耐压性吸水性树脂和使用它们的纸尿布以及吸水性树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供对水性溶液亲和性显著优越的，在无加压下和加压下吸水速度和吸水倍率与过去相比极大提高的吸水性树脂及其制备方法，及使用所述树脂的纸尿布。所述耐压性吸水性树脂，在５０ｇ／ｃｍ↑［２］的负荷重量下的人造尿的加压下吸水倍率为３０ｇ／ｇ以上，而且对于在１００ｇ／ｃｍ↑［２］的负荷重量下的高加压下吸水倍率与上述加压下吸水倍率的比值所规定的耐压吸水比为０．６以上。该耐压性吸水性树脂的制备方法的特征在于，在含有１２ｍｍｏｌ／ｇ以上的－ＣＯＯＲ（其中Ｒ为氢原子、金属原子或铵），而且－ＣＯＯＨ／－ＣＯＯＲ摩尔比为０．５以下的吸水性交联聚合物中加入具有数个能与－ＣＯＯＲ反应的官能基的化合物，然后进行加热。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐压性优良的纸尿布及耐压性优良的吸水性树脂。更进一步，本专利技术涉及对水溶液亲和性显著优良的、与以往相比在无加压下和加压下吸水速度和吸水倍率极大提高的吸水性树脂及其制备方法。现有技术以及要解决的课题近年来开发了能吸收自重数十倍到数百倍水的吸水性树脂，并开始用于妇女卫生用品和纸尿布等卫生材料领域，农场
、鲜度保持等食品领域，防止结露和保冷材料等产业领域等需要吸水和保持水份的各种用途。作为这种吸水性树脂，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产物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化产物、丙烯腈共聚物的水解物或者其交联物，丙烯酸酰胺共聚物的水解物或者其交联物、自行交联型聚丙烯酸盐，部分中和型聚丙烯酸盐交联体等是已知的。吸水性树脂，按照其用途所要求的性能各不相同，例如，作为纸尿布等卫生材料的吸水性树脂所希望的特性，可举出对亲水性液体在加压下的高吸水倍率、快的吸水速度、大的透液性等。例如，在欧洲专利443627中，公开了在60重量％以上浓度使用的，加压下吸水倍率和吸收速度优越的吸水树脂的吸水性构造体。可是，吸水倍率与吸收速度的特性不一定是一致的关系，特别是加压下的吸水倍率与吸水速度的关系正好相反。因此，同时改良这二个特性是困难的。例如，作为提供吸水性树脂的吸水速度的试验，有增大表面积的方法，以及减小吸水性树脂粒径，作成颗粒状或鱼鳞形片状等的试验。可是，一般来说如果由于提高了表面积而减小了吸水性树脂的粒径的话，由于降低了它的物理强度及吸水膨润后的粒子间空隙，却降低了在加压下和不加压下的吸水倍率。一方面，有一种技术是使吸水性树脂的表面层附近的分子链交联，提高表面层交联密度，在聚合物吸水膨润时在粒子间确保液体能移动的空隙，由此在给吸水性树脂加压时也不使吸水倍率降低。但是，一般来说表面积的大小与加压下吸水倍率相反，如果增大粒子的表面积，交联剂的均一混合就困难，所以难以形成均匀的表面交联。过去，以提高吸水性树脂加压下的吸水倍率，同时提高吸水速度为目的的改进大体上是将上述二种方法(表面积提高和表面附近的交联)结合起来的。遗憾的是，这二个特性如前所述是相反的特性，所以现在由于技术的限制不能得到满意的结果。近年来为了打破上述技术限制，作为不使粒径减小而使表面积提高的方法，建议使用发泡剂等的多孔性聚合物及建议在表面附近进行交联处理的技术。作为这类方法，可以举出例如，使用70摩尔％中和的聚丙烯酸钠水溶液作为交联剂和在作为发泡剂的碳酸盐存在下进行聚合，使所得到的聚合物表面附近进行交联处理的方法(美国专利号5314420、日本专利公开平7-185331号)；使用70摩尔％中和的聚丙烯酸钾水溶液或铵盐水溶液作为交联剂和在作为发泡剂碳酸盐存在下聚合，使所得到的聚合物表面附近进行交联处理的方法(特表平8-509521号、欧洲专利707603号，WO9502002号)；在固体发泡剂分解下使部分中和的丙烯酸钠水溶液聚合，交联处理所得到的聚合物表面附近的方法(WO9617884号、欧洲专利744435号)；以及在除发泡剂以外的特定表面活性剂存在下，将反相悬浮聚合得到的表面多孔性丙烯酸钠聚合物表面附近进行交联处理的方法(欧洲专利0695762号)等。的确，由于使这些发泡剂的多孔性聚合物的表面附近进行交联处理，加压下吸水倍率和吸水速度得到了改善。但是，在这些方法中，交联处理多孔性聚合物表面附近时如果由于提高加压下吸水倍率而提高了表面交联密度的话，在多孔性聚合物当中就难于控制其构造上的交联密度，所以表面亲水度就降低。结果，即使使用多孔性聚合物，也存在吸水速度降低等问题。另一方面，将在加压下(负荷下)吸水倍率高的吸水性树脂用于纸尿布是公知的。作为表示在尿布等实际使用的适合物性的测定吸水倍率的负荷压力，已建议10g/cm2(特开昭60-135432号)，0.3psi(约20g/cm2，欧洲专利0339461号)、50g/cm2(特开昭63-99861号)、63000达因/cm2(约50g/cm2，特表平8-509522号)、60g/cm2，(特表平8-509521号、欧洲专利707603号)、最小0.01一最大0.7psi(约0.7g/cm2一最大63g/cm2，特开平6-254118号、美国专利5601542)、0.6至1psi(约438g/cm2至约71g/cm2，特表平8-510484号)等，公开了上述这些吸水性树脂。在这些上述的吸水性树脂中，作为在加压下的最高吸水倍率，有在1psi(约71g/cm2)下25.9g/g的吸收树脂(特表平9-501975号中的实施例6e)及在1.7psi(约121g/cm2)下8ml/g的吸水倍率的吸水性树脂(欧洲专利0339461号中的表B)。可是，这些树脂在比较低加压下有30g/g以上的加压下吸水倍率，一般是负荷越提高，其加压吸水倍率大大降低(上述日本特开平6-254118号、日本特表平8-509521号、日本特表平8-510484号中的附图说明图1、欧洲专利0339461号中的表B)。例如，如果负荷重从0.3psi增加到0.6psi的话，在该加压下吸水倍率在多数情况下，大大地降低到原来的一半以下。另外，如果对于这些树脂来说由于达到高吸水速度而使树脂的表面积增大的话，在100g/cm2(约1.4psi)负荷重下，只有不到10g/g，最大不到20g/g的吸水能力。所以遗憾的是，以前的技术不能充分适应为了纸尿布的高性能化所需要的高加压下的高吸水倍率，以及更高加压下的吸水速度这一市场需要。因此目前仍然没有加压下的吸水倍率和吸水速度十分平衡的吸水性树脂。另外，用作纸尿布等时，由于婴儿不断地来回动，所以荷重不固定，即使是高加压下吸水倍率的吸水性树脂，也有因压力吸水能力不一定的情况。由此，对于从婴儿一般体重(10kg左右)预想的负荷重、最大限度为10至数10g/cm2，若只用高加压下吸水倍率表示，即使把吸水性树脂装入实际尿布中，也不一定能够满足来回移动的需求，所以认为用纸尿布不能得到良好的结果。从而，像过去那样，仅用使负荷重变化(10至数10g/cm2)测定的加压下吸水倍率评价吸水性树脂，或者即使筛选，也不能成为用于尿布等实际使用中的吸水性树脂的指标。作为用于尿布的吸水性树脂的最终评价，只测定加压下吸水倍率等的吸水性树脂的物性不够充分。其结果是需要花费大的费用、功夫和时间，制成尿布，作实际检测试验。在这样的现状下，希望得到加压下吸水倍率和吸水速度接近现有技术中极限水平的，且能以极高的水平同时满足两者的，且具有在以前所没有的吸水特性非常优越的吸水性树脂。另外希望得到虽然粒子的表面积大，但在加压下吸水倍率大的吸水性树脂。同时，希望得到即使在100g/cm2高加压下也能显示出在以前的吸水性树脂中所看不到的高吸水倍率，并显示由于压力增加吸水倍率不降低，而且具有优越的吸水倍率的耐压性吸水性树脂。更进一步，期望得到即使在婴儿来回移动，负荷重不断变化的场合也具有高吸水倍率，且渗漏少及吸收量多的纸尿布。此外，在吸水性树脂的物性测定中，期望得到与尿布实际使用相关的吸水性树脂的参数。另外期望得到在无加压下和加压下吸水倍率大，而且在无加压下和加压下吸水速度快的吸水性树脂的制备方法。解决课本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸水性树脂，它是由在含有１２ｍｍｏｌ／ｇ以上的－ＣＯＯＲ、－ＣＯＯＨ／－ＣＯＯＲ摩尔比为０．５以下的吸水性交联聚合物中添加具有数个能与－ＣＯＯＲ反应的官能基的化合物而得到的，其中Ｒ为氢原子、金属原子或铵。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原田信幸，石崎邦彦，藤丸洋圭，北山敏匡，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]