CN116194208A - 吸水性树脂粒子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸水性树脂粒子的制造方法,其中将来自使用过的卫生用品等的吸水性树脂粒子的废弃物用作原料,有效地制造吸收特性的降低小、各种特性优异的再利用吸水性树脂粒子。本发明的吸水性树脂粒子的制造方法包括下述工序:聚合工序(I),将单体组合物进行聚合,得到包含交联聚合物(A)的含水凝胶;凝胶切碎工序(II),将上述含水凝胶切碎;干燥工序(III),将工序(II)中得到的含水凝胶粒子干燥;和粉碎分级工序(IV),对经历了工序(III)的干燥物进行粉碎、分级,该制造方法中,在上述工序(I)、上述工序(II)、上述工序(III)和上述工序(IV)中的至少1个工序中添加由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B),其中,上述分解物(B)的可水溶成分量为1.0~30.0重量%。
Description
技术领域
本发明涉及吸水性树脂粒子的制造方法。更详细地说,本发明涉及能够对使用过的卫生用品的吸水性树脂粒子进行再利用的吸水性树脂粒子的制造方法。进一步详细地说,本发明涉及能够对卫生用品、特别是使用后的卫生用品中包含的吸水性树脂粒子进行再利用的吸水性树脂粒子的制造方法。
背景技术
随着卫生用品的用量增加,使用后的卫生用品的废物处理问题正成为严重的问题。卫生用品、特别是纸尿片作为社会呈少子高龄化的时代必不可少的用品而迅速得到普及,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。因此,在处理中对焚烧炉本身施加很大的负担,结果成为焚烧炉的寿命缩短的原因。并且,焚烧处理会带来大气污染、地球的温室化,还成为对环境造成负担的因素,因此迫切希望进行改善。
针对上述课题进行了从使用过的卫生用品回收部件并用于再利用的研究。通常,卫生用品包含由纸浆纤维和吸水性树脂粒子构成的吸收体,为了作为部件进行再利用,需要将纸浆纤维和吸水性树脂粒子进行分离。但是,在使用过的卫生用品的吸收体中,吸水性树脂粒子成为吸收水而溶胀的凝胶状态,因此难以直接进行分离。因此提出了将吸水性树脂粒子分解使其可溶化,对纸浆纤维和吸水性树脂粒子的可溶化成分进行分离的技术,例如有利用含有臭氧的水溶液对包含纸浆纤维和吸水性树脂粒子的卫生用品进行处理,由此将吸水性树脂粒子分解、可溶化,之后回收纸浆纤维的技术(专利文献1和2)等。另外,作为将吸水性树脂粒子分解使其可溶化的技术,已知有作为分解方法使用过氧化氢等氧化剂的技术(专利文献3~5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-881号公报
专利文献2:日本特开2017-209675号公报
专利文献3:日本特开平4-317784号公报
专利文献4:日本特开平6-313008号公报
专利文献5:日本特开2003-321574号公报
发明内容
发明所要解决的课题
上述的使用过的卫生用品的再利用技术均以回收纸浆纤维并用作再生纸浆为目的,吸水性树脂粒子的分解/可溶化成分被废弃、或者以固体燃料等形式进行回收,从节约资源和降低环境负荷的方面出发很难说是充分的。另外,将吸水性树脂粒子分解使其可溶化的现有技术的目的在于提供环境负荷少的废弃方法,从再利用的方面出发还有改善的余地。
本发明的目的在于提供一种吸水性树脂粒子的制造方法,其中使用来自卫生用品等的吸水性树脂粒子的废弃物作为原料来有效地制造吸收特性的降低小、各种特性优异的再利用吸水性树脂粒子。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种吸水性树脂粒子的制造方法,其包括下述工序:聚合工序(I),将包含水溶性乙烯基单体(a1)和交联剂(b)的单体组合物进行聚合,得到包含交联聚合物(A)的含水凝胶;凝胶切碎工序(II),将上述含水凝胶切碎,得到含水凝胶粒子;干燥工序(III),将凝胶切碎工序(II)中得到的含水凝胶粒子干燥;和粉碎分级工序(IV),对经历了干燥工序(III)的干燥物进行粉碎、分级,该制造方法中,在选自由上述聚合工序(I)、上述凝胶切碎工序(II)、上述干燥工序(III)和上述粉碎分级工序(IV)组成的组中的至少1个工序中添加由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B),其中,上述分解物(B)的可水溶成分量为1.0~30.0重量%。
发明的效果
本发明的吸水性树脂粒子的制造方法中,即使使用在卫生用品的再利用时所排出的吸水性树脂粒子的废弃物,也能够制造出吸收特性的降低少、各种特性优异的吸水性树脂粒子,有助于节约资源和降低环境负荷。
具体实施方式
本发明的吸水性树脂粒子的制造方法只要分别具有上述必要工序即可,也可以在不脱离本发明宗旨的范围内进一步包括其他工序。此外,本发明的工序中也可以在不脱离宗旨的范围内包括输送阶段、储藏阶段。
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,例如可以使用日本专利第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(例如阴离子性乙烯基单体、非离子性乙烯基单体和阳离子性乙烯基单体)、日本特开2003-165883号公报的0009~0024段中公开的阴离子性乙烯基单体、非离子性乙烯基单体和阳离子性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1种的乙烯基单体。
作为水溶性乙烯基单体(a1),优选阴离子性乙烯基单体,更优选具有羧(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。
使用丙烯酸或甲基丙烯酸等含酸基单体作为水溶性乙烯基单体(a1)的情况下,可以用碱将含酸基单体的一部分中和。作为进行中和的碱,通常可使用氢氧化钠、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。在吸水性树脂粒子的制造工序中,中和可以在含酸基单体的聚合前和聚合中的任一时期进行,也可以在聚合后以包含后述的交联聚合物(A)的含水凝胶的状态将含酸基聚合物中和。
在使用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附性增高,制造时和使用时的作业性可能会变差。进而,所得到的吸水性树脂粒子的保水量可能会降低。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。
作为交联聚合物(A)的结构单元,除了水溶性乙烯基单体(a1)之外,可以将能够与它们共聚的其他乙烯基单体(a2)作为结构单元。其他乙烯基单体(a2)可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为能够共聚的其他乙烯基单体(a2),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号公报的0025段和日本特开2005-75982号公报的0058段中公开的乙烯基单体等)等,具体地说,例如可以使用下述(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、以及二氯苯乙烯等苯乙烯的卤素取代体等。
(ii)碳原子数2~20的脂肪族烯键式单体
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的脂环式烯键式单体
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单体[环戊二烯、双环戊二烯和亚乙基降冰片烯等]等。
从吸收性能等方面出发,其他乙烯基单体(a2)单元的含量基于水溶性乙烯基单体(a1)单元的摩尔数优选为0~5摩尔%、进一步优选为0~3摩尔%、特别优选为0~2摩尔%、尤其优选为0~1.5摩尔%,从吸收性能等方面出发,其他乙烯基单体(a2)单元的含量最优选为0摩尔%。
作为交联剂(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个以上的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发生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、以及具有至少2个可与水溶性取代基发生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个以上的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个以上的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个以上的烯键式不饱和基团的交联剂,进一步优选碳原子数2~40的多元醇的聚(甲基)烯丙基醚、碳原子数2~40的多元醇的(甲基)丙烯酸酯、碳原子数2~40的多元醇的(甲基)丙烯酰胺,特别优选碳原子数2~40的多元醇的聚烯丙基醚,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。
为了不容易受分子的切断,交联剂(b)之中,优选使用在分子内具有聚醚链作为必要成分的交联剂(b1)。据推测,通过在分子内具有聚醚链,挠性提高,因此在剪切时施加至吸水性树脂粒子的力不会呈局部化,而是被粒子或凝胶整体所缓和。(b1)可以单独使用1种,也可以合用两种以上,并且还可以与(b1)以外的交联剂(b)合用。
作为聚醚链,可以举出聚氧乙烯链、聚氧丙烯链、聚四氢呋喃链以及它们的共聚聚醚链等。这些之中,从提高吸水性树脂的分解/可溶化的效率的方面出发,优选包含聚氧乙烯链的聚醚链。在为包含聚氧乙烯链的聚醚链的情况下,聚醚链中的氧化乙烯链的含量优选为50重量%以上,更优选聚氧乙烯聚氧丙烯链。此处,聚氧乙烯聚氧丙烯链只要为由氧化乙烯单元和氧化丙烯单元构成的链就没有特别限定。
在交联剂(b1)的分子内,优选在每1分子中具有2个以上的选自由羟基、烯丙基、丙烯酰基、烷氧基甲硅烷基、羧基、环氧基、异氰基、N-羟甲基和N-烷氧基甲基组成的组中的1种以上的交联性官能团。
从提高吸水性树脂的分解/可溶化的效率的方面出发,交联性官能团优选为烯丙基、丙烯酰基、乙烯基醚基、烷氧基甲硅烷基、羧基、环氧基,进一步优选为烯丙基、丙烯酰基、乙烯基醚基。
作为交联剂(b1)的具体例,可以举出Alkox CP-A1H、Alkox CP-A2H(均由明成化学工业株式会社制造)、A-1000(聚乙二醇二丙烯酸酯、数均分子量为1108)、A-BPE-30(双酚A的环氧乙烷30摩尔加成物的二丙烯酸酯、数均分子量为1133)(均由新中村化学工业株式会社制造)等。从分解性的方面出发,优选Alkox CP-A1H、Alkox CP-A2H。
交联剂(b1)在分子内具有聚醚链作为必要成分,从分解/可溶化的效率化的方面以及吸水性树脂粒子的吸水性能的方面出发,数均分子量优选为100~150,000、进一步优选为200~100,000。
本发明中的数均分子量(以下简称为Mn)通过凝胶渗透色谱(以下简称为GPC)进行测定。测定按照下述测定条件进行。
<GPC测定条件>
GPC机型:HLC-8120GPC、东曹株式会社制
柱:TSKgel GMHXL 2根+TSKgel Multipore HXL-M、东曹株式会社制
溶剂:四氢呋喃(THF)
检测装置:折射率检测器
基准物质:标准聚苯乙烯(TSK standard POLYSTYRENE)、东曹株式会社制
基于水溶性乙烯基单体(a1)单元的摩尔数、在使用其他乙烯基单体(a2)的情况下基于(a1)和(a2)的总摩尔数,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。该含量为这些范围时,吸收性能更好。
本发明的吸水性树脂粒子的制造方法包括聚合工序(I),将包含上述水溶性乙烯基单体(a1)和交联剂(b)的单体组合物进行聚合,得到包含交联聚合物(A)的含水凝胶。本聚合工序(I)中,也可以添加后述的由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B)。
作为聚合工序(I),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)而得到包含交联聚合物(A)的含水凝胶(交联聚合物包含水而成的含水凝胶状物)。交联聚合物(A)可以为单独1种,也可以为2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可水溶性成分量少的吸水性树脂粒子、聚合时不需要进行温度控制的方面出发,最优选水溶液绝热聚合法。
进行水溶液聚合的情况下,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2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、过氧化氢异丙苯、琥珀酸过氧化物和二(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯等]以及氧化还原催化剂(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氧化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)的重量、在也使用其他乙烯基单体(a2)的情况下基于它们的总重量,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。
在聚合时可以根据需要合用以链转移剂为代表的聚合控制剂,作为它们的具体例,可以举出次磷酸钠、亚磷酸钠、烷基巯醇类、卤代烷基类、硫代羰基化合物类等。这些聚合控制剂可以单独使用,也可以合用它们中的两种以上。
基于水溶性乙烯基单体(a1)的重量、在也使用其他乙烯基单体(a2)的情况下基于它们的总重量,聚合控制剂的用量(重量%)优选为0.0005~5、进一步优选为0.001~2。
采取悬浮聚合法或反相悬浮聚合法作为聚合方法的情况下,可以根据需要在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催化剂的种类适宜地调整,优选为0~100℃、进一步优选为2~80℃。
凝胶切碎工序(II)是将由上述聚合工序得到的包含交联聚合物(A)的含水凝胶切碎,得到含水凝胶粒子的工序,在该凝胶切碎工序(II)中可以添加后述的由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B)。
凝胶切碎工序后的含水凝胶粒子的大小(最长径)优选为50μm~10cm、进一步优选为100μm~2cm、特别优选为500μm~1cm。为这些范围时,在干燥工序中的干燥性更好。
凝胶切碎可以通过公知的方法进行,可以使用粉碎装置(例如捏合机、万能混合机、单螺杆或双螺杆混炼挤出机、切碎机和绞肉机等)进行切碎。
另外,如上所述,也可以将聚合后得到的含酸基聚合物的含水凝胶在凝胶切碎工序中与碱混合来进行中和。需要说明的是,将含酸基聚合物进行中和时所使用的碱、中和度的优选范围与使用含酸基单体的情况相同。
作为适用于将凝胶切碎工序(II)中得到的含水凝胶粒子干燥(包括溶剂的蒸馏除去)的干燥工序(III)的方法,可以应用下述方法:利用80~300℃温度的热风进行干燥的方法、利用加热至100~230℃的转筒干燥机等进行的薄膜干燥法、(加热)减压干燥法、冷冻干燥法、基于红外线的干燥法、倾析和过滤等,也可以将它们两种以上组合使用。另外,对于这些干燥机的热源(蒸气和热介质等)没有特别限定。另外,干燥方式可以为分批干燥方式、也可以为连续干燥方式,没有特别限制。在该干燥工序(III)中也可以添加后述的由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B)。
溶剂中包含水的情况下,基于交联聚合物(A)的重量,干燥后的含水率(重量%)优选为0~20、进一步优选为1~10。为这些范围时,吸收性能更好。
需要说明的是,本发明中的含水率根据利用红外线水分计(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)加热时的加热前后的测定试样的重量减少量来求出。
对于将经历了干燥工序(III)的干燥物进行粉碎、分级的粉碎分级工序(IV)中的粉碎方法,没有特别限定,可以使用粉碎装置(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)等。在该粉碎分级工序(IV)中可以添加后述的由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B)。
粉碎分级工序(IV)中的分级是为了对粉碎后的树脂粒子的重均粒径和粒度分布进行控制而进行的。分级装置没有特别限定,可使用振动筛、面内运动筛、可动网式筛、强制搅拌筛、声波筛等公知的方法,优选使用振动筛、面内运动筛。分级后的树脂粒子也可以根据情况包含一些残留溶剂、残留交联成分等其他成分。
本发明的吸水性树脂粒子的制造方法具有聚合工序(I)、凝胶切碎工序(II)、干燥工序(III)、粉碎分级工序(IV),得到含有交联聚合物(A)的吸水性树脂粒子,此外也可以在不脱离本发明的制造方法的主旨的范围内进一步包括其他工序。
本发明的吸水性树脂粒子的制造方法中,作为其他工序,可以具有将含有交联聚合物(A)的树脂粒子利用表面交联剂进行表面交联的表面交联工序(V)。并且,表面交联工序(V)可以具有将树脂粒子与表面交联剂(d)进行混合的工序(Va)、以及基于表面交联剂(d)的反应工序(Vb)作为必需工序。
作为表面交联剂(d),可以使用公知的表面交联剂(日本特开昭59-189103号公报中记载的多元缩水甘油基化合物、多元胺、多元氮杂环丙烷化合物和多元异氰酸酯化合物等、日本特开昭58-180233号公报和日本特开昭61-16903号公报的多元醇、日本特开昭61-211305号公报和日本特开昭61-252212号公报中记载的硅烷偶联剂、日本特表平5-508425号公报中记载的碳酸亚烷基酯、日本特开平11-240959号公报中记载的多元噁唑啉化合物、以及日本特开昭51-136588号公报和日本特开昭61-257235号公报中记载的多价金属等)等。这些表面交联剂中,从经济性和吸收特性的方面出发,优选多元缩水甘油基化合物、多元醇和多元胺,进一步优选多元缩水甘油基化合物和多元醇,特别优选多元缩水甘油基化合物,最优选乙二醇二缩水甘油醚。表面交联剂可以单独使用1种,也可以合用两种以上。
表面交联剂的用量(重量份)可以根据表面交联剂的种类、交联条件、目标性能等而进行各种变化,因此没有特别限定,从吸收特性的方面等出发,相对于含有交联聚合物(A)的树脂粒子100重量份,优选为0.001~3、进一步优选为0.005~2、特别优选为0.01~1.5。
交联聚合物(A)的表面交联具有将含有交联聚合物(A)的树脂粒子与表面交联剂(d)进行混合的工序(Va),可以根据需要进行加热来进行。作为混合方法,可以举出使用圆筒型混合机、螺杆型混合机、螺杆型挤出机、湍流搅拌机、诺塔混合机、双臂型捏合机、流动式混合机、V型混合机、切碎混合机、带型混合机、气流型混合机、旋转圆盘型混合机、锥形搅拌机和辊式混合机等混合装置进行均匀混合的方法。此时,表面交联剂(d)可以用水和/或任意溶剂进行稀释后使用。
将含有交联聚合物(A)的树脂粒子与表面交联剂(d)混合后,在反应工序(Vb)中使树脂粒子表面附近与(d)反应。由本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子优选具有利用表面交联剂(d)对含有交联聚合物(A)的树脂粒子的表面进行表面交联而成的结构。通过具有利用表面交联剂进行表面交联而成的结构,能够抑制凝胶堵塞,能够控制所需要的吸收特性(保水量与载荷下吸收量的平衡)。另外,利用该反应工序,分解物(B)与表面交联剂(d)发生反应而形成化学键,由此能够提高交联密度、对树脂粒子赋予充分的强度。从反应速度的方面出发,反应工序中的树脂粒子的温度优选为室温以上。另外,可以利用此前的工序使(A)的粉体温度为室温以上,但优选为100℃以下。
加热温度优选为100~180℃。若为180℃以下的加热,则能够进行利用蒸气的间接加热,在设备上有利;若为小于100℃的加热温度,则吸收性能可能会变差。另外,加热时间可以根据加热温度适宜地设定,从吸收性能的方面出发,优选为5~60分钟。也可以使用与最初使用的表面交联剂相同种类或不同种类的表面交联剂将进行表面交联得到的吸水性树脂粒子进一步进行表面交联。
利用表面交联剂(d)将含有交联聚合物(A)的树脂粒子的表面交联后,根据需要进行筛选来进行粒度调整。
本发明的吸水性树脂粒子可以含有多价金属盐(e)。通过含有多价金属盐(e),能够飞跃性地提高含有分解物(B)的吸水性树脂粒子的吸收性能。据推定,通过使多价金属盐(e)具有2个以上的多价金属原子,可与含有分解物(B)的吸水性树脂粒子在多点相互作用,提高吸收性能。
作为多价金属盐(e),可以举出锆、铝或钛的无机酸盐,作为形成多价金属盐(e)的无机酸,可以举出硫酸、盐酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸和磷酸等。作为锆的无机酸盐,可以举出硫酸锆和氯化锆等,作为铝的无机酸盐,可以举出硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾和硫酸铝钠等,作为钛的无机酸盐,可以举出硫酸钛、氯化钛和硝酸钛等。
这些之中,从提高加压下的吸收性能的方面出发,优选铝的无机酸盐,更优选硫酸铝、氯化铝、硫酸铝钾和硫酸铝钠。
从加压下的吸收性能的方面出发,基于交联聚合物(A)的重量,多价金属盐(e)的用量(重量%)优选为0.05~5.0、进一步优选为0.2~2.0、特别优选为0.35~1.5。此处,多价金属盐(e)为水合物的情况下,以除水合水以外的质量为基准。
作为多价金属盐(e)的添加时机,可以在聚合工序(I)、凝胶切碎工序(II)、表面交联工序等任一工序中添加,从提高加压下的吸收性能的方面出发,优选存在于树脂粒子表面,优选在表面交联工序中进行添加。另外,在利用上述表面交联剂进行表面处理的情况下,可以在利用表面交联进行表面处理的反应工序前的混合工序、上述反应工序后、以及与上述反应工序同时的任一时刻进行添加。另外,关于混合多价金属盐(e)的设备和温度,可以与上述表面交联工序同样地进行。
吸水性树脂粒子可以根据需要含有通液性提高剂。通液性提高剂是指通过非共价键相互作用(离子键、氢键、疏水性相互作用等)对吸水性树脂粒子的表面进行处理的材料,与上述表面交联剂相区别。通液性提高剂包含在吸水性树脂粒子的表面,具有防止凝胶溶胀时的粒子间堵塞、提高通液性的作用。
作为通液性提高剂,除了阳离子性有机聚合物、无机粒子等之外,可以举出上述多价金属盐(e)。这些成分可以单独使用、也可以合用。
作为阳离子性有机聚合物,没有特别限定,可以使用国际公开2017-57709号中例示出的公知的阳离子性有机聚合物。
作为无机粒子,包括亲水性无机粒子和疏水性无机粒子等。作为亲水性无机物粒子,可以举出玻璃、硅胶、二氧化硅(胶体二氧化硅、气相二氧化硅等)和粘土等粒子。另外,作为疏水性无机粒子,可以举出碳纤维、高岭土、滑石、云母、膨润土、绢云母、石棉和白砂等粒子。这些之中,优选亲水性无机粒子,最优选二氧化硅(胶体二氧化硅、气相二氧化硅等)。
从吸收性能的方面出发,相对于吸水性树脂粒子100重量份,通液性提高剂的用量(重量份)优选为0.05~5、进一步优选为0.2~2.0。
在吸水性树脂粒子中也可以包含添加剂{例如公知的防腐剂、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(日本特开2003-225565号、日本特开2006-131767号等)}。在含有这些添加剂的情况下,基于交联聚合物(A)的重量,添加剂的含量(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粒子的制造方法中,在选自由上述聚合工序(I)、上述凝胶切碎工序(II)、上述干燥工序(III)和上述粉碎分级工序(IV)组成的组中的至少1个工序中添加由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B)。
通过在上述聚合工序(I)、上述凝胶切碎工序(II)、上述干燥工序(III)和/或上述粉碎分级工序(IV)中添加由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B),分解物(B)成为由本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的一部分。
卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子可以通过与将上述的包含水溶性乙烯基单体(a1)和交联剂(b)的单体组合物进行聚合而制造包含交联聚合物(A)的吸水性树脂粒子的方法相同的方法来制造。
分解物(B)只要为卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子的分解物且是可水溶成分量为1.0~30.0重量%的分解物即可,可以是由未使用的卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子得到的分解物,也可以是由使用后的卫生用品中所包含的发生了溶胀的吸水性树脂粒子得到的分解物。
被供于分解的吸水性树脂粒子优选具有以水溶性乙烯基单体(a1’)和交联剂(b’)作为必要结构单元的交联聚合物(A’)。
水溶性乙烯基单体(a1’)和交联剂(b’)分别可以与上述(a1)和(b)相同、也可以不同,从吸收特性的稳定性的方面出发,优选相同。
作为被供于分解的吸水性树脂粒子的性状,没有特别限制,也包括粉末状、颗粒状以及吸收液体而成的凝胶状等。
作为分解物(B),可以举出对卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子进行化学处理、力学处理、或这两种处理而得到的物质。对吸水性树脂粒子进行化学处理或力学处理时,构成吸水性树脂粒子所具有的交联聚合物(A’)的分子的键的至少一部分被切断,由此得到含有分解物(B)的分解处理物(Z)。
作为吸水性树脂粒子的化学处理,可以举出加热至交联聚合物(A’)的热分解温度以上的方法、照射紫外线等活性能量射线的方法、以及使用氧化剂(过氧化氢和次氯酸等)进行氧化分解的方法等。
作为吸水性树脂粒子的力学处理,可以举出使用公知的搅拌机[切碎机(绞肉机)、颚式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、自生粉碎机、捣磨机、石臼型粉碎机、擂溃机、环磨机、辊磨机、喷磨机、销磨机、振动磨机、行星式磨机、珠磨机、磨碎机、带桨型搅拌机的混合装置、以及切割磨机等]对吸水性树脂粒子进行搅拌的方法等。利用通过对吸水性树脂粒子进行搅拌而产生的剪切力将构成交联聚合物(A’)的分子的键的至少一部分切断,由此得到含有分解物(B)的分解处理物(Z)。
本发明的制造方法中添加的分解物(B)中,可水溶成分量为1.0~30.0重量%。分解物(B)可以为将对吸水性树脂粒子进行化学处理或力学处理而得到的分解处理物(Z)进行清洗和/或干燥而得到的物质,也可以为分解处理物(Z)本身,还可以为利用公知的脱水装置(离心脱水机和辊式脱水机等)和/或脱水剂对进行化学处理或力学处理而得到的分解处理物(Z)进行脱水而得到的物质。
其中,优选直接使用进行化学处理或力学处理后的物质、以及使用利用公知的脱水装置(离心脱水机和辊式脱水机等)和/或脱水剂对进行化学处理或力学处理后的物质进行脱水而得到的物质。
作为本发明的制造方法中使用的分解物(B)的性状,没有特别限制,可以举出粉末状、颗粒状和凝胶状等。
在对进行化学处理和/或力学处理而得到的分解处理物(Z)进行脱水的情况下,作为所使用的脱水剂,可以举出水溶性多价金属化合物等。
关于水溶性多价金属化合物,只要是在周期表中具有2以上的价数的元素的、在溶解于水或与水反应后形成羧基或者与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。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、包含硼、铝、镓等3价以上的金属的多价金属化合物等。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,本发明中的“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、高锰酸镁和乙酸镁等。
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、苯甲酸钙和硬脂酸钙等。
脱水剂中,从脱水效率等方面出发,优选为包含钙的水溶性多价金属化合物,进一步优选为氯化钙、氧化钙、乙酸钙和次氯酸钙。它们可以仅使用1种,或合用两种以上。该主旨在本申请说明书的其他地方也同样适用。
在使用脱水剂的情况下,相对于脱水处理前的分解处理物(Z)的重量,脱水剂的添加量优选为0.01~10重量%、进一步优选为0.03~8重量%、最优选为0.1~7重量%。脱水剂的添加量为这些范围时,可从分解处理物(Z)中有效地进行脱水,处理变得容易。
从将废弃物作为资源进行再利用所带来的环境负荷降低的方面出发,分解物(B)为卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子的分解物,优选为使用过的卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子的分解物。
作为卫生用品,只要是包含吸水性树脂粒子的卫生用品,就没有特别限定。作为卫生用品,可以举出纸尿片(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下衬垫等)和宠物尿垫(宠物尿吸收片)等,卫生用品可以为最终产品、中间产品等。
在使用卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子的情况下,通过使用切碎机(绞肉机)、颚式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、自生粉碎机、捣磨机、石臼型粉碎机、擂溃机、环磨机、辊磨机、喷磨机、销磨机、振动磨机、行星式磨机、珠磨机、磨碎机、桨(堅)型搅拌机以及切割磨机等、日本特开2020-11158公报等中记载的破碎装置将卫生用品中包含的、含有吸水性树脂粒子作为构成部件的吸收体进行粉碎处理,由此得到吸水性树脂粒子的分解物。
在使用破碎装置对吸收体进行粉碎的过程中,通过对吸水性树脂粒子施加剪切力使构成交联聚合物(A’)的分子的键的至少一部分被切断,由此得到分解物(B)。此时,通常卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子的含水率基本上具有高于吸水性树脂粒子生产时的倾向。这是由于,在制造卫生物品的工序中一边加水一边添加吸水性树脂粒子;或者在作为卫生物品保存的期间或利用破碎装置进行处理之前具有与空气接触的期间,在该期间吸收大气中的水分。通过使被供于分解的吸水性树脂粒子的含水率高,更容易利用由破碎装置施加的剪切力进行构成交联聚合物(A’)的分子的键的切断。
对吸水性树脂粒子进行杀菌处理的工序可以在上述卫生用品中所包含的吸水性树脂粒子的分解处理之前进行,也可以与分解处理同时进行。
作为对吸水性树脂粒子进行杀菌处理的工序,可以举出在100℃以上进行加热处理的高温处理工序、进行紫外线照射的工序、使用杀菌剂的工序、以及在臭氧存在下使用环氧乙烷或甲醛等烷基化剂的气体的工序等。作为杀菌剂,可以举出溶解有臭氧的水溶液和次氯酸(盐)等。
作为对吸水性树脂粒子进行杀菌处理的工序,从安全方面出发,优选使用杀菌剂的工序,进一步优选使用次氯酸(盐)的工序。
需要说明的是,在通过紫外线的照射或者使用杀菌剂而对吸水性树脂粒子进行杀菌处理的情况下,会同时进行交联聚合物的分解。因此,可以将杀菌处理工序作为兼顾进行分解处理的工序来进行,也可以另行进行分解处理。
从通过该制造方法得到的吸水性树脂粒子的吸收特性的方面出发,分解物(B)的可水溶成分量(重量%)为1.0~30.0、优选为1.0~25.0、进一步优选为2.0~20.0、特别优选为2.0~10.0。该可水溶成分量超过30.0的情况下,可能由于多个键被切断而生成各种低分子量体。因此,即使在制造工序中进行了添加,也不容易得到具有稳定的吸收性能的吸水性树脂粒子。例如,在聚合工序中添加的情况下,自由基聚合不会进行;或者在凝胶切碎工序中添加的情况下,在随后的表面交联工序中会与表面交联剂发生反应,由此不仅会无效地消耗交联剂,而且交联剂原本要发生反应的与主链部分的反应不会进行,从而使凝胶强度降低、导致载荷下吸收量的降低。另外,若可水溶成分量多,则在得到分解物(B)时会损失较多,结果使回收效率变差、难以得到降低环境负荷的效果。
另外,吸水性树脂粒子的分解物由可水溶成分和不可水溶成分的混合物构成,但也可以为除去不溶解成分而仅使用可溶成分的方法,从分解物的再利用的方面出发,优选不除去一者而全部用于再利用。
需要说明的是,作为可水溶成分,包括通过交联聚合物(A’)分解而产生的聚合物的构成单体、以及通过分解而产生的非交联聚合物。
可水溶成分量是指交联聚合物的分解物中所包含的水溶性成分相对于总固体成分的重量比例,其通过下述方法进行测定。
<可水溶成分量>
量取生理盐水(食盐浓度0.9重量%)100g到300ml的塑料容器中,向该生理盐水中加入进行化学处理和/或力学处理而得到的分解处理物(Z)1.2g,用保鲜膜密封,使搅拌器以500rpm旋转3小时来进行搅拌,提取出吸水性树脂粒子的可水溶成分,制备可水溶成分提取液。之后,可水溶使用ADVANTEC东洋株式会社制造的滤纸(品名;JIS P 3801、No.2、厚度0.26mm、截留粒径5μm)对该可水溶成分提取液进行过滤。之后量取所得到的滤液10g,加入离子交换水40g,制成对吸水性树脂粒子的分解物中所包含的可水溶成分量进行测定的测定溶液(G)。
接着,对于上述测定溶液(G),利用下述方法得到使测定溶液(G)的pH达到10所需要的N/50的KOH水溶液的滴定度([WKOH,S]ml),以及为了使测定溶液(G)为pH10后的溶液的pH达到2.7所需要的N/10的HCl水溶液的滴定度([WHCl,S]ml)。
吸水性树脂的构成单体为丙烯酸及其钠盐的情况下,吸水性树脂粒子的分解物中所包含的未中和丙烯酸物质量nCOOH通过下述数学式进行计算。
nCOOH(mol)=(WKOH,S-WKOH,b)×(1/50)/1000×5
另外,总丙烯酸物质量ntot通过下述数学式进行计算。
ntot(mol)=(WHCl,S-WHCl,b)×(1/10)/1000×5
另外,中和丙烯酸物质量nCOONa通过下述数学式进行计算。
nCOONa(mol)=ntot-nCOOH
此外,未中和丙烯酸重量mCOOH通过下述数学式进行计算。
mCOOH(g)=nCOOH×72
另外,中和丙烯酸物质量mCOONa通过下述数学式进行计算。
mCOONa(g)=nCOONa×94
可以基于以上的值和作为试样使用的吸水性树脂粒子的分解物中所包含的水含量([WH2O]重量%),通过下述计算式计算出吸水性树脂粒子的可水溶成分量。
可水溶成分量(重量%)={(mCOOH+mCOONa)×100}/{1.2×(100-WH2O)}
需要说明的是,式中的[WKOH,b]是使用生理盐水(食盐浓度0.9重量%)50g作为试验溶液进行的空白试验中的N/50的KOH水溶液的滴定度,是进行N/50的KOH水溶液的滴定直至食盐水的pH达到10为止所得到的值([WKOH,b]ml)。另外,[WHCl,b]是对于利用N/50的KOH水溶液滴定至pH10为止的空白试验溶液其后进行N/10的HCl水溶液的滴定直至pH达到2.7为止所得到的值([WHCl,b]ml)。
需要说明的是,在进行分解处理前的吸水性树脂粒子中包含可水溶成分(无机酸、以及具有羧酸基、磺酸基等的有机酸等)的情况下,从针对分解物(B)测定的可水溶成分测定的值中减去进行分解处理之前的吸水性树脂粒子中的利用上述方法同样地测定定量的可水溶成分可水溶,由此可以求出分解物(B)中的通过分解而产生的可水溶成分。
本发明的吸水树脂粒子的制造方法中,在选自由上述聚合工序(I)、上述凝胶切碎工序(II)、上述干燥工序(III)和上述粉碎分级工序(IV)组成的组中的至少1个工序中添加分解物(B)。通过在这些工序时进行添加,能够有效地制造出吸收特性等各种特性优异的吸水性树脂。
其中,从吸水性能的提高和品质稳定化的方面出发,优选在聚合工序(I)和/或凝胶切碎工序(II)中进行添加的方法,进一步优选在凝胶切碎工序(II)中进行添加。
此处的凝胶切碎工序是指向粉碎装置中投入相应的含水凝胶,使粉碎装置运转而得到经切碎的凝胶的一系列工序。
并且,在凝胶切碎工序(II)中添加分解物(B)的方法中包括下述方法:在未进行含水凝胶的切碎操作的粉碎装置中将分解物(B)事先投入到粉碎装置中,之后投入含水凝胶的方法;在进行含水凝胶的切碎操作的粉碎装置中添加分解物(B)的方法;以及在运转的粉碎装置中同时投入含水凝胶和分解物(B)的方法。
在使用丙烯酸、甲基丙烯酸等含酸基单体作为水溶性乙烯基单体(a1)的聚合工序(I)中添加分解物(B)的情况下,分解物(B)可以均匀溶解在丙烯酸水溶液中,也可以分散在丙烯酸水溶液中。
作为在聚合工序(I)中添加的(B)的性状,优选为凝胶状。
另外,在聚合工序(I)中添加分解物(B)的情况下,吸水性树脂粒子的分解物(B)相对于水溶性乙烯基单体(a1)的重量比为5/95~95/5、更优选为5/95~80/20、进一步优选为10/90~70/30。该重量比为这些范围时,由该制造方法得到的吸水性树脂粒子的吸收性能良好。
另外,在聚合工序(I)中添加分解物(B)的情况下,相对于聚合工序(I)中的单体组合物的总重量,分解物(B)优选为1~50(重量%)、更优选为1~40、特别优选为1~30。
在凝胶切碎工序(II)中添加分解物(B)的情况下,分解物(B)的性状可以为粉体状或凝胶状。另外,可以根据需要增减切碎次数,也可以将添加次数分成2次以上来进行投入,从包含(B)的回收后的吸水性树脂粒子的吸收性能的方面出发,优选将包含交联聚合物(A)的含水凝胶和(B)一边切碎一边进行混炼。
在凝胶切碎工序(II)中添加分解物(B)的情况下,包含交联聚合物(A)的含水凝胶与分解物(B)的混合重量比例的范围优选为99/1~10/90、进一步优选为97/3~20/80。该混合重量比例为这些范围时,干燥性不会受损,并且能够满足所需要的吸水性能。
在干燥工序(III)中添加分解物(B)的情况下,作为适用于干燥工序(III)的方法,在上述说明的方法中添加分解物(B)。
在粉碎分级工序(IV)中添加分解物(B)的情况下,作为粉碎分级工序(IV)中的粉碎方法,在上述说明的粉碎装置中添加分解物(B)。
在干燥工序(III)或粉碎分级工序(IV)中的任一工序中添加分解物(B)的情况下,相对于交联聚合物(A)的总重量,所添加的分解物(B)的含量(重量%)优选为1~45、更优选为1~40、特别优选为1~30。
对于所添加的分解物(B),可以根据需要事先进行通过使用离子交换树脂或络离子而除去残留在分解物(B)中的金属离子的操作。需要说明的是,残留在分解物(B)中的金属含量可以通过ICP发光分光分析测定等来进行测定。
从吸收性能和处理性的方面出发,由本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的重均粒径(μm)优选为150~600、进一步优选为200~500。
需要说明的是,重均粒径使用Ro-Tap型试验振筛机和标准筛(JIS Z8801-1:2006)利用佩里化学工程师手册第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,将JIS标准筛按照从上方起依次为1000μm、850μm、710μm、500μm、425μm、355μm、250μm、150μm、125μm、75μm和45μm、以及托盘的顺序等进行组合。在最上段的筛上放入约50g的测定粒子,利用Ro-Tap试验振筛机振动5分钟。称量各筛和托盘上的测定粒子的重量,将其合计作为100重量%,求出各筛上的粒子的重量分数,将该值在对数概率纸[横轴为筛的网孔(粒径)、纵轴为重量分数]上作图后,绘出连接各点的线,求出与重量分数为50重量%所对应的粒径,将其作为重均粒径。
关于由本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的形状,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、不担心从纤维状物脱落的方面出发,优选无定形破碎状。
从卫生用品的吸收性能的方面出发,由本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的表观密度(g/ml)优选为0.40~0.80、进一步优选为0.50~0.75、特别优选为0.50~0.70。该表观密度为该范围时,吸水性树脂粒子发生溶胀时的吸水速度良好。需要说明的是,表观密度依据JIS K7365:1999在25℃下进行测定。
关于通过本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子相对于生理盐水的保水量,在未进行表面交联的情况下,优选为50g/g以上70g/g以下、进一步优选为53g/g以上67g/g以下。在进行了表面交联的情况下,优选为30g/g以上60g/g以下、进一步优选为30g/g以上55g/g以下。若保水量低,则尿片的吸收量减少;在保水量过高的情况下,可水溶成分增多,是不优选的。需要说明的是,本发明中的保水量通过下述方法进行测定。
<保水量的测定方法>
在利用网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长20cm、宽10cm)中装入测定试样1.00g,在生理盐水(食盐浓度0.9%)1,000ml中在无搅拌下浸渍1小时后提起,悬吊15分钟去水。其后,将整个茶包放入离心分离器中,以150G离心脱水90秒,去除剩余的生理盐水,测定包括茶包在内的重量(h1),由下式求出保水量。(h2)是在无测定试样的情况下通过与上述同样的操作而测定出的茶包的重量。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℃。
保水量(g/g)=(h1)-(h2)
通过本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的载荷下吸收量(g/g)优选为19以上、进一步优选为23以上。若小于19,则在反复使用时容易发生漏液,是不优选的。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28以下、更优选为26以下。载荷下吸收量可以通过交联剂(b)和表面交联剂(e)的种类和量适宜地进行调整。因此,例如在需要提高载荷下吸收量的情况下,可以通过提高交联剂(b)和表面交联剂(e)的用量而容易地实现。需要说明的是,本发明中的载荷下吸收量通过下述方法进行测定。
<载荷下吸收量的测定方法>
在底面粘贴有网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网的圆筒型塑料管(内径:25mm、高度:34mm)内称量使用标准筛筛分至250~500μm的范围的测定试样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:210.6g、外径:24.5mm)。称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的培养皿(直径:12cm)中,使尼龙网侧为下面进行浸渍,静置60分钟。60分钟后,将圆筒型塑料管从培养皿中提起,使其倾斜,将附着于底部的水集中到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),由下式求出载荷下吸收量。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℃。
载荷下吸收量(g/g)={(M2)-(M1)}/0.16
通过本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子利用Demand Wettability试验测定的无载荷下的吸收量优选为5g/g~30g/g、进一步优选为10g/g~30g/g以下。该吸收量为该范围时,在制成吸收体时能够吸水而不会发生漏液,该吸收量若小于5g/g,则吸水量过少,因此可能发生漏液;若大于30g/g,则液体在吸收体中不会扩散,由此成为局部的吸水,因此可能会发生漏液或者不能有效地使用吸收体的吸水面积,因而不经济。需要说明的是,本发明中的“利用Demand Wettability试验测定的无载荷下的吸收量”通过下述方法测定。
<利用Demand Wettability试验测定的无载荷下的吸收量>
在使用吸收性树脂粒子0.50g和生理盐水利用日本特开2014-005472号说明书中记载的DW法进行测定的情况下,将吸水开始1分钟后的吸收量(ml/g)作为利用DemandWettability试验测定的无载荷下的吸收量。需要说明的是,DW试验是在与滴定管和导管连接的测定台上对无载荷下的吸收性树脂的吸收能力进行判断的试验。
相对于交联聚合物(A)的重量,通过本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的多价金属元素的含量优选为0.1~10重量%、进一步优选为0.1~8重量%、特别优选为0.1~5重量%。多价金属元素包含在吸水性树脂粒子的表面交联剂、分解物的脱水处理中使用的脱水剂、以及使用过的卫生用品所吸收的排液等中。相对于交联聚合物(A)的重量,吸水性树脂粒子的来自脱水剂的多价金属元素的含量优选为0.1~8重量%、进一步优选为0.1~7.5重量%、特别优选为0.1~4.5重量%。需要说明的是,本发明中的吸水性树脂粒子的多价金属元素的含量利用下述方法进行测定。
<基于荧光X射线测定的多价金属元素的含量测定方法>
将测定样品5.000g放入松散粉体用试样容器(膜为聚丙烯制,直径27mm)中,利用波长色散型荧光X射线分析装置(Axios、Spectris株式会社公司制造)在氦气氛下设定为100mA、24kV,实施测定,使用定量分析软件Uniquant。
通过本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子的多价金属元素的分布指数优选为0.1~3.0、进一步优选为0.1~2.5、最优选为0.1~2.0。该分布指数为该范围时,多价金属元素的分布状态的偏差小,因此吸水性能良好。来自脱水剂的多价金属元素的分布指数优选为0.1~3.0、进一步优选为0.1~2.5、最优选为0.1~2.0。
分布指数的值越小,意味着多价金属元素在吸水性树脂粒子中越均匀地分布。例如,来自脱水剂的多价金属元素在本制造方法中也包含在所添加的分解物(B)中,因此分布指数小意味着在由本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子中来自分解物(B)的成分均匀地分布在表面和内部。若吸水性树脂粒子中的来自分解物(B)的成分的分布均匀,则在吸水时吸水性树脂粒子均匀地溶胀,因此吸水性能良好。
通过本发明的制造方法得到的吸水性树脂粒子中的多价金属元素的分布可以如下得到:使用电子射线测定(EDX、WDX)等测定吸水性树脂粒子中的多价金属元素的存在位置,利用图像处理软件(例如WinROOF等)对由测定得到的图像进行处理,由此进行分析,得到该分布。
需要说明的是,本发明中的多价金属元素的分布指数通过下述方法测定。
<多价金属元素的分布指数>
将吸水性树脂粒子在140℃下静置干燥30分钟,将JIS标准筛500μ、300μm以及托盘依次叠放,通过进行筛分操作将粒径调整成500-300μm的粒子,得到测定样品(U)。接下来,利用东亚合成株式会社Aronix D-800(丙烯酸系树脂)包埋测定样品(U),用日本电子公司制造的LUXSPOT(使用卤素灯)照射1分钟,使树脂固化,用Microtome(LEICA EM UC7、LEICA公司制造)切割所包埋的树脂,进行切出测定面的加工,进一步利用碳带将加工后的包埋树脂固定于试样台,利用日本电子公司制造的蒸镀装置(JEC-300FC)在20kV、70秒的条件下进行铂蒸镀。将所得到的铂蒸镀物置于扫描型电子显微镜测定(QUANTA FEG、FEI公司制造)中,利用能量色散型X射线分光法(Octane Elite、Ametek公司制造),在加速电压15kV、光斑4(照射径)、WD10mm的测定条件下,在铂蒸镀物的测定面中选择吸水性树脂粒子露出的任意10点,对于各点通过点分析(point analysis)实施测定。
将10点的测定值的平均值作为[基于SEM-EDX的多价金属含量的平均值],将10点的测定值作为[基于SEM-EDX的金属含量的标准偏差值],对于吸水树脂粒子中所包含的多价金属元素的分布状态,通过下述计算值求出多价金属元素的分布指数。
多价金属元素的分布指数=[基于SEM-EDX的金属含量的标准偏差值]/[基于SEM-EDX的多价金属含量的平均值]
由本发明的方法得到的吸水性树脂粒子能够用于需要基于吸水性树脂粒子的吸水作用以及基于此的溶胀作用的各种用途中,能够用于卫生用品、宠物尿垫、土壤保水材料、电池用胶凝剂、育苗片、造粒型肥料等农业材料、防结露剂、蓄冷材料用保水材料以及止水剂等建筑材料等中。
实施例
以下通过实施例和比较例进一步说明本发明,但是本发明并不限于这些。需要说明的是,只要没有特别限定,份表示重量份、%表示重量%。
以下通过实施例和比较例进一步说明本发明,但是本发明并不限于这些。需要说明的是,只要没有特别限定,份表示重量份、%表示重量%。
<制造例1>
将市售品的尿片GOO.N(短裤L尺寸;产品名:まっさらさら通気;大王造纸株式会社制造、2021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粒子与纸浆一起取出后,分别利用筛进行分类,得到破碎状的吸水性树脂粒子(Q-1)。
<制造例2>
量取制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)10.00g,装入到2L的塑料桶(ポリバケツ,高度19cm、底面的直径13cm、上表面的直径16cm)中。接下来,向上述的2L塑料桶中加入生理盐水(食盐浓度0.9重量%)400ml,进一步将安装于Three-One Motor(商品名HighPower型号BLh600)的4片叶轮的搅拌叶片(螺旋桨径10.0cm、叶片的角度:相对于铅直方向为30度、叶片宽3.0cm)固定于距塑料桶底面0.5cm的高度,以600rpm的转速搅拌10分钟。搅拌叶片停止后,将塑料桶中的凝胶全部取出。
需要说明的是,所取出的凝胶(Z-1)是包含分解物的凝胶,所述分解物是通过对于发生了溶胀的吸水性树脂粒子(Q-1)施加剪切力(来自使用Three-One Motor的搅拌)而使也是交联聚合物的吸水性树脂粒子(Q-1)经分解处理而产生的。
将所取出的凝胶(Z-1)量取41.00g,转移到SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm)中,使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的生理盐水。接下来,将残留在盘上的(Z-1)全部装入由网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长20cm、宽10cm)中,放入加入有1重量%氯化钙水溶液500ml的500ml锥形烧杯中,在无搅拌下浸渍1小时后,将茶包的内容物全部转移至SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm),使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的水分,得到实施例1中使用的分解物(B-1)。(B-1)的可水溶成分为7.7重量%,使用红外线水分计测定的含水率为62.2重量%。
<制造例3>
量取制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)10.00g,装入到2L塑料桶(高度19cm、底面的直径13cm、上表面的直径16cm)中。接下来,向上述的2L塑料桶中加入生理盐水(食盐浓度0.9重量%)400ml,进一步与制造例2同样地固定搅拌叶片,以400rpm的转速搅拌10分钟。搅拌叶片停止后,将塑料桶中的凝胶(Z-2)全部取出。需要说明的是,所取出的凝胶(Z-2)是包含分解物的凝胶,所述分解物是通过对于发生了溶胀的吸水性树脂粒子(Q-1)施加剪切力(来自使用Three-One Motor的搅拌)而使也是交联聚合物的吸水性树脂粒子(Q-1)经分解处理而产生的。
将所取出的凝胶(Z-2)量取41.00g,装入由网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长20cm、宽10cm)中后,置入离心分离器中,以150G进行90秒离心脱水,移除剩余的生理盐水。接着将茶包放入加入有1重量%氯化钙水溶液500ml的500ml锥形烧杯中,在无搅拌下浸渍1小时后,将茶包的内容物全部转移至SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm),使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的水分,得到实施例2中使用的分解物(B-2)。(B-2)的可水溶成分为4.5重量%,利用红外线水分计测定的含水率为61.1重量%。
<制造例4>
将制造例3中得到的吸水性树脂粒子的分解物(B-2)进一步在设定为150℃的循环风干燥机内静置干燥3小时,得到实施例3中使用的分解物(B-3)。(B-3)的可水溶成分为3.2重量%,利用红外线水分计测定的含水率为1.2重量%。
<制造例5>
在制造例2中,使用1重量%次氯酸钙水溶液500ml来代替1重量%氯化钙水溶液500ml,除此以外进行同样的操作,得到实施例4中使用的分解物(B-4)。(B-4)的可水溶成分为6.3重量%,利用红外线水分计测定的含水率为60.2重量%。
<制造例6>
利用气流型混合装置{株式会社オーテック(Otec)制Pad former}将绒毛浆100份与制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)100份混合,得到混合物后,将该混合物按照基重为约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。切出该吸收体的10cm×10cm的试验片[试验片中所包含的吸水性树脂粒子(Q-1)的重量为5g],装入2L塑料桶(高度19cm、底面的直径13cm、上表面的直径16cm)中后,加入生理盐水(食盐浓度0.9重量%)300ml,在该状态下静置1小时。
将在生理盐水中吸水后的试验片作为使用后的卫生用品的代替物。
将安装于Three-One Motor(商品名High Power型号BLh600)的4片叶轮的搅拌叶片(螺旋桨径10.0cm、叶片的角度:相对于铅直方向为30度、叶片宽3.0cm)在上述2L塑料桶(装入有使用后的卫生用品的代替物)中固定于距塑料桶底面0.5cm的高度,以600rpm的转速运转10分钟,对使用后的卫生用品的代替物进行搅拌。搅拌10分钟后,通过倾析操作和筛选操作去除绒毛浆,进行溶胀,得到凝胶状物(Z-3)。凝胶状物是包含分解物的凝胶,所述分解物是通过对使用后的卫生用品的代替物中包含的吸水性树脂粒子(Q-1)经溶胀而成的凝胶施加剪切力(来自使用Three-One Motor的搅拌)进行分解处理而产生的。
量取去除绒毛浆后的包含分解物的凝胶(Z-3)41.00g,装入由网孔63μm(JISZ8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长20cm、宽10cm)中后,置入离心分离器中,以150G进行90秒离心脱水,移除剩余的生理盐水。接着将茶包放入加入有1重量%氯化钙水溶液500ml的500ml锥形烧杯中,在无搅拌下浸渍1小时后,将茶包的内容物全部转移至SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm),使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的水分,得到实施例5中使用的分解物(B-5)。(B-5)的含水率为64.4重量%、可水溶成分为10.2重量%。
<制造例7>
将制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)30.0g装入PE广口瓶10L(株式会社Sanplatec公司制造)中,进一步加入溶解有抗坏血酸(富士胶片和光纯药株式会社制)5.0g、硫酸铁(II)七水合物0.7g(富士胶片和光纯药株式会社制)的离子交换水1500ml,静置20分钟,使吸水性树脂粒子溶胀。其后使用均化器(产品名:EXCEL Auto Homogenizer、株式会社日本精机制作所制)将溶胀状态的吸水性树脂粒子以1500rpm进行10分钟的分散、均匀化。一边回收附着于均化器的经溶胀的吸水性树脂粒子一边移除均化器后,用PVCA膜(Saran Film)覆盖PE广口瓶的上部,用橡皮筋固定以使PVCA膜不脱落,成为密闭状态。接着,将其在设定于70℃的恒温机(型号:IG401、Yamato Scientific Co.,Ltd.制造)中静置10小时,进行吸水性树脂粒子的分解处理。分解处理后,将所得到的处理液(Z-4)转移至SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm),使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的水分,得到比较例2中使用的吸水性树脂粒子的分解物(B-6)。(B-6)的含水率为75.1重量%、可水溶成分为82.0重量%。
<制造例8>
将制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)30.0g装入PE广口瓶10L(株式会社Sanplatec公司制造)中,进一步加入溶解有抗坏血酸(富士胶片和光纯药株式会社制)3.0g、硫酸铁(II)七水合物0.7g(富士胶片和光纯药株式会社制)的离子交换水1500ml,静置20分钟,使吸水性树脂粒子溶胀。其后使用均化器(产品名:EXCEL Auto Homogenizer、株式会社日本精机制作所制)将溶胀状态的吸水性树脂粒子以1500rpm进行3分钟的分散、均匀化。一边回收附着于均化器的经溶胀的吸水性树脂粒子一边移除均化器后,用PVCA膜(Saran Film)覆盖PE广口瓶的上部,用橡皮筋固定以使PVCA膜不脱落,成为密闭状态。接着,将其在设定于70℃的恒温机(型号:IG401、Yamato Scientific Co.,Ltd.制造)中静置10小时,进行吸水性树脂粒子的分解处理。分解处理后,将所得到的处理液(Z-5)转移至SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm),使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的水分,得到比较例3中使用的吸水性树脂粒子的分解物(B-7)。(B-7)的含水率为42.4重量%、可水溶成分为35.0重量%。
<制造例9>
将制造例2中的1重量%氯化钙水溶液500ml变更为1重量%乙酸钙水溶液500ml,除此以外进行与制造例2同样的操作,得到分解物(B-8)。(B-8)的可水溶成分为8.0重量%,使用红外线水分计测定的含水率为62.9重量%。
<制造例10>
量取制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)10.00g,装入到2L塑料桶(高度19cm、底面的直径13cm、上表面的直径16cm)中。接下来,向上述的2L塑料桶中加入生理盐水(食盐浓度0.9重量%)400ml,进一步将安装于Three-One Motor(商品名High Power型号BLh600)的4片叶轮的搅拌叶片(螺旋桨径10.0cm、叶片的角度:相对于铅直方向为30度、叶片宽3.0cm)固定于距塑料桶底面0.5cm的高度,以600rpm的转速搅拌10分钟。搅拌叶片停止后,将塑料桶中的凝胶全部取出。
需要说明的是,所取出的凝胶(Z-6)是包含分解物的凝胶,所述分解物是通过对发生了溶胀的吸水性树脂粒子(Q-1)施加剪切力(来自使用Three-One Motor的搅拌)而使也是交联聚合物的吸水性树脂粒子(Q-1)经分解处理而产生的。
将所取出的凝胶量取41.00g,装入由网孔63μm(JIS Z8801-1:2006)的尼龙网制作的茶包(长20cm、宽10cm)后,放入离心分离器中,以150G进行90秒离心脱水,移除剩余的生理盐水。接下来,将茶包的内容物全部转移至SUS制盘(长20cm、宽20cm、高度4cm),使其在盘上均匀地扩散。接下来,将整个SUS盘放入真空恒温干燥机(型号:VОS-210C东京理化器械公司制造)中,在50℃下静置24小时,移除剩余的水分,得到分解物(B-9)。(B-9)的可水溶成分为7.7重量%,使用红外线水分计测定的含水率为95.2重量%。
<实施例1>
将制造例1中得到的含水凝胶(1)452.04份和分解物(B-1)14.1份同时投入至凝胶切碎工序中使用的切碎机中,用切碎机将该混合物混合切碎。进一步一边混合切碎一边添加48.5%氢氧化钠水溶液115.58份进行混合,得到含水凝胶粒子。利用通气型带式干燥机{150℃、风速2m/秒}将所得到的含水凝胶粒子干燥,得到干燥体。接下来,一边对干燥体雾化喷雾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,一边进行混合,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到吸水性树脂粒子(P-1)。
<实施例2>
将制造例1中得到的含水凝胶(1)452.04份和分解物(B-2)42.7份同时投入至凝胶切碎工序中使用的切碎机中,用切碎机将该混合物混合切碎。进一步一边混合切碎一边添加48.5%氢氧化钠水溶液115.58份进行混合,得到含水凝胶粒子。利用通气型带式干燥机{150℃、风速2m/秒}将所得到的含水凝胶粒子干燥,得到干燥体。接下来,一边对干燥体雾化喷雾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,一边进行混合,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到吸水性树脂粒子(P-2)。
<实施例3>
在实施例2中,使用分解物(B-3)14.2份来代替分解物(B-2)42.7份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-3)。
<实施例4>
在实施例2中,使用分解物(B-4)42.7份来代替分解物(B-2)42.7份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-4)。
<实施例5>
在实施例2中,使用分解物(B-5)42.7份来代替分解物(B-2)42.7份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-5)。
<实施例6>
将丙烯酸147份(2.04摩尔份)、交联剂(b){季戊四醇三烯丙基醚}0.6305份(0.0024摩尔份)、分解物(B-1)10份和去离子水344.65份在搅拌、混合下保持于3℃。在该混合物中流入氮,使溶解氧量为1ppm以下后,添加1%双氧水溶液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份并进行混合,引发聚合。混合物的温度达到90℃后,在90±2℃下进行约5小时聚合,由此得到含水凝胶(1)。接着一边用切碎机将该含水凝胶(1)502.27份切碎,一边添加48.5%氢氧化钠水溶液128.42份进行混合,得到含水凝胶粒子。进一步用通气型带式干燥机{150℃、风速2m/秒}将含水凝胶粒子干燥,得到干燥体。将干燥体用榨汁搅拌机粉碎后,调整至网孔710~150μm的粒径范围,由此得到干燥体粒子(1)。将该干燥体粒子(1)100份在高速搅拌下雾化喷雾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,进行混合,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到也是丙烯酸的交联聚合物的吸水性树脂粒子(P-6)。
<实施例7>
在实施例6中,使用分解物(B-3)10份来代替分解物(B-1)10份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-7)。
<实施例8>
将制造例1中得到的含水凝胶(1)452.04份和分解物(B-2)14.1份同时投入至凝胶切碎工序中使用的切碎机中,用切碎机将该混合物混合切碎。进一步一边混合切碎一边添加48.5%氢氧化钠水溶液115.58份进行混合,得到含水凝胶粒子。利用通气型带式干燥机{150℃、风速2m/秒}将所得到的含水凝胶粒子干燥,得到干燥体。接下来,在干燥体中一边雾化喷雾一边混合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、作为多价金属盐(e)的硫酸铝钠十二水合物1.2份,在150℃下静置30分钟进行表面交联,得到吸水性树脂粒子(P-8)。
<实施例9>
在实施例2中,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份变更为2.00份来进行使用,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-9)。
<实施例10>
在实施例2中,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份变更为7.50份来进行使用,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-10)。
<实施例11>
在实施例2中,使用分解物(B-9)42.7份来代替分解物(B-2)42.7份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-11)。
<实施例12>
在实施例2中,使用分解物(B-8)42.7份来代替分解物(B-2)42.7份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(P-12)。
<比较例1>
将制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)和制造例3中得到的分解物(B-2)以90/10的重量比装入到Unipack(株式会社生产日本制造L-4尺寸)中,用手将该Unipack上下振动,使(Q-1)和(B-2)充分混合,制成吸水性树脂粒子(H-1)。
<比较例2>
将制造例1中得到的吸水性树脂粒子(Q-1)和制造例6中得到的分解物(B-5)以90/10的重量比装入到Unipack(株式会社生产日本制造L-4尺寸)中,用手将该Unipack上下振动,使(Q-1)和(B-2)充分混合,制成吸水性树脂粒子(H-2)。
<比较例3>
在实施例6中,使用分解物(B-6)10份来代替分解物(B-1)10份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(H-3)。
<比较例4>
在实施例6中,使用分解物(B-7)10份来代替分解物(B-1)10份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(H-4)。
<比较例5>
在实施例2中,使用分解物(B-6)10份来代替分解物(B-2)10份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(H-5)。
<比较例6>
在实施例2中,使用分解物(B-7)10份来代替分解物(B-2)10份,除此以外进行同样的操作,得到吸水性树脂粒子(H-6)。
对于实施例和比较例中得到的吸水性树脂,将相对于生理盐水的保水量、载荷下吸收量、表观密度、重均粒径、多价金属元素的含量、多价金属元素的分布指数、由DemandWettability试验测定的无载荷下的吸收量的结果示于表1、表2。
由表1、表2所示的结果可知,本发明的吸水性树脂粒子的保水量、载荷下吸收量、以及由Demand Wettability试验测定的无载荷下的吸收量优于比较例中得到的吸水性树脂粒子。另外,根据本发明的制造方法,由于所需要的吸水速度也能够设为适度的范围,因此在制成吸收体时也能够表现出必要的吸收性能。由该结果可知,通过使用本发明的制造方法,能够将吸水性树脂粒子的废弃物即吸水性树脂粒子的分解物作为原料进行再利用,所得到的吸水性树脂粒子发挥出良好的吸收特性。因此,从节约资源和环境负荷降低的方面出发,本发明的制造方法可以说是优异的制造方法。
工业实用性
本发明的吸水性树脂粒子的制造方法能够适当地用于纸尿片(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(失禁者用垫和手术用下衬垫等)和宠物尿垫(宠物尿吸收片)等卫生用品的再利用时所排出的吸水性树脂粒子的废弃物的回收中。
Claims (6)
1.一种吸水性树脂粒子的制造方法,其包括下述工序:
聚合工序(I),将包含水溶性乙烯基单体(a1)和交联剂(b)的单体组合物进行聚合,得到包含交联聚合物(A)的含水凝胶;
凝胶切碎工序(II),将所述含水凝胶切碎,得到含水凝胶粒子;
干燥工序(III),将凝胶切碎工序(II)中得到的含水凝胶粒子干燥;和
粉碎分级工序(IV),对经历了干燥工序(III)的干燥物进行粉碎、分级,
该制造方法中,在选自由所述聚合工序(I)、所述凝胶切碎工序(II)、所述干燥工序(III)和所述粉碎分级工序(IV)组成的组中的至少1个工序中添加由卫生用品得到的吸水性树脂粒子的分解物(B),其中,所述分解物(B)的可水溶成分量为1.0重量%~30.0重量%。
2.如权利要求1所述的吸水性树脂粒子的制造方法,其中,在所述聚合工序(I)和/或所述凝胶切碎工序(II)中添加所述分解物(B)。
3.如权利要求1或2所述的吸水性树脂粒子的制造方法,其中,在聚合工序(I)中,相对于单体组合物的总重量,添加1重量%~50重量%的所述分解物(B)。
4.如权利要求1~3中任一项所述的吸水性树脂粒子的制造方法,其中,所述分解物(B)是相对于脱水处理前的分解处理物(Z)的重量添加0.01重量%~10重量%的脱水剂(a)进行脱水处理而得到的分解物。
5.如权利要求4所述的吸水性树脂粒子的制造方法,其中,所述脱水剂(a)是选自由氯化钙、氧化钙、乙酸钙和次氯酸钙组成的组中的至少1种水溶性多价金属化合物。
6.如权利要求1~5中任一项所述的吸水性树脂粒子的制造方法,其中,所述分解物(B)是由使用过的卫生用品中包含的吸水性树脂粒子得到的分解物。
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