TW200520797A - Superabsorbent polymer with high permeability - Google Patents

Description

200520797 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於吸收水、水性液體與血液之超吸收性聚 合物’其中本發明之超吸收性聚合物具有改良的性能，： 其是在膠床滲透性與流體保留之間有改良的關係，包括達 到更高的膠床渗透性，❿沒有較高凝膠強度特徵的低保留 的缺點。本發明之超吸收性聚合物可與熱塑性聚合物一同 塗覆？。本發明亦關於這些超吸收性聚合物之製備方法，以 及其在衛生物品與工業領域中作為吸收劑之用途。 【先前技術】 本發明之背景 超吸收劑係指於含〇·9重量％的氯化納水溶液中可吸收 至少約其自身重量1G倍且多達約其自身重量％倍水的水 洛脹的、不溶於水的、有機或無機的材料。超吸收性聚人 物為交聯的聚合物’依照超吸收劑的一般定義，…： 大量的水溶液與體液，像是尿或血，並錢及形成水凝谬， 以及在某特定壓力下保留之。 目前市面上可買到的超吸收性聚合物是交聯的聚 酸或交聯的澱粉-丙烯酸接枯平 ,„ . . . 其中部分鲮基被氫氧 化鈉浴液或虱氧化卸溶液中^。由於這些特徵_ 聚合物主要被使用於摻入衛生物品，像是嬰兒尿布： 便失禁產品或衛生棉中。 以及從環保觀點來看， 這可藉由減少這些物品 為了合身、舒服與美觀因素 衛生物品有越來越小且薄的傾向 200520797 中南體積絨毛纖維的含量來棄 里木達成。為了確保衛生物品I右 固定的總體液保留容量，這b /、 < 一術生物品中使用了更多 吸收性聚合物。豆钍果佶尸加ώ 又夕的起 的參透性特徵，同時保留其他特^ 有曰间 留。 竹做像疋適當的吸收與保 滲透性是多孔結構有效連貫 ^ 貝Γ生的度里’匕可以是泊 、板或纖維墊或在本案中為交 ^ π 乂 永合物，且可藉由空 與超吸收性聚合物的連貫裎κ A 工丨承4刀 度來界定。凝膠滲透性是顆粒 羊 t體觀之的一種性質，廿B你3 ΦΕ ί 亚且與顆粒大小分佈、顆粒形 狀及浴脹凝膠的開孔連貫性 .^ ^ f男力杈數及表面修飾有關。 在貝務用詞上，超吸收性令人4 、 砭及收性挈合物的滲透性是液體可以多快 速地流過溶脹顆粒群的度量 H π」又里低滲透性表不液體無法很快 ;抓過超吸收性聚合物般稱為凝膠阻塞，而且任何強 制流動的液體（像是使用尿布時第二次施予尿液）必須採 取不同的路徑（如尿布洩漏）。 詳言之’凝膠阻塞是一種習知的問題，其可能與超吸 收性=合物在吸收物品如尿布中的使用有關。凝膠阻塞發 生在田體液流入吸收物品處附近的超吸收性聚合物顆粒快 速溶脹，導致SAP絨毛基f中的隙縫空間與孔洞的封閉。、 由於液體藉由擴散流經溶脹的水凝膠的輸送遠比流經隙縫 空間的輪送慢’因此在流體入口區域會發生封鎖效應。此 效應便是指凝膠阻塞。 液體經由溶脹的超吸收性聚合物顆粒本身的輸送遵循 擴散定律，而且是非常慢的過程，故在衛生物品的使用情 200520797 況下於液體分佈並無影燮 ^ ,t 专在超吸收性聚合物中，由於缺 乏^I勝穩定性，故益法雄& 、 一 ^ “維持開床結構來進行毛細輸送，便 猎由將超吸收性聚合物埋入 便 的分離。 .、、、土貝中來確保顆粒彼此間 在尿布構造中，就所謂的下_代而言，吸收層中有較 二的纖維材料’或可能-點也沒有，以助於液趙的輸送或 開放的流體可渗透結構的維持。這些下一代尿布構造中： 超吸收性聚合物在溶脹狀態下必須具有足夠高穩定性，一 般稱為凝膠強纟，故溶脹凝膠便具有足夠多的毛隙空間， 可藉以輸送液體。 為得到具有高凝膠強度的超吸收性聚合物，可妗加聚 合物的交聯程度’而其必然會造成溶脹力與保留容‘的降 低。為達成極薄的具低纖維含量的下一代物品所需的增加 滲透性’目前的技藝已教導增加交聯的量並使達到更高的 膠體強度，一般是具有大於9,5〇〇 dynes/cm2的剪力模數。 然而，超吸收性聚合物的吸收和保留值被降低到過低的程 度。製造超吸收性聚合物技藝之重要目標是要開發出在後 表面交聯階段具有高液體吸收與液體保留容量和增加滲透 性等性質的聚合物。吾人發現藉由對SAp顆粒使用新的表 面修飾，可達成更高滲透性而不具报高凝膠強度、以及不 想要的相關低吸收值的結果。 因此本發明之目的在於提供一種吸收聚合組成物，其 展現優越的性質，像是維持高液體滲透性與液體保留的能 力，甚至當超吸收性聚合物基於吸收劑結構的重量百分比 200520797 增加亦然。 L發明内容】 本务明包括一種包冬 55至約99.9重量。/之八3下列各物的超吸收性聚合物1 至約5.0重量％之内;Γ聚合不飽和酸基之單體；約請 顆粒夺面 ^劑;約〇·001至約5.0重量％之用於 顆粒表面之表面交聯 步驟彳么# U至5約重罝％之緊接在表面交聯 =之[期間或緊接在之後使用之渗透改 至約， 重置〇/〇位於表面匕夕夕你 ' 夕貝金屬鹽類；約〇至2重量％位於表

面之界面活性劑；與選擇性地約〇〇1至約5重量％之不可 :嶋粉末；…〇·〇1至約5重量％具有一熱塑性熔化 服度之^性聚合物，其中該熱塑性聚合物塗覆於顆粒表 面之同日寸或之後’施予一至少為熱塑性熔化溫度或更高之 μ度，其中此超吸收性聚合物具有離心保留容量特徵為約 25 g/g或以上，凝膠床滲透性π約3〇〇χ1〇_9⑽2或以上， 或在另一選擇中，凝膠床滲透性I為約500xl(r9 cm2或以 上，以及約低於9500達因/cm2的剪力模數。

其他的具體實例包含，但不限於依據本發明之超吸收 性聚合物，其中GBP I為至少約[54000e_0.】8x +1〇〇] xl(T9cm2，或 GBp I 為至少約[54000em5X +1〇〇] xl〇-9cm2， 或 GBP I 為至少約[540〇〇e_0.17x +100] xl(T9cm2，或者其中 GBP I 為至少約[54〇〇〇e-°.165x +1〇〇] xi〇-9cm2。 此外，本發明係針對吸收性組成物或可包含本發明超 吸收性聚合物之衛生物品。 【實施方式】 8 200520797 本發明之詳細說明 適當的超吸收性聚合物可選自 、 的、合成的及修飾過的天然聚合物和材：：：可分解 聚合物中所用的術語交聯的係指任何可有=超吸收性 溶性材料轉變為本質上不溶於水但可:-般的水 聯手段例如可包括物理纏結、处g 、、奴。這種交 .合物與結合物、親水性結合物共價鍵結、離子錯 凡得瓦力。超吸收性聚合物包Γ内!Γ疏水性結合物或 , 刃匕3内父聯及表面交聯。 含下=:之一具體實例中，超吸收性聚合物為-種包 各下列各物的交聯聚合物：2)約55至約 匕 聚合不飽和酸基之單體；b)約。至約5。重 聯劑；C)約0.001至約5 ·里之内父 聯劑.至約5重量%之^ ·+、跃1 矛、接在表面交聯步驟之前、细門 :1、接在之後使用之滲透改性劑；，至約5重”位於： 面之多價金屬鹽類晴擇性的約°… 溶無機粉末，。至約2重量%位於表==可 聚人：:.01至5重量%具有-熱塑性炫化溫度之埶塑性 承合物，其中該熱塑性聚合物 ，，，、^生 後，施予—至m, t 復於顆粒表面之同時或之 超吸收.二='化溫度或更高之溫度；其中此 上之離心伴=量約25%之中和度，'約25叭或以 透性Π，，：： 及約200x 1 〇·9⑽2或以上之凝膠床滲

或以Γ。在另—選擇中，凝膠床滲透们為約WW /、他的具體貫例包含’但不限於依據本發明之超吸收 200520797 性聚合物，其中 GBP I為至少約[54000e'G l8x +100] xlCT9cm2，或 GBP I 為至少約[54000e-0175x + 1 00] xl(T9cm2， 或 GBP I 為至少約[540〇〇ei17x +100] xl(r9cm2，或者其中 GBP I 為至少約[54000e·016” +100] xl0-9cm2。本發明之超 吸收性聚合物是藉由約55至約99.9重量％之含可聚合不飽 和酸基之單體之初始聚合而得。適當的單體包括含有緩基 者’像是丙烯酸、曱基丙烯酸或2-丙烯醯胺基-2-甲基丙燒 石黃酸，或這些單體的混合物在這裡是較佳的。較佳的是， 至少約50重量％，且更佳至少約75重量％的酸基是羧基。 將酸基中和至至少約25莫耳％的程度，亦即酸基較佳係以 納、鉀或銨鹽存在，中和度較佳為至少約5〇莫耳％。較佳 係藉由丙烯酸或甲基丙烯酸於内交聯劑存在下的聚合來獲 得聚合物’其羧基係被中和至5 0 - 8 0莫耳％的程度。 其它可進一步用於製備依據本發明之吸收性聚合物的 單體為0-40重量％的烯鍵式不飽和單體，其可與共聚 合，如像是丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸羥乙酯、（甲 基）丙烯酸二曱胺烷基酯、乙氧基化（曱基）丙烯酸酯、二甲 月女基丙基丙烯醯胺或氣化丙烯醯胺基丙基三甲基銨。這些 早體中的40%以上可以降低聚合物的溶脹能力。 X内交聯齊丨具有至少兩個烯鍵式不飽和雙鍵，或是一個 :鍵式不飽和雙鍵和—個對含可聚合不飽和酸基之單體的 酸基具反應性的官能基，或是幾個對酸基具反應性的官能 基:用作内交聯劑成分，且係存在於含可聚合不飽和酸基 之單體的聚合過程中。 10 200520797 内交聯劑的範例包括脂肪族不飽和醯胺，像是亞〒基 二丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺或伸乙基二丙烯醯胺，以及其 它多元醇或烷氧基化多元醇與烯鍵式不飽和酸的脂肪族 酯，例如：丁二醇或乙二醇、聚乙二醇或三羥甲基丙烷的 雙（甲基）丙烯酸酯或三（甲基）丙烯酸酯，三羥甲基丙烷的雙 和三丙烯酸酯，其較佳係經丨至3〇莫耳的氧化烯氧燒基 化，較佳為乙氧基化的，甘油和新戊四醇及較佳經1至3 〇 莫耳氧化乙烯乙氧基化的甘油和新戊四醇的丙烯酸醋和甲 基丙烯酸酯，以及烯丙基化合物，例如··（甲基）丙稀酸稀丙 醋，較佳與1至30莫耳氧化乙烯反應的烷氧基化（甲基）丙 稀酸烯丙酯，氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、馬來 酸二烯丙酯、聚烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、 四烯丙基乙二胺、二醇、多元醇、羥基烯丙基或丙烯酸酯 化合物’以及破酸或亞填酸的烯丙基酯，以及另外可交聯 的單體，像是不飽和醯胺如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺的Ν· 經甲基化合物，及自其衍生的醚類。也可使用離子交聯劑， 像是多價金屬鹽類。也可使用所提交聯劑的混合物。以含 可聚合不飽和酸基之單體的總量為基礎，内交聯劑的含量 為約0.01至約5重量％，較佳約0·1至約3.0重量％。 一般的起始劑，像是偶氮或過氧化合物，氧化還原系 統或UV起始劑、（敏化劑）和/或輻射係用來起始自由基 聚合反應。 聚合反應之後將吸收性聚合物進行表面交聯。與超吸 收性顆粒内部的交聯密度相比，表面交聯是任何可增加超 π 200520797 吸收劑顆粒表面附近的聚合物基質交聯密度的程序。一般 是藉由添加表面交聯劑來使吸收性聚合物的表面交聯，較 佳的表面交聯劑包括具有一個或以上官能基的化學品，其 對於聚合物鏈的側基，通常為酸基，具有反應性。以乾燥 艰a物的重塁為基礎，表面交聯劑的含量為約〇· 〇 1至約5 重里/較佳約0.1至約3 · 0重量％。在添加表面交聯劑之 後較佳有一個加熱步驟。 一般來說，本發明包括用碳酸伸烷基酯塗覆微粒狀超

°收丨生聚β物，其後加熱來引發表面交聯，以改善表面交 如在度與/旋膠強度特徵。更具體地，藉由將聚合物與碳酸 2 2基酯表面交聯劑的水性醇溶液混合，以將表面交聯劑 土復在U粒上。醇的量由碳酸伸烷基酯的溶解度決定，且 土 、技術考里，例如防護以免爆炸，係儘可能維持低量。 適當的醇類為甲醇、乙@享、丁醇或丁二醇，以及這此醇類 的混合物。較佳的溶劑為水，相較於微粒狀超吸收性聚合

:，其—般用以0.3至5.0重量％。在某些例子中，碳酸 面交聯劑是溶於水中，而無任何醇類。亦可由 2此口物’例如與無機載體材料如Si02所成施用碳酸伸 ’兀基酯表面交聯密丨 態施用。 J或疋將碳酸伸烷基酯昇華而以蒸氣狀 ::到所需的表面交聯性質，必須將碳酸伸烷基_均 超吸收性聚合物上。為此目的，混合是 合器、旋轉滾筒混化床混合器、_混 口。或又螺混合态中。也可以在製造微 12 200520797 粒狀超吸收性聚合物的—個程序步驟中進行特殊超吸收性 聚合物的塗覆。尤其可達此目的的適當程序是反相懸浮聚 合程序。 在塗覆處理之後的熱處理可以如下所述進行。通常熱 處理的溫度介於100至戰之間。然而，如果使用較佳的 碳酸伸烷基酯，則熱處理的溫度介於15〇至25〇t之間。熱 處理視停留時間與碳酸伸烷基酯的種類而定。在它的溫 度下’熱處理係進行-小時或更久。另-方面，在25(TC: 溫度下，幾分鐘如0.5至5分鐘就足夠達到所需的表面交聯 性質。熱處理可在傳統的乾燥器或烤箱内進行。 雖然以下使用顆粒作為超吸收性聚合物物理形式的例 子，然而本發明並不侷限於此種形式，且可以其他形式， 像是纖維、'泡床、薄膜、小珠、棍棒等等來實施。

依據本發明之吸收性聚合物可包含0至約5重量％的 滲透改性劑’其係緊接在表面交聯劑之前、期間或緊接在 之後加入。滲透改性劑的範例包括藉由改變表面修飾劑或 使用這些試劑之介質的黏度、表面張力、離子特性或黏著 度來★改變表面修飾劑滲透進入超吸收性聚合物顆粒1纖 維、薄膜、泡沫或小珠的深度的化合物。較佳的滲透改性 劑為聚乙二醇、四乙二醇二甲醚、單價金屬鹽類、界面= 性劑、水溶性聚合物、熱塑性樹脂或其摻合物。 依據本發明之吸收性聚合物可於聚合物表面上含有r 混合物重量為基準0至約5重量％的多價金屬鹽類… 主屬鹽類較佳為水溶性的。較佳的金厲陽離子的範例包^ 13 200520797 A卜Fe、Zr、Mg和Zn的陽離子。較佳地，金屬陽離子有 至v +3的仏數，取佳為A1。多價金屬鹽類中較佳的陰離子 範例包含齒化物、水合氯化物、硫酸鹽“肖酸鹽及醋酸趟， 以氣化物、疏酸鹽、水合氯化物與醋酸鹽為較佳，水人氣 化物與硫酸鹽為更佳，而硫酸鹽為最佳。硫酸銘是最佳的 =價金屬I，且可直接從市面上買到。硫酸㈣較佳形式 是水合硫酸銘，較隹為且古j 1， 罕乂仫马具有12至14個水合水的硫酸鋁。 可使用多價金屬鹽類的混合物。 聚合物和多價金屬鹽類宜用乾混煉，或較佳是在溶液 中’使用習知技藝之人士所熟知的工具混合。水溶液是較 佳的。至於乾混練，可佶用q执曰^ 木j便用足夠Ϊ的黏結劑，以確保可維 持大體均勾的鹽類和超吸收性聚合物的混合物。黏結劑可 以是水或是滞點至少為15吖的非揮發性有機化合物。黏姓 劑的範例包括水、多元醇像是丙二醇、甘油和聚乙二醇:。 依據本發明之吸收性聚合物可包括約〇〇ι至約5重量 %不溶於水的無機粉末。不溶的無機粉末的範例包括二= 化石夕、石夕酸、石夕酸鹽、-翁外4 长 1 一虱化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化 鋅、滑石、磷酸鈣、黏土、石夕藻土、沸石、皂土、高嶺土、 水滑石、活化黏土等。不溶的無機粉末添加劑可以是單一 化合物’或是選自以上所列的化合物的混合物。在這色所 有的範例中，I小的非結晶二氧切或氧化銘是較佳的。 此外，無機粉末的較佳粒徑為LOOOvm或更小，更佳為 Α Π1或更小。 依據本發明之超吸收性聚合物也可包括添加0至約5 14 200520797 重里％的界面活性劑至聚合物顆粒表面。較佳地，這歧是 緊接在表面交聯步驟之前、期間或緊接在之後加^ 此種界面活性劑的範例包括陰離子的、非離子的、陽 離子的和兩性的表面活性劑，像是月旨肪酸鹽、挪子胺與酿 月女及其鹽類、烷基硫酸酯鹽類、烷美 至 統基本石頁酸鹽類、雙烷基 石頁基琥％酸酯、烷基磷酸酯鹽 皿及鬈乳乙烯烷基硫酸酯鹽 欠員，+氣乙烯烷基醚、聚氧乙烯 “、 孔。佈烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪 酉欠S曰、脫水山梨醇脂肪酸酯、聚 取〆 爪虱脫水山梨醇脂肪酸酯、

=乙稀院基胺、脂肪酸酯、及氧乙烯-氧丙烯嵌段聚合物； 厂月女鹽、四基銨鹽；以及氧化月桂基二甲基胺。然而， :’不需要將界面活性劑侷限於以上所述者。這些界面活性 剤可以單獨使用，或是組合使用。 取人^超吸收性聚合物也可包括G至約％重量％的水溶性 :口勿’像疋部分或完全水解的聚醋酸乙稀醋、聚乙稀口比 1m殿粉衍生物、聚乙二醇或聚丙稀酸，較佳 =合-起（P〇lym一ln)的形式。這些聚合物的分子

=不重要’只要它們是水溶性即可。較佳的水溶性聚合 物為搬粉及聚乙烯醇。 伙艨本發明的吸收性聚合物中，此 “生“物的較佳含量以成分的至旬的總量為基準， 重量％’較佳為〇_5重量％。水溶性聚合物，較佳 接合物’像是聚乙歸醇，也可作為被聚合單體的 埶#本么明的超吸收性聚合物包含約〇.01至5重量％具有 ‘、、、』性熔化溫度的熱塑性聚合物，其中該熱塑性聚合物塗 15 200520797 覆於顆粒表面之同時或之後，施予一約為熱塑性熔化溫度 之溫度。熱塑性聚合物較佳為固體或乳狀的聚合物。適用 於本發明的典型熱塑性聚合物可包含，但不限於聚烯烴、 聚乙烯、聚酯、聚醯胺、聚氨基曱酸酯、苯乙烯聚丁二烯、 線性低密度聚乙烯（LLDPE )、乙烯丙烯酸共聚物（EAA )、 乙烯曱基丙烯酸烷基酯共聚物（EM A )、聚丙烯（PP )、 乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA )及所有聚烯烴家族的摻合 物，像是 PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、 LDPE、LLDPE、和/或VLDPE的摻合物，也都可以有益地 使用。 此處使用的術語”聚烯烴”一般包括，但不限於：像是聚 乙稀、乙稀醋酸乙稀酯共聚物之類的材料，其同元聚合物、 共聚物、三聚物…等等，以及其摻合物與改性物。術語’’聚 烯烴”應包括其所有可能的結構，其包含但不限於同排、對 排及無規等對稱性。共聚物包括無規和嵌段共聚物。對於 用於本發明，乙烯丙烯酸共聚物EAA、聚酯和EVA是較佳 的熱塑性聚合物。然而，所有聚烯烴家族的摻合物，像是 PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE 和/或VLDPE的混合物，也都可以有益地使用。 有時需要使用在表面修飾過程中扮演許多角色的表面 添加劑。舉例來說，單一的添加劑可以是界面活性劑、黏 度修飾劑及反應以交聯聚合物的鏈。 超吸收性聚合物也可包括0至約2.0重量％的去塵劑， 像是親水和疏水性去塵劑，像是U.S. Patents 6,090,875和 200520797 5,994,44G中所述及者也可用於本發明之程序。 據本’X明之超吸收性聚合物之其他添加劑可選擇性 地使用，像是氣味黏結物質，像是環糊精、彿石、無機或 有機鹽類與類似材料；抗結塊添加劑、流動修飾劑及其同 類。 依據本魚明之聚合物較佳可以二種方法製備。可以大 :見模工業方式藉由上述習知程序連續或不連續地製備聚合 物，依據本發明中之後交聯步驟係依此進行。 依據第一種方法，立β八士 j 万法口p刀中和的單體，較佳為丙烯酸， t在交聯劑與其它選擇性成分存在下於水溶液中藉由自由 t聚合反應轉變為凝膠，且凝料料、㈣、研磨及過 師成所需粒度。這個溶液聚合反應可連續或不連續地進行。 也可以使用反相懸浮和乳化聚合來製備依據本發明之 產，。依據這些程序’在保護性膠體和/或乳化劑的幫助下， ::體，較佳為丙烯酸的部分中和水溶液散佈在疏水的有 4、洛劑中，聚合反應是由自由基起始劑開始的。内 ^可溶於單體溶液並與此-同計量送人，或者可在聚合反 f過程中分開地且選擇性地加入。添加水溶性聚合物句作 為接枝基礎可選擇性地經由單體溶液或直接送人油相中來 、、仃之後以共'弗方式將水從混合物中移除，並將聚合物 ^及選擇性地乾燥。内交聯可藉由聚合入 (⑽ymenZlng-ln )溶於單體溶液中的多官能交聯劑和/或 ^合反應步驟中使適當的交聯劑與聚合物的官能基反應 17 200520797 於-具體實例中，超吸收性聚合物係以 式使用。超吸收性聚合# # 粒的形 〜口物顆粒可以具有任何 例如螺旋形或半螺旋形、立方形 形狀， 具有大的最大尺寸與最小尺寸比的二狀”面體的等等。 薄片或纖維亦經仔細考量用於此〆4 像針狀物、 的聚集物也可以使用。處。超吸收性聚合物顆粒 此處利的超吸收性預產物是藉由重複包含所有的牛 向的超吸收劑，且包含將材料乾 ： :::磨，並移除大於㈣微米和小…米二 造而成。 衣 超吸收性預產物可在周圍條件下與熱塑性聚合物、益 :粉末和多價金屬鹽類以及其他添加劑大體上均句地： 可使用混合器’像是水泥混合器、螺旋混合器、s形葉 片、流體化混合器或轉鼓式混合器。有一種混合器是Η⑽e ^pot出產的Red Li〇n ‘叫⑸，型號，樣式b的混凝土混合 柘口 ％間為約20分鐘。在快速流體化混合器的混合時 間可縮短為少力1分鐘。然後將均勾摻合的產物送進紫狀 乾燥器中將摻合產物加熱並進一步混合。尤其，可將播合 產=加熱至約150t至約225。〇 ’較佳約ΐ7(Γ(：至約2〇〇。〇 之恤度。摻合產物在加熱的榮狀乾燥器中的滞留時間為約 〇至約60分鐘。所需的滞留時間將視所需的超吸收性聚合 物性質而定。 化”本發明之超吸收性聚合物具有特定的特徵或性質，如 是私床合透性（GBP )、離心保留容量（cRc )及粉塵值所 18 200520797 測量者。凝膠床渗透性試驗（GBP)《在一1所謂”自由溶 脹”情況之後，於受限的壓力下測量超吸收性材料的溶脹床 滲透性度量，單位為cm2(如從吸收性結構分離）:術語” 自由溶脹意指讓超吸收性材料在吸收測試溶液時在不具有 溶脹限制負载之下溶脹，如將要敘述者。 、，離心保留容量試驗（CRC)是測量超吸收性材料在飽和 亚於控制條件下接受離心之後保留液體於其中的能力。所 得保留容量是以每克重的樣品中保留的液體克數（g / g)來描

述。 田 如圖表丨所示，此圖表顯示凝膠床渗透性與離心保㊂ 容量間的關係、。依據本發明具有此傑出的極高咖值、; CRC的結合性質而沒有因過度交聯所致不受歡迎的高们 模數之產物，可不使用毒物學上不可接受的物質製備而成 依據本發明之聚合物可用於許多產品，包括衛生^ 巾、尿布或傷口包覆物中，其具有快速吸收大量經血、肩 或其他體液的性質。由於依據本發明之試劑甚至可

下保留住所吸收液體，而且另外還 ^ 向丑另外遇可以在溶脹狀態的構鋒 :分佈另外的液體’對於親水性纖維材料，像是絨毛，其 較迄今可能的產品更加適合用於較高的濃度。它們也適告 用作尿布構造中不具絨毛内容物 ρ Χ乇円合物的均句超吸收層，結果使 仔特別薄的尿布是可行的。此外， 來合物也適合用於成人 的俯生物品（大小便失禁產品）。 最寬義的薄片的製備，以及械阿、t ,有以及擠壓與共擠壓、濕式與乾 式…後續結合的結構物的製備都是可能的進一步製備 19 200520797 程序。這些可能程序彼此間的組合也是可能的。 依據本發明之聚合物也可以用在適合其他用途的吸收 性物品。尤其，本發明之聚合物可用於吸水或水性液體的 吸收、、且成& ’較佳為用於吸收體液的構造中、在泡珠與非 泡珠片^狀結構物中、在包裝材料中、在植物生長構造中作 為土壤改良劑或作為活性化合物载體。為此，藉由與紙或 絨毛或合成纖維混合，或藉由將超吸收性聚合物分佈在 紙、絨毛或不織布等基質之間，或藉由加工成載體材料而 將其製成卷材。 曲再者其可用於吸收性組成物，像是編織服裝、包裝物、 農業吸收劑、食物托盤和紙墊及其同類。 令人驚訝地，依據本發明之超吸收性聚合物在滲透性 上展現極大的改良，亦即在溶脹狀態下輸送液體的改良， 而同時維持高的吸收性和保留容量。 試驗方法 邊膠庆资透性 如此處所用，有兩種用來測量凝膠床滲透性的試驗， 即政膠床滲透性Ϊ ( )與凝膠床滲透性H ( )。 凝膠床滲透性I(GBPI)試驗測定超吸收性聚合物的溶脹床 在一般所謂，，自由溶脹，，條件下的滲透性。術語”自由溶脹，， 意指讓超吸收性聚合物在吸收測試溶液時在不具有溶脹限 :負載之下溶脹，&即將敘述者。適合進行滲透性試驗的 設備如圖1和圖2所示，通常標示為28。試驗設備28包含 20 200520797 -個樣品容器，通常標示為30’以及—個活塞，通常椤干 為36。活塞36包括具有同心圓柱孔4〇的圓柱狀啦伽 軸桿38’同心、圓柱孔4G往下穿過軸桿的縱轴。將轴桿“ 的兩端裁切成分別標示為42、46的卜τ二 一、 b的上下兩端。一個砝碼， 標示為48，置於一端42，且呈右言空石丨4 且八有貝牙至少其中心一部份 圓柱狀孔洞48a。 圓形的活塞頭50位於另一端46， 構成的同中心内環，每個孔,、n 6…，、有7個孔洞60 ^母個孔洞60的直徑為約0·95 cm，以 及1 4個孔洞54構成的闾由心冰卢 ^ y 再风妁冋中〜外袼，每個孔洞54的直徑也 為約 0.25 cm。孔洞 54 6〇 w、、本皆 π r a , ^ ，60伙活塞頭50的頂部貫穿到底部， 活塞頭5 0也具有書空甘士、 ^ 一 山 、”中心9圓柱狀孔洞62，以容納軸桿 38的一端46。也可以用錐击丄f从 择U 一 了 乂用雙軸延伸的40〇筛目不銹鋼網64 復皿/舌基頭5 0的底部。 66 ::令益30包含圓筒34與- 100篩目的不銹鋼篩網 以’该㈣係料延伸至緊繃錢附在 驗過程中，超吸收性 在试 .π ^ 聚5物樣。°，在圖1中標示為68，# 在圓筒34内被支撐在筛網66上方。 係 圓筒 34可用；)；日π # J用相同材質的透明LEXAN桿製

以相间材質裁切而成，且内徑為約6cm(如 才κ截面積約28.27 ^ ^ V 排放孔（圖未示）开,成於為約〇.5cm’以及高約5⑽。 66上方4 0咖以―圓筒34的側壁上’高度約在篩網 的流體高度保持二^液體從圓筒排出’因而將樣品容器中 是用LEXAN桿師:：上方大約4.〇⑽處。活塞頭50 ^同材質裁切而成，且高度約16 mm，直 21 200520797 仫的大小恰可使其適合地裝入圓筒34内部而有最小的空隙 但仍可自由地滑動。軸桿38是用LEXAN桿或相同材質裁 切而成，且外徑為約，内徑為約〇 64. 車由桿上端42為約2 54 cm長，直徑為約，並形 成環狀肩部47以去庐τ+ 又知碎碼48。環狀砝碼48的内徑為約丨.59 cm，所以可以滑到軸 j釉梓38的上端42上，並停留在形成於 ^而42;上的環狀肩部〇。環狀姑碼“可以是不銹鋼或是 、二、在式驗’合液存在時可抗腐蝕的適當材料所製成，試驗 ’合液為〇·9重量％溶於蒸餾水的氯化鈉溶液。活塞36和環 狀石i碼4 8的绅、# + & μ i 〜 、’、、尊於596克（g)，其相當於對吸收性結 構樣品68約28·27 cm2樣品面積上施予約〇 3石旁/英口 的壓力，或約為20.7克/cm2。 在以下所述試驗過# — 中田5式驗》谷液流經試驗設備 柃，樣品容器30 —般合你塑尤以^ 口 θ τ邊在16師目剛性不銹鋼支撐篩 、，用I圖未不）上。式本 _ 體 4 ’樣谷器30可停留在直徑大小大 豆*"、圓筒34相同的支撐環（岡去一 合_十a 叉踩％ (圖未不）上’使得支撐環不 曰限制來自容器底部的流動。 、、舌夷1了在”自由溶服”條件下進行凝膠床渗透性1試驗，將 "6以及其上的砝碼48放在空的樣σ &即 用拌疮 印 工日]俅口口各态30中，並使 用扣度乾圍至〇.〇1 cm的適當卡从 史 筒34頂邻的一硌丄 川里攸砝碼48底部到圓 頁口P的尚度〇當使用多個試 樣口交$ ,λ 式驗5又備時，測量每個空的 心。口谷為30的高度並追蹤其使 Ί 戶菩介舌恥 / 土 6與石去碼4 8時的高 脹時，岸#…π 口物樣如68在浸透之後水溶 使用相同的活塞36和砝碼48來測量。 22 200520797 名欠試^ -驗的樣品是 粒是經過u… 4顆粒製備而成，該顆 .·軚準的30篩目篩網預篩，並 的5〇筛目筛網上。因此，試驗樣品包含 .;〇= 約_微米範圍内的顆粒 地 蔣士的η 〇 ; J Μ用手或自動地預篩。 36和石去碼口放在樣品容器3〇 然後將沒有活塞 間· 8的容器浸人試驗溶液中—段約6G分鐘的時 由地溶脹。 使樣…有任何限制負載之下自

期間的最後，將活塞36和缺碼 内的餘和樣品68上，然後將樣品…活 砝碼48和樣品68從溶液 底部到圓筒34頂部古 、、。：人測量從砝碼48 此係使用相门6、°、冋又’以測定飽和樣品68的厚度， 始的高度測量的零點未改變。：::則=… 度減去從空的樣品容器3。、活夷飽和之後所得的高

同度2得的值即為溶脹樣品的厚度，或高度，Τ。 Θ透性測量是藉由將試驗溶 品、活塞36以及缺碼則樣。容二：入内部有飽和樣 驗溶液流進容器的流速 ；而開始的。調整試 上方約4.0⑽處。以重量測量、；度、准待在樣品容器底部 的關係。-曰”液面、/〜樣品68的溶液量對時間 —體液面達到穩定且高度維持在系勺Μ⑽ 則母—秒收集數據點，並 6“咖量（單位為克）對時：=秒。以流經樣品 平方逼近來測定流經溶脹樣“為秒）的線性最小 的々丨!·速Q，單位為克/秒 23 200520797 (g/s) 〇 滲透性’單位為cm2，係由下列方程式求得： K = [Q*H*Mu]/[A*Rho*P] 其中K -/參透性（cm )，Q =流速（g/速率），η =：樣品高 度（cm)，Mu =液體黏度（泊）（用於此試驗的試驗溶液大約是 一個厘泊），A =液體流的截面積（cm2)，Rh〇 =液體密度 (g/cm3)(用於此試驗的試驗溶液），以及流體靜壓力（達 因/cm2)(—般約為3·923達因/cm2)。流體靜壓力係由下式計 算而得·· P = Rho*g*h 其中Rho =液體密度（g/cm3)，g =重力加速度，一舣 為981 cm/sec2，以及h =流體高度，例如此處所述的滲透 性試驗為4.0 c m。 最少试驗二個樣品’並將其結果平均以測定樣品的凝 膠床滲透性。樣品是在23±rc及50±2%相對濕度下進行試 驗。 除了以下的差別之外，凝膠床滲透性n ( GBpn )試驗 14 GBPI相同。一個差別在於圓筒34的長度。在gbpi中， 流體高度為4 cm，而在GBPIi中為7·8 cm。GBpn的圓筒 是1〇 cm高。此外，在GBPn中，有三個排出口，並集中 在篩網上方7.8 cm處。這些口在圓筒直徑周圍相隔12〇。， 而鹽水入口是在排出口間的中點上方1 ·2 cm處（集中的）。 此外，GBPI值可如下所述由GBPII測量計算出：

計算的GBPI約等於1.5 X GBPII 24 200520797 離承ji容量試驗 離心保留容量（crc )試驗是測量超吸收性聚合物在飽 和並在控制的條件下接受離心之後將液體保留住的能力。 所得保留容量係描述為每克重樣品中所保留的液體克數 (g/g)。欲試驗的樣品是由經過us.標準30篩目篩網預篩並 保留在U.S·標準50篩目篩網的顆粒製備而成。因此，超吸 收性聚合物樣品包含有大小在約300至約600微米範圍内 的顆粒。顆粒可以用手或自動地預篩。

將約0.2克預篩好的超吸收性聚合物放入透水袋中來 測畺保邊谷i，透水袋會保留住樣品並容許試驗溶液（〇. 9 重量％溶於蒸镏水的氯化鈉溶液）自由地被樣品吸收。熱 可饴封的余袋材料，像是美國康乃迪克州界化心的[⑽匕的 Dexter i司所出產的型號1234丁的熱可密封過渡紙對於大 部分的應用操作良好。這袋子是# 5英忖乘3英叶的袋子 =料樣品對折，並加熱密封其中的二個開口彡，以形成U f叶乘^英对的長方形小袋。熱封口應位於材料邊緣往内 約』〇·25英时處。也可製作空的袋子來作為控制組。為每個 欲試驗的超D及收性$合物製備三個樣品。 封袋放在浸入鍋中或23r的試驗溶液中，並石; 袋子有被壓下直到完全濕透。濕透之後，樣品仍保持4 液中約30分鐘，屆時將其從溶液中移出，並暫時放 收性平坦表面上。 碚：後把濕的袋子放進可使樣品接受約350重力的適 離心機的籃子中。一去 個適虽的離心機是Clay Adams Dyn 25 200520797 其具有集水籃、數位

物的離心保留容量（CRC )，以 田〜&狀1即為超吸收性聚合 以每克超吸收性聚合物中的流 Π，型號 #0103 寸的排水籃， 體克數來表示。更詳細地，保留容量係定義為·· i 乾的樣品重量 5式驗二個樣品並將結果平均’以測定超吸收性聚合物 的保留容量（CRC )。 超吸收性聚合物也可適當地具有如前所述凝膠床滲透 性試驗所測定的凝膠床滲透性（GBP )，其至少為 [54〇〇〇e 0 i8x +75] xi〇-9cm2 ’其中X為離心保留容量的數 值。較佳地，GBP 為至少約[5400〇e-〇175x +1〇〇] xi(r9cm2 ; 更佳地，GBP 為至少約[54000e-〇17x +100] xi〇-9cm2 ;且最 佳地，GBP 為至少約[5400〇e-0165x + 1 00] xi〇,9Cm2。 昼膠強度/剪力模婁 剪力模數試驗是測量超吸收性材料的凝膠強度，即凝 26 200520797 膠形變趨勢。使用如圖3所示且通常指稱7〇的以以 Brothers Pulse Shearometer來測量剪力模數，其包括圓形低 盤72,其上放置溶脹的超吸收性聚合物。此案例可參考以故

Pulse Shearometer丁μ的操作手冊”The如价⑽此〇n沁

Shear Modulus MeasuremeiUs”。儀器係以扭力的剪力波可在 -對平行圓盤72和74之間傳播的方式建構。每個圓盤係 =裝在屢電變換器上··—個用來啟動剪力&，另—個在短 日守間之後偵測此波的到達。可藉由螺絲調整來改變圓盤之 、1 J:離之後再用表盤儀器測量。就每個既定圓盤距離 測里勞力波的傳播時間。然後有可能從傳播時間對圓盤距 離作圖的斜率來決定波速。剪力模數的值則可由近似法來 G = p V2 ，單位為Nm-2，p為超吸收性聚合 kg.m 3，以及v為波傳播速度，單 其中G為剪力模數 物樣品的密度，單位是 4立為m s -1。 將試驗樣品在合成尿中溶服至其凝膠體積。藉由用兩 二紙毛巾吸乾樣品恰好一分鐘，以從樣品移除過量的未固 疋合成尿，扭緊。 超吸收性樣品的剪力模數（G，）係由下式計算： ⑴度x(男力波速度）x (剪力波速度） 材料的彈性可能以下列方式與波速產生關冑：對於通 :吸收性聚合物的剪力波而言，動力模& (彈性）〇,的 μ成分可μ列方程式表示： 27 200520797 G，= [^2 p (l-n2)]/(l+n2)2 其中V為光的傳播速度，p為超吸收性聚合物的密度， 而η為波長對關鍵阻尼長度的比值。可從諮詢公司團隊， 像j Bristol UK之Brist〇1大學的此⑽c〇u〇id 取 得剪力模數的量測值。此外，Rank Sh⑽酬…在網路上 有提供。 進行剪力模數試驗的準備工作包括製備由75〇克1%水 性Tritonx_100、氯化鈉3〇 〇〇克、無水的CaCi2〇 68克、 MgCl26H20 U0克及去離子水3_G克所製成的合成尿。 把約90克的合成尿放在3個大燒杯中。然後把約請 克的SAP放進銘秤盤中。將SAp加入第一個燒杯的搜掉合 成尿中，並開始計時。使每—個樣品溶脹至其平衡值，一 &歷％ 30分鐘。㈣每_個#品以確保均勾的流體分佈。 利用大的金屬抹刀來從燒杯移除水合的超吸收性聚合物， 亚均勾地塗抹在2個Wlpe Alls L2〇 Kimt〇wei〆上，其可從 取得，將其對折並堆疊。將超吸收性聚合： 樣口口放在Wipe Alls卜明# $丨 # 門… 及乾60秒。抹刀是用來將聚合物散 個紙毛巾上，僅輕輕地將聚合物壓到毛巾上。、、.有 ::二散佈聚合物所需更多的力量。在6。秒後用抹刀：聚 下亚放回燒杯。用金屬羯或薄膜 量樣品。 兀仲直到測 在樣品製備好的一小時内測量樣品 品轉移到剪力呼& 、, L 日]^力杈數。將樣 底般=官’亚放在底盤72上，將剪力計管填滿至 底…至少18_高的地方。將頂盤74組裝件緩慢地下 28 200520797 降，直到頂盤正好與底盤距離12 mm處。在盤距離12 mm 到6 mm處，以1 mm減少量測量扭力波通過SAP所需的時 間，來測量並記錄剪力模數G’。線性時間對圓盤分離距離 圖的斜率提供用來計算剪力模數G，的剪力波速度。 粉塵值 如同此處所使用，粉塵值是用德國Palas GmbH的 Dustview Unit 測量 。palas 設備可在

kltp^/www^^^jlg^^/^gl/produkte/part.litrn 網站上找到。操 作員必須做的只是把3〇克的試驗粉末或SAp產物裝進漏斗 中，再按一個鈕。Dllstview Unit會分析樣品，並產生報告。 粕塵值應在1 〇左右或更低，較佳為約4或更低。 實施例 乂下Μ施例疋用來說明本發明，而不是限制申 乾圍之範嘴。除非另古故 …示非另有聲明’所有的份和百分 量為基準。 石|疋以

專利申請案序號1〇/424，195，2003年 申，其實施例1-31 +卹從 丄丄 王口f5併入本申請案中。 舁離心保留容量之關係 29

測得滲透性的典型關係大致上可以GBP I = S^OOe·0·2275 " 來描述，其中x = CRC。大於500xl(T9cm2的滲透性只能在 很低的保留值達到，即低於約25 g/g的CRC。在本發明中， 圖表1顯示離心保留容量與如GBPI所測得滲透性之間存在 有完全不同的關係。圖表1顯示在遠大得多的CRC值有遠 大得多的滲透性。滲透性常常是先前技術所顯示的兩倍、 三倍或甚至四倍。 實施例1 SAP預產物 在隔絕的平底反應容器中，將1866.7克的50% NaOH 加入3090.26克的蒸餾水中，並冷卻至25°C。之後將800 克的丙烯酸加入苛性驗溶液，並再一次將溶液冷卻至25 °C。然後將由含有120克50 %曱氧基聚乙二醇（750)單甲基 丙烯酸之丙烯酸溶液的1600克丙烯酸和14.4克具有3莫耳 乙氧基化物的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯所組成的第二個溶 液加入第一個溶液中，接著冷卻至15°C，加入14.4克具有 30 200520797 10莫耳乙氧基化物的羥基單烯丙基醚，並額外冷卻至， 全程持續攪拌。然後用100 ppm過氧化氫、200 ppm偶氮-雙-(2-脉基丙稀）二鹽酸鹽、200 ppm高硫酸納、及4〇ppm 抗k血敲（全部都疋水溶液）的混合物，在絕熱狀態下將 單版’合液χκ合，並保持在Tmax附近25分鐘。將所得凝膠切 碎並以Hobarth 4M6商業擠壓機擠壓，接著放在175。〇的 Procter & Schwartz Model 062 強迫空氣爐中、2〇 英吋 χ 4〇 英吋有孔金屬托盤上，以往上流的空氣乾燥1〇分鐘，往下 ML的空氣乾燥ό分鐘’以形成濕度低於5重量％的最終產 物。將乾燥產物在Pro dev a Model 3 1 5-S壓碎機中粗磨，在 MPI 666-F三階段滾筒研磨機中研磨，並以Minox MTS 600DS3V過篩，以移除大於85〇微米及小於15〇微米的顆 粒。 达較實施例1及實施例2 $ 4 依照表3的比較實施例i及實施例2至4，將225克的 預產物在周圍條件下與25%的乙烯丙烯酸共聚物鹽類的乳 化液混合，如表1所示。尤其，預產物已經流體化。根據 表1所給的量製備含有碳酸乙二酯、EAA及水的喷霧溶液。 將喷霧溶液噴至流體化預產物上，然後，將〇.9克發煙二氧 化石夕（Aerosil 200)加進喷霧的預產物。將所有混合物流體化 約1分鐘。在強制空氣對流爐中預熱四個結晶孤至約205 °C。在每個條件下，將25克比較實施例1及實施例2至4 的SAP放進每個結晶皿中。將爐門關閉並將溫度設定值降 至190°C。使樣品留在爐内25分鐘。測量比較實施例1及 31 200520797 實施例2至 塵值。由表 收性聚合物 的粉塵值。 4的粉塵值，並列於表卜目標是具有較低的粉 1可看出，本發明塗覆有熱塑性聚合物的超吸 具有較比較實施例未塗覆有超吸收性聚合物低 ~L·比較實施例1砰

5-10在槳狀乾燥器中轉化的經熱塑性塑膠

性塑膠是粉末或是乳化液/溶液，以及是否有二 兩種方法中選一種來製備用於表面交聯的摻合 惠塑性礼化液（實施例5 - 6 ) 將以實施例1為基礎的超吸收性預產物送入可以在* 氣中流體化預產物的連續混合器中。同時也將添加物流: ^空氣和預產物的流體化混合物中，視所需的二氧化石夕或 :合物用量而定’以均勾地塗覆SAP預產物顆粒。在所有 條件下皆將EC/SAP預產物的比值。5/1〇〇)維持定值。在恭 ^列W的條件下，將熱塑性乳化液加入35%的％溶液中Λ。 進料速㈣EC/聚合物摻合濃度可見表2。在每—種情兄 200520797 下，在槳狀乾燥器中將31.8公斤塗覆有熱塑性塑膠的預產 物在183-l86t、2〇rpm下加熱25分鐘。實施例&不含二 氧化石夕’而實施例5b含有二氧化矽。 實施例 曰將31.8公斤的超吸收性預產物與表2所示實施例 之里的熱塑性聚合物均勻地摻合。然後將摻合的粉末混合 物在空氣中流體化，並與4·3%的35%碳酸乙二酯水溶液和 0.4%二氧化矽一起噴出。在每一種情況下，在槳狀乾燥器 中將31.8公斤塗覆有熱塑性塑膠的預產物在1 83-1 86°C、20 _ rpm下加熱25分鐘。

33 200520797 寸e

Η ω r—Η s r-H r-H r-H 1260 | 1219 | ΓΟ 1 1330 1 GBPII 1_ <Ν G\ 卜 v〇 On 00 Γ ΟΟ 00 00 00 CRC 1_ <N vd (N (N 00 CN CN 卜 (Ν <Ν 剪力模 數G， i 1_ 5165 5907 | 5630 | | 5517 1 6118 ! g 4815 EC組合物與進料速率 EC摻合 物，克/ 分 00 VO 〇〇 <N σ\ 00 od VO 00 00 Ό 00 οο οο οό ν〇 ^ 'S 龄疼+ 趄€荽S *4d 漩袭囀 寸 o T-H 寸 o r-H 寸 〇 Ο ο Ο 35% EC 溶 液在摻合物 中的％ On 00 σ< 00 v〇 <N On 〇 r—H Ο Ο ο Ο ο ο 二氧化矽 進料速 率，克/分 〇 寸 00 寸 寸 寸 ν〇 ΟΟ 預產物 進料速 率，克/ 分 <N r-H τ-Ή VO Τ^Η <Ν 二氧化 矽，0/〇 〇 寸· o 寸 〇 寸 〇 寸 Ο 寸 Ο 寸 Ο 熱塑性聚 合物，％ 0.125 0.125 m d m d m ο ΓΟ Ο ΙΤ) r-H Ο 熱塑性聚合物 Michem Prime 48525R Michem Prime i 48525R Airflex 315 Vestamelt 4481 SchaettiFix 1370 SchaettiFix 386 SchaettiFix 4680 實施例 cd Ό 卜 00 ο 200520797 實施例5-乙稀丙稀酸可從Michelman Chemicals，Inc. 買到，記作 Michem Prime 48525R ; 實施例6-乙烯醋酸乙烯酯可從AIR PRODUCTS AND CHEMICALS，INC CORPORATION 買到，記作 Airflex 315 ; 實施例7-聚酯黏著劑可從SCHATTI & CO. LIMITED 買到，記作 SchaettiFix 1370 ; 實施例8-聚酯黏著劑可從SCHATTI & CO· LIMITED 買到，記作 SchaettiFix 386 ;

實施例 9- 聚酯黏著劑可從 HULS

AKTIENGESELLSCHAFT 買到，記作 Vestamelt 4481 ;以及 實施例 10-聚酯黏著劑可從 HULS AKTIENGESELLSCHAFT 買到，記作 Vestamelt 4480。 【圖式簡單說明】 圖1為執行滲透性測試之設備之橫截面圖； 圖2為沿圖1中線2-2平面所作之剖面圖；以及 圖3為執行剪力模數測試之設備之正視圖。 【主要元件符號說明】 2 8滲透性試驗設備 3 0樣品容器 34圓筒 3 6活塞 38軸桿 40同心圓柱孔 42上端 35 200520797 46下端 47肩部 4 8 z去碼 48a圓柱狀孔洞 5 0 活塞頭 54孔洞 60孔洞

62 圓柱狀孔洞 64不銹鋼網 66不銹鋼篩網 68超吸收性聚合物樣品 70 Rank Brothers Pulse Shearometer 72圓盤 74圓盤

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Claims (1)

1. 200520797 十、申請專利範圍·· i一種超吸收性聚合物，其包括·· a) 約55至約99·9重量％之含可聚 b) 約0.001至約5.0重量 L °酸基之單體 里里/〇之内父聯劑· 劑 c) 約至約5.0重量％之用 身 交聯 、顆粒表面之表面 期間或 d)〇至約5重量％之緊接在声丄 緊接/ <冢接在表面父聯步驟之前 系接在之後使用之滲透改性劑； 0至約5重量％位於表面之多價金屬鹽類； 〇至2重量％位於表面之界面活性劑； 01至約5重量％之不可溶無機粉末；以及 合物：0·01至5重量％具有-熱塑性熔化溫度之熱塑性聚 *中該熱塑性聚合物塗覆於顆粒表面之同時或之 傻，2予一至少約熱塑性炫化溫度或更高之溫度； 其中此組成具有大於約25%之中和度，保留 容量約h 1、，1 g/g或以上’凝膠床滲透性（GBp ) I約5〇〇χι(Γ9 cm2 上’或凝膠床滲透性Η約3 ΟΟχΐ 〇_9 cm2或以上的特 徵0 z •如申請專利範圍第丨項所述之超吸收性聚合物，其中 GBP T ^ 為至少約[540〇〇e.018x +i〇〇]xi〇-9cm2。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其中 GBP Ϊ 為至少約[54〇〇〇e-〇.〗75x +1〇〇]χ1〇·9ςηι2。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其中 GBP 1 為至少約[54000e-017x +i〇〇]xi〇,9cm2。 37 200520797 5 ·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其中 GBP I 為至少約[54000e-0.】65x +1 00]xl(T9cm2。 6·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其中 該熱塑性聚合物係選自由聚烯烴、聚乙烯、聚酯、聚基曱 酸酯、線性低密度聚乙烯（LLDPE )、乙烯丙烯酸共聚物 (EAA )、苯乙烯共聚物、乙烯甲基丙烯酸烷基酯共聚物 (EMA)、聚丙烯（PP)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA) 及其摻合物與共聚物所組成的群組。 7.如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其具 有一約4或以下之粉塵值。 8·如申請專利範圍第丨項所述之超吸收性聚合物，其具 有、力800x10 cm或以上的凝膠床滲透性丨，或約 cm2或以上的凝膠床滲透性π。 9·如申請專利範圍第丨項所述之超吸收性聚合物，其具 有低於約9S00達因/cm2之剪力模數。 ’ ’ 10 ·如申請專利範圍第1 項所述之超吸收性聚合物，其

   劑； 之表面交聯 d)〇至約5重量 緊接在之後使用之；I 重里/〇之緊接在表面交聯步驟 之滲透改性劑； 之前、期間或 200520797 e)〇至約5重量％位於表面之多價金屬鹽類； 〇〇至2重量％位於表面之界面活性劑；以及 g)、勺0.01至5重里。/〇具有—熱塑性熔化溫度之熱塑性聚 合物’其中該熱塑性聚合物塗覆於顆粒表面之同時或之 後，施予-至少約為熱塑性炫化溫度或更高之溫度； 其中此組成物具有大於約25%之中和度，具有離心保 留谷里約25 g/g或以上，凝膠床滲透性（GBp)][約s cm2或以上，或凝膠床滲透性„約丨5〇χ1 〇·9 cm2或以上的特

   徵0 1 2·如申請專利範圍第8項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[5400〇e^8X +1〇〇]xl〇_9cm2。 1 3 .如申請專利範圍第8項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e-〇175X +1〇〇]χ1〇·9(：ηι2。 14 _如申請專利範圍第8項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e_0.17x +l〇〇]xi(r9cm2。

   15·如申請專利範圍第8項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e-〇165x +l〇〇]xl〇-9cm2。 16.如申請專利圍第8項所述之超吸收性聚合物，其中 該熱塑性聚合物係選自由聚烯烴、聚乙烯、聚酯、聚胺基 甲酸酯、線性低密度聚乙烯（LLDPE )、乙烯丙烯酸烷基 酯共聚物（EAA )、乙烯甲基丙烯酸烷基酯共聚物（EM A )、 聚丙烯（PP)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA)及其摻合 物與共聚物。 1 7 ·如申請專利實施圍第8項所述之超吸收性聚合物， 39 200520797 其具有一約4或以下之粉塵值。 1 8.如申請專利實施圍第1 0項所述之超吸收性聚合 物，其具有低於約9500達因/cm2之剪力模數。 19.如申請專利實施圍第10項所述之超吸收性聚合 物，其具有約4000達因/cm2至約8500達因/cm2之剪力模 數。

   十一、圖式： 如次頁

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