1.本发明涉及一种吸水性树脂颗粒及其制造方法、吸收体、以及吸收性物品。
背景技术:
2.以往,用于吸收以水为主要成分的液体(例如尿液)的吸收性物品使用含有吸水性树脂颗粒的吸收体。例如,下述专利文献1中公开了一种具有适宜用于尿布等吸收性物品的粒径的吸水性树脂颗粒。并且,专利文献2中公开了一种作为在容纳如尿等体液时有效的吸收性部件,使用具有特定的盐水导流性、承压下吸收性能等的水凝胶吸收性聚合物的方法。现有技术文献专利文献
3.专利文献1:日本专利公开平6
‑
345819号公报专利文献2:日本专利公表平9
‑
510889号公报
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题
4.若用于吸收性物品的液体没有充分渗透到吸收性物品中,则会产生剩余的液体在其表面流动等而泄漏到吸收性物品之外的不良情况。因此,对吸收性物品要求液体以优异的渗透速度渗透。
5.本发明的一方面的目的在于,提供一种能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品的吸水性树脂颗粒及其制造方法。并且,本发明的另一方面的目的在于,提供一种使用了该吸水性树脂颗粒的吸收体及吸收性物品。解决技术问题的技术手段
6.本发明的一方面提供一种吸水性树脂颗粒,其中,通过下述(1)~(3)步骤测定的凝胶最大阻力为0.3~1.5n,载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量为12ml/g以上。(1)准备:固定工具,其具备在表面和背面具有直径2cm的平坦面的厚度5mm的圆板部、及一端连接于该圆板部的一个平坦面即第一表面的中央且横截面为直径5mm的圆形的棒状部;及底面内径4.6cm的圆筒形容器,其装有生理盐水58g。以圆筒形容器的高度方向的中心轴位于圆板部的中央的方式配置固定工具及圆筒形容器。(2)以在圆板部的与所述第一表面相反的一侧的平坦面即第二表面距离生理盐水的水面为铅垂下方15mm的位置浸渍固定工具的状态,向圆筒形容器内放入吸水性树脂颗粒2.0g,形成埋设有固定工具的溶胀凝胶。(3)测定使固定工具以速度10mm/分钟向铅垂上方上升时施加于固定工具的载荷的最大值作为凝胶最大阻力。
7.根据上述吸水性树脂颗粒,能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品。
8.本发明的另一方面提供一种具有上述吸水性树脂颗粒的吸收体。
9.本发明另一方面提供一种具备上述吸收体的吸收性物品。
10.本发明的另一方面提供一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其具备根据通过下述(1)~(3)步骤测定的凝胶最大阻力及载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量分选吸水性树脂颗粒的工序。(1)准备:固定工具,其具备在表面和背面具有直径2cm的平坦面的厚度5mm的圆板部、及一端连接于该圆板部的一个平坦面即第一表面的中央且横截面为直径5mm的圆形的棒状部;及底面内径4.6cm的圆筒形容器,其装有生理盐水58g。以圆筒形容器的高度方向的中心轴位于圆板部的中央的方式配置固定工具及圆筒形容器。(2)以在圆板部的与所述第一表面相反的一侧的平坦面即第二表面距离生理盐水的水面为铅垂下方15mm的位置浸渍固定工具的状态,向圆筒形容器内放入吸水性树脂颗粒2.0g,形成埋设有固定工具的溶胀凝胶。(3)测定使固定工具以速度10mm/分钟向铅垂上方上升时施加于固定工具的载荷的最大值作为凝胶最大阻力。
11.根据上述吸水性树脂颗粒的制造方法,能够获得可获得具有优异的渗透速度的吸收性物品的吸水性树脂颗粒。发明效果
12.根据本发明的一方面,能够提供一种可获得具有优异的渗透速度的吸收性物品的吸水性树脂颗粒及其制造方法。并且,根据本发明的另一方面,能够提供一种使用了该吸水性树脂颗粒的吸收体及吸收性物品。根据本发明的另一方面,能够提供一种树脂颗粒、吸收体及吸收性物品在吸液中的应用。
附图说明
13.图1是表示吸收性物品的一例的剖视图。图2是表示在实施例中使用的搅拌翼的大致形状的平面图。图3是表示吸水性树脂颗粒的载荷下的吸水量的测定装置的概略图。图4是表示在实施例中使用的凝胶最大阻力的测定装置的概略图。图5是表示施加于固定工具的载荷的推移的图表。
具体实施方式
14.以下,对本发明的实施方式进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下实施方式,能够在其主旨范围内进行各种变形来实施。
15.在本说明书中,将“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”统一表述为“(甲基)丙烯酸”。“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”也同样表述为“(甲基)丙烯酸酯”。“(聚)”是指有前缀“聚”和没有前缀“聚”的这两种情况。在本说明书中阶段性记载的数值范围中,某阶段的数值范围的上限值或下限值能够与其他阶段的数值范围的上限值或下限值任意组合。在本说明书中所记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例中所示的值。“水溶性”是指在25℃下在水中表示5质量%以上的溶解性。在本说明书中例示的材料可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。关于组合物中的各成分的含量,当组合物中存在多个与各成分相对应的物质时,只要没有特别说明,则表示在组合物中存在的该多个物质的合计量。“生理盐水”是指0.9质量%氯化钠水溶液。
16.在本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒中,通过下述(1)~(3)步骤测定的凝胶最大阻力为0.3~1.5n,载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量为12ml/g以上。(1)准备:固定工具,其具备在表面和背面具有直径2cm的平坦面的厚度5mm的圆板部、及一端连接于该圆板部的一个平坦面即第一表面的中央且横截面为直径5mm的圆形的棒状部;及底面内径4.6cm的圆筒形容器,其装有生理盐水58g。以圆筒形容器的高度方向的中心轴位于圆板部的中央的方式配置固定工具及圆筒形容器。(2)以在圆板部的与第一表面相反的一侧的平坦面即第二表面距离生理盐水的水面为铅垂下方15mm的位置浸渍固定工具的状态,向圆筒形容器内放入吸水性树脂颗粒2.0g,形成埋设有固定工具的溶胀凝胶。(3)测定使固定工具以速度10mm/分钟向铅垂上方上升时施加于固定工具的载荷的最大值作为凝胶最大阻力。
17.根据这种吸水性树脂颗粒,能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品。获得这种效果的原因尚不清楚,但本发明人进行了如下推测。但是,原因并不限定于下述内容。即,在本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒中,由于通过凝胶最大阻力为0.3~1.5,载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量为12ml/g以上,在进行吸液时,即使所溶胀的凝胶颗粒彼此紧贴也容易剥离,因此形成具有适当空隙的溶胀凝胶。认为通过吸液时形成的适当的空隙在溶胀凝胶内部作为流路发挥作用,可获得上述效果。
18.从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,凝胶最大阻力例如可以为1.5n以下、1.4n以下、1.3n以下、1.2n以下或1.1n以下,也可以为0.3n以上、0.4n以上、0.5n以上、0.6n以上、0.7n以上、0.8n以上或0.9n以上。从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,凝胶最大阻力例如可以为0.4~1.5n、0.5~1.5n、0.6~1.4n、0.7~1.3n、0.8~1.2n或0.9~1.1n。凝胶最大阻力可以为室温(25
±
2℃)下的凝胶最大阻力。
19.通过上述(1)~(3)步骤测定的凝胶最大阻力具体能够通过在后述的实施例中所记载的方法进行测定。
20.本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量为12ml/g以上,从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,优选为15ml/g以上、18ml/g以上、20ml/g以上、22ml/g以上或25ml/g以上。从在吸收性物品中容易抑制吸收性物品中的过度溶胀的观点考虑,吸水量优选为40ml/g以下、35ml/g以下或30ml/g以下。从这些观点考虑,吸水量优选为12~40ml/g,更优选为15~35ml/g,进一步优选为22~35ml/g。吸水量可以为室温(25
±
2℃)下的吸水量。能够通过后述的实施例中所记载的方法测定吸水量。
21.本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒只要能够保水即可,吸液对象的液体能够包含水。本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒中,尿液、汗液、血液(例如经血)等体液的吸收性优异。本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒能够用作本实施方式所涉及的吸收体的构成成分。
22.本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量(无加压下的保水量)优选为下述范围。从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,保水量优选为10g/g以上、15g/g以上、20g/g以上、25g/g以上或30g/g以上。从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,保水量优选为80g/g以下、75g/g以下、70g/g以下、65g/g以下、
60g/g以下、55g/g以下、50g/g以下、48g/g以下、45g/g以下、42g/g以下、40g/g以下或35g/g以下。从这些观点考虑,保水量优选为10~80g/g。保水量可以为室温(25
±
2℃)下的保水量。能够通过后述的实施例中所记载的方法测定保水量。
23.从在吸收性物品中容易获得优异的渗透速度的观点考虑,本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的无加压下的生理盐水的吸水量可以为45.0g/g以上、48.0g/g以上、50.0g/g以上、51.0g/g以上或55.0g/g以上,并且可以为70g/g以下、65g/g以下、63g/g以下或60g/g以下。无加压下的吸水量可以为室温(25
±
2℃)下的吸水量。能够通过后述的实施例中所记载的方法测定无加压下的吸水量。
24.作为本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的形状,可举出大致球形、破碎状、颗粒状等。本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒(吸水前的吸水性树脂颗粒)的中值粒径优选为下述范围。从容易避免凝胶阻滞(ge1 b1ocking)且良好地保持吸收性物品的渗透速度的观点考虑,中值粒径优选为250μm以上、280μm以上、300μm以上、310μm以上、320μm以上、330μm以上、340μm以上、350μm以上或360μm以上。从容易保持吸收性物品的柔软的触感的观点考虑,优选为600μm以下、550μm以下、500μm以下、450μm以下、400μm以下、380μm以下或370μm以下。从这些观点考虑,中值粒径优选为250~600μm。本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒可以在通过后述的制造方法获得的时刻具有所需的粒度分布,但也可以通过进行使用基于筛的分级的粒度调整等操作来调整粒度分布。
25.本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒中,例如作为聚合物颗粒能够包含使含有烯键式不饱和单体的单体聚合来获得的交联聚合物。即,本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒能够具有源自烯键式不饱和单体的结构单元。作为烯键式不饱和单体,能够使用水溶性烯键式不饱和单体。作为聚合方法,可举出反相悬浮聚合法、水溶液聚合法、本体聚合法、沉淀聚合法等。在这些中,从确保所获得的吸水性树脂颗粒的良好的吸水特性(保水量等)及容易控制聚合反应的观点考虑,优选反相悬浮聚合法或水溶液聚合法。以下,作为使烯键式不饱和单体聚合的方法,以反相悬浮聚合法为例进行说明。
26.烯键式不饱和单体优选为水溶性,例如可举出(甲基)丙烯酸及其盐、2
‑
(甲基)丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙烷磺酸及其盐、(甲基)丙烯酰胺、n,n
‑
二甲基(甲基)丙烯酰胺、2
‑
(甲基)丙烯酸羟乙酯、n
‑
羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、n,n
‑
二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、n,n
‑
二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。烯键式不饱和单体具有氨基时,该氨基可以被季铵化。烯键式不饱和单体可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。上述单体的羧基、氨基等官能团能够在后述表面交联工序中作为能够交联的官能团而发挥作用。
27.在这些中,从工业上容易获得的观点考虑,烯键式不饱和单体优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺以及n,n
‑
二甲基丙烯酰胺组成的组中的至少一种化合物,更优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐以及丙烯酰胺组成的组中的至少一种化合物。从进一步提高吸水特性(保水量等)的观点考虑,烯键式不饱和单体进一步优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种化合物。即,吸水性树脂颗粒优选具有如下结构单元,该结构单元源自选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种。
28.作为用于获得吸水性树脂颗粒的单体,可以使用除了上述烯键式不饱和单体以外的单体。这样的单体例如能够混合于包含上述烯键式不饱和单体的水溶液中使用。烯键式
不饱和单体的使用量相对于单体总量(用于获得吸水性树脂颗粒的单体总量。例如赋予交联聚合物的结构单元的单体的总量。以下相同。)可以为70~100摩尔%,也可以为80~100摩尔%、90~100摩尔%、95~100摩尔%或100摩尔%。其中,(甲基)丙烯酸及其盐的比例相对于单体总量可以为70~100摩尔%,也可以为80~100摩尔%、90~100摩尔%、95~100摩尔%或100摩尔%。“(甲基)丙烯酸及其盐的比例”是指(甲基)丙烯酸及其盐的合计量的比例。
29.根据本实施方式,作为吸水性树脂颗粒的一例,能够提供一种如下吸水性树脂颗粒,该吸水性树脂颗粒包含具有源自烯键式不饱和单体的结构单元的交联聚合物,该吸水性树脂颗粒中,烯键式不饱和单体包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种化合物,(甲基)丙烯酸及其盐的比例相对于用于获得吸水性树脂颗粒的单体总量为70~100摩尔%。
30.通常,烯键式不饱和单体适宜用作水溶液。包含烯键式不饱和单体的水溶液(以下,简称为“单体水溶液”)中的烯键式不饱和单体的浓度优选为20质量%以上且饱和浓度以下,更优选为25~70质量%,进一步优选为30~55质量%。作为在水溶液中使用的水,可举出自来水、蒸馏水、离子交换水等。
31.烯键式不饱和单体具有酸基时,单体水溶液可以通过碱性中和剂中和该酸基来使用。从提高所获得的吸水性树脂颗粒的渗透压,并更加提高吸水特性(保水量等)的观点考虑,烯键式不饱和单体中的基于碱性中和剂的中和度优选为烯键式不饱和单体中的酸性基的10~100摩尔%,更优选为50~90摩尔%,进一步优选为60~80摩尔%。作为碱性中和剂,可举出:氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾等碱金属盐;氨等。碱性中和剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。为简化中和操作,可以以水溶液的状态使用碱性中和剂。例如能够通过将氢氧化钠、氢氧化钾等的水溶液滴加到上述单体水溶液中来混合而进行烯键式不饱和单体的酸基的中和。
32.在反相悬浮聚合法中,能够在表面活性剂的存在下,在烃分散介质中分散单体水溶液,并利用自由基聚合引发剂等进行烯键式不饱和单体的聚合。作为自由基聚合引发剂,能够使用水溶性自由基聚合引发剂。
33.作为表面活性剂,可举出非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂等。作为非离子系表面活性剂,可举出失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、脂肪酸山梨醇酯、聚氧乙烯脂肪酸山梨醇酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油、烷基烯丙基甲醛缩合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙基烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯等。作为阴离子系表面活性剂,可举出脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基甲基牛磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚的磷酸酯、聚氧乙烯烷基烯丙基醚的磷酸酯等。表面活性剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。
34.从w/o型反相悬浮的状态良好、容易获得具有适宜的粒径的吸水性树脂颗粒、工业上容易获得的观点考虑,表面活性剂优选包含选自由失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯及蔗糖脂肪酸酯组成的组中的至少一种化合物。从容易获得吸水性树脂颗粒的适当的粒度分布的观点以及容易提高吸水性树脂颗粒的吸水特性(保水量等)及使用其的吸收性物
品的性能的观点考虑,表面活性剂优选包含蔗糖脂肪酸酯,更优选蔗糖硬脂酸酯。
35.从充分获得相对于使用量的效果的观点及经济性的观点考虑,表面活性剂的使用量相对于单体水溶液100质量份优选为0.05~10质量份,更优选为0.08~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。
36.在反相悬浮聚合中,可以与上述的表面活性剂一并使用高分子系分散剂。作为高分子系分散剂,可举出马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物、马来酸酐改性epdm(乙烯
‑
丙烯
‑
二稀
‑
三元共聚物)、马来酸酐改性聚丁二烯、马来酸酐
‑
乙烯共聚物、马来酸酐
‑
丙烯共聚物、马来酸酐
‑
乙烯
‑
丙烯共聚物、马来酸酐
‑
聚丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯
‑
丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯
‑
丙烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素等。高分子系分散剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。从单体的分散稳定性优异的观点考虑,作为高分子系分散剂优选为选自由马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物、马来酸酐
‑
乙烯共聚物、马来酸酐
‑
丙烯共聚物、马来酸酐
‑
乙烯
‑
丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯
‑
丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯及氧化型乙烯
‑
丙烯共聚物组成的组中的至少一种。
37.从充分获得相对于使用量的效果的观点及经济性的观点考虑,高分子系分散剂的使用量相对于单体水溶液100质量份优选为0.05~10质量份,更优选为0.08~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。
38.烃分散介质可以包含选自由碳原子数6~8的链状脂肪族烃及碳原子数6~8的脂环式烃组成的组中的至少一种化合物。作为烃分散介质,可举出:正己烷、正庚烷、2
‑
甲基己烷、3
‑
甲基己烷、2,3
‑
二甲基戊烷、3
‑
乙基戊烷、正辛烷等链状脂肪族烃;环己烷、甲基环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、反式
‑
1,2
‑
二甲基环戊烷、顺式
‑
1,3
‑
二甲基环戊烷、反式
‑
1,3
‑
二甲基环戊烷等脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。烃分散介质可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。
39.从工业上容易获得且品质稳定的观点考虑,烃分散介质可以包含选自由正庚烷及环己烷组成的组中的至少一种。并且,从相同观点考虑,作为上述烃分散介质的混合物,例如可以使用市售的exxsol heptane(exxon mobil corporation制:含有正庚烷及同分异构体的烃75~85%)。
40.从适度去除聚合热,容易控制聚合温度的观点考虑,烃分散介质的使用量相对于单体水溶液100质量份优选为30~1000质量份,更优选为40~500质量份,进一步优选为50~400质量份。通过烃分散介质的使用量为30质量份以上,趋于变得容易控制聚合温度。通过烃分散介质的使用量为1000质量份以下,聚合的生产率趋于提高且经济。
41.自由基聚合引发剂优选为水溶性,例如可举出:过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等过硫酸盐;过氧化甲乙酮、过氧化甲基异丁酮、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化氢等过氧化物;2,2
’‑
偶氮双(2
‑
脒基丙烷)二盐酸盐、2,2
’‑
偶氮双[2
‑
(n
‑
苯基脒基)丙烷]二盐酸盐、2,2
’‑
偶氮双[2
‑
(n
‑
烯丙基脒基)丙烷]二盐酸盐、2,2
’‑
偶氮双[2
‑
(2
‑
咪唑啉
‑2‑
基)丙烷]二盐酸盐、2,2
’‑
偶氮双{2
‑
[1
‑
(2
‑
羟基乙基)
‑2‑
咪唑啉
‑2‑
基]丙烷}二盐酸盐、2,2
’‑
偶氮双{2
‑
甲基
‑
n
‑
[1,1
‑
双(羟基甲基)
‑2‑
羟基乙基]丙酰胺}、2,2
’‑
偶氮双[2
‑
甲基
‑
n
‑
(2
‑
羟基乙基)
‑
丙酰
胺]、4,4
’‑
偶氮双(4
‑
氰基戊酸)等偶氮化合物等。自由基聚合引发剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。作为自由基聚合引发剂,优选为选自由过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、2,2
’‑
偶氮双(2
‑
脒基丙烷)二盐酸盐、2,2
’‑
偶氮双[2
‑
(2
‑
咪唑啉
‑2‑
基)丙烷]二盐酸盐及2,2
’‑
偶氮双{2
‑
[1
‑
(2
‑
羟基乙基)
‑2‑
咪唑啉
‑2‑
基]丙烷}二盐酸盐组成的组中的至少一种。
[0042]
自由基聚合引发剂的使用量相对于烯键式不饱和单体1摩尔可以为0.05~10毫摩尔。若自由基聚合引发剂的使用量为0.05毫摩尔以上,则无需长时间进行聚合反应而具有效率。若自由基聚合引发剂的使用量为10毫摩尔以下,则容易抑制引起急剧的聚合反应。
[0043]
上述自由基聚合引发剂也能够与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、l
‑
抗坏血酸等还原剂同时使用而用作氧化还原聚合引发剂。
[0044]
聚合反应时,用于聚合的单体水溶液可以包含链转移剂。作为链转移剂,可举出次磷酸盐类、硫醇类、硫醇酸类、仲醇类、胺类等。
[0045]
为了控制吸水性树脂颗粒的粒径,用于聚合的单体水溶液可以包含增稠剂。作为增稠剂,可举出羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧基甲基纤维素、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、糊精、藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷等。另外,若聚合时的搅拌速度相同,则单体水溶液的粘度越高,所获得的颗粒的中值粒径趋于越大。
[0046]
聚合时虽能够产生基于自交联的交联,但也可以通过使用内部交联剂来实施交联。若使用内部交联剂,则容易控制吸水性树脂颗粒的吸水特性(保水量等)。内部交联剂通常在聚合反应时添加到反应液中。作为内部交联剂,例如可举出:乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇类的二或三(甲基)丙烯酸酯类;使上述多元醇类与不饱和酸(马来酸、富马酸等)进行反应来获得的不饱和聚酯类;n,n
’‑
亚甲基双(甲基)丙烯酰胺等双(甲基)丙烯酰胺类;使聚环氧化物与(甲基)丙烯酸进行反应来获得的二或三(甲基)丙烯酸酯类;使聚异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等)与(甲基)丙烯酸羟乙酯进行反应来获得的二(甲基)丙烯酸氨基甲酰酯类;烯丙基淀粉、烯丙基纤维素、邻苯二甲酸二烯丙酯、n,n’,n
”‑
三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基苯等具有2个以上的聚合性不饱和基的化合物;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α
‑
甲基环氧氯丙烷等卤化环氧化合物;异氰酸酯化合物(2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等)等具有2个以上的反应性官能团的化合物等。内部交联剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。作为内部交联剂,优选为聚缩水甘油化合物,更优选为二缩水甘油醚化合物,进一步优选为选自由(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚及(聚)甘油二缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
[0047]
从容易获得吸收性物品中的优异的渗透速度的观点及通过所获得的聚合物适当交联来抑制水溶性的性质,容易获得充分的吸水量的观点考虑,相对于每1摩尔烯键式不饱和单体,内部交联剂的使用量优选为30毫摩尔以下,更优选为0.01~10毫摩尔,进一步优选为0.012~5毫摩尔,尤其优选为0.015~1毫摩尔,极其优选为0.02~0.1毫摩尔,非常优选为0.025~0.06毫摩尔。
[0048]
能够在混合烯键式不饱和单体、自由基聚合引发剂、表面活性剂、高分子系分散
剂、烃分散介质等(进一步根据需要的内部交联剂)的状态下并在搅拌下进行加热,在油中水系中进行反相悬浮聚合。
[0049]
进行反相悬浮聚合时,在表面活性剂(根据需要进一步在高分子系分散剂)的存在下,使包含烯键式不饱和单体的单体水溶液分散于烃分散介质。这时,只要是开始聚合反应之前,则表面活性剂、高分子系分散剂等的添加时期可以在添加单体水溶液之前或之后。
[0050]
其中,从容易降低所获得的吸水性树脂中残留的烃分散介质的量的观点考虑,优选在使高分子系分散剂分散的烃分散介质中分散单体水溶液之后,进一步使表面活性剂分散之后进行聚合。
[0051]
反相悬浮聚合能够在1阶段或2阶段以上的多阶段进行。从提高生产率的观点考虑,反相悬浮聚合优选在2~3阶段进行。
[0052]
在2阶段以上的多阶段中进行反相悬浮聚合时,在进行第1阶段的反相悬浮聚合之后,向在第1阶段的聚合反应中获得的反应混合物添加并混合烯键式不饱和单体,且以与第1阶段相同的方法进行第2阶段以后的反相悬浮聚合即可。在第2阶段以后的各阶段中的反相悬浮聚合中,优选除了烯键式不饱和单体以外,将上述的自由基聚合引发剂和/或内部交联剂,以在第2阶段以后的各阶段中的反相悬浮聚合时添加的烯键式不饱和单体的量为基准,且在各成分相对于上述的烯键式不饱和单体的摩尔比的范围内添加,并进行反相悬浮聚合。另外,在第2阶段以后的各阶段中的反相悬浮聚合中,根据需要也可以使用内部交联剂。使用内部交联剂时,优选以用于各阶段中的烯键式不饱和单体的量为基准,且在各成分相对于上述烯键式不饱和单体的摩尔比的范围内添加,并进行反相悬浮聚合。
[0053]
聚合反应的温度根据所使用的自由基聚合引发剂而不同,但从通过迅速进行聚合且缩短聚合时间而提高经济性,并且轻易去除聚合热而顺利进行反应的观点考虑,优选20~150℃,更优选40~120℃。通常,反应时间为0.5~4小时。例如能够通过反应体系内的温度停止上升来确认聚合反应的结束。由此,通常以含水凝胶的状态获得烯键式不饱和单体的聚合物。
[0054]
聚合后,可以通过向所获得的含水凝胶状聚合物添加聚合后交联剂并加热来实施交联。通过在聚合后进行交联来提高含水凝胶状聚合物的交联度,从而能够进一步提高吸水特性(保水量等)。
[0055]
作为聚合后交联剂,可举出:乙二醇、丙二醇、1,4
‑
丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚等具有2个以上的环氧基的化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α
‑
甲基环氧氯丙烷等卤化环氧化合物;2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等具有2个以上的异氰酸酯基的化合物;1,2
‑
乙烯基双噁唑啉等噁唑啉化合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双[n,n
‑
二(β
‑
羟基乙基)]己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物等。在这些中,优选(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物。交联剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。
[0056]
从容易获得适宜的吸水特性(保水量等)的观点考虑,相对于每1摩尔的烯键式不饱和单体,聚合后交联剂的量优选为30毫摩尔以下,更优选为10毫摩尔以下,进一步优选为0.01~5毫摩尔,尤其优选为0.012~1毫摩尔,极其优选为0.015~0.1毫摩尔,非常优选为
0.02~0.05毫摩尔。
[0057]
作为聚合后交联剂的添加时期,只要在用于聚合的烯键式不饱和单体的聚合后即可,多阶段聚合的情况下,优选在多阶段聚合后添加。另外,考虑到聚合时及聚合后的发热、工序延迟所引起的滞留、添加交联剂时的体系的开放、及伴随交联剂添加而添加水等而导致的水分的变动,从含水率(后述)的观点考虑,聚合后交联剂优选在[刚聚合之后的含水率
±
3质量%]的区域添加。
[0058]
接着,通过为了从所获得的含水凝胶状聚合物去除水分而进行干燥,获得聚合物颗粒(例如,具有源自烯键式不饱和单体的结构单元的聚合物颗粒)。作为干燥方法,例如可举出(a)通过在含水凝胶状聚合物分散于烃分散介质的状态下,从外部进行加热而进行共沸蒸馏,并使烃分散介质回流而去除水分的方法、(b)通过倾析提取含水凝胶状聚合物,并进行减压干燥的方法、(c)通过过滤器滤除含水凝胶状聚合物,并进行减压干燥的方法等。其中,从制造工序上的简便性考虑,优选使用(a)的方法。
[0059]
能够通过调整聚合反应时的搅拌机的转速、或者通过在聚合反应后或干燥初期向体系内部添加凝聚剂来调整吸水性树脂颗粒的粒径。通过添加凝聚剂,能够使所获得的吸水性树脂颗粒的粒径变大。作为凝聚剂,能够使用无机凝聚剂。作为无机凝聚剂(例如粉末状无机凝聚剂),可举出二氧化硅、沸石、膨润土、氧化铝、滑石、二氧化钛、高岭土、黏土、水滑石等。从凝聚效果优异的观点考虑,作为凝聚剂,优选为选自由二氧化硅、氧化铝、滑石或高岭土组成的组中的至少一种。
[0060]
在反相悬浮聚合中,作为添加凝聚剂的方法优选为使凝聚剂预先分散于与聚合中使用的烃分散介质相同种类的烃分散介质或在水中之后,在搅拌下,混合于包含含水凝胶状聚合物的烃分散介质中的方法。
[0061]
凝集剂的添加量相对于聚合中使用的烯键式不饱和单体100质量份优选为0.001~1质量份,更优选为0.005~0.5质量份,进一步优选为0.01~0.2质量份。通过凝聚剂的添加量在上述范围内,容易获得具有目标粒度分布的吸水性树脂颗粒。
[0062]
在吸水性树脂颗粒的制造中,优选在干燥工序(水分去除工序)或之后的工序中,使用表面交联剂进行含水凝胶状聚合物的表面部分(表面及表面附近)的表面交联。通过进行表面交联,容易控制吸水性树脂颗粒的凝胶最大阻力、吸水特性(保水量等)等。表面交联优选在含水凝胶状聚合物的含水率为特定的含水率的时间点进行。表面交联的时期优选为含水凝胶状聚合物的含水率为5~50质量%的时刻,更优选为10~40质量%的时刻,进一步优选为15~35质量%的时刻。另外,利用下式计算出含水凝胶状聚合物的含水率(质量%)。含水率=[ww/(ww ws)]
×
100ww:对从整个聚合工序的聚合前的单体水溶液中含有的水分量减去通过干燥工序排出至体系外部的水分量而得的量加上混合凝聚剂、表面交联剂等时根据需要使用的水分量而得的含水凝胶状聚合物的水分量。ws:由构成含水凝胶状聚合物的烯键式不饱和单体、交联剂、引发剂等材料的掺入量计算出的固体成分量。
[0063]
作为表面交联剂,例如能够举出具有2个以上反应性官能团的化合物。作为表面交联剂,可举出:乙二醇、丙二醇、1,4
‑
丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇类;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘
油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、(聚)甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α
‑
甲基环氧氯丙烷等卤化环氧化合物;2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物;3
‑
甲基
‑3‑
氧杂环丁烷甲醇、3
‑
乙基
‑3‑
氧杂环丁烷甲醇、3
‑
丁基
‑3‑
氧杂环丁烷甲醇、3
‑
甲基
‑3‑
氧杂环丁烷乙醇、3
‑
乙基
‑3‑
氧杂环丁烷乙醇、3
‑
丁基
‑3‑
氧杂环丁烷乙醇等氧杂环丁烷化合物;1,2
‑
乙烯基双噁唑啉等噁唑啉化合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双[n,n
‑
二(β
‑
羟基乙基)]己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物等。表面交联剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。作为表面交联剂,优选为聚缩水甘油化合物,更优选为选自由(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚及聚甘油聚缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
[0064]
从容易获得适宜的吸水特性(保水量等)的观点考虑,相对于每1摩尔的在聚合中使用的烯键式不饱和单体,表面交联剂的使用量优选为0.01~20毫摩尔,更优选为0.05~10毫摩尔,进一步优选为0.1~5毫摩尔,尤其优选为0.15~1毫摩尔,极其优选为0.2~0.5毫摩尔。
[0065]
在表面交联后,利用公知的方法蒸馏去除水及烃分散介质,且在加热减压下进行干燥等,从而能够获得作为表面交联的干燥品的聚合物颗粒。
[0066]
聚合反应能够使用具有搅拌翼的各种搅拌机进行。作为搅拌翼,能够使用平板翼、格栅翼、桨翼、螺旋桨翼、锚定翼、涡轮翼、三叶后弯翼、带翼、泛能翼、最大叶片(max b1end)翼等。平板翼具有轴(搅拌轴)及配置于轴周围的平板部(搅拌部)。此外,平板部可以具有狭缝等。作为搅拌翼使用平板翼时,容易均匀地进行聚合物颗粒中的交联反应,并且容易一边维持保水量等吸水特性,一边将凝胶最大阻力控制在适于本发明的范围内。
[0067]
本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒除了聚合物颗粒以外,例如能够进一步包含凝胶稳定剂、金属螯合剂(乙二胺四乙酸及其盐、二乙三胺五乙酸及其盐、例如二乙三胺五乙酸五钠等)、流动性改进剂(润滑剂)等追加成分。追加成分能够配置于聚合物颗粒的内部、聚合物颗粒的表面上或这两者。
[0068]
吸水性树脂颗粒可以包含配置于聚合物颗粒的表面上的多个无机颗粒。例如,通过混合聚合物颗粒与无机颗粒,能够在聚合物颗粒的表面上配置无机颗粒。该无机颗粒可以为无定形二氧化硅等二氧化硅颗粒。
[0069]
吸水性树脂颗粒包含配置于聚合物颗粒的表面上的无机颗粒时,无机颗粒的含量以聚合物颗粒的总质量为基准可以为下述范围。无机颗粒的含量可以为0.05质量%以上、0.1质量%以上、0.15质量%以上或0.2质量%以上。无机颗粒的含量可以为5.0质量%以下、3.0质量%以下、1.0质量%以下或0.5质量%以下。
[0070]
此处的无机颗粒的大小通常相比聚合物颗粒的大小微小。例如,无机颗粒的平均粒径可以为0.1~50μm、0.5~30μm或1~20μm。平均粒径根据颗粒的特性能够通过细孔电阻法或激光衍射散射法测定。
[0071]
本实施方式所涉及的吸收体含有本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒。本实施方式所涉及的吸收体可以含有纤维状物,例如为包含吸水性树脂颗粒及纤维状物的混合物。作为吸收体的结构,例如可以为吸水性树脂颗粒及纤维状物均匀地混合的结构,也可以为在形成为片状或层状的纤维状物之间夹有吸水性树脂颗粒的结构,还可以为其他结构。
[0072]
作为纤维状物,可举出:经微粉碎的木浆;棉花;棉绒;人造丝;乙酸纤维素等纤维素系纤维;聚酰胺、聚酯、聚烯烃等合成纤维;这些纤维的混合物等。纤维状物可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。作为纤维状物,能够使用亲水性纤维。
[0073]
为了提高吸收体的使用前及使用中的形态保持性,可以通过对纤维状物添加黏合性(adhesiveness)胶黏剂而使纤维彼此黏合。作为黏合性胶黏剂,可举出热熔接性合成纤维、热熔黏合剂、黏合性乳剂等。黏合性胶黏剂可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。
[0074]
作为热熔接性合成纤维,可举出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯
‑
丙烯共聚物等全熔型胶黏剂;由聚丙烯与聚乙烯的并排或芯鞘结构构成的非全熔型胶黏剂等。在上述非全熔型胶黏剂中,能够仅热熔接聚乙烯部分。
[0075]
作为热熔黏合剂,例如可举出乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯
‑
异戊二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丙烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、非晶态聚丙烯等基础聚合物与增黏剂、塑化剂、抗氧化剂等的混合物。
[0076]
作为黏合性乳剂,例如可举出选自由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸2
‑
乙基己酯、丙烯酸丁酯、丁二烯、乙烯及乙酸乙烯酯组成的组中的至少一种的单体的聚合物。
[0077]
本实施方式所涉及的吸收体可以含有无机粉末(例如无定形二氧化硅)、除臭剂、抗菌剂、颜料、染料、香料、压敏胶黏剂等。吸水性树脂颗粒包含无机颗粒时,吸收体可以含有与吸水性树脂颗粒中的无机颗粒不同的无机粉末。
[0078]
本实施方式所涉及的吸收体的形状例如可以为片状。吸收体的厚度(例如,片状吸收体的厚度)可以为0.1~20mm或0.3~15mm。
[0079]
从容易获得充分的吸水特性的观点考虑,吸收体中的吸水性树脂颗粒的含量相对于吸水性树脂颗粒及纤维状物的合计可以为2~100质量%,10~80质量%或20~60质量%。
[0080]
从容易获得充分的吸水特性的观点考虑,每1m2的吸收体中,吸收体中的吸水性树脂颗粒的含量优选为100~1000g,更优选为150~800g,进一步优选为200~700g。从容易获得充分的吸水特性的观点考虑,每1m2的吸收体中,吸收体中的纤维状物的含量优选为50~800g,更优选为100~600g,进一步优选为150~500g。
[0081]
本实施方式所涉及的吸收性物品具备本实施方式所涉及的吸收体。作为本实施方式所涉及的吸收性物品的其他构成部件,可举出保持吸收体的形状并且防止吸收体的构成部件的脱落或流动的芯包片、配置在吸液对象的液体所浸入的一侧的最外部的透液性片材、及配置在与吸液对象的液体所浸入的一侧相反的一侧的最外部的不透液性片材等。作为吸收性物品,可举出尿布(例如纸尿布)、如厕训练裤、失禁垫、卫生材料(卫生巾、卫生棉条等)、吸汗垫、宠物垫、简易马桶用部件、动物排泄物处理材料等。
[0082]
图1是表示吸收性物品的一例的剖视图。图1所示的吸收性物品100具备吸收体10、芯包片20a、20b、透液性片材30及不透液性片材40。在吸收性物品100中,依次层叠有不透液性片材40、芯包片20b、吸收体10、芯包片20a及透液性片材30。在图1中,存在图示为在部件之间存在间隙的部分,但是部件之间也可以紧贴而不存在该间隙。
[0083]
吸收体10具有本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒10a及包含纤维状物的纤维层
10b。吸水性树脂颗粒10a分散于纤维层10b内。
[0084]
芯包片20a以与吸收体10相接的状态配置于吸收体10的一侧(图1中的吸收体10的上侧)。芯包片20b以与吸收体10相接的状态配置于吸收体10的另一侧(图1中的吸收体10的下侧)。吸收体10配置于芯包片20a与芯包片20b之间。作为芯包片20a、20b,可举出纸巾、无纺布、织布、具有液体透过孔的合成树脂膜、具有网眼的网状片材等。芯包片20a及芯包片20b例如具有与吸收体10同等大小的主表面。
[0085]
透液性片材30配置于吸收对象的液体所浸入的一侧的最外部。透液性片材30以与芯包片20a相接的状态配置于芯包片20a上。作为透液性片材30,可举出由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等合成树脂构成的无纺布、多孔片材等。不透液性片材40在吸收性物品100中配置在与透液性片材30相反的一侧的最外部。不透液性片材40以与芯包片20b相接的状态配置于芯包片20b的下侧。作为不透液性片材40,可举出由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等合成树脂构成的片材、由这些合成树脂与无纺布的复合材料构成的片材等。透液性片材30及不透液性片材40例如具有比吸收体10的主表面宽的主表面,透液性片材30及不透液性片材40的外缘部延伸到吸收体10及芯包片20a、20b的周围。
[0086]
吸收体10、芯包片20a、20b、透液性片材30及不透液性片材40的大小关系并无特别限定,可根据吸收性物品的用途等适当调整。并且,使用芯包片20a、20b保持吸收体10的形状的方法并无特别限定,如图1所示,可以利用多个芯包片包裹吸收体,也可以利用一片芯包片包裹吸收体。
[0087]
吸收体可以与顶层片材黏合。当吸收体被芯包片夹持或覆盖时,优选至少黏合芯包片与顶层片材,更优选黏合芯包片与顶层片材,并且黏合芯包片与吸收体。作为吸收体的黏合方法,可举出:相对于顶层片材在宽度方向上以规定间隔将热熔黏合剂涂布成纵向条纹状、螺旋状等来黏合的方法;及使用淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、其他水溶性高分子等水溶性胶黏剂来黏合的方法等。并且,吸收体包含热熔接性合成纤维时,可采用通过热熔接性合成纤维的热熔接来黏合的方法。
[0088]
根据本实施方式,能够提供一种本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒、使用吸收体或吸收性物品的吸液方法。本实施方式所涉及的吸液方法具备使吸液对象的液体与本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒、吸收体或吸收性物品接触的工序。
[0089]
根据本实施方式,能够提供一种吸收性物品中的渗透速度(液体的渗透速度)的调整方法,即,使用本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒、吸收体或吸收性物品的渗透速度的调整方法(例如提高方法)。本实施方式所涉及的渗透速度的调整方法具备对通过上述(1)~(3)步骤测定的凝胶最大阻力和载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量进行调整的调整工序。在调整工序中,能够将凝胶最大阻力调整为上述各范围(例如0.3~1.5n)。在调整工序中,能够将载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量调整为上述各范围(例如12ml/g以上)。
[0090]
根据本实施方式,能够提供一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其具备根据通过上述(1)~(3)步骤测定的凝胶最大阻力及载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量分选吸水性树脂颗粒的分选工序。在分选工序中,能够将凝胶最大阻力调整为上述各范围(例如0.3~1.5n)。在分选工序中,能够将载荷4.14kpa下的生理盐水的吸水量调整为上述各范围(例如12ml/g以上)。
[0091]
根据本实施方式,能够提供一种使用了通过上述吸水性树脂颗粒的制造方法获得
的吸水性树脂颗粒的吸收体的制造方法。本实施方式所涉及的吸收体的制造方法具备通过上述吸水性树脂颗粒的制造方法获得吸水性树脂颗粒的颗粒制造工序。本实施方式所涉及的吸收体的制造方法在颗粒制造工序之后,还可以具备混合吸水性树脂颗粒与纤维状物的工序。根据本实施方式,能够提供一种使用了通过上述吸收体的制造方法获得的吸收体的吸收性物品的制造方法。本实施方式所涉及的吸收性物品的制造方法具备通过上述吸收体的制造方法获得吸收体的吸收体制造工序。本实施方式所涉及的吸收性物品的制造方法在吸收体制造工序之后,还可以具备使用吸收体和吸收性物品的其他构成部件获得吸收性物品的工序,在该工序中,例如通过相互层叠吸收体与吸收性物品的其他构成部件来获得吸收性物品。实施例
[0092]
以下,利用实施例及比较例对本发明的内容进行进一步详细说明,但本发明并不限定于以下实施例。
[0093]
<吸水性树脂颗粒的制造>(实施例1)准备了具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌机的内径11cm、内容积2l的圆底圆筒型可拆式烧瓶。在搅拌机上安装有图2中示出大致形状的搅拌翼(平板翼)200。搅拌翼200具备轴200a及平板部200b。平板部200b焊接于轴200a,并且具有弯曲的前端。在平板部200b上形成有沿轴200a的轴向延伸的4个狭缝s。4个狭缝s在平板部200b的宽度方向上排列,内侧的2个狭缝s的宽度为1cm,外侧的2个狭缝s的宽度为0.5cm。平板部200b的长度为约10cm,平板部200b的宽度为约6cm。接着,通过在上述可拆式烧瓶中作为烃分散介质添加正庚烷293g,作为高分子系分散剂添加马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物(mitsui chemicals,inc制、hi
‑
wax1105a)0.736g而获得了混合物。通过搅拌该混合物的同时升温至80℃来溶解分散剂之后,将混合物冷却至50℃。
[0094]
接着,在内容积300ml的烧杯中,作为水溶性烯键式不饱和单体添加了80.5质量%的丙烯酸水溶液92.0g(丙烯酸:1.03摩尔)。接着,通过从外部冷却的同时,向烧杯内滴加20.9质量%的氢氧化钠水溶液147.7g,进行了75摩尔%的中和。之后,通过加入作为增稠剂的羟乙基纤维素0.092g(sumitomo seika chemicals company,limited制、hec aw
‑
15f)、作为水溶性自由基聚合引发剂的2,2
’‑
偶氮双(2
‑
脒基丙烷)二盐酸盐0.092g(0.339毫摩尔)及过硫酸钾0.018g(0.067毫摩尔)、以及作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.0046g(0.026毫摩尔)并使其溶解,制备了第1阶段的水性液。
[0095]
然后,一边以搅拌机的转速425rpm搅拌,一边将第1阶段的水性液添加到上述可拆式烧瓶内之后搅拌了10分钟。之后,通过在正庚烷6.62g中加热溶解蔗糖硬脂酸酯(表面活性剂、mitsubishi
‑
chemical foods corporation制、ryoto sugar ester s
‑
370、hlb值:3)0.736g而获得了表面活性剂溶液。将该表面活性剂溶液添加到可拆式烧瓶中。然后,一边以搅拌机的转速425rpm搅拌,一边将体系内部用氮气充分置换。之后,通过将烧瓶浸渍于70℃的水浴中进行升温,并进行60分钟的聚合,由此获得了第1阶段的聚合浆液。
[0096]
接着,在内容积500ml的其他烧杯中,作为水溶性烯键式不饱和单体添加了80.5质量%的丙烯酸水溶液128.8g(丙烯酸:1.44摩尔)。接着,通过从外部冷却的同时,向烧杯内滴加27质量%的氢氧化钠水溶液159.0g,进行了75摩尔%的中和。之后,通过作为水溶性自
由基聚合引发剂加入2,2
’‑
偶氮双(2
‑
脒基丙烷)二盐酸盐0.129g(0.476毫摩尔)及过硫酸钾0.026g(0.096毫摩尔),并且作为内部交联剂加入乙二醇二缩水甘油醚0.0117g(0.067毫摩尔)之后使其溶解,制备了第2阶段的水性液。
[0097]
接着,一边以搅拌机的转速650rpm搅拌,一边将上述可拆式烧瓶内部冷却至25℃之后,并向第1阶段的聚合浆液添加了第2阶段的水性液的总量。接着,通过将体系内部用氮气置换30分钟之后,再次在70℃的水浴中浸渍烧瓶并进行升温,进行60分钟聚合反应,获得了第2阶段的含水凝胶状聚合物。
[0098]
在搅拌下,将45质量%的二乙三胺五乙酸五钠水溶液0.589g添加到第2阶段的含水凝胶状聚合物中。之后,在125℃的油浴中对反应液进行升温,通过正庚烷与水的共沸蒸馏,一边使正庚烷回流,一边向体系外部抽出207.9g的水。然后,在烧瓶中,作为表面交联剂添加了2质量%的乙二醇二缩水甘油醚水溶液4.42g(乙二醇二缩水甘油醚:0.507毫摩尔)之后,在83℃下保持了2小时。
[0099]
之后,通过在125℃下使正庚烷蒸发并干燥而获得了聚合物颗粒(干燥品)。通过使该聚合物颗粒通过孔径850μm的筛之后,以聚合物颗粒的总质量为基准将0.2质量%的无定形二氧化硅(oriental silicas corporation制、tokusil np
‑
s)与聚合物颗粒混合,从而获得了包含无定形二氧化硅的吸水性树脂颗粒232.3g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为361μm。
[0100]
(实施例2)除了在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了224.3g的水以外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒231.0g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为342μm。
[0101]
(实施例3)除了在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了229.2g的水以外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒233.0g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为368μm。
[0102]
(比较例1)在溶解马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物时,作为搅拌机代替平板翼使用具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼的搅拌翼,在第1阶段的水性液的制备中,作为水溶性自由基聚合引发剂使用过硫酸钾0.0736g(0.272毫摩尔),作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚0.010g(0.057毫摩尔),在第1阶段的聚合浆液的制备中将搅拌机的转速变更为550rpm,在第2阶段的水性液的制备中作为水溶性自由基聚合引发剂使用过硫酸钾0.090g(0.333毫摩尔),作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚0.012g(0.069毫摩尔),将在第1阶段的聚合浆液中添加第2阶段的水性液的总量时的搅拌机的转速变更为1000rpm,及在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了256.1g的水,除此之外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒230.8g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为349μm。
[0103]
(比较例2)在溶解马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物时,作为搅拌机代替平板翼使用具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼的搅拌翼,在第1阶段的水性液的制备中,作为水溶性自由基聚合引发剂使用过硫酸钾0.0736g(0.272毫摩尔),作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚
0.010g(0.057毫摩尔),在第1阶段的聚合浆液的制备中将搅拌机的转速变更为550rpm,在第2阶段的水性液的制备中作为水溶性自由基聚合引发剂使用过硫酸钾0.090g(0.333毫摩尔),作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚0.012g(0.069毫摩尔),将在第1阶段的聚合浆液中添加第2阶段的水性液的总量时的搅拌机的转速变更为1000rpm,在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了271.4g的水,及将相对于聚合物颗粒的质量为0.5质量%的无定形二氧化硅与聚合物颗粒,除此之外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒230.6g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为355μm。
[0104]
(比较例3)在溶解马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物时,作为搅拌机代替平板翼使用具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼的搅拌翼,在第1阶段的水性液的制备中,作为水溶性自由基聚合引发剂使用过硫酸钾0.0736g(0.272毫摩尔),作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚0.010g(0.057毫摩尔),在第1阶段的聚合浆液的制备中将搅拌机的转速变更为550rpm,在第2阶段的水性液的制备中作为水溶性自由基聚合引发剂使用过硫酸钾0.090g(0.333毫摩尔),作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚0.0117g(0.067毫摩尔),将在第1阶段的聚合浆液中添加第2阶段的水性液的总量时的搅拌机的转速变更为1000rpm,及在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了278.9g的水,除此之外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒230.8g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为364μm。
[0105]
(比较例4)准备了具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌机(具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼(用氟树脂进行表面处理)的搅拌翼)的内径11cm、内容积2l的带4处侧壁挡板的圆底圆筒型可拆式烧瓶(挡板宽度:7mm)。在该烧瓶中,通过作为烃分散介质添加正庚烷451.4g,作为表面活性剂添加失水山梨醇单月桂酸酯(非离子lp
‑
20r、hlb值:8.6、nof corporation制)1.288g而获得了混合物。通过以搅拌机的转速300rpm搅拌该混合物的同时升温至50℃使失水山梨醇单月桂酸酯溶解于正庚烷之后,将混合物冷却至40℃。
[0106]
接着,在内容积500ml的三角烧瓶中,放入了80.5质量%的丙烯酸水溶液92.0g(丙烯酸:1.03摩尔)。接着,通过一边从外部进行冰冷却,一边滴加20.9质量%氢氧化钠水溶液147.7g来进行丙烯酸的中和,从而获得了丙烯酸部分中和物水溶液。接着,通过将过硫酸钾0.1012g(0.374毫摩尔)作为水溶性自由基聚合引发剂加入到丙烯酸部分中和物水溶液中之后使其溶解,制备了单体水溶液。
[0107]
向上述可拆式烧瓶中添加上述单体水溶液之后,将体系内部用氮气充分置换。之后,通过一边以搅拌机的转速700rpm搅拌的同时,将烧瓶浸渍于70℃的水浴之后保持60分钟来完成聚合,获得了含水凝胶状聚合物。
[0108]
通过使无定形二氧化硅(oriental silicas corporation制、tokusil np
‑
s)0.092g作为粉末状无机凝聚剂分散于正庚烷100g而获得了分散液。以搅拌机的转速1000rpm搅拌的同时,向包含所生成的含水凝胶状聚合物、正庚烷及表面活性剂的聚合液中添加所获得的分散液之后混合了10分钟。之后,在125℃的油浴中浸渍包含反应液的烧瓶,通过正庚烷与水的共沸蒸馏,一边使正庚烷回流,一边向体系外部抽出了129.0g的水。之后,作为表面交联剂添加了2质量%的乙二醇二缩水甘油醚水溶液4.14g(乙二醇二缩水甘
油醚:0.475毫摩尔)之后,在内部温度83
±
2℃下保持了2小时。
[0109]
之后,使水及正庚烷在120℃下蒸发,直到来自体系内部的蒸发物几乎不馏出为止进行干燥而获得了干燥品。通过使该干燥品通过孔径850μm的筛,获得了吸水性树脂颗粒90.1g。
[0110]
(比较例5)除了在溶解马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物时,作为搅拌机,代替平板翼使用具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼的搅拌翼,在第1阶段的水性液的制备中,作为内部交联剂使用乙二醇二缩水甘油醚0.010g(0.057毫摩尔),在第1阶段的聚合浆液的制备中将搅拌机的转速变更为550rpm,将在第1阶段的聚合浆液中添加第2阶段的水性液的总量时的搅拌机的转速变更为1000rpm,及在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了241.8g的水,除此之外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒222.1g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为327μm。
[0111]
(比较例6)除了在溶解马来酸酐改性乙烯
‑
丙烯共聚物时,作为搅拌机,代替平板翼使用具有翼径为5cm的2段式4片倾斜桨翼的搅拌翼,在第1阶段的聚合浆液的制备中将搅拌机的转速变更为550rpm,在第2阶段的水性液的制备中,未使用内部交联剂,将在第1阶段的聚合浆液中添加第2阶段的水性液的总量时的搅拌机的转速变更为1000rpm,及在第2阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏向体系外部抽出了244.0g的水,除此之外,以与实施例1相同的方式,获得了吸水性树脂颗粒224.1g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为364μm。
[0112]
<中值粒径>吸水性树脂颗粒的上述中值粒径通过下述步骤进行了测定。即,将jis标准筛从上依次组合了孔径600μm的筛、孔径500μm的筛、孔径425μm的筛、孔径300μm的筛、孔径250μm的筛、孔径180μm的筛、孔径150μm的筛及托盘。向所组合的最上侧的筛中加入吸水性树脂颗粒50g,利用旋转式振动器(iida
‑
seisakusho japan corporation制)并按照jis z 8815(1994)进行了分级。分级后,将残留在各筛上的颗粒的质量作为相对于总量的质量百分率而计算并求出了粒度分布。关于该粒度分布,通过按粒径从大到小的顺序在筛上进行累计而将筛的孔径与残留在筛上的颗粒的质量百分率的累计值的关系标绘在对数概率纸上。通过将概率纸上的标绘点以直线连接,并将相当于累计质量百分率50质量%的粒径作为中值粒径而获得。
[0113]
<生理盐水的吸水量(g/g)>在500ml容积的烧杯中,称取0.9质量%氯化钠水溶液(生理盐水)500g,一边用磁力搅拌棒(的无环)以600r/min搅拌,一边以不产生结块的方式分散吸水性树脂颗粒2.0g。以搅拌好的状态放置60分钟,使吸水性树脂颗粒充分溶胀。之后,预先测定孔径75μm标准筛的质量wa(g),并使用其过滤所述烧杯的内容物,在使筛以相对于水平呈约30度倾斜角的方式倾斜的状态下,通过放置30分钟来滤除剩余的水分。测定放入了溶胀凝胶的筛的质量wb(g),通过下式求出生理盐水吸水能力。生理盐水的吸水量=(wb
‑
wa)/2.0
[0114]
<吸水性树脂颗粒的保水量>通过下述步骤对吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量(室温、25
±
2℃)进行了测
定。首先,将称取了吸水性树脂颗粒2.0g的棉袋(阔幅棉布60号,横100mm
×
纵200mm)设置在内容积500ml的烧杯内。向装入吸水性树脂颗粒的棉袋内一次性注入生理盐水500g以使其不会产生结块,然后,用橡皮筋绑住棉袋的上部,静置30分钟,从而使吸水性树脂颗粒溶胀。利用设定成离心力成为167g的脱水机(kokusan co.ltd.制,产品编号:h
‑
122)对经过30分钟后的棉袋进行1分钟脱水之后,测定了包含脱水后的溶胀凝胶的棉袋的质量wa[g]。不添加吸水性树脂颗粒而进行相同的操作,测定棉袋在湿润时的空质量wb[g],并由下述式计算出吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量。将结果示于表1。保水量[g/g]=(wa
‑
wb)/2.0
[0115]
<吸水性树脂颗粒的载荷下的吸水量>使用图3所示的测定装置y测定了吸水性树脂颗粒的载荷下(加压下)的生理盐水的吸水量(室温、25℃
±
2℃)。测定装置y由滴定部61、导管62、测定台63及置于测定台63上的测定部64构成。滴定部61具有沿垂直方向延伸的滴定管61a、配置于滴定管61a的上端的橡胶塞61b、配置于滴定管61a的下端的旋塞61c、在旋塞61c附近一端延伸到滴定管61a内的空气导入管61d、及配置于空气导入管61d的另一端侧的旋塞61e。导管62安装于滴定部61与测定台63之间。导管62的内径为6mm。在测定台63的中央部开设有直径2mm的孔,且连结有导管62。测定部64具有圆筒64a(丙烯酸树脂(有机玻璃)制)、黏合于圆筒64a的底部的尼龙网64b及砝码64c。圆筒64a的内径为20mm。尼龙网64b的孔径为75μm(200目)。然后,当测定时,在尼龙网64b上均匀地散播有测定对象的吸水性树脂颗粒65。砝码64c的直径为19mm,砝码64c的质量为119.6g。砝码64c置于吸水性树脂颗粒65上,且能够对吸水性树脂颗粒65施加4.14kpa的载荷。
[0116]
在测定装置y的圆筒64a中放入0.100g的吸水性树脂颗粒65之后,放置砝码64c并开始了测定。吸水性树脂颗粒65所吸收的生理盐水和相同容积的空气通过空气导入管快速且顺畅地供给到滴定管61a的内部,因此滴定管61a的内部的生理盐水的水位的减少量成为吸水性树脂颗粒65所吸收的生理盐水量。滴定管61a的刻度从上方至下方以0ml到0.5ml刻度刻印,作为生理盐水的水位,读取开始吸水前的滴定管61a的刻度va和开始吸水经60分钟后的滴定管61a的刻度vb,并通过下述式计算出载荷下的吸水量。将结果示于表1。载荷下的吸水量[ml/g]=(vb
‑
va)/0.1
[0117]
<凝胶最大阻力>在eztest(shimadzu corporation、商品名称:eztest、型号:ez
‑
sx)的测定台上配置了小型搅拌器(产品名称:多功能搅拌器ms
‑
101制造公司:scinics corporation)。接着,在小型搅拌器上载置了装有生理盐水58g的容器(产品名称:new diposs cup 100ml)。容器具有截面为圆形的凹部,且具有从底面沿高度方向扩展的第1锥形部;及在开口部附近扩展成比第1锥形部更宽的角度的第2锥形部。凹部的开口端的直径为6.4cm。容器作为底面具有直径4.6cm的平坦面。容器的高度为7.2cm。生理盐水的水面在第1锥形部位于从底面距离3.1cm的高度,装有生理盐水58g时的水面的直径为5.1cm。接着,向装有生理盐水的容器内投入了搅拌片(stirrer chip)(长度:3.0cm、直径:8mm、无环)。关于容器,能够使用装入58g生理盐水时,能够使上述固定工具浸渍于距离搅拌片的上端部的铅垂距离为8mm,且距离水面铅垂下方为15mm的位置的容器。只要容器的底面内径的直径为大致4.6cm,则可以为不具有向高度方向扩展的锥形的圆筒型。
[0118]
图4(a)及(b)示出用于测定凝胶最大阻力的测定装置的概略图。图4(a)及(b)分别表示溶胀凝胶形成前后的测定装置。如图4(a)及(b)所示,在eztest的测力传感器70上安装有固定工具71。固定工具71具备圆板部71b及棒状部71a。圆板部71b为圆板状,在表面和背面具有直径2cm的平坦面,厚度为5mm。在棒状部71a中,横截面为直径5mm的圆形,棒状部71a的长度为5.5cm。棒状部71a的一端与圆板部71b的一个平坦面即第1表面的中央连接,棒状部71a的另一端与测力传感器70连接。固定工具71配置成容器的高度方向的中心轴位于固定工具71的圆板部71b的中央。
[0119]
降低固定工具71,在由固定工具71与搅拌片73接触引起的试验力(施加于固定工具的铅垂方向的载荷。以下相同)超过0.01n的时刻停止了固定工具71的移动。之后,使固定工具71上升8mm,并将该位置作为测定开始位置。如图4(a)所示,在测定开始位置上,固定工具71的圆板部的与第1表面相反的一侧的平坦面即第二表面(下方的表面)与搅拌片73的铅垂距离为8mm,固定工具71的圆板部的第二表面(下方的表面)与生理盐水72的水面的铅垂距离为15mm。利用胶带将搅拌器、容器及测定台固定在测定开始位置,使容器在测定过程中不会移动。铅垂方向上的固定工具71的位置调整使用shimadzu立体测图仪用软件trapezium x(shimadzu corporation制)进行。
[0120]
在容器内,在600rpm的搅拌下放入了吸水性树脂颗粒2.0g。确认到吸水性树脂颗粒溶胀,且液体表面的旋涡收敛后,停止了搅拌。之后静置10分钟,形成了30倍溶胀凝胶。如图4(b)所示,与测力传感器70连接的固定工具71的一部分埋设于溶胀凝胶74。
[0121]
停止搅拌10分钟后,使埋设于溶胀凝胶的固定工具以10mm/分钟的速度向铅垂上方(图4(b)所示的d方向)上升。测定使固定工具上升时施加于固定工具的载荷作为试验力。在室温(温度25
±
2℃)下实施了试验力的测定。使固定工具在到达从测定开始位置上升了17mm的位置的时刻停止。将在测定过程中所观测到的最高试验力作为凝胶最大阻力。凝胶最大阻力为通过trapezium x自动检测的值。图5是表示凝胶最大阻力的测定试验结果的一例的图表。图5中的横轴为固定工具的铅垂方向的移动距离(位移、单位:mm),纵轴表示试验力(单位:n)。如图5所示,随着固定工具从测定开始位置沿铅垂方向移动,试验力上升,之后,溶胀凝胶无法维持形状,产生裂纹、分离等,由此试验力下降。获得使固定工具沿铅垂方向上升时的试验力的最大值(图5中的max值)作为凝胶最大阻力。
[0122]
<吸收性物品的评价>[吸收性物品的制作]使用气流式混合装置(otec co.,ltd制、pad former),通过空气抄造均匀地混合吸水性树脂颗粒10g及粉碎纸浆6.8g,由此制作了40cm
×
12cm大小的片状吸收体。接着,在由与片状吸收体具有相同大小的基重16g/m2的2片纸巾夹住吸收体的上下的状态下,通过对整体施加30秒的196kpa的载荷并进行加压而获得了层叠体。此外,通过将与吸收体具有相同大小的基重22g/m2的聚乙烯
‑
聚丙烯制透气型多孔透液性片材配置于层叠体的上表面,制作了吸收性物品。
[0123]
[渗透速度的测定]在温度25
±
2℃的室内,在水平台上配置了吸收性物品。接着,将具有内径3cm的投入口的容量100ml的投液用缸体(两端开口的圆筒)置于吸收性物品的主表面(透液性片材侧的面)的中心部。接着,将预先用少量的蓝色1号着色并调整为25
±
1℃的80ml的生理盐水
一次性投入到缸体内(从铅垂方向供给)。使用秒表,对从开始投入起至生理盐水从缸体内完全消失为止的吸收时间进行了测定。以30分钟间隔再进行2次(共计3次)该操作,获得吸收时间的合计值作为渗透速度[秒]。渗透速度越短越好。将结果示于表1。
[0124]
[表1]
[0125]
根据表1确认到,当凝胶最大阻力在规定范围内时,有效地获得具有优异的渗透速度的吸收性物品。附图标记说明
[0126]
10
‑
吸收体,10a、65
‑
吸水性树脂颗粒,10b
‑
纤维层,20a、20b
‑
芯包片,30
‑
透液性片材,40
‑
不透液性片材,61
‑
滴定部,61a
‑
滴定管,61b
‑
橡胶塞,61c
‑
旋塞,61d
‑
空气导入管,61e
‑
旋塞,62
‑
导管,63
‑
测定台,64
‑
测定部,64a
‑
圆筒,64b
‑
尼龙网,64c
‑
砝码,70
‑
测力传感器,71
‑
固定工具,72
‑
生理盐水,73
‑
搅拌片,74
‑
溶胀凝胶,100
‑
吸收性物品,200
‑
搅拌翼,200a
‑
轴,200b
‑
平板部,s
‑
狭缝,y
‑
测定装置。
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。