吸水劑及其製備方法,以及衛生材料的製作方法

2023-12-12 17:45:37

專利名稱：吸水劑及其製備方法,以及衛生材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及吸水劑及其製備方法。更具體的是，本發明涉及用交聯劑進行吸水樹脂改性而獲得的、不論在無負荷還是在負荷下均呈現高吸收能力以及高鹽水導流率(saline flow conductivity)的吸水劑及其製備方法。
背景技術：
近年來，吸水樹脂被廣泛地用作衛生材料如一次性尿布、衛生巾和所謂的失禁墊的組成材料，用於使所述吸水樹脂吸收體液。
上述吸水樹脂的例子包括部分中和聚丙烯酸交聯產物、澱粉-丙烯酸接枝聚合物的水解產物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化產物、丙烯腈-或丙烯醯胺共聚物的水解產物或者這些水解產物的交聯產物，以及陽離子單體的交聯聚合物。
迄今，當上述吸水樹脂和水性液體如體液接觸時，它們應具有如下的性質優良的液體吸收量、吸收速度、凝膠強度、凝膠液體滲透性和從含有水性液體的底材中吸水的吸力。然後，當它們用於衛生材料(例如，一次性尿布和衛生巾)時，迄今已經提出了各種結合有上述性質中的至少兩種並呈現優良的性能(吸收性)的吸水樹脂(吸水劑)。
例如，對於提高具有良好綜合性能的吸水樹脂的吸收性(例如，無負荷下的吸收能力和負荷下的吸收能力)的方法，已知一種技術為吸水樹脂的表面附近是交聯的，且揭示了各種方法。
其已知的例子包括使用以下物質的方法多元醇(JP-A-180233/1983和JP-A-016903/1986)；多縮水甘油基化合物、聚氮丙啶化合物、聚胺化合物或多異氰酸酯化合物(JP-A-189103/1984)；乙二醛(JP-A-117393/1977)；多價金屬(JP-A-136588/1976，JP-A-257235/1986和JP-A-007745/1987)；矽烷偶聯劑(JP-A-211305/1986，JP-A-252212/1986和JP-A-264006/1986)；碳酸亞烷酯(DE 4020780)；多價雜環碳酸酯(JP-A-315216/1999)；噁唑烷酮(oxazolidinones)(WO 99/42494)；多價噁唑烷酮(WO 99/43720)；噁唑烷(oxadines)(WO 00/31153)和噁唑啉化合物(JP-A-197818/2000)。
而且，當用上述交聯劑進行吸收性的提高時，也存在已知的方法，即為進一步提高其性能使用添加劑(例如，惰性混合促進劑、酸催化劑和鹼)。即所述使用惰性混合促進劑作為添加劑的方法(1)的已知例子包括存在以下物質的方法惰性無機粉末(JP-A-163956/1985和JP-A-255814/1985)；含水鹽和/或多價金屬的氫氧化物(JP-A-007745/1987)；二元醇(JP-A-292004/1989)；水和醚的混合物(JP-A-153903/1990)；可溶於水的聚合物(JP-A-126730/1991)；一元醇的烯化氧加成物、有機酸或內醯胺的一價鹽(JP-B-074331/1994和JP-A-033818/1995)；一價金屬鹽(WO 98/49221)和陽離子(WO 00/53664和WO 00/53644)。
而且，所述使用酸催化劑作為添加劑的方法(2)的已知例子包括存在以下物質的方法磷酸(WO 94/15651)和無機酸或有機酸(JP-A-278225/1995)。
此外，所述使用鹼作為添加劑的方法(3)的已知例子包括存在可溶於水的鹼化合物的方法(JP-A-298841/1994)。
由於上述方法(1)、(2)和(3)所用的添加劑和交聯劑共同存在，相比僅單獨存在交聯劑的情況，也可以將所述吸水劑吸收性的綜合性能提高一定程度。但是，仍舊很難說所述綜合性能是充分的。
特別是，對於在上述方法(1)中所用的添加劑(惰性混合促進劑)，當所用吸水樹脂含有大量的細粉時，通過起混合促進劑的作用產生了效果。另一方面，由於它們的存在，例如觀察到存在吸收性幾乎沒有提高的問題，這是因為對於吸水樹脂粉末交聯劑的吸收被嚴重降低或者因為所述交聯反應被抑制了，而且即使實現了提高，也必須增加所用交聯劑的量，來延長反應時間，並提高反應溫度。
至於上述方法(2)中所用的添加劑(酸催化劑)，可以預期達到催化劑促進交聯劑反應的效果。但是，當加入能獲得一定效果的量時，交聯劑溶液的pH被大大地降低，尤其在含有酸基的部分中和型吸水樹脂的情況下，產生了表面酸化，使得控制交聯劑吸收性變得很難。此外，也存在一些不足之處所述表面酸化提高了吸水樹脂微粒之間的附著力，這往往會形成聚集體。結果，出現如下的問題不能獲得所述吸水樹脂微粒表面層所需的交聯密度，並且很難獲得令人滿意的性能。
至於上述方法(3)，揭示了通過將所述添加劑(鹼)和具有至少兩個容易和羧基反應的官能團的化合物(例如，多價金屬鹽、多環氧化合物、聚吖丙啶基化合物和多異氰酸酯化合物)混合來進行的表面交聯，並且想提高在比較輕的負荷(20克/釐米2)下的凝膠強度和吸收能力。但是，在JP-A-298841/1994所述的方法中，表面交聯劑的混合能力或吸水樹脂性能的提高仍舊不夠。特別是，如近年來所需的，很難提高重負荷(4.83千帕，約50克/釐米2)下的SFC和吸收能力(AAP)(兩者都在下文提及)。
此外，典型的吸水樹脂的例子從高性能和成本來看包括含有部分中和丙烯酸鹽交聯產物的丙烯酸吸水樹脂。那麼，對於這種丙烯酸吸水樹脂的製備過程，通常進行如下兩種方法包括聚合預先中和至預定中和比例的丙烯酸及其鹽的方法(下文簡稱中和聚合方法)和包括聚合非中和或者低中和的丙烯酸，然後中和所得的聚合物凝膠(下文簡稱酸型聚合方法)。
相比中和聚合方法，所述後一酸型聚合方法往往獲得具有高吸水能力和低可提取物含量的吸水樹脂。但是，這需要花費許多時間才能在聚合後均勻中和交聯水凝膠聚合物，而且進一步中和在技術上相當困難，且存在所得吸水樹脂粉末的各微粒的中和比例在那些微粒中不均勻的情況。JP-A-010173/1998(EP 0882502A1)揭示在這種情況下，雖然酸型聚合方法的吸水樹脂具有高吸水能力和低可提取物含量，即使進行表面交聯處理，也不能獲得充分的吸水劑性能。
也就是說，雖然吸水樹脂經表面交聯，但迄今存在根據中和比例的差異很難進行必要的表面交聯處理的情況，因此即使進行一定中和比例的最佳交聯處理，在其它中和比例下也不能獲得吸水劑所需的性能。尤其是當吸水樹脂粉末的各微粒的中和比例不同時，迄今還存在不能獲得吸水樹脂所需性能的問題。
如上所述，表面交聯處理用已有技術不能均勻地進行。結果，獲得的吸水樹脂的各種性能(如下述CRC、AAP和SFC，尤其是SFC)的綜合性能就會變差，而且導致SFC的分散。因此，例如導致各塊尿布中尿布性能的分散，甚至造成在一塊尿布中性能的巨大差異。
發明揭示發明目的基於對上述已有技術問題的思考作出了本發明。也就是說，本發明的目的是提供製備吸水劑的方法，該方法包括交聯處理步驟，使用能起混合促進劑作用但不會抑制交聯反應的添加劑，並且根據情況，還可以起反應催化劑的作用，且該方法可以獲得均勻的表面交聯，而幾乎不需考慮來自部分中和聚合反應的吸水樹脂中和比例的差異以及來自酸型聚合反應後進行的後中和操作的中和比例均勻性。而且，本發明的目的也提供在短時間內製備吸水劑的方法和吸水劑，該方法可以使吸水劑具有優良的無負荷吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的綜合性能，並還顯示在生產過程中各批或每批中鹽水導流率值的分散很小，使之具有穩定的性能。
發明概述發明人堅持不懈地研究具有優良吸水性的吸水劑。結果他們發現通過使用吸水樹脂特殊的添加劑和特殊的交聯劑可以解決上述問題，並且已經完成了本發明。
也就是說，本發明的吸水劑涉及一種吸水劑，該吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特點如下所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；SFC變異指數為0～25％，其中所述SFC變異指數由下式(1)定義SFC變異指數(％)＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(整個微粒吸水劑的SFC)]×100(1)此外，本發明另一吸水劑涉及是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的，且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特點如下所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；SFC變異係數為0～0.25，其中所述SFC變異係數由下式(2)定義SFC變異指數＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(A1～A4顆粒的SFC平均值)](2)而且，本發明又一吸水劑涉及連續製備的吸水劑，該吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的，且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特點如下所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；在連續生產系統中，SFC標準偏差為不超過5.0，其中連續生產系統中的SFC標準偏差由下式(4)定義連續生產系統中的SFC標準偏差＝每批的SFC標準偏差(4)其中所述CRC、AAP和SFC是各批的平均值，每批具有不低於20千克的重量，批數不小於10。
而且，本發明再一吸水劑是由包括以下步驟的方法製得的微粒吸水劑聚合包括含酸基單體(鹽)的單體，接著後中和所得聚合物，然後表面交聯所得吸水樹脂，其中，所述微粒吸水劑或者吸水樹脂的中和指數不低於15，並且在表面交聯後，對0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於20克/克。
此外，本發明製備吸水劑的方法的特點如下包括將吸水樹脂粉末(a)和不可交聯可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)混合，並將其進一步和可脫水交聯劑(c1)混合，由此將吸水樹脂粉末(a)進行交聯處理的步驟，其中所述吸水樹脂粉末(a)含有酸基，且所述可脫水交聯劑(c1)可以和酸基反應。
而且，本發明吸水劑的另一製備方法的特點如下包括將吸水樹脂粉末(a1)和不可交聯可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼-金屬-鹽pH緩衝劑(b2)混合，並將其進一步和交聯劑(c)混合，由此將吸水樹脂粉末(a1)進行交聯處理的步驟，其中所述吸水樹脂粉末(a1)含有酸基，且重均粒徑為300～600微米，其中粒徑不大於150微米的細粉在所述吸水樹脂粉末(a1)中的比例不超過10重量％，且所述交聯劑(c)可以和酸基反應。
此外，本發明的衛生材料含有本發明的吸水劑。
從以下詳細的揭示中，可更充分理解本發明的這些和其它的目的與優點。
附圖簡要說明

圖1是用於測量鹽水導流率的測量裝置的示意截面圖。
圖2是用於機械破壞試驗的玻璃容器的示意側視圖(a)和示意平面圖(b)。
圖3是用於機械破壞試驗的粉碎器的示意圖。
(編號的說明)31儲罐32玻璃管330.69重量％氯化鈉水溶液34帶有旋塞的L管35旋塞40容器41小容器42不鏽鋼絲網43不鏽鋼絲網44溶脹的凝膠45玻璃過濾器46活塞47活塞中的孔48收集容器
49天平51玻璃容器52分散器53上夾具54下夾具發明的詳細說明下文將詳細說明本發明。順便提及的是，下文所指的本發明的吸水劑包含作為主要組分(宜為50～100重量％、較好為80～100重量％、更好為90～100重量％的比例)的具有交聯結構的吸水樹脂(下文簡稱為吸水樹脂)，其中所述吸水樹脂是用交聯劑進一步改性(宜為表面改性、尤其是表面交聯)的吸水樹脂。
(吸水樹脂的製備方法)下文中，本發明含有酸基的吸水樹脂粉末是指吸水樹脂粉末(a)。在吸水樹脂粉末(a)中，進一步控制粒徑，例如重均粒徑為300～600微米的粉末，其中在吸水樹脂粉末(a)中粒徑不大於150微米的細粉的比例不超過10重量％的粉末稱為吸水樹脂粉末(a1)。
本發明的吸水樹脂是指迄今為止己知的吸水樹脂，例如，能吸收不少於其原始重量5倍，宜50～1000倍去離子水的常規已知交聯聚合物，由此形成陰離子、非離子或者陽離子非可溶於水的水凝膠。
這些通常是微粒吸水劑，其主要部分含有由包括聚合不飽和組分(宜為含酸基不飽和單體，尤其是含羧基不飽和單體)步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂，以及由包括如下步驟製得的吸水樹脂在單體水溶液的狀態下進行聚合，若需要的話，乾燥所得的聚合物，並且在乾燥之前和/或之後將所得聚合物磨成粉末。這種吸水樹脂的例子包含以下物質中的至少一種部分中和的聚丙烯酸、澱粉-丙烯腈水解接枝聚合物、澱粉-丙烯酸接枝聚合物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯皂化共聚物、丙烯腈或丙烯醯胺水解共聚物或者這些水解共聚物的交聯聚合物、含羧基交聯聚乙烯醇的改性聚合物和異丁烯-馬來酸酐的交聯共聚物。
這些吸水樹脂可以單獨使用或者相互混和使用。其中，宜為含有酸基的吸水樹脂和含有羧基並是羧酸或它們鹽的那些吸水樹脂中的一種或混合物，通常所述吸水樹脂含有作為主要組分的聚合物，其中所述聚合物是由包括如下步驟的方法製得的聚合物聚合含有丙烯酸和/或其鹽(中和產物)作為主要組分的單體，然後交聯所得聚合物，即為交聯聚丙烯酸鹽，若需要的話，可以含有接枝組分。
此外，上述吸水樹脂必須是可水溶脹且不溶於水的，在所用的吸水樹脂中未交聯的水可提取物含量(可溶於水的聚合物)宜不超過50重量％，較好不超過25重量％，更好不超過20重量％，更佳的不超過15重量％，尤其宜不超過10重量％。
上述丙烯酸鹽的例子包括鹼金屬如鈉、鉀和鋰的丙烯酸鹽，丙烯酸的銨鹽和胺鹽。上述吸水樹脂的組成單元包含宜為0～50摩爾％、更好為10～40摩爾％的丙烯酸和宜為100～50摩爾％、更好為90～60摩爾％的丙烯酸鹽(其中，兩者總和不超過100摩爾％)。順便提及的是，該酸和其鹽之間的摩爾比例稱為中和比例。為形成上述鹽進行吸水樹脂的中和可以在聚合前以單體的狀態，或者在聚合過程中或聚合之後以聚合物的狀態或以兩者相互混和的狀態進行。
通常，在聚合未中和或者低中和單體的情況和以聚合物的狀態進行中和(酸型聚合方法)的情況下，往往會獲得具有高吸收能力和低提取物含量的吸水樹脂，但是均勻中和吸水樹脂的各顆粒要花費許多人力物力和時間(JP-A-010173/1998)。但是，若使用本發明的方法，所有的吸水樹脂宜用於如表面交聯，而不需考慮吸水樹脂的中和狀態及其生產方法。由此，可以大大提高吸水劑的性能和生產率。
本發明所用的製得吸水樹脂的單體若需要的話還可以包含上述丙烯酸(鹽)以外的其它單體。對丙烯酸(鹽)以外的單體沒有特殊限制，但上述其它單體的具體例子包括陰離子不飽和單體如甲基丙烯酸、馬來酸、乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯醯氨基-2-甲基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯醯基乙烷磺酸和2-(甲基)丙烯醯基丙烷磺酸以及它們的鹽；非離子含親水基不飽和單體如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-正丙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(基甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯醯基哌啶和N-丙烯醯基吡咯烷酮；以及陽離子不飽和單體如(甲基)丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲氨基丙酯和N，N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯醯胺和它們的季鹽。這些單體可以單獨使用或者相互混和使用。
在本發明中，當使用丙烯酸(鹽)之外的單體時，這些丙烯酸(鹽)之外的單體的比例相對於作為主要組分的丙烯酸和其鹽的總量宜不超過30摩爾％，更宜不超過10摩爾％。若以上述比例使用上述丙烯酸(鹽)之外的單體時，最終獲得的吸水樹脂(吸水劑)的吸收性更高，而且，所述吸水樹脂(吸水劑)可以以更低的成本製得。
當為了獲得用於本發明的吸水樹脂而聚合上述單體時，可以進行本體聚合或沉澱聚合。但是，從性能或者控制聚合的容易程度以及溶脹凝膠的吸收性來看，宜使用其水溶液形式的上述單體進行水溶液聚合或反相懸浮聚合。順便提及的是，當以其水溶液的形式使用上述單體時，根據水溶液的溫度或單體決定其水溶液(下文簡稱單體水溶液)中的濃度。雖然對此沒有特別限制，但是其濃度宜為10～70重量％，更宜為20～60重量％。此外，當進行上述水溶液聚合時，若情況需要可以結合使用水以外的其它溶劑，且對所結合使用的溶劑種類沒有限制。
水溶液聚合方法的例子包括包括在雙臂式捏合機中聚合單體水溶液同時將所得水凝膠磨成粉狀的方法和包括將單體水溶液加入預定的容器或傳送帶上，並用如碎肉機將聚合所得的凝膠磨成粉狀的方法。
當開始上述聚合時，可以使用以下聚合引發劑例如，自由基聚合引發劑如過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、叔丁基氫過氧化物、過氧化氫和二鹽酸2，2』-偶氮二(2-脒基丙烷)和光聚合引發劑如2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮。
而且，通過進一步使用還原劑來促進上述引發劑的分解並將兩者混和可以獲得氧化還原引發劑。上述還原劑的例子包括亞硫酸(或其鹽)如亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉、L-抗壞血酸(或其鹽)、還原性金屬(或其鹽)如亞鐵鹽、以及胺。但是，對還原劑沒有特殊限制。
這些聚合引發劑的用量通常為0.001～2摩爾％，宜為0.01～0.1摩爾％。當這些聚合引發劑的用量小於0.001摩爾％時，就會出現未反應單體量增大的缺點，並因此而導致在所得吸水樹脂或吸水劑中單體殘留量增大。另一方面，當這些聚合引發劑大於2摩爾％時，就會出現在所得吸水樹脂或吸水劑中水可提取物含量增大的缺點。
此外，通過用有效的能量射線如輻射、電子射線和紫外線來照射反應體系或者進一步結合使用上述聚合引發劑來引發聚合反應。順便提及的是，在上述聚合反應中對反應溫度並沒有特殊限制，但是宜為15～130℃，更好是20～120℃。此外，對反應時間和聚合壓力也沒有特殊限制，它們可以根據諸如單體種類、聚合引發劑和反應溫度等因素來確定。
上述吸水樹脂可以是不使用交聯劑而製得的自交聯型吸水樹脂，但是它宜通過和每分子具有至少兩個聚合不飽和基團或者至少兩個反應基團的交聯劑(用於吸水樹脂的內交聯劑)共聚或反應來獲得。
這些內交聯劑的具體例子包括N，N』-亞甲基二(甲基)丙烯醯胺、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷(三)甲基丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、丙烯酸甲基丙烯酸甘油酯、環氧乙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、雙季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙基胺、聚(甲基)烯丙氧基烷、(聚)乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、乙二胺、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、聚乙烯亞胺和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。
這些內交聯劑可以單獨使用或者相互混和使用。而且，這些內交聯劑可以一次全部或分批加入反應體系中。當使用至少一種或至少兩種內交聯劑時，考慮到最終獲得的吸水樹脂或吸水劑的吸收性，在聚合步驟中宜基本使用具有至少兩個可聚合不飽和基團的化合物。
這些內交聯劑的用量宜為上述單體(不包含交聯劑)的0.001～2摩爾％，較好為0.005～0.5摩爾％，更好為0.01～0.2摩爾％，尤其宜為0.03～0.15摩爾％。當上述內交聯劑的用量少於0.001摩爾％或者大於2摩爾％時，就不能獲得足夠的吸收性。
當使用上述內交聯劑將交聯結構引入聚合物的內部時，上述內交聯劑可以在聚合上述單體之前、過程中或之後，或者中和之後加入所述反應體系中。
順便提及的是，當進行上述聚合反應時，可以往反應體系中加入0～50重量％(相對於單體)的親水性聚合物(例如，澱粉、纖維素、澱粉衍生物、纖維素衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(鹽)和聚丙烯酸(鹽)的交聯產物)和1～10重量％的其它組分(例如，各種起泡劑如碳酸(氫)鹽、二氧化碳、偶氮化合物和惰性有機溶劑、各種表面活性劑、螯合劑和鏈轉移劑如次磷酸(鹽))。
當上述交聯聚合物是由水溶液聚合反應獲得的凝膠即交聯水凝膠聚合物時，為了製備吸水樹脂，要乾燥所述交聯聚合物，若需要的話，通常還要在乾燥之前或之後將其磨成粉狀。此外，所述乾燥步驟應在通常為60～250℃、宜為100～220℃、更好為120～200℃的溫度下進行。乾燥時間由聚合物的表面面積和含水量以及各種乾燥劑來決定，且以能使之達到含水量的方式進行選擇。
對可用於本發明的吸水樹脂或吸水劑的含水量(定義為包含於吸水樹脂或吸水劑中的含水量並由180℃下乾燥3小時的重量損失測定)沒有特殊限制。但是，從所得吸水劑的性能來看，所述吸水樹脂是即使在室溫下也呈現流動性的粉末，且它為粉末狀，其含水量較好為0.2～30重量％，更好為0.3～15重量％，尤其宜為0.5～10重量％。
此外，可用於本發明製備方法的吸水樹脂的例子包括粉狀的吸水樹脂。至於吸水樹脂的顆粒，也可以使用那些由聚合反應製得的未乾燥且未磨成粉狀的凝膠形式的、平均粒徑大於1,000微米的樹脂。但是，這種顆粒通常不能形成粉末。因此若需要(合適)的話，可以通過乾燥、磨成粉狀和分級來調節，使之具有適合用途的粉末粒徑。
至於吸水樹脂粉末或吸水劑的粒徑，其重均粒徑為10～2,000微米、宜為100～1,000微米、較好為200～700微米、更好為300～600微米、特別好是400～550微米。而且更適宜的是，所述吸水樹脂粉末或吸水劑宜含有儘可能少量的細粉(例如，不大於100微米，宜不大於150微米)，尤其是其所佔比例不超過10重量％，更佳是不超過5重量％，尤其是不超過1重量％。此外，在吸水樹脂粉末和吸水劑中，較好具有基本不小於1,000微米、更好是不小於850微米粒徑的顆粒所佔的比例宜不超過5重量％，更好是不超過1重量％。
由這種方法製得的吸水樹脂或吸水劑的顆粒形狀為例如球形、粉狀或者不規則形狀，且對此沒有特殊限制。但是，宜使用由磨粉步驟製得的具有不規則粉狀的吸水樹脂。而且，從吸水劑優良的性能來看，堆積密度(由JIS K-3362定義)宜為0.40～0.80克/毫升，較好為0.50～0.75克/毫升，更好為0.60～0.73克/毫升。
由上述方法獲得的吸水樹脂通常在無負荷條件下對生理鹽水呈約10～100克/克的飽和吸收能力，且根據使用的目的可以適當調節其性能如吸收能力。
(可溶於水的無機鹼(b1))在本發明中，可以往上述吸水樹脂粉末(a)或(a1)中加入所述不可交聯可溶於水的無機鹼(b1)(即所述可溶於水的無機鹼(b1)宜選自鹼金屬鹽、銨鹽、鹼金屬氫氧化物和氨或其氫氧化銨)(下文稱為可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及交聯劑(c)或可脫水交聯劑(c1)。下文中，將說明所述可溶於水的無機鹼(b1)。
也就是說，在本發明中所述可溶於水的無機鹼是指在水溶液中離解，從水或鹼形成OH-，並通過中和酸基形成鹽的無機化合物(包括碳酸鹽和碳酸氫鹽)。本發明所用的可溶於水的無機鹼宜選自鹼金屬鹽、銨鹽、鹼金屬氫氧化物和氨或其氫氧化銨，且這些通常是基本不可交聯的可溶於水的無機鹼(順便提及的是，以氫氧化鈣、氫氧化鋁為代表的多價金屬的氫氧化物可以舉例為含酸基吸水樹脂用的可交聯可溶於水的無機鹼的例子，但是通常，這些多價金屬並不包含在本發明的可溶於水的無機鹼)。
從製得的吸水劑的性能來看，所述可溶於水的無機鹼(b1)必須是可溶於水的，且使用在室溫下每100克水中溶解度不低於5克(宜不低於20克，較好不低於50克，更好不低於100克)的鹼。順便提及的是，在本發明中，並不排除結合使用如不可溶於水的無機鹼、有機鹼和可交聯無機鹼(多價金屬的氫氧化物)。但是，當不使用不可交聯可溶於水的無機鹼(b1)時，所得吸水劑的性能就低。
所述可溶於水的無機鹼(b1)的具體例子包括含有鹼金屬鹽和/或銨鹽的含碳化合物如碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈉鉀、碳酸銫、碳酸銣和碳酸銨以及它們的水合物(例如，十水合物、七水合物、1.5水合物和一水合物)；含有鹼金屬鹽和/或銨鹽的碳酸氫鹽如碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫銫、碳酸氫銣和碳酸氫銨；含有鹼金屬鹽和銨鹽的氫氧化物如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫、氫氧化銣、氫氧化銨和水玻璃；磷酸氫鹽化合物如磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鋰、磷酸氫二銣和磷酸氫二銫；復鹽如倍半碳酸鈉(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)。可以混和或一起使用這些鹽中的至少兩種。此外，這些可溶於水的無機鹼(b1)可以以粉末、其水合物、顆粒或水溶液的形式購買、保存和使用，但是對其形式沒有特殊限制。
從性能和溶解度來看宜使用的可溶於水的無機鹼(b1)為鹼金屬鹽，較好是鋰鹽、鈉鹽或鉀鹽，更好是鈉鹽。此外，從性能來看宜使用的所述化合物(b1)為碳酸鹽/碳酸氫鹽/氫氧化物，更好是氫氧化物和/或碳酸氫鹽，尤其宜為氫氧化物。也就是說，宜用作可溶於水的無機鹼(b1)是碳酸氫鈉和/或氫氧化鈉，更好是氫氧化鈉。
當所述可溶於水的無機鹼(b1)不和以下所述的不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)一起使用時，本發明可溶於水的無機鹼(b1)的用量以100重量份的吸水樹脂計，宜為0.001～10重量份、較好為0.01～5重量份，更好是0.01～2重量份。若在上述範圍內使用可溶於水的無機鹼(b1)，可以進一步提高其對體液(水性液體)如尿、汗和月經血的吸收性。當用量小於0.001重量份時，不可能適當地控制吸水樹脂表面附近的官能團的中和比例，且不能提高吸收性。當用量超過10重量份時，它就過量且不經濟，而且還存在不能提高其吸收能力的可能。
順便提及的是，當所述可溶於水的無機鹼(b1)和以下所述的不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)一起使用時，基於和上述相同的原因，其總用量以每100重量份吸水樹脂計，宜為0.001～10重量份，較好為0.01～5重量份，更好是0.01～2重量份。但是，當在本發明中所述可溶於水的無機鹼(b1)和以下所述的不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)一起使用時，在以能顯現它們中至少一種的作用的範圍內適當地混和使用所述可溶於水的無機鹼(b1)和所述不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)。
提高吸收性的機理並不十分清楚，但是認為有以下兩個原因(1)通過使表面中和比例均勻來形成均勻表面交聯的層，(2)通過改變鹽的濃度來使混和與吸收性最佳化。
即就原因(1)而言，通常對於吸水樹脂粉末，不論在聚合反應之後是否進行後中和(不論是進行上述中和聚合方法還是進行酸型聚合方法)，吸水樹脂粉末各顆粒的中和比例均不同，甚至對於粉末的同一顆粒，該顆粒的整個表面的中和比例在顯微鏡下也是不同的。因此，在常規的表面處理中，由於這些原因導致粉末交聯反應或者交聯劑混和的不均勻性，且產生了性能的降低。因此，由於在本發明中通過混和使用可溶於水的無機鹼(b1)和交聯劑(c)來消除吸水樹脂粉末各顆粒的中和比例之間的差異和一個粉末顆粒的整個表面上中和比例的微觀差異，可以均勻地使涉及在表面附近的交聯和存在的羧基中和最佳化。結果，就可能均勻地進行表面交聯。例如，由具有70摩爾％中和比例的聚丙烯酸吸水樹脂和0.01～2重量份氫氧化鈉製得的吸水劑的中和比例可以升至0.025～5摩爾％，且，在顆粒表面附近的中和比例是選擇地高。而且，認為本發明可溶於水的無機鹼(b1)也起交聯劑反應催化劑的作用，且這一作用引起吸收性的提高。
此外就原因(2)而言，當混和有交聯劑時，所述可溶於水的無機鹼(b1)由於在交聯劑溶液中高鹽濃度抑制了吸水樹脂的吸收性，由此提高了可混和性。但是，通過混和之後進行和吸水樹脂羧基的中和反應形成其鹼金屬鹽或銨鹽可以使可溶於水的無機鹼(b1)從交聯劑溶液中消失。因此，認為所述可溶於水的無機鹼(b1)起促進交聯劑吸收性的作用。認為常規添加劑(例如，親水性有機溶劑如異丙醇)由於其惰性有機溶劑抑制了吸水樹脂的吸收性，並由此提高了可混和性，但是不利的是抑制了進入表面的交聯劑吸收性，這是因為混和後所述有機溶劑仍舊保留在交聯劑溶液中。
此外，不像可溶於水的無機鹼(b1)，當使用多價金屬(例如，鋁)鹽時，認為多價金屬離子不利於進行交聯反應，所以導致無負荷或負荷下吸收能力的降低。而且，也認為由多價金屬離子引起的交聯很弱，這是因為形成了離子鍵，而且因為多價金屬離子轉移到處於水溶脹狀態的顆粒中並由此形成交聯，更加導致其性能的降低。
認為本發明可溶於水的無機鹼(b1)改進了常見的缺點吸水劑交聯層的厚度過低以及性能下降，其中，所述缺點由上述現象引起。也認為若進一步使用可脫水交聯劑(c1)，那麼所述交聯劑進一步通過脫水交聯反應產生的水吸收到表面附近，且進一步增大了所述交聯層的厚度。
(不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2))本發明中，往上述吸水樹脂粉末(a)或(a1)中加入所述不可交聯可溶於水的無機鹼(b1)(即，所述可溶於水的無機鹼(b1)選自鹼金屬鹽、銨鹽、鹼金屬氫氧化物和氨或氫氧化銨)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及交聯劑(c)或者可脫水交聯劑(c1)。下文中，說明不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)。
本發明不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)保持幾乎恆定的氫離子濃度，即使在溶液中酸或鹼的加入或失去達到某種程度，且這一緩衝劑(b2)基本上是不可還原的，且因此宜使用非氧化鹼金屬鹽(例如，當為含有如磷和硫的不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑時，若磷原子的氧化數目為+5或者硫原子的氧化數目為+6，此pH緩衝劑呈現非氧化性和不可還原的性。)。
當所述pH緩衝劑具有還原性或者不是鹼金屬鹽時，存在抑制交聯的可能，且本發明的目的不能充分地達到。在本發明中，所述鹼金屬鹽起到pH緩衝劑的作用，且往其中加入由各種酸、鹼或者鹽混和製備而得的pH緩衝劑。此外，從吸水樹脂的可混和性和吸收性來看，所用pH緩衝劑的分子量宜為50～1000，更好為60～800，特別好為70～500。
本發明中起pH緩衝劑(b2)作用的鹼金屬鹽的有代表性的例子包括選自碳酸氫鹽、磷酸二氫鹽和磷酸氫鹽中的至少一種。
其具體的例子包括無機多價酸的部分鹼金屬鹽如碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉和磷酸氫二鉀；和有機多羧酸的部分鹼金屬鹽(尤其是鈉鹽或鉀鹽，以及鋰鹽)如檸檬酸二氫鉀、檸檬酸二氫鈉、檸檬酸氫二鈉、檸檬酸氫二鉀、酒石酸氫鈉、酒石酸氫鉀、富馬酸單鈉和鄰苯二甲酸氫鉀。
而且，除了上述pH緩衝劑(b2)以外，本發明中由各種酸、鹼或鹽的混合物製備的所述pH緩衝劑(b2)的有代表性例子包括由用於製備常規已知緩衝劑溶液的化合物混和物製備的緩衝劑，尤其是包含弱酸和強鹼的混合物的鹽、或者包含強酸和弱鹼的混和物的鹽、或者這些鹽的混合物的水溶液。當所述吸水樹脂含有如羧基的酸基時，宜使用含有弱酸和強鹼的鹽混和物，更宜使用無機鹽的緩衝劑。
至於所述緩衝劑溶液，其具體的例子包括用於The Chemical Handbook(由the Chemical Society of Japan出版，II-355，356)中所述的用於緩衝劑溶液的化合物的混合物。其例子包括Clark-Lubs緩衝溶液(氯化鉀/鹽酸，pH1.0～2.2；鄰苯二甲酸氫鉀/鹽酸，pH2.0～3.8；鄰苯二甲酸氫鉀/氫氧化鈉，pH4.0～6.2；磷酸二氫鉀/氫氧化鈉，pH5.8～8.0和硼酸/氯化鉀/氫氧化鈉，pH7.8～10.0)、Sφrensen緩衝劑溶液(甘氨酸+氯化鈉/鹽酸，pH1.1～4.6；甘氨酸+氯化鈉/鹽酸，pH8.6～13.0；檸檬酸鈉/鹽酸，pH1.1～4.9；檸檬酸鈉/氫氧化鈉，pH5.0～6.7；四硼酸鈉/鹽酸，pH7.6～9.2；四硼酸鈉/氫氧化鈉，pH9.3～12.4和磷酸二氫鉀/磷酸氫二鈉，pH5.3～8.0)、Kolthoff緩衝溶液(檸檬酸鉀/檸檬酸，pH2.2～3.6；檸檬酸二氫鉀/鹽酸，pH2.2～3.6；檸檬酸二氫鉀/氫氧化鈉，pH3.8～6.0；琥珀酸/四硼酸鈉，pH3.0～5.8；檸檬酸二氫鉀/四硼酸鈉，pH3.8～6.0；磷酸二氫鉀/四硼酸鈉，pH5.8～9.2；四硼酸鈉/碳酸鈉，pH9.2～11.0；鹽酸/碳酸鈉，pH10.2～11.2；和磷酸氫二鈉/氫氧化鈉，pH11.0～12.0)、Michaelis緩衝溶液(酒石酸/酒石酸鈉，pH1.4～4.5；乳酸/乳酸鈉，pH2.3～5.3；醋酸/醋酸鈉，pH3.2～6.2；磷酸二氫鉀/磷酸氫二鈉，pH5.2～8.3；二乙基巴比土酸鈉+醋酸鈉/鹽酸，pH2.6～9.2；二乙基巴比土酸鈉/鹽酸，pH6.8～9.6和N，N-二甲基甘氨酸鈉鹽/鹽酸，pH8.6～10.6)、Mcilvaine寬範圍緩衝溶液(磷酸氫二鈉/檸檬酸，pH2.2～8.0)、Britton-Robinson寬範圍緩衝溶液(檸檬酸+磷酸二氫鉀+硼酸+二乙基巴比土酸+磷酸三鈉)、Carmody寬範圍緩衝溶液(硼酸+檸檬酸/磷酸三鈉，pH2.0～12.0)、Gomori緩衝溶液(2，4，6-三甲基吡啶/鹽酸，pH6.4～8.4；三(羥甲基)氨基甲烷/鹽酸，pH7.2～9.1；2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇/鹽酸，pH7.8～9.7)、Bates-Bower的Tris緩衝溶液(三(羥甲基)氨基甲烷/鹽酸，pH7.0～9.0)和Delory-King緩衝溶液(碳酸鹽/碳酸氫鹽，pH9.2～10.7)。而且，所用緩衝劑的pH和濃度由吸水樹脂的中和比例或者所用表面交聯劑的種類來決定，但是所述表面交聯劑溶液的pH宜通過加入緩衝劑調節至1.5～10.0。
上述緩衝溶液中，從如在一種組分體系中的性能、穩定性、用途以及成本來看，宜為無機多價酸部分中和的鹽，更好為磷酸或碳酸部分鹼金屬中和的鹽。
當所述pH緩衝劑(b2)不和上述可溶於水的無機鹼(b1)一起使用時，本發明中上述pH緩衝劑(b2)的用量根據固體含量以每100重量份的吸水樹脂計，宜為0.005～10重量份、更好是0.05～5重量份。若在上述範圍內使用pH緩衝劑(b2)，可以進一步提高其對體液(水性液體)如尿、汗和月經血的吸收性。當用量少於0.005重量份時，不能適當地控制吸水樹脂表面附近的官能團的中和比例，且不能提高其吸收性。當pH緩衝劑(b2)的用量大於10重量份時，所述添加劑過量且不經濟，還可能不能提高其吸收能力。
順便提及的是，當所述不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)和上述可溶於水的無機鹼(b1)一起使用時，由於和上述相同的原因，它們的總用量以每100重量份吸收樹脂計宜為0.001～10重量份，較好是0.01～5重量份，更好是0.01～2重量份。但是，當在本發明中將可溶於水的無機鹼(b1)和上述不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)一起使用時，在以能呈現它們中至少一個的作用的範圍內適當地共同使用所述可溶於水的無機鹼(b1)和不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)。
提高這些吸收性的機理並不是很清楚，但是可以認為是以下兩種原因(1)使表面中和比例均勻，(2)通過改變鹽的濃度來使混和與吸收最佳化。
即就原因(1)而言，對於吸水樹脂粉末，不論在聚合反應之後是否進行後中和(不論是進行上述中和聚合方法還是進行酸型聚合方法)，吸水樹脂粉末各顆粒的中和比例均不同，甚至對於粉末中的同一顆粒，該顆粒的整個表面的中和比例在顯微鏡下也是不同的。因此，導致粉末交聯反應或者交聯劑混和的不均勻性，且產生了性能的降低。然而，由於在本發明中通過混和使用本發明的pH緩衝劑(b2)和交聯劑(c)來消除吸水樹脂粉末各顆粒的中和比例的差異和一個粉末顆粒的整個表面上中和比例的微觀差異，認為由於本發明可以均勻地使涉及在表面附近的交聯和存在的羧基中和最佳化，而無需考慮吸水樹脂粉末的中和比例和以下將提及的中和指數。結果，就可以認為本發明的pH緩衝劑也起混合促進劑的作用，而對於吸水樹脂粉末不會抑制交聯劑的吸收，而且也起交聯劑反應催化劑的作用，這些作用可以提高其吸收性能。
此外就原因(2)而言，當混和交聯劑時，所述pH緩衝劑如碳酸氫鹽以其鹼金屬鹽的形式存在於交聯劑溶液中。因此，所述pH緩衝劑由於其高鹽濃度抑制了吸水樹脂的吸收性，由此提高了可混和性。但是，通過混和之後進行和吸水樹脂羧基的中和反應可以使pH緩衝劑的鹼金屬鹽從交聯劑溶液中消失。因此，認為混和後抑制交聯劑吸收性的鹽消失了，因此所述pH緩衝劑起到促進交聯劑吸收性的作用。認為常規添加劑(例如，親水性有機溶劑如異丙醇)由於惰性有機溶劑抑制了吸水樹脂的吸收性，由此提高了可混和性，但是不利的是抑制了進入表面中交聯劑的吸收性，這是因為所述有機溶劑在混和後仍舊保留在交聯劑溶液中，因此本發明的pH緩衝劑改善了吸水劑交聯層厚度不足的常見缺點。
(交聯劑(c)及其混和與交聯處理)在本發明中，由於交聯劑(c)能和酸基反應，宜使用表面交聯劑，更宜使用可脫水(可進行脫水反應的)交聯劑(c1)。順便提及的是，術語「脫水(可進行脫水反應的)是指能通過吸水樹脂官能團(尤其是表面附近的官能團)之間的脫水反應進行交聯的交聯劑，宜通過脫水酯化和/或脫水醯胺化，更好是通過脫水酯化進行交聯的交聯劑。
特別是當吸水樹脂含有羧基時，呈現脫水性能的交聯劑(c1)的例子包括含羥基的交聯劑如多元醇、含氨基的交聯劑如聚胺，以及環狀交聯劑如碳酸亞烷酯、單-、二-或聚噁唑烷酮化合物和氧雜環丁烷化合物(例如，3-甲基-3-氧雜環丁基甲醇)，其中羥基或氨基和環狀交聯劑(c1)的開環反應一起形成，並進行交聯反應。所述脫水交聯劑(c1)可以單獨使用或者相互混和使用。但是，也可以進一步和不可脫水的交聯劑(例如多價金屬)一起使用。
特別是如果本發明所用的可脫水交聯劑(c1)是可以和吸水樹脂中的官能團反應的交聯劑時，它可以毫無限制地使用，通常是用於這一用途的交聯劑(表面交聯劑)。其例子包括選自多元醇化合物如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、甘油、雙甘油、聚丙三醇、2-丁烯-1，4-醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-環己烷二甲醇、1，2-環己醇、三羥甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、季戊四醇和山梨糖醇；聚胺化合物如乙二胺、三亞基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、聚醯胺聚胺、聚烯丙基胺和聚乙烯亞胺；聚胺化合物和滷代環氧化合物之間的縮合產物；碳酸亞烷酯化合物如1，3-二氧戊環-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊環-2-酮、4，5-二甲基-1，3-二氧戊環-2-酮、4，4-甲基-1，3-二氧戊環-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊環-2-酮、4-羥甲基-1，3-二氧戊環-2-酮、1，3-二噁烷-2-酮、4-甲基-1，3-二噁烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮和1，3-二氧戊環(dioxopan)-2-酮；以及聚碳酸亞烷酯化合物如乙二醇二(4-亞甲基-1，3-二氧戊環-2-酮)醚；單-、二-或聚噁唑烷酮化合物；氧雜環丁烷如3-甲基-3-氧雜環丁基甲醇；和聚氧雜環丁烷化合物中的至少一種。
這些可脫水交聯劑中，至少一種宜選自多元醇、碳酸亞烷酯化合物、噁唑烷酮化合物和(聚)氧雜環丁烷化合物，且至少尤其宜使用多元醇。
除了這些可脫水交聯劑(c1)外，所述交聯劑(c)的例子還包括環氧化合物如乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、甘油多縮水甘油醚、二甘油多縮水甘油醚、聚甘油多縮水甘油醚、聚乙烯二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、縮水甘油和γ-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷；多異氰酸酯化合物如2，4-甲苯二異氰酸酯和己二異氰酸酯；聚噁唑啉化合物如1，2-亞乙基二噁唑啉；矽烷偶聯劑如γ-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷和γ-氨丙基三甲氧基矽烷；聚氮丙啶化合物如2，2-二羥甲基丁醇-三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]和多價金屬鈹、鎂、鈣、鍶、鋅、鋁、鐵、鎘、錳、鈦和鋯。
順便提及的是，當本發明中既不使用可脫水交聯劑(c1)也不使用吸水樹脂粉末(a1)和/或吸水樹脂粉末時，通常獲得的吸水劑的性能低，其中，所述吸水樹脂粉末(a1)重均粒徑為300～600微米，在吸水樹脂粉末(a1)中粒徑不大於150微米的細粉的比例不超過10重量％，且吸水樹脂粉末包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，它在吸水樹脂粉末的所有顆粒中的比例不低於90重量％，包含至少兩種選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的顆粒。因此，在本發明中宜使用可脫水交聯劑(c1)和具有上述具體粒徑分布的吸水樹脂粉末(a1)。
在本發明中當所述吸水樹脂粉末(a)或(a1)和可溶於水無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及進一步和交聯劑(c)或(c1)混和時，宜使用水。在這種情況下，水的用量由所用吸水樹脂的含水量來決定，但是若以每100重量份吸水樹脂計通常是為0.5～20重量份，宜為0.5～10重量份。當水的用量大於20重量份時，吸收能力降低。當水的用量小於0.5重量份時，很難發揮其作用，且可能不能提高負荷下的吸收能力。
此外，當在本發明中吸水樹脂粉末(a)或(a1)和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及進一步和交聯劑(c)或(c1)混和時，也可以使用親水性有機溶劑。所用親水性有機溶劑的例子包括醇如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇和叔丁醇；酮如丙酮和甲基乙基酮；醚如二噁烷、烷氧基(聚)乙二醇和四氫呋喃；醯胺如ε-己內醯胺和N，N-二甲基甲醯胺；亞碸如二甲基亞碸；以及多元醇如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-丙二醇、聚丙二醇、甘油、聚丙三醇、甘油磷酸、2-丁烯-1，4-二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-環己烷二甲醇、1，2-環己醇、三羥甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、季戊四醇和山梨糖醇。
所述親水性有機溶劑的用量根據如吸水樹脂的粒徑種類的因素而不同，但是若以每100重量份吸水樹脂計通常是為0～10重量份，宜為0～5重量份，更好是0～3重量份。當親水性有機溶劑的用量小於10重量份時，可能會降低上述添加劑的溶解度，不能提高其吸收能力。順便提及的是，根據反應條件(例如，加熱溫度和時間，以及含水量)，上述多元醇可以被用作交聯劑，使之和吸水樹脂反應，或者在不和吸水樹脂反應的條件下用作溶劑，或者以它們作用來混和使用。
而且，當在本發明中所述吸水樹脂粉末(a)或(a1)和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及進一步和交聯劑(c)或(c1)混和時，表面活性劑或惰性無機細顆粒粉末可以用作除水和親水性有機溶劑以外的物質，其用量以不抑制本發明的效果為宜。所用表面活性劑或惰性無機細顆粒粉末在如USP5164459、EP 827753、EP 349240和EP 761241的公報中有說明。
在本發明中，吸水樹脂粉末(a)或(a1)和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)以及進一步和交聯劑(c)或(c1)的混和可以以吸水樹脂分散在有機溶劑如親水性有機溶劑、環己烷或戊烷中的狀態進行。但是，含有水、交聯劑和添加劑的混合物的可以分若干次加入，因此對混和方法內有特殊限制。此外，可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)、以及交聯劑(c)或(c1)和如水、親水性溶劑和需要時加入的無機粉末可以單獨，或整體或者分若干次和吸收樹脂混和。但是，宜可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)預先和交聯劑(c)或(c1)混和，之後將所得混合物加入吸水樹脂中。在這種情況下，更宜以水溶液的形式使用可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及交聯劑(c)或(c1)。此外，在這種情況下，水溶液的溫度從可混和性和穩定性來看，應控制在0℃到其沸點的範圍內，宜為5～50℃，更好是10～30℃。此外從可混和性來看，吸水樹脂粉末(a)或(a1)的溫度在混和前宜為0～80℃，更好為40～70℃。
而且，本發明各種混和方法中適宜的方法包括若需要的話，預先將可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及交聯劑(c)或(c1)和水和/或親水性有機溶液混和；之後將所得水溶液噴霧或者滴加，更宜為噴霧到吸水樹脂粉末(a)上。噴霧的液滴大小宜不大於300微米，更好不大於200微米。此外，當進行混和時，可溶於水的細顆粒粉末或表面活性劑可以在不妨礙本發明效果的範圍內共存。
為了確保進行均勻的混和，用於上述混和的合適的混和設備要求能產生大的混和動力。用於本發明的混和設備的較佳的例子包括圓柱型混合器、雙壁圓錐形混合器、高速攪拌器型混合器、V型混合器、螺帶式混合器、螺杆式混合器、流化一爐轉盤型混合器、吹氣型混合器、雙臂捏和機、內混器、研磨型捏和機、旋轉混合器和螺杆型擠出機。
本發明吸水劑製備方法的特點是包括如下步驟將吸水樹脂粉末(a)或(a1)和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及進一步和交聯劑(c)或(c1)混和，由此將吸水樹脂粉末(a)或(a1)進行交聯處理。
在本發明吸水劑製備方法中，所述吸水樹脂粉末(a)或(a1)宜和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)，以及進一步和交聯劑(c)和(c1)混和，之後當吸水樹脂的表面附近交聯時，進行熱處理。
當在本發明中進行熱處理時，處理時間宜為1～180分鐘，較好為3～120分鐘，更好為5～100分鐘。熱處理的溫度(由熱介質溫度或材料溫度來限定)宜為100～250℃，較好為140～240℃，更好為150～230℃，更佳為160～220℃。當加熱溫度低於100℃時，不僅因為要花費許多時間來進行熱處理或者脫水反應而導致生產率下降，而且因為交聯不均勻不能獲得優良的吸收劑。此外，當加熱溫度高於250℃時，所得吸水劑受到破壞，因此存在很難獲得具有優良性能的吸收劑的情況。
可以用常規乾燥機或加熱爐來進行熱處理。其例子包括烘道式混和乾燥機、旋轉乾燥機、盤式乾燥機、流化床乾燥機、吹氣型乾燥機和紅外乾燥機。
上述本發明製備吸水劑的方法可以進一步包括如下步驟若需要的話，賦予所述吸水劑或吸水樹脂各種功能的步驟，如加入諸如除臭劑、抗微生物劑、芳香劑、如二氧化矽和氧化鈦的無機粉末、起泡劑、顏料、染料、親水性短纖維、增塑劑、壓敏粘合劑、表面活性劑、肥料、氧化劑、還原劑、水、鹽、螯合劑、消毒劑、如聚乙二醇和聚乙二胺的親水性聚合物、如石蠟的疏水性聚合物、如聚乙烯和聚丙烯的熱塑性樹脂以及如聚酯樹脂和尿素樹脂的熱固性樹脂的步驟。這些添加劑的用量以每100重量份吸水劑計，為0～10重量份，宜為0～1重量份。
本發明中用於吸水劑的陽離子聚合化合物可以提高如用於衛生材料的吸水劑的柔性，且宜具有不小於2,000，更好是不小於5,000，最好是不小於10,000的重均分子量。此外，以每100重量份吸水樹脂計，其用量宜為0.01～10重量份，較好為0.05～5重量份，更好為0.1～3重量份。在表面交聯以後，所述陽離子聚合化合物宣通過單獨加入或者以溶液(水溶液)的形式加入進行混和。所述陽離子聚合化合物的具體例子包括聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚烯丙基胺、聚醯胺和表氯醇的縮合產物、聚脒、聚(N-乙烯基甲醛)的部分水解產物，或者它們的鹽。
通過使用可溶於水的細顆粒，可以進一步提高吸水劑的液體滲透性和吸收溼氣時的耐阻塞性。至於所用的微細顆粒，可以使用具有宜不大於10微米、更好是不大於1微米，尤其是不大於0.1微米大小的無機或有機可溶於水的細顆粒。其具體例子包括氧化矽(商品名Aerosil，由Nippon Aerosil Co.，Ltd.製造)、氧化鈦和氧化鋁。通過粉末混和(幹混)或者漿液混和可以進行混和，且以每100重量份吸水劑計，其用量宜不大於10重量份，較好為0.001～5重量份，更好為0.01～2重量份。
(吸水劑和含有吸水劑的衛生材料)在本發明中，宜通過進行包括如下步驟的方法提供新型吸收劑將吸水樹脂粉末(a)或(a1)和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)以及進一步和交聯劑(c)或(c1)混和，由此將吸水樹脂粉末(a)或(a1)進行交聯處理，其中所述新型吸水劑具有由本發明上述作用產生的高性能。
本發明的吸水劑宣為微粒吸水劑，其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂。
(1)進行酸聚合反應製得的吸水劑當通過酸聚合反應製得吸水樹脂時，本發明的吸水劑宜是由包括如下步驟的方法製備的吸水劑聚合包括含酸基單體(鹽)的單體，然後後中和所得聚合物，接著表面交聯所得吸水樹脂。更好的是，上述後中和所得的吸水樹脂宜具有不低於15，更好是不低於17，特別好是不低於20的中和指數。此外，上述表面交聯的吸水樹脂宜具有不低於15，更好是不低於17，尤其是不低於20的中和指數。當為提高表面交聯效果而降低中和指數時，需花費許多時間和複雜的步驟來進行中和。但是，本發明中即使中和進行不均勻，也能容易獲得優良的表面交聯。
迄今，由包括如下步驟的方法製備的吸水樹脂具有高吸收能力和低可提取物含量，所述方法包括如下步驟聚合包括含酸基單體(鹽)的單體，然後後中和所得聚合物。但是，由於所製備的吸水樹脂中和不均勻，所以通常很難提高其負荷下的吸收能力。為了解決這種問題，已知在JP-A-101735/1998(EP 0882502)中揭示了高度控制在吸水樹脂各顆粒的中和比例(中和指數)之間差異的技術。
在控制中和指數的方法中，由包括如下步驟的方法製備的、具有低提取物含量的吸水樹脂可以獲得更高的負荷吸收能力，其中所述吸收能力並不是以前的，所述方法包括如下步驟聚合包括含酸基單體(鹽)的單體，然後後中和所得聚合物，但是這要花費很多時間來控制中和比例。但是由於本發明方法並不需要高度控制中和指數，且即使在容易且不均勻進行後中和時也能提供高負荷吸收能力，所以使用本發明的方法是很有效的，該方法中使用了本發明的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)。順便提及的是，本發明顯然不限於通過酸型聚合方法製備的的具有低可提取物含量的吸水樹脂，其中所述吸水樹脂由包括如下步驟的方法製得聚合包括含酸基單體(鹽)的單體，然後後中和所得聚合物，但是，正如以下實施例中所顯示的，本發明還宜適用於通過不包括後中和步驟的中和聚合方法而得到的吸水樹脂。
(2)同時具有五種性能的新型吸水劑此外，不論是否進行酸聚合，本發明的吸水劑宜具有如下性能。本發明尤其提供同時具有五種性能(除了粒徑分布、CRC、AAP和SFC這四種性能以外，還有如在連續生產系統中的SFC變異指數、SFC變異係數、SFC變異率、SFC標準偏差和表層可提取物含量中的至少一種性能(宜至少兩種，更好是至少三種，特別好是至少4種))的新型吸水劑。
(a)粒徑分布本發明吸水劑的平均粒徑或堆積密度宜在上述吸水樹脂的範圍內，即300～600微米，其中粒徑不大於150微米的細粉的比例不超過10重量％，較好不超過5重量％，更好不超過3重量％，尤其不超過2重量％。
本發明吸收劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種(宜至少三種，更好是至少四種)。
本發明吸收劑以不低於所有顆粒的95重量％，較好是不低於97重量％，更好是不低於98重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒。由於控制了這種具體的粒徑分布，所以可以在衛生材料中獲得高性能。
本發明吸水劑宜以不低於0.1重量％，較好是不低於1重量％，更好是不低於3重量％的各自比例包含上述A1～A4的四種顆粒。在這種情況下，對其上限沒有特殊限制，但是上述A1～A4四種顆粒的各自上限宜不大於99重量％，較好不大於90重量％，更好是不大於80重量％。根據所述顆粒的表面積，可以將吸收率控制在良好的綜合性能上，這是因為所述吸水劑包含具有其各自不低於限定比例的粒徑範圍的顆粒。
(b)CRC本發明的吸水劑對0.90重量％生理鹽水無負荷下30分鐘吸收能力(離心保留能力/CRC)不低於31克/克。因為所述CRC不低於31克/克，含有吸水劑的衛生材料的吸收性優良，且可以獲得緻密的衛生材料，並且也可以降低吸水結構的成本(順便提及的是，所述吸水結構是指用於吸收體液的吸水結構，含有吸水劑，若需要的話，還含有其它吸水材料如纖維)。所述CRC更宜不低於32克/克，更好是不低於33克/克，更佳是不低於34克/克，特別好是不低於35克/克，更加特別好是不低於36克/克。當對0.90重量％生理鹽水在無負荷下30分鐘吸收能力(離心保留能力)低於31克/克時，吸水結構吸收的尿的總量很小，且吸水結構一次吸收且回到一次性尿布表面的尿量大大增加。而且，當設計維持吸水結構所要求的尿吸收量時，存在如下缺點用於吸水結構的吸水劑的量增加，所述衛生材料變得大且重，且導致增加了吸水結構的成本。
(c)AAP本發明吸水劑宜在4.83千帕的負荷下對0.90重量％生理鹽水的60分鐘吸收能力(壓力下的吸收性/AAP)不低於20克/克。因為AAP不低於20克/克，且當本發明吸水劑部分用作一次性尿布的吸水結構時，大大提高了防止被吸水結構吸收的尿重新回到尿布表面的作用。所述在4.83千帕的負荷下對0.90重量％生理鹽水的60分鐘吸收能力較好是不低於22克/克，更好是不低於24克/克，更佳是不低於25克/克，特別好是不低於26克/克，更加特別好是不低於27克/克。當在4.83千帕的負荷下對0.90重量％生理鹽水的60分鐘吸收能力低於22克/克時，存在如下缺點大大降低了防止被吸水結構吸收的尿重新回到尿布表面的作用。
(d)SFC本發明吸水劑宜對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)。當吸水劑溶脹後，所述SFC對本發明所獲得的吸水劑的液體滲透性有很大的影響。也就是說，例如，當本發明吸水劑部分用作一次性尿布的吸水結構，可以顯著提高如下作用提高液體滲透性，以及液體在整個吸水結構中充分鋪展和增加液體的吸收量，以及防止液體的滲漏。所述SFC較好是不低於25(單位10-7×cm3×s×g-1)，更好是不低於30(單位10-7×cm3×s×g-1)，更加是不低於35(單位10-7×cm3×s×g-1)，特別好是不低於40(單位10-7×cm3×s×g-1)，更加特別好是不低於50(單位10-7×cm3×s×g-1)。當所述SFC低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)時，例如存在如下缺點當吸水劑用作一次性尿布的吸水結構時，降低了液體滲透性，且液體局限在吸水結構中，並且降低了體液吸收量，以及增大了液體的滲漏，因此大大降低了吸水結構的性能。
也就是說，為了將其用於衛生材料，本發明吸水劑宜在良好綜合性能的基礎上除粒徑分布以外綜合如下三種性能。即當僅有CRC、AAP和SFC中的一種或兩種是高性能時，發現所述吸水劑並不充分適宜用於衛生材料。這三種性能不僅適用於上述由酸聚合製備的且具有特殊中和指數的吸水劑，也適用於由不包括後中和步驟的中和聚合製備的吸水樹脂。
對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；(e)SFC變異指數此外，發明人已經發現了這樣一個事實在其性能已經作為顆粒的全部(整體)來進行評價和處理的吸水樹脂(吸水劑)中，所述吸水樹脂(吸水劑)顆粒的性能隨其粒徑存在巨大的差異，且隨粒徑出現的這種性能差異導致衛生材料中性能降低。認為在包含在衛生材料中的吸水劑顆粒中可以在顯微鏡下觀察到粒徑的分散，因此以粒徑分布為基礎的各衛生材料或者一個衛生材料中各部分的性能差異會導致衛生材料中性能降低。
因此，發明人提供根據粒徑的性能差異小，尤其是根據粒徑SFC分散小的吸水劑。
本發明的吸水劑的SFC變異指數宜為0～25％，其中所述SFC變異指數由下式(1)定義SFC變異指數(％)＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(整個微粒吸水劑的SFC)]×100(1)在這一SFC變異指數和如下SFC變異係數中，可以通過將吸水劑顆粒分級以獲得2～4種在吸水劑A1～A4顆粒顆粒中存在的顆粒，接著分別測量處於其各自粒徑範圍內的顆粒的SFC一次，然後計算2～4種顆粒SFC值的標準偏差來確定所述A1～A4顆粒的SFC標準偏差。此外，也用同樣的方法由2-4種顆粒SFC值計算平均值。
這個SFC變異指數代表根據粒徑的SFC分散的程度。當所述SFC變異指數為0～25％時，可以獲得如下的效果所述吸水結構具有更均勻的液體滲透性，且所述液體很容易分散入整個吸水結構中，並防止了液體的滲漏。所述SFC變異指數較好為0～23％，更好是0～20％，更加好0～18％，特別佳為0～15％，更加特別佳為0～10％。例如，當SFC變異指數大於25％時，存在如下缺點當所述吸水劑用於一次性尿布的吸水結構時，導致在吸水結構中液體滲透性的分散，且很難將液體分散在整個吸水結構中，並且導致液體滲漏，以及降低了吸水結構的液體吸收量。
(f)SFC變異係數本發明吸水劑的SFC變異係數宜為0～0.25，其中所述SFC變異係數由下式(2)定義SFC變異係數＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(A1～A4顆粒的SFC平均值)](2)這個SFC變異係數和以下SFC變異率也同樣地代表根據粒徑的SFC差異小的程度。當所述SFC變異係數為0～0.25時，降低了根據粒徑的SFC分散的程度。例如，當使用本發明的吸水劑生產一次性尿布的吸水結構時，在吸水結構中液體滲透性是均勻的，且即使是吸水結構之間相互比較時也不存在所述一次性尿布性能的分散，能生產具有穩定質量的一次性尿布。所述SFC變異係數較好為0～0.23，更好是0～0.20，更佳是0～0.18，特別好為0～0.15，更加特別好是0～0.10。當所述SFC變異係數大於0.25和/或其SFC變異率小於0.65時，存在如下缺點在含有吸水劑的衛生材料(尤其是一次性尿布)的吸水結構中，其液體滲透性不均勻，且即使是吸水結構之間相互比較時，所述一次性尿布性能的分散會進一步增大，因此不能生產具有穩定質量的一次性尿布。
(g)SFC變異率本發明吸水劑的SFC變異率宜為0.65～1.00，其中所述SFC變異率由下式(3)定義SFC變異率＝(A1～A4顆粒的SFC中最小的SFC)/(A1～A4顆粒的SFC中最大的SFC)(3)這個SFC變異率也同樣代表根據粒徑的SFC差異小的程度，較好為0.70～1.00，更好是0.75～1.00，尤其是0.80～1.00。
(h)表層可提取物含量本發明吸水劑宜具有不超過6.0重量％的表層可提取物含量(以吸水劑計)。這個表層可提取物含量宜不超過5.5重量％，較好不超過5.0重量％，更好不超過4.5重量％，特別好不超過4.0重量％。
由本發明方法測得的表層可提取物含量是指相應於衛生材料實際應用的可提取物含量，且所述吸水劑在衛生材料中具有更優良的吸收性。也就是說，迄今為止已知許多水可提取物含量的測量方法(例如，US Re 32649和EDANA方法)。但是，迄今為止已經發現相比在實際應用中洗提的可提取物含量，測得更加過量的可提取物含量。這是因為所述測量是在液體長時間過量的條件下進行的。因此，已經發現本發明的方法對於衛生材料實際應用是最好的模式。
(i)在連續生產系統中的SFC標準偏差在連續生產系統中本發明吸水劑的SFC標準偏差宜不超過5.0，其中在連續生產系統中的SFC標準偏差由下式(4)定義連續生產系統中的SFC標準偏差＝每批的SFC標準偏差(4)其中每批的重量不低於20千克，且批數不小於10。
上述連續生產系統是指每條生產線以不低於24小時或者不小於10噸的量來連續生產吸水劑。此外，對於吸水劑製備方法的基本步驟(例如，聚合、乾燥、磨成粉末和表面處理)，在連續生產系統中以不超過24小時(宜不超過12小時、更好是不超過6小時、特別好不超過3小時)的間隔來進行每一步，而不需考慮是連續方式還是間歇方式(例如，在聚合步驟中是連續聚合還是間歇聚合)。
每批的重量宜為20千克～100噸，較好是0.1～50噸，更好是0.5～25噸。
批數宜不少於20，較好是不少於30，更好是不少於50，特別好不少於100。
所述在連續生產系統中的SFC標準偏差代表各批中SFC值的分散。當在連續生產系統中的SFC標準偏差不大於5.0時，降低了各批中SFC值的分散。例如，當使用本發明的吸水劑生產一次性尿布的吸水結構時，可以生產具有穩定質量的一次性尿布。在連續生產系統中的SFC標準偏差較好是不大於4.5，更好是不大於4.3，更加好是不大於4.0，特別好不大於3.5，更加特別好是不大於3.0，最好是不大於2.5。當在連續生產系統中的SFC標準偏差大於5.0時，存在不能生產具有穩定質量的一次性尿布的缺點。
順便提及的是，當所述吸水劑用於衛生材料時，上述各種性能是和實際使用效果(例如，尿布吸收性和滲漏性)相互關聯的重要性能，且本發明的吸水劑在上述各種性能方面尤其優良。在本文的「較佳實施方式的詳細說明」部分，說明了它們的測量方法。
本發明吸水劑宜具有上述各種性質。具有特別好的結構的吸水劑是能滿足上述式(1)、(2)和(4)中至少一個(較好是至少兩個，更好是全部三個)的吸水劑。
也就是說，本發明的吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；SFC變異指數為0～25％，其中所述SFC變異指數由下式(1)定義SFC變異指數(％)＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(整個微粒吸水劑的SFC)]×100(1)此外，本發明另一吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的，且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；SFC變異係數為0～0.25，其中所述SFC變異係數由下式(2)定義SFC變異指數＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(A1～A4顆粒的SFC平均值)](2)
而且，本發明又一連續製備的吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的，且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；在連續生產系統中，SFC標準偏差為不超過5.0，其中連續生產系統中的SFC標準偏差由下式(4)定義連續生產系統中的SFC標準偏差＝每批的SFC標準偏差(4)其中所述CRC、AAP和SFC是各批的平均值，每批的重量不低於20千克，批數不小於10。
而且，本發明再一吸水劑是由包括以下步驟的方法製得的微粒吸水劑聚合包括含酸基單體(鹽)的單體，接著後中和所得聚合物，然後表面交聯所得吸水樹脂，所述吸水劑具有如下特點所述微粒吸水劑或者吸水樹脂的中和指數不低於15，並且在表面交聯後，對0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於20克/克。
在上述吸水劑中，CRC、AAP、SFC、SFC變異指數和SFC變異係數宜在上述的範圍內，且本發明新型的吸水劑是例如由上述本發明吸水劑的製備方法製得的。在本發明的吸水劑中，所述CRC、AAP和SFC很高，且在良好的綜合性能上保持所述高性能，且根據粒徑性能的差異也比常規的要低。因此，所述吸水劑是在任何使用衛生材料的條件下呈現高性能的優良吸水劑。
根據本發明可以很容易生產在無負荷吸收能力、負荷吸收能力以及鹽水導流率方面存在優良綜合性能且具有良好的吸收性的吸水劑，且它能廣泛用於如農業和園藝領域用保水劑、工業保水劑、吸溼劑、除溼劑和建築材料。但是，所述吸水劑尤其宜用作用於吸收糞便、尿或血的衛生材料，如一次性尿布和衛生巾。而且，本發明的吸水劑在上述各種性能的綜合性能上是優良的，因此，所述衛生材料通常可以以高吸水劑濃度(吸水劑與吸水劑和纖維基材料總量的重量比)使用，例如，在30～100重量％的範圍內，宜為40～100重量％，更佳為50～95重量％。此外，若是用於普通吸水製品的結構，那麼對衛生材料中吸水結構的結構沒有特殊限制。其例子包括通過將吸水劑置於親水性纖維材料之間，然後將它們壓模成片狀而製得的吸水結構(即具有層狀結構的吸水結構)和通過將親水性纖維材料和吸水劑的混和物進行壓模而製得的吸水結構(即具有混和結構的吸水結構)。
較佳實施方式的詳細說明下文中，通過以下一些較佳實施方式的實施例和不屬於本發明的對比例進行比較更具體說明本發明。但是，本發明並不限制於這些實施例。順便提及的是，所述吸水樹脂或吸水劑的各種性能通過以下方法進行測量。
順便提及的是，當吸水劑已經用於最終產品如衛生材料時，所述吸水劑已經吸收的溼氣。因此，應將吸水劑和最終產品完全分離並在低溫減壓(例如，在60℃，不高於1毫米汞柱下進行12小時)下乾燥後再進行測量。此外，本發明實施例和對比例中使用的所有吸水樹脂的含水量不高於6重量％。
而且，當根據粒徑的SFC以如下(4)進行測量時，要在上述操作之後測量已經用於最終產品(例如，衛生材料)的吸水劑的SFC。但是，當測量未經使用的吸水劑時，即吸水劑在實驗室生產後沒有使用過，在所有情況下，這種吸水劑要經受以下所述(5)的機械破壞，然後通過根據粒徑的SFC和未分級顆粒的SFC進行測量，為的是將它們和實際生產或使用中的破壞相聯繫。
(1)無負荷吸收能力(對於0.90重量％生理鹽水，無負荷下30分鐘吸收能力/CRC)在室溫(20～25℃)和相對溼度為50％的條件下，將0.20克吸水樹脂或吸水劑均勻地加入非織造布制的袋(60毫米×60毫米)中，然後將袋密封。之後，在室溫下將此袋浸入0.9重量％生理鹽水中。30分鐘後將此袋子取出，並在250G下使用離心分離器(由Kokusan Co.，Ltd.製造，離心分離器H-122型)分離3分鐘，將水排乾之後測量此袋的重量(W1(克))。此外，在不使用吸水劑或吸水樹脂的條件下進行相同的步驟，然後測量袋的重量(W0(克))。然後由W0和W1按下式計算無負荷的吸收能力(克/克)無負荷的吸收能力(克/克)＝(W1(克)-W0(克))/吸水樹脂或吸水劑的重量(克)(2)負荷下吸收能力(對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下60分鐘吸收能力/AAP)在室溫(20～25℃)和相對溼度為50％的條件下，將0.90克吸水劑均勻地鋪在400目(網孔大小38微米)的不鏽鋼絲網上，所述絲網通過熔合附在內徑為60毫米的塑料支承圓筒的底部，在其上依次安裝了活塞和負荷，其中所述活塞的外徑略小於60毫米，使之和支承圓筒的壁表面之間不出現縫隙，但是同時也不會妨礙其上下運動，調節所述活塞和負荷的總重，使之在吸水劑上均勻施加4.83千帕(0.7psi)的負荷)，然後測量所得整套測量設備的重量(Wa(克))。
將直徑為90毫米的玻璃過濾器(由Sogo Rikagaku Glass Seisakusho Co.，Ltd.製造，孔徑100～120微米)安裝在直徑為150毫米的陪替氏培養皿中，將0.90重量％生理鹽水(20～25℃)加入玻璃過濾器中至其上表面，然後在其上安裝直徑為90毫米的濾紙(由ADVANTEC Toyo Co.，Ltd.製造，商品名JIS P 3801，No.2)，厚度0.26毫米，截留顆粒直徑5微米)，使其整個表面溼潤並且除去過量的液體。
將上述測量設備安裝在上述溼潤的濾紙上，由此在負荷下使吸水劑吸收液體。1小時後，將這套測量設備升高，並測量其重量(Wb(克))。然後由Wa和Wb按下式計算負荷下吸收能力(克/克)負荷的吸收能力(克/克)＝(Wa(克)-Wb(克))/吸水劑的重量((0.90)克)(3)重均粒徑用網孔大小為例如850微米、600微米、500微米、425微米、300微米、212微米、150微米、106微米和75微米的JIS標準篩將吸水樹脂粉末或者吸水劑進行分級，然後在對數概率坐標紙上繪出這些篩子上的殘留物R的百分數。由此可以讀出重均粒徑(D50)。
至於分級方法，當進行分級並測量以下所述的根據粒徑的SFC時，在室溫(20～25℃)和相對溼度為50％的條件下，將10.0克吸水樹脂粉末或吸水劑加入網孔大小為850微米、600微米、500微米、300微米和150微米的JIS標準篩(直徑為8釐米的IIDA TESTING SIEVE)中，然後用篩子振動器(IIDA SIEVE SHAKER，ES-65型，SER.No.0501)進行篩分約10分鐘。
(4)對於0.69重量％生理鹽水的鹽水導流率(SFC)根據JP-A-509591/1997所述的鹽水導流率(SFC)試驗進行以下試驗。
使用圖1所示的裝置，在0.3psi(2.07千帕)的負荷下，均勻加入容器40的吸水劑(0.900克)在人造尿(1)中溶脹約60分鐘，並記錄所得凝膠44的凝膠層高度。接著，在0.3psi(2.07千帕)的負荷下，0.69重量％生理鹽水33從儲罐31在恆定靜液壓下流經溶脹凝膠層。在室溫(20～25℃)下進行SFC試驗。在10分鐘內用電腦和天平每隔20秒以對時間的函數記錄流經凝膠層的液體量與時間的關係曲線。流經溶脹凝膠44(主要是在其顆粒之間)的流速Fs(t)由重量(克)增量除以時間增量(秒)來確定，單位為克/秒。當獲得恆定靜液壓和穩定流速時，將此時間作為ts，且僅在ts到10分鐘的時間範圍內收集的數據才能用於流速計算。Fs(t＝0)值，即流經凝膠層的起始流速通過ts到10分鐘之間的流速來計算。Fs(t＝0)是通過將Fs(t)與時間的最小二乘擬合結果外推至t＝0來計算的。
鹽水導流率＝(Fs(t＝0)×L0)/(ρ×A×ΔP)＝(Fs(t＝0)×L0)/139，506式中Fs(t＝0)流速，克/秒；L0凝膠層的起始厚度，釐米；ρNaCl溶液的密度，1.003克/釐米3；A小容器41中凝膠層上表面的面積，28.27釐米2；ΔP施加在凝膠層上的靜液壓，4，920達因/釐米2；且SFC值的單位為10-7×cm3×s×g-1。
至於圖1所示的裝置，將玻璃管32插入儲罐31中，調節所述玻璃管32較低的下端，使0.69重量％生理鹽水33能保持在離小容器41中溶脹凝膠44的底部5釐米的高度。儲罐31中的0.69重量％生理鹽水33通過帶有旋塞的L管34提供給小容器41。收集通過液體的容器48放置在小容器41下。且所述收集容器48放置在天平49上。所述小容器的內徑為6釐米，在其底部置有No.400不鏽鋼絲網42(網孔大小為38微米)。在活塞46下部開有足以流通液體的孔47，且其底部裝有可滲透的玻璃過濾器45，使吸水劑或者其溶脹凝膠不會進入孔47。將小容器47放置在鐵架臺上。在和小容器接觸的鐵架臺的一面放置不會妨礙液體滲透的不鏽鋼絲網43。
所用的人造尿可以通過加入0.25克氯化鈣二水合物、2.0克氯化鉀、0.50克氯化鎂六水合物、2.0克硫酸鈉、0.85克磷酸二氫銨、0.15克磷酸氫二胺和994.25克純水來製備。
(5)機械破壞試驗往圖2所示的玻璃容器(由Yamamura Glass Co.，Ltd.製造的蛋黃醬瓶，商品名A-29)中，加入30克吸水劑和10克玻璃小珠(用於填充蒸餾的具有約6毫米小珠球徑的鈉鈣玻璃珠)。將這一容器放置並固定在安裝於圖3所示的分散器(由ToyoSeiki Seisakusho Co.，Ltd.製造，No，488試驗分散器)上的夾具之間，然後以100伏/60赫茲、750cpm振動旋轉數振動此容器10分鐘。由此，將固定在上述分散器上的容器以相對於上述分散器夾具的固定面向右和向左各12.5°(總共25°)傾斜運動，同時向前向後各8毫米(總共16毫米)進行振動。因此，對容器中的吸水劑施加振動。上述振動是根據經驗確定的動力，用於表示吸水劑在其生產過程受到的衝擊，但是也廣泛適用於在生產之後運輸吸水劑以及製備吸水結構時導致的破壞。如果在本發明中出現機械破壞，則假定尤其是在製造吸水劑或吸水結構時也存在。而且，所述SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率是測量吸水結構中吸水劑性能分散的指標。因此，當進行根據粒徑的性能測量時，對於所有在實驗室規模(在一次生產過程中獲得的吸水劑量不大於20千克)生產的吸水劑來說必須產生上述機械破壞。
(6)可提取物(水可提取物)含量往帶蓋子的250毫升容量的塑料容器中，稱重184.3克0.9重量％生理氯化鈉水溶液(生理鹽水)。然後，往水溶液中加入1.00克吸水樹脂，並攪拌16小時，由此提取樹脂中的可提取物含量。用濾紙(由ADVANTEC Toyo Co.，Ltd.製造，商品名JIS P 3801，No.2)，厚度0.26毫米，截留顆粒直徑5微米)過濾提取液，然後稱量所得過濾液的重量50.0克，並作為測量溶液。
開始時，首先用0.1N的NaOH水溶液滴定生理鹽水至pH為10，然後用0.1N的HCl水溶液滴定所得溶液至pH為2.7，由此獲得空白滴定量([bNaOH]毫升和[bHCl]毫升)。
對測量溶液進行相同的滴定步驟，由此獲得滴定量([NaOH]毫升和[HCl]毫升)。
例如，若所述吸水樹脂含有已知量的丙烯酸及其鈉鹽，可以通過單體的平均分子量和上述步驟得到的滴定量按下式計算所述吸水樹脂的可提取物含量。當其量未知時，可以通過由滴定確定的中和比例來計算單體的平均分子量。
可提取物含量(重量％)＝0.1×(平均分子量)×184.3×100×([HCl]-[bHCl])/1,000/1.0/50.0中和比例(摩爾％)＝(1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl]))×100(7)表層可提取物(水可提取物)含量往帶蓋子的250毫升容量的塑料容器中，加入100克0.50重量％生理氯化鈉水溶液。然後，往水溶液中加入0.50克吸水樹脂，並提取吸水樹脂中的表層可提取物含量1小時。在這一提取操作中，僅僅為了在開始階段分散所述吸水樹脂，並使所得最終液體均勻而進行攪拌，但是也可以不進行攪拌。具體是，在靜態條件下進行表層可提取物含量的提取，並在提取之前和之後僅攪拌1分鐘(轉速400r.p.m，由Teflon製造的攪拌旋轉器(2.5釐米))。用濾紙(由ADVANTEC Toyo Co.，Ltd.製造，商品名JIS P 3801，No.2)，厚度0.26毫米，截留顆粒直徑5微米)過濾這一提取液，然後稱量所得過濾液的重量50.0克，並作為測量溶液。
開始時，首先用0.1N的NaOH水溶液僅滴定0.5重量％的NaCl水溶液至pH為10，然後用0.1N的HCl水溶液滴定所得溶液至pH為2.7，由此獲得空白滴定量([bNaOH]毫升和[bHCl]毫升)。
對測量溶液進行相同的滴定步驟，由此獲得滴定量([NaOH]毫升和[HCl]毫升)。
例如，若所述吸水樹脂含有已知量的丙烯酸及其鈉鹽，可以通過單體的平均分子量和上述步驟得到的滴定量按下方式計算所述吸水樹脂的表層可提取物含量。當其量未知時，可以通過由滴定確定的中和比例來計算單體的平均分子量。
表層可提取物含量(重量％)＝0.1×(平均分子量)×100×100×([HCl]-[bHCl])/1,000/0.50/50.0中和比例(摩爾％)＝(1-([NaOH]-[bNaOH])/([HCl]-[bHCl]))×100
(8)中和指數根據JP-A-101735/1998及其權利要求3(EP 0882502及其權利要求2～4)來確定吸水樹脂粉末和吸水劑的中和指數。
也就是說，往帶有玻璃蓋片的塑料盤中加入200粒用JIS標準篩分級為300微米～600微米的吸水樹脂粉末或吸水劑顆粒，所述塑料盤厚度為1.6毫米，開口部分的大小為20毫米×20毫米。然後，往其中加入0.2毫升去離子水。而且，用微量注射器將0.05毫升0.1重量％溴百裡酚藍(BTB)乙醇溶液和0.1重量％甲基紅(MR)乙醇溶液以1.5～1的比例混和的混合液加入上述溶脹凝膠中，然後通過pH指示劑觀察所述200粒顆粒的顏色。在這一方式中確定了非均勻中和並具有比吸水樹脂或吸水劑平均中和比例高20摩爾％的中和比例的顆粒數(200粒顆粒中有多少粒)，以確定作為中和指數的非均勻中和顆粒的數目(上述專利/權利要求3中的第一中和指數)。無需多說，中和指數越大，吸水樹脂粉末的中和不均勻性就越大。詳細細節請參見上述專利。
(參考實施例1)吸水樹脂粉末(A)的製備實施例/中和聚合反應在通過給帶有兩個∑形葉片的容量為10升的夾套不鏽鋼雙臂捏和機加上蓋子而製得的反應器中，通過將3.70克聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)溶解在5,500克中和比例為75摩爾％的丙烯酸鈉水溶液(單體濃度38重量％，單體平均分子量88.5)中來製得反應液。接著，在氮氣氣氛下將反應液脫氧30分鐘。隨後，在攪拌下往反應液中加入28.3克10重量％過硫酸鈉水溶液和2.1克1重量％L-抗壞血酸水溶液。結果反應在約1分鐘之後開始。然後，在20～95℃下進行聚合，同時將所形成的凝膠磨成粉末，開始聚合30分鐘之後，取出所得交聯水凝膠聚合物(1)。
所得交聯水凝膠聚合物(1)是直徑不大於約5毫米的微細小片。將此微細交聯水凝膠聚合物(1)鋪在50目的金屬網上(網孔大小為300微米)，並在150℃下熱風乾燥90分鐘。接著，用輥軋機將所得的乾燥材料磨成粉末，並用網孔大小為850微米和106微米的JIS標準篩進行分級，由此獲得其主要顆粒粒徑為850～106微米的吸水樹脂粉末(A)。
所得吸水樹脂粉末(A)在無負荷下吸收能力為49(克/克)的，且具有23重量％的可提取物含量，並且其重均粒徑(D50)為330微米，其中，粒徑為850～150微米的顆粒在吸水樹脂粉末中的比例為97重量％。
(參考實施例2)吸水樹脂粉末(B)的製備實施例/中和聚合反應在通過給帶有兩個∑形葉片的容量為10升的夾套不鏽鋼雙臂捏和機加上蓋子而製得的反應器中，通過將8.05克聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)溶解在5,500克中和比例為71摩爾％的丙烯酸鈉水溶液(單體濃度41重量％，單體平均分子量87.7)中來製得反應液。接著，在氮氣氣氛下將反應液脫氧30分鐘。隨後，在攪拌下往反應液中加入30.8克10重量％過硫酸鈉水溶液和2.57克1重量％L-抗壞血酸水溶液。結果反應在約1分鐘之後開始。然後，在20～95℃下進行聚合，同時將所形成的凝膠磨成粉末，開始聚合30分鐘之後，取出所得交聯水凝膠聚合物(2)。
所得交聯水凝膠聚合物(2)是直徑不大於約5毫米的微細小片。將此微細交聯水凝膠聚合物(2)鋪在50目的金屬紗上(網孔大小為300微米)，並在180℃下熱風乾燥50分鐘。接著，用輥軋機將所得的乾燥材料磨成粉末，並用網孔大小為850微米的JIS標準篩進行分級，由此獲得其主要顆粒粒徑不大於850微米的吸水樹脂粉末(B)。
所得吸水樹脂粉末(B)在無負荷下吸收能力為36(克/克)的，且具有10重量％的可提取物含量，並且其重均粒徑(D50)為450微米，其中，粒徑為850～150微米的顆粒在吸水樹脂粉末中的比例為97重量％。
(參考實施例3)吸水樹脂粉末(C)的製備實施例/中和聚合反應除了聚乙二醇二丙烯酸酯的量改為5.01克以外，進行和參考實施例2相同的聚合反應、乾燥、磨成粉末和分級來製備吸水樹脂粉末(C)。所得吸水樹脂粉末(C)在無負荷下吸收能力為39(克/克)的，且具有13重量％的可提取物含量，並且其重均粒徑(D50)為450微米，其中，粒徑為850～150微米的顆粒在吸水樹脂粉末中的比例為97重量％。
(參考實施例4)吸水樹脂粉末(D)的製備實施例/中和聚合反應除了聚乙二醇二丙烯酸酯的量改為5.01克以外，進行和參考實施例2相同的聚合反應、乾燥、磨成粉末。將所得磨成粉末的材料進一步用網孔大小為600和300微米的JIS標準篩分級，由此獲得包含粒徑為600～300微米顆粒的吸水樹脂粉末(D)。所得吸水樹脂粉末(D)在無負荷下吸收能力為40(克/克)的，且具有9重量％的可提取物含量，並且其重均粒徑(D50)為450微米。
(實施例1)吸水樹脂粉末(A)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下首先，將100克參考實施例1中獲得的吸水樹脂粉末(A)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.027克乙二醇二縮水甘油醚(DenacolEX-810，由Nagase Chemicals，Ltd.製造)、0.9克丙二醇、2.7克水和0.18克碳酸氫鈉。之後，將所得混合物在210℃下熱處理35分鐘，由此獲得吸水劑(1)。所得吸水劑(1)也是成粉末狀的，且所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(實施例2)吸水樹脂粉末(A)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下除了用0.09克碳酸鈉代替碳酸氫鈉以外，以和實施例1相同的方式製得吸水劑(2)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(對比例1)吸水樹脂粉末(A)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了用0.81克異丙醇代替碳酸氫鈉以外，以和實施例1相同的方式製得對比吸水劑(1)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(對比例2)吸水樹脂粉末(A)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了不用碳酸氫鈉以外，以和實施例1相同的方式製得對比吸水劑(2)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(實施例3)吸水樹脂粉末(B)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下首先，將100克參考實施例2中獲得的吸水樹脂粉末(B)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.384克1，4-丁二醇、0.6克丙二醇、3.28克水和0.3克24重量％氫氧化鈉水溶液(固體含量0.072克)。之後，將所得混合物在212℃下熱處理30分鐘，由此獲得吸水劑(3)。所得吸水劑(3)也是成粉末狀的，且所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(對比例3)吸水樹脂粉末(B)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了不用24重量％氫氧化鈉水溶液以外，以和實施例3相同的方式製得對比吸水劑(3)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中(實施例4)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下首先，將100克參考實施例3中獲得的吸水樹脂粉末(C)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.384克1，4-丁二醇、0.6克丙二醇、3.28克水和0.24克碳酸氫鈉。之後，將所得混合物在212℃下熱處理40分鐘，由此獲得吸水劑(4)。所得吸水劑(4)也是成粉末狀的，且所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(實施例5)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下除了用0.12克碳酸鈉代替碳酸氫鈉以外，以和實施例4相同的方式製得吸水劑(5)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(實施例6)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下除了用0.3克24重量％氫氧化鈉水溶液(固體含量0.072克)代替碳酸氫鈉以外，以和實施例4相同的方式製得吸水劑(6)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(對比例4)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了不用碳酸氫鈉以外，以和實施例4相同的方式製得對比吸水劑(4)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中
(實施例7)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下除了將熱處理時間改為30分鐘以外，以和實施例4相同的方式製得吸水劑(7)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中(實施例8)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下除了用0.12克碳酸鈉代替碳酸氫鈉以外，以和實施例7相同的方式製得吸水劑(8)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。
(實施例9)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼的存在下除了用0.3克24重量％氫氧化鈉水溶液(固體含量0.072克)代替碳酸氫鈉以外，以和實施例7相同的方式製得吸水劑(9)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。此外，所述吸水劑(9)的表層可提取物含量為3.8重量％。
(對比例5)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了不用碳酸氫鈉以外，以和實施例7相同的方式製得對比吸水劑(5)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表1中。此外，所述對比吸水劑(5)的表層可提取物含量為6.5重量％。
(對比例6)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了根據WO 00/53664用0.455克硫酸鋁·14～18H2O代替24重量％氫氧化鈉水溶液以外，以和實施例9相同的方式製得對比吸水劑(6)。結果列於表1中。
(實施例10)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下首先，將100克參考實施例3中獲得的吸水樹脂粉末(C)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.784克乙二醇二縮水甘油醚(DenacolEX-810，由Nagase Chemicals，Ltd.製造)、4.0克水和0.5克24重量％氫氧化鈉水溶液(固體含量0.12克)。之後，將所得混合物在212℃下熱處理40分鐘，由此獲得吸水劑(10)。所得吸水劑(10)也是成粉末狀的，其結果列於表1中。
(對比例7)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了不用24重量％氫氧化鈉水溶液以外，以和實施例10相同的方式製得對比吸水劑(7)。結果列於表1中。
(實施例11)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下首先，將100克參考實施例3中獲得的吸水樹脂粉末(C)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.4克3-乙基-3-氧雜環丁烷甲醇、3.0克水和0.3克24重量％氫氧化鈉水溶液(固體含量0.072克)。之後，將所得混合物在212℃下熱處理40分鐘，由此獲得吸水劑(11)。所得吸水劑(11)也是成粉末狀的，其結果列於表1中。
(對比例8)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下除了不用24重量％氫氧化鈉水溶液以外，以和實施例11相同的方式製得對比吸水劑(8)。結果列於表1中。
(實施例12)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在pH緩衝劑存在下首先，將100克參考實施例3中獲得的吸水樹脂粉末(C)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.15克乙二醇二縮水甘油醚(DenacolEX-810，由Nagase Chemicals，Ltd.製造)、1.0克丙二醇、5.0克水和0.5克磷酸二氫鈉二水合物。之後，將所得混合物在150℃下熱處理30分鐘，由此獲得吸水劑(12)。所得吸水劑(12)也是成粉末狀的，其結果列於表1中。
(對比例9)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無pH緩衝劑的條件下除了不用磷酸二氫鈉二水合物以外，以和實施例12相同的方式製得對比吸水劑(9)。結果列於表1中。
(實施例13)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下以和實施例9相同的方式製得吸水劑(13)。對所得吸水劑(13)已經進行上述機械破壞10分鐘後，所得吸水劑(13)測得的無負荷下吸收能力、負荷吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。而且，用JIS標準篩(網孔大小為850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得吸水劑(13)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(13-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(13-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(13-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(13-d)。所得吸水劑(13-a)、(13-b)、(13-c)和(13-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(實施例14)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下除了將加熱時間改為20分鐘以外，以和實施例9相同的方式製得吸水劑(14)。對所得吸水劑(14)已經進行上述機械破壞10分鐘後，所得吸水劑(14)測得的無負荷下吸收能力、負荷吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。而且，用JIS標準篩(網孔大小為850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得吸水劑(14)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(14-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(14-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(14-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(14-d)。所得吸水劑(14-a)、(14-b)、(14-c)和(14-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(對比例10)吸水樹脂粉末(C)的交聯處理/在無可溶於水的無機鹼的條件下以和對比例5相同的方式製得對比吸水劑(10)。對所得對比吸水劑(10)已經進行上述機械破壞10分鐘後，所得對比吸水劑(10)測得的無負荷下吸收能力、負荷吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。而且，用JIS標準篩(網孔大小850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得對比吸水劑(10)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(10-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(10-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(10-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(10-d)。所得吸水劑(10-a)、(10-b)、(10-c)和(10-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(對比例11)市售製品中的吸水劑通過從尿布中取出吸水劑來獲得對比吸水劑(11)，所述尿布為德國市場上銷售的Pampers Active Fit(由PG製造，於2001年12月5日購得)。所得對比吸水劑(11)測得的無負荷下吸收能力、負荷吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。而且，用JIS標準篩(網孔大小850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得對比吸水劑(11)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(11-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(11-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(11-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(11-d)。所得吸水劑(11-a)、(11-b)、(11-c)和(11-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(對比例12)市售製品中的吸水劑通過從尿布中取出吸水劑來獲得對比吸水劑(12)，所述尿布為日本市場上銷售的「Pampers Sarasara Care」(由PG製造，於1997年12月購得)。所得對比吸水劑(12)測得的無負荷下吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。
而且，用JIS標準篩(網孔大小850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得對比吸水劑(12)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(12-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(12-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(12-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(12-d)。所得吸水劑(12-a)、(12-b)、(12-c)和(12-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(實施例15)吸水樹脂粉末(D)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼存在下首先，將100克參考實施例4中獲得的吸水樹脂粉末(D)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.384克1，4-丁二醇、0.6克丙二醇、3.28克水和0.3克24重量％氫氧化鈉水溶液(固體含量0.072克)。之後，將所得混合物在212℃下熱處理20分鐘，由此獲得吸水劑(15)。對所得吸水劑(15)已經進行上述機械破壞10分鐘後，所得吸水劑(15)測得的無負荷下吸收能力、負荷吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。而且，用JIS標準篩(網孔大小850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得吸水劑(15)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(15-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(15-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(15-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(15-d)。所得吸水劑(15-a)、(15-b)、(15-c)和(15-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(實施例16)吸水樹脂粉末(D)的交聯處理/在可溶於水的無機鹼破存在下除了將加熱時間改為40分鐘以外，以和實施例15相同的方式製得吸水劑(16)。對所得吸水劑(16)已經進行上述機械破壞10分鐘後，所得吸水劑(16)測得的無負荷下吸收能力、負荷吸收能力和鹽水導流率的結果列於表2中。而且，用JIS標準篩(網孔大小850微米、600微米、500微米、300微米和150微米)將所得吸水劑(16)分級，然後獲得以下顆粒粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(16-a)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(16-b)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(16-c)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(16-d)。所得吸水劑(16-a)、(16-b)、(16-c)和(16-d)的測量結果列於表2中。此外，計算而得的SFC變異指數、SFC變異係數和SFC變異率的結果列於表3中。
(對比例13～16)市售製品中的吸水劑作為實際使用的吸水劑(吸水樹脂)，通過從2001年市場上的一次性尿布中取出吸水樹脂來獲得對比吸水劑(13)～(16)。所得對比吸水劑(13)～(16)測得的無負荷下吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的結果列於表4中。
(參考實施例5)吸水樹脂粉末(E)的製備實施例/酸型聚合以及後中和在2升的塑料容器中，通過混和252.2克丙烯酸、1.1克N，N』-亞甲基雙丙烯醯胺和998.4克水獲得反應液。接著，在氮氣氣氛下將反應液脫氧30分鐘。隨後，往反應液中加入5.1克15重量％二鹽酸2，2』-偶氮二(2-脒基丙烷)、0.63克10重量％L-抗壞血酸水溶液和3.6克7重量％過氧化氫水溶液，開始進行聚合反應。所述聚合反應在16～74℃下進行，開始聚合3小時以之後，取出所得交聯水凝膠聚合物(5)。將所得聚合物(5)切成具有約5平方釐米的小塊，然後將1,000克這些小塊與15.0克48重量％氫氧化鈉水溶液混和，調節其中和比例至65摩爾％，然後將所得混合物通過具有9.5毫米模口直徑的碎肉機，製得細粉狀凝膠。將所得粉狀凝膠鋪在50目的金屬網(網孔大小為300微米)上，在170℃下用熱風乾燥40分鐘。接著，用輥軋機將所得乾燥材料磨成粉末，再用網孔大小為500和300微米的JIS標準篩分級，由此獲得其主要顆粒的粒徑為500～300微粘的吸水樹脂粉末(E)。所得吸水樹脂粉末(E)在無負荷下呈現49克/克吸收能力，且具有6重量％的可提取物含量。
而且，為了檢驗所製得顆粒的中和比例的均勻性，將200粒顆粒溶脹，再加入pH指示劑0.1重量％溴百裡酚藍和甲基紅的乙醇溶液來測量中和指數(JP-A-101735/1998中權利要求3)。結果，對於通過參考實施例1，6和7中的中和聚合製得的吸水樹脂粉末(A)、(F)和(G)，所述200粒顆粒呈均勻的黃色(中和指數0)，而在吸水樹脂粉末(E)的顆粒中各種呈深綠色到紅色的顆粒共存，且其各顆粒的中和比例是不均勻的(中和指數不低於15)。
(參考實施例6)吸水樹脂粉末(F)的製備實施例/中和聚合除了將單體濃度、中和比例和聚乙二醇二丙烯酸酯的量分別改為39重量％，71摩爾％和9.6克以外，以和參考實施例1相同的方式進行聚合反應、乾燥和磨成粉末步驟。所得粉狀產品再用網孔大小為500和300微米的JIS標準篩分類，由此獲得其主要顆粒的粒徑為500～300微米的吸水樹脂粉末(F)。所得吸水樹脂粉末(F)在無負荷下呈現32克/克吸收能力，且具有10重量％的可提取物含量。
(參考實施例7)吸水樹脂粉末(G)的製備實施例/中和聚合除了將單體濃度、中和比例、聚乙二醇二丙烯酸酯的量、過硫酸鈉水溶液的量、L-抗壞血酸水溶液的量、熱風乾燥溫度和熱風乾燥時間分別改為41重量％，71摩爾％、5.47克、30.8克、2.57克、180℃和50分鐘以外，以和參考實施例1相同的方式進行聚合反應、乾燥和磨成粉末步驟。所得粉狀產品再用網孔大小為850微米的JIS標準篩分類，由此獲得其主要顆粒的粒徑不大於850微米的吸水樹脂粉末(G)。
所得吸水樹脂粉末(G)在無負荷下呈現38克/克吸收能力，且具有13重量％的可提取物含量和400微米的重均粒徑(D50)。
(實施例17)吸水樹脂粉末(E)的交聯處理/在pH緩衝劑存在下首先，將100克參考實施例5中獲得的吸水樹脂粉末(E)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.5克乙二醇二縮水甘油醚(Denacol EX-810，由Nagase Chemicals，Ltd.製造)、1.0克丙二醇、6.0克中性磷酸鹽pH標準溶液(磷酸二氫鉀/磷酸氫二鈉，pH6.86)和1.0克異丙醇。之後，將所得混合物在120℃下熱處理30分鐘，由此獲得吸水劑(17)。所得吸水劑(17)也是成粉末狀的，且所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力的結果列於表5中。
(對比例17)吸水樹脂粉末(E)的交聯處理/在無pH緩衝劑的條件下除了用6.0克水代替中性磷酸鹽pH標準溶液以外，以和實施例17相同的方式製得對比吸水劑(17)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力的結果列於表5中。
(實施例18)吸水樹脂粉末(F)的交聯處理/在pH緩衝劑存在下首先，將100克參考實施例6中獲得的吸水樹脂粉末(F)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.32克1，4-丁二醇、0.5克丙二醇、2.73克水和1.2克磷酸二氫鈉二水合物。之後，將所得混合物在197℃下熱處理10分鐘，由此獲得吸水劑(18)。所得吸水劑(18)也是成粉末狀的，且所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力的結果列於表5中。
(對比例18)吸水樹脂粉末(F)的交聯處理/在無pH緩衝劑的條件下除了用0.6克磷酸(85重量％)代替磷酸二氫鈉二水合物以外，以和實施例18相同的方式製得對比吸水劑(18)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力的結果列於表5中。
(對比例19)吸水樹脂粉末(F)的交聯處理/在無pH緩衝劑的條件下除了不用磷酸二氫鈉二水合物以外，以和實施例18相同的方式製得對比吸水劑(19)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力的結果列於表5中。
(實施例19)吸水樹脂粉末(G)的交聯處理/在pH緩衝劑存在下首先，將100克參考實施例7中獲得的吸水樹脂粉末(G)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.32克1，4-丁二醇、0.5克丙二醇、2.73克水和0.2克碳酸氫鈉。之後，將所得混合物在212℃下熱處理25分鐘，由此獲得吸水劑(19)。所測無負荷下的吸收能力、負荷吸收能力的結果列於表5中。
(實施例20)吸水樹脂粉末(G)的交聯處理/在pH緩衝劑存在下首先，將100克參考實施例7中獲得的吸水樹脂粉末(G)和表面處理劑溶液混和，所述處理劑混和溶液含有0.32克1，4-丁二醇、0.5克丙二醇、2.73克水和0.24克碳酸氫鉀。之後，將所得混合物在212℃下熱處理25分鐘，由此獲得吸水劑(20)。所測無負荷下的吸收能力、負荷吸收能力的結果列於表5中。
(對比例20)吸水樹脂粉末(G)的交聯處理/在無pH緩衝劑的條件下除了不用碳酸氫鈉以外，以和實施例19相同的方式製得對比吸水劑(20)。所測無負荷下的吸收能力、負荷下吸收能力的結果列於表5中。
(實施例21)連續生產系統以參考實施例3所述的比例連續進行具有71摩爾％中和比例的丙烯酸的部分鈉鹽和聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)的水溶液聚合反應(帶停留時間約30分鐘，厚度約25毫米)。用碎肉機將所得吸水樹脂的交聯水凝膠聚合物大致粉碎成顆粒狀，然後將所得粉碎的凝膠薄薄地鋪展開，並置於帶式乾燥器的多孔板上，並在180℃下用熱風連續乾燥30分鐘。在乾燥器的出口處獲得塊狀乾燥聚合物。將此乾燥聚合物取出並同時進行粉碎，所得乾燥的顆粒材料通過將其連續送入1,000千克/小時速度的三段輥式造粒機(輥軸設定縫隙從上到下依次為1.0毫米/0.55毫米/0.42毫米)中磨成粉末。用具有850微米網孔金屬網的篩分機將所得具有約60℃溫度的顆粒吸水樹脂粉末分級，由此獲得以不低於90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米(平均粒徑430～460微米)顆粒的吸水樹脂粉末(H)。所得吸水樹脂粉末(H)在無負荷下呈現40克/克吸收能力(CRC)，且具有11重量％的平均可提取物含量。順便提及的是，所述CRC和可提取物含量是每隔2小時(2,000千克/批)所測得的值的平均值。
而且，以1,000千克/小時的速度將所述吸水樹脂粉末(H)連續送入高速連續混合機中，然後用以分別為0.384、0.63、3.39和0.3(重量％，相對於粉末)的比例包含1，4-丁二醇、丙二醇、水和24重量％氫氧化鈉水溶液的表面處理劑水溶液進行噴霧混和，其所用的噴頭可以形成約200微米的液滴。隨後，用槳式乾燥器在195℃下將所得混合物連續熱處理40分鐘，由此獲得吸水劑粉末。再用具有850微米網孔金屬網的篩分機將所得吸水劑粉末分級，由此獲得以不低於90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米顆粒的吸水劑粉末(21)。
連續進行上述連續步驟(聚合、乾燥、磨成粉末和熱處理)24小時，且每隔2小時(2,000千克/批)測量吸水劑的性能(批數11批)。結果，無負荷吸水容量的平均值為31.1克/克，負荷下吸水容量的平均值為25.5克/克，且鹽水導流率的平均值為30(各批的SFC值32、32、28、28、30、27、27、32、31、32和28)，並且SFC的標準偏差值為2.1。
(實施例22)連續生產系統除了將24小時改為10天以外，以和實施例21相同的方式進行連續生產來製備吸水劑(22)。然後，每隔2小時(2,000千克/批)測量吸水劑的性能(批數110批)。結果，無負荷吸水容量的平均值為31.3克/克，負荷下吸水容量的平均值為25.2克/克，且鹽水導流率的平均值為30(省去各批的SFC值)，並且SFC的標準偏差值為3.9。
(對比例21)連續生產系統除了不用24重量％氫氧化鈉水溶液以外，以和實施例21相同的方式進行連續生產來製備對比吸水劑(21)。然後，每隔2小時(2,000千克/批)測量吸水劑的性能(批數11批)。結果，無負荷吸水容量的平均值為31.1克/克，負荷下吸水容量的平均值為24.2克/克，且鹽水導流率的平均值為20(各批的SFC值26、17、11、17、17、18、20、17、16、28和28)，並且SFC的標準偏差值為5.5。
實施例21和22中所述的吸水劑(21)和(22)具有比對比例21所述對比吸水劑(21)還小的SFC標準偏差。當連續生產本發明的吸水劑時，顯示並沒有產生低質量的製品(如具有低SFC的製品)，並降低了質量(SFC)的分散。
表1

注以上所列的每一吸水劑和對比吸水劑以不低於95重量％的比率包含粒徑為850～150微米的微粒，且平均粒徑為300～500微米和堆積密度為0.60～0.73克/毫升。
表2

注吸水劑(13)～(16)以及對比吸水劑(10)～(12)的粒徑分布顯示了粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒比例(重量％)。
表3

實施例1和2所述的吸水劑(1)和(2)相比類似表面交聯的對比吸水劑(1)和(2)，具有更大的負荷下吸收能力，並在無負荷吸收能力和負荷下吸收能力的綜合性能上更優良。
實施例3所述的吸水劑(3)相比對比例3所述的對比吸水劑(3)，在三種性能的綜合性能上更優良，其中，所述三種性能為無負荷吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率。
而且，實施例4、5和6所述的吸水劑(4)、(5)和(6)呈現和對比例4所述的對比吸水劑(4)幾乎一樣大的無負荷吸收能力，但呈現更高的鹽水導流率值。
類似地，對於實施例7、8和9所述的吸水劑(7)、(8)和(9)，它們呈現和對比例5和6所述的對比吸水劑(5)和(6)幾乎一樣大的無負荷吸收能力，但呈現更高的負荷下吸收能力值和鹽水導流率值。
此外，實施例10、11和12所述的吸水劑(10)、(11)和(12)分別呈現和對比例7、8和9所述的對比吸水劑(7)、(8)和(9)幾乎一樣大的無負荷吸收能力，但呈現更高的鹽水導流率值。
實施例13和14所述的吸水劑(13)和(14)相比對比例10、11和12所述的對比吸水劑(10)、(11)和(12)，具有更小的SFC變異指數和SFC變異係數，以及更大的SFC變異率，且降低了各SFC的分散。
此外，實施例15和16所述的吸水劑(15)和(16)也具有小的SFC變異指數和SFC變異係數，以及大的SFC變異率，且降低了各SFC的分散。
在這一方式中，由本發明方法製備的吸水劑在無負荷吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的三種性能的綜合性能上更優良，且具有優良的性能。而且，所述吸水劑在穩定尿布性能方面是很優良的吸水劑，這是因為降低了根據粒徑的SFC的分散程度。
表4

對比例13、14、15和16所述的所有對比吸水劑(13)、(14)、(15)和(16)在無負荷吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的三種性能的綜合性能上差。
表5

注以上所列的每一吸水劑和對比吸水劑以不低於95重量％的比率包含粒徑為850～150微米的微粒，且平均粒徑為300～500微米的和堆積密度為0.60～0.73克/毫升。
實施例17所述的吸水劑(17)相比對比例17所述的對比吸水劑(17)，具有更大的負荷下吸收能力，且在無負荷吸收能力和負荷下吸收能力及其總和的綜合性能上更優良。
此外，當實施例18所述的吸水劑(18)和其中加入了磷酸的對比實施例18所述的對比吸水劑(18)相比較時，在10分鐘的短時間內同樣進行交聯反應，無負荷吸收能力相等，但是呈現了更高的負荷下吸收能力。而且，對於未加入任何物質的對比例19所述的對比吸水劑(19)，在10分鐘的短時間內未進行充分的交聯反應，幾乎觀察不到無負荷吸收能力的降低，但負荷下吸收能力也降低了。
在這一方式中，由本發明方法製備的吸水劑在無負荷吸收能力、負荷下吸收能力及其總和的綜合性能上是優良的，並且即使在短的反應時間內也具有良好的性能。
在不背離本發明精神和範圍的條件下，可以改變本發明的各種細節。而且，以上本發明較佳實施方式的說明僅用於說明，並不是用於限制由所附的權利要求書及其等同內容限定的本發明。
工業應用本發明可以提供在短時間內製備吸水劑的方法和吸水劑，該方法包括交聯處理步驟、使用能呈現混和促進劑的作用但不抑制交聯反應以及根據情況進一步起反應催化劑作用的添加劑，並且該方法可以獲得均勻的表面交聯，而幾乎不用考慮來自部分中和聚合的吸水樹脂中和比例的差異，且幾乎不用考慮酸型聚合後來自後中和操作的中和比例均勻性，因此使吸水劑在無負荷吸收能力、負荷下吸收能力和鹽水導流率的綜合性能上是優良的，而且顯示在生產過程中各批或者每批中鹽水導流率的分散很小，使之具有穩定的性能。
權利要求
1.一種吸水劑，該吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；SFC變異指數為0～25％，其中所述SFC變異指數由下式(1)定義SFC變異指數(％)＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(整個微粒吸水劑的SFC)]×100(1)
2.權利要求1所述的吸水劑，其特徵在於所述吸水劑具有以分別不低於0.1重量％的比例包含A1～A4顆粒的粒徑分布。
3.權利要求1或2所述的吸水劑，其特徵在於所述吸水劑的SFC變異係數為0～0.25，其中所述SFC變異係數由下式(2)定義SFC變異指數＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(A1～A4顆粒的SFC平均值)] (2)
4.權利要求1～3任一項所述的吸水劑，其特徵在於所述吸水劑的SFC變異率為0.65～1.00，其中所述SFC變異率由下式(3)定義SFC變異率＝(A1～A4顆粒的SFC中最小的SFC)/(A1～A4顆粒的SFC中最大的SFC)(3)
5.權利要求1～4任一項所述的吸水劑，其特徵在於所述吸水劑還包含陽離子聚合物化合物和/或不溶於水的細粒。
6.一種吸水劑，該吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；SFC變異係數為0～0.25，其中所述SFC變異係數由下式(2)定義SFC變異係數＝[(A1～A4顆粒的SFC標準偏差)/(A1～A4顆粒的SFC平均值)] (2)
7.一種連續製備所得的吸水劑，該吸水劑是其主要部分含有由包括聚合不飽和單體組分步驟的方法製得的且具有交聯結構的吸水樹脂的微粒吸水劑，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑以不低於微粒吸水劑所有顆粒90重量％的比例包含粒徑小於850微米但不小於150微米的顆粒，且包含選自粒徑小於850微米但不小於600微米的顆粒(A1)、粒徑小於600微米但不小於500微米的顆粒(A2)、粒徑小於500微米但不小於300微米的顆粒(A3)和粒徑小於300微米但不小於150微米的顆粒(A4)中的至少兩種，而且還滿足以下性質對於0.90重量％生理鹽水，在無負荷下的30分鐘吸收能力(CRC)不低於31克/克；對於0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於24克/克；對於0.69重量％生理鹽水，鹽水導流率(SFC)不低於20(單位10-7×cm3×s×g-1)；在連續生產系統中，SFC標準偏差為不超過5.0，其中連續生產系統中的SFC標準偏差由下式(4)定義連續生產系統中的SFC標準偏差＝每批的SFC標準偏差(4)其中所述CRC、AAP和SFC是各批的平均值，每批的重量不低於20千克，批數不小於10。
8.一種吸水劑，該吸水劑是由包括以下步驟的方法製得的微粒吸水劑聚合含酸基單體(鹽)的單體，接著後中和所得聚合物，然後表面交聯所得吸水樹脂，所述吸水劑的特徵在於所述微粒吸水劑或者吸水樹脂的中和指數不低於15，並且在表面交聯後，對0.90重量％生理鹽水，在4.83千帕負荷下的60分鐘吸收能力(AAP)不低於20克/克。
9.製備吸水劑的方法，其特徵在於它包括如下步驟將吸水樹脂粉末(a)和不可交聯可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)混合，並將其進一步和可脫水的交聯劑(c1)混合，由此對吸水樹脂粉末(a)進行交聯處理，其中所述吸水樹脂粉末(a)含有酸基，且所述可脫水的交聯劑(c1)可以和酸基反應。
10.製備吸水劑的方法，其特徵在於它包括如下步驟將吸水樹脂粉末(a1)和不交聯可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)混合，並將其進一步和交聯劑(c)混合，由此對吸水樹脂粉末(a1)進行交聯處理，其中所述吸水樹脂粉末(a1)含有酸基，且重均粒徑為300～600微米，而粒徑不大於150微米的細粉在所述吸水樹脂粉末(a1)中的比例不超過10重量％，且所述交聯劑(c)可以和酸基反應。
11.權利要求9所述的製備方法，其特徵在於所述吸水樹脂粉末(a)是重均粒徑為300～600微米的吸水樹脂粉末(a1)，而粒徑不大於150微米的細粉在所述吸水樹脂粉末(a1)中的比例不超過10重量％。
12.權利要求9～11任一項所述的製備方法，其特徵在於所述可溶於水的無機鹼(b1)選自鹼金屬鹽、銨鹽、鹼金屬氫氧化物和氨或者氫氧化銨中的至少一種。
13.權利要求12所述的製備方法，其特徵在於所述可溶於水的無機鹼(b1)是鹼金屬的碳酸氫鹽和/或氫氧化物。
14.權利要求9～13任一項所述的製備方法，其特徵在於所述pH緩衝劑(b2)是由弱酸和強鹼形成的無機鹽。
15.權利要求9～14任一項所述的製備方法，其特徵在於所述pH緩衝劑(b2)是多價酸部分中和的鹼金屬鹽。
16.權利要求15所述的製備方法，其特徵在於所述多價酸部分中和的鹼金屬鹽是磷酸或碳酸部分中和的鹼金屬鹽。
17.權利要求9～16任一項所述的製備方法，其特徵在於所述交聯劑(c)或可脫水交聯劑(c1)是多元醇化合物。
18.權利要求9～17任一項所述的製備方法，其特徵在於所述方法還包括如下步驟預先將交聯劑(c)或可脫水交聯劑(c1)和可溶於水的無機鹼(b1)和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑(b2)混和，由此製備水溶液，之後將所得水溶液噴霧加到吸水樹脂粉末(a)或(a1)上。
19.權利要求9～18任一項所述的製備方法，其特徵在於所述交聯處理通過在140～240℃下的熱處理來進行。
20.一種吸水劑，它是由權利要求9～19任一項所述的製備方法製得的。
21.一種衛生材料，它含有權利要求1～8和20任一項所述的吸水劑。
全文摘要
提供一種在短時間內製備性能穩定的吸水劑的方法和吸水劑。所述製備方法包括如下步驟將含酸基的吸水樹脂粉末和不可交聯的可溶於水的無機鹼和/或不可還原的鹼金屬鹽pH緩衝劑混合，並將其進一步和能與酸基反應的可脫水交聯劑混合，由此進行所述樹脂粉末的交聯處理；或者包括如下步驟將含酸基的吸水樹脂粉末和上述鹼和/或pH緩衝劑混合，並將其進一步和能與酸基反應的交聯劑混合，由此進行所述樹脂粉末的交聯處理；其中所述樹脂粉末的重均粒徑為300～600微米，而粒徑不大於150微米的細粉在樹脂粉末中的比例不超過10重量％。
文檔編號A61L15/16GK1635914SQ0280200
公開日2005年7月6日 申請日期2002年6月7日 優先權日2001年6月8日
發明者中嶋康久, 池內博之, 藤田康弘, 長澤誠, 阪本繁, 大六賴道, 和田克之, 藤野真一, 北山敏匡, 樋富一尚 申請人:株式會社日本觸媒