吸水性樹脂及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的主要目的是提供一種吸水性樹脂，其具有合適粒度、強(qiáng)粒子強(qiáng)度、優(yōu)異的對(duì)纖維的附著性和優(yōu)異的作為粉末的流動(dòng)性以及諸如優(yōu)異的作為吸水性樹脂的一般吸收性能的適合用于在衛(wèi)生材料中使用的吸水性材料的性質(zhì)，并提供其制造方法。本發(fā)明專利技術(shù)的另一目的是提供使用所述吸水性樹脂的吸收性材料和吸收性物品。本發(fā)明專利技術(shù)提供具有1.0～3.0的縱橫比和100～2,000μm的中值粒度(D)的吸水性樹脂，其中具有1.1～200的縱橫比和50～600μm的中值粒度(d)的一次粒子凝聚。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種吸水性樹脂。具體地，本專利技術(shù)涉及一種具有適合于在衛(wèi)生材料中使用的吸水劑的性質(zhì)的吸水性樹脂，所述性質(zhì)諸如為合適的粒度、強(qiáng)粒子強(qiáng)度、優(yōu)異的吸收性能、優(yōu)異的對(duì)纖維的附著性和優(yōu)異的作為粉末的流動(dòng)性。本專利技術(shù)還涉及使用所述吸水性樹脂的吸收性材料以及諸如紙尿布的吸收性物品。
技術(shù)介紹
近年來，吸水性樹脂已經(jīng)廣泛用于包括諸如紙尿布和衛(wèi)生巾的衛(wèi)生用品、諸如保水材料和土壤改良劑的農(nóng)業(yè)和園藝材料及諸如止水劑和防止結(jié)露的試劑的工業(yè)材料的各種領(lǐng)域中。其中，吸水性樹脂特別頻繁地用于諸如紙尿布和衛(wèi)生巾的衛(wèi)生用品中。作為吸水性樹脂，例如已知淀粉-丙烯腈接枝共聚物的水解產(chǎn)物、淀粉-丙烯酸酯接枝共聚物的中和產(chǎn)物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化產(chǎn)物和部分中和的丙烯酸化合物的交聯(lián)聚合物。通常，吸水性樹脂所期望的性質(zhì)包括大吸水量、優(yōu)異的吸水速度、吸水后的高凝膠強(qiáng)度等。具體地，除了大吸水量、優(yōu)異的吸水速度和吸水后的高凝膠強(qiáng)度以外，在應(yīng)用到衛(wèi)生材料的吸收性材料中使用的吸水性樹脂所期望的性質(zhì)還包括優(yōu)異的負(fù)荷下的吸水能力、適當(dāng)?shù)牧６取⒄６确植?、小的所吸收物質(zhì)對(duì)吸收性材料外部的再潤濕量、優(yōu)異的所吸收物質(zhì)對(duì)吸收性材料內(nèi)部的分散性等。諸如紙尿布的吸收性物品具有如下結(jié)構(gòu):其中在置于接觸身體側(cè)的柔軟的液體透過性表面片(頂片)與置于與接觸身體側(cè)相反的側(cè)的液體不透過性背面片(后片)之間夾持用于吸收諸如體液的液體的吸收性材料。`近年來，從設(shè)計(jì)、攜帶方便性和運(yùn)輸效率的觀點(diǎn)來看，越來越需要更薄且更輕的吸收性物品。通常使用的使吸收性物品變薄的方法例如為其中減少用于將吸水性樹脂固定在吸收性材料中的諸如精制木漿的親水性纖維的量且增加吸水性樹脂的量的方法。含有減少量的具有低吸收能力的松散親水性纖維和增加量的具有高吸收能力的致密吸水性樹脂的吸收性材料旨在通過減少松散材料的量的同時(shí)保持對(duì)應(yīng)于吸收性物品的設(shè)計(jì)的吸收能力來減小吸收性材料的厚度，且這是合理的改善方法。然而，當(dāng)考慮在吸收性材料在例如紙尿布的吸收性物品中的實(shí)際使用中發(fā)生的液體分配或擴(kuò)散時(shí)，存在的缺點(diǎn)在于，當(dāng)大量吸水性樹脂通過液體吸收形成為軟凝膠時(shí)，發(fā)生稱為“凝膠堵塞(gelblocking) ”的現(xiàn)象，這顯著降低了液體擴(kuò)散性且減慢了吸收性材料的液體滲透速度。下面解釋這種凝膠堵塞現(xiàn)象。當(dāng)含有特別高地致密的吸水性樹脂的吸收性材料吸收液體時(shí)，在表面層附近的吸水性樹脂吸收液體以使表面層附近的軟凝膠進(jìn)一步致密化，并且因此抑制液體到吸收性材料內(nèi)部的滲透，從而阻止內(nèi)部吸水性樹脂有效地吸收液體。作為抑制在減少親水性纖維的量和使用大量吸水性樹脂時(shí)發(fā)生的凝膠堵塞現(xiàn)象的手段，迄今提出的方法包括使用具有鹽水導(dǎo)流性和壓力下的性能的吸收性聚合物的方法(專利文獻(xiàn)I)、使用其中使用表面交聯(lián)劑將吸水性樹脂前體加熱處理的吸水性樹脂的方法(專利文獻(xiàn)2)等。然而，在這些方法中，其中大量使用吸水性樹脂的吸收性材料不能獲得足夠的吸收性能。考慮到在諸如紙尿布和衛(wèi)生巾的吸收性物品的制造工藝中的便利性和吸收性物品的吸收穩(wěn)定性，除了上述吸收性能以外，與吸水性樹脂的構(gòu)造相關(guān)的特征，即吸水性樹脂的粒度、粉末流動(dòng)性和耐沖擊強(qiáng)度也變成重要的因素。提出，在吸收性物品中使用的吸收性材料在通常稱為“轉(zhuǎn)筒式成形機(jī)”的設(shè)備中制造。在所述設(shè)備中，使用諸如螺桿進(jìn)料器的粉末轉(zhuǎn)移裝置將吸水性樹脂供給到精制纖維漿中以在空氣中混合兩者，且將所得物抽吸并層壓在金屬篩網(wǎng)上以形成吸收性材料。此后，為了提高形狀保持性質(zhì)，將吸收性材料用輥壓機(jī)等壓縮，由此將其并入到吸收性物品中。在吸收性材料制造工藝中，當(dāng)吸水性樹脂具有不適當(dāng)?shù)牧６?，具體地，小粒度時(shí)，在制造設(shè)備周圍產(chǎn)生粉塵，或者樹脂可以穿過網(wǎng)，這降低了制造效率。另外，當(dāng)吸水性樹脂具有差粉末流動(dòng)性時(shí)，在粉末轉(zhuǎn)移裝置中的供給量改變，且在入口處形成的橋可能導(dǎo)致吸收性物品的性能改變。另外，具有低耐沖擊性的吸水性樹脂在與網(wǎng)碰撞或用擠壓機(jī)壓縮時(shí)易于破裂。粒度較大的吸水性樹脂，特別是在通過凝聚增大其粒度的情況下，對(duì)沖擊具有弱的傾向。主要因?yàn)橛兄谖詷渲谖招圆牧现械母街挠H水性纖維的量由于吸收性材料的厚度減小的近期傾向而減少，所以在吸水性物品的運(yùn)輸或消費(fèi)者應(yīng)用期間出現(xiàn)吸水性樹脂在吸收性材料中移動(dòng)的問題。含有不均勻分布的吸水性樹脂的吸收性材料在吸收液體時(shí)可能引起凝膠堵塞或破裂；因此，不能發(fā)揮其原本的吸收性能。因此，為了制造吸收性材料，吸水性樹脂需要以下兩種相反性能:在具有適當(dāng)?shù)闹兄盗６鹊耐瑫r(shí)耐沖擊強(qiáng)度(粒子強(qiáng)度)優(yōu)異；和在具有優(yōu)異的粉末流動(dòng)性的同時(shí)對(duì)纖維的附著性優(yōu)異。為了實(shí)現(xiàn)這些單獨(dú)目的，提出了不同吸水性樹脂的各種制造技術(shù)。制造吸水性樹脂的典型方法包括反相懸浮聚合方法，其中將單體水溶液以粒子狀態(tài)懸浮在疏水性有機(jī)溶劑(分散介質(zhì))中且隨后使其聚合；和水溶液聚合方法，其中在不使用分散介質(zhì)等的情況下使單體水溶液聚合。``例如，在反相懸浮聚合的
中，存在其中在石油烴溶劑中在赤蘚糖醇脂肪酸酯的存在下對(duì)丙烯酸酯進(jìn)行反相懸浮聚合的方法(專利文獻(xiàn)3)，且存在其中使用在常溫下為固體的脂肪酸蔗糖酯與脂肪酸脫水山梨糖醇酯的混合表面活性劑對(duì)基于丙烯酸的單體進(jìn)行反相懸浮聚合的方法(專利文獻(xiàn)4)。雖然通過上述反相懸浮聚合方法獲得的球形吸水性樹脂具有優(yōu)異的粉末流動(dòng)性和粒子強(qiáng)度，但是它們不具有適合于制造吸收性材料的足夠粒度。為了改善這一缺點(diǎn)，已經(jīng)提出了通過使用以下方法獲得的球形粒子凝聚體。一種方法包括對(duì)水溶性烯屬不飽和單體進(jìn)行第一階段的反相懸浮聚合反應(yīng)，隨后使水溶性烯屬不飽和單體被吸收在由第一階段的聚合反應(yīng)生成的含水凝膠中，進(jìn)一步進(jìn)行反相懸浮聚合反應(yīng)，且任選重復(fù)這些操作至少一次(專利文獻(xiàn)5)。還提出了如下方法，所述方法包括:通過使用油包水型反相懸浮聚合方法使水溶性烯屬不飽和單體聚合以形成漿料溶液并添加聚合性單體以進(jìn)行聚合，由此形成高吸收性聚合物粒子的凝聚粒子(專利文獻(xiàn)6)。通過使用這些方法，雖然可以獲得具有優(yōu)異流動(dòng)性和適當(dāng)粒度的吸水性樹脂，但是它們具有對(duì)纖維的附著性不足的缺點(diǎn)。單獨(dú)地，在水溶液聚合的
中，雖然通過使用諸如在聚合期間混合具有較小粒度的吸水性樹脂細(xì)粉末與吸水性樹脂的水合凝膠的方法(專利文獻(xiàn)7)和使吸水性樹脂一次粒子與吸水性樹脂造粒體(granule)的混合物表面交聯(lián)的方法(專利文獻(xiàn)8)可以獲得適當(dāng)?shù)牧６龋欠勰┝鲃?dòng)性和粒子強(qiáng)度不足。為了改善這一缺點(diǎn)，已經(jīng)提出了混合不同于吸水性樹脂的細(xì)粒子與水合吸水性樹脂的方法(專利文獻(xiàn)9);然而，當(dāng)與通過使用上述反相懸浮聚合方法獲得的產(chǎn)物進(jìn)行比較時(shí)，該方法提供不足的粉末流動(dòng)性和粒子強(qiáng)度。已經(jīng)提出了一些改善對(duì)纖維的附著性的技術(shù)。該方法的實(shí)例包括使用具有1.5 20的平均粒子長度與平均粒子寬度之比的沒有角的非球形吸水性樹脂的方法(專利文獻(xiàn)10)、其中通過在在先的反相懸浮聚合之后逐漸添加單體以進(jìn)行分批式反相懸浮聚合而獲得吸水性樹脂的方法(專利文獻(xiàn)11)和使用其中造粒粒子具有1.5以上的縱橫比(粒子長度/粒子寬度)的吸水性樹脂的方法(專利文獻(xiàn)12)。然而，當(dāng)使吸水性樹脂的粒子長度/粒子寬度比提高且吸水性樹脂具有細(xì)長形狀時(shí)，可以改善對(duì)纖維的附著性；然而，粉末流動(dòng)性和粒子強(qiáng)度傾向于減小。因此，這些方法不適合用于制造薄的吸收性材料本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.09.06 JP 2010-1988361.一種吸水性樹脂，所述吸水性樹脂具有其中具有1.1 200的縱橫比和50 600 ii m的中值粒度(d)的一次粒子凝聚而成的二次粒子形態(tài)， 所述二次粒子具有1.0 3.0的縱橫比和100 2，000 u m的中值粒度(D)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸水性樹脂，其中所述吸水性樹脂具有1.0 2.2的粒度均勻度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸水性樹脂，其中所述吸水性樹脂具有70 200的流動(dòng)性指數(shù)和50 100的對(duì)纖維的附著性指數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的吸水性樹脂，其中所述一次粒子具有包含曲面的形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的吸水性樹脂，其通過使用包括下述步驟I和步驟2的反相懸浮聚合方法制造: (1)步驟1，其中在增稠劑和分散穩(wěn)定劑的存在下對(duì)水溶性烯屬不飽和單體進(jìn)行聚合反應(yīng)以形成其中分...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：半田昌良，小野田裕一，上田耕士，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：住友精化株式會(huì)社，
類型：
國別省市：