TWI355262B - Superabsorbent polymer having increased rate of wa - Google Patents

Description

1355262 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於超吸收性聚合物，其吸收水、含水的液體及血 液，其中本發明的超吸收性聚合物具有改良的性質，尤其是較 ]·夫的及收日守間，同時維持可接受的流體滯留性和負载下的吸收 性。本發明亦關於這些超吸收性聚合物的製備方法及它們在衛 生物品和工業領域的用途。 【先則技術】 超吸收指-種水可潤漲的、水不溶性有機或無機材料， 能在一含0·9重量％氣化鈉在水中的水溶液中，吸收其至少約10 倍重量的且最高達約30倍重量。超吸收性聚合物為一種經交聯 中和的聚合物’其能吸收大量的含水液體和體液如尿或血液， 而潤脹及形成水凝膠，且將它們㈣在某—壓力下。 β目:市场上可取得的超吸收性聚合物係經交聯的聚丙稀酸 或疋，1乂¥的;^粉·丙;^酸接枝聚合物，其中部分㈣基係被氣 ，化納冷液或氫氧化鉀溶液中和。由於這些特性的結果，這些 來合物主要係用於併人衛生物品如嬰兒尿布、失禁產品及衛生 毛巾中。 〇為了適合、舒服及美學之緣故及從環境觀點看，使衛生物 品更少及更薄係為愈來愈增加的趨勢。此係可藉由減少這些物 =的高體積絨毛纖維的含量而達成。為了在衛生物品中確保恒 2總滯留容量，於這些衛生物品使用更多的超吸收性聚合物 3里此、,·。果為超吸收性聚合物必定增加吸收速率的特性，同 時保持其它特性如在負载下足夠的吸收及滯留容量。 1355262 在未來的尿布結構中，預期在吸收層中將會有較少的纖維 材料，或是可能完全沒有，以幫助液體的輸送及維持開放的流 體可滲透之結構。這些未來的尿布結構之超吸收性聚合物^ 須在潤脹態時具有充分高的穩定性，通常稱為凝膠強度， 俾潤脹的凝膠具有足量的毛細管空間，經由其可輸送液 體。此外，該尿布中的超吸收性聚合物亦必須具有較高的 吸收’則吏可獲得的毛細f空間達到最大程度及補償典型 地快速吸收用纖維之減少。 因此，本發明一目的係提供一種吸收用聚合物組成物，其 表現增進的水吸收速率以及維持優良的特性…目的為维持: 負載下的吸收性和液體滯留性，即使當以吸收劑結構為基準= 加超吸收性聚合物的重量百分率時。此可藉由增加聚合物心 孔結構而增加料錢聚合物的吸㈣率來達成。 【發明内容】 經包囊的發泡 +贫明係針對一種超吸收性聚合物 劑且具有40秒或更少的渦旋時間。 9” S’對一種超吸收性聚合物，包括3)從約55至約 •9重^的含可聚合性不飽和酸基之單體；b)從約_ 和〇度重㈣中峨具有㈣2q莫耳“ 又 ^㈣5至約5，G重量％的—經包囊的發泡劑。 括以下步驟本I:係，針:一種製備超吸收性聚合物的方法，包 溶解於水溶液中以二丙广酸单體及域其之鋼鹽和交聯劑 劑加到單體溶液中^* ^ ^ ; W將足量的—經包囊的發跑 中以瑪聚合時形成一種微孔膨脹水凝膠；及 ^ ’ 久 c) 1355262 錯由在添加該經包囊的發泡劑的緊鄰之前或緊鄰之後或同時’ 將有效里的至少—種自由基引發劑加到單體溶液中以引發自由 基♦合反應及在從約0〇c至約13〇〇c的溫度範圍中聚合。 【實施方式】 一種適當的超吸收性聚合物可選自於天然、生物可降解的、 成及、工改夤的天然聚合物和材料。本文中與超吸收性聚合物 有關而使用的術語「經交聯的」係意指任何能有效賦予正常為 ^溶性的材料成為實質上水不溶的但可潤脹的方式。該交聯: =思例如可為包括物理纏結、結晶_、共價鍵、離子錯合及聯 :二見水聯結如氫鍵結、疏水聯結如凡得瓦力。超吸收性聚合 物包括内部交聯及表面交聯。 〜八體&冑6月人已發現藉由添加一種經包囊的發泡劑以獲 付一種具有增進的水吸收速率之超吸收性聚合物。 本：明一具體態樣係針對一種親水超吸收劑，其包括勾從 至約99.9重量%的含可聚合不飽和酸基之單體⑽約 ==的中和度；及〇從約〇.〇5至約5.〇重量％的一經包囊的 可二：的;Γ性聚合物係由約55至約99.9重一 單體的初始聚合反應而獲得。適合的單體 。括那些含有羧基者，如 2-甲美邱夂Τ基丙烯酸或2-丙烯醯胺基_ f基丙㈣’或較佳為這些單體的混合 重量°/。，且較佳至少的& θ 杈住马至夕力50 和到至少約2 ⑽的酸基係 莫耳/°的程度，較佳25莫耳％至8()莫耳％，其 1355262 為Μ鹽形式存在的酸基。較佳為在内部交聯劑的存在下藉由丙 婦酸或曱基丙缔酸的聚合反應來獲得聚合物，其之竣基係被中 和到50-80-莫耳％的程度。 可用於製備依本發明的超吸收性聚合物之其它單體係為從 〇至約4G重量％的可與a)共聚合之乙烯性不飽和單體，如丙稀 醯胺、甲基丙缔醯胺、丙稀酸經乙酿、（甲基）丙婦酸二甲基胺 基貌雖、乙氧基化（甲基）丙稀酸酿、二甲基胺基丙基丙埽酿胺 或丙烯醯胺基一丙基三甲基銨氯化物。若含超過重量％的這 =單體則可成損害超吸收性聚合物的潤脹性。 "" 内部父聯劑可具有至少二個乙烯性不飽和雙鍵或一個乙烯 性不飽和雙鍵和-個可與含可聚合不飽和酸基的單體反應之官 能基或是數個可與酸基反應的官能基，其係可用當作内部交聯 成分且在該含可聚合残和酸基的單體之聚合反應期 著。 本發明之超吸收性聚合物中所用的内部交聯劑包括脂族不 飽和醯胺’如亞甲基雙丙烯醯基_或_甲基丙制胺或伸乙基雙 =稀醯胺’及多元醇類或烧氧基化多元醇和乙烤性不飽和酸的 月曰奴-如丁一醇或乙二醇的二（甲基）丙烯酸醋或三（甲基）丙烯 ㈣’聚乙二醇或三經甲基丙烧’三經曱基丙院（其較佳為被氧 烷基化，較佳為被約i至約3〇莫耳的氧化稀所乙氧基化)的二 和三丙烯酸酯，甘油和異戊四醇的丙烯酸酯和曱基丙烯酸醋， 及較佳為被約1至約3G莫耳的環氧乙坑所氧乙基化的甘油和異 戊四醇’以及稀丙基化合物，如（曱基）丙烯酸稀丙醋、烧氧基 烯酸烯㈣（較佳為與1至3〇莫耳的環氧乙烧反岸 1355262 者）、氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、 聚烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙伸乙 二胺、二醇、多元醇、羥基烯丙基或丙烯酸酯化合物，及磷酸 或膦酸的烯丙酯，以及其它可交聯的單體，如不飽和醯胺如甲 基丙烯醯胺或丙烯醯胺的N_羥甲基化合物，及由其所衍生 的醚類。離子交聯劑，如多價金屬鹽，亦可用於本發明中。亦 可採用所提及的交聯劑之混合物。以含可聚合不飽和酸基的單 體之總量為基準，内部交聯劑的含量係從約〇〇丨至約5重量％， 且較佳為從約0· 1至約；3.0重查％。 經包囊的發泡劑可含有任何含碳酸根或碳酸氫根的鹽或混 合鹽、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸鎂、或碳酸鎂作丫办⑽㈨、 碳酸妈、碳酸鎖、此等的碳酸氫鹽和水合物、偶氮化合物或其 它陽離子’以及天然產生的碳酸鹽，如白雲石，或其混合物。 發泡劑可含有多價陽離子如Mg、Ca、Zn㈣碳酸鹽。雖然可 使用某些多價過渡金屬陽離子，但是它們的某些，如三價鐵陽 離子，可能造成色随可能經歷氧化還原反應或在水中水 衡。此可能導致最後聚合物產品的品質控制之困難。而且，直 它多價陽離子’如Ni、Ba、Cd、He ，#尤-Γ杜< δ 係不可接艾，因為潛在 的毒性或皮膚敏感效應。較佳的發泡劑係、一叫，其亦 所代表。另— 3 : 式 較佳的發泡劑么 (NH4)2C〇3。發泡劑MgC〇3及⑽4)2C〇3亦可用在混合物中。’， 當分散於-依本發明加熱或聚合的單體溶液中， 的膠囊化係提供氣體如二氧化碳之可栌 人/劑 了控制式的延遲釋放。 化的方法包括用樹脂（較佳為稀釋在溶劑溶液中者）塗覆特4 ，及的 發泡劑。所利用的溶劑可為有機或無機溶劑，如水，視所施予 的塗層之特性而定。箆-泠思 ^ 疋弟一塗層，通常稱為密封塗層，可施用於 經包囊的發泡劑。 ^發明之超吸收性聚合物中，用於將發泡劑包囊的樹脂 L (但不限於）天然及合成㈣、料烴（例如聚乙稀及聚丙 稀）、稀煙共聚物（例如乙稀和醋酸乙基乙_旨的《物）、以 :烯經、苯乙稀系化合物及經聚合的齒二稀(例如氣丁二烤橡 勝、乙稀-丙婦共聚物'聚氯乙稀、聚乙稀醇、聚醋酸乙稀g旨、 t丙稀酸衍生物、聚碳㈣、聚Ha甲基苯乙稀及聚笨乙 烯^殿粉' 明膠及纖維素，較佳的樹崎料包括多元酵如聚乙 —醇。 將〇和約95重量％的適#溶劑加到樹脂以形成—種溶液， 及將其塗覆在發泡劑上。樹脂溶液塗覆在發泡劑上的量，係為 膠囊化之化合物的約1()%和約8〇重量％，較佳為勝囊化之化合 物的約30至約7〇重量％，且可以應用技藝中常用的包囊方法， 包括（但不㈣）拌合及錢。將樹脂包囊之目㈣在於延遲發 _單體溶液中的氣體釋放，直到聚合過程的後階段為止， 以谷許控制及改良水凝膠的微孔結構。 可在室溫’但較佳為在高溫，完成發泡劑被樹脂基材所勝 囊化。較宜地，樹脂基材係為經包囊的化合物之約％至約7〇 重量°/〇。 /交佳為添加約0.05至約10重量％的經包囊的發泡劑(以總 早體溶液重量為基準)在單體溶液中。最佳為添加從〇2重量％ 至約5重量％的經包囊的發泡劑至單體溶液中。、經包囊的發泡 1355262 劑應在聚合反應開始之前、同時或緊鄰之後添加。經包囊的發 泡劑若在水凝膠形成後添加則不—樣有效的，其在勝化的聚合 物之切碎或乾燥後才添加係亦沒有效的。藉由改變包囊用的樹 脂及經包囊的發泡劑之量，發泡劑可配合時機而提供所產生的 水凝膠之最有利的微孔結構。 平常的聚合引發劑，如偶戴或過氧化合物、氧化還原系統 或uv引發劑、敏化劑及/或轄射係可用於引發自由基聚合反廣。 超吸收性聚合物典型地在聚合反應係表面經交聯的。：面 父聯係-種過程，相對於粒子内部的交聯密度’其增加超吸收 性粒子表面附近的聚合物基質之交聯密度。典型上藉由添加表 面交聯劑而將超吸收性聚合物的表面交聯。較佳的表面交聯劑 ，括具有-或多個與聚合物之側鏈基（典型上為酸基）可反應的 s能基之化學品。表面交聯劑的含量 準，係…約5重量%，且較佳約。 添加表面交聯劑後，較宜有一加熱步驟。 依本發明的超吸收性聚合物可以在聚合物表面上包括以混 合物之重量為基準的〇至約5重量％的多價金屬鹽。多價金屬 鹽較佳為水溶性。較佳的金屬陽離子之例子包括 的陽離子。較宜地，金屬陽離子具有至少心'、二 最<土。,價金屬鹽中的較佳陰離子包括齒化物、氣水合物、巧 酸鹽、石肖酸鹽及醋酸鹽’以氯化物、硫酸鹽、氣水合物及醋酸 鹽較佳，以氯水合物及硫酸鹽更佳，且以硫醆鹽最佳 硫酸紹係最佳的多價金屬鹽且係可容易由市場上取 硫酸㈣較佳形式為水合硫料，較料_種水合有/至’Μ 的、▲鋁。可採用多價金屬鹽的混合物。 所周=Γ二或較佳地在溶液中，使_該項技術者 宜的。地混合聚合物和多價金屬鹽。水溶液為較 嶋摻合時，可採用黏結劑，其量為足以 性聚合物之實質均勻的混合物。黏結劑可為水或彿： :〔 15G C的非揮發性有機化合物。黏結劑的例子包括水、 夕兀醇，如聚乙二醇、丙三醇及聚(乙二醇)。 依本發明的超吸收性聚合物亦可包含添加從0至約5重且 面活性劑至聚合物粒子表面。較佳為在表面交聯步驟= *郇之前、期間或緊鄰之後，添加這些。 該界面活性劑的例子包括陰離子、非離子、陽離子及兩性 =面活性劑，如脂肪酸鹽、椰子胺及醯胺和其鹽、烧基硫酸龍 ^烷基苯％酸鹽、二烷基磺酸基-琥珀酸鹽、烷基磷酸鹽、及 聚乳化乙烯烧基硫酸鹽；聚氧化乙雜㈣、聚氧化乙稀燒基 齡趟、聚氧化乙烯脂肪酸g旨、山梨糖醇針脂肪酸醋、聚氧基山 梨糖醇酐脂肪酸醋 '聚氧化乙烯烷基胺、脂肪酸醋、及氧：乙 烯氧化丙烯欣段聚合物；烷基胺鹽、四級銨鹽；及月桂基二曱 基胺氧化物·。然而，未必要將界面活性劑限制於上述者。該界 面活性劑可被單獨或組合地使用。 ^ 超吸收性聚合物亦可包含從〇至約3〇重量％的水溶性聚合 物如。卩分或完全水解的聚醋酸乙稀酯、聚乙烯姐咯啶酮、搬 粉或澱粉衍生物、聚乙二醇或聚丙烯酸，較佳為聚合在一起 (polymerized-in)的形式。這些聚合物的分子量係沒有嚴格限制， 只要它們為水溶性即可。較佳的水溶性聚合物係澱粉及聚乙烯 12 1355262 在依本心月的超吸收性聚 竽大冰w„人仏 也α物中，以成分的總量為基準， 〜X，合性1合物的較佳含 H育 0-30重置％ ’更佳為0-5重量％ 〇 尺冷性4合物較佳為合成聚合 聚合的單體之接枝基礎。 4私，亦可充當所要 ^見需要可採用依本發明的超吸㈣聚合物之其它添加劑， 結物質’如環糊精、沸石、無機或有機鹽及類似材 ^斗，防、.Ό塊添加劑、流動改質劑等等。 依本發明的聚合物較佳係由兩種方法製備的。可以大規模 的工業方式’藉由上述已知的太 的方法，連續地或不連續地製備聚 合物’在開始進行本發明的亨人私> Μ入 赞月的聚合物之聚合的緊鄰之前、同時或 之後，進行經包囊的發泡劑之添加。 依照第-方法’部分經中和的單體，較佳為丙稀酸，係在 水溶液中於交聯劑與視需要的其它成分之存在下，藉由自由某 聚合反應而轉變成凝膝，然後將凝膠粉碎、乾燥磨及㈣ 以得到所欲的粒子大小4溶液聚合反應可為連續地或不連續 地進行。 當聚合反應發生時，由於加熱及/或化學反應後經包囊的發 泡劑之分解’而將氣泡分散遍佈水凝膠中，故產生微孔水凝朦。 核心聚合物的微孔結構可為呈現雲霧狀（證明相小分散的氣 泡）、不透明（通常表示某些較大的氣泡或較高量的二氧化碳）或 /包沫狀。微孔漩膠的體積增加範圍係為單體溶液體積的約【〇 到至少10.0倍，主要取決於膠囊化程度及單體溶液中所含有的 經包囊的發泡劑之濃度。 於一具體實例中，超吸收性聚合物係以分離顆粒的形 13 1355262 式使用。超吸收性聚合物顆粒可以具有任何適當的形狀， 例如螺旋形或半螺旋形、立方形、棍棒狀、多面體的等等。 有大的最大尺寸與最小尺寸比的顆粒形狀，像針狀物、 薄片或纖維亦㈣細考量用於此處。亦可使用超吸收性聚合 物的粒子之團塊。 本發明的超吸收性聚合物之特徵在於其特性。特別地，本 發明的超吸收性聚合物之渦旋時間為約4 〇秒或更少，較佳約3 5 秒或^少。此外，本發明的超吸收性聚合物在〇 9psi(A叫〇 之負荷下的吸收性為約10克/克或更多，較佳約19克/克或更多。 藉：茶袋滯留所測得的超吸收性聚合物之容量係約2〇克,克或 夕在本發明的-具體態樣中，超吸收性聚合物之渦旋為 秒或更少，AUL(0.9㈣為10克/克或更多，且容量為約2〇克/ 克或更多。 雖然舉出超吸收性聚合物的物理形式之例子來使用粒子， 但是本發明不受此形式所限制且可應用其它形式如纖維、泡體、 薄膜、球珠、桿等。 本發明的超吸收性聚合物可用於吸收性物品如尿布及塗層 中。本發明大體上係針對具有增進的液體吸入性能特性之吸收 性結構，且更特別地關於在重複的液體侵入後具有增進的吸入 速率之吸收性結構。例如，可能的用途包括併入—可拋棄式或 其匕用於吸收各種不同液態身體流出物的吸收性物品。該物品 係眾所周知的且可包括（但不限於）婦女護理墊、唇間產品、止 血塞、尿布、失禁物品、運動褲、床墊、吸汗墊、鞋墊、繃帶、 14 1355262 安全帽襯裡、抹布等。作為另一例子，可使用吸收性結構本身， 如薄絹、毛布、餐巾或類似物。 試驗方法 除了另有指明，否則以下所述的所有試驗方法中所用的試 驗流體係0.9重量％氯化納水溶液，如可由Ricca化學公司 (Arlington, Texas)取得者。除非另有指明，否則所用的試驗係在 約70°F及在介於10和60%之間的相對濕度下進行。 渦旋時間 渦旋試驗係測量2克超吸收性材料停止渦旋所需的時間， 該渦旋係由在磁性攪拌板上以每分鐘600轉來攪拌50毫升鹽水 溶液而產生者。停止渦旋所花費的時間係為超吸收性材料的自 由潤脹吸收速率的指標。 設備及材料 l.Schott Duran 100毫升燒杯及50毫升具有刻度的量筒。 2. 可程式的磁性攪拌板，能提供每分鐘600轉（如市場上由 PMC Industries 可取得者，於商品名稱 Dataplate® Model #721 之下）. 3. 沒有環的磁攪拌棒，7.9毫升乘於32毫升，經Teflon®覆 蓋（如市場上由Baxter Diagnostics可取得者，於商品名稱 S/PRIM。嶄新單一包裝圓攪拌棒，具有可移除的樞環）。 4. 馬錶 5. 天平，準確到+/- 0.01克 6. 鹽水溶液，0.87 w/w %血庫鹽水，可由Baxter Diagnostics 取得，（考慮此用途之目的為均等於0.9重量％鹽水。 15 1355262 7 -秤重紙 8.具有標準調節氣氛的房間：溫度=23〇c i〇c。且相對 濕度=50% +/- 2%。 試驗裎庠 1. 量取50毫升+/-〇.〇!毫升鹽水溶液倒入刚毫升燒杯内。 2. 將磁性授掉棒置入燒杯内。 3 ·將磁性攪拌板設定在每分鐘6〇〇轉。 將燒杯置於磁性授拌板的中心上，俾作動磁搜拌棒。渴 旋的底部應靠近攪拌棒的頂部。 •在秤里紙上秤置2克+/_0.01 {所要試驗的超吸收性材 料。註：超吸收性材料係以所接受到的試驗（即，其應進入如本 文中所述者的吸收性複合物内）。不必㈣出特定的粒子，雖辦 已知粒子大小係對此試驗有影響。 、 6·當搜拌鹽水溶㈣，快速地將所要試驗的超吸收性材料 夜内及開始馬錶。所要試驗的超吸收性材料應加到 孤7命(，在渦旋中央與燒杯側邊之間。 7. 當鹽水溶液的表面變平坦時，停止馬錶及記錄時間。 8. 以心所#載的時間係被報告成渦旋時間。 強产Γ ^ 茶袋試驗以測量滯留值。所用的試驗溶液為0.9 °〆 強度的NaCl溶;^。肢n, ㈣質（在約15〇1μΐΏ和約85_ 茶袋在離心機如市\ 2試麟液内歷Μ分鐘。隨後將 3分鐘。在減丰 轉乾燥機中旋轉，於1600啊歷 減去空白值（旋轉後空茶袋的重量），以重量分析法來 16 1355262 測定所吸收的液體量，及換算成丨克試驗物質。茶袋滯留值係 對應於試驗物質每克所吸收的液體的量（克）。 負荷下的吸收度(AUL) 超吸收性材料在負荷下吸收液體能力係如下測定。使用符 合要求的吸收性試驗機（DAT)，其係類似於GATS (重量分析吸 收J·生ό式驗系統）、可得自M/K系統，Danners，Mass.，以及Lichstein 在 INDA Technological Symposium Proceedings，1974 年 3 月第 129-142頁中所述的系統。使用一種多孔板，其具有在2 5公分 直徑範圍内的口，且係被負荷下的吸收度（AUL)裝置所覆蓋。 使用電子天平來測量流體流入超吸收性粒子内白勺力量。為此試 驗’所採用的流體為一種含〇 9重量％氯化鈉而用在室溫（約23。〇 的水溶液。 用於含有超吸收性粒子的特定AUL裝置係包括一夏周，其 由1子(2·54公分）内直徑的熱塑性管性所製成且被稍微車削以 便=保同心。藉由黏合劑將1〇〇網目的不錄鋼線布黏附在量筒 底β或者’可藉由在火焰中加熱不錄鋼線布直到紅熱為止， =後，持，筒在布上直到冷卻為止，以將不鎮鋼線布炫黏在量 同底部。^不成功或其破裂時，可用烙鐵來接觸密封部。必須 小心地維持平坦、光滑的底部，且不扭曲量筒内側。由1亩、 控的固體材_如plexiglas)來製作Μ克活塞，且 =使緊社、配合而不點在量筒中。用該活塞來提供每平方时 束負荷。用結碼鐘來提供更大程度的約束負荷 大的約束負荷係每平方…、每平方心 及母千方化"。因此，使用10。、2。。及317克接碼二 17 =各個約束負何（除了 44克活塞外）。使用重量G湖(+/ 0夠 ,，吸收n粒子於測試AUL。由經過美國標m網目所預 。在師選過且保留在美國標準網目（則副微米）的細粒取出樣 -°粒子當破試驗時，係具有比約5重量％少的水分含量。 ^ : A刀直咎的GF/A玻璃濾紙130置於板上以開始此試 驗。紙的大小係為大於量筒的内直徑且小於量筒的外直徑，以 便確保良好的接觸’同時消除經過DAT開口的蒸發，然後容許 & =免和。在秤1紙上秤量粒子，及將該粒子置於在裝置 底。P處的線布。將裝置搖動以均平線布上的粒子。必須小心確 又有粒子附著在量筒壁。在沒有加壓下，小心放置活塞及視 情況之砝碼於量筒中的粒子後’冑皿I置放置在玻璃濾紙 上。藉由直接用手以線條圖記錄器，或直接送人-種資料截取 或個人電月囟系統内來監視為時間的函數之所吸收的流體量 (克）。 將60分鐘後所吸收的流體量（克）除以樣品的重量（〇16〇 克）’係為每克樣品所吸收的流體克數之AUL值（克/克）。亦可 測里所吸收的流體速率。可作兩個查核以確保瞬間最後讀數的 準確度第，，舌基的上升南度乘以量筒的剖面積應該等於所 吸收的〃IL體之體積。第二，在試驗之前或之後可秤量裝置， 而重3：的差異應該幾乎等於所吸收的流體之重量。對—給定的 樣品最少作三次試驗，及將其平均以當作AUL值。 實施例 藉由以下實施例來更進一步說明本發明，惟該些實施例絕 非構成本發明範圍的限制 18 1355262 發泡劑膠囊化 在室内用經加熱的空氣使碳酸鈉粉末（FMC級50)被流體 化。塗覆用的溶液聚乙二醇係在室内被氣溶膠化，及在氣溶膠 化噴嘴附近與碳酸鈉粒子碰撞。調整流體化用的空氣之溫度， 以移除溶劑及在與粒子碰撞後不久使塗覆材料固化。使膠囊化 固體黏附於粒子表面，為薄膜或塗層的形式。使膠囊化固體黏 附於粒子表面，為薄膜或塗層的形式。維持此程序直到各粒子 被包囊至預定的薄膜厚度。此方法亦稱Wiirster方法。

SAP A 在1加侖的塑膠反應容器内，將834.12克蒸餾水及458.51 克50重量％的氫氧化鈉水溶液混合在一起，及冷卻至25°C。將 196.67克丙烯酸加到混合物，及再度冷卻至25°C。添加額外的 393.33克丙烯酸、1.84克聚乙二醇單烷基醚丙烯酸酯及0_61克 乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯之溶液，將混合物冷卻到 15°C，接著添加21.94克（50%重量/重量）甲氧基聚乙二醇單曱基 丙烯酸酯。將此單體混合物冷卻到約5°C，及用氮氣喷灑，然 後藉由添加130ppm過氧化氫、150ppm偶氮-雙-(2-胖基-丙稀） 二鹽酸鹽、200ppm過硫酸納及48ppm赤藻糖酸鋼，及保持在Tmax 歷20分鐘，以在絕熱條件下聚合。 將所聚合的凝膠切碎及用Hobart 4680商業肉磨機來擠壓， 接著在175°C的Procter & Swartz Model 062強制空氣烘箱中乾 燥，其為在20吋χ40吋的多孔金屬盤中上流10分鐘及下流6 分鐘，以便使成品的水分含罝為約3 - 5 %。乾無後的材料在玻璃 壓碎機中被粗磨，被ΜΡΕ三級輥磨機研磨，及被Minox篩網所 19 1355262 篩選，以去除大於約850μπι且小於150μηι的粒子。在表面交聯 之前測量SΑΡ粒子的渦旋時間（PSXM渦旋）。使用來自Paasche VL空氣刷的細霧化噴霧器，用1%碳酸伸乙酯、4.0%水、4.0% 丙酮的溶液來塗覆400克經過篩選的粉末，同時在高強力混合 機中混合SAP粒子。所有的重量％係以乾燥的SPA粉末為基準。 然後在General Signal/BM OV-510A-3強制空氣烘箱中，於195°C 加熱經塗覆的材料25分鐘。冷卻後，分析所得到的表面經交聯 的SAP A之茶袋滯留容量（TB)、渦旋時間（SX渦旋）及 AUL(0.9psi)。 實施例1至4 使用製造SAP A的方法，具有步驟為在緊鄰添加引發劑之 前，將14.65克經包囊的FMC級50碳酸鈉加到單體溶液，以 製造實施例1-4。 實施例1-4用的經包囊的發泡劑，例如係如下：實施例1 使用FAS C250,為一種2000分子量聚乙二醇的50%活性塗層； 實施例2使用FAS C270，為一種2000分子量聚乙二醇的70% 活性塗層；而實施例3和4使用FAS C850和FAS C870，它們 為各為聚乙二醇8000分子量在單體溶液中的50%和70%活性塗 層。各經包囊的塗層變體可應用於FMC級50碳酸鈉的表面。 在表面交聯（SX)後，分析實施例1-4中所產生的聚合物之 茶袋滯留容量（TB)、渦旋時間及AUL(0.9psi)。 20 1355262 表1 -SAP A及實施例1-4 實施例 經包囊的發泡劑活性塗層％ PSXM 渦旋(秒） SXTB (克/克) SX渦旋 (秒） 0.9psi AUL(克/克） SAP A 無 0 45 30 85 21.0 1 FAS C250 50 26 36.0 31 11.5 2 FAS C270 70 22 34.0 28 20.0 3 FAS C850 50 22 35.0 32 19.0 4 FAS C870 70 22 38.0 31 12.3 實施例5至7 使用與實施例1-4之相同方法，除了將3.48克聚乙二醇單 烯丙基醚丙烯酸酯、0.29克乙氧基化三羥曱基丙烷三丙烯酸酯 及1.45克羥基聚乙氧基烯丙基醚加到單體以外，而製造實施例 5-7。在緊鄰聚合反應之前，將2至4重量％的經包囊的發泡劑 加到單體溶液，其數量係見於表2中。在表面交聯（PSXM渦旋） 之前，測量實施例1-4的渦旋時間。在表面交聯（SX)之後，分 析實施例5-7中所產生的聚合物之茶袋滯留容量（TB)、渦旋時 間及 AUL(0.9psi)。 21 1355262

表2 —實施例5-7 實施例 %C270 PSXM 渦旋(sec) SXTB (克/克） SX渦旋 (秒） 0.9psi AUL (克/克） 5 2.0 24 31.5 31 20.7 6 3.0 15 29.7 20 22.0 7 4.0 16 31.2 21 20.4 SAP B 有5加侖的塑膠反應容器内，將3423.37克蒸餾水及1545.37 克50重量％的氫氧化鈉混合在一起，及冷卻至25°C。將773.33 克丙烯酸加到混合物，及冷卻至25°C。添加額外的1547.67克 丙烯酸、9.28克聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、13.92克三烯丙 基胺之溶液，將混合物冷卻到5°C及用氮氣噴灑，然後藉由添 加130ppm過氧化氫，200ppm偶氮-雙-(2-胖基-丙烯）二鹽酸鹽、 800ppm過硫酸鈉及50ppm赤藻糖酸納，以在絕熱條件下聚合， 再保持在Tmax下歷時20分鐘。 將所聚合的凝膠切碎及用Hobart 4680商業肉磨機來擠壓， 接著在175°C的Procter & Swartz Model 062強制空氣烘箱中乾 燥，其為在20吋x40吋的多孔金屬盤中上流10分鐘及下流6 分鐘，以便使成品的水分含量為約3-5%。乾燥後的材料在玻璃 壓碎機中被粗磨，被MPE三級輥磨機研磨，及被Minox篩網所 篩選，以去除大於約850μΓη且小於150μιη的粒子。在表面交聯 (PSXM渦旋）之前測量SΑΡ粒子的渦旋時間。使用來自Paasche VL空氣刷的細霧化喷霧器，用1%碳酸伸乙酯、4.0%水、4.0% 丙酮的溶液來塗覆400克經過篩選的粉末，同時在高強力混合 機中混合SAP粒子。所有的重量％係以乾燥的SPA粉末為基準。 22 1355262 然後在General Signal/BM OV-510A-3強制空氣烘箱中，於195°C 加熱經塗覆的材料25分鐘。冷卻後，分析所得到的SAP B之 茶袋滯留容量（TB)、渦旋時間（SX渦旋）及AUL(0.9psi)。 實施例8至9 使用相同於SAP B所述的方法，在緊鄰添加聚合反應之引 發劑之前，將表3中所示量的經包囊的FMC級50碳酸鈉加到 單體溶液。在表面交聯（PSXM)之前，測量實施例8 & 9的渦旋 時間。在表面交聯（SX)之後，分析實施例8-9中所產生的聚合 物之茶袋滯留容量（TB)、渦旋時間及AUL(0.9psi)。 表3 — SAB B及實施例8-9 實施例 %C270 PSXM 渦旋(sec) SXTB (克/克） SX渦旋 (秒） 0.9psi AUL (克/克） SAPB 0 52 30 110 21.0 8 4 23 24.5 17.5 22.7 9 5 20 24.1 17.9 22.7 依本發明的方法所述的實施例皆顯示非常良好的總性能， 尤其在實施例中所示的茶袋滯留、渦旋時間及AUL(0.9psi)之關 係方面。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 23

Claims (1)

1355262 十、申請專利範圍： 100年6月14日修正替換頁 !.-種超吸收性聚合物，包括一經樹脂包囊的發泡劑且 具有40秒或更少的渦旋時間。 2.如申請專利範圍第i項之超吸收性聚合物，其中渦旋 時間係3 0秒或更少。 3·如申請專利範圍第1項之超吸收性聚合物，其中經包 囊的發泡劑包含碳酸鹽或其化合物。 4_如申請專利範圍第之超吸收性聚合物其中經包 囊的發泡劑包含聚乙二醇。 5.如申請專利_ i項之超吸收性聚合物，其具有 10克/克或更多的AUL(〇.9psi)。 6·如申請專利項之超吸收性聚合物，其具有 20克/克或更多的茶袋滯留。 7. —種超吸收性聚合物，包括： b))ro 〇:9:9重里的含可聚合性不飽和酸基之單體; 主U Ϊ里/。的内部交聯劑，其 有超過20莫耳％的甲和度；及 丄且成物具 :):0.05至10.0重量％的—經樹脂包囊的發。 8·如申請專利範圍第7項之超吸收性聚合物，勺 囊的發泡劑包含碳酸鹽或其化合物。 '、，·· 〇 9·如申請專利範圍第7項之 囊的發泡劑包含聚乙二醇。 I物，其中經包 !〇.如申請專利範圍第7項之超吸收性聚合物， 4〇秒或更少的渦旋時間。 …、有 24 1355262 100年6月14日修正替換頁 11·如申請專利範圍第7項之超吸收性聚合物，其具有 30秒或更少的渦旋時間。 12·如申請專利範圍第7項之超吸收性聚合物，其具有 20秒或更少的渦旋時間。 13. 如申請專利範圍第7項之超吸收性聚合物，其具.有 在〇.9psi的負荷下10克/克或更多的吸收度。 14. 如申請專利範圍第7項之超吸收性聚合物，其具有 20克/克或.更多的茶袋滯留。 15. 如申請專利範.圍第7項之超吸收性聚合物，其具有 24克/克或更多的茶袋滯留。 16. —種/製備超吸收性聚合物之方法，包括以下步驟： a) 使至少一種丙烯酸單體及/或其之鈉鹽和交聯劑溶解 於水溶液中以形成單體溶液； b) 將足量的一經樹脂包囊的碳酸鹽發泡劑加到單體溶 液中以當聚合成水凝膠時形成一種微孔膨脹之聚合物水凝 膠；及 c) 藉由在添加該經包囊的發泡劑的緊鄰之前或緊鄰之 後或同時，將有效量的至少一種自由基引發劑加到單體溶 液中以引發聚合反應及在0°C至130。〇的溫度範圍中聚 合，以形成一種微孔水凝膠。 17. 如申請專利範圍第16項之方法’其更包括步驟：句 將該微孔水凝膠切碎或研磨成具有粒子直徑大小在〇1毫 歩至5.0毫米範圍内的凝膠片件。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其更包括步驟： 25 ----r «门cn咳儿哲探另 將該凝膠片件在85〇Γ ^ c的溫度範圍内乾燥以形成乾片 件’將該乾片件研磨忐 ^ 〇· 研磨成0.〇5毫米至5.0毫米直徑的大小以 形成一種經改良的乾超吸收性聚合物。 19.如申請專利範圍第16項之方法，其中超吸收性聚合 物具有40秒或更少的渦旋、10克/克或更多的AUL(〇.9psi) 及20克/克或更多的茶袋滯留。 20. -種吸收性物品’包括一種超吸收性聚合物，其包 含-經樹脂包囊的發泡劑且具有35秒或更少的渴旋時間。

21. —種吸收性物品，包括一種超吸收性聚合物，其包 含： a) 從55至99.9重量。/。的含可聚合性不飽和酸基之單體； b) 從0.001至5.0重量％的内部交聯劑，其中組成物具 有超過20莫耳％的中和度；及 c) 從〇.〇5至1〇.〇重量％的一經樹脂包囊的發泡劑。

無 圖式：

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