TWI777661B

TWI777661B - 吸水性樹脂及其製造方法

Info

Publication number: TWI777661B
Application number: TW110125201A
Authority: TW
Inventors: 黃莉涵; 李政霖; 陳忠毅
Original assignee: 臺灣塑膠工業股份有限公司
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2022-09-11
Also published as: TW202302671A; CN115594787A

Abstract

本發明提供一種吸水性樹脂及其製造方法。此方法包含在密閉反應器內進行聚合反應，並將發泡產生的氣體包覆於水凝膠體中，接著施加壓力將水凝膠體自密閉反應器中壓出，使孔洞微細並均一化，以獲得具備高表面孔隙率、優良吸收性能且耐磨耗的吸水性樹脂。

Description

吸水性樹脂及其製造方法

本發明是關於一種吸水性樹脂及其製造方法，特別是關於一種具有良好滲透性能的吸水性樹脂及其製造方法。

吸水性樹脂具有廣泛的應用性，例如農業或園藝上的水保持劑、建築材料中的抗露珠凝結劑、移除石油中水份的材料、電纜線中的外層防水包覆劑、個人衛生用品(例如紙尿褲、婦女衛生用品及拋棄式擦巾等)，其中又以紙尿褲為大宗。

紙尿褲的吸收性能取決於吸收速率、吸收量及乾爽性。近年來，紙尿褲致力於薄型化的目標，其係降低紙漿(親水性纖維)的用量，增加吸水性樹脂的用量，以藉由吸水性樹脂在紙尿褲吸收體結構中比例的提高，達成紙尿褲的薄型化。然而，親水性纖維用量的減少會造成短時間內儲水空間減少，液體滲入速度減緩，使得液體來不及被吸收而外漏，進而影響紙尿褲的性能。

若吸水性樹脂具備優異的吸收性能(包括吸收速率及吸收量)，則液體即可短時間被吸收而不外漏，故如何增加吸水性樹脂的吸水性能一直是主要的研究重點。此外，在空輸過程中，吸水性樹脂顆粒易被磨損，而造成強度降低及吸收性能下降，同時產生大量細粉，造成顆粒洩漏於生產設備中，甚至懸浮於廠房，造成人員呼吸道的傷害。

有鑑於此，亟須提供一種吸水性樹脂及其製造方法，以獲得同時具備優良吸收速率且耐磨耗的吸水性樹脂。

本發明之一態樣是提供一種吸水性樹脂的製造方法，其係藉由在密閉系統內進行吸水性樹脂組成物的聚合反應，並施加壓力壓出進行發泡製程後的水凝膠體，再經過粉碎及表面交聯製程後，可獲得具備優良吸收速率且耐磨耗的吸水性樹脂。

本發明之另一態樣是提供一種吸水性樹脂，其係藉由上述態樣所製得，且具有特定範圍的表面孔隙率。

根據本發明之一態樣，提供一種吸水性樹脂的製造方法。方法包含在密閉反應器內，對吸水性樹脂組成物進行自由基聚合反應，以獲得聚合物水溶液。吸水性樹脂組成物包含酸基單體水溶液、自由基聚合反應交聯劑及聚合反應引發劑，其中酸基單體水溶液包括不飽和雙鍵。接著，對聚合物水溶液進行發泡製程，以獲得水凝膠體。然後，施加壓力將水凝膠體壓出，以獲得膠體塊粒。粉碎膠體塊粒，以獲得吸水性樹脂顆粒。然後，對吸水性樹脂顆粒與表面交聯劑進行表面交聯製程，以獲得吸水性樹脂。

根據本發明之一實施例，上述酸基單體水溶液之pH值係5.5至7.0。

根據本發明之一實施例，在進行自由基聚合反應之前，上述方法更包含在密閉反應器中通入氮氣。

根據本發明之一實施例，上述壓力係0.5 kg/m ²至9 kg/m ²。

根據本發明之一實施例，上述發泡製程包括通入氮氣、氬氣及/或二氧化碳，以進行物理性發泡製程。

根據本發明之一實施例，上述發泡製程包括添加發泡劑，以進行化學性發泡製程。發泡劑包含碳酸鹽類及/或碳酸氫鹽類。

根據本發明之一實施例，在進行自由基聚合反應之前，上述方法更包含添加水溶性高分子，其中以酸基單體水溶液為100 wt%，水溶性高分子之添加量係不大於20 wt%。

根據本發明之一實施例，在粉碎膠體塊粒之前，上述方法更包含以100℃至180℃之溫度乾燥膠體塊粒。

根據本發明之另一態樣，提供一種吸水性樹脂，其係由上述態樣所製得，且吸水性樹脂之表面孔隙率係不小於0.018 cc/g。。

根據本發明之一實施例，上述吸水性樹脂之一粒徑為0.06 mm至1.00 mm。

應用本發明之吸水性樹脂及其製造方法，藉由在密閉反應器內進行聚合反應，並施加壓力將水凝膠體壓出，使孔洞微細並均一化，以獲得具備高表面孔隙率、優良吸收速率且耐磨耗的吸水性樹脂。

承上所述，本發明提供一種吸水性樹脂及其製造方法，其係藉由在密閉反應器內進行聚合反應，並將發泡產生的氣體包覆於水凝膠體中，接著施加壓力將水凝膠體壓出，使孔洞微細並均一化，以提升吸水性樹脂的表面孔隙率，並獲得具備優良吸收性能且耐磨耗的吸水性樹脂。

請參閱圖1，其係繪示根據本發明一些實施例之吸水性樹脂的製造方法100的流程圖。首先，進行操作110，在密閉反應器內，對吸水性樹脂組成物進行自由基聚合反應，以獲得聚合物水溶液。吸水性樹脂組成物包含酸基單體水溶液、自由基聚合反應交聯劑及聚合反應引發劑。在一些實施例中，密閉反應器可為批次式反應器(batch reactor)。

在一些實施例中，酸基單體水溶液包括具有不飽和雙鍵的單體，例如丙烯酸。在一些實施例中，酸基單體水溶液可為甲基丙烯酸、馬林酸、富馬酸、2-丙烯胺-2-甲基丙烷磺酸、順-丁烯二酸、順-丁烯二酸酐、反-丁烯二酸、反-丁烯二酸酐。酸基單體水溶液可包含但不限於一種單體，亦可選擇二種或以上的上述單體水溶液。

在一些實施例中，上述酸基單體水溶液的濃度可為但不限於20 wt%至55 wt%，較佳為30 wt%至45 wt%。一般而言，若酸基單體水溶液的濃度為20 wt%至55 wt%時，聚合後的產物黏度適中，較易於進行機械加工，且進行自由基聚合反應時的反應熱也較易控制。

在另一些實施例中，可選擇性添加其他具有不飽和雙鍵的親水性單體，例如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸-2-羧基乙酯、甲基丙烯酸-2-羧基乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、二甲胺丙烯醯胺、氯化丙烯醯胺基三甲胺。然而，上述親水性單體的添加量係以不破壞吸水性樹脂之物性(例如保持力及吸收速率)為原則。在一些實施例中，吸水性樹脂組成物中亦可選擇性添加水溶性高分子，以降低製備成本，其中水溶性高分子可為部分皂化或完全皂化的聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、澱粉或澱粉衍生物(例如甲基纖維素、丙烯酸甲基纖維素、乙基纖維素)等，較佳為澱粉及部分皂化或完全皂化的聚乙烯醇單獨或混合使用。在前述實施例中，水溶性高分子的分子量不限制，且以酸基單體水溶液為100 wt%時，水溶性高分子的添加量係以不降低吸水性樹脂的物性為原則，通常為不大於20 wt%，較佳為不大於10 wt%，更加為不大於5 wt%。

在一些實施例中，酸基單體水溶液可直接或利用中和劑進行部分中和，使酸基單體水溶液成中性或弱酸性後，再進行聚合反應。在此些實施例中，中和劑包含鹼金屬族或鹼土金屬族的氫氧化物或碳酸化合物(例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀)、胺類化合物及其組合。在一些實施例中，酸基單體水溶液之中和濃度為45 莫耳%至85 莫耳%。中和濃度為前述範圍時，酸基單體水溶液可具有適當的pH值，且若不慎與人體接觸時也較不會造成傷害。補充說明的是，本文所述之中和濃度係定義為鹼性溶液的莫耳數對酸基單體水溶液的莫耳數的比率，也可當作是酸基單體水溶液的酸基基團被中和的百分率。在一些實施例中，酸基單體水溶液之pH值係5.5至7.0，較佳為5.5至6.5。若酸基單體水溶液之pH值為5.5至7.0，則聚合後的水溶液中較不易殘留大量的未反應單體，且後續製得之吸水性樹脂的物性較佳，吸收量較大。

吸水性樹脂組成物中的自由基聚合反應交聯劑可使吸水性樹脂組成物具有適當的交聯度，而提高吸水性樹脂組成物在聚合反應後的可加工性。在一些實施例中，自由基聚合反應交聯劑可選用包含二個或二個以上的不飽和雙鍵的化合物，例如N,N-雙(2-丙烯基)胺、N,N-次甲基雙丙烯醯胺、N,N-次甲基雙甲基丙烯醯胺、丙烯酸丙烯酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、甘油附加環氧乙烷之三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三丙烯酸酯、N,N,N-三(2-丙烯基)胺、二丙烯酸乙二醇酯、三丙烯酸聚氧乙烯甘油酯、三丙烯酸二乙基聚氧乙甘油酯、二丙烯三甘醇酯等，亦可選用包含二個或二個以上環氧基的化合物，例如山梨醇聚縮水甘油醚、聚丙三醇聚縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、雙丙三醇聚縮水甘油醚等。可單獨使用或混合使用二種以上的自由基聚合反應交聯劑。在一些實施例中，以酸基單體水溶液為100 wt%，自由基聚合反應交聯劑為0.001 wt%至5 wt%，較佳為0.01 wt%至3 wt%。若自由基聚合反應交聯劑的添加量在前述範圍內，則反應後的聚合物水溶液黏度適中，較易於進行機械加工，且後續製得之吸水性樹脂的吸收量較大。

聚合反應係由聚合反應引發劑分解而產生自由基開始。在一些實施例中，以吸水性樹脂組成物為100 wt%，聚合反應引發劑適當的用量為0.001 wt%至10 wt%，較佳為0.1 wt%至5 wt%。若聚合反應引發劑的用量在前述範圍，則自由基聚合反應的速率較適當，經濟效益較佳，且可避免因聚合過度而形成凝膠狀固體。

在一些實施例中，聚合反應引發劑包含熱分解型起始劑、氧化還原型起始劑及其組合。在一些實施例中，熱分解型起始劑包含過氧化物[例如過氧化氫、二-第三丁基過氧化物、過氧化醯胺或過硫酸鹽(包含銨鹽及鹼金屬鹽)]及偶氮化物[例如2,2-偶氮基雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2-偶氮基雙(N,N-二伸甲基異丁脒)二鹽酸鹽]。在一些實施例中，氧化還原型起始劑包含酸性亞硫酸鹽、抗壞血酸或亞鐵鹽。聚合反應引發劑較佳係結合熱分解型起始劑及氧化還原型起始劑一起使用，其先使氧化還原型起始劑反應產生自由基，當自由基轉移至單體上，即引發聚合反應的發生，而聚合反應所釋放之大量熱將升高溫度。當達到特定溫度時，可進一步引發熱分解型起始劑的分解，以使聚合反應更完全，故可避免留下過多的未反應單體。

在一些實施例中，在進行自由基聚合反應前，可選擇性地通入氮氣至密閉反應器中。在一具體例中，密閉反應器中之氮氣壓力為1大氣壓，而有助於使後續發泡製程產生的氣體不易散逸。

接著，進行操作120，對聚合物水溶液進行發泡製程，以獲得水凝膠體。在一些實施例中，發泡製程包含物理性發泡製程及/或化學性發泡製程。物理性發泡製程係藉由通入例如氮氣、氬氣或二氧化碳氣體，以藉由氣泡於水凝膠體中產生泡孔。化學性發泡製程係藉由添加可分解產生氣體的發泡劑，發泡劑可例如為碳酸鹽類(如碳酸鈉)或碳酸氫鹽類(如碳酸氫鈉)。藉由化學發泡使發泡劑分解產生的氣泡被包覆於水凝膠體中，於其結構中生成孔洞，進而增加後續製得之吸水性樹脂的比表面積並增加吸收速率。發泡劑的添加應適量為宜，在以碳酸鹽為發泡劑的一些實施例中，基於吸水性樹脂組成物的用量為100 wt%，碳酸鹽的添加量為0.1 wt%至10 wt%，較佳為0.1 wt%至5 wt%，更佳為0.1 wt%至1 wt%。發泡劑的添加量在0.1 wt%至10 wt%時，可避免太劇烈的發泡現象，也可有效提升樹脂的表面孔隙率。

然後，進行操作130，施加壓力將水凝膠體壓出，以獲得膠體塊粒。在一些實施例中，此壓力係0.5 kg/m ²至9 kg/m ²，較佳為1 kg/m ²至6 kg/m ²，更佳為2 kg/m ²至5 kg/m ²。當施加壓力在前述範圍時，可達到泡孔微細化及均一化的功效，並增加吸水性樹脂的表面孔隙率。再者，施加壓力壓出水凝膠體的方式可進一步微細化發泡製程所產生的泡孔，故可有效增加吸水性樹脂的吸收速率，且不會有假比重偏低的狀況。

在一些實施例中，於操作130後，可選擇性地對膠體塊粒進行初步的篩選步驟。首先，利用絞碎機切成直徑20 mm以下，接著，再篩選至直徑0.03 mm至2.00 mm，較佳為0.03 mm至1.50 mm。篩選膠體塊粒可避免於後端製程產生較高的細粉量，且有較佳熱傳導性質。一般而言，吸水性樹脂的顆粒大小分佈愈窄，則物性愈佳。

在一些實施例中，在進行後續操作之前，可選擇性對膠體塊粒進行乾燥製程。在一些實施例中，乾燥製程係以100℃至180℃的溫度進行。利用前述溫度範圍進行乾燥製程，可有效控制乾燥時間，且可有效控制交聯度，以避免殘存大量的未反應單體。

接著，進行操作140，粉碎膠體塊粒，以獲得吸水性樹脂顆粒。在一些實施例中，吸水性樹脂顆粒之粒徑係篩選為0.06 mm至1.00 mm，較佳為0.10 mm至0.85 mm。控制吸水性樹脂顆粒的粒徑至前述範圍可減少成品細粉量，且可使吸水性樹脂的吸收性能較佳。

然後，進行操作150，利用表面交聯劑對吸水性樹脂顆粒進行表面交聯製程，以獲得吸水性樹脂。在一些實施例中，表面交聯劑包含多元醇、多元胺、具有二個或二個以上環氧基的化合物及碳酸亞烴酯，其中多元醇可例如為丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇及丙二醇；多元胺可例如為乙二胺、二乙二胺及三乙二胺；含環氧基的化合物可例如山梨醇聚縮水甘油醚、聚丙三醇聚縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚及雙丙三醇聚縮水甘油醚；碳酸亞烴酯可例如乙二醇碳酸酯、4-甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4,5-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4-乙基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、1,3-二氧雜環己烷-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二氧雜環己烷-2-酮及1,3-二氧雜環庚烷-2-酮。可單獨或混合二種以上的表面交聯劑來進行反應。另外，根據選用的表面交聯劑，可直接添加表面交聯劑，或先將表面交聯劑配製成水溶液或親水性有機溶液後，再進行添加。親水性有機溶劑包含但不限於甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇、丙酮、甲醚及乙醚等。

在一些實施例中，以吸水性樹脂顆粒為100 wt%，表面交聯劑的添加量為0.001 wt%至10 wt%，較佳為0.005 wt%至5 wt%。表面交聯劑的添加量在前述範圍時，可使吸水性樹脂表面具有架橋結構，進而達到較佳的吸收性能。

應用上述之吸水性樹脂的製造方法100所製得之吸水性樹脂具備良好的吸收量，且具備較佳的壓力下吸水倍率。補充說明的是，壓力下吸水倍率係指吸水性樹脂吸收液體後，因為來自外界施加於吸收體的壓力(例如：嬰兒重量)而造成吸收體的破損，吸收體破損會使吸水性樹脂失去吸收液體的能力，且造成液體的外漏，進而提高吸收體回滲量(rewet)。再者，所得之吸水性樹脂具有的孔洞微細且均一，故其比表面積大，可使吸水性樹脂具有良好的吸收速率。在一些實施例中，吸水性樹脂之表面孔隙率係不小於0.018 cc/g。

上述之吸收體係利用本發明之吸水性樹脂及親水性纖維成型為片狀的吸收體，其將吸水性樹脂固定於紙漿纖維材料及/或不織布上。紙漿纖維可為粉碎的木漿、交聯纖維素纖維、棉、羊毛、醋酸乙烯纖維等。一般而言，吸收體中吸水性樹脂的含量為20 wt%至小於100 wt%，較佳為40 wt%至小於100 wt%，更佳為50 wt%至小於100 wt%。實際應用時，可將上述吸收體置於具有不透液性的聚乙烯膜上，接著以具有透液性的不織布做為表層而製成。一般而言，上述吸收體的基重(單位面積重量)為0.01 g/cm ²至0.30 g/cm ²，且厚度為30 mm以下。

以下利用數個實施例以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。 製作吸水性樹脂實施例1

取48%氫氧化鈉水溶液437.5克加入包含540克丙烯酸及583.2克水的圓底瓶中，氫氧化鈉/丙烯酸的滴加比率為0.85至0.95，滴加時間為2小時，並保持瓶內中和反應系統的溫度在15℃至40℃；此時得濃度為34.5 wt%的單體水溶液，其單體水溶液中70 莫耳%的丙烯酸部分中和為丙烯酸鈉。中和反應後，將反應後之單體水溶液加至2公升的釜式反應器(台灣奇研精工製造)中。接著，加入0.9克的N,N-次甲基雙丙烯醯胺至單體水溶液，且溫度維持為10℃。然後，加入0.3克雙氧水、0.36克亞硫酸氫鈉及0.36克過硫酸銨起始劑，並加入0.5克碳酸鈉，以進行反應。另外，通入氮氣維持槽內壓力為1大氣壓。

將反應後生成的凝膠體以2 kg/m ²的壓力壓出，利用切式粉碎機切碎，並篩選出粒徑大小為直徑2 mm以下的膠體塊粒，再以130℃的溫度乾燥2小時。接著，利用0.1 mm至0.85 mm固定粒徑篩網篩選，獲得吸水性樹脂顆粒。

秤取吸水性樹脂顆粒200克，加入乙二醇(購自Sigma-Aldrich)及甲醇以1.5/0.5的體積比例混合的水溶液5克，在150℃的溫度下加熱處理1小時，冷卻後獲得吸水性樹脂。實施例2至4

實施例2至4的吸水性樹脂係利用於實施例1相似的製程步驟所製得。不同之處在於，實施例2係以3.5克的碳酸氫鈉取代實施例1的0.5克碳酸鈉。實施例3則是將碳酸鈉增加為3克，且以3 kg/m ²的壓力壓出生成的凝膠體。實施例4係將N,N-次甲基雙丙烯醯胺的添加量增加為1.2克，以及將碳酸鈉增加為8克，且改以3.5 kg/m ²的壓力壓出生成的凝膠體。實施例5

取48%氫氧化鈉水溶液237.5克加入包含540克丙烯酸及583.2克水的圓底瓶中，氫氧化鈉/丙烯酸的滴加比率為0.85至0.95，滴加時間為2小時，並保持瓶內中和反應系統的溫度在15℃至40℃之間；此時得濃度為34.5 wt%的單體水溶液，其中38 莫耳%的丙烯酸部分中和為丙烯酸鈉，並加入2公升的釜式反應器(台灣奇研精工製造)。接著，加入0.9克的N,N-次甲基雙丙烯醯胺至單體水溶液中，且溫度維持為10℃。再加入0.4克雙氧水、0.48克亞硫酸氫鈉及0.52克過硫酸銨起始劑，並加入3克碳酸鈉進行反應。另外，通入氮氣以維持槽內壓力為1大氣壓。

將反應後生成的凝膠體以3 kg/m ²的壓力壓出，利用切式粉碎機切碎後，緩慢添加48%氫氧化鈉水溶液200克並均勻攪拌。接著，篩選出粒徑大小為直徑2 mm以下的膠體塊粒，再以130℃的溫度乾燥2小時。然後，利用0.1 mm至0.85 mm固定粒徑篩網篩選，獲得吸水性樹脂顆粒。

秤取吸水性樹脂顆粒200克，加入乙二醇(購自Sigma-Aldrich)及甲醇以1.5/0.5的比例混合的水溶液5克，在150℃的溫度下加熱處理1小時，冷卻後獲得吸水性樹脂。實施例6

實施例6的吸水性樹脂係利用於實施例5相似的製程步驟所製得。不同之處在於使用3克的碳酸氫鈉取代碳酸鈉。比較例1至3

比較例1至3的吸水性樹脂係利用於實施例1至3相似的製程步驟所製得，不同之處僅在於比較例1至3並未施加壓力壓出凝膠體，而是直接自反應器中取出後，利用切式粉機切碎。後續製程步驟亦分別與實施例1至3相同。 評價方式

為評估本發明之吸水性樹脂的特性，通過以下測試方法分析其物性，除非另有說明，否則下述之量測條件均在室溫23±2℃及相對空氣濕度45±10%下進行。吸水性樹脂分析前應充分進行混合。 保持力

保持力(Centrifuge Retention Capacity，CRC)係依照EDANA規定之WSP 241.2(12)的測試方法進行試驗。吸水性樹脂顆粒及吸水性樹脂的保持力試驗結果分別如表1及表2所示。 表面孔隙率

表面孔隙率係利用水銀測孔儀(micromeritics AutoPore® IV 9520)進行試驗，其標準填充壓力為約4 kPa。吸水性樹脂顆粒之試驗結果如表1所示。 1 分鐘淨水吸收倍率

1分鐘淨水吸收倍率係依照EDANA規定之WSP 240.2(12)的測試方法進行試驗，其中將食鹽水變更為去離子水(淨水)，並將吸收時間由30分鐘變更為1分鐘。吸水性樹脂的試驗結果如表2所示。 假比重

假比重(bulk density，BD)係依照EDANA規定之ERT WSP 251.2(12)的測試方法進行試驗。吸水性樹脂的試驗結果如表2所示。 壓力下吸水倍率

壓力下吸水倍率(absorption against pressure，AAP)係依照EDANA規定之WSP 241.2(12)的測試方法進行試驗，壓力為4.9 kPa。吸水性樹脂的試驗結果如表2所示。 磨耗後壓力下吸水倍率

磨耗後壓力下吸水倍率(after abrasion absorption against pressure，AA AAP)係利用與長庚大學合作設計之迴旋流管式耐磨耗性能評估設備進行試驗，管壁砂紙覆蓋率為80%，砂紙粗糙度為100 Cw，旋流氣體流速為200 ml/min。試驗方法係將吸水性樹脂通過迴旋流管式磨耗性能評估設備，再測試磨耗後壓力下吸水倍率。吸水性樹脂的試驗結果如表2所示。 耐磨耗壓力下吸收指數

耐磨耗壓力下吸收指數(index of AAP)係定義為磨耗後壓力下吸水倍率(AA AAP)與壓力下吸水倍率(AAP)的比值。一般而言，耐磨耗壓力下吸收指數不低於0.82時，可大幅降低吸收體回滲量。吸水性樹脂的試驗結果如表2所示。

表1

表2

製備吸收體

使用吸收體成形機，將10.0克吸水性樹脂與10.0克粉碎木漿進行混合成形，成形網目為400目(38μm)金屬網，吸收體面積為160平方公分(8公分×20公分)。將成形後的吸收體放置於聚乙烯膜上方，再放置不織布。接著，將吸收體用18.39 kPa(面積160平方公分，重量30kg)的壓力壓5分鐘後，四周用白膠黏住，即得測試用吸收體。實施例7至12及比較例4至6

實施例7至12係分別以實施例1至6的吸水性樹脂，以上述方法製備的吸收體；而比較例4至6係分別以比較例1至3的吸水性樹脂，同樣依上述方法製備吸收體。吸收體的基重及厚度如表3所示。 吸收體回滲性能

吸收體之回滲量(rewet；即乾爽性)愈低時，表示吸水性樹脂的耐尿性愈好。試驗方法是放置4.8 kPa(面積160平方公分，重量7.8kg)的重物於上述實施例7至12及比較例4至6製備的吸收體上，於中心點將210毫升的合成尿液(美國專利公開號20040106745所述之Jayco合成尿液) 分3次滴加 (每次間隔30分鐘)，加完後再過30分鐘除去吸收體上方的重物。然後，在吸收體上放置預先測量總重量W1的濾紙(8公分×20公分)30張，並立即將4.8 kPa的重物置於吸收體上5分鐘，使上述濾紙吸收回滲之液體。然後，測定30張濾紙的重量W2。吸收體的合成尿液回滲量即(W2-W1)。試驗結果如表3所示。 吸收體液體滲入性能

吸收體之液體滲入量愈多，表示吸水性樹脂吸收速率愈快，鎖水能力愈好。先量測上述實施例7至12及比較例4至6製備之吸收體的重量W1。將吸收體置於傾斜角為30度的平板上，於中心點將180毫升之合成尿液(美國專利公開號20040106745所述之Jayco合成尿液)分3次滴加 (每次間隔30分鐘)。於完成滴加後，量測吸收體之重量W2。吸收體的合成尿液滲入量為(W2-W1)。試驗結果如表3所示。

表3

由上表1可看出實施例1至6的吸水性樹脂之表面孔隙率明顯高於比較例1至3，故利用施加壓力壓出水凝膠體的製程確實顯著提升吸水性樹脂顆粒的表面孔隙率。表面孔隙率愈大，則吸水性樹脂比表面積愈大，則對尿液應具有愈快的吸收速率。

雖然實施例1至6的表面孔隙率高於比較例1至3，然而如表2所示，實施例1至6的假比重與比較例1至3並沒有明顯的差異，因此可推測實施例1至6的孔洞係微細且均一的，且可避免增加包裝體積及運輸費用。再者，實施例1至6的壓力下吸收倍率與比較例1至3並沒有顯著差異，然而，實施例1至6的磨耗後壓力下吸收倍率則明顯優於比較例1至3。因此，實施例1至6的耐磨耗壓力下吸水指數皆大於0.86，然而比較例1至3則是0.8以下，換言之，實施例1至6的耐磨耗性較佳。因此在應用上，可避免在輸送過程中造成吸水性樹脂的破損，進而導致強度降低及吸收性能下降。

另外，根據表3所得之吸收體的試驗結果，實施例7至12的合成尿液回滲量皆低於比較例5至7，且實施例7至12的合成尿液滲入量皆高於比較例5至7。因此，可說明實施例7至12不僅乾爽性較佳，吸收速率較快，且鎖水能力亦較優良。

根據上述實施例，本發明提供之吸水性樹脂的製造方法，可藉由在密閉反應器內進行聚合反應，並施加壓力將水凝膠體壓出，使孔洞微細並均一化，以獲得具備高表面孔隙率、優良吸收速率且耐磨耗的吸水性樹脂。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:方法 110,120,130,140,150:操作

根據以下詳細說明並配合附圖閱讀，使本揭露的態樣獲致較佳的理解。需注意的是，如同業界的標準作法，許多特徵並不是按照比例繪示的。事實上，為了進行清楚討論，許多特徵的尺寸可以經過任意縮放。 [圖1] 係繪示根據本發明一些實施例之吸水性樹脂的製造方法的流程圖。

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100:方法

110,120,130,140,150:操作

Claims

一種吸水性樹脂的製造方法，包括：在一密閉反應器內，對吸水性樹脂組成物進行一自由基聚合反應，以獲得一聚合物水溶液，其中吸水性樹脂組成物包含一酸基單體水溶液、一自由基聚合反應交聯劑及一聚合反應引發劑，該酸基單體水溶液包括不飽和雙鍵；對該聚合物水溶液進行一發泡製程，以獲得一水凝膠體；於進行該發泡製程後，施加一壓力將該水凝膠體壓出，以獲得複數個膠體塊粒；粉碎該些膠體塊粒，以獲得複數個吸水性樹脂顆粒；以及對該些吸水性樹脂顆粒與一表面交聯劑進行一表面交聯製程，以獲得該吸水性樹脂。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中該酸基單體水溶液之pH值係5.5至7.0。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，更包含：在進行該自由基聚合反應之前，在該密閉反應器中通入氮氣。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中在進行該自由基聚合反應之前，更包含添加一水溶性高分子，其中以該酸基單體水溶液為100wt%，該水溶性高分子之一添加量係不大於20wt%。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中該發泡製程包括通入氮氣、氬氣及/或二氧化碳，以進行一物理性發泡製程。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中該發泡製程包括添加一發泡劑，以進行一化學性發泡製程，且該發泡劑包含碳酸鹽類及/或碳酸氫鹽類。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中該壓力係0.5kg/m²至9kg/m²。
如請求項1所述之吸水性樹脂的製造方法，其中在粉碎該些膠體塊粒之前，更包含以100℃至180℃之一溫度乾燥該些膠體塊粒。
一種吸水性樹脂，係由如請求項1至8中之任一項所述之製造方法所製得，其中該吸水性樹脂之一表面孔隙率係不小於0.018cc/g。
如請求項9所述之吸水性樹脂，其中該吸水性樹脂顆粒之一粒徑為0.06mm至1.00mm。