CN104582832B - 颗粒状吸水剂及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明廉价提供一种吸水剂粉尘发生量及时间经过下的粉尘增加量得以抑制,且无加压下吸收倍率、加压下吸收性能、加压下垂直扩散吸收量、短时间内吸收量高的吸水剂,还提供一种以短时间对时间经过下的粉尘增加量进行评价的方法。本发明的颗粒状吸水剂以经表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分,含有亲水性高分子化合物及稳定剂。
Description
技术领域
本发明涉及颗粒状吸水剂及其制造方法。更详细而言,本发明涉及以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分且具有特定吸水性能的颗粒状吸水剂及其制造方法。
背景技术
目前,以吸水性树脂为主成分的吸水剂与纸浆等亲水性纤维一同被广泛用作纸尿布、生理用卫生巾、失禁垫等吸收性商品的构成材料。
关于上述吸水性树脂所需的吸收性能,已知有无加压下吸水倍率、加压下吸水倍率、渗透性、吸水速度、可溶水成分比、凝胶强度等。至今,业界中已提出了许多关于这些物理性质的测定方法及提高方法(吸水性树脂的制造方法)、以及对这些物理性质的参数加以规定的专利申请(涉及吸水性树脂或吸水剂的专利)。
除上述这些物理性质外,最近受到注目的性能还有凝胶稳定性(耐尿性)、吸湿时的粉体流动性、耐变色性、时间经过下的耐变色性、耐损性、耐粉尘性等。对此,业界中也提出了许多在保持这些性能的同时还维持吸水性树脂原本所需吸收性能的方法。
例如,专利文献1揭示了一种含具备了阴离子性官能基的尿烷树脂且拥有耐损性、耐粉尘性的吸收性树脂颗粒。相比于以往的吸收性树脂颗粒,该树脂颗粒的耐损性较高,不易产生因缺损及破损所致的粉尘,且表现出优越的吸收性能。
专利文献2揭示了一种具有优越的吸收性能且尘埃(粉尘)发生少的吸水性聚合物颗粒的提供方法,该吸水性聚合物颗粒与特定粒径的微粒通过热塑性粘接剂而结合成粉末状吸收性聚合物。
专利文献3揭示了一种通过用常温下呈液态的有机聚氧硅烷对经改性的吸水性树脂颗粒进行处理而获得的经改性的卫生用品用吸水性树脂颗粒,该吸水性树脂颗粒经改性而促进了水、尿、经血等向吸收性树脂颗粒内部的均匀渗透,因此具备高吸收速度,且吸湿结块(blocking)率及粉尘度低,加压下的初期吸收量和吸收倍率也优越。
专利文献4揭示了一种含有吸水性树脂颗粒、含氮酮化合物(但无羧基)、及4价水溶性多价金属盐的吸水性树脂组合物,该吸水性树脂组合物具有优越的吸收倍率、渗透性/扩散性、吸湿时的流动性,且耐损性高,尘埃抑制效果好,所添加的金属化合物不易发生偏析且不易向吸水性树脂颗粒内部渗透。
专利文献5揭示的吸水性树脂组合物中,将专利文献4中的4价水溶性多价金属盐改为了2价或3价的水溶性多价金属盐。
专利文献6揭示了一种表面上融合有金属化合物的吸水性树脂。专利文献7揭示了一种枝状聚合物的抑尘剂。
专利文献8~11揭示了吸水性树脂的各种抑尘剂。尤其是专利文献8中,作为抑尘剂,揭示了平均分子量超过约200的低级脂肪族聚醇或平均分子量约400至6000的低级聚烷基二醇(聚乙二醇)、以及甘油或聚乙二醇的丙氧基加成物(VORANOL(注册商标);DowChemical公司制造)。
专利文献12、13揭示了通过粘合剂而被固定有多价金属盐粉末的吸水性树脂。
专利文献14揭示了一种在表面交联时使用0.01~5重量%的不溶性无机粉末及聚乙二醇等透水性改良剂的、具有高渗透性(GBP)的吸水性聚合物。
专利文献15揭示了一种通过接触含C3~C6二醇和交联用化合物的水溶液,来降低超吸收性聚合物颗粒组合物的含尘量的方法。
非专利文献1揭示了一种用含规定量的阻聚剂即对甲基氧苯酚(MEHQ)的丙烯酸来调整吸水性树脂的方案,并揭示了市售吸水性树脂中MEHQ残量为16~151ppm。
如上所述,现有技术中揭示了吸水性树脂的尘埃降低方法及微粒固定方法,例如有通过向吸水性树脂的表面添加聚乙二醇、甲氧基聚乙烯聚乙二醇、聚醇聚醚等,来将金属盐固定到吸水性树脂上的微粒固定方法。然而却未意识到如何长期维持效果的这一课题。
另外,上述阻聚剂由于是包含在单体中的,所以其均匀存在于聚合后的吸水性树脂内部,因此无人得知当阻聚剂局部存在于颗粒状吸水剂表面时所带来的作用等。
[现有技术文献]
专利文献1:日本特开2008-125716号公报(2008年6月5日公开)
专利文献2:日本特表2006-528544号公报(2006年12月21日公表)
专利文献3:国际公开WO95/33558号文本(1995年12月14日公开)
专利文献4:日本特开2006-45498号公报(2006年2月16日公开)
专利文献5:日本特开2006-28481号公报(2006年2月2日公开)
专利文献6:日本特开2005-105254号公报(2005年4月21日公开)
专利文献7:日本特表2007-534785号公报(2007年11月29日公表)
专利文献8:欧洲专利申请公开第0679678号(1995年11月2日公开)
专利文献9:国际公开WO94/22940号文本(1994年10月13日公开)
专利文献10:国际公开WO97/030109号文本(1997年8月21日公开)
专利文献11:国际公开WO97/037695号文本(1997年10月16日公开)
专利文献12:国际公开WO98/048857号文本(1998年11月5日公开)
专利文献13:国际公开WO2007/121941号文本(2007年11月1日公开)
专利文献14:国际公开WO2004/096304号文本(2004年11月11日公开)
专利文献15:国际公开WO95/027739号文本(1995年10月19日公开)
非专利文献1:Modern Superabsorbent Polymer Technology(1998),p39~44,p72~77
发明内容
[发明所要解决的课题]
然而相比于用上述现有技术获得的吸水剂,业界要求一种具有高度的吸收性能,且在含吸水剂的纸尿布等吸收体的制造工序中能抑制吸水剂粉尘发生量的吸水剂。
具体而言,吸水剂在其使用上要求良好地具有以下物理性质的数值:离心分离下的保持量、加压下的吸收力、加压下的垂直扩散吸收量、短时间内的吸收量等。然而现有技术并不能充分满足这些物理性质,其一要因例如在于:离心分离下保持量与加压下吸收力或加压下垂直扩散吸收量是吸水剂的重要物理性质,然而双方间具有一方物理性质提高另一方就会下降的关系,因此两方的物理性质难以同时成立。
另外,在现有技术中,若向吸水性树脂添加无机颗粒等微粒,就会因该微粒而发生的粉尘问题。粉尘的发生会导致降低吸水剂制造工序的制造效率,降低获得的吸水剂的物理性质,进而会引起安全卫生上的问题等。
若使用结合剂、粘接剂等来抑制上述粉尘的发生,就有破坏吸水剂的吸收性能,导致纸尿布等吸收体无法充分发挥其性能的问题。
例如在专利文献1~3、7中,为了抑制原本存在的粉尘、及/或颗粒破损所致的粉尘,而尝试用添加剂来对吸水剂进行了改性等,然而粉尘量的降低程度并不充分,而且缺点在于添加剂的性质会妨碍吸水剂的吸收性能,尤其会阻碍短时间内的吸收性能。
另外,专利文献4~6虽然提出了使彼此对立的无加压下吸水倍率与加压下吸收性能及/或渗透性能同时成立、且粉尘量少的技术,但其粉尘的降低程度却不充分。
另外,专利文献8~13、15虽然提出了供实现低粉尘量吸水剂的各种添加剂,但从粉尘量降低程度、吸收性能同时成立的方面看却不理想。
也就是说,现有技术并不能获得高吸收性能(无加压下吸收倍率、加压下的吸收性能、加压下的垂直扩散性、渗透性、短时间内吸收量等)与低粉尘量同时成立的吸水剂,尤其是未能解决当为了提高渗透性而加入添加剂时就会引起粉尘量增加的问题。
再之,本发明者还发现了新的问题:即使在制造吸水剂时降低了粉尘量,仍无法抑制在用该吸水剂制造纸尿布等的吸收体制造工序中发生的粉尘量。
这一新问题是根据吸收体制造工序中因吸水剂引起的粉尘发生量的调查结果而发现的。即,本发明者发现,理想的吸水剂不仅要能够抑制其被制造时的粉尘发生量,还要能够抑制该吸水剂被用来制造吸收体时的粉尘发生量。由此,完成了本发明。
另外,本发明者发现,同时还需一种能迅速对制得的吸水剂的上述粉尘发生量在时间上的增加情况进行评价的方法,从而完成了本发明。
即,本发明的目的在于廉价提供一种吸水剂粉尘发生量及时间经过下的粉尘增加量得以抑制,且吸收性能(无加压下吸收倍率、加压下吸收性能、加压下垂直扩散吸收量、短时间内吸收量等)高的吸水剂,还提供一种以短时间对时间经过下的粉尘增加量进行评价的方法。
[用以解决问题的技术方案]
本发明的颗粒状吸水剂是以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂,其含有亲水性高分子化合物及稳定剂,且所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂是经表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法是以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂的制造方法,其包含以丙烯酸(盐)为主成分的水溶性不饱和单体的聚合步骤、干燥步骤、表面交联步骤,且在所述表面交联步骤后还包含添加亲水性高分子化合物的步骤以及添加稳定剂的步骤。
本申请的第2发明为时间经过下的粉尘增加量的评价方法。本评价方法中,根据在密闭容器中以60℃保管3星期而经热处理后的颗粒状吸水剂的粉尘量,进行评价。即,第2发明是对颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况进行评价的方法,其包含:通过在密闭容器中以60℃将颗粒状吸水剂保管3星期来对所述颗粒状吸水剂进行热处理的步骤、通过测定所述热处理后的粉尘量来评价所述颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况的步骤。
本评价方法虽然不能预测因高处落下及强烈冲击/压缩等突发事故带来的影响,但能预测包括通常保管及运输过程中的温度变化等要因在内的结果。
[发明效果]
通过本发明的颗粒状吸水剂及其制造方法,不仅能抑制该颗粒状吸水剂的制造工序中的粉尘发生量,还能抑制用该颗粒状吸水剂制造纸尿布等的吸收体制造工序中的粉尘发生量。另外,由于能获得具有优越吸收特性的颗粒状吸水剂,因此能获得吸收性能优越的吸收体。
具体实施方式
以下详细说明本发明的颗粒状吸水剂及其制造方法,但本发明的范围并不拘泥于这些说明,除下文例示的方案外,还能在无损本发明主旨的范围内实施适当的变更。具体而言,本发明并不限于下述各实施方式,可以在权利要求所示的范围内进行各种变更,适当组合不同实施方式中记述的技术方案而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。另外,本说明书中记载的所有非专利文献及专利文献均在本说明书中作为参考来引用。
〔1〕术语的定义
(1-1)“吸水剂”
本发明的“吸水剂”,指以吸水剂树脂为主成分的水性液吸收用凝胶化剂(也称固化剂),尤其将颗粒状的凝胶化剂称作颗粒状吸水剂。这里,“颗粒状”的意思指具有颗粒形态。所谓颗粒,指具有能够测得的体积的、固态或液态的粒状小物体(JIS工业用语大辞典第4版,2002页)。
“水性液”并非限指水,也可以是尿、血液、汗、粪便、废液、潮气、蒸汽、冰、水与有机溶剂及/或无机溶剂的混合物、雨水、地下水等。只要含有水分,则无特别限定。优选的例子有尿、经血、汗、其他体液。
“主成分”,指在吸水剂中占最大含有率的成分。本发明的颗粒状吸水剂中,作为主成分的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的含量下限值优选为70质量%,更优选为80质量%,尤其优选为90质量%。另外,其上限值为100质量%,优选为99质量%,更优选为98质量%。
(1-2)“吸水性树脂”
本发明中的“吸水性树脂”,指具有水膨润性的非水溶性高分子凝胶化剂。这里,“水膨润性”的意思指欧洲工业标准ERT441.2-02中规定的CRC(无加压下吸水倍率)为5[g/g]以上。“非水溶性”的意思指欧洲工业标准ERT470.2-02中规定的Ext(可溶水成分量)为0~50质量%。
所述吸水性树脂可以视其用途而适当设计,并无特别限定,优选是含羧基的不饱和单体进行交联聚合后而得的亲水性交联聚合物。另外,并不限吸水性树脂的全量(100质量%)均为聚合物,其也可以是在维持上述性能的前提范围下含添加剂等的吸水性树脂组合物。
另外,不问有否表面交联,也不特别限定吸水性树脂的形状,可以是片状、纤维状、粉末状、膜状、凝胶状等,它们均统称为吸水性树脂。本发明中,为了区分表面交联前后的吸水性树脂,将表面交联前的吸水性树脂称为“吸水性树脂颗粒”,将表面交联后的吸水性树脂称为“吸水性树脂粉末”。
(1-3)“聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂”
本发明的“聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂”,是含任意接枝成分且以作为重复单元的丙烯酸及/或其盐(以下称作“丙烯酸(盐)”)为主成分的交联聚合物。具体优选是:除交联剂以外的用作单体的丙烯酸(盐)的含量为30~100摩尔%的聚合物。
(1-4)“EDANA”及“ERT”
“EDANA”是欧洲无纺布工业协会(European Disposables and NonwovensAssociation)的简称。“ERT”是欧洲工业标准(近乎世界标准)下的吸水性树脂测定方法(EDANA Recommended Test Methods)的简称。本发明中,除非有特别指出,均依准于ERT正本(公知文献;2002年修定)来进行测定。
(a)“CRC”(ERT441.2-02)
“CRC”是离心分离下保持量(Centrifuge Retention Capacity)的简称,指吸水性树脂在无加压下的吸水倍率(以下也称“吸水倍率”,“吸收倍率”与“吸水倍率”意思相同)。具体指:使无纺布袋子中的吸水性树脂0.200g在过剩的0.9质量%氯化钠水溶液中浸泡(自由膨润)30分钟后,用离心机去除水分后而得的吸水倍率(单位:[g/g])。
(b)“FSC”(ERT442.2-02)
“FSC”是自由膨润量(Free Swell Capacity)的简称,指吸水性树脂在无加压下悬挂时的吸水倍率。具体指:使无纺布袋子中的吸水性树脂0.200g在过剩的0.9质量%氯化钠水溶液中浸泡(自由膨润)30分钟后,进而悬挂10分钟去除水分后而得的吸水倍率(单位:[g/g])。其与上述CRC的不同之处在于能评价吸水性树脂颗粒间(空隙)的液体保持量。
(c)“AAP”(ERT442.2-02)
“AAP”是抗压吸收率(Absorption Against Pressure)的简称,指吸水性树脂在加压下的吸水倍率。具体指:在2.06kPa(0.3psi,21[g/cm2])的负重下使吸水性树脂0.900g在过剩的0.9质量%氯化钠水溶液中膨润1小时后而得的吸水倍率(单位:[g/g])。虽然ERT442.2-02中记作“Absorption Under Pressure”,但实质上这与AAP是同一概念。另外,有时也将负重条件改为4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])来进行测定。
这里,将在2.06kPa条件下测得的加压下吸水倍率记作“AAP0.3”,将在4.83kPa条件下测得的加压下吸水倍率记作“AAP0.7”。
(d)“Ext”(ERT470.2-02)
“Ext”是可溶物(Extractables)的简称,指吸水性树脂的可溶水成分比(可溶水成
分量)。具体指:将吸水性树脂1.000g添加进0.9质量%氯化钠水溶液200ml中并以500rpm搅
拌16小时后而得的聚合物溶解量(单位:质量%)。聚合物溶解量是通过pH滴定来测定的。
(e)“PSD”(ERT420.2-02)
“PSD”是颗粒尺寸筛选(Particle Size Distribution)的简称,指通过筛分级所测得的吸水性树脂粒度分布。另外,吸水性树脂的重均粒径(D50)及粒径分布幅度,是按照与欧洲专利第0349240号说明书第9页第24~41行中记载的“(1)Average ParticleDiameter and Distribution of Particle Diameter”相同的方法来测定的。
(f)“pH值”(ERT400.2-02)
“pH值”指吸水性树脂的pH值,其是以吸水性树脂分散于0.9质量%氯化钠水溶液中而成的含膨润凝胶的分散液的pH值来规定的。
(1-5)“VDAUP”
本发明中的“VDAUP”是加压下垂直扩散性(Vertical Diffusion AbsorbencyUnder Pressure)的简称,指吸水性树脂在加压下的垂直扩散吸收量,目前已知其与纸尿布的逆流量(Re-wet)及绝对吸收量有很高的相关性。VDAUP具体指:在4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])的负重下使吸水性树脂10.000g在过剩的0.9质量%氯化钠水溶液中膨润1小时后而得的液体吸收量(单位:[g])。
即,VDAUP与所述加压下吸水倍率(AAP)的测定相比,仅改变了所用的试料量和负重条件,但AAP是以质量比([g/g])来规定的,而VDAUP是以绝对液量([g])来规定的。
另外,VDAUP测定中,由于试料每单位面积的质量相比于AAP测定为11倍以上,因此在使试料整体均匀吸收水性液的情况下,膨润凝胶层间的液体扩散性以及渗透性会起较大的影响。因此该VDAUP的结果作为一种指标而不仅表征加压下的吸收量,也表征实际的吸收体、尤其是吸水性树脂使用比率(浓度)高的吸收体的液体扩散性及渗透性。
(1-6)其他
在本说明书中,表达范围的“X~Y”指“X以上Y以下”。另外,重量单位的“t(吨)”指“公吨(Metric-ton)”。重量”与“质量”,“重量%”与“质量%”,“重量份”与“质量份”均为同义词。另外,除非有特别注释,“ppm”均指“重量ppm”或“质量ppm”。再之,“某酸(盐)”指“某酸及/或其盐”,“(甲基)丙烯”指“丙烯及/或甲基丙烯”。
〔2〕颗粒状吸水剂的制造方法
(2-1)聚合步骤
(单体)
在用本发明的制造方法而得的颗粒状吸水剂中,用作主成分的吸水性树脂是作为水膨润性不溶水交联聚合物的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂,其重复单元(后述的交联剂除外)中作为单体的丙烯酸(盐)优选占30~100摩尔%,更优选占50~100摩尔%,进而优选占70~100摩尔%,尤其优选占90~100摩尔%,实质为100摩尔%。
所述单体的酸基优选得以了中和,中和而成的盐优选为一价盐,更优选为碱金属盐或铵盐,进而优选为碱金属盐。以0~100摩尔%的酸基被中和成钠盐为佳,优选20~100摩尔%、更优选50~99摩尔%、进而优选60~90摩尔%的酸基被中和成钠盐。
(其他单体及交联剂)
本发明中,相对于全部的单体成分,可以使用0~70摩尔%的除丙烯酸(盐)外的不饱和单体(以下称“其他单体”)。
作为所述其他单体,可例举甲基丙烯酸、马来酸(酐)、富马酸、丁烯酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰氧基烷磺酸、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基乙酰胺、(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、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等亲水性不饱和单体、及这些化合物的盐。
另外,本发明中所能使用的交联剂并无特别限定,例如可例举:N,N'-甲撑双丙烯酰胺、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚氧乙烯)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、聚乙二醇二(β-丙烯酰氧基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(β-丙烯酰氧基丙酸酯)、聚(甲基)烯丙氧基烷烃等这些在分子内具有至少2个聚合性双键的化合物;乙二醇二缩水甘油醚等的聚缩水甘油醚;乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、山梨糖醇等多元醇类等这些能与羧基反应而形成共价键的化合物。
所述交联剂可以使用1种或并用2种以上。若使用交联剂,那么考虑到所获得的颗粒状吸水剂的吸收性能等,优选采用分子内具有至少2个聚合性双键的化合物。从物理性质的观点看,该交联剂相对于单体的用量优选为0~5摩尔%,更优选为0.001~2摩尔%。
另外,本发明中,可以向所述单体优选添加5质量%以下、进而优选添加1质量%以下的下列物质等:发泡剂、除臭剂、抗菌剂、塑性剂、香料、颜料、染料、亲水性短纤维、二氧化硅及/或氧化钛等无机粉末、淀粉及/或纤维素等多糖类及该多糖类的衍生物、聚乙烯醇等亲水性高分子、聚乙烯及/或聚丙烯等热塑性树脂、次磷酸(盐)等链转移剂。
此外,聚合开始时的单体、聚合过程中或聚合后的含水凝胶状交联聚合物(以下称“含水凝胶”)也可与吸水性树脂及/或水溶性树脂共存。具体优选存在0~50质量%、进而优选0.1~30质量%的淀粉及/或纤维素等多糖类及该多糖类的衍生物、聚乙烯醇等。像这种混合有接枝聚合物及高分子的混合物,也可称作吸水性树脂组合物。而本发明中称为吸水性树脂或聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂。
(聚合方法)
从获得的颗粒状吸水剂的吸水性能、以及聚合控制的容易性等观点看,本发明中采用水溶液聚合或反相悬浮聚合。这些聚合可以在空气环境中进行,但从改善颗粒状吸水剂的变色的观点看,优选在氮气及氩气等惰性气体环境中(例如氧浓度为1体积%)进行聚合。还优选通过惰性气体来充分排除单体中未溶解的氧(例如使未溶解的氧量低于1mg/L)。
本发明中,优选将所述单体与水混合,或与由水和亲水性溶剂组成的混合溶剂混合,从而以溶液状态来使用。尤其优选以水溶液方式来使用所述单体。即,本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中的聚合步骤是:以丙烯酸(盐)为主成分的水溶性不饱和单体的聚合步骤。其中,单体浓度优选为20~80质量%,更优选为30~70质量%,进而优选为40~60质量%。但该单体浓度若过高,吸水倍率就有下降倾向,因此不优选过高的浓度。
所述水溶液聚合,是在不使用疏水性有机溶剂等分散溶剂的情况下使单体水溶液聚合的方法,例如指美国专利第4625001号、美国专利第4873299号、美国专利第4286082号、美国专利第4973632号、美国专利第4985518号、美国专利第5124416号、美国专利第5250640号、美国专利第5264495号、美国专利第5145906号、美国专利第5380808号等、以及欧洲专利第0811636号、欧洲专利第0955086号、欧洲专利第0922717号、欧洲专利第1178059号、欧洲专利第1711541号、欧洲专利第1799721号等中披露的聚合方式。
另外,所述反相悬浮聚合,是使单体水溶液在疏水性有机溶剂中悬浮来进行聚合的方法,例如指美国专利第4093776号、美国专利第4367323号、美国专利第4446261号、美国专利第4683274号、美国专利第5244735号等中披露了聚合方式。本发明中,聚合时也能使用上述专利文献中披露的单体、交联剂、聚合引发剂、其他添加剂。
(聚合引发剂)
本发明中所用的聚合引发剂可以视聚合方式而适当选择,并无特别限定,可例举光分解型聚合引发剂、热分解型聚合引发剂、氧化还原系聚合引发剂等。这些聚合引发剂的用量相对于所述单体优选为0.0001~1摩尔%,更优选为0.001~0.5摩尔%。
作为所述光分解型聚合引发剂,可列举:苯偶姻衍生物、苯偶酰衍生物、苯乙酮衍生物、二苯酮衍生物、偶氮化合物等。
作为所述热分解型聚合引发剂,可例举:过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐;过氧化氢、过氧化叔丁烷、过氧化甲乙酮等过氧化物;偶氮腈化合物、偶氮脒化合物、环状偶氮脒化合物、偶氮酰胺化合物、烷基偶氮化合物、2,2'-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐等偶氮化合物等。
作为所述氧化还原系聚合引发剂,例如可将所述过硫酸盐及过氧化物等,与L-抗坏血酸及亚硫酸氢钠等还原性化合物并用,如此获得这两方组合而成的体系。
另外,也可以将所述光分解型聚合引发剂与所述热分解型聚合引发剂并用。
(表面活性剂、分散剂)
本发明中,聚合时也可以使用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、两性表面活性剂等表面活性剂及/或分散剂。这些表面活性剂及/或分散剂并无特别限定。作为阴离子性表面活性剂,例如可例举混合脂肪酸钠皂、硬脂酸钠等脂肪酸钠、高级醇硫酸钠、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸盐等。作为非离子性表面活性剂,可例举聚氧乙烯高级醇醚等聚氧乙烯烷基醚、脂肪酸山梨糖醇酯、脂肪酸甘油酯等。作为阳离子性表面活性剂及两性表面活性剂,可例举烷胺类及烷基甜菜碱等。
另外,作为分散剂,可例举乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素等。
所述表面活性剂及/或分散剂的用量视聚合方式而适当决定,一般而言,相对于由聚合性单体和交联性单体组成的全部单体成分100质量份,优选为0.0001~1质量份,更优选为0.0005~0.5质量份,进而优选为0.001~0.1质量份。
(反相悬浮聚合时的有机溶剂)
进行所述反相悬浮聚合时,所用的有机溶剂只要具有难溶水性且相对于聚合呈惰性,则无特别限定。例如可例举:正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烷烃;环己烷、甲基环己烷等脂环烷烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烷烃等。这些烷烃中,从工业上的易获取性、品质等观点看,尤其优选正己烷、正庚烷、环己烷。优选这些有机溶剂的用量相对于聚合性单体水溶液为0.5~10倍的质量,更优选为0.6~5倍的质量。
(2-2)凝胶细粒化步骤
所述聚合步骤中获得的含水凝胶可以直接以其原状态接受干燥(及提供给干燥步骤),若采用的是水溶液聚合,则优选用凝胶粉碎机(捏和机、绞肉机等)等将聚合过程中或聚合后的含水凝胶绞碎,并对细粒化后的该含水凝胶(以下也称“颗粒状含水凝胶”)进行干燥。通过规定的方法,将待绞碎的含水凝胶细粒化成重均粒径(D50;以湿式筛分级来规定)优选为0.1~50mm、更优选为0.2~10mm、进而优选为0.5~5mm的碎粒。
本发明的颗粒状吸水剂中所用的吸水性树脂的形状并无特别限定,例如可以采用颗粒状、粉末状、薄片状、纤维状等任意形状。另外,细粒化可通过各种方法来进行,例如可例举用具备任意状多孔构造的螺旋式挤压机来进行凝胶粉碎的方法等。
(2-3)干燥步骤
本步骤是对所述聚合步骤中获得的含水凝胶、或凝胶细粒化步骤中获得的颗粒状含水凝胶进行干燥并获得干燥聚合物的步骤。其干燥方法并无特别限定,例如可例举加热干燥、热风干燥、减压干燥、流动床干燥、红外线干燥、微波干燥、滚筒干燥器干燥、与疏水性有机溶剂的共沸脱水、运用高温水蒸汽的高湿干燥等各种干燥方法。
其中优选与气体接触的干燥方法,所用的气体的露点优选为40℃~100℃,更优选为50℃~90℃。
本发明的干燥步骤中,干燥温度并无特别限定,优选例如为50~300℃,从提高吸水倍率的观点看,更优选为100~250℃,进而优选为120~230℃,尤其优选为150~200℃。这里,所述“干燥温度”指接触的气体的温度。干燥温度若是100℃以下,则优选共沸脱水或减压干燥。另外,干燥时间可以适当决定,并无特别限定,优选例如为10秒~5小时,更优选为1分钟~2小时。
另外,本发明中的聚合方式若为水溶液聚合,则从获得的颗粒状吸水剂的物理性质及易粉碎性等的观点看,干燥后的干燥聚合物(吸水性树脂)中的固形成分(以(5-7)中所述的含水率来规定)优选为80质量%以上,更优选为85质量%以上,进而优选为90质量%以上,尤其优选为92~98质量%。干燥后,优选进而进行表面交联。
另外,本发明中的聚合方式若为反相悬浮聚合,则可以将聚合过程中的或聚合后获得的含水凝胶分散到例如烃类等有机溶剂中,并以该分散状态进行共沸脱水,从而实施干燥步骤。干燥后的固形成分可为60质量%以上,优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进而优选为85质量%以上,进而优选为90质量%以上,尤其优选为92~98质量%,最优选为93~97质量%。
另外,采用反相悬浮聚合时,优选在所述共沸脱水干燥步骤的途中(例如固形成分为60~90质量%的阶段)进行表面交联。这里,在所述干燥之后(干燥步骤结束后),也可以通过滗析或蒸发来分离掉有机溶剂并视需要进一步干燥。
(2-4)粉碎步骤、分级步骤
本步骤是视需要对所述干燥步骤中获得的干燥聚合物(含水凝胶的干燥物)进行粉碎(粉碎步骤),并进而通过分级(分级步骤)来控制粒度,从而获得吸水性树脂颗粒的步骤。本发明的颗粒状吸水剂的制造方法更优选在所述干燥步骤与所述表面交联步骤之间含有粉碎分级步骤。即,在本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,虽然粉碎步骤和分级步骤并非必须步骤,但优选在所述干燥步骤后且后述表面交联步骤前,进行粉碎步骤或进行粉碎步骤及分级步骤。作为该粉碎及分级的方法,例如可采用国际公开第2004/69915号中揭示的方法。
从提高加压下吸水倍率(AAP)及加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)的观点看,所述吸水性树脂颗粒(表面交联前的吸水性树脂)优选经过粉碎步骤,或经过粉碎步骤及分级步骤,并视需要在分级后进而接受调整,以将其粒度控制在特定范围内。可以视需要对表面交联后的吸水性树脂及最终的颗粒状吸水剂进行粉碎步骤,或进行粉碎步骤及分级步骤。
所述粉碎步骤例如可以用粉碎机来粉碎所述干燥聚合物。所述粉碎机并无特别限定,例如可以使用诸如辊碎机的辊式粉碎机、诸如锤碎机的锤式粉碎机、冲击式粉碎机、切碎机、蜗轮研磨机、球磨机、速磨机等。其中,为了控制粒度分布,更优选使用辊碎机。
分级步骤中,为了将上述粉碎后的干燥聚合物控制成特定的粒度分布,可以用具有特定筛孔的筛子进行分级,以除去大于特定粒径的颗粒。另外,也可将除去的颗粒再次粉碎,以将其控制到特定的粒径范围。
用筛子进行分级时的分级器并无特别限定,例如可以使用振动筛(非重量平衡驱动式、谐振式、振动马达式、电磁式、圆振式等)、面运动筛(水平运动式、水平圆-直线交互运动式、圆三维运动式等)、可动网式筛、强制搅拌式筛、网面振动式筛、风力筛、声波筛等,更优选使用振动筛、面运动筛。
关于粒度的调整方法,可以根据粉碎机的缝隙大小及处理量等粉碎条件、以及分级步骤的筛孔大小等来将粒度调整到所需范围,此外还可以采用混合不同粒度的吸水性树脂颗粒的方法等。该调整方法中,需将重均粒径、粒度分布对数标准差、粗大颗粒及微小颗粒含量均调整到规定范围。
经粉碎步骤而得的吸水性树脂颗粒只要满足上述规定范围,则不一定要进行分级步骤。另一方面,经粉碎步骤而得的吸水性树脂颗粒若未满足上述规定的范围,可以进而进行分级步骤,以使经分级步骤而得的吸水性树脂颗粒满足上述规定范围。
重均粒径(D50)的上述规定范围为200~600μm,优选为250~550μm,更优选为350~500μm。另外,粒度分布对数标准差(σζ)的上述规定范围为0.20~0.50,优选为0.25~0.45,更优选为0.3~0.35。此外,粒径850μm以上(以JIS标准筛来规定)的粗大颗粒的比率越低越好,通常相对于吸水性树脂颗粒的质量为0~5质量%,优选为0~3质量%,更优选为0~1质量%。粒径低于150μm(以JIS标准筛来规定)的微小颗粒的比率也越低越好,通常相对于吸水性树脂颗粒的质量为0~5质量%,优选为0~3质量%,更优选为0~1质量%。
此外,吸水性树脂颗粒的毛体积比重(美国专利第6562879号中所规定)优选为0.30~0.90,更优选为0.60~0.80,进而优选为0.65~0.75。
(2-5)表面交联步骤
本步骤是:对至少经过所述聚合步骤及干燥步骤而得的干燥聚合物,优选对进而经过所述粉碎步骤、或进而经过粉碎及分级步骤而得的吸水性树脂颗粒进行表面交联,从而提高获得的吸水性树脂的加压下吸水倍率(AAP)的步骤。这里,“表面交联”指在所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的表面或表面附近进行交联。另,“表面或表面附近”通常指数十μm以下厚度的表层部分、或全体厚度中占1/10以下的表层部分,但这些厚度可以视目的来适当决定。
另外,本发明的颗粒状吸水剂中所用的吸水性树脂可通过以下方式来获得:对经所述聚合步骤及所述干燥步骤而得的干燥聚合物进行表面交联;或者,对经所述聚合步骤、所述凝胶细粒化步骤及所述干燥步骤而得的干燥聚合物进行表面交联;或者,对经所述聚合步骤、所述凝胶细粒化步骤、所述干燥步骤及所述粉碎步骤而得的吸水性树脂颗粒进行表面交联;或者,对经所述聚合步骤、所述凝胶细粒化步骤、所述干燥步骤、所述粉碎步骤及所述分级步骤而得的吸水性树脂颗粒进行表面交联。
该表面交联的方法并无特别限定,例如可例举在所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的表面上聚合单体的方法、以及用聚合引发剂(例如过硫酸盐)对所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的表面进行自由基交联的方法等,尤其优选用表面交联剂对所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的表面进行交联的方法。若采用该方法,则所述表面交联步骤由以下步骤组成:所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂的混合步骤、经该混合步骤而得的混合物的加热处理步骤、以及视需要对经加热处理步骤后的所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒进行冷却的冷却步骤。
(表面交联剂)
本发明中所用的表面交联剂并无特别限定,例如可例举噁唑啉化合物(美国专利第6297319号)、乙烯醚化合物(美国专利第6372852号)、环氧化合物(美国专利第625488号)、氧杂环丁烷化合物(美国专利第6809158号)、多元醇化合物(美国专利第4734478号)、聚酰胺聚胺-环氧卤加成物(美国专利第4755562号、美国专利第4824901号)、羟基丙烯酰胺化合物(美国专利第6239230号)、噁唑烷酮化合物(美国专利第6559239号)、双噁唑烷酮化合物或多噁唑烷酮化合物(美国专利第6472478号)、2-氧合四氢-1,3-噁唑烷化合物(美国专利第6657015号)、烷撑碳酸酯化合物(美国专利第5672633号)等。这些化合物可以使用1种或2种以上。
另外,也可将这些表面交联剂与铝盐等的水溶性多价金属阳离子(美国专利第6605673号、美国专利第6620899号)并用,还可并用碱金属盐(美国专利申请公开第2004/106745号)、有机酸及无机酸(美国专利第5610208号)等。另外,也可在吸水性树脂的表面进行单体的聚合来实现表面交联(美国专利申请公开第2005/48221号)。
这些表面交联剂中,优选有机表面交联剂,尤其优选共价性表面交联剂。具体而言,优选采用以下的1种或2种以上化合物:多元醇化合物、多元环氧化和物、多元胺化合物或它们的盐、烷撑碳酸酯化合物。这些化合物一般能使表面具备亲水性,因此有效适用于本发明的制造方法。
作为具体的表面交联剂,可例举:二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、(聚)丙三醇、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、三羟甲基丙烷、二乙醇胺或三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇化合物;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、二丙三醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二聚缩水甘油醚、缩水甘油等环氧化合物;1,2-乙基双噁唑啉等多元噁唑啉化合物;1,3-二氧杂环戊烷-2-酮等的烷撑碳酸酯化合物;2-噁唑烷酮等单噁唑烷酮化合物、或多元噁唑烷酮化合物、氧杂环丁烷化合物。
上述表面交联剂中,从颗粒状吸水剂的物理性质的观点看,优选选自多元醇化合物、烷撑碳酸酯化合物、噁唑烷酮化合物及氧杂环丁烷化合物的缩水反应性表面交联剂,尤其优选从多元醇化合物、烷撑碳酸酯化合物及噁唑烷酮化合物中选择1种以上使用,且优选视需要使用其他表面交联剂。这里,缩水反应性表面交联剂指利用聚丙烯酸(盐)与羧基间的缩水反应来实现交联的交联剂。
关于除所述缩水反应性表面交联剂以外的表面交联剂,可例示多价金属盐等离子反应性表面交联剂、环氧化合物交联剂等开环反应性表面交联剂。这些表面交联剂可单独使用或并用。
作为所述离子反应性表面交联剂,可例举含水溶性多价金属阳离子的硫酸铝等这类多价金属化合物。
相对于所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒100质量份,所述表面交联剂的用量优选为0.01~10质量份,更优选为0.5~5质量份。若所述表面交联剂的用量低于0.01质量份,则渗透性有时会下降。另外,若超过10质量份,则吸水倍率有时会极度下降,因此欠佳。
所述表面交联剂可以仅使用1种,也可以并用2种以上。
(溶剂)
将所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂混合时,可以混合单独的表面交联剂,优选将表面交联剂制成溶液来混合,其溶剂尤其优选采用水。相对于所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒100质量份,若水的总用量为1~10质量份,表面交联剂水溶液就能充分渗入所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的表面,从而形成具有适当厚度和密度的多层式表面交联层。
另外,将所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂混合时,也可视需要使用亲水性有机溶剂来作为上述溶剂。该亲水性有机溶剂例如可例举:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等低级醇类;丙酮等酮类;二氧杂环己烷、四氢呋喃、烷氧基聚乙二醇等醚类;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类;二甲基亚砜等亚砜类等。随所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的种类及粒径等的不同,亲水性有机溶剂的用量也有所不同,但相对于所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒中的固形成分100质量份,优选为20质量份以下,更优选落在0.1~10质量份的范围内。
(表面交联方法)
将所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂混合的方法并无特别限定,优选将溶解于水及/或亲水性有机溶剂中的表面交联剂直接地或以喷雾或淋下方式与所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒混合。
将所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂混合的混合装置优选具有较大的混合力,以便能切实将两者均匀混合。所述混合装置并无特别限定,可例举圆筒式混合机、双层壁圆锥式混合机、V字式混合机、蝴蝶结式混合机、螺旋式混合机、流动炉旋盘式混合机、气流式混合机、双臂式捏和机、内部混合机、粉碎式捏和机、回旋式混合机、螺旋式挤压机、湍流增强器(turbulizer)等。
将所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂混合时,所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒的温度、表面交联剂水溶液的温度、以及它们的混合物的温度优选为10~200℃,更优选为20~100℃。另外,混合时间优选为1秒~1小时,更优选为5秒~10分钟。
为了交联反应,优选对所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂的混合物进行加热。加热温度可适当选择,优选热媒的温度落在150~250℃范围,更优选落在180~210℃范围。另外,加热时间优选为1分钟~2小时。加热温度与加热时间的佳选组合方案例如为:180℃下加热0.1~1.5小时,或200℃下加热0.1~1小时等。
对所述干燥聚合物或所述吸水性树脂颗粒与表面交联剂的混合物进行加热时,可以加热静置状态的该混合物,也可以利用搅拌等混合手法进行加热。从能对该混合物全体进行均匀加热的这一点看,优选在搅拌混合下加热。
(2-6)非高分子水溶性化合物的添加步骤
在所述颗粒状吸水剂中,吸水性树脂的表面优选含有所述非高分子水溶性化合物,因此更优选在所述干燥步骤后实施非高分子水溶性化合物的添加步骤。即,本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选在所述干燥步骤后具有对非高分子水溶性化合物、优选多元醇及/或氨基醇进行混合的步骤。
非高分子水溶性化合物的添加步骤优选视需要而在完成了所述粉碎步骤后,或在完成了所述粉碎步骤及分级步骤后实施,更优选在所述表面交联步骤后或与所述表面交联步骤同时地实施非高分子水溶性化合物的添加步骤。非高分子水溶性化合物的添加步骤更优选与多价金属阳离子添加步骤同时实施。尤其优选以所述非高分子水溶性化合物共存于含多价金属阳离子的水溶液中的方式,添加所述非高分子水溶性化合物。
(非高分子水溶性化合物)
所述非高分子水溶性化合物指:在25℃的水100g中可溶解1g以上、优选可溶解10g以上,且分子量为5000以下的有机化合物。
所述非高分子水溶性化合物优选是具有羟基及/或氨基的有机化合物,更优选是羟基及/或氨基的合计数量为2以上的多官能有机化合物,进而优选是多元醇化合物、氨基醇、多胺化合物等。这里,也可采用经加热处理或水解而能形成所述非高分子水溶性化合物的该非高分子水溶性化合物之衍生物,更优选采用烷撑碳酸酯化合物及环尿烷化合物等。
作为所述多元醇化合物,可例举乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇等二醇化合物;丙三醇、三羟甲基丙烷等三元醇化合物;赤鲜醇、木糖醇等糖醇化合物。另外,作为这些醇的衍生物,可例举烷撑碳酸酯化合物,例如碳酸乙酯、碳酸丙酯。
作为所述氨基醇,可例举单乙醇胺、二乙醇胺、正丙醇胺等。另外,作为这些氨基醇的衍生物,可例举环尿烷化合物,例如噁唑烷酮。
作为所述多胺化合物,可例举乙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺等。
相对于待添加所述非高分子水溶性化合物的吸水性树脂100质量份,所述非高分子水溶性化合物优选添加0.001~10质量份,更优选添加0.005~5质量份,进而优选添加0.01~3质量份。另外,若采用所述非高分子水溶性化合物的衍生物,则通过调整该衍生物的添加量来使所述非高分子水溶性化合物满足上述添加量。
(2-7)亲水性高分子化合物的添加步骤以及稳定剂的添加步骤
所述亲水性高分子化合物的添加步骤以及稳定剂的添加步骤,优选在所述表面交联步骤之后实施且不与表面交联后的含无机元素的化合物的添加步骤同时实施,更优选在表面交联后的含无机元素的化合物的添加步骤(即多价金属阳离子及/或不溶水性微粒的添加步骤)之前实施。
更优选同时进行所述亲水性高分子化合物的添加步骤和所述稳定剂的添加步骤,进而优选实施含有所述亲水性高分子化合物和所述稳定剂的水溶液的添加步骤。
如果在表面交联步骤之前,尤其是如果与聚合步骤或单体调配处理同时进行所述亲水性高分子化合物的添加步骤以及稳定剂的添加步骤,所述亲水性高分子化合物及所述稳定剂就会保持在颗粒状吸水剂的内部而不能充分发挥本发明的效果等。例如,目前已知有一种向聚合时的单体添加对甲基氧苯酚等阻聚剂或淀粉等亲水性枝节成分的技术,但正如上述理由,这种技术实质上不具备本发明的效果。
可通过以下手法等来确认上述各个添加步骤的区别:使用非膨润性溶剂(例如醇类、水与醇类的混合溶剂),从颗粒状吸水剂中萃取颗粒表面化合物;利用粒径与每单位质量的表面积呈反比的这一规律,确认每种粒度的含量分布;或从颗粒状吸水剂的表面研磨物中进行萃取。
所述亲水性高分子化合物是可在25℃的水100g中溶解1g以上的高分子化合物。其是分子量为一定值以上的化合物群的总称,包括分子量低于一般周知的高分子物且重复单元数为100以下的称之为单聚物的化合物,还包括分子内具有含重复单元的基团的化合物。
所述分子量的下限值优选为200,更优选为300,进而优选为400。其上限值优选为10000,更优选为5000,进而优选为1000。只要分子量落入该范围,则不问所述重复单元数如何。
此外,所述亲水性高分子化合物的结构可以是直链,也可以具有支链,优选是直链结构,更优选具有以乙氧基(-CH2-CH2-O-)为重复单元的重复结构,进而优选该重复结构形成主链,尤其优选该重复结构在所述亲水性高分子化合物中占70质量%以上。通过具备该结构,能实现良好的吸水性能及降低粉尘发生量。
另外,所述亲水性高分子化合物优选是具有一定值以下的融点的化合物,该融点优选为100℃以下,更优选为70℃以下,进而优选为50℃以下,尤其优选为30℃以下。只要是该范围内的融点,则不仅能有效获得本发明的效果,而且所述亲水性高分子化合物的操作也变得容易,因此优选。
所述亲水性高分子化合物可以是阳离子性、阴离子性、非离子性的某一种,优选是非离子性化合物。具体可例举聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯胺、聚乙亚胺、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、糊精、藻酸钠、淀粉等。其中优选聚乙二醇。
视需要,所述亲水性高分子化合物也可以经过改性,例如经过烷基改性、醚改性、羧烷基改性等,但更优选无改性的所述亲水性高分子化合物。例如,作为聚乙二醇,虽然可以使用甲氧基聚乙二醇等聚乙二醇衍生物,但更优选无改性的聚乙二醇。
相对于所述吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量优选为0.01质量份以上,更优选为0.05质量份以上,进而优选为0.1质量份以上,尤其优选为0.15质量份以上。此外,优选为5.0质量份以下,更优选为4.0质量份以下,进而优选为3.0质量份以下,尤其优选为2.5质量份以下。
(稳定剂)
所述稳定剂选自硫醚系稳定剂、磷酸系稳定剂、苯酚系稳定剂,进而优选是苯酚系稳定剂,更优选是叔丁基苯酚系稳定剂。
另外,所述苯酚系稳定剂可以与硫醚系稳定剂或磷酸系稳定剂组合使用。苯酚系稳定剂也可以组合使用2种以上。
作为所述苯酚系稳定剂,可例举:3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)乙酸正十八酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十八酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基苯甲酸正己酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基苯甲酸正十二酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸新十二酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十二酯、α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸乙酯、α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸十八酯、α-(4-羟基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-(正辛基硫)乙酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸2-(正辛基硫)乙酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸2-(正十八基硫)乙酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-(正十八基硫)乙酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-(2-羟基乙基硫)乙酯、二乙基甘油二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸)酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸2-(正十八基硫)乙酯、N,N-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]硬脂酰胺、正丁基亚氨基-N,N-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-(2-硬脂酰氧丁基硫)乙酯、7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)庚酸2-(2-硬脂酰氧丁基硫)乙酯、1,2-丙二醇二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯、丙二醇二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯、新戊二醇二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯、乙二醇二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸)酯、甘油-1-正十八酸酯-2,3-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸)酯、季戊四醇四[3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]酯、1,1,1-三羟甲基乙烷三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯、山梨糖醇六[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯、7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸2-羟基乙酯、7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)庚酸2-硬脂酰氧基乙酯、1,6-正己二醇二[(3',5'-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯、季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)酯、3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷。
作为所述硫醚系稳定剂,可例举季戊四醇四(3-月桂基硫丙酸)酯、3,3'-硫双丙酸二月桂酯、3,3'-硫双丙酸二肉豆蔻酯、3,3'-硫双丙酸二硬脂酯。
关于所述磷酸系稳定剂,例如可例举三(2,4-二叔丁基苯基)磷酸酯、2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)联苯并[d,f][1,3,2]二噁磷杂庚英-6-基]氧]-N,N-双[2-[[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)联苯并[d,f][1,3,2]二噁磷杂庚英-6-基]氧]-乙基]乙胺、二苯基三癸基磷酸酯、三苯基磷酸酯、2,2-甲撑双(4,6-二叔丁基苯基)辛基磷酸酯、二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二磷酸酯、环新戊烷-四基-双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)磷酸酯。
相对于所述吸水性树脂,所述稳定剂的添加量优选为0.01~10质量ppm,更优选为0.1~5质量ppm,进而优选为0.2~3质量ppm。稳定剂的添加量若过多,那么在制成纸尿布等卫生材料时可能会发生稳定剂外渗等风险,因此欠佳。
另外,优选在所述稳定剂的添加后进行加热处理,加热温度优选为30~90℃,更优选为40℃~80℃,进而优选为50℃~70℃。加热时间虽然随加热温度而不同,但优选为10~180分钟,更优选为20~150分钟,更优选为30~120分钟,尤其优选为40至90分钟。
另外,相对于所述亲水性高分子化合物,所述稳定剂的量优选为1~10000质量ppm,更优选为10~5000质量ppm,进而优选为30~3000ppm,尤其优选为40~1500ppm。
向所述吸水性树脂添加所述亲水性高分子化合物及所述稳定剂时,为了均匀添加,优选添加所述亲水性高分子化合物与所述稳定剂的混合物,更优选添加该混合物的溶液,尤其优选添加该混合物的水溶液,也就是含有所述亲水性高分子化合物及所述稳定剂的水溶液。关于该溶液的浓度、尤其水溶液的浓度,在将水溶液总量设为100质量%的情况下,所述亲水性高分子化合物的含量优选占4~60质量%,更优选占5~50质量%,进而优选占6~40质量%,进而优选占7~30质量%,尤其优选占8~25质量%。
(2-8)表面交联步骤后的含无机元素的化合物的添加步骤
含无机元素的化合物,也就是多价金属阳离子及/或不溶水性微粒在干燥步骤后添加即可。含无机元素的化合物优选与所述表面交联剂同时添加。优选在所述表面交联步骤后进行含无机元素的化合物的添加步骤。若要在所述表面交联步骤之后进行所述非高分子水溶性化合物添加步骤,则可以与所述非高分子水溶性化合物添加步骤同时进行含无机元素的化合物的添加步骤,或将含无机元素的化合物的添加步骤作为所述非高分子水溶性化合物添加步骤的后续步骤来实施。优选将含无机元素的化合物的添加步骤与所述亲水性高分子化合的物添加步骤分开进行,更优选在所述亲水性高分子化合物的添加步骤之后进行含无机元素的化合物的添加步骤。这里,本说明书中,所述含无机元素的化合物的添加步骤也称作“多价金属阳离子及/或不溶水性微粒的添加步骤”。
(a)多价金属阳离子的添加步骤
本步骤中能够用作多价金属阳离子来源的多价金属化合物优选具有水溶性。其阳离子的价数为2价以上,优选为2~4价,更优选为3价。
所述水溶性指该化合物能在水100g(25℃)中溶解1g以上、优选溶解10g以上。含所述多价金属阳离子的多价金属化合物可以按照其原本状态(主要指固态)与吸水性树脂混合,但从提高FSC的观点看,优选以水溶液的方式与吸水性树脂混合。
本发明中所能使用的多价金属阳离子元素是选自典型金属及4~11族过渡金属中的至少1种金属,优选是选自Mg、Ca、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Pd、Cu、Zn、Cd、Al中的1种,更优选是Mg、Ca、Zn、Al,尤其优选是Al。
含所述多价金属阳离子的多价金属化合物中,抗衡的阴离子可以为有机,也可以为无机,并无特定限制。该价金属化合物例如可例举:乙酸铝、乳酸铝、丙烯酸铝、氯化铝、多氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、二硫酸钾铝、二硫酸钠铝等水溶性铝盐;氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁等水溶性碱土类金属盐;氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、硫酸铜、氯化钴、氯化锆、硫酸锆、硝酸锆等过渡金属盐等。其中尤其优选铝化合物,铝化合物中优选采用硫酸铝,最优选采用14~18水合硫酸铝的含水结晶粉末。
若采用有机酸的多价金属盐,那么优选将与下列酸相对应的碱用作阴离子:茴香酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸、甲酸、戊酸、柠檬酸、乙醇酸、甘油酸、戊二酸、氯乙酸、氯丙酸、桂皮酸、琥珀酸、乙酸、酒石酸、乳酸、丙酮酸、富马酸、丙酸、3-羟基丙酸、丙二酸、马来酸、丁酸、异丁酸、亚脒基(imidino)乙酸、苹果酸、羟乙基磺酸、甲基马来酸、己二酸、衣康酸、巴豆酸、草酸、水杨酸、葡糖酸、没食子酸、山梨酸、硬脂酸等脂肪酸。其中优选酒石酸盐及乳酸盐,最优选乳酸铝、乳酸钙等乳酸盐。
关于所述多价金属阳离子的混合方法,可以向吸水性树脂混合含多价金属阳离子的水溶液,尤其混合多价金属阳离子浓度为1~60质量%、进而10~50质量%的水溶液,并视需要在混合后进行40~150℃、进而60~100℃的加热。相对于吸水性树脂100质量份,水的用量优选为0.1~5质量份,更优选为0.5~3质量份。
进行混合时,更优选并用多元醇化合物及/或α-羧酸。这里,多元醇化合物及/或α-羧酸可以从上述的各种化合物中适当选用。多元醇化合物及/或α-羧酸的用量优选比水的用量少且相对于吸水性树脂100质量份为0~4质量份、进而0.01~3质量份、进而0.1~0.5质量份。
关于所述多价金属化合物的用量,相对于吸水性树脂粉末100质量份,多价金属阳离子的量优选落入0.001~1质量份的范围,更优选落入0.005~0.5质量份的范围,进而优选落入0.01~0.2质量份的范围,进而优选落入0.02~0.1质量份的范围。
相对所述颗粒状吸水剂中的吸水性树脂100质量份,多价金属阳离子的含量若低于0.001质量份,就可能无法充分提高FSC,而若该含量高于1质量份,AAP及VDAUP就可能大幅下降。
(b)不溶水性微粒
不溶水性微粒只要能在吸水剂与水性液体接触时抑制吸水剂颗粒间的密接,舒畅水性液体的流通,则无特别限定。其中优选不溶水性无机微粉、膨润土、二氧化硅、氧化钛、氧化铝等无机系微粉,更优选有助提高无加压下吸收倍率(FSC)的硅系微粒。
另外,不溶水性微粒的体积平均粒径优选为10μm以下,更优选为5μm以下,进而优选为1μm以下,尤其优选0.5μm以下。体积平均粒径可以通过动态光散射法来得出。
关于吸水性树脂与不溶水性微粒的混合方法,可以采用干混合,也可以将不溶水性微粒制成水分散液浆料来混合。优选干混合,干混合时的混合机可适当选择。
不溶水性微粒相对于吸水性树脂100质量份的比率优选为0.4质量份以下,更优选为0.3质量份以下,进而优选为0.2质量份以下,尤其优选为0.1质量份以下,下限值优选为0.001质量份,更优选为0.01质量份。
相对于所述颗粒状吸水剂中的吸水性树脂100质量份,所述不溶水性微粒的含量若低于0.001质量份,就可能无法充分提高FSC,而若高于0.4质量份,AAP及VDAUP就可能大幅下降。
(2-9)螯合剂添加步骤
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有螯合剂。通过含有螯合剂,能获得耐尿性及防染色性优越的颗粒状吸水剂。
螯合剂添加步骤可以通过任意的步骤来进行,也能与上述任一步骤同时进行,优选在所述聚合步骤中将螯合剂添加进所述单体或单体溶液。
另外,螯合剂的添加方式也无特别限定。例如可以将液态或固态(粉状)的螯合剂以其原状态来添加,也可预先溶解于溶剂而制成溶液来添加,从操作性及添加量的调控等观点看,优选以溶液方式添加。
所述螯合剂优选是高分子及/或非高分子螯合剂,更优选非高分子螯合剂。其分子量或重均分子量优选为40~2000,更优选为60~1000,进而优选为100~500。
螯合剂具体可例举氨基羧酸(盐),其羧基数优选为2~20,更优选为4~10,尤其优选为5~8。
相对于吸水性树脂100质量份,本发明中的螯合剂用量优选为0.00001~10质量份,更优选为0.0001~1质量份,进而优选为0.002~0.1质量份。
相对于所述颗粒状吸水剂中的吸水性树脂100质量份,螯合剂含量若超过10质量份,则得不到与含量相称的效果而不经济,且会发生吸收性能下降等问题。另一方面,若螯合剂含量低于0.00001质量份,则得不到充分的添加效果。
(2-10)除臭成分添加步骤
通过含除臭成分、优选进而含植物成分来赋予除臭性,就能获得除臭性优异的颗粒状吸水剂。该除臭成分添加步骤可通过任意的添加步骤来进行,更优选在所述表面交联步骤后进行除臭成分添加步骤。
所述植物成分并无特别限定,例如可例举:含多酚、黄酮、咖啡因、丹宁、丹宁酸、五倍子、没食子、没食子酸等的化合物;山茶、柃木、厚皮香等山茶科植物;稻子、细竹、竹、玉米、麦子等稻科植物;咖啡等茜草科植物等。这些植物成分的形态并无特别限定,例如是从植物提炼的精华(精油)、植物其本身、植物加工业及食品加工业的制造工序中作为副产物的植物渣及提炼渣等。
相对于吸水性树脂100质量份,本发明中植物成分的用量为0~10质量份,优选为0.001~5质量份,更优选为0.002~3质量份。通过将用量控制在上述的范围内,就能发挥除臭性。
(2-11)造粒步骤
本发明中,优选对吸水性树脂进行造粒。造粒时所用的水量虽然视吸水性树脂的含水率不同而不同,但通常相对于吸水性树脂中的固形成分100质量份,优选为0.5~20质量份,更优选为0.5~10质量份。另外,除使用水以外,还可使用亲水性有机溶剂。
(2-12)表面活性剂的添加步骤
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选具有在干燥步骤后添加表面活性剂的步骤。“在干燥步骤后添加表面活性剂”意味着并非是向单体溶液添加表面活性剂,也并非是在聚合步骤中添加表面活性剂。表面活性剂可以与表面交联剂同时添加。
相对于添加处理前的吸水性树脂100质量份,表面活性剂的添加量优选超过0质量份且在10质量份以下,更优选超过0质量份且在5质量份以下,进而优选超过0质量份且在1质量份以下。这里所能用的表面活性剂在美国专利第7473739号等中有披露。
(2-13)添加水的步骤
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选含有对干燥步骤后的吸水性树脂添加1~15质量%的水的步骤。该步骤更优选用以获得含5~10质量%的水的吸水剂。该步骤说明了为获得具有5~10质量%的含水率的吸水剂,也允许附带性地仅添加水。
如上所述,通过至少进行以丙烯酸(盐)为主成分的水溶性不饱和单体的聚合步骤、干燥步骤、表面交联步骤、在所述表面交联步骤后添加亲水性高分子化合物的步骤、以及在所述表面交联步骤后添加稳定剂的步骤,并视需要进行自凝胶细粒化步骤、粉碎步骤/或粉碎步骤及分级步骤、非高分子水溶性化合物添加步骤、多价金属阳离子及/或不溶水性微粒的添加步骤、表面活性剂的添加步骤、以及向吸水剂添加1~15质量%的水的步骤当中选择的1种以上步骤,能获得本发明的颗粒状吸水剂。
〔2'〕颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况的评价方法
本发明的对颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况进行评价的方法为:根据在密闭容器中以60℃保管3星期而经热处理后的粉尘量来评价颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况的方法。
即,该方法包含:通过在密闭容器中以60℃将颗粒状吸水剂保管3星期来对所述颗粒状吸水剂进行热处理的步骤;通过测定所述热处理后的粉尘量来评价所述颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况的步骤。
如后述实施例所示的,通过该方法,能够以制造后的3星期,来精确测定制造后经长期(例如3个月)保存后的粉尘量。
具体可以采用后述(5-11)栏目中记载的方法,但并不限定于此。例如在(5-11)栏目所述的方法中,为了测量热处理后的粉尘量,需要100g的颗粒状吸水剂,因此装入容器的颗粒状吸水剂的量至少需要150g以上,装入的上限值可以取300g左右。若装入量过多,那么从恒温器中取出该容器后即使放置2小时也可能无法冷却到室温。
另外,在(5-11)栏目所述的方法中,容器的材料并不限是聚丙烯,其只要是不会因热处理而变形或裂开且能够实现密闭的材料即可。但铁及铜有恐使吸水剂劣化,因此不优选。
在(5-11)栏目所述的方法中,容器的内容积优选能实现30~70%的颗粒状吸水剂装填率,更优选能实现40~60%左右的颗粒状吸水剂装填率。例如,需要装入容器内的颗粒状吸水剂若有200g,则容器的内容积通常优选为500~600ml。
〔3〕颗粒状吸水剂及其物理性质
本发明的颗粒状吸水剂是以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂,且含有亲水性高分子化合物及稳定剂。所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂是经过表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂。关于所述“聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂”、“主成分”、“亲水性高分子化合物及稳定剂”,可参见前文的说明。
作为优选,本发明的颗粒状吸水剂经机械处理后的粉尘量低于30mg/kg,且在60℃下经过3星期的热处理后的粉尘量低于30mg/kg。
所述机械处理,指后述(5-12)栏目所述方法中的处理。该处理后的粉尘量优选为30mg/kg以下,更优选为25mg/kg以下,进而优选为20mg/kg以下,进而优选为15mg/kg以下,尤其优选为10mg/kg以下。下限为0mg/kg。
所述热处理,指后述(5-11)栏目所述方法中的处理。通过该处理,能够以较短的期间对长期保存情况下的粉尘发生量作出评价,具体指在密闭容器中以60℃保存了3星期后的粉尘量。该处理后的粉尘量优选为30mg/kg以下,更优选为28mg/kg以下,进而优选为25mg/kg以下,尤其优选为20mg/kg以下。下限为0mg/kg。
这里,即便是同一颗粒状吸水剂,上述2种情况时的粉尘量也会随制造后的经过时间而增加。因此,若经过相当长的期间而导致上述2种情况时的粉尘量脱离了上述两类范围,就无法获得本发明的效果。
经表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂,可通过对以下产物进行表面交联来获得:经过所述聚合步骤及所述干燥步骤而得的干燥聚合物;经过所述聚合步骤、所述凝胶细粒化步骤及所述干燥步骤而得的干燥聚合物;经过所述聚合步骤、所述凝胶细粒化步骤、所述干燥步骤及所述粉碎步骤而得的吸水性树脂颗粒;经过所述聚合步骤、所述凝胶细粒化步骤、所述干燥步骤、所述粉碎步骤及所述分级步骤而得的吸水性树脂颗粒。
在本发明的颗粒状吸水剂中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量优选为0.01~5.0质量份。另外,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂,所述稳定剂的含量优选为0.01~10质量ppm。
关于所述亲水性高分子化合物,可参见上述(2-7)栏目中的说明。另外,如上述(2-7)栏目中所述的,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量优选为0.01质量份以上,更优选为0.05质量份以上,进而优选为0.1质量份以上,尤其优选为0.15质量份以上。另外,优选为5.0质量份以下,更优选为4.0质量份以下,进而优选为3.0质量份以下,尤其优选为2.5质量份以下。
关于所述稳定剂,可参见上述(2-7)栏目中的说明。另外,如上述(2-7)栏目所述的,相对于所述聚酰胺酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述稳定剂的添加量优选为0.01~10质量ppm。即,在本发明的颗粒状吸水剂中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂,所述稳定剂的含量优选为0.01~10质量ppm。该含量更优选为0.1~5质量ppm,进而优选为0.2~3质量ppm。
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有非高分子水溶性化合物。关于所述非高分子水溶性化合物,可参见上述(2-6)栏目中的说明。如上述(2-6)栏目所述的,相对于聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述非高分子水溶性化合物的含量优选为0.001~10质量份,更优选为0.005~5质量份,进而优选为0.01~3质量份。
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有多价金属阳离子。关于所述多价金属阳离子,可参见上述(2-8)栏目中的说明。如上述(2-8)栏目所述的,相对于聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述多价金属阳离子的含量优选为0.001~1质量份,更优选为0.005~0.5质量份,进而优选为0.01~0.2质量份。
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有表面活性剂。关于所述表面活性剂,可参见上述(2-12)栏目中的说明。如上述(2-12)栏目所述的,相对于添加处理前的吸水性树脂100质量份,所述表面活性剂的含量优选超过0质量份且在10质量份以下,更优选超过0质量份且在5质量份以下,进而优选超过0质量份且在1质量份以下。这里所能用的表面活性剂等在美国专利第7473739号等中有披露。
本发明的颗粒状吸水剂的含水率优选为1~15质量%。该含水率更优选为5~10质量%。该含水率是指,当将颗粒状吸水剂的质量设为100质量%时,该颗粒状吸水剂中所含的水的质量比率。本发明的颗粒状吸水剂的含水率例如可通过后述(5-7)栏目中记载的方法来确认。
关于含水率落入上述范围的本发明的颗粒状吸水剂的制造方法,可例举上述(2-13)栏目中记载的方法。
本发明的颗粒状吸水剂的加压下垂直扩散吸收量优选为30g以上。如上述(3-3)栏目所述的,加压下垂直扩散吸收量优选为30~80g,其中更优选为35~75g,进而优选为40~70g,进而优选为40~65g。
本发明中,通过上述颗粒状吸水剂的一例制造方法,来提供新颖的颗粒状吸水剂,也就是提供以经过表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分且满足以下物理性质的颗粒状吸水剂。各物理性质的测定方法在实施例中有记载。
(3-1)无加压下悬挂时吸水倍率(FSC)
本发明的颗粒状吸水剂的无加压下悬挂时吸水倍率(FSC)为48~65[g/g],优选为50~63[g/g],更优选为51~60[g/g],进而优选为51~58[g/g]。所述无加压下悬挂时吸水倍率(FSC)若低于48[g/g],那么该颗粒状吸水剂用在吸收性物品(尤其是纸尿布)中时就无法实现优越的绝对吸收量,因此欠佳。
(3-2)加压下吸水倍率(AAP-4.83kPa)
本发明的颗粒状吸水剂的加压下吸水倍率(AAP-4.83kPa)为19~30[g/g],优选为20~30[g/g],更优选为20~27[g/g]。所述加压下吸水倍率(AAP-4.83kPa)若低于19[g/g],那么该颗粒状吸水剂用在吸收性物品(尤其是纸尿布)中时,逆渗量(Re-Wet)会增大,因此欠佳。
(3-3)加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)
本发明的颗粒状吸水剂的加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)为30~80g,优选为35~75g,更优选为40~70g,进而优选为40~65g。所述加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)若低于30g,那么该颗粒状吸水剂用在吸收性物品(尤其是纸尿布)中时,逆渗量(Re-Wet)会增大,因此欠佳。
(3-4)无加压下吸水倍率(CRC)
本发明的颗粒状吸水剂的无加压下吸水倍率(CRC)优选为30[g/g]以上,更优选为31[g/g]以上,进而优选为32[g/g]以上。所述无加压下吸水倍率(CRC)若低于30[g/g],那么用在纸尿布等吸收性物品中时就可能表现不出高物理性质。无加压下吸水倍率(CRC)的上限值越高越好,但从与其他物理性质的均衡性以及制造成本的观点看,通常取45[g/g],进而取40[g/g],尤其取38[g/g]的程度就足够。
(3-5)热处理后的粉尘量的评价
本评价方法针对在密闭容器中以60℃保管了3星期的颗粒状吸水剂,评价其保管后的粉尘量。该处理后的粉尘量优选为30mg/kg以下,更优选为28mg/kg以下,进而优选为25mg/kg以下,尤其优选为20mg/kg以下。粉尘量的测定是按照(5-10)栏目中记载的方法进行的。
(3-6)其他物理性质
本发明的颗粒状吸水剂的加压下吸水倍率(AAP-2.06kPa)优选为25[g/g]以上,更优选为30[g/g]以上。所述加压下吸水倍率(AAP-2.06kPa)若低于25[g/g],就可能无法发挥本发明的效果。加压下吸水倍率(AAP-2.06kPa)的上限值越高越好,但从与其他物理性质的均衡性以及制造成本的观点看,取40[g/g],尤其取38[g/g]的程度就足够。
本发明的颗粒状吸水剂的形状只要为颗粒状,则不限定成特定形状,例如可以例举球状、近球状、(作为粉碎物)无规破碎状、棒状、多面体状、香肠状(例如美国专利第4973632号等)、具皱纹的颗粒(例如美国专利第5744564号等)等。这些颗粒可以是初次颗粒(single particle),也可以是经造粒后的颗粒,也可以是混合物。另外,还可以是经发泡的多孔体。其中优选无规破碎状的初次颗粒或经造粒后的颗粒。
该颗粒状吸水剂的重均粒径(D50)优选为200~600μm,更优选为250~550μm,进而优选为350~500μm。
另外,粒度分布的对数标准差(σζ)优选为0.20~0.50,更优选为0.25~0.45,进而优选为0.30~0.35。
此外,重均粒径(D50)为850μm以上(以JIS标准筛所规定)的粗大颗粒的比率越低越好,通常为0~5质量%,优选为0~3质量%,更优选为0~1质量%。
重均粒径(D50)低于150μm(以JIS标准筛所规定)的微粒的比率越低越好,通常为0~5质量%,优选为0~3质量%,更优选为0~1质量%。
另外,吸水性树脂颗粒的毛体积比重(由美国专利第6562879号所规定)优选为0.30~0.90,更优选为0.60~0.80,进而优选为0.65~0.75。
考虑到用在尿布等中时的逆渗量,该颗粒状吸水剂的表面张力(国际公开第2005/075070号文本所披露)优选为50mN/m以上,更优选为60mN/m以上,进而优选为65mN/m以上,尤其优选为70mN/m以上,其上限一般约为73mN/m。表面张力,可通过表面活性剂的用量,乃至通过不使用表面活性剂来控制。本发明中所用的亲水性高分子化合物具有表面活性(例如经长链烷基改性的聚乙二醇)时,也可通过亲水性高分子化合物的添加量来适当控制表面张力。
上述的粒度(重均粒径(D50)、对数标准差(σζ)、粗大颗粒或微粒的比率)及毛体积比重能很好地用来评价吸水性树脂颗粒,也能很好地用来评价表面交联后的吸水性树脂及最终的颗粒状吸水剂。相应的粒度值若脱离上述的范围,加压下吸水倍率(AAP)及加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)就会下降,纸尿布的逆渗量(Re-Wet)就会增加,因此欠佳。
另外,含水率优选为1~15质量%,更优选为3~10质量%,尤其优选为5~10质量%。可向完成后的颗粒状吸水剂添加水来调整该含水率,也可在上述的步骤中利用加热温度及加热时间来调整该含水率,还可通过调整各种添加步骤中的用水量来实现该含水率。
〔4〕颗粒状吸水剂的用途等
本发明的颗粒状吸水剂的用途并无特别限定,优选被成型为吸收体而作为最终消费品用在吸收性物品(例如纸尿布)中。
(4-1)吸收体
将颗粒状吸水剂成型为片状、波浪状、筒状等,便可获得本发明的吸收体。这里,“吸收体”指以颗粒状吸水剂和纸浆等亲水性纤维为主成分的成型后吸水材。
另外,本发明的颗粒状吸水剂具有良好的渗透性(加压下垂直扩散吸收量/VDAUP),因此其用作吸收体时,亲水性纤维的含量就允许降低。因此,即使将芯材浓度定为40质量%以上,也具有良好的液体扩散性,从而一次就能快速吸收多量的水性液并将之扩散。而且还能长时间维持吸收性能,吸收的水性液也无逆渗。通过如上述那样使用本发明的颗粒状吸水剂,能实现吸收体(尤其是纸尿布)的薄型化。
(4-2)吸收性物品
本发明的吸收性物品是以吸水及凝胶化、保湿、止水、吸潮等为目的的最终消费品。该最终消费品是具备了所述吸收体、具液体透过性的正面垫片、具液体阻拦性的背面垫片的吸收性物品。具体可例举纸尿布、失禁垫、生理用卫生巾等,尤其优选是纸尿布。也适于用作其他卫生材料。
本发明也可是以下的方案。
本发明的颗粒状吸水剂是以聚丙烯酸盐系吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂,其含有亲水性高分子化合物及稳定剂,其经机械处理后的粉尘量为30mg/kg以下,且其在60℃下经过3星期的热处理后的粉尘量为30mg/kg以下。
本发明的颗粒状吸水剂中,所述吸水性树脂优选是经过了表面交联的吸水性树脂。
本发明的颗粒状吸水剂中,相对于所述吸水性树脂100质量份,亲水性高分子化合物的含量优选为0.01~5.0质量份。
本发明的颗粒状吸水剂中,相对于所述吸水性树脂,稳定剂的添加量优选为0.01~10质量ppm。
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有非高分子水溶性化合物。
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有多价金属阳离子。
本发明的颗粒状吸水剂优选进而含有表面活性剂。
本发明的颗粒状吸水剂中,进而优选含水率为1~15质量%。
本发明的颗粒状吸水剂的加压下垂直扩散吸收量优选为30g以上。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法是以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂的制造方法。该制造方法包含:以丙烯酸(盐)为主成分的水溶性不饱和单体的聚合步骤;干燥步骤;表面交联步骤。该制造方法的特征在于:在表面交联步骤后,进而包含添加亲水性高分子化合物的步骤以及添加稳定剂的步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选同时进行上述添加亲水性高分子化合物的步骤以及添加稳定剂的步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选通过添加含有亲水性高分子化合物和稳定剂的水溶液来进行上述步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选在所述干燥步骤后具有混合非高分子水溶性化合物的步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选在干燥步骤后且表面交联步骤前具有粉碎分级步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选在干燥步骤后还具有添加多价金属阳离子及/或不溶水性微粒的步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选在干燥步骤后还具有添加表面活性剂的步骤。
本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中,优选在干燥步骤后还具有向吸水剂添加1~15质量%的水的步骤。
本发明的对颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况进行评价的方法为:根据在密闭容器中以60℃保管3星期而经热处理后的粉尘量,评价颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况的方法。
[实施例]
〔5〕实施例
以下,通过实施例及比较例来具体说明本发明。实施例及比较例中使用的电器设备均在100V、60Hz的条件下使用。此外,除有特别指明,均是在室温(23℃±2℃)、相对湿度50%RH的条件下测定各物理性质的。
另外,为方便,有时会将“质量%”写作“wt%”,将“立升”写作“L”。并且本说明书中,有时会将“0.90质量%氯化钠水溶液”称为“生理盐水”,但这两者为同样物质。另外,在以下(5-1)栏目~(5-13)栏目中,为方便而写作“颗粒状吸水剂”,但对“吸水性树脂颗粒”或“吸水性树脂”等进行测定时也将之称作“颗粒状吸水剂”。
(5-1)无加压下吸水倍率(CRC)
本发明的颗粒状吸水剂的无加压下吸水倍率(CRC)是以ERT441.2-02为准进行测定的。
即,称取0.200g(质量W0[g])的颗粒状吸水剂并均匀装入无纺布制的袋子(60×85mm)中,封口后,浸渍到温度控制在23±2℃的0.9wt%氯化钠水溶液500mL中。经过30分钟后,提起袋子,用离心机(株式会社KOKUSAN制造的离心机;型号H-122)以250G、3分钟的条件进行甩干。之后,测定了整个袋子的质量(W1[g])。
不装入颗粒状吸水剂,进行了同样的操作,并测定了此整个袋子的质量(W2[g])。根据下式,用测得的W0[g]、W1[g]、W2[g]算出了无加压下吸水倍率(CRC)。
CRC[g/g]={(W1-W2)/W0}-1
(5-2)无加压下悬挂时吸水倍率(FSC)
本发明的颗粒状吸水剂的无加压下悬挂时吸水倍率(FSC)是以ERT440.2-02为准进行测定的。
即,称取0.200g(质量W3[g])的颗粒状吸水剂并均匀装入无纺布制的袋子(60×85mm)中,封口后,浸渍到温度控制在23±2℃的0.9wt%氯化钠水溶液500mL中。经过30分钟后,提起袋子,悬挂10分钟来沥干。之后,测定了整个袋子的质量(W4[g])。
不装入颗粒状吸水剂,进行了同样的操作,并测定了此整个袋子的质量(W5[g])。根据下式,用测得的W3[g]、W4[g]、W5[g]算出了无加压下悬挂时吸水倍率(FSC)。
FSC[g/g]={(W4-W5)/W3}-1
(5-3)加压下吸水倍率(AAP)
本发明的颗粒状吸水剂的加压下吸水倍率(AAP)是以ERT442.2-02为准进行测定的。
即,将0.9g(W6[g])的颗粒状吸水剂装入测定装置,测定了连同该测定装置在内的总质量(W7[g])。接着,在2.06kPa(0.3psi,21[g/cm2])或4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])的负重下,使颗粒状吸水剂吸收0.90wt%的氯化钠水溶液。经过1小时后,测定了连同测定装置在内的总质量(W8[g]),并根据下式,用测得的W6[g]、W7[g]、W8[g]算出了加压下吸水倍率(AAP)。
AAP[g/g]=(W8-W7)/W6
(5-4)加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)
除了将颗粒状吸水剂的用量取为10.000±0.050g,并将负重条件取为4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])以外,均按照与上述“(5-3)加压下吸水倍率(AAP)”栏目同样的方式,测定了本发明的颗粒状吸水剂的加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)。
即,将10.000±0.050g的颗粒状吸水剂装入测定装置,测定了连同该测定装置在内的总质量(W9[g])。接着,在4.83kPa(0.7psi,50[g/cm2])的负重下,使颗粒状吸水剂吸收0.90wt%的氯化钠水溶液。经过1小时后,测定了连同测定装置在内的总质量(W10[g]),并根据下式,用测得的W9[g]、W10[g]算出了加压下垂直扩散吸收量(VDAUP)。
VDAUP[g]=W10-W9
(5-5)可溶水成分量(Ext)
本发明的颗粒状吸水剂的可溶水成分量(Ext)是以ERT470.2-02为准进行测定的。
即,在装有长35mm的搅拌子的容量250mL的带盖塑料容器内装入颗粒状吸水剂1.0g和0.90wt%氯化钠水溶液200.0g,并在20~25℃(室温)、相对湿度50±5RH%的环境下搅拌了16小时,由此萃取了颗粒状吸水剂的可溶水成分。接着,将该萃取液用1张滤纸(ADVANTEC东洋株式会社制造;商品名:JISP3801;No.2;厚0.26mm;颗粒拦截径5μm)过滤,并将获得的滤液50.0g作为测定用溶液。接着,用0.1N浓度的NaOH水溶液将所述测定用溶液滴定成pH10,之后,用0.1N浓度的HCl水溶液滴定成pH2.7。由此得出了各滴定量([NaOH]mL、[HCl]mL)。
单独对0.90wt%氯化钠水溶液进行了同样的操作,从而得出了空滴定量([bNaOH]mL、[bHCl]mL)。
对于本发明的颗粒状吸水剂,根据所用单体的平均分子量以及经上述操作得出的滴定量,按照下式算出了可溶水成分量(Ext)。
Ext[重量%]=0.1×(单体的平均分子量)×200.0×100×{[HCl]-[bHCl]}/1000/1.0/50.0
这里,若不清楚单体的平均分子量,则可根据经上述滴定操作得出的中和率来算出该单体的平均分子量。其中,中和率按下式计算。
中和率[摩尔%]={1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl])}×100
(5-6)pH值
本发明的颗粒状吸水剂的pH值是以ERT400.2-02为准进行测定的。
即,在容量250mL烧杯中装入0.9wt%氯化钠水溶液100mL,并在20~25℃(室温)、相对湿度50±5RH%的环境下,用磁搅棒(长30mm、外径6mm)缓慢搅拌(例如回转数100rpm)。在搅拌状态下加入颗粒状吸水剂0.5g,继续搅拌。经过10分钟后,停止搅棒的回转而静置。1分钟过后,将pH电极浸入上清液部分来测定了pH值。这里所用的pH电极,已预先用pH4.0及pH7.0的标准溶液进行了校准。
(5-7)含水率
本发明的颗粒状吸水剂的含水率是以ERT430.2-02为准进行测定的。
即,称取1.00g的颗粒状吸水剂装入底面直径约50mm的铝杯中,测定了试料(颗粒状吸水剂及铝杯)的总质量W11[g]。
接着,在环境温度105℃的无风烘箱中静置上述试料,以干燥颗粒状吸水剂。经过3小时后,将该试料从烘箱中取出,于干燥器中冷却至室温。之后,测定了干燥后的试料(干燥后的颗粒状吸水剂及铝杯)的总质量W12[g],并按照下式计算了含水率[质量%]。
含水率[重量%]=(W11-W12)/(颗粒状吸水剂的重量)×100
这里,若需要调整固形成分量来调整颗粒状吸水剂的物理性质,则将干燥温度改为180℃来求取含水率(固形成分量)。含水率与固形成分量的关系用下式表达。
固形成分量[重量%]=100-(含水率)
(5-8)重均粒径(D50)、粒度分布的对数标准差(σζ)、以及粒径低于150μm的颗粒的质量百分率(颗粒含有率)
本发明的颗粒状吸水剂的重均粒径(D50)、粒度分布的对数标准差(σζ)、以及粒径低于150μm的颗粒的质量百分率(颗粒含有率)是以欧洲专利第0349240号中披露的测定方法为准来测定的。
即,使用筛孔各为850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、75μm的JIS标准筛(The IIDA TESTING SIEVE:内径80mm;JIS Z8801-1(2000))或同等于这些JIS标准筛的筛子,对10.00g的颗粒状吸水剂进行了分级。分级后,测定各筛上物的质量,并计算了粒径低于150μm的颗粒的质量百分率(质量%)。这里,所谓“粒径低于150μm的颗粒的质量百分率”,是指筛过筛孔150μm的JIS标准筛的颗粒在颗粒状吸水剂全体中的质量比率。
另外,将与上述各粒度级相对应的筛上残留百分率R绘制到对数概率纸上,并从坐标中找出与R=50质量%相对应的粒径来作为重均粒径(D50)。这里,重均粒径(D50)指与颗粒状吸水剂全体的50质量%相对应的标准筛孔径。
另外,根据下式计算了粒度分布的对数标准差(σζ)。这里,粒度分布的对数标准差(σζ)的值越小,则意味着粒度分布越窄。
σζ=0.5×ln(X2/X1)
其中,X1是与R=84.1质量%相对应的粒径,X2是与R=15.9质量%相对应的粒径。
(5-9)颗粒状吸水剂中的多价金属阳离子
本发明的颗粒状吸水剂中的多价金属阳离子是以日本专利申请公开“特开2005-113117号”中披露的“吸水性树脂中所含多价金属成分的定量方法”为准来测定的。
即,称取1.0g的颗粒状吸水剂装入容量260mL的聚丙烯制烧杯中,并加入生理盐水(0.9wt%氯化钠水溶液)190.0g、以及2N的盐酸10.0g,在室温下搅拌了30分钟。搅拌后,用色谱盘(GL Sciences株式会社制造的GL Chromato Disc25A)对上清液进行过滤,使用等离子分光装置(株式会社HORIBA制作所制造的ULTIMA)对获得的滤液进行分析,从而得出多价金属阳离子浓度。其中,标准线是利用含有已知量的多价金属阳离子的生理盐水来作成的。颗粒状吸水剂中的多价金属阳离子浓度可通过得出的多价金属阳离子浓度以及下式来表达。
颗粒状吸水剂中的多价金属阳离子浓度[重量%]=(溶液中的多价金属阳离子浓度)×200.0
(5-10)粉尘量的测定
按照国际公开2006/098271号文本中281~282段落中披露的内容,实施了测定。根据按下述条件在规定时间内捕集到玻璃纤维滤纸上的尘埃的质量增加量,测定了吸水剂的粉尘量。测定装置是德国Heubach Engineering GmbH公司制造的粉尘计(HeubachDUSTMETER),以测定模式“TypeII”实施了测定。测定时的环境温度为23℃(±2℃),相对湿度为20~40%。测定是在常压下按以下方式进行的。
(1)将作为测定样本的吸水剂100.00g装入转鼓。
(2)以0.00001g的精度单位,测定了颗粒拦截径为0.5μm(日本工业标准JISP3801)且直径为50mm的玻璃纤维滤纸(例如将ADVANTEC公司制造的GLASS FIBER、GC-90、或其同等产品加工成直径50mm的大小)的质量([Da]g)。
(3)对转鼓装设大型颗粒分离机201和设置有玻璃纤维滤纸的滤盒。
(4)将粉尘计的控制部的测定条件设定如下:转鼓转速为30R/分钟,吸风量为4L/分钟,时间(测定时间)为30分钟。
(5)经过规定的时间后,以0.00001g的精度单位,测定玻璃纤维滤纸的质量([Db])。
用所述Da和所述Db,根据下式计算粉尘量。
粉尘量[mg/kg]=([Db]-[Da])/100×1000000
(5-11)热处理后的粉尘量的测定
本发明中,热处理后的粉尘量指在密闭容器中以60℃保管了3星期后的颗粒状吸水剂的粉尘量。
具体而言,将颗粒状吸水剂200g装入内容积为600ml的聚丙烯制容器(株式会社TERAOKA制造的Pack Ace P-600)并密封,然后将整个容器放入设定为60℃的恒温器中。3星期后,从恒温器中取出该容器,并放在气温控制在23℃±2℃且相对湿度控制在20~40%的环境中2小时,然后打开容器,取出热处理后的颗粒状吸水剂,依照上述粉尘量的测定方法进行粉尘量测定。
(5-12)机械处理
供评价本发明的颗粒状吸水剂的机械处理,是通过涂料振动器来进行的。用涂料振动器进行的机械处理如下:将直径6mm的玻璃珠10g、吸水性树脂颗粒或颗粒状吸水剂30g装入直径6cm、高11cm的玻璃制容器(山村硝子株式会社制造的玻璃瓶;商品名:A-29),闭紧该玻璃瓶附带的内盖和外盖后,将该玻璃瓶安设到涂料振动器(株式会社东洋精机制作所的产品No.488)上,以800循环/分钟(CPM)振荡了20分钟。所用设备的详细内容在日本专利申请公开“特开平9-235378号公报”中有披露。
(5-13)颗粒状吸水剂中的稳定剂的定量方法
作为本发明的颗粒状吸水剂中的稳定剂的定量方法,可例举气相色谱质量分析法(GC-MS)。为了对本发明的颗粒状吸水剂中的稳定剂进行GC-MS分析,通过以下方法从颗粒状吸水剂中萃取稳定剂。
即,首先,将本发明的颗粒状吸水剂20g装入容量200ml的玻璃制烧杯中,进而添加按照甲醇与水的体积比为2:1的方式所调配的混合溶剂20ml。接着,持续5分钟将玻璃制烧杯浸入超声波洗涤器中,以从颗粒状吸水剂中萃取稳定剂,然后进而添加150ml的甲醇,并连续10分钟用超声波洗涤器从颗粒状吸水剂中萃取稳定剂。
之后,通过过滤,使含有所萃取的稳定剂的甲醇与水的混合溶剂,与颗粒状吸水剂分离,由此获得了含有所萃取的稳定剂的溶液。用回旋蒸发器(东京理化器械株式会社制造的N-1100S型),从获得的溶液中除去溶剂(甲醇、水),由此获得了含有自颗粒状吸水剂中萃取的稳定剂的干固物。将获得的干固物溶解于5ml的甲醇中,以作为供GC-MS分析的样本。
GC-MS的分析条件如下。
分析装置:日本电子株式会社制造的JMS-K9
分析用色谱柱:HP-5MS;30m×0.25mm;0.25μm
色谱柱温度:40℃下保持3分钟
10℃/分钟
250℃下保持8分钟
注入温度:250℃
注入模式:无分离;40:1.2
另外,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的定量时所需的标准线,是运用以下方法作成的。
即,首先,向后述实施例1中记载的吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入聚乙二醇400的10质量%水溶液0.4质量份。其中,该聚乙二醇400的10质量%水溶液由作为亲水性高分子化合物的4.0质量份的聚乙二醇400、以及36质量份的去离子水所组成。这里,通过将作为稳定剂的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的添加量分别改成0.0002质量份、0.002质量份、0.02质量份,制备了稳定剂量不同的4种吸水性树脂粉末。
接着,分别向4种吸水性树脂粉末混入由27.5质量%(氧化铝换算量为8质量%)的硫酸铝水溶液0.9质量份、60质量%乳酸钠水溶液0.13质量份、以及丙二醇0.025质量份所组成的混合液,然后在无风条件下以60℃干燥了1小时。即,在环境温度60℃的无风烘箱中,将经过了上述混入的4种吸水性树脂粉末静置1小时来干燥。用筛孔850μm的JIS标准筛,从获得的干燥物中除去粗大颗粒,从而获得了供作成标准线的颗粒状吸水剂(A)~(D)。
通过上述的稳定剂萃取方法,从获得的供作成标准线的颗粒状吸水剂(A)~(D)中萃取了稳定剂,并实施了GC-MS分析,然后根据稳定剂的添加量、以及经GC-MS而得出的稳定剂峰面积,作成了定量用标准线。
另外,关于2,6-二叔丁基苯酚的定量时所需的标准线,除了将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚改为了2,6-二叔丁基苯酚以外,均按照与上述同样的操作来作成了标准线。
[制造例1]
给内容积10L的具有2个西格玛型搅拌叶且带外壳的双臂型不锈钢制捏和机安设盖子来制成反应器,向该反应器中装入丙烯酸425.2g、37质量%丙烯酸钠水溶液4499.5g、纯水538.5g、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)6.17g、以及二乙三胺五乙酸三钠0.21g,由此获得了反应液,然后在氮气环境中进行了20分钟脱气。
接着,一边搅拌上述反应液,一边个别地添加10质量%过硫酸钠水溶液28.3g、0.1质量%L-抗坏血酸水溶液23.6g,约25秒后开始发生聚合。接着,一边以25~95℃进行聚合,一边将生成的含水凝胶状交联聚合物绞碎,聚合开始后经过30分钟后,将含水凝胶状交联聚合物从反应器中取出。这里,获得的含水凝胶状交联聚合物的粒径被细粒化成了约5mm以下。
将上述细粒化的含水凝胶状交联聚合物铺在网眼300μm(50筛眼)的金属网上,以170℃进行65分钟的热风干燥(该170℃是热风的温度)后,用球磨机粉碎,进而用筛孔850μm的JIS标准筛进行分级、调配。经过这一连操作,获得了重均粒径(D50)为458μm、粒度分布的对数标准差(σζ)为0.40的无规破碎状吸水性树脂颗粒(1)。所得的吸水性树脂颗粒(1)的无加压下吸水倍率(CRC)为42[g/g]、可溶水成分量(Ext)为13质量%。
[制造例2]
将制造例1中的聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量523)的用量改为了4.93g,除此以外,均进行了与制造例1同样的操作,获得了重均粒径(D50)为380μm、粒度分布的对数标准差(σζ)为0.33的无规破碎状吸水性树脂颗粒(2)。所得的吸水性树脂颗粒(2)的无加压下吸水倍率(CRC)为45[g/g]、可溶水成分量(Ext)为15质量%。
[实施例1]
作为表面交联处理,向制造例1中获得的吸水性树脂颗粒(1)100质量份,均匀混入由丙二醇0.5质量份、1,4-丁二醇0.3质量份以及纯水3.0质量份组成的表面交联剂水溶液,并以210℃进行40分钟的加热处理,由此获得了经表面交联的吸水性树脂(以下记作“吸水性树脂粉末”)(1)。该加热处理,是通过在浸渍于油浴的不锈钢制容器中搅拌上述混合物来进行的。上述“210℃”是上述油浴的油温。
接着,向上述吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入聚乙二醇600的10质量%水溶液0.4质量份。其中,该聚乙二醇600的10质量%水溶液是由作为亲水性高分子化合物的4.0质量份的聚乙二醇600、作为稳定剂的0.002质量份的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、以及36质量份的去离子水组成的。
接着,混入由27.5质量%(氧化铝换算量为8质量%)硫酸铝水溶液0.9质量份、60质量%乳酸钠水溶液0.13质量份、以及丙二醇0.025质量份组成的混合液,然后在无风条件下以60℃干燥了1小时。即,在环境温度60℃的无风烘箱中,将经过了上述混入的吸水性树脂粉末(1)静置1小时来干燥。用筛孔850μm的JIS标准筛,从获得的干燥物中除去粗大颗粒,由此获得了颗粒状吸水剂(1)。该颗粒状吸水剂(1)的组分示于表1中,其各性能示于表2中。
[实施例2]
在实施例1中,将用作亲水性高分子化合物的4.0质量份的聚乙二醇600改为5.0质量份的聚乙二醇400,且将去离子水改为35质量份,将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚改为0.0005质量份,由此改成了0.5质量份的10质量%聚乙二醇400的水溶液。除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(2)。获得的颗粒状吸水剂(2)的各性能示于表2中。
[实施例3]
作为表面交联处理,向制造例2中获得的吸水性树脂颗粒(2)100质量份,均匀混入由丙二醇0.5质量份、1,4-丁二醇0.3质量份以及纯水1.0质量份组成的表面交联剂水溶液,并以210℃进行40分钟的加热处理,由此获得了经表面交联的吸水性树脂(以下记作“吸水性树脂粉末”)(2)。该加热处理,是通过在浸渍于油浴的不锈钢制容器中搅拌上述混合物来进行的。
接着,向上述吸水性树脂粉末(2)100质量份,混入50质量%聚乙二醇4000的水溶液1.0质量份。其中,该50质量%聚乙二醇4000的水溶液是通过混合作为亲水性高分子化合物的5.0质量份的聚乙二醇4000、作为稳定剂的0.0005质量份的2,6-二叔丁基苯酚、以及5.0质量份的去离子水来调配的。之后,在无风条件下以60℃干燥了1小时。即,在环境温度60℃的无风烘箱中,将经过了上述混入的吸水性树脂粉末(2)静置1小时来干燥。用筛孔850μm的JIS标准筛,从获得的干燥物中除去粗大颗粒,由此获得了颗粒状吸水剂(3)。该颗粒状吸水剂(3)的各性能示于表2中。
[实施例4]
在实施例1中,将用作亲水性高分子化合物的4.0质量份的聚乙二醇600改为1.0质量份的聚乙二醇10000,且将去离子水改为1.0质量份,将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚改为0.00001质量份,由此改成了2.0质量份的50质量%聚乙二醇10000的水溶液。除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(4)。获得的颗粒状吸水剂(4)的各性能示于表2中。
[实施例5]
在实施例3中,将用作亲水性高分子化合物的5.0质量份的聚乙二醇4000改为1.0质量份的聚丙二醇1000,且将去离子水改为9.0质量份,将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚改为0.0002质量份。除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(5)。获得的颗粒状吸水剂(5)的各性能示于表2中。
[实施例6]
在实施例1中,将用作亲水性高分子化合物的4.0质量份的聚乙二醇600改为5.0质量份的甲氧基聚乙二醇400,且将去离子水改为35质量份,将2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚改为0.005质量份,由此改成了0.5质量份的10质量%聚乙二醇400的水溶液。除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(6)。获得的颗粒状吸水剂(6)的各性能示于表2中。
[实施例7]
在实施例1中,将用于表面交联处理的0.3质量份的1,4-丁二醇改为0.3质量份的碳酸乙酯,除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(7)。获得的颗粒状吸水剂(7)的各性能示于表2中。
[实施例8]
在实施例1中,将用于表面交联处理的由丙二醇0.5质量份、1,4-丁二醇0.3质量份以及纯水3.0质量份组成的表面交联剂水溶液,改为由丙二醇0.5质量份、碳酸乙酯0.3质量份、乙二醇二缩水甘油醚(品名Denacol EX-810)0.02质量份、以及纯水3.0质量份组成的表面交联剂水溶液。除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(8)。获得的颗粒状吸水剂(8)的各性能示于表2中。
[实施例9]
将实施例1中获得颗粒状吸水剂(1)300g装入内容积500ml的聚丙烯制密闭容器,并在温度被控制为25℃且相对湿度被控制为50%的室内保管了3个月,由此得到了颗粒状吸水剂(9)。该颗粒状吸水剂(9)的各性能示于表3中。
[实施例10]
在实施例9中,将颗粒状吸水剂(1)换成实施例2中获得的颗粒状吸水剂(2),除此以外均进行了同样的操作,从而获得了颗粒状吸水剂(10)。该颗粒状吸水剂(10)的各性能示于表3中。
[比较例1]
在实施例1中,除了不使用亲水性高分子化合物以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了比较用颗粒状吸水剂(1)。获得的比较用颗粒状吸水剂(1)的各性能示于表2中。
[比较例2~7]
在实施例1~6中,除了不使用稳定剂以外,均进行了同样的操作,从而获得了比较用颗粒状吸水剂(2)~(7)。获得的比较用颗粒状吸水剂(2)~(7)的各性能示于表2中。
[比较例8]
运用专利文献1(特开2008-125716号)披露的实施例1中的手法,制得了比较用颗粒状吸水剂(8)。具体为,一边将数均分子量(Mn1)2000的聚六甲撑碳酸酯二醇330份、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)6.5份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯98份以及丙酮235份均匀混合,一边在氮气环境下以90℃进行10小时的反应,从而获得了末端为NCO基的尿烷预聚物的丙酮溶液。接着,将该丙酮溶液冷却至40℃,加入三乙胺5.0份,并用均质混合机搅拌1分钟来乳化,之后添加由乙二胺1.0份和水230份组成的水溶液,以进行链伸长反应。
接着,在减压下馏去丙酮,并用水调整浓度,从而获得了浓度为40%、体积平均粒径为0.5μm的尿烷树脂(C-1)乳剂。用甲醇的水溶液(甲醇与水的体积比为4:6)5份,对获得的尿烷树脂(C-1)乳剂0.25份(乳液浓度40%)进行稀释,从而获得了稀释物,然后将稀释物全部浇洒到经实施例1的中间步骤而得的吸水性树脂粉末(1)100质量份中,并均匀混合。用筛孔850μm的JIS标准筛,从获得的混合物中除去粗大颗粒,由此获得了比较用颗粒状吸水剂(8)。
[比较例9]
运用专利文献2(日本特表2006-528544号)披露的实施例1中所述的手法,制得了比较用颗粒状吸水剂(9)。具体为,向制造例1中获得的吸水性树脂颗粒(1)100质量份,混合磷酸氢镁三水合物1.0质量份、以及作为热塑性粘接剂的热塑性聚酯(Schaetti公司制造;商品编号:SchaettiFix386)0.5质量份,进而均匀混合25质量%碳酸乙酯水溶液4质量份,并以195℃进行了90分钟的加热处理。用筛孔850μm的JIS标准筛,从获得的经加热后的处理物中除去粗大颗粒,由此获得了比较用颗粒状吸水剂(9)。
[比较例10]
运用专利文献3(国际公开WO95/33558号)披露的实施例1中所述的手法,制得了比较用颗粒状吸水剂(10)。具体为,向制造例1中获得的吸水性树脂颗粒(1)100质量份,均匀混合由乙二醇0.5质量份、1,4-丁二醇0.3质量份以及纯水3.0质量份组成的表面交联剂水溶液,并以210℃进行了40分钟的加热处理,由此获得了经表面交联的吸水性树脂(以下记作“吸水性树脂粉末”)(1)。
接着,向上述吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入氨基改性硅酮油(信越化学工业株式会社制造的“KF-880”;表面张力21.3达因/cm、粘度650cps、平均分子量约20,000)0.2质量份。用筛孔850μm的JIS标准筛,从获得的混合物中除去粗大颗粒,由此获得了比较用颗粒状吸水剂(10)。该比较用颗粒状吸水剂(10)的各性能示于表2中。
[比较例11]
在实施例1中,将含有4.0质量份的聚乙二醇600及稳定剂的聚乙二醇600之10质量%水溶液换成专利文献12中所用的2.0质量份的VORANOl 230-238(注册商标;DowChemical公司制造的聚丙氧基甘油)的3.3质量%水溶液,还将含硫酸铝的混合液换成了粉末状硫酸铝14水合物2质量份。除此以外,均进行了与实施例1同样的操作,从而获得了比较用颗粒状吸水剂(11)。该比较用颗粒状吸水剂(11)的各性能示于表2中。
[比较例12]
在实施例9中,将颗粒状吸水剂(1)换成了比较例2中获得的比较用颗粒状吸水剂(2),除此以外均进行了同样的操作,从而获得了比较用颗粒状吸水剂(12)。该比较用颗粒状吸水剂(12)的各性能示于表3中。
[比较例13]
在实施例9中,将颗粒状吸水剂(1)换成了比较例3中获得的比较用颗粒状吸水剂(3),除此以外均进行了同样的操作,从而获得了比较用颗粒状吸水剂(13)。该比较用颗粒状吸水剂(13)的各性能示于表3中。
[表1]
表1中,“吸水性树脂颗粒”栏目下的“(1)”代表制造例1中制造的吸水性树脂颗粒(1),“(2)”代表制造例2中制造的吸水性树脂颗粒(2)。
“亲水性高分子”栏目下的“种类”代表所用的亲水性高分子的种类,“PEG”代表聚乙二醇,“聚-PG”代表聚丙二醇,“M-PEG”代表甲氧基聚乙二醇。
“亲水性高分子”栏目下的“量(质量份)”,指所用的亲水性高分子水溶液中的亲水性高分子相对于所用的吸水性树脂粉末100质量份的质量份。例如实施例1,由于相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入了聚乙二醇600的10质量%水溶液0.4质量份,因此该水溶液中的聚乙二醇600相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份的比率为0.04质量份。所以,在“量(质量份)”栏目中记作“0.04”
“亲水性高分子”栏目下的“浓度(质量%)”,指所用的亲水性高分子水溶液中的亲水性高分子的质量%。例如实施例1,由于使用了聚乙二醇600的10质量%水溶液,因此在“浓度(质量%)”栏目中记作“10”。
“亲水性高分子”栏目下的“添加量(1)(质量份)”,指所用的亲水性高分子水溶液相对于所用的吸水性树脂粉末100质量份的质量份。例如实施例1,由于相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入了聚乙二醇600的10质量%水溶液0.4质量份,因此在所述“添加量(1)(质量份)”栏目中记作“0.4”
表1中,“多价阳离子”栏目下的“添加量(1)(质量份)”,指含有多价金属阳离子的混合液相对于所用的吸水性树脂粉末(1)100质量份的质量份。例如实施例1,由于相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入了由27.5质量%(氧化铝换算量为8质量%)硫酸铝水溶液0.9质量份、60质量%乳酸钠水溶液0.13质量份、以及丙二醇0.025质量份组成的混合液,因此上述0.9质量份+上述0.13质量份+上述0.025质量份=1.055质量份,所以在上述“添加量(1)(质量份)”栏目中记作“1”。
表1中,“稳定剂”栏目下的“种类”栏中,“1”代表2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,“2”代表2,6-二叔丁基苯酚。
“稳定剂”栏目下的“添加量(2)(质量ppm)”,指亲水性高分子水溶液中的稳定剂相对于该水溶液中的亲水性高分子质量份的质量ppm。例如实施例1,将聚乙二醇600的10质量%水溶液用作了亲水性高分子水溶液,且该水溶液中所含的聚乙二醇600为4.0质量份,所含的稳定剂为0.002质量份,因此0.002/4=500质量ppm。所以,在“添加量(2)(质量ppm)”栏目中记作“500”。
“稳定剂”栏目下的“添加量(3)(质量ppm)”,指所用的亲水性高分子水溶液中的稳定剂相对于所用的吸水性树脂粉末100质量份的质量ppm。例如实施例1,相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入了聚乙二醇600的10质量%水溶液0.4质量份,且该水溶液中所含的稳定剂的比率为0.002/(4.0+0.002+36)=约5.0×10-5,而通过求该比率值与上述0.4质量份的积,得出该水溶液中的稳定剂相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份的比率约为0.2质量ppm。所以,在“添加量(3)(质量ppm)”栏目中记作“0.2”。
另外,比较例1中,相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份,混入了由0.002质量份的稳定剂和36质量份的去离子水组成且不含聚乙二醇600的水溶液0.4质量份。由于该水溶液中不含亲水性高分子,因此在表1的“亲水性高分子”栏目下的“添加量(1)”栏目中记作“0”。该水溶液中所含的稳定剂的比率为0.002/(0.002+36)=约5.555×10-5,而通过求该比率值与上述0.4质量份的积,得出该水溶液中的稳定剂相对于吸水性树脂粉末(1)100质量份的比率约为0.2质量ppm。所以,在“添加量(3)(质量ppm)”栏目中记作“0.2”。
这里,在“亲水性高分子”栏目,比较例8~10所用的化合物为非亲水性高分子。此外,表中“2*”所示的比较例11的多价阳离子添加量(1),是粉末状硫酸铝14水合物的添加量。
[表2]
表2中示有实施例1~8中获得的颗粒状吸水剂(1)~(8)、及比较例1~11中获得的比较用颗粒状吸水剂(1)~(11)的各性能。
表2中,“机械处理后”栏目表示的是经过上述(5-12)的机械处理并按照上述(5-10)所得出的粉尘量。“热处理后”栏目表示的是经过上述(5-11)的热处理并按照上述(5-10)所得出的粉尘量。“CRC”代表无加压下吸水倍率,“FSC”代表无加压下悬挂时吸水倍率,“AAP0.3”代表在0.3psi负重下吸收了0.90wt%氯化钠水溶液时的加压下吸水倍率,“AAP0.7”代表在0.7psi负重下吸收了上述氯化钠水溶液时的加压下吸水倍率。“VDAUP”代表加压下垂直扩散吸收量。
在各实施例中,表面张力为72mN/m左右。
表2中,“稳定剂定量结果(相对于颗粒状吸水剂)(质量ppm)”栏目表示的是根据上述(5-13)中作成的标准线,对颗粒状吸水剂中所含的稳定剂(单位:质量ppm)进行定量的结果。
在如比较例1那样不添加高分子化合物的方案(与专利文献15披露的利用表面交联来降低粉尘量的方案等同的方案)、以及添加有非亲水性高分子(与专利文献1~3披露的化合物等同的化合物)的方案(比较例8~11)中,发现机械处理导致的粉尘量非常多,且热处理后的粉尘量也非常多。而在如比较例2~7那样添加亲水性高分子(与专利文献8、9、12、13披露的化合物等同的化合物)但不添加稳定剂的方案中,发现热处理后的粉尘量有所增多。
[表3]
表3中,“刚制造好”栏目表示的是以实施例9、10、比较例12、13中各自制造的颗粒状吸水剂(9)、颗粒状吸水剂(10)、比较用颗粒状吸水剂(12)、比较用颗粒状吸水剂(13)为对象,就它们各自的原料即颗粒状吸水剂(1)、颗粒状吸水剂(2)、比较用颗粒状吸水剂(2)、比较用颗粒状吸水剂(3)所测得的粉尘量结果。
表中,“机械处理前”栏目表示的是,对未经过(5-12)栏目所述机械处理的吸水剂所测得的粉尘量结果。“机械处理后”栏目以及“热处理后”栏目中记载的是从表2转记过来的颗粒状吸水剂(1)、颗粒状吸水剂(2)、比较用颗粒状吸水剂(2)、比较用颗粒状吸水剂(3)的粉尘量测定结果。
表中,“3个月后”栏目表示的是针对颗粒状吸水剂(9)、颗粒状吸水剂(10)、比较用颗粒状吸水剂(12)、比较用颗粒状吸水剂(13)所测定的机械处理前、机械处理后、热处理后的粉尘量结果。
将实施例9与比较例12作对比,以及将实施例10与比较例13作对比时,未发现刚制造好并经机械处理后的粉尘量有所差异,然而经3个月保管后,比较例的粉尘量均为实施例的约2倍。这一倾向与刚制造好并经热处理后的粉尘量增加倾向相一致。根据这一结果可知,本发明的颗粒状吸水剂表现出显著的粉尘量降低效果,而且通过实施本发明的“颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘增加量的评价方法”,就能以制造后的3个星期来验证上述效果。即,能以3个星期来评价3个月后的差异。
也就是说,通过使亲水性高分子化合物及稳定剂局部地处在颗粒状吸水剂的表面附近,就能发挥本发明的效果。
[产业上的可利用性]
本发明的颗粒状吸水剂适用于纸尿布、生理用卫生巾、失禁垫等卫生材料。
Claims (93)
1.一种颗粒状吸水剂,其以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分,其特征在于:
含有亲水性高分子化合物及稳定剂,
所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂是经表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂;
相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂,所述稳定剂的含量为0.01~10质量ppm;
所述稳定剂为苯酚系稳定剂;
相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为0.01~5.0质量份;并且,
相对于所述亲水性高分子化合物,所述稳定剂的量为1~10000质量ppm。
2.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,
其经机械处理后的粉尘量低于30mg/kg,且其在60℃下经过3星期的热处理后的粉尘量低于30mg/kg。
3.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,
其进而含有非高分子水溶性化合物。
4.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,
其进而含有多价金属阳离子。
5.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,
其进而含有表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,
其含水率为1~15质量%。
7.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,
其加压下垂直扩散吸收量为30g以上。
8.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述经机械处理后的粉尘量为25mg/kg以下。
9.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述经机械处理后的粉尘量为20mg/kg以下。
10.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述经机械处理后的粉尘量为15mg/kg以下。
11.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述经机械处理后的粉尘量为10mg/kg以下。
12.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述在60℃下经过3星期的热处理后的粉尘量为28mg/kg以下。
13.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述在60℃下经过3星期的热处理后的粉尘量为25mg/kg以下。
14.根据权利要求2所述的颗粒状吸水剂,其中,所述在60℃下经过3星期的热处理后的粉尘量为20mg/kg以下。
15.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为0.05质量份以上。
16.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为0.1质量份以上。
17.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为0.15质量份以上。
18.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为4.0质量份以下。
19.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为3.0质量份以下。
20.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为2.5质量份以下。
21.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述稳定剂的含量为0.1~5质量ppm。
22.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述稳定剂的含量为0.2~3质量ppm。
23.根据权利要求3所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述非高分子水溶性化合物的含量为0.001~10质量份。
24.根据权利要求3所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述非高分子水溶性化合物的含量为0.005~5质量份。
25.根据权利要求3所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述非高分子水溶性化合物的含量为0.01~3质量份。
26.根据权利要求4所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述多价金属阳离子的含量为0.001~1质量份。
27.根据权利要求4所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述多价金属阳离子的含量为0.005~0.5质量份。
28.根据权利要求4所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述多价金属阳离子的含量为0.01~0.2质量份。
29.根据权利要求5所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述表面活性剂的添加处理前的吸水性树脂100质量份,所述表面活性剂的含量为超过0质量份且在10质量份以下。
30.根据权利要求5所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述表面活性剂的添加处理前的吸水性树脂100质量份,所述表面活性剂的含量为超过0质量份且在5质量份以下。
31.根据权利要求5所述的颗粒状吸水剂,其中,相对于所述表面活性剂的添加处理前的吸水性树脂100质量份,所述表面活性剂的含量为超过0质量份且在1质量份以下。
32.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其含水率为3~10质量%。
33.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其含水率为5~10质量%。
34.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下垂直扩散吸收量为30~80g。
35.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下垂直扩散吸收量为35~75g。
36.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下垂直扩散吸收量为40~70g。
37.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下垂直扩散吸收量为40~65g。
38.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下悬挂时吸水倍率FSC为48~65g/g。
39.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下悬挂时吸水倍率FSC为50~63g/g。
40.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下悬挂时吸水倍率FSC为51~60g/g。
41.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下悬挂时吸水倍率FSC为51~58g/g。
42.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-4.83kPa为19~30g/g。
43.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-4.83kPa为20~30g/g。
44.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-4.83kPa为20~27g/g。
45.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下吸水倍率CRC为30g/g以上。
46.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下吸水倍率CRC为31g/g以上。
47.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下吸水倍率CRC为32g/g以上。
48.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下吸水倍率CRC为45g/g以下。
49.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下吸水倍率CRC为40g/g以下。
50.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其无加压下吸水倍率CRC为38g/g以下。
51.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-2.06kPa为25g/g以上。
52.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-2.06kPa为30g/g以上。
53.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-2.06kPa为40g/g以下。
54.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其加压下吸水倍率AAP-2.06kPa为38g/g以下。
55.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为球状。
56.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为近球状。
57.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为无规破碎状。
58.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为棒状。
59.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为多面体状。
60.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为香肠状。
61.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其形状为具皱纹的颗粒。
62.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其为初次颗粒。
63.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其为经造粒后的颗粒。
64.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其为初次颗粒与经造粒后的颗粒的混合物。
65.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其为经发泡的多孔体。
66.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其重均粒径D50为200~600μm。
67.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其重均粒径D50为250~550μm。
68.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其重均粒径D50为350~500μm。
69.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其粒度分布的对数标准差σζ为0.20~0.50。
70.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其粒度分布的对数标准差σζ为0.25~0.45。
71.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其粒度分布的对数标准差σζ为0.30~0.35。
72.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,以JIS标准筛所规定的重均粒径D50为850μm以上的粗大颗粒的比率为0~5质量%。
73.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,以JIS标准筛所规定的重均粒径D50为850μm以上的粗大颗粒的比率为0~3质量%。
74.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,以JIS标准筛所规定的重均粒径D50为850μm以上的粗大颗粒的比率为0~1质量%。
75.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,以JIS标准筛所规定的重均粒径D50低于150μm的微粒为0~5质量%。
76.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,以JIS标准筛所规定的重均粒径D50低于150μm的微粒为0~3质量%。
77.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其中,以JIS标准筛所规定的重均粒径D50低于150μm的微粒为0~1质量%。
78.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其毛体积比重为0.30~0.90。
79.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其毛体积比重为0.60~0.80。
80.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其毛体积比重为0.65~0.75。
81.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其表面张力为50mN/m以上。
82.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其表面张力为60mN/m以上。
83.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其表面张力为65mN/m以上。
84.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其表面张力为70mN/m以上。
85.根据权利要求1所述的颗粒状吸水剂,其表面张力为73mN/m以下。
86.一种颗粒状吸水剂的制造方法,是以聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主成分的颗粒状吸水剂的制造方法,该制造方法包含以丙烯酸(盐)为主成分的水溶性不饱和单体的聚合步骤、干燥步骤、表面交联步骤,
该制造方法的特征在于:在所述表面交联步骤后,进而包含添加亲水性高分子化合物的步骤以及添加稳定剂的步骤;
所述添加亲水性高分子化合物的步骤与所述添加稳定剂的步骤同时进行;
相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂,所述稳定剂的含量为0.01~10质量ppm;
所述稳定剂为苯酚系稳定剂;
相对于所述聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂100质量份,所述亲水性高分子化合物的含量为0.01~5.0质量份;并且,
相对于所述亲水性高分子化合物,所述稳定剂的量为1~10000质量ppm。
87.根据权利要求86所述的制造方法,其中,
通过添加含有所述亲水性高分子化合物和所述稳定剂的水溶液,来进行所述添加亲水性高分子化合物的步骤及所述添加稳定剂的步骤。
88.根据权利要求86所述的制造方法,其中,
在所述干燥步骤后具有混合非高分子水溶性化合物的步骤。
89.根据权利要求86所述的制造方法,其中,
在干燥步骤后且表面交联步骤前,具有粉碎步骤或具有粉碎步骤及分级步骤。
90.根据权利要求86所述的制造方法,其中,
在干燥步骤后进而具有添加多价金属阳离子及/或不溶水性微粒的步骤。
91.根据权利要求86所述的制造方法,其中,
在干燥步骤后进而具有添加表面活性剂的步骤。
92.根据权利要求86所述的制造方法,其中,
进而具有向干燥步骤后的吸水性树脂添加1~15质量%的水的步骤。
93.一种对权利要求1~85中任一项所述的颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况进行评价的方法,其包含:
通过在密闭容器中以60℃将颗粒状吸水剂保管3星期来对所述颗粒状吸水剂进行热处理的步骤、以及
通过测定所述热处理后的粉尘量来评价所述颗粒状吸水剂在时间经过下的粉尘量增加情况的步骤。
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