TWI542599B - A method for producing a water-absorbent resin, a water-absorbent resin, a water-absorbing agent, and an absorbent article - Google Patents

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Tetsuhiro Hinayama
Hiroki YABUGUCHI
Hideki Yokoyama
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Sumitomo Seika Chemicals
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Description

吸水性樹脂的製造方法、吸水性樹脂、吸水劑、吸收性物品
本發明有關一種吸水性樹脂的製造方法、以及吸水性樹脂、使用該吸水性樹脂而成的吸水劑及吸水性物品，該吸水性樹脂構成吸收體，該吸收體適合用於紙尿布、生理用品等衛生材料。
近年來，吸水性樹脂已廣泛使用於生理用品、紙尿布等衛生材料的領域。
作為這樣的吸水性樹脂，丙烯酸的部分中和鹽聚合物的交聯物，具有優異的吸水能力，並且其原料也就是丙烯酸在工業上較易取得，因此品質穩定且能夠廉價地製造，而且具有不易引起腐敗或劣化等各種優點，故被認為是較佳的吸水性樹脂。
在生理用品、紙尿布等衛生材料中，作為吸水性樹脂所期望的特性，可列舉高吸水能力和優異的吸水速度等。然而，例如保水能力與吸水速度是處於相反關係等，因而難以滿足這些特性的均衡。
前述吸水性樹脂的特性適合用於衛生材料，而 作為提升這種特性的技術，已知有例如下述方法：使用特定量的特定高分子保護膠體和界面活性劑，來實行反相懸浮聚合的方法(參照專利文獻1)；以2階段以上的多階段來實行反相懸浮聚合的方法(參照專利文獻2)；在β-1,3-葡聚糖類的共同存在下進行反相懸浮聚合來獲得吸水性樹脂，進一步在所獲得的吸水性樹脂中添加交聯劑，藉此實行交聯反應的方法(參照專利文獻3)；使用特定量的聚合起始劑的過硫酸鹽來實行反相懸浮聚合的方法(參照專利文獻4)；在亞磷酸及/或其鹽的存在下使水溶液進行聚合來獲得吸水性樹脂前驅物，之後將該吸水性樹脂前驅物與表面交聯劑混合並進行加熱的方法(參照專利文獻5)等。
然而，藉由這些方法所獲得的吸水性樹脂，不 一定能滿足前述高吸水能力和優異的吸水速度等性能，而尚有改良的空間。
又，在包含吸水性樹脂之吸收體中，使用被吸 收體的擴散性較低的吸水性樹脂時，在被吸收液的供給位置附近，吸水性樹脂會局部性吸收被吸收液，而膨潤的吸水性樹脂會變緊密，以致引起液體阻塞的情形變多。並且，此時，由於膠體化的吸水性樹脂會進一步阻礙擴散性，因此會有被吸收液的回流量變多的傾向。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平06-345819號公報
專利文獻2：日本特開平03-227301號公報
專利文獻3：日本特開平08-120013號公報
專利文獻4：日本特開平06-287233號公報
專利文獻5：日本特開平09-124710號公報
本發明是有鑑於如前所述的實情而提案的發明，關於衛生材料所使用的吸水性樹脂，其目的在於提供一種吸水性樹脂的製造方法、以及吸水性樹脂、吸水劑、及吸收性物品，該吸水性樹脂具有適度的BET比表面積，且在作為吸收體時能夠使該吸收體的性能提升，該吸水劑包含該吸水性樹脂，而該吸收性物品是使用包含該吸水性樹脂之吸收體而成。
本發明人，為了解決前述問題而深入研究。其結果發現，在烴分散介質中，在偶氮系化合物與過氧化物的存在下，對水溶性乙烯性不飽和單體實行2階段以上的反相懸浮聚合，此時，在特定的範圍內，調整在第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量，來實行聚合，藉此將由所獲得的一次粒子凝集而形成的二次粒子的BET比表面積控制在特定的範圍內，作為其結果，使用該吸水性樹脂而 成的吸收體的性能提升，而使本發明完成。亦即，本發明提供下述技術。
(1)本發明是一種吸水性樹脂的製造方法，其 特徵在於：在烴分散介質中，於至少偶氮系化合物、過氧化物及內部交聯劑的存在下，對水溶性乙烯性不飽和單體實行2階段以上的反相懸浮聚合，此時，相對於在第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體每1莫耳，在0.015~0.150毫莫耳的範圍內，調整在第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量，來實行聚合，藉此來控制由所獲得的一次粒子凝集而形成的二次粒子的BET比表面積。
(2)又，本發明是如前述(1)的發明中的吸水 性樹脂的製造方法，其中，前述內部交聯劑，在第2階段以後的聚合時，相對於前述水溶性乙烯性不飽和單體計每1莫耳的使用量(莫耳)，是在前述第1階段聚合時所採用的內部交聯劑的使用量的90%以下，該第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量，是相對於在第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體每1莫耳的使用量(莫耳)。
(3)又，本發明是如前述(1)或(2)的發明中的 吸水性樹脂的製造方法，其中，將由一次粒子凝集而形成的二次粒子的BET比表面積控制成小於0.03m2/g，該BET比表面積是分級在300~400μm並加以測定而得。
(4)本發明是一種吸水性樹脂，其是藉由在內 部交聯劑的存在下使水溶性乙烯性不飽和單體進行聚合來獲得，其中，該吸水性樹脂的特徵在於：該吸水性樹脂 的生理食鹽水吸水速度是40~80秒，150~850μm的粒子佔該吸水性樹脂整體的質量比例是85質量%以上，且300~400μm的粒子的質量比例是20質量%以上，並且，分級在300~400μm並加以測定而得的BET比表面積小於0.03m2/g。
(5)又，本發明是如前述(4)的發明中的吸水 性樹脂，其中，該吸水性樹脂的中位粒徑是200~600μm。
(6)本發明是一種吸水劑，其是在如前述(4) 或(5)所述之吸水性樹脂中摻合無機微粉末而成。
(7)本發明是一種吸收性物品，其是使用吸收 體而成，該吸收體包含如前述(4)或(5)所述之吸水性樹脂。
(8)本發明是一種吸收性物品，其是使用吸收體而成，該吸收體包含如前述(6)所述之吸水劑。
根據本發明的吸水性樹脂的製造方法，能夠獲得一種吸水性樹脂，其具有適度範圍的BET比表面積。
又，本發明的吸水性樹脂是一種吸水性樹脂，該吸水性樹脂不使其粒子的粒徑變大，吸水速度在適度範圍內，並且具有適度範圍的BET比表面積，該吸水速度是對應於吸收體中的被吸收液的擴散性和回流性的要因之一。
X‧‧‧測定裝置
1‧‧‧滴定管部
2‧‧‧導管
3‧‧‧測定台
4‧‧‧測定部
5‧‧‧吸水性樹脂
10‧‧‧滴定管
11‧‧‧空氣導入管
12、13‧‧‧活栓
14‧‧‧橡膠栓
40‧‧‧圓筒
41‧‧‧耐綸網
42‧‧‧重物
第1圖是表示用來測定吸水性樹脂在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力之裝置的構成的概略構成圖。
以下，詳細地說明本發明。
《1.吸水性樹脂的製造方法》 說明本發明的吸水性樹脂的製造方法
本發明的吸水性樹脂的製造方法是一種吸水性樹脂的製造方法，其在烴分散介質中使水溶性乙烯性不飽和單體進行反相懸浮聚合，來製造吸水性樹脂，該製造方法具有下述步驟：在內部交聯劑的存在下，且在偶氮系化合物與過氧化物的存在下實行反相懸浮聚合。以下，更詳細地說明。
<聚合步驟> [水溶性乙烯性不飽和單體]
作為水溶性乙烯性不飽和單體，可列舉例如：(甲基)丙烯酸(在本說明書中，「丙烯」及「甲基丙烯」合起來標示為「(甲基)丙烯」。以下相同。)及其鹽；2-(甲基)丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸及其鹽；(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯等非離子性單體；(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基乙 酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基丙酯、二乙基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺等含胺基不飽和單體及其4級化物等。這些水溶性乙烯性不飽和單體中，從工業上容易取得的觀點而言，較佳是(甲基)丙烯酸或其鹽、(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺，更佳是(甲基)丙烯酸及其鹽。 再者，這些水溶性乙烯性不飽和單體可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
其中，丙烯酸及其鹽作為吸水性樹脂的原材料 而已被廣泛使用，有時亦會使前述的其他水溶性乙烯性不飽和單體與這些丙烯酸的部分中和鹽進行共聚合來使用。此時，丙烯酸的部分中和鹽較佳是：作為主要的水溶性乙烯性不飽和單體，相對於全部水溶性乙烯性不飽和單體，使用70~100莫耳%。
水溶性乙烯性不飽和單體較佳是：以水溶液的 狀態分散於烴分散介質中，來提供用於反相懸浮聚合。水溶性乙烯性不飽和單體，藉由作成水溶液，能夠使在烴分散介質中的分散效率上升。作為該水溶液中的水溶性乙烯性不飽和單體的濃度，較佳是在20質量%~飽和濃度以下的範圍內。又，如後所述，在偶氮系化合物的存在下聚合會有聚合速率變快的傾向，因此，從避免過度蓄熱並且容易獲得本發明的吸水性樹脂的性能的觀點而言，作為單體的濃度，更佳是55質量%以下，進一步較佳是50質量%以下，進一步更佳是45質量%以下。另一方面，欲保持生產性在良好的水準，作為水溶性乙烯性不飽和單體的濃 度，更佳是25質量%以上，進一步較佳是28質量%以上，進一步更佳是30質量%以上。
水溶性乙烯性不飽和單體是像(甲基)丙烯 酸、2-(甲基)丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸等這樣具有酸基時，可視需要而使用預先藉由鹼性中和劑來中和該酸基而成的水溶性乙烯性不飽和單體。作為這樣的鹼性中和劑，可列舉：氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀等鹼金屬鹽；氨等。又，這些鹼性中和劑，可使其成水溶液狀態來使用，以使中和操作簡便。再者，前述鹼性中和劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
作為藉由鹼性中和劑所實行的水溶性乙烯性 不飽和單體的中和度，設為相對於水溶性乙烯性不飽和單體所具有的所有酸基之中和度，較佳是10~100莫耳%，更佳是30~90莫耳%，進一步較佳是40~85莫耳%，進一步更佳是50~85莫耳%。
[烴分散介質]
作為烴分散介質，可列舉例如：正己烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、3-乙基戊烷、正辛烷等碳數6~8的脂肪族烴；環己烷、甲基環己烷、環戊烷、甲基環戊烷、反-1,2-二甲基環戊烷、順-1,3-二甲基環戊烷、反-1,3-二甲基環戊烷等脂環族烴；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴等。這些烴分散介質中，尤其，從工業上容易取得，而品質穩定並且廉價的觀點而言，可適當使用正己烷、正庚烷、環己烷。這些烴分散介質可單 獨使用，亦可將2種以上組合使用。再者，作為烴分散介質的混合物的例子，使用Exxsol Heptane(艾克森美孚公司製造：含有75~85質量%的庚烷及其異構物的烴)等市售品亦能夠獲得適當的結果。
作為烴分散介質的使用量，從均勻地分散水溶 性乙烯性不飽和單體而使聚合溫度的控制較容易的觀點而言，相對於第1階段的水溶性乙烯性不飽和單體100質量份，較佳是100~1500質量份，更佳是200~1400質量份。再者，將於後敘述，反相懸浮聚合是以2階段以上的多階段來實行，而前述第1階段聚合是意指多階段聚合中的第1階段聚合反應(以下亦同)。
[分散穩定劑] (界面活性劑)
在反相懸浮聚合中，為了使水溶性乙烯性不飽和單體在烴分散介質中的分散穩定性提升，亦可使用分散穩定劑。作為該分散穩定劑，可使用界面活性劑。
作為界面活性劑，可使用例如：蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、去水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯去水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硬化蓖麻油、烷基烯丙基甲醛縮合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、聚氧乙烯聚氧丙基烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、烷基糖苷(alkylglycoside)、N-烷基葡萄糖醯胺、 聚氧乙烯脂肪醯胺、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醚的磷酸酯、聚氧乙烯烷基烯丙基醚的磷酸酯等。這些界面活性劑中，尤其，從單體的分散穩定性方面而言，較佳是使用去水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯。這些界面活性劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
作為界面活性劑的使用量，相對於第1階段的 水溶性乙烯性不飽和單體100質量份，較佳是0.1~30質量份，更佳是0.3~20質量份。
(高分子系分散劑)
又，作為反相懸浮聚合所使用的分散穩定劑，可將高分子系分散劑與前述界面活性劑一起合併使用。
作為高分子系分散劑，可列舉例如：馬來酸酐 改質聚乙烯、馬來酸酐改質聚丙烯、馬來酸酐改質乙烯/丙烯共聚物、馬來酸酐改質EPDM(乙烯/丙烯/二烯三元聚合物)、馬來酸酐改質聚丁二烯、馬來酸酐/乙烯共聚物、馬來酸酐/丙烯共聚物、馬來酸酐/乙烯/丙烯共聚物、馬來酸酐/丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙基纖維素、乙基羥基乙基纖維素等。這些高分子系分散劑中，尤其，從單體的分散穩定性方面而言，較佳是使用馬來酸酐改質聚乙烯、馬來酸酐改質聚丙烯、馬來酸酐改質乙烯/丙烯共聚物、馬來酸酐/乙烯共聚物、馬來酸酐/丙烯共聚物、馬來酸酐/ 乙烯/丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯/丙烯共聚物。 這些高分子系分散劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
作為高分子系分散劑的使用量，相對於第1階 段的水溶性乙烯性不飽和單體100質量份，較佳是0.1~30質量份，更佳是0.3~20質量份。
[內部交聯劑]
在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，其特徵在於：在內部交聯劑的存在下，將該第1階段聚合時所採用的內部交聯劑的使用量調整在特定的範圍內，來實行水溶性乙烯性不飽和單體的反相懸浮聚合。
作為內部交聯劑，可列舉能夠對所使用的水溶 性乙烯性不飽和單體的聚合物進行交聯的內部交聯劑，例如：不飽和聚酯類，其是使(聚)乙二醇(「(聚)」是意指有「聚」為字首的情形或無「聚」為字首的情形。以下相同)、(聚)丙二醇、1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、(聚)甘油等二醇、三醇等多元醇類，與(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸等不飽和酸進行反應而獲得；N,N-亞甲基雙丙烯醯胺等雙丙烯醯胺類；二(甲基)丙烯酸酯類或三(甲基)丙烯酸酯類，其是使聚環氧化物與(甲基)丙烯酸進行反應而獲得；二(甲基)丙烯酸胺甲醯基酯類，其是使甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等多異氰酸酯類，與(甲基)丙烯酸羥基乙酯進行反應而獲得；烯丙基化澱粉、烯丙基 化纖維素、鄰苯二甲酸二烯丙酯、N,N’,N”-三烯丙基異氰酸酯、二乙烯基苯等具有2個以上聚合性不飽和基的化合物；(聚)乙二醇二環氧丙基醚、(聚)丙二醇二環氧丙基醚、(聚)甘油二環氧丙基醚等二環氧丙基化合物、三環氧丙基化合物等多環氧丙基化合物；表氯醇、表溴醇、α-甲基表氯醇等表鹵醇化合物；2,4-甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等異氰酸酯化合物等具有2個以上反應性官能基的化合物；3-甲基-3-氧環丁烷甲醇、3-乙基-3-氧環丁烷甲醇、3-丁基-3-氧環丁烷甲醇、3-甲基-3-氧環丁烷乙醇、3-乙基-3-氧環丁烷乙醇、3-丁基-3-氧環丁烷乙醇等氧環丁烷(oxetane)化合物等。這些內部交聯劑中，較佳是使用多環氧丙基化合物，更佳是使用二環氧丙基醚化合物、特佳是使用(聚)乙二醇二環氧丙基醚、(聚)丙二醇二環氧丙基醚、(聚)甘油二環氧丙基醚。 這些內部交聯劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
作為第1階段聚合時的內部交聯劑的使用 量，從使所獲得的聚合物藉由適度交聯而顯示優異的吸水性能的觀點而言，相對於第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體1莫耳，是0.015毫莫耳以上，較佳是0.020毫莫耳以上，更佳是0.025毫莫耳以上。又，第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量，相對於第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體1莫耳，是0.150毫莫耳以下，較佳是0.120毫莫耳以下，更佳是0.100毫莫耳以下。因此，第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量， 相對於第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體1莫耳，是0.015~0.150毫莫耳，較佳是0.020~0.120毫莫耳，更佳是0.025~0.100毫莫耳。
又，在第2階段以後的聚合中，若使用多於所 需以上的內部交聯劑，則可能無法獲得具有適度吸水速度的吸水性樹脂。因此，內部交聯劑，在第2階段以後，相對於吸水性乙烯性不飽和單體每1莫耳的使用量(莫耳)，較佳是在第1階段聚合時所採用的內部交聯劑的使用量(莫耳)的90%以下的使用量(莫耳)，更佳是10~85%的使用量(莫耳)，該第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量是相對於在第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體每1莫耳的使用量。
[偶氮系化合物和過氧化物]
在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，其特徵在於：在偶氮系化合物與過氧化物的存在下，對於水溶性乙烯性不飽和單體實行反相懸浮聚合。
在該聚合步驟中，「在偶氮系化合物與過氧化 物的存在下」是意指下述狀態：不一定需要在聚合反應開始時偶氮系化合物與過氧化物已共存，而是在其中一種化合物藉由自由基裂解所實行的單體轉化率還小於10%時，另一種化合物已存在；較佳是：在聚合反應開始前，該兩種化合物已共存於包含水溶性乙烯性不飽和單體之水溶液中。又，偶氮系化合物與過氧化物可各自利用不同 的通路來添加至聚合反應系中，亦可利用相同通路來依序添加至聚合反應系中。
再者，所使用的偶氮系化合物和過氧化物的形 態可以是粉體，亦可以是水溶液。
(偶氮系化合物)
具體而言，作為偶氮系化合物，可列舉例如：1-{(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮}甲醯胺、2,2’-偶氮雙[2-(N-苯基甲脒基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙{2-[N-(4-氯苯基)甲脒基]丙烷}二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙{2-[N-(4-羥苯基)甲脒基]丙烷}二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(N-苄基甲脒基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(N-烯丙基甲脒基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙{2-[N-(2-羥乙基)甲脒基]丙烷}二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(4,5,6,7-四氫-1H-1,3-二氮呯-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(5-羥基-3,4,5,6-四氫嘧啶-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮雙{2-甲基-N-[1,1-雙(羥甲基)-2-羥乙基]丙醯胺}、2,2’-偶氮雙{2-甲基-N-[1,1-雙(羥甲基)乙基]丙醯胺}、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙醯胺]、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙醯胺)二鹽酸鹽、4,4’- 偶氮雙-4-氰基戊酸、2,2’-偶氮雙[2-(羥甲基)丙腈]、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸鹽二水合物、2,2’-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]四水合物、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙醯胺]等偶氮化合物。其中，從聚合溫度等的聚合反應的調整的容易程度、或能夠獲得具有優異的吸水性能的吸水性樹脂的觀點而言，特佳是2,2’-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[N-(羧乙基)-2-甲基丙脒]四水合物。這些偶氮化合物可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
(過氧化物)
作為過氧化物，可列舉例如：過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉等過硫酸鹽類；過氧化甲基乙基酮、過氧化甲基異丁基酮、過氧化二(三級丁基)、過氧化三級丁基異丙苯基、過氧化乙酸三級丁酯、過氧化異丁酸三級丁酯、過氧化三甲基乙酸三級丁酯、過氧化氫等過氧化物類。這些過氧化物中，從能夠獲得具有優異的吸水性能的吸水性樹脂的觀點而言，較佳是使用過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化氫，進一步，更佳是使用過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉。這些過氧化物可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
(偶氮系化合物和過氧化物的使用量、使用比例)
作為偶氮系化合物和過氧化物的使用量，從縮短聚合反應時間的觀點而言，相對於水溶性乙烯性不飽和單體1莫耳，較佳是0.00005莫耳以上，更佳是0.0001莫耳以上。又，從防止劇烈的聚合反應的觀點而言，相對於水溶性乙烯性不飽和單體1莫耳，較佳是0.005莫耳以下，更佳是0.001莫耳以下。
作為偶氮系化合物和過氧化物的使用量比 例，較佳是在偶氮系化合物與過氧化物的使用量總量中偶氮系化合物設為40質量%以上的比例，更佳是設為50質量%以上的比例，進一步較佳是設為60質量%以上的比例，進一步更佳是設為70質量%以上的比例。另一方面，較佳是在偶氮系化合物與過氧化物的使用量總量中偶氮系化合物設為95質量%以下的比例，更佳是設為90質量%以下的比例，更佳是設為85質量%以下的比例，進一步更佳是設為80質量%以下的比例。又，作為質量比範圍(偶氮系化合物：過氧化物)，較佳是8：12~19：1。
[其他成分]
在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，可依所希望而將其他成分添加至水溶性乙烯性不飽和單體中來實行反相懸浮聚合。作為其他成分，可添加鏈轉移劑、增稠劑、其他各種添加劑等。
(鏈轉移劑)
在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，為了控制吸水性樹脂的吸水性能，可在鏈轉移劑的存在下實行水溶性乙烯性不飽和單體的聚合。
具體而言，作為鏈轉移劑，可列舉例如：乙硫 醇、丙硫醇、十二烷硫醇等硫醇類；巰基乙酸、巰基丁二酸、二甲基二巰基胺甲酸、二乙基二巰基胺甲酸、或該等的鹽等硫醇酸類；異丙醇等二級醇類；亞磷酸、亞磷酸二鈉、亞磷酸二鉀、亞磷酸二銨等亞磷酸的正鹽、亞磷酸氫鈉、亞磷酸氫鉀、亞磷酸氫銨等亞磷酸的酸式鹽等亞磷酸化合物；磷酸、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸銨等磷酸的正鹽、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二銨等磷酸的酸式鹽等磷酸化合物；次磷酸、次磷酸鈉、次磷酸鉀、次磷酸銨等次磷酸鹽等次磷酸化合物；焦磷酸、三聚磷酸、聚磷酸、及該等的鹽；磷酸三甲酯、氮基三亞甲基三膦酸等。這些鏈轉移劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。又，作為鏈轉移劑，亦可使用這些化合物的水合物。
作為鏈轉移劑的使用量，相對於水溶性乙烯性 不飽和單體1莫耳，較佳是0.00001~0.0005莫耳，更佳是0.000025~0.00012莫耳。
(增稠劑)
又，在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，可對於包含水溶性乙烯性不飽和單體之水溶液添加增稠劑，來實行反相懸浮聚合。以這樣的方式添加增稠劑來調整水溶液黏 度，藉此，亦能夠控制在反相懸浮聚合中所獲得的中位粒徑。
具體而言，作為增稠劑，可使用例如：羥乙基 纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酸的(部分)中和物、聚乙二醇、聚丙烯醯胺、聚乙烯亞胺、糊精、海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚氧化乙烯等。再者，若聚合時的攪拌速度相同，則有水溶性乙烯性不飽和單體水溶液的濃度愈高，所獲得的粒子的中位粒徑愈大的傾向。
[反相懸浮聚合]
在實行反相懸浮聚合時，例如，是在界面活性劑及/或高分子系分散劑的存在下，使包含水溶性乙烯性不飽和單體之單體水溶液，分散至烴分散介質中。此時，只要是在聚合反應開始前，界面活性劑或高分子系分散劑的添加時機，在單體水溶液分散的前後皆可。
其中，從容易減少所獲得的吸水性樹脂中殘留 的烴分散介質量的觀點而言，較佳是：在分散有高分子系分散劑的烴分散介質中，使單體水溶液分散，之後進一步添加界面活性劑並加以分散，然後再實行聚合。
在本發明中，是以2階段以上的多階段來實行 反相懸浮聚合。在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，是藉由以這樣的方式實行2階段以上的聚合，來製造一種吸水性樹脂，該吸水性樹脂含有由一次粒子凝集而成的二次 粒子。再者，從提高生產性的觀點而言，更佳是以2~3階段來實行。
以2階段以上的多階段來實行反相懸浮聚合 時，在實行第1階段反相懸浮聚合後，可在第1階段聚合反應所獲得的反應混合物中，添加水溶性乙烯性不飽和單體並加以混合，且以與第1階段相同的方法來實行第2階段以後的反相懸浮聚合。在第2階段以後的各階段的反相懸浮聚合中，除了水溶性乙烯性不飽和單體以外，只要在下述範圍內添加內部交聯劑、前述偶氮化合物及過氧化物來實行反相懸浮聚合即可：以第2階段以後的各階段的反相懸浮聚合時所添加的水溶性乙烯性不飽和單體的量作為基準，相對於前述水溶性乙烯性不飽和單體，各成分的莫耳比的範圍。再者，在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，第2階段以後的聚合亦可在偶氮系化合物與過氧化物的存在下實行聚合。
作為聚合反應的反應溫度，從藉由使聚合迅速 地進行而縮短聚合時間，來提高經濟性並且容易去除聚合的熱量而順利地使反應進行的觀點而言，較佳是20~110℃，更佳是40~90℃。又，作為反應時間，較佳是設為0.5~4小時。
又，在單體水溶液的攪拌操作中，可使用習知 的各種攪拌葉片來實行。具體而言，作為攪拌葉片，可使用例如：螺旋葉片、平槳葉片(paddle blade)、錨型葉片、渦輪葉片、三葉後掠式葉片(Pfaudler blade)、螺 旋帶式葉片(ribbon blade)、Fullzone攪拌葉片(商品名稱，KOBELCO PANTECH Co.,Ltd.製造)、Maxblend攪拌葉片(商品名稱，住友重機械工業股份有限公司製造)、Supermix攪拌葉片(商品名稱，佐竹化學機械工業股份有限公司製造)等。並且，在本發明中，藉由調整水溶性乙烯性不飽和單體的聚合反應時的攪拌速度，例如攪拌旋轉數，來控制第1階段的反相懸浮聚合中所獲得的一次粒子的中位粒徑，因此，可有效率地控制由一次粒子凝集而形成的二次粒子的BET比表面積。再者，若是同一種攪拌葉片，則有愈提高攪拌速度，所獲得的一次粒子的中位粒徑愈小的傾向。
又，在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，能 夠獲得適度細粒化的含水膠體，甚至能夠容易獲得一種細粒狀的吸水性樹脂，該吸水性樹脂適合於調配吸收性物品。
<後交聯步驟>
繼而，在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，較佳是：對於具有內部交聯結構的含水膠狀物，利用後交聯劑進行後交聯(後交聯反應)，該含水膠狀物，如前所述，是在內部交聯劑的存在下，且在偶氮系化合物與過氧化物的存在下，對水溶性乙烯性不飽和單體進行反相懸浮聚合而獲得。以這樣的方式，在聚合之後，藉由對具有內部交聯結構的含水膠狀物實施後交聯反應，來提高吸水性樹脂的表面附近的交聯密度，而能夠獲得一種吸水性樹脂，其提 高在荷重下的吸水能力、吸水速度、膠體強度等各種性能，且特別適合於衛生材料用途。
具體而言，作為後交聯劑，可列舉具有2個以 上反應性官能基的化合物。可列舉例如：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇類；(聚)乙二醇二環氧丙基醚、(聚)甘油二環氧丙基醚、(聚)甘油三環氧丙基醚、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚、(聚)丙二醇多環氧丙基醚、(聚)甘油多環氧丙基醚等多環氧丙基化合物；表氯醇、表溴醇、α-甲基表氯醇等鹵環氧化合物；2,4-甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等異氰酸酯化合物；3-甲基-3-氧環丁烷甲醇、3-乙基-3-氧環丁烷甲醇、3-丁基-3-氧環丁烷甲醇、3-甲基-3-氧環丁烷乙醇、3-乙基-3-氧環丁烷乙醇、3-丁基-3-氧環丁烷乙醇等氧環丁烷化合物；1,2-伸乙基雙噁唑啉等噁唑啉化合物；碳酸伸乙酯等碳酸酯化合物；雙[N,N-二(β-羥乙基)]己二醯胺等羥烷基醯胺化合物。這些後交聯劑中，特佳是(聚)乙二醇二環氧丙基醚、(聚)甘油二環氧丙基醚、(聚)甘油三環氧丙基醚、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚、(聚)丙二醇多環氧丙基醚、(聚)甘油多環氧丙基醚等多環氧丙基化合物。這些後交聯劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
作為後交聯劑的使用量，相對於聚合所使用的 水溶性乙烯性不飽和單體的總量的1莫耳，較佳是 0.00001~0.01莫耳，更佳是0.00005~0.005莫耳，進一步較佳是0.0001~0.002莫耳。
作為後交聯劑的添加方法，可將後交聯劑直接 添加，亦可作成水溶液來添加，亦可視需要而作成溶液來添加，該溶液是使用親水性有機溶劑作為溶劑。作為親水性有機溶劑，可列舉例如：甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇等低級醇類；丙酮、甲基乙基酮等酮類；二乙基醚、二噁烷(dioxane)、四氫呋喃等醚類；N,N-二甲基甲醯胺等醯胺類；二甲基亞碸等亞碸類等。這些親水性有機溶劑可單獨使用，亦可將2種以上組合或與水混合成為混合溶劑來使用。
作為後交聯劑的添加時機，只要是在水溶性乙 烯性不飽和單體的聚合反應幾乎全部結束後即可，且相對於水溶性乙烯性不飽和單體100質量份，較佳是在1~400質量份的範圍內的水分的存在下進行添加，更佳是在5~200質量份的範圍內的水分的存在下進行添加，進一步較佳是在10~100質量份的範圍內的水分的存在下進行添加，進一步更佳是在20~60質量份的範圍內的水分的存在下進行添加。再者，水分的量是意指聚合反應系中所含的水分與在添加後交聯劑時視需要所使用的水分之合計量。
作為後交聯反應中的反應溫度，較佳是50~ 250℃，更佳是60~180℃，進一步較佳是60~140℃， 特佳是70~120℃。又，作為後交聯反應的反應時間，較佳是1~300分鐘，更佳是5~200分鐘。
<乾燥步驟>
在本發明的吸水性樹脂的製造方法中，可包含乾燥步驟，該步驟是在實行前述反相懸浮聚合後，自外部施加熱量等能量，藉此利用蒸餾來去除水、烴分散介質等。在反相懸浮聚合後實行自含水膠體脫水時，對烴分散介質中分散有含水膠體之系統進行加熱，藉此利用共沸蒸餾來暫時將水與烴分散介質餾除至系外。此時，若僅將所餾除的烴分散介質送回至系內，則可進行連續共沸蒸餾。此時，乾燥過程中的系內的溫度會維持在烴分散介質的共沸溫度以下，因此從樹脂不易劣化等觀點而言是較佳的。之後，藉由餾除水和烴分散介質，來獲得吸水性樹脂的粒子。在該聚合後控制乾燥步驟的處理條件來調整脫水量，藉此，可控制所獲得的吸水性樹脂的各種性能。
在乾燥步驟中，藉由蒸餾所實行的乾燥處理可 在常壓下實行，亦可在減壓下實行。又，從提高乾燥效率的觀點而言，可在氮氣等氣流下實行。在常壓下實行乾燥處理時，作為乾燥溫度，較佳是70~250℃，更佳是80~180℃，進一步較佳是80~140℃，特佳是90~130℃。又，在減壓下實行乾燥處理時，作為乾燥溫度，較佳是40~160℃，更佳是50~110℃。
再者，在以前述方式利用反相懸浮聚合實行單 體的聚合，之後藉由後交聯劑來實行後交聯步驟時，是在 該後交聯步驟結束後，實行藉由前述蒸餾所進行的乾燥步驟。或者，亦可同時實行後交聯步驟與乾燥步驟。
又，可視需要而在聚合後、乾燥過程中或乾燥 後，對於吸水性樹脂添加像螯合劑、還原劑、氧化劑、抗菌劑、除臭劑這樣的各種添加劑。
《2.吸水性樹脂》
繼而，說明本發明的吸水性樹脂。本發明的吸水性樹脂是藉由前述方法來獲得，具體而言，是在第1階段聚合時一面調整內部交聯劑的使用量一面聚合來獲得，並控制其BET比表面積在適度範圍內，而使用該吸水性樹脂而成的吸收性物品具有優異的吸收性能。
具體而言，本發明的吸水性樹脂是一種吸水性 樹脂，其是藉由在內部交聯劑的存在下使水溶性乙烯性不飽和單體進行聚合來獲得，其中，該吸水性樹脂的特徵在於：該吸水性樹脂的生理食鹽水吸水速度是40~80秒，150~850μm的粒子佔該吸水性樹脂整體的質量比例是85質量%以上，且300~400μm的粒子的質量比例是20質量%以上，並且，分級在300~400μm並加以測定而得的BET比表面積小於0.03m2/g。
此處，吸水性樹脂的「吸水速度」，是在將該 吸水性樹脂與親水性纖維複合化而形成吸收體時，會對這樣的吸收體所要求的特性造成影響之性質，例如，藉由使吸水速度適度地變慢，而會有被吸收液對吸收體整體的擴 散性優異的傾向。再者，該吸水性樹脂的吸水速度，可依據以下方法，作為生理食鹽水吸水速度來進行測定。
亦即，吸水速度的測定，如後述實施例中的記 載，是在調節成25℃±1℃的室內，在恆溫水槽中以磁性攪拌子(magnetic stirrer bar，8mm φ×30mm且無環)將已調整成25±0.2℃溫度之50±0.1g的生理食鹽水攪拌至600rpm，並使漩渦產生，然後將2.0±0.002g的測定試樣也就是吸水性樹脂，一次添加至生理食鹽水中，並且測定自添加吸水性樹脂後至漩渦消失而液面變成平坦為止的時間(秒)，藉此，可以該時間作為吸水性樹脂的吸水速度。
在本發明的吸水性樹脂中，其生理食鹽水吸水 速度是40~80秒。在將吸水性樹脂使用於吸收體時，從吸收體具有良好的擴散性的觀點而言，較佳是42秒以上，更佳是45秒以上。
在本發明的吸水性樹脂中，具有下述粒度分 佈：150~850μm的粒子佔該吸水性樹脂整體的質量比例是85質量%以上，並且，300~400μm的粒子的質量比例是20質量%。
吸水性樹脂的粒度分佈，150~850μm的粒 子的質量比例佔整體比例的質量比例是85質量%以上，更佳是90質量%以上。進一步，300~400μm的粒子佔整體比例的質量比例是20質量%以上，更佳是25質量%以上，進一步較佳是30質量%以上。
又，本發明的吸水性樹脂的中位粒徑較佳是 200~600μm，更佳是200~500μm，進一步較佳是250~450μm。
再者，吸水性樹脂，並不受限於只由二次粒子 所構成的吸水性樹脂，該二次粒子是由一次粒子凝集而成，亦可以是包含單一粒子(一次粒子)之吸水性樹脂。作為一次粒子的形狀，可列舉：約略球狀、不定形破碎狀、板狀等。若為藉由反相懸浮聚合所製造的一次粒子，可列舉約略球狀的單粒子形狀，其具有像真球狀、橢圓球狀等這樣圓滑的表面形狀，而這樣的形狀的一次粒子，其表面形狀是圓滑的，以致作為粉體的流動性較高，並且凝集而成的粒子容易緊密地填充，因此即使受到衝擊也不易被破壞，而能夠成為粒子強度高的吸水性樹脂。
並且，在本發明的吸水性樹脂中，分級在300 ~400μm並加以測定而得的粒子的BET比表面積小於0.03m2/g。又，BET比表面積較佳是0.028m2/g以下，更佳是0.026m2/g以下。又，BET比表面積較佳是0.010m2/g以上。藉由使BET比表面積在這樣的範圍內，在使用於吸收性物品時能夠使其吸收性能提升。
該BET比表面積的測定，如後述實施例中的 記載，是將吸水性樹脂調整成能夠通過篩孔400μm的篩網且被保持在篩孔300μm的篩網上，使用該吸水性樹脂，並以100℃、16小時加熱真空排氣的脫氣條件來使該試樣進行乾燥，之後，可藉由比表面積測定裝置(商品 型號：AUTOSORB-1，Quantachrome Instruments製造)，並依使用氪氣作為吸附氣體的方法，在溫度77K時測定吸附等溫線，且由多點BET圖求得。
再者，當測定吸水劑的BET比表面積時，若 吸水性樹脂表面所附著的添加劑的BET比表面積非常大，作為結果則可能獲得吸水劑具有較大的比表面積這樣的測定值，該吸水劑是在吸水性樹脂中摻合無機微粉末等添加劑而獲得。因此，在測定本說明說所記載的<吸水性樹脂的BET比表面積>時，吸水性樹脂是在添加添加劑前的狀態下進行測定，若是吸水劑的情況，較理想是藉由清洗來將表面所附著的添加劑去除後再實行測定。
又，本發明的吸水性樹脂的生理食鹽水保水能 力較佳是30g/g以上。生理食鹽水保水能力，表示每單位質量的吸水性樹脂所能夠吸收的生理食鹽水的質量，而代表吸水性樹脂的液體吸收容量的程度。再者，生理食鹽水保水能力更佳是35g/g以上，進一步較佳是40g/g以上。 又，作為生理食鹽水保水能力的上限值，較佳是60g/g以下。
又，在本發明的吸水性樹脂中，較佳是在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力為16ml/g以上，更佳是18ml/g以上，進一步較佳是20ml/g以上。又，作為在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力的上限值，較佳是50ml/g以下。
前述吸水性樹脂的生理食鹽水保水能力、在 4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力、生理食鹽水吸水速度、中位粒徑、及BET比表面積，皆可藉由後述實施例所記載的測定方法來進行測定。
為了對所獲得的吸水性樹脂賦予各種性能，可 摻合對應於目的之添加劑而作為吸水劑。作為這樣的添加劑，可列舉：無機微粉末、界面活性劑、氧化劑、還原劑、金屬螯合劑、自由基連鎖反應抑制劑、抗氧化劑、抗菌劑、除臭劑等。例如，相對於吸水性樹脂100質量份，添加0.05~5質量份的無機微粉末，藉此獲得流動性提升的吸水劑。作為無機微粉末的例子，可列舉：親水性二氧化矽、疏水性二氧化矽、滑石、沸石、氧化鋁粉末等。
《3.吸收體、吸收性物品》
本發明的吸水性樹脂，能夠構成一種吸收體，且適合用於包含該吸收體之吸收性物品，該吸收體用於例如生理用品、紙尿布等衛生材料。
此處，使用吸水性樹脂而成的吸收體，例如， 是由吸水性樹脂與親水性纖維所構成。作為吸收體的構成，可列舉：混合分散體，其是藉由以成為均勻的組成的方式將吸水性樹脂與親水性纖維混合來獲得；三明治結構體，其是在層狀親水性纖維之間包夾吸水性樹脂而成；以薄型紙(tissue)包覆吸水性樹脂與親水性纖維而成的結構體等。再者，在吸收體中，可摻合其他成分，例如：用 來提高吸收體的形態保持性的熱熔接性合成纖維、熱熔黏著劑、黏著性乳劑等黏著性黏結劑。
作為吸收體中的吸水性樹脂的含量，較佳是5 ~95質量%，更佳是20~90質量%，進一步較佳是30~80質量%。若吸水性樹脂的含量小於5質量%，吸收體的吸收容量則會變低，而可能產生液體洩漏和回流。另一方面，若吸水性樹脂的含量超過95質量%，吸收體的成本則會變高，進一步吸收體的觸感會變硬。
作為親水性纖維，可列舉：獲得自木材的棉狀 紙漿、機械紙漿、化學紙漿、半化學紙漿等纖維素纖維；嫘縈、乙酸酯等人工纖維素纖維；由親水化處理後的聚醯胺、聚酯、聚烯烴等合成樹脂所構成的纖維等。
又，將使用吸水性樹脂而成的吸收體，保持在 液體能夠通過的液體滲透性薄片(頂片)與液體無法通過的液體不透性薄片(背片)之間，藉此可作成吸收性物品。 液體滲透性薄片是配置於與身體接觸之側，而液體不透性薄片則配置於與身體接觸之相反側。
作為液體滲透性薄片，可列舉：熱風 (air-through)型、紡絲黏合(spunbond)型、化學黏合(chemical bonding)型、針軋(needle punching)型等不織布和多孔質的合成纖維薄片等，這些液體滲透性薄片是由聚乙烯、聚丙烯、聚酯等纖維所構成。又，作為液體不透性薄片，可列舉由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等樹脂所構成的合成樹脂薄膜等。
[實施例] 《4.實施例》
以下，表示實施例和比較例來更詳細地說明本發明，但是本發明完全不受限於以下實施例等。
<4-1.評估試驗方法> [吸水性樹脂的評估試驗]
關於下述實施例1~7及比較例1~4所獲得的吸水性樹脂，提供用於如下所示的各種試驗來進行評估。以下，說明各評估試驗方法。
(1)生理食鹽水保水能力
將量取有2.0g的吸水性樹脂的綿袋(擴幅棉布60號，橫100mm×縱200mm)設置在500mL容量的燒杯內。在裝有吸水性樹脂的綿袋中，以不產生結塊的方式，將500g的0.9質量%氯化鈉水溶液(生理食鹽水)一次注入，並以橡皮筋捆綁綿袋的上部，然後靜置30分鐘，藉此使吸水性樹脂膨潤。經過30分鐘後，使用離心力設定成167G的脫水機(國產離心機股份有限公司製造，商品型號：H-122)，對綿袋進行脫水1分鐘，並在脫水後測定包含膨潤膠體之綿袋的質量Wa(g)。不添加吸水性樹脂而實行相同的操作，並測定綿袋濕潤時的空袋質量Wb(g)，且由以下式子計算出生理食鹽水保水能力。
生理食鹽水保水能力(g/g)=[Wa-Wb](g)/吸水性樹脂的質量(g)
(2)在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力
使用第1圖中表示有概略構成的測定裝置X，來測定在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力。
第1圖所示的測定裝置X是由滴定管(burette)部1、導管2、測定台3、測定部4所構成，該測定部4是放置於測定台3上。滴定管部1，在滴定管10的上部連結有橡膠栓14，在下部連結有空氣導入管11和活栓12，進一步，空氣導入管11的上部安裝有活栓13。自滴定管部1至測定台3為止，安裝有導管2，且導管2的直徑是6mm。在測定台3的中央部有直徑2mm的開孔，且連結有導管2。測定部4具備圓筒40、耐綸網41、及重物42，該耐綸網41貼附於該圓筒40的底部。圓筒40的內徑是2.0cm。耐綸網41是形成為200網目(孔徑75μm)。並且，可在耐綸網41上均勻散佈特定量的吸水性樹脂5。重物42是直徑1.9cm、質量119.6g。該重物42放置於吸水性樹脂5上，且能夠對於吸水性樹脂5均勻地施加4.14kPa的荷重。
使用這樣的構成的測定裝置X，首先，關閉滴定管部1的活栓12和活栓13，並將調節成25℃的生理食鹽水自滴定管10上部倒入，且以橡膠栓14塞住滴定管上部，之後打開滴定管部1的活栓12、活栓13。繼而，以使在測定台3中心部的導管2的前端與空氣導入管11的空 氣導入口為相同高度的方式，來實行調整測定台3的高度。
另一方面，在圓筒40的耐綸網41上將0.10g 的吸水性樹脂5均勻地散佈，並在該吸水性樹脂5上放置重物42。測定部4是以使其中心部與測定台3的中心部的導管口一致的方式來進行放置。
自吸水性樹脂5開始吸水時，持續地讀取滴定 管10內的生理食鹽水的減少量(吸水性樹脂5所吸收的生理食鹽水量)Wc(mL)。藉由以下式子求得自開始吸水經過60分鐘後吸水性樹脂在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力。
在4.14kPa荷重下的生理食鹽水吸水能力(mL/g)=Wc÷0.10(g)
(3)生理食鹽水吸水速度
生理食鹽水吸水速度是在調節成25℃±1℃的室內實行。在恆溫水槽中以磁性攪拌子(8mm φ×30mm且無環)將已調整成25±0.2℃溫度之50±0.1g的生理食鹽水攪拌至600rpm，並使漩渦產生。將2.0±0.002g的所獲得的吸水性樹脂，一次添加至該生理食鹽水中，並測定自添加吸水性樹脂後至漩渦消失而液面變成平坦為止的時間(秒)，然後以該時間作為吸水性樹脂的生理食鹽水吸水速度。
(5)中位粒徑(粒度分佈)
在50g的吸水性樹脂中，混合作為滑劑的0.25g的非晶質二氧化矽(Evonik Degussa Japan Co.,Ltd.製造，商品型號：Carplex #80)。
由上依下述順序組合JIS標準篩網：孔徑850 μm的篩網、孔徑600μm的篩網、孔徑500μm的篩網、孔徑400μm的篩網、孔徑300μm的篩網、孔徑250μm的篩網、孔徑150μm的篩網、及托盤。
在組合後的最上面的篩網上，倒入吸水性樹 脂，並使用Ro-tap(使被篩物滾動(roll)及進行輕敲(tap))式振動器來使其振動20分鐘而進行分級。在分級後，將各篩網上殘留的吸水性樹脂的質量設為相對於總量的質量百分比而計算出，並求得粒度分佈。關於該粒度分佈，由粒徑較大者依序對篩網上進行累計，藉此，將篩的孔徑與殘留在篩網上的吸水性樹脂的質量百分比的累計值之關係，繪製於對數機率繪圖紙上。將機率繪圖紙上的圖以直線連結，藉此將相當於累計質量百分比50質量%的粒徑設為中位粒徑。
再者，具有300~400μm的粒徑之吸水性樹 脂的存在比例，是殘留在300μm孔徑的篩網上之吸水性樹脂的比例，同樣地，具有150~850μm的粒徑之吸水性樹脂的存在比例，是將殘留在150μm、250μm、300μm、400μm、500μm、600μm的各粒徑的篩網上之吸水性樹脂的比例全部相加而得的數值。
(6)BET比表面積
將測定的吸水性樹脂，調整成能夠通過孔徑400μm的篩網且被保持在孔徑300μm的篩網上之粒徑，而將該吸水性樹脂用於測定比表面積。繼而，在該分級後使10g的試樣分散在100g的乙醇中，並以超音波清洗機(商品型號：US-103，SND股份有限公司製造)實行清洗5分鐘，之後以孔徑300μm的篩網來過濾分離。再實施相同的清洗操作2次，而獲得合計實施3次清洗的測定用試樣。以100℃、16小時加熱真空排氣的脫氣條件來對該試樣進行乾燥。之後，藉由比表面積測定裝置(商品型號：AUTOSORB-1，Quantachrome Instruments製造)，並依使用氪氣作為吸附氣體的方法，在溫度77K測定吸附等溫線，然後由多點BET圖求得比表面積，並作為吸水性樹脂的BET比表面積。
<4-2.實施例和比較例> [實施例1]
在實施例1中，準備內徑110mm、2L容量的球形底圓筒形可分離式燒瓶(separable flask)，其具備回流冷卻器、滴液漏斗、氮氣導入管、及作為攪拌機的攪拌葉片，該攪拌葉片是以2段具有葉片直徑50mm的4片傾斜平槳葉片。量取作為烴分散介質的300g的正庚烷至該燒瓶中，並添加作為界面活性劑的0.74g的HLB3的蔗糖硬脂酸酯(三菱化學食品股份有限公司製造，商品型號：RYOTO Sugar Ester S-370)、作為高分子系分散劑的0.74g的馬來酸酐改質乙烯/丙烯共聚物(三井化學股 份有限公司製造，商品型號：Hi-WAX 1105A)，然後一邊攪拌一邊升溫至80℃為止來溶解界面活性劑，之後冷卻至50℃為止。
另一方面，量取92g(1.02莫耳)的80質量% 丙烯酸水溶液至500mL容量的錐形瓶中，且一邊由外部進行冷卻一邊滴下102.2g的30質量%氫氧化鈉水溶液來實行75莫耳%的中和，之後添加作為增稠劑的0.092g的羥乙基纖維素(住友精化股份有限公司製造，商品型號：HEC AW-15F)、作為偶氮系化合物的0.092g(0.339毫莫耳)的2,2’-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、作為過氧化物的0.037g(0.137毫莫耳)的過硫酸鉀、作為內部交聯劑的0.0102g(0.058毫莫耳)的乙二醇二環氧丙基醚、及43.8g的水，並加以溶解而調配單體水溶液。
並且，攪拌機的攪拌旋轉數設為550rpm，並 將以前述方式所調配的單體水溶液添加至可分離式燒瓶中，且以氮氣對系統內部充分進行置換，之後將燒瓶浸泡在70℃的水浴中進行升溫，而實行聚合60分鐘，藉此獲得第1階段的聚合漿液。
另一方面，量取128.8g(1.43莫耳)的80質 量%丙烯酸水溶液至另一個500mL容量的錐形瓶中，且一邊由外部進行冷卻一邊滴下143.1g的30質量%氫氧化鈉水溶液來實行75莫耳%的中和，之後添加作為偶氮系化合物的0.129g(0.475毫莫耳)的2,2’-偶氮雙(2- 甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、作為過氧化物的0.052g(0.191毫莫耳)的過硫酸鉀、作為內部交聯劑的0.0116g(0.067毫莫耳)的乙二醇二環氧丙基醚、及15.9g的水，並加以溶解而調配第2階段的單體水溶液。
將前述聚合後漿料的攪拌旋轉數變更成 1000rpm，之後將前述可分離式燒瓶冷卻至27℃，然後將第2階段的單體水溶液的總量添加至第1階段的聚合漿液中，並以氮氣對系統內部充分進行置換，之後再次將燒瓶浸泡在70℃的水浴中進行升溫，而實行第2階段聚合30分鐘。
在第2階段聚合後，以125℃的油浴對反應液 進行升溫，並藉由正庚烷與水之共沸蒸餾來一面回流正庚烷一面將241g的水抽出至系外，之後添加作為後交聯劑的4.42g(0.507毫莫耳)的乙二醇二環氧丙基醚之2質量%水溶液，並在80℃保持2小時。之後，使正庚烷蒸發來進行乾燥，藉此獲得乾燥品。使該乾燥品通過孔徑1000μm的篩網，而獲得233.4g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是98.2質量%，300~400μm的粒子的質量比例是39.4質量%。
[實施例2]
在實施例2中，是將作為後交聯劑來添加的乙二醇二環氧丙基醚之2%水溶液變更成6.62g(0.761毫莫耳)，此外則實行與實施例1相同的操作，而獲得232.9g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是97.8質量%，300~400μm的粒子的質量比例是36.5質量%。
[實施例3]
在實施例3中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成0.0202g(0.116毫莫耳)，並將攪拌機的旋轉數設為500rpm來實行第1階段聚合，此外則實行與實施例1相同的操作，而獲得231.0g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是90.7質量%，300~400μm的粒子的質量比例是24.2質量%。
[實施例4]
在實施例4中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成 0.0202g(0.116毫莫耳)，此外則實行與實施例1相同的操作，而獲得232.1g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是97.9質量%，300~400μm的粒子的質量比例是32.6質量%。
[實施例5]
在實施例5中，是將內部交聯劑種類變更成聚乙二醇二環氧丙基醚(Nagase ChemteX Corporation製造，商品型號：EX-861)，並將在第1階段的單體中添加的聚乙二醇二環氧丙基醚設為0.0405g(0.0369g毫莫耳)，且將在第2階段的單體中添加的乙二醇二環氧丙基醚設為0.0116g(0.0106毫莫耳)，此外則實行與實施例1相同的操作，而獲得233.8g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是95.8質量%，300~400μm的粒子的質量比例是31.3質量%。
[實施例6]
在實施例6中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的聚乙二醇二環氧丙基醚(Nagase ChemteX Corporation製造，商品型號：EX-861)變更成0.0810g(0.0737毫莫耳)，此外則實行與實施例5相同的操作，而獲得232.9g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是95.8質量%，300~400μm的粒子的質量比例是25.5質量%。
[實施例7]
在實施例7中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的聚乙二醇二環氧丙基醚(Nagase ChemteX Corporation製造，商品型號：EX-861)變更成0.0639g(0.0581毫莫耳)，且攪拌機的攪拌旋轉數設為650rpm來實行第1階段聚合，此外則實行與實施例5相同的操作，而獲得231.7g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是94.5質量%，300~400μm的粒子的質量比例是29.8質量%。
[比較例1]
在比較例1中，僅單獨使用過氧化物來實行反相懸浮聚合，而製作吸水性樹脂。
具體而言，是準備內徑110mm、2L容量的球 形底圓筒形可分離式燒瓶(separable flask)，其具備回流冷卻器、滴液漏斗、氮氣導入管、及作為攪拌機的攪拌葉片，該攪拌葉片是以2段具有葉片直徑50mm的4片傾斜平槳葉片，然後量取作為烴分散介質的300g的正庚烷至該燒瓶中，並添加作為界面活性劑的0.74g的HLB3的蔗糖硬脂酸酯(三菱化學食品股份有限公司製造，商品型號：RYOTO Sugar Ester S-370)、作為高分子系分散劑的0.74g的馬來酸酐改質乙烯/丙烯共聚物(三井化學股份有限公司製造，商品型號：Hi-WAX 1105A)，然後一邊攪拌一邊升溫至80℃為止來溶解界面活性劑，之後冷卻至50℃為止。
另一方面，量取92g(1.02莫耳)的80質量% 丙烯酸水溶液至500mL容量的錐形瓶中，且一邊由外部進行冷卻一邊滴下102.2g的30質量%氫氧化鈉水溶液來實行75莫耳%的中和，之後添加作為增稠劑的0.092g的羥乙基纖維素(住友精化股份有限公司製造，商品型號：HEC AW-15F)、0.074g(0.274毫莫耳)的過硫酸鉀、作為內部交聯劑的0.0184g(0.106毫莫耳)的乙二醇二環氧丙基醚、及43.8g的離子交換水，並加以溶解而調配單體水溶液。
並且，攪拌機的攪拌旋轉數設為500rpm，並 將以前述方式調配的單體水溶液添加至可分離式燒瓶中，且以氮氣對系統內部充分進行置換，之後將燒瓶浸泡在70℃的水浴中進行升溫，而實行聚合60分鐘，藉此獲得第1階段的聚合漿液。
另一方面，量取128.8g(1.43莫耳)的80質 量%丙烯酸水溶液至另一個500mL容量的錐形瓶中，且一邊由外部進行冷卻一邊滴下143.1g的30質量%氫氧化鈉水溶液來實行75莫耳%的中和，之後添加0.104g(0.382毫莫耳)的過硫酸鉀、作為內部交聯劑的0.0129g(0.074毫莫耳)的乙二醇二環氧丙基醚、及15.9g的離子交換水，並加以溶解而調配第2階段的單體水溶液。
將前述聚合後漿料的攪拌旋轉數變更成 1000rpm，之後將前述可分離式燒瓶冷卻至25℃，然後將第2階段的單體水溶液的總量添加至第1階段的聚合漿液中，並以氮氣對系統內部充分進行置換，之後再次將燒瓶浸泡在70℃的水浴中進行升溫，而實行第2階段聚合30分鐘。
在第2階段聚合後，以125℃的油浴對反應液 進行升溫，並藉由正庚烷與水之共沸蒸餾來一面回流正庚烷一面將261g的水抽出至系外，之後添加作為後交聯劑的4.42g(0.507毫莫耳)的乙二醇二環氧丙基醚之2質量%水溶液，並在80℃保持2小時。之後，使正庚烷蒸發來 進行乾燥，藉此獲得乾燥品。使該乾燥品通過孔徑1000μm的篩網，而獲得234.5g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂是由球狀粒子凝集而成的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是98.1質量%，300~400μm的粒子的質量比例是36.9質量%。
[比較例2]
在比較例2中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成0.0156g(0.090毫莫耳)，將作為在第2階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成0.0155g(0.089毫莫耳)，且將作為後交聯劑來添加的乙二醇二環氧丙基醚之2%水溶液變更成6.62g(0.761毫莫耳)，此外則實行與比較例1相同的操作，而獲得233.6g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是93.9質量%，300~400μm的粒子的質量比例是34.7質量%。
[比較例3]
在比較例3中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成0.0101g(0.058毫莫耳)，且將攪拌機的攪拌旋轉數設為500rpm，來實行第1階段聚合。並且，將作為在第2階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成0.0116g(0.067毫莫耳)，此外則實行與比較例1相同的操作，而獲得231.8g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是98.0質量%，300~400μm的粒子的質量比例是40.7質量%。
[比較例4]
在比較例4中，是將作為在第1階段的單體中添加的內部交聯劑的乙二醇二環氧丙基醚變更成0.0276g(0.1584毫莫耳)，且將攪拌機的攪拌旋轉數設為500rpm，來實行第1階段聚合，此外則實行與實施例2相同的操作，而獲得232.9g的吸水性樹脂，該吸水性樹脂具有由球狀的一次粒子凝集而成的二次粒子的形態。依照前述的各種試驗方法，來對以這樣的方式進行而獲得的吸水性樹脂進行評估。
再者，所獲得的吸水性樹脂，150~850μm 的粒子佔其整體比例的質量比例是97.2質量%，300~400μm的粒子的質量比例是36.4質量%。
<4-3.評估結果> [吸水性樹脂的評估結果]
下述表1中表示實施例1~7及比較例1~4所獲得的吸水性樹脂的評估結果。再者，在表1中，也一併表示各實施例、比較例中的聚合條件。
由表1可知，藉由實施例1~7的吸水性樹脂的製造方法，可獲得BET比表面積受到控制的吸水性樹脂。
[使用吸水性樹脂而成的吸收體和吸收性物品的評估試驗]
繼而，使用實施例1、2、4、6及比較例1、3、4所獲得的吸水性樹脂，並依後述的方法來製作吸收體和吸收性物品，然後進行評估。
(1)製作吸收體和吸收性物品 [實施例8]
藉由下述方式製作40cm×12cm大小的薄片狀吸收體芯材：使用12g的實施例1所獲得的吸水性樹脂和12g的碎解紙漿(crushed pulp，Rayonier Inc.製造，商品名稱：Rayfloc)，並藉由空氣抄紙來均勻混合。繼而，藉由下述方式製作吸收體：以與吸收體芯材相同大小且基重16g/m2的2片薄紙(tissue paper)，將吸收體芯材的上下包夾，在此狀態下，對整體施加196kPa的荷重30秒來進行加壓。進一步，在吸收體的頂面配置與吸收體相同大小且基重22g/m2的聚乙烯-聚丙烯製熱風型多孔質液體滲透性薄片，且將相同大小、相同基重的聚乙烯製液體不透性薄片配置在吸收體的下面，而將吸收體包夾住，藉此作為一種吸收性物品，其吸水性樹脂的基重是250g/m2且親水性纖維的基重是250g/m2。
[實施例9~11及比較例5~7]
在實施例9~11及比較例5~7中，分別使用實施例2、4、6及比較例1、3、4所獲得的吸水性樹脂，來取代實施例1所獲得的吸水性樹脂，此外則實行與實施例8相同的操作，而獲得吸收性物品。再者，所獲得的吸收性物品分別依序設為實施例9、10、11及比較例5、6、7的吸收性物品。
(2)調配試驗液
作為試驗液，是調配下述試驗液：在離子交換水中，以NaCl成為0.780質量%，CaCl2成為0.022質量%，MgSO4成為0.038質量%的方式來摻合並加以溶解，進一步摻合少量的藍色1號而成。
(3)滲透時間
首先，在水平的檯面上放置吸收性物品。在吸收性物品的中心部上，放置具備內徑3cm的投入液體用圓筒的測定器具，並將80mL的試驗液一次投入該圓筒內，同時使用碼表來測定試驗液自圓筒內完全消失為止的時間，來作為第1次滲透時間(秒)。
繼而，取下前述圓筒，並在這樣的狀態下保存 吸收性物品，然後也在自第1次投入試驗液開始30分鐘後和60分鐘後，在與第1次相同的位置使用測定器具並實行相同的操作，來測定第2次和第3次滲透時間(秒)。
將第1次~第3次的合計時間作為合計滲透時 間。再者，滲透時間愈短，作為吸收性物品則愈佳。
(4)回流量
在測定前述滲透時間時自第1次投入試驗液開始120分鐘後，在吸收性物品上的投入試驗液的位置附近，放置已預先測定質量(Wd(g)，約50g)且作成10cm見方的濾紙，並在該濾紙上放置底面為10cm×10cm之質量5kg的重物。荷重5分鐘後，測定濾紙的質量(We(g))，並以增加的質量作為回流量(g)。再者，回流量愈小，做為吸收性物品則愈佳。
回流量(g)=We-Wd
(5)擴散長度
在測定前述回流量後5分鐘內，測定試驗液滲透後的吸收性物品的長邊方向的擴張尺寸(cm)。再者，小數點以下的數值進行四捨五入。
[吸收性物品的評估結果]
繼而，下述表2中表示實施例8~11及比較例5~7所獲得的吸收性物品的評估結果。
如表2所示，在實施例的使用吸水性樹脂而成 的吸水性物品中，相較於比較例，滲透時間和回流量的性能較優異，該吸水性樹脂具有適度的BET比表面積和吸水速度。

Claims (8)

  1. 一種吸水性樹脂的製造方法，其特徵在於：在烴分散介質中，於至少偶氮系化合物、過氧化物及內部交聯劑的存在下，對水溶性乙烯性不飽和單體實行2階段以上的反相懸浮聚合，此時，在偶氮系化合物與過氧化物共存下，實行各階段中的聚合，並且，相對於在第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體每1莫耳，在0.015~0.150毫莫耳的範圍內，調整在第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量，來實行聚合，藉此來控制由所獲得的一次粒子凝集而形成的二次粒子的BET比表面積。
  2. 如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中，前述內部交聯劑，在第2階段以後的聚合時，相對於前述水溶性乙烯性不飽和單體每1莫耳的使用量，以莫耳計，是在前述第1階段聚合時所採用的內部交聯劑的使用量的90%以下，該第1階段聚合時的內部交聯劑的使用量，是相對於在第1階段聚合時所使用的水溶性乙烯性不飽和單體每1莫耳的使用量。
  3. 如請求項1或2所述之吸水性樹脂的製造方法，其中，將由一次粒子凝集而形成的二次粒子的BET比表面積控制成小於0.03m2/g，該BET比表面積是分 級在300~400μm並加以測定而得。
  4. 一種吸水性樹脂，其是藉由在內部交聯劑的存在下使水溶性乙烯性不飽和單體進行聚合來獲得，其中，該吸水性樹脂的特徵在於：前述水溶性乙烯性不飽和單體的70~100莫耳%是丙烯酸及其鹽，該吸水性樹脂的生理食鹽水吸水速度是40~80秒，150~850μm的粒子佔該吸水性樹脂整體的質量比例是85質量%以上，且300~400μm的粒子的質量比例是20質量%以上，並且，分級在300~400μm並加以測定而得的BET比表面積小於0.03m2/g。
  5. 如請求項4所述之吸水性樹脂，其中，該吸水性樹脂的中位粒徑是200~600μm。
  6. 一種吸水劑，其是在如請求項4或5所述之吸水性樹脂中摻合無機微粉末而成。
  7. 一種吸收性物品，其是使用吸收體而成，該吸收體包含如請求項4或5所述之吸水性樹脂。
  8. 一種吸收性物品，其是使用吸收體而成，該吸收體包含如請求項6所述之吸水劑。
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