包含吸水树脂的吸收制品及其制备方法技术

本发明专利技术提供了包含吸水树脂的吸收制品以及其制备方法，该吸水树脂能够表现出较高的溶胀凝胶的弹性模量，同时维持较高的溶胀能力。上述问题通过包含吸水树脂的吸收制品来解决，所述吸水树脂包括在主链的重复单元中作为主要组成的具有可解离基团的水溶性不饱和单体并且具有内部交联的结构，其中由以下数学式1表示的交联结构指数为14或更大，水解处理后的重均分子量(Mw)为220,000或更小，并且水解处理后的分子量分布(Mw/Mn)为3.40或更小：[数学式1]交联结构指数＝(相对于0.9重量％盐水的平衡溶胀能力)1/3/(水解处理后的重均分子量(Mw))×1,000,000。此外，通过例如制备吸水树脂的方法来制备包含吸水树脂的吸收制品，所述方法包括：使第一星形聚合物与第二星形聚合物互相反应的反应步骤，所述第一星形聚合物包括在各个支链的重复单元中作为主要组成的水溶性不饱和单体并且在各个支链末端具有第一反应性官能团，所述第二星形聚合物包括在各个支链的重复单元中作为主要组成的水溶性不饱和单体并且在各个支链末端具有可通过与第一反应性官能团互相反应形成化学键的第二反应性官能团。

Absorbent article comprising a water absorbing resin and method for producing the same

The present invention provides an absorbent article comprising a water absorbent resin and a method for preparing the same. The absorbent resin can exhibit a higher elastic modulus of the swelling gel, while maintaining a high swelling capacity. The problem to be solved by the absorption of products containing water absorbent resin, the water absorbent resin is included in the repeat units of the main chain as the main component with ionizable group of water-soluble unsaturated monomers and crosslinking with internal structure, which consists of the following mathematical formula 1 crosslinking structure index of 14 or more, hydrolysis after treatment the average molecular weight (Mw) of 220000 or less, and the molecular weight distribution of hydrolyzed (Mw/Mn) 3.40 or less: mathematical crosslink structure of 1] index = (relative to the equilibrium swelling capacity of 0.9 wt% saline (1/3/) hydrolyzed molecular weight (Mw)) * 1000000. In addition, for example through the preparation method of water absorbent resin for absorption products comprising absorbent resin, the method comprises the following steps: the first step reaction of star polymers with second star polymers react with each other, the first star polymers included in each repeating unit chain as the main component of water soluble unsaturated monomers and in the end of each limb has a first reactive functional group, the second star polymers including repeating units in each branched chain as the main composition of the water soluble unsaturated monomer and on each end of the branched chain with the first reactive functional groups react with each other second reactive functional groups form a chemical bond.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含吸水树脂的吸收制品，以及其制备方法。
技术介绍
迄今为止，吸水树脂被用作卫生棉、一次性尿布、或吸收体液的其它卫生材料的组成材料之一。此类吸水树脂的示例包括淀粉-丙烯腈-接枝聚合物的水解产物、淀粉-丙烯酸-接枝聚合物的中和产物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化产物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物的水解产物、以及它们的交联体或聚(甲基)丙烯酸的部分中和产物的交联体。其中，从吸收特性的角度考虑，在多种情况下使用由部分中和的聚丙烯酸(盐)的交联体形成的吸水树脂。所有这些均具有交联结构并且不溶于水。作为此类吸水树脂的期望特性，举例说明了高吸水能力、高吸水速度、从基体材料吸水的优异吸取力、高液体渗透性等。其中，吸水树脂的液体渗透性应当理解为使所加入的液体输送到颗粒之中或颗粒之间并使液体三维分布到溶胀状态吸水树脂中的性能。就粒状吸水树脂而言，通过毛细管作用进行的输送(其中液体通过吸水树脂的溶胀凝胶颗粒之间的间隙)是主要输送。迄今为止，在毛细管间隙因凝胶缺乏稳定性而不能在负荷下仅靠凝胶进行维持的吸水树脂中，这些材料通过纤维基体保持并因此颗粒之间的互相分离是固定的。然而，在新一代尿布结构中，利用吸水树脂支持液体输送的纤维材料仅以少量使用或根本不使用。因此，用于尿布结构的吸水树脂在溶胀状态必需具有足够高的稳定性。在吸水树脂中，需要溶胀凝胶的弹性模量以便在溶胀状态实现较高的稳定性。迄今为止，为了改善吸水树脂的各种吸水特性例如溶胀凝胶的弹性模量，已施行了这样的操作：通过使用具有可与吸水树脂中存在的羧基基团反应的多个官能团的交联剂，在吸水树脂的表面附近形成交联结构，从而改善吸水树脂的表面交联密度(表面交联)(ModernSuperabsorbentPolymerTechnology,1998,第55-60页，第97-103页)。当在表面交联之前合成部分中和的聚丙烯酸的内部交联体(基体聚合物)时，还通过在聚合反应时添加链转移剂的技术(未审查的日本专利申请2005-111474)或者在聚合反应时增加所用自由基引发剂的量的技术(日本专利申请国家公布(未审查)2009-531467)来改善溶胀凝胶的弹性模量。在这些技术中，改善溶胀凝胶的弹性模量的机制考虑如下。即，可通过在聚合反应时添加链转移剂或增加自由基引发剂的量，降低吸水树脂中主链聚合物的重均分子量。因此，主链聚合物的缠结交联减少。缠结交联是为了抑制凝胶的溶胀。因此，在聚合反应时添加链转移剂或增加自由基引发剂的量的情况下，为了获得与一般聚合所得的吸水树脂的平衡吸收能力相同的吸水树脂，必须进一步增加所用内部交联剂的量并且用化学交联补偿缠结交联的减少。因此，与通过一般聚合获得的吸水树脂相比，通过这些技术获得的吸水树脂的缠结交联相对于内部交联结构的比例降低并且化学交联的比例增大。为了实现较高的溶胀凝胶的弹性模量，据信较高比例的化学交联尤为重要。然而，各自通过这些技术获得的吸水树脂的主链的重均分子量相较于一般吸水树脂并无显著差异。此外，所实现的平衡吸收能力与一般吸水树脂相同的化学交联剂的量不存在显著差异。因此，在各自通过这些技术获得的吸水树脂的交联结构中，认为仍存在许多缠结交联并且尚有许多改进空间。然而，在这种情况下，据信仅仅且简单地通过进一步减小主链的重均分子量并降低缠结交联的比例，不可能期望实现较高的溶胀凝胶的弹性模量。这是因为据信，为了实现较高的溶胀凝胶的弹性模量，由于下述原因，不仅必须减小主链的重均分子量，还必须窄化主链的分子量分布。即当假定吸水树脂具有较小的主链重均分子量和较宽的分子量分布时，大量极短的主链将存在于其交联结构中。概率性地，此类极短主链中所包括的交联位点数目将显著降低。当交联位点数目较小时，悬吊链的长度相对于整个链长度的比例将增大。本文所述以及如整个说明书中所用的术语“悬吊链”是指主链末端部位，其并不介于两个交联位点之间。在一种极端情况下，整个主链在仅具有一个交联位点时将为悬吊链。因为悬吊链并未对溶胀凝胶的弹性模量作出贡献，所以为了改善溶胀凝胶的弹性模量，优选减少悬吊链并增大弹性有效的主链。因此，据信，为了抑制悬吊链的产生，主链的分子量分布必须被窄化成防止极短主链的产生。综上所述，如果可以获得具有均一网孔尺寸的均匀网络结构的吸水树脂，该吸水树脂具有重均分子量较小和分子量分布较窄的主链，则认为交联结构中存在的缠结交联或悬吊链可大大减少并因此可表现出较高的溶胀凝胶的弹性模量。迄今为止，已报道合成了具有均一网孔尺寸的均匀网络结构的吸水树脂。例如，在J.A.Johnson等人,J.Am.Chem.Soc.,2006,128,第6564-6565页中公开通过用星形低分子量化合物在两端对具有官能团的线型聚合物进行末端交联而合成了具有均匀网络结构的聚丙烯酸酯交联体的技术。此外，虽然公开于J.A.Johnson等人,J.Am.Chem.Soc.,2006,128,第6564-6565页的大部分主题涉及聚丙烯酸酯交联体，但仍然存在对“聚丙烯酸酯交联体可衍生聚丙烯酸交联体”的描述。此外，对于“具有均匀网络结构的非离子亲水性凝胶的合成”，存在大量已知文献涉及到使两种星形聚合物反应合成聚乙二醇交联体以及对其物理特性的评价(例如T.Sakai等人,Macromolecules,2008,41,第5379-5384页等)。然而，在现有技术例如涉及“具有均匀网络结构的凝胶的合成”的J.A.Johnson等人,J.Am.Chem.Soc.,2006,128,第6564-6565页或T.Sakai等人,Macromolecules,2008,41,第5379-5384页中，并没有关于使两种或更多种两种星形聚合物彼此反应以形成离子网络结构的描述。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人通过其研究发现，在迄今为止所提出的在表面交联之前制备基体聚合物时通过控制制备条件来改善溶胀凝胶弹性模量的技术中，存在的一个问题是当旨在增大溶胀凝胶的弹性模量时，吸水树脂最初需要的溶胀能力显著降低。因此，本专利技术旨在提供包含吸水树脂的吸收制品以及其制备方法，该吸水树脂能够表现出较高的溶胀凝胶的弹性模量，同时维持较高的溶胀能力。本专利技术的专利技术人鉴于上述问题进行了广泛研究，并因而发现上述问题可以以这样的方式解决：对于吸水树脂的相对生理盐水的平衡溶胀能力的值、预定水解处理后的重均分子量(Mw)的值，以及分子量分布(Mw/Mn)进行控制来满足预定关系，该吸水树脂包括在主链的重复单元中作为主要组成的具有可解离基团的水溶性不饱和单体并且具有内部交联的结构。因此，完成本专利技术。即根据本专利技术，提供了包含吸水树脂的吸收制品，所述吸水树脂包括在主链的重复单元中作为主要组成的具有可解离基团的水溶性不饱和单体并且具有内部交联的结构，其中由以下数学式1表示的交联结构指数为14或更大，水解处理后的重均分子量(Mw)为220,000或更小，并且水解处理后的分子量分布(Mw/Mn)为3.40或更小：[数学式1]：交联结构指数＝(相对于0.9重量％盐水的平衡溶胀能力)1/3/(水解处理后的重均分子量(Mw))×1,000,000此处，所述水解处理是在80℃下将50mg的吸水树脂在10g的0.1mol/l氢氧化钠水溶液中作为固体内容物静置3本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含吸水树脂的吸收制品，所述吸水树脂包括在主链的重复单元中作为主要组成的具有可解离基团的水溶性不饱和单体并且具有内部交联的结构，其中由以下数学式1表示的交联结构指数为14或更大，水解处理后的重均分子量(Mw)为220,000或更小，并且水解处理后的分子量分布(Mw/Mn)大于等于1.00而小于等于3.40：[数学式1]交联结构指数＝(相对于0.9重量％盐水的平衡溶胀能力)1/3/(水解处理后的重均分子量(Mw))×1,000,000，其中所述水解处理是在80℃下将50mg的吸水树脂在10g的0.1mol/l氢氧化钠水溶液中作为固体内容物静置3周的处理，并且所述重均分子量(Mw)是在所述处理后通过测量获得的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.23 JP 2014-127898;2014.08.28 JP 2014-174581.包含吸水树脂的吸收制品，所述吸水树脂包括在主链的重复单元中作为主要组成的具有可解离基团的水溶性不饱和单体并且具有内部交联的结构，其中由以下数学式1表示的交联结构指数为14或更大，水解处理后的重均分子量(Mw)为220,000或更小，并且水解处理后的分子量分布(Mw/Mn)大于等于1.00而小于等于3.40：[数学式1]交联结构指数＝(相对于0.9重量％盐水的平衡溶胀能力)1/3/(水解处理后的重均分子量(Mw))×1,000,000，其中所述水解处理是在80℃下将50mg的吸水树脂在10g的0.1mol/l氢氧化钠水溶液中作为固体内容物静置3周的处理，并且所述重均分子量(Mw)是在所述处理后通过测量获得的值。2.根据权利要求1所述的吸收制品，其中，在所述吸水树脂中，90mol％或更多的重复单元是来源于水溶性不饱和单体的重复单元，所述水溶性不饱和单体具有羧酸(盐)基团作为可解离基团。3.根据权利要求1或2所述的吸收制品，其中，在所述吸水树脂中，90mol％或更多的重复单元是来源于丙烯酸(盐)的重复单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸收制品，其中，在所述吸水树脂中，中和比率为50至100mol％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸收制品，其中所述吸水树脂为吸水树脂颗粒的形式。6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸收制品，其中所述吸收制品包括吸收芯，并且其中所述吸水树脂包含于所述吸收芯之内，所述吸收芯不包含任何纤维素纤维。7.一种用于制备包含吸水树脂的吸收制品的方法，所述吸水树脂包括在主链的重复单元中作为主要组成的具有可解离基团的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：大嶌和幸，光上義朗，藤本拓，南绘里菜，P·齐佐克，M·卢奇，G·谢菲尔，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US