CN113544162A - 吸收体、吸收性物品及渗透速度的调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种吸收体10,其含有吸水性树脂颗粒10a,该吸收体10中,相对于对吸水性树脂颗粒10a照射紫外线之前的吸水性树脂颗粒10a的生理盐水的保水量,对吸水性树脂颗粒10a照射3小时紫外线后的吸水性树脂颗粒10a的生理盐水的保水量的变化量的比例超过0%且为30%以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸收体、吸收性物品及渗透速度的调节方法。
背景技术
以往,在用于吸收以水为主要成分的液体(例如尿)的吸收性物品中,使用了含有吸水性树脂颗粒的吸收体。例如,在下述专利文献1中公开了一种具有适合用于尿布等吸收性物品的粒径的吸水性树脂颗粒。此外,在专利文献2中公开了一种使用具有特定的食盐水导流性、承压下吸收性能等的水凝胶吸收性聚合物作为可有效容纳尿等体液的吸收性构件的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平06-345819号公报
专利文献2:日本特表平09-510889号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
若供至吸收性物品的液体未能充分渗透到吸收性物品中,则可能会发生剩余液体在其表面流动等而泄漏到吸收性物品之外等的不良情况。因此,要求液体以优异的渗透速度渗透到吸收性物品中。
本发明一方面的目的在于提供一种能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品的吸收体及渗透速度的调节方法。此外,本发明另一方面的目的在于提供一种使用了该吸收体的吸收性物品。
解决技术问题的技术手段
本发明一方面提供一种吸收体,其含有吸水性树脂颗粒,所述吸收体中,相对于对所述吸水性树脂颗粒照射紫外线之前的所述吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量,对所述吸水性树脂颗粒照射3小时紫外线后的所述吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量的变化量的比例超过0%且为30%以下。
根据上述吸收体,能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品。
本发明另一方面提供一种具备上述吸收体的吸收性物品。
本发明另一方面提供一种渗透速度的调节方法,其为具备吸收体的吸收性物品中的渗透速度的调节方法,其中,所述吸收体含有吸水性树脂颗粒,该调节方法具备调节对所述吸水性树脂颗粒照射3小时紫外线后的所述吸水性树脂颗粒中的生理盐水的保水量的变化量的工序。
根据上述渗透速度的调节方法,通过调节对吸水性树脂颗粒照射紫外线后的吸水性树脂颗粒中的生理盐水的保水量的变化量,能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品。
发明效果
根据本发明的一方面,能够提供一种能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品的吸收体及渗透速度的调节方法。此外,根据本发明的另一方面,能够提供一种使用了该吸收体的吸收性物品。根据本发明的另一方面,能够提供一种吸收体及吸收性物品在吸液中的应用。根据本发明的另一方面,能够提供一种吸收体及吸收性物品在调节吸收性物品中的渗透速度方面的应用。
附图说明
图1为表示吸收性物品的一个实例的剖视图。
图2为表示实施例中所使用的搅拌叶片的大致形状的俯视图。
图3为表示吸水性树脂颗粒的载荷下的吸水量的测定装置的概略图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方案详细地进行说明。但是,本发明并不限定于以下实施方案,能够在其主旨的范围内进行各种变形来实施。
在本说明书中,将“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”统一记作“(甲基)丙烯酸”。“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”也同样记作“(甲基)丙烯酸酯”。“(聚)”是指具有前缀“聚”及不具有前缀“聚”的这两种情况。在本说明书中以区间记载的数值范围中,某区间的数值范围的上限值或下限值能够与其他区间的数值范围的上限值或下限值任意组合。在本说明书中所记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例中所示的值。“水溶性”是指在25℃下在水中显示5质量%以上的溶解性。本说明书中所例示的材料可以单独使用,也可以组合使用2种以上。当组合物中存在多种与各成分相对应的物质时,只要没有特别说明,则组合物中的各成分的含量是指存在于组合物中的该多种物质的合计量。“生理盐水”是指0.9质量%氯化钠水溶液。
本实施方案的吸收体含有本实施方案的吸水性树脂颗粒。在本实施方案中,相对于对吸水性树脂颗粒照射紫外线之前的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量(无加压下的保水量),对吸水性树脂颗粒照射3小时紫外线(UV)后的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量的变化量(照射紫外线前后的保水量之差、无加压下的保水量之差)的比例超过0%且为30%以下。照射紫外线前后的保水量的变化量的比例能够根据下述式来计算。
保水量的变化量的比例[%]={(照射紫外线后的保水量[g/g]-照射紫外线前的保水量[g/g])/照射紫外线前的保水量[g/g]}×100
若为这种吸收体,则能够获得具有优异的渗透速度的吸收性物品。虽然获得这种效果的原因尚未解明,但本申请的发明人推测如下。然而,原因并不限定于下述内容。
即,在对吸水性树脂颗粒照射了紫外线的情况下,吸水性树脂颗粒中相对脆弱的化学键(例如交联点)被切断,由此保水量增加。
在吸水性树脂颗粒中脆弱的化学键多的情况下,由于照射紫外线,许多化学键被切断,因此保水量发生显著变化。如此,对于脆弱的化学键多的吸水性树脂颗粒,化学键(例如交联点)减少,吸水性树脂颗粒的水溶性增大,因此难以获得优异的渗透速度。
此外,在照射紫外线后保水量不增加的情况下,化学键(例如交联点)少,因此作为吸水性树脂颗粒的吸水特性低,故而难以获得优异的渗透速度。
然而,对于本实施方案的吸收体,在照射紫外线后吸水性树脂颗粒的保水量适度地发生变化,因此可获得优异的渗透速度。
本实施方案的吸水性树脂颗粒只要能够保水即可,吸液对象的液体能够含有水。本实施方案的吸水性树脂颗粒对尿、汗、血液(例如经血)等体液的吸收性优异。本实施方案的吸水性树脂颗粒能够用作本实施方案的吸收体的构成成分。
在本实施方案的吸水性树脂颗粒中,相对于照射紫外线之前的生理盐水的保水量,照射紫外线前后的生理盐水的保水量的变化量的比例优选在下述范围内。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,保水量的变化量的比例优选为28%以下、25%以下、24%以下或23%以下。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,保水量的变化量的比例优选为1%以上、5%以上、9%以上、10%以上、15%以上、19%以上、20%以上或21%以上。
在照射紫外线之前,本实施方案的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量(无加压下的保水量)优选在下述范围内。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,保水量优选为10g/g以上、15g/g以上、20g/g以上、25g/g以上、30g/g以上或34g/g以上。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,保水量优选为80g/g以下、小于80g/g、75g/g以下、70g/g以下、65g/g以下、60g/g以下、55g/g以下、50g/g以下、48g/g以下、45g/g以下、44g/g以下、43g/g以下、42g/g以下或40g/g以下。从这些角度出发,保水量优选为10~80g/g,更优选为30~60g/g。
在照射紫外线之后,本实施方案的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量(无加压下的保水量)优选在下述范围内。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,保水量优选为20g/g以上、30g/g以上、38g/g以上或40g/g以上。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,保水量优选为90g/g以下、80g/g以下、75g/g以下、70g/g以下、65g/g以下、60g/g以下、55g/g以下、53g/g以下、52g/g以下或50g/g以下。从这些角度出发,保水量优选为20~90g/g。照射紫外线之后的保水量可以大于照射紫外线之前的保水量。
作为照射紫外线前后的保水量,能够使用室温(25±2℃)下的保水量。关于保水量,能够通过后述的实施例中所记载的方法来测定。照射吸水性树脂颗粒的紫外线的波长例如为254nm。针对2.5g吸水性树脂颗粒,照射吸水性树脂颗粒的紫外线的强度例如为610μW/cm2(每1g吸水性树脂颗粒为244μW/cm2)。关于紫外线,例如,能够从距吸水性树脂颗粒5cm的位置进行照射。吸水性树脂颗粒优选不含抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
在照射紫外线之前,本实施方案的吸水性树脂颗粒的载荷4.14kPa下的生理盐水的吸水量优选在下述范围内。从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度出发,吸水量优选为10mL/g以上、12mL/g以上、15mL/g以上、17mL/g以上、18mL/g以上、20mL/g以上、22mL/g以上或25mL/g以上。从容易抑制吸收性物品过度溶胀的角度出发,吸水量优选为40mL/g以下、35mL/g以下、30mL/g以下或28mL/g以下。从这些角度出发,吸水量优选为10~40mL/g,更优选为12~35mL/g。作为吸水量,能够使用室温(25±2℃)下的吸水量。吸水量能够通过后述的实施例中所记载的方法来测定。
作为本实施方案的吸水性树脂颗粒的形状,可列举出大致球状、破碎状、颗粒状等。本实施方案的吸水性树脂颗粒(吸水前的吸水性树脂颗粒)的中值粒径优选在下述范围内。从避免凝胶堵塞、容易良好地保持吸收性物品的渗透速度的角度出发,中值粒径优选为250μm以上、280μm以上、300μm以上、310μm以上、320μm以上、330μm以上、340μm以上、350μm以上或360μm以上。从容易保持吸收性物品的柔软的触感的角度出发,中值粒径优选为600μm以下、550μm以下、500μm以下、450μm以下、400μm以下、380μm以下或370μm以下。从这些角度出发,中值粒径优选为250~600μm。本实施方案的吸水性树脂颗粒可以在通过后述制造方法获得时就具有所需的粒度分布,但也可以通过进行使用了基于筛的分级的粒度调节等操作来调节粒度分布。
本实施方案的吸水性树脂颗粒例如能够包含使含有烯属不饱和单体的单体聚合而得到的交联聚合物(具有源自烯属不饱和单体的结构单元的交联聚合物)作为聚合物颗粒。即,本实施方案的吸水性树脂颗粒能够具有源自烯属不饱和单体的结构单元,能够含有包含交联聚合物的聚合物颗粒,所述交联聚合物具有源自烯属不饱和单体的结构单元。作为烯属不饱和单体,能够使用水溶性烯属不饱和单体。作为聚合方法,可列举出反相悬浮聚合法、水溶液聚合法、本体聚合法、沉淀聚合法等。其中,从确保所获得的吸水性树脂颗粒的良好的吸水特性(保水量等)及容易控制聚合反应的角度出发,优选反相悬浮聚合法或水溶液聚合法。以下,作为使烯属不饱和单体聚合的方法,以反相悬浮聚合法为例进行说明。
烯属不饱和单体优选为水溶性,例如可列举出(甲基)丙烯酸及其盐、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其盐、(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。当烯属不饱和单体具有氨基时,该氨基可以被季铵化。烯属不饱和单体可以单独使用,也可以组合使用2种以上。上述单体的羧基、氨基等官能团能够在后述的表面交联工序中作为能够交联的官能团而发挥作用。
上述之中,从工业上容易获得的角度出发,烯属不饱和单体优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、以及N,N-二甲基丙烯酰胺组成的组中的至少一种化合物,更优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐、以及丙烯酰胺组成的组中的至少一种化合物。从进一步提高吸水特性(保水量等)的角度出发,烯属不饱和单体进一步优选包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种化合物。即,吸水性树脂颗粒优选具有源自选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种的结构单元。
作为用于获得吸水性树脂颗粒的单体,可以使用除了上述烯属不饱和单体以外的单体。这种单体例如能够混合于包含上述烯属不饱和单体的水溶液中而使用。相对于单体总量(用于获得吸水性树脂颗粒的单体总量。例如,供给交联聚合物的结构单元的单体的总量。以下相同),烯属不饱和单体的使用量优选为70~100摩尔%。其中,相对于单体总量,(甲基)丙烯酸及其盐的比例更优选为70~100摩尔%。“(甲基)丙烯酸及其盐的比例”是指(甲基)丙烯酸及其盐的合计量的比例。
根据本实施方案,作为吸水性树脂颗粒的一个实例,能够提供下述吸水性树脂颗粒,其包含具有源自烯属不饱和单体的结构单元的交联聚合物,该吸水性树脂颗粒中,所述烯属不饱和单体包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少1种化合物,相对于用于获得所述吸水性树脂颗粒的单体总量(例如,供给所述交联聚合物的结构单元的单体的总量),所述(甲基)丙烯酸及其盐的比例为70~100摩尔%。
通常,烯属不饱和单体适宜制成水溶液而使用。包含烯属不饱和单体的水溶液(以下,简称为“单体水溶液”)中的烯属不饱和单体的浓度优选为20质量%以上且饱和浓度以下,更优选为25~70质量%,进一步优选为30~55质量%。作为在水溶液中使用的水,可列举出自来水、蒸馏水、离子交换水等。
对于单体水溶液而言,当烯属不饱和单体具有酸基时,可以利用碱性中和剂中和该酸基而使用。从提高所获得的吸水性树脂颗粒的渗透压,并进一步提高吸水特性(保水量等)的角度出发,烯属不饱和单体中的、基于碱性中和剂的中和度优选为烯属不饱和单体中的酸性基团的10~100摩尔%,更优选为50~90摩尔%,进一步优选为60~80摩尔%。作为碱性中和剂,可列举出氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾等碱金属盐;氨等。碱性中和剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。为了简化中和操作,可以以水溶液的状态使用碱性中和剂。例如能够通过将氢氧化钠、氢氧化钾等水溶液滴加于上述单体水溶液中并混合,由此进行烯属不饱和单体的酸基的中和。
在反相悬浮聚合法中,能够在表面活性剂的存在下,将单体水溶液分散于烃分散介质中,并利用自由基聚合引发剂等进行烯属不饱和单体的聚合。作为自由基聚合引发剂,能够使用水溶性自由基聚合引发剂。
作为表面活性剂,可列举出非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂等。作为非离子表面活性剂,可列举出山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯(sorbitol fatty acideater)、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯(polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester)、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油、烷基烯丙基甲醛缩合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙基烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯等。作为阴离子表面活性剂,可列举出脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基甲基牛磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚的磷酸酯、聚氧乙烯烷基烯丙基醚的磷酸酯等。表面活性剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
从W/O型反相悬浮的状态良好、容易获得具有适宜的粒径的吸水性树脂颗粒、工业上容易获得的角度出发,表面活性剂优选包含选自由山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯及蔗糖脂肪酸酯组成的组中的至少一种化合物。从容易获得吸水性树脂颗粒的适宜的粒度分布的角度、以及容易提高吸水性树脂颗粒的吸水特性(保水量等)及使用了该吸水性树脂颗粒的吸收性物品的性能的角度出发,表面活性剂优选包含蔗糖脂肪酸酯,更优选包含蔗糖硬脂酸酯。
从可充分地获得与使用量相对应的效果的角度及经济性的角度出发,相对于单体水溶液100质量份,表面活性剂的使用量优选为0.05~10质量份,更优选为0.08~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。
在反相悬浮聚合中,可以与上述表面活性剂一同使用高分子类分散剂。作为高分子类分散剂,可列举出马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐改性EPDM(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)、马来酸酐改性聚丁二烯、马来酸酐-乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素等。高分子类分散剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为高分子类分散剂,从单体的分散稳定性优异的角度出发,优选选自由马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯共聚物、马来酸酐-丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯及氧化型乙烯-丙烯共聚物组成的组中的至少一种。
从可充分地获得与使用量相对应的效果的角度及经济性的角度出发,相对于单体水溶液100质量份,高分子类分散剂的使用量优选为0.05~10质量份,更优选为0.08~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。
烃分散介质可以包含选自由碳原子数为6~8的链状脂肪族烃及碳原子数为6~8的脂环式烃组成的组中的至少一种化合物。作为烃分散介质,可列举出正己烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、3-乙基戊烷、正辛烷等链状脂肪族烃;环己烷、甲基环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、反式-1,2-二甲基环戊烷、顺式-1,3-二甲基环戊烷、反式-1,3-二甲基环戊烷等脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。烃分散介质可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
从工业上容易获得且品质稳定的角度出发,烃分散介质可以包含选自由正庚烷及环己烷组成的组中的至少一种。此外,从同一角度出发,作为上述烃分散介质的混合物,例如可以使用市售的Exxsol Heptane(Exxon Mobil Corporation制造:含有正庚烷及同分异构体的烃75~85%)。
从适度去除聚合热、容易控制聚合温度的角度出发,相对于单体水溶液100质量份,烃分散介质的使用量优选为30~1000质量份,更优选为40~500质量份,进一步优选为50~400质量份。通过使烃分散介质的使用量为30质量份以上,具有容易控制聚合温度的倾向。通过使烃分散介质的使用量为1000质量份以下,具有聚合的生产率提高的倾向且节省费用。
自由基聚合引发剂优选为水溶性,例如可列举出过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等过硫酸盐;过氧化甲乙酮、4-甲基-2-戊酮过氧化物、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化氢等过氧化物;2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(N-苯基脒基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(N-烯丙基脒基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺}、2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)-丙酰胺]、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)等偶氮化合物等。自由基聚合引发剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为自由基聚合引发剂,优选选自由过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、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]二盐酸盐及2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐组成的组中的至少一种,更优选选自由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]二盐酸盐及2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐组成的组中的至少一种的偶氮类化合物。相对于自由基聚合引发剂的总量,偶氮类化合物的比例优选为20~100摩尔%,更优选为35~90摩尔%,进一步优选为50~85摩尔%。
相对于烯属不饱和单体1摩尔,自由基聚合引发剂的使用量可以为0.05~10毫摩尔。若自由基聚合引发剂的使用量为0.05毫摩尔以上,则无需长时间进行聚合反应而具有效率。若自由基聚合引发剂的使用量为10毫摩尔以下,则容易抑制引起剧烈的聚合反应。
上述自由基聚合引发剂也能够与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、L-抗坏血酸等还原剂一同使用而用作氧化还原聚合引发剂。
在聚合反应时,用于聚合的单体水溶液可以包含链转移剂。作为链转移剂,可列举出次磷酸盐类、硫醇类、硫醇酸类、仲醇类、胺类等。
为了控制吸水性树脂颗粒的粒径,用于聚合的单体水溶液可以包含增稠剂。作为增稠剂,可列举出羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、糊精、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷等。另外,若聚合时的搅拌速度相同,则具有单体水溶液的粘度越高,所获得的颗粒的中值粒径越大的倾向。
虽然聚合时会发生基于自交联的交联,但也可以通过使用内部交联剂来实施交联。若使用内部交联剂,则容易控制吸水性树脂颗粒的吸水特性(保水量等)。通常在聚合反应时将内部交联剂添加于反应液中。作为内部交联剂,例如可列举出乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇类的二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯类;使上述多元醇类与不饱和酸(马来酸、富马酸等)进行反应而获得的不饱和聚酯类;N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺等双(甲基)丙烯酰胺类;使聚环氧化物与(甲基)丙烯酸进行反应而获得的二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯类;使多异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等)与(甲基)丙烯酸羟乙酯进行反应而获得的二(甲基)丙烯酸氨基甲酰酯类;烯丙基化淀粉、烯丙基化纤维素、邻苯二甲酸二烯丙酯、N,N’,N”-三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基苯等具有2个以上的聚合性不饱和基团的化合物;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α-甲基环氧氯丙烷等卤代环氧化合物;异氰酸酯化合物(2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等)等具有2个以上的反应性官能团的化合物等。内部交联剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为内部交联剂,优选聚缩水甘油化合物,更优选二缩水甘油醚化合物,进一步优选选自由(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚及(聚)甘油二缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
从容易在吸收性物品中获得优异的渗透速度的角度、通过使所获得的聚合物适度交联而抑制水溶性的性质、容易获得充分的吸水量的角度出发,相对于每1摩尔烯属不饱和单体,内部交联剂的使用量优选为30毫摩尔以下,更优选为0.01~10毫摩尔,进一步优选为0.012~5毫摩尔,特别优选为0.015~1毫摩尔,极优选为0.02~0.1毫摩尔,非常优选为0.025~0.06毫摩尔。
能够在混合了烯属不饱和单体、自由基聚合引发剂、表面活性剂、高分子类分散剂、烃分散介质等(根据需要进一步混合内部交联剂)的状态下,在搅拌下进行加热,在油包水体系中进行反相悬浮聚合。
在进行反相悬浮聚合时,在表面活性剂(根据需要,进一步在高分子类分散剂)的存在下,使包含烯属不饱和单体的单体水溶液分散在烃分散介质中。此时,只要是在聚合反应开始之前,则表面活性剂、高分子类分散剂等的添加时期可以在添加单体水溶液之前,也可以在添加单体水溶液之后。
其中,从容易降低所获得的吸水性树脂中残留的烃分散介质的量的角度出发,优选在使单体水溶液分散于已分散有高分子类分散剂的烃分散介质中之后,进一步使表面活性剂分散,然后进行聚合。
能够以1个阶段或2个阶段以上的多个阶段进行反相悬浮聚合。从提高生产率的角度出发,优选以2~3个阶段进行反相悬浮聚合。
以2个阶段以上的多个阶段进行反相悬浮聚合时,在进行第一阶段的反相悬浮聚合之后,向在第一阶段的聚合反应中获得的反应混合物中添加并混合烯属不饱和单体,并以与第一阶段相同的方法进行第二阶段以后的反相悬浮聚合即可。在第二阶段以后的各阶段的反相悬浮聚合中,优选除了烯属不饱和单体以外,可以以第二阶段以后的各阶段的反相悬浮聚合时所添加的烯属不饱和单体的量为基准,在各成分相对于烯属不饱和单体的上述摩尔比范围内添加上述自由基聚合引发剂和/或内部交联剂,进行反相悬浮聚合。另外,在第二阶段以后的各阶段的反相悬浮聚合中,根据需要也可以使用内部交联剂。使用内部交联剂时,优选以供于各阶段的烯属不饱和单体的量为基准,在各成分相对于烯属不饱和单体的上述摩尔比范围内添加内部交联剂,进行反相悬浮聚合。
聚合反应的温度根据所使用的自由基聚合引发剂而有所不同,但从通过迅速进行聚合并缩短聚合时间从而提高经济性,且同时容易去除聚合热使反应顺利进行的角度出发,优选为20~150℃,更优选为40~120℃。反应时间通常为0.5~4小时。例如能够通过反应体系内的温度停止上升来确认聚合反应的结束。由此,通常以含水凝胶的状态获得烯属不饱和单体的聚合物。
聚合后,可以通过向所获得的含水凝胶状聚合物中添加聚合后交联剂并加热来实施交联。通过在聚合后进行交联,提高含水凝胶状聚合物的交联度,从而能够进一步提高吸水特性(保水量等)。
作为聚合后交联剂,可列举出乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚等具有2个以上的环氧基的化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α-甲基环氧氯丙烷等卤代环氧化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等具有2个以上的异氰酸酯基的化合物;1,2-乙烯基双噁唑啉等噁唑啉化合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双[N,N-二(β-羟基乙基)]己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物等。上述之中,优选(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物。交联剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
从通过使所获得的含水凝胶状聚合物适度交联而容易获得适宜的吸水特性(保水量等)的角度出发,相对于每1摩尔烯属不饱和单体,聚合后交联剂的量优选为30毫摩尔以下,更优选为10毫摩尔以下,进一步优选为0.01~5毫摩尔,特别优选为0.012~1毫摩尔,极优选为0.015~0.1毫摩尔,非常优选为0.02~0.05毫摩尔。
作为聚合后交联剂的添加时期,只要在用于聚合的烯属不饱和单体聚合之后即可,在多个阶段聚合的情况下,优选在多个阶段聚合之后添加。另外,考虑到聚合时及聚合后的发热、工序延迟所引起的滞留、添加交联剂时的体系的开放、及伴随交联剂添加而添加水等引起的水分的变动,从含水率(后述)的角度出发,优选在[刚聚合之后的含水率±3质量%]的范围内添加聚合后交联剂。
接着,为了从所获得的含水凝胶状聚合物中去除水分而进行干燥,由此获得聚合物颗粒(例如,具有源自烯属不饱和单体的结构单元的聚合物颗粒)。作为干燥方法,例如,可列举出:(a)通过在含水凝胶状聚合物分散于烃分散介质中的状态下,从外部进行加热,从而进行共沸蒸馏,使烃分散介质回流而去除水分的方法;(b)通过倾析提取含水凝胶状聚合物,并进行减压干燥的方法;及(c)通过过滤器滤除含水凝胶状聚合物,并进行减压干燥的方法等。其中,从制造工序上的简便性出发,优选使用(a)方法。
能够通过调节聚合反应时的搅拌机的转速、或者通过在聚合反应后或干燥初期向体系内添加凝聚剂,从而调节吸水性树脂颗粒的粒径。通过添加凝聚剂,能够增大所获得的吸水性树脂颗粒的粒径。作为凝聚剂,能够使用无机凝聚剂。作为无机凝聚剂(例如粉末状无机凝聚剂),可列举出二氧化硅、沸石、膨润土、氧化铝、滑石、二氧化钛、高岭土、黏土、水滑石等。从凝聚效果优异的角度出发,作为凝聚剂,优选选自由二氧化硅、氧化铝、滑石及高岭土组成的组中的至少一种。
在反相悬浮聚合中,作为添加凝聚剂的方法,优选如下方法:预先将凝聚剂分散于与聚合中所使用的烃分散介质相同种类的烃分散介质或水中,然后在搅拌下,混合于包含含水凝胶状聚合物的烃分散介质中。
相对于聚合中所使用的烯属不饱和单体100质量份,凝聚剂的添加量优选为0.001~1质量份,更优选为0.005~0.5质量份,进一步优选为0.01~0.2质量份。通过使凝聚剂的添加量在上述范围内,容易获得具有目标粒度分布的吸水性树脂颗粒。
在吸水性树脂颗粒的制造中,优选在干燥工序(水分去除工序)或后续的工序中,使用表面交联剂进行含水凝胶状聚合物的表面部分(表面及表面附近)的表面交联。通过进行表面交联,容易控制吸水性树脂颗粒的吸水特性(保水量等、例如照射紫外线时的保水量的变化量)等。优选在含水凝胶状聚合物为特定的含水率的时机进行表面交联。表面交联的时期优选含水凝胶状聚合物的含水率为5~50质量%的时刻,更优选为10~40质量%的时刻,进一步优选为15~35质量%的时刻。另外,利用下式计算含水凝胶状聚合物的含水率(质量%)。
含水率=[Ww/(Ww+Ws)]×100
Ww:从整个聚合工序的聚合前的单体水溶液中所包含的水分量中减去通过干燥工序排出至体系外部的水分量,在该得到的量的基础上加上混合凝聚剂、表面交联剂等时根据需要使用的水分量,由此得到的含水凝胶状聚合物的水分量。
Ws:根据构成含水凝胶状聚合物的烯属不饱和单体、交联剂、引发剂等材料的掺入量计算的固体成分量。
作为表面交联剂,例如可列举出具有2个以上的反应性官能团的化合物。作为表面交联剂,可列举出乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇类;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(聚)丙二醇聚缩水甘油醚、(聚)甘油聚缩水甘油醚等聚缩水甘油化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、α-甲基环氧氯丙烷等卤代环氧化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物;3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-甲基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷乙醇等氧杂环丁烷化合物;1,2-乙烯基双噁唑啉等噁唑啉化合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双[N,N-二(β-羟基乙基)]己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物等。表面交联剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为表面交联剂,优选聚缩水甘油化合物,更优选选自由(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚、(聚)甘油三缩水甘油醚、(聚)丙二醇聚缩水甘油醚及聚甘油聚缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
从容易获得适宜的吸水特性(保水量等)的角度出发,相对于用于聚合的烯属不饱和单体1摩尔,表面交联剂的使用量优选为0.01~20毫摩尔,更优选为0.05~10毫摩尔,进一步优选为0.1~5毫摩尔,特别优选为0.15~1毫摩尔,极优选为0.2~0.5毫摩尔。
在表面交联后,通过公知的方法蒸馏去除水及烃分散介质、在加热减压下进行干燥等,由此能够获得作为表面交联后的干燥品的聚合物颗粒。
聚合反应能够使用具有搅拌叶片的各种搅拌机来进行。作为搅拌叶片,能够使用平板式叶片、格栅式叶片、桨式叶片、螺旋桨式叶片、锚式叶片、涡轮式叶片、法武都拉式(PFAUDLER)叶片、带式叶片、泛能式叶片、最大叶片(MAXBLEND)式叶片等。平板式叶片具有轴(搅拌轴)及配置于轴周围的平板部(搅拌部)。平板部可以具有狭缝等。若使用平板式叶片作为搅拌叶片,则容易均匀地进行聚合物颗粒中的交联反应,容易一边维持保水量等吸水特性,一边减少照射紫外线后的保水量的变化量并调节在适宜的范围内。
除了聚合物颗粒以外,本实施方案的吸水性树脂颗粒还能够包含例如凝胶稳定剂、金属螯合剂(乙二胺四乙酸及其盐、二乙烯三胺五乙酸及其盐、例如二乙烯三胺五乙酸五钠等)、流动性改进剂(润滑剂)等追加成分。追加成分能够配置于聚合物颗粒的内部、聚合物颗粒的表面上或聚合物颗粒的内部及表面。
吸水性树脂颗粒可以包含配置于聚合物颗粒的表面上的多个无机颗粒。例如,通过混合聚合物颗粒与无机颗粒,能够在聚合物颗粒的表面上配置无机颗粒。该无机颗粒可以为无定形二氧化硅等二氧化硅颗粒。
当吸水性树脂颗粒包含配置于聚合物颗粒的表面上的无机颗粒时,以聚合物颗粒的总质量为基准,无机颗粒的含量可以在下述范围内。无机颗粒的含量可以为0.05质量%以上、0.1质量%以上、0.15质量%以上或0.2质量%以上。无机颗粒的含量可以为5.0质量%以下、3.0质量%以下、1.0质量%以下或0.5质量%以下。
此处的无机颗粒通常具有比聚合物颗粒的尺寸微小的尺寸。例如,无机颗粒的平均粒径可以为0.1~50μm、0.5~30μm或1~20μm。平均粒径能够根据颗粒的特性,通过小孔电阻法或激光衍射散射法来测定。
本实施方案的吸收体含有本实施方案的吸水性树脂颗粒。本实施方案的吸收体可以含有纤维状物,例如为包含吸水性树脂颗粒及纤维状物的混合物。作为吸收体的结构,例如,可以为均匀混合有吸水性树脂颗粒及纤维状物的结构,也可以为在形成为片状或层状的纤维状物之间夹有吸水性树脂颗粒的结构,还可以为其他结构。
作为纤维状物,可列举出经微粉碎的木浆;棉花;棉绒;人造丝;乙酸纤维素等纤维素类纤维;聚酰胺、聚酯、聚烯烃等合成纤维;这些纤维的混合物等。纤维状物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为纤维状物,能够使用亲水性纤维。
为了提高吸收体在使用前及使用期间的形态保持性,可以通过对纤维状物添加粘合性粘结剂而使纤维彼此粘合。作为粘合性粘结剂,可列举出热熔接性合成纤维、热熔粘合剂、粘合性乳剂等。粘合性粘结剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为热熔接性合成纤维,可列举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等全熔型粘结剂;由聚丙烯与聚乙烯的并列或芯鞘结构构成的非全熔型粘结剂等。在上述非全熔型粘结剂中,能够仅热熔接聚乙烯部分。
作为热熔粘合剂,例如可列举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、非晶态聚丙烯等基础聚合物与增粘剂、增塑剂、抗氧化剂等的混合物。
作为粘合性乳剂,例如可列举出选自由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丁二烯、乙烯及乙酸乙烯酯组成的组中的至少一种单体的聚合物。
本实施方案的吸收体可以含有无机粉末(例如无定形二氧化硅)、除臭剂、抗菌剂、颜料、染料、香料、粘着剂等。当吸水性树脂颗粒包含无机颗粒时,吸收体可以含有与吸水性树脂颗粒中的无机颗粒不同的无机粉末。
本实施方案的吸收体的形状例如可以为片状。吸收体的厚度(例如,片状吸收体的厚度)可以为0.1~20mm或0.3~15mm。
以吸收体的总质量、或吸水性树脂颗粒及纤维状物的合计为基准,吸收体中的吸水性树脂颗粒的含量优选在下述范围内。从容易获得充分的吸水特性的角度出发,吸水性树脂颗粒的含量优选为2质量%以上、10质量%以上、20质量%以上或50质量%以上。吸水性树脂颗粒的含量为100质量%以下,从容易获得充分的吸水特性的角度出发,优选为80质量%以下、70质量%以下或60质量%以下。从这些角度出发,吸水性树脂颗粒的含量优选为2~100质量%、10~80质量%、20~70质量%或50~60质量%。
从容易获得充分的吸水特性的角度出发,相对于每1m2吸收体,吸收体中的吸水性树脂颗粒的含量优选为100~1000g,更优选为150~800g,进一步优选为200~700g。从容易获得充分的吸水特性的角度出发,相对于每1m2吸收体,吸收体中的纤维状物的含量优选为50~800g,更优选为100~600g,进一步优选为150~500g。
本实施方案的吸收性物品具备本实施方案的吸收体。作为本实施方案的吸收性物品的其他构成构件,可列举出保持吸收体的形状且同时防止吸收体的构成构件脱落或流动的芯包片;配置于吸液对象的液体渗入的一侧的最外部的透液性片;配置于与吸液对象的液体渗入的一侧为相反侧的最外部的不透液性片等。作为吸收性物品,可列举出尿布(例如纸尿布)、如厕训练裤、失禁垫、卫生材料(卫生巾、卫生棉条等)、吸汗垫、宠物垫、简易马桶用构件、动物排泄物处理材料等。
图1为表示吸收性物品的一个实例的剖视图。图1所示的吸收性物品100具备吸收体10、芯包片20a、20b、透液性片30及不透液性片40。在吸收性物品100中,依次层叠有不透液性片40、芯包片20b、吸收体10、芯包片20a及透液性片30。在图1中,存在图示为在部件之间具有间隙的部分,但是部件之间也可以密合,不存在该间隙。
吸收体10具有本实施方案的吸水性树脂颗粒10a和包含纤维状物的纤维层10b。吸水性树脂颗粒10a分散在纤维层10b内。
芯包片20a以与吸收体10相接的状态配置于吸收体10的一侧(图1中,吸收体10的上侧)。芯包片20b以与吸收体10相接的状态配置于吸收体10的另一侧(图1中,吸收体10的下侧)。吸收体10配置于芯包片20a与芯包片20b之间。作为芯包片20a、20b,可列举出纸巾、无纺布、织布、具有透液孔的合成树脂膜、具有网眼的网状片等。芯包片20a及芯包片20b例如具有与吸收体10同等大小的主表面。
透液性片30配置于吸收对象的液体渗入的一侧的最外部。透液性片30以与芯包片20a相接的状态配置于芯包片20a上。作为透液性片30,可列举出由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等合成树脂构成的无纺布、多孔片等。不透液性片40配置于吸收性物品100中的与透液性片30为相反侧的最外部。不透液性片40以与芯包片20b相接的状态配置于芯包片20b的下侧。作为不透液性片40,可列举出由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等合成树脂构成的片、由这些合成树脂与无纺布的复合材料构成的片等。透液性片30及不透液性片40例如具有比吸收体10的主表面大的主表面,透液性片30及不透液性片40的外缘部延伸至吸收体10及芯包片20a、20b的周围。
吸收体10、芯包片20a、20b、透液性片30及不透液性片40的大小关系没有特别限定,可根据吸收性物品的用途等而适当调节。此外,使用芯包片20a、20b保持吸收体10的形状的方法没有特别限定,如图1所示,可以利用多片芯包片包裹吸收体,也可以利用1片芯包片包裹吸收体。
吸收体可以与顶层片粘合。利用芯包片夹持或覆盖吸收体时,优选至少芯包片与顶层片粘合,更优选芯包片与顶层片粘合且同时芯包片与吸收体粘合。作为吸收体的粘合方法,可列举出将热熔粘合剂以规定间隔沿宽度方向以条状、螺旋状等涂布于顶层片而进行粘合的方法;使用淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、其他水溶性高分子等水溶性粘结剂进行粘合的方法等。此外,当吸收体包含热熔接性合成纤维时,可以采用通过热熔接性合成纤维的热熔接进行粘合的方法。
根据本实施方案,能够提供一种使用了本实施方案的吸水性树脂颗粒、吸收体或吸收性物品的吸液方法。本实施方案的吸液方法具备使吸液对象的液体与本实施方案的吸水性树脂颗粒、吸收体或吸收性物品接触的工序。
根据本实施方案,能够提供一种渗透速度的调节方法(例如提高方法),其为吸收性物品中的渗透速度(液体的渗透速度)的调节方法,其使用了本实施方案的吸水性树脂颗粒、吸收体或吸收性物品。本实施方案的渗透速度的调节方法具备调节工序,该调节工序调节对吸水性树脂颗粒照射3小时紫外线后的吸水性树脂颗粒中的生理盐水的保水量的变化量。在调节工序中,能够将生理盐水的保水量的变化量相对于照射紫外线之前的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量的比例调节在上述各范围(例如超过0%且为30%以下)内。
根据本实施方案,能够提供一种吸水性树脂颗粒的制造方法,该制造方法具备筛选工序,该筛选工序根据照射3小时紫外线后的生理盐水的保水量的变化量来筛选吸水性树脂颗粒。在筛选工序中,相对于照射紫外线之前的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量,能够将生理盐水的保水量的变化量的比例调节在上述各范围(例如超过0%且为30%以下)内。
根据本实施方案,能够提供一种吸收体的制造方法,其使用了通过上述吸水性树脂颗粒的制造方法获得的吸水性树脂颗粒。本实施方案的吸收体的制造方法具备颗粒制造工序,该颗粒制造工序通过上述吸水性树脂颗粒的制造方法获得吸水性树脂颗粒。本实施方案的吸收体的制造方法中,在颗粒制造工序之后,也可以具备混合吸水性树脂颗粒与纤维状物的工序。根据本实施方案,能够提供一种吸收性物品的制造方法,其使用了通过上述吸收体的制造方法获得的吸收体。本实施方案的吸收性物品的制造方法具备吸收体制造工序,该吸收体制造工序通过上述吸收体的制造方法获得吸收体。本实施方案的吸收性物品的制造方法中,在吸收体制造工序之后,也可以具备使用吸收体和吸收性物品的其他构成构件获得吸收性物品的工序,在该工序中,例如,通过将吸收体和吸收性物品的其他构成构件彼此层叠来获得吸收性物品。
实施例
以下,使用实施例及比较例对本发明的内容进一步进行详细说明,但本发明并不限定于以下实施例。
<吸水性树脂颗粒的制造>
(实施例1)
准备内径为11cm、内容积为2L的圆底圆筒型可拆式烧瓶,其具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌机。在搅拌机中安装了图2中示出大致形状的搅拌叶片(平板式叶片)200。搅拌叶片200具备轴200a及平板部200b。平板部200b焊接于轴200a,并且具有弯曲的前端。在平板部200b上形成有沿着轴200a的轴向延伸的四个狭缝S。四个狭缝S排列在平板部200b的宽度方向上,内侧的两个狭缝S的宽度为1cm,外侧的两个狭缝S的宽度为0.5cm。平板部200b的长度约为10cm,平板部200b的宽度约为6cm。接着,在上述可拆式烧瓶中添加作为烃分散介质的正庚烷293g,并添加作为高分子类分散剂的马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物(Mitsui Chemicals,Inc.制造,Hi-WAX 1105A)0.736g,由此获得混合物。边搅拌该混合物边升温至80℃以溶解分散剂,然后将混合物冷却至50℃。
接着,在内容积为300mL的烧杯中添加作为水溶性烯属不饱和单体的80.5质量%的丙烯酸水溶液92.0g(丙烯酸:1.03摩尔)。接着,从外部进行冷却,同时向烧杯内滴加20.9质量%的氢氧化钠水溶液147.7g,由此进行75摩尔%的中和。然后,加入作为增稠剂的羟乙基纤维素0.092g(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.制造,HEC AW-15F)、作为水溶性自由基聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.092g(0.339毫摩尔)及过硫酸钾0.018g(0.067毫摩尔)、作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.0046g(0.026毫摩尔)而使其溶解,由此制备第一阶段的水性液。
然后,一边以425rpm的搅拌机的转速进行搅拌,一边在上述可拆式烧瓶中添加上述第一阶段的水性液之后,搅拌10分钟。然后,在可拆式烧瓶中添加通过使蔗糖硬脂酸酯(表面活性剂,Mitsubishi-Chemical Foods Corporation制造,Ryoto Sugar Ester S-370,HLB值:3)0.736g加热溶解于正庚烷6.62g中而得到的表面活性剂溶液。然后,一边以425rpm的搅拌机的转速进行搅拌,一边用氮气充分对体系内进行置换。然后,将烧瓶浸渍于70℃的水浴中升温,进行60分钟的聚合,由此获得第一阶段的聚合浆液。
接着,在内容积为500mL的另一个烧杯中添加作为水溶性烯属不饱和单体的80.5质量%的丙烯酸水溶液128.8g(丙烯酸:1.44摩尔)。接着,从外部进行冷却,同时向烧杯内滴加27质量%的氢氧化钠水溶液159.0g,由此进行75摩尔%的中和。然后,加入作为水溶性自由基聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.129g(0.476毫摩尔)及过硫酸钾0.026g(0.096毫摩尔),并加入作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.0117g(0.067毫摩尔)之后使其溶解,由此制备第二阶段的水性液。
接着,一边以650rpm的搅拌机的转速进行搅拌,一边将上述可拆式烧瓶内部冷却至25℃,然后将上述第二阶段的水性液全部添加于上述第一阶段的聚合浆液中。接着,用氮气对体系内进行30分钟置换之后,再次将烧瓶浸渍于70℃的水浴中升温,进行60分钟的聚合反应,由此获得第二阶段的含水凝胶状聚合物。
在搅拌下,向上述第二阶段的含水凝胶状聚合物中添加45质量%的二乙烯三胺五乙酸五钠水溶液0.589g。然后,将反应液于125℃的油浴中进行升温,通过正庚烷与水的共沸蒸馏,一边使正庚烷回流,一边将207.9g的水抽出至体系外。然后,向烧瓶中添加作为表面交联剂的2质量%的乙二醇二缩水甘油醚水溶液4.42g(乙二醇二缩水甘油醚:0.507毫摩尔),然后在83℃下保持2小时。
然后,在125℃下使正庚烷蒸发并干燥,由此获得聚合物颗粒(干燥品)。使该聚合物颗粒通过孔径为850μm的筛,然后以聚合物颗粒的总质量为基准,将0.2质量%的无定形二氧化硅(Oriental Silicas Corporation制造,Tokusil NP-S)混合到聚合物颗粒中,由此获得包含无定形二氧化硅的吸水性树脂颗粒232.3g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为361μm。
(实施例2)
在第二阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏将217.8g的水抽出至体系外,除此以外,以与实施例1相同的方式,获得吸水性树脂颗粒231.0g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为339μm。
(实施例3)
在第二阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏将224.3g的水抽出至体系外,除此以外,以与实施例1相同的方式,获得吸水性树脂颗粒231.0g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为342μm。
(比较例1)
在使马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物溶解时,作为搅拌机,使用了具有2层叶片直径为5cm的4片斜桨式叶片的搅拌叶片来代替平板式叶片;在第一阶段的水性液的制备中,作为水溶性自由基聚合引发剂,不使用2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐,而使用过硫酸钾0.0736g(0.272毫摩尔),且作为内部交联剂,使用了乙二醇二缩水甘油醚0.010g(0.057毫摩尔);在第一阶段的聚合浆液的制备中,将搅拌机的转速变更为550rpm;在第二阶段的水性液的制备中,作为水溶性自由基聚合引发剂,不使用2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐,而使用过硫酸钾0.090g(0.333毫摩尔),且作为内部交联剂,使用了乙二醇二缩水甘油醚0.0117g(0.067毫摩尔);将第二阶段的水性液全部添加于第一阶段的聚合浆液中时的搅拌机的转速变更为1000rpm;将添加于第二阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中的45质量%的二乙烯三胺五乙酸五钠水溶液的使用量变更为0.265g,且通过共沸蒸馏将247.9g的水抽出至体系外;及将相对于聚合物颗粒的质量为0.5质量%的无定形二氧化硅与聚合物颗粒混合,除此以外,以与实施例1相同的方式,获得吸水性树脂颗粒231.0g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为355μm。
(比较例2)
在第二阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏将253.9g的水抽出至体系外;及将相对于聚合物颗粒的质量为0.1质量%的无定形二氧化硅与聚合物颗粒混合,除此以外,以与比较例1相同的方式,获得吸水性树脂颗粒230.8g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为360μm。
(比较例3)
在第二阶段的聚合后的含水凝胶状聚合物中,通过共沸蒸馏将271.4g的水抽出至体系外;及将在该共沸蒸馏之后添加的2质量%的乙二醇二缩水甘油醚水溶液的使用量变更为6.40g(0.735毫摩尔),除此以外,以与比较例1相同的方式,获得吸水性树脂颗粒230.6g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为355μm。
(比较例4)
准备内径为11cm、内容积为2L的圆底圆筒型可拆式烧瓶,其具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌机(具有2层叶片直径为5cm的4片斜桨式叶片的搅拌叶片)。在该烧瓶中添加作为烃分散介质的正庚烷300g,并添加作为高分子类分散剂的马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物(Mitsui Chemicals,Inc.制造,Hi-WAX 1105A)0.74g,由此获得混合物。边搅拌该混合物边加热溶解分散剂,然后将混合物冷却至50℃。
接着,在内容积为500mL的三角烧瓶中添加作为水溶性烯属不饱和单体的80质量%的丙烯酸水溶液92g(丙烯酸:1.02摩尔)。接着,从外部进行冷却,同时向烧杯内滴加30质量%的氢氧化钠水溶液102.2g,由此进行75摩尔%的中和。然后,加入作为增稠剂的羟乙基纤维素0.092g(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.制造,HEC AW-15F)、作为水溶性自由基聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.110g(0.407毫摩尔)及过硫酸钾0.009g(0.034毫摩尔)、作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.006g(0.037毫摩尔)以及离子交换水48.0g,使其溶解,由此制备第一阶段的水性液。
然后,一边以550rpm的搅拌机的转速进行搅拌,一边在上述可拆式烧瓶中添加上述第一阶段的水性液之后,搅拌10分钟。然后,添加通过使蔗糖硬脂酸酯(表面活性剂,Mitsubishi-Chemical Foods Corporation制造,Ryoto Sugar Ester S-370,HLB值:3)0.74g加热溶解于正庚烷6.66g中而得到的表面活性剂溶液7.4g。然后,一边以550rpm的搅拌机的转速进行搅拌,一边用氮气充分对体系内进行置换。然后,将烧瓶浸渍于70℃的水浴中升温,进行60分钟的聚合,由此获得第一阶段的聚合浆液。
接着,在内容积为500mL的另一个三角烧瓶中添加作为水溶性烯属不饱和单体的80质量%的丙烯酸水溶液128.8g(丙烯酸:1.43摩尔)。接着,从外部进行冷却,同时向三角烧瓶内滴加30质量%的氢氧化钠水溶液143.1g,由此进行75摩尔%的中和。然后,加入作为水溶性自由基聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.155g(0.570毫摩尔)及过硫酸钾0.013g(0.048毫摩尔)、作为内部交联剂的乙二醇二缩水甘油醚0.009g(0.052毫摩尔)以及离子交换水12.5g,然后使其溶解,由此制备第二阶段的水性液。
接着,一边以1000rpm的搅拌机的转速进行搅拌,一边将上述可拆式烧瓶内部冷却至25℃,然后将上述第二阶段的水性液全部添加于上述第一阶段的聚合浆液中。接着,用氮气充分对体系内进行置换之后,再次将烧瓶浸渍于70℃的水浴中升温,进行30分钟的第二阶段的聚合。
第二阶段的聚合后,将第二阶段的反应液于125℃的油浴中进行升温,通过正庚烷与水的共沸蒸馏,一边使正庚烷回流,一边将245g的水抽出至体系外。然后,使正庚烷蒸发并干燥,由此获得聚合物颗粒(干燥品)。通过使该聚合物颗粒通过孔径为1000μm的筛,获得吸水性树脂颗粒233.2g。吸水性树脂颗粒的中值粒径为370μm。
<中值粒径>
吸水性树脂颗粒的上述中值粒径按下述步骤进行测定。即,将JIS标准筛从上至下依次以下述顺序组合:孔径为600μm的筛、孔径为500μm的筛、孔径为425μm的筛、孔径为300μm的筛、孔径为250μm的筛、孔径为180μm的筛、孔径为150μm的筛及托盘。在组合的最上侧的筛上放入吸水性树脂颗粒50g,使用Ro-tap型振动器(SIEVE FACTORY IIDA Co.,Ltd.制造)依据JIS Z 8815(1994)进行分级。分级后,将残留在各筛上的颗粒的质量以相对于总量的质量百分比的形式算出,求出粒度分布。关于该粒度分布,从粒径大的开始依次对筛上进行累计,将筛的孔径与残留在筛上的颗粒的质量百分比的累计值的关系标绘在对数概率纸上。以直线连接概率纸上的标绘点,并将相当于累计质量百分比为50质量%的粒径作为中值粒径。
<吸水性树脂颗粒的保水量>
(照射紫外线前)
按下述步骤测定照射紫外线前的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量A(室温,25±2℃)。首先,将称取了吸水性树脂颗粒2.0g的棉袋(阔幅棉布60号,横100mm×纵200mm)设置于内容积为500mL的烧杯内。向装有吸水性树脂颗粒的棉袋内以不产生结块的方式一次性注入生理盐水500g,然后用橡皮筋绑住棉袋的上部,静置30分钟,由此使吸水性树脂颗粒溶胀。使用离心力设定为167G的脱水机(KOKUSAN Co.Ltd.制造,产品型号:H-122),将经过30分钟之后的棉袋脱水1分钟,然后测定脱水后的包含溶胀凝胶的棉袋的质量Wa[g]。不添加吸水性树脂颗粒,进行相同的操作,测定棉袋湿润时的空质量Wb[g],通过下述式计算出吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量作为保水量A。
保水量[g/g]=(Wa-Wb)/2.0
(照射紫外线后)
按下述步骤测定照射紫外线后的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量B(室温,25±2℃)。首先,将吸水性树脂颗粒2.5g均匀地散布于玻璃制皿(内径为10cm)的整个底面上。在吸水性树脂颗粒的正上方5cm的高度处设置了紫外线照射装置(AS ONE Corporation制造,商品名称:HANDY UV LAMP,型号:SUV-4)的光源。通过用箱子覆盖整个装置进行遮光后,对玻璃制皿内的吸水性树脂颗粒照射3小时波长为254nm的紫外线。照射至吸水性树脂颗粒的紫外线强度为610μW/cm2。以与上述保水量A相同的步骤计算出照射紫外线后的吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量B。
(变化量的比例的计算)
根据下述式计算出照射紫外线前后的保水量的变化量的比例[%]。将保水量A、保水量B及保水量的变化量的比例示于表1中。
保水量的变化量的比例[%]={(保水量B[g/g]-保水量A[g/g])/保水量A[g/g]}×100
<吸水性树脂颗粒的载荷下的吸水量>
使用图3所示的测定装置Y,测定吸水性树脂颗粒的载荷下的生理盐水的吸水量(室温,25℃±2℃)。测定装置Y由滴定管部61、导管62、测定台63及置于测定台63上的测定部64构成。滴定管部61具有沿铅垂方向延伸的滴定管61a、配置于滴定管61a的上端的橡胶塞61b、配置于滴定管61a的下端的旋塞61c、一端在旋塞61c附近延伸至滴定管61a内的空气导入管61d及配置于空气导入管61d的另一端侧的旋塞61e。导管62安装于滴定管部61与测定台63之间。导管62的内径为6mm。在测定台63的中央部有直径为2mm的孔,且连接有导管62。测定部64具有圆筒64a(丙烯酸树脂制)、粘合于圆筒64a的底部的尼龙网64b及砝码64c。圆筒64a的内径为20mm。尼龙网64b的孔径为75μm(200目)。然后,测定时,将测定对象的吸水性树脂颗粒66均匀地散布在尼龙网64b上。砝码64c的直径为19mm,砝码64c的质量为119.6g。将砝码64c置于吸水性树脂颗粒66上,能够对吸水性树脂颗粒66施加4.14kPa的载荷。
在测定装置Y的圆筒64a中放入0.100g的吸水性树脂颗粒66之后,放置砝码64c并开始测定。体积与吸水性树脂颗粒66所吸收的生理盐水相同的空气通过空气导入管被快速且顺畅地供给至滴定管61a的内部,因此滴定管61a的内部的生理盐水的水位的减少量即为吸水性树脂颗粒66所吸收的生理盐水量。滴定管61a中从上至下从0mL开始以0.5mL的间隔刻印有刻度,作为生理盐水的水位,读取开始吸水前的滴定管61a的刻度Va和开始吸水起120分钟后的滴定管61a的刻度Vb,并通过下述式计算出载荷下的吸水量。将结果示于表1。
载荷下的吸水量[mL/g]=(Vb-Va)/0.1
<吸收性物品的制作>
使用气流式混合装置(Otec Co.,Ltd.制造,Pad former),通过空气抄造均匀混合吸水性树脂颗粒10g及粉碎纸浆6.8g,由此制作40cm×12cm大小的片状吸收体。接着,在具有与片状的吸收体同等大小的基重为16g/m2的2张纸巾(tissue paper)夹持吸收体的上下的状态下,对整体施加30秒钟的196kPa的载荷,进行冲压,由此获得层叠体。进一步,通过将具有与吸收体同等大小的基重为22g/m2的聚乙烯-聚丙烯制的透气型多孔透液性片配置于层叠体的上表面,由此制作吸收性物品。
<渗透速度>
在温度为25±2℃的室内,将吸收性物品置于水平台上。接着,将具有内径为3cm的投入口的容量为100mL的液体投入用圆筒(cylinder)(两端开口的圆筒)置于吸收性物品的主表面的中心部。接着,将预先用少量的蓝色1号进行了着色并调节至25±1℃的生理盐水80mL一次性投入(从铅垂方向供给)至圆筒内。使用秒表,测定从开始投入至生理盐水在圆筒内完全消失为止的吸收时间。进一步以30分钟的间隔进行2次(共计3次)该操作,获得第3次吸收时间作为渗透速度[秒]。渗透速度越短越优选。将结果示于表1。
[表1]
根据表1,确认到调节对吸水性树脂颗粒照射紫外线后的吸水性树脂颗粒中的生理盐水的保水量的变化量,对获得具有优异的渗透速度的吸收性物品而言是有效的。
附图标记说明
10:吸收体;10a、66:吸水性树脂颗粒;10b:纤维层;20a、20b:芯包片;30:透液性片;40:不透液性片;61:滴定管部;61a:滴定管;61b:橡胶塞;61c:旋塞;61d:空气导入管;61e:旋塞;62:导管;63:测定台;64:测定部;64a:圆筒;64b:尼龙网;64c:砝码;100:吸收性物品;200:搅拌叶片;200a:轴;200b:平板部;S:狭缝;Y:测定装置。
Claims (7)
1.一种吸收体,其含有吸水性树脂颗粒,所述吸收体中,
相对于对所述吸水性树脂颗粒照射紫外线之前的所述吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量,对所述吸水性树脂颗粒照射3小时紫外线后的所述吸水性树脂颗粒的生理盐水的保水量的变化量的比例超过0%且为30%以下。
2.根据权利要求1所述的吸收体,其中,
在照射紫外线之前,生理盐水的保水量为10~80g/g。
3.根据权利要求1或2所述的吸收体,其中,
所述吸水性树脂颗粒具有源自选自由(甲基)丙烯酸及其盐组成的组中的至少一种的结构单元。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的吸收体,其中,
以该吸收体的总质量为基准,所述吸水性树脂颗粒的含量为50质量%以上。
5.一种吸收性物品,其具备权利要求1~4中任一项所述的吸收体。
6.根据权利要求5所述的吸收性物品,其为尿布。
7.一种渗透速度的调节方法,其为具备吸收体的吸收性物品中的渗透速度的调节方法,其中,
所述吸收体含有吸水性树脂颗粒,
该调节方法具备调节对所述吸水性树脂颗粒照射3小时紫外线后的所述吸水性树脂颗粒中的生理盐水的保水量的变化量的工序。
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