聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末及其制造方法、以及其评价方法技术

本发明专利技术提供加压下吸水倍率、吸水速度及渗液性优越的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末、及其制造方法。向聚丙烯酸(盐)的聚合工序中得到的含水凝胶状交联聚合物中添加无机化合物并以特定的凝胶粉碎条件进行粉碎的吸水性树脂粉末制造方法、以及作为该方法的产物的吸水性树脂粉可解决本发明专利技术课题。

Polyacrylic acid (salt) water absorbent resin powder and its manufacturing method and its evaluation method

The invention provides a polyacrylic acid (salt) absorbent resin powder with superior water absorption rate, water absorption speed and liquid permeability, and the method for making the same. The polyacrylic acid (salt) polymerization process obtained containing hydrogel like crosslinked polymer added inorganic compounds and to the specific conditions of the crushed gel absorbent resin powder grinding manufacturing method and water absorbent resin powder as the products of the method can solve the problem.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末及其制造方法、以及其评价方法
本专利技术涉及聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末及其制造方法、以及其评价方法。该评价方法涉及评价聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末溶胀后的溶胀凝胶颗粒的破碎程度的方法。
技术介绍
吸水性树脂(SAP：SuperAbsorbentPolymer：超吸收性聚合物)是具有水溶胀性的不溶水性高分子凝胶化剂，广泛用于纸尿布、生理用卫生巾等卫生用品、农园艺用保水剂、工业用阻水剂等吸收剂的用途中。上述吸水性树脂是以各种单体或者亲水性高分子为原料来进行制造的，其中，由于以丙烯酸及/或其盐为单体的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的吸水性能高，因此在工业上生产得最多。上述吸水性树脂经过聚合工序、凝胶粉碎工序及干燥工序、以及根据需要所用的粉碎工序、分级工序、表面交联工序等而制造，随着作为其主要用途的纸尿布的高性能化，也要求吸水性树脂具备更多功能(物性)。具体地，除具备高吸水倍率之外，还可举出高凝胶强度、低可溶水成分量、高吸水速度、高加压下吸水倍率、高渗液性、低粒度分布、耐尿性、抗菌性、耐冲击性(耐损伤性)、粉体流动性、消臭性、耐着色性(白度)、低粉尘性等。其中，渗液性及吸水速度是吸水性树脂的重要基本物性，以往提出了很多相关的改良技术，但是，高渗液性与高吸水速度是对立的物性，因而需要能够两者兼备的技术。作为兼备高渗液性与高吸水速度的技术，提出了在特定的凝胶粉碎条件下对聚合工序中得到的含水凝胶状交联聚合物进行粉碎从而得到渗液性及吸水速度优越的吸水性树脂的技术(参照专利文献1)。另外，为了提高吸水性树脂的物性，提出了在聚合工序、凝胶粉碎工序、造粒工序等中添加各种添加剂的技术(参照专利文献2～9)。另外，关于对溶胀后的吸水性树脂的颗粒(即凝胶颗粒)的测定，公开了测定凝胶粉碎后的颗粒状含水凝胶的重均粒径(D50)及粒度分布的方法(专利文献1、专利文献10～11)。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：国际公布第2011/126079号小册子专利文献2：日本专利公开公报“特开2005－097569号公报”专利文献3：日本专利公开公报“特开2001－213914号公报”专利文献4：日本公表专利公报“特表2011－528050号公报”专利文献5：日本公表专利公报“特表2011－513543号公报”专利文献6：日本专利公开公报“特开2009－203383号公报”专利文献7：日本公表专利公报“特表2004－517179号公报”专利文献8：国际公布第06/098271号小册子专利文献9：中国专利申请公开第103059327号公报专利文献10：国际公布第2015/030129号小册子专利文献11：国际公布第2015/030130号小册子
技术实现思路
[本专利技术所要解决的课题]但是，专利文献1所述的在特定的凝胶粉碎条件下对含水凝胶状交联聚合物进行粉碎从而得到渗液性及吸水速度优越的吸水性树脂的方法存在所得到的吸水性树脂粉末的加压下吸水倍率不充分的问题。本专利技术的目的是解决现有技术的上述问题，提供溶胀时的凝胶破碎少且加压下吸水倍率、吸水速度及渗液性优越的吸水性树脂粉末以及其制造方法。此外，吸水性树脂粉末用作纸尿布等吸收性物品的吸收体的情况下，该吸水性树脂粉末吸收尿液等时通常会多次吸液。因此，如果能找出并评价对吸水性树脂吸液溶胀后的溶胀凝胶颗粒的吸水性能产生影响的因素，就能对吸水性树脂进行更先进的产品设计。此前提出的凝胶颗粒的测定方法都是测定在吸水性树脂的聚合工序中或聚合工序之后的凝胶粉碎工序中生成的凝胶颗粒。而针对经过干燥工序以及根据需要所用的粉碎工序、分级工序、表面交联工序等而制造的吸水性树脂粉末来测定其吸液溶胀后的溶胀凝胶颗粒的技术，尚无人提出。本专利技术进一步的目的是为了对吸水性树脂进行更先进的产品设计，提供对吸水性树脂粉末吸液溶胀后的溶胀凝胶颗进行评价的新评价方法。[解决课题的方法]为解决上述课题，经过锐意研究，结果本专利技术人发现通过向聚丙烯酸(盐)的聚合工序中得到的含水凝胶状交联聚合物中添加无机化合物及/或吸水性树脂微粒并以特定的凝胶粉碎条件进行粉碎，能够得到加压下吸水倍率、吸水速度、渗液性优越且溶胀时不易破碎的吸水性树脂粉末，从而完成了本专利技术。即，为解决上述课题，本专利技术的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末的特征在于：是以聚丙烯酸(盐)为主成分的吸水性树脂粉末且满足以下各物性(1)～(4)，(1)基于涡流法的吸水时间(Vortex)为42秒以下，或者自由溶胀速度(FSR)为0.28g/(g·s)以上；(2)粒度为150μm以上且低于850μm的吸水性树脂粉末的比例为90重量％以上；(3)溶胀时凝胶颗粒破碎率为10重量％以下；(4)由下式规定的内部气泡率为0.1％～2.5％，内部气泡率(％)＝(真密度－表观密度)/真密度×100此外，为解决上述课题，本专利技术的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末的制造方法的特征在于：该制造方法包括丙烯酸(盐)系单体水溶液的聚合工序、聚合中或者聚合后的含水凝胶状交联聚合物的凝胶粉碎工序、以及凝胶粉碎后的干燥工序；在上述凝胶粉碎工序中，向树脂固体成分量为10重量％以上且80重量％以下的含水凝胶状交联聚合物中添加无机化合物及/或吸水性树脂微粒并进行满足下列(1)～(2)中至少一方的凝胶粉碎，(1)凝胶粉碎能量(GGE)为18J/g～60J/g，(2)凝胶粉碎能量(2)(GGE(2))为9J/g～40J/g；之后，在上述干燥工序中，使用干燥机在150℃～250℃的干燥温度下对上述凝胶粉碎工序中得到的颗粒状含水凝胶状交联聚合物进行干燥。为解决上述课题，经过锐意研究，结果本专利技术人发现吸水性树脂粉末溶胀后的溶胀凝胶颗粒的破碎程度对吸水性树脂吸水时的性能产生很大影响。并且，想出了对该吸水性树脂粉末溶胀后的溶胀凝胶颗粒的破碎程度进行评价的评价方法，从而完成了本专利技术。即，为解决上述课题，本专利技术的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末的评价方法是吸水性树脂粉末的溶胀凝胶颗粒破碎率的评价方法，该评价方法包括：(步骤1)使用网眼径不同的两个以上的筛对含水率为10重量％以下的吸水性树脂粉末进行分级；(步骤2)利用溶胀液使上述吸水性树脂粉末的全部或者一部分发生溶胀，得到溶胀凝胶颗粒；(步骤3)使用网眼径不同的两个以上的筛进一步对上述溶胀凝胶颗粒进行分级，求取筛过每个筛的溶胀凝胶颗粒的累计比例；(步骤4)根据提供给上述步骤2的吸水性树脂粉末的重量或体积、及、上述步骤3中得到的溶胀凝胶颗粒的重量或体积来计算溶胀倍率；(步骤5)基于上述溶胀倍率，将步骤1中使用的筛的网眼径换算为与步骤3相应的筛网眼径，或者将步骤3中使用的筛的网眼径换算为与步骤1相应的筛网眼径；(步骤6)根据由上述步骤5中换算出的筛网眼径、以及上述步骤3中得到的筛过每个筛的溶胀凝胶颗粒的累计比例所得到的坐标图，求取溶胀凝胶颗粒的破碎率。[专利技术的效果]本专利技术的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末包括上述方案。这样的吸水性树脂粉末作为纸尿布等吸收性物品的吸收体非常优越。也就是说，就溶胀时凝胶颗粒破碎率等物性优越的吸水性树脂粉末而言，其凝胶颗粒形状保持能力也优越，该吸水性树脂粉末被用作纸尿布等吸收性物品的吸收体时，能够提高吸收性物品穿戴者的肌肤感触。如上所述，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末，其特征在于：是以聚丙烯酸(盐)为主成分的吸水性树脂粉末且满足以下各物性(1)～(4)，(1)基于涡流法的吸水时间(Vortex)为42秒以下，或者自由溶胀速度(FSR)为0.28g/(g·s)以上；(2)粒度为150μm以上且低于850μm的吸水性树脂粉末的比例为90重量％以上；(3)溶胀时凝胶颗粒破碎率为10重量％以下；(4)由下式规定的内部气泡率为0.1％～2.5％，内部气泡率(％)＝(真密度－表观密度)/真密度×100。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 JP 2015-074180;2015.09.30 JP 2015-193451.一种聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末，其特征在于：是以聚丙烯酸(盐)为主成分的吸水性树脂粉末且满足以下各物性(1)～(4)，(1)基于涡流法的吸水时间(Vortex)为42秒以下，或者自由溶胀速度(FSR)为0.28g/(g·s)以上；(2)粒度为150μm以上且低于850μm的吸水性树脂粉末的比例为90重量％以上；(3)溶胀时凝胶颗粒破碎率为10重量％以下；(4)由下式规定的内部气泡率为0.1％～2.5％，内部气泡率(％)＝(真密度－表观密度)/真密度×100。2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末，其特征在于：进一步满足以下各物性(5)～(9)中的一方以上，(5)加压下吸水倍率(AAP)为20g/g以上，(6)食盐水导流性(SFC)为10×10－7·cm3·s·g－1以上，(7)粒度低于150μm的吸水性树脂粉末的比例为5重量％以下，(8)粒度为850μm以上的吸水性树脂粉末的比例为5重量％以下，(9)离心机维持量(CRC)为10g/g以上。3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末，其特征在于：通过共价键性表面交联剂而经过了表面交联。4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末，其特征在于：该吸水性树脂粉末包含：颗粒内部具有无机化合物的颗粒。5.根据权利要求4所述的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末，其特征在于：上述无机化合物是颗粒状的无机颗粒，该无机颗粒为多价金属盐。6.一种聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末的制造方法，其特征在于：该制造方法包括丙烯酸(盐)系单体水溶液的聚合工序、聚合中或者聚合后的含水凝胶状交联聚合物的凝胶粉碎工序、以及凝胶粉碎后的干燥工序；上述凝胶粉碎工序中，向树脂固体成分量为10重量％以上且80重量％以下的含水凝胶状交联聚合物中添加无机化合物及/或吸水性树脂微粒并进行满足下列(1)～(2)中至少一方的凝胶粉碎，(1)凝胶粉碎能量(GGE)为18J/g～60J/g，(2)凝胶粉碎能量(2)(GGE(2))为9J/g～40J/g；之后，在上述干燥工序中，使用干燥机在150℃～250℃的干燥温度下对上述凝胶粉碎工序中得到的颗粒状含水凝胶状交联聚合物进行干燥。7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：上述凝胶粉碎工序进一步满足下列条件(3)～(5)中的一方以上，(3)含水凝胶状交联聚合物的可溶水成分的重均分子量的增加量为10000Da～500000Da，(4)得到的颗粒状含水凝胶状交联聚合物的重均粒径(D50)为350μm～2000μm，(5)得到的颗粒状含水凝胶状交联聚合物的粒度分布的对数标准差(σζ)为0.2～1.0。8.根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于：上述凝胶粉碎工序实施2次以上，最初的凝胶粉碎工序使用与上述聚合工序相同的装置且与聚合工序同时进行；在最初的凝胶粉碎工序期间及/或第2次以后的凝胶粉碎工序期间，添加上述无机化合物及/或吸水性树脂微粒。9.根据权利要求6～8中任一项所述的制造方法，其特征在于：上述无机化合物为颗粒状的无机颗粒，该无机颗粒为矿物质、多价金属盐、多价金属氧化物、多价金属氢氧化物、氧化物复合体、类水滑石化合物、或者它们中两种以上的组合；上述无机颗粒以水溶液或者水分散液的方式来添加。10.根据权利要求6～9中任一项所述的制造方法，其特征在于：上述吸水性树脂微粒的添加量为10重量％以上。11.根据权利要求6～10中任一项所述的制造方法，其中，要被凝胶粉碎的上述含水凝胶状交联聚合物的含水率为20重量％～90重量％，并且，要被凝胶粉碎的上述含水凝胶状交联聚合物的聚合率为90摩尔％～99.5摩尔％。12.根据权利要求6～11中任一项所述的制造方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：多田贤治，鸟井一司，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：日本,JP