CN101175632B - 吸收性复合体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸收性复合体,是由基材和吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体,满足以下的条件(1)~(4):(1)相对于上述基材与吸水性树脂的合计重量,吸水性树脂的重量比例为65~99重量%;(2)与上述基材直接粘合的吸水性树脂粒子是全部吸水性树脂粒子的50重量%以上;(3)上述吸水性树脂粒子的平均吸收倍率为50g/g以上;(4)上述吸水性树脂中的残留单体为200ppm以下。
Description
技术领域
本发明涉及薄型·轻量的片状的吸收体及其制造方法。该吸收体是具有优异的吸水性能和吸收速度、高扩散能力的吸收性复合体,因此特别优选用于纸尿布、生理用卫生巾等的卫生材料领域。另外,本发明涉及可以减少在卫生材料中通常使用的纸浆、吸水性树脂等的使用量并且也适合环境的吸收体。
背景技术
在纸尿布、生理用卫生巾等的卫生材料中,具有:吸收体液等液体的吸收体、配置在与身体接触的一侧的柔软的液体透过性的表面片材(topsheet),和配置在与身体接触的相反侧的液体不透过性的背面片材(backsheet)。吸收体通常是将纸浆等的纤维状物质与吸水性树脂混合来制作的。
近年来,从外观设计性的问题、流通的问题、垃圾问题等的方面考虑,对于卫生材料的薄型化、轻量化的要求正在增强。为了应对该要求,作为在现有的卫生材料中一般使用的方法,有减少纤维等的卫生材料中的吸水性树脂支撑载体、而使用大量的吸水性树脂的方法。这种降低亲水性纤维的比例、增加吸水性树脂的卫生材料单纯从储藏液体的观点出发,是优选的方向,但在实际的尿布使用状况中,当考虑到液体的分配·扩散时,就产生了问题。即,大量的吸水性树脂通过吸收而形成柔软的胶状,发生了所谓凝胶粘连(gel blocking)这样的极大妨碍液体扩散的现象。当产生凝胶粘连时,由于不能发挥树脂的性能,所以不仅吸收能力变小,而且吸水速度也变慢。
为了避免这样的问题、维持吸收体的吸收特性,自然就要限制亲水性纤维与吸水性树脂的比例,使亲水性纤维的减少、卫生材料的薄型化也有限。进而,在卫生材料中,一般多使用纸浆作为纤维,但即使在纸浆中,也通常使用干净的新浆(virgin pulp),因此如果大量使用纤维,则会对森林资源带来负担。
作为防止在减少纤维、大量使用吸水性树脂时所发生的凝胶粘连的方法,提出了使用吸收性能不同的2种吸水性树脂的方法(例如,参考专利文献1)、使用含有形成阳离子性离子交换水凝胶的聚合物和形成阴离子性离子交换水凝胶的聚合物的组合物的方法(例如,参考专利文献2)、使用表面的交联密度高的吸水性树脂的方法(例如,参考专利文献3)、使用表面附近的盐浓度比整体的盐浓度降低的吸水性树脂的方法(例如,参考专利文献32)、将吸水性树脂与热塑性树脂的混合物发泡挤出、进行片状化的方法(例如,参考专利文献4)等。但是,存在人们对作为吸水性树脂浓度高的吸收体的吸收特性不满意、价格高等的问题。另外,由于在这些方法中起固定吸水性树脂作用的亲水性纤维的相对量低下,所以吸水性树脂的粒子产生在使用前不均匀、在使用中移动这样的问题。这样,由于吸水性树脂从吸收性物品的设计的位置错位,从而引起形状变形,导致排出的尿等的液体不与吸收性物品中的吸收性树脂接触、产生与漏液有关的问题。
为了防止吸水性树脂之间的粘连、并抑制不均匀,有对纤维与吸水性树脂的混合方法进行研究的方法(例如参考专利文献5)。在该方法中,由于是将吸水性树脂和纸浆与水一起混合、进而与亲水性纤维进行干式混合,将所获得的混合物在网状物(web)中进行空气抄造,所以可以说混合度是高的。但是,在向网状物进行空气抄造的工艺中,产生吸水性树脂堵塞的问题。当发生吸水性树脂的堵塞时,反而需要从转筒排出,从而导致生产率降低。另外,为了防止堵塞或方便地进行堵塞时的排出,优选使用硬度高的吸水性树脂。通常,硬度高的吸水性树脂有吸收容量少的倾向,为了吸收目标量的液体,需要大量的吸水性树脂。而且在该方法中,在防止制品中吸水性树脂的移动、不均匀这方面,不能说是充分的。
为了改善这些问题、特别是改善吸水性树脂移动、不均匀的问题,研究了在支撑载体上固着吸水性树脂的方法。例如有将吸收体进行压纹处理的方法;使包含吸水性树脂和亲水性纤维的吸收体中含有热塑性的粘合剂纤维、并使吸收体热熔合的方法;使包含吸水性树脂和亲水性纤维的吸收体中含有形变恢复率高的合成树脂、并使吸收体热熔合的方法(例如,参考专利文献6和专利文献7);在具有阴离子性基团的吸水性树脂的表面涂布阳离子性聚合物、在溶胀时使粒子之间粘合固定化的方法(例如,参考专利文献8和专利文献9);使用乳液粘合剂将吸水性树脂和亲水性纤维固定化的方法;使用热熔粘合剂将吸水性树脂在基材上固定化的方法(例如,参考专利文献10和专利文献11)等。在这些例子中,为了提高吸水性树脂比例,而在支持体上形成吸水性树脂粒子之间相互重合的状态,因此粘连的影响变大,而且需要使用大量的粘合剂。进而,当这样使用大量的粘合剂将吸水性树脂固定在基材上时,发生由于该粘合剂的约束力导致吸水性树脂的溶胀受限制这样的问题。特别是当用热塑性粘合剂、乳状液来固定吸水性树脂和亲水性纤维等时,有不能充分发挥吸水性树脂本来所具有的吸收能力的问题。
作为缓和这样的由固定化导致的吸水性树脂的溶胀受限制的技术,已知有:将一部分包裹在体积大的无纺布内部、表面用微细纤维素纤维被覆的吸水性树脂,用网状的热熔纤维从外表面被覆,从而形成的吸收性复合体(例如参考专利文献12);将一部分包裹在体积大的无纺布内部、一部分从表面露出的吸水性树脂,用网眼不同的2层网状的热熔纤维从外表面被覆,从而形成的吸收性复合片(例如参考专利文献13)。但是,这些方法虽然可以缓和溶胀限制,但有由于进行固定化而导致的吸收特性变化的问题。作为吸水性树脂的吸收特性,有目前公知的吸收倍率、吸收速度、加压下的吸收倍率、加压下的扩散吸收倍率、溶胀凝胶的液体透过性等、以及毛细管吸收倍率这样的基于粒子间隙的毛细管力的吸收特性(例如参照专利文献14和专利文献15)。可知,以这样的毛细管吸收倍率等为首的吸水性树脂的吸收特性,受现有的固定化方法的大的影响。即,即使使用高性能的吸水性树脂,对于进行固定化而得到的吸收体的吸收特性,也多有不能反映原本的吸水性树脂的吸收特性的情况。另外,也有下述那样意思的记述,即,只要能够满足某最低限度的性能,就不需要太拘束于可使用的吸水性树脂的性能(例如参考专利文献16),在形成了吸收体的状态下,不易表现出由吸水性树脂产生的吸收特性的差异,吸收体的差别化是困难的。
也有使用粘合剂将吸收性凝胶粘合在化学性刚化了的纤维素纤维上的例子(例如参考专利文献17)。可以认为在该方法中,化学性刚化了的纤维素纤维确保了吸收性凝胶的溶胀空间,且实质上吸水性树脂之间相互分离,易于发挥原本的吸水性树脂的性能。但是,纤维之间并非被固定,不能避免吸收体中纤维的移动,其结果是产生了吸收性凝胶的移动。另外,需要将吸收性凝胶用纤维素纤维包裹来确保溶胀空间,因此需要大量使用纤维素,且溶胀空间也不能说是充分的。进而由于需要大量的粘合剂,所以溶胀限制不可避免。也有使用交联剂与基材粘合的例子(例如参考专利文献18)。在该方法中看上去好像使用没有溶胀限制这样的交联剂,并将粒子以低重量的状态配置,就可以得到防止凝胶粘连、液体透过性好的吸收性复合体。但是可以认为,在粘合中需要交联剂,由于粒子的一部分交联,而导致粒子的吸收容量低下。另外,也有表面交联度越大,负荷下的性能越提高的记述,但认为防止粘连的效果不充分。进而,由于将粒子以低重量这样的状态使用,所以作为复合体的吸收能力低。
也有不使用粘合剂而将吸水性树脂固定化在基材上的例子。例如,将正在聚合中的吸收性聚合物粒子附着在纤维质基材上,在纤维质基材上进行聚合的方法(例如参考专利文献19)。在该方法中,纤维质基材进入到聚合物粒子中,从而被牢固地固着,但在基材中难以使反应完全,残留单体、残存交联剂多。还有使某一定量以上的单体水溶液以微细粒子状担载在进行了起绒处理的无纺布上后进行聚合、热压缩的例子(例如参考专利文献20)。在该例子中,由于吸水性树脂的量多,所以作为复合体的吸收性能高,并且由于使用了无纺布,所以与纸浆相比、不易产生移动。但是,在该例子中由于是在无纺布中进行聚合,所以产生残留单体的问题。另外,还有使未聚合的单体水溶液再次浸渍在吸水性树脂中、并涂布到基材上、通过使浸渍的单体聚合而使吸水性树脂与基材粘合的例子(例如参考专利文献31),但在向基材粘合后有难以使残留单体完全聚合、从而产生大量残留单体的问题。
同样还有将吸水性树脂以浆液的形式、涂布在基材上的其他例子(例如参考专利文献21)。该情况下,通过以浆液的形式来涂布,确实提高了生产率,但需要使用价格昂贵的微原纤维(microfibril)作为分散介质,并且粘合力不是充分的。在提高了吸水性树脂比例的薄型卫生材料等的吸收性物品中,吸水性树脂的使用量增加,根据其配置位置的不同,有时在吸液后树脂溶胀、形成相当大的体积。也有下述的问题,即,吸水性树脂越被牢固固定,这种大体积导致的对身体的压迫越有增大的倾向。
也提出了下述那样的方法,即,进而在布上印制低粘度的单体水溶液的液球、然后在布状的状态下产生聚合反应、使聚合粒子间具有空隙从而抑制凝胶粘连(例如参考专利文献30)。该情况下,由于在基材上难以聚合完全,所以残留单体、短分子成分大量存在。这不仅导致不能优选作为卫生材料来使用,而且成为吸收速度降低的原因。另外,当欲在一张布的两面配置树脂、来满足单位面积所要求的吸收量时,必然需要配置550μm以上的大粒径的树脂,但在该制法中制造的表面积/体积非常小的球状·半圆状·变形球状粒子由于表面积小,所以不能获得在使用时充分的吸水速度。
另外,对于卫生材料,从穿着感的观点出发,要求除了漏液以外、潮热感也要少。目前,提出了抑制使用中的温度上升、降低潮热感的吸收性物品(例如参考专利文献22和专利文献23)。这些公报中所述的技术是在吸收体中含有绝对干燥的纸浆、大量的高吸收性聚合物、硅胶或氯化锂等具有吸湿性的材料,进而组合透湿性的背面片材而成的制品。另外,还有使用了透湿背面片材的吸收性物品(例如参考专利文献24)。是通过将具有透湿性的2张片材进行组合,使得即使在压力下、也没有液体通过该透湿背面片材渗出这样的技术。但是,在这些技术中,排泄的体液作为没有固定在纸或纸浆的纤维间中的液体而残留,因此当体液的排泄量多时,容易由没有固定的液体生成水蒸气,产生潮热感。
另外提出了:通过使用人工血液的平衡吸收溶胀后的离心保持容量和人工血液的透过速度分别在规定值以上的吸收体,来防止液体从该吸收体回返这样的生理用卫生巾(例如参考专利文献25);将体积大的纤维素纤维混合并进行抄纸而成的、具有液体最初接触的表面层和与该表面层重叠的一层以上的基底层的多层的吸收纸(例如参考专利文献26);在含有高吸收性聚合物和体积大的纤维素纤维的吸收性片材中包含亲水性的微细纤维或者亲水性的微细粉末而成的吸收性片材(例如参考专利文献27)。但是,在这些公报中,在排泄量(液体的吸收量)多的情况下,对能够显著抑制水蒸气的发生、可以显著抑制潮热感产生的吸收性物品的构成没有任何的记述。
作为抑制潮热感产生的方法,有在吸收层中使用水保持量少的纤维的方法(例如参考专利文献28)。在该方法中,潮热感的确变少,但纤维几乎没有发挥作为吸收体的作用,因此仅依赖于吸收速度慢的吸水性树脂进行吸收,吸收速度变慢。另外,由于在溶胀时纤维的膨胀少,所以容易发生凝胶粘连,难以发挥吸水性树脂的性能。
也有由于粒子的形状而对吸水性树脂的吸收能力造成影响的报道(例如专利文献29)。一般使用的吸水性树脂粒子形状不是高度细长,而是粒径约45~850μm,具有约200~370μm的质量中值粒径,但通过调节为中值粒径400~700μm这样的比较大的粒径分布,可以提高结构物的吸收能力和其中的吸水性树脂的有效能力。但是,虽然吸收能力比现有产品提高,但粒子之间的接触多、不能避免粘连的影响。另外,由于吸水性树脂的比例低,所以作为吸收体的吸收能力低。
如上述那样,对于使吸水性树脂粘合在基材上而成的复合体,现在的主流是存在残留单体问题的利用单体聚合进行的粘合、溶胀限制大的使用粘合剂进行的粘合,还没有满意的粘合方法。进而,粘合后的树脂不能处于发挥高吸收性能的状态,仅能制造出复合体的性能低的制品。即,不能得到液体的保持能力、吸收速度高、且液体的扩散性高、吸收体的稳定性高、薄型·轻量的吸收体。
专利文献1:特开2001-252307号公报
专利文献2:国际公开第98/037149号小册子
专利文献3:特开平06-057010号公报
专利文献4:国际公开第01/64153号小册子
专利文献5:特开平5-230747号公报
专利文献6:特开平10-118114号公报
专利文献7:特开平10-118115号公报
专利文献8:特开平5-31362号公报
专利文献9:特开平6-370号公报
专利文献10:特开2000-238161号公报
专利文献11:特表平10-510447号公报
专利文献12:特开2001-96654号公报
专利文献13:特开2001-171027号公报
专利文献14:特愿2002-72476号公报
专利文献15:特愿2001-375375号公报
专利文献16:特开2001-96654号公报
专利文献17:特开平10-512183号公报
专利文献18:特表平10-508528号公报
专利文献19:特开2003-11118号公报
专利文献20:特开2004-124303号公报
专利文献21:特开平11-137600号公报
专利文献22:特开平6-218007号公报
专利文献23:特开平7-132126号公报
专利文献24:特表平10-508521号公报
专利文献25:特开平7-184956号公报
专利文献26:特开平6-287886号公报
专利文献27:特开平9-156013号公报
专利文献28:特开2002-165837号公报
专利文献29:日本专利第2904791号公报
专利文献30:美国专利US2003/0205318A1
专利文献31:特开平9-239912号公报
专利文献32:特开2005-200630号公报
发明内容
本发明的目的在于提供薄型·轻量、且吸收能力·吸收速度·扩散性高的吸收体和体液吸收物品。特别地,提供适合用于纸尿布、生理用卫生巾、失禁垫等卫生用品的吸收体和体液吸收物品。特别地,提供在卫生用品中几乎没有吸收体的移动或不均匀分布、可稳定地发挥作用、并能够用最小限度的使用部件来捕获吸收液的吸收体和体液吸收物品。进而,提供可以节约在卫生用品中通常使用的纸浆等的资源、对环境有益的吸收体和体液吸收物。
为了完成上述课题,进行了深入研究,结果发现,作为吸收体,通过使用将基材与吸水性树脂粒子复合化、并将基材与吸水性树脂粒子以特定的重量比和特定的配置结合而成的吸收性复合体,能够以少的吸水性树脂量发挥高的吸收能力、并可以减少其它使用部件的使用量,从而完成了本发明。
即,以下那样的吸收性复合体、该吸收性复合体的制造方法、该吸收性复合体的制造装置。
即,一种吸收性复合体,是由基材与吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体,满足以下的条件(1)~(4):
(1)相对于上述基材与吸水性树脂的合计重量,吸水性树脂的重量比例为65~99重量%、
(2)与上述基材直接粘合的吸水性树脂粒子是全部吸水性树脂粒子的50重量%以上、
(3)上述吸水性树脂粒子的平均吸收倍率为50g/g以上、
(4)上述吸水性树脂中的残留单体为200ppm以下。
一种吸收性复合体的制造方法,是由基材与吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体的制造方法,在使基材和/或吸水性树脂吸水后、在使基材与吸水性树脂粒子接触的状态下进行脱水干燥。
一种吸收性复合体的制造装置,是由基材与吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体的制造装置,其具有基材的输出部、用于使树脂粒子向基材粘合的转筒、向上述转筒供给树脂粒子的树脂粒子供给部、用于将粘合了树脂粒子的基材进行脱水干燥的干燥部、向基材和/或树脂粒子供给规定量的水分的水分供给部,并具有下述(1)、(2)的特征:
(1)在上述转筒的表面上具有多数的坑洼、
(2)在上述各坑洼的底部具有可从上述转筒内部喷出气体的通气口。
本发明是在基材上固定有很多吸水性树脂粒子的一体型的吸收性复合体,利用该复合体可以提供液体的扩散性高、且液体的保持能力也高的薄型吸收体。通过在卫生材料等的体液吸收物品中使用这样的吸收体,可以将卫生材料的制造工艺简单化,同时可以有效使用吸水性树脂,从而能够减少在吸收体中使用的吸水性树脂、纸·布等的部件。其结果是可以提供迄今所没有的薄型轻量的卫生材料等的体液吸收物品。
具体实施方式
以下详细地说明本发明。
1.本发明的吸收性复合体的结构·性能的概要
在本发明中,将吸水性树脂与基材组合而成的复合体称为吸收性复合体。此时,该复合体是50重量%以上的吸水性树脂粒子与基材直接粘合、树脂粒子的位置变化少的复合体。因此,所说的基材是能够维持片状形状的基材。有时优选在该吸收性复合体中混合纸浆等的短纤维或其它片状材料、来调节作为吸收体的性能。
在本发明中,当吸水性树脂粒子是比较大的粒子(粒子粒径为550μm~2100μm)[以后,简称为大粒子]时,使用该粒子的吸收性复合体的单位面积的吸收倍率高,吸收速度也变为可以作为卫生材料使用的数值,因此是优选的。大粒子的吸收速度慢,从而难以在通常用于卫生材料的吸收性物品中使用,但当与构成基材的纤维直接粘合时,在大粒子内部的流通液体可以流通过该粘合纤维,另外,伴随着纤维与水的接触而发生的纤维的形态变化,有时也对粘合着的大粒子施加一定的力,大粒子的吸收速度显著提高,可以用作卫生材料用的吸收性物品的构成成分。
另外,当在基材上配置树脂粒子时,如果不能确保对基材的平面在水平方向上的溶胀空间,则溶胀树脂粒子之间相撞、相互阻碍溶胀,从而在复合体中不能充分发挥树脂的性能,因此优选将至少一面的大粒子的面积填充率维持在1~30%的低值。在该情况下,更优选以避免粒子之间的接触这样的方式来配置,进而优选以一定的间隔来配置吸水性树脂。另外,优选将吸水性树脂粒子以不重合的方式配置成一层。进而,优选在两面侧配置大粒子、且两面侧的大粒子的面积填充率都在1~30%的范围。在该复合体中即使混合存在比较小的粒子,其也仅在大粒子的下部溶胀,对大粒子的溶胀的阻碍不是很大,因此可以使小粒子混合存在、将吸收速度调节至吸收体所要求的速度,从而是优选的。当使该比较小的吸水性树脂粒子混合存在、调节吸收速度时,总表面积系数(后面进行详细说明)调节至0.3~3的范围,这可使复合体的吸收倍率与吸收速度的平衡变得良好,因此是优选的。
另外,为了发挥作为卫生材料的性能,要求比较高的吸收倍率,因此相对于吸水性树脂与基材的合计重量,吸水性树脂的重量比例为65~99重量%是必要的。
即使这样的高的重量比例,也不产生凝胶粘连,其原因是由于使用的树脂粒子的50重量%以上粘合在基材上,树脂粒子间的空隙保持在一定的程度。作为该树脂粒子的粘合率,优选为60重量%以上,更优选70重量%以上,进而优选90重量%以上,最优选95%重量以上。当吸水性树脂粒子粘合在基材上时,可以防止搬运时或液体吸收时吸水性树脂粒子的移动,因此是优选的。
对用于将吸水性树脂粒子直接粘合在基材上的粘合方法没有特别限定,优选以基材纤维的一部分插入吸水性树脂中的方式来粘合。优选直接粘合的吸水性树脂粒子中的50重量%以上个数的吸水性树脂粒子、以纤维的一部分插入吸水性树脂中的状态进行粘合,更优选70重量%以上、进而优选90重量%以上、最优选95重量%以上的吸水性树脂以该方式粘合。如果以纤维的一部分插入吸水性树脂中的状态进行粘合,则在吸水性树脂吸收液体时纤维形成水通路,吸收速度提高、同时树脂粒子在加压下的吸收倍率也增加,因此是优选的。
另一方面,通过仅使用大粒子、增多单位面积的树脂量,作为复合体还不能发挥高的吸收倍率,同时还需要该树脂粒子的吸收倍率也是高的。即,使用的吸水性树脂粒子的平均吸收倍率为50g/g以上是必要的。具有这样高的吸收倍率的吸水性树脂粒子通常容易产生凝胶粘连,且容易受到由树脂粒子之间相撞所导致的溶胀阻碍的影响,因此即使在树脂比例超过50重量%这样的高树脂比例复合体中使用,也不能形成满足各种性能的吸收性复合体。因此,至今不得不使用表面、内部的交联度高的、在加压下吸收能力高的、硬的低吸收倍率树脂粒子。在本发明中,由于通过吸水性树脂粒子的配置而避免了凝胶粘连,且根据情况在树脂中具有水通路,所以即使使用吸收倍率高的软的树脂粒子,也可以发挥高加压下吸收能力。作为结果,形成了在不加压下、或在加压下都具有高的吸收能力的吸收性复合体。
进而本发明的吸收性复合体具有高的液体扩散性、可以使全部的吸水性树脂的吸收性能得到发挥,因此未使用多余的吸水性树脂,能够将吸收性复合体轻量化。为了提高复合体的吸收倍率,优选增加高吸收性能树脂的使用比例,另外,优选该高吸收性能树脂的吸收倍率也进一步高的树脂。
如在(社)日本卫生材料工业联合会的吸水性树脂的自定标准中规定的那样,要求降低残留单体的量,而本发明的吸收性复合体的特征之一是将吸水性树脂中的该残留单体减少至200ppm以下这样显著低的数值。这对于在一般的基材与树脂的直接粘合法中使用的树脂在基材上聚合的方法,是难以达到的值。这样的低残留单体的量可以通过使用下述那样的树脂作为复合体用吸水性树脂来实现,所述树脂是将使用的吸水性树脂预先进行聚合而形成的规定的低残留单体状态的树脂。
2.关于粘合
在本发明中,当使用吸收性复合体时,优选全部吸水性树脂粒子的60重量%以上粘合在基材上,更优选70重量%以上,进而优选90重量%以上,最优选99重量%以上。
在本发明中,所谓基材与吸水性树脂粒子粘合,是指吸水性树脂粒子在基材上固定化、基材与吸水性树脂粒子的位置关系实质上不变化的状态。具体来说是指,手持吸收性复合体的端部进行固定,将粘合粒子存在的面向下,以20cm的幅度、用1秒内往返2次的速度振摇1分钟,未脱落的粒子粘合着的状态。
如果基材与吸水性树脂粒子的位置关系不变化,则不会因使用前的搬运等而导致吸收性复合体的性能变化,另外从重复吸液的观点考虑也是优选的。
粘合的粒子的比例是通过用镊子等将粘合的粒子强行剥下、并测定重量来求得的。
另外,在本发明中,在使用吸收性复合体时,全部吸水性树脂粒子的50重量%以上直接粘合在基材上。优选60重量%以上,更优选70重量%以上,进而优选90重量%以上,最优选99重量%以上直接粘合。
这里,所谓直接粘合是指不利用粘合剂等的除基材、吸水性树脂粒子或源于它们的成分以外的成分而进行的粘合。但是,以不产生溶胀限制的程度来并用粘合剂的情况,也包含在直接粘合中。
直接粘合的粒子的比例,是通过在溶解粘合剂的溶剂中将吸收性复合体浸渍1小时后、再测定粘合的吸水性树脂粒子的量来求得的。
对直接粘合的方法没有特别地限定,可以是利用基材与吸水性树脂粒子的化学结合进行的粘合、利用物理性相互作用进行的粘合、以纤维进入到吸水性树脂中的状态进行的粘合等。
其中,优选以纤维进入到吸水性树脂中的状态进行的粘合。更具体地,优选全部吸水性树脂粒子的50重量%以上以纤维插入到吸水性树脂中的状态进行粘合。优选60重量%以上、更优选70重量%以上、进而优选90重量%以上的粒子以该状态粘合。
所谓在吸水性树脂中插入纤维的状态,表示基材中的纤维在吸水性树脂基质中存在的状态。对插入的纤维的形状、长度没有特别地限定。当以该状态粘合时,可以通过纤维在吸水性树脂中进入水,因此可以在吸收量、吸收速度方面发挥优异的性能。是否以纤维插入到吸水性树脂中的状态粘合,可以通过用电子显微镜来确认。任意抽取30个粘合着的粒子、并剥离,进行电子显微镜观察,可以确定比例。
在本发明中,只要全部吸水性树脂粒子的50重量%以上与基材直接粘合即可,对于剩余的吸水性树脂粒子的粘合方法没有特别地限定。
但是,不进行利用了粘合剂的粘合,这从防止液体吸收时的溶胀受限制的观点考虑是优选的。当使用粘合剂时,有阻碍吸水性树脂溶胀的可能性,因此不是优选的。所谓粘合剂,例如有热塑性的纤维或聚合物、乳液粘合剂、热熔粘合剂等。
被粘合的大粒子优选按照下述的树脂面积填充率为1~30%那样来配置。如果按照大粒子在吸收假定的液体量时不相互接触那样来配置并进行粘合,则大粒子易于发挥吸收性能,从而是优选的。另外,大粒子可以仅粘合在基材的一面上,也可以粘合在基材的两面上。当粘合在两面上时,单位面积的吸收量变大,因此是优选的。
3.关于吸水性树脂的重量比例
在本发明中,所谓吸水性树脂的重量比例,表示吸水性树脂的重量相对于基材与吸水性树脂的合计重量的比例,具体由(式1)那样来决定。
(式1)
树脂的重量比例(重量%)=A/B×100
其中,将吸收性复合体中的吸水性树脂重量记作A(g)、将基材与吸水性树脂的合计重量记作B(g)。
在使用吸收性复合体时,树脂的重量比例为65重量%~99重量%是必须的,优选为70重量%~99%重量%、更优选80重量%~99%重量%。重量比例越高,作为复合体的总吸收量变得越高,因此是优选的。吸水性树脂的重量是在剥离了全部粒子的状态下进行测定的。
3.关于树脂面积填充率
在本发明中,粒径为550μm~2100μm的吸水性树脂粒子(即,大粒子)的树脂面积填充率,是表示当吸水性树脂粒子吸收液体时粒子之间接触的容易性的指标。在本发明中,大粒子的树脂面积填充率如以下那样来测定。
利用光学显微镜或者电子显微镜对吸收性复合体的表面的照片进行测定。此时,按照能够在下述状态下进行摄影那样来选择测定条件、倍数,所述状态是能够区分吸水性树脂和基材、能够在1张照片中摄入10个以上粒径为550μm~2100μm的吸水性树脂粒子(即,大粒子)。对照片进行放大拷贝,将吸水性树脂粒子部分与基材部分切割分开,从该吸水性树脂粒子部分中选择大粒子。这里,作为选择方法,使用以下的方法。
根据照片的倍率、放大拷贝的倍率进行计算、来准备在复合体上相当于边长为500μm的正方形的纸。同样准备相当于边长为2500μm的正方形的纸。在将吸水性树脂粒子的拷贝重合在这些正方形的纸上时,去除完全落在500μm正方形的内部的粒子、以及从2500μm的正方形中超出一部分的粒子,将其作为大粒子。
将上述那样选择的相当于大粒子的部分的拷贝剪下,测定其重量,并且测定整个放大拷贝的重量,按照下面的(式2)计算大粒子的树脂面积填充率。对吸收性复合体的任意地方进行摄影,拍摄5处以上,将其平均值作为面积填充率。当在基材的两面上粘合吸水性树脂粒子时,分别对各面进行测定。
(式2)
树脂面积填充率(%)=相当于大粒子部分的重量/全体重量×100
在使用吸收性复合体时,树脂面积填充率优选为1~30(%)、更优选2~25、进而优选3~20。如果面积填充率过高,则在吸水性树脂粒子溶胀时,吸水性树脂粒子之间相互接触,产生粘连,不能充分发挥吸水性树脂的能力,因此不是优选的。另外,如果树脂面积填充率过低,则吸收性复合体的单位面积的吸收量变少,因此不是优选的。
4.关于总表面积系数
本发明中的总表面积系数是表示每单位面积吸收性复合体的吸水性树脂粒子的表面积的指标。总表面积系数越大,吸收性复合体的吸收速度变得越快,因此是优选的。
总表面积系数优选为0.1~3左右,对于要求在初期(使用后1分钟以内)具有特别快的吸收的情况,优选在使用吸收性复合体时该总表面积系数为0.3~3,更优选0.4~3,进而优选0.5~3。
本发明中的总表面积系数可以通过回收在吸收性复合体中使用的吸水性树脂粒子、将其分成各种规定的粒径、并测定每种粒径的粒子重量、体积比重、由(式3)来求得。
Wr表示粒径为r(cm)的吸水性树脂粒子的合计重量(g)
Cr表示粒径为r(cm)的吸水性树脂粒子的体积比重(g/cm2)
S表示吸收性复合体的面积(cm2)
吸水性树脂粒子的粒径和体积比重,是通过从吸收性复合体中取出吸水性树脂粒子(对于粘合了的粒子是进行剥离)进行回收来测定的,但是在此时纤维等附着在吸水性树脂粒子表面的情况下,要去除纤维进行测定。对于纤维浸入到吸水性树脂粒子中的情况,切除粒子表面的纤维进行测定。当在吸水性树脂粒子表面涂布粘合剂等时,使用吸水性树脂不能吸收的溶剂,来除去粘合剂。
这里,吸水性树脂粒子的粒径通过使用筛孔为106μm、212μm、300μm、425μm、500μm、600μm、710μm、850μm、1000μm、1180μm、1400μm、1700μm、2500μm的筛子进行筛分来求得。在本发明中,将能够通过的筛子的筛孔与不能通过的筛子的筛孔的中间值作为粒径。并且,对于能够通过106μm的筛子的粒子,将其粒径定为53μm,对于残留在2500μm筛子上的粒子,将其粒径定为2700μm。通过该操作,分类为53μm、159μm、256μm、362.5μm、462.5μm、550μm、655μm、780μm、925μm、1090μm、1290μm、1550μm、1850μm、2100μm、2700μm的粒径。
另外,吸水性树脂粒子的体积比重通过使用2cm3的容量瓶量取2cm3的吸水性树脂、测定其重量、并将该重量除以2来求得。测定进行5次,取平均值。体积比重是基于筛分后的各个粒径进行测定的。
5.关于吸水性树脂粒子
(吸水性树脂)
首先,对在本发明中构成吸水性树脂粒子的吸水性树脂进行说明。
在本发明中,作为吸水性树脂,优选相对于吸水性树脂的重量的残留单体浓度为200ppm以下,更优选100ppm以下,进而优选50ppm以下,最优选10ppm以下。当残留单体多时,液体吸收时的溶出成分多,在性能上不是优选的。
可以通过在吸收性复合体制造时或者完成后进行加热处理、使聚合完全,来减少残留单体,与基材接触前的吸水性树脂的残留单体浓度优选为5%以下,更优选1%以下,进而优选0.1%以下,最优选0.05%以下。如果使用残留单体多的状态的吸水性树脂作为起始材料,则在制造复合体时很难使该残留单体的聚合反应完全,最终残留单体易于大量残存,因此不是优选的。另外,根据反应的方法的不同,有时会损害基材的手感,从而不是优选的。
由此,在本发明中,作为吸水性树脂,优选使用在用水溶液聚合法聚合后、用包括破碎工序的制法制成的不定形粒状的树脂和/或用反相悬浮聚合法制造的粒子。
残留单体的量可以使用以下那样的方法进行定量。
将吸水性树脂加入到相当于250倍树脂重量的0.9%生理食盐水中,在常温下一边搅拌、一边进行6小时左右的萃取,然后过滤。使用液相色谱法对滤液进行定量。
在本发明中,对吸水性树脂的种类没有特别地限定,可以使用任何种类的吸水性树脂。优选在侧链具有酸基的吸水性树脂,进而优选在侧链具有羧酸基的树脂。优选酸基中的50%以上以盐的形式被中和,进而优选酸基中的50%以上以铵盐的形式被中和。侧链具有酸基的吸水性树脂在液体吸收时产生酸基之间的静电排斥、吸收速度变快,因此是优选的。如果酸基被中和,则由于渗透压而使液体被吸收至吸水性树脂的内部,因此是优选的。如果以铵盐的形式被中和,则由于铵盐对水的亲和性高、吸收量变多,因此是优选的。
作为吸水性树脂的种类,已知有聚丙烯酸部分中和物交联体(例如参考特开昭55-84304号公报)、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解物(例如参考特公昭49-43395号公报)、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的中和物(例如参考特开昭51-125468号公报)、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化物(例如参考特开昭52-14689号公报)、丙烯腈共聚物或者丙烯酰胺共聚物的水解物(例如参考特公昭53-15959号公报)、聚谷氨酸盐(例如参考特开2003-192794号公报)等多种。
从吸收性能、成本等的观点出发,优选通常用于卫生材料用途的聚丙烯酸盐共聚物、聚丙烯酸部分中和物交联体。
以下,对作为所使用的吸水性树脂的优选例子的聚丙烯酸交联体及其制造方法进行说明。
在聚丙烯酸交联体中,聚合物分子链中的重复单元优选50mol%以上是含有羧基的单元。更优选80mol%以上,进而优选90mol%以上。当重复单元中的含有羧基的单元为50mol%以下时,发现吸收性能低下,因此不是优选的。
聚合物分子链中的羧基优选被部分中和,作为盐,可以列举钠、钾、锂等的碱金属、铵等的含氮碱性物。优选50%以上的羧基被中和,进而优选70%以上被中和。作为盐的种类,优选被包括氨的至少1种以上进行部分中和,最优选单独被氨进行部分中和。从吸收性能的观点出发,优选聚合物分子链中的羧基中和盐的50mol%以上是铵盐,更优选70mol%以上,进而优选90mol%以上,最优选全部以铵盐的形式被中和。当铵盐的比例高时,在吸收倍率、与基材的粘合性方面是优选的。并且,吸水性树脂中的铵盐的比例可以通过求出吸水性树脂中全部氮原子的量来进行计算。吸水性树脂中全部氮原子的量可以通过凯氏定氮法(Kjeldahl method)来求得。
作为构成吸水性树脂的单体,可以列举(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、马来酸、巴豆酸、富马酸、山梨酸、桂皮酸、它们的酸酐、不饱和羧酸单体的中和盐,优选使用(甲基)丙烯酸的中和盐。中和盐的种类优选锂、钠、钾等的碱金属盐、铵等的含氮碱性物质。也可以与其他的单体进行共聚合,可以共聚合的不饱和单体可以使用(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、马来酸、巴豆酸、山梨酸、桂皮酸、它们的酸酐、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基甲苯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸、2-羟乙基丙烯酰磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酰磷酸酯、苯基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯、乙烯基磷酸等的阴离子性不饱和单体和其盐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(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2-羟丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吡咯烷等的非离子性的含有亲水性基团的不饱和单体,另外,也可以使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯等那样的、通过聚合后官能团的水解来形成吸水性树脂的亲水性单体。另外,作为可并用的疏水性单体,可以列举苯乙烯、氯乙烯、丁二烯、异丁烯、乙烯、丙烯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等,在这些化合物中可以添加1种、或者2种以上。
在单体中也可以共存交联剂,可以列举使用缩合型交联剂作为交联剂、来与树脂中的官能团反应进行交联的方法,通过使用聚合性交联剂来与不饱和单体共聚合进行交联的方法,通过对树脂照射电子束或放射线进行交联的方法等,优选使用缩合型交联的方法,更优选在可与树脂的官能团反应的缩合型交联剂的共存下、将聚合性的交联剂与不饱和单体共聚合的方法。
作为缩合型交联剂,可以列举乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、(聚)甘油多缩水甘油醚、双甘油多缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚等的缩水甘油醚化合物;(聚)甘油、(聚)乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、聚乙二醇、三甘醇、四甘醇、二乙醇胺、三乙醇胺等的多元醇类;乙二胺、哌嗪、聚乙烯亚胺、1,6-己二胺等的多元胺类;锌、钙、镁、铝等的多价离子等,这些交联剂也可以使用2种以上。
作为不饱和单体聚合性的交联剂,可以列举二甘醇二丙烯酸酯、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基缩水甘油基醚、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯、双酚二丙烯酸酯、异氰脲酸二丙烯酸酯、四烯丙氧基乙烷、二烯丙基氧基乙酸盐等,这些交联剂也可以使用2种以上。
单体溶液的溶剂只要是溶解性优异的溶剂即可,没有特别地限定。特别优选是单独的水,也可以将乙醇、甲醇、丙酮等的亲水性溶剂单独或者多种混合来使用。另外,根据需要还可以添加氯化钠等的盐类、为了控制pH而添加的氨等的碱性化合物,在反相悬浮聚合时还可以添加悬浮剂。
对不饱和单体的聚合方法没有特别地限定,可以使用水溶液聚合、反相悬浮聚合、反相乳液聚合、喷雾聚合、带式(belt)聚合等一般被广泛应用的方法。对聚合引发方法也没有特别地限定,也可以进行由自由基聚合引发剂引起的聚合、由放射线、电子束等的照射引起的聚合、由光敏剂引起的紫外线聚合。作为在上述自由基聚合中使用的引发剂,可以列举例如,过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等的过硫酸盐;过氧化氢;氢过氧化枯烯、过氧化氢叔丁基、过乙酸等的有机氧化物、等公知的引发剂。当使用氧化性自由基聚合引发剂时,也可以将L-抗坏血酸、雕白粉(Rongalit)等的还原剂并用。
优选在引发聚合前预先进行单体溶液中的脱氧操作。作为具体的方法,可以列举通过吹入充分时间的惰性气体而引起的起泡等、来将溶解存在的氧去除的方法。另外,优选将反应器内的气氛置换为氮气、氦气等的惰性气体。反应器内可以是减压、常压、加压的任意一种状态。聚合引发温度优选在通常在0~100℃的范围。更优选20~70℃的范围。如果引发温度过高,则在添加引发剂前就产生了由热导致的聚合,从而不是优选的,另外,当引发温度过低时,在引发反应时过度花费时间,因此不是优选的。反应中的反应器内的温度可以任其自然、也可以通过从外部冷却或者加热进行温度控制。对聚合中的升温速度或最高温度没有特别限制,即使最高温度超过100℃也没有问题。聚合时的最高温度通常为20~140℃,优选为40~120℃的范围。单体溶液的浓度优选为10~80%、更优选30~70%。当浓度过浓时,反应容易失去控制,因此不是优选的。当浓度过稀时,反应过于花费时间,且对于之后的干燥工序也有负担,因此不是优选的。聚合时间优选设定在反应溶液的产热停止的时间附近。作为聚合后的后工序,存在有干燥工序、后交联工序等的加热工序,因此即使在反应溶液的产热停止前终止聚合也没有关系。另外,产热结束后,也可以进行数小时的加热、保温。
当上述聚合后所得到的聚合物为含水凝胶时,将其进行干燥。对该干燥方法没有特别地限定,优选使用例如共沸脱水、流动干燥、热风干燥、真空干燥等,特别优选热风干燥、真空干燥。干燥至含水率为30重量%以下、优选10重量%以下。对于任何一种形式的含水凝胶都可以进行干燥,优选进行粗粉碎、增加表面积后进行干燥。干燥温度优选在70℃~180℃的范围、更优选100~140℃。
干燥后的聚合物根据需要通过粉碎或分级等的操作来调节粒径。对于聚丙烯酸交联体,也可以将控制为规定粒径的干燥后的聚合物进行加热。在该加热处理时,优选预先使所使用的具有2个以上可与羧基反应的官能团的化合物共存。对于具有2个以上可与羧基反应的官能团的化合物,可以在聚合前添加,也可以加入到热处理前的粒子中。当在热处理前加入时,优选将其溶解在水、醇类、醚类等的亲水性溶剂中,并散布在表面。对加热处理的温度没有特别地限定,优选在120~250℃的范围。更优选150~240℃、进而优选170~230℃。加热处理可以在干燥结束后连续在相同装置内进行加热,也可以作为与干燥工序相独立的工序来进行。
上述加热处理可以使用通常的干燥机、加热炉,可以列举例如沟型混合干燥机、旋转干燥机、盘式干燥机、流化床干燥机、气流型干燥机、红外线干燥机等。
在吸水性树脂中,根据需要也可以添加除臭剂、香料、各种无机粉末、发泡剂、颜料、染料、抗菌剂、亲水性短纤维、增塑剂、粘合剂、表面活性剂、肥料、氧化剂、还原剂、鳌合剂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、水、盐类等。
作为上述无机粉末,可以列举例如,对水以及亲水性有机溶剂是惰性的各种无机化合物的微粒、粘土矿物的微粒等。特别地,作为无机粉末,优选对水具有适当的亲合性、且不溶于或难溶于水的无机粉末,可以列举例如二氧化硅、氧化钛等的金属氧化物、天然沸石、合成沸石等的硅酸(盐)、高岭土、滑石、粘土、膨润土等。
上述无机粉末的使用量通常相对于100重量份的吸水性树脂为0.001~10重量份、优选0.01~5重量份。对吸水性树脂与无机粉末的混合方法没有特别地限定,可以用干式混合法、湿式混合法等进行。
(粒子形状)
吸水性树脂粒子的形状可以是任意的形状,可以列举在吸收性组合物中广泛使用的球形粒状、不定形粒状、粒子凝聚粒状、短纤维状、长纤维状、片状等。也可以是不定形破碎状、粒子凝聚体状(例如葡萄的簇状)、鳞片状、颗粒状。优选粒子凝聚粒状、球形粒状、不定形粒状。
但是,对于作为大粒子使用的吸水性树脂,优选在用水溶液聚合法聚合后、用包括破碎工序的制法制成的不定形粒状的树脂和/或用反相悬浮聚合法制造的粒子凝聚体。在球状粒子的情况下,即使伴随基材的复合化效果会产生吸收速度的提高,但由于其超低比表面积也难以表现出满足作为卫生材料的吸收速度。
(表面附近的盐浓度)
向基材上粘合前的吸水性树脂粒子,其表面附近的盐浓度(以下称作“表面盐浓度”)优选为50mol%以上,更优选60mol%以上,进而优选70mol%以上,最优选80mol%以上。如果向基材上粘合前的表面盐浓度过于低,则粒子的粘合性下降。
对最终的粘合在基材上后的吸收性复合体中吸水性树脂粒子的表面盐浓度,没有特别地限定,优选90mol%以下,更优选80mol%以下,进一步优选60mol%以下。最终复合体中的吸水性树脂粒子的表面盐浓度低的一方,即使在暴露于湿润空气下时、也不易发粘,因此是有利的。另外,即使在吸收水溶液后进行溶胀时产生粒子之间的接触,也能将吸收性复合体中的水溶液扩散性维持在高的状态,因此是非常优选的。为了维持高的吸收倍率,需要提高吸水性树脂粒子全体的盐浓度,但为了维持高的复合体中的液体扩散性,期望降低表面附近的盐浓度。即,优选仅降低表面盐浓度、而提高内部的盐浓度。具体来说,优选表面盐浓度与树脂中心部的盐浓度相比低10mol%以上、更优选低20mol%以上、进而优选低30mol%以上。并且,所谓表面附近是指从表面沿深度方向约为1μm厚度的外层部。表面附近的盐浓度的调节,通过与向基材上的粘合同时进行,能够以高的水平使粘合力与吸收力平衡,因此是优选的。
吸水性树脂通常含有羧基或磺酸基等的酸基及其中和盐、氨基等的碱性基团及其中和盐等,吸水性树脂粒子的表面盐浓度表示吸水性树脂粒子表面部分被中和的基团的比例。在本发明中,树脂粒子表面附近的盐浓度通过作为红外吸光分析法之一的显微ATR法进行测定来求得。在该ATR法中,通常可以得到表层的深度为1μm的结构信息,因此树脂粒子表面中和率的测定可以通过显微ATR法直接测定表面。对于内部部分,通过使用超薄切片机(Reichert制ULTRACUTN)割断树脂、暴露出中心部后,利用显微ATR法进行测定。测定装置使用Bio-Rad社制的FTS-575。
以下,以聚丙烯酸系吸水性树脂作为例子进行说明。作为规定羧酸与羧酸盐的组成比的指标,计算1695cm-1(羧酸νC=O基线为1774~1616cm-1)与1558cm-1(羧酸盐νCOO-基线为1616~1500cm-1)的峰面积比(1695/1558cm-1),另外,将10mol%、30mol%、50mol%、70mol%、90mol%、100mol%氨中和的部分交联聚丙烯酸作为标准样品来测定,利用制成的标准曲线求得组成比。
(表面强度)
向基材上粘合前的吸水性树脂粒子优选其表面强度为0.1~5.5N,更优选0.1~5N,进而优选0.2~4N,最优选0.2~3N。表面强度是表示粒子表面变形的容易性的参数。当将以特定倍率吸收而溶胀了的吸水性树脂粒子放入容器中、并施加负荷时,凝胶按照填埋在容器内空出空隙所填充的吸水性树脂粒子的间隙那样进行移动、变形。表面强度是进行了吸收的吸水性树脂粒子形成实际体积时的弹性模量,因此意味着凝胶粒子间相互作用的大小或表面变形的容易性。所谓表面强度大是表示吸水性树脂粒子不易变形。所谓不易变形,是指相对于吸水性树脂粒子吸收、溶胀的反作用力很强,进而会使吸收容量降低。另外,如果表面不易变形,则树脂与基材的粘合面变小,容易发生粒子从复合体的脱离,因此不是优选的。本发明的吸水性树脂粒子的表面强度如下述那样来求得。
装置:岛津オ一トグラフAG-1
样品:精密称取0.10g的吸水性树脂粒子,将其均匀放入在底面贴附了孔径为75μm的尼龙片材的内径为20.5mm、高度为50mm的圆筒容器的底部。准备50φ的皮氏培养皿,加入0.90g的生理食盐水,将装入了吸水性树脂粒子的圆筒容器在其中静置,进行1小时的吸收溶胀。
测定:使用1kN的测力传感器(load cell),安装直径为19.7mm的圆柱轴。测定范围设定为0.2kN,按照使从在测力传感器上不施加负荷的高度开始降落的速度为0.6mm/分钟那样的一定的速度下降那样来进行设定。经时地记录在测力传感器上所施加的压力。这里,所谓表面强度表示形成实际体积时的负荷(N)。吸水性树脂粒子的实际体积是利用生理食盐水的比重1.010g/cm3和吸水性树脂粒子的比重来计算的。
(吸收倍率)
另外,在本发明中,复合体中的吸水性树脂粒子的平均吸收倍率为50g/g以上是必要的。更优选为60g/g以上,进而优选70g/g以上。
另外,本发明中的吸水性树脂粒子,吸水性树脂在0.8psi负荷下的加压下吸收倍率优选为20g/g以上,更优选为25g/g以上,最优选30g/g以上。吸水性树脂粒子的吸收倍率越高,越能减少所使用的吸水性树脂粒子的量,因此是优选的。
在本发明中,所谓吸水性树脂粒子的吸收倍率,是指吸水性树脂粒子在不施加负荷的状态下、能够自由溶胀吸收0.9%生理食盐水的量。吸水性树脂粒子的吸收倍率用下述那样的方法来测定。
在无纺布制的T-bag(60×40mm)中均匀地放入0.05g的吸水性树脂粒子,将其浸渍在23℃的0.9%生理食盐水中。在180分钟后取出袋子,将T-bag的角固定、在倾斜的状态下悬挂10分钟进行除水后,测定重量。在不使用吸水性树脂粒子的情况下进行同样的操作,测定重量来作为空白。根据(式4)算出吸收倍率。测定进行3次,将平均值作为吸收倍率。
(式4)
吸水性树脂粒子的吸收倍率(g/g)={(吸收后的T-bag的重量)-(吸收后的空白的T-bag的重量)-(吸水性树脂粒子的重量)}/(吸水性树脂粒子的重量)
本发明的吸水性树脂粒子在加压下的吸收倍率通过以下的方法来测定。在内径为25mm、高度为30mm、且在底部具有250目的尼龙无纺布的丙烯酸树脂制圆筒中装入0.02g吸水性树脂粒子,并放入可在圆筒中顺畅活动的圆柱体(cylinder),作为测定装置来测定重量。在测定装置的圆柱体上部施加相当于0.8psi的278.33g的载重作为负荷,将其放入内径为120mm的皮氏培养皿中,所述皮氏培养皿装入了60g的0.9%生理食盐水。60分钟后取出,在kimtowel(キムタオル)上静置3秒进行除水,测定取下负荷后的装置的重量,根据(式5)算出加压下的吸收倍率。
(式5)
吸水性树脂粒子在负荷下的吸收倍率(g/g)=(吸收后的装置的重量(g)-吸收前的装置的重量(g))/(吸水性树脂粒子的重量)
由吸收倍率为70g/g以上、在0.8psi负荷下的吸收倍率为20g/g以上的树脂粒子构成的、抗拉断裂强度为0.6(N/20mm)以上的吸收性复合体,在加压下、不加压下都显示优异的吸收特性,因此优选用于纸尿布等的卫生材料用途。此时,吸收性复合体优选由吸水性树脂粒子与纸和/或布来构成,为了使吸水性树脂粒子之间不发生粘连,进而优选吸水性树脂粒子之间处于分离的状态。最优选90%重量以上的吸水性树脂粒子粘合在纸和/或布上。不加压的吸收倍率为70g/g以上、在0.8psi负荷下的吸收倍率为20g/g以上的吸水性树脂粒子可以使用以下那样的方法来得到。可以通过将下述不饱和羧酸单体进行聚合来得到,所述不饱和羧酸单体是70%以上为丙烯酸、进而羧基中的50%以上作为铵盐被中和、合计有70%以上的羧基被中和的不饱和羧酸单体。此时,使用下述那样的单体,即,相对于全部单体成分、含有0.0005~0.1摩尔%作为交联剂发挥作用的、在1分子中具有2个以上不饱和基团的化合物的单体。可以在聚合前或者聚合后的任一工序中使用0.1~3重量份的具有2个以上可与羧基反应的官能团的化合物。使用氧化还原系引发剂进行自由基聚合,作为自由基聚合引发剂,以相对于不饱和单体的量为0.005~0.5摩尔%的量来使用。还原剂以相对于1摩尔单体为0.0001~1g的量来使用。根据需要,在满足以下的(式6)的加热条件下进行加热。与单独用吸水性树脂粒子进行该加热相比,优选在制造吸收性复合体的同时进行该加热。
(式6)
Y=-1.6X+345
其中,Y是加热时间(分钟),X是加热温度(℃)
用这样的方法得到的吸水性树脂粒子容易发生粘连,因此当采用过去进行的、使吸水性树脂粒子之间相互粘附这样的评价方法进行评价时,特别是对于吸水速度、加压下的吸收性能,得到差的结果。但是,对于假定了吸收性复合体中树脂粒子的状态的上述本发明中的测定方法,由于能够发挥吸水性树脂粒子的性能,所以在不加压下或加压下,在吸水速度方面都显示优异的吸收能力。
(粒径)
另外,本发明中使用的吸水性树脂粒子的重均粒径优选为100~2700μm,更优选100~2100μm,进而优选200~2100μm,最优选200~1400μm。当平均粒径过于小时,在吸水性能方面不是优选的。另外,当过于大时,难以将总表面积系数控制在规定的范围。
在本发明中,吸水性树脂粒子的粒径通过使用筛孔为106μm、212μm、300μm、425μm、500μm、600μm、710μm、850μm、1000μm、1180μm、1400μm、1700μm、2500μm的筛子进行筛分来求得。在本发明中,将可通过的筛子的筛孔与不能通过的筛子的筛孔的中间值作为粒径。并且,对于可通过106μm的筛子的粒子,将其粒径记作53μm,对于残留在2500μm的筛子上的粒子,将其粒径记作2700μm。通过该操作,可以分类为53μm、159μm、256μm、362.5μm、462.5μm、550μm、655μm、780μm、925μm、1090μm、1290μm、1550μm、1850μm、2100μm、2700μm的粒径。
另外,本发明的复合体中的吸水性树脂粒子,优选可通过筛孔为300μm筛子的粒子为50%以下,更优选40%以下。优选不能通过筛孔为3000μm筛子的粒子为10%以下,更优选5%以下。
本发明的吸收性复合体中的吸水性树脂粒子粒径分布的状况与吸收性复合体的吸收性能有很大的关系。例如,平均粒径越小,吸收速度越有升高的倾向,平均粒径越大,相对于基材向垂直方向的溶胀越大,可以提高单位面积的吸收量。另外,当放置相同重量的粒子时,平均粒径越大,树脂的面积填充率越低,越不易受到溶胀阻碍。对于单独的粒子,当粒径过于大时,吸收速度变慢,但是本发明的复合体中的粒子,利用与纤维的复合化效果,即使是大粒径的粒子、也能显著提高吸收速度,因此也优选使用较大的粒子。从兼顾吸收倍率和吸收速度的观点出发,优选使用550μm以上的较大粒径的粒子和300μm以下的较小粒径的粒子这两者,对于粒径分布,优选形成具有两个或其以上个峰的分布。对于两个峰,优选粒径差异为2倍以上、进而优选差异为3倍以上、最优选差异为4倍以上。当粒径具有差异时,变得接近细密地填充,大的粒子与小的粒子在溶胀时的接触变小,可以发挥相互的性能。
(大粒子)
在本发明的吸收性复合体中优选使用大粒子。大粒子的粒径为550μm~2100μm。为了提高吸收性复合体的单位面积的吸收倍率,优选使用更大的粒子,但当粒径过于大时,吸收速度显著变低,另外,当在卫生材料用的吸收体中使用时,产生由于粒子的突出导致肌肤的疼痛等的问题。因此,大粒子优选的粒径是655~1850μm、更优选780~1550μm、进而优选925~1290μm。
该大粒子根据形状可以很大程度地影响吸收速度,因此优选利用包括破碎工序的制造方法制造的不定形破碎粒子、和/或用反相悬浮聚合法制造的粒子凝聚状粒子。如果使用其他的与不定形破碎状粒子或粒子凝聚状粒子相比、比表面积(表面积/体积)小的粒子,则有时吸收速度变成低速。
这里,所谓粒子凝聚状粒子,是指2个以上的平均粒径在10~550μm范围的粒子(以后称作一次粒子)进行凝聚而成的粒子。一次粒子的粒径分布不需要是单分散的,可以含有粒径超过550μm的粒子,另外,也可以含有粒径小于10μm的粒子。即,凝聚前的一次粒子的平均粒径只要在10~550μm的范围即可。当该一次粒子的平均粒径小时,大粒子的吸收速度提高,从而是优选的。相反,当该一次粒子的平均粒径大时,溶胀后的粒子表面积变小、吸水性树脂与外界的接触面积变小、人感觉到的冰冷感减轻,因此是优选的。进而,即使在溶胀后一次粒子背离时、也可以抑制溶胀树脂穿过介于吸收性复合体与人的皮肤之间的片材到达皮肤,因而是优选的。因此,特别优选一次粒子的平均粒径为200~500μm。
作为大粒子的表面附近的状态,优选表面附近的盐浓度比树脂中心部的盐浓度低10mol%、更优选低20mol%、进而优选低30mol%以上。特别地,当使用不定形破碎状粒子时,其与粒子凝聚状粒子相比、比表面积小,因此通过利用由离子渗透压效果产生的向粒子内部的水的输送力,可以提高吸收速度,从而是优选的,所述离子渗透压效果是伴随着粒子表面附近与中心部的盐浓度的差异而产生的。另外,优选通过表面交联,来降低由吸水时表面附近溶胀导致的阻碍液体向内部扩散的作用。另一方面,当使用粒子凝聚状粒子作为大粒子时,由于构成的一次粒子的凝胶粘连现象,妨碍了向大粒子内部的液体扩散,由此有时吸收速度降低。因此,优选降低一次粒子的表面附近的盐浓度、使溶胀时的表面干燥,或使一次粒子的表面附近呈表面交联的状态而缓和凝胶粘连现象。
本发明的吸收性复合体优选含有大粒子及其以外的吸水性树脂粒子、来调节吸水性复合体的吸收倍率、吸收速度,该情况下混合的树脂粒子的平均粒径优选的范围是10~2700μm、更优选100~1000μm、进而优选200~550μm。当在本发明的复合体中含有大粒子以外的树脂粒子的目的是想提高吸收速度时,优选含有很多较小粒径的吸水性树脂粒子。该情况下,优选在相对于吸收性复合体中的全部吸水性树脂粒子量为10~50重量%的范围内,含有可通过筛孔为300μm筛子的粒子。过于小的吸水性树脂粒子的吸收性能低,因此优选小于100μm的吸水性树脂粒子的含量为10重量%以下。更优选小于212μm的吸水性树脂粒子的含量为10重量%以下。
6.关于基材
在本发明中,所谓基材是指保持片状形状的材料。
(材料)
在本发明中,基材只要是片状即可,可以使用任意的材料,优选纸和/或布。所谓纸是指在JISP0001中定义的广义的纸,所谓布是指在JISL0206中定义的片状纤维制品的总称。布根据形成片材的方法可以分类为机织物、编织品、编带、饰带(lace)、网状物、无纺布,在本发明中使用的布优选为机织物、编织品、无纺布,更优选无纺布。纸和/或布与纸浆等的短纤维等不同、具有优异的形态稳定性,因此是优选的。无纺布根据JIS L 0222来定义。
对基材的原料没有限定,也可以使用多个组合的基材。作为基材纤维,有天然纤维、合成纤维这两者,进而也可以使用多种纤维的组合。纤维的长度可以是短纤维、也可以是长纤维。为了强化或赋予亲水性、也可以进行处理。与疏水性的材料相比,亲水性的材料具有优异的吸液性、通水性,因此是优选的。另外,连续长纤维与短纤维相比、具有优异的通液性,因此是优选的。
在亲水性的基材中,特别优选纤维素系的基材。在本发明中,所谓纤维素系基材,表示以纤维素作为主要原料的布和/或纸,其中优选包含纤维素系纤维的布和/或纸、特别优选纤维素无纺布。纤维素也可以使用通过酯化或醚化等的处理被衍生化的纤维素。另外,也可以与其他的纤维混合。作为纤维素,有棉、麻等的天然纤维、人造纤维、polynosic(波里诺西克)、Lyocell、酮氨纤维(cupra)等的再生纤维等。纤维优选再生纤维,进而优选将作为一年生草本的棉籽进行再生纤维化而成的纤维。
(形状)
对基材的形状没有特别地限定,厚度优选为0.001mm~1cm、更优选0.01mm~5mm、进而优选0.05mm~3mm、最优选0.1mm~1mm。重量优选为0.1g/m2~1kg/m2、更优选0.5g/m2~500kg/m2、进而优选1g/m2~100g/m2。对于过于薄、过于轻的基材,从强度的角度考虑不是优选的。
(抗拉断裂强度)
在本发明中,吸收生理食盐水后的抗拉断裂强度优选为0.6N/20mm以上、更优选0.6~5000N/20mm、进而优选0.7~500N/20mm、进而优选0.85~100N/20mm、最优选1~100N/20mm。
在本发明中,将强度最大的方向作为纵向、将垂直于纵向的方向作为横向,优选横向(即,纵向和横向都)在上述范围内。
在本发明中,基材在吸收生理食盐水后的抗拉断裂强度表示基材吸收生理食盐水后的抗拉断裂强度。对于卫生材料,也有在吸收液体后不立即更换而保持原样使用的情况。另外,在吸收液体后,有时也要求可以经过多次的液体吸收。如果进行一次吸收后继续使用,则以吸收体中具有水分的状态而形成负荷。当由于负荷导致基材断裂时,通液性、液体扩散性降低,从而吸收体的性能恶化。在吸收生理食盐水后,可以说越是保持高强度的基材,从吸收体的耐久性的方面考虑,越是优选的。另外,在制造时基材含水这样的工艺的情况下,有时出现含水时的强度低的问题,可以说基材的强度越高,越是优选的。但是,即使强度过高,也不能够发现实质上的性能差异。
吸收生理食盐水后的抗拉断裂强度如以下那样来求得。
样品:15cm×2cm的长方形基材(改变方向、准备数种基材)
装置:抗拉试验机(岛津的オ一トグラフ)
方法:在1L烧杯中放入700g的0.9%生理食盐水,将基材浸渍10分钟。取出基材,在kimtowel上放置1分钟,按照间隔为10cm这样在距两端2.5cm的部分处进行固定,以10mm/分钟的速度持续拉伸至断裂。记录此时的力,将最大值记作强度N/20mm。对于具有方向性的基材,改变方向,测定数点。
(吸收倍率、吸收速度)
作为表示基材的亲水性、通液性的指标,是吸收倍率和吸收速度。以下对其进行说明。
在本发明中,基材的吸收倍率是指将基材吸收60分钟的0.9%生理食盐水后、对其重量进行测定以确定形成了几倍重量的参数,具体按以下那样的方法进行。
将基材切割成直径为59.5mm的圆形,记录重量后,在距圆周部分1cm处穿入金属线。在1L的烧杯中准备500g以上的23℃的生理食盐水,将基材连同金属线一起浸入到生理食盐水中。60分钟后,将基材与金属线一起从生理食盐水中取出,以基材不与其他物体接触的状态悬挂10分钟。10分钟后拔出金属线、测量含水基材与附着水的总重量。
基材的吸收倍率如式(7)所示。
(式7)
基材的吸收倍率(g/g)=吸收后的重量(g)/吸收前的重量(g)
在本发明中,基材的吸收倍率优选为6g/g~200g/g、更优选8g/g~100g/g、进而优选10g/g~50g/g、最优选12g/g~30g/g。
在吸收性复合体中,由于纤维比吸水性树脂粒子的吸收速度快,所以在吸收初期是基材吸收,在后期变为吸水性树脂粒子吸收。基材的吸收倍率越高,初期的液体吸收速度越快,因此是优选的。通常,基材的吸收是由毛细管现象引起的,有时在施加负荷时液体返回,而且也有可能成为使用中的潮热感的原因。因此,当树脂粒子以插入基材纤维的形式粘合时,吸水性树脂从基材以夺取液体的形式进行吸收。因此,由负荷导致的液体返回或者使用中的潮热感变少。
在本发明中,所谓基材的吸收速度,表示宽度为2cm的基材在垂直方向上吸收0.9%生理食盐水的速度。
基材的吸收速度优选为0.35mg/秒~100mg/秒、更优选0.45mg/秒~50mg/秒、进而优选0.55mg/秒~30mg/秒、最优选0.65mg/秒~10mg/秒。
基材的吸收速度具体来说如下述那样来测定。
样品:10cm×2cm的长方形基材
对于具有纵横向的基材,改变方向、准备2个以上。
装置:电子天平、直径为90mm的皮氏培养皿
方法:在电子天平上放置皮氏培养皿,将基材在皮氏培养皿上方10cm处垂直悬挂。将皮氏培养皿从电子天平取下,用其他天平量取60g的0.9%生理食盐水。手持基材的下部,以不与生理食盐水接触这样将皮氏培养皿再次设置在电子天平上,将天平的值设定成0点。将基材小心浸入到生理食盐水中,记录电子天平随时间变化的值。对时间(秒)与电子天平的值的绝对值(mg)进行绘图,制成曲线图,以120秒~240秒之间的斜率(mg/秒)作为吸收速度。在基材具有方向性的情况下,改变方向测定数点,以最快的值作为吸收速度。
在基材中,优选在不同方向具有不同吸收速度的的基材。当基材上存在方向性时,向特定方向的通液性优异,在特定方向上易于使液体扩散,因此可以在吸收体中控制吸收的平衡。
(纵向与横向的抗拉断裂伸长、强度的比例)
当基材存在方向性时,在每个方向上强度和伸长有所变化。如上所述,在本发明中,将强度最大的方向作为纵向,将垂直于纵向的方向作为横向。
纵向与横向的抗拉断裂强度的比值优选为1.2∶1以上、更优选1.5∶1以上、进而优选2∶1以上、10∶1以下。
纵向与横向的抗拉断裂伸长的比值优选为1∶1.2以上、更优选1∶1.5以上、进而优选1∶2~1∶10。基材的伸长和强度可以通过使用与吸收生理食盐水后的基材强度的求法同样的方法、在不浸渍生理食盐水的干燥状态下进行抗拉试验来求得。进行抗拉试验直至基材断裂,将显示最大强度时的力作为基材的强度、此时的拉伸距离作为伸长。
(接触角)
在本发明中,基材优选接触角为130度以下的无纺布。
在本发明中,接触角定义为在室温下、使粘度为74cp的44%聚丙烯酸铵水溶液与基材接触、10秒后所成的角。测定使用FACE(协和界面科学株式会社)制的接触角计(CA-X150型)来进行。液体使用将和光纯药的44%聚丙烯酸铵水溶液(70~110cp)用水进行粘度调节而成的液体。粘度使用旋转圆盘粘度计来测定。
接触角优选130度以下、更优选120度以下、进而优选110度以下、最优选100度以下。接触角越小,基材与水、基材与吸水性树脂的亲和性变得越高,在吸收性、粘合性方面是优选的。
7.吸收性复合体的制造方法
本发明中的吸收性复合体优选用包括下述工序的制法来制造,所述工序是以吸水性树脂粒子和基材作为原料、使吸水性树脂粒子粘合在基材上的工序。
对粘合方法没有特别地限定,可以进行满足上述条件那样的粘合方法。
作为粘合方法,可以列举将吸水性树脂缠绕在基材上的方法、使用粘合剂的方法等,优选的方法是在吸水性树脂和/或基材中吸收相对于100重量份的吸水性树脂为10~3000重量份的水、之后在吸水性树脂与基材接触的状态下进行脱水的方法。水的量相对于100重量份的吸水性树脂粒子、优选为20~2000重量份、进而优选50~1000重量份。当用该方法进行粘合时,不需要使用可形成杂质的粘合剂,因此是优选的。另外,当用该方法进行粘合时,纤维的一部分插入到吸水性树脂中,因此在吸收速度、吸收倍率方面是优选的。水的量越多,粘合性变得越高,从而是优选的,但如果过于多,则干燥时花费时间过长,因此不是有效的。
在含有的水中,即使含有杂质也没有关系。作为杂质,可以列举钠离子、铵离子、铁离子等的阳离子、氯离子等的阴离子、丙酮、醇类、醚类、胺类等的水溶性有机化合物等。为了调解吸水性树脂和/或吸收性复合体的pH,可以使用酸性或者碱性物质。从吸水性树脂与基材的接触性、吸收能力的角度考虑,优选单独使用没有这些杂质的蒸馏水或者离子交换水。
另外,将具有除臭等功能的物质溶解和/或分散在该水中、从而赋予制造的吸收性复合体相应功能的方法是优选的方法。作为这里可使用的除臭剂的例子,可以列举有机系、无机系的除臭剂。当使用不溶于水的除臭剂时,优选根据需要使用分散剂、表面活性剂。另外,对于无机系除臭剂,通过将其粒径减小至纳米级别,即使不使用分散剂也可以使其在水中分散,因此优选在没有分散剂的状态下使用微粒子的无机系除臭剂。
对含水方法没有特别限定。可以列举例如,浸泡在水浴中的方法、将水进行喷雾的方法、与含水物接触的方法、暴露于加湿状态下的方法等。在这些方法中,作为在工业上最简便、且容易调节含水量的方法的水喷雾方式是优选的方法。作为水喷雾的方式,优选采用使布等的基材的含水率均一这样的方式。当基材各处的含水率具有大的差别时,在接触吸水性树脂后、至脱水干燥工序之间、吸水性树脂粒子吸水的量根据不同的地方而有所差异,且伴随干燥工序时的脱水而产生的起泡行为不同,从而干燥后的吸收性复合体中的树脂粒径变得不均一。配置了粒径不均一的树脂粒子的吸收性复合体有手感恶化的情况。
在使基材含有水,之后,与吸水性树脂粒子粘合的情况下,作为基材的含水率,优选在50~500重量%的范围。为了提高吸水性树脂粒子与基材的粘合性,优选含水率高,但如果过于高,则在下述的制造方法中,产生在转筒上附着大量水、在转筒的坑洼以外的地方附着吸水性树脂粒子的问题。当然,如果含水率过于低,则有基材与树脂的粘合性降低的问题。因此,优选含水率的范围在50~200重量%、更优选80~150重量%。
作为以粘合为目的的含水法,也可以采用在吸水性树脂粒子中预先含有粘合用的水的方法,但该情况下吸水性树脂容易沾在基材以外的部分,因此优选按照接触前的吸水性树脂粒子没有向其他物质的粘合、粒子之间没有粘合那样的程度进行干燥。该情况下的吸水性树脂粒子的含水率优选为1~50重量%。更优选5~30重量%。
作为接触的方法的例子,可以列举从上部将吸水性树脂粒子散布在基材上的方法,对于在表面具有坑洼的转筒、在坑洼中收纳吸水性树脂粒子后,将坑洼中的吸水性树脂粒子转印到基材表面上的方法,在表面开有孔的转筒式轧辊(drum roll)中预先填充吸水性树脂粒子、在压力下通过转筒将吸水性树脂粒子排出到基材上使其接触的方法等。能够按照在吸水性树脂粒子溶胀时吸水性树脂粒子之间的接触更少那样来配置的方法,可以容易有效发挥吸水性树脂粒子的性能,因此是优选的。
脱水的方法可以使用任意的方法。作为方法,可以列举利用加热进行的干燥、吹入干燥空气、氮气等的方法、真空干燥、冷冻干燥、共沸脱水、流动干燥、微波等,优选利用加热进行的干燥。加热的条件,优选在70~350℃、1秒~1000秒的条件下进行,更优选100~340℃、1秒~1000秒,进而优选120~330℃、1秒~1000秒,最优选150℃~300℃、1秒~1000秒。越是高温下,越能够以短时间进行干燥,但如果在高温下进行长时间加热,则根据树脂的种类的不同,也有吸收性能降低的情况。在干燥的同时,也可以进行表面交联等的表面处理。脱水可以在形成最终产品之前的任何时候进行,从吸水性树脂劣化的角度考虑,优选在含水后迅速进行脱水。
(吸收性复合体优选的制造方法)
以下,对本发明的吸收性复合体的优选的制造方法的一例进行说明。
图1是用于制造本发明吸收性复合体的优选的制造装置的说明图。使用水喷雾机(b)等的装置,将从卷筒辊(a)输出的基材形成含水状态的基材(c),之后,通过在转筒上的坑洼部分设有利用树脂粒子供给部(d1)供给的树脂粒子(f)的树脂粒子粘合用转筒(e1),将树脂粒子喷涂在含水的基材上、使树脂粒子粘合在基材的一面上,之后,通过在转筒上的坑洼部分设有利用树脂粒子供给部(d2)供给的树脂粒子(f)的树脂粒子粘合用转筒(e2),将树脂粒子喷涂在没有粒子粘合的面上,进而,通过小粒径树脂粒子供给部(i)均匀散布用于调节吸收性复合体的吸收性能的小粒径的树脂粒子,使在两面附着了树脂粒子的基材通过干燥部(g)进行干燥,来制造树脂粒子强固粘合了的复合体。
在上述优选的制造方法中,向基材配置该吸水性树脂粒子的树脂粒子粘合用转筒的结构是要点。在转筒表面的任意部位上存在多数的可插入吸水性树脂粒子的坑洼。该坑洼的配置优选以减少所设置的吸水性树脂粒子相互接触的概率这样的方式来进行配置。存在用于提高吸收性复合体的吸收性能的最适合的坑洼的配置。即,处于下述那样的状态,即,吸水性树脂粒子按照可以通过吸收而溶胀那样,与附近的树脂粒子留有间隔、且在基材上载有更多的吸水性树脂粒子的状态。
在该制造方法中,使用的转筒表面上的坑洼的入口的外径优选具有供给于转筒的吸水性树脂粒子的最大粒径的1~3倍的长度。更优选1.2~2倍。所谓该转筒上的坑洼入口的外径,是指坑洼入口在转筒表面上的边缘线的最长点间的距离。
当该坑洼入口的外径过于大时,多数的吸水性树脂粒子插入坑洼中的概率增加、或者插入后的吸水性树脂粒子易于从坑洼中脱落的概率增加,稳定地运转变得困难。另外,当该坑洼入口的外径过于小时,在将附着在坑洼以外地方的吸水性树脂粒子除去的工序中,有时也会将存在于坑洼中的吸水性树脂粒子除去,其中所述附着在坑洼以外地方的吸水性树脂粒子是在使用吸引力来将吸水性树脂粒子吸附到坑洼中时因静电等而附着的。
作为坑洼的结构,转筒表面的边缘可以是以圆形、椭圆形为代表的无角形、以三角形、四角形、五角形等为代表的角形、不能被特定形状定义的不定形等的任意的形状。从筒制作上的观点出发,优选无角形或角形的可定义的形状。从筒制作上的简便性、粒子向坑洼中插入和从坑洼中排出的容易性的角度考虑,优选无角形。
另外,作为从该坑洼的转筒表面的边缘朝向内部的结构,可以是从表面向内部具有相同空间这样的坑洼结构、可以是从表面向内部的空间扩大这样的坑洼结构、也可以是从表面向内部的空间变窄这样的结构。从吸水性树脂粒子向坑洼中插入和从坑洼中排出的容易性的角度考虑,优选从表面向内部的空间变窄这样的坑洼结构。
另外,该转筒的坑洼的深度优选是供给于筒的吸水性树脂粒子的平均粒径的0.3~2倍。更优选0.5~1.5倍、进而优选0.7~1.2倍。当该坑洼的深度浅时,在将附着在坑洼以外地方的吸水性树脂粒子除去的工序中,有时会将存在于坑洼中的吸水性树脂粒子除去,其中所述附着在坑洼以外地方的吸水性树脂粒子是当使用吸引力来将吸水性树脂粒子吸附到坑洼中时因静电等的原因而附着的。另外,当该坑洼的深度过于深时,多数的吸水性树脂粒子插入到坑洼中,难以调节在制造的吸收性复合体上粘合的树脂量,或者插入后的吸水性树脂粒子难以排出,从而稳定运行变得困难。
在该制造方法所使用的筒中,优选具有下述孔穴,即,可以将用于吹出吸水性树脂粒子的气体流过至转筒表面的坑洼底部的孔穴。该孔穴的内径优选比供给到筒的吸水性树脂的小粒径粒子的粒径小。当该孔穴比小粒径粒子大时,经常的情况是具有比孔穴小的粒径的粒子通过孔穴进入筒内部、从而不能被喷涂到基材上,作为其结果,多产生在转筒内的滞留、并在运行上产生问题。另外,作为孔穴的结构,只要能实现实质上将气体从筒内部喷出到转筒外部这样的功能,任何结构都可以。为了尽可能地防止吸水性树脂粒子在该孔穴处的堵塞,优选孔穴具有沿向转筒内侧的方向扩展的结构。
另外,当在该转筒中插入吸水性树脂粒子时,优选使转筒内部为减压状态,在抽吸的状态下进行插入。此时转筒外部与内部的压力差优选为0.01~500Torr的范围。当该压力差过于小时,有时插入到坑洼中的粒子容易脱落,相反当过于大时,有时进入到坑洼中的很多粒子变得难以排出。因此,该压力差优选的范围是0.05~100Torr、更优选0.1~50Torr、最优选0.5~5Torr的范围。该吸引的效果是不仅提高了吸水性树脂粒子向坑洼插入的几率,而且在吸水性树脂粒子插入到坑洼后至将其喷涂到布状亲水性支持体的期间,可以抑制在进行将附着在转筒上坑洼以外地方的吸水性树脂粒子除去的操作时所引起的坑洼中吸水性树脂粒子的脱落,因此是非常优选的方法。
在该制造方法中,优选设置下述那样的设备,即,在将吸水性树脂粒子插入到所用转筒上的坑洼中后、至将其喷涂到基材前之间、能够除去坑洼以外的在转筒上附着的吸水性树脂粒子的设备。对该除去方法没有特别地限定,作为具体方法的例子,可以列举利用刷子刷涂的方法、喷射气体的方法、给予振动的方法。在这些方法中,最优选喷射气体的方法。
另外,有时该转筒在运行时产生静电、使吸水性树脂粒子的运动不稳定化,因此优选设置能够除去静电的装置。
在利用转筒配置大粒径的大粒子后,为了调节总表面积系数等,优选散布各种粒径的吸水性树脂。散布可以仅在一面上进行,优选进而将布翻转,在两面上进行散布。为了减少脱落,优选在散布该树脂前,在基材上再次预先散布水。对该树脂散布的方法没有特别地限定,优选能够尽量均匀控制的方法。
在该制造方法中,优选使基材移动。对此时的移动方法没有特别地限定。作为移动方法的具体例子,可以列举在基材的上下部没有支撑的状态下进行移动的方法;在下部具有带式运输机等的支撑、并通过该支撑的移动进行移动的方法。在基材的两面粘合吸水性树脂的情况下,在向最后粘合的面进行粘合的工序中,在通过转筒表面时,优选采用带式运输方式的移动方法。因为在从该转筒喷涂吸水性树脂粒子时,这关系到防止粘合在基材背面的树脂的脱落。另外,在最终工序的脱水干燥工序时,优选采用带式运输机式的移动方法。这是由于在基材中有在脱水干燥时发生收缩的物质,而该方法具有将该收缩抑制在最小限度的效果。
在该制造方法中,使用的吸水性树脂粒子的粒子表面的盐浓度越高,向基材喷涂时的附着力越强,因此是优选的。但是,作为最终产品,如果粒子表面的盐浓度过于高,则不是优选的。即,优选在吸水性树脂附着于基材后,调节吸水性树脂粒子表面盐浓度。从生产率的观点出发,可以说与在干燥处理后另外调节盐浓度相比,优选与干燥处理同时来进行盐浓度的调节。粒子表面的盐浓度优选与处理前相比降低10%以上、更优选降低20%以上、进而优选降低30%以上。
8.吸收性复合体的性能
(吸收倍率)
在本发明中,吸收性复合体的吸收倍率,是指在使吸收性复合体自由吸收0.9%生理食盐水时,3小时后所吸收的量。具体来说,制作直径为59.5mm的圆形吸收性复合体,使用与上述基材的吸收倍率测定方法同样的方法进行测定。但是,在含有不被粘合的吸水性树脂粒子的情况下、或粒子脱落的情况下,进行过滤来回收吸水性树脂粒子,将其在Kimwipes上静置10秒、进行除水,该重量也被包括在内,进行计算。另外,在近50重量%的吸水性树脂粒子没有被固定的吸收性复合体的情况下,按照吸水性树脂粒子的吸收倍率的测定方法、将吸收性复合体放入到T-bag中进行测定。
吸收性复合体的吸收倍率优选为40g/g以上、更优选45g/g以上、进而优选50g/g以上。
(单位面积的吸收量)
作为吸收性复合体的吸收性能的指标,单位面积的吸收量是重要的。单位面积的吸收量可以由上述测定结果、按照(式8)来计算。
(式8)
单位面积的吸收量(g/cm2)=(吸收后的总重量(g)-吸收性复合体的重量(g))/吸收性复合体的面积(cm2)
单位面积的吸收量越多越好,优选为0.4g/cm2以上、更优选0.7g/cm2以上、进而优选1g/cm2以上。
(加压下的吸收倍率)
本发明的吸收性复合体在加压下的吸收倍率,用在负荷状态下吸收0.9%生理食盐水时、3小时后吸收的量来表示。具体来说,使用直径为59.5mm的圆状吸收性复合体如以下那样来测定。
首先,对于测定装置,参考图2进行下述那样的简单说明。如图2所示,测定装置包括天平1、放置在该天平1上的规定容量的容器2、外部气体吸入管道3、导管4、玻璃过滤器6、放置在该玻璃过滤器6上的测定部5。上述容器2分别在其顶部具有开口部2a、在其侧面部具有开口部2b,在开口部2a处嵌入了外部气体吸入管道3,另一方面,在开口部2b处安装了导管4。另外,在容器2中加入规定量的生理食盐水12。外部气体吸入管道3的下端部浸没在生理食盐水12中。上述玻璃过滤器6以70mm的直径来形成。容器2和玻璃过滤器6通过导管4相互连通。另外,玻璃过滤器6按照与外部气体吸入管道3的下端具有相同的高度的方式来调节。如图3所示的那样,上述测定部5具有滤纸7、支持圆筒9、砝码11。滤纸7使用アドバンテツクNo2、直径为60mm的滤纸。另外,测定部5在玻璃过滤器6上按照滤纸7、支持圆筒9这样的顺序来放置,同时在支持圆筒9的内部放置砝码11。支持圆筒9以60mm的内径来形成。为了能够对吸收性复合体13均匀地施加0.8psi的负荷,可以其重量。使用上述构成的测定装置来测定吸收性复合体在加压下的吸收倍率。对于测定方法进行以下的说明。首先,进行下述的规定的准备操作等:在容器2中加入规定量的生理食盐水12、并在容器2中嵌入外部气体吸入管道3。接着,在玻璃过滤器6上放载滤纸7。另一方面,在与这些放载操作同时,在支持圆筒9内部配置吸收性复合体13,在该吸收性复合体13的上面放载砝码11。接着,将上述支持圆筒9,按照使其中心部与玻璃过滤器6的中心部一致那样来放载。从放载支持圆筒9的时刻起,用天平1每10秒测定一次吸收性复合体13吸收的生理食盐水12的重量W(g)。吸收性复合体在加压下的吸收倍率按照(式9)来求得。
(式9)
吸收性复合体在加压下的吸收倍率(g/g)=重量W(g)/吸收性复合体的重量(g)
吸收性复合体在0.8psi负荷下的加压下吸收倍率优选为15g/g以上,更优选16g/g以上,进而优选18g/g以上。在加压下,可以与不加压的情况同样,求得单位面积的吸收量。在0.8psi加压下的单位面积的吸收量优选为0.1g/cm2、更优选0.15g/cm2以上、进而优选0.2g/cm2以上。
吸收倍率为40g/g以上、在0.8psi负荷下的加压下吸收倍率为15g/g以上、抗拉断裂强度为0.6(N/20mm)以上的吸收性复合体,由于具有高吸收性能、且具有强度,所以优选用于纸尿布等的卫生材料。吸收倍率优选为45g/g以上,更优选50g/g以上,进而优选55g/g以上。在0.8psi负荷下的加压下吸收倍率优选为16.5g/g以上,更优选18g/g以上,进而优选20g/g以上。
(1分钟后的吸收倍率)
1分钟后的吸收倍率表示初期的液体吸收速度。在纸尿布等的卫生材料用途中,要求可以瞬时地吸收体液,因此1分钟后的吸收倍率越大,越是优选的。1分钟后的吸收倍率按照(式10)来求得。具体来说,可以用以下方法来测定。
将吸收性复合体切割成纵向为2cm、横向为7cm的大小,测定其重量。在1000cc的玻璃制烧杯中预先装入700cc的生理食盐水。首先,测定纵向为80cm、横向为70cm的T-Bag的重量,在仅是T-Bag的状态下使其吸水1分钟、进行离心分离,然后测定重量。通过将该重量除以吸水前的T-Bag重量,可求得T-Bag的1分钟后的吸收倍率。测定同样大小的T-Bag的重量,在T-Bag中放入吸收性复合体。为了迅速地将T-Bag从液体中取出,准备了拴有细绳的夹子,并将其装在T-Bag上,将布以不弯折、不缠绕的方式小心、迅速地浸入到液体中。浸入1分钟后,提着细绳迅速捞出。之后取下夹子,用150G进行3分钟的离心分离,测定重量。通过从总重量中减去T-Bag的吸水分、并除以吸水前的吸收性复合体重量,可以求得1分钟后的吸收倍率。从捞出吸收性复合体到开始离心分离为止的时间控制在15秒以内。
(式10)
1分钟后的吸收倍率(g-生理食盐水/g)=(离心后的重量(g)-T-Bag的重量(g)×T-Bag的1分钟后的吸收倍率)/吸收性复合体的重量(g)
(硬挺度)
吸收性复合体的硬挺度(bending resistance)利用JIS规格L1096记述的硬挺度D法(心环式试验法)来进行。在表面与背面粒子的粒径、分布不同的情况下,形成不同的值,在本发明中,将柔软的一方、即值大的一方作为硬挺度。硬挺度优选为90mm以下,进而优选85mm以下。
9.关于吸收性复合体的用法
作为本发明的吸收性复合体优选的用法,可以列举作为体液吸收物品构成要素的使用。以下,对用作体液吸收物品的构成要素的情况进行说明。
(体液吸收物品)
本发明的所谓体液吸收物品,是由透液性片材、不透液性片材和介于两者之间的吸收性复合体构成的体液吸收物品,是指全部具有吸收体液能力的物品。在本发明中,对吸收的体液没有特别地限定,可以列举例如尿、经血、母乳、软便等。对物品的形状没有特别地限定,可以优选使用垫状、带状、裤型等。作为具体例子的一种,可以列举尿布、生理用卫生巾、尿垫、母乳垫等。
当将本发明的吸收性复合体与透液性片材、不透液性片材进行组合时,可以构成薄型·轻量、同时具有高的液体吸收能力的体液吸收物品。另外,由于在使用中、体液吸收物品中的吸收体不易发生错位或移动,所以可以稳定地吸收体液。进而,与现有的体液吸收物品相比较,吸水性树脂的比例高,所以在施加负荷时已经被吸收的液体的吐出量、即回返量少。因此,可以保持穿着部分的舒适性。
在本发明中,透液性片材是片状形状,可以是在片材上加水时、水能够透过的任意一种片材,优选如JISL0206中定义的布。根据形成片材的方法,可以将布分类成机织物、编织品、编带、饰带、网状物、无纺布,用于本发明的透液性片材的布优选机织物、编织品、无纺布,最优选无纺布。为了使与肌肤接触部分没有湿润感、使肌肤触感舒服,优选由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系形成的吸水能力低的片材,如果从在短时间内使液体透过的观点考虑,则优选实施了透水处理、亲水化处理的聚烯烃系。
在本发明中,不透液性片材是片状形状,可以是不通透水的任意一种片材。从防止潮热感的观点出发,优选透气性好的材料。
在本发明的体液吸收物品中,只要至少具有透液性片材、不透液性片材和介于其之间的吸水性复合体就没有问题,也可以在透液性片材与吸收性复合体之间、和/或在不透液性片材与吸收性复合体之间存在其他的部件。另外,也可以在透液性片材、不透液性片材的外侧存在其他的部件。
这里使用的部件可以列举例如纸浆等的纤维状部件、吸水性树脂等粒子状的部件、薄纱(tissue)、布、纸等片状的部件等。这些部件也可以与本发明的吸收性复合体粘合。作为粘合方法,可以使用粘合剂进行粘合,也可以与本发明的吸收性复合体中的吸水性树脂粒子直接粘合。在体液吸收性物品中,优选除了透液性片材、不透液性片材、吸收性复合体以外,还具有例如用于固定在身体上的带子或胶布、用于防止从侧面漏液的收拢件等。
作为本发明的体液吸收物品的形状,可以是正方形、正圆、长方形、椭圆、梯形组合那样的形状,也可以是不定形的形状。如果是长方形或椭圆形、或者是基于其的具有长方向和短方向(与长方向垂直的方向)的形状,则当用于尿布或生理用品、尿垫等时,可以对应于胯部的形状进行穿着,因此是优选的。具有长方向的吸收性复合体的形状的一个例子示于图4。也可以具有用于将吸收性复合体与其它的部件粘合的形成封口的部分。
另外,在吸收性复合体中即使具有不存在吸水性树脂的封口部分也没有关系,但该情况下,优选吸收性复合体的吸水性树脂比例、面积填充率在省略该部分的状态下、满足作为吸收性复合体优选的条件范围。
吸收性复合体的使用张数可以是1张,也可以使用多张。为了构成薄型化的物品,优选仅使用1张。为了构成具有更高吸收力的物品,优选使用多张。当使用多张时,可以互相重叠使用,也可以并排使用。另外,使用的吸收性复合体的形状可以完全相同,也可以不同。为了有效而不浪费地提高吸收力,优选仅在分泌体液的部分重叠使用,当欲防止漏液时,优选在易于漏液的部分重叠使用。
对体液吸收物品中的吸收性复合体的状态没有特别地限定,吸收性复合体片材可以是完全拉直的状态、可以是存在褶子的状态、也可以是弯折的状态。
(关于体液吸收性物品中的吸收性复合体的回折)
当使用本发明的吸收性复合体作为体液吸收性物品的构成要素时,优选将吸收性复合体的端部回折来防止体液从端部的泄漏。该情况下,所谓端部是指从片状吸收性复合体的外周部算起15cm以内的部分。存在回折的部分只要是从外周部算起15cm以内的部分即可,没有特别地限定,优选12cm以内,更优选8cm以内,进而优选5cm以内,最优选3cm以内。在本发明中,所谓吸收性复合体被回折,是指当将吸收性复合体在以不施加过剩力的程度进行拉伸的状态下、使用图钉将其贴附在板上时,存在从吸收性复合体平面偏离的部分。
回折的方向可以如图5那样为透液性片材一侧,也可以如图6那样为不透液性片材一侧。另外,当如图7那样、存在从回折平面进而偏离的部分时,将该部分作为第2次的回折。
回折的次数可以是1次,也可以是2次,进而也可以是多次的回折。多次回折时漏液的防止效果高,但厚度变厚,因此优选以不损害形状这样程度的次数进行回折。即使对于多次回折的情况,也可以自由地决定回折的方向、角度。可以进行如图8那样的曲折状的交互回折,也可以如图9那样向一定的方向连续回折。可以如图10那样将一次回折的部分以形成二层的方式进行回折。也可以是三层以上。如图11那样、回折不形成平面也可以。
当在吸收性复合体的端部存在回折时,该部分具有厚度,因此在液体扩散时可以作为物理性的坝发挥作用而防止漏液的产生,从而是优选的。进而,回折部分与不回折的部分相比,吸收能力变高,因此即使液体到达回折部分后,也可以防止漏液。
回折部分可以存在于吸收性复合体的全部端部,也可以仅存在于一部分中。当使用长方形或椭圆形、或者基于其的具有长度方向和宽度方向的形状的吸收性复合体时,由于容易发生宽度方向上的漏液,所以仅将吸收性复合体的位于长边的部分回折,这样能够以最小限度的回折来防止漏液的发生,从而是优选的。该情况下,优选如图12(a)那样形成具有用于回折的部分的吸收性复合体形状、或如图12(b)那样刻入刻痕进行回折。在知道体液的吸收点的情况下,如果预先将其附近的端部进行回折,则防止漏液的效果高,因此是优选的。并且,在图12中,点状部分表示回折的部分。
对存在回折的部分的长度没有特别地限定,优选为2cm以上,更优选5cm以上,进而优选7cm以上,最优选10cm以上。回折部分越长,漏液防止的效果越高。
回折部分可以在1处,也可以在多处。另外,回折部分可以是连续的,也可以间隔形成多个回折部分。
回折的宽度可以是任意的长度,但回折重叠部分的宽度优选为0.1~100mm、更优选1~70mm、进而优选5~40mm、最优选5~20mm。当宽度过于小时,防止漏液的效果变小,过于大时,在效果上没有差异。
在本发明中,当将体液吸收物品在以不施加过度负荷的程度而铺展的状态下使用图钉将物品四角处的4个地方固定在水平的板上时,将下述直线与体液吸收物品的平面所成的角作为回折的角度,所述直线是将从体液吸收物品的平面最开始偏离的那一点、与离平面最远的点连接而成的直线。在多次回折的情况下,仅考虑第1次的回折。回折的角度示于图5、6、11中。优选回折的角度比0度大,更优选30度以上,进而优选60度以上,最优选90度以上。
也可以在回折部分使用粘合剂进行固定。当预先在回折部分使用粘合剂进行固定时,可以防止吸收性复合体的错位或打皱,因此是优选的。粘合剂可以用于回折的内侧、使吸收性复合体之间粘合,或者用于外侧而使吸收性复合体与透液性片材、吸收性复合体与不透液性片材、吸收性复合体与其他的部件进行粘合。
回折可以仅将吸收性复合体回折,也可以将吸收性复合体与其他部件同时进行回折。当与其他部件同时进行回折时,优选其他部件也是片状。
(关于在体液吸收物品中使用的粘合剂)
在透液性片材和/或不透液性片材与吸收性复合体之间,优选粘合剂实质上沿纵向、即、沿长度方向以线状存在。在吸收性复合体与透液性片材和/或不透液性片材之间,也可以存在其他的片状物质。该情况下,粘合剂可以存在于吸收性复合体上,可以存在于其他的片材上,也可以存在于透液性片材和/或不透液性片材。本发明中使用的吸收性复合体以片状稳定存在,在使用中体液吸收物品中的吸收性复合体不易产生错位或移动,因此可以稳定地使体液扩散、吸收。当液体通过片材扩散时,涂布了粘合剂的部分形成坝,能够控制液体的流动,因此可以使液体优先向体液吸收物品的长度方向扩散。通常,体液吸收物品形成具有长度方向、宽度方向的形状,当液体优先沿长度方向扩散时,吸收性复合体的利用效率变高,液体变得难以从宽度方向泄漏。
对于这里使用的粘合剂,对其性状没有特别地限定,可以是液状的、也可以是固状的。粘合剂可以仅使用1种,也可以将多种的粘合剂并用。对粘合剂的种类也没有特别地限定,有例如溶剂系、水分散系、热熔系、反应系等,具体来说,可以列举例如尿素树脂系粘合剂、蜜胺树脂系粘合剂、酚树脂系粘合剂、间苯二酚系粘合剂、α-烯烃系粘合剂、水溶性高分子-异氰酸酯系粘合剂、乙酸乙烯酯树脂乳胶粘合剂、丙烯酸乳胶系粘合剂、乙酸乙烯酯树脂系粘合剂、氯丁二烯橡胶系粘合剂、丁腈橡胶系粘合剂、SBR系粘合剂、天然橡胶系粘合剂、环氧树脂系粘合剂、氰基丙烯酸酯系粘合剂、聚氨酯系粘合剂、丙烯酸树脂系粘合剂、厌氧性粘合剂、改性聚硅氧烷系粘合剂、无机粘合剂、糊等。当使用亲水性的粘合剂时,由于易于扩散、难以控制粘合面,所以优选疏水性的粘合剂。从制造工艺的容易性出发,优选使用热熔系粘合剂。所谓热熔粘合剂是指常温下为固体、当进行加热熔融、涂布、冷却时、可以固化、粘合的全部粘合剂,具体来说,可以列举例如,以乙烯-乙酸乙烯酯共聚合树脂、聚酰胺、聚酯、无规立构聚丙烯、热塑性弹性体等作为主成分、以松香系树脂、石油树脂等作为增粘剂、并配合了蜡类、抗氧化剂、无机填充剂、增塑剂等的粘合剂。
粘合剂的量只要是可以实现粘合效果的量即可。单位长度的粘合剂量优选为0.000001~0.1g/cm,更优选0.00001~0.01g/cm,进而优选0.00003~0.0045g/cm。粘合剂相对于吸收性复合体面积的涂布量优选为0.2~1000g/m2,更优选2.0~100g/m2。如果粘合剂的量过于多,则当在吸收性复合体上涂布粘合剂时,吸水性树脂的溶胀受到阻碍、吸收性能降低、损害了手感,因此不是优选的。另外,即使粘合剂过于少,从粘合强度的角度考虑,也不是优选的。
作为本发明中的粘合剂的图形,可以是曲折成波状的线状、点状、竖条纹状等的、用一般的涂布方法涂布而成的图形。当将体液吸收物品、吸收性复合体的长度方向定义为纵向、将宽度方向定义为横向时,如果将液体以与通常容易产生漏液的横向相比、优先沿纵向流动的方式进行涂布,则漏液变得难以发生,因此是优选的。图4中表示了吸收性复合体的形状和其方向性的例子,用箭头表示纵向,但吸收性复合体的形状不限定于这些例子。作为使流体优先沿纵向流动的方法,优选以沿纵向设置坝这样的图形来涂布粘合剂的方法。由于粘合剂部分不易通过液体,所以当液体扩散并到达粘合剂部分时,其受到粘合剂图形的影响而使流动变化。在本发明中,将与横向相比优先沿纵向产生上述流动的变化的这样的粘合剂图形,制成实质上在纵向上相互分离的线状的粘合图形。这样的粘合剂图形优选的例子示于图13,但在本发明中不限定于这些例子。图13A是将粘合剂沿纵向涂布的图形。1条线可以是直线,也可以是如图13B那样的曲线。线可以是1条相连的线,也可以是如图13C、D那样的短线或图13E、F那样的点的组合。各条线的角度优选为,满足相对于长度方向为45度以内的比例是6成以上,进而优选为8成以上。这里所谓的比例,是指45度以内的直线合计长度相对于全部直线的合计长度的比例。曲线的情况下的角度优选为,全部线的矢量相对于纵向的直线为45度以内。线与线的间隔优选为0.001~10cm,更优选0.01~5cm,进而优选0.1~2cm。也可以如图13G那样排列成螺旋状的图形。螺旋状图形的矢量优选相对于长度方向为45度以内的角度。螺旋状图形的矢量之间的间隔优选为0.001~10cm,更优选0.01~5cm,进而优选0.1~2cm。可以单独使用1种图形,也可以如图13H那样将多个图形组合使用。即使如图13I那样、形成线之间相互交错的图形也没有问题。此时优选线之间的宽度满足0.001~10cm的部分的比例为全部粘合剂的线的6成以上,更优选8成以上。
(体液吸收物品的性能评价)
·回返性(重湿性)、液体扩散长度的评价
在水平实验台上设置具有充分面积的木板,在其上使用图钉将体液吸收物品的四角、在物品拉伸至没有褶子这样的状态下固定。在吸收性复合体的中心部分设置直径为60mm、重量为53.5g的圆筒形管。量取80g加温至37℃的生理食盐水,将其以7~8ml/秒的速度通过管滴加至吸收性复合体的中心部分。确认在表面片材上面看不到生理食盐水,取下管。在液体滴加开始5分钟后,测定沿纵向扩散的长度,将其作为液体扩散长度。
在液体滴加开始1分钟后,将アドバンテツク制No.2、直径为150mm的滤纸切割成边长为10cm的正方形而形成的滤纸约90g重叠、静置在液体滴加部,之后立即在滤纸上施加3.5kg的负荷。在施加负荷3分钟后,去除负荷,从物品上取下滤纸,测定重量。此时,将与原本的滤纸重量相比所增加的重量作为第1次的回返量。
在液体滴加9分钟后再次设置圆筒。在液体滴加10分钟后再次滴加80g,重复与第1次同样的操作。将此时的滤纸的重量增加部分作为第2次的回返量。
在第1次液体滴加19分钟后设置管。在第1次液体滴加20分钟后再次滴加80g,重复同样的操作。将此时的滤纸的重量增加部分作为第3次的回返量。
所谓回返量,是表示回返性、即、在使用体液吸收物品时的使用感的指标。当回返量多时,肌肤润湿,在穿着时伴随着不适感。回返量越少,物品的表面越干,越形成舒适的状态,因此是优选的。进而,重复多次时的回返量表示连续使用体液吸收物品、反复吸收体液时的使用感觉,第2次、第3次的回返量越少,表示连续使用时越具有优异的使用感。第1次的回返量优选在30g以下,更优选20g以下,进而优选10g以下,最优选3g以下。第2次的回返量优选在40g以下,更优选30g以下,进而优选25g以下,最优选20g以下。第3次的回返量优选50g以下,更优选45g以下,进而优选40g以下,最优选30g以下。
液体扩散长度表示在吸收性复合体中用于液体的吸收的长度,液体扩散长度越长,可以说吸收性复合体的利用效率越高。当吸收性复合体的利用效率高时,即使以少的吸收性复合体重量也能够发挥需要的吸收能力,可以节省吸收物品的资源。另外,当液体扩散长度长时,液体吸收后的吸收层厚度变薄,因此不易产生吸收性复合体的错位,并且使用者的穿着感变小,从而是优选的。液体扩散长度优选为200mm以上,更优选240mm以上,进而优选270mm以上,最优选300mm以上。
·纵向扩散度、分配面积的评价
在水平实验台上设置具有充分面积的木板,在其上使用图钉将体液吸收物品的四角、在物品拉伸至没有褶子这样的状态下进行固定。在吸收性复合体的中心部分以1ml/秒的速度连续滴加50cc的生理食盐水。在滴加结束2分钟后,测定液体扩散部分的纵向长度和横向长度。根据式11计算纵向扩散度,根据式12计算分配面积。
(式11)
纵向扩散度=沿纵向扩散的长度(cm)/沿横向扩散的长度(cm)
(式12)
分配面积=沿纵向扩散的长度(cm)×沿横向扩散的长度(cm)
在体液吸收物品中,通常容易从长度短的横向产生漏液。当纵向扩散度高时,液体易于优先向纵向流动,难以发生漏液,因此是优选的。进而,当纵向扩散度高时,吸收性复合体的利用效率也变高,从而是优选的。纵向扩散度优选为1.4以上,更优选1.7以上,进而优选2.0以上,最优选2.5以上。在扩散性好的吸收性复合体的情况下,有时液体扩散至横向的端部。即使液体到达横向的端部,通常也不立即泄漏,利用收拢件等可以防止漏液。但是,当进而加入大量液体时,有漏液的可能性,因此优选使沿横向扩散的长度比吸收性复合体的横向长度短。
分配面积是表示物品的体液扩散性的指标之一,分配面积越大,扩散性越好,吸收性复合体利用效率越高,因此是优选的。另外,当吸收同量的液体时,分配面积越大,单位面积上必须吸收的液体量越少,因此吸收液体后的吸收性复合体的厚度变化少,可以说吸收性复合体稳定。进而,如果吸收性复合体的厚度变化少,则对于使用者的压迫少,因此可以说是舒适的物品。分配面积优选为150cm2以上,更优选200cm2以上,进而优选250cm2以上,最优选300cm2以上。
·漏液性的评价
在本发明中,漏液性测定如以下那样来进行。在体液吸收物品的吸收性复合体部分的中心部分用记号笔(Magic)作一个1cm左右的十字形标记。如图14那样、在从中心沿宽度方向平行画的线上,使用图钉将其固定在水平板上。此时,在具有收拢件等的情况下,连收拢件一起固定,以从上方能够看到吸收性复合体的端部这样来固定。接着如图15那样插入塑料板,按照与固定点的角度呈30度这样、将物品使用带子进行固定。此时,使吸收性复合体处于被拉伸至不存在褶子的程度的状态。
在先前作了标记的中心部分,将用食用红色素上了色的生理食盐水以0.1ml/秒的速度进行滴加。液体扩散,读取液体从吸收性复合体的端部开始向外侧扩散时的液体滴加量,将其作为漏液滴加量。
漏液滴加量优选为100ml以上,更优选120ml以上,进而优选135ml以上,最优选150ml。通过将厚度变厚、使吸收性复合体重量增加,可以提高漏液滴加量的值,但作为吸收物品,优选薄型·轻量的物品。因此,在本发明中,作为每单位量的漏液难度的指标,可以由漏液吸收量、吸收性复合体的重量和吸收性复合体的面积,如以下(式13)那样来规定漏液系数。
(式13)
漏液系数=漏液滴加量(ml)/(吸收性复合体的重量(g)/吸收性复合体的面积(cm2))
关于吸收性复合体的重量、吸收性复合体的面积,是对全部吸收性复合体测定的值。对于同重量、同面积的吸收性复合体,漏液系数越大,表示越难漏液。漏液系数优选为1000以上,更优选2000以上,进而优选3000以上,最优选4000以上。漏液系数的这个范围优选与先前叙述的漏液滴加量优选的范围同时得到满足。
实施例
以下是本发明的具体的实施例和比较例,但本发明不限定于下述的实施例。
(制造例1)
丙烯酸使用将和光纯药制、特级品试剂进行蒸馏精制而成的丙烯酸。将100g丙烯酸试剂溶解于91.02g的水中。通过冰浴将该水溶液进行冷却,使液体温度保持在30℃以下,同时一边搅拌、一边缓慢加入117.94g 25重量%的氨水溶液,得到40重量%的丙烯酸铵水溶液(中和率100%)。
在300ml可拆式烧瓶(separable flask)中添加90g上述40重量%的丙烯酸铵水溶液、0.0187g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。按照使液体温度保持在30℃这样,将烧瓶置于水浴中。通过用氮气向水溶液中吹泡来进行脱气,将反应体系中进行氮气置换。接着,利用注射器添加0.43g 42重量%甘油水溶液,充分搅拌后,添加分别在1g水中溶解的30重量%过氧化氢水溶液0.0917g和雕白粉0.0518g,开始聚合。使内部温度从30℃起始,从反应开始用5分钟上升至100℃。之后,按照内部温度保持在70℃这样,通过水浴进行3小时的加热。之后,从可拆式烧瓶中取出凝胶,进行粗粉碎,然后使用惰性气体干燥箱在100℃下进行4小时的干燥。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子1。该树脂粒子的表面强度为0.5N。整体的铵盐浓度为96%,表面的盐浓度为90%,中心部的盐浓度为97%。
(制造例2)
使用惰性气体干燥箱在180℃下将在制造例1中制造的吸水性树脂粒子1进行10分钟的加热处理。将其作为吸水性树脂粒子2。表面盐强度为2.7N。整体的铵盐浓度为70%,表面的盐浓度为30%,中心部的盐浓度为95%。
(制造例3)
在300ml烧瓶中一边冰浴、一边在液体温度不超过30℃的条件下缓慢添加81.73g试剂丙烯酸(和光纯药制、特级品试剂)、185.71g水、31.78g氢氧化钠(盐浓度70%)。在300ml可拆式烧瓶中添加90g该单体溶液、0.0561g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。按照使液体温度保持在30℃这样,将烧瓶置于水浴中。通过在用氮气使水溶液起泡而进行脱氧气,将反应体系中进行氮气置换。添加分别在1g水中溶解的30重量%过氧化氢水溶液0.0826g和0.0518g雕白粉,开始聚合。内部温度从30℃起始,从反应开始10分钟后上升至70℃。在到达最高温度5分钟后、按照内部温度保持在75℃这样利用水浴加热3小时。经过规定的时间后,从可拆式烧瓶中取出凝胶,进行粗粉碎,然后使用惰性气体干燥箱在100℃下进行4小时的干燥。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子3。该树脂粒子的表面强度为0.9N。
(制造例4)
制作0.6g异丙醇、0.02g甘油、0.06g水的混合液,均匀散布在2g制造例3中制造的吸水性树脂粒子2中。使用惰性气体干燥箱将其在180℃下进行10分钟的加热。将其作为吸水性树脂4。该树脂的表面强度为5.9N。
(制造例5)
在300ml烧瓶中一边冰浴、一边在液体温度不超过30℃的条件下缓慢添加81.73g试剂丙烯酸(和光纯药制、特级品试剂)、185.71g水、21.8g氢氧化钠(盐浓度48%)。在300ml可拆式烧瓶中添加90g该单体溶液、0.0561g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。按照使液体温度保持在30℃这样,将烧瓶置于水浴中。通过用氮气使水溶液起泡而进行脱氧气,将反应体系中进行氮气置换。添加分别在1g水中溶解的30重量%过氧化氢水溶液0.0826g和雕白粉0.0518g、开始聚合。内部温度从30℃起始,在反应开始10分钟上升至70℃。在到达最高温度5分钟后、按照内部温度保持在75℃这样利用水浴加热3小时。经过规定的时间后,从可拆式烧瓶中取出凝胶,进行粗粉碎,然后使用惰性气体干燥箱在100℃下进行4小时的干燥。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子5。该树脂粒子的表面强度为1.1N。
(制造例6)
制作0.6g异丙醇、0.02g甘油、0.06g水的混合液,均匀散布在2g制造例5中制造的吸水性树脂粒子5中。使用惰性气体干燥箱将其在180℃下进行10分钟的加热。将其作为吸水性树脂6。该树脂的表面强度为6N。
(制造例7)
丙烯酸使用将和光纯药制、特级品试剂进行蒸馏精制而成的丙烯酸。利用冰浴将753g精制的丙烯酸冷却,使液体温度保持在30℃以下,一边搅拌一边缓慢添加625g和光纯药制、特级品试剂25重量%的氨水溶液,得到66重量%的丙烯酸铵水溶液(中和率100%)。向其中添加在1g水中溶解了的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.0359g、并进行搅拌使其溶解后,用氮气使其起泡,进行脱气。
在体系内预先形成了氮气气氛的12L高压釜中加入4.3L环己烷、7.8785g作为表面活性剂的失水山梨糖醇单硬脂酸酯,在室温下搅拌使其溶解后,将反应体系内部在65kPa的减压下进行脱气。保持减压的状态加热至内部温度为60℃的温度。在上述丙烯酸铵水溶液中,添加在50g水中溶解了0.7186g过硫酸铵而成的水溶液。在反应体系内部温度到达60℃以后,向体系内添加调节后的丙烯酸铵水溶液,一边流过氮气,一边在120rpm的转速下搅拌使其混悬。然后在将反应体系内部保持在65kPa、内部温度保持为60℃的条件下开始聚合,将搅拌速度保持在120rpm、保持2小时,终止聚合,得到含有含水凝胶的乳状液。利用氮气使反应体系内部处于常压后,密闭体系、加热至内部温度为80℃,并将搅拌速度设定为400rpm,用15分钟添加混合了108.8g和光纯药制特级乙醇和8.35g甘油的溶液。利用氮气将体系内加压,并将内部温度加热至110℃后搅拌并保持30分钟。然后,将体系内恢复到常压后,使用2L环己烷、在40℃的温度下对生成的含水凝胶进行总共3次的洗涤。
生成的含水凝胶通过过滤进行回收,在70℃的全真空(full vacuum)下进行干燥、回收。使用惰性气体干燥箱在70℃下进行6小时的干燥。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1400μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子7。该树脂粒子的吸收倍率为70倍。该树脂粒子的表面强度为0.4N。整体的铵盐浓度为95%,表面的盐浓度为88%,中心部的盐浓度为97%。
使用惰性气体干燥箱将制造例7中制造的吸水性树脂粒子7、在180℃下进行10分钟的加热处理。该操作与在后述实施例中进行的用于与基材复合化的加热处理条件是相同的条件。其结果是吸水性树脂的表面盐强度变为2.5N,整体的铵盐浓度变为70%,表面的盐浓度变为32%,中心部的盐浓度变为94%。
(制造例8)
除了在制造例7中、将聚合时的搅拌速度从120rpm变换为400rpm以外,其他与制造例7进行同样的操作。将这里得到的粒子作为吸水性树脂粒子8。该树脂粒子的吸收倍率为80倍。该树脂粒子的表面强度为0.4N。整体的铵盐浓度为95%,表面的盐浓度为87%,中心部的盐浓度为97%。
使用惰性气体干燥箱将制造例8中制造的吸水性树脂粒子8、在180℃下进行10分钟的加热处理。该操作与在后述实施例中进行的用于与基材复合化的加热处理条件是相同的条件。其结果是吸水性树脂的表面盐强度为2.2N,整体的铵盐浓度变为68%,表面的盐浓度变为33%,中心部的盐浓度变为93%。
(制造例9)
丙烯酸使用和光纯药制、特级品试剂。在2087.3g水中溶解2557.8g丙烯酸试剂。利用冰浴将该水溶液冷却,使液体温度保持在30℃以下,同时一边搅拌一边缓慢添加3507.0g的40.5重量%的NaOH水溶液,得到40重量%的丙烯酸钠水溶液。
将1733.0g上述得到的丙烯酸钠水溶液溶解在341.5g水中。在该丙烯酸钠水溶液中添加227.7g丙烯酸,得到2302.2g 40重量%的丙烯酸钠/丙烯酸=70/30水溶液。添加2.5g作为交联剂的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺并使其溶解后,用氮气使其起泡来进行脱气。
在体系内预先形成了氮气气氛的12L高压釜中加入4.3L环己烷、7.8785g作为表面活性剂的失水山梨糖醇单硬脂酸酯,在室温下搅拌使其溶解后,将反应体系内部在65kPa的减压下进行脱气。保持减压的状态加热至内部温度为60℃。在上述丙烯酸钠水溶液中,添加在50g水中溶解了0.7186g过硫酸铵而成的水溶液。在反应体系内部温度到达60℃以后,向体系内添加调节后的丙烯酸钠水溶液,一边流过氮气,一边在400rpm的转速下搅拌使其混悬。然后在将反应体系内部保持在65kPa、内部温度保持为60℃的条件下开始聚合,将搅拌速度保持在400rpm、保持2小时,终止聚合,得到含有含水凝胶的乳状液。利用氮气使反应体系内部处于常压后,密闭体系、加热至内部温度为80℃,并将搅拌速度设定为400rpm,用15分钟添加混合了108.8g和光纯药制特级乙醇和4.2g甘油的溶液。利用氮气将体系内加压,在将内部温度加热至110℃后搅拌并保持30分钟。然后,将体系内恢复到常压后,使用2L环己烷、在40℃的温度下对生成的含水凝胶进行总共3次的洗涤。
生成的含水凝胶通过过滤进行回收,在70℃的全真空下进行干燥、回收。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子9。该树脂粒子的吸收倍率为55倍。该树脂粒子的表面强度为1.2N。
(制造例10)
丙烯酸使用将和光纯药制、特级品试剂进行蒸馏精制而成的丙烯酸。利用冰浴将753g精制的丙烯酸冷却,使液体温度保持在30℃以下,一边搅拌一边缓慢添加625g和光纯药制、特级品试剂25重量%的氨水溶液,得到66重量%的丙烯酸铵水溶液(中和率100%)。然后用氮气起泡来进行脱气。
在体系内预先形成了氮气气氛的12L高压釜中加入4.3L环己烷、7.53g作为表面活性剂的失水山梨糖醇单月桂酸酯,在室温下搅拌使其溶解后,将反应体系内部在30kPa的减压下进行脱气。保持减压的状态加热至内部温度为40℃的温度。在上述丙烯酸铵水溶液中,添加在50g水中溶解了0.7699g过硫酸铵而成的水溶液。在反应体系内部温度到达40℃以后,向体系内添加调节后的丙烯酸铵水溶液,一边流过氮气,一边在400rpm的转速下搅拌使其混悬。然后将反应体系内部保持在30kPa、内部温度保持在40℃的条件下开始聚合,将搅拌速度保持在400rpm、保持2小时,终止聚合,得到含有含水凝胶的乳状液。然后,将体系内恢复到常压后,使用2L环己烷、在40℃的温度下对生成的含水凝胶进行总共3次的洗涤。
生成的含水凝胶通过过滤进行回收,在70℃的全真空下进行干燥、回收。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子10。该树脂粒子的吸收倍率为80倍。该树脂粒子的表面强度为0.6N。整体的铵盐浓度变为97%,表面的盐浓度变为91%,中心部的盐浓度变为98%。
使用惰性气体干燥箱将制造例10中制造的吸水性树脂粒子10、在180℃下进行10分钟的加热处理。该操作与在后述实施例中进行的用于与基材复合化的加热处理条件是相同的条件。其结果是吸水性树脂粒子的表面盐强度变为2.8N,整体的铵盐浓度变为70%,表面的盐浓度变为29%,中心部的盐浓度变为95%。
(制造例11)
丙烯酸使用和光纯药制、特级品试剂。在2087.3g水中溶解2557.8g丙烯酸试剂。利用冰浴将该水溶液冷却,使液体温度保持在30℃以下,同时一边搅拌一边缓慢添加3507.0g的40.5重量%NaOH水溶液,得到40重量%的丙烯酸钠水溶液。
将1733.0g上述得到的丙烯酸钠水溶液溶解在341.5g水中。在该丙烯酸钠水溶液中添加227.7g丙烯酸,得到2302.2g的40重量%的丙烯酸钠/丙烯酸=70/30水溶液。添加2.5g作为交联剂的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺并使其溶解后,用氮气起泡来进行脱气。
在体系内预先形成了氮气气氛的12L高压釜中加入4.3L环己烷、7.8785g作为表面活性剂的失水山梨糖醇单硬脂酸酯,在室温下搅拌使其溶解后,将反应体系内部在65kPa的减压下进行脱气。保持减压的状态加热至内部温度为60℃。在上述丙烯酸钠水溶液中,添加在50g水中溶解了0.7186g过硫酸铵而成的水溶液。在反应体系内部温度到达60℃以后,向体系内添加调节后的丙烯酸钠水溶液,一边流过氮气,一边在400rpm的转速下搅拌使其混悬。然后在反应体系内部保持在65kPa、内部温度保持为60℃的条件下开始聚合,将搅拌速度保持在400rpm、保持2小时,终止聚合,得到含有含水凝胶的乳状液。利用氮气使反应体系内部处于常压后,密闭体系、加热至内部温度为80℃,并将搅拌速度设定为400rpm,用15分钟添加108.8g和光纯药制特级乙醇。利用氮气将体系内加压,并将内部温度加热至110℃后搅拌并保持30分钟。然后,将体系内恢复到常压后,使用2L环己烷、在40℃的温度下对生成的含水凝胶进行总共3次的洗涤。
生成的含水凝胶通过过滤进行回收,在70℃的全真空下进行干燥、回收。干燥结束后,利用均化器粉碎,通过筛分将其分级成106μm以下、106~212μm、212~300μm、300~425μm、425~500μm、500~600μm、600~710μm、710~850μm、850~1400μm、850~1200μm、1200~1400μm、1400~1700μm、1700~2500μm、2500~3000μm、3000μm以上。将其作为吸水性树脂粒子11。该树脂粒子的吸收倍率为57倍。该树脂粒子的表面强度为1.1N。
制造例1~11中制造的吸水性树脂粒子1~11的各物性示于表1。
[表1]
平均吸收倍率(g/g) | 加压下吸收倍率(g/g) | 残留单体量(ppm) | |
吸水性树脂粒子1 | 76 | 28 | 170 |
吸水性树脂粒子2 | 83 | 35 | <20 |
吸水性树脂粒子3 | 61 | 26 | 200 |
吸水性树脂粒子4 | 54 | 21.6 | 160 |
吸水性树脂粒子5 | 53 | 23 | 190 |
吸水性树脂粒子6 | 43 | 12.3 | 160 |
吸水性树脂粒子7 | 70 | <20 | |
吸水性树脂粒子8 | 80 | <20 |
平均吸收倍率(g/g) | 加压下吸收倍率(g/g) | 残留单体量(ppm) | |
吸水性树脂粒子9 | 55 | <20 | |
吸水性树脂粒子10 | 80 | <20 | |
吸水性树脂粒子11 | 57 | <20 | |
吸水性树脂粒子12 | 76 | 28 | 170 |
吸水性树脂粒子13 | 76 | 28 | 170 |
(实施例1)
将旭化成せんい社制的“ベンリ一ゼ”(注册商标)(ベンリ一ゼ的各物性示于表2)切割成直径为59.5mm的圆形并测定重量,结果为0.0796g。所谓ベンリ一ゼ是指纤维素为100%的连续长纤维无纺布。是纤维素系无纺布,具有优异的吸水特性。另外,由于是连续长纤维,所以含水时的强度也充分,液体扩散性也是优异的。
在制造例1所合成的吸水性树脂粒子1中,称取0.164g粒径为850~1200μm的成分,在直径为59.5mm的テフロン片材上以粒子之间不粘结这样的方式来配置。将其作为テフロン(1)。再准备一张テフロン片材,进行同样的准备操作,将其作为テフロン(2)。在テフロン(1)上静置ベンリ一ゼ,使用喷雾器来散布3ml的水。以该テフロン(1)的ベンリ一ゼ面与テフロン(2)的粒子面重叠这样、将テフロン(1)翻转过来进行静置。用手轻轻按一按后、放置1分钟,利用惰性气体干燥箱将其在180℃下进行10分钟的加热。加热后立即测定重量,结果为0.4061g。计算复合体的吸水性树脂的重量比例,得到其值为80.4%。全部吸水性树脂粒子坚固地与ベンリ一ゼ粘合,即使用手摩擦、吸水性树脂也不脱落。当用扫描电子显微镜(JEOL制JSM-5300)观察粘合形态时,全部粒子以纤维插入到吸水性树脂中的方式来粘合。以能看到接合部这样、不在粒子的上面、而是以一定角度从侧面拍摄的电子显微镜照片(放大150倍)示于图16。将该复合体作为实施例1。
在图16中,用圆圈围住的部分是吸水性树脂与纤维相结合的部分。另外,观察到的黑色处的右上方是吸水性树脂粒子,左下方是基材的纤维部分,纤维是黑色的部分、即、进入到吸水性树脂粒子中并结合的部分。
(实施例2)
除了使用在制造例7中制造的850~1200μm的树脂粒子7以外,其他与实施例1同样来实施试验。评价结果示于表3。
(实施例3)
除了使用在制造例8中制造的850~1200μm的树脂粒子8以外,其他与实施例1同样来实施试验。评价结果示于表3。
(实施例4)
除了使用在制造例9中制造的850~1200μm的树脂粒子9以外,其他与实施例1同样来实施试验。评价结果示于表3。
(实施例5)
除了使用在制造例10中制造的850~1200μm的树脂粒子10以外,其他与实施例1同样来实施试验。评价结果示于表3。
(实施例6)
除了使用在制造例11中制造的850~1200μm的树脂粒子11以外,其他与实施例1同样来实施试验。评价结果示于表3。
(比较例1)
在300ml烧瓶中一边冰浴、一边在液体温度不超过30℃的条件下缓慢添加81.73g试剂丙烯酸(和光纯药制、特级品试剂)、185.71g水、31.78g氢氧化钠(盐浓度70%)。在氮气箱(box)中,以喷雾的方式加入90g该单体溶液,添加0.0561g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。通过用氮气使水溶液起泡而进行脱氧气。迅速添加1ml在100g水中溶解0.022g氯化铁(III)·六水合物而成的溶液、1ml 30重量%的过氧化氢水溶液、和在1ml水中溶解了0.12g L-抗坏血酸而成的溶液,并进行搅拌,喷雾到旭化成せんい社制的スパンボンドエルタスクリンプ(注册商标)PC8020上。使用电热板,连同无纺布在内,加热至60℃、进行1小时的聚合后,升温至120℃并维持30分钟,终止聚合。在100℃下进行真空干燥,测定残留单体,其结果为1000ppm以上。
(比较例2)
利用与实施例1同样的方法、使用制造例2的吸水性树脂粒子2来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的树脂粒子。由于表面附近的铵盐浓度低至30%,所以仅粘合了35%左右的树脂粒子。面积填充率在刚刚加热后、剥离树脂前进行测定。由于粘合的比例低,所以难以稳定地发挥性能。评价结果示于表3。
(比较例3)
利用与实施例1同样的方法、使用制造例6的吸水性树脂粒子6来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的树脂粒子。表面强度高,为6N,仅粘合了25%左右的树脂。面积填充率在刚刚加热后、树脂剥离前进行测定。评价结果示于表3。
(比较例4)
除了不加水以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体,没有粘合。
(实施例7)
除了水为15g以外,其他用与实施例1同样的方法来制造复合体。由于在10分钟时仍残留有水分,所以进一步加热10分钟。
(实施例8)
除了将干燥条件定为60℃、5小时以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。
(实施例9)
除了将干燥条件定为370℃以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。如果加热时间稍微有一点过长,则变得焦糊,因此每数秒就检查一下干燥状态,在干燥的时刻终止加热。
[表2]
单位面积重量(g/m2) | 吸收倍率(g/g) | 接触角(度) | 吸收速度(mg/秒) | 厚度(mm) | 抗拉断裂强度(N/20mm) | 伸长(cm) | 吸收生理食盐水后的抗拉断裂强度(N/cm2) | |
ベンリ-ゼ纵向 | 28 | 14 | 0 | 0.74 | 0.45 | 7.2 | 4 | 4.9 |
ベンリ-ゼ横向 | 0.58 | 1.5 | 12.3 | 1 | ||||
尼龙スパンボンド纵向 | 20 | 7.8 | 111 | 0.27 | 0.15 | 9 | 28.2 | 6.8 |
尼龙スパンボンド横向 | 0.27 | 5.8 | 54 | 4 | ||||
PETスパンボンド纵向 | 25 | 6.7 | 124 | 0.16 | 0.12 | 35.3 | 21 | 28.4 |
PETスパンボンド横向 | 0.15 | 12.7 | 20 | 12.7 | ||||
キノクロス | 40 | 33 | 0 | 0.34 | 1 | 2.9 | 19.6 | 0.68 |
PPスパンボンド | 20 | 5.6 | 135 | 0.19 | ||||
卫生纸 | <0.1 | |||||||
サランラツプ | 3 | |||||||
人造纤维スパンレ-ス纵向 | 25 | 12 | 0 | 0.45 | 0.31 | 7.8 | 3.7 | 5.2 |
人造纤维スパンレ-ス横向 | 0.35 | 2 | 8.9 | 1.3 |
实施例1~9和比较例2、3的吸收性复合体的各物性示于表3。
(实施例10)
除了使用在制造例1中制造的500~600μm的吸水性树脂粒子1、使吸收性复合体中树脂的重量比例为67.6%这样以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例11)
除了使用在制造例1中制造的710~850μm的吸水性树脂粒子1、使吸收性复合体中树脂的重量比例为72.6%这样以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例12)
除了将使用的基材变为人造纤维スパンレ一ス(人造纤维スパンレ一ス的各物性示于表2)、使吸收性复合体中树脂的重量比例为81.5%以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例13)
除了使用在制造例1中制造的1700~2500μm的吸水性树脂粒子1、使吸收性复合体中树脂的重量比例为89.2%这样以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例14)
除了使用在制造例1中制造的710~850μm的吸水性树脂粒子1、使吸收性复合体中树脂的重量比例为72.8%这样以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例15)
除了使吸收性复合体中的树脂的重量比例为66.6%这样以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例16)
除了使吸收性复合体中的树脂的重量比例为71.6%这样以外,其他与实施例8进行同样的试验。评价结果示于表4。
(实施例17)
除了使用在制造例7中制造的850~1200μm的吸水性树脂粒子7、使吸收性复合体中树脂的重量比例为80.0%、并使用人造纤维スパンレ一ス作为基材以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
(比较例5)
除了使用在制造例1中制造的300~425μm的吸水性树脂粒子1、使吸收性复合体中树脂的重量比例为64%这样以外,其他与实施例1进行同样的试验。评价结果示于表4。
实施例10~17和比较例5的吸收性复合体的各物性示于表4。
(实施例18)
将制造例1所制造的吸水性树脂粒子1中的粒径为850~1200μm的粒子50重量%与粒径为100~300μm的粒子50重量%进行混合使用,除此以外,其他使用与实施例1同样的方法来制造实施例18。98%的粒子进行了粘合,粘合方式是全部纤维插入到吸水性树脂中的形式。
(实施例19)
将制造例1所制造的吸水性树脂粒子1中的粒径为850~1200μm的粒子30%与粒径为100~300μm的粒子70%进行混合使用,除此以外,其他使用与实施例1同样的方法来制造实施例19。98%的粒子进行了粘合,粘合方式是全部纤维插入到吸水性树脂中的形式。
(实施例20)
将制造例1制造的吸水性树脂粒子1中的粒径为850~1200μm的粒子30%与粒径为3000μm以上的粒子20%与粒径为100~300μm的粒子50%进行混合使用,除此以外,其他使用与实施例1同样的方法来制造实施例20。98%的粒子进行了粘合,粘合方式是全部纤维插入到吸水性树脂中的形式。
(实施例21)
除了使用在制造例3中制造的粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子3以外,其他用与实施例1同样的方法来实施试验。将其作为实验例21。全部吸水性树脂坚固地与ベンリ一ゼ粘合,粘合方式是纤维插入到吸水性树脂中的形式。与制造例1的吸水性树脂粒子1相比,作为树脂粒子的吸收量少,因此作为复合体的吸收量也稍有下降。
(实施例22)
利用与实施例1同样的方法、使用制造例4的吸水性树脂粒子4来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的树脂粒子。将其作为实施例22。由于表面强度高,所以粘合性稍弱,粘合着的粒子的比例为67%。
(实施例23)
代替ベンリ一ゼ,而使用尼龙制的旭化成せんい社制“スパンボンド”(注册商标)(各物性示于表2),除此以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子。粘合着的粒子的比例为92%。将其作为实施例23。
(实施例24)
代替ベンリ一ゼ,而使用王子キノクロス社制的“王子キノクロスKS-40”(注册商标)(各物性示于表2),除此以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。王子キノクロス是干式纸浆无纺布。使用粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子。将其作为实施例24。全部吸水性树脂粒子以在吸水性树脂中插入纤维的方式进行粘合。由于纸浆的强度弱,所以当用镊子夹住粒子时,连着纸浆的纤维简单地脱落。
(实施例25)
代替ベンリ一ゼ,而使用PET制的旭化成せんい社制“スパンボンド”(注册商标)(各物性示于表2),除此以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子。将其作为实施例25。粘合力弱,粘合着的粒子的比例为62%。
(实施例26)
代替ベンリ一ゼ,而使用聚丙烯制的旭化成せんい社制“スパンボンドエルタス”(注册商标)P03020(各物性示于表2),除此以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子。将其作为实施例26。粘合力弱,粘合着的粒子的比例为51%。
(实施例27)
代替ベンリ一ゼ,而使用株式会社ト一ヨ社制卫生纸“ピアソン”单层纸(single),除此以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。使用粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子。将其作为实施例27。由于含水时的强度弱,所以在处理中易于断开。
(实施例27-2)
除了使用在制造例1中制造的粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子1、使树脂比例为94%以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。将其作为实施例27-2。95%的吸水性树脂粒子进行了粘合。吸收后粒子之间形成粘结着的状态,另外,由于一部分粒子之间相互重叠来粘合,所以吸收后有脱落的粒子。
(参考例1)
在旭化成ライフ&リビング社制的“サランラツプ”上洒水、来观察透液性,结果水完全被止住。当使用完全不透液性薄膜时,在卫生材料用途中仅可以使用一面,因此不是优选的。
(比较例7)
从P&G社制的“パンパ一スコツトンケア”(注册商标)M尺寸产品的吸收体部分、取出纸浆与吸水性树脂的混合物。将其作为比较例7。纸浆与吸水性树脂不粘合,另外纸浆也不能保持绵状的形态。用本发明的方法、不能测定树脂的重量比例。由于没有基材,所以不能测定面积填充率。
(比较例8)
从150cc用的リブドウ社制“リフレ安心パツド”(注册商标)中分离表面片材和背面片材,从中仅取出吸收体部分。从其中心部分按照直径为59.5mm那样进行切割。吸水性树脂与基材通过粘合剂粘合,而不是直接粘合在基材上。将其作为比较例8。
(比较例9)
丙烯酸使用将和光纯药制、特级品试剂进行蒸馏精制而成的丙烯酸。将100g丙烯酸试剂溶解于91.02g的水中。通过冰浴将该水溶液进行冷却,使液体温度保持在30℃以下,同时一边搅拌、一边缓慢加入117.94g 25重量%的氨水溶液,得到40重量%的丙烯酸铵水溶液。
准备简易的氮气箱,以下的操作全部是在用氮气置换了的氮气箱中进行的。在300ml烧瓶中添加90g上述40重量%的丙烯酸铵水溶液、0.0187gN,N′-亚甲基双丙烯酰胺。通过用氮气使水溶液起泡而进行脱气。此时,内部温度为20℃。接着,利用注射器添加0.43g 42重量%甘油水溶液,充分搅拌后,添加分别在1g水中溶解的30重量%过氧化氢水溶液0.0917g和雕白粉0.0415、开始聚合。内部温度从20℃开始上升后,向在桶(vat)中准备的3gベンリ一ゼ中注入50g的反应溶液。保持这样的状态放置3小时,从氮气箱中取出。然后使用惰性气体干燥箱在100℃下进行4小时的干燥。将其作为比较例9。该吸收性复合体是硬的,难以将其切割或弯曲。由于该复合体的吸收倍率难以直接测定,所以与吸水性树脂粒子同样进行粉碎、并筛分成106~850μm的粒径后进行测定。由于形成了粒子状,因此不能测定树脂的重量比例、面积填充率。
(比较例10)
除了使用在制造例1中制造的粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子1、使树脂的重量比例为25%以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。将其作为比较例10。全部的吸水性树脂粒子进行了粘合。
(比较例12)
除了使用在制造例1中制造的粒径为850~1200μm的吸水性树脂粒子1、使树脂比例为55%以外,其他用与实施例1同样的方法来制作复合体。将其作为比较例12。全部的吸水性树脂粒子进行了粘合。
实施例18~27-2和比较例7~12的吸收性复合体(吸收体)的各物性示于表5。
(制造例12)
除了使用106μm、212μm、300μm、425μm、500μm、600μm、710μm、850μm、1000μm、1180μm、1400μm、2000μm、2500μm的筛子作为将粒子分级的筛子、来进行分级以外,其他用与制造例1同样的方法来得到吸水性树脂粒子12。
(制造例13)
除了使用106μm、212μm、300μm、425μm、500μm、600μm、710μm、850μm、1000μm、1180μm、1400μm、2000μm、2500μm的筛子作为将粒子分级的筛子、来进行分级以外,其他用于制造例3同样的方法来得到吸水性树脂粒子13。
(实施例28)
将旭化成せんい社制的“ベンリ一ゼ”(注册商标)沿纤维的纵向切割成27cm、沿横向切割成8cm的大小。所说的ベンリ一ゼ,是纤维素为100%的连续长纤维无纺布。是纤维素系无纺布,具有优异的吸水特性。另外,由于是连续长纤维,所以含水时的强度也充分、液体扩散性也优异。将テフロン(注册商标)的片材同样切割成纵向为27cm、横向为8cm的大小,在其中画出纵向为25cm、横向为6cm的线。准备2张这样的片材。使用1180μm的筛子,在1张片材的线的内侧均匀散布1.5g的树脂粒子,所述树脂粒子是制造例12的吸水性树脂粒子12残留在1000μm筛子上的树脂粒子。进而使用300μm的筛子均匀散布1.5g残留在212μm筛子上的树脂粒子。在另一张片材上,同样散布1.5g残留在1000μm筛子上的树脂粒子。使用喷雾器在ベンリ一ゼ上散布1.2g的水,置于准备的片材上,在两面上粘合树脂。在没有树脂的部分放置锤子进行固定、抑制ベンリ一ゼ的收缩,同时使用惰性气体干燥箱在180℃进行10分钟的干燥。将其作为实施例28。
(实施例29~32)
用与实施例28同样的方法,改变吸水性树脂粒子12的粒径和使用量来制造复合体。
将在两面上各使用1.5g残留在500μm筛子上的树脂粒子而成的复合体作为实施例29。
将在两面上各使用1.5g残留在850μm筛子上的树脂粒子、进而仅在一面上使用1.5g残留在212μm筛子上的树脂粒子而成的复合体作为实施例30。
将在两面上各使用1.05g残留在710μm筛子上的树脂粒子、进而仅在一面上使用2.4g残留在300μm筛子上的树脂粒子而成的复合体作为实施例31。
将在两面上各使用1.05g残留在710μm筛子上的树脂粒子、进而在两面上各使用0.975g残留在300μm筛子上的树脂粒子而成的复合体作为实施例32。
(实施例33)
使用制造例13的吸水性树脂粒子13、用与实施例28同样的方法来制作复合体。将其作为实施例33。由于与制造例12的吸水性树脂相比、不是铵盐,所以作为树脂粒子的吸收量少,因此作为复合体、吸收量稍微降低。另外,由于表面盐浓度比铵盐稍低,所以在制造后有脱落的粒子。
(实施例34)
除了使用尼龙制的旭化成せんい社制“スパンボンド”(注册商标)来代替ベンリ一ゼ以外,其他用与实施例28同样的方法来制作复合体。将其作为实施例34。
(实施例35)
除了使用王子キノクロス社制的“王子キノクロスKS-40”(注册商标)来代替ベンリ一ゼ以外,其他用与实施例28同样的方法来制作复合体。王子キノクロス是干式纸浆无纺布。将其作为实施例35。由于纸浆的强度弱,所以形成下述那样程度的粘合强度,即,当用镊子夹住粒子时、可连同纸浆的纤维一起简单地脱落。
(实施例36)
除了使用PET制的旭化成せんい社制“スパンボンド”(注册商标)来代替ベンリ一ゼ以外,其他用与实施例28同样的方法来制作复合体。将其作为实施例36。
(实施例37)
除了使用制造例7的树脂粒子7、改变使用的粒径和量以外,其他用与实施例28同样的方法来制作复合体。
在两面上各使用1.5g的可通过1400μm的筛子、而残留在850μm的筛子上的树脂粒子,进而仅在一面使用1.5g可通过300μm的筛子、而残留在212μm的筛子上的树脂粒子,将其作为实施例37。
(实施例38)
除了使用制造例8的树脂粒子8、改变使用的粒径以外,其他用与实施例28同样的方法来制作复合体。
在两面上各使用1.5g可通过1400μm的筛子、而残留在850μm的筛子上的树脂粒子,进而仅在一面使用1.5g可通过300μm的筛子、而残留在212μm的筛子上的树脂粒子,将其作为实施例38。
(实施例39)
除了使用制造例7和制造例8的树脂粒子7、8,改变使用的粒径以外,其他用与实施例28同样的方法来制作复合体。
在两面上各使用1.5g的制造例7所制造的树脂粒子7中的、可通过1400μm的筛子、而残留在850μm的筛子上的树脂粒子,进而仅在一面使用1.5g制造例8所制造的树脂粒子8中的、可通过300μm的筛子、而残留在212μm的筛子上的树脂粒子,将其作为实施例39。
实施例28~39的吸收性复合体的各物性示于表6。
(实施例40)
设置如图17所示的设备。(a)是卷筒辊(基材),使用了旭化成せんい社制“スパンボンド”(注册商标)的宽度为500mm的布。测定该布的单位面积重量,结果为28g/cm2。(b)是水喷雾机,使用了在喷嘴处将气体和水的线(line)衔接了的喷雾机。对于水的喷雾,可以调节在喷嘴处施加的气体的压力和水的压力,从而调节喷雾的水的量。作为(d1)、设置了吸水性树脂粒子漏斗(供给部)。在转筒(e1)上部设置了用于将从漏斗(d1)漏下的附着在转筒坑洼以外地方的吸水性树脂粒子吹走的气体喷射机(i1)。设置了干燥热风吹风机(j1),其用于在转筒与粒子接触前、使转筒表面干燥。(e1)的转筒的筒径为500mm、筒宽为500mm。转筒表面的坑洼的结构示于图18、图19。在图18中,表示从上部观察筒表面时的坑洼的位置关系,以相邻坑洼的中心间的间隔全部大致为3.1mm这样的方式来配置坑洼。在图19中,表示从横向观察坑洼的深度方向的剖面图,使用了具有下述那样孔穴结构的转筒,即,筒表面侧的开口部的圆的直径为1.5mm,随着从该处向内部方向延伸,孔穴的直径变小,当深度为0.8mm时,直径缩小至0.7mm,比该部位更深地方的直径维持在0.7mm,具有这样直径的孔穴一直持续到转筒内部的空洞处。
对于通过了转筒(e1)的在一面上附着了树脂粒子(f)的布(c),通过压辊(l)而使树脂粒子与布牢固地附着。转筒(e2)、上部的漏斗(d2)、气体喷射机(i2)、干燥热风吹风机(j2)分别使用与上述转筒(e1)、漏斗(d1)、气体喷射机(i1)、干燥热风吹风机(j1)相同的装置。并且,采用通过带式运输机(k)从转筒(e2)的下方将布运送至干燥装置(g)的出口的方式。作为干燥装置(g),装置内的布运动方向的长度约为2m,采用将热风从布出口吹向布入口方向的方式。另外,终端卷绕辊(h),按照将带式运输机与终端辊之间的布保持大致一定的松弛度的方式,一边以手动的方式调节旋转速度、一边运行。
图20表示含有转筒(e1)的内部结构信息的结构。
转筒(e1)内部通过隔板(o1)分成减压空间(q1)和常压空间。采用下述那样的体系,即,在与布接触的部位,固定气体喷射机(m1),用从该气体喷射机喷出的气体将从气体喷射机(m1)前面通过的孔穴中的粒子喷射到布上。在转筒(e1)内,设置另一个气体喷射机(n1),其将没有喷射到布上的粒子喷射到残留树脂接收容器(p1)中。
图21表示含有转筒(e2)内部结构信息的结构。
转筒(e2)内部也通过隔板(o2)分成减压空间(q2)和常压空间。采用下述那样的体系,即,在与布接触的部位、固定气体喷射机(m2),用从该气体喷射机喷出的气体将从气体喷射机(m2)前面通过的孔穴中的粒子喷射到布上。在转筒(e2)内,设置另一个气体喷射机(n2),形成将用气体喷射机(m2)没有喷射到布上的残留树脂再次喷射到布上的方式。
作为使用的吸水性树脂粒子,使用由制造例1中所示的制法制造的粒径为850~1200μm的粒子。在漏斗(d1)漏斗(d2)中分别各装入1kg的该树脂粒子。在运行中,当漏斗中的树脂量为大约300g左右的时候,在漏斗中加满树脂,使漏斗中的树脂量为变为1kg。重复该操作,防止在运行中、漏斗中的树脂变无。从轴附近以能够将减压空间(q1)、(q2)维持在700~750mmHg之间这样的方式进行减压。从气体喷射机(i1)、(i2)喷射气体,调节空气喷射量使附着在坑洼以外地方的树脂的大部分向漏斗方向返回。以能够使润湿的转筒表面干燥这样、从干燥热风喷射机(j1)、(j2)喷射干燥热风。从气体喷射机(m1)、(m2)、(n1)、(n2)喷射气体。在干燥机(g)内以50m3/小时的速度使180℃的氮气从干燥机出口流向入口的方向。水喷雾机的水的喷雾量,以在ベンリ一ゼ的移动速度为0.2m/分钟时、ベンリ一ゼ的含水量为20g-水/m2这样来调节。
使转筒(e1)、(e2)和带式运输机(k)旋转以使移动的布顺畅流动,将布的移动速度调节至大约0.3m/分钟,开始运行。
运行中,手动旋转复合体辊(h),使带式运输机(k)至复合体辊(h)之间形成大致一定的松弛度。
取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布,进行各种的评价。
(制造的吸收性复合体的评价、树脂与布的粘合方式)
将在实施例40中制造的吸收性复合体的一部分切割成10cm的四方形,用光学显微镜观察无纺布中的纤维与吸水性树脂的粘合方式,其结果是在树脂中纤维呈贯通的状态。
(制造的吸收性复合体的评价、吸收性复合体中的树脂重量比例)
将在实施例40中制造的吸收性复合体的一部分以每50cm的长度进行切割,取出10片长度为50cm的吸收性复合体,对其测定树脂含有率,结果在82~86重量%之间。即,制造的吸收性复合体是树脂重量比例的差异小的复合体。将该吸收性复合体以每50cm的长度进行切割,从该切割物内,任意取出10片,对其测定树脂含有率,结果为该比例在70重量%~90重量%之间,具有大的差异,不能形成具有稳定的树脂重量比例的布。吸收性复合体的树脂重量比例通过与以下实施例42同样的方法算出。
(制造的吸收性复合体的评价、吸水性树脂与布的粘合)
将在实施例40中制造的吸收性复合体的一部分切割成长度为50cm的大小,将其悬挂在固定于高度为1m左右地方的棒上,将该棒以15cm/秒的速度、30cm的振幅、上下振摇60秒,其结果是吸收性复合体中的树脂重量比例为84重量%,仅有5粒的粒子落下。
(制造的吸收性复合体的评价、不加压下的吸收量)
实施例40中制造的吸收性复合体在不加压下的吸收量为61g/g。另外,面积吸收倍数为1g/cm2。
(实施例41)
将吸水性树脂粒子改为制造例3中的粒子,与实施例40同样运行。
(制造的吸收性复合体的评价、吸水性复合体的面积填充率)
实施例41中制造的吸收性复合体的每一面的面积填充率为15.5%。
(制造的吸收性复合体的评价、吸水性树脂与布的粘合)
将实施例41中制造的吸收性复合体的一部分切割成长度为50cm的大小,将其悬挂在固定于高度为1m左右地方的棒上,将该棒以15cm/秒的速度、30cm的振幅、上下振摇60秒,其结果是吸收性复合体中的树脂重量比例为85重量%,仅有20粒的粒子落下。
(实施例42)(基材的含水量小于0.5重量%的情况)
除了将水喷雾机的水喷射量减少、使通过水喷雾机后的ベンリ一ゼ的含水率变为0.3重量%这样来进行调节外,其他与实施例40同样来运行涂布机。
取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布。将该吸收性复合体切割成长度为50cm的大小,将其悬挂在固定于高度为1m左右地方的棒上,将该棒以30cm/秒的速度、30cm的振幅、振摇60次,其结果是吸收性复合体中的树脂重量比例为30重量%以下,在低含水率的布上,几乎没有树脂粒子粘合。吸收性复合体中的树脂量是将吸收性复合体的全部重量减去该吸收性复合体中的布的重量所得的重量。吸收性复合体的布的重量可以如下述那样来求得,即,预先测定使用前的干燥状态下的布的单位面积的重量(单位面积重量(g/m2)),如果这次切割的长度为50cm的片状物的面积为0.25m2,则用测定的单位面积重量乘以0.25m2,所得到的重量就是吸收性复合体中的布重量(g)。吸收性复合体中的树脂的重量比例是将上述方法计算出的吸收性复合体中的树脂重量除以吸收性复合体的总重量而得到的百分比的值。
(实施例43)(使用含水率超过50重量%的吸水性树脂的情况)
将1kg使用的吸水性树脂粒子放入10L的テフロン制的容器中、一边激烈搅拌一边一次性加入2kg的水。使吸水性树脂粒子吸收了加入的水的几乎全部量后、停止搅拌,将所获得物用作吸水性树脂,除此以外,其他与实施例40同样来运行涂布机。取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布。将该吸收性复合体以每50cm的长度进行切割,从该切割物中,任意取出10片,对其测定树脂的重量比例,结果该比例在70重量%~90重量%之间,具有大的差异,不能形成具有稳定的树脂重量比例的布。吸收性复合体的树脂重量比例用与实施例42同样的方法算出。
(实施例44)(使涂布机的转筒表面的坑洼的外径超出使用的吸水性树脂的平均粒径3倍的情况)
除了使用所用的转筒表面的坑洼的外径为4mm的转筒作为转筒(e1)、(e2)以外,其他与实施例40同样来运行涂布机。取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布,进行各种评价。将该吸收性复合体以每50cm的长度进行切割,从该切割物中,任意取出10片,对其测定树脂的重量比例,结果为该比例在92重量%~75重量%之间,具有大的差异,不能形成具有稳定的树脂重量比例的布。吸收性复合体的树脂重量比例用与实施例42同样的方法算出。
(实施例45)(使涂布机的转筒表面的坑洼深度超出使用的吸水性树脂的平均粒径2倍的情况)
除了使用将所用的转筒表面的坑洼深度由0.8mm变化为4mm的转筒作为转筒(e1)、(e2)以外,其他与实施例40同样来运行涂布机。取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布,进行各种评价。将该吸收性复合体以每50cm的长度进行切割,从该切割物中,任意取出10片,测定树脂含有率,结果在92重量%~75重量%之间,具有大的差异,不能形成具有稳定的树脂重量比例的布。吸收性复合体的树脂重量比例用与实施例42同样的方法算出。
(实施例46)(PET的无纺布的情况)
除了将使用的布变为PET的无纺布以外,其他与实施例40同样来运行涂布机。取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布。将该吸收性复合体切割成长度为50cm的大小,将其悬挂在固定于高度为1m左右地方的棒上,将该棒以15cm/秒的速度、30cm的振幅、上下振摇60秒,其结果是吸收性复合体中的树脂重量比例为30重量%以下,在PET的无纺布上,几乎没有树脂粒子粘合。吸收性复合体的树脂重量比例用与实施例42同样的方法算出。
(实施例47)(PP的无纺布的情况)
除了将使用的布变为PP的无纺布以外,其他与实施例40同样来运行涂布机。取出从开始运行20分钟后至60分钟后的期间的从装置上取下的布。将该吸收性复合体切割成长度为50cm的大小,将其悬挂在固定于高度为1m左右地方的棒上,将该棒以30cm/秒的速度、30cm的振幅、振摇60次,其结果是吸收性复合体中的树脂含有率为30重量%以下,在PP的无纺布上,几乎没有树脂粘合。吸收性复合体的树脂重量比例用与实施例42同样的方法算出。
(实施例48)
将ベンリ一ゼ切割成纤维的纵向为37cm、横向为21cm的大小。将テフロン(注册商标)的片材同样切割成纵向为37cm、横向为21cm的大小,在其中画出纵向为35cm、横向为19cm的线。准备2张这样的片材。使用1180μm的筛子,在1张片材的线的内侧均匀散布6.6g作为大粒子选出的、制造例1的粒径为1000~1180μm的树脂粒子。进而使用300μm的筛子均匀散布6.65g作为小粒子选出的制造例1的粒径为212~300μm的树脂。在另一张片材上,同样散布6.7g的1000~1180μm的树脂粒子。使用喷雾器在ベンリ一ゼ上散布8g的水,将其压置在树脂粒子上。进而在ベンリ一ゼ上散布2g的水,在背面粘合树脂粒子。在没有树脂的部分放置锤子进行固定、并散布3g的水后,抑制ベンリ一ゼ的收缩,同时使用惰性气体干燥箱在180℃进行10分钟的干燥。
准备ユニチヤ一ム社制“ム一ニ一のび一るフイツト”(注册商标)M尺寸产品,通过利用干燥器的热量使热熔粘合剂熔化,而仅对表面片材和背面片材进行回收。将制造的吸收性复合体切割成纵向为33cm、横向为17cm的大小,夹入到表面片材与背面片材之间,通过利用GE东芝シリコ一ン株式会社制的粘合剂、非腐蚀速干性粘合片材TSE387将与吸收性复合体不接触的表面片材和背面片材的端部进行粘合,来制造体液吸收物品。将其作为实施例48。
(实施例49)
将ユニチヤ一ム社制“ム一ニ一のび一るフイツト”(注册商标)M尺寸产品的吸收体部分进行分解,将纸浆和吸水性树脂粒子同时加入到振筛机中。由于过一段时间后纸浆凝聚,所以可以用镊子夹住进行回收。重复该操作,使吸水性树脂粒子与纸浆完全分离。用与实施例48同样的操作来制作吸收性复合体,通过筛子在其上散布3g的纸浆。与实施例48同样将其插入到表面片材与背面片材之间,来制作体液吸收物品。通过形成纸浆层,使触感提高。
(实施例50)
除了将使用的大粒子的粒径由1000~1180μm变换为500~600μm、且不使用小粒子以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例50。
(实施例51)
除了使所用的大粒子的粒径为710~850μm且每一面的使用量为4.65g、使小粒子的粒径为300~425μm且使用量为10g以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例51。
(实施例52)
除了使用制造例3的树脂以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例52。
(实施例53)
除了如图22那样、使用日本NSC社制防水制热熔粘合剂、ME117,来将吸收性复合体与不透水性片材进行粘合以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例53。并且,粘合剂如图22所示的那样沿吸收性复合体的纵和横向涂布。在物品中,吸收性复合体没有发生错位,是稳定的。
(实施例54)
除了选出粒径为710~850μm的树脂粒子作为大粒子并在两面上各使用6.1g,选出212~300μm的树脂粒子作为小粒子并使用4g以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例54。
(比较例13)
将ユニチヤ一ム株式会社制ム一ニ一のび一るフイツト(注册商标)M尺寸的产品作为比较例13。吸收体是纸浆与吸水性树脂的混合物,具有厚度,吸收能力也低。
(比较例14)
将P&G株式会社制パンパ一スコツトンケア(注册商标)的M尺寸产品作为比较例14。吸收体是纸浆与吸水性树脂的混合物,具有厚度,吸收能力也低。
实施例48~54、比较例13、14的体液吸收物品的各物性示于表7。
(实施例55)
除了以下变化点以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品、将其作为实施例55。
将ベンリ一ゼ、和テフロン片的横幅分别切割成纵向为37cm、横向为25cm的大小。在テフロン片的内侧画出纵向为35cm、横向为23cm的线。分别在表面、背面散布8.0g、8.1g的大粒子、并散布8g的小粒子。
将制造的复合体切割成纵向为33cm、横向为21cm的大小,在将其放入到表面片材与背面片材之间时,以图23所示的状态那样进行折叠而插入。
(实施例56)
除了将使用的大粒子的粒径变换为500~600μm、且不使用小粒子以外,其他用与实施例55同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例56。
(实施例57)
除了将日本NSC社制防水制热熔粘合剂、ME117作为粘合剂使用以外,其他用与实施例55同样的方法来制作体液吸收物品。
实施例55~57的体液吸收物品的各物性示于表8。将其作为实施例57。
(实施例58)
除了如图24的图形那样使吸收性复合体分别与透水性片材、不透水性片材进行粘合以外,其他用与实施例48同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例58。
(实施例59)
除了将日本NSC社制防水制热熔粘合剂、ME117作为粘合剂使用以外,其他用与实施例58同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例59。
(实施例60)
除了如图24的图形那样使吸收性复合体分别与透水性片材、不透水性片材进行粘合以外,其他用与实施例50同样的方法来制作体液吸收物品。将其作为实施例60。
实施例58~60的体液吸收物品的各物性示于表9。
附图说明
[图1]用于制造本发明的吸收性复合体的优选的制造装置的说明图
[图2]本发明的吸收性复合体的加压下吸收倍率的测定装置的说明图
[图3]图2中的测定部5的放大说明图
[图4]具有长度方向的吸收性复合体的形状的例子
[图5]吸收性复合体的回折的例子
[图6]吸收性复合体的回折的例子
[图7]吸收性复合体的回折的例子
[图8]吸收性复合体的回折的例子
[图9]吸收性复合体的回折的例子
[图10]吸收性复合体的回折的例子
[图11]吸收性复合体的回折的例子
[图12]吸收性复合体的回折的例子
[图13]粘合剂的涂布图形的例子
[图14]漏液的评价试验的说明图
[图15]漏液的评价试验的说明图
[图16]纤维侵入吸水性树脂中并粘合着的形态的电子显微镜照片
[图17]本发明的吸收性复合体的制造装置的一例的说明图
[图18]图17装置的转筒表面上的坑洼的配置的简图
[图19]图17装置的转筒表面上的坑洼的深度方向的简图
[图20]图17装置的第一转筒的简图
[图21]图17装置的第二转筒的简图
[图22]实施例53的体液吸收物品的粘合剂的图形
[图23]实施例55的体液吸收物品的结构的简图
[图24]实施例58的体液吸收物品的结构的简图
Claims (30)
1.一种吸收性复合体,是由基材和吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体,满足以下的条件(1)~(4):
(1)相对于上述基材与吸水性树脂的合计重量,吸水性树脂的重量比例为65~99重量%、
(2)与上述基材直接粘合的吸水性树脂粒子是全部吸水性树脂粒子的50重量%以上、
(3)上述吸水性树脂粒子的平均吸收倍率为50g/g以上、
(4)上述吸水性树脂中的残留单体为200ppm以下。
2.如权利要求1所述的吸收性复合体,在上述基材的至少一面中,粒径为550μm~2100μm的吸水性树脂粒子的树脂面积填充率是1~30%。
3.如权利要求1或者2所述的吸收性复合体,总表面积系数是0.3~3。
4.如权利要求2所述的吸收性复合体,使上述粒径为550μm~2100μm的吸水性树脂粒子粘合在基材上后的表面盐浓度,比中心部的盐浓度低10mol%以上。
5.如权利要求2所述的吸收性复合体,上述粒径为550μm~2100μm的吸水性树脂粒子是经表面交联的。
6.如权利要求1、2、4和5的任一项所述的吸收性复合体,上述吸水性树脂粒子的粒径分布满足下述条件(1)、(2):
(1)通过筛孔为300μm的筛子的粒子相对于全部吸水性树脂的重量,为10~50重量%,
(2)不能通过筛孔为3000μm的筛子的粒子相对于全部吸水性树脂的重量,为10重量%以下。
7.如权利要求1、2、4和5的任一项所述的吸收性复合体,上述吸水性树脂粒子是用水溶液聚合法聚合后、通过破碎制造的不定形的树脂粒子和/或用反相悬浮聚合法制造的树脂粒子。
8.如权利要求7所述的吸收性复合体,上述吸水性树脂粒子粘合在基材上之前的表面强度为0.1~5.5N。
9.如权利要求8所述的吸收性复合体,上述吸水性树脂粒子在加压下的吸收倍率为20g/g以上。
10.如权利要求9所述的吸收性复合体,构成上述吸水性树脂粒子的吸水性树脂是在侧链具有羧酸基的树脂,粘合在基材上之前的该吸水性树脂中的酸基的50%以上以铵盐的形式中和。
11.如权利要求10所述的吸收性复合体,构成上述吸水性树脂粒子的吸水性树脂是以聚丙烯酸盐为主的共聚物。
12.如权利要求1、2、4和5的任一项所述的吸收性复合体,上述基材与溶液粘度为74cps的聚丙烯酸铵水溶液的接触角为130度以下。
13.如权利要求12所述的吸收性复合体,上述基材吸收生理食盐水后的抗拉断裂强度在纵向和横向上都为0.6N/20mm以上。
14.如权利要求12所述的吸收性复合体,上述基材是布和/或纸。
15.如权利要求14所述的吸收性复合体,上述基材满足下述的条件(1)、(2):
(1)纵向与横向的抗拉断裂伸长的比例为1∶1.2~1∶10、
(2)纵向与横向的抗拉断裂强度的比例为1.2∶1~10∶1。
16.如权利要求15所述的吸收性复合体,上述基材的吸收倍率为6g/g以上。
17.如权利要求16所述的吸收性复合体,上述基材的吸收速度为0.35mg/秒以上。
18.如权利要求14所述的吸收性复合体,上述基材是包含纤维素系纤维的布和/或纸。
19.如权利要求18所述的吸收性复合体,上述基材是纤维素系无纺布。
20.如权利要求1、2、4和5的任一项所述的吸收性复合体,吸收性复合体的端部进行了折回、固定。
21.如权利要求1、2、4和5的任一项所述的吸收性复合体,沿吸收性复合体的长度方向以线状涂布了粘合剂。
22.如权利要求21所述的吸收性复合体,上述粘合剂是热熔粘合剂。
23.权利要求1所述的吸收性复合体的制造方法,是由基材与吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体的制造方法,是在使基材和/或吸水性树脂吸水后、在使基材与吸水性树脂粒子接触的状态下进行脱水干燥。
24.如权利要求23所述的吸收性复合体的制造方法,包括下述(1)~(3)的工序:
(1)在吸水性树脂粒子和/或基材中吸收相对于要粘合的吸水性树脂粒子为10~3000重量%的水的工序、
(2)使上述基材与上述吸水性树脂粒子接触的工序、
(3)使上述基材与上述吸水性树脂粒子脱水干燥的工序。
25.如权利要求23或者24所述的吸收性复合体的制造方法,在加热温度为70~350℃、处理时间为1~1000秒的加热条件下进行上述脱水干燥。
26.如权利要求25所述的制造方法,作为吸水性树脂粒子,使用下述吸水性树脂粒子,即,通过利用加热的脱水干燥处理,表面的盐浓度会比处理前降低10%以上的吸水性树脂粒子。
27.权利要求1所述的吸收性复合体的制造装置,是由基材与吸水性树脂粒子构成的吸收性复合体的制造装置,具有基材的输出部、用于使树脂粒子向基材粘合的转筒、向上述转筒供给树脂粒子的树脂粒子供给部、用于将粘合了树脂粒子的基材进行脱水干燥的干燥部、向基材和/或树脂粒子供给规定量的水分的水分供给部,并具有下述(1)、(2)的特征:
(1)在上述转筒的表面上具有多数的坑洼、
(2)在上述各坑洼的底部具有可从上述转筒内部喷出气体的通气口。
28.一种吸收性复合体的制造方法,是使用权利要求27所述的制造装置,使吸水性树脂粒子粘合在基材上,然后进行脱水干燥的吸收性复合体的制造方法,其特征在于,满足下述(1)~(5)的条件:
(1)喷涂前的基材的含水率为50~500重量%;
(2)喷涂前的吸水性树脂粒子的含水率为1~50重量%;
(3)一边沿上述转筒的表面接触布帛状的基材,一边在基材上喷涂预先加入到上述转筒的坑洼中的吸水性树脂粒子,使吸水性树脂附着在基材上;
(4)上述转筒表面上的坑洼的入口外径,具有使用的吸水性树脂粒子的最大粒径的1~3倍的长度;
(5)上述转筒的坑洼的深度是使用的吸水性树脂粒子的平均粒径的0.3~2倍。
29.一种体液吸收物品,其特征在于,具有透液性片材、不透液性片材和两者之间存在的权利要求1~22的任一项所述的吸收性复合体。
30.如权利要求29所述的体液吸收物品,其特征在于,具有透液性片材、不透液性片材和两者之间进而存在的纸浆。
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