CN113166432B - 容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒及其制造方法 - Google Patents

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    • C08J2333/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Abstract

本发明提供在通常的使用时具有良好的吸收特性、并且在使用后容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒、其制造方法以及卫生用品的处理方法。本发明涉及:一种吸水性树脂颗粒,其含有以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的交联聚合物(A),由下式表示的脱水率为70%以上;以及包含该吸水性树脂颗粒的卫生用品;该卫生用品的处理方法。脱水率[%]={1‑(1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g])}×100。

Description

容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒及其制造方法
技术领域
本发明涉及容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒及其制造方法。
背景技术
近年来,随着卫生用品的用量增加,使用后的卫生用品的废物处理已成为严重的问题。卫生用品、特别是纸尿片作为少子老龄化时代必不可少的用品迅速得到普及,其消费迅速增加。关于使用后的卫生用品的废物处理,对纸尿片等通常进行焚烧处理,但由于尿片中的水分的比例约接近8成,因此焚烧中需要大量的燃烧能。该处理方法对焚烧炉本身施加很大的负荷,作为结果,不仅导致焚烧炉的寿命缩短,而且带来大气污染、地球的温室化,还成为对环境施加负荷的因素,因此迫切希望进行改善。
用于解决使用后的卫生用品的废物处理问题的手段目前为止提出了若干种方案。例如提出了下述技术:通过使用石灰,将吸水性树脂颗粒与卫生用品的其他部件分离、回收的系统的相关技术(专利文献1);通过使用氯化钙水溶液使吸水性树脂颗粒脱水凝集,之后加入强酸与含氮碱性化合物的盐使凝集力降低,使之后的干燥变得容易的技术(专利文献2);将使用完毕的高吸水性聚合物利用多价金属盐水溶液进行脱水处理,之后利用碱金属盐水溶液进行处理,由此使高吸水性聚合物的吸水能力恢复的技术(专利文献3);由包含纸浆纤维和高吸水性聚合物的使用完毕的卫生用品中回收纸浆纤维,利用臭氧处理将高吸水性聚合物分解,由此制造能够在卫生用品中再利用的再循环纸浆的技术(专利文献4);等等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-183893号公报
专利文献2:日本特开2015-120834号公报
专利文献3:日本特开2013-198862号公报
专利文献4:日本特开2017-193819号公报
发明内容
发明所要解决的课题
针对使用后的卫生用品的废物处理问题,若能够有效地除去使用完毕的卫生用品中包含的水分,则焚烧处理时的燃烧效率和再循环时的生产率提高,可期待大幅减轻环境载荷。本发明的目的在于提供一种在通常使用时具有良好的吸收特性、且容易对使用完毕的卫生用品中包含的水分进行脱水处理的吸水性树脂颗粒及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒和包含其的卫生用品,该吸水性树脂颗粒含有以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的交联聚合物(A),由下述式(1)表示的脱水率为70%以上。
脱水率[%]={1-(1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g])}×100 (1)
本发明还涉及上述吸水性树脂颗粒的制造方法,其包括下述工序:聚合工序,将以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的单体组合物进行聚合,得到含有交联聚合物(A)的含水凝胶;将交联聚合物(A)的含水凝胶进行细分的工序;将细分后的含水凝胶在凝胶温度40℃~120℃的条件下进一步混炼切碎的工序;以及将上述混炼切碎后的含水凝胶干燥后进行粉碎,得到吸水性树脂颗粒的工序。
发明的效果
本发明的容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒(以下也简称为本发明的吸水性树脂颗粒)在利用脱水剂进行处理时显示出优异的脱水性。另外,包含本发明的吸水性树脂颗粒的纸尿片等卫生用品在使用时满足作为纸尿片所需要的吸收性能,并且在使用后通过添加多价金属盐水溶液等脱水剂能够大幅降低吸水树脂颗粒的含水率,能够容易地进行脱水处理。因此,能够提高焚烧处理时的燃烧效率和再循环时的生产率,能够降低环境负荷。
附图说明
图1是示意性示出用于测定凝胶通液速度的过滤圆筒管的截面图。
图2是示意性示出用于测定凝胶通液速度的加压轴和砝码的立体图。
具体实施方式
本发明的吸水性树脂颗粒是含有以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的交联聚合物(A)的吸水性树脂颗粒。
作为本发明中的水溶性乙烯基单体(a1)没有特别限定,可以使用公知的单体,例如日本专利第3648553号公报的0007~0023段中公开的具有至少1个水溶性取代基和烯键式不饱和基团的乙烯基单体(例如阴离子型乙烯基单体、非离子型乙烯基单体和阳离子型乙烯基单体);日本特开2003-165883号公报的0009~0024段中公开的阴离子型乙烯基单体、非离子型乙烯基单体和阳离子型乙烯基单体;以及日本特开2005-75982号公报的0041~0051段中公开的具有选自由羧基、磺基、膦酰基、羟基、氨基甲酰基、氨基和铵基组成的组中的至少一种的乙烯基单体。
通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)(以下也称为水解性乙烯基单体(a2))没有特别限定,可以使用公知的乙烯基单体(例如日本专利第3648553号公报的0024~0025段中公开的具有至少1个通过水解成为水溶性取代基的水解性取代基的乙烯基单体、日本特开2005-75982号公报的0052~0055段中公开的具有至少1个水解性取代基(1,3-氧代-2-氧杂丙烯(-CO-O-CO-)基、酰基和氰基等)的乙烯基单体)等。需要说明的是,水溶性乙烯基单体是指具有在25℃的水100g中至少溶解100g的性质的乙烯基单体。另外,水解性是指在50℃的水和必要时的催化剂(酸或碱等)的作用下发生水解而成为水溶性的性质。水解性乙烯基单体(a2)的水解可以在下述中的任一时期进行:聚合中、聚合后、以及聚合中和聚合后,从所得到的吸水性树脂颗粒的分子量的观点等出发,优选聚合后。
这些之中,从吸收特性的方面等出发,优选水溶性乙烯基单体(a1)。作为水溶性乙烯基单体(a1),优选为阴离子型乙烯基单体,更优选为具有羧(酸盐)基、磺(酸盐)基、氨基、氨基甲酰基、铵基或者单烷基铵基、二烷基铵基或三烷基铵基的乙烯基单体。这些之中,更优选具有羧(酸盐)基或氨基甲酰基的乙烯基单体,进一步优选(甲基)丙烯酸(盐)和(甲基)丙烯酰胺,特别优选(甲基)丙烯酸(盐),最优选丙烯酸(盐)。
需要说明的是,“羧(酸盐)基”是指“羧基”或“羧酸盐基”,“磺(酸盐)基”是指“磺基”或“磺酸盐基”。另外,(甲基)丙烯酸(盐)是指丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸盐,(甲基)丙烯酰胺是指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。另外,作为盐,可以举出碱金属(锂、钠和钾等)盐、碱土金属(镁和钙等)盐或铵(NH4)盐等。这些盐之中,从吸收特性的方面等出发,优选碱金属盐和铵盐,进一步优选碱金属盐,特别优选钠盐。
作为水溶性乙烯基单体(a1)使用丙烯酸或甲基丙烯酸等含酸基单体的情况下,从吸水性能、残存单体的方面出发,优选含酸基单体的一部分利用碱进行了中和。作为进行中和的碱,可以使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾等碱金属碳酸盐。中和在吸水性树脂颗粒的制造中可以在下述中的任一时期进行:聚合前、聚合中、聚合后以及这些时期中的两者,例如可例示出在聚合前将含酸基单体进行中和的方法、在聚合后将含酸基聚合物以含水凝胶的状态进行中和等方法作为优选例。
另外,使用上述含酸基单体的情况下,酸基的中和度优选为50~80摩尔%。中和度小于50摩尔%的情况下,所得到的含水凝胶聚合物的粘着性增高,制造时和使用时的作业性可能会变差。进而可能降低所得到的吸水性树脂颗粒的保水量。另一方面,中和度大于80%的情况下,所得到的树脂的pH增高,对人体皮肤的安全性可能令人担心。
以水溶性乙烯基单体(a1)或水解性乙烯基单体(a2)中的任一者作为结构单元的情况下,可以分别单独作为结构单元,另外也可以根据需要将两种以上作为结构单元。另外,以水溶性乙烯基单体(a1)和水解性乙烯基单体(a2)作为结构单元的情况下也是同样的。另外,以水溶性乙烯基单体(a1)和水解性乙烯基单体(a2)作为结构单元的情况下,它们的含有摩尔比(a1/a2)优选为75/25~99/1、进一步优选为85/15~95/5、特别优选为90/10~93/7、最优选为91/9~92/8。在为该范围时,吸收性能更好。
作为交联聚合物(A)的结构单元,除了水溶性乙烯基单体(a1)和水解性乙烯基单体(a2)以外,还可以将能够与它们共聚的其他乙烯基单体(a3)作为结构单元。
作为能够共聚的其他乙烯基单体(a3)没有特别限定,可以使用公知的疏水性乙烯基单体(例如日本专利第3648553号公报的0028~0029段中公开的疏水性乙烯基单体、日本特开2003-165883号公报、日本特开2005-75982号公报的0058段中公开的乙烯基单体)等,可以使用下述(i)~(iii)的乙烯基单体等。
(i)碳原子数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素取代物等。
(ii)碳原子数2~20的脂肪族乙烯单体
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];以及二烯烃[丁二烯和异戊二烯等]等。
(iii)碳原子数5~15的脂环式乙烯单体
单烯键式不饱和单体[蒎烯、苧烯和茚等];以及多烯键式乙烯基聚合性单体[环戊二烯、二环戊二烯和亚乙基降冰片烯等]等。
以其他乙烯基单体(a3)作为结构单元的情况下,其他乙烯基单体(a3)单元的含量(摩尔%)基于水溶性乙烯基单体(a1)单元和水解性乙烯基单体(a2)单元的摩尔数优选为0.01~5、进一步优选为0.05~3、更进一步优选为0.08~2、特别优选为0.1~1.5。需要说明的是,尽管如此,从吸收特性的方面等出发,最优选其他乙烯基单体(a3)单元的含量为0摩尔%。
作为内部交联剂(b)(以下也简称为交联剂(b))没有特别限定,可以使用公知的交联剂(例如日本专利第3648553号公报的0031~0034段中公开的具有2个以上烯键式不饱和基团的交联剂、具有至少1个可与水溶性取代基反应的官能团且具有至少1个烯键式不饱和基团的交联剂和具有至少2个可与水溶性取代基反应的官能团的交联剂、日本特开2003-165883号公报的0028~0031段中公开的具有2个以上烯键式不饱和基团的交联剂、具有烯键式不饱和基团和反应性官能团的交联剂以及具有2个以上反应性取代基的交联剂、日本特开2005-75982号公报的0059段中公开的交联性乙烯基单体以及日本特开2005-95759号公报的0015~0016段中公开的交联性乙烯基单体)等。这些之中,从吸收性能等方面出发,优选具有2个以上烯键式不饱和基团的交联剂,进一步优选氰尿酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯和碳原子数2~10的多元醇的聚(甲基)烯丙基醚,特别优选氰尿酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、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。交联剂(b)可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
基于水溶性乙烯基单体(a1)单元和水解性乙烯基单体(a2)单元的合计摩尔数(在使用其他乙烯基单体(a3)的情况下,基于(a1)~(a3)的合计摩尔数),交联剂(b)单元的含量(摩尔%)优选为0.001~5、进一步优选为0.005~3、特别优选为0.01~1。交联剂(b)单元的含量为该范围时,吸收性能变得更好。
本发明的吸水性树脂颗粒的制造方法包括下述工序:聚合工序,将以上述的水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的单体组合物进行聚合,得到含有交联聚合物(A)的含水凝胶;将交联聚合物(A)的含水凝胶进行细分的工序;将细分后的含水凝胶在凝胶温度40℃~120℃的条件下进一步混炼切碎的工序;以及将上述混炼切碎后的含水凝胶干燥后进行粉碎,得到吸水性树脂颗粒的工序。
作为交联聚合物(A)的制造方法,可以通过公知的溶液聚合(绝热聚合、薄膜聚合和喷雾聚合法等;日本特开昭55-133413号公报等)、公知的悬浮聚合法或反相悬浮聚合(日本特公昭54-30710号公报、日本特开昭56-26909号公报和日本特开平1-5808号公报等)得到含有交联聚合物(A)的含水凝胶(含有交联聚合物和水)。交联聚合物(A)可以为单独一种,也可以为两种以上的混合物。
聚合方法中,优选为溶液聚合法,出于不必使用有机溶剂等、在生产成本方面有利的原因,特别优选水溶液聚合法,从可得到保水量大且水可溶性成分量少的吸水性树脂、不需要进行聚合时的温度控制的方面出发,最优选水溶液绝热聚合法。
在进行水溶液聚合的情况下,水溶液中的单体组合物浓度优选为10~60重量%、更优选为15~50重量%、进一步优选为20~40重量%。溶剂可以使用包含水和有机溶剂的混合溶剂,作为有机溶剂,可以举出甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和它们中的两种以上的混合物。进行水溶液聚合的情况下,有机溶剂的用量(重量%)以水的重量为基准优选为40以下、进一步优选为30以下。
在聚合中使用引发剂的情况下,可以使用现有公知的自由基聚合用引发剂,例如可以举出偶氮化合物[偶氮二异丁腈、偶氮二氰基戊酸和2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)盐酸盐等]、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、异丙基苯过氧化氢、琥珀酸过氧化物和二(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯等]和氧化还原催化剂(由碱金属的亚硫酸盐或亚硫酸氢盐、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵和抗坏血酸等还原剂与碱金属的过硫酸盐、过硫酸铵、过氧化氢和有机过氧化物等氧化剂的组合构成的催化剂)等。这些催化剂可以单独使用,也可以合用它们中的两种以上。
基于水溶性乙烯基单体(a1)和水解性乙烯基单体(a2)的合计重量(在使用其他乙烯基单体(a3)的情况下,基于(a1)~(a3)的合计重量),自由基聚合引发剂的用量(重量%)优选为0.0005~5、进一步优选为0.001~2。
聚合方法为悬浮聚合法或反相悬浮聚合法的情况下,可以根据需要在现有公知的分散剂或表面活性剂的存在下进行聚合。另外,在反相悬浮聚合法的情况下,可以使用现有公知的二甲苯、正己烷和正庚烷等烃系溶剂进行聚合。
聚合开始温度可以根据所使用的引发剂的种类适宜地调整,优选为0~100℃、进一步优选为5~80℃。
通过聚合得到的含水凝胶聚合物可以在混炼切碎后进行干燥,之后进行粉碎,由此得到交联聚合物(A)。本发明中的混炼切碎是指一边反复进行基于剪切力(shear)的含水凝胶切断和切断后的含水凝胶颗粒的融合(合着)一边将含水凝胶细化的工序,通过该混炼切碎工序,可得到微细的含水凝胶颗粒凝集而成的含水凝胶,能够在吸水性树脂颗粒的表面形成凹凸。混炼切碎后的凝胶的大小(最长径)优选为50μm~10cm、进一步优选为100μm~2cm、特别优选为1mm~1cm。该凝胶的大小为该范围时,干燥工序中的干燥性变得更好。
混炼粉碎后的凝胶颗粒的大小(最长径)优选为50μm~10cm、进一步优选为100μm~2cm、特别优选为1mm~1cm。该颗粒的大小为该范围时,干燥工序中的干燥性变得更好,并且与作为添加剂的疏水性物质(c)的混合性良好,因此结果可提高脱水率、1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度。
混炼切碎可以通过公知的方法进行,可以使用混炼切碎装置(例如捏合机、万能混合机、单轴或双轴混炼挤出机、切碎机和绞肉机等)进行混炼切碎。从脱水效率以及与其他物性的性能平衡的方面出发为40~120℃、优选为50~110℃。关于混炼切碎次数,只要凝胶颗粒的大小为上述范围内就没有特别限定,可以为一次也可以为多次。另外,进行两次以上的混炼切碎的情况下,可以利用一台粉碎装置进行多次,也可以利用多台粉碎装置连续进行。
本发明中,通过聚合得到的含水凝胶聚合物在混炼切碎前进行细分。本发明中的细分是在维持含水凝胶内部的结构的情况下将含水凝胶切断来进行细化的工序,从内部结构的方面出发,与上述混炼切碎不同。通过在混炼切碎工序前进行细分,能够缓和在混炼切碎工序时施加至含水凝胶的过度的应力、抑制含水凝胶聚合物的劣化,因此吸收性能变得良好,能够防止吸水性树脂颗粒的颗粒缺损度的极端升高。
对于细分的方法没有特别限定,例如可以利用剪刀进行细分,也可以将冷冻的含水凝胶利用粉碎装置(例如锤式粉碎机、冲击式粉碎机、辊式粉碎机和射流式粉碎机)进行粉碎。
细分后的凝胶的大小(最长径)优选为50μm~10cm、进一步优选为100μm~2cm、特别优选为500μm~1cm。该凝胶的大小为该范围时,能够顺利地进行之后的混炼切碎工序,吸水性树脂颗粒的吸收性能可能会变好。
另外,如上所述,对于聚合后得到的含酸基聚合物的含水凝胶,也可以在混炼切碎工序前或混炼切碎工序中混合碱来进行中和。需要说明的是,将含酸基聚合物进行中和时的酸基的中和度的优选范围也与上述相同。
将含有通过上述混炼切碎工序得到的交联聚合物(A)的含水凝胶颗粒干燥后进行粉碎,得到吸水性树脂颗粒。
作为将含水凝胶颗粒中的溶剂(包括水)进行干燥(包括蒸馏除去)的方法,可以应用利用温度为80~300℃的热风进行干燥的方法、利用加热至100~300℃的转筒干燥机等进行的薄膜干燥法、减压干燥法、冷冻干燥法、利用红外线进行的干燥法、倾滗和过滤等。
含水凝胶颗粒的溶剂中包含水的情况下,干燥后的含水率(重量%)基于交联聚合物(A)的重量优选为0~20、进一步优选为1~10、特别优选为2~9、最优选为3~8。该含水率为该范围时,在后续的粉碎工序中的粉碎性良好,并且吸收性能变得更好。
另外,在含水凝胶颗粒的溶剂(有机溶剂和水等)中包含有机溶剂的情况下,干燥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0~10、进一步优选为0~5、特别优选为0~3、最优选为0~1。该有机溶剂的含量为该范围时,吸水性树脂颗粒的吸收性能变得更好。
需要说明的是,有机溶剂的含量和含水率可以由利用红外水分测定器[(株式会社)KETT公司制造的JE400等:120±5℃、30分钟、加热前的气氛湿度50±10%RH、灯规格100V、40W]进行加热时的测定试样的重量减少量来求出。
关于将含水凝胶颗粒干燥后进行粉碎的方法没有特别限定,可以使用公知的粉碎装置(例如锤式粉碎机、冲击式粉碎机、辊式粉碎机和射流式粉碎机等)。所得到的吸水性树脂颗粒可以根据需要通过筛分等进行分级来进行粒度调整。
粉碎后根据需要通过筛分等进行了分级的吸水性树脂颗粒的重均粒径(μm)优选为150~500、进一步优选为250~500、最优选为350~450。该重均粒径为该范围时,吸收性能、脱水率、1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度的提高更好。
需要说明的是,重均粒径使用Ro-Tap型实验振筛机和标准筛(JIS Z8801-1:2006),利用佩里化学工程师手册(Perry’s Chemical Engineer’s Handbook)第6版(麦格劳-希尔图书公司、1984、21页)中记载的方法进行测定。即,自上方起按照1000μm、850μm、710μm、500μm、425μm、355μm、250μm、150μm、125μm、75μm和45μm以及托盘的顺序将JIS标准筛进行组合。在最上段的筛中放入测定颗粒约50g,利用Ro-Tap型实验振筛机振动5分钟。称量各筛和托盘上的测定颗粒的重量,将其合计设为100重量%,求出各筛上的颗粒的重量分数,将该值绘制在对数概率纸[横轴为筛的网孔(粒径)、纵轴为重量分数]上,之后将各点连结成线,求出重量分数为50重量%所对应的粒径,将其作为重均粒径。
另外,由于吸水性树脂颗粒中包含的微粒的含量越少则吸收性能越好,因此106μm以下(优选150μm以下)的微粒在吸水性树脂颗粒的合计重量中所占的含量(重量%)优选为3以下、进一步优选为1以下。微粒的含量可以使用在求取上述重均粒径时所制作的图来求出。
对于吸水性树脂颗粒的形状没有特别限定,可以举出无定形破碎状、鳞片状、珍珠状和米粒状等。这些之中,从在纸尿片用途等中与纤维状物的缠绕良好、不担心从纤维状物上脱落的方面出发,优选无定形破碎状。
本发明的吸水性树脂颗粒可以含有疏水性物质(c)。作为(c),包括含有烃基的疏水性物质(c1)、含有具有氟原子的烃基的疏水性物质(c2)和具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(c3)等。
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、长链脂肪酸及其盐、长链脂肪族醇、长链脂肪族酰胺以及这些中的两种以上的混合物等。
作为聚烯烃树脂,可以举出以碳原子数2~4的烯烃{乙烯、丙烯、异丁烯和异戊二烯等}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%)而构成的重均分子量1000~100万的聚合物{例如聚乙烯、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,可以举出在聚烯烃树脂中导入羧基(-COOH)、1,3-氧代-2-氧杂丙烯(-COOCO-)等而成的重均分子量1000~100万的聚合物{例如聚乙烯热降解物、聚丙烯热降解物、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、马来化聚丁二烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的马来化物等}。
作为聚苯乙烯树脂,可以使用重均分子量1000~100万的聚合物等。
作为聚苯乙烯树脂衍生物,可以举出以苯乙烯作为必要构成单体(苯乙烯的含量基于聚苯乙烯衍生物的重量至少为50重量%)而构成的重均分子量1000~100万的聚合物{例如苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-异丁烯共聚物等}。
作为蜡,可以举出熔点50~200℃的蜡{例如固体石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡和牛脂等}。
作为长链脂肪酸酯,可以举出碳原子数8~30的脂肪酸与碳原子数1~12的醇的酯{例如月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、硬酯酸甲酯、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、蔗糖棕榈酸单酯、蔗糖棕榈酸二酯、蔗糖棕榈酸三酯、蔗糖硬脂酸单酯、蔗糖硬脂酸二酯、蔗糖硬脂酸三酯和牛脂等}。
作为长链脂肪酸及其盐,可以举出碳原子数8~30的脂肪酸{例如月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、二聚酸和山嵛酸等},作为其盐,可以举出与锌、钙、镁或铝(以下分别简称为Zn、Ca、Mg、Al)的盐{例如棕榈酸Ca、棕榈酸Al、硬脂酸Ca、硬脂酸Mg、硬脂酸Al等}。
作为长链脂肪族醇,可以举出碳原子数8~30的脂肪族醇{例如月桂醇、棕榈基醇、硬脂醇、油醇等}。从吸收性物品的耐渗漏性的方面等出发,优选棕榈醇、硬脂醇、油醇,进一步优选硬脂醇。
作为长链脂肪族酰胺,可以举出碳原子数8~30的长链脂肪族伯胺与具有碳原子数1~30的烃基的羧酸的酰胺化物、氨或碳原子数1~7的伯胺与碳原子数8~30的长链脂肪酸的酰胺化物、具有至少1个碳原子数8~30的脂肪族链的长链脂肪族仲胺与碳原子数1~30的羧酸的酰胺化物、以及具有2个碳原子数1~7的脂肪族烃基的仲胺与碳原子数8~30的长链脂肪酸的酰胺化物。
作为碳原子数8~30的长链脂肪族伯胺与具有碳原子数1~30的烃基的羧酸的酰胺化物,可分成伯胺与羧酸以1∶1反应得到的物质、以及以1∶2反应得到的物质。作为以1∶1反应得到的物质,可以举出乙酸N-辛基酰胺、乙酸N-二十六烷基酰胺、二十七酸N-辛基酰胺和二十七酸N-二十六烷基酰胺等。作为以1∶2反应得到的物质,可以举出二乙酸N-辛基酰胺、二乙酸N-二十六烷基酰胺、二(二十七酸)N-辛基酰胺和二(二十七酸)N-二十六烷基酰胺等。需要说明的是,在伯胺与羧酸以1∶2反应得到的物质的情况下,所使用的羧酸可以相同、也可以不同。]
作为氨或碳原子数1~7的伯胺与碳原子数8~30的长链脂肪酸的酰胺化物,可分成氨或伯胺与羧酸以1∶1反应得到的物质、以及以1∶2反应得到的物质。作为以1∶1反应得到的物质,可以举出壬酰胺、壬酸甲基酰胺、壬酸N-庚基酰胺、二十七酰胺、二十七酸N-甲基酰胺、二十七酸N-庚基酰胺和二十七酸N-二十六烷基酰胺等。作为以1∶2反应得到的物质,可以举出二壬酰胺、二壬酸N-甲基酰胺、二壬酸N-庚基酰胺、二(十八)酰胺、二(十八烷酸)N-乙基酰胺、二(十八烷)酸N-庚基酰胺、二(二十七)酰胺、二(二十七酸)N-甲基酰胺、二(二十七酸)N-庚基酰胺和二(二十七酸)N-二十六烷基酰胺等。需要说明的是,作为氨或伯胺与羧酸以1∶2反应得到的物质,所使用的羧酸可以相同、也可以不同。
作为具有至少1个碳原子数8~30的脂肪族链的长链脂肪族仲胺与碳原子数1~30的羧酸的酰胺化物,可以举出乙酸N-甲基辛基酰胺、乙酸N-甲基二十六烷基酰胺、乙酸N-辛基二十六烷基酰胺、乙酸N-二(二十六烷基)酰胺、二十七酸N-甲基辛基酰胺、二十七酸N-甲基二十六烷基酰胺、二十七酸N-辛基二十六烷基酰胺和二十七酸N-二(二十六烷基)酰胺等。
作为具有2个碳原子数1~7的脂肪族烃基的仲胺与碳原子数8~30的长链脂肪酸的酰胺化物,可以举出壬酸N-二甲基酰胺、壬酸N-甲基庚基酰胺、壬酸N-二庚基酰胺、二十七酸N-二甲基酰胺、二十七酸N-甲基庚基酰胺和二十七酸N-二庚基酰胺等。
作为疏水性物质(c1),从脱水效率和吸收性物品的耐渗漏性的方面出发,优选长链脂肪酸酯、长链脂肪酸及其盐、长链脂肪族醇以及长链脂肪族酰胺,进一步优选山梨糖醇硬脂酸酯、蔗糖硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸Mg、硬脂酸Ca、硬脂酸Zn和硬脂酸Al,特别优选蔗糖硬脂酸酯和硬脂酸Mg。
作为含有具有氟原子的烃基的疏水性物质(c2),包括全氟烷烃、全氟烯烃、全氟芳烃、全氟烷基醚、全氟烷基羧酸、全氟烷基醇和这些中的两种以上的混合物等。
作为具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(c3),包括聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷{聚氧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、氨基改性聚硅氧烷、烷氧基改性聚硅氧烷等和它们的混合物等。
作为羧基改性聚硅氧烷,例如可以举出X-22-3701E、X-22-3710(均由信越化学工业公司制造)、DOWSIL(型号BY16-880Fluid)、DOWSIL(型号BY16-880)(Dow-Toray株式会社制造)等。羧基相对于聚硅氧烷主链的位置为侧链和/或末端。
作为环氧改性聚硅氧烷,例如可以举出X-22-343(信越化学工业公司制造)、KF-101、KF-1001、X-22-2000、X-22-2046、KF-102、X-22-4741、KF-1002、KF-1005(均由信越化学工业公司制造)、DOWSIL(型号BY 16-839Fluid)、DOWSIL(型号BY8411Fluid)、DOWSIL(型号BY 8413Fluid)、DOWSIL(型号BY8421Fluid)(均由Dow-Toray株式会社制造)、SF8411、SF8413、BY16-839、BY16-876、FZ-3736、SF8421(均由Toray·Dow Corning公司制造)等。环氧基相对于聚硅氧烷主链的位置为侧链和/或末端。
作为氨基改性聚硅氧烷,可以举出改性基团为伯胺的单胺改性型、以及改性基团为仲胺的二胺改性型。
作为单氨基改性型,例如可以举出KF-868、KF-865、KF-864、PAM-E、KF-8010、X-22-161A、X-22-161B、KF-8012、KF-8008、X-22-1660B-3、X-22-9409(均由信越化学工业公司制造)、DOWSIL(型号BY16-205)、DOWSIL(型号BY16-213)、DOWSIL(型号BY16-849Fluid)、DOWSIL(型号BY16-853U)、DOWSIL(型号BY16-871)、DOWSIL(型号BY16-872)、DOWSIL(型号BY16-879B)、DOWSIL(型号BY16-892)、DOWSIL(型号FZ-3705)、DOWSIL(型号FZ-3710Fluid)、DOWSIL(型号FZ-3760)、DOWSIL(型号FZ-3785)、DOWSIL(型号SF8417Fluid)(均由Toray Dow株式会社制造)等。作为二氨基改性型,例如可以举出KF-859、KF-393、KF-860、KF-860、KF-8004、KF-8002、KF-8005、KF-867、KF-8021、KF-869、KF-861(均由信越化学工业公司制造)等。二氨基相对于聚硅氧烷主链的位置为侧链和/或末端。
作为烷氧基改性聚硅氧烷,例如可以举出X-22-4952、X-22-4272、KF-6123、KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、KF-644、KF-6020、KF-6204、X-22-4515、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017、DOWSIL(型号501WAdditive)、DOWSIL(型号FZ-2110)、DOWSIL(型号FZ-2123)、DOWSIL(型号L-7001)、DOWSIL(型号SF8410Fluid)、DOWSIL(型号SH3746Fluid)、DOWSIL(型号SH8400Fluid)、DOWSIL(型号SH8700Fluid)(均由Toray Dow株式会社制造)等。烷氧基相对于聚硅氧烷主链的位置为侧链和/或末端。
作为疏水性物质(c3),从脱水效率和吸收性物品的耐渗漏性的方面出发,优选羧基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷、烷氧基改性聚硅氧烷,进一步优选羧基改性聚硅氧烷。
疏水性物质(c)的HLB值优选为1~10、进一步优选为1~8、特别优选为1~7。该HLB值为该范围时,吸收性物品的耐渗漏性变得更好。需要说明的是,HLB值是指亲水性-疏水性平衡(HLB)值,通过小田法(表面活性剂入门、212页、藤本武彦、三洋化成工业株式会社发行、2007年发行)来求出。
疏水性物质(c)中,从脱水效率和吸收性物品的耐渗漏性的方面出发,优选含有烃基的疏水性物质(c1)、或者具有聚硅氧烷结构的疏水性物质(c3)。进一步优选疏水性物质(c3)。
关于疏水性物质(c)的含量(重量%),从吸水特性(特别是吸水速度与通液速度)的方面出发,基于交联聚合物(A)的重量为0.001~2.0重量%、优选为0.01~1.0重量%、特别优选为0.02~0.3重量%。
疏水性物质(c)可存在于吸水性树脂颗粒的任意部位,从吸水特性(特别是吸水速度)和脱水率的方面出发,优选存在于吸水性树脂颗粒的内部。
关于疏水性物质(c),只要在上述的混炼切碎工序时含有交联聚合物(A)的含水凝胶含有(c)即可,优选在聚合工序或混炼切碎工序中含有(c)。作为添加(c)的方法,可以举出在聚合工序开始后、聚合工序完成前添加到聚合液中的方法;在聚合工序完成后的混炼切碎工序前添加到含水凝胶中的方法;添加到混炼切碎工序中的含水凝胶颗粒中的方法,从提高脱水率的方面出发,优选在聚合工序完成后的混炼切碎工序前添加到含水凝胶中的方法、或者添加到混炼切碎工序中的含水凝胶颗粒中的方法,进一步优选添加到混炼切碎工序中的含水凝胶颗粒中的方法。需要说明的是,疏水性物质(c)也可以以溶解和/或分散的形态添加到水和/或有机溶剂中。
吸水性树脂颗粒中,优选颗粒表面进一步发生了表面交联。因此,本发明的制造方法可以包括将上述含水凝胶颗粒干燥、粉碎后进行表面交联的工序。通过进行表面交联,能够进一步提高凝胶强度,能够满足实际使用中期望的保水量和负荷下的吸收量。需要说明的是,对含水凝胶颗粒进行表面交联的工序也简称为交联工序。
作为对吸水性树脂颗粒进行表面交联的方法,可以举出现有公知的方法,例如将吸水性树脂制成颗粒状后混合表面交联剂(e)、水和溶剂的混合溶液并进行加热反应的方法。作为混合的方法,可以举出对吸水性树脂颗粒喷雾上述混合溶液、或者将吸水性树脂颗粒浸渍在上述混合溶液中的方法等,优选对吸水性树脂颗粒喷雾上述混合溶液来进行混合的方法。
作为表面交联剂(e),例如可以举出乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚和聚甘油多缩水甘油醚等多缩水甘油基化合物、甘油和乙二醇等多元醇、碳酸亚乙酯、多元胺以及多价金属化合物等。这些之中,从能够在较低温度下进行交联反应的方面出发,优选多缩水甘油基化合物。这些表面交联剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
表面交联剂(e)的用量基于交联前的吸水性树脂颗粒的重量优选为0.001~5重量%、进一步优选为0.005~2重量%。表面交联剂(e)的用量小于0.001重量%的情况下,表面交联度不足,负荷下的吸收量的提高效果可能不充分。另一方面,表面交联剂(e)的用量大于5重量%的情况下,表面的交联度过于过度,保水量可能会降低。
表面交联时的水的用量基于交联前的吸水性树脂颗粒的重量优选为0.5~10重量%、进一步优选为1~7重量%。水的用量小于0.5重量%的情况下,表面交联剂(e)向吸水性树脂颗粒内部的渗透度不充分,可能会缺乏负荷下的吸收量的提高效果。另一方面,水的用量大于10重量%时,表面交联剂(e)向内部的渗透过度,尽管可确认到负荷下的吸收量的提高,但保水量可能会降低。
作为在表面交联时与水合用来使用的溶剂,可以使用现有公知的溶剂,可以考虑表面交联剂(e)向吸水性树脂颗粒内部的渗透程度、表面交联剂(e)的反应性等适宜地选择使用,优选为甲醇、二甘醇、丙二醇等可溶解于水中的亲水性有机溶剂。溶剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
溶剂的用量可以根据溶剂的种类适宜地调整,基于表面交联前的吸水性树脂颗粒的重量,优选为1~10重量%。另外,溶剂相对于水的比例也可以任意地调整,优选以重量基准计为20~80重量%、进一步优选为30~70重量%。
为了进行表面交联,将表面交联剂(e)、水和溶剂的混合溶液利用现有公知方法与吸水性树脂颗粒混合,进行加热反应。反应温度优选为100~230℃、进一步优选为120~180℃。反应时间可以根据反应温度适宜地调整,优选为3~60分钟、进一步优选为10~45分钟。也可以将进行表面交联而得到的吸水性树脂颗粒使用与最初使用的表面交联剂同种或不同种的表面交联剂进一步进行表面交联。
在表面交联后,可以根据需要进行筛选来进行粒度调整。粒度调整后得到的颗粒的重均粒径、微粒含量的优选范围与上述相同。另外,将对含水凝胶颗粒进行表面交联后的粒度调节工序也称为交联工序后的后工序、或者简称为后工序。
在交联工序和/或交联工序后的后工序中,疏水性物质(c)也可以以溶解和/或分散的形态添加到水和/或有机溶剂中。通过在交联工序和/或交联工序后的后工序中进行添加,能够均匀地添加至颗粒表面,因此能够提高脱水效率。
本发明的吸水性树脂颗粒可以进一步含有多价金属盐(f),因此,本发明的制造方法可以进一步包括与多价金属盐(f)混合的工序。通过含有多价金属盐(f),吸水性树脂颗粒的耐粘连性和通液性提高。作为多价金属盐(f),可以举出选自由镁、钙、锆、铝和钛组成的组中的至少一种金属与上述无机酸或有机酸的盐。
作为多价金属盐(f),从获得的容易性、溶解性的方面出发,优选铝的无机酸盐和钛的无机酸盐,进一步优选硫酸铝、氯化铝、硫酸钾铝和硫酸铝钠,特别优选硫酸铝和硫酸铝钠,最优选硫酸铝钠。这些多价金属盐可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
从吸收性能和耐粘连性的方面出发,多价金属盐(f)的用量(重量%)基于交联聚合物(A)的重量优选为0.01~5、进一步优选为0.05~4、特别优选为0.1~3。
与多价金属盐(f)混合的时机没有特别限制,从吸收性能和耐粘连性的方面出发,优选在将上述含水凝胶干燥而得到吸水性树脂颗粒以后进行混合。
本发明的吸水性树脂颗粒也可以进一步在表面涂布无机质粉末。作为无机质粉末,包括亲水性无机物颗粒和疏水性无机颗粒等。作为亲水性无机物颗粒,可以举出玻璃、硅胶、二氧化硅和粘土等的颗粒。作为疏水性无机物颗粒,可以举出碳纤维、高岭土、滑石、云母、膨润土、绢云母、石棉和火山灰等的颗粒。这些之中,优选亲水性无机颗粒,最优选二氧化硅。
作为亲水性无机颗粒和疏水性无机颗粒的形状,可以为无定形(破碎状)、正球状、膜状、棒状和纤维状等中的任一形状,优选无定形(破碎状)或正球状,进一步优选正球状。
无机质粉末的含量(重量%)基于吸水性树脂颗粒的重量优选为0.01~3.0、进一步优选为0.05~1.0、再优选为0.1~0.8、特别优选为0.2~0.7、最优选为0.3~0.6。无机质粉末的含量为该范围时,吸收性物品的凝胶通液速度变得更好。
本发明的吸水性树脂颗粒中也可以包含其他添加剂{例如公知(日本特开2003-225565号、日本特开2006-131767号等)的防腐剂、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}。在含有这些添加剂的情况下,添加剂的含量(重量%)基于吸水性树脂颗粒的重量优选为0.001~10、进一步优选为0.01~5、特别优选为0.05~1、最优选为0.1~0.5。
本发明的吸水性树脂颗粒的表观密度(g/m1)优选为0.40~0.62、进一步优选为0.45~0.60、特别优选为0.48~0.58。该表观密度为该范围时,脱水率和凝胶通液速度变得更好。吸水性树脂颗粒的表观密度依据JIS K7365:1999在25℃进行测定。
本发明的吸水性树脂颗粒的对于生理盐水的保水量(g/g)优选为30~50、更优选为33~49、进一步优选为36~48、特别优选为39~47。若小于30,则反复使用时容易产生泄漏,不优选。另外,若大于50,则容易发生粘连,因而不优选。保水量可以通过交联剂(b)和表面交联剂(e)的种类和量适宜地调整。因此,例如在需要提高保水量的情况下,通过降低交联剂(b)和表面交联剂(e)的用量,能够容易地实现。
本发明的吸水性树脂颗粒的生理盐水的凝胶通液速度(ml/分钟)优选为5~250、进一步优选为10~230、特别优选为30~210。生理盐水的凝胶通液速度(ml/分钟)若小于5,则液体的扩散性降低,其结果可能会产生泄漏或产生皮疹;若大于250,则液体的扩散性过大,因此在被吸水性树脂颗粒吸水之前可能会从吸收体泄漏。
本发明中的脱水率是由下述式(1)表示的值,由对于生理盐水的保水量、以及将保水量测定后的溶胀凝胶利用1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量之比来算出。即,其表示处理后分离出的水的重量相对于脱水剂处理前的溶胀凝胶的重量的比例。因此,脱水率越高,意味着基于特定的脱水剂处理的脱水效率越优异。
脱水率[%]={1-(1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g])}×100 (1)
需要说明的是,关于具体的测定方法如下文所述。
从脱水处理的效率性的方面出发,本发明的吸水性树脂颗粒的脱水率(%)为70以上、更优选为73以上、特别优选为75以上。上限值越高越优选,没有特别限制,但从与其他物性的性能平衡和生产率的方面出发,优选为95以下、更优选为90以下。作为用于提高脱水率的手段,可以考虑扩大颗粒的比表面积、调整颗粒内或颗粒表面的亲水性与疏水性的平衡的手段。作为用于实现其的手段,例如可以举出:在聚合工序、混炼切碎工序、交联工序和/或交联工序后的后工序中合用疏水性物质;调整对含水凝胶进行混炼的工序中的凝胶温度;提高从含水凝胶中脱水时的干燥时的加热温度;提高交联工序中的加热温度;降低重均粒径;等等。从脱水效率以及与其他物性的性能平衡的方面出发,对含水凝胶进行混炼的工序中的凝胶温度优选为40~120℃、更优选为50~110℃。作为从含水凝胶中脱水时的干燥时的加热温度,从与其他物性的性能平衡、生产率的方面出发,优选为100~300℃、更优选为110~280℃。在高于300℃而进行加热的情况下,吸水性树脂颗粒会受到热劣化,因而不优选。作为交联工序中的加热温度,优选为100~230℃、更优选为120~180℃。该加热温度为该范围时,通过疏水性物质熔解或粘度降低而被覆吸收性树脂颗粒表面,因此认为能够防止凝胶彼此的融合、增加与脱水剂的反应点。从脱水性与其他物性的性能平衡的方面出发,重均粒径优选为150μm至500μm、更优选为200μm至400μm。
本发明的吸水性树脂颗粒基于离子交换水的再溶胀倍率(%)为由下述式(2)表示的值,根据将保水量测定后的溶胀凝胶利用1.0重量%氯化钙水溶液进行脱水处理后利用离子交换水再次溶胀的保水量与对于生理盐水的保水量的比例来算出。因此,基于离子交换水的再溶胀倍率越低,意味着在用水稀释的情况下越可维持脱水剂产生的脱水效果。
基于离子交换水的再溶胀倍率[%]=(1.0重量%氯化钙水溶液处理后对于离子交换水的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g]×100 (2)
需要说明的是,关于具体的测定方法如下文所述。
从脱水处理的效率性的方面出发,本发明的吸水性树脂颗粒基于离子交换水的再溶胀倍率(%)为110以下、更优选为105以下。下限值越低越优选,没有特别限制,但从与吸收性能的平衡、生产率的方面出发,优选为80以上。作为用于降低再溶胀倍率的手段,可以考虑扩大颗粒的比表面积、调整颗粒内或颗粒表面的亲水性与疏水性的平衡、提高颗粒内部的阴离子浓度、将脱水剂处理后的吸水性树脂颗粒的表面积保持较小。具体地说,可以举出下述手段:在聚合工序、混炼切碎工序、交联工序或交联工序后的后工序中合用疏水性物质;提高从含水凝胶中脱水时的干燥时的加热温度;减小重均粒径;等等。可以设想通过在吸收性树脂颗粒表面存在疏水性物质而妨碍了吸水树脂颗粒与其周围所存在的水的接触,结果认为可抑制凝胶的再溶胀。
本发明的1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度为由下述式表示的值,将利用生理盐水溶胀后的测定试样的凝胶与溶胀中使用的液体的一部分一起加入到80ml的1.0%重量氯化钙水溶液中,由20ml的生理盐水与氯化钙的混合水溶液在溶胀凝胶间流落的时间(T3;秒)减去20ml的生理盐水与氯化钙的混合水溶液在无测定试样的状态下流落的时间(T4;秒),由所得到的值计算出上述凝胶通液速度。因此,0.1重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度越大,意味着脱水剂越容易渗透到溶胀、凝集的吸水性树脂的颗粒间,脱水效率越优异。
1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度(ml/分钟)=20ml×60/(T3-T4)
需要说明的是,关于具体的测定方法如下文所述。
从脱水处理的效率性的方面出发,本发明的吸水性树脂颗粒的1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度(ml/分钟)为200以上、更优选为300以上、特别优选为500以上。上限值越高越优选,没有特别限制,但从与其他物性的性能平衡、生产率的方面出发,优选为2300以下、更优选为2000以下。1.0重量%氯化钙的水溶液凝胶通液速度通过扩大颗粒的比表面积、调整颗粒内或颗粒表面的亲水性与疏水性的平衡来进行控制。
本发明的吸水性树脂颗粒的负荷下吸收量(g/g)优选为19以上。若小于19,则反复使用时容易发生泄漏,不优选。另外,上限值越高越优选,没有特别限制,但从与其他物性的性能平衡、生产率的方面出发,优选为27以下、更优选为25以下。负荷下吸收量可以通过交联剂(b)和表面交联剂(e)的种类和量适宜地调整。因此,例如在需要提高负荷下吸收量的情况下,通过提高交联剂(b)和表面交联剂(e)的用量可以容易地实现。
本发明的卫生用品包含本发明的吸水性树脂颗粒,容易从使用完毕品中进行水分的脱水处理。作为卫生用品,例如可以举出纸尿片、卫生巾等,但不仅可用于卫生用品,还可以作为用于各种水性液体的吸收剂或保持剂用途、胶凝剂用途等各种用途的物品使用。卫生用品的制造方法等与公知的方法(日本特开2003-225565号公报、日本特开2006-131767号公报和日本特开2005-097569号公报等中记载的方法)相同。
本发明的卫生用品中,作为吸收体可以单独使用吸水性树脂颗粒,也可以与其他材料一起使用来作为吸收体。作为其他材料,可以举出纤维状物等。与纤维状物一起使用时的吸收体的结构和制造方法等与公知的方法(日本特开2003-225565号公报、日本特开2006-131767号公报和日本特开2005-097569号公报等)相同。
将吸水性树脂颗粒与纤维状物一起作为吸收体的情况下,吸水性树脂颗粒与纤维的重量比例(吸水性树脂颗粒的重量/纤维的重量)优选为30/70~90/10、进一步优选为40/60~70/30。作为上述纤维状物,可以举出纤维素系纤维、有机系合成纤维以及纤维素系纤维与有机系合成纤维的混合物等。
接着对本发明的卫生用品的处理方法进行说明。本发明的卫生用品的处理方法是包含吸水性树脂颗粒、使用完毕的卫生用品的处理方法,其包括下述工序:将使用完毕的卫生用品粉碎的工序(下文中称为“粉碎工序”);利用脱水剂对卫生用品或粉碎后的卫生用品中包含的吸水性树脂颗粒进行脱水处理的工序(以下称为脱水工序);将粉碎和脱水处理后的卫生用品与水混合,输送到固液处理装置中的工序(下文中称为“输送工序”)。上述卫生用品可以进一步包含纸浆纤维。
粉碎工序是将卫生用品粉碎来得到粉碎物的工序。粉碎可以使用公知的粉碎机或破碎机,例如可以举出厨余粉碎机中使用的碎渣机(disposer)型破碎机(通过利用高速旋转的转盘使该卫生用品飞至壁面、附着于转盘周边部的固定式;或者利用可变式锤子和壁面的固定刀片等进行破碎)、切割研磨机、单轴型破碎机、双轴型破碎机、同轴芯型破碎机、锤式破碎机、球磨机等,由于在卫生用品的材料中包含塑料制的片、无纺布、具有伸缩性的材料,一边高速旋转一边用刀片切断的碎渣机型破碎机、切割研磨机是特别适合的。
卫生用品的粉碎物可以制成水性悬浮液。作为得到水性悬浮液的方法,有加入水使卫生用品溶胀后进行粉碎的方法、一边粉碎一边加入水进行粉碎的方法、在粉碎后加入水的方法,从降低对粉碎机的负荷的方面出发,优选加入水使卫生用品溶胀后进行粉碎的方法。
关于粉碎后的卫生用品的粉碎物的大小的合适范围,尽管还取决于基于后述的固液分离装置的分离回收方式,但从在水流中的输送性的方面出发,优选卫生用品的一片的长度为100mm以下。粉碎物的大小可以通过上述粉碎机或破碎机的种类以及处理条件等适宜地调整。
需要说明的是,对于供于粉碎的卫生用品,可以将卫生用品直接粉碎,也可以从卫生用品中取出含有吸水性树脂颗粒的吸收体来进行粉碎。
脱水工序是利用脱水剂对卫生用品或粉碎后的卫生用品中包含的吸水性树脂颗粒进行脱水处理的工序。通过该脱水处理,吸水性树脂颗粒的吸水性能降低,吸水性树脂颗粒的含水率和体积降低。其结果,吸水性树脂颗粒的凝胶弹性提高、分离回收效率提高。需要说明的是,本发明中的脱水工序不仅包括利用脱水剂对吸水性树脂颗粒进行脱水的工序,还包括实际上未发生脱水现象而单纯添加脱水剂的工序。
本发明中的脱水剂只要是具有脱水性能的化合物就没有特别限定,作为公知的脱水剂,可以举出水溶性多价金属化合物、强酸等。水溶性多价金属化合物通过与羧基或羧基离子形成螯合物盐、或者通过利用强酸将羧基离子转换成羧基而降低吸水性树脂颗粒内部与周围的水的离子浓度之差,由此使渗透压差也降低,结果从吸水性树脂颗粒内部产生脱水。作为脱水剂,从脱水效率和处理的方面出发,优选水溶性多价金属化合物。
水溶性多价金属化合物只要是周期表中的具有2以上的价数的元素且在溶解于水中或与水反应后与羧基或羧基离子形成螯合物盐的水溶性多价金属化合物就没有特别限制。作为2价金属化合物,例如可以举出包含镁、钙、锶、钡等碱土金属的多价金属化合物、包含铁、镍、铜、锌等过渡金属的多价金属化合物等,作为3价金属,例如可以举出包含硼、铝、镓等金属的多价金属化合物。需要说明的是,多价金属化合物可以为非水合物,也可以为一水合物、二水合物、三水合物、四水合物、五水合物、六水合物、七水合物、八水合物、九水合物之类的水合物。这些脱水剂可以单独使用,也可以合用两种以上。需要说明的是,发明中的“水溶性多价金属化合物”表示在20℃的水中的溶解度为1mg/ml以上、优选为10mg/ml以上的多价金属化合物。
作为包含镁的水溶性多价金属化合物,可以举出硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、溴化镁、碘化镁、高氯酸镁、高锰酸镁、乙酸镁等。
作为包含钙的水溶性多价金属化合物,包括氧化钙、过氧化钙、氢氧化钙、氟化钙、氯化钙、溴化钙、碘化钙、氢化钙、碳化钙、磷化钙、碳酸钙、硝酸钙、亚硫酸钙、硅酸钙、磷酸钙、焦磷酸钙、次氯酸钙、氯酸钙、高氯酸钙、溴酸钙、碘酸钙、铬酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、苯甲酸钙、硬脂酸钙等。
这些脱水剂中,从提高脱水性的方面出发,优选2价的水溶性多价金属化合物,更优选包含镁的水溶性多价金属化合物和包含钙的水溶性多价金属化合物,进一步优选氯化钙、氧化钙、乙酸钙以及次氯酸钙。
利用脱水剂进行处理的方法只要是使卫生用品中的吸水性树脂颗粒与脱水剂接触的方法就没有特别限定,可以将固体状的脱水剂添加到卫生用品中,也可以添加脱水剂的水溶液。另外,关于利用脱水剂进行处理的卫生用品,可以事先用水溶胀后添加脱水剂,也可以在添加脱水剂后添加水。关于利用脱水剂进行处理的装置,只要是能够将卫生用品与脱水剂混合的装置即可,可以利用上述粉碎机和破碎机进行处理,也可以另行使用能够搅拌的处理槽来实施。
脱水工序中使用的脱水剂的量取决于所使用的脱水剂的种类,相对于吸水性树脂颗粒的干燥重量优选为0.1%以上、进一步优选为1.0%以上、更优选为3.0%以上。若脱水剂的量少,则吸水性树脂颗粒的脱水率降低、分离回收效率降低。
关于上述粉碎工序和脱水工序的工序顺序,可以依次或同时实施将卫生用品进行粉碎的工序、以及利用脱水剂对卫生用品或粉碎后的卫生用品中包含的吸水性颗粒进行脱水处理的工序。下面示出具体的处理工序的顺序。箭头表示顺序。
(1)将卫生用品进行粉碎的工序→利用脱水剂对粉碎后的卫生用品中包含的吸水性树脂颗粒进行脱水处理的工序→将粉碎和脱水处理后的卫生用品与水混合并输送到固液处理装置中的工序。
(2)利用脱水剂对卫生用品中包含的吸水性树脂颗粒进行脱水处理的工序→将卫生用品进行粉碎的工序→将粉碎和脱水处理后的卫生用品与水混合并输送到固液处理装置中的工序。
(3)同时实施利用脱水剂对卫生用品或粉碎后的卫生用品中包含的吸水性树脂颗粒进行脱水处理的工序、以及将卫生用品进行粉碎的工序的工序→将粉碎和脱水处理后的卫生用品与水混合并输送至固液处理装置中的工序。
输送工序是将粉碎和脱水处理后的卫生用品与水混合并输送至下游的固液处理装置中的工序。卫生用品粉碎物、优选水性悬浮液利用给水手段通过水流被输送至固液处理装置中。
关于输送工序中的输送手段,可以通过泵式或自然流下式输送至固液处理装置中,但优选粉碎和脱水处理后的卫生用品经由配管或软管通过水流被输送至固液分离装置中。作为配管或软管的种类,包括铜管、铅管、铁管、硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、硬质氯乙烯衬管、不锈钢管、白管、土管、耐火双层管等。
作为固液处理装置,可以使用公知的固液分离处理装置。例如可以举出筛分、沉淀分离、膜分离、离心分离等。
作为本发明的卫生用品的处理方法的优选实施方式之一可以举出碎渣机排水处理系统。碎渣机排水处理通常是将厨余垃圾利用安装于厨房的水槽排水口的碎渣机进行粉碎、并与由供水产生的排水一起排放到下水道或净化槽中的系统,其是可减少垃圾、在卫生方面和便利性方面优异的排水处理系统,特别是在集体住宅等中得到广泛普及。为了将上述排水处理系统应用于卫生用品,重要的是降低吸水性树脂颗粒的水溶胀性、防止在排水管内的堆积和附着所致的排水不良或配管堵塞,本发明的处理方法能够解决这样的课题,因而优选。
本发明的卫生用品的处理方法中,将粉碎和脱水处理后的卫生物品输送至固液处理装置中后,利用固液分离装置来回收包含粉碎和脱水处理后的吸水性树脂颗粒的卫生用品。由本发明的卫生用品的处理方法得到的卫生用品的回收物具有含水率低的特征,因此不仅焚烧处理时的燃烧效率优异,而且还能够作为固体燃料等进行再循环利用。因此,本发明包括利用上述卫生用品的处理方法得到的卫生物品回收物和固体燃料的制造方法。作为上述固体燃料进行再循环利用的情况下,优选将上述卫生用品的回收物进一步进行干燥。
实施例
以下通过实施例和比较例进一步说明本发明,但本发明并不限于这些。需要说明的是,只要没有特别规定,份表示重量份、%表示重量%。需要说明的是,吸水性树脂颗粒对于生理盐水的保水量、脱水率、负荷下吸收量、生理盐水的凝胶通液速度、1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度通过下述方法进行测定。
<对于生理盐水的保水量的测定方法>
在由网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长20cm、宽10cm)中加入测定试样1.00g,在生理盐水(食盐浓度0.9%)1,000ml中在无搅拌下浸渍1小时后拉起,悬吊15分钟去水。之后连同茶包一起放入离心分离器中,以150G进行90秒离心脱水,去除剩余的生理盐水,测定包括茶包在内的重量(h1),由下述式求出保水量。需要说明的是,所使用的生理盐水和测定气氛的温度为25℃±2℃。(h2)为在无测定试样的情况下通过与上述同样的操作测量出的茶包的重量。
保水量(g/g)=(h1)-(h2)
<脱水率的测定方法>
在上述保水量的测定后,继续实施以下的操作。即,将离心分离器测定后的茶包在1.0重量%氯化钙水溶液500ml中在无搅拌下浸渍5分钟后拉起,连同茶包一起放入离心分离器中,以150G进行90秒离心脱水,去除剩余的氯化钙水溶液,测定包括茶包在内的重量(h3),由下式求出1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量。(h4)为在无测定试样的情况下通过与上述同样的操作测量出的茶包的重量。
1.0%氯化钙水溶液处理后的保水量(g/g)=(h3)-(h4)
之后通过下式求出脱水率。
脱水率(%)=(1-1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量)/(对于生理盐水的保水量)×100
<基于离子交换水的再溶胀倍率的测定方法>
在上述脱水率的测定后,继续实施以下的操作。即,将离心脱水后的茶包在离子交换水溶液500ml中在无搅拌下浸渍5分钟后拉起,连同茶包一起放入离心分离器中,以150G进行90秒离心脱水,去除剩余的离子交换水溶液,测定包括茶包在内的重量(h5),由下式求出离子交换水处理后的保水量。(h6)为在无测定试样的情况下通过与上述同样的操作测量出的茶包的重量。
1.0重量%氯化钙水溶液处理后的对于离子交换水的保水量[g/g]=(h5)-(h6)
之后通过下式求出基于离子交换水的再溶胀倍率。
基于离子交换水的再溶胀倍率[%]=(1.0重量%氯化钙水溶液处理后的对于离子交换水的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g])}×100
<负荷下吸收量的测定方法>
在底面上粘贴有网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网的圆筒型塑料管(内径:25mm、高度:34mm)内,称量使用标准筛在250~500μm的范围内筛分得到的测定试样0.16g,使圆筒型塑料管垂直,按照测定试样在尼龙网上达到大致均匀厚度的方式进行调整后,在该测定试样上载置砝码(重量:310.6g、外径:24.5mm)。测量该圆筒型塑料管整体的重量(M1)后,将加入有测定试样和砝码的圆筒型塑料管垂直竖立在加入有生理盐水(食盐浓度0.9%)60ml的平皿(直径:12cm)中,使尼龙网侧为下面而进行浸渍,静置60分钟。60分钟后,将圆筒型塑料管从平皿中拉起,使其倾斜,将底部附着的水集中于一处而以水滴的形式滴下,由此除去多余的水,之后测量加入有测定试样和砝码的圆筒型塑料管整体的重量(M2),由下述式求出负荷下吸收量。需要说明的是,所使用的生理盐水和测定气氛的温度为25℃±2℃。
负荷下吸收量(g/g)={(M2)-(M1)}/0.16
<生理盐水的凝胶通液速度的测定方法>
使用图1和图2所示的器具通过下述操作进行测定。
将测定试样0.32g在150ml生理盐水1(食盐浓度0.9%)中浸渍30分钟,制备溶胀凝胶颗粒2。之后,使用在垂直竖立的圆筒3{直径(内径)25.4mm、长度40cm、在距底部60ml的位置和40ml的位置分别设有刻度线4和刻度线5}的底部具有金属网6(网孔106μm、JIS Z8801-1:2006)和自由开闭的旋塞7(通液部的内径5mm)的过滤圆筒管,在关闭旋塞7的状态下将所制备的溶胀凝胶颗粒2与生理盐水一同转移至上述过滤圆筒管内,之后在该溶胀凝胶颗粒2上将圆形金属网8(网孔150μm、直径25mm)(具有相对于金属网面垂直结合的加压轴9(重量22g、长度47cm))按照金属网与溶胀凝胶颗粒接触的方式载置,进一步在加压轴9上载置砝码10(88.5g),静置1分钟。接着,打开旋塞7,测定过滤圆筒管内的液面从60ml刻度线4至40ml刻度线5所需要的时间(T1;秒),由下式求出凝胶通液速度(ml/min)。
凝胶通液速度(ml/min)=20ml×60/(T1-T2)
需要说明的是,关于所使用的生理盐水和测定气氛的温度,在25℃±2℃进行测定,T2为在无测定试样的情况下通过与上述同样的操作测量出的时间。
<1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度的测定方法>
使用图1和图2所示的器具通过下述操作进行测定。
将测定试样0.32g在150ml生理盐水1(食盐浓度0.9%)中浸渍30分钟,制备溶胀凝胶颗粒2。之后,使用在垂直竖立的圆筒3{直径(内径)25.4mm、长度40cm、在距底部60ml的位置和40ml的位置分别设有刻度线4和刻度线5}的底部具有金属网6(网孔106μm、JIS Z8801-1:2006)和自由开闭的旋塞7(通液部的内径5mm)的过滤圆筒管,使其处于关闭旋塞7的状态。在测定试样的制备所使用的生理盐水中,弃掉上清液80ml,将余下的溶胀凝胶颗粒2与生理盐水一起转移到上述过滤圆筒管中后,将氯化钙溶液80ml注入到圆筒3中,在该溶胀凝胶颗粒2上将圆形金属网8(网孔150μm、直径25mm)(具有相对于金属网面垂直结合的加压轴9(重量22g、长度47cm))按照金属网与溶胀凝胶颗粒接触的方式载置,进一步在加压轴9上载置砝码10(88.5g),静置1分钟。接着,打开旋塞7,测定过滤圆筒管内的液面从60ml刻度线4至40ml刻度线5所需要的时间(T3;秒),由下式求出凝胶通液速度(ml/分钟)。
1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度(ml/分钟)=20ml×60/(T3-T4)
需要说明的是,关于所使用的生理盐水、1.0重量%氯化钙水溶液和测定气氛的温度,在25℃±2℃进行测定,T4为在无测定试样的情况下通过与上述同样的操作测量出的时间。
<实施例1>
将水溶性乙烯基单体(a1){丙烯酸}157份(2.18摩尔份)、内部交联剂(b){季戊四醇三烯丙基醚}0.6305份(0.0024摩尔份)和去离子水344.65份进行搅拌·混合的同时保持在3℃。向该混合物中通入氮气,使溶解氧量为1ppm以下,之后添加1%过氧化氢水溶液溶液0.63份、2%抗坏血酸水溶液1.1774份和2%的2,2’-偶氮二[2-甲基-N-(2-羟基乙基)-丙酰胺]水溶液2.355份并混合,引发聚合。在混合物的温度达到90℃后,在90±2℃进行约5小时聚合,由此得到含水凝胶(1)。
接着,将该含水凝胶(1)502.27份用剪刀细分成约1mm见方,添加48.5%氢氧化钠水溶液128.42份并混合。接着使用排出孔(目皿)径16mm的切碎机(ROYAL公司制造12VR-400K),一边在凝胶温度80℃下将疏水性物质(c-1){硬脂酸Mg}0.10份添加到凝胶中一边进行4次混炼切碎后,利用通气型带式干燥机{150℃、风速2米/秒}进行干燥,得到干燥体。将干燥体利用榨汁搅拌机(Oster公司制造OSTERIZER BLENDER)粉碎后,调整为网孔710~150μm的粒径范围,由此得到干燥体颗粒。此时的干燥颗粒体的重均粒径为392λm。对该干燥体颗粒100份进行高速搅拌的同时,一边将乙二醇二缩水甘油醚的2%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)5.00份喷雾雾化一边添加并混合,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到吸水性树脂颗粒(P-1)。
<实施例2>
除了将凝胶温度80℃变更为120℃以外,与实施例1同样地得到吸水性树脂颗粒(P-2)。
<实施例3>
除了将凝胶温度80℃变更为40℃以外,与实施例1同样地得到吸水性树脂颗粒(P-3)。
<实施例4>
除了将干燥颗粒体的重均粒径由392μm变更为200μm以外,与实施例1同样地得到吸水性树脂颗粒(P-4)。
<实施例5>
将含水凝胶(1)502.27份用剪刀细分成约1mm见方,添加48.5%氢氧化钠水溶液128.42份并混合。接着使用排出孔(目皿)径16mm的切碎机(ROYAL公司制造12VR-400K),进行4次混炼切碎后,利用通气型带式干燥机{150℃、风速2米/秒}进行干燥,得到干燥体。将干燥体用榨汁搅拌机(Oster公司制造OSTERIZER BLENDER)粉碎后,调整为网孔710~150μm的粒径范围,由此得到干燥体颗粒。对该干燥体颗粒100份进行高速搅拌的同时,一边将乙二醇二缩水甘油醚的2%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)7.30份和疏水性物质(c-2){羧基改性聚硅氧烷型号X-22-3701E信越化学工业株式会社制造}0.02份喷雾雾化一边添加并混合,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到复合颗粒。将该复合颗粒100份与无机质粉末(二氧化硅、TOKUSIL、体积平均粒径2.5μm、比表面积120m2/g、株式会社Tokuyama制)0.4份利用锥形混合机{Hosokawa Micron株式会社制造}均匀混合,得到吸收性树脂颗粒(P-5)。
<实施例6>
将含水凝胶(1)502.27份用剪刀细分成约1mm见方,添加48.5%氢氧化钠水溶液128.42份并混合。接着使用排出孔(目皿)径16mm的切碎机(ROYAL公司制造12VR-400K),进行4次混炼切碎后,利用通气型带式干燥机{150℃、风速2米/秒}进行干燥,得到干燥体。将干燥体用榨汁搅拌机(Oster公司制造OSTERIZER BLENDER)粉碎后,调整为网孔710~150μm的粒径范围,由此得到干燥体颗粒。对该干燥体颗粒100份进行高速搅拌的同时,一边将乙二醇二缩水甘油醚的2%水/甲醇混合溶液(水/甲醇的重量比=70/30)7.30份喷雾雾化一边添加并混合,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到复合颗粒。将该复合颗粒100份、甲醇1.0份、疏水性物质(c-2)0.02份利用锥形混合机{Hosokawa Micron株式会社制造}均匀混合,得到吸收性树脂颗粒(P-6)。
<实施例7>
除了变更为不添加无机质粉末0.4份以外,与实施例5同样地得到吸水性树脂颗粒(P-7)。
<实施例8>
除了将疏水性物质(c-2)由0.02份变更为0.04份以外,与实施例5同样地得到吸水性树脂颗粒(P-8)。
<实施例9>
除了将疏水性物质(c-2)由0.02份变更为0.10份以外,与实施例5同样地得到吸水性树脂颗粒(P-9)。
<实施例10>
除了将疏水性物质(c-1)0.10份变更为疏水性物质(c-3){蔗糖硬脂酸单酯}0.15份、将4次混炼变更为2次混炼以外,与实施例1同样地得到吸水性树脂颗粒(P-10)。
<实施例11>
除了将用剪刀细分成约1mm见方变更为细分成约5mm见方、并且将疏水性物质(c-1)0.10份变更为疏水性物质(c-3)0.15份以外,与实施例1同样地得到吸水性树脂颗粒(P-11)。
<实施例12>
除了将排出孔(目皿)径16mm变更为8mm、并且将疏水性物质(c-1)0.10份变更为疏水性物质(c-3)0.15份以外,与实施例1同样地得到吸水性树脂颗粒(P-12)。
<比较例1>
除了变更为不添加疏水性物质(c-1)以外,与实施例1同样地得到比较用的吸水性树脂颗粒(H-1)。
<比较例2>
除了将细分成约1mm见方的含水凝胶在不利用切碎机(ROYAL公司制造12VR-400K)进行混炼切碎的情况下利用通气型干燥机{150℃、风速2米/秒}进行干燥而得到干燥体以外,与实施例1同样地得到比较用的吸水性树脂颗粒(H-2)。
<比较例3>
除了将网孔710~150μm的粒径范围变更为网孔710~300μm的粒径范围以外,进行与实施例1相同的操作,得到吸水性树脂颗粒(H-3)。
<比较例4>
除了将凝胶温度80℃变更为20℃以外,进行与实施例1相同的操作,得到吸水性树脂颗粒(H-4)。
<比较例5>
除了将干燥温度150℃变更为300℃以外,进行与实施例1相同的操作,得到吸水性树脂颗粒(H-5)。
<比较例6>
除了将表面交联温度150℃变更为90℃以外,进行与实施例1相同的操作,得到吸水性树脂颗粒(H-6)。
<比较例7>
除了将表面交联温度150℃变更为210℃以外,进行与实施例1相同的操作,得到吸水性树脂颗粒(H-7)。
<比较例8>
将市售品的尿片GOO.N(纸尿裤L码大王制纸株式会社制、2018年5月日本)用手破碎,将吸收体中包含的破碎状的吸水性树脂颗粒与纸浆一起取出后各自分开,得到破碎状的吸水性树脂颗粒(H-8)。
<比较例9>
将市售品的尿片GOO.N(纸尿裤S码大王制纸株式会社制、2018年5月日本)用手破碎,将吸收体中包含的球状的吸水性树脂颗粒与纸浆一起取出后各自分开,得到正球状的吸水性树脂颗粒(H-9)。
<卫生用品的制备>
将亲水性纤维(绒毛浆)100份与吸水性树脂颗粒(实施例和比较例中得到的各吸水性树脂颗粒)100份利用气流型混合装置(Pad Former)进行混合,得到混合物后,将该混合物按照基重为500g/m2的方式均匀地层积在丙烯酸树脂板(厚度4mm)上,以5kg/cm2的压力压制30秒,得到吸收体。将该吸收体剪裁成10cm×10cm的正方形,在各样品的上下配置与吸收体相同大小的透水性片(基重15.5g/m2、ADVANTEC公司制造、滤纸2号),进一步将作为不透性片的聚乙烯片(S-1)(TAMAPOLY公司制造聚乙烯膜UB-1)配置在里面、将作为无纺布层的无纺布(S-2)配置在表面,由此制备卫生用品。
<吸收体的脱水性评价>
将所制备的卫生用品按照无纺布(S-2)侧为上面的方式置于金属性的盘上,将装在300ml烧杯中的生理盐水(食盐浓度0.9%)150ml以均匀的方式轻轻地注入到卫生用品上,静置20分钟后,从卫生用品中去除无纺布(S-1)和(S-2),测定溶胀后的吸收体的重量(h5;g)。接着,将溶胀后的吸收体加入到由网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长15cm、宽15cm)中,在1.0重量%氯化钙水溶液1,000ml中在无搅拌下浸渍5分钟后拉起,装入离心分离器中,以150G离心脱水90秒,去除剩余的氯化钙水溶液,测定包括茶包在内的重量(h6;g),由下式求出吸收体脱水率。需要说明的是,所使用的生理盐水、氯化钙水溶液和测定气氛的温度为25℃±2℃。(h7;g)为同样地制作吸收体,静置5小时后,从卫生用品中去除无纺布(S-1)和(S-2),测定溶胀后的吸收体的重量(h7;g)时得到的重量。
吸收体脱水率(%)=[1-{(h6)-(h7)}/(h5)]×100
对于实施例和比较例中得到的吸水性树脂,将对于生理盐水的保水量、负荷下吸收量、生理盐水的凝胶通液速度、表观密度、重均粒径、1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度、脱水率、基于离子交换水的再溶胀倍率的结果示于表1、表2中。另外还一并示出了使用各吸水性树脂制备的吸收体的脱水性评价结果。
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由表1、2所示的结果可知,与比较例的吸水性树脂颗粒相比,本发明的容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒的脱水率提高。另外可知,在使用了该吸水性树脂颗粒的吸收体的脱水率评价中,吸水性树脂颗粒的脱水率越高,越有助于提高吸收体的脱水率。由该结果可以说,对于使用了脱水率高的吸水性树脂颗粒的吸收体,溶胀后的吸收体在脱水处理后的含水量降低,能够降低每1片吸收体的总重量。因此,例如通过在排尿后利用氯化钙水溶液进行同样的处理操作,能够减轻运输时的劳动,在进行焚烧处理时能够抑制焚烧中使用的能量,因此能够降低环境负荷。
工业实用性
通过将本发明的容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒应用于包括卫生用品在内的各种吸收性物品中,在使用时可满足所需要的吸收性能,并且在使用后通过规定的脱水处理能够容易地降低吸收性物品的含水率,因此适合用于纸尿片(儿童用纸尿片和成人用纸尿片等)、卫生巾(经期用卫生巾等)、纸巾、衬垫(失禁者用衬垫和手术用衬垫等)和宠物尿垫(宠物吸尿垫)等卫生用品中,特别是最适合于纸尿片。
符号的说明
1 生理盐水
2 含水凝胶颗粒
3 圆筒
4 距底部60ml位置的刻度线
5 距底部40ml位置的刻度线
6 金属网
7 旋塞
8 圆形金属网
9 加压轴
10 砝码

Claims (12)

1.一种容易进行脱水处理的吸水性树脂颗粒,其含有以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的交联聚合物(A),由下述式(1)表示的脱水率为70%以上,
所述吸水性树脂颗粒含有选自由长链脂肪酸酯、长链脂肪酸及其盐、长链脂肪族醇、长链脂肪族酰胺、羧基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷以及烷氧基改性聚硅氧烷组成的组中的至少一种疏水性物质(c),
所述吸水性树脂颗粒是通过包括下述工序的制造方法制造的:聚合工序,将以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的单体组合物进行聚合,得到含有交联聚合物(A)的含水凝胶;将交联聚合物(A)的含水凝胶进行细分的工序;将细分后的含水凝胶在凝胶温度40℃~120℃的条件下进一步混炼切碎的工序;以及将所述混炼切碎后的含水凝胶干燥后进行粉碎,得到吸水性树脂颗粒的工序,
脱水率[%]={1-(1.0重量%氯化钙水溶液处理后的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g])}×100(1)。
2.如权利要求1所述的吸水性树脂颗粒,其中,所述脱水率为75%以上。
3.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒,其中,由下述式(2)表示的基于离子交换水的再溶胀倍率为110%以下,
基于离子交换水的再溶胀倍率[%]=(1.0重量%氯化钙水溶液处理后对于离子交换水的保水量[g/g])/(对于生理盐水的保水量[g/g])×100(2)。
4.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒,其中,1.0重量%氯化钙水溶液的凝胶通液速度为200ml/分钟以上。
5.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒,其中,对于生理盐水的保水量为30g/g~50g/g。
6.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒,其中,表观密度为0.40g/ml~0.62g/ml。
7.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒,其中,重均粒径为150μm~500μm。
8.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒,其中,颗粒形状为无定形破碎状。
9.一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其是权利要求1~8中任一项所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其包括下述工序:聚合工序,将以水溶性乙烯基单体(a1)和/或通过水解成为水溶性乙烯基单体(a1)的乙烯基单体(a2)以及内部交联剂(b)作为必要结构单元的单体组合物进行聚合,得到含有交联聚合物(A)的含水凝胶;将交联聚合物(A)的含水凝胶进行细分的工序;将细分后的含水凝胶在凝胶温度40℃~120℃的条件下进一步混炼切碎的工序;以及将所述混炼切碎后的含水凝胶干燥后进行粉碎,得到吸水性树脂颗粒的工序。
10.如权利要求9所述的制造方法,其中,具有表面交联工序。
11.如权利要求10所述的制造方法,其中,在表面交联工序后具有进行粒度调整的工序。
12.一种容易从使用完毕品中进行水分的脱水处理的卫生用品,其包含权利要求1~8中任一项所述的吸水性树脂颗粒。
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