CN117355560A - 包覆树脂粒子及制造包覆树脂粒子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包覆树脂粒子,其具有吸水性树脂粒子及包覆吸水性树脂粒子的表面的至少一部分的涂层,涂层包含化合物A及比化合物A更易溶于水的化合物B。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造包覆树脂粒子及包覆树脂粒子的方法。
背景技术
吸水性树脂粒子广泛使用于纸尿布、卫生用品、简易马桶等卫生材料、保水剂、土壤改进剂等农业·园艺材料、止水剂、防雾剂等工业材料等各种领域中。希望包含吸水性树脂粒子的吸收体对吸水对象即体液等的吸收速度优异。关于包含吸水性树脂粒子的吸收体,例如,在专利文献1中,公开一种吸收体,其具有吸水性树脂粉末,其特征在于,具有至少一部分形成有扩散区域的层,该扩散区域配置有在负荷下液体通过的速度为15秒以下的提高扩散性的材料。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:2014-46020号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
使用于纸尿布的吸收体芯的吸水性树脂粒子具有保水能力低的吸水性树脂粒子及保水能力高的吸水性树脂粒子这两种。当将保水能力低的吸水性树脂粒子使用于吸收体芯时,液体渗透速度快,另一方面在吸液后能够保持的液体量不佳,因此有时无法获得充分的干燥性。当干燥性不充分时,有时片状的吸收体以弯曲的状态吸收液体之后,发生被吸收的液体从吸收体返回到尿布的穿着者侧的所谓的回渗。当使用保水能力高的吸水性树脂粒子时,能够通过吸收并保持更多的液体而保持高的干燥性,另一方面有时会导致液体的渗透速度降低。如此,液体向吸收体芯的渗透速度与干燥性(回渗量)处于权衡关系,因此难以抑制吸液后的回渗并提高渗透速度。
本发明的目的在于提供一种包覆树脂粒子及其制造方法,其通过在使用于吸收性物品时与现有的吸水性树脂粒子并用,从而与单独使用现有的吸水性树脂粒子时相比,实际使用时能够更充分地抑制吸液后的回渗量的增加且提高液体的渗透速度。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方面提供一种包覆树脂粒子,其具有吸水性树脂粒子及包覆吸水性树脂粒子的表面的至少一部分的涂层,涂层包含化合物A及比化合物A更易溶于水的化合物B。
本发明的另一方面提供一种制造树脂粒子的方法,其包括通过涂布材料来包覆吸水性树脂粒子的至少一部分而在吸水性树脂粒子的表面的至少一部分形成涂层的工序,涂布材料包含处于溶液状态或乳液状态的化合物A及比化合物A更易溶于水的化合物B。
发明效果
根据本发明,能够提供一种包覆树脂粒子及其制造方法,其通过在使用于吸收性物品时与现有的吸水性树脂粒子并用,从而与单独使用现有的吸水性树脂粒子时相比,实际使用时能够更充分地抑制吸液后的回渗量的增加且提高液体的渗透速度。
附图说明
图1是表示包覆树脂粒子的一实施方式的示意剖视图。
图2是表示吸收性物品的一实施方式的示意剖视图。
图3是表示实施例5的包覆树脂粒子的通过拉曼光谱法的分析结果的照片。
图4是表示实施例12的包覆树脂粒子的通过拉曼光谱法的分析结果的照片。
具体实施方式
以下,对本发明的几个实施方式进行详细说明。其中,本发明不限于以下实施方式。
在本说明书中,将“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”一并标记为“(甲基)丙烯酸”。“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”也同样地标记为“(甲基)丙烯酸酯”。在本说明书中阶段性记载的数值范围中,某阶段的数值范围的上限值或下限值能够与其他阶段的数值范围的上限值或下限值任意组合。在本说明书中记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。本说明书中例示的材料可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。组合物中存在多种相当于各成分的物质时,组合物中的各成分的含量若无特别说明,则表示存在于组合物中的该多种物质的合计量。
[包覆树脂粒子]
本实施方式的包覆树脂粒子具有吸水性树脂粒子和包覆该吸水性树脂粒子的表面的至少一部分的涂层。
涂层可以在其表面进行化学和/或物理结合,以使吸水性树脂粒子不容易从处于吸水前的状态的吸水性树脂粒子中脱落。例如通过涂层进入到存在于吸水性树脂粒子的表面的微细凹部而产生的锚定效果来实现物理结合。
图1是表示包覆树脂粒子的一实施方式的示意剖视图。如图1所示,包覆树脂粒子1具有吸水性树脂粒子1a和包覆吸水性树脂粒子1a的表面的至少一部分的涂层1b。在图1中,吸水性树脂粒子1的表面整体被涂层1b包覆。涂层1b包含化合物A及比化合物A更易溶于水的化合物B。
由于包覆树脂粒子1通过涂层1b来截断与液体的接触,因此在与包含水的液体接触后的规定时间为止抑制吸水。当涂层1b与包含水的液体接触时,化合物B逐渐溶解从而化合物B存在的部分成为水路。由此,吸水性树脂粒子1a在化合物A存在的部分抑制吸水,同时通过吸收介由水路而侵入的液体而溶胀。认为通过将该抑制吸水的吸水性树脂粒子1a使用于吸收体,从而不易发生存在于吸水性树脂粒子之间的间隙被溶胀的凝胶状吸水性树脂粒子填充而使得液体难以通过该间隙的现象(所谓的凝胶阻塞现象),提高渗透速度。并且,认为即使抑制吸收,吸水性树脂粒子1a也通过因化合物B的溶解而形成的水路而逐渐地吸水,因此也抑制了吸液后的回渗。然而,通过本发明获得效果的机理不限于上述。
(吸水性树脂粒子)
吸水性树脂粒子可以包含聚合物粒子。聚合物粒子可以为通过包含烯属不饱和单体的单体的聚合而形成的交联聚合物。聚合物粒子能够具有源自烯属不饱和单体的单体单元。聚合物粒子例如能够通过包括使单体聚合的工序的方法来制造,该单体包含烯属不饱和单体。作为聚合方法,可以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。
烯属不饱和单体可以是水溶性烯属不饱和单体(在25℃在水100g中的溶解度为1.0g以上的烯属不饱和单体)。作为水溶性烯属不饱和单体,例如,可以举出(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-羟基乙酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基(甲基)丙烯酸乙酯、N,N-二乙基胺基丙基(甲基)丙烯酸酯及二乙基胺基丙基(甲基)丙烯酰胺。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2种以上来使用。
烯属不饱和单体具有酸性基时,可以通过碱性中和剂将其酸性基中和之后使用于聚合反应。关于烯属不饱和单体中的基于碱性中和剂的中和度,例如,可以是烯属不饱和单体中的酸性基的10~100摩尔%、50~90摩尔%或60~80摩尔%。
从容易通过工业获得的观点考虑,烯属不饱和单体可以包含选自由(甲基)丙烯酸及其盐、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酰胺以及N,N-二甲基丙烯酰胺组成的组中的至少1种化合物。烯属不饱和单体可以包含选自(甲基)丙烯酸及其盐以及丙烯酰胺的组中的至少1种化合物。
作为用于获得吸水性树脂粒子的单体,可以使用除了上述烯属不饱和单体以外的单体。这种单体例如能够与包含上述烯属不饱和单体的水溶液混合来使用。烯属不饱和单体的使用量相对于单体合计量,可以为70~100摩尔%。(甲基)丙烯酸及其盐的比例相对于单体合计量,可以为70~100摩尔%。
在聚合时虽然发生基于自交联的交联,但是也可以通过使用内部交联剂来促进交联。当使用内部交联剂时,容易控制吸水性树脂粒子的吸水特性(保水量等)。内部交联剂通常在聚合反应时添加到反应液中。
聚合物粒子中的至少表层部分的聚合物可以通过与表面交联剂的反应而交联。表面交联剂例如可以是具有2个以上的与源自烯属不饱和单体的官能团具有反应性的官能团(反应性官能团)的化合物。
聚合物粒子除了烯属不饱和单体的聚合物以外,还可以包含一定程度的水,也可以在其内部进一步包含各种追加成分。作为追加成分的例子,可以举出凝胶稳定剂、金属螯合剂。
吸水性树脂粒子的形状并无特别限定,例如可以是大致球状、粉碎状或颗粒状,也可以是具有这些形状的一次粒子凝聚而成的形状。
吸水性树脂粒子可以根据需要进行使用基于筛的分级的粒度调整等操作来调整粒度分布。例如,将通过孔径850μm的筛并且未通过孔径250μm的筛的部分用作吸水性树脂粒子。
(涂层)
涂层包含化合物A及比化合物A更易溶于水的化合物B。化合物A为比化合物B更难溶于水的化合物。化合物A在25℃的水100g中的溶解量可以为1质量%以下。化合物A在25℃的水100g中的溶解量例如可以为0.5质量%以下、0.3质量%以下或0.1质量%以下、也可以为0质量%。关于化合物A的溶解量,通过后述的实施例中所记载的方法来测定。
化合物A可以为包含取代或未取代的烯烃作为结构单元(单体单元)的均聚物或共聚物。包含未取代烯烃作为结构单元的共聚物可以为仅包含2种以上的未取代烯烃作为结构单元的共聚物,也可以为包含1种或2种以上的未取代烯烃及除了未取代烯烃以外的单体成分作为结构单元的共聚物,也可以为包含1种未取代烯烃及除了未取代烯烃以外的单体成分作为结构单元的共聚物。
作为使用于该共聚物的未取代烯烃,例如,可以举出乙烯、丙烯及丁烯。使用于该共聚物的未取代烯烃可以为乙烯和/或丙烯,也可以为乙烯。
作为使用于该共聚物的取代烯烃,可以举出卤代烯烃和/或经取代或者未取代的芳香族取代基(例如,苯基或萘基)取代的烯烃。使用于该共聚物的取代烯烃可以为卤代烯烃,也可以为卤乙烯(例如,氯乙烯、溴乙烯或氟乙烯)和/或经取代或者未取代的苯基取代的乙烯,也可以为氯乙烯(氯乙烯)和/或经未取代的苯基取代的乙烯(苯乙烯),也可以为氯乙烯。
作为使用于该共聚物的除了取代或未取代烯烃以外的单体成分,可以使用水溶性烯属不饱和单体。作为水溶性烯属不饱和单体,能够使用上面列举的化合物。水溶性烯属不饱和单体可以为(甲基)丙烯酸和/或其盐。
综上所述,包含取代烯烃作为结构单元的共聚物可以为包含氯乙烯及水溶性烯属不饱和单体作为结构单元的共聚物,也可以为包含氯乙烯及(甲基)丙烯酸和/或其盐作为结构单元的共聚物,也可以为包含氯乙烯及(甲基)丙烯酸作为结构单元的共聚物,也可以为包含氯乙烯及丙烯酸作为结构单元的共聚物(丙烯酸-氯乙烯共聚物)。
包含未取代烯烃作为结构单元的共聚物可以为包含乙烯及水溶性烯属不饱和单体作为结构单元的共聚物,也可以为包含乙烯及(甲基)丙烯酸和/或其盐作为结构单元的共聚物,也可以为包含乙烯及丙烯酸盐作为结构单元的共聚物,也可以为包含乙烯及丙烯酸钠或丙烯酸钾作为结构单元的共聚物(乙烯-丙烯酸钠共聚物或乙烯-丙烯酸钾共聚物),也可以为乙烯-丙烯酸钠共聚物。
包含取代或未取代的烯烃作为结构单元的均聚物可以为包含取代烯烃作为结构单元的均聚物,也可以为包含卤代烯烃和/或经芳香族取代基(例如、苯基或萘基)取代的烯烃作为结构单元的均聚物,也可以为包含卤乙烯(例如、氯乙烯、溴乙烯或氟乙烯)和/或经苯基取代的乙烯(苯乙烯)作为结构单元的均聚物,也可以为卤乙烯(尤其是氯乙烯)的均聚物即聚氯乙烯或聚苯乙烯。
从进一步提高渗透速度的观点及进一步抑制吸液后的回渗的观点考虑,化合物A的含量相对于化合物A及化合物B的合计量100质量份,可以为5质量份以上、10质量份以上、15质量份以上、35质量份以上、55质量份以上、75质量份以上、85质量份以上或95质量份以上。化合物A的含量相对于化合物A及化合物B的合计量100质量份,可以小于100质量份,或95质量份以下。在本实施方式所涉及的包覆树脂粒子中,相对于化合物A及化合物B的合计量100质量份,化合物A的含量能够视为在涂层的总面积中涂层中的化合物A存在的区域的面积。
从进一步提高渗透速度的观点考虑,化合物A的含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为0.1质量份以上、1.0质量份以上、5.0质量份以上、10质量份以上、15质量份以上、20质量份以上或25质量份以上。从进一步抑制吸液后的回渗的观点考虑,化合物A的含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为40质量份以下、30质量份以下、20质量份以下、15质量份以下或10质量份以下。
化合物B为比化合物A更易溶于水的化合物。化合物B在25℃的水100g中的溶解量可以为20质量%以上、30质量%以上、40质量%以上、50质量%以上、60质量%以上、70质量%以上或80质量%以上。化合物B在25℃的水100g中的溶解量可以为100质量%以下、95质量%以下、90质量%以下或85质量%以下。关于化合物B的溶解量,通过后述的实施例中所记载的方法来测定。
从进一步抑制吸液后的回渗的观点及进一步提高渗透速度的观点考虑,化合物B在25℃的水100g中的溶解量可以比化合物A的溶解量高20质量%以上。从进一步抑制吸液后的回渗的观点及进一步提高渗透速度的观点考虑,化合物B的溶解量与化合物A的溶解量之差(B-A)可以为25质量%以上、30质量%以上、35质量%以上、40质量%以上、45质量%以上、50质量%以上、55质量%以上、60质量%以上、65质量%以上、70质量%以上、75质量%以上或80质量%以上。化合物B的溶解量与化合物A的溶解量之差(B-A)例如可以为100质量%以下、95质量%以下、90质量%以下或85质量%以下。
化合物B可以为选自由无机盐及具有亲水基团的有机化合物(以下,简称为“含有亲水基团的化合物”。)组成的组中的至少1种化合物。
作为无机盐,例如,可以举出氯化钠、氯化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。
含有亲水基团的化合物能够具有的亲水基团例如可以为羟基、氧亚烷基、羧基、氨基等。能够通过适当地调整亲水基团的种类及数量来调整化合物B的溶解量。
含有亲水基团的化合物例如可以举出包含环氧烷作为结构单元的聚合物、果糖。
包含环氧烷作为结构单元的聚合物可以为仅包含1种环氧烷作为结构单元的聚环氧烷(均聚物),也可以为包含2种以上的环氧烷作为结构单元的聚环氧烷(共聚物),也可以为包含1种或2种以上的环氧烷及除了环氧烷以外的单体成分作为结构单元的共聚物。包含环氧烷作为结构单元的聚合物可以仅包含1种环氧烷作为结构单元的聚环氧烷。
作为环氧烷,例如,可以举出环氧乙烷或环氧丙烷。环氧烷可以为环氧乙烷。
综上所述,包含环氧烷作为结构单元的聚合物可以为选自由包含环氧乙烷作为结构单元的均聚物(聚乙二醇)及包含环氧乙烷及环氧丙烷作为结构单元的乙烯-丙烯共聚物组成的组中的至少1种,也可以为聚乙二醇。
包含环氧烷作为结构单元的聚合物的数均分子量可以为100~200,000或5000~20,000。
从进一步抑制吸液后的回渗的观点考虑,化合物B的含量相对于化合物A及化合物B的合计量100质量份,可以为95质量份以下、85质量份以下、60质量份以下、35质量份以下、10质量份以下、5质量份以下或3质量份以下。从进一步提高渗透速度的观点考虑,化合物B的含量相对于化合物A及化合物B的合计量100质量份,可以为0.1质量份以上、0.5质量份以上、1.0质量份以上或2.0质量份以上。化合物B的含量例如可以为1~85质量份。在本实施方式所涉及的包覆树脂粒子中,相对于化合物A及化合物B的合计量100质量份,化合物B的含量能够视为在涂层的总面积中涂层中的化合物B存在的区域的面积。
从进一步抑制吸液后的回渗的观点考虑,化合物B的含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为30质量份以下、25质量份以下、15质量份以下、10质量份以下、5质量份以下或1质量份以下。从进一步提高渗透速度的观点考虑,化合物B的含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为0.01质量份以上、0.1质量份以上、0.5质量份以上、1.0质量份以上、2.0质量份以上或2.5质量份以上。
涂层可以具有由包含化合物A及化合物B中的一种化合物的海部和包含另一种化合物的岛部构成的海岛结构。岛部可以分散于海部。海岛结构能够通过拉曼光谱法等分析方法来确认。例如,在形成涂层时,通过使用包含处于乳液状态的化合物A的涂布材料而变得容易形成海岛结构。
海岛结构可以由包含化合物A的海部及包含化合物B的岛部构成。此时,即使化合物B全部溶解,通过构成海部的化合物A而吸水性树脂粒子被约束的状态也在一定程度上得以维持,因此吸液后抑制回渗的效果及提高渗透速度的效果变得更进一步优异。
关于涂层具有海岛结构的包覆树脂粒子,由于成为水路的化合物B存在的部分局部存在化,因此化合物B局部存在化而与不形成岛部的情况相比,成为吸水起点的水路更大,能够通过一定时间的吸水延迟后,开始急速吸水。因此,认为在使用于吸收性物品时,变得不易发生阻塞现象及吸液后的回渗,结果,提高吸液性能(渗透速度及回渗的抑制效果)。
包含化合物B的区域(以下,称为含有化合物B的区域)沿涂层的厚度方向延伸。含有化合物B的区域为海部或岛部,也可以为岛部。含有化合物B的区域的至少一部分可以构成包含该区域的涂层的厚度的1/2以上,含有化合物B的区域的至少一部分可以构成包含该区域的涂层的整个厚度。含有化合物B的区域的全部可以构成包含该区域的涂层的厚度的1/2以上,也可以构成包含该区域的涂层的整个厚度。由于含有化合物B的区域(海部或岛部)中所包含的化合物B比化合物A更容易溶于水,因此与含有化合物B的区域对应的吸水性树脂粒子的表面的一部分通过化合物B的溶解而能够比与包含化合物A的区域(岛部或海部)对应的吸水性树脂粒子的表面的一部分更早地与液体接触。即,吸水性树脂粒子通过涂层而截断与液体的接触,但与液体接触之后经过规定时间之后,通过因含有化合物B的区域(海部或岛部)的溶解而形成的水路能够与液体接触(能够吸水)。
本实施方式所涉及的包覆树脂粒子能够抑制吸水速度急剧上升为止的时间即吸水拐点。吸水拐点例如能够通过控制相对于吸水性树脂粒子100质量份的涂层的总含量、海部与岛部的比率、分别使用于海部及岛部的化合物的种类(例如,海部含有包含乙烯及(甲基)丙烯酸盐作为结构单元的共聚物时,该共聚物的中和度和/或抗衡离子的种类等)来进行调整。
本实施方式所涉及的包覆树脂粒子的吸水拐点例如可以为1.5分钟以上、2.0分钟以上、2.5分钟以上、3.5分钟以上、4.0分钟以上、4.5分钟以上、5.0分钟以上或5.5分钟以上,也可以为15.0分钟以下、10.0分钟以下、7.0分钟以下或6.5分钟以下。本实施方式所涉及的包覆树脂粒子的吸水拐点例如可以为1.5~15.0分钟、1.5~10.0分钟、1.5~7.0分钟或2.0~6.5分钟。包覆树脂粒子的吸水拐点通过后述实施例所记载的方法来测定。
涂层的总含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为3质量份以上、5质量份以上、10质量份以上、15质量份以上、20质量份以上或25质量份以上。涂层的总含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为50质量份以下、45质量份以下、40质量份以下或35质量份以下。涂层的总含量相对于吸水性树脂粒子100质量份,可以为3~50质量份或10~40质量份。在此所说的涂层的总含量相当于涂布材料的使用量。在本实施方式所涉及的包覆树脂粒子中,相对于吸水性树脂粒子的涂层的量越多,则具有吸水拐点延长的倾向。
岛部的含量例如相对于海部的含量100质量份,可以为20质量份以下、16质量份以下或12质量份以下。岛部的含量例如相对于海部的含量100质量份,可以为1质量份以上、5质量份以上或8质量份以上。岛部的含量例如相对于海部的含量100质量份,可以为1质量份以上且20质量份以下、5质量份以上且16质量份以下或8质量份以上且12质量份以下。在本实施方式所涉及的包覆树脂粒子中,岛部的含量相对于海部的含量越小,则具有吸水拐点延长的倾向,岛部的含量相对于海部的含量越大,则具有吸水拐点缩短的倾向。
海部含有包含乙烯及(甲基)丙烯酸盐作为结构单元的共聚物时,构成海部的共聚物中的羧基的中和度可以为作为结构单元而包含的(甲基)丙烯酸盐中的羧基的70摩尔%以上、75摩尔%以上、80摩尔%以上、85摩尔%以上、90摩尔%以上或95摩尔%以上。该中和度可以为作为结构单元而包含的(甲基)丙烯酸盐中的羧基的80~100摩尔%或85~100摩尔%。本实施方式所涉及的包覆树脂粒子中,海部含有包含乙烯及(甲基)丙烯酸盐作为结构单元的共聚物时,该共聚物的中和度越高,则具有吸水拐点越长的倾向。
在含有包含乙烯及(甲基)丙烯酸盐作为结构单元的共聚物作为海部的包覆树脂粒子中,海部的盐(抗衡离子)包含钾离子即共聚物时,与海部的盐包含钠离子即共聚物时相比,具有吸水拐点延长的倾向。
(无机粒子)
包覆树脂粒子可以与无机粒子并用。作为无机粒子,例如,可以举出非晶质二氧化硅等二氧化硅粒子。以聚合物粒子的质量为基准,无机粒子的量可以为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,也可以为5.0质量%以下、3.0质量%以下、1.0质量%以下、0.5质量%以下或0.3质量%以下。无机粒子的平均粒径可以为0.1~50μm、0.5~30μm或1~20μm。平均粒径根据粒子的特性,能够通过细孔电阻法或激光衍射·散射法进行测量。
本实施方式的包覆树脂粒子还能够将其单独地使用,但是也能够通过与除了包覆树脂粒子以外的具有吸水性的树脂粒子(以下,简称为“其他树脂粒子”。)进行混合来用作混合粒子。
[吸水性树脂组合物]
一实施方式所涉及的吸水性树脂组合物包含上述包覆树脂粒子、除了包覆树脂粒子以外的具有吸水性的树脂粒子(其他树脂粒子)。通过使用该吸水性树脂组成物,与单独使用其他树脂粒子的情况相比,能够延迟达到溶胀状态的时间,其结果,能够抑制凝胶阻塞现象的发生。并且,使用本实施方式所涉及的吸水性树脂组成物时,通过适当变更包覆树脂粒子的种类、其他树脂粒子的种类、包覆树脂粒子与其他树脂粒子的混合比率等而能够实现任意的吸水行为。
在吸水性树脂组合物中,包覆树脂粒子的含量相对于包覆树脂粒子及其他树脂粒子的合计100质量份,例如,可以为5质量份以上或15质量份以上,也可以为95质量份以下、85质量份以下、60质量%以下、40质量%以下、30质量%以下或25质量%以下。
由于通过本发明的包覆树脂粒子而抑制凝胶阻塞现象的发生,因此当使用吸收体内混合有包覆树脂粒子及其他树脂粒子的混合粒子时,与单独使用其他树脂粒子的情况相比,能够提高吸收体内的液体的扩散性,即能够有效地利用吸收体内的树脂粒子,其结果,单独使用其他树脂粒子的情况相比,能够减少吸收体内的树脂粒子的使用量。
并且,在吸收体中,还为了提高液体的扩散性,有时在其他树脂粒子中混合纸浆等亲水性纤维,但从保护环境的观点考虑,要求减少亲水性纤维的使用量。然而,当减少吸收体中的亲水性纤维的使用量时,由于其他树脂粒子的比例增加,因此具有容易发生凝胶阻塞现象的倾向。关于这一点,若将本发明的包覆树脂粒子与其他树脂粒子并用,则即使减少亲水性纤维的使用量也能够抑制凝胶阻塞现象的发生。
其他树脂粒子对生理盐水(0.9质量%氯化钠水溶液)的保水量的下限值可以为25g/g以上,也可以为30g/g以上,也可以为35g/g以上。并且,其保水量的上限值可以为55g/g以下、也可以为50g/g以下、也可以为45g/g以下。关于保水量,通过后述的实施例中所记载的方法来测定。
另外,构成包覆树脂粒子(涂层的包覆对象)的吸水性树脂粒子可以为与其他树脂粒子相同的粒子,也可以为与其他树脂粒子不同的粒子。构成包覆树脂粒子的吸水性树脂粒子可以为与其他树脂粒子相同的粒子。
[包覆树脂粒子的制造方法]
本实施方式所涉及的包覆树脂粒子能够通过包括例如通过涂布材料来包覆吸水性树脂粒子的至少一部分而在吸水性树脂粒子的表面的至少一部分形成涂层的工序的方法来制造。涂布材料包含化合物A及比化合物A更易溶于水的化合物B。化合物A及化合物B的详细内容为如上所述。根据本实施方式所涉及的包覆树脂粒子的制造方法,通过使用于吸收性物品时与现有的吸水性树脂粒子并用,从而可获得与单独使用现有的吸水性树脂粒子时相比,实际使用时能够充分地抑制吸液后的回渗量的增加并提高液体的渗透速度的包覆树脂粒子。此外,根据本实施方式所涉及的包覆树脂粒子的制造方法,也能够容易获得控制了吸水拐点的包覆树脂粒子。在本实施方式所涉及的包覆树脂粒子的制造方法中,能够无限制地适用在上述包覆树脂粒子中叙述的方式。
涂布材料能够通过混合化合物A、化合物B及液态介质来制备。在涂布材料中,化合物A处于溶液状态或乳液状态。以溶液状态包含化合物A的涂布材料能够通过混合化合物A、化合物B及液态介质来获得。以乳液状态包含化合物A的涂布材料例如能够通过混合将包含化合物A的粒子分散于液态介质的乳液及化合物B来获得。乳液能够适用通常的乳化方法来形成。在涂布材料中,化合物B可以溶解或分散于液态介质中。
作为液态介质,可以使用能够通过干燥来去除的溶剂。作为液态介质,例如,可以举出水、醚(例如,四氢呋喃)、丙酮、甲醇、乙醇、烃(己烷、庚烷等)。
涂布材料中的化合物A及化合物B的浓度能够考虑作为目标厚度的涂层及包覆对象即吸水性树脂粒子的量等来适当调整。以涂布材料总量为基准,涂布材料中的化合物A的含量例如可以为1~50质量%、3~30质量%或5~20质量%。以涂布材料总量为基准,涂布材料中的化合物B的含量例如可以为0.1~30质量%、0.5~20质量%或1~10质量%。
涂布材料中的化合物B的含量相对于化合物A的含量100质量份,例如可以为1~500质量份。相对于化合物A的含量100质量份的化合物B的含量的下限可以为5质量份以上或8质量份以上。化合物B的含量相对于化合物A的含量100质量份的上限例如可以为400质量份以下、300质量份以下、200质量份以下、100质量份以下、50质量份以下、25质量份以下或15质量份以下。
涂层例如能够通过(1)在分散有吸水性树脂粒子的烃分散介质中添加涂布材料的方法、(2)在烃分散介质中基本上同时添加涂布材料及吸水性树脂粒子的方法或(3)使涂布材料与处于干燥状态的吸水性树脂粒子接触的方法来形成。以下,对各方法具体地进行说明。
对上述(1)的方法的一例进行说明。首先,准备具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌器的可拆式烧瓶。接着,在该可拆式烧瓶中投入烃分散介质及吸水性树脂粒子,在维持高温(例如,60~80℃)的同时充分进行搅拌。将涂布材料添加到上述可拆式烧瓶内并充分搅拌之后,在设定为高温(例如,100~125℃)的油浴中浸泡可拆式烧瓶,通过烃分散介质与水的共沸蒸馏,回流烃分散介质并将反应体系中可能包含的水向体系外抽出。然后,通过使烃分散介质蒸发而获得涂布材料包覆到吸水性树脂粒子的表面的包覆树脂粒子。
对上述(2)的方法的一例进行说明。首先,准备具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌器的可拆式烧瓶。接着,在该可拆式烧瓶中投入烃分散介质、吸水性树脂粒子及涂布材料,在维持高温(例如,60~80℃)的同时充分进行搅拌。然后,通过使烃分散介质蒸发而获得涂布材料包覆到吸水性树脂粒子的表面的包覆树脂粒子。
上述(3)的方法多种多样,以下,作为其代表例,对(3-1)使用茄形烧瓶的方法、(3-2)使用喷射器的方法、(3-3)使用各种造粒机的方法进行说明。
(3-1)
在茄形烧瓶中投入涂布材料,接着投入吸水性树脂粒子。将该茄形烧瓶安装于蒸发器上,进行旋转并加热,在减压条件下蒸馏去除涂布材料中所包含的液态介质。由此获得涂布材料包覆到吸水性树脂粒子的表面的包覆树脂粒子。
(3-2)
在具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中加入吸水性树脂粒子进行搅拌。将涂布材料喷射到通过搅拌叶片搅拌而卷起的吸水性树脂粒子上。例如,能够使用2流体型喷嘴进行涂布材料的喷射。从能够期待均匀包覆的观点而言,涂布材料优选通过氮等非活性气体的气流而以雾态喷射。然后,取出可拆式烧瓶的内容物,用热风干燥机加热之后,冷却至室温,从而获得包覆树脂粒子。
(3-3)
作为制造包覆树脂粒子时所使用的造粒机,例如,可以举出转动造粒机、搅拌造粒机及流动层造粒机。
使用转动造粒机时,使转动造粒机中配置的倾斜的浅的圆形容器旋转,向该圆形容器中供给吸水性树脂粒子,并且适量地添加涂布材料。如此,通过涂布材料中所包含的溶剂或分散介质而转动过程中的吸水性树脂粒子的一部分凝聚的同时,在其表面形成涂层。另外,吸水性树脂粒子及涂布材料的添加工序根据需要能够进行多次。
使用搅拌造粒机时,在搅拌造粒机中配置的混合器中投入吸水性树脂粒子,进行通过搅拌的混合,并且添加涂布材料。如此,通过涂布材料中所包含的液态介质而搅拌过程中的吸水性树脂粒子的一部分凝聚的同时,在其表面形成涂层。吸水性树脂粒子及涂布材料的添加工序根据需要能够进行多次。另外,能够通过控制混合器的剪切力来抑制吸水性树脂粒子的过度凝聚。
使用流动层造粒机时,首先,在流动层造粒机中配置的能够从下部送出热风的的容器中投入吸水性树脂粒子,预先使吸水性树脂粒子流动。然后,当从该容器中配置的喷嘴喷涂涂布材料时,通过涂布材料中所包含的液态介质而搅拌过程中的吸水性树脂粒子的一部分凝聚,同时在其表面形成涂层。涂布材料的喷涂可以根据需要进行多次。能够通过调整涂布材料的喷涂量或喷涂频度来抑制吸水性树脂粒子的过度凝聚。作为流动层造粒机,例如,能够使用流动层造粒机FBD/SG(YENCHEN MACHINERY制造)。
包覆树脂粒子例如用于形成构成尿布等吸收性物品的吸收体。图2是表示吸收性物品的一例的剖视图。图2中所示的吸收性物品100具备片状吸收体10、芯包片20a、20b、透液性片材30及不透液性片材40。在吸收性物品100中,依次层叠有不透液性片材40、芯包片20b、吸收体10、芯包片20a及透液性片材30。在图2中,存在图示为在部件之间存在间隙的部分,但是也可以为部件之间密合而不存在该间隙。
吸收体10具有上述实施方式所涉及的包覆树脂粒子10a和包含纤维状物的纤维层10b。包覆树脂粒子10a分散在纤维层10b内。
芯包片20a在与吸收体10相接的状态下配置于吸收体10的一方侧(图1中,吸收体10的上侧)。芯包片20b在与吸收体10相接的状态下配置于吸收体10的另一方侧(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,可以举出薄纸、无纺布等。芯包片20a及芯包片20b例如具有与吸收体10相同大小的主面。
透液性片材30配置于吸收对象的液体所浸入的一侧的最外部。透液性片材30在与芯包片20a相接的状态下配置于芯包片20a上。作为透液性片材30,可以举出由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等合成树脂组成的无纺布、多孔片材等。不透液性片材40在吸收性物品100中配置在与透液性片材30相反的一侧的最外部。不透液性片材40在与芯包片20b相接的状态下配置于芯包片20b的下侧。作为不透液性片材40,可以举出由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等合成树脂组成的片材、由这些合成树脂与无纺布的复合材料组成的片材等。透液性片材30及不透液性片材40例如具有比吸收体10的主面更宽的主面,透液性片材30及不透液性片材40的外缘部拉伸至吸收体10及芯包片20a、20b的周围。
吸收体10、芯包片20a、20b、透液性片材30及不透液性片材40的大小关系并无特别限定,根据吸收性物品的用途等而适当地调整。并且,使用芯包片20a、20b保持吸收体10的形状的方法并无特别限定,如图2所示,可以利用多个芯包片包裹吸收体,也可以利用1张芯包片包裹吸收体。
吸收体10可以进一步包含除了包覆树脂粒子10a以外的具有吸水性的树脂粒子(其他树脂粒子)。当包含其他树脂粒子时,包覆树脂粒子10a的含量相对于包覆树脂粒子及其他树脂粒子的合计100质量份,例如可以为5质量份以上或15质量份以上,也可以为95质量份以下或85质量份以下。
实施例
以下,列举实施例对本发明进一步具体地进行说明。其中,本发明并不限于这些实施例。
1.包覆树脂粒子的制造
[比较例1]
准备了具备回流冷凝器、滴液漏斗、氮气导入管及搅拌器(具有2段翼径为5cm的4片倾斜的桨翼的搅拌叶片)的内径11cm、容积2L的圆底圆筒形可拆式烧瓶。向该可拆式烧瓶中添加正庚烷(烃分散介质)293g及马来酸酐改性乙烯·丙烯共聚合物(高分子系分散剂、Mitsui Chemicals,Inc.、Hi-WAX 1105A)0.736g,由此获得了混合物。通过将该混合物以转速300rpm进行搅拌的同时加热至80℃而使分散剂溶解。然后,将混合物冷却至55℃。
接着,向容积500mL的三角烧瓶中加入了80.5质量%的丙烯酸水溶液92.0g(丙烯酸:1.03摩尔)。接着,从外部进行冷却的同时滴加30质量%的氢氧化钠水溶液102.2g而中和了75摩尔%的丙烯酸。然后,加入羟乙基纤维素(增稠剂、SUMITOMO SEIKA CHEMICALSCO.,LTD.、HEC AW-15F)0.092g、过硫酸钾(水溶性自由基聚合引发剂)0.0736g(0.272毫摩尔)、乙二醇二缩水甘油醚(内部交联剂)0.0101g(0.0580毫摩尔)及离子交换水32.85g后使其溶解,从而制备了第一级的单体水溶液。
将上述第1阶段的单体水溶液添加到上述可拆式烧瓶之后,搅拌了10分钟。通过将蔗糖硬脂酸酯(表面活性剂,Mitsubishi-Chemical Foods Corporation制造、RYOTO SUGARESTER S-370、HLB:3)0.736g加热溶解于正庚烷6.62g中,由此获得了表面活性剂溶液。通过将所获得的表面活性剂溶液7.356g添加到可拆式烧瓶而获得了反应液。并且,以550rpm的转速搅拌反应液,并且用氮气充分地置换可拆式烧瓶体系内。然后,将可拆式烧瓶浸渍于70℃的水浴中而使反应液升温,并进行10分钟第一级的聚合,从而获得了第一级的反应混合物。
接着,向容量500mL的另一三角烧瓶中加入了80.5质量%的丙烯酸水溶液128.8g(丙烯酸:1.44摩尔)。接着,从外部进行冷却的同时滴加30质量%的氢氧化钠水溶液143.1g而中和了75摩尔%的丙烯酸。然后,加入过硫酸钾0.1030g(0.3810毫摩尔)、乙二醇二缩水甘油醚(内部交联剂)0.0116g(0.0666毫摩尔)及离子交换水0.63g,然后使其溶解,从而制备了第二级的单体水溶液。
将第一级的反应混合物以转速1000rpm进行搅拌的同时冷却至25℃后,将总量的第二级的单体水溶液添加至第一级的反应混合物,从而获得了反应液。搅拌反应液并用氮气充分地置换了体系内部。然后,将可拆式烧瓶浸渍于70℃的水浴中而使反应液升温,并进行5分钟第二级的聚合,从而获得了第二级的反应混合物(表面交联前的聚合物粒子)。
在第二级的聚合后,将第二级的反应混合物在125℃的油浴中进行升温,并通过正庚烷与水的共沸蒸馏,回流正庚烷并将254g的水排出到体系外。接着,作为表面交联剂而添加乙二醇二缩水甘油醚0.0884g(0.5075毫摩尔)后,在83℃保持2小时,由此获得了表面交联后的聚合物粒子的分散液。
然后,在125℃的油浴中将上述表面交联后的聚合物粒子的分散液进行升温,使正庚烷蒸发并进行干燥,由此获得了干燥物。通过使该干燥物从孔径850μm的筛中通过而获得了呈球状粒子凝聚的形态而未被包覆的状态的吸水性树脂粒子(1)233.4g。
然后,在SUS瓶中加入上述吸水性树脂粒子(1)200g及亲水性二氧化硅即Tokusil(Oriental Silicas Corporation、产品编号:NPS)0.4g,用交叉旋转混合机混合30分钟而获得了吸水性树脂粒子(2)。
在比较例1中制作的吸水性树脂粒子(1)及吸水性树脂粒子(2)的保水量为40g/g。保水量通过如下所示的方法来测定。在500mL聚乙烯烧杯中添加生理盐水500g之后,使用搅拌器使搅拌子以600rpm的转速进行旋转并一点一点地加入了吸水性树脂粒子2.00g。加入吸水性树脂粒子的总量结束后,搅拌了30分钟。接着,将混合物转移到棉袋(棉织布60号、宽度100mm×长度200mm)内后,用橡皮筋扎住棉袋的上部。接着,使用离心机(KOKUSAN Co.,Ltd.制造、产品编号:H-122)进行1分钟的离心分离(167G)之后,测定了脱水后的包含溶胀凝胶的棉袋的质量WA。在棉袋中不放入吸水性树脂粒子而实施相同的操作,测定了空棉袋的质量WB。并且,通过下述式计算出生理盐水的保水量(25℃)。
保水量[g/g]=(WA-WB)/吸水性树脂粒子的质量(=2.00)
[实施例1]
重复比较例1的操作,直至添加Tokusil,并用孔径250μm的梳子将所收集的吸水性树脂粒子(1)进行分级,获得了粒径250~850μm的吸水性树脂粒子500g以上。
在内容积1L的聚烧杯中,用离子交换水14.75g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.,Zyxen N)10.0g及化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000分子量:7300~9300)0.25g,制备了涂布材料A。
在流动层造粒机的容器中投入吸水性树脂粒子500.0g,从容器的下部以50℃的温风送风。接着,一边干燥一边向通过送风而卷起的吸水性树脂粒子喷射25g的涂布材料A。喷射涂布材料后,在50℃干燥了30分钟。干燥后,获得了包覆树脂粒子502.3g。
将所获得的包覆树脂粒子50.0g铺展在长度26cm、宽度20cm的金属方平底盘上,并用铝箔覆盖。将铝箔穿孔,用设定为80℃的热风干燥机(ADVANTEC、FV-320)将包覆树脂粒子加热60分钟,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例2]
用离子交换水59.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)40.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)1.0g,制备了涂布材料B。除了使用涂布材料B来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例3]
用离子交换水885.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)600.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)15.0g,制备了涂布材料C。除了使用涂布材料B来代替涂布材料C以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例4]
用离子交换水299.5g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)0.5g,制备了涂布材料D。除了使用涂布材料D来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例5]
用离子交换水295.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)5.0g,制备了涂布材料E。除了使用涂布材料E来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例6]
用离子交换水455.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)20.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)25.0g,制备了涂布材料F。除了使用涂布材料F来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例7]
用离子交换水430.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)20.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)50.0g,制备了涂布材料G。除了使用涂布材料G来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例8]
将从日本出售的尿布市售品(Kao Corporation制造、商品名称:Mary’s PantsSarasara Air Through S Size)中采集的聚合物粒子(水溶液聚合物、中位粒径:408μm)用作被涂布体,并且用离子交换水295.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g及化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)5.0g,制备了涂布材料H。除了使用涂布材料H来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。从尿布采集的聚合物粒子的保水量为31g/g。
[实施例9]
<化合物A的制作>
在长度27cm、宽度38cm、深度7cm的塑料方平底盘中加入水和冰,制作了3℃的冰浴。在该冰浴内放置内容积1L的玻璃制烧杯,加入了离子交换水258.3g。将冰浴设置在磁力搅拌器上,在烧杯内加入搅拌子并进行了搅拌。
将48%氢氧化钾溶液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)27.6g一点一点地加入到烧杯中,制作了氢氧化钾水溶液。
准备了具备回流冷凝器、温度计及搅拌器(具有翼径为5cm的4片倾斜的桨翼的搅拌叶片)的内径11cm、内容积2L的圆底圆筒形可拆式烧瓶。该烧瓶中加入了乙烯-丙烯酸共聚物(SKglobalchemical:Primacol 5980i)100g。然后,加入了总量的氢氧化钾水溶液。然后,用50.0g的离子交换水洗涤使用于氢氧化钾水溶液的制作的烧杯,将洗涤水加入到可拆式烧瓶中,获得了反应液。
以500rpm的搅拌器的转速搅拌反应液,并且浸渍于103℃的油浴中,使内温上升至95℃。然后,适当地调整油浴的温度以使内温成为95~97℃,并且保持了4小时。
然后,从油浴中提起可拆式烧瓶,在室温下自然冷却,直至内温成为35℃。确认内温成为35℃以下,用孔径108μm的尼龙网过滤反应液,作为滤液,获得了化合物A即乙烯-丙烯酸钾共聚物的乳液390.3g。
<涂布工序>
用离子交换水295.0g稀释包含化合物A的上述乳液200g及化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)5.0g,制备了涂布材料I。除了使用涂布材料I来代替涂布材料A或者将热风干燥机的设定温度变更为100℃以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例10]
除了将氢氧化钾水溶液变更为由氢氧化钠(FUJIFILM Wako Pure Chemi calCorporation)7.9g及离子交换水259.5g制备的氢氧化钠水溶液、将乙烯-丙烯酸共聚物变更为乙烯-甲基丙烯酸共聚物(DOW-MITSUI POLYCHEMICALS CO.,LTD.:Nuclell 2050H)100g以外,以与实施例9相同的方式获得了化合物A即乙烯-甲基丙烯酸钠共聚物的乳液333.1g。
用离子交换水295.0g稀释包含化合物A的上述乳液200g及化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)5.0g,制备了涂布材料J。除了使用涂布材料J来代替涂布材料A或者将热风干燥机的设定温度变更为100℃以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例11]
用离子交换水280.5g稀释化合物A即丙烯酸-氯乙烯共聚物23.3%水分散乳液(Nissin Chemical co.,ltd.、Vinyblanc 715)214.5g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)5.0g,制备了涂布材料K。除了使用涂布材料K来代替涂布材料A,并且没有用热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子507.9g。
[实施例12]
将化合物A即聚氯乙烯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)25.0g及化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)2.5g及作为溶剂的四氢呋喃472.5g进行混合,制备了涂布材料L。除了使用涂布材料L来代替涂布材料A、并且将涂布时的流动层造粒机的送风温度设为40℃、没有用热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子506.3g。
[实施例13]
将化合物A即聚苯乙烯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)50.0g及化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)5.0g及作为溶剂的四氢呋喃945.0g进行混合,制备了涂布材料M。除了使用涂布材料M来代替涂布材料A、并且将涂布时的流动层造粒机的送风温度设为40℃、没有用热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子509.3g。
[实施例14]
用离子交换水295.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g及化合物B即氯化钠(ACALAITESQUE,INC.)5.0g,制备了涂布材料N。除了使用涂布材料N来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例15]
用离子交换水295.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g及化合物B即D-果糖(ACALAITESQUE,INC.)5.0g,制备了涂布材料O。除了使用涂布材料O来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[比较例2]
用离子交换水300.0g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g,制备了涂布材料P。除了使用涂布材料P来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[比较例3]
化合物A即聚氯乙烯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)25.0g及作为溶剂而加入四氢呋喃475.0g进行混合,制备了涂布材料Q。除了使用涂布材料Q来代替涂布材料A、并且将涂布时的流动层造粒机的送风温度设为40℃、并且没有用热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子504.6g。
[比较例4]
将化合物A即聚苯乙烯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)50.0g及作为溶剂加入四氢呋喃950.0g进行混合,制备了涂布材料R。除了使用涂布材料R来代替涂布材料A、并且将涂布时的流动层造粒机的送风温度设为40℃、并且没有用热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子506.6g。
[比较例5]
用离子交换水450.0g稀释化合物B即聚乙二醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)50.0g,制备了涂布材料S。除了使用涂布材料S来代替涂布材料A,并且没有用热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子505.5g。
[实施例16]
用离子交换水287.5g稀释化合物A即乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液(SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.,LTD.、Zyxen N)200.0g及化合物B即聚乙二醇(TokyoChemical Industry Co.,Ltd.、PEG6000)12.5g,制备了涂布材料T。除了使用涂布材料T来代替涂布材料A以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例17]
在长度27cm、宽度38cm、深度7cm的塑料方平底盘中加入水和冰,制作了3℃的冰浴。在该冰浴内放置内容积1L的玻璃制烧杯,加入了离子交换水261.31g。将冰浴设置在磁力搅拌器上,在烧杯内加入搅拌子并进行了搅拌。
将氢氧化钠(颗粒)(ACALAI TESQUE,INC.)9.44g一点一点地加入到烧杯中,制作了氢氧化钠水溶液。
准备了具备回流冷凝器、温度计及搅拌器(具有翼径为5cm的4片倾斜的桨翼的搅拌叶片)的内径11cm、内容积2L的圆底圆筒形可拆式烧瓶。向该烧瓶中加入了乙烯-丙烯酸共聚物(SKglobal chemical:Primacol 5980i)100g。然后,加入总量的前述氢氧化钠水溶液。然后,用50.0g的离子交换水洗涤使用于氢氧化钠水溶液的制作的烧杯,将洗涤水加入到可拆式烧瓶中,获得了反应液。
以500rpm的搅拌器的转速搅拌反应液,并且浸渍于103℃的油浴中,使内温上升至95℃。然后,适当地调整油浴的温度以使内温成为95~97℃,并且保持了4小时。
然后,从油浴中提起可拆式烧瓶,在室温下自然冷却,直至内温成为35℃。确认内温成为35℃以下,用孔径108μm的尼龙网过滤反应液,作为滤液,获得了中和度85%的乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液。
在内容积1L的聚烧杯中,用离子交换水295.0g稀释作为化合物A在上述制作的中和度85%的乙烯-丙烯酸钠共聚物的25%水分散乳液200.0g及化合物B即聚乙二醇5.0g,制备了涂布材料U。除了使用涂布材料U来代替涂布材料A、并且用设定为100℃的热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例18]
在乳液制作工序中,除了在冰浴内放置内容积1L的玻璃制烧杯并加入离子交换水897.41g、并且将氢氧化钠(颗粒)10.55g一点一点地加入到烧杯中,并制作氢氧化钠水溶液以外,以与实施例9相同的方式制作乳液,获得了中和度95%的乙烯-丙烯酸钠共聚物的10%水分散乳液。
然后,在涂布工序中,在内容积1L的聚烧杯中,将作为化合物A的上述制作的中和度95%的乙烯-丙烯酸钠共聚物的10%水分散乳液500.0g及化合物B即聚乙二醇5.0g进行混合,制备了涂布材料V。除了使用涂布材料V来代替涂布材料A、并且用设定为100℃的热风干燥机进行加热以外,以与实施例1相同的方式制作,获得了包覆树脂粒子50.0g。
[实施例19]
在获得未被包覆的状态的吸水性树脂粒子(1)的工序中,除了通过正庚烷与水的共沸蒸馏而回流正庚烷并且将234g的水向体系外抽出以外,以与比较例1相同的方式制作未被包覆的状态的吸水性树脂粒子(3),并且以与实施例5相同的方式进行包覆工序,获得了包覆树脂粒子50.0g。吸水性树脂粒子(3)的保水量为31g/g。
[实施例20]
在获得未被包覆的状态的吸水性树脂粒子(1)的工序中,除了在制备第1阶段的单体水溶液时,添加乙二醇二缩水甘油醚(内部交联剂)0.00534g(0.0306毫摩尔)以外,以与比较例1相同的方式制作未被包覆的状态的吸水性树脂粒子(4),以与实施例5相同的方式进行包覆的工序,获得了包覆树脂粒子50.0g。吸水性树脂粒子(4)的保水量为48g/g。
2.吸收性物品的评价
对使用实施例1~14及比较例1~5的评价用粒子制作的吸收体评价了渗透速度及回渗。
(使用于吸收体的树脂粒子的准备)
将比较例1中制作的吸水性树脂粒子(2)9.6g、实施例1~14及比较例2~5中制作的包覆树脂粒子2.4g的共计12g进行混合的粒子使用于吸收体。并且,比较例1的吸收体仅单独使用了12g的比较例1中制作的吸水性树脂粒子(2)。
(吸收体的制作)
通过气流抄制均匀地混合上述混合的评价用树脂粒子12g及破碎纸浆(Rayonier公司制造,商品名称称:Rayfloc)8.0g,由此制作了40cm×12cm大小的吸收体芯。接着,在用与吸收体芯相同的大小的2张棉纸(基重:16g/m2)夹着吸收体芯上下的状态下,对整体施加141kPa的荷载30秒而进行加压,由此制作了吸收体(粒子含量:60质量%)。
(吸收性物品的制作)
在上述吸收体的上表面以与吸收体相同大小配置聚乙烯制热风(Airthrough)型多孔透液性片材(基重:22g/m2),且在下表面以与吸收体相同大小配置聚乙烯制不透液性片材(基重:22g/m2),夹住吸收体,由此获得了吸收性物品。
(试验液的制备)
在内容积为10L的容器中放入氯化钠100.0g、氯化钙二水合物3.0g、氯化镁六水合物6.0g、Triton X-100(聚氧亚乙基(10)乙二醇二缩水甘油醚、FUJIFILM Wako PureChemical Corporation制造)1.0g及离子交换水99.0g的混合物以及离子交换水9866.0g之后,使各成分完全溶解。接着,通过用少量的蓝色1号进行着色而制备了试验液。
(渗透速度的评价)
首先,在水平台上放置了吸收性物品。在吸收性物品的中心部放置具有内径为3cm的开口部的液投入用缸体,将上述试验液80mL一次性投入到该缸体内,测定了吸收速度。每隔30分钟进行相同的操作,共计5次,获得了5次吸收速度的合计作为渗透速度[秒]。
(回渗的评价)
如上所述,将试验液投入5次之后,以原样状态保持吸收性物品。从试验液投入结束起经过1小时之后,将预先测定了质量(约75g)的10cm平方的滤纸放置于吸收性物品上的试验液投入位置附近。并且,将重物(底面:10cm×10cm,质量:5.0kg(约0.7psi))载置于滤纸上而施加5分钟的荷载之后,测定滤纸的质量,获得了滤纸的质量的增加量作为回渗量[g]。
(溶解量测定的评价)
化合物A(乳液)
将化合物A100g放入底部尺寸为250×185(mm)的特氟龙(注册商标)涂布方平底盘,覆盖铝箔并盖上盖子。将铝箔穿孔,用热风干燥机(ADVANTEC、FV-320)以80℃加热并制膜。
用剪刀将所获得的聚合物膜切割成5mm见方,获得了涂布材料。将所获得的涂布材料加入到相同的特氟龙(注册商标)涂布方平底盘,覆盖铝箔而盖上。将铝箔穿孔,用热风干燥机(ADVANTEC、FV-320)以80℃加热2小时,使其完全干燥。
将加入到200mL烧杯的蒸馏水100g调整至25℃并以600rpm进行搅拌。将完全干燥的涂布材料进行分级,并且将孔径75μ m的筛上残留的涂布材料5g放入该烧杯中,搅拌1小时后,使用34μ m不锈钢制金属网进行抽滤。称取60g通过抽滤而获得的液体于已经称重的100mL烧杯中,用140℃的热风干燥机(TOYO ROSHI KAISHA,LTD.、FV-320)干燥15小时,测定了过滤固体成分质量(Wa)。通过以下式计算溶解量。
100g滤液的析出量(Wb)(g)=(Wa/60)×100
溶解量(质量%)=(Wb/5)×100
化合物A(溶液)
将10g化合物A及200g四氢呋喃进行混合并制备溶液,然后,用40℃的热风干燥机进行干燥来制膜,之后以与上述化合物A(乳液)相同的方式测定了溶解量。
化合物B
将化合物B分级,使用在孔径75μm的筛上残留的化合物B5g,以与上述化合物A(乳液)相同的方式测量的溶解量(未进行制膜及完全干燥)。
(通过拉曼光谱法的分析)
图3为表示实施例5的包覆树脂粒子的基于拉曼光谱法的分析结果的照片。
图4为表示实施例12的包覆树脂粒子的基于拉曼光谱法的分析结果的照片。如图3~4所示,确认到在吸水性树脂粒子的表面的至少一部分形成有涂层。如图3所示,实施例5的包覆树脂粒子具有由包含P(E-AANa)的海部及包含PEG的岛部构成的海岛结构。并且,包含PEG的岛部的至少一部分构成涂层的整个厚度。
以如下所示的条件实施了通过拉曼光谱法的测定。
使用设备:RAMANtouch(Nanophoton corp制)
激发波长:532nm
测定光谱范围:10-4000cm-1
成像:线条照明
(吸水拐点的测定)
精确称量评价用粒子0.200g,在内径2.0cm、深度8.0cm的丙烯酸缸体的底部以层状铺开,在形成上表面平坦的粒子层之后,测定了粒子层的高度H0。然后,从丙烯酸缸体的上部注入25℃的生理盐水20g。从加入全部量的生理盐水的时刻开始测定,以30秒(0.5分钟)间隔读取粒子层的高度Hn,通过下述式计算每隔30秒的高度变化量,将变化量变得最大时的H(n+1)时间(分钟)定义为吸水速度急剧上升为止所需的时间(吸水拐点)。另外,吸水期间的粒子层的上表面不平坦时,将最高的部分的高度设为Hn或H(n+1)。
变化量(cm)=H(n+1)-Hn
(在上述式中,n表示投入了生理盐水后的粒子层的高度的测定次数)
(评价结果)
表1~2中,“P(E-AANa)”表示乙烯-丙烯酸钠共聚物、“P(E-AAK)”表示乙烯-丙烯酸钾共聚物、“P(E-MAANa)”表示乙烯-甲基丙烯酸钠共聚物、“(AA-VC)”表示丙烯酸-氯乙烯共聚物、“PVC”表示聚氯乙烯、“PS”表示聚苯乙烯。
[表1]
[表2]
将实施例的包覆树脂粒子使用于吸收性物品时,表面吸液后的回渗得到抑制,并且渗透速度提高。
从实施例2的结果与实施例3的结果的比较可知,在海部与岛部的比率相同时,涂布材料的使用量越多,则吸水拐点延长也越延长。
从实施例5的结果与实施例16的结果的比较可知,岛部与海部的比率越大,则吸水拐点越短。
从实施例17的结果与实施例18的结果的比较可知,海部的中和度高者的吸水拐点延长。推测由于中和度越高,则乳液越成为小粒子能够使涂层致密,因此通过海部的中和度高而吸水拐点延长。
从实施例5的结果、实施例9的结果及实施例10的结果的比较可知,即使改变海部(乳液树脂)的组成,也能够控制吸水拐点。尤其,从实施例5的结果与实施例9的结果的比较可知,即使改变抗衡离子也能够使吸水拐点发生变化。
由以上结果可知,(1)涂布材料的种类和/或使用量、(2)海部与岛部的比率以及(3)将EAA等包含羧基的聚合物使用于海部时,可以说能够根据海部的中和度来控制吸水拐点。
附图标记说明
1、10a-包覆树脂粒子,1a-吸水性树脂粒子,1b-涂层,10-吸收体,10b-纤维层,20a、20b-芯包片,30-透液性片材,40-不透液性片材,100-吸收性物品。
Claims (8)
1.一种包覆树脂粒子,其具有吸水性树脂粒子及将所述吸水性树脂粒子的表面的至少一部分包覆的涂层,
所述涂层包含化合物A及比所述化合物A更易溶于水的化合物B。
2.根据权利要求1所述的包覆树脂粒子,其中,
所述化合物A在25℃的水100g中的溶解量为1质量%以下,
所述化合物B在25℃的水100g中的溶解量比所述化合物A的溶解量高20质量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的包覆树脂粒子,其中,
所述化合物B的含量相对于所述化合物A及所述化合物B的合计100质量份而言为1~85质量份。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的包覆树脂粒子,其中,
所述涂层具有由包含所述化合物A及所述化合物B中的一种化合物的海部和包含另一种化合物的岛部构成的海岛结构。
5.根据权利要求4所述的包覆树脂粒子,其中,
所述海部包含所述化合物A,
所述岛部包含所述化合物B。
6.一种吸水性树脂组合物,其包含权利要求1至5中任一项所述的包覆树脂粒子及除了所述包覆树脂粒子以外的具有吸水性的树脂粒子。
7.一种制造包覆树脂粒子的方法,其包括通过涂布材料来包覆吸水性树脂粒子的至少一部分而在吸水性树脂粒子的表面的至少一部分形成涂层的工序,
所述涂布材料包含处于溶液状态或乳液状态的化合物A及比所述化合物A更易溶于水的化合物B。
8.根据权利要求7所述的制造包覆树脂粒子的方法,其中,
所述化合物B的含量相对于所述化合物A的含量100质量份而言为1~500质量份。
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