CN115433423A - 兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法及其应用,其利用煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理,由此所得的吸水性聚合物兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,又不降低吸水特性,可作为吸收体,应用于个人卫生用品,例如超薄型婴儿纸尿裤或成人纸尿裤等。
Description
技术领域
本发明有关一种吸水性聚合物,特别是有关于一种利用煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理所得的兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物组成物及其制造方法暨其应用。
背景技术
吸水性聚合物广泛地运用于农业或园艺方面的水保持剂、建筑材料中的抗露珠凝结剂以及移除石油中水分的材料,或是电缆线中的外层防水包覆剂以及卫生用品如尿布、妇女卫生用品、抛弃式的擦巾等,尤其使用于尿布上最为大宗。
高吸水性聚合物颗粒会因为其高吸湿的特性时,无论在储存或是用于制造卫生用品的过程中,会因为吸收空气中的水气而导致聚合物彼此粘着,因而无法顺利的从连续定量的供量设备中进料,使得制造出来的卫生用品中的高吸水性聚合物的含量分布不均,因此,改进高吸水性聚合物吸湿结块的问题已成为一项新的研究趋势。
至今仍有许多科学家一直为减少高吸水性聚合物的吸湿后会结块的问题而努力,技艺界已有许多降低高吸水性聚合物吸湿后结块的问题的方法被开发,如:使用具有氨基或环氧基的变性硅油与吸水性聚合物进行混合(国际公开(WO)号WO95/33558),以及添加比表面积50m2/g以上,平均粒径0.05μm以下的疏水性二氧化硅于吸水性聚合物中(日本专利公开号“特开昭56-133028”);另有使用二氧化硅水合物、氧化铝水合物或氧化钛水合物添加于吸水性聚合物中(日本专利公开号“特开昭59-80459”);亦有使用具有至少十二烷基的阳离子型界面活性剂喷洒于吸水性聚合物表面(日本专利公开号“特开昭61-69854”)进行表面处理后,再添加高熔点的有机化合物粉末(如:硬脂酸钙)等,而达到降低吸水性聚合物吸湿后结块问题的目的。
上述使用具有氨基或环氧基的变性硅油,由于粘度偏高,容易造成清理时的困难外,使用疏水性二氧化硅于吸水性聚合物中,会降低吸水性聚合物的压力下吸收倍率。使用二氧化硅水合物、氧化铝水合物或氧化钛水合物添加于吸水性聚合物的方法,虽然不会降低吸收速度,但是,由于此类无机盐粉末是微粉状,容易产生粉尘的问题;利用阳离子型界面活性剂喷洒于吸水性聚合物表面的方法,则会降低吸水性聚合物的压力下吸收倍率,使得应用于纸尿裤的回渗升高、干爽性较差。
近年来为了实现尿片的薄型化,业界正尝试增加尿片中的吸水性聚合物的使用量并减少纸浆量。若代替白色的纸浆而增加吸水性聚合物的使用量,则有存在尿片的白度降低的情况,使尿片的商品价值降低。
提升吸水性聚合物的白度已有如下方法:在吸水性聚合物中添加有机酸化合物或其盐(例如日本专利公开号“特开平5-86251号”、“特开平1-275661号”、“特开2000-327926号”、“特开2003-52742号公报”、“特开2005-186016号”);将丙烯酸中对苯二酚和苯醌的合计量控制在0.2ppm以下(例如美国专利公告号第US 6,444,744号);将丙烯酸中的甲氧基苯酚化合物控制在10~260ppm的方法(例如US 7,049,366、WO 2007/028748);向吸水性聚合物中添加无机还原剂的方法(WO 2000/55245、美国专利公开号第US 2006/0074160号);使用生育酚(tocopherol)作为丙烯酸中的阻聚剂来进行聚合的制法(WO 2003/53482);使用苯酚来进行聚合的制法(US 2005/54356);在吸水性聚合物的制造过程中添加金属螯合剂的制法(US 2005/0085604、日本专利公开号“特开2003-206381号”);利用羟基过氧化物(hydroxyperoxide)和还原剂使丙烯酸单体或其盐进行聚合后,利用硅烷偶联剂进行处理的方法(日本专利公开号“特开平4-331205号”)。
但是,在所述任一方法中,存在制造时控制聚合反应的问题,和物性降低等的问题。该吸水性聚合物的丙烯酸系单体容易发生聚合不稳定,因此即使在聚合前也容易生成部分性的聚合物胶体。即,虽然以上所述方法可一定程度改善吸水性聚合物的白度,但发现吸水性聚合物的物性降低,或单体的稳定性降低。特别是进行工业规模的聚合,或在高温下开始聚合、高浓度聚合的情况下,单体槽和配管中会蓄积少量胶体,从而存在因定期清扫胶体而导致生产力降低的问题。
功能型纸尿裤为目前主要的发展方向,尤其是成人纸尿裤,除强调吸收能力及干爽性外,还朝向具抑菌及除臭能力。基于此种需求,积极进行各种研究,开发具有抑菌及除臭能力并维持吸水特性的吸水性聚合物。
现有抑菌或除臭能力的方法是将沸石颗粒分散于吸水性聚合物的内部,使其具备除臭能力。以美国第5,980,879号专利为例,该专利揭露于聚合反应中添加沸石颗粒,使吸水性聚合物具备除臭能力,但因沸石添加量至少需约25%,导致大幅降低吸水性聚合物的吸收能力。以WO2009/048145专利申请案为例,其揭露一种吸水性聚合物的制备方法,借由添加竹萃取物或茶叶萃取物于吸水性聚合物表面或是聚合反应中,但因萃取物会影响聚合反应,不仅降低吸水性聚合物的吸收能力,还提高吸水性聚合物的残存单体量,后续制品接触皮肤时也会引起红肿。
另外,使用活性碳或纳米银离子或沸石表面涂覆银离子,也可以降低臭味或细菌生长现象的发生(例如US 6,663,949、欧洲专利公告号第EP 1404385号及US 7,868,075),EP 1275404揭露,使用环糊精或是衍生物与吸水性聚合物进行混合,可以降低臭味的发生,此外,也有利用1,2癸二醇与吸水性聚合物进行热处理以降低臭味的发生(例如US 2015/0306272),但是,均无法同时具有抑菌及除臭能力,且只对氨气有较佳的抑制能力。
WO2003/028778提到了调降吸水性聚合物的pH值制备具抑菌方法,US 2001/0053807提到,添加氨基乙酸也可降低臭味的发生,但是,经由此方式所得的吸水性聚合物压力下耐尿能力不佳。日本专利公开号第1995-165981号揭露吸水性聚合物与具有磷酸盐化合物的混合物,日本专利公开号第1999-116829号揭露吸水性聚合物与硅酸盐化合物混合,可提高吸水性聚合物的抑菌能力,惟压力下吸收倍率会降低。
使用单宁(Gallotannin)及其衍生物与吸水性聚合物混合,虽然可以产生出具消臭能力的吸水性聚合物,但是,由于成本高且吸水性聚合物于高温高湿度的条件下,有形成黄色或褐色的问题,不适合长期保存(例如US 8,658,146)。
除此之外,现有废弃纸尿裤的原料较不环保,所造成的环境污染日益受到重视,有必要开发非石化原料或天然物作为纸尿裤的原料,以因应市场需求。
发明内容
因此,本发明的一态样是提供一种吸水性聚合物,其于吸水性聚合物添加天然来源的煅烧贝壳粉体,所得的吸水性聚合物兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,且不降低吸水特性。
本发明的另一态样是提供一种吸水性聚合物的制造方法,其利用天然来源的煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理,由此所得的吸水性聚合物兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,且不降低吸水特性,可作为吸收体。
本发明又一态样是提供一种纸尿裤,其特征在于此纸尿裤包含上述吸水性聚合物做为吸收体。
根据本发明的上述态样,提出一种吸水性聚合物。在一实施例中,此吸水性聚合物包含复数个聚合物粒子、表面交联剂以及煅烧贝壳粉体。上述聚合物粒子的每一者具有内部交联结构,且上述聚合物粒子的平均粒径可例如为不大于0.85mm。上述表面交联剂键结于前述聚合物粒子的每一者的表面,其中前述表面交联剂的使用量可例如为0.001重量%至10重量%。上述煅烧贝壳粉体则覆盖前述聚合物粒子的每一者的表面,其中煅烧贝壳粉体的平均粒径可例如为1μm至10μm,且煅烧贝壳粉体的使用量可例如为500ppm至5000ppm。上述吸水性聚合物的白度可例如为至少74,且吸水性聚合物的压力下吸收指数(index ofabsorbency against pressure,index of AAP)可例如为至少0.8。
在上述实施例中,前述煅烧贝壳粉体可源自于例如单壳贝外壳及/或双壳贝外壳。在一例示中,前述单壳贝外壳及/或双壳贝类外壳可包含但不限于例如牡蛎、文蛤、蚬、九孔、孔雀蛤、帆贝、鲍鱼、珍珠贝、蝶贝、扇贝及上述任意组合。在另一例示中,前述煅烧贝壳粉体的白度可例如为74至87。
在上述实施例中,前述吸水性聚合物在4.9kPa压力下对0.9%的氯化钠水溶液经60分钟的吸水倍率(absorbency against pressure,AAP)可例如为20(g/g)至30(g/g)。
在上述实施例中,每3g的前述吸水性聚合物的抗结块能力可例如为不大于1克。
在上述实施例中,前述吸水性聚合物的抑菌率可例如为不小于30%。
在上述实施例中,前述吸水性聚合物的恶臭去除率可例如为不小于75%。
根据本发明的另一态样,提出一种纸尿裤,其特征在于此纸尿裤包含上述的吸水性聚合物做为吸收体。
根据本发明的又一态样,提出一种吸水性聚合物的制造方法。在一实施例中,此方法先令不饱和单体溶液进行聚合反应,以生成第一吸水性聚合物,其中第一吸水性聚合物可具有内部交联结构。在一例示中,前述不饱和单体溶液的45摩尔%至85摩尔%的酸基单体可被中和,且不饱和单体溶液的单体浓度可例如为20重量百分比至55重量百分比。接着,令表面交联剂与前述第一吸水性聚合物进行热处理,以生成第二吸水性聚合物。之后,令煅烧贝壳粉体对第二吸水性聚合物进行表面处理,以形成第三吸水性聚合物,其中煅烧贝壳粉体的平均粒径可例如为1μm至10μm,煅烧贝壳粉体的使用量可例如为500ppm至5000ppm,第三吸水性聚合物的白度可例如为至少74,且第三吸水性聚合物的AAP指数可例如为至少0.8。
在上述实施例中,在前述表面处理之前,还至少包含对第一吸水性聚合物进行干燥处理及粉碎处理,以获得第一吸水性聚合物的复数个粒子。
应用本发明的兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法,其利用煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理,由此所得的吸水性聚合物兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,又不降低吸水特性,可作为吸收体,应用于各类个人卫生用品中。
具体实施方式
借由以下详细说明本发明的实施例。此处参照引用的所有文献,视同通过引用每篇个别文献或专利申请书特定且个别并入参考文献。倘若引用文献对一术语的定义或用法,与此处对该术语的定义不一致或相反,则适用此处对该术语的定义,而不适用该引用文献对该术语的定义。
为了解释说明书,将适用以下定义,在适当的情况中,单数名词也包括复数,反之亦然。整个详细说明阐述额外的定义。
除非上下文不适当,否则此处所述的“一(a/an)”及“该(the/said)”定义为“一或多”且包括复数型。
如前所述,本发明提供一种兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法,其利用煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理,所得的吸水性聚合物可兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,又不降低吸水特性。
此处所述的“吸水性聚合物”指聚合物的压力下吸收指数(index of absorbencyagainst pressure,index of AAP)可例如为至少0.8。在其他例子中,此处所述的“吸水性聚合物”亦可以其他评估方式评估。在上述实施例中,此吸水性聚合物包含复数个聚合物粒子、表面交联剂以及煅烧贝壳粉体。上述聚合物粒子的每一者具有内部交联结构,且上述聚合物粒子的平均粒径可例如为不大于0.85mm。上述表面交联剂可键结于前述聚合物粒子的每一者的表面,其中前述表面交联剂的使用量可例如为0.001重量%至10重量%。上述煅烧贝壳粉体则覆盖前述聚合物粒子的每一者的表面,其中煅烧贝壳粉体的平均粒径可例如为1μm至10μm,且煅烧贝壳粉体的使用量可例如为500ppm至5000ppm。
上述的“吸水性聚合物”可使用现有方法或下述方法制得。在一实施例中,此方法先令不饱和单体溶液进行聚合反应,以生成第一吸水性聚合物,其中第一吸水性聚合物可具有内部交联结构。
在上述实施例中,不饱和单体以具有酸性基团及不饱和双键的第一水溶性单体为宜,例如丙烯酸,亦可选择性并用其它具有酸性基团及不饱和双键的第二水溶性单体,例如:甲基丙烯酸、马林酸、富马酸、2-丙烯胺-2-甲基丙烷磺酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸酐等。不饱和单体并不限于选用一种,亦可并用多种单体,在其他例子中,可视实际需求,另外选择性添加其它具有不饱和双键的亲水性单体,如:丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-羧基乙酯、甲基丙烯酸2-羧基乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、二甲胺丙烯丙烯酰胺、氯化丙烯丙烯酰胺基三甲铵。上述第二水溶性单体及亲水性单体的使用量并无特别限制,以不破坏吸水性聚合物的物性为原则。
在其他实施例中,上述不饱和单体溶液可选择性添加架桥剂,借此降低成本。适合的架桥剂可例如:部分皂化或完全皂化的聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、淀粉或淀粉衍生物(例如:甲基纤维素、丙烯酸甲基纤维素、乙基纤维素等),然以淀粉、部分皂化或完全皂化的聚乙烯醇为较佳,可单独或混合使用。上述架桥剂的分子量并无特别限制。在上述实施例中,架桥剂在不饱和单体溶液的添加量可例如为0重量百分比至20重量百分比,然以0重量百分比至10重量百分比为较佳,又以0重量百分比至5重量百分比尤佳。倘若架桥剂的添加量高于20重量百分比,则会影响聚合物的物性,反而使得其物性变差。
在一例示中,上述不饱和单体溶液的单体浓度可例如为20重量百分比至55重量百分比,然以30重量百分比至45重量百分比为较佳。倘若不饱和单体溶液的单体浓度低于20重量百分比以下时,所得的第一吸水性聚合物(或称水凝胶)会过软、过粘,不利于后续的机械加工。倘若不饱和单体溶液的单体浓度高于55重量百分比,不仅接近饱和浓度而不容易调配,而且反应也会进行过快而不易控制反应热。另外,不饱和单体溶液的酸碱值以至少pH5.5为宜。倘若不饱和单体溶液的pH低于5.5,所得的第一吸水性聚合物(或称水凝胶)内残存单体含量将偏高,导致聚合物的物性不佳。
不饱和单体溶液的酸基单体(例如羧酸基)以部分被中和为宜,以控制所得的聚合物的pH值呈中性或微酸性。在上述实施例中,前述不饱和单体溶液的至少45摩尔%的酸基单体可被中和为宜,然以45摩尔%至85摩尔%的酸基单体被中和为较佳,又以50摩尔%至75摩尔%的酸基单体被中和为更佳,使所得的聚合物的pH值呈中性或微酸性,以确保后续制品与人体接触时比较安全。倘若被中和的酸基单体浓度低于45摩尔%,所得的聚合物的pH值会偏低;倘若被中和的酸基单体浓度若高于85摩尔%,则所得的聚合物的pH值会偏高。所得聚合物的pH值过低或过高,后续制品若不慎与人体接触时较不安全。
上述不饱和单体溶液进行的聚合反应类型并无特别限制,例如自由基聚合反应。在进行自由基聚合反应前,可选择性先添加自由基聚合反应架桥剂于上述不饱和单体溶液中。适合的自由基聚合反应架桥剂可例如具有二个或二个以上不饱和双键的化合物,例如:N,N’-双(2-丙烯基)胺、N,N’-次甲基双丙烯酰胺、N,N’-次甲基双甲基丙烯酰胺、丙烯酸丙烯酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、甘油附加环氧乙烷的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷附加环氧乙烷的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三丙烯酸酯、N,N,N-三(2-丙烯基)胺、二丙烯酸乙二醇酯、三丙烯酸聚氧乙烯甘油酯、三丙烯酸二乙基聚氧乙烯甘油酯、二丙烯三甘醇酯等;或具有二个或二个以上环氧基的化合物,例如山梨醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、双丙三醇聚缩水甘油醚等。进行自由基反应后,所得的第一吸水性聚合物可具有适当交联度,并赋予聚合物(或称水凝胶)具有适当的加工性。上述自由基聚合反应架桥剂可单独使用或两种以上混合使用。以反应物总固形份为基准,自由基聚合反应架桥剂的使用量可例如为0.001重量百分比至5重量百分比之间,较佳为0.01重量百分比至3重量百分比。倘若自由基聚合反应架桥剂的使用量低于0.001重量百分比,则所得的聚合物(或称水凝胶)会过软、过粘,不利于后续的机械加工。倘若自由基聚合反应架桥剂的使用量高于5重量百分比,则所得的聚合物的吸水性不佳,降低其性能。
在聚合反应前,上述不饱和单体溶液可选择性先进行预聚合反应,由聚合起始剂的分解产生自由基开始。前述聚合起始剂可例如热分解型起始剂,例如过氧化物(如:过氧化氢、二-第三丁基过氧化物、过氧化酰胺或过硫酸盐(如铵盐、碱金属盐)等),以及偶氮化合物(如:2.2’-偶氮基双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2.2’-偶氮基双(N,N-二伸甲基异丁脒)二盐酸盐)。预聚合反应亦可选用还原剂做为氧化还原型起始剂,例如:酸性亚硫酸盐、硫代硫酸盐、抗坏血酸或亚铁盐。预聚合反应亦可并用氧化还原型起始剂以及热分解型起始剂合并使用,例如用氧化还原起始剂先进行预聚合反应,产生自由基,当自由基转移至不饱和单体上,即可引发聚合反应的进行。由于进行聚合反应时会释放出大量的热进而使温度升高,当温度到达热分解型起始剂的分解温度时,又会引发第二阶段热分解型起始剂的分解,借此使整个聚合反应更臻于完全。一般而言,以中和丙烯酸盐的重量为基准,聚合起始剂的使用量可例如为0.001重量百分比至10重量百分比,然以0.1重量百分比至5重量百分比为较佳。倘若聚合起始剂的使用量低于0.001重量百分比,则所引发的反应会太慢而不利经济效益。倘若聚合起始剂的使用量高于10重量百分比,则所引发的反应会太快,反应热不易控制,导致容易聚合过度而形成凝胶状固体。
在一些实施例中,上述聚合反应可于传统批次反应容器中进行,或于输送带式反应器上进行。所得的第一吸水性聚合物(或称水凝胶)可选择性利用市售切碎机先切成小凝胶体,筛选出适当尺寸的小凝胶体后,再进行烘干。其中小凝胶体的平均粒径以不大于20mm为宜,然以平均粒径不大于10mm为较佳,从中再筛选出平均粒径不大于2.00mm的凝胶体为宜,然以平均粒径0.05mm至1.50mm为较佳。若筛选出平均粒径大于2.00mm的凝胶体,再利用上述切碎机重复切碎即可。倘若凝胶体的平均粒径低于0.03mm,则凝胶体进行烘干、粉碎处理后,所得聚合物的细粉量会偏高,而不利于后续加工。倘若凝胶体的平均粒径高于2.00mm,则凝胶体进行烘干时,因热传导效果不佳,导致所得聚合物的单体残存量偏高,并有其他物性表现不佳的缺点。当凝胶体的颗粒大小分布越窄时,不仅可使凝胶体在烘干后物性表现达到最佳状态,而且有利于控制烘干的时间及温度。
在聚合反应之后,所得的第一吸水性聚合物可选择性进行干燥处理及粉碎处理,以获得复数个粒子。上述干燥处理以100℃至180℃的温度为宜。倘若干燥处理在低于100℃以下的温度进行过久,较不具经济效益。倘若干燥处理在高于180℃的温度进行,交联剂有可能提前进行交联反应,使得后续的干燥过程中,因交联度过高,无法有效去除残存的单体,进而无法达到降低残存单体量的目的。
在干燥处理之后,第一吸水性聚合物可选择性进行粉碎处理,以筛选出具有默认平均粒径的粒子,再进行后续表面交联剂的涂覆处理。前述所需平均粒径以0.06mm至1.00mm为宜,然以0.10mm至0.85mm较佳,且平均粒径的分布以越窄为越佳。倘若第一吸水性聚合物粒子的平均粒径低于0.06mm,则会提高成品中的粉尘量。倘若第一吸水性聚合物粒子的平均粒径高于1.00mm,则会使成品的吸水速率变慢。
接着,令表面交联剂与前述第一吸水性聚合物进行热处理,以生成第二吸水性聚合物。一般而言,第一吸水性聚合物为亲水性但不溶解化的聚合物,具有内部交联结构,即均匀性的架桥结构。为了改善聚合物的物性,例如:提高吸收速率、提高胶体强度、提高抗结块性、液体渗透性等,一般可在聚合物的表面再作进一步的架桥(或称交联)。适用于表面交联处理的交联剂可例如能与酸基反应的多官能基交联剂。现有技术曾提出将吸水性聚合物与交联剂分散于有机溶剂中,以进行表面交联处理(例如JP-A-56-131608、JP-A-57-44627、JP-A-58-42602、JP-A58-117222);将无机粉体与交联剂溶液直接混入吸水性聚合物处理(例如JP-A60-163956、JP-A-60-255814);聚合物添加交联剂后以蒸气处理(例如JP-A-1-113406);使用有机溶剂、水及多元醇对聚合物进行表面处理(例如JP-A-1-292004、US 6,346,569);使用有机溶液、水、醚类化合物对聚合物进行表面处理(例如JP-A-2-153903)。上述现有表面处理的方法虽可提高聚合物的吸收速率、提高压力下吸水倍率,但也会造成保持力下降过多的不良后果,进而降低实际应用的性能。
为了解决上述问题,本发明选用在表面处理时能同时进行反应的交联剂。适合的交联剂可为多元醇(如:丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇等);或可使用多元胺(如:乙二胺、二乙二胺、三乙二胺);或可使用具有两个或两个以上环氧基的化合物(如:山梨醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、双丙三醇聚缩水甘油醚等);亦可使用碳酸亚烃酯(如:乙二醇碳酸酯、4-甲基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮、4,5-二甲基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮、4-乙基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮、1,3-二氧杂环己烷-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二氧杂环己烷-2-酮或1,3-二氧杂环庚烷-2-酮等)。上述交联剂单独使用或混合两种或两种以上使用。以反应物总固形份为基准,交联剂的使用量可例如0.001重量百分比至10重量百分比,然以0.005重量百分比至5重量百分比为较佳。倘若交联剂的使用量低于0.001重量百分比,无法显出交联效果。倘若交联剂的使用量高于10重量百分比,则所得的聚合物的吸水性太低,降低聚合物的性能。
在上述表面交联剂进行涂覆处理时,依据表面交联剂的种类不同,可选择适合的添加方式。表面交联剂可直接添加,或调成表面交联剂水溶液再予添加,或调成表面交联剂亲水性有机溶剂水溶液再予添加。前述亲水性有机溶剂并无特别限制,可例如但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、丙酮、甲醚、乙醚等,能形成溶液即可,其中以甲醇、乙醇较佳。
之后,令煅烧贝壳粉体对第二吸水性聚合物进行表面处理,以形成第三吸水性聚合物,其中煅烧贝壳粉体的平均粒径及使用量如前所述,不另赘述。
贝类为东亚甚至各国的美食之一,然而贝类食用后留下的废弃壳体,成为大量且不易处理的固态废弃物。以蚵壳为例,每年产生约17万吨的固态废弃物,堆放于室外又易产生恶臭。此处所述的“煅烧贝壳粉体”是由贝类外壳经前处理、碱包覆步骤、煅烧步骤及研磨步骤所得。申言之,本发明选用废弃贝类外壳,经以下加工后所得的贝类外壳煅烧粉体具有核壳结构,可有效提升白度及抗菌性并降低重金属含量,不仅环保,更大幅提高废弃壳体的回收再利用的价值。
在一实施例中,前述贝类外壳可源自于例如单壳贝外壳及/或双壳贝外壳,主成分为碳酸钙即可,其种类并无特别限制。在一些例子中,前述单壳贝外壳及/或双壳贝类外壳可例如但不限于牡蛎、文蛤、蚬、九孔、孔雀蛤、帆贝、鲍鱼、珍珠贝、蝶贝、扇贝及上述的任意组合。在上述例子中,单壳贝外壳及/或双壳贝外壳一般含有至少94wt.%的碳酸钙,以及其他不可分离的成分。
在一实施例中,前述的前处理步骤可包括但不限于例如去除贝类外壳内的残肉及杂质、进行表面清洗及粗破碎步骤,以获得贝类外壳颗粒。在一些例子中,前述的表面清洗可例如化学机械清洗法。举例而言,化学机械清洗法可在室温利用清水或稀酸溶液(浓度例如不大于4N的盐酸,浓度例如不小于12%的酒石酸)、螯合剂溶液(例如饱和浓度的EDTA或EDTMP)或上述任意组合,配合机械外力清洗(例如刷洗、超声波震荡等),或预先浸泡上述溶液中达2小时至24小时再配合机械外力清洗。在表面清洗后,利用市售粉碎设备对表面清洗后的贝类外壳进行粗破碎步骤,以获得贝类外壳颗粒(其平均粒径不大于500μm)。惟上述前处理乃本领域技术人员所熟知,不另赘述。
在一些实施例中,进行前处理步骤后,可选择性对贝壳粉体进行碱包覆步骤,以获得碱包覆粉体。在一些实施例中,碱包覆步骤利用钙盐浆料包覆贝壳粉体达2小时至4小时,钙盐浆料包含至少2.5wt.%的钙盐,例如包含重量百分比为2.5%至20.0%的钙盐,且贝壳粉体与钙盐浆料的重量体积比(g/mL)为0.1至1。在一些实施例中,钙盐为氢氧化钙。
接着,对上述贝类外壳颗粒进行煅烧步骤,于约900℃至1200℃的温度下煅烧3小时至6小时,以获得煅烧颗粒。之后,对煅烧颗粒进行研磨步骤,以获得煅烧贝壳粉体。在其他实施例中,煅烧步骤亦可于1000℃至1100℃的温度下进行例如4小时至5小时。补充说明的是,倘若贝类外壳颗粒在低于900℃的温度下进行煅烧步骤,所得的煅烧贝壳粉体的氧化钙有效含量将低于93wt%。倘若贝类外壳颗粒于高于1200℃的温度下进行煅烧步骤,所得的煅烧贝壳粉体的氧化钙有效含量虽可达至少93wt%,但会造成能源浪费。
在一些例子中,煅烧贝壳粉体的白度可例如为至少60,且煅烧贝壳粉体可例如为微米级粒子,其平均粒径以不大于40μm为宜,然以1μm至10μm为佳,又以3μm至10μm为较佳,另以5μm至10μm为更佳,以利与吸水性聚合物均匀混合,且不致于悬浮于厂房空气,进而伤害操作人员呼吸道,造成操作人员健康危害。
在一些实施例中,由上述步骤制得的煅烧贝壳粉体具有核壳结构,核壳结构的核心层为微米级氧化钙粒子,核壳结构的壳层为纳米级至次微米级氧化钙微粒,微米级氧化钙粒子的平均粒径为7μm至500μm,纳米级至次微米级氧化钙微粒的平均粒径为不大于200nm。在一些实施例中,煅烧贝壳粉体的白度为至少74,然以74至87为佳。
在一些实施例中,煅烧贝壳粉体的锌含量低于1.67ppm、锰含量低于40ppm且铁含量低于350ppm。在一些实施例中,核壳结构的壳层为不连续层或连续层。在一些实施例中,纳米级至次微米级氧化钙微粒的平均粒径为60nm至150nm。在一些实施例中,煅烧贝壳粉体的比表面积为至少8000cm2/g。
上述煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物的添加量并无特定限制,考虑经济性及对吸水能力的影响,优先选用重量在10ppm至20000ppm,然以50ppm至5000ppm为较佳,又以500ppm至5000ppm为更佳。具有上述添加量的煅烧贝壳粉体的吸水性聚合物,可兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,又不会降低吸水性聚合物的吸水特性。
在上述实施例中,煅烧贝壳粉体的氧化钙有效含量可例如为至少93wt%为宜,但以至少94wt%为较佳。在上述例子中,前述煅烧贝壳粉体可释放含氧自由基,以提供优异的抑菌功效。
此处所述的“表面处理”指使吸水性聚合物以及煅烧贝壳粉体均匀混合。在一实施例中,可利用市售混合装置中将吸水性聚合物与煅烧贝壳粉体充分混合均匀,在混合过程中,所使用的混合装置必需能够产生大的混合力,使混合能够充分均匀。适合的混合装置可例如V-型混合器、柱式混合器、高速搅拌混合器、螺旋式混合器、气流混合器、双臂捏合机、双臂锥形混合器、螺条混合器、密壁式混合器、粉碎捏合机、旋转混合器以或螺杆挤出机等,然本发明不限于上述所举。
将上述天然来源的煅烧贝壳粉体与第二吸水性聚合物充分混合,即可完成表面处理,并制得兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效、又不降低吸水特性的第三吸水性聚合物。其次,上述表面处理的工艺较简化,并无特殊限制,由此制得的吸水性聚合物可应用于各种型式的个人卫生用品、农业用及食品保鲜用的吸水剂。
本发明所得的吸水性聚合物兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,又不降低吸水特性,可作为吸收体,应用于各类个人卫生用品中,例如超薄型婴儿纸尿裤、低浓度纸浆尿裤(fluffless,同时使用大量的吸水性聚合物)、成人纸尿裤等。
此处所述的“吸收体”指使用上述吸水性聚合物与亲水性纤维成型为片状的吸收体。在一实施例中,此吸收体下方是由不透液性的PE膜做为底层及透液性的不织布做为表层所组成。另一种方式,可将吸水性聚合物固定于纸浆纤维材料(airlaid)及/或不织布上,其中纸浆纤维可例如为粉碎的木浆、交联纤维素纤维、棉、羊毛、醋酸乙烯纤维等。吸水性聚合物在吸收体中的含量(芯体浓度)可例如为20重量百分比至100重量百分比,优先选用重量百分比40重量百分比至100重量百分比之间,更适当的用量为50重量百分比至100重量百分比之间,芯体浓度使用如此高含量的吸水性聚合物,更可显著发挥本发明的效果。
在一例示中,上述吸收体基重(单位面积重量)可例如为0.01g/cm2至0.30g/cm2,吸收体厚度可例如为不大于30mm。
做为纸尿裤吸收体的吸水性聚合物,不仅需具备一定能力吸收液体量(保持力),还需具备较高的压力下吸水倍率,代表吸水性聚合物吸收液体后,不因受到来自于外界施加于吸收体的压力(如:婴儿体重)而导致破损。倘若吸水性聚合物破损,会失去吸收液体的能力,不仅使得吸水性聚合物原本吸收的液体流出,甚至提高吸收体的回渗量(rewet),大大降低纸尿裤的干爽性。为了检测本发明的吸水性聚合物及含此的吸收体的特性,利用下述测试方法,评估压力下吸水倍率、壳芯压力下吸水倍率、保持力、残存单体、抗结块功效、白度、除臭测试、恶臭去除试验、抗菌试验、吸收体性能评价等。除非另有说明,吸水性聚合物在评估前已进行充分混合,而评估过程皆在于室温23±2℃及相对空气湿度45±10%的环境中进行。
聚合物的吸水特性可利用压力下吸水倍率、壳芯压力下吸水倍率、AAP指数(indexof AAP)及保持力评估。此处所述的“压力下吸水倍率(Absorption Against Pressure,AAP)”指依照EDANA(European Disposables And Nonwovens Association,欧洲不织布协会)规定ERT 442.3(10)的测试方法进行评估,令聚合物在4.9kPa的压力下对0.9%的氯化钠水溶液经60分钟的吸水倍率,一般以至少15(g/g)为妥,然以20(g/g)至30(g/g)为较佳。
此处所述的“壳芯压力下吸水倍率(core shell absorption against pressure,CS AAP)”为聚合物指依照与AAP相同的方式评估吸水倍率,不同处在于测试时间延长至240分钟。
此处所述的“AAP指数(index of AAP)”指CS AAP/AAP的比值。
此处所述的“保持力(Centrifuge Retention Capacity,CRC)”指依照EDANA规定ERT 441.3(10)的测试方法进行测试。
此处所述的“残存单体(Residual Monomers,RAA)”指依照EDANA规定ERT 410.3(10)的测试方法进行测试。
此处所述的“抗结块功效”指每3g的聚合物的抗结块能力,以例如不大于1克为较佳。
此处所述的“白度”指使用市售色差计以反射测定的模式测量聚合物,以白度为至少74为较佳。
此处所述的“除臭功效”指前述吸水性聚合物经除臭测试、恶臭去除试验的评估。除臭测试可由受试者在特定测试条件下,主观判断臭味强度,以0级(无臭味)至5级(浓烈臭味)来评价。恶臭去除率指前述吸水性聚合物利用甲硫醇除去率测定试验进行评估,其恶臭去除率可例如不小于75%为较佳。
此处所述的“抑菌功效”指抑制微生物生长或杀死微生物的能力,可利用现有方法评估。在一些例子中,前述吸水性聚合物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)及大肠杆菌(Escherichia coli)的抑菌率可例如为不小于30%。
以下利用数个实施例以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。
实施例一:制备贝类外壳煅烧粉体
首先,将废弃蚵壳(来源:彰化王功)去除残肉及表面清洗后,利用市售粉碎设备粗粉碎成蚵壳颗粒,并以35目的筛子过筛。接着,分别利用浓度2.5wt.%至20.0wt.%的氢氧化钙浆料(水悬浮液,500mL)包覆蚵壳颗粒(60g)达2小时后,于1000℃的温度下煅烧4小时,以获得具核壳结构的煅烧蚵壳粉体,其中核的部分为蚵壳粉体形成的氧化钙微粒,壳的部分则为氢氧化钙浆料形成的氧化钙纳米微粒。然后,煅烧蚵壳粉体经研磨步骤,所得煅烧蚵壳粉体的平均粒径为5μm至10μm。
实施例二:制备吸水性聚合物
制造例一
制造例一依照表1进行。首先,将48%氢氧化钠水溶液437.5g,缓慢加入含有540g丙烯酸及583.2g的水的圆锥瓶中,滴加时间为2小时,并保持瓶内中和反应系统的温度在15℃至40℃范围内,以获得单体浓度42重量百分比的水溶性不饱和单体溶液,其中70mol%(摩尔百分比)的丙烯酸部分中和成为丙烯酸钠。
接着,将0.9g的架桥剂N,N’-次甲基双丙烯酰胺加入水溶性不饱和单体溶液,温度维持于20℃左右。然后,加入0.3g双氧水,3.6g亚硫酸氢钠及3.6g过硫酸铵起始剂反应。在反应后,将生成的凝胶体利用市售切式粉碎机切碎,并筛选出平均粒径不大于(≤)2mm的凝胶体,并以130℃温度干燥2小时。之后,利用0.1mm至0.85mm固定粒径筛网筛选,以获得粉状吸水性聚合物,经测定后其保持力为41.2g/g。
而后,将200g的粉状吸水性聚合物加入5g的乙二醇、1,4-丁二醇(台塑公司制造)及甲醇的混合水溶液(体积比1:1:0.5),以150℃温度进行第一加热步骤1小时,冷却后即获得吸水性聚合物。
表1
制造例二至三及比较例一
制备例二至三及比较例一使用与制备例1相同的方式进行,相异处在于自由基聚合反应所使用的架桥剂或功能性添加剂的种类及含量不同,如表1所示。另外,制备例3所得的吸水性聚合物另加入2.1克的硫酸铝水溶液(27.5%),再以150℃温度进行第二加热步骤0.5小时,冷却后即获得吸水性聚合物。
实施例三:制备含有煅烧蚵壳粉体的吸水性聚合物
实例一
实例一取制造例一所制得吸水性聚合物100g,加入煅烧蚵壳粉体0.05g做为抗菌添加剂,利用市售V-型混合器混合5分钟后,即得吸水性聚合物。
实例二至七及比较例二至五
实例二至七及比较例二至五使用与实例一相同的方式进行,以获得吸水性聚合物,相异处在于使用的吸水性聚合物的种类、抗菌添加剂的使用量及/或含量不同,如表1所示。
实例一至七、比较例二至五及制造例一至三的吸水性聚合物的物性表现,抗结块能力、白度、除臭及抗菌力的评估结果如表2所示。
聚合物的保持力(CRC)指依照EDANA规定ERT 441.3(10)的测试方法进行测试。
聚合物的压力下吸水倍率(AAP)指聚合物在4.9kPa的压力下对0.9%的氯化钠水溶液经60分钟的吸水倍率(g/g)。
聚合物的壳芯压力下吸水倍率(CS AAP)指聚合物依照与AAP相同的方式评估吸水倍率(g/g),不同处在于测试时间延长至240分钟。
聚合物的AAP指数(index of AAP)指CS AAP/AAP的比值,以至少0.8为较佳。
聚合物的残存单体(RAA)指依照EDANA规定ERT 410.3(10)的测试方法进行评估。
聚合物的抗结块功效指每3g的聚合物的抗结块能力,并依照下述方式进行评估。首先,取3.0克高吸水性聚合物,置入直径6公分的培养皿中,将培养皿放入底部含有300mL净水的抽气装置(vacuum desiccator)内,并利用抽气泵将压力抽至200mmHg抽气1分钟,关闭抽气泵,7分钟后取出培养皿并缓慢旋转180度后,以分析天平秤取残留在培养皿中的高吸水性聚合物(W),当W值小于0.4克,表示吸湿后抗结块效果良好,W值界于1.0-0.4克之间,表示吸湿后抗结块效果尚可,当W值大于1.0克,表示吸湿后抗结块效果不良。
聚合物的白度指使用日本电色NE-4000色差计进行测定,测定的条件选择反射测定,其中使用附带的内径为30mm且高度为12mm的粉末、糊料用容器,使用粉末、糊料用标准白板2号做为标准,且使用30Φ照明管。向所配备的粉末、糊料用容器中填充约5g的吸水性聚合物。
除臭测试指收集2.5g成人尿液放置带盖的聚丙烯瓶中(尿液需排泄两小时内进行测试),加入2.0g吸水性聚合物后,将聚丙烯瓶盖住,并将聚丙烯瓶置于37℃的环境下2小时后开盖,并在瓶口上方约3公分的位置,由10位成年人来嗅味道,并判定除臭效果。评判级别分成6等级,并以所有人判级的平均值进行评价,基准如下所示。第0级:无臭味;第1级:可稍微感觉到的臭味;第2级:可感觉到但可容许的臭味;第3级:感觉到的臭味;第4级:强臭味;第5级:浓烈臭味。
聚合物的“抑菌功效”可利用现有抗菌试验,例如AATCC100的方法,评估其抑制微生物生长或杀死微生物的能力。简言之,抗菌试验是使用AATCC100的方法,分析对(A)金黄色葡萄球菌或(B)大肠杆菌的抗菌能力,比对样品吸水性聚合物接触测试菌种于0小时及24小时形成的菌落数,并以灭菌率(R%)定义抗菌能力高低,其中灭菌率(R%)定义如下式(I):
灭菌率(R%)=(接触0小时菌落数-接触24小时菌落数)/接触0小时菌落数*100%(I)
式(I)所得的灭菌率(R%)评判级别分成4等级,评估基准如下。1:无抗菌能力(灭菌率(R%)为负值或为0);2:稍具抗菌能力(灭菌率(R%)为0-30%);3:具抗菌能力(灭菌率(R%)为30-60%);4:具优良抗菌能力(灭菌率(R%)>60%)。
恶臭去除试验(亦称甲硫醇除去率测定试验)指在1升的密闭容器中放入1.0公克吸水性聚合物和0.03%甲硫醇钠水溶液25毫升后,于室温下放置10分钟,利用气体检知管(GASTEC 4L及4HM)分析残留气体浓度。恶臭去除率则以相对于空白试验的残留气体浓度的减少比率计算而得。
表2
表3
由表2结果可知,制造例一至三的吸水性聚合物经添加实施例一的煅烧蚵壳粉体后,所得的实例一至七的吸水性聚合物确实兼具较佳的抗结块、白度、除臭及抗菌能力。
相较之下,如表3所示,制造例一至三的吸水性聚合物并未添加任何抗菌添加剂,其抗结块能力、白度、除臭力及抗菌力皆不佳。比较例一的吸水性聚合物虽借由添加苯酚于聚合反应段以有效改善白度,但其残存单体偏高,且未添加任何抗菌添加剂,无法兼具抗结块、抑菌及除臭能力。比较例二的吸水性聚合物虽添加二氧化硅粉体于表面处理段,具有优良的抗结块能力,但其高吸水聚合物在压力下吸收倍率则大幅降低,导致后续应用在纸尿裤时反而会增加回渗。比较例三的吸水性聚合物虽添加凹凸棒土粉体于表面处理段,兼具抗结块能力及高吸水聚合物的压力下吸收倍率,但其抑菌力及除臭能力则不佳。比较例四的吸水性聚合物虽添加天然来源的竹粉于表面处理段,但其抑菌及除臭效果不佳。比较例五的吸水性聚合物虽添加天然来源的无患子萃取溶液于表面处理段,且具抑菌力及除臭能力,但其白度不佳。
应用例一
取实例一所得的吸水性聚合物,以吸收体性能评价中所述的吸收体的制造方法制得吸收体,其基重为0.08g/cm2,厚度为17mm,而其他评估结果如表4所示。
应用例二至七及比较应用例一至五
应用例二至七及比较应用例一至五使用与应用例一相同的方式进行,其基重、厚度及评估结果如表4所示。
吸收体的制造方法为:使用吸收体成形机,将10.0公克吸水性聚合物与10.0公克粉碎木浆进行混合成形,成形网目为400目(38μm)金属网,吸收体面积为160平方公分(8公分×20公分)。将成形后的吸收体放置于PE膜上方,再放置不织布后,将吸收体用18.39kPa(面积160平方公分,重量30Kg)的压力压5分钟后,四周用白胶粘住,即得测试用吸收体。然后,在测试用吸收体上方放置4.8kPa(面积160平方公分,重量7.8Kg)的重物(均匀作用于测试用吸收体上)后,于中心点分3次加入合成尿液(根据专利公开号US 20040106745所述的Jayco合成尿液)共180毫升(每次间隔30分钟),加完后再过30分钟除去测试用吸收体上方的重物,在测试用吸收体上放置预先测量总重量(W1(g))的滤纸(8公分×20公分)30张,再立即将4.8kPa的重物置于测试用吸收体上5分钟,使上述滤纸吸收回渗的液体,然后测定30张滤纸的重量(W2(g))。W2-W1为吸收体的合成尿液回渗量(g)。吸收体的回渗量(rewet,即干爽性)越低,代表吸水聚合物的耐尿性越优良。
吸收体除臭测试取10×10平方公分的吸收体放于玻璃培养皿(内径120mm)中,收集成人尿液加入后,马上盖住密闭(尿液需排泄2小时内进行测试),并将玻璃培养皿置于37℃的环境下2小时后开盖,并在瓶口上方约3公分的位置,由10位成年人来嗅味道,并判定除臭效果。评判级别分成6等级,基准如下所示,并以所有人判级的平均值进行评估,使用相同条件但不添加吸水性聚合物的尿液味道为第5级。0:无臭味;1:可稍为感觉到的臭味;2:可感觉到但可容许的臭味;3:感觉到的臭味;4:强臭味;5:浓烈臭味。
吸收体抗菌试验:使用AATCC100的方法,分析对(A)金黄色葡萄球菌,(B)大肠杆菌的抗菌能力,比对样品吸收体接触测试菌种于0小时即24小时形成的菌落数,利用灭菌率(R%)定义抗菌能力高低。灭菌率(R%)定义如下式(II):灭菌率(R%)=(接触0小时菌落数-接触24小时菌落数)/接触0小时菌落数*100%(II)
灭菌率(R%)评判级别分成4等级,基准如下所示:1:无抗菌能力(灭菌率(R%)为负值或为0);2:稍具抗菌能力(灭菌率(R%)为0-30%);3:具抗菌能力(灭菌率(R%)为30-60%);4:具优良抗菌能力(灭菌率(R%)>60%)。
表4
如表4结果可知,应用例一至七制得的吸收体兼具高白度、低尿液回渗量、除臭及抗菌功效,但比较应用例一至五制得的吸收体无法兼具上述功效。
如表4结果可知,应用例一至七制得的吸收体兼具高白度、低尿液回渗量、除臭及抗菌功效,但比较应用例一至五制得的吸收体无法兼具上述功效。
由上述实施例可知,本发明的兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法,其优点在于利用少量的煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理,煅烧贝壳粉体不仅来源天然,还简化表面处理的工艺,所制得的高吸水聚合物同时具有抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,可应用于各类个人卫生用品,例如超薄型婴儿纸尿裤或成人纸尿裤等。
综言之,上述特定种类的贝类外壳、特定的吸水性聚合物、特定的工艺或特定的评估方法仅用于例示说明本发明的兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法暨其应用。然而,本领域技术人员应可理解,在不脱离本发明的精神及范围内,其他种类的贝类外壳、其他的吸水性聚合物、其他的工艺或其他的评估方法亦可用于兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法,并不限于上述。
由上述实施例可知,本发明的兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效的吸水性聚合物及其制造方法,其优点在于利用天然来源的煅烧贝壳粉体对吸水性聚合物进行表面处理,由此所得的吸水性聚合物兼具抗结块、提升白度、除臭及抑菌功效,又不降低吸水特性,可作为吸收体,应用于个人卫生用品,例如超薄型婴儿纸尿裤或成人纸尿裤等。
虽然本发明已以数个特定实施例揭露如上,但可对前述揭露内容进行各种润饰、各种更动及替换,而且应可理解的是,在不脱离本发明的精神和范围内,某些情况将采用本发明实施例的某些特征但不对应使用其他特征。因此,本发明的精神和权利要求范围不应限于以上例示实施例所述。
Claims (16)
1.一种吸水性聚合物,其特征在于,包含:
复数个聚合物粒子,其中该些聚合物粒子的每一者具有内部交联结构,且该些聚合物粒子的平均粒径为不大于0.85mm;
表面交联剂,键结于该些聚合物粒子的每一者的表面,其中该表面交联剂的使用量为0.001重量%至10重量%;以及
煅烧贝壳粉体,覆盖该些聚合物粒子的每一者的表面,其中该煅烧贝壳粉体的平均粒径为1μm至10μm,且该煅烧贝壳粉体的使用量为500ppm至5000ppm,该吸水性聚合物的白度为至少74,且该吸水性聚合物的压力下吸收指数为至少0.8。
2.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中该煅烧贝壳粉体源自于单壳贝外壳及/或双壳贝外壳。
3.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中该单壳贝外壳及/或双壳贝类外壳选自于由牡蛎、文蛤、蚬、九孔、孔雀蛤、帆贝、鲍鱼、珍珠贝、蝶贝、扇贝及上述任意组合所组成的族群。
4.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中该煅烧贝壳粉体的白度为74至87。
5.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中该吸水性聚合物在4.9kPa压力下对0.9%的氯化钠水溶液经60分钟的吸水倍率为20(g/g)至30(g/g)。
6.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中每3g的该吸水性聚合物的抗结块能力为不大于1克。
7.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中该吸水性聚合物的灭菌率为不小于30%。
8.根据权利要求1所述的吸水性聚合物,其特征在于,其中该吸水性聚合物的恶臭去除率为不小于75%。
9.一种纸尿裤,其特征在于,该纸尿裤包含根据权利要求1至8任一项所述的吸水性聚合物做为吸收体。
10.一种吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,包括:
令不饱和单体溶液进行聚合反应,以生成第一吸水性聚合物,其中该第一吸水性聚合物具有内部交联结构,该不饱和单体溶液的45摩尔%至85摩尔%的酸基单体被中和,且该不饱和单体溶液的单体浓度为20重量百分比至55重量百分比;
令表面交联剂与该第一吸水性聚合物进行热处理,以生成第二吸水性聚合物;以及
令煅烧贝壳粉体对该第二吸水性聚合物进行表面处理,以形成第三吸水性聚合物,其中该煅烧贝壳粉体的平均粒径为1μm至10μm,该煅烧贝壳粉体的使用量为500ppm至5000ppm,该第三吸水性聚合物的白度为至少74,且该第三吸水性聚合物的压力下吸收指数为至少0.8。
11.根据权利要求10所述的吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,其中该煅烧贝壳粉体源自于单壳贝外壳及/或双壳贝外壳。
12.根据权利要求11所述的吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,其中该单壳贝外壳及/或双壳贝类外壳选自于由牡蛎、文蛤、蚬、九孔、孔雀蛤、帆贝、鲍鱼、珍珠贝、蝶贝、扇贝及上述任意组合所组成的族群。
13.根据权利要求10所述的吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,其中该煅烧贝壳粉体的白度为74至87。
14.根据权利要求10所述的吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,在该表面处理之前,还至少包含对该第一吸水性聚合物进行切碎处理及干燥处理,以获得该第一吸水性聚合物的复数个粒子。
15.根据权利要求10所述的吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,其中该第三吸水性聚合物在4.9kPa压力下对0.9%的氯化钠水溶液经60分钟的吸水倍率为20(g/g)至30(g/g)。
16.根据权利要求10所述的吸水性聚合物的制造方法,其特征在于,其中每3g的该第三吸水性聚合物的抗结块能力为不大于1克。
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