DE69635897T2

DE69635897T2 - Wasserabsorbierendes harz, absorbierendes material und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE69635897T2
Application number: DE69635897T
Authority: DE
Inventors: Kunihiko Ishizaki; Hisanobu Obara; Hamada-ryo Toshimasa D-505 KITAYAMA; Hamada-ryo Yoshihiro A-410 MOTONO; Nobuyuki Harada
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: EP0802238A4; EP0802238B1; WO1997016492A1; DE69635897D1; EP0802238A1; US6001911A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Absorberharze und absorbierende Materialien, die zur Verwendung in Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterialien, wie Papierwindeln (wegwerfbare Windeln), Damenbinden, sogenannten Inkontinenzeinlagen, Feuchtigskondensationsabsorberlagen, Zurückhaltematerialien für Wasser in der Landwirtschaft, wasserfeste Mittel für das Bauwesen, medizinische Materialien, wie medizinische Lagen, Materialien zum Frischhalten von Nahrungsmitteln und Materialien zum Verhindern, dass Nahrungsmittel tropfen, sowie ein Verfahren zum Herstellen derartigen absorbierenden Materials.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In jüngster Zeit wurden absorbierende Materialien in einer Vielzahl von Bereichen verwendet, beispielsweise als Materialien für Papierwindeln, Damenbinden, sogenannte Inkontinenzeinlagen, zur Verwendung zum Absorbieren von Körperflüssigkeiten. Im allgemeinen werden derartige absorbierende Materialien in folgender Art und Weise hergestellt. Nachdem ein pulveriges oder granulares Absorberharz zwischen zwei Schichten von Papier etc. eingelegt wird, werden Verarbeitungsabläufe, wie ein Prägeverfahren, auf das Papier etc. angewendet, oder nach Einbeziehen von Pulpe in das Absorberharz etc., um eine Lage, Film etc. zu bilden, werden Verarbeitungsabläufe, wie ein Prägeverfahren, auf die Lage etc. angewandt. Anstelle des beschriebenen Verarbeitungsablaufs kann das Absorberharz in ein Basismaterial unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes eingehüllt werden.
Das Verfahren der Herstellung des absorbierenden Materials durch Bilden des Absorberharzes in einer Lage oder einem Film ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 141357/1978 (Tokukaisho 53-141357) und im US-Patent Nr. 4 066 583 offenbart, worin eine Mischung von getrocknetem pulverigen Absorberharz und mehrwertigem Alkohol zwischen Fluorharzlagen (Basismaterialien) eingelegt wird, und dann hierauf ein Druck angewendet wird. Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 174414/1991 (Tokukaihei 3-174414) und das US-Patent Nr. 5 145 906 offenbaren absorbierende Materialien, hergestellt aus trockenem pulverigen Absorberharz, hergestellt aus Polyacrylsäure (Salze) und Polysacchariden etc., und Papierwindeln als Absorberartikel.
Weiterhin offenbaren die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 230671/1989 (Tokukaihei 1-230671) und das US-Patent 4 826 880 ein Verfahren zum Bilden eines Hydrats durch Zugeben einer wässerigen Lösung in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des getrockneten pulverigen Absorberharzes, und Immobilisieren des getrockneten pulverigen Absorberharzes an einem Basismaterial durch Extrusion und Dispersion. Das US-Patent 5 428 076 offenbart ein Verfahren der Immobilisierung getrockneten pulverigen Absorberharzes an einem Basismaterial, um in eine Lage geformt zu werden.
Gemäß dem beschriebenen Herstellungsverfahren der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 141357/1978 (Tokukaisho 53-141357), des US-Patents Nr. 4 066 583, der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 174414/1991 (Tokukaihei 3-174414) und des US-Patents Nr. 5 145 906 wird jedoch das wasserhaltige Gel, resultierend aus einer Polymerisationsreaktion, getrocknet, pulverisiert und klassifiziert, um pulveriges Absorberharz zu bilden, und das Absorberharz wird in eine Lage oder einen Film durch Einbeziehen des Absorberharzes mit dem Basismaterial gebildet. Daher haben die beschriebenen Verfahren ein Problem darin, dass Stäube erzeugt werden, wenn das Absorberharz als Pulver gebildet wird, was die Handhabung des Absorberharzes schwierig und die Arbeitsbedingungen unerwünscht macht. Darüber hinaus werden die Ausbeute des Absorberharzes und die Ausbeute des resultierenden geformten Artikels abgesenkt. Daneben sind komplizierte Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Materials erforderlich, und das absorbierende Material kann nicht mit geringen Kosten hergestellt werden.
Gemäß den beschriebenen herkömmlichen Herstellungsverfahren ist es erforderlich, die Verwendungsmenge der Absorberharzpartikel zu verringern, um in die Stoffmatrix gemischt zu werden, um eine mögliche Gel-Blockierung zwischen Absorberharzpartikeln zu verhindern. Daher ist es schwierig, das absorbierende Material in gewünschter Weise mit einem hohen Gehalt an Absorberharz herzustellen.
Darüber hinaus sind die Absorbermaterialien, die aus den herkömmlichen Verfahren resultieren, hinsichtlich ihrer Flexibilität, Festigkeit etc. schlechter. Daher sind derartige absorbierende Materialien nicht passabel, um in einer Rolle aufgenommen zu werden etc., oder gegen Spannung, und es ist nicht möglich, die absorbierenden Materialien kontinuierlich herzustellen.
Wenn weiterhin Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterialien (absorbierende Artikel), wie Papierwindeln etc., aus den absorbierenden Materialien hergestellt werden, sind die resultierenden Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterialien nicht weich und für die Haut des Verwenders unbequem.
Gemäß den Verfahren der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 230671/1989 (Tokukaihei 1-230671), dem US-Patent 4 826 880 und dem US-Patent 5 428 076 wird das getrocknete pulverige Absorberharz, nachdem es einmal gebildet wurde, zu einer Lage geformt. Materialien, wie nicht-gewobener Stoff, sind getrennt zur Aufrechterhaltung des Absorberharzes in Lagenform erforderlich, und ein kompliziertes Verfahren des Einbeziehens des Materials in die Absorberharzpulver ist erforderlich. Daneben werden Stäube erzeugt, wenn das Absorberharz in eine Lage geformt wird, was Unbequemlichkeiten bei der Handhabung des Absorberharzes hervorruft. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass die resultierenden Absorbermaterialien hinsichtlich der Flexibilität der Lage, Absorbergeschwindigkeit, Absorption unter Last, Form-Erhaltungseigenschaft der Lage, welche das Gewicht des Absorberharzes pro Flächeneinheit klein macht, schlecht sind, und erwünschte Absorbereigenschaften nicht erreicht werden können.
Die vorliegende Erfindung wird in der Hoffnung gemacht, eine Lösung zu den oben erwähnten Problemen zu finden, und demgemäß ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Absorberharz und absorbierendes Material bereitzustellen, die ausgezeichnete Absorbierungseigenschaften, wie Absorbierungsgeschwindigkeit, Absorption unter Last etc. sowie eine Form-Aufrechterhaltungseigenschaft bieten. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung des absorbierenden Materials bereitzustellen, welches es ermöglicht, das absorbierende Material bei niedrigen Kosten herzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein Absorberharz bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass es erhältlich ist durch gleichzeitiges Komprimieren und Erhitzen von Partikeln eines Wasser-enthaltenden Gels, enthaltend ein hydrophiles, vernetztes Polymer, um dadurch den Wassergehalt des Gels zu reduzieren und die Gel-Partikel in eine flache Form zu verformen, und dadurch, dass die verformten Gel-Partikel in der Lage sind, Wasser zu absorbieren, und dadurch anisotrop anschwellen, wobei die Wasser-enthaltenden Gel-Partikel einen Wassergehalt von 30 bis 90 Gew.-% aufweisen.
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Absorberharzes bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel eines Wasser-enthaltenden Gels, enthaltend ein hydrophiles vernetztes Polymer, gleichzeitig komprimiert und erhitzt werden, wobei die Partikel einen durchschnittlichen Durchmesser von 50 bis 2.000 μm aufweisen.
Ernsthafte Studien wurden von den Erfordern der vorliegenden Erfindung durchgeführt, um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, und sie haben festgestellt, dass durch Reduzieren des Wassergehalts eines Wasser-enthaltenden Gels eines vernetzten Polymers unter einem eingesetzten Druck ein absorbierendes Material mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann, und dass das resultierende absorbierende Material ein Absorberharz enthält, das durch Absorbieren von Wasser angequollen ist, um Anisotropie aufzuweisen, und ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorption unter Last, Form-Aufrechterhaltungseigenschaft, aufweist, um die vorliegende Erfindung zu vervollständigen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ebenfalls festgestellt, dass durch Anwenden von Druck auf das zellulare Gel des hydrophilen vernetzten Polymers, während der Gehalt, wenn notwendig, reduziert wird, absorbierende Materialien mit niedrigen Kosten hergestellt werden können, und die resultierenden absorbierenden Materialien das Absorberharz enthalten, das durch Absorbieren von Wasser anquillt bzw. anschwillt, um anisotrop zu sein, und ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorption unter Last, Form-Aufrechterhaltungseigenschaft, aufweist.
Um die beschriebenen Ziele zu erreichen, ist das Absorberharz der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Anschwellen durch Absorbieren von Wasser, um Anisotropie aufzuweisen.
Speziell, um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist ein absorbierendes Material der vorliegenden Erfindung dadurch charakterisiert, dass es das Absorberharz umfasst, das in eine Lage mit einer Flexibilität von nicht mehr als 1.000 mgf geformt wird.
Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden Materials der vorliegenden Erfindung charakterisiert durch Reduzieren des Wassergehalts eines hydrophilen vernetzten Polymers unter einem angewendeten Druck.
Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden Materials der vorliegenden Erfindung charakterisiert durch Einsetzen von Druck auf ein zellulares Gel eines hydrophil vernetzten Polymers, während der Wassergehalt, wenn notwendig, reduziert wird.
Die vorliegende Erfindung wird die vorliegende Erfindung im Detail beschreiben.
Das absorbierende Material der vorliegenden Erfindung wird dadurch charakterisiert, dass dieses eine deformierte vernetzte Struktur aufweist und ein Absorberharz umfasst (hydrophile vernetzte Polymerpartikel), das durch Absorbieren von Wasser angequollen ist (anisotropes Quellen). Ein derartig absorbierendes Material kann beispielsweise erhalten werden durch (i) ein Verfahren zum Reduzieren des Wassergehalts des Wasser-enthaltenden Gels des hydrophil vernetzten Polymers unter einem eingesetzten Druck, oder (ii) ein Verfahren zum Reduzieren des Wassergehalts des zellularen Gels des hydrophil vernetzten Polymers unter einem eingesetzten Druck.
In der vorliegenden Erfindung stellt das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers ein Gel bereit, das durch Absorbieren eines wässerigen Lösungsmittels, wie Wasser, angequollen ist. Andererseits stellt das zellulare Gel des hydrophil vernetzten Polymers ein Wasser-enthaltendes Gel des hydrophilen vernetzten Polymers bereit, das innen Schäume (Raum) aufweist.
Das zellulare Gel des hydrophil vernetzten Polymers kann erhalten werden durch Einführen von Schaum in das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers. Schaum kann in das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers z.B. durch Kochen des Wasser-enthaltenden Gels des hydrophil vernetzten Polymers eingeführt werden. Jedoch ist es bevorzugt, das Verfahren der Verwendung eine Schäumungsmittels im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften anzupassen, wenn das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers hergestellt wird. Zusätzlich sind das Verfahren zur Herstellung des Wasser-enthaltenden Gels und das zellulare Gel nicht besonders beschränkt.
Ein derartiges Wasser-enthaltendes Gel des hydrophil vernetzten Polymers kann leicht durch Durchführen einer Polymerisationsreaktion einer Monomerkomponente, enthaltend beispielsweise ethylenisch ungesättigtes Monomer, unter Verwendung eines wässerigen Lösungsmittels als Lösungsmittel erhalten werden.
Das zellulare Gel des hydrophil vernetzten Polymers kann leicht durch Durchführen einer Polymerisationsreaktion in Gegenwart eines Schäumungsmittels unter Verwendung eines wässerigen Lösungsmittels als Lösungsmittel erhalten werden. Für wässerige Lösungsmittel wird, nicht beschränkt, aber bevorzugt Wasser eingesetzt.
Für das ethylenisch ungesättigte Monomer ist eine wasserlösliche Verbindung bevorzugt. Beispiele derartiger ethylenisch ungesättigter Monomeren umfassen: ungesättigte Carbonsäure, wie (Meth)acrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Krotonsäure, Itaconsäure, oder die obigen Säuren in einer neutralisierten Form (Salze) und Neutralisationsform hiervon; anionische Monomeren, wie 2-(Meth)acryloylethansulfonsäure, 2-(Meth)acryloylpropansulfonsäure, 2-(Meth)acrylamid-2-methylpropansulfonsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure und Salze hiervon, Monomere mit einer nichtionischen hydrophilen Gruppe, wie (Meth)acrylamid, N-substituiertes (Meth)acrylamid, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Methoxypolyethylenglykol(meth)acrylat, Polyethylenglykolmono(meth)acrylat etc.; Monomere mit einer Aminogruppe, wie N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl-(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid und quaternäre Salze hiervon. Nur eine Art des ethylenisch ungesättigten Monomers kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden.
Unter Berücksichtigung der Absorptionseigenschaften des absorbierenden Materials von den oben aufgelisteten ethylenisch ungesättigten Monomeren ist es bevorzugt, eine Verbindung von mindestens einer Art zu verwenden, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (Meth)acrylsäuren und neutralisierten Materialien hiervon (nachfolgend bezeichnet als (Meth)acrylsäure(salze)), 2-(Meth)acryloylethansulfonsäure(salze), 2-(Meth)acrylamid-2-methylpropansulfonsäure(salze), (Meth)acrylamid, Methoxypolyethylenglykol(meth)acrylate, N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylate und quaternäre Salze von N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylate. Eine Verbindung von mindestens einer Art, enthaltend (Meth)acrylsäure(salze), ist noch bevorzugter. Wenn das ethylenisch ungesättigte Monomer (Meth)acrylsäure(salze) enthält, ist es am meisten bevorzugt, dass 0 bis 90 Mol-% von (Meth)acrylsäure mit einer basischen Substanz neutralisiert sind. Wenn weiterhin das Neutralisationsverhältnis von (Meth)acrylsäure nicht mehr als 50 Mol-% beträgt, ist es bevorzugt, dass das resultierende Polymer mit einem basischen Material in einem Wasser-enthaltenden Gel- Zustand neutralisiert ist. Das heißt, es ist bevorzugt, dass das hydrophil vernetzte Polymer vernetzte Poly(meth)acrylsäure(salze) enthält.
Beispiele des basischen Materials umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Ammoniak, Ethanolamin.
Die beschriebene Monomerkomponente kann andere Monomere, die mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer (nachfolgend bezeichnet als ein copolymerisierbares Monomer) in einem Maß enthalten, dass die hydrophilen Charakteristika des hydrophil vernetzten Polymers im wesentlichen nicht darunter leiden. Beispiele derartiger copolymerisierbarer Monomeren umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: (Meth)acrylate, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat; hydrophobe Monomere, wie Vinylacetat, Vinylpropionat. Nur eine Art der oben aufgelisteten copolymerisierbaren Monomeren kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden.
Durch Durchführen einer Polymerisationsreaktion unter Verwendung der Monomerkomponente als einem wässerigen Lösungsmittel kann das Gel-ähnliche hydrophile Polymer, d.h. ein nicht-zelluläres Gel der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Andererseits kann in der Polymerisationsreaktion durch Einsetzen des Schäumungsmittels während der Polymerisation oder nach der Polymerisation ein Wasser-enthaltendes Gel mit Schäumen darin, d.h. das zelluläre Gel der vorliegenden Erfindung, erreicht werden. Nachfolgend wird das nicht-zelluläre Gel einfach bezeichnet als Wasser-enthaltendes Gel, wenn nicht spezifiziert, und das Wasser-enthaltende Gel und das zellulare Gel werden im allgemeinen einfach als Gele bezeichnet.
Beispiele des in der vorliegenden Erfindung einzusetzenden Schäumungsmittels können sein, sind aber nicht hierauf beschränkt: organisches Lösungsmittel, wie Methylalkohol, Cyclohexan; Carbonate, wie Natrium(hydrogen)carbonat, Ammonium(hydrogen)carbonat, Carbonat, Kalium(hydrogen)carbonat, Magnesiumcarbonat, Kohlendioxid, Ethylencarbonat; wasserlösliche Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobis(2-methylpropionamizin)dihydrochlorid, 2,2'-Azobis(2-(2-imidazolin-2-il)propandihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid]; und in Wasser gleichmäßig dispergierte Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobis(2-methylpropionamizin)diacrylat. Diese Schäumungsmittel können bei Raumtemperatur fest, flüssig oder gasförmig sein. Vom Gesichtspunkt der Kontrolle des Schaums kann ein wasserlösliches Polymer oder ein oberflächenaktives Mittel in Kombination eingesetzt werden.
Obwohl die jeweils geeigneten Mengen der Verwendung des Schäumungsmittels, des wasserlöslichen Polymers oder des oberflächenaktiven Mittels variieren, ist diese normalerweise, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomerkomponente, nicht mehr als 200 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 100 Gew.-% im Falle von Carbonaten; nicht mehr als 5 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 1 Gew.-% im Falle der Azoverbindung; nicht mehr als 10 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 5 Gew.-% im Falle des wasserlöslichen Polymers, und nicht mehr als 2 Gew.-% und besonders bevorzugt nicht mehr als 1 Gew.-% im Falle des oberflächenaktiven Mittels.
Wenn die Monomerkomponente polymerisiert wird, kann der Start durch ein Verfahren des Einsetzens eines Polymerisationsinitiators oder ein Verfahren des Einsetzens einer aktivierten Energiestrahlung, wie radioaktiver Strahlung, ein Elektronenstrahl, Ultraviolettlicht oder ein elektromagnetischer Strahl, eingesetzt werden. Für den Polymerisationsinitiator können beispielsweise radikalische Polymerisationsinitiatoren eingesetzt werden. Beispiele derartiger radikalischer Polymerisationsinitiatoren umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: anorganische Peroxide, wie Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat und Wasserstoffperoxid; organische Peroxide, wie t-Butylhydroperoxid, Benzoylperoxid und Cumolhydroperoxid; und Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobis(N,N'-dimethylenisobutylamidin) und Salze hiervon, 2,2'-Azobis(2-amidinopropan) und Salze hiervon; und 4,4'-Azobis-4-cyanovaleriansäure. Diese Polymerisationsinitiatoren können auf einmal oder mehrfach zugegeben werden. Nur eine Art der oben aufgelisteten Polymerisationsinitiatoren kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Im Falle des Einsetzens eines oxidativen radikalischen Polymerisationsinitiators kann eine Redox-Polymerisation mit einer kombinierten Verwendung eines Reduktionsmittels, wie Sulfit, Bisulfit, L-Ascorbinsäure, eingesetzt werden.
Die Verwendungsmenge der Polymerisationsinitiatoren liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Menge der Monomerkomponente, bevorzugter in einem Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%. Es ist nicht bevorzugt, die Polymerisationsinitiatoren in einer Menge von weniger als 0,001 Gew.-% einzusetzen, da die Einsatzwirkungen der Polymerisationsinitiatoren gering wären. Es ist ebenfalls nicht bevorzugt, den Polymerisationsinitiator in einer Menge, die 5 Gew.-% übersteigt, zu verwenden, da verbesserte Wirkungen nicht erwartet werden können, aus den Effekten, die erreicht werden, wenn die Polymerisationsinitiatoren im beschriebenen Bereich eingesetzt werden. Darüber hinaus wird das durchschnittliche Molekulargewicht des resultierenden hydrophil vernetzten Polymers verringert, was schlechtere Form-Aufrechterhaltungseigenschaften bewirkt. Hier ist das Verfahren der Polymerisation einer (der) Monomerkomponente(n) nicht besonders beschränkt.
Um ein absorbierendes Material mit erwünschten Absorptionseigenschaften zu erhalten, ist es bevorzugt, dass das hydrophil vernetzte Polymer im inneren Teil durch eine Reaktion oder eine Copolymerisationsreaktion mit einem Vernetzungsmittel mit einer Vielzahl von polymerisierbaren ungesättigten Gruppen und/oder einer Vielzahl von reaktiven Gruppen vernetzt ist. Das heißt, das resultierende hydrophil vernetzte Polymer, das eine dreidimensionale Netzstruktur hat, bietet Form-Aufrechterhaltungseigenschaften. Das hydrophil vernetzte Polymer kann vom selbstvernetzenden Typ sein, der kein Vernetzungsmittel benötigt; jedoch ist es bevorzugt, ein Vernetzungsmittel einzusetzen.
Das Vernetzungsmittel ist nicht besonders beschränkt und jede Verbindung, die mit einem ethylenisch ungesättigten Monomer oder einem Polymer hiervon reaktiv ist, kann eingesetzt werden. Beispiele derartiger Vernetzungsmittel umfassen: Tetraallyloxyethan-N,N'-methylenbis(meth)acrylamide, (Poly)ethylengylkol-di-(meth)acrylate, Glycerintri(meth)acrylate, Trimethylolpropantri(meth)acrylate, Triallylamin, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Glycidyl(meth)acrylat, (Poly)ethylenglykol, Diethylenglykol, (Poly)glycerin, Propylenglykol, Diethanolamin, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, (Poly)ethylenglykoldiglycidylether, (Poly)glycerinpolyglycidylether, Epichlorhydrin, Ethylendiamin, Polyethylenimin, (Poly)aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat. Bei Berücksichtigung deren Reaktivität während oder nach der Polymerisationsreaktion kann nur eine Art der oben aufgelisteten Vernetzungsmittel eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Von den oben aufgelisteten Vernetzungsmitteln ist es bevorzugt, das Vernetzungsmittel mit einer Vielzahl von polymerisierbaren Gruppen einzusetzen und von diesen ist es noch bevorzugter, eine Mischung der Vernetzungsmittel von mindestens einer Art, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Triallylamin, Tetraallyloxyethan, N,N'-Methylenbis(meth)acrylamiden, (Poly)ethylenglykol-di-(meth)acrylaten und Trimethylolpropantri(meth)acrylat, und eine Monomerkomponente einzusetzen.
Die Verwendungsmenge des Vernetzungsmittels liegt im allgemeinen in einem Bereich von 0,001 Mol-% bis 2 Mol-%, bevorzugt von 0,01 Mol-% bis 1 Mol-%, bezogen auf die Menge der Monomerkomponente. Es nicht bevorzugt, das Vernetzungsmittel in einer Menge von weniger als 0,001 Mol-% einzusetzen, da das Gel kollabiert, wenn es, unabhängig davon, ob das Gel Schäume enthält oder nicht, komprimiert wird und keine gewünschten Absorptionseigenschaften aufweisen kann. Es ist ebenfalls nicht bevorzugt, das Vernetzungsmittel in einer Menge oberhalb 2 Mol-% einzusetzen, unabhängig davon, ob das Gel Schäume enthält oder nicht, da es schwierig ist, das Gel zu dekomprimieren, und das resultierende absorbierende Material keine erwünschten Absorptionseigenschaften aufweisen kann.
Weiterhin kann die Monomerkomponente in Gegenwart eines hydrophilen Polymers, wie Stärke, Cellulose, Chitin, Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure (Salze) und vernetzte Polymere hiervon, Polyethylenglykol, polymerisiert werden. Folglich wird eine Reaktion zur Bildung einer Pfropfbindung, ein Komplex, gleichzeitig ausgeführt, wenn die Polymerisationsreaktion eines Monomers durchgeführt wird. Das heißt, ein hydrophil vernetztes Polymer mit einer Pfropfbindung, einem Komplex zwischen dem Polymer und einer Monomerkomponente und dem hydrophilen Polymer.
Das Polymerisationsverfahren der Monomerkomponente ist nicht besonders beschränkt, und bekannte Polymerisationsverfahren, wie eine Lösungspolymerisation oder Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation, können eingesetzt werden. Beispiele derartiger Lösungspolymerisationen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: ein Lösungspolymerisationsverfahren, in dem eine wässerige Lösung von Monomerkomponenten in eine vorbestimmte Form gegeben werden; ein Lösungspolymerisationsverfahren, in dem ein Mischer, wie ein Kneter, ausgestattet mit einer Mischschaufel einer vorbestimmten Form, als Polymerisationsvorrichtung eingesetzt wird, und das resultierende hydrophile Polymergel wird durch Scherungsbeanspruchung der Mischschaufel pulverisiert. Von den beschriebenen Polymerisationsverfahren ist das letztere Verfahren bevorzugter, da das granuläre Gel erhalten werden kann.
Wenn die Monomerkomponenten durch wässerige Lösungspolymerisation polymerisiert werden, kann die Lösung der Monomerkomponente gerührt werden oder nicht. Wenn jedoch eine Polymerisationsreaktion in Gegenwart des Schäumungsmittels durchgeführt wird, ist es bevorzugt, dass die wässerige Lösung der Monomerkomponente für mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne während der Reaktion ruhig belassen wird, um eine effektive Bildung durch das Schäumungsmittel zu erreichen. Speziell durch Belassen der wässerige Lösung der Monomerkomponente für eine vorbestimmte Zeitspanne von Beginn einer Polymerisationsreaktion bis zu einem Punkt, wo die Polymerisationsrate 10% wird, bevorzugter 30%, noch bevorzugter 50%, und am meisten bevorzugt bis zur Beendigung der Reaktion, kann ein noch verbesserter Schäumungseffekt durch das Schäumungsmittel erreicht werden. Der Dauer von der Dispersion des Schäumungsmittels bis zum Beginn der Polymerisationsreaktion der Monomerkomponente ist nicht besonders beschränkt. Jedoch je kürzer die Dauer ist, je bevorzugter ist es.
Wenn das Gel des hydrophil vernetzten Polymers, resultierend aus dem wässerigen Polymerisationsverfahren, in Form der Hauptmasse vorliegt, ist es bevorzugt, das Gel zu Partikeln mit einem vorbestimmten Durchmesser zu pulverisieren. Das Pulverisierungsverfahren des Gels in eine besondere Form ist nicht besonders begrenzt, und bekannte Pulverisierungsverfahren des Einsetzens einer Scherbeanspruchung auf das Gel können eingesetzt werden. Beispiele der Vorrichtung zum Einsetzen derartiger Scherbeanspruchung umfassen aber sind nicht beschränkt auf: Extrudiervorrichtungen vom Schrauben-Typ, wie ein Fleischhäksler, verschiedene Schneider, ein (mechanisch unter Druck gesetzter) Kneter, ein interner Mischer, ein Banbury-Mischer und andere ähnliche Kneter können als konkrete Beispiele der Vorrichtung erwähnt werden, die zum Ausüben der Scherbeanspruchung des Hydrogel-ähnlichen Polymers eingesetzt werden.
Als ein Beispiel des Umkehrphasen-Suspensionspolymerisationsverfahrens kann beispielsweise ein Verfahren des Durchführens einer Polymerisation durch Suspendieren einer Lösung einer Monomerkomponente in Gegenwart eines Dispergiermittels in einer hydrophoben organischen Lösung eingesetzt werden. Die beschriebene Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation ermöglicht einem Wasser-enthaltenden Gel, dass es in der Form sphärisch (partikelförmig) wird, oder ein zellulares Gel kann ohne Pulverisierung bei Beendigung der Polymerisationsreaktion erhalten werden.
Das hydrophil vernetzte Polymer quillt durch Absorbieren eines wässerigen Lösungsmittels an, und wenn das Verhältnis des wässerigen Lösungsmittels, bezogen auf die Gesamtmenge an hydrophil vernetztem Polymer und dem wässerigen Lösungsmittel (nachfolgend bezeichnet als Wassergehalt) nicht weniger als etwa 30 Gew.-% wird, und das hydrophil vernetzte Polymer wird geliert. Das heißt, das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers und das zellulare Gel des hydrophil vernetzten Polymers haben im allgemeinen einen Wassergehalt von nicht weniger als etwa 30 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 90 Gew.-% und noch bevorzugter von 40 bis 80 Gew.-%. Der Wassergehalt kann, basierend auf der Monomerdichte, vor oder nach der Polymerisation, wenn es der Fall erfordert, eingestellt werden oder kann durch eine Trocknungsbehandlung oder nachträgliche Zugabe des wässerigen Lösungsmittels eingestellt werden.
Wenn der Wassergehalt bei weniger als etwa 30 Gew.-% liegt, wenn das hydrophil vernetzte Polymer nicht im Gel gebildet wird, ist es schwierig, das hydrophil vernetzte Polymer zu kalandrieren. Das heißt, im Falle des Einsetzens des starren hydrophil vernetzten Polymers, wenn das vernetzte absorbierende Polymer kalandriert wird, ist es schwierig, das Absorberharz ausreichend zu komprimieren, das heißt, damit jeder Partikel des hydrophil vernetzten Polymers eine flache Form einnimmt.
Wenn andererseits der Wassergehalt oberhalb 90 Gew.-% liegt, unabhängig davon, ob das Gel Schäume enthält oder nicht, wird die Bequemlichkeit der Handhabung des Gels verringert, und darüber hinaus ist es schwierig, das Gel zu kalandrieren. In einem derartigen Fall wird die Gelfestigkeit gering, und wenn durch Reduzieren des Wassergehalts komprimiert wird, werden Partikel des hydrophil vernetzten Polymers nicht deformiert, sondern kollabieren einfach. Daher kann es nicht möglich sein, die ursprüngliche Form des Absorberharzes durch Absorbieren von Wasser aufrechtzuerhalten. Das heißt, es wird schwierig, eine gewünschte Form-Aufrechterhaltungseigenschaft sicherzustellen. Daher sind derartige Bedingungen nicht bevorzugt, da die gewünschte Absorberrate und die Absorption unter Last nicht erreicht werden können. In der vorliegenden Erfindung bedeutet die Form-Aufrechterhaltungseigenschaft, dass die hydrophil vernetzten Polymerpartikel (Absorberharz) nicht in einem deformierten Zustand immobilisiert werden, und wenn durch Absorbieren von Wasser angequollen wird, werden die Polymerpartikel in einem originalen Zustand zurückerhalten, bevor Druck hierauf ausgeübt wurde (Kompression), durch Anquellen in eine nicht-ähnliche Form.
Es ist hier offensichtlich, dass das Absorberharz in eine nicht-ähnliche Form anquillt (anisotropes Anquellen) aus einem Vergleich zwischen der Form des Absorberharzes nach Kompression und der Form des Absorberharzes nach dem Anquellen durch Absorbieren von Wasser.
Das beschriebene Gel des hydrophil vernetzten Polymers absorbiert weiterhin Wasser; Körperflüssigkeiten, wie Urin, Schweiß, Blut; eine wässerige Flüssigkeit, wie Tropfen (Saft), abgesondert von Fleisch, Fisch, Gemüse, Obst. Wenn das Gel mit den wässerigen Flüssigkeiten in Kontakt kommt, quillt es durch Absorbieren der wässerigen Flüssigkeiten an, was eine weitere Volumenexpansion bewirkt. Es ist bevorzugt, dass das Gel des hydrophil vernetzten Polymers in der Lage ist, wässerige Flüssigkeit von nicht weniger als dem dreifachen Totgewicht (Gewicht des Gels) zu absorbieren.
Weiterhin zeigt das zellulare Gel des hydrophil vernetzten Polymers ein Volumenanquellen vom 1,01- bis 10-fachen des nicht-zellulären Wasser-enthaltenden Gels, bevorzugt vom 1,05- bis 5-fachen und noch bevorzugter vom 1,1- bis zum 3-fachen. Durch Einsetzen des zellularen Gels des hydrophil vernetzten Polymers kann das Absorberharz, das ausgezeichnete Absorptionseigenschaften zeigt, erhalten werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, das poröse Gel als das zelluläre Gel in der vorliegenden Erfindung einzusetzen. Wenn die Monomerkomponente in Gegenwart des Schäumungsmittels polymerisiert wird, wird das in der Monomerlösung gelöste Schäumungsmittel durch Verdampfen, Zersetzen, Abscheidung oder Volumenanquellen geschäumt, und Schäume (Raum) werden im resultierenden Polymer (Gel-ähnliches hydrophil vernetztes Polymer) gebildet. Folglich kann das poröse Gel (zellulare Gel), innen enthaltend viele Schäume, erhalten werden.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet porös, dass das Gel pro Kubikzentimeter Gel (zellulares Gel) mindestens 10 Schäume, bevorzugt nicht weniger als 100 Schäume, noch bevorzugter nicht weniger als 1.000 Schäume und noch mehr bevorzugt nicht weniger als 10.000 Schäume enthält. Hier spielt es keine Rolle, ob die Schäume kontinuierlich oder unabhängig sind.
Wenn die Anzahl der Schäume kleiner als 10 oder das Volumen des Quellens kleiner als 1,01 beträgt, kann das Gel des hydrophil vernetzten Polymers keine ausreichende Wirkung zur Verbesserung der Absorptionsrate oder Permeabilität für Flüssigkeit bieten. Wenn andererseits die Anzahl der Schäume 1.000.000 übersteigt oder das Volumen des Quellens das 10-fache des nicht-zellulären Wasser-enthaltenden Gels übersteigt, wird die Volumeneffizienz der Herstellungsvorrichtung abgesenkt und die Kosten werden erhöht, und ferner wird es nicht möglich, die Kompression wiederherzustellen.
Der Porendurchmesser des zellularen Gels kann erhalten werden durch Analyse des Bilds eines Querschnitts des zellularen Gels durch optische Mikrophotographie. Das heißt, durch Herstellung des Histogramms, das eine Verteilung des Porendurchmessers des zellularen Gels durch eine Bildanalyse zeigt und Datenerfassung der durchschnittlichen Zahl von Löchern, basierend auf dem Histogramm, wird ein durchschnittlicher Porendurchmesser berechnet. In diesem Fall ist die Vergrößerung der optischen Mikrophotographie nicht besonders beschränkt, jedoch liegt diese bevorzugt in einem Bereich von 10-fach bis 10.000-fach und noch bevorzugter im Bereich von 20-fach bis 100-fach.
Unter Berücksichtigung der Absorptionsrate und der Permeabilität gegenüber wässeriger Flüssigkeit liegt der durchschnittliche Porendurchmesser des zellularen Gels im allgemeinen in einem Bereich von 1 bis 1.000 μm, bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 300 μm und noch bevorzugter in einem Bereich von 20 bis 200 μm. Durch Einstellen des Porendurchmessers des zellularen Gels im vorbeschriebenen Bereich kann das absorbierende Material, das ausgezeichnete Absorptionsrate und Permeabilität gegenüber wässeriger Flüssigkeit zeigt, erhalten werden.
Da das zellulare Gel porös ist, mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser im beschriebenen Bereich, weist es weiterhin einen ausreichenden Raum zum Durchtreten der wässerigen Flüssigkeit innerhalb des zellularen Gels auf, d.h. das Absorberharz, kann beides sicherstellen, ohne Druck einzusetzen und unter einem eingesetzten Druck. Daher zeigt das zellulare Gel ausgezeichnete Permeabilität gegenüber wässeriger Flüssigkeit und Dispergierbarkeit und verbesserte Absorptionsrate und Wasser-Retentionscharakteristika können durch die Kapillarität erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass das Wasser-enthaltende Gel und das zellulare Gel der vorliegenden Erfindung in granularer Form vorliegen. Das heißt, die jeweiligen Formen der Partikel, d.h. des Absorberharzes, wenn Wasser absorbiert wird, sind nicht besonders beschränkt und können in kubischer, polyedrischer, sphärischer, Scheiben-, Abschnitt-, stabförmiger, Nadel-, Gewebe-, Flocken- oder undefinierter (irregulärer) Form gebildet werden. Das Wasser-enthaltende Gel oder das zellulare Gel können primäre Partikel oder Agglomerate (sekundäre Partikel), zu denen primäre Partikel agglomerieren, sein. Von diesen Formen sind jene mit irregulären Formen, erhalten im Verfahren des Pulverisierens, worin Partikeldurchmesser nicht gleichmäßig sind, oder eine sphärische Form, erhalten durch Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation, besonders bevorzugt.
Das beschriebene Wasser-enthaltende Gel und das zellulare Gel haben eine breite Partikelgrößenverteilung; jedoch ist es bevorzugt, einen vorbestimmten Bereich einer Partikelgrößenverteilung und einen vorbestimmten Durchschnittspartikeldurchmesser zu haben. Dann hat das resultierende Wasser-enthaltende Gel und das zellulare Gel jeweils einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser, wenn getrocknet wird, d.h. der durchschnittliche Partikeldurchmesser des hydrophil vernetzten Polymers, resultierend aus den jeweiligen Polymerisationsreaktionen (nachfolgend bezeichnet als getrockneter durchschnittlicher Partikeldurchmesser). Jedoch ist es bevorzugt, dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser in einem Bereich von 50 bis 2.000 μm, bevorzugter in einem Bereich von 60 bis 1.500 μm, noch bevorzugter in einem Bereich von 80 bis 1.000 μm und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 600 μm liegt.
Um das absorbierende Material und den absorbierenden Artikel zu erhalten, der weich und bequem zu verwenden und bequem zu handhaben ist, ist es bevorzugt, dass das Wasserenthaltende Gel und das zellulare Gel im wesentlichen keine Partikel mit einem Partikeldurchmesser von nicht weniger als 5 mm und bevorzugter im wesentlichen Partikel mit einem Partikeldurchmesser von nicht weniger als 3 mm enthalten.
Das Gel mit einem trockenen durchschnittlichen Durchmesser von über 2.000 μm ist schlechter in seiner Handhabung, Oberflächenglätte, und darüber hinaus ist der Oberflächenbereich pro Gewichtseinheit des Gels relativ klein, obwohl das Gel Schäume aufweist, unabhängig davon, ob das Gel zellular ist oder nicht. Daher ist es nicht bevorzugt, dass die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit des resultierenden absorbierenden Materials niedrig ist. Darüber hinaus ist es nicht bevorzugt, das Gel mit einem trockenen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 50 μm einzusetzen, unabhängig davon, ob das Gel Schäume enthält oder nicht, da die Bequemlichkeit der Handhabung des Gels und die Permeabilität gegenüber wässeriger Flüssigkeit leiden.
Der trockene durchschnittliche Partikeldurchmesser kann nach dem Klassifizieren des Gels in folgender Art und Weise angepasst werden. Das heißt, zuerst wird der Becher einer vorbestimmten Größe (Behälter) auf einen Magnetrührer gestellt und 1.200 g einer 20 gew.-%igen wässerigen Lösung Natriumchlorid hineingegeben. Dann, nach Hineingeben von 25 g des Zielgels mit einem Feststoffanteil von α Gew.-%, wird das Gel durch Rotieren des Rotators mit 300 UpM dispergiert und das Gel wird dispergiert. Nach Rühren für 60 Minuten wird die dispergierte Lösung in sechs Siebe, in der Reihenfolge der Sieböffnungen (vom obersten Sieb her) gestapelt, gegossen. Hier werden die jeweiligen Sieböffnungen ausgewählt mit r₁ = 0,075 mm, r₂ = 0,30 mm, r₃ = 0,60 mm, r₄ = 0,85 mm, r₅ = 2,0 mm und r₆ = 9,5 mm vom Boden. Dann werden 6.000 g 20 gew.-%iges NaCl vorsichtig von oben hinein gegossen, wodurch das Gel klassifiziert wird.
Nach vollständigem Spülen des derart klassifizierten Gels wird das Gewicht des Wasserenthaltenden Gels gemessen. Hier ist die Summe des Gewichts der jeweiligen Gele, d.h. das Gesamtgewicht der Gele, die klassifiziert und gespült wurden, festgelegt mit W(g). Dann werden gemäß folgender Formel R_n = [(α/100)·(25/W)]^1/3 × r_n die Öffnungen r_n an die Öffnungen R_n(mm) angepasst, worin das trockene Gel klassifiziert wird. Das Gewicht (Gew.-%) des Gels, das in jedem Sieb bezüglich des Gesamtgewichts W zurückbleibt, wird gemessen.
Dann wird das jeweilige Verhältnis des im Sieb R_n verbliebenen Gels zum Gel, das im Sieb jeweils mit einer Öffnung R_n (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆) auf einem algorithmischen Papier aufgetragen. Aus der aufgetragenen Graphik wird die Öffnung R, bei der das Verhältnis des Gewichts des Gels bezüglich des Gesamtgewichts W 50% ist, abgelesen, und diese Öffnung R wird als durchschnittlicher Partikeldurchmesser (mm) des getrockneten Gels festgelegt, wodurch der getrocknete durchschnittliche Partikeldurchmesser erhalten wird.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Wasser-enthaltende Gel und das zellulare Gel jeweils die wasserlösliche Komponente in nicht mehr als 20 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, und noch bevorzugter in einem Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, aufweisen. Es ist nicht bevorzugt, den Gehalt der wasserlöslichen Komponente oberhalb 20 Gew.-% auszuwählen, da eine ausreichende Gelfestigkeit nicht erreicht werden kann. Wenn andererseits der Gehalt der wasserlöslichen Komponente weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, werden die Absorption und Absorptionsrate des absorbierenden Materials unzureichend.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Polymerisationsrate des Gels in einem Bereich von 90 bis 99,99% fällt, unabhängig davon, ob das Gel Schäume enthält oder nicht. Wenn die Polymerisationsrate bzw. -geschwindigkeit des Gels weniger als 90% beträgt, werden die Eigenschaften mit verringertem Wassergehalt verschlechtert, und die beschriebene Form-Aufrechterhaltungseigenschaft kann nicht sichergestellt werden.
Durch Spezifizieren des Wassergehalts oder des Gehalts der wasserlöslichen Komponente des Gels in der vorliegenden Erfindung kann die Art der Hauptkette des hydrophil vernetzten Polymers, der durchschnittliche Partikeldurchmesser oder der getrocknete durchschnittliche Partikeldurchmesser des Gels und eine weiter verbesserte Form-Aufrechterhaltungseigenschaft erhalten werden.
Wenn das absorbierende Material gemäß der Erfindung hergestellt wird, ist es bevorzugt, dass diese Gele (Wasser-enthaltendes Gel, das zellulare Gel) weiterhin mehrwertigen Alkohol enthalten. Beispiele derartigen mehrwertigen Alkohols umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Ethylenglykol, Diethylenglykol, Polyethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Polypropylenglykol, Glycerin, Polyglycerin, 2-Buten-1,4-diol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Cyclohexandimethanol, 1,2-Cyclohexanol, Trimethylolpropan, Diethanolamin, Triethanolamin, Polyoxypropylen, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymer, Pentaerythritol, Sorbitol, Polyvinylalkohol, Glucose, Mannitol, Saccharose, Dextrose. Nur eine Art des oben aufgelisteten mehrwertigen Alkohols kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehr Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Von den oben aufgelisteten mehrwertigen Alkoholen ist Glycerin am meisten bevorzugt.
Das Gel, umfassend mehrwertigen Alkohol, bietet ein absorbierendes Material, das einfach als eine Lage gebildet werden kann, und zeigt ausgezeichnete Flexibilität, Festigkeit und Polstercharakteristika. Wenn das absorbierende Material mit Wasser in Kontakt kommt, wird das Absorberharz, d.h. die hydrophil vernetzten Polymerpartikel, weniger wahrscheinlich in einer ursprünglichen Form wieder hergestellt, bevor hierauf Druck eingesetzt wird. Das heißt, eine verbesserte Form-Aufrechterhaltungseigenschaft kann erreicht werden.
Die (gesamte) Menge (nachfolgend bezeichnet als Gesamtmenge) des mehrwertigen Alkohols, bezogen auf die gesamte Menge des Feststoffanteils und des Anzeils an mehrwerti gem Alkohol des Gels (Wasser-enthaltendes Gel oder das zellulare Gel), liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 80 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 60 Gew.-% und noch bevorzugter in einem Bereich von 5 bis 30 Gew.-%. Durch Verwendung des mehrwertigen Alkohols im beschriebenen Bereich kann ein Gel mit Leichtigkeit als eine Lage gebildet werden, und das Gel kann ohne weiteres pulverisiert werden. Darüber hinaus werden die Flexibilität und die Festigkeit des absorbierenden Materials (Zugfestigkeit, Reißfestigkeit) verbessert. Es ist nicht bevorzugt, das Verhältnis des mehrwertigen Alkohols, bezogen auf die Gesamtmenge, auf weniger als 0,1 Gew.-% einzustellen, wobei der Effekt, erreicht durch Einsetzen des mehrwertigen Alkohols, gering wird, und kann dem absorbierenden Material eine ausreichende Festigkeit nicht verliehen werden. Andererseits ist es ebenfalls nicht bevorzugt, den Anteil des mehrwertigen Alkohols größer als 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, einzustellen, da zu viel mehrwertiger Alkohol verwendet wird, wodurch verursacht wird, dass das absorbierende Material klebrig wird, und verschiedene Absorptionseigenschaften des absorbierenden Materials abgesenkt werden. In der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren des Mischens des Gels des hydrophil vernetzten Polymers und des mehrwertigen Alkohols, d.h. des Verfahrens zur Herstellung einer Mischung des Wasserenthaltenden Gels oder des zellularen Gels mit mehrwertigem Alkohol (nachfolgend einfach bezeichnet als eine Mischung), nicht besonders beschränkt.
Wenn das hydrophil vernetzte Polymergel unter Druck gesetzt wird, kann das hydrophil vernetzte Polymer durch weiteres Zugeben des Oberflächenvernetzungsmittels oberflächenvernetzt werden (sekundäres Vernetzen). Das Oberflächenvernetzungsmittel ist nicht besonders beschränkt, und jedes bekannte Oberflächenvernetzungsmittel einer Verbindung mit einer Vielzahl von reaktiven Gruppen, das mit einer funktionellen Gruppe, wie einer Carboxylgruppe des hydrophil vernetzten Polymers reaktiv ist, kann verwendet werden.
Beispiele eines derartigen oberflächenvernetzenden Mittels umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: mehrwertigen Alkohol, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Polypropylenglykol, Glycerin, Polyglycerin, 2-Buten-1,4-diol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Cyclohexandimethanol, 1,2-Cyclohexanol, Trimethylolpropan, Diethanolamin, Triethanolamin, Polyoxypropylen, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymer, Pentaerythritol, Sorbitol, Polyvinylalkohol, Glucose, Mannitol, Saccharose, Dextrose; mehrwertige Epoxyverbindungen, wie Ethylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Polyglycerinpolyglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether, Polypropylenglykoldiglycidylether; mehrwertige Aminverbindungen, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetraamin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Polyethylenimin; mehrwertige Isocyanatverbindungen, wie 2,4-Tolylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat; mehrwertige Oxazolin verbindungen, wie 1,2-Ethylenbisoxazolin etc.; Alkylencarbonatverbindungen, wie 1,3-Dioxolan-2-on, 4-Methyl-1,3-dioxolan-2-on, 4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4,4-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4-Ethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4-Hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-on, 1,3-Dioxan-2-on, 4-Methyl-1,3-dioxan-2-on, 4,6-Dimethyl-1,3-dioxan-2-on, 1,3-Dioxopan-2-on; Haloepoxyverbindungen, wie Epichlorhydrin, Epibromhydrin, α-Methylepichlorhydrin; mehrwertige metallische Verbindungen, wie Hydroxide und Chloride von Metallen: Zink, Calcium, Magnesium, Aluminium, Eisen, Zirkon. Nur eine Art der oben aufgelisteten oberflächenvernetzten Mittel kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Von den oben aufgelisteten oberflächenvernetzenden Mitteln sind mehrwertige Epoxyverbindungen bevorzugt.
Wie beschrieben, werden durch Oberflächenvernetzung des hydrophilen Polymers unter Verwendung des Oberflächenvernetzungsmittels die Form-Aufrechterhaltungseigenschaften und die Absorption unter Last des absorbierenden Materials weiter verbessert. Darüber hinaus können die Dispergierbarkeit der wässerigen Flüssigkeit und verschiedenen Absorptionseigenschaften, wie Permeabilität, wenn wässerige Flüssigkeit absorbiert wird, verbessert werden. Wenn weiterhin eine zu eluierende Komponente in der wässerigen Flüssigkeit mit der wässerigen Flüssigkeit in Kontakt kommt, d.h. die Menge der wasserlöslichen Komponente, kann reduziert werden.
Die Verwendungsmenge des oberflächenvernetzenden Mittels kann in geeigneter Weise ausgewählt werden gemäß der Art des oberflächenvernetzenden Mittels, einer Kombination hiervon, dem Grad der Oberflächenvernetzung. Jedoch liegt die Verwendungsmenge des oberflächenvernetzenden Mittels im allgemeinen in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 5 Gew.-% und noch bevorzugter in einem Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%.
Zusätzlich ist die Mischung des Wasser-enthaltenden Gels, des zellularen Gels, eine Mischung jeden Gels und mehrwertigem Alkohol und einem Oberflächenvernetzungsmittel nicht besonders beschränkt. Wenn auf das Gel Druck ausgeübt wird durch Einsetzen von Druck und gleichzeitig Wärme, kann die Vernetzungsreaktion des hydrophil vernetzten Polymers und des Oberflächenvernetzungsmittels weiter beschleunigt werden.
Wenn auf das Gel Druck ausgeübt wird, bevorzugt durch Kalandrieren des Gels, kann, wenn notwendig, eine Hilfsformungsverbindung verwendet werden. Das heißt, das absorbierende Material kann eine andere Hilfsformungsverbindung als das Gel und den mehrwertigen Alkohol enthalten. Als die Formungsverbindung können oberflächenaktive Mittel, Fasern, verschiedene feine wasserunlösliche Partikel verwendet werden. Derartige Hilfsformungsverbindungen können allein oder in Kombination verwendet werden. Wenn das absorbierende Material in einer Lage gebildet wird, ist es bevorzugt, dass das absorbierende Material Fasern enthält.
Das beschriebene oberflächenaktive Mittel umfasst anionische oberflächenaktive Mittel, nichtionische oberflächenaktive Mittel, kationische oberflächenaktive Mittel und amphotere ionische oberflächenaktive Mittel. Beispiele von anionischen oberflächenaktiven Mitteln umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Fettsäuresalze von Natriumoleat, Kaliumcasteröl, Alkylschwefelsäureestersalze von Laurylnatriumsulfid, Laurylammoniumsulfid, Alkylbenzolsulfonsäuresalze, wie Dodecylbenzolnatriumsulfonsäuresalze, Alkylnaphthalinsulfonsäuresalze, Dialkylsulfosuccinate, Alkylphosphatsalze und Naphthalinsulfonsäure-formalisierte Kondensatprodukte und Polyoxyethylenalkylsulfatsalze.
Beispiele der nichtionischen oberflächenaktiven Mittel umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenolether, Polyoxyethylenfettsäureester, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, Polyoxyethylenalkylamin und ein Oxyethylenoxypropylen-Blockcopolymer.
Beispiele des kationischen oberflächenaktiven Mittels umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: Alkylaminsalze, wie Laurylaminacetat, Stearylaminacetat, quaternäre Ammoniumsalze, wie Lauryltrimethylammoniumchlorid, Stearyltrimethylammoniumchlorid.
Beispiele des amphoteren ionischen oberflächenaktiven Mittels umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: Lauryldimethylaminoxid. Nur eine Art der oben aufgelisteten oberflächenaktiven Mittel kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehr Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Durch Einsetzen des oberflächenaktiven Mittels kann die resultierende Mischung kalandriert werden, um noch einfacher als Lage gebildet zu werden.
Für die beschriebenen Fasern können sowohl lange Fasern als auch kurze Fasern eingesetzt werden. Beispiele einer derartigen Faser umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: Holzfasern, wie Pulpe, natürliche Fasern, wie Hanf, Polyester, anorganische Fasern, wie eine Glasfaser etc. Beispiele von Polyester umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Polyethylenterephthalat (PET). Nur eine Art der oben aufgelisteten Fasern kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Arten hiervon können in geeigneter Weise gemischt und eingesetzt werden. Von den oben aufgelisteten Fasern sind synthetische Fasern bevorzugt, und hydrophobe synthetische Fasern sind noch mehr bevorzugt. Daneben kann Papier (japanisches Papier), hergestellt aus diesen Fasern, Garn, gewobener oder nicht-gewobener Stoff eingesetzt werden. Durch Einsetzen der Faser kann eine weiter verbesserte Absorptionsrate des resultierenden absorbierenden Materials erhalten werden, und weiter verbesserte Form-Aufrechterhaltungseigenschaften können erreicht werden. Wenn weiterhin das absorbierende Material als eine Lage gebildet wird, kann die Lage gleichmäßig dünn hergestellt werden (beispielsweise mehrere Millimeter). Wenn das Wasser-enthaltende Gel, das zellulare Gel oder eine Mischung von jedem Gel und mehrwertigem Alkohol mit den Fasern durch den Kneter geknetet wird, ist es bevorzugt, die kurzen Fasern von 2 bis 50 mm Länge, bevorzugt von 10 bis 40 mm Länge, noch mehr bevorzugt von 20 bis 30 mm Länge, einzusetzen, um zu verhindern, dass die Mischungsschaufel des Kneters durch Fasern hängen bleibt.
Beispiele von winzigen Partikeln umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: Glimmer, Pyrophylit, Kaolinit, Hulsit und anorganisches Material ähnlich zu tonartigen Mineralien und Silika (Siliciumdioxid) mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von nicht mehr als 50 μm, wie Aerosil 200 (erhältlich von Japan Aerosil Ltd.), Carplex #80 (erhältlich von Shionogi & Co., Ltd.) können erwähnt werden; Carbon Black, Aktivkohle. Nur eine Art der oben aufgelisteten winzigen Partikel kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Arten hiervon können in geeigneter Weise gemischt und eingesetzt werden.
Die Verwendungsmenge der Hilfsstoffe ist nicht besonders beschränkt und kann in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Art oder Kombination hiervon eingestellt werden. Die Gesamtmenge der Hilfsstoffe liegt im allgemeinen in einem Bereich von 0,01 bis 100 Gew.-Teilen, wünschenswerterweise von 0,1 bis 50 Gew.-Teilen und noch erwünschter von 0,1 bis 30 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge des Gels (d.h. des hydrophil vernetzten Polymers). Wenn die Hilfsstoffe in einer Menge oberhalb 100 Gew.-Teile verwendet werden, ist es wahrscheinlich, dass das resultierende absorbierende Material gehärtet wird. Das Verfahren des Mischens des Wasser-enthaltenden Gels, des zellularen Gels oder einer Mischung jeden Gels und des mehrwertigen Alkohols und die Mischungsbedingungen sind nicht besonders beschränkt.
Durch Reduzieren des Wassergehalts des Wasser-enthaltenden Gels unter einem eingesetzten Druck kann erfindungsgemäß ein absorbierendes Material (I), enthaltend ein nicht-zellulares Gel, das durch Absorbieren von Wasser anquillt, um Anisotropie aufzuweisen, erhalten werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ebenfalls, dass das absorbierende Material (II), das ein poröses Absorberharz enthält, das durch Absorbieren von Wasser anquillt, um Anisotropie zu haben, erhalten werden kann durch unter Druck setzen des zellularen Gels, während der Wassergehalt, wenn notwendig, reduziert wird. Wenn in der vorliegenden Erfindung das Gel mit Schäumen im Inneren eingesetzt wird, d.h. das zellulare Gel als dem Gel, abhängig vom Wassergehalt, ist es nicht notwendig, in jedem Fall Druck einzusetzen und den Wassergehalt gleichzeitig zu reduzieren. Um jedoch die Wirkung der Form-Aufrechterhaltungseigenschaft zu optimieren, ist es bevorzugt, Druck einzusetzen, während der Wassergehalt reduziert wird, selbst wenn das zellulare Gel als Gel eingesetzt wird. Wenn das Absorberharz in einer Form gebildet wird bevor Druck (Kompression) durch die anisotrope Expansion des Absorberharzes in eine nicht-ähnliche Form eingesetzt wird, kann ein absorbierendes Material (absorbierendes Material (I) oder absorbierendes Material (II)), das weiter verbesserte Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate, Absorption unter Last und Form-Aufrechterhaltungseigenschaften aufweist, erhalten werden.
Das Verfahren des unter Druck setzens des Gels ist nicht besonders beschränkt, und das bekannte Verfahren kann eingesetzt werden. Für den in der vorliegenden Erfindung einzusetzenden Druckerzeuger ist eine Vorrichtung zum Reduzieren des Wassergehalts aus dem Gel unter einem eingesetzten Druck (Menge an wässerigem Lösungsmittel) bevorzugt und eine Vorrichtung zum Formen in eine Lage durch Kalandrieren ist bevorzugt. Die beschriebenen Druckerzeuger umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: einen Trommeltrockner, vorgesehen mit einer Kombination des Kompressors. Wenn das Gel unter Druck gesetzt wird durch Pressformen des absorbierenden Materials (absorbierendes Material (I) oder absorbierendes Material (II)) durch Reduzieren des Wassergehalts des Gels während Druck eingesetzt wird, kann ein absorbierendes Material zum Aufrechterhalten der ursprünglichen Form bevor ein Druck eingesetzt wird, erhalten werden.
Das Verfahren des Reduzierens des Wassergehalts ist ein Verfahren zum Erhitzen des Gels unter einem eingesetzten Druck.
In diesem Fall umfassen Beispiele des Erwärmungsverfahrens, sind aber nicht beschränkt auf: ➀ ein Erwärmungsverfahren vom leitfähigen Wärmetransfer-Typ zum Erhitzen eines Gels durch Herstellung des Gels in direktem Kontakt mit einer erwärmten Oberfläche des Heizgeräts; ➁ ein Erwärmungsverfahren vom Heißluft-Wärmetransfer-Typ durch heiße Luft oder Dampf; ➂ ein Strahlwärmeverfahren vom Transfer-Typ durch Strahlung, wie Infrarotstrahlung, eine extreme Infrarotstrahlung; ➃ dielektrisches Erwärmen durch Mikrowellen. Diese Verfahren können selektiv verwendet werden. Von sämtlichen ist ➀ ein Erwärmungsverfahren vom leitfähigen Wärmetransfersystem durch eine Heizplatte, Heiztrommel, Heizwalze, ein Heizband bevorzugt. Es ist insbesondere bevorzugt, ein Verfahren zum Einsetzen von Wärme und Druck auf eine erwärmte Oberfläche des absorbierenden Materials (absorbierendes Material (I) oder absorbierendes Material (II)) einzusetzen, d.h. eine erwärmte Oberfläche des Gels durch kombinierte Verwendung einer Platte, einer Trommel, einer Walze, eines Bands.
Wenn das Verfahren ➀ eingesetzt wird, in dem Wärme und Druck auf die erhitzte Fläche des Gels eingesetzt wird, so dass eine Temperaturdifferenz auftritt, beispielsweise zwischen der erhitzten Oberfläche (erste Fläche), die eine Kontaktfläche mit dem Heizgerät und der rückwärtigen Oberfläche darstellt, d.h. einer gegenüberliegenden Oberfläche (zweite Oberfläche) zur ersten Oberfläche in einer Gel-Dickenrichtung, um eine Verformung in der vernetzten Struktur des Absorberharzes zu erzeugen. Wenn ein lagenähnliches absorbierendes Material (I), (II) (Lage) durch das obige Verfahren erhalten wird, da sich die Form-Aufrechterhaltungseigenschaften des Absorberharzes (Form-Aufrechterhaltungseigenschaften) des Absorberharzes zwischen der ersten Fläche (d.h. der erhitzten Oberfläche) und der zweiten Fläche (beispielsweise der nicht erhitzten Oberfläche oder Niedertemperaturoberfläche) der Lage unterscheiden, kann sich die Lage kräuseln, um eine Krümmung aufzuweisen, um einen Niedertemperaturbereich innerhalb zu haben. Die Lage absorbiert physiologische Salzlösung vom 1- bis 50-fachen, bevorzugt vom 2- bis 25-fachen und noch bevorzugter vom 5- bis 20-fachen Gewicht des hydrophil vernetzten Polymers, wobei beide Enden der Lage gekräuselt sind. Dieses Phänomen tritt unabhängig von der Größe der Lage auf. Jedoch kann das Phänomen ohne weiteres beobachtet werden, indem eine 1 bis 10 cm-Lage mit absorbiertem Wasser angequollen wird.
Als nächstes, mit Bezug auf 1, wird ein Verfahren zum unter Druck setzen eines Gels (Gel-Zusammensetzung) durch Einsetzen eines Trommeltrockners, vorgesehen mit einem Kompressor, als einem Beispiel eines Kalandrierungsverfahrens anhand von 1 erläutert. Das Verfahren des unter Druck setzen des Gels ist nicht besonders beschränkt auf das Verfahren des Einsetzens des Trommeltrockners, der mit dem Kompressor versehen ist.
Der Trommeltrockner ist beispielsweise ein einzelner Trommeltrockner vom offenen Typ, wie in 1 gezeigt, wobei der Trommeltrockner (Einzel-Trommeltrockner), versehen mit dem Kompressor, einen Trommeltrockner 1, eine Druckwalze 2 als einen Kompressor, einen Schaber 3 und eine Antriebseinheit (nicht gezeigt) umfasst. Der Trommeltrockner 1 ist aus rostfreiem Stahl hergestellt und wird rotierbar in einer Richtung, gezeigt durch einen Pfeil A, mit einer Anzahl von Rotationen von beispielsweise nicht mehr als mehreren UpM angetrieben. In dem Trommeltrockner 1 ist ein Heizgerät (nicht gezeigt) untergebracht, um die Oberfläche des Trommeltrockners 1 auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen.
Die Druckwalze 2 ist aus rostfreiem Strahl hergestellt, und ein vorbestimmtes Intervall wird von der Oberfläche des Trommeltrockners 1 gebildet. Das heißt, ein vorbestimmter Zwischenraum bzw. Abstand wird zwischen der Druckwalze 2 und der Oberfläche des Trommeltrockners 1 gebildet. Die Druckwalze 2 ist rotierbar in einer Richtung eines Pfeils B mit einer vorbestimmten Anzahl von Rotationen, bezogen auf die Anzahl von Rotationen des Trommeltrockners 1, betrieben. Dann ist die Druckwalze 2 in der Lage, einen vorbestimmten Druck, bezogen auf die Gel-Zusammensetzung 10 (die später beschrieben wird) als eine Mischung auszuüben, die auf die Oberfläche des Trommeltrockners 1 befördert wird. Das heißt, der Trommeltrockner 1 ist in der Lage, den Wassergehalt des Gels während des Einsetzens von Druck auf die Gel-Zusammensetzung 10 zu reduzieren.
Der Schaber 3 wird gebildet, um mit der Oberfläche des Trommeltrockners 1 in Kontakt zu sein, und eine Lage 11 (die später beschrieben wird), die an der Oberfläche anhaftet, wird abgekratzt. Auf der Oberfläche des Trommeltrockners 1 und der Oberfläche der Druckwalze werden Spiegel gebildet. In der Druckwalze 2 kann ein Heizgerät untergebracht sein, um die Oberfläche der Druckwalze 2 auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen.
In der beschriebenen Anordnung auf der stromaufwärtigen Seite der Druckwalze 2, die am Trommeltrockner 1 befestigt ist, werden eine Gel-Zusammensetzung 10, zusammengesetzt aus dem Gel (Wasser-enthaltenden Gel oder zellularen Gel), mehrwertigem Alkohol und, wenn notwendig, einem unterstützenden Schäumungsmaterial, zugeführt. Die Gel-Zusammensetzung 10, die an der Oberfläche des Trommeltrockners 1 anhaftet, wird in Richtung des Pfeils A transportiert, um den Zwischenraum zwischen dem Trommeltrockner 1 und der Druckwalze 2 zu erreichen.
Dann wird die Gel-Zusammensetzung 10 durch die Druckwalze 2 unter Druck gesetzt (kalandriert), um die Dicke auf nicht mehr als 15%, bevorzugt nicht mehr als 10%, noch bevorzugter nicht mehr als 5%, zu reduzieren, um eine Lage 11 zu bilden. Dann wird die Lage 11, die in Richtung des Pfeils A transportiert wird und an der Oberfläche des Trommeltrockners 1 anhaftet, durch das obige Heizgerät über die Oberfläche des Trommeltrockners 1 erhitzt. Die Temperatur der Oberfläche des Trommeltrockners 1, d.h. die Erhitzungstemperatur der Gel-Zusammensetzung 10, liegt bevorzugt in einem Bereich von Raumtemperatur bis 300°C, bevorzugter in einem Bereich von 50 bis 200°C und noch bevorzugter in einem Bereich von 100 bis 180°C. Es ist nicht bevorzugt, die Erhitzungstemperatur oberhalb 300°C einzustellen, da das hydrophil vernetzte Polymer und der mehrwertige Alkohol sich zersetzen. Durch Einsetzen von Wärme auf die Lage 11, d.h. durch Erhitzen des in der Gel-Zusammensetzung 10 enthaltenen Gels, wird der Wassergehalt (Menge an wässerigem Lösungsmittel) reduziert. Das heißt durch Einsatz von Wärme kann ein Teil des mehrwertigen Alkohols verdampft werden.
Das Reduktionsverhältnis des wässerigen Lösungsmittels im Gel ist nicht besonders beschränkt. Obwohl das Reduktionsverhältnis sich abhängig davon, ob das Gel Schäume enthält oder nicht, unterscheidet, ist es bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugter in einem Bereich von 40 bis 80 Gew.-%, basierend auf der Menge des wässerigen Lösungsmittels vor dem Einsatz von Druck.
Wenn die Gel-Zusammensetzung 10 nicht erhitzt wird, d.h. wenn die Temperatur auf der Oberfläche des Trommeltrockners 1 bei Raumtemperatur liegt, ist das Verhältnis der Reduktion des Wassergehalts im wesentlichen 0 Gew.-%. Wenn das Verhältnis der Reduktion des Wassergehalts klein ist, ist es schwierig, die erwünschte Form-Aufrechterhaltungseigenschaft zu erhalten. Wenn zusätzlich das Wasser vollständig reduziert wird (das Gel mit einem Wassergehalt von 0%), ist es wahrscheinlich, dass verschiedene Eigenschaften und die Flexibilität verschlechtert werden.
Wenn die Gel-Zusammensetzung 10 unter Druck gesetzt wird, um eine gewünschte Form-Aufrechterhaltungseigenschaft zu erhalten, ist es bevorzugt, das Gel unter Druck zu setzen, um es nicht aufzuteilen (zu kollabieren). Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass das Gel (Wasser-enthaltendes Gel, zellulares Gel) aufgeteilt wird, um die beschriebenen feinen Partikeldurchmesser vorher aufzuweisen.
Nach dem Transportieren in eine Richtung des Pfeils A wird die Lage 11 von der Oberfläche des Trommeltrockners 1 durch den Schaber 3 abgeschabt. Die derart abgeschabte Lage 11, d.h. das absorbierende Material wird um eine Walze gewunden (nicht gezeigt), wenn der Bedarf besteht. Da zusätzlich das absorbierende Material eine geeignete Flexibilität oder Festigkeit durch Einbeziehen des mehrwertigen Alkohols besitzt, würde dieses durch Abknicken, beispielsweise um 90° oder weiter bis 180°, wenn durch einen Schaber 3 entfernt, nicht gebrochen werden. Oder die Lage 11 kann von der Oberfläche des Trom meltrockners 1 durch Einsetzen einer geeigneten Spannung auf das absorbierende Material abgetrennt werden. Folglich kann ein lagenähnliches absorbierendes Material (absorbierendes Material (I) oder absorbierendes Material (II)) mit mindestens einer glatten Oberfläche erhalten werden.
Wie beschrieben, kann durch Reduzieren des Wassergehalts, während auf das Wasserenthaltende Gel Druck eingesetzt wird, erfindungsgemäß das absorbierende Material (I) mit einer ausgezeichneten Wasserabsorptionsrate und Absorption unter Last erhalten werden. Wie beschrieben, kann in der vorliegenden Erfindung durch Einsetzen eines Drucks auf das zellulare Gel, bevorzugt durch Einsetzen von Druck während des Reduzierens von Wasser, das absorbierende Material (II), das dem absorbierenden Material (I) in dessen Absorptionsrate, Absorption unter Last, überlegen ist, erhalten werden.
Nach Erhalt eines pulverförmigen absorbierenden Materials, wenn beispielsweise ein lagenähnliches pulveriges absorbierendes Material gebildet wird, werden im allgemeinen die Absorptionsrate und Absorption unter Last durch das resultierende absorbierende Material signifikant durch Vergleich mit dem vorgeformten absorbierenden Material verringert. Aus diesem Grund ist es schwierig, ein absorbierendes Material mit ausgezeichneter Absorption unter Last und Absorptionsrate geeignet zur Verwendung in geformten Artikeln durch das herkömmliche Verfahren herzustellen. Jedoch ist es erfindungsgemäß möglich, aus dem Wasser-enthaltenden Gel oder zellularen Gel direkt zu formen (in eine Lage), wodurch ein geformter Artikel von hohem Wert (beispielsweise lagenförmige absorbierende Materialien (I) und (II)) erhalten werden.
Erfindungsgemäß beträgt die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit des absorbierenden Materials (I) als dem geformten Artikel (Lage), der das Wasser-enthaltende Gel einsetzt, nicht mehr als 150 Sekunden, und mit einer kombinierten Verwendung des oberflächenvernetzenden Mittels oder durch Spezifizieren des Wassergehalts, der wasserlöslichen Komponente im Wasser-enthaltenden Gel, der Art der Hauptkette des hydrophil vernetzten Polymers, des durchschnittlichen Partikeldurchmessers oder des trockenen durchschnittlichen Partikeldurchmessers des Wasser-enthaltenden Gels, kann die hohe Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit von nicht mehr als 100 Sekunden, bevorzugter nicht mehr als 50 Sekunden und noch bevorzugter nicht mehr als 30 Sekunden erhalten werden. Jedoch ist es nicht bevorzugt, die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit auf nicht mehr als 1 Sekunde, insbesondere nicht mehr als 0,5 Sekunden, einzustellen, da die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit zu gering wird, was bewirkt, dass die Flüssigkeitsdiffusionsfähigkeit abgesenkt wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Absorption des absorbierenden Materials (I) als Formung (Lage) im Falle des Einsetzens eines Wasser-enthaltenden Gels als dem Gel, insbesondere die Absorption unter eingesetztem Druck nicht kleiner als 15 g/g und mit einer kombinierten Verwendung des oberflächenvernetzenden Mittels, des Wassergehalts und des wasserlöslichen Gehalts des Wasser-enthaltenden Gels, der Art an Hauptkette des hydrophilen Polymers, des durchschnittlichen Partikeldurchmessers oder des trockenen durchschnittlichen Partikeldurchmessers des Wasser-enthaltenden Gels, kann die Absorption von bevorzugt nicht weniger als 20 g/g, noch bevorzugter nicht weniger als 25 g/g, erhalten werden.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit des absorbierenden Materials (II) als einer Form (Lage) im Falle eines eingesetzten zellularen Gels als dem Gel nicht mehr als 150 Sekunden, und mit einer kombinierten Verwendung des oberflächenvernetzenden Mittels oder durch Spezifizieren der Menge an Wasser oder der wasserlöslichen Komponente im zellularen Gel, dem Porendurchmesser oder Anzahl an Schäumen in einer Volumeneinheit, der Art der Hauptketten des hydrophil vernetzten Polymers, dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser oder dem trockenen durchschnittlichen Durchmesser eines zellularen Gels kann die Absorptionsrate auf nicht mehr als 100 Sekunden, bevorzugter nicht mehr als 50 Sekunden und noch bevorzugter nicht mehr als 30 Sekunden, am meisten bevorzugt nicht mehr als 20 Sekunden eingestellt werden. Wenn jedoch die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit nicht mehr als 1 Sekunde, insbesondere nicht mehr als 0,5 Sekunden, beträgt, ist die Absorptionsrate zu hoch, was bewirkt, dass die Flüssigkeitsdiffusionsfähigkeit abgesenkt wird.
In der vorliegenden Erfindung im Falle des Einsetzens eines zellularen Gels als dem Gel beträgt die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit des absorbierenden Materials (II) als einer Form (Lage), insbesondere die Absorption unter einem eingesetzten Druck, nicht weniger als 15 g/g, und mit der kombinierten Verwendung des oberflächenvernetzenden Mittels oder durch Spezifizieren des Wassergehalts oder des wasserlöslichen Gehalts im zellularen Gel, dem Porendurchmesser oder der Anzahl an Schäumen in der Volumeneinheit, der Art der Hauptkette des hydrophil vernetzten Polymers, dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser oder dem getrockneten durchschnittlichen Partikeldurchmesser des zellularen Gels kann eine Absorption von nicht weniger als 20 g/g, bevorzugter nicht weniger als 25 g/g und noch bevorzugter nicht weniger als 30 g/g erhalten werden. Durch Einsetzen des zellularen Gels als dem Gel, wie beschrieben, kann das absorbierende Material (II), beispielsweise gebildet als eine Lage, mit ausgezeichneten Absorptionseigenschaften erhalten werden, wie eine Absorptionsrate von nicht mehr als 20 Sekunden und einer Absorption unter Last von nicht mehr als 30 g/g.
Wenn herkömmlicherweise pulverförmiges Absorberharz gebildet wird (beispielsweise in einer Lagenform), wird die Absorption unter Last und die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit des resultierenden absorbierenden Materials signifikant verringert. In der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein hochwertiger Formungspartikel (absorbierendes Material) erhalten werden.
Erfindungsgemäß kann durch unter Druck setzen des Wasser-enthaltenden Gels oder zellularen Gels, wie beschrieben, und Reduzieren des Wassergehalts im Wasser enthaltenden Gel oder zellularen Gel das absorbierende Material (absorbierendes Material (I) oder absorbierendes Material (II)) mit ausgezeichneten Absorptionseigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und Absorption unter Last, erhalten werden, verglichen mit herkömmlichem absorbierenden Material.
Das heißt, wenn das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers oder das zellulare Gel des resultierenden hydrophilen Polymers unter Druck gesetzt wird durch Entfernen des wässerigen Lösungsmittels aus der dreidimensionalen Netzstruktur des Wasserenthaltenden Gels oder des zellularen Gels, wird die dreidimensionale Netzstruktur unter einem angewandten Druck verformt.
Daher wird beispielsweise durch unter Druck setzen der Gel-Zusammensetzung 10, enthaltend das Wasser-enthaltende Gel als dem Gel, wie in 2(a) gezeigt, der Wassergehalt des nicht zellularen Absorberharzes 30 als vernetzte Gel-ähnliche hydrophile Polymerpartikel reduziert und in Richtung des eingesetzten Drucks in großem Maße komprimiert, während in eine Expansionsrichtung in einer vertikalen Richtung, bezogen auf die Druckrichtung gezogen wird.
Wie in 3(a) gezeigt, werden durch unter Druck setzen der Gel-Zusammensetzung 10, enthaltend das zellulare Gel als das Gel, zellulare Gel-Partikel, d.h. das Absorberharz 31 mit Schäumen 31a im Inneren, als Gel-ähnliche hydrophile Polymerpartikel, in einem großen Maße in einer Druckrichtung zur Reduktion der Menge des Wassergehalts komprimiert, während in einer Richtung senkrecht zur Druckrichtung gezogen wird.
Folglich werden diese Absorberharze 30 und 31 in einen flachen bzw. oblatenförmigen verformten Zustand komprimiert und immobilisiert, um ein Kompressionsverhältnis von nicht weniger als 2, bevorzugt im Bereich von 5 bis 1.000, bevorzugter im Bereich von 10 bis 200, und noch mehr bevorzugt im Bereich von 15 bis 100, aufzuweisen.
Erfindungsgemäß weist das Kompressionsverhältnis auf das Expansionsverhältnis in Richtung des (Ver-)Ziehens des Absorberharzes im Hinblick auf das Kompressionsverhältnis in Richtung der Kompression des Absorberharzes hin.
Daher kann das Kompressionsverhältnis der jeweiligen Absorberharze 30 und 31 durch das nachfolgende Verfahren gemessen werden. Hier kann als das Absorberharz 30 das in erster Linie Wasser-enthaltende Gel verwendet werden. Zusätzlich, als das Absorberharz 31, können die primären Partikel des zellularen Gels verwendet werden.
Im Falle des Einsetzens des Kompressionsverhältnisses des Absorberharzes 30 wird zuerst ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Absorberharzes 30 erhalten. Als nächstes wird die Dicke des Absorberharzes 30 nach Druckeinsatz in Kompressionsrichtung und der durchschnittlichen Länge (Durchmesser) D₂ in Ziehrichtung in Einheiten von 0,01 mm beispielsweise durch ein Gabelmaß gemessen. Dann wird das Kompressionsverhältnis X erhalten durch Dividieren der Dicke D₁ in Kompressionsrichtung des Absorberharzes 30 unter einem eingesetzten Druck durch einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser des Absorberharzes 30. Dann wird ein Expansionsverhältnis Y durch Dividieren der durchschnittlichen Länge (Durchmesser) D₂ in Antriebsrichtung des Absorberharzes, nachdem ein Druck aufgebracht wurde, durch einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser des resultierenden Absorberharzes 30 erhalten. In dem beschriebenen Arbeitsvorgang wird die Messung für 10 bis 100 Partikel durchgeführt, und ein Kompressionsverhältnis des Absorberharzes 30 wird mit einem durchschnittlichen Wert von Y/X erhalten.
Das Kompressionsverhältnis des Absorberharzes 31 kann in derselben Art und Weise wie dasjenige zur Messung des Kompressionsverhältnisses des Absorberharzes 30 gemessen werden. Das heißt, zuerst wird der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Absorberharzes 31 erhalten. Als nächstes wird die Dicke D₃ in Kompressionsrichtung des Absorberharzes 31 nach unter Druck setzen sowie die Durchschnittslänge (Durchmesser) Da in Ziehrichtung in Einheiten von 0,01 mm beispielsweise durch ein Gabelmaß gemessen. Dann wird durch Dividieren der Dicke D₃ in Kompressionsrichtung des Absorberharzes 31, nachdem ein Druck eingesetzt wurde, durch den durchschnittlichen Partikeldurchmesser des Absorberharzes 31 dividiert, und ein Kompressionsverhältnis X erhalten. In ähnlicher Weise wird durch Dividieren der Durchschnittslänge (Durchmesser) D₄ in Ziehrichtung des Absorberharzes 31 unter einem eingesetzten Druck mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser des resultierenden Absorberharzes 30 das Expansionsverhältnis Y erhalten. Im beschriebenen Arbeitsablauf wird die Messung für 10 bis 100 Partikel durchgeführt und basiert auf dem Durchschnittswert von Y/X, wobei das Kompressionsverhältnis des Absorberharzes 31 erhalten wird.
Wenn das Kompressionsverhältnis weniger als 2 beträgt, und die komprimierten Absorberharze 30 und 31 umfangreich werden, macht es dies schwierig, die Größe des absorbierenden Materials und die Größe des das absorbierende Material enthaltenden absorbierenden Artikels zu reduzieren. Wenn das Kompressionsverhältnis nicht mehr als 2 beträgt, kann die Verformung des Absorberharzes minimiert werden, und es ist schwierig, eine signifikante Verbesserung der Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit sicherzustellen. Im Falle, wo zusätzlich das Kompressionsverhältnis 1.000 übersteigt, würden die Absorberharze 30 und 31 in großem Maße verformt, und die Formen würden zerbrechen, und dies macht es schwierig, die ursprüngliche Form des Absorberharzes nach dem Quellen durch Absorbieren von Wasser wiederherzustellen.
Wie beschrieben, haben die Absorberharze 30 und 31 die verformte vernetzte Struktur unter einem eingesetzten Druck (Kompression) und sind somit in einem flachen verformten Zustand komprimiert und immobilisiert (unbeweglich). Folglich haben die Absorberharze 30 und 31 innerhalb Verformungsenergie, und wenn mit Wasser in Kontakt gebracht, wird die Verformungsenergie freigesetzt, wodurch eine innere Spannung unterschiedlicher Größe in Richtung der Koordinatenachsen (X, Y, Z) gegen die Verformungen der vernetzten Struktur erzeugt wird.
Wenn daher Wasser kontaktiert wird, absorbiert das Absorberharz 30 schnell Wasser, um seine ursprüngliche Form wiederzugewinnen (gezeigt in 2(b)), und quillt durch schnelles Absorbieren von Wasser an, um eine Anisotropie durch innere Spannung aufzuweisen.
Das heißt, das Absorberharz 30 wird vom ursprünglichen Zustand in Gel-Form, die in 2(b) gezeigt ist, komprimiert, um in einen Zustand vor Anwendung von Druck zurückgebracht zu werden, der in 2(b) gezeigt ist. Dann quillt das Absorberharz 30 durch Absorbieren von Wasser an, wodurch die ursprüngliche Form vor Einsatz von Druck wiederhergestellt wird. Das Absorberharz 30 hat vor und nach Einsetzen von Druck dieselbe Form.
Wenn mit Wasser kontaktiert wird, absorbiert das Absorberharz 31 schnell Wasser, und um den Zustand vor Einsatz von Druck (Komprimieren), der in 3(b) gezeigt ist, wiederherzustellen, quillt das Absorberharz 31 an (anisotropes Anquellen), um eine Anisotropie durch innere Spannung aufzuweisen.
Das heißt, das Absorberharz 31 wird in den in 3(a) gezeigten komprimierten Zustand unter Einsatz von Druck aus einem anfänglichen Zustand des Gels (gezeigt in 3(b)) gebildet, und als Folge des Aufquellens durch Absorbieren von Wasser wird dieses in den ursprünglichen Zustand, der in 3(b) gezeigt ist, zurückgebracht. Es gibt keine Änderung in der Form des Absorberharzes 31 vor und nachdem hierauf Druck ausgeübt wurde.
Darüber hinaus, wie in 3(a) und 3(b) gezeigt, weist das Absorberharz 31 Schäume 30a auf, einen spezifischen BET-Bereich (wenn getrocknet wird) von nicht weniger als dem 30-fachen des nicht geschäumten Absorberharzes 30, und hat einen ausreichenden Flüssigkeitseinführungsraum, erforderlich zum Bewegen der wässerigen Flüssigkeit im Inneren. Wenn daher die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit nicht mehr als 20 Sekunden beträgt, und die Absorption unter Last nicht mehr als 30 g/g beträgt, wie beschrieben, können erfindungsgemäß ausgezeichnete Absorptionseigenschaften erhalten werden.
Das US-Patent Nr. 4 920 202, das US-Patent Nr. 5 075 344 und das US-Patent Nr. 5 145 406 offenbaren das Verfahren des Trocknens des Wasser-enthaltenden Gels des hydrophil vernetzten Polymers und weiterhin Pulverisieren, wenn notwendig, um Absorberharzpulver zu erhalten.
Durch einfaches Trocknen des Gels schrumpft das Gel jedoch in äquivalenter Richtung, wobei das resultierende Absorberharz ohne Verformung getrocknet und zu Pulver geformt wird. Folglich quillt das resultierende pulverige Absorberharz durch Absorbieren von Wasser in eine ähnliche Form an.
Im Gegensatz hierzu schrumpft durch Reduzieren des Wassergehalts während Druckanwendung das verformte Gel in der vorliegenden Erfindung in den verformten Zustand, um seine ursprüngliche Form wiederzugewinnen. Für die Formaufrechterhaltungseigenschaften ist es die wesentliche Bedingung, dass das Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) die ver netzte Struktur aufweist, und der Zustand des Absorberharzes sich vor einem eingesetzten Druck in einem Gel-Zustand befindet, und es ist unmöglich, die Form für das Polymer wiederherzustellen, das keine vernetzte Struktur aufweist.
Wie beschrieben, zeigen das absorbierende Material (I), das das Absorberharz 30 enthält, und das absorbierende Material (II) der vorliegenden Erfindung, das das Absorberharz 31 enthält, ausgezeichnete Eigenschaften in ihrer Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und der Absorption unter Last und der Form-Aufrechterhaltungseigenschaft, da die Absorberharze 30 und 31 ihre ursprünglichen Formen, bevor Druck eingesetzt wurde, beibehalten.
Der Wassergehalt der Wasser-enthaltenden absorbierenden Materialien (I) und (II) der vorliegenden Erfindung liegt bevorzugt in einem Bereich von nicht mehr als 80 Gew.-%, bevorzugter in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugter in einem Bereich von 5 bis 30 Gew.-% und noch bevorzugter in einem Bereich von 6 bis 25 Gew.-%. Der jeweilige Wassergehalt der absorbierenden Materialien (I) und (II) kann beispielsweise durch Reduzieren des Wassergehalts des Gels unter einem eingesetzten Druck eingestellt werden. Jedoch kann der Wassergehalt, nachdem Druck angewendet wurde, wenn notwendig, durch Zugabe von Wasser oder Trocknen eingestellt werden.
Der jeweilige Wassergehalt der absorbierenden Materialien (I) und (II) gibt das Verhältnis des wässerigen Lösungsmittels an, bezogen auf die Gesamtmenge des wässerigen Lösungsmittels, des hydrophil vernetzten Polymers und des mehrwertigen Alkohols, enthalten in den jeweiligen absorbierenden Materialien (I) und (II). Im Falle, wo die absorbierenden Materialien (I) und (II) das ergänzende Formungsmaterial oder andere Materialien enthalten, wenn der Wassergehalt berechnet wird, werden das ergänzende Formungsmittel und andere Formungsmaterialien nicht berücksichtigt.
Die jeweiligen Verfahren zum Messen des Wassers (Gehalt), der Absorption unter Last und Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit sind im Detail unter bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sollte hier festgehalten werden, dass der oben definierte Wassergehalt der theoretische Wert ist; andererseits sind Werte des zu beschreibenden Wassergehalts in den nachfolgend diskutierten bevorzugten Ausführungsformen gemessene Werte. Da jedoch kein signifikanter Unterschied zwischen diesen existiert, kann angenommen werden, dass diese gemessenen Werte die praktischen Werte für den Wassergehalt darstellen.
In der vorliegenden Erfindung kann durch Kalandrieren der Gel-Zusammensetzung 10 unter Verwendung des Trommeltrockners 1, der am Kompressor befestigt ist, die Gel-Zusammensetzung 10 sukzessive verarbeitet werden. Das heißt, das absorbierende Material (I) oder das absorbierende Material (II) kann sukzessive hergestellt werden.
Die resultierenden lagenähnlichen absorbierenden Materialien (I) und (II) haben ausgezeichnete Flexibilität, und beispielsweise einen Flexibilitätsgrad, gemessen durch den Gurley-Steifigkeitstest von nicht mehr als 1.000 mgf, bevorzugter nicht mehr als 500 mgf und noch bevorzugter nicht mehr als 200 mgf und am meisten bevorzugt nicht mehr als 100 mgf. Das Verfahren des Messens der Flexibilität wird unter bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
Wie beschrieben, ist das Verfahren (i) der Herstellung des absorbierenden Materials (I) der vorliegenden Erfindung das Verfahren des Reduzierens des Wassergehalts, während das Wasser-enthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers unter Druck gesetzt wird (kalandrieren). In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Wasser-enthaltende Gel weiterhin einen mehrwertigen Alkohol umfasst. Weiterhin ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der Wassergehalt im Wasser-enthaltenden Gel in einem Bereich von 30 bis 90 Gew.-% liegt. Zusätzlich wird das absorbierende Material (I) in Partikeln erhalten. Jedoch ist es bevorzugt, das Wasser-enthaltende Gel zu kalandrieren, um es in eine Lage zu bilden.
In der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin bevorzugt, dass das zellulare Gel den mehrwertigen Alkohol enthält. Weiterhin liegt der Wassergehalt im zellularen Gel bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 90 Gew.-%.
Wenn die absorbierenden Materialien (I) und (II) in eine Lage gebildet werden, werden Druck und Wärme eingesetzt, um eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der Lage zu erzeugen.
Gemäß des Herstellungsverfahrens, in dem Druck und Wärme gleichzeitig eingesetzt werden, um eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der Lage zu erzeugen, tritt eine Differenz im Verformungsgrad der vernetzten Struktur des Absorberharzes zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der Lage auf.
Wenn es daher durch Absorbieren von Wasser anquillt, unterscheidet sich das beibehaltene Absorberharz zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der Lage, wobei das resultierende absorbierende Material (I) oder (II) anquillt, während es sich kräuselt, um eine Krümmung zu bilden. Wenn daher das resultierende absorbierende Material (I) oder (II) in ein Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterial, wie einer Papierwindel, Damenbinde (absorbierende Artikel), eingesetzt wird, passen diese entlang der Körperlinie und können Flüssigkeitsauslaufen verhindern.
Die Absorberharzverbindung (I), resultierend aus dem Herstellungsverfahren, enthält das Absorberharz (Absorberharz 30), das durch Absorbieren von Wasser anquillt, um Anisotropie aufzuweisen. Weiterhin enthält das absorbierende Material (II), resultierend aus dem Herstellungsverfahren, das Absorberharz (Absorberharz 31), das durch Absorption von Wasser anquillt, um Anisotropie aufzuweisen.
Das heißt, die hydrophil vernetzten Polymerpartikel als Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise durch Abtrennen des wässerigen Lösungsmittels aus der dreidimensionalen Netzstruktur der Gel-Partikel, wenn die Gel- Partikel des hydrophil vernetzten Polymers eingesetzt werden, komprimiert. Daher tritt die Verformung durch Kompression in der dreidimensionalen Netzstruktur des Absorberharzes (Absorberharze 30 und 31) auf. Daher hat das Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) eine Verformungsenergie im Inneren, und um den Zustand vor der Komprimierung wiederherzustellen, quillt das Absorberharz an durch schnelles Absorbieren von Wasser in Kontakt mit Wasser, um Anisotropie aufzuweisen.
Folglich werden die Absorberharze (Absorberharze 30 und 31) in dem Zustand vor Dekompression ohne Verformung wiederhergestellt. Das heißt, das Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) behält den ursprünglichen Zustand bevor Komprimiert wird bei. In der vorliegenden Erfindung gibt das komprimierte Verhältnis den Grad der Kompression des Absorberharzes (Absorberharze 30 und 31) an. Um ausreichende Effekte der Verbesserung der Absorption zu erhalten, liegt das Kompressionsverhältnis in einem Bereich von 2 bis 1.000. Wie beschrieben, bietet das Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) der vorliegenden Erfindung verschiedene Absorptionseigenschaften, wie ausgezeichnete Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und Absorption unter eingesetzter Last, und eine Formretention als Kraft wird ausgeübt, um den komprimierten Zustand im Hinblick auf die verformte vernetzte Struktur, die Absorption unter Last und die Form-Aufrechterhaltungseigenschaften wiederherzustellen.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass das Absorberharz gemäß der Erfindung Schäume im Inneren aufweist. Wenn das Absorberharz Schäume im Inneren aufweist, wird ein ausreichender Raum zum Passieren von Flüssigkeit sichergestellt, um der wässerigen Flüssigkeit zu erlauben, sich innerhalb des Absorberharzes zu bewegen. Im Falle, wo Schäume innerhalb des Absorberharzes enthalten sind, können daher ausgezeichnete Permeabilität für wässerige Flüssigkeit und Diffusion, die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und die Wasserretention durch Kapillarität erreicht werden.
Wie beschrieben, zeigt das Absorberharz (Absorberharze 30, 31) der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete verschiedene Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und Absorption unter Last und Form-Aufrechterhaltungseigenschaften. Die Absorbermaterialien (I) und (II) der vorliegenden Erfindung, die das Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) umfassen, weisen ebenfalls verschiedene Absorptionseigenschaften, wie die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und die Absorption unter Last und die Form-Aufrechterhaltungseigenschaften auf.
Die Form der absorbierenden Materialien (I) und (II) der vorliegenden Erfindung ist selbstaufrechterhaltend, und somit kann die Menge des hydrophil vernetzten Polymers, d.h. des Absorberharzes pro Flächeneinheit erhöht werden, verglichen mit herkömmlichem absorbierenden Material, wo das Absorberharz zwischen den absorbierenden Materialien, wie Pulpe und nicht-gewebtem Stoff, eingelegt ist. Daher kann die Absorption und Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit unter Last aus der herkömmlichen Anordnung verbessert wer den. Das heißt, die absorbierenden Materialien (I) und (II) absorbieren die wässerige Flüssigkeit schnell, wenn diese mit wässeriger Flüssigkeit, wie Wasser, Körperflüssigkeit, Tropfen, in Kontakt kommen.
Die absorbierenden Materialien (I) und (II) haben die jeweiligen Wassergehalte von nicht mehr als 80 Gew.-% und enthalten, wenn notwendig, den mehrwertigen Alkohol und das ergänzende Formungsmaterial.
Zusätzlich werden lagenähnliche absorbierende Materialien (I) und (II) durch das beschriebene Verfahren erhalten. Sie haben eine Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit von nicht mehr als 150 Sekunden und eine Absorption unter Last von nicht weniger als 15 g/g, bevorzugt nicht weniger als 20 g/g, bevorzugter nicht weniger als 25 g/g und noch mehr bevorzugt nicht weniger als 30 g/g.
Wenn die absorbierenden Materialien (I) und (II) den mehrwertigen Alkohol enthalten, zeigen die absorbierenden Materialien (I) und (II) ausgezeichnete Flexibilität, Festigkeit und Polsterung. Wenn zusätzlich die absorbierenden Materialien (I) und (II) noch wünschenswerte Form-Aufrechterhaltungseigenschaften aufweisen, kann verbesserte Flexibilität und Festigkeit erreicht werden.
Da die absorbierenden Materialien (I) und (II) das Absorberharz (Absorberharze 30 und 31) aufweisen, das anquillt, um Anisotropie aufzuweisen, um den ursprünglichen Zustand vor dem Komprimieren beizubehalten. Daher wird durch Formen derart, dass eine Differenz in der Verformung zwischen der vernetzten Struktur des Absorberharzes des erwärmten Bereichs (erhitzte Fläche) und der vernetzten Struktur des Absorberharzes des nicht erwärmten Bereichs (erhitzte Fläche) durch partielles Erhitzen des absorbierenden Materials (I) oder (II), das resultierende absorbierende Material (I) oder (II) angequollen, während es sich kräuselt, um selbst in einer flachen Lagenform eine Krümmung aufzuweisen.
Wenn das absorbierende Material beispielsweise für Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterial (absorbierende Artikel), Papierwindeln, Damenbinden, eingesetzt wird, indem sich das absorbierende Material entlang der Wölbung des absorbierenden Materials kräuselt, kann dieses an die Körperlinie angepasst werden, um eine Wölbung zu bilden, um Flüssigkeit am Auslaufen zu hindern.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die absorbierenden Materialien (I) und (II) in einer Lage gebildet werden, um eine Flexibilität von nicht mehr als 1.000 mgf aufzuweisen. Folglich können die absorbierenden Materialien (I) und (II) und Weichheit und erwünschte Verwendung für den absorbierenden Artikel mit den absorbierenden Materialien (I) und (II) eingesetzt werden.
Die obigen Erläuterungen werden durch den Fall angegeben, wo die absorbierenden Materialien (I) und (II) in eine Lage gebildet werden. Jedoch ist es möglich, diese in einer Blockform, einer Plattenform und einer Filmform zu bilden, und diese können zu Pulvern durch Pulverisieren gebildet werden, aber sind hierauf nicht besonders beschränkt.
Zusätzlich weisen die lagenförmigen absorbierenden Materialien (I) und (II) (Lage) der vorliegenden Erfindung eine Dicke im Bereich von 0,01 bis 5 mm, bevorzugt von 0,1 bis 3 mm und noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 1 mm auf. Durch Einstellen des Kompressionsverhältnisses kann die Filmdicke mit Leichtigkeit eingestellt werden. Beispielsweise durch Einstellen der Zeit, der Temperatur, des Zwischenraums zwischen dem Kompressor und dem Trommeltrockner kann das Kompressionsverhältnis mit Leichtigkeit eingestellt werden.
Weiterhin können die absorbierenden Materialien (I) und (II) in einer Lage durch einmaliges Bilden dieser in pulveriger Form nach Einsetzen eines Drucks auf das Wasserenthaltende Gel des hydrophil vernetzten Polymers oder des zellularen Gels des hydrophil vernetzten Polymers gebildet werden. Im Hinblick auf die Bequemlichkeit der Handhabung, Arbeitsumgebung, Produktivität, ist es bevorzugt, dass das Wasser-enthaltende Gel und das zellulare Gel mehrwertigen Alkohol enthalten, und dass diese Gele direkt in Lagen, ohne erst Bilden dieser in Pulver, gebildet werden.
Obwohl die Erläuterungen für den Fall gemacht wurden, wo das absorbierende Material (I) und das absorbierende Material (II) eine derartige Struktur aufweisen, dass eine Mischung des Wasser-enthaltenden Gels oder des zellularen Gels und eines mehrwertigen Alkohols mit einer Faser als ergänzendem Schäumungsmittel aufweisen. Jedoch ist die Struktur des absorbierenden Materials (I) und des absorbierenden Materials (II) nicht besonders beschränkt.
Anders als die beschriebene gemischte Struktur der Mischung und der Faser können das absorbierende Material (I) und das absorbierende Material (II) die Struktur aufweisen, worin die Mischung durch eine Vielzahl von Fasern, gebildet in eine Lage, wie nicht-gewobenem Stoff, gewobenem Stoff, Papier usw., gehalten wird; die Anordnung, worin nach dem Mischen der Mischung und der Fasern, um in Lagen gebildet zu werden, die resultierenden Fasern, die in eine Lage gebildet werden, durch eine Vielzahl von Lagen gehalten werden; eine Struktur, worin nach Mischen der Mischung und der Fasern, um Lagen zu bilden, die Lage durch eine Vielzahl von Fasern, die in eine Lage gebildet werden, eingefasst wird.
Der Absorberartikel der vorliegenden Erfindung enthält mindestens ein absorbierendes Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem absorbierenden Material (I) und dem absorbierenden Material (II), mit der beschriebenen Struktur. Das heißt, die absorbierenden Materialien (I) und (II) an sich können den Absorberartikel bilden, oder eine kombinierte Verwendung von absorbierendem Material (I) und dem absorbierenden Material (II) und anderem Material. Die Struktur des Absorberartikels ist nicht besonders beschränkt. Im Falle des Einsetzens des Absorberartikels, beispielsweise für eine Papierwindel (Wegwerfwindel), Damenbinden, Inkontinenzeinlagen, ist es bevorzugt, a) eine Struktur einzusetzen, worin das lagenähnliche absorbierende Material (I) oder das absorbierende Mate rial (II) mit dem beschriebenen Aufbau durch eine flüssigkeitsdurchlässige Lage und eine nicht flüssigkeitsdurchlässige Lage eingelegt wird, oder b) eine Struktur, worin das lagenähnliche absorbierende Material (I) oder das absorbierende Material (II) mit dem beschriebenen Aufbau zwischen zwei flüssigkeitsdurchlässige Lagen eingelegt wird. Das absorbierende Material (I) und das absorbierende Material (II) als Absorberschicht weisen ausgezeichnete Absorptionseigenschaften auf. Wenn daher der Absorberartikel für Papierwindeln eingesetzt wird, kann das Auslaufen von Urin aus den Papierwindeln verhindert werden, und der Verwender der Papierwindel kann sich trocken fühlen.
Die Lage, die für Flüssigkeit durchlässig ist (nachfolgend bezeichnet als flüssigkeitsdurchlässige Lage), wird hergestellt aus einem Material, das für wässerige Flüssigkeit durchlässig ist. Beispiele einer derartigen flüssigkeitsdurchlässigen Lage umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: Stoff oder Matten, beispielsweise regenerierte Cellulosefasern, nicht-gewobener Stoff, gewobener Stoff, hergestellt aus synthetischer Faser, wie Rayon, Baumwollfaservlies, Baumwollpulpe, Papier; poröse synthetische Harzfilme, hergestellt aus Polyethylen, Polypropylen, Polyestern, Polyamid. Die flüssigkeitsdurchlässige Lage kann in einem Beutel mit einer Größe, ausreichend zur Aufbewahrung des absorbierenden Materials, gebildet sein.
Die Lage, die gegenüber Flüssigkeit nicht durchlässig ist (nachfolgend bezeichnet als flüssigkeitsundurchlässige Lage) wird aus einem Material hergestellt, das für die Lage nicht durchlässig ist. Beispiele eines Materials einer derartigen flüssigkeitsundurchlässigen Lage können sein, sind aber nicht beschränkt auf: synthetischen Harzfilm, wie Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid; ein Film, hergestellt aus einem zusammengesetzten Material des synthetischen Harzes und nicht-gewobenem Stoff; ein Film, hergestellt aus einem zusammengesetzten Material des synthetischen Harzes und gewobenem Stoff. Die flüssigkeitsundurchlässige Lage ist gegenüber Dampf durchlässig.
Das Verfahren zur Herstellung des Absorberartikels der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt. Der Absorberartikel wird beispielsweise durch Laminieren mindestens eines absorbierenden Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus dem absorbierenden Material (I) und dem absorbierenden Material (II) und der flüssigkeitsundurchlässigen Lage ausgewählt. Zusätzlich können die derart laminierten Lagen einem weiteren Verfahren unterzogen werden, wie einem Binden des peripheren Bereichs der zu immobilisierenden Lagen oder einem partiellen Binden der zu immobilisierenden Lagen oder Bilden eines Schlitzes oder ein Verfahren derart, wie ein Prägeverfahren. Das absorbierende Produkt kann durch Laminieren der flüssigkeitsdurchlässigen Lage oder der flüssigkeitsundurchlässigen Lage auf eine Oberfläche des lagenähnlichen absorbierenden Materials (absorbierendes Material (I) oder das absorbierende Material (II)) gebildet werden. Weiterhin kann das absorbierende Material, d.h. der Absorberartikel, durch das erste Platzieren (Einsetzen) des Gels oder der Gel-Zusammensetzung auf der flüssigkeitsdurchlässigen Lage oder der flüssigkeitsundurchlässigen Lage, und dann Einsetzen von Druck (Kalandrieren) gebildet werden. Weiterhin kann der Absorberartikel gebildet werden durch zuerst Schneiden des lagenähnlichen absorbierenden Materials (I) und des absorbierenden Materials (II) in einen Streifen und dann Mischen dieses mit Cellulosefasern.
Mit Bezug auf 4 werden Papierwindeln als eine Anwendung des Absorberartikels der vorliegenden Erfindung erläutert. Hier ist die Anwendung des Absorberartikels der vorliegenden Erfindung auf Papierwindeln nicht besonders beschränkt.
Wie in 4 gezeigt, sind die Papierwindeln der vorliegenden Erfindung aus einer rückwärtigen Lage 21 (flüssigkeitsundurchlässige Lage), einem absorbierenden Material 22 (das lagenähnliche absorbierende Material (I) oder das lagenähnliche absorbierende Material (II)) und einer oberen Lage 23 als einer flüssigkeitsdurchlässigen Lage aufgebaut. Die rückwärtige Lage 21 und die obere Lage 23 werden in einer vorbestimmten Form gebildet. Dann werden die rückwärtige Lage 21, das absorbierende Material 22 und die obere Lage 23, in dieser Reihenfolge, durch das beidseitige Band laminiert. Dann wird eine Beinraffung 24 und eine Bauchraffung 25 bei einer vorbestimmten Position derart laminierter Lagen gebildet, und Bandfestiger 26 werden an einer vorbestimmten Position der Lagen angebracht, wodurch Papierwindeln als eine Anwendung des Absorberartikels hergestellt werden.
Die resultierenden Papierwindeln, hergestellt aus dem absorbierenden Material 22, zeigen ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorptionsvermögen unter eingesetztem Druck und Form-Aufrechterhaltungseigenschaften, und zeigen ebenfalls ausgezeichnete Flexibilität und Festigkeit. Somit ermöglichen die Papierwindeln, dass Urin schnell absorbiert wird, wodurch erwünschte Papierwindeln bereitgestellt werden, die eine erwünschte Verwendung ohne Auslaufen von Urin zeigen.
Darüber hinaus kann sich die Papierwindel entlang der Körperlinie anpassen und bietet einen verbesserten Effekt der Verhinderung des Auflaufens von Flüssigkeit, da das Absorberharz 22 anquillt, während es sich durch Absorption von Wasser kräuselt.
Wie beschrieben, kann das absorbierende Produkt, da das absorbierende Produkt das absorbierende Material (mindestens ein absorbierendes Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem absorbierenden Material (I) und dem absorbierenden Material (II)) umfasst, das in verschiedenen Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorption unter Last, ausgezeichnet und weich und bequem zu verwenden ist, bereitgestellt werden. Folglich kann der Absorberartikel, der für die Haut des Verwenders bequem ist, erreicht werden.
In herkömmlicher Weise ist das Verhältnis des hydrophil vernetzten Polymers, bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Produkts, relativ niedrig, d.h. weniger als 40 Gew.-%. Im Gegensatz hierzu weist die beschriebene Anordnung der vorliegenden Erfindung ein hohes Verhältnis an hydrophil vernetztem Polymer auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des absorbierenden Produkts, d.h. im allgemeinen in einem Bereich von etwa 40 bis etwa 80 Gew.-%, bevorzugt von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% und noch mehr bevorzugt in einem Bereich von etwa 60 bis etwa 80 Gew.-%.
Demgemäß bietet die vorliegende Erfindung ein dünneres und kompaktes absorbierendes Produkt, während die Absorptionseigenschaften auf demselben Niveau aufrechterhalten werden wie jene der herkömmlichen Absorberartikel. Weiterhin werden die absorbierenden Materialien (I) und (II) durch Einsetzen von Druck auf das Wasser-enthaltende Gel und zellulare Gel gebildet. Somit bewegt sich das hydrophil vernetzte Polymer nicht in den absorbierenden Materialien (I) und (II) in Verfahren, einschließlich Herstellungs-, Einpack-, Transportverfahren des absorbierenden Materials (I) oder des absorbierenden Materials (II) oder des absorbierenden Produkts, und bei den absorbierenden Materialien (I) und (II) kann ein Herausfallen verhindert werden. Wenn weiterhin beispielsweise die absorbierenden Materialien (I) und (II) in Lagen gebildet werden, im Unterschied zu herkömmlichem absorbierenden Material, hergestellt durch einmal Bilden des Absorberharzes in pulveriger Form, und dann Bilden des resultierenden pulverigen Absorberharzes in eine Lage, werden die absorbierenden Materialien (I) und (II) der vorliegenden Erfindung in einer Lagenform beibehalten, selbst nach Aufquellen durch Absorbieren von Wasser. Somit kann beim Gel verhindert werden, dass es vom absorbierenden Material (I) oder dem absorbierenden Material (II) abfällt, selbst nach Aufquellen durch Absorption von Wasser.
Das absorbierende Material (I) oder das absorbierende Material (II) kann optional ein Deodorant, Parfum, verschiedene chemische Mittel, verschiedene anorganische Mittel, wasserlösliche Polymere, Pflanzenwuchsbeschleuniger, antibakterielle Mittel, schimmelbeständige Mittel, Schäumungsmittel, Pigmente, Farbstoffe, Carbon Blacks, Aktivkohle, hydrophile kurze Fasern, Düngemittel, oxidierende Mittel, reduzierende Mittel, Wasser und Salze enthalten, um dem absorbierenden Material (I) oder (II) oder dem Absorberartikel zusätzliche Funktionen zu verleihen.
Das absorbierende Material (I), das absorbierende Material (II) und der Absorberartikel der vorliegenden Erfindung sind zur Verwendung in Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterialien, wie Papierwindeln (Wegwerfwindeln), Damenbinden und Tampons, sogenannten Inkontinenzeinlagen, Feuchtigkeitskondensationsabsorptionslagen, Zurückhaltematerialien für landwirtschaftliches Wasser, wasserbeständige Mittel für Bauwesen, medizinische Materialien, wie medizinische Lagen, Betteinlagen, Materialien zum Aufrechterhalten der Frische von Nahrungsmitteln, und Materialien zur Verhinderung des Tropfens von Nahrungsmitteln, Handtüchern, Bandagen, für die Verwendung zur Absorption wässeriger Lösung und Feuchtigkeit geeignet sein. Die Anwendungen des absorbierenden Materials (I) und des absorbierenden Materials (II) und des absorbierenden Materials werden durch die obigen Beispiele nicht beschränkt.
KURZE ERLÄUTERUNGEN DER ZEICHNUNGEN
1, die ein Beispiel des Herstellungsverfahrens eines absorbierenden Materials der vorliegenden Erfindung zeigt, ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Trommeltrockner zeigt, versehen mit einer Kalandriervorrichtung;
2(a) ist eine erläuternde Ansicht, die einen komprimierten Zustand des nicht-zellulären Absorberharzes, enthalten im absorbierenden Material der vorliegenden Erfindung, zeigt;
2(b) ist eine erläuternde Ansicht, die den Zustand zeigt, worin das Absorberharz von 2(a) durch Absorbieren von Wasser angequollen ist;
3(a) ist eine erläuternde Ansicht, die ein komprimiertes Absorberharz mit Schäumen im Inneren in einem anderen absorbierenden Material der vorliegenden Erfindung zeigt;
3(b) ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, worin das in 3(a) gezeigte Absorberharz durch Absorbieren von Wasser angequollen ist, und
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine partiell aufgeschnittene Oberfläche einer Papierwindel als ein Beispiel des Absorberartikels, der das absorbierende Material der vorliegenden Erfindung einsetzt, zeigt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird im Detail anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgende Offenbarung begrenzt. Die Leistungsfähigkeit der absorbierenden Materialien wurde in der folgenden Art und Weise gemessen.
(a) Wassergehalt
Zuerst wurde ein lagenähnliches absorbierendes Material in eine Größe von 10 cm-Quadraten geschnitten, und das Gewicht W₀(g) des absorbierenden Materials (nachfolgend bezeichnet als geschnittene Lage) gemessen. Die geschnittene Lage wurde in einen Ofen, Aufrecherhalten bei 180°C (Tokyo Rika Kiki Co., Ltd.: Typ NDO-450) und für 3 Stunden belassen. Dann wurde die geschnittene Lage herausgenommen und in einen Exsikkator gegeben, in den Silikagel gegeben wurde, und die geschnittene Lage wurde für 5 Minuten abgekühlt. Dann wurde das Gewicht W₁(g) der Lage gemessen. Durch Substituieren des Gewichts Wo (g) und des Gewichts W₁(g) in die folgende Formel wurde der Wassergehalt (Gew.-%) bestimmt. Wassergehalt (Gew.-% = [(Gewicht W0(g) – Gewicht W1(g))/Gewicht W0(g)] × 100
(b) Absorption
Hier wurden 0,2 g des absorbierenden Materials gleichmäßig in einen Teebeutel (60 mm × 60 mm), hergestellt aus nicht-gewobenem Stoff, gegeben und die Öffnung des Teebeutels wurde heißversiegelt. Dann wurde der Teebeutel in eine 0,9 gew.-%ige Natriumchlorid- Lösung (physiologische Salzlösung) für 30 Minuten eingetaucht. Dann wurde der Teebeutel herausgenommen und einer Hydroextraktion für 3 Minuten bei 250 G unter Verwendung eines Zentrifugalseparators unterzogen, und das Gewicht W₂ (g) des Teebeutels wurde gemessen. Ferner wurden dieselben Verfahren mit einem leeren Beutel durchgeführt, und das Gewicht W₃(g) des leeren Teebeutels wurde gemessen. Die Absorption (g/g) der absorbierenden Materialprobe wurde durch Substituieren des Gewichts W₂ und des Gewichts W₃ in die folgende Formel bestimmt: Absorption (g/g) = (Gewicht W2(g) – Gewicht W3(g))/Gewicht(g)des absorbierenden Materials
(c) Absorption unter Last
Zuerst wurde in einer Glaspetrischale mit einem Innendurchmesser von 160 mm und einer Höhe von 20 mm eine Glasfilterplatte (G#1) mit einem Durchmesser von 120 mm platziert. Dann wurde 0,4 gew.-%ige wässerige Salzlösung in die Petrischale gegossen. Die wässerige Salzlösung wurde in einer derartigen Menge zugegeben, dass die Oberfläche der wässerigen Salzlösung im wesentlichen dasselbe Niveau wie die Filterplatte hat. Als nächstes wurde ein Filterpapier (TOYO FILTER PAPER Nr. 2, erhältlich von Toyo Filter Co., Ltd.) auf die Filterplatte gegeben.
Dann wurde das lagenähnliche absorbierende Material in Lagenform in eine Größe eines 3,1 cm-Quadrats geschnitten und das Gewicht W₄(g) des absorbierenden Materials (nachfolgend bezeichnet als geschnittene Lage) gemessen. Dann wurde Metallgaze, hergestellt aus rostfreiem Stahl mit 400 mesh auf dem Bodenbereich eines Acrylharz-Zylinders mit einem Innendurchmesser von 55 mm und einer Höhe von 60 mm fixiert, wodurch ein Trägerzylinder hergestellt wurde. Die geschnittene Lage wurde in den Trägerzylinder gegeben, d.h. auf die Metallgaze, und ein zylindrischer Messingkolben wurde als Gewicht platziert, wodurch ein Messzylinder hergestellt wurde. Das Gewicht des Kolbens wurde eingestellt, um in der Lage zu sein, eine gleichmäßige Last von 50 g/cm² auszuüben. Dann wurde das Gesamtgewicht der geschnittenen Lage, des Trägerzylinders und des Kolbens, d.h. das Gewicht W₅(g) des Messzylinders, gemessen.
Dann wurde der Messzylinder auf das Filterpapier gestellt. Die Salzlösung wurde durch die geschnittene Lage im Messzylinder für 30 Minuten absorbiert, nachdem der Messzylinder auf das Filterpapier gestellt wurde. Das heißt, 0,4 gew.-%ige Salzlösung wurde durch die geschnittene Lage unter Last absorbiert. Während die Salzlösung durch die geschnittene Lage absorbiert wurde, wurde 0,4 gew.-%ige Salzlösung zur Petrischale zugegeben, bis die Oberfläche der Salzlösung im wesentlichen dasselbe Niveau hatte, wie die obere Oberfläche der Filterplatte. Nach Verstreichen einer Zeit von 30 Minuten wurde das Gewicht W₆ des Zylinders gemessen. Dann, durch Substituieren der resultierenden Gewichte W₄, W₅ und W₆ in der folgenden Formel, wurde die Absorption unter Last (g/g) bestimmt. Absorption unter Last (g/g) =(Gewicht W6(g) – Gewicht W5(g))/Gewicht W4(g)
Andererseits wurden anstelle der Lage einer Größe von einem 3,1 cm-Quadrat für das pulverige absorbierende Material 0,9 g absorbierendes Material gleichmäßig im Acrylharz-Zylinder dispergiert, und die Absorption unter einer Last von 50 g/cm² gemessen. Dann wurde die Absorption unter Last (g/g) gemäß der obigen Formel bestimmt.
(d) Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit
Ein lagenförmiges absorbierendes Material wurde zuerst in eine Größe eines 2,54 cm-Quadrats (1 Zoll²) geschnitten, und das Gewicht des absorbierenden Materials (nachfolgend bezeichnet als geschnittene Lage) gemessen. Andererseits wurde eine physiologische Salzlösung in einen Polypropylen-Behälter mit einem Innendurchmesser von 55 mm und einer Höhe von 15 mm in ein 10-faches Gewicht, basierend auf dem Gewicht der geschnittenen Lage, gegossen, und die geschnittene Lage in die physiologische Salzlösung gegeben. Dann wurde die erforderliche Zeit für die Salzlösung, um vollständig durch die geschnittene Lage absorbiert zu werden, nachdem die geschnittene Lage in die physiologische Salzlösung gegeben wurde, gemessen, und die resultierende Zeit wurde als die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit (Sekunden) bestimmt. Bei dieser Messung wurde überprüft, um zu sehen, ob die physiologische Salzlösung durch die geschnittene Lage durch Vorhandensein von verbliebener Flüssigkeit der physiologischen Salzlösung durch Neigen des Polypropylen-Behälters um 45° vollständig absorbiert wurde. Das heißt, der Punkt, an dem die verbleibende Flüssigkeit nicht länger existiert, wurde als der Punkt bestimmt, wo sämtliche physiologische Salzlösung durch die geschnittene Lage absorbiert war.
Im Falle des pulverförmigen absorbierenden Materials anstelle der Lage einer Größe eines 2,54 cm-Quadrats wurde die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit unter Verwendung von 1 g absorbierenden Materials in derselben Art und Weise gemessen.
(e) Flexibilität
Die Flexibilität wurde nur im Hinblick auf das lagenähnliche absorbierende Material gemäß dem Gurley-Steifheitstest (Gurley Stiffness Test), definiert in JIS L 1096, gemessen. Die Flexibilität wurde derart bestimmt, dass der kleinere Wert (Flexibilität), gemessen durch das Verfahren, die höhere Flexibilität angibt.
[Beispiel 1]
Ein ummantelter Kneter aus rostfreiem Stahl mit einem Innenvolumen von 10 Litern und versehen mit zwei sigmaförmigen Schaufeln mit einem Rotationsdurchmesser von 120 mm wurde als Reaktor vorbereitet. Der Kneter hatte einen Deckel zum Verschließen des Inneren des Systems und einen Deckel zum Einsetzen eines Drucks von 66 kg auf den darin enthaltenen Inhalt. In dem Reaktor wurden 5.000 g 38 gew.-%iger wässeriger Lösung Acrylsäure (Monomerkomponente) und Natriumacrylat (Monomerkomponente) (75 Mol-% der gesamten Monomerkomponenten in der wässerigen Lösung sind neutralisiert) und 2,85 g Trimethylolpropantriacrylat als Vernetzungsmittel (nachfolgend bezeichnet als Vernetzungsmit tel (A)) gegeben, und Stickstoffgas wurde eingeblasen, um die im Reaktorsystem eingeschlossene Luft zu ersetzen. Die Verwendungsmenge des Vernetzungsmittels (A) im Hinblick auf die Monomerkomponente betrug 0,045 Mol-%.
Der Kneter wurde mittels Durchleiten heißen Wassers mit 30°C durch den Mantel erhitzt, während der Inhalt des Kneters gerührt wurde, und Natriumpersulfat und L-Ascorbinsäure wurden als Polymerisationsinitiatoren zum Inhalt des Kneters zugegeben. Folglich begann die Polymerisation nach einer verstrichenen Zeit von etwa 1 Minute. Basierend auf der Monomerkomponente, waren die respektiven Verwendungsmengen des Natriumpersulfats und der L-Ascorbinsäure jeweils 0,12 Mol-% und 0,005 Mol-%.
Dann, nach Durchführen der Polymerisation für 60 Minuten bei 30°C, wurde der Druckdeckel auf das resultierende massive Wasser-enthaltende Gel (Inhalt) aufgebracht, und das Gel wurde für 20 Minuten gerührt und teilte sich in feine Stücke auf. Folglich wurde fein aufgeteiltes Wasser-enthaltendes Gel mit einem Partikeldurchmesser in einem Bereich von 0,2 bis 0,8 mm erhalten. Der Feststoffanteil des Wasser-enthaltenden Gels betrug 38 Gew.-%.
Dann wurden 800 g fein verteiltes Wasser-enthaltendes Gel in einen anderen Kneter mit derselben Anordnung wie der beschriebene Kneter gegeben. Dann eine gemischte Lösung von 33,8 g Glycerin als dem mehrwertigen Alkohol und 0,31 g Ethylenglykoldiglycidylether als Oberflächenvernetzungsmittel (Denacol EX-810, erhältlich von Nagase Chemical Industry Co., Ltd., nachfolgend bezeichnet als Oberflächenvernetzungsmittel (B)).
Der Kneter wurde mittels Durchleiten von heißem Wasser mit 70°C durch den Mantel erhitzt, während der Inhalt des Kneters gerührt wurde. Dann wurde die gemischte Lösung zum Wasser-enthaltenden Gel unter Rühren zugegeben, und es wurde gerührt, bis gleichmäßig gemischt war. Basierend auf 100 Gew.-Teilen der Feststoffmenge des Wasserenthaltenden Gels waren die Verwendungsmengen von Glycerin und dem Oberflächenvernetzungsmittel (B) jeweils 11,1 Gew.-Teile und 0,1 Gew.-Teile.
Als nächstes wurden zur resultierenden Mischung 10,4 g Polyesterfasern (Hilfsformungsverbindung) mit einer Länge von 2 bis 3 mm, hergestellt aus Polyethylenterephthalat, nach und nach zur resultierenden Mischung zugegeben und geknetet, bis die Agglomeration der Fasern verschwand. Die Menge der Polyesterfaser, bezogen auf 100 Gew.-Teile Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels betrug 3,4 Gew.-Teile, wodurch eine Wasserenthaltende Gel-Zusammensetzung erhalten wurde.
Danach wurde die Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung durch einen Einzel-Trommeltrockner vom offenen Typ (erhältlich von Katsuragi Co., Ltd., Typ: NRXM 750-N35C) und den hiermit vorgesehenen Kompressor kalandriert, und die Kontaktfläche zwischen der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung (1) und dem Trommeltrockner wurde auf 150°C erhitzt. Danach wurde die resultierende Lage durch einen Schaber von der Oberfläche des Trommeltrockners abgeschabt.
Folglich wurde ein lagenähnliches absorbierendes Material mit einer Dicke von 0,8 mm erhalten. Die Hauptbedingungen zur Herstellung des Wasser-enthaltenden Gels sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Das resultierende absorbierende Material hatte ein Gewicht von 490 g/m², einen Wassergehalt von 7,5 Gew.-%, eine Absorption von 30,2 g/g, eine Absorption unter Last von 25,2 g/g und eine Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit von 68 Sekunden. Diese Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Vergleichsbeispiel 1]
Die Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung, resultierend aus Beispiel 1, wurde auf 150°C nur mittels des Trommeltrockners ohne Verwendung des Kompressors erhitzt und wurde in eine Lage ohne Kalandrieren gebildet. Danach wurde die resultierende Lage durch einen Schaber von der Oberfläche der Trocknertrommel abgeschabt. Folglich wurde ein lagenähnliches absorbierendes Material erhalten. Die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Vergleichsbeispiel 2]
Die Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung, resultierend aus Beispiel 1, wurde ohne Erhitzen der Trocknertrommel kalandriert. Folglich wurde die Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung in einer Lage ohne Reduzieren des Wassergehalts des Wasserenthaltenden Gels gebildet. Danach wurde die resultierende Lage unter Verwendung eines Schabers von der Oberfläche des Trommeltrockners (Temperatur von 25°C) abgeschabt. Folglich wurde ein lagenähnliches absorbierendes Material erhalten. Die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Vergleichsbeispiel 3]
Das lagenförmige absorbierende Material, resultierend aus Vergleichsbeispiel 2, wurde in einen Heißlufttrockner vom zirkulierenden Typ unter Aufrechterhaltung von 105°C getrocknet. Das heißt, nachdem das Wasser-enthaltende Gel kalandriert war, wurde der Wassergehalt reduziert. Die Ergebnisse der Messungen des absorbierenden Materials sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Das resultierende absorbierende Material zeigte geringe Form-Aufrechterhaltungseigenschaften und die Flexibilität der Probe konnte nicht gemessen werden.
[Beispiel 2]
Außer dass 76 g Glycerin anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenför miges absorbierendes Material erhalten wurde. In diesem Beispiel wurden 25 Gew.-Teile Glycerin, basierend auf 100 Gew.-Teilen der Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels, eingesetzt. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 3]
Außer dass eine Mischung von 76 g Glycerin und 0,31 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 4]
Außer dass eine Mischung von 76 g Glycerin und 0,53 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. In diesem Beispiel wurden 0,5 Gew.-Teile des Oberflächenvernetzungsmittels (B), bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels verwendet. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 5]
Außer dass eine Mischung von 76 g Glycerin und 1,53 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurden, und dass die Verwendungsmenge der Polyetherfaser geändert wurde auf 10,4 bis 16,0 g, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. In diesem Beispiel wurden 5,3 Gew.-Teile der Oberflächen-Polyesterfasern verwendet, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels. Die Hauptherstellungsbedingungen der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 6]
Außer dass 304 g Glycerin anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenför miges absorbierendes Material erhalten wurde. Bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels war die Verwendungsmenge von Glycerin 100 Gew.-Teile. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 7]
Außer dass die Verwendungsmenge des Vernetzungsmittels (A) von Beispiel 1 auf 2,85 bis 1,27 g geändert wurden, und eine gemischte Lösung von 76 g Glycerin und 1,53 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurde, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. In diesem Beispiel wurden 0,02 Mol-% des Vernetzungsmittels (A) im Hinblick auf die Monomerkomponente verwendet. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 8]
Außer dass 5.000 g 30 gew.-%ige wässerige Lösung von Acrylsäure (Monomerkomponente) und Natriumacrylat (Monomerkomponente) (75 Mol-% der gesamten Monomerkomponenten in der wässerigen Lösung sind neutralisiert) anstelle eines wässerigen 38 gew.-%igen Natriumacrylats, und 7,18 g Polyethylenglykoldiacrylat (Ethylenglykol hatte eine durchschnittliche Moladditionszahl von 8; nachfolgend bezeichnet als Vernetzungsmittel (C)) als Vernetzungsmittel eingesetzt wurden, wurden die Reaktion und die Abläufe von Beispiel 7 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. In diesem Beispiel wurden 0,07 Mol-% des Vernetzungsmittels (C), bezogen auf die Monomerkomponente, verwendet. Zusätzlich betrug die Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels 30 Gew.-%. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 9]
Außer dass eine Mischung von 76 g Glycerin und 0,31 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) anstelle der gemischten Lösung von Beispiel 1 eingesetzt wurde, und dass die Polyesterfasern nicht verwendet (nicht zugegeben) wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 10]
Außer dass eine Mischung von 76 g Glycerin und 1,53 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) anstelle der gemischten Lösung, resultierend aus Beispiel 1, eingesetzt wurde, und dass 76 g Pulpefasern (Hilfsformungsverbindung) mit einer Faserlänge von etwa 10 bis 20 mm anstelle der Polyesterfasern eingesetzt wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. In diesem Beispiel wurden 25 Gew.-Teile der Pulpefasern, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge des Wasser-enthaltenden Gels eingesetzt. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst.
[Beispiel 11]
Außer dass die Polyesterfasern mit einer Faserlänge von etwa 20 bis 30 mm verwendet wurden, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wiederholt, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde. Das absorbierende Material, resultierend _aus diesem Beispiel, war dem absorbierenden Material, resultierend aus Beispiel 1, hinsichtlich der Form-Aufrechterhaltungseigenschaften sowohl in trockenen als auch angequollenen Zuständen und der Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit überlegen. Die Hauptbedingungen der Herstellung der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Zusätzlich sind die Ergebnisse der Messungen des resultierenden absorbierenden Materials in Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 1

A: Feststoffanteil (Gew.-%)
B: Vernetzungsmittel (A) (Mol-%)
C: Glycerin (Gew.-Teile)
D: Oberflächenvernetzungsmittel (B) (Gew.-Teile)
E: (Gew.-Teile)
F: (mm)

A: Gewicht (g/m²)
B: Wassergehalt (Gew.-%)
C: Absorption (g/g)
D: Absorption unter Last (g/g)
E: Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit (Sekunden)
F: Flexibilität (mgf)

Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersehen werden kann, kann durch Reduzieren des Wassergehalts des Wasser-enthaltenden Gels unter einer eingesetzten Last, selbst wenn die Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung eingesetzt wird, verglichen mit dem Fall des Einsetzens nur einem von Wärme oder Druck oder dem Fall des getrennten Einsetzens von Wärme und Druck, das absorbierende Material, das nach wie vor verbesserte Absorptionseigenschaften, einschließlich Absorption unter Last und Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, zeigt, erhalten werden. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann weiterhin ein lagenförmiges absorbierendes Material, das hinsichtlich Absorption unter Last, Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und Flexibilität ausgezeichnet ist, erhalten werden.
Zusätzlich wurde das Kompressionsverhältnis im Hinblick auf die jeweiligen lagenförmigen absorbierenden Materialien der Beispiele 1 bis 11 gemessen. Das Kompressionsverhältnis der absorbierenden Materialien von Beispiel 1 bis 11 fällt in einen Bereich von 10 bis 100 und zeigt ausgezeichnete Eigenschaften in ihren Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeiten, verglichen mit den absorbierenden Materialien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3. Nicht nur Partikel erster Ordnung des Wasser-enthaltenden Gels, sondern auch für die lagenförmigen absorbierenden Materialien kann das Kompressionsverhältnis in derselben Art und Weise wie das zuvor erwähnte Verfahren bestimmt werden. Zusätzlich erlangt das Absorberharz in jedem absorbierenden Material den ursprünglichen Zustand zurück, bevor es durch Anquellen (Kalandrieren) komprimiert wird, wodurch es ausgezeichnete Absorptionsrückhalteeigenschaften zeigt.
[Beispiel 12]
Die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wurden wiederholt, um ein Wasserenthaltendes Gel zu erhalten. Dann, ohne Mischen von Glycerin (mehrwertigem Alkohol), dem oberflächenvernetzenden Mittel (B) und der Polyesterfasern (Hilfsformungsverbindungen) mit dem Wasser-enthaltenden Gel, wurde das Wasser-enthaltende Gel in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1 kalandriert und erhitzt. Das heißt, die Kalandrier- und Erhitzungsverfahren wurden nur im Hinblick auf das Wasser-enthaltende Gel als die Wasserenthaltenden Gel-Zusammensetzung durchgeführt.
Hiernach wurden 200 g resultierendes absorbierendes Material in den Mischer gegeben und für 15 Sekunden in eine pulverförmige Form pulverisiert. Als nächstes wurde das pulverige absorbierende Material durch das JIS-Standardsieb mit einer Öffnung von 500 μm, um grobe Granulate zu entfernen, klassifiziert, wodurch ein erfindungsgemäßes pulveriges absorbierendes Material erhalten wurde.
Das absorbierende Material, resultierend aus Kalandrieren und Erhitzen des Wasserenthaltenden Gels, war sehr zerbrechlich, und ein lagenförmiges absorbierendes Material konnte nicht direkt aus dem Wasser-enthaltenden Gel erhalten werden. Das heißt, dass beim Kalandrieren und Erhitzen des Wasser-enthaltenden Gels in Gegenwart eines mehrwertigen Alkohols ein lagenähnliches absorbierendes Material nicht erhalten werden konnte. Jedoch zeigte das pulverige absorbierende Material, resultierend aus dem Trocknen und nachfolgendem Klassifizieren des absorbierenden Materials, ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie eine Absorption von 42,5 g/g, eine Absorption unter Last von 11,3 g/g und einer Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit von 25 Sekunden. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials sind in Tabelle 3 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 4]
Das Wasser-enthaltende Gel von Beispiel 12 wurde in heißer Luft für 1 Stunde getrocknet und durch das JIS-Standardsieb mit einer Öffnung von 500 μm nach Pulverisieren von 200 g des resultierenden getrockneten Materials durch einen Tischpulverisator klassifiziert, wodurch ein pulverförmiges absorbierendes Material durch Entfernen grober Granulate erhalten wurde. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials sind dann in Tabelle 3 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 5]
Eine Mischung des resultierenden pulverförmigen absorbierenden Materials aus Vergleichsbeispiel 4 und der mehrwertige Alkohol wurden unter Einsatz von Wärme gemäß dem Verfahren des US-Patents Nr. 4 066 583 unter Druck gesetzt.
Das heißt, zuerst wurden 8 g pulverförmiges absorbierendes Material, resultierend aus Vergleichsbeispiel 5, und 2 g Glycerin (mehrwertiger Alkohol) in einen vorbestimmten Behälter gegeben, und diese wurden schnell gleichmäßig gemischt, um eine pulverige Mischung zu erhalten. Nach gleichmäßigem Unterbringen der Mischung in einer Form von 10 cm², wurde die Mischung in einen isothermen Raum mit konstanter Feuchtigkeit, um eine Temperatur von 25°C und eine relative Feuchtigkeit von 90% zu haben, gegeben und wurde 10 Minuten dort belassen, um die Eigenschaften der Mischung zu verbessern. Nachdem die Mischung der Feuchtigkeit ausgesetzt war, wurde das pulverige absorbierende Material in eine Lage geformt, in der pulverige absorbierende Materialien agglomeriert waren, und hatte Form-Aufrechterhaltungseigenschaften, die es ermöglichten, langsam hochgehoben zu werden.
Als nächstes wurde unter Verwendung eines Kompressors vom Wärmeanwendungs-Typ Druck auf die lagenförmige Mischung für 5 Minuten bei einer Temperatur von 150°C und einer Last von 350 gf/cm² ausgeübt. Folglich wurde eine transparente lagenförmige Form mit einer Dicke von 1 mm erhalten. Als nächstes wurde das lagenförmige absorbierende Material durch Zugeben von Wasser zur resultierenden lagenförmigen Form, um einen Wassergehalt von 17 Gew.-% zu haben, erhalten. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
[Beispiel 13]
Die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wurden wiederholt, um ein Wasserenthaltendes Gel zu erhalten. Als nächstes wurde nach Mischen nur von 0,31 g des Oberflächenvernetzungsmittels (B) mit dem Wasser-enthaltenden Gel in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1 Kalandrier- und Erwärmungsverfahren eingesetzt. Das heißt, unter Verwendung einer Mischung des Wasser-enthaltenden Gels und des Oberflächenvernetzungsmittels (B) als Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung, wurden Kalandrier- und Erwär mungsverfahren durchgeführt. Hiernach wurden 200 g des resultierenden absorbierenden Materials in derselben Art und Weise wie in Beispiel 12 pulverisiert und klassifiziert, wodurch pulverförmiges absorbierendes Material erhalten wurde.
Das absorbierende Material, erhalten in diesem Beispiel durch Kalandrieren und Erwärmen der Wasser-enthaltenden Zusammensetzung, war sehr brüchig, und ein lagenförmiges absorbierendes Material konnte nicht erhalten werden. Das heißt, wenn das Wasserenthaltende Gel den Kalandrier- und Erwärmungsverfahren in Abwesenheit von mehrwertigem Alkohol unterzogen wurde, konnte das lagenförmige absorbierende Material nicht erhalten werden. Jedoch konnte ein absorbierendes Material durch gleichzeitiges Durchführen der Kalandrier- und Erwärmungsverfahren der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung erhalten werden, die ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorption unter Last, insbesondere der Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, zeigt. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials wurden ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 6]
Außer dass anstelle des Kalandrierens und Erhitzens der Wasser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung das Wasser-enthaltende Gel für 1 Stunde in heißer Luft bei 160°C getrocknet wurde und nach Pulverisieren 200 g des resultierenden trockenen Materials durch den Tischpulverisator, pulverisiert wurden, und diese durch das JIS-Standardsieb mit einer Öffnung von 500 μm klassifiziert wurden, um grobe Granulate zu entfernen, wurden die Reaktion und Abläufe von Beispiel 13 wiederholt, wodurch ein pulveriges absorbierendes Material erhalten wurde. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 7]
2 g Glycerin wurden mit 8 g pulverigem absorbierenden Material, resultierend aus Vergleichsbeispiel 6, gemischt und in derselben Art und Weise wie in Vergleichsbeispiel 5 als lagenförmiges absorbierendes Material mit einer Dicke von 1 mm erhalten. Dann wurde zum lagenförmigen Formungsartikel Wasser zugegeben, um einen Wassergehalt von 19,2 Gew.-% aufzuweisen, wodurch ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten wurde.
Die Messergebnisse des absorbierenden Materials sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
[Beispiel 14]
In einen 20 Liter-Reaktionsbehälter, ausgestattet mit einem Rührer, Rückflusskühler, einem Thermometer, einer Stickstoffeinlassröhre und einem Tropftrichter, wurden 10 Liter Cyclohexan als wässeriges Lösungsmittel und 40 g Saccharosefettsäureester (Handelsname: DK-ESTER F-50, erhältlich von Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Ltd.) als oberflächenaktives Mittel mit einem HLB-Wert (hydrophilic lipophilic balance) von 6 gegeben, und der Inhalt des Reaktionsbehälters gerührt. Nachdem der Saccharosefettsäureester in Cyclohexan gelöst war, wurde Stickstoffgas zum Ersetzen des Stickstoffgases eingeführt.
Andererseits wurden in 3,030 g 35 gew.-%iger wässeriger Lösung von Acrylsäure (Monomerkomponente) und Natriumacrylat (Monomerkomponente) (75 Mol-% der gesamten Monomerkomponenten in wässeriger Lösung waren neutralisiert), 0,16 g N,N'-Methylenbisacrylamide als Vernetzungsmittel und 5,3 g Hydroxyethylcellulose (als Verdickungsmittel, Handelsname: EP-850, erhältlich von Daicel Chemical Industries Ltd., nachfolgend bezeichnet als Vernetzungsmittel (D)) gelöst, um eine Monomerlösung zu erhalten. Dann, nach Entfernen des verbliebenen Sauerstoffs in der Lösung durch Einführen von Stickstoffgas in die wässerige Monomerlösung, wurden 1,6 g Kaliumpersulfat als Polymerisationsinitiator hierin gelöst.
Danach wurde die Monomerlösung mit darin gelöstem Polymerisationsinitiator zur wässerigen Lösung des Reaktionsbehälters als Reaktionslösung zugegeben. Dann wurde die Reaktionslösung einer Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation unterzogen, während die Reaktionslösung bei 60°C für 2 Stunden gerührt wurde, wodurch ein sphärisches Gelähnliches Polymer erhalten wurde. Dann wurde das resultierende Gel-ähnliche Polymer durch Bilden eines Azeotrops dehydriert und das Gel-ähnliche Polymer wurde im Reaktionsbehälter umgesetzt, wodurch dehydriertes Polymer mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 480 μm erhalten wurde. Hiernach wurde das resultierende dehydrierte Polymer durch ein JIS-Standardsieb klassifiziert, um dehydriertes Polymer mit einem gleichmäßigen Partikeldurchmesser im Bereich von 500 bis 600 μm aufzuweisen.
Danach wurden zu 100 Gew.-Teilen dehydriertem Polymer 0,05 Teile Ethylenglykoldiglycidylether (Oberflächenvernetzungsmittel (B)) als Vernetzungsmittel und eine wässerige Lösung des Vernetzungsmittels, zusammengesetzt aus 3 Gew.-Teilen Wasser und 2 Gew.-Teilen Isopropanol, zugegeben, wodurch ein sekundäres vernetztes Polymer durch Durchführen einer Oberflächenvernetzung bei 200°C erhalten wurde. Der Wassergehalt des Gel-ähnlichen Polymers wurde ohne Verwendung von Druck reduziert. Folglich ist das sekundär vernetzte Polymer eine vollständige Kugelform mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 480 μm.
Danach wurde das sekundäre vernetzte Polymer durch Zugabe von Wasser expandiert, wodurch ein Wasser-enthaltendes Gel des sekundären vernetzten Polymers mit 35 Gew.-% Feststoffanteil erhalten wurde. Die Reaktion und Abläufe von Beispiel 1 wurden hinsichtlich des Wasser-enthaltenden Gels des sekundären vernetzten Polymers unter Einsatz von Wärme und Druck wiederholt, wodurch das absorbierende Material in einer pulverigen Form erhalten wurde.
Jeder Partikel im absorbierenden Material, d.h. die sekundären vernetzten Polymerpartikel (Absorberharz) nach Unterziehen von Kalandrier- und Erhitzungsverfahren wurden 100 scheibenförmige sekundäre vernetzte Polymerpartikel mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,07 mm und einem durchschnittlichen Durchmesser von 2,60 mm erhalten. Danach war das Kompressionsverhältnis X in Kompressionsrichtung (Dickenrichtung) der sekundären vernetzten Polymerpartikel nach Unterziehen von Kalandrier- und Erwärmungsverfahren 0,07/0,48, das Expansionsverhältnis Y in Mahlrichtung war 2,60/0,48 und das Kompressionsverhältnis Y/X, definiert in der vorliegenden Erfindung, ist 37. Das heißt, die sekundär vernetzten Polymerpartikel im absorbierenden Material werden mit dem 37-fachen komprimiert, verglichen mit dem Zustand vor Unterziehen der Kalandrier- und Erwärmungsverfahren. Daher hatte das absorbierende Material, aufgebaut aus den sekundären vernetzten Polymerpartikeln hohe Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit (48 Sekunden) durch eine Verformungsenergie in den sekundären vernetzten Polymerpartikeln, und das Absorberharz wurde, wenn Wasser absorbiert wurde, expandiert und wurde in einer Form (sphärische Form) wiederhergestellt. Die Ergebnisse der Messungen des absorbierenden Materials sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
[Vergleichsbeispiel 8]
Reaktion und Abläufe von Beispiel 14 wurden wiederholt, und ein sekundäres vernetztes Polymer wurde erhalten. Die jeweilige Leistungsfähigkeit des resultierenden sekundären vernetzten Polymers wurde direkt als absorbierendes Vergleichsmaterial gemessen. Das heißt, das absorbierende Material wurde nicht komprimiert, und das Kompressionsverhältnis betrug 1. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3

Die in Tabelle 3 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass durch Reduzieren des Wassergehalts des Wasser-enthaltenden Gels unter Last, selbst wenn dieselbe Wasser-enthaltende Gel-Zusammensetzung eingesetzt wird, verglichen mit dem Fall, wo das Gel ohne Druckeinsatz erhitzt wird, das pulverige absorbierende Material mit noch verbesserter Absorption unter Last und Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit erhalten werden kann. Zusätzlich gemäß des herkömmlichen Verfahren durch Bilden in eine Lage durch einmaliges Pulverisieren dieses werden die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit und die Absorption unter Last signifikant reduziert, und ein lagenförmiges absorbierendes Material, das ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie Absorption unter Last und Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit zeigen, kann nicht erreicht werden.
Zusätzlich kann aus dem Vergleich zwischen Beispiel 14 und Vergleichsbeispiel 8 ersehen werden, dass, wenn das resultierende absorbierende Material komprimiertes Absorberharz enthält, durch Verformung der vernetzten Struktur des Absorberharzes nach wie vor verbesserte Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit erhalten werden kann.
[Beispiel 15]
In einen Reaktionsbehälter, ausgestattet mit einem Thermometer, einer Stickstoffeinlassleitung, einem Rührer, wurden 1.000 g 30 gew.-%ige wässerige Lösung von Acrylsäure (Monomerkomponente) und Natriumacrylat (Monomerkomponente) (75 Mol-% der gesamten Monomerkomponenten sind neutralisiert) gegeben, und 1,63 g Vernetzungsmittel (C) wurden zugegeben, um eine Reaktionslösung zu bilden, und Stickstoffgas wurde hierin eingeführt, um das Reaktionssystem mit Stickstoffgas auszutauschen.
Während die Reaktionslösung bei 25°C gehalten wurde, wurden 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)diacrylat (nachfolgend bezeichnet als Schäumungsmittel (E)) als Schäumungsmittel hierzu zugegeben, und es wurde gleichmäßig dispergiert. Hiernach wurde in einer Stickstoffatmosphäre Natriumpersulfat und L-Ascorbinsäure zugegeben, um die Polymerisation durchzuführen. Nach Verstreichen einer Zeit von etwa 10 Minuten wurde das Schäumen begonnen. Die Verwendungsmenge des Schäumungsmittels (E), bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge einer Monomerkomponente, beträgt 0,2 Gew.-%, und die Verwendungsmenge von Natriumpersulfat, bezogen auf die Monomerkomponente, beträgt 0,14 Mol-%, und die Verwendungsmenge von L-Ascorbinsäure beträgt 0,0008 Mol-%.
Nach Durchführen der Polymerisation für 60 Minuten wurde das resultierende massige zellulare Gel (poröses Wasser-enthaltendes Gel), das um das 1,05-fache expandiert wur de, in Stücke geschnitten, um einen Partikeldurchmesser von 0,5 bis 2 mm aufzuweisen, wodurch zellulares Gel mit einem Wassergehalt von 70 Gew.-% erhalten wurde. Die Feststoffmenge des zellularen Gels betrug 30 Gew.-%, und es hatte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 150 μm. Zusätzlich betrug die spezifische BET-Oberfläche, resultierend aus dem Trocknen des zellularen Gels, 0,05 m²/g.
Dann wurden 1.000 g in feine Stücke geschnittenes zellulares Gel in einen Kneter vom Zwei-Arm-Typ aus rostfreiem Stahl mit Deckel mit zwei Sigma-Schaufeln und einem Mantel, wie demjenigen der in Beispiel 1 eingesetzt wurde, gegeben. Andererseits wurde eine gemischte Lösung von 95 g Glycerin als mehrwertigem Alkohol und 1,9 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) hergestellt. Dann wurde das zellulare Gel mittels Durchleiten von heißem Wasser von 70°C durch den Mantel unter Rühren erhitzt. Hiernach wurde durch Zugabe der gemischten Lösung zum zellularen Gel unter Rühren diese unter Rühren gehalten, um gleichmäßig zu mischen.
Zu der resultierenden Mischung wurden 12,5 g Polyesterfaser (Hilfsformungsmaterial), hergestellt aus Polyethylenterephthalat, mit einer Länge in einem Bereich von 20 bis 30 mm, allmählich zugegeben und geknetet, bis keine Klumpen mehr vorlagen, wodurch eine zellulare Gel-Zusammensetzung, enthaltend ein zellulares Gel mit einem trockenen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 400 μm erhalten wurde.
Hiernach wurde die zellulare Gel-Zusammensetzung unter Verwendung desselben Einzel-Trommeltrockners von Beispiel 1 kalandriert sowie die Fräsmaschine und die in Kontakt mit dem Trommeltrockner der zellularen Gel-Zusammensetzung stehende Oberfläche wurde durch die Trocknertrommel auf 150°C erhitzt. Dann wurde die resultierende Lage durch einen Schaber abgeschabt, wodurch ein flexibles lagenähnliches absorbierendes Material erhalten wurde, das um 180°C gebogen werden konnte.
Das resultierende absorbierende Material hatte ein Gewicht von 170 g/m², einen Wassergehalt von 9,0 Gew.-%, eine Absorption von 20 g/g, eine Absorption unter Last von 31 g/g und eine Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit von 13 Sekunden. Die Messergebnisse und wesentlichen Bedingungen zur Herstellung der zellularen Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Durch Absorbieren von Wasser quoll das zellulare Gel vor dem Fräsen in den ursprünglichen Zustand, und das absorbierende Material wurde in entgegengesetzter Richtung zur gebogenen Oberfläche der Trocknertrommel gekräuselt.
[Beispiel 16]
Die Reaktion und Abläufe von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer dass das Schäumungsmittel (E) nicht eingesetzt wurde, wenn eine Polymerisationsreaktion durchgeführt wurde, und kein zellulares Gel erhalten wurde. Dann, in derselben Art und Weise wie in Beispiel 15, wurde ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials und die wesentlichen Bedingungen zur Herstellung der Was ser-enthaltenden Gel-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
[Beispiel 17]
Eine Expansionspolymerisation wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 15 durchgeführt, außer dass anstelle des Schäumungsmittels (E) Natriumcarbonat (nachfolgend bezeichnet als Schäumungsmittel (F)) in einer Menge von 2,5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Feststoffmenge der Monomerkomponente, und ein oberflächenaktives Mittel von Polyoxyethylensorbitanmonostearat (nachfolgend bezeichnet als Dispersionsstabilisator (G)) als Dispersionsstabilisator des Schäumungsmittels in einer Menge von 0,1 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-Teile, eingesetzt wurden. Dann wurde das resultierende massige zellulare Gel, das auf etwa das 2-fache expandiert war (poröses Wasser-enthaltendes Gel) in feine Stücke geschnitten, wodurch ein zellulares Gel mit einem Wassergehalt um 70 Gew.-% erhalten wurde, das mit einem Partikeldurchmesser in einem Bereich von 0,5 bis 2 mm in Stücke geschnitten war. Die Feststoffmenge des zellularen Gels betrug 30 Gew.-% und es hatte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 200 μm. Die spezifische BET-Fläche des getrockneten Gels betrug 0,05 m²/g.
Hiernach wurden 1.000 g fein verteiltes zellulares Gel in einem Kneter mit derselben Anordnung des Kneters, die in Beispiel 15 eingesetzt wurde, gegeben. Eine gemischte Lösung von 75 g Glycerin als mehrwertigem Alkohol und 1,5 g Oberflächenvernetzungsmittel (B) wurden hergestellt. Als nächstes wurde das zellulare Gel unter Rühren mittels Durchleiten von heißem Wasser von 70°C durch den Mantel erhitzt. Hiernach wurde die resultierende gemischte Lösung zum zellularen Gel zugegeben, bis diese gleichmäßig gemischt waren.
Zur resultierenden Mischung wurden 13,5 g Polyesterfasern (Hilfsformungsmaterial), hergestellt aus Polyethylenterephthalat, mit einer Länge im Bereich von 20 bis 30 mm, allmählich zugegeben und geknetet, bis die Fasern nicht länger Klumpen bildeten, wodurch eine zellulare Gel-Zusammensetzung, umfassend ein zellulares Gel mit einem trockenen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 350 μm, erhalten wurde.
Hiernach wurde das zellulare Gel kalandriert und durch einen Schaber in derselben Art und Weise wie in Beispiel 15 abgeschabt, wodurch ein flexibles lagenförmiges absorbierendes Material, das um 180° gebogen werden kann, erhalten wurde.
Das resultierende absorbierende Material hatte ein Gewicht von 300 g/m², einen Wassergehalt von 10 Gew.-%, eine Absorption von 23 g/g, eine Absorption unter Last von 27 g/g und eine Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit von 19 Sekunden. Die Messergebnisse und wesentlichen Bedingungen zur Herstellung der zellularen Gel-Zusammensetzung sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Durch Absorbieren von Wasser quoll das zellulare Gel vor dem Fräsen in den ursprünglichen Zustand an, und das absorbierende Material wurde in entgegengesetzter Richtung zur gebogenen Oberfläche des Trommeltrockners gekräuselt, um im Inneren eine niedere Oberflächentemperatur aufzuweisen.
Beispiel 18
Die Reaktion und Abläufe von Beispiel 17 wurden wiederholt, außer dass das Schäumungsmittel (F) nicht eingesetzt wurde, wenn eine Polymerisationsreaktion durchgeführt wurde, und nicht-zellulares Gel wurde erhalten. Dann wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 17 ein lagenförmiges absorbierendes Material erhalten. Die Messergebnisse des absorbierenden Materials und die wesentlichen Bedingungen zur Herstellung der Wasserenthaltenden Gel-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
Tabelle 4
Wie aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen klar ist, hatte das absorbierende Material, resultierend aus dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung, ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Absorption unter Last und Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit. Die Ergebnisse belegen ebenfalls, dass die absorbierenden Materialien, die aus dem zellularen Gel als Gel hergestellt wurden, denen, hergestellt aus dem nicht-zellularen Gel, in ihrer Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorption unter Last, überlegen sind.
Beispiel 19
Die Reaktion und die Abläufe von Beispiel 4 wurden wiederholt, und ein lagenförmiges absorbierendes Material wurde erhalten. Dann wurde das resultierende absorbierende Material in ein Stück von 12 × 25 cm Größe geschnitten. Andererseits wurde nicht gewobener Stoff von Papierwindeln (Pampers, Größe L (Produktname), erhältlich von Proctor & Gamble (P&G) Co.) genommen und der nicht-gewobene Stoff wurde in dieselbe Größe wie das absorbierende Material geschnitten. Dann wurde nicht-gewobener Stoff auf das absorbierende Material laminiert, wodurch ein einfaches absorbierendes Teil als Beispiel des Absorberartikels erhalten wurde.
Die Leistungsfähigkeit des resultierenden einfachen absorbierenden Teils wurde bestimmt. Speziell wurde das einfache absorbierende Teil auf eine Acrylplatte gelegt und eine weitere Acrylplatte auf das einfache absorbierende Teil gelegt. Die obere Acrylplatte hatte eine Flüssigkeitseinführleitung mit einem Innendurchmesser von 23 mm, an einer Position entsprechend einem zentralen Bereich des einfachen absorbierenden Teils. Dann wurde, bezogen auf das einfache absorbierende Teil, eine Last von 23 g/cm² gleichmäßig auf das einfache absorbierende Teil aufgebracht.
In diesem Zustand wurden 50 ml physiologische Salzlösung in eine Flüssigkeitsleitung gegossen, und die Zeit wurde in einfacher Art und Weise gemessen, die erforderlich war für den Zustand, bis die Absorption der physiologischen Salzlösung durch das Absorbens vollständig war, um die Zeit als Absorptionszeit (Sekunden) festzusetzen. Dann wurde der Vorgang dreimal jeweils 5 Minuten wiederholt, und nach einem Verstreichen von 5 Minuten zur Beendigung des dritten Vorgangs wurden die obere Acrylplatte und das Gewicht weggenommen, und 10 Stücke Küchenhandtücher (Nepia, erhältlich von Shin Oji Paper Co., Ltd.) wurden auf das probenabsorbierende Teil gelegt. Hiernach wurde die obere Acrylplatte und das Gewicht wieder aufgelegt. Das Gewicht des Küchenhandtuchs wurde zuvor gemessen.
Nach Verstreichen von 1 Minute von der Beendigung des beschriebenen Vorgangs wurde das Gewicht des Küchenhandtuchs gemessen. Das erhaltene Gewicht durch Abziehen des ursprünglichen Gewichts vom Gewicht nach dem Vorgang wurde als Rückholgewicht (g) bestimmt.
Die Absorptionszeiten des ersten, zweiten und dritten Vorgangs waren jeweils 535 Sekunden, 1185 Sekunden und 610 Sekunden, und das Rückholgewicht betrug 11,97 g.
Möglicher industrieller Einsatz der Erfindung
Das Absorberharz und das absorbierende Material der vorliegenden Erfindung haben ausgezeichnete Absorptionseigenschaften, wie Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit, Absorption unter Last und Form-Aufrechterhaltungseigenschaften. Für diese nützlichen Merkmale sind das Absorberharz und das absorbierende Material der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in absorbierenden Artikeln, beispielsweise Hygiene- bzw. Gesundheitsmaterialien, wie Papierwindeln (Wegwerfwindeln), Damenbinden, sogenannte Inkontinenzeinlagen, Feuchtigkeitskondensations-absorbierende Einlagen, von denen erwünscht ist, dass sie hohe Leistungsfähigkeit haben und dünn ausgeführt sind, geeignet. Daher bietet die vorliegende Erfindung die beschriebenen Absorberartikel mit ausgezeichneter Leistungsfähigkeit.

Claims

Absorberharz, dadurch gekennzeichnet, dass es erhältlich ist durch gleichzeitiges Komprimieren und Erhitzen von Partikeln eines Wasser-enthaltenden Gels, enthaltend ein hydrophiles, vernetztes Polymer, um dadurch den Wassergehalt des Gels zu reduzieren und die Gel-Partikel in eine flache Form zu verformen, und dadurch, dass die verformten Gel-Partikel in der Lage sind, Wasser zu absorbieren, und dadurch anisotrop anschwellen, wobei die Wasser-enthaltenden Gel-Partikel einen Wassergehalt von 30 bis 90 Gew.-% aufweisen.
Absorberharz nach Anspruch 1, worin die Partikel des Wasser-enthaltenden Gels einen durchschnittlichen Durchmesser von 50 bis 2000 μm aufweisen.
Absorberharz nach Anspruch 1 oder 2, worin die Kompression der Partikel des Wasser-enthaltenden Gels dazu dient, die Partikel in Richtung der Kompression zu komprimieren und die Partikel in einer Richtung rechtwinklig hierzu auszudehnen, wobei das Kompressionsverhältnis, welches das Verhältnis der Länge der komprimierten Partikel rechtwinklig zur Kompressionsrichtung zur Dicke der komprimierten Partikel in Kompressionsrichtung darstellt, 2 bis 1000 ist.
Absorberharz nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, das partikelförmig ist.
Absorberharz nach Anspruch 4, worin die komprimierten Gel-Partikel durch Anschwellen zu einer Form zurückkehren, die ähnlich ist zu derjenigen der Wasserenthaltenden Gel-Partikel vor der Kompression.
Absorberharz nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Partikel porös sind.
Absorbierendes Material, umfassend ein Absorberharz nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, einen mehrwertigen Alkohol und Wasser in Form einer Lage mit einer Flexibilität von nicht mehr als 1000 mgf.
Absorbierendes Material nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es erhältlich ist durch gleichzeitiges Komprimieren und Erhitzen der Lage, um eine Temperaturdifferenz über die Dicke der Lage zu erzeugen und dadurch, dass die Lage sich mit ihrer innersten Oberfläche mit niedrigerer Temperatur einrollt, wenn sie Wasser absorbiert und dadurch anschwillt.
Verfahren zur Herstellung eines Absorberharzes, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel eines Wasser-enthaltenden Gels, enthaltend ein hydrophiles vernetztes Polymer, gleichzeitig komprimiert und erhitzt werden, wobei die Partikel einen durchschnittlichen Durchmesser von 50 bis 2000 μm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9, worin die Wasser-enthaltenden Gel-Partikel einen Wassergehalt von 30 bis 90 Gew.-% aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, worin die Wasser-enthaltenden Gel-Partikel weiterhin einen mehrwertigen Alkohol enthalten.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, worin die Wasserenthaltenden Gel-Partikel durch Kalandrieren komprimiert werden und hierdurch in eine Lage geformt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das Erhitzen und Komprimieren über die Dicke der Lage eine Temperaturdifferenz erzeugt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, worin das Gel porös ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14, worin die Polymerisationsrate bzw. -geschwindigkeit der Wasser-enthaltenden Gel-Partikel in einen Bereich von 90 bis 99,99% fällt, und das hydrophile vernetzte Polymer eine vernetzte Poly(meth)acrylsäure darstellt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 15, worin die Wasserenthaltenden Gel-Partikel eine wasserlösliche Komponente in einem Bereich von 0,1 Gew.-% bis 20 Gew.-% aufweisen.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 16, worin die Wasserenthaltenden Gel-Partikel nach der Kompression ein Kompressionsverhältnis von nicht weniger als 2 aufweisen.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 17, worin das Absorberharz partikelförmig ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 17, ferner umfassend den Schritt des Kalandrierens der Wasser-enthaltenden Gel-Partikel, um sie in ein lagenförmiges Absorberharz zu formen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die Absorption bzw. das Absorptionsvermögen des lagenförmigen Absorberharzes unter Anwendung von Druck nicht weniger als 15 g/g beträgt.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die Absorptionsrate bzw. -geschwindigkeit des lagenförmigen Absorberharzes nicht mehr als 150 Sekunden beträgt.
Verfahren nach Anspruch 19, worin der Flexibilitätsgrad des lagenförmigen Absorberharzes nicht mehr als 1000 mgf beträgt.