DE60216911T2

DE60216911T2 - Wasserabsorbierendes miitel, dessen herstellung und sanitärartikel

Info

Publication number: DE60216911T2
Application number: DE60216911T
Authority: DE
Inventors: Yasuhisa Himeji-shi NAKASHIMA; Hiroyuki Himeji-shi Ikeuchi; Yasuhiro Himeji-shi Fujita; Makoto Himeji-shi NAGASAWA; Shigeru Himeji-shi SAKAMOTO; Yorimichi Dairoku; Katsuyuki Himeji-shi Wada; Shinichi Himeji-shi Fujino; Toshimasa Himeji-shi Kitayama; Kazuhisa Himeji-shi Hitomi
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2022-06-08
Also published as: JP5451173B2; EP1392371B1; DE60216911D1; PL363151A1; JP2009209373A; US7312278B2; CN1277583C; EP1392371A2; WO2002100451A2; WO2002100451A3; CN1635914A; BR0205523A; SA02230273B1; PL204244B1; US20040106745A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein wasserabsorbierendes Mittel und ein Herstellungsverfahren dafür. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein wasserabsorbierendes Mittel, das erhalten wird, indem ein wasserabsorbierendes Harz mit einem Vernetzungsmittel modifiziert wird, und ein hohes Absorptionsvermögen sowohl ohne Druck als auch unter Druck und weiter eine hohe Salzlösungsfließleitfähigkeit zeigt; und ein Herstellungsverfahren dafür.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren werden wasserabsorbierende Harze weithin als Bestandteile von Sanitärartikeln, wie etwa Einwegwindeln, Damenbinden und sogenannten Inkontinenzeinlagen, verwendet, damit die wasserabsorbierenden Harze Körperflüssigkeiten absorbieren.
Beispiele für diese wasserabsorbierenden Harze umfassen: vernetzte Produkte aus teilneutralisierten Polyacrylsäuren; hydrolysierte Produkte aus Stärke-Acrylsäure-Pfropfpolymeren; verseifte Produkte aus Vinylacetat-Acrylsäureester-Copolymeren; hydrolysierte Produkte aus Acrylnitril- oder Acrylamid-Copolymeren oder vernetzte Produkte dieser hydrolysierten Produkte; und vernetzte Polymere aus kationischen Monomeren.
Bisher ist gesagt worden, dass diese wasserabsorbierenden Harze Eigenschaften wie etwa eine hervorragende Flüssigkeitsabsorptionsmenge, Absorptionsgeschwindigkeit, Gelfestigkeit, Gelflüssigkeitsdurchlässigkeit und Sargkraft zum Aufsaugen von Wasser aus einem Basismaterial, das wässrige Flüssigkeiten enthält, wenn sie in Kontakt mit wässrigen Flüssigkeiten wie etwa Körperflüssigkeiten sind, aufweisen soll. Dann sind verschiedene wasserabsorbierende Harze (wasserabsorbierende Mittel), die mindestens zwei dieser Eigenschaften kombinieren und eine hervorragende Leistung (Absorptionseigenschaften) zeigen, wenn sie für Sanitärartikel (z. B. Einwegwindeln und Damenbinden) verwendet werden, bisher vorgeschlagen worden.
Was zum Beispiel ein Verfahren zur Verbesserung der Absorptionseigenschaften (z. B. Absorptionsvermögen ohne Druck und Absorptionsvermögen unter Druck) eines wasserabsorbierenden Harzes in guter Ausgewogenheit betrifft, gibt es Stand der Technik, in welchem die oberflächennahen Bereiche des wasserabsorbierenden Harzes vernetzt werden, und dann sind unterschiedliche Verfahren offenbart worden.
Bekannte Beispiele dafür schließen Verfahren ein, in welchen die folgenden Materialien verwendet werden: mehrwertige Alkohole (JP-A-180233/1983 und JP-A-016903/1986); Polyglycidylverbindungen, Polyaziridinverbindungen, Polyaminverbindungen oder Polyisocyanatverbindungen (JP-A-189103/1984); Glyoxal (JP-A-117393/1977); mehrwertige Metalle (JP-A-136588/1976, JP-A-257235/1986 und JP-A-007745/1987); Silankupplungsmittel (JP-A-211305/1986, JP-A-252212/1986 und JP-A-264006/1986); Alkylencarbonate ( DE 4020780 ); mehrwertige heterocyc1ische Carbonate (JP-A-315216/1999); Oxazolidinone (WO 99/42494); mehrwertige Oxazolidinone (WO 99/43720); Oxadine (WO 00/31153); und Oxazolinverbindungen (JP-A-197818/2000).
Wenn die Verbesserung der Absorptionseigenschaften durch diese Vernetzungsmittel ausgeführt wird, gibt es außerdem weiter bekannte Verfahren, in welchen Additive (z. B. inerte Mischungsverbesserer, Säurekatalysatoren und Basen) verwendet werden, um die Leistung weiter zu verbessern. Das heißt, bekannte Beispiele der Verfahren (1), bei denen inerte Mischungsverbesserer als die Additive verwendet werden, schließen Verfahren ein, bei denen die folgenden Materialien vorhanden sein dürfen: inerte anorganische Pulver (JP-A-163956/1985 und JP-A-255814/1985); Wasser enthaltende Salze und/oder Hydroxide mehrwertiger Metalle (JP-A-007745/1987); zweiwertige Alkohole (JP-A-292004/1989); Wasser zusammen mit Etherverbindungen (JP-A-153903/1990); wasserlösliche Polymere (JP-A-126730/1991); Alkylenoxidaddukte einwertiger Alkohole, einwertige Salze organischer Säuren oder Lactame (JP-B-074331/1994 und JP-A-033818/1995); einwertige Metallsalze (WO 98/49221); und Kationen (WO 00/53664 und WO 00/53644).
Weiter umfassen bekannte Beispiele für die Verfahren (2), in denen die Säurekatalysatoren als die Additive verwendet werden, Verfahren, in denen die folgenden Materialien vorhanden sein dürfen: Phosphorsäure (WO 94/15651); und anorganische Säuren oder organische Säuren (JP-A-278225/1995).
Außerdem umfassen bekannte Beispiele für das Verfahren (3), in dem die Basen als die Additive verwendet werden, ein Verfahren, in dem wasserlösliche alkalische Verbindungen vorhanden sein dürfen (JP-A-298841/1994).
Da diese Additive, wie sie in diesen Verfahren (1), (2) und (3) verwendet werden, zusammen mit dem Vernetzungsmittel vorhanden sind, kann die Ausgewogenheit der Absorptionseigenschaften des wasserabsorbierenden Mittels ebenfalls in einem gewissen Grad im Vergleich mit dem Fall, dass das Vernetzungsmittel alleine vorhanden ist, verbessert werden. Es war jedoch immer noch schwierig zu sagen, dass die Ausgewogenheit ausreichend war.
Was genauer gesagt die Additive (inerte Mischungsverbesserer) betrifft, die in dem Verfahren (1) verwendet werden, wird der Effekt durch die Wirkung als Mischungsverbesserer verursacht, wenn das verwendete wasserabsorbierende Harz Feinpulver in einer großen Menge enthält. Andererseits gab es wegen ihrer Anwesenheit Probleme wie etwa, dass: beinahe keine Verbesserung der Absorptionseigenschaften beobachtet wird, da zum Beispiel das Absorptionsvermögen des Vernetzungsmittels an das wasserabsor bierende Harzpulver übermäßig verringert wird oder da die Vernetzungsreaktion gehindert wird; und selbst wenn die Verbesserung erreicht wird, ist es notwendig, die Menge des benutzten Vernetzungsmittels zu steigern, die Reaktionszeit zu verlängern und die Reaktionstemperatur zu erhöhen.
Was die Additive (Säurekatalysatoren), die in dem Verfahren (2) verwendet werden, betrifft, kann eine Wirkung als Katalysator, der die Reaktion des Vernetzungsmittels fördert, erwartet werden. Wenn jedoch die Menge zum Erhalten eines bestimmten Effekts zugegeben wird, wird der pH-Wert der Vernetzungsmittellösung extrem verringert und, insbesondere etwa in Fällen von wasserabsorbierenden Harzen einer teilneutralisierten Art, die eine Säuregruppe enthalten, eine Ansäuerung der Oberfläche verursacht, sodass die Steuerung des Absorptionsvermögens des Vernetzungsmittels schwierig ist. Außerdem gibt es Nachteile, dass: die Ansäuerung der Oberfläche die Adhäsion zwischen den wasserabsorbierenden Harzteilen steigert, und es zur Bildung von Aggregaten neigt. Als Ergebnis gibt es Probleme, wie etwa, dass: die gewünschte Vernetzungsdichte der wasserabsorbierenden Harzteilchenoberflächenschicht nicht erreicht werden kann; und es schwierig ist, etwas zu erhalten, das eine ausreichende Leistung zeigt.
Was das Verfahren (3) betrifft, ist die Oberflächenvernetzung offenbart, welche durch die Kombination der Additive (Basen) mit Verbindungen durchgeführt wird, die mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisen, die leicht mit einer Carboxylgruppe umsetzbar sind (z. B. mehrwertige Metallsalze, Polyepoxyverbindungen, Polyaziridinylverbindungen und Polyisocyanatverbindungen), und die Verbesserung der Gelfestigkeit und des Absorptionsvermögens unter einem vergleichsweise niedrigem Druck (20 g/cm²) sind beabsichtigt. In dem in JP-A-298841/1994 beschriebenen Verfahren sind jedoch die Verbesserung der Mischbarkeit des Oberflächenvernetzungsmittels oder die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Harzes weiterhin nicht ausreichend. Insbesondere war es schwierig, die SFC und das Absorptionsvermögen (AAP) unter hohem Druck (4,83 kPa, ungefähr 50 g/cm²) (beide werden unten beschrieben) zu verbessern, wie es in den vergangenen Jahren verlangt wurde.
Außerdem umfassen Beispiele für typische wasserabsorbierende Harze wasserabsorbierende Acrylharze, die aus vernetzten Produkten teilneutralisierter Acrylsäuresalze bestehen, unter dem Gesichtspunkt guter Eigenschaften und Kosten. Was dann die Herstellungsverfahren für solche wasserabsorbierenden Acrylharze betrifft, werden allgemein die folgenden zwei Verfahren ausgeführt: Ein Verfahren, das das Polymerisieren von Acrylsäure und deren Salz, die im Voraus bis zu einem vorgegebenen Neutralisationsgrad neutralisiert wurde, umfasst (im Folgenden als Neutralisationspolymerisationsverfahren bezeichnet); und ein Verfahren, das das Polymerisieren nichtneutralisierter oder wenig neutralisierter Acrylsäure umfasst; und danach Nachneutralisierung des erhaltenen Polymergels (im Folgenden als Säureart-Polymerisationsverfahren bezeichnet).
Im Vergleich mit dem Neutralisationspolymerisationsverfahren neigt das letztere Säureart-Polymerisationsverfahren dazu, ein wasserabsorbierendes Harz zu ergeben, das ein hohes Absorptionsvermögen und einen niedrigen extrahierbaren Gehalt aufweist. Es erfordert jedoch viel Zeit, ein vernetztes Hydrogelpolymer nach der Polymerisation gleichförmig zu neutralisieren, und weiter ist die Neutralisation technisch sehr schwierig, und es gibt Fälle, bei denen die Neutralisationsverhältnisse einzelner Teilchen des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzpulvers unter diesen Teilchen ungleichförmig sind. JP-A-010173/1998 ( EP 0882502 A1 ) offenbart, dass: in diesem Fall, obwohl das wasserabsorbierende Harz des Säureart-Polymerisationsverfahrens ein hohes Absorptionsvermögen und einen niedrigen extrahierbaren Gehalt aufweist, und auch wenn die Oberflächenvernetzungsbehandlung durchgeführt wird, die Leistung des wasserabsorbierenden Mittels nicht in ausreichender Weise erhalten wird.
Das heißt, wenn wasserabsorbierende Harze oberflächenvernetzt werden, hat es bisher den Fall gegeben, dass die notwendige Oberflächenvernetzungsbehandlung abhängig von dem Unterschied des Neutralisationsverhältnisses unterschiedlich ist, sodass die gewünschte Leistung des wasserabsorbierenden Mittels nicht bei einem anderen Neutralisationsverhältnis erhalten wird, auch wenn die optimale Vernetzungsbehandlung für ein bestimmtes Neutralisationsverhältnis durchgeführt wird. Insbesondere wenn die Neutralisationsverhältnisse der einzelnen Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpul vers unterschiedlich sind, hat es bisher den Fall gegeben, dass die gewünschte Leistung des wasserabsorbierenden Mittels nicht erhalten wird.
EP-A-1 029 886 offenbart ein wasserabsorbierendes Harzpulver, das Flüssigkeitsdurchlässigkeit und ein hohes Wasserabsorptionsvermögen aufweist und durch ein Herstellungsverfahren erhältlich ist, das den Schritt des Erhaltens wasserabsorbierender vernetzter Polymerteilchen durch wässrige Lösungspolymerisation und den Schritt des Mahlens der Polymerteilchen, bis ihre Schüttdichte auf nicht weniger als 0,72 g/ml steigt, umfasst. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein wasserabsorbierendes Harzpulver, das durch ein solches Verfahren erhalten wird, die Anforderungen an die Flüssigkeitsdurchlässigkeit, wie sie durch die Parameter der Salzlösungsfließleitfähigkeit SFC und den SFC-Variationsindex, wie im Folgenden definiert, ausgedrückt werden, nicht genügen.
WO 00/53644 A offenbart ein wasserabsorbierendes Polymer, das durch Polymerisation ungesättigter Monomere, die saure Gruppen aufweisen, und Oberflächenvernetzung unter Verwendung einer Kombination von Polyol als Vernetzungsverbindung und einer wässrigen Lösung eines Kations erhältlich ist. Das Polymer kann eine hohe Flüssigkeitsdurchlässigkeit, als Parameter SFC ausgedrückt, aufweisen, weist jedoch keine hohe SFC-Kombination mit hohem Flüssigkeitsabsorptionsvermögen auf und weist keinen hohen SFC-Variationsindex auf, wie im Folgenden definiert.
Wie oben erwähnt wurde, kann die Oberflächenvernetzungsbehandlung nach dem Stand der Technik nicht gleichförmig durchgeführt werden. Als Ergebnis war die Ausgewogenheit unterschiedlicher Eigenschaften (wie etwa CRC, AAP und SFC, wie unten erwähnt, insbesondere SFC) des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes schlecht, und weiter wurde eine Streuung der SFC verursacht. Daher wurde zum Beispiel eine Streuung der Eigenschaften von Windeln in unterschiedlichen Chargen und große Unterschiede der Eigenschaften selbst in einer Windel verursacht.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik gemacht worden. Das heißt, es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung: ein Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Mittels bereitzustellen; wobei das Verfahren in dem Vernetzungsbehandlungsschritt die Verwendung eines Additivs umfasst, das Wirkungen als Mischungsverbesserer zeigt, aber die Vernetzungsreaktion nicht inhibiert und gemäß den Umständen weiter Wirkungen als Reaktionskatalysator aufweist, und wobei das Verfahren eine gleichförmige Oberflächenvernetzung beinahe unabhängig von dem Unterschied im Neutralisationsverhältnis eines wasserabsorbierenden Harzes, das von Teilneutralisationspolymerisation stammt, und beinahe unabhängig von der Ungleichförmigkeit des Neutralisationsverhältnisses, das von dem Nachneutralisierungsvorgang nach der Säureart-Polymerisation stammt, erreichen kann. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ebenfalls vorzusehen: Ein Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Mittels in kurzer Zeit; und ein wasserabsorbierendes Mittel; wobei das Verfahren ein wasserabsorbierendes Mittel ergeben kann, das in der Ausgewogenheit von Absorptionsvermögen ohne Druck, Absorptionsvermögen unter Druck und Salzlösungsfließleitfähigkeit hervorragend ist und weiter eine so geringe Streuung der Salzlösungsfließleitfähigkeitswerte zwischen Chargen oder in jeder Charge während der Herstellung aufweist, dass es stabile Eigenschaften aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben sorgfältig ein wasserabsorbierendes Mittel untersucht, das hervorragende Absorptionseigenschaften aufweist. Als Ergebnis haben sie herausgefunden, dass die oben genannten Probleme gelöst werden, indem ein spezifisches Additiv zusammen mit einem spezifischen Vernetzungsmittel des wasserabsorbierenden Harzes verwendet wird, und die vorliegende Erfindung wurde vollendet.
Das heißt, ein wasserabsorbierendes Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft ein wasserabsorbierendes Mittel gemäß Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt ebenfalls einen SFC-Variationskoeffizienten von 0 bis 0,25 auf, wobei der SFC-Variationskoeffizient durch die folgende Gleichung (2) definiert ist: SFC-Variationskoeffizient = (Standardabweichung der SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(Mittelwert der SFCs der Teilchen A1 bis A4) (2)
Weiterhin ist das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel bevorzugt durch ein kontinuierliches Herstellungssystem erhältlich und weist eine SFC-Standardabweichung von nicht mehr als 5,0 in einem kontinuierlichen Herstellungssystem auf, wobei die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem durch die folgende Gleichung (4) definiert ist: SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem = Standardabweichung der SFC jeder Charge (4)wobei: die CRC, AAP und SFC im Durchschnitt der Chargen sind; jede Charge ein Gewicht von nicht weniger als 20 kg aufweist; und die Zahl der Chargen nicht kleiner als 10 ist.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel, das durch ein Verfahren erhalten wird, das die Schritte einschließt: Polymerisieren eines Monomers, das ein Säuregruppen enthaltendes Monomer (Salz) einschließt; und dann Nachneutralisierung des erhaltenen Polymers; und dann Oberflächenvernetzung des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes, wobei das teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel oder das wasserabsorbierende Harz einen Neutralisationsindex von nicht weniger als 15 aufweist und ein 60-Minuten-Absorpti onsvermögen von nicht weniger als 20 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für eine 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (AAP) nach der Oberflächenvernetzung zeigt.
Außerdem ist ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für ein wasserabsorbierendes Mittel dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt des Mischens eines wasserabsorbierenden Harzpulvers (a1) mit einer nichtvernetzbaren wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder einem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit einem Vernetzungsmittel (c) umfasst, wodurch das wasserabsorbierende Harzpulver (a1) einer Vernetzungsbehandlung unterworfen wird, wobei das wasserabsorbierende Harzpulver (a1) eine Säuregruppe enthält und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 300 bis 600 μm aufweist, wobei der Anteil von Feinpulvern mit Teilchendurchmessern von nicht größer als 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a1) nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt, und wobei das Vernetzungsmittel (c) mit der Säuregruppe umsetzbar ist.
Außerdem umfasst ein erfindungsgemäßer Sanitärartikel das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel.
Diese und weitere Aufgaben und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Offenbarung vollständiger ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Messvorrichtung, die zum Messen der Salzlösungsfließleitfähigkeit verwendet wird.
2 ist eine schematische Seitenansicht (a) und eine schematische Draufsicht (b) eines Gefäßes aus Glas, das für den mechanischen Beschädigungstest verwendet wird.
3 ist eine schematische Ansicht eines Dispergierers, der für den mechanischen Beschädigungstest verwendet wird.

31: Tank
32: Glasrohr
33: 0,69 gew.-%ige wässrige Natriumchloridlösung
34: L-Rohr mit Hahn
35: Hahn
40: Gefäß
41: Zelle
42: Rostfreies Drahtnetz
43: Rostfreies Drahtnetz
44: Gequollenes Gel
45: Glasfilter
46: Kolben
47: Löcher im Kolben
48: Sammelgefäß
49: Waage
51: Glasgefäß
52: Dispergierer
53: Obere Klemme
54: Untere Klemme

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlich erläutert. Dabei umfasst im Folgenden, was als das wasserabsorbierende Mittel in der vorliegenden Erfindung bezeichnet wird, ein wasserabsorbierendes Harz, das eine vernetzte Struktur aufweist (im Folgenden einfach als wasserabsorbierendes Harz bezeichnet) als einen Hauptbestandteil (bevorzugt in einem Anteil von 50 bis 100 Gew.-%, günstiger 80 bis 100 Gew.-%, noch günstiger 90 bis 100 Gew.-%), wobei das wasserabsorbierende Harz weiter mit einem Vernetzungsmittel modifiziert (bevorzugt oberflächenmodifiziert, insbesondere oberflächenvernetzt) ist.
(Herstellungsverfahren für wasserabsorbierendes Harz):
Im Folgenden wird in der vorliegenden Erfindung ein wasserabsorbierendes Harzpulver, das eine Säuregruppe enthält, als ein wasserabsorbierendes Harzpulver (a) bezeichnet. Von den wasserabsorbierenden Harzpulvern (a) wird ein Pulver, das im Teilchendurchmesser weiter reguliert ist, zum Beispiel ein Pulver, das einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 300 bis 600 μm aufweist, wobei der Anteil an Feinpulvern mit Teilchendurchmessern von nicht größer als 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a) nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt, als wasserabsorbierendes Harzpulver (a1) bezeichnet.
Das wasserabsorbierende Harz der vorliegenden Erfindung bedeutet ein wasserabsorbierendes Harz, das bisher bekannt ist, zum Beispiel ein herkömmlich bekanntes vernetztes Polymer, das im Wesentlichen nicht weniger als 5-mal, vorteilhaft 50- bis 1.000-mal die Menge an Wasser des Ursprungsgewichts in deionisiertem Wasser absorbiert und dadurch ein anionisches, nichtionisches oder kationisches wasserunlösliches Hydrogel bildet.
Dies sind allgemein teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel, deren Hauptanteile aus wasserabsorbierenden Harzen zusammengesetzt sind, die durch ein Verfahren erhalten werden, das den Schritt des Polymerisierens ungesättigter Monomerkomponenten (bevorzugt Säuregruppen enthaltende ungesättigte Monomere, insbesondere Carboxylgruppen enthaltende ungesättigte Monomere) einschließt, und vernetzte Strukturen aufweisen und durch ein Verfahren erhalten werden, das die Schritte einschließt: Polymerisieren in einem Zustand einer wässrigen Monomerlösung; falls nötig, Trocknen des erhaltenen Polymers; und üblicherweise Zerkleinern des erhaltenen Polymers vor und/oder nach dem Trocknen. Beispiele für solche wasserabsorbierende Harze umfassen mindestens einen Bestandteil der folgenden Materialien: teilneutralisierte Poly(acrylsäuren); hydrolysierte Pfropfpolymere aus Stärke-Acrylnitril; Pfropfpolymere aus Stärke-Acrylsäure; verseifte Copolymere aus Vinylacetat-Acrylatestern; hydrolysierte Copolymere aus Acrylnitril oder Acrylamid oder vernetzte Polymere dieser hydrolysierten Copolymere; modifizierte Polymere aus Carboxylgruppen enthaltenden vernetzten Poly(vinylalkoholen); und vernetzte Copolymere aus Isobutylen-Maleinsäureanhydrid.
Diese wasserabsorbierenden Harze können entweder jeweils alleine oder in Kombinationen miteinander verwendet werden. Unter diesen sind wasserabsorbierende Harze, die eine Säuregruppe enthalten, und weiter eines oder Mischungen von jenen, die eine Carboxylgruppe aufweisen und Carbonsäuren oder deren Salze sind, bevorzugt, und es ist typisch, dass das wasserabsorbierende Harz ein Polymer als Hauptbestandteil enthält, wobei das Polymer ein Polymer ist, das durch ein Verfahren erhalten wird, das die Schritte umfasst: Polymerisieren von Monomeren, die Acrylsäure und/oder deren Salz (neutralisiertes Produkt) als eine Hauptkomponente enthalten; und dann Vernetzen des erhaltenen Polymers, nämlich eines vernetzten Poly(acrylsäuresalze), falls nötig, das eine Pfropfkomponente enthält.
Außerdem ist es wesentlich, dass dieses wasserabsorbierende Harz wasserquellbar und wasserunlöslich ist und dass der nichtvernetzte wasserextrahierbare Gehalt (wasserlösliches Polymer) in dem verwendeten wasserabsorbierenden Harz bevorzugt nicht mehr als 50 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 25 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 20 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt.
Beispiele für diese Acrylsäuresalze umfassen: Acrylsäuresalze von Alkalimetallen, wie etwa Natrium, Kalium und Lithium; Ammoniumsalze und Aminsalze von Acrylsäure. Die konstituierenden Einheiten dieses wasserabsorbierenden Harzes umfassen: Acrylsäure von bevorzugt 0 bis 50 Mol-%, stärker bevorzugt 10 bis 40 Mol-%; und ein Acrylsäuresalz von bevorzugt 100 bis 50 Mol-%, stärker bevorzugt 90 bis 60 Mol-% (wobei die Gesamtmenge beider nicht mehr als 100 Mol-% beträgt). Dabei wird das Mol verhältnis zwischen dieser Säure und ihrem Salz als Neutralisationsverhältnis bezeichnet. Die Neutralisation des wasserabsorbierenden Harzes, sodass es dieses Salz bildet, kann im Zustand eines Monomers vor der Polymerisation oder im Zustand eines Polymers während oder nach der Polymerisation oder in Kombinationen miteinander durchgeführt werden.
Wenn ein nichtneutralisiertes oder wenig neutralisiertes Monomer polymerisiert wird, und wenn die Neutralisation dann im Zustand eines Polymers durchgeführt wird (Säureart-Polymerisationsverfahren), neigt sie im Allgemeinen dazu, ein wasserabsorbierendes Harz zu ergeben, das ein hohes Absorptionsvermögen und einen niedrigen extrahierbaren Gehalt aufweist, aber es erfordert eine beträchtliche Menge an Arbeit, Einrichtungen und Zeit, um die einzelnen Teilchen des wasserabsorbierendes Harzes gleichförmig zu neutralisieren (JP-A-010173/1998). Wenn jedoch das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können alle wasserabsorbierenden Harze bevorzugt etwa für Oberflächenvernetzung verwendet werden, unabhängig von dem neutralisierten Zustand der wasserabsorbierenden Harze und ihren Herstellungsverfahren. Dadurch können die Eigenschaften und die Produktivität des wasserabsorbierenden Mittels stark verbessert werden.
Das Monomer zum Erhalten des in der vorliegenden Erfindung verwendeten wasserabsorbierenden Harzes kann weiter andere Monomere als die oben beschriebene Acrylsäure (Salz) umfassen, falls nötig. Es gibt keine besondere Einschränkung der anderen Monomere als Acrylsäure (Salz), aber spezifische Beispiele für diese anderen Monomere umfassen: anionische ungesättigte Monomere, wie etwa Methacrylsäure, Maleinsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, 2-(Meth)acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, 2-(Meth)acryloylethansulfonsäure und 2-(Meth)acryloylpropansulfonsäure und deren Salze; nichtionische, hydrophile Gruppen enthaltende ungesättigte Monomere, wie etwa Acrylamid, Methacrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N-n-Propyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Methoxypolyethylenglykol(meth)acrylat, Polyethylenglykolmono(meth)acrylat, Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidon, N-Acryloyl pyridin und N-Acryloylpyrrolidin; und kationische ungesättigte Monomere, wie etwa N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat und N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid und deren quaternäre Salze. Diese Monomeren können entweder jeweils alleine oder in Kombinationen miteinander verwendet werden.
Wenn in der vorliegenden Erfindung andere Monomere als die Acrylsäure (Salz) verwendet werden, beträgt der Anteil dieser anderen Monomere als Acrylsäure (Salz) bevorzugt nicht mehr als 30 Mol-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 10 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Acrylsäure und ihres Salzes, die als Hauptkomponenten verwendet werden. Wenn diese anderen Monomere als Acrylsäure (Salz) in diesem Verhältnis verwendet werden, dann werden die Absorptionseigenschaften des wasserabsorbierenden Harzes (wasserabsorbierenden Mittels), das schließlich erhalten wird, weiter verbessert und das wasserabsorbierende Harz (wasserabsorbierende Mittel) kann weiter zu noch geringeren Kosten erhalten werden.
Wenn die oben erwähnten Monomere polymerisiert werden, um das wasserabsorbierende Harz zu erhalten, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können Massepolymerisation oder Fällungspolymerisation durchgeführt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Leistung oder der Einfachheit der Regulation der Polymerisation und weiter der Absorptionseigenschaften der gequollenen Gele wird bevorzugt wässrige Lösungspolymerisation oder Umkehrphasensuspensionspolymerisation durchgeführt, wobei die oben genannten Monomere in Form ihrer wässrigen Lösung verwendet werden. Wenn die oben genannten Monomere in Form ihrer wässrigen Lösung verwendet werden, hängt ihre Konzentration in der wässrigen Lösung (im Folgenden als wässrige Monomerlösung bezeichnet) von der Temperatur der wässrigen Lösung oder von den Monomeren ab. Obwohl es keine besondere Einschränkung gibt, liegt die Konzentration bevorzugt in dem Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, stärker bevorzugt 20 bis 60 Gew.-%. Wenn diese wässrige Lösungspolymerisation durchgeführt wird, können außerdem andere Lösungsmittel als Wasser gemeinsam verwendet werden, falls nötig, und es gibt keine Beschränkung der Art der Lösungsmittel, die gemeinsam verwendet werden.
Beispiele für das Verfahren der wässrigen Lösungspolymerisation umfassen: ein Verfahren, das das Polymerisieren der wässrigen Monomerlösung in einem Doppelarmkneter umfasst, während das erhaltene Hydrogel zerkleinert wird; und ein Verfahren, das das Zuführen der wässrigen Monomerlösung in ein vorgegebenes Gefäß oder auf ein sich bewegendes Band und Zerkleinern des erhaltenen Gels aus der Polymerisation etwa mit einem Fleischwolf umfasst.
Wenn diese Polymerisation gestartet wird, können die folgenden Polymerisationsinitiatoren zum Beispiel verwendet werden: radikalische Polymerisationsinitiatoren, wie etwa Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat, t-Butylhydroperoxid, Wasserstoffperoxid und 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid; und Fotopolymerisationsinitiatoren, wie etwa 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on.
Weiterhin sind ebenfalls Redox-Initiatoren verwendbar, indem weiter ein Reduktionsmittel verwendet wird, um die Zersetzung dieses Polymerisationsinitiators zu fördern, und beide kombiniert werden. Beispiele für das Reduktionsmittel umfassen: (di)schweflige Säure (oder deren Salze), wie etwa Natriumsulfat und Natriumhydrogensulfit; L-Ascorbinsäure (oder deren Salze); reduzierbare Metalle (oder deren Salze), wie etwa Eisen(II)-salze; und Amine. Es gibt jedoch keine besondere Einschränkung der Reduktionsmittel.
Die Menge dieser verwendeten Polymerisationsinitiatoren liegt in dem Bereich von üblicherweise 0,001 bis 2 Mol-%, bevorzugt 0,01 bis 0,1 Mol-%. Wenn die Menge dieser Polymerisationsinitiatoren kleiner als 0,001 Mol-% ist, gibt es Nachteile, dass die Menge nichtumgesetzter Monomere erhöht wird und daher die Restmenge der Monomere in dem erhaltenen wasserabsorbierenden Harz oder wasserabsorbierenden Mittel erhöht wird. Wenn andererseits die Menge dieser Polymerisationsinitiatoren größer als 2 Mol-% ist, kann es Nachteile geben, dass der wasserextrahierbare Gehalt in dem erhaltenen wasserabsorbierenden Harz oder wasserabsorbierenden Mittel erhöht ist.
Außerdem kann die Polymerisationsreaktion durch Bestrahlung des Reaktionssystems mit aktiven Energiestrahlen, wie etwa Strahlungen, Elektronenstrahlen und Ultraviolettstrahlen, oder weiter die Verwendung der oben beschriebenen Polymerisationsinitiatoren gemeinsam mit ihnen gestartet werden. Dabei ist die Reaktionstemperatur in der oben beschriebenen Polymerisationsreaktion nicht besonders eingeschränkt, liegt jedoch bevorzugt im Bereich von 15 bis 130 °C, stärker bevorzugt 20 bis 120 °C. Außerdem gibt es auch keine besondere Einschränkung der Reaktionsdauer und des Polymerisationsdrucks, und sie können geeignet gemäß Faktoren, wie etwa den jeweiligen Arten der Monomere und Polymerisationsinitiatoren und der Reaktionstemperatur festgelegt werden.
Das zuvor erwähnte wasserabsorbierende Harz kann ein selbstvernetzendes wasserabsorbierendes Harz sein, das ohne Verwendung eines Vernetzungsmittels erhalten wird, es wird jedoch bevorzugt durch Copolymerisieren oder Umsetzen mit einem Vernetzungsmittel (inneres Vernetzungsmittel für wasserabsorbierende Harze) erhalten, das mindestens zwei polymerisierbare ungesättigte Gruppen oder mindestens zwei reaktive Gruppen pro Molekül aufweist.
Spezifische Beispiele für diese inneren Vernetzungsmittel umfassen: N,N'-Methylen-bis(meth)acrylamid, (Poly)ethylenglykoldi(meth)acrylat, (Poly)propylenglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Glycerintri(meth)acrylat, Glycerinacrylatmethacrylat, Ethylenoxid-modifiziertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythritolhexa(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Triallylamin, Poly(meth)allyloxyalkane, (Poly)ethylenglykoldiglycidylether, Glycerindiglycidylether, Ethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Pentaerythritol, Ethylendiamin, Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Polyethylenimin und Glycidyl(meth)acrylat.
Diese inneren Vernetzungsmittel können entweder jeweils alleine oder in Kombinationen miteinander verwendet werden. Außerdem können diese inneren Vernetzungsmittel dem Reaktionssystem entweder auf einmal oder geteilt zugesetzt werden. Wenn min destens eine oder mindestens zwei Arten von inneren Vernetzungsmitteln verwendet werden, ist es bevorzugt, im Wesentlichen eine Verbindung in dem Polymerisationsschritt zu verwenden, die mindestens zwei polymerisierbare ungesättigte Gruppen aufweist, unter Berücksichtigung etwa der Absorptionseigenschaften des schließlich erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes oder wasserabsorbierenden Mittels.
Die Menge dieser verwendeten inneren Vernetzungsmittel liegt in dem Bereich von bevorzugt 0,001 bis 2 Mol-%, stärker bevorzugt 0,005 bis 0,5 Mol-%, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 0,2 Mol-%, besonders bevorzugt 0,03 bis 0,15 Mol-% der zuvor erwähnten Monomere (das Vernetzungsmittel ausgeschlossen). Wenn die Menge des verwendeten inneren Vernetzungsmittels kleiner als 0,001 Mol-% oder größer als 2 Mol-% ist, könnten die Absorptionseigenschaften nicht ausreichend erhalten werden.
Wenn die vernetzte Struktur durch Verwendung dieser inneren Vernetzungsmittel in den inneren Bereich des Polymers eingeführt wird, kann das innere Vernetzungsmittel dem Reaktionssystem vor, während oder nach der Polymerisation der Monomere oder nach der Neutralisation zugesetzt werden.
Wenn die Polymerisation durchgeführt wird, können dem Reaktionssystem 0 bis 50 Gew.-% (bezogen auf die Monomere) an hydrophilen Polymeren (z. B. Stärke, Cellulose, Stärkederivate, Cellulosederivate; Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure (Salze) und vernetzte Produkte von Polyacrylsäure (Salzen)) und 0 bis 10 Gew.-% anderer Komponenten (z. B. verschiedene Treibmittel, wie etwa (Hydrogen)carbonate, Kohlendioxid, Azoverbindungen und inerte organische Lösungsmittel; unterschiedliche Tenside; Chelatisierungsmittel; und Kettenübertragungsmittel, wie etwa Hypophosphorsäure (Salze)) zugesetzt werden.
Wenn das vernetzte Polymer ein Gel ist, das durch die wässrige Lösungspolymerisation erhalten wird, nämlich ein vernetztes Hydrogelpolymer, wird das vernetzte Polymer getrocknet, falls nötig, und üblicherweise vor oder nach dem Trocknen zerkleinert, um ein wasserabsorbierendes Harz herzustellen. Außerdem wird die Trocknung bei einer Temperatur von üblicherweise 60 bis 250 °C, bevorzugt 100 bis 220 °C, stärker bevorzugt 120 bis 200 °C durchgeführt. Die Trocknungszeit hängt von der Oberfläche und dem Wassergehalt des Polymers und der Art des Trockners ab und wird auf solche Weise ausgewählt, dass sich der gewünschte Wassergehalt ergibt.
Der Wassergehalt (definiert durch den Wassergehalt, der in dem wasserabsorbierenden Harz oder dem wasserabsorbierenden Mittel eingeschlossen ist und durch den Gewichtsverlust bei Trocknung bei 180 °C für 3 Stunden gemessen wird) des wasserabsorbierenden Harzes oder des wasserabsorbierenden Mittels, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, ist nicht besonders eingeschränkt. Das wasserabsorbierende Harz ist jedoch ein Pulver, das auch bei Raumtemperatur Fließvermögen aufweist unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaften des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels, und es ist in einem pulverförmigen Zustand, in dem der Wassergehalt stärker bevorzugt in dem Bereich von 0,2 bis 30 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 0,3 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-% liegt.
Außerdem umfassen Beispiele für das wasserabsorbierende Harz, das für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren verwendbar ist, pulverförmige wasserabsorbierende Harze. Was die Teilchen des wasserabsorbierenden Harzes betrifft, können ebenfalls jene verwendet werden, die einen mittleren Teilchendurchmesser von größer als 1.000 μm in Form eines nicht getrockneten und nicht zerkleinerten Gels, das durch die Polymerisationsreaktion erhalten wird, aufweisen. Solche Teilchen werden jedoch üblicherweise nicht als ein Pulver gebildet, sodass sie, falls nötig (bevorzugt), durch die Trocknung, Zerkleinerung und Klassierung so eingestellt werden, dass sie einen Pulverteilchendurchmesser aufweisen, um den Zweck zu erfüllen.
Was den Teilchendurchmesser des wasserabsorbierenden Harzpulvers oder des wasserabsorbierenden Mittels betrifft, liegt der verwendete Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser in dem Bereich von 10 bis 2.000 μm, bevorzugt 100 bis 1.000 μm, stärker bevorzugt 200 bis 700 μm, noch stärker bevorzugt 300 bis 600 μm, besonders bevorzugt 400 bis 550 μm. Weiter bevorzugt enthält das wasserabsorbierende Harzpulver oder das was serabsorbierende Mittel bevorzugt Feinpulver (z. B. nicht größer als 100 μm, bevorzugt nicht größer als 150 μm) in einer so geringen Menge wie möglich, insbesondere in einem Anteil von nicht mehr als 10 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 5 Gew.-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 1 Gew.-%. Außerdem ist in dem wasserabsorbierenden Harzpulver oder dem wasserabsorbierenden Mittel der Anteil an Teilchen mit Teilchendurchmessern von bevorzugt im Wesentlichen nicht kleiner als 1.000 μm, stärker bevorzugt nicht kleiner als 850 μm, bevorzugt nicht größer als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht größer als 1 Gew.-%.
Die Teilchenform des wasserabsorbierenden Harzes oder des wasserabsorbierenden Mittels, das auf diese Weise erhalten wird, ist etwa kugelförmig, zerkleinert oder von unregelmäßiger Form und nicht besonders eingeschränkt. Ein wasserabsorbierendes Harz mit einer unregelmäßig zerkleinerten Form, das durch einen Zerkleinerungsschritt erhalten wird, kann jedoch bevorzugt verwendet werden. Außerdem liegt die Schüttdichte (definiert durch JIS K-3362) bevorzugt in dem Bereich von 0,40 bis 0,80 g/ml, stärker bevorzugt 0,50 bis 0,75 g/ml, noch stärker bevorzugt 0,60 bis 0,73 g/ml, unter dem Gesichtspunkt hervorragender Eigenschaften des wasserabsorbierenden Mittels.
Das wasserabsorbierende Harz, das in dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wird, zeigt üblicherweise ein gesättigtes Absorptionsvermögen von ungefähr 10 bis ungefähr 100 g/g ohne Druck für physiologische Salzlösung, und die Eigenschafen, wie etwa dieses Absorptionsvermögen, können geeignet entsprechend dem Zweck eingestellt werden.
(Wasserlösliche anorganische Base (b1)):
In der vorliegenden Erfindung wird die nichtvernetzbare wasserlösliche anorganische Base (b1) (nämlich die wasserlösliche anorganische Base (b1), die bevorzugt aus der Gruppe aus: Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen, Alkalimetallhydroxiden und Ammoniak oder dessen Hydroxid ausgewählt ist) (im Folgenden als wasserlösliche anorganische Base (b1) bezeichnet) und/oder der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter das Vernetzungsmittel (c) oder das dehydratisierbare Vernetzungsmittel (c1) zu dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a) oder (a1) zugegeben. Im Folgenden wird die wasserlösliche anorganische Base (b1) erläutert.
Das heißt, in der vorliegenden Erfindung bedeutet die wasserlösliche anorganische Base eine anorganische Verbindung (einschließlich Carbonate und Bicarbonate), die: in einer wässrigen Lösung dissoziiert und dadurch OH^- aus Wasser oder dieser Base bildet; und ein Salz durch Neutralisieren einer Säuregruppe bildet. Die wasserlösliche anorganische Base (b1), die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird bevorzugt aus der Gruppe aus: Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen, Alkalimetallhydroxiden und Ammoniak oder dessen Hydroxid ausgewählt, und diese sind üblicherweise im Wesentlichen nichtvernetzbare wasserlösliche anorganische Basen (dabei können Hydroxide von mehrwertigen Metallen, wie sie durch Calciumhydroxid und Aluminiumhydroxid dargestellt werden, als Beispiele für vernetzbare wasserlösliche anorganische Basen für das Säuregruppen enthaltende wasserabsorbierende Harz veranschaulicht werden, aber im Allgemeinen sind diese mehrwertigen Metalle nicht von der wasserlöslichen anorganischen Base der vorliegenden Erfindung eingeschlossen).
Es ist unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaften des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels wesentlich, dass die wasserlösliche anorganische Base (b1) wasserlöslich ist, und die Base hat üblicherweise eine Löslichkeit von nicht weniger als 5 g (bevorzugt nicht weniger als 20 g, stärker bevorzugt nicht weniger als 50 g, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 100 g) pro 100 g Wasser bei Raumtemperatur, das verwendet wird. Dabei ist es in der vorliegenden Erfindung nicht ausgeschlossen, dass etwa nichtwasserlösliche anorganische Basen, organische Basen und vernetzbare anorganische Basen (Hydroxide mehrwertiger Metalle) gemeinsam verwendet werden. Wenn jedoch die nichtvernetzbare wasserlösliche anorganische Base (b1) nicht verwendet wird, sind die Eigenschaften des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels gering.
Spezifische Beispiele für die wasserlösliche anorganische Base (b1) umfassen: Kohlensäureverbindungen einschließlich Alkalimetallsalze und/oder Ammoniumsalze, wie etwa Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumnatriumcarbonat, Cäsiumcarbonat, Rubidiumcarbonat und Ammoniumcarbonat; deren Hydrate (z. B. Decahydrate, Heptahydrate, 1,5-Hydrate und Monohydrate); Bicarbonate einschließlich Alkalimetallsalze und/oder Ammoniumsalze, wie etwa Lithiumbicarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Cäsiumbicarbonat, Rubidiumbicarbonat und Ammoniumbicarbonat; Hydroxidverbindungen einschließlich Alkalimetallsalze und Ammoniumsalze, wie etwa Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Cäsiumhydroxid, Rubidiumhydroxid, Ammoniumhydroxid und Wasserglas; Hydrogenphosphatverbindungen, wie etwa Dinatriumhydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Dilithiumhydrogenphosphat, Dirubidiumhydrogenphosphat und Dicäsiumhydrogenphosphat; Doppelsalze, wie etwa Natriumsesquicarbonat (Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O). Mindestens zwei Arten von diesen können gemischt oder zusammen verwendet werden. Außerdem werden diese wasserlöslichen anorganischen Basen (b1) als Pulver, ihre Hydrate, Pellets oder wässrige Lösungen erworben, aufbewahrt und verwendet, aber es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich ihrer Formen.
Von den wasserlöslichen anorganischen Basen (b1) werden bevorzugt unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaften und der Löslichkeit die Alkalimetallsalze, stärker bevorzugt die Lithiumsalze, Natriumsalze oder Kaliumsalze, noch stärker bevorzugt die Natriumsalze verwendet. Außerdem werden von den Verbindungen (b1) unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaften die Carbonate/Hydrogencarbonate/Hydroxide, stärker bevorzugt die Hydroxide und/oder Hydrogencarbonate, besonders bevorzugt die Hydroxide verwendet. Das heißt, was spezifisch bevorzugt als wasserlösliche anorganische Base (b1) verwendet wird, sind Natriumhydrogencarbonat und/oder Natriumhydroxid, stärker bevorzugt Natriumhydroxid.
Wenn die wasserlösliche anorganische Base (b1) nicht gemeinsam mit dem unten erwähnten nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) verwendet wird, liegt die Menge der wasserlöslichen anorganischen Base (b1), die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bevorzugt im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-Teile, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes. Wenn die wasserlösliche anorganische Base (b1) in diesem Bereich verwendet wird, können die Absorptionseigenschaften für Körperflüssigkeiten (wässrige Flüssigkeiten), wie etwa Urin, Schweiß und Menstruationsblut, weiter verbessert werden. Wenn die verwendete Menge kleiner als 0,001 Gew.-Teile ist, kann das Neutralisationsverhältnis der funktionellen Gruppen in den oberflächennahen Bereichen des wasserabsorbierenden Harzes nicht mäßig reguliert werden, und die Absorptionseigenschaften können nicht verbessert werden. Wenn die verwendete Menge größer als 10 Gew.-Teile ist, ist sie übermäßig und unökonomisch, und es gibt weiter die Möglichkeit, dass das Absorptionsvermögen nicht verbessert wird.
Wenn die wasserlösliche anorganische Base (b1) gemeinsam mit dem unten erwähnten nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) verwendet wird, liegt ihre Gesamtmenge bevorzugt in dem Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-Teile, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes aus denselben Gründen wie oben erwähnt. Wenn jedoch die wasserlösliche anorganische Base (b1) gemeinsam mit dem unten erwähnten nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden die wasserlösliche anorganische Base (b1) und der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) gemeinsam geeignet in einem solchen Bereich verwendet, dass sich mindestens die Wirkung eines von beiden zeigt.
Dieser Mechanismus der Verbesserung der Absorptionseigenschaften ist nicht offensichtlich, aber die folgenden zwei Gründe werden angenommen: (1) Die Bildung von gleichförmig oberflächenvernetzten Schichten, indem das Oberflächenneutralisierungsverhältnis gleichförmig gemacht wird, und (2) die Optimierung von Mischen und Absorptionsvermögen durch Änderung der Salzkonzentration.
Das heißt, hinsichtlich des Grundes (1), allgemein sind in dem Fall des wasserabsorbierenden Harzpulvers, ob die Nachneutralisation nach der Polymerisation durchgeführt wird oder nicht (ob das zuvor erwähnte Neutralisationspolymerisationsverfahren oder das Säureart-Polymerisationsverfahren durchgeführt wird), die Neutralisationsverhält nisse einzelner Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpulvers unterschiedlich, und, auch hinsichtlich eines identischen Teilchens des Pulvers, das Neutralisationsverhältnis unterscheidet sich mikroskopisch über die Oberfläche dieses Teilchens hinweg. Daher wurde bei der herkömmlichen Oberflächenbehandlung die Ungleichförmigkeit der Vernetzungsreaktion des Pulvers oder des Mischens des Vernetzungsmittels durch diese Gründe verursacht, und die Abnahme der Eigenschaften ist entstanden. Da der Unterschied zwischen den Neutralisationsverhältnissen einzelner Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpulvers und der mikroskopische Unterschied in dem Neutralisationsverhältnis über die Oberfläche eines Teilchens des Pulvers hinweg beseitigt werden, indem gemeinsam die wasserlösliche anorganische Base (b1) und das Vernetzungsmittel (c) in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann daher die Neutralisation der Carboxylgruppen, welche die Vernetzung betreffen und in den oberflächennahen Bereichen vorhanden sind, gleichförmig optimiert werden. Als Ergebnis ist es möglich geworden, dass die Oberflächenvernetzung gleichförmig durchgeführt wird. Zum Beispiel wird das Neutralisationsverhältnis eines wasserabsorbierenden Mittels, das aus einem wasserabsorbierenden Poly(acrylsäure)-Harz mit einem Neutralisationsverhältnis von 70 Mol-% und 0,01 bis 2 Gew.-Teilen Natriumhydroxid erhalten wurde, in den Bereich von 0,025 bis 5 Mol-% erhöht, und weiter ist das Neutralisationsverhältnis in den oberflächennahen Bereichen des Teilchens selektiv hoch. Weiter wird angenommen, dass die wasserlösliche anorganische Base (b1) der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Reaktionskatalysator des Vernetzungsmittels wirkt, und dass diese Wirkung die Verbesserung der Absorptionseigenschaften verursacht.
Hinsichtlich des Grundes (2) reguliert die wasserlösliche anorganische Base (b1), wenn das Vernetzungsmittel gemischt wird, außerdem das Absorptionsvermögen an das wasserabsorbierende Harz durch die hohe Salzkonzentration in der Vernetzungsmittellösung und verbessert dadurch die Mischbarkeit. Die wasserlösliche anorganische Base (b1) verschwindet jedoch aus der Vernetzungsmittellösung durch Durchführen einer Neutralisationsreaktion mit einer Carboxylgruppe des wasserabsorbierenden Harzes nach dem Mischen, um deren Alkalimetallsalz oder Ammoniumsalz zu bilden. Daher wird angenommen, dass die wasserlösliche anorganische Base (b1) dazu dient, das Ab sorptionsvermögen des Vernetzungsmittels zu fördern. Es wird vermutet, dass: herkömmliche Additive (z. B. hydrophile organische Lösungsmittel, wie etwa Isopropanol) das Absorptionsvermögen an das wasserabsorbierende Harz durch das inerte organische Lösungsmittel regulieren und dadurch die Mischbarkeit verbessern, jedoch das Absorptionsvermögen des Vernetzungsmittels in die Oberfläche unvorteilhaft behindert wird, da das organische Lösungsmittel noch nach dem Mischen in der Vernetzungsmittellösung verbleibt.
Anders als in dem Fall der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) wird außerdem angenommen, wenn ein Salz eines mehrwertigen Metalls (z. B. Aluminium) verwendet wird, dass die Vernetzungsreaktion unvorteilhaft durch ein mehrwertiges Metallion fortschreitet, sodass das Absorptionsvermögen ohne Druck oder unter Druck verringert wird. Weiter wird ebenfalls angenommen, dass die durch das mehrwertige Metallion verursachte Vernetzung wegen der Bildung einer ionischen Bindung sehr schwach ist, und dass die Abnahme der Eigenschaften weiter stärker verursacht wird, da das mehrwertige Metallion sich in die Teilchen in einem wassergequollenen Zustand hinein bewegt und dadurch die Vernetzung bildet.
Es wird angenommen, dass die wasserlösliche anorganische Base (b1) der vorliegenden Erfindung herkömmliche Nachteile verbessert, wie etwa, dass: die Dicke einer vernetzten Schicht des wasserabsorbierenden Mittels kurz ist, und die Eigenschaften verringert werden, wobei die Nachteile durch die zuvor erwähnten Phänomene verursacht werden. Es wird ebenfalls angenommen, dass, wenn ein dehydratisierbares Vernetzungsmittel (c1) weiter verwendet wird, dann das Vernetzungsmittel weiter in die oberflächennahen Bereiche absorbiert wird durch Wasser, das aus einer Dehydratisierungsvernetzungsreaktion erzeugt wird, und die Dicke der Vernetzungsschicht stärker erhöht wird.
(Nichtreduzierbarer Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2)):
In der vorliegenden Erfindung werden die nichtvernetzbare wasserlösliche anorganische Base (b1) (nämlich die wasserlösliche anorganische Base (b1) ausgewählt aus der Gruppe aus Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen, Alkalimetallhydroxiden und Ammoniak oder dessen Hydroxid) und/oder der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter das Vernetzungsmittel (c) oder dehydratisierbare Vernetzungsmittel (c1) zu dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a) oder (a1) zugegeben. Im Folgenden wird der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) erläutert.
Der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) in der vorliegenden Erfindung hält eine beinahe konstante Konzentration von Wasserstoffionen aufrecht, selbst wenn eine Säure oder Base in einem gewissen Grad in einer Lösung zugegeben wird oder verschwindet, und dieser Puffer (b2) ist im Wesentlichen nicht reduzierbar und vorteilhaft wird weiter ein nichtoxidierbares Alkalimetallsalz dafür verwendet (z. B. in dem Falle eines nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffers, der etwa Phosphor oder Schwefel enthält, zeigt dieser pH-Puffer Nichtoxidierbarkeit und Nichtreduzierbarkeit, wenn die Oxidationszahl des Phosphoratoms +5 oder die Oxidationszahl des Schwefelatoms +6 beträgt.).
Wenn der pH-Puffer Reduzierbarkeit aufweist oder kein Alkalimetallsalz ist, besteht die Möglichkeit einer Hinderung der Vernetzung, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann nicht ausreichend erreicht werden. In der vorliegenden Erfindung wirkt das Alkalimetallsalz als pH-Puffer, und pH-Puffer hergestellt aus Kombinationen unterschiedlicher Säuren, Basen oder Salzen, werden dafür angewendet. Außerdem liegt das Molekulargewicht des verwendeten pH-Puffers bevorzugt in dem Bereich von 50 bis 1.000, stärker bevorzugt 60 bis 800, besonders bevorzugt 70 bis 500 unter dem Gesichtspunkt der Mischbarkeit und des Absorptionsvermögens an das wasserabsorbierende Harz.
Repräsentative Beispiele für das Alkalimetallsalz, das als pH-Puffer (b2), wie dieser in der vorliegenden Erfindung bezeichnet wird, wirkt, umfassen mindestens einen Bestandteil aus der Gruppe aus Hydrogencarbonaten, Dihydrogenphosphaten und Hydrogenphosphaten.
Spezifische Beispiele dafür umfassen: Teilalkalimetallsalze anorganischer mehrbasiger Säuren, wie etwa Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Lithiumhydrogencarbonat, Natriumdihydrogenphosphat, Kaliumdihyrogenphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat und Dikaliumhydrogenphosphat; und Teilalkalimetallsalze (insbesondere Natrium- oder Kaliumsalze und weiter Lithiumsalze) organischer Polycarbonsäuren, wie etwa Kaliumdihydrogencitrat, Natriumdihydrogencitrat, Dinatriumhydrogencitrat, Dikaliumhydrogencitrat, Natriumhydrogentartrat, Kaliumhydrogentartrat, Mononatriumfumarat und Kaliumhydrogenphthalat.
Außerdem umfassen repräsentative Beispiele für die pH-Puffer (b2), die aus Kombinationen unterschiedlicher Säuren, Basen oder Salze in der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, neben dem oben genannten pH-Puffer (b2) einen Puffer, der aus Kombinationen von Verbindungen hergestellt ist, die zur Herstellung herkömmlich bekannter Pufferlösungen verwendet werden. Die Pufferlösung ist eine Lösung des Puffers, insbesondere eine wässrige Lösung aus: einem Salz, das eine Kombination einer schwachen Säure und einer starken Base umfasst; oder einem Salz, das eine Kombination einer starken Säure und einer schwachen Base umfasst; oder eine Mischung dieser Salze. Im Falle, dass das wasserabsorbierende Harz eine Säuregruppe, wie etwa eine Carboxylgruppe enthält, wird bevorzugt ein Puffer wie eine Salzmischung, die aus einer schwachen Säure und einer starken Base besteht, verwendet, und ein anorganisches Salz wird stärker bevorzugt verwendet.
Was die Pufferlösungen betrifft, umfassen spezifische Beispiele dafür Kombinationen von Verbindungen, die für Pufferlösungen verwendet werden, wie sie in The Chemical Handbook (herausgegeben von der Chemischen Gesellschaft Japans, II-355, 356) beschrieben sind. Beispiele dafür umfassen: eine Clark-Lubs-Pufferlösung (Kaliumchlorid/Salzsäure; pH 1,0 bis 2,2, Kaliumhydrogenphthalat/Salzsäure; pH 2,2 bis 3,8, Kaliumhydrogenphthalat/Natriumhydroxid; pH 4,0 bis 6,2, Kaliumdihydrogenphosphat/Natriumhydroxid; pH 5,8 bis 8,0 und Borsäure/Kaliumchlorid/Natriumhydroxid; pH 7,8 bis 10,0); eine Sørensen-Pufferlösung (Glycin + Natriumchlorid/Salzsäure; pH 1,1 bis 4,6, Glycin + Natriumchlorid/Salzsäure; pH 8,6 bis 13,0, Natriumcitrat/Salzsäure; pH 1,1 bis 4,9, Natriumcitrat/Natriumhydroxid; pH 5,0 bis 6,7, Natriumtetraborat/Salzsäure; pH 7,6 bis 9,2, Natriumtetraborat/Natriumhydroxid; pH 9,3 bis 12,4 und Kaliumdihydrogenphosphat/Dinatriumhydrogenphosphat; pH 5,3 bis 8,0); eine Kolthoff-Pufferlösung (Kaliumcitrat/Citronensäure; pH 2,2 bis 3,6, Kaliumdihydrogencitrat/Salzsäure; pH 2,2 bis 3,6, Kaliumdihydrogencitrat/Natriumhydroxid; pH 3,8 bis 6,0, Bernsteinsäure/Natriumtetraborat; pH 3,0 bis 5,8, Kaliumdihydrogencitrat/Natriumtetraborat; pH 3,8 bis 6,0, Kaliumdihydrogenphosphat/Natriumtetraborat; pH 5,8 bis 9,2, Natriumtetraborat/Natriumcarbonat; pH 9,2 bis 11,0, Salzsäure/Natriumcarbonat; pH 10,2 bis 11,2 und Dinatriumhydrogenphosphat/Natriumhydroxid; pH 11,0 bis 12,0); eine Michaelis-Pufferlösung (Weinsäure/Natriumtartrat; pH 1,4 bis 4,5, Milchsäure/Natriumlactat; pH 2,3 bis 5,3, Essigsäure/Natriumacetat; pH 3,2 bis 6,2, Kaliumdihydrogenphosphat/Dinatriumhydrogenphosphat; pH 5,2 bis 8,3, Natriumdiethylbarbiturat + Natriumacetat/Salzsäure; pH 2,6 bis 9,2, Natriumdiethylbarbiturat/Salzsäure; pH 6,8 bis 9,6 und N,N-Dimethylglycinnatriumsalz/Salzsäure; pH 8,6 bis 10,6); eine McIlvaine-Pufferlösung mit weitem Bereich (Dinatriumhydrogenphosphat/Citronensäure; pH 2,2 bis 8,0); eine Britton-Robinson-Pufferlösung mit weitem Bereich (Citronensäure + Kaliumdihydrogenphosphat + Borsäure + Diethylbarbitursäure/Trinatriumphosphat); eine Carmody-Pufferlösung mit weitem Bereich (Borsäure + Citronensäure/Trinatriumphosphat; pH 2,0 bis 12,0), eine Gomori-Pufferlösung (2,4,6-Trimethylpyridin/Salzsäure; pH 6,4 bis 8,4, Tris(hydroxymethyl)aminomethan/Salzsäure; pH 7,2 bis 9,1, 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol/Salzsäure; pH 7,8 bis 9,7); eine Tris-Pufferlösung von Bates-Bower (Tris(hydroxymethyl)aminomethan/Salzsäure; pH 7,0 bis 9,0); und eine Delory-King-Pufferlösung (Carbonatsalze/Hydrogencarbonatsalze; pH 9,2 bis 10,7). Dann sind der pH-Wert und die Konzentration des verwendeten Puffers von dem Neutralisationsverhältnis des wasserabsorbierenden Harzes oder der verwendeten Art des Oberflächenvernetzungsmittels abhängig, aber der pH-Wert der Oberflächenvernetzungsmittellösung wird bevorzugt durch Zugabe des Puffers auf einen Bereich von 1,5 bis 10,0 eingestellt.
Von den oben Genannten ist ein teilneutralisiertes Salz einer anorganischen mehrbasigen Säure bevorzugt, und ein teilweise Alkalimetall-neutralisiertes Salz von Phosphor säure oder Kohlensäure ist stärker bevorzugt unter dem Gesichtspunkt etwa der Eigenschaften, Stabilität, Verwendung in Einkomponentensystemen und Kosten.
Wenn der pH-Puffer (b2) nicht zusammen mit der oben genannten wasserlöslichen anorganischen Base (b1) verwendet wird, liegt die Menge dieses pH-Puffers (b2), der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bevorzugt in dem Bereich von 0,005 bis 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes, bezogen auf den Feststoffgehalt. Wenn der pH-Puffer (b2) in dem oben genannten Bereich verwendet wird, können die Absorptionseigenschaften für Körperflüssigkeiten (wässrige Flüssigkeiten), wie etwa Urin, Schweiß und Menstruationsblut, weiter verbessert werden. Wenn die verwendete Menge kleiner als 0,005 Gew.-Teile ist, kann das Neutralisationsverhältnis der funktionellen Gruppe in den oberflächennahen Bereichen des wasserabsorbierenden Harzes nicht mäßig reguliert werden, und die Absorptionseigenschaften können nicht verbessert werden. Wenn die Menge des verwendeten pH-Puffers (b2) größer als 10 Gew.-Teile ist, ist das Additiv übermäßig und unökonomisch, und weiter besteht die Möglichkeit, dass das Absorptionsvermögen nicht verbessert wird.
Wenn der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) zusammen mit der zuvor erwähnten wasserlöslichen anorganischen Base (b1) verwendet wird, liegt die verwendete Gesamtmenge von ihnen bevorzugt im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-Teile, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes aus denselben Gründen wie oben erwähnt. Wenn jedoch die wasserlösliche anorganische Base (b1) zusammen mit dem zuvor erwähnten nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden die wasserlösliche anorganische Base (b1) und der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) gemeinsam auf geeignete Weise in einem solchen Bereich verwendet, dass sich die Wirkung von mindestens einem von beiden zeigt.
Der Mechanismus der Verbesserung dieser Absorptionseigenschaften ist nicht offensichtlich, aber die folgenden beiden Gründe werden angenommen: (1) Gleichförmigmachen des Oberflächenneutralisationsverhältnisses und (2) die Optimierung des Mischens und des Absorptionsvermögens durch Änderung der Salzkonzentration.
Hinsichtlich des Grundes (1) heißt das in dem Falle des wasserabsorbierenden Harzpulvers, ob die Nachneutralisation nach der Polymerisation durchgeführt wird oder nicht (ob das zuvor erwähnte Neutralisationspolymerisationsverfahren oder das Säureart-Polymerisationsverfahren durchgeführt wird), die Neutralisationsverhältnisse der einzelnen Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpulvers sind unterschiedlich, und selbst hinsichtlich eines identischen Teilchens des Pulvers unterscheidet sich das Neutralisationsverhältnis mikroskopisch über die Oberfläche des Teilchens hinweg. Daher ist eine Ungleichförmigkeit der Vernetzungsreaktion des Pulvers oder des Mischens der Vernetzungsmittels verursacht worden, und eine Verringerung der Eigenschaften ist aufgetreten. Da jedoch der Unterschied zwischen den Neutralisationsverhältnissen einzelner Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpulvers und der mikroskopische Unterschied in dem Neutralisationsverhältnis über die Oberfläche eines Teilchens des Pulvers hinweg durch die gemeinsame Verwendung des pH-Puffers (b2) der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Vernetzungsmittel (b) beseitigt werden, wird dies angenommen, da die Neutralisation der Carboxylgruppen, welche die Vernetzung betreffen und in den oberflächennahen Bereichen vorhanden sind, in der vorliegenden Erfindung gleichförmig optimiert werden kann unabhängig von dem Neutralisationsverhältnis und dem unten erwähnten Neutralisationindex des wasserabsorbierenden Harzpulvers. Als Ergebnis wird angenommen, dass: der pH-Puffer der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Mischungsverbesserer dient, ohne das Absorptionsvermögen des Vernetzungsmittels an das wasserabsorbierende Harzpulver zu hindern, und weiter ebenfalls als Reaktionskatalysator des Vernetzungsmittels wirkt, und diese Wirkungen die Verbesserung der Absorptionseigenschaften verursachen.
Was den Grund (2) betrifft, ist der pH-Puffer, wie etwa ein Hydrogencarbonatsalz, als sein Alkalimetallsalz in einer Vernetzungsmittellösung vorhanden, wenn das Vernet zungsmittel gemischt wird. Daher reguliert der pH-Puffer das Absorptionsvermögen an das wasserabsorbierende Harz durch die hohe Salzkonzentration und verbessert dadurch die Mischbarkeit. Das Alkalimetallsalz des pH-Puffers verschwindet jedoch nach dem Mischen aus der Vernetzungsmittellösung, da eine Neutralisationsreaktion mit einer Carboxylgruppe des wasserabsorbierenden Harzes durchgeführt wird. Daher wird angenommen, dass das Salz, das das Absorptionsvermögen des Vernetzungsmittels hindert, nach dem Mischen verschwindet, und dadurch der pH-Puffer so wirkt, dass er das Absorptionsvermögen des Vernetzungsmittels fördert. Es wird angenommen, dass: herkömmliche Additive (z. B. hydrophile organische Lösungsmittel, wie etwa Isopropanol) das Absorptionsvermögen an das wasserabsorbierende Harz durch das inerte organische Lösungsmittel regulieren und dadurch die Mischbarkeit verbessern, aber das Absorptionsvermögen des Vernetzungsmittels in die Oberfläche unvorteilhaft gehindert wird, da das organische Lösungsmittel noch nach dem Mischen in der Vernetzungsmittellösung verbleibt, und dadurch verbessert der pH-Puffer der vorliegenden Erfindung die herkömmlichen Nachteile der Verringerung der Dicke der vernetzten Schicht des wasserabsorbierenden Mittels.
(Vernetzungsmittel (c) und dessen Mischen und Vernetzungsbehandlung):
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein Oberflächenvernetzungsmittel, stärker bevorzugt das dehydratisierbare (Dehydratisierungs-umsetzbare) Vernetzungsmittel (c1) als Vernetzungsmittel (c), das mit einer Säuregruppe umsetzbar ist, zu verwenden. Dabei bedeutet der Begriff "dehydratisierbar (Dehydratisierungs-umsetzbar)" ein Vernetzungsmittel, das eine Vernetzung durch eine Dehydratisierungsreaktion zwischen der funktionellen Gruppe des wasserabsorbierenden Harzes (insbesondere der funktionellen Gruppe in den oberflächennahen Bereichen) und dem Vernetzungsmittel bewirkt, bevorzugt durch eine Dehydratisierungs-Veresterung und/oder eine Dehydratisierungs-Amidierung, stärker bevorzugt eine Dehydratisierungs-Veresterung.
Wenn das wasserabsorbierende Harz eine Carboxylgruppe enthält, umfassen Beispiele für das Vernetzungsmittel (c1), das Dehydratisierbarkeit aufweist, insbesondere:
Hydroxylgruppen enthaltende Vernetzungsmittel, wie etwa mehrwertige Alkohole; Aminogruppen enthaltenden Vernetzungsmittel, wie etwa Polyamine; und weiter cyc1ische Vernetzungsmittel, wie etwa Alkylencarbonate, Mono-, Di- oder Polyoxazolidinonverbindungen und Oxetanverbindungen (z. B. 3-Methyl-3-oxetanmethanol), wobei Hydroxylgruppen oder Aminogruppen bei einer Ringöffnungsreaktion des cyc1ischen Vernetzungsmittels gebildet werden und eine Vernetzungsreaktion durchführen. Die dehydratisierbaren Vernetzungsmittel (c1) können entweder jeweils alleine oder in Kombinationen miteinander verwendet werden. Es können jedoch auch nicht-dehydratisierbare Vernetzungsmittel (z. B. mehrwertige Metalle) zusammen damit verwendet werden.
Wenn das dehydratisierbare Vernetzungsmittel (c1), das in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, ein Vernetzungsmittel ist, das mit der funktionellen Gruppe des wasserabsorbierenden Harzes umsetzbar ist, wird es insbesondere ohne Einschränkung verwendet und ist üblicherweise ein Vernetzungsmittel (Oberflächenvernetzungsmittel), das für diese Verwendung benutzt wird. Beispiele dafür umfassen: mindestens einen Bestandteil aus der Gruppe aus: mehrwertigen Alkoholverbindungen, wie etwa Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, 1,3-Propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Glycerin, Diglycerin, Polyglycerin, 2,-Buten-1,4-diol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Cyc1ohexandimethanol, 1,2-Cyclohexanol, Trimethylolpropan, Diethanolamin, Triethanolamin, Polyoxypropylen, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymere, Pentaerythritol und Sorbitol; Polyaminverbindungen, wie etwa Ethylendiamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Polyamidpolyamin, Polyallylamin und Polyethylenimin; und Kondensationsprodukte zwischen den Polyaminverbindungen und Haloepoxyverbindungen; Alkylencarbonatverbindungen, wie etwa 1,3-Dioxolan-2-on, 4-Methyl-1,3-dixolan-2-on, 4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4,4-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4-Ethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4-Hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-on, 1,3-Dioxan-2-on, 4-Methyl-1,3-dioxan-2-on, 4,6-Dimethyl-1,3-dioxan-2-on und 1,3-Dioxopan-2-on; und Polyalkylencarbonatverbindungen, wie etwa Ethylenglykolbis(4-methylen-1,3-dioxolan-2-on)ether; Mono-, Di- oder Polyoxazolidinonverbindungen; Oxetanverbindungen, wie etwa 3-Methyl-3-oxetanmethanol; und Polyoxetanverbindungen.
Von diesen dehydratisierbaren Vernetzungsmitteln ist mindestens ein Bestandteil aus der Gruppe aus den mehrwertigen Alkoholen, Alkylencarbonatverbindungen, Oxazolidinonverbindungen und (Poly)oxetanverbindungen bevorzugt, und mindestens die mehrwertigen Alkohole werden insbesondere bevorzugt verwendet.
Zusätzlich zu diesen dehydratisierbaren Vernetzungsmitteln (c1) umfassen Beispiele für das Vernetzungsmittel (c) weiter: Epoxyverbindungen, wie etwa Ethylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Polyglycerinpolyglycidylether, Polyethylendiglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether, Polypropylenglykoldiglycidylether, Glycidol und γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan; Polyisocyanatverbindungen, wie etwa 2,4-Tolylendiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat; Polyoxazolinverbindungen, wie etwa 1,2-Ethylenbisoxazolin; Silankupplungsmittel, wie etwa γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und γ-Aminopropyltrimethoxysilan; Polyaziridinverbindungen, wie etwa 2,2-Bishydroxyrnethylbutanol-tris[3-(1-aziridinyl)propionat]; und mehrwertige Metalle, wie etwa Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Zink, Aluminium, Eisen, Chrom, Mangan, Titan und Zirkonium.
Die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Mittels, wie es allgemein erhalten wird, sind niedrig, wenn in der vorliegenden Erfindung weder das dehydratisierbare Vernetzungsmittel (c1) noch das wasserabsorbierende Harzpulver (a1) und/oder ein wasserabsorbierendes Harzpulver verwendet werden, wobei das wasserabsorbierende Harzpulver (a1) einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 300 bis 600 μm aufweist, wobei der Anteil an Feinpulvern mit Teilchendurchmessern von nicht größer als 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a1) nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt und wobei das wasserabsorbierende Harzpulver Teilchen mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm, in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aller Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpulvers einschließt und mindes tens zwei Bestandteile aus der Gruppe aus: Teilchen (A1) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (A2) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (A3) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (A4) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm umfasst. Daher werden bevorzugt sowohl das dehydratisierbare Vernetzungsmittel (c1) als auch das wasserabsorbierende Harzpulver (a1), das die beschriebene spezifische Teilchendurchmesserverteilung aufweist, in der vorliegenden Erfindung verwendet.
Wenn das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) in der vorliegenden Erfindung gemischt wird, ist es bevorzugt, Wasser zu verwenden. In diesem Fall hängt die Menge des verwendeten Wassers von dem Wassergehalt des verwendeten wasserabsorbierenden Harzes ab, aber sie liegt üblicherweise in dem Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes. Wenn die Menge des verwendeten Wassers größer als 20 Gew.-Teile ist, kann das Absorptionsvermögen verringert werden. Wenn die Menge des verwendeten Wasser kleiner als 0,5 Gew.-Teile ist, ist es schwierig, dass sich Wirkungen zeigen, und dann besteht die Möglichkeit, dass das Absorptionsvermögen unter Druck nicht verbessert werden kann.
Wenn das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) in der vorliegenden Erfindung gemischt wird, können zusätzlich auch hydrophile organische Lösungsmittel verwendet werden. Beispiele für die hydrophilen organischen Lösungsmittel, die verwendet werden, umfassen: Alkohole, wie etwa Methylalkohol, Ethylalkohol, Propylalkohol, Isopropylalkohol, Butylalkohol, Isobutylalkohol und t-Butylalkohol; Ketone, wie etwa Aceton und Methylethylketon; Ether, wie etwa Dioxan, Alkoxy(poly)ethylenglykol und Tetrahydrofuran; Amide, wie etwa ε-Caprolactam und N,N-Dimethylformamid; Sulf oxide, wie etwa Dimethylsulfoxid; und mehrwertige Alkohole, wie etwa Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Polypropylenglykol, Glycerin, Polyglycerin, Glycerinphosphorsäure, 2-Buten-1,4-diol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Cyc1ohexandimethanol, 1,2-Cyclohexanol, Trimethylolpropan, Diethylanolamin, Triethanolamin, Polyoxypropylen, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymere, Pentaerythritol und Sorbitol.
Die Menge des verwendeten hydrophilen organischen Lösungsmittels ist gemäß Faktoren, wie etwa der Art oder des Teilchendurchmessers des wasserabsorbierenden Harzes unterschiedlich, liegt jedoch üblicherweise in dem Bereich von 0 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0 bis 3 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes. Wenn die Menge des verwendeten hydrophilen organischen Lösungsmittels nicht kleiner als 10 Gew.-Teile ist, besteht die Möglichkeit, dass die Lösbarkeit des oben genannten Additivs verringert ist und das Absorptionsvermögen nicht verbessert werden kann. Dabei kann abhängig von den Reaktionsbedingungen (z. B. Erwärmungstemperatur und Zeit und Wassergehalt) der oben genannte mehrwertige Alkohol als das Vernetzungsmittel verwendet werden, um ihn mit dem wasserabsorbierenden Harz reagieren zu lassen, oder kann als das Lösungsmittel verwendet werden, ohne ihn mit dem wasserabsorbierenden Harz reagieren zu lassen, oder kann in Kombinationen mit diesen Wirkungen verwendet werden.
Wenn das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) in der vorliegenden Erfindung gemischt wird, können weiter Tenside oder inerte anorganische Feinteilchenpulver als andere Substanzen als Wasser und das hydrophile organische Lösungsmittel in einem solchen Bereich verwendet werden, dass sie die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht hindern. Die Tenside oder inerten anorganischen Feinteilchenpulver, die verwendet werden, sind etwa in Veröffentlichungen wie USP 5164459, EP 827753 , EP 349240 und EP 761241 veranschaulicht.
In der vorliegenden Erfindung kann das Mischen des wasserabsorbierenden Harzpulvers (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) in einem Zustand durchgeführt werden, in dem dieses wasserabsorbierende Harz in einem organischen Lösungsmittel, wie etwa dem hydrophilen organischen Lösungsmittel, Cyc1ohexan oder Pentan, verteilt ist. Jedoch kann eine Mischung, die Wasser, das Vernetzungsmittel und das Additiv enthält, mehrere unterteilte Male zugegeben werden, und daher ist das Mischungsverfahren nicht besonders eingeschränkt. Außerdem können die wasserlösliche anorganische Base (b1) und/oder der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter das Vernetzungsmittel (c) oder (c1) und weiter etwa Wasser, das hydrophile organische Lösungsmittel und das anorganische Pulver, die verwendet werden, falls nötig, mit dem wasserabsorbierenden Harz getrennt oder in einem Stück oder mehrere geteilte Male gemischt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass: die wasserlösliche anorganische Base (b1) und/oder der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) im Voraus mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) gemischt wird und danach die erhaltene Mischung zu dem wasserabsorbierenden Harz gegeben wird. In einem solchen Fall ist es günstiger, dass die wasserlösliche anorganische Base (b1) und/oder der nichtreduzierbare Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter das Vernetzungsmittel (c) oder (c1) in Form einer wässrigen Lösung verwendet werden. Außerdem wird in einem solchen Fall die Temperatur der wässrigen Lösung in dem Bereich von 0 °C bis zu ihrem Siedepunkt, bevorzugt 5 bis 50 °C, stärker bevorzugt 10 bis 30 °C unter dem Gesichtspunkt der Mischbarkeit und Stabilität reguliert. Außerdem liegt die Temperatur des wasserabsorbierenden Harzpulvers (a) oder (a1) vor dem Mischen bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 80 °C, stärker bevorzugt 40 bis 70 °C unter dem Gesichtspunkt der Mischbarkeit.
Weiter ist unter den verschiedenen Mischverfahren in der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bevorzugt, das umfasst: Mischen im Voraus der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder des nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffers (b2) und weiter des Vernetzungsmittels (c) oder (c1) mit Wasser und/oder dem hydrophilen or ganischen Lösungsmittel, falls nötig; und danach gesprühte oder getropfte, stärker bevorzugt gesprühte, Zugabe der erhaltenen wässrigen Lösung zu dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a). Die Größe der gesprühten Flüssigkeitstropfen ist bevorzugt nicht größer als 300 μm, stärker bevorzugt nicht größer als 200 μm. Wenn das Mischen durchgeführt wird, können außerdem wasserunlösliche Feinteilchenpulver oder Tenside in einem solchen Bereich nebeneinander vorhanden sein, dass sie die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht hindern.
Eine bevorzugte Mischvorrichtung, die für das zuvor erwähnte Mischen verwendet wird, muss eine große Mischleistung entwickeln können, um eine gleichförmige Mischung sicher durchführen zu können. Bevorzugte Beispiele für die in der vorliegenden Erfindung verwendbare Mischvorrichtung umfassen Zylindermischer, Doppelwandkonusmischer, Hochgeschwindigkeitsrührmischer, V-förmige Mischer, Bandmischer, Schraubenmischer, Wirbelschichtofendrehscheibenmischer, Luftstrommischer, Zweiarmkneter, interne Mischer, Zerkleinerungsmischer, Rotationsmischer und Schneckenextruder.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein wasserabsorbierendes Harz ist dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt des Mischens des wasserabsorbierenden Harzpulvers (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) umfasst, sodass das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1) einer Vernetzungsbehandlung unterworfen wird.
In dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für ein wasserabsorbierendes Mittel ist es bevorzugt, dass: das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) gemischt wird und danach die Wärmebehandlung durchgeführt wird, wenn die oberflächennahen Bereiche des wasserabsorbierenden Harzes vernetzt werden.
Wenn die Wärmebehandlung in der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, liegt die Behandlungszeit bevorzugt in dem Bereich von 1 bis 180 Minuten, stärker bevorzugt in dem Bereich von 3 bis 120 Minuten, noch stärker bevorzugt in dem Bereich von 5 bis 100 Minuten. Die Wärmebehandlungstemperatur (die als die Temperatur des Wärmemediums oder als Materialtemperatur definiert ist) liegt bevorzugt in dem Bereich von 100 bis 250 °C, stärker bevorzugt 140 bis 240 °C, noch stärker bevorzugt 150 bis 230 °C, noch stärker bevorzugt 160 bis 220 °C. Wenn die Erwärmungstemperatur niedriger als 100 °C ist, wird nicht nur eine Verringerung der Produktivität verursacht, da es viel Zeit erfordert, die Wärmebehandlung oder Dehydratisierungsreaktion durchzuführen, sondern es kann auch kein hervorragendes wasserabsorbierendes Mittel erhalten werden, da die Vernetzung nicht gleichförmig erreicht wird. Außerdem wird in dem Fall, dass die Erwärmungstemperatur höher als 250 °C ist, das erhaltene wasserabsorbierende Mittel geschädigt und deshalb gibt es Fälle, wo es schwierig ist, das wasserabsorbierende Mittel mit hervorragenden Eigenschaften zu erhalten.
Die Wärmebehandlung kann mit herkömmlichen Trocknern oder Wärmeöfen durchgeführt werden. Beispiele dafür umfassen Kanalmischtrockner, Rotationstrockner, Scheibentrockner, Wirbelschichttrockner, Luftstromtrockner und Infrarottrockner.
Das oben genannte Herstellungsverfahren für ein wasserabsorbierendes Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter einen Schritt umfassen, in dem dem wasserabsorbierenden Mittel oder wasserabsorbierenden Harz unterschiedliche Funktionen verliehen werden, falls nötig, wie etwa einen Schritt der Zugabe von Materialien, wie etwa Deodorantien, antimikrobielle Mittel, Geruchsstoffe, anorganische Pulver, wie etwa Siliciumdioxid und Titanoxid, Treibmittel, Pigmente, Farbstoffe, hydrophile Kurzfasern, Weichmacher, Haftklebstoffe, Tenside, Dünger, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Wasser, Salze, Chelatisierungsmittel, Desinfektionsmittel, hydrophile Polymere, wie etwa Polyethylenglykole und Polyethylenimin, hydrophobe Polymere, wie etwa Paraffin, thermoplastische Harze, wie etwa Polyethylen und Polypropylen, und duroplastische Harze, wie etwa Polyesterharze und Harnstoffharze. Die verwendete Menge dieser Additive liegt in dem Bereich von 0 bis 10 Gew.-Teilen, bevorzugt 0 bis 1 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Mittels.
Die kationische Polymerverbindung, die für das wasserabsorbierende Mittel in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann etwa das Fixiervermögen des wasserabsorbierenden Mittels an einen Sanitärartikel verbessern, und weist bevorzugt ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von nicht weniger als 2.000, stärker bevorzugt nicht weniger als 5.000, am bevorzugtesten nicht weniger als 10.000 auf. Außerdem liegt die verwendete Menge bevorzugt in dem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-Teile, noch stärker bevorzugt 0,1 bis 3 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Harzes. Das Mischen der kationischen Polymerverbindung wird durchgeführt, indem es alleine oder in Form einer Lösung (eine wässrige Lösung) bevorzugt nach der Oberflächenvernetzung zugegeben wird. Spezifische Beispiele für die kationische Polymerverbindung umfassen Polyethylenimin, Polyvinylamin, Polyallylamin, kondensierte Produkte aus Polyamidamin und Epichlorhydrin, Polyamidin, teilneutralisierte Produkte aus Poly(N-vinylformaldehyd) oder deren Salze.
Durch Verwendung der wasserunlöslichen Feinteilchen kann die Flüssigkeitsdurchlässigkeit des wasserabsorbierenden Mittels und die Blocking-Beständigkeit beim Absorbieren von Feuchtigkeit weiter verbessert werden. Was die verwendeten Feinteilchen betrifft, werden anorganische oder organische wasserunlösliche Feinteilchen mit einer Größe von bevorzugt nicht größer als 10 μm, stärker bevorzugt nicht größer als 1 μm, besonders bevorzugt nicht größer als 0,1 μm verwendet. Spezifische Beispiele dafür umfassen Siliciumoxid (Handelsname: Aerosil, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.), Titanoxid und Aluminiumoxid. Das Mischen wird durch Leistungsmischen (Trockenmischen) oder Aufschlämmungsmischen durchgeführt, und die verwendete Menge liegt bevorzugt in dem Bereich von nicht größer als 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 0,001 bis 5 Gew.-Teile, noch stärker bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des wasserabsorbierenden Mittels.
(Wasserabsorbierendes Mittel und Sanitärartikel, der es enthält):
In der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiges wasserabsorbierendes Mittel bevorzugt dadurch bereitgestellt, dass ein Verfahren durchgeführt wird, das den Schritt des Mischens des wasserabsorbierenden Harzpulvers (a) oder (a1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit dem Vernetzungsmittel (c) oder (c1) umfasst, wodurch das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1) einer Vernetzungsbehandlung unterworfen wird, wodurch das neuartige wasserabsorbierende Mittel hohe Eigenschaften aufweist, die durch die zuvor erwähnten Effekte der vorliegenden Erfindung verursacht werden.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel ist bevorzugt ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel, dessen Hauptanteil aus einem wasserabsorbierenden Harz besteht, das durch ein Verfahren erhalten wird, das den Schritt des Polymerisierens einer ungesättigten Monomerkomponente umfasst, und eine vernetzte Struktur aufweist.
(1) Wasserabsorbierendes Mittel, das beim Durchführen der Säurepolymerisation erhalten wird:
Wenn das wasserabsorbierende Harz durch die Säurepolymerisation erhalten wird, ist das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel bevorzugt ein wasserabsorbierendes Mittel, das durch ein Verfahren erhalten wird, das die Schritte umfasst: Polymerisieren eines Monomers, das ein Säuregruppen enthaltendes Monomer (Salz) einschließt; und dann Nachneutralisierung des erhaltenen Polymers; und dann Oberflächenvernetzung des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes. Stärker bevorzugt weist das zuvor erwähnte wasserabsorbierende Harz, das aus der Nachneutralisation stammt, einen Neutralisationsindex von bevorzugt nicht weniger als 15, stärker bevorzugt nicht weniger als 17, besonders bevorzugt nicht weniger als 20 auf. Außerdem weist das zuvor erwähnte oberflächenvernetzte wasserabsorbierende Mittel bevorzugt einen Neutralisationsindex von nicht weniger als 15, stärker bevorzugt nicht weniger als 17, besonders bevorzugt nicht weniger als 20 auf. Wenn der Neutralisationsindex verringert wird, um Oberflächenvernetzungseffekte zu verstärken, erfordert es viel Zeit und komplizierte Schritte, die Neutralisation durchzuführen. Die Oberflächenvernetzung kann jedoch in der vorliegenden Erfindung leicht und hervorragend erreicht werden, auch wenn die Neutralisation ungleichförmig ausgeführt wird.
Bisher wies ein wasserabsorbierendes Harz, das durch ein Verfahren erhalten wird, das die Schritte umfasst: Polymerisieren eines Monomers, das ein Säuregruppen enthaltendes Monomer (Salz) einschließt, und weiter Nachneutralisierung des erhaltenen Polymers, ein hohes Absorptionsvermögen und einen niedrigen extrahierbaren Gehalt auf. Es ist jedoch allgemein schwierig gewesen, das Absorptionsvermögen unter Druck zu verbessern, da die Neutralisation des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes ungleichförmig ist. Um dieses Problem zu lösen, ist in JP-A-101735/1998 ( EP 0882502 ) eine Technik bekannt, die Unterschiede zwischen den Neutralisationsverhältnissen (Neutralisationsindizes) einzelner Teilchen eines wasserabsorbierenden Harzes genau zu regulieren.
In dem Verfahren zur Regulierung dieses Neutralisationsindex erreichte ein wasserabsorbierendes Harz mit niedrigem extrahierbarem Gehalt, das durch ein Verfahren erhalten wurde, das die Schritte einschließt: Polymerisieren eines Monomers, das ein Säuregruppen enthaltendes Monomer (Salz) einschließt; und weiter Nachneutralisieren des erhaltenen Polymers, ein höheres Absorptionsvermögen unter Druck, wobei das Absorptionsvermögen nicht in der Vergangenheit war, aber es erforderte sehr viel Zeit, den Neutralisationsindex zu regulieren. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung, in welchem der Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist jedoch sehr vorteilhaft, da es unnötig ist, den Neutralisationsindex genau zu regulieren, und da das hohe Absorptionsvermögen unter Druck sich selbst dann ergibt, wenn die Nachneutralisation einfach und ungleichförmig durchgeführt wird. Dabei ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf wasserabsorbierende Harze mit einem niedrigen extrahierbaren Gehalt beschränkt, die durch das Säureart-Polymerisationsverfahren erhalten werden, in welchem das wasserabsorbierende Harz durch ein Verfahren erhalten wird, das die Schritte umfasst aus: Polymerisieren eines Monomers, das ein Säuregruppen enthaltendes Monomer (Salz) einschließt; und weiter Nachneut ralisieren des erhaltenen Polymers; sondern, wie etwa in den unten gezeigten Beispielen gezeigt wird, die vorliegende Erfindung wird vorteilhaft ebenfalls auf ein wasserabsorbierendes Harz angewendet, das durch ein Neutralisationspolymerisationsverfahren erhalten wird, das den Nachneutralisierungsschritt nicht enthält.
(2) Neuartiges wasserabsorbierendes Mittel, das fünf Eigenschaften zusammen aufweist:
Außerdem weist das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel, ob die Säurepolymerisation durchgeführt wird oder nicht, die folgenden Eigenschaften auf Die vorliegende Erfindung ergibt insbesondere ein neuartiges wasserabsorbierendes Mittel, das fünf Eigenschaften zusammen aufweist (zusätzlich zu den vier Eigenschaften von Teilchendurchmesserverteilung, CRC, AAP und SFC und weiter mindestens eine (bevorzugt mindestens zwei, stärker bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens vier) etwa von SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizient, SFC-Variationsrate, SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem und extrahierbarer Gehalt der Oberflächenschicht).
(a) Teilchendurchmesserverteilung:
Der mittlere Teilchendurchmesser oder die Schüttdichte des erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden Mittels liegt bevorzugt in dem Bereich des zuvor erwähnten wasserabsorbierenden Harzes, nämlich in dem Bereich von 300 bis 600 μm, wobei der Anteil an Feinpulvern mit Teilchendurchmessern von nicht größer als 150 μm nicht mehr als 10 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 5 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 2 Gew.-% beträgt.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel umfasst Teilchen mit Teilchendurchmessern von weniger als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aller Teilchen des teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels, und schließt mindestens zwei Bestandteile (bevorzugt mindestens drei Bestandteile, stärker bevorzugt mindestens vier Bestandteile), aus der folgenden Gruppe ein: Teilchen (A1) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (A2) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (A3) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (A4) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel umfasst bevorzugt Teilchen mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 95 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht weniger als 97 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 98 Gew.-% aller Teilchen. Die hohen Eigenschaften in dem Sanitärartikel werden wegen der Regulierung auf eine solche spezifische Durchmesserverteilung erreicht.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel umfasst bevorzugt die zuvor erwähnten vier Arten von Teilchen A1 bis A4 in ihren jeweiligen Anteilen von nicht weniger als 0,1 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht weniger als 1 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 3 Gew.-%. In diesem Fall sind die oberen Grenzen davon nicht besonders eingeschränkt, aber die jeweiligen Obergrenzen der zuvor erwähnten vier Arten von Teilchen A1 bis A4 sind bevorzugt nicht mehr als 99 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 90 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 80 Gew.-%. Die Absorptionsgeschwindigkeit, die von der Oberfläche der Teilchen abhängt, wird in guter Ausgewogenheit reguliert, da das wasserabsorbierende Mittel die Teilchen, die ihre jeweiligen Teilchendurchmesserbereiche aufweisen, in nicht weniger als dem festgelegten Verhältnis enthält.
(b) CRC:
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel zeigt bevorzugt ein 30-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 31 g/g ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (Zentrifugenretentionsvermögen, Centrifuge Retention Capa city/CRC). Da die CRC nicht weniger als 31 g/g beträgt, ist die Absorption des Sanitärartikels, der das wasserabsorbierende Mittel umfasst, hervorragend, und ein kompakter Sanitärartikel kann verwirklicht werden, und dies führt weiter zu einer Senkung der Kosten einer wasserabsorbierenden Struktur (dabei bedeutet die wasserabsorbierende Struktur eine wasserabsorbierende Struktur für Körperflüssigkeiten, die das wasserabsorbierende Mittel und, falls nötig, andere wasserabsorbierende Materialien, wie etwa Fasern, enthält). Das CRC beträgt bevorzugt nicht weniger als 32 g/g, noch bevorzugter nicht weniger als 33 g/g, noch weiter bevorzugt nicht weniger als 34 g/g, besonders bevorzugt nicht weniger als 35 g/g, stärker besonders bevorzugt nicht weniger als 36 g/g. Wenn das 30-Minuten-Absorptionsvermögen ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung weniger als 31 g/g beträgt, ist die Gesamtmenge an Urin, die durch die wasserabsorbierende Struktur absorbiert werden kann, gering, und die Menge des Urins, die ehemals durch die wasserabsorbierende Struktur absorbiert wurde und dann an die Oberfläche der Einwegwindel zurückkehrt, wird stark erhöht. Wenn weiter geplant wird, die Absorptionsmenge des Urins, die von der wasserabsorbierenden Struktur verlangt wird, beizubehalten, gibt es Nachteile, dass: die Menge des für die wasserabsorbierende Struktur verwendeten wasserabsorbierenden Mittels erhöht wird, der Sanitärartikel dick und schwer wird und es führt zu einer Steigerung der Kosten der wasserabsorbierenden Struktur.
(c) AAP:
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel zeigt bevorzugt ein 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 20 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (Absorptionsvermögen gegen Druck, Absorbency Against Pressure/AAP). Da das AAP nicht weniger als 20 g/g beträgt, und wenn das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel teilweise als eine wasserabsorbierende Struktur von Einwegwindeln verwendet wird, wird der Effekt, dass Urin, der durch die wasserabsorbierende Struktur absorbiert wird, am Zurückkehren an die Oberfläche der Windel gehindert wird, stark erhöht. Das 60-Minuten-Absorptionsvermögen unter einem Druck von 4,83 kPa für eine 0,90 gew.-%ige physiologische Kochsalzlö sung ist stärker bevorzugt nicht weniger als 22 g/g, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 24 g/g, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 25 g/g, besonders bevorzugt nicht weniger als 26 g/g, stärker besonders bevorzugt nicht weniger als 27 g/g. Wenn das 60-Minuten-Absorptionsvermögen unter Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung weniger als 20 g/g beträgt, gibt es Nachteile einer starken Verringerung der Wirkung, dass Urin, der durch die wasserabsorbierende Struktur absorbiert ist, am Zurückkehren an die Oberfläche der Windel gehindert wird.
(d) SFC:
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel zeigt bevorzugt eine Salzlösungsfließleitfähigkeit von nicht weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1) für 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung (Saline Flow Conductivity/SFC). Die SFC weist einen großen Einfluss auf die Flüssigkeitsdurchlässigkeit des wasserabsorbierenden Mittels, das in der vorliegenden Erfindung erhalten wird, auf, nachdem das wasserabsorbierende Mittel gequollen ist. Das heißt, wenn zum Beispiel das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel teilweise als eine wasserabsorbierende Struktur von Einwegwindeln verwendet wird, werden die folgenden Wirkungen merklich verbessert: Die Flüssigkeitsdurchlässigkeit wird verbessert, und die Flüssigkeit breitet sich ausreichend durch die wasserabsorbierende Struktur hindurch aus und die Absorptionsmenge der Flüssigkeit wird erhöht, und ein Auslaufen der Flüssigkeit wird verhindert. Die SFC beträgt bevorzugt nicht weniger als 25 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1), stärker bevorzugt nicht weniger als 30 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1), noch stärker bevorzugt nicht weniger als 35 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1), besonders bevorzugt nicht weniger als 40 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1), stärker besonders bevorzugt nicht weniger als 50 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1). Wenn die SFC weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1) beträgt, gibt es zum Beispiel Nachteile, dass: Wenn das wasserabsorbierende Mittel als wasserabsorbierende Struktur von Einwegwindeln verwendet wird, die Flüssigkeitsdurchlässigkeit verringert wird, und die Flüssigkeit in der wasserabsorbierenden Struktur lokalisiert ist, und die Absorptionsmenge der Flüssigkeit verringert wird, und das Auslaufen der Flüs sigkeit erhöht wird und daher die Eigenschaften als wasserabsorbierende Struktur extrem verringert werden.
Das heißt, das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel kombiniert bevorzugt die folgenden drei Eigenschaften in guter Ausgewogenheit zusätzlich zu der Teilchendurchmesserverteilung zum Zwecke seiner Verwendung für Sanitärartikel. Das heißt, wenn nur eine oder zwei von CRC, AAP und SFC hohe Eigenschaften aufweisen würden, würde das wasserabsorbierende Material für Sanitärartikel sich als nicht hinreichend vorteilhaft erweisen. Diese drei Eigenschaften werden bevorzugt nicht nur auf das zuvor erwähnte wasserabsorbierende Mittel, das durch die Säurepolymerisation erhalten wird und einen spezifischen Neutralisationsindex aufweist, sondern auch für ein wasserabsorbierendes Harz, das durch die Neutralisationspolymerisation erhalten wird, die keinen Nachneutralisierungsschritt enthält, angewendet.
Ein 30-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 31 g/g ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (CRC).
Ein 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 24 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (AAP).
Eine Salzlösungsfließleitfähigkeit von nicht weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1) für 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung (SFC).
(e) SFC-Variationsindex:
Außerdem haben die Erfinder die Tatsache herausgefunden, dass: in Teilchen von wasserabsorbierendem Harz (wasserabsorbierendem Mittel), dessen Eigenschaften bisher als die Gesamtheit der Teilchen (Masse) beurteilt und verwaltet wurden, die Eigenschaften der Teilchen des wasserabsorbierenden Harzes (wasserabsorbierendes Mittel) gemäß ihren Teilchendurchmessern sehr unterschiedlich sind, und dass dieser Unterschied der Eigenschaften gemäß den Teilchendurchmessern die Verringerung der Ei genschaften in Sanitärartikeln verursacht. Es wird angenommen, dass die Streuung der Teilchendurchmesser in den Teilchen des wasserabsorbierenden Mittels, das in den Sanitärartikeln enthalten ist, mikroskopisch gesehen werden und daher der Unterschied der Eigenschaften entsprechend einzelnen Sanitärartikeln oder entsprechend Teilen eines Sanitärartikels, der auf der Teilchendurchmesserverteilung beruht, die Verringerung der Eigenschaften in den Sanitärartikeln verursacht.
Daher stellen die Erfinder ein wasserabsorbierendes Mittel bereit, das geringe Unterschiede der Eigenschaften entsprechend den Teilchendurchmessern aufweist, insbesondere wenig Streuung der SFC gemäß Teilchendurchmesser.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt einen SFC-Variationsindex von 0 bis 25 % auf, wobei der SFC-Variationsindex durch die folgende Gleichung (1) definiert ist: SFC-Variationsindex ( %) = [(Standardabweichung der SFCs von Teilchen A1 bis A4)/(SFC des gesamten teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels)] × 100 (1).
In diesem SFC-Variationsindex und dem folgenden SFC-Variationskoeffizienten wird die Standardabweichung der SFCs der Teilchen A1 bis A4 durch Klassieren der Teilchen des wasserabsorbierenden Mittels bestimmt, um 2 bis 4 Arten von Teilchen zu erhalten, die unter den Teilchen A1 bis A4 in dem wasserabsorbierenden Mittel vorhanden sind, und in dem anschließend die SFCs der erhaltenen Teilchen in ihren jeweiligen Teilchendurchmesserbereichen jeweils einmal gemessen werden und dann die Standardabweichung der SFC-Werte der 2 bis 4 Arten von Teilchen berechnet wird. Außerdem wird der Mittelwert ebenfalls auf die gleiche Weise aus den SFC-Werten der 2 bis 4 Arten von Teilchen berechnet.
Dieser SFC-Variationsindex stellt die Streuung der SFCs gemäß den Teilchendurchmessern dar. Wenn der SFC-Variationsindex in dem Bereich von 0 bis 25 % liegt, werden die folgenden Wirkungen erhalten: Die wasserabsorbierende Struktur weist eine stärker gleichförmige Flüssigkeitsdurchlässigkeit auf, und die Flüssigkeit verteilt sich leicht in der gesamten wasserabsorbierenden Struktur, und das Austreten der Flüssigkeit wird verhindert. Der SFC-Variationsindex liegt stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 23 %, noch stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 20 %, noch stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 18 %, besonders bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 15 %, stärker besonders bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 10 %. Wenn der SFC-Variationsindex mehr als 25 % beträgt, gibt es zum Beispiel die Nachteile, dass: wenn das wasserabsorbierende Harz für eine wasserabsorbierende Struktur von Einwegwindeln verwendet wird, die Streuung der Flüssigkeitsdurchlässigkeit in der wasserabsorbierenden Struktur verursacht wird und es schwierig wird, die Flüssigkeit in der gesamten wasserabsorbierenden Struktur zu verteilen, und das Auslaufen der Flüssigkeit verursacht wird und die Flüssigkeitsabsorptionsmenge der wasserabsorbierenden Struktur verringert wird.
(f) SFC-Variationskoeffizient:
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt einen SFC-Variationskoeffizienten von 0 bis 0,25 auf, wobei der SFC-Variationskoeffizient durch die folgende Gleichung (2) definiert ist: SFC-Variationskoeffizient = (Standardabweichung der SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(Mittelwert der SFCs der Teilchen A1 bis A4) (2).
Dieser SFC-Variationskoeffizient und die folgende SFC-Variationsrate stellen ebenfalls ähnlich die Kleinheit des Unterschieds der SFCs gemäß den Teilchendurchmessern dar. Wenn der SFC-Variationskoeffizient in dem Bereich von 0 bis 0,25 liegt, wird das Ausmaß der Streuung der SFCs gemäß den Teilchendurchmessern (zum Beispiel A1 bis A4) verringert. Wenn zum Beispiel eine wasserabsorbierende Struktur von Einwegwindeln unter Verwendung des erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden Mittels hergestellt wird, ist die Flüssigkeitsdurchlässigkeit in der wasserabsorbierenden Struktur gleichförmig, und weiter verschwindet die Streuung der Leistung der Einwegwindeln, selbst wenn wasserabsorbierende Strukturen miteinander verglichen werden, und es führt dazu, dass es ermöglicht wird, Einwegwindeln mit stabilen Qualitäten herzustellen. Der SFC-Variationskoeffizient liegt stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 0,23, noch stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 0,20, noch stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 0,18, besonders bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 0,15, noch stärker bevorzugt in dem Bereich von 0 bis 0,10. Wenn der SFC-Variationskoeffizient mehr als 0,25 beträgt und/oder wenn die SFC-Variationsrate weniger als 0,65 beträgt, gibt es Nachteile, dass: die Flüssigkeitsdurchlässigkeit in der wasserabsorbierenden Struktur des Sanitärartikels (insbesondere Einwegwindeln), die das wasserabsorbierende Mittel umfasst, ungleichförmig ist, und weiter die Streuung der Leistung der Einwegwindeln erhöht wird, selbst wenn wasserabsorbierende Strukturen miteinander verglichen werden, und daher können Einwegwindeln mit stabilen Qualitäten nicht hergestellt werden.
(g) SFC-Variationsrate:
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt eine SFC-Variationsrate von 0,65 bis 1,00 auf, wobei die SFC-Variationsrate durch die folgende Gleichung (3) definiert ist: SFC-Variationsrate = (minimale SFC unter den SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(maximale SFC unter den SFCs der Teilchen A1 bis A4) (3).
Diese SFC-Variationsrate stellt ebenfalls ähnlich die Kleinheit des Unterschieds der SFCs gemäß den Teilchendurchmessern dar und ist besonders bevorzugt in dem Bereich von 0,70 bis 1,00, noch stärker bevorzugt 0,75 bis 1,00, besonders bevorzugt 0,80 bis 1,00.
(h) Extrahierbarer Gehalt der Oberflächenschicht:
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt einen extrahierbaren Gehalt der Oberflächenschicht von nicht weniger als 6,0 Gew.-% (bezogen auf das wasserabsorbierende Mittel) auf. Dieser extrahierbare Gehalt der Oberflächenschicht beträgt bevorzugt nicht mehr als 5,5 Gew.-%, stärker bevorzugt nicht mehr als 5,0 Gew.-%, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 4,5 Gew.-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 4,0 Gew.-%.
Der extrahierbare Gehalt der Oberflächenschicht, der durch das Messverfahren der vorliegenden Erfindung bestimmt wird, bedeutet einen extrahierbaren Gehalt, der dem praktischen Gebrauch für den Sanitärartikel entspricht, und das wasserabsorbierende Mittel weist ein besseres Absorptionsvermögen in dem Sanitärartikel auf. Das heißt, viele Messungen des wasserextrahierbaren Gehalts (z. B. US Re 32649 und EDANA-Verfahren) sind bisher bekannt. Es ist jedoch herausgefunden worden, dass bisher ein größeres Übermaß des extrahierbaren Gehalts gemessen wurde als der extrahierbare Gehalt, von dem angenommen wird, dass er bei der praktischen Verwendung herausgelöst wird, da die Messung in einem Übermaß an Flüssigkeit für lange Zeit durchgeführt wird. Dann hat sich gezeigt, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung das beste Modell für die praktische Verwendung in dem Sanitärartikel ist.
(i) SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt eine SFC-Standardabweichung von nicht mehr als 5,0 in einem kontinuierlichen Herstellungssystem auf, wobei die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem durch die folgende Gleichung (4) definiert ist: SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem = Standardabweichung von SFC jeder Charge (4)wobei: jede Charge ein Gewicht von nicht weniger als 20 kg aufweist; und die Zahl der Chargen nicht kleiner als 10 ist.
Das oben genannte kontinuierliche Herstellungssystem bedeutet die kontinuierliche Herstellung eines wasserabsorbierenden Mittels für nicht weniger als 24 Stunden oder in einer Menge von nicht weniger als 10 Tonnen pro Linie. Was außerdem grundsätzliche Schritte des Herstellungsverfahrens für ein wasserabsorbierendes Mittel (z. B. Polymerisation, Trocknung, Zerkleinerung und Oberflächenbehandlung) betrifft, wird jeder Schritt in einem Intervall von nicht mehr als 24 Stunden (bevorzugt nicht mehr als 12 Stunden, stärker bevorzugt nicht mehr als 6 Stunden, besonders bevorzugt nicht mehr als 3 Stunden) in dem kontinuierlichen Herstellungssystem durchgeführt, unabhängig von einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Art und Weise (z. B. kontinuierliche Polymerisation oder Polymerisation in Chargen in einem Polymerisationsschritt).
Jede Charge weist bevorzugt ein Gewicht von 20 kg bis 100 Tonnen, stärker bevorzugt 0,1 bis 50 Tonnen, noch stärker bevorzugt 0,5 bis 25 Tonnen auf.
Die Zahl der Chargen ist bevorzugt nicht kleiner als 20, stärker bevorzugt nicht kleiner als 30, noch stärker bevorzugt nicht kleiner als 50, besonders bevorzugt nicht kleiner als 100.
Diese SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem stellt die Streuung der SFC-Werte unter den Chargen dar. Wenn die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem nicht mehr als 5,0 beträgt, ist die Streuung der SFC-Werte unter den Chargen verringert. Wenn zum Beispiel eine wasserabsorbierende Struktur aus Einwegwindeln unter Verwendung des erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden Mittels hergestellt wird, wird es ermöglicht, Einwegwindeln herzustellen, die stabile Qualitäten aufweisen. Die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren beträgt stärker bevorzugt nicht mehr als 4,5, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 4,3, noch stärker bevorzugt nicht mehr als 4,0, besonders bevorzugt 3,5, stärker besonders bevorzugt 3,0 und am stärksten bevorzugt nicht mehr als 2,5. Wenn die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungs system mehr als 5,0 beträgt, gibt es den Nachteil, dass Einwegwindeln mit stabilen Qualitäten nicht hergestellt werden können.
Wenn das wasserabsorbierende Mittel für Sanitärartikel verwendet wird, sind die oben genannten unterschiedlichen Eigenschaften wichtige Eigenschaften, die wechselseitig mit den Ergebnissen (z. B. Absorptionsmenge und Auslaufen von Windeln) der praktischen Verwendung zusammenhängen, und das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel ist hinsichtlich dieser unterschiedlichen Eigenschaften besonders hervorragend. Ihre Messverfahren werden in dem späteren Teil "AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN" beschrieben.
Das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel weist bevorzugt die oben erwähnten unterschiedlichen Eigenschaften auf. Das wasserabsorbierende Mittel, das einen besonders bevorzugten Aufbau aufweist, ist ein wasserabsorbierendes Mittel, das mindestens einer (stärker bevorzugt mindestens zwei, noch stärker bevorzugt allen drei) der oben beschriebenen Gleichungen (1), (2) und (4) genügt.
Das heißt, ein erfindungsgemäßes wasserabsorbierendes Mittel ist ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel, dessen Hauptanteil aus einem wasserabsorbierenden Harz besteht, das durch ein Verfahren erhalten wird, das den Schritt des Polymerisierens einer ungesättigten Monomerkomponente umfasst, und eine vernetzte Struktur aufweist, wobei das wasserabsorbierende Mittel dadurch gekennzeichnet ist, dass: das teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel Teilchen umfasst, die Teilchendurchmesser von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aller Teilchen des teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels umfasst; und mindestens zwei Bestandteile aus der Gruppe aus: Teilchen (A1) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (A2) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (A3) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (A4) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm aufweist; und weiter den folgenden Eigenschaften genügt:
einem 30-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 31 g/g ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (CRC);
einem 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 24 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (AAP);
einer Salzlösungsfließleitfähigkeit von nicht weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1) für 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung (SFC); und
einem SFC-Variationsindex von 0 bis 25 %, wobei der SFC-Variationsindex durch die folgende Gleichung (1) definiert ist: SFC-Variationsindex (%) = [(Standardabweichung von SFCs von Teilchen A1 bis A4)/(SFC des gesamten teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels)] × 100 (1).
Außerdem ist ein weiteres erfindungsgemäßes wasserabsorbierendes Mittel ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel, dessen Hauptanteil aus einem wasserabsorbierenden Harz besteht, das durch ein Verfahren erhalten wird, das den Schritt des Polymerisierens einer ungesättigten Monomerkomponente aufweist, und eine vernetzte Struktur aufweist,
wobei das wasserabsorbierende Mittel dadurch gekennzeichnet ist, dass: das teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel Teilchen mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aller Teilchen des teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels; und mindestens zwei Bestandteile aus der Gruppe aus: Teilchen (A1) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (A2) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (A3) mit Teilchen durchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (A4) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm umfasst; und weiter den folgenden Eigenschaften genügt:
einem 30-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 31 g/g ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (CRC);
einem 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 24 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für eine 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (AAP);
einer Salzlösungsfließleitfähigkeit von nicht weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1) für 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung (SFC); und
einem SFC-Variationskoeffizienten von 0 bis 0,25, wobei der SFC-Variationskoeffizient durch die folgende Gleichung (2) definiert ist: SFC-Variationskoeffizient = (Standardabweichung der SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(Mittelwert der SFCs der Teilchen A1 bis A4) (2).
Außerdem ist noch ein weiteres erfindungsgemäßes kontinuierlich hergestelltes wasserabsorbierendes Mittel ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel, dessen Hauptanteil aus einem wasserabsorbierenden Harz besteht, das durch ein Verfahren erhalten wird, das den Schritt des Polymerisierens einer ungesättigten Monomerkomponente umfasst, und eine vernetzte Struktur aufweist,
wobei das wasserabsorbierende Mittel dadurch gekennzeichnet ist, dass: das teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel Teilchen mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aller Teilchen des teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels umfasst; und mindestens zwei Bestandteile aus der Gruppe aus: Teilchen (A1) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (A2) mit Teilchen durchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (A3) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (A4) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm umfasst; und weiter den folgenden Eigenschaften genügt:
einem 30-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 31 g/g ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (CRC);
einem 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 24 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (AAP); einer Salzlösungsfließleitfähigkeit von nicht weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × s × g^-1) für 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung (SFC); und
einer SFC-Standardabweichung von nicht mehr als 5,0 in einem kontinuierlichen Herstellungssystem, wobei die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem durch die folgende Gleichung (4) definiert ist: SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem = Standardabweichung der SFC jeder Charge (4)wobei: die CRC, AAP und SFC im Durchschnitt der Chargen sind; jede Charge ein Gewicht von nicht weniger als 20 kg aufweist; und die Zahl der Chargen nicht kleiner als 10 ist.
Noch ein weiteres erfindungsgemäßes wasserabsorbierendes Mittel ist ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel, das durch ein Verfahren erhalten wird, das die Schritte umfasst: Polymerisieren eines Monomers, das ein Säuregruppen enthaltendes Monomer (Salz) umfasst; und dann Nachneutralisierung des erhaltenen Polymers; und dann Oberflächenvernetzung des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes, wobei das wasserabsorbierende Mittel dadurch gekennzeichnet ist, dass das teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel oder das wasserabsorbierende Harz einen Neutralisationsindex von nicht weniger als 15 aufweist und ein 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 20 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (AAP) nach der Oberflächenvernetzung zeigt.
Bei dem oben beschriebenen wasserabsorbierenden Mittel sind die CRC, AAP, SFC, SFC-Variationsindex und SFC-Variationskoeffizient bevorzugt in dem zuvor erwähnten Bereich, und das neuartige erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel wird zum Beispiel durch das erfindungsgemäße zuvor erwähnte Herstellungsverfahren für ein wasserabsorbierendes Mittel erhalten. In dem erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden Mittel sind die CRC, AAP und SFC sehr hoch, und die hohen Eigenschaften werden in guter Ausgewogenheit beibehalten, und weiter ist die Variation der Eigenschaften gemäß den Teilchendurchmessern ebenfalls geringer als herkömmlich. Daher ist das wasserabsorbierende Mittel ein hervorragendes wasserabsorbierendes Mittel, das unter jeder Bedingung der Verwendung des Sanitärartikels hohe Eigenschaften zeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das wasserabsorbierende Mittel, das hinsichtlich der Ausgewogenheit von Absorptionsvermögen ohne Druck, Absorptionsvermögen unter Druck und Salzlösungsfließleitfähigkeit hervorragend ist, und das gute Absorptionseigenschaften aufweist, leicht hergestellt werden, und es wird weithin verwendet, etwa für wasserspeichernde Mittel für landwirtschaftliche und Gartenbaugebiete, industrielle wasserspeichernde Mittel, feuchtigkeitsabsorbierende Mittel, feuchtigkeitsentfernende Mittel und Baumaterialien. Das wasserabsorbierende Mittel kann jedoch besonders bevorzugt für Sanitärartikel zum Absorbieren von Stuhl, Urin oder Blut, etwa für Einwegwindeln und Damenbinden, verwendet werden. Weiterhin ist das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel hinsichtlich der Ausgewogenheit der oben beschriebenen unterschiedlichen Eigenschaften hervorragend, und daher kann der Sanitärartikel allgemein in hoher Konzentration als Konzentration des wasserabsorbierenden Mittels (Gewichtsverhältnis des wasserabsorbierenden Mittels zu dem Gesamtgewicht des wasserabsorbierenden Mittels und Faserbasismaterials), zum Beispiel in dem Bereich von 30 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 50 bis 95 Gew.-% verwendet werden. Außerdem ist der Aufbau der wasserabsorbierenden Struktur in dem Sanitärartikel nicht besonders eingeschränkt, solange es eine Struktur ist, die für allgemeine wasserabsorbierende Artikel verwendet wird. Beispiele dafür umfassen: wasserabsorbierende Strukturen, die durch Anordnen des wasserabsorbierenden Mittels zwischen hydrophilen Fasermaterialien und anschließendes Formen zu Blättern (sheets) erhalten werden, nämlich wasserabsorbierende Strukturen, die geschichtete Strukturen aufweisen; und wasserabsorbierende Strukturen, die durch Formen einer Mischung aus einem hydrophilen Fasermaterial und dem wasserabsorbierenden Mittel erhalten werden, nämlich wasserabsorbierende Strukturen, die gemischte Strukturen aufweisen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch die folgenden Beispiele für einige bevorzugte Ausführungsformen im Vergleich mit nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispielen ausführlicher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Dabei wurden die unterschiedlichen Leistungen der wasserabsorbierenden Harze oder wasserabsorbierenden Mittel durch die folgenden Verfahren gemessen.
In Fällen von wasserabsorbierenden Mitteln, die für Endprodukte, wie etwa Sanitärartikel, verwendet worden sind, haben dabei die wasserabsorbierenden Mittel bereits Feuchtigkeit absorbiert. Daher können die Messungen ausgeführt werden, nachdem die wasserabsorbierenden Mittel geeignet von den Endprodukten abgetrennt und sie unter verringertem Druck bei niedriger Temperatur (z. B. bei nicht höher als 1 mmHg bei 60 °C für 12 Stunden) getrocknet wurden. Außerdem weisen alle wasserabsorbierenden Harze, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, Wassergehalte von nicht größer als 6 Gew.-% auf.
Wenn die SFCs gemäß den Teilchendurchmessern im Folgenden (4) gemessen werden, werden die SFCs der wasserabsorbierenden Mittel, die für Endprodukte (z. B. Sanitär artikel) verwendet worden sind, nach dem oben beschriebenen Vorgang gemessen. Wenn jedoch unbenutzte wasserabsorbierende Mittel, nämlich wasserabsorbierende Mittel, die nach der Herstellung in einem Labor unberührt sind, gemessen werden, werden solche wasserabsorbierenden Mittel bei allen Gelegenheiten der mechanischen Schädigung der unten erwähnten (5) unterworfen und danach hinsichtlich der SFCs gemäß den Teilchendurchmessern und der SFCs der nicht klassierten Teilchen gemessen, um sie mit der Schädigung der praktischen Herstellung oder Verwendung zu korrelieren.
(1) Absorptionsvermögen ohne Druck (30-Minuten-Absorptionsvermögen ohne Druck für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung/CRC):
Unter Bedingungen von Raumtemperatur (20 bis 25 °C) und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % wurden 0,20 g wasserabsorbierendes Harz oder wasserabsorbierendes Mittel gleichförmig in einen Vliesbeutel (60 mm × 60 mm) gegeben, und dann wurde der Beutel versiegelt. Danach wurde der Beutel in 0,9 gew.-%ige physiologische Salzlösung bei Raumtemperatur eingetaucht. Der Beutel wurde nach 30 Minuten herausgezogen, und das Gewicht (W1 (g)) des Beutels wurde nach Ablaufenlassen von Wasser bei 250 G für 3 Minuten mit einer Trennzentrifuge (hergestellt von Kokusan Co., Ltd., Trennzentrifuge: Modellart H-122) gemessen. Außerdem wurde derselbe Vorgang ohne die Verwendung von wasserabsorbierendem Mittel oder wasserabsorbierendem Mittel durchgeführt, und dann wurde das Gewicht (W0 (g)) des Beutels gemessen. Dann wurde das Absorptionsvermögen (g/g) ohne Druck aus W0 und W 1 gemäß der folgenden Gleichung berechnet: Absorptionsvermögen (g/g) ohne Druck = (W1 (g) – W0 (g))/Gewicht (g) des wasserabsorbierenden Harzes oder wasserabsorbierenden Mittels
(2) Absorptionsvermögen unter Druck (60-Minuten-Absorptionsvermögen unter einem Druck von 4,83 kPa für 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung/AAP):
Unter Bedingungen von Raumtemperatur (20 bis 25 °C) und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % wurden 0,90 g wasserabsorbierendes Mittel gleichförmig auf einem rostfreien Drahtnetz von 400 mesh (Maschenöffnungsgröße: 38 μm) ausgebreitet, das durch Verschmelzen an dem Boden eines Kunststoffunterstützungszylinders mit einem Innendurchmesser von 60 mm angebracht war, auf dem ein Kolben und ein Gewicht weiter in Abfolge angebracht wurden, wobei: der Kolben einen Außendurchmesser aufwies, der nur ein wenig kleiner als 60 mm war und keinen Spalt mit der Wandfläche des Unterstützungszylinders ergab, aber nicht am auf und ab Bewegen gehindert war, und das Gesamtgewicht des Zylinders und des Gewichts eingestellt wurden, um gleichförmig einen Druck von 4,83 kPa (0,7 psi) auf das wasserabsorbierende Mittel aufzubringen. Dann wurde das Gewicht (Wa(g)) des erhaltenen Satzes der Messapparatur gemessen.
Ein Glasfilter mit 90 mm Durchmesser (hergestellt von Sogo Rikagaku Glass Seisakusho Co., Ltd., Porendurchmesser: 100 bis 120 μm) wurde im Inneren einer Petrischale mit einem Durchmesser von 150 mm angebracht, und 0,90 gew.-%ige physiologische Salzlösung (20 bis 25 °C) wurde bis zu demselben Niveau wie die obere Oberfläche des Glasfilters zugegeben, auf der ein Filterpapier mit einem Durchmesser von 90 mm (hergestellt von ADVANTEC Toyo Co., Ltd., Handelsname: (JIS P 3801, Nr. 2), Dicke: 0,26 mm und Durchmesser zurückgehaltener Teilchen: 5 μm) dann so angebracht wurde, dass seine gesamte Oberfläche benetzt wurde, und die überschüssige Flüssigkeit wurde entfernt.
Der Satz der Messapparatur wurde auf dem nassen Filterpapier angebracht, sodass das wasserabsorbierende Harz die Flüssigkeit unter Druck absorbieren konnte. Nach 1 Stunde wurde der Satz der Messapparatur angehoben, und sein Gewicht (Wb(g)) wurde gemessen. Dann wurde das Absorptionsvermögen (g/g) unter Druck aus Wa und Wb gemäß der folgenden Gleichung berechnet: Absorptionsvermögen (g/g) unter Druck = (Wa (g) – Wb (g))/Gewicht des wasserabsorbierenden Mittels ((0,9) g)
(3) Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser:
Wasserabsorbierende Harzpulver oder wasserabsorbierende Mittel wurden mit JIS Standardsieben klassiert, die Maschenöffnungsgrößen wie etwa 850 μm, 600 μm, 500 μm, 425 μm, 300 μm, 212 μm, 150 μm, 106 μm und 75 μm aufwiesen, und dann wurden die Prozentsätze der Rückstände R auf diesen Sieben auf logarithmisches Wahrscheinlichkeitspapier aufgetragen. Daraus wurde der Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D50) abgelesen.
Hinsichtlich des Klassierungsverfahrens, wenn die Klassierung durchgeführt wird und die unten erwähnten SFCs gemäß den Teilchendurchmessern gemessen werden, wurden 10,0 g wasserabsorbierendes Harzpulver oder wasserabsorbierendes Mittel auf JIS Standardsiebe (das IIDA Testsieb (THE IIDA TESTING SIEVE) mit einem Durchmesser von 8 cm) mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm unter Bedingungen von Raumtemperatur (20 bis 25 °C) und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % gegeben, und dann mit einem Siebschüttler (IIDA SIEBSCHÜTTLER, TYP: ES-65, SER. NR. 0501) für 10 Minuten klassiert.
(4) Salzlösungsfliesleitfähigkeit für 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung (SFC):
Der folgende Test wurde gemäß dem in JP-A-509591/1997 beschriebenen Salzlösungsfließleitfähigkeits(SFC)test durchgeführt.
Eine Vorrichtung, wie in 1 gezeigt, wird verwendet, und ein wasserabsorbierendes Mittel (0,900 g), das gleichförmig in ein Gefäß 40 gegeben wird, wird in künstlichem Urin (1) für 60 Minuten unter einem Druck von 0,3 psi (2,07 kPa) gequollen, und die Gelschichthöhe des erhaltenen Gels 44 wird aufgezeichnet. Als Nächstes wird unter dem Druck von 0,3 psi (2,07 kPa) eine 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung 33 durch die gequollene Gelschicht aus einem Tank 31 unter konstantem hydrostatischem Druck hindurchgeleitet. Dieser SFC-Test wurde bei Raumtemperatur (20 bis 25 °C) durchgeführt. Die Menge der Flüssigkeit, die durch die Gelschicht durchläuft, wurde in Abhängigkeit von der Zeit als Funktion der Zeit mit einem Computer und einer Waage in 20 Sekundenintervallen für 10 Minuten aufgezeichnet. Die Flussgeschwindigkeit durch das gequollene Gel 44 (hauptsächlich zwischen Teilchen davon), F_s (t) wird in einer Einheit von g/s durch Teilen des inkrementellen Gewichts (g) durch die inkrementelle Zeit (s) bestimmt. Die Zeit, wenn der konstante hydrostatische Druck und die stabile Flussgeschwindigkeit erhalten werden, wird als t_s betrachtet, und nur die Daten, die für Zeiten zwischen t_s und 10 Minuten gesammelt werden, werden für Fließgeschwindigkeitsberechnungen verwendet. Der F_s (t = 0)-Wert, nämlich die anfängliche Fließgeschwindigkeit durch die Gelschicht, wird aus der Fließgeschwindigkeit zwischen t_s und 10 Minuten berechnet. F_s (t = 0) wird durch Extrapolieren der Ergebnisse einer Anpassung nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate von F_s (t) in Abhängigkeit von der Zeit auf t = 0 berechnet. Salzlösungsfließleitfähigkeit = (Fs (t = 0) × L0)/(ρ × A × ΔP) = (Fs (t = 0) × L0)/139.506wobei:

F_s(t = 0):: Fließgeschwindigkeit in g/Sek.;
L₀:: Anfangsdicke der Gelschicht in cm;
ρ:: Dichte der NaCl-Lösung (1,003 g/cm³);
A:: Fläche der Oberseite der Gelschicht in der Zelle 41 (28,27 cm²);
ΔP:: auf die Gelschicht aufgebrachter hydrostatischer Druck (4.920 Dyn/cm²);

^-7

³

^-1

Was die in 1 gezeigte Vorrichtung betrifft, wird das Glasrohr 32 in den Tank 31 eingeführt, und das untere Ende des Glasrohrs 32 wurde so angeordnet, dass die 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung 33 in einer Höhe von 5 cm von der Unterseite des gequollenen Gels 44 in der Zelle 41 beibehalten werden konnte. Die 0,69 gew.-%ige physiologische Salzlösung 33 in dem Tank 31 wurde der Zelle 41 durch ein L-Rohr 34 mit einem Hahn zugeführt. Ein Gefäß 48 zum Sammeln der hindurchgeleiteten Flüssigkeit wurde unter der Zelle 41 angeordnet, und das Sammelgefäß 48 war auf einer Waage 49 angeordnet. Der Innendurchmesser der Zelle 41 betrug 6 cm, und ein Nr. 400 rostfreies Drahtnetz 42 (Maschenöffnungsgröße von 38 μm) war an deren Unterseite angeordnet. Löcher 47, die ausreichend zum Hindurchleiten der Flüssigkeit waren, wurden in dem unteren Bereich eines Kolbens 46 geöffnet, und sein unterer Bereich war mit einem durchlässigen Glasfilter 45 ausgestattet, sodass das wasserabsorbierende Mittel oder dessen gequollenes Gel nicht in die Löcher 47 gelangen konnten. Die Zelle 41 wurde auf einem Ständer angeordnet, um die Zelle daraufzusetzen. Die Seite des Ständers, die in Kontakt mit der Zelle kam, war auf einem rostfreien Drahtnetz 43 angeordnet, das den Flüssigkeitsdurchlass nicht hinderte.
Der verwendete künstliche Urin (1) wurde erhalten durch Zugabe von: 0,25 g Calciumchloriddihydrat; 2,0 g Kaliumchlorid; 0,50 g Magnesiumchloridhexahydrat; 2,0 g Natriumsulfat; 0,85 g Ammoniumdihydrogenphosphat; 0,15 g Diammoniumhydrogenphosphat; und 994,25 g reines Wasser.
(5) Mechanischer Schädigungstest:
Zu einem Glasgefäß (Mayonnaiseflasche, hergestellt von Yamamura Glass Co., Ltd., Handelsname: A-29), wie in 2 gezeigt, wurden 30 g wasserabsorbierendes Mittel und 10 g Glasperlen (Sodakalkglasperlen zur Füllkörperrektifikation mit einem Perlendurchmesser von ungefähr 6 mm) gegeben. Dieses Gefäß wurde zwischen Klemmen gegeben und fixiert, die an einem Dispergierer befestigt waren (hergestellt von Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., Nr. 488 Testdispergierer), wie in 3 gezeigt, und dann wurde dieses Gefäß bei einer Zahl von Vibrationsumdrehungen von 750 cpm durch 100 V/60 Hz für 10 Minuten geschüttelt. Dadurch wird das an dem Dispergierer befestigte Gefäß rechts und links um jeweils 12,5° (25° insgesamt) gegenüber der angebrachten Seite der Klemmen des Dispergierers schräg bewegt und gleichzeitig um jeweils 8 mm (16 mm insgesamt) vor und zurück gerüttelt. Dadurch wird das wasserabsorbierende Mittel in dem Gefäß einer Erschütterung ausgesetzt. Diese Erschütterung ist eine expe rimentell bestimmte Leistung, die für den Stoß repräsentativ ist, den das wasserabsorbierende Mittel in seinem Herstellungsverfahren erhält, wird jedoch auch weithin auf Beschädigung angewendet, die verursacht wird, wenn das wasserabsorbierende Mittel nach der Herstellung transportiert wird und wenn wasserabsorbierende Strukturen hergestellt werden. Wenn in der vorliegenden Erfindung die mechanische Schädigung verursacht wird, wird insbesondere angenommen, wenn ein wasserabsorbierendes Mittel oder eine wasserabsorbierende Struktur hergestellt wird. Außerdem sind der SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizient und die SFC-Variationsrate Indizes zum Messen der Streuung der Leistung des wasserabsorbierenden Mittels in der wasserabsorbierenden Struktur. Wenn die Messung der Eigenschaften gemäß den Teilchendurchmessern durchgeführt wird, muss die zuvor erwähnte mechanische Schädigung allen wasserabsorbierenden Mitteln zugefügt werden, die im Labormaßstab hergestellt werden (die Menge des wasserabsorbierenden Mittels, die in einem Herstellungsverfahren hergestellt wird, ist nicht größer als 20 kg).
(6) Extrahierbarer (wasserextrahierbarer) Gehalt:
In ein Plastikgefäß mit 250 ml Kapazität mit einem Deckel wurden 184,3 g 0,9 gew.-%ige wässrige physiologische Natriumchloridlösung (physiologische Salzlösung) eingewogen. Dann wurden 1,00 g wasserabsorbierendes Harz der wässrigen Flüssigkeit zugesetzt, und sie wurden für 16 Stunden gerührt, dadurch wurde der extrahierbare Gehalt in dem Harz extrahiert. Diese Extraktflüssigkeit wurde mit Filterpapier (hergestellt von ADVANTEC Toyo Co., Ltd., Handelsname: (JIS P 3801, Nr. 2), Dicke: 0,26 mm und Durchmesser zurückgehaltener Teilchen: 5 μm) filtriert, und dann wurden 50,0 g des erhaltenen Filtrats abgewogen und als Messlösung betrachtet.
Zu Beginn wurde nur die physiologische Salzlösung zunächst mit einer wässrigen 0,1N NaOH-Lösung titriert, bis der pH-Wert 10 erreichte, und dann wurde die erhaltene Lösung mit wässriger 0,1N HCl-Lösung titriert, bis der pH-Wert 2,7 erreichte, sodass Blindtitrationsmengen erhalten wurden ([bNaOH] ml und [bHCl] ml).
Derselbe Titrationsvorgang wurde für die Messlösung durchgeführt, sodass Titrationsmengen erhalten wurden ([NaOH] ml und [HCl] ml.).
Wenn das wasserabsorbierende Harz zum Beispiel Acrylsäure und deren Natriumsalz in bekannten Mengen enthält, kann der extrahierbare Gehalt des wasserabsorbierenden Harzes aus dem mittleren Molekulargewicht der Monomere und den Titrationsmengen, wie sie aus den obigen Verfahren erhalten wurden, gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden. Im Falle unbekannter Mengen wird das mittlere Molekulargewicht der Monomere aus dem Neutralisationsverhältnis berechnet, das durch die Titration bestimmt wird. Extrahierbarer Gehalt (Gew.-%) = 0,1 × (mittleres Molekulargewicht) × 184,3 × 100 × ([HCl] – [bHCl])/1.000/1,0/50,0 Neutralisationsverhältnis (Mol-%) = (1 – ([NaOH] – [bNaOH])/([HCl] – [bHCl])) × 100
(7) Extrahierbarer (wasserextrahierbarer) Gehalt der Oberflächenschicht:
In ein Plastikgefäß von 250 ml Kapazität mit einem Deckel wurden 100 g 0,50 gew.-%ige wässrige physiologische Natriumchloridlösung eingewogen. Dann wurden 0,50 g wasserabsorbierendes Mittel der wässrigen Lösung zugesetzt, und der extrahierbare Gehalt der Oberflächenschicht in dem wasserabsorbierenden Mittel wurde für 1 Stunde extrahiert. Bei diesem Extraktionsvorgang wird das Rühren nur zum Zwecke der Verteilung des wasserabsorbierenden Mittels im Anfangsstadium und um die erhaltene Endflüssigkeit gleichförmig zu machen, durchgeführt, aber ansonsten wird nicht gerührt. Insbesondere wird die Extraktion des extrahierbaren Gehalts der Oberflächenschicht unter statischen Bedingungen durchgeführt, und das Rühren (Rotationsgeschwindigkeit: 400 Upm, drehender Rührer aus Teflon (2,5 cm)) wird nur für 1 Minute vor und nach der Extraktion durchgeführt. Die Extraktflüssigkeit wurde mit einem Filterpapier (hergestellt von ADVANTEC Toyo Co., Ltd., Handelsname: (JIS P 3801, Nr. 2), Dicke: 0,26 mm und Durchmesser zurückgehaltener Teilchen: 5 μm) filtriert, und dann wurden 50,0 g des erhaltenen Filtrats ausgewogen und als Messlösung betrachtet.
Zu Beginn wurde zunächst nur die 0,5 gew.-%ige wässrige NaCl-Lösung mit einer wässrigen 0,1N NaOH-Lösung titriert, bis der pH-Wert 10 erreichte, und dann wurde die erhaltene Lösung mit einer wässrigen 0,1N HCl-Lösung titriert, bis der pH-Wert 2,7 erreichte, sodass Blindtitrationsmengen ([bNaOH] ml und [bHCl] ml) erhalten wurden.
Derselbe Titrationsvorgang wurde für die Messlösung durchgeführt, sodass Titrationsmengen ([NaOH] ml und [HCl] ml) erhalten wurden.
Wenn zum Beispiel das wasserabsorbierende Mittel Acrylsäure und deren Natriumsalz in bekannten Mengen enthält, kann der extrahierbare Gehalt der Oberflächenschicht des wasserabsorbierenden Harzes aus dem mittleren Molekulargewicht der Monomere und den Titrationsmengen, die aus den obigen Verfahren erhalten wurden, gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden. Im Falle unbekannter Mengen wird das mittlere Molekulargewicht der Monomere durch das Neutralisationsverhältnis berechnet, das durch die Titration bestimmt wird. Extrahierbarer Gehalt der Oberflächenschicht (Gew.-%) = 0,1 × (mittleres Molekulargewicht) × 100 × 100 × ([HCl] – [bHCl])/1.000/0,50/50,0 Neutralisationsverhältnis (Mol-%) = (1 – ([NaOH] – [bNaOH])/([HCl] – [bHCl])) × 100
(8) Neutralisationsindex:
Die Neutralisationsindizes des wasserabsorbierenden Harzpulvers und wasserabsorbierenden Mittels wurden gemäß JP-A-101735/1998 und Anspruch 3 darin ( EP 0882502 und Ansprüche 2 bis 4 darin) bestimmt.
Das heißt, 200 Teilchen wasserabsorbierendes Harzpulver oder wasserabsorbierendes Mittel, die mit JIS-Standardsieben in 300 μm bis 600 μm klassiert wurden, werden zu einer Plastikplatte mit einem daran befestigten Deckglas gegeben, wobei die Plastikplatte eine Dicke von 1,6 mm aufweist und mit einem Öffnungsteil mit einer Größe von 20 mm × 20 mm versehen ist. Dann werden 0,2 ml deionisiertes Wasser zugegeben. Weiter werden 0,05 ml einer gemischten Lösung aus 0,1 Gew.-% ethanolischer Bromthymolblau (BTB)-Lösung und 0,1 Gew.-% ethanolischer Methylrot (MR)-Lösung in einem Verhältnis von 1,5 zu 1 mit einer Mikrospritze zu dem gequollenen Gel zugegeben, und dann wurde die Färbung der 200 Teilchen durch die pH-Indikatoren beobachtet. Auf diese Weise wurde die Zahl von Teilchen (wie viele der 200 Teilchen) bestimmt, die ungleichförmig neutralisiert waren und Neutralisationsverhältnisse um mehr als 20 Mol-% über dem mittleren Neutralisationsverhältnis des wasserabsorbierenden Harzes oder wasserabsorbierenden Mittels aufwiesen, bestimmt, um die Zahl dieser nicht gleichförmig neutralisierten Teilchen als Neutralisationsindex (erster Neutralisationsindex in dem oben genannten Patent/Anspruch 3) zu bestimmen. Selbstverständlich ist die Neutralisation des wasserabsorbierenden Harzpulvers um so ungleichförmiger, je größer der Neutralisationsindex ist. Für Einzelheiten wird auf das oben genannte Patent verwiesen.
(Referenzbeispiel 1): Herstellungsverfahren von wasserabsorbierendem Harzpulver (A)/Neutralisationspolymerisation:
In einem Reaktor, der durch Abdecken eines ummantelten rostfreien Zweiarmkneters von 10 Liter Kapazität mit zwei Sigmatypblättern hergestellt wurde, wurde eine Reaktionsflüssigkeit durch Auflösen von 3,70 g Polyethylenglykoldiacrylat (n = 9) in 5.500 g wässriger Natriumacrylatlösung mit einem Neutralisationsverhältnis von 75 Mol-% (Monomerkonzentration: 38 Gew.-% und mittleres Molekulargewicht des Monomers: 88,5) erhalten. Als Nächstes wurde diese Reaktionsflüssigkeit unter einer Stickstoffatmosphäre 30 Minuten entgast. Anschließend wurden 28,3 g 10 gew.-%ige wässrige Natriumpersulfatlösung und 2,1 g 1 gew.-%ige wässrige L-Ascorbinsäurelösung unter Rühren zugegeben. Als Ergebnis begann die Reaktion nach ungefähr einer Minute.
Dann wurde die Reaktion bei 20 bis 95 °C durchgeführt, während das erhaltene gebildete Gel zerkleinert wurde, und das erhaltene vernetzte Hydrogelpolymer (1) wurde 30 Minuten nach dem Beginn der Polymerisation herausgenommen.
Das erhaltene vernetzte Hydrogelpolymer (1) lag in fein zerteilten Stücken mit einem Durchmesser von nicht größer als ungefähr 5 mm vor. Dieses fein zerteilte vernetzte Hydrogelpolymer (1) wurde auf einer Metallgaze mit 50 mesh (einer Maschenöffnungsgröße von 300 μm) ausgebreitet und bei 150 °C 90 Minuten warmluftgetrocknet. Als Nächstes wurde das erhaltene trockene Material mit einer Walzenmühle zerkleinert und weiter mit JIS-Standardsieben mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm und 106 μm klassiert, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (A) erhalten wurde, dessen Hauptteilchen Teilchendurchmesser im Bereich von 850 bis 106 μm aufwiesen.
Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (A) zeigte ein Absorptionsvermögen von 49 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 23 Gew.-% und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D50) von 330 μm auf, wobei der Anteil an Teilchen mit Teilchendurchmessern von 850 bis 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver 97 Gew.-% betrug.
(Referenzbeispiel 2): Herstellungsbeispiel für wasserabsorbierendes Harzpulver (B)/Neutralisationspolymerisation:
In einem Reaktor, der durch Abdecken eines ummantelten rostfreien Zweiarmkneters von 10 Liter Kapazität mit zwei Sigmatypblättern hergestellt wurde, wurde eine Reaktionsflüssigkeit durch Auflösen von 8,05 g Polyethylenglykoldiacrylat (n = 9) in 5.500 g wässriger Natriumacrylatlösung mit einem Neutralisationsverhältnis von 71 Mol-% (Monomerkonzentration: 41 Gew.-% und mittleres Molekulargewicht des Monomers: 87,7) erhalten. Als Nächstes wurde diese Reaktionsflüssigkeit unter einer Stickstoffatmosphäre 30 Minuten entgast. Anschließend wurden 30,8 g 10 gew.-%ige wässrige Natriumpersulfatlösung und 2,57 g 1 gew.-%ige wässrige L-Ascorbinsäurelösung unter Rühren zugegeben. Als Ergebnis begann die Reaktion nach ungefähr einer Minute.
Dann wurde die Reaktion bei 20 bis 95 °C durchgeführt, während das erhaltene gebildete Gel zerkleinert wurde, und das erhaltene vernetzte Hydrogelpolymer (2) wurde 30 Minuten nach dem Beginn der Polymerisation herausgenommen.
Das erhaltene vernetzte Hydrogelpolymer (2) lag in fein zerteilten Stücken mit einem Durchmesser von nicht größer als ungefähr 5 mm vor. Dieses fein zerteilte vernetzte Hydrogelpolymer (2) wurde auf einer Metallgaze mit 50 mesh (einer Maschenöffnungsgröße von 300 μm) ausgebreitet und bei 180 °C 50 Minuten warmluftgetrocknet. Als Nächstes wurde das erhaltene trockene Material mit einer Walzenmühle zerkleinert und weiter mit einem JIS-Standardsiebe mit einer Maschenöffnungsgröße von 850 μm klassiert, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (B) erhalten wurde, dessen Hauptteilchen Teilchendurchmesser in dem Bereich von nicht größer als 850 μm aufwiesen.
Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (B) zeigte ein Absorptionsvermögen von 36 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 10 Gew.-% und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D50) von 450 μm auf, wobei der Anteil an Teilchen mit Teilchendurchmessern von 850 bis 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver 97 Gew.-% betrug.
(Referenzbeispiel 3): Herstellungsbeispiel von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/Neutralisationspolymerisation:
Ein wasserabsorbierendes Harzpulver (C) wurde durch Durchführen derselben Polymerisation, Trocknung, Zerkleinerung und Klassierung wie in Referenzbeispiel 2 erhalten, außer dass die Menge des Polyethylenglykoldiacrylats auf 5,01 g geändert wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (C) zeigte ein Absorptionsvermögen von 39 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 13 Gew.-% und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D50) von 450 μm auf, wobei der Anteil an Teilchen mit Teilchendurchmessern von 850 bis 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver 97 Gew.-% betrug.
(Referenzbeispiel 4): Herstellungsbeispiel von wasserabsorbierendem Harzpulver (D)/Neutralisationspolymerisation:
Die Polymerisation, Trocknung und Zerkleinerung wurden auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 2 durchgeführt, außer dass die Menge des Polyethylenglykoldiacrylats auf 5,01 g geändert wurde. Das erhaltene zerkleinerte Material wurde weiter mit JIS-Standardsieben mit Maschenöffnungsgrößen von 600 μm und 300 μm klassiert, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (D) erhalten wurde, das Teilchen mit Teilchendurchmessern in dem Bereich von 600 bis 300 μm enthielt. Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (D) zeigte ein Absorptionsvermögen von 40 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 9 Gew.-% und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D50) von 450 μm auf.
(Beispiel 1): Vernetzungsbehandlung des wasserabsorbierenden Harzpulvers (A)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (A), das in Referenzbeispiel 1 erhalten wurde, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung aus: 0,027 g Ethylenglykoldiglycidylether (Denacol EX-810, hergestellt von Nagase Chemicals, Ltd.); 0,9 g Propylenglykol; 2,7 g Wasser; und 0,18 g Natriumhydrogencarbonat war. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 210 °C 35 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (1) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (1) war ebenfalls pulverförmig, und die Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit, wie gemessen, sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 2): Vernetzungsbehandlung des wasserabsorbierenden Harzpulvers (A)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (2) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass 0,09 g Natriumcarbonat anstelle der Verwendung des Natriumhydrogen carbonats verwendet wurden. Die Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit, wie gemessen, sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 1): Vernetzungsbehandlung des wasserabsorbierenden Harzpulvers (A)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (1) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass 0,81 g Isopropylalkohol anstelle der Verwendung von Natriumhydrogencarbonat verwendet wurden. Die Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit, wie gemessen, sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 2): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (A)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (2) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass das Natriumhydrogencarbonat nicht verwendet wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 3): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (B)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (B), wie in Referenzbeispiel 2 erhalten, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, zusammengesetzt aus: 0,384 g 1,4-Butandiol; 0,6 g Propylenglykol; 3,28 g Wasser; und 0,3 g 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (Feststoffgehalt: 0,072 g). Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 30 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (3) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (3) lag ebenfalls in pulverförmiger Form vor, und die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 3): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (B)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (3) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 erhalten, außer dass die 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung nicht verwendet wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 4): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (C), das in Referenzbeispiel 3 erhalten wurde, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, zusammengesetzt aus: 0,384 g 1,4-Butandiol; 0,6 g Propylenglykol; 3,28 g Wasser; und 0,24 g Natriumhydrogencarbonat. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 40 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (4) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (4) lag ebenfalls in Pulverform vor, und die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 5): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (5) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer dass 0,12 g Natriumcarbonat anstelle der Verwendung des Natriumhydro gencarbonats verwendet wurden. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 6): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (6) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer dass 0,3 g 24 gew.-%iger wässriger Natriumhydroxidlösung (Feststoffgehalt: 0,072 g) anstelle der Verwendung des Natriumhydrogencarbonats verwendet wurden. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 4): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (4) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer dass das Natriumhydrogencarbonat nicht verwendet wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 7): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (7) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer dass die Wärmebehandlungszeit auf 30 Minuten geändert wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 8): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (8) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 erhalten, außer dass 0,12 g Natriumcarbonat anstelle der Verwendung des Natriumhydrogencarbonats verwendet wurden. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 9): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (9) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 erhalten, außer dass 0,3 g 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (Feststoffgehalt: 0,072 g) anstelle der Verwendung von Natriumhydrogencarbonat verwendet wurden. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt. Außerdem betrug der extrahierbare Gehalt der Oberflächenschicht des wasserabsorbierenden Mittels (9) 3,8 Gew.-%.
(Vergleichsbeispiel 5): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (5) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 erhalten, außer dass das Natriumhydrogencarbonat nicht verwendet wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt. Außerdem betrug der extrahierbare Gehalt der Oberflächenschicht des wasserabsorbierenden Vergleichsmittels (5) 6,5 Gew.-%.
(Vergleichsbeispiel 6): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (6) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 erhalten, außer dass 0,455 g Aluminiumsulfat 14 bis 18 H₂O anstelle der 24 gew.-%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung gemäß WO 00/53664 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 10): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (C), das in Referenzbeispiel 3 erhalten wurde, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, zusammengesetzt aus: 0,784 g Ethylenglykoldiglycidylether (Denacol EX-810, hergestellt von Nagase Chemicals, Ltd.); 4,0 g Wasser; und 0,5 g 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (Feststoffgehalt: 0,12 g). Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 40 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (10) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (10) lag ebenfalls in Pulverform vor, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 7): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (7) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 erhalten, außer dass die 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung nicht verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 11): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (C), das in Referenzbeispiel 3 erhalten wurde, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, zusammengesetzt aus: 0,4 g 3-Ethyl-3-oxetanmethanol; 3,0 g Wasser; und 0,3 g 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (Feststoffgehalt: 0,072 g). Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 40 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (11) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (11) lag ebenfalls in Pulverform vor, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 8): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (8) wurde auf die gleiche wie in Beispiel 11 erhalten, außer dass die 24 gew.-%ige wässrige Natriumhyrdoxidlösung nicht verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 12): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von pH-Puffer:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (C), das in Referenzbeispiel 3 erhalten wurde, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, zusammengesetzt aus: 0,15 g Ethylenglykoldiglycidylether (Denacol EX-810, hergestellt von Nagase Chemicals, Ltd.); 1,0 g Propylenglykol; 5,0 g Wasser; und 0,5 g Natriumdihydrogenphosphatdihydrat. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 150 °C 30 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (12) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (12) lag ebenfalls in Pulverform vor, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.
(Vergleichsbeispiel 9): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von pH-Puffer:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (9) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 12 erhalten, außer dass das Natriumdihydrogenphosphatdihydrat nicht verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beispiel 13): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (13) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 erhalten. Nachdem die zuvor erwähnte mechanische Schädigung an dem erhaltenen wasserabsorbierenden Mittel (13) 10 Minuten bewirkt wurde, wurden die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels (13) in Tabelle 2 aufgeführt. Weiter wurde das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (13) mit JIS-Standardsieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (13-a) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (13-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (13-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (13-d) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm. Die erhaltenen Ergebnisse der Messung der wasserabsorbierenden Mittel (13-a), (13-b), (13-c) und (13-d) sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Beispiel 14): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (14) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 erhalten, außer dass die Erwärmungszeit auf 20 Minuten geändert wurde. Nachdem die zuvor erwähnte mechanische Schädigung dem erhaltenen wasserabsorbierenden Mittel (14) für 10 Minuten zugefügt wurde, wurden die gemessenen Ergebnisse des Absorpti onsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels (14) in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem wurde das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (14) mit JIS-Standardsieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (14-a) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (14-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (14-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (14-d) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm. Die Ergebnisse der Messung der wasserabsorbierenden Mittel (14-a), (14-b), (14-c) und (14-d), die erhalten wurden, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 10): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (C)/in Abwesenheit von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (10) wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 5 erhalten. Nachdem die zuvor beschriebene mechanische Schädigung dem erhaltenen wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (10) für 10 Minuten zugefügt wurde, wurden die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Vergleichsmittels (10) in Tabelle 2 aufgeführt. Weiter wurde das erhaltene wasserabsorbierende Vergleichsmittel (10) mit JIS-Standardsieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (10-a) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (10-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (10-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (10-d) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm. Die Ergebnisse der Messung der wasserabsorbierenden Ver gleichsmittel (10-a), (10-b), (10-c) und (10-d), die erhalten wurden, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 11): Wasserabsorbierendes Mittel in handelsüblichem Artikel:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (11) wurde erhalten, indem ein wasserabsorbierendes Mittel aus einer Windel entnommen wurde: Pampers Active Fit, die sich in Deutschland auf dem Markt befand (hergestellt von P & G und erworben am 05. Dezember 2001). Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Vergleichsmittels (11) sind in Tabelle 2 aufgeführt. Weiter wurde das erhaltene wasserabsorbierende Vergleichsmittel (11) mit JIS-Standardsieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (11-a) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (11-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (11-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (11-d) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm. Die Ergebnisse der Messung der wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (11-a), (11-b), (11-c) und (11-d), die erhalten wurden, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 12): Wasserabsorbierendes Mittel in handelsüblichem Artikel:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (12) wurde durch Herausnehmen eines wasserabsorbierenden Harzes aus einer Windel: "Pampers Sarasara Care" erhalten, die sich in Japan auf dem Markt befand (hergestellt von P & G und im Dezember 1997 erworben). Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorp tionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Vergleichsmittels (12) sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Weiter wurde das erhaltene wasserabsorbierende Vergleichsmittel (12) mit JIS-Standardsieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (12-a) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 600 μm; Teilchen (12-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; Teilchen (12-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm; und Teilchen (12-d) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 300 μm, aber nicht kleiner als 150 μm. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit der erhaltenen wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (12-a), (12-b), (12-c) und (12-d) sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Beispiel 15): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (D)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Zunächst wurden 100 g wasserabsorbierendes Harzpulver (D), wie in Referenzbeispiel 4 erhalten, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, zusammengesetzt aus: 0,384 g 1,4-Butandiol; 0,6 g Propylenglykol; 3,28 g Wasser; und 0,3 g 24 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (Feststoffgehalt: 0,072 g). Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 20 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (15) erhalten wurde. Nachdem die zuvor beschriebene mechanische Schädigung dem erhaltenen wasserabsorbierenden Mittel (15) 10 Minuten zugefügt wurde, wurden die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels (15) in Tabelle 2 aufgeführt. Weiter wurde das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (15) mit JIS-Standard sieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (15-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; und Teilchen (15-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm. Die Ergebnisse der Messung der wasserabsorbierenden Mittel (15-b) und (15-c), die erhalten wurden, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, des SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Beispiel 16): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (D)/in Gegenwart von wasserlöslicher anorganischer Base:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (16) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 15 erhalten, außer dass die Erwärmungszeit auf 40 Minuten geändert wurde. Nachdem die zuvor beschriebene mechanische Schädigung dem erhaltenen wasserabsorbierenden Mittel (16) 10 Minuten zugefügt wurde, wurden die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit des erhaltenen wasserabsorbierenden Mittels (16) in Tabelle 2 aufgeführt. Weiter wurde das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (16) mit JIS-Standardsieben (mit Maschenöffnungsgrößen von 850 μm, 600 μm, 500 μm, 300 μm und 150 μm) klassiert, sodass die folgenden Teilchen erhalten wurden: Teilchen (16-b) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 600 μm, aber nicht kleiner als 500 μm; und Teilchen (16-c) mit Teilchendurchmessern von kleiner als 500 μm, aber nicht kleiner als 300 μm. Die Ergebnisse der Messung der wasserabsorbierenden Mittel (16-b) und (16-c), die erhalten wurden, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Außerdem sind die berechneten Ergebnisse des SFC-Variationsindex, des SFC-Variationskoeffizienten und der SFC-Variationsrate in Tabelle 3 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiele 13 bis 16): Wasserabsorbierendes Mittel in handelsüblichem Artikel:
Als wasserabsorbierende Mittel (wasserabsorbierende Harze), die praktisch verwendet wurden, wurden wasserabsorbierende Vergleichsmittel (13) bis (16) durch Herausnehmen der wasserabsorbierenden Harze aus Einwegwindeln, die 2001 auf dem Markt waren, erhalten. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit der wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (13) bis (16) sind in Tabelle 4 aufgeführt.
(Referenzbeispiel 5): Herstellungsbeispiel für wasserabsorbierendes Harzpulver (E)/Säureart-Polymerisation und dann Nachneutralisation
In einem Plastikgefäß von 2 Liter wurde eine Reaktionsflüssigkeit durch Mischen von 252,2 g Acrylsäure, 1,1 g N,N'-Methylenbisacrylamid und 998,4 g Wasser erhalten. Als Nächstes wurde diese Reaktionsflüssigkeit unter einer Stickstoffatmosphäre 30 Minuten entgast. Anschließend wurden 5,1 g 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid von 15 Gew.-%, 0,63 g 10 gew.-%ige wässrige L-Ascorbinsäurelösung und 3,6 g 7 gew.-%ige wässrige Wasserstoffperoxidlösung zu der Reaktionsflüssigkeit zugegeben, um die Polymerisation zu starten. Die Polymerisation wurde bei 16 bis 74 °C durchgeführt, und das erhaltene vernetzte Hydrogelpolymer (5) wurde 3 Stunden nach dem Beginn der Polymerisation herausgenommen. Das erhaltene Polymer (5) wurde in Stücke von ungefähr 5 cm viereckig geschnitten, und dann wurden 1.000 g dieser Stücke mit 15,0 g 48 gew.-%iger wässriger Natriumhydroxidlösung gemischt, um das Neutralisationsverhältnis auf 65 Mol-% einzustellen, und weiter wurde die erhaltene Mischung durch einen Fleischwolf mit einem Öffnungsdurchmesser von 9,5 mm hindurchgeleitet, um ein fein zerkleinertes Gel zu erhalten. Das erhaltene zerkleinerte Gel wurde auf einer Metallgaze mit 50 mesh (einer Maschenöffnungsgröße von 300 μm) ausgebreitet und bei 170 °C 40 Minuten warmluftgetrocknet. Als Nächstes wurde das erhaltene trockene Material mit einer Walzenmühle zerkleinert und weiter mit JIS-Standardsieben klassiert, die Maschenöffnungsgrößen von 500 μm und 300 μm aufwiesen, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (E) erhalten wurde, dessen Hauptteilchen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 500 bis 300 μm aufwiesen. Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (E) zeigte ein Absorptionsvermögen von 49 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 6 Gew.-% auf.
Um die Gleichförmigkeit des Neutralisationsverhältnisses der erhaltenen Teilchen zu untersuchen, ließ man weiter 200 Teilchen quellen und weiter wurde der Neutralisationsindex gemessen, indem 0,1 gew.-%ige ethanolische Lösung von Bromthymolblau und Methylrot als pH-Indikator (Anspruch 3 in JP-A-101735/1998) zugegeben wurden. Als Ergebnis waren hinsichtlich der wasserabsorbierenden Harzpulver (A), (F) und (G), die durch die Neutralisationspolymerisation in den Referenzbeispielen 1, 6 und 7 erhalten wurden, die 200 Teilchen gleichförmig gelb gefärbt (Neutralisationsindex: 0), während in den Teilchen des wasserabsorbierenden Harzpulvers (E) Teilchen nebeneinander vorlagen, die unterschiedlich von dunkelgrün bis rot gefärbt waren, und die Neutralisationsverhältnisse seiner einzelnen Teilchen waren sehr ungleichförmig (Neutralisationsindex: nicht weniger als 15).
(Referenzbeispiel 6): Herstellungsbeispiel für wasserabsorbierendes Harzpulver (F)/Neutralisationspolymerisation:
Die Polymerisation, Trocknung und Zerkleinerung wurden auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 durchgeführt, außer dass die Monomerkonzentration, das Neutralisationsverhältnis und die Menge des Polyethylenglykoldiacrylats auf 39 Gew.-%, 71 Mol-% bzw. 9,6 g geändert wurden. Das erhaltene zerkleinerte Produkt wurde weiter mit JIS-Standardsieben mit Maschenöffnungsgrößen von 500 μm und 300 μm klassiert, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (F) erhalten wurde, dessen Hauptteilchen Teilchendurchmesser im Bereich von 500 bis 300 μm aufwiesen. Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (F) zeigte ein Absorptionsvermögen von 32 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 10 Gew.-% auf.
(Referenzbeispiel 7): Herstellungsbeispiel für wasserabsorbierendes Harzpulver (G)/Neutralisationspolymerisation:
Die Polymerisation, Trocknung und Zerkleinerung wurde auf dieselbe Weise wie in Referenzbeispiel 1 durchgeführt, außer dass die Monomerkonzentration, das Neutralisationsverhältnis, die Menge des Polyethylenglykoldiacrylats, die Menge der wässrigen Natriumpersulfatlösung, die Menge der wässrigen L-Ascorbinsäurelösung, die Warmlufttrocknungstemperatur und die Warmlufttrocknungszeit auf 41 Gew.-%, 71 Mol-%, 5,47 g, 30,8 g, 2,57 g, 180 °C bzw. 50 Minuten geändert wurden. Das erhaltene zerkleinerte Produkt wurde weiter mit einem JIS-Standardsieb mit einer Maschenöffnungsgröße von 850 μm klassiert, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (G) erhalten wurde, dessen Hauptteilchen Teilchendurchmesser im Bereich von nicht größer als 850 μm aufwiesen.
Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (G) zeigte ein Absorptionsvermögen von 38 (g/g) ohne Druck und wies einen extrahierbaren Gehalt von 13 Gew.-% und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser (D50) von 400 μm auf.
(Beispiel 17): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (E)/in Gegenwart von pH-Puffer:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (E), wie in Referenzbeispiel 5 erhalten, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, bestehend aus: 0,5 g Ethylenglykoldiglycidylether (Denacol EX-810, hergestellt von Nagase Chemicals, Ltd.); 1,0 g Propylenglykol; 6,0 g Neutral-Phosphatsalz-pH-Standardlösung (Kaliumdihydrogenphosphat/Dinatriumhydrogenphosphat; pH 6,86); und 1,0 g Isopropylalkohol. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 120 °C 30 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (17) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (17) lag ebenfalls in Pulverform vor, und die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck wurden in Tabelle 5 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 17): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (E)/in Abwesenheit von pH-Puffer:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (17) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 17 erhalten, außer dass 6,0 g Wasser anstelle der Neutralphosphatsalz-pH-Standardlösung verwendet wurden. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Beispiel 18): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (F)/in Gegenwart von pH-Puffer:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (F), das in Referenzbeispiel 6 erhalten wurde, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, bestehend aus: 0,32 g 1,4-Butandiol; 0,5 g Propylenglykol; 2,73 g Wasser; und 1,2 g Natriumdihydrogenphosphatdihydrat. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 197 °C 10 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (18) erhalten wurde. Das erhaltene wasserabsorbierende Mittel (18) lag ebenfalls in Pulverform vor, und die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 18): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (F)/in Abwesenheit von pH-Puffer:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (18) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 18 erhalten, außer dass 0,6 g Phosphorsäure (85 gew.-%ig) anstelle des Natriumdihydrogenphosphatdihydrats verwendet wurden. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 19): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (F)/in Abwesenheit von pH-Puffer:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (19) wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 18 erhalten, außer dass das Natriumdihydrogenphosphatdihydrat nicht verwendet wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Beispiel 19): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (G)/in Gegenwart von pH-Puffer:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (G), wie in Referenzbeispiel 7 erhalten, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, bestehend aus: 0,32 g 1,4-Butandiol; 0,5 g Propylenglykol; 2,73 g Wasser; und 0,2 g Natriumhydrogencarbonat. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 25 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (19) erhalten wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Beispiel 20): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (G)/in Gegenwart von pH-Puffer:
Zunächst wurden 100 g des wasserabsorbierenden Harzpulvers (G), wie in Referenzbeispiel 7 erhalten, mit einer Oberflächenbehandlungsmittellösung gemischt, die eine gemischte Lösung war, bestehend aus: 0,32 g 1,4-Butandiol; 0,5 g Propylenglykol; 2,73 g Wasser; und 0,24 g Kaliumhydrogencarbonat. Danach wurde die erhaltene Mischung bei 212 °C 25 Minuten wärmebehandelt, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (20) erhalten wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Vergleichsbeispiel 20): Vernetzungsbehandlung von wasserabsorbierendem Harzpulver (G)/in Abwesenheit von pH-Puffer:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (20) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 19 erhalten, außer dass das Natriumhydrogencarbonat nicht verwendet wurde. Die gemessenen Ergebnisse des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck sind in Tabelle 5 aufgeführt.
(Beispiel 21): Kontinuierliches Herstellungssystem:
Die wässrige Lösungspolymerisation (Bandverbleibzeit: ungefähr 30 Minuten und Dicke: ungefähr 25 mm) des Teilnatriumsalzes von Acrylsäure mit einem Neutralisationsverhältnis von 71 Mol-% und Polyethylenglykoldiacrylat (n = 9) wurde in dem in Referenzbeispiel 3 beschriebenen Verhältnis kontinuierlich durchgeführt. Das vernetzte Hydrogelpolymer des erhaltenen wasserabsorbierenden Harzes wurde grob mit einem Fleischwolf in Teilchen zerkleinert, und dann wurde das erhaltene zerkleinerte Gel dünn ausgebreitet und auf die poröse Platte eines Bandtrockners gegeben und bei 180 °C 30 Minuten kontinuierlich warmluftgetrocknet. Ein blockförmiges trockenes Polymer wurde am Auslass des Trockners erhalten. Dieses trockene Polymer wurde herausgenommen und gleichzeitig damit zerbröckelt, und das erhaltene teilchenförmige trockene Material wurde zerkleinert, indem es kontinuierlich einem Dreistufen-Walzengranulator (Walzenabstandeinstellung: 1,0 mm/0,55 mm/0,42 mm in Reihenfolge von oben) mit einer Geschwindigkeit von 1.000 kg/h zugeführt. Das erhaltene teilchenförmige wasserabsorbierende Harzpulver mit einer Temperatur von ungefähr 60 °C wurde mit einer Siebmaschine klassiert, die eine Metallgaze mit einer Maschenöffnungsgröße von 850 μm aufwies, sodass ein wasserabsorbierendes Harzpulver (H) erhalten wurde, das Teilchen mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aufwies (mittlerer Teilchendurchmesser: 430 bis 460 μm). Das erhaltene wasserabsorbierende Harzpulver (H) zeigte ein mittleres Absorptionsvermögen von 40 (g/g) ohne Druck (CRC) und wies einen mittleren extrahierbaren Gehalt von 11 Gew.-% auf. Dabei sind CRC und extrahierbarer Gehalt Durchschnittswerte von Werten, die alle 2 Stunden gemessen wurden (2.000 kg/Charge).
Weiter wurde das wasserabsorbierende Harzpulver (H) kontinuierlich einem kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsmischer (Turbulizer/1.000 Upm) mit einer Geschwindigkeit von 1.000 kg/h zugeführt und wurde dann durch Sprühen mit einer wässrigen Oberflächenvernetzungsmittellösung gemischt, die 1,4-Butandiol, Propylenglykol, Wasser und 24 %ige wässrige Natriumhydroxidlösung in Verhältnissen von 0,384, 0,63, 3,39 bzw. 0,3 (Gew.-% bezogen auf Pulver) enthielt, durch ein Spray gemischt, das Flüssigkeitstropfen von ungefähr 200 μm bilden konnte. Anschließend wurde die erhaltene Mischung kontinuierlich bei 195 °C 40 Minuten mit einem Schaufeltrockner wärmebehandelt, sodass ein Pulver eines wasserabsorbierenden Mittels erhalten wurde. Das erhaltene Pulver des wasserabsorbierenden Mittels wurde weiter mit einer Siebmaschine klassiert, die eine Metallgaze mit einer Maschenöffnungsgröße von 850 μm aufwies, sodass ein wasserabsorbierendes Mittel (21) erhalten wurde, das Teilchen mit Teilchendurchmessern von kleiner als 850 μm, aber nicht kleiner als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% enthielt.
Die beschriebenen aufeinanderfolgenden Schritte (Polymerisation, Trocknung, Zerkleinerung und Wärmebehandlung) wurden kontinuierlich für 24 Stunden durchgeführt, und die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Mittels (Anzahl der Chargen: 11 Chargen) wurden alle 2 Stunden gemessen (2.000 kg/Charge). Als Ergebnis betrug der Mittelwert des Absorptionsvermögens ohne Druck 31,1 g/g, und der Mittelwert des Absorptionsvermögens unter Druck betrug 25,5 g/g, und der Mittelwert der Salzlösungsfließleitfähigkeit betrug 30 (SFC-Werte der einzelnen Chargen: 32, 32, 28, 28, 30, 27, 27, 32, 31, 32 und 28), und der Standardabweichungswert der SFC betrug 2,1.
(Beispiel 22): Kontinuierliches Herstellungssystem:
Ein wasserabsorbierendes Mittel (22) wurde erhalten, indem eine kontinuierliche Herstellung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt wurde, außer dass die 24 Stunden durch 10 Tage ersetzt wurden. Dann wurden die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Mittels (Anzahl der Chargen: 110 Chargen) alle 2 Stunden gemessen (2.000 kg/Charge). Als Ergebnis betrug der Mittelwert des Absorptionsvermögens ohne Druck 31,3 g/g, und der Mittelwert des Absorptionsvermögens unter Druck betrug 25,2 g/g, und der Mittelwert der Salzlösungsfließleitfähigkeit betrug 30 (SFC-Werte der einzelnen Chargen sind ausgelassen), und der Standardabweichungswert der SFC betrug 3,9.
(Vergleichsbeispiel 21): Kontinuierliches Herstellungssystem:
Ein wasserabsorbierendes Vergleichsmittel (21) wurde erhalten, indem eine kontinuierliche Herstellung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 21 durchgeführt wurde, außer dass die 24 %ige wässrige Natriumhydroxidlösung nicht verwendet wurde. Dann wurden die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Mittels (Zahl der Chargen: 11 Chargen) alle 2 Stunden gemessen (2.000 kg/Charge). Als Ergebnis betrug der Mittelwert des Absorptionsvermögens ohne Druck 31,1 g/g, und der Mittelwert des Absorptionsvermögens unter Druck betrug 24,2 g/g, und der Mittelwert der Salzlösungsfließleitfähigkeiten betrug 20 (SFC-Werte der einzelnen Chargen: 26, 17, 11, 17, 17, 18, 20, 17, 16, 28 und 28), und der Standardabweichungswert der SFC betrug 5,5.
Die wasserabsorbierenden Mittel (21) und (22), wie in den Beispielen 21 und 22 beschrieben, weisen kleinere Standardabweichungen der SFC auf als das wasserabsorbierende Vergleichsmittel (21), wie in Vergleichsbeispiel 21 beschrieben. Wenn das erfindungsgemäße wasserabsorbierende Mittel kontinuierlich hergestellt wird, zeigt sich, dass keine Artikel mit schlechten Eigenschaften (wie etwa Artikel mit einer niedrigen SFC) verursacht werden und die Streuung der Qualität (SFC) verringert ist.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Die wasserabsorbierenden Mittel (1) und (2), wie in Beispielen 1 und 2 beschrieben, weisen größere Absorptionsvermögen unter Druck auf und sind hinsichtlich der Ausgewogenheit der Absorptionsvermögen ohne Druck und der Absorptionsvermögen unter Druck hervorragender als die wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (1) und (2), die ähnlich oberflächenvernetzt sind.
Das in Beispiel 3 beschriebene wasserabsorbierende Mittel (3) ist hinsichtlich der Ausgewogenheit dreier Eigenschaften hervorragender als das wasserabsorbierende Vergleichsmittel (3), das in Vergleichsbeispiel 3 beschrieben ist, wobei die drei Eigenschaften das Absorptionsvermögen ohne Druck, das Absorptionsvermögen unter Druck und die Salzlösungsfließleitfähigkeit sind.
Weiter zeigen die wasserabsorbierenden Mittel (4), (5) und (6), wie in Beispielen 4, 5 und 6 beschrieben, beinahe so große Absorptionsvermögen ohne Druck auf, wie das wasserabsorbierende Vergleichsmittel (4), wie in Vergleichsbeispiel 4 beschrieben, zeigen jedoch höhere Salzlösungsfließleitfähigkeitswerte.
In ähnlicher Weise zeigen auch die wasserabsorbierenden Mittel (7), (8) und (9), wie in den Beispielen 7, 8 und 9 beschrieben, beinahe so große Absorptionsvermögen ohne Druck auf wie die wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (5) und (6), wie in Vergleichsbeispielen 5 und 6 beschrieben, zeigen jedoch höhere Absorptionsvermögenswerte unter Druck und Salzlösungsfließleitfähigkeitswerte.
Außerdem zeigen die wasserabsorbierenden Mittel (10), (11) und (12), wie in Beispielen 10, 11 bzw. 12 beschrieben, beinahe so große Absorptionsvermögen ohne Druck wie die wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (7), (8) und (9), wie in Vergleichsbeispielen 7, 8 und 9 beschrieben, zeigen jedoch höhere Salzlösungsfließleitfähigkeitswerte.
Die wasserabsorbierenden Mittel (13) und (14), wie in Beispielen 13 und 14 beschrieben, weisen kleinere SFC-Variationsindizes und SFC-Variationskoeffizienten und größere SFC-Variationsraten als die wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (10), (11) und (12), wie in Vergleichsbeispielen 10, 11 und 12 beschrieben, auf und jede Streuung der SFC ist verringert.
Außerdem weisen die wasserabsorbierenden Mittel (15) und (16), wie in Beispielen 15 und 16 beschrieben, ebenfalls kleine SFC-Variationsindizes und SFC-Variationskoeffizienten und große SFC-Variationsraten auf, und jede Streuung der SFC ist verringert.
Auf diese Weise ist das wasserabsorbierende Mittel, das durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hergestellt wurde, hinsichtlich der Ausgewogenheit der drei Eigenschaften, die Absorptionsvermögen ohne Druck, Absorptionsvermögen unter Druck und Salzlösungsfließleitfähigkeit sind, hervorragend und weist eine gute Leistung auf. Außerdem ist das wasserabsorbierende Mittel ein sehr hervorragendes wasserabsorbierendes Mittel hinsichtlich des Stabilisierens von Eigenschaften von Windeln, da die Streuung der SFCs gemäß den Teilchendurchmessern verringert ist.
Alle wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (13), (14), (15) und (16), wie in Vergleichsbeispielen 13, 14, 15 und 16 beschrieben, sind hinsichtlich der Ausgewogenheit der drei Eigenschaften, die Absorptionsvermögen ohne Druck, Absorptionsvermögen unter Druck und Salzlösungsfließleitfähigkeit sind, schlecht.
Tabelle 5
Das wasserabsorbierende Mittel (17), wie in Beispiel 17 beschrieben, weist ein größeres Absorptionsvermögen unter Druck auf und ist hinsichtlich der Ausgewogenheit der Eigenschaften des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck und in deren Gesamtmenge hervorragender als das wasserabsorbierende Vergleichsmittel (17), das in Vergleichsbeispiel 17 beschrieben ist.
Im Falle des wasserabsorbierenden Mittels (18), wie in Beispiel 18 beschrieben, im Vergleich mit dem wasserabsorbierenden Vergleichsmittel (18), wie in Vergleichsbeispiel 18 beschrieben, zu dem die Phosphorsäure zugesetzt wurde, schreitet außerdem die Vernetzungsreaktion in einer kurzen Zeit von 10 Minuten ähnlich voran, und das Absorptionsvermögen ohne Druck ist gleich, aber es zeigt sich ein höherer Wert des Absorptionsvermögens unter Druck. Was außerdem das wasserabsorbierende Vergleichsmittel (19), wie in Vergleichsbeispiel 19 beschrieben, zu dem nichts zugesetzt wurde, betrifft, schreitet die Vernetzungsreaktion in einer kurzen Zeit von 10 Minuten nicht ausreichend voran, und die Verringerung des Absorptionsvermögens ohne Druck wird kaum beobachtet, und das Absorptionsvermögen unter Druck ist ebenfalls gering.
Auf diese Weise ist das wasserabsorbierende Mittel, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist, hinsichtlich der Ausgewogenheit des Absorptionsvermögens ohne Druck und des Absorptionsvermögens unter Druck und deren Gesamtmenge hervorragend und weist selbst in einer kurzen Reaktionszeit eine gute Leistung auf.
Verschiedene Einzelheiten der Erfindung können geändert werden, ohne von ihrem Geist oder Schutzumfang abzuweichen. Außerdem ist die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen lediglich zum Zwecke der Erläuterung vorgesehen; und nicht um die Erfindung, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, zu beschränken.
GEWERBLICHE ANWENDUNG
Die vorliegende Erfindung kann bereitstellen: ein Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Mittels in einer kurzen Zeit; und ein wasserabsorbierendes Mittel; wobei das Verfahren in dem Vernetzungsbehandlungsschritt die Verwendung eines Additivs. umfasst, das Wirkungen als Mischungsverbesserer aufweist, aber niemals die Vernetzungsreaktion hemmt und das, gemäß den Umständen, weiter Wirkungen als Reaktionskatalysator aufweist, und wobei das Verfahren eine gleichförmige Oberflächenvernetzung beinahe unabhängig von dem Unterschied des Neutralisationsverhält nisses eines wasserabsorbierenden Harzes zeigt, das aus Teilneutralisationspolymerisation stammt, und beinahe unabhängig von der Gleichförmigkeit des Neutralisationsverhältnisses ist, das aus dem Nachneutralisationsvorgang nach der Säureart-Polymerisation stammt, und daher ein wasserabsorbierendes Mittel ergeben kann, das hinsichtlich der Ausgewogenheit des Absorptionsvermögens ohne Druck, des Absorptionsvermögens unter Druck und der Salzlösungsfließleitfähigkeit hervorragend ist, und weiter eine so geringe Streuung der Salzlösungsfließleitfähigkeitswerte zwischen den Chargen oder in jeder Charge während der Herstellung aufweist, dass es stabile Eigenschaften hat.

Claims

Wasserabsorbierendes Mittel, welches ein teilchenförmiges wasserabsorbierendes Mittel ist, dessen Hauptanteil von einem wasserabsorbierenden Harz umfasst wird, das eine vernetzte Struktur aufweist und durch ein Verfahren erhältlich ist, das den Schritt des Polimerisierens eines ungesättigten Monomerbestandteils einschließt, um ein wasserabsorbierendes Harzpulver zu erhalten, das eine Säuregruppe enthält, und den Schritt einer Vernetzungsbehandlung des wasserabsorbierenden Harzpulvers (a1), das einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 300 bis 600 μm aufweist, wobei der Anteil von Feinpulver mit einem Teilchendurchmesser von nicht größer als 150 μm nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt, mit einer nichtvernetzbaren wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder einem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und einem Vernetzungsmittel (c), das mit der Säuregruppe umsetzbar ist, wobei das wasserabasorbierende Mittel dadurch gekennzeichnet ist, dass: das teilchenförmige wasserabsorbierende Mittel Teilchen mit Teilchendurchmessern von weniger als 850 μm, aber nicht weniger als 150 μm in einem Anteil von nicht weniger als 90 Gew.-% aller Teilchen des teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels einschließt; und mindestens zwei Bestandteile aus der Gruppe bestehend aus: Teilchen (A1) mit Teilchendurchmessern von weniger als 850 μm, aber nicht weniger als 600 μm; Teilchen (A2) mit Teilchendurchmessern von weniger als 600 μm, aber nicht weniger als 500 μm; Teilchen (A3) mit Teilchendurchmessern von weniger als 500 μm, aber nicht weniger als 300 μm; und Teilchen (A4) mit Teilchendurchmessern von weniger als 300 μm, aber nicht weniger als 150 μm einschließt; und weiter den folgenden Eigenschaften genügt: ein 30-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 31 g/g ohne Druck für eine 0,90 gew.-%ige physiologische Kochsalzlösung (CRC); ein 60-Minuten-Absorptionsvermögen von nicht weniger als 24 g/g unter einem Druck von 4,83 kPa für eine 0,90 gew.-%ige physiologische Kochsalzlösung (AAP); eine Salzlösungsfließleitfähigkeit von nicht weniger als 20 (Einheit: 10^-7 × cm³ × sec. × g^-1) für eine 0,69 gew.-%ige physiologische Kochsalzlösung (SFC); und ein SFC-Variationsindex von 0 bis 25 %, wobei der SFC-Variationsindex durch die folgende Gleichung (1) definiert ist: SFC-Variationsindex (%) = [(Standardabweichung der SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(SFC des gesamten teilchenförmigen wasserabsorbierenden Mittels)] × 100 (1).
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß Anspruch 1, das eine Teilchendurchmesserverteilung aufweist, welche die Teilchen A1 bis A4 in Anteilen von nicht weniger als jeweils 0,1 Gew.-% aufweist.
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß Anspruch 1 oder 2, das einen SFC-Varationskoeffizienten von 0 bis 0,25 aufweist, wobei der SFC-Variationskoeffizient durch die folgende Gleichung (2) definiert ist: SFC-Varationskoeffizient = (Standardabweichung der SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(Durchschnitt der SFCs der Teilchen A1 bis A4) (2).
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das eine SFC-Variationsrate von 0,65 bis 1,00 aufweist, wobei die SFC-Variationsrate durch die folgende Gleichung (3) definiert ist: SFC-Variationsrate = (minimale SFC unter den SFCs der Teilchen A1 bis A4)/(maximale SFC unter den SFCs der Teilchen A1 bis A4) (3).
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiter eine kationische Polymerverbindung und/oder wasserunlösliche Feinteilchen umfasst.
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Vernetzungsmittel (c) ein dehydratisierbares Vernetzungsmittel (c1) ist.
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine nichtvernetzbare wasserlösliche anorganische Base (b1) zusammen mit dem Vernetzungsmittel (c) verwendet wird.
Wasserabsorbierendes Mittel gemäß Anspruch 1, das durch das Verfahren eines kontinuierlichen Herstellungssystems erhältlich ist und eine SFC-Standardabweichung von nicht mehr als 5,0 in einem kontinuierlichen Herstellungssystem aufweist, wobei die SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem durch die folgende Gleichung (4) definiert ist: SFC-Standardabweichung in einem kontinuierlichen Herstellungssystem = Standardabweichung von SFC jeder Charge (4) wobei: die CRC, AAP und SFC im Durchschnitt der Chargen sind; jede Charge ein Gewicht von nicht weniger als 20 kg aufweist; und die Zahl der Chargen nicht kleiner als 10 ist.
Herstellungsverfahren für ein wasserabsorbierendes Mittel, das gekennzeichnet ist durch Umfassen des Schritts des Mischens eines wasserabsorbierenden Harzpulvers (a1) mit einer nichtvernetzbaren wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder einem nichtreduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2) und weiter mit einem Vernetzungsmittel (c), wodurch das wasserabsorbierende Harzpulver (a1) einer Vernetzungsbehandlung unterworfen wird, wobei das wasserabsorbierende Harzpulver (a1) eine Säuregruppe enthält und einen Gewichtsmittel-Teilchendurchmesser von 300 bis 600 μm aufweist, wobei der Anteil von Feinpulvern mit Teilchendurchmessern von nicht größer als 150 μm in dem wasserabsorbierenden Harzpulver (a1) nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt, und wobei das Vernetzungsmittel (c) mit der Säuregruppe umsetzbar ist.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Vernetzungsmittel (c) ein dehydratisierbares Vernetzungsmittel (c1) ist.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die wasserlösliche anorganische Base (b1) mindestens ein Bestandteil aus der Gruppe aus Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen, Alkalimetallhydroxiden und Ammoniak oder dessen Hydroxid ist.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 11, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die wasserlösliche anorganische Base (b1) ein Bikarbonat und/oder Hydroxid eines Alkalimetalls ist.
Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der pH-Puffer (b2) ein anorganisches Salz ist, das aus einer schwachen Säure und einer starken Base besteht.
Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der pH-Puffer (b2) ein teilweise Alkalimetall-neutralisiertes Salz einer mehrbasigen Säure ist.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 14, wobei das teilweise Alkalimetallneutralisierte Salz der mehrbasigen Säure ein teilweise Alkalimetall-neutralisiertes Salz der Phosphorsäure oder Kohlensäure ist.
Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Vernetzungsmittel (c) oder das dehydratisierbare Vernetzungsmittel (c1) eine mehrwertige Alkoholverbindung ist.
Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 16, das weiter die Schritte umfasst: im Voraus Mischen des Vernetzungsmittels (c) oder des dehydratisierbaren Vernetzungsmittels (c1) mit der wasserlöslichen anorganischen Base (b1) und/oder dem nicht reduzierbaren Alkalimetallsalz-pH-Puffer (b2), dadurch Herstellen einer wässrigen Lösung; und danach sprühweises Zugeben der erhaltenen wässrigen Lösung auf das wasserabsorbierende Harzpulver (a) oder (a1).
Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei die Vernetzungsbehandlung durch eine Wärmebehandlung bei 140 bis 240 °C durchgeführt wird.
Sanitärartikel, der das wasserabsorbierende Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.