專利名稱：吸水性復(fù)合體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無(wú)紡布等纖維質(zhì)基材上固著了具有優(yōu)異的吸水特性的吸水性樹脂粒子的吸水性復(fù)合體的制造方法。該吸水性復(fù)合體可以用作所謂的紙巾(paper diaper)等的材料等。
背景技術(shù)：
以吸水性樹脂粒子為主要吸水要素的所謂的紙巾已被大量使用。
現(xiàn)在使用的紙巾，主要具有以下結(jié)構(gòu)在聚乙烯薄膜等不透水性薄膜上重疊紙漿形成為片狀的紙片，在其上散布吸水性樹脂粒子，再在其上重疊將紙漿形成為片狀的紙片，將吸水性樹脂粒子夾雜到紙漿層間。
該結(jié)構(gòu)的紙巾的問(wèn)題點(diǎn)之一是，吸水性樹脂粒子容易在紙漿層間移動(dòng)，吸水性樹脂粒子的分布變得不均勻。
作為解決該問(wèn)題點(diǎn)的方法，提出了將聚合性單體水溶液以液滴狀滴至無(wú)紡布等基材上，通過(guò)單體聚合使附著于基材上的方法(參照J(rèn)P-A9-67403、2000-301644、2000-328456、11-93073)。由于聚合過(guò)程中的粒子有粘合性，因此，落至基材上的粒子以其粘合力附著于基材上。除此之外，由于聚合過(guò)程中的粒子在多數(shù)情況下是柔軟的，當(dāng)粒子落至基材上時(shí)，構(gòu)成基材的纖維陷入粒子中，纖維的厚度方向的至少一部分被粒子包裹。如果以該狀態(tài)完成聚合，可以得到吸水性樹脂粒子固著于纖維質(zhì)基材的吸水性復(fù)合體，因此，將其與形成為聚乙烯薄膜或片狀的紙漿組合，制成紙巾，可以得到吸水性樹脂粒子不在內(nèi)部移動(dòng)的紙巾。
在紙巾中使用的吸水性樹脂粒子中，除可以大量吸收尿等而吸水容量大以外，還要求即使用身體按壓吸收了尿等而膨潤(rùn)的吸水性樹脂粒子，吸收的尿等也不會(huì)分離排出。滿足該要求的一個(gè)方法是，提高樹脂粒子的交聯(lián)密度，增大樹脂粒子的強(qiáng)度，即使按壓，樹脂粒子也不會(huì)破碎。但是，如果提高交聯(lián)密度，會(huì)損害吸水時(shí)樹脂粒子的膨潤(rùn)，樹脂粒子的吸水容量降低。作為制成吸水容量大且即使按壓膨潤(rùn)的樹脂粒子也不會(huì)使水分分離的方法，提出了從外部使樹脂粒子與交聯(lián)劑反應(yīng)，僅將樹脂粒子的表面進(jìn)行高密度交聯(lián)的方案。但是，當(dāng)樹脂粒子的表面接觸交聯(lián)劑時(shí)，由于交聯(lián)劑滲透到樹脂粒子的內(nèi)部，因此，僅將樹脂粒子的表面選擇性地進(jìn)行交聯(lián)，如果不實(shí)施特別的加工，在事實(shí)上是不可能的。
JP-A2000-328456號(hào)公報(bào)中記載了制造在非加壓下以及加壓下具有大的吸水能力的吸水性復(fù)合體的方法，該法包括，相對(duì)于交聯(lián)的樹脂粒子100重量份，在1～100重量份水的存在下，樹脂粒子與乙醇溶液進(jìn)行反應(yīng)。該專利公報(bào)記載的方法是采用紙巾材料等制造良好吸水性復(fù)合體的優(yōu)異方法，但是，從工業(yè)的角度看，如果使用交聯(lián)劑水溶液，制造同樣的吸水性復(fù)合體的方法則更為優(yōu)選。因此，本發(fā)明提供一種使用交聯(lián)劑水溶液，制造非加壓下以及加壓下具有強(qiáng)大的吸水能力的吸水性復(fù)合體的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者們反復(fù)深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在交聯(lián)劑水溶液向體系添加時(shí)以及添加后，通過(guò)控制體系溫度，可以高效率地制造具有希望性質(zhì)的吸水性復(fù)合體，完成本發(fā)明。本發(fā)明提供一種含有纖維質(zhì)基材和固著在其上的吸水性樹脂粒子的吸水性復(fù)合體的制造方法，該法包括，聚合性單體水溶液以液滴狀與纖維質(zhì)基材接觸，通過(guò)單體聚合，進(jìn)而形成含有吸水性樹脂粒子前體固著在纖維質(zhì)基材上的前體復(fù)合體，然后，向其中添加交聯(lián)劑水溶液并使添加后的吸水性樹脂粒子前體的溫度為60℃或60℃以下、且在添加后2分鐘以內(nèi)將前體復(fù)合體在90℃或90℃以上的氛圍氣體中加熱，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。
按照本發(fā)明的制造方法，使用交聯(lián)劑水溶液，制造在非加壓下以及加壓下具有強(qiáng)大吸水能力的吸水性復(fù)合體。具體地是，可以高效率地制造含有纖維質(zhì)基材和固著在其上、具有30g/g或30g/g以上的保水能力和20g/g或20g/g以上的加壓下吸水能力(荷重100g；下同)的吸水性樹脂粒子的吸水性復(fù)合體。
雖然并沒(méi)有拘泥于任何理論，但我們認(rèn)為這樣優(yōu)異的保水能力和加壓下的吸水能力是通過(guò)由快速加熱引起的交聯(lián)反應(yīng)，在吸水性樹脂粒子表面形成細(xì)微的“褶皺”，或是在吸水性樹脂粒子上形成細(xì)孔而達(dá)到的。由于伴隨粒子表面積的增加，褶皺的形成有助于吸水速度的提高，細(xì)孔的形成在提高吸水速度或通液性的同時(shí)，有助于提高血液等粘稠液體的吸收能力。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是用于制作吸水性復(fù)合體的噴管概要圖。
圖2是加壓下的吸水能力測(cè)定裝置。圖中1是測(cè)定用樣品盤，2是帶有金屬絲網(wǎng)的圓筒，3是實(shí)驗(yàn)盤，4是錘。
發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容下面，參照優(yōu)選實(shí)施方案，對(duì)本發(fā)明的吸水性復(fù)合體的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，在本說(shuō)明書中，使用“1個(gè)數(shù)至另1個(gè)數(shù)”表示數(shù)值范圍，意味著將“1個(gè)數(shù)至另1個(gè)數(shù)”前后所記載的數(shù)值作為下限值以及上限值而包括在內(nèi)的范圍。
在本發(fā)明涉及的吸水性復(fù)合體的制造方法中，一個(gè)步驟是將聚合性單體水溶液液滴，與纖維性基材接觸，通過(guò)單體聚合，形成吸水性樹脂粒子前體，進(jìn)而形成吸水性樹脂粒子前體固著在基材上的前體復(fù)合體，該步驟可以通過(guò)任何已知的方法進(jìn)行。例如，當(dāng)使用無(wú)紡布作為纖維質(zhì)基材時(shí)，可以通過(guò)JP-A2000-328456記載的方法進(jìn)行。另外，當(dāng)纖維質(zhì)基材為纖維本身時(shí)，可以通過(guò)JP-A11-93073記載的方法進(jìn)行。作為聚合性單體，可以使用已知可以用于該用途的、且可以和交聯(lián)劑反應(yīng)的任意的聚合性單體。根據(jù)希望，也可以同時(shí)使用不同的聚合性單體。但此時(shí)，沒(méi)有必要所有的聚合性單體都是可以與交聯(lián)劑反應(yīng)的聚合性單體。作為聚合性單體，最為一般的是不飽和羧酸，特別是丙烯酸，在本發(fā)明中也優(yōu)選使用。另外，眾所周知，不飽和羧酸優(yōu)選將羧基的一部分、通常為20％或20％以上用氫氧化鈉等中和后使用。另外，為提高由該單體形成的吸水性樹脂粒子的強(qiáng)度，根據(jù)希望，可以在聚合性單體水溶液中含有若干可以與該單體共聚的乙二醇二丙烯酸酯或N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺等交聯(lián)劑。
為引發(fā)上述聚合性單體的聚合，通常使用聚合引發(fā)劑。作為聚合引發(fā)劑，可以使用含有過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨、叔丁基過(guò)氧化氫等氧化劑、和L-抗壞血酸或其堿金屬鹽、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉等還原劑的聚合引發(fā)劑組合物。最為一般的是，使含有氧化劑的單體水溶液和含有還原劑的單體水溶液從設(shè)置在造粒塔上部的各個(gè)噴管中流出，二者在空中合流，形成含有包括氧化劑和還原劑的聚合引發(fā)劑組合物液滴。液滴通過(guò)聚合反應(yīng)形成吸水性樹脂粒子前體，并降落在造粒塔內(nèi)，落至造粒塔底部供給的無(wú)紡布或從造粒塔中途供給的分散的纖維等的纖維質(zhì)基材上，并附著于其上。如果按照懸浮纖維并降落至造粒塔內(nèi)的方式來(lái)供給，則吸水性樹脂粒子前體作為整體均等地附著在各個(gè)纖維上。另外，這樣，吸水性樹脂粒子前體落至造粒塔內(nèi)，固著在纖維質(zhì)基材上時(shí)，吸水性樹脂粒子前體的一部分直接固著于纖維質(zhì)基材上，但其余部分落至已經(jīng)固著在纖維質(zhì)基材上的吸水性樹脂粒子前體上，通過(guò)前者，后者間接地固著在纖維質(zhì)基材上。聚合優(yōu)選在20～100℃進(jìn)行，因此，造粒塔內(nèi)的溫度維持在20～150℃，優(yōu)選維持在25～100℃。與纖維質(zhì)基材接觸時(shí)的吸水性樹脂粒子前體的轉(zhuǎn)化率，只要吸水性樹脂粒子前體維持其形狀附著在基材上則可以是任意的。但轉(zhuǎn)化率通常為3～97％，更優(yōu)選10～95％，尤其優(yōu)選15～90％的范圍。優(yōu)選的是，聚合不充分且吸水性樹脂粒子前體柔軟的時(shí)刻與基材接觸，如上所述，纖維陷入吸水性樹脂粒子前體，因此，最終可以使樹脂粒子更加牢固地固著。但是，如果吸水性樹脂粒子前體過(guò)于柔軟，吸水性樹脂粒子前體與纖維質(zhì)基材或其他吸水性樹脂粒子前體接觸時(shí)就有可能不能保持其形狀，因此需要注意。
在本發(fā)明中，作為纖維質(zhì)基材可以使用已知的材料。通常，為使樹脂粒子可以牢固地固著于基材上，優(yōu)選使用纖維為粗狀態(tài)形狀的材料，即，分散狀態(tài)的纖維本身、絨毛漿或無(wú)紡布。作為材質(zhì)，也可以使用聚酯、聚烯烴、乙酸酯等(半)合成纖維、玻璃纖維等無(wú)機(jī)纖維、紙漿等天然纖維、人造絲等再生纖維等任意一種。通常優(yōu)選使用即使?jié)駶?rùn)狀態(tài)也可以保持強(qiáng)度的合成纖維或其本身具有吸水性的紙漿。纖維質(zhì)基材的纖維直徑優(yōu)選0.1～500分特。使用的纖維質(zhì)基材是無(wú)紡布時(shí)，其重量?jī)?yōu)選10～150g/m2，更優(yōu)選20～50g/m2。
前體復(fù)合體的制造通常以連續(xù)方式進(jìn)行。即，將單體水溶液連續(xù)地供給至設(shè)置在造粒塔塔頂?shù)膰姽?，并且同時(shí)連續(xù)地供給纖維質(zhì)基材以使降落下來(lái)的聚合過(guò)程中的吸水性樹脂粒子前體附著，將附著了樹脂粒子前體的基材從塔底連續(xù)地取出至外部。當(dāng)基材為無(wú)紡布等扁平成型體時(shí)，可以將其以貫穿造粒塔底部的方式送出，另外，基材為纖維本身，即非成型體時(shí)，可以以貫穿塔底部的方式設(shè)置傳送帶，將附著了樹脂粒子的纖維堆積其上，再送至外部。
附著于纖維質(zhì)基材并從造粒塔中取出的吸水性樹脂粒子前體接著與交聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)行樹脂粒子的表面交聯(lián)。
作為交聯(lián)劑，可以使用該用途已知可以使用的任意物質(zhì)，但優(yōu)選具有2個(gè)或2個(gè)以上的縮水甘油基的多元縮水甘油基化合物，特別優(yōu)選脂肪族多元醇縮水甘油醚。例如，優(yōu)選乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、聚甘油多縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、季戊四醇多縮水甘油醚等。根據(jù)期望，這些也可以同時(shí)使用幾種。其中，優(yōu)選的是乙二醇二縮水甘油醚、甘油(二、三)縮水甘油醚。
供給反應(yīng)的交聯(lián)劑量相對(duì)于吸水性樹脂粒子(干燥重量)通常為50～10000重量ppm。通常，比該范圍小的話，表面交聯(lián)密度過(guò)小，不能將樹脂粒子的加壓下吸收能力制成20g/g或20g/g以上，優(yōu)選23g/g或23g/g以上。反之，如交聯(lián)劑量大于該范圍時(shí)，則加壓下的吸水能力變化小。交聯(lián)劑優(yōu)選相對(duì)于生成的吸水性樹脂粒子(干燥重量)為100～5000重量ppm、更優(yōu)選使用200～3000重量ppm。在本發(fā)明中，交聯(lián)劑以水溶液添加到吸水性樹脂粒子前體中，水溶液濃度通常為0.1～10重量％。如果交聯(lián)劑水溶液的濃度比該范圍高，溶液量變得過(guò)少，將交聯(lián)劑均勻地用于吸水性樹脂粒子前體的表面是困難的。相反地，如果濃度比該范圍低，在后續(xù)工序中的干燥負(fù)擔(dān)變得過(guò)大。交聯(lián)劑水溶液的優(yōu)選濃度為0.2～7重量％，特別是0.5～5重量％。另外，為促進(jìn)交聯(lián)劑的溶解性或分散性，以及用于吸水性樹脂粒子前體時(shí)在粒子表面的擴(kuò)散等，也可以含有表面活性劑等。交聯(lián)劑水溶液優(yōu)選為微粒狀，即，通過(guò)噴霧添加至吸水性樹脂粒子前體。另外，為促進(jìn)添加的交聯(lián)劑水溶液在吸水性樹脂粒子前體表面的擴(kuò)散，優(yōu)選將吸水性樹脂粒子前體膨潤(rùn)至某種程度。但如果膨潤(rùn)度過(guò)大，交聯(lián)劑水溶液容易滲透到吸水性樹脂粒子前體內(nèi)部，故不優(yōu)選。一般地，在與交聯(lián)劑水溶液接觸的時(shí)刻的吸水性樹脂粒子前體的含水率優(yōu)選20～80重量％，更優(yōu)選20～60重量％，尤其優(yōu)選20～40重量％。
吸水性樹脂粒子前體的含水率可以通過(guò)干燥或吸水進(jìn)行調(diào)節(jié)，但優(yōu)選的是制造從造粒塔取出時(shí)成為上述含水率，因此，供給上述造粒塔的單體水溶液的濃度以及塔內(nèi)的氛圍氣體，按照使固著在纖維質(zhì)基材上從塔中取出的吸水性樹脂粒子前體的含水率成為上述的范圍的方式來(lái)控制。另外，在本說(shuō)明書中，含水率以濕潤(rùn)為基準(zhǔn)，用下式求得。
(濕潤(rùn)時(shí)的重量-干燥時(shí)的重量)/濕潤(rùn)時(shí)的重量×100(％)另外，為不使添加至吸水性樹脂粒子前體的交聯(lián)劑在樹脂粒子表面不擴(kuò)散而立刻進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，在本發(fā)明中，添加交聯(lián)劑水溶液時(shí)的吸水性樹脂粒子前體的溫度控制在60℃或60℃以下。該溫度更加優(yōu)選50℃或50℃以下，尤其優(yōu)選40℃或40℃以下。通常，作為吸水性樹脂粒子前體以及交聯(lián)劑水溶液，均保持在60℃或60℃以下。該溫度更加優(yōu)選50℃或50℃以下，尤其優(yōu)選40℃或40℃以下。
在吸水性樹脂粒子前體中添加了交聯(lián)劑水溶液后，則加熱體系進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，在樹脂粒子表面形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過(guò)添加的交聯(lián)劑水溶液在樹脂粒子前體表面擴(kuò)散并在表面分布均勻但尚未擴(kuò)散到內(nèi)部的時(shí)刻，即，添加交聯(lián)劑水溶液之后2分鐘以內(nèi)，將前體復(fù)合體暴露在90℃或90℃以上的氛圍氣體中來(lái)進(jìn)行加熱。由此，可以使交聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上僅在吸水性樹脂粒子前體的表面進(jìn)行反應(yīng)，能夠抑制在內(nèi)部形成交聯(lián)。添加交聯(lián)劑水溶液之后，如果經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間后進(jìn)行交聯(lián)，會(huì)在粒子內(nèi)部形成大量交聯(lián)，保水能力降低。優(yōu)選的是，交聯(lián)反應(yīng)邊使水分從吸水性樹脂粒子前體中蒸發(fā)邊進(jìn)行，由此，可以阻止在加熱中交聯(lián)劑滲透至吸水性樹脂粒子前體的深處。優(yōu)選的是，加熱開始后10分鐘以內(nèi)，吸水性樹脂粒子前體的含水率為15重量％或15重量％以下。更加優(yōu)選的是加熱開始后7分鐘以內(nèi)，尤其優(yōu)選5分鐘以內(nèi)，吸水性樹脂粒子前體的含水率為15重量％或15重量％以下。
優(yōu)選的是，使用熱風(fēng)加熱。熱風(fēng)的溫度可以使用90℃或90℃以上，優(yōu)選120℃或120℃以上，更優(yōu)選130℃或130℃以上。如果低于90℃，交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行不充分。相反地，如熱風(fēng)的溫度超過(guò)250℃，則樹脂分解，產(chǎn)品質(zhì)量下降。優(yōu)選的是，熱風(fēng)的溫度優(yōu)選200℃或200℃以下，更優(yōu)選180℃或180℃以下。熱風(fēng)中也可以含有水蒸氣。通過(guò)該熱風(fēng)的加熱可以同時(shí)除去來(lái)自吸水性樹脂粒子前體的未反應(yīng)的單體。如果吸水性復(fù)合體含有未反應(yīng)的單體，在復(fù)合體產(chǎn)品上使用會(huì)成為障礙，因此，采用通過(guò)有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取、通過(guò)添加催化劑進(jìn)行反應(yīng)、通過(guò)通風(fēng)進(jìn)行擴(kuò)散等各種方法都可以進(jìn)行降低單體含量，但在表面交聯(lián)時(shí)，通過(guò)以貫通附著了樹脂粒子的無(wú)紡布或纖維的堆積物的方式流通熱風(fēng)，可以減少表面交聯(lián)，同時(shí)減少未反應(yīng)的單體含量。
按照本發(fā)明的制造方法，可以高效率地制造含有纖維質(zhì)基材和固著在其上、具有30g/g或30g/g以上的保水能力和20g/g或20g/g以上的吸水能力的吸水性樹脂粒子的吸水性復(fù)合體。優(yōu)選吸水性樹脂粒子的保水能力為33g/g或33g/g以上的，另外，優(yōu)選加壓下吸水能力為23g/g或23g/g以上的。保水能力和加壓下吸水能力都是越大越為優(yōu)選，但超過(guò)60g/g的保水能力和超過(guò)50g/g的加壓下吸水能力在現(xiàn)狀下是近乎不可能的。另外，保水能力和加壓下吸水能力的差優(yōu)選15g/g或15g/g以下，特別優(yōu)選12g/g或12g/g以下。如果該差過(guò)大，吸水并膨潤(rùn)的樹脂粒子被身體按壓時(shí)，水分容易從樹脂粒子中分離，因此，會(huì)給裝入了該吸水性復(fù)合體的一次性紙巾的穿用者帶來(lái)不舒適感。
吸水性復(fù)合體的吸水性樹脂粒子的含量(干燥重量)沒(méi)有限定，但優(yōu)選10～1000g/m2，在一次性紙巾用途時(shí)優(yōu)選50～600g/m2，特別優(yōu)選100～500g/m2。另外，吸水性樹脂粒子的含量可以通過(guò)從干燥的吸水性復(fù)合體的重量中減去干燥的纖維質(zhì)基材的重量而求得。具體地，預(yù)先求出在110℃下進(jìn)行1小時(shí)熱風(fēng)干燥的纖維質(zhì)基材的重量(g/m2)，通過(guò)上述方法在該纖維質(zhì)基材上附著聚合過(guò)程中的吸水性樹脂粒子前體之后，進(jìn)行表面交聯(lián)制造吸水性復(fù)合體。將其在110℃下進(jìn)行1小時(shí)熱風(fēng)干燥后，測(cè)定其重量(g/m2)。通過(guò)從后者的重量中減去前者的重量，可以算出吸水性樹脂粒子的含量(g/m2)。另外，同樣地，保水能力和加壓下吸水能力也可以通過(guò)從復(fù)合體的測(cè)定值中減去纖維質(zhì)基材的測(cè)定值求得。
下面，對(duì)本發(fā)明的吸水性復(fù)合體的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，在本說(shuō)明書中，使用“1個(gè)數(shù)至另1個(gè)數(shù)”表示的數(shù)值范圍，意味著將“1個(gè)數(shù)至另1個(gè)數(shù)”前后所記載的數(shù)值作為下限值以及上限值而包括在內(nèi)的范圍。
(實(shí)施例1)把48.5重量％的氫氧化鈉水溶液57.3重量份、水6.4重量份、交聯(lián)劑(N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺)0.15重量份以及30重量％的過(guò)氧化氫5.0重量份，添加在80重量％的丙烯酸水溶液125重量份中，調(diào)制溶液A。溶液A的單體濃度為60重量％，其中和度為50摩爾％。
與其不同地，把48.5重量％的氫氧化鈉水溶液57.3重量份、水9.9重量份、交聯(lián)劑(N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺)0.15重量份以及L-抗壞血酸1.5重量份，添加在80重量％的丙烯酸水溶液125重量份中，調(diào)制溶液B。溶液B的單體濃度及其中和度與溶液A相同。
將調(diào)制的溶液A和溶液B用圖1所示的噴管混合。圖1的噴管內(nèi)徑全部為0.13mm，各溶液用的5根噴管以1cm的間隔配置。從噴管流出的溶液A和溶液B的交叉角度為30度，噴管前端的距離設(shè)定為4mm。溶液A以及溶液B分別將液體溫度加溫至40℃，用泵分別以5m/秒的流速抽出供給噴管。
分別從噴管流出的溶液在空中成為液滴，進(jìn)行聚合并降落在造粒塔內(nèi)，落至距噴管的前端3m的下方以0.05m/分移動(dòng)的纖維質(zhì)基材(纖維直徑67分特、重量30g/m2的聚酯無(wú)紡布)上，形成吸水性樹脂粒子前體(含水率35％)的前體復(fù)合體附著在聚酯無(wú)紡布上。
在室溫下，將甘油多縮水甘油醚(環(huán)氧當(dāng)量145)的0.5重量％的水溶液(溫度室溫)噴霧在該前體復(fù)合體(溫度45℃)上，使甘油多縮水甘油醚相對(duì)于生成的吸水性樹脂粒子為500重量ppm(干燥樹脂基準(zhǔn))，一分鐘后，放入130℃的空氣貫通前體復(fù)合體的纖維質(zhì)基材流通的通風(fēng)帶干燥機(jī)中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。放入干燥機(jī)后約2分鐘，吸水性樹脂粒子的含水率降低至15重量％。再繼續(xù)加熱，在含水率達(dá)到約5重量％時(shí)中止加熱，進(jìn)行緩慢冷卻，得到吸水性復(fù)合體。得到的吸水性復(fù)合體的吸水性樹脂粒子的含量(干燥重量)為300g/m2。
(實(shí)施例2)在實(shí)施例1中，除將甘油多縮水甘油醚的0.5重量％的水溶液的噴霧量設(shè)置為甘油多縮水甘油醚相對(duì)于吸水性樹脂粒子為1000重量ppm以外，與實(shí)施例1同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(實(shí)施例3)除使用乙二醇二縮水甘油醚的0.5重量％的水溶液代替甘油多縮水甘油醚的水溶液，且按照乙二醇二縮水甘油醚相對(duì)于吸水性樹脂粒子為1000重量ppm地進(jìn)行噴霧以外，與實(shí)施例1同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(實(shí)施例4)在實(shí)施例3中，除將乙二醇二縮水甘油醚的0.5重量％的水溶液的噴霧量設(shè)置為乙二醇二縮水甘油醚相對(duì)于吸水性樹脂粒子為2000重量ppm以外，與實(shí)施例3同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(實(shí)施例5)在實(shí)施例1中，除將在干燥機(jī)中流通的空氣的溫度設(shè)置為100℃，將前體復(fù)合體放入干燥機(jī)后約30分鐘將吸水性樹脂的含水率降低至15重量％以外，與實(shí)施例1同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(實(shí)施例6)在實(shí)施例1中，除將甘油多縮水甘油醚的0.5重量％的水溶液的噴霧量設(shè)置為甘油多縮水甘油醚相對(duì)于吸水性樹脂粒子為2000重量ppm以外，與實(shí)施例1同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(比較例1)在實(shí)施例1中，除噴霧后經(jīng)過(guò)30分鐘放入干燥機(jī)以外，與實(shí)施例1同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(比較例2)在實(shí)施例5中，除噴霧后經(jīng)過(guò)30分鐘放入干燥機(jī)以外，與實(shí)施例1同樣地制造吸水性復(fù)合體。
(試驗(yàn)例)對(duì)在實(shí)施例1～6以及比較例1～2中制造的各吸水性復(fù)合體，按照以下順序測(cè)定保水能力和加壓下吸水能力。
<1>保水能力的測(cè)定方法將在110℃下干燥30分鐘的吸水性復(fù)合體剪斷并使固著在吸水性復(fù)合體上的吸水性樹脂的重量約為1g，測(cè)定其重量(W1)。將其裝入250目的尼龍袋(20cm×10cm)，在室溫的生理鹽水(濃度0.9重量％)500ml中浸漬30分鐘。然后，將尼龍袋取出，懸掛15分鐘除去水分之后，用離心分離機(jī)以90G進(jìn)行90秒脫水。另外，將與吸水性復(fù)合體的制造中相同的纖維質(zhì)基材剪斷為與上述同樣在110℃下干燥30分鐘后的吸水性復(fù)合體相同的大小，測(cè)定其重量(W2)。將其與上述同樣放入250目的尼龍袋(20cm×10cm)，在室溫的生理鹽水(濃度0.9重量％)500ml中浸漬30分鐘。然后，將尼龍袋取出，懸掛15分鐘除去水分之后，用離心分離機(jī)以90G進(jìn)行90秒脫水。測(cè)定含有脫水后的吸水性復(fù)合體的尼龍袋的重量(W3)以及合有脫水后的纖維質(zhì)基材的尼龍袋的重量(W4)。保水能力S按照以下式算出。這里，W1～W4的單位均為g。
S=W3-W4W1-W2]]><2>加壓下吸水能力的測(cè)定方法加壓下吸水能力(AUL)使用圖2所示的裝置，按照以下的順序測(cè)定。測(cè)定裝置含有底面用金屬絲網(wǎng)(#100)封閉的金屬圓筒2(內(nèi)徑25.4mmφ)和比該圓筒內(nèi)徑小一些的圓柱狀錘4以及實(shí)驗(yàn)盤3。
1)用沖切沖頭(25mmφ)沖切在110℃下干燥30分鐘的吸水性復(fù)合體，制作測(cè)定用試樣圓盤1(25mmφ)。
2)測(cè)定測(cè)定用試樣圓盤1的重量Sd(g)以及帶有金屬絲網(wǎng)的圓筒2的重量Td(g)。
3)在實(shí)驗(yàn)盤3(100mmφ)內(nèi)放入25g室溫的人工尿。
4)將測(cè)定用試樣圓盤1以將纖維質(zhì)基材側(cè)面作為金屬絲網(wǎng)側(cè)的方式插入帶有金屬絲網(wǎng)的圓筒管2。
5)將100g的錘加載在測(cè)定用試樣圓盤上。此時(shí)，錘和圓筒接觸，注意在由于吸水引起的錘的上升時(shí)不要產(chǎn)生摩擦。
6)將金屬絲網(wǎng)作為下部，將插入了測(cè)定用試樣圓盤1和錘4的圓筒2輕輕地浸漬在實(shí)驗(yàn)盤3中。
7)吸水1小時(shí)。
8)從實(shí)驗(yàn)盤3中輕輕地取出圓筒2。
9)將圓筒2輕輕地放在濾紙(#424)上，擦干附著在圓筒2上的水并取出。
10)移除錘4(附著在錘4上的吸水性樹脂向圓筒側(cè)移動(dòng))。
11)測(cè)定圓筒2的重量Tw(g)。
12)吸水后的測(cè)定用試樣圓盤1的重量Sw(g)通過(guò)下式求得。
Sw＝Tw-Td13)使用與該吸水性復(fù)合體的制造中使用的纖維質(zhì)基材同樣的纖維質(zhì)基材代替吸水性復(fù)合體，與上述完全同樣地進(jìn)行參照用試樣圓盤的制作和吸水操作。測(cè)定參照用試樣圓盤的重量Nd(g)以及吸水后的圓筒的重量Mw(g)，吸水后的參照用試樣圓盤的重量Mw(g)通過(guò)下式求得。
Nw＝Mw-Td14)加壓吸水能力(AUL)按照下式算出。
加壓吸水能力(AUL)(g/g)＝(Sw-Nw)/(Sd-Nd)另外，作為人工尿，使用下述組成的物質(zhì)。
尿素19.4g氯化鈉 8.0g
氯化鈣(無(wú)水)0.6g硫酸鎂(7水合物) 2.05g純水970g<3>測(cè)定結(jié)果各吸水性復(fù)合體的測(cè)定結(jié)果示于下表。
表1

從上表可以清楚地確認(rèn)，本發(fā)明的吸水性復(fù)合體(實(shí)施例1～6)具有充分的加壓下吸水能力，同時(shí)具有優(yōu)異的保水能力。
工業(yè)上實(shí)用性按照本發(fā)明的制造方法，將交聯(lián)劑制成水溶液使用，在非加壓下和加壓下的任何一種情況下，都可以制造具有強(qiáng)大吸水能力的吸水性復(fù)合體。因此，本發(fā)明的制造方法適于工業(yè)上應(yīng)用，適于大量生產(chǎn)具有優(yōu)異性能的吸水性復(fù)合體。
權(quán)利要求
1.一種含有纖維質(zhì)基材和固著在其上的吸水性樹脂粒子的吸水性復(fù)合體的制造方法，該法包括，聚合性單體的水溶液以液滴狀與纖維質(zhì)基材接觸，通過(guò)單體聚合，進(jìn)而形成含有固著在纖維質(zhì)基材上的吸水性樹脂粒子前體的前體復(fù)合物，然后向其中添加交聯(lián)劑水溶液并使添加后的吸水性樹脂粒子前體的溫度為60℃或60℃以下、且在添加后2分鐘以內(nèi)將前體復(fù)合體在90℃或90℃以上的氛圍氣體中加熱，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求1記載的吸水性復(fù)合體的制造方法，其中，添加交聯(lián)劑水溶液并使添加后的吸水性樹脂粒子前體的溫度為50℃或50℃以下。
3.按照權(quán)利要求1或2記載的吸水性復(fù)合體的制造方法，其中，向含水率為20～80重量％的吸水性樹脂粒子前體中添加交聯(lián)劑水溶液。
4.按照權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)記載的吸水性復(fù)合體的制造方法，其中，向吸水性樹脂粒子前體中添加交聯(lián)劑水溶液，系通過(guò)將交聯(lián)劑水溶液噴霧至吸水性樹脂粒子前體上來(lái)進(jìn)行。
5.按照權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)記載的吸水性復(fù)合體的制造方法，其中，在90℃或90℃以上的氛圍氣體中加熱添加交聯(lián)劑水溶液之后的吸水性樹脂粒子前體并進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)時(shí)，在從吸水性樹脂粒子前體蒸發(fā)水分的條件下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，加熱開始后10分鐘以內(nèi)，吸水性樹脂粒子前體的含水率降至15重量％或15重量％以下。
6.按照權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)記載的吸水性復(fù)合體的制造方法，其中，交聯(lián)劑是多元縮水甘油基化合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種把聚合性單體水溶液液滴與纖維質(zhì)基材接觸，通過(guò)單體聚合，形成吸水性樹脂粒子前體固著在纖維質(zhì)基材上，然后，向其中添加交聯(lián)劑水溶液并使添加后的吸水性樹脂粒子前體的溫度為60℃或60℃以下、且在添加2分鐘以內(nèi)將前體復(fù)合體在90℃或90℃以上的氛圍氣體中加熱，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，制成交聯(lián)前體的方法。通過(guò)該方法，可以制造保水能力和加壓下吸水能力高的吸水性復(fù)合體。
文檔編號(hào)A61F13/15GK1791617SQ200480014008
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者檜森俊一, 伊藤喜一 申請(qǐng)人:三菱化學(xué)株式會(huì)社