TW201141883A - Superabsorbent polymer having a capacity increase - Google Patents

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201141883 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有離心保留容量增加之超吸收性 聚合物。 【先前技術】 本發明係關於一種超吸收性聚合物。根據超吸收性聚 合物之一般定義，超吸收性聚合物為部分中和之交聯聚合 物’包括交聯聚丙烯酸或交聯澱粉-丙烯酸接枝聚合物，其 能夠在某一壓力下吸收大量含水液體及體液，諸如尿或 血，同時膨脹及形成水凝膠，且保留該等含水液體。超吸 收性聚合物可形成為粒子，一般稱為微粒超吸收性聚合 物，其中微粒超吸收性聚合物可利用表面交聯、表面處理 及其他處理加以後處理以形成微粒超吸收性聚合物組成 物。本文中可使用首字母縮寫詞S A P來代替超吸收性聚合 物超及收性聚合物組成物及粒子。超吸收性聚合物及超 及收性聚合物組成物主要用於衛生物品中，諸如嬰兒尿 布、失禁產品或衛生棉。超吸收性聚合物及其用途及製造 之廣泛性概述提供於F. L. Buchholz及A. T. Graham(編輯） 之 Modem Superabsorbent Polymer Technology」Wiley-VCR，

New York, 1998 中。 超吸收性聚合物可藉由初始在相對少量之内部交聯劑 (諸如二官能單體或多官能單體，可包括N，N,_亞甲基雙丙 烯醯胺、二羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二（甲基）丙烯酸 酯或二丙烯基胺）存在下使不飽和羧酸或其衍生物（諸如 201141883 丙烯酸、丙烯酸之鹼金屬（例如鈉及/或鉀）或銨鹽、丙烯 酸烷基酯及其類似物）聚合來製備。二官能或多官能單體 物質可充當共價型内部交聯劑以使聚合物鏈稍微交^,從 而使其變得水不溶性、但具有水可膨脹性。此等稍微交聯 之超吸收性聚合物含有許多連接至聚合物主鏈上之羧基。 此等羧基產生滲透驅動力供交聯聚合物網狀結構吸收體 液。 除共價型内部交聯劑之外，亦已使用離子型内部交聯 劑來製備超吸收性聚合物。離子型内部交聯劑—般為包含 諸如Al3 +及Ca2+之多價金屬陽離子的配位化合物，如美國 專利第6,716,929號及美國㈣第7,285,614號中所揭示。 此等專利中揭示之超吸收性聚合物因為存在離子交聯而具 有緩慢吸收速率。在本上τ文巾，緩慢速率可藉由渦旋測 試來量測且緩慢速率SAP _般具有i 8〇秒或i 8〇秒以上之 渦旋時間。 適用作諸如拋棄式尿布之吸收性物品中之吸收劑的超 吸收性聚合物必須具有足夠高之吸收容量以及足夠高之凝 膠強度。吸收容量必須足夠高以在吸收性物。口口使用期間使 吸收性聚合物能夠吸收所遭遇之大量含水體液。凝膠強度 涉及膨脹聚合物粒子在外加應力下變形之趨勢且必須使 得粒子不變形且充填吸收部件或物品中之毛細空隙至不可 接受之程度，稱為凝膠封堵（gel bl〇cking ),從而藉由該部 件或物品抑制流體吸收速率或流體分佈。一旦出現凝膠封 堵，其可貫資上阻礙流體分佈至吸收性物品中之相對乾燥 201141883 區段或區域且在吸收性物品中之吸收性聚合物粒子完全飽 和之前很早或在流體可擴散或經毛細作用通過該等「封堵 粒子至吸收性物品之其餘部分中之前很早即會發生流體自 吸收性物品洩漏。 此等微粒超吸收性聚合物之另一性質為所謂凝膠床滲 透率。微粒超吸收性聚合物組成物之凝膠滲透率為液體流 動通過膨脹粒子團有多快速的量度。一般而言，包含膨脹 微粒超吸收性聚合物之區&或.層t凝膠渗透率可藉由增加 聚合物凝膠之交聯密度，從而增加凝膠強度來增加。具有 ，對較高凝膠滲透率之微粒超吸收性聚合物可藉由增加内 部交聯程度、從而增加膨脹凝膠之強度來製備，但不合需 要的疋，此舉亦典型地減少吸收容量，如上所述。 過去十年，已進行大量投資來改良此類SAP之效能， 例如提供每體積較高吸收容量、改良整個SAp中之流體分 佈'及減少SAP之所謂凝膠封堵。關注的—個領域為對㈣ 粒子表面進行改f，讀達成最錢轉 害吸收容量。 个貞者抽 ”包括尿布之吸收性物品目前趨向於不斷變薄之核心構 & /…、有減少的或零纖維素纖

含量。當尿布核心變得更薄日夸二'毛：里及增加的SAP AP ^粒子必須具有歷史上 =聚所提供之性質。由於超吸收性聚合物之間 :之心會增加凝膠封堵之風險，因此需要提供报 或任何纖維的更薄核心，其不會遭受凝㈣堵。" 因此，仍需要同時改良微粒超吸收性聚合物之吸收容 201141883 量及凝膠強度。 【發明内容】 本發明包括許多具體實例，其中一些包括於本文中。 本發明之一具體實例為微粒超吸收性聚合物，其包含單體 及包含共價型内部交聯劑之交聯劑組成物，其中該微粒超 吸收性聚合物如本文所述在離心保留容量 2g/g或2g/g以上、2g/g至約 '中，、有 8 g Z g’g 至約 40 g/g、 g/g至約30 g/g、或約3 / 量增加（CRCI) ……。 ^至約15_離心保留容

Ha. Η 内部交聯劑組成物，該内部^ ^性聚合物，其包括 物’其包含直接連接至矽原子丄齊1組成物含有矽烷化合 基，及至少一個Si-〇鍵。矽产至少一個乙烯基或丙烯 凡合物可選自以下之_:

Ri •Si· (R3) (I)；

(II); 或 201141883

(HI) Ri表示C2-C3稀基， R2表示H、Cl_C4烷基、C2_C5烯基 羰基 C6-C8 芳基、c2_c, R3表示H、Cl_c4烷基、c6_C8芳基， 以及R5獨立地表示H、Ci_C4烷基、C6_C8芳基， m表示1至3之整數’較佳為1至2， π表示1至3之整數，較佳為2至3， 1表示0至2之整數，較佳為〇至1， m + n + I = 4， x表示大於1之整數，且 y表示0或大於〇之整數。 在一態樣中，矽烷化合物可選自乙烯基三異丙烯氧基 矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙 烯基三乙氧基矽烷、二乙氧基甲基乙烯基矽烷及包含至少 兩個乙烯基之聚石夕氧烧。 在另一態樣中’本發明之超吸收性聚合物可進一步包 含第二内部交聯劑。第二内部交聯劑可選自以下群組：聚 乙二醇單烯丙醚丙烯酸酯'乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯 酸醋及聚乙二醇二丙烯酸酯。 本發明之另一具體實例為包含超吸收性聚合物的超吸 8 201141883 收性聚合物組成物’該超吸收性聚合物包含至少一種單 體’含有矽烷化合物之内部交聯組成物，該矽烷化合物包 含至少一個直接連接至矽原子的乙烯基或丙烯基及至少一 個Si-Ο鍵；成鹽陽離子；及表面交聯劑，其中該單體係基 於超吸收性聚合物且選自烯系不飽和羧酸、烯系不飽和羧 酸酐、其鹽或衍生物。在另一態樣中，内部交聯組成物以 單體计為約〇. 〇 〇 1重量％至約5重量％。 本發明之另一具體實例為製造超吸收性聚合物組成物 之方法，其中該方法包含以下步驟：製備超吸收性聚合物； 使超吸收性聚合物之組份聚合成水凝膠；製備微粒超吸收 性聚合物；對微粒超吸收性聚合物進行表面處理以製造微 粒超吸收性聚合物組成物。本發明之許多其他具體實例態 樣、特徵及優點將由以下實施方式、隨附圖式及申請專利 範圍呈現。為簡明扼要計，本說明書中闡述之任何值範圍 句涵蓋5亥靶圍内之所有值且解釋為支持陳述具有終點為所 述特定範圍内之實數值之任何子範圍的主張。 本發明之此等及其他態樣、優點及顯著特徵將由以下 施方式、隨附圖式及隨附申請專利範圍變得顯而易見。 本發明《上述及其他特冑、態樣及優點⑯由以下描 飞、隨附申請專利範圍及隨附圖式變得更易理解。 定義 應注思，術語「句合r ^ . 自士司舻乍在「 包3 (C〇mPrises，comprising)」及來 明拄立* PnW )」之其他衍生詞在用於本發 月時思欲為開放^古丑 ^ H b^詳列存在的任何所述特徵、元 201141883 素、整數、步驟或組份，且不欲排除一或多種其他特徵、 兀素、整數、步驟、組份或其群組之存在或添加。 文所用之術§吾「吸收性物品（absorbent article )」 係指吸收且容納身體滲出物之裝置，1更具體言之，係指 與穿戴者之身體相抵或接近而放置以吸收且容納自身體排 出之各種滲出物的裝置。吸收性物品可包括尿布、訓練褲、 成人失禁内衣、女性衛生用品、乳墊、護理墊子、口水兜、 傷口敷料產品，及其類似物。吸收性物品可進一步包括地 板清潔物品、食品工業物品及其類似物。如本文所用之術 體液（body fluids)」或「身體滲出物（body exudates )」 ι括（但不限於）尿、血液、陰道排出物、乳汁、汗水及 糞便物。 如本文所用之術語「離心保留容量（Centrifuge Retenti〇n Capacity )( CRC )」係指微粒超吸收性聚合物在飽 和並在控制條件下經受離心之後使液體保留於其中之能 力，且表述為每公克樣品重量所保留之液體公克數（g/g )。 CRC測試可在指定測試溫度下進行指定之測試時期，記為 CRC (測试溫度，測試時間）。如本文所用之術語「測試溫度 (testing temperature )」係指微粒超吸收性聚合物之樣品濕 潤於其中之測試溶液的溫度。術語「測試時間（testing time)」 係心ill粒超吸收性聚合物之樣品濕潤於測試溶液中的時 期。舉例而言，CRC(rt，0.5 h)係指測試溫度為室溫（rt , 約23 C )且測試時間為0.5小時的CRC。 術語「離心保留容量增加（Centrifuge Retenti〇n 201141883

Capacity IncreaseK CRCI)」或「CRC 增加（CRC Increase)」 或「容量增加（Capacity Increase )」定義為以第二CRC與 第一 CRC之差值形式出現且計算的crc增加。如本文所用 之術語「第一 CRC( first CRC)」或「初始 CRC( initial CRC)」 一般係指CRC(rt，0.5 h)，不過亦可使用另一 CRC值。「第 二CRC ( second CRC)」可在室溫下或高於室溫下測試，較 佳在約23 C至約50°C下測試至少約1小時、較佳約2小時 至24小時。CRC增加係根據下文中描述之crc增加測試 法來量測。 如本文所用之術s吾「離心保留容量增速（CentrifUge

Retention Capacity Increase Rate)」或「CRCIR」係指每小 時之CRC增加（g/g/h )，並根據下文中描述之離心保留容 量增速測試方法來量測。 如本文所用之術語「交聯（cr〇ssHnked，crossnnk， crosslinking)」或「交聯劑（cr〇ssHnker)」係指有效地使通 常為水溶性之物質變得實質上水不溶性但具有水可膨脹性 的任何方式。此類交聯方式可包括，例如物理纏結、結晶 域、共價鍵結、離子錯合及締合、諸如氫鍵結之親水性締 合、疏水性締合，或凡得瓦爾力（Van der Waals f〇rce )。 士本文所用之術5吾「内部交聯劑（)」 係指在單體溶液中使用交聯劑以形成聚合物。 術語「達西（Darcy)」為滲透率之cGS單位。i達西 為固體兩側之間之题六罢么、加丄广广+ u <麼刀差為1個大氣壓時，具有1厘泊黏 度之1立方公分流體在i秒内流㉟i公分厚且橫截面為！ 201141883 平方公分之區段的固體滲透率。結果證明，滲透率具有與 面積相同之單位；由於不存在滲透率之SI單位，因此使用 平方A尺1達西荨於約〇98692xl〇-12m2或約〇98692χΐ(Γ8 cm2 ° 如本文所用之術語「尿布（diaper)」係指一般由嬰兒 及失不人士穿戴在下身周圍以便環繞穿戴者之腰及腿的吸 收f生物σσ，且其經特別調適以接收並容納尿及糞便廢物。 如本文所用之術語「尿布」亦包括如下定義之「褲（pants )」。 如本文所用之術语r拋棄式（diSp〇sabie )」係指吸收性 物。〇在單-入使用之後不欲經洗滌或者復原或再用作吸收性 物品。此類拋棄式吸收性物品之實例包括（但不限於）：個 人濩理吸收性物品、健康/醫學吸收性物品，及家用/工業用 吸收性物品。 如本文所用之術語「乾燥超吸收性聚合物組成物（dry supetabswbent p〇lymer comp〇siu〇n)」一般係指超吸收性聚 合物組成物具有小於約1 〇 %之水分。 士本文所用之術5吾「可水解鍵（hydr〇iysable bond)」 係指鍵可藉由與水接觸而斷裂，諸如無水鍵。 術語超吸收性聚合物組成物粒子之既定樣品的「質量 中值粒度（mass median particie size)」定義為基於質量將 樣品分成兩半的粒度，亦即一半樣品以重量計具有大於質 里中值粒度的粒度，且另一半樣品以重量計具有小於質量 中值粒度的粒度。因此，舉例而言，若樣品以重量計之一 半經量測為2微米以上，則超吸收性聚合物組成物粒子之 12 201141883 樣品之質量中值粒度為2微米。 當與術語「超吸收性帑人 往钬。物（superabsorbent polymer), 一起使用時，術語「粒子Γ

Pricle)」、微粒（particuiate )」 及”類似術語係指個別單元之形式。該等單元可包含薄 片、纖維、聚結體、顆粒、粉末、球體、粉狀物質或其類 似物，以及其組合。贫_伞作τ 这寺粒子可具有任何所要形狀：例如 立方形、棒狀多面體、球形或半球形、圓或半圓、角形、 不規則形，等等。亦預期具有高縱橫比之形狀（如針狀、 薄片及纖維）包括+ 取7 ^匕括於本文中。術語「粒子」或「微粒」亦 可包括包含-種以上個別粒子、微粒或其類似物之聚結 物。另外’粒子、微粒或其任何所要聚結物可由-種以上 類型之物質構成。 術#「聚合物（p〇lymer)」包括（但不限於）均聚物、 聚物（例如肷段、接枝、無規及交替共聚物）、三聚物等， 及其摻合物及變體。此外，非另有特定限制，否則術語 聚合物」應包括物質之所有可能組態異構體。此組態包 括（但不限於）等規、間規及非規對稱結構。 士本文所用之術語「聚稀烴（polyolefin )」一般包括（但 不限於）以下物質：諸如聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚 苯乙稀、乙烯-乙酸乙烯共聚物及其類似物，其均聚物、共 1物、二聚物等’及其摻合物及變體》術語「聚烯煙」應 包括其所有可能結構，其包括（但不限於）等規、間規及 &須1對稱結構。共聚物包括非規及嵌段共聚物。 如本文所用之術語「聚石夕氧烧（polysiloxane )」係指由 13 201141883 具有連接至四配位矽原子的有機側基之無機矽-氧骨架 -Si-O-Si-O-Si-O-，..）組成的聚合矽氧烧。此外，除非另有 特定限制，否則術語「聚石夕氧烧」應包括包含兩個或兩個 以上矽氧烷重複單元的聚合物。 如本文所用之術語「超吸收性聚合物（superabsorbent polymer)」係指在最有利狀況下，在含有〇 9 wt%氣化鈉之 水溶液中能夠吸收其重量至少約1〇倍、或其重量至少約15 倍或其重1至少約2 5倍的水可膨脹性、水不溶性有機或 無機物質，包括超吸收性聚合物及超吸收性聚合物組成物。 如本文所用之術語「超吸收性聚合物組成物 (superabsorbent polymer composition)」係指根據本發明之 包含表面添加劑的超吸收性聚合物。 如本文所用之術語「超吸收性聚合物預產物 (sUperabsorbent p〇lymer preproduct)」係指藉由執行如下 所有步驟所產生之物質：如本文所述製備超吸收性聚合 物’直至且包括乾燥該物質，及在破碎機中粗磨。 如本文所用之術語「表面交聯（surfacecr〇ssUnking)」 係指超吸收性聚合物粒子之表面附近的官能交聯程度，其 一般高於超吸收性聚合物粒子内部的官能交聯程度。如本 文所用，「表面（surface )」描述粒子之外面邊界。 如本文所用之術語「熱塑性（thermoplastic )」描述物 質在暴露於熱時軟化且在冷卻至室溫時實質上恢復非軟化 狀態。 除非本文另有說明’否則如本文所用且關於超吸收性 14 201141883 聚合物組成物之組份的術語「重量％ ( % by weight )」或「〇/〇 wt」將解釋為以乾燥超吸收性聚合物組成物之重量計。 此等術語可以其他語言定義於本說明書之其餘部分 中〇 【實施方式】 雖然為了說明之目的已闡述具體實例之典型態樣，但 不應⑽為此貫施方式（Detaii edDescription)及隨附圖式為 對本發明範疇之限制。因此，熟習此項技術者在不脫離本 發明之精神及範疇下可進行各種修改、改進及替換。藉助 於假設之說明性實例，應考慮本說明書中丨至5範圍之揭 示内容支持對任何以下範圍之主張：1_5 ; 1_4 ; 1_3 ; ; 2-5 ; 2-4 ; 2-3 ; 3-5 ; 3-4 ;及 4-5。 本發明係關於具有離心保留容量增加之超吸收性聚合 物。容量增加使超吸收性聚合物能夠同時具有高凝膠強度 及高吸收容量。圖1中說明理想之吸收容量增加，該圖展 示初始具有低吸收容量且容量隨膨脹時間而增加的SAP。 本發明之一具體實例包括微粒超吸收性聚合物，其包 含單體及共價型内部交聯劑，其中該超吸收性聚合物如本 文所述在CRCI測試中具有2 g/g或2 g/g以上、2 g/g至約 5〇 g/g、或 2 g/g 至約 40 g/g、或約 3 g/g 約 3〇 g/g CR(：i。 在另一態樣中，CRCI可視測試時間而定。 CRC增速可在約0.4 g/g/h至約1〇 g/g/h範圍内，或約 0.6 g/g/h至約8 g/g/h範圍内。測試時間可在約2小時至約 24小時範圍内，或約2小時至約16小時範圍内。測試溫度 201141883 可在約23°C至約50°C範圍内，較佳為約23〇c (室溫）或約 _ 37C (體溫）。在相同測試時間下，體溫下之CRC( CRC(bt)) 比體溫下CRC(CRC(rt))高至少2^、或2g/g至約2〇g/g。 可藉由使用矽烷化合物作為共價型内部交聯劑來製備 具有CRCI之超吸收性聚合物。矽烷化合物包含至少一個碳 碳雙鍵及至少一個Si-Ο鍵。 本發明之另一具體實例包括超吸收性聚合物，其包括 含有矽烷化合物的内部交聯劑組成物，該矽烷化合物包含 至少一個直接連接至矽原子之乙烯基或丙烯基，及至少— 個Si-Ο鍵。矽炫化合物可選自以下之一： (RltSi~(-〇 —— R2)n ㈤丨 (D； (R」 R4

(II);或

其中

Ri表示C2-C3稀基’ 16 (III) 201141883 羰基 R2 表示 Η、Cl-C4 烷基、c2_c5 烯基、C6_C8 芳基、c2_c5 R3表示H、CVC4烷基、c6_c8芳基， R4及R5獨立地表示Η、Cl-c4烷基、c6_c8芳基， m表示1至3之整數’較佳為1至2， η表示1至3之整數，較佳為2至3， 1表示0至2之整數，較佳為^至丄， m + η + 1 = 4， x表示大於1之整數，且 y表示0或大於〇之整數。 可用於提供上式（I )結構的具有至少一個直接連接至 矽原子之乙烯基或丙烯基及至少—個Si_〇鍵的說明性矽烷 包括.乙烯基烷氧基矽烷，諸如乙烯基三曱氧基矽烷、曱 基乙烯基三曱氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、甲基乙烯 基三乙氧基矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷、乙烯基乙基 一乙氧基矽烷及乙烯基參（2_曱氧基乙氧基）矽烷；乙烯基乙 醯氧基魏，諸如乙稀基甲基二乙醯氧基㈣、乙稀基乙 基二乙醢氧基矽烷及乙浠基三乙酿氧基石夕烷；丙烯基烷氧 基矽烷’諸如丙烯基三甲氧基矽烷、丙烯基甲基二甲氧基 石夕烧及丙㈣三乙氧基"；：乙縣烧氧基錢及二乙 烯基乙醯氧基矽烷，諸如二乙烯基二甲氧基矽烷、二乙烯 基二乙氧基㈣及：乙烯基二乙醯氧基㈣；=丙稀基烧 氧基石夕烧及二丙稀基乙醢氧基钱，諸如二丙縣二^氧 基石夕烧、二丙稀基二乙氧基石夕烧及二丙稀基二乙醯氧基石夕 17 201141883 炫；以及含有一或多個可水解基團之其他類似烯系不飽和 石夕炫單體。如熟習本發明特定技術者將瞭解，在水或醇中 使用諸如乙烯基三氣矽烷之化合物可提供上式（I )結構， 其中例如基團R丨可為乙婦基。亦可例如藉由乙烯基石夕烧與 聚乙二醇之反應形成更複雜之結構。 可用於提供上式（II)或（ΙΠ )結構的具有至少一個直 接連接至矽原子之乙稀基或丙稀基的說明性聚石夕氧院包括 具有式（I)結構之矽烷的聚合物及共聚物。較佳實例包括 (但不限於）：包含乙烯基及甲氧基之聚矽氧烷（可以商標

Dynasylan® 6490 購自 Evonik Degussa 公司）、包含乙烯基 及乙氧基之聚石夕氧烧（可以商標Dynasylan® 6498購自 Evonik Degussa公司）、乙烯基甲基矽氧烷均聚物、乙烯基 甲基矽氧烷共聚物、乙烯基封端之矽氧烷均聚物，及乙烯 基封端之矽氧烷共聚物。然而，預期多種具有乙烯基官能 基之聚矽氧烷提供理想效果且為本發明之有效交聯劑。 在另一具體實例中’超吸收性聚合物可包括第二内部 交聯劑，其可包含聚乙二醇單烯丙醚丙烯酸酯、乙氧基化 三羥曱基丙烷三丙烯酸酯及/或聚乙二醇二丙烯酸酯。 本發明之另一具體實.例包含藉由以下步驟製備具有2 g/g至約50 g/g之CRCI的微粒超吸收性聚合物的方法：使 至夕種基於超吸收性聚合物的選自稀系不飽和幾酸、稀 系不飽和羧酸酐、其鹽或衍生物之單體與約〇 〇〇1重量％至 約5重量％之内部交聯組成物聚合成水凝膠，其中内部交聯 組成物包括第一及第二内部交聯組成物，其中該等交聯組 18 201141883 成物之-包含石夕烷化合物，該石夕院化合物具有至少一個直 接連接至矽原子之乙烯基或丙烯基及至少―個s“〇鍵自 超吸收性聚合物製備超吸收性聚合物粒子；及用包括表面 交聯劑之表面添加劑處理超吸收性聚合物粒子。 本發明之另-具體實例為包含本發明之超吸收性聚合 物之吸收性物品’諸如尿布、訓練褲、失禁產品、其他個 人護理或健康護理衣服，包括醫療衣服，或其類似物。 藉由使超吸收性聚合物之約55重量％至約99 9重量％ 的含有可聚合不飽和酸基團之單體進行初始聚合反應^獲 得如本發明之具體實例中闡述之超吸收性聚合物。合適單 體包括任何含有羧基之單體，諸如丙烯酸、甲基丙烯酸或 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，或其混合物。理想情況為至 少約50重量％之酸基為羧基，且更理想地為至少約乃％重 量之酸基為羧基。 酸基經中和至至少約25 mol%之程度，亦即酸基宜呈 鈉、鉀或銨鹽形式存在。在一些態樣中，中和度可為至少 約50 mol%或可為至少約60 mol%。在一些態樣中，在内部 交聯劑存在下’理想情況為使用藉由丙烯酸或曱基丙稀酸 聚合所獲得之聚合物，其中羧基經中和至約50 mol%至約 80 mol%之程度。 在一些態樣中，可與烯系不飽和單體共聚合之合適單 體可包括（但不限於）丙烯醯胺、曱基丙烯醯胺、丙烯酸 羥乙酯、（曱基）丙烯酸二曱基胺基烷酯、乙氧基化（甲基）丙 烯酸酯、二甲基胺基丙基丙烯醯胺、或氯化丙烯醯胺基丙 19 201141883 基三甲基銨。該單體可以共聚合單體之0重量％至約40重 量％範圍存在。 超吸收性聚合物包括超吸收性聚合物可與内部交聯劑 交聯的交聯點。此具體實例中之合適内部交聯劑可包括（但 不限於）含有矽烷化合物的第一内部交聯劑，該矽烷化合 物包含至少一個直接連接至矽原子之乙烯基或丙烯基，及 至少一個Si-Ο鍵。表1中闡述適用於本發明之内部矽烷交 聯劑之實例及其化學結構。 表1 化學品 化學結構 乙婦基三異丙稀氧基石夕烧 〜'Si V 乙烯基三乙醯氧基矽烷 1? occh3 ^^1 i? ^-Si——〇CCH3 OCCH3 〇 OCH3 乙烯基三甲氧基矽烷 ——〇CH3 1 0CH3 20 201141883 化學品 化學結構 乙烯基三乙氧基矽烷 OCH2CH3 ——〇CH2CH3 〇ch2ch3 二乙氧基甲基乙稀基砂烧 och2ch3 OCH2CH3 ch3 Dynasylan® 6490 (反應性乙烯基矽氧烷寡聚物， 曱氧基官能性） 十 ( !i——〇A— / n 〕ch3 Dynasylan® 6498 (乙烯基矽氧烷濃縮物，寡聚矽氧 烷，乙氧基官能性） 十 ( ：i——O-V- / n )CH2CH3 乙烯基甲基聚矽氧烷 十 ( ；i——〇4— / n ：h3 本發明之超吸收性聚合物可包括另一或第二内部交聯 劑，其可結合矽烷内部交聯劑使用。另一或第二内部交聯 劑組成物一般包括至少兩個稀系不飽和雙鍵，或一個烯系 不飽和雙鍵及一個對於含有可聚合不飽和酸基之單體之酸 基為反應性的官能基，或若干個對於可用作内部交聯組份 21 201141883 之酸基為反應性且在含有可聚合不飽和酸基之單體的聚合 過程中宜存在的官能基。第二内部交聯劑可包括（但不限 於）脂族不飽和醯胺’諸如亞甲基雙丙烯醯胺或亞曱基雙 曱基丙烯醯胺或伸乙基雙丙烯醢胺；多元醇或烷氧基化多 元醇與烯系不飽和酸之脂族酯，諸如丁二醇或乙二醇、聚 乙二醇或三羥曱基丙烷之二（甲基）丙烯酸酯或三（曱基）丙稀 酸酯；可經約1至約30莫耳環氧烷烷氧基化（宜為乙氧基 化）之三羥甲基丙烷的二丙烯酸酯及三丙烯酸酯；甘油及 異戊四醇之丙烯酸酯及曱基丙烯酸酯以及宜經約1至約3〇 m〇i環氧乙烷乙氧基化之甘油及異戊四醇之丙烯酸酯及甲 基丙烯酸酯；丙烯基化合物，諸如丙烯基（曱基）丙烯酸酯、 宜與約1至約30 mol環氧乙烷反應所得之烷氧基化丙烯基 (甲基）丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸三烯丙 酯、順丁烯二酸二烯丙酯、聚烯丙酯 '四烯丙氧基乙烷、 三丙烯基胺、四丙烯基伸乙基二胺、二醇、多元醇、羥基 丙烯基或丙烯酸酯化合物及磷酸或亞磷酸之烯丙酯；及能 夠與諸如不飽和醯胺（諸如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺）之 N經甲基化合物及衍生自其之喊交聯的單體。亦可使用離 子型内部交聯劑，諸如多價金屬鹽。另一或第二内部交聯 劑可選自聚乙二醇單烯丙醚丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基 丙烷三丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯。亦可使用所提及 之内部交聯劑之混合物。 内部矽烷内部交聯劑及第二内部交聯劑之含量以含有 可聚合不飽和酸基之單體的總量計為約〇.〇〇1重量％至約5 22 201141883 重量％，或約〇1重量％至約3重量％。超吸收性聚合物可 包括約9:1至約1:9、或約7:1至1:7的包含矽烷及第二内 部交聯劑之内部交聯劑組成物。 在—些態樣中，可使用引發劑來引發自由基聚合。合 適之引發劑包括（但不限於）偶氮或過氧化合物、氧化還 原系統或紫外線引發劑、敏化劑及/或輻射。 聚合後，超吸收性聚合物一般形成超吸收性聚合物粒 子、或微粒超吸收性聚合物❶雖然超吸收性聚合物粒子可 以例如物理形式的超吸收性聚合物組成物來使用，但本發 明不限於此形式且適用於其他形式，諸如纖維、發泡體、 膜、珠粒、棒及其類似物。本發明之微粒超吸收性聚合物 一般包括約50至約1000 μΓη、或約15〇至約85〇μιη範圍内 之粒度。如藉由篩選通過美國標準3〇目篩網且保留於美國 標準50目篩網上所量測，本發明可包括至少約4〇〜以之粒 子具有約300 μιη至約600 μηι之粒度，至少約5〇之粒 子具有約300 μιη至約600 μιη之粒度，或至少約6〇 *⑼之 粒子具有約300 μιη至約600 μηι之粒度。此外，如使用例 如購自Mentor Ohio之W· S_ Tyler公司的R〇 TAp@ β型機 械篩分震盪器（Mechanical Sieve Shaker Model Β )所量測， 本發明之超吸收性聚合物粒子之粒度分佈可包括小於約Μ 重量％之粒子具有大於約600微米之大小，且小於約3〇重 量％之粒子具有小於約300微米之大小。 在-具體實例中，隨後可用如本文閣述之其他化學品 及處理對微粒超吸收性聚合物進行表面處理。詳言之，微 23 201141883 粒超吸收性聚人 σ ^表面可藉由添加表面交聯劑及熱處理 而交聯，一船辎也士 估也上 為表面交聯。一般而言，表面交聯為咸信 使i政粒超吸收料职 A &物表面附近之聚合物基質之交聯密度 相對於粒子内Λβ + ^ _ 鬥。卩之父聯密度增加的方法。 ’表面夂聯劑可包括具有一或多個對於聚合物鏈 ^ 為反應社的g能基，典型地為酸基。表面交聯劑可 =^含至少兩個可在縮合反應（縮合交聯劑）、加成反應 ^ U反應中與聚合物結構之官能基反應之官能基的化合 。此等化合物可包括縮合交聯劑，諸如：二乙二醇、三 乙二醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、丙二醇、三乙醇胺、 :4胺、聚氧化丙稀、氧化乙烯_氧化丙稀敌段共聚物、 7山梨糖醇脂肪酸醋、聚氧化乙婦脫水山梨糖醇脂肪酸

-曰、三經甲基丙炫、異戊四醇 '聚乙稀醇、山梨糖醇、H :氧戊環-2-酮（碳酸伸乙醋）、心甲基]，3_二氧戍環_2_酮（碳 令丙西曰）、4,5-一甲基-i，3_二氧戊環_2_鲷4·二

-备丄 7 r 必 i , J =氧戊環-2-酮、4-乙基-i，3_二氧戊環_2酮、仁羥甲基 氧戊環-2·酮、im2_酮、4_甲n，3_m綱、 4’6--甲基-1，3-H2-酮以及二氧戊環_2•鲷。表面 。父聯劑之量可以乾燥超吸收性聚合物組成物之約001重量 %至約5重量％之量存在，及以乾燥微粒超吸收性聚合物组 成物之重量計，以諸如約(M重量％至約3重量％及諸如約 ο·1重量％至約1重量％之量存在。 ▲ * e <吏微粒超吸收性聚合物與肩L面交聯劑或包含表面 交秘劑之流體接觸之後，對經處理之微粒超吸收性聚合物 24 201141883 進行熱處理，其可包括將經塗佈之抖 、土 i伸之认粒超吸收性聚合物加 熱至約50至約300X：、或約7<；苧认。”。 。 次、乃75至約275。(：、或約15〇至約 250。。之溫度’以便聚合物結構之外部區域之交聯與内部區

域相比更牢固（亦即表面^ JLL 又干U V ΛΙ丨衣囬乂聯）Q熱處理之持續時間受以下 風險限制：聚合物結構之所要性f特徵將會由於加熱作用 而受破壞。 在表面交聯之一特別態樣中，微粒超吸收性聚合物經 碳酸伸院醋塗佈或表面處理，隨後加熱以實現表面交聯， 其可改良超吸收性聚合物粒子之表面交聯密度及凝膠強度 特徵。更具體言之，藉由將微粒超吸收性聚合物與碳酸伸 烷酯表面交聯劑之含水醇溶液混合而將表面交聯劑塗佈至 超吸收性聚合物微粒上。含水醇溶液中醇之量可藉由碳酸 伸烷酯之溶解度來測定，且由於各種原因（例如防止爆炸） 而保持儘可能低。合適醇為曱醇、異丙醇、乙醇、丁醇或 乙二醇丁醚（butyl glyC〇l )以及此等醇之混合物。在一些 態樣中，溶劑宜為水，其典型用量為以乾燥超吸收性聚合 物之重量計約〇·3重量％至約5.0重量％。 在其他態樣中，碳酸伸烷酯表面交聯劑溶於不含任何 酉予之水中。又在其他態樣中，碳酸伸烷酯表面交聯劑可以 與例如無機載劑物質（諸如二氧化石夕（s丨〇2 ))的粉末混合 物形式塗覆，或藉由碳酸伸烷酯之昇華而呈氣態來塗覆。 為達成所要之表面交聯性質，碳酸伸烷酯應均勻分佈 在微粒超吸收性聚合物上。為此目的，混合係在此項技術 中已知之合適混合器（諸如流體化床混合器、漿式混合器、 25 201141883 轉筒式混合器或雙堝桿混合器）中實現。亦可在製造微粒 超吸收性聚合物之製程步驟之一期間進行微粒超吸收性聚 合物之塗佈。在一特別態樣令，用於此目的之合適方法為 逆懸浮聚合法。 塗佈處理微粒超吸收性聚合物之後的熱處理可如下進 行。一般而言，熱處理在約10(rc至約30(rc之溫度下進行。 若使用尚度反應性環氧化物交聯劑，則溫度可為較低。然 而，若使用碳酸伸烷酯，則熱處理宜在約15〇t：至約25〇它 之溫度下進行。在此特別態樣中，處理溫度視停留時間及 碳酸伸烷酯種類而定。舉例而言，在約15〇它之溫度下，熱 處理進仃1小時或1小時以上。相比之下，在約25代之溫 度下’幾分鐘（例如約〇·5分鐘至約5分鐘）足以達成所要 之表面交聯性質。熱處理可在此項技術中已知之乾燥器或 烘箱中進行。 ° 除表面父聯之外’微粒超吸收性聚合物組成物可經其 他化學成分進-步表面處理。在一些態樣中，本發明敌 粒超吸收性聚合物組成物可用無水超吸收性聚合物組成物 的0重量％至約5重量％、及約〇顧重量％至約5重量％、 或約0·〇1重眚％5奶Λ ◎入 至約G·5重量％之聚合塗料進行表面處理， 4d & @ ^ 塗枓或陽離子塗料、或熱塑性塗 枓與％離子塗料之組合。 A I m ^ 二特別態樣中，聚合塗料宜 為了呈固體、乳液、懸 組合的聚合物。適用^ 或溶液化狀態、或其 ;本發明之聚合塗料可包括（伯X阳 於）具有熱塑性熔融 —^ X <热Μ f生塗枓，其中聚合塗料係 26 201141883 根據或遵循處理超吸收性聚合物粒子的溫度約為熱塑性熔 融溫度的原則塗覆至粒子表面。 熱塑性聚合物之實例包括聚烯烴、聚乙烯、聚酯、聚 醯胺、聚胺基甲酸酯、苯乙烯聚丁二烯、線性低密度聚乙 烯（LLDPE )、乙稀丙烯酸共聚物（EAA )、乙稀曱基丙稀酸 烧基醋共聚物（EMA)、聚丙# (PP)、順丁稀二酸化聚丙 烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物（EVA)、聚酯、聚醯胺，且亦 可有利地使用所有聚烯烴家族之摻合物，諸如pp、eva、 EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE 及/或 VLDPE之摻合物。如本文所用之術語聚烯烴定義於上文 中。在特別態樣中，順丁烯二酸化聚丙烯為適用於本發明 之較佳熱塑性聚合物。熱塑性聚合物可經官能化以具有諸 如水溶性或水可分散性的額外益處。 本發明之聚合塗料亦可包括陽離子聚合物。如本文所 用之陽離子聚合物係指包含在水溶液中離子化時可能變成 帶正電荷離子之官能基的聚合物或聚合物之混合物。陽離 子聚合物之合適官能基包括（但不限於）_級、二級、戋 三級胺基、亞胺基、醯亞胺基、醯胺基及四級銨基。合成 陽離子聚合物之實例包括聚（乙稀胺）、聚（歸丙胺）、聚（伸乙 基亞胺）、聚（胺基丙醇乙烯基趟）、聚（氯化丙婦酿胺基丙基 三甲基錄）、聚（氯化二丙稀基二甲基録）之鹽或部分鹽。基 於天然之陽離子聚合物之實例包括部分脫乙醯化甲殼素、 聚葡萄胺糖及聚葡萄胺糖鹽。合成多肽，諸如聚天冬醯胺、 聚離胺酸、聚麵醯胺酸及聚精胺酸亦為合適之陽離子聚合 27 201141883 物。 本發明之微粒超吸收性聚合物組成物可經以無水超吸 收性聚合物組成物計為約0.01重量％至約2重量％、或約 0.01重量％至約1重量％的水不溶性無機金屬化合物來表面 處理。水不溶性無機金屬化合物可包括選自鋁 '鈦、鈣或 鐵之陽離子及選自磷酸根、硼酸根或鉻酸根之陰離子。水 不》谷性無機金屬化合物之實例包括磷酸鋁。無機金屬化合 物可具有小於約2 μιη之質量中值粒度，及可具有小於約ι μπι之質量中值粒度。 無機金屬化合物可以乾燥物理形式塗覆於微粒超吸收 性聚合物組成物之表面。為此，微粒超吸收性聚合物組成 物可與細粉狀無機金屬化合物緊密混合。細粉狀無機金屬 化s物$在至溫下添加至超吸收性聚合物粒子中並混合 直至混σ物均勻。為此目的’混合係在此項技術中已知之 合適混合g (諸如流體化床混合器、漿式混合器、轉 混合益或雙蝸桿混合器）中實現。微粒超吸收性聚合物： 成物與細粉狀水不溶性無機金屬化合物之混合可在任何表 面交^之刖或之後進行，例如在塗覆表面交聯劑期間進行。 或者，可製備細粉狀水不溶性無機金屬化合物 > ，並塗覆至微粒吸水性聚合物上。例如藉由噴霧來塗覆^ 淨液。適用於製備懸浮液之分散介質包括水 諸如醇，例如甲醇、 機冷制， 乙基酮，或水與：二! ’例如丙酮、甲基 -欠與上述有機溶劑之混合物。其他適用之八 介質包括分散助劑、界面活性劑、保護性膠體、黏度 28 201141883 劑、及其他有助於製備懸浮液之助劑◊懸浮液可在室溫至 小於分散介質之沸點範圍内之溫度下，較佳在大約室溫下 在如上所述之習知反應混合器或混合及乾燥系統中塗覆。 藉由將細粉狀水不溶性金屬鹽分散於表面交聯劑之溶液中 而將懸浮液之塗覆與表面交聯步驟適當地組合起來。或 者，懸浮液亦可在表面交聯步驟之前或之後塗覆。漿液塗 覆後可為乾燥步驟。 在一些態樣十，本發明之微粒超吸收性聚合物組成物 可包括以無水超吸收性聚合物組成物之重量計為〇%至約 5 /〇、或在替代方案中為約〇 〇丨％至約3 %的二氧化矽。二氧 化矽之實例包括煙霧狀二氧化矽、沈澱二氧化矽、二氧化 石夕、石夕酸及料鹽。在—些特定態樣中，微觀非晶二氧化 矽較佳。在一些態樣申，無機粉末之粒子直徑可為i，〇〇〇 或1，000 μπι以下，諸如1〇〇 μηι或1〇〇 以下。 在一些態樣中，微粒超吸收性聚合物組成物亦可包括 以乾燥超吸收性聚合物組成物之重量計為〇重量％至約％ 重量％、諸如以乾燥超吸收性聚合物組成物之重量計為約 0.1重量。/。至約5重量％之水溶性聚合物，諸如部分或完全 水解之聚乙酸乙烯酯、$乙烯吡咯啶酮、澱粉或澱粉衍生 物、聚乙一醇、聚氧化乙稀、聚氧化丙烯或聚丙烯酸。在 水溶性聚合物宜呈内部聚合 一些特定態樣中 (polymerized-in )之形式 在一些態樣中， 收性聚合物組成物_ 其他表面添加劑可視情況與微粒超吸 起使用，包括氣味結合物質，諸如環 29 201141883 7精、沸石、無機或有機鹽及類似物質；抗結塊添加劑、 流動改良劑、界面活性劑、黏度調節劑及其類似物。此外， 可使用在表面改質過程中起若干作用的表面添加劑。例 如單添加劑可為界面活性劑、黏度調節劑，且可反應 以交聯於聚合物鏈。 心 在一些態樣中，本發明之微粒超吸收性聚合物組成物 可在熱處理步驟之後用水處理，以使超吸收性聚合物組成 物具有以超吸收性聚合物組成物之重量計高達約❶之水 含量。此水可與一或多種上述表面添加劑一起添加至超吸 收性聚合物中。 本發明之超吸收性聚合物宜藉由兩種方法製備。可以 大規模工業方式連續或不連續地製備組成物，從而進行本 發明之後父聯（after_cr〇sslinking )。 根據一種方法，部分中和之單體（諸如丙烯醆）藉由 在交聯劑及任何其他組份存在下在水溶液中進行自由基聚 合而轉化成凝膠，且將凝膠粉碎、乾燥、研磨及筛分以得 到所要粒度》此聚合反應可連續或不連續地進行。對於本 發明而言，大容量超吸收性聚合物組成物粒子之大小視包 括研磨及筛分之製造方法而定。^習此項技術者熟知超吸 收性聚合物粒子之粒度分佈類似於常態分佈或鐘形曲線。 亦已知由於各種原因，粒度分佈之常態分佈可能向任—方 向偏斜。 根據另一方法，亦可使用逆懸浮聚合及乳化聚合來製 備本發明之產物。根據此等方法，將含水、部分中和之單 30 201141883 體（諸如丙烯酸）溶液借助於保護性膠體及/或乳化劑 於疏水性有機溶劑中’且藉由自由基弓I發劑開始聚人及 應。内部交聯劑可溶於單體溶液中且連 A 0 量，或在聚合過程中各別地視情況 。’合、文—起計 ^ ，兄添加。水溶性聚合物损 t =為接枝基劑（⑽―添加係經由單體溶液進行 或糟由直接引至油相中進行。隨後以共彿形式自混合 移除水，且“聚合物並視情況乾燥。可藉由使溶於單體 ，液中之多官能交聯劑發生内部聚合而進行内部交聯及/或 精由在聚合步驟過程中使合適交聯劑與聚合物之官能基反 應而進行内部交聯。 土 此等方法得到超吸收性聚合物或超吸收性聚合物預產 物。如本文利之超吸收性聚合物預產物係藉由重複執行 以下所有步驟來製造：製造超吸收性聚合物，直至且包括 乾燥該物質’及在破碎機中粗磨，並移除大於約㈣微米 及小於約150微米之粒子。 本發明之微粒超吸收性聚合物組成物展示某些特徵或 性質，如藉由離心保留容量、離心保留容量增加、離心保 留容量增速（CRCIR)、約〇_9 psi負載下吸收率（aul(〇 9 Ρ“)）及凝膠床滲透率（GBP)所量測。渦旋時間量測聚合 物吸收鹽水溶液之速度並以秒來表示。 所得CRC表述為每公克樣品重量所保留之液體公克數 U/g)且可為約20g/g至6〇_、約25_至約55g/g、 或約27 g/g至約5〇 g/g。

Rci表述為母公克樣品重量所保留之液體公克數 31 201141883 (g/g )且可為2 g/g至50 g/g或約3 g/g至約40 g/g。 離心保留容量增速（CRCIR)測試量測CRC (初始） 測試與CRC (第二）測試之間每小時離心保留容量增加之 速率的差值，並以g/g/h來量測。CRC增速可為約〇 4至約 W g/g/h，或約 0.5 至約 5 g/g/h。 約〇.9psi負載下吸收率（AUL(〇 9psi))可在約i2g/g 至約30 g/g、或約15 g/g至約25 g/g範圍内。 渗透率為多孔結構之有效連通性的量度，該多孔結構 為纖維墊、或發泡體厚塊、或在此情況下為交聯聚合物， 且可根據微粒超吸收性聚合物組成物之空隙分率及連通程 度來說明。凝膠滲透率為粒子團整體之性質且與粒度分 佈粒子形狀及粒子之間開放孔隙之連通性、剪切模數及 膨脹凝膠之表㈣質錢。實矛务上，肖吸收性聚合物組成 物之凝膠滲透率為液體流動通過膨脹粒子團有多快速的量 度。低的凝膠滲透率表明液體無法輕易流動通過超吸收性 聚合物組成物，其一般稱為凝膠封堵’且液體之任何強制 流動（諸如在尿布使用過程中第二次施加尿）必定採取替 代路徑（例如尿布洩漏）。凝膠床滲透率（GBp )可在約 10X10·8 cm2 至約 300x 10-8 cm2，或在 1〇xl〇-8 cm2 至約 2〇〇χ1(Γ8 cm2 範圍内。 微粒超吸收性聚合物及微粒超吸收性聚合物組成物之 渦旋時間可為約20至約180秒，或約6〇至約13〇秒，或 約70至約125秒。 如圖1中所不，本發明之目標為使吸收容量隨時間而 32 201141883 增加，其中此類超吸收性聚合物就短期來看可提供高凝膠 強度之優點且就長期來看提供高吸收容量之優點。 圖2展示包含0.5%之Dynasylan® 6490的SAP預產物 之CRC(rt)及CRC(bt)。其展示CRC在室溫下或體溫下均隨 時間而增加。此外，其展示在任何特定時間在體溫下之CRC 均高於在室溫下之CRC。此外，其展示CRC在體溫下比在 室溫下增加快。 圖3展示包含0.5%之Dynasylan® 6490作為内部交聯 劑的經表面交聯之SAP之CRC(rt)及cRC(bt)。其展示CRC 在至溫下或體溫下均隨時間而增加。此外，其表明在任何 特定時間在體溫下之CRC均高於在室溫下之crC。此外， 其展示CRC在體溫下比在室溫下增加快。 圖4為先前技術，其展示僅包含習知内部交聯劑的經 表面父聯之SAP之CRC(rt)及CRC(bt)。其展示CRC隨時間 推移或在不同溫度下基本上恆定。 本發明之超吸收性聚合物組成物可用於許多吸收性物 品中，包括衛生棉、尿布或傷口覆蓋物，且其具有快速吸 收大量經血、尿或其他體液之性質。由於本發明之藥劑即 使在壓力下亦保留所吸收之液體且亦能夠將更多液體分佈 於膨脹狀態之構造内，因此相較於目前習知的超吸收性組 成物，其更宜以高於諸如絨毛之親水性纖維材料的濃度來 使用。其亦適於在尿布構造㈣作不含絨毛之均質超吸收 劑層，其結果使尤其薄之物品成為可能，聚合物另外 適用於成人衛生物品（失禁產品）中。 33 201141883 吸收性物品，如尿布，可包括（a )液體可滲透之頂層； (b)液體不可滲透之背層；（c)位於（a)與（b)之間之 核心，且該核心包含約10重量％至1〇〇重量％ ’且較佳約 50重量％至約100重量％的本發明之經多元胺塗佈之SAp 粒子，及0重量％至90重量％之親水性纖維材料；（d )視 情況存在的直接位於該核心（c)上及下之組織層；及（^) 視情況存在的位於（a )與（c )之間之採集層。 測試程序 水容量 離心保留容量測試（CR Γ )。 CRC測試量測超吸收性聚合物在飽和並在控制條件下 經受離心之後使液體保留於其中之能力。所得保留容量表 述為每公克樣品重量所保留之液體公克數（g/g)。待測試之 樣品係用預先篩選通過美固p淮1 Λ ❿吳国軲準30目篩網且保留於美國標 準5 0目篩網上之粒子贺備砝盘 卞I備。結果’超吸收性聚合物樣品包 含粒度在約3 0 0至約6 〇 〇料半铲阁& A , 铽未範圍内之粒子。該等粒子可 手動或自動地進行預先筛選。 保留容量係藉由以下晋制.肱的Λ 〇 + 1測.將約0.2公克預先篩選之超 吸收性聚合物樣品置於用氺六 1於用來谷納樣品之水可滲透袋 時允許測試溶液（〇 9 wto/名，，Α

Wt/。氣化鈉之蒸餾水溶液）自由地 樣品吸收。諸如可以划缺々π 、 虎名稱1234Τ熱可密封濾紙形式購 自Dexter么司（在美國w ' ® Windsor Locks, Connecticut 處所）的熱可密封苓势砧女丨心 另s系 了才、鈦材枓對大多數應用 下形成袋：將5吋乘3 4 ^ 民f如 之:k材料樣品對半摺疊且熱密封 34 201141883 兩個開口邊以形成25吋乘3吋矩形小袋。熱密封為該材料 邊緣内部約0.25吋。在將樣品置於小袋中之後，小袋之其 餘開口邊亦加熱密封。亦製作空袋以用作對照。待測試之 母種超吸收性聚合物組成物製備三個樣品。 在指定測試溫度下將密封袋浸沒於含有測試溶液之盤 確保C下忒專袋直至其完全濕潤。濕潤之後，使樣品 保留於溶液中—段指定之測試時期，在該時間將其自溶液 移開並暫時放置在非吸收性平坦表面上。 隨後將濕袋放入轉筒中，其中將濕袋彼此分離且置於 轉筒之外圓周邊緣處，其中該轉筒為能夠使樣品經受約 之g力的合適離心機…種合適離心機為CLAY DYNAC II ’型號#〇103，其具有水收集轉筒、數位r㈣量規 及經調適以固持並排出平坦袋樣品的經機械加工之排出轉 筒’當離心多個樣品時，將樣品置於離心機内之對置位置 以使旋轉時轉筒平衡。將該等袋（包括濕潤之空袋）在約 ι’6〇〇啊下離心（例如以獲得約35〇 g力之目標§力，偏 離為約240至約360 g力）3八妒 ^ ^ ^ g刀刀#里。G力定義為物體（b〇dy) 在經受急劇加速或重力時的慣性力單位，纟海平面上等於 Μ吸/秒2。將該等袋移除並稱重’首先稱重空袋（對照）， 隨後稱重含有超吸收性聚合物組成物樣品之袋。考慮袋自 身所保留之溶液’超吸收性聚合物樣品所保留之溶液之量 為超吸收性聚合物之離心保留容量（CRC)，表示為每公克 :吸收性聚合物之流體公克數。更特定言之1留容量係 藉由以下方程式來測定： 35 201141883

果之平均值來確定超吸收性聚

測試三個樣品 合物組成物之CRC ㈤⑽叫係在測試溫度為約^以室幻且測試時 間為0.5小時下所量測。 CRC(rt，5 h)係在測試溫度為$加（室溫）且測試時 間為5小時下所量測》 CRC(rt，16 h)係在測試溫度為約m (室溫）且測試時 間為16小時下所量測。 CRC(bt，0.5 h)係在測試溫度為約37。〇（體溫）且測試 時間為0.5小時下所量測。 CRC(bt，5 h)係在測試溫度為約37°c (體溫）且測試時 間為5小時下所量測。 離心保留容量增加（CRCI)消丨詁 離心保留容量增加（CRCI)測試量測以第二CRC測試 與第一 CRC(rt，0.5 h)測試之間差值形式發生且計算之CRC 增加，且藉由以下方程式來測定： CRC 增加=第二 CRC-(CRC(rt，0.5 h)。 舉例而言，本發明中之CRCI係藉由以下方程式來測 定： 在室溫下，CRCI(rt) = CRC(rt，5 h)-CRC(rt，〇.5 h)。 在體溫下，CRCI(bt) = CRC(bt，5 h)-CRC(bt，〇.5 h)。 CRCI(rt)及 CRCI(bt)共同稱為 CRCI。 36 201141883 座·心保留容詈增速測試（CRCIR ) CRCIR量測微粒超吸收性聚合物與液體接觸時隨時間 而獲得其他CRC的能力。其係藉由在指定測試溫度下量測 兩種不同測試時間的CRC來測試。第二測試時間比第一測 試時閭長至少一小時。所得CRCIR表述為每小時每公克重 量之樣品所保留之額外液體之公克數（g/g/h )。 舉例而言，本發明中之CRCIR係藉由以下方程式來測 在室溫下：CRCIR(rt)=[CRC(rt，5hHCRC(rt，〇.5h)]/4.5 在體溫下：CRCIR(bt) = [CRC(bt，5hHCRC(bt’〇.5h)]/4.5 CRCIR(rt)及 CRCIR(bt)共同稱為 CRCIR。 自由膨脹凝膠床滲透率測試（fsgbp ) 如本文所用，自由膨脹凝膠床滲透率測試，亦稱為〇psi

β亥柱基包含具有沿縱軸向下所鑽 之端頭550。軸孔5 62具有

之圓筒孔的軸538及位於軸底部 約16 mm之直徑。 個孔5 4 4鑽於車由之相 37 201141883 徑為約6.4 mm。 相專材料機械加 之内徑。 軸538係用熱塑聚碳酸酯（lexan)棒或 工而成且具有約2·2 cm之外徑及約16 柱塞鳊頭550具有7個同心内環孔560 & Η個外環孔 554所有孔具有約8·8毫米之直徑，以及與轴對準的約Μ 職孔。柱塞端頭55。係用熱塑聚碳酸醋棒或相等材料機械 加，而成且具有約16 mm之高度及經尺寸化使其以最小壁 間隙配合於圓筒534内但仍自由滑動之直徑。柱塞端頭 ^轴538之總長為約8 25 em，但可在軸頂部機械加工以獲 知所要夤里之柱塞536。柱塞536包含1〇〇目不鏽鋼布篩 其雙向拉緊且連接至柱塞536之下端。使用使筛牢固 黏者於柱塞端頭550之適當溶劑來使該篩連接至柱塞端頭 550。必須小心以免過量溶劑遷移至篩之開口部分並減小用 於液體流動之開口面積。lps公司（在美國Gardena， California有營業處所）的丙烯酸系溶劑WeM 〇n 4為合適 溶劑。 樣品容器530包含圓筒534及400目不鐳鋼布篩566， 其雙向拉緊且連接至圓筒534之下端。使用使篩牢固黏著 於圓筒之適當溶劑來使該篩連接至圓筒。必須小心以免過 量溶劑遷移至篩之開口部分並減小用於液體流動之開口面 積。IPS公司（在美國Gardena，California有營業處所）的 丙稀酸系溶劑Weld-on 4為合適溶劑。在測試過程中，在圖 2中指示為568之凝膠粒子樣品負載於圓筒534内之篩566 上0 38 201141883 圓靖534可自读日勒 或苴可自埶湖Φ 碳酸醋棒或相等材料鑽孔， 或”了自…』聚碳酸 .,sl, ^ s x祁專材枓切割，且内徑為約ό cm (例如截面積為約 · m)、壁厚為約〇.5cm且高度 為約/.95cm。在in教1 ， 圓尚534之外徑中機械加工一 得圓筒534之底邱h ^ 使 - mm處存在具有66 mm外徑之區域 534a。配合於區域w4a夕古仏 坺534a之直徑的〇形環54〇可位於該梯級 之頂部。 、環狀絲石馬548具有約2.2cm直徑及&^果之柱坑孔 以使其在轴538上自由滑動。環狀結碼亦具有約16 _之 貫^ 5術。環狀料548可由残鋼或由在測試溶液存在 下抗腐狀其他合適材料製成，測試溶液為q 9⑽氣化納 之蒸餾水溶液。柱& 536及環狀料⑷之總重量等於約 5 96 a克（g )，其相當於在樣品568上施加約〇 3磅/平方吋 〔psi)之壓力，或在約28.27 cm2樣品面積上施加約2〇.7達 因/平方公分（2.07 kPa)之壓力。 如下文所述當測試過程中測試溶液流動通過測試設備 時，樣品容器530 —般擱置在堰6〇〇上。堰之目的為使溢 出樣品容器530頂部之液體轉移且使該溢出液體轉移至獨 立收集裝置601。堪可位於天平602上，天平602上搁置有 燒杯603以收集通過膨脹樣品568之鹽水溶液。 為在「自由膨脹」條件下進行凝膠床滲透率測試，將 上面安置有砝碼548之柱塞536放置於空樣品容器53〇中， 且使用精確到〇. 〇 1 mm之合適量規量測接碼548之頂部至 樣品容器5 3 0之底部的高度。在量測過程中厚度規施加之 39 201141883 力應儘可能小，較佳小於約G.74牛頓（NewtorO。f要的是 量測各空樣品容器530、柱塞536及砝碼548組合之高度並 在使=多種測試設備時記住使用了哪個柱纟別及石去碼 8田樣〇α 568在飽和之後稍後膨脹時應使用相同柱塞 及姑碼548 $測。上面搁置有樣品# 53〇之底座亦宜為水 平的：且砝碼548之頂面平行於樣品杯530之底面。 待測試之樣品係由預先篩選通過美國標準3〇目篩網且 保留於美國標準50目篩網上的超吸收性聚合物組成物粒子 來製備目此，測試樣品包含大小在約3〇〇至約6⑽微米 範圍内之粒子。可用例如購自Mentor 0hio之w. s· △司的RO-TAP B 機械篩分震盪器預先篩選超吸收性聚 口物粒子。篩分i 〇分鐘。將約2 〇公克樣品放置於樣品容 器530中且在樣品容器底部上均句地展開。隨後將其中有 2.〇公克樣品而無柱塞536及砝碼548之容器於〇·9%鹽水溶 液中浸沒約60分鐘之時期以使樣品飽和並使樣品在無任何 限制性負載下膨脹。在飽和過程中，將樣品杯53〇安置在 :儲液器中之篩網上以使樣品杯5 3 〇提昇稍高於儲液器 之底部。該筛網未抑㈣鹽水溶液流至樣品# 53〇卜可以 零件號碼7308自在美國Applet〇n，Wisc〇nsin有營業處所之 agle Supply and Plastlc獲得合適篩網。鹽水未完全覆蓋超 吸收性+合物組成物粒子，如由測試室中完全平坦之鹽水 表面所。丘實又，不允許鹽水深度下降太低以使室内之表 面完全由膨脹超吸收體而非鹽水所界定。 在此階段的末期，柱塞536及砝碼548總成置於樣品 40 201141883 容器530中之飽和樣品568上，隨後將樣品容器53〇、柱塞 536、砝碼548及樣品568自溶液中移除。移除之後且量= 之前，使樣品容器530、柱塞536、砝碼548及樣品568在 合適的厚度均句之平坦大栅格不變形板上擱置約儿秒。藉 由使用與先前所用相同之厚度規（限制條件為零點與初始 高度量測相同）再次量測砝碼548之頂部至樣品容器53〇 之底部的高度來測定飽和樣品568之厚度。樣品容器53〇、 柱塞536、砝碼548及樣品568可置於厚度均勻之平坦大柵 格不變形板上’其會防止樣品容器中之液體由於表面張力 而釋放至平坦表面上。該板具有7 6 cm乘7 6⑽之總尺寸， 且各栅格具有丨59 cm長乘丨59⑽寬乘丨Μ⑽深之單元 大小尺寸。合適之平坦大栅格不變形板材料為構自在美國 Chicago, Illinois有營業處所的心如…^ >卟公司 的拋物線型漫射板’產品目錄號1624K27，其隨後可切割成 適當尺寸。當量測初始空總成之高度時，此平坦大筛網不 變=板亦必須存在。一旦厚度規喷合之後，應立即進行高 度罝測。自樣品5 6 8飽和之饴僅π Λ曰 钯和之後獲仲之向度量測值中減去由 量測空樣品容器530、；^# η !· 〇： 益柱塞536及砝碼548所獲得之高度量 測值。所侍值為膨脹樣品之厚度或高度「H」。 藉由將0.9%鹽水溶液流傳遞至内有飽和樣品⑽、柱 ^536及料548之樣品容器別中來料渗透率量測。 周液至容器中之流速以使鹽水溶液溢出圓筒534 從而得到等於樣品容器別高度的恒定高差壓力。 可猎由任何足以確保以小但恆定之量溢出圓筒頂部的合適 41 201141883 方式來添加測試溶液，諸如用 5 ^ ^ S泵604。使溢出液體轉移

至獨立收集裝置601中。传用关I A T使用天千602及燒杯003經重量 /刀析來量測隨時間通過樣品5 # — 合液量。—旦溢出開始 ，母秒收集來自天平602之數據點持續至少60秒。數據 收集可採取人工方式或用數據收集軟體進行。藉由線性最 :平方擬合隨時間（以秒為單位）通過樣品加（以公克為 :位）之流體來測定通過膨脹樣品568之流速q，單位為公 克/秒（g/s)。 藉由以下方程式獲得以cm2為單位之滲透率： 古其中K-渗透率（cm2)，Q=流速（g/s)，和膨服樣品 n?度（cm ) ’ μ-液體黏度（泊）（此測試中使用約夏厘泊 =測試溶液），A =液體流動之截面積（此測試中使用之樣品 容器為28.27 cm2)，p =液體密度（g/cm3)(此測試中使用之 測试溶液為 '約1 g/cm3 )及P =流體靜壓力（達目/平方公分） (通常為約7,797達因/平方公分)。流體靜壓力係由卜〆… 來計算，其t p =液體密度（g/cm3)，g=重力加速度，標稱 為81 cm/s，且h=流體咼度，例如對於本文所述之凝膠床 渗透率測試為7.95 cm。 夕 最少測試兩個樣品，且取結果之平均值來確定樣品之 凝膠床滲透率。 收率測試（AULfO.Qpd)、 42 201141883 負載下吸收率（AUL )測試量測當材料在〇.9 psi負載 下時在室溫下（測試溶液）超吸收性聚合物組成物粒子吸 收0.9 wt%氣化鈉之蒸餾水溶液的能力。測試AUL之設備 由以下組成： • AUL總成包括圓筒、4.4 g活塞及標準3丨7 g砝碼。 此總成之組件另外詳細描述如下。 •平底正方塑膠托盤，其足夠寬以允許玻璃料位於底部 上而不與托盤壁接觸。此測試法中通常使用9,，乘9" ( 22 9 cmx22.9 cm)、深度為 〇.5 至 Γ，（ 1 3 cm 至 2 5 cm)之塑膠 托盤。 •具有’C，孔隙度（25至5〇微米）之12 5 cm直徑燒結 玻璃料。此玻璃料經由在鹽水中（〇.9重量％氣化鈉之蒸餾 水溶液）平衡而提前製備。除用至少兩份新 玻璃料之外，其在狐量測之前必須浸入鹽水中至少1 小時。 •惠特曼（Whatman) 1級12.5 cm直徑濾紙圈。 •一定量之鹽水（〇·9重量。/Q氯化鈉之蒸餾水溶液）^ 參看圖8’用來容納超吸收性聚合物組成物粒子41〇之 AUL總成400之圓筒412由i忖（2 54⑽）内徑熱塑性管 製成，其稍微經機械加工_以確保同心、。機械加卫之後，藉 由在火焰中加熱鋼絲布414直至紅熱，純將圓冑412固曰 持在鋼絲布上直至冷卻來將4〇〇目不鏽鋼絲布414連接至 圓筒412之底部。若不成功或若其斷裂，則可使用絡鐵來 完成密封。必須小心以維持圓筒412之底部平坦光滑且内 43 201141883 部不扭曲。 (例如 筒412 4.4 g活塞(416 )由]“ m此 >»田1吋直徑固體材料 PLEXIGLAS®)製成，且妳拖从i 表 且經機械加工以緊密配合於圓 中而不黏結。 使用標準3 1 7 g姑石馬4 1 8來提供62,〇53達因/平方八八 (約。.9psi)限制性負載。培碼為1忖（一直徑；; 形不鏽糾碼，其經機械加W緊密配合於圓筒中而不黏 除非另有規定，否則使用相當於至少約3〇〇綱（ g)超吸收性聚合物組成物粒子之樣品41〇來測試他。 品川係取自預先筛選通過美國標準3〇目筛網且保留於姜 國標準50目筛網上之超吸收性聚合物組成物粒子。可用你、 如購自Mentor 0hio之w. s. 公司的R〇 TAp、型機 械篩分震盛器預先篩選超吸收性聚合物組成物粒八 約10分鐘。 刀 在將超吸收性聚合物組成物粒子41〇放置於圓筒々η 中之前，用抗靜電布擦拭圓筒412内部。 在稱重紙上稱出所要量之經筛分超吸收性聚合物植成 物粒子41G之樣品（約G.16g)且均勻分佈於圓筒412底部 之鋼，布414 ±。圓筒底部之超吸收性聚合物組成物粒子 之重量記錄為’SA· ’以供下文所述之皿計算用”】、心操 作以確保無超吸收性聚合物粒子依附在圓筒壁上。將4.4 ^ 活塞412及317 g缺碼418小心放置於圓冑412中之超吸收 性聚合物組成物粒子41〇上之後，將包括圓筒、活塞、砝 44 201141883 碼及超吸收性聚合物組成物粒子之AUL總成彻稱重，且 將重量記錄為重量'A'。 將燒結玻璃料424 (上述）放置於塑膠托盤42〇中，添 加鹽水422至等於玻璃料424之上表面之平面。將翠圈慮 紙似輕輕放置於玻璃料424上，且隨後將具有超吸收^ 聚合物組成物粒子41G < AUL總《彻置於據紙似之頂 部上。隨後使AUL總成400在濾紙426之頂部上保持工小 夺之測時期，注思保持托盤中之鹽水平面不變。在1】 時測試時期結束時，隨後將飢設備稱重，此值記錄 量,B·。 AUL(〇.9psi)係如下計算：

AUL(0.9psi)=(B-A)/SA 其中 A =具有乾燥SAP之AUL單元的重量 B =具有吸收60分鐘之後SAp之AUL單元的重量 SA =實際SAP重量 最少進行兩次測言式，且取結果之平均冑來確$ 〇 9㈣ 負載下之AUL值。樣品係在約饥及約5〇%相對濕度下測 過旋時問 —般描述：渦旋測試量測2公克超吸收性聚合物組成 :閉合成渦旋所必需的時間量（秒)，渦旋係藉由在磁性攪 a板上以每分鐘600轉數攪拌5〇毫升鹽水溶液所產生。渦 紋閉合所花費之時間為超吸收性聚合物組成物之自由膨脹 45 201141883 吸收速率的指示。 設備及材料 1·燒杯，100毫升 2·可程式化磁性攪拌板，其能夠提供每分鐘6〇〇轉數 (諸如可購自 PMC Industries 之 Dataplate®·型號 #721)。 3. 無環磁性攪拌棒，7.9毫米乘32毫米，經TeflonTM 覆蓋（諸如可購自Baxter Diagnostics，商標為S/PRIM牌， 具有可卸除式支持環（piv〇t ring)之單一包裝圓形撥拌 棒）。 4. 秒錶 5. 秤’精確到+/_〇.〇1公克 6. 鹽水溶液，〇_87 w/w%，購自 Baxter Diagnostics 之血 庫鹽水（本文中視為0.9 wt〇/〇鹽水之相等物） 7. 稱重紙 8 ·具有標準袼件氛圍之房間：溫度=23°C +/- 1°C ’且相對 濕度=5 0°/。+ /-2%。 測試程序 1. 量取50g+/-〇.〇i公克之鹽水溶液置於100毫升燒杯 中〇 2. 將磁性攪拌棒放置於燒杯中。 3 ·將磁性攪拌板程式化至每分鐘600轉數。 4·將燒杯放置在磁性攪拌板中心上以使得磁性攪拌棒 活化。渦旋底部應接近攪拌棒頂部。 5 ·在稱重紙上稱取待測試之2g+/_〇.〇 1公克超吸收性聚 46 201141883 合物組成物。 注意··超吸收性聚合物組成物 其置於吸收性複合物（如本文所述者Γ中^m (亦即如同 粒度對此測試有效，但仍不㈣該粒度。。即使已知特定 6.鹽水溶液正在攪拌同時，將待 ^ ^ u, xp. ^ 、°式之超吸收性聚合物 速傾倒至鹽水溶液中並啟動秒錶 與燒杯邊之間將待測試之超 鬥凝中 水溶液中。 超吸m合物組成物添加至藥 7.當鹽水溶液表面變平時停止秒錶且記錄該時間 8·以秒記錄之時間報導為渦旋時間。 實施例 :供以下比較實施例及實施例…此之預產物來 说明本發明且不限制申請專利範圍之範鳴。除非另有說 明，否則所有份數及百分比皆以重量計。 SAP預產物 向配備有授拌器及冷卻旋管之聚乙烯容器中添加似 公克观Na〇H及821公克蒸館水並冷卻至抓。隨後將 2〇7 克冰丙烯酸添加至苛性鹼溶液中且再次將溶液冷卻 至20。〇將根據表2至表3之比較實施例i至7及實施你" 至U之特定量的内部交聯劑及413公克冰丙稀酸添加至第 一溶液中’隨後冷卻至。將氮氣鼓泡通過單體溶液持 續約10刀名里。自谷器中移除冷卻旋管。向單體溶液中添加 2〇g 1 wt%H202水溶液、3〇g2 wt%過硫酸鈉水溶液及u 0.5 wt%異抗壞血酸水溶液以起始聚合反應。停止攪拌 且 •47 201141883 使起始單體聚合20分鐘《用Hobart 4M6商業擠壓機砍切並 擠壓所得水凝膠’隨後在procter & Schwartz 062型強制通 風供箱中在20吋χ40吋穿孔金屬托盤上於175。〇下用上升氣 流乾燥12分鐘且用下降氣流乾燥6分鐘，得到水分含量小 於5 wt。/。之最終產物。經乾燥之材料在pr〇deva 3 15_s型破 碎機中粗磨，在MPI 666-F三級輥磨機中研磨並用Minox MTS 600DS3V篩選以移除大於850 μιη及小於150 μηι之粒 子。 比較實施例1至6 根據表2之比較實施例1至6，將交聯劑及矽化合物添 加至SAP預產物中之單體溶液中以製備超吸收性聚合物。 比較實施例1至5表明無碳碳雙鍵之矽烷或矽酸鹽化 合物並非基於聚丙烯酸酯之超吸收性聚合物的有效内部交 聯劑。此外’在此等比較實施例中未觀測到Crc增加。 比較實施例6表明甲基丙烯酸3_三曱氧基矽烷基丙酯 為超吸收性聚合物之有效交聯劑。但在此情況下未觀測到 CRC增加。由曱基丙烯酸3_三甲氧基矽烷基丙酯形成之交 聯可能隨時間而具穩定性。甲基丙烯酸3 _三曱氧基矽烷基 丙酿之化學結構展示如下。 48 201141883 ch3o

s\ OCH3 OCH3 表2 樣品 第二内部交聯劑 矽烷交聯劑 CRC(rt,0.5 h) CRC(rt,16 h) 比較實施例1 0.4% 之 A* 無 47.3 47.8 比較實施例2 0.4% 之 A 1%曱基矽酸鈉 48.9 50.2 比較實施例3 0.4% 之 A 1%曱基三甲氧基矽烷 49.7 50.8 比較實施例4 0.4% 之 A 1%四乙氧基正矽酸酯 51.9 52.4 比較實施例5 0.4% 之 A 1%四乙醯氧基矽酸酯 51.8 52.4 比較實施例6 0.4%之 A 0.5%甲基丙烯酸3-三曱 氧基矽烷基丙酯 25.2 26.0 *交聯劑A :聚乙二醇單丙烯基醚丙烯酸酯 比較實施例7及實施例1至13 根據表3之比較實施例7及實施例1至13，將習知交 聯劑及/或矽交聯劑添加至SAP預產物之單體溶液中以製備 超吸收性聚合物。 表3中之結果表明樣品實施例1至1 3之CRC在室溫下 或體溫下均隨時間而增加。此外，CRC隨測試溫度增加而 增加。此外，CRC在體溫下比在室溫下增加快。 比較而言，僅包含習知内部交聯劑之樣品比較實施例7 49 201141883 展示隨時間推移或在不同溫度下CRC基本上不變。 表 3 實施例 第二内部 交聯劑 矽烷或矽氧烷 交聯劑 CRC (rt，0.5 h) CRC (rt，5 h) CRC (bt，0.5 h) CRC (bt,5 h) 比較 實施例7 0.5%之 A*， 及0.25%之 無 43 43.9 43.4 42.7 實施例1 無 1%之 Dynasylan® 6490 27.1 41.3 39.1 78.3 實施例2 0.4%之 A 1%乙烯基三異 丙稀氧基石夕烧 30.5 37.9 36.2 47.7 實施例3 0.4%之 A 1%乙烯基三乙 醯氧基矽烷 27.4 34.7 33.9 45.2 實施例4 0.4%之 A 1%乙烯基三甲 氧基矽烷 20.6 27.2 26.2 40.9 實施例5 0.4%之 A 1 %乙烯基三乙 氧基矽烷 20.5 28.8 27.8 43.5 實施例6 0.4%之 A 1 %二乙氧基甲 基乙稀基石夕炫 40.4 50.1 49.3 52.3 實施例7 0.4%之 A 1%之 Dynasylan® 6498 39.6 45.2 44.6 49.4 實施例8 0.4%之 A 0.5% 之 Dynasylan® 6490 26.1 33.7 32.6 44.4 實施例9 0.4%之 A 0.375% 之 Dynasylan® 6490 30.2 35.5 33.5 43.1 實施例10 0.2%之 A， 及0.1%之B" 0.5% 之 Dynasylan® 6490 26.1 33.6 32.4 41.3 實施例11 0.2%之 A， 及0.1 %之C 0.25% 之 Dynasylan® 6490 41.4 48.2 46.2 56.3 實施例12 0.2%之 A， 及0.1 %之C 0·375% 之 Dynasylan® 6490 35.2 42.2 40.2 52.2 實施例13 0.2%之 A， 及0.1 %之C 0.50/〇 之 Dynasylan® 6490 31.1 38.9 35.3 48.6 *交聯劑A :聚乙二醇單丙烯基醚丙烯酸酯 50 201141883 交聯劑B .乙氧基化三經甲基丙烧三丙烯酸醋 (SARTOMER®454 產品） 交聯劑C :聚乙二醇300二丙烯酸酯 比較實施例8 將100 g自比較實施例7獲得之產物與0.5%之

Sipernat 22s (可構自Evonik-Degussa公司）均勻摻合，隨 後使用細霧化喷霧器均勻噴塗含有1 wt%碳酸伸乙酯及4 wt°/〇水之溶液’同時SAP粒子在空氣中流體化。隨後在對 流烘箱中在1 8 5 °C下加熱經塗佈材料5 5分鐘。冷卻產物且 篩分移除大於850 μιη及小於150 μιη之粒子。 實施例14 將100 g自實施例12獲得之產物與〇 5%之Sipernat® 22s均勻摻合，隨後使用細霧化喷霧器均勻喷塗含有1研(％ 碳酸伸·乙酯及4 wt%水之溶液，同時SAp粒子在空氣中流 體化。隨後在對流烘粕中在18 5 °C下加熱經塗佈材料5 5分 鐘。冷卻產物且篩分移除大於850 μΐΏ及小於15〇 μηι之粒 子。 實施例15 類似於貫施例14 ’除了使用來自實施例丨3之產物作為 原料聚合物且在185°C下加熱經塗佈材料4〇分鐘。 實施例16 將100 g自實施例12獲得之產物與〇 5%之Sipernat<& 22s均勻摻合，隨後使用細霧化喷霧器均勻喷塗含有^ wt% 碳酸伸乙酯、200 PPm順丁烯二酸化聚丙烯及4〜％水之溶 51 201141883 液，同時SAP粒子在空氣中流體化。隨後在對流烘箱中在 185°C下加熱經塗佈材料55分鐘。冷卻產物且篩分移除大於 850 μηι及小於150 μηι之粒子。 實施例17 將100 g自實施例12獲得之產物與〇 5%之sipernat® 22s均勻摻合’隨後使用細霧化喷霧器均勻喷塗含有1 wt% 碳酸伸乙酯' 200 ppm順丁烯二酸化聚丙烯、〇 25。/。磷酸鋁 及4 wt。/。水之溶液，同時δΑΡ粒子在空氣中流體化。隨後 在對流烘箱中在1 8 5 °C下加熱經塗佈材料5 5分鐘。冷卻產 物且篩分移除大於85 0 μιη及小於丨5 〇 μηι之粒子。 實施例18 使用細霧化喷霧器以含有〇 2 wt%聚乙烯胺（Lupamin® 9025 )、0.1% PEG-8000及3 wt%水之溶液塗佈1〇〇 g自實施 例17獲得之產物，同時sap粒子在空氣令流體化。在室溫 下使經塗佈材料靜置隔夜且篩分移除大於85〇 μηι及小於 150 μηι之粒子。 實施例19 使用細霧化喷霧器以含有1 wt%碳酸伸乙酯、1%硫酸 銘、200 ppm順丁烯二酸化聚丙烯及4 wt%水之溶液塗佈1〇〇 g自實施例12獲得之產物，同時SAP粒子在空氣中流體化。 隨後在對流烘箱中在1 851下加熱經塗佈材料55分鐘。冷 卻產物且篩分移除大於850 μιη及小於150 μιη之粒子。 表4概述表面交聯及表面處理樣品之結果。如吾人自 表4可見，樣品實施例μ至19之CRC(rt，0.5 h)、CRC(rt,5 52 201141883 h)、CRC(bt，0.5 h)及CRC(bt，5 h)在室溫下或體溫下均隨時 間而增加。此外’ CRC隨測試溫度增加而增加。此外’ CRC 在體溫下比在室溫下增加快。 比較而言，僅包含習知内部交聯劑之樣品比較實施例8 展示隨時間推移或在不同溫度下CRC基本上不變。 表4 實施例 CRC(rt,0.5 h) CRC(rt,5 h) CRC(bt,0.5 h) CRC(bt，5 h) AULC0.9 psi) GBP 比較實施例8 35.5 36.9 36.5 35.9 12.9 23 實施例14 29.0 34.3 33.5 41.2 17.3 54 實施例15 27.9 34.5 33 41.9 15.8 49 實施例16 26.8 30.5 30.5 34.9 19.2 90 實施例17 26.3 30.2 29.9 34.8 18.9 100 實施例18 25.6 29.7 29.2 34.1 18.4 118 實施例19 27.1 31.2 31.2 36.5 19.9 69 表5展示比較實施例7-8及實施例1-19之CRCI、CRCIR 及渦旋時間值。 表5 實施例 CRCI(rt) Cg/g) CRCI(bt) (g/g) CRCIR(rt) (g/g/h) CRCIR(bt) (g/g/h) ( 比較實施例7 0.9 -0.3 0.20 -0.16 比較實施例8 1.4 0.4 0.31 -0.13 實施例1 14.2 51.2 3.15 8.70 實施例2 7.4 17.2 1.65 2.56 實施例3 7.3 17.8 1.62 2.53 實施例4 6.6 20.3 1.47 3.27 實施例5 8.3 23.0 1.84 3.49 實施例6 9.7 11.9 2.16 0.66 實施例7 5.6 9.8 1.25 1.06 實施例8 7.6 18.3 1.68 2.61 實施例9 5.3 12.9 1.17 2.14

53 201141883 實施例 CRCI(rt) 7.5 實施例10 實施ϋ 渦旋時間 (秒） 112 6.8 14.9 1.51 2.24 2.67 實施例12^ 實施ϋ 7.0 17.0 1.56 91

CRCI(bt) (g/g) 15.2 CRCIR(rt) (g/g/h) 1.66 CRCIR(bt) (g/g/h) 1.99 一 士表5中所示’實施例1至19之CRCIR(rt)及CRCIR(bt) 门於0.4 g/g/h，同時比較實施例7及8之增速低於0.4 g/g/h。如表 ς 士 “ , 中所不，本發明之微粒超吸收性聚合物組成 物具有之渦旋時間可與習知SAP組成物相當。 實施例2 〇 .為進步說明本發明之容量增加SAP組成物具有改良 的吸收、保冑及分佈液體於吸收性物巾之能力，製備含 =本^月之各量增加SAp組成物的實驗室尿布核心，並與 a有S知SAP之實驗室尿布核心比較。詳言之，製備以下 尿布核心： 核。A - 60重量％習知SAp (如比較實施例8申），及 40重量％絨毛紙漿 核。B - 60重量°/〇容量增加SAp (如實施例14中），及 40重量％絨毛紙漿 μ使用；^準空氣成形（airf()rming)手抄紙（―㈣…） 设備製備手抄紙（實驗室尿布核心）。所得手抄紙複合物具 54 201141883 有25.4 cm寬乘43 2 cm長之尺寸。 用以下程序製造手抄紙。將一片成形組織置於成形設 備之底部。隨後’將超吸收性聚合物組成物及絨毛各等分 成近似相等之多份（亦即6份絨毛及5份微粒材料將各 絨毛份及微粒材料份交替引入成形設備頂部，使壓縮空氣 混合絨毛與微粒材料，同時真空抽吸該材料通過成形腔室 並達至成形組織上。繼續此過程直至最後_份絨毛耗盡， 形成實質上均勻分佈之絨毛及微粒材料。此操作得到吸收 性複合物，其具有500 gsm之基重。在網層形成之後，將另 一層上述成形組織置於所形成之複合物頂部。在測試之前 使用例如CARVER PRESS型號#453 1 (購自在美國Wabash， Indiana有營業處所的Carver公司）來壓縮所得手抄紙複合 物以達成約0.26 g/cc之所要密度。在手抄紙製備及壓緊之 後’將樣品切割成7.6 cmX7.6 cm圈以進行核心測試。 根據美國專利第7,073,373號中所述之流體吸入量評估 測試來測試表6中所用之流體吸入量，且根據美國專利第 7,〇73,373號中所述之液體飽和保留容量測試來測試表6中 所用之核心保留容量’除了將尿布核心在37°C下於測試液 體中浸泡5小時。表6包含測試結果。如美國專利第 7,〇73,373號中闡述的包括圖4及圖5之流體吸入量評估測 試，及包括圖3之液體飽和保留容量測試均以引用的方式 併入本申請案中。 55 201141883 表6 核心 SAP 所得量 (g) 第一流體 吸入時間 (秒） 第二流體 吸入時間 (秒） 第三流體 吸入時間 (秒） 第四流體 吸入時間 (秒） 核心保留容量 (g^g) 核心A 比較實施例8 16.0 20.8 12.3 24.2 44.1 23.8 核心B 實施例14 16.0 19.3 9.8 17.2 32.4 25.6 表6中所呈現之數據表明本發明之尿布核心展示流體 吸入時間改良且核心保留容量增加。此等改良性質之實際 結果為核心具有在喷湧狀況下防止洩漏並維持乾燥的改良 之能力。 儘管闡述本發明之廣泛範疇之數值範圍及參數為近似 值，但在特定實施例中闡述之數值儘可能精確報導。除了 在，作實施例中，或另有指示時，用於本說明書及申請專 利純圍中表示成份之量之所有數字、&應條件等等均可理 解為在所有情況下可由術語「約（abQut)」㈣1而，任 二值句固有地含有在其各別測試量測法中所出現之標 差必然造成的某些誤差。 ' 【圖式簡單說明】 圖1為展示吸收容量隨時間增加之曲線圖； 圖2含有本發明之微粒SAP預產物之CRC 時間的曲線； 相對於膨脹 圖3含有本發明之微粒SAp組成 時間的曲線丨 相對於膨脹 圖4含有先前技術之微粒SAP組成物之c 脹時間的曲線； ^ 4 LRC相對於膨 56 201141883 圖5為用於自由膨脹凝膠床渗透率測試 設横的 側視圖； 圖6為圖5中所示之自由膨脹凝勝床渗透率測試設備 中所用之圓筒/杯總成的橫截面側視圖； 圖7為圖5中所示之自由膨脹凝膠床滲透率測試設備 中所用之柱塞的俯視圖；且 圖8為用於負載下吸收率測試之測試設備的側視圖。 【主要元件符號說明】 400 : AUL 總成 41〇:超吸收性聚合物組成物粒子 412 :圓筒 414 ·鋼絲布 416 :活塞 418 :標準3 17 g砝碼 420 :塑膠托盤 422 :鹽水 424 :玻璃料 426 :濾紙 5〇〇 ·進行凝膠床滲透率測試之設備 528 :測試設備總成 530 :樣品容器 534 :圓筒 534a :區域 536 :柱塞 57 201141883

538 :軸 540 : Ο形環 544 ：孔 548 :環狀砝碼 548a :貫孔 5 5 0 :柱塞端頭 554 ：孔 560 ： -?L 5 62 :車由子L 564 : 100目不鏽鋼布篩 566 : 400目不鏽鋼布篩 568 :凝膠粒子樣品 600 ··堰 601 :獨立收集裝置 602 :天平 603 :燒杯 604 :計量泉 58

Claims (1)

1. 201141883 七、申請專利範圍： 1.一種微粒超吸收性聚合物，其包含選自烯系不飽和羧 酸、稀系不飽和羧酸酐、其鹽或衍生物的聚合單體，及包 含共價交聯劑的内部交聯劑組成物，其中該微粒超吸收性 聚合物如本文所述在離心保留容量增加測試中具有2 g/g或 2 g/g以上的離心保留容量增加。 2_如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合物，其中 邊内部交聯劑組成物包含矽烷化合物，該矽烷化合物包含 至少一個碳碳雙鍵及至少一個Si-Ο鍵。 3. 如申凊專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合物，其中 。亥内。卩父如劑組成物包含石夕烧化合物，該石夕烧化合物包含 直接連接至矽原子之至少一個乙烯基或至少一個丙烯基， 及至少一個Si-〇鍵。 (Rltf+0〜R2) 4. 如申凊專利範圍第2項之微粒超吸收性聚合物，其中 該矽烷化合物係選自以下之一

   2-m (Π);或

   59 (III) 201141883 Ri表示C2-C3烯基， R2表示 H、CVCU烷基、C2-C5烯基、C6-C8 芳基、C2-C5 羰基， R3表示Η、CVC4烷基、c6-c8芳基， R4及R5獨立地表示η、（：丨-(：4烷基、C6-C8芳基， m表示1至2之整數， η表示2至3之整數， 1表示0至1之整數， m + η + 1 = 4， x表示大於1之整數，且 y表示0或大於〇之整數。 5. 如申請專利範圍第4項之微粒超吸收性聚合物，其中 該矽烷化合物係選自乙烯基三異丙烯氧基矽烷、乙烯基三 乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽 烷、二乙氧基曱基乙烯基矽烷及包含至少兩個乙烯基之聚 矽氧烷。 6. 如申請專利範圍第4項之微粒超吸收性聚合物，其進 一步包含第二内部交聯劑β 7 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合物，其具 有2 g/g至約50 g/g之離心保留容量增加。 8·如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合物，其中 該聚合單體具有至少5〇 m〇l%之中和度。 9.如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合物，其如 本文所述在該離心保留容量增速測試中具有約〇 4 g/g/hr至 201141883 約1 0 g/g/hr之離心保留容量增速。 10·如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合物，其 具有在體溫下量測之離心保留容量（CRC(bt))及在室溫下 量測之離心保留容量（CRC(rt))，其中CRC(bt)與CRC(rt) 具有相同測試時間且CRC(bt)比CRC(rt)高約2 g/g至約20 g/g。 11 · 一種超吸收性聚合物，其包含選自烯系不飽和羧 酸、烯系不飽和羧酸酐、其鹽或衍生物的單體，及包含矽 烧化合物的内部交聯劑組成物，該矽烷化合物包含直接連 接至石夕原子之至少一個乙烯基或丙烯基，及至少一個Si_〇 12 ·如申請專利範圍第11項之超吸收性聚合物，其中該 石夕院化合物係選自以下之一 (巧叶。一R2)n

   (II);或 (III) 其中 Rl表示c2-c3烯基， R2表示 H、Cl-C4烷基、C2-C5烯基、c6-c8 芳基、c2-c5 201141883 羰基， R3表示H、c丨-C4烷基、c6-C8芳基， R4及R5獨立地表示Η、Cl-C4烷基' c6-C8芳基， m表示1至2之整數， η表示2至3之整數， 1表示0至1之整數， m + η + 1 = 4， x表示大於1之整數，且 y表示0或大於〇之整數。 13.如申睛專利範圍第11項之超吸收性聚合物，其如本 文所述在凝膠床滲透率測試中具有約l〇xi〇_s cm2至約 300xl0_8 cm2之凝膠床滲透率。 I4·如申睛專利範圍第11項之超吸收性聚合物，其如本 文所述在負載（〇·9 Psi )下吸收率測試中具有約12 g/g至約 30 g/g的約0.9 psi負載下吸收率（AUL(〇 9 psi))。 15.種包含超吸收性聚合物的微粒超吸收性聚合物組 成物，該超吸收性聚合物包含： a )至少一種基於該超吸收性聚合物之單體，其選自烯 系不飽和羧酸、烯系不飽和羧酸酐、其鹽或衍生物；及 b )以a )之该單體計約〇 · 〇 〇 1重量％至約5重量％的第 -及第二内部交聯組成物中該第一内部交聯組成物包 含矽烷化合物，該矽烷化合物包含至少一個直接連接至矽 原子之乙烯基或丙烯基及至少一個Si-ο鍵 c)成鹽陽離子，#中該超吸收性聚合物具有大於約抓 62 201141883 之中和度； 其中成分a )、b)及c )經聚合成交聯水凝膠’其隨後 經製備成超吸收性聚合物粒子；且該超吸收性聚合物組成 物進一步包含表面交聯劑，其中該超吸收性聚合物如本文 所述在離心保留容量增加測試中具有2 g/g至約5 0 g/g的離 心保留容量增加。 16.如申請專利範圍第15項之微粒超吸收性聚合物組 成物’其中該石夕烧化合物係選自以下之一 (Rltr|~^0—R2)n

   其中 Ri表示c2-c3稀基， 尺2表示Η、Ci-C4燒基、c2-c5稀基、c6-c8芳基、C2-C 戴基， R3表示Η、C「C4烷基、c6_c8芳基， 尺4及R5獨立地表示Η、CVC4烷基、c6-c8芳基， m表示1至2之整數， η表示2至3之整數， 63 201141883 1表示0至1之整數， m + η + 1 = 4， x表示大於1之整數，且 y表示0或大於0之整數。 1 7‘一種製造微粒超吸收性聚合物的方法，其包含以下 步驟： a)藉由以下製程製備超吸收性聚合物：使至少一種基 於該超吸收性聚合物的選自烯系不飽和羧酸、烯系不飽和 羧酸酐、其鹽或衍生物之單體與約〇 〇〇1重量％至約5重量 %之包含石夕烧化合物的内部.交聯組成物聚合，該石夕烧化合物 包含至少-個直接連接㈣原子之乙縣或㈣基及至少 一個S i - 〇鍵； b )將a )之該等組份聚合成水凝膠； 〇自該超吸收性聚合物製備微粒超吸收性聚合物； d)用包括基於該超吸收性聚合物組成物之表面交聯劑 :表面添加劑處理該等超吸收性聚合物粒子，纟中該超吸 性聚合物如本文所述在離心'保留容量增加測試中具有2 g g至約50 g/g的離心保留容量增加。 '如申請專利範圍第3〇項之方法，其中該内部交聯組 (R:说二ΐ2)化合物係選自以下之- 11)1 Π (Ο； 64 201141883

   Ri表示C2-C3烯基， R2 表示 甘 ^ 幾基 1 ^從基、C2-C5烯基、C6-C8芳基、c. 匸6-匚8芳基， c 1 - C 4烧基、C (5 - C 8芳基 R3表示H、Cl_c4烷基 R4及R5獨立地表示H m表示1至2之整數， η表示2至3之整數， 1表示0至1之整數， m + η + 1 = 4， χ表示大於1之整數，且 y表示0或大於0之整數。 19 · 一種吸收性物品，其包含：（a)液體可滲透之頂層 (b)液體不可滲透之背層；（c)位於（a)與（b)之間4 核心，該核心包含約10重量％至100重量％之微粒超吸中 性聚合物及0重量％至約90重量％之親水性纖維材料；（d 視情況存在的直接位於該核心（c )上及下之組織層；及（e 視情況存在的位於⑺& 之間之採，其中該微啦 65 201141883 超吸收性聚合物包含 酸酐、苴瞄+、， 碑系不飽和羧酸、烯系不飽和羧 ”现或付生物之單體 其中該超吸收性聚合物如本共價型内部交聯劑組成物， 本文所述在離心保留容量增加測 §式中具有2 g/g友2 w S δ 4 Z g/g以上的離心保留容量增加。 2 0.如申凊專利机圍第19項之吸收性物品，其中該微粒 超吸收性聚合物如本文所述在離心保留容量增加測試中具 有約2 g/g至約50 g/g以上的離心保留容量增加。 八、圖式： (如次頁） 66