吸水性树脂及其制造方法技术

本发明专利技术的主要目的是提供一种吸水性树脂，其具有合适粒度、强粒子强度、优异的对纤维的附着性和优异的作为粉末的流动性以及诸如优异的作为吸水性树脂的一般吸收性能的适合用于在卫生材料中使用的吸水性材料的性质，并提供其制造方法。本发明专利技术的另一目的是提供使用所述吸水性树脂的吸收性材料和吸收性物品。本发明专利技术提供具有1.0～3.0的纵横比和100～2,000μm的中值粒度(D)的吸水性树脂，其中具有1.1～200的纵横比和50～600μm的中值粒度(d)的一次粒子凝聚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种吸水性树脂。具体地，本专利技术涉及一种具有适合于在卫生材料中使用的吸水剂的性质的吸水性树脂，所述性质诸如为合适的粒度、强粒子强度、优异的吸收性能、优异的对纤维的附着性和优异的作为粉末的流动性。本专利技术还涉及使用所述吸水性树脂的吸收性材料以及诸如纸尿布的吸收性物品。
技术介绍
近年来，吸水性树脂已经广泛用于包括诸如纸尿布和卫生巾的卫生用品、诸如保水材料和土壤改良剂的农业和园艺材料及诸如止水剂和防止结露的试剂的工业材料的各种领域中。其中，吸水性树脂特别频繁地用于诸如纸尿布和卫生巾的卫生用品中。作为吸水性树脂，例如已知淀粉-丙烯腈接枝共聚物的水解产物、淀粉-丙烯酸酯接枝共聚物的中和产物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化产物和部分中和的丙烯酸化合物的交联聚合物。通常，吸水性树脂所期望的性质包括大吸水量、优异的吸水速度、吸水后的高凝胶强度等。具体地，除了大吸水量、优异的吸水速度和吸水后的高凝胶强度以外，在应用到卫生材料的吸收性材料中使用的吸水性树脂所期望的性质还包括优异的负荷下的吸水能力、适当的粒度、窄粒度分布、小的所吸收物质对吸收性材料外部的再润湿量、优异的所吸收物质对吸收性材料内部的分散性等。诸如纸尿布的吸收性物品具有如下结构:其中在置于接触身体侧的柔软的液体透过性表面片(顶片)与置于与接触身体侧相反的侧的液体不透过性背面片(后片)之间夹持用于吸收诸如体液的液体的吸收性材料。`近年来，从设计、携带方便性和运输效率的观点来看，越来越需要更薄且更轻的吸收性物品。通常使用的使吸收性物品变薄的方法例如为其中减少用于将吸水性树脂固定在吸收性材料中的诸如精制木浆的亲水性纤维的量且增加吸水性树脂的量的方法。含有减少量的具有低吸收能力的松散亲水性纤维和增加量的具有高吸收能力的致密吸水性树脂的吸收性材料旨在通过减少松散材料的量的同时保持对应于吸收性物品的设计的吸收能力来减小吸收性材料的厚度，且这是合理的改善方法。然而，当考虑在吸收性材料在例如纸尿布的吸收性物品中的实际使用中发生的液体分配或扩散时，存在的缺点在于，当大量吸水性树脂通过液体吸收形成为软凝胶时，发生称为“凝胶堵塞(gelblocking) ”的现象，这显著降低了液体扩散性且减慢了吸收性材料的液体渗透速度。下面解释这种凝胶堵塞现象。当含有特别高地致密的吸水性树脂的吸收性材料吸收液体时，在表面层附近的吸水性树脂吸收液体以使表面层附近的软凝胶进一步致密化，并且因此抑制液体到吸收性材料内部的渗透，从而阻止内部吸水性树脂有效地吸收液体。作为抑制在减少亲水性纤维的量和使用大量吸水性树脂时发生的凝胶堵塞现象的手段，迄今提出的方法包括使用具有盐水导流性和压力下的性能的吸收性聚合物的方法(专利文献I)、使用其中使用表面交联剂将吸水性树脂前体加热处理的吸水性树脂的方法(专利文献2)等。然而，在这些方法中，其中大量使用吸水性树脂的吸收性材料不能获得足够的吸收性能。考虑到在诸如纸尿布和卫生巾的吸收性物品的制造工艺中的便利性和吸收性物品的吸收稳定性，除了上述吸收性能以外，与吸水性树脂的构造相关的特征，即吸水性树脂的粒度、粉末流动性和耐冲击强度也变成重要的因素。提出，在吸收性物品中使用的吸收性材料在通常称为“转筒式成形机”的设备中制造。在所述设备中，使用诸如螺杆进料器的粉末转移装置将吸水性树脂供给到精制纤维浆中以在空气中混合两者，且将所得物抽吸并层压在金属筛网上以形成吸收性材料。此后，为了提高形状保持性质，将吸收性材料用辊压机等压缩，由此将其并入到吸收性物品中。在吸收性材料制造工艺中，当吸水性树脂具有不适当的粒度，具体地，小粒度时，在制造设备周围产生粉尘，或者树脂可以穿过网，这降低了制造效率。另外，当吸水性树脂具有差粉末流动性时，在粉末转移装置中的供给量改变，且在入口处形成的桥可能导致吸收性物品的性能改变。另外，具有低耐冲击性的吸水性树脂在与网碰撞或用挤压机压缩时易于破裂。粒度较大的吸水性树脂，特别是在通过凝聚增大其粒度的情况下，对冲击具有弱的倾向。主要因为有助于吸水性树脂在吸收性材料中的附着的亲水性纤维的量由于吸收性材料的厚度减小的近期倾向而减少，所以在吸水性物品的运输或消费者应用期间出现吸水性树脂在吸收性材料中移动的问题。含有不均匀分布的吸水性树脂的吸收性材料在吸收液体时可能引起凝胶堵塞或破裂；因此，不能发挥其原本的吸收性能。因此，为了制造吸收性材料，吸水性树脂需要以下两种相反性能:在具有适当的中值粒度的同时耐冲击强度(粒子强度)优异；和在具有优异的粉末流动性的同时对纤维的附着性优异。为了实现这些单独目的，提出了不同吸水性树脂的各种制造技术。制造吸水性树脂的典型方法包括反相悬浮聚合方法，其中将单体水溶液以粒子状态悬浮在疏水性有机溶剂(分散介质)中且随后使其聚合；和水溶液聚合方法，其中在不使用分散介质等的情况下使单体水溶液聚合。``例如，在反相悬浮聚合的
中，存在其中在石油烃溶剂中在赤藓糖醇脂肪酸酯的存在下对丙烯酸酯进行反相悬浮聚合的方法(专利文献3)，且存在其中使用在常温下为固体的脂肪酸蔗糖酯与脂肪酸脱水山梨糖醇酯的混合表面活性剂对基于丙烯酸的单体进行反相悬浮聚合的方法(专利文献4)。虽然通过上述反相悬浮聚合方法获得的球形吸水性树脂具有优异的粉末流动性和粒子强度，但是它们不具有适合于制造吸收性材料的足够粒度。为了改善这一缺点，已经提出了通过使用以下方法获得的球形粒子凝聚体。一种方法包括对水溶性烯属不饱和单体进行第一阶段的反相悬浮聚合反应，随后使水溶性烯属不饱和单体被吸收在由第一阶段的聚合反应生成的含水凝胶中，进一步进行反相悬浮聚合反应，且任选重复这些操作至少一次(专利文献5)。还提出了如下方法，所述方法包括:通过使用油包水型反相悬浮聚合方法使水溶性烯属不饱和单体聚合以形成浆料溶液并添加聚合性单体以进行聚合，由此形成高吸收性聚合物粒子的凝聚粒子(专利文献6)。通过使用这些方法，虽然可以获得具有优异流动性和适当粒度的吸水性树脂，但是它们具有对纤维的附着性不足的缺点。单独地，在水溶液聚合的
中，虽然通过使用诸如在聚合期间混合具有较小粒度的吸水性树脂细粉末与吸水性树脂的水合凝胶的方法(专利文献7)和使吸水性树脂一次粒子与吸水性树脂造粒体(granule)的混合物表面交联的方法(专利文献8)可以获得适当的粒度，但是粉末流动性和粒子强度不足。为了改善这一缺点，已经提出了混合不同于吸水性树脂的细粒子与水合吸水性树脂的方法(专利文献9);然而，当与通过使用上述反相悬浮聚合方法获得的产物进行比较时，该方法提供不足的粉末流动性和粒子强度。已经提出了一些改善对纤维的附着性的技术。该方法的实例包括使用具有1.5 20的平均粒子长度与平均粒子宽度之比的没有角的非球形吸水性树脂的方法(专利文献10)、其中通过在在先的反相悬浮聚合之后逐渐添加单体以进行分批式反相悬浮聚合而获得吸水性树脂的方法(专利文献11)和使用其中造粒粒子具有1.5以上的纵横比(粒子长度/粒子宽度)的吸水性树脂的方法(专利文献12)。然而，当使吸水性树脂的粒子长度/粒子宽度比提高且吸水性树脂具有细长形状时，可以改善对纤维的附着性；然而，粉末流动性和粒子强度倾向于减小。因此，这些方法不适合用于制造薄的吸收性材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.06 JP 2010-1988361.一种吸水性树脂，所述吸水性树脂具有其中具有1.1 200的纵横比和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态， 所述二次粒子具有1.0 3.0的纵横比和100 2，000 u m的中值粒度(D)。2.根据权利要求1所述的吸水性树脂，其中所述吸水性树脂具有1.0 2.2的粒度均匀度。3.根据权利要求1或2所述的吸水性树脂，其中所述吸水性树脂具有70 200的流动性指数和50 100的对纤维的附着性指数。4.根据权利要求1 3中任一项所述的吸水性树脂，其中所述一次粒子具有包含曲面的形状。5.根据权利要求1 4中任一项所述的吸水性树脂，其通过使用包括下述步骤I和步骤2的反相悬浮聚合方法制造: (1)步骤1，其中在增稠剂和分散稳定剂的存在下对水溶性烯属不饱和单体进行聚合反应以形成其中分...

【专利技术属性】
技术研发人员：半田昌良，小野田裕一，上田耕士，
申请(专利权)人：住友精化株式会社，
类型：
国别省市：