水吸收剂、水吸收制品和生产水吸收剂的制品制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种残余单体含量低、各种粒度分布范围之间残余单体含量波动小，并且具有可心的吸收性能而且卫生的水吸收剂；其生产方法，以及吸收制品。本发明专利技术水吸收剂的残余单体含量波动不高于５００ｐｐｍ，且残余单体指数不大于０．３０。该生产方法包括包括制取水凝胶聚合物的第一步骤，包括令包括不饱和羧酸和／或其盐的单体水溶液在交联剂存在下进行聚合；制取粉末形式并包括粒度介于３００～８５０μｍ的颗粒和粒度小于３００μｍ的颗粒作为主要组分的水吸收树脂前体的第二步骤，包括干燥所述水凝胶聚合物，随后粉碎和分级以调节粒度分布，制取水吸收树脂的第三步骤，包括加热所述水吸收树脂前体与表面交联剂的混合物，该交联剂能在所述水吸收树脂前体表面形成酯键，通过喷雾加入包括含硫还原剂的水溶液到所述水吸收树脂上的第四步骤，以及令水吸收树脂与所述水溶液的混合物在不低于４０℃但不高于１２０℃的气流下接受热处理的第五步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水吸收剂、水吸收制品和生产水吸收剂的制品
本专利技术涉及水吸收剂、吸收制品和生产水吸收剂的方法。
技术介绍
近年来，旨在吸收体液的水吸收剂被广泛用于卫生用品如一次性尿布、卫生巾、失禁垫之类。作为此种水吸收剂，例如已知有部分中和的聚丙烯酸交联聚合物之类通常以颗粒形式使用的，尽管以片状、纤维状等形式使用的那些也已公知。预期此种水吸收剂应具有的特征包括水吸收性能，即，在无载荷条件下高吸收容量以及，当然，在载荷下的高吸收容量。然而，卫生方面和异味的问题也必须加以考虑，因为它可能被用于卫生用品如一次性尿布中。说到影响卫生方面和异味问题的原因，它们可能由水吸收剂的原料所致。特别是，一种公知的原因可归咎于残留在水吸收剂中的少量未反应单体。因此，要求在水吸收剂中残余单体含量要低。作为减少水吸收树脂中残余单体含量的技术，公开过：(1)通过分2次或多次加入而增加加入到单体液体中的自由基聚合引发剂用量的方法(JP-BNo.S63-7203)，(2)在聚合期间或以后将自由基聚合引发剂加入到水凝胶聚合物中的方法(JP-ANo.2004-517179)，以及(3)在干燥之前或期间向水凝胶聚合物中加入还原性物质的方法(JP-ANo.H7-98847)。另外，还公开了：(4)当水吸收树脂与表面交联剂水溶液混合时将还原性物质组合起来混合的方法(JP-ANo.H04-106108)，以及(5)当，完成表面交联处理后，水吸收树脂与混合活化剂如表面活性剂和不溶于水的细颗粒进行混合时，混合还原性物质的方法(国际出版物号91/03497的小册子)，以及诸如此类。然而，当残余单体含量利用以上方法(1)和(2)中描述的技术降低时，所制成的水吸收树脂可能被着色。于是，水吸收树脂变得可透过吸收制品的面层被看到，从而引起商业价值变差的问题。另外，由于减少残余单体含量要求各种各样苛刻的条件，由于聚合物变劣使物理性能受损。因此，目前存在着在将残余单体降低到要求水平与保持或改进吸收性能如无载荷下的吸收容量、载荷下的吸收容量之间难以求得平衡的问题。另外，在以上方法(3)和(4)的情况下，可能产生释放臭味的问题，据信，这是由在以后的步骤中经热处理后，通过外加还原性物质与由原料衍生的杂质的结合生成的组分所派生的，尽管更确切的原因尚不能肯定。因此，这些方法不适合用于生产诸如尿布之类的吸收制品。况且，在上面的方法(5)的情况下，当把水吸收剂从诸如尿布之类的吸收制品中取出，然后测定残余单体含量时，可能遇到在众多吸收制品之间，水吸收剂的残余单体含量波动甚大的问题，其中发现有些的残余单体含量尚未降低到要求的水平，或者发现有些不合规格，尽管残余单体含量确实降低了。这可能导致异味和卫生方面的问题，或者提供的产品，视情况而定，在目前青睐降低吸收制品的厚度从而减少构成该吸收制品的亲水纤维浆粕等的数量，却因而又增加了水吸收剂接触到使用者皮肤的几率——这样的大环境下，可能不合格。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种残余单体含量低、各种粒度分布范围之间残余单体含量波动小，并且具有可心的吸收性能而且卫生的水吸收剂；其生产方法，以及吸收制品。本专利技术人为解决上述问题做了深入研究。结果发现，在吸收制品如尿布之间，水吸收剂的残余单体含量的波动是由水吸收剂的粒度分布的波动所致，并且由于在各种粒度分布范围之间水吸收剂的残余单体含量不同，该残余单体含量随着粒度分布的此种变化而变化。而且，据公开，高残余单体含量据发现存在于小粒度的水吸收剂颗粒中。更具体地说，当从生产吸收制品如尿布的设备喂入粉末状水吸收剂到吸收制品中时，水吸收剂出现不小的粒度偏析。譬如，据公开，喂入到每一个吸收制品如尿布中的水吸收剂的残余单体含量有波动，而同时，粒度分布也有波动。而且，当按照其粒度测定每一种水吸收剂各自的残余单体含量时，结果发现，残余单体含量在每一段粒度分布范围之间相差很大。更具体地说，据发现，虽然在粒度相同的颗粒之间，残余单体含量的变化并没有如此之大，例如，在粒度不小于300μm的颗粒之间，但是粒度不小于300μm的颗粒的残余单体含量则不同于粒度小于300μm的颗粒的残余单体含量，若颗粒是从一块尿布中取出的话，这说明，在不同粒度分布范围之间存在差异。换句话说，据发现，每一粒度范围的水吸收剂的残余单体含量都各不相同，说明从某一吸收制品中采集的水吸收剂的残余单体含量波动源于可能归咎于伴生偏析所致的粒度分布范围之间残余单体含量上产生的差异。造成不同粒度分布范围之间残余单体含量差异的原因可认为是如下这些。当水吸收树脂是通过水相聚合制备时，聚合反应完成后水凝胶聚合物中残余单体含量一般介于50,000～100,000ppm，然而，当该聚合物干燥时，残余单体含量就变为几百个ppm。这样的情况是由于残留在水凝胶聚合物颗粒中的聚合引发剂作用于残余单体从而在干燥提供的高温下发生聚合反应造成的。在此阶段，聚合物凝胶的表面和以高速干燥的小凝胶颗粒的含湿量快速下降，从而使残余引发剂失活，或者单体与残余引发剂相遇的几率由于含湿量的下降而减少。相应地，残余单体的聚合反应将终止。因此，单体将大量留在易于变干，尤其是在干燥物质的表面和聚合物凝胶的小凝胶颗粒等部位上。还有，干燥期间蒸发的单体蒸汽可能被其它干燥物质的表面吸收，从而也可能让大量单体存在于干燥物质的表面上。加之，干燥期间残余单体聚合反应的进程可能因聚合反应完成后聚合物暴露于与氧气的接触之中，从而通过与空气中的氧气作用致使凝胶表面和小凝胶颗粒上的引发剂自由基失活而终止。如上所述，在水凝胶聚合物的干燥步骤中，据信凝胶颗粒之间的残余单体含量有变化，借此也在一个颗粒内形成梯度，其中距离表面一侧越近的点，残余单体含量变得越大。另外，当根据需要将水凝胶聚合物的干燥物质粉碎时，预计小颗粒是残余单体含量大的颗粒，因为粉碎作用一般从容易破碎并包括大量残余单体的表面开始，尽管它也可能与粉碎用的设备有关。但是，当水吸收树脂通过反相悬浮聚合获得时，多数情况一般都不包括任何粉碎步骤，于是残余单体含量的差异是基于粒度分布的波动造成的。当聚合反应完成后水和悬浮溶剂(环己烷、正己烷之类)借助蒸馏移出时，部分残余单体通过被洗脱到溶剂中而被清除。在此阶段造成不同粒度分布范围内残余单体含量的差异。尽管因凝胶状态残余单体数量恒定，但在细颗粒与粗颗粒之间单位体积的表面面积也是不同的。由于从凝胶内部洗脱的数量依赖于表面面积，故据估计粗颗粒更容易包括残余单体。从上面描述的方方面面，本专利技术人引入按照下式(1)计算的“粒度分布范围之间残余单体指数(RMI：残余单体指数)”，作为调节不同粒度分布范围之间水吸收剂的残余单体含量变异性的指标，并因此通过将该残余单体指数调节到预定范围内，制成一种水吸收剂，它具有低残余单体含量、不同粒度分布范围之间残余单体含量波动小并且卫生。RMI＝|RM1-RM2|/RMA(1)其中RM1代表在构成水吸收剂的颗粒当中粒度小于300μm的水吸收剂的残余单体含量；RM2代表在构成水吸收剂的颗粒当中粒度介于300μm～850μm的水吸收剂的残余单体含量；并且RMA代表水吸收剂的残余单体含量。当RMA是0时，RMI应为0。还有，|RM1-RM2|是指(RM1-RM2)的绝对值。本专利技术水吸收剂是一种粒状吸收剂，包含，作为主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒水吸收剂，包含，作为主要组分，一种水吸收树脂，　　　　其中该吸收树脂具有交联结构，它包括由不饱和羧酸和／或其盐衍生的结构单元，并可通过以表面交联剂沿其表面进行表面交联处理而获得，　　　　所述水吸收剂包含粒度介于３００～８５０μｍ的颗粒和粒度小于３００μｍ的颗粒，　　　　其中残余单体含量不低于０但不高于５００ｐｐｍ，并且　　　　残余单体指数（ＲＭＩ），按下式（１）计算不大于０．３０：　　　　ＲＭＩ＝｜ＲＭ↓［１］－ＲＭ↓［２］｜／ＲＭ↓［Ａ］　　（１）　　　　其中ＲＭ↓［１］代表在构成水吸收剂的颗粒当中粒度小于３００μｍ的水吸收剂的残余单体含量；ＲＭ↓［２］代表在构成水吸收剂的颗粒当中粒度介于３００μｍ～８５０μｍ的水吸收剂的残余单体含量；并且ＲＭ↓［Ａ］代表水吸收剂的残余单体含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-2-15 038123/2005;JP 2005-3-25 089307/20051.一种颗粒水吸收剂，包含，作为主要组分，一种水吸收树脂，且该水吸收剂包含含硫还原剂，其中该吸收树脂具有交联结构，它包括由不饱和羧酸和/或其盐衍生的结构单元，并可通过以表面交联剂沿其表面进行表面交联处理而获得，含硫还原剂的数量为不低于0.05重量份但不高于10重量份，每100重量份水吸收树脂，溶解含硫还原剂的水的量为不低于0.5重量份但不高于15重量份，每100重量份水吸收树脂，所述水吸收剂包含粒度介于300～850μm的颗粒和粒度小于300μm的颗粒，其中粒度介于300～850μm的颗粒与粒度小于300μm的颗粒之间的重量比不小于20/80但不大于80/20，其中残余单体含量不低于0但不高于500ppm，并且残余单体指数（RMI），按下式（1）计算不大于0.30：其中RM1代表在构成水吸收剂的颗粒当中粒度小于300μm的水吸收剂的残余单体含量；RM2代表在构成水吸收剂的颗粒当中粒度介于300μm～850μm的水吸收剂的残余单体含量；并且RMA代表水吸收剂的残余单体含量，所述水吸收剂是通过包括下列步骤的方法生产：制取水凝胶聚合物的第一步骤，通过使包括不饱和羧酸和/或其盐的单体水溶液在交联剂存在下进行聚合；制取粉末形式并包括粒度介于300～850μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村一树，藤野真一，和田克之，石崎邦彦，
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]