耐壓性吸水性樹脂和使用它們的紙尿布以及吸水性樹脂及其制備方法技術

本發明專利技術提供對水性溶液親和性顯著優越的，在無加壓下和加壓下吸水速度和吸水倍率與過去相比極大提高的吸水性樹脂及其制備方法，及使用所述樹脂的紙尿布。所述耐壓性吸水性樹脂，在５０ｇ／ｃｍ↑［２］的負荷重量下的人造尿的加壓下吸水倍率為３０ｇ／ｇ以上，而且對于在１００ｇ／ｃｍ↑［２］的負荷重量下的高加壓下吸水倍率與上述加壓下吸水倍率的比值所規定的耐壓吸水比為０．６以上。該耐壓性吸水性樹脂的制備方法的特征在于，在含有１２ｍｍｏｌ／ｇ以上的－ＣＯＯＲ（其中Ｒ為氫原子、金屬原子或銨），而且－ＣＯＯＨ／－ＣＯＯＲ摩爾比為０．５以下的吸水性交聯聚合物中加入具有數個能與－ＣＯＯＲ反應的官能基的化合物，然后進行加熱。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及耐壓性優良的紙尿布及耐壓性優良的吸水性樹脂。更進一步，本專利技術涉及對水溶液親和性顯著優良的、與以往相比在無加壓下和加壓下吸水速度和吸水倍率極大提高的吸水性樹脂及其制備方法?，F有技術以及要解決的課題近年來開發了能吸收自重數十倍到數百倍水的吸水性樹脂，并開始用于婦女衛生用品和紙尿布等衛生材料領域，農場
、鮮度保持等食品領域，防止結露和保冷材料等產業領域等需要吸水和保持水份的各種用途。作為這種吸水性樹脂，例如，淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的中和產物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化產物、丙烯腈共聚物的水解物或者其交聯物，丙烯酸酰胺共聚物的水解物或者其交聯物、自行交聯型聚丙烯酸鹽，部分中和型聚丙烯酸鹽交聯體等是已知的。吸水性樹脂，按照其用途所要求的性能各不相同，例如，作為紙尿布等衛生材料的吸水性樹脂所希望的特性，可舉出對親水性液體在加壓下的高吸水倍率、快的吸水速度、大的透液性等。例如，在歐洲專利443627中，公開了在60重量％以上濃度使用的，加壓下吸水倍率和吸收速度優越的吸水樹脂的吸水性構造體?？墒?，吸水倍率與吸收速度的特性不一定是一致的關系，特別是加壓下的吸水倍率與吸水速度的關系正好相反。因此，同時改良這二個特性是困難的。例如，作為提供吸水性樹脂的吸水速度的試驗，有增大表面積的方法，以及減小吸水性樹脂粒徑，作成顆粒狀或魚鱗形片狀等的試驗?？墒?，一般來說如果由于提高了表面積而減小了吸水性樹脂的粒徑的話，由于降低了它的物理強度及吸水膨潤后的粒子間空隙，卻降低了在加壓下和不加壓下的吸水倍率。一方面，有一種技術是使吸水性樹脂的表面層附近的分子鏈交聯，提高表面層交聯密度，在聚合物吸水膨潤時在粒子間確保液體能移動的空隙，由此在給吸水性樹脂加壓時也不使吸水倍率降低。但是，一般來說表面積的大小與加壓下吸水倍率相反，如果增大粒子的表面積，交聯劑的均一混合就困難，所以難以形成均勻的表面交聯。過去，以提高吸水性樹脂加壓下的吸水倍率，同時提高吸水速度為目的的改進大體上是將上述二種方法(表面積提高和表面附近的交聯)結合起來的。遺憾的是，這二個特性如前所述是相反的特性，所以現在由于技術的限制不能得到滿意的結果。近年來為了打破上述技術限制，作為不使粒徑減小而使表面積提高的方法，建議使用發泡劑等的多孔性聚合物及建議在表面附近進行交聯處理的技術。作為這類方法，可以舉出例如，使用70摩爾％中和的聚丙烯酸鈉水溶液作為交聯劑和在作為發泡劑的碳酸鹽存在下進行聚合，使所得到的聚合物表面附近進行交聯處理的方法(美國專利號5314420、日本專利公開平7-185331號)；使用70摩爾％中和的聚丙烯酸鉀水溶液或銨鹽水溶液作為交聯劑和在作為發泡劑碳酸鹽存在下聚合，使所得到的聚合物表面附近進行交聯處理的方法(特表平8-509521號、歐洲專利707603號，WO9502002號)；在固體發泡劑分解下使部分中和的丙烯酸鈉水溶液聚合，交聯處理所得到的聚合物表面附近的方法(WO9617884號、歐洲專利744435號)；以及在除發泡劑以外的特定表面活性劑存在下，將反相懸浮聚合得到的表面多孔性丙烯酸鈉聚合物表面附近進行交聯處理的方法(歐洲專利0695762號)等。的確，由于使這些發泡劑的多孔性聚合物的表面附近進行交聯處理，加壓下吸水倍率和吸水速度得到了改善。但是，在這些方法中，交聯處理多孔性聚合物表面附近時如果由于提高加壓下吸水倍率而提高了表面交聯密度的話，在多孔性聚合物當中就難于控制其構造上的交聯密度，所以表面親水度就降低。結果，即使使用多孔性聚合物，也存在吸水速度降低等問題。另一方面，將在加壓下(負荷下)吸水倍率高的吸水性樹脂用于紙尿布是公知的。作為表示在尿布等實際使用的適合物性的測定吸水倍率的負荷壓力，已建議10g/cm2(特開昭60-135432號)，0.3psi(約20g/cm2，歐洲專利0339461號)、50g/cm2(特開昭63-99861號)、63000達因/cm2(約50g/cm2，特表平8-509522號)、60g/cm2，(特表平8-509521號、歐洲專利707603號)、最小0.01一最大0.7psi(約0.7g/cm2一最大63g/cm2，特開平6-254118號、美國專利5601542)、0.6至1psi(約438g/cm2至約71g/cm2，特表平8-510484號)等，公開了上述這些吸水性樹脂。在這些上述的吸水性樹脂中，作為在加壓下的最高吸水倍率，有在1psi(約71g/cm2)下25.9g/g的吸收樹脂(特表平9-501975號中的實施例6e)及在1.7psi(約121g/cm2)下8ml/g的吸水倍率的吸水性樹脂(歐洲專利0339461號中的表B)?？墒?，這些樹脂在比較低加壓下有30g/g以上的加壓下吸水倍率，一般是負荷越提高，其加壓吸水倍率大大降低(上述日本特開平6-254118號、日本特表平8-509521號、日本特表平8-510484號中的附圖說明圖1、歐洲專利0339461號中的表B)。例如，如果負荷重從0.3psi增加到0.6psi的話，在該加壓下吸水倍率在多數情況下，大大地降低到原來的一半以下。另外，如果對于這些樹脂來說由于達到高吸水速度而使樹脂的表面積增大的話，在100g/cm2(約1.4psi)負荷重下，只有不到10g/g，最大不到20g/g的吸水能力。所以遺憾的是，以前的技術不能充分適應為了紙尿布的高性能化所需要的高加壓下的高吸水倍率，以及更高加壓下的吸水速度這一市場需要。因此目前仍然沒有加壓下的吸水倍率和吸水速度十分平衡的吸水性樹脂。另外，用作紙尿布等時，由于嬰兒不斷地來回動，所以荷重不固定，即使是高加壓下吸水倍率的吸水性樹脂，也有因壓力吸水能力不一定的情況。由此，對于從嬰兒一般體重(10kg左右)預想的負荷重、最大限度為10至數10g/cm2，若只用高加壓下吸水倍率表示，即使把吸水性樹脂裝入實際尿布中，也不一定能夠滿足來回移動的需求，所以認為用紙尿布不能得到良好的結果。從而，像過去那樣，僅用使負荷重變化(10至數10g/cm2)測定的加壓下吸水倍率評價吸水性樹脂，或者即使篩選，也不能成為用于尿布等實際使用中的吸水性樹脂的指標。作為用于尿布的吸水性樹脂的最終評價，只測定加壓下吸水倍率等的吸水性樹脂的物性不夠充分。其結果是需要花費大的費用、功夫和時間，制成尿布，作實際檢測試驗。在這樣的現狀下，希望得到加壓下吸水倍率和吸水速度接近現有技術中極限水平的，且能以極高的水平同時滿足兩者的，且具有在以前所沒有的吸水特性非常優越的吸水性樹脂。另外希望得到雖然粒子的表面積大，但在加壓下吸水倍率大的吸水性樹脂。同時，希望得到即使在100g/cm2高加壓下也能顯示出在以前的吸水性樹脂中所看不到的高吸水倍率，并顯示由于壓力增加吸水倍率不降低，而且具有優越的吸水倍率的耐壓性吸水性樹脂。更進一步，期望得到即使在嬰兒來回移動，負荷重不斷變化的場合也具有高吸水倍率，且滲漏少及吸收量多的紙尿布。此外，在吸水性樹脂的物性測定中，期望得到與尿布實際使用相關的吸水性樹脂的參數。另外期望得到在無加壓下和加壓下吸水倍率大，而且在無加壓下和加壓下吸水速度快的吸水性樹脂的制備方法。解決課本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種吸水性樹脂，它是由在含有１２ｍｍｏｌ／ｇ以上的－ＣＯＯＲ、－ＣＯＯＨ／－ＣＯＯＲ摩爾比為０．５以下的吸水性交聯聚合物中添加具有數個能與－ＣＯＯＲ反應的官能基的化合物而得到的，其中Ｒ為氫原子、金屬原子或銨。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：原田信幸，石崎邦彥，藤丸洋圭，北山敏匡，
申請(專利權)人：株式會社日本觸媒，
類型：發明
國別省市：JP[日本]