用于生产吸树脂颗粒的方法

申请号 CN200780027571.2 申请日 2007-09-28 公开(公告)号 CN101490140B 公开(公告)日 2012-03-28
申请人 株式会社日本触媒; 发明人 阪本繁; 入江好夫; 池内博之; 长泽诚; 石崎邦彦; 町田沙耶香;
摘要 本 发明 提供不仅以控制粒径的方式而且增强吸 水 性 树脂 的基本性质(吸收倍率或加压下吸收倍率),以高生产率生产吸水性树脂颗粒的方法。一种用于生产吸水性树脂颗粒的方法,该方法具有:用于不饱和 单体 水溶液的交联聚合步骤;用于在交联聚合步骤中获得的水膨胀性、含水凝胶状交联 聚合物 (a)的细粒化步骤;用于细粒化凝胶的干燥步骤;和用于干燥物质的 破碎 步骤,其中,在用于水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的细粒化步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有以等于或大于1%不同于交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量。
权利要求

1.一种用于生产吸树脂颗粒的方法,其包括:
使不饱和单体的水溶液进行交联聚合以生产水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a);
使该水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)进行细粒化以生产细粒化凝胶;
干燥该细粒化凝胶以生产干燥的物质;和粉碎该干燥的物质,
其中,在细粒化水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量;
其中进行细粒化的水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的固含量为等于或高于40重量%。
2.一种用于生产吸水性树脂颗粒的方法,其包括:
使不饱和单体的水溶液进行交联聚合以生产水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a);
使该水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)进行细粒化以生产细粒化凝胶;
干燥该细粒化凝胶以生产干燥的物质;和粉碎该干燥的物质,
其中,在细粒化水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量;
其中水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)的固含量与水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)相比较低。
3.一种用于生产吸水性树脂颗粒的方法,其包括:
使不饱和单体的水溶液进行交联聚合以生产水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a);
使该水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)进行细粒化以生产细粒化凝胶;
干燥该细粒化凝胶以生产干燥的物质;和粉碎该干燥的物质,
其中,在细粒化水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量;
其中水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)的固含量为0.1至10重量%。
4.一种用于生产吸水性树脂颗粒的方法,其包括:
使不饱和单体的水溶液进行交联聚合以生产水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a);
使该水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)进行细粒化以生产细粒化凝胶;
干燥该细粒化凝胶以生产干燥的物质;和粉碎该干燥的物质,
其中,在细粒化水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量;
其中水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)的离心分离机保持容量与水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)相比较低。
5.一种用于生产吸水性树脂颗粒的方法,其包括:
使不饱和单体的水溶液进行交联聚合以生产水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a);
使该水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)进行细粒化以生产细粒化凝胶;
干燥该细粒化凝胶以生产干燥的物质;和粉碎该干燥的物质,
其中,在细粒化水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量;
其中水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)和(b)的混合物的固含量为40至60重量%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其进一步包括在干燥步骤后的表面交联步骤。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其中在用于细粒化步骤的细粒化设备内部的交联聚合物(a)和交联聚合物(b)的混合物的停留时间为在30秒内。
8.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其中该细粒化设备为螺杆挤出机
9.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其中水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)通过添加水至在交联聚合步骤获得的含水凝胶状交联聚合物(a)中而获得。
10.根据权利要求1至5任一项所述的方法,在所述干燥步骤和破碎步骤后还包括分级步骤,其中水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)通过在所述分级步骤后添加水至吸水性树脂粉末获得。

说明书全文

用于生产吸树脂颗粒的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于生产吸水性树脂的方法,该吸水性树脂为水膨胀性交联聚合物,更具体地,本发明涉及用于生产吸水性树脂的方法,其具有经控制的粒径和在基本性质如吸收倍率或可萃取物上优良。

背景技术

[0002] 目前,广泛使用吸水性树脂(吸水剂)如聚丙烯酸盐的交联聚合物作为卫生制品如一次性尿布或卫生、所谓的失禁垫片等的组成材料,旨在吸收体液。
[0003] 此吸水性树脂需要具有优良的性质如优良的流体吸收量或吸水速度,凝胶强度、在与水性流体如体液等接触中的凝胶流体渗透性,或优良的从含水性流体的衬底的吸水。此外,在最近的基本要求中,包括具有非常窄粒径分布的吸水性树脂粉末或具有高吸收倍率或低可萃取物,以及高的加压下吸收倍率或加压下流体渗透性的吸水性树脂粉末。 [0004] 美国再版专利No.32649已提出凝胶强度、可萃取物和水吸收倍率优异的吸水性树脂;GBP No.2267094B已提出无负载流体渗透性、吸水速度和吸收倍率优异的吸水性树脂;规定具体粒径分布的技术已在美国专利No.5051259、美国专利No.5419956、美国专利No.6087002、EP No.0629441等中提出。此外,存在许多关于在各种负载下在加压下吸收倍率优异的吸水性树脂,或其测量方法的建议,并且仅具有优异的加压下吸收倍率或组合其他性质的吸水性树脂已在EP No.0707603、EP No.0712659、EP No.1029886、美国专利No.5462972、美国专利 No.5453323、美国专利No.5797893、美国专利No.6127454、美国专利No.6184433、美国专利No.6297335和美国再版专利No.37021等中提出。
[0005] 在这些性质中,粒径对吸水性树脂的其他性质有强的影响,因此,已提出许多用于控制粒径的方法。例如,作为用于控制粒径的方法,通过分离、团聚或胶凝来仅回收细粉的方法已在美国专利No.6228930、美国专利No.4950692(1990年8月21日公布)、美国专利No.4970267(1990年11月13日公布)、美国专利No.5064582(1991年11月12日公布)等中提出;用于聚合作为单体的吸水性树脂粉末的方法已在美国专利No.5432899、美国专利No.5455284、美国专利No.6867269等中提出;以及用于团聚所有吸水性树脂的方法已在美国专利No.4734478和美国专利No.5369148等中提出。
[0006] 此外,用于聚合或凝胶破碎以保持高生产率和性质的方法也已在美国专利No.6906159、US-2004-092688A、US-2004-234607A等中提出。
[0007] 然而,在许多情况下,通过在美国再版专利.No.32649、GBP NO.2267094B、美国专利No.5051259、美国专利No.5419956、美国专利No.6087002、EP NO.0629441、EP No.0707603、EP No.0712659、EP No.1029886、美国专利No.5462972、美国专利No.5453323、美国专利No.5797893、美国专利No.6127454、美国专利No.6184433、美国专利No.6297335和美国再版专利No.37021中提出的技术,试图提高吸水性树脂的性质(例如,粒径控制、吸收倍率的提高、水可萃取物的降低)伴随生产率的降低或辅助原料的使用,以及由此增加吸水性树脂的生产成本,在吸水性树脂为尿布等的一次性原料的观点上,是不期望的。 [0008] 在美国专利No.6228930、美国专利No.4950692、美国专利No.4970267、美国专利No.5064582、美国专利No.5432899、美国专利No.5455284、美国专利No.6867269、美国专利No.4734478和美国专利No.5369148中提出的用于控制粒径的方法仍提供不充分的粒径的控制,并且此外新粒径控制步骤(团聚或细粉回收)的加入不仅伴随成本增加,而且依赖于情况,提供除粒径之外的性质的降低。此外,在美国专利No.6906159、US-2004-092688A和US-2004-234607A中,也存在改进余地。

发明内容

[0009] 即,考虑到上述情况已获得本发明。本发明提供用于生产吸水性树脂颗粒的方法,该方法具有高生产率,不仅控制粒径而且提高吸水性树脂的基本性质(例如,无负载吸收倍率、加压下吸收倍率、可萃取物)。
[0010] 为解决上述问题,本发明的生产方法为用于生产吸水性树脂颗粒的方法,该方法具有水溶性不饱和单体的水溶液的交联聚合步骤;用于在交联聚合步骤中获得的水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的细粒化步骤;用于细粒化凝胶的干燥步骤;和用于干燥物质的粉碎和分级步骤,其中在用于水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)的细粒化步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量。
[0011] 根据本发明,以低成本和高生产率实现吸水性树脂的粒径控制(例如,细粉的减少)。此外,还可能增强吸水性树脂的基本性质(例如,无负载吸收倍率、加压下吸收倍率、可萃取物)。
[0012] 此外,通过参考以下解释中示例的优选实施方案,将清楚 本发明的其他目的、特征和优点。附图说明
[0013] 图1为能够用于本发明的凝胶细粒化设备(绞肉机)的概念性视图。
[0014] 图2为能够进行本发明的生产方法的连续聚合设备和凝胶破碎机的配置结构的示意图。
[0015] 图3为用于实施例的加压下吸收倍率(AAP)的测量设备的示意图。

具体实施方式

[0016] 关于本发明以下将给出详细解释,然而本发明的技术范围应基于权利要求的描述而确定,不应限于以下具体实施方案。
[0017] 《交联聚合步骤》
[0018] (a)不饱和单体
[0019] 在本发明中,作为吸水性树脂的不饱和单体,优选使用丙烯酸和/或其盐,并且其含量优选为50至100摩尔%,更优选70至100摩尔%,进一步优选90至100摩尔%,相对于不饱和单体的总量。下文中将上述吸水性树脂称为聚丙烯酸(盐)类吸水性树脂或聚丙烯酸(盐)类交联聚合物。
[0020] 作为丙烯酸盐,包括单价盐如金属盐、铵盐或胺盐等。作为中和率,在丙烯酸与上述盐中和的情况下,其优选为30摩尔%至100摩尔%,进一步优选50摩尔%至90摩尔%,尤其更优选60摩尔%至80摩尔%。应注意,中和丙烯酸可在获得含水聚合物前制备不饱和单体阶段预先进行,并随后引发聚合反应;或可中和在聚合期间或完成聚合反应后获得的上述交联聚合物的聚丙烯酸;或可将它们组合。
[0021] 作为用于本发明的单体,除丙烯酸之外,包括例如,在稍后要描述的美国专利或欧洲专利中示例的单体,此外还具体地包括例如,水溶性或疏水性不饱和单体如甲基丙烯酸、来酸(酸酐)、富马酸、巴豆酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰基链烷磺酸和其碱金属盐和铵盐;N-乙烯基-2-吡咯烷、N-乙烯基乙酰胺、(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、异丁烯、(甲基)丙烯酸月桂酯等。
[0022] (b)内交联剂
[0023] 用于本发明的交联方法不特别限定,包括例如,通过在聚合期间或聚合后添加交联剂的后交联方法;使用自由基聚合引发剂的自由基交联方法;使用电子束等的辐射交联方法;或类似方法。优选通过预先添加预定量的内交联剂至单体,然后在聚合的同时或聚合后进行交联反应来聚合。
[0024] 作为用于本发明的内交联剂,使用一种或两种以上的可聚合内交联剂,如N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、二(甲基)丙烯酸(聚)乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸(聚)丙二醇酯、(聚氧乙烯)三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(β-丙烯酰氧丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(β-丙烯酰氧丙酸酯)、聚(甲基)烯丙氧基链烷等;或可与羧基反应的内交联剂如聚缩水甘油醚(乙二醇二缩水甘油醚等)、多元醇(乙二醇、聚乙二醇、甘油、山梨醇等)。应注意,在使用一种以上内交联剂的情况下,考虑到所得吸水性树脂的吸收特性等,优选主要使用可聚合内交联剂。
[0025] 考虑到性质方面,内交联剂在相对于上述单体0至3摩尔%,优选0.005至2摩尔%,更优选0.01至1摩尔%,进一步优选0.05 至0.2摩尔%的范围内使用。
[0026] (c)水溶液
[0027] 在本发明中,交联聚合通过使用不饱和单体的水溶液来进行。在聚合步骤中进行反相悬浮聚合或水溶液聚合的情况下,如果需要,使用包含内交联剂的水溶液。考虑到性质方面,在此水溶液(下文中称为单体水溶液)中的不饱和单体组分的浓度优选10至70重量%,更优选15至65重量%,进一步优选30至55重量%。应注意,如果需要,可组合使用除水之外的溶剂,并且组合使用的溶剂的种类不特别限定,然而,示例醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等。例如,组合使用的溶剂在相对于水0至50重量%的范围内使用。
[0028] 此外,在聚合中,吸水性树脂的各种性质可通过添加以下来改进:例如0至50重量%,优选0至20重量%的量的水溶性树脂和/或吸水性树脂(微粒(球形、无定形或破碎的形式)吸水性树脂或细颗粒的吸水性树脂);或相对于单体0至5重量%,优选0至1重量%的量的选自各种起泡剂(酸盐、偶氮化合物、气泡等)、表面活性剂、螯合剂和链转移剂如次磷酸(或盐)等的至少一种。
[0029] (d)聚合步骤
[0030] 在上述不饱和单体的水溶液的聚合中,考虑到性能方面或易于聚合控制,优选通过水溶液聚合或反相聚合来进行。这些聚合可在空气气氛下进行,然而,优选在惰性气体气氛如氮气或氩气下(例如在等于或小于1%的氧浓度下)进行,并且优选在用惰性气体充分清除溶解氧后(例如,在低于1ppm的氧浓度下)将单体组分用于聚合。在本发明中,作为特别优选的水溶液聚合,包括连续带式聚合和连续或间歇捏合机聚合,其特别适于难以控制聚合的水溶液聚合,从而以高生产率获得具有优异性 质的吸水性树脂。
[0031] 水溶液聚合为不使用分散剂用于聚合单体水溶液的方法,并描述于例如美国专利如美国专利No.4625001、美国专利No.4873299、美国专利No.4286082、美国专利No.4973632、美国专利No.4985518、美国专利No.5124416、美国专利No.5250640、美国专利No.5264495、美国专利No.5145906、美国专利No.5380808等;和欧洲专利如EP No.0811636、EP No.0955086、EP No.0922717、EP No.1178059、EP No.1711541、EP No.1799721等中。描述于这些专利的单体、交联剂、聚合引发剂和其他添加剂也可适用于本发明。
[0032] 在上述聚合方法中,优选高温聚合,其中不饱和单体的水溶液的聚合引发温度为等于或高于40℃,进一步优选等于或高于50℃,还进一步优选等于或高于60℃,特别优选等于或高于70℃。本发明对通过此高温聚合(高温引发聚合)获得的含水凝胶的应用能够实现包括最大可能程度粒径控制的本发明的效果。应注意,上限为等于或低于水溶液的沸点,优选等于或低于105℃。
[0033] 此外,优选高温聚合(沸点聚合),其中聚合温度的峰值温度为等于或低于95℃,更优选等于或低于100℃,进一步优选等于或低于105℃(沸点聚合)。本发明对通过此沸点温度聚合获得的含水凝胶的应用能够实现包括最大可能程度粒径控制的本发明的效果。应注意,上限为等于或低于沸点,优选等于或低于130℃是足够的,并且进一步优选等于或低于120℃是足够的。
[0034] 应注意,聚合时间也不特别限定,可依赖于亲水性单体或聚合引发剂的种类、反应温度等适当确定,然而,通常为0.5分钟至3小时,优选1分钟至1小时。
[0035] 在单体水溶液的聚合中,可以使用例如氧化还原型引发剂,其中组合使用聚合引发剂如过硫酸盐如过硫酸、过硫酸铵、过硫酸钠;氢过氧化物如过氧化氢叔丁基、过氧化氢;偶氮化合物如2,2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2-羟基-1-苯基-丙烷-1-酮、苯偶姻甲醚等;和此外促进这些聚合引发剂分解的还原剂如L-抗坏血酸。聚合引发剂的使用量通常在相对于单体0.001至1摩尔%,进一步优选0.001至0.5摩尔%的范围内。 [0036] 此外,代替使用聚合引发剂,聚合反应可如下进行:通过活性能量束如辐射束、电子束、紫外线等照射反应体系;或通过组合辐射束、电子束、紫外线敏感聚合引发剂等;或通过组合上述聚合引发剂。
[0037] 所得含水凝胶状交联聚合物(下文中,含水凝胶)的聚合率优选不低于70摩尔%,更优选不低于90摩尔%,进一步优选不低于95摩尔%。最优选地,通过随后的干燥步骤等进一步提高聚合率(优选不低于99摩尔%,进一步优选不低于99.9摩尔%)。 [0038] 《细粒化步骤》
[0039] 本发明的特征在于,在水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)(下文中也可称为含水凝胶(a))的细粒化步骤中,使水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)共存,该聚合物(b)具有与交联聚合物(a)的固含量或离心分离机保持容量不同的固含量或离心分离机保持容量。优选地,交联聚合物(a)和交联聚合物(b)均为聚丙烯酸(盐)类交联聚合物。 [0040] “细粒化步骤”意指破碎凝胶步骤。
[0041] 此处共存表示含水凝胶(a)和含水凝胶(b)一起存在于细粒化设备中,并且合适地,在细粒化步骤期间含水凝胶(a)和含水凝胶(b)一起存在于细粒化设备中的状态。例如,包括以下实施方案:将含水凝胶(a)和含水凝胶(b)同时开始装入细粒化设备中,并同时结束装入;和在装入细粒化设备之前将含水凝胶(a) 和含水凝胶(b)混合,然后装入细粒化设备中。含水凝胶(a)和含水凝胶(b)的混合可连续地、半连续地或以间歇方式进行。 [0042] 以下将详细地给出关于用于细粒化步骤的材料和设备的解释。
[0043] (水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a))
[0044] 在本发明中,使通过交联聚合步骤获得的水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(a)在干燥前进行细粒化。考虑到粒径控制或性质方面,作为质量中值粒径,细粒化后的含水凝胶(a)的粒径(由标准筛规定)优选0.1至20mm,更优选0.5至10mm,进一步优选1至5mm。优选地,不低于95重量%的含水凝胶(a)具有不大于25mm的粒径。应注意,凝胶的分级可以以有溶剂的湿法或以无溶剂的干法进行。
[0045] 依赖于聚合方法,细粒化前含水凝胶(a)的形状可采取各种形式如微粒、带状、盘状、膜状、嵌段状的形式等。在本发明中,可使任何形式的含水凝胶(a)进行细粒化,然而,优选通过带式聚合等获得的带状物质。这是因为供应带状凝胶至凝胶细粒化设备(特别地,稍后要描述的螺杆挤出机)提供带状凝胶至旋转刮板的缠结,并能够有效地细粒化。带状含水凝胶(a)具有优选1至100mm,更优选3至50mm,或4至20mm的厚度。在某些情况下,此范围外的厚度可提供降低的性质或在粒径控制上的困难。带状含水凝胶(a)具有优选0.1至10m,更优选0.5至5m的宽度。
[0046] 进行细粒化的含水凝胶(a)的固含量为20至80重量%,优选30至70重量%,进一步优选40至75重量%,还进一步优选45至65重量%。在在聚合后获得具有在上述范围内的固含量的含水凝胶(如果需要,通过添加水或通过干燥)的情况下,可以通过用于本发明的细粒化(破碎)的方法破碎。特别地,在本发明中, 在细粒化时,具有不低于40重量%,优选不低于45重量%,更优选不低于50重量%固含量的颗粒适于应用,并能够粒径控制。在本发明中,“固含量”意指在含水凝胶中的固含量的比例(重量%),并且作为“固含量”,采用通过描述于稍后要描述的实施例中的方法确定的值。
[0047] 在本发明中,优选使用以下方法:将不饱和单体如丙烯酸等、聚合引发剂和用于中和不饱和单体的碱性水溶液连续地混合并搅拌以制备单体溶液,接着通过连续地供应该单体溶液至带上,通过利用中和热和聚合热在短时间内聚合,从而连续地获得带状含水凝胶(a)。单体水溶液的优选温度或聚合温度为在上述范围内(上述高温引发聚合)。
[0048] 考虑到粒径控制或性质方面,在凝胶细粒化时含水凝胶(a)的优选温度通常为等于或高于40℃,优选40至120℃,更优选50至100℃,特别优选60至90℃。为保持在此温度下,可控制聚合温度,或如果需要,可使聚合后的聚合物凝胶进行热绝缘或加热。在凝胶细粒化时含水凝胶(a)具有高于上述范围的温度的情况下,可使其进行热辐射或冷却,而在含水凝胶(a)具有低于40℃的温度的情况下,优选使含水凝胶(a)进行加热至等于或高于40℃。用于加热上述含水凝胶(a)(或稍后要描述的含水凝胶(b))的方法不特别限定,可使用各种加热设备。
[0049] 优选含水凝胶(a)和含水凝胶(b)共存的细粒化步骤在将含水凝胶(a)从用于聚合的设备取出后在优选一小时,更优选十分钟,进一步优选一分钟内进行,这是因为保持在凝胶细粒化中的上述优选温度范围。
[0050] (粗破碎步骤)
[0051] 应注意,其中将颗粒粗略地破碎(粗破碎)的粗破碎步骤可在上述细粒化步骤前进行。含水凝胶(a)的此粗破碎不仅使供应 含水凝胶(a)容易,而且使稍后要描述的填充入细粒化设备容易,并且能够更顺利地进行细粒化步骤。作为用于上述粗破碎步骤的粗破碎方法,优选不捏合含水凝胶而能够粗破碎的方法,包括,例如闸刀式切断机(guillotine cutter)等。
[0052] 在粗破碎步骤中获得的含水凝胶的粗破碎产物的大小或形状根据使用的用于聚合的方法而不同,因此不特别限定,只要为大小或形状在能够填充入细粒化设备中的程度内即可,然而,通常,含水凝胶(a)的粗破碎产物的大小或形状具有优选5至500mm,更优选10至150mm,进一步优选30至100mm的其较长边部分的长度。低于5mm的上述边的长度对于通过细粒化设备的破碎不具有意义,而超过500mm的上述边的长度在填充含水凝胶至细粒化设备中容易产生大的间隙,并能够降低破碎效率。
[0053] (水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b))
[0054] 以下将给出关于水膨胀性、含水凝胶状交联聚合物(b)的解释。应注意,含水凝胶为含有水并且在膨胀状态的凝胶,然而,含有除水之外的溶剂(亲水性溶剂,例如醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等)的实施方案是可以的。在此情况下,除水之外的溶剂优选相对于水0至50重量%。
[0055] 在本发明中,适合使用此方法:在细粒化前添加含水凝胶(b)至含水凝胶(a)中之后,通过细粒化设备(优选螺杆挤出机)在上述螺杆挤出机的挤出出口附近的压缩力增强的状态下,连续地挤出含水凝胶(a)和含水凝胶(b)。以此方式,提高处理量,与只使用含水凝胶(a)的情况相比,还更控制了吸水性树脂的粒径,并且优选地,还改进了基本性质(例如,后述的吸收倍率、可萃取物等)。
[0056] 传统上,在破碎时,为防止产生破碎物质的捏合或相互粘合,将粘合防止剂如油等,或粘着防止剂如表面活性剂加入 至含水凝胶状聚合物中。然而,由于降低含水凝胶状聚合物的表面张力,此表面活性剂降低吸收性能,并且由于其亲脂性质,硅油等降低吸水特性,导致引起降低吸水性树脂质量。根据本发明,即使当用于一次性尿布或卫生制品中时,安全性也优良、不受添加剂影响的吸水性树脂,能够通过使用常规简单设备和通过使用含水凝胶(b)作为添加剂,并通过进行有效的破碎来生产,其中防止破碎物质的捏合或相互粘合。
[0057] 已知使用螺杆挤出机破碎含水凝胶,然而,已添加各种粘合防止剂或粘着防止剂以防止在破碎期间的捏合或相互粘合。然而,在使用螺杆挤出机破碎含水聚合物期间,供应含水凝胶(b)能够防止捏合或相互粘合。因此,在本发明中,不一定需要添加表面活性剂或粘合防止剂如硅油,并且考虑到吸水性树脂的性质改进,表面活性剂和粘合防止剂的添加量优选0至5重量%,更优选等于或低于3重量%,进一步优选等于或低于1重量%,相对于100重量%的含水凝胶(a)。
[0058] 在本发明中,含水凝胶(a)和含水凝胶(b)之间的固含量或离心分离机保持容量不同。考虑到改进性质,含水凝胶(a)和含水凝胶(b)之间的固含量的差值优选1至60,优选2至55,更优选2至50。“固含量的差值”意指含水凝胶(a)的固含量减去含水凝胶(b)的固含量的值的绝对值。例如,在实施例1中,固含量的差值为“3”,这是因为含水凝胶(a)的固含量为53.0重量%,含水凝胶(b)的固含量为50.0重量%。
[0059] 含水凝胶(b)的一优选实施方案为具有低固体浓度的含水凝胶(b2)。在此实施方案中,固体浓度优选等于或低于10重量%,更优选等于或低于5重量%,进一步优选等于或低于2重量%。含水凝胶(b)的一定程度的低固体浓度,即低粘度,通过含水凝胶(b)实现润滑剂的作用,并抑制含水凝胶(a)的相互粘合,或产 生由粘着引起的捏合。考虑到粘合防止或粘着粘合,与含水凝胶(a)相比含水凝胶(b)的固含量优选较低。此外,含水凝胶(b)的固含量的下限不特别限定,然而,考虑到减少细颗粒,其优选不低于0.1重量%,更优选不低于0.3重量%,进一步优选不低于0.5重量%。适合使用具有与含水凝胶(a)相同组分,但固体浓度较低的含水凝胶(b2),具体地,其可通过添加水至通过交联聚合步骤获得的含水凝胶(a)中而获得。考虑到生产,此实施方案非常有效,由于具有相同的组分,考虑到性质也是优选的。应注意,与稍后要描述的含水凝胶(b1)不同,含水凝胶(b2)的效果不依赖于含水前交联聚合物的粒径;例如,即使在由等于或小于150μm的细颗粒组成的交联聚合物的含水凝胶,或通过交联聚合步骤获得的含水凝胶(a)的含水凝胶中,本发明的效果也是类似的,只要固含量在上述范围内即可。
[0060] 此外,含水凝胶(b)的另外其他优选实施方案为通过添加水至吸水性树脂细粉中获得的含水凝胶(b1)。此处,“细粉”表示不低于90重量%的粉末具有优选低于212μm,更优选低于180μm,进一步优选低于150μm的粒径。具有低于150(180,212)μm粒径的粉末表示通过150(180,212)μm的JIS标准筛的粉末。含水凝胶(b1),类似于含水凝胶(b2)不仅实现润滑剂的作用,而且减少从含水凝胶(a)生产的吸水性树脂的细粉,并且还通过在细粒化设备中混合来提高含水凝胶混合物的均匀性。
[0061] 在含水凝胶(b1)中的固含量优选10至70重量%,更优选20至60重量%,进一步优选30至60重量%。应注意,即使当与上述含水凝胶(b2)相比,含水凝胶(b1)的固含量略微高时,本发明的效果也能实现;这是因为,在细颗粒的情况下,即使当其固含量在一定程度内高时,凝胶粘度也低,并能够实现在含水凝胶(a)本身之中的润滑剂的作用。 [0062] 即,含水凝胶(b2)和(b1)形成作为具有低粘度的含水凝胶的组,并且具有低粘度的此含水凝胶起到润滑剂的作用,在破碎含水凝胶(a)中抑制相互粘合或粘着,并实现本发明的效果。
[0063] 此外,含水凝胶(a)和含水凝胶(b)之间的离心分离机保持容量的差值优选1至20g/g,更优选2至15g/g。应注意,含水凝胶(a)的吸收倍率(每固含量的离心分离机保持容量,CRC)优选约10至40g/g。在本发明中,作为含水凝胶的离心分离机保持容量(CRC),对于在含水凝胶中的交联聚合物(固含量),采用通过描述于稍后要描述的实施例中的方法确定的值。
[0064] 与含水凝胶(a)相比,含水凝胶(b)的离心分离机保持容量优选较低;作为离心分离机保持容量的差值(CRC),优选低1至20g/g,进一步优选低约2至15g/g。
[0065] 含水凝胶(b)优选从吸水性树脂生产,应将其安排于吸水性树脂的生产步骤中。在细粒化步骤中,不仅通过能够循环起始处理的物质,而且通过使用要处理的吸水性树脂,来提供减少吸水性树脂的细颗粒的效果。具体地,使用以下(b1)或(b2)。(b1)通过添加水至吸水性树脂粉末获得的含水凝胶
[0066] 作为实例,优选通过在分级步骤后添加水至吸水性树脂粉末中获得的含水凝胶(b)。在干燥步骤和破碎步骤随后的分级步骤中,仅选择在预定范围内的颗粒以制备吸水性树脂。此处分级方法也不特别限定,适当使用筛或类似物。例如,在将破碎产物的大小设定为212至850μm的范围内的情况下,首先将破碎产物用850μm的筛预先分级,然后用212μm的筛筛分通过上述筛的破碎产物。保留在此212μm筛上的破碎产物为在期望范围内的吸水性树脂。
[0067] 如上所述,用于含水凝胶(b)的吸水性树脂颗粒包括,在吸水性树脂的生产步骤例如上述分级步骤中分级的细粉;在稍后 要描述的表面交联步骤或吸水性树脂的输送步骤中产生的细粉;在破碎步骤中的袋式过滤器中捕获的细粉;或类似细粉,然而,优选通过分级前或表面交联步骤后获得的细粉。此外,可使用在其他生产线或在工厂中产生的吸水性树脂的细粉。细粉可为干态或湿态,然而,细粉的水含量优选0至15重量%,更优选0至10重量%,特别优选0至5重量%。
[0068] 具有低于150μm(或低于212μm;由标准筛规定)粒径的细粉,当用作吸水性树脂时,降低其性质或处理性质。具体地,工作期间容易产生灰尘,恶化工作环境,引起堵塞,并且在吸水期间,容易产生团聚(结)并导致抑制流体的扩散。另一方面,处理如此的这种细粉,不仅需要用于处理的成本或额外的工作,而且降低吸水性树脂的产量。因此,作为用于含水凝胶(b)的吸水性树脂粉末,将优选具有小于212μm的粒径,更优选小于180μm的粒径,进一步优选小于150μm粒径的细粉回收用于再利用是非常优选的。小于150(180,212)μm的粒径表示通过150(180,212)μm的JIS标准筛的粒径。
[0069] 在通过添加水至吸水性树脂粉末中获得的含水凝胶(b1)中的固含量优选10至70重量%,更优选20至60重量%,进一步优选30至60重量%。
[0070] (b2)通过添加水至吸水性树脂的聚合物凝胶中获得的含水凝胶
[0071] 上述含水凝胶(b)优选在吸水性树脂的生产设备的用水洗涤的步骤中获得。用水洗涤的步骤表示吸水性树脂的生产完成后清洁吸水性树脂的生产设备的步骤。将生产设备如聚合设备或粘合有凝胶的凝胶破碎机用水连续地或以间歇方式洗涤,可将所得凝胶或在水中分散的物质按其原样用作含水凝胶(b)。即,含水凝胶(b2)优选为具有通过添加水至在交联聚合步骤中获得的聚合物凝胶中的降低的固含量的含水凝胶。作为优选的 实施方案,可使用在连续的带式聚合中剥离带状凝胶后,通过用水连续地洗涤带获得的水膨胀性凝胶作为含水凝胶(b)。
[0072] 在上述用水洗涤的步骤中获得的含水凝胶(b2)通常为饱和膨胀状态,因此,其固含量为0.1至10重量%,进一步0.3至5重量%,特别地约0.5至2重量%,并在本发明的合适范围内具有与含水凝胶状交联聚合物(a)相比不同的固含量来获得。使用具有此低固含量的含水凝胶(b)能够提供在聚合中获得的含水凝胶(a)的均匀的破碎,并在干燥后实现粒径控制或改进吸水性树脂的性质。此外,使用含水凝胶(b2)能够抑制细粒化设备内部的凝胶粘合至设备上,因而改进自清洁能力。
[0073] 与含水凝胶(a)一样,含水凝胶(b)为其中使不饱和单体进行交联聚合的凝胶。作为用于含水凝胶(b)的不饱和单体,使用与上述含水凝胶(a)中描述的相同的单体。考虑到所得吸水性树脂的性质,优选不饱和单体的组成与含水凝胶(a)中的相同(优选聚丙烯酸(盐)类交联聚合物)。
[0074] (用量)
[0075] 将含水凝胶(b)与含水凝胶(a)一起供应至细粒化设备中,然而,其供应量不特别限定,依赖于含水凝胶(b)的实施方案而不同。例如,在具有低固体浓度的含水凝胶(b2)的情况下,优选以重量比含水凝胶(a)∶含水凝胶(b)=100∶0.001至100,更优选100∶0.001至50。此外,在含水凝胶(b 1)的细粉的情况下,该比例优选100∶0.1至50,更优选100∶0.1至30。在此范围内能够充分实现含水凝胶(b)的添加效果,并且在破碎期间较少可能产生捏合。此外,在干燥破碎的物质期间也不需要过量的热能或干燥时间,并且还提供较少吸水性树脂性质的降低。
[0076] 含水凝胶(a)和含水凝胶(b)的混合物的固含量优选30至70重量%,更优选40至60重量%,进一步优选45至55重量%。混合 后或细粒化后的温度还优选在用于上述含水凝胶(a)的范围内。
[0077] (细粒化设备)
[0078] 作为要使用的细粒化设备(凝胶破碎机),优选使用如下细粒化设备:在分类于stPowder Engineering Handbook(由PowderEngineering Association编辑,1 edition)的表1.10中的破碎机名称中,分类为剪切粗破碎机、反击式破碎机、高速旋转式破碎机的破碎机,并且具有在破碎机制如切割、剪切、冲击、摩擦等中的一种以上的机制;在符合此机器类型的破碎机中,特别优选使用具有切割和剪切机制作为主要机制的破碎机。 [0079] 作为破碎机类型名称,将破碎机分类于辊辊型和辊磨(辊旋转)型,至于具有压缩机制作为破碎机制的破碎机,可使用具有强剪切和切割效果的那些,然而,在一定情况下,不可使用那些具有弱剪切和切割效果但强压缩效果的那些。此外,不使用如压缩破碎机、粉末层锤型等的破碎机类型,这是因为压缩机制为主要破碎机制,通过其难以通过压缩破碎含水聚合物。此外,也不使用如自动磨机或球介质磨机的破碎机类型,这是因为基本上不具有剪切或切割的机制。
[0080] 以下列出能够用于本发明的破碎机或切割-剪切磨机的具体实例。
[0081] VERTICAL CUTTING MILL,由Orient,Inc.制造
[0082] ROTOPLEX,由Hosokawa Micron Corp.制造
[0083] TURBO CUTTER,由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造
[0084] TURBO GRINDER,由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造
[0085] TYRE SHREDDER,由Masuno Seisakusyo,Ltd.制造
[0086] ROTARY CUTTER MILL,由Yoshida Seisakusyo Co.,Ltd.制造
[0087] CUTTER MILL,由Tokyo Atomizer manufacturing Co.,Ltd.制造
[0088] DISC MILL,由PALLMANN Maschinenfabrik GmbH&Co.制造
[0089] SHRED CRUSHER,由Tokyo Atomizer manufacturing Co.,Ltd.制造
[0090] CUTTER MILL,由Masuko Sangyo Co.,Ltd.制造
[0091] CRUSHER,由Masuko Sangyo Co.,Ltd.制造
[0092] ROTARY CUTTER MILL,由Nara Machinery Co.,Ltd.制造
[0093] GAINAX CRUSHER,由Hourai Corp.制造
[0094] U-COM,由Hourai Corp.制造
[0095] MESHMILL,由Hourai Corp.制造
[0096] DISC CUTTER,由Hourai Corp.制造
[0097] 在这些细粒化设备中,可例举连续的或间歇型捏合机、撕碎机、绞肉机、“Dome Gran”等。例如,绞肉机为通过从多孔板挤出含水凝胶的用于细粒化(破碎)的设备,并且作为挤出装置,使用用于从其供应部压力供给含水凝胶至多孔板的系统,如螺杆型系统或旋转辊型系统等。螺杆型挤出机可具有单轴或多轴,并可为通常用于肉、橡胶或塑料的挤出模塑的挤出机,或用作破碎机的挤出机。
[0098] 优选用于本发明的细粒化设备为螺杆挤出机,其可低价获得、紧凑并且操作简单。使用螺杆挤出机供应含水聚合物提供连续的带状物质至旋转刮板上的缠结,因而破碎时将物质转移至多孔板侧。
[0099] 优选用于本发明的细粒化设备为具有在静止桶中通过螺杆旋转沿轴方向转移物质功能的螺杆挤出机。在本发明中,作为螺杆挤出机,可使用单螺杆、双螺杆或四螺杆等的任何螺杆数量,只要为具有用于细粒化含水凝胶至最佳尺寸的多孔板和旋转刮板,以及用于转移含水凝胶至上述多孔板的螺杆的设备即可,该设备内置于具有作为细粒化对象的含水凝胶供应部,以及破碎物质的挤出部的套管内。此外,双螺杆的旋转方向可为 共旋转或相反旋转方向的任何一种。包括所谓的绞肉机或螺杆挤出机等。
[0100] 在用于挤出含水凝胶(a)的多孔板或多孔面(例如球状面)中,其孔径优选具有0.3至25mm的多孔孔结构。孔形状不特别限定,包括圆形;四边型如正方形和长方形;三形、六边形等,然而,优选圆孔用于挤出。应注意,上述孔径由其中将网开口部的外周长转化为圆的外周长的直径来定义。孔径优选2至20mm,进一步优选5至15mm。多孔结构的孔径小于0.3mm可产生线状凝胶,或使凝胶挤出不可能。多孔结构的孔径大于25mm不能实现本发明的效果。应注意,多孔板的孔的数量取决于多孔板或多孔面的大小适当确定,该孔可为每个多孔板一个,然而,通常等于或大于2,进一步3至10,000,更优选5至5,000。每个设备的多孔板的数量可为一个或复数个。
[0101] 此外,上述多孔板17(图1)的厚度在1至20mm的范围内。上述多孔板的开孔率优选20至55%,更优选25至35%,特别优选27至33%。低于20%的开孔率使含水凝胶挤出困难,因而降低生产率。此外,在挤出含水凝胶上的困难提供在压力供给区域中的过度细粒化的含水凝胶至多孔板,因而不优选。另一方面,超过55%的开孔率导致不充分的施加压缩力至含水凝胶,可提供未充分分散的含水凝胶。应注意,上述开孔率表示所有孔的总面积与多孔板总面积(实质上,认为与套管的截面积相同)的比例。在挤出出口附近,具有上述多孔板、如上所述设定其孔径和开孔率的设备能够施加大的压缩力至装入螺杆挤出机中的含水凝胶。
[0102] 应注意,在本发明中,为改进细粉的混合能力或细粒化含水凝胶的粒径控制,螺杆挤出机可以多步方式组合,或者可将相同的挤出机用于多个挤出。
[0103] (螺杆挤出机)
[0104] 作为优选用于本发明的细粒化设备,包括螺杆挤出机,以下将进一步给出关于其的解释。
[0105] 作为螺杆挤出机,适合使用例如如图1所示,装备有以下构造的挤出机:套管11、固定架12、螺杆13、供应部14、料斗15、挤出部16、多孔板17、旋转刮板18、环19、回流防止构件20、发动机21、带状突出22等。
[0106] 上述套管11采用圆筒状形状,在其内部沿套管11的纵向方向配置有螺杆13。在圆筒状套管11的一端,安装挤出部16以通过挤出来破碎含水凝胶,在另一端,安装用于旋转螺杆13的发动机21或驱动系统。在套管11的下部,安装固定架12,通过其可在地面上稳定地安装螺杆型挤出机。另一方面,在套管11的上部,安装用于供应含水凝胶的供应部14,并且优选地,安装料斗15以容易地供应含水凝胶。
[0107] 上述套管11的形状或大小不特别限定,只要具有圆筒状内表面以与螺杆13的形状相对应即可。此外,螺杆13的转数不特别限定,因为其依赖于螺杆挤出机的形状而适当地不同,然而,如稍后要描述的,优选根据含水凝胶的供应量改变螺杆13的转数。例如,转数为1至1000rpm,进一步10至500rpm。
[0108] 上述螺杆13的旋转方向不特别限定。在本发明中,设定上述螺杆13以从与发动机21连接侧的端部观察的顺时针旋转。
[0109] 在上述挤出部16,设置具有多个孔17a的多孔板17。此外,将此多孔板17通过环19以可拆卸的方式固定至挤出部16。这是因为多孔板17的孔17a的直径决定细粒化的含水凝胶的粒径,因此必须调换具有不同的孔17a的直径的多孔板17以调节含水凝胶的粒径。
[0110] 以下将显示本发明的一个实施方案。如图1所示,从供应部 14装入至套管11的含水凝胶(a)和含水凝胶(b)未充分混合。装入至套管11的含水凝胶(a)和含水凝胶(b)通过旋转螺杆13混合(捏合),然而,此螺杆13的旋转不是混合而是向挤出部16侧转移它们,导致施加外力至含水凝胶(a)。因此,以不压缩含水凝胶(a)的程度添加均匀的压缩力。应注意,如图1所示,将其中将此均匀的压缩力施加至含水凝胶(a)的套管11内部的大部分设定为均匀的压缩区。
[0111] 另一方面,在挤出部16,设置多孔板17,因此含水凝胶(a)在挤出部16附近未如此容易地挤出,并通过螺杆13旋转来压缩。此外,如上所述,将在套管11中的含水凝胶(a)和含水凝胶(b)通过螺杆13的旋转向挤出部16侧输送,其进一步增大压缩力。结果,将含水凝胶(a)和含水凝胶(b)搅拌并混合,同时压缩(参见图1)并从挤出部16(多孔板17)挤出。应注意,如图1所示,将其中施加此大的压缩力的挤出部16附近设定为压缩区。 [0112] 在通常的搅拌和混合中,不压缩含水凝胶(a)和含水凝胶(b)(参见图1中的均匀压缩区),因此添加至含水凝胶(a)的含水凝胶(b)未充分分散,并容易地变为团聚物(结块)。另一方面,通过上述螺杆型挤出机的搅拌和混合,在压缩下混合含水凝胶(a)和含水凝胶(b),因此含水凝胶(b)以紧密地粘合至含水凝胶(a)的状态下搅拌(参见图1中的压缩区)。
[0113] 此外,用于本发明的上述螺杆挤出机优选至少在挤出部16附近装备有回流防止构件20。因此,可以在挤出部16附近施加进一步更充分的压缩力。即使当孔17a的直径相当小时,在挤出部16(多孔板17)附近的上述回流防止构件20的装备也防止含水凝胶(a)向供应部14的回流。因此,在挤出部16附近,施加进一步更充分的压缩力至含水凝胶不仅确保含水凝胶(b)的分散和混合,而且进行含水凝胶(a)的顺利挤出,其能够避免降低生产 率。
[0114] 回流防止构件20的形状不特别限定,只要其防止含水凝胶(a)从挤出部16向供应部14侧回流即可。例如,作为回流防止构件20,包括如图1所示的螺旋带状突出20a、同心的圆状和带状突出20b或平行于螺杆13前进方向的带状突出22(参见图1)、具有微粒、球形或喇叭形形状的突出等。
[0115] 回流防止构件20和螺杆13的间隙优选在0.1至5mm范围内。低于0.1mm的间隙通过回流防止构件20抑制螺杆13的旋转,因而不优选。另一方面,超过5mm的间隙不能够通过回流防止构件20防止含水凝胶的回流,因而是不优选的。
[0116] 在挤出部16附近,在不与发动机21连接的一侧存在螺杆13的端部,然而,在上述多孔板17和上述螺杆13的端部之间,设置上述旋转刮板18,以通过与多孔板17的表面充分接触而旋转。使用此旋转刮板18制造含水凝胶颗粒,其从多孔板17挤出,较小,并能够形成更均匀的粒径分布。
[0117] 旋转刮板18的构造不特别限定,例如可适当使用具有十字型构造的构造。此外,此旋转刮板18的旋转方向也不特别限定,例如,在本发明中,设定旋转刮板18以与螺杆13相同的方向旋转。此外,旋转刮板18的转数也不特别限定。
[0118] 对应于含水凝胶供应量的改变的上述螺杆13的转数的变化宽度也不限定为特定宽度,最优的变化宽度可通过细粒化条件,例如,要使用的螺杆挤出机的形状(套管11的体积或螺杆13的形状,多孔板17的孔17a的直径等)或含水凝胶的性质等来规定。因此,上述转数优选相应于要使用的螺杆型挤出机或含水凝胶而适当规定。
[0119] (细粒化条件)
[0120] 本发明人已发现:在含水凝胶(a)和含水凝胶(b)共存于细粒 化设备内部的情况下,用于凝胶通过细粒化设备内部的时间为在设定细粒化条件中的重要因素。此外,本发明人还已发现:对于凝胶优选快速通过设备内部以减少最终获得的吸水性树脂的细颗粒。对此的详细机制不清楚,然而,对于凝胶认为快速通过设备内部以减少吸水性树脂的细颗粒,因为捏合的含水凝胶(a)的减少。
[0121] 作为优选实施方案,将参考图1给出关于螺杆挤出机的解释;将用于凝胶通过细粒化设备内部的时间定义为用于凝胶通过图1的套管11内部的时间。在本发明中,将由下式表示的凝胶的停留时间用作用于凝胶通过套管内部的时间:凝胶的停留时间(sec)=(凝胶的停留量(kg)/凝胶的装入量(kg/h))x3600(sec/h)。应注意,作为凝胶的停留量和凝胶的装入量,采用用于实施例中的值。
[0122] 考虑到减少细颗粒,凝胶的停留时间优选超过0和等于或短于30秒,更优选等于或短于25秒,进一步优选等于或短于20秒,特别优选等于或短于15秒。
[0123] (除水之外的添加剂)
[0124] 此外,在本发明中,可将其他添加剂加入至含水凝胶或吸水性树脂中。即,为提供各种功能,可将氧化剂;还原剂如亚硫酸盐(亚硫酸氢盐)等;螯合剂如羧酸;水不溶性无机或有机粉末如二氧化硅或金属皂等;除臭剂、抗菌剂、多胺、纸浆或热塑性纤维等作为添加剂,以0至3重量%,优选0至1重量%的量加入至吸水性树脂中。
[0125] 应注意,上述添加剂在WO2006/109844中详细地提及,将这些描述也相应地应用于本发明。在这些添加剂中,示例于美国专利No.6599989、美国专利No.6469080等的螯合剂优选以优选0.001至3重量%,更优选001至2重量%的量包含于吸水性树脂 中。 [0126] 《干燥步骤》
[0127] 然后使通过细粒化步骤获得的细粒化凝胶进行如上所述的干燥步骤、破碎步骤和分级步骤,从而生产具有预定范围的大小的粒状吸水性树脂。应注意,破碎步骤和分级步骤后获得的细粉优选再次通过上述方法再使用。
[0128] 对于干燥,可使用通常的干燥机或加热炉。例如,可采用气流带干燥机(air-flow band dryer)、搅拌干燥机、旋转干燥机、盘式干燥机、流化床干燥机、气流干燥机、红外线干燥机、微波干燥、热干燥、红外线干燥、鼓干燥机干燥、搅拌干燥法等。在本发明中,为防止产生由物理粉碎或干燥物质的摩擦引起的细粉,优选通过热风等不移动干燥目标的干燥方法,如气流带干燥机。
[0129] 干燥温度或干燥时间根据干燥系统而不同,然而,通常100至250℃下3至120分钟是足够的。以此方式获得的干燥物质具有通常85至99重量%,优选90至98重量%的固含量(在180℃下3小时的干燥失重)。
[0130] (粉碎步骤)
[0131] 在干燥步骤后破碎吸水性树脂(粉碎步骤)。此处用于粉碎的方法也不特别限定,可将上述干燥物质通过振动磨(vibrationmill)、辊造粒机(roll granulator)、铰链型破碎机、辊磨机、高速旋转型破碎机、圆筒状混合机等进行粉碎。
[0132] 在本发明中,为减少吸水性树脂细粉的产生,即使在以下要描述的分级步骤之前,在吸水性树脂中细粉的含量也低;在本发明中,在分级前在吸水性树脂中具有低于150μm大小的颗粒的含量优选不大于10重量%,更优选不大于8重量%。
[0133] 《分级步骤》
[0134] 上述干燥物质可原样用作吸水性树脂,这是因为其细粉的产生量与传统的相比低,然而,其可用作分级后的粒状吸水性树脂以具有预定的尺寸。此分级可通过使用振动筛设备、气流分级设备等来进行。以此方式获得的吸水性树脂可具有各种形状如球状、鳞状、不确定的破碎状、纤维状、粒状、杆(bar)状、近球形、扁平状等。
[0135] 在上述含水凝胶状交联聚合物的上述干燥步骤后,可调节粒径,如果需要,优选的特定粒径,以改进稍后要描述的表面交联的性质。粒径可通过聚合(特别地,反相悬浮聚合)、破碎、分级、团聚、细颗粒回收等适当调节。
[0136] 调节吸水性树脂的质量中值粒径(D50)到200至600μm,优选200至550μm,更优选250至500μm,进一步更优选300至450μm,特别优选350至400μm。此外,具有低于150μm质量中值粒径的颗粒优选尽可能的低,并调节到通常0至5重量%,更优选0至3重量%,特别优选0至1重量%。此外,具有大于850μm质量中值粒径的颗粒优选尽可能的低,并调节到通常0至5重量%,更优选0至3重量%,特别优选0至1重量%。粒径分布的对数标准偏差(σ )优选0.20至0.40,优选0.27至0.37,更优选0.25至0.35。 [0137] 《表面交联步骤》
[0138] 如果需要,可使如上获得的吸水性树脂进行表面交联,以改进加压下吸收倍率,以生产表面交联的吸水性树脂。表面交联改进加压下吸收倍率、流体渗透性、吸水性树脂的吸收速度。对于表面交联,可使用已知表面交联剂和用于吸水性树脂表面交联的表面交联用的已知方法。
[0139] 作为上述表面交联剂,可使用用于上述单体组分的聚合中用作交联剂的类似交联剂;这些交联剂可单独或两种以上组合 使用。在这些中,优选乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇、丙二醇、丁二醇、碳酸乙烯酯、聚乙烯亚胺、聚酰胺胺-表氯醇等。表面交联剂的使用量优选在0.01重量%至10重量%的范围内,进一步优选在0.05重量%至5重量%的范围内,相对于表面交联前的吸水性树脂。
[0140] 通常表面交联剂以表面交联剂的水溶液使用。为溶解表面交联剂,优选将水用作溶剂,并且水的用量取决于吸水性树脂的种类或粒径等,然而,优选超过0和不大于20重量份,更优选在0.5至10重量份的范围内,相对于100重量份吸水性树脂的固含量。 [0141] 此外,在将吸水性树脂和表面交联剂混合的情况下,如果需要,可将水溶性有机溶剂(亲水性有机溶剂)用作溶剂。作为亲水性有机溶剂,包括例如,低级醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等;酮如丙酮等;醚如二噁烷、四氢呋喃、烷氧基聚乙二醇等;酰胺如N,N-二甲基甲酰胺等;亚砜如二甲亚砜等。亲水性有机溶剂的用量取决于吸水性树脂的种类或粒径等,然而,优选0至20重量份,更优选0至10重量份,进一步优选0至5重量份,特别优选0至1重量份,相对于100重量份吸水性树脂的固含量。
[0142] 由上述水和水溶性有机溶剂(在组合使用的情况下)组成的溶液的用量优选不大于50重量%,进一步优选在0.5重量%至20重量%的范围内,特别优选在1重量%至10重量%的范围内,相对于未表面交联的吸水性树脂。
[0143] 上述表面交联剂的溶液混合入基础聚合物(表面交联处理前的粒状吸水性树脂)通过在表面交联剂的溶液等中的水导致吸水性树脂的膨胀。此处,通过加热干燥膨胀的吸水性树脂。此处加热温度(干燥温度)优选80至220℃。此外,加热时间(干 燥时间)优选10至120分钟。
[0144] 应注意,这些用于表面交联的方法也描述于各种欧洲专利如EP No.0349240、EP No.0605150、EP No.0450923、EP No.0812873、EP No.0450924、EP No.0668080等;或各种日本专利如JP-A-7-242709、JP-A-7-224304等;各种美国专利如美国专利No.5409771、美国专利No.5597873、美国专利No.5385983、美国专利No.5610220、美国专利No.5633316、美国专利No.5674633、美国专利No.5462972等;和各种国际专利如WO99/42494、WO99/43720、WO99/42496等中;并且这些用于表面交联的方法也适用于本发明。
[0145] 应注意,在表面交联期间或表面交联后,可设定团聚步骤。
[0146] (吸水性树脂)
[0147] 通过上述作为实现方法的实例的表面交联,控制本发明的吸水性树脂以具有优选不小于15(g/g),更优选不小于18(g/g),进一步优选不小于20(g/g)的,在4.8kPa下,对0.9重量%氯化钠的加压下吸收倍率(AAP)。其上限不特别限定,然而,考虑到其他性质平衡,优选不大于35(g/g),更优选不大于30(g/g)。
[0148] 通过上述作为实现方法的实例的表面交联,控制本发明的吸水性树脂以具有-7 3 -1 -7 3 -1不小于5x(10 ·cm·s·g ),更优选不小于10x(10 ·cm·s·g ),进一步优选不小
-7 3 -1 -7 3 -1
于30x(10 ·cm·s·g ),还更优选不小于50x(10 ·cm·s·g ),特别优选不小于
-7 3 -1 -7 3 -1
70x(10 ·cm·s·g ),最优选不小于100x(10 ·cm·s·g )的加压下流体渗透性(0.69重量%氯化钠水溶液的流动传导性,SFC)。用于SFC的测量方法可依照描述于JP-A-9-509591的盐水流动传导性(SFC)的测试。
[0149] 通过上述作为实现方法的实例的上述步骤,控制本发明的吸水性树脂以具有优选不小于10g/g,更优选不小于20g/g,进 一步优选不小于25g/g,特别优选不小于30g/g的对0.90重量%的氯化钠水溶液的离心分离机保持容量(CRC)。CRC优选尽可能的高,并且上限不特别限定,然而,考虑到其他性质平衡,优选不大于50(g/g),更优选不大于45(g/g),进一步优选不大于40(g/g)。
[0150] 对于吸水性树脂的粒径,通过进行与本发明有关的细粒化步骤,具有小于150μm粒径的颗粒的比例显著减少。具有小于150μm粒径的颗粒的比例优选不大于10重量%,进一步优选不大于5重量%,更优选不大于2.5重量%,最优选不大于1.5重量%,相对于通过本发明的方法生产的吸水性树脂。应注意,具有小于150μm的粒径的颗粒的比例通过稍后要描述的实施例中的方法来计算。
[0151] 《吸水性树脂的应用》
[0152] 由于优异的吸收性能,通过与本发明有关的生产方法获得的吸水性树脂适用于各种用途;例如,卫生材料(体液吸收制品)如一次性尿布或卫生棉、失禁垫片、伤口保护材料、伤口治疗材料等;土木工程和建筑用材料如建筑材料或用于土壤的水保持材料、水防护材料、包装材料、凝胶水袋等;农业和园艺制品;或类似材料。
[0153] 实施例
[0154] 基于实施例,以下将更具体地描述本发明,然而,本发明不应限于这些实施例。应注意,下文中为方便起见,“重量份”可简称为“份”,“公升”简称为“L”,以及“毫升”简称为“mL”。此外,“重量%”可描述为“wt.%”。此外,在25℃±2℃和约50%±5%RH的相对湿度的条件下使用(处理)吸水性树脂。此外,作为正常盐溶液,使用0.90重量%的氯化钠水溶液。
[0155] 应注意,在分析商购制品如在一次性尿布中的吸水性树脂 和当其在吸湿的状态下的情况下,可在适当减压下通过干燥调节水含量至约5%后将其进行测量。
[0156] (离心分离机保持容量(CRC))
[0157] 向由无纺布(商品名:″Heatron Paper″,型号GSP-22,由Nangoku Pulp Industry Co.,Ltd.制造)制的袋中,均匀地装入0.2g吸水性树脂并热封。然后将此袋浸入调整为20℃至25℃的大过量(通常约500ml)的正常盐溶液中。30分钟后,拉起袋并如″edana AB S ORBENCY II 441.1-99″中所描述的,使用离心分离器(Model H-122,离心分离器,由KOKUSAN Co.,Ltd.制造)在250G的离心力下进行排水3分钟,以测量袋重,W1(g)。此外,不使用吸水性树脂进行相同的步骤以在此时测量重量,W2(g)。然后,使用这些重量,W1和W2,根据下式计算吸收倍率(g/g):吸收倍率(g/g)=(W1(g)-W2(g))/(吸水性树脂的重量(g))
[0158] <加压下吸收倍率(AAP)>
[0159] 使用示于图3的设备,将400-目不锈的金属丝网101(孔径38μm)焊接至具有60mm内径的塑料支承筒100的底部,并将0.900g吸水性树脂102均匀地分散于金属丝网上;然后在其上以提及的顺序连续地安装活塞103和负载104,所述活塞103和负载104各自调节以在吸水性树脂上均匀地施加4.83kPa(0.7psi)的负载,给定略小于60mm的外径,防止产生相对于支承筒的间隙,以及能够产生无障碍垂直运动,并确定所得测量装置的总重量W6(g)。
[0160] 将直径90mm的玻璃过滤器106(孔径:100-120μm:由SogoRikagaku Glass Manufactory K.K.制造)放置于直径150mm的陪替氏培养皿105内,并将生理盐水(20-25℃)添加至陪替氏培养皿中直到其达到与玻璃过滤器的上表面相同的水平。将一张直径90mm的滤纸107(厚度0.26mm和残留粒径5μm;由Advantec Toyo K.K.制造,并以“JIS P 3801,No.2”的产品名销售)放置于生理盐水上以具有完全湿的其表面,并除去过量的溶液。
[0161] 将整套上述测量设备放置于湿的滤纸上,并在负载下吸收该溶液。1小时后,将整套测量设备抬起以测量其重量W7(g)。然后,从这些重量W6和W7,根据下式计算加压下吸收倍率(g/g):
[0162] 加压下吸收倍率=(W7(g)-W6(g))/(吸水性树脂的重量(g))
[0163] <可萃取聚合物含量>
[0164] 在装备有盖的250-mL塑料容器中,称量184.3g正常盐溶液,并将1.00g吸水性树脂加入到该水溶液中,搅拌16小时以萃取在树脂中的可萃取物。将此萃取的溶液使用滤纸(商品名:JISP3801,No.2,由ADVANTEC TOYO MFS,Inc.制造;厚度0.26mm,保留粒径5μm)进行过滤,并称量50.0g所得滤液作为测量溶液。
[0165] 首先,通过仅使用正常盐溶液,使用0.1N NaOH水溶液进行滴定,直到pH 10;随后通过使用0.1N HCl水溶液滴定,直到pH 2.7,获得空白滴定量([bNaOH]mL,[bHCl]mL)。还通过对测量溶液相似的滴定操作,获得滴定量([NaOH]mL,[HCl]mL)。例如,在使用由已知量的丙烯酸和其盐组成的吸水性树脂的情况下,吸水性树脂的可萃取物(萃取的水溶性聚合物作为主要组分)可基于单体的平均分子量和通过上述操作获得的滴定量,根据下式(2)来计算:
[0166] 可萃取物(重量%)=0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]-[bHCl])/1000/1.0/50.0 (2)
[0167] 此外,在未知量的情况下,使用通过滴定确定的中和率来计算单体的平均分子量(下式(3)):
[0168] 中和率(摩尔%)=(1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl]))×100(3)
[0169] <质量中值粒径D50和对数标准偏差(σ )>
[0170] 将吸水性树脂使用网筛孔径850μm、710μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、75μm和45μm的JI S标准筛筛分以绘制残余百分比的对数图。
应注意,依赖于吸水性树脂的粒径,如果需要,适当添加筛。以此方式,读出相应于R=50质量%的粒径作为质量中值粒径D50。此外,对数标准偏差(σ )由下式表示,并且σ 的较小的值意味着较窄的粒径分布。
[0171] σ =0.5×ln(X2/X1)
[0172] (其中,X1和X2分别为当R=84.1%和R=84.1%时的粒径)。
[0173] 筛分通过以下进行:将10.0g吸水性树脂装入上述JIS标准筛(The IIDA TESTING SIEVE,由IIDA Seisakusyo Co.,Ltd.制造:内径80mm)中并通过Ro-tap型筛振动器(E S-65型筛振动器,由Iida Seisakusho Co.,Ltd.制造)分级5分钟。
[0174] 应注意,质量中值粒径D50为使用具有一定网孔的标准筛,相应于全部颗粒的50质量%的标准筛的粒径,如美国专利No.5051259等中所描述的。
[0175] <具有小于150μm直径的颗粒的比>
[0176] 使用具有150μm网孔的JIS标准筛筛分吸水性树脂,通过具有150μm网筛孔径的JIS标准筛的颗粒与吸水性树脂的总量的比通过下式计算:
[0177] 具有小于150μm直径的颗粒的比(%)=(通过具有150μm孔径的筛的吸水性树脂的重量(g)/筛分的吸水性树脂的总量(g))x100
[0178] <凝胶的停留量和凝胶的停留时间>
[0179] 供应凝胶至绞肉机并同时停止旋转绞肉机,称量留在绞肉机中的凝胶量(kg)作为凝胶的停留量。此外,在绞肉机中的凝胶的停留时间通过称量进入绞肉机中的凝胶的装入量(kg/h),根 据下式来计算:
[0180] 凝胶的停留时间(sec)=(凝胶的停留量(kg)/凝胶的装入量(kg/h))×3600(sec/h)
[0181] <测量残余单体>
[0182] 向1000g去离子水中,加入0.5g吸水性树脂并用4cm搅拌器在搅拌下萃取两小时,随后,将膨胀的凝胶状吸水性树脂使用滤纸过滤掉,从而用液相色谱分析在滤液中的残余单体量。另一方面,考虑到滤液的稀释次数,将通过用已知浓度的单体标准溶液的相似分析获得的标准曲线用作外标以确定在吸水性树脂中的残余单体量。
[0183] <固含量>
[0184] 在具有约50mm的底表面直径的盖中,称量1.00g吸水性树脂以测量吸水性树脂和铝盖的总重量W8(g)。然后,通过静置于在180℃的大气温度下的烘箱中将它们干燥3小时。3小时后,将从烘箱中取出的吸水性树脂和铝盖在干燥器中充分冷却至室温,以测量干燥后吸水性树脂和铝盖的总质量W9(g);通过下式确定固含量:
[0185] 固含量(重量%)=100-[(W8-W9)/(吸水性树脂颗粒的重量(g))]x100
[0186] 此外,关于含水凝胶,除将干燥时间设定为16小时之外,以与上述测量方法类似地确定固含量。
[0187] [参考例1]
[0188] 各自分别制备(A)48.5wt.%的氢氧化钠水溶液、(B)54.3wt.%的丙烯酸水溶液、(C)由9.33wt.%的聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量523)、0.30wt.%的羟基环己基苯甲酮、0.37wt.%的46wt.%的二亚乙基三胺五乙酸三钠的水溶液、45.0wt.%的丙烯酸和45.0wt.%的工业纯水组成的溶液,以及(D)3.0wt.%的过硫酸钠 的水溶液,并将各溶液装入贮存水溶液(A)的槽31中,贮存水溶液(B)的槽32中,贮存溶液(C)的槽33中,和贮存水溶液(D)的槽34中(参见图2)。在各槽中的溶液温度设定如下:对于水溶液(A)33℃,对于水溶液(B)11℃,对于水溶液(C)24℃,以及对于溶液(D)24℃。应注意,将35安装在图2中的各槽处。
[0189] 通过使用示于图2的连续聚合设备,和通过如下设定各溶液的供应量(流量):对于水溶液(A)17.5kg/h;对于水溶液(B)40.0kg/h,对于溶液(C)1.7kg/h;和对于水溶液(D)0.8kg/h,将这些溶液在供应管道37中混合以制备水溶性不饱和单体(1)的水溶液。在此情况下,不饱和单体的水溶液的温度为102℃。在上述混合中,将氮气以200mL/min的流速引入图2中比分散设备36更下游侧处的供应管道37中。将在供应管道37中的水溶性不饱和单体(1)的水溶液的温度稳定在97℃。在供应管道37中的水溶性不饱和单体(1)的水溶液中的溶解氧(a)的量为8.6mg/L。应注意,将脱气设备安装于图2中的供应管道
37上。
[0190] 随后将在供应管道37中的水溶性不饱和单体(1)的水溶液供应至作为聚合系统的带式聚合设备38,以进行聚合。带式聚合设备38装备有长度3.8m和宽度60cm的环形带39,在环形带39表面用氟碳树脂涂布,在带39上安装有UV灯,在带39的底面侧和带式聚合设备8的周围在约100℃下加热,并保持在加湿状态下,以及设置有吸气管以在中部回收蒸发的水。在供应至聚合步骤中,清除溶解氧后在水溶性不饱和单体(1)的水溶液中的溶解氧(b)的量为3.5mg/L。将水溶性不饱和单体(1)的水溶液从供应管道连续地供应至上述带39上以进行聚合,从而获得带状聚合物凝胶40。
[0191] 将所得带状含水凝胶状交联聚合物(a1)(具有5-10mm的厚度)10使用绞肉机42(型号TB32,由Hiraga Ko sakusyo Co.,Ltd. 制造)连续地破碎成颗粒形式。此处绞肉机的转数为105rpm,装入绞肉机的凝胶的量为50.9kg/h;并且在绞肉机中的凝胶的停留量为0.36kg。
[0192] 将通过使用绞肉机破碎获得的粒状含水凝胶状交联聚合物(a1)铺在具有850μm孔径的不锈钢金属丝网上,以在180℃下通过热风进行干燥30分钟,然后将干燥的物质使用辊磨机粉碎以获得粒状吸水性树脂。粒状吸水性树脂的离心分离机保持容量(CRC)为34g/g。
[0193] 将所得吸水性树脂使用具有160μm孔径的JIS标准筛分级以获得具有97μm D50和等于或小于160μm粒径的聚丙烯酸(盐)类吸水性树脂颗粒(A)。此外,粒状吸水性树脂(A)的离心分离机保持容量(CRC)为32g/g。
[0194] [实施例1]
[0195] 在KRC捏合机(型号S2,由Kurimoto,Ltd.制造)中,将2.7kg/h在参考例1中获得的吸水性树脂颗粒(A)和2.7kg/h离子交换水混合以获得具有50重量%固含量的含水凝胶状交联聚合物(b1),然后将聚合物(b1)和与参考例1类似地获得的含水凝胶状交联聚合物(a1)(具有53重量%固含量的聚合物凝胶)一起连续地装入绞肉机并在绞肉机中破碎。此处凝胶(含水凝胶状交联聚合物(a1)和(b1))至绞肉机的总装入量为56.3kg/h,并且在绞肉机中的凝胶停留量为0.27kg。
[0196] 将使用绞肉机破碎的含水凝胶状交联聚合物(a1)和(b1)铺在具有850μm孔径的不锈钢金属丝网上,以在180℃下通过热风进行干燥30分钟,然后将干燥的物质使用辊磨机粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为7.1重量%。
[0197] 通过使用具有850μm、600μm、300μm、150μm和45μm的孔 径的JIS标准筛将所得吸水性树脂进一步分级和混合,获得吸水性树脂粉末(1),其具有:461μm的D50;0重量%的具有等于或大于850μm粒径的颗粒的比;28重量%的具有等于或大于600μm和小于850μm粒径的颗粒的比;和7.1重量%的具有小于150μm粒径的颗粒的比;以及0.364的对数标准偏差(σ )。
[0198] 向100重量份所得吸水性树脂粉末(1)中,均匀地混合表面处理剂的溶液,该处理剂溶液由含0.3重量份1,4-丁二醇、0.5重量份丙二醇和2.7重量份去离子水的混合溶液组成。使用装备有搅拌刮板和外套(外套温度210℃)的加热设备,将混合有表面处理剂的溶液的吸水性树脂热处理任意时间。热处理后,使所得吸水性树脂通过具有850μm孔径的JIS标准筛以获得表面交联的粒状吸水性树脂(1)。粒状吸水性树脂(1)的各种性质示于表1中。
[0199] [实施例2]
[0200] 在KRC捏合机(型号S2,由Kurimoto,Ltd.制造)中,将0.05kg/h在参考例1中获得的吸水性树脂颗粒(A)和5.0kg/h离子交换水混合以获得具有1重量%固含量的水膨胀性凝胶(含水凝胶状交联聚合物(b2)),然后将其和与参考例1类似地获得的含水凝胶状交联聚合物(a1)一起连续地装入绞肉机并在绞肉机中破碎。此处凝胶((a1)+(b2))至绞肉机的总装入量为55.95kg/h,并且在绞肉机中的凝胶的停留量为0.23kg。
[0201] 将通过使用绞肉机破碎获得的凝胶进行与实施例1类似地干燥和粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为7.8重量%,并且具有不低于850μm的粒径的颗粒的比为0重量%。
[0202] 与实施例1类似地,将所得吸水性树脂进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得粒状吸水性树脂 (2)。粒状吸水性树脂(2)的各种性质示于表1中。
[0203] [实施例3]
[0204] 在KRC捏合机(型号S2,由Kurimoto,Ltd.制造)中,将2.7kg/h在参考例1中获得的吸水性树脂颗粒(A)和1.8kg/h离子交换水混合以获得具有60重量%固含量的含水凝胶状交联聚合物(b3),然后将其和与参考例1类似地获得的含水凝胶状交联聚合物(a1)(具有53重量%固含量的聚合物凝胶)一起连续地装入绞肉机并在绞肉机中破碎。此处凝胶至绞肉机的总装入量为55.4kg/h,并且在绞肉机中的凝胶的停留量为0.30kg。 [0205] 将通过使用绞肉机破碎获得的凝胶进行与实施例1类似地干燥和粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为8.9重量%,并且具有不低于850μm的粒径的颗粒的比为0重量%。
[0206] 与实施例1类似,将所得吸水性树脂进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得粒状吸水性树脂(3)。粒状吸水性树脂(3)的各种性质示于表1中。
[0207] [实施例4]
[0208] 除了将参考例1中的溶液(C)的组成改变为5.60wt.%的聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量523)、0.30wt.%的羟基环己基苯甲酮、0.37wt.%的46wt.%的二亚乙基三胺五乙酸三钠的水溶液、45.0wt.%的丙烯酸和48.73wt.%的工业纯水之外,与参考例1类似地获得含水凝胶状交联聚合物(a2)(固体浓度54.2重量%)。
[0209] 与实施例1类似地,在KRC捏合机(型号S2,由Kurimoto,Ltd.制造)中,将2.7kg/h在参考例1中获得的吸水性树脂颗粒(A)和2.7kg/h离子交换水混合以获得含水凝胶状交联聚合物(b1)(膨胀性凝胶),然后将其与含水凝胶状交联聚合物(a2)一起连续地装入绞肉机并在绞肉机中破碎。此处凝胶至绞肉机的总 装入量为55.2kg/h,在绞肉机中的凝胶停留量为0.33kg。
[0210] 将通过使用绞肉机破碎获得的凝胶进行与实施例1类似地干燥和粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为6.6重量%,并且具有不低于850μm的粒径的颗粒的比为0重量%。
[0211] 与实施例1类似地,将所得吸水性树脂进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得粒状吸水性树脂(4)。
[0212] [实施例5]
[0213] 除了将在参考例1中的水溶液(B)的浓度改变为33重量%之外,与参考例1类似地获得含水凝胶状交联聚合物(a3)(固含量43.0重量%)。
[0214] 然后,在KRC捏合机(型号S2,由Kurimoto,Ltd.制造)中,将2.7kg/h在参考例1中获得的的吸水性树脂颗粒(A)和2.7kg/h离子交换水混合以获得含水凝胶状交联聚合物(b1),然后将其与含水凝胶状交联聚合物(a3)一起连续地装入绞肉机并在绞肉机中破碎。此处凝胶至绞肉机的总装入量为58.4kg/h,在绞肉机中的凝胶的停留量为0.22kg。 [0215] 将通过使用绞肉机破碎获得的凝胶进行与实施例1类似地干燥和粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为6.3重量%,并且具有不低于850μm的粒径的颗粒的比为0重量%。
[0216] 与实施例1类似地,将所得吸水性树脂进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得粒状吸水性树脂(5)。
[0217] [比较例1]
[0218] 以相同的预定量称量在参考例1中通过聚合获得的聚合物 凝胶(含水凝胶状交联聚合物(a1))的破碎物质,和在实施例1中通过使用KRC捏合机(由Kurimoto,Ltd.制造)混合获得的水膨胀性凝胶状物质(含水凝胶状交联聚合物(b1)),并铺在具有850μm孔径的不锈钢金属丝网上,以在180℃下通过热风进行干燥30分钟。然后将干燥物质使用辊磨机粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为14.4重量%,并且具有不低于850μm的粒径的颗粒的比为0重量%。
[0219] 与实施例1类似地,将所得吸水性树脂进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得比较粒状吸水性树脂(1)。
[0220] [比较例2]
[0221] 与参考例1中的聚合类似地,不添加膨胀性凝胶(含水凝胶状交联聚合物(b1))获得粒状吸水性树脂。通过使用具有850μm、600μm、300μm、150μm和45μm孔径的JIS标准筛将所得粒状吸水性树脂进一步分级并共混,获得比较吸水性树脂粉末(2)。 [0222] 与实施例1类似地,将所得比较吸水性树脂粉末(2)进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得比较粒状吸水性树脂(2)。
[0223] [比较例3]
[0224] 在实施例5中,不添加膨胀性凝胶(含水凝胶状交联聚合物(b1)),仅将在实施例5中通过聚合获得的聚合物凝胶(含水凝胶状交联聚合物(a3))使用绞肉机破碎。然后,与实施例5类似地,将破碎的物质铺在具有850μm孔径的不锈钢金属丝网上,以在180℃下通过热风干燥30分钟。然后将干燥物质使用辊磨机粉碎以获得粒状吸水性树脂。所得粒状吸水性树脂的具有小于150μm粒径的颗粒的比为8.6重量%,并且具有不低于850μm的粒径的颗粒的比为0重量%。
[0225] 与实施例1类似地,将所得吸水性树脂进行表面交联处理并使用具有850μm孔径的JIS标准筛筛分,以获得比较粒状吸水性树脂(3)。
[0226] (结果)
[0227] 上述粒状吸水性树脂(1)至(5)和比较粒状吸水性树脂(1)至(3)的各种性质示于表1中。
[0228] [表1]
[0229]
[0230] (关于表的补充解释)
[0231] 在实施例1至3中,其中在存在水膨胀性凝胶(含水凝胶状交联聚合物(b 1))下,将聚合物凝胶(含水凝胶状交联聚合物(a3))进行细粒化,不仅由于降低凝胶的停留时间24-42%(参考例1,25.5秒;实施例1-5,14.8-21.5秒)导致提高处理量,而且通过辊磨机破碎后具有小于150μm粒径的细颗粒减少37-22%,此外也提高了吸收倍率或加压下吸收倍率,并且特别地,在水膨胀性凝胶的固含量低的情况下,可萃取物也减少,与比较例2相比,在比较例2中使含水凝胶状交联聚合物(a3)进行细粒化,而不使用水膨胀性凝胶。 [0232] 观察到类似的效果;即,如通过实施例5与比较例3之间的比较发现的,即使在具有低固含量的聚合物凝胶(含水凝胶状交联聚合物(a3))中,水膨胀性凝胶(含水凝胶状交联聚合物(b1))的存在不仅由于减少凝胶的停留时间导致增加处理量,而且减少具有小于150μm粒径的细颗粒。应注意,通过实施例1至3和实施例5之间的比较,发现在含水凝胶状交联聚合物(a)的固含量高的区域中实现了本发明的效果。
[0233] 在比较例1中,其中在实施例1中,在细粒化聚合物凝胶(凝胶状交联聚合物(a1))后将水膨胀性凝胶(含水凝胶状交联聚合物(b1))混合,与实施例1或比较例2相比(其中不使用含水凝胶状交联聚合物(b1)),吸收倍率或加压下吸收倍率也低。
[0234] 工业适用性:
[0235] 与本发明有关的生产方法能够控制粒径(例如,减少细粉)或改进基本性质(例如,吸收倍率、加压下吸收倍率、可萃取物),而不特别使用新的辅助原料或添加剂,并且价格低和生产率高,因而优选作为用于生产吸水性树脂的方法。
[0236] 本申请基于在2006年9月29日在日本提交的日本专利申请 No.2006-267567,在此将其公开内容整体引入以作参考。
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