吸收性树脂粒子、使用该吸收性树脂粒子的吸收体和吸收性物品的制作方法

文档序号:3690722阅读:233来源:国知局
专利名称:吸收性树脂粒子、使用该吸收性树脂粒子的吸收体和吸收性物品的制作方法
技术领域
本发明涉及吸收性树脂粒子、使用该吸收性树脂粒子的吸收体和吸收性物品。
背景技术
通过改变和优化聚合引发剂用量、聚合温度和聚合浓度等的方法以及使用硫醇等链转移剂的方法来提高吸收量的交联聚合物是已知的(参阅下述专利文献1)。此外,已经提出了许多通过对聚合物粒子的表面附近进行处理的方法等提高负荷下的吸收量等的交联聚合物的技术方案(参阅下述专利文献2和3)。此外,还已经提出了通过将聚合物粒子制成多孔的以提高吸收速度的交联聚合物的技术方案(参阅下述专利文献4)。
(专利文献1)JP 3-179008A(专利文献2)JP 267529B(专利文献3)EP 618005A(专利文献4)JP 2002-212331A使用现有的交联聚合物的吸收性物品(纸尿布等)存在如下问题当使用者在穿戴状态下坐下或横躺时,会引起被吸收液体的吸收量和吸收速度的降低,其结果是容易产生渗漏等。因此,强烈需要不会产生这种渗漏问题的吸收性物品,以及能够用于该物品的吸收性树脂粒子。
即,本发明的目的在于提供一种吸收性树脂粒子,其能够用于在任何状态下都能发挥高吸收性能(吸收量和吸收速度)、且不容易产生渗漏等的吸收性物品。
本发明者为实现上述目的进行了积极的研究,结果发现具有特定结构的吸收性树脂性粒子能够解决上述问题,从而完成了本发明。

发明内容
即本发明的吸收性树脂粒子包含交联聚合物(A)和疏水性物质(C),其中所述的交联聚合物(A)以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解形成(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要构成单元,该吸收性树脂粒子具有使(C)的一部分或全部包含在吸收性树脂粒子的内部的结构。
此外,本发明的吸收体包含上述吸收性树脂粒子和纤维状物。
进而,本发明的吸收性物品具有上述吸收体。
本发明的吸收性树脂粒子的保水性能(保水量(water-retentionamount))和含水凝胶粒子(吸收性树脂粒子吸液形成的胶体状物质)的通液速度(liquid permeation rate)和吸收时间的平衡极佳,并且即使在吸液后也显示出干爽的接触感。
因此,当本发明的吸收性树脂粒子被用于纸尿布和生理用卫生巾等吸收性物品中时,可以得到在任何状态下均能发挥良好的吸收性能(吸收量和吸收速度)、且难以产生渗漏的吸收性物品。进而,该吸收性物品显示出在任何情况下被吸收液体都不容易返回的特征。


图1为示意性说明用于测定扩散吸收量的测定装置的正面剖面图。
图2为示意性说明用于测定扩散吸收量的测定装置的立体透视图。
具体实施例方式
首先,针对交联聚合物(A)进行说明。
作为水溶性乙烯基单体(a1),并没有特别的限定,可以使用具有至少1个水溶性取代基和烯键式不饱和基的乙烯基单体等。
作为水溶性取代基,可以列举出羧(盐)基(-CO2M)、磺酸(盐)基(-SO3M)、由磺酸酯(盐)形成的基团(磺酰氧(sulfo-oxy group)(盐)基,-OSO3M)、膦酰(盐)基(-PO(OM)2)、羟基(-OH)、胺基(-NR2)、由酰胺形成的基团(胺基甲酰基,-CONR2)、铵基(-NH3·Y)和仲胺基、叔胺基或季铵基(-NR3·Y)等。其中,所谓“羧(盐)基”是指由羧基或羧酸盐形成的基团(金属羧酸盐基或羧酸铵基)。对于其他的基团而言,也是一样的。
另外,M表示氢原子、碱金属(锂、钠和钾等)原子、碱土类金属(镁和钙等)原子或者铵(NH4),R表示氢原子或可以包含杂原子的具有1~7个碳原子的烃基(甲基、乙基、丙基、丁基、苄基、羟乙基、三氟甲基和氯乙基等),Y表示铵阳离子的反阴离子(氯离子、溴离子、二甲酯硫酸根离子(methosulfate ion)和硫酸根离子等)。
作为水溶性乙烯基单体(a1),可以使用下述(i)阴离子性乙烯基单体、(ii)非离子性乙烯基单体和(iii)阳离子性乙烯基单体等。
另外,(i)阴离子性乙烯基单体可以是盐,作为盐的阴离子性乙烯基单体,可以列举出碱金属盐(钠盐和钾盐等)、碱土类金属盐(钙盐和镁盐等)、铵盐[铵盐,四烷基(烷基的碳原子为1~8)铵盐(四甲基铵等)等]、有机胺盐等。另外,作为构成上述有机胺盐的有机胺,可以列举出碳原子数为1~8的烷基胺、碳原子数为2~8的链烷醇胺、聚亚烷基(亚烷基的碳原子数为1~8)多胺(胺基数为2~10)或聚亚烷基多胺的衍生物[经碳原子数为1~8的烷基烷基化的化合物、或者加成了碳原子数为2~12的环氧烷的化合物(每1个胺基的平均加成摩尔数为1~30mol)]等。
(i)阴离子性乙烯基单体(i-1)作为具有羧(盐)基(-CO2M)的乙烯基单体,可以使用含有碳原子数为3~30的乙烯基的羧酸(盐)等,并且可以列举出不饱和单羧酸((甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸盐、巴豆酸和肉桂酸等);不饱和二羧酸(马来酸、马来酸盐、富马酸、柠康酸和衣康酸等);以及上述不饱和二羧酸的单烷基(碳原子数1~8)酯(马来酸单丁酯、富马酸单丁酯、马来酸的乙基卡必醇单酯、富马酸的乙基卡必醇单酯、柠康酸单丁酯和衣康酸乙二醇单酯等)等。
(i-2)作为具有磺酸(盐)基(-SO3M)的乙烯基单体,可以使用含有碳原子数为2~30的乙烯基的磺酸(盐)等,并且可以列举出脂肪族或芳香族乙烯基磺酸(乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸和α-甲基苯乙烯磺酸等);含有(甲基)丙烯酰基的烷基磺酸((甲基)丙烯酰氧基丙基磺酸、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸、3-(甲基)丙烯酰氧基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和3-(甲基)丙烯酰胺-2-羟基丙磺酸等);以及烷基(碳原子数为3~18)(甲基)烯丙基磺基琥珀酸酯等。在本发明中,例如术语“(甲基)丙烯酰基…”、“(甲基)烯丙基…”等,对“(甲基)丙烯酰基…”而言,表示“丙烯酰基…”或“甲基丙烯酰基…”,对“(甲基)烯丙基…”而言,表示“烯丙基…”或“甲基烯丙基…”。
(i-3)作为具有由磺酸酯(盐)形成的基团(磺酰氧基,-OSO3M)的乙烯基单体,可以列举出羟基烷基(碳原子数为2~6)(甲基)丙烯酸酯的硫酸酯化物[羟基乙基(甲基)丙烯酸酯的硫酸酯化物等];聚(聚合度为2~30)氧化烯(亚烷基的碳原子数为2~4,聚合形态为均聚或无规共聚和/或嵌段共聚)单(甲基)丙烯酸酯的硫酸酯化物[聚(聚合度为5~15)环氧丙烷单甲基丙烯酸酯硫酸酯化物等];以及通式(5)、(6)或(7)所表示的化合物等。

在通式(5)~(7)中,R表示氢原子或者碳原子数为1~15的烷基。R’表示氢原子、可被氟原子取代的碳原子数为1~15的烷基、碱金属(锂、钠和钾等)原子、碱土类金属(镁和钙等)原子或铵。OA表示碳原子数为2~4的氧化烯基,当n为2或以上时,2个或更多个OA可以是相同的,也可以是不同的,当它们为不同时,其可以是无规共聚的、也可以是嵌段共聚的、或者是它们的混合物。Ar表示苯环,M表示氢原子、碱金属原子、碱土类金属原子或铵。n表示1~50的整数。
作为烷基,可以列举出甲基、乙基、丙基、叔丁基、2-乙基己基、十二烷基和十五烷基等。
作为可被氟原子取代的烷基,可以列举出甲基、乙基、叔丁基、2-乙基己基、十五烷基、三氟甲基和五氟乙基等。
作为氧化烯基,可以列举出氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯等。
(i-4)作为具有膦酰(盐)基(-PO(OM)2)的乙烯基单体,可以列举出(甲基)丙烯酸羟基烷基(碳原子数为2~6)的磷酸单酯[(甲基)丙烯酸羟基乙基的单磷酸酯等]、(甲基)丙烯酸羟基烷基(碳原子数为2~6)的磷酸二酯(苯基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯等)和(甲基)丙烯酸烷基(碳原子数为2~6)膦酸[2-丙烯酰氧基乙基膦酸等]等。
(ii)非离子性乙烯基单体(ii-1)作为具有羟基(-OH)的乙烯基单体,可以列举出碳原子数为3~15的单烯键式不饱和醇[(甲基)烯丙醇和(甲基)丙烯醇等];以及2~6元的多元醇{碳原子数为2~20的烷二醇、甘油、山梨聚糖、双甘油、季戊四醇、聚亚烷基(碳原子数为2~4)二醇(重均分子量为100~2000)等}的单烯键式不饱和羧酸酯或者单烯键式不饱和醚等。
作为它们的具体实例,可以列举出(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚氧化乙烯-氧化丙烯(无规和/或嵌段共聚物,重均分子量为100~2000)单(甲基)烯丙基醚(末端的羟基可以被碳原子数为1~4的烷基(甲基、乙基和丁基等)或者碳原子数为2~3的饱和脂肪酸(醋酸和丙酸等)醚化或者酯化)等。
(ii-2)作为具有由酰胺形成的基团(胺基甲酰基,-CONR2)的乙烯基单体,可以列举出(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(碳原子数为1~8)(甲基)丙烯酰胺[N-甲基丙烯酰胺等]、N,N-二烷基(烷基的碳原子数为1~8)丙烯酰胺[N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二正丙基或异丙基丙烯酰胺等];N-羟基烷基(碳原子数为1~8)(甲基)丙烯酰胺[N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺等];N,N-二羟基烷基(碳原子数为1~8)(甲基)丙烯酰胺[N,N-二羟乙基(甲基)丙烯酰胺等]。
作为具有由酰胺形成的基团的乙烯基单体,除了上述单体之外,还可以使用碳原子数为5~10的乙烯基内酰胺(N-乙烯基吡咯烷酮等)等。
(ii-3)作为具有胺基(-NR2)的乙烯基单体,可以使用单烯键式不饱和单或二羧酸的含胺基的酯和单烯键式不饱和单或二羧酸的含胺基的酰胺等。
作为单烯键式不饱和单或二羧酸的含胺基酯,可以使用二烷基(烷基的碳原子数为1~8)胺基烷基(碳原子数为2~10)(甲基)丙烯酸酯、二(羟基烷基)(烷基的碳原子数为1~8)胺基烷基(碳原子数为2~10)酯和吗啉代烷基(碳原子数为1~8)酯等,并且可以列举出(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙基酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基酯、(甲基)丙烯酸吗啉代乙基酯、富马酸二甲基胺基乙基酯和苹果酸二甲基胺基乙基酯等。
作为单烯键式不饱和的单或二羧酸的含胺基的酰胺,可以使用单烷基(碳原子数为2~10)(甲基)丙烯酰胺等,并且可以列举出二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酰胺和二乙基胺基乙基(甲基)丙烯酰胺等。
作为具有胺基的乙烯基单体,除了上述单体以外,还可以使用乙烯基吡啶(4-乙烯基吡啶和2-乙烯基吡啶等)。
(iii)阳离子性乙烯基单体(iii-1)作为具有铵基(-NH3·Y)的乙烯基单体,可以列举出单烯键式不饱和的单或二羧酸的含铵基的酯[(甲基)丙烯酸铵基烷基(碳原子数为2~10)酯{(甲基)丙烯酸铵基乙基酯·盐酸盐等}等]以及单烯键式不饱和的单或二羧酸的含铵基的酰胺[铵基烷基(碳原子数为2~10)(甲基)丙烯酰胺{铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·二甲酯硫酸盐等}等]等。
(iii-2)作为具有单或二烷基铵基(-NRH2·Y或-NR2H·Y)的乙烯基单体,可以列举出单烯键式不饱和单或二羧酸的含烷基铵基的酯[(甲基)丙烯酸单烷基(碳原子数为1~4)铵基烷基(碳原子数为2~10)酯{(甲基)丙烯酸甲基铵基乙酯·盐酸盐和(甲基)丙烯酸叔丁基铵基乙酯·二甲酯硫酸盐等}以及(甲基)丙烯酸二烷基(烷基的碳原子数为1~4)铵基烷基(碳原子数为2~10)酯{(甲基)丙烯酸二甲基铵基乙酯·盐酸盐和(甲基)丙烯酸甲基叔丁基铵基乙酯·氢溴酸盐等}等]以及单烯键式不饱和单或二羧酸的含烷基铵基的酰胺[单烷基(碳原子数为1~4)铵基烷基(碳原子数为2~10)(甲基)丙烯酰胺{甲基铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·盐酸盐和丁基铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·盐酸盐等}以及二烷基(烷基的碳原子数为1~4)铵基烷基(碳原子数为2~10)(甲基)丙烯酰胺{二甲基铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·盐酸盐和甲基丙基铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·二甲酯硫酸盐等}等]等。
(iii-3)作为具有三烷基铵基(-NR3·Y)的乙烯基单体,可以列举出通过使用碳原子数为1~8的烷基化试剂(氯甲烷、硫酸二甲酯、苄基氯和碳酸二甲酯等季铵盐化试剂)将上述具有胺基的乙烯基单体季铵盐化的乙烯基单体{(甲基)丙烯酸三甲基铵基乙酯·盐酸盐、(甲基)丙烯酸甲基二乙基铵基乙酯·二甲酯硫酸盐、苹果酸三甲基铵基乙酯·盐酸盐、三甲基铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·盐酸盐、二乙基苄基铵基乙基(甲基)丙烯酰胺·盐酸盐}等。除了上述单体之外,还可以使用N-乙烯基吡啶鎓盐(N-乙烯基吡啶鎓·盐酸盐和N-甲基-2-乙烯基吡啶鎓·盐酸盐等)。
水溶性乙烯基单体的HLB值优选为10~20,更优选为11.5~20,特别优选为13~20。
另外,在本发明中,HLB值是根据戴维斯(Daiis)的HLB(藤本武彦著,《新·表面活性剂入门》,三洋化成工业株式会社,1992年8月第3次印刷发行,第132页;对应的英文版Dr.Takehiko Fujimoto,《New Introduction to Surface Active Agents》,Copyright 1985,SANYOCHEMICAL INDUSTRIES,LTD,第132页)计算出来的值。
作为通过水解形成水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2),并没有特别的限定,可以使用具有至少1个能够通过水解形成水溶性取代基的水解性取代基的乙烯基单体等。
作为水解性取代基,可以列举出包含酸酐的基团(1,3-氧代-1-氧杂丙烯基,-COO-CO-)、含有酯键的基团(烷基氧基羰基(allyoxycarbonyl)、乙烯基氧基羰基、烯丙基氧基羰基或者丙烯基氧基羰基、-COOR)以及氰基等。
另外,R为碳原子数为1~3的烷基(甲基、乙基和丙基)、乙烯基、烯丙基和丙烯基等。
作为具有包含酸酐的基团的乙烯基单体,可以使用碳原子数为4~20的二元羧酸酐等,可以列举出马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。
作为具有包含酯的乙烯基单体,可以列举出单烯键式不饱和羧酸的低级烷基(碳原子数为1~3)酯[(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸乙酯等]、单烯键式不饱和醇的酯[醋酸乙烯酯、醋酸(甲基)烯丙酯等]等。
作为具有氰基的乙烯基单体,可以列举出碳原子数为3~6的含乙烯基的腈化合物等[(甲基)丙烯腈、5-己烯腈等]等。
水解性取代基的水解可以在聚合过程中、聚合后或者在两者同时进行,从所得到的交联聚合物的分子量的观点等出发,优选在聚合后进行。
在以乙烯基单体(a1)或(a2)的任一种作为构成单元的情形中,可以单独使用1种作为构成单元,或者可以根据需要将2种或更多种作为构成单元。此外,以(a1)和(a2)作为构成单元的情形也是一样的。
其中,优选水溶性乙烯基单体(a1),更优选阴离子性乙烯基单体,特别优选具有羧(盐)基、磺酸(盐)基、胺基、由酰胺形成的基团、铵基或单、二或三烷基铵基的乙烯基单体,进而优选具有羧(盐)基或由酰胺形成的基团的乙烯基单体,进而特别优选(甲基)丙烯酸(盐)和(甲基)丙烯酰胺,更特别优选(甲基)丙烯酸(盐),最优选丙烯酸(盐)。
在以水溶性乙烯基单体(a1)和乙烯基单体(a2)作为构成单元的情形中,它们的重量比(a1/a2)优选为75/25~99/1,更优选为85/15~95/5,特别优选为90/10~93/7,最优选为91/9~92/8。如果位于该范围内,则吸收性能(特别是吸收量和吸收速度等)变得更良好。
作为可以用作交联聚合物(A)的构成单元的乙烯基单体,除了乙烯基单体(a1)和/或(a2)之外,可以使用能够与它们共聚的其他的乙烯基单体(a3)作为构成单元。
作为能够与乙烯基单体(a1)和/或(a2)共聚的其他的乙烯基单体(a3),可以使用疏水性乙烯基单体等,但是并不限于此。
作为其他的乙烯基单体(a3),可以使用下述(i)~(iii)的乙烯基单体等。
(i)碳原子数为8~30的芳香族烯键式单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和羟基苯乙烯等苯乙烯,以及乙烯基萘和二氯苯乙烯等苯乙烯的卤代物等。
(ii)碳原子数为2~20的脂肪族烯键式单体;烯烃[乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、庚烯、二异丁烯、辛烯、十二碳烯和十八碳烯等];以及链二烯[丁二烯和异戊二烯等]等。
(iii)碳原子数为5~15的脂环族烯键式单体;单烯键式不饱和单体[蒎烯、柠烯和茚等];以及聚烯键式乙烯基聚合性单体[环戊二烯、二环戊二烯、亚乙基降冰片烷等]等。
在以能够共聚的其他的乙烯基单体(a3)作为构成单元的情形中,(a3)的含量(重量%)基于乙烯基单体(a1)和(a2)的总重量,优选为0.01~5,更优选为0.05~3,特别优选为0.08~2,最优选为0.1~1.5。如果在该范围内,则吸收性能(特别是吸收量和吸收速度等)变得更好。
作为内部交联剂(b),可以使用具有2个或更多个烯键式不饱和基团的内部交联剂(b1)、具有至少1个可与水溶性乙烯基单体(a1)的水溶性取代基和/或乙烯基单体(a2)的通过水解生成的水溶性取代基进行反应的官能团且具有至少1个烯键式不饱和基团的内部交联剂(b2)、以及具有至少2个或更多个可与水溶性乙烯基单体(a1)的水溶性取代基和/或乙烯基单体(a2)的通过水解生成的水溶性取代基进行反应的官能团的内部交联剂(b3)等。
(i)作为具有2个或更多个烯键式不饱和基团的内部交联剂(b1),可以使用碳原子数为8~12的双(甲基)丙烯酰胺、碳原子数为2~10的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯、碳原子数为2~10的聚烯丙基胺以及碳原子数为2~10的多元醇的聚(甲基)烯丙基醚等,并且可以列举出N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(聚合度2~5)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油(二或三)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二烯丙基胺、三烯丙基胺、氰脲酸三烯丙基酯、异氰脲酸三烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇四烯丙基醚和二甘油二(甲基)丙烯酸酯等。
(ii)作为具有至少1个可与水溶性乙烯基单体(a1)的水溶性取代基和/或乙烯基单体(a2)的通过水解生成的水溶性取代基进行反应的官能团且具有至少1个烯键式不饱和基团的内部交联剂(b2),可以使用碳原子数为6~8的具有环氧基的烯键式不饱和化合物、碳原子数为4~8的具有羟基的烯键式不饱和化合物以及碳原子数为4~8的具有异氰酸基(isocyanato group)的烯键式不饱和化合物等,作为它们的具体实例,可以列举出(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟乙基酯和异氰酸乙基(甲基)丙烯酸酯(isocyanato ethyl(meth)acrylate)等。
(iii)作为具有至少2个或更多个可与水溶性乙烯基单体(a1)的水溶性取代基和/或乙烯基单体(a2)的通过水解生成的水溶性取代基进行反应的官能团的内部交联剂(b3),可以使用特开昭58-180233号公报(对应于USP4666983号公报)和特开昭59-189103号公报所记载的多元醇、多聚缩水甘油、多胺、多聚氮丙啶和多聚异氰酸酯。作为多聚缩水甘油基化合物,可以列举出乙二醇二缩水甘油醚和甘油二缩水甘油醚等。作为多胺化合物,可以列举出乙二胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺和聚乙烯亚胺等。作为多聚氮丙啶化合物,可以列举出商品名“CHEMITITE PZ-33”{2,2-双羟基甲基丁醇-三(3-(1-氮丙啶基)丙酸酯)}、商品名“CHEMITITE HZ-22”{1,6-亚己基二亚乙基脲}和商品名“CHEMITITE DZ-22”{二苯基甲烷-双-4,4’-N,N’-二亚乙基脲}(这些是日本触媒化学工业公司制造的商品名)等。作为多聚异氰酸酯化合物,可以列举出2,4-苯亚甲基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯等。
这些内部交联剂可单独使用,也可将2种或更多种混合使用。
在内部交联剂(b)中,从吸收性能(特别是吸收量和吸收速度等)等的观点出发,优选具有2个或更多个烯键式不饱和基团的内部交联剂(b1),更优选碳原子数为2~10的多元醇的聚(甲基)烯丙基醚,特别优选三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、四烯丙氧基乙烷和季戊四醇三烯丙基醚,最优选季戊四醇三烯丙基醚。
内部交联剂(b)的含量(重量%)基于乙烯基单体(a1)和/或(a2)以及根据需要所使用的其他的乙烯基单体(a3)的总重量,优选为0.001~5,更优选为0.002~2,特别优选为0.003~1.6。如果在该范围内,吸收性能(特别是吸收量和吸收速度)变得更好。
在交联聚合物(A)中,进而可以根据需要包含后述的添加剂{防腐剂、防霉剂、抗菌剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、着色剂、芳香剂、除臭剂和有机质纤维状物等}。
当包含这些添加剂时,添加剂的含量(重量%)基于交联聚合物(A)的重量,优选为0.001~10,更优选为0.01~5,特别优选为0.05~1,最优选为0.1~0.5。
作为交联聚合物(A)的聚合形态,可以使用现有的已知方法等,可以适用溶液聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合法、反相悬浮聚合法。此外,作为聚合时的聚合液的性状,可以是薄膜状和喷雾状等。作为聚合控制的方法,可以适用绝热聚合法、温度控制聚合法和等温聚合法等。
当使用悬浮聚合法或反相悬浮聚合法作为聚合方法时,可以根据需要使用已知的分散剂(蔗糖酯、磷酸酯和山梨聚糖酯等)、以及保护胶体(聚乙烯醇、α-烯烃-马来酸酐共聚物和聚环氧乙烷等)等。此外,在使用反相悬浮聚合法时,可以使用已知的环己烷、正己烷、正庚烷、甲苯和二甲苯等溶剂进行聚合。
在聚合方法中,优选溶液聚合法,从不需要使用有机溶剂从而对于生产成本而言是有利的角度出发,特别优选水溶液聚合法。
在交联聚合物(A)的聚合中,可以使用聚合引发剂。作为聚合引发剂,并没有特别的限制,可以使用已知的聚合引发剂,并且可以使用(i)偶氮类引发剂、(ii)过氧化物类引发剂、(iii)氧化还原型引发剂和(iv)有机卤化物引发剂等。
作为(i)偶氮类引发剂,可以列举出偶氮二异丁腈、偶氮二氰基戊酸及其盐、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)盐酸盐和2,2’-偶氮双(2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺等。
作为(ii)过氧化物类引发剂,可以列举出无机过氧化物[过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠等]、有机过氧化物[过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、氢过氧化枯烯、琥珀酸过氧化物和二(2-乙氧基乙基)过氧碳酸氢盐等]等。
作为(iii)氧化还原型引发剂,可以列举出亚硫酸碱金属盐、亚硫酸氢碱金属盐、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、氯化铁、硫酸铁和抗坏血酸等之中的至少1种还原剂与过硫酸碱金属盐、过硫酸铵、过氧化氢和有机过氧化物等之中的至少1种氧化剂的组合得到的引发剂。
作为(iv)有机卤化物引发剂,可以使用选自卤代烷、卤代烷基苯基酮、卤代烷基羧酸以及卤代烷基羧酸烷基酯之中的卤原子数为1~10、碳原子数为1~15的有机卤化物等,可以列举出四氯甲烷、三氯溴甲烷、三氯碘甲烷、二氯甲基苯基酮、1-溴-1-甲基乙基羧酸和烷基的碳原子数为1~12的1-溴-1-甲基乙基羧酸烷基酯(1-溴-1-甲基乙基羧酸甲酯、1-溴-1-甲基乙基羧酸乙酯、1-溴-1-甲基乙基羧酸辛酯和1-溴-1-甲基乙基羧酸月桂酯)等。
其中,优选(i)偶氮类引发剂、(ii)过氧化物类引发剂或(iii)氧化还原型引发剂,更优选(i)偶氮类引发剂,或者(ii)过氧化物类引发剂与(iii)氧化还原型引发剂的组合。
当使用聚合引发剂时,聚合引发剂的使用量(重量%)基于乙烯基单体(a1)和/或(a2)、视需要使用的其他的乙烯基单体(a3)以及内部交联剂(b)的总重量,优选为0.005~0.5,更优选为0.007~0.4,特别优选为0.009~0.3。
另外,在交联聚合物(A)的聚合时,可以使后述疏水性物质(C)或材料(D)溶解或分散于乙烯基单体(a1)和/或(a2)、(a3)及(b)中,或者分散或溶解于溶剂中进行聚合。
可以根据需要将聚合得到的含水凝胶{包含交联聚合物(A)和水}进行粉碎。粉碎后的含水凝胶的大小(最大粒径)优选为50μm~10cm,更优选为100μm~2cm,特别优选为1mm~1cm。如果在该范围内,则干燥工序中的干燥性变得更好。
可以通过已知方法进行粉碎,可以使用例如Bexmill、破胶机、磨药机(Pharmamill)、切碎机、冲击式粉碎机和辊筒式粉碎机等常规的装置进行粉碎。
当在交联聚合物(A)的聚合中使用溶剂(包括水)时,可以在聚合后蒸馏除去溶剂。
当溶剂中包含有机溶剂时,蒸馏除去后的有机溶剂的含量(重量%)基于交联聚合物(A)的重量,优选为10~0.01,更优选为5~0.05,特别优选为3~0.1,最优选为1~0.5。如果在该范围内,吸收性树脂粒子的吸收性能(特别是保水量)变得更好。
此外,当在溶剂中包含水时,蒸馏除去后的水份(重量%)基于交联聚合物(A)的重量,优选为0~20,更优选为0~10,特别优选为0~5,最优选为0~2。如果在该范围内,吸收性能(特别是保水量)和干燥后的操作性能(交联聚合物粒子的粉末流动性等)变得更好。
此外,有机溶剂的含量和水份是由采用红外水份测定器(KETT公司制造的“JE 400”等120±5℃,30分钟,加热前的氛围气体湿度50±10%RH,灯的规格100V、40W)进行加热时的加热前后的交联聚合物(A)的重量减少量求得的。
蒸馏除去上述溶剂的方法可以是通过80~230℃的热风进行蒸馏除去(干燥)的方法、采用加热至100~230℃的鼓式干燥器等的薄膜干燥法、减压干燥法(也可以加热)、冷冻干燥法、利用红外线的干燥法、倾析和过滤等常规的方法。
进而,可以在干燥后将交联聚合物(A)磨碎。
在磨碎的情况下,磨碎后的交联聚合物的重均粒径(μm)优选为100~800,更优选为200~500,特别优选为300~400。如果在该范围内,粉碎后的操作性能(交联聚合物粒子的粉末流动性等)变得更好。
重均粒径是通过如下方法求得的以横轴为粒径、纵轴为重量基准的含量,将交联聚合物的各个粒径分布图绘制在对数坐标纸上,求出占全部重量的50重量%的粒径。
粒度分布是按照JIS Z8815-1994测定的,并且是通过如下方法测定的将内径为150mm、深度为45mm的筛孔为710μm、500μm、300μm、150μm和106μm的筛子按照筛孔逐渐减小的方式从上到下重叠,在最上面的筛孔最大的710μm的筛子上加入50g测定样品,并使用筛子振动机振动10分钟,测定各个筛子上所残留的测试样品的重量,求出基于最初的测试样品的重量的各个筛子上所残留的测试样品的重量%。
微粒的含量越少,则吸收性能越好,优选106μm或以下的微粒占全部粒子的含量为3重量%或以下,更优选150μm或以下的微粒占全部粒子的含量为3重量%或以下。
可以使用求算上述重均粒径时所制作的曲线求出上述微粒的含量。
关于磨碎方法,并没有特别的限定,可以使用锤式粉碎机、冲击式粉碎机、辊筒式粉碎机以及喷射气流式粉碎机等常规的装置。
可以根据需要通过筛分所得到的粉碎物以调整粒度。
交联聚合物粒子的形状并没有特别的限定,可以列举出无定形粉碎状、鳞片状、珍珠状和米粒状等。其中,当用作纸尿布时,从与纤维状物的缠结性良好、不用担心交联聚合物粒子从纤维状物上脱落等观点出发,优选无定形粉碎状。
作为疏水性物质(C),可以使用含有烃基的疏水性物质(C1)、含有带氟原子的烃基的疏水性物质(C2)以及具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)。其中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)。
作为含有烃基的疏水性物质(C1),包括聚烯烃树脂、聚烯烃树脂衍生物、聚苯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂衍生物、蜡、长链脂肪酸酯树脂、长链脂肪酸及它们的2种或更多种的混合物等。
作为聚烯烃树脂,可以使用以乙烯、丙烯、异丁烯或异戊二烯等碳原子数为2~4的烯烃作为必要构成单体(烯烃的含量基于聚烯烃树脂的重量至少为50重量%)的重均分子量为1000~1000000的聚合物等,并且可以列举出聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚(乙烯-异丁烯)和异戊二烯等。
作为聚烯烃树脂衍生物,可以使用在聚烯烃树脂中导入了羧基(-COOH)或1,3-氧代-2-氧杂丙烯(oxapropylene)(-COOCO-)等的重均分子量为1000~1000000的聚合物(酸改性聚烯烃树脂)等,并且可以列举出热降解聚乙烯、热降解聚丙烯、马来酸改性聚乙烯、氯化聚乙烯、马来酸改性聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、异丁烯-马来酸酐共聚物、马来酸化聚丁二烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸化物等。另外,在与乙烯或丁烯形成共聚物的情形中,乙烯或丁烯的含量基于构成单体的摩尔数,优选为60~99.9mol%。
作为聚苯乙烯,可以使用重均分子量为1000~1000000的聚合物等。
作为聚苯乙烯树脂衍生物,可以使用以苯乙烯为必要构成单体(苯乙烯的含量基于聚苯乙烯衍生物的重量,至少为50重量%)的重均分子量为1000~1000000的聚合物等,并且可以列举出苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异丁烯共聚物等。
作为蜡,可以使用熔点为50~200℃的蜡等,并且可以列举出固体石蜡、蜂蜡、carbana wax和牛脂等。
作为长链脂肪酸酯,可以使用碳原子数为8~25的脂肪酸与碳原子数为1~5的醇形成的酯等,并且可以列举出月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、油酸甲酯、油酸乙酯、甘油月桂酸单酯、甘油硬脂酸单酯、甘油油酸单酯、季戊四醇月桂酸单酯、季戊四醇硬脂酸单酯、季戊四醇油酸单酯、山梨糖醇月桂酸单酯、山梨糖醇硬脂酸单酯、山梨糖醇油酸单酯及牛脂等。
作为长链脂肪酸,可以使用碳原子数为8~25的脂肪酸等,并且可以列举出月桂酸、硬脂酸、油酸、二聚酸和正二十二烷酸等。
在含有烃基的疏水性物质(C1)中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选聚烯烃树脂、蜡和长链脂肪酸酯,更优选聚烯烃树脂和蜡,特别优选蜡,最优选固体石蜡。
作为含有带氟原子的烃基的疏水性物质(C2),包括全氟烷烃、全氟烯烃、全氟芳基化合物、全氟烷基醚、全氟烷基羧酸、全氟烷基醇、及它们的2种或更多种的混合物。
作为全氟烷烃,可以使用氟原子数为4~42、碳原子数为1~20的烷烃等,并且可以列举出三氟甲烷、五氟乙烷、五氟丙烷、七氟丙烷、七氟丁烷、九氟己烷、十三氟辛烷和十七氟十二烷等。
作为全氟烯烃化合物,可以使用氟原子数为4~42、碳原子数为2~20的烯烃等,并且可以列举出三氟乙烯、五氟丙烯、三氟丙烯、七氟丁烯、九氟己烯、十三氟辛烯和十七氟十二碳烯等。
作为全氟芳基,可以使用氟原子数为4~42、碳原子数为6~20的芳基化合物等,并且可以列举出三氟苯、五氟甲苯、三氟萘、七氟苯、九氟二甲苯、十三氟辛基苯和十七氟十二烷基苯等。
作为全氟烷基醚化合物,可以使用氟原子数为2~82、碳原子数为2~40的醚等,并且可以列举出二三氟甲基醚、二五氟乙基醚、二五氟丙基醚、二七氟丙基醚、二七氟丁基醚、二九氟己基醚、二十三氟辛基醚和二十七氟十二烷基醚。
作为全氟烷基羧酸,可以使用氟原子数为3~41、碳原子数为1~21的羧酸等,并且可以列举出五氟乙酸、五氟丙酸、七氟丙酸、七氟丁酸、九氟己酸、十三氟辛酸、十七氟十二碳酸及它们的金属(碱金属和碱土类金属等)盐等。
作为全氟烷基醇,可以使用氟原子数为3~41、碳原子数为1~20的醇等,并且可以列举出五氟乙醇、五氟丙醇、七氟丙醇、七氟丁醇、九氟己醇、十三氟辛醇和十七氟十二烷醇等,除此之外,还可以列举出它们的环氧乙烷(1~20个)加成物等。
在包含带氟原子的烃基的疏水性物质(C2)中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选全氟烷基醚、全氟烷基羧酸及全氟烷基醇,更优选全氟烷基醚和全氟烷基羧酸,特别优选全氟烷基羧酸,最优选五氟丙酸。
作为具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3),可以使用硅酮或改性硅酮等,其包括聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷{聚氧化乙烯改性聚硅氧烷和聚(氧化乙烯·氧化丙烯)改性聚硅氧烷等}、羧基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷、胺基改性聚硅氧烷、烷氧基改性聚硅氧烷等及它们的混合物。
在具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选硅酮和改性硅酮,更优选改性硅酮、进一步优选聚醚改性聚硅氧烷、胺基改性聚硅氧烷和羧基改性聚硅氧烷,特别优选聚醚改性聚硅氧烷和胺基改性聚硅氧烷,最优选胺基改性聚硅氧烷。
在使用改性硅酮的情形中,作为导入有机基团(改性基团)的位置,并没有特别的限制,可以是聚硅氧烷的侧链、聚硅氧烷的两个末端、聚硅氧烷的一个末端、同时在聚硅氧烷的侧链和两个末端。其中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选在聚硅氧烷的侧链以及同时在聚硅氧烷的侧链和两个末端导入,更优选同时在聚硅氧烷的侧链和两个末端导入作为聚醚改性聚硅氧烷的有机基团(改性基团),包括具有聚氧化乙烯基、聚(氧化乙烯·氧化丙烯)基的基团。聚醚改性聚硅氧烷中所包含的氧化乙烯基和/或氧化丙烯基的含量(个)是,相对于每一分子的聚醚改性聚硅氧烷优选为2~40,更优选为5~30,特别优选为7~20,最优选为10~15。如果在该范围内,吸收性物品的耐渗漏性变得更好。此外,在含有氧化乙烯基和氧化丙烯基的情形中,基于聚硅氧烷的重量,氧化乙烯基的含量(重量%)优选为1~30,更优选为3~25,特别优选为5~20。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
作为羧基改性聚硅氧烷的有机基团(改性基团),包括含有羧基的基团等,作为环氧改性聚硅氧烷的有机基团(改性基团),包括含有环氧基的基团等,作为胺基改性聚硅氧烷的有机基团(改性基团),包括含有胺基(伯、仲、叔胺基)的基团等。
这些改性硅酮的有机基团(改性基团)的含量(KOHmg/g),换算成羧基当量、环氧当量或胺基当量,优选为400~10000,更优选为600~5000,特别优选为800~3000,最优选为1000~1500。即,这些改性硅酮的有机基团的含量(KOH mg/g)的下限,换算成羧基当量、环氧当量或胺基当量,优选为400,更优选为600,特别优选为800,最优选为1000,同样地,其上限优选为10000,更优选为5000,特别优选为3000,最优选为1500。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
作为烷氧基改性聚硅氧烷的有机基团(改性基团),包括甲氧基、乙氧基、丁氧基、辛氧基、十一烷氧基、十六烷氧基和十八烷氧基等烷氧基。作为烷氧基的碳原子数,优选为1~40,更优选为5~30,特别优选为10~20,最优选为12~18。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
疏水性物质(C)在25℃下的粘度(mPa·s)优选为10~2000,更优选为15~1500,特别优选为20~1000。即,疏水性物质(C)在25℃下的粘度(mPa·s)的下限优选为10,更优选为15,特别优选为20,同样地,上限优选为2000,更优选为1500,特别优选为1000。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
疏水性物质(C)的HLB值优选为1~10,更优选为2~8,特别优选为3~6。即,(C)的HLB值的下限优选为1,更优选为2,特别优选为3,同样地,上限优选为10,更优选为8,特别优选为6。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
基于交联聚合物(A)的重量,疏水性物质(C)的含量(重量%)优选为0.001~3,更优选为0.005~2,特别优选为0.07~1.5,最优选为0.1~1。即,基于(A)的重量,(C)的含量(重量%)的下限优选为0.001,更优选为0.005,特别优选为0.07,最优选为0.1,同样地,上限优选为3,更优选为2,特别优选为1.5,最优选为1。如果在该范围内,则扩散吸收量及保水量变得更好。
本发明的吸收性树脂粒子只要具有在吸收性树脂粒子的内部包含一部分或全部的疏水性物质(C)的结构,则疏水性物质(C)可以任何方式包含在其中。但是,在吸收性树脂粒子的内部包含一部分或全部疏水性物质(C)的结构优选为(1)在吸收性树脂粒子的内部包含由(C)构成的连接部(RC)的结构,或者(2)在亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)的一部分或全部表面上涂布或浸渍疏水性物质(C)而得到的材料(D)包含在吸收性树脂粒子的内部的结构。
下面针对(1)在吸收性树脂粒子的内部包含由(C)构成的连接部(RC)的结构进行说明。
所谓连接部(RC),是指疏水性物质(C)的全部表面积的至少一半的表面与交联聚合物(A)接触形成的(A)-(C)-(A)所构成的夹心结构。
另外,在疏水性物质(C)仅仅存在于吸收性树脂粒子的表面的情形中,会形成由(A)-(C)构成的2层结构,不能成为(A)-(C)-(A)构成的夹心结构。即,这样的2层结构并不包括在本发明所述的连接部(RC)中。
因此,所谓在吸收性树脂粒子内部包含连接部(RC)的结构,是指该夹心结构{(A)-(C)-(A)}存在于吸收性树脂粒子内部的结构。
另外,优选疏水性物质(C)也存在于吸收性树脂粒子的一部分表面上,更优选(C)存在于吸收性树脂粒子的表面上,且该表面的(C)与吸收性树脂粒子内部的(C)连续地连接在一起。
连接部(RC)的形状并没有特别的限制,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选为层状、面状、棒状、管状、球状、网状及它们的组合等,更优选为层状和面状,进一步优选为层状。作为连接部(RC)的大小(最长部分单位μm),优选包含10~1000的直线部分,更优选包含50~800、特别优选包含100~700、最优选包含200~600的直线一部分。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
当疏水性物质(C)为含有带氟原子的烃基的疏水性物质(C2)和/或具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)的情况下,连接部(RC)的形状和大小可以使用例如电子探针显微分析仪(EPMA)(例如日本电子株式会社制造的“JXA-8621MX”)通过绘制氟原子和/或硅原子等的分布图(mapping)来测定。此外,当疏水性物质(C)为含有烃基的疏水性物质(C1)时,可以通过下述方法测定使用切片机切割本发明的吸收性树脂粒子,使用己烷和/或二甲醚等非极性溶剂洗涤切割剖面,然后用SEM(扫描型电子显微镜)进行观察。
在吸收性树脂粒子为包含连接部(RC)的结构的情形中,可以通过下述方法来制造吸收性树脂粒子(1)在形成连接部(RC)之后,将其与交联聚合物(A)混合的方法,或者(2)在制造(A)的同时形成连接部(RC)的方法。
在方法(1)中,连接部(RC)是通过将疏水性物质(C)加工成薄膜的粉碎物、颗粒、棒状或纤维状而形成的。薄膜的粉碎物的重均粒径(μm)优选为20~1000,更优选为50~500,特别优选为100~400。颗粒的重均粒径(μm)优选为0.5~100,更优选为2~300,特别优选为5~100。棒状的长度(μm)优选为20~1000,更优选为50~500,特别优选为100~400,直径(μm)优选为0.5~50,更优选为1~30,特别优选为2~15。纤维状的长度(μm)优选为20~1000,更优选为50~500,特别优选为100~400,直径(μm)优选为0.5~50,更优选为1~30,特别优选为2~15。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性等变得更好。
作为由含烃基的疏水性物质(C1)构成的连接部(RC1),可以列举出聚苯乙烯颗粒和聚乙烯颗粒等颗粒、以及聚乙烯薄膜(例如TAMAPOLY公司制造的“SE625M”、“UB-1”)和聚苯乙烯薄膜(例如旭化成公司制造的“OPS”等)等的薄膜粉碎品(重均粒度为20~1000μm)等。作为由含聚硅氧烷的疏水性物质(C3)构成的连接部(RC3),可以列举出硅酮颗粒{例如GE东芝硅酮公司制造的“TOSPEARL 240”(无定形硅酮树脂微粉,重均粒径为4μm)、“TOSPEARL 3120”(球状硅酮树脂微粉,重均粒径为12μm)、“TOSPEARL 145”(球状硅酮树脂微粉,重均粒径为4.5μm)等}等。作为由含有带氟原子的烃基的疏水性物质(C2)所构成的连接部(RC2),可以列举出含氟薄膜{例如旭玻璃公司制造的“FLUON PTFE”(聚四氟乙烯薄膜)、“FLUONPFA”(四氟乙烯与全氟乙烯的共聚物薄膜)、“FLUON AFLAS”(四氟乙烯和丙烯的共聚物薄膜)等}的粉碎品(重均粒径为20~1000μm)等。
其中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选薄膜的粉碎物,更优选含氟薄膜的粉碎物。
作为交联聚合物(A)和连接部(RC)的混合方法,只要是使得疏水性物质(C)存在于交联聚合物(A)内部的混合{即,使交联聚合物(A)和疏水性物质(C)形成夹心结构},则没有限制。
但是,优选连接部(RC)并非与交联聚合物(A)的干燥物混合,而是与(A)的含水凝胶或(A)的聚合液混合,更优选与(A)的含水凝胶混合。另外,优选混合是以捏和的方式进行均匀混合。
当通过水溶液聚合法得到交联聚合物(A)时,将连接部(RC)与(A)进行混合和混炼的时机并没有特别的限制,可以列举出在聚合工序中、在聚合工序刚结束之后、在含水凝胶的粉碎(切碎)中和含水凝胶的干燥中等。其中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选在聚合工序刚结束之后和含水凝胶的粉碎(切碎)工序中,更优选在含水凝胶的粉碎(切碎)工序中。
当通过反相悬浮聚合法或乳液聚合法得到交联聚合物(A)时,将连接部(RC)与(A)进行混合的时机并没有特别的限制,可以列举出在聚合工序中{一边制造(A)一边形成连接部(RC)}、在聚合工序刚结束之后、在脱水工序中(脱水至水份为10重量%左右的工序中)、在脱水工序刚结束之后、在蒸馏除去聚合中所使用的有机溶剂的工序中、在含水凝胶的干燥中等。其中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选在聚合工序中、在聚合工序刚结束之后、在脱水工序中、在脱水工序刚结束之后、在蒸馏除去聚合中所使用的有机溶剂的工序中,更优选在聚合工序中、在聚合工序刚结束之后。
当在含水凝胶的干燥过程中进行混合时,作为混合装置,可以使用Bexbill、破胶机、磨药机、切碎机、冲击式粉碎机和辊筒式粉碎机等常规的装置进行粉碎。当在聚合液中进行混合时,可以使用高速搅拌机、Biomixer等搅拌力较高的装置。此外,当在含水凝胶的干燥过程中进行混合时,还可以使用SV混合机等混炼装置。
在(2)在制造交联聚合物(A)的同时形成连接部(RC)的方法中,连接部(RC)是通过在疏水性物质(C)的存在下聚合(A)而形成的。此外,还可以预先使疏水性物质(C)溶解或乳化(分散)于交联聚合物(A)的聚合液中,然后在进行(A)的聚合的同时使(C)析出,同时形成连接部。
疏水性物质(C)可以在溶解和/或乳化于水和/或挥发性溶剂中的状态下使用(但是,不使用乳化剂)。作为挥发性溶剂,从容易除去的观点出发,优选20℃下的蒸汽压(Pa)为0.13~5.3的溶剂,更优选为0.15~4.5的溶剂,特别优选为0.23~3.8的溶剂。
作为挥发性溶剂,可以列举出碳原子数为1~3的醇(甲醇、乙醇和异丙醇等)、碳原子数为5~8的烃(戊烷、己烷、环己烷和甲苯等)、碳原子数为2~4的醚(二甲醚、二乙醚和四氢呋喃等)、碳原子数为3~4的酮(丙酮和甲乙酮等)和碳原子数为3~5的酯(甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯和碳酸二乙酯等)等。在使用水和/或挥发性溶剂的情形中,基于疏水性物质(C)的重量,它们的使用量(重量%)优选为1~900,更优选为5~700,特别优选为10~400。在使用水和挥发性溶剂的情形中,基于水和挥发性溶剂的重量,水的使用量(重量%)优选为50~98,更优选为60~95,特别优选为70~90。
下面针对(2)亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)的一部分或全部表面上涂布或浸渍疏水性物质(C)而得到的材料(D)包含在吸收性树脂粒子的内部的结构进行说明。
作为材料(D),可以使用在亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)上涂布或浸渍有疏水性物质(C)的材料。
作为亲水性材料(d1),包括亲水性有机聚合物(d11)和亲水性无机物(d12)等。
作为亲水性有机聚合物(d11),可以列举出高分子电介质{交联聚合物(A)等}、纤维素(纸浆、棉、锯末和麦杆等)、羊毛、微纤维和细菌纤维素等。
作为亲水性无机物(d12),可以列举出玻璃、硅胶、二氧化硅和粘土等。
作为疏水性材料(d2),包括疏水性有机聚合物(d21)和疏水性无机物(d22)等。
作为疏水性有机聚合物(d21),可以使用重均分子量为1000~1000000的合成树脂等,并且可以使用能够用于连接部(RC)的疏水性物质(C1)以及聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂等。
作为聚苯乙烯树脂,可以列举出聚苯乙烯、苯乙烯-乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物等。
作为聚乙烯树脂,可以列举出高密度聚乙烯、低密度聚乙烯等。
作为聚丙烯树脂,可以列举出聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。
作为丙烯酸树脂,可以列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、碳原子数为8~22的长链烷基醇的(甲基)丙烯酸酯等聚合物。
作为聚酯树脂,可以列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。
作为聚酰胺,可以列举出尼龙等。
作为环氧树脂,可以列举出常见的环氧树脂的固化物等。
作为聚氨酯树脂,可以列举出常见的多元醇的异氰酸酯的固化物等。
作为疏水性无机物(d22),可以列举出碳纤维、高岭土、滑石、云母、膨润土、绢云母、石棉和Shirasu(火山灰)等。
其中,优选亲水性材料(d1),更优选亲水性有机聚合物(d11),特别优选纤维素和高分子电解质。
亲水性材料(d1)和疏水性材料(d2)的形状可以是无定形(粉碎状)、球状、薄膜状、棒状和纤维状等的任一种,优选为无定形(粉碎状)或薄膜状,更优选为无定形(粉碎状)。
亲水性材料(d1)和疏水性材料(d2)的体积平均粒径(μm)优选为1~1000,更优选为5~500,特别优选为10~250,更优选为15~150,最优选为20~100。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性变得更好。
另外,体积平均粒径是按照JIS Z8825-12001通过光散射法(溶剂甲醇)测定的。
当材料(D)为在疏水性材料(d2)上涂布或浸渍了疏水性物质(C)的材料时,作为涂布或浸渍的疏水性物质(C),从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,在含有烃基的疏水性物质(C1)中,优选聚烯烃树脂、蜡和长链脂肪酸酯,更优选蜡和长链脂肪酸酯,特别优选蜡,最优选石蜡。此外,同样地,在含有带氟原子的烃基的疏水性物质(C2)中,优选全氟烷烃和全氟烷基醚,更优选全氟烷基醚,特别优选二五氟丙基醚、二七氟丙基醚、二七氟丁基醚和二九氟己基醚,最优选二七氟丙基醚和二七氟丁基醚。此外,同样地,在具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)中,优选聚二甲基硅氧烷和烷氧基改性的聚硅氧烷,更优选聚二甲基硅氧烷。
在这些疏水性物质中,优选具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)。
当材料(D)为在亲水性材料(d1)上涂布或浸渍了疏水性物质(C)的材料时,作为涂布或浸渍的疏水性物质(C),从吸湿性物品的耐渗漏性等观点出发,在含有烃基的疏水性物质(C1)中,优选聚烯烃树脂衍生物、蜡衍生物和长链脂肪酸酯,更优选蜡衍生物和长链脂肪酸酯,特别优选长链脂肪酸酯,最优选季戊四醇单油酸酯和山梨糖醇单油酸酯。此外,同样地,在含有带氟原子的烃基的疏水性物质(C2)中,优选全氟烷基羧酸和全氟烷基醇,更优选全氟烷基羧酸金属盐和全氟烷基醇,特别优选全氟烷基羧酸金属盐。此外,同样地,在具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)中,优选聚醚改性聚硅氧烷、羧基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷和胺基改性聚硅氧烷,更优选羧基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷和胺基改性聚硅氧烷,特别优选羧基改性聚硅氧烷和胺基改性聚硅氧烷,最优选胺基改性聚硅氧烷。
在这些疏水性物质中,优选具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(C3)。
基于(D)的重量,材料(D)中的疏水性物质(C)的含量(重量%)优选为0.001~3,更优选为0.005~1,特别优选为0.07~0.5,最优选为0.1~0.3。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性变得更好。
基于交联聚合物(A)的重量,材料(D)的含量(重量%)优选为0.1~50,更优选为0.5~20、特别优选为1~10,最优选为2~4。如果在该范围内,在吸收性物品的耐渗漏性变得更好。
当吸收性树脂粒子为包含材料(D)的结构时,吸收性树脂粒子可以通过下述方法来制造(1)将材料(D)和交联聚合物(A)进行混合和混炼的方法,或者(2)在材料(D)的存在下,将交联聚合物(A)进行聚合的方法等。
作为(1)将交联聚合物(A)和材料(D)进行混合的方法,只要是使得材料(D)存在于交联聚合物(A)的内部(优选使得交联聚合物(A)与材料(D)形成夹心结构)的混合即可,并没有特别的限制。
但是,优选材料(D)并非与交联聚合物(A)的干燥物混合,而是与(A)的含水凝胶或者(A)的聚合液混合,更优选与(A)的含水凝胶混合。另外,混合优选是按照捏和的方式进行均匀混合。
将材料(D)和(A)进行混合的时机并没有特别的限制,并且可与混合连接部(RC)的情形相同。
作为混合和混炼的装置,可以使用与混合连接部(RC)中所使用的装置相同的装置。
在(2)在材料(D)的存在下将交联聚合物(A)进行聚合的方法中,可以预先使材料(D)乳化或分散于交联聚合物(A)的聚合液中,然后使其聚合。
当在亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)的一部分或全部表面上涂布或浸渍疏水性物质(C)时,可以将疏水性物质(C)溶解或乳化分散于溶剂中,或者加热至(C)的熔点或以上使其熔融,从而以液体的形态使用。
为了在亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)上涂布或浸渍疏水性物质(C),可以通过在(d1)或(d2)上喷洒上述液体,或者将(d1)或(d2)浸渍在上述液体中来进行。另外,也可以在使亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)与固体状的疏水性物质(C)或(C)的乳化分散体接触后,再加热至(C)的熔点或以上来进行涂布或浸渍。
当在涂布或浸渍的过程中使用溶剂时,优选蒸馏除去溶剂。此外,这时,蒸馏除去后的有机溶剂的含量(重量%)基于材料(D)的重量,优选为10~0.01,更优选为5~0.05,特别优选为3~0.1,最优选为1~0.5。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性(特别是保水量)变得更好。此外,当溶剂中包含水时,蒸馏除去后的水份(重量%)基于材料(D)的重量,优选为0~20,更优选为0~10,特别优选为0~5,最优选为0~2。如果在该范围内,吸收性物品的耐渗漏性(特别是保水量)变得更好。
另外,蒸馏除去溶剂的方法和溶剂含量的测定方法与交联聚合物(A)的情形相同。
作为可以使用的溶剂,只要能够溶解(C),就没有特别的限制,但优选上述的水和/或挥发性溶剂。
作为适合用于喷雾、浸渍或接触的混合装置,可以列举出诺塔混合器和湍流增强器。
在吸收性树脂粒子中包含水的含水凝胶粒子的情形中,可以根据需要粉碎该含水凝胶。粉碎后的含水凝胶粒子的大小(最长直径)优选为50μm~10cm,更优选为100μm~2cm,特别优选为1mm~1cm。如果在该范围内,则在干燥工序中的干燥性变得更好。
粉碎方法可以采用与交联聚合物(A)的情形相同的方法。
当在吸收性树脂粒子的制造中使用溶剂(包括挥发性溶剂)时,可以在聚合后将溶剂蒸馏除去。
当溶剂中包含有机溶剂时,蒸馏除去后的有机溶剂的含量(重量%)基于吸收性树脂粒子的重量,优选为10~0.01,更优选为5~0.05,特别优选为3~0.1,最优选为1~0.5。如果在该范围内,则吸收性树脂粒子的吸收性能(特别是保水量)变得更好。
此外,当在溶剂中包含水时,蒸馏除去后的水份(重量%)基于吸收性树脂粒子的重量,优选为0~20,更优选为0~10,特别优选为0~5,最优选为0~2。如果在该范围内,则吸收性能(特别是保水量)和干燥后的操作性(吸收性树脂粒子的粉末流动性等)变得更好。
此外,有机溶剂的含量和水份的测定方法、以及溶剂的蒸馏除去方法与交联聚合物(A)的情形一样。
可以将吸收性树脂粒子进行粉碎。当吸收性树脂粒子包含溶剂时,优选在蒸馏除去(干燥)溶剂之后进行粉碎。
在粉碎的情形中,粉碎后的重均粒径(μm)优选为100~800,更优选为200~500,特别优选为300~400。如果在该范围内,粉碎后的操作性(吸收性树脂粒子的粉末流动性等)变得更好。另外,可以按照与交联聚合物(A)的情形同样的方法测定重均粒径。
微粒的含量越少,则吸收性能越好,优选全部粒子中所占的106μm或以下的微粒的含量为3重量%或以下,更优选全部粒子中所占的150μm或以下的微粒的含量为3重量%或以下。微粒的含量可以使用求算上述重均粒径时所制作的曲线求得。
粉碎和粒度的调整可以采用与交联聚合物(A)的情形相同的方法。
吸收性树脂粒子的形状并没有特别的限制,可以列举出无定形粉碎状、鳞片状、珍珠状和米粒状等。其中,在纸尿布等用途中,从与纤维状物的缠结性良好、不用担心树脂粒子从纤维状物上脱落的观点出发,优选无定形的粉碎形状。
吸收性树脂粒子可以根据需要进行表面交联。作为用于进行表面交联的交联剂(表面交联剂),可以使用与内部交联剂(b)相同的交联剂。作为表面交联剂,从吸收性树脂粒子的吸收性能等观点出发,优选具有至少2个或更多个能够与水溶性乙烯基单体(a1)的水溶性取代基和/或通过乙烯基单体(a2)的水解生成的水溶性取代基进行反应的官能团的交联剂(b3),更优选多元缩水甘油基,特别优选乙二醇二缩水甘油醚和甘油二缩水甘油醚,最优选乙二醇二缩水甘油醚。
在表面交联的情形中,表面交联剂的含量(重量%),基于乙烯基单体(a1)和/或(a2)、内部交联剂(b)以及根据需要所使用的其他的乙烯基单体(a3)的总重量,优选为0.001~7,更优选为0.002~5,特别优选为0.003~4。即,在该情形中,表面交联剂的含量(重量%)的上限基于(a1)和/或(a2)、(b)以及(a3)的总重量,优选为7,更优选为5,特别优选为4,同样地,下限优选为0.001,更优选为0.002,特别优选为0.003。如果在该范围内,则吸收性能变得更好。可以通过将包含表面交联剂的水溶液喷洒在吸收性粒子上或者将吸收性粒子浸渍在包含表面交联剂的水溶液中,然后进行加热处理(100~200℃)的方法等实现表面交联。
在本发明的吸收性树脂粒子中,优选进一步包含扩散渗透剂(diffusing-penetrating agent)(E)作为构成成分。如果包含扩散渗透剂(E),则吸收性能(吸收量和吸收速度)变得更好。
扩散渗透剂(E)是一种用于提高液体在吸收性树脂粒子内部的扩散性和渗透性的添加剂,并且可以使用已知的表面活性剂等(例如《水溶性高分子的最新技术》,CMC出版,2000年5月发行;或者《表面活性剂的应用技术》,CMC出版,2002年12月发行的出版物中所记载的表面活性剂)。在通过水溶液聚合得到交联聚合物(A)时,可以使用表面活性剂中的阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂及两性表面活性剂,可以使用其中1种或者将2种或更多种混合使用。
作为阴离子性表面活性剂,可以列举出碳原子数为12~300的醚羧酸或其盐、[聚氧化乙烯(聚合度=1~5)月桂基醚乙酸钠和聚氧化乙烯(聚合度=1~5)月桂基硫代琥珀酸二钠等]、碳原子数为12~300的烷基(醚)硫酸酯盐[月桂基硫酸钠、聚氧化乙烯(聚合度=1~5)月桂基硫酸钠、聚氧化乙烯(聚合度=1~5)月桂基硫酸三乙醇胺和聚氧化乙烯(聚合度=1~5)椰子油脂肪酸单乙醇酰胺硫酸钠]、碳原子数为12~24的烷基(或烷基苯基)磺酸盐[十二烷基苯磺酸钠、二乙基己基硫代琥珀酸钠等]、碳原子数为12~300的烷基(醚)磷酸酯盐[月桂基磷酸钠和聚氧化乙烯(聚合度=1~100)月桂基醚磷酸钠等]、碳原子数为12~24的脂肪酸盐[月桂酸钠及月桂酸三乙醇胺等]、酰基化氨基酸盐[椰子油脂肪酸甲基牛磺酸钠、椰子油脂肪酸肌氨酸钠、椰子油脂肪酸肌氨酸三乙醇胺、N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸三乙醇胺、N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸钠和月桂酰基甲基-β-丙氨酸钠]及其它[硫代琥珀酸聚氧化乙烯(聚合度=1~5)月桂酰基乙醇酰胺二钠等]等。
此外,作为非离子性表面活性剂,可以列举出脂肪醇(碳原子数为12~24)环氧烷(碳原子数为2~5)加成物(聚合度=1~5)[月桂醇环氧乙烷加成(聚合度=3)物、油醇环氧乙烷加成(聚合度=3)物、以及抹香醇环氧乙烷加成(聚合度=3)物等]、聚氧化烯(碳原子数为2~8,聚合度=1~5)高级脂肪酸(碳原子数为12~24)酯[单硬脂酸聚乙二醇(聚合度=3)和二硬脂酸聚乙二醇(聚合度=3)等]、多元(2~10元)醇脂肪酸(碳原子数为8~24)酯[甘油单硬脂酸酯、乙二醇单硬脂酸酯、山梨聚糖月桂酸(单/二)酯、山梨聚糖棕榈酸(单/二)酯、山梨聚糖硬脂酸(单/二)酯、山梨聚糖油酸(单/二)酯、山梨聚糖椰子油(单/二)酯等]、聚氧化烯(碳原子数为2~8,聚合度=1~5)多元(2~10元)醇高级脂肪酸(碳原子数为8~24)酯[聚氧化乙烯(聚合度=2)山梨聚糖月桂酸(单/二)酯、聚氧化乙烯(聚合度=2)山梨聚糖棕榈酸(单/二)酯、聚氧化乙烯(聚合度=3)山梨聚糖硬脂酸(单/二)酯、聚氧化乙烯(聚合度=3)山梨聚糖油酸(单/二)酯、聚氧化乙烯(聚合度=2)月桂酸(单/二)酯、聚氧化乙烯(聚合度=3)硬脂酸(单/二)酯、聚氧化乙烯(聚合度=3)油酸(单/二)酯、二油酸甲酯葡糖苷(dioleic acid methyl glucoside)等]、脂肪酸烷醇酰胺[1∶1型椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1∶1型月桂酸二乙醇酰胺等]、聚氧化烯(碳原子数为2~8,聚合度=1~5)烷基(碳原子数1~22)苯基醚(聚氧化乙烯(聚合度=2)壬基苯基醚等)、聚氧化烯(碳原子数为2~8,聚合度=1~5)烷基(碳原子数为8~24)胺基醚、烷基(碳原子数为8~24)二烷基(碳原子数为1~6)胺基氧化物[月桂基二甲基胺基氧化物等]等。
另外,在上述化合物中,作为(单/二)酯,是指单酯或二酯。下面也同样。
此外,作为阳离子性表面活性剂,可以列举出季铵盐[硬脂基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵以及乙基硫酸羊毛脂脂肪酸胺基丙基乙基二甲基氯化铵等]和胺盐[硬脂酸二乙基胺基乙基酰胺乳酸盐、二月桂基胺基盐酸盐和油烯基胺乳酸盐等]等。
此外,作为两性表面活性剂,可以列举出甜菜碱型两性表面活性剂[椰子油脂肪酸酰胺丙基二甲基胺基醋酸甜菜碱、月桂基二甲基胺基醋酸甜菜碱、2-烷基-N-羧基甲基-N-羟乙基咪唑啉甜菜碱、月桂基羟基硫代甜菜碱以及月桂酰基酰胺乙基羟乙基羧甲基甜菜碱羟丙基磷酸钠等]和胺基酸型两性表面活性剂[β-月桂基胺基丙酸钠等]等。
在这些扩散渗透剂(E)之中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选阴离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂,更优选烷基(醚)硫酸酯盐、烷基(或烷基苯基)磺酸盐、烷基(醚)磷酸酯盐、脂肪酸盐和多元醇脂肪酸酯,特别优选月桂基硫酸钠、月桂基磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二乙基己基硫代琥珀酸钠、月桂基磷酸钠、月桂酸钠、山梨聚糖月桂酸(单/二)酯、山梨聚糖棕榈酸(单/二)酯、山梨聚糖硬脂酸(单/二)酯、山梨聚糖油酸(单/二)酯和山梨聚糖椰子油(单/二)酯、山梨聚糖月桂酸(单/二)酯,最优选十二烷基苯磺酸钠、二乙基己基硫代琥珀酸钠。
另外,在通过乳液聚合或反相悬浮聚合得到交联聚合物(A)的情形中,作为扩散渗透剂(E),不优选使用与乳化聚合或反相悬浮聚合时所使用的表面活性剂(乳化分散剂)相同的表面活性剂。这是因为考虑到即使使用这样的相同表面活性剂作为扩散渗透剂(E),也难以提高液体在吸收性树脂粒子内部的扩散性和渗透性。这时,优选使用与乳液聚合或反相悬浮聚合时所使用的表面活性剂不同的阴离子类表面活性剂或阳离子类表面活性剂,更优选不同的阴离子类表面活性剂。作为不同的阴离子类表面活性剂,优选与水溶液聚合中所列举的阴离子表面活性剂相同的阴离子表面活性剂。
作为扩散渗透剂(E),优选与疏水性物质(C)的HLB值的差更高的扩散渗透剂。(C)和(E)的HLB的差优选为1~10,更优选为2~8,特别优选为3~7。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性变得更好。
作为扩散渗透剂(E)的HLB值,优选为5~12,更优选为6~11,特别优选为7~10,最优选为8~9。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性变得更好。
当包含扩散渗透剂(E)时,(E)的含量(重量%)基于交联聚合物(A)的重量,优选为0.001~3,更优选为0.005~1,特别优选为0.07~0.5,最优选为0.1~0.3。如果在该范围内,则吸收性物品的耐渗漏性变得更好。
当包含扩散渗透剂(E)时,优选其存在于交联聚合物(A)的内部,更优选其存在于连接部(RC)或材料(D)的表面。
在水溶液聚合法的情形中,作为使吸收性树脂粒子包含扩散渗透剂(E)的时机并没有特别的限制,可以列举出在聚合工序中、在聚合工序刚结束之后、在含水凝胶的粉碎(切碎)中和在含水凝胶的干燥中等。其中,从吸收性物品的耐渗漏性等观点出发,优选在聚合工序刚结束之后和在含水凝胶的粉碎(切碎)工序中,更优选在聚合工序刚结束之后。
在反相悬浮聚合法或乳液聚合的情形中,作为使吸收性树脂粒子包含扩散渗透剂(E)的时机,可以列举出在聚合工序刚结束之后、在脱水工序中(脱水直至水份为10重量%左右的工序中)、在脱水工序刚结束之后、在蒸馏除去聚合中所使用的有机溶剂的工序中以及在含水凝胶的干燥中等。其中,从吸收性物品的耐渗漏性和聚合时的稳定性等观点出发,优选在聚合工序刚结束之后、在脱水工序中、在脱水工序刚结束之后以及在蒸馏除去聚合中所使用的有机溶剂的工序中,更优选在聚合工序之后、在脱水工序中。
作为使吸收性树脂粒子包含扩散渗透剂(E)的方法和用于该方法的装置,可以使用将连接部(RC)或材料(D)与交联聚合物(A)进行混合的方法以及用于该方法的装置等。
为了使扩散渗透剂(E)存在于连接部(RC)或材料(D)的表面,可以适用在使吸收性树脂粒子含有(E)之后,将连接部(RC){或者疏水性物质(C)}或材料(D)进行混合的方法等。
扩散渗透剂(E)也可以以溶解和/或乳化于水和/或挥发性溶剂中的形态使用。作为挥发性溶剂,和疏水性物质(C)的情形相同,优选的范围和使用量也是相同的。
本发明的吸收性树脂粒子的扩散吸收量(ml)优选为40~70,更优选为45~65,特别优选为50~60。如果在该范围内,则本发明的吸收性树脂粒子用于吸收性物品时可发挥更优良的耐渗漏性。
吸收性树脂粒子的扩散吸收量(ml)是通过下述测定方法求得的值。
测定方法在一个具有垂直竖立的圆筒(内径60mm、长50mm)和圆筒底部的金属丝网(1)(筛孔150μm)的过滤圆筒容器(2)内,加入1.25g测定样品(3)使其在金属丝网(1)上形成均匀的厚度,将带有进料管的圆盘(5)(直径59mm、厚度4mm、重量29g)置于测试样品(3)之上,使圆盘(5)的底面和测试样品(3)相接触,上述带有进料管的圆盘(5)中,进料管(4)(内径4mm、长度50mm)垂直于该圆盘的顶面而配置,并且其内孔贯通到圆盘底面,进而将环状重物(6)(外径50mm、内孔直径16mm、重量150g)放置在圆盘(5)的圆盘顶面上,然后计算从以10ml/分钟的速度从进料管(4)连续地注入生理盐水(25℃)开始到生理盐水从金属丝网(1)开始漏出时所需要的时间(T),从式(1)计算出扩散吸收量。其中,当注入的生理盐水在从金属丝网(1)漏出之前到达距离进料管(4)的上端5mm的刻度线位置的情况下,在该到达的时间点停止测量,记为无法测量。
扩散吸收量(ml)=10(ml/分钟)×T(分钟) (1)对于上述扩散吸收量的测定的详细说明如下所述。图1和图2分别为用于示意性说明扩散吸收量的测定中所使用的装置的该装置的正面剖面图和立体透视图。
扩散吸收量的测量中所使用的装置包括过滤圆筒容器(2)、带有进料管的圆盘(5)以及环状重物(6)(参阅图1和2)。进而,用于以恒定速度注入生理盐水的注射器、烧杯或定量泵等是必要的,从精度的观点出发,优选定量泵。
构成过滤圆筒容器(2)的圆筒只要满足内径为60mm、长度为50mm即可,其材质并没有特别的限定,从便于观察内部的角度出发,优选透明的材质(聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯和聚乙烯等)。该圆筒的底部用筛孔为150μm的金属丝网(1)堵住,形成生理盐水能够通过而测定样品(3)不能通过的结构。另外,金属丝网是按照JIS Z8801-12000制得的。
构成带有进料管(4)的圆盘(5)的圆盘的大小为直径59mm、厚度4mm、重量29g(包括进料管(4)的重量),从便于观察内部的角度出发,优选透明的材质。内径为4mm、长度为50mm的进料管(4)垂直于圆盘的顶面而配置于该圆盘的中心部,此外,进料管(4)的内孔贯通至圆盘底面,从而使得注入进料管(4)的生理盐水能够流入到圆盘(5)下面的测试样品中。带有进料管的圆盘(5)插入到过滤圆筒容器(2)内,从而能够将测试样品(3)保持在圆盘底面和金属丝网(1)的顶面之间。
环状重物(6)的大小为外径50mm、内孔径16mm、重量150g,带有进料管的圆盘(5)的进料管(4)贯穿环状(面包圈状)的内孔,并且在圆盘顶面施加负荷。从所占空间的观点出发,环状重物(6)的材质优选为金属制造(钢铁、铜、不锈钢和铅等)的。
作为注射器和烧杯,可以使用化学实验中所使用的常规的器具,定量泵可以使用齿轮泵、管状泵和注射器泵等。
在测量中,首先按照管轴方向为垂直方向(重力方向)固定过滤圆筒容器(2),然后在金属丝网(1)上放入1.25g测试样品(3)使其成为均匀的厚度(分布),在测试样品(3)上放置带有进料管的圆盘(5),使圆盘底面与测试样品(3)接触。进而,在圆盘(5)的圆盘顶面上放置环状重物(6)。
接着,以10ml/分钟的速度将生理盐水连续地注入到进料管(4)内。这时,对注入进料管(4)内的生理盐水不施加除了大气压和生理盐水的水柱压力以外的压力。在使用定量泵和注射器时,往进料管(4)中进行注入的喷嘴的外径优选为大约3mm或以下,从而不会施加定量泵的喷射压力。
然后,测定从开始注入生理盐水到生理盐水开始从金属丝网(1)漏出所需的时间(T),从式(1)计算出扩散吸收量。另外,当生理盐水滞留在进料管(4)中,并且从金属丝网(1)中漏出之前到达距离进料管(4)的上端5mm的刻度线位置的情况下,在该到达时点停止测量,并记为不能测量扩散吸收量。
此外,所使用的生理盐水和测量环境的温度为25℃±2℃。扩散吸收量(ml)=10(ml/分钟)×T(分钟) (1)本发明的吸收性树脂粒子优选具有0.5~3.5的吸收时间(Z)(单位分钟),再优选0.6~3,更优选0.7~2.5,特别优选0.8~2,最优选0.9~1.8。
优选本发明的吸收性树脂粒子满足式(2)和式(3)。
30≤(X)≤70(2)(Z)≤-0.0071(Y)+2.7(3)保水量(X)为浸渍在生理盐水中1小时后的吸收性树脂粒子的保水量(g/g),并且是通过下述方法测定的。
<保水量(X)的测定方法>
在由250目的尼龙网制成的茶袋(长20cm、宽10cm)中加入1.00g测试样品,在无搅拌条件下将其浸渍在1000cc的生理盐水(食盐浓度为0.9重量%)中1小时,然后悬挂15分钟脱水。然后,连同茶袋一起放入离心分离机中,在150G下离心脱水90秒,除去剩余的生理盐水,测定包括茶袋的重量(h1),并从下式求出保水量(X)。另外,使用的生理盐水和测试环境的温度为25℃±2℃。
(X)={(h1)-(h2)-1.00}/1.00
(h2)表示不含测试样品时通过与上述相同的操作测定的茶袋的重量。
代替式(2),保水量(X)优选满足式(8),更优选满足式(9),特别优选满足式(10),最优选满足式(11)。如果满足这些公式,则无论在怎样的状态下都能发挥更高的吸收性能,容易制造不容易产生渗漏的吸收性物品。
10≤(X)≤65 (8)22≤(X)≤60 (9)25≤(X)≤55 (10)30≤(X)≤50 (11)通液速度(Y)是将吸收性树脂粒子浸渍在生理盐水中1小时后在21.4Pa在负荷下的生理盐水的通液速度(ml/分钟),并且是通过下述方法测定的。
(通液速度(Y)的测定方法)将0.32g测试样品浸渍在50ml的生理盐水中1小时,制备含水凝胶粒子。
另一方面,将带有栓塞和容量刻度的过滤器(筛孔10μm~15μm)的封闭型(enclosed-type)色谱柱(直径(内径)25.4mm,长度35cm)的栓塞(内径5mm、长度10cm)关闭,将该栓塞设为下侧而垂直地(重力方向)固定该色谱柱。
接着,将上述含水凝胶粒子和生理盐水一起转移到色谱柱中,将在一端垂直带有筛孔为150μm(JIS Z8801-12000)的圆形金属丝网(直径25mm)的加压轴(重量15.5g,长度31.5cm)按照金属丝网位于含水凝胶粒子一侧的方式放入,再放置重物(91.5g)并静置1分钟。
开启色谱柱下部的栓塞,测量柱内液面从60ml变成40ml时所需要的时间(T1;秒),通过下式求出通液速度(Y,ml/分钟)。另外,所使用的生理盐水和测量环境的温度为25℃±2℃。
(Y)=20(ml)×60/(T1-T2)(T2)是针对不含测试样品的情形通过进行上述相同操作测定的时间。即,在带有栓塞和容量刻度的过滤器封闭型色谱柱中加入50ml生理盐水,测量柱内液面从60ml变成40ml时所需要的时间(T2;秒)。
吸收时间(Z)为通过吸收生理盐水而达到饱和膨胀度的70体积%时所需的吸收时间(分钟),并且是通过下述方法测定的。
<吸收时间(Z)的测定>
将1.0g测试样品放入100ml的量筒中后,一次性加入100ml生理盐水,同时每1分钟读取膨胀的测试样品所占的体积(以膨胀的测试样品的最上端所对应的量筒的刻度表示其体积),直至5分钟内的测量值的变化为±0(测试样品吸收生理盐水并缓慢膨胀,其所占的体积增大,一定时间后达到饱和膨胀状态)。然后,以横轴为时间、纵轴为膨胀的测试样品的体积制作体积-时间曲线,以5分钟内的测量值的变化为±0时的体积(饱和膨胀度)为100体积%,以该饱和膨胀度的70体积%对应的时间作为吸收时间(Z)。
另外,所使用的生理盐水和测量环境的温度为25℃±2℃。
代替式(3),优选满足式(12),更优选满足式(13),特别优选满足式(14),最优选满足式(15)。如果满足这些公式,则无论在怎样的状态下都能发挥更高的吸收性能,容易制造不容易产生渗漏的吸收性物品。
(Z)≤-0.0071(Y)+2.8 (12)(Z)≤-0.0071(Y)+2.5 (13)(Z)≤-0.0071(Y)+2.3 (14)(Z)≤-0.0071(Y)+2.0 (15)进而,在式(3)中,优选满足式(16),更优选满足式(17),特别优选满足式(18),最优选满足式(19)。如果满足这些公式,则无论在怎样的状态下都能发挥更高的吸收性能,容易制造难以产生渗漏的吸收性物品。
1≤(Y)≤80(16)5≤(Y)≤60(17)10≤(Y)≤50 (18)15≤(Y)≤40 (19)当用于吸收性物品时,从操作性、手感及耐湿性等观点出发,本发明的吸收性树脂粒子的含水率(重量%)优选为1~12,更优选为2~10,特别优选为4~8。如果在该范围内,则吸收性树脂粒子能够防止由于冲击所产生的破坏,操作性等变得更好。
另外,含水率并非仅仅是由干燥工序所决定,还可以通过表面交联工序和加水工序等来调整。此外,含水率可以和上述水份的测定法同样地(120±5℃,30分钟等)用干燥处理后的重量减少率来测定。
在本发明的吸收性树脂粒子中,可以根据需要在任意的阶段{交联聚合物(A)的聚合工序、粉碎工序、干燥工序、磨碎工序、表面交联工序和/或这些工序的前后等}添加添加物。
作为添加物,可以使用防腐剂、防霉剂、抗菌剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、着色剂、芳香剂、除臭剂和有机纤维状物等,可以使用它们中的1种,也可以将2种或更多种混合使用。
作为防腐剂,可以列举出水杨酸、山梨酸、脱氢乙酸、甲基萘醌等防腐剂,以及氯胺B和硝基糠腙等杀菌剂等。
作为防霉剂,可以列举出对氧化安息香酸丁酯等。
作为抗菌剂,可以列举出氯化苯甲烷铵和双氯苯双胍己烷葡糖酸盐等。
作为抗氧化剂,可以列举出三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯和3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基膦酸酯-二乙基酯等受阻酚类抗氧化剂以及正丁基胺、三乙胺和甲基丙烯酸二乙基胺基甲酯等胺类抗氧化剂等。
作为紫外线吸收剂,可以列举出2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑以及2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑等苯并三唑类紫外线吸收剂;2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚等三嗪类紫外线吸收剂;2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮等二苯甲酮类紫外线吸收剂;以及2-乙氧基-2’-乙基草酸双酰替苯胺等草酸酰替苯胺类紫外线吸收剂等。
作为着色剂,可以列举出氧化钛和铁氧体等无机颜料;azolake类、苯并咪唑酮类和酞菁类等有机颜料;以及苯胺黑类和苯胺类染料等。
作为芳香剂,可以列举出麝香、松节油、松脂油等天然香料;以及薄荷醇、柠檬醛、对甲基苯乙酮和植物香料(floral)等合成香料。
作为除臭剂,可以列举出沸石、二氧化硅、类黄酮和环糊精等。
当添加这些添加物时,其添加量(重量%)可根据用途的不同而不同,基于吸收性树脂粒子的重量,优选为10-6~20,更优选为10-5~10,特别优选为10-4~5。如果在该范围内,则可以在不降低吸收性树脂粒子的吸收性能的条件下使其具有抗菌作用等。
通过将本发明的吸收性树脂粒子适用于各种吸收体中,能够制造吸收性能良好的吸收性物品。
作为在吸收体中适用吸收性树脂粒子的方法,可以列举出(1)在由层状设置的纸浆等形成的纤维状物的层之间分散吸收性树脂粒子的方法;(2)将由纸浆、热熔融粘合性纤维等形成的纤维状物和吸收性树脂粒子混合的方法;(3)用两张或更多张吸水纸或无纺布,将吸收性树脂粒子与根据需要使用的纤维状物一起夹在中间等的方法。
作为纤维状物,可以使用各种短纤浆或棉浆等现有的用于吸收性物品中的纤维状物。其原料(针叶树和阔叶树等)、制造方法[牛皮纸浆、化学纸浆、半化学纸浆和化学热机制纸浆(CTMP)等]、漂白方法等并没有特别的限制。此外,作为纤维状物,除了上述有机纤维状物之外,可以根据需要单独使用在水中不膨胀的合成纤维,或者将其与上述短纤浆或棉浆等混合使用。作为合成纤维,可以列举出聚烯烃类纤维(聚乙烯类纤维和聚丙烯类纤维等)、聚酯类纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等)、聚烯烃-聚酯复合纤维、聚酰胺类纤维和聚丙烯腈类纤维等。
纤维状物的长度、粗细并没有特别的限定,通常长度为1~200mm,粗细为0.1~100但尼尔(0.11~110dtex)的范围是合适的。
关于形状,只要是纤维状即可,并没有特别的限制,可以列举出网状、细圆筒状、剪裁的裂膜纱状、切段纤维状和细丝状等。
相对于吸收体的本发明的吸收性树脂粒子的添加量(重量%)可以根据吸收体的重量和尺寸、目标吸收性能进行各种改变,基于吸收性树脂粒子和纤维状物的总重量,优选为30~95,更优选为40~94,特别优选为50~93。如果在该范围内,则所得到的吸收体的吸收性能变得更好。
使用了本发明的吸收性树脂粒子的吸收体即使在吸收了被吸收液体(汗、尿和血液等体液以及海水、地下水和泥水等水等)的情况下,也显示出干爽的触感,因此在用于纸尿布和生理用卫生巾等卫生用品的情形中,不仅显示出良好的吸收性能,并且能够发挥被吸收液体即使在压力下也不容易返回的优良特征。
因此,通过使用本发明的吸收性树脂粒子,可以容易地制造无论在怎样的状态下都能发挥高吸收性能的吸收性物品。
即,即使使用者在穿戴的状态下坐下或横躺那样在受到负荷的状态下,吸收量和吸收速度也不会降低,其结果是,极不容易产生渗漏等问题。
作为吸收性物品,优选具有吸收体、液体透过性薄片、透气性底片的吸收性物品,更优选作为卫生用品的吸收性物品。
作为卫生用品,可以列举出纸尿布(儿童用纸尿布和成人用纸尿布等)、卫生巾(生理用卫生巾等)、纸巾、垫子(失禁者用垫子和手术用垫子等)以及宠物薄片(宠物尿吸收片)等。在这些卫生用品中,更适合用于纸尿布。进而,在纸尿布中,最适合用作要求SDME法测定的表面干燥度值为50%或以上、更优选为55%或以上的纸尿布。
<通过SDME法测定表面干燥度值>
通过SDME法测定的表面干燥度值是使用SDME(表面干燥度测量仪)测试仪(WK system公司制造)按照如下顺序测定的。
将SDME测试仪的检测器放在充分湿润的纸尿布(将纸尿布浸渍于能将其覆没程度的人工尿(氯化钙0.03重量%、硫酸镁0.08重量%、氯化钠0.8重量%和离子交换水99.09重量%)中,放置60分钟)上,将其设为0%的干燥度值,接着,将SDME测试仪的检测器放在干燥的纸尿布(在80℃下将纸尿布加热干燥了2小时)上,并将其设为100%的干燥度值,进行SDME测试仪的校正。
接着,在测定的纸尿布的中央设置金属环(内径70mm、外径80mm、长度50mm、重量300g),注入80ml的人工尿。在注入之后立即取出金属环,将SDME检测器设置在纸尿布的中央使其与纸尿布接触并开始测量。测量开始后,以5分钟之后的值作为基于SDME的表面干燥度值。
另外,本发明的吸收性树脂粒子不仅可以用于上述卫生用品用途,而且还可以于用于宠物尿吸收剂、移动卫生间的尿凝胶化剂、水果蔬菜等的鲜度保持剂、肉类和鱼贝类的液滴吸收剂、保冷剂、一次性怀炉、电池用凝胶化剂、植物和土壤等的水份保持剂、防结露剂、防水材料和填充材料和人造雪等各种用途。
实施例下面,通过实施例和比较例对本发明进行更详细的说明,但是本发明并不限于这些实施例。下面,如果没有特别的限定,份表示重量份,%表示重量%。
<含水凝胶状聚合物(AA-1)的合成>
在玻璃制反应容器中,加入77份丙烯酸钠、22.85份丙烯酸、0.15份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺以及293份去离子水、0.001份二氯三(三苯基膦)钌,进行搅拌和混合,同时将内容物的温度保持在3℃。
向内容物中通入氮气使得溶解的氧气量达到1ppm或以下,然后添加并混合0.3份过氧化氢的1%的水溶液、0.8份抗坏血酸的0.2%的水溶液及0.8份2,2’-偶氮双脒基丙烷二盐酸化物的2%的水溶液,引发聚合,反应液达到80℃后,通过在80±2℃的聚合温度下聚合大约5小时,得到由交联聚合物(A1)构成的含水凝胶状聚合物(AA-1)。含水率(120±5℃×30分钟)为74.6%。
<材料(DD11)的制备>
将0.0005份胺基改性硅酮(信越化学公司产品“KF354”)溶于10份甲醇中,然后将该溶液加入到5份粘土(ROCKWOOD ADDIIVESLIMITTED公司制造的“LAPONIPE XLG”)中,在25℃下使用Biomixer(日本精机公司制造的“ABM-2型”)搅拌2分钟,然后进行60℃×1小时的干燥,得到疏水处理材料(DD11)。
<材料(DD12)的制备>
将0.0005份二甲基硅酮(Dow Corning Toray Silicone公司制造、商品名“SH200”)溶于10份甲醇中,然后将该溶液加入到5份纸浆(日本造纸化学公司产品“KC Flock W-400G”)中,在25℃下使用Biomixer(日本精机公司制造的“ABM-2型”)搅拌2分钟,然后进行60℃×1小时的干燥,得到疏水处理材料(DD12)。
<材料(DD13)的制备>
将0.0005份二甲基硅酮(Dow Corning Toray Silicone公司制造、商品名“SH200”)溶于10份甲醇中,然后将该溶液加入到5份二氧化硅(日本Aerosil公司产品“Aerosil 200 PE”)中,在25℃下使用Biomixer(日本精机公司制造的“ABM-2型”)搅拌2分钟,然后进行60℃×1小时的干燥,得到疏水处理材料(DD13)。
<材料(DD14)的制备>
将0.0005份液体石蜡(粘度50mPa·s)溶于10份环己烷中,然后将该溶液加入到5份粘土(ROCKWOOD ADDIIVES LIMIITED公司产品“LAPONIPE XLG”)中,在25℃下使用Biomixer(日本精机公司制造的“ABM-2型”)搅拌2分钟,然后进行60℃×1小时的干燥,得到疏水处理材料(DD14)。
<材料(DD15)的制备>
将0.0005份羧基改性蜡(三洋化成公司制造、商品名的“SANWAX165-P”)溶于10份环己烷中,然后将该溶液加入到5份纸浆(日本制纸化学公司产品“KC Flock W-400G”)中,在25℃下使用Biomixer(日本精机公司制造的“ABM-2型”)搅拌2分钟,然后进行60℃×1小时的干燥,得到疏水处理材料(DD15)。
<材料(DD16)的制备>
将0.0005份羧基改性蜡(三洋化成公司制造、商品名“SANWAX165-P”)溶于10份环己烷中,然后将该溶液加入到5份二氧化硅(日本Aerosil公司产品“Aerosil 200 PE”)中,在25℃下使用Biomixer搅拌2分钟,然后进行60℃×1小时的干燥,得到疏水处理材料(DD16)。
<实施例1>
向400份含水凝胶状聚合物(AA-1)中加入40份材料(DD11)和0.4份扩散渗透剂(E1)(三洋化成公司制造的“SANMORIN OT 70”,阴离子性表面活性剂),使用切碎机(多孔板的孔径6mm,飯塚工业公司制造,“12VR-400K”)在25℃下混炼5分钟,然后使用通气型带式干燥机在135℃、风速2.0m/秒的条件下进行干燥,得到聚合物干燥物。
使用市售的果汁榨取器粉碎该聚合物干燥物,使用筛孔为600μm和250μm的筛子将粒度调整到25μm~600μm,然后在高速搅拌(细川Micron公司制造的高速搅拌湍流增强器转速2000rpm)100份该颗粒物的同时,喷洒加入2份乙二醇二缩水甘油醚的10%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)并进行混合,在140℃下静置30分钟,通过加热交联得到吸收性树脂粒子(1)。
<实施例2>
除了使用材料(DD12)代替材料(DD11)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(2)。
<实施例3>
除了使用材料(DD13)代替材料(DD11)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(3)。
<实施例4>
除了使用材料(DD14)代替材料(DD11)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(4)。
<实施例5>
除了使用材料(DD15)代替材料(DD11)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(5)。
<实施例6>
除了使用材料(DD16)代替材料(DD11)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(6)。
<实施例7>
除了使用扩散渗透剂(E2)(三洋化成工业公司制造的“NAROACTY ID 50”,非离子性表面活性剂)代替扩散渗透剂(E1)(三洋化成公司制造的“SANMORIN OT 70”)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(7)。
<实施例8>
除了使用材料(DD12)代替材料(DD11),以及使用扩散渗透剂(E2)(三洋化成工业公司制造的“NAROACTY ID 50”)代替扩散渗透剂(E1)(三洋化成公司制造的“SANMORIN OT 70”)之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(8)。
<实施例9>
除了将材料(DD11)的重量改为5.4份之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(9)。
<实施例10>
除了将材料(DD11)的使用量40份改为2.7份、以及将扩散渗透剂(E1)(三洋化成公司制造的“SANMORIN OT 70”)的使用量0.4份改为0.14份之外,采用和实施例1同样的方法得到吸收性树脂粒子(10)。
<实施例11>
向400份含水凝胶状聚合物(AA-1)中加入40份硅酮颗粒(东芝硅酮公司制造,“TOSPEARL”,平均粒径2μm)和0.4份扩散渗透剂(E2)(三洋化成工业公司制造的“NAROACTY ID 50”),使用切碎机(多孔板的孔径6mm,飯工业公司制造,“12VR-400K”)在25℃下混合并混炼5分钟,然后,使用通气型带式干燥机在135℃、风速2.0m/秒的条件下进行干燥,得到聚合物干燥物。
使用市售的果汁榨取器粉碎该聚合物干燥物,使用筛孔为600μm和250μm的筛子将粒度调整到25μm~600μm,然后,在高速搅拌(细川Micron公司制造的高速搅拌湍流增强器转速2000rpm)100份该颗粒物的同时,喷洒加入2份乙二醇二缩水甘油醚的10%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)并进行混合,在140℃下静置30分钟,通过加热交联得到吸收性树脂粒子(11)。
<实施例12>
除了使用聚乙烯薄膜的粉碎物(TAMAPOLY公司制造的聚乙烯薄膜,厚度30μm,通过筛孔为250μm的筛子的产品)代替硅酮颗粒之外,采用和实施例11同样的方法得到吸收性树脂粒子(12)。
<实施例13>
向400份含水凝胶状聚合物(AA-1)中加入40份蜡乳液(三井化学公司制造,商品名“CHEMIPEARL S650”)和0.4份扩散渗透剂(E2)(三洋化成工业公司制造的“NAROACTY ID 50”),使用切碎机(多孔板的孔径6mm,飯工业公司制造,“12VR-400K”)在25℃下混炼5分钟,然后,使用通气型带式干燥机在135℃、风速2.0m/秒的条件下进行干燥,得到聚合物干燥物。
使用市售的果汁榨取器粉碎该聚合物干燥物,使用筛孔为590μm和250μm的筛子将粒度调整到30目~60目,然后,在高速搅拌(细川Micron公司制造的高速搅拌湍流增强器转速2000rpm)100份该颗粒物的同时,喷洒加入2份乙二醇二缩水甘油醚的10%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)并进行混合,在140℃下静置30分钟,通过加热交联得到吸收性树脂粒子(13)。
<实施例14>
除了将蜡乳液的使用量40份改为1.7份之外,采用和实施例13同样的方法得到吸收性树脂粒子(14)。
<实施例15>
除了将蜡乳液的使用量40份改为0.14份,并且将扩散渗透剂(E1)(三洋化成工业公司制造的“SANMORIN OT 70”)的使用量0.4份改为0.14份之外,采用和实施例13同样的方法得到吸收性树脂粒子(15)。
<实施例16>
在玻璃制反应容器中,加入77份丙烯酸钠、22.85份丙烯酸、0.15份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺以及293份去离子水、0.001份二氯三(三苯基膦)钌、0.2份疏水性物质(C11)(三洋化成工业公司制造,“NAROACTY ID 20”,非离子性表面活性剂),搅拌、混合,同时将内容物的温度保持在3℃。
向内容物中通入氮气使得溶解的氧气量达到1ppm或以下后,添加并混合0.3份过氧化氢的1%的水溶液、0.8份抗坏血酸的0.2%的水溶液及0.8份2,2’-偶氮双脒基丙烷二盐酸化物的2%的水溶液,引发聚合,反应温度达到80℃后,通过在80±2℃的聚合温度下聚合大约5小时,得到由交联聚合物(A2)构成的含水凝胶状聚合物(AA-2)。向400份该含水凝胶状聚合物(AA-2)中加入0.4份扩散渗透剂(E2)(三洋化成工业公司制造,“NAROACTY ID 50”),使用切碎机(多孔板的孔径6mm,飯塚工业公司制造,“12VR-400K”)在25℃下混炼5分钟,然后,使用通气型带式干燥机在135℃、风速2.0m/秒的条件下进行干燥,得到聚合物干燥物。
使用市售的果汁榨取器粉碎该聚合物干燥物,使用筛孔为60μm和250μm的筛子将粒度调整到250μm~600μm,然后,在高速搅拌(细川Micron公司制造的高速搅拌湍流增强器转速2000rpm)100份该颗粒物的同时,喷洒加入2份乙二醇二缩水甘油醚的10%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)并进行混合,在140℃下静置30分钟,通过加热交联得到吸收性树脂粒子(16)。
<实施例17>
使用9.4份水稀释145.4份丙烯酸,冷却至30~20℃,同时加入242.3份25%的氢氧化钠水溶液进行中和。向该溶液中加入0.09份乙二醇二缩水甘油醚(Nagase化成工业公司制造,“Denacol EX-810”)、0.0146份次磷酸钠1水合物、0.0727份过硫酸钙和0.57份扩散渗透剂(E1)(三洋化成工业公司制造的“SANMORIN OT 70”)并使其溶解,加入8.5份材料(DD15),在25℃下使用Biomixer(日本精机公司制造的“ABM-2型”)搅拌2分钟使其分散,得到单体水溶液。接着,在带有搅拌器、回流冷却器、温度计和氮气导入管的反应容器中加入624份环己烷,向其中加入1.56份聚氧化乙烯辛基苯基醚磷酸酯(第一工业制药公司,商品名“PLYSURF A210G”)并使其溶解,然后一边搅拌一边进行氮气置换,然后升温至70℃。接着,保持70℃,以6.6份/分钟的速度在6分钟内滴入制备的单体水溶液,在75℃下保持15分钟后,在54分钟内以6.6份/分钟的速度滴入剩余的单体水溶液。然后,在75℃下老化30分钟。然后,通过与环己烷的共沸除去水直至树脂的含水率达到约20%(红外水份计(“FD-100型”,Kett公司制造),在180℃、20分钟的条件下测量)。冷却至30℃并停止搅拌,树脂粒子沉淀下来,通过倾析分离树脂粒子和环己烷加入反应容器。将80份该树脂粒子和140份环己烷加入反应容器,向其中加入3.4份包含0.4%的甘油聚缩水甘油醚(Nagase工业公司制造,商品名“Denacol EX-314”)的环己烷溶液,然后在60℃下加热并保持30分钟后,进一步加热并在环己烷的回流下保持30分钟。接着,通过过滤得到树脂粒子并在80℃下减压干燥,得到吸收性树脂粒子(17)。
<实施例18>
除了使用材料(DD16)代替材料(DD15)之外,采用和实施例17同样的方法得到吸收性树脂粒子(18)。
<实施例19>
除了使用蜡乳液(三井化学公司制造,“CHEMIPEARL S650”)代替材料(DD15)之外,采用和实施例17同样的方法得到吸收性树脂粒子(19)。
<实施例20>
除了将材料(DD15)的使用量8.5份改为3.5份、以及将扩散渗透剂(E1)(三洋化成工业公司制造的“SANMORIN OT 70”)的使用量0.57份改为0.17份之外,采用和实施例17同样的方法得到吸收性树脂粒子(20)。
<比较例1>
除了在含水凝胶聚合物(AA-1)中不加入材料(D)和扩散渗透剂(E1)之外,和实施例1一样得到比较吸收性树脂粒子(1’)。
<比较例2>
除了在含水凝胶聚合物(AA-1)中仅仅加入扩散渗透剂(E1)之外,和实施例1一样得到比较吸收性树脂粒子(2’)。
<比较例3>
除了使用纸浆(日本制纸化学公司产品“KC Flock W-400G”)代替材料(DD12)之外,和实施例1一样得到比较吸收性树脂粒子(3’)。
<比较例4>
除了使用二氧化硅(日本Aerosil公司产品“Aerosil 200PE”)代替材料(DD13)之外,和实施例1一样得到比较吸收性树脂粒子(4’)。
<比较例5>
除了不添加材料(DD15)和扩散渗透剂(E1)(“SANMORIN OT70”)之外,采用和实施例17同样的方法得到比较吸收性树脂粒子(5’)。
<比较例6>
除了不添加材料(DD15)之外,采用和实施例17同样的方法得到比较吸收性树脂粒子(6’)。
<比较例7>
除了使用纸浆(日本制纸化学公司制造的“KC Flock W-400G”)代替材料(DD15)之外,采用和实施例17同样的方法得到比较吸收性树脂粒子(7’)。
<比较例8>
除了使用二氧化硅(日本Aerosil公司产品“Aerosil 200 PE”)代替材料(DD15)之外,采用和实施例17同样的方法得到比较吸收性树脂粒子(8’)。
通过上述方法评价吸收性树脂粒子(1)~(20)和比较吸收性树脂粒子(1’)~(8’)的扩散吸收量(Q){作为定量泵,使用产业株式会社制造的滴液泵,商品名CP-21,}、保水量(X)、负荷下的通液速度(Y)、通过吸收生理盐水而达到饱和膨胀度的70体积%时所需的吸收时间(分钟)(Z),评价结果如表1和表2所示。
表1

表2

<实施例21>
将通过气流型混合装置混合100份短纤浆和100份实施例1得到的本发明的吸收性树脂粒子(1)得到的混合物均匀层叠,使其单位面积质量达到约400g/m2,在5Kg/cm2的压力下加压30秒,得到实施例13的吸收体(B1)。将所得到的吸收体(B1)剪裁成14cm×36cm的长方形,分别在其上下表面放置与吸收体相同大小的吸水纸(单位面积质量为15.5g/m2),进而将市售的纸尿布所使用的聚乙烯薄片配置在背面,将聚乙烯制成的无纺布(单位面积质量为20.0g/m2)配置在正面,制得纸尿布(1)。
<实施例22~40>
同样地,使用吸收性树脂粒子(2)~(20)代替吸湿性树脂粒子(1),制备吸收体(B2)~(B20),进而制成纸尿布(2)~(20)。
<实施例41>
形成50份短纤浆的层之后,均匀分散100份实施例2得到的吸收性树脂粒子(2),进而在其上面层叠50份短纤浆的层,形成夹心结构,在5Kg/cm2的压力下加压30秒,得到吸收体(B21)。将所得到的吸收体(B21)剪裁成14cm×36cm的长方形,分别在其上下表面配置与吸收体相同大小的吸水纸(单位面积质量为15.5g/m2),进而将市售的纸尿布所使用的聚乙烯薄片配置在背面,将聚乙烯制成的无纺布(单位面积质量为20.0g/m2)配置在正面,从而制得纸尿布(21)。
<比较例9~16>
使用比较例1~8得到的比较吸收性树脂粒子(1’)~(8’)代替吸收性树脂粒子(1),采用和实施例21同样的方法,制备比较吸收体(B1’)~(B8’),进而制成纸尿布(1’)~(8’)。
针对所制造的纸尿布(1)~(21)和(1’)~(8’),通过如下方法测定直至渗漏时的吸收量、表面干燥感,并通过上述方法测量基于SDME的表面干燥度值,测量结果如表3所示。
<直至渗漏时的吸收量>
将纸尿布(140mm×360mm)放置在丙烯酸板(140mm×360mm,重量5.0Kg)上,然后,使用胶带将纸尿布的短边(140mm)的一端(上端)固定在丙烯酸板上(纸尿布与胶带之间的重叠距离一端1cm宽),按照将固定了纸尿布的一端(上端)作为上部的方式以45度角倾斜的状态固定丙烯酸板。接着,在距离上端30mm{距离另一端(下端)330mm}、距离长边的两端分别为70mm的部位,用滴液泵(产业株式会社制造,商品名“CP-21”)以100g/分钟的速度加入人工尿(氯化钙0.03重量%、硫酸镁0.08重量%、氯化钠0.8重量%和离子交换水99.09重量%)。以人工尿从纸尿布下端漏出的时间点作为终点,求出直至渗漏时的人工尿的加入量,作为直至渗漏时的吸收量。
<表面干燥感>
使用测定了直至渗漏时的吸收量的纸尿布,由10个人通过手指接触判断该纸尿布的表面干燥感,按照如下4个等级进行评价。求出10个人的平均,作为表面干燥感。
○干燥感良好△轻微的潮湿,但是能够令人满意的干燥感×缺乏干燥感、潮湿状态,或者没有干燥感、湿润状态表3

本发明的吸收性树脂粒子通过适用于各种吸收体,能够制得被吸收液体不容易渗漏的吸收性物品。特别适合用于纸尿布(儿童用纸尿布和成人用纸尿布等)、卫生巾(生理用卫生巾等)、纸巾、垫子(失禁者用垫子和手术用垫子)以及宠物薄片(宠物尿吸收片)等卫生用品中,更适合用于纸尿布。
另外,本发明的吸收性树脂粒子不仅适合用于卫生用品,还适合用于宠物尿吸收剂、移动卫生间的尿凝胶化剂、水果蔬菜等的鲜度保持剂、肉类和鱼贝类的液滴吸收剂、保冷剂、一次性怀炉、电池用凝胶化剂、植物和土壤等的水份保持剂、防结露剂、防水材料和填充材料和人造雪等各种用途。
权利要求
1.一种吸收性树脂粒子,其包含交联聚合物(A)和疏水性物质(C),所述的交联聚合物(A)以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解形成(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要构成单元,所述的吸收性树脂粒子具有使(C)的一部分或全部包含在吸收性树脂粒子的内部的结构。
2.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中疏水性物质(C)的一部分或全部包含在吸收性树脂粒子的内部的结构是一种由(C)构成的连接部(RC)包含在吸收性树脂粒子的内部的结构。
3.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中疏水性物质(C)的一部分或全部包含在吸收性树脂粒子的内部的结构是一种材料(D)包含在吸收性树脂粒子的内部的结构,所述的材料(D)是在亲水性材料(d1)或疏水性材料(d2)的一部分或全部表面上涂布或浸渍疏水性物质(C)而得到的。
4.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中疏水性物质(C)的HLB值为1~10。
5.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中疏水性物质(C)为硅酮或改性硅酮。
6.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中进一步包含扩散渗透剂(E)作为构成成分。
7.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中扩散吸收量为40~70ml。
8.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其中通过吸收生理盐水而达到饱和膨胀度的70体积%时所需的吸收时间(Z)为0.5~3.5分钟。
9.如权利要求1所述的吸收性树脂粒子,其满足下式(2)和(3)30≤(X)≤70 (2)(Z)≤-0.0071(Y)+2.7 (3)式中,(X)为浸渍在生理盐水中1小时后的吸收性树脂粒子的保水量(g/g),(Y)是将吸收性树脂粒子浸渍在生理盐水中1小时后在21.4Pa的负荷下的生理盐水的通液速度(ml/分钟),(Z)为通过吸收生理盐水而达到饱和膨胀度的70体积%时所需的吸收时间(分钟)。
10.如权利要求9所述的吸收性树脂粒子,其进一步满足下式(4)。10≤(Y)≤100 (4)
11.一种吸收体,其包含权利要求1所述的吸收性树脂粒子和纤维状物。
12.具备权利要求11所述的吸收体的吸收性物品。
全文摘要
一种吸收性树脂粒子以及使用它的吸收体和吸收性物品。所述的吸收性树脂粒子包含交联聚合物(A)和疏水性物质(C),所述的交联聚合物(A)以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解形成(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要构成单元,该吸收性树脂粒子具有使(C)的一部分或全部包含在吸收性树脂粒子的内部的结构。本发明能够提供可用于在任何状态下都能发挥高吸收性能(吸收量和吸收速度)、并不容易产生渗漏的吸收性物品的吸收性树脂粒子以及使用它的吸收体和吸收性物品。
文档编号C08F2/44GK1845948SQ200480024890
公开日2006年10月11日 申请日期2004年8月25日 优先权日2003年8月29日
发明者齐藤太香雄, 田川大辅 申请人:三大雅高分子公司
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