CN101896211A - 具有一种或多种吸水剂的吸收制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸收制品,所述吸收制品包括吸收芯,所述吸收芯包含可充当用于流体如尿液的采集材料和优选临时储存材料的主吸水剂,并且所述主吸水剂具有至多20g/g的离心保留容量,并且其包含一种化合物,所述化合物包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体,并且其包含多价金属盐。所述吸收制品优选是婴儿(学步儿童、婴儿)尿布(包括训练短裤)或者成人失禁制品(例如护垫、尿布)。
Description
发明领域
本发明涉及吸收制品,所述吸收制品包括吸收芯,所述吸收芯包含可充当用于流体如尿液的采集材料和优选临时储存材料的主吸水剂,并且所述主吸水剂具有至多20g/g的离心保留容量并且包含一种化合物,所述化合物包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且不是不饱和单体,并且其包含多价金属盐。所述吸收制品优选是幼儿(学步儿童、婴儿)尿布(包括训练短裤)或者成人失禁制品(护垫、尿布)。
发明背景
已有连续的研究提供改善的吸收制品,所述改善的吸收制品具有所谓的超吸收性材料(或:吸水性材料或水胶凝材料)。此类制品和超吸收性材料通常需要具有高的液体吸收速率、吸收量和优异的保持性。所述超吸收性材料通常在纤维材料如纤维素纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、和/或聚丙烯纤维的基础上使用,所述纤维材料为超吸收性材料提供结构体或者提供除液体储存之外的附加功能特性。为了实现更薄的吸收制品,需要将吸收纤维材料用超吸收性材料来代替。
如此,如常规吸收结构中纤维材料一样起作用的吸水树脂是所期望的;例如吸水树脂,其包括快速吸收含水液体,在吸收后分散含水液体;并且在吸收后(仅仅)暂时保持含水液体。
本发明提供了包含此类改善的吸水剂的吸收制品,所述吸水剂可替代吸收性纤维素纤维材料并具有有限的流体保留容量,具体用于吸收制品的采集/存储层中。
发明概述
包括吸收芯的吸收制品,所述吸收芯包含主吸水剂,其包含通过聚合含酸性基团的不饱和单体而获得的吸水性树脂颗粒,所述主吸水剂具有5g/g至20g/g的离心保留容量(CRC),并且所述试剂包含:(i)包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体的化合物;和(ii)多价金属盐。
所述吸收制品优选是一次性吸收制品,优选选自卫生巾、女性内裤衬里、成人失禁制品(包括护垫和尿布)、和优选婴儿(即婴儿、学步儿童)尿布(包括训练裤)。
所述吸收制品优选包括顶片、底片,并且其中在吸收芯中间可包括一个或多个采集/存储层,所述层与顶片接近或者接触,并且在下面有一个或多个存储层,其中所述层中的至少一个层,通常至少一个层,或者一个层,是采集/存储层并且包含本文所述的主吸水剂;所述一个或多个层可优选包含按(所述层中主吸水剂的)重量计小于10%的纤维素纤维(包括改性的纤维素纤维如化学或机械改性的纤维素纤维)。
所述主吸水剂的盐水流动传导率可例如最高至4000cm3·s·10-7/g,或者最高至3000cm3·s·10-7/g,或者最高至2000cm3·s·10-7/g,或者最高至1500cm3·s·10-7/g。
所述吸收芯优选还包含第二吸水剂,该第二吸水剂例如在化学上不同于主吸水剂并通常具有大于20g/g的离心保留容量和例如小于600×10-7cm3·s/g或者小于400cm3·s·10-7/g的盐水流动传导率,但其盐水流动传导率优选大于50cm3·s·10-7/g,或者大于80cm3·s·10-7/g,或者大于100cm3·s·10-7/g。所述第二吸水剂可被包含在与主吸水剂相同的吸收芯层中,或者在本文的一个实施方案中,其被包含在不同的层例如存储层中;其中至少一个存储层和一个采集/存储层各自优选地基本上不含纤维素纤维,例如各自包含按(所述层中存在的全部(即主要的和/或第二)吸水剂的)重量计小于10%的纤维素纤维。
在本文的一个实施方案中,优选的是当所述化合物存在时不与吸水性树脂颗粒形成化学键和/或所述化合物可与吸水性树脂颗粒分离。
作为另外一种选择或者除此之外,可能优选的是当所述多价金属盐(描述在下文中)存在时不与吸水性树脂颗粒形成化学键和/或所述多价金属盐可与吸水性树脂颗粒分离。
本文所述的吸收制品优选婴儿尿布优选是非常薄的,其在裆区(如本文所测量的)优选具有4.5mm或更小的最大干燥厚度。
本文所述的一次性吸收制品优选包括吸收芯,所述吸收芯包含至少所述主吸水剂并且任选包含所述第二吸水剂,并且所述芯具有一个或多个层,所述层或者它们的区域具有大于约0.2g/cm3的平均密度,或者所述芯整个具有这样的密度。
图
图1是图示说明用于测量如本文所用的盐水流动传导率的测量装置的剖面图。
图2是图示说明用于测量所述盐水流动传导率的测量装置的一部分的剖面图。
图3是说明用于测量所述盐水流动传导率的测量装置的活塞头的底视图。
发明详述
“吸收制品”是指吸收和容纳液体的装置,更具体地讲是指与穿着者的身体紧贴或邻近放置的、用于吸收和容纳由身体排放的各种流出物的装置。吸收制品包括但不限于尿布(成人和婴儿;包括训练裤)、成人失禁贴身短内裤、尿布固定器和衬里、卫生巾、女性内裤衬里和棉塞。
“尿布”是指通常由婴儿和失禁者围绕下体穿着的吸收制品。
本文所用的“一次性的”用来描述一般不打算洗涤或换句话讲不打算恢复或重新使用的制品(即打算在单次使用后就丢弃它们,并且优选回收、堆肥处理、或换句话讲以环境相容的方式进行处理)。
当在本文中用作吸收芯的层时,“层”是指具有x维宽度、y维长度、和z维厚度的三维结构,所述x-y平面基本上在所述制品的平面内。所述“层”具有至少2cm×2cm,优选至少2cm×4cm的x-y平面。
当在本文中用作吸收芯或它们的层的区域时,“区域”在本文中是指2cm×2cm的区域(当适用时,具有例如小于4.5mm的本文所定义的z方向厚度)。
当用于本文中时,“吸水的”包括至少吸水但通常还吸收其它含水流体,并且通常至少吸收尿液或血液的化合物、材料、产品。
本文所设想的吸收制品包括支撑结构和本文所述的主吸水剂。本文优选的吸收制品优选包括下文所述的顶片和底片,其中在吸收芯之中包含所述主吸水剂。本文优选的制品是婴儿或婴儿尿布、成人失禁产品(护垫或尿布)、或者卫生巾或女性内裤衬里,其包括底座,其包括顶片和底片,例如液体可透过的顶片和液体不可透过的底片。
所述底座还可包括侧片、(弹性化的)腿箍和/或阻挡带、和/或(弹性的)腰部组件。所述制品的一个端部被构造为制品的第一腰区。相对的端部被构造为第二腰区。中间部分被构造为裆区,所述裆区在第一腰区和第二腰区之间纵向延伸。裆区为穿着所述制品时通常位于穿着者腿部之间的部分。裆部的平均长度为所述制品平均长度的1/3,在纵向上位于所述制品的中心1/3处。
所述底座还可包括扣紧系统,所述扣紧系统可包括至少一个扣紧构件和至少一个着陆区。
对于一体的吸收制品如尿布,底座包括添加了其它部件以形成复合尿布结构的尿布主结构。尽管尿布可以多种熟知的构型装配,但优选的尿布构型通常描述于美国专利4,940,464、5,554,145、5,569,234、6,004,306、美国专利申请序列号10/171,249和美国专利申请序列号10/824,121中。
所述顶片具有柔顺、柔软感并且对穿着者的皮肤没有刺激。其可以是液体可透过的,从而允许液体易于渗透到它的最厚部分中。适合的顶片可由很多种材料制成,例如多孔泡沫、蜂窝状泡沫、开孔塑料薄膜、天然纤维(例如木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如聚酯纤维或聚丙稀纤维),或者由天然纤维与合成纤维的组合制成。在一个实施方案中,所述顶片由疏水材料制成以将穿着者的皮肤与吸收芯中的液体隔离,然后其可包括一个或多个开口以接纳身体流出物。所述顶片优选包含调节所述材料亲水性的装置,如表面活性剂。优选的顶片包括非织造材料,所述材料使用织物领域的技术人员所熟知的方法制成。优选地,所述顶片具有根据EuropeanDisposables and Nonwovens Association标准方法150.4-99测定的约10g/m2至约25g/m2的基重、纵向上至少约150g/cm的最小干拉伸强度和小于约3秒的透湿。一种合适的顶片包括聚丙烯纺粘非织造材料,所述材料包含具有约18g/m2的基重的小于3旦尼尔的纤维,所述材料购自BBA Fiberweb(Simpsonville,SC)。
所述底片优选至少围绕其周边的一部分接合到顶片上。所述底片防止吸收芯所吸收并容纳在制品内的流出物弄脏可能与制品接触的其它外部制品,如床单和衣服。所述底片优选由薄聚合物薄膜制成。在一个优选的实施方案中,所述薄膜为液体不可透过的。所述底片通常包括一层聚乙烯薄膜,所述薄膜具有介于约10g/m2和约30g/m2之间的基重,当然也可使用其它柔韧的、液体不可透过的材料。优选地,所述薄膜为可透气的(例如,通过微孔)以便允许蒸汽从尿布中选出,同时仍然阻止流出物透过底片。特别优选的底片材料具有层压到薄膜层上的非织造材料,以便使底片更像“布状”。这种非织造层可包括非织造材料(例如,一种具有纺粘或其它合适结构的非织造材料),其基重介于约15g/m2和约25g/m2之间。适用作底片的材料得自Clopay Plastic Products Company(Mason,OH)。用于吸收制品的附加部件是本领域所熟知的,并且例如描述于美国专利3,860,003和美国专利5,151,092中。
本文的吸收制品通常包括吸收芯,所述吸收芯包含或者至少一层包含本文所述的主吸水剂。可用于本文的示例性吸收剂结构或芯描述于美国专利4,610,678、4,834,735、5,260,345、5,387,207、5,397,316和5,625,222中。
所述吸收芯可包括一个层或不止一个层,例如至少一个优选地与顶片接近或者接触的采集/存储层,和优选地至少一个与底片接触或者接近的存储层。优选地,包含主吸水剂的所述采集/存储层和包含所述第二吸水剂的所述存储层存在于所述吸收芯中。在一个优选的实施方案中,所述吸收制品包括所述采集/存储层和所述存储层,但是其不包括包含纤维素材料的附加采集层,或者不包括附加采集层。如果所述吸收芯包括附加采集层,其通常被置于顶片下面,然后以上提到的所述采集/存储层通常被置于所述采集层和芯的剩余层(例如所述存储层)之间。
如本文所用,这样的采集/存储层提供采集,同时提供分配和临时储存所采集的流体以及任选地永久储存其一部分。如本文所用,这样的存储层提供所述制品的大部分存储容量(例如超过60%的容量)。
所述吸收芯包含下文详细描述的主吸水剂,并且还可包含第二吸水剂,例如其是化学上不同的,并且通常具有大于20g/g,优选至少25g/g或优选至少30g/g或甚至优选至少35g/g的离心保留容量。其可具有例如小于600×10-7cm3s/g,优选小于400×10-7cm3s/g或甚至优选小于200×10-7cm3s/g,并且通常至少40×10-7cm3s/g,或者优选至少80×10-7cm3s/g,并且优选至少100×10-7cm3s/g或甚至至少120×10-7cm3s/g的盐水流动传导率。
所述第二吸水剂优选包含第二吸水性树脂颗粒,其通过聚合含酸性基团的不饱和单体,通过使用一种或多种交联剂内部交联所述聚合物和表面交联所述聚合物而获得。然而,所述第二吸水剂和树脂通常不含下文所述的具有衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的所述化合物。
制备第二吸水剂或其第二吸水性树脂颗粒的合适聚合物和方法的实例公开于例如美国专利3,661,875、美国专利4,076,663、美国专利4,093,776、美国专利4,666,983和美国专利4,734,478中。用于制备本文的第二树脂颗粒和第二吸水剂的最优选聚合物是聚丙烯酸酯/丙烯酸及其衍生物,优选(轻微)网络交联的聚合物,部分中和的聚丙烯酸和/或它们的淀粉衍生物。用于制备这些树脂和试剂的示例性方法描述于1987年5月19日公布的美国专利4,666,983(Tsubakimoto等人)、1986年11月25日公布的、US 5,140,076(Harada)、US 6,150,469(Harada)中。可在聚合反应期间通过掺入合适的交联单体和/或在聚合反应后通过与合适的反应性交联剂反应而影响交联。
用于进行表面交联和常规交联的合适通用方法公开于1985年9月17日公布的美国专利4,541,871(Obayashi)、1986年5月6日公布的美国专利4,587,308(Makita)、1988年3月29日公布的美国专利4,734,478(Tsubakimoto)、1992年11月17日公布的美国专利5,164,459(Kimura等人)、US 5,140,076(Harada)、US 6,150,469(Harada)和美国专利4,076,663中。
所述吸收芯优选包含非常少的纤维素纤维,按主吸水剂和第二吸水剂(如果存在的话)的总重量计优选小于10%。每一层本身还优选包含按(存在于所述层中总的吸水剂的)重量计小于10%的纤维素纤维。对于本文优选的是“基本上不含纤维素纤维”。更优选地,该含量小于5%或优选小于1%,或者例如没有一点纤维素纤维存在于包含吸水剂的所述层或者所述吸收芯中。
在一个实施方案中,所述存储层包括第一和第二层的所述第二吸水材料,以及第一基底(例如非织造材料)和第二基底(将所述第一和第二层的存储芯围起来),其中所述第二吸水剂优选沉积在所述第一和第二基底上,并且其中热塑性粘合剂材料覆盖在相应的第一和第二基底上的所述第二吸水剂上,使得每一层包含所述粘合剂材料并且每个基底可以接触所述粘合剂材料。所述第一和第二层存储层优选以此方式组合在一起,使得所述第一吸收层的所述热塑性粘合剂材料的至少一部分接触所述第二层的热塑性粘合剂材料的至少一部分。可均匀地分布或者以一定样式分布(不均匀分布)所述第二吸水剂。优选的方法和存储层描述于例如美国专利申请12/141122中。
可以同样的方式制备采集/存储层,例如具有第一和第二层,各自包含所述主吸水剂、和以上所述的粘合剂材料、和如上所述的基底。
在本文的一个实施方案中,可使用美国专利申请序列号10/776,839中所述的方法制备合适的存储层,其中提供具有一系列用于吸水剂的储存器的平放转筒,所述转筒具有基本上由所述存储层的所需形状和体积限定的形状和体积。可通过如上所述用于存储层的相同或类似的方法制备采集/存储层。
在一个实施方案中,所述采集/存储层包括覆盖在所述层的吸水剂上的覆盖片,其在面对使用中的使用者一侧(或者面对或接触顶片),或者在面对存储层一侧,或者在两侧。在一个实施方案中,所述覆盖片被折叠或者包在吸水剂周围以形成用于本文的优选的采集/存储层。所述覆盖片可以是薄纸材料、或织造片材、或优选非织造片材,如梳理成网的、纺粘的和/或熔喷的薄片材料,或者它们的层压体,如SMS或SMMS或SMMMS材料。所述覆盖片可以是亲水性的。其可以由用亲水剂处理过的疏水材料制备。
在一个实施方案中,本文的吸收制品包括底片、用于存储层第一侧面的(非织造的)覆盖片、覆盖存储层另一侧和采集/存储层第一侧面的一个或两个(非织造的)覆盖片、和覆盖采集/存储层相对侧的(非织造的)覆盖片,然后任选包括附加采集层和顶片,其面对使用中的使用者。
第二吸水剂可以按重量计比主吸水剂更高的含量存在。第二吸水剂可与主吸水剂一起存在于相同的区域或层中,例如被混合,或者其可存在于单独的区域或层中;第二吸水剂通常至少存在于本文所述的所谓的存储层中。本文所述的主吸水剂优选至少包含在如本文所述的吸收制品的所述采集/存储层中。
在尤其优选的实施方案中,在裆区的吸收芯比在一个腰区或两个腰区中的更加狭窄。优选地,所述芯横向轴线上的芯的平均宽度对芯的最大宽度(例如在第一腰区或者第二腰区中)的比率为70∶100至95∶100,或80∶100至90∶100,或82∶100至90∶100。
除了采集/存储层和存储层之外,所述吸收芯还可包括含有纤维素的采集层,如化学硬化的、卷曲的和/或扭曲的纤维素,例如存在于顶片和采集/存储层之间。如果那样的话,那么所述采集层可以非常薄,例如具有1mm或更小的平均厚度。然而,在一个实施方案中,所述吸收制品不包括任何附加的含有纤维素的采集层或者不包括一点采集层。
所述采集/存储层可直接接触所述存储层,或者可在采集/存储层和存储层之间存在一个中间层,如非织造的存储层覆盖材料。所述采集/存储层和/或存储层可被一种或多种此类非织造覆盖材料完全或部分覆盖。一种优选的覆盖材料包括纺粘层、熔喷层和另一个纺粘层(即SMS材料)。所述非织造材料适于使用合成纤维制造,例如聚乙烯、聚酯,并且最优选聚丙烯。高度优选的是永久亲水的非织造材料,并且具体地讲为具有耐久亲水涂层的非织造材料。这种亲水性可由非织造材料的表面活性剂处理来提供。一种替代材料包括SMMS-结构、或SMMMS结构、或任选地纤维质的薄纸结构。
适宜的是所述采集/存储层具有与存储层相同的表面积或较小的表面积。优选地,所述采集/存储层以与存储系统相比相同的横向宽度但更短的纵向长度水平置于存储层中央。当保留在其中央时,所述采集/存储层也可比存储层窄。所述采集/存储层可适宜地具有1.0的相对于存储系统的面积比率。优选地,该面积比率小于1.0(例如,小于约0.75),更优选小于约0.50。
所述采集/存储层和/或存储层可在纵向和横向之一或两者上包含基于其基重不均匀分配的吸水剂。
在一个实施方案中,所述吸收芯或其采集/存储层和/或存储层可通过使主吸水剂和/或第二吸水剂与热塑性材料和/或粘合剂材料组合而获得,所述热塑性材料和/或粘合剂材料是纤维,例如其结构化或者稳定化所述层或芯,并因此允许将通常存在于所述存储层或芯中以稳定化或结构化吸水剂的部分或全部纤维素纤维移除。如以上所述和例如也在前述的美国专利申请序列号10/776,839中所述,所述吸收芯、存储层和/或采集/存储层可基本上不含纤维素(纤维)。
所述存储层可具有一个或多个所具有的平均密度大于约0.2g/cm3,或优选至少0.3g/cm3,或可能甚至大于0.4g/cm3的区域。
适合的是包含本文主吸水剂的采集/存储层可具有一个或多个具有的平均密度为0.2g/cm3或更大,优选0.3g/cm3或更大,或可能甚至0.4g/cm3或更大的区域。
本文的吸收制品优选是非常薄的并具有吸收芯,所述吸收芯在裆区具有小于约4.5mm,优选小于4.0mm,或甚至优选小于3.5mm,或甚至小于3.0mm的最大干燥厚度。这通过以下步骤测量:将裆区分成2cm×2cm的区域,然后测量每个区域的厚度以获得裆区中厚度的最大值。所述吸收制品优选也是非常薄的。当如以上所安排的在裆区中测量时,所述吸收制品优选具有小于约5.5mm,优选小于5.0mm,或甚至优选小于4.5mm,或甚至小于4.0mm的最大干燥厚度。
主吸水剂
本文的主吸水剂是包含通过聚合含酸性基团的不饱和单体而获得的主吸水性树脂颗粒的吸水剂,所述试剂通常具有在5g/g至20g/g范围内的离心保留容量(CRC),并且包括具有衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体的化合物(本文也称作“化合物”);和多价金属盐。
所述化合物和所述多价金属盐存在于所述吸水性树脂颗粒的内部、表面、和表面附近的至少一个处。优选的是所述化合物和/或所述多价金属盐连接到所述吸水性树脂颗粒上;和/或优选的是所述化合物和/或多价金属盐以游离态存在,不与吸水性树脂颗粒形成化学键,和/或它们可与吸水性树脂颗粒分离。
所述化合物具有衍生自聚亚烷基二醇的结构单元,前提条件是其优选不是不饱和单体,它的重均分子量小于1000,更优选小于800。
所述主要试剂通常相对于所述主吸水剂的总量以至少50%重量或更多的含量,优选以60%重量至99.9%重量的含量,更优选以70%重量至99.9%重量的含量,更优选以80%重量至99.9%重量的含量,并且还更优选以90%重量至99.9%重量的含量包含所述主吸水性树脂颗粒。
所述主吸水树脂优选以颗粒形式存在,例如为球形颗粒、聚集的球形颗粒、压缩的球形颗粒、不规则粉碎的形状、通过粒化不规则粉碎的形状而获得的形状。所述主吸水树脂还可以有孔的泡沫形状存在。
所述吸水性树脂颗粒优选是具有内部交联结构的吸水性树脂颗粒,其通过聚合含酸性基团的不饱和单体获得。所述含酸性基团的不饱和单体不受具体限制,只要其是含有酸性基团如羧基和磺基的单体。具体地讲,就吸水性来说,含羧基的单体是优选的。
通过聚合含酸性基团的不饱和单体而获得的吸水树脂的实例包括:通过聚合并且交联含羧基的不饱和单体如(甲基)丙烯酸、马来酸酐、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、和肉桂酸和/或它们的盐(中和产物)而获得的聚合物;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;皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物;丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物或它们的交联产物的水解产物;含有羧基的交联的变性聚乙烯醇;交联的异丁烯-马来酸酐共聚物;以及它们中的两种或更多种的组合。
所述吸水树脂的优选实例包括:美国专利4625001、4654039、5250640和5275773以及欧洲专利456136等中所公开的部分中和的交联的聚丙烯酸聚合物;美国专利4076663中所公开的交联的并且部分中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物;美国专利4389513中所公开的异丁烯-马来酸共聚物;美国专利4124748中所公开的皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物;美国专利3959569中所公开的丙烯酰胺(共)聚合物的水解产物;以及美国专利3935099中所公开的丙烯腈聚合物的水解产物。
在它们之中,所述吸水树脂更优选为交联的聚丙烯酸(盐)聚合物或者类似的聚合物,其通过聚合作为主要组分的包括丙烯酸和/或它的盐(中和产物)的单体来获得。所述交联的聚丙烯酸(盐)聚合物或者类似的聚合物为具有内部交联结构的聚合物,其通过聚合优选包含50mol%至100mol%,更优选70mol%至100mol%,并且还更优选90mol%至100mol%的丙烯酸和/或它的盐的单体(除交联剂之外)来获得。
此外,优选的是将包括在所述交联的聚丙烯酸(盐)聚合物或者类似的聚合物中的45mol%至85mol%的羧基中和以形成盐。换句话说,包括在吸水性树脂颗粒中的酸性基团的中和率优选在45mol%至85mol%,更优选50mol%至85mol%,还更优选55mol%至80mol%,并且尤其优选60mol%至75mol%的范围内。
所述吸水性树脂颗粒中酸性基团的中和率可基于(i)还未中和的含酸性基团的不饱和单体的量和(ii)在聚合反应之前、在聚合反应期间、和/或在聚合反应之后用于中和的所有碱的量来计算。此外,中和率可通过从吸水性树脂颗粒中提取可提取的聚合物内容物并且滴定可提取的聚合物内容物而获得。
包括在本发明的主吸水剂中的主吸水树脂至少在吸水树脂内部,优选在吸水树脂的内部和表面具有交联结构。所述内部交联的结构可以是无交联剂的自交联结构或者可以是通过使内部交联剂共聚或反应而获得的结构,所述内部交联剂在一个分子中包括两个或更多个可聚合的烯属双键或两个或更多个官能团如羟基、氨基、环氧基、环氧丙烷基、乙烯亚胺基(氮丙啶基)、异氰酸酯基、噁唑啉、环碳酸酯、噁唑烷酮、环状脲、氮杂环丁鎓碱、和氯乙醇。具有两个或更多个可聚合的烯属双键的内部交联剂的具体实例包括N,N’-亚甲基二(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、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、环氧乙烷变性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙基胺、和聚(甲基)烯丙氧基烷烃。
具有两个或更多个官能团的内部交联剂即具有两个或更多个可共价成键的官能团或可离子成键的官能团的内部交联剂的实例包括:多元醇化合物,如乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、1,3-丙二醇、双丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、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-环己二甲醇、1,2-环己醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、和氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物;多元醇如聚甘油和季戊四醇;糖醇如赤藓醇、木糖醇、山梨醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、和低聚糖醇;醛糖如木糖、葡萄糖、古罗糖、甘露糖、和艾杜糖;酮糖如果糖和山梨糖;三亚乙基四胺、四亚乙基戊胺、五亚乙基六胺、2-氨基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、和N,N-二(2-羟基乙基)-1,2-乙二胺;多价的金属化合物如锌、钙、镁、铝、铁、或锆的氢氧化物和氯化物;聚缩水甘油基醚如(聚)乙二醇二缩水甘油醚和甘油二缩水甘油醚;1,2-乙二胺;碳酸亚烷基酯如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯;以及缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯。
更优选的是本文所使用的主吸水树脂可通过具有四个或更多个能够与酸性基团形成共价键的官能团的内部交联剂和具有两个或更多个可聚合的烯属双键的内部交联剂交联。
这使得进一步增加了所获得的吸水树脂和吸水剂的液体渗透性。此处,具有四个或更多个能够与酸性基团形成共价键的官能团的内部交联剂优选是如上所述的内部交联剂中的一种。在它们之中,更优选的是所述内部交联剂是糖醇中的一种。还更优选的是所述内部交联剂是赤藓醇、木糖醇和山梨醇中的一种。从非常高的安全性来说,它们也是优选的。
在本文的主吸水树脂在无具有四个或更多个能够与酸性基团形成共价键的官能团的内部交联剂存在时用具有两个或更多个可聚合的烯属双键的内部交联剂交联的情况下,优选的是具有两个或更多个可聚合的烯属双键的内部交联剂具有超过0.5%重量,更优选超过1%重量,更优选超过2%重量,但不超过15%重量的不饱和单体。
优选的是所述吸水树脂是表面交联的以及内部交联的。所述主吸水树脂的表面交联存在于所述吸水性树脂颗粒的表面层上(表面附近:附近是指一般距离表面若干个10μm或者更少),以便在所述表面上形成其中交联密度高于其它内部区域的区域。
优选的表面交联剂的实例包括:多元醇化合物、环氧化物、多胺化合物、多胺化合物与卤代环氧化物的缩合物、噁唑啉化合物、单噁唑烷酮化合物、二噁唑烷酮化合物、聚噁唑烷酮化合物、碳酸亚烷基酯化合物等。具体地讲,可使用公开于美国专利6228930说明书、美国专利6071976说明书、美国专利6254990说明书等中的表面交联剂。更具体地讲,所述表面交联剂的实例包括:多元醇化合物,如乙二醇、三甘醇、四甘醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、双丙二醇、2,3,4-三甲基-1,3-戊二醇、甘油、聚甘油、2-丁烯-1,4-二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、和1,2-环己二甲醇;环氧化物如乙二醇二缩水甘油基醚和缩水甘油;多胺化合物如1,2-乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基戊胺、五亚乙基六胺、聚氮丙啶、和聚酰胺基多胺;卤代环氧化合物如环氧氯丙烷、环氧溴丙烷和α-甲基环氧氯丙烷;以上多胺化合物和以上卤代环氧化合物之间的缩合物;噁唑烷酮化合物如2-噁唑烷酮(US 6559239);环氧丙烷化合物;环状脲化合物;以及碳酸亚烷基酯化合物如碳酸亚乙酯(US 5409771)。
所述主吸水剂包括作为基本组分的化合物,所述化合物包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体,其存在时优选不与吸水性树脂颗粒形成化学键或者可与吸水性树脂颗粒分离。此外,所述化合物还存在于所述吸水性树脂颗粒的内部、表面上、和表面附近。尤其优选的是所述化合物被包括在所述表面中。
所述化合物的实例包括聚亚烷基二醇、聚亚烷基二醇的酯化合物、和聚亚烷基二醇的醚化合物。
就聚亚烷基二醇的亚烷基单元来说,其通常是化学式(HO-((CH2)n-0)m-H)的化合物或其衍生物,其中n优选在1至10,更优选2至6,还更优选2至3的范围内,并且尤其优选为2。所述化合物可以是均聚物、嵌段聚合物、或无规共聚物。以上通式中的m可以是2或更大,更优选5或更大,并且还更优选10或更大。
在所述化合物的末端可以是OH或者其可以是改性的;因此所述化合物可不具有羟基,或者其可在它的分子链上具有一个或多个衍生自聚亚烷基二醇的羟基。所述化合物的实例包括:聚亚烷基二醇如聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物;聚亚烷基二醇单烷基醚如聚乙二醇单烷基醚和聚丙二醇单烷基醚;以及聚亚烷基二醇单脂肪酸酯如聚乙二醇单脂肪酸酯和聚丙二醇单脂肪酸酯。
优选的是所述化合物不包括自由基可聚合的基团,例如乙烯双键基团如乙烯基和烯丙基,以避免与吸水性树脂颗粒的化学键自由形成。
在本文的一个实施方案中,优选的是所述化合物存在时不与吸水性树脂颗粒形成化学键和/或所述化合物可与吸水性树脂颗粒分离。
作为另外一种选择,或者此外,可能优选的是所述多价金属盐(描述在下文中)存在时不与吸水性树脂颗粒形成化学键和/或所述多价金属盐可与吸水性树脂颗粒分离。
所述聚亚烷基二醇单烷基醚中的烷基可以是直链的、支链的、或环状的烷基。在它们之中,直链烷基是优选的。所述烷基的碳原子数不受具体限制,但优选在2至3000的范围内,并且更优选在2至1000的范围内。
此外,所述聚亚烷基二醇但(或任选二)脂肪酸酯中的脂肪酸不受具体限制,但由于上述原因其优选是饱和的脂肪酸。此外,所述脂肪酸的碳原子数不受具体限制,但优选在2至3000的范围内,并且更优选在2至1000的范围内。所述脂肪酸的烃部分可以是直链或支链的。更具体地讲,所述脂肪酸的实例包括乙酸(醋酸)、丙酸、丁酸、2-甲基丙酸(异丁酸)、戊酸(缬草酸)、3-甲基丁酸(异戊酸)、2,2-二甲基丙酸(新戊酸)、己酸(羊油酸)、庚酸、辛酸(羊脂酸)、壬酸(天竺葵酸)、癸酸(羊蜡酸)、十二烷酸(月桂酸)、十六烷酸(棕榈酸)、十七烷酸(真珠酸)、十八烷酸(硬脂酸)、十九烷酸(结核硬脂酸)、二十烷酸(花生酸)、二十二烷酸(山俞酸)、二十四烷酸(木焦油酸)、二十六烷酸(蜡酸)、和二十八烷酸(褐煤酸,蜂花酸)。
此外,用于本发明中的包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体的所述化合物的重均分子量优选在500至50000,更优选1000至50000,还更优选1000至20000,并且尤其优选1000至6000的范围内。所述化合物的重均分子量为500或更大是优选的,并且为1000或更大是更优选的,因为其导致吸水剂具有高的盐水流动传导率(SFC)。此外,所述化合物的重均分子量为6000或更小是优选的,因为其确保优异的可操作性并且在成本上是有利的。
包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的化合物的重量含量按所述吸水剂的重量计优选在0.05%重量至5%重量的范围内。
据信存在至少50%,优选70%或更多,或者95%或更多的不与本发明的吸水剂中的吸水性树脂颗粒形成共价键的化合物。
不与吸水树脂结合的化合物的量可通过从吸水剂提取可提取的聚合物内容物并且通过凝胶渗透色谱法(GPC)等分析所提取的内容物而测定。所述方法的一个实例是使吸水剂在纯水中搅拌16小时或更长时间,将水溶液过滤以得到作为滤液的提取物溶液,然后通过凝胶渗透色谱法等分析提取物溶液。
本发明的吸水剂包括多价的金属,据信其大大增加了吸水剂盐水流动传导率。
优选的盐包括氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硫酸氢铝钾、硫酸氢铝钠、钾矾、铵矾、钠矾、铝酸钠、氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、氯化锆、硫酸锆、硝酸锆、碳酸锆铵、碳酸锆钾、和碳酸锆钠。优选的是铝盐。更优选,所述多价金属盐包括氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硫酸氢铝钾、硫酸氢铝钠、钾矾、铵矾、钠矾、和铝酸钠。
所述多价金属盐优选是具有结晶水的水溶性多价金属盐。
尤其优选的盐是硫酸铝、硫酸铝18-水合物和硫酸铝14-水合物至18-水合物。
包括在本文吸水剂中的多价金属盐的量根据多价金属盐相对于所述吸水剂计优选为0.001%重量至10%重量,并且更优选为0.01%重量至5%重量。所述量根据多价金属(根据阳离子)相对于所述吸水剂计优选为0.0001%重量至2%重量,并且更优选为0.001%重量至1%重量。
本发明的主吸水剂具有在5g/g至20g/g,优选10g/g至20g/g,并且更优选12g/g至18g/g范围内的离心保留容量(CRC)。
本发明主吸水剂的盐水流动传导率优选为400cm3·s·10-7/g或更大,更优选600cm3·s·10-7/g或更大,并且还更优选800cm3·s·10-7/g或更大。所述吸水剂的盐水流动传导率的上限不受具体限制,并且其优选为4000cm3·s·10-7/g或更小,并且更优选3000cm3·s·10-7/g或更小。
本发明主吸水剂的固体含量优选在80%重量至99.9%重量,更优选85%重量至99%重量,并且还更优选90%重量至98%重量的范围内。
所述主树脂颗粒可以为例如球形的或椭圆形的或成纤维形的。所述颗粒每一个具有一个粒径,并且它们具有的重量(质量)平均粒径(D50)优选在100μm至850μm,更优选200μm至600μm,还更优选250μm至550μm,并且尤其优选300μm至500μm的范围内。此外,对数标准偏差(σξ)优选在0.1至0.6,更优选0.2至0.5,并且还更优选0.25至0.4的范围内。
可能优选的是所述主吸水剂优选包括90%重量至99.99%重量的具有1000μm至45μm粒径的颗粒,或者90%重量至99.99%重量或95%重量至99.99%重量的具有850μm至106μm粒径的颗粒。
用于制备本发明主吸水剂的方法通常包括以下步骤:
(A)通过在内部交联剂存在下聚合含酸性基团的不饱和单体制备交联的聚合物水凝胶;
(B)通过干燥步骤(A)中所获得的交联的聚合物水凝胶而获得吸水性树脂颗粒(非表面交联的);以及
(C)通过表面交联步骤(B)中所获得的吸水性树脂颗粒(非表面交联的)而获得表面交联的吸水性树脂颗粒,
并且所述方法还包括至少以下步骤:
将包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体的化合物添加到单体或吸水性树脂颗粒中;并且
将多价金属盐添加到吸水性树脂颗粒中。
添加包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的化合物的步骤可在步骤(A)中进行,或者可能优选的是所述化合物在添加表面交联剂的同时或者之后并且在步骤(C)中的加热之前添加。
添加多价金属盐的步骤优选在步骤(C)中或者在步骤(C)之后进行。
在用于制备本文主吸水剂的方法的一个优选的实例中,在步骤A中,在添加可能的聚合反应引发剂之前或之后或同时,将包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的化合物与聚合时的单体水溶液混合。可一次或多次添加所述化合物。
优选的是本文的酸单体和所述化合物是“水溶性”是指在常压下并且在25±2℃下在100ml离子交换过的水中具有1g或更大,优选5g或更大,并且更优选10g或更大的溶解度。
在步骤(A)中,所述含酸性基团的不饱和单体可在具体量的聚合反应抑制剂以及内部交联剂的存在下聚合。所述聚合反应抑制剂优选是甲氧基苯酚,更优选对甲氧基苯酚。可使用自由基聚合引发剂如过硫酸盐(例如过硫酸钾、过硫酸铵、和过硫酸钠)、氢过氧化叔丁基、过氧化氢、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2-羟基-1-苯基丙烷-1-酮,并且可使用安息香甲醚。
在使用自由基聚合引发剂的情况下,可与自由基聚合引发剂联合使用用于促进自由基聚合引发剂分解的还原剂如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、和L-抗坏血酸,并且所述还原剂和自由基聚合引发剂的组合可用作氧化还原引发剂。所使用的还原剂和自由基聚合引发剂的量相对于所述单体一般在0.00001mol%至0.2mol%的范围内并且更多在0.0001mol%至0.1mol%的范围内。
可使活性能射线如放射线、电子束、和紫外线照射反应体系代替使用聚合反应引发剂以使聚合反应进行。
一般来讲,将步骤(A)中制备的交联的聚合物水凝胶(其在本说明书中可在下文中缩写为水凝胶)压碎成具有适于干燥尺寸的碎块,然后经历诸如干燥、粉碎、分粒、和表面交联等步骤,得到本文所述的吸水剂。
干燥可在这样的过程期间进行,或者其可在这之后进行。所述水凝胶还可在聚合反应期间压碎。
在本文的一个方法中,可将包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的化合物在压碎水凝胶时混合。
干燥交联的聚合物水凝胶的条件不受具体限制。所述交联的聚合物水凝胶一般在150℃至250℃,优选150℃至220℃,更优选160℃至200℃,并且还更优选180℃至200℃的范围内干燥。
表面交联的吸水性树脂颗粒优选通过表面交联(优选内部交联的)吸水性树脂颗粒而获得,例如相对于100重量份的所述吸水性树脂颗粒(未表面交联的吸水性树脂颗粒)通过添加0.001至10重量份,更优选0.01至5重量份的上述表面交联剂而获得。
在与表面交联剂混合后,优选将所得的吸水性树脂颗粒经历热处理,所用的加热温度优选在120℃至250℃,更优选150℃至250℃的范围内。
添加包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的化合物的步骤(也)可以在步骤(C)中添加表面交联剂的同时或者之后并且优选在热处理步骤之前进行。
包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的化合物可直接并且以纯物质添加,或者作为溶液或作为分散体例如水溶液或含水分散体,优选水溶液添加。所述溶液等的浓度可基本上在1%重量至50%重量的范围内。如必要的话,可添加表面活性剂等等。根据需要可将溶剂蒸发掉。
所述多价金属盐可在步骤(C)之中或之后,优选在表面交联步骤之前、期间或之后,并且优选在热处理步骤之前添加。
本文所用的测试方法:
固体含量:
固体含量表明了在180℃下不挥发的组分对吸水剂的比率。固体含量和水含量之间的关系如下。
固体含量(%重量)=100-水含量(%重量)
固体含量如下测量。
将大约1g的吸水剂(质量W1)放入具有大约5cm的底部直径的铝杯(质量W0)中,然后置于180℃下的无风干燥器中3小时,以便将吸水剂干燥。在干燥后测量铝杯+吸水剂的重量(W2),并且如下计算固体含量:
固体含量(%重量)=((W2-W0)/W1)×100
已从吸水性树脂颗粒和吸水剂中洗脱出的聚乙二醇(PEG)的分子量和洗脱重量:
将1000g超纯水(电阻率为1.5MΩ·cm或更大)倒入容量为1升的有盖的塑料容器中,将1.00g吸水树脂或吸水剂放入所述水溶液中,用搅拌器末端(长度35mm,厚度(垂直于纵向的横截面直径)7mm,棒状形)以600rpm将所得溶液搅拌16小时,使得所述吸水性树脂颗粒或吸水剂的水溶性组分被提取出。通过滤纸(ADVANTEC Toyo Kaisha,Ltd.,产品名:JIS P 3801,2号,厚度0.26mm,所捕获颗粒的直径5μm)使用布氏漏斗将提取物溶液过滤以得到所产生的滤液,然后将全部量的所得滤液装入具有1升容量的茄形烧瓶中,并且通过蒸发器(由Yamato Scientific Co.,Ltd.生产,产品名:Rotary Evaporator RE50)在60℃下蒸去水。接下来,将10.0ml以下所说明的洗脱剂倒入已蒸去水的茄形烧瓶中,洗净所述烧瓶的内侧(干燥和浓缩的物质被溶解),然后将所得溶液用0.45μm的过滤器(产品名:chromato disc,25A,亲水的0.45μm,由GL Sciences Inc.生产)过滤,以便得到GPC(凝胶渗透色谱法)测量样本。在以下GPC测量条件下测量所述样本,并且使用以下所示的校准曲线计算已洗脱出的PEG的分子量和洗脱重量。
GPC测都条件:
洗脱剂:通过将NaH2PO4·2H2O和Na2HPO4·12H2O溶于超纯水中使得NaH2PO4·2H2O的浓度为60mM并且Na2HPO4·12H2O的浓度为20mM而获得的水溶液。
标准样本:将0.005g购自Polymer Standards Service GmbH的聚(乙二醇)标准品((i)分子量=330,(ii)分子量=600,(iii)分子量=1000,(iv)分子量=2000,(v)分子量=6000,(vi)分子量=11000,(vii)分子量=23000)溶于10.0ml洗脱剂中,然后经过GPC测量以形成校准曲线。
GPC系统:SHODEX GPC-SYSTEM-21
保护柱:SHODEX Asahipak GF-1G7B(由Showa Denko K.K.生产)
样本柱:直接互相连接的两根TOSOH GMPWXL(由Tosoh Corporation生产)
柱温:35℃(恒定)
流量:0.5ml/min
紫外检测器:波长205nm
可提取的聚合物含量
在容量为250ml的有盖的塑料容器中,称出184.3g盐水。然后,将1.00g吸水剂加入该水溶液,并且将它们搅拌16小时,因此将可溶解的组分从树脂中提取出。将所产生的提取物液体用滤纸(由ADVANTEC Toyo Co.,Ltd.生产,产品名:(JIS P 3801,2号),厚度:0.26mm,所捕获颗粒的直径:5μm)过滤,然后称出50.0g所得的滤液并且用作测量溶液。
起初,首先用0.1N的氢氧化钠水溶液仅滴定所述盐水直至pH达到10,然后将所得溶液用0.1N的HCl溶液滴定直至pH达到2.7,由此获得空白滴定量([bNaOH]mL和[bHCl]mL)。
对于测量溶液,也进行同样的滴定步骤,由此获得滴定量([NaOH]mL和[HCl]mL)。
例如,在吸水剂包括已知量的丙烯酸及其钠盐的情况下,根据以下公式由单体的平均分子量和以上步骤所获得的滴定量计算所述吸水剂的可提取聚合物的含量:
可提取聚合物的含量(重量%)=0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]-[bHCl])/1000/1.0/50.0
在未知量的情况下,由滴定所测定的中和比率如下计算所述单体的平均分子量:
中和比率(mo1%)=[1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl])]×100
包括在吸水剂中的多价金属盐的含量(基于多价金属(基于阳离子)):
在容量为260ml的聚丙烯烧杯中,称出1.0g吸水剂,加入190.0g盐水(0.9%重量的氯化钠水溶液)和10.0g的2N的盐酸,然后将所得溶液在室温下搅拌30分钟。在搅拌之后,通过色谱盘(GL chromato disc 25A,由GL Sciences Inc.生产)过滤上清液流体,然后将所得滤液用等离子体发射光谱(由HORIBALtd.,ULTIMA生产)分析以获得多价的金属组分的浓度。
基于包括已知量的多价金属组分的盐水制得校准曲线。基于所获得的多价金属组分的浓度,由以下公式表示包括在吸水剂中的多价金属盐的含量(基于多价金属(基于阳离子))。
包括在吸水剂中的多价金属盐的含量(基于多价金属(基于阳离子)):
(重量%)=(溶液中的多价金属组分的浓度(重量%))×200
质量平均粒径(D50)和粒径分布的对数标准偏差(σξ)
为了测定这个,用具有850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μm等筛孔的JIS标准筛筛选吸水性树脂颗粒或主吸水剂,然后将所剩余的百分比R标绘在对数概率纸上。因此,对应于R=50%重量的粒径读作质量平均粒径(D50)。此外,如下获得粒径分布的对数标准偏差(σξ)(σξ越小是指粒径分布越窄):
σξ=0.5×1n(X2/X1)
(其中X1为当R=84.1%时的粒径,而X2为当R=15.9%时的粒径)
在测量质量平均粒径(D50)和粒径分布的对数标准偏差(σξ)时,如下进行分粒:将10.0g吸水性树脂颗粒或主吸水剂放入具有850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μm等筛孔的JIS标准筛(IIDATESTING SIEVE:直径8cm)中,并且在温度为室温(23±2℃)并且湿度为50%相对湿度的条件下通过振动筛分机(IIDA SIEVESHAKER,型号:ES-65(旋转频率:60Hz 230rpm,震荡数:60Hz 130rpm),序列号0501)分粒5分钟。
离心保留容是(CRC):
如本文所用,离心保留容量(CRC)是指无压力下吸收0.90%重量的氯化钠水溶液(即生理盐水)30分钟的容量。离心保留容量也指无载荷下的吸收容量。如下测定该值:
将0.200g吸水性树脂颗粒或吸水剂均匀地放入由非织造织物制成的袋(60mm×85mm)(由Nangoku Pulp Kogyo K.K.生产,产品名:heatron paper,型号:GSP-22)中并且将其热密封,然后在23(±2)℃下浸入过量(通常约500ml)的0.90%重量的氯化钠水溶液(生理盐水)中。在30分钟后,将袋子拉上来,通过离心机(由KOKUSAN Co.Ltd.生产,型号:H-122)用Edana ABSORBENCY II 441.1-99中所述的离心力(250G)3分钟带走袋子上的水,然后测量袋子的重量W1(g)。再在无吸水性树脂颗粒或吸水剂时进行同样的操作,测量那时的袋子重量W0(g),然后如下计算离心保留容量(CRC)(g/g):
CRC(g/g)=(W1(g)-W0(g))/(吸水性树脂颗粒或吸水剂的质量(g)))-1
盐水流动传导率(SFC)(以及盐水流动传导率测量装置):
测定承受载荷的已吸收生理盐水并已溶胀的吸水剂中所形成的凝胶层的如本文所用的盐水流动传导率(SFC)。
将Darcy定律和恒流法用于盐水流动传导率(SFC)的测量(参见例如“Absorbency”,P.K.Chatterjee编辑,Elsevier,1985,第42至43页,和ChemicalEngineering Vol.II,第三版,J.M.Coulson和J.F.Richarson,Pergamon Press,1978,第125至127页)。
图1示出了适于测量的装置。所述装置包括容量为约5L的储罐(202),所述储罐置于升降台(203)上。所述储罐(202)包括具有开口端和橡皮塞部分的玻璃管(200),全是为了将静水保持在某一高度的功能。通过将橡皮塞部分(201)拉出,可向储罐(202)添加溶液。所述储罐(202)在储罐(202)中的溶液表面下提供有溶液出口,并且具有阀门(205)的玻璃管(204)与储罐(202)连接。通过打开/关闭阀门(205)控制溶液流。将玻璃管(204)与柔性管(210)连接。提供柔性管(210)的另一端,以便使溶液流至盐水流动传导率装置(206)(作为一个整体显示)中。所提供的盐水流动传导率装置(206)在具有不锈钢丝网的支撑件(209)上,所述不锈钢丝网具有1mm的网孔。在支撑件(209)下提供用于收集溶液的收集罐(207)。所提供的收集罐(207)在天平(208)上。天平(208)与计算机连接,以便每一定的时间记录所收集溶液的量。
为了便于理解图1,将右侧的装置(如盐水流动传导率装置206、收集罐207,天平208、和支撑件209)以与左侧装置相比放大了的尺寸示于图1中。
如图2中所示,所述盐水流动传导率装置基本包括:在其底部具有不锈钢丝网的圆筒(214)(通过修改LEXANR或类似的产品而获得);活塞(212)(通过修改LEXANR或类似的产品而获得);具有孔口(向其插入用于溶液流动的管子)的覆盖件(213)(通过修改LEXANR或类似的产品而获得);以及砝码(211)。如图3中所示,活塞(212)包括具有孔洞的活塞头部(215)。如图3中所示,活塞头部(215)的每个孔洞具有在垂直方向上穿过活塞头部(215)的圆柱体结构。具有400目的丝网(216)(网孔:38μm)(由Weisse & Eschrich生产,材料:SUS304,网目宽度:0.038mm,网丝直径:0.025mm)连接到活塞头部(215)的下表面上。活塞头部(215)具有比圆筒(214)的内部直径略小的直径,并且具有一定的尺寸使得活塞头部(215)在圆筒(214)内部在垂直方向上无任何干扰地滑动。活塞(212)的轴的上部是加工过的,以便可将砝码置于上部之上。圆筒(214)具有6.00cm的内径(底面积:28.27cm2)、0.5cm的壁厚、和6.0cm的高度。具有400目的丝网(216)(网孔:38μm)(由Weisse & Eschrich生产,材料:SUS304,网目宽度:0.038mm,网丝直径:0.025mm)连接到圆筒(214)的底部。覆盖件(213)具有略宽于轴的轮廓的孔洞,并且具有一定的尺寸使得活塞(212)的轴在垂直方向上无任何干扰地滑动。此外,覆盖件(213)具有孔口,向其插入用于溶液流动的管子。相对于圆筒的底部表面,调节由砝码(211)和活塞(212)重量组成的重量至2.07kPa(0.3psi)。
盐水流动传导率测量方法:
首先,测量其中装入吸水剂之前即中空状态的盐水流动传导率装置的高度(h0:单位是mm并且有效数字是四位)和重量(W0:单位是g并且有效数字是四位),所述盐水流动传导率装置由圆筒(214)、活塞(212)、覆盖件(213)、和砝码(211)组成。接下来,称出3.00±0.05g吸水剂(W:单位是mm并且有效数字是四位)。优选的是调整所称量的吸水剂的量使得如后面所解释的d最终值在10mm至20mm的范围内,并且更优选的是调整所述量使得d最终值在15mm至20mm的范围内。例如,在其中无载荷下的吸收容量(离心保留容量)在5g/g至16g/g的范围内的情况下,所述吸水剂的量为3.00±0.05g,在其中离心保留容量超过16g/g并且不超过20g/g的情况下,所述吸水剂的量为2.00±0.03g,而在其中离心保留容量超过20g/g并且不超过25g/g的情况下,所述吸水剂的量为1.60±0.03g,而在其中离心保留容量超过25g/g并且不超过30g/g的情况下,所述吸水剂的量为1.30±0.03g。优选的是调整要称出的吸水剂的量使得如后面所解释的d最终值在以上范围内。将所称量的吸水剂放在圆筒(214)的整个底部表面上使得被小心且均匀地分布。然后,提供活塞(212)、覆盖件(213)、和砝码(211),并且测量盐水流动传导率装置的高度(h1:单位是mm)。接下来,将盐水(0.9%重量的氯化钠水溶液)倒入具有16cm或更大直径和4cm或更大高度的培养皿中,使得所述盐水流动传导率装置从下到上浸在盐水中至少3cm。将具有90mm直径的滤纸(由ADVANTEC生产:2号)置于培养皿的内部底表面上。将其中装有吸水剂的盐水流动传导率装置置于滤纸上并且促使吸水剂溶胀60分钟。在60分钟后,将盐水流动传导率装置从培养皿中拿出,并且测量已使吸水剂溶胀后的盐水流动传导率装置的高度(h2:单位是mm并且有效数字是四位)和重量(W2:单位是g并且有效数字是四位)。其后,将盐水流动传导率装置移动并且放到盐水流动传导率测量装置的支撑件(209)上,并且在孔口处提供柔性管(210)。接下来,打开阀门(205)以便使溶液流动。在溶液开始流动之后并且在流过凝胶层并且被收集的溶液量达到约200g(如天平所示)之前,进行调整使得圆筒中的静水高度被保持在5cm。该调整可通过调节升降台(203)的高度或者通过调节从储罐202的上部插入的玻璃管的下面部分高度而进行。当圆筒中的静水高度被调节到保持在5cm时,与天平连接的计算机开始采集数据,所述数据指示已通过凝胶层并且已被收集的溶液的重量。每5秒进行数据采集并且直至180秒。然而,在开始数据采集之后并且在180秒之前当所收集溶液的量达到2kg或更多时,在某一时间(例如,在120秒)停止数据采集。另一方面,当在开始数据采集后180秒所收集溶液的量达到100g或更少时,将数据采集延长至600秒。在数据采集结束后,迅速关闭阀门(205)。在关闭阀门(205)后,当从盐水流动传导率装置的圆筒(214)的下面部分流出的溶液基本停止时(当圆筒(214)中的静水表面的高度与凝胶层高度相当时),测量盐水流动传导率装置的高度(h3:单位是mm并且有效数字是四位)。在这之后,将盐水流动传导率装置移至具有与圆筒(214)相同内径的圆柱体装置上,并且滴30分钟。将盐水流动传导率装置放在圆柱体装置上,使得滴液适当地进行,同时丝网(圆筒中的吸水剂在上面)正下方的表面不接触任何东西。在滴液30分钟后,测量盐水流动传导率装置的高度(h4:单位为mm)和重量(W4:单位为g)。
盐水流动传导率的计算:
在图上将计算机所采集的时间t(秒)和所收集溶液的重量(g)分别标绘成X-轴和Y-轴。通过最小二乘法将所述曲线图进行线性近似,然后得到该线的斜度(速率:单位g/s)。
通过以下公式获得本文所用的盐水流动传导率:
盐水流动传导率(cm3·s·10-7/g)
=(d最终值×速率)/(面积×密度×压强)×10000000
其中面积(cm2)=28.27,密度(g/cm3)=1.005(在20℃下所使用的盐水的密度),d最终值(cm)={(h2-h0)+(h3-h0)}/2/10
测定以下参数的方法描述于共同未决的专利申请EP1928511和US2007/0202772中:
它们的吸收芯区域或层的堆积密度、基重、厚度、密度。
[实施例1]
在一个容量为1升的聚丙烯容器中,通过将373.14g丙烯酸、1.49g聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)和2.25g的1.0%重量二亚乙基三胺5乙酸3钠水溶液混合来制备溶液(A)。再通过将288.27g的48.5%重量的氢氧化钠水溶液和调节到具有50℃温度的314.66g去离子水(离子交换过的水)混合来制备溶液(B)。在用磁力搅拌器搅拌溶液(A)的同时,将溶液(B)快速加入并且与溶液(A)混合,由此获得单体水溶液(C)。
由于中和热和熔解热,单体水溶液(C)的温度升至102℃。在搅拌单体水溶液(C)的同时,将4.50g聚乙二醇6000(平均分子量6000,由KANTOCHEMICAL CO.,INC.生产)和1.89g的D-山梨醇添加到单体水溶液(C)中。由此获得单体水溶液(D)。
随后,当单体水溶液(D)的温度降至97℃时,在搅拌单体水溶液(D)的同时将13.81g的3%重量的过硫酸钠水溶液添加到单体水溶液(D)中,然后在开放体系中将所得溶液倒入内部涂有的不锈钢球拍状容器中,其通过热板(NEO HOTPLATE H1-1000,由IUCHI SEIEIDO CO.,LTD.生产)加热至具有100℃的表面温度。所述不锈钢球拍状容器具有一定的形状,使得底部表面的面积为250×250mm,上表面的面积为640×640mm,高度为50mm,中心横截面是梯形的,并且上表面是开放的。
在已加入过硫酸钠水溶液的聚合物水溶液(D)倒入不锈钢球拍状容器中不久之后,聚合反应开始。所述聚合反应随着在竖直和水平方向上蒸汽产生并膨胀然后冒泡而进行,然后所得的交联的聚合物水凝胶(水凝胶)缩成略大于底部表面的尺寸。膨胀和收缩在大约1分钟内结束。将所得的交联的聚合物水凝胶(水凝胶)保持在聚合反应容器(不锈钢球拍状容器)中3分钟,然后将交联的聚合物水凝胶(水凝胶)取出。这些步骤在对空气开放的体系中进行。
将所得的交联的聚合物水凝胶(水凝胶)通过绞肉机(绞肉机型号:12VR-400KSOX,由Iizuka Kogyo Co.,Ltd.生产,模头孔径:6.4mm,孔数:38,模头厚度:8mm)压碎,因此所述交联的聚合物水凝胶被压成碎块(获得压碎过的颗粒)。在那时,以大约350g/min的量放入交联的聚合物水凝胶,并且当以大约80g/min的量加入去离子水的时候进行压碎,同时取走交联的聚合物水凝胶。
将所述交联的聚合物水凝胶(已压成碎块-压碎后的颗粒)分散在具有850μm网孔的不锈钢筛网上,并且在180℃下用热风干燥30分钟。将所得的干燥过的颗粒通过辊磨机(WML型辊碾粉碎机,由Inoguchi Giken,Ltd.生产)粉碎并且通过具有850μm和45μm网孔的JIS标准筛分粒,以便获得(不规则粉碎过的)主吸水性树脂颗粒,所述颗粒具有95%重量的固体含量、461μm的质量平均粒径(D50)、和0.34的粒径分布对数标准偏差(σξ)。
在搅拌按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒的同时,将通过混合按质量计0.48份1,4-丁二醇、按质量计0.75份丙二醇、和按质量计4.0份去离子水而制备的表面交联剂均匀地喷入到按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒中并且与其混合。通过热干燥器(温度:180℃),使已与表面交联剂溶液混合的吸水性树脂颗粒经历热处理75分钟并且进行表面交联。在热处理之后,将所得的吸水性树脂颗粒压碎,使得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛。因此,获得表面交联的吸水性树脂颗粒。
将通过混合按质量计0.80份27%重量的硫酸铝水溶液(基于氧化铝为8%重量)、按质量计0.134份60%重量的乳酸钠水溶液、和按质量计0.016份丙二醇而制得的混合物溶液添加到按质量计100份的表面交联的吸水性树脂颗粒中。在添加之后,将产物在无风的60℃下干燥1小时,然后促使所得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛以便获得主吸水剂(1)。表1示出了主吸水剂(1)的性质。所述吸水剂的粒径分布与所述吸水性树脂颗粒的基本上相同。
[实施例2]
在通过将封盖连接到装有两片西格玛型刀片的容量为10升的带夹套的不锈钢双臂捏合机上而制得的反应器中,溶解578.1g丙烯酸、4235.0g的37%重量的丙烯酸钠水溶液、605.0g去离子水、7.10g聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)、8.99g的D-山梨醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)、和21.45g聚乙二醇6000(平均分子量6000,由KANTO CHEMICALCO.,INC.生产),以便获得反应溶液。
随后,将所述反应溶液在氮气气氛中脱气20分钟,同时将其调节到具有25℃的温度。然后,在搅拌反应溶液的同时并且在聚合反应开始30秒后,将19.7g的15%重量的过硫酸钠水溶液和24.7g的0.1%重量的L-抗坏血酸水溶液添加到反应溶液中。聚合反应开始的温度为25.2℃。
在压碎所得的凝胶的同时,使聚合反应在25至95℃下进行,并且在聚合反应开始30分钟后,将交联的聚合物水凝胶取出。所述交联的聚合物水凝胶具有大约10mm或更小的粒径。
将所述交联的聚合物水凝胶(已压成碎块)分散在具有850μm网孔的不锈钢筛网上,并且在180℃下用热风干燥45分钟。将所得的干燥过的颗粒通过辊磨机(WML型辊碾粉碎机,由Inoguchi Giken,Ltd.生产)进一步粉碎并且通过具有850μm和45μm网孔的JIS标准筛分粒,以便获得不规则粉碎过的吸水性树脂颗粒,所述颗粒具有95%重量的固体含量、465μm的质量平均粒径(D50)、和0.34的粒径分布对数标准偏差(σξ)。
在搅拌按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒的同时,将通过混合按质量计0.48份1,4-丁二醇、按质量计0.75份丙二醇、和按质量计4.0份去离子水而制备的表面交联剂均匀地喷入按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒中并且与其混合。通过热干燥器(温度:180℃),使已与表面交联剂溶液混合的吸水性树脂颗粒经历热处理1小时并且进行表面交联。在热处理之后,将所得的吸水性树脂颗粒压碎,使得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛,由此获得表面交联的吸水性树脂颗粒。
将通过混合按质量计0.80份27%重量的硫酸铝水溶液(基于氧化铝为8%重量)、按质量计0.134份60%重量的乳酸钠水溶液、和按质量计0.016份丙二醇而制得的混合物溶液添加到按质量计100份的表面交联的吸水性树脂颗粒中。在添加之后,将产物在无风的60℃下干燥1小时,然后促使所得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛,以便获得主吸水剂(2)。表1示出了主吸水剂(2)的性质。所述吸水剂的粒径分布与所述吸水性树脂颗粒的基本上相同。
此外,已从主吸水剂(2)中洗脱出的聚乙二醇的分子量和洗脱重量的测量显示:洗脱出的聚乙二醇的分子量与所使用的聚乙二醇6000相同,并且聚乙二醇的洗脱重量占据了大部分所使用的聚乙二醇6000(90%或更多的所使用的聚乙二醇6000)。
[实施例3]
以与实施例1相同的途径获得主吸水剂(3),不同的是溶液(B)中去离子水的量为318.71g,添加到单体水溶液(C)中的聚乙二醇6000(平均分子量6000,由KANTO CHEMICAL CO.,INC.生产)的量为0.45g,并且用于表面交联的吸水性树脂颗粒的热处理时间为1小时。表1示出了主吸水剂(3)的性质。
[实施例4]
将按质量计100份实施例3中所获得的表面交联的吸水性树脂颗粒加热至具有150℃的温度,然后在搅拌吸水性树脂颗粒的同时将按质量计1.6份钾矾(12水合硫酸铝钾)与表面交联的吸水性树脂颗粒均匀混合5分钟,以便获得主吸水剂(4)。表1示出了吸水剂(4)的性质。
[实施例5]
以与实施例1相同的途径获得主吸水剂(5),不同的是溶液(B)中去离子水的量为301.11g,添加到单体水溶液(C)中的聚乙二醇6000(平均分子量6000,由KANTO CHEMICAL CO.,INC.生产)的量为18.00g,并且用于表面交联的吸水性树脂颗粒的热处理时间为75分钟。表1示出了主吸水剂(5)的性质。
[实施例6]
以与实施例1相同的途径获得主吸水剂(6),不同的是溶液(B)中去离子水的量为316.91g,将添加到单体水溶液(C)中的聚乙二醇6000(平均分子量6000,由KANTO CHEMICAL CO.,INC.生产)用2.25g聚乙二醇1000(平均分子量1000,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)替代,并且用于表面交联的吸水性树脂颗粒的热处理时间为1小时。表1示出了主吸水剂(6)的性质。
[实施例7]
在一个容量为1升的聚丙烯容器中,通过将373.14g丙烯酸、1.49g聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)和2.25g的1.0%重量二亚乙基三胺5乙酸3钠水溶液混合制备溶液(A)。再通过将288.27g的48.5%重量的氢氧化钠水溶液和调节到具有50℃温度的319.16g去离子水(离子交换过的水)混合制备溶液(B)。在用磁力搅拌器搅拌溶液(A)的同时,将溶液(B)快速加入并且与溶液(A)混合,因此获得单体水溶液(C)。
由于中和热和熔解热,单体水溶液(C)的温度升至101℃。在搅拌单体水溶液(C)的同时将1.89g的D-山梨醇添加到单体水溶液(C)中,因此获得单体水溶液(D)。
随后,以与实施例1相同的途径进行聚合、干燥、粉碎、和分粒,以便获得不规则粉碎过的吸水性树脂颗粒,所述颗粒具有96%重量的固体含量、465μm的质量平均粒径(D50)、和0.36的粒径分布对数标准偏差(σξ)。
通过混合按质量计0.48份1,4-丁二醇、按质量计0.75份丙二醇、按质量计3.4份去离子水、按质量计0.5份聚乙二醇6000(平均分子量6000,由KANTO Chemical Co.,Inc.生产)、和按质量计0.80份27%重量的硫酸铝水溶液(基于氧化铝为8%重量)制备表面交联剂溶液,然后在搅拌按质量计100份的所述吸水性树脂颗粒的同时,将所述混合物溶液均匀地喷入按质量计100份的所述吸水性树脂颗粒中并且与其混合。通过热干燥器(温度:180℃),使已与表面交联剂溶液混合的吸水性树脂颗粒经历热处理1小时并且进行表面交联。
在热处理之后,将所得的吸水性树脂颗粒压碎,使得所述颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛,因此获得主表面交联的吸水剂(7)。表1示出了主吸水剂(7)的性质。
[比较实施例1]
在一个容量为1升的聚丙烯容器中,通过将373.14g丙烯酸、8.11g聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)和2.25g的1.0%重量二亚乙基三胺5乙酸3钠水溶液混合来制备溶液(A)。再通过混合288.27g的48.5%重量的氢氧化钠水溶液和309.92g调节到具有50℃温度的去离子水(离子交换过的水)来制备溶液(B)。在用磁力搅拌器搅拌溶液(A)的同时,将溶液(B)快速添加到溶液(A)中并且与其混合,因此获得单体水溶液(C)。
由于中和热和熔解热,单体水溶液(C)的温度升至102℃。
随后,当单体水溶液(C)的温度降至97℃时,在搅拌单体水溶液(C)的同时将13.81g的3%重量的过硫酸钠水溶液添加至单体水溶液(C)中,然后在开放体系中将所得溶液倒入内部涂有的不锈钢球拍状容器中,其通过热板(NEO HOTPLATE H1-1000,由IUCHI SEIEIDO CO.,LTD.生产)加热至具有100℃的表面温度。所述不锈钢球拍状容器具有一定的形状,使得底部表面的面积为250×250mm,上表面的面积为640×640mm,高度为50mm,中心横截面是梯形的,并且上表面是开放的。
在已加入过硫酸钠水溶液的单体水溶液(C)倒入不锈钢球拍状容器中不久之后,聚合反应开始。所述聚合反应随着在竖直和水平方向上蒸汽产生并膨胀然后冒泡而进行,然后所得的交联的聚合物水凝胶(水凝胶)缩成略大于底部表面的尺寸。膨胀和收缩在大约1分钟内结束。将所得的交联的聚合物水凝胶(水凝胶)保持在聚合反应容器(不锈钢球拍状容器)中3分钟,然后将交联的聚合物水凝胶(水凝胶)取出。这些步骤在对空气开放的体系中进行。
将所得的交联的聚合物水凝胶(水凝胶)通过绞肉机(绞肉机型号:12VR-400KSOX,由Iizuka Kogyo Co.,Ltd.生产,模头孔径:6.4mm,孔数:38,模头厚度:8mm)压碎,因此所述交联的聚合物水凝胶被压成碎块(获得压碎过的颗粒)。
将已压成碎块的交联的聚合物水凝胶(压碎后的颗粒)分散在具有850μm网孔的不锈钢筛网上,并且在180℃下用热风干燥30分钟。将所得的干燥过的颗粒通过辊磨机(WML型辊碾粉碎机,由Inoguchi Giken,Ltd.生产)粉碎并且通过具有850μm和45μm网孔的JIS标准筛分粒,以便获得不规则粉碎过的吸水性树脂颗粒,所述颗粒具有96%重量的固体含量、463μm的质量平均粒径(D50)、和0.35的粒径分布对数标准偏差(σξ)。
在搅拌按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒的同时,将通过混合按质量计0.48份1,4-丁二醇、按质量计0.75份丙二醇、和按质量计4.0份去离子水而制备的表面交联剂溶液均匀地喷入按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒中并且与其混合。通过热干燥器(温度:180℃),使已与表面交联剂溶液混合的吸水性树脂颗粒经历热处理1小时并且进行表面交联。在热处理之后,将所得的吸水性树脂颗粒压碎,使得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛。因此,获得表面交联的吸水性树脂颗粒。这些吸水性树脂颗粒被称作比较吸水剂(1)。表1示出了比较吸水剂(1)的性质。
[比较实施例2]
将通过混合按质量计0.80份27%重量的硫酸铝水溶液(基于氧化铝为8%重量)、按质量计0.134份60%重量的乳酸钠水溶液、和按质量计0.016份丙二醇而制得的混合物溶液添加到按质量计100份的比较吸水剂(1)中。在添加之后,将产物在无任何风的60℃下干燥1小时,然后促使所得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛,以便获得比较吸水剂(2)。表1示出了比较吸水剂(2)的性质。
[比较实施例3]
在通过将封盖连接到装有两片西格玛型刀片的容量为10升的带夹套的不锈钢双臂捏合机上而制得的反应器中,溶解578.1g丙烯酸、4235.0g的37%重量的丙烯酸钠水溶液、626.4g去离子水、7.10g聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)、和8.99g的D-山梨醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产),以便获得反应溶液。
随后,以与实施例2相同的途径进行聚合、干燥、粉碎、和分粒,以便获得不规则粉碎过的吸水性树脂颗粒,所述颗粒具有93%重量的固体含量、460μm的质量平均粒径(D50)、和0.36的粒径分布对数标准偏差(σξ)。
在搅拌按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒的同时,将通过混合按质量计0.48份1,4-丁二醇、按质量计0.75份丙二醇、和按质量计4.0份去离子水而制备的表面交联剂溶液均匀地喷入按质量计100份的所得吸水性树脂颗粒中并且与其混合。通过热干燥器(温度:180℃),使与表面交联剂溶液混合的吸水性树脂颗粒经历热处理1小时并且进行表面交联。在热处理之后,将所得的吸水性树脂颗粒压碎,使得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛。因此,获得表面交联的吸水性树脂颗粒。由此获得的吸水性树脂颗粒被称作比较吸水剂(3)。表1示出了比较吸水剂(3)的性质。
[比较实施例4]
将通过混合按质量计0.80份27%重量的硫酸铝水溶液(基于氧化铝为8%重量)、按质量计0.134份60%重量的乳酸钠水溶液、和按质量计0.016份丙二醇而制得的混合物溶液添加到按质量计100份的比较吸水剂(3)中。在添加之后,将产物在无风的60℃下干燥1小时,然后促使所得颗粒通过具有850μm网孔的JIS标准筛,以便获得比较吸水剂(4)。表1示出了比较吸水剂(4)的性质。
[比较实施例5]
实施例1中所获得的表面交联的吸水性树脂颗粒(向其中不添加由硫酸铝水溶液、乳酸钠水溶液、和丙二醇制得的混合物溶液)被称作比较吸水剂(5)。表1示出了比较吸水剂(5)的性质。
[表1]
在发明详述中引用的所有文件均以引用方式并入本文。对于任何文件的引用均不应当被解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本书面文件中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,在不背离本发明的实质和范围的情况下可以做出多个其它改变和变型。因此,权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反,除非另外指明,每个这样的量纲均是指所引用的数值和围绕该数值的功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
Claims (12)
1.一种包括吸收芯的吸收制品,所述吸收芯包含主吸水剂,所述主吸水剂包含吸水性树脂颗粒,所述吸水性树脂颗粒是通过聚合含酸性基团的不饱和单体而获得的,所述主吸水剂具有5至20g/g的离心保留容量(CRC),并且所述主吸水剂包含:(i)包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元并且其不是不饱和单体的化合物;和(ii)多价金属盐。
2.如权利要求1所述的吸收制品,其中所述主吸水剂具有400cm3·s·10-7/g或更大的盐水流动传导率(SFC)。
3.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的所述化合物不包括自由基可聚合的基团。
4.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的所述化合物具有500至50000的重均分子量。
5.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中所述主吸水剂可通过具有四个或更多个能够与酸性基团形成共价键的官能团的内部交联剂和具有两个或更多个可聚合的烯属双键的内部交联剂交联。
6.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中所述主吸水剂通过具有两个或更多个可聚合的烯属双键的内部交联剂交联,其中所述内部交联剂以超过所述不饱和的单体2%重量的含量使用。
7.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中所述吸水性树脂颗粒通过聚合含酸性基团的不饱和单体并且优选内部交联所述获得的聚合物而获得,所述获得的树脂颗粒是表面交联的,其中在含酸性基团的单体单元聚合期间和/或在所述聚合物颗粒表面交联以获得所述表面交联的树脂颗粒期间,存在包括衍生自聚亚烷基二醇的结构单元的所述化合物。
8.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中存在所述化合物和/或所述多价金属盐,所述化合物和/或所述多价金属盐不与所述吸水性树脂颗粒形成化学键和/或所述化合物和/或所述多价金属盐可与所述吸水性树脂颗粒分离。
9.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,其中所述吸收芯包括含有所述主吸水剂的一个或多个层和含有第二吸水剂的一个或多个层,所述吸水剂具有超过20g/g,优选至少25g/g的离心保留容量。
10.如权利要求9中所述的吸收制品,其中所述吸收芯至少包括采集/存储层和存储层,其中所述主吸水剂被包含在至少部分的所述采集/存储层中,并且其中所述第二吸水剂被包含在至少部分的所述存储区域中,并且其中所述吸收芯包含按重量(所述主吸水剂和第二吸水剂的合计重量)计小于10%的纤维状纤维素材料。
11.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,所述吸收制品是婴儿尿布,具有第一腰区、第二腰区以及位于其内和其间的裆区,并且包括顶片和底片,其中所述吸收芯存在于所述顶片和底片之间,并且其中优选地所述制品在所述裆区具有5.5mm或更小的最大干燥厚度(如本文所测)。
12.如前述任一项权利要求所述的吸收制品,,其中所述吸收芯具有平均密度大于约0.2g/cm3的一个或多个层,或它们的区域。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101124 |