專利名稱:吸收體與使用該吸收體的吸收性物品的制作方法
技術領域:
本發明涉及吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。更詳細地說,涉及適合用于紙尿布、失禁用護墊、生理用衛生巾等的衛生材料的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
背景技術:
紙尿布、生理用衛生巾、失禁用護墊、母乳護墊等的吸收性物品具有吸收體保持在配置于與身體接觸側的液體透過性片材和配置于與身體接觸側相反一側的液體不透過性片材之間的結構。另外,吸收體對體內排出的尿或血液等的水性液體具有吸收保持的作用,由吸收、保持水性液體的吸水性樹脂和親水性纖維構成。
近年,吸水性物品的薄型化正在逐步發展,為了即使是薄型化也不使吸水量降低,對于吸收體,有減少吸水量和保水量低且膨松的親水性纖維的量,而增加吸水量和保水量高的吸水性樹脂的量的傾向。作為這種吸收體與使用這種吸收體的吸收性物品,例如已知使用著眼于某些特定性能的吸水性樹脂的吸收體與使用這種吸收體的吸收性物品(例如,參照美國專利第5147343號說明書、日本特開平5-200068號公報、日本特開平6-254118號公報、日本特表平9-510889號公報)。
然而,前述吸收體與使用前述吸收體的吸收性物品在吸收時漏液、吸收后返滲的方面不盡如人意。另外,由于增加吸收體中吸水性樹脂的量,還有經費增加、重量感增大、觸感變硬等的問題。
因此,近年希望開發不增加吸收體中吸水性樹脂的量、水性液體的返滲量少、滲透速度快、擴散性好的可以薄型化的吸收體。
發明內容
本發明的目的在于提供不增加吸收體中吸水性樹脂的量、水性液體的返滲量少、滲透速度快、擴散性好的吸收體與使用這種吸收體的吸收性物品。
即,本發明涉及吸收體,是含有吸水性樹脂和親水性纖維的吸收體,其特征在于前述吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)是60~100g/g,生理食鹽水保水量(b)是45~80g/g,生理食鹽水吸水量(a)與生理食鹽水保水量(b)滿足下式的關系[生理食鹽水吸水量(a)]≥[生理食鹽水保水量(b)]+15。
生理食鹽水吸水量(a)為100g/g、生理食鹽水保水量(b)為80g/g的吸水性樹脂如下制得使用自交聯反應少的偶氮類自由基聚合引發劑作為自由基聚合引發劑,在聚合反應時添加鏈轉移劑進行反應而制得。另外,生理食鹽水吸水量(a)為60g/g、生理食鹽水保水量(b)為45g/g的吸水性樹脂如下制得使用偶氮類自由基聚合引發劑以外的自由基聚合引發劑,在聚合反應時添加鏈轉移劑和/或金屬進行反應而制得。
圖1是測定加壓下吸水量所用裝置的簡略說明圖。
具體實施例方式
以下,對本發明的吸收體與使用這種吸收體的吸收性物品進行說明。
作為吸收性物品,例如可舉出紙尿布、失禁用護墊、衛生巾、母乳護墊等一次性衛生材料等,但本發明不限定于所述例子。
本發明的吸收性物品具有如下結構將吸收·保持水性液體的吸收體保持在能通過水性液體的液體透過性片材(表面片材)與不能通過水性液體的液體不透過性片材(背面片材)之間。液體透過性片材配置于與身體接觸的一側,而液體不透過性片材配置于不與身體接觸的一側。
作為液體透過性片材,例如可舉出含有聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等的無紡布;多孔質的合成樹脂片材等,但本發明不限定于所述舉出的例子。
作為液體不透過性片材,例如可舉出含有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等的合成樹脂的薄膜;含有這些合成樹脂與無紡布的復合材料的片材等,但本發明不限定于所述舉出的例子。
液體透過性片材與液體不透過性片材的大小由于吸收性物品的用途不同而不同,故不能一概而定。因此,最好按照其用途對所述的大小適當地進行調整。
液體透過性片材與液體不透過性片材的坪量(坪量)因吸收性物品的用途不同而不同,故不能一概而定。例如,吸收性物品是一次性紙尿布時,它們的坪量通常分別優選10~300g/m2,更優選15~200g/m2。
本發明的吸收體由吸水性樹脂和親水性纖維構成。從吸收體薄型化的觀點考慮,吸收體中吸水性樹脂的含量優選5重量%以上~小于60重量%,更優選10~50重量%。
作為親水性纖維,例如,可舉出由木材制得的棉狀紙漿、機械紙漿、化學紙漿、半化學紙漿等纖維素纖維、人造絲、醋酸纖維等人造纖維素纖維等。親水性纖維也可以含有聚酰胺或聚酯、聚烯烴等合成纖維。親水性纖維不限定于這些。
作為吸收體的結構,例如,可舉出吸水性樹脂與親水性纖維均勻摻混的混合結構、在層狀的親水性纖維之間保持吸水性樹脂的夾層結構、用薄紙包裹吸水性樹脂和親水性纖維的結構等,但本發明不限定于所述舉出的例子。再者,本發明的吸收體也可含合成纖維作為加固劑。
從降低制得的吸收體的返滲量的觀點考慮,吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)是60g/g以上,優選是65g/g以上,從如下觀點增強凝膠強度,用于薄型的吸收體時,可以使水性液體擴散、降低返滲量考慮是100g/g以下,優選是90g/g以下。從這些觀點考慮,吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)是60~100g/g,優選是65~90g/g。
此外,生理食鹽水吸水量(a)為上限值的吸水性樹脂可如下制得使用自交聯反應少的偶氮類自由基聚合引發劑作為自由基聚合引發劑,在聚合反應時添加鏈轉移劑進行反應而制得,而生理食鹽水吸水量(a)為下限值的吸水性樹脂可如下制得使用偶氮類自由基聚合引發劑以外的自由基聚合引發劑,在聚合反應時添加鏈轉移劑和/或金屬進行反應而制得。
吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)是按照后述的“(1)生理食鹽水吸水量”中所述的測定方法測定的值。
從降低吸收體的返滲量的觀點考慮,吸水性樹脂的生理食鹽水保水量(b)是45g/g以上,優選是50g/g以上,增強凝膠強度,用于薄型的吸收體時,從可以使水性液體擴散、降低返滲量的觀點考慮是80g/g以下,優選是70g/g以下。從這些觀點考慮,吸水性樹脂的生理食鹽水保水量(b)是45~80g/g,優選45~70g/g,更優選是50~70g/g。
此外,生理食鹽水保水量(b)為上限值的吸水性樹脂可如下制得使用自交聯反應少的偶氮類自由基聚合引發劑作為自由基聚合引發劑,在聚合反應時添加鏈轉移劑進行反應而制得,而生理食鹽水保水量(b)為下限值的吸水性樹脂可如下制得使用偶氮類自由基聚合引發劑以外的自由基聚合引發劑,在聚合反應時添加鏈轉移劑和/或金屬進行反應而制得。
吸水性樹脂的生理食鹽水保水量(b)是按照后述的“(2)生理食鹽水吸水量”中所述的測定方法測定的值。
本發明使用的吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)與生理食鹽水保水量(b)滿足下式的關系[生理食鹽水吸水量(a)]≥[生理食鹽水保水量(b)]+15。
生理食鹽水吸水量(a)與生理食鹽水保水量(b)不滿足前述關系時,吸水性樹脂容易變成粉粒狀(ままこ),滲透性與擴散性降低,用于薄型的吸收體時,返滲量增加,作為吸收體的性能降低。
從水性液體的擴散性好、獲得高飽和吸水能力的觀點考慮,吸水性樹脂在0.49kPa的加壓下的生理食鹽水吸水量,希望從吸水開始經過60分鐘后為55g/g以上,優選60g/g以上,更優選65g/g以上,進一步優選是70~100g/g。
吸水性樹脂在0.49kPa的加壓下的生理食鹽水吸水量是按照后述的“(3)在0.49kPa加壓下從吸水開始經過60分鐘后的生理食鹽水吸水量”中所述的測定方法測定的值。
另外,吸水性樹脂吸水開始,在經過一定時間后,加壓下吸水量少時,在加壓下吸收體的吸收量變少。即,與吸收體不阻礙水性液體的擴散,吸收大量水性液體相對,使用吸收性物品時,對吸收體施加荷重時,如果吸水性樹脂的吸水量少則吸收體的吸收量變少。因此,吸水性樹脂在2.07kPa的加壓下的生理食鹽水吸水量從吸水開始經過60分鐘后希望是20g/g以上,優選25g/g以上,進一步優選25~50g/g。
吸水性樹脂在2.07kPa加壓下的生理食鹽水吸水量是按照后述的“(4)在2.07kPa加壓下從吸水開始經過60分鐘后的生理食鹽水吸水量”中所述的測定方法測定的值。
從提高吸水性樹脂的吸水速度、吸收性物品迅速地吸收水性液體、獲得干燥感的觀點考慮,吸水性樹脂的渦旋時間(渦時間)希望為100秒以內,優選90秒以內,進一步優選80秒以內。
吸水性樹脂的渦旋時間是按照后述的“(6)渦旋時間”中所述的測定方法測定的值。
從減少小粒子的存在比例、抑制粉塵飛揚等所致粉體的使用性惡化、同時抑制吸收體中發生凝膠閉塞(吸液后,膨潤的凝膠相互接觸使吸水性樹脂粒子間隙阻塞的現象)的觀點考慮,希望吸水性樹脂重均粒徑是200μm以上,優選250μm以上,另外,從提高水性液體的擴散性、吸收性物品使用舒適的觀點考慮,希望吸水性樹脂的重均粒徑是500μm以下,優選390μm以下。從這些觀點考慮,希望吸水性樹脂的重均粒徑是200~500μm,優選250~390μm。
吸水性樹脂的重均粒徑是按照后述的“(5)重均粒徑”中所述的測定方法進行測定的值。
作為吸水性樹脂,例如,可舉出丙烯酸鹽聚合物交聯物、乙烯醇/丙烯酸鹽共聚物的交聯物、馬來酸酐接枝聚乙烯醇交聯物、交聯異丁烯/馬來酸酐共聚物、羧甲基纖維素的堿金屬鹽交聯物、淀粉/丙烯腈接枝共聚物的水解物等。其中,優選丙烯酸鹽聚合物。這些吸水性樹脂通常使親水性不飽和單體聚合或共聚后,通過交聯制得。
親水性不飽和單體沒有特殊限制,可以是作為聚合用的通常使用的即可。
作為親水性不飽和單體,例如,可舉出包含選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸等α,β-不飽和數酸和它們的中和物的1種以上的單體等。其中,優選丙烯酸、甲基丙烯酸和它們的中和物。
親水性不飽和單體根據需要也可以與其他的單體共聚。作為其他的單體,例如,可舉出(甲基)丙烯酰胺[所謂“(甲基)丙烯基”是指“丙烯基”與“甲基丙烯基”,以下相同]、N-取代(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等含非離子性親水性基團的單體;(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基丙酯、N,N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等含氨基的不飽和單體;乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸以及它們的鹽等磺酸類單體等。
親水性不飽和單體通常以水溶液的狀態使用。親水性不飽和單體水溶液中親水性不飽和單體的濃度優選是25重量%~飽和濃度。
吸水性樹脂的中和度,以該吸水性樹脂中的酸基摩爾數為基準,希望是20~100摩爾,優選30~90摩爾%。吸水性樹脂的中和既可以對作為其原料的單體進行,也可以在聚合中或聚合后進行。
作為對吸水性樹脂進行中和的鹽,例如,可舉出堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽等,但優選鈉、鉀等的堿金屬鹽。
作為吸水性樹脂的聚合方法沒有特殊限定,可舉出反相懸浮聚合法、水溶液聚合法、本體聚合法、沉淀聚合法等。從吸水性與聚合容易控制的觀點考慮,這些聚合方法之中優選反相懸浮聚合法與水溶液聚合法。
以下,作為使親水性不飽和單體聚合或共聚的方法,以反相懸浮聚合法為例進行說明,但聚合方法不限定于此。
反相懸浮聚合法中,在表面活性劑與高分子保護膠體之中至少一方的存在下,形成使親水性不飽和單體水溶液分散在有機溶劑中的狀態,例如,通過使用自由基聚合引發劑等進行聚合。
作為有機溶劑,例如,可舉出正戊烷、正己烷、正庚烷、揮發油(リグロイン)等脂肪族烴熔劑;環戊烷、甲基環戊烷、環己烷、甲基環己烷等脂環族烴溶劑;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴溶劑等。這些有機溶劑中,優選正庚烷與環己烷。
作為表面活性劑,例如,可舉出失水山梨糖醇脂肪酸酯、單脂肪酸甘油酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油、月桂酸聚氧乙烯硬化蓖麻油、(三)異硬脂酸聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯己基癸基醚等非離子表面活性劑;脂肪酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基甲基牛磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯鹽、聚氧乙烯烷基醚磺酸鹽等陰離子表面活性劑等。
作為高分子保護膠體,例如,可舉出乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、聚環氧乙烷、馬來酸酐化聚乙烯、馬來酸酐化聚丁二烯、馬來酸酐化乙烯-丙烯-二烯三元共聚物等。
可以將2種以上的這些表面活性劑和高分子保護膠體混合使用。
相對于親水性不飽和單體的總量,表面活性劑與高分子保護膠體用量優選是0.1~5重量%,更優選是0.2~3重量%。表面活性劑與高分子保護膠體的用量小于0.1重量%時,有親水性不飽和單體水溶液的分散不充分的傾向,超過5重量%時,得不到與用量相稱的效果,存在不經濟的傾向。
使聚合開始時,可以使用自由基聚合引發劑。作為自由基聚合引發劑,例如,優選使用1,1’-偶氮雙(環己烷-1-腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2-甲基(プロピオンアミジド))二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、4,4’-偶氮雙-4-氰基戊酸(バレイン酸)、2-氰基-2-丙基偶氮甲酰胺、二甲基-2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸)等偶氮類自由基聚合引發劑、過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉等水溶性自由基聚合引發劑。
相對于親水性不飽和單體的總量,自由基聚合引發劑的用量優選是0.005~1摩爾%。自由基聚合引發劑的用量小于0.005摩爾%時,有聚合時間變長的傾向,超過1摩爾%時,由于聚合激烈地進行,故有聚合反應難控制的傾向。
進行聚合反應時的聚合溫度依所使用的自由基聚合引發劑和親水性不飽和單體的種類、單體水溶液的濃度等不同而不同,但通常優選20~110℃,更優選是40~90℃。聚合時間低于20℃時,有聚合時間變長的傾向,高于110℃時,有難除去聚合熱、難順利地進行聚合反應的傾向。反應時間通常是0.1~4小時。
從提高所得吸水性樹脂的吸水量與保水量的觀點考慮,也可以使用有2個以上的聚合性不飽和基團或2個以上的反應性基團的內部交聯劑進行內部交聯。還可以在聚合反應時添加鏈轉移劑和/或金屬進行反應。
作為內部交聯劑,例如,可舉出N,N-亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)烯丙基醚、三烯丙基胺等的1個分子中有2個以上烯鍵式不飽和基團的化合物;(聚)乙二醇二縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚等的多縮水甘油醚等。在考慮聚合體系中的反應性與水溶性之后,可以分別單獨地使用它們或將它們2種以上混合使用。內部交聯劑中優選多縮水甘油醚。
相對于親水性不飽和單體的總量,內部交聯劑的用量是3重量%以下,優選1重量%以下,進一步優選0.5重量%以下。內部交聯劑的用量超過3重量%時,有吸水性樹脂的吸水量降低的傾向。
作為鏈轉移劑沒有特殊限定,可舉出乙硫醇、丙硫醇、十二烷硫醇、1-丁硫醇、巰基乙酸、硫羥蘋果酸、二甲基二硫代氨基甲酸、二乙基二硫代氨基甲酸、L-半胱氨酸、次磷酸、甲酸、及它們的鹽類;異丙醇等。
相對于單體的總量,鏈轉移劑的用量是0.001~1摩爾%,優選是0.005~0.3摩爾%。鏈轉移劑的用量小于0.001摩爾%時,有難以充分地獲得使用鏈轉移劑效果的傾向,超過1摩爾%時,有凝膠強度降低的傾向。
作為金屬,可舉出過渡金屬、13族典型金屬和14族典型金屬。作為過渡金屬,例如,可舉出鈦、鋯、釩、鈮、鉻、鉬、鎢、錳、鐵、鈷、鎳、鈀、鉑、銅、銀、金、鋅、鎘、汞等。作為13族典型金屬,例如,可舉出鋁、鎵等。作為14族典型金屬,例如,可舉出錫、鉛等。這些金屬可以作為單質使用,也可以作為金屬化合物使用。
作為金屬化合物,例如,可舉出草酸鹽、氯化物鹽、高氯酸鹽、溴化物鹽、碘化物鹽、氧化物、過氧化物鹽、碳酸鹽、磷化物、氟化物、硫化物鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、氮化物鹽、次膦酸鹽、醋酸鹽、氫氧化物鹽、硫氰酸鹽、硫酸銨鹽、硫酸鉀鹽、氰化物鹽、疊氮化物鹽、磷酸鹽、(原)硅酸鹽、硅化物鹽、鉻酸鹽、硼化物鹽等。其中,優選鐵或銅的單質。
相對于前述親水性不飽和單體的總量,金屬的用量是0.1~5毫摩爾%。金屬的用量小于0.1毫摩爾%時,有難以充分地獲得使用效果的傾向,而超過5毫摩爾%時,有凝膠強度降低的傾向。
吸水性樹脂如下制備優選采用前述的方法等使親水性不飽和單體進行自由基聚合后,使含有2個以上具有與羧基反應性的官能團的交聯劑作用,通過進行后交聯進行制備。
所謂后交聯是將吸水性樹脂的表面附近部分進行交聯,與內部相比提高表面附近部分的交聯密度。實施后交聯的樹脂粒子與不實施后交聯的樹脂粒子相比,由于吸收時的凝膠變硬,難以引起凝膠閉塞(吸液后,阻塞吸水性樹脂粒子間隙的現象),故可以良好地維持吸收時的擴散性。因此,實施了后交聯的情況,可以控制在吸收開始初期的階段的液體的擴散,同時因為從吸水開始經過一定時間后,利用該凝膠的硬度可以確保飽和吸水量,故可以減少返滲量。
作為后交聯劑可以使用能與吸水性樹脂中的羧基反應的。例如,可舉出(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚)丙二醇二縮水甘油醚、(聚)甘油多縮水甘油醚、縮水甘油等環氧化物;(聚)乙二醇、(聚)丙二醇、(聚)甘油、二元醇類、三羥甲基丙烷等多元醇化合物;二乙醇胺、三乙醇胺等胺化合物等,它們可以分別單獨地使用,也可以將它們2種以上并用。
相對于前述單體的總量,后交聯劑的用量優選是0.01~5重量%,更優選是0.02~4重量%,進一步優選是0.03~3重量%。后交聯劑的用量小于0.01重量%時,不能充分地提高吸水性樹脂的表面附近部分的交聯密度,有凝膠強度降低的傾向,超過5重量%時,由于吸水性樹脂的表面附近部分的交聯密度變得過高,有吸水量降低的傾向。
后交聯劑的添加方式沒有特殊限定,但為了使后交聯劑均勻地分散并添加到吸水性樹脂中,優選把后交聯劑溶解于水等親水性溶劑中進行添加。另外,前述后交聯劑還可以分成1次以上的多次進行添加。
通過將采用前述聚合方法制得的吸水性樹脂干燥,除去水分與有機溶劑,可以制造吸水性樹脂。制得的吸水性樹脂可以根據需要用篩子等進行分級。
對這樣制得的吸水性樹脂為了提高吸水時的膨潤凝膠的穩定性,也可以添加穩定劑。使用穩定劑的情況,使能存在于吸收的液體中的微量金屬或維生素C等的生理活性物質化學性鈍化,可以防止膨潤凝膠的吸水量經時地降低。
作為穩定劑沒有特殊限定,例如,可舉出亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鈉等還原性無機鹽,沒食子酸、沒食子酸丙酯、ブチロ羥基茴香醚、磷酸三苯酯等有機抗氧劑等。
穩定劑的用量取決于穩定劑的種類,但相對于吸水性樹脂100重量份,希望是0.001~10重量份,優選是0.01~5重量份。再者,作為穩定劑的使用方法,例如,可舉出滲透到吸水性樹脂內部的方法、粘附著在吸水性樹脂的表面附近的方法、與親水性纖維混合而均勻地分散在吸收體中的方法、層狀分散在液體透過片材與吸收體之間的方法等。這些方法中,為了高效率地使用穩定劑,更優選附著在吸水性樹脂的表面附近的方法。
實施例以下,根據實施例更詳細地說明本發明,但本發明不限定于所述的實施例。
制造例1在容積1000ml的帶有攪拌機、回流冷卻器、滴液漏斗、溫度計與氮氣導入管的五口圓筒型圓底燒瓶中加入340g正庚烷、0.92g蔗糖脂肪酸酯[三菱化學(株)制,商品名S-370],進行分散、升溫溶解后,冷卻到55℃。
另外,在容積500mL的錐形燒瓶中加入80重量%丙烯酸水溶液92g(1.02摩爾)。邊從外部冷卻邊向其中滴加30重量%氫氧化鈉水溶液102.2g(0.76摩爾),將丙烯酸的75摩爾%中和。再添加50.2g水、0.11g(0.41摩爾)作為自由基聚合引發劑的過硫酸鉀和9.2mg作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚,制得第1階段聚合用的單體水溶液。
在攪拌下把該第1階段聚合用的單體水溶液全部加到前述五口圓筒型圓底燒瓶中使之分散,體系內充分地用氮氣置換后升溫,將浴溫保持在70℃,聚合反應進行1小時后,把聚合料漿液冷卻到室溫。
在另外的容積500mL的錐形燒瓶中加入80重量%丙烯酸水溶液119.1g(1.32摩爾),邊冷卻邊滴加30重量%氫氧化鈉水溶液132.2g(0.99摩爾),將丙烯酸的75摩爾%中和,再添加27.4g水、0.14g作為自由基聚合引發劑的過硫酸鉀、35.7mg作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚,制備第2階段聚合用的單體水溶液,在冰水浴內進行冷卻。
把該第2階段聚合用的單體水溶液全部添加到前述聚合料漿液中后,再將體系內充分地用氮氣進行置換后升溫,將浴溫保持在70℃,進行第2階段聚合反應2小時。聚合結束后,在120℃的油浴中進行加熱,通過共沸蒸餾只把水分排除到體系外,制得凝膠狀物。接著,添加2重量%乙二醇二縮水甘油醚水溶液8.44g,再通過蒸餾除去水分與正庚烷,干燥,制得吸水性樹脂(A)213.5g。
制造例2制造例1中,除了使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]代替第1階段與第2階段的聚合用單體水溶液中使用的作為自由基聚合引發劑的過硫酸鉀,使其用量在第1階段變為0.09g(0.33毫摩爾)、第2階段變為0.12g(0.44毫摩爾)以外,采用與制造例1同樣的方法,制得吸水性樹脂(B)212.4g。
制造例3制造例1中,除了第1階段的聚合用單體水溶液中不使用作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚,把第2階段的聚合用單體水溶液使用的作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚的用量由35.7mg變為11.9mg以外,采用與制造例1同樣的方法,制得吸水性樹脂(C)214.5g。
制造例4在容積2000mL的具有攪拌機、回流冷卻器、滴液漏斗、溫度計與氮氣導入管的四口圓筒型圓底燒瓶中,加入21.6g丙烯酸、228.6g37重量%的丙烯酸鈉水溶液、0.0925g作為交聯劑的N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、53g離子交換水,制得單體濃度為35%、中和率為75%的單體水溶液。將0.15g過硫酸鉀溶解于該單體水溶液中,吹入氮氣除去溶解氧后升溫,把浴溫保持在65℃,聚合反應進行1小時。聚合結束后在120℃的油浴中進行加熱,把水分排除到體系外,制得凝膠狀物。接著添加2重量%乙二醇二縮水甘油醚水溶液4.22g,再通過蒸餾除去水分,干燥,制得吸水性樹脂(D)112.4g。
制造例5制造例4中,除了不使用的作為內部交聯劑的N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺以外,采用與制造例4同樣的方法,制得吸水性樹脂(E)114.5g。
制造例6制造例1中,除了在第1階段的聚合用單體水溶液中不使用作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚,自由基聚合引發劑使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]0.09g(0.33毫摩爾)代替過硫酸鉀,另外,把第2階段的聚合用單體水溶液中使用的作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚的用量由35.7mg變為11.9mg,自由基聚合引發劑使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]0.12g(0.44毫摩爾)代替過硫酸鉀以外,采用與制造例1同樣的方法,制得吸水性樹脂(F)214.5g。
制造例7制造例1中,除了在第1階段的聚合用單體水溶液中不使用作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚,自由基聚合引發劑使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]0.09g(0.33毫摩爾)代替過硫酸鉀,另外,把第2階段的聚合用單體水溶液中使用的作為內部交聯劑的乙二醇二縮水甘油醚的用量由35.7mg變為11.9mg,自由基聚合引發劑使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]0.12g(0.44毫摩爾)代替過硫酸鉀,再把添加到所得凝膠狀物中的2重量%乙二醇二縮水甘油醚水溶液的用量由8.44g變為12.66g以外,采用與制造例1同樣的方法制得吸水性樹脂(G)215.2g。
制造例8制造例1中,除了對于第1階段與第2階段的聚合用單體水溶液,在第1階段添加1-丁硫醇0.028g(0.31毫摩爾)、在第2階段添加1-丁硫醇0.035g(0.39毫摩爾)以外,采用與制造例1同樣的方法制得吸水性樹脂(H)216.5g。
制造例9
制造例1中,除了對于第1階段與第2階段的聚合用單體水溶液,在第1階段添加鐵0.051mg(0.0002毫摩爾)、在第2階段添加鐵0.066mg(0.0011毫摩爾)以外,采用與制造例1同樣的方法制得吸水性樹脂(I)212.5g。
制造例10制造例1中,除了自由基聚合引發劑使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]代替第1階段與第2階段的聚合用單體水溶液中使用的過硫酸鉀,使其用量在第1階段變為0.09g(0.33毫摩爾)、第2階段變為0.12g(0.44毫摩爾)以外,采用與制造例1同樣的方法制得吸水性樹脂211.2g。向制得的吸水性樹脂中添加2.2g亞硫酸鈉,混合后制得吸水性樹脂(J)213.4g。
制造例11制造例1中,除了自由基聚合引發劑使用2,2’-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽[和光純藥工業(株)制,商品號V-50]代替第1階段與第2階段的聚合用單體水溶液中使用的過硫酸鉀,將其用量在第1階段變為0.09g(0.33毫摩爾)、在第2階段變為0.12g(0.44毫摩爾),另外,把添加到所得凝膠狀物中的2重量%乙二醇二縮水甘油醚的用量由8.44g變為16.88g以外,采用與制造例1同樣的方法制得吸水性樹脂(K)218.2g。
制造例12制造例1中,除了不使用添加到所得凝膠狀物中的2重量%乙二醇二縮水甘油醚水溶液以外,采用與制造例1同樣的方法制得吸水性樹脂(L)218.2g。
以下,按照下述的方法對制得的吸水性樹脂進行評價。把評價結果示于表1。
(1)生理食鹽水吸水量在容積1000mL的燒杯中,把2g吸水性樹脂分散在1000g生理食鹽水(0.9重量%氯化鈉水溶液)中,平穩地攪拌1小時使其充分膨潤。另一方面,用預先測定重量Wa(g)的網眼75μm的JIS標準篩過濾含膨潤凝膠的生理食鹽水。在使之與水平大約成30度左右的傾斜狀態下放置30分鐘,從吸水性樹脂中除去剩余的生理食鹽水,測定含膨潤凝膠的篩的重量Wb(g)后,按下式求出吸水量,[生理食鹽水吸水量(g/g)]=(Wb-Wa)/2。
(2)生理食鹽水保水量把2g吸水性樹脂加到棉布袋(メンブロ一ド60號,寬100mm×長200mm)中,放入容積500mL的燒杯中。向棉布袋中一次注入500g生理食鹽水,使生理食鹽水分散,以便不產生粉粒狀的吸水性樹脂。用橡皮圈束緊棉布袋上部放置1小時,使吸水性樹脂充分地膨潤。使用設定成離心力167G的脫水機(國產離心機株式會社制H-122)將棉布袋脫水1小時,測定脫水后含膨潤凝膠的棉布袋的重量Wc(g)。不添加吸水性樹脂而進行同樣的操作,測定棉布袋潤濕時空重量Wd(g)、按下式求出保水量,[生理食鹽水保水量(g/g)]=(Wc-Wd)/2。
(3)在0.49kPa加壓下從吸水開始經過60分鐘后的生理食鹽水吸水量吸水性樹脂在490Pa加壓下從吸水開始經過60分鐘后的生理食鹽水吸水量使用圖1所示的測定裝置X進行。
圖1所示的測定裝置X包括電子天平1、置于該電子天平1上的瓶2、空氣吸入管3、導管4、玻璃過濾器5、置于該玻璃過濾器5上的測定部6。電子天平1與計算機7相連,使之可以按秒單位或分鐘單位記錄其重量變化。瓶2內部裝有生理食鹽水,空氣吸入管3插入其頂部的開口部,而導管4安裝在瓶體部。
空氣吸入管3的下端部沒入生理食鹽水8中。玻璃過濾器5的直徑是25mm。作為玻璃過濾器5使用相互理化學玻璃研究所的玻璃過濾器No.1(孔徑100~160μm)。并且,瓶2與玻璃過濾器5通過導管4相互連通。另外,玻璃過濾器5固定在比空氣吸入管3的下端略高的位置。
測定部6有圓筒60、貼附在該圓筒60底部的尼龍網61和砝碼62。圓筒60的內徑是20mm。尼龍網61形成200目(網眼75μm)。砝碼62的直徑是19mm,重量是14.2g。并且使規定量的吸水性樹脂9均勻地撒布在尼龍網61上。砝碼62置于吸水性樹脂9上,使之可以對吸水性樹脂9施加0.49kPa的荷重。
這樣構成的測定裝置X,首先向瓶2中加入規定量的生理食鹽水8與空氣吸入管3進行測定的準備。然后在圓筒60的尼龍網61上均勻地撒布0.1g的吸水性樹脂9,在該吸水性樹脂9上放置砝碼62。測定部6置于玻璃過濾器5上,使測定部的中心部與玻璃過濾器5的中心部一致。
另一方面,起動與電子天秤1相連的計算機7,從吸水開始的時刻連續地根據由電子天秤1得到的值,把瓶2內的生理食鹽水的減少重量(吸水性樹脂9吸收的生理食鹽水的重量)We(g)按分鐘單位優選按秒單位記錄在計算機7上。從吸水開始經過60分鐘后,在0.49kPa加壓下的生理食鹽水吸水量由經過60分鐘后的重量We(g)除以吸水性樹脂9的重量(0.1g)算出。
(4)在2.07kPa加壓下從吸水開始經過60分鐘后的生理食鹽水吸水量在前述(3)的測定方法中,除了把砝碼62的重量從14.2g變為59.8g以外,進行與前述(3)同樣的測定,求出在2.07kPa加壓下從吸水開始經過60分鐘后的生理食鹽水吸水量。
(5)重均粒徑稱量100g吸水性樹脂,然后把吸水性樹脂放到JIS-Z8801-1982相應的八個標準篩(從上部到容器底順序地疊置網眼850μm、500μm、355μm、300μm、250μm、180μm、106μm)的最上方的篩中,使用羅太普式篩分機(ロ一タツプ式篩振動器)振動10分鐘篩分后稱每個篩重量,根據該結果按下式求出累計重量為50%的粒徑,[重均粒徑(μm)]=[(50-A)/(D-A)]×(C-B)+B。
式中A是由粒度粗的粒子順序累計重量,求出累計重量小于50重量%,并且最接近50重量%點的累計值時的該累計值(g),而B是求出該累計值時的篩網眼(μm)。
另外,D是由粒度粗的粒子順序地累計重量,求出累計重量是50重量%以上,并且最接近50重量%點的累計值時的該累計值(g),而C是求出該累計值時的篩網眼(μm)。
(6)渦旋時間在容積100mL的燒杯中,稱取調節到25±1℃范圍的生理食鹽水50±0.01g,投入磁力攪拌子(8mm×30mm無環),置于磁力攪拌器(iuchi公司制HS-30D)上。接著調節磁力攪拌子使之以600ppm進行旋轉,再調節磁力攪拌棒旋轉產生的渦旋的底部以使接近磁力攪拌子的上部。
然后,將前述(5)重均粒徑的測定中混合有殘留在網眼355μm和300μm篩上的吸水性樹脂的物質1.0±0.002g迅速地注入燒杯中的渦旋中央及燒杯側面之間,使用秒表測定從注入的時刻到渦旋結束的時間(秒)。
表1
實施例1用混合機將6g制造例2制得的吸水性樹脂(B)和粉碎紙漿10g進行干式混合,將所得混合物噴附在大小40cm×10cm、重1g的紙上后,從上部重疊相同大小與重量的紙使成片狀,通過對其整體施加196kPa荷重30秒而進行加壓,制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%的吸收體。通過用大小40cm×12cm、坪量20g/cm2的聚乙烯制透氣型多孔質液體透過性片材和相同大小、相同坪量的聚乙烯制不透過性片材夾住制得的吸收體,制得使用吸水性樹脂濃度為37.5重量%的吸收體的吸收性物品。同樣地,用10g吸水性樹脂(B)和10g粉碎紙漿制得吸水性樹脂濃度為50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例2實施例1中,除了使用制造例3制得的吸水性樹脂(C)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例3實施例1中,除了使用制造例5制得的吸水性樹脂(E)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例4實施例1中,除了使用制造例6制得的吸水性樹脂(F)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例5實施例1中,除了使用制造例7制得的吸水性樹脂(G)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例6實施例1中,除了使用制造例8制得的吸水性樹脂(H)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例7實施例1中,除了使用制造例9制得的吸水性樹脂(I)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
實施例8實施例1中,除了使用制造例10制得的吸水性樹脂(J)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
比較例1實施例1中,除了使用制造例1制得的吸水性樹脂(A)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
比較例2實施例1中,除了使用制造例4制得的吸水性樹脂(D)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
比較例3實施例1中,除了使用制造例11制得的吸水性樹脂(K)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
比較例4實施例1中,除了使用制造例12制得的吸水性樹脂(L)以外,與實施例1同樣地制得吸水性樹脂濃度為37.5重量%和50重量%的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。
參考例用混合機將18g制造例11制得的吸水性樹脂(K)和10g粉碎紙漿進行干式混合,將所得混合物噴附在大小40cm×10cm且重量為1g的紙上后,從上部重疊同樣大小與重量的紙使成為片狀,對其整體施加196kPa的荷重30秒而進行加壓,制得吸水性樹脂濃度為64.3重量%的吸收體。通過用大小40cm×12cm、坪量20g/cm2的聚乙烯制透氣型多孔質液體透過性片材,和相同大小、相同坪量的聚乙烯制不透過性片材夾住制得的吸收體,制得使用吸水性樹脂濃度為64.3重量%的吸收體的吸收性物品。
然后,按照以下的方法對制得的吸收性物品進行評價。把使用吸水性樹脂濃度為37.5重量%的吸收體的吸收性物品的結果示于表2,把使用吸水性樹脂濃度為50重量%的吸收體的吸收性物品與參考例制得的吸收性物品的結果示于表3。
(a)人工尿的制備在容積10L的容器中加入60g氯化鈉、1.8g氯化鈣二水合物、3.6g氯化鎂六水合物與適量的蒸餾水,使其完全溶解。然后,添加0.02g聚氧乙烯壬基苯基醚,再加蒸餾水,將全部水溶液的重量調成6000g。再使用少量的藍色1號著色,制成人工尿。
(b)滲透時間在吸收性物品的中心附近放置內徑3cm的圓筒型量筒,向量筒中注入在恒溫水槽內保持在25±0.2℃的人工尿50mL,與此同時起動秒表,測定人工尿完全滲透到吸收性物品中的時間(第1次)。然后,取下前述量筒,在原有狀態下保存吸收性物品,從第1次開始注入人工尿經過30分鐘后,再在相同位置放置前述量筒,注入人工尿50mL,與此同時起動秒表,測定人工尿完全滲透到吸收性物品中的時間(第2次)。此外,采用同樣的方法測定使用吸水性樹脂濃度為37.5%的吸收體的吸收性物品到第3次滲透的時間,使用吸水樹脂濃度為50重量%的吸收體的吸收性物品與參考例制得的吸收性物品到第5次滲透的時間。
(c)返滲量從前述滲透時間測定結束經過60分鐘后,重疊裁成10cm×10cm的濾紙(東洋濾紙No.2)使之為約80g左右,測定干燥重量(g)。把濾紙置于吸收性物品中央部,從其上在載置5Kg的砝碼(底面積=10cm×10cm)負重5分鐘后,取下砝碼測定吸收了返滲液的濾紙的重量(g)。由吸收了返滲液的濾紙的重量(g)減去干燥濾紙的重量(g)算出返滲量。
(d)擴散長度在測定前述返滲量后5分鐘內,測定滲透有人工尿的各個吸收性物品縱向的擴展尺寸(cm)。小數點以下的數值進行四舍五入。
表2
表3
由表2與表3所示的結果可知,實施例1~8的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品不增加吸收體中的吸水性樹脂的量、返滲量少、滲透速度快、擴散長度大。
產業實用性根據本發明可以提供不增加吸收體中的吸水性樹脂的量、水性液體的返滲量少、滲透速度快、擴散性好的吸收體與使用該吸收體的吸收性物品。因此可以實現吸收體與吸收性物品的薄型、輕量化。
權利要求
1.一種吸收體,是含有吸水性樹脂和親水性纖維的吸收體,其特征在于前述吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)是60~100g/g,生理食鹽水保水量(b)是45~80g/g,生理食鹽水吸水量(a)與生理食鹽水保水量(b)滿足下式關系,[生理食鹽水吸水量(a)]≥[生理食鹽水保水量(b)]+15。
2.權利要求1所述的吸收體,其中吸水性樹脂在0.49kPa加壓下的生理食鹽水吸水量從吸水開始經過60分鐘后是55g/g以上。
3.權利要求1或2所述的吸收體,其中吸水性樹脂在2.07kPa加壓下的生理食鹽水吸水量從吸水開始經過60分鐘后是20g/g以上。
4.權利要求1~3任何一項所述的吸收體,其中吸水性樹脂的渦旋時間是100秒以內。
5.一種吸收性物品,是在液體透過性片材與液體不透過性片材之間保持權利要求1~4任何一項所述吸收體而成的。
全文摘要
一種吸收體,是含有吸水性樹脂和親水性纖維的吸收體,其特征在于前述吸水性樹脂的生理食鹽水吸水量(a)是60~100g/g,生理食鹽水保水量(b)是45~80g/g,生理食鹽水吸水量(a)與生理食鹽水保水量(b)滿足式(生理食鹽水吸水量(a))≥(生理食鹽水保水量(b))+15的關系,以及一種在液體透過性片材與液體不透過性片材之間保持前述吸收體而成的吸收性物品。
文檔編號A61L15/60GK1805723SQ20048001651
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月9日 優先權日2003年6月13日
發明者吉野一寬, 川北知紀, 繩田康博 申請人:住友精化株式會社