CN100338144C - 颗粒状吸水性树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在一定程度上确保在初期短时间内的吸收能力,在此基础上进一步的在长时间内吸收倍率能持续增加,而且可以确保通液性和扩散性的优良的颗粒状吸水性树脂组合物。本发明的颗粒状吸水性树脂组合物是一种含羧基的吸水性树脂的含量在80质量%以上的颗粒状吸水性树脂组合物,其特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa)、1小时)在20g/g以上,且20小时下的特定粒度吸收指数增加量在3g/g以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种颗粒状吸水性树脂组合物。更详细地说,涉及一种在用于纸尿布、卫生巾、失禁衬垫等卫生材料时,可以长时间地表现出高吸收倍率的、优良的颗粒状吸水性树脂组合物。
背景技术
目前,在纸尿布、卫生巾、所谓的失禁衬垫等卫生材料中,以吸收体液为目的,广泛使用吸水性树脂或其组合物、以及纸浆等亲水性纤维作为其构成材料。作为上述吸水性树脂,例如聚丙烯酸部分中和物交联体、淀粉-丙烯酸接枝共聚物的水解产物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物皂化物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物的水解产物或者其交联体、阳离子性单体的交联聚合物等可以用作主原料。
近年来,纸尿布、卫生巾等卫生材料向着高性能且薄型化的方向发展,每一片卫生材料的吸水性树脂的用量、以及相对于由吸水性树脂和亲水性纤维等形成的吸收体全体中吸水性树脂占的质量比例都具有增加的倾向。也就是说,通过减少体积密度小的亲水性纤维,而大量使用吸水性优良且体积密度大的吸水性树脂,提高了吸收体中的吸水性树脂的含有率,由此可以实现使卫生材料不降低吸水量而薄型化。
在评价吸水性树脂的性能时,迄今为止一般是通过无加压下的吸收倍率、加压下的吸收倍率、加压下的吸收指数等进行评价的(例如可以参照专利文献1)。
在现有的吸水性树脂的评价方法中,一般是对从吸收开始1小时的吸收倍率进行测定的。理由是对于现有的吸水性树脂来说,吸收开始1小时后大约到达饱和倍率。
然而,当以尿布的实际应用为目标时,尿布的穿着时间为数小时,在其穿着时间内以几十分钟~1小时左右的间隔进行数次的排尿。
因此,作为适用于尿布这类用途的吸水性树脂的特性,要求其不仅在1小时内不能达到饱和、还要在一定程度上确保在初期短时间内的吸收能力,进一步的在长时间内吸收倍率持续增加,而且要能够确保通液性和扩散性。特别是在朝着薄型化发展的近年来,要求其在长时间内在较高的加压下也能够表现出吸收倍率。
现有的吸水性树脂如上所述,大部分是在吸收开始1小时后基本到达饱和倍率的树脂,其中还存在加压下吸收倍率极低的树脂。由于这种吸水性树脂的胶凝强度弱,不能确保通液性和扩散性,因此在用于尿布等时会有问题。实际上,已知的是,在作为尿布等使用时,由于仅在排尿部附近膨润,从而产生凝胶块,使得尿不能扩散至吸收体全体,导致吸收性能变差。特别是对于以薄型化的形态出现的、在吸收体中所占的吸水性树脂的比例超过40%或50%的这种高浓度吸收体来说,这种现象尤其显著。
此外,一般已知的是无加压下吸收倍率越低的吸水性树脂其通液性和扩散性越高,当把吸收倍率低的吸水性树脂用作实际的尿布时,虽然液体向尿布的通过性(通液性)较高,但存在尿布的吸收量减少的问题。
为了使吸收倍率在长时间下持续增加,有一种方法是增大吸水性树脂的粒径。然而,如果增大粒径,在用于尿布时会引起尿布表面的触感变差、让使用者感觉到异物感的问题。
为了使吸收倍率在长时间下持续增加,还提出了几项采用混合床式离子交换树脂的技术。
还提出了一种含有官能团的20~100%为游离酸型的阴离子类超吸收体和官能团的20~100%为碱型的阴离子交换体的组合的超吸收材料(例如可以参照专利文献2)。
此外还提出了一种组合物,其是一种由具有游离官能团的水膨润性阴离子交换体和具有游离官能团的水膨润性阳离子交换体混合而成的混合床式离子交换吸水性树脂,具有如下的这些特征:在加压下(0.7psi(4.83kPa))的吸收倍率PUP(加压下效能)在2小时内为30g/g以上,此外在8小时内为40g/g以上,而且在16小时内为42g/g以上(例如可以参照专利文献3)。
另外还提出了如下的一种吸水性树脂,其中以自由状态存在显碱性的官能团的吸水性树脂和以自由状态存在显酸性的官能团的吸水性树脂在单个颗粒中形成微区(例如可以参照专利文献4)。
上述的技术都是将混合床式离子交换树脂的技术应用于吸水性树脂的技术,溶入尿中的盐类通过离子交换进入吸水性树脂上的官能团,由此减少了所吸收的尿中的盐浓度,同时通过解离该离子而产生渗透压,结果显示出高吸收倍率。因此,在上述的技术中,吸收速度的降低是通过调整离子交换速度而实现的。
然而,在上述的技术中,具有如下的缺点,当暴露在具有超过离子交换容量的量的盐浓度的水性溶液中时,虽然发生离子交换,但是由于不能实现降低大容量的盐浓度,膨润倍率急速地降低。此外,阳离子性超吸收体(阴离子交换体)大多非常昂贵,难以提供廉价的吸水性树脂。
另外,还报导了一种向吸水性树脂颗粒中添加聚丙烯酸微粒(相当于45μm以下),以控制通液性的技术(例如可以参照专利文献5)。进一步的,还报导了一种混合中和率不同的吸水性树脂颗粒得到吸水剂的技术,以消除氨等的臭味(例如可以参照专利文献6)为目的,但是其具有加压下吸收倍率低,以及长时间下吸收倍率的增加效果几乎没有等这样一些小缺点。
【专利文献1】美国专利第5601542号说明书
【专利文献2】国际公开第96/15180号公报
【专利文献3】国际公开第99/34843号公报
【专利文献4】国际公开第99/25393号公报
【专利文献5】特开2001-98170号公报
【专利文献6】国际公开第03/28778号公报
发明内容
由此,本发明所要解决的问题是提供一种在用于纸尿布和卫生巾等卫生材料时,经过长时间也不会发生尿渗漏等问题的、优良的颗粒状吸水性树脂组合物。
本发明人为了解决上述的问题进行了深入的研究。结果,认为对于解决该问题重要的是:在一定程度上确保在初期短时间内的吸收能力,在此基础上进一步使吸收倍率在长时间内持续增加,而且要确保通液性和扩散性,具体的说,重要的是,作为颗粒状吸水性树脂组合物的特性,要满足特定范围的特定粒度加压下的吸收倍率和特定粒度吸收指数的增加量、和/或特定范围的质量平均粒径、加压下吸收倍率、吸收指数增加量。
此外,在本发明中,作为能够满足新参数的吸水性树脂组合物的一个示例,本发明者首先着眼于含羧基的吸水性树脂的中和率和吸收倍率的关系。即着眼于如下特异现象,含羧基的吸水性树脂的吸收倍率随着中和率的增加而增加,而该吸收倍率的增加的程度是不固定的,当中和率达到50%左右时发现吸收倍率急速地增加,若中和率在50%左右以上吸收倍率的增加变慢。
接着本发明者对吸收倍率增加程度较大的低中和率的含羧基吸水性树脂和吸收倍率增加程度较小的高中和率的含羧基吸水性树脂的混合使用进行了研究。结果发现,这样将2种以上中和率不同的含羧基吸水性树脂混合时,和仅使用1种具有固定中和率的含羧基吸水性树脂的情况相比,令人惊奇的是,在一定程度上确保了在初期短时间内的吸收能力,在此基础上进而吸收倍率在长时间内持续增加,而且确保了通液性和扩散性。
进一步的,为了表现出这种性能,优选调整至某种特定的粒度。
即,本发明中第1方面的颗粒状吸水性树脂组合物是一种含羧基的吸水性树脂的含量在80质量%以上的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa)、1小时)在20g/g以上,且在20小时下的特定粒度吸收指数增加量在3g/g以上。
此外,本发明中第2方面的颗粒状吸水性树脂组合物是一种含羧基的吸水性树脂的含量在80质量%以上的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:质量平均粒径在320~700μm的范围内,加压下吸收倍率(0.3psi(2.06kPa)、1小时)在20g/g以上,且20小时下的吸收指数增加量在3g/g以上。
进一步的,本发明中的吸水性物品是使用本发明的颗粒状吸水性树脂组合物而形成的。
在本发明中,可以提供一种在一定程度上确保在初期短时间内的吸收能力,在此基础上进而吸收倍率在长时间内持续增加,而且可以确保通液性和扩散性的、优良的颗粒状吸水性组合物,同时当这种颗粒状吸水性组合物用于纸尿布等吸水性物品时,可以提高吸水性物品的吸收性能,避免渗漏等问题。
附图的简要说明
【图1】
表示参考例1的结果,是中和率和吸收倍率的关系图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细的说明,但是本发明的范围并不受到这些说明的限制,即使在下面的示例以外,只要在不损害不发明的主旨的范围内,可以进行适当的变更后实施。
[吸水性树脂]
在本发明中,吸水性树脂是指,在例如去离子水中,必须至少能吸收自重的5倍以上,优选能吸收50倍至1000倍的大量的水,从而形成阴离子性、非离子性、或阳离子性的水不溶性水凝胶的、目前公知的交联聚合物。
另外,本发明中所谓的颗粒状吸水性树脂组合物只要是含有吸水性树脂作为主成分的组合物(含羧基吸水性树脂在固态成分中的含量必须在80质量%以上100质量%以下),吸水性树脂以外的成分的含量可以为0质量%,此外,作为主成分的吸水性树脂也不仅仅限于多个不同的吸水性树脂的混合物(例如高分子组成、制备方法、吸水倍率、粒度分布等互相不同的吸水性树脂),即使仅为单一的吸水性树脂,在本发明中也可以称为颗粒状吸水性组合物。即本发明中所谓的颗粒状吸水性树脂组合物与以吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂是同一个意思,颗粒状吸水性树脂组合物也可以被叫做以吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂。此外,对于将仅为单一的吸水性树脂也称为是吸水性树脂组合物的情况,和美国专利第5051259号说明书、美国再发行专利发明第32649号说明书中所记载的相同。
本发明中所用的吸水性树脂必须是水膨润性和水不溶性的,吸水性树脂中未交联的水可溶性成分(水溶性高分子)优选为50质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下,更进一步优选为15质量%以下,特别优选为10质量%以下。
作为吸水性树脂,可以列举的是聚丙烯酸部分中和物聚合物、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解产物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物的水解产物,或者它们的交联体,含羧基的交联聚乙烯醇改性物、交联异丁烯-马来酸酐共聚物等。
吸水性树脂可以只使用1种,也可以组合使用2种以上。
在本发明中,优选使用含羧基的吸水性树脂。
本发明中所谓的含羧基吸水性树脂是指,以通式-COOM(M=氢、碱金属、碱土类金属、胺、铵等)所示的含有羧基作为侧链的亲水性高分子的3维交联体。其中,当M=H时,有时也叫做“未中和物”和“酸型”。当M=H以外时,有时也叫做“中和物”和“盐”。
作为含羧基吸水性树脂的具体示例,可以列举的有例如,由以(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)、富马酸、巴豆酸、衣康酸、桂皮酸等含羧基单体和/或其盐为主成分的单体成分交联聚合得到交联聚合物后,以该交联聚合物为主成分的吸水性树脂,进一步可以列举的是,由聚(甲基)丙烯酸、羧基甲基纤维素等含羧基的聚合物和/或其盐交联得到的吸水性树脂。其中特别优选的是由丙烯酸和/或以其盐为主成分的的单体成分交联聚合得到交联聚合物后,以该交联聚合物为主成分的吸水性树脂。前述交联聚合物可以根据需要含有接枝成分。
作为丙烯酸盐,可以列举的是丙烯酸的钠、钾、锂等碱金属盐,铵盐以及胺盐等。
另外,关于所使用的丙烯酸,可以使用目前公知的丙烯酸。例如在美国专利申请公开第2001/0016668号说明书、美国专利申请公开第5817865号说明书、美国专利第6596901号说明书中所记载的。
本发明中所用的含羧基的吸水性树脂中,中和率表示的是含羧基的吸水性树脂中所含的羧基的总量与其盐(具有M=H以外的反离子的羧基)的摩尔比,是显示被中和的比例的参数。形成上述盐的吸水性树脂的中和过程可以于聚合前在单体的状态下进行,也可以在聚合途中或聚合后在聚合物的状态下进行,将其组合使用亦可。
作为用于制备本发明中所用的吸水性树脂的单体,可以含有上述含羧基的单体和/或其盐以外的单体。
作为含羧基的单体和/或其盐以外的单体,没有特别的限定,具体可以列举的有,例如乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸等阴离子性不饱和单体及其盐;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、甲氧基聚(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吡咯烷、N-乙烯基乙酰胺等含有非离子性亲水基的不饱和单体;(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基丙酯、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺及其季盐等阳离子性不饱和单体;等。这些单体可以单独使用,也可以适宜地组合2种以上使用。
在本发明中,当使用含羧基的单体和/或其盐以外的单体时,相对于作为主成分使用的含羧基的单体和/或其盐的总量,含羧基的单体和/或其盐以外的单体的使用比例优选为30摩尔%以下,更优选为10摩尔%以下。通过以上述的比例使用含羧基的单体和/或其盐以外的单体,最终得到的吸水性树脂和颗粒状吸水性树脂组合物的吸收特性进一步提高,同时可以更廉价地得到吸水性树脂和颗粒状吸水性树脂组合物。
为了得到本发明中所用的吸水性树脂,在上述单体聚合时,可以进行本体聚合或沉淀聚合,从性能方面和容易控制聚合、溶胀凝胶的吸收特性的角度出发,优选通过使上述单体成为水溶液而进行水溶液聚合或逆相悬浮聚合。
关于水溶液聚合或逆相悬浮聚合的聚合方法是现在公知的,例如美国专利第4625001号、美国专利第4769427号、美国专利第4873299号、美国专利第4093776号、美国专利第4367323号、美国专利第4446261号、美国专利第4683274号、美国专利第4690996号、美国专利第4721647号、美国专利第4738867号、美国专利第4748076号、欧洲专利第1178059号等中所记载的。
将单体配成水溶液时,水溶液(以下称为单体水溶液)中的单体的浓度由单体水溶液的温度和单体自身决定,没有特别的限定,优选在10~70质量%的范围内,更优选在20~60质量%的范围内。此外,在进行水溶液聚合时,可以根据需要组合使用水以外的溶剂,组合使用的溶剂的种类没有特别的限定。
作为水溶液聚合的方法可以列举的有,在双螺杆式捏合机中,一边捏碎所得含水凝胶一边聚合单体水溶液的方法,以及在一定的容器中或在驱动皮带上供给单体水溶液,以碎肉机等粉碎聚合得到凝胶的方法等。
在开始聚合时,可以使用例如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基氢过氧化物、过氧化氢、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐等自由基聚合引发剂;2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮等光聚合引发剂;等。
进一步的,可以组合使用促进这些聚合引发剂的分解的还原剂,通过两者的组合形成氧化还原类引发剂。
作为还原剂,可以列举的有例如,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等亚硫酸(氢)盐;L-抗坏血酸(盐);亚铁盐等还原性金属(盐);胺类;等。没有特别限定。
聚合引发剂的用量优选在0.001~2摩尔%的范围内,更优选在0.01~0.1摩尔%的范围内。当聚合引发剂的用量不足0.001摩尔%时,未反应的单体增多,得到的吸水性树脂和颗粒状吸水性树脂组合物中残留的单体量增加,因此不优选。当聚合引发剂的用量超过2摩尔%时,得到的吸水性树脂和颗粒状吸水性树脂组合物中的水可溶成分量增加,因此不优选。
可以通过向反应体系中照射放射线、电子束、紫外线等活化能射线以引发聚合反应,进一步的,也可以和上述聚合引发剂组合使用。
聚合反应中的反应温度没有特别的限定,优选在10~130℃的范围内,更优选在15~120℃的范围内,特别优选在20~100℃的范围内。
聚合反应中的反应时间和聚合压力没有特别的限定,可以根据单体、聚合引发剂的种类、反应温度等适宜地进行设定。
作为吸水性树脂,可以是不使用交联剂的自身交联型的吸水性树脂,优选是与1分子中具有2个以上聚合性不饱和基团和/或反应性基团的交联剂(吸水性树脂的内部交联剂)、或者当为环状化合物时通过开环反应可以在1分子中出现2个以上反应性基团的交联剂共聚或反应得到的吸水性树脂。
作为内部交联剂的具体示例,可以列举的有例如,N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(聚)二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(聚)二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、丙烯酸甲基丙烯酸甘油酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基异氰尿酸酯、三烯丙基磷酸酯、三烯丙基胺、聚(甲基)烯丙氧基链烷烃、(聚)乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚;乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、甘油、季戊四醇等多元醇类;乙二胺、乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯、聚乙烯亚胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
内部交联剂可以单独使用,也可以适宜地将2种以上组合使用。
内部交联剂可以一起添加至反应体系中,也可以分批添加。
在使用内部交联剂时,考虑到最终得到的吸水性树脂和颗粒状吸水性树脂组合物的吸收特性等,优选在聚合时必须使用具有2个以上聚合性不饱和基团的化合物。
相对于前述单体,内部交联剂的用量优选在0.001~2摩尔%的范围内,更优选在0.02~1.0摩尔%的范围内,进一步优选在0.06~0.30摩尔%的范围内,特别优选在0.08~0.15摩尔%的范围内。当内部交联剂的用量少于0.001摩尔%时,以及当多于2摩尔%时,可能得不到足够的吸收特性。
当使用内部交联剂向聚合体内部导入交联结构时,内部交联剂可以在单体的聚合前、聚合途中、聚合后或中和后添加到反应体系中,优选在聚合前添加。
在聚合时,优选在0~50质量%(相对于单体)的范围内向反应体系中添加淀粉·纤维素、淀粉·纤维素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酸(盐)交联体等亲水性高分子。此外,还可以在0~10质量%的范围内添加碳酸(氢)盐、二氧化碳、偶氮化合物、惰性有机溶剂等各种起泡剂;各种表面活性剂;螯合剂;次磷酸(盐)等链转移剂;高岭土、滑石、二氧化硅等无机颗粒;多氯化铝、硫酸铝、硫酸镁等多价金属盐;等。
使用内部交联剂向聚合体内部导入交联结构形成交联聚合物,当这种交联聚合物通过水溶液聚合得到的产物为凝胶状时,即形成含水凝胶状交联聚合物时,该含水凝胶状交联聚合物可以根据需要进行细分,然后干燥和粉碎。粉碎可以在干燥前,也可以和干燥同时进行或者在干燥后,优选在干燥后进行粉碎。
在本发明中的干燥优选对颗粒状的含水凝胶状聚合物(例如质量平均粒径在2cm以下,优选在1cm以下,更优选在5mm以下)进行。在本发明中作为将含水凝胶状聚合物细分为颗粒状的方法,可以使用捏合机等在聚合的同时进行细分化,或者也可以在聚合后另行进行,也可以将聚合时的细分化和聚合后的细分化组合起来进行。另外,当含水凝胶状聚合物没有以颗粒状进行干燥时,例如以薄膜状进行干燥时,有时会产生物性和粒度变差的情况。
作为干燥前含水凝胶交联聚合物的粒径,从干燥效率和物性的角度出发,质量平均粒径优选在45~4000μm的范围,更优选在50~2000μm的范围,进一步优选在100~1500μm的范围,特别优选在200~1000μm的范围。
作为适于细化的装置,可以列举的是例如,捏合机、具有切刀的纵切型切割机、具有切刀的横切型切割机、具有旋转刀头的切刀型粉碎机、一定孔径的碎肉机等。另外,含水凝胶状聚合物的质量平均粒径若在上述范围之外,可能会导致得到的吸水性树脂的吸水倍率降低或水可溶成分的增加等。
这样得到的含水凝胶状聚合物优选进行干燥。干燥是指优选将含水凝胶状聚合物的固态成分达到80质量%以上的固体状态,更优选达到85质量%以上,进一步优选达到90质量%以上,特别优选达到93质量%以上。另外,在这里所述的干燥,没有必要得到固态成分为100质量%(水分为零)的干燥聚合物。
可以用于本发明中的干燥方法没有特别的限定,可以使用的是例如,使用热风干燥、鼓式干燥器等的薄膜干燥、减压干燥、搅拌干燥。流动床干燥等干燥方法中的1种或2种以上。干燥的连续或分批没有特别的影响。在本发明中,从物性和干燥效率的角度出发,优选使用热风干燥,特别是连续的热风干燥,例如可以在传送带上静置干燥。
从干燥效率的角度出发,热风干燥可以将颗粒状的含水凝胶状聚合物在金属网/或者具有孔或狭缝的加强金属上叠层,沿着凝胶的上下方向乃至横向,优选沿着上下方向将热风通至叠层的颗粒的空隙之间。作为所用的金属网的孔径,例如在孔和金属网的情况下,优选具有0.1~5mm左右、更优选具有0.2~2mm左右的通气孔。从干燥后的物性的角度出发,金属网乃至加强金属上凝胶的叠层可以将颗粒状含水凝胶状聚合物叠层为一定的厚度,该厚度优选为1~20cm,更优选为1.5~10cm,进一步优选为2~8cm。
从物性和生产性的角度出发,干燥含水凝胶状聚合物的干燥温度通常优选为100℃以上,更优选在110~230℃的范围内,进一步优选在130~200℃的范围内,特别优选在150~190℃的范围内。干燥温度是由材料温度或者传热介质(热风等)的温度决定的,优选由传热介质的温度决定。在干燥期间干燥温度可以是固定的,也可以在干燥的日程中在上述温度范围内适宜地变化。从物性和能量效率的角度出发,热风干燥时热风的露点优选在40~100℃的范围内,更优选在50~90℃的范围内,进一步优选在60~85℃的范围内。
叠层的干燥的颗粒状含水凝胶聚合物在干燥后,由于颗粒间凝聚失去流动性而容易变成结块状干燥物。由于该结块状干燥物为干燥聚合物颗粒的凝聚体,虽然具有连续的空隙和向结块内部的通气性,而由于凝聚没有流动性。因此,有时需要粉碎(解碎)工序。
粉碎可以在干燥前,或者和干燥同时或之后,优选在干燥后进行粉碎。更优选在粉碎后进一步分级。干燥、粉碎以及进一步根据需要的分级优选形成连续的工序。
作为粉碎的方法,只要能够使干燥聚合物和其凝聚物(块状物)成为具有流动性的粉末、优选质量平均粒径在2mm以下的粉末,则没有特别的限定,例如使用锤式破碎机、辊式破碎机、喷气式破碎机等的粉碎方法,可以使用目前公知的各种粉碎或解碎方法中的1种或2种以上。此外,当干燥时的凝聚较弱时,特别是还可以通过不用粉碎机,而是振动干燥聚合物分级的方法以拆开聚合物的凝聚进行粉碎。
粉碎后,可以进一步根据需要,优选进行分级、除去粗大颗粒和细粉末。
在得到本发明中所用的吸水性树脂时,可以进行分级以控制达到特定的粒度分布。
在进行分级时所用的分级机没有特别的限定,例如使用振动筛(不平衡重驱动式、共振式、振动电极式、电磁式、环形振动式等)、面内运动筛(水平运动式、水平圆-直线运动式、3维圆运动式等)、可动网式筛、强制搅拌式筛、网面振动式筛、风力筛、超声波筛等,优选使用振动筛、面内运动筛。
优选将这样得到的吸水性树脂颗粒调整至特定的粒度。作为这种粒度,优选使150μm以上、不足850μm的颗粒在90质量%以上,更优选在95质量%以上,进一步优选在97质量%以上。
这样得到的吸水性树脂颗粒的质量平均粒径可以根据不同目的而决定,为了充分发挥本发明的效果,质量平均粒径(D50)优选在300~700μm的范围内,更优选在320~700μm的范围内,进一步优选在330~700μm的范围内,进一步优选在340~700μm的范围内,进一步优选在360~700μm的范围内,进一步优选在380~700μm的范围内,特别优选在400~700μm的范围内。
此外,粒径不足150μm的吸水性树脂的比例优选在0质量%以上、低于10质量%,更优选在0质量%以上、低于7质量%,进一步优选在0质量%以上、低于5质量%,特别优选在0质量%以上、低于3质量%。
进一步的,表示粒度分布的狭窄性的对数标准偏差σζ优选在0.1以上、0.46以下,更优选在0.1、以上0.44以下,进一步优选在0.1以上、0.42以下,特别优选在0.1以上、0.40以下。当对数标准偏差σζ不足0.1时由于生产性大幅降低而变得不现实,若超过0.46则由于偏析等问题变得显著,因此也不优选。
这样得到的吸水性树脂颗粒的体积比重可以根据由单体组成根本性地决定的真实比重(g/cm3)而进行各种变化,例如当吸水性树脂为聚丙烯酸钠,特别是中和率为50~90摩尔%的聚丙烯酸钠,进而是中和率为60~80摩尔%的聚丙烯酸钠时,其体积比重通常优选在0.63g/ml以上,更优选在0.65g/ml以上。另外,体积比重可以根据JIS K-3362的装置进行测定。
上述粉碎后的粗大颗粒(例如大于850μm的产品)和细粉(例如低于150μm的产品)可以根据情况适宜地循环利用。可以通过再次粉碎粗颗粒、除去和回收细颗粒,达到前述的粒度分布。吸水性树脂的细粉的循环利用方法例如公开在美国专利第4950692号、美国专利第5064582号、美国专利第5264495号、美国专利第5478879号和欧洲专利第0812873号、欧洲专利第0885917号、欧洲专利第0844270号等中。细粉的循环利用量优选在全部的15质量%以下,更优选在1~10质量%的范围内,进一步优选在2~8质量%的范围内。
对于按照上述方法得到的吸水性树脂颗粒,其相对于0.90质量%的氯化钠水溶液(生理盐水)在无加压下的吸收倍率(CRC)如后述的参考例1所示,由于其依存于中和率的程度,具有较大的变化,难以一概地表现,在中和率为50%以上的条件下,优选在5g/g以上,更优选在10g/g以上,进一步优选在15g/g以上,特别优选在20g/g以上。
按照上述方法得到的吸水性树脂颗粒的可溶成分含量优选在50质量%以下,更优选在40质量%以下,进一步优选在30质量%以下,特别优选在20质量%以下,最优选在15质量%以下。
本发明中所用的吸水性树脂可以是按照上述方法得到的吸水性树脂,优选是在按照上述方法得到的吸水性树脂颗粒的表面通过表面交联剂进行表面交联处理而得的吸水性树脂。
对于表面交联的吸水性树脂颗粒,其相对于0.90质量%的氯化钠水溶液(生理盐水)在无加压下的吸收倍率(CRC)如后述的参考例1所示,由于其依存于中和率的程度,具有较大的变化,难以一概地表现,在中和率为50%以上的条件下,优选在5g/g以上,更优选在10g/g以上,进一步优选在15g/g以上,特别优选在20g/g以上。
表面交联的吸水性树脂颗粒的可溶成分含量优选在50质量%以下,更优选在40质量%以下,进一步优选在30质量%以下,特别优选在20质量%以下,最优选在15质量%以下。
优选将表面交联的吸水性树脂颗粒调整至一定的粒度。作为这种粒度,优选使150μm以上、低于850μm的颗粒在90质量%以上,更优选在95质量%以上,进一步优选在97质量%以上。
这样得到的表面交联的吸水性树脂颗粒的质量平均粒径可以根据不同目的而决定,为了充分发挥本发明的效果,质量平均粒径(D50)优选在300~700μm的范围内,更优选在310~700μm的范围内,进一步优选在320~700μm的范围内,进一步优选在330~700μm的范围内,进一步优选在340~700μm的范围内,进一步优选在360~700μm的范围内,进一步优选在380~700μm的范围内,特别优选在400~700μm的范围内。
此外,粒径不足150μm的表面交联的吸水性树脂颗粒的比例优选在0质量%以上、低于10质量%,更优选在0质量%以上、低于7质量%,进一步优选在0质量%以上、低于5质量%,特别优选在0质量%以上、低于3质量%。
进一步的,表示粒度分布的狭窄性的对数标准偏差σζ优选在0.1以上、0.46以下,更优选在0.1以上、0.44以下,进一步优选在0.1以上、0.42以下,特别优选在0.1以上、0.40以下。当对数标准偏差σζ不足0.1时由于生产性大幅降低而变得不现实,若超过0.46则由于偏析等问题变得显著,因此也不优选。
作为可在本发明中使用的表面交联剂,可以列举的是至少具有2个可以与吸水性树脂中的官能团反应的官能团(优选可以和羧基发生脱水反应或酯化反应的官能团)的化合物。吸水性树脂中的官能团优选是阴离子性解离基团,更优选是羧基。
作为表面交联剂,可以列举的有例如,乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-丁烯-1,4-二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,2-环己醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚环氧丙烷、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇化合物;乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、双甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、缩水甘油等环氧化合物;乙二胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺、聚乙烯亚胺等多元胺化合物及其无机盐或有机盐(例如氮杂环丁烷盐等);2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等多元异氰酸酯化合物;聚氮杂环丙烷等氮杂环丙烷化合物;1,2-亚乙基二唑啉、二唑啉、聚唑啉等多元唑啉化合物;脲、硫脲、胍、双氰胺、2-唑烷酮等碳酸衍生物;1,3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-羟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、1,3-二烷-2-酮、4-甲基-1,3-二烷-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二烷-2-酮、1,3-二氧杂环戊烷-2-酮等碳酸亚烷基酯化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α-甲基环氧氯丙烷等卤代环氧化合物及其多元胺加成物(例如ハ-キユレス制造的カイメン(注册商标));氧杂环丁烷化合物;γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等硅烷偶联剂;锌、钙、镁、铝、铁、锆等的氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐或碳酸盐等多价金属化合物;等。可以只使用这些中的1种,也可以组合2种以上使用。
相对于100质量份的吸水性树脂颗粒,表面交联剂的用量优选在0.001~10质量份的范围内,更优选在0.01~5质量份的范围内。当表面交联剂的用量超过10质量份时,不仅显示不出平衡的性能,不经济,而且残留的表面活性剂的量增多,因此不优选。当表面交联剂的用量不足0.001质量份时,可能不能充分发挥吸收性能。
为了进一步加速和表面交联剂的反应和进一步提高吸收特性,可以使用无机酸、有机酸等。作为这些无机酸、有机酸,可以列举的是硫酸、磷酸、盐酸、柠檬酸、乙醛酸、羟基乙酸、甘油磷酸、戊二酸、桂皮酸、琥珀酸、醋酸、酒石酸、乳酸、丙酮酸、富马酸、丙酸、3-羟基丙酸、丙二酸、丁酸、异丁酸、亚氨基乙酸、苹果酸、羟乙基磺酸、柠康酸、己二酸、衣康酸、巴豆酸、草酸、水杨酸、没食子酸、山梨酸、葡糖酸、对-甲苯磺酸等。此外,可以使用如欧洲专利第0668080号中所示的无机酸、有机酸、聚氨基酸等。它们的用量根据吸水性树脂的pH等而不同,相对于100质量份的吸水性树脂颗粒,其用量优选在0~10质量份的范围内,更优选在0.1~5质量份的范围内。
混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂时,优选使用水作为溶剂。水的用量取决于吸水性树脂颗粒的种类和粒径,优选相对于吸水性树脂颗粒的固态成分100质量份,其用量高于0、在20质量份以下,更优选在0.5质量份~10质量份的范围内,进一步优选在0.5质量份~5质量份的范围内。
当混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂时,根据需要,可以使用亲水性有机溶剂作为溶剂。作为亲水性有机溶剂,可以列举的有例如,甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等低级醇类;丙酮等酮类;二烷、四氢呋喃、烷氧基聚乙二醇等醚类;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类;二甲亚砜等亚砜类;等。亲水性有机溶剂的用量根据吸水性树脂颗粒的种类和粒径等而不同,相对于吸水性树脂颗粒的固态成分的100质量份,其用量优选在20质量份以下,更优选在10质量份以下,进一步优选在5质量份以下。
为了更均匀地混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂,在混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂时,可以使非交联性的水溶性无机碱类(优选碱金属盐、铵盐、碱金属氢氧化物、以及氨或其氢氧化物)和非还原性碱金属盐pH缓冲剂(优选碳酸氢盐、磷酸二氢盐、磷酸氢盐等)共存于其中。它们的用量根据吸水性树脂颗粒的种类和粒径等而不同,相对于吸水性树脂颗粒的固态成分的100质量份,其用量优选在0.005~10质量份的范围内,更优选在0.05~5质量份的范围内。
在混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂时,可以在将吸水性树脂颗粒分散到上述亲水性有机溶剂中以后,添加表面交联剂,优选是根据需要在搅拌下,将溶解或分散于水和/或亲水性有机溶剂中的表面交联剂,直接、喷雾或滴加加入到吸水性树脂颗粒中的方法。此外,在用水混合时,在水中可以共存不溶于水的无机微粒粉末、水溶性的多价金属类和表面活性剂等。
在混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂时所用的混合装置,为了使两者均匀且确实地混合,其所用的混合装置优选具有较大的混合力。作为混合装置,合适的是例如,圆筒型混合器、双壁圆锥型混合器、V型混合器、带式混合器、螺杆式混合器、流化床型炉转盘式混合器、气流型混合器、双螺杆式捏合机、内部混合器、粉碎型捏合机、旋转式混合器、レデイゲ混合器、螺杆型挤压机等。
在混合吸水性树脂颗粒和表面交联剂后,通过进行加热处理和/或光照处理,在吸水性树脂颗粒的表面交联。在进行加热处理时,处理时间优选在1分钟~180分钟的范围内,更优选在3分钟~120分钟的范围内,进一步优选在5分钟~100分钟的范围内。处理温度优选在60~250℃的范围内,更优选在100~210℃的范围内,进一步优选在120~200℃的范围内。若加热处理的温度不足60℃,则加热处理需要时间,不仅引起生产性下降,而且不能实现均匀的交联,还可能得不到所需要的颗粒状吸水性树脂组合物。此外,若加热处理温度超过250℃,有时吸水性树脂颗粒会受到损伤,难以得到吸水特性优良的组合物。
加热处理可以通过使用通常的干燥器或加热炉而进行。作为干燥器,可以列举的是均热混合干燥器、旋转干燥器、圆盘干燥器、流化床干燥器、气流型干燥器、红外线干燥器等。
在进行光照处理时,优选照射紫外线,此外,还可以使用光聚合引发剂。
在表面交联处理中当加热吸水性树脂颗粒时,优选对加热的吸水性树脂颗粒进行冷却。优选冷却到100~20℃的范围内。此外,作为在冷却过程中使用的冷却器,例如可以使用将用于上述加热处理中的干燥器的热介质变换为冷介质的冷却器。
本发明中所用的吸水性树脂可以是经过造粒的。
造粒是指,通过使多数的颗粒凝聚紧固而形成比原先的颗粒更大的颗粒,典型的造粒颗粒是指如NON WOVENS WORLD October-November2000(Marketing Technology Service,Inc.出版)的75页图1中记载的那样进行凝聚的珠粒(Agglomerated Beads)和花椰菜状(Broccoli-like)物质。另外对于本发明中所谓的造粒,只要一部分吸水性树脂或吸水性树脂组合物形成上述的造粒颗粒即可,没有必要使所有的颗粒形成造粒颗粒的形状。对吸水性树脂组合物进行造粒处理,通过形成部分吸水性树脂的造粒颗粒,减少了细小的微粒,可以提高操作性。也就是说,在本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物中,优选含有一部分通过造粒处理形成的吸水性树脂的造粒颗粒。
造粒可以适宜地采用如特开昭61-97333号公报、特开平6-313043号公报等中公开的这类目前公知的方法,可以列举的有例如,在流动、搅拌下,将吸水性树脂颗粒与水、或和水具有混合性的有机溶剂的水溶液、或水溶性高分子的水溶液滴加混合或喷雾混合的造粒方法。其中,为了不损害得到的吸水性树脂的吸水特性,优选用水进行造粒。
作为和水具有混合性的有机溶剂的示例,可以列举的是低级醇、低级二醇、乙二醇和低级醇的单醚、甘油、丙酮等。
作为水溶性高分子的示例,可以列举的是聚丙烯酸、聚丙烯酸金属盐、羧甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇等。在使用水溶性高分子时,从水溶液的配制、移送的角度出发,优选调整至10质量%以下的水溶液浓度。
向吸水性树脂颗粒中添加的水、或水溶液的用量优选在相对于吸水性树脂颗粒为1~30质量%的范围内使用。若用量不足1质量%,得不到足够的造粒效果,若超过30质量%则生成过大的颗粒,因此不优选。
作为进行造粒而优选使用的混合装置,为了使两者均匀且确实地混合,优选具有较大的混合力的装置。适合的是例如,圆筒型混合器、双壁圆锥型混合器、V型混合器、带式混合器、螺杆式混合器、流化床型炉转盘式混合器、气流型混合器、双螺杆式捏合机、内部混合器、粉碎型捏合机、旋转式混合器、螺杆型挤压机等。
通过这种造粒过程,可以发挥减少细微颗粒的量、防止扬尘等效果。
[颗粒状吸水性树脂组合物]
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物是一种包含作为主成分的含羧基吸水性树脂的颗粒状吸水组合物。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物包含作为主成分的含羧基吸水性树脂,这里所说的主成分是指,在颗粒状吸水性树脂组合物的固态成分中,含羧基吸水性树脂所含的比例优选在80质量%以上、100质量%以下,更优选在85质量%以上、100质量%以下,进一步优选在90质量%以上、100质量%以下,特别优选在95质量%以上、100质量%以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物中所含的300μm以上、低于600μm的颗粒(特定粒度)的比例优选在40质量%以上,更优选在50质量%以上,特别优选在55质量%以上。只要在颗粒状吸水性树脂组合物中所含的300μm以上、低于600μm的颗粒(特定粒度)的比例在上述范围内,则可以判定质量平均粒径在300μm以上、低于600μm的范围内,300μm以上、低于600μm的颗粒为颗粒状吸水性树脂组合物的代表性的粒径。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在特定粒度加压下的吸收倍率(0.01psi(0.069kPa),1小时)优选在20g/g以上,更优选在25g/g以上,进一步优选在30g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在特定粒度加压下的吸收倍率(0.29psi(2.00kPa),1小时)优选在20g/g以上,更优选在21g/g以上,进一步优选在22g/g以上,进一步优选在23g/g以上,进一步优选在24g/g以上,特别优选在25g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在特定粒度加压下的吸收倍率(0.57psi(3.93kPa),1小时)优选在16g/g以上,更优选在17g/g以上,进一步优选在18g/g以上,进一步优选在19g/g以上,进一步优选在20g/g以上,进一步优选在21g/g以上,进一步优选在22g/g以上,进一步优选在23g/g以上,特别优选在24g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
所谓的特定粒度加压下的吸收倍率(0.01psi(0.069kPa),1小时)、特定粒度加压下的吸收倍率(0.29psi(2.00kPa),1小时)、特定粒度加压下的吸收倍率(0.57psi(3.93kPa),1小时)如在后述的实施例中的说明所述,选择特定粒度的颗粒状吸水性树脂组合物测定其在特定的加压下(0.01psi(0.069kPa),0.29psi(2.00kPa),0.57psi(3.93kPa))的加压下吸收倍率。
特定粒度吸收指数是指,由在上述0.01psi(0.069kPa)下的特定粒度加压下吸收倍率与在0.29psi(2.00kPa)下的特定粒度加压下吸收倍率的和所表示指数。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在20小时和/或4小时的特定粒度吸收指数增加量优选在3g/g以上,更优选在3.5g/g以上,进一步优选在4g/g以上,进一步优选在4.5g/g以上,进一步优选在5g/g以上,进一步优选在5.5g/g以上,进一步优选在6g/g以上,进一步优选在7g/g以上,特别优选在7.5g/g以上,最优选在8g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在20g/g以下。
特定粒度吸收指数增加量如在后述的实施例中的说明所述,选择特定粒度的颗粒状吸水性树脂组合物测定其1小时以后的吸收指数的经时增加量。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在加压下的吸收倍率(0.06psi(0.41kPa),1小时)优选在20g/g以上,更优选在25g/g以上,进一步优选在30g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在加压下的吸收倍率(0.3psi(2.06kPa),1小时)优选在20g/g以上,更优选在21g/g以上,进一步优选在22g/g以上,进一步优选在23g/g以上,进一步优选在24g/g以上,特别优选在25g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在加压下的吸收倍率(0.7psi(4.83kPa),1小时)优选在15g/g以上,更优选在16g/g以上,进一步优选在17g/g以上,进一步优选在18g/g以上,进一步优选在19g/g以上,特别优选在20g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物在20小时和/或4小时的吸收指数增加量优选在3g/g以上,更优选在3.5g/g以上,进一步优选在4g/g以上,进一步优选在4.5g/g以上,进一步优选在5g/g以上,进一步优选在5.5g/g以上,进一步优选在6g/g以上,进一步优选在7g/g以上,特别优选在7.5g/g以上,最优选在8g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在20g/g以下。
吸收指数是指,由在上述0.06psi(0.41kPa)下的加压下吸收倍率和在0.3psi(2.06kPa)下的加压下吸收倍率的和所表示指数。
吸收指数增加量如在后述的实施例中的说明所述,是指在1小时以后的吸收指数的经时增加量。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物的无加压下吸收倍率(1小时)和特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa),1小时)之间,优选具有下述的关系:无加压下吸收倍率(1小时)+3≥特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa),1小时)≥20g/g。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物的无加压下吸收倍率(1小时)和加压下吸收倍率(0.3psi(2.06kPa),1小时)之间,优选具有下述的关系:无加压下吸收倍率(1小时)+3≥加压下吸收倍率(0.3psi(2.06kPa),1小时)≥20g/g。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物的无加压下吸收倍率(1小时)优选在15g/g以上,更优选在20g/g以上,进一步优选在25g/g以上,特别优选在30g/g以上,最优选在35g/g以上。此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在60g/g以下。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物的质量平均粒径优选在300~700μm的范围内,更优选在320~700μm的范围内,进一步优选在340~700μm的范围内,进一步优选在360~700μm的范围内,进一步优选在380~700μm的范围内,特别优选在400~700μm的范围内。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物中粒径不足150μm的颗粒的比例优选在0质量%以上、低于10质量%,更优选在0质量%以上、低于7质量%,进一步优选在0质量%以上、低于5质量%,特别优选在0质量%以上、低于3质量%。前述粒径不足150μm的颗粒优选是吸水性树脂颗粒。
本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物优选具有以上的这些性质,作为特别优选的组合,可以列举的是如下所示的本发明中第1或第2方面的颗粒状吸水性树脂组合物。
即,本发明中第1方面的颗粒状吸水性树脂组合物是一种含羧基吸水性树脂的含量在80质量%以上的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa)、1小时)在20g/g以上,且20小时和/或4小时的特定粒度吸收指数增加量在3g/g以上。
本发明中第2方面的颗粒状吸水性树脂组合物是一种含羧基吸水性树脂的含量在80质量%以上的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:质量平均粒径在320~700μm的范围内,加压下吸收倍率(0.3psi(2.06kPa)、1小时)在20g/g以上,且20小时和/或4小时的吸收指数增加量在3g/g以上。
此外,本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物具有下述的关系:无加压下吸收倍率(1小时)+3≥特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa),1小时)≥20g/g,且20小时和/或4小时的特定粒度吸收指数增加量在3g/g以上。
另外,本发明中的颗粒状吸水性树脂组合物的质量平均粒径在320~700μm的范围内,具有下述的关系:无加压下吸收倍率(1小时)+3≥加压下吸收倍率(0.3psi(2.06kPa),1小时)≥20g/g,且20小时和/或4小时的吸收指数增加量在3g/g以上。
由于具有这样特殊的性质(吸收特性和质量平均粒径等),本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物可以充分发挥本发明的效果。
本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物的制备方法没有特别的限定,可以列举的有例如,下述的制备方法1~3。
制备方法1:将在特定范围内中和率不同的多个吸水性树脂在特定范围的条件下(后述的中和率、吸收倍率、混合指数)进行混合的方法。
制备方法2:将在特定范围内中和率不同的多个吸水性树脂在特定范围的条件下(后述的中和率、粒径、吸收倍率、混合指数)进行混合的方法。
制备方法3:中和率控制在较低水平的吸水性树脂在表面交联后,再将其与可和羧基中和的物质(例如碳酸(氢)钠等)进行混合的方法。
在上述的制备方法1~3中,优选制备方法是1、2,下面将制备方法1、2作为优选的示例,进一步对本发明的颗粒状吸水性树脂组合物进行说明。
作为制备本发明的颗粒状吸水性树脂组合物的一个示例,其包含吸水性树脂(A)和吸水性树脂(B),其质量比为(A)∶(B)=90∶10~10∶90,含羧基的吸水性树脂(A)的羧基中和率在50%以上,含羧基的吸水性树脂(B)的羧基中和率不足50%,优选使含羧基的吸水性树脂(A)的中和率和含羧基的吸水性树脂(B)的中和率的差在30%以上。
含羧基的吸水性树脂(A)、(B)可以各自是1种含羧基的吸水性树脂,也可以是2种以上含羧基的吸水性树脂的混合物。
当含羧基的吸水性树脂(A)为2种以上含羧基的吸水性树脂的混合物时,可以使由其所含的含羧基吸水性树脂各自的中和率和混合比例算出的平均中和率达到50%以上。当含羧基的吸水性树脂(B)为2种以上含羧基的吸水性树脂的混合物时,可以使由其所含的含羧基吸水性树脂各自的中和率和混合比例算出的平均中和率不足50%。例如将羧基的中和率为X%的含羧基吸水性树脂与羧基的中和率为Y%的含羧基吸水性树脂以1∶2的比例混合得到的混合物的情况下,
平均中和率(%)=X×1/3+Y×2/3。
当中和率不同的吸水性树脂处于已经混合的状态时,使用电子探针X射线微量分析仪(EPMA)、能量分散型X射线分光计(EDS),调查各颗粒的金属离子、铵离子含量,可以确定中和率和混合比例。
含羧基的吸水性树脂(A)的设定中和率优选在50%以上、100%以下,更优选在60%以上、100%以下,进一步优选在70%以上、100%以下。
从对特定粒度吸收指数增加量的影响较大的角度考虑,含羧基的吸水性树脂(B)的设定中和率是重要的,其优选在0%以上、低于50%,更优选在0%以上、低于30%,进一步优选在0%以上、低于25%,进一步优选在0%以上、低于20%,特别优选在0%以上、低于15%,最优选在0%以上、低于10%。
含羧基的吸水性树脂(A)、(B)优选至少一方是经过表面处理、特别是表面交联处理的吸水性树脂,更优选两者都是经过表面处理、特别是表面交联处理的吸水性树脂。当含羧基的吸水性树脂(A)、(B)为2种以上含羧基的吸水性树脂的混合物时,优选至少1种含羧基的吸水性树脂为经过表面处理的吸水性树脂,更优选所有的含羧基的吸水性树脂均为经过表面处理的吸水性树脂。
含羧基的吸水性树脂(A)、(B)的颗粒形状可以是无定形破碎状、球状,或者也可以是无定形破碎状颗粒和球状颗粒的混合物。
含羧基的吸水性树脂(A)、(B)优选是经过造粒的吸水性树脂。当含羧基的吸水性树脂(A)、(B)为2种以上含羧基的吸水性树脂的混合物时,优选至少1种含羧基的吸水性树脂为经过造粒的吸水性树脂,更优选所有的含羧基的吸水性树脂均为经过造粒的吸水性树脂。优选的造粒方法为在前述的造粒方法中所记载的方法。
含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的质量比在(A)∶(B)=90∶10~10∶90的范围内。含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的质量比在该范围内即可,而进一步最适合的范围由于其根据含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)所具有的中和率的不同而不同,因此不能一概地确定。然而,作为一种大致的倾向,优选(A)∶(B)=85∶15~15∶85,更优选(A)∶(B)=80∶20~20∶80,进一步优选(A)∶(B)=80∶20~40∶60,进一步优选(A)∶(B)=80∶20~50∶50。
在本发明的颗粒状吸水性树脂组合物中,含羧基的吸水性树脂(A)的中和率和含羧基的吸水性树脂(B)的中和率的差优选在30%以上。通过增大羧基的中和率较高的含羧基吸水性树脂(A)的中和率与羧基的中和率较低的含羧基吸水性树脂(B)的中和率之差,可以一定程度上确保在初期短时间内的吸收能力,进一步的在长时间内吸收倍率持续地增加,而且能够确保通液性和扩散性。
另外,本发明中所述的通液性、扩散性是表示吸水性树脂凝胶颗粒之间液体的移动性、透过性的性质,此外还表示纸尿布等吸水性物品的液体吸收性。更具体的说,作为表示吸水性树脂凝胶颗粒之间液体的移动性、透过性的指标,可以列举的是例如,在后述的实施例中详细描述的加压下吸收倍率、特定粒度加压下吸收倍率等,进一步可以列举的还有如国际公开第05/22356号公报中所记载的“生理盐水流动诱导性试验(SFC)”、特开平6-57010号公报中记载的“生理盐水的液体通过时间”等。作为表示纸尿布等吸水性物品的液体吸收性的指标,可以列举的是例如,在后述的实施例中详细描述的纸尿布的液体吸收时间。
基于本发明者的研究,在本发明中,当含羧基的吸水性树脂(A)的中和率和含羧基的吸水性树脂(B)的中和率的差在30%以上时,推测其表现出本发明中所谓的可以一定程度上确保在初期短时间内的吸收能力,进一步的在长时间内吸收倍率持续地增加,而且能够确保通液性和扩散性的该效果的原理如下。
如后述的参考例1中所示,发现具有如下奇特的现象,即含羧基的吸水性树脂的吸收倍率随着中和率的增加而增加,但是其吸收倍率的增加的程度不是固定的,当中和率达到50%左右时由中和率的增加引起的吸收倍率的增加幅度也变得迅速,若中和率在50%以上时由中和率的增加引起的吸收倍率的增加幅度变慢。
另一方面,如本发明的这种颗粒状吸水性组合物这样,认为当羧基的中和率在50%以上的含羧基的吸水性树脂(A)和羧基的中和率不足50%的含羧基的吸水性树脂(B)共存时,由于含羧基的吸水性树脂(A)、(B)之间的pH的差异成为使中和率变得均等的驱动力,从而中和了羧基的反阳离子(例如钠离子)在含羧基的吸水性树脂(A)、(B)之间移动,即引起了所谓的“离子移动(ion transfer)”。
因此,由于羧基的中和率在50%以上,原先具有较高吸收率的含羧基的吸水性树脂(A)的中和率慢慢降低,羧基的中和率不足50%的含羧基的吸水性树脂(B)的中和率慢慢升高,由此表现出缓慢的吸收速度,同时还表现出吸收倍率经时而增加的现象。认为其结果是,表现出了本发明的效果。
在本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物中,含羧基的吸水性树脂(A)的中和率与含羧基的吸水性树脂(B)的中和率之差优选在30%以上,要确保至少30%的差这一点本身是重要的,但是当中和率的差从30%开始增大时并不一定会表现出其越大本发明的效果越好。中和率的差的最适合的范围还与下述的因素有关:即选择的含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的质量比、含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的粒径、粒径分布、细粉量、进而在中和下的吸收性。但是,作为大致的倾向,含羧基的吸水性树脂(A)和羧基的中和率和含羧基的吸水性树脂(B)的中和率之差优选在35%以上,更优选在40%以上,进一步优选在50%以上,特别优选在60%以上,最优选在65%以上。
进一步的,当含羧基的吸水性树脂(A)的中和率和含羧基的吸水性树脂(B)的中和率之差(ΔN)与混合比例(含羧基的吸水性树脂(A)的比率:α)之间满足下面的式1的关系时,发现可以表现出有效的特定粒度吸收指数的增加(特定粒度吸收指数增加量)。
ΔN×(0.5-|0.5-α|)≥11 (式1)
上述式1的左边称为“中和率·混合指数(NM Index)”。
另外,上述(0.5-|0.5-α|)是指,从当混合比例α=0.5时吸收指数的增加量达到最大的这一实验事实而导出的项。
在本发明中,中和率·混合指数优选在11以上,更优选在13以上,进一步优选在15以上,进一步优选在17以上,进一步优选在19以上,进一步优选在20以上,进一步优选在21以上,进一步优选在22以上,进一步优选在23以上,进一步优选在24以上,进一步优选在25以上,特别优选在27以上,此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在50以下。
在300μm以上不足600μm的特定粒度条件下,特定粒度吸收指数增加量和中和率·混合指数具有极其密切的关联。
进一步的,在考虑了吸水性树脂组合物的吸收特性以后,在满足下述式2的关系时,发现可以表现出更有效的特定粒度吸收指数的增加(特定粒度吸收指数增加量)。
ΔN×(0.5-|0.5-α|)×特定粒度加压下吸收倍率(0.30psi(2.06kPa)、1小时)/无加压下吸收倍率(1小时)≥11 (式2)
上述式2的左边称为“中和率吸收倍率·混合指数(NCM Index)”。
另外,当含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的粒径相同时,上述式2中的加压下吸收倍率(0.30psi(2.06kPa)、1小时)使用特定粒度加压下吸收倍率(0.29psi(2.00kPa)、1小时)的值。
在本发明中,中和率·吸收倍率·混合指数优选在11以上,更优选在13以上,进一步优选在15以上,进一步优选在17以上,进一步优选在19以上,进一步优选在20以上,进一步优选在21以上,进一步优选在22以上,进一步优选在23以上,进一步优选在24以上,进一步优选在25以上,特别优选在27以上,此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在50以下。
在300μm以上不足600μm的特定粒度条件下,特定粒度吸收指数增加量与中和率·吸收倍率·混合指数具有极其密切的关联。
此外,在考虑了吸水性树脂组合物的粒径的情况下,在满足下述式3的关系时,发现可以表现出有效的吸收指数的增加(吸收指数增加量)。
ΔN×(0.5-|0.5-α|)×(d/d’)2×加压下吸收倍率(0.30psi(2.06kPa)、1小时)/无加压下吸收倍率(1小时)≥11 (式3)
上述式3的左边称为“中和率·粒径·吸收倍率·混合指数(NPCMIndex)”。
其中,d为吸水性树脂组合物的平均粒径((A)和(B)的粒径不同时取其平均值),d’为300μm以上不足600μm的颗粒的平均粒径(450μm)。(d/d’)2具有以300μm以上不足600μm的颗粒为基准的从吸水性树脂组合物的颗粒表面积得到的修正值之意义。
在本发明中,中和率·粒径·吸收倍率·混合指数优选在11以上,更优选在13以上,进一步优选在15以上,进一步优选在17以上,进一步优选在19以上,进一步优选在20以上,进一步优选在21以上,进一步优选在22以上,进一步优选在23以上,进一步优选在24以上,进一步优选在25以上,特别优选在27以上,此外,该上限值从容易生产和性能之间的平衡的角度出发,应在50以下。
含羧基的吸水性树脂(A)的设定中和率优选在50%以上,更优选在60%以上,进一步优选在70%以上。
从对吸收指数增加量的影响较大的角度考虑,含羧基的吸水性树脂(B)的设定中和率是重要的,其优选低于50%,更优选低于30%,进一步优选低于25%,进一步优选低于20%,特别优选低于15%,最优选低于10%。
对于本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物,为了实现长时间下吸收倍率的持续增加(特定粒度吸收指数增加量或吸收指数增加量),优选将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的质量平均粒径设定在特定的条件下。
即含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的至少一方的质量平均粒径优选在300μm以上,更优选在320μm以上,进一步优选在340μm以上,进一步优选在360μm以上,特别优选在380μm以上,最优选在400μm以上。
进一步的,含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的两方的质量平均粒径优选在300~700μm的范围内,更优选在320~700μm的范围内,进一步优选在340~700μm的范围内,进一步优选在360~700μm的范围内,进一步优选在380~700μm的范围内,特别优选在400~700μm的范围内。
进一步的,表示粒度分布的狭窄性的对数标准偏差σζ优选在0.1以上0.46以下,更优选在0.1以上0.44以下,进一步优选在0.1以上0.42以下,特别优选在0.1以上0.40以下。当对数标准偏差σζ不足0.1时由于生产性大幅降低而变得不现实,若超过0.46则由于偏析等问题变得显著,因此也不优选。
当本发明中使用的含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的两方的质量平均粒径不足300μm时,虽然发生离子移动,但由于表面积大,离子移动的速度快,在长时间下吸收倍率的增加效果减小,可能会导致与目前公知的1种吸水性树脂的情况没有大的差别。
当本发明中使用的含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的两方的质量平均粒径超过700μm时,在用于尿布等时可能会引起触感变差等问题。
本发明的颗粒状吸水性树脂组合物的制备方法没有特别的限制,可以列举的有例如,将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)干混、凝胶混合、对制备含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)时的含水凝胶状聚合物进行干燥、粉碎时的混合等,优选干混、凝胶混合。
作为干混的方法,可以列举的有例如,将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的干燥物按照一定的混合比例混合的方法。作为混合装置,为了均匀且确实地进行混合,优选具备较大混合力的混合装置,适合的有例如,圆筒型混合器、双壁圆锥型混合器、V型混合器、レデイゲ混合器、带式混合器、螺杆式混合器、流化床型炉转盘式混合器、气流型混合器、双螺杆式捏合机、内部混合器、粉碎型捏合机、旋转式混合器、螺杆型挤压机等。
作为凝胶混合的方法,可以列举的有例如,将分别通过水溶液聚合得到的含羧基的吸水性树脂(A)的含水凝胶粉碎物和含羧基的吸水性树脂(B)的含水凝胶粉碎物按照一定的混合比例混合后干燥的方法。此外,作为其它的方法,可以列举的有,将分别通过水溶液聚合得到的含羧基的吸水性树脂(A)的含水凝胶和含羧基的吸水性树脂(B)的含水凝胶达到一定比例的同时将其供给至碎肉机等粉碎机,在粉碎的同时混合,然后干燥的方法。作为含水凝胶的混合中可以使用的粉碎机,可以列举的有捏合机、碎肉机、双螺杆型挤压机等。
通过上述的这种凝胶混合的方法,含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)可以用1台干燥机进行制备,可以提高生产效率。
在本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物中,如前所述,含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)优选至少一方是经过表面处理(优选是表面交联处理)的吸水性树脂,更优选两者都是经过表面处理(优选是表面交联处理)的吸水性树脂,作为该方法,可以列举的有例如,将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)分别各自地进行表面处理、然后进行干混的方法,将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)通过干混法混合的混合物或其通过凝胶混合法得到的吸水性树脂的干燥混合物按照与前述表面处理同样的方法同时对这2种混合物进行表面处理的方法。特别是在后者的方法中,由于用一台机械可以同时进行2种表面处理,具有可以提高生产效率的优点。
在本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物中,如前所述,含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)优选是经过造粒的吸水性树脂,作为其方法,可以列举的有例如,将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)单独造粒后进行干混来混合的方法,将通过凝胶混合法所得的干燥混合物造粒的方法,将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)在干混时或之后进行造粒的方法。通过这3种方法中的任意一种,可以减小作为扬尘的起因的细粉量,具有显著改善作业环境的优点。特别是在将含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)在干混时或之后进行造粒的方法中,含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)互相形成凝聚的颗粒,提高了在本发明的颗粒状吸水性树脂组合物中含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)的混合状态(分布状态)的均匀性,难以引起偏析,因此优选。
在制备本发明中使用的吸水性树脂以及本发明的这种颗粒状吸水性树脂组合物时,可以根据需要,含有添加石英玻璃、高岭土、皂土、碳酸钙等无机微粒、消臭剂、抗菌剂、香料、发泡剂、颜料、染料、亲水性短纤维、增塑剂、粘合剂、金属皂、表面活性剂、肥料、氧化剂、还原剂、水、盐类、螯合剂、杀菌剂、聚乙二醇等亲水性高分子、石蜡、疏水性高分子、聚乙烯或聚丙烯等热塑性树脂、聚酯树脂、脲醛树脂等热固性树脂等,这类可以付与吸水性树脂各种功能的工序。相对于100质量份吸水性树脂颗粒,这些添加剂的用量优选在0~10质量份的范围内,更优选在0~1质量份的范围内使用。
上述这类添加剂的添加状态可以以水溶液、悬浊液或者粉末的方式进行添加。关于添加剂的添加方法,可以列举的有例如,向含羧基的吸水性树脂(A)和/或含羧基的吸水性树脂(B)中添加上述添加剂后,通过干混等方法混合形成颗粒状吸水性树脂组合物的方法、向通过凝胶混合的方法得到的干燥混合物中添加上述添加剂的方法,在含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)进行干混时或之后向其中添加上述添加剂的方法。
在前述的制备方法3中,当中和率控制在较低水平的吸水性树脂在表面交联后,再和可与羧基中和的物质(例如碳酸(氢)钠)混合,通过该方法得到颗粒状吸水性树脂组合物,该颗粒状吸水性树脂组合物是通过将表面交联处理后的含羧基的吸水性树脂与可与羧基中和的物质混合后得到的,该颗粒状吸水性树脂组合物中的含羧基的吸水性树脂的含有比例优选为80~95质量%,更优选为80~90质量%,进一步优选为80~85质量%。当上述颗粒状吸水性树脂组合物中含羧基的吸水性树脂的含有比例不足80质量%时,短时间内的吸收特性降低,可能会导致本发明的颗粒状吸水性树脂组合物所应该满足的物性(参数)得不到满足的情况。若超过95%,经时的吸收倍率的增加不充分,可能会导致本发明的颗粒状吸水性树脂组合物所应该满足的物性(参数)得不到满足的情况。
可以中和上述颗粒状吸水性树脂组合物中的羧基的物质的含有比例优选为5~20质量%,更优选为10~20质量%,进一步优选为15~20质量%。当可以中和上述颗粒状吸水性树脂组合物中的羧基的物质的含有比例不足5质量%时,经时的吸收倍率的增加不充分,可能会导致本发明的颗粒状吸水性树脂组合物所应该满足的物性(参数)得不到满足的情况。若超过20质量%,短时间内的吸收特性降低,可能会导致本发明的颗粒状吸水性树脂组合物所应该满足的物性(参数)得不到满足的情况。
中和率控制在较低水平的吸水性树脂的中和率优选在0%以上、低于70%,更优选在10%以上、低于60%,进一步优选在10%以上、低于50%,特别优选在20%以上、低于40%。
作为可以中和羧基的物质,优选在室温下可以以粉末状态取用的物质,可以列举的有例如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸锂、碳酸氢锂、碳酸钾、碳酸氢钾等碱金属的碳酸盐。
可以中和羧基的物质的质量平均粒径(D50)优选在300~700μm的范围内,更优选在320~700μm的范围内,进一步优选在340~700μm的范围内,进一步优选在360~700μm的范围内,特别优选在380~700μm的范围内,最优选在400~700μm的范围内。
可以中和羧基的物质的对数标准偏差(σζ)优选在0.1以上、0.46以下,更优选在0.1以上、0.44以下,进一步优选在0.1以上、0.42以下,特别优选在0.1以上、0.40以下。当对数标准偏差(σζ)不足0.1时由于生产性大幅降低而变得不现实,若超过0.46则由于偏析等问题变得显著,因此也不优选。
可以中和羧基的物质中粒径不足150μm的颗粒的比例优选在0质量%以上、低于10质量%,更优选在0质量%以上、低于7质量%,进一步优选在0质量%以上、低于5质量%,特别优选在0质量%以上、低于3质量%。
将表面交联处理后的含羧基的吸水性树脂和可与羧基中和的物质混合的方法优选是在干燥状态下进行干混的方法。这种方法,可以根据前述有关干混的方法中所记载的内容进行。
[吸水体、吸水性物品]
本发明的颗粒状吸水性树脂组合物通过与适当的材料进行组合,例如可以形成适用于卫生材料的吸收层的吸水体。
吸水体是指用于纸尿布、卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫等卫生材料中、吸收血液、体液、尿等的、由颗粒状吸水性树脂组合物和其它材料的成形的组合物。
作为用于和颗粒状吸水性树脂组合物组合使用的材料的示例,可以列举的有例如,纤维素纤维。作为纤维素纤维的具体示例,可以举例的有来自于木材的机械纸浆、化学纸浆、半化学纸浆、溶解纸浆等木材纸浆纤维、人造纤维、乙酸酯等人造纤维素纤维等。优选的纤维素纤维是木材纸浆纤维。这些纤维素纤维可以含有一部分尼龙、聚酯等合成纤维。本发明的颗粒状吸水性树脂组合物在作为吸水体的一部分使用时,在吸水体中所含的本发明的颗粒状吸水性树脂组合物的质量比例优选在20~100质量%的范围内,更优选在30~90质量%的范围内。若吸水体中所含的本发明的颗粒状吸水性树脂组合物的质量比例不足20质量%,可能得不到充分的效果。
为了由颗粒状吸水性树脂组合物和纤维素纤维制备吸水体,可以适宜地选择下述公知的制备吸水体的方法,例如在由纤维素纤维形成的纸或垫子上散布颗粒状吸水性树脂组合物,根据需要用其夹持的方法,将纤维素纤维和颗粒状吸水性树脂组合物均匀混合的方法等。优选是将颗粒状吸水性树脂组合物和纤维素纤维干式混合后,进行压缩的方法。通过该方法,可以抑制颗粒状吸水性树脂组合物从纤维素纤维上脱落。压缩优选在加热下进行,该温度范围优选在50~200℃的范围内。制备吸水体的方法优选可以使用在特表平9-509591号公报和特开平9-290000号公报中所记载的方法。
本发明的颗粒状吸水性树脂组合物在用于吸水体时,由于液体透过性和毛细管吸引力之间取得良好的平衡,因此可以得到液体吸收快、此外吸水体表层液体的残留量少的、非常优良的吸水体。
由于本发明的颗粒状吸水性树脂组合物具有优良的吸水特性,可以用于吸水性物品,即可以用于各种用途的吸水保水剂。例如可以用于纸尿布、卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫等吸收物品用吸水保水剂;水藓代替、土壤改质改良剂、保水剂、农药效力维持剂等农林园艺用保水剂;内装饰壁材用防结露剂、水泥添加剂等建筑用保水剂;释放控制剂、保冷剂、一次性怀炉、污泥凝固剂、食品用保鲜剂、离子交换柱材料、淤泥或油的脱水剂、干燥剂、湿度调整材料等。此外,本发明的颗粒状吸水性树脂组合物特别适用于纸尿布、卫生巾等用来吸收粪、尿、血液等的卫生材料。
由本发明的颗粒状吸水性树脂组合物制成的吸水体在用于纸尿布、卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫等卫生材料时,优选可以构成下述的结构而使用:含有(a)和穿着者的身体邻接配置的液体透过性的顶片(top sheet)、(b)距离穿着者的身体较远的、和穿着者的衣物邻接配置的对液体为非透过性的底片(back sheet)、以及(c)配置在顶片和底片之间的吸水体所形成的结构。吸水体可以是两层以上的,也可以和纸浆层等一起使用。
在更为优选的结构中,吸水体中的颗粒状吸水性树脂组合物的坪量优选为60g/m2~1500g/m2,更优选为100g/m2~1000g/m2,进一步优选为200g/m2~800g/m2。
【实施例】
下面通过实施例和比较例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不限定于此。以下为了便于说明,“质量份(重量份)”仅记为“份”,“升”仅记为“L”。此外,“质量%(重量%)”记为“wt%”。
吸水性树脂(有时也称为吸水性树脂颗粒)或颗粒状吸水性树脂组合物的各种性能以下述的方法进行测定。下述的测定是在室温(25℃)、湿度50RH%的条件下进行的。
需要说明的是,当以卫生材料等最终产品的形式使用颗粒状吸水性树脂组合物时,由于颗粒状吸水性树脂组合物处于吸湿状态,可以适宜地将颗粒状吸水性树脂组合物从最终产品中分离出来,再减压低温干燥(例如1mmHg以下,在60℃下12小时)后进行测定。
在以下的实施例和比较例中使用的吸水性树脂、颗粒状吸水性树脂组合物的含水率都在6质量%以下。
本发明中所用的被吸收溶液为0.9质量%的氯化钠水溶液,有时也简称为生理盐水。
<无加压下吸收倍率(CRC)>
以精确到0.0001g的程度准确计量0.20g吸水性树脂或颗粒状吸水性树脂组合物,将其均匀地放入无纺布制成的袋子(85mm×60mm)后密封。
将1L 0.9质量%的氯化钠水溶液投入至1L的容器中,在每1个容器中将1个评价用样品浸渍1小时。另外,由于本发明是着眼于离子移动的效果的发明,因此不能将多个样品浸渍在1个容器中。
1小时后,将袋子拉起来,用离心分离器(株式会社コクサン公司制造,离心机:型号H-122)按照edana ABSORBENCY II 441.1-99中记载的离心力(250G)进行3分钟的去水后,测定袋子的重量W1(g)。此外,不使用吸水性树脂或颗粒状吸水性树脂组合物而进行同样的操作,测定此时的重量W0(g)。然后,根据这些W0、W1,按照下式计算出无加压下吸收倍率(g/g)。
无加压下吸收倍率(g/g)=[(W1(g)-W0(g))/吸水性树脂或颗粒状吸水性树脂组合物的质量(g)]-1
<特定粒度加压下吸收倍率(AUL)>
特定粒度加压下吸收倍率是指,为了排除粒度对吸收速度的影响,选择可以通过JIS标准筛的600μm、而不能通过300μm的颗粒,即这些颗粒在加压下的吸收倍率。
在内径为25.4mm的塑料支持圆筒的底部,熔合固定不锈钢制100目的金属网(网眼的大小为150μm),在室温(20~25℃)、湿度50RH%的条件下,将0.16g颗粒状吸水性树脂组合物均匀散布在该金属网上,在其上部顺次放置外径略小于25.4mm、和支持圆筒之间没有间隙且不会妨碍上下运动的活塞和负载并对其进行调整,以使其对颗粒状吸水性树脂组合物能够均匀地加以0.01psi(0.069kPa)、0.29psi(2.00kPa)或0.57psi(3.93kPa)的负重,测定该测定装置总体的重量Wa(g)。
在直径为150mm的陪替氏培养皿内侧放置直径90mm的玻璃过滤器(株式会社相互理化学硝子制作所公司制造,细孔直径:100~120μm),加入0.90质量%的氯化钠水溶液(20~25℃)以使其和玻璃过滤器的上面相齐。在其上放置1张直径37mm的滤纸(Whatman,type:GF/A,cat No.1820 037),使其表面完全被润湿,再除去过剩的液体。
将测定装置总体放在前述湿润的滤纸上,负重下液体在一定时间内被吸收。将从测定开始后计算的1小时、2小时、4小时、8小时、20小时后,作为该吸收时间。具体的说,在1小时后,拉起测定装置总体,测定其质量Wb(g)。该质量测定尽可能地快,而且一定不能对其加以振动。此外,在测定中,不能取下负重。然后再次将测定装置放在前述湿润的滤纸上,用于在接下来的2小时,进而4小时、8小时、20小时的测定中使其吸液。
另外,从测定开始到测定结束,必须始终将0.90质量%的氯化钠水溶液的液面调整至使其和玻璃过滤器的上面相齐。
根据Wa、Wb,按照下式计算出各时间下的特定粒度加压下吸收倍率。
特定粒度加压下吸收倍率(g/g)=(Wb(g)-Wa(g))/颗粒状吸水性树脂组合物的质量(0.16(g))。
另外,在本发明中为了方便,用AUL(p)表示当负重为p时的特定粒度加压下吸收倍率,用AUL(q)表示当吸收时间为q时的特定粒度加压下吸收倍率,用AUL(p、q)表示当负重为p、吸收时间为q时的特定粒度加压下吸收倍率。
<特定粒度吸收指数>
吸收时间为q时的特定粒度吸收指数按照下式定义。
特定粒度吸收指数(q)=AUL(0.01psi(0.069kPa)、q)+AUL(0.29psi(2.00kPa)、q)
<特定粒度吸收指数增加量>
求出吸收时间为1、2、4、8、20小时的特定粒度吸收指数,将该20小时的值或4小时的值与1小时的值之差作为吸收指数的增加量。
例如在20小时的特定粒度吸收指数增加量是如下计算的。
在20小时的特定粒度吸收指数增加量=特定粒度吸收指数(20小时)-特定粒度吸收指数(1小时)
<质量平均粒径(D50)以及对数标准偏差(σζ)>
以孔径为850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μm等JIS标准筛,筛分吸水性树脂或颗粒状吸水性树脂组合物,将残留百分率R在对数概率纸上作图。由此,读取相当于R=50质量%时的粒径,将其作为质量平均粒径(D50)。此外,对数标准偏差(σζ)根据下述的式子算出,σζ的值越小则意味着粒度分布越狭窄。
σζ=0.5×ln(X2/X1)
(X1、X2分别为R=84.1%、R=15.9%时的各自的粒径)
在测定质量平均粒径(D50)以及对数标准偏差(σζ)时所用的分级方法为,在室温(20~25℃)、湿度50RH%的条件下,将10.0g吸水性树脂或颗粒状吸水性树脂组合物放入孔径为850μm、600μm、300μm、150μm、45μm的JIS标准筛(THE IIDA TESTING SIEVE:直径8cm)中,通过振动分级器(IIDA SIEVE SHAKER,TYPE:ES-65型,SER.No.0501),进行5分钟的分级。
<可溶成分量>
量取184.3g 0.9质量%的氯化钠水溶液(生理盐水)至250ml容量的带盖塑料容器中,向该溶液中加入1.00g吸水性树脂或颗粒状吸水性树脂组合物,通过16小时的搅拌后萃取出树脂中的可溶成分。用1张滤纸(ADVANTEC东洋株式会社,商品名:(JIS P 3801,No.2),厚度0.26mm,保留粒径5μm)过滤该萃取液得到滤液,量取50.0g该滤液作为测定溶液。
首先,仅针对0.9质量%的氯化钠水溶液(生理盐水),先用0.1N的NaOH水溶液滴定至pH为10,然后用0.1N的HCl水溶液滴定至pH为2.7,得到空滴定量([bNaOH]ml,[bHCl]ml)。
通过对测定溶液进行同样的滴定操作,求出滴定量([NaOH]ml,[HCl]ml)。
例如,当由已知量的丙烯酸和其钠盐组成吸水性树脂或吸水性树脂颗粒或颗粒状吸水性树脂组合物时,根据该单体的质量平均分子量和通过上述操作得到的滴定量,通过以下的计算式计算出吸水性树脂中的可溶成分量。在未知量的情况下,用通过滴定求得的中和率算出单体的质量平均分子量。
可溶成分量(质量%)=0.1×(质量平均分子量)×184.3×100×([HCl]-[bHCl])/1000/1.0/50.0
中和率(mol%)=[1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl])]×100
<加压下吸收倍率(AAP)>
在内径为60mm的塑料支持圆筒的底部,熔合固定不锈钢制400目的金属网(网眼的大小为38μm),在室温(20~25℃)、湿度50RH%的条件下,将0.90g颗粒状吸水性树脂组合物均匀散布在该金属网上,在其上部顺次放置外径略小于60mm、和支持圆筒之间没有间隙且不会妨碍上下运动的活塞和负载并对其进行调整,以使其对颗粒状吸水性树脂组合物能够均匀地加以0.06psi(0.41kPa)、0.3psi(2.06kPa)或0.7psi(4.83kPa)的负重,测定该测定装置总体的重量Wa(g)。
在直径为150mm的陪替氏培养皿内侧放置直径90mm的玻璃过滤器(株式会社相互理化学硝子制作所公司制造,细孔直径:100~120μm),加入0.90质量%的氯化钠水溶液(20~25℃)以使其和玻璃过滤器的上面相齐。在其上放置1张直径90mm的滤纸(ADVANTEC东洋株式会社,商品名:(JIS P 3801,No.2),厚度0.26mm,保留粒径5μm),使其表面完全被润湿,再除去过剩的液体。
将测定装置总体放在前述湿润的滤纸上,负重下液体在一定时间内被吸收。将从测定开始后计算的1小时、2小时、4小时、8小时、20小时后,作为该吸收时间。具体的说,在1小时后,拉起测定装置总体,测定其质量Wb(g)。该质量测定尽可能地快,而且一定不能对其加以振动。此外,在测定中,不能取下负重。然后再次将测定装置放在前述湿润的滤纸上,用于在接下来的2小时,进而4小时、8小时、20小时的测定中使其吸液。
另外,从测定开始到测定结束,必须始终将0.90质量%的氯化钠水溶液的液面调整至使其和玻璃过滤器的上面相齐。
根据Wa、Wb,按照下式计算出各时间下的加压下吸收倍率。
加压下吸收倍率(g/g)=(Wb(g)-Wa(g))/颗粒状吸水性树脂组合物的质量(0.9(g))。
另外,在本发明中为了方便,用AAP(p)表示当负重为p时的加压下吸收倍率,用AAP(q)表示当吸收时间为q时的加压下吸收倍率,用AAP(p、q)表示当负重为p、吸收时间为q时的加压下吸收倍率。
<吸收指数>
吸收时间为q时的吸收指数按照下式定义。
吸收指数(q)=AAP(0.06psi(0.41kPa)、q)+AAP(0.3psi(2.06kPa)、q)
<吸收指数增加量>
求出吸收时间为1、2、4、8、20小时的吸收指数,将该20小时的值或4小时的值与1小时的值之差作为吸收指数的增加量。
例如在20小时的吸收指数增加量是如下计算的。
在20小时的吸收指数增加量=吸收指数(20小时)-吸收指数(1小时)
<吸水性物品的制作>
用于评价性能的吸水性物品通过下述的方法制成。
首先用混合器对50质量份在后述的实施例和比较例中得到的吸水性树脂组合物和50质量份木材粉碎纸浆进行干混。然后,在形成有400目网眼(网眼大小为38μm)的金属丝网筛上通过用分批式空气抄造装置对所得混合物进行空气抄造,使其成形为120mm×400mm大小的网。进而,通过以2kg/cm2(196.14kPa)的压力按压该网60秒,得到坪量约500g/m2的吸收体。接着,按照由不透液性的聚丙烯形成的、即具有所谓的腿褶(leg gather)的底片(液体不透过性薄片)、上述的吸收体、以及由透液性的聚丙烯形成的顶片(液体透过性薄片)的顺序,用双面胶将其互相贴合起来,再将2个带状扣件安装在该贴合物上,由此得到吸水性物品(纸尿布)。
<吸水性物品的性能评价>
使上述吸水性物品的顶片朝上,放在水平的实验台上,使其在充分伸展且没有褶皱的状态下,用粘胶带固定吸水性物品的四角。接着,在其上放置20目(孔径为850μm)的金属网(140mm×400mm),进而,设置在其中心部敷设有直径70mm高50mm的圆筒的丙烯酸板(140mm×400mm),以使液体可以投入至该中心部内。需要说明的是,所用的丙烯酸板的质量为1.5kg。然后在丙烯酸板上圆筒的两侧各放置1个4.25kg的砝码(总计2个)。丙烯酸板的质量和砝码的质量的总计为10kg,加在吸收体上的负重为2.06kPa。在该状态下,从该圆筒中一次性加入75ml 0.9质量%的氯化钠水溶液(生理盐水),测定液体从该圆筒中消失的时间。将该时间定义为液体吸收时间。放置1小时后,重复同样的操作,进行4次投入液体,测定1~4次的液体投入时间。在投入第4次的液体1小时以后,立刻撤去砝码、丙烯酸板、金属网,接着放上已知质量的140mm×400mm大小的30张重叠的纸巾,平坦的丙烯酸板、2个10kg的砝码。1分钟后,拿走砝码,测定纸巾的质量,从纸巾的质量变化测定返回量。
从第1次到第4次的液体投入时间越短,可以判定吸水性物品的吸收性能越优良,此外,从返回量越少也可以判定吸收性能越优良。
[合成例1]:吸水性树脂颗粒(L-1)的合成
将2000g丙烯酸、17.1g亚甲基双丙烯酰胺、7724g水放入10L的聚乙烯制烧杯中,使其均匀溶解,将其作为反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加60.5g 10质量%的V-50(2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐)水溶液、66.6g 3质量%的过氧化氢水溶液以及99.9g 0.5质量%的L-抗坏血酸水溶液,大约10分钟后开始聚合,将反应容器就这样在室温下放置,放置12小时,完成聚合。然后取出含水凝胶状交联聚合物,用碎肉机(饭塚工业株式会社制造,型号:VR-400K、模具直径9.5mm)进行粉碎。将细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥1小时。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒(L-1)。
得到的吸水性树脂颗粒(L-1)的无加压下吸收倍率(CRC)为4.0g/g,可溶成分量为2.9%。
得到的吸水性树脂颗粒(L-1)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为19.4质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为61.7质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为16.8质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.9质量%,低于45μm的颗粒为0.2质量%。此外,质量平均粒径(D50)=426μm,对数标准偏差(σζ)=0.382。
[参考例1]
参考例1对未中和的吸水性树脂通过中和后的吸收表现的变化进行了研究。另外,在参考例1中的吸收倍率的测定与上述的无加压下吸收倍率(CRC)的测定方法不同,采用的是以下的方法。
以精确到0.0001g的程度准确计量0.20g在合成例1中得到的吸水性树脂颗粒(L-1),将其均匀地放入无纺布制成的袋子(85mm×60mm)后密封,准备10个这种样品。
将1000ml的0.9质量%的氯化钠水溶液投入至容量为1000ml的塑料制带盖容器中,其也准备10个。将对放入的吸水性树脂的树脂成分中羧基的0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%进行中和所必须的氢氧化钠分别添加至各容器中。添加氢氧化钠后,浸渍前述的袋子。放置20小时后,拉起袋子,用离心分离器(株式会社コクサン制造,离心机:型号H-122)按照edana ABSORBENCY II441.1-99中所记载的离心力(250G)进行3分钟的去水,测定袋子的质量W1(g)。此外,不使用吸水性树脂而进行同样的操作,测定此时的质量W0(g)。然后,根据这些W1、W0,按照下式计算出无加压下吸收倍率(g/g)。
无加压下吸收倍率(g/g)=[(W1(g)-W0(g))/{吸水性树脂的质量(g)+添加NaOH量(g)×23/40}]-1
参考例1的结果如图1所示。根据图1,中和率和吸收倍率的关系不成比例关系,成为上凸型的曲线,可以看出其拐点为中和率50%的点。
[合成例2]:吸水性树脂颗粒(H-1)的合成
在具有2根∑型浆叶、设有内部容积为10升的夹套的不锈钢型双螺杆式捏合机上加盖形成反应器,在该反应器中,将9.36g(0.08摩尔%)聚乙二醇二丙烯酸酯(环氧乙烷平均加成摩尔数为8)溶解在5438g具有71.3摩尔%的中和率的丙烯酸钠的水溶液(单体浓度39质量%)中,形成反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加29.34g 10质量%的过硫酸钠水溶液和24.45g 0.1质量%L-抗坏血酸水溶液,大约1分钟后开始聚合。然后生成的凝胶一边粉碎一边进行聚合。聚合起始温度为20℃,最高达到的温度为95℃。聚合开始30分钟后取出含水凝胶状交联聚合物。
将得到的含水凝胶状交联聚合物细分使其直径为约5mm以下。将该细分后的含水凝胶状聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在180℃下热风干燥50分钟。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.4g 1,4-丁二醇、0.6g丙二醇、2.7g纯水的混合液形成的表面处理剂,混合后,该混合物在212℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-1)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-1)的无加压下吸收倍率(CRC)为27.7g/g,可溶成分量为9.8%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-1)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为18.8质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为62.2质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为17.9质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.1质量%,低于45μm的颗粒为0质量%。此外,质量平均粒径(D50)=423μm,对数标准偏差(σζ)=0.378。
[合成例3]:吸水性树脂颗粒(L-2)的合成
将2000g丙烯酸、4.275g亚甲基双丙烯酰胺、7724g水放入10L的聚乙烯制烧杯中,使其均匀溶解,将其作为反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加60.5g 10质量%的V-50(2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐)水溶液、66.6g 3质量%的过氧化氢水溶液以及99.9g 0.5质量%的L-抗坏血酸水溶液,大约10分钟后开始聚合,将反应容器就这样在室温下放置,放置12小时,完成聚合。然后取出含水凝胶状交联聚合物,用碎肉机(饭塚工业株式会社制造,型号:VR-400K、模具直径9.5mm)进行粉碎。将细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥1小时。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.1g乙二醇二缩水甘油醚、0.5g丙二醇、2g纯水、1g异丙醇的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在150℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(L-2)。
得到的吸水性树脂颗粒(L-2)的无加压下吸收倍率(CRC)为5.8g/g,可溶成分量为7.2%。
得到的吸水性树脂颗粒(L-2)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为21.0质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为62.1质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为15.4质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.5质量%,低于45μm的颗粒为0质量%。此外,质量平均粒径(D50)=437μm,对数标准偏差(σζ)=0.359。
[实施例1]
将合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1)和合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)按照8∶2、7∶3、6∶4、5∶5的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-1)和(L-2)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在426~430μm的范围内,对数标准偏差(σζ)在0.368~0.374的范围内。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表1所示。
[比较例1]
将合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表1所示。
[比较例2]
将合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表1所示。
[合成例4]:吸水性树脂颗粒(H-2)的合成
在具有2根∑型浆叶、设有内部容积为10升的夹套的不锈钢型双螺杆式捏合机上加盖形成反应器,在该反应器中,将7.02g(0.06摩尔%)聚乙二醇二丙烯酸酯(环氧乙烷平均加成摩尔数为8)溶解在5500g具有71.3摩尔%的中和率的丙烯酸钠的水溶液(单体浓度38质量%)中,形成反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加24.6g 10质量%的过硫酸钠水溶液和10g 0.1质量%L-抗坏血酸水溶液,大约1分钟后开始聚合。生成的凝胶一边粉碎一边进行聚合。聚合起始温度为25℃,最高达到的温度为95℃。聚合开始40分钟后取出含水凝胶状交联聚合物。
将得到的含水凝胶状交联聚合物细分使其直径为约5mm以下。将该细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥90分钟。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.4g 1,4-丁二醇、0.6g丙二醇、2.7g纯水的混合液形成的表面处理剂,混合后,该混合物在210℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-2)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-2)的无加压下吸收倍率(CRC)为31.5g/g,可溶成分量为12.5%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-2)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为19.4质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为61.7质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为16.8质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.9质量%,低于45μm的颗粒为0.2质量%。此外,质量平均粒径(D50)=426μm,对数标准偏差(σζ)=0.382。
[实施例2]
将合成例4中得到的吸水性树脂颗粒(H-2)和合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)按照8∶2、6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(2-1)、(2-2)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(2-1)、(2-2)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-2)和(L-2)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在428~430μm的范围内,对数标准偏差(σζ)在0.373~0.377的范围内。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表2所示。
[比较例3]
将合成例4中得到的吸水性树脂颗粒(H-2)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表2所示。
[合成例5]:吸水性树脂颗粒(H-3)的合成
在具有2根∑型浆叶、设有内部容积为10升的夹套的不锈钢型双螺杆式捏合机上加盖形成反应器,在该反应器中,将3.4g(0.03摩尔%)聚乙二醇二丙烯酸酯(环氧乙烷平均加成摩尔数为8)溶解在5500g具有75摩尔%的中和率的丙烯酸钠的水溶液(单体浓度38质量%)中,形成反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加24.6g 10质量%的过硫酸钠水溶液和10g0.1质量%L-抗坏血酸水溶液,大约1分钟后开始聚合。然后生成的凝胶一边粉碎一边进行聚合。聚合起始温度为25℃,最高达到的温度为95℃。聚合开始40分钟后取出含水凝胶状交联聚合物。
将得到的含水凝胶状交联聚合物细分使其直径为5mm以下。将该细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥90分钟。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.03g乙二醇二缩水甘油醚、0.3g 1,4-丁二醇、0.5g丙二醇、3g纯水的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在210℃下加热处理55分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-3)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-3)的无加压下吸收倍率(CRC)为36g/g,可溶成分量为17%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-3)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为20.5质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为61.9质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为15.5质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.8质量%,低于45μm的颗粒为0.3质量%。此外,质量平均粒径(D50)=433μm,对数标准偏差(σζ)=0.368。
[实施例3]
将合成例5中得到的吸水性树脂颗粒(H-3)和合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)按照8∶2、6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(3-1)、(3-2)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(3-1)、(3-2)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-3)和(L-2)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在434~435μm的范围内,对数标准偏差(σζ)在0.364~0.366的范围内。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.69kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表3所示。
[比较例4]
将合成例5中得到的吸水性树脂颗粒(H-3)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.69kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表3所示。
[合成例6]:吸水性树脂颗粒(H-4)的合成
在具有2根∑型浆叶、设有内部容积为10升的夹套的不锈钢型双螺杆式捏合机上加盖形成反应器,在该反应器中,将3.4g(0.03摩尔%)聚乙二醇二丙烯酸酯(环氧乙烷平均加合摩尔数为8)溶解在5500g具有75摩尔%的中和率的丙烯酸钠的水溶液(单体浓度33质量%)中,形成反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加24.6g 10质量%的过硫酸钠水溶液和10g0.1质量%L-抗坏血酸水溶液,大约1分钟后开始聚合。然后生成的凝胶一边粉碎一边进行聚合。聚合起始温度为20℃,最高达到的温度为95℃。聚合开始40分钟后取出含水凝胶状交联聚合物。
将得到的含水凝胶状交联聚合物细分使其直径为约5mm以下。将该细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥90分钟。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.03g乙二醇二缩水甘油醚、0.3g 1,4-丁二醇、0.5g丙二醇、3g纯水的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在200℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-4)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-4)的无加压下吸收倍率(CRC)为45g/g,可溶成分量为30%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-4)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为20.3质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为62.8质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为15.8质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.1质量%,低于45μm的颗粒为0质量%。此外,质量平均粒径(D50)=435μm,对数标准偏差(σζ)=0.357。
[实施例4]
将合成例6中得到的吸水性树脂颗粒(H-4)和合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)按照8∶2、6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(4-1)、(4-2)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(4-1)、(4-2)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-4)和(L-2)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在435~436μm的范围内,对数标准偏差(σζ)为0.358。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.69kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表4所示。
[比较例5]
将合成例6中得到的吸水性树脂颗粒(H-4)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.69kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表4所示。
[合成例7]:吸水性树脂颗粒(L-3)的合成
将5200g具有10摩尔%的中和率的丙烯酸水溶液(单体浓度为20质量%)、2.16g亚甲基双丙烯酰胺放入10L的聚乙烯制烧杯中,使其均匀溶解,将其作为反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加15g 20质量%的V-50(2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐)水溶液、10g 10质量%的过氧化氢水溶液以及5g 5质量%的L-抗坏血酸水溶液,大约5分钟后开始聚合,将反应容器就这样在室温下放置,放置12小时,完成聚合。然后取出含水凝胶状交联聚合物,用碎肉机(饭塚工业株式会社制造,型号:VR-400K、模具直径9.5mm)进行粉碎。将细分后的含水凝胶状聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥1小时。得到的干燥物用辊式捏研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.1g乙二醇二缩水甘油醚、0.5g丙二醇、2g纯水、1g异丙醇的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在150℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(L-3)。
得到的吸水性树脂颗粒(L-3)的无加压下吸收倍率(CRC)为7.3g/g,可溶成分量为5.3%。
得到的吸水性树脂颗粒(L-3)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为18.3质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为62.8质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为16.5质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为2.2质量%,低于45μm的颗粒为0.2质量%。此外,质量平均粒径(D50)=422μm,对数标准偏差(σζ)=0.384。
[合成例8]:吸水性树脂颗粒(L-4)的合成
将5200g具有20摩尔%的中和率的丙烯酸水溶液(单体浓度为20质量%)、8.6g亚甲基双丙烯酰胺放入10L的聚乙烯制烧杯中,使其均匀溶解,将其作为反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加15g 20质量%的V-50(2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐)水溶液、10g 10质量%的过氧化氢水溶液以及5g 5质量%的L-抗坏血酸水溶液,大约5分钟后开始聚合,将反应容器就这样在室温下放置,放置12小时,完成聚合。然后取出含水凝胶状交联聚合物,用碎肉机(饭塚工业株式会社制造,型号:VR-400K、模具直径9.5mm)进行粉碎。将细分后的含水凝胶状聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥1小时。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.1g乙二醇二缩水甘油醚、0.5g丙二醇、2g纯水、1g异丙醇的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在150℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(L-4)。
得到的吸水性树脂颗粒(L-4)的无加压下吸收倍率(CRC)为18g/g,可溶成分量为3%。
得到的吸水性树脂颗粒(L-4)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为20.0质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为60.7质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为16.2质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为2.9质量%,低于45μm的颗粒为0.2质量%。此外,质量平均粒径(D50)=426μm,对数标准偏差(σζ)=0.393。
[实施例5]
将合成例7中得到的吸水性树脂颗粒(L-3)或合成例8中得到的吸水性树脂颗粒(L-4)按照相对于合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1)为6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(5-1)、(5-2)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(5-1)、(5-2)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-1)和(L-3)或(L-4)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在423~425μm的范围内,对数标准偏差(σζ)在0.380~0.383的范围内。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表5所示。
[比较例6]
将合成例7中得到的吸水性树脂颗粒(L-3)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表5所示。
[比较例7]
将合成例8中得到的吸水性树脂颗粒(L-4)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表5所示。
[合成例9]:吸水性树脂颗粒(H-5)的合成
在具有2根∑型浆叶、设有内部容积为10升的夹套的不锈钢型双螺杆式捏合机上加盖形成反应器,在该反应器中,将7.3g(0.05摩尔%)聚乙二醇二丙烯酸酯(环氧乙烷平均加合摩尔数为8)溶解在6570g具有60摩尔%的中和率的丙烯酸钠的水溶液(单体浓度39质量%)中,形成反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加24.6g 10质量%的过硫酸钠水溶液和10g0.1质量%L-抗坏血酸水溶液,大约1分钟后开始聚合。然后生成的凝胶一边粉碎一边进行聚合。聚合起始温度为20℃,最高达到的温度为95℃。聚合开始40分钟后取出含水凝胶状交联聚合物。
将得到的含水凝胶状交联聚合物细分使其直径为约5mm以下。将该细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在180℃下热风干燥50分钟。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.5g甘油、2g纯水、0.5g异丙醇的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在212℃下加热处理30分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-5)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-5)的无加压下吸收倍率(CRC)为23g/g,可溶成分量为13%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-5)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为17.7质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为63.4质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为15.5质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为3.2质量%,低于45μm的颗粒为0.2质量%。此外,质量平均粒径(D50)=421μm,对数标准偏差(σζ)=0.390。
[实施例6]
将合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)、合成例7中得到的吸水性树脂颗粒(L-3)、合成例8中得到的吸水性树脂颗粒(L-4)按照相对于合成例9中得到的吸水性树脂颗粒(H-5)为6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(6-1)、(6-2)、(6-3)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(6-1)、(6-2)、(6-3)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-5)和(L-2)、(L-3)或(L-4)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在421~427μm的范围内,对数标准偏差(σζ)在0.376~0.391的范围内。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表6所示。
[比较例8]
将合成例9中得到的吸水性树脂颗粒(H-5)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表6所示。
[合成例10]:吸水性树脂颗粒(H-6)的合成
在具有2根∑型浆叶、设有内部容积为10升的夹套的不锈钢型双螺杆式捏合机上加盖形成反应器,在该反应器中,将15g(0.1摩尔%)聚乙二醇二丙烯酸酯(环氧乙烷平均加合摩尔数为8)溶解在6570g具有50摩尔%的中和率的丙烯酸钠的水溶液(单体浓度39质量%)中,形成反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加29.34g 10质量%的过硫酸钠水溶液和24.45g 0.1质量%L-抗坏血酸水溶液,大约1分钟后开始聚合。然后生成的凝胶一边粉碎一边进行聚合。聚合起始温度为20℃,最高达到的温度为95℃。聚合开始30分钟后取出含水凝胶状交联聚合物。
将得到的含水凝胶状交联聚合物细分使其直径为约5mm以下。将该细分后的含水凝胶状交联聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在180℃下热风干燥50分钟。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.32g 1,4-丁二醇、0.5g丙二醇、2.73g纯水、0.45g异丙醇的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在205℃下加热处理10分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-6)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-6)的无加压下吸收倍率(CRC)为23.6g/g,可溶成分量为7%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-6)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为22.7质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为58.6质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为17.7质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.0质量%,低于45μm的颗粒为0质量%。此外,质量平均粒径(D50)=437μm,对数标准偏差(σζ)=0.373。
[实施例7]
将合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)、合成例7中得到的吸水性树脂颗粒(L-3)、合成例8中得到的吸水性树脂颗粒(L-4)按照相对于合成例10中得到的吸水性树脂颗粒(H-6)为6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(7-1)、(7-2)、(7-3)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(7-1)、(7-2)、(7-3)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-6)和(L-2)、(L-3)或(L-4)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在431~437μm的范围内,对数标准偏差(σζ)在0.368~0.381的范围内。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表7所示。
[比较例9]
将合成例10中得到的吸水性树脂颗粒(H-6)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表7所示。
[合成例11]:吸水性树脂颗粒(H-7)的合成
将6400g具有90摩尔%的中和率的丙烯酸水溶液(单体浓度为20质量%)、8.63g亚甲基双丙烯酰胺放入10L的聚乙烯制烧杯中,使其均匀溶解,将其作为反应液。然后在氮气氛围下在30分钟内除去该反应液中的溶解氧。接着在搅拌下向反应液中添加15.3g 20质量%的V-50(2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐)水溶液、10g 10质量%的过氧化氢水溶液以及5g 5质量%的L-抗坏血酸水溶液,大约5分钟后开始聚合,将反应容器就这样在室温下放置,放置12小时,完成聚合。然后取出含水凝胶状交联聚合物,用碎肉机(饭塚工业株式会社制造,型号:VR-400K、模具直径9.5mm)进行粉碎。将细分后的含水凝胶状聚合物在50目(孔径为300μm)的金属网上铺开,在150℃下热风干燥1小时。得到的干燥物用辊式研磨机进行粉碎,通过分级、调和,得到无定形破碎状的吸水性树脂颗粒。
向100g得到的吸水性树脂颗粒中加入由0.1g乙二醇缩水甘油醚、0.5g丙二醇、2g纯水、1g异丙醇的混合液形成的表面处理剂混合后,该混合物在195℃下加热处理40分钟。进而,将该颗粒粉碎直至使其可以通过孔径为850μm的JIS标准筛,得到表面交联处理的吸水性树脂颗粒(H-7)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-7)的无加压下吸收倍率(CRC)为37g/g,可溶成分量为12.3%。
得到的吸水性树脂颗粒(H-7)的粒度分布为低于850μm、600μm以上的颗粒为24.0质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为57.6质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为16.8质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.5质量%,低于45μm的颗粒为0.1质量%。此外,质量平均粒径(D50)=442μm,对数标准偏差(σζ)=0.374。
[实施例8]
将合成例3中得到的吸水性树脂颗粒(L-2)按照相对于合成例11中得到的吸水性树脂颗粒(H-7)为6∶4的混合比例(质量比)进行干混,得到颗粒状吸水性树脂组合物(8-1)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(8-1)的粒度分布与所使用的吸水性树脂颗粒(H-7)和(L-2)的粒度分布的重量平均值相同,质量平均粒径(D50)在440μm,对数标准偏差(σζ)为0.368。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表8所示。
[比较例10]
将合成例11中得到的吸水性树脂颗粒(H-7)的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其单独的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表8所示。
[合成例12]:吸水性树脂颗粒(L-5)、(L-6)、(L-7)的合成
将在合成例3中得到的未中和的吸水性树脂颗粒调合至以下的粒度分布,得到(L-5)、(L-6)、(L-7)的粒度不同的颗粒。
(L-5):低于850μm、600μm以上的颗粒为5质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为64.9质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为27质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为2.5质量%,低于45μm的颗粒为0.7质量%,质量平均粒径(D50)=354μm。
(L-6):直接使用合成例3中得到的粒度,即,低于850μm、600μm以上的颗粒为21.0质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为62.1质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为15.4质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为1.5质量%,低于45μm的颗粒为0质量%,质量平均粒径(D50)=437μm,对数标准偏差(σζ)为0.359。
(L-7):低于600μm、500μm以上的颗粒为50质量%,低于500μm、300μm以上的颗粒为50质量%,质量平均粒径(D50)=500μm。
[实施例9]
在实施例9中,为了测定范围较宽的粒度条件下的吸收速度变化,测定加压下吸收倍率(AAP)和吸收指数,替换到目前为止所示的特定粒度范围的加压下吸收倍率和吸收指数(特定粒度加压下吸收倍率和特定粒度吸收指数)的测定。
将合成例12中得到的吸水性树脂颗粒(L-5)、(L-6)、(L-7)按照相对于合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1)为6∶4的混合比例(质量比)进行干混,在搅拌下添加2质量%的水,混合,放置1小时,使其通过850μm的网眼的筛,得到经造粒的颗粒状吸水性树脂组合物(9-1)、(9-2)、(9-3)。
(9-1):低于850μm、600μm以上的颗粒为15.2质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为65.5质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为19.2质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为0.1质量%,低于45μm的颗粒为0质量%,质量平均粒径(D50)=412μm,对数标准偏差(σζ)为0.362。
(9-2):低于850μm、600μm以上的颗粒为21质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为64.5质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为14.3质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为0.2质量%,低于45μm的颗粒为0质量%,质量平均粒径(D50)=445μm,对数标准偏差(σζ)为0.336。
(9-3):低于850μm、600μm以上的颗粒为13质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为79.5质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为7.4质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为0.1质量%,低于45μm的颗粒为0质量%,质量平均粒径(D50)=443μm,对数标准偏差(σζ)为0.27。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物的CRC、各吸收时间的AAP(0.06psi(0.41kPa))、各吸收时间的AAP(0.3psi(2.06kPa))、各吸收时间的AAP(0.7psi(4.83kPa))、各吸收时间的吸收指数、20小时的吸收指数增加量如表9所示。
[合成例13]:吸水性树脂颗粒(H-8)的合成
将在合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1)调合至低于300μm、150μm以上的粒度分布,得到质量平均粒径(D50)=225μm的吸水性树脂颗粒(H-8)。
[比较例11]
将合成例13中得到的吸水性树脂颗粒(H-8)和合成例12中得到的吸水性树脂颗粒(L-7)按照6∶4的混合比例(质量比)进行干混,在搅拌下添加2质量%的水,混合,放置1小时,使其通过850μm的网眼的筛,得到经造粒的颗粒状吸水性树脂组合物(c11-1)。
(c11-1):低于850μm、600μm以上的颗粒为2质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为43.3质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为54.7质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为0质量%,低于45μm的颗粒为0质量%,质量平均粒径(D50)=300μm,对数标准偏差(σζ)为0.158。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物的CRC、各吸收时间的AAP(0.06psi(0.41kPa))、各吸收时间的AAP(0.3psi(2.06kPa))、各吸收时间的AAP(0.7psi(4.83kPa))、各吸收时间的吸收指数、20小时的吸收指数增加量如表9所示。
[比较例12]
将合成例5中得到的吸水性树脂颗粒(H-3)和合成例7中得到的吸水性树脂颗粒(L-3)分别调和至下述的粒度,即低于850μm、600μm以上的颗粒为2质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为45.5质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为47.5质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为4.5质量%,低于45μm的颗粒为0.5质量%,质量平均粒径(D50)=292μm,得到吸水性树脂颗粒(H-9)和吸水性树脂颗粒(L-8)。
将得到吸水性树脂颗粒(H-9)和吸水性树脂颗粒(L-8)按照6∶4的混合比例(质量比)进行干混,在搅拌下添加2质量%的水,混合,放置1小时,使其通过850μm的网眼的筛,得到经过造粒的颗粒状吸水性树脂组合物(c12-1)。
(c12-1):低于850μm、600μm以上的颗粒为2质量%,低于600μm、300μm以上的颗粒为46.7质量%,低于300μm、150μm以上的颗粒为48.7质量%,低于150μm、45μm以上的颗粒为2.6质量%,低于45μm的颗粒为0质量%,质量平均粒径(D50)=297μm,对数标准偏差(σζ)为0.347。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物的CRC、各吸收时间的AAP(0.06psi(0.41kPa))、各吸收时间的AAP(0.3psi(2.06kPa))、各吸收时间的AAP(0.7psi(4.83kPa))、各吸收时间的吸收指数、20小时的吸收指数增加量如表9所示。
[比较例13]
将合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1)筛分至低于850μm、600μm以上的范围内,得到吸水性树脂颗粒(H-10)。
得到的吸水性树脂颗粒(H-10)单独的CRC、各吸收时间的AAP(0.06psi(0.41kPa))、各吸收时间的AAP(0.3psi(2.06kPa))、各吸收时间的AAP(0.7psi(4.83kPa))、各吸收时间的吸收指数、20小时的吸收指数增加量如表9所示。
[比较例14]
合成例12中得到的吸水性树脂颗粒(L-7)单独的CRC、各吸收时间的AAP(0.06psi(0.41kPa))、各吸收时间的AAP(0.3psi(2.06kPa))、各吸收时间的AAP(0.7psi(4.83kPa))、各吸收时间的吸收指数、20小时的吸收指数增加量如表9所示。
[比较例15]
为了显示高中和率的吸水性树脂之间混合时的吸水表现,制作以下组合的颗粒状吸水性树脂组合物,得到颗粒状吸水性树脂组合物(c15-1)、(c15-2)。
(c15-1):将合成例2中得到吸水性树脂颗粒(H-1)和合成例6中得到的吸水性树脂颗粒(H-4)按照6∶4的混合比例(质量比)混合得到颗粒状吸水性树脂组合物(质量平均粒径(D50)=428μm,对数标准偏差(σζ)为0.369)。
(c15-2):将合成例5中得到吸水性树脂颗粒(H-3)和合成例9中得到的吸水性树脂颗粒(H-5)按照6∶4的混合比例(质量比)混合得到颗粒状吸水性树脂组合物(质量平均粒径(D50)=428μm,对数标准偏差(σζ)为0.377)。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物(c15-1)、(c15-2)调整至低于600μm、300μm以上的粒度,其CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表10所示。
[比较例16]
通过与特开2001-98170号公报的实施例4同样的方法,添加聚丙烯酸微粒得到颗粒状吸水性树脂组合物(c16-1)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(c16-1)的CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表11所示。
[实施例10]
使用在实施例1中得到的颗粒状吸水性树脂组合物(1-1)、(1-3)、在合成例2中得到的吸水性树脂颗粒(H-1),按照前述的方法制成吸水性物品,进行性能的评价。其结果如表12所示。
[实施例11]
将碳酸钠粉末(关东化学公司制造)和在合成例8中得到的吸水性树脂颗粒(L-4)调整至同样的粒度,将吸水性树脂颗粒(L-4)和上述碳酸钠粉末按照8∶2(质量比)的混合比例混合,得到颗粒状吸水性树脂组合物(11-1)。
得到的颗粒状吸水性树脂组合物(11-1)的粒度分布和所用的吸水性树脂颗粒(L-4)的粒度分布大致相等,质量平均粒径(D50)为425μm,对数标准偏差(σζ)为0.390。
将得到的颗粒状吸水性树脂组合物的粒度调整至低于600μm、300μm以上,其CRC、各吸收时间的AUL(0.01psi(0.069kPa))、各吸收时间的AUL(0.29psi(2.00kPa))、各吸收时间的AUL(0.57psi(3.93kPa))、各吸收时间的特定粒度吸收指数、20小时的特定粒度吸收指数增加量如表13所示。
由于本发明的颗粒状吸水性树脂组合物具有优良的吸水特性,可以用于吸水性物品,即可以用于各种用途的吸水保水剂。例如可以用于纸尿布、卫生巾、失禁衬垫、医用衬垫等吸收物品用吸水保水剂;水藓代替、土壤改质改良剂、保水剂、农药效力维持剂等农林园艺用保水剂;内装饰壁材用抗凝剂、水泥添加剂等建筑用保水剂;释放控制剂、保冷剂、一次性怀炉、污泥凝固剂、食品用保鲜剂、离子交换柱材料、淤泥或油的脱水剂、干燥剂、湿度调整材料等。此外,本发明的颗粒状吸水性树脂组合物特别适用于纸尿布、卫生巾等用来吸收粪、尿、血液等的卫生材料。
【表1】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(1-1) | (H-1)/(L-2)=8/2 | 26.9 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 39.128.324.767.4 | 41.829.425.471.2 | 42.030.326.372.3 | 4.9 |
(1-2) | (H-1)/(L-2)=7/3 | 26.1 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 38.627.523.766.1 | 42.329.224.271.5 | 43.829.624.673.4 | 7.3 |
(1-3) | (H-1)/(L-2)=6/4 | 24.8 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 34.825.021.659.8 | 40.226.822.767.0 | 41.027.323.568.3 | 8.5 |
(1-4) | (H-1)/(L-2)=5/5 | 23.5 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 33.423.219.656.6 | 39.025.021.164.0 | 39.925.721.265.6 | 9.0 |
(H-1) | (L-1)单独 | 27.7 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 37.130.226.867.3 | 37.530.427.267.9 | 37.030.227.467.2 | -0.1 |
(L-2) | (L-2)单独 | 5.8 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 9.58.16.617.6 | 9.88.07.117.8 | 9.78.07.917.7 | 0.1 |
*特定粒度吸收指数
【表2】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(2-1) | (H-2)/(L-2)=8/2 | 29.7 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 41.429.425.170.8 | 44.830.525.475.3 | 45.530.626.076.1 | 5.3 |
(2-2) | (H-2)/(L-2)=6/4 | 27.5 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 36.825.822.062.6 | 41.827.522.869.3 | 43.527.923.571.4 | 8.8 |
(H-2) | (H-2)单独 | 31.5 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 43.931.526.975.4 | 44.131.727.575.8 | 44.231.927.276.1 | 0.7 |
*特定粒度吸收指数
【表3】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(3-1) | (H-3)/(L-2)=8/2 | 35.4 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 45.829.824.575.6 | 48.630.225.478.8 | 49.329.825.579.1 | 3.5 |
(3-2) | (H-3)/(L-2)=6/4 | 31.4 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 40.026.721.866.7 | 44.327.821.872.1 | 45.627.822.773.4 | 6.7 |
(H-3) | (H-3)单独 | 36.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 49.034.028.383.0 | 49.834.028.183.8 | 47.532.827.880.3 | -2.7 |
*特定粒度吸收指数
【表4】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(4-1) | (H-4)/(L-2)=8/2 | 42.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 47.030.119.577.1 | 51.530.319.881.8 | 51.730.022.581.7 | 4.6 |
(4-2) | (H-4)/(L-2)=6/4 | 35.6 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 43.725.816.969.5 | 48.126.017.974.1 | 48.426.221.274.6 | 5.1 |
(H-4) | (H-4)单独 | 45.1 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 53.032.220.785.2 | 53.531.820.685.3 | 52.131.123.183.2 | -2.0 |
*特定粒度吸收指数
【表5】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | ||||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | |||||
(5-1) | (H-1)/(L-3)=6/4 | 23.4 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 33.725.822.059.5 | 36.827.222.664.0 | 38.027.623.665.6 | 6.1 | |
(5-2) | (H-1)/(L-4)=6/4 | 26.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 38.628.425.067.0 | 40.529.025.769.5 | 41.129.826.470.9 | 3.9 | |
(L-3) | (L-3)单独 | 7.3 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 14.210.09.224.2 | 14.310.410.124.7 | 14.111.010.225.1 | 0.9 | |
(L-4) | (L-4)单独 | 18.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 27.618.515.046.1 | 28.119.216.047.3 | 27.819.316.347.1 | 1.0 |
*特定粒度吸收指数
【表6】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(6-1) | (H-5)/(L-2)=6/4 | 22.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 31.020.416.651.4 | 35.421.517.056.9 | 36.222.918.859.1 | 7.7 |
(6-2) | (H-5)/(L-3)=6/4 | 19.8 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 31.222.218.653.4 | 33.122.919.256.0 | 34.224.120.358.3 | 4.9 |
(6-3) | (H-5)/(L-4)=6/4 | 23.1 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 35.424.620.360.0 | 36.925.421.262.3 | 37.426.422.063.8 | 3.8 |
(H-5) | (H-5)单独 | 22.9 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 36.525.421.861.9 | 36.025.322.361.3 | 35.925.822.661.7 | -0.2 |
*特定粒度吸收指数
【表7】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(7-1) | (H-6)/(L-2)=6/4 | 21.3 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 29.020.516.448.7 | 32.520.716.753.2 | 33.521.117.554.6 | 5.1 |
(7-2) | (H-6)/(L-3)=6/4 | 18.8 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 29.921.218.451.1 | 31.422.519.153.9 | 31.923.220.255.1 | 4.0 |
(7-3) | (H-6)/(L-4)=6/4 | 20.4 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 34.124.320.158.4 | 35.424.620.560.0 | 36.225.521.461.7 | 3.3 |
(H-6) | (H-6)单独 | 23.6 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 35.625.421.461.0 | 35.625.521.661.1 | 35.625.722.561.3 | 0.3 |
*特定粒度吸收指数
【表8】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(8-1) | (H-7)/(L-2)=6/4 | 33.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 44.424.911.369.3 | 49.025.814.774.8 | 50.026.519.976.5 | 7.2 |
(H-7) | (H-7)单独 | 37.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 51.722.09.573.7 | 51.324.012.975.3 | 50.423.619.374.0 | 0.3 |
*特定粒度吸收指数
【表9】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(9-1) | (H-1)/(L-5)=6/4 | 27.1 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 30.723.917.954.6 | 32.625.319.157.9 | 33.926.120.160.0 | 5.4 |
(9-2) | (H-1)/(L-6)=6/4 | 26.4 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 29.423.319.252.7 | 32.125.420.657.5 | 33.826.521.460.3 | 7.6 |
(9-3) | (H-1)/(L-7)=6/4 | 25.8 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 29.322.718.552.0 | 32.725.120.157.8 | 34.426.421.060.8 | 8.8 |
(c11-1) | (H-8)/(L-7)=6/4 | 26.8 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 30.724.118.854.8 | 31.724.519.256.2 | 32.425.020.057.4 | 2.6 |
(c12-1) | (H-9)/(L-8)=6/4 | 28.5 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 33.926.019.859.9 | 35.326.419.661.7 | 35.826.520.462.3 | 2.4 |
(H-10) | (H-10)单独 | 28.0 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 38.230.224.668.4 | 38.830.825.569.6 | 38.230.725.368.9 | 0.5 |
(L-7) | (L-7)单独 | 4.6 | AAP0.06psiAAP0.3psiAAP0.7psi吸收指数* | 9.67.56.517.1 | 10.17.86.717.9 | 9.77.86.517.5 | 0.4 |
*特定粒度吸收指数
【表10】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(c15-1) | (H-1)/(H-4)=6/4 | 33.9 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 46.931.826.578.7 | 47.632.326.579.9 | 46.231.726.577.9 | -0.8 |
(c15-2) | (H-3)/(H-5)=6/4 | 31.0 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 42.229.023.371.2 | 42.428.923.171.3 | 42.128.823.570.9 | -0.3 |
*特定粒度吸收指数
【表11】
样品 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | |||
特开2001-98170实施例4 | 37 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 48.028.216.376.2 | 47.929.920.177.8 | 46.429.823.176.2 | 0 |
*特定粒度吸收指数
【表12】
使用的颗粒状吸水性树脂组合物或吸水性树脂颗粒 | 颗粒状吸水性树脂组合物(1-1) | 颗粒状吸水性树脂组合物(1-3) | 吸水性树脂颗粒(H-1) |
第1次液体吸收时间(秒) | 10 | 8 | 10 |
第2次液体吸收时间(秒) | 20 | 18 | 25 |
第3次液体吸收时间(秒) | 23 | 20 | 30 |
第4次液体吸收时间(秒) | 25 | 22 | 31 |
返回量(g) | 2.5 | 7.3 | 7.4 |
【表13】
样品 | 混合比例 | CRC | AUL和吸收指数* | 20小时下的特定粒度吸收指数增加量 | |||
测定项目 | 1hr | 4hr | 20hr | ||||
(11-1) | (L-4)/碳酸钠=8/2 | 20.2 | AUL0.01psiAUL0.29psiAUL0.57psi吸收指数* | 30.420.115.850.5 | 31.921.817.553.7 | 32.322.51954.8 | 4.3 |
*特定粒度吸收指数
Claims (13)
1.一种颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:其中含羧基的吸水性树脂的含量在80质量%以上,含有2种以上中和率不同的含有羧基的吸水性树脂,质量平均粒径在320~700μm的范围内,在0.3psi(2.06kPa)、1小时的加压下吸收倍率在20g/g以上,且20小时下的吸收指数增加量在3g/g以上。
2.根据权利要求1所述的颗粒状吸水性树脂组合物,其中,质量平均粒径在300μm以上、低于600μm的范围内的粒子在0.29psi(2.00kPa)、1小时的加压下吸收倍率在20g/g以上,且20小时下的300μm以上、低于600μm的粒子的吸收指数增加量在3g/g以上,300μm以上、低于600μm的粒子的比例是50质量%以上。
3.权利要求2记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:前述300μm以上、低于600μm的粒子的吸收指数增加量在6g/g以上。
4.权利要求1记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:前述吸收指数增加量在6g/g以上。
5.权利要求1或2记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:其包含含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B),其质量比为(A)∶(B)=90∶10~10∶90,吸水性树脂(A)的羧基中和率在50%以上,吸水性树脂(B)的羧基中和率不足50%,含羧基的吸水性树脂(A)的中和率和含羧基的吸水性树脂(B)的中和率的差在30%以上。
6.权利要求5记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)两者的质量平均粒径在320μm以上。
7.权利要求5记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:对含羧基的吸水性树脂(A)和含羧基的吸水性树脂(B)都进行表面处理而成。
8.权利要求1或2记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:粒径不足150μm的颗粒的含量低于5质量%。
9.权利要求1或2记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:含有一部分通过造粒处理形成的吸水性树脂的造粒颗粒。
10.权利要求1或2记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:粒度分布的对数标准偏差σζ在0.46以下。
11.权利要求5中记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:中和率·吸收倍率·混合指数在11以上。
12.权利要求5中记载的颗粒状吸水性树脂组合物,其特征在于:中和率·吸收倍率·混合指数在22以上。
13.使用权利要求1或2记载的颗粒状吸水性树脂组合物制成的吸水性物品。
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