專(zhuān)利名稱：吸水樹(shù)脂組合物和其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸水樹(shù)脂和其生產(chǎn)方法。更具體地，本發(fā)明涉及(i)可適用于一次性紙尿布、護(hù)墊或婦女衛(wèi)生巾的吸水樹(shù)脂組合物，和(ii)吸水樹(shù)脂組合物的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，吸水樹(shù)脂被廣泛用于衛(wèi)生材料(吸收制品)如紙尿布、衛(wèi)生巾、失禁墊等的主要成分，以吸收體液(如尿和血液)。
吸水樹(shù)脂的公知例子(i)交聯(lián)的部分中和聚丙烯酸；(ii)水解淀粉-丙烯腈接枝聚合物；(iii)中和的淀粉-丙烯酸類(lèi)接枝聚合物；(iv)皂化的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物；(v)交聯(lián)的羧甲基纖維素；(vi)水解的丙烯腈共聚物或水解的丙烯酰胺共聚物，或交聯(lián)的丙烯腈共聚物或交聯(lián)的丙烯酰胺共聚物；(vii)交聯(lián)的陽(yáng)離子單體；(iii)交聯(lián)的異丁烯-馬來(lái)酸共聚物；(ix)2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸和丙烯酸的交聯(lián)體；(x)及其類(lèi)似物。
該吸水樹(shù)脂對(duì)含水液體具有高吸收性。然而，由于其高吸收性，該吸水樹(shù)脂也吸收空氣中的濕氣(吸濕)。因此，吸水樹(shù)脂顆粒相互凝固，導(dǎo)致其中吸水樹(shù)脂喪失其作為粉末的流動(dòng)性的結(jié)塊(blocking)現(xiàn)象。這種吸濕結(jié)塊現(xiàn)象帶來(lái)如下問(wèn)題在生產(chǎn)吸水樹(shù)脂和使用該吸水樹(shù)脂生產(chǎn)衛(wèi)生材料如一次性尿布時(shí)，該結(jié)塊現(xiàn)象發(fā)生在貯存料斗或輸送線中，或吸水樹(shù)脂粘附至生產(chǎn)裝置上，這樣結(jié)塊或粘附吸水樹(shù)脂變得更不好處理。結(jié)果，不可能穩(wěn)定制造產(chǎn)品。隨之，為防止在吸濕時(shí)發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，通常采用其中將無(wú)機(jī)化合物加入吸水樹(shù)脂的方法。
方法的例子是其中將無(wú)機(jī)粉末與這種吸水樹(shù)脂混合以使約60wt％或更少的聚合物顆粒通過(guò)300μm篩孔的篩子的方法(已公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)No.523526/2002(Tokuhyo 2002-523526)的國(guó)際公開(kāi)的日文譯文)；通過(guò)將水加入多價(jià)金屬鹽和吸水樹(shù)脂的混合物中獲得的水不溶性吸水樹(shù)脂組合物(專(zhuān)利申請(qǐng)No.4667/1992(Tokukohei 4-4667)的日本已審查專(zhuān)利公開(kāi))；其中含多價(jià)金屬鹽的水噴至吸水樹(shù)脂的生產(chǎn)方法(專(zhuān)利申請(qǐng)No.40780/1993(Tokukohei 5-40780)的日本已審查專(zhuān)利公開(kāi))；通過(guò)將含多價(jià)金屬鹽的水加入其顆粒尺寸為5至500μm的吸水樹(shù)脂表面并加熱該吸水樹(shù)脂來(lái)改性的吸水樹(shù)脂(日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.46241/1986(Tokukaisho 61-46241))；通過(guò)將其中已溶解無(wú)機(jī)鹽的水加入其表面已交聯(lián)的吸水樹(shù)脂來(lái)改性的吸水樹(shù)脂(日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.124879/1997(Tokukaihei 9-124879))；通過(guò)將多價(jià)金屬化合物加入吸水樹(shù)脂中獲得的一種吸水劑，其中多價(jià)金屬化合物局部存在于該吸水劑的表面附近(日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.96151/2001(Tokukai 2001-96151))；及其類(lèi)似方法。
此外，其中無(wú)機(jī)化合物加入吸水樹(shù)脂中改進(jìn)該吸水樹(shù)脂粉末的吸水性能的方法的例子包括一種方法，其中將多價(jià)金屬鹽如硫酸鋁和吸水樹(shù)脂干混并將如此獲得的混合物與接合劑(如水或其類(lèi)似物)接觸由此生產(chǎn)這樣的吸水樹(shù)脂已吸水的凝膠具有彈性并且凝膠結(jié)塊現(xiàn)象幾乎不發(fā)生(專(zhuān)利申請(qǐng)No.523289/2001(Tokuhyo 2001-523289)的國(guó)際公開(kāi)的日文譯文)；通過(guò)將含多價(jià)金屬鹽的水溶液加入已在高于170℃下熱處理10分鐘以上的吸水樹(shù)脂中獲得的組合物(專(zhuān)利申請(qǐng)No.523287/2001(Tokuhyo2001-523287)的國(guó)際公開(kāi)的日文譯文)；通過(guò)用三維或靜電隔離(spacer)涂布在加壓下具有特定吸收容量并具有凝膠強(qiáng)度的水不溶性溶脹水凝膠而獲得的水不溶性溶脹水凝膠(U.S.專(zhuān)利No.2002/0128618)；通過(guò)有機(jī)表面交聯(lián)劑水溶液和陽(yáng)離子水溶液二次交聯(lián)的吸水樹(shù)脂((專(zhuān)利申請(qǐng)No.538275/2002(Tokuhyo2002-538275)的國(guó)際公開(kāi)的日文譯文)；及其類(lèi)似方法。
然而，按照這些已知方法，不能充分改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能，并且吸收容量和在加壓下的擴(kuò)散吸收容量明顯下降。此外，不能在抑制吸水樹(shù)脂的吸收性能(例如吸收容量、在加壓下的擴(kuò)散吸收容量等)下降的同時(shí)，充分改進(jìn)抗吸濕結(jié)塊性能。
近年來(lái)，使用吸水樹(shù)脂的衛(wèi)生材料如衛(wèi)生巾及其類(lèi)似物具有更高的性能和更薄的尺寸，并且用于各衛(wèi)生材料的吸水樹(shù)脂的量趨于增加，并且吸水樹(shù)脂的重量％相對(duì)于由吸水樹(shù)脂和親水性纖維構(gòu)成的整個(gè)吸收體也趨于增加。這就是，通過(guò)使用(i)較少量的其堆密度低的親水性纖維和(ii)較大量的具有優(yōu)異吸水性能和高堆密度的吸水樹(shù)脂，提高了吸收體中所含的吸水樹(shù)脂的比例，由此在不降低吸水量下使衛(wèi)生材料更薄。
包括較少量親水性纖維和較大量吸水樹(shù)脂的衛(wèi)生材料僅液體貯存性能更佳，但在實(shí)際用于尿布中出現(xiàn)液體分配和擴(kuò)散的問(wèn)題。
這就是，當(dāng)使用較大量的吸水樹(shù)脂時(shí)，該吸水樹(shù)脂在吸水后變?yōu)槿彳浐湍z狀。如此造成凝膠結(jié)塊現(xiàn)象。結(jié)果，尿布的液體擴(kuò)散性能明顯下降。為避免這種現(xiàn)象并保持吸收體的高吸收性能，要限制親水性纖維與吸水樹(shù)脂的比例，這就限制了使衛(wèi)生材料變得更薄。
作為在防止尿布中凝膠結(jié)塊的同時(shí)改進(jìn)尿布液體擴(kuò)散性能的方法，已提出其中使用兩種類(lèi)型吸水性能不同的吸水樹(shù)脂的方法(日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.252307/2001(Tokukai2001-252307))；其中使用含陽(yáng)離子交換水凝膠形成的聚合物和陰離子交換水凝膠形成的聚合物的組合物的方法(WO 98/37149小冊(cè)子(pamphlet))；其中使用在其表面中具有高交聯(lián)密度的吸水樹(shù)脂的方法(日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.057010/1994(Tokukaihei 6-057010))；及其類(lèi)似方法。然而，在這些方法中，尚有改進(jìn)作為具有高吸水樹(shù)脂密度的吸收體的吸收性能的空間。
此外，將吸水樹(shù)脂用金屬化合物處理以改進(jìn)吸水樹(shù)脂粉末的擴(kuò)散性能是公知的。該方法的例子包括其中將多價(jià)金屬鹽如硫酸鋁與吸水樹(shù)脂干混并與接合劑(如水或其類(lèi)似物)接觸由此生產(chǎn)幾乎不造成凝膠結(jié)塊的具有彈性的吸水樹(shù)脂的方法(WO98/48857小冊(cè)子)；其中將吸水樹(shù)脂用水溶性有機(jī)表面交聯(lián)劑和水溶性陽(yáng)離子進(jìn)行二次交聯(lián)的方法(Tokuhyo 2002-538275和Tokuhyo 2002-539281)；一種高吸水樹(shù)脂組合物，它包括高吸水樹(shù)脂和由至少部分含兩種金屬(M1和M2)以具有-M1-O-M2-鍵的水合氧化物構(gòu)成的細(xì)粉(日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.147724/1998(Tokukaihei 10-147724))；及其類(lèi)似方法。
根據(jù)各種已知方法，已進(jìn)行了旨在改進(jìn)(i)凝膠結(jié)塊性能或(ii)液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能的多種努力。然而，尚未發(fā)明同時(shí)改進(jìn)這兩種性能(凝膠結(jié)塊性能和液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能)的吸水樹(shù)脂。
此外，為生產(chǎn)具有優(yōu)異凝膠結(jié)塊性能和液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能的吸水樹(shù)脂組合物，必須將吸水樹(shù)脂顆粒的表面進(jìn)行均勻二次交聯(lián)。當(dāng)顆粒表面不進(jìn)行均勻二次交聯(lián)時(shí)，彼此未進(jìn)行交聯(lián)的部分凝結(jié)成塊，如此發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。結(jié)果，生產(chǎn)裝置被堵塞，因此不可能穩(wěn)定生產(chǎn)吸水樹(shù)脂。

發(fā)明內(nèi)容
在考慮上述常規(guī)問(wèn)題下設(shè)計(jì)了本發(fā)明，因此本發(fā)明的目的是提供(i)一種吸水樹(shù)脂組合物，該組合物即使在高濕度下也無(wú)任何顆粒凝塊并且具有優(yōu)異的吸收性能如吸收容量和在加壓下的擴(kuò)散吸收容量，并具有其表面進(jìn)行二次均勻交聯(lián)的顆粒；和(ii)生產(chǎn)該吸水樹(shù)脂組合物的方法考慮到抑制顆粒在高濕下凝塊的優(yōu)異吸收性能和優(yōu)異的吸濕結(jié)塊性能，本發(fā)明人認(rèn)真地研究了吸水樹(shù)脂。經(jīng)認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)上述目的可通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)使吸水樹(shù)脂具有(1)特定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)、(2)特定的顆粒尺寸分布和(3)金屬組分；以及排列(arranging)該吸水樹(shù)脂，以使多價(jià)金屬組分的萃取率為5wt％(wt％)或更高但低于100wt％，如此設(shè)計(jì)本發(fā)明。
也就是，本發(fā)明的吸水樹(shù)脂組合物為這樣一種吸水樹(shù)脂組合物，其主組分為具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)，所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)在該吸水樹(shù)脂(A)的表面附近交聯(lián)，其中吸水樹(shù)脂組合物包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，顆粒的重均粒徑低于500μm且不低于300μm，及吸水樹(shù)脂組合物的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，吸水組合物的水溶性組分為35w t％或更低，該吸水樹(shù)脂組合物包括多價(jià)金屬組分，多價(jià)金屬組分的萃取率為5wt％(wt％)或更高但低于100wt％。
此外，在本發(fā)明的吸水樹(shù)脂組合物中，顆粒吸水樹(shù)脂(A)優(yōu)選為其中表面附近通過(guò)含多醇的表面交聯(lián)劑進(jìn)一步交聯(lián)的顆粒吸水樹(shù)脂。
此外，在本發(fā)明的吸水樹(shù)脂組合物中，當(dāng)吸水樹(shù)脂組合物在25℃下90％的相對(duì)濕度中放置1小時(shí)時(shí)吸濕結(jié)塊比例a優(yōu)選為30％或更低。
此外，在本發(fā)明吸水樹(shù)脂組合物中，優(yōu)選吸水樹(shù)脂組合物在無(wú)荷載下吸收0.90wt％生理鹽水30分鐘時(shí)的離心保留容量(CRC)為25g/g或更高，吸水樹(shù)脂組合物在1.9kPa下吸收0.90wt％生理鹽水60分鐘時(shí)的加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)為20g/g或更高。
此外，本發(fā)明的吸收體包括吸水樹(shù)脂組合物和親水性纖維，這樣吸水樹(shù)脂組合物的量(芯濃度)為20wt％或更高，按吸水樹(shù)脂組合物和親水性纖維總重量計(jì)。
此外，本發(fā)明的吸收制品包括吸收體、液體可滲透表面片材和液體不可滲透背面片材。
此外，本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法包括如下步驟將含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液加入具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)中，該不飽和單體是交聯(lián)在顆粒吸水樹(shù)脂(A)的表面附近；和將該含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合，其中該顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，顆粒的重均粒徑低于500μm且不低于300μm，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的水溶性組分為35wt％或更低，和含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的量為0.001至10wt％，相對(duì)于顆粒吸水樹(shù)脂(A)，含水多價(jià)金屬化合物(B)在溶液中的濃度為0.40或更高，相對(duì)于含水多價(jià)金屬化合物(B)在溶液中的飽和濃度，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的溫度為50℃或更高且低于100℃，和/或含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液的溫度為30℃或更高且低于100℃。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)真研究了吸水樹(shù)脂組合物，因此實(shí)現(xiàn)了(i)較少造成顆粒在高濕下凝塊的優(yōu)異吸濕結(jié)塊性能和(ii)同時(shí)具有的優(yōu)異液體滲透/液體擴(kuò)散性能。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)可通過(guò)安排包括如下步驟的方法實(shí)現(xiàn)上述目的混合其主組分為具有通過(guò)聚合丙烯酸和/或其鹽而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物的顆粒吸水樹(shù)脂、特定量的多價(jià)金屬化合物的水溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑；以及將在混合步驟中獲得的混合物在150至300℃下加熱，由此交聯(lián)顆粒吸水樹(shù)脂的表面附近，其中所述顆粒吸水樹(shù)脂具有特定顆粒尺寸分布，多價(jià)金屬化合物(B)的水溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度為1.80wt％或更高。本發(fā)明人意想不到地發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用其多價(jià)金屬組分濃度高的表面處理劑處理的吸水樹(shù)脂組合物，與其表面用具有已知濃度的表面處理劑處理的吸水樹(shù)脂組合物相比，具有更高的鹽水導(dǎo)流率(saline flow conductivity)(SFC表示加壓下的液體滲透率)。
此外，為同時(shí)實(shí)現(xiàn)在吸水樹(shù)脂中的優(yōu)異吸濕結(jié)塊性能和優(yōu)異液體滲透/液體擴(kuò)散性能，顆粒表面必須進(jìn)行二次均勻交聯(lián)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)此目的，前體(Precursor)必須具有優(yōu)異的流動(dòng)性(濕化(humidification)結(jié)塊性能)。注意到，本發(fā)明前體為顆粒吸水樹(shù)脂、多價(jià)金屬化合物的水溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑的混合物。另外，本發(fā)明的濕化是指多價(jià)金屬化合物的水溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑與顆粒吸水樹(shù)脂混合。此外，本發(fā)明的鹽水為通過(guò)將氯化鈉溶于水中獲得的水溶液。
即，本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法包括如下步驟將具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)、含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)混合，將已在混合步驟中獲得的混合物在150至300℃下加熱由此交聯(lián)顆粒吸水樹(shù)脂(A)的表面附近，其中該顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，以及含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的量為0.001至10wt％，相對(duì)于顆粒吸水樹(shù)脂(A)，以及含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度為至少1.80wt％。
此外，本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法包括通過(guò)在150至300℃下加熱前體(D)以使顆粒吸水樹(shù)脂(A)的表面附近交聯(lián)的步驟，該前體(D)通過(guò)混合具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)、多價(jià)金屬化合物(B)的水溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)獲得，其中該顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，以及多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的量為0.001至10wt％，及前體(D)的濕化結(jié)塊比例(wt％)為80wt％或更低。
此外，在本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，優(yōu)選吸水樹(shù)脂組合物主要組分為通過(guò)聚合丙烯酸和/或其鹽獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物。
此外，在本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，優(yōu)選多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度為至少1.80wt％。
此外，在本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，優(yōu)選將多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和/或有機(jī)表面交聯(lián)劑在30℃或更高溫度下加熱。
此外，在本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，優(yōu)選有機(jī)表面交聯(lián)劑包括多元醇。
此外，在本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，優(yōu)選多價(jià)金屬化合物(B)的多價(jià)金屬組分包括選自二價(jià)或更多價(jià)典型金屬或其族數(shù)為4至12的過(guò)渡金屬的一種或多種金屬。
此外，在本發(fā)明生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，優(yōu)選多價(jià)金屬化合物(B)的多價(jià)金屬組分為鋁。
為更充分理解本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)參考下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為顯示用于測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物在加壓下的吸收容量(AAP)的測(cè)量?jī)x器的橫截面示意圖。
圖2為顯示用于測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物的鹽水導(dǎo)流率(SFC)的測(cè)量?jī)x器的橫截面示意圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式(實(shí)施方案1)根據(jù)本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物包括顆粒吸水樹(shù)脂(A)和多價(jià)金屬組分(B)。注意到，本實(shí)施方案的吸收組合物為包括吸水樹(shù)脂作為主組分的組合物，并包括80至100wt％的吸水樹(shù)脂、更優(yōu)選90至100wt％的吸水樹(shù)脂。該吸水樹(shù)脂組合物適用于衛(wèi)生材料如紙尿布、衛(wèi)生巾、失禁襯墊、醫(yī)用襯墊及其類(lèi)似物。下面將詳細(xì)描述(I)吸水樹(shù)脂(A)和(II)多價(jià)金屬組分(B)。
(I)顆粒吸水樹(shù)脂(A)“顆粒吸水樹(shù)脂(A)”由可通過(guò)聚合親水單體獲得的水不可溶的水溶脹性水凝膠形成聚合物(以下又稱為吸水樹(shù)脂)的球形或非晶形顆粒構(gòu)成。水溶脹性能是指在這樣的狀態(tài)，即在此狀態(tài)下該吸水樹(shù)脂在離子交換水中必須吸收大量的水其吸收的水的重量為吸水樹(shù)脂本身重量的5倍，優(yōu)選為吸水樹(shù)脂本身重量的50至1000倍。水不可溶性能是指這樣的狀態(tài)，即在此狀態(tài)下5wt％或更多且50wt％或更低、更優(yōu)選5wt％或更多且25wt％或更低、進(jìn)一步更優(yōu)選5wt％或更多且20wt％或更低、特別優(yōu)選5wt％或更多且15wt％或更低、最優(yōu)選5wt％或更多且10wt％或更低的水可溶組分(水可溶聚合物)包含于吸水樹(shù)脂中。此外，水不可溶的水溶脹性水凝膠形成聚合物具有球形或不確定的的顆粒形狀。
水不可溶的水溶脹性水凝膠形成聚合物的具體例子包括部分中和的交聯(lián)聚丙烯酸聚合物(US4625001、US4654039、US5250640、US5275773、EP456136等)；交聯(lián)的部分中和淀粉-丙烯酸接枝聚合物(US4076663)；異丁烯-馬來(lái)酸共聚物(US4389513)；皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物(US4124748)；水解的丙烯酰胺(共)聚合物(US3959569)；水解的丙烯腈共聚物(US3935099)及其類(lèi)似物。然而，本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂由包括丙烯酸和/或其鹽作為主組分的交聯(lián)聚丙烯酸(鹽)聚合物構(gòu)成。注意到，本實(shí)施方案的“主組分”定義如下當(dāng)某一組分“a”包括在“B”中時(shí)，只要“B”包括30wt％或更多的組分“a”(相對(duì)于“B”的總量)，組分“a”即為“B”的主組分。本實(shí)施方案的交聯(lián)聚丙烯酸(鹽)聚合物為一種交聯(lián)聚合物，其中50mol％或更多且100mol％或更低的丙烯酸和/或其鹽包括在單體組分中，優(yōu)選70mol％或更多且100mol％或更低、更優(yōu)選90mol％或更多且100mol％或更低的丙烯酸和/或其鹽包括在單體組分中。此外，優(yōu)選將聚合物中所含的50至90mol％、更優(yōu)選60至80mol％的酸基中和，鹽的例子包括堿金屬鹽如鈉、鉀和鋰；銨鹽；和胺鹽，優(yōu)選使用鈉鹽。用于形成鹽的吸水樹(shù)脂可在聚合前在單體相中中和，或可在聚合期間或聚合后中和，或這些方法可相互結(jié)合。
此外，在本實(shí)施方案中，對(duì)于顆粒吸水樹(shù)脂(A)，考慮到吸收性能，可使用具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的吸水樹(shù)脂。注意到，用本實(shí)施方案的含酸基的不飽和單體包括在聚合中含酸基的單體，和通過(guò)聚合后通過(guò)水解變?yōu)樗峄膯误w如丙烯腈。
吸水樹(shù)脂的例子包括如下一種或兩種或多種部分中和的聚丙烯酸聚合物；水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物；淀粉-丙烯酸接枝聚合物；皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物；水解的丙烯腈共聚物或水解的丙烯酰胺共聚物；或交聯(lián)的丙烯腈共聚物或交聯(lián)的丙烯酰胺共聚物；變性的含羧基交聯(lián)聚乙烯醇；交聯(lián)的異丁烯-馬來(lái)酸酐共聚物；及其類(lèi)似物。優(yōu)選使用通過(guò)聚合和交聯(lián)含丙烯酸和/或其鹽(中和的丙烯酸)的單體作為主組分而獲得的部分中和的聚丙烯酸聚合物。
該部分中和的聚丙烯酸聚合物可通過(guò)將用作主組分的單體(丙烯酸和/或其鹽)與所需的其它單體共聚獲得。其它單體的具體例子包括陰離子不飽和單體如甲基丙烯酸、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、馬來(lái)酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯?；一撬?、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸，和其鹽；含非離子親水基團(tuán)的不飽和單體如N-乙烯基-2-吡啶酮(pyridone)、N-乙烯基乙酰胺、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯(methoxypolyethylene glycol(meth)acry-late)、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、異丁烯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、單(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯?；哙ず蚇-丙烯?；量┩椋缓完?yáng)離子不飽和單體如(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨乙基酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨乙基酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨丙基酯、N，N-二甲基氨丙基(甲基)丙烯酰胺和其季鹽；及其類(lèi)似物。
通常，除丙烯酸外的單體的量為0至30mol％，優(yōu)選0至10mol％，相對(duì)于所有單體(包含在吸水樹(shù)脂中的)，由此進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品吸水樹(shù)脂(組合物)的吸收性能并以較低成本生產(chǎn)吸水樹(shù)脂(組合物)。
用于將交聯(lián)結(jié)構(gòu)引入本實(shí)施方案中使用的吸水樹(shù)脂中的方法的例子如下不使用交聯(lián)劑進(jìn)行自交聯(lián)；不僅將單體而且將具有兩個(gè)或多個(gè)可聚合不飽和基團(tuán)或兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)基的內(nèi)交聯(lián)劑與顆粒吸水樹(shù)脂共聚或反應(yīng)；和類(lèi)似方式。優(yōu)選與內(nèi)交聯(lián)劑進(jìn)行共聚或反應(yīng)。
內(nèi)交聯(lián)劑的例子包括N，N’-亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、二(甲基)丙烯酸(聚)乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸(聚)丙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油丙烯酸酯(glycerineacrylatemethacrylate)、環(huán)氧乙烷變性的三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三聚氰酸三烯丙酯(triallyl cyanurate)、三聚異氰酸三烯丙酯(triallyl isocyanurate)、三烯丙基磷酸酯(triallyphosphate)、三烯丙基胺(trially amine)、聚(甲基)烯丙氧基烷烴、(聚)乙二醇二縮水甘油醚((poly)ethyleneglycoldiglycidyl ether)、甘油二縮水甘油醚(glycerol diglycidylether)、甘油三縮水甘油醚(glycerol triglycidyl ether)、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、1，2-乙二胺、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯(propylene carbonate)、聚乙烯亞胺、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯及其類(lèi)似物。
這些內(nèi)交聯(lián)劑可單獨(dú)使用或以其兩種或多種適當(dāng)?shù)慕M合使用。該內(nèi)交聯(lián)劑可一次或分劑量加入反應(yīng)體系中。當(dāng)使用一種或多種內(nèi)交聯(lián)劑時(shí)，考慮到產(chǎn)品吸水劑或產(chǎn)品吸水樹(shù)脂組合物的吸收特性，優(yōu)選始終將包括不少于兩個(gè)可聚合不飽和基團(tuán)的交聯(lián)單體用于聚合中。
內(nèi)交聯(lián)劑的用量?jī)?yōu)選為0.001至3mol％、較優(yōu)選0.001至2mol％，進(jìn)一步較優(yōu)選0.005至2mol％，更優(yōu)選0.005至0.5mol％，進(jìn)一步更優(yōu)選0.01至1mol％，特別優(yōu)選0.01至0.2mol％，更特別優(yōu)選0.03至0.15mol％，最優(yōu)選0.03至0.5mol％，相對(duì)于所有不飽和單體(不包括該交聯(lián)劑)的總摩爾數(shù)。當(dāng)內(nèi)交聯(lián)劑的用量低于0.001mol％，或當(dāng)內(nèi)交聯(lián)劑的量超過(guò)3mol％時(shí)，不能獲得足夠的吸收性能。
當(dāng)內(nèi)交聯(lián)劑用于在吸水樹(shù)脂內(nèi)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，將該內(nèi)交聯(lián)劑在不飽和單體聚合前、聚合期間或聚合后，或在所述不飽和單體或所述聚合物的中和后，加入反應(yīng)體系中。注意到，在聚合時(shí)，可以加入(i)例如0至30wt％(相對(duì)于單體)的親水聚合物，如淀粉與纖維素的混合物、淀粉和纖維素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(鹽)、交聯(lián)聚丙烯酸(鹽)及其類(lèi)似物，或(ii)例如0至5wt％(相對(duì)于單體)的鏈轉(zhuǎn)移劑如次磷酸(鹽)。
在聚合上述單體以獲得用本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂時(shí)，可進(jìn)行本體聚合或沉淀聚合。然而，考慮到(i)吸水樹(shù)脂的性能、(ii)聚合的可控制性和(iii)溶脹凝膠的吸收性能，更優(yōu)選的聚合方法是在使用單體的水溶液這樣的條件下進(jìn)行的含水聚合物和反相懸浮聚合。
含水溶液中所含的單體(以下稱為單體水溶液)的濃度根據(jù)水溶液的溫度和單體類(lèi)型測(cè)定，并且無(wú)特殊限制。然而，單體濃度優(yōu)選為10至70質(zhì)量％，更優(yōu)選20至60質(zhì)量％。此外，在進(jìn)行水溶液聚合時(shí)，可根據(jù)需要將除水外的溶劑一起使用，一起使用的溶劑類(lèi)型無(wú)特殊限制。
注意到，反相懸浮聚合為其中單體水溶液懸浮于疏水的有機(jī)溶劑中的聚合方法，該方法描述于例如US4093776、US4367323、US4446261、US4683274、US5244735及其類(lèi)似中。此外，水溶液聚合為其中單體水溶液在不使用分散溶劑下聚合的方法，該方法描述于例如US4625001、US4873299、US4286082、US4973632、US4985518、US5124416、US5250640、US5264495、US5145906、US5380808、EP0811636、EP0955086、EP0922717、EP1178059及其類(lèi)似中。作為例子用于這些聚合方法中的單體、引發(fā)劑及其類(lèi)似物可用于本實(shí)施方案中。
此外，在引發(fā)聚合時(shí)，可以使用自由基聚合引發(fā)劑如過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉、氫過(guò)氧化叔丁基(t-butylhydroperoxide)、過(guò)氧化氫、2，2’-偶氮雙(2-脒基-丙烷)二鹽酸化物；光聚合引發(fā)劑如2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷；或活性能量射線如紫外線和電子射線?？紤]到這些性能，使用的聚合引發(fā)劑的量通常為0.001至2mol％，優(yōu)選0.01至0.1mo l％(相對(duì)于所有單體)。
此外，當(dāng)使用氧化自由基聚合引發(fā)劑時(shí)，氧化還原聚合可通過(guò)一起使用還原劑如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、L-抗壞血酸及其類(lèi)似物進(jìn)行?？紤]到性能，聚合引發(fā)劑的用量通常為0.001至2mol％，優(yōu)選0.01至0.1mol％(相對(duì)于所有單體)。
聚合后，該產(chǎn)物一般為在含水凝膠相中的交聯(lián)聚合物，將其按需要干燥。通常將含水凝膠相中的交聯(lián)聚合物在干燥前和/或干燥后粉碎，如此獲得吸水樹(shù)脂(A)。此外，干燥處理一般在60℃至250℃、優(yōu)選100℃至220℃、更優(yōu)選120℃至200℃下進(jìn)行。干燥時(shí)間取決于聚合物的表面積和濕含量以及干燥器的類(lèi)型，并按照達(dá)到所需的濕含量設(shè)定。
用于本實(shí)施方案的其表面已交聯(lián)或未交聯(lián)的吸水樹(shù)脂或吸水樹(shù)脂組合物的濕含量(通過(guò)干燥已在180℃下放置3小時(shí)的吸水樹(shù)脂或吸水樹(shù)脂組合物后測(cè)量干燥損失而測(cè)得的濕含量來(lái)定義)無(wú)特殊限制。然而，考慮到獲得的吸水樹(shù)脂組合物的性能，濕含量?jī)?yōu)選為0.2至30wt％，更優(yōu)選0.3至15wt％，進(jìn)一步更優(yōu)選0.5至10wt％，這樣吸水樹(shù)脂為粉末相。
如此獲得的其表面已交聯(lián)或未交聯(lián)的吸水樹(shù)脂(A)的顆粒形狀無(wú)特殊限制，如可以為球形或由球形顆粒構(gòu)成的凝塊型、粒狀、不確定的形狀及其類(lèi)似。然而，優(yōu)選通過(guò)粉化步驟獲得的不確定的粒狀。此外，考慮到吸水樹(shù)脂組合物的優(yōu)越性能，其堆密度(通過(guò)JIS K-3362定義)為0.40至0.80g/ml，更優(yōu)選0.50至0.75g/m，進(jìn)一步優(yōu)選0.60至0.73g/ml。
本實(shí)施方案中的吸水樹(shù)脂(A)可通過(guò)使用有機(jī)表面交聯(lián)劑交聯(lián)吸水樹(shù)脂的表面獲得，該吸水樹(shù)脂已進(jìn)行內(nèi)交聯(lián)工藝和干燥工藝。
(II)有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)存在各種用于交聯(lián)表面的表面交聯(lián)劑。為達(dá)到獲得的吸水樹(shù)脂的更好性能，通常使用如下交聯(lián)劑(a)多醇(polyol)化合物，(b)環(huán)氧化合物，(c)多價(jià)胺化合物，(d)多胺化合物與鹵代環(huán)氧(haloepoxy)化合物的縮合物，(e)噁唑啉化合物，(f)單、二或多噁唑烷化合物，(g)碳酸亞烴酯化合物，(h)環(huán)脲化合物，(i)氧雜環(huán)丁烷化合物，(j)及其類(lèi)似物。
對(duì)于用于本實(shí)施方案的有機(jī)表面交聯(lián)劑，具體例子在US6228930、US6071976、US6254990及其類(lèi)似中給出。有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的例子包括多醇化合物如乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-丁烯-1，4-二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-環(huán)己烷二甲醇、1，2-環(huán)己醇、三羥甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、季戊四醇和山梨醇；環(huán)氧化合物如乙二醇二縮水甘油醚、聚乙烯縮水甘油醚、甘油多縮水甘油醚、二甘油多縮水甘油醚、多甘油多縮水甘油醚(polyglycerol polyglycidyl ether)、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚和縮水甘油；多胺化合物如乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺和聚乙烯亞胺；多異氰酸酯化合物如2，4-甲代亞苯基二異氰酸酯和1，6-亞己基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)；多價(jià)噁唑啉(oxazoline)化合物如1，2-亞乙基雙噁唑啉；碳酸亞烴酯化合物如1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4，5-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-羥甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、1，3-二噁烷-2-酮、4-甲基-1，3-二噁烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮和1，3-二氧環(huán)庚烷-2-酮；鹵代環(huán)氧化合物如表氯醇、表溴醇、及α-甲基表氯醇，和其多胺加成產(chǎn)品(如Hercules生產(chǎn)的Kymene注冊(cè)商標(biāo))；硅烷偶聯(lián)劑如γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(glycidoxypropyltriethoxysilane)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷和氧雜環(huán)丁烷(oxethane)化合物如3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷-甲醇、3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷-甲醇、3-丁基-3-氧雜環(huán)丁烷-甲醇、3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷-乙醇、3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷-乙醇、3-丁基-3-氧雜環(huán)丁烷-乙醇、3-氯甲基-3-甲基氧雜環(huán)丁烷、3-氯甲基-3-乙基氧雜環(huán)丁烷和多氧雜環(huán)丁烷化合物。在這些交聯(lián)劑中，優(yōu)選多元醇，因?yàn)槠浒踩矫婧貌⑶腋倪M(jìn)吸水樹(shù)脂顆粒表面的親水性能。優(yōu)選多元醇包含2至10個(gè)碳原子，優(yōu)選3至8個(gè)碳原子。其中特別優(yōu)選使用丙二醇、丁二醇、甘油或三羥甲基丙烷，因?yàn)榭煞乐惯吔鐝埩ο陆岛头乐瓜疵摻档鸵后w滲透性能。
多元醇作為表面交聯(lián)劑與顆粒吸水樹(shù)脂反應(yīng)由此形成酯鍵。此外，由于此反應(yīng)，多元醇的一些羥基不反應(yīng)，這樣羥基保留在顆粒吸水樹(shù)脂中。因此，多元醇中所含的未反應(yīng)的羥基改進(jìn)了顆粒吸水樹(shù)脂表面上的親水性。
有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的用量取決于使用的化合物和其組合，但優(yōu)選為0.01重量份至10重量份，更優(yōu)選0.001重量份至5重量份，相對(duì)于100重量份吸水樹(shù)脂。當(dāng)有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的量低于0.001重量份時(shí)，不能明顯改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能。當(dāng)有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的量大于10重量份時(shí)，離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)、抗壓吸收容量(AAP)明顯下降。
在本實(shí)施方案中，在進(jìn)行表面交聯(lián)處理時(shí)，優(yōu)選使用水作為溶劑與表面交聯(lián)劑組合。在此情況下，水的用量取決于使用的吸水樹(shù)脂的濕含量是多少。通常，相對(duì)于100重量份吸水樹(shù)脂，使用的水量為0.5重量份至20重量份，優(yōu)選0.5重量份至5重量份。此外，在本實(shí)施方案中，可以使用除水外的親水有機(jī)溶劑。親水有機(jī)溶劑的量為0重量份至10重量份，優(yōu)選0重量份至5重量份，更優(yōu)選0重量份至3重量份，相對(duì)于100重量份吸水樹(shù)脂。
可使用各種方法加入表面交聯(lián)劑，但優(yōu)選如下方法預(yù)先，將表面交聯(lián)劑按需要與水和/或親水性有機(jī)溶劑混合，并將該混合物噴于或直接滴入吸水樹(shù)脂中。更優(yōu)選將該混合物直接噴于吸水樹(shù)脂。要噴霧的液滴的平均直徑優(yōu)選為300μm或更小，更優(yōu)選200μm或更小。在加入表面交聯(lián)劑時(shí)，可這樣安排使水不溶細(xì)顆粒粉末和表面活性劑共存以使它們不妨礙本發(fā)明的效果。
表面交聯(lián)劑與吸水樹(shù)脂混合后，優(yōu)選將吸水樹(shù)脂進(jìn)行熱處理。熱處理?xiàng)l件如下加熱溫度為100℃至250℃，更優(yōu)選150℃至250℃；加熱時(shí)間優(yōu)選為1分鐘至2小時(shí)。加熱溫度和加熱時(shí)間的適當(dāng)組合的例子為(a)180℃下熱處理0.1至1.5小時(shí)，和(b)200℃下熱處理0.1至1小時(shí)。
本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物是通過(guò)將水可溶多價(jià)金屬化合物(B)的溶液加入并混入按上述方式獲得的顆粒吸水樹(shù)脂(A)中而得到的。
(III)多價(jià)金屬化合物(B)和多價(jià)金屬組分本實(shí)施方案的多價(jià)金屬化合物(B)為具有二價(jià)或更高價(jià)金屬原子的化合物。此外，本實(shí)施方案的多價(jià)金屬組分由多價(jià)金屬化合物(B)中所含的二價(jià)或更高價(jià)金屬原子構(gòu)成。例如，硫酸鋁(Al2(SO4)3)為包括三價(jià)原子的鋁(Al)的化合物，這樣硫酸鋁為多價(jià)金屬化合物(B)，構(gòu)成多價(jià)金屬化合物中所含的三價(jià)金屬原子的鋁(Al)為多價(jià)金屬組分。
此外，用于本發(fā)明的多價(jià)金屬組分優(yōu)選包括選自典型的金屬和族數(shù)為4至12的過(guò)渡金屬的一種或多種金屬，在這些多價(jià)金屬組分中，多價(jià)金屬化合物(B)更優(yōu)選包括Mg、Ca、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Pd、Cu、Ag、Zn、Cd和Al。Al是特別優(yōu)選的。優(yōu)選多價(jià)金屬化合物(B)為水可溶的。本發(fā)明的“水可溶”是指這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下1g或更多、優(yōu)選10g或更多的化合物溶于溫度為25℃的100g水中。
可用于本實(shí)施方案的多價(jià)金屬化合物(B)包括氯化鋁、聚氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁、雙硫酸鋁鉀、雙硫酸鋁鈉、氯化鈣、硝酸鈣、氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂、氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅、硫酸銅、氯化鈷、氯化鋯、硫酸鋯和硝酸鋯。此外，考慮到溶解度，優(yōu)選使用具有這些結(jié)晶水的鹽。特別優(yōu)選使用鋁化合物。其中，優(yōu)選使用硫酸鋁，并且可最有利地使用水合晶體粉末如十八水合硫酸鋁和水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)。此外，可以使用兩種或多種上述化合物。
(IV)吸水樹(shù)脂組合物根據(jù)本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物為這樣一種吸水樹(shù)脂組合物，其主組分為具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)，顆粒吸水樹(shù)脂(A)在其表面附近交聯(lián)，其中吸水樹(shù)脂組合物含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，顆粒的重均粒徑低于500μm且不低于300μm，吸水樹(shù)脂組合物的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，吸水組合物的水溶性組分為35w t％或更低，該吸水樹(shù)脂組合物包括多價(jià)金屬組分，多價(jià)金屬組分的萃取率為5wt％(wt％)或更高但低于100wt％。
對(duì)于本實(shí)施方案的顆粒吸水樹(shù)脂(A)的粒徑，優(yōu)選平均粒徑為300μm或更大和500μm或更低。當(dāng)平均粒徑低于300μm時(shí)，在吸水時(shí)吸濕結(jié)塊比升高，這樣趨于出現(xiàn)凝膠結(jié)塊。此外，當(dāng)平均粒徑超過(guò)500μm時(shí)，吸收率(Vortex)變低。因此，當(dāng)本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物用于吸收體和/或吸收制品如紙尿布時(shí)，如此導(dǎo)致諸如液體滲漏和皮膚適宜性問(wèn)題。
此外，該顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95至100wt％、優(yōu)選97至100wt％、更優(yōu)選99至100wt％的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，和其顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，優(yōu)選0.40或更低，更優(yōu)選0.35或更低，最優(yōu)選0.30或更低。進(jìn)一步，優(yōu)選對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.20或更低。隨著顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)變小，所述顆粒尺寸分布變窄。
注意到，當(dāng)其粒徑低于850μm且不低于106μm的顆粒的量低于95wt％(基于顆粒吸水樹(shù)脂(A)總量)時(shí)，在吸水樹(shù)脂中包含大量的其粒徑不低于850μm的顆粒和大量的其粒徑低于106μm的顆粒。當(dāng)在顆粒吸水樹(shù)脂(A)中包含大量的其粒徑不低于850μm的顆粒時(shí)，該顆粒吸水樹(shù)脂(A)在衛(wèi)生材料如尿布中有粒狀感。當(dāng)顆粒吸水樹(shù)脂(A)中包含大量的其粒徑低于106μm的顆粒時(shí)，該顆粒吸水樹(shù)脂(A)可穿過(guò)衛(wèi)生材料如尿布的表面材料(又稱為頂片或液體滲透片)。因此，使用這種吸水樹(shù)脂不是優(yōu)選的。此外，當(dāng)顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)低于0.20時(shí)，生產(chǎn)率明顯下降，這樣不可能獲得對(duì)應(yīng)于成本的效果。當(dāng)顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)超過(guò)0.45時(shí)，該顆粒尺寸分布過(guò)分寬，因此不可能獲得所需的吸濕結(jié)塊性能和所需的液體滲透/液體擴(kuò)散性能。因此，使用這種吸水樹(shù)脂不是優(yōu)選的。
上述粒徑同樣適用于下面描述的吸水樹(shù)脂組合物。這就是，本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物包括95至100wt％、優(yōu)選97至100wt％、更優(yōu)選99至100wt％的其粒徑低于850μm且大于106μm或更低的顆粒，相對(duì)于整個(gè)吸水樹(shù)脂組合物，以及顆粒尺寸分布對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更小，優(yōu)選0.40或更小，更優(yōu)選0.35或更小，最優(yōu)選0.30或更小。進(jìn)一步，優(yōu)選顆粒尺寸分布對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.20或更大。此外，若需要，吸水樹(shù)脂或吸水樹(shù)脂組合物的粒徑可通過(guò)附聚(agglomeration)及其類(lèi)似的方法調(diào)整。
此外，凝膠結(jié)塊和吸濕結(jié)塊受顆粒吸水樹(shù)脂的水可溶組分影響。本本實(shí)施方案中，水可溶組分的量為5wt％或更高和35wt％或更低，優(yōu)選5wt％或更高和25wt％或更低，更優(yōu)選5wt％或更高和20wt％或更低，特別優(yōu)選5wt％或更高和15wt％或更低，最優(yōu)選5wt％或更高和10wt％或更低。當(dāng)水可溶組分的量超過(guò)35wt％時(shí)，顆粒吸水樹(shù)脂的水可溶組分在吸水時(shí)洗脫。結(jié)果，水可溶組分在顆粒吸水樹(shù)脂的顆粒之間起到類(lèi)似于粘結(jié)劑的作用，這樣趨于發(fā)生凝膠結(jié)塊。因此，使用這種吸水樹(shù)脂不是優(yōu)選的。此外，當(dāng)水可溶組分低于5wt％時(shí)，吸水樹(shù)脂組合物的生產(chǎn)率明顯下降，而生產(chǎn)成本明顯升高，因此這種安排不是優(yōu)選。
此外，水可溶組分可適用于本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物。這就是，在本實(shí)施方案中，吸水樹(shù)脂組合物的水可溶組分為5wt％或更高和35wt％或更低，優(yōu)選5wt％或更高和25wt％或更低，更優(yōu)選5wt％或更高和20wt％或更低，特別優(yōu)選5wt％或更高和15wt％或更低，最優(yōu)選5wt％或更高和10wt％或更低。當(dāng)水可溶組分超過(guò)35wt％時(shí)，顆粒吸水樹(shù)脂的水可溶組分在吸水時(shí)洗脫。結(jié)果，水可溶組分在顆粒吸水樹(shù)脂的顆粒之間起到類(lèi)似于粘結(jié)劑的作用，這樣趨于發(fā)生凝膠結(jié)塊。因此，使用這種吸水樹(shù)脂不是優(yōu)選的。
吸水樹(shù)脂組合物中所含的作為主組分的顆粒吸水樹(shù)脂(A)的量為70wt％或更高和低于100wt％，優(yōu)選80wt％或更高和低于100wt％，進(jìn)一步更優(yōu)選90wt％或更高和低于100wt％，最優(yōu)選95wt％或更高和低于100wt％，相對(duì)于吸水樹(shù)脂組合物。
此外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對(duì)于本實(shí)施方案的吸收組合物，重要的是，多價(jià)金屬組分存在于已進(jìn)行表面處理的顆粒吸水樹(shù)脂表面附近。此外，可以根據(jù)多價(jià)金屬組分的萃取率(萃取率將在實(shí)施例中描述)，確定(specify)存在于已進(jìn)行表面處理的顆粒吸水樹(shù)脂表面附近的多價(jià)金屬組分。
為改進(jìn)在高濕度下的吸濕結(jié)塊性能并實(shí)現(xiàn)極其優(yōu)異的液體滲透/液體擴(kuò)散性能，同時(shí)防止離心保留容量(CRC)，加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸濕容量(AAP)下降，多價(jià)金屬組分的萃取率為5.0wt％或更高和低于100wt％，優(yōu)選8.0wt％或更高和90.0wt％或更低，更優(yōu)選10.0wt％或更高和70.0wt％或更低。
當(dāng)多價(jià)金屬組分按照干混處理與吸水樹(shù)脂混合時(shí)，該多價(jià)金屬組分的萃取率為100wt％。當(dāng)多價(jià)金屬組分的萃取率太高時(shí)，多價(jià)金屬化合物不可能與吸水樹(shù)脂表面均勻混合，這樣不能改進(jìn)在高濕度下的吸濕結(jié)塊性能。此外，當(dāng)多價(jià)金屬組分的萃取率低于5.0％時(shí)，多價(jià)金屬組分滲透入吸水樹(shù)脂內(nèi)。如此降低了離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸濕容量(AAP)。此外，不可能實(shí)現(xiàn)與成本相關(guān)的這種在高濕度下的吸濕結(jié)塊性能的改進(jìn)，并且不能改進(jìn)液體滲透/液體擴(kuò)散性能。
本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物的吸濕結(jié)塊性能由吸濕結(jié)塊比例表示。吸濕結(jié)塊比例由已知方法測(cè)量。用于測(cè)量吸濕結(jié)塊比例的一個(gè)具體方法如下如后面的實(shí)施例中描述的，將顆粒吸水樹(shù)脂(或吸水樹(shù)脂組合物)均勻分散到預(yù)定的杯底上，并將已在25℃和相對(duì)濕度90％下吸濕1小時(shí)的吸水樹(shù)脂用震動(dòng)篩篩分一定時(shí)間，并基于保留在篩子上的吸水樹(shù)脂的重量W4(g)和通過(guò)篩子的吸水樹(shù)脂的重量W5(g)，測(cè)量吸濕結(jié)塊比例。
此外，測(cè)量吸濕結(jié)塊比例的更具體的例子是(a)方法其中將其底部直徑為52mm和高度為22mm的鋁杯(Foil Container，Product No.107，TOYO ECKO Inc.的產(chǎn)品)用作預(yù)定杯，并將吸水樹(shù)脂用振動(dòng)篩篩分8秒，由此測(cè)量吸濕結(jié)塊比例(wt％)(以下稱為吸濕結(jié)塊比例a)；(B)方法其中將其底部直徑為50mm和高度為10mm的聚丙烯杯用作預(yù)定杯并將吸水樹(shù)脂用振動(dòng)篩篩分5分鐘，由此測(cè)量吸濕結(jié)塊比例(wt％)(以下稱為吸濕結(jié)塊比例b)；以及類(lèi)似方法。
當(dāng)吸濕結(jié)塊比例a按照方法(a)在吸水樹(shù)脂于25℃和相對(duì)濕度90％下放置1小時(shí)這樣的條件下測(cè)量時(shí)，吸濕結(jié)塊比例a為0wt％或更高和30wt％或更低，優(yōu)選0wt％或更高和20wt％或更低，更優(yōu)選0wt％或更高和10wt％或更低，最優(yōu)選0wt％或更高和5wt％或更低。當(dāng)吸濕結(jié)塊比例a超過(guò)30wt％時(shí)，在高濕度下處理所述吸水樹(shù)脂組合物是困難的。這種條件可造成這樣的問(wèn)題在生產(chǎn)裝置中，吸水樹(shù)脂組合物和/或吸水樹(shù)脂顆粒凝固并堵塞運(yùn)輸管線，因此在生產(chǎn)用于下述衛(wèi)生材料的薄吸收體時(shí)不可能使其與親水性纖維均勻混合。
當(dāng)吸濕結(jié)塊比例b按照方法(B)在吸水樹(shù)脂于25℃和相對(duì)濕度90％下放置1小時(shí)這樣的條件下測(cè)量時(shí)，吸濕結(jié)塊比例a為0wt％或更高和40wt％或更低，優(yōu)選0wt％或更高和30wt％或更低，更優(yōu)選0wt％或更高和20wt％或更低，最優(yōu)選0wt％或更高和10wt％或更低。當(dāng)吸濕結(jié)塊比例a超過(guò)40wt％時(shí)，在高濕度下處理所述吸水樹(shù)脂組合物是困難的。這種條件可造成這樣的問(wèn)題在生產(chǎn)裝置中，吸水樹(shù)脂組合物和/或吸水樹(shù)脂顆粒凝固并堵塞運(yùn)輸管線，因此在生產(chǎn)用于下述衛(wèi)生材料的薄吸收體時(shí)不可能使其與親水性纖維均勻混合。
此外，本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物的液體滲透性能和液體擴(kuò)散性能由已出版的專(zhuān)利申請(qǐng)No.509591/1997(Tokuhyohei9-509591)的國(guó)際公開(kāi)的日文譯文描述的鹽水導(dǎo)流率(SFC在加壓下的液體滲透率的氣壓計(jì)指示)表示。該鹽水導(dǎo)流率(SFC)優(yōu)選為30×10-7cm3·s/g或更大，更優(yōu)選70×10-7cm3·s/g，進(jìn)一步更優(yōu)選100×10-7cm3·s/g，特別優(yōu)選120×10-7cm3·s/g，最優(yōu)選140×10-7cm3·s/g。
對(duì)于本發(fā)明的吸水樹(shù)脂組合物，其在無(wú)任何荷載下吸收0.90wt％的鹽水30分鐘時(shí)的離心保留容量(CRC)為優(yōu)選25g/g或更大和50g/g或更小，更優(yōu)選27g/g或更大和45g/g或更小，進(jìn)一步更優(yōu)選28g/g或更大和40g/g或更小，特別優(yōu)選29g/g或更大和38g/g或更小，最優(yōu)選30g/g或更大和35g/g或更小。當(dāng)CRC低于25g/g時(shí)，吸水樹(shù)脂組合物的液體吸收能力劣化。這樣，當(dāng)本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物用于吸收體和/或吸收制品如紙尿布時(shí)，導(dǎo)致諸如液體滲漏和皮膚皮疹這樣的問(wèn)題。使用這種吸水樹(shù)脂組合物不是優(yōu)選的。此外，存在其中荷載如紙尿布穿用者的重量施于紙尿布或其類(lèi)似物中實(shí)際使用的吸水樹(shù)脂組合物的吸收體和/或吸收制品的情況。此外，當(dāng)CRC超過(guò)50g/g時(shí)，顆粒吸水樹(shù)脂的水可溶組分的量是大的。這樣顆粒吸水樹(shù)脂造成凝膠結(jié)塊，因此不可能獲得所需的液體滲透/液體擴(kuò)散性能。所有這種吸水樹(shù)脂不是優(yōu)選的。
此外，在0.7psi(4.83kPa)下吸收0.90wt％鹽水1小時(shí)的抗壓吸收容量(AAP)為優(yōu)選20g/g或更大，更優(yōu)選21g/g或更大和50g/g或更小，進(jìn)一步更優(yōu)選23g/g或更大和40g/g或更小，特別優(yōu)選25g/g和30g/g或更小。特別是在紙尿布或其類(lèi)似物中使用吸水樹(shù)脂組合物時(shí)，穿戴該紙尿布的使用者的重量有時(shí)施于吸收體和/或吸收制品。在抗壓吸收容量(AAP)低于20g/g的情況下，當(dāng)荷載如重量施于吸水樹(shù)脂組合物時(shí)，吸收液體如尿的能力降低。這在紙尿布中實(shí)際使用吸水樹(shù)脂組合物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致諸如液體滲漏和皮膚皮疹這樣的問(wèn)題。
此外，在壓力1.9kPa下吸收0.90質(zhì)量％生理鹽水60分鐘時(shí)的加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)為20g/g或更高和50g/g或更低，優(yōu)選24g/g或更高和45g/g或更低，更優(yōu)選28g/g或更高，最優(yōu)選32g/g或更高和40g/g或更低。在所述加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)低20g/g的情況下，當(dāng)荷載如重量施于吸水樹(shù)脂組合物時(shí)，對(duì)液體如尿的液體擴(kuò)散能力和吸收能力降低。這樣該液體在吸收體和/或吸收制品不擴(kuò)散，因此在該液體中發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。在此條件下，該液體不在使用的吸水樹(shù)脂組合物上展開(kāi)。這在紙尿布中實(shí)際使用吸水樹(shù)脂組合物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致諸如液體滲漏和皮膚皮疹這樣的問(wèn)題。使用這種吸水樹(shù)脂不是優(yōu)選的。
此外，本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物的水可溶組分的形狀、固含量(濕含量)在上述范圍內(nèi)，水可溶組分的量為優(yōu)選25wt％或更低，更優(yōu)選20wt％或更低，進(jìn)一步更優(yōu)選15wt％或更低。此外，剩余單體的濃度為0至400ppm，更優(yōu)選0至300ppm。
本實(shí)施方案的吸收組合物用于衛(wèi)生制品如衛(wèi)生巾、失禁襯墊、醫(yī)用襯墊及其類(lèi)似物中。在此情況下，優(yōu)選排列這樣的衛(wèi)生材料，它包括(a)處于于與使用者的身體相鄰的液體可滲透頂片，(B)處于與使用者的衣服相鄰以使其遠(yuǎn)離使用者的身體的液體不可滲透背面片材，和(c)處于頂片與背面片材之間的吸收體?？膳帕形阵w以使其為兩層或多層，或可與紙漿層一起使用。吸收體可為其中按需要包括纖維基材料或其類(lèi)似物的吸收層。
本實(shí)施方案的吸收組合物即使在高濕度下也無(wú)任何凝結(jié)，并顯示優(yōu)異的液體滲透/液體擴(kuò)散性能。該吸水樹(shù)脂組合物顯示優(yōu)異的吸濕結(jié)塊性能。因此，即使在高濕度下生產(chǎn)吸收體時(shí)，也可以生產(chǎn)衛(wèi)生材料，而無(wú)諸如與管粘結(jié)和/或堵塞管子這樣的任何問(wèn)題。該吸水樹(shù)脂組合物的液體滲透/液體擴(kuò)散性能同樣優(yōu)異。因此，與常規(guī)吸收體相比，本實(shí)施方案的吸收體包括大量的(高芯濃度)吸水樹(shù)脂組合物，相對(duì)于吸水樹(shù)脂組合物和親水性纖維的總重量。因此，可以生產(chǎn)極其薄的衛(wèi)生材料。
相對(duì)于吸水樹(shù)脂組合物和親水性纖維的總重量，所含的吸水樹(shù)脂組合物的量(芯濃度)為優(yōu)選20至100質(zhì)量％，更優(yōu)選30至90質(zhì)量％，最優(yōu)選40至80質(zhì)量％。按照這種方式，當(dāng)使用本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物時(shí)，可以生產(chǎn)吸收性能優(yōu)異的薄吸收體，在生產(chǎn)時(shí)無(wú)任何問(wèn)題。該薄吸收體被液體可滲透的基材(表面片材)和液體不可滲透基材(背面片材)夾持在中間，并設(shè)置彈性部件、擴(kuò)散層、粘結(jié)劑層及其類(lèi)似物，由此獲得吸收制品(提供給消費(fèi)者的產(chǎn)品)，特別是成人紙尿布和衛(wèi)生巾。將所述吸收體擠壓以使其密度為0.06至0.50g/cc和其基本重量為0.01至0.20g/cm2。注意到，使用的纖維基材料為親水性纖維，例如壓碎的木漿、棉絨、交聯(lián)纖維素纖維、人造絲、棉花、羊毛、乙酸酯或維尼綸。優(yōu)選將這些纖維基料充氣。
如上所述，本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物通過(guò)如下獲得(i)將具有特定溶液濃度的水可溶多價(jià)金屬化合物的水溶液加入其表面附近已交聯(lián)的具有特定顆粒尺寸分布的顆粒吸水樹(shù)脂(A)中，和(ii)將其相互混合。注意到，按照常規(guī)技術(shù)如(1)其中粉末狀多價(jià)金屬鹽與吸水樹(shù)脂干混的方法，(2)其中多價(jià)金屬鹽與吸水樹(shù)脂干混并將水或其類(lèi)似物滴入并與如此獲得的混合物混合的方法，(3)其中吸水樹(shù)脂的表面交聯(lián)劑和多價(jià)金屬鹽的水溶液同時(shí)加入并混合以使多價(jià)金屬組分的濃度低于1.80重量份(％)，然后加熱的方法，以及類(lèi)似方法，不可能獲得具有多價(jià)金屬組分特定萃取率的本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物。
下面的描述為涉及這些方法的推測(cè)。對(duì)于方法(1)，多價(jià)金屬組分的萃取率基本上為100％，并將多價(jià)金屬鹽干混，這樣不可能將多價(jià)金屬組分與吸水樹(shù)脂表面均勻混合。結(jié)果，不能改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能。對(duì)于方法(2)，與方法(1)類(lèi)似，在干混多價(jià)金屬鹽時(shí)不可能均勻涂布吸水樹(shù)脂表面，并將水在此條件下加入，這樣水被部分吸水樹(shù)脂顆粒快速吸收。因此，多價(jià)金屬鹽會(huì)滲透吸水樹(shù)脂。結(jié)果，吸濕結(jié)塊性能未改進(jìn)，并且離心保留容量(CRC)，加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸收容量(AAP)會(huì)下降。此外，對(duì)于方法(3)，未改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能。這可能是基于如下原因按照表面交聯(lián)劑和多價(jià)金屬鹽的水溶液同時(shí)加入、混合和加熱這樣的方法，存在于吸水樹(shù)脂表面附近以改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能的多價(jià)金屬組分的比變得更小。
(V)生產(chǎn)所述吸水樹(shù)脂組合物的方法重要的是，本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物的表面被多價(jià)金屬組分均勻涂布，同時(shí)防止多價(jià)金屬組分滲透吸水樹(shù)脂。為用多價(jià)金屬化合物(B)的溶液均勻涂布吸水樹(shù)脂表面，重要的是將顆粒吸水樹(shù)脂的表面附近交聯(lián)并按上面所述規(guī)定其顆粒尺寸分布。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，由此設(shè)計(jì)本發(fā)明。此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)將多價(jià)金屬化合物(B)的溶液濃度調(diào)節(jié)至上述特定范圍，可以在吸水樹(shù)脂表面附近均勻提供多價(jià)金屬組分，同時(shí)防止多價(jià)金屬組分從吸水樹(shù)脂滲透，由此設(shè)計(jì)本發(fā)明。
這就是，通過(guò)將含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液加入顆粒吸水樹(shù)脂(A)中并將其相互混合，可以獲得本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物。注意到，本實(shí)施方案中，該溶液被認(rèn)為是含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液，只要該多價(jià)金屬化合物(B)溶解即可，盡管多價(jià)金屬化合物(B)的濃度超過(guò)飽和濃度且部分多價(jià)金屬化合物(B)沉淀或分散。
此外，使用的多價(jià)金屬化合物(B)的量根據(jù)所需的吸濕結(jié)塊性能和所需的液體滲透/液體擴(kuò)散性能而變化。然而，作為多價(jià)金屬組分加入的多價(jià)金屬化合物(B)的量?jī)?yōu)選為0.001至10重量份，更優(yōu)選0.01至5重量份，特別優(yōu)選0.05至1重量份，相對(duì)于100重量份固含量。當(dāng)所述多價(jià)金屬組分低于0.001重量份時(shí)，不能充分改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能。當(dāng)多價(jià)金屬組分超過(guò)100重量份時(shí)，離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸收容量(AAP)明顯下降。結(jié)果，不能獲得相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬化合物(B)的量的效果。
此外，在根據(jù)本實(shí)施方案的生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法中，作為多價(jià)金屬化合物(B)的溶液，可以使用通過(guò)將多價(jià)金屬化合物(B)溶于水和/或水溶液或各種親水性有機(jī)溶劑中獲得的溶液，但優(yōu)選使用水溶液。溶劑，即水、蒸汽或由水和親水性有機(jī)溶劑構(gòu)成的含水液體，相對(duì)于吸水樹(shù)脂的固含量的合適的量根據(jù)吸水樹(shù)脂的類(lèi)型和顆粒尺寸而變化。然而，通常當(dāng)溶劑為水時(shí)，其合適量為大于0至10重量份或更少，優(yōu)選1至5重量份，相對(duì)于100重量份固含量。同樣，使用的親水有機(jī)溶劑的量通常為0至10重量份或更少，優(yōu)選0.1至5重量份，相對(duì)于100重量份固含量。
調(diào)節(jié)使用的多價(jià)金屬化合物(B)的濃度，以使在25℃下含水溶液濃度和飽和濃度的比為0.40或更大，優(yōu)選0.50或更大，更優(yōu)選0.60，最優(yōu)選0.70或更大，這樣可改進(jìn)在高濕度下的吸濕結(jié)塊性能并防止離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸收容量(AAP)下降。本發(fā)明的發(fā)明人首先發(fā)現(xiàn)了此現(xiàn)象。結(jié)果，他們?cè)O(shè)計(jì)了本發(fā)明。注意到，加入的水溶液的濃度可超過(guò)25℃時(shí)的飽和濃度。這就是，加入的水溶液的濃度與飽和濃度的比的上限通常為優(yōu)選1.50或更低，更優(yōu)選1.00或更低。當(dāng)水溶液的濃度與飽和濃度的比低于0.40時(shí)，多價(jià)金屬組分滲透吸水樹(shù)脂，這樣離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸收容量(AAP)下降，并且多價(jià)金屬組分影響在高濕度下對(duì)吸濕結(jié)塊性能的改進(jìn)。因此，存在于所述吸水樹(shù)脂表面附近的多價(jià)金屬組分的量變得更小。這可能是不能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于多價(jià)金屬組分溶液量對(duì)吸濕結(jié)塊性的這種改進(jìn)的原因。
此外，在將含水多價(jià)金屬化合物的溶液加入已進(jìn)行表面交聯(lián)處理的顆粒吸水樹(shù)脂(A)中時(shí)，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的溫度優(yōu)選為50℃或更高且低于100℃，更優(yōu)選50℃或更高且低于80℃，進(jìn)一步優(yōu)選50℃或更高且低于70℃。當(dāng)顆粒吸水樹(shù)脂(A)的溫度低于50℃時(shí)，在多價(jià)金屬混合物的溶液加入顆粒吸水樹(shù)脂(A)后，多價(jià)金屬化合物溶液的水分較少蒸發(fā)。因此，當(dāng)顆粒吸水樹(shù)脂(A)的溫度低于50℃時(shí)，該多價(jià)金屬組分滲透顆粒吸水樹(shù)脂(A)。結(jié)果，不可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬組分量對(duì)吸濕結(jié)塊性的這種改進(jìn)。此外，當(dāng)顆粒吸水樹(shù)脂(A)的溫度超過(guò)100℃時(shí)，顆粒吸水樹(shù)脂(A)和多價(jià)金屬組分不均勻混合，或顆粒吸水樹(shù)脂劣化。因此，這種安排不是優(yōu)選的。
此外，當(dāng)含水多價(jià)金屬化合物溶液的溫度較高時(shí)，可以提高溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度。這樣，更大量的多價(jià)金屬組分存在于吸水樹(shù)脂表面上。多價(jià)金屬化合物水溶液的溫度優(yōu)選為30℃或更高且低于100℃，更優(yōu)選50℃或更高且低于100℃，進(jìn)一步更優(yōu)選70℃或更高且低于100℃。當(dāng)多價(jià)金屬化合物水溶液的溫度低于30℃時(shí)，多價(jià)金屬化合物溶液的多價(jià)金屬組分的濃度變得更低，這樣多價(jià)金屬組分滲透顆粒吸水樹(shù)脂。結(jié)果，不可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬組分量對(duì)吸濕結(jié)塊性的這種改進(jìn)。這種安排不是優(yōu)選的。此外，當(dāng)多價(jià)金屬化合物水溶液的溫度超過(guò)100℃時(shí)，顆粒吸水樹(shù)脂(A)劣化，這樣不可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬組分量對(duì)吸濕結(jié)塊性的這種充分改進(jìn)。因此，這種安排不是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中，加入多價(jià)金屬化合物(B)的含水溶液并將其與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合的裝置的例子如下圓筒混合器、螺桿混合器、螺桿擠出機(jī)、湍流增強(qiáng)器(turbulizer)、諾塔混合器、V-型混合器、螺條混合器、雙臂捏合機(jī)、流動(dòng)混合器、氣流混合器(air current mixer)、轉(zhuǎn)盤(pán)混合器、輥式混合器、回旋混合器和Ldige混合器。混合速度不特別限于高速或低速。
混合多價(jià)金屬化合物(B)后，可按需要進(jìn)行加熱處理和分類(lèi)。此外，可以這樣安排在加入/混合多價(jià)金屬化合物(B)期間或之后調(diào)節(jié)其溫度，由此控制多價(jià)金屬組分沉淀和分散。
本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂和吸水樹(shù)脂組合物，若需要，可以進(jìn)行另外的加入各種添加劑的步驟。這些添加劑的例子包括除臭劑；抗菌劑；香料；發(fā)泡劑；顏料；染料；增塑劑；粘結(jié)劑；表面活性劑；肥料；氧化劑；還原劑；水；鹽；螯合劑；殺菌劑；親水性聚合物如聚乙二醇和聚乙烯亞胺；疏水性聚合物如石蠟；熱塑性樹(shù)脂如聚乙烯和聚丙烯；和熱固性樹(shù)脂如聚酯樹(shù)脂和脲樹(shù)脂。所述添加劑的加入量為0至20wt％，優(yōu)選0至5wt％，更優(yōu)選0至1wt％，相對(duì)于吸水樹(shù)脂組合物。
(實(shí)施方案2)本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物包括與實(shí)施方案1類(lèi)似的顆粒吸水樹(shù)脂(A)和多價(jià)金屬組分(B)。然而，在本實(shí)施方案中，將具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)、含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)相互混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物。下面的描述解釋根據(jù)本實(shí)施方案生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法。
(IV)本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂的生產(chǎn)方法本實(shí)施方案的所述吸水樹(shù)脂組合物可通過(guò)將顆粒吸水樹(shù)脂(A)、多價(jià)金屬化合物B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的混合物在150至300℃加熱獲得。然而，相互混合顆粒吸水樹(shù)脂(A、多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的方法無(wú)特殊限制。例如，可以這樣安排將多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)分別或同時(shí)與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合，或可以這樣安排將通過(guò)混合多價(jià)金屬化合物(B)的溶液與有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)獲得的混合物溶液與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合。優(yōu)選采用將通過(guò)混合多價(jià)金屬化合物(B)的溶液與有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)獲得的混合物溶液與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合的方法。注意到，在本實(shí)施方案中，將任一溶液用作“多價(jià)金屬化合物(B)的溶液”，只要在該溶液中包含10wt％或更多的水即可，即使當(dāng)該溶液中包含有機(jī)溶劑時(shí)。
此外，在混合有機(jī)表面交聯(lián)劑與顆粒吸水樹(shù)脂(A)時(shí)，可以引入EP0668080中提及的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、多氨基酸(polyaminoacids)作為混合共助劑。該混合共助劑可起到表面交聯(lián)劑的作用。然而，優(yōu)選使用在表面交聯(lián)后防止吸水樹(shù)脂的吸水性能降低的混合共助劑。特別優(yōu)選使用其沸點(diǎn)低于150℃的揮發(fā)性醇，因?yàn)樵摀]發(fā)性醇蒸發(fā)而使在表面交聯(lián)處理時(shí)無(wú)殘留物。此外，為更均勻混合有機(jī)表面交聯(lián)劑與顆粒吸水樹(shù)脂(A)，可以這樣安排使非交聯(lián)水可溶的無(wú)機(jī)堿(優(yōu)選堿金屬鹽、銨鹽、堿土金屬氫氧化物、氨水或其氫氧化物)和非還原堿金屬鹽pH緩沖劑(優(yōu)選碳酸氫鹽、磷酸二氫鹽、磷酸氫鹽及其類(lèi)似物)在吸水樹(shù)脂顆粒與表面交聯(lián)劑混合時(shí)共存。其量根據(jù)吸水樹(shù)脂顆粒的種類(lèi)和顆粒尺寸而變化，但優(yōu)選為0.005至10重量份，更優(yōu)選0.05至5重量份，相對(duì)于100重量份吸水樹(shù)脂顆粒的固含量。
在本實(shí)施方案中，有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)和多價(jià)金屬化合物(B)的總量根據(jù)有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)和多價(jià)金屬化合物(B)各自的量而變化，但優(yōu)選為0.001重量份至10重量份，更優(yōu)選0.01重量份至5重量份，相對(duì)于100重量份吸水樹(shù)脂。當(dāng)有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)和多價(jià)金屬化合物(B)的總量低于0.001重量份時(shí)，未充分改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能。當(dāng)有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)和多價(jià)金屬化合物(B)的總量不低于10重量份時(shí)，離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸收容量(AAP)明顯下降。
為使本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂混合物在高濕度條件下同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的吸濕結(jié)塊性能和優(yōu)異的液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能，必須的是在顆粒吸水樹(shù)脂(A)與多價(jià)金屬化合物(B)的溶液混合時(shí)，多價(jià)金屬組分在含水溶液中的濃度為至少1.80wt％，并將顆粒吸水樹(shù)脂(A)、有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)和多價(jià)金屬化合物(B)的溶液的混合物在150℃至300℃下加熱。這是本發(fā)明的發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)的。結(jié)果，設(shè)計(jì)了本發(fā)明。
本發(fā)明人意想不到地發(fā)現(xiàn)用具有高濃縮多價(jià)金屬組分的表面處理劑進(jìn)行表面處理的吸水樹(shù)脂的鹽水導(dǎo)流率(SFC在加壓下的液體滲透率的氣壓計(jì)指示)比用具有已知濃度的表面處理劑進(jìn)行表面處理的吸水樹(shù)脂的高。
將高濃縮多價(jià)金屬化合物(B)的溶液(水溶液中包含至少1.80wt％的多價(jià)金屬組分)與顆粒吸水樹(shù)脂混合，這樣在制備混合物后多價(jià)金屬組分在吸水樹(shù)脂的表面層周?chē)嬖?。結(jié)果，顯著改進(jìn)了吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能。
注意到，在本實(shí)施方案中，對(duì)通過(guò)混合顆粒吸水樹(shù)脂(A)與多價(jià)金屬化合物(B)制備的溶液和該溶液與有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的混合方法都無(wú)特殊限制。例如，可以采用如下方法(i)多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)分別或同時(shí)與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合；和(ii)將通過(guò)混合多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)制備的混合溶液與顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合。方法(i)和(ii)中“在多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度(S/T-[M])”按照如下方程計(jì)算。
方法(i)中的S/T-[M](wt％)＝多價(jià)金屬組分的重量(g)/多價(jià)金屬化合物(B)的溶液的重量(g)×100方法(ii)中的S/T-[M](wt％)＝多價(jià)金屬組分的重量(g)/(多價(jià)金屬化合物(B)的溶液的重量(g)+有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的重量(g))×100用于本實(shí)施方案的多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度優(yōu)選為1.80wt％或更高，更優(yōu)選2.00wt％或更高，進(jìn)一步更優(yōu)選2.50wt％或更高，最優(yōu)選2.90wt％或更高。
當(dāng)多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度低于1.80wt％時(shí)，該多價(jià)金屬組分滲透吸水樹(shù)脂，這樣很少量的多價(jià)金屬組分存在于吸水樹(shù)脂表面附近。因此，不可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬組分的量而對(duì)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能的充分改進(jìn)。此外，包括在多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中的多價(jià)金屬組分的濃度的上限無(wú)特殊限制，但優(yōu)選為20wt％或更低，更優(yōu)選10wt％或更低。
使用的多價(jià)金屬化合物(B)的量根據(jù)所需的吸濕結(jié)塊性能和所需的液體滲透/液體擴(kuò)散性能而變化，但優(yōu)選為0.001重量份至10重量份，更優(yōu)選0.01重量份至5重量份，特別優(yōu)選0.05 to 1重量份，相對(duì)于100重量份吸水樹(shù)脂。當(dāng)多價(jià)金屬化合物(B)的量低于0.001重量份時(shí)，吸濕結(jié)塊性能和液體滲透性能/液體擴(kuò)散性能未充分改進(jìn)。當(dāng)多價(jià)金屬化合物(B)的量超過(guò)10重量份時(shí)，離心保留容量(CRC)、在加壓下的擴(kuò)散吸水率(AAP)和抗壓吸收容量(AAP)明顯下降。
將可用于本發(fā)明的多價(jià)金屬化合物(B)的水溶液和/或有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)優(yōu)選在30℃或更高、更優(yōu)選在50℃或更高、特別優(yōu)選在70℃或更高溫度下加熱。這是基于如下原因當(dāng)溶液的溫度較高時(shí)，可能提高溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度，這樣大量的多價(jià)金屬組分可存在于吸水樹(shù)脂表面上。
本實(shí)施方案中，優(yōu)選將如下三種組分同時(shí)混合顆粒吸水樹(shù)脂(A)、有機(jī)表面交聯(lián)劑和多價(jià)金屬化合物(B)的溶液。
將由顆粒吸水樹(shù)脂(A)、有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)和多價(jià)金屬化合物(B)的溶液的混合物構(gòu)成的前體(D)的按如下條件加熱。加熱溫度為優(yōu)選150至300℃，更優(yōu)選160至250℃，進(jìn)一步更優(yōu)選170至230℃。加熱時(shí)間為優(yōu)選1分鐘至2小時(shí)，更優(yōu)選15分鐘至1.5小時(shí)。加熱溫度和加熱時(shí)間的一種組合的有利例子如下加熱溫度為180℃和加熱時(shí)間為15分鐘至1.5小時(shí)；加熱溫度為200℃和加熱時(shí)間為15分鐘至1小時(shí)。
當(dāng)加熱溫度低于150℃時(shí)，有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的官能團(tuán)與顆粒吸水樹(shù)脂(A)的酸基(例如羧基)反應(yīng)不充分。當(dāng)加熱溫度超過(guò)300℃時(shí)，吸水樹(shù)脂在進(jìn)行加熱處理時(shí)被破壞。結(jié)果，不能充分改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能。
此外，為使本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物同時(shí)具有在高濕度下的優(yōu)異的吸濕結(jié)塊性能和優(yōu)異的液體滲透/液體擴(kuò)散性能，必須將吸水樹(shù)脂組合物的顆粒表面均勻進(jìn)行表面處理。本發(fā)明人第一次發(fā)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)上述目的，前體(D)的濕化結(jié)塊比例(wt％)為0wt％或更高和80wt％或更低。
當(dāng)前體(D)的濕化結(jié)塊比例(wt％)超過(guò)80wt％且低于100wt％時(shí)，在該前體(D)中包含大量的凝固物。當(dāng)加熱該前體(D)時(shí)，熱量不足以傳導(dǎo)入該凝固物內(nèi)，這樣吸水樹(shù)脂組合物的顆粒表面未被均勻二次交聯(lián)。因此，因相互未二次交聯(lián)的部分的凝固物造成結(jié)塊現(xiàn)象。結(jié)果，不可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬組分的量而對(duì)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能的這種充分改進(jìn)。此外，該條件會(huì)帶來(lái)這樣的問(wèn)題吸水樹(shù)脂因結(jié)塊現(xiàn)象而堵塞生產(chǎn)裝置，因此不可能穩(wěn)定生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物。
獲得其濕化結(jié)塊比例為80w t％或更低的前體(D)方法無(wú)特殊限制。然而，在顆粒吸水樹(shù)脂(A)與多價(jià)金屬化合物(B)混合時(shí)優(yōu)選水溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度為至少1.80wt％。將該高濃縮多價(jià)金屬化合物(B)的溶液(多價(jià)金屬組分的濃度為至少1.80wt％)混合，這樣在將其混合后多價(jià)金屬組分存在于吸水樹(shù)脂表面層周?chē)?。結(jié)果，進(jìn)一步改進(jìn)濕化結(jié)塊性能。
在獲得具有濕化結(jié)塊比例80wt％或更低的前體(D)時(shí)，多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度優(yōu)選為1.80wt％或更高，更優(yōu)選2.00wt％或更高，進(jìn)一步更優(yōu)選2.50wt％或更高，最優(yōu)選2.90wt％或更高。
當(dāng)多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度低于1.80wt％時(shí)，該多價(jià)金屬組分滲透吸水樹(shù)脂，這樣很少量的多價(jià)金屬組分存在于吸水樹(shù)脂表面附近。因此，不可能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于加入的多價(jià)金屬組分的量而對(duì)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能的這種充分改進(jìn)。
多價(jià)金屬化合物(B)的用量取決于所需的吸濕結(jié)塊性能和所需的液體滲透/液體擴(kuò)散性能。然而作為多價(jià)金屬組分加入的多價(jià)金屬化合物(B)的量為優(yōu)選0.001至10重量份，更優(yōu)選0.01至5重量份，特別優(yōu)選0.05至1重量份，相對(duì)于100重量份固含量。當(dāng)多價(jià)金屬組分低于0.001重量份時(shí)，不能充分改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能。當(dāng)多價(jià)金屬組分超過(guò)100重量份時(shí)，離心保留容量(CRC)、加壓下的擴(kuò)散吸收容量(DAP)和抗壓吸收容量(AAP)明顯下降。
將可用于本實(shí)施方案的多價(jià)金屬化合物(B)的水溶液和/或有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)優(yōu)選在30℃或更高、更優(yōu)選在50℃或更高、特別優(yōu)選在70℃或更高溫度下加熱。這是基于如下原因當(dāng)溶液的溫度較高時(shí)，可能提高溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度，這樣更大量的多價(jià)金屬組分可存在于吸水樹(shù)脂表面上。此外，上限溫度優(yōu)選低于100℃。
在本實(shí)施方案中，優(yōu)選將如下三種組分同時(shí)混合顆粒吸水樹(shù)脂(A)、有機(jī)表面交聯(lián)劑和多價(jià)金屬化合物(B)的溶液。
其濕化結(jié)塊比例為80wt％或更低的前體(D)的按如下條件加熱。加熱溫度為優(yōu)選150至300℃，更優(yōu)選160至250℃，進(jìn)一步更優(yōu)選170至230℃。加熱時(shí)間為優(yōu)選1分鐘至2小時(shí)，更優(yōu)選15分鐘至1.5小時(shí)。加熱溫度和加熱時(shí)間的一種組合的有利例子如下加熱溫度為180℃和加熱時(shí)間為15分鐘至1.5小時(shí)；加熱溫度為200℃和加熱時(shí)間為15分鐘至1小時(shí)。
當(dāng)加熱溫度低于150℃時(shí)，有機(jī)表面交聯(lián)劑的官能團(tuán)與顆粒吸水樹(shù)脂的羧基反應(yīng)不充分。當(dāng)加熱溫度超過(guò)300℃時(shí)，吸水樹(shù)脂在進(jìn)行加熱處理時(shí)被破壞。結(jié)果，不能充分改進(jìn)吸濕結(jié)塊性能和液體滲透/液體擴(kuò)散性能。
對(duì)于本實(shí)施方案的吸水樹(shù)脂組合物，重要的是加入特定量的有機(jī)表面交聯(lián)劑和多價(jià)金屬化合物(B)，有機(jī)表面交聯(lián)劑與顆粒吸水樹(shù)脂(A)的羧基均勻反應(yīng)，并且多價(jià)金屬組分存在于吸水樹(shù)脂的表面附近，而不滲透吸水樹(shù)脂，前體(D)的濕化結(jié)塊比例(wt％)為0wt％或更高和80wt％或更低。
下面的實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明不受它們限制。注意到，吸水樹(shù)脂和吸水樹(shù)脂組合物的性能按照如下方法測(cè)量。此外，當(dāng)不描述特定條件時(shí)，這是指所有操作在室溫(23±2℃)和50RH％濕度下進(jìn)行。
(A)離心保留容量(稱為CRC)離心保留容量(CRC)表示在無(wú)任何壓力下吸收0.90wt％鹽水30分鐘時(shí)的吸收容量。
將0.200g吸水樹(shù)脂(或吸水樹(shù)脂組合物)均勻包含在無(wú)紡織物(Heatron Paper，由Nangoku Pulp Kogyo Co.，Ltd.制造型號(hào)為GSP-22)制成的袋(60mm×60mm)中。接著，將該袋熱封。隨后，將該袋浸入大過(guò)量(通常約500m)的0.90wt％氯化鈉溶液(生理鹽水)中，該溶液的溫度已調(diào)節(jié)至室溫，隨后將該袋撤出30分鐘。通過(guò)使用離心分離器(由KOKUSAN公司制造的離心機(jī)型號(hào)為H-122)，將袋在離心力(250G)下排放3分鐘(描述于edanaABSORBENCY II 441，1-99中)，并測(cè)量袋的重量W2(g)。此外，在不使用吸水樹(shù)脂進(jìn)行相同的操作，并測(cè)量重量W1(g)。然后，由重量W1和W2，按照下面的方程計(jì)算離心保留容量(CRC)(g/g)。
離心保留容量(g/g)＝((重量W2(g)-重量W1(g))/吸水樹(shù)脂的(g))-1(B)加壓下的擴(kuò)散吸收容量(又稱為DAP)
通過(guò)采用日本未審專(zhuān)利公開(kāi)No.57311/1996(Tokukaihei8-57311)中描述的測(cè)量裝置和工序，按如下計(jì)算吸水樹(shù)脂(或吸水樹(shù)脂組合物)的擴(kuò)散吸收容量。測(cè)量在壓力1.9kPa(0.3psi)下在60分鐘內(nèi)由吸水樹(shù)脂組合物吸收的生理鹽水的重量W3(g)。然后，按照如下方程計(jì)算吸收開(kāi)始后在60分鐘內(nèi)的擴(kuò)散吸收容量(g/g)。
加壓下的擴(kuò)散吸收容量(g/g)＝重量W3(g)/吸水組合物的重量(g)(C)抗壓吸收容量(稱為AAP)抗壓吸收容量(AAP)表示在4.83kPa下吸收0.90wt％鹽水60分鐘時(shí)的吸收容量。
通過(guò)使用圖1所示的裝置，測(cè)量抗壓吸收容量(AAP)。在具有60mm內(nèi)徑的的塑料支撐圓柱100底上，熔焊400目(篩孔尺寸38μm)不銹鋼金屬網(wǎng)101。然后，在室溫(20℃至25℃)和50％RH相對(duì)濕度的條件下，將0.900g吸水樹(shù)脂組合物均勻分散在該篩網(wǎng)上。隨后在吸水樹(shù)脂組合物上順序放置活塞103和載荷104。活塞103和載荷104的外徑稍小于60mm，這是支撐圓柱100的內(nèi)徑，這樣活塞與支撐圓柱之間無(wú)縫隙，并且活塞和載荷的上下運(yùn)動(dòng)不受阻。注意到調(diào)節(jié)活塞103和載荷104以將4.83kPa(0.7psi)載荷均勻施加到吸水樹(shù)脂組合物上。然后測(cè)量該測(cè)量裝置組的重量Wa(g)。
在直徑150mm的陪替氏培養(yǎng)皿105內(nèi)，放置直徑為90mm的玻璃過(guò)濾器106(Sougo Rikagaku Glass Seisakusho Co.，Ltd.的產(chǎn)品；微孔直徑100μm至120μm)。然后，加入其溫度已調(diào)節(jié)至20℃至25℃的0.90wt％氯化鈉溶液108，直至達(dá)到玻璃過(guò)濾器106上表面的高度。接著將直徑為90mm的濾紙片(Advantec ToyoKaisha，Ltd.的產(chǎn)品；產(chǎn)品名JIS P3801，No.2；厚度0.26mm；保留的顆粒的直徑5μm)放置在其上，這樣濾紙107的整個(gè)表面潤(rùn)濕。排出過(guò)量的0.90wt％的鹽水108。
將該測(cè)量裝置組放置在濕過(guò)濾紙107上。然后，讓吸水樹(shù)脂組合物在荷載4.83kPa(0.7psi)下吸收0.90wt％鹽水1081小時(shí)。此時(shí)，吸水樹(shù)脂組合物吸收0.90wt％鹽水108以變?yōu)槿苊浤z102。一小時(shí)(60分鐘)后，舉起已吸收0.90wt％鹽水108的測(cè)量裝置組，并測(cè)量其重量Wb(g)。由重量Wa和Wb，按照如下方程計(jì)算抗壓吸收容量AAP(g/g)。
抗壓吸收容量AAP＝(Wb(g)-Wa(g))/吸水樹(shù)脂或吸水樹(shù)脂組合物的重量(0.900)g)(D)鹽水導(dǎo)流率(稱為SFC)鹽水導(dǎo)流率的計(jì)算按照已出版的專(zhuān)利申請(qǐng)No.509591/1997(Tokuhyohei 9-509591)的國(guó)際公開(kāi)的日文譯文描述的鹽水導(dǎo)流率(SFC)試驗(yàn)進(jìn)行。
通過(guò)使用圖1中所示的裝置，將均勻包含在容器40內(nèi)的吸水樹(shù)脂組合物(0.900g)在合成尿(1)中在壓力0.3psi(2.07kPa)下溶脹60分鐘(在測(cè)量鹽水導(dǎo)流(SFC)保持率時(shí)溶脹120分鐘)，并記錄凝膠44的凝膠層的高度。然后，使0.69wt％氯化鈉溶液33從儲(chǔ)罐31流出并在恒定流體靜壓下流過(guò)溶脹的凝膠層。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)和天平，在10分鐘內(nèi)每間隔20秒記錄通過(guò)凝膠層的作為時(shí)間函數(shù)的液體量。通過(guò)溶脹的凝膠44(主要在其顆粒之間)的溶液的流速Fs(t)由增加的重量(g)除以增加的時(shí)間(s)確定，單位g/s。其中將已獲得恒定流體靜壓和穩(wěn)定流速的時(shí)間設(shè)定為“ts”，并僅將“ts”與10分鐘間隔之間獲得的數(shù)據(jù)用于計(jì)算流速，在“ts”與10分鐘間隔之間計(jì)算的流速用于計(jì)算Fs(t＝0)值，即溶液通過(guò)凝膠層的第一流速。Fs(t＝0)由自通過(guò)近似Fs(t)與t之間的函數(shù)關(guān)系獲得的結(jié)果外推t＝0計(jì)算。
鹽水導(dǎo)流率＝(Fs(t＝0)×Lo)/(ρ×A×ΔP)
＝(Fs(t＝0)×Lo)/139506其中Fs(t＝0)流速，單位“g/s”Lo凝膠層的高度，單位“cm”P(pán)NaCl溶液的密度(1.003g/cm3)A池41的凝膠層的上表面積(28.27cm2)ΔP施于凝膠層的流體靜壓(4920dyne/cm2)。此外，鹽水導(dǎo)流率(SFC)的單位為(10-7×cm3×s×g-1)。
在圖2所示的裝置中，玻璃管32插入儲(chǔ)罐31中，按如下設(shè)置玻璃管32下端0.69wt％氯化鈉溶液33比池41中溶漲凝膠44底部高5cm。將儲(chǔ)罐31中所含的0.69wt％氯化鈉溶液33經(jīng)裝有旋塞閥的L型管子34供給池41。用于收集已通過(guò)凝膠層收集容器48設(shè)置在池41下面，收集容器48裝配在中心平衡器(an even balance)49上。池41內(nèi)徑為6cm，400號(hào)不銹鋼金屬網(wǎng)(篩孔為38μm)42裝配在池41下部底面。在活塞46的下部設(shè)置使液體通過(guò)的孔47，在其底部設(shè)置具有高滲透性的玻璃過(guò)濾器45，以使吸水樹(shù)脂組合物或溶漲凝膠不進(jìn)入孔47。池41裝配在池的臺(tái)子上，與池接觸的臺(tái)面位于不銹鋼金屬網(wǎng)43上，其不阻止液體通過(guò)。
合成尿(1)通過(guò)混合0.25g二水合氯化鈣、2.0g氯化鉀、0.50g六水合氯化鎂、2.0g硫酸鈉、0.85g二水合磷酸氫銨、0.15g磷酸二氫銨和994.25g純水制備。
(E)吸濕結(jié)塊比例(wt％稱為B.R.)將2g吸水樹(shù)脂(或吸水樹(shù)脂組合物)均勻噴在其內(nèi)徑為50mm和高度為10mm的預(yù)定杯子底部上，并迅速放入其中溫度已調(diào)節(jié)至25℃和相對(duì)濕度已調(diào)節(jié)至90％的恒溫恒濕裝置(PLATINOUSLUCIFFER PL-2G，由TABAI ESPEC公司生產(chǎn))中。然后，將吸水樹(shù)脂吸水樹(shù)脂組合物放置在該恒溫恒濕裝置中60分鐘。接著，將該已吸收濕氣的吸水樹(shù)脂轉(zhuǎn)移至JIS標(biāo)準(zhǔn)篩子(直徑為7.5cm、篩孔尺寸2000μm)上，并通過(guò)使用篩子振動(dòng)器(IIDA篩子振動(dòng)器，型號(hào)ES-65，系列號(hào)0501)篩分一定時(shí)間。然后測(cè)量殘留在篩子上的吸水樹(shù)脂的重量W4(g)和通過(guò)篩子的吸水樹(shù)脂的重量W5(g)。注意到在從恒溫恒濕裝置中取出吸水樹(shù)脂后需要少于10分鐘來(lái)完成測(cè)量重量W4(g)和W5(g)。
然后按照如下等式計(jì)算吸濕結(jié)塊比例(wt％)。只要吸濕結(jié)塊比例低，則吸水樹(shù)脂的吸濕結(jié)塊性能優(yōu)異。
吸濕結(jié)塊比例(wt％)＝重量W4(g)/(重量W4(g)+重量W5(g))×100注意到，在本實(shí)施方案中，吸濕結(jié)塊比例(wt％)通過(guò)在如下兩個(gè)條件下設(shè)定預(yù)定杯和篩子振動(dòng)器的篩分時(shí)間計(jì)算。
(a)將其底部直徑52mm和高度22mm的鋁杯(箔制容器，產(chǎn)品序號(hào)107，TOYO ECKO Inc.的產(chǎn)品)用作預(yù)定杯并將吸水樹(shù)脂通過(guò)篩子振動(dòng)器篩分8秒由此測(cè)量吸濕結(jié)塊比例(wt％)。下面，將在此條件下計(jì)算的吸濕結(jié)塊比例稱為吸濕結(jié)塊比例a(B.R.a)。
(b)將其底部直徑50mm和高度10mm的聚丙烯杯用作預(yù)定杯并將吸水樹(shù)脂通過(guò)篩子振動(dòng)器篩分5分鐘由此測(cè)量吸濕結(jié)塊比例(wt％)。下面，將在此條件下計(jì)算的吸濕結(jié)塊比例稱為吸濕結(jié)塊比例b(B.R.b)。
(F)重均粒徑(D50)和顆粒尺寸分布對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)將吸水樹(shù)脂或吸水劑用分別用具有篩孔尺寸850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、45μm等的JIS標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，并將殘余百分比R在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作圖。然后，將對(duì)應(yīng)于R＝50wt％的粒徑讀作重均粒徑(D50)。此外，假定X1為R＝84.1％下的粒徑，X2為在R＝15.9下的粒徑，對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)由如下等式表示。σζ值越小，顆粒尺寸分布越窄。
σζ＝0.5×ln(X2/X1)
在測(cè)量顆粒尺寸分布時(shí)的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)的分級(jí)按如下進(jìn)行將10.0g吸水樹(shù)脂顆?；蛭畡┰诜謩e具有篩孔尺寸850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm和106μm的JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(IIDA實(shí)驗(yàn)篩直徑為8cm)上展開(kāi)，并通過(guò)使用篩子振動(dòng)器(IIDA篩子振動(dòng)器，型號(hào)ES-65，系列號(hào)0501)篩分5分鐘。
(G)多價(jià)金屬組分萃取率(wt％)吸水樹(shù)脂中所含的多價(jià)金屬組分的量按如下測(cè)定。
測(cè)量1.0g吸水樹(shù)脂組合物并將其放入260ml聚丙烯燒杯中，向其中加入190.0g生理鹽水(0.9wt％ NaCl水溶液)和10.0g2N鹽酸，并將如此獲得的混合物在室溫下攪拌30分鐘。將其攪拌后，將上層清液使用色譜盤(pán)(GL色譜盤(pán)25A，GL Science Inc.的產(chǎn)品)過(guò)濾，并通過(guò)等離子體發(fā)射光譜分析法(通過(guò)使用ULTIMA，HORIBA，Ltd.的產(chǎn)品)進(jìn)行分析，由此計(jì)算多價(jià)金屬組分濃度。注意到，分析曲線根據(jù)含已知量的多價(jià)金屬組分的生理鹽水繪制?；谟?jì)算的多價(jià)金屬組分的濃度，吸水樹(shù)脂組合物中多價(jià)金屬組分的濃度由如下方程表示。
吸水樹(shù)脂組合物中多價(jià)金屬組分的濃度(wt％)＝(溶液中的多價(jià)金屬組分的濃度(wt％))×200多價(jià)金屬組分萃取率按如下測(cè)量。
通過(guò)將95g 1.0wt％ 8-羥基喹啉(Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.的產(chǎn)品)的甲醇溶液與5g純水混合制備溶液A，并通過(guò)將95g甲醇與5g純水混合制備溶液B。
將其直徑為35mm的特氟綸(注冊(cè)商標(biāo))轉(zhuǎn)子放入260ml聚丙烯容器中，測(cè)量5g吸水樹(shù)脂組合物和25g溶液A并倒入其中。將該容器密封緊，并將其中物料用磁攪拌器在室溫下攪拌20小時(shí)。用聚丙烯注射器吸出5ml上層清液，并在注射器上裝配色譜盤(pán)(GL色譜盤(pán)25A，GL Science Inc.的產(chǎn)品)，將過(guò)濾的液體放入聚丙烯容器中。將部分濾液轉(zhuǎn)移至塑料制1cm池(一次性比色杯(cuvet)，購(gòu)自AS ONE CORPORATION.產(chǎn)品編號(hào)為2-478-03，型號(hào)為1939)，由多價(jià)金屬組分和8-喹啉醇構(gòu)成的復(fù)合物吸收特定波長(zhǎng)光時(shí)的吸光率通過(guò)用分光光度計(jì)(Hitachi分光光度計(jì)U-1100)測(cè)量。例如，當(dāng)多價(jià)金屬組分為鋁時(shí)，特定波長(zhǎng)為380nm。下面為描述方便，基于假定多價(jià)金屬組分為鋁來(lái)解釋特定波長(zhǎng)。當(dāng)濾液吸收具有280nm波長(zhǎng)的光時(shí)的吸光度超過(guò)分光光度計(jì)測(cè)量極限時(shí)，將濾液用溶液B稀釋以使吸光度在分光光度計(jì)的可測(cè)量范圍內(nèi)。然后進(jìn)行測(cè)量。
此外，對(duì)于萃取100wt％多價(jià)金屬組分時(shí)的吸光度，同樣測(cè)量由通過(guò)將多價(jià)金屬組分溶于溶液A中獲得的溶液(這樣就有與萃取100wt％多價(jià)金屬組分時(shí)相同量的多價(jià)金屬組分(多價(jià)金屬組分在吸水樹(shù)脂組合物中的濃度分別按上述方式測(cè)量)吸收380nm波長(zhǎng)光時(shí)的吸光度。
多價(jià)金屬組分的萃取率按照如下等式測(cè)量。
多價(jià)金屬組分的萃取率(wt％)＝((相對(duì)于380nm波長(zhǎng)的濾液吸光度)-(相對(duì)于380nm波長(zhǎng)的溶液A的吸光度))/(萃取100wt％多價(jià)金屬組分時(shí)相對(duì)于380nm波長(zhǎng)的吸光度)×100(H)濕化結(jié)塊比例(wt％)在本實(shí)施方案中，將通過(guò)如下測(cè)量方法計(jì)算的濕化結(jié)塊比例作為前體(D)的濕化結(jié)塊性能的指數(shù)。
在混合物開(kāi)始5分鐘后，將10g由顆粒吸水樹(shù)脂(A)、多價(jià)金屬化合物(B)的水溶液和/或有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)的混合物構(gòu)成的前體(D)轉(zhuǎn)移至JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(直徑為7.5cm，篩孔尺寸為1000μm)上，并通過(guò)使用篩子振動(dòng)器(IIDA篩子振動(dòng)器，型號(hào)ES-65，系列號(hào)0501)篩分10秒，并測(cè)量殘留在篩子上的吸水樹(shù)脂的重量W6(g)和通過(guò)篩子的吸水樹(shù)脂的重量W7(g)。按照如下方程計(jì)算濕化結(jié)塊比例(wt％)。濕化結(jié)塊比例越低，前體(D)的潮濕結(jié)塊性能越優(yōu)異。
濕化結(jié)塊比例(wt％)＝重量W6(g)/(重量W6(g)+重量W7(g))×100(I)水可溶組分的量(可溶組分)測(cè)量184.3g 0.9wt％鹽水并倒入帶蓋的250ml塑料容器中。在該鹽水中，加入1.00g吸水樹(shù)脂組合物，并將鹽水通過(guò)旋轉(zhuǎn)攪拌器攪拌16小時(shí)，由此制備水可溶組分萃取溶液，在該溶液中萃取吸水樹(shù)脂組合物的水可溶組分。將水可溶組分萃取溶液通過(guò)濾紙片過(guò)濾(Advantec Toyo Kaisha，Ltd.的產(chǎn)品；產(chǎn)品JISP3801，No.2；厚度0.26mm；保留顆粒的直徑5μm)，由此獲得濾液。測(cè)量50.0g濾液，并用作測(cè)量溶液。下面的描述解釋通過(guò)使用的測(cè)量溶液測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物的可溶組分的量的方法。
首先，將其中未加入吸水樹(shù)脂組合物的0.9wt％鹽水用0.1NNaOH溶液滴定，直至鹽水的pH達(dá)到10。按此方式，測(cè)量使鹽水的pH達(dá)到10所需的0.1N NaOH溶液的滴定量([bNaOH]ml)。然后，滴定0.1N HCl溶液，直至鹽水的pH達(dá)到2.7。按此方式，測(cè)量使鹽水的pH達(dá)到2.7所需的0.1N HCl溶液的滴定量([bHCl]ml)。
對(duì)測(cè)量的溶液進(jìn)行相同的滴定。結(jié)果，測(cè)量使測(cè)量的溶液的pH達(dá)到10所需的0.1N NaOH溶液的滴定量([NaOH]ml)，和使測(cè)量的溶液的pH達(dá)到2.7所需的0.1N HCl溶液的滴定量([HCl]ml)。
例如，當(dāng)吸水樹(shù)脂組合物包括已知量的丙烯酸和其氯化鈉時(shí)，可以按照如下等式，由通過(guò)上述操作獲得的單體的平均分子質(zhì)量以及滴定量([bNaOH]ml、[bHCl]ml，[NaOH]ml和[HCl]ml)，計(jì)算吸水樹(shù)脂組合物中的可溶組分的量。
可溶組分的量(重量％)＝0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]ml-[NaOH]ml)/1000/1.0/50.0
此外，可以按照如下方程計(jì)算吸水樹(shù)脂組合物的中和率。
中和率(mol％)＝(1-([NaOH]ml-[bNaOH]ml)/([HCl]ml-[bHCl]ml))×100對(duì)于使用其量未知的組分構(gòu)成的吸水樹(shù)脂組合物，可通過(guò)使用上述中和率計(jì)算單體的平均分子量。
(J)吸收率(Vortex)首先將其溫度已調(diào)節(jié)至30℃的藍(lán)色生理鹽水和白色攪拌器(Teflon(商品名)，在FLON INDUSTRY CO.，LTD.出版的UnionCatalogue Version 2,000提及，Teflon(商品名)攪拌器SA型，產(chǎn)品號(hào)SA-40，總長(zhǎng)度40mm×直徑8mm)提前放入100ml燒杯(TOP燒杯CAT.No.501，基于JIS R-3503，在Glass Industry Co.，Ltd.出版的GENERAL CATALOGUE A-7000提及外周×高度＝55(mm)×70(mm))，并將該生理鹽水通過(guò)磁攪拌器在速度600rpm下攪拌。當(dāng)2.0g吸水樹(shù)脂組合物加入生理鹽水中時(shí)，測(cè)試溶液開(kāi)始膠凝并且漩渦減少，這樣測(cè)試溶液包裹攪拌器。
然后，測(cè)量自吸水樹(shù)脂加入測(cè)試溶液至攪拌器被測(cè)試溶液包裹的時(shí)間(秒)，并將該時(shí)間(秒)作為吸收率。注意到，在本實(shí)施方案中，直至攪拌器被測(cè)試溶液包裹的時(shí)間是直至已看到旋轉(zhuǎn)的攪拌器被已幾乎消失的突起漩渦隱藏的期間。
藍(lán)色生理鹽水由如下組分組成991質(zhì)量份去離子水、9質(zhì)量份氯化鈉和0.02質(zhì)量份食品添加劑·可食用亮藍(lán)。(食品添加劑·可食用亮藍(lán)芐基-乙基-[4’-(4”-芐基乙基氨基)-二苯基亞甲基]-2’，5-亞環(huán)己二烯基]-銨-2，3，3-二鈉三磺酸；亮藍(lán)FCF；CI No.42090；CI食品藍(lán)2)<參考例1>
將4.0g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均加成環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)8)溶于5500g具有75mol％中和比的丙烯酸鈉溶液(單體濃度38質(zhì)量％)中，由此制備反應(yīng)溶液。然后，將該反應(yīng)溶液在氮?dú)鈿夥罩忻摎?0分鐘，并將其加入反應(yīng)器中，該反應(yīng)器通過(guò)將一蓋子置于裝配有兩個(gè)σ槳葉和夾套的10L不銹鋼雙臂捏合機(jī)而制備。將反應(yīng)器內(nèi)用氮?dú)庵脫Q，同時(shí)將反應(yīng)溶液溫度保持在30℃。隨后，將2.8g過(guò)硫酸鈉和0.01g L-抗壞血酸加入反應(yīng)溶液中，同時(shí)將該反應(yīng)溶液攪拌。約1分鐘后，開(kāi)始聚合。聚合期間，將反應(yīng)溶液保持在30℃至90℃下。開(kāi)始聚合后60分鐘內(nèi)，將含水膠凝聚合物取出。將如此獲得的含水膠凝聚合物破碎以使其直徑為約5mm。將該破碎的含水膠凝聚合物在50目(篩孔尺寸為300μm)金屬絲網(wǎng)上鋪展開(kāi)，并通過(guò)熱空氣在150℃下干燥90分鐘。將如此獲得的干燥聚合物用振動(dòng)磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)使用20目(篩孔尺寸為850μm)金屬絲網(wǎng)分級(jí)，接著共混。如此獲得具有粉碎的不確定形狀的吸水樹(shù)脂粉(a)。在100份如此獲得的吸水樹(shù)脂粉(a)中，混合包括0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二縮水甘油醚、0.3重量份1，4-丁二醇和三重量份水的表面交聯(lián)溶劑。然后將該混合物在200℃下熱處理55分鐘，由此獲得吸水樹(shù)脂(1)。表1給出吸水樹(shù)脂(1)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂(1)的其它性能。
<參考例2>
將4.0g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均加成環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)8)溶于5500g具有75mol％中和比的丙烯酸鈉溶液(單體濃度38質(zhì)量％)中，由此制備反應(yīng)溶液。然后，將該反應(yīng)溶液在氮?dú)鈿夥罩忻摎?0分鐘，并將其加入反應(yīng)器中，該反應(yīng)器通過(guò)將一蓋子置于裝配有兩個(gè)σ槳葉和夾套的10L不銹鋼雙臂捏合機(jī)而制備。將反應(yīng)器內(nèi)用氮?dú)庵脫Q，同時(shí)將反應(yīng)溶液溫度保持在30℃。隨后，將2.8g過(guò)硫酸鈉和0.01g L-抗壞血酸加入反應(yīng)溶液中，同時(shí)將該反應(yīng)溶液攪拌。約1分鐘后，開(kāi)始聚合。聚合期間，將反應(yīng)溶液保持在30℃至90℃下。開(kāi)始聚合后60分鐘內(nèi)，將含水膠凝聚合物取出。將如此獲得的含水膠凝聚合物破碎以使其直徑為約5mm。將該破碎的含水膠凝聚合物在50目(篩孔尺寸為300μm)金屬絲網(wǎng)上鋪展開(kāi)，并通過(guò)熱空氣在150℃下干燥90分鐘。將如此獲得的干燥聚合物用振動(dòng)磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)使用20目(篩孔尺寸為850μm)金屬絲網(wǎng)分級(jí)，接著共混。如此獲得具有粉碎的不確定形狀的吸水樹(shù)脂粉(b)。在100份如此獲得的吸水樹(shù)脂粉(b)中，混合包括0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二縮水甘油醚、0.3重量份1，4-丁二醇和三重量份水的表面交聯(lián)溶劑。然后將該混合物在200℃下熱處理55分鐘。由此獲得吸水樹(shù)脂(2)。表1給出吸水樹(shù)脂(2)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂(2)的其它性能。
<參考例3>
與參考例1不同，將干燥的聚合物通過(guò)用針磨機(jī)(pin mill)代替振動(dòng)磨機(jī)來(lái)粉碎，然后通過(guò)使用20目(篩孔尺寸為850μm)金屬絲網(wǎng)分級(jí)，接著共混。如此獲得具有粉碎的不確定形狀的吸水樹(shù)脂粉(C)。將如此獲得的吸水樹(shù)脂粉(C)進(jìn)行與參考例1相同的處理，由此獲得吸水樹(shù)脂(3)。表1給出吸水樹(shù)脂(3)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂(3)的其它性能。
<參考例4>
在本參考例中，將11.8g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均加成環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)8)溶于5500g具有75mol％中和比的丙烯酸鈉溶液(單體濃度38質(zhì)量％)中，由此制備反應(yīng)溶液。然后，將該反應(yīng)溶液在氮?dú)鈿夥罩忻摎?0分鐘，并將其加入反應(yīng)器中，該反應(yīng)器通過(guò)將一蓋子置于裝配有兩個(gè)σ槳葉和夾套的10L不銹鋼雙臂捏合機(jī)而制備。將反應(yīng)器內(nèi)用氮?dú)庵脫Q，同時(shí)將反應(yīng)溶液溫度保持在30℃。隨后，將2.8g過(guò)硫酸鈉和0.01g L-抗壞血酸加入反應(yīng)溶液中，同時(shí)將該反應(yīng)溶液攪拌。約1分鐘后，開(kāi)始聚合。聚合期間，將反應(yīng)溶液保持在30℃至90℃下。在開(kāi)始聚合后60分鐘，將含水膠凝聚合物取出。將如此獲得的含水膠凝聚合物破碎以使其直徑為約5mm。將該破碎的含水膠凝聚合物在50目(篩孔尺寸為300μm)金屬絲網(wǎng)上鋪展開(kāi)，并通過(guò)熱空氣在150℃下干燥90分鐘。將如此獲得的干燥聚合物用振動(dòng)磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)使用30目(篩孔尺寸為600μm)金屬絲網(wǎng)分級(jí)，接著共混。如此獲得具有粉碎的不確定形狀的吸水樹(shù)脂粉(D)。在100份如此獲得的吸水樹(shù)脂粉(D)中，混合包括0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二縮水甘油醚、0.3重量份1，4-丁二醇和三重量份水的表面交聯(lián)溶劑。然后將該混合物在200℃下熱處理55分鐘。由此獲得吸水樹(shù)脂(4)。表1給出吸水樹(shù)脂(4)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂(4)的其它性能。
<參考例5>
與參考例1不同，將干燥的聚合物通過(guò)用輥磨機(jī)代替振動(dòng)磨機(jī)來(lái)粉碎，然后通過(guò)使用20目(篩孔尺寸為850μm)金屬絲網(wǎng)分級(jí)，接著共混。如此獲得具有粉碎的不確定形狀的吸水樹(shù)脂粉(E)。將如此獲得的吸水樹(shù)脂粉(E)進(jìn)行與參考例1相同的處理，由此獲得吸水樹(shù)脂(5)。表1給出吸水樹(shù)脂(5)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂(5)的其它性能。
加入5.4重量份51.2質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例1中獲得的吸水樹(shù)脂(1)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(1)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(1)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(1)的其它性能。
加入6.7重量份40.9質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例1中獲得的吸水樹(shù)脂(1)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(2)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(2)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(2)的其它性能。
加入9.0重量份30.8質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例1中獲得的吸水樹(shù)脂(1)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(3)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(3)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(3)的其它性能。
加入5.4重量份51.2質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例4中獲得的吸水樹(shù)脂(4)(其粉末溫度為60℃)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(8)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(8)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(8)的其它性能。
加入18.0重量份15.3質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例1中獲得的吸水樹(shù)脂(1)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(4)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(4)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(4)的其它性能。
加入2重量份粉狀水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例1中獲得的吸水樹(shù)脂(1)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(5)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(5)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(5)的其它性能。
將0.5重量份丙二醇、0.03重量份乙二醇二縮水甘油醚、0.3重量份1，4-丁二醇和三重量份水構(gòu)成的表面交聯(lián)溶劑與100重量份參考例1中獲得的吸水樹(shù)脂粉(a)混合，加入9.0重量份30.8質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并使其混合。然后，將如此獲得的混合物在200℃下熱處理55分鐘，由此獲得吸水樹(shù)脂(6)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(6)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(6)的其它性能。
加入6.7重量份40.9質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例2中獲得的吸水樹(shù)脂(1)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(7)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(7)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(7)的其它性能。
加入5.4重量份51.2質(zhì)量％水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例3中獲得的吸水樹(shù)脂(3)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(7)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(7)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(7)的其它性能。
加入6.7重量份40.9質(zhì)量％水合硫酸鋁水溶液(十四水合至十八水合)并與100重量份參考例5中獲得的吸水樹(shù)脂(5)混合，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(7)。表1給出吸水樹(shù)脂組合物(7)的顆粒尺寸分布，表2給出吸水樹(shù)脂組合物(7)的其它性能。
表1



表2

該表中的符號(hào)A水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)水溶液的濃度(質(zhì)量％)B多價(jià)金屬化合物溶液的濃度比(使用的多價(jià)金屬化合物的溶液濃度/多價(jià)金屬化合物的不飽和溶液濃度)C多價(jià)金屬組分加入量(質(zhì)量％)
D吸收容量(g/g)E加壓下的擴(kuò)散吸收容量(g/g)F吸濕結(jié)塊比例(％)G多價(jià)金屬萃取率(質(zhì)量％)H水可溶組分量(wt％)I吸收率(秒)J鹽水導(dǎo)流率(10-7×cm3×s×g-1)K對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)L重均粒徑(μm)<參考例6>
在通過(guò)將一蓋子置于裝配有兩個(gè)σ槳葉和夾套的10L不銹鋼雙臂捏合機(jī)而制備的反應(yīng)器中。將11.7g(0.10mol％)聚乙二醇二丙烯酸酯溶于5438g具有71.3mol％中和比的丙烯酸鈉水溶液(單體濃度39質(zhì)量％)中，由此制備反應(yīng)溶液。然后，將該反應(yīng)溶液在氮?dú)鈿夥罩忻摎?0分鐘。隨后，將29.34g的10wt％過(guò)硫酸鉀水溶液和24.25g的1wt％L-抗壞血酸加入反應(yīng)溶液中，同時(shí)將該反應(yīng)溶液攪拌。約1分鐘后，開(kāi)始聚合。當(dāng)粉碎所生成的凝膠時(shí)，將反應(yīng)溶液保持在20℃至95℃下。開(kāi)始聚合后30分鐘內(nèi)，將含水凝膠交聯(lián)聚合物取出。將如此獲得的含水凝膠交聯(lián)聚合物破碎以使其直徑為約5mm。將該破碎的含水凝膠交聯(lián)聚合物在50目(篩孔尺寸為300μm)金屬絲網(wǎng)上鋪展開(kāi)，并通過(guò)熱空氣在175℃下干燥50分鐘。由此獲得由顆粒或粉狀干燥物質(zhì)構(gòu)成的吸水樹(shù)脂(A)，它具有不確定形狀且容易粉碎。
將如此獲得的吸水樹(shù)脂(A)用輥磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)使用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為850μm)分級(jí)。接著，將已通過(guò)850μm篩孔的顆粒用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為150μm)分級(jí)，以除去通過(guò)150μm篩孔的吸水樹(shù)脂，由此獲得顆粒吸水樹(shù)脂(A1)。
將按相同的方式獲得的吸水樹(shù)脂(A)進(jìn)一步用輥磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)分級(jí)。接著，將通過(guò)710μm篩孔的顆粒用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為150μm)分級(jí)，以除去通過(guò)150μm篩孔的吸水樹(shù)脂，由此獲得顆粒吸水樹(shù)脂(A2)。
將按相同的方式獲得的吸水樹(shù)脂(A)進(jìn)一步用輥磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)分級(jí)。接著，將通過(guò)600μm篩孔的顆粒用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為150μm)分級(jí)，以除去通過(guò)150μm篩孔的吸水樹(shù)脂，由此獲得顆粒吸水樹(shù)脂(A3)。
將按相同的方式獲得的吸水樹(shù)脂(A)進(jìn)一步用輥磨機(jī)粉碎，然后通過(guò)用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)分級(jí)。接著，將通過(guò)710μm篩孔的顆粒用JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為106μm)分級(jí)，以除去通過(guò)106μm篩孔的吸水樹(shù)脂，由此獲得顆粒吸水樹(shù)脂(A4)。
將由通過(guò)混合0.3g 1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、1.5g純水和1.0g十四水合硫酸鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A1)均勻混合，由此獲得前體(1)。將如此獲得的前體(1)在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為850μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(1)。表4給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(1)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合1.0g乙二醇、2.0g純水和0.8g六水合氯化鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A1)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在200℃下熱處理25分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為850μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(2)。表4給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(2)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.3g 1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、4g純水和1.0g十四水合硫酸鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A1)均勻混合。將如此獲得的混合物在180℃下加熱30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為850μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(1)。表4給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(1)的性能獲得的結(jié)果。
參考已出版的專(zhuān)利申請(qǐng)No.539281/2002(Tokuhyo2002-539281)(WO00/53644)的國(guó)際公開(kāi)的日文翻譯中敘述的實(shí)施例，進(jìn)行如下試驗(yàn)。
將由通過(guò)混合1.0g乙二醇、3.0g純水和0.5g十四水合氯化鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A1)均勻混合，由此獲得對(duì)比前體(2)。然后，將如此獲得的對(duì)比前體(2)在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為850μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(2)。表4給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(2)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合1.0g乙二醇和3.0g純水獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A1)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為850μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(3)。表4給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(3)的性能獲得的結(jié)果。
在清楚顯示這種表面處理效果的試驗(yàn)中，優(yōu)選通過(guò)使用與吸水樹(shù)脂(A)相同的前體將其相互對(duì)比效果。例如，當(dāng)改變前體的顆粒尺寸分布時(shí)，不可能精確評(píng)估依賴于顆粒尺寸的參數(shù)如SFC。此外，在對(duì)比吸水樹(shù)脂性能的SFC指標(biāo)時(shí)，優(yōu)選將吸水樹(shù)脂的SFC與基本上具有與該吸水樹(shù)脂相同CRC的另一吸水樹(shù)脂的SFC對(duì)比。
表4顯示實(shí)施例5中獲得的其表面處理劑中的多價(jià)金屬組分(鋁)濃度高的吸水樹(shù)脂組合物(1)的SFC和從P高于對(duì)比例7中獲得的對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(1)的SFC和AAP高，盡管吸水樹(shù)脂組合物(1)具有與對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(1)相同的CRC。此外，實(shí)施例5獲得的吸水樹(shù)脂組合物(1)具有低于對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(1)的吸濕結(jié)塊比例(B.R)。如此，該吸水樹(shù)脂組合物(1)具有優(yōu)異的吸濕結(jié)塊性能。
根據(jù)本發(fā)明，表面處理劑中的多價(jià)金屬組分濃度提高，由此獲得的吸水樹(shù)脂組合物具有比通過(guò)常規(guī)技術(shù)獲得的吸水樹(shù)脂組合物高的鹽水導(dǎo)流率(SFC)和吸濕結(jié)塊性能，同時(shí)保持與常規(guī)吸水樹(shù)脂組合物相同的離心保留容量(CRC)。
與對(duì)比例9獲得的對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(3)相比，通過(guò)僅使用有機(jī)輔助交聯(lián)劑不可能獲得足夠的性能。即，對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(3)具有與常規(guī)吸水樹(shù)脂組合物相同的CRC，但具有特別低的SFC和吸濕結(jié)塊性能。因此，對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(3)不具有足夠的性能。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、1g純水和0.5g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A2)均勻混合。將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(3)。表5給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(3)的性能獲得的結(jié)果。
將由0.7g碳酸亞乙酯和1.5g十八水合硫酸鋁溶于加熱至80℃的2.2g純水中獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A2)均勻混合，由此獲得前體(4)。然后，將如此獲得的前體(4)在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(4)。表5給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(4)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、2.73g純水和0.5g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在純水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A2)均勻混合，由此獲得對(duì)比前體(4)。將如此獲得的對(duì)比前體(4)在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(4)。表5給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(4)的性能獲得的結(jié)果。
參考已出版的專(zhuān)利申請(qǐng)No.538275/2002(Tokuhyo2002-538275)(WO00/53664)的國(guó)際公開(kāi)的日文翻譯中描述的實(shí)施例，進(jìn)行如下試驗(yàn)。
將由通過(guò)混合0.7g碳酸亞乙酯、2.2g純水和0.8g十八水合硫酸鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A2)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(5)。表5給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(5)的性能獲得的結(jié)果。
由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、0.03g乙二醇二縮水甘油醚、1.5g純水和1.0g十四水合硫酸鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A4)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在130℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(11)。表5給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(11)的性能獲得的結(jié)果。
表5給出在將碳酸亞乙酯用作有機(jī)輔助交聯(lián)劑和改變表面處理劑中多價(jià)金屬組分濃度的條件下通過(guò)對(duì)比實(shí)施例8和對(duì)比例10獲得的結(jié)果。當(dāng)溶液處于常溫下時(shí)，由于硫酸鋁的溶解度因此難以制備具有實(shí)施例8中給出的組成的表面處理劑。因此，在實(shí)施例8中，將處理劑的溫度升至80℃，由此制備其多價(jià)金屬組分濃度高的處理劑。按此方式獲得的吸水樹(shù)脂組合物(4)與對(duì)比例10中獲得的對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(5)相比，具有更優(yōu)異的鹽水導(dǎo)流率(SFC)和吸濕流動(dòng)性。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、1.5g純水和1.0g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在純水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合，由此獲得前體(5)。將如此獲得的前體(5)在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(5)。表6給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(5)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、1g純水和0.5g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在純水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(6)。表6給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(6)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合1.0g乙二醇、2.0g純水和0.8g六水合氯化鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在210℃下熱處理20分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(7)。表7給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(7)的性能獲得的結(jié)果。
將由0.7g碳酸亞乙酯和1.2g十八水合硫酸鋁溶于加熱至60℃的2.2g純水中獲得的溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A2)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為710μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(8)。表5給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(8)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、1g純水和0.5g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在純水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理25分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得吸水樹(shù)脂組合物(9)。表6給出通過(guò)測(cè)量吸水樹(shù)脂組合物(9)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.3g丙二醇、4.0g純水和1.0g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在純水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(6)。表6給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(6)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.3g1，4-丁二醇、0.25g丙二醇、2.73g純水和0.5g水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)(重均粒徑為165μm，堆密度為0.86g/cm3，在0℃下在純水中的溶解度為46.4wt％)獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合，由此獲得對(duì)比前體(7)。然后，將如此獲得的對(duì)比前體(7)在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(7)。表6給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(7)的性能獲得的結(jié)果。
參考已出版的專(zhuān)利申請(qǐng)No.538275/2002(Tokuhyo2002-538275)(WO00/53664)的國(guó)際公開(kāi)的日文翻譯中描述的實(shí)施例，進(jìn)行如下試驗(yàn)。
將由通過(guò)混合0.7g碳酸亞乙酯、2.2g純水和0.8g十八水合硫酸鋁獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合。然后，將如此獲得的混合物在180℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎，以使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(8)。表6給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(8)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.32g1，4-丁二醇、0.5g丙二醇和2.73g純水獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合，由此獲得對(duì)比前體(9)。然后，將如此獲得的對(duì)比前體(9)在180℃下熱處理35分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(9)。表6給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(9)的性能獲得的結(jié)果。
將由通過(guò)混合0.32g1，4-丁二醇、0.5g丙二醇、0.5g異丙醇和2.73g純水獲得的混合溶液構(gòu)成的表面處理劑與100g參考例6獲得的吸水樹(shù)脂(A3)均勻混合，由此獲得對(duì)比前體(10)。然后，將如此獲得的對(duì)比前體(10)在190℃下熱處理30分鐘。將其顆粒進(jìn)一步破碎使其通過(guò)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(篩孔尺寸為600μm)，由此獲得對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(10)。表6給出通過(guò)測(cè)量對(duì)比吸水樹(shù)脂組合物(10)的性能獲得的結(jié)果。
表6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明，表面處理劑中的多價(jià)金屬組分的濃度提高，由此獲得的吸水樹(shù)脂組合物具有比通過(guò)常規(guī)技術(shù)獲得的吸水樹(shù)脂組合物高的鹽水導(dǎo)流率(SFC)和高的吸濕結(jié)塊性能，同時(shí)保持與常規(guī)吸水樹(shù)脂組合物相同的離心保留容量(CRC)。
表7進(jìn)一步給出通過(guò)測(cè)量各對(duì)比前體的吸濕結(jié)塊比例(wt％)獲得的結(jié)果，還給出各相應(yīng)吸水樹(shù)脂組合物的性能.
表7顯示濕化結(jié)塊比例越小，吸水樹(shù)脂組合物的SFC和吸濕流動(dòng)性越高?；诖颂匦?，本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)降低吸濕結(jié)塊比成功地獲得了具有特別高鹽水導(dǎo)流率(SFC)和吸濕結(jié)塊性能同時(shí)保持相同的離心保留容量(CRC)的吸水樹(shù)脂組合物。
表3

(Aμm或更大)表示進(jìn)行分級(jí)后殘留在其篩孔尺寸為Aμm的篩子上的吸水樹(shù)脂(Bμm或更大)表示進(jìn)行分級(jí)后殘留在其篩孔尺寸為B μm的篩子上的吸水體(C至Dμm)表示進(jìn)行分級(jí)后通過(guò)其篩孔尺寸為Cμm的篩子并殘留在其篩孔尺寸為Dμm的篩子上的吸水樹(shù)脂表4


表5


表6


表7


表4至7中的符號(hào)如下BD1，4-丁二醇PG丙二醇EG乙二醇EGDGE乙二醇二縮水甘油醚ASH14W十四水合硫酸鋁ASH14-18W水合硫酸鋁(十四水合至十八水合)ASH18W十八水合硫酸鋁AlCl3-6W水合氯化鋁W純水S/T-[M]包括在多價(jià)金屬化合物的水溶液(C)中的多價(jià)組分的濃度(wt％)S/T-B.R濕化結(jié)塊比例(wt％)B.R.a吸濕結(jié)塊比例aB.R.b吸濕結(jié)塊比例bM多價(jià)金屬組分萃取率(wt％)Ex水可溶組分量(wt％)V吸收率(秒)本發(fā)明已進(jìn)行了如此描述，顯然的是相同的方式可以多種方式進(jìn)行變化。這些變化并不認(rèn)為背離了本發(fā)明的精神和范圍，對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的所有這些改進(jìn)都包括在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供生產(chǎn)這樣一種吸收體的方法可以防止造成其流動(dòng)性喪失的吸收劑凝結(jié)，并且在吸收體中實(shí)際使用本發(fā)明的吸收劑幾乎不損害尿在吸收劑中的擴(kuò)散性能，同時(shí)充分呈現(xiàn)作為吸收體的性能。因此，本發(fā)明的吸水樹(shù)脂適于用于衛(wèi)生材料如紙尿布、衛(wèi)生巾、失禁襯墊、醫(yī)用襯墊等。
權(quán)利要求
1.一種吸水樹(shù)脂組合物，包括具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)，所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)在所述吸水樹(shù)脂(A)的表面附近交聯(lián)，其中所述吸水樹(shù)脂組合物包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，所述顆粒的重均粒徑低于500μm且不低于300μm，所述吸水樹(shù)脂組合物的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，所述吸水組合物的水溶性組分為35wt％或更低，及所述吸水樹(shù)脂組合物包括多價(jià)金屬組分，所述多價(jià)金屬組分的萃取率為5.0wt％或更高但低于100wt％。
2.如權(quán)利要求1所述的吸水樹(shù)脂組合物，其中所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)為其中表面附近被含多醇的表面交聯(lián)劑進(jìn)一步交聯(lián)的顆粒吸水樹(shù)脂。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吸水樹(shù)脂組合物，其中當(dāng)所述吸水樹(shù)脂組合物在25℃、相對(duì)濕度90％下放置1小時(shí)時(shí)吸濕結(jié)塊比例為30％或更低。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的吸水樹(shù)脂組合物，其中所述吸水樹(shù)脂組合物在無(wú)荷載下吸收0.90wt％生理鹽水30分鐘時(shí)的離心保留容量(CRC)為25g/g或更多，所述吸水樹(shù)脂組合物在1.9kPa下吸收0.90wt％生理鹽水60分鐘時(shí)的擴(kuò)散吸收容量(DAP)為20g/g或更多。
5.一種吸收體，包括如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的吸水樹(shù)脂組合物和親水性纖維，以使所述吸水樹(shù)脂組合物的量(芯濃度)為占所述吸水樹(shù)脂組合物和所述親水性纖維總量的20wt％或更高。
6.一種吸收制品，包括如權(quán)利要求5所述的吸收體；可滲透液體的表面片材；和不可滲透液體的背面片材。
7.一種生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法，包括如下步驟將含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液加入具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)中，所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)在其表面附近被交聯(lián)；及將所述含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液與所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)混合；其中所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，顆粒的重均粒徑低于500μm且不低于300μm，所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，顆粒吸水樹(shù)脂(A)的水溶性組分為35wt％或更低，及所述含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的量，相對(duì)于所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)，為0.001至10wt％，及所述含水多價(jià)金屬化合物(B)在所述溶液中的濃度，相對(duì)于所述含水多價(jià)金屬化合物(B)在所述溶液中的飽和濃度，為0.40或更大，及所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)的溫度為50℃或更高且低于100℃，和/或所述含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液的溫度為30℃或更高且低于100℃。
8.一種生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法，包括如下步驟將具有通過(guò)聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)、含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)混合；及在150至300℃下加熱在所述混合步驟中已獲得的混合物，以使所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)的表面附近交聯(lián)；其中所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，及所述含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的量，相對(duì)于顆粒吸水樹(shù)脂(A)，為0.001至10wt％，及所述含水多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度為至少1.80wt％。
9.一種生產(chǎn)吸水樹(shù)脂組合物的方法，包括如下步驟在150至300℃下，加熱通過(guò)混合具有由聚合含酸基的不飽和單體而獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒吸水樹(shù)脂(A)、多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和有機(jī)表面交聯(lián)劑(C)獲得的前體(D)，以使顆粒吸水樹(shù)脂(A)的表面附近交聯(lián)，其中所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)包含95wt％或更多的顆粒，其粒徑低于850μm且不低于106μm，所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)的顆粒尺寸分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，及所述多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的量，相對(duì)于所述顆粒吸水樹(shù)脂(A)，為0.001至10wt％，及所述前體(D)的濕化結(jié)塊比例(wt％)為80wt％或更低。
10.如權(quán)利要求7至9中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述吸水樹(shù)脂組合物包括具有通過(guò)聚合丙烯酸和/或其鹽獲得的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其中所述多價(jià)金屬化合物(B)的溶液中所含的多價(jià)金屬組分的濃度為至少1.80wt％。
12.如權(quán)利要求8至11中任何一項(xiàng)所述的方法，其中將所述多價(jià)金屬化合物(B)的溶液和/或所述有機(jī)表面交聯(lián)劑在30℃或更高溫度下加熱。
13.如權(quán)利要求8至12任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述有機(jī)表面交聯(lián)劑包括多元醇。
14.如權(quán)利要求8至13中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述多價(jià)金屬化合物(B)的多價(jià)金屬組分包括選自二價(jià)或更高價(jià)典型金屬和其族數(shù)為4至12的過(guò)渡金屬的一種或多種金屬。
15.如權(quán)利要求8至14任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述多價(jià)金屬化合物(B)的多價(jià)金屬組分為鋁。
全文摘要
一種生產(chǎn)包括顆粒吸水樹(shù)脂的吸水樹(shù)脂組合物的制備方法，其中包含95％或更多的粒徑小于850μm并且不低于106μm的顆粒，顆粒的重均粒徑小于500μm并且不低于300μm，其粒徑分布的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(σζ)為0.45或更低，所述吸水組合物的水可溶組分為35％(重量)或更低，且包含一種多價(jià)金屬組分，所述多價(jià)金屬組分的萃取率為5.0％或更高，且低于100％，由此提供了所述吸水樹(shù)脂組合物，在高濕度下無(wú)任何顆粒凝結(jié)，其在吸收容量和加壓下的擴(kuò)散吸收容量方面具有優(yōu)越的吸收性能。
文檔編號(hào)C08K3/10GK1813033SQ20048001776
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者足立芳史, 北野貴洋, 藤野真一, 和田克之, 鳥(niǎo)井一司, 巖村卓, 町田清 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本觸媒