专利名称：含水液体吸收剂和其生产方法
技术领域：
本发明涉及含水液体吸收剂和其生产方法。更具体而言，本发明涉及含水液体吸收剂和其生产方法，其中所述含水液体吸收剂有利地用于卫生材料，例如尿布。
背景技术：
迄今，吸水树脂在对含水液体的吸收速率、吸收量和保持能力方面是大的，因此对于卫生材料如尿布的应用，被用作所述卫生材料的吸收结构的组分，必要时与纤维材料混合。
近些年中，因为越来越需要卫生材料如尿布的薄型化，所以在吸收结构中的吸水树脂的比例倾向于增加(例如参考下面的专利文件1)。
WO95/26209的小册子随着在吸收结构中的吸水树脂的比例增加，越来越需要开发组合了常规的吸水树脂的性能和由常规吸收结构中的纤维材料所提供的性能的含水液体吸收剂，作为将来的吸水树脂。
对这样的含水液体吸收剂要求的性能的实例包括快速吸收含水液体的性能(纤维材料的性能对其产生很大贡献)；在吸收含水液体后扩散含水液体的性能；和在吸收含水液体后能够保持该含水液体的性能；以及必然地，在无负荷下和在负荷下吸收和保持所述含水液体的性能。
发明内容
发明目的本发明的一个目的是提供一种含水液体吸收剂和其生产方法，其中所述含水液体吸收剂具有上述性能，并且适合卫生材料应用和其它应用。
发明概述本发明人决定勤勉地进行研究以解决上述的问题。然后，本发明人根据过去的经验确信，解决上述问题的含水液体吸收剂必须包含吸水树脂颗粒作为基本组分，其中所述吸水树脂颗粒通过包括聚合水溶性烯属不饱和单体的步骤的方法得到并在其内部具有交联结构。其原因在于，所述吸水树脂颗粒在吸收和保持含水液体的性能方面固有地优异，但是所述纤维材料几乎不具有这些性能。
因此，本发明人随后在假定含水液体吸收剂包含上述吸水树脂颗粒作为基本组分的情况下，就含水液体吸收剂的性能设计进行了一系列的不同研究。结果，本发明人发现，包含上述吸水树脂颗粒作为基本组分的含水液体吸收剂需要显示5至25g/g的吸水能力(CRC)和不小于0.2g/g/s的吸收速率(FSR)。另外，本发明人还发现，为了上述含水液体吸收剂在吸收含水液体后进一步在垂直和水平方向快速地扩散所述含水液体，上述含水液体吸收剂需要显示不小于400×10-7cm3·s/g的盐水流动传导率(SFC)，和另一方面，为了上述含水液体吸收剂具有能够在吸收含水液体后进一步保持所述含水液体的含水液体保持能力，上述含水液体吸收剂需要显示不小于20％的湿孔隙率。这样，通过设想、制备和实施用于将上述思想具体化的构造和生产方法并然后证实它们的功能和效果，本发明人完成了本发明。
即，本发明的含水液体吸收剂是包含吸水树脂颗粒作为基本组分的含水液体吸收剂，其中所述吸水树脂颗粒通过包括聚合水溶性烯属不饱和单体的步骤的方法得到并在其内部具有交联结构，所述含水液体吸收剂的特征在于显示不小于0.2g/g/s的吸收速率(FSR)，5至25g/g的吸水能力(CRC)，不小于400×10-7cm3·s/g的盐水流动传导率(SFC)，和不小于20％的湿孔隙率。
关于上述本发明的含水液体吸收剂所述含水液体吸收剂是颗粒形状，并且不少于90重量％的该含水液体吸收剂呈具有在150至600μm范围内的粒径的颗粒形式是可能的；至少一部分所述吸水树脂颗粒是聚集颗粒是可能的；所述吸水树脂颗粒是表面交联的吸水树脂颗粒是可能的；和所述含水液体吸收剂还包含液体渗透性提高剂是可能的。
另外，本发明的生产含水液体吸收剂的方法是生产包括吸水树脂颗粒作为基本组分的含水液体吸收剂的方法，该方法包括如下步骤制备单体水溶液，该水溶液包括水溶性烯属不饱和单体和以相对于单体的比率计不少于0.2摩尔％的内交联剂；和然后聚合和内交联在所述单体水溶液中的所述水溶性烯属不饱和单体，由此形成水凝胶；和然后从具有在0.3至6.4mm范围内的孔直径的带孔结构挤出所述水凝胶，由此粉碎所述水凝胶，这样得到粉碎的凝胶颗粒；和然后干燥所述粉碎的凝胶颗粒，由此得到吸水树脂颗粒。
关于上述本发明的生产含水液体吸收剂的方法至少一部分所述粉碎的凝胶颗粒是聚集体是可能的；上述生产含水液体吸收剂的方法还包括表面交联所述吸水树脂颗粒的步骤是可能的；上述生产含水液体吸收剂的方法还包括使所述吸水树脂颗粒经历液体渗透性提高处理的步骤是可能的；所述液体渗透性提高处理通过加入液体渗透性提高剂来进行是可能的；所述液体渗透性提高剂是选自多价金属化合物、多阳离子化合物和无机细颗粒中的至少一种是可能的；和所述单体水溶液具有不低于35重量％并且不高于饱和浓度的单体浓度是可能的。
发明效果在本发明中，例如，如果在卫生材料如尿布中的吸收结构通过含有本发明的所述含水液体吸收剂来构建，那么在卫生材料应用和在其它应用中，可以做大的尝试，使得所述卫生材料可以被薄型化，因为含水液体可以被快速吸收，并且所述含水液体还可以被扩散通过更宽的范围，并且进一步地，所述含水液体可以以不小于被所述含水液体吸收剂吸收的量的量被保持。
附图简要说明
图1是用于测量AAP的测量装置的示意性截面图。
图2是用于测量SFC的测量装置的示意性截面图。
图3是用于测量SFC的测量装置的一部分的示意性截面图。
图4是用于测量SFC的测量装置的柱塞头的底视图。
100塑料支撑圆柱体101400目的不锈金属丝网102溶胀的凝胶(含水液体吸收剂)103柱塞104载荷(重物)105陪替氏培养皿106玻璃滤板107滤纸108生理盐水溶液200末端开口的玻璃管和橡胶塞201橡胶塞202储槽203实验室升降台204具有阀的玻璃管205阀206SFC仪器207收集槽208天平209支架
210柔性管211重物212柱塞213盖板214圆柱体215柱塞头216400目的金属丝网217溶胀的含水液体吸收剂发明详述下文中给出关于本发明的详细描述。但是，本发明的范围不局限于这些描述。并且在不偏离本发明精神的范围内，可以以下面举例说明的技术方案的适当变体的形式实施不同于下面举例说明的技术方案的技术方案。
可用于本发明中的吸水树脂颗粒是水不溶性的、水可溶胀的和可形成水凝胶的聚合物的颗粒，其通过包括聚合水溶性烯属不饱和单体的步骤的方法得到并在其内部具有交联结构。术语“水可溶胀的”是指显示优选不小于5倍的吸水能力。术语“水不溶性的”是指具有优选不高于50重量％，更优选不高于20重量％，更更优选在下述范围内的可萃取组分含量。另外，至少对于生理盐水溶液，吸水能力不小于5倍。颗粒的形状的实例包括球形；球聚集体的形状；类似扁平化的球的形状；不规则粉碎的形状；不规则粉碎的材料的聚集体的形状；和具有孔的发泡的形状。顺便说明，在本发明中，吸水树脂颗粒可以被简称为吸水树脂。
在本发明中，含水液体吸收剂是指用于吸收和固化含水液体的介质，该介质包含吸水树脂作为主要组分，并且如果必要，还包含少量或非常少量的添加剂或水。所述吸水树脂含量有利地在70-100重量％的范围内，更有利地在80-100重量％的范围内，更更有利地在90-100重量％的范围内，相对于整个含水液体吸收剂计。作为所述少量或非常少量的组分，通常，水被包含作为其主要的或基本的组分，并且进一步地，例如下述的液体渗透性提高剂或添加剂被使用。
顺带提及，所述含水液体不限于水，并且含水液体的实例包括尿；血液；排泄物；废液；湿气；蒸汽；冰；水和有机或无机溶剂的混合物；雨水；和地下水。对所述含水液体没有特殊的限制，只要其含有水。但是，有利地，所述含水液体吸收剂被用作用于吸收和固化尿，特别是人尿的介质。
所述水不溶性的、水可溶胀的和可形成水凝胶的聚合物或其颗粒的具体实例包括聚(丙烯酸)的部分中和和交联的聚合物(例如USP4,625,001，USP 4,654,039，USP 5,250,640，USP 5,275,773，EP0456136)；交联和部分中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物(USP4,076,663)；异丁烯-马来酸共聚物(USP 4,389,513)；皂化的醋酸乙烯酯-丙烯酸的共聚物(USP 4,124,748)；水解的丙烯酰胺的聚合物或共聚物(USP 3,959,569)；和水解的丙烯腈聚合物(USP 3,935,099)。
对本发明的生产含水液体吸收剂的方法没有特殊的限制，只要得到的含水液体吸收剂满足本发明的物理性能要求。但是，例如，所述含水液体吸收剂可以通过如下<方法1>至<方法3>得到。
<方法1>
一种包括如下步骤的方法在大量(在指定范围内)的交联剂存在下交联聚合不饱和单体的水溶液；和然后从具有特定孔直径的带孔结构挤出所得到的水凝胶，由此粉碎所述水凝胶；和然后干燥所述粉碎的凝胶。
<方法2>
一种包括如下步骤的方法在大量(在指定范围内)的交联剂存在下和在发泡剂存在下交联聚合不饱和单体的水溶液；和然后粉碎所得到的水凝胶；和然后干燥所述粉碎的凝胶。
<方法3>
一种包括如下步骤的方法在大量(在指定范围内)的交联剂存在下交联聚合不饱和单体的水溶液；和然后粉碎所得到的水凝胶；和然后干燥所述粉碎的凝胶；和然后使其附聚。
在这些方法1-3中，有利地，所述粉碎的凝胶呈附聚颗粒的形式，并且还有利地，在干燥后进行表面交联或者加入液体渗透性提高剂，并且还有利地，所述聚合在具有特定的高浓度的水溶液中进行。
下文中，按顺序给出关于本发明的生产含水液体吸收剂的方法(方法1-3，特别是方法1)的描述和关于本发明的含水液体吸收剂的描述。
所述水溶性烯属不饱和单体的实例包括含羧基的水溶性单体，含磺酸基的水溶性单体和含酰胺基的水溶性单体。有利地，使用含羧基的水溶性单体，特别有利地，使用丙烯酸和/或其盐。
可用于本发明的吸水树脂颗粒有利地是包括交联的聚(丙烯酸)(盐)聚合物的吸水树脂颗粒，所述交联的聚(丙烯酸)(盐)聚合物通过包括使包括丙烯酸和/或其盐的单体聚合的步骤的方法得到。
在本发明中，交联的聚(丙烯酸)(盐)聚合物是通过包括使单体聚合的步骤的方法得到的并且在其内部具有交联结构的聚合物，所述单体以有利地50-100摩尔％，更有利地70-100摩尔％，更更有利地90-100摩尔％的量包括丙烯酸和/或其盐。另外，有利地25-100摩尔％，更有利地50-99摩尔％，更更有利地55-80摩尔％的聚合物中的酸基团被中和。作为盐的实例，可以提到例如下列中的至少之一碱金属(例如钠、钾、锂)盐，铵盐及胺盐。用于形成所述盐的酸基团的中和可以在聚合之前于单体状态下进行，或者可以在聚合过程中或在聚合后于聚合物状态下进行，或者可以在这两种状态下进行。
如果需要，可有利地用作本发明中的吸水树脂颗粒的交联的聚(丙烯酸)(盐)聚合物，可以是通过使另一种单体与用作主要组分的水溶性烯属不饱和单体(丙烯酸和/或其盐)共聚合而得到的共聚物。
上述其它单体的具体实例包括阴离子不饱和单体(例如，甲基丙烯酸、马来酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸)及它们的盐；含非离子亲水基团的不饱和单体(例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、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)；及阳离子不饱和单体(例如，(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基丙基酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺，以及它们的季盐)。作为不同于丙烯酸和/或其盐的单体使用的这些单体的量优选在所有单体的0-30摩尔％的范围内，更优选在所有单体的0-10摩尔％的范围内。
可在本发明中使用的吸水树脂颗粒在其内部具有交联结构。
关于向本发明中使用的吸水树脂颗粒中引入内交联结构的方法，其实例包括其中通过在没有任何交联剂的情况下的自交联来进行所述引入的方法；和其中通过与每分子有至少两个可聚合的不饱和基团和/或至少两个活性基团的内交联剂的共聚合或反应来进行所述引入的方法。
这些内交联剂的具体实例包括可共聚合的交联剂，例如N，N′-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、环氧乙烷改性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(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、四烯丙氧基乙烷、季戊四醇三烯丙基醚和多(甲基)烯丙氧基烷烃。另外，作为具有可共聚合的基团和可共价键合的基团的内交联剂的实例，可以提及例如(聚)乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、1，2-乙二胺、聚氮丙啶、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯和(甲基)丙烯酸羟丙基酯。
另外，此外，作为具有至少两个可共价键合的或可离子键合的基团的内交联剂的实例，还可以提及例如多元醇化合物(例如乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙甘醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、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、1，2-二羟甲基环己烷、1，2-环己二醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚环氧丙烷、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、季戊四醇和山梨糖醇)；和多价金属化合物(例如，如锌、钙、镁、铝、铁和锆的氢氧化物和氯化物)。
这些内交联剂可以分别单独使用，或者相互组合使用。尤其，从例如得到的吸水树脂的吸水性能的观点看，优选基本上使用具有至少两个可聚合不饱和基团的化合物作为内交联剂，并且更优选所述具有可共聚合的基团和可共价键合的基团的内交联剂或所述具有至少两个可共价键合的或可离子键合的基团的内交联剂(特别是多元醇)与其一起使用。
有利地，为了充分实现本发明的效果，在本发明中可以使用的吸水树脂颗粒是高度交联的聚合物的颗粒。所使用的内交联剂的量优选为0.005至3摩尔％，更优选为0.01至2摩尔％，更更优选为0.2至2摩尔％，特别优选为0.4至1.5摩尔％，相对于所有单体(除内交联剂外的水溶性烯属不饱和单体)。特别地，如果内交联剂以相对于所有单体(除内交联剂外的水溶性烯属不饱和单体)计不小于0.2摩尔％的量使用，那么有一些优点，因为本发明的效果可以被更好地发挥。
另外，在其中(i)具有至少两个可聚合的不饱和基团的内交联剂和(ii)具有可共聚合的基团和可共价键合的基团的内交联剂或具有多个可共价键合的或可离子键合的基团的内交联剂彼此组合一起用作本发明的内交联剂的情况下，所使用的这些内交联剂的量相对于所有单体(除内交联剂外的水溶性烯属不饱和单体)计在如下范围内有利地(i)0.005至3摩尔％和(ii)0至2.995摩尔％；更有利地(i)0.01至2摩尔％和(ii)0至1.99摩尔％；特别有利地(i)0.2至2摩尔％和(ii)0至1.9摩尔％。
在进行所述聚合时，可以加入例如相对于所有单体(除内交联剂外的水溶性烯属不饱和单体)计量为0至30重量％的亲水性聚合物(例如淀粉、纤维素、淀粉衍生物、纤维素衍生物、聚乙烯醇、聚(丙烯酸)(盐)，和交联的聚(丙烯酸)(盐))；和相对于所有单体(除内交联剂外的水溶性烯属不饱和单体)计量为0至1重量％的链转移剂(例如次亚磷酸(盐))。
当包括水溶性烯属不饱和单体(有利地，丙烯酸和/或其盐)作为主要组分的上述单体被聚合以得到本发明中可以使用的吸水树脂颗粒时，可以进行本体聚合、反相悬浮聚合或沉淀聚合，但是，从性能或对聚合控制的容易性的观点来看，优选进行水溶液聚合，其中所述单体以水溶液的形式使用。这种聚合方法被公开在例如USP 4,625,001、USP 4,769,427、USP 4,873,299、USP 4,093,776、USP 4,367,323、USP 4,446,261、USP 4,683,274、USP 4,690,996、USP 4,721,647、USP 4,738,867、USP 4,748,076和EP 1178059中。
当进行聚合时，例如可以使用自由基聚合引发剂，例如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢和2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二氢氯化物；和活性能射线，例如紫外线和电子束。另外，在使用自由基聚合引发剂的情况下，它们可以与还原剂如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁和L-抗坏血酸一起使用，以进行氧化还原聚合。所使用的这些聚合引发剂的量有利地在0.001至2摩尔％的范围内，更有利地在0.01至0.5摩尔％的范围内，相对于所有单体计。
当进行聚合时，所述单体可以以超过饱和浓度的淤浆态使用。但是，所使用的单体水溶液优选具有不低于35重量％并且不高于饱和浓度的单体浓度，更优选具有不低于37重量％并且不高于饱和浓度的单体浓度。单体水溶液的温度优选在0至100℃的范围内，更优选在10至95℃的范围内。顺带说明，所述饱和浓度由单体水溶液的温度决定。
通过上述聚合得到的吸水树脂是水凝胶，并且其形状通常是例如不规则粉碎的形状、球形、纤维形、棒形、近似球形或扁平形状。
所得到的水凝胶可以被原样干燥。但是，有利地，所述水凝胶被从具有在0.3至6.4mm范围内的孔直径的带孔结构挤出，这样粉碎所述水凝胶，由此将其制成粉碎的凝胶颗粒。通过这种优选的将所述高度交联的(高度内交联的)水凝胶从具有所述特定孔直径的带孔结构挤出以粉碎所述水凝胶，将其制成可以充分实现本发明效果的粉碎的凝胶颗粒变得可能。所述孔的形状是例如圆形、四边形(例如正方形、矩形)、三角形或六边形，并且没有特殊的限制。但是，有利地，将所述水凝胶从圆形孔挤出。顺带说明，上述孔直径被定义为将筛网开口部分的外周转换成圆的外周所给出的直径。
用于进行所述挤出粉碎以得到粉碎的凝胶颗粒的所述带孔结构的孔直径更优选在0.5至4.0mm的范围内，更更优选在0.5至3.0mm的范围内。
在所述带孔结构的孔直径小于0.3mm的情况下，存在所述凝胶变成细线或者所述凝胶不能被挤出的可能性。在所述带孔结构的孔直径大于6.4mm的情况下，存在本发明的效果不能被实现的可能性。
用于进行所述挤出粉碎以得到粉碎的凝胶颗粒的装置的实例包括例如从带孔板挤出所述水凝胶聚合物，由此粉碎所述水凝胶聚合物的装置。作为挤出机械装置，采用可以从水凝胶聚合物的供给入口向带孔板挤压进料所述水凝胶聚合物的类型的机械装置，例如螺杆型或旋转辊型机械装置。所述螺杆型挤出机可以是单螺杆或多螺杆类型的，并且可以是通常用于挤出模制可食用肉、橡胶和塑料或用作粉碎机的类型的。其实例包括绞肉机和Dome Gran。
优选的是，可用于本发明的吸水树脂颗粒中的至少一部分是附聚颗粒。更优选地，这些附聚颗粒是通过包括附聚粒径小于150μm的颗粒的步骤的方法得到的那些。对用于实现至少一部分吸水树脂颗粒是附聚颗粒的方案的方法没有特殊的限制，并且只要使用迄今公知的附聚方法就可以了。这样的可以使用的方法的实例包括其中将温水和吸水树脂颗粒的细粉末混合在一起并然后干燥的方法(USP6,228,930)；其中吸水树脂颗粒的细粉末与单体水溶液混合，并然后使得到的混合物聚合的方法(USP 5,264,495)；其中将水加入到吸水树脂颗粒的细粉末中，然后使得到的混合物在不小于特定的表面压力下进行附聚的方法(EP 0844270)；其中将吸水树脂颗粒的细粉末充分润湿以形成无定形凝胶，并然后干燥和粉碎该凝胶的方法(USP4,950,692)；和其中将吸水树脂颗粒的细粉末与聚合物凝胶混合在一起的方法(USP 5,478,879)。
另外，优选可用于本发明的吸水树脂颗粒中的至少一部分是发泡的颗粒。这些发泡的颗粒优选是通过特征在于包括如下步骤的方法得到的那些聚合含有偶氮引发剂或发泡剂(例如碳酸盐)的单体；或者在通过用惰性气体使单体鼓泡从而使单体含有气泡的同时聚合单体。
作为一种特别优选的方案，本发明人已经发现，如果如上面提到的，在特定条件下挤出(即，从具有在0.3至6.4mm范围内的孔直径的带孔结构挤出)所述水凝胶(通过聚合具有特定单体浓度并且含有特定量的内交联剂的单体水溶液得到)，从而粉碎所述水凝胶，则所述附聚可以在凝胶粉碎的同时进行。在这种方法中，为了在粉碎的同时进行附聚，允许加入例如水；上面作为内交联剂的实例提到的多元醇；水和所述多元醇的混合液体；通过将上面作为内交联剂的实例提到的多价金属化合物溶解在水中制备的溶液；或它们的蒸气。换句话说，优选的是，通过挤出所述水凝胶以粉碎所述水凝胶而得到的粉碎的凝胶颗粒中的至少一部分是附聚物。顺带说明，附聚物是指那些，其呈由细粉碎的凝胶颗粒彼此粘附即这些颗粒的粘聚所形成的形式，或者呈由较小的颗粒粘附成一个颗粒所形成的形式。关于附聚物的形成，用光学显微镜或电子显微镜证实一个以上的颗粒结合在一起的状态是可能的。此外，在含水液体吸收剂是颗粒状的情况下，所述附聚物的形成也可以从因附聚而降低的堆积密度来证实。
在本发明中，所述吸水树脂颗粒或所述含水液体吸收剂优选具有在0.40至0.67g/ml范围内的堆积密度，更优选具有在0.45至0.65g/ml范围内的堆积密度，更更优选具有在0.50至0.60g/ml范围内的堆积密度，并且在这种范围内含有附聚颗粒。在堆积密度偏离上述范围的情况下，或者在不含有附聚颗粒的情况下，存在本发明的效果可能难以实现的可能性。通过获得这样的含有附聚颗粒的含水液体吸收剂，可以容易地得到在吸收速率、吸水能力、盐水流动传导率和湿孔隙率方面优异的含水液体吸收剂。
通过聚合得到的所述水凝胶优选在已经优选通过上述的从具有在0.3至6.4mm范围内的孔直径的带孔结构挤出水凝胶以粉碎所述水凝胶，由此得到粉碎的凝胶颗粒的步骤进行加工后被干燥。在该干燥步骤后，优选进行进一步的粉碎。
尽管没有特殊的限制，但用于干燥所述水凝胶或所述粉碎的凝胶颗粒的条件优选是这样的温度在120至250℃的范围内，持续时间在10至180分钟范围内；更优选是这样的温度在150至200℃的范围内，持续时间在30至120分钟范围内。另外，可以使用USP 4,920,202中所描述的干燥方法。
由于所述干燥，所述水凝胶或所述粉碎的凝胶颗粒有利地具有在70至99.8重量％范围内的固含量(定义为减去在180℃下干燥3小时的干燥失重后剩下的重量与干燥前重量的比)，更有利地具有在80至99.7重量％范围内的固含量，更更有利地具有在90至99.5重量％范围内的固含量。在固含量偏离这些范围的情况下，难以通过表面处理(交联)实现吸水树脂的物理性能的提高。
对用于粉碎所述水凝胶或所述粉碎的凝胶颗粒(有利地，在将其干燥后)的条件没有特殊的限制。但是，例如，可以使用迄今已知的粉碎机(例如辊式粉碎机、锤式粉碎机)。通过所述粉碎得到的形状优选是不规则粉碎的形状，并且更优选地，部分含有具有大的表面积的附聚形状的颗粒。
本发明中可以使用的吸水树脂颗粒例如通过例如分级而被进一步加工，由此重均粒径被优选调节(控制)在150至500μm的范围内，更优选在200至400μm的范围内，更更优选在250至380μm的范围内。另外，对数标准偏差(σζ)优选被调节(控制)在0.45至0.20的范围内，更优选在0.35至0.22的范围内，更更优选在0.30至0.25的范围内。通过以这种方式调节(控制)可用于本发明的吸水树脂颗粒的重均粒径和对数标准偏差(σζ)，可以更好地实现本发明的效果。
在本发明中，在根据需要进行分级的情况下，需要考虑分级效率来选择在这种分级中使用的筛子。例如，在通过所述分级操作除去通过筛网开孔尺寸为150μm的筛子的吸水树脂颗粒或含水液体吸收剂的情况下，粒径不大于150μm的颗粒难以被全部除去，并且因此优选所使用的筛子类型被适当选择，以得到具有目标粒径的吸水树脂颗粒或含水液体吸收剂。
为了更充分地实现本发明的效果，优选可用于本发明的吸水树脂颗粒以90至100重量％的量，更优选以95至100重量％的量包括粒径在150至600μm范围内的颗粒，还更优选可用于本发明的吸水树脂颗粒以90至100重量％的量，特别优选以95至100重量％的量包括粒径在150至500μm范围内的颗粒。在粒径小于150μm的颗粒以较大的量被包括的情况下，存在液体渗透性可能如此之差以至于导致不能充分实现本发明效果的可能性。在粒径大于600μm的颗粒以较大的量被包括的情况下，存在例如在实际应用中，人体在与其接触过程中有不快的感觉的可能性。
为了更好地实现本发明的效果，优选使可用于本发明的吸水树脂颗粒经历提高液体渗透性的处理。
尽管没有特殊的限制，但是所述提高液体渗透性的处理优选通过加入液体渗透性提高剂来进行。
在本发明中，所述提高液体渗透性的处理可以在下述的表面处理(交联)之前、与下述的表面处理(交联)同时或在下述的表面处理(交联)之后中的任何时间进行。但是，为了更充分地实现本发明的效果，优选所述提高液体渗透性的处理在所述表面交联之后并且与其分开进行。
液体渗透性提高剂的实例包括多价金属化合物(例如硫酸铝、钾明矾、铵明矾、钠明矾、(聚)氯化铝和它们的水合物)；多阳离子化合物(例如聚氮丙啶、聚乙烯基胺、聚烯丙基胺)；和无机细颗粒(例如二氧化硅、氧化铝、膨润土)。这些物质可以分别单独使用或者互相组合使用。尤其，从提高盐水流动传导率(SFC)和湿孔隙率的方面考虑，水溶性多价金属盐(例如硫酸铝、钾明矾)是优选的。
所述液体渗透性提高剂以相对于所述吸水树脂颗粒优选0.001至10重量％，更优选0.01至5重量％的量使用。
对添加所述液体渗透性提高剂的方法没有特殊的限制。该方法可以是干混，或者所述液体渗透性提高剂可以以水溶液的形式加入，或者添加方法可以通过热熔合来进行。
更具体而言，干混是其中吸水树脂颗粒在已经被干燥和粉碎后与上述液体渗透性提高剂(其是固体或粉末)(例如多价金属化合物或无机细颗粒)均匀混合的方法。如果必要，在该混合后，可以进一步将水或多元醇水溶液加入和混合，并且进一步地，可以进行加热。以水溶液的形式添加是其中将例如多价金属化合物或多阳离子化合物的水溶液加入到吸水树脂颗粒中以将它们混合在一起的方法。所述多价金属化合物或多阳离子化合物的浓度越高，其越是优选的。另外，在所述混合后，如果需要可以进行加热。热熔合是这样一种方法，其中在将所述多价金属水合物(例如硫酸铝、钾明矾、铵明矾、钠明矾)与吸水树脂颗粒混合在一起的同时或之后进行加热；或者将已经被预热的吸水树脂颗粒与所述多价金属化合物混合；由此所述多价金属水合物被熔化并然后粘附在所述吸水树脂颗粒上。如果需要，在加热之前可以加入水。
为了更充分地实现本发明的效果，优选可用于本发明的吸水树脂颗粒是表面交联的吸水树脂颗粒。
表面交联吸水树脂颗粒的步骤优选在选自如下阶段中的至少一个阶段中进行在使所述吸水树脂颗粒经历上述的液体渗透性提高处理的步骤之前、同时或之后。
可用于所述表面交联处理的表面交联剂的实例包括具有至少两个可与吸水树脂颗粒的官能团(特别是羧基)反应的官能团的有机表面交联剂；多价金属化合物；和多阳离子化合物。它们的实例包括多元醇化合物(例如乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、双丙甘醇、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、1，2-二羟甲基环己烷、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-环氧丙烷的嵌段共聚物、季戊四醇和山梨糖醇)；环氧化合物(例如乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、双甘油多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、1，2-丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚，和缩水甘油)；多胺化合物(例如1，2-乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺，及聚氮丙啶)，和它们的无机或有机盐(例如氮杂环丁烷鎓盐)；多异氰酸酯化合物(例如2，4-甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯)；多噁唑啉化合物(例如1，2-亚乙基二噁唑啉)；碳酸衍生物(例如脲、硫脲、胍、双氰胺、2-噁唑烷酮)；碳酸亚烃基酯化合物(例如1，3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-羟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、1，3-二噁烷-2-酮、4-甲基-1，3-二噁烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮， 和1，3-二氧杂环庚烷-2-酮(1，3-dioxopan-2-one))；卤代环氧化合物(例如表氯醇、表溴醇和α-甲基表氯醇)，和它们的多胺加成产物(例如由Hercules生产的Kymene(注册商标))；硅烷偶联剂(例如γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)；氧杂环丁烷化合物(例如3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇，3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇，3-丁基-3-氧杂环丁烷甲醇，3-甲基-3-氧杂环丁烷乙醇，3-乙基-3-氧杂环丁烷乙醇，3-丁基-3-氧杂环丁烷乙醇，3-氯甲基-3-甲基氧杂环丁烷，3-氯甲基-3-乙基氧杂环丁烷，和聚氧杂环丁烷化合物)；和多价金属化合物(例如，如锌、钙、镁、铝、铁和锆的氢氧化物或氯化物)。这些表面交联剂可以分别单独使用或相互组合使用。尤其，所述多元醇是优选的，因为它们是高安全性的，并且可以提高吸水树脂颗粒表面的亲水性。另外，所述多元醇的使用提高了吸水树脂颗粒表面与多价金属颗粒的亲合性，以至于多元醇残余物和所述多价金属表面间的相互作用使得所述多价金属颗粒可以在吸水树脂颗粒表面上更均匀地存在。
所使用的表面交联剂的量优选在0.001至5重量份/100重量份吸水树脂颗粒固含量的范围内。
当所述表面交联剂和所述吸水树脂颗粒被混合在一起时，可以使用水。所使用的水的量优选大于0.5重量份但不大于10重量份，更优选在1至5重量份的范围内，相对于每100重量份吸水树脂颗粒的固含量计。
当混合表面交联剂和/或其水溶液时，可以使用亲水性有机溶剂和/或第三物质作为混合助剂。
在使用亲水性有机溶剂的情况下，其实例包括低级醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇)；酮(例如丙酮)；醚(例如二噁烷、四氢呋喃和甲氧基(聚)乙二醇)；酰胺(例如ε-己内酰胺和N，N-二甲基甲酰胺)；亚砜(例如二甲亚砜)；和多元醇(例如乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、双丙甘醇、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、1，2-二羟甲基环己烷、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-环氧丙烷的嵌段共聚物、季戊四醇和山梨糖醇)。顺带说明，所述多元醇可以通过适当选择温度和时间而用作交联剂，或者用作溶剂而根本不发生反应，或者用作二者。
尽管取决于例如吸水树脂颗粒的种类、粒径和水含量，但亲水性有机溶剂的用量优选不大于10重量份，更优选在0.1至5重量份范围内，相对于每100重量份吸水树脂颗粒的固含量计。另外，作为所述第三物质，可以使在EP 0668080中公开的那些，例如无机酸、有机酸和聚氨基酸共同存在。这些混合助剂可能起到表面交联剂的作用，但是优选是不给出具有低的吸水性能的表面交联的吸水树脂颗粒的那些。特别地，具有低于150℃的沸点的挥发性醇是理想的，因为它们在表面交联处理过程中挥发，并且因此不会剩下它们的残留物。
当吸水树脂颗粒和表面交联剂被混合在一起时，为了将吸水树脂颗粒与表面交联剂更均匀混合在一起，可以使不可交联的水溶性无机碱(优选碱金属盐、铵盐、碱金属氢氧化物，和氨或其氢氧化物)，和/或不可还原的碱金属盐pH缓冲物(优选例如碳酸氢盐、磷酸二氢盐及磷酸氢盐)共同存在。所使用的这些材料的量取决于例如吸水树脂颗粒的种类或粒径，但以每100重量份吸水树脂颗粒的固含量计优选在0至10重量份的范围内，更优选在0.05至5重量份的范围内。
尽管没有特殊的限制，用于将吸水树脂颗粒与表面交联剂混合在一起方法可以是例如其中吸水树脂颗粒被浸没在所述亲水性有机溶剂中，然后与如果需要的话溶解在水和/或亲水性有机溶剂中的表面交联剂混合的方法；和其中将溶解在水和/或亲水性有机溶剂中的表面交联剂直接喷雾或滴加加到吸水树脂颗粒中以将它们混合在一起的方法。另外，在表面交联剂溶液被喷雾的情况下，被喷雾的液滴的大小优选在1至300微米的范围内，更优选在2至200微米的范围内。
在将吸水树脂颗粒与表面交联剂混合后，通常，优选进行热处理，以进行交联反应。尽管取决于所使用的表面交联剂，但是上述热处理的温度优选在40至250℃的范围内，更优选在150至250℃的范围内。在处理温度低于40℃的情况下，吸收性能如在负荷下的吸收能力有时不能被足够地改善。在处理温度高于250℃的情况下，有时导致吸水树脂颗粒劣化，使得性能降低，因此需要小心。热处理的持续时间优选在1分钟至2小时的范围内，更优选在5至1小时的范围内。
本发明的含水液体吸收剂包含上述的吸水树脂颗粒作为基本组分。
在本发明的含水液体吸收剂包含尚未经历过液体渗透性提高处理的吸水树脂颗粒的情况下，优选该含水液体吸收剂还以上述含量包含液体渗透性提高剂。
在本发明的含水液体吸收剂包含已经历过液体渗透性提高处理的吸水树脂颗粒的情况下，这些吸水树脂颗粒可以单独用作本发明的含水液体吸收剂。
本发明的含水液体吸收剂可以还包含例如除臭剂、抗菌剂、还原剂、氧化剂和螯合剂，它们的量相对于吸水树脂颗粒计在0至10重量％的范围内。
本发明的含水液体吸收剂表现出不小于0.2g/g/s，更优选不小于0.3g/g/s，更更优选不小于0.5g/g/s，特别优选不小于0.7g/g/s的吸收速率(FSR)。对其上限值没有特殊的限制。但是，吸收速率(FSR)优选不大于10g/g/s，更优选不大于5g/g/s。在吸收速率(FSR)小于0.2g/g/s的情况下，存在例如这样的可能性当所述剂用于尿布中时，尿可能不利地泄漏而没有被充分吸收。
本发明的含水液体吸收剂表现出5至25g/g，更优选10至20g/g的吸水能力(CRC)。在吸水能力(CRC)小于5g/g的情况下，例如，所述含水液体吸收剂必须以大的量使用，以至于所述尿布不利地变厚。在吸水能力(CRC)大于25g/g的情况下，存在液体渗透性可能较差的可能性。
本发明的含水液体吸收剂表现出优选5至25g/g，更优选11至22g/g的在负荷下的吸收能力(AAP)。在在负荷下的吸收能力(AAP)小于5g/g的情况下，例如，所述含水液体吸收剂必须以大的量使用，以至于所述尿布不利地变厚。在在负荷下的吸收能力(AAP)大于25g/g的情况下，存在液体渗透性可能较差的可能性。
关于本发明的含水液体吸收剂，通过将在负荷下的吸收能力(AAP)除以吸水能力(CRC)所给出的值(AAP/CRC)优选在1.00至2.20的范围内，更优选在1.10至2.00的范围内，更更优选在1.15至1.90的范围内。在通过将在负荷下的吸收能力(AAP)除以吸水能力(CRC)所给出的值(AAP/CRC)小于1.00的情况下，例如，所述含水液体吸收剂必须以大的量使用，以至于所述尿布不利地变厚。在通过将在负荷下的吸收能力(AAP)除以吸水能力(CRC)所给出的值(AAP/CRC)大于2.20的情况下，存在例如当该剂用于尿布中时导致大的背湿量(wet-backamount)的缺点。关于常规的吸水树脂颗粒，所述AAP/CRC小于1.00。但是，本发明的含水液体吸收剂的特征还在于所述AAP/CRC在上述优选范围内。
本发明的含水液体吸收剂具有在优选0至15重量％，更优选0至10重量％，更更优选0至8重量％范围内的可萃取组分含量。在所述可萃取组分含量大于15重量％的情况下，存在例如这样的可能性当被用于例如尿布中时，该剂可能引起皮肤出疹。
本发明的含水液体吸收剂表现出不小于400×10-7cm3·s/g，更优选不小于500×10-7cm3·s/g，更更优选不小于700×10-7cm3·s/g，特别优选不小于1000×10-7cm3·s/g的盐水流动传导率(SFC)。对其上限值没有特殊的限制。但是，所述盐水流动传导率(SFC)优选不大于4000×10-7cm3·s/g，更优选不大于3000×10-7cm3·s/g。在盐水流动传导率(SFC)小于400×10-7cm3·s/g的情况下，存在例如这样的可能性尿可能变得难以在吸收结构中扩散，并因此变得难以被吸收到尿布中，这样导致其泄漏。
本发明的含水液体吸收剂表现出不小于20％，更优选不小于30％，更更优选不小于35％的湿孔隙率。对其上限值没有特殊的限制。但是，所述湿孔隙率优选不大于60％，更优选不大于50％。在湿孔隙率小于20％的情况下，存在例如这样的可能性当该剂被用于尿布中时，如果相对大量的尿被排泄，将导致增加的背湿量。
本发明的含水液体吸收剂良好平衡地组合了所述四种物理性能，即，不小于0.2g/g/s的吸收速率(FSR)，5至25g/g的吸水能力(CRC)，不小于400×10-7cm3·s/g的盐水流动传导率(SFC)，和不小于20％的湿孔隙率。因此，该剂可以充分地实现本发明的效果。在甚至这些物理性能中的一项不利地缺失的情况下，也存在不能充分得到本发明效果的可能性。
对本发明的含水液体吸收剂的形状没有特殊的限制，只要其满足上述物理性能要求。但是，该形状的实例包括片形和纤维形。一种特别优选的形状是颗粒形状。
在本发明中使用的含水液体吸收剂是颗粒状的情况下，对该剂的粒径和粒径分布没有特殊的限制。但是，为了更好地实现本发明的效果，优选该剂的重均粒径在150至500μm的范围内，更优选在200至400μm的范围内，更更优选在250至380μm的范围内，并且还优选该剂的对数标准偏差(σζ)在0.45至0.20的范围内，更优选在0.35至0.22的范围内，更更优选在0.30至0.25的范围内。
在本发明的含水液体吸收剂是颗粒状的含水液体吸收剂的情况下，那么，为了更好地实现本发明的效果，优选该剂以90至100重量％，更优选95至100重量％的量包括粒径在150至600μm范围内的颗粒，并且还更优选该剂以90至100重量％，特别优选95至100重量％的量包括粒径在150至500μm范围内的颗粒。在粒径小于150μm的颗粒以较大的量被包括的情况下，存在液体渗透性可能如此之差以至于导致不能充分实现本发明效果的可能性。在粒径大于600μm的颗粒以较大的量被包括的情况下，存在例如在实际应用中，人体在与其接触过程中有不快的感觉的可能性。
本发明的含水液体吸收剂良好平衡地组合了所述四种物理性能，即吸收速率(FSR)，吸水能力(CRC)，盐水流动传导率(SFC)和湿孔隙率。因此，该剂可有利地用在例如如下用途卫生材料(例如尿布)；用于可饮用盥洗室的吸水剂；废液固化剂；和农用保水剂；并且特别优选用于卫生材料(例如尿布)。
优选实施方案的详细描述下文中，将通过某些优选实施方案的下列实施例及作为比较的不依据本发明的对比例，来更具体地举例说明本发明。但是，本发明不限于这些实施例。下文中，为了方便，单位“重量份”和“升”可以分别被简称为“份”和“L”。另外，单位“重量％”可以被称为“wt％”。
在所述实施例和对比例中的测量和评价方法如下。
另外，除非另外指明，以下测量和评价是在室温(25℃)和50RH％的湿度的条件下进行的。
顺便说明，下列陈述是在含水液体吸收剂被测量的假设上做出的。但是，所述陈述可以适用于例如吸水树脂(颗粒)和吸水树脂组合物。另外，在测量市售吸水树脂或从尿布分离的吸水树脂的情况下，在将它们在减压下适当干燥(例如在60-80℃下16小时)至固体含量为90-100重量％后进行测量。
<吸水能力(CRC)>将量为0.200克的含水液体吸收剂均匀放在用无纺布(商品名Heatron Paper，类型GSP-22，由Nangoku Pulp Kogyo Co.，Ltd.生产)制成的口袋(60mm×60mm)中，然后将其浸没在其温度已调节到25℃的生理盐水溶液(下文中，生理盐水溶液都是指0.9重量％的氯化钠水溶液)中。30分钟后拉出口袋，然后通过使用离心分离器(由Kokusan Co.，Ltd.生产，离心分离器H-122型)产生250cm/s2(250G)的离心力3分钟来排干水分，然后测量口袋的重量W1(g)。另外，在没有含水液体吸收剂的条件下进行以上相同的程序，并测量所得到的重量W0(g)。然后，根据以下的方程式从这些W1和W0计算出CRC(g/g)CRC(g/g)＝[(W1(g)-W0(g))/含水液体吸收剂的重量(g)]-1<在负荷下的吸收能力(AAP)>在负荷下的吸收能力(AAP)是指在4.83kPa负荷下在60分钟内对生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)的吸收能力。
测量用图1中所示的装置进行。
将是400目筛(筛网开孔尺寸38μm)的不锈金属丝网101熔接到内径为60mm的塑料支撑圆柱体100的底部。然后，在室温(23.0±2.0℃)及50RH％的湿度的条件下，在上述金属丝网上均匀铺展0.90克含水液体吸收剂102，并进一步在其上依次安装柱塞103和负荷104，其中所述柱塞的外径仅略小于60mm，并与支撑圆柱体的内壁表面之间没有间隙，但并不阻碍其上下移动，并且其中调整柱塞和负荷以使4.83kPa(0.7psi)的负荷可以均匀地施加到含水液体吸收剂上。然后，测量所得到的一套测量装置的重量Wa(克)。
将直径为90mm的玻璃滤板106(由Sogo Rikagaku GlassSeisakusho Co.，Ltd.生产，孔径100至120μm)置入直径为150mm的陪替氏培养皿105中，然后加入生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)108(20至25℃)至与玻璃滤板顶面相同的水平，然后在其上面放置直径90mm的滤纸107(由ADVANTEC Toyo Co.，Ltd.生产，商品名(JIS P 3801，2号)，厚度0.26mm，滤掉粒子的直径5μm)，以使其整个表面被湿润，再除去多余的液体。
将上述的一套测量装置放置到上述的湿滤纸上，由此使液体在负荷下被吸收预定的时间。该吸收时间定义为从测量开始起的1小时。具体地，在1小时后，通过升高来移开所述的一套测量装置，测量其重量Wb(g)。该重量测量必须尽可能快地进行，以便不会产生任何偏差。然后，根据以下的方程式，从Wa和Wb计算出在负荷下的吸收能力(AAP)(g/g)AAP(g/g)＝[Wb(g)-Wa(g)]/含水液体吸收剂的重量(g)<吸收速率(FSR)>称出一定量(单位g)(WA)(从下面提到的方程式(a)计算)的含水液体吸收剂，精确到小数点后第4位。将该称出的含水液体吸收剂放置在25ml的玻璃烧杯(直径32-34mm，高度50mm)中，这时使被放置在烧杯中的含水液体吸收剂的上表面呈水平。如果需要，可以进行处理，例如小心地轻敲烧杯，以使所述含水液体吸收剂的表面呈水平。然后，向一个50ml的玻璃烧杯中称出20ml温度已经被调节到23.0±2.0℃的生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)，并且然后测量重量(单位g)到小数点后第4位(W1)。然后，将所述称出的生理盐水溶液小心并快速地倾倒在含有含水液体吸收剂的25ml玻璃烧杯中。在所倾倒的生理盐水溶液与所述含水液体吸收剂接触的同时开始时间测量。然后，以约20度的角度用肉眼观察在所述生理盐水溶液倾倒在其中的烧杯中的所述生理盐水溶液的上端。然后，当在开始时是所述生理盐水溶液的液面的上端因生理盐水溶液被吸收到含水液体吸收剂中而被所述含水液体吸收剂(已吸收了生理盐水溶液)的表面代替时，终止时间测量(单位秒)(ts)。然后，测量在倾倒生理盐水溶液后保留在所述50ml烧杯中的生理盐水溶液的重量(单位g)，精确至小数点后第4位(W2)。从下面的方程式(b)确定被倾倒的生理盐水溶液的重量(WF，单位g)。
从下面的方程式(c)计算吸收速率(FSR)。
方程式(a)WA(g)＝20(g)/(0.75×CRC(g/g))方程式(b)WF(g)＝W1(g)-W2(g)方程式(c)FSR(g/g/s)＝WF/(ts×WA)每个样品重复进行相同的测量三次。测量结果定义为三次测量值的平均值。
<盐水流动传导率(SFC)>(SFC测量装置)该测量是为了测量在已经在负荷下吸收了生理盐水溶液并因此溶胀的含水液体吸收剂中形成的凝胶层的盐水流动传导率(SFC)。
该盐水流动传导率(SFC)的测量利用Darcy定律和固定流(stationary-flow)方法(例如参考“Absorbency”，edited by P.K.Chatterjee，Elsevier 1985，pp.42-43和Chemical Engineering，Vol.II，3rd edition，J.M.Coulson and J.F.Richarson，PergamonPress，1978，pp.125-127)。
用于该测量的一种优选的装置如图2中所示。该装置具有放在实验室升降台(203)上的容积约5L的储槽(202)。该储槽(202)具有一个末端开口的玻璃管和一个橡胶塞(200)，为该储槽(202)提供所述橡胶塞(200)是为了得到保持流体静力学高度恒定的功能。可以通过移开橡胶塞(201)而向所述储槽(202)中加入液体。所述储槽(202)在液面下具有液体出口，并且带有阀(205)的玻璃管(204)连接到该出口上。液体进料可以通过打开和关闭阀(205)来控制。所述玻璃管(204)连接到柔性管(210)上。所述柔性管(210)的另一端被设定成向整体图示的SFC仪器(206)进料液体。所述SFC仪器(206)被设置在支架(209)上，所述支架(209)具有筛网开孔尺寸为1mm的不锈金属丝网上。在所述支架(209)下面，设置用于收集液体的收集槽(207)。所述收集槽(207)设置在天平(208)上。该天平(208)连接在计算机上，使得在每个确定的时间都可以读取所收集的液体的重量。
顺带说明，在图2中，为了有助于理解该附图，右手的装置(例如SFC仪器206，收集槽207，天平208，支架209)相对于左手的装置的尺寸以放大的尺寸图示。
关于图3，所述SFC仪器主要包括在底部具有不锈金属丝网圆柱体(214)(通过加工LEXANR或其等价物得到)；柱塞(212)(通过加工LEXANR或其等价物得到)；具有用于插入液体进料管的开口的盖板(213)(通过加工LEXANR或其等价物得到)；和重物(211)。所述柱塞(212)具有柱塞头(215)，通过该柱塞头(215)有一些孔，如图3中所示。所述柱塞头(215)的孔具有圆柱体结构，其以上下方向穿透柱塞头(215)，如图4中所示。在柱塞头(215)的底部，粘贴400目(筛网开孔尺寸38微米)的金属丝网(216)(由Weisse & Eschrich生产，材料SUS 304，筛网开孔宽度0.038mm，金属丝直径0.025mm)。所述柱塞头(215)的直径仅稍小于所述圆柱体(214)的内径，并且其大小允许柱塞头(215)在圆柱体(214)内平滑地迁移而不会被妨碍上下移动。所述柱塞(212)的轴的顶端被加工成可以在其上面放置重物。所述圆柱体(214)具有6.00cm的内径(底面积28.27cm2)，0.5cm的壁厚，和6.0cm的高度。在所述圆柱体(214)的底部，粘贴400目(筛网开孔尺寸38微米)的金属丝网(216)(由Weisse & Eschrich生产，材料SUS304，筛网开孔宽度0.038mm，金属丝直径0.025mm)。所述盖板(213)具有尺寸仅稍大于柱塞(212)的轴的外径的孔，使得所述柱塞(212)的轴可以平滑地迁移而不会被妨碍上下移动。另外，所述盖板(213)具有用于插入液体进料管的开口。调节重物(211)和柱塞(212)的总重量，使得2.07kPa(0.3psi)的负荷可以被施加到所述圆柱体的底部。
(SFC测量方法)首先，在将含水液体吸收剂放入SFC仪器之前，换句话说，在空的状态下，测量所述SFC仪器(包括圆柱体(214)，柱塞(212)，盖板(213)和重物(211))的高度(h0单位＝mm，有效数字数＝4)和重量(W0单位＝g，有效数字数＝4)。然后，称出3.00±0.05g含水液体吸收剂(W单位＝g，有效数字数＝4)。优选调节被称出的含水液体吸收剂的量，使得下述的“d最终”在10至20mm范围内。例如，在吸水能力(CRC)在5至15g/g范围内的情况下，被称出的含水液体吸收剂的量被调节到3.00±0.05g。在吸水能力(CRC)在16至20g/g范围内的情况下，被称出的含水液体吸收剂的量被调节到2.00±0.03g。在吸水能力(CRC)在21至28g/g范围内的情况下，被称出的含水液体吸收剂的量被调节到1.60±0.03g。在吸水能力(CRC)超过28g/g的情况下，被称出的含水液体吸收剂的量被调节到0.90±0.01g。将所述称出的含水液体吸收剂放置在圆柱体(214)的整个底部，以将其小心和均匀地分散在所述底部。此后，安装柱塞(212)，盖板(213)和重物(211)，测量所述SFC仪器的高度(h1单位＝mm)。然后，将生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)加入到直径至少为16cm和高度至少为4cm的陪替氏培养皿中，使得所述SFC仪器从其底部起可以被浸没至少3cm。将直径90mm的滤纸(由ADVANTEC Co.，Ltd.生产的滤纸，2号)放在所述陪替氏培养皿的内底部。将含有含水液体吸收剂的所述SFC仪器放置在所述滤纸上，以溶胀含水液体吸收剂60分钟。在所述含水液体吸收剂以这种方式溶胀60分钟后，将SFC仪器从所述陪替氏培养皿中移出，以测量所述SFC仪器的高度(h2单位＝mm，有效数字数＝4)和重量(W2单位＝g，有效数字数＝4)。此后，将SFC仪器移动并放置在SFC测量仪器的支架(209)上，并将柔性管(210)设置在所述插入开孔内。然后，将阀(205)打开，由此开始进料所述液体。在液体进料开始后，在所述圆柱体内的流体静力学高度被调节以保持在5cm，直到通过凝胶层并然后被收集的液体的量(由天平指示)达到约200g。该调节可以通过调节实验室升降台(203)的高度或者通过调节从储槽(202)上面插入的玻璃管的底部的高度来进行。当在所述圆柱体内的流体静力学高度已经被调节以保持在5cm时，则开始通过与天平连接的计算机采集通过凝胶层并然后被收集的液体的重量数据。所述数据采集每5秒钟进行一次，直到180秒。但是，如果在开始数据采集后的180秒内被收集的液体量达到不小于2kg，那么在该时间点(例如120秒)就终止数据采集。在数据采集结束后，快速关闭阀(205)。此后，当液体几乎不从SFC仪器的圆柱体(214)的底部流下时(这时在圆柱体(214)内的流体静力学高度已经与凝胶层的高度一致)，测量所述SFC仪器的高度(h3单位＝mm，有效数字数＝4)。此后，将所述SFC仪器移到一个圆柱形装置(具有与所述SFC仪器的圆柱体相同的内径)上，以滴水30分钟。该操作是将所述SFC仪器放到所述圆柱形装置上，由此使所述水的滴下有利地在这样的状态下进行圆柱体内的含水液体吸收剂放置在其上的金属丝网的底部不与任何东西直接接触。在所述水的滴下操作已经以上述方式进行30分钟后，测量所述SFC仪器的高度(h4单位＝mm，有效数字数＝4)和重量(W4单位＝g，有效数字数＝4)。
(SFC的计算)将通过计算机采集的数据作图，将时间t(秒)作为X-轴，而收集的液体的重量(g)作为Y-轴。将得到的图通过最小二乘方方法近似成直线，然后确定该直线的斜率(单位g/s)。
从如下方程式确定SFCSFC(×10-7·cm3·s/g)＝(d最终×斜率)/(面积×密度×压力)×10,000,000其中面积(cm2)＝28.27密度(g/cm3)＝1.005(采用0.9重量％的生理盐水溶液在20℃时的密度)
d最终(cm)＝{(h2-h0)+(h3-h0)}/2/10<湿孔隙率>湿孔隙率的测量在盐水流动传导率(SFC)的测量后进行。
将一5-层滤纸(10cm×10cm，由Ahlstrom生产，牌号989)放置在水平的试验台上。然后，将已经滴水30分钟的所述SFC仪器放置在上述5-层滤纸上10分钟。此后，将所述SFC仪器移到分开准备的、与上述滤纸相同的另一新的5-层滤纸上。在16±2小时后，测量所述SFC仪器的高度(h5单位＝mm)和重量(W5单位＝g)。顺带说明，上述滤纸的规格被描述在EDANA透印(strikethrough)试验中。
从如下方程式计算湿孔隙率湿孔隙率(单位％)＝[(W3-W4-0.7)/{h4-h0}×28.27]×100<粒经>将已经粉碎的吸水树脂颗粒或含水液体吸收剂用筛网开孔尺寸为850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm和45μm的JIS标准筛分级。然后，在对数概率坐标纸上将这些筛子上残留物的百分数R作图。从该图上读取重均粒径(D50)。
<粒径分布的对数标准偏差(σζ)>将吸水树脂颗粒或含水液体吸收剂用筛网开孔尺寸为850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm和45μm的JIS标准筛分级。然后，在对数概率坐标纸上将这些筛子上残留物的百分数R作图。这样，如果将X1定义为R＝84.1重量％时的粒径，和如果将X2定义为R＝15.9重量％时的粒径，那么对数标准偏差(σζ)由如下方程式显示。较小的σζ值显示较窄的粒径分布。
σζ＝0.5×ln(X2/X1)关于用于测量粒径和粒径分布的对数标准偏差(σζ)的分级方法，将10.0克的吸水树脂颗粒或含水液体吸收剂放置到JIS标准筛(筛网开孔尺寸为850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm和45μm)(IIDA试验筛直径＝8cm)上，然后用振动筛分器(IIDA筛分振动器，类型ES-65型，系列号0501)振动5分钟来分级。
<堆积密度>吸水树脂颗粒或含水液体吸收剂的堆积密度通过在edana460.1-99中描述的方法测定。
<可提取组分的含量>在一个容量为250ml的有盖塑料储器中，称量出184.3g生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)。然后，将1.00g吸水树脂或含水液体吸收剂加到该水溶液中，并且将它们搅拌16小时，由此可提取的组分被从树脂中提取出来。用滤纸(由ADVANTEC Toyo Co.，Ltd.生产，商品名JIS P 3801，No.2，厚度0.26mm，拦截的颗粒直径5μm)将所得的提取液过滤，然后称量出50.0g所得滤液并且用作测量溶液。
开始时，首先用0.1N NaOH水溶液滴定生理盐水溶液至pH达到10，然后用0.1N HCl水溶液滴定所得溶液直到pH达到2.7，这样获得空白滴定量([bNaOH]ml和[bHCl]ml)。
对测量溶液也进行同样的滴定程序，由此得到滴定量([NaOH]ml和[HCl]ml)。
例如，如果吸水树脂包含已知量的丙烯酸及其钠盐，那么依据以下的方程式，从单体的平均分子量及通过上述程序得到的滴定量就可以计算出所述吸水树脂的可提取组分含量。在未知其量的情况下，可通过滴定测定出的中和度计算出单体的平均分子量。
可提取组分的含量(重量％)＝0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]-[bHCl])/1,000/1.0/50.0中和度(摩尔％)＝[1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl])]×100[实施例1](操作1-1)在一个覆盖有作为隔热体的聚苯乙烯泡沫的内径80mm、容积1升的聚丙烯制成的容器中，将溶液(B)快速加入到溶液(A)(该溶液(A)用磁力搅拌器搅拌)中，以将它们混合在一起，由此得到单体水溶液(C)。在此，所述溶液(A)通过将190.18g丙烯酸，6.9g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)，和1.13g 1.0重量％的二亚乙基三胺五乙酸五钠盐的水溶液混合在一起而制备。所述溶液(B)通过将130.60g 48.5重量％的氢氧化钠水溶液和166.80g离子交换水(其温度已经被调节到50℃)混合在一起而制备。关于单体水溶液(C)，由于中和热和溶解热，其液体温度升到约100℃。
然后，将4.4g 3重量％的过硫酸钠水溶液加到该单体水溶液(C)中，将它们在一起搅拌数秒。此后，立刻将得到的混合物倾倒在一个在开放体系中的不锈钢槽型容器(具有已经用热板(NEO HOTPLATEH1-1000，由Inouchiseieido K.K.生产)加热到100℃的表面温度；用Teflon(注册商标)涂覆的内表面；和250×250mm的底)中。所述不锈钢槽型容器是这样的尺寸为底部＝250×250mm，顶部＝640×640mm，高度＝50mm；中间部分是梯形的；并且顶部是开放的。
在上述的将单体水溶液倾倒在所述槽中后很短时间内，聚合反应开始。在水蒸气释放并且在各个方向膨胀和发泡的同时，聚合反应在进行。此后，发生收缩至略大于底部的尺寸。这些膨胀和收缩在约1分钟内结束。然后，在于聚合容器中保持4分钟后，将得到的含水聚合物(水凝胶)取出。顺带说明，所述系列操作在对空气开放的体系中进行。
(操作1-2)将得到的含水聚合物(hydropolymer)(水凝胶)切成宽3cm的长方形形状，然后用具有球表面形状的模头的向前挤出型螺杆挤出附聚机械(Dome Gran，由Fuji Paudal Co.，Ltd.生产，型号DG-L1，模头孔直径＝1.2mm，模头厚度＝1.2mm，挤出作用部件和所述模头间的间隙＝1mm)粉碎和附聚，由此得到被分割成小块的含水聚合物(粉碎的凝胶颗粒)。当用所述挤出附聚机械进行上述的粉碎和附聚时，在所述含水聚合物以300g/分钟的速度供料并且同时以90g/分钟的速度加入纯水的同时进行所述粉碎和附聚。顺带说明，螺杆的转数为50rpm。
(操作1-3)将得到的已经分割成小块的粉碎的凝胶颗粒铺展到50目的金属丝网(筛网开孔尺寸300μm)上，然后用180℃的热空气干燥40分钟。然后，将所述干燥的产物用辊式研磨机粉碎，并然后用筛网开孔尺寸为600μm和150μm的JIS标准筛进行分级，由此得到不规则粉碎形状的吸水树脂，其重均粒经为324μm，并且对数标准偏差(σζ)为0.32(固含量96重量％)。
(操作1-4)将100重量份所得到的吸水树脂与表面交联剂溶液均匀混合，该表面交联剂溶液包含0.3重量份1，4-丁二醇、0.6重量份1，2-丙二醇、3.0重量份纯水和1.0重量份异丙醇的混合液体。然后，将已经与所述表面交联剂溶液混合的吸水树脂均匀铺展在一个不锈钢容器(宽约22cm，深约28cm，高约5cm)中，并且然后用热空气干燥烘箱(ETAC生产，型号HISPEC HT320)(其温度已经被调节到200℃)热处理30分钟。在该热处理后，将所得到的吸水树脂粉碎至其可以穿过筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛的程度。结果，得到了表面交联的吸水树脂。
(操作1-5)将100重量份所得到的表面交联的吸水树脂与1重量份硫酸铝水合物(十三到十四水合物，从Sumitomo Chemical Co.，Ltd.得到)均匀地混合，由此得到含水液体吸收剂(1)。所述含水液体吸收剂(1)的物理性能示于表1中。
除了将实施例1(操作1-2)中的Dome Gran的模头孔直径变成1.5mm以外，以与实施例1相同的方式得到含水液体吸收剂(2)。所述含水液体吸收剂(2)的物理性能示于表1中。
除了将实施例1(操作1-1)中的聚乙二醇二丙烯酸酯的量变成13.8g(1.0mol％)，和将实施例1(操作1-2)中的Dome Gran的模头孔直径和纯水加入速率分别变成1.5mm和85g/分钟以外，以与实施例1相同的方式得到含水液体吸收剂(3)。所述含水液体吸收剂(3)的物理性能示于表1中。
除了将实施例1(操作1-2)中的Dome Gran的模头孔直径和纯水加入速率分别变成1.5mm和54g/分钟以外，以与实施例1相同的方式得到含水液体吸收剂(4)。所述含水液体吸收剂(4)的物理性能示于表1中。
除了以下不同以外，以与实施例1相同的方式得到含水液体吸收剂(5)在实施例1(操作1-2)中，将Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝3.1mm，带孔板的厚度＝4.0mm，螺杆转数＝26rpm)代替，并且所述水凝胶以1300g/分钟的速度进料，并且同时，纯水以300g/分钟的速度进料，由此粉碎和附聚所述水凝胶；并且进一步地，将实施例1(操作1-5)中的1重量份的硫酸铝水合物用2.1重量份的48重量％的硫酸铝水溶液代替。所述含水液体吸收剂(5)的物理性能示于表1中。
除了将实施例1(操作1-1)中的4.4g 3重量％的过硫酸钠水溶液用7.5g 2重量％的V-50(2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物)水溶液代替以外，以与实施例1相同的方式得到含水液体吸收剂(6)。所述含水液体吸收剂(6)的物理性能示于表1中。
(操作7-1)在一个通过给具有两个∑形桨叶的容量为10升的带夹套不锈钢双臂捏和机加盖而制成的反应器内，通过将65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯溶于5，378.9g中和度为60mol％的丙烯酸钠水溶液(单体浓度39.9重量％)中来配制反应液。随后，将该反应液在氮气气氛下脱空气20分钟。接着，在搅拌下将30.19g 10重量％的过硫酸钠水溶液和25.16g 0.1重量％的L-抗坏血酸水溶液加到其中。结果，聚合在约1分钟后开始。然后，聚合在20～95℃的范围内进行，同时形成的凝胶被粉碎。然后，在从聚合开始起的30分钟后，取出所得到的含水聚合物(水凝胶)。所得到的含水聚合物(水凝胶)呈直径不大于约5mm的被分割的小块的形式。
(操作7-2)将得到的含水聚合物(水凝胶)用具有球表面形状的模头的向前挤出型螺杆挤出附聚机械(Dome Gran，由Fuji Paudal Co.，Ltd.生产，型号DG-L1，模头孔直径＝3.4mm和2.0mm，孔的数目的比(3.4mm/2.0mm)＝1∶2，模头厚度＝1.2mm，挤出作用部件和所述模头间的间隙＝1mm，螺杆的转数＝50rpm)粉碎和附聚，由此得到被分割成小块的含水聚合物(粉碎的凝胶颗粒)。顺带说明，所述含水聚合物的供料速度为300g/分钟。
(操作7-3)进行与实施例1(操作1-3)同样的操作。得到的吸水树脂的固含量为95重量％。
(操作7-4)将500重量份的吸水树脂(从上述(操作7-3)得到)放置在Ldige混合器(由Ldige生产，类型M5R)中，然后在搅拌下用表面交联剂溶液均匀喷雾混合，所述表面交联剂溶液包含1.5重量份1，4-丁二醇、3.0重量份1，2-丙二醇、15.0重量份纯水和5.0重量份异丙醇的混合液体。然后，将已经与所述表面交联剂溶液混合的吸水树脂放置在具有搅拌器的不锈钢反应器(直径约30cm，高度约20cm)中。然后，将反应器浸没在油浴(其温度已经被调节到200℃)中，以在搅拌下进行热处理30分钟。在该热处理后，将所得到的吸水树脂粉碎至其可以穿过筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛的程度。结果，得到了表面交联的吸水树脂。
(操作7-5)将100重量份所得到的表面交联的吸水树脂加热到150℃，然后在搅拌下与1.6重量份钾明矾(十二水合硫酸铝钾)均匀地混合5分钟，由此得到含水液体吸收剂(7)。所述含水液体吸收剂(7)的物理性能示于表1中。
除了将实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替，和将实施例7(操作7-2)中的Dome Gran的模头孔直径变成1.5mm以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(8)。所述含水液体吸收剂(8)的物理性能示于表1中。
除了将实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(9)。所述含水液体吸收剂(9)的物理性能示于表1中。所得到的含水液体吸收剂(9)具有4.2重量％的可提取组分含量和0.55g/ml的堆积密度。
进行与实施例7相同的操作，除了实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝26rpm)代替，并且所述含水聚合物的供料速度为1300g/分钟。但是，通过与实施例7(操作7-4)相同的操作得到的表面交联的吸水树脂被取作含水液体吸收剂(10)，而未进行实施例7(操作7-5)。所述含水液体吸收剂(10)的物理性能示于表1中。
将所述含水液体吸收剂(10)(由实施例10得到)通过与实施例7(操作7-5)相同的操作进行加工，由此得到含水液体吸收剂(11)。所述含水液体吸收剂(11)的物理性能示于表1中。所得到的含水液体吸收剂(11)具有5.7重量％的可提取组分含量和0.58g/ml的堆积密度。
进行与实施例7相同的操作，除了实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟；而且，实施例7(操作7-4)用下述的(操作12-4)代替；和不进行实施例7(操作7-5)。但是，通过(操作12-4)得到的表面交联的吸水树脂被取作含水液体吸收剂(12)。所述含水液体吸收剂(12)的物理性能示于表1中。
(操作12-4)将500重量份所得到的吸水树脂与表面交联剂溶液均匀混合，所述表面交联剂溶液包含1.5重量份1，4-丁二醇、3.0重量份1，2-丙二醇和15.0重量份纯水的混合液体。然后将所得到的混合物在200℃下热处理30分钟。而且，将所得到的颗粒粉碎至它们可以穿过筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛的程度。结果，得到了表面交联的吸水树脂。所得到的表面交联的吸水树脂被取作含水液体吸收剂(12)。
除了实施例12(操作12-4)中的表面交联剂溶液用包含2.3重量份1，4-丁二醇、4.5重量份1，2-丙二醇和22.5重量份纯水的混合液体的表面交联剂溶液代替以外，通过进行与实施例12相同的操作，得到表面交联的吸水树脂。将所得到的表面交联的吸水树脂通过与实施例7(操作7-5)相同的操作进行加工，由此得到含水液体吸收剂(13)。所述含水液体吸收剂(13)的物理性能示于表1中。所得到的含水液体吸收剂(13)具有0.3重量％的可提取组分含量和0.54g/ml的堆积密度。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(14)实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝2.4mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟。所述含水液体吸收剂(14)的物理性能示于表1中。
进行与实施例7相同的操作，除了实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用46.06g(0.35mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯和8.11g(0.35mol％)甘油代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟。但是，通过与实施例7(操作7-4)相同的操作得到的表面交联的吸水树脂被取作含水液体吸收剂(15)，而未进行实施例7(操作7-5)。所述含水液体吸收剂(15)的物理性能示于表2中。
将所述含水液体吸收剂(15)(由实施例15得到)通过与实施例7(操作7-5)相同的操作进行加工，由此得到含水液体吸收剂(16)。所述含水液体吸收剂(16)的物理性能示于表2中。
除了实施例7的(操作7-2)被省略，并且实施例7(操作7-5)用下述的操作(17-5)代替以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(17)。所述含水液体吸收剂(17)的物理性能示于表2中。
操作(17-5)将100重量份所得到的表面交联的吸水树脂与1.6重量份钾明矾(十二水合硫酸铝钾)均匀地混合。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(18)在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝9.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟；而且实施例7(操作7-5)用上述的操作(17-5)代替。所述含水液体吸收剂(18)的物理性能示于表2中。
除了将实施例1(操作1-1)中的4.4g 3重量％的过硫酸钠水溶液用9.8g 15重量％的V-50(2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物)水溶液代替；和实施例1(操作1-2)被改变成将含水聚合物用剪刀切成3cm长和1cm宽的大小；而且实施例1(操作1-5)用上述的操作(17-5)代替以外，以与实施例1相同的方式得到含水液体吸收剂(19)。所述含水液体吸收剂(19)的物理性能示于表2中。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(20)实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用13.16g(0.10mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯和13.90g(0.60mol％)甘油代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0 mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟；而且(操作7-4)用所述(操作12-4)代替。所述含水液体吸收剂(20)的物理性能示于表2中。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(21)实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用131.59g(1.0mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝15rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成600g/分钟。所述含水液体吸收剂(21)的物理性能示于表2中。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到含水液体吸收剂(22)实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用6.58g(0.05mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯和20.43g(0.7mol％)丙烯酸2-羟乙酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟。所述含水液体吸收剂(22)的物理性能示于表2中。
(操作c1-1)在一个覆盖有作为隔热体的聚苯乙烯泡沫的内径80mm、容积1升的聚丙烯制成的容器中，在磁力搅拌器搅拌下，在开放体系中，将溶液(B)快速加入到溶液(A)中以将它们混合在一起，由此得到单体水溶液。在此，所述溶液(A)通过将185.40g丙烯酸，1.35g(0.1mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)，和1.13g 1.0重量％的二亚乙基三胺五乙酸五钠盐的水溶液混合在一起而制备。所述溶液(B)通过将148.53g 48.5重量％的氢氧化钠水溶液和159.31g离子交换水(其温度已经被调节到50℃)混合在一起而制备。关于单体水溶液，由于中和热和溶解热，其液体温度升到约100℃。
而且，将4.29g 3重量％的过硫酸钠水溶液加到该单体水溶液中，将它们在一起搅拌数秒。此后，立刻将得到的混合物倾倒在一个在开放体系中的不锈钢槽型容器(具有用热板(NEO HOTPLATE H1-1000，由Inouchiseieido K.K.生产)加热到100℃的表面温度；用Teflon(注册商标)涂覆的内表面；和250×250mm的底)中。所述不锈钢槽型容器是这样的尺寸为底部＝250×250mm，顶部＝640×640mm，高度＝50mm；中间部分是梯形的；并且顶部是开放的。
在上述的将单体水溶液倾倒在所述槽中后很短时间内，聚合反应开始。在水蒸气释放并且在各个方向膨胀和发泡的同时，聚合反应在进行。此后，发生收缩至略大于底部的尺寸。这些膨胀和收缩在约1分钟内结束。然后，在于聚合容器中保持4分钟后，将得到的含水聚合物(水凝胶)取出。
(操作c1-2)将得到的含水聚合物(水凝胶)切成宽3cm的长方形形状，然后用螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝9.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)粉碎，由此得到被分割成小块的含水聚合物(粉碎的凝胶颗粒)。当用所述挤出附聚机械进行上述的粉碎和附聚时，在以300g/分钟的速度加入纯水的同时进行所述粉碎和附聚。顺带说明，所述水凝胶的供料速度为1300g/分钟。
(操作c1-3)将得到的已经分割成小块的粉碎的凝胶颗粒铺展到50目的金属丝网上，然后用180℃的热空气干燥40分钟。然后，将所述干燥的产物用辊式研磨机粉碎，并然后用筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛进行分级，由此得到不规则粉碎形状的吸水树脂，其重均粒经为330μm，并且对数标准偏差(σζ)为0.35。
(操作c1-4)将100重量份所得到的吸水树脂与表面交联剂溶液均匀混合，该表面交联剂溶液包含0.3重量份1，4-丁二醇、0.6重量份1，2-丙二醇、3.0重量份纯水和1.0重量份异丙醇的混合液体。然后，将已经与所述表面交联剂溶液混合的吸水树脂均匀铺展在一个不锈钢容器(宽约22cm，深约28cm，高约5cm)中，并且然后用热空气干燥烘箱(ETAC生产，型号HISPEC HT320)(其温度已经被调节到200℃)热处理30分钟。在该热处理后，将所得到的吸水树脂粉碎至其可以穿过筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛的程度。结果，得到了表面交联的吸水树脂。
(操作c1-5)将100重量份所得到的表面交联的吸水树脂加热到150℃，然后在搅拌下与1.6重量份钾明矾(十二水合硫酸铝钾)均匀混合5分钟，由此得到对比含水液体吸收剂(1)。该对比含水液体吸收剂(1)的物理性能示于表2中。
将对比例1(操作c1-2)中的螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝9.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)的带孔板的孔直径改变成2.4mm。在孔直径＝2.4mm的情况下，所述含水聚合物(水凝胶)不能被粉碎，而是不利地堵塞所述螺杆挤出机。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到对比含水液体吸收剂(3)在实施例7(操作7-1)中的丙烯酸钠水溶液被5433.2g中和度为70mol％的丙烯酸钠水溶液(单体浓度39.5重量％)代替；在实施例7(操作7-1)中的聚乙二醇二丙烯酸酯的量被改变成12.83g(0.1mol％)；在实施例7(操作7-1)中的10重量％的过硫酸钠水溶液的量被改变成29.43g；在实施例7(操作7-1)中的0.1重量％的L-抗坏血酸水溶液的量被改变成24.53g；实施例7(操作7-2)的操作被省略；和实施例7(操作7-5)被与实施例1(操作1-5)相同的操作代替。所述对比含水液体吸收剂(3)的物理性能示于表2中。顺带说明，所得到的对比含水液体吸收剂(3)具有0.68g/ml的堆积密度。
除了以下不同以外，以与实施例7相同的方式得到对比含水液体吸收剂(4)在实施例7(操作7-1)中的丙烯酸钠水溶液的量被改变成5385.1g(单体浓度37.8重量％)；在实施例7(操作7-1)中的聚乙二醇二丙烯酸酯的量被改变成62.42g(0.5mol％)；在实施例7(操作7-1)中的10重量％的过硫酸钠水溶液的量被改变成28.64g；在实施例7(操作7-1)中的0.1重量％的L-抗坏血酸水溶液的量被改变成23.87g；实施例7(操作7-2)的操作被省略；在实施例7(操作7-3)中的筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛被筛网开孔尺寸为850μm的JIS标准筛代替；在(操作7-4)中的筛网开孔尺寸为600μm的JIS标准筛被筛网开孔尺寸为850μm的JIS标准筛代替；和实施例7(操作7-5)被与实施例1(操作1-5)相同的操作代替。所述对比含水液体吸收剂(4)的物理性能示于表2中。
除了以下不同以外，以与对比例4相同的方式得到对比含水液体吸收剂(5)作为从(操作7-3)得到的吸水树脂，使用通过筛网开孔尺寸为300μm的JIS标准筛(在(操作7-3)中代替使用筛网开孔尺寸为850μm和150μm的JIS标准筛进行的分级)的吸水树脂(该吸水树脂包括的不大于150μm的颗粒的量为13重量％)。所述对比含水液体吸收剂(5)的物理性能示于表2中。
进行与实施例7相同的操作，除了实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟；而且，将得自(操作7-3)而没有进行实施例7中描述的(操作7-4)和(操作7-5)的吸水树脂取作对比含水液体吸收剂(6)。所述对比含水液体吸收剂(6)的物理性能示于表2中。
进行与实施例7相同的操作，除了实施例7(操作7-1)中的65.79g(0.5mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯用92.11g(0.7mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯代替；和在实施例7(操作7-2)中，Dome Gran用一个螺杆挤出机(Hiraga Kosakusho，Chopper生产，型号TB-32型，带孔板的孔直径＝4.5mm，带孔板的厚度＝5.0mm，螺杆转数＝32.5rpm)代替，并且所述水凝胶的供料速度改变成1300g/分钟，同时以300g/分钟的速度加入甘油；而且，进行(操作7-3)和(操作7-5)，但是不进行(操作7-4)。这样，得到的吸水树脂颗粒被取作对比含水液体吸收剂(7)。所述对比含水液体吸收剂(7)的物理性能示于表2中。
表1
凝胶粉碎机DG(具有球表面形状的模头的向前挤出型螺杆挤出附聚机械(Dome Gran，由Fuji Paudal Co.，Ltd.生产))MC(螺杆挤出机(由Hiraga Kosakusho，Chopper生产)
表2
凝胶粉碎机DG(具有球表面形状的模头的向前挤出型螺杆挤出附聚机械(Dome Gran，由Fuji Paudal Co.，Ltd.生产))MC(螺杆挤出机(由Hiraga Kosakusho，Chopper生产)
工业实用性在本发明中，例如，如果在卫生材料如尿布中的吸收结构通过含有本发明的含水液体吸收剂来构建，那么在卫生材料应用和在其它应用中，可以做大的尝试，使得所述卫生材料可以被薄型化，因为含水液体可以被快速吸收，并且所述含水液体还可以被扩散通过更宽的范围，并且进一步地，所述含水液体可以以不小于被所述含水液体吸收剂吸收的量的量被保持。
权利要求
1.一种含水液体吸收剂，其是包含吸水树脂颗粒作为基本组分的含水液体吸收剂，其中所述吸水树脂颗粒通过包括聚合水溶性烯属不饱和单体的步骤的方法得到并在其内部具有交联结构，所述含水液体吸收剂的特征在于显示不小于0.2g/g/s的吸收速率(FSR)，5至25g/g的吸水能力(CRC)，不小于400×10-7cm3·s/g的盐水流动传导率(SFC)，和不小于20％的湿孔隙率。
2.权利要求1所述的含水液体吸收剂，该含水液体吸收剂是颗粒形状，并且不少于90％重量的该含水液体吸收剂呈具有在150至600μm范围内的粒径的颗粒形式。
3.权利要求1或2所述的含水液体吸收剂，其中至少一部分所述吸水树脂颗粒是聚集颗粒。
4.权利要求1-3中任一项所述的含水液体吸收剂，其中所述吸水树脂颗粒是表面交联的吸水树脂颗粒。
5.权利要求1-4中任一项所述的含水液体吸收剂，其还包含液体渗透性提高剂。
6.生产包括吸水树脂颗粒作为基本组分的含水液体吸收剂的方法，该方法包括如下步骤制备单体水溶液，该水溶液包括水溶性烯属不饱和单体，和以相对于单体的比率计不少于0.2％摩尔的内交联剂；和然后聚合和内交联在所述单体水溶液中的所述水溶性烯属不饱和单体，由此形成水凝胶；和然后从具有在0.3至6.4mm范围内的孔直径的带孔结构挤出所述水凝胶，由此破碎所述水凝胶，这样得到破碎的凝胶颗粒；和然后干燥所述破碎的凝胶颗粒，由此得到吸水树脂颗粒。
7.权利要求6所述的生产含水液体吸收剂的方法，其中至少一部分所述破碎的凝胶颗粒是聚集体。
8.权利要求6或7所述的生产含水液体吸收剂的方法，该方法还包括表面交联所述吸水树脂颗粒的步骤。
9.权利要求6-8中任一项所述的生产含水液体吸收剂的方法，该方法还包括使所述吸水树脂颗粒经历液体渗透性提高处理的步骤。
10.权利要求9所述的生产含水液体吸收剂的方法，其中所述液体渗透性提高处理通过加入液体渗透性提高剂来进行。
11.权利要求10所述的生产含水液体吸收剂的方法，其中所述液体渗透性提高剂是选自多价金属化合物、多阳离子化合物和无机细颗粒中的至少一种。
12.权利要求6-11中任一项所述的生产含水液体吸收剂的方法，其中所述单体水溶液具有不低于35％重量并且不高于饱和浓度的单体浓度。
全文摘要
本发明的含水液体吸收剂是包含吸水树脂颗粒作为基本组分的含水液体吸收剂，其中所述颗粒通过包括聚合水溶性烯属不饱和单体的步骤的方法得到并在其内部具有交联结构，该剂显示了不小于0.2g/g/s的FSR，5至25g/g的CRC，不小于400×10
文档编号A61F13/49GK1938083SQ20058001030
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月31日
发明者池内博之, 鸟井一司, 阪本繁, 岩村卓, 町田沙耶加 申请人:株式会社日本触媒