DE69524928T2

DE69524928T2 - Wasser-absorbent, verfahren zu dessen herstellung und den enthaltender absorbent-gegenstand

Info

Publication number: DE69524928T2
Application number: DE69524928T
Authority: DE
Inventors: Shin-Ichi Fujino; Yoshihiko Masuda; Kinya Nagasuna; Katsuyuki Wada
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2015-06-10
Also published as: WO1995034377A1; KR0183511B1; EP0712659A1; EP0712659B1; US5760080A; US6054541A; US6180724B1; DE69524928D1; EP0712659A4; KR960703352A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Absorptionsmittel, das in Hygieneartikeln verwendet werden kann, wie in Papierwindeln (Wegwerfwindeln), Monatsbinden, Inkontinenzeinlagen, usw., sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und weiter ein absorbierendes Produkt, welches ein derartiges Absorptiosmittel enthält.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In jüngerer Zeit finden absorbierende Harze in Hygieneartikeln, wie Papierwindeln, Monatsbinden, Inkontinenzeinlagen, usw., vielfältige Anwendung, um damit Flüssigkeiten aufnehmen zu können.
Beispiele für bekannte absorbierende Harze umfassen: Ein teilweise neutralisiertes vernetztes Polymer der Polyacrylsäure (japanische Offenlegungsschrift Nr. 84304/1980 (Tokukaisho 55-84304), japanische Offenlegungsschrift Nr. 108407/ 1980 (Tokukaisho 55-108407) sowie japanische Offenlegungsschrift Nr. 133413/ 1980 (Tokukaisho 55-133413)); ein hydrolisiertes Pfropfpolymer aus Stärke/Acrylnitril (geprüftes japanisches Patent Nr. 43995/1974 (Tokukosho 46-43995)); ein neutralisiertes Pfropfpolymer aus Stärke/Acrylsäure (japanische Offenlegungsschrift Nr. 125468/1976 (Tokukaisho 51-125468)): ein verseiftes Copolymer aus Vinylacetat/Acrylsäureester (japanisches offengelegtes Patent Nr. 14689/1977 (Tokukaisho 52-14689)); ein hydrolisiertes Copolymer aus Acrylnitril oder aus Acrylamid (japanisches geprüftes Patent Nr. 15959/1978 (Tokukosho 53-15959)); ein vernetztes Polymer eines kationischen Monomeren (japanisches offengelegtes Patent Nr. 154709/1983 (Tokukaisho 58-154709) sowie japanisches offengelegtes Patent Nr. 154710/1983 (Tokukaisho 58-154710)).
Die wesentlichen Eigenschaften des absorbierenden Harzes sind seine Aufnahmekapazität sowie die Saugfähigkeit unter Druck, wenn es mit einer wässrigen Lösung, wie einer Körperflüssigkeit, in Kontakt gebracht wird, die Festigkeit des Gels sowie die Absorptionskraft, mit der eine aufzunehmende Flüssigkeit aus einem Grundmaterial aufgenommen wird, das eine wässrige Flüssigkeit enthält, usw. Bisher sind absorbierende Harze vorgeschlagen worden, welche einige der obengenannten Eigenschaften aufweisen und welche die für eine Anwendung in Papierwindeln, Monatsbinden, usw. erforderlichen Eigenschaften aufweisen (Absorption), ebenso wie absorbierende Materialien und absorbierende Produkte, in welchen ein derartiges absorbierendes Harz verwendet wird.
Beispiele für derartige absorbierende Harze, absorbierende Materialien und absorbierende Produkte sind: Ein absorbierendes Harz, welches durch eine Kombination einer spezifischen Gelkapazität, eines Schermoduls sowie einem Gehalt an absorbierendem Polymer gekennzeichnet ist (US-Patent Nr. 4,654,039); ein absorbierendes Harz, welches bestimmte Bereiche für die Aufnahmekapazität, die Aufnahmekapazität unter Druck und und die Gelstabilität aufweist, sowie eine Papierwindel und eine Damenbinde, welche ein derartiges absorbierendes Harz umfassen (japanisches veröffentlichtes Patent Nr. 185550/1985 (Tokukaisho 60-185550)), (japanisches offengelegtes Patent Nr. 185551/1985 (Tokukaisho 60-185551)) sowie (japanisches offengelegtes Patent Nr. 185804/1985 (Tokukaisho 60-185804)); eine Papierwindel, in der ein absorbierendes Harz verwendet wird, welches einen bestimmten Bereich für die Aufnahmekapazität, die Aufnahmekapazität unter Druck und die Gelstabilität aufweist (japanisches offengelegtes Patent Nr. 185805/1985 (Tokukaisho 60-185805)); ein absorbierendes Produkt, welches eine bestimmte Aufnahmekapazität, eine Absorptionskraft und einen Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen aufweist (japanisches offengelegtes Patent Nr. 21902/1988 (Tokukaisho 63-21902)); ein absorbierendes Hygieneprodukt, welches ein absorbierendes Harz enthält, das einen bestimmten Bereich einer Aufnahmekapazität, eine bestimmte Aufnahmekapazität unter Druck sowie eine bestimmte Kraft aufweist, die für einen Bruch des Gels erforderlich ist (japanisches offengelegtes Patent Nr. 99861/1988 (Tokukaisho 63-99861)); eine Papierwindel, welche ein absorbierendes Harz enthält, das einen bestimmten Bereich für die Aufnahmekapazität und die Aufnahmekapazität unter Druck aufweist (japanisches offengelegtes Patent Nr. 34167/1990 (Tokukaihei 2-34167)); ein Absorptionsmittel, welches ein absorbierendes Harz enthält, das einen bestimmten Bereich für die Aufnahmekapazität unter Druck und für den Teilchendurchmesser aufweist (europäisches Patent Nr. 339,461); ein Absorptionsmittel, das zumindest eine bestimmte Menge eines absorbierenden Harzes aufweist, das einen bestimmten Bereich für die Aufnahme unter Druck und für die Aufnahmekapazität unter Druck bei kurzer Einwirkzeit aufweist (europäisches Patent Nr. 443,627); ein synthetisches absorbierendes Material. welches zumindest eine bestimmte Menge eines absorbierenden Harzes umfasst, das einen bestimmten Bereich für eine Verformung und einen Absorptionsindex aufweist, wenn es mit Druck beaufschlagt wird (europäisches Patent Nr. 532,002).
In jüngster Zeit ist ein Bedarf nach dünneren Hygieneartikeln, wie Papierwindeln oder Monatsbinden von höherer Qualität entstanden, wobei die Menge, in der das absorbierende Harz verwendet wird oder der gewichtsmäßige Anteil des absorbierenden Harzes im absorbierenden Material, das im Wesentlichen aus dem absorbierenden Harz und einer hydrophilen Faser besteht (im Weiteren der Einfachheit halber als ein Harzkonzentration bezeichnet), zugenommen hat. Indem die Menge an hydrophiler Faser, welche ein geringes spezifisches Gewicht aufweist, verringert wird, und die Menge des absorbierenden Harzes, welches ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, erhöht wird, lässt sich der Anteil des absorbierenden Harzes im absorbierenden Material erhöhen, wodurch ein dünnerer Hygieneartikel erhalten wird, ohne dass dadurch die Aufnahmekapazität verringert wird.
Von den Erfindern sind umfangreiche Untersuchungen durchgeführt worden, um die von Hygieneartikeln absorbierbare Menge zu erhöhen, indem beispielsweise die Harzkonzentration im absorbierenden Material erhöht wird. Die Erfinder haben dabei herausgefunden, dass bei Verwendung eines absorbierenden Materials mit höherer Harzkonzentration als in den bisher verwendeten absorbierenden Materialien Probleme auftreten, wie ein Auslaufen von wässriger Flüssigkeit aus dem Hygieneartikel, usw., und diese daher nicht verwendet werden können, wenn nur die oben erwähnte Aufnahmekapazität, die Aufnahmekapazität unter Druck, die Gelfestigkeit, die Aufnahmekapazität, usw., kontrolliert wird. So wird beispielsweise bei einem absorbierenden Harz, welches genauer untersucht wurde, und bei dem lediglich die Aufnahmekapazität unter Druck groß ist, durch eine Steigerung der Harzkonzentration die Dispergierbarkeit des absorbierenden Materials in einer Flüssigkeit deutlich erniedrigt.
Weiter sind von den Erfindern Untersuchungen zu den Absorptionseigenschaften absorbierender Materialien durchgeführt worden, welche eine höhere Harzkonzentration aufweisen als bisher verwendete absorbierende Materialien. Dabei wurde gefunden, dass bei Verwendung einer Mischung aus einem bekannten absorbierenden Harz, in welchem eine hydrophile Faser als absorbierendes Material verwendet wird, das absorbierende Material auch bei niedriger Harzkonzentration die gewünschten Absorptionseigenschaften aufweist; wenn die Harzkonzentration jedoch höher als 40 Gew.-% liegt, werden unerwünschte Eigenschaften erhalten, weil sich beispielsweise die Verteilbarkeit der Flüssigkeit stark verringert, die Aufnahmekapazität pro Gewichtseinheit des absorbierenden Materials absinkt und die Aufnahmekapazität für Wasser nicht für eine längere Zeit sichergestellt werden kann, sowie die Menge an wässriger Flüssigkeit, die erneut austritt, ansteigt. Wird eine Mischung aus dem bekannten absorbierenden Harz und der hydrophilen Faser als absorbierendes Material verwendet, treten die oben beschriebenen Schwierigkeiten auf.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden und ein Absorptionsmittel zur Verfügung zu stellen, das beispielsweise bei Verwendung in Hygieneartikeln usw. unabhängig von der Harzkonzentration, der Struktur und dem absorbierenden Material ausgezeichnete Absorptionseigenschaften aufweist, wie ein gutes Ausbreitungsvermögen für Flüssigkeit sowie eine über einen längeren Zeitraum stabile Aufnahmekapazität, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Absorptionsmittels, und ein absorbierendes Produkt, welches das Absorptionsmittel enthält.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Absorptionsmittel zur Verfügung zu stellen, welches auch bei hohen Harzkonzentrationen ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, insbesondere Absorptionseigenschaften, wie ein sehr hohes Ausbreitungsvermögen für Flüssigkeiten und eine sehr hohe Aufnahmekapazität.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Absorptionsmittel erhalten, wobei eine Vorstufe des Absorptionsmittels hergestellt wird, indem eine ungesättigte monomere Carbonsäure oder eines ihrer Salze polymerisiert wird und der Teilchendurchmesser der Vorstufe so eingestellt wird, dass ein mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 200 bis 600 um erhalten wird und bis zu 10 Gew.-% von Teilchen enthalten sind, die einen Teilchendurchmesser von weniger als 106 um aufweisen, und die Vorstufe in Gegenwart eines Oberflächenvernetzungsmittels einer Wärmebehandlung unterworfen wird, so dass das Absorptionsmittel unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 30 g/g aufweist nachdem die Absorption für 60 Minuten durchgeführt worden ist, ausgedrückt als das Gewicht einer absorbierten physiologischen Kochsalzlösung pro Gewichtseinheit des Absorptionsmittels, wobei eine Belastung von 20 g/cm² anliegt.
Das Absorptionsmittel, das erhalten wird, indem die Vorstufe des Absorptiosmittels hergestellt wird und in Gegenwart eines bestimmten Oberflächenvernetzungsmittels einer Wärmebehandlung unterworfen wird, sowie die absorbierenden Materialien und die absorbierenden Produkte, welche ein derartiges Absorptionsmittel umfassen, weisen ausgezeichnete Eigenschaften auf, wie eine sehr hohe Diffusionsrate der Flüssigkeit, eine hohe Aufnahmekapazität usw. und dies auch dann, wenn die Menge des verwendeten absorbierenden Harzes und die Harzkonzentration hoch sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein absorbierendes Material zur Verfügung gestellt, welches nicht mehr als 40 Gew.-% eines Absorptionsmittels (das oben beschrieben wurde) und eine hydrophile Faser enthält.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein absorbierendes Produkt zur Verfügung, welches eine absorbierende Schicht umfasst, welche ein absorbierendes Material enthält (das oben beschrieben worden ist), wobei das Material einen Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen von 0 bis 7 Gew.-% aufweist und die absorbierende Schicht sandwichartig zwischen einer Lage, die für Flüssigkeit durchlässig ist, und einer Lage, welche für Flüssigkeit undurchlässig ist angeordnet ist.
Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung genauer erläutert.
Die Absorption unter Druck durch Diffusion stellt erfindungsgemäß eine neue Eigenschaft dar, mit welcher unter Druck die Aufnahmefähigkeit des Absorptionsmittels sowie des absorbierenden Materials im Hinblick auf das Diffusionsvermögen der wässrigen Flüssigkeit bewertet werden kann, wobei der Gewichtsanteil des absorbierenden Harzes hoch ist und die Harzpartikel durch eine äußere Kraft eng miteinander verbunden sind.
Die Absorption unter Druck durch Diffusion wird auf der Grundlage von Werten bestimmt, die gemessen werden, wenn eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist nachdem die Absorption unter bestimmten Bedingungen begonnen hat, beispielsweise nach 20 Minuten, 30 Minuten sowie 60 Minuten, usw. Das Verfahren, mit dem die Absorption unter Druck durch Diffusion gemessen wird, wird bei den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen näher erläutert.
Die Absorption unter Druck durch Diffusion ermöglicht eine Bewertung neuer Eigenschaften des Absorptionsmittels, des absorbierenden Materials, d. h. des absorbierenden Harzes. Die Absorption unter Druck durch Diffusion bewertet die Gleichmäßigkeit und das Ausbreitungsvermögen des absorbierenden Harzes in der wässrigen Flüssigkeit in Richtung einer Harzschicht (im Weiteren der Einfachheit halber als laterale Richtung bezeichnet), oder die tatsächliche Aufnahmekapazität des absorbierenden Harzes in der Gesamtheit. Das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit in lateraler Richtung (Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit und Durchlässigkeit der Flüssigkeit) stellt einen wichtigen Faktor bei der Aufnahme großer Mengen einer wässrigen Flüssigkeit dar. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse lässt sich beispielsweise das Aufnahmevermögen des absorbierenden Materials beurteilen, das im Wesentlichen aus dem Absorptionsmittel (dem absorbierenden Harz) und einer hydrophilen Faser aufgebaut ist, insbesondere wenn das absorbierende Material einen hohen Anteil an absorbierendem Harz aufweist (im Weiteren als Harzkonzentration bezeichnet). Der Aufbau des absorbierenden Materials wird später genauer erläutert.
Viele aus dem Stand der Technik bekannte Anwendungen umfassen auch eine Bewertung der Aufnahmekapazität unter Druck. Bei den herkömmlichen Verfahren wird die Aufnahmekapazität jedoch nur in einer Richtung orthogonal zur Harzschicht bestimmt (im Weiteren als longitudinale Richtung bezeichnet). Mit diesem Verfahren lässt sich daher die Gleichmäßigkeit und das Ausbreitungsvermögen der wässrigen Flüssigkeit kaum bestimmen. Mit den mit bisher bekannten Verfahren erhaltenen Ergebnissen lässt sich daher die Aufnahmekapazität des absorbierenden Materials in der Papierwindel, usw., nicht genau bestimmen, wobei das absorbierende Material eine hohe Harzkonzentration aufweist.
Mit dem wasserlöslichen Anteil steht erfindungsgemäß ein Wert zur Verfügung, mit dem auf die erneute Abgabe der wässrigen Flüssigkeit nach Ablauf einer längeren Zeitspanne geschlossen werden kann, wenn das absorbierende Harz unter Druck eine ausgezeichnete Aufnahmefähigkeit durch Diffusion aufweist. Dies ermöglicht eine Bewertung der Eigenschaft, ob die aufgenommene wässrige Flüssigkeit über längere Zeit festgehalten werden kann. Der oben genannte wasserlösliche Anteil wird unter bestimmten Bedingungen gemessen. Das Verfahren zur Messung des wasserlöslichen Anteils wird weiter unten anhand der Ausführungsformen genauer beschrieben.
Selbst wenn das absorbierende Harz unter Druck eine ausgezeichnete Aufnahmefähigkeit durch Diffusion aufweist, steigt die Menge an wässriger Flüssigkeit, die nach Ablauf einer längeren Zeitspanne wieder abgegeben wird, wieder an, wenn der wasserlösliche Anteil außerhalb des bevorzugten Bereiches liegt. Im Weiteren wird das Absorptionsmittel, welches ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, wie ein außerordentlich hohes Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit und eine stabile Aufnahmefähigkeit über eine längere Zeitspanne, ohne dass dies durch die Harzkonzentration oder das verwendete absorbierende Material wesentlich beeinflusst wird, sowie das Verfahren zu dessen Herstellung und das absorbierende Produkt, welches ein derartiges Absorptionsmittel enthält, erläutert.
Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel weist ein Aufnahmevermögen unter Druck durch Diffusion von nicht weniger als 30 g/g auf. Im Absorptionsmittel, d. h. dem absorbierenden Harz mit einem Aufnahmevermögen unter Druck durch Diffusion von weniger als 30 g/g, d. h. dem absorbierenden Harz, verschlechtert sich das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit im absorbierenden Material (hohe Konzentration in lateraler Richtung) mit steigender Harzkonzentration und das Aufnahmevermögen des absorbierenden Materials nimmt ab. Bei der vorliegenden Erfindung beträgt das Aufnahmevermögen unter Druck durch Diffusion nicht weniger als 30 g/g, insbesondere bevorzugt nicht weniger als 32 g/g. Liegt der Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen oberhalb von 7 Gew.-%, steigt die Menge der wässrigen Flüssigkeit, die nach einer längeren Zeitspanne wieder abgegeben wird, an. Vorzugsweise beträgt der Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen nicht mehr als 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 3 Gew.-%. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Aufnahmevermögen unter Druck durch Diffusion bestimmt, indem nach Ablauf von 60 Minuten nach Beginn der Absorption unter bestimmten Bedingungen Werte gemessen werden. Besonders bevorzugt ist ein Absorptionsmittel, das unter Druck ein Aufnahmevermögen durch Diffusion von nicht weniger als 15 g/g aufweist, wobei der Wert 20 Minuten nach Beginn der Aufnahme gemessen wird, und insbesondere sind solche Absorptionsmittel bevorzugt, welche unter Druck ein Aufnahmevermögen durch Diffusion von nicht weniger als 20 g/g aufweisen.
Das erfindungsgemäße absorbierende Produkt ist dadurch gekennzeichnet, dass es das absorbierende Material mit den oben beschriebenen ausgezeichneten Eigenschaften enthält, wobei das absorbierende Material hydrophile Fasern enthält. Beispiele für den Aufbau des absorbierenden Materials, welches das Absorptionsmittel und eine hydrophile Faser enthält, sind: Ein Aufbau, bei dem ein Absorptionsmittel und eine hydrophile Faser gleichmäßig vermischt sind; ein Aufbau, bei dem das Absorptionsmittel sandwichartig zwischen Schichten der hydrophilen Faser angeordnet ist; ein Aufbau, bei dem das Absorptionsmittel und die hydrophile Faser homogen vermischt sind, so dass eine Schicht ausgebildet wird, wobei auf dieser eine Schicht der hydrophilen Faser angeordnet ist; ein Aufbau, bei dem das Absorptionsmittel sandwichartig zwischen einer Schicht der hydrophilen Faser und einer Schicht angeordnet ist, welche erhalten wird, indem das Absorptionsmittel und die hydrophile Faser gleichmäßig vermischt werden. Das absorbierende Material kann erhalten werden, indem das Absorptionsmittel zu einer Schicht geformt wird, indem bezogen auf das Absorptionsmittel eine bestimmte Menge Wasser zugemischt wird. Der Aufbau des absorbierenden Materials ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt.
Beispiele für die hydrophile Faser sind: eine Cellulosefaser, wie eine mechanische Pulpe, eine chemische Pulpe, eine halbchemische Pulpe, eine gelöste Pulpe, usw.; eine künstliche Cellulosefaser, wie Rayon, Acetat und vergleichbare Materialien. Unter den oben genannten Fasern sind Cellulosefasern besonders bevorzugt. Die hydrophile Faser kann eine synthetische Faser, wie ein Polyamid, ein Polyester, ein Polyolefin, usw., umfassen. Die erfindungsgemäß eingesetzten hydrophilen Fasern sind nicht auf die oben genannten Fasern beschränkt.
Um ausgezeichnete Eigenschaften zu erreichen, ist das erfindungsgemäße Absorptionsmittel dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der hydrophilen Faser im absorbierenden Material größer als 0 und nicht größer als 60 Gew.-% ist, besonders bevorzugt nicht weniger als 20 Gew.-% und nicht mehr als 40 Gew.-% beträgt. Je höher die Harzkonzentration im absorbierenden Material ist, umso deutlicher treten die Eigenschaften des Absorptionsmittels und des absorbierenden Materials zutage. Die Eigenschaften des absorbierenden Harzes werden erfindungsgemäß unabhängig vom Anteil der hydrophilen Faser im absorbierenden Material vollständig erhalten. Weiter werden die Eigenschaften des Absorptionsmittels kaum durch den oben beschriebenen Aufbau des absorbierenden Materials beeinflusst.
Ist der Anteil der hydrophilen Faser im absorbierenden Material vergleichsweise gering, kann das absorbierende Material, nämlich die hydrophilen Fasern, durch die Verwendung eines klebenden Bindemittels vernetzt werden. Indem die hydrophilen Faser vernetzt werden, lässt sich die Festigkeit und die Formbeständigkeit vor und während der Verwendung des absorbierenden Materials erhöhen.
Beispiele für derartige klebende Bindemittel sind: Heiß verklebbare Fasern, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere, 1-Buten-Ethylen-Copolymere und vergleichbare Verbindungen, Emulsionen mit klebenden Eigenschaften, usw. Es kann nur eines der oben angegebenen klebenden Bindemittel verwendet werden oder es können auch zwei oder mehr in geeigneter Weise gemischt und angewendet werden. Das Gewichtsverhältnis von hydrophiler Faser und klebendem Bindemittel wird bevorzugt in einem Bereich von 50/50-99/l, besonders bevorzugt in einem Bereich von 70/30-95/5, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 80/20-95/5 gewählt.
Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel kann in der folgenden Weise hergestellt werden. Zunächst wird eine Vorstufe des Absorptionsmittels hergestellt, indem in wässriger Lösung die hydrophilen ungesättigten Monomeren, welche zumindest 50 Mol-% neutralisierte Acrylsäure als Hauptkomponente enthalten, in Gegenwart des Vernetzungsagens und des Dispersionsmittels polymerisiert wurden, unter Verwendung einer bestimmten Menge des Vernetzungsagens, welches eine bestimmte Zusammensetzung aufweist. Dann wird die Vorstufe des Absorptionsmittels so eingestellt, dass sie einen bestimmten Wasseranteil und einen bestimmten Teilchendurchmesser aufweist. Anschließend wird die Vorstufe des Absorptionsmittels in Gegenwart eines Oberflächenvernetzungsagens einer Wärmebehandlung unterworfen.
Das in der Erfindung als Ausgangsmaterial verwendete hydrophile ungesättigte Monomer umfasst als Hauptkomponente Acrylsäure und ein aus dieser erhaltenes neutralisiertes Material. Um die Wasseraufnahme des Wasser aufnehmenden Absorptionsmittels zu verbessern, werden bevorzugt zumindest 50 Mol-% durch ein Alkalimetallsalz, ein Ammoniumsalz, ein Salz eines Amins, usw. neutralisiert. Um die Aufnahmefähigkeit des Absorptionsmittels noch weiter zu steigern, werden bevorzugt ungefähr 65 Mol- % bis 80 Mol-% der Acrylsäure neutralisiert.
Das hydrophile ungesättigte Monomer kann auch ein anderes ungesättigtes Monomer enthalten als Acrylsäure. Dieses von der Acrylsäure unterschiedliche ungesättigte Monomer unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Beispiele für derartige Monomere sind: Ein anionisches ungesättigtes Monomer, wie Methacrylsäure, Maleinsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, 2-(Meth)acrylamid-2-methylpropansulfonsäure, 2-(Meth)Acryloylethansulfonsäure, 2- (Meth)Acryloylpropansulfonsäure, usw. sowie deren Salze; ein nichtionisches ungesättigtes Monomer, welches hydrophile Gruppen enthält, wie ein Acrylamid, ein Methacrylamid, ein N-Ethyl(meth)acrylamid, ein N-n-Propyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, ein 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, ein 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, ein Methoxypropylethylenglykol(meth)acrylat, ein Polyethylenglykolmono(meth)acrylat, Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidon, N-Acryloylpiperidin, N-Acryloylpyrrolidin und vergleichbare Verbindungen; ein kationisches ungesättigtes Monomer, wie N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid sowie deren quarternäre Salze und vergleichbare Verbindungen.
Das oben beschriebene zusätzliche hydrophile ungesättigte Monomer wird vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 50 Gew.-% verwendet, bezogen auf die Gesamtmenge der als Hauptkomponente verwendeten Acrylsäure und deren neutralisierte Produkte.
Das in der Erfindung verwendete Vernetzungsagens wird durch Veresterung eines Polyhydroxyalkohols, welcher nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome und zumindest 3 Hydroxygruppen enthält (im Weiteren als Polyhydroxyalkohol bezeichnet) mit einer ungesättigten Carbonsäure erhalten, wobei als ungesättigte Carboxylate z. B. ein Acrylat mit mehreren funktionellen Gruppen (im Weiteren als polyfunktional bezeichnet) verwendet werden kann; oder in einer Umesterungsreaktion aus einem Polyhydroxyalkohol, welcher zumindest drei Hydroxygruppen aufweist, und einem ungesättigten Carbonsäureester. Es ist jedoch schwierig, den ungesättigten Carbonsäureester in industriellem Maßstab herzustellen, wobei beim Carbonsäureester alle Hydroxygruppen des Polyhydroxyalkohols, welcher zumindest drei Hydroxygruppen umfasst, mit dem ungesättigten Carbonsäureester eine Umesterungsreaktion eingegangen sind, d. h., den ungesättigten Carbonsäureester mit hoher Selektivität und hoher Ausbeute bei niedrigen Kosten herzustellen. Je nach den gewählten Reaktionsbedingungen wird bei der Synthese des ungesättigten Carbonsäureesters normalerweise neben dem erwünschten ungesättigten Carbonsäureester eine große Menge hochsiedender Verbindungen erzeugt, welche zumindest zwei Polyhydroxyalkoholstrukturen im Molekül enthalten.
Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen zur Herstellung des absorbierenden Harzes mit verbesserten Eigenschaften durchgeführt, welches hergestellt wird, indem in wässriger Lösung ein hydrophiles ungesättigtes Monomer polymersiert wird, wobei ein industriell verfügbarer ungesättigter Carbonsäureester verwendet wird, d. h. ein ungesättigter Carbonsäureester, welcher eine hochsiedende Verbindung als Vernetzungsagens umfasst. Als Ergebnis wurde dabei gefunden, dass es schwierig ist, die Aufnahmefähigkeit des Absorptionsmittels unter Druck durch Diffusion zu verbessern und die Menge der wasserlöslichen Verbindung zu verringern, wenn das ungesättigte Carboxylat, welches die hochsiedende Verbindung enthält, polymerisiert wird. Die Erfinder haben daher weitere Untersuchungen angestellt, um das absorbierende Harz (d. h. das Absorptionsmittel) zu erhalten, welches ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, wie die Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion und das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit, und das einen geringeren Anteil an wasserlöslichen Anteilen umfasst. Dabei wurde gefunden, dass nur dann ein Absorptionsmittel erhalten werden kann, das einen geringen Anteil an wasserlöslichen Anteilen aufweist sowie eine verbesserte Aufnahmefähigkeit unter Druck, wenn in Gegenwart des Dispersionsmittels das Vernetzungsagens in einer bestimmten Menge eingesetzt wird, wobei dieses so eingestellt wird, dass es einen bestimmten Anteil des hochsiedenden Bestandteils umfasst.
Das in der Erfindung verwendete Vernetzungsmittel ist aus einer Esterverbindung eines Polyhydroxyalkohols, welcher nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome und zumindest drei Hydroxygruppen umfasst, und einer ungesättigten Carbonsäure aufgebaut, wobei das Verhältnis des Molekulargewichts der Verbindung und einer Standardverbindung, bei der alle Hydroxygruppen des Polyhydroxyalkohols, welcher zumindest drei Hydroxygruppen enthält, mit der ungesättigten Carbonsäure verestert sind, in einem Bereich von 0,7/1 bis weniger als 1,3/1 liegt, und wobei das Verhältnis der Hauptkomponente des Vernetzungsmittels zur hochsiedenden Komponente, welche zumindest zwei Alkoholstrukturen umfasst, in einem Bereich von 75/24-99/1 liegt.
Der für die Herstellung des Vernetzungsagens verwendete Alkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Bevorzugte Beispiele für den Alkohol sind: Glycerin, Trimethylolethan, Tetramethylolethan, Trimethylolpropan, Tetrahydroxyethan, Pentaerythritol, usw. Unter den oben aufgezählten Alkoholen ist Trimethylolpropan besonders bevorzugt. Als ungesättigte Carbonsäure kann für die Herstellung des Vernetzungsagens jede der oben aufgeführten hydrophilen ungesättigten Monomere verwendet werden, die zumindest eine Carboxylgruppe aufweisen. Acrylsäure ist besonders bevorzugt.
Der Hauptbestandteil des Vernetzungsagens kann unter den multifunktionalen ungesättigten Carboxylaten, welche einen Polyhydroxyalkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen als Alkoholkomponente und eine ungesättigte Carbonsäure als Säurekomponente umfassen, eine Verbindung sein, bei welchem das Verhältnis der Molekulargewichte der Verbindung und einer Standardverbindung, bei welcher alle Hydroxylgruppen des Polyhydroxyalkohols, welcher zumindest drei Hydroxygruppen aufweist, über eine Esterbindung mit der ungesättigten Carbonsäure verbunden sind, in einem Bereich zwischen 0,7 bis weniger als 1,3 liegt.
Wird Trimethylolpropan als Polyhydroxyalkohol mit mindestens drei Hyroxygruppen verwendet und Acrylsäure als ungesättigte Carbonsäure, umfassen Beispiele für die Hauptkomponente des Vernetzungsagens: Trimethylolpropantriacrylat; Trimethylolpropandiacrylat; Trimethylolpropandiacrylatmono(β-acryloyloxypropionat), usw. Wird Glycerin als Polyhydroxyalkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen verwendet und Acrylsäure als ungesättigte Carbonsäure, umfassen Beispiele für die Hauptkomponenten des Vernetzungsagens: Glycerintriacrylat, Glycerindiacrylat, usw. Wird Trimethylolethan als Polyhydroxyalkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen verwendet und Acrylsäure als ungesättigte Carbonsäure, umfassen Beispiele für die Hauptkomponenten des Vernetzungsagens: Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolethandiacrylat, usw. Wird Tetramethylolethan als Polyhydroxyalkohol mit mindestens drei Hydroxygruppen verwendet und Acrylsäure als ungesättigte Carbonsäure, umfassen Beispiele für die Hauptkomponente des Vernetzungsagens: Tetramethylolethantetraacrylat, Tetramethylolethantriacrylat, usw. Wird Tetrahydroxyethan als Polyhydroxyalkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen und Acrylsäure als ungesättigte Carbonsäure verwendet, umfassen Beispiele für die Hauptkomponente erfindungsgemäß Tetrahydroxyethantetraacrylat, Tetrahydroxyethantriacrylat, usw. Wird Pentaerythritol als Polyhydroxyalkohol mit mindestens drei Hydroxygruppen verwendet und Acrylsäure als ungesättige Carbonsäure, können Pentaerythritoltetraacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, usw. verwendet werden.
Die im Vernetzungsagens enthaltene hochsiedende Verbindung hat eine komplizierte Struktur und ist ein Nebenprodukt, das bei der Synthese der Hauptkomponente des Vernetzungsagens entsteht. Wird Trimethylol als Polyhydroxyalkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen verwendet und Acrylsäure als ungesättigte Carbonsäure, umfassen Beispiele für die hochsiedende Komponente: Kondensationsprodukte, welche zumindest zwei Trimethylolpropan-Strukturen im Molekül umfassen, wie eine Verbindung, die bei einer weiteren Reaktion des Trimethylolpropantriacrylats und Trimethylolpropandiacrylat entsteht, ein Dimer aus Trimethylolpropandiacrylat, eine Verbindung, welche durch eine zusätzliche Reaktion zwischen Trimethylolpropandiacrylat und Trimethylolpropanmonoacrylat entsteht, usw.
Für die vorliegende Erfindung ist es wesentlich, dass die Bedingung erfüllt wird, nach der das Gewichtsverhältnis der Hauptkomponente des Vernetzungsagens zur hochsiedenden Komponente des Vernetzungsagens in einem Bereich von 75/ 25-99/1, vorzugsweise in einem Bereich von 80/20-90/10 liegt. Beträgt das Gewichtsverhältnis der Hauptkomponente des Vernetzungsagens zur hochsiedenden Komponente im Vernetzungsagens weniger als 75/25, d. h., der Anteil der Hauptkomponente des Vernetzungsagens bezogen auf die Gesamtmenge der Hauptkomponente des Vernetzungsagens und der hochsiedenden Komponente beträgt weniger als 75 Gew.-% (d. h., der Anteil der hochsiedenden Komponente liegt oberhalb von 25 Gew.-%), kann auch in dem Fall, in dem das erfindungsgemäße Dispersionsmittel verwendet wird, das Absorptionsmittel, welches ausgezeichnete Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion sowie ein ausgezeichnetes Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit aufweist, sowie ein Absorptionsmitt el, das einen geringen Anteil an wasserlöslichen Komponenten aufweist, nicht erhalten werden. Andererseits ist es schwierig, ein Vernetzungsagens zu erhalten, bei dem das Gewichtsverhältnis von Hauptkomponente des Vernetzungsagens und hochsiedender Komponente höher als 99/1 ist, d. h. ein Vernetzungsagens, bei dem der Anteil der Hauptkomponente bezogen auf die Gesamtmenge der Hauptkomponente des Vernetzungsagens und der hochsiedenden Komponente größer als 99 Gew.-% ist (d. h., der Anteil der hochsiedenden Komponente ist geringer als 1 Gew.-%). Dieses ist daher industriell nicht interessant. Weiter können selbst bei Verwendung eines Vernetzungsagens, bei welchem der Anteil der Hauptkomponente des Vernetzungsagens mehr als 99 Gew.-% beträgt, im Vergleich zu einem Vernetzungsagens, bei welchem der Anteil 75 Gew.-% bis 99 Gew.-% beträgt, keine wesentlichen Effekte erreicht werden.
Die Menge, in welcher das Vernetzungsagens verwendet wird, beträgt bezogen auf das hydrophile ungesättigte Monomer nicht weniger als 0,05 Mol-% und nicht mehr als 0,5 Mol-% und beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,07 Mol-% und nicht mehr als 0,2 Mol-%. Wird das Vernetzungsmittel in einer Menge von weniger als 0,05 Mol-% oder in einer Menge von mehr als 0,5 Mol-% verwendet, erniedrigt sich das Aufnahmevermögen des Absorptionsmittels unter Druck durch Diffusion und die Menge an wasserlöslichen Anteilen steigt an. Dies ist unter einem industriellen Gesichtspunkt unerwünscht. Für die polyfunktionalen ungesättigten Carboxylate, welche einen Polyhydroxyalkohol mit zumindest drei Hydroxygruppen sowie Acrylsäure als Säurekomponenten umfassen, sollte die Menge des eingesetzten Vernetzungsagens auf der Grundlage der Verbindung berechnet werden, bei welcher alle Hydroxygruppen des Polyhydroxyalkohols mit mindestens drei Hydroxygruppen über eine Estergruppe mit der ungesättigten Carbonsäure verbunden sind, d. h. auf Basis des Molekülgewichts der Hauptkomponente des Vernetzungsagens.
Als Dispersionsmittel, das erfindungsgemäß in der in wässriger Lösung durchgeführten Polymerisation verwendet wird, wird eine Verbindung verwendet, welche sich homogen in Wasser löst und welche mit dem Vernetzungsagens verträglich ist, vorzugsweise und im Allgemeinen eine industriell erhältliche Verbindung. Beispiele für derartige Dispersionsmittel sind: Nichtionische oberflächenaktive Verbindungen, wie mit Sorbitol veresterte aliphatische Säuren, aliphatische Ester von Polyoxyethylensorbitan, aliphatische Ester von Polyglycerin, Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenolether, Polyoxyethylenacylether, mit aliphatischen Säuren veresterte Zucker, usw.; sowie anionische oberflächenaktive Verbindungen, wie Sulfatester höherer Alkohole, Salze von Alkylnaphthalinsulfonsäuren, Alkylpolyoxyethylensulfatsalze, Dialkylsulfosuccinate, usw.; kationische oberflächenaktive Agenzien, wie quartäre Alkylammoniumsalze, Alkylaminsalze, usw.; amphotäre oberflächenaktive Verbindungen, wie Alkylbetaine, Lecithin, usw.; polymere Verbindungen, wie lipophile Polymere mit einer Carboxylgruppe, teilweise verseifte Polyvinylalkohole, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, usw. Unter den oben aufgezählten Dispersionsmitteln sind wasserlösliche oberflächenaktive Verbindungen und in Wasser diffundierbare oberflächenaktive Verbindungen bevorzugt und insbesondere ist eine nichtionische oberflächenaktive Verbindung mit zumindest 10 HLB (Hydrophilie-Lipophilie-Gleichgewicht) besonders bevorzugt. Die Menge, in welcher das Dispersionsmittel verwendet wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Vernetzungsagens, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%. Die Menge, in welcher das Dispersionsmittel verwendet wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 0,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Vorstufe des Absorptionsmittels, welches aus dem hydrophilen ungesättigten Monomer erhalten wird.
Das Verfahren, mit welchem das Dispersionsmittel für die Polymerisation in wässriger Lösung zugegeben wird, unterliegt keinen besonderen Anforderungen. Beispielsweise können das Vernetzungsagens und das Dispersionsmittel miteinander vermischt werden und die Mischung kann mit dem hydrophilen ungesättigten Monomer oder einer wässrigen Lösung dieses Monomeren vermischt werden. Es ist aber auch möglich, zunächst eine Lösung oder Dispersion aus dem Vernetzungsagens und dem Dispersionsmittel herzustellen, und das hydrophile ungesättigte Monomer oder eine Lösung des Monomers zuzugeben. Nachdem das Vernetzungsagens, das Dispersionsmittel, das hydrophile ungesättigte Monomer oder ein Teil der Lösung miteinander vermischt wurden, kann die erhaltene flüssige Mischung mit dem Rest des hydrophilen ungesättigten Monomers und/oder der Lösung vermischt werden. Nach dem Vermischen des Vernetzungsagens mit der Lösung oder der flüssigen Dispersion des Dispersionsmittels und einem Teil des hydrophilen ungesättigten Monomeren oder dessen Lösung, kann die erhaltene flüssige Mischung mit dem Rest des hydrophilen ungesättigten Monomers oder einer Lösung des Monomers vermischt werden. Unter den oben beschriebenen Mischverfahren ist das Verfahren, bei dem nach dem Vermischen des Vernetzungsagens, des Dispersionsmittels und eines Teils des hydrophilen ungesättigten Monomers oder einer Lösung des Monomers die erhaltene Mischung mit dem Rest des hydrophilen ungesättigten Monomers oder einer Lösung des Monomers vermischt wird, besonders bevorzugt. Weiter ist das Verfahren, bei dem nach dem Vermischen des Vernetzungsagens, des Dispersionsmittels und eines Teils der Acrylsäure als hydrophiles ungesättigtes Monomer oder der Lösung des Monomers, die erhaltene Mischung mit dem Rest des hydrophilen ungesättigten Monomers oder dessen Lösung (neutralisiertes Polymer der Acrylsäure) vermischt wird, besonders bevorzugt.
Wird die Polymerisation des hydrophilen ungesättigten Monomers in Gegenwart des Vernetzungsagens und des Dispersionsmittels durchgeführt, beträgt die Konzentration des hydrophilen ungesättigten Monomers in der Lösung vorzugsweise zwischen 25 Gew.-% und 1 Gew.-% der Sättigungskonzentration, besonders bevorzugt zwischen 30 Gew.-% und 45 Gew.-%
Zum Starten der Polymerisation kann beispielsweise ein Radikalstarter, wie Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat, t-Butylhydroperoxid, Wasserstoffperoxid, 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid, usw. oder eine hochenergetische Strahlung, wie Ultraviolettstrahlung oder Elektronenstrahlung, usw., verwendet werden. Wird ein oxidativer Radikalstarter verwendet, kann eine Redox-Polymerisation durchgeführt werden, indem gleichzeitig ein Reduktionsmittel, wie Natriumsulfit, Natriumhydrogensulfit, Eisen(II)sulfat, L-Ascorbinsäure, usw. verwendet wird. Die Menge des verwendeten Polmerisationsstarters liegt vorzugsweise im Bereich von 0,001 bis 2 Mol-%, insbesondere bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,5 Mol-%.
Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel wird hergestellt, indem die Vorstufe des Absorptionsmittels, welche durch Polymerisation in Lösung erhalten wird, so dass sie einen Wassergehalt von weniger als 10% und einen mittleren Teilchendurchmesser von 200 bis 600 um und einen Anteil von Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von nicht mehr als 10 Gew.-% aufweist, in Gegenwart des Oberflächenvernetzungsmittels erhitzt wird. Die erhaltene Vorstufe des Absorptionsagens kann beispielsweise eine undefinierte, kugelförmige, blattartige, kornartige Form haben, usw. Weiter kann die Vorstufe des Absorptionsmittels ein Primärpartikel sein, oder ein Granulat des Primärteilchens. Wenn weiter der Wassergehalt mehr als 10% beträgt und der mittlere Teilchendurchmesser außerhalb des Bereichs von 200 um - 600 um liegt, oder der Anteil der Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um mehr als 10 Gew.-% beträgt, kann ein Absorptionsmittel mit ausgezeichnetem Aufnahmevermögen unter Druck nicht erhalten werden.
Als oberflächenvernetztendes Agens wird in der Erfindung ein bekanntes Oberflächenvernetzungsmittel verwendet, wobei eine Verbindung, welche mit einer Carboxylgruppe reagieren kann, geeignet ist. Beispiele für derartige Oberflächenvernetzungsagenzien umfassen: Polyhydroxyalkoholverbindungen mit zumindest zwei Hydroxygruppen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylengylkol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Polypropylenglykol, Glycerin, Polyglycerin, 2-Buten-1,4-diol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6- Hexandiol, 1,2-Cyclohexandimethanol, 1,2-Cyclohexanol, Trimethylolpropan, Diethanolamin, Triethanolamin, Polyoxypropylen, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymere, Pentaerythritol, Sorbitol, usw.: Epoxyverbindungen, wie Ethylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Polyglycerolpolyglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether, Polypropylenglykoldiglycidylether, Glycidol, usw.; Polyaminverbindungen, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Polyethylenimin, usw.; Polyisocyanatverbindungen, wie 2,4- Tolylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, usw.; Polyoxazolinverbindungen, wie 1,2-Ethylenbisoxazolin, usw.; Alkylencarbonatverbindungen, wie 1,3-Dioxolan-2-on, 4-Methyl-1,3-dioxolan-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, 1,3-Dioxopan-2-on, usw.; Epoxyhalogenverbindungen, wie Epichlorhydrin, Epibromhydrin, α-Methylepichlorhydrin, usw.; Silankopplungsagenzien, wie γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, usw.; mehrwertige metallische Verbindungen, wie Hydroxide und Chloride von Metallen, wie: Zink, Calcium, Magnesium, Aluminium, Eisen, Zirkon, usw. Es kann lediglich eine der oben aufgeführten oberflächenaktiven Verbindungen verwendet werden, oder es können auch zwei oder mehrere in geeigneter Weise vermischt und verwendet werden.
Insbesondere wenn das Oberflächenvernetzungsagens aus einem ersten Oberflächenvernetzungsagens und einem zweiten Oberflächenvernetzungsagens kombiniert wird, welche jeweils unterschiedliche Löslichkeitsparameter (SP-Wert) aufweisen, wird ein Absorptionsmittel erhalten, das eine weiter verbesserte Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion aufweist. Der Löslichkeitsparameter ist ein Wert, der normalerweise als Faktor verwendet wird, um die Polarität einer Verbindung auszudrücken. In der vorliegenden Erfindung wird ein Löslichkeitsparameter δ (J/m³)1/2 des Lösungsmittels verwendet, welcher auf den Seiten 527-539 (Polymer Handbook, 3. Ausgabe (Wiley Interscience Co., Ltd.)) beschrieben wird. Für die Löslichkeitsparameter von Lösungsmitteln, welche nicht in diesem Buch beschrieben sind, kann ein Wert verwendet werden, welcher erhalten wird, indem die Kondensationsenergiekonstante nach Hoy, welche auf Seite 525 beschrieben ist, in der Formel nach Small, welche auf Seite 524 beschrieben ist, eingesetzt wird.
Als erstes Oberflächenvernetzungsagens wird bevorzugt eine Verbindung eingesetzt, die mit einer Carboxylgruppe reagiert und einen Löslichkeitsparameter von mehr als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 (cal/cm³)1/2) aufweisen, wobei eine Verbindung mit einem Löslichkeitsparameter von mehr als 2,66 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (13,0 (cal/cm³)1/2) besonders bevorzugt ist. Beispiele für das erste Vernetzungsagens sind: Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Pentaerythritol, Sorbitol, Ethylencarbonat(1,3-dioxolan-2-on), Propylencarbonat(4-methyl-1,3-dioxolan-2-on), usw. Das erste Oberflächenvernetzungsagens ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Es kann nur eines dieser ersten Oberflächenvernetzungsagenzien oder es können auch mehr als zwei derartige Verbindungen verwendet werden.
Das zweite Oberflächenvernetzungsagens ist vorzugsweise eine Verbindung, die mit einer Carboxylgruppe reagieren kann und einen Löslichkeitsparameter von weniger als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 (cal/cm³)1/2) aufweist, insbesondere im Bereich von 1,94 · 10&sup4; - 3,52 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (9,5-12,0 (cal/cm³)1/2).
Beispiele für das zweite Oberflächenvernetzungsagens sind: Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, 1,3- Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,5- Hexandiol, Trimethylolpropan, Diethanolamin, Triethanolamin, Ethylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykolglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Polyglycerinpolyglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether, Polypropylenglycoldiglycidylether, Ethylendiamin, Diethylentriamin. Triethylentetramin, 2,4-Tolylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, Epichlorhydrin, Epibromhydrin, usw. Das zweite in der Erfindung verwendete Vernetzungsagens ist nicht auf die oben aufgeführten Verbindungen beschränkt. Es kann sowohl eines der zweiten Vernetzungsagenzien verwendet werden oder es können auch mehr als zwei verwendet werden.
Als Oberflächenvernetzungsagens können zumindest eine Verbindung, die aus der Gruppe des ersten Oberflächenvernetzungsagens ausgewählt ist, und zumindest eine Verbindung, die aus der Gruppe des zweiten Oberflächenvernetzungsagens ausgewählt ist, miteinander vermischt und verwendet werden.
Die Menge, in der das Oberflächenvernetzungsagens eingesetzt wird, hängt von der zu verwendenden Verbindung ab bzw. von der Kombination. Bezogen auf 100 Gewichtsteile des festen Anteils der Vorstufe des Absorptionsmittels wird das Oberflächenverpetzungsagens vorzugsweise in einer Menge von 0,001 bis 10 Gewichtsteilen, insbesondere bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen verwendet. Werden das erste Oberflächenvernetzungsagens und das zweite Oberflächenvernetzungsagens miteinander kombiniert, wird, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Feststoffanteils der Vorstufe des Absorptionsmittels, das erste Oberflächenvernetzungsagens in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, und das zweite Oberflächenvernetzungsagens in einer Menge von 0,001 bis 1 Gewichtsteile verwendet. Besonders bevorzugt wird das erste Oberflächenvernetzungsagens in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsteilen angewandt und das zweite Oberflächenvernetzungagens in einer Menge von 0,005 bis 0,5 Gewichtsteilen. Durch die Verwendung des oben beschriebenen Oberflächenvernetzungagens wird die Vorstufe des Absorptionsmittels, d. h. der Vernetzungsgrad im Bereich der Oberfläche des absorbierenden Harzes, erhöht. Werden mehr als 10 Gewichtsteile des Oberflächenvernetzungsagens verwendet, ist dies nicht nur im Hinblick auf die Kosten unerwünscht, sondern auch im Hinblick auf die Ausbildung einer geeigneten Vernetzungsstruktur des Absorptionsmittels. Werden andererseits weniger als 0,001 Gewichtsteile des Oberflächenvernetzungsagens verwendet, kann beim Absorptionsmittel nur schwer ein Effekt in der Verbesserung der Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion erreicht werden. Aus diesem Grund ist ein derartiger Zustand unerwünscht.
Wird die Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens vermischt, wird vorzugsweise Wasser als Lösungsmittel verwendet. Die Menge des verwendeten Wassers hängt von der Art, dem Teilchendurchmesser, dem Wassergehalt, usw. der Vorstufe des Absorptionsmittels ab. Die verwendete Wassermenge beträgt jedoch vorzugsweise mehr als 0 und weniger als 20 Gewichtsteile, insbesondere bevorzugt zwischen 0,5 und 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Feststoffanteils der Vorstufe des Absorptionsmittels.
Wird die Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens vermischt, kann ein hydrophiles organisches Lösungsmittel als Lösungsmittel verwendet werden, sofern dies notwendig ist. Beispiele für derartige hydrophile organische Lösungsmittel sind: Niedrige Alkohole, wie Methylalkohol, Ethylalkohol, n- Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol, t-Butylalkohol, usw.; Ketone, wie Aceton, usw.; Ether, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, usw.; Amide, wie N,N-Dimethylformamid, usw.; Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid, usw. Die Menge des hydrophilen organischen Lösungsmittels hängt von der Art, dem Teilchendurchmesser und dem Wassergehalt der Vorstufe des Absorptionsmittels ab. Der Anteil des hydrophilen organischen Lösungsmittels beträgt jedoch vorzugsweise nicht mehr als 20 Gewichtsteile, insbesondere zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Feststoffanteils der Vorstufe des Absorptionsmittels.
Zum Mischen der Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens kann beispielsweise die Vorstufe des Absorptionsmittels im hydrophilen organischen Lösungsmittel verteilt werden und das Oberflächenvernetzungsagens zugegeben werden. Das Mischverfahren unterliegt jedoch keinen besonderen Beschränkungen. Unter den möglichen Mischverfahren ist das Verfahren, bei dem das Oberflächenvernetzungsagens in Wasser und/oder, sofern dies erforderlich ist, einem hydrophilen organischen Lösungsmittel gelöst ist mit der Vorstufe des Absorptionsmittels direkt oder durch Sprühen oder Zutropfen vermischt wird, besonders bevorzugt. Wird mit Wasser vermischt, können kleine Partikel, die sich nicht in Wasser oder dem oberflächenaktiven Agens, usw. lösen, in Kombination verwendet werden.
Die Mischvorrichtung zum Vermischen der Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens weist vorzugsweise eine starke Mischwirkung auf, so dass die beiden Bestandteile homogen und vollständig gemischt werden können. Beispiele für derartige Mischvorrichtungen sind: Ein zylinderförmiger Mischer, ein doppelwandiger konischer Mischer, ein V-förmiger Mischer, ein Bandmischer, ein Schraubenmischer, ein Fließbettmischer mit rotierendem Tisch, ein Mischer mit Luftstrom, ein Zweiarmiger Kneter, ein interner Mischer, eine Knetmühle, ein Rührer, ein Schraubenextruder, usw.
Nachdem die Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens vermischt worden ist, wird mit Wärme behandelt, so dass die Oberfläche der Vorstufe des Absorptionsmittels vernetzt wird. Die für die Wärmebehandlung geeignete Temperatur hängt vom verwendeten Oberflächenvernetzungsagens ab. Vorzugsweise liegt die Temperatur jedoch im Bereich von 80ºC bis 250ºC, insbesondere bevorzugt im Bereich von 120ºC bis 230ºC. Wird eine Kombination aus erstem Oberflächenvernetzungsagens und zweiten Oberflächenvernetzungsagens verwendet, wird die Wärmebehandlung geeignet in der Weise durchgeführt, dass die Temperatur nicht weniger als 160ºC beträgt. Wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb 80ºC durchgeführt (unterhalb von 160ºC, wenn sowohl das erste als auch das zweite Oberflächenvernetzungsagens verwendet wird), kann keine gleichmäßige Vernetzungsstruktur ausgebildet werden. Es kann daher kein absorbierendes Harz erhalten werden, das ausgezeichnete Eigenschaften besitzt, wie eine Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion. Ein solcher Zustand ist daher unerwünscht. Da die Wärmebehandlung zeitaufwändig ist, ist die Produktivität niedrig. Wird andererseits eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von mehr als 250ºC durchgeführt, verschlechtern sich die Eigenschaften der Vorstufe des Absorptionsmittels, was zu schlechten Eigenschaften des Absorptionsmittels führt. Ein solcher Zustand ist daher unerwüscht.
Die beschriebene Wärmebehandlung kann mit Hilfe einer Trockenvorrichtung, einem Ofen, usw., durchgeführt werden. Beispiele für geeignete Trockner sind Mischtrockner mit Nuten, Rotationstrockner, Tischtrockner, Fließbetttrockner, Lufttrockner, Infrarottrockner, usw.
Das mit dem oben beschriebenen Herstellungsprozess erhaltene Absorptionsmittel weist eine Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion von mehr als 25 g/g auf, gemessen 60 Minuten nach Beginn der Absorption, wobei der Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen im Bereich zwischen 0 Gew.-% und 7 Gew.-% liegt. Das Absorptionsmittel hat daher die beschriebenen ausgezeichneten Aufnahmeeigenschaften. Der Grund, weshalb das erfindungsgemäße Absorptionsmittel ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmefähigkeit durch Diffusion unter Druck usw. aufweist, ist nicht geklärt. Man nimmt jedoch an, dass durch die Verwendung des Dispersionsmittels sowie durch die bestimmte Menge des Vernetzungsagens, welches so hergestellt worden ist, dass es eine bestimmte Menge an hochsiedenden Komponenten enthält, die hochsiedende Komponente homogen im Reaktionssystem verteilt ist und die Vernetzungsfähigkeit der Hauptkomponente, welche durch die hochsiedende Komponente gestört wird, voll zum Tragen kommt. Die Vernetzungsreaktion durch die hochsiedende Komponente kann daher mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden. Im Ergebnis kann der Gehalt an wasserlöslicher Komponente deutlich erniedrigt werden.
Das beschriebene Absorptionsmittel weist ausgezeichnete Absorptionseigenschaften auf. Wird daher das Absorptionsmittel in einem absorbierenden Material verwendet, beispielsweise in Hygieneartikeln, wie Papierwindeln, Monatsbinden, Inkontinenzeinlagen, usw., werden selbt dann, wenn die Harzkonzentration im absorbierenden Material hoch ist, ausgezeichnete Eigenschaften erhalten, wie eine hohe Aufnahmefähigkeit unter Druck durch Diffusion sowie ein niedriger Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen, und dies unabhängig von der Struktur des absorbierenden Materials. Weiter weisen derartige Hygieneartikel auch nach längerer Zeit nur eine geringe Rücknässung auf, sowie ein hohes Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeiten und die Fähigkeit, das Wasser über längere Zeit festzuhalten, wodurch ein absorbierendes Produkt erhalten wird, das ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Ein solches Absorptionsmittel kann insbesondere in Hygieneartikeln, wie Papierwindeln, Monatsbinden, sogenannten Inkontinenzeinlagen, usw., geeignet verwendet werden, um somit den Bedarf nach besseren Eigenschaften und dünneren Artikeln zu befriedigen. Das beschriebene Verfahren ermöglicht daher die Herstellung eines Absorptionsmittels, das ausgezeichnete Eigenschaften aufweist.
Zusätzlich können Deodorants, Parfums, anorganische Pulver, Schaummittel, Pigmente, Farbstoffe, hydrophile Kurzfasern, synthetische Fasern, Düngemittel, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Wasser, Salze, usw. zum erhaltenen Absorptionsmittel und zum absorbierenden Material gegeben werden, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, wodurch das Absorptionsmittel, das absorbierende Material und das absorbierende Produkt unterschiedliche Funktionen erfüllen können.
Als nächstes wird erläutert, dass das Absorptionsmittel, das absorbierende Material und das absorbierende Produkt auch dann ausgezeichnete Eigenschaften (Absorptionseigenschaften), wie ein hohes Ausbreitungsvermögen für Flüssigkeit und hohe Wasseraufnahme unter Druck aufweisen, wenn die Harzkonzentration erhöht wird.
Das erfindungsgemäße absorbierende Material umfasst zumindest 40 Gew.-% des Absorptionsmittels, welches eine Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion von zumindest 30 g/g aufweist, wenn dieses 60 Minuten nach Beginn der Absorption gemessen wird, vorzugsweise 50 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 60 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 70 Gew.-%. Das Absorptionsmittel, welches unter Druck eine Aufnahmefähigkeit durch Diffusion von zumindest 30 g/g aufweist, wenn diese 60 Minuten nach Beginn der Absorption gemessen wird, ist nicht bevorzugt, da das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit in lateraler Richtung des absorbierenden Materials (hohe Konzentration), welches eine erhöhte Harzkonzentration aufweist, erniedrigt wird, und daher die Aufnahmekapazität des absorbierenden Materials klein wird. Auch dann, wenn ein Absorptionsmittel enthalten ist, welches unter Druck eine Aufnahmekapazität durch Diffusion von nicht weniger als 30 g/g aufweist, würde die Aufnahmekapazität des absorbierenden Materials, welches einen Anteil des Absorptionsmittels von weniger als 40 Gew.-% aufweist, erniedrigt werden. Beim erfindungsgemäßen absorbierenden Material ist es bevorzugt, neben der Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion, gemessen 60 Minuten nach Beginn der Absorption, ein Absorptionsmittel zu verwenden, welches unter Druck eine Aufnahmekapazität durch Diffusion von 15 g/g aufweist, welche berechnet wird auf Basis eines Wertes, der 30 Minuten nach Beginn der Absorption gemessen wird. Insbesondere ist es bevorzugt, ein Absorptionsmittel zu verwenden, welches unter Druck eine Aufnahmekapazität durch Diffusion von zumindest 15 g/g aufweist, wobei dieser Wert auf einer Messung beruht, welche 20 Minuten nach Beginn der Absorption durchgeführt wird.
Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Absorptionsmittel unter Druck eine Aufnahmekapazität durch Diffusion von nicht weniger als 15 g/g auf, gemessen 30 Minuten nach Beginn der Absorption, sowie eine Aufnahmekapazität durch Diffusion unter Druck von nicht weniger als 30 g/g, gemessen nach 60 Minuten. Besonders bevorzugt beträgt die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion nicht weniger als 15 g/g, gemessen 20 Minuten nach Beginn der Absorption, wobei weiter die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion, gemessen 60 Minuten nach Beginn der Absorption nicht weniger als 30 g/g beträgt. Ein Absorptionsmittel, welches unter Druck eine Aufnahmekapazität durch Diffusion von weniger als 15 g/g aufweist, gemessen 30 Minuten nach Beginn der Absorption, ist nicht bevorzugt, da das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit in lateraler Richtung verschlechtert werden würde und die Saugkraft des absorbierenden Materials abnimmt.
Im Gegensatz zum Absorptionsmittel umfasst das erfindungsgemäße absorbierende Material eine hydrophile Faser. Die Struktur des absorbierenden Materials kann der oben beschriebenen Struktur entsprechen, unterliegt aber an sich keinen Beschränkungen.
Bevorzugt sind das Absorptionsmittel und die hydrophile Faser jedoch homogen vermischt, wobei der Anteil des Absorptionsmittels im absorbierenden Material nicht weniger als 40 Gew.-% beträgt. Insbesondere bevorzugt sind das Absorptionsmittel und die hydrophile Faser gleichmäßig vermischt, so dass das Absorptionsmittel, bezogen auf die gesamte Menge des Absorptionsmittels und des hydrophilen Agens, in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise nicht weniger als 60%, insbesondere bevorzugt nicht weniger als 70 Gew.-% enthalten ist. Durch diese Anordnung kann das absorbierende Material seine absorbierenden Eigenschaften vollständig entfalten. Weiter treten die Eigenschaften des Absorptionsmittels und des absorbierenden Materials umso deutlicher zu Tage, je höher die Harzkonzentration im absorbierenden Material ist.
Ist der Anteil der hydrophilen Faser im absorbierenden Material vergleichsweise gering, können die absorbierenden Materialien, d. h. die hydrophilen Fasern, unter Verwendung des oben beschriebenen Klebstoffs miteinander verbunden werden.
Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel kann auch in der Weise erhalten werden, dass zunächst die Vorstufe des Absorptionsmittels hergestellt wird und dann die Vorstufe des Absorptionsmittels in Gegenwart eines bestimmten Oberflächenvernetzungsagens einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Die Vorstufe des Absorptionsmittels weist eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 200 bis 600 um auf und umfasst höchstens 10 Gew.-% an Teilchen, welche einen Teilchendurchmesser von weniger als 106 um aufweisen. Die Vorstufe des Absorptionsmittels ist ein Harz, welches durch Aufnahme einer großen Menge Wasser ein Hydrogel ausbilden kann. Die Vorstufe des Absorptionsmittels lässt sich beispielsweise durch Lösungspolymerisation in Wasser herstellen. Beispiele für die Vorstufe des Absorptionsmittels umfassen: Ein teilweise neutralisiertes vernetztes Polymer der Polyacrylsäure, ein hydrolisiertes Pfropfpolymer aus Stärke/Acrylnitril, ein neutralisiertes Pfropfpolymer aus Stärke-Acrylsäure, ein verseiftes Copolymer aus Vinylacetat-Acrylsäureester, ein hydrolisiertes Copolymer aus Acrylnitril oder Acrylamid, oder ein aus diesen hergestelltes vernetztes Polymer, ein vernetzter denaturierter Polyvinylalkohol, welcher Carboxylgruppen umfasst, ein Copolymer aus vernetztem Isobutylen-Maleinsäureanhydrid, und vergleichbare Verbindungen.
Die Vorstufe des Absorptionsmittels kann hergestellt werden, indem eine Polymerisation oder eine Copolymerisation mit zumindest einer Verbindung durchgeführt wird, die ausgewählt ist aus ungesättigten Carbonsäuren, wie (Meth)Acrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, β- Acryloxypropionsäure, sowie die oben genannten Säuren in ihrer neutralisierten Form, und wobei das Polymer weiter pulverisiert oder klassifiziert wird, sofern das notwendig ist, um den oben erwähnten Teilchendurchmesser zu erhalten. Unter den oben aufgezählten Monomeren ist (Meth)Acrylsäure sowie deren neutralisierte Form besonders bevorzugt.
Die Vorstufe des Absorptionsmittels kann ein Copolymer des Monomers mit einem anderen Monomer sein, das mit diesem Monomer copolymerisierbar ist. Beispiele für das weitere Monomer umfassen: Die beispielhaft angeführten ungesättigten Monomere, d. h. anionische ungesättigte Monomere und deren Salze; nichtionische ungesättigte Monomere, welche eine hydrophile Gruppe aufweisen, ungesättigte kationische Monomere, usw.
Die Vorstufe des Absorptionsmittels umfasst eine Carboxylgruppe. Die Menge der in der Vorstufe enthaltenen Carboxylgruppen unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Bevorzugt ist die Carboxylgruppe, bezogen auf 100 g der Vorstufe des Absorptionsmittels, in einer Menge von nicht weniger als 0,01 Äquivalenten enthalten. Besteht die Vorstufe des Absorptionsmittels beispielsweise aus einem vernetzten Polymer einer teilweise neutralisierten Polyacrylsäure, beträgt der Anteil der nicht neutralisierten Polyacrylsäure an der vernetzten Verbindung vorzugsweise 1 bis 60 Mol-%, insbesondere bevorzugt 10-50 Mol-%.
Vorzugsweise wird das Innere der Vorstufe des Absorptionsmittels vernetzt, indem mit einem Vernetzungsagens umgesetzt oder copolymerisiert wird, welches mehrere polymerisierbare ungesättigte Gruppen und mehrere reaktive Gruppen umfasst. Die Vorstufe des Absorptionsmittels kann selbst vernetzbar sein und benötigt dann kein Vernetzungsagens. Beispiele für Vernetzungsagenzien sind: N,N-Methylenbis(meth)acrylamid, (Poly)Ethylenglykoldi(meth)acrylat, (Poly)Propylenglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Glycerintri(meth)acrylat, Glycerinacrylatmethacrylat, mit Ethylenoxid denaturiertes Trimethylolpropantril(meth)acrylat, Pentaerythritoltetra(meth)acrylat, Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanorat, Triallylphosphat, Triallylamin, Poly(meth)aryloxyalkan, (Poly)Ethylenglykoldiglycidylether, Glycerindiglycidylether, Ethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Pentaerythritol, Ethylendiamin, Polyethylenimin, Glycidyl(meth)acrylat, usw. Es kann sowohl nur eines der oben aufgeführten Vernetzungsagenzien verwendet werden, oder es können auch zwei oder mehrere verwendet werden, welche in geeigneter Weise vermischt werden. Unter den oben angegebenen Verbindungen werden bevorzugt solche Verbindungen als Vernetzungsagens verwendet, welche mehrere polymerisierbare Gruppen umfassen.
Vorzugsweise wird das Vernetzungsagens in einer Menge im Bereich von 0,005 bis 2 Mol-%, insbesondere bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 1 Mol-% verwendet. Ist die Menge des verwendeten Vernetzungsagens geringer als 0,005 Mol-% oder größer als 2 Mol-%, erniedrigt sich beim Absorptionsmittel die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion. Ein solcher Zustand ist daher nicht erwünscht.
Um die Polymerisation zu starten, können die oben genannten Radikalstarter für eine Polymerisation verwendet werden, oder auch hochenergetische Strahlung.
Die oben beschriebenen Vorstufe des Absorptionsmittels weist noch nicht unter Druck die Aufnahmekapazität durch Diffusion im erfindungsgemäß bevorzugten Bereich auf. Es ist daher erforderlich, den Vernetzungsgrad im Bereich der Oberfläche der Vorstufe des Absorptionsmittels höher als im Inneren einzustellen, indem ein Oberflächenvernetzungsagens verwendet wird. Indem unter Verwendung eines bestimmten Oberflächenvernetzungsagens der Bereich der Oberfläche der Vorstufe des Absorptionsmittels vernetzt wird, wird das erfindungsgemäße Absorptionsmittel erhalten.
Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel wird hergestellt, indem die durch die Lösungspolymerisation in Wasser hergestellte Vorstufe des Absorptionsmittels so eingestellt wird, dass sie einen mittleren Teilchendurchmesser von 200 bis 600 um aufweist, wobei nicht mehr als 10 Gew.-% der Teilchen einen Teilchendurchmesser von weniger als 106 um aufweisen, und anschließend die Vorstufe des Absorptionsmittels in Gegenwart eines bestimmten Oberflächenvernetzungsagens einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Die Vorstufe des Absorptionsmittels kann die Form von Körnern mit einer definierten Gestalt oder einer undefinierten Gestalt aufweisen, sie können kugelförmig, blättchenförmig oder körnig, usw. sein. Weiter kann die Vorstufe des Absorptionsmittels als Primärpartikel oder als körniges Material aus Primärpartikeln ausgebildet sein. Liegt der mittlere Teilchendurchmesser außerhalb eines Bereichs von 200 bis 600 um oder liegt der Anteil der Teilchen mit einem Durchmesser von 106 um oberhalb von 10 Gew.-%, können absorbierende Agenzien mit ausgezeichneten Eigenschaften, wie der Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion, usw., nicht erhalten werden.
Das Oberflächenvernetzungagens besteht aus einer Kombination des ersten Oberflächenvernetzungsagens und des zweiten Oberflächenvernetzungsagens, welche jeweils verschiedene Lösungsparameter (SP-Wert) aufweisen. Es ist daher bevorzugt, dass zumindest eine Verbindung aus der Gruppe des ersten Oberflächenvernetzungsagens ausgewählt wird und zumindest eine Verbindung aus der Gruppe des zweiten Oberflächenvernetzungsagens, und diese vermischt und verwendet werden. Wird nur zumindest eine Verbindung aus der Gruppe des ersten Oberflächenvernetzungsagens oder nur zumindest eine Verbindung aus der Gruppe des zweiten Oberflächenvernetzungsagens verwendet, kann es schwierig sein, ein Absorptionsmittel zu erhalten, welches ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion aufweist.
Für die Menge des verwendeten Oberflächenvernetzungsagens und als Verfahren zum Vermischen der Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens können die oben beschriebenen verwendeten Mengen, das Mischverfahren, der Mischer, usw. verwendet werden. Ferner können beim Vermischen der Vorstufe des Absorptionsmittels mit dem Oberflächenvernetzungsagens die oben beschriebenen Lösungsmittel (Wasser und/oder hydrophile organische Lösungsmittel) verwendet werden.
Die bei der Wärmebehandlung verwendete Temperatur hängt vom Oberflächenvernetzungsagens ab. Vorzugsweise liegt sie jedoch im Bereich von 160ºC bis 250 ºC. Wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von weniger als 160ºC durchgeführt, kann keine gleichmäßige Vernetzung erreicht werden und es kann kein Absorptionsmittel mit ausgezeichneten Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion erhalten werden. Ein solcher Zustand ist daher nicht erwünscht. Da weiter der zeitliche Aufwand für die Wärmebehandlung sehr hoch ist, würde die Produktivität sinken. Wird andererseits bei der Wärmebehandlung eine Temperatur von mehr als 250ºC angewandt, verschlechtern sich die Eigenschaften der Vorstufe des Absorptionsmittels und die Eigenschaften des Absorptionsmittels wären schlecht. Ein solcher Zustand ist daher ebenfalls nicht erwünscht. Die Wärmebehandlung wird unter Verwendung des oben beschriebenen Trockners oder in einem Wärmeofen durchgeführt.
Das mit dem oben beschriebenen Verfahren erhaltene Absorptionsmittel weist unter Druck eine Aufnahmekapazität durch Diffusion von 15 g/g auf, gemessen 30 Minuten nach Beginn der Absorption, und eine Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion von 30 g/g nach Ablauf von 60 Minuten. Das absorbierende Material enthält das Absorptionsmittel in einer Menge von nicht weniger als 40 Gew.- %. Das Absorptionsmittel und das absorbierende Material zeigen daher die beschriebenen ausgezeichneten Absorptionseigenschaften. Werden sie daher in einem absorbierenden Produkt verwendet, werden durch das absorbierende Material ausgezeichnete Eigenschaften, wie ein hohes Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit und ein Zurückhalten von Wasser auch in dem Fall erreicht, indem eine große Menge des Absorptionsmittels verwendet wird, oder wenn ein absorbierendes Material mit einer hohen Harzkonzentration verwendet wird.
Die Ursache, weshalb das absorbierende Material, in dem das erfindungsgemäße Absorptionsmittel verwendet wird, ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf seine Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion zeigt, ist nicht klar. Man nimmt jedoch an, dass in den bisher verwendeten absorbierenden Materialien die Ausbreitung und die Weiterleitung der wässrigen Flüssigkeit im absorbierenden Material durch die Kapillarkraft der hydrophilen Faser bewirkt wird, während beim erfindungsgemäßen absorbierenden Material das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit (das Diffusionsvermögen der Flüssigkeit und die Weiterleitung der Flüssigkeit) durch das Absorptionsmittel mit ausgezeichnetem Aufnahmevermögen unter Druck durch Diffusion genau eingestellt und vollständig genutzt werden kann.
Das erfindungsgemäße absorbierende Produkt umfasst eine absorbierende Schicht, welche das absorbierende Material mit der oben beschriebenen Struktur umfasst, welches sandwichartig zwischen einer für Flüssigkeit durchlässigen Schicht und einer für Flüssigkeit undurchlässigen Schicht angeordnet ist. Da das absorbierende Produkt eine absorbierende Schicht aufweist, welche das absorbierende Material in der oben beschriebenen Anordnung enthält, können die oben beschriebenen ausgezeichneten Wasseraufnahmeeigenschaften erhalten werden. Beispiele für das absorbierende Produkt sind: Hygieneartikel, wie Papierwindeln, Monatsbinden, Inkontinenzeinlagen, usw. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben aufgeführten absorbierenden Produkte beschränkt. Da das erfindungsgemäße absorbierende Produkt ausgezeichnete Aufnahmeeigenschaften aufweist, kann bei einer Verwendung als Papierwindel ein Ausfließen von Urin verhindert werden, und die Papierwindel bleibt daher trocken.
Die für Flüssigkeit durchlässige Schicht (im Weiteren als flüssigkeitsdurchlässige Schicht bezeichnet) besteht aus einem Material, welches für wässrige Flüssigkeit durchlässig ist. Als Material kann für die flüssigkeitsdurchlässige Schicht ein ungewobenes Gewebe, ein gewebtes Gewebe; ein poröser synthetischer Harzfilm, z. B. aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid, usw., verwendet werden. Die Schicht, welche für Flüssigkeit undurchlässig ist (im Weiteren als flüssigkeits- undurchlässige Schicht bezeichnet), besteht aus einem Material, das die Eigenschaft aufweist, dass es für wässrige Flüssigkeit nicht durchlässig ist. Als Material kann für die flüssigkeitsundurchlässige Schicht beispielsweise ein Film aus einem synthetischen Harz verwendet werden, z. B. aus Polyethylen, Polypropylen, Ethylenvinylacetat, Polyvinylchlorid; sowie ein Film der aus dem oben beschriebenen synthetischen Harz und einem ungewebten Gewebe aufgebaut ist, ein Film, welcher aus einem synthetischen Harz als synthetischem Material und einem gewebten Gewebe aufgebaut ist. Die flüssigkeitsundurchlässige Lage kann für Dampf durchlässig sein.
Die Anordnung der absorbierenden Schicht unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, sofern das oben beschriebene absorbierende Material enthalten ist. Ebenso unterliegt das Verfahren zur Herstellung der absorbierenden Schicht keinen besonderen Beschränkungen. Ferner ist auch das Verfahren, mit dem die absorbierende Schicht zwischen der flüssigkeitsdurchlässigen Lage und der flüssigkeitsundurchlässigen Lage angeordnet wird, und das Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Produkts keinen besonderen Beschränkungen unterworfen.
Dem Absorptionsmittel, dem absorbierenden Material und dem absorbierenden Produkt können ein Deodorant, Parfum, anorganische Pulver, Schaummittel, Pigmente, Farbstoffe, hydrophile Kurzfasern, synthetische Fasern, Düngemittel, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Wasser, Salze, usw. zugegeben werden, wodurch das Produkt unterschiedliche Anforderungen erfüllen kann.
Für ein besseres Verständnis der Natur und der Vorteile der Erfindung wird diese im Weiteren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung, mit welcher die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion als eine der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels gemessen wird;
Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt eines wesentlichen Bestandteils der Messvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Darstellung zur Erklärung der Richtung der Diffusion einer physiologischen Kochsalzlösung;
Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Messung der Aufnahmekapazität von Wasser unter Druck als eine der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Messung der Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion, welche eine der Eigenschaften des erfindungsgemäßen absorbierenden Produkts oder des absorbierenden Materials ist;
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen wesentlichen Teil der in Fig. 5 dargestellten Messvorrichtung; und
Fig. 7 zeigt eine Darstellung zur Erklärung der Richtung der Diffusion von physiologischer Kochsalzlösung in der in Fig. 5 gezeigten Messvorrichtung.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Weiteren wird die Erfindung anhand der folgenden Beispiele bevorzugter Ausführungsformen im Vergleich zu nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispielen näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die im Weiteren beschriebenen Beispiele beschränkt. Die Verfahren zur Bewertung der Eigenschaften von absorbierenden Agenzien, absorbierenden Materialien und absorbierenden Produkten, welche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, werden wie folgt durchgeführt.

(a) Aufnahmekapazität unter Druck:

i) Teebeutelverfahren

0,2 g Absorptionsmittel (Vorstufe des Absorptionsmittels) wurden gleichmäßig in einen Beutel gegeben, der einem Teebeutel entsprach (40 mm · 150 mm) und der aus einem ungewobenen Gewebe bestand, und in eine Lösung von 0,9 Gew.-% Natriumchlorid (physiologische Kochsalzlösung) untergetaucht. Nach 60 Minuten wurde der Beutel wieder herausgenommen. Dem Beutel wurde dann für eine bestimmte Zeitspanne Wasser entzogen und das Gewicht W1a (g) des Beutels gemessen. Das gleiche Verfahren wurde ohne Verwendung des Absorptionsmittels durchgeführt und das Gewicht W0a (g) des Beutels bestimmt. Die Aufnahmekapazität unter Druck (g/g) wurde aus den Gewichten W1a und W0a gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
Aufnahmevermögen unter Druck (g/g) = (Gewicht W1a (g) - Gewicht W0a (g))/Gewicht des Absorptionsmittels (g).

ii) Abtrennungsverfahren durch Zentrifugation

0,2 g des Absorptionsmittels wurden gleichmäßig in einen Beutel (60 mm · 60 mm) gegeben, der aus einem ungewebten Gewebe hergestellt war, und in eine Lösung von 0,9 Gew.-% Natriumchlorid (physiologische Kochsalzlösung) eingetaucht Nach 60 Minuten wurde der Beutel herausgenommen. Dem Beutel wurde dann für 3 Minuten mit einer Zentrifuge bei 250 G Wasser entzogen und das Gewicht W1b (g) des Beutels gemessen. Das gleiche Verfahren wurde ohne Verwendung des absorbierenden Harzes durchgeführt und das Gewicht W0b (g) des Beutels gemessen. Die Aufnahmekapazität unter Druck (g/g) wurde aus den Gewichten W1b und W0b mit der folgenden Gleichung bestimmt:
Aufnahmekapazität unter Druck (g/g) = (Gewicht W1b (g) - Gewicht W0b (g))/Gewicht des Absorptionsmittels (g).

(b) Gehalt an wasserlöslichen Bestandteilen

0,500 g des Absorptionsmittels (Vorstufe des Absorptionsmittels) wurden in 1000 ml entionisiertem Wasser verteilt, für 16 Stunden gerührt und die Mischung dann durch ein Filterpapier filtriert. Anschließend wurden 50 g des Filtrats in einen 100 ml-Becher gegeben. Zum Filtrat wurden 1 ml 0,1 N Natriumhydroxidlösung, 10,00 ml N/200 Methylglykolchitosanlösung und 4 Tropfen 0,1-%ige Toluidin- Blaulösung gegeben. Die Lösung im Becher wurde mit einem Kolloid titriert, wozu eine Lösung von N/400 Kaliumpolyvinylsulfat verwendet wurde. Der Endpunkt der Titration wurde durch den Farbwechsel der Lösung von Blau nach Rot bestimmt und die Menge der zutitrierten Flüssigkeit A (ml) bestimmt. Das gleiche Verfahren wurde unter Verwendung von 50 g deionisiertem Wasser durchgeführt, welches die 50 g des Filtrats ersetzte, und die Menge der zugegebene Titrierlösung B (ml) als Leerwert bestimmt. Der wasserlösliche Anteil wurde aus den zutitrierten Mengen A und B berechnet und dem Neutralisationsgrad x (Mol-%) der zum Absorptionsmittel zugebenen Acrylsäure mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet:
Wasserlöslicher Anteil (Gew.-%) = (B (ml) - A (ml)) · 0,01 · [72·(100 - x) + 94x]/100

(c) Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck durch Diffusion

Zunächst wird die Vorrichtung zur Messung der Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck durch Diffusion unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und Fig. 2 kurz erläutert.
Wie in Fig. 1 dargestellt, umfasst die Messvorrichtung eine Waage 1, einen auf der Waage 1 angeordneten Behälter 2 mit einem bestimmten Inhalt, ein Luftrohr 3, eine Leitung 4, einen Glasfilter 6, sowie einen Messbereich 5, welcher auf dem Glasfilter 6 angeordnet ist. Der Behälter 2 weist in seinem oberen Bereich eine Öffnung 2a auf sowie eine Öffnung 2b an der Seite und das Luftrohr 3 ist durch die Öffnung 2a eingeführt, während die Leitung 4 mit der Öffnung 2b verbunden ist. Ferner enthält der Behälter 2 eine bestimmte Menge physiologischer Kochsalzlösung 12. Das untere Ende des Luftrohrs 3 taucht in die physiologische Kochsalzlösung 12 ein. Der Glasfilter 6 weist einen Durchmesser von 70 mm auf. Der Behälter 2 und der Glasfilter 6 sind über die Leitung 4 miteinander verbunden. Der Glasfilter 6 ist in einer Stellung befestigt, die geringfügig oberhalb des unteren Endes des Luftrohrs 3 gewählt ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst der Messabschnitt 5 einen Papierfilter 7, eine Lage 8, einen Stützzylinder 9, ein Metallgewebe 10, welches an der Unterseite des Stützzylinders 9 befestigt ist, sowie ein Gewicht 11. Im Messabschnitt 5 sind der Papierfilter 7, die Lage 8 und der Stützzylinder 9 (d. h. das Metallgewebe 10) in dieser Anordnung auf dem Glasfilter 6 angeordnet und das Gewicht 11 ist im Inneren des Stützzylinders 9 auf dem Metallgewebe 10 angeordnet. Die Lage 8 besteht aus Polyethylenterephthalat (PET) und weist die Form eines Doughnuts auf mit einer Stärke von 0,1 mm und einer im Zentrum angeordneten Öffnung mit einem Durchmesser von 18 mm. Der Stützzylinder 9 weist einen Innendurchmesser von 60 mm auf.
Das aus rostfreiem Stahl hergestellte Metallnetz 10 weist 400 Mesh auf (die Größe jeder Öffnung beträgt 38 um). Auf dem Metallnetz 10 ist eine bestimmte Menge des Absorptionsmittels gleichmäßig verteilt. Das Gewicht 11 wird so eingestellt, dass es das Metallnetz 10, d. h. das Absorptionsmittel, gleichmäßig mit einer Last von 20 g/cm² belastet.
Die Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck durch Diffusion wurde mit der oben beschriebenen Messanordnung bestimmt. Das Messverfahren wird im Folgenden näher erläutert.
Zunächst wurden zur Vorbereitung die folgenden Schritte durchgeführt, wobei eine bestimmte Menge an physiologischer Kochsalzlösung 12 in den Behälter 2 gegeben wurde; das Luftrohr 3 wurde in den Behälter 2 eingeführt; außerdem wurden weitere vorbereitende Handlungen durchgeführt. Als nächstes wurde der Papierfilter 7 auf den Glasfilter 6 gegeben. Die Lage 8 wurde in der Weise auf dem Papierfilter 7 angeordnet, dass die Öffnung im Zentrum des Glasfilters 6 angeordnet war. Es wurden dann 1,5 g des absorbierenden Harzes (vorzugsweise 1,5 g des absorbierenden Harzes, welches in der Weise hergestellt wurde, dass es einen Teilchendurchmesser von 300 bis 500 um aufwies, was beispielsweise durch Klassifizieren eingestellt wurde) im Inneren des Stützzylinders 9 gleichmäßig auf dem Metallnetz 10 verteilt und das Gewicht 11 auf dem Absorptionsmittel angeordnet.
Anschließend wurde das Metallnetz 10, d. h. der Stützzylinder 9, auf dem das Absorptionsmittel und das Gewicht 11 angeordnet waren, auf der Schicht 8 in der Weise angeordnet, dass das Zentrum des Stützzylinders 9 mit dem Zentrum des Glasfilters 6 übereinstimmt.
Anschließend wurde mit der Waage 1 das Gewicht W&sub2; (g) der physiologischen Kochsalzlösung 12 bestimmt, welche 20, 30 oder 60 Minuten nachdem der Stützzylinder 9 auf die Schicht 8 gestellt worden war, durch das Absorptionsmittel aufgenommen worden war. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die physiologische Kochsalzlösung 12 vom Absorptionsmittel aufgenommen, nachdem es durch die Öffnung der Schicht 8 durchgetreten ist, wobei es gleichmäßig in lateraler Richtung verteilt wird.
Die Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck durch Diffusion wurde nach Ablauf von 20, 30 und 60 Minuten nach Beginn der Absorption mit der folgenden Gleichung berechnet:
Aufgenommener Anteil des Absorptionsmittels (g/g) = Gewicht W&sub2; (g)/Gewicht (g) des Absorptionsmittels (g).

(d) Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck

Zunächst wird die Vorrichtung zur Messung der Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck kurz unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.
Wie in Fig. 4 dargestellt, umfasst die Messvorrichtung eine Bürette 21, eine Messplatte 22, eine Leitung 23, ein Glasfilter 24, welches auf der Messplatte 22 angeordnet ist, sowie einen auf dem Glasfilter 24 angeordneten Messabschnitt 25. Die Bürette 21 weist im Wesentlichen die Form eines T's auf und umfasst eine Hauptleitung 21a und eine Nebenleitung 21b. Die Hauptleitung 21a weist an ihrem oberen Ende eine Öffnung 21c und an ihrem unteren Ende eine Öffnung 21d auf, wobei ein Stopfen 26 in die Öffnung 21c eingesetzt ist, während die Leitung 23 mit der Öffnung 21d verbunden ist. Die Seitenleitung 21b geht von der Mitte einer Seitenfläche der Hauptleitung 21a aus, wobei an ihrem anderen Ende eine nach oben gerichtete Öffnung angeordnet ist. Die Messplatte 22 weist eine obere Fläche mit einem Durchmesser von 70 mm auf. Die Bürette 21 und die Messplatte 22 sind über die Leitung 23 verbunden. In der Bürette 21, der Messplatte 22 und der Leitung 23, d. h. in einem kontinuierlichen Abschnitt, ist eine bestimmte Menge an künstlichem Urin 20 angeordnet. Die Hauptleitung 21a der Bürette 21 ist mit einer Skalierung versehen. In der Bürette 21 weist die Oberfläche 20a der Flüssigkeit in der Seitenleitung 21b eine bestimmte Position in einer Höhe auf, welche unterhalb der Oberfläche 20b der Flüssigkeit in der Hauptleitung 21a liegt. Der Messabschnitt 25 umfasst ein Filterpapier 27, einen Stützzylinder 28, ein auf der Unterseite des Stützzylinders 28 aufgeklebtes ungewebtes Gewebe 29 sowie ein Gewicht 30. Der Messabschnitt 25 ist so aufgebaut, dass das Filterpapier 27 und der Stützzylinder 28 (das ungewobene Gewebe 29) in dieser Abfolge auf dem Glasfilter 24 angeordnet sind und das Gewicht 30 in den Stützzylinder 28, d. h. auf das ungewebte Gewebe 29, gegeben wird. Das Glasfilter 24 weist einen Durchmesser von 70 mm auf. Der Stützzylinder 28 weist einen Innendurchmesser von 55 mm auf. Beim Zusammensetzen des Messabschnittes 25 wird das Filterpapier 27 an der gleichen Stelle angeordnet, wie die Oberfläche 20a in der Seitenleitung 21b. Anschließend wird eine bestimmte Menge des Absorptionsmittels gleichmäßig auf dem ungewebten Gewebe 29 verteilt. Das Gewicht 30 ist so gewählt, dass auf das ungewobene Gewebe 29, d. h. auf das Absorptionsmittel, eine Last von 20 g/cm² einwirkt.
Mit der oben beschriebenen Messanordnung wird die Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck auf die folgende Weise gemessen.
Zunächst wurde eine bestimmte Menge künstlichen Urins 20 (Zusammensetzung: 1,9 Gew.-% Harnstoff, 0,8 Gew.-% NaCl, 0,1 Gew.-% CaCl&sub2; sowie 0,1 Gew.-% MgSO&sub4;) hergestellt und in den oben beschriebenen verbundenen Abschnitt eingefüllt. Dann wurde die Öffnung 21c der Bürette 21 mit dem Stopfen 26 verschlossen und bestimmte vorbereitende Schritte durchgeführt, wobei die Messplatte 22 in einer bestimmten Position justiert wurde. Dann wurde das Filterpapier 27 auf das in der mittleren Position der Messvorrichtung 22 angeordnete Glasfilter 24 gegeben. Es wurden 0,20 g des Absorptionsmittels gleichmäßig im Inneren des Stützzylinders 28 verteilt, d. h. auf dem ungewobenen Gewebe 29, und das Gewicht 30 auf das Absorptionsmittel aufgegeben.
Dann wurden auf dem Filterpapier 27 das ungewobene Gewebe 29, d. h. der Stützzylinder 28 für die Aufnahme des Absorptionsmittels sowie das Gewicht 30 in der Weise aufgegeben, dass ihr Zentrum mit dem Zentrum des Glasfilters 24 zusammenfiel.
Nachdem der Stützzylinder 28 auf das Filterpapier 29 gestellt worden war, wurde ein Volumen V&sub1; (ml) des künstlichen Urins 20 bestimmt, welcher vom Absorptionsmittel während 30 Minuten aufgenommen worden war, indem die Skala der Bürette 21 abgelesen wurde. Aus dem erhaltenen Volumen V&sub1; wurde die Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck (ml/g) nach Ablauf von 30 Minuten nach Beginn der Absorption mit Hilfe der folgenden Formel berechnet:
Aufnahmekapazität des Absorptionsmittels unter Druck (ml/g() = Volumen (V&sub1;(ml)/Gewicht des Absorptionsmittels (g).

(e) Aufnahmevermögen des absorbierenden Produkts (absorbierenden Materials) unter Druck durch Diffusion

Zunächst wird die Vorrichtung zur Messung der Aufnahmekapazität des absorbierenden Produkts (bzw. des absorbierenden Materials, wobei aus Gründen der Einfachheit sowohl das absorbierende Material wie auch das absorbierende Produkt als absorbierendes Produkt bezeichnet werden), kurz unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 erläutert. Teile, welche die gleiche Funktion ausüben wie in den oben beschriebenen Vorrichtungen zur Messung der Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion werden der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf deren Beschreibung wird daher im Folgenden verzichtet.
Wie bei Fig. 5 beschrieben, umfasst die Messvorrichtung: Eine Waage 1, einen Behälter 2, ein Luftrohr 3, eine Leitung 4, sowie einen Glasfilter 6, welcher einen Durchmesser von 120 mm aufweist, sowie einen auf dem Glasfilter 6 angeordneten Messabschnitt 15. Wie in Fig. 6 dargestellt, umfasst der Messabschnitt 15 ein Filterpapier 7, eine Schicht 8, einen rechtwinkligen Stützzylinder 19 und ein Gewicht 11. Das oben beschriebene Metallnetz ist nicht vorgesehen.
Der Messabschnitt 15 umfasst das Filterpapier 7, die Schicht 8 und den rechtwinkligen Stützzylinder 19, welche in dieser Reihenfolge auf dem Glasfilter 6 angeordnet sind, sowie das Gewicht 11, welches im Inneren des rechtwinkligen Stützzylinders 19 angeordnet ist. Die Schicht 8 besteht aus Polyethylenterephthalat und weist eine rechteckige Form mit einer Öffnung einer Größe von 12,5 mm · 100 mm in ihrem Zentrum und eine Stärke von 0,1 mm auf. Der rechtwinklige Stützzylinder 19 weist eine Form auf, dass seine Abmessungen im Inneren 100 mm · 100 mm betragen. Weiter ist eine bestimmte Größe eines absorbierenden Produkts im Inneren des rechtwinkligen Stützzylinders 19 angeordnet. Im Übrigen stimmt die Anordnung der Messvorrichtung mit den oben beschriebenen Messvorrichtungen zur Messung der Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion überein.
Die Aufnahmekapazität des absorbierenden Produkts durch Diffusion wurde unter Verwendung der Messvorrichtung, welche den oben beschriebenen Aufbau aufweist, in der folgenden Weise bestimmt.
Zunächst wird ein absorbierendes Produkt hergestellt, das eine Größe von 100 mm · 100 mm aufweist. Dann werden bestimmte vorbereitende Handlungen durchgeführt. Anschließend wird das Filterpapier 7 auf das Glasfilter 6 gegeben und die Lage 8 auf dem Filterpapier 7 in der Weise angeordnet, dass seine Öffnung mit dem Zentrum des Glasfilters 6 übereinstimmt. Anschließend wurde der rechtwinklige Stützzylinder 19 auf der Schicht 8 in der Weise angeordnet, dass sein Zentrum mit dem Zentrum des Glasfilters 6 übereinstimmt.
Anschließend wurde das absorbierende Produkt im Inneren des rechtwinkligen Stützzylinders 19, d. h. auf der Schicht 8, und das Gewicht 11 auf dem absorbierenden Produkt angeordnet. Die Anordnung des absorbierenden Produkts und des Gewichts 11 wurden rasch durchgeführt.
Vom Zeitpunkt, zu dem das absorbierende Produkt auf der Schicht 8 angeordnet worden war, wurde das Gewicht W&sub3; (g) einer physiologischen Kochsalzlösung 12 bestimmt, welches nach 30 Minuten oder 60 Minuten vom absorbierenden Produkt aufgenommen worden war. Wie in Fig. 7 dargestellt, wurde die physiologische Kochsalzlösung 12 vom absorbierenden Produkt aufgenommen, nachdem sie durch die Öffnung der Schicht 8 durchgetreten war, wobei sich die physiologische Kochsalzlösung gleichmäßig in lateraler Richtung im absorbierenden Produkt verteilte.
Auf der Basis des Gewichts W&sub3; wurde die Aufnahmekapazität des absorbierenden Produkts unter Druck durch Diffusion (g/g) 30 bzw. 60 Minuten nach Beginn der Absorption mit Hilfe der folgenden Formel berechnet:
Aufnahmekapazität des absorbierenden Produkts unter Druck durch Diffusion (g/g) = Gewicht W&sub3; (g)/Gewicht (g) des absorbierenden Produkts.
Die in den Beispielen 1 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 verwendeten Vernetzungsagenzien wurden auf die folgende Weise hergestellt.

Herstellung 1

In einen 1 l-Vierhalskolben, welcher mit einem Rührer, einem Wasserabscheider und einem Kühler, einem Thermometer, sowie einem Luftzuleitungsrohr versehen war, wurden 134 g Trimethylolpropan, 238 g Acrylsäure, 170 g Toluol, 24 g p- Toluolsulfonsäure und 0,6 g Hydrochinon gegeben und der Kolben auf 130ºC erwärmt, wobei Luft eingeleitet wurde.
Das entstandene Wasser wurde aus dem Reaktionssystem durch azeotrope Destillation mit Toluol entfernt, wobei die Reaktion für eine bestimmte Zeit durchgeführt wurde.
Die Reaktionslösung wurde dann in einen Scheidetrichter überführt und nach Neutralisation der nicht-abreagierten Acrylsäure mit 500 g einer wässrigen NaOH- Lösung (10 Gew.-%) und 300 g einer wässrigen NaOH-Lösung (5 Gew.-%) wurde die Reaktionslösung abgetrennt und mehrmals mit Wasser (jeweils 500 g) gewaschen, bis die gewaschene Flüssigkeit neutral reagierte. Dann wurden der organischen Schicht 0,06 g Hydrochinonmonomethylether zugegeben und das Toluol unter vermindertem Druck abdestilliert, wobei ein Reaktionsprodukt erhalten wurde.
Das Reaktionsprodukt wurde mit Hilfe von Gaschromatographie (GC) und mit Hilfe von Gelpermeationschromatographie (GPC) analysiert. Dabei wurde gefunden, dass der Anteil der wesentlichen Bestandteile des Vernetzungsagens von Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropandiacrylat und Trimethylolpropandiacrylatmono(β-acryloyloxypropionat) gebildet wurde neben einer hochsiedenden Komponente, welche eine Verbindung umfasste, welche zumindest zwei Trimethylolpropanstrukturen umfasst, wobei das Verhältnis 84/16 betrug. Durch die oben beschriebene Reaktion wurde ein Vernetzungsagens A erhalten, bei dem der gewichtsmäßige Anteil der wesentlichen Bestandteile im Vergleich zu den hochsiedenden Anteilen 84/16 betrug.

Herstellung 2

Es wurde der gleiche Versuch durchgeführt wie bei Herstellung 1, wobei jedoch die Reaktionszeit länger als bei der Herstellung 1 gewählt wurde, wobei ein Vernetzungsagens B erhalten wurde, welches ein Gewichtsverhältnis der vernetzenden Hauptkomponente zu den hochsiedenden Komponenten von 78/22 aufwies.

Herstellung 3

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Herstellung 1, mit dem Unterschied, dass die Reaktionszeit kürzer als bei der Herstellung 1 gewählt wurde, so dass ein Vernetzungsagens C erhalten wurde, welches ein Gewichtsverhältnis der vernetzenden Hauptkomponente zu den hochsiedenden Anteilen von 89/11 aufwies.

Herstellung 4

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Herstellung 2, wobei jedoch die Reaktionszeit noch länger gewählt wurde als bei der Herstellung 2, wobei ein vergleichendes Vernetzungsagens erhalten wurde, welches ein Gewichtsverhältnis der Hauptkomponente des vergleichenden Vernetzungsagens zu den hochsiedenden Anteilen von 72/28 aufwies.
Als nächstes wurde unter Verwendung des in der Herstellung 1 bis Herstellung 4 erhaltenen Vernetzungsagens eine Polymerisation eines hydrophilen ungesättigten Monomers in einem Lösungsmittel durchgeführt.

Beispiel 1

In 414 g Acrylsäure (hydrophiles ungesättigtes Monomer) wurden 4,8 g Vernetzungsagens A und 1,0 g Polyoxyethylensorbitanmonostearat (Dispersionsmittel) gelöst. Zur Mischung wurden 4382 g Natriumacrylat (37 Gew.-%) (hydrophiles ungesättigtes Monomer) und 551 g entionisiertes Wasser zugegeben, um eine Reaktionslösung zu erhalten. Die Reaktionslösung wurde in einen Reaktor aus rostfreiem Stahl mit einem zweiarmigen Rührwerk mit zwei Sigmablättern gegeben, der mit einen verschließbaren Deckel versehen war (Inhalt: 10 L) und das Reaktionssystem mit Stickstoffgas gespült, wobei die Temperatur der Reaktionslösung bei 30ºC gehalten wurde. Unter Rühren wurden 2,40 g Natriumpersulfat und 0,12 g L-Ascorbinsäure zur Reaktionslösung gegeben, die bei 30ºC gehalten wurde, um die Polymerisation zu starten. Nach Ablauf von 40 Minuten wurde ein fein verteiltes wasserhaltiges gelartiges Polymer entnommen.
Das fein verteilte wasserhaltige gelartige Polymer wurde auf ein Netz von 50 Mesh gegeben und für 90 Minuten mit heißer Luft bei 150ºC getrocknet. Das erhaltene getrocknete Polymer wurde mit einer Rüttelmühle pulverisiert und mit einem Netz von 20 Mesh klassifiziert. Es wurde ein absorbierendes Harz mit undefinierter Kornform, einem Wassergehalt von 4%, einem mittleren Teilchendurchmesser von 350 um und einem Anteil von Teilchen mit einem Durchmesser von unter 106 um von 3 Gew.-% erhalten. Damit wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels erhalten. Die mit dem Teebeutelverfahren ermittelte Aufnahmekapazität unter Druck und der wasserlösliche Anteil der erhaltenen Vorstufe des Absorptionsmittels (im Weiteren als Ergebnisse bezeichnet) sind in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 2

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch 4,8 g des Vernetzungsagens B anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Vernetzungsagens A verwendet wurden. Es wurde ein absorbierendes Harz von undefinierter Korngestalt mit einem Wassergehalt von 5%, einem mittleren Teilchendurchmesser von 300 um und einem Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 6 Gew.-% erhalten. Damit wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels erhalten. Die mit diesem Beispiel erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 3

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch 4,8 g des Vernetzungsagens C anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Vernetzungsagens A verwendet wurden. Es wurde ein absorbierendes Harz mit undefinierter Korngestalt, einem Wassergehalt von 8%, einem mittleren Teilchendurchmesser von 408 um und einem Anteil der Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 0,5 Gew.-% erhalten. Auf diese Weise wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels erhalten. Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 4

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die Menge des verwendeten Vernetzungsagens A von 4,8 g auf 6,8 g verändert wurde. Es wurde ein absorbierendes Harz von undefinierter Korngestalt, einem Wassergehalt von 5%, einem mittleren Teilchendurchmesser von 380 um und einem Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 2 Gew.-% erhalten. Auf diese Weise wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels erhalten. Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 5

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die Menge des verwendeten Vernetzungsagens A von 4,8 g auf 13,6 g verändert wurde. Es wurde ein absorbierendes Harz von undefinierter Korngestalt, welches einen Wassergehalt von 4%, einen mittleren Teilchendurchmesser von 400 um und einen Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 1 Gew.-% aufwies. Auf diese Weise wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels erhalten. Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 6

In 29 g Acrylsäure (hydrophiles ungesättigtes Monomer) wurden 6,8 g des Vernetzungsagens A und 2,3 g teilweise verseifter Polyvinylalkohol (Dispersionsmittel) gelöst. Zur Mischung wurden 4382 g Natriumacrylat (37 Gew.-%), (hydrophiles ungesättigtes Monomer), 385 g Acrylsäure (hydrophiles ungesättigtes Monomer) und 283 g entionisiertes Wasser gegeben, um eine Reaktionslösung herzustellen. Anschließend wurde die gleiche Reaktion wie bei Beispiel 1 durchgeführt. Es wurde ein absorbierendes Harz mit undefinierter Korngestalt erhalten, welches einen Wassergehalt von 8%, einen mittleren Teilchendurchmesser von 120 um und einen Anteil von Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 0 Gew.-% aufwies. Es wurde eine Vorstufe des als Vergleich dienenden Absorptionsmittels erhalten. Die Ergebnisse dieses Beispiel sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde die gleiche Reaktion wie bei Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Vernetzungsagens A 4,8 g des als Vergleich dienenden Vernetzungsagens verwendet wurden. Es wurde ein absorbierendes Vergleichsharz mit undefinierter Korngestalt erhalten, welches einen Wassergehalt von 5%, einen mittleren Teilchendurchmesser von 340 um und einen Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 5 Gew.-% aufwies. Auf diese Weise wurde eine Vorstufe des absorbierenden Vergleichsagens erhalten.
Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde die gleiche Reaktion wie bei Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch das in Beispiel 1 verwendete Polyoxyethylensorbitanmonostearat nicht verwendet wurde. Es wurde ein absorbierendes Vergleichsharz mit undefinierter Korngestalt erhalten, das einen Wassergehalt von 4%, einen mittleren Teilchendurchmesser von 370 um und einen Anteil von Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 3 Gew.-% aufwies. Auf diese Weise wurde eine Vorstufe des absorbierenden Vergleichsagens erhalten. Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 3

Es wurde die gleiche Reaktion wie bei Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch die Menge des verwendeten Vernetzungsagens A von 4,8 g auf 2,0 g verändert wurde. Es wurde ein absorbierendes Vergleichsharz mit undefinierter Korngestalt erhalten, welches einen Wassergehalt von 5%, einen mittleren Teilchendurchmesser von 390 um und einen Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 2 Gew.-% aufwies. Auf diese Weise wurde eine Vorstufe des absorbierenden Vergleichsagens erhalten. Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt. TABELLE 1

Beispiel 7

Zu 100 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 erhaltenen Vorstufe des Absorptionsmittels wurde ein Oberflächenvernetzungsagens gegeben, welches aus 0,5 Gewichtsteilen Glycerin (SB-Wert: δ = 3,38 (J/cm³)1/2) als erstem Oberflächenvernetzungsagens, 0,1 Gewichtsteilen Ethylenglykoldiglycidylether (SB-Wert: δ = 10,2 (cal/cm ³)1/2) als zweitem Oberflächenvernetzungsagens, 3 Gewichtsteilen Wasser und einem Gewichtsteil Isopropylalkohol bestand. Die erhaltene Mischung wurde für 40 Minuten bei 200ºC einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei ein Absorptionsmit tel erhalten wurde. Die mit dem Teebeutelverfahren bestimmte Aufnahmekapazität, der Anteil wasserlöslicher Bestandteile, die Aufnahmekapazität unter Druck durch Diffusion und die Aufnahmekapazität unter Druck (im Weiteren einfach als Ergebnis bezeichnet), sind für das Absorptionsmittel in Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiele 8 und 9

Es wurde die gleiche Wärmebehandlung wie bei Beispiel 7 durchgeführt, wobei jedoch 100 Gewichtsteile der in den Beispielen 4 und 5 erhaltenen Vorstufe des Absorptionsmittels verwendet wurden und es wurden die entsprechenden absorbierenden Agenzien erhalten. Die Ergebnisse dieser Beispiele sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 4 und 5

Es wurde die gleiche Wärmebehandlung durchgeführt wie bei Beispiel 7, wobei jedoch 100 Gewichtsteile der Vorstufe des in den Vergleichsbeispielen 1 und 3 erhaltenen absorbierenden Vergleichsagens verwendet wurden und es wurden die entsprechenden absorbierenden Vergleichsagenzien erhalten. Die Ergebnisse dieser Beispiele sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 6

Als absorbierendes Vergleichsagens wurde ein Propfpolymer aus einem teilweise neutralisierten und vernetzten Stärkeacrylat (Sunwet IM3900P, erhältlich von Hoechst Celanese Co., Ltd.) verwendet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 7

Als absorbierendes Vergleichsagens wurde ein Polymer eines teilweise neutralisierten und vernetzten Acrylats (Daiyawet US2-45Z; erhältlich von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.) verwendet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 8

Als absorbierendes Vergleichsagens wurde ein Polymer eines teilweise neutralisierten und vernetzten Acrylats (Aquakeep SA-60; erhältlich von Sumitomo Seika Co., Ltd.) verwendet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 9

Aus einer Papierwindel (Mammy copo; erhältlich von Unicharm Co., Ltd.) wurde ein hochmolekulares Absorptionsmittel als absorbierendes Vergleichsagens entnommen. Die Ergebnisse dieser Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2

Beispiel 10

75 Gewichtsteile des in Beispiel 7 erhaltenen Absorptionsmittels und 25 Gewichtsteile gemahlener Holzpulpe (hydrophile Faser) wurden trocken in einem Mischer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde zu einem Netz mit einer Größe von 100 mm · 100 mm geformt. Durch Anwendung eines Drucks von 2 kg/cm² für 1 Minute wurde ein absorbierendes Produkt erhalten, das aus einem absorbierenden Material mit einem Basisgewicht von ungefähr 0,035 g/cm² aufgebaut war. Die nach Ablauf von 60 Minuten gemessene Aufnahmekapazität des erhaltenen absorbierenden Produkts unter Druck durch Diffusion (im Weiteren als Ergebnisse bezeichnet) sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Beispiele 11 und 12

Es wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel 10 ein absorbierendes Material hergestellt, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 10 verwendeten Absorptionsmittels die in den Beispielen 8 und 9 erhaltenen absorbierenden Agenzien verwendet wurden, wobei entsprechende absorbierende Produkte erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 10 bis 15

In der gleichen Weise wie bei Beispiel 10 wurden absorbierende Materialien hergestellt, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 10 verwendeten Absorptionsmittels die in den Vergleichsbeispielen 4 bis 9 erhaltenen absorbierenden Agenzien verwendet wurden, wodurch die entsprechenden absorbierenden Produkte erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Tabelle 3

Nach Ablauf von 60 Min. unter Druck gemessene Aufnahmekapazität des absorbierenden Produkts (g/g)

Beispiel 10 24,7
Beispiel 11 25,5
Beispiel 12 25,2
Vergleichsbeispiel 10 23,4
Vergleichsbeispiel 11 24,1
Vergleichsbeispiel 12 10,7
Vergleichsbeispiel 13 10,8
Vergleichsbeispiel 14 15,8
Vergleichsbeispiel 15 8,6

Beispiel 13

75 Gewichtsteile des in Beispiel 7 erhaltenen Absorptionsmittels und 25 Gewichtsteile gemahlener Holzpulpe (hydrophile Faser) wurden trocken in einem Mischer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mit einer batchweise arbeitenden pneumatischen Formvorrichtung, die ein Netz von 400 Mesh aufwies, zu einem Netz mit einer Größe von 120 mm · 400 mm geformt. Indem das Netz für 5 Sekunden mit einem Druck von 2 kg/cm² belastet wurde, wurde ein absorbierendes Material mit einem Basisgewicht von ungefähr 0,047 g/cm² erhalten.
Anschließend wurde auf der Rückseite des absorbierenden Materials eine Schicht aus wasserundurchlässigem Polypropylen und auf der Vorderseite eine Schicht aus für Flüssigkeit durchlässigem Polypropylen mit Hilfe eines beidseitig klebenden Klebebandes aufgebracht und durch Anbringen von zwei Klebeverschlüssen auf das verklebte Material wurde ein absorbierendes Produkt (d. h. eine Papierwindel) erhalten. Das Gewicht des absorbierenden Produkts betrug 46 g.
Das absorbierende Produkt wurde an einer Puppe (Höhe 55 cm; Gewicht 5 kg) angebracht und die Puppe mit dem Gesicht nach unten hingelegt. Anschließend wurde ein Rohr zwischen dem absorbierenden Produkt und der Puppe eingeführt und an einer Position, welche einem Abschnitt entspricht, an dem Harn austritt, wiederholt 50 ml einer physiologischen Kochsalzlösung aufgegeben, so dass eine Gesamtmenge von 250 ml physiologischer Kochsalzlösung während 20 Minuten aufgegeben wurde. Nachdem die Puppe für 16 Stunden bei 37ºC belassen worden war, wurde das absorbierende Produkt herausgenommen.
Auf die Mitte des absorbierenden Abschnitts des entnommenen absorbierenden Produkts wurden 10 Stücke eines sogenannten Küchentuchs aufgelegt. Dann wurden diese Küchentücher für 1 Minute mit 10 kg belastet und die Menge an Nässe, welche von den Küchentüchern aufgenommen worden war, d. h. die aus dem absorbierenden Produkt ausgetretene Menge an physiologischer Kochsalzlösung (g), gemessen. Das bei diesem Beispiel erhaltene Ergebnis ist in Tabelle 4 aufgeführt.

Beispiele 14 und 15

Es wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel 13 ein absorbierendes Produkt hergestellt, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 13 verwendeten Absorptionsmittels das in den Beispielen 8 und 9 erhaltene Absorptionsmittel verwendet wurde. Die vom absorbierenden Produkt abgegebene Menge an physiologischer Kochsalzlösung (g) wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 16 und 17

Auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 13 wurde ein absorbierendes Produkt hergestellt, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 13 verwendeten Absorptionsmittels das in den Vergleichsbeispielen 4 und 5 erhaltene Absorptionsmittel verwendet wurde. Die Menge der von dem absorbierenden Material abgegebenen physiologischen Kochsalzlösung (g) wurde gemessen. Das Ergebnis dieses Beispiels ist in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 4

Abgegebene Flüssigkeitsmenge (g)

Beispiel 13 3,1
Beispiel 14 2,3
Beispiel 15 0,7
Vergleichsbeispiel 16 6,6
Vergleichsbeispiel 17 9,2
Die Tabellen 1 bis 4 zeigen, dass die erfindungsgemäßen absorbierenden Agenzien unter Druck eine hohe Aufnahmekapazität durch Diffusion und einen niedrigen Anteil wasserlöslicher Komponenten aufweisen. Das unter Verwendung eines absorbierenden Materials mit einer hohen Harzkonzentration hergestellte absorbierende Produkt weist ausgezeichnete Eigenschaften (Absorptionseigenschaften) auf, da die Menge an Flüssigkeit, die nach längerer Zeit wieder abgegeben wird, gering ist und das Ausbreitungsvermögen der Flüssigkeit und die Stabilität, mit der eine konstante Wassermenge festgehalten wird (Absorptionseigenschaften), hoch sind.

Beispiel 16

Zu 5500 g einer wässrigen Lösung von 30 Gew.-% Natriumacrylat (Neutralisationsrate 65 Mol-%) als Monomer wurden 18,49 g Polyethylenglykoldiacrylat (mittlere zusätzliche Molzahl von Ethylenoxid = 8) zugegeben, um eine Reaktionslösung herzustellen. Anschließend wurde die Reaktionslösung für 30 Minuten unter einer Stickstoffatmosphäre entlüftet. Die Reaktionslösung wurde in einen Reaktor aus rostfreiem Stahl (Inhalt: 10 L) gegeben, welcher mit einem zweiarmigen Rührwerk mit zwei Sigmablättern und einem mit einem Verschluss versehenen Deckel ausgerüstet war, und das Reaktionssystem wurde unter Stickstoff gesetzt, wobei die Reaktionslösung bei einer Temperatur von 30ºC gehalten wurde. Anschließend wurden unter Rühren 2,30 g Ammoniumnatriumpersulfat und 0,12 g L-Ascorbinsäure zur Reaktionslösung gegeben. Die Polymerisation startete innerhalb einer Minute. Die Polymerisation wurde für eine Minute durchgeführt, wobei die Polymerisation bei 30ºC bis 50ºC verlief, und 60 Minuten nach Beginn der Polymerisation wurde das wasserhaltige, gelartige Polymer entnommen.
Das wasserhaltige gelartige Polymer wurde in Stücke von 5 mm fein verteilt. Das fein verteilte wasserhaltige gelartige Polymer wurde auf ein Drahtnetz mit 300 um Lochgröße (50 Mesh) gegeben und für 90 Minuten bei 150ºC mit heißer Luft getrocknet. Das erhaltene getrocknete Polymer wurde mit einer Rüttelmühle pulverisiert und mit einem Netz von 840 um Lochgröße (20 Mesh) klassifiziert. Es wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels mit undefinierter Korngestalt, einem mittlerem Teilchendurchmesser von 360 um und einem Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 5 Gew.-% erhalten.
Zu 100 Gewichtsteilen der Vorstufe des Absorptionsmittels wurde ein Oberflächenvernetzungsagens zugegeben, welches zusammengesetzt war aus einem Gewichtsteil Glycerin (SP-Wert: δ = 3,38 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (16,5 cal/cm³)1/2)) als erstem Oberflächenvernetzungsagens und 0,05 Gewichtsteilen Ethylenglykoldiglycidylether (SP-Wert: δ = 2,09 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (10.2 cal/cm³)1/2)) als zweitem Oberflächenvernetzungsagens, 3 Gewichtsteilen Wasser und 1 Gewichtsteil Ethylalkohol. Die erhaltene Mischung wurde für 40 Minuten bei 195ºC einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei ein Absorptionsmittel erhalten wurde. Das erhaltene Absorptionsmittel weist einen mittleren Teilchendurchmesser von 360 um auf, wobei der Anteil der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 106 um von 5 Gew.-% betrug. Die für das Wasser aufnehmende Absorptionsmittel mit dem Abtrennungsverfahren durch Zentrifugation erhaltenen Ergebnisse und die unter Druck für das Wasser aufnehmende Absorptionsmittel ermittelte Aufnahmekapazität durch Diffusion (im Weiteren als Ergebnis bezeichnet) sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Beispiel 17

Zu 5500 g einer Lösung von 39 Gew.-% Natriumacrylat (Neutralisationsgrad 75%) wurden 3,59 g Trimethylolpropantriacrylat als Vernetzungsagens gegeben, um eine Reaktionslösung herzustellen. Als nächstes wurde die Reaktionslösung für 30 Minuten mit Stickstoff entlüftet. Die Reaktionslösung wurde dann in den gleichen Reaktionskessel wie bei Beispiel 16 gegeben und das Reaktionssystem mit Stickstoff entlüftet, wobei die Reaktionslösung bei 30ºC gehalten wurde. Unter Rühren wurden 2,40 g Ammoniumpersulfat und 0,12 g L-Ascorbinsäure zur Reaktionslösung gegeben um die Polymerisation zu starten, wobei die Polymerisation nach ungefähr 1 Minute ansprang. Die Polymerisationsreaktion verlief bei 30ºC bis 80 ºC und nach 60 Minuten wurde ein fein verteiltes wasserhaltiges gelartiges Polymer mit einem Durchmesser von 5 mm entnommen.
Das erhaltene fein verteilte wasserhaltige gelartige Polymer wurde auf ein Netz mit einer Lochgröße von 300 um (50 Mesh) gegeben und für 90 Minuten bei 150ºC mit heißer Luft getrocknet. Das erhaltene getrocknete Polymer wurde mit einer Rüttelmühle pulverisiert und mit einem Sieb mit einer Lochgröße von 840 um (20 Mesh) weiter klassifiziert. Damit wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels mit einer undefinierten Korngestalt erhalten, welches eine mittlere Teilchengröße von 400 um und einem Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 3 Gew.-% aufwies.
Zu 100 Gewichtsteilen der Vorstufe des Absorptionsmittels wurde ein Oberflächenvernetzungsagens zugegeben, das aus 0,5 Gewichtsteilen Ethylenglykol (SP-Wert: δ = 2,99 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (14,6 cal/cm³)1/2)) als erstem Oberflächenvernetzungsagens und 0,1 Gewichtsteilen Glycerinpolydiglycidylether (SP-Wert: δ = 2,21 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (10.8 cal/cm³)1/2)), 3 Gewichtsteilen Wasser und 1 Gewichtsteil Ethylalkohol zusammengesetzt war. Die erhaltene Mischung wurde für 40 Minuten bei 195ºC einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei ein Absorptionsmittel erhalten wurde. Das erhaltene Absorptionsmittel wies einen mittleren Teilchendurchmesser von 400 um auf sowie einen Anteil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 106 um von 3 Gew.-%. Die Ergebnisse des Wasser aufnehmenden Absorptionsmittels sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Beispiel 18

Zu 5500 g einer Lösung von 20 Gew.-% Natriumacrylat wurden 2,35 g N,N'-Methylenbisacrylamid als Vernetzungsagens gegeben, um eine Reaktionslösung herzustellen. Die Reaktionslösung wurde anschließend für 30 Minuten mit Stickstoff entlüftet. Anschließend wurde die Reaktionslösung in den gleichen Reaktionskessel gegeben wie bei Beispiel 16 und das Reaktionssystem durch Zuführen von Stickstoffgas entlüftet, wobei die Reaktionslösung bei einer Temperatur von 30ºC gehalten wurde. Anschließend wurden unter Rühren 1,5 g Ammoniumpersulfat und 0,07 g L-Ascorbinsäure zur Reaktionslösung gegeben, welche auf 30ºC gehalten wurde. Die Polymerisation sprang innerhalb einer Minute an. Während der Polymerisation wurde die Temperatur im Bereich von 30ºC bis 80ºC gehalten. Nach 60 Minuten wurden 606,7 g Natriumcarbonat (Neutralisierungsagens) zugegeben und die Mischung gerührt. Es wurde ein wasserhaltiges gelartiges Polymer mit einem Neutralisationsgrad von 75 Mol-% entnommen.
Das wasserhaltige gelartige Polymer wurde in Stückchen von 5 mm fein verteilt. Das fein verteilte wasserhaltige gelartige Polymer wurde auf ein Netz mit einer Lochweite von 300 um (50 Mesh) gegeben und für 90 Minuten bei 150ºC mit heißer Luft getrocknet. Anschließend wurde das getrocknete Polymer mit einer Rüttelmühle pulverisiert und mit einem Netz mit einer Lochweite von 840 um (20 Mesh) weiter klassifiziert. Es wurde eine Vorstufe des Absorptionsmittels mit einer undefinierten Korngestalt erhalten, welches einen mittlere Teilchendurchmesser von 390 um und einem Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 4 Gew.-% aufwies.
Zu 100 Gewichtsteilen der Vorstufe des Absorptionsmittels wurde ein Oberflächenvernetzungsagens zugegeben, das aus 0,75 Gewichtsteilen Propylenglykol (SP- Wert: δ = 2,58 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,6 cal/cm³)1/2)) als erstem Oberflächenvernetzungsagens und 0,05 Gewichtsteilen Propylenglykoldiglycidylether (SP-Wert: δ = 2,07 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (10,1 cal/cm³)1/2)) als zweitem Oberflächenvernetzungsagens zusammengesetzt war, sowie 3 Gewichtsteile Wasser und 0,75 Gewichtsteile Ethylalkohol zugemischt. Die erhaltene Mischung wurde für 40 Minuten bei 195 ºC einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei ein Absorptionsmittel erhalten wurde. Das erhaltene Absorptionsmittel weist einen mittleren Teilchendurchmesser von 390 um mit einem Anteil an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 106 um von 3 Gew.-% auf. Die Ergebnisse des Wasser aufnehmende Absorptionsmittels sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 18

Zu 5500 g einer Lösung von von 39 Gew.-% Natriumacrylat (Neutralisationsgrad 75%) wurden 7,18 g Trimethylolpropantriacrylat als Vernetzungsagens gegeben, um eine Reaktionslösung herzustellen. Die Reaktionslösung wurde für 30 Minuten mit Stickstoff entlüftet. Anschließend wurde die Reaktionslösung in den gleichen Reaktionskessel wie bei Beispiel 16 gegeben und das Reaktionssystem durch Zugabe von Stickstoffgas entlüftet, während die Reaktionslösung bei 30ºC gehalten wurde. Anschließend wurden unter Rühren 5,0 g Natriumpersulfat und 0,25 g L- Ascorbinsäure zur Reaktionslösung gegeben, welche bei 30ºC gehalten wurde. Die Polymerisation startete innerhalb einer Minute. Während der Polymerisation wurde die Temperatur im Bereich von 30ºC bis 80ºC gehalten. Nach 60 Minuten wurde das entstandene wasserhaltige gelartige Polymer entnommen.
Das erhaltene wasserhaltige gelartige Polymer wurde in Stücke von 5 mm fein zerteilt. Das erhaltene fein zerteilte wasserhaltige gelartige Polymer wurde auf ein Netz mit einer Lochweite von 300 um (50 Mesh) gegeben und für 90 Minuten bei 150ºC mit heißer Luft getrocknet. Das erhaltene getrocknete Polymer wurde mit einer Rüttelmühle pulverisiert und mit einem Netz mit einer Lochweite von 840 um (20 Mesh) weiter klassifiziert. Es wurde ein absorbierendes Vergleichsagens mit undefinierter Korngestalt erhalten, welches einen mittleren Teilchendurchmesser von 360 um und einen Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 5 Gew.-% aufwies. Die Ergebnisse des erhaltenen absorbierenden Vergleichsagens sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 19

Es wurde die gleiche Reaktion durchgeführt wie bei Vergleichsbeispiel 18, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 18 verwendeten Trimethylolpropantriacrylats 18,67 g N,N'-Methylbisacrylamid als Vernetzungsagens verwendet wurden. Es wurde ein absorbierendes Vergleichsagens mit undefinierter Korngestalt erhalten, welches einen mittleren Teilchendurchmesser von 400 um und einen Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 106 um von 3 Gew.-% aufwies. Die Ergebnisse des erhaltenen absorbierenden Vergleichsagens sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 20

Als absorbierendes Vergleichsagens wurde ein teilweise neutralisiertes und vernetztes Acrylatpolymer (aquaric CA. W4; Nippon Shokubai Co., Ltd.) verwendet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 21

Ein teilweise neutralisiertes und vernetztes Stärke-Acrylat-Propfpolymer (Sunwet IM3900P; Hoechst Celanese Co., Ltd.) wurde als absorbierendes Vergleichsagens verwendet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 22

Als absorbierendes Vergleichsagens wurde ein teilweise neutralisiertes und vernetztes Acrylatpolymer (Diyawet US2-45Z: vertrieben von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.) verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 23

Als absorbierendes Vergleichsagens wurde ein teilweise neutralisiertes und vernetztes Acrylatpolymer (Aquakeep SA-60; erhältlich von Sumitomo Seika Co., Ltd.) verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 24

Aus einer Papierwindel (Manicopo; zu beziehen von Unicharm Co., Ltd.) wurde ein absorbierendes Harz entnommen und als absorbierendes Vergleichsagens verwendet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5

Beispiel 19

45 Gewichtsteile des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels und 55 Gewichtsteile gemahlener Holzpulpe wurden trocken in einem Mischer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde zu einem Netz mit einer Größe von 120 mm · 400 mm geformt. Anschließend wurde das Netz für 1 Minute mit einem Druck von 2 kg/cm² belastet, wobei ein absorbierendes Produkt erhalten wurde, das aus dem absorbierenden Material mit einem Basisgewicht von ungefähr 0,050 kg/cm² bestand. Die für das absorbierende Material unter Druck gemessenen Werte der Aufnahmekapazität durch Diffusion (im Weiteren als Einheit bezeichnet) sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Beispiel 20

50 Gewichtsteile des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels und 50 Gewichtsteile einer gemahlenen Holzpulpe wurden trocken in einem Mischer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde zu einem Netz mit einer Größe von 100 mm · 100 mm geformt. Das Netz wurde für 1 Minute mit einem Druck von 2 kg/cm² belastet, wobei ein absorbierendes Material mit einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,047 kg/cm² erhalten wurde. Die Ergebnisse des absorbierenden Materials (im Weiteren als Einheit bezeichnet) sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Beispiel 21

60 Gewichtsteile des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels und 40 Gewichtsteile einer gemahlenen Holzpulpe wurden trocken in einem Mischer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde zu einem Netz mit einer Größe von 100 mm · 100 mm geformt. Das Netz wurde anschließend für 1 Minute mit einem Druck von 2 kg/cm² belastet, wobei ein absorbierendes Material mit einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,041 kg/cm² erhalten wurde. Die Ergebnisse des absorbierenden Materials (im Weiteren als Einheit bezeichnet) sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Beispiel 22

75 Gewichtsteile des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels und 25 Gewichtsteile einer gemahlenen Holzpulpe wurden trocken in einem Mischer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde zu einem Netz mit einer Größe von 100 mm · 100 mm geformt. Das Netz wurde anschließend für 1 Minute mit einem Druck von 2 kg/cm² belastet, wobei ein absorbierendes Material mit einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,035 kg/cm² erhalten wurde. Die mit dem absorbierenden Material erhaltenen Ergebnisse (im Weiteren als Einheit bezeichnet) sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Beispiele 23 und 24

Es wurde das gleiche Verfahren durchgeführt wie bei Beispiel 22, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels die in den Beispielen 17 und 18 erhaltenen absorbierenden Agenzien verwendet wurden. Die mit dem absorbierenden Material erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 25

Es wurde das gleiche Verfahren durchgeführt wie bei Beispiel 19, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels das in Vergleichsbeispiel 18 erhaltene absorbierende Vergleichsagens verwendet wurden. Die mit dem absorbierenden Vergleichsmaterial erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 26

Es wurde das gleiche Verfahren durchgeführt wie bei Beispiel 20, wobei jedoch das in Beispiel 16 erhaltene Absorptionsmittel durch das in Vergleichsbeispiel 18 erhaltene absorbierende Vergleichsagens ersetzt wurde. Die mit dem absorbierenden Vergleichsmaterial erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 27

Es wurde das gleiche Verfahren durchgeführt wie bei Beispiel 21, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels das in Vergleichsbeispiel 18 erhaltene absorbierende Vergleichsagens verwendet wurde. Die mit dem absorbierenden Vergleichsmaterial erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 28 bis 34

Es wurde das gleiche Verfahren durchgeführt wie bei Beispiel 22, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels das in den Vergleichsbeispielen 18 bis 24 erhaltene absorbierende Vergleichsagens verwendet wurde. Die mit dem absorbierenden Vergleichsmaterial erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt. Tabelle 6

Beispiel 25

50 Gewichtsteile des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels und 50 Gewichtsteile einer gemahlenen Holzpulpe wurden trocken in einem Mischer vermischt. Anschließend wurde aus der erhaltenen Mischung mit Hilfe einer pneumatischen Formvorrichtung auf einem Netz mit 400 Mesh (38 um) ein Netz mit einer Größe von 120 mm · 400 mm hergestellt. Indem das Netz für 5 Sekunden mit einem Druck von 2 kg/cm² belastet wurde, wurde ein absorbierendes Material mit einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,047 kg/cm² erhalten.
Anschließend wurden eine rückseitige Lage aus Polypropylen, die für Flüssigkeit undurchlässig ist, eine rückseitige Lage mit einem gekräuselten Beinausschnitt (flüssigkeitsundurchlässige Lage), das absorbierende Material sowie eine Oberseite aus einem für Flüssigkeit durchlässigen Propylen (flüssigkeitsdurchlässige Lage) unter Verwendung eines zweiseitigen Klebebands miteinander verbunden. Indem diese Schichten unter Verwendung eines beidseitigen Klebebandes verbunden wurden und indem zwei Klebeverschlüsse auf dem zusammengeklebten Material befestigt wurden, wurde das absorbierende Produkt (eine sogenannte Papierwindel) erhalten. Das Gewicht des absorbierenden Produkts betrug 46 g.
Das absorbierende Produkt wurde an einer Puppe angebracht (Höhe 55 cm und Gewicht 5 kg) und die Puppe mit dem Gesicht nach unten angeordnet. Anschließend wurde eine Röhre zwischen dem absorbierenden Produkt und der Puppe eingeführt und innerhalb von 20 Minuten jeweils 50 ml einer physiologischen Kochsalzlösung in einen Abschnitt eingefüllt, welcher dem Abschnitt entspricht, in den Harn abgeschieden wird. Sofern die physiologische Kochsalzlösung nicht vom absorbierenden Produkt absorbiert wurde und auslief, wurde die beschriebene Zugabe beendet und die Menge der absorbierten Kochsalzlösung gemessen.
Die Messung wurde viermal durchgeführt und der Mittelwert der Messungen berechnet, wobei der erhaltene Wert als absorbierte Menge angenommen wurde. Als Ergebnis wurde eine absorbierte Menge von 250 g erhalten.

Vergleichsbeispiel 35

Es wurde die gleiche Reaktion wie bei Beispiel 25 durchgeführt, wobei jedoch anstelle des in Beispiel 16 erhaltenen Absorptionsmittels das in Vergleichsbeispiel 18 erhaltene absorbierende Vergleichsagens verwendet wurde. Das Gewicht des absorbierenden Vergleichsprodukts betrug 46 g.
Unter Verwendung des absorbierenden Vergleichsproduktes wurde viermal das gleiche Verfahren wie bei Beispiel 25 durchgeführt und anschließend der Mittelwert der Messwerte berechnet, wobei der Wert als absorbierte Menge angesehen wurde. Als Ergebnis wurde eine absorbierte Menge von 255 g erhalten.
Aus den in Tabelle 5 und Tabelle 6 aufgeführten Ergebnissen ergibt sich, dass das erfindungsgemäße Absorptionsmittel und das absorbierende Material unter Druck eine hohe Aufnahmekapazität aufweist, sowie ein sehr hohes Ausbreitungsvermögen für Flüssigkeit. Der Unterschied zwischen den erfindungsgemäßen Beispielen und den Vergleichsbeispielen in den Absorptionseigenschaften des Absorptionsmittels und des absorbierenden Materials vergrößert sich noch, wenn die Harzkonzentration des absorbierenden Materials vergrößert wird. Aus den bei Beispiel 25 und Vergleichsbeispiel 35 beschriebenen Ergebnissen ergibt sich, dass die Absorptionseigenschaften des erfindungsgemäßen absorbierenden Produkts, wie ein hohes Aufnahmevermögen (Aufnahmekapazität) im Vergleich zum absorbierenden Vergleichsprodukt, ausgezeichnet sind.
Die oben beschriebene Erfindung kann in verschiedener Weise verändert werden. Eine derartige Abänderung wird nicht als Abweichung vom Umfang der Erfindung angesehen und alle derartigen Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich sind, sollen vom Umfang der folgenden Ansprüche mit umfasst sein.

[Mögliche industrielle Anwendungen]

Das Absorptionsmittel und das absorbierende Material eignen sich im Wesentlichen für die Herstellung dünnerer absorbierender Produkte, wie Papierwindeln, Monatsbinden mit besseren Eigenschaften, usw. Die vorliegende Erfindung stellt daher absorbierende Produkte mit ausgezeichneten Eigenschaften bereit.

Claims

1. Absorptionsmittel, erhältlich, indem durch Polymerisation einer ungesättigten monomeren Carbonsäure oder eines ihrer Salze eine Vorstufe des Absorptionsmittels hergestellt wird und der Teilchendurchmesser der Vorstufe so eingestellt wird, dass ein mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 200 bis 600 um erhalten wird und ein Anteil von bis zu 10 Gew.-% der Teilchen einen Teilchendurchmesser von weniger als 106 um aufweisen, und die Vorstufe in Gegenwart eines Oberflächenvernetzungsmittels einer Wärmebehandlung unterworfen wird, so dass das Absorptionsmittel unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 30 g/g aufweist nachdem die Absorption für 60 Minuten durchgeführt worden ist, ausgedrückt als das Gewicht einer absorbierten physiologischen Kochsalzlösung pro Gewichtseinheit des Absorptionsmittels, wobei eine Belastung von 20 g/cm² anliegt.

2. Absorptionsmittel nach Anspruch 1, wobei das Monomer eine Acrylsäure und/oder ein Acrylsäuresalz als wesentlichen Bestandteil umfasst.

3. Absorptionsmittel nach Anspruch 1 oder 2, welches nach 60 Minuten unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 32 g/g aufweist.

4. Absorptionsmittel nach Anspruch 3, welches nach 60 Minuten unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 34 g/g aufweist.

5. Absorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches nach 30 Minuten unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 15 g/g aufweist.

6. Absorptionsmittel nach Anspruch 5, welches nach 20 Minuten unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 15 g/g aufweist.

7. Absorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel einen Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen von mehr als 0 bis zu 7 Gew.-% aufweist.

8. Absorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel weiter ein Dispersionsmittel enthält.

9. Absorptionsmittel nach Anspruch 8, wobei das Dispersionsmittel in einer Menge von 0,005 Gewichtsteilen bis 0,5 Gewichtsteilen enthalten ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Vorstufe des Absorptionsmittels.

10. Absorbierendes Material, umfassend nicht weniger als 40 Gew.-% eines Absorptionsmittels gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie eine hydrophile Faser.

11. Absorbierendes Material nach Anspruch 10, wobei die hydrophile Faser in einer Menge von bis zu 60 Gew.-% enthalten ist.

12. Absorbierendes Material nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Absorptionsmittel in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf die gesamte Menge des Absorptionsmittels und der hydrophilen Faser.

13. Absorbierendes Material nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Mittel weiter ein Bindemittel enthält.

14. Absorbierendes Produkt, umfassend:

eine absorbierende Schicht, welche ein absorbierendes Material gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13 enthält, wobei das Material einen Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen von mehr als 0 und bis zu 7 Gew.-% aufweist, und die absorbierende Schicht zwischen einer Lage angeordnet ist, die für Flüssigkeiten durchlässig ist und einer Lage, die undurchlässig für Flüssigkeiten ist.

15. Absorbierendes Produkt nach Anspruch 14, wobei das absorbierende Material eine hydrophile Faser in einer Menge zwischen 20 und 40 Gew.-% enthält.

16. Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe eines Absorptionsmittels, umfassend den Schritt:

Polymerisieren eines hydrophilen ungesättigten Monomers in wässriger Lösung, welches als Hauptbestandteil zumindest 50 Mol-% neutralisierte Acrylsäure enthält, in Gegenwart eines Dispersionsmittels, unter Verwendung eines Vernetzungsmittels, welches aus einer Hauptkomponente und einer hochsiedenden Komponente besteht, welche in einer Menge im Bereich von nicht weniger als 0,05 Mol-% und nicht mehr als 0,5 Mol-% enthalten ist, bezogen auf die gesamte Menge des hydrophilen ungesättigten Monomeren,

wobei das Gewichtsverhältnis der Hauptkomponente des Vernetzungsmittels zur hochsiedenden Komponente im Bereich von 75/25 bis 99/1 gewählt ist,

die Hauptkomponente des Vernetzungsmittels aus einer Esterverbindung zusammengesetzt ist, welche einen Polyhydroxyalkohol enthält, der nicht mehr als sechs Kohlenstoffatome und zumindest drei Hydroxygruppen aufweist, sowie einer ungesättigten Carbonsäure,

das Verhältnis der Molekülgewichte der Hauptkomponente des Vernetzungsmittels zu einer Standardverbindung, bei der alle Hydroxygruppen des mehrwertigen Alkohols mit der ungesättigten Carbonsäure verestert sind, im Bereich von 0,7 : 1 bis weniger als 1,3 : 1 liegt, und

die hochsiedende Komponente zumindest zwei Alkoholeinheiten pro Molekül enthält.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Gewichtsverhältnis der Hauptkomponente des Vernetzungsmittels zur hochsiedenden Komponente im Bereich von 80/20 bis 90/10 gewählt ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Acrylsäure zwischen 65 Mol-% bis 80 Mol-% neutralisiert ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Vernetzungsmittel in einer Menge im Bereich von 0,07 bis 0,2 Mol-% verwendet wird, bezogen auf das hydrophile ungesättigte Monomer.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Dispersionsmittel in einer Menge im Bereich von 1 bis 100 Gew.-% verwendet wird, bezogen auf das Vernetzungsmittel.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei während der Polymerisation in wässriger Lösung ein Schritt durchgeführt wird, in dem das Vernetzungsmittel und das Dispersionsmittel vermischt werden und die erhaltene Mischung in das hydrophile ungesättigte Monomer eingemischt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei die Polymerisation in wässriger Lösung die Schritte umfasst, in denen das Vernetzungsmittel, das Dispersionsmittel und die Acrylsäure vermischt werden, und die erhaltene Mischung in das hydrophile ungesättigte Monomer eingemischt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Polyhydroxyalkohol, welcher nicht mehr als sechs Kohlenstoffatome und zumindest drei Hydroxygruppen aufweist, Trimethylolpropan ist, und die ungesättigte Carbonsäure Acrylsäure ist.

24. Verfahren zur Herstellung eines Absorptionsmittels, umfassend die Schritte:

Einstellen der Vorstufe, welche durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23 erhalten wurde, so dass diese einen Wassergehalt von nicht mehr als 10%, einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 200 um - 600 um, und einen Anteil an Teilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 106 um von nicht mehr als 10 Gew.-% aufweist; und

Durchführen einer Wärmebehandlung der Vorstufe in Gegenwart eines Oberflächenvernetzungsmittels.

25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 250ºC durchgeführt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Oberflächenvernetzungsmittel aus einem ersten Oberflächenvernetzungsmittel aufgebaut ist, das mit einer Carboxylgruppe reagiert, welche einen Löslichkeitsparameter (SP-Wert) von nicht weniger als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 cal/cm³)1/2) aufweist und einem zweiten Oberflächenvernetzungsmittel, das einen Löslichkeitsparameter von weniger als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 cal/cm³)1/2) aufweist; und die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht weniger als 160ºC durchgeführt wird.

27. Verfahren zur Herstellung eines Absorptionsmittels, umfassend die Schritte:

Vermischen einer Vorstufe eines Absorptionsmittels, das Carboxylgruppen umfasst, mit einem ersten und einem zweiten Oberflächenvernetzungsmittel, welche mit Carboxylgruppen reagieren, wobei die Vorstufe eine undefinierte Gestalt aufweist, einen mittleren Teilchendurchmesser von 200 um - 600 um sowie einen Anteil von Teilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 106 um von bis zu 10 Gew.-%, wobei das erste Oberflächenvernetzungsmittel einen Löslichkeitsparameter von nicht weniger als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 cal/cm³)1/2) aufweist, das zweite Oberflächenvernetzungsmittel einen Löslichkeitsparameter von weniger als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 cal/cm³)1/2) aufweist; und

Durchführen einer Wärmebehandlung, so dass ein Absorptionsmittel erhalten wird, das nach Ablauf von 60 Minuten unter Druck eine Absorption durch Diffusion von nicht weniger als 30 g/g aufweist.

28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 160-250ºC durchgeführt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, wobei nach Ablauf von 60 Minuten unter Druck die Absorption durch Diffusion nicht weniger als 32 g/g beträgt, wenn sie nach Ablauf von 60 Minuten gemessen wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei das erste Oberflächenvernetzungsmittel zumindest eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche besteht aus Ethylenglykol, Propylengylkol, Glycerin, Pentaerythritol, Sorbitol, Ethylcarbonat, und Propylencarbonat.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei das Absorptionsmittel einen wasserlöslichen Anteil von mehr als 0 und bis zu 7 Gew-.% aufweist.

32. Absorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches erhalten wird, indem eine Vorstufe eines Absorptionsmittels in Gegenwart eines ersten Oberflächenvernetzungsmittels, das mit Carboxylgruppen reagiert und einen Löslichkeitsparameter (SP) von 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 cal/cm³)1/2) oder größer aufweist, und eines zweiten Oberflächenvernetzungsmittels, das mit Carboxylgruppen reagiert und einen Löslichkeitsparameter (SP) von weniger als 2,56 · 10&sup4; (J/m³)1/2 (12,5 cal/cm³)1/2) aufweist, einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

33. Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden Materials, umfassend die Schritte:

Vermischen eines Absorptionsmittels, das mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31 erhalten wurde, mit einer hydrophilen Faser, wobei der Anteil des Absorptionsmittel nicht weniger als 40 Gew.-% beträgt.

34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei zumindest das Absorptionsmittel und die hydrophile Faser in der Weise vermischt werden, dass der Anteil des Absorptionsmittels nicht weniger als 50 Gew.-% beträgt.