PL215419B1 - Srodek pochlaniajacy wode - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek pochłaniający wodę.

Chodzi tu zwłaszcza o środek pochłaniający wodę, który łączy w sobie doskonałą kapilarną siłę ssania i przepuszczalność cieczy, przy czym środek pochłaniający wodę otrzymuje się drogą modyfikowania powierzchni cząstek żywicy wodochłonnej (a) za pomocą środka sieciującego, przy czym cząstki żywicy wodochłonnej (a) reguluje się do specyficznej średniej masowo średnicy cząstek i specyficznego rozkładu średnic cząstek i zawierają one środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy.

Aktualnie żywice wodochłonne (środki pochłaniające wodę) i włókna hydrofilowe (na przykład miazgę) stosuje się szeroko do materiałów higienicznych, takich jak pieluchy jednorazowe, podpaski higieniczne i tak zwane wkładki stosowane przy nietrzymaniu kału albo moczu, jako ich materiały składowe w celu spowodowania wchłaniania płynów ustrojowych przez żywice wodochłonne i włókna hydrofilowe. Przykładowe materiały stosowane jako główne surowce dla powyższych żywic wodochłonnych obejmują częściowo zobojętnione i usieciowane polikwasy akrylowe, zhydrolizowane szczepione polimery skrobi-kwasu akrylowego, zmydlone kopolimery octanu winylu-estru kwasu akrylowego, zhydrolizowane kopolimery akrylonitrylu albo akryloamidu albo usieciowane polimery tych zhydrolizowanych kopolimerów i usieciowane polimery monomerów kationowych.

Co się tyczy tych materiałów higienicznych, takich jak pieluchy jednorazowe i podpaski higieniczne, to ich wysoka funkcjonalność i pocienienie wykazują w ostatnich latach postęp, tak że istnieje tendencja do zwiększania ilości żywicy wodochłonnej stosowanej na jednostkę materiału higienicznego i żywicy wodochłonnej w % masowych w stosunku do całej struktury chłonnej składającej się z żywicy wodochłonnej i włókien hydrofiłowych. W szczególności stosunek żywicy wodochłonnej w strukturze chłonnej zwiększa się drogą zmniejszania stosowanej ilości włókien hydrofiłowych (które mają niską gęstość nasypową) i zwiększania ilości żywicy wodochłonnej (która ma doskonałą chłonność wody i dużą gęstość nasypową). W ten sposób dąży się do pocienienia materiałów higienicznych bez obniżania wielkości pochłaniania wody.

Przepuszczalność cieczy i podatność cieczy na dyfuzję:

Jednakże materiały higieniczne, w których stosunek włókien hydrofiłowych został zmniejszony, a stosunek żywicy wodochłonnej został w powyższy sposób zwiększony, znajdują się w korzystnej sytuacji z punktu widzenia łatwego magazynowania cieczy, lecz raczej stwarzają problemy w przypadku brania pod uwagę rozdziału i dyfuzji cieczy w warunkach rzeczywistego stosowania pieluch. Duża ilość żywicy wodochłonnej pęcznieje stając się miękkim żelem na skutek absorpcji wody, powodując zjawisko, które nazywa się blokowaniem żelowym, które w znacznym stopniu zapobiega przenikaniu i dyfuzji cieczy. Znane przykłady technik polepszania tej przepuszczalności cieczy i podatności cieczy na dyfuzję obejmują następujące techniki.

Znany jest sposób, w którym stosuje się polimer chłonny tworzący hydrożel, w którym wartość -7 3 -1 przepływowej przewodności roztworu soli (SFC) wynosi co najmniej około 30 (10^-7.cm³.s.g^-1), wartość absorpcyjności pod ciśnieniem (PUP) wynosi co najmniej 23 g/g pod ciśnieniem zamykającym 4,83 ₂ kPa, a gramatura wynosi co najmniej około 10 g/m² (dokument patentowy 1).

Znana jest struktura chłonna, w której stężenie żywicy wodochłonnej wynosi co najmniej 40% masowych, wartość przepływowej przewodności roztworu soli (SFC) wynosi co najmniej około 30 -7 3 -1 (10^-7.cm³.s.g^-1), a absorpcyjność pod ciśnieniem (PUP) wynosi co najmniej 23 g/g pod ciśnieniem zamykającym 4,83 kPa (dokument patentowy 2).

Znany jest sposób, w którym w strukturze chłonnej na górną warstwę stosuje się żywicę wo-7 -1 dochłonną, której przepuszczalność warstwy żelu (GLP) wynosi co najmniej 4 (10^-7.g^-1), a na dolną warstwę stosuje się żywicę wodochłonną, której absorpcyjność pod obciążeniem (AAP) wynosi co ₂ najmniej 15 (g/g) pod obciążeniem 50 g/cm² (dokument patentowy 3).

Znany jest sposób, w którym polikation jest związany kowalencyjnie z żywicą wodochłonną (dokument patentowy 4).

Znany jest materiał chłonny zawierający mieszaninę wielu chłonnych cząstek żelotwórczych, zawierających polimer nierozpuszczalny w wodzie i pęczniejący w wodzie, oraz polimer polepszający chłonność, który jest reaktywny z co najmniej jednym składnikiem moczu (dokument patentowy 5).

Znany jest sposób, w którym stosuje się mieszaninę sferycznej żywicy wodochłonnej i niesferycznej żywicy wodochłonnej (dokument patentowy 6).

PL 215 419 B1

Znany jest sposób, w którym stosuje się żywicę wodochłonną, której wartość przepływowej -7 3 -1 przewodności roztworu soli (SFC) wynosi co najmniej 5 (10^-7.cm³.s.g^-1), i która zawiera środek utrzymujący przepuszczalność (dokument patentowy 7).

Znana jest struktura chłonna, która ma przedział otoczony ciągłym obszarem hydrożelowego polimeru chłonnego (dokument patentowy 8).

Znany jest hydrożelotwórczy polimer chłonny, którego dynamiczna szybkość żelowania wynosi co najmniej około 0,18 g/g/s, a absorpcyjność pod ciśnieniem (PUP) wynosi co najmniej około 25 g/g pod ciśnieniem wiążącym 4,83 kPa, przy czym hydrożelotwórczy polimer chłonny ma średnią masowo wielkość cząstek co najmniej około 100 ąm, gdy hydrożelotwórczy polimer chłonny istnieje w postaci cząstek (dokument patentowy 9).

Znany jest materiał wodochłonny, w którego tylnej połówce umieszczone jest od 55 do 100%, korzystnie od 60 do 90% całkowitej masy chłonnego materiału żelującego (dokument patentowy 10).

Znany jest element chłonny, który ma strefę przyjmującą ciecz (dokument patentowy 11).

Znana jest żywica wodochłonna, której absorpcyjność pod obciążeniem jest nie mniejsza niż 30 g/g, a szybkość przenikania cieczy przez warstwę żelową wynosi nie więcej niż 100 sekund (dokument patentowy 12).

Znany jest sposób obejmujący etap mielenia usieciowanych, spolimeryzowanych cząstek tak ₃ długo, aż gęstość nasypowa zwiększy się do nie mniej niż 0,72 g/cm³ (dokument patentowy 13).

Znany jest sposób, w którym żywicę wodochłonną poddaje się obróbce powierzchni za pomocą środka do obróbki powierzchni, zawierającego poliol i kation (dokument patentowy 14).

Znany jest sposób, w którym żywicę wodochłonną poddaje się obróbce powierzchniowej za pomocą środka do obróbki powierzchniowej, zawierającego organiczny związek sieciujący (z wyjątkiem polioli) i kation (dokument patentowy 15).

Znany jest polimer pęczniejący w wodzie, taki jak polimer usieciowany za pomocą nienasyconego aminoalkoholu (dokument patentowy 16).

Znany jest polimer hydrożelotwórczy, którego przepływowa przewodność roztworu soli (SFC) -7 3 -1 wynosi co najmniej 40 (10^-7.cm³.s.g^-1), AUL wynosi co najmniej 20 g/g pod ciśnieniem 4,83 kPa, a wskaźnik kruchości (FI) wynosi co najmniej 60% (dokument patentowy 17).

Znany jest nierozpuszczalny w wodzie i pęczniejący w wodzie hydrożel, który jest powleczony sferycznymi albo elektrostatycznymi odstępnikami i w którym AUL wynosi co najmniej 20 g/g pod ciśnieniem 4,83 kPa, a odporność na żelowanie wynosi co najmniej 1600 Pa (dokument patentowy 18).

Jednak w przypadkach, w których powyższe wodochłonne żywice według stanu techniki, jak ujawniono w dokumentach patentowych 1 do 18, mają wysoką przepuszczalność cieczy, przestrzenie pomiędzy napęczniałymi cząstkami żelu zwiększają się powodując pogorszenie kapilarnej siły ssania. Pogorszenie kapilarnej siły ssania jest przyczyną tego, że pozostała ciecz resztkowa, nie pobrana do żywicy wodochłonnej, zwiększa się na powierzchniowych warstwach materiałów higienicznych powodując przez to pogorszenie właściwości związanej z dotykiem na sucho, nieprzyjemne odczuwanie w czasie noszenia oraz choroby skóry, takie jak wysypka skórna. W celu uniknięcia problemów z utrzymywaniem absorpcyjnych właściwości struktury chłonnej stosunki włókien hydrofilowych i żywicy wodochłonnej są aksjomatycznie ograniczone, w związku z czym występuje także i granica pocieniania materiałów higienicznych.

Oznacza to, że w stanie techniki dąży się do przepuszczalności cieczy, lecz nie przywiązuje się żadnej wagi do utraconej przez to kapilarnej siły ssania. Poza tym, w dokumentach ze stanu techniki, chociaż rozkład średnic cząstek jest bardzo ważnym czynnikiem dla przepuszczania cieczy i kapilarnej siły ssania, to dotychczas nie podano żadnego szczegółowego wyjaśnienia związku pomiędzy rozkładem średnic cząstek i przepuszczalnością cieczy oraz kapilarną siłą ssania. Tak jak sprawy teraz się mają, prawie nie dokonuje się żadnego szczegółowego wyjaśnienia, zwłaszcza także w odniesieniu do rozkładu średnic cząstek, który jest doskonały zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania, albo pod względem środków osiągania takiego rozkładu średnic cząstek.

Średnice cząstek:

Poza tym znane są następujące dokumenty ze stanu techniki jako przykłady żywic wodochłonnych, które mają regulowany rozkład średnic cząstek, i dokumenty ze stanu techniki, w których reguluje się rozkłady średnic cząstek żywic wodochłonnych.

Znany jest wyrób chłonny zawierający wysokocząsteczkowy środek żelujący, który ma średnią masowo średnicę cząstek od 400 do 700 ąm (dokument patentowy 19).

PL 215 419 B1

Znany jest polimer hydrożelowy, którego średnia średnica cząstek wynosi od 100 do 600 ąm, a logarytmiczne odchylenie standardowe σζ rozkładu średnic cząstek jest nie większe niż 0,35 (dokument patentowy 20).

Znane są cząstki materiału polimerowego, które są nierozpuszczalne w wodzie, chłonne i mogą przechodzić w żel, z których co najmniej 80% są cząstkami o takiej wielkości, że przechodzą przez sito o wielkości otworów oczek 297 ąm i są zatrzymywane na sicie o wielkości otworów oczek 105 ąm (dokument patentowy 21).

₂

Znane są cząstki żywicy wodochłonnej, które mają pole powierzchni właściwej od 50 do 450 m²/g i zawierają drobny proszek hydrofilowego dwutlenku krzemu o hydrofilowości nie mniejszej niż 70% (dokument patentowy 22).

Przy tym jednak, co do powyższego stanu techniki przytoczonego w dokumentach patentowych 19 do 22, żaden z nich nie jest dokumentem stanu techniki, w którym osiąga się rozkład wielkości cząstek wskazany dla uzyskania środka pochłaniającego wodę, który jest doskonały zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania. Ponadto przedziały uzyskanych rozkładów średnic cząstek są także szerokie, a absorpcyjność bez obciążenia i absorpcyjność pod obciążaniem są także różne. Zatem trudno było uzyskać z powyższych dokumentów stanu techniki środek pochłaniający wodę, który jest doskonały zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania.

[dokument patentowy 1] WO 95/26209

[dokument patentowy 2] EP 0951913

[dokument patentowy 3] EP 0640330

[dokument patentowy 4] WO 97/12575

[dokument patentowy 5] WO 95/22356

[dokument patentowy 6] WO 98/06364

[dokument patentowy 7] WO 2001/066056

[dokument patentowy 8] WO 97/25013

[dokument patentowy 9] WO 98/47454

[dokument patentowy 10] WO 96/01608

[dokument patentowy 11] WO 97/34558

[dokument patentowy 12] JP-A-089527/2001 (Kokai)

[dokument patentowy 13] EP 1029886

[dokument patentowy 14] WO 2000/53644

[dokument patentowy 15] WO 2000/03664

[dokument patentowy 16] US 6087450

[dokument patentowy 17] US 6414214

[dokument patentowy 18] US 2002/128618

[dokument patentowy 19] US 5051259

[dokument patentowy 20] EP 0349240

[dokument patentowy 21] EP 0579764

[dokument patentowy 22] EP 0629411

Co się tyczy wyżej wymienionych żywic wodochłonnych według stanu techniki i/lub środków pochłaniających wodę według dokumentów patentowych od 1 do 22, to przepuszczalność cieczy jest lepsza, lecz jednocześnie występuje pogorszenie sprawności, takie jak pogorszenie kapilarnej siły ssania. W ten sposób polepsza się podatność na dyfuzję i przepuszczalność cieczy w strukturze wodochłonnej, która jest materiałem składowym takich materiałów higienicznych, a z drugiej strony występuje pogorszenie sprawności, tak że pogarsza się właściwość związana z suchością oraz zdolność zatrzymywania wody. Zatem wyżej wymienione rozwiązania ze stanu techniki nie koniecznie były zadowalającymi, co oznacza, że wystąpiły takie problemy, że nawet jeżeli jedna ze sprawności polepsza się, to druga sprawność pogarsza się. Przy rozwiązywaniu takich problemów oczekiwano, że pojawi się środek pochłaniający wodę, który będzie łączyć w sobie zarówno sprawność związaną z przepuszczalnością cieczy, jak i związaną z kapilarną siłą ssania.

Oznacza to, że celem niniejszego wynalazku jest opracowanie środka pochłaniającego wodę, który łączy w sobie sprawności związane zarówno z kapilarną siłą ssania, jak i przepuszczalnością cieczy.

PL 215 419 B1

Wynalazcy niniejszego wynalazku przeprowadzili staranne badania w celu rozwiązania wyżej wymienionych problemów i w wyniku tego ustalili, że dla osiągnięcia wyżej wymienionego celu ważne jest następujące sześć punktów.

(1) Średnią masowo średnicę cząstek reguluje się do około 300 ąm i w specyficznym zakresie reguluje się rozkład średnic cząstek oznaczony drogą logarytmicznego odchylenia standardowego rozkładu średnic cząstek.

Przepuszczalność cieczy i kapilarna siła ssania mają wzajemnie przeciwne właściwości i ich odnośne sprawności zmieniają się znacznie przy około 300 ąm jako wartości granicznej. Zatem środek pochłaniający wodę, który łączy w sobie zarówno sprawność związaną z przepuszczalnością cieczy, jak i kapilarną siłą ssania, można otrzymać drogą specyfikacji w wyżej podanych zakresach średniej masowo średnicy cząstek i logarytmicznego odchylenia standardowego rozkładu średnic cząstek.

(2) Absorpcyjność bez obciążenia jest nie mniejsza niż 15 g/g [korzystnie w zakresie od 15 do 33 g/g, (lecz nie obejmującym 33 g/g), jeszcze korzystniej w zakresie od 17 do 31 g/g (lecz nie obejmującym 31 g/g), jeszcze bardziej korzystnie w zakresie od 19 do 29 g/g (lecz nie obejmującym 29 g/g), a zwłaszcza w zakresie od 23 do 28 g/g (lecz nie obejmującym 28 g/g)].

W przypadku, gdy absorpcyjność bez obciążenia (CRC) jest mniejsza niż 15 g/g, jest ona zbyt niska, a zatem niekorzystna przy stosowaniu praktycznym. Ponadto, zwłaszcza wtedy, gdy absorpcyjność bez obciążenia (CRC) występuje w zakresie mniejszym niż 33 g/g (korzystnie mniejszym niż 29 g/g)> środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy wykazuje znaczne działanie.

(3) Zawartość składników ekstrahujących się wodą jest nie wyższa niż 15% masowych.

W przypadku, gdy w niniejszym wynalazku zawartość składników ekstrahujących się wodą jest wyższa niż 15% masowych, to nie tylko istnieje możliwość, że nie będzie można uzyskać żadnych efektów niniejszego wynalazku, lecz także, że może być pogorszona sprawność w czasie stosowania struktur wodochłonnych. Ponadto taka zawartość składników ekstrahujących się wodą jest niekorzystna także z punktu widzenia bezpieczeństwa. Jako przyczynę pogorszenia sprawności można wymienić to, że gdy środek pochłaniający wodę pochłania wodę z pęcznieniem, to składnik wielkocząsteczkowy wymywa się z wnętrza środka pochłaniającego wodę, zapobiegając w ten sposób przenikaniu cieczy.

(4) Przepuszczalność cieczy polepsza się przy zawartości środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy.

Ponieważ przepuszczalność cieczy zwiększa się przy zawartości środka polepszającego przepuszczalność (β) cieczy, to można otrzymać środek pochłaniający wodę, który łączy w sobie sprawność związaną zarówno z przepuszczalnością cieczy, jak i sprawność związaną z kapilarną siłą ssania.

(5) Powierzchnie cząstek żywicy wodochłonnej poddaje się obróbce sieciującej.

W przypadku, gdy powierzchnie cząstek żywicy wodochłonnej nie są poddawane obróbce sieciującej, to istnieje możliwość, że przepuszczalność cieczy i kapilarna siła ssania mogą być znacznie gorsze.

(6) Dostępny jest kształt nieregularnie sproszkowanych cząstek, który ma większe pole powierzchni niż na przykład kształt sferyczny.

Przez kształtowanie nieregularnie sproszkowanych cząstek kapilarna siła ssania uzyskuje większe działanie, tak że można otrzymać środek pochłaniający wodę, który łączy w sobie sprawności związane zarówno z przepuszczalnością cieczy, jak i kapilarną siłą ssania.

Przez spełnienie tych warunków można otrzymać środek pochłaniający wodę, który łączy w sobie zarówno sprawność związaną z kapilarną siłą ssania, jak i z przepuszczalnością cieczy i którego dotychczas jeszcze nie było.

Ponadto korzystne jest, aby przynajmniej część cząstek żywicy wodochłonnej (a) zawartych w środku pochłaniającym wodę miała strukturę porowatą.

Środek pochłaniający wodę, który jest środkiem pochłaniającym wodę w postaci cząstek, zawierającym cząstki żywicy wodochłonnej (a) i środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, przy czym cząstki żywicy wodochłonnej (a) są cząstkami proszku o nieregularnym kształcie, poddanymi ponadto sieciującej obróbce powierzchniowej, usieciowanego polimeru monomeru zawierającego kwas akrylowy i/lub jego sól, odznacza się według wynalazku tym, że środek pochłaniający wodę w postaci cząstek ma:

średnią masowo średnicę cząstek od 234 do 394 ąm, logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek od 0,25 do 0,45, absorpcyjność nie mniejszą niż 15 g/g bez obciążenia, absorpcyjność kapilarną nie mniejszą niż 15 g/g w stosunku do fizjologicznego roztworu soli o stęże6

PL 215 419 B1 niu 0,90% masowych, i zawartość składników ekstrahujących się wodą nie wyższą niż 15% masowych, a ponadto zawartość środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy od 0,01 do 5 części masowych na 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (a), przy czym środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy zawiera nierozpuszczalne w wodzie, hydrofilowe, nieorganiczne drobne cząstki i/lub rozpuszczalną w wodzie sól metalu wielowartościowego

Korzystnie cząstki żywicy wodochłonnej (a) zawarte w środku pochłaniającym wodę zawierają cząstki o strukturze porowatej.

Korzystnie środek pochłaniający wodę zawiera cząstki o średnicy od 100 do 500 ąm w ilości nie mniejszej niż 80% masowych w stosunku do środka pochłaniającego wodę.

Korzystnie środek pochłaniający wodę ma stosunek masowy (cząstki o średnicy nie mniejszej niż 300 ąm/(cząstki ο średnicy mniejszej niż 300 ąm) od 80/20 do 20/80.

Korzystnie środek pochłaniający wodę wykazuje dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu

-7 3 -1

0,69% masowych przepływową przewodność roztworu soli nie mniejszą niż 50 (10^-7.cm³.s.g^-1).

Korzystnie absorpcyjność środka pochłaniającego wodę bez obciążenia jest mniejsza niż 29 g/g.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem środek pochłaniający wodę, który łączy w sobie sprawności związane zarówno z przepuszczalnością cieczy, jak i kapilarną siłą ssania (takiego środka pochłaniającego wodę nigdy dotychczas nie było), można otrzymywać drogą sieciowania powierzchni cząstek żywicy wodochłonnej do takiego stopnia, że będą one wykazywać specyficzną absorpcyjność, przy czym cząstki żywicy wodochłonnej mają specyficzną średnią masowo średnicę i specyficzne logarytmiczne odchylenie standardowe rozkładu średnic cząstek, i zawierają środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie w widoku w przekroju urządzenie pom iarowe stosowane do pomiaru absorpcyjności pod obciążeniem (AAP) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych pod obciążeniem 4,83 kPa w ciągu 60 minut, fig. 2 przedstawia schematycznie w widoku w przekroju urządzenie pomiarowe stosowane do pomiaru przepływowej przewodności roztworu soli (SFC) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych, fig. 3 przedstawia schematycznie w widoku w przekroju urządzenie pomiarowe do pomiaru absorpcyjności kapilarnej (CSF) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych, fig. 4 przedstawia w widoku fotografię poddanych aglomeracji cząstek żywicy wodochłonnej (BlA) otrzymanej w przykładzie 1, fig. 5 przedstawia wykres pokazujący, w jaki sposób D50 i σζ środka pochłaniającego wodę (D1-1A10) oznaczano za pomocą logarytmicznego papieru z normalnym prawdopodobieństwem, fig. 6 przedstawia wykres, na którym oś

-7 3 -1 pozioma pokazuje CSF (g/g), a oś pionowa pokazuje SFC (10^-7.cm³.s.g^-1). Ten wykres pokazuje, że środki pochłaniające wodę, otrzymane w przykładach według niniejszego wynalazku, mają wyższą przepuszczalność wody i kapilarną siłę ssania niż porównawcze środki pochłaniające wodę otrzymane w przykładach porównawczych i fig. 7 przedstawia wykres, na którym oś pozioma pokazuje CRC (g/g),

-7 3 -1 a oś pionowa pokazuje SFC (10^-7.cm³.s.g^-1), i wykreślono na nim CRC i SFC dla cząstek żywicy wodochłonnej, poddanych sieciującej obróbce powierzchniowej, i środków pochłaniających wodę według niniejszego wynalazku, przy czym cząstki żywicy wodochłonnej, poddane sieciującej obróbce powierzchniowej i środki pochłaniające według wynalazku są cząstkami i środkami opisanymi w przykładach 1 do 5. Pokazuje się, że efekty środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy są znacznie wyższe, gdy CRC jest mniejsze niż 29 g/g.

Przede wszystkim określa się stosowane dalej skróty.

CRC odnosi się do absorpcyjności bez obciążenia.

SFC odnosi się do przepływowej przewodności roztworu soli dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych.

CSF odnosi się do kapilarnej absorpcyjności fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych.

AAP odnosi się do absorpcyjności pod obciążeniem.

D50 odnosi się do średniej masowo średnicy cząstek.

σζ odnosi się do logarytmicznego odchylenia standardowego rozkładu średnic cząstek.

Fizjologiczny roztwór soli odnosi się do wodnego roztworu chlorku sodowego.

Niniejszy wynalazek jest opisany szczegółowo dalej. Ponadto środek pochłaniający wodę (korzystnie kompozycja żywicy wodochłonnej, zawierająca cząstki żywicy wodochłonnej (a) i środek polepszający przepuszczalność cieczy (β)) w niniejszym wynalazku odnosi się dalej do materiału, który

PL 215 419 B1 zawiera żywicę wodochłonną, która ma usieciowaną strukturę (nazywaną dalej po prostu żywicą wodochłonną), jako składnik główny, korzystnie w ilości od 50 do 100% masowych (albo % wagowych: w niniejszym wynalazku ciężar i masa mają to samo znaczenie, a ich użycie jest tu ujednolicone do masy), jeszcze korzystniej od 80 do 100% masowych, a zwłaszcza od 90 do 100% masowych, przy czym żywicę wodochłonną modyfikuje się dalej (korzystnie modyfikuje powierzchniowo, a zwłaszcza poddaje sieciującej obróbce powierzchniowej) środkiem sieciującym, a środek pochłaniający wodę modyfikuje się dalej drogą wprowadzania innego składnika.

W niniejszym wynalazku cząstki żywicy wodochłonnej zawierającej grupy kwasowe są nazywane cząstkami żywicy wodochłonnej (a). Z takich cząstek żywicy wodochłonnej (a), w których średnice cząstek są na przykład regulowane w ograniczonym zakresie, te cząstki, które mają średnią masowo średnicę w zakresie od 234 do 394 pm i σζ w zakresie od 0,25 do 0,45, są nazywane cząstkami żywicy wodochłonnej (a1). Ponadto cząstki żywicy wodochłonnej, które są cząstkami poddanymi dalszej sieciującej obróbce powierzchniowej, sproszkowanymi o nieregularnym kształcie usieciowanego polimeru monomeru zawierającego kwas akrylowy i/lub jego sól, są nazywane cząstkami żywicy wodochłonnej (a).

Sposób wytwarzania cząstek żywicy wodochłonnej (a1)

Żywica wodochłonna użyteczna w niniejszym wynalazku odnosi się do znanej dotychczas żywicy wodochłonnej, na przykład do znanego dotychczas publicznie usieciowanego polimeru, który pochłania wodę w dużej ilości, w zasadzie nie mniejszej niż 5-krotność, korzystnie w zakresie od 50 do 1000-krotonośctwłasnego ciężaru w wodzie jonowymiennej, tworząc zatem anionowy, niejonowy albo kationowy, nierozpuszczalny w wodzie hydrożel.

Jest to na ogół środek pochłaniający wodę w postaci cząstek, którego głównym składnikiem jest żywica wodochłonną, która ma usieciowaną strukturę uzyskaną sposobem obejmującym etap polimeryzowania nienasyconego składnika monomerowego (korzystnie nienasyconego monomeru zawierającego grupy kwasowe, a zwłaszcza grupy karboksylowe), przy czym żywicę wodochłonną otrzymuje się sposobem obejmującym etapy prowadzenia powyższej polimeryzacji w stanie roztworu monomeru (korzystnie wodnego roztworu monomeru), a następnie, jeżeli jest to konieczne, suszenia otrzymanego polimeru, a potem zwykle proszkowania polimeru przed i/lub po etapie suszenia. Przykłady takiej żywicy wodochłonnej obejmują jeden albo dwa albo więcej takich polimerów jak częściowo zobojętnione polimery polikwasów akrylowych, zhydrolizowane szczepione polimery skrobi-akrylonitrylu, szczepione polimery skrobi-kwasu akrylowego, zmydlone kopolimery octanu winylu-estru kwasu akrylowego, zhydrolizowane kopolimery akrylonitrylu albo akryloamidu albo usieciowane polimery tych zhydrolizowanych kopolimerów, modyfikowane polimery usieciowanych polialkoholi winylowych, zawierające grupy karboksylowe, i usieciowane kopolimery izobutylenu-bezwodnika maleinowego.

Co się tyczy żywicy wodochłonnej, to stosuje się jeden rodzaj żywicy wodochłonnej albo mieszaninę żywic wodochłonnych. Przede wszystkim korzystna jest żywica wodochłonna zawierająca grupy kwasowe, a jeszcze korzystniej jeden rodzaj żywicy wodochłonnej zawierającej grupy karboksylowe, (która jest kwasem karboksylowym albo jego solą) albo mieszanina takich żywic. Typowo stosuje się korzystnie polimer, który otrzymuje się sposobem obejmującym etap sieciującego polimeryzowania monomeru obejmującego kwas akrylowy i/lub jego sól (materiał zobojętniony) jako składnik główny, to jest usieciowany polimer polikwasu akrylowego (jego soli), który zawiera, jeżeli jest to konieczne, składnik szczepiony.

Ponadto powyższa żywica wodochłonna powinna pęcznieć w wodzie i być nierozpuszczalna w wodzie. Zawartość składników ekstrahujących się wodą (polimeru rozpuszczalnego w wodzie) żywicy wodochłonnej jest korzystnie nie wyższa niż 50% masowych, jeszcze korzystniej nie wyższa niż 25% masowych, jeszcze bardziej korzystnie nie wyższa niż 20% masowych.

Zgodnie z wynalazkiem zawartość składników ekstrahuącym się wodą w środku pochłaniającym wodę jest nie wyższa niż 15% masowych, korzystnie nie wyższa niż 10% masowych.

Jako przykłady powyższej soli kwasu akrylowego można wymienić sole z metalami alkalicznymi (na przykład sodem, potasem, litem), sole amonowe i sole amin z kwasem akrylowym. Powyższa żywica wodochłonna zawiera korzystnie jako swoje jednostki konstytucyjne kwas akrylowy w ilości od 0 do 50% molowych i sól kwasu akrylowego w ilości od 100 do 50% molowych (gdzie całość obydwóch z nich wynosi nie więcej niż 100% molowych), a bardziej korzystnie kwas akrylowy w ilości od 10 do 40% molowych i sól kwasu akrylowego w ilości od 90 do 60% molowych (gdzie suma obydwóch składników jest nie większa niż 100% molowych). Od czasu do czasu stosunek molowy pomiędzy tym kwasem i jego solą jest nazywany stopniem zobojętnienia. Zobojętnianie żywicy wodochłonnej w celu

PL 215 419 B1 utworzenia powyższej soli można prowadzić w stanie monomerowym przed polimeryzacją albo można prowadzić w stanie polimerowym w czasie albo po polimeryzacji albo można prowadzić w obydwu tych stanach.

Gdy sytuacja tego wymaga, monomer do otrzymywania żywicy wodochłonnej stosowa nej w niniejszym wynalazku może obejmować ponadto monomery inne niż powyższy kwas akrylowy (jego sól). Nie istnieje żadne szczególne ograniczenie co do monomerów innych niż kwas akrylowy (jego sól). Przy tym jednak ich specyficzne przykłady obejmują anionowe monomery nienasycone (na przykład kwas metakrylowy, kwas maleinowy, kwas winylosulfonowy, kwas styrenosulfonowy, kwas 2-(metakryloamido-2-metylopropanosulfonowy, kwas 2-metakryloiloetanosulfonowy, kwas 2-metakryloilopropanosulfonowy i ich sole, nienasycone monomery zawierające niejonowe grupy hydrofilowe (na przykład akryloamid, metakryloamid, N-etylometakryloamid, N-n-propylometakryloamid, N-izopropylometakryloamid, N,N-dimetylometakryloamid, metakrylan 2-hydroksyetylu, metakrylan 2-hydroksypropylu, metakrylan metoksyglikolu polietylenowego, monometakrylan glikolu polietylenowego, winylopirydynę, N-winylopirolidon, N-akryloilopiperydynę, N-akryloilopirolidynę, N-winyloacetamid) i nienasycone monomery kationowe (na przykład metakrylan N,N-dimetyloaminoetylu, metakrylan N,N-dietyloaminoetylu, metakrylan N,N-dimetylo-aminopropylu, N,N-dimetyloaminopropylometakryloamid i ich sole czwartorzędowe). Te monomery można stosować odpowiednio albo samodzielnie albo w odpowiednich kombinacjach ze sobą.

Gdy w niniejszym wynalazku stosuje się monomery inne niż kwas akrylowy (jego sól), to stosunek tych monomerów innych niż kwas akrylowy (jego sól) wynosi korzystnie nie więcej niż 30% molowych, a bardziej korzystnie nie więcej niż 10% molowych w stosunku do całości kwasu akrylowego i/lub jego soli, stosowanych jako składnik główny. Jeżeli powyższe monomery inne niż kwas akrylowy (jego sól) stosuje się w powyższym stosunku, wówczas właściwości absorpcyjne otrzymanej ostatecznie żywicy wodochłonnej (środka pochłaniającego wodę) są jeszcze lepsze, a ponadto żywicę wodochłonną (środek pochłaniający wodę) można otrzymywać przy jeszcze niższych kosztach.

Gdy powyższy monomer polimeryzuje się w celu uzyskania żywicy wodochłonnej stosowanej w niniejszym wynalazku, to możliwe jest prowadzenie polimeryzacji w masie albo polimeryzacji strąceniowej. Jednakże z punktu widzenia właściwości, łatwości regulacji polimeryzacji i dalszych właściwości napęczniałego żelu korzystne jest prowadzenie polimeryzacji w roztworze wodnym albo polimeryzacji w zawiesinie z odwróconą fazą, w których powyższy monomer stosuje się w postaci roztworu wodnego. Takie sposoby polimeryzacji znane były dotychczas publicznie i są opisane w takich dokumentach patentowych jak USP 4625001, USP 4769427, USP 4873299, USP 4093776, USP 4367323, USP 4446261, USP 4683274, USP 4690996, USP 4721647, USP 4738867, USP 4748076 i EP 1178059. Ponadto w przypadku, gdy powyższy monomer stosuje się w postaci wodnego roztworu, to stężenie monomeru w tym roztworze wodnym (nazywanym dalej wodnym roztworem monomeru) zależy od temperatury roztworu wodnego albo od rodzaju monomeru a zatem nie jest szczególnie ograniczone. Jednakże to stężenie wynosi korzystnie od 10 do 70% masowych, bardziej korzystnie od 20 do 60% masowych. Ponadto, gdy powyższą polimeryzację prowadzi się w roztworze wodnym, to jeżeli jest to konieczne, można stosować z nią łącznie rozpuszczalnik inny niż woda. Rodzaj tego rozpuszczalnika, który stosuje się łącznie, nie jest szczególnie ograniczony.

Przykłady sposobu polimeryzacji w roztworze wodnym obejmują sposób, w którym polimeryzuje się roztwór wodny monomeru, a otrzymany żel kruszy się w ugniatarce typu ugniatarki dwuramiennej, oraz sposób, w którym roztwór wodny monomeru doprowadza się w celu przeprowadzenia polimeryzacji do określonego zbiornika albo na poruszający się pas, a otrzymany żel proszkuje się za pomocą rozdrabniacza typu maszynki do mielenia mięsa.

Do zapoczątkowania powyższej polimeryzacji można stosować na przykład inicjatory polimeryzacji rodnikowej, takie jak nadsiarczan potasowy, nadsiarczan amonowy, nadsiarczan sodowy, wodoronadtlenek t-butylu, nadtlenek wodoru i dichlorowodorek 2,2'-azobis(2-amidyno-propanu), oraz fotoinicjatory, takie jak 2-hydroksy-2-metylo-1-fenylopropan-1-on.

Przy stosowaniu powyższego inicjatora polimeryzacji łącznie ze środkiem redukującym dostępny jest ponadto inicjator redoks, co sprzyja rozkładowi powyższego inicjatora polimeryzacji, a zatem łączeniu się ich ze sobą. Przykłady powyższego środka redukującego obejmują kwas siarkawy (jego sole), takie jak siarczyn sodowy i wodorosiarczyn sodowy, kwas L-askorbinowy (jego sole), redukujące się metale (ich sole), takie jak sole żelazawe, i aminy, przy czym jednak brak jest ich szczególnego ograniczenia.

PL 215 419 B1

Ilość stosowanego powyższego inicjatora polimeryzacji wynosi korzystnie od 0,001 do 2% molowych, bardziej korzystnie od 0,01 do 0,1% molowych. W przypadku, gdy ilość stosowanego powyższego inicjatora polimeryzacji jest mniejsza niż 0,001% molowych, występują niedogodności polegające na tym, że wzrasta ilość nieprzereagowanych monomerów, a zatem wzrasta i ilość resztkowych monomerów w otrzymanej żywicy wodochłonnej albo środku pochłaniającym wodę. Z drugiej strony w przypadku, gdy ilość stosowanego powyższego inicjatora polimeryzacji jest większa niż 2% molowych, to mogą pojawić się niedogodności polegające na tym, że w otrzymanej żywicy wodochłonnej albo w środku pochłaniającym wodę wzrasta zawartość składników ekstrahujących się wodą.

Ponadto inicjowanie reakcji polimeryzacji można prowadzić drogą napromieniania układu reakcyjnego aktywnymi promieniami energetycznymi, takimi jak promieniowanie, promienie elektronowe i promienie nadfioletowe. Poza tym powyższy inicjator polimeryzacji można stosować łącznie z napromienianiem. Ponadto temperatura reakcji w powyższej reakcji polimeryzacji nie jest szczególnie ograniczona, przy czym jednak wynosi ona korzystnie od 10 do 130°C, jeszcze korzystniej od 15^c do 120°C, a szczególnie korzystnie od 20° do 100°C. Ponadtc czas trwania reakcji albo ciśnienie polimeryzacji nie jest także szczególnie ograniczone, lecz można je nastawiać w sposób właściwy dla takich czynników jak rodzaj monomeru albo inicjator, polimeryzacji i temperatura, reakcji.

Wyżej wymieniona żywica wodochłonna może być żywicą wodochłonną typu żywicy samosieciującej się, otrzymywaną bez żadnego środka sieciującego, lecz jest korzystnie żywicą wodochłonną otrzymywaną drogą kopolimeryzacji albo reakcji ze środkiem sieciującym, który ma co najmniej dwie polimeryzujące grupy nienasycone i/lub co najmniej dwie grupy reaktywne na cząsteczkę (wewnętrzny środek sieciujący w przypadku żywic wodochłonnych), albo ze środkiem sieciującym, który jest związkiem cyklicznym i będzie mieć co najmniej dwie grupy reaktywne na cząsteczkę w swojej reakcji otwarcia pierścienia.

Specyficzne przykłady tych środków wewnętrznie sieciujących obejmują N,N'-metylenobismetakryloamid, dimetakrylan poliglikolu etylenowego, dimetakrylan poliglikolu propylenowego, trimetakrylan tri(hydroksymetylo)propanu, trimetakrylan gliceryny, akrylano-metakrylan gliceryny, trimetakrylan tri(hydroksymetylo)propanu modyfikowany tlenkiem etylenu, heksametakrylan pentaerytrytolu, cyjanuran triallilu, izocyjanuran triallilu, fosforan triallilu, trialliloaminę, polimetalliloksyalkany, eter diglicydylowy poliglikolu etylenowego, eter diglicydylowy gliceryny, alkohole wielowodorotlenowe, takie jak glikol etylenowy, glikol polietylenowy, glikol propylenowy, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol i pentaerytrytol, oraz etylenodiaminę, węglan etylenu, węglan propylenu, polietylenoiminę i metakrylan glicydylu.

Te środki wewnętrznie sieciujące można stosować odpowiednio albo same albo w odpowiednich kombinacjach ze sobą. Poza tym te środki wewnętrznie sieciujące można dodawać do układu reakcyjnego albo w postaci bryłek albo rozdrobnione. W przypadku, gdy stosuje się co najmniej jeden albo dwa albo więcej rodzajów środków wewnętrznie sieciujących, to mając na uwadze takie właściwości absorpcyjne otrzymanej na koniec żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę korzystne jest, aby w czasie polimeryzacji stosować w zasadzie związek, który ma co najmniej dwie polimeryzujące grupy nienasycone.

Ilość stosowanego powyższego środka wewnętrznie sieciującego wynosi korzystnie od 0,001 do 2% molowych, jeszcze korzystniej od 0,02 do 1,0% molowych, jeszcze bardziej korzystniej od 0,06 do 0,30% molowych, a zwłaszcza od 0,03 do 0,15% molowych w stosunku do wyżej wymienionego monomeru (z wyłączeniem środków wewnętrznie sieciujących). W przypadku, gdy ilość stosowanego powyższego środka wewnętrznie sieciującego jest mniejsza niż 0,001% molowych albo większa niż 2% molowych, to istnieje możliwość, że nie będzie można uzyskać żadnych dostatecznych właściwości absorpcyjnych.

W przypadku, gdy powyższy środek wewnętrznie sieciujący stosuje się do wprowadzania usieciowanej struktury do wnętrza polimeru, to wystarczy, że powyższy środek wewnętrznie sieciujący doda się do układu reakcyjnego przedtem, w czasie albo po polimeryzacji powyższego monomeru albo po jego zobojętnieniu, przy czym jednak korzystne jest przeprowadzenie dodawania przed polimeryzacją.

Ponadto gdy prowadzi się powyższą polimeryzację, to do układu reakcyjnego można dodawać polimery hydrofilowe (na przykład skrobię, celulozę, pochodne skrobi, pochodne celulozy, polialkohol winylowy, polikwas akrylowy (jego sole) i usieciowany polikwas akrylowy (jego sole) w ilości od 0 do 50% masowych (w stosunku do monomeru), i inne (na przykład różne środki pieniące, takie jak (wodoro)węglany, dwutlenek węgla, związki azowe i obojętne rozpuszczalniki organiczne, różne środki powierzchniowo czynne, środki chelatujące, środki przenoszące łańcuch, takie jak kwas podfosforawy

PL 215 419 B1 (jego sole), nieorganiczne drobne cząstki, takie jak kaolin, talk i dwutlenek krzemu, sole metali wielowartościowych, takie jak polichlorek glinowy, siarczan glinowy i siarczan magnezowy) w ilości od 0 do 10% masowych (w stosunku do monomeru).

Gdy powyższy usieciowany polimer jest żelem otrzymanym drogą polimeryzacji w roztworze wodnym, a mianowicie usieciowanym polimerem hydrożelowym, to jeżeli jest to konieczne usieciowany polimer suszy się i zwykle proszkuje przed i/lub po tym suszeniu tworząc w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (a). Ponadto suszenie prowadzi się w zakresie temperatur zwykle od 60° do 250°C, korzystnie od 100° do 220°C, bardziej korzystnie od 120° do 200°C. Czas trwania suszenia zależy od pola powierzchni i zawartości wody w polimerze oraz od rodzaju suszarki i dobiera się go tak, aby uzyskać docelową zawartość wody.

Zawartość wody w żywicy wodochłonnej użytecznej w niniejszym wynalazku (określona jako ilość wody zawarta w żywicy wodochłonnej i zmierzona drogą ubytku przy suszeniu w temperaturze 180°C w ciągu 3 godzin) nie jest szczególnie ograniczona. Jednakże zawartość wody jest korzystnie taka, że żywica wodochłonna może płynąć nawet w temperaturze pokojowej, przykładowo w postaci cząstek, proszku albo aglomeratu materiału wysuszonego w postaci cząstek, i jest korzystniej taka, że żywica wodochłonna może występować w stanie proszku, który ma zawartość wody od 0,2 do 30% masowych, jeszcze korzystniej od 0,3 do 15% masowych, a szczególnie korzystnie od 0,5 do 10% masowych. W przypadku, gdy zawartość wody jest wysoka, to istnieje nie tylko możliwość, że zdolność płynięcia może być tak niska, że hamuje produkcję, ale także, że żywicy wodochłonnej nie można proszkować albo regulować do specyficznego rozkładu średnic cząstek.

Ponadto przykłady żywicy wodochłonnej użytecznej w niniejszym wynalazku obejmują te żywice, które mają nieregularny kształt i są łatwe do proszkowania, takie jak żywice w postaci cząstek, proszku albo aglomeratu wysuszonego materiału w postaci cząstek.

Żywicę wodochłonną w postaci cząstek, proszku albo aglomeratu wysuszonego materiału w postaci cząstek, którą otrzymuje się wyżej podanym sposobem, proszkuje się za pomocą młyna pyłowego. Cząstki żywicy wodochłonnej (a) albo (a1) można otrzymywać drogą proszkowania. Chociaż bez specjalnego ograniczenia, to przykłady użytecznych młynów pyłowych obejmują młyny pyłowe typu walcowego (na przykład młyny walcowe), młyny pyłowe typu młotkowego (na przykład młyny młotkowe), młyny pyłowe typu udarowego, młyny rębakowe, młyny turbinowe, młyny kulowe i młyny pneumatyczne. Spośród nich do regulowania rozkładu średnic cząstek korzystne są młyny walcowe. W celu regulowania rozkładu średnic cząstek proszkowanie można prowadzić w sposób ciągły dwa albo więcej razy, przy czym jednak proszkowanie prowadzi się korzystnie 3 albo więcej razy. W przypadku, gdy proszkowanie prowadzi się dwa albo więcej razy, to stosowany młyn pyłowy może być za każdym razem ten sam albo inny. Możliwe jest także stosowanie kombinacji różnych rodzajów młynów pyłowych.

W celu regulacji cząstek żywicy (a) do specyficznego rozkładu średnic cząstek cząstki sproszkowanej żywicy wodochłonnej (a) można klasyfikować za pomocą sita o specyficznej wielkości otworów oczek. Chociaż specjalnie nieograniczone, to przykłady stosowanych klasyfikatorów obejmują sita wstrząsane (na przykład sita z napędem niewyważonym, typu rezonansowego, typu z silnikiem wstrząsanym, typu elektromagnetycznego, typu ze wstrząsaniem kołowym), sita z poruszaniem się współpłaszczyznowym (na przykład sita poruszające się poziomo, poruszające się poziomo wzdłuż linii kołowej-prostej, poruszające się ruchem kołowym w przestrzeni trójwymiarowej), sita z ruchomymi oczkami, sita z wymuszonym mieszaniem, sita ze wstrząsaniem oczek w płaszczyźnie czołowej, sita wiatrowe i sita z falą akustyczną. Korzystnie stosuje się sita wstrząsane i sita poruszające się współpłaszczyznowo. Wielkość otworów oczek sita, korzystna dla uzyskania cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznej w niniejszym wynalazku, wynosi od 1000 do 300 μm, korzystniej od 900 do 400 μm, a najkorzystniej od 710 do 450 μm. Poza tymi zakresami istnieje możliwość, że nie będzie można uzyskać docelowego rozkładu średnic cząstek.

W celu regulowania cząstek żywicy wodochłonnej (a) użytecznych w niniejszym wynalazku do specyficznego rozkładu średnic cząstek, cząstki żywicy wodochłonnej (a) użyteczne w niniejszym wynalazku można dalej klasyfikować usuwając w ten sposób część albo wszystkie cząstki mniejsze niż specyficzna średnica cząstek. Chociaż nieograniczone specjalnie, to przykłady klasyfikatorów stosowanych korzystnie w tym etapie obejmują klasyfikatory podane przykładowo wyżej. Oprócz nich stosuje się takie klasyfikatory jak urządzenia klasyfikacyjne do drobnego proszku (na przykład klasyfikatory typu siły odśrodkowej, typu sił bezwładności). W tym etapie, w celu uzyskania cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku, usuwa się część albo wszystkie cząstki,

PL 215 419 B1 które mają średnice cząstek korzystnie mniejsze niż 200 ąm, jeszcze korzystniej mniejsze niż 150 ąm, a najkorzystniej mniejsze niż 106 ąm.

Ponadto w niniejszym wynalazku można przewidzieć korzystnie etap aglomeracji, w którym cząstki usunięte drogą wyżej wymienionej klasyfikacji regeneruje się drogą takiej aglomeracji w postaci większych cząstek albo aglomeratu w postaci cząstek umożliwiając w ten sposób ich albo jego wykorzystanie jako cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku. W tym etapie aglomeracji użyteczne są znane publicznie techniki regenerowania drobnego proszku. Przykłady takich użytecznych technik obejmują sposoby, w których ciepłą wodę i drobny proszek żywicy wodochłonnej miesza się ze sobą, a następnie suszy (US 6228930), drobny proszek żywicy wodochłonnej miesza się z wodnym roztworem monomeru, a następnie otrzymaną mieszaninę polimeryzuje się (US 5264495), do drobnego proszku żywicy wodochłonnej dodaje się wodę, a następnie otrzymaną mieszaninę poddaje się aglomeracji pod ciśnieniem nie mniejszym niż określone ciśnienie powierzchniowe (EP 0844270), drobny proszek żywicy wodochłonnej zwilża się dostatecznie z utworzeniem bezpostaciowego żelu, a następnie ten żel suszy się i proszkuje (US 4950692), oraz drobny proszek żywicy wodochłonnej i żel polimeru miesza się ze sobą (US 5478879). Przy tym jednak korzystnie stosuje się wyżej wspomniany sposób, w którym ciepłą wodę i drobny proszek żywicy wodochłonnej miesza się ze sobą, a następnie suszy. Poza tym żywicę wodochłonną otrzymaną w etapie aglomeracji można albo wykorzystać jako taką w postaci cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku albo zawrócić do wyżej wymienionego etapu proszkowania i/lub etapu klasyfikacji. Jednakże, w celu otrzymania przedmiotowych cząstek żywicy wodochłonnej (a1), korzystne jest zawracanie do etapu proszkowania i/lub klasyfikacji. Zregenerowane w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (a) mają w zasadzie strukturę porowatą. Stosunek żywicy wodochłonnej zregenerowanej w etapie aglomeracji i zawartej w cząstkach żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku wynosi korzystnie nie mniej niż 10% masowych, korzystniej nie mniej niż 15% masowych, a najkorzystniej nie mniej niż 20% masowych. W przypadku, gdy jest ona stosowana jako cząstki żywicy wodochłonnej (a1) użyteczne w niniejszym wynalazku, to żywica wodochłonna zregenerowana w etapie aglomeracji ma większe pole powierzchni, a zatem zapewnia większą kapilarną siłę ssania niż niezregenerowana żywica wodochłonna i w porównaniu z nią jest zatem korzystna pod względem sprawności.

Cechy cząstek żywicy wodochłonnej (a1)

Cząstki żywicy wodochłonnej (a1) użyteczne w niniejszym wynalazku mają następujące cechy.

Przykłady kształtu cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku obejmują bez specjalnego ograniczenia kształt sferyczny, kształt włókna, kształt pręcika, przybliżony kształt sferyczny, kształt płaski, kształt nieregularny, kształt poddanej aglomeracji cząstki i kształt cząstki porowatej. Przy tym jednak korzystnie użyteczny jest kształt nieregularnego proszku otrzymanego w etapie proszkowania. Poza tym cząstki żywicy wodochłonnej (a1) użyteczne w niniejszym wynalazku zawierają korzystnie częściowo cząstki, które mają strukturę porowatą (która może być strukturą piankową) i/lub cząstki żywicy wodochłonnej (a) zregenerowane w wymienionym wyżej etapie aglomeracji, a ich udział wynosi korzystnie nie mniej niż 10% masowych, korzystniej nie mniej niż 15% masowych, a najkorzystniej nie mniej niż 20% masowych. Poza tym z punktu widzenia doskonałych właściwości środka pochłaiającego wodę gęstość nasypowa (określona przez JIS K-3362) czą₃ stek żywicy wodochłonnej (a1) wynosi korzystnie od 0,40 do 0,90 g/cm³, a bardziej korzystnie od 0,50 do 0,80 g/cm³.

Co się tyczy średnic cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku, to korzystnie stosuje się te cząstki, które mają średnią masowo średnicę cząstek wynoszącą korzystnie od 10 do 1000 ąm, korzystniej od 100 do 800 ąm, jeszcze korzystniej od 200 do 400 ąm, a szczególnie korzystnie od 250 do 380 ąm.

Zgodnie z wynalazkiem środek pochłaniający wodę w postaci cząstek ma średnią masowo średnicę cząstek od 234 do 394 ąm.

Co się tyczy cząstek żywicy wodochłonnej (a1) użytecznych w niniejszym wynalazku, to stosunek masowy (cząstki o średnicy nie mniejszej niż 300 ąm /(cząstki o średnicy mniejszej niż 300 ąm) wynosi korzystnie od 80/20 do 20/80, korzystniej od 78/22 do 30/70, a szczególnie korzystnie od 75/25 do 40/60.

Oprócz powyższych zakresów podane są dalej korzystne zakresy rozkładu średnic cząstek.

PL 215 419 B1

Stosunek masowy (cząstki o średnicy mniejszej niż 300 μm, lecz nie mniejszej niż 150 μm)/(cząstki o średnicy mniejszej niż 150 μm) wynosi korzystnie od 100/0 do 50/50, korzystniej od 99,5/0,5 do 65/35, a szczególnie korzystnie od 99/1 do 75/25.

Stosunek masowy (cząstki o średnicy nie mniejszej niż 500 μm)/(cząstki o średnicy mniejszej niż 500 μm, lecz nie mniejszej niż 300 μm) wynosi korzystnie od 60/40 do 0/100, korzystniej od 50/50 do 0/100, a szczególnie korzystnie od 40/60 do 0/100.

Cząstki żywicy wodochłonnej (a1) użyteczne w niniejszym wynalazku reguluje się korzystnie do wyżej podanego rozkładu średnic cząstek, dzięki czemu można otrzymywać środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku, który ma zarówno doskonałą przepuszczalność cieczy, jak i kapilarną siłę ssania.

Ponadto „cząstki, które mają średnice nie mniejsze niż 300 μm , jak są nazywane w niniejszym wynalazku, odnoszą się do cząstek pozostałych na oczkach sita o wielkości otworów 300 μm, zmierzonych po klasyfikacji niżej podaną metodą klasyfikacji. Ponadto cząstki, które mają średnice mniejsze niż 300 μm odnoszą się podobnie do cząstek, które przeszły przez oczka sita o wielkości otworu 300 μm, zmierzonych po klasyfikacji podaną niżej metodą klasyfikacji. To samo odniesienie stosuje się także do innych wielkości otworów oczek (na przykład 850 μm, 710 μm, 600 μm, 500 μm, 425 μm, 212 μm, 200 μm, 150 μm, 45 μm). Ponadto na przykład w przypadku, gdy 50% masowych cząstek klasyfikuje się za pomocą sita o wielkości otworów oczek 300 μm, średnia masowo średnica cząstek (D50) wynosi 300 μm.

Cząstki żywicy wodochłonnej (a1) otrzymane powyższym sposobem wykazują absorpcyjność bez obciążenia wynoszącą korzystnie od 15 do 50 g/g, korzystniej od 20 do 40 g/g, a najkorzystniej od 25 do 35 g/g, dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,9% masowych bez obciążenia.

Właściwości, takie jak ta absorpcyjność bez obciążenia, nastawia się odpowiednio do przeznaczenia, przy czym jednak w przypadku, gdy ta absorpcyjność bez obciążenia jest mniejsza niż 15 g/g albo większa niż 50 g/g, to istnieje możliwość, że nie będzie można otrzymać środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku.

Cząstki żywicy wodochłonnej (a1) otrzymane powyższym sposobem mają strukturę usieciowaną. Zawartość ekstrahowalnych wodą składników stosowanych cząstek żywicy wodochłonnej jest korzystnie nie wyższa niż 25% masowych, korzystniej nie wyższa niż 20% masowych, jeszcze korzystniej nie wyższa niż 15% masowych, a zwłaszcza nie wyższa niż 10% masowych. Zawartość ulegających ekstrahowaniu wodą składników cząstek żywicy wodochłonnej mierzy się niżej podanym sposobem.

Sposób wytwarzania środka pochłaniającego wodę

Środek pochłaniający wodę stosowany w niniejszym wynalazku otrzymuje się korzystnie sposobem obejmującym etapy sieciującej obróbki powierzchniowej cząstek żywicy wodochłonnej (a1), otrzymanych wyżej podanym sposobem, za pomocą specyficznego środka do sieciowania powierzchniowego, oraz dodawania środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy.

Sieciowanie powierzchniowe prowadzi się korzystnie do takiego stopnia, że absorpcyjność bez obciążenia (CRC) wynosi od 15 do 33 g/g (lecz nie obejmuje 33 g/g) i/lub że absorpcyjność pod obciążeniem (AAP) wynosi od 15 do 29 g/g.

Jako przykłady środków do sieciowania powierzchniowego stosowanych korzystnie w niniejszym wynalazku można wymienić związki, które zawierają co najmniej dwie grupy funkcyjne reaktywne z funkcyjną grupą żywicy wodochłonnej (przy czym te co najmniej dwie grupy funkcyjne są korzystnie grupami funkcyjnymi, które mogą powodować reakcję odwadniania albo reakcję transestryfikacji z grupą karboksylową). Grupa funkcyjna żywicy wodochłonnej jest korzystnie anionową grupą dysocjującą, a korzystniej grupą karboksylową.

Przykłady takiego środka do sieciowania powierzchniowego obejmują:

wielowodorotlenowe związki alkoholowe (na przykład glikol etylenowy, glikol dwuetylenowy, glikol propylenowy, glikol trietylenowy, glikol tetraetylenowy, glikol polietylenowy, 1,3-propanodiol, glikol dipropylenowy, 2,2,4-trimetylo-1,3-pentanodiol, glikol polipropylenowy, glicerynę, poliglicerynę, 2-buteno-1,4-diol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-heksanodiol, 1,2-cykloheksanodimetanol, 1,2-cykloheksanol, tri(hydroksymetylo)propan, dietanoloaminę, trietanoloaminę, polioksypropylen, oksyetylenowo-oksypropylenowe kopolimery blokowe, pentaerytryt i sorbit), związki epoksydowe (na przykład eter diglicydylowy glikolu etylenowego, eter diglicydylowy glikolu polietylenowego, eter poliglicydylowy gliceryny, eter poliglicydylowy digliceryny, eter poliglicydylowy poligliceryny, eter diglicydylowy glikolu propylenowego i glicyd), związki poliaminowe (na przykład etylenodiaminę, dietyPL 215 419 B1 lenotriaminę, trietylenotetraminę, tetraetylenopentaminę, pentaetylenoheksaminę i polietylenoiminę) oraz ich sole organiczne albo nieorganiczne (na przykład sole azetydyniowe), związki poliizocyjanianowe (na przykład 2,4-tolilenodiizocyjanian i heksametylenodiizocyjanian), związki azyrydynowe (na przykład poliazyrydynę), związki polioksazolinowe (na przykład 1,2-etylenobisoksazolinę, bisoksazolinę i polioksazolinę), pochodne kwasu węglowego (na przykład mocznik, tiomocznik, guanidynę, dicyjanodiamid, 2-oksazolidynon), związki alkilenowęglanowe (na przykład 1,3-dioksolan-2-on, 4-metylo-1,3-dioksolan-2-on, 4,5-dimetylo-1,3-dioksolan-2-on, 4,4-dimetylo-1,3-dioksolan-2-on, 4-etylo-1,3-dioksolan-2-on, 4-hydroksymetylo-1,3-dioksolan-2-on, 1,3-dioksan-2-on, 4-metylo-1,3-dioksan-2-on, 4,6-dimetylo-1,3-dioksan-2-on i 1,3-dioksopan-2-on), związki fluorowcoepoksydowe (na przykład epichlorohydrynę, epibromohydrynę i a-metyloepichlorohydrynę) oraz ich produkty addycji z poliaminami [na przykład Kymene (zastrzeżony znak towarowy) wytwarzany przez firmę Hercules], związki oksetanowe, silanowe związki sprzęgające (na przykład γ-glicydoksypropylotrimetoksysilan i γ-aminopropylotrietoksysilan) oraz związki metali wielowartościowych (na przykład wodorotlenki albo chlorki albo siarczany albo azotany albo węglany takich metali jak cynk, wapń, magnez, glin, żelazo i cyrkon). Można je stosować odpowiednio albo same albo we wzajemnej kombinacji.

Ponadto ilość stosowanego powyższego środka do sieciowania powierzchniowego wynosi korzystnie od 0,001 do 10 części masowych, a zwłaszcza od 0,01 do 5 części masowych, na 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (a1). W przypadku, gdy ta ilość jest większa niż 10 części masowych, to nie tylko występują niedogodności ekonomiczne polegające na tym, że nie uzyskuje się odpowiadającej temu sprawności, lecz także pozostaje niekorzystnie w dużej ilości środek do sieciowania powierzchniowego. Ponadto, w przypadku, gdy ta ilość jest mniejsza niż 0,001 części masowych, to istnieje możliwość, że uzyskana przepływowa przewodność roztworu soli (SFC) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych może być niedostateczna.

Ponadto można stosować takie kwasy nieorganiczne i kwasy organiczne w celu większego przyspieszenia reakcji środka do sieciowania powierzchniowego polepszając w ten sposób właściwości absorpcyjne. Przykłady takich kwasów nieorganicznych i kwasów organicznych obejmują kwas siarkowy, kwas fosforowy, kwas chlorowodorowy, kwas cytrynowy, kwas glioksalowy, kwas glikolowy, fosforan gliceryny, kwas glutarowy, kwas cynamonowy, kwas bursztynowy, kwas octowy, kwas winowy, kwas mlekowy, kwas pirogronowy, kwas fumarowy, kwas propionowy, kwas 3-hydroksypropionowy, kwas malonowy, kwas masłowy, kwas izomasłowy, kwas imidynooctowy, kwas jabłkowy, kwas izetionowy, kwas cytrakonowy, kwas adypinowy, kwas itakonowy, kwas krotonowy, kwas szczawiowy, kwas salicylowy, kwas galusowy, kwas sorbinowy, kwas glukonowy i kwas p-toluenosulfonowy. Ponadto stosować można te kwasy, które są znane z europejskiego opisu patentowego nr EP 0668080, takie jak kwasy nieorganiczne, kwasy organiczne i poliaminokwasy. Ilość tych stosowanych materiałów różni się w zależności od pH żywicy wodochłonnej, lecz wynosi korzystnie od 0 do 10 części masowych, a korzystniej od 0,1 do 5 części masowych, w stosunku do 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (a1).

Gdy w niniejszym wynalazku miesza się ze sobą cząstki żywicy wodochłonnej (a1) i środek do sieciowania powierzchniowego, to jako rozpuszczalnik stosuje się korzystnie wodę. Ilość stosowanej wody zależy od rodzaju albo średnic cząstek żywicy wodochłonnej (a1), lecz jest korzystnie większa niż 0 części masowych, lecz nie większa niż 20 części masowych, korzystniej wynosi od 0,5 do 10 części masowych, a zwłaszcza od 0,5 do 5 części masowych na 100 części masowych zawartości substancji stałych cząstek żywicy wodochłonnej (a1).

Poza tym, gdy miesza się ze sobą cząstki żywicy wodochłonnej (a1) i środek do sieciowania powierzchniowego, to jeżeli jest to konieczne, jako rozpuszczalnik można stosować hydrofilowy rozpuszczalnik organiczny. Przykłady hydrofilowego rozpuszczalnika organicznego obejmują niższe alkohole (na przykład alkohol metylowy, alkohol etylowy, alkohol n-propylowy, alkohol izopropylowy, alkohol n-butylowy, alkohol izobutylowy i alkohol t-butylowy), ketony (na przykład aceton), etery (na przykład dioksan, tetrahydrofuran i glikol alkoksypolietylenowy), amidy (na przykład N,N-dimetyloformamid) i sulfotlenki (na przykład sulfotlenek dimetylu). Ilość stosowanego hydrofilowego rozpuszczalnika organicznego zależy od rodzaju i średnic cząstek żywicy wodochłonnej (a1), lecz jest korzystnie nie większa niż 20 części masowych, korzystniej nie większa niż 10 części masowych, a jeszcze korzystniej nie większa niż 5 części masowych na 100 części masowych stałej zawartości cząstek żywicy wodochłonnej (a1).

Poza tym, gdy miesza się ze sobą cząstki żywicy wodochłonnej (a1) i środek do sieciowania powierzchniowego, to może to spowodować współistnienie niesieciującej się, rozpuszczalnej w wo14

PL 215 419 B1 dzie zasady nieorganicznej (korzystnie soli metali alkalicznych, soli amonowych, wodorotlenków metali alkalicznych, rozpuszczalnych w wodzie soli glinowych, amoniaku albo jego wodorotlenku) i/lub buforu pH opartego na nieredukujących się solach metali alkalicznych (korzystnie takich jak wodorowęglany, diwodorofosforany i wodorofosforany) w celu bardziej jednorodnego mieszania ze sobą cząstek żywicy wodochłonnej (a1) i środka do sieciowania powierzchniowego. Ilość tych stosowanych materiałów zależy od rodzaju i średnic cząstek żywicy wodochłonnej (a1), lecz wynosi korzystnie od 0,005 do 10 części masowych, a bardziej korzystnie od 0,05 do 5 części masowych na 100 części masowych stałej zawartości cząstek żywicy wodochłonnej (a1).

Poza tym, gdy cząstki żywicy wodochłonnej (a1) miesza się na przykład ze środkiem do sieciowania powierzchniowego, to można stosować sposób, w którym cząstki żywicy wodochłonnej (a1) dysperguje się w powyższym hydrofilowym rozpuszczalniku organicznym, a następnie do otrzymanej dyspersji dodaje się środek do sieciowania powierzchniowego. Przy tym jednak w korzystnym sposobie środek do sieciowania powierzchniowego, który rozpuszcza się albo dysperguje w wodzie i/lub, jeżeli jest to konieczne, w hydrofilowym rozpuszczalniku organicznym, dodaje się mieszając rozpyłowo albo po kropli bezpośrednio do cząstek żywicy wodochłonnej (a1). Ponadto, gdy mieszanie prowadzi się z wodą, to może pojawić się współistnienie takiego proszku nierozpuszczalnych w wodzie nieorganicznych drobnych cząstek, rozpuszczalnego w wodzie wielowartościowego metalu albo środka powierzchniowo czynnego.

Urządzenie do mieszania stosowane, gdy miesza się ze sobą cząstki żywicy wodochłonnej (a1) i środek do sieciowania powierzchniowego, ma korzystnie wielką moc mieszania w celu jednorodnego i pewnego mieszania obydwóch składników. Korzystne przykłady powyższego urządzenia do mieszania obejmują mieszarki cylindryczne, mieszarki stożkowe z podwójną ścianką, mieszarki V-kształtne, mieszarki taśmowe, mieszarki ślimakowe, mieszarki typu tarczy obrotowej pieca fluidyzacyjnego, mieszarki typu strumienia gazu, ugniatarki dwuramienne, mieszarki wewnętrzne, zagniatarki typu proszkowania, mieszarki obrotowe i wytłaczarki ślimakowe.

Po zmieszaniu ze sobą cząstek żywicy wodochłonnej (a1) i środka do sieciowania powierzchniowego otrzymaną mieszaninę poddaje się obróbce cieplnej i/lub obróbce polegającej na napromienianiu światłem, przez co sieciują się powierzchnie cząstek żywicy wodochłonnej (a1). To sieciowanie powierzchniowe prowadzi się korzystnie do takiego stopnia, aby absorpcyjność bez obciążenia (CRC) wynosiła od 15 do 33 g/g (lecz nie obejmuje 33 g/g) i/lub aby absorpcyjność pod obciążeniem (AAP) wynosiła od 15 do 29 g/g. Gdy w niniejszym wynalazku prowadzi się obróbkę cieplną, to czas obróbki wynosi korzystnie od 1 do 180 minut, korzystnij od 3 do 120 minut, a jeszcze korzystniej od 5 do 100 minut. Temperatura obróbki wynosi korzystnie od 60° do 250°C, korzystniej od 100° do 210°C, a jeszcze korzystniej od 120° do 200°C. W przypadku, gdy temperatura grzania jest niższa niż 60°C, to istnieje możliwość nie tylko tego, że obróbka cieplna może zająć tak wiele czasu, że spowoduje zmniejszenie produkcyjności, lecz także że nie będzie można uzyskać jednorodnego sieciowania, a zatem nie będzie można otrzymać przedmiotowego środka pochłaniającego wodę. Ponadto w przypadku, gdy temperatura ogrzewania jest wyższa niż 250°C, to otrzymane cząstki żywicy wodochłonnej (a) poddanej obróbce sieciowania powierzchniowego uszkadzają się, a zatem mają miejsce przypadki, w których trudno jest otrzymać środek pochłaniający wodę, który ma doskonałą absorpcyjność.

Wyżej wymienioną obróbkę cieplną można prowadzić za pomocą konwencjonalnych suszarek albo pieców grzejnych. Przykłady tych suszarek obejmują suszarki mieszające typu kanałowego, suszarki obrotowe, suszarki tarczowe, suszarki fluidyzacyjne, suszarki z nadmuchem powietrza i suszarki na podczerwień. W przypadku, gdy w niniejszym wynalazku obróbkę prowadzi się drogą napromieniania światłem zamiast obróbki cieplnej, to korzystne jest napromienianie promieniami nadfioletowymi, a poza tym użyteczne są fotoinicjatory.

W przypadku, gdy cząstki żywicy wodochłonnej (a1) ogrzewano w wyżej wymienionym etapie obróbki powierzchniowej, to korzystne jest chłodzenie ogrzanych cząstek żywicy wodochłonnej, przy czym korzystne jest prowadzenie chłodzenia aż do spadku temperatury do zakresu wynoszącego od 100° do 20°C. Poza tym przykłady urządzeń chłodzących stosowanych do chłodzenia obejmują urządzenia, w których media grzejne w stosowanych powyższych suszarkach do obróbki cieplnej zastępuje się mediami chłodzącymi.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę, otrzymanego w wyżej wymienionych etapach, to rozkład jego średnic cząstek reguluje się korzystnie w etapie regulacji cząstek.

Jeżeli jest to konieczne, to powyższy sposób wytwarzania środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku może obejmować ponadto etap otrzymywania środka pochłaniającego wodę

PL 215 419 B1 albo cząstek żywicy wodochłonnej z różnymi funkcjami, na przykład etap dodawania takich składników jak dezodoranty, środki przeciwbakteryjne, środki zapachowe, środki pieniące, pigmenty, barwniki, krótkie włókna hydrofilowe, plastyfikatory, kleje przylepcowe, mydła metali, środki powierzchniowo czynne, nawozy, utleniacze, środki redukujące, woda, sole, środki chelatujące, środki grzybobójcze, polimery hydrofilowe (na przykład glikol polietylenowy), parafiny, polimery hydrofobowe, żywice termoplastyczne (na przykład polietylen, polipropylen) i żywice termoutwardzalne (na przykład żywice poliestrowe, żywice mocznikowe). Ilość tych stosowanych dodatków wynosi korzystnie od 0 do 10 części masowych, a bardziej korzystnie od 0 do 1 części masowych na 100 części masowych środka pochłaniającego wodę.

Środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy wymieniony w niniejszym wynalazku odnosi się do takiej substancji, że SFC środka pochłaniającego wodę otrzymanego drogą mieszania ze sobą cząstek żywicy wodochłonnej (a) poddanej obróbce sieciowania powierzchniowego i środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy może być wyższa niż SFC cząstek żywicy wodochłonnej (a), do których nie dodaje się środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy. Dodawanie środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy można prowadzić w każdym czasie przed, podczas i po obróbce powierzchniowej. Środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy ma działanie zwiększania przepuszczalności cieczy drogą rozszerzania się przestrzeni pomiędzy napęczniałymi cząstkami żywicy wodochłonnej, które pełnią taką rolę jak odstępnik albo efekt jonowego sieciowania powierzchniowego. Z drugiej strony środek zwięszający przepuszczalność (β) cieczy ma ponadto działanie pogarszania kapilarnej siły ssania. Przy tym jednak nieoczekiwanie środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku, który nastawiono na specyficzny zakres rozkładu średnic cząstek, ma doskonałą przepuszczalność cieczy i kapilarną siłę ssania, a zatem może zachowywać wysoką kapilarną siłę ssania, chociaż zawiera środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy. Ponadto w przypadku, gdy środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku, który nastawiono na specyficzny zakres rozkładu średnic cząstek, zawiera środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, to jego efekt polepszania przepuszczalności cieczy jest nieoczekiwanie o wiele wyższy niż efekt konwencjonalny. Oznacza to zwykle, że SFC zmienia się znacznie z rozkładem średnic cząstek. W szczególności w miarę jak średnia średnica cząstek staje się coraz mniejsza, to mniejsza staje się także wartość SFC, przy czym jednak wynalazcy odkryli cechę polegającą na tym, że SFC środka pochłaniającego wodę, który zawiera środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, zależy tylko od CRC bez względu na rozkład średnic cząstek środka pochłaniającego wodę, jeżeli ten rozkład średnic cząstek znajduje się w pewnym określonym zakresie. Z drugiej strony CSF środka pochłaniającego wodę, który zawiera środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, zależy od rozkładu średnic cząstek. Zatem w przypadku środka pochłaniającego wodę, który nastawiono na pewien specyficzny rozkład średnic cząstek i który zawiera środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, było możliwe otrzymanie środka pochłaniającego wodę, który jest doskonały zarówno pod względem SFC, jak i CSF.

Przykłady środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy, stosowanego w niniejszym wynalazku, obejmują hydrofilowe związki nieorganiczne, przy czym stosuje się korzystnie nierozpuszczalne w wodzie, hydrofilowe drobne cząstki nieorganiczne i rozpuszczalne w wodzie sole metali wielowartościowych. Co się tyczy na przykład hydrofilowości wymienionej w niniejszym wynalazku, to można wymienić te związki, które mają hydrofilowość nie mniejszą niż 70%, jak ujawniono w europejskim opisie patentowym nr EP 0629411. W niniejszym wynalazku takie kationowe, wysokocząsteczkowe związki (na przykład związki wymienione przykładowo w kolumnie 11 amerykańskiego opisu patentowego nr US 5797893) i hydrofobowe drobne cząstki nieorganiczne zwiększają przepuszczalność cieczy, lecz zwiększają także kąt zwilżania środka pochłaniającego wodę powodując wielkie pogorszenie CSF, a zatem ich stosowanie może okazać się niekorzystne. Taki środek powierzchniowo czynny, ponieważ pogarsza napięcie powierzchniowe środka pochłaniającego wodę, powoduje wielkie pogorszenie CSF. Stąd nie jest korzystne stosowanie w niniejszym wynalazku takiego środka powierzchniowo czynnego.

W przypadku, gdy środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy stosowany w niniejszym wynalazku ma postać drobnych cząstek nieorganicznych, to ich średnice są korzystnie nie większe niż 500 ąm, korzystniej nie większe niż 100 ąm, a najkorzystniej nie większe niż 10 ąm, z punktu widzenia właściwości związanej z obchodzeniem się i skutkami dodawania. Wyżej wymienione średnice cząstek obejmują zarówno przypadek średnic cząstek pierwotnych, jak i przypadek średnic cząstek wtórnych (materiałów poddanych aglomeracji, aglomeratów). W przypadku, gdy stosuje się cząstki związków, których cząstki mają wysoką twardość i nie ulegają łatwo zniszczeniu pod wpływem uderzenia,

PL 215 419 B1 takie jak krzemionka i tlenek glinowy, które nie są aglomeratami (to jest są cząstkami pierwotnymi), to średnice cząstek pierwotnych aglomeratów albo poddanych aglomeracji materiałów są korzystnie nie większe niż 5 μm, jeszcze korzystniej nie większe niż 1 μm, a zwłaszcza nie większe niż 0,1 μm.

Specyficzne przykłady tych środków zwiększających przepuszczalność (β) cieczy stosowanych w niniejszym wynalazku obejmują produkty mineralne, takie jak talk, kaolin, ziemia fulerska, bentonit, glinka aktywna, baryt, asfalt naturalny, ruda strontu, ilmenit i perlit, związki glinowe, takie jak tetradeka- do oktadekahydraty siarczanu glinowego (albo bezwodnik), dodekahydrat siarczanu potasowoglinowego, dodekahydrat siarczanu sodowo-glinowego, chlorek glinowy, polichlorek glinowy i tlenek glinowy, inne sole metali wielowartościowych, tlenki metali wielowartościowych oraz wodorotlenki metali wielowartościowych, hydrofilowa krzemionka bezpostaciowa (na przykład otrzymana sposobem suchym : Reolosil QS-20 firmy Tokuyama Corporation, sposób strącania: Sipernat 22S i Sipernat 2200 firmy DEGUSSA Corporation), i kompozyty tlenkowe, takie jak kompozyt tlenek krzemu-tlenek glinowy-tlenek magnezowy (Attagel #50 firmy ENGELHARD Corporation), kompozyt tlenek krzemu-tlenek glinowy i kompozyt tlenek krzemu-tlenek magnezowy. Użyteczne są ponadto kompozyty cytowane jako przykłady w takich dokumentach jak amerykański opis patentowy nr US 5164459 i europejski opis patentowy nr EP 0761241. Korzystne jest aby wybierać i stosować cząstki hydrofilowe (na przykład tetradeka- do oktadekahydrat siarczanu glinowego i/lub hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka) spośród powyższych cząstek. Jednak w przypadku, gdy hydrofilowość cząstek jest niska, to wystarczy stosować cząstki otrzymane drogą obróbki powierzchniowej cząstek za pomocą związków hydrofilowych, nadając im w ten sposób właściwości hydrofilowe. Można je stosować odpowiednio albo same albo w kombinacjach ze sobą.

Co się tyczy sposobów mieszania środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy, stosowanego w niniejszym wynalazku, to mieszanie prowadzi się sposobem, w którym rozpuszczalną w wodzie sól metalu wielowartościowego (na przykład siarczan glinowy) i/lub kationowy związek wysokocząsteczkowy miesza się w postaci roztworu wodnego, zawiesiny albo proszku. Przy tym jednak korzystnym sposobem jest sposób, w którym mieszanie prowadzi się w postaci proszku. Poza tym wielkość dodatku wynosi od 0,01 do 5% masowych, a korzystnie od 0,05 do 3% masowych w stosunku do cząstek żywicy wodochłonnej. W przypadku, gdy wielkość dodatku jest większa niż 5% masowych, to istnieje możliwość pogorszenia absorpcyjności. W przypadku, gdy wielkość dodatku jest mniejsza niż 0,01% masowych, to może okazać się, że nie będzie można uzyskać działania dodatku. Poza tym przez zmianę wielkości dodatku możliwe jest nastawianie przepuszczalności cieczy i kapilarnej siły ssania środka pochłaniającego wodę.

Urządzenie do mieszania ze sobą cząstek żywicy wodochłonnej i środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy nie musi mieć szczególnie wielkiej mocy mieszania. Mieszanie można prowadzić na przykład za pomocą dezintegratorów albo maszyn przesiewających. Korzystne przykłady powyższych urządzeń mieszających obejmują mieszarki cylindryczne, mieszarki stożkowe o podwójnych ściankach, mieszarki V-kształtne, mieszarki taśmowe, mieszarki ślimakowe, mieszarki typu tarczy obrotowej pieca fluidyzacyjnego, mieszarki ze strumieniem gazu, ugniatarki dwuramienne, mieszarki wewnętrzne, zagniatarki z proszkowaniem, mieszarki obrotowe, mieszarki ślimakowe i mieszarki statyczne. Ponadto czas dodawania może być każdym czasem przed otrzymaniem środka pochłaniającego wodę, w czasie i po jego wytwarzaniu w wyżej wymienionym sposobie wytwarzania, przy czym jednak korzystny jest czas dodawania po sieciowaniu powierzchniowym.

Otrzymany w powyższy sposób środek pochłaniający wodę ma korzystnie następujące parametry: CRC, AAP, SFC, CSF, rozkład średnic cząstek, napięcie powierzchniowe, kąt zwilżania, gęstość nasypową, zawartość składnika ulegającego ekstrahowaniu wodą, kształt oraz zawartość wody, przy czym jednak środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku można otrzymywać także i innymi sposobami.

Poza tym w niniejszym wynalazku możliwe jest także otrzymywanie środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku z różnymi funkcjami drogą dalszego dodawania takich dodatków jak środki odkażające, dezodoranty, środki przeciwbakteryjne, środki zapachowe, różne proszki nieorganiczne, środki pieniące, pigmenty, barwniki, krótkie włókna hydrofilowe, środki nawozowe, utleniacze, środki redukujące, woda i sole.

Cechy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku ma następujące cechy.

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku jest środkiem pochłaniającym wodę w postaci cząstek, zawierającym cząstki żywicy wodochłonnej (a) i środek zwiększający przepuszPL 215 419 B1 czalność cieczy (β), przy czym cząstki żywicy wodochłonnej (a) otrzymuje się sposobem obejmującym etap sieciującej polimeryzacji monomeru zawierającego kwas akrylowy i/lub jego sól i mają one usieciowaną strukturę.

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku zawiera cząstki, które zostały poddane obróbce sieciowania powierzchniowego związkiem, który zawiera co najmniej dwie grupy funkcyjne reaktywne z grupą funkcyjną żywicy wodochłonnej (gdzie co najmniej dwie grupy funkcyjne są korzystnie grupami funkcyjnymi, które mogą wywoływać reakcję odwadniania albo reakcję transestryfikacji z grupą karboksylową).

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku wykazuje absorpcyjność bez obciążenia (CRC) nie mniejszą niż co najmniej 15 g/g, korzystnie od 15 do 33 g/g (lecz nie obejmującą 33 g/g), korzystniej od 17 do 31 g/g (lecz nie obejmującą 31 g/g), jeszcze korzystniej od 19 do 29 g/g (lecz nie obejmującą 29 g/g), a najkorzystniej od 23 do 28 g/g (lecz nie obejmującą 28 g/g) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,9% masowych bez obciążenia. W przypadku, gdy CRC jest mniejsza niż 15 g/g, to istnieje nie tylko możliwość zbyt niskiej absorpcyjności dla uzyskania dostatecznej sprawności w przypadku stosowania takich struktur wodochłonnych, lecz także występują niedogodności ekonomiczne. Ponadto w przypadku, gdy CRC jest nie mniejsza niż 33 g/g, to istnieje możliwość, że ponieważ absorpcyjność żelu może być zbyt wysoka i zgodnie z tym moc żelu może być gorsza, to zwiększenie przepuszczalności cieczy (polepszenie SFC) przez środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy może być niedostateczne dla uzyskania przedmiotowych sprawności. Środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, zawarty w środku pochłaniającym wodę według niniejszego wynalazku, ma wpływ szczególnie wtedy, gdy CRC jest mniejsza niż 33 g/g, i ma większy wpływ, gdy CRC jest mniejsza niż 29 g/g.

Rozkład średnic cząstek środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku jest korzystnie w zasadzie taki sam jak rozkład wyżej wymienionych cząstek żywicy wodochłonnej (a1). Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku charakteryzuje się połączeniem sprawności doskonałych zarówno pod względem przepuszczalności wody, jak i kapilarnej siły ssania. Dla osiągnięcia tego konieczny jest ściśle regulowany rozkład średnic cząstek. Wynalazcy odkryli, że przepuszczalność cieczy i kapilarna siła ssania zmieniają się znacznie przy średnicy cząstek około 300 ąm jako wartości granicznej, zatem wykorzystali oni to w niniejszym wynalazku. Oznacza to, że cząstki, które mają średnice większe niż około 300 ąm jako wartość graniczna wykazują wysoką przepuszczalność cieczy, lecz mają mniejszą kapilarną siłę ssania, natomiast cząstki, które mają średnice mniejsze niż około 300 ąm jako wartość graniczna, mają doskonałą siłę ssania, ale ich przepuszczalność cieczy jest znacznie gorsza. Wynalazcy zakończyli niniejszy wynalazek odkryciem, że jeżeli wyżej odkryty fakt wykorzystuje się do regulowania średniej masowo średnicy cząstek (D50) do około 300 ąm i do regulacji logarytmicznego odchylenia standardowego (σζ) rozkładu średnic cząstek w specyficznym przedziale oraz dalej jeżeli zawarty jest środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, to wtedy staje się możliwe otrzymanie środka pochłaniającego wodę, który łączy w sobie doskonałe sprawności zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania.

Rozkład średnic cząstek środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku jest specyficzny, jak następuje.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to średnia masowo średnica cząstek (D50) wynosi korzystnie od 234 do 394 ąm, korzystniej od 256 do 363 ąm, a najkorzystniej od 281 do 331 ąm. Co się tyczy przepuszczalności cieczy i kapilarnej siły ssania, to te sprawności zmieniają się znacznie przy średnicy cząstek około 300 ąm jako wartości granicznej. Mniejsze średnice cząstek są korzystne dla kapilarnej siły ssania, lecz niekorzystne dla przepuszczalności cieczy. Ponadto większe średnice cząstek są korzystne dla przepuszczalności cieczy, lecz niekorzystne dla kapilarnej siły ssania. Oznacza to, że w przypadku, gdy średnia masowo średnica cząstek (D5O) jest nie większa niż 233 ąm albo nie mniejsza niż 395 ąm, to istnieje możliwość, że przedmiotowy środek pochłaniający wodę według wynalazku, który jest doskonały zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania, nie będzie mógł być otrzymany, oraz że zgodnie z tym może być otrzymany środek pochłaniający wodę, który jest doskonały tylko pod względem jednego z tych parametrów.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek wynosi od 0,25 do 0,45, korzystnie od 0,27 do 0,43, a najkorzystniej od 0,30 do 0,40. Mniejsze logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek wskazuje na węższy rozkład średnic cząstek. Przy tym jednak dla środka pochłaniają18

PL 215 419 B1 cego wodę według niniejszego wynalazku ważne jest aby rozkład średnic cząstek wykazywał pewną szerokość. W przypadku, gdy logarytmiczny odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek jest mniejsze niż 0,25, to nie tylko jest gorsza kapilarna siła ssania, lecz także znacznie pogarsza się produktywność. W przypadku, gdy logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek jest większe niż 0,45, to istnieje możliwość, że rozkład średnic cząstek może okazać się zbyt szeroki, dając zatem w wyniku niską przepuszczalność cieczy. Ponadto środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku zawiera cząstki, które mają średnice wynoszące powyżej 200 μm i poniżej 300 μm (mianowicie od 100 do 500 μm) w ilości korzystnie nie mniejszej niż 80% masowych, a zwłaszcza nie mniejszej niż 85% masowych w stosunku do środka pochłaniającego wodę.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to stosunek masowy (cząstki o średnicach nie mniejszych niż 300 μm)/(cząstki o średnicach mniejszych niż 300 μm) wynosi korzystnie od 80/20 do 20/80, korzystniej od 78/22 do 30/70, a szczególnie korzystnie od 75/25 do 40/60.

Dodatkowo przedstawia się dalej korzystne zakresy rozkładu średnic cząstek.

Stosunek masowy (cząstki o średnicach mniejszych niż 300 μm, lecz nie mniejszych niż 150 μm) /(cząstki o średnicach mniejszych niż 150 μm) wynosi korzystnie od 100/0 do 50/50, korzystniej od 99,5/0,5 do 65/35, a szczególnie korzystnie od 99/1 do 75/25.

Stosunek masowy (cząstki o średnicach nie mniejszych niż 500 μm)/(cząstki o średnicach mniejszych niż 500 μm, lecz nie mniejszych niż 300 μm) wynosi korzystnie od 60/40 do 0/100, jeszcze korzystniej od 50/50 do 0/100, a zwłaszcza od 40/60 do 0/100.

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku reguluje się korzystnie do wyżej podanego rozkładu średnic cząstek i dzięki temu może mieć sprawności doskonałe zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to stosuje się te środki, w których zawartość składników ekstrahujących się wodą jest korzystnie nie wyższa niż 15% masowych, jeszcze korzystniej nie wyższa niż 13% masowych, a zwłaszcza nie wyższa niż 10% masowych. Ponadto, zwłaszcza wtedy, gdy zawartość ekstrahujących się wodą składników środka pochłaniającego wodę jest nie wyższa niż 15% masowych, to środek zwiększający przepuszczalność cieczy (b), użyteczny w niniejszym wynalazku, znacznie zmniejsza efekt. W przypadku, gdy zawartość środków ekstrahujących się wodą jest w niniejszym wynalazku wyższa niż 15% masowo, to istnieje możliwość, że nie uzyska się nie tylko żadnych efektów niniejszego wynalazku, lecz także, że sprawność może okazać się gorsza przy stosowaniu w strukturach wodochłonnych. Ponadto taka zawartość składników ekstrahujących się wodą jest niekorzystna także z punktu widzenia bezpieczeństwa. Jako przyczynę pogorszenia sprawności można wymienić, że gdy środek pochłaniający wodę pochłania wodę z pęcznieniem, to wysokocząsteczkowy składnik wymywa się z wnętrza środka pochłaniającego wodę zapobiegając w ten sposób przenikanie cieczy. Można uważać, że składnik wysokocząsteczkowy stawia opór, gdy ciecz płynie po powierzchniach cząstek środka pochłaniającego wodę. Poza tym podobnie wymywanie składnika wysokoczasteczkowego stwarza możliwość zwiększania lepkości pochłoniętego roztworu pogarszając w ten sposób kapilarną siłę ssania. Zawartość składników ekstrahowalnych wodą w środku pochłaniającym wodę mierzy się niżej podaną metodą.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to jest korzystne aby część cząstek żywicy wodochłonnej (a) zawarta w środku pochłaniającym wodę miała strukturę porowatą (która może być strukturą piankową).

Wymienione tu określenie mieć strukturę porowatą dotyczy stanu, w którym drobne cząstki żywicy wodochłonnej (a) są z aglomerów albo zawierają one pęcherzyki w ilości nie mniejszej niż 10% objętości. Poza tym jest jeszcze korzystniej, gdy ta struktura porowata jest strukturą otrzymaną w wyżej wymienionym etapie aglomeracji. Przede wszystkim jednak jest najkorzystniej, gdy struktura porowata jest strukturą z poddanego aglomeracji materiału z drobnych cząstek, otrzymanego sposobem znanym z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6228930. Stosunek cząstek żywicy wodochłonnej (a), które mają strukturę porowatą, wynosi korzystnie nie mniej niż 10% masowych, korzystniej nie mniej niż 15% masowych, a najkorzystniej nie mniej niż 20% masowych.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to przepływowa przewodność roztworu soli (SFC) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych jest ko-7 3 -1 -7 3 -1 rzystnie nie mniejsza niż 50 (10^-7.cm³.s.g^-1), korzystniej nie mniejsza niż 70 (10^-7.cm³.s.g^-1), a najkorzyst-7 3 -1 -7 3 -1 niej nie mniejsza niż 100 (10^-7.cm³.s.g^-1). W przypadku, gdy SFC jest mniejsza niż 50 (10^-7.cm³.s.g^-1), to istnieje możliwość, że przepuszczalność cieczy albo podatność cieczy na dyfuzję mogą okazać się

PL 215 419 B1 niewystarczające przy zastosowaniu do struktur wodochłonnych. Ponadto górna wartość graniczna -7 3 -1

SFC wynosi korzystnie 500 (10^-7.cm³.s.g^-1). Przewodność przepływową roztworu soli (SFC) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych mierzy się niżej podaną metodą pomiaru.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to absorpcyjność kapilarna (CSF) wykazująca kapilarną siłę ssania dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych jest korzystnie nie mniejsza niż 15 g/g, korzystniej nie mniejsza niż 18 g/g, jeszcze korzystniej nie mniejszą niż 20 g/g, a najkorzystniej nie mniejsza niż 23 g/g. W przypadku, gdy CSF jest mniejsza niż 15 g/g, to istnieje możliwość, że właściwości związane z suchością albo zdolność do zatrzymywania cieczy mogą okazać się niewystarczające przy stosowaniu jako części struktury wodochłonnej. Absorpcyjność kapilarną (CSF) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych mierzy się podaną niżej metodą pomiaru.

Na CSF środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku w niemałym stopniu wpływa siła kapilarna środka pochłaniającego wodę. Siła kapilarna p środka pochłaniającego wodę ma właściwość przedstawioną następującym wyrażeniem.

P a. Y.cos Θ/Rc w którym:

p: siła kapilarna środka pochłaniającego wodę γ: napięcie powierzchniowe środka pochłaniającego wodę

Θ: kąt zwilżania środka pochłaniającego wodę

Rc: wartość odpowiadająca promieniowi kapilarnemu w zależności od rozkładu średnic cząstek środka pochłaniającego wodę.

Na podstawie powyższego wyrażenia rozumie się, że siła kapilarna p zmienia się z napięciem powierzchniowym γ środka pochłaniającego wodę, kątem zwilżania środka pochłaniającego wodę, a wartość Rc odpowiadająca promieniowi kapilarnemu zależy od rozkładu średnic cząstek środka pochłaniającego wodę. Oznacza to, że w miarę jak staje się większe napięcie powierzchniowe γ, staje się także większa siła kapilarna p, a także w miarę zbliżania się kąta zwilżania Θ do 0, większa staje się siła kapilarna p. Zatem napięcie powierzchniowe γ i kąt zwilżania Θ środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku znajdują się korzystnie w następujących zakresach.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to jego napięcie powierzchniowe jest korzystnie nie mniejsze niż 30 (mN/m), korzystniej nie mniejsze niż 50 (mN/m), a najkorzystniej nie mniejsze niż 70 (mN/m). W przypadku, gdy napięcie powierzchniowe jest mniejsze niż 30 (mN/m), to istnieje nie tylko możliwość, że CSF może się pogorszyć, lecz także, że nie można uzyskać przedmiotowych sprawności. Napięcie powierzchniowe mierzy się niżej podaną metodą pomiaru.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to jego kąt zwilżania wynosi korzystnie nie więcej niż 80°, korzystniej nie więcej niż 50°, a najkorzystniej nie więcej niż 30°. W przypadku, gdy kąt zwilżania jest większy niż 80°, to istnieje nie tylko możliwość pogorszenia się CSF, lecz także że nie będzie można uzyskać przedmiotowych sprawności. Kąt zwilżania mierzy się niżej podaną metodą pomiaru.

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku łączy w sobie doskonałą przepuszczalność cieczy i kapilarną siłę ssania. Przepuszczalność cieczy i kapilarna siła ssania pozostają w korelacji, tak że jeżeli jedno z nich polepsza się, to drugie pogarsza się. Przy tym jednak środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku ma doskonałe relacje, jakich nie było przedtem, co oznacza, że środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku spełnia korzystnie następującą zależność:

SFC (10^-7.cm³.s.g^-1) > ε - 8 x CSF (g/g) w której ε jest stałą i wynosi 260.

Ponadto środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku spełnia jeszcze korzystniej wyżej podane wyrażenie, gdy ε = 270, a najkorzystniej spełnia wyżej podane wyrażenie, gdy ε = 280.

Oznacza to, że środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku jest korzystnie środkiem pochłaniającym wodę w postaci cząstek, zawierającym cząstki żywicy wodochłonnej (a), gdzie cząstki żywicy wodochłonnej (a) są cząstkami proszku o nieregularnym kształcie, poddanymi ponadto obróbce sieciowania powierzchniowego, usieciowanego polimeru monomeru zawierającego kwas akrylowy i/lub jego sól, gdzie środek pochłaniający wodę w postaci cząstek spełnia

SFC (10^-7.cm³.s.g^-1) > 260 - 8 x CSF (g/g)

PL 215 419 B1

-7 3 -1 i ma: SFC w przedziale od 50 do 500 (10^-7.cm³.s.g^-1), średnią masowo średnicę cząstek (D50) w przedziale od 234 do 394 ąm i logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek w zakresie od 0,25 do 0,45.

Korzystniej, wyżej wymieniony środek pochłaniający wodę zawiera ponadto środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, a zawartość środka polepszającego przepuszczalność (β) cieczy wynosi od 0,01 do 5 części masowych na 100 części masowo cząstek żywicy wodochłonnej (a).

Zgodnie z powyższym środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku łączy w sobie przepuszczalność cieczy i kapilarną siłę ssania, a zatem w pieluchach może wykazywać doskonałą podatność na dyfuzję cieczy i może ponadto zmniejszać powrotną ilość wilgoci. Ponadto środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku może wykazywać wyżej wymienione cechy w pieluchach, które mają rdzenie o wysokim stężeniu, a zwłaszcza w pieluchach, które mają stężenia w rdzeniu nie mniejsze niż 50% masowych.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, to absorpcyjność pod obciążeniem (AAP) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,9% masowych pod obciążeniem 4,83 kPa w ciągu 60 minut wynosi korzystnie od 15 do 29 g/g, a bardziej korzystniej od 20 do 27 g/g.

Chociaż szczególnie nie ograniczona, zawartość wody w środku pochłaniającym wodę według niniejszego wynalazku wynosi korzystnie od 0 do 400% masowych, korzystniej od 0,01 do 40% masowych, a jeszcze korzystniej od 0,1 do 10% masowych.

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku może być środkiem, który ma gę33 stość nasypową mniejszą niż 0,40 g/cm³ albo większą niż 0,90 g/cm³, przy czym jednak gęstość na33 sypowa wynosi korzystnie od 0,40 do 0,90 g/cm³, a zwłaszcza od 0,50 do 0,80 g/cm³ (sposób pomiaru gęstości nasypowej jest opisany w JIS K-3362). W przypadku środków pochłaniających wodę, które mają gęstość nasypową mniejszą niż 0,40 g/cm³ albo większą niż 0,90 g/cm³, istnieje możliwość ich łatwego uszkodzenia w czasie procesu oraz mogą mieć one odpowiednio gorsze właściwości.

Sposób wytwarzania struktury wodochłonnej oraz właściwości związane z pochłanianiem wody

Środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku można łączyć z odpowiednim materiałem, a przez to formować w strukturę wodochłonną, która jest korzystna na przykład jako warstwa chłonna dla materiałów higienicznych. Dalej nastąpi opis struktury wodochłonnej.

Struktura wodochłonna dotyczy formowanej kompozycji, która zawiera żywicę wodochłonną albo środek pochłaniający wodę i inny materiał, i stosuje się ją do materiałów higienicznych (na przykład pieluch jednorazowych, podpasek higienicznych, wkładek stosowanych przy nietrzymaniu kału albo moczu i wkładek medycznych) do wchłaniania takich płynów jak krew, płyny ustrojowe i mocz. Przykłady powyższego innego materiału obejmują włókna celulozowe. Specyficzne przykłady włókien celulozowych obejmują włókna z miazgi drzewnej, takie jak miazga otrzymana metodą mechaniczną, miazga otrzymana metodą chemiczną, miazga otrzymana metodą półchemiczną i miazga z roztwarzania, oraz syntetyczne włókna celulozowe, takie jak sztuczny jedwab i włókna octanowe. Korzystne włókna celulozowe stanowią włókna z miazgi drzewnej. Te włókna celulozowe mogą zawierać częściowo włókna syntetyczne, takie jak nylon i poliester. Gdy środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku stosuje się jako część struktury wodochłonnej, to masa środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, zawarta w strukturze wodochłonnej, wynosi korzystnie od 20 do 100% masowych. W przypadku, gdy masa środka pochłaniającego wodę według niniejszego wynalazku, zawarta w strukturze wodochłonnej jest mniejsza niż 20% masowych, to istnieje możliwość, że nie będzie można uzyskać żadnych dostatecznych efektów.

W celu otrzymania struktury wodochłonnej ze środka pochłaniającego wodę (otrzymanego powyższym sposobem) i włókien celulozowych, znane publicznie środki do otrzymywania struktur wodochłonnych można na przykład wybrać odpowiednio spośród sposobu, w którym środek pochłaniający wodę rozprowadza się na papierze albo masie wykonanej z takich włókien celulozowych i, jeżeli jest to konieczne, umieszcza pomiędzy nimi, oraz sposobu, w którym włókna celulozowe i środek pochłaniający wodę miesza się jednorodnie ze sobą. Korzystny sposób jest sposobem, w którym środek pochłaniający wodę i włókna celulozowe miesza się ze sobą na sucho, a następnie prasuje. Tym sposobem można znacznie zapobiegać odpadaniu środka pochłaniającego wodę od włókien celulozowych. Prasowanie prowadzi się korzystnie z ogrzewaniem, a jego zakres temperatur wynosi korzystnie od 50° do 200°C. Ponadto w celu otrzymania struktury wodochłonnej można stosować także korzystnie sposoby ujawnione w japońskich opisach patentowych nr JP-A-509591/1997 (Kohyo) i JP-A-290000/1997 (Kokai).

PL 215 419 B1

W przypadku, gdy stosuje się go do struktur wodochłonnych, to środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku jest tak dobry w odniesieniu do równowagi pomiędzy przepuszczalnością cieczy i kapilarną siłą ssania, że daje struktury wodochłonne, które są doskonałe pod tym względem, że szybko przyjmują ciecze, a ponadto ilość cieczy pozostałych na ich warstwach powierzchniowych jest mała.

Ponadto, ponieważ powyższy środek pochłaniający wodę ma te doskonałe właściwości związane z absorpcją wody, to ten środek pochłaniający wodę można stosować do różnych celów jako środek pochłaniający wodę i środek zatrzymujący wodę. Na przykład ten środek pochłaniający wodę można stosować jako środek pochłaniający wodę i środek zatrzymujący wodę do wyrobów chłonnych (na przykład pieluch jednorazowych, podpasek higienicznych, wkładek stosowanych przy nietrzymaniu kału albo moczu i wkładek medycznych), rolnicze i ogrodnicze środki zatrzymujące wodę (na przykład środki zastępcze mchu torfowego, środki polepszające i modyfikujące glebę, środki zatrzymujące wodę i środki do przedłużania czasu trwania efektów chemikaliów rolniczych), środki zatrzymujące wodę w budynkach (na przykład środki zapobiegające skraplaniu rosy do wewnętrznych materiałów ściennych, dodatki do cementu), środki do regulacji wydzielania, środki do utrzymywania zimna, jednorazowe przenośne ogrzewacze ciała, środki do zestalania szlamu, środki do utrzymywania świeżości pożywienia, materiały kolumn jonowymiennych, środki odwadniające do szlamów albo olejów, środki suszące i materiały do nastawiania wilgotności. Ponadto środek pochłaniający wodę otrzymany według niniejszego wynalazku można stosować, zwłaszcza korzystnie do materiałów higienicznych do wchłaniania kału, moczu albo krwi, takich jak jednorazowe pieluchy i podpaski higieniczne.

W przypadku, gdy strukturę wodochłonną stosuje się do materiałów higienicznych (na przykład pieluch jednorazowych, podpasek higienicznych, wkładek stosowanych przy nietrzymaniu kału albo moczu i wkładek medycznych), to tę strukturę wodochłonną stosuje się korzystnie z zestawem zawierającym (a) przepuszczalny dla cieczy wierzchni arkusz umieszczony w taki sposób, że przylega do ciała nosiciela, (b) nieprzepuszczalny dla cieczy arkusz podkładowy umieszczony w taki sposób, że przylega do odzieży nosiciela w odstępie od ciała nosiciela, i (c) strukturę wodochłonną umieszczoną pomiędzy arkuszem wierzchnim i arkuszem podkładowym. Struktura wodochłonna może być wykonana w postaci więcej niż jednej warstwy albo stosowana razem z taką warstwą jak warstwa miazgi.

W korzystniejszym zestawie gramatura środka pochłaniającego wodę w strukturze wodochłon22 nej wynosi korzystnie od 60 do 1500 g/m², korzystniej od 100 do 1000 g/m², a jeszcze korzystniej od 200 do 800 g/m².

Wynalazek jest dalej bardziej szczegółowo zilustrowany za pomocą następujących przykładów niektórych korzystnych rozwiązań w porównaniu z przykładami porównawczymi nie według wynalazku, przy czym jednak niniejszy wynalazek nie jest ograniczony do tych przykładów. Sprawności cząstek żywicy wodochłonnej albo środków pochłaniających wodę mierzono następującymi metodami. Następujące pomiary prowadzono w warunkach temperatury pokojowej (25°C) i wilgotności względnej 50%.

Ponadto w przypadkach, gdy do produktów końcowych, takich jak materiały higieniczne, stosowano środki pochłaniające wodę, to środki pochłaniające wodę już wchłonęły wilgoć. Zatem pomiar można prowadzić po odpowiednim oddzieleniu środków pochłaniających wodę od produktów końcowych, a następnie suszeniu oddzielonych środków pochłaniających wodę pod zmniejszonym ciśnieniem w niskiej temperaturze (na przykład pod ciśnieniem nie wyższym niż 0,133 kPa (1 mm sł. Hg) w temperaturze 60°C w ciągu 12 godzin). Ponadto wszystkie środki pochłaniające wodę stosowane w przykładach w niniejszym wynalazku i w przykładach porównawczych miały zawartości wody nie wyższe niż 6% masowych.

Absorpcyjność bez obciążenia (absorpcyjność bez obciążenia/CRC dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych bez obciążenia w ciągu 30 minut)

Ilość 0,20 g cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę umieszczano jednorodnie i zamykano szczelnie w woreczku (85 mm x 60 mm) wykonanym z włókniny (nazwa handlowa: Heatron Paper, typ GSP-22, produkowanej przez Nangoku Pulp Kogyo Co., Ltd.), a następnie ₃ zanurzano w dużym nadmiarze (zwykle około 500 cm³) fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,9% masowych o temperaturze pokojowej. Po 30 minutach woreczek wyciągano, poddawano obciekaniu z wody za pomocą siły odśrodkowej (jak opisano w edana ABSORBENCY II 441.1-99) za pomocą oddzielacza odśrodkowego (produkowanego przez Kokusan Co., Ltd., separator odśrodkowy, model H-122) w ciągu 3 minut, a następnie mierzono masę W1 (g) woreczka. Ponadto ten sam sposób postępowania jak wyżej prowadzono bez cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego

PL 215 419 B1 wodę mierząc otrzymaną masę W0 (g). Następnie na podstawie tych pomiarów W1 i W0 obliczano absorpcyjność (g/g) bez obciążenia według następującego równania:

Absorpcyjność (g/g) bez obciążenia = (W1(g)-W0(g))/(masa (g) cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę) - 1

Absorpcyjność pod obciążeniem (absorpcyjność pod obciążeniem/AAP dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych pod obciążeniem 4,83 kPa w ciągu 60 minut)

Pomiar prowadzono za pomocą urządzenia pokazanego na fig. 1.

Nierdzewną siatkę metalową 101, która była siatką o gęstości oczek 400 mesh (wielkość otworu oczka 38 mm) przyczepiano drogą stapiania do dna cylindra podporowego 100 z tworzywa sztucznego o średnicy wewnętrznej 60 mm. Następnie w warunkach temperatury pokojowej (od 20° do 25°C) i wilgotności względnej 50% rozprowadzono na powyższej siatce 0,90 g środka 102 pochłaniającego wodę, a następnie zamontowano kolejno tłok 103 i obciążenie 104, przy czym tłok miał średnicę zewnętrzną tylko nieznacznie mniejszą niż 60 mm, nie było przerwy z wewnętrzną powierzchnią ścianki cylindra podporowego i tłok mógł przesuwać się bez przeszkód do góry i do dołu. Tłok i obciążenie nastawiono w taki sposób, że obciążenie 4,83 kPa mogło być przyłożone równomiernie do środka pochłaniającego wodę. Następnie mierzono masę Wa (g) otrzymanego jednego zestawu urządzenia pomiarowego.

Szklaną płytkę filtracyjną 106, która ma średnicę 90 mm (produkowaną przez Sogo Rikagaku Glass Seisakusho Co., Ltd., średnica porów 100 do 120 ąm) umieszczano wewnątrz szalki Petriego 105 o średnicy 150 mm, a następnie dodawano fizjologiczny roztwór 108 soli o stężeniu 0,90% masowych (o temperaturze od 20° do 25°C) do tego samego poziomu co górna powierzchnia szklanej płytki filtracyjnej, na której umieszczano następnie bibułę filtracyjną 107 o średnicy 90 mm (produkowaną przez ADVANTEC Toyo Co., Ltd., nazwa handlowa JIS P 3801, nr 2, grubość 0,26 mm, średnica zatrzymanych cząstek 5 ąm), tak że jej cała powierzchnia będzie zwilżona, a następnie usuwano nadmiar cieczy.

Powyższy jeden zestaw urządzenia pomiarowego zamontowano na powyższej wilgotnej bibule filtracyjnej, otrzymując w ten sposób ciecz wchłoniętą pod obciążeniem. Następnie, godzinę później, jeden zestaw urządzenia pomiarowego usuwano drogą podniesienia w celu zmierzenia jego masy Wb (g). Z kolei na podstawie wartości Wa i Wb obliczano absorpcyjność (g/g) pod obciążeniem zgodnie z następującym równaniem:

Absorpcyjność (g/g) pod obciążeniem = (Wb (g) - Wa (g))/masa ((0,9)g) środka pochłaniającego wodę.

Średnia masowo średnica cząstek (D50) i logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek

Cząstki żywicy wodochłonnej albo środki pochłaniające wodę klasyfikowano za pomocą sit standardowych JIS o takich wielkościach otworów oczek jak 850 ąm, 710 ąm, 600 ąm, 500 ąm, 425 ąm, 300 ąm, 212 ąm, 150 ąm i 45 ąm. Następnie procentowe zawartości R pozostałości na tych sitach wykreślano na logarytmicznym papierze prawdopodobieństwa. Stąd średnicę cząstek odpowiadającą R = 50% masowych odczytywano jako średnią masowo średnicę cząstek (D50). Ponadto za pomocą następującego równania przedstawiono logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek. Mniejsza wartość σζ wskazuje na węższy rozkład średnic cząstek.

σΖ =0,5^^2^1) (gdzie X1 oznacza średnicę cząstek, gdy R = 84,1%, a X2 oznacza średnicę cząstek, gdy R = 15,9%).

Co się tyczy sposobu klasyfikacji do pomiaru średniej masowo średnicy cząstek (D50) i logarytmicznego odchylenia standardowego (σζ) rozkładu wielkości cząstek, to 10,0 g cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę umieszczano na standardowych sitach JIS (o wielkościach otworów oczek 850 ąm, 710 ąm, 600 ąm, 500 ąm, 425 ąm, 300 ąm, 212 ąm, 150 ąm i 45 ąm) (THE IIDA TESTING SIEVE, średnica 8 cm) w warunkach temperatury pokojowej (od 20° do 25°C) i wilgotności względnej 50%, a następnie klasyfikowano za pomocą klasyfikatora wstrząsowego (typu IIDA SIEVE SHAKER, typu ES-65, seria nr 0501) w ciągu 5 minut.

Przewodność przepływowa roztworu soli (SFC) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych.

Przewodność przepływowa roztworu soli (SFC) dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych jest wartością pokazującą przepuszczalność cieczy wykazywaną przez środek poPL 215 419 B1 chłaniający wodę, gdy jest on napęczniały. Większa wartość SFC wskazuje na wyższą przepuszczalność cieczy.

Następującą próbę prowadzono zgodnie z próbą przepływowej przewodności roztworu soli (SFC) opisana w japońskim opisie patentowym nr JP-A-509591/1997 (Kohyo).

Stosowano urządzenie pokazane na fig. 2, a środek pochłaniający wodę (0,900 g) umieszczony równomiernie w odbieralniku 40 poddawano w ciągu 60 minut pęcznieniu w moczu syntetycznym (1) pod obciążeniem 2,07 kPa i zapisywano wysokość warstwy otrzymanego napęczniającego żelu 44. Następnie pod obciążeniem 2,07 kPa przepuszczano fizjologiczny roztwór soli 33 o stężeniu 0,69% masowych przez warstwę napęczniałego żelu ze zbiornika 31 pod stałym ciśnieniem hydrostatycznym. Tę próbę SFC prowadzono w temperaturze pokojowej (od 20° do 25°C). Ilość cieczy przepływającej przez warstwę żelu zapisywano w funkcji czasu za pomocą komputera i wagi w ciągu 10 minut w dwudziestosekundowych przedziałach czasowych. Szybkość Fs(t) strumienia przepływającego przez napęczniały żel 44 (głównie pomiędzy jego cząstkami) oznaczano w jednostkach g/s dzieląc przyrost masy (g) przez przyrost czasu (s). Czas, w którym uzyskiwano stałe ciśnienie hydrostatyczne i stałą szybkość przepływu przedstawiono za pomocą ts i do obliczenia szybkości przepływu wykorzystano tylko dane uzyskane pomiędzy ts i 10 minutami. Wartość Fs (t=0), początkową szybkość strumienia przechodzącego przez warstwę żelu, obliczano mianowicie z szybkości przepływów uzyskanych pomiędzy ts i 10 minutami. Fs (t=0) obliczano drogą ekstrapolacji wyników metodą najmniejszych kwadratów Fs(t) względem czasu do czasu t=0.

Przepływowa przewodność roztworu soli dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych = (Fs(t=0) x L0)/(p x A x ΔΡ) = (Fs (t=0) x L0) /139506 gdzie

Fs(t=0) oznacza szybkość przepływu w g/s

L0 oznacza początkową grubość warstwy żelu w cm ₃ p oznacza gęstość roztworu NaCl (1,003 g/cm³)

A oznacza pole górnej powierzchni warstwy żelu w celce 41 (28, 27 cm²)

ΔΡ oznacza ciśnienie hydrostatyczne przyłożone do warstwy żelu (4920 dyn/cm²), a

-7 3 -1 jednostką wartości SFC jest (10^-7.cm³.s.g^-1).

Co się tyczy urządzenia pokazanego na fig. 2, to w zbiorniku 31 umieszczono rurkę szklaną 32, a dolny koniec rurki szklanej 32 umieszczono w taki sposób, aby fizjologiczny roztwór soli 33 o stężeniu 0,69% masowych mógł być utrzymywany na wysokości 5 cm od spodu napęczniałego żelu 44 w celce 41. Fizjologiczny roztwór soli 33 o stężeniu 0,69% masowo doprowadzano ze zbiornika 31 do celki 41 L-kształtną rurką 34 wyposażoną w kurek 35. Pod celką 41 umieszczono odbieralnik 48 do gromadzenia przepływającej cieczy i ustawiono go na wadze 49. Średnica wewnętrzna celki 41 wynosiła 6 cm, a na jej dnie umieszczono nierdzewną siatkę metalową 42 nr 400 (wielkość otworu oczka 38 μm). W dolnej części tłoka 46 były otwarte otworki 47 wystarczające do przepuszczania przez nie cieczy, a jego dolna część była wyposażona w dobrze przepuszczalny filtr szklany 45, tak że środek pochłaniający wodę albo jego napęczniały żel nie wchodził do otworków 47. Celkę 41 umieszczano na statywie. Stykającą się z celką czołową powierzchnię statywu ustawiono na nierdzewnej metalowej siatce 43, która nie przeszkadzała przenikaniu cieczy.

Stosowany syntetyczny mocz (1) otrzymywano drogą mieszania ze sobą 0,25 g dwuwodnego chlorku wapniowego, 2,0 g chlorku potasowego, 0,50 g sześciowodnego chlorku magnezowego, 2,0 g siarczanu sodowego, 0,85 g dwuwodorofosforanu amonowego, 0,15 g wodorofosforanu diamonowego i 994,25 g czystej wody.

Absorpcyjność kapilarna (CSF) fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych

CSF jest wskaźnikiem pokazującym kapilarną siłę ssania środka pochłaniającego wodę.

Absorpcyjność kapilarną oznacza się w niniejszym wynalazku drogą pomiaru zdolności struktury chłonnej do pochłaniania cieczy względem ujemnego gradientu ciśnienia słupa wody o wysokości 20 cm pod obciążeniem 0,41 kPa w określonym czasie. W odniesieniu do fig. 3, opisano urządzenie i sposób pomiaru absorpcyjności kapilarnej.

Przewód 3 połączono z dolną częścią filtra szklanego 2 o średnicy 60 mm, który ma powierzchnię pochłaniającą ciecz porowatej szklanej płytki 1 (cząstki filtra szklanego nr #3, filtr typu Buchnera TOP 17G-3 (nr kodowy 1175-03), produkowany przez Sogo Rikagaku Glass Seisakusho Co., Ltd.), a następnie połączono ten przewód 3 z otworem przewidzianym w dolnej części zbiornika 4 do prze24

PL 215 419 B1 chowywania cieczy o średnicy 10 cm. Płytka z porowatego szkła wyżej wymienionego filtra szklanego ma średnią średnicę porów od 20 do 30 ąm i może zatrzymywać wodę w płytce ze szkła porowatego swoją siłą kapilarną względem ujemnego ciśnienia słupa wody nawet w stanie, w którym istnieje różnica 60 cm pomiędzy wysokościami powierzchni cieczy, tak że może być utrzymywany stan niewprowadzania powietrza. Do filtra szklanego 2 przymocowano pierścień podporowy 5 w celu zwiększania i zmniejszania jego wysokości, układ napełniano fizjologicznym roztworem soli 6 o stężeniu 0,90% masowych, a zbiornik 4 do przechowywania cieczy umieszczono na wadze 7. Po potwierdzeniu braku powietrza w przewodzie i pod płytką z porowatego szkła filtra szklanego różnicę wysokości pomiędzy poziomem powierzchni cieczy na wierzchu fizjologicznego roztworu soli 6 o stężeniu 0,90% masowych w zbiorniku 4 do przechowywania cieczy i poziomem górnej strony płytki 1 z porowatego szkła nastawiano na 20 cm, a następnie przymocowano filtr szklany do statywu 8.

Co się tyczy ilości, to 0,44 g mierzonej próbki 9 (cząstki żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę) rozprowadzano szybko jednorodnie na filtrze szklanym (płytka 1 z porowatego szkła) w lejku, a następnie umieszczono na nim obciążenie 10 (0,41 kPa) o średnicy 59 mm, a następnie, po 30 minutach, mierzono wartość (W20) fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych pochłoniętego przez mierzoną próbkę 9.

Absorpcyjność kapilarną oznaczano z następującego równania:

absorpcyjność kapilarna D1 (g/g) cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę na wysokości 20 cm = wielkość absorpcji (W20)(g)/0,44 (g)

Zawartość składników ekstrahowalnych (ekstrahowanych wodą)

Do odbieralnika z tworzywa sztucznego o pojemności 250 cm, wyposażonego w wieczko, odważono 184,3 g fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych, a następnie dodano do tego roztworu wodnego 1,00 g cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę i mieszano całość w ciągu 16 godzin, ekstrahując w ten sposób zawarte w żywicy składniki ekstrahowalne. Tę ciecz ekstrakcyjną przefiltrowano przez bibułę filtracyjną (produkowaną przez ADVANTEC Toyo Co., Ltd., nazwa handlowa JIS P 3801, nr 2), grubość 0,26 mm, średnica zatrzymanych cząstek 5 ąm), a następnie odważono 50,0 g otrzymanego przesączu i wykorzystano jako roztwór pomiarowy.

Na początku tylko fizjologiczny roztwór soli o stężeniu 0,90% masowych miareczkowano najpierw wodnym 0,1N roztworem NaOH aż do pH 10, a następnie otrzymany roztwór miareczkowano wodnym 0,1N roztworem HCl do pH 2,7, uzyskując w ten sposób wielkości ślepego miareczkowania ([bNaOH]cm³ i [bHCl] cm³.

Ten sam sposób postępowania przy miareczkowaniu stosowano w przypadku roztworu pomia33 rowego otrzymując odpowiednio wartości miareczkowe ([NaOH]cm³ i [HCl]cm³).

Jeżeli na przykład żywica wodochłonna albo cząstki żywicy wodochłonnej albo środek pochłaniający wodę zawierają kwas akrylowy i jego sól sodową w znanych ilościach, to zawartość ekstrahowalnego składnika w żywicy wodochłonnej można obliczyć ze średniego ciężaru cząsteczkowego monomerów i wartości miareczkowych, uzyskanych w powyższych sposobach postępowania, zgodnie z następującym równaniem. W przypadku ilości nieznanych, średni ciężar cząsteczkowy monomerów oblicza się ze stopnia zobojętnienia określonego drogą miareczkowania: zawartość ekstrahowalnych składników (% masowe) = 0,1 x (średni ciężar cząsteczkowy) x 184,3 x 100 x ([HCl] [bHCl])/1000/1,0/50,0 stopień zobojętnienia (% molowe) = (1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl]) ) x 100

Napięcie powierzchniowe ₃

Do zlewki szklanej o pojemności 120 ml odważono 80 cm³ fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych, a następnie dodano do tego roztworu wodnego 1,00 g środka pochłaniającego wodę i mieszano całość łagodnie w ciągu 5 minut. Gdy mieszanie trwało już 1 minutę, to mierzono napięcie powierzchniowe otrzymanego roztworu metodą płytki. Napięcie powierzchniowe fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych, do którego nie dodano żadnego środka pochłaniającego wodę, wynosiło 72 (mN/m).

Kąt zwilżania

Na arkusz SUS naklejono taśmę powleczoną podwójnie klejem przylepcowym, a następnie na tej podwójnie powleczonej taśmie rozprowadzono cząstki żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę, a następnie cząstki żywicy wodochłonnej albo środek pochłaniający wodę, które nie przykleiły się do podwójnie powleczonej taśmy zeskrobano otrzymując arkusz próbki, którego powierzchnia była pokryta cząstkami żywicy wodochłonnej albo środkiem pochłaniającym wodę. Gdy fizjologiczny roztwór soli o stężeniu 0,90% masowych doprowadzono do styczności z powyższym arkuszem próbki, to kąt zwilżania mierzono metodą osadzonej kropli za pomocą miernika kąta zwilżaPL 215 419 B1 nia (model FACE CA-X, produkowany przez Kyowa Kaimen Kagaku K.K.) w warunkach temperatury 20°C i wilgotności względnej 60%. Kąt zwilżania po jednej sekundzie później niż spadanie kropli cieczy fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych na arkusz próbki mierzono pięć razy na jedną próbkę. Oznaczano jego średnią wartość i przyjmowano jako kąt zwilżania cząstek żywicy wodochłonnej albo środka pochłaniającego wodę.

P r z y k ł a d 1 (1) Polimeryzacja

W reaktorze wykonanym drogą zakrywania pokrywą nierdzewnej dwuramiennej wyposażonej w płaszcz ugniatarki o pojemności 10 litrów, która ma dwie łopatki typu sigma, przygotowano ciecz reakcyjną drogą rozpuszczania 9,36 g (0,08% molowych) dwuakrylanu glikolupolietylenowego 5438 g wodnego roztworu akrylanu sodowego o stopniu zobojętnienia 71,3% molowych (stężenie monomeru 39% masowych). Następnie ciecz reakcyjną odpowietrzano w ciągu 30 minut w atmosferze gazowego azotu. Z kolei dodano do niej w warunkach mieszania 29,34 g wodnego roztworu nadsiarczanu sodowego o stężeniu 10% masowych i 24,45 g wodnego roztworu kwasu L-askorbinowego o stężeniu 0,1% masowych, w wyniku czego po około 1 minucie rozpoczęła się polimeryzacja. Następnie polimeryzację prowadzono w temperaturze od 20° do 95°C, a tworzący się żel proszkowano. Otrzymany usieciowany polimer hydrożelowy (1) wyjęto po 30 minutach od rozpoczęcia polimeryzacji.

Otrzymany jak wyżej usieciowany polimer hydrożelowy (1) miał postać rozdrobnionych bryłek o średnicach nie większych niż około 5 mm. Ten rozdrobniony, usieciowany polimer hydrożelowy (1) rozprowadzono na metalowej siatce o gęstości 50 mesh (wielkość otworów oczek 300 μm), a następnie suszono gorącym powietrzem w temperaturze 180°C w ciągu 50 minut, otrzymując w ten sposób żywicę wodochłonną (A1), która miała nieregularny kształt i była łatwa do proszkowania, na przykład w postaci cząstek, proszku, wysuszonego aglomeratu materiału w postaci cząstek.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (A1) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 600 μm. Następnie cząstki, które w wyżej wymienionej operacji przeszły przez otwory 600 μm, klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 180 μm, usuwając przez to cząstki żywicy wodochłonnej (B1F) przechodzące przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 180 μm i otrzymując zatem cząstki żywicy wodochłonnej (B1).

(3) Aglomeracja drobnego proszku

Cząstki żywicy wodochłonnej (B1F), które usunięto w powyższej operacji (2) Proszkowanie i klasyfikacja, poddawano aglomeracji zgodnie z metodą granulacji, przykład 1, ujawniony w amerykańskim opisie patentowym nr US 6228930. Otrzymany poddany aglomeracji materiał proszkowano i klasyfikowano takim samym sposobem postępowania jak wyżej wymieniony sposób (2), otrzymując poddane aglomeracji cząstki żywicy wodochłonnej (B1A). Widok uzyskany drogą zdejmowania fotografii tych poddanych aglomeracji cząstek żywicy wodochłonnej (B1A) jest przedstawiony na fig. 4. Jak widać na figurze, cząstki żywicy wodochłonnej (B1A) miały strukturę porowatą.

(4) Mieszanie produktu aglomeracji drobnego proszku

Ilość 90 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B1) i 10 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B1A) mieszano ze sobą w sposób jednorodny otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B1A10). CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B1A10) wynosiła 33,4 g/g.

(5) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B1A10) otrzymanej w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 1,0 g 1,4-butanodiolu i 4,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 195°C w ciągu 20 minut. Następnie otrzymane cząstki poddawano rozdrabnianiu do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 μm. W wyniku otrzymano cząstki żywicy wodochłonnej (C1-1A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C1-1A10) wykazywały CRC 28,3 g/g, SFC 50 (10^-7.cm³.s.g^-1) i SFC 24,1 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C1-1A10) zmieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation), otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D1-1A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D1-1A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiaru jego właściwości

PL 215 419 B1 są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3. Ponadto na fig. 5 jest pokazany logarytmiczny normalny papier prawdopodobieństwa stosowany do oznaczania D50 i σζ.

P r z y k ł a d 2

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B1A10) otrzymanej w przykładzie 1 zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 0,5 g 1,4-butanodiolu 1,0 g glikolu propylenowego i 4,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 210°C w ciągu 25 minut. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 μm, otrzymując w wyniku cząstki żywicy wodochłonnej (C1-2A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C1-2A10 ) wykazywały CRC 28,0 g/g, SFC 60 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 24,0 g/g.

Z kolei 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C1-2A10) mieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D1-2A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D1-2A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 3

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B1A10) otrzymanych w przykładzie 1 zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 2,0 g glikolu propylenowego i 4,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 215°C w ciągu 30 minut. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 μm. W wyniku tego otrzymano cząstki żywicy wodochłonnej (C1-3A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C1-3A10) wykazywały CRC 27,5 g/g, SFC 66 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 23,8 g/g.

Natępnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C1-3A10) zmieszano jednorodnie z 0,3 części masowych Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D1-3A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D1-3A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 4 (1) Polimeryzacja

W reaktorze wykonanym drogą zakrywania pokrywą nierdzewnej dwuramiennej ugniatarki wy₃ posażonej w płaszcz o pojemności 10 dm³, która ma dwie łopatki typu sigma, przygotowano ciecz reakcyjną drogą rozpuszczania 11,7 g (0,10% molowych) dwuakrylanu glikolupolietylenowego w 5438 g wodnego roztworu akrylanu sodowego o stopniu zobojętnienia 71,3% molowych (stężenie monomeru: 39% masowych). Następnie ciecz reakcyjną odpowietrzano w ciągu 30 minut w atmosferze gazowego azotu. Z kolei dodano do niej w warunkach mieszania 29,34 g wodnego roztworu nadsiarczanu sodowego o stężeniu 10% masowych i 24,45 g wodnego roztworu kwasu L-askorbinowego o stężeniu 0,1% masowych, w wyniku czego po około 1 minucie rozpoczęła się polimeryzacja. Następnie polimeryzację prowadzono w temperaturze od 20° do 95°C, a tworzący się żel proszkowano. Otrzymany usieciowany polimer hydrożelowy (4) wyjęto po 30 minutach od rozpoczęcia polimeryzacji.

Otrzymany jak wyżej usieciowany polimer hydrożelowy (4) miał postać rozdrobnionych bryłek o średnicach nie większych niż około 5 mm. Ten rozdrobniony, usieciowany polimer hydrożelowy (4) rozprowadzono na metalowej siatce o gęstości 50 mesh (wielkość otworów oczek 300 μm), a następnie suszono gorącym powietrzem w temperaturze 180°C w ciągu 50 minut otrzymując w ten sposób żywicę wodochłonną (A4), która miała nieregularny kształt i była łatwa do proszkowania na przykład w postaci cząstek, proszku, wysuszonego aglomeratu materiału w postaci cząstek.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (A4) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 600 μm. Następnie cząstki, które przeszły w wyżej wymienionej operacji przez otwory 600 μm klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 180 μm, usuwając przez to cząstki żywicy wodochłonnej (B4F) przechodzące przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 180 μm i otrzymując zatem cząstki żywicy wodochłonnej (B4).

PL 215 419 B1 (3) Aglomeracja drobnego proszku

Cząstki żywicy wodochłonnej (B4F), które usunięto w powyższej operacji (2) Proszkowanie i klasyfikacja, poddawano aglomeracji w taki sam sposób jak w przykładzie 1-(3). Otrzymany poddany aglomeracji materiał proszkowano i klasyfikowano takim samym sposobem postępowania jak w wyżej wymienionym przykładzie 1-(2), otrzymując w ten sposób poddane aglomeracji cząstki żywicy wodochłonnej (B4A).

(4) Mieszanie produktu aglomeracji drobnego proszku

Ilość 90 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B4) i 10 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B4A) mieszano ze sobą w sposób jednorodny otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B4A10). CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B4A10) wynosiła 31,8 g/g.

(5) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B4A10) otrzymanej w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 0,3 g 1,4-butanodiolu, 1,5 g glikolu propylenowego i 3,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 220°C w ciągu 25 minut. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 ąm, w wyniku czego otrzymano cząstki żywicy wodochłonnej poddane sieciującej obróbce powierzchniowej (C4-4A10). Cząstki żywicy wodochłonnej (C4-4A10) wykazywały CRC 27,0 g/g, SFC 70 (10^-7.cm³.s.g^-1) i SFC 23,1 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-4A10) zmieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-4A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-4A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 5

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B4A10) otrzymanej w przykładzie 4 zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 0,4 g 1,4-utanodiolu, 0,6 g glikolu propylenowego i 3,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 210°C w ciągu 30 minut. Ponadto otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 ąm, w wyniku czego otrzymano cząstki żywicy wodochłonnej (C4-5A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C4-5A10) wykazywały CRC 26,0 g/g, SFC 78 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 22,1 g/g.

Z kolei 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-5A10) mieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-6A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-6A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 6

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (C4-5A10) otrzymanych w przykładzie 5 zmieszano jednorodnie z 0,2 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-6A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-6A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 7 (1) Polimeryzacja

Żywicę wodochłonną (A4) otrzymywano w taki sam sposób jak w przykładzie 4.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (A4) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 600 ąm. Następnie cząstki, które w wyżej wymienionej operacji przeszły przez otwory 600 ąm, klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 150 ąm, usuwając przez to cząstki żywicy wodochłonnej (B7F) przechodzące przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 150 ąm i otrzymując zatem cząstki żywicy wodochłonnej (B7).

(3) Aglomeracja drobnego proszku

Cząstki żywicy wodochłonnej (B7F), które usunięto w powyższej operacji (2) Proszkowanie i klasyfikacja, poddawano aglomeracji w taki sam sposób jak w przykładzie 1-(3). Otrzymany poddany

PL 215 419 B1 aglomeracji materiał proszkowano i klasyfikowano takim samym sposobem postępowania jak w wyżej wymienionym (2) otrzymując w ten sposób poddane aglomeracji cząstki żywicy wodochłonnej (B7A).

(4) Mieszanie produktu aglomeracji drobnego proszku

Ilość 90 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B7) i 10 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B7A) mieszano ze sobą w sposób jednorodny otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B7A10). Podobnie 80 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B7) i 20 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B7A) mieszano ze sobą jednorodnie otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B7A20). Podobnie 70 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B7) i 30 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B7A) mieszano ze sobą jednorodnie otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B7A30). CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B7) wynosiła 32,1 g/g, CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B7A10) wynosiła 31,8 g/g, CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B7A20) wynosiła 31,6 g/g, a CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B7A30) wynosiła 31,3 g/g.

(5) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B7) otrzymanych w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym zmieszaną ciecz 0,5 g węglanu etylenu i 4,5 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 200°C w ciągu 30 minut. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 pm, w wyniku czego otrzymano cząstki żywicy wodochłonnej poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Następnie 100 części masowych tych cząstek żywicy wodochłonnej zmieszano jednorodnie z 1,0 częścią masową Sipernat 22S (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka otrzymana z DEGUSSA Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D7-7A00). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D7-7A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Środek pochłaniający wodę (D7-7A10) otrzymywano w taki sam sposób jak wyżej z tym wyjątkiem, że cząstki żywicy wodochłonnej (B7) zastąpiono cząstkami żywicy wodochłonnej (B7A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D7-7A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Środek pochłaniający wodę (D7-7A20) otrzymywano w taki sam sposób jak wyżej z tym wyjątkiem, że cząstki żywicy wodochłonnej (B7) zastąpiono cząstkami żywicy wodochłonnej (B7A20). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D7-7A20) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Środek pochłaniający wodę (D7-7A30) otrzymywano w taki sam sposób jak wyżej z tym wyjątkiem, że cząstki żywicy wodochłonnej (B7) zastąpiono cząstkami żywicy wodochłonnej (B7A30). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D7-7A30) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 8

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-5A10) i 0,5 części masowej tetradeka- albo oktadekahydratów siarczanów glinowych (otrzymanych sposobem, w którym siarczany glinowe z Wako Pure Chemical Industries, Ltd., proszkowano drobno drogą mielenia ich za pomocą moździerza) mieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-8A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-8A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 9

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-5A10) i 0,5 części masowej poli(chlorku glinowego) (otrzymanego w Kishida Kagaku K.K) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-9A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-9A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 10

Prowadzono tę samą operację jak w przykładzie 4 z tym wyjątkiem, że warunki pracy młyna walcowego nastawiano w taki sposób, aby średnice otrzymanych cząstek żywicy wodochłonnej mogły wciąż jeszcze drobniejsze, otrzymując w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (C4-10A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-10A10) i 0,5 części masowej Laponite RD (otrzymanego z Nippon Silica Kogyo K.K) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-10A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-10A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

PL 215 419 B1

P r z y k ł a d 11

Prowadzono tę samą operację jak w przykładzie 10 z tym wyjątkiem, że warunki pracy młyna walcowego nastawiano w taki sposób, aby średnice otrzymanych cząstek żywicy wodochłonnej mogły wciąż jeszcze drobniejsze, otrzymując w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (C4-11A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-11A10) i 0,5 części masowej Kyowaad 700 (otrzymanego z Kyowa Kagaku Kogyo K.K) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-11A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-11A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 12

Prowadzono tę samą operację jak w przykładzie 11 z tym wyjątkiem, że warunki pracy młyna walcowego nastawiano w taki sposób, aby średnice otrzymanych cząstek żywicy wodochłonnej mogły być jeszcze drobnieejsze, otrzymując w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (C4-12A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-12A10) i 0,7 części masowej tlenku glinowego (0,5 mm, otrzymanego z Kanto Chemical Co., Inc.) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-12A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-12A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 13

W pojemniku szklanym o średnicy 6 cm i wysokości 11 cm umieszczono 30 g środka pochłaniającego wodę (D4-5A10) i 10 g perełek szklanych o średnicy 6 mm, następnie przyłączono go do wstrząsarki farby (produkt nr 488 firmy Toyo Seiki, Seisakusho K.K.) i wstrząsano w ciągu 10 minut przy 800 cykli na minutę (CPM). Następnie usunięto perełki szklane otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-13A10D). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-1 3A1 0D) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 14

Środek pochłaniający wodę (D7-14A10D) otrzymywano w taki sam sposób jak w przykładzie 13 z tym wyjątkiem, że zastąpiono środek pochłaniający wodę (D7-7A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D7-14A10D) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 15 (1) Polimeryzacja

Żywicę wodochłonną (A4) otrzymywano w taki sam sposób jak w przykładzie 4.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (A4) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 500 ąm, a następnie cząstki, które w wyżej wymienionej operacji przeszły przez otwory 500 ąm, klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 150 ąm, przez co usuwano cząstki żywicy wodochłonnej (B15F) przechodzące przez sito standardowe JIS o wielkości otworów oczek 150 ąm, otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B15).

(3) Aglomeracja drobnego proszku

Cząstki żywicy wodochłonnej (B15F), które usunięto w powyższej operacji (2) Proszkowanie i klasyfikacja, poddawano aglomeracji w taki sam sposób jak w przykładzie 1-(3). Otrzymany poddany aglomeracji materiał proszkowano i klasyfikowano takim samym sposobem postępowania jak w wyżej wymienionym (2), otrzymując w ten sposób poddane aglomeracji cząstki żywicy wodochłonnej (B15A).

(4) Mieszanie produktu aglomeracji drobnego proszku

Ilość 90 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B15) i 10 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B15A) mieszano ze sobą w sposób jednorodny otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B15A10). CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B15A10) wynosiła 31,7 g/g.

(5) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B15A10) otrzymanej w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 0,4 g 2-oksazolidynonu, 2,0 g glikolu propylenowego i 4,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 185°C w ciągu 30 minut. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 500 ąm, w wyniku czego otrzymano cząstki żywicy wodochłonnej (C15-15A10) poddane sieciu30

PL 215 419 B1 jącej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C15-15A10) wykazywały CRC 26,0 g/g, SFC 39 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 23,9 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C15-15A10) zmieszano jednorodnie z 1,0 g tlenku magnezowego (0,2 μm, otrzymany z Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D15-15A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D15-15A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 16

Prowadzono tę samą operację jak w przykładzie 4-(1) do (4) z tym wyjątkiem, że warunki pracy młyna walcowego nastawiano w taki sposób, aby średnice otrzymanych cząstek żywicy wodochłonnej mogły być wciąż grubsze, otrzymując w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (B16A10). Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B16A10) zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 1,0 g węglanu etylenu i 4,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano w ciągu 40 minut obróbce cieplnej w temperaturze 200°C. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły one przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 mm, w wyniku czego otrzymywano cząstki żywicy wodochłonnej (C16-16A10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C16-16A10) wykazywały CRC wynoszącą 23,1 g/g, SFC 113 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 19,2 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C16-16A10) zmieszano jednorodnie z 1,0 g bentonitu (otrzymanego z Kanto Chemical Co., Inc.) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D16-16A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D16-16A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 17

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C16-16A10) i 2,0 części masowych talku (otrzymanego z Kanto Chemical Co., Inc.) zmieszano jednorodnie ze sobą, otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D16-17A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D16-17A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 18

Ilość 100 części masowo cząstek żywicy wodochłonnej (C16-16A10) i 1,0 części masowo proszku szklanego Nisshinbo PFE-301s (otrzymanego z Nisshinbo) zmieszano jednorodnie ze sobą, otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D16-18A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D16-18A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 19

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C15-15A10) i 1,5 części masowej Sipernat 2200 (otrzymanego z DEGUSSA Corporation) zmieszano jednorodnie ze sobą, otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D15-19A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D15-19A1O) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 20

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C15-15A10) i 0,7 części masowych ziemi fulerskiej (otrzymanej z Kanto Chemical Co., Inc.) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D15-20A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D15-20A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 21

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C15-15A10) i 1,0 części masowej kaolinu (otrzymanego z Kanto Chemical Co., Inc.) zmieszano jednorodnie ze sobą, otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D15-21A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D15-21A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 22

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-5A10), 0,1 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) i 0,5 części masowej tetradeka do oktadekahydratu siarczanu glinowego (otrzymanego sposobem, w którym siarczany glinowe otrzymane z Wako Pure Chemical Industries, Ltd. sproszkowano drobno drogą ich mielenia za pomocą moździerza) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-22A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-22A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

PL 215 419 B1

P r z y k ł a d 23 (1) Polimeryzacja ₃

W płaszczowym nierdzewnym reaktorze o pojemności 10 dm³, wyposażonym w łopatki mieszające, przygotowano ciecz reakcyjną drogą rozpuszczania 9,36 g (0,08% molowych) diakrylanu glikolupolietylenowego w 5438 g wodnego roztworu akrylanu sodowego o stopniu zobojętnienia 71,3% molowych (stężenie monomeru 39% masowych). Następnie tę ciecz reakcyjną odpowietrzano w ciągu 30 minut w atmosferze gazowego azotu. Następnie do wodnego roztworu monomeru dodano mieszając 54,5 g wodnego roztworu dichlorowodorku 2,2'-azobis (2-metylopropionoamidyny) o stężeniu 10% masowych jako prekursora środka pieniącego. Z kolei otrzymany roztwór wodny mieszano w temperaturze 25°C w strumieniu gazowego azotu. Po około 1 minutach od rozpoczęcia mieszania wodny roztwór stawał się mętnobiały tworząc białą substancję stałą w postaci drobnych cząstek o średniej średnicy 9 ąm. Ta substancja stała w postaci drobnych cząstek była diakrylanem 2,2'-azobis (2-metylopropionoamidyny) jako środkiem pieniącym. Ten diakrylan 2,2'-azobis(2-metylo-propionoamidyny) występował w stanie jednorodnej dyspersji w wodnym roztworze monomeru. W tym czasie (po 10 minutach od rozpoczęcia mieszania) do wodnego roztworu monomeru dodano mieszając 29,34 g wodnego roztworu nadsiarczanu sodowego o stężeniu 10% masowych i 24,45 g wodnego roztworu kwasu L-askorbinowego o stężeniu 0,1% masowych. Po dostatecznym mieszaniu wodny roztwór monomeru pozostawiono w stanie stacjonarnym, w wyniku czego po około 1 minucie rozpoczęła się polimeryzacja i po około 20 minutach otrzymano hydrożel zawierający pęcherzyki. Następnie utworzony hydrożel proszkowano i rozprowadzano na siatce metalowej o gęstości 50 mesh (wielkość otworów oczek 300 ąm) i poddawano suszeniu gorącym powietrzem w temperaturze 180°C w ciągu 50 minut otrzymując w ten sposób żywicę wodochłonną (A23), która miała nieregularny kształt, miała strukturę porowatą na skutek pęcherzyków i była łatwa do proszkowania na przykład w postaci cząstek, proszku, wysuszonego aglomeratu materiału w postaci cząstek.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (A23) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 600 ąm, a następnie cząstki, które przeszły przez otwory 600 ąm w wyżej wymienionej operacji, klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 180 ąm, przez co usuwano cząstki żywicy wodochłonnej (B23F) przechodzące przez sito standardowe JIS o wielkości otworów oczek 180 ąm, otrzymując zatem cząstki żywicy wodochłonnej (B23).

(3) Mieszanie

Ilość 90 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B1) i 10 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (B23) mieszano ze sobą w sposób jednorodny otrzymując cząstki żywicy wodochłonnej (B23F10). CRC cząstek żywicy wodochłonnej (B23F10) wynosiła 33,6 g/g.

(4) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (B23F10) otrzymanej w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 1,0 g 1,4-butanodiolu, 2,0 g glikolu propylenowego i 3,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w temperaturze 195°C w ciągu 30 minut. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły one przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 ąm, w wyniku czego otrzymywano cząstki żywicy wodochłonnej (C23-23F10) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (C23-23F10) wykazywały CRC 26,3 g/g, SFC 70 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 21,7 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C23-23F10) zmieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D23-23F10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D23-23F10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 24

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C16-16A10) i 1,0 części masowej drobnych cząstek polietylenu zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D16-24A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D16-24A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

PL 215 419 B1

P r z y k ł a d 25

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C15-15A10) i 1,0 części masowej Sipernat D17 (otrzymanego z DEGUSSA Corporation) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D15-25A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D15-25A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 26

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C16-16A10) i 0,3 części masowej Aerosil R-972 (hydrofobowa bezpostaciowa krzemionka otrzymana z DEGUSSA Corporation) zmieszano jednorodnie ze sobą otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D16-26A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D16-26A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 27

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C4-5A1 0) i 1,5 części masowych polietylenoiminy P-1000 (produkowanej przez Nippon Shokubai Co., Ltd.) zmieszano jednorodnie ze sobą, a następnie otrzymaną mieszaninę suszono w ciągu 60 minut w temperaturze 90°C. Następnie wysuszoną mieszaninę przepuszczano przez sito o wielkości otworów oczek 600 pm otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D4-27A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D4-27A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 28

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C15-15A10) i 3 części masowych Catiofast PR8106 (produkowanego przez BASF) zmieszano jednorodnie ze sobą, a następnie otrzymaną mieszaninę suszono w ciągu 60 minut w temperaturze 90°C. Następnie suchą mieszaninę przepuszczano przez sito o wielkości otworów oczek 500 mm otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D15-28A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D15-28A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

P r z y k ł a d 29

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (C16-16A10) i 2 części masowych wodnego roztworu poliamidyny o stężeniu 10% masowych (produkowanej przez Mitsubishi Chemical Corporation) zmieszano jednorodnie ze sobą, a otrzymaną mieszaninę suszono w ciągu 60 minut w temperaturze 90°C. Następnie wysuszoną mieszaninę przepuszczano przez sito o wielkości otworów oczek 600 ąm otrzymując w ten sposób środek pochłaniający wodę (D16-29A10). Otrzymany środek pochłaniający wodę (D16-29A10) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości przedstawiono w tabelach 1, 2 i 3.

Przykład porównawczy 1 (1) Polimeryzacja

Żywicę wodochłonną (A4) otrzymywano w taki sam sposób jak w przykładzie 4.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (A4) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 850 ąm otrzymując w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej, z których większość była nie większa niż 850 ąm. Następnie tę żywicę wodochłonną klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 150 ąm, przez co usuwano cząstki żywicy wodochłonnej (XlF) przechodzące przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 150 ąm otrzymując w ten sposób cząstki żywicy wodochłonnej (X1).

(3) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (X1) otrzymanych w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 0,4 g 1,4-butanodiolu, 0,6 g glikolu propylenowego i 3,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w ciągu 30 minut w temperaturze 212°C. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły one przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 850 ąm, w wyniku czego otrzymywano cząstki żywicy wodochłonnej (X1-1A00) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (X1-1A00) wykazywały CRC 26,5 g/g, SFC 98 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 19,1 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (X1-1A00) zmieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-1A00).

PL 215 419 B1

Otrzymany porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-1A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Przykład porównawczy 2

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (Χ11A00) otrzymanych w przykładzie porównawczym 1 i 0,2 części masowej Reolosil QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) zmieszano równomiernie ze sobą otrzymując w ten sposób porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-2A00). Otrzymany porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-2A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Przykład porównawczy 3

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (X1-1A00) otrzymanych w przykładzie porównawczym 1 i 0,5 części masowej poli(chlorku glinowego) (otrzymanego z Kishida Kagaku L.K) zmieszano równomiernie ze sobą otrzymując w ten sposób porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-3A00). Otrzymany porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-3A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Przykład porównawczy 4

Ilość 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (X1-1A00) otrzymanych w przykładzie porównawczym 1 i 1,0 części masowej kaolinu (otrzymanego z Kanto Chemical Co., Inc.) zmieszano równomiernie ze sobą otrzymując w ten sposób porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-4AOO). Otrzymany porównawczy środek pochłaniający wodę (Y1-4A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Przykład porównawczy 5

Ilość 0,5 części masowej tetradeka- do oktadekahydratów siarczanów glinowych (otrzymanych sposobem, w którym siarczany glinowe otrzymane z Wako Pure Chemical Industries, Ltd., proszkowano drobno drogą mielenia ich za pomocą moździerza) i 4,5 części masowych czystej wody zmieszano ze sobą otrzymując roztwór wodny, który następnie mieszano równomiernie z 100 częściami masowymi środka pochłaniającego wodę (C4-5A10), a następnie otrzymaną mieszaninę suszono w ciągu 20 minut w temperaturze 60°C i następnie przepuszczano przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 850 μm otrzymując w ten sposób porównawczy środek pochłaniający wodę (Y5-5A00). Otrzymany porównawczy środek pochłaniający wodę (Y5-5A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

Przykład porównawczy 6 (1) Polimeryzacja

W reaktorze przygotowanym drogą zakrywania pokrywą płaszczowej, nierdzewnej ugniatarki ₃ dwuramiennej o pojemności 10 dm³, która ma dwie łopatki typu sigma, przygotowano ciecz reakcyjną drogą rozpuszczania 3,82 g (0,033% molowych) diakrylanu glikolupolietylenowego w 5443 g wodnego roztworu akrylanu sodowego o stopniu zobojętnienia 75% molowych (stężenie monomeru 39% masowych). Następnie tę ciecz reakcyjną odpowietrzano w ciągu 30 minut w atmosferze gazowego azotu. Z kolei dodano w warunkach mieszania 29,27 g wodnego roztworu nadsiarczanu sodowego o stężeniu 10% masowych i 24,22 g wodnego roztworu kwasu L-askorbinowego, o stężeniu 0,1% masowych w wyniku czego po około 1 minucie rozpoczynała się polimeryzacja. Następnie polimeryzację prowadzono w zakresie temperatur od 20° do 95°C, a tworzący się żel proszkowano. Otrzymany usieciowany polimer hydrożelowy (c6) wyjmowano po 30 minutach od rozpoczęcia polimeryzacji.

Otrzymany jak wyżej usieciowany polimer hydrożelowy (c6) miał postać rozdrobnionych bryłek o średnicy nie większej niż 5 mm. Ten rozdrobniony usieciowany polimer hydrożelowy (c6) rozprowadzono na siatce metalowej o gęstości 50 mesh (wielkość otworów oczek 300 μm), a następnie suszono gorącym powietrzem w ciągu 50 minut w temperaturze 180°C otrzymując w ten sposób żywicę wodochłonną (V6) o nieregularnym kształcie i łatwą do proszkowania na przykład w postaci cząstek, proszku albo wysuszonego aglomeratu materiału w postaci cząstek.

(2) Proszkowanie i klasyfikacja

Otrzymaną żywicę wodochłonną (V6) proszkowano za pomocą młyna walcowego, a następnie klasyfikowano dalej za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 600 μm. Następnie cząstki, które w wyżej podanej operacji przeszły przez otwory 600 μm, klasyfikowano za pomocą standardowego sita JIS o wielkości otworów oczek 150 μm, przez co usuwano cząstki żywicy wodochłonnej (W6F) przechodzące przez sito standardowe JIS o wielkości otworów oczek 150 μm otrzymując zatem cząstki żywicy wodochłonnej (W6).

PL 215 419 B1 (3) Obróbka powierzchniowa

Ilość 100 g cząstek żywicy wodochłonnej (W6) otrzymanych w wyżej wymienionym etapie zmieszano ze środkiem do obróbki powierzchniowej, zawierającym mieszaną ciecz 0,1 g diglicydylowego eteru glikolu etylenowego, 1,0 g glikolu propylenowego i 3,0 g czystej wody, a następnie otrzymaną mieszaninę poddawano obróbce cieplnej w ciągu 30 minut w temperaturze 195°C. Następnie otrzymane cząstki rozdrabniano do takiego stopnia, że mogły one przechodzić przez standardowe sito JIS o wielkości otworów oczek 600 μm, w wyniku czego otrzymywano cząstki żywicy wodochłonnej (X6-6A00) poddane sieciującej obróbce powierzchniowej. Cząstki żywicy wodochłonnej (X6-6A00) wykazywały CRC 35,2 g/g, SFC 2 (10^-7.cm³.s.g^-1) i CSF 28,2 g/g.

Następnie 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (X6-6A00) zmieszano jednorodnie z 0,3 części masowej Reolosilu QS-20 (hydrofilowa bezpostaciowa krzemionka produkowana przez Tokuyama Corporation) otrzymując w ten sposób porównawczy środek pochłaniający wodę (Y6-6A00). Otrzymany porównawczy środek pochłaniający wodę (Y6-6A00) miał także postać proszku, a wyniki pomiarów jego właściwości są przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.

T a b e l a 1

	CRC	AAP	SFC	CSF	260-8 *CSF	Zawartość wody	D50	σΖ
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Środek pochłaniający wodę	g/g	g/g	107.cm3.s.g1	g/g		% masowe	μm
D1-1A10	28,5	21,2	85	23,2	74	9,8	315	0,37
D1-2A10	28,0	21,5	106	22,1	83	8,9	315	0,37
D1-3A10	27,5	21,9	128	21,1	91	8,1	314	0,37
D4-4A10	27,0	21,5	160	17,8	118	8,3	316	0,37
D4-5A10	26,0	21,3	178	15,1	139	7,9	314	0,36
D4-6A10	26,4	22,3	136	20,9	93	7,7	315	0,36
D7-7A00	26,4	21,9	138	20,7	94	7,6	303	0,38
D7-7A10	26,2	22	137	21,3	90	7,8	302	0,38
D7-7A20	26,2	22	140	21,8	86	7,7	298	0,38
D7-7A30	26,1	22,1	138	22,5	80	7,7	297	0,38
D4-8A10	25,9	23,7	150	20,4	97	7,9	315	0,36
D4-9A10	26	23,7	137	18,3	114	7,8	314	0,36
D4-10A10	26	22	135	21,5	88	7,6	297	0,34
D4-11A10	25,8	23,1	132	22,1	83	7,5	280	0,35
D4-12A10	26,1	22,4	131	22,9	77	7,7	265	0,34
D4-13A10D	26,1	22,5	136	20,4	97	7,6	306	0,37
D7-14A10D	26,3	23,3	123	22,3	82	7,5	294	0,37
D15-15A10	25,8	22,2	90	21,4	88,8	7,8	324	0,30
D16-16A10	22,8	20,1	126	18,7	110	7,7	340	0,37
D16-17A10	22,3	20	124	18,6	111	7,3	337	0,38
D16-18A10	23,1	20,2	128	18,3	114	7,4	336	0,38
D15-19A10	25,8	21,2	92	21,1	91	7,8	324	0,30
D15-20A10	25,9	23,2	75	23,6	71	7,8	320	0,32
D15-21A10	25,9	23,5	73	23,7	70	7,7	328	0,29

PL 215 419 B1 cd. tabeli 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
D4-22A10	25,9	23,1	161	20	100	7,6	314	0,37
D23-23F10	26,1	20,1	153	15	140	7,8	315	0,37
D16-24A10	23	20,3	134	11,2	170	7,4	348	0,38
D15-25A10	25,9	21,1	134	10,9	173	7,7	322	0,31
D16-26A10	22,5	20	178	9,8	182	7,3	341	0,38
D4-27A10	25,9	21,5	157	6,5	208	7,7	356	0,33
D15-28A10	25,6	21,4	119	7,8	198	7,7	334	0,29
D16-29A10	25,8	21,1	135	6,2	210	7,6	342	0,38
Porównawczy środek pochłaniający wodę
Y1-1A00	26,4	21,3	183	7,6	199	7,9	441	0,49
Y1-2A00	26,4	21,9	133	8,9	189	7,8	437	0,51
Y1-3A00	26,4	21,5	151	10,1	179	7,6	431	0,49
Y1-4A00	26,3	22,3	119	14,9	141	7,7	429	0,51
Y5-5A00	25,8	21,3	160	9,8	182	7,7	432	0,50
Y6-6A00	35,2	19,7	10	22,1	83	15,8	342	0,38

T a b e l a 2

Środek pochłaniający wodę	Nie mniejszy niż 850 μτ	850-710 μτ	710-600 μτ	600-500 μτ	500-25 μτ	425-300 μτ	300-212 μτ	212-150 μτ	150-45 μτ	Nie większy niż 45 μτ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	%	%	%	%	%	%	%	%	%	%
D1-1A10	0,0	0,0	0,1	2,4	17,5	35,6	27,4	13,1	3,8	0,1
D1-2A10	0,0	0,0	0,1	2,3	17,3	35,7	27,5	13,2	3,8	0,1
D1-3A10	0,0	0,0	0,1	2,0	17,2	36,0	27,5	13,1	4,0	0,1
D4-4A10	0,0	0,0	0,1	2,3	17,6	35,8	27,1	13,5	3,6	0,0
D4-5A10	0,0	0,0	0,0	1,8	17,4	36,1	28,0	12,7	3,9	0,1
D4-6A10	0,0	0,0	0,0	1,7	17,6	36,2	27,9	12,5	4,0	0,1
D7-7A00	0,0	0,0	0,1	1,8	15,5	33,8	28,9	15,3	4,5	0,1
D7-7A10	0,0	0,0	0,1	1,7	14,7	34,1	29,1	15,5	4,6	0,2
D7-7A20	0,0	0,0	0,1	1,5	13,9	33,9	30,0	15,8	4,6	0,2
D7-7A30	0, 0	0, 0	0,1	1,4	12,9	34,5	30,1	16,1	4,7	0,2
D4-8A10	0,0	0,0	0,1	1,9	17,8	35,8	27,8	12,8	3,7	0,1
D4-9A10	0,0	0,0	0,1	1,7	17,4	36,2	28,2	13,2	3,2	0,0
D4-10A10	0,0	0,0	0,0	2,1	8,9	38,0	32,0	14,0	4,7	0,3
D4-11A10	0,0	0,0	0,1	1,6	7,5	33,0	35,8	16,0	5,6	0,4
D4-12A10	0,0	0,0	0,1	1,0	6,0	28,0	39,9	18,0	6,5	0,5
D4-13A10D	0,0	0,0	0,0	1,3	16, 5	34,5	29,8	13,4	4,3	0,2

PL 215 419 B1 cd. tabeli 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
D7-14A10D	0,0	0,0	0,0	1,1	12,3	34,8	30,4	16,3	4,9	0,2
D15-15A10	0	0	0	0,3	15,1	45,9	28	9,9	0,7	0,1
D16-16A10	0,0	0,0	0,2	9,8	16	37,9	22,1	10,3	3,5	0,2
D16-17A10	0,0	0,0	0,2	10,2	15,8	36,5	23,1	10,1	3,9	0,2

T a b e l a 3

Środek pochłaniający wodę	Nie mniejszy niż 850 pm	850-710 pm	710-600 pm	600-500 pm	500-425 pm	425-300 pm	300-21 pm	212-150 pm	15 0-45 pm	Nie większy niż 45 pm
	%	%	%	%	%	%	%	%	%	%
D16-18A10	0,0	0,0	0	9,5	14,9	38,6	22	11	3,8	0,2
D15-19A10	0,0	0,0	0	0,3	15,1	45,9	28	9,9	0,7	0,1
D15-20A10	0,0	0,0	0	0,1	15	44,2	28,1	11,3	1,1	0,2
D15-21A10	0,0	0,0	0	0,3	15,4	47,8	27,6	8,2	0,6	0,1
D4-22A10	0,0	0,0	0	1,7	17,3	36,2	27,9	12,8	4	0,1
D23-23F10	0,0	0,0	0,1	2,5	17,3	35,4	27,4	13, 3	3,9	0,1
D16-24A10	0,0	0,0	0,1	12,1	17	36,4	21	10,1	3,2	0,1
D15-25A10	0,0	0,0	0	0,2	15,1	45,1	28,2	10,2	1,1	0,1
D16-26A10	0,0	0,0	0	10,1	16,2	38,2	21,3	11,1	2,9	0,2
D4-27A10	0,0	0,0	0	5,9	24,1	39,1	19,6	9,1	2,1	0,1
D15-28A10	0,0	0,0	0	0,2	17,1	49,2	24,1	8,6	0,7	0,1
D16-29A10	0,0	0,0	0	11,3	16,4	36,3	22	10,2	3,6	0,2
Porównawczy środek pochłaniający wodę
Y1-1A00	0,1	3,5	25,2	15	12,5	23,3	11,2	5,2	3,8	0,2
Y1-2A00	0,1	4,2	24,	15,2	12,4	23,1	10,8	5,5	4	0,2
Y1-3A00	0,0	2,9	24,3	14,9	11,9	24,3	11,4	6	4,1	0,2
Y1-4A00	0,0	2,8	24,1	14,8	11,8	24,3	10,8	6,9	4,3	0,2
Y5-5A00	0,0	3,1	24,4	15,1	11,6	24,2	10,9	6,8	3,7	0,2
Y6-6A00	0,0	0,0	0,3	10,3	17,7	35, 4	22,1	9,7	4,3	0,2

Co się tyczy środków pochłaniających wodę otrzymanych w przykładach 1 do 23 i w przykładach porównawczych 1 do 6, to:

Wszystkie środki pochłaniające wodę otrzymane w przykładach 1 do 23 niniejszego wynalazku spełniają wyrażenie względne SFC > 260 - 8'CSF niniejszego wynalazku i są doskonałe zarówno pod względem przepuszczalności cieczy, jak i kapilarnej siły ssania. Z drugiej strony, co się tyczy porównawczych środków pochłaniających wodę otrzymanych w przykładach porównawczych 1 do 6, to średnia masowo średnica cząstek albo logarytmiczne odchylenie standardowe rozkładu średnic cząstek są niewłaściwe albo zawartość składników ekstrahowalnych wodą jest wysoka. Zatem, chociaż niektóre z porównawczych środków pochłaniających wodę są doskonałe pod względem przepuszczalności cieczy albo kapilarnej siły ssania, to porównawcze środki pochłaniające wodę nie są doskonałe pod względem jednej i drugiej właściwości jednocześnie.

PL 215 419 B1

Wykresy CSF-SFC dla środków pochłaniających wodę od 1 do 23 według niniejszego wynalazku i dla porównawczych środków pochłaniających wodę od 1 do 6 są przedstawione na fig. 6.

Co się tyczy środków pochłaniających wodę otrzymanych w przykładach 1 do 5, to:

Przykłady 1 do 5 wskazują, że efekty środka zwiększającego przepuszczalność cieczy (β) zmieniają się ze zmianą CRC. Wykresy CRC i SFC przed dodaniem środka zwiększającego przepuszczalność cieczy (β) (cząstek żywicy wodochłonnej poddanych sieciującej obróbce powierzchniowej) i po dodaniu środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy (środków pochłaniających wodę według niniejszego wynalazku) są przedstawione na fig. 7. Na podstawie tej fig. 7 widać, że efekty środka zwiększającego rozpuszczalność (β) cieczy można uważać za szczególnie wtedy, gdy CRC jest mniejsze niż 29 g/g.

Co się tyczy środka pochłaniającego wodę otrzymanego w przykładzie 7, to:

Z porównania pomiędzy środkami pochłaniającymi wodę otrzymanymi w tym przykładzie rozumie się, że w miarę jak wzrasta udział poddanych aglomeracji cząstek żywicy wodochłonnej zawartych w cząstkach żywicy wodochłonnej, to staje się większa kapilarna siła ssania (CSF) otrzymanego środka pochłaniającego wodę.

Zatem środek pochłaniający wodę według niniejszego wynalazku zawiera korzystnie środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy i cząstki żywicy wodochłonnej poddane obróbce powierzchniowej, zawierające poddane aglomeracji cząstki żywicy wodochłonnej. Oznacza to, że korzystne jest, że przynajmniej część cząstek żywicy wodochłonnej zawartych w środku pochłaniającym wodę ma strukturę porowatą.

Co się tyczy środków pochłaniających wodę otrzymanych w przykładach 13 i 14, to:

Nawet po mechanicznym uszkodzeniu środków pochłaniających wodę według niniejszego wynalazku te środki pochłaniające wodę wykazują doskonałe sprawności, a zatem są one korzystne także w przypadku wytwarzania na skalę przemysłową.

Środek pochłaniający wodę otrzymany według niniejszego wynalazku można stosować szczególnie korzystnie do materiałów higienicznych do wchłaniania kału, moczu albo krwi, takich jak pieluchy jednorazowe albo podpaski higieniczne.

Wykaz odnośników:

100: cylinder podporowy z tworzywa sztucznego

101: siatka z metalu nierdzewnego o gęstości oczek 400 mesh

102: napęczniały żel

103: tłok

104: obciążenie

105: szalka Petriego

106: szklana płytka filtracyjna

107: bibuła filtracyjna

108: fizjologiczny roztwór soli o stężeniu 0,90% masowych

31: zbiornik

32: rurka szklana

33: fizjologiczny roztwór soli o stężeniu 0,69% masowych

34: rurka L-kształtna z kurkiem

35: kurek

40: odbieralnik

41: celka

42: nierdzewna siatka metalowa

43: nierdzewna siatka metalowa

44: napęczniały żel

45: filtr szklany

46: tłok

47: otworki w tłoku

48: odbieralnik do gromadzenia przepływającej cieczy

49: waga

1: płytka z porowatego szkła 2

2: filtr szklany

3: przewód

4: zbiornik do przechowywania cieczy

PL 215 419 B1

5: pierścień podporowy

6: fizjologiczny roztwór soli o stężeniu 0,90% masowych

7: waga

8: statyw

9: mierzona próbka (cząstki żywicy wodochłonnej albo środek pochłaniający) 10: obciążenie (0,41 kPa)

11: rurka wlotowa powietrza

Claims (6)

1. Środek pochłaniający wodę, który jest środkiem pochłaniającym wodę w postaci cząstek, zawierającym cząstki żywicy wodochłonnej (a) i środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy, przy czym cząstki żywicy wodochłonnej (a) są cząstkami proszku o nieregularnym kształcie, poddanymi ponadto sieciującej obróbce powierzchniowej, usieciowanego polimeru monomeru zawierającego kwas akrylowy i/lub jego sól, znamienny tym, że środek pochłaniający wodę w postaci cząstek ma:

średnią masowo średnicę cząstek od 234 do 394 μm, logarytmiczne odchylenie standardowe (σζ) rozkładu średnic cząstek od 0,25 do 0,45, absorpcyjność nie mniejszą niż 15 g/g bez obciążenia, absorpcyjność kapilarną, nie mniejszą niż 15 g/g w stosunku do fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,90% masowych, i zawartość składników ekstrahujących się wodą nie wyższą niż 15% masowych, a ponadto zawartość środka zwiększającego przepuszczalność (β) cieczy od 0,01 do 5 części masowych na 100 części masowych cząstek żywicy wodochłonnej (a), przy czym środek zwiększający przepuszczalność (β) cieczy zawiera nierozpuszczalne w wodzie, hydrofilowe, nieorganiczne drobne cząstki i/lub rozpuszczalną w wodzie sól metalu wielowartościowego.

2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki żywicy wodochłonnej (a) zawarte w środku pochłaniającym wodę zawierają cząstki o strukturze porowatej.

3. Środek według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera cząstki o średnicy od 100 do 500 μm w ilości nie mniejszej niż 80% masowych w stosunku do środka pochłaniającego wodę.

4. Środek według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że środek pochłaniający wodę ma stosunek masowy (cząstki o średnicy nie mniejszej niż 300 μm)/(cząstki o średnicy mniejszej niż 300 μη) od 80/20 do 20/80.

5. Środek według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że środek pochłaniający wodę wykazuje dla fizjologicznego roztworu soli o stężeniu 0,69% masowych przepływową przewodność roz-7 3 -1 tworu soli nie mniejszą niż 50 (10^-7.cm³.s.g^-1).

6. Środek według jednego z zastrz. 1 do 5, znamienny tym, że absorpcyjność środka pochłaniającego wodę bez obciążenia jest mniejsza niż 29 g/g.