Beispiel durch die Lösungsmittelpolymerisationstechnik oder durch die inverse Suspensions- oder Emulsionspolymerisationstechnik, die wie oben beschrieben gut bekannte Techniken sind, hergestellt werden.
So kann das superabsorbierende Polymer erhalten werden, indem mindestens etwa 10%, besonders bevorzugt etwa 25% und darüber hinaus bevorzugt etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.-% Monomere polymerisiert werden, die olefinisch ungesättigte Carboxylsäure- und/oder Sulfonsäuregruppen aufweisen. Solche Säuregruppen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Acrylsäuren, Methacrylsäuren, 2-Acrylamido-2-methylpropan-sulfonsäure sowie Mischungen davon. Die Säuregruppen sind als Salze, wie Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze vorhanden.
Die Säuregruppen sind typischerweise zu mindestens etwa 25 Mol-% neutralisiert. Vorzugsweise beträgt das Ausmaß der Neutralisation bis zu mindestens 50 Mol-%. Das bevorzugte superabsorbierende Polymer wurde insbesondere aus vernetzter Acrylsäure oder Methacrylsäure gebildet, die bis zu einem Ausmaß von etwa 50 bis etwa 80 Mol-% neutralisiert wurde.
Zusätzliche nützliche Monomere zur Herstellung der superabsorbierenden Polymere umfassen von über 0 bis zu etwa 60 Gew.-% Acrylamid, Methacrylamid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Ester (wie Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Glycidylmethacrylat und Dimethylaminoalkylmethacrylat), Dimethylaminopropylacrylamid und Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid. Prozentsätze unterhalb von etwa 60% dieser Monomere sind erwünscht, da Prozentsätze oberhalb von etwa 60% üblicherweise eine schädliche Wirkung haben und die Quellkapazität des entstandenen superabsorbierenden Polymers verschlechtern.
Geeignete Netzwerk bildende Vernetzungsmittel, die nützlich bei der Herstellung der superabsorbierenden Polymere sind, sind solche, die mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen haben, solche die eine ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine funktionelle Gruppe, die mit Säuregruppen reagiert, aufweisen und solche, die mehrere funktionelle Gruppen aufweisen, die mit Säuregruppen reagieren. Geeignete Arten von Netzwerk bildende Vernetzungsmittel umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Acrylate und Methacrylate von Polyolen (wie Butandioldiacrylat, Hexandioldimethacrylat, Polyglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetrahydrofurfuryl-2-methacrylat, Glycerindimethacrylat, Allyloxypolyethylenglycolmethacrylat und ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat), Allylacrylat, Diallylacrylamid, Triallylamin, Diallylether, Methylenbisacrylamid, N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, N-Dimethylaminopropylmethacrylamid, N-Methylolmethacrylamid und N-Methylolacrylamid. Diese Netzwerk bildenden Vernetzungsmittel werden von den unten beschriebenen Oberflächenvernetzungsmitteln unterschieden und sollten nicht mit diesen verwechselt werden.
Weiterhin kann das superabsorbierende Polymer in Abhängigkeit von der gewünschten Endnutzung eine wasserlösliche Polymerkomponente aufweisen. Der Gehalt kann von über 0 bis zu etwa 30 Gew.-% einer Komponente betragen, die partiell oder komplett verseiften Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Stärkederivate, Polyglycole, Polyacrylsäuren und Kombinationen davon umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist. Das Molekulargewicht der Komponente ist nicht kritisch, vorausgesetzt, dass sie wasserlöslich ist. Bevorzugte wasserlösliche Polymerkomponenten sind Stärke, Polyvinylalkohol und Mischungen davon. Vorzugsweise reicht der Gehalt an wasserlöslichen Polymerkomponenten in dem superabsorbierenden Polymer von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, besonders wenn Stärke und/oder Polyvinylalkohol als wasserlösliche Polymerkomponente vorhanden sind. Die wasserlösliche Polymerkomponente kann auch als Pfropfpolymer vorhanden sein, welches das die Säuregruppen enthaltene Polymer hat. Bezüglich der Teilchengestalt des superabsorbierenden Polymers gibt es keine spezifischen Beschränkungen. Das superabsorbierende Polymer kann die Form kleiner durch inverse Suspensionspolymerisation erhaltene Kugeln haben oder die Form unregelmäßig gestalteter Partikel haben, die durch Trocknen und Pulverisieren der durch Lösungsmittelpolymerisation gewonnenen Gelmasse erhalten wurden. Eine typische Partikelgrößenverteilung liegt im Bereich zwischen etwa 20 und etwa 2000 Mikrometer, bevorzugt zwischen etwa 40 und etwa 890 Mikrometer und besonders bevorzugt zwischen etwa 90 und etwa 850 Mikrometer.
Wie gut bekannt ist, wird ein superabsorbierendes Polymer Wasser umso schneller absorbieren je kleiner die Partikelgröße ist und wie ebenso bekannt ist, wird ein superabsorbierendes Polymer Wasser umso langsamer absorbieren je größer die Partikelgröße ist. Daher hat das partikelförmige superabsorbierende Polymer für die vorliegende Erfindung wunschgemäß die größten Partikelgrößen, insbesondere zum Einsatz bei der Herstellung eines Kernverbundes durch den wet-laid-Prozess. Größen unterhalb von etwa 30 Mikrometer sind im allgemeinen ungeeignet für den wet-laid-Prozess. Nichtsdestoweniger sollte im Vergleich zu einem superabsorbierenden Polymer des Standes der Technik bei im wesentlichen gleicher Partikelgröße das superabsorbierende Polymer der vorliegenden Erfindung für jede gegebene Partikelgröße in einer bestimmten Anzahl von Sekunden weniger Wasser absorbieren (dass heißt eine verminderte freie Wasserabsorption zeigen).
Im allgemeinen endet die Verfahrenstechnik des Standes der Technik zur Herstellung superabsorbierender Polymere mit einer Wärmebehandlung. Dies sollte nicht mit dem speziellen zweiteiligen thermischen Profil verwechselt werden, das im Zusammenhang mit der Herstellung des erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymers kritisch ist, damit es das gewünschte geringe freie Wasserabsorptionsvermögen aufweist.
Insbesondere sei auf das folgende in Bezug auf das zweiteilige thermische Profil hingewiesen, das für die vorliegende Erfindung erforderlich ist. Das Erhitzen von jedem der beiden Teile sollte ausreichend sein und die Zeit von jedem der beiden Teile sollte ausreichend sein, um das erfindungsgemäße superabsorbierende Polymer mit dem gewünschten freien Wasserabsorptionsvermögen, wie unten beschrieben, zu erhalten.
Nachdem die Polymerpartikel gemahlen und dann auf die geeignete gewünschte Teilchengröße gesiebt wurden, werden sie im ersten Teil erhitzt, indem sie einer ansteigenden Temperatur unterworfen werden. Üblicherweise ist dies eine Temperatur, die bei etwa 50°C, besonders bevorzugt bei etwa 55°C und darüber hinaus bevorzugt bei etwa 60°C beginnt und bei etwa 170°C, besonders bevorzugt bei etwa 190°C und darüber hinaus bevorzugt bei etwa 220°C endet. Dann wird für den zweiten Teil die Temperatur schnell auf eine Temperatur gebracht, die wenigstens 5°C höher ist als die Endtemperatur des ersten Teils und bei dieser höheren Temperatur gehalten. Vorzugsweise ist die konstante Temperatur des zweiten Teils nicht mehr als etwa 50°C höher, besonders bevorzugt nicht mehr als etwa 30°C höher und darüber hinaus bevorzugt nicht mehr als etwa 10°C höher als die Endtemperatur des ersten Teils.
Das Erhitzen und die Zeit für jeden der beiden Teile 1 und 2 des erforderlichen zweiteiligen Temperaturprofils sollte ausreichend sein, so dass die resultierenden superabsorbierenden Polymerpartikel im Vergleich zu superabsorbierenden Polymerpartikeln des Standes der Technik, die im wesentlichen die gleiche Partikelgröße haben, eine deutlich reduzierte freie Wasserabsorption zeigen. Insbesondere sollte bei dem erfindungsgemäßen partikelförmigen superabsorbierenden Polymer die langsamere freie Wasserabsorption nach etwa 6 Sekunden weniger als etwa 3 Gramm Wasser pro Gramm Polymer betragen, in vielen Fällen beträgt sie weniger als etwa 2 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer.
Die freie Wasserabsorption des erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymers wird als verzögert, reduziert oder langsamer bezeichnet, wenn damit die freie Wasserabsorption in einer kurzen Zeitdauer, d. h., 6 Sekunden gemeint ist. Dies unterscheidet sich von der freien Wasserabsorption, bei der das superabsorbierende Polymer solange Wasser absorbieren kann, bis kein Wasser mehr absorbiert werden kann, was üblicherweise 3 bis 5 Minuten dauert und wird als die maximale freie Wasserabsorption bezeichnet, welche ein Maß für die Gesamtmenge von absorbiertem Wasser ist, unabhängig davon, wie lange es dauert. Die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere haben eine maximale freie Wasserabsorption, die im wesentlichen die gleiche ist wie bei den handelsüblich in Hygieneartikeln eingesetzten superabsorbierenden Polymeren des Standes der Technik.
Eine typische Zeit für den ersten Teil des Temperaturenprofils reicht von etwa 30 Minuten bis etwa 90 Minuten, vorzugsweise von etwa 45 Minuten bis etwa 75 Minuten, darüber hinaus bevorzugt von etwa 55 Minuten bis etwa 65 Minuten und am meisten bevorzugt etwa 60 Minuten. Es können kürzere Zeiten eingehalten werden, wenn höhere Temperaturen eingesetzt werden. Die Zeit für den zweiten Teil des erforderlichen thermischen Profils ist im allgemeinen die gleiche wie die des ersten Teils, und es können gleichermaßen kürzere Zeiten bei höheren Temperaturen eingehalten werden.
Das erfindungsgemäße superabsorbierende Polymer kann im großen Maßstab durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Prozesse hergestellt werden. Weiterhin können die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, zum Beispiel für Hygieneartikel, für Bänder zur Wasserabdichtung und für Folien, dort wo austretendes Wasser ein Problem darstellt (d. h. im Inneren von Glasfaser-Optikkommunikationskabeln und Kabeln zur Leitung von Strom, zwischen Zementblöcken, die die Wände für Unterwassertunnel bilden, wie der Ärmelkanaltunnel, der England und Frankreich miteinander verbindet, wie in dem oben genannten Artikel vom Buchholz Journal erwähnt wird), und als Träger für Insektizide, Pestizide und/oder Herbizide.
Wenn die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere dazu eingesetzt werden, um ein Gewebe herzustellen, das als Kernverbund in einem Hygieneartikel eingesetzt werden soll, sollte das Gewichtsverhältnis von Polymerkomponente zu faserförmiger Komponente im Gewebe so kontrolliert werden, dass es sich im Bereich von etwa 90 : 10 bis etwa 5 : 95 befindet. Ein besonders geeignetes Gewebe weist ein Verhältnis von etwa 35 : 65 bis etwa 45 : 55 auf und hat besonders bevorzugt ein Verhältnis von etwa 40 : 60.
Obwohl zerkleinerter Zellstoff (d. h. Zellulosefasern, umgangssprachlich als Fluff bezeichnet) bevorzugt wird, um die Faserkomponente des Gewebes für diese Erfindung zu bilden, können andere befeuchtbare Fasern wie Baumwoll-Linters eingesetzt werden. Die Faserkomponente kann zusätzlich aus „meltblown" synthetischen Fasern wie Polyethylen, Polypropylen, Polyestern und Polyamiden und ähnlichen gebildet werden. Die faserförmige Komponente kann auch aus einem Gemisch aus Zellstofffluff und einer oder mehr „meltblown"-Fasern gebildet werden. Die faserförmige Komponente kann zum Beispiel mindestens etwa 5 Gew.-%, bevorzugt etwa 10 Gew.-% synthetische Polymerfasern enthalten, und der Rest kann Zellstofffluff umfassen. Die Fasern des Gewebes sind im allgemeinen hydrophil oder werden hydrophil durch eine Oberflächenbehandlung gemacht. Zellulosefaser wird bevorzugt, wobei eine bevorzugte Zellulosefaser unter dem Markenzeichen GOLDEN ISLES^® von Georgia Pacific verkauft wird.
Insbesondere aufgrund ihr Vermögen zur freien Wasserabsorption sind die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere sehr nützlich in einem wet- laid-Prozess zur Herstellung eines wet-laid-Gewebes, das eine superabsorbierende Polymerkomponente aufweist, die mit einer faserförmigen Komponente gemischt ist und das als ein Kernverbund in einem Hygieneartikel nützlich ist. Beispiele des wet-laid-Prozesses werden in der oben genannten veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 437 816 A1 und dem U.S.-Patent 4,605,401 beschrieben. Da der wet-laid-Prozess das Mischen einer wässrigen Aufschlämmung von superabsorbierendem Polymer mit Fasern umfasst, wird während des wet-laid-Prozesses Wasser absorbiert. Demzufolge muss am Ende des wet-laid-Prozesses das wet-laid-Gewebe getrocknet werden, bevor es als ein Kernverbund in einem Endverbrauchsartikel, wie eine Einwegwindel, eingebracht wird.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere sollte während des wet-laid-Prozesses zur Herstellung eines Gewebes weniger Wasser absorbiert werden. Es sollte daher weniger Wasser vorhanden sein, das während des Trocknens entfernt werden muss, was zu einer kürzeren Trocknungszeit für das feuchte Gewebe führt, was sehr vorteilhaft bei einer Fabrikproduktion in großem Maßstab ist.
Nach dem Trocknen des wet-laid-Gewebes wird das Gewebe aufgrund des Vermögens zur freien Wasserabsorption des superabsorbierenden Polymers einen verbesserten Feststoffgehalt im Vergleich zu einem ein superabsorbierendes Polymer nach dem Stand der Technik enthaltendes wet-laid-Gewebe aufweisen. Üblicherweise hat das erfindungsgemäße wet-laid-Gewebe einen Feststoffgehalt von oberhalb etwa 18%.
Die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere sind weiterhin gut geeignet zum Einsatz in einem Gewebe, da sie üblicherweise eine akzeptable Zentrifugenretentionskapazität haben, welche auch die superabsorbierenden Polymere des Standes der Technik zeigen. Die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere haben üblicherweise eine Zentrifugenretentionskapazität von mehr als etwa 28, oft mehr als etwa 30 und sogar mehr als etwa 32 Gramm von wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer.
Zusätzlich sind die erfindungsgemäßen Polymere gut geeignet zum Einsatz in einem Gewebe, da sie typischerweise eine akzeptable Absorptionseigenschaft unter Belastung haben, wie die, die von den superabsorbierenden Polymeren des Standes der Technik gezeigt wird. Die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere zeigen üblicherweise eine Absorptionseigenschaft untere Belastung von mehr als etwa 13, öfters mehr als etwa 15 und sogar mehr als etwa 18 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer.
Wie durch das oben genannte U.S.-Patent 5,409,771 bekannt ist, verbessert das Beschichten eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers mit einem Alkylencarbonat und das nachfolgende Erhitzen, um eine Oberflächenvernetzung zu bewirken, die Absorptionseigenschaften unter Belastung. Eine gewünschte Absorptionseigenschaft unter Belastung von mindestens etwa 13 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer ist besonders erwünscht, wenn der Endeinsatz des superabsorbierenden Polymers in einem Hygieneartikel, wie einer Einwegwindel ist, die Druck von der den Artikel tragenden Person ausgesetzt ist.
So werden die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere vor dem erfindungsgemäßen zweiteiligen thermischen Profil vorzugsweise mit einem Oberflächenvernetzungsmittel beschichtet. Das bevorzugte Alkylencarbonat zur Oberflächenvernetzung ist Ethylencarbonat.
Insbesondere kann zur Beschichtung eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers mit einem Oberflächenvernetzungsmittel, wie im U.S.-Patent 5,409,771 beschrieben, das Polymer mit einer wässrigen Alkohollösung des Alkylencarbonat-Oberflächenvernetzungsmittels vermischt werden. Die Alkoholmenge wird durch die Löslichkeit des Alkylencarbonats bestimmt und wird aus technischen Gründen, zum Beispiel wegen des Schutzes gegen Explosionen, so niedrig wie möglich gehalten. Geeignete Alkohohole sind Methanol, Ethanol, Butanol oder Butylglycol als auch Mischungen dieser Alkohole. Das bevorzugte Lösungsmittel ist Wasser, das üblicherweise in einer Menge von 0,3 bis 5,0 Gew.-% bezogen auf das partikelförmige superabsorbierende Polymer eingesetzt wird. In einigen Fällen wird das Alkylencarbonat-Oberflächenvernetzungsmittel in Wasser ohne Alkohol aufgelöst. Es ist auch möglich, das Alkylencarbonat-Oberflächenvernetzungsmittel aus einer Pulvermischung, zum Beispiel mit einem anorganischen Trägermaterial wie SiO₂, aufzutragen.
Zur Erzielung der gewünschten Oberflächenvernetzungseigenschaften muss das Alkylencarbonat gleichmäßig auf das partikelförmige superabsorbierende Polymer verteilt werden. Zu diesem Zweck wird die Mischung in geeigneten Mischern, wie Fließbettmischern, Schaufelmischern, Mahlwalzen oder Doppelschneckenmischern durchgeführt. Es ist auch möglich, die Beschichtung des partikelförmigen superabsorbierenden Polymers mit einem Oberflächenvernetzungsmittel während einer der Prozessstufen bei der Herstellung des teilchenförmigen superabsorbierenden Polymers durchzuführen. Ein für diesen Zweck besonders geeigneter Prozess ist der Prozess der inversen Suspensionspolymerisation.
Gemäß dem U.S.-Patent 5,409,771 wird die auf die Beschichtungsbehandlung folgende thermische Behandlung folgendermaßen durchgeführt. Im allgemeinen findet die thermische Behandlung bei einer Temperatur zwischen 150 und 300°C statt. Wenn jedoch die bevorzugten Alkylencarbonate eingesetzt werden, findet die thermische Behandlung bei einer Temperatur zwischen 180 und 250°C statt. Die Behandlungstemperatur hängt von der Verweildauer und der Art des Alkylencarbonats ab. Bei einer Temperatur von 150°C wird die thermische Behandlung über mehrere Stunden durchgeführt. Andererseits sind bei einer Temperatur von 250°C wenige Minuten, beispielsweise 0,5 bis 5 Minuten, ausreichend, um die gewünschten Oberflächenvernetzungseigenschaften zu erzielen. Die thermische Behandlung kann in herkömmlichen Trocknern oder Öfen durchgeführt werden. Beispiele von Trocknern und Öfen umfassen Drehöfen, Fließbetttrockner, Tellertrockner oder Infrarottrockner.
Im Gegensatz zur thermischen Behandlung im U.S.-Patent 5,409,771 umfasst die vorliegende erfindungsgemäße thermische Behandlung (ob mit oder ohne das Vorhandensein eines Oberflächenvernetzungsmittels durchgeführt) das oben beschriebene spezielle zweiteilige thermische Profil. Während des ersten Teils wird die Temperatur erhöht, und während des zweiten Teils wird die Temperatur bei einer konstanten Temperatur, die wenigstens etwa 5°C höher, vorzugsweise nicht mehr als etwa 50°C höher als die Endtemperatur des ersten Teils ist.
Zur Kennzeichnung der in den nachfolgenden Laborbeispielen dargestellten superabsorbierenden Polymere (sowohl die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere als auch die superabsorbierenden Polymere zum Vergleich) wurden die Zentrifugenretentionskapazität (centrifuge retention capacity) (CRC), die Absorption unter Belastung (absorbency under load) (AUL) und die freie Wasserabsorption (free water absorption) (FWA) auf folgende Weise gemessen.
CRC
Die Retention der SAP wurde gemäß dem Teebeuteltest-Verfahren bestimmt und als ein Durchschnittswert von zwei Messungen dargestellt. Etwa 200 mg SAP, das auf eine Verteilung der Teilchengröße von etwa 300 bis 600 Mikrometer gesiebt wurde (nicht die angegebene Teilchengröße in den unten aufgeführten Beispielen), wurden in einem Teebeutel eingeschlossen und in einer 0,9 Gew.-%igen NaCl Lösung 30 Minuten lang untergetaucht. Danach wurde der Teebeutel 3 Minuten lang bei 1.600 rpm zentrifugiert (der Zentrifugendurchmesser betrug etwa 18 cm) und gewogen. Zwei Teebeutel ohne SAP wurden als Blindproben eingesetzt.
Anschließend wurde die CRC gemäß folgender Gleichung errechnet:
wobei
CRC = Retention nach einer Untertauchzeit von 30 Minuten (g der absorbierten Flüssigkeit/g von SAP)
W₁ Anfangsgewicht des SAP (g)
W₂ Gewicht der durchschnittlichen Teebeutel-Blindproben (ohne SAP) nach dem Zentrifugieren (g)
W₃ Gewicht des Teebeutels mit SAP nach dem Zentrifugieren (g)
AUL
Die Absorptionsfähigkeit unter Belastung des SAP einer 0,9 Gew-%igen NaCl-Lösung wurde gemäß dem Verfahren bestimmt, das auf Seite 7 der oben genannten veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 339 461 A1 beschrieben ist. Ein Anfangsgewicht des SAP wurde in einen Zylinder mit Siebboden eingebracht. Das SAP wurde durch einen Kolben belastet, der eine Druckbelastung von 60 g/cm² ausübte (es sei angemerkt: 60 g/cm² = 0,9 psi).
Anschließend wurde der Zylinder auf einen „Demand-Absorbency-Tester" (DAT) auf eine gesinterte Glasscheibe von 125 mm Durchmesser angeordnet und mit einem Whatman Filterpapier Nr. 3 abgedeckt. Danach ließ man das SAP eine Stunde lang die 0,9%ige NaCl-Lösung absorbieren. Das Anfangsgewicht des SAP betrug etwa 160 mg, das auf eine Verteilung der Teilchengröße von etwa 300 bis 600 Mikrometer gesiebt wurde (nicht die angegebene Teilchengröße in den unten aufgeführten Laborbeispielen).
Nach der einen Stunde wurde das gequollene SAP wieder gewogen, und es wurde die Grammzahl der 0,9%igen NaCl-Lösung berechnet, die zurückgehalten wurde. Die zurückgehältene Grammzahl stellte die AUL des SAP dar.
FWA
Um die freie Wasserabsorption des SAP zu bestimmen, wurde ein Vakuumgerät zusammengesetzt. Es wurde insbesondere eine Vakuumpumpe durch Tygon-Verrohrung an einen Vakuumkolben befestigt, worüber der untere Abschnitt eines Buchner-Trichters angeordnet wurde, der unter Einsatz eines Einloch-Gummistopfens sorgfältig gegenüber dem Kolben abgedichtet wurde. Ein Magnetrührer wurde neben das Gerät aufgestellt. Nach Zusammensetzung des Geräts wurde die Vakuumpumpe angeschlossen und während des gesamten FWA-Tests angelassen.
Unter Einsatz eines Messzylinders von 250 mm wurden 150 ml ± 1 ml H₂O aus dem Hahn bei 23°C ± 0,5° in ein 250 ml Becherglas abgemessen, das einen Rührstab von einem Zoll enthielt. Das Becherglas mit H₂O wurde auf eine Rührplatte gestellt und man ließ es rühren, so dass der erzeugte Wirbel etwa 2 bis 3 cm von der Oberfläche der Flüssigkeit endete.
Ein trockenes 80 mesh (180 Mikrometer)-Sieb wurde auf einer Waage mit einer oben angebrachten Waagschale austariert und dann über den Buchner-Trichter angeordnet und durch Ansaugen festgezogen. Das SAP wurde dann auf einer getrennten Waage in der für den besonderen Test benötigten Menge abgewogen: für die 30 Sekunden-FWA-Bestimmung wurden 1 Gramm SAP benötigt, während für die 15 Sekunden- und die 6 Sekunden-FWA-Bestimmung jeweils 3 Gramm SAP benötigt wurden. Das SAP wurde in das Becherglas mit H₂O geschüttet, wobei gleichzeitig eine Stoppuhr in Gang gesetzt wurde, um die Zeit von 0 an zu zählen. Als das SAP in das H₂O aus dem Hahn geschüttet wurde, fand die Dispersion der einzelnen Partikel direkt und komplett statt, so dass keine einzelnen Partikel dazu neigten zu klumpen oder zu agglomerieren.
Bei Erreichen der gewünschten Sekundenzahl wurde der Becherglasinhalt in ein Sieb mit einer Überführungszeit von nicht länger als 3 zusätzlichen Sekunden gegossen. Das Sieb wurde für etwa 30 zusätzliche Sekunden unter dem Vakuum belassen. Das Sieb wurde dann von dem Buchner-Trichter entfernt und auf seiner unteren Maschenoberfläche abgewischt um Rest-H₂O zu entfernen. Das getrocknete Sieb wurde dann auf eine vorher austarierte Waage gelegt und das „Gelgewicht" aufgenommen.
Anschließend wurde die FWA (g absorbierte Flüssigkeit/g SAP) aus dem Gelgewicht gemäß folgender Gleichung berechnet.
Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft durch die folgenden bevorzugten Ausführungsformen erläutert:
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das superabsorbierende Polymer ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption, das ein Vermögen zur freien Wasserabsorption hat, bei der weniger als etwa 3 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 6 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung, welche von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der ersten Ausführungsform weist das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur freien Wasserabsorption auf, bei der weniger als etwa 7 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 15 Sekunden für eine volle Partikelgrößenverteilung, welche von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der ersten Ausführungsform weist das superabsorbierende Polymer ein Zentrifugenretentionskapazitätsvermögen auf, bei dem mehr als 28 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der ersten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur Absorption unter Belastung bei 0,9 psi (60 g/cm²), bei der mehr als 13 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der ersten Ausführungsform ist das superabsorbierende Polymer oberflächenvernetzt.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers mit verzögerter Absorption, das Verfahren umfassend:

(a) Herstellen eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers und
(b) Unterwerfen des partikelförmigen superabsorbierenden Polymers aus Schritt (a) einem thermischen Profil, das einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, der erste Teil umfassend das Erhitzen des superabsorbierenden Polymers mit einer ansteigenden Temperatur von einer Anfangstemperatur an bis hin zu einer erhöhten Endtemperatur und der zweite Teil umfassend das Aufrechterhalten des Erhitzens des superabsorbierenden Polymers bei einer konstanten Temperatur, die wenigstens 5°C höher ist als die erhöhte Endtemperatur des ersten Teils, und wobei die Temperaturen und die Zeiten zur Erhitzung jeweils des ersten Teils und des zweiten Teils ausreichend sind, um ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption zu erhalten, das ein Vermögen zur freien Wasserabsorption hat, bei der weniger als etwa 3 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 6 Sekunden für eine volle Partikelgrößenverteilung, die von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform ist die konstante Temperatur zum Aufrechterhalten des Erhitzens im zweiten Teil eine konstante Temperatur, die von etwa 5°C bis etwa 50°C höher ist als die erhöhte Endtemperatur des ersten Teils.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform steigt die Temperatur des ersten Teils von einer Anfangstemperatur zwischen etwa 50°C und etwa 80°C aus bis hin zu einer erhöhten Endtemperatur zwischen etwa 170°C und etwa 220°C an, und die konstante Temperatur im zweiten Teil liegt zwischen etwa 175°C und etwa 270°C.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform liegt die Zeit zur Erhitzung des ersten Teils im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 90 Minuten.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform liegt die Zeit zur Erhitzung des zweiten Teils im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 90 Minuten.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur freien Wasserabsorption, bei der weniger als etwa 6 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 15 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung, welche von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Zentrifugenretentionskapazitätsvermögen, bei dem mehr als 28 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur Absorption unter Belastung, bei der mehr als 13 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der zweiten Ausführungsform umfasst Schritt (a) eine Beschichtungsbehandlung mit einem Oberflächenbenetzungsmittel, und Schritt (b) wird nach der Beschichtungsbehandlung durchgeführt.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein wet-laid-Gewebe, umfassend eine faserförmige Komponente und eine superabsorbierende Polymerkomponente, wobei:

(a) das superabsorbierende Polymer ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption umfasst, das ein Vermögen zur freien Wasserabsorption hat, bei der weniger als etwa 3 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 6 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung, die von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden; und
(b) das Gewichtsverhältnis zwischen der superabsorbierenden Polymerkomponente und der faserförmigen Komponente so kontrolliert wird, dass es sich in einem Bereich von etwa 90 : 10 bis etwa 5 : 95 befindet.

Gemäß einer bevorzugten Variation der dritten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur freien Wasserabsorption, bei der weniger als etwa 7 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 15 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung, die von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der dritten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Zentrifugenretentionskapazitätsvermögen, bei dem mehr als 28 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der dritten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur Absorption unter Belastung bei 0,9 psi (60 g/cm²), bei der mehr als 13 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der dritten Ausführungsform ist das superabsorbierende Polymer oberflächenvernetzt.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung des Feststoffgehalts eines wet-laid-Gewebes, das eine faserförmige Komponente und eine superabsorbierende Polymerkomponente hat, das Verfahren umfassend:

(a) Herstellen eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers;
(b) Bilden der superabsorbierenden Polymerkomponente, indem der partikelförmige Superabsorber aus Schritt (a) einem thermischen Profil unterworfen wird, das einen ersten Teil und einen zweiten Teil hat, der erste Teil umfassend das Erhitzen des superabsorbierenden Polymers mit einer ansteigenden Temperatur von einer Anfangstemperatur an bis hin zu einer erhöhten Endtemperatur und der zweite Teil umfassend das Aufrechterhalten des Erhitzens des superabsorbierenden Polymers bei einer konstanten Temperatur, die wenigstens 5°C höher ist als die erhöhte Endtemperatur des ersten Teils, und wobei die Temperaturen und die Zeiten zur Erhitzung jeweils des ersten Teils und des zweiten Teils ausreichend sind, um ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption zu erhalten, das ein Vermögen zur freien Wasserabsorption hat, bei der weniger als etwa 3 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 6 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung, die von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden;
(c) Bilden einer wässrigen Suspension der faserförmigen Komponente zusammen mit der superabsorbierenden Polymerkomponente von Schritt (b); und
(d) Trocknen der Suspension aus Schritt (c), um ein wet-laid-Gewebe zu erhalten, das einen verbesserten Feststoffgehalt hat.

Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform ist die konstante Temperatur zur Aufrechterhaltung des Heizens im zweiten Teil eine konstante Temperatur, die von etwa 5°C bis etwa 50°C höher als die erhöhte Endtemperatur des ersten Teils ist.
Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform steigt die Temperatur des ersten Teils von einer Anfangstemperatur an zwischen etwa 50°C und etwa 80°C bis hin zu einer erhöhten Endtemperatur zwischen etwa 170°C und etwa 220°C, und die konstante Temperatur im zweiten Teil liegt zwischen etwa 175°C und etwa 270°C.
Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform liegt die Zeit zur Erhitzung des ersten Teils im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 90 Minuten.
Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform liegt die Zeit zur Erhitzung des zweiten Teils im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 90 Minuten.
Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur freien Wasserabsorption, bei der weniger als etwa 6 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in etwa 15 Sekunden bei einer vollen Partikelgrößenverteilung, welche von etwa 40 Mikrometer bis etwa 890 Mikrometer reicht, absorbiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Zentrifugenretentionskapazitätsvermögen, bei dem mehr als 28 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation der vierten Ausführungsform hat das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur Absorption unter Belastung, bei dem mehr als 13 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Variation umfasst Schritt (a) eine Beschichtungsbehandlung mit einem Oberflächenbenetzungsmittel, und Schritt (b) wird nach der Beschichtungsbehandlung durchgeführt.
Gemäß einer bevorzugten Variante der vierten Ausführungsform hat das resultierende wet-laid-Gewebe einen verbesserten Feststoffgehalt von oberhalb etwa 18 Gew.-%.
Beispiele
I. Vergleichsbeispiele im Handel erhältlicher SAP
Beispiel A
Es wurden verschiedene im Handel erhältliche superabsorbierende Polymere aus dem Stand der Technik für FWA, CRC und AUL getestet. Für den FWA-Test wurde jedes superabsorbierende Polymer aus dem Stand der Technik bei 27°C bei 750 U/min Rührgeschwindigkeit getestet, und sie hatten eine volle Partikelgrößenverteilung von 44 bis 841 Mikrometer. Für den CRC-Test und den AUL-Test wurde jedes superabsorbierende Polymer des Standes der Technik gesiebt, so dass die oben angegebene Partikelgrößenverteilung von 300 bis 600 Mikrometer getestet wurde. Der FWA-Test wurde mit Wasser durchgeführt, wobei der CRC-Test und der AUL-Test jeweils mit 0,9 Gew.-%iger wässriger Salzlösung durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle IA zusammengefasst.
Tabelle IA
Wie zu sehen ist, zeigte jedes superabsorbierende Polymer des Standes der Technik eine FWA bei 6 Sekunden, die größer als 5 g/g ist.
Beispiel B
Als nächstes wurden verschiedene ausgewählte Partikelgrößenverteilungen von Stockhausens FAVOR^® SXM-77 für die FWA bei 23°C bei 750 U/min Rührgeschwindigkeit getestet. Die Ergebnisse sind nachfolgend in Tabelle IB zusammengefasst.
Tabelle IB
Wie zu sehen ist, zeigte nur die größte Partikelgrößenverteilung (595 bis 841 Mikrometer) von Superabsorber SXM-77 eine langsame und niedrige FWA von 5,5 g/g bei 15 Sekunden, welche, wie oben erwähnt, in umgekehrter Beziehung zur Partikelgrößenverteilung in der Art steht, dass mit der Erhöhung der Partikelgröße die FWA abnahm.
Wie dagegen ausführlicher nachfolgend in den Laborbeispielen IIA bis H bezüglich der erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere erläutert, zeigte die volle Partikelgrößenverteilung von 90 bis 850 Mikrometer für diese superabsorbierenden Polymere typischerweise eine FWA von 4,0 g/g oder weniger bei 15 Sekunden, und nur eine Probe dieser vollen Partikelgrößenverteilung zeigte eine FWA von 6,4 g/g bei 15 Sekunden.
II. Beispiele A bis H (Erfindungsgemäße SAP) und Vergleichsbeispiele A und B (SAP ohne Behandlung mit zweiteiligem Thermischen Profil)
In den nachfolgenden Beispielen war jedes superabsorbierende Polymer ein vernetztes Natriumpolyacrylat das durch Lösungsmittelpolymerisation hergestellt wurde. Jeder Prozentsatz war in Gewichtsprozent angegeben, sofern nicht speziell als Mol-% angegeben, und das wässrige Ethylencarbonat war eine Lösung aus 50 Gewichtsanteilen Ethylencarbonat und 50 Gewichtsanteilen entionisiertem Wasser.
Beispiel A
Eine wässrige Acrylsäurelösung umfassend 0,1% EO-TMPTA als ein Vernetzungsmittel, 0,25% All-PEGMA als ein Co-Vernetzungsmittel und 2,5% Methoxypolyethylenglykolmethacrylat, alle Angaben relativ zur Acrylsäure, wurde unter Kühlung mit Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Die Acrylsäurekonzentration der Monomerlösung betrug 29% mit einem Neutralisationsgrad von 70 Mol-%.
Die Monomerlösung wurde auf etwa 5°C abgekühlt, mit Stickstoff gespült und dann mit Natriumerythorbatlösung als Reduktionsmittel, Wasserstoffperoxydlösung als Oxydationsmittel (wobei das Natriumerythorbat zusammen mit dem Wasserstoffperoxyd ein Redox-Initiatiorpaar bildet), Natriumcarbonatlösung als ein Treibmittel zur Erzeugung eines porösen Polymergels, und einer vierten Lösung enthaltend sowohl ABAH als auch Natriumpersulfat als thermische Initiatoren, die zur Fertigstellung der Polymerisation im Laufe der Reaktion freie Radikale erzeugen, gemischt. Die Endkonzentration jeweils von Natriumerythorbat, Wasserstoffperoxyd, Natriumcarbonat, ABAH und Natriumpersulfat lag jeweils bei 57, 125, 600, 125 und 100 ppm, alle bezogen auf die Gesamtmonomerlösung.
Die Polymerisation begann direkt nachdem die Monomerlösung mit allen anderen Lösungen gemischt worden war. Nach 20minütiger Polymerisation wurde das gebildete Polymergel zerkleinert und 20 Minuten lang in heißer Luft bei 150°C getrocknet.
Das getrocknete Polymer wurde anschließend gemahlen, auf 90 bis 850 Mikrometer gesiebt und kontinuierlich in einen Schaufelmischer (380 U/min) bei 4.000 kg/Stunde zugeführt, während es mit wässriger Ethylencarbonatlösung bei einem Gewichtsverhältnis von Ethylencarbonat zu Polymer von 1 : 167 gemischt wurde, um das Polymer mit diesem Oberflächenvernetzungsmittel zu beschichten.
Die Mischung wurde dann in einen Förderer überführt, wo sie für den ersten Teil des thermischen Profils von einer Anfangstemperatur von 65°C aus bis zu einer Endtemperatur von 185°C innerhalb von einer Stunde erhitzt wurde. Anschließend wurde die Mischung schnell auf 200°C gebracht und im zweiten Teil des thermischen Profils für zusätzliche 45 Minuten bei der konstanten Temperatur von 200°C gehalten. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel B
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel A beschrieben eingesetzt, außer, dass im zweiten Teil des thermischen Profils die Mischung 35 Minuten lang bei einer konstanten Temperatur von 210°C gehalten wurde, nachdem die Polymer/Ethylencarbonatmischung im ersten Teil des thermischen Profils auf eine Endtemperatur von 185°C erhitzt worden war. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel C
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel A beschrieben eingesetzt, außer, dass im zweiten Teil des thermischen Profils die Mischung 50 Minuten lang bei einer konstanten Temperatur von 205°C gehalten wurde, nachdem die Polymer/Ethylencarbonatmischung im ersten Teil des thermischen Profils auf eine Endtemperatur von 185°C erhitzt worden war. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel D
Eine wässrige Lösung umfassend 0,19% Triallylamin als Vernetzungsmittel, relativ zur Acrylsäure, wurde unter Kühlen mit Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Die Acrylsäurekonzentration der Momomerlösung betrug 31% mit einem Neutralisationsgrad von 70 Mol-%.
Die Monomerlösung wurde auf etwa 5°C gekühlt, mit Stickstoff gespült und dann mit Natriumerythorbatlösung als Reduktionsmittel, t-Butylwasserstoffperoxydlösung als ein Oxydationsmittel (wobei das Natriumerythorbat zusammen mit dem t-Butylwasserstoffperoxyd ein Redox-Initiatiorpaar bildet), und einer dritten Lösung enthaltend sowohl ABAH als auch Natriumpersulfat als thermische Initiatoren, die zur Fertigstellung der Polymerisation im Laufe der Reaktion freie Radikale erzeugen, gemischt. Die Endkonzentration jeweils von Natriumerythorbat, t-Butylwasserstoffperoxyd, ABAH und Natriumpersulfat lag jeweils bei 26, 182, 195 und 100 ppm, alle bezogen auf die Gesamtmonomerlösung.
Die Polymerisation begann direkt nachdem die Monomerlösung mit allen anderen Lösungen gemischt worden war. Nach 20minütiger Polymerisation wurde das gebildete Polymergel zerkleinert und 20 Minuten lang in heißer Luft bei 150°C getrocknet.
Das getrocknete Polymer wurde anschließend gemahlen, auf 90 bis 850 Mikrometer gesiebt und kontinuierlich in einen Schaufelmischer (380 U/min) bei 4.000 kg/Stunde zugeführt, während es mit wässriger Ethylencarbonatlösung bei einem Gewichtsverhältnis von Ethylencarbonat zu Polymer von 1 : 167 gemischt wurde, um das Polymer mit diesem Oberflächenvernetzungsmittel zu beschichten.
Die Mischung wurde dann in einen Förderer überführt, wo sie für den ersten Teil des thermischen Profils von einer Anfangstemperatur von 80°C aus bis zu einer Endtemperatur von 170°C innerhalb von einer Stunde erhitzt wurde. Anschließend wurde die Mischung im zweiten Teil des thermischen Profils für zusätzliche 60 Minuten bei der konstanten Temperatur von 200°C gehalten. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel E
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel D beschrieben eingesetzt, außer, dass im zweiten Teil des thermischen Profils die Mischung für zusätzliche 60 Minuten bei einer konstanten Temperatur von 205°C gehalten wurde, nachdem die Polymer/Ethylencarbonatmischung im ersten Teil des thermischen Profils auf die Endtemperatur von 170°C erhitzt worden war. Das entstandene Produkt wurde zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel F
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel D beschrieben eingesetzt, außer, dass im zweiten Teil des thermischen Profils die Mischung für zusätzliche 45 Minuten bei einer konstanten Temperatur von 210°C gehalten wurde, nachdem die Polymer/Ethylencarbonatmischung im ersten Teil des thermischen Profils auf die Endtemperatur von 170°C erhitzt worden war. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel G
Eine wässrige Lösung umfassend 0,19% Triallylamin als Vernetzungsmittel, relativ zur Acrylsäure wurde unter Kühlen mit Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Die Acrylsäurekonzentration der Monomerlösung betrug 31% mit einem Neutralisationsgrad von 60 Mol-%.
Die Monomerlösung wurde auf etwa 5°C gekühlt, mit Stickstoff gespült und dann mit Ascorbinsäurelösung als ein Reduktionsmittel, t-Butylwasserstoffperoxydlösung als ein Oxydationsmittel (wobei die Ascorbinsäure zusammen mit dem t-Butylwasserstoffperoxyd ein Redox-Initiatiorpaar bildet), und einer dritten Lösung enthaltend sowohl ABAH als auch Natriumpersulfat gemischt. Die Endkonzentration jeweils von Ascorbinsäure, t-Butylwasserstoffperoxyd, ABAH und Natriumpersulfat lag jeweils bei 22, 178, 200 und 100 ppm, alle bezogen auf die Gesamtmonomerlösung.
Die Polymerisation begann direkt nachdem die Monomerlösung mit allen anderen Lösungen gemischt worden war. Nach 20minütiger Polymerisation wurde das gebildete Polymergel zerkleinert und 20 Minuten lang in heißer Luft bei 150°C getrocknet.
Das getrocknete Polymer wurde anschließend gemahlen, auf 90 bis 850 Mikrometer gesiebt und kontinuierlich in einen Schaufelmischer (380 U/min) bei 4.000 kg/Stunde zugeführt, während es mit wässriger Ethylencarbonatlösung als ein Oberflächenvernetzungsmittel bei einem Gewichtsverhältnis von Ethylencarbonat zu Polymer von 1 : 206 gemischt wurde, um das Polymer mit diesem Oberflächenvernetzungsmittel zu beschichten.
Die Mischung wurde dann in einen Förderer überführt, wo sie für den ersten Teil des thermischen Profils von einer Anfangstemperatur von 80°C aus bis zu einer Endtemperatur von 175°C innerhalb von einer Stunde erhitzt wurde. Anschließend wurde die Mischung im zweiten Teil des thermischen Profils für zusätzliche 45 Minuten bei der konstanten Temperatur von 180°C gehalten. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Beispiel H
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel G beschrieben eingesetzt, außer, dass im zweiten Teil des thermischen Profils die Mischung für zusätzliche 35 Minuten bei einer konstanten Temperatur von 190°C gehalten wurde, nachdem die Polymer/Ethylencarbonatmischung auf die Endtemperatur von 175°C erhitzt worden war. Nach dem Kühlen wurde das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht.
Vergleichsbeispiel A (mit nur dem ersten Teil des zweiteiligen thermischen Profils
Das wie in Beispiel E beschrieben zubereitete Polymer wurde getrocknet, gemahlen, auf 90 bis 850 Mikrometer gesiebt und kontinuierlich in einen Schaufelmischer (380 U/min) bei 4.000 kg/Stunde zugeführt, während es mit Ethylencarbonat als ein Oberflächenvernetzungsmittel bei einem Gewichtsverhältnis von Ethylencarbonat zu Polymer von 1 : 167 gemischt wurde, um das Polymer mit diesem Oberflächenvernetzungsmittel zu beschichten.
Die Mischung wurde dann in einen Förderer überführt, wo sie für den ersten Teil des thermischen Profils von einer Anfangstemperatur von 80°C aus bis zu einer Endtemperatur von 175°C innerhalb von einer Stunde erhitzt wurde, und dann nach dem Kühlen das entstandene Produkt zu einem Vorratsbehälter gebracht wurde. Der zweite Teil des thermischen Profils wurde nicht durchgeführt.
Vergleichsbeispiel B (mit nur dem zweiten Teil des zweiteiligen thermischen Profils
Das wie in Beispiel E beschrieben zubereitete Polymer wurde getrocknet, gemahlen, auf 90 bis 850 Mikrometer gesiebt und kontinuierlich in einen Schaufelmischer (380 U/min) bei 4.000 kg/Stunde zugeführt, während es mit Ethylencarbonat bei einem Gewichtsverhältnis von Ethylencarbonat zu Polymer von 1 : 167 gemischt wurde, um das Polymer mit diesem Oberflächenvernetzungsmittel zu beschichten.
Die Mischung wurde dann in einen Förderer überführt, wo sie für den zweiten Teil des thermischen Profils zwei Stunden lang bei einer konstanten Temperatur von 205°C erhitzt wurde. Das entstandene Produkt wurde gekühlt und zu einem Vorratsbehälter gebracht. Der erste Teil des thermischen Profils wurde nicht durchgeführt.
Die entstandenen Polymere der Beispiele A bis H und Vergleichsbeispiele A und B wurden auf FWA, CRC und AUL getestet. Für den FWA-Test betrug die Partikelgrößenverteilung die vollen 90 bis 850 Mikrometer. Die Polymere wurden jedoch für den CRC-Test und den AUL-Test gesiebt und infolgedessen betrug die Partikelgrößenverteilung die oben genannten 300 bis 600 Mikrometer. Der FWA-Test wurde mit Wasser, wohingegen der CRC-Test und der AUL-Test jeweils mit 9 Gew.-%iger wässriger Salzlösung durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind nachfolgend in Tabelle II zusammengefasst
Tabelle II
Wie zu sehen ist, zeigten die dem zweiteiligen thermischen Profil unterworfenen superabsorbierenden Polymere jeweils eine FWA von weniger als 3 g/g bei 6 Sekunden, und die meisten zeigten eine FWA von weniger als 2 g/g bei 6 Sekunden. Andererseits zeigten die beiden Vergleiche, die nur einem Teil des zweiteiligen thermischen Profils unterworfen wurden, jeweils eine FWA von größer als 3,5 g/g bei 6 Sekunden. Weiterhin zeigte jedes superabsorbierende Polymer, das dem zweiteiligen thermischen Profil unterworfen worden war, eine wesentlich höhere AUL im Vergleich zur AUL von jedem der beiden Vergleiche.
III Beispiele von Gewebe aus SAP und Zellulose-Fluff, die durch den wet-laid-Prozess hergestellt werden
In den folgenden Beispielen wurden ausgesuchte erfindungsgemäße SAP, und auch die beiden Vergleichs-SAP, die wie oben im Beispiel II beschrieben hergestellt wurden, jeweils in einem wet-laid-Prozess eingesetzt, um ein wet-laid-Gewebe aus SAP und Zellulosefaser herzustellen.
Es wurden insbesondere 1,36 g Zellulosefaser (GOLDEN ISLES^® 4800, vertrieben durch Georgia Pacific) zu 200 g Wasser aus dem Hahn zugefügt, und dann wurden 0,9 g des ausgewählten SAP zugefügt. Die entstandene Aufschlämmung wurde dann in einen Laborgewebeformer gegossen, der am Boden ein Polyestersieb von 150 Mikrometer aufwies.
Der Gewebeformer war oben mit einer Probenentnahme-Kammer aus rostfreiem Stahl ausgebildet zum Zurückhalten der Aufschlämmung. Die Kammer maß 8,5 cm im Durchmesser und 10 cm in der Höhe. Der Gewebeformer hatte außerdem einen unteren Abschnitt, der über ein Kugelventil mit einem Vakuumsystem verbunden war.
Die Aufschlämmung wurde mit einem fächerförmigen 3-Schaufel-Turbinenrührer, der sich fünfmal rauf und runter bewegt, gerührt. Die Wassertemperatur wurde auf 23°C ± 1°C geregelt, und die gesamte Wasserkontaktzeit des SAP und der Zellulosefasermischung wurde so gesteuert, dass sie 10 Sekunden betrug. Anschließend wurde das Wasser unter Vakuum (60 mm Hg) aus der Aufschlämmung mit einer Ablasszeit von 60 Sekunden abgelassen.
Der Feststoffgehalt jedes Gewebes wurde gemäß der folgenden Gleichung ermittelt:
Feststoffe Gew.-% = [(Fasergewicht + SAP-Gewicht)/Gewebegewicht] × 100%,
wobei jedes Gewicht (d. h., das Gewicht der Faser, das Gewicht des SAP und das Gewicht des Gewebes) in Gramm angegeben ist. Die Ergebnisse sind nachfolgend in Tabelle III zusammengefasst.
Tabelle III
Wie aus der obigen Tabelle III zu sehen ist, zeigten mit den erfindungsgemäßen SAP (Beispiele A, C, D, E, F und H) hergestellte wet-laid-Gewebe einen verbesserten Feststoffgehalt gegenüber wet-laid-Geweben, die mit den Vergleichs-SAP (Vergleichsbeispiele A und B) hergestellt wurden. Insbesondere lag der Feststoffgehalt für jedes wet-laid-Gewebe, das mit den erfindungsgemäßen SAP hergestellt wurde, immer oberhalb von 18%, wogegen der Feststoffgehalt der wet-laid-Gewebe, die mit den Vergleichs-SAP hergestellt wurden, immer unterhalb von 18% lag.

Claims

Ein superabsorbierendes Polymer, umfassend ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption, welches eine Absorptionseigenschaft von freiem Wasser hat, bei der weniger als 7 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in 15 Sekunden für eine volle Partikelgrößenverteilung, die sich zwischen 40 Mikrometern bis 890 Mikrometern bewegt, absorbiert werden.
Das partikelförmige superabsorbierende Polymer mit verzögerter Absorption nach Anspruch 1, wobei das superabsorbierende Polymer ein Zentrifugenretentionsvermögen aufweist, mit dem es mehr als 28 Gramm wässrige Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückhält.
Das partikelförmige superabsorbierende Polymer mit verzögerter Absorption nach Anspruch 1, wobei das superabsorbierende Polymer ein Vermögen zur Absorption unter Belastung bei 0,9 psi (60 g/cm²) hat, bei dem mehr als 13 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer zurückgehalten werden.
Das partikelförmige superabsorbierende Polymer mit verzögerter Absorption nach Anspruch 1, wobei das superabsorbierende Polymer oberflächenvernetzt ist.
Verfahren zur Herstellung eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers mit verzögerter Absorption, das Verfahren umfassend: (a) Herstellen eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers und (b) Unterwerfen des partikelförmigen superabsorbierenden Polymers aus Schritt (a) einem thermischen Profil, das einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, der erste Teil umfassend das Erhitzen des superabsorbierenden Polymers mit einer ansteigenden Temperatur von einer Anfangstemperatur an bis hin zu einer erhöhten Endtemperatur und der zweite Teil umfassend das Aufrechterhalten des Erhitzens des superabsorbierenden Polymers bei einer konstanten Temperatur, die wenigstens 5°C höher ist als die erhöhte Endtemperatur des ersten Teils, und wobei die Temperaturen und die Zeiten zur Erhitzung jeweils des ersten Teils und des zweiten Teils ausreichend sind, um ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption zu erhalten, das eine Absorptionseigenschaft von freiem Wasser hat, bei der weniger als 3 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer in 6 Sekunden für eine volle Partikelgrößenverteilung, die sich zwischen 40 Mikrometer bis 890 Mikrometer bewegt, absorbiert werden.
Feucht gelegtes Gewebe, umfassend eine faserförmige Komponente und eine superabsorbierende Polymerkomponente, wobei: (a) das superabsorbierende Polymer ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption umfasst, das eine Absorptionseigenschaft von freiem Wasser hat, bei der weniger als 3 Gramm Wasser pro Gramm superabsorbierendes Polymer in 6 Sekunden für eine volle Partikelgrößenverteilung, die sich von 40 Mikrometern bis 890 Mikrometern bewegt, absorbiert werden; und (b) das Gewichtsverhältnis zwischen der superabsorbierenden Polymerkomponente und der faserförmigen Komponente so gesteuert wird, dass es sich in einem Bereich von etwa 90 : 10 bis etwa 5 : 95 befindet.
Verfahren zur Verbesserung des Feststoffgehalts eines feucht gelegten Gewebes, das eine faserförmige Komponente und eine superabsorbierende Polymerkomponente hat, das Verfahren umfassend: (a) Herstellen eines partikelförmigen superabsorbierenden Polymers; (b) Bilden der superabsorbierenden Polymerkomponente, indem der partikelförmige Superabsorber aus Schritt (a) einem thermischen Profil unterworfen wird, das einen ersten Teil und einen zweiten Teil hat, der erste Teil umfassend das Erhitzen des superabsorbierenden Polymers mit einer ansteigenden Temperatur von einer Anfangstemperatur an bis hin zu einer erhöhten Endtemperatur und der zweite Teil umfassend das Aufrechterhalten des Erhitzens des superabsorbierenden Polymers bei einer konstanten Temperatur, die wenigstens 5°C höher ist als die erhöhte Endtemperatur des ersten Teils, und wobei die Temperaturen und die Zeiten zur Erhitzung jeweils des ersten Teils und des zweiten Teils ausreichend sind, um ein partikelförmiges superabsorbierendes Polymer mit verzögerter Absorption zu erhalten, das eine Absorptionseigenschaft von freiem Wasser hat, bei der weniger als 3 Gramm wässriger Salzlösung pro Gramm superabsorbierendes Polymer in 6 Sekunden für eine volle Partikelgrößenverteilung, die sich zwischen 40 Mikrometer bis 890 Mikrometer bewegt, absorbiert werden; (c) Bilden einer wässrigen Suspension der faserförmigen Komponente zusammen mit der superabsorbierenden Polymerkomponente von Schritt (b); und (d) Trocknen der Suspension aus Schritt (c); um ein feucht gelegtes Gewebe zu erhalten, das einen verbesserten Feststoffgehalt hat.