專利名稱：高吸水性樹脂粒子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高吸水性樹脂粒子。更詳細(xì)地說，涉及適于作為紙尿布、生理用品等衛(wèi)生材料、農(nóng)業(yè)園藝材料等使用的高吸水性樹脂粒子。
背景技術(shù)：
高吸水性樹脂是具有吸收、保持自身重量數(shù)十倍～1000倍左右水的能力的功能性樹脂，由于其這種特性，廣泛用作與紙尿布、生理用品等有關(guān)的衛(wèi)生材料、與農(nóng)業(yè)園藝有關(guān)的材料等。
以前，高吸水性樹脂，一般情況下，由于是粘合力非常小的粉末狀，所以在將該高吸水性樹脂用于上述用途時，是通過使其與無紡布、紙漿等天然纖維及合成纖維等纖維質(zhì)基體材料復(fù)合，制成吸水性材料，加以使用。另外該吸水性材料，是通過高吸水性樹脂與纖維的纏結(jié)絡(luò)合，可以謀求防止高吸水性樹脂在吸水性材料內(nèi)的移動、分布不均勻以及從纖維上脫落等。
可是，近年來，在衛(wèi)生材料等相關(guān)領(lǐng)域，要求吸水性材料輕質(zhì)、薄型，然而，上述原有的吸水性材料無法滿足這些要求。
這里，為了謀求吸水性材料輕質(zhì)、薄型，對減少纖維質(zhì)基體材料的用量進(jìn)行了探討。然而，在減少纖維質(zhì)基體材料用量時，只通過與纖維質(zhì)基體材料的纏結(jié)絡(luò)合，難以防止高吸水性樹脂在吸水性材料內(nèi)的移動、分布不均勻以及從纖維上脫落。
作為解決這些課題的辦法，有人提出將熱塑性樹脂熱粘或固著在高吸水性樹脂表面上，形成復(fù)合化的高吸水性樹脂組合物(特開平5-320523號公報)。
然而，上述高吸水性樹脂組合物，在100～150℃左右的實用熱處理條件下，在纖維質(zhì)基體材料上熱粘時，吸水后的高吸水性樹脂組合物和纖維質(zhì)基體材料的粘合變得不充分。
本發(fā)明的目的是提供一種在無紡布、紙漿、合成纖維和紙等纖維質(zhì)基體材料上熱粘合，并且即使在吸水后，也幾乎不從該纖維質(zhì)基體材料上脫落，與纖維質(zhì)基體材料的粘合性優(yōu)良的高吸水性樹脂粒子。
發(fā)明的公開按照本發(fā)明，提供的高吸水性樹脂粒子，它是由相對于由高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子100重量份，以乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物0.5～50重量份的比例，將上述乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物附著在上述樹脂粒子表面而構(gòu)成。
還有，上述“(甲基)丙烯酸酯”意指“丙烯酸酯”或“甲基丙烯酸酯”。
上述高吸水性樹脂，是吸水能力達(dá)到自身重量數(shù)十倍～1000倍左右的親水性高分子化合物的交聯(lián)產(chǎn)物，并且是其構(gòu)成單元中具有羧酸基、羧酸鹽基、羧酸酸酐基、羥基、環(huán)氧乙烷基等親水性基團(tuán)的物質(zhì)。對于這種高吸水性樹脂的種類沒有特別的限定，通常在有關(guān)紙尿布、生理用品等衛(wèi)生材料、有關(guān)農(nóng)業(yè)園藝材料等用途中使用的幾乎所有高吸水性樹脂都可以使用。
作為上述高吸水性樹脂的具體例子，可以舉出丙烯酸鹽聚合物交聯(lián)產(chǎn)物、乙烯醇-丙烯酸鹽共聚物交聯(lián)產(chǎn)物、馬來酸酐接枝聚乙烯醇交聯(lián)產(chǎn)物、丙烯酸鹽-甲基丙烯酸鹽共聚物交聯(lián)產(chǎn)物、丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯共聚物皂化物的交聯(lián)產(chǎn)物、淀粉-丙烯酸鹽接枝共聚物交聯(lián)產(chǎn)物、淀粉-丙烯腈接枝共聚物的皂化物的交聯(lián)產(chǎn)物、羧甲基纖維素交聯(lián)產(chǎn)物、異丁烯-馬來酸酐鹽共聚物的交聯(lián)產(chǎn)物、環(huán)氧乙烷聚合物的交聯(lián)產(chǎn)物等，這些既可以單獨(dú)使用，也可以2種以上混合使用。這些當(dāng)中，丙烯酸鹽聚合物交聯(lián)產(chǎn)物是優(yōu)選的。
由上述高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子的平均粒徑，從易于處理考慮，希望在5μm以上，理想的為20μm以上，更理想的為100μm以上，此外從將本發(fā)明的高吸水性樹脂粒子均勻地分散在纖維質(zhì)基體材料中，從而使吸水性均勻的觀點(diǎn)考慮，希望在1000μm以下，理想的為800μm以下，更理想的在600μm以下。
在本發(fā)明中，在高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子表面上，附著乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物這點(diǎn)上，正是本發(fā)明的一大特征。
因此，將乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物附著在高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子的表面上的場合，所發(fā)揮的優(yōu)異效果是使所得到的高吸水性樹脂粒子和纖維質(zhì)基體材料的粘合非常牢固。呈現(xiàn)這樣優(yōu)異效果的原因，現(xiàn)在還不清楚，然而，在微觀上進(jìn)行觀察時認(rèn)為這大概是基于乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物具有的縮水甘油基和高吸水性樹脂的親水性基團(tuán)通過共價鍵、氫鍵或范德瓦爾斯力進(jìn)行牢固結(jié)合，另一方面，該乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物具有的乙烯基的纖維質(zhì)基體材料牢固地粘合所造成的。
乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的乙烯含量，從提高與纖維質(zhì)基體材料的粘合性的觀點(diǎn)考慮，希望在50重量％以上，理想的在60重量％以上，更理想的在70重量％以上，此外從能使之與高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子的結(jié)合牢固的觀點(diǎn)考慮，希望在99重量％以下，理想的在97重量％以下，更理想的在95重量％以下。
對乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的種類沒有特別的限定。
作為乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的具體例子，例如，可以舉出，乙烯-縮水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物等，這些共聚物既可單獨(dú)使用，也可2種以上混合使用。其中，乙烯-縮水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物以及乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物構(gòu)成的一組中選擇的至少1種使用是合適的。
乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的熔點(diǎn)(用示差熱分析裝置測定)，在高吸水性脂粒子的保存中和使用中，從防止發(fā)生結(jié)塊的觀點(diǎn)考慮，希望在50℃以上，理想的在60℃以上，另外從在比較低的溫度下使高吸水性樹脂粒子和纖維質(zhì)基體材料能混合的觀點(diǎn)考慮，希望在150℃以下，理想的在130℃以下，更理想的在120℃以下。
另外，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物，在190℃、2160gf下的熔體流動速率，從在加熱下與高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子進(jìn)行混合時，可以進(jìn)行均勻混合的觀點(diǎn)考慮，希望在1g/10分鐘以上，理想的在2g/10分鐘以上，另外上述樹脂粒子表面通過被覆乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物，從避免高吸水性樹脂粒子吸水性降低的觀點(diǎn)考慮，希望在400g/10分鐘以下，理想的在300g/10分鐘以下，更理想的在100g/10分鐘以下。
還有，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物，在不影響本發(fā)明目的的范圍內(nèi)，可以與其他熱塑性樹脂一起使用。
乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的形狀，沒有特別的限定。作為其形狀，可以舉出，例如微粉狀、粉狀、粒狀、顆粒狀、糊狀、丸狀和塊狀等。
相對于由高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子100重量份，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的量，從充分賦予所得到的高吸水性樹脂粒子對纖維質(zhì)基體材料的粘合性的觀點(diǎn)考慮，希望在0.5重量份以上，理想的在3重量份以上，而在上述樹脂粒子的表面通過被覆乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物時，從避免高吸水性樹脂粒子的吸水性降低的觀點(diǎn)考慮，希望在50重量份以下，理想在30重量份以下。
作為本發(fā)明的高吸水性樹脂粒子的制造方法，可以舉出，例如，(A)把高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子和乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物只簡單地加以混合，使在高吸水性樹脂表面附著共聚物的方法、(B)把高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子和乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物混合后或在混合的同時，升溫至該乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的熔點(diǎn)以上的溫度下，使該乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物熔融，并在高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子表面熔粘的方法、(C)把乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物溶于適當(dāng)?shù)娜軇?，將其與高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子加以混合，攪拌后，一邊加溫一邊蒸出溶劑，使在樹脂粒子表面附著乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的方法等。
作為使由高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子和乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物加熱混合的裝置，只要是加熱混合裝置即可沒有特別的限定。作為其具體例子，可以舉出，例如捏和機(jī)、擠出機(jī)、諾塔混合機(jī)、亨舍爾混合機(jī)、班伯里混合機(jī)等。
如此得到的本發(fā)明的高吸水性樹脂粒子，可以適用于各種纖維質(zhì)基體材料。
作為纖維質(zhì)基體材料，可以舉出，例如織物、無紡布、紙漿等天然纖維、合成纖維、紙、軟質(zhì)聚氨酯發(fā)泡體等樹脂泡沫片材等，但是本發(fā)明并不限于列舉的這些。
作為把本發(fā)明的高吸水性樹脂粒子用于纖維質(zhì)基體材料的方法，可以舉出，例如，把高吸水性樹脂粒子散布在無紡布、紙等纖維質(zhì)基體材料上的方法、在幾個纖維質(zhì)基體材料間夾持高吸水性樹脂粒子層，再將其加熱至50～170℃左右的溫度進(jìn)行處理的方法等。按照這些方法，附著在高吸水性樹脂粒子表面上的乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物，通過加熱使其熔融，即可將纖維質(zhì)基體材料和高吸水性樹脂粒子牢固地加以粘合。因此，該高吸水性樹脂粒子附著的纖維質(zhì)基體材料，可以避免高吸水性樹脂粒子吸水后，形成的吸水凝膠從纖維質(zhì)基體材料上脫離，呈現(xiàn)出優(yōu)良的效果。
下面，根據(jù)實施例詳細(xì)地說明本發(fā)明，然而，本發(fā)明又不受這些實施例的局限。
其次，把作為實施例1～4及比較例1～4制得的高吸水性樹脂粒子物理性質(zhì)的粘合性、吸水速度以及吸水量按下列方法進(jìn)行測定。其結(jié)果示于表1。
(1)粘合性A.吸水前的粘合性(脫落率)在聚烯烴類纖維構(gòu)成的干式無紡布(10cm×10cm×0.2cm)上均勻散布高吸水性樹脂粒子0.5g，用熱風(fēng)干燥機(jī)進(jìn)行130℃×7分鐘熱處理，制成無紡布樣品。然后，把該無紡布樣品冷卻至室溫，把未熔粘的高吸水性樹脂粒子篩去，測定篩去的高吸水性樹脂的重量。
吸水前的粘合性(脫落率)，按下式求出[吸水前的脫落率(％)]＝[篩去的高吸水性樹脂的重量(g)]÷[高吸水性樹脂粒子的用量(0.5g)]×100B.吸水后的粘合(脫落率)往容積500ml的燒杯里放入0.9％鹽水300ml，于其中用上述“A.吸水前的粘合性(脫落率)”測定吸水前的粘合性(脫落率)后的無紡布樣品裁切成5cm×5cm，把高吸水性樹脂粒子散布面朝下浸漬。
浸漬10分鐘后，用攪拌機(jī)以600rpm一邊攪拌一邊再浸漬2分鐘。
然后，把無紡布樣品從水中取出，用吸濾除去剩余的水后，測定吸水后無紡布的樣品重量(重量A)。并且，從燒杯中殘留的凝膠用吸濾除去剩余的水后，測定殘留的凝膠重量(凝膠重量B)。
另外，把未熔粘高吸水性樹脂粒子的只是無紡布浸漬在0.9％鹽水中，與上述方法同樣通過吸濾除去剩余的水后，測定該無紡布的重量(重量C)。
吸水后的粘合性(脫落率)依下式求出。
＝[凝膠重量B]÷[重量A+凝膠重量B-重量C]×100(2)吸水速度在100ml容積的燒杯內(nèi)放入0.9％鹽水50ml，用攪拌機(jī)以600rpm一邊攪拌一邊投入高吸水性樹脂粒子2g。以投入時作為起始點(diǎn)，把采用攪拌使渦流消失時作為終點(diǎn)，從起始點(diǎn)到終點(diǎn)需要的時間作為吸水速度。
(3)吸水量把高吸水性樹脂粒子2g加至0.9％鹽水中，用攪拌機(jī)攪拌浸漬1小時后，倒在200目篩上，進(jìn)行32分鐘除水后，測定吸水后的重量。
吸水量依下式求出。
＝[吸水后的重量(g)]÷[高吸水性樹脂粒子的用量(2g)]×100表1

從表1所示的結(jié)果可知，使實施例1～4中得到的高吸水性樹脂粒子熱粘接到無紡布等纖維質(zhì)基體材料上，即使在吸水后，也幾乎沒有從該纖維質(zhì)基體材料上脫落，與纖維質(zhì)基體材料的粘合性優(yōu)良。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的高吸水性樹脂粒子，僅通過熱熔接，高吸水性樹脂粒子就牢固地粘接到纖維質(zhì)基體材料上，吸水后，高吸水性樹脂粒子也能保持穩(wěn)定，呈現(xiàn)出優(yōu)異的效果。因此，本發(fā)明的高吸水性樹脂即使在纖維質(zhì)基體材料等減少時，仍具有防止在吸水性材料內(nèi)移動，分布不均，或者從纖維上脫落的效果。
因此，本發(fā)明的高吸水性樹脂粒子，主要用在紙尿布、生理衛(wèi)生巾等衛(wèi)生材料上，對農(nóng)業(yè)園藝材料等其他工業(yè)材料中的吸水性原材料等的各種用途中也適用。
權(quán)利要求
1.一種高吸水性樹脂粒子，其中，該高吸水性樹脂粒子是由相對于由高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子100重量份，以乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物0.5～50重量份的比例，將上述乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共取物附著在上述樹脂粒子表面上構(gòu)成的。
2.權(quán)利要求1中記載的高吸水性樹脂粒子，其中，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物是從以乙烯-縮水甘油丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-縮水甘油丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物以及乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯共聚物構(gòu)成的一組中選出的至少1種。
3.權(quán)利要求1或2中記載的高吸水性樹脂粒子，其中，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的乙烯含量為50～99重量％。
4.權(quán)利要求1～3中任何一項記載的高吸水性樹脂粒子，其中，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物的熔點(diǎn)為50～150℃。
5.權(quán)利要求1～4中任何一項記載的高吸水性樹脂粒子，其中，乙烯-縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物于190℃、2160gf的熔體流動速率為1～400g/10分鐘。
6.權(quán)利要求1～5中任何一項記載的高吸水性樹脂粒子，其中，高吸水性樹脂是從由丙烯酸鹽聚合物交聯(lián)產(chǎn)物、乙烯醇-丙烯酸鹽共聚物交聯(lián)產(chǎn)物、馬來酸酐接枝聚乙烯醇交聯(lián)產(chǎn)物、丙烯酸鹽-甲基丙烯酸鹽共聚物交聯(lián)產(chǎn)物、丙烯酸甲基-醋酸乙烯酯共聚物的皂化物的交聯(lián)產(chǎn)物、淀粉-丙烯酸鹽接枝共聚物交聯(lián)產(chǎn)物、淀粉-丙烯腈接枝共聚物的皂化物的交聯(lián)產(chǎn)物、羧甲基纖維素交聯(lián)產(chǎn)物、異丁烯-馬來酸酐鹽共聚物交聯(lián)產(chǎn)物以及環(huán)氧乙烷聚合物交聯(lián)產(chǎn)物構(gòu)成的一組中選出的至少1種。
7.權(quán)利要求1～6中任何一項記載的高吸水性樹脂粒子，其中，樹脂粒子的平均粒徑為5～1000μm。
全文摘要
一種高吸水性樹脂粒子,其中,相對于由高吸水性樹脂構(gòu)成的樹脂粒子100重量份,以乙烯－縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物0.5～50重量份的比例,將上述乙烯－縮水甘油(甲基)丙烯酸酯類共聚物附著在上述樹脂粒子的表面上構(gòu)成的。該高吸水性樹脂粒子,適于用作紙尿布、生理用品等衛(wèi)生材料、農(nóng)業(yè)園藝材料等。
文檔編號C08G81/02GK1337977SQ00803051
公開日2002年2月27日 申請日期2000年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者長田學(xué), 竹森信一, 上山弘之, 大西和彰, 矢部陽子, 石川憲彥 申請人:住友精化株式會社, 絲花公司