TW200411006A - Hygiene article comprising an absorbent polymer - Google Patents

Description

200411006 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種吸收水、水性液體及血之粉末化 交聯聚合物（超吸收體），其亦具有改良的性f，特別為 改良的保留性與在壓力下改良的液體保留能力，以及改良 的運輸液體能力，有關於它們的製造方法，和有關於它們 在衛生保健製品中和技術領域中做為吸收體的用途。 【先前技術】 超吸收體為一種非水溶性的交聯聚合物，其可藉由溶 脹和形成水凝膠而吸收大量的水性液體和體液，例如尿液 或血液’ @時可在特定的壓力下保留它們。由於具有這些 特別性質的結果，這些聚合物極適合加至衛生製品巾，例 如嬰孩尿片，失禁性製品，或襯墊。 基本上，目前商用的超吸收體為交聯聚丙烯酸或交聯 卿/丙職接枝聚合物，纟中録使用氫氧Μ或氫氧 化鉀溶液部份中和。 為了美學理由與環保層面，逐漸傾向於將衛生製品， 例如嬰孩尿片，失禁性製品，或襯墊，設計得更小且更薄。 為了確保該衛生製品的固定保留能力，上述的需求目前僅 忐猎由減少大體積蜮毛的百分率來達成。結 體必須具有有關於運輸和分配液體的功能， 果，該超吸收 其概述為滲透 200411006 性性質。 在超吸收體物質的情況下，滲透性可了解係為具有運 輸所加入液體之能力且在溶脹狀態下以三維方式分佈這些 液體。在一個溶脹的超吸收體凝膠中，這種過程的產生係 藉由毛細運輸而通過凝膠粒子之間的間隙。此種液體通過 溶脹超吸收體粒子的實際運輸係依據擴散定律且為一種極 緩慢的過程，其在使用衛生製品時並未在液體的分佈上扮 演任何角色。超吸收體物質無法進行毛細運輸是由於缺乏 凝膠穩定性，因此其藉由將這些物質包埋在纖維基質之間 而確定粒子可相互分離，因而避免凝膠結塊（gel bl〇cking) 現象。在新一代的尿布構造中，吸收體層中只有小量，或 元王/又有’纖維物質來支持液體的運輸。依此，在其中所 使用的超吸收體必須在它們的溶脹狀態下具有足夠高的穩 定性’致使溶脹的凝膠仍具有足夠量的毛細空間，方可能 由之運輸液體。 在一個研究範圍中，為了得到具有高凝膠強度的超吸 收體物質，聚合物的交聯程度應該增加，但將不可避免地 造成溶脹容量和保留能力的損失。的確，如同在專利說明 曰D E 1 9 6 4 6 4 8 4中所述地各種不同交聯劑和共單體最佳 化地組合能夠改良滲透性性質，但並不可能在尿布構造中 併入一層選擇性含有超吸收體即可達到。 200411006 此外，可使用聚合物粒子的表面後續交聯作用方法。 在所謂的後續交聯作用期間，在超吸收體粒子表面聚合物 分子的羧基可與各種不同的後續交聯劑反應，該等後續交 聯劑能夠與靠近表面的至少二個竣基反應。除了增加凝膠 的強度，在塵力之下吸收液體的能力可特別地大幅改良， 這是口為白知的旋膠結塊現象受到壓制，於其中稍微溶脹 的聚合物粒子相互黏附因而避免液體的進一步吸收。 吸收液體樹脂的表面處理已為習知。為了改良分散性， 使用夕“的金屬陽離子對靠近表面的羧基進行離子配位作 用已不方、美國專利4, Q43,952。這種處理可使用分散在選 擇性含有水的有機溶劑（醇類和其他有機溶劑）的多價金 屬鹽類進行。 吏用反C (生表面交聯化合物（碳酸亞烴酯）進行超吸 收體聚合物的二次虛理… 爽理，使侍在壓力下可增加液態吸收能 力己述於 DE-A-40 20 780。 EP 0, 233, 067 |述—種在表面交聯的吸收水樹脂，其 係得自超吸收體聚合物粉末與銘化合物反應。—種水和二 理溶液’其目的是為了無需使用低 醇的混合物可使用為處 ’ 10 0部份的交聯劑溶液施加 。依據其中的實施例，與鋁化 加至水反應介質的二醇類（例 碳醇類做為溶劑。較佳者為 至1 0 0至3 0 0部份的吸收體 合物的反應係在室溫下進行。 200411006 如聚乙二醇_和咖0’1，3-丁二醇或1,5-戊二醇）是為 了在使用如此大量水性處理溶液進行處理期間可避免超吸 收體的凝聚。溶劑在接著的乾燥操作中移除。因此 處理的聚合物具有不足夠的性質水平，且無法達到在屢力 下的改良吸收能力。此外，佶用女曰 ^便用大I處理溶液的處理方式 對現代化、持續操作程序而言並不經濟。 W0 96/05234述及—錄制供# ^ 及種製備超吸收聚合物的方法，根 據其中所述，-交聯層在含有至少1〇重量％水之吸收體 粒子表面形成，其係利用反應性，親水性聚合物或反應性 有機金屬化合物與至少雙官能性交聯劑在低於⑽。C下反

應。該等聚合產物被骚或1Α A 則冉為具有吸收作用、凝膠強度和滲透 性的完全平衡關聯性，但所測量出的數值係依據極貧乏的 評估準則。因此，例如p、'目1彡曰 例如已測侍的吸收性和滲透性並沒有任 何壓力負載。在這個習知方法中 缺點為使用溶劑和 危險毒性的交聯劑，例如聚亞胺，烧氧化聚石夕氧院或鈦化 合物，及在所提及中視為最佳的環氧化物。 W0 95/22356 和 wo 97/l9R7G 1、本， W/1 2575可達到改良的滲透性和 液態運輸性質，其係蕤由A古冰一十，上 错由在有機浴劑中使用胺基聚合物適 當地處理商用的超吸收體產物。除了使用危險毒性的聚胺 和聚亞胺之外，於其中所述方法的一個嚴重缺失為必需使 用大量的有機溶劑處理聚合物。因此由安全性目的和由之 200411006 衍生的費用觀之， 劑的毒性風險之外 的後續交聯作用之 的黃色變色中看出 業生產並無法達到。除了這些處理試 在其他需注意點之中亦要慮及在高溫 下會有分解的傾向，此可由吸收體粒子 於上文中所述及的技術面並無法提供任何的可能性足 以使後續交聯階段中顯 曰 ”貝者牦问滲透性，同時維持高保留容 置和在壓力下吸收液體的能力。 【發明内容】 因此本發明的標的係提供一種超吸收聚合物，直在性 質組合上不僅為在μ力下具有高吸收能力且合併有通常為 相反性質的高保留能力和良好滲透性，亦即組合的性質水 平中除了保留值為至u25g/g，亦存有sfc值為至少ι 1 0_ 7，較佳為至少5 Π γ 1 η - 7 3 / ν 0 χ 10 cm .s/g。特而言之，本發明 :卜個標的為提供一種超吸收聚合物’其特別適合用於極 薄的尿布構造且具有極高的超吸收體百分率。特別地，在 此案例中該聚合物需要具有保留值為…/g:及渗透性 數值 SFC 值 > 70 X 1(r7 cn]3· s/g。 本發明的另一個標的為一種超吸收聚合物的擊造方 法，該方法可簡易、經濟及安全地進行，該方法可提供固 定的產n ’及其中特別地使用低量溶劑，及極儘可能 10 200411006 這些方法之進行無需使 地避免使用有機溶劑。除此之外， 用危險毒性的物質。 本叙明的k的可藉由提出一種已在表面進行後續交聯 作用及可吸收水、水性或漿液流體、和血液的粉末化聚合 產物，其組成為 a) 55-99.9重量％，較佳為70-90重量％，含有酸基 之聚合化、烯系不飽和單體且經中和至至少2 5莫耳7， b) 0-40重量％，較佳為〇 —2〇重量％，可與共聚合 之聚合化、稀系不飽和單體， c) 〇· 1-5· 0重量％，較佳為0·卜3重量％，一或多種 聚合化交聯劑， d) 0-30重量％，較佳為0_5重量％，水溶性聚合物， 其特徵在於該 a)至d)重量的總和一定為1〇〇重量％， 聚合產物使用下列處理： 重量％水溶液形式之有機 e)相對於聚合產物之ooi — 5重量％ 性表面後續交聯劑，但不含多元醇，及 重量％水溶液形式之 〇相對於聚合產物之〇·〇〇卜1.0重量 陽離子做為鹽。 向保留能力的

令人驚訝地，具有顯著改良的滲透性和 超吸收體樹脂可得自使用不 液塗覆微粒子吸收體樹脂 200411006 的陽離子時，較佳在4G至3欧之加熱下與接近表面的分 子基反應，較佳為與羧基反應。 相當料想不到地，本發明的後續交聯劑組成的水溶液 可提供所需要的結果，亦即超吸收體樹脂，其即使在麼力 下仍具有局保留能力，且同時具有極佳的渗透性。接著， 分開地將有機後續交聯劑水溶液和鹽的水溶液在個別情況 下加熱並未有可相抗衡性的良好產物特性。 在水溶液中單獨地使用在水溶液中的有機性後續交聯 劑，例如碳酸亞烴酯，可#產物 j便座物具有回保留容量，高凝膠 強度和在壓力下的离& a A. 和 。及收此力。然而，欲達到在溶脹狀態 下顯者增南的渗透性僅i妥丨田+ 性僅可利用在聚合作用期間該聚合物的 相當高交聯水平，或利用爭％ 乂扪用更強的後績父聯作用（增高後續

交聯劑的數量或使用承$ ^ A 义使用更嚴可的條件）及同時損失了保留容 量。 同樣地，使用其 便用回正電何岔度陽離子單獨進行的後續交 聯作用並不會徒聚人$仏曰+ 、，、 使I。產物具有所需要組合性質。特別地， 其並典法達到滿意的在厚六 質。結果，使用有多價陽離子 加液態的吸收率。作#血氺、去d丄 亚無法達到在溶脹狀態下改良 穩定性或甚至液態運輸性。 一 土 下液肢吸收值和良好的滲透性 處理超吸收體聚合物僅能增 的壓力 200411006 【實施方式】 依據本發明，有機性，至少為雙官能性，化合物與聚 合產物表面的C00H基反應時較佳為使用有機性後續交聯劑 組成e)，但不含多元醇。它們例如為碳酸亞烴酯，其較佳 在環中具有C2-c1G且更佳為C2_Ce，例如丨，3_二氧戊環_2_ 酮4甲基-1，二氧戊環-2-酮，4, 5-二甲基-1，3-二氧戊 % 2一酮，4,4一二甲基―1，3 —二氧戊環-2-酮，4-乙基-1，3_ 二氧戊環一2 —酮，4 —羥基甲基—1，3-1，3-二氧戊環一2一酮， 二噁烷_2 一酮，4—甲基一 1，3-二噁烷-2-酮，4, 6-二甲基-1，3_ 〜烷2酮，或丨，3-二氧戊環-1-酮，1, 3_二氧戊環，l 3一 —噁烷，其中1，3-二氧戊環_2一酮或4_曱基q，3_二氧戊環 〜2〜酮為較佳者。 此外，胺基醇類，較佳為較佳具有C2-CH之脂肪族胺 土 ®子頒例如一乙醇胺，三乙醇胺，可使用為後續交聯劑 組成e)。然而，由於所具有的毒性潛在性而認定為危險性 的其他適當有機性後續交聯劑化合物為：聚環氧化物，例 夕g此性的聚環氧化物醚或酯，較佳為雙官能性多元醇 或羧I例如乙二醇二縮水甘油基醚，聚乙二醇二縮水甘油 基醚，甘油基聚縮水甘油基醚，聚甘油基聚縮水甘油基醚， 丙一醇二縮水甘油基醚，聚丙二醇二縮水甘油基醚，新戊 r 、、宿水甘油基醚，季戊四醇聚縮水甘油基醚，己二 13 200411006 醇二縮水甘油基醚’三羥甲基丙基聚縮水甘油基醚，山梨 膽知聚縮水甘油基醚’苯二甲酸二縮水甘油基酯，己二酸 一鈿水甘油基酯，1，4-亞笨基雙（2_噁唑咐），去水甘油； 聚異氘酸酯’較佳為二異氰酸酯如甲苯_2,4 —二異氰酸酯和 六亞甲基二異氰酸醋；鹵過氧化物如表氯-和表漠-醇及α — 曱基表氯醇，脂肪族聚胺化合物如乙二胺，二乙三胺，三 乙四胺’聚烯丙基胺聚乙烯亞胺。聚噁唑咐化合物， 例如1’2—乙烯雙嗔唾咐，亦可使用為後續交聯劑化合物。 有機生後、.·貝又如劑組成或其混合物之使用量為相對於 欲t其表面交聯的聚合物之〇.。卜5重量％，較佳為〇·".5 重置％，及更佳為〇·5-1·5重量％。 依據本發明，鹽類k、、六 好土 風類水岭液較佳使用為組成f)而用於交 聯靠近表面的羧酸酯基， 匕j門的陰離子為氣化物，溴化物， 硫酸鹽，碳酸鹽，硝趟 _ 1，碎馱鹽，或有機性陰離子如乙 酸鹽和乳酸鹽。陽籬 口口 、 乂佺為源自單-或多價的陽離子， 早仏者較佳為源自驗今属 鹼孟屬類，例如鉀，鈉，鋰，其中鋰為 車父佳者。本發明中ρ 一價陽離子係源於鋅，鈹，鹼 金屬如鎂，鈣，鳃，苴 ^鎂為較佳者。本發明中所使用 勺夕仏％離子的其他例 h 為鋁，鐵，I，錳，鈦，锆，和 ，、他過渡金屬的陽離子， _，的、.八- 及廷些蝓離子的複鹽，或上述 風犬員的混合物。較祛盎 為使用銘鹽和明礬，以及它們的各種 14 200411006 不同水合物’例如 Alcl3 x 6H2〇’ NaA1(s〇4)2Xi2H2〇, KA1(S04)2 x 12M，或 Al2⑽4)3 X 14 —1δΜ。特別佳者為 使用Al2(S〇4)3及其水合物。由相對於陽離子的計算，鹽組 成的使用數量為相對於聚合物產物之由〇·001至h〇重旦 %，較佳為0.005至0.5重量％，及更佳為〇 〇1至〇·2重 量％。 * 欲在表面交聯之吸收水聚合產物之獲得係藉由聚合作 用a)55-99·9重量％含有酸基之單不飽和單體，其中含有 羧基之單體為較佳者，例如丙烯酸，甲基丙烯酸，2—丙烯 胺基-2-甲基丙基石黃酸，《這些單體的混合物。較佳者為 至少50%且更佳為至少75%之酸基為羧基。這些酸基係經 中和至至少25莫耳％，亦即它們係以鈉，鉀或銨鹽存在。 中和的耘度較佳為至少5〇莫耳％。特別佳者為在存有交 聯劑下藉由丙稀酸或甲基丙烯酸之聚合作用而得到之聚合 產物之羧基已中和至5〇 —8〇莫耳％。 〇 40重置％可與a)，例如丙烯醯胺，甲基丙烯醯胺， 丙烯I#工基乙基g日’（甲基）丙烯酸二甲基胺基烧基酿，二 甲基胺基丙基丙烯胺，或丙烯酿胺丙基三甲基氯化銨， I合之烯系不飽和單體可在製造吸收體聚合產物中做為 /、他單版b)。超過40重量％的單體可能使聚合產物的溶 脹能力降低。 15 200411006 攜有至少二個烯系不飽和雙鍵或一個烯系不飽和雙 鍵’及一個與單體基反應之官能基或多個與酸基反應 :官能基的所有化合物可做為a#b)聚合作㈣間存在的 父聯劑組成C)。可提及做為 u 丁有百·爿日肪族醯胺類，例 如亞甲基雙丙烯基—或—甲基 ^ 攸名兑乙基雙丙烯醯 胺；亦及具有稀系不飽和酸的多元醇或烧氧化多元醇的脂 =族醋類’例如丁二醇或乙二醇，聚乙二醇或三經甲基丙 ^的二（甲基）丙稀酸s旨或三（甲基）丙稀酸酿；較佳以1至 3〇莫耳之稀化氧院氧化，較佳為乙氧化，的三經甲基丙烧 之：―及三丙浠酸醋…和季戊四醇的丙婦酸醋和甲基 丙~酸@旨’和較佳以i至⑽莫耳之稀化氧乙氧化之甘油和 季戍四醇的丙稀酸醋和甲基丙烯酸酿；亦及稀丙基化人 物，例如稀丙基（甲基）丙稀酸酿，較佳以！至30莫耳之稀 ':氧反應之烧氧化稀丙基(甲基)丙輪，三缚丙基氰腺 酉欠酉旨’三烯丙基異氮腺酸醋，順丁稀二酸二稀丙基醋，取 稀丙基醋，四稀丙氧基—乙烧’三烯丙基胺，四烯丙基2 -胺’鱗酸或亞鱗酸的稀丙基醋；亦及可交聯單體，例如 不飽和醯胺如甲基丙烯胺或丙烯胺之^羥甲基化合物；及 :上述衍生出㈣類。亦可使用上述可交聯劑之混合物。 :聯共聚單體的百分率係為相對於單體總量之至$重 嚴％ ’較佳由0.01至3.0重量％。 16 200411006 由0至30重量％之水溶性聚合產物，例如部份或〜 4化的聚(乙烯醇）’聚乙烯基毗咯烷酮 ：二全 ♦二兀私類，或聚（丙稀酸），可在本發明吸收體取人 產物中做為水溶性聚合物d)，較佳 ^ 入。這些聚合物之分子量並不重要，…“作用而併 ^ , 要〃要它們能溶於水即 可。較佳的水溶性聚合物為殿粉和聚（乙稀醇）。 :⑽聚合產物：的水溶性聚合物較佳含量為相對於:: a)至d)總重量的大約卜5重量％，較佳為。 該等水溶性聚合物，較佳為里％。 .、 者例如聚（乙烯醇）， ’、可做為欲聚合單體的接枝基質。 習用之起始劑，例如偶氮或過氧 " 絡十、ΤΠ7 , 〇物’氧化還原系 、-或UV起始劑（光敏 、” 用。 了使用來起始自由基聚合作 輪么者’本發明的聚合產物可依據 依據第-個方法，部份中 法… 藉由在水溶液)早體仏較佳為丙烯酸， 中且存有父聯劑及選用的1 由基聚合作用而姑 > ，、他成伤下進仃自 轉換至凝膠’該凝膠 磨，和篩# 疋修接者Μ碎’乾燥， ^成所需的粒度。此種 續或批次方寸 κ 口作用可進仃於連 式°該技藝中有關於濃縮 的類型與數督+ 、、、百條件’溫度，起始劑 里之敘述係包括廣截函 步驟已述於υς, 思觀圍的可能性變化。典型的 扎万、卟 4,286,〇82, D£27

Ub 135，及[/S 4, 076, 663 17 200411006 等文獻中，其中之揭示藉此併於本文之中以為參考。 逆懸浮液和乳液聚合作用亦可使用於製造本發明產 物。依據這些步驟，水性，部份中和的單體a)，較佳為丙 烯酸，溶液可使用保護性膠體及A戈乳化劑分散在疏水性 有機溶劑中’ i聚合作用使用自由基起如劑起始。交聯劑 在聚合作用期間可與單體共同度量而溶解在單體溶液中， 或分開地且選用地加入。選擇性地，做為接枝基質的水溶 性聚合物d)可經由單體溶液加入，或直接地加入油相中。 後來’由混合物中共沸地移除水，及過濾聚合產物且選擇 性地乾燥。交聯作用之進行可藉由聚合作用併入多官能性 交聯劑而溶解在單體溶液，及//或藉由在聚合作用步驟期 間適當的交聯劑與聚合物之官能基反應。例如，這些方法 已述於 US 4,340,706，DE 37 1 3 601，DE 28 40 010，和 W0 9 6/05234，其中之揭示藉此併於本文之中以為參考。 這些聚合物在溫度通常在1〇〇 —卩㈧它的範圍下乾燥至 水含量為0· 5-25重量％，較佳為丨―1〇重量％，及更佳為 1 -8重量％。 對於本發明吸收體聚合產物的粒形並沒有特別的限 制。該聚合產物可為得自逆懸浮液聚合作用的圓珠形式， 或由溶液聚合作用中衍生自乾燥且粉末化凝膠塊的不規則 形粒子形式。粒度通常為低於3〇〇〇微米，較佳為2〇至2⑽〇 18 200411006 微米之間，及更佳為15〇i85〇微米之間。 本發明的後續交聯密丨& 士 又％ j組成係以它們的水溶液形 用。適當的溶劑為水，及遝摆 ^ 尺及4擇性地為極性的水可混溶有機 溶劑，例如丙_，甲_， 、 甲酉子乙S子，或2-丙醇，或其等之混人 物。有關於溶劑組成，『太 ° 水冷液』一詞在本發明涵意中 意指除了水之外亦可句杯甘 ’、 了包括其他的有機溶劑。在水性 每種後續交聯劑組成的濃 / θ中

」在見耗圍之中改變，範圍A

由卜80重里％ ’較佳為由5至65重量％，及最佳 40重量％。對於有機性後續交聯劑及/或鹽組成為水日士 較佳的溶劑使用數量為相對於聚合產物之。.…。：： %，較佳為0· 75至5會旦〇/ 里 主b重里％，及最佳為^至4重量火。 如果有機性後續交聯趟 π |、、且成係存在於水溶液中， 則兩種組成的溶解數|兩 h …到鹽析效應的限制，因此必須 依據組成物而調整。园 y、 安… 口為有機溶劑的數量為了避免爆炸的

女全理由而必須儘可能低地 f的 /么綠 水/有機溶劑/有機…M： 後縯交聯劑化合物，鹽 竭❸生 任何濃度中達到。例如， 任柯、、t命占、土 战的知疋〜合相無法在化合物的 種較佳的溶液為包含1.5-3重 量部份的水，0.5M曹旦却 重 及〇 d 知的有機性後續交聯劑化合物， ·4~〇·6重量部份的無機 數量範III 4 白性地，溶劑的使用總 已圍為相對於聚合產 7重量 〈ϋ.5 — 12重置％，較佳由j至 (及最佳由1至5重量％。 19 200411006 可使用其他的加溶劑， 降低施加至聚合產物中 除了水及上述的有機溶劑，亦 例如無機或有機酸，或配位試劑以 的液體數量。 依據組成e)與f)兩者的溶解度而定，溶液在施加至旁 合產物之前加熱至㈣_ ’較佳為2Q_6(rc。如果確戈 可均質地分配有機性後續交聯劑 ，夜與鹽組成的溶液^ ♦合產物上’則兩種纟且成可公Μ 4_丄 4 Τ刀開地，亦可能同時地度量，

及該物質接著進行熱的後處理。較 平乂1土 f，一種早一溶液Μ 加至聚合產物上，其中兩種組成均溶解。 後續交聯劑溶液應該與聚合物粒子完全混合。施加箱 續交聯劑溶液的適當混合單元例如為培特森韻 (Patterson-Kel ley)混合哭，Δ το 、山 w。态，DRAIS湍動混合器，羅迪濟 (Udige)混合器，魯博b )、、曰 v DergJ/吧合态，螺旋混合器，輞 盤混合器，和流體床（fluid—h 曰八口口 uia bed)此合态，亦及有連續操竹

的垂直混合器，其中聚人物伞v 士你^ T * 口物叔末使用旋轉刀（蘇吉（Schugi 混合器）在快速頻率下混人。i介π 广心σ 其亦可能在製造聚合產物期 間的特別加工步驟中塗霜平人洋私7 Βθ I 土设♦合產物。有關於此，逆懸浮液 聚合作用的方法為特別地適合。 -旦後續交聯劑溶液與聚合物粒子混合，後續交聯反 應較佳係進打於溫度範圍為纟3QGt，較佳由8(rc 至25Q°C，及更佳由16(Γ(^ 21(rc。對於每種單—類型的 20 200411006 父聯弹I額外加敎白6 #、奋 …、…宜時間週期可簡易地由幾種測試中 谷易地測得，及盆在、 及…限於吸收體所需的性質模式由於轨 相告而破壞。兢虛w π 1 …、 …處理可在平t的乾燥機或烤箱中 長:及的例子有：迴韓々、—μ 。 乾η 1 機’流體·"床乾燥機，圓盤 祛’茱片乾燥機，或紅外線乾燥機。 本發明聚合物可使用習知的方法，在、t # 日7万沄在連績或批攻方彳 下以工業規模生產。 几人方式 本發明的聚合產物亦 果梯田户以 」便用至廣領域的應用。例如如 果使用在襯墊，尿布或 量月經血，尿液… “門具有迅速吸收大 即使在m力下杌… 口為本發明的試劑 吏在U下仍可保留吸收的液體，除 態下能夠分配額外的液 〃在洛脹 相對於目叙内，因此請極適合在 4日対万；目刖所你用 ύ 濃产下使用水性纖維物質，例如絨毛，更高的 織毛%i們適用為均質性超吸收體層，於其十並益 、.戎毛存在於尿布構造之内 … 兮梦取人" K 狩別地溥。此外， 。亥寺I合物特別適用 為成人的術生保健製品（ 本發明聚合物亦可使用认#人 π!-。）。 J J便用於適合最容久括 收體萝。Φ /r 、口取夕各種不同目的的吸 叹版衣口口中，例如與紙， 收俨八岑/ 或口成、、截維混合，或將超吸 …在以紙，絨毛或非織物 間，或藉由加工成為戶斤衣成的物質之 本發明聚合物可使用右k u 除此之外， 水性液體必須被吸收的所有例子之 21 200411006 中 例如繞繩套，合物$裝 做 〶物匕#在農業領域的植物育種中 能的活性物質媒介 為集水器及做為具有延遲釋出至環境功 劑。 “ 7人驚㈣’本發明的超吸收體在滲透性上存在有顯 著的改良性’/亦即在溶脹狀態下液態運輸的改良。所，得 的聚合產物具有滲透性值_高達HOWs/g，保 留性⑽為至彡27 g/g’及較佳為該等聚合物具有SFC值 為由>70 χ ΗΓΉ50 χ 1〇_、3_，保留性⑽為至 少25 g/g。除了具有這些優良的sfc和保留值，本發明聚 合物顯示測得之壓力下液體吸收性值UAP")為至少18 g/g。 本發明中具有此種極佳組合性質的產物，包含極高的 SFC值，高保留性和在壓力下的高吸收性，可無需使用毒 性有害物質即可製得。 由下列實施例中可知，本發明的後續交聯作用可使用 至具有各種不同化學結構的聚合產物中。目此，其不再需 要為了達到至少稍微增加的滲透性，目而退化至在早期的 共聚單體或昂 聚合產物製造期間使用特別的交聯劑組合， 貴的二次處理步驟。 測試方法 為了鑑定本發明吸收體聚合產物’需進行測試保留性 22 200411006 (TB)，在壓力下的吸收性叫及在溶脹狀態下〇·9%鹽 水溶液的滲透性（SFC)。 a胸性之測定係依據茶袋方法，及所得值為三次測 量的平均值。大約200毫克之聚合產物密封至茶袋中，且 浸潰在G.9%Nan溶液中3Q分鐘。接著，該茶袋在離心機 中（直徑23公分，1 400轉/分）離心3分鐘且計算重量。 測試不具有吸收水聚合物之茶袋做為空白測試。 保留性=(最終重量一空白測試最初重量〔以忌〕 φ b)在壓力下之液體吸收性（依據Ep 〇,339,46ι之AAp 測試） 壓力下（壓力負載50 g/cm2)吸收性之測定係依據在 EP 0, 339, 461，第7頁，中所述的方法。稱重大約〇 9克 之超吸收體，置入具有篩網底部的圓柱體中。該均勻舖平 的超吸收體層以釋出50 g/cm2壓力的活塞加壓。然後，已 事先稱重的圓柱體置於玻璃過濾板上，該玻璃過濾板係置 馨 於含有0· 9% NaCl溶液的盤内。液面精確地與過渡板的高 度相同。在圓柱體單元吸收〇· 9% NaC1溶液1小時以後， 再將其稱重，及依據下列計算出AAP : AAP =最終重量（圓柱體單元+超吸收體）—最初重量（圓 柱體單元+浸潰後超吸收體）/超吸收體的最初重量 23 200411006 )在溶脹狀態下之滲透性（依據W〇 95/22356

之SFC 測試 稱重0 · 9克超吸收體物質，置入具有篩網底部的圓柱 體中，且小心地舖平於該篩網表面。超吸收體物質在JAYC〇 的合成尿液中〔組成物：2 0克氯化鉀，2 〇克硫酸納，〇 δ5 克磷酸二氫銨，°· 15克磷酸氫銨’ 0.19克氯化鈣，0·23 克氯化鎂為無水鹽類溶解於}升的蒸餘水中〕在塵力 以⑽2下溶脹1小時。檢測超吸收體溶脹的高度之後，將 〇·118 M NaCl 、交、'右 ι » τ ' 〜夜由水平的儲水容器’在固定的流體靜壓 下流經溶脹的凝膠層。在 长刿里期間，溶脹的凝膠層使用一 固特別的篩網圓柱體蓋住， 均勺八你5 t 了確疋0.118 M NaC1溶液可 均勺为佈至凝膠上，及在 固定的條件（、、則旦… 對於凝膠床結構具有 |卞b則里溫度20-25t：) 从 體上的壓力仍為％ / 2 。作用在溶脹的超吸收 仍為20 g/cm2。使用電 膠層的數量相對於日_ η Μ τ ϋ橾度，液體通經凝 々日對方；吟間的函數在八 秒檢測。通經溶脹凝膠層的流率g/刀、·里一的週期内每隔20 法的回歸分析，在時間為2 —10分二：可使用斜率外插 〇之中心點，⑴依下列計算夠定流速時間“ K—— 其中 24 2UU411UU0 FS(>0)流率，g/s

Lt 凝膠層的厚度，cm

r A ΔΡ K

NaC1 溶液的密度（1.003 g/cm3) 測試圓柱體中凝膠層上面的面積（28 27 cm2) 在'旋膠層上停留的流體靜壓（4920 dyne/cm2) SFC 值〔cin's.g-1〕 由茶袋保留性和SFC值的數字可說明，相較於未經處 理的超吸收體粉末或依據習知方法進行表面後續交聯作用 的產物’本發明的聚合產物在性質的組合上顯然地增加。 :本發明產物中’她數值並非僅歸功於兩種數值中的 種（例如呵TB保留性值和低的SFC值，或反之亦然）。 實施例 貝轭例和比較實施例中，使用於後續交聯作用表面

處理的每種粉末均篩選成由850微米i 150微米的粒度。 實施例1 種仔自方；/谷液聚合作用的聚丙烯酸，其使用相對於 丙細酸之〇 · 7重| g/取— ^水一丙烯酸乙二醇酯交聯，及以7〇莫 耳％經中和為鈉_在A ^ I存在’在乾燥和研磨之後經篩選成為具 有1 5 0 - 8 5 0微米粒声的伞、古 了度的如末（粉末A)。100克粉末A與} 克1，3 -一氧戊環_2-_，3 溶液在劇烈攪拌下混合， 克水及0.5克硫酸鋁18-水合物的 接著在加熱至180。(：之烤箱下加 25 200411006 熱3 0分鐘。 用於比較者：100克粉末八與1克丨，3-二氧戊環_2_嗣 及3克水的溶液混合，接著在加熱至丨8〇t之烤箱下加熱 30分鐘（比較實施例1，依據DE 4〇 2〇 78〇)。 用於進一步比較者：1〇〇克粉末八與3克水及Ο」克 硫酸鋁18-水合物的溶液混合，接著在加熱至18〇亡之烤箱 下加熱3 0分鐘（比較實施例2 )。 產物 TB [g/gl 粉末A 33.5 實施例1 29.0 比較實施例1 29.0 比較實施例2 32.5 ΑΛΡ V SFC TB+SFC “ 0~~ ~33Τ~ 70 99 15 43 0 32.5 8.5 23.5 24.5 11 貫施例2 五種粉末化的聚丙烯酸盥夂 1夂/、各種不同數量之聚二丙烯酸 乙二醇酯（粉狀Β，C，D，d ^ b和F，每種100克）進行 自由基聚合，及形成70莫耳0/炎〜& X為納鹽，在乾燥和研磨之 後經篩選成為1 50-850微米，及 叹共1克1，3-二氧戊環_2_酮， 3克水及0_5克硫酸鋁It水人 ϋ物的溶液在劇烈攪拌下混 a ，接著在加熱至18(TC之烤笳, 巧相下加熱30分鐘。 26 200411006 產物 TB [g/g] 交聯劑 Wt%/AA* AAP0 7 [g/g] [10- SFC 7 cm3 TB+SFC •s/g] 粉末B 30 1.1 12 0 30 實施例2 26.5 22.5 110 136.5 粉末C 32.5 0.8 10 0 32.5 實施例3 29 23.5 65 94 粉末D 35 0.6 11.5 0 35 實施例4 30 23 55 78 粉末E 29 1.15 12 0 29 實施例5 25.5 24 150 179 粉末F 38 0.45 9 0 38 實施例6 31 24.5 45 76 丙稀酸 實施例7-1 1 所得到的5種已交聯聚丙烯酸（粉末jg-i )所使用的 衣k方法為其中已中和至7〇莫耳％之丙烯酸（AA)在單 體水溶液中具有不同含量（ 22-30 ^量％,參見表），及交 聯作用之進行係使用相對於丙烯酸之Q7冑量％兩種交聯 ^ 烯丙基胺和聚二丙烯酸乙二醇酯，的混合物。在乾 燥和研磨該聚合產物德 座物之後師遥至150-850微米粒度，及 每種100克的粉末 a)興i克1，3-二氧戊環_2-酮， _ · !人， ·5見水及見硫酸鋁

水&物的溶液在劇烈攪拌下、、3八2 之m [、撹拌下-合，接著在加熱至175°C 或 相 σ熱60分鐘（實施例 ' 丨1 )， b)與1克1，3-二氧戊環_2_酮 拌下混合m ― 3克水的溶液在劇烈攪 接者在加熱至175亡 〈坪相下加熱60分鐘（實 27 200411006 施例3 - 7 產物 Wt% AA TB [g/g] AAP0/7 [g/g] SFC [l〇~7 cm3.s/gl TB+SFC 粉末E 30 36.5 實施例7 30 23.5 40 70 比較實施例 3 30 24 22 52 粉末F 28 36 實施例8 29.5 24.5 52 81.5 比較實施例 4 30 25.5 25 55 粉末G 26 35.5 實施例9 29 25 62 91 比較實施例 5 30 25 15 45 粉末Η 24 36 實施例7 29.5 24 60 89.5 比較實施例 3 30 24.5 25 55 粉末I 22 35 實施例11 29.5 25.5 88 117.5 比較實施例 7 30 25.5 24 54 比較實施例8-13 20克聚合物粉末（I )和（μ )，Favor® SXM 6860 (參 見比較實施例14)，與下列溶液/懸浮液在68t下加熱i小 時。冷卻之後’將聚合物過濾出且在8〇。〇的乾燥烤箱中乾 燥1小時（參見US 4,043,952 )。 粉末（I) + 乙酸鋅（比 a)在60克甲醇/水（90 : 1〇)中的〇.7克 較實施例8 ); 28 200411006 b) 在6 0克甲醇中的0 · 1 8克驗性乙酸銘（氫氧化銘乙 酸鹽）（比較實施例9 ); c) 在 60 克甲醇/水（90 : 10)中的 〇·ι 克 Ai2(s〇4)3 χ 14H2〇（比較實施例10 ); 粉末（M) ( Favor® SXM 6 8 60 ) + a) 在60克甲醇/水（90 : 10)中的〇·7克乙酸鋅（比 較實施例11 ); b) 在60克曱醇中的〇·18克鹼性乙酸鋁（氫氧化銘乙 酸鹽）（比較實施例12 ); c) 在60克甲醇/水（90 : 10)中的〇]克a12(S〇4)3 x 14H20 (比較實施例13 )。 產物 TB [g/gl AAP〇 fg/gl 比較實施例8 31.5 8 比較實施例9 32 8 比較實施例1〇 31 9 比較實施例11 30.5 22 比較實施例12 31 22 比較實施例13 31 22 實施例9_ 29 25 SFC 〇 〇 〇 4 5 5 62

TB+SFC 31.5 32 31 34.5 36 36 91

比較實施例1 4 100 克 Favor® SXM 6860(可由 u ^ 田 Stockhausen GmbH & Co 公司賭得的商用產物’為 2.5克水及〇·5克硫酸鋁 二次表面交聯之聚丙烯酸酯）與 14水5物的溶液在劇烈攪拌下混 29 200411006 合，接著在加熱至績之烤箱下加熱3〇分鐘 產物 ΤΒΙεΜ ααρ Ί.7 sfc [ίο-7 cm3.s/gl

TB+SFC 粉末Μ 比較實施例14

實施例7-1 1 100克之粉末化天然蠟玉黍蜀澱粉（cerestar ss之 4201 )或含有聚（乙烯醇）之聚丙烯酸（m丨⑧“Μ)，以 70莫耳/中和存在（粉末N，5%澱粉及粉末〇，ΜΑ ) a) 與1克1，3-二氧戊環j酮，25克水及〇·5克硫酸銘 …水合物的;容液在劇烈擾掉下混合，料在加熱至17吖 之烤下加熱90分鐘（實施例丨2及丨3 ); b) 與1克1，3-二氧戍環_2-酮和3克水的溶液在劇烈擾 拌下混合’接著在加熱至18(rc之烤箱下加熱％分鐘（比 較實施例1 5及1 6 )。 產物 、U\ -4- > T TB AAP0 7 [g/g] SFC [L^cm3 s/el TB+SFC ^τΤ 實施例12 比較實施例15 28 24 24 22.5 23 115 38 139 62 粉末〇 36 實施例13 比較實施例16 30 30 23 24.5 51 2〇 81 c r\ 50 30 200411006 實施例14 100克丙烯酸與2重量％曱氧基聚乙 酸酉旨（17EO)之已交聯 土丙烯 枣/、I合物（粉末P )，1中 丙烯酸係以70莫耳％為鈉鹽 /、 〇 ^ t /…、1克i，3-二氧戊環 _2_酮，2.5克水及〇·5克硫酸 水口物的溶液在劇烈授 拌下混合’接著在加熱至1 7 5它 L之烤相下加熱60分鐘。 用於比較者：100克粉末與1克二氧戊環_2，及 3克水的溶液混合，接著在加熱至1饥之烤箱下加熱60 分鐘（比較實施例17 )。 產物 TB -IeZeL aap0.7 _[g/gl ------ SFC [10'7 cm3.s/g] TB+SFC 粉末P 實施例14 35 28.5 24 100 128.5 比較實施例17 28 25 25 53 實施例15-17 一種得自自由基溶液聚合作用的聚丙烯酸（含有聚二 丙烯酸乙二醇酯做為雙官能性交聯劑·· 〇 · 8重量％，〇 · 7重 量％ ’及1 · 1重量％ )且7()莫耳％中和為鈉鹽存在，其在 乾燥和研磨之後經篩選為15〇-85〇微米（粉末C，粉末Q， 粉末S )。這些粉末的每一種以8 〇公斤/小時連續地導至葉 片混合器之内，及與4重量％的1，3-二氧戊環-2-酮，水及 硫酸鋁1 8 -水合物（1部份/ 2 · 5部份/ 〇. 5部份）的溶液混 31 200411006 合。該處理溶液使用二流體喑 L月旦貫鳥70全地分散在混合器中。

熱處理時，80公斤/ ^ Q A 守的化合物連續地計量至裝置 有圓盤形旋轉混合元件的乾烽 τ ^也/木機且错由蒸氣加熱至1 % C。其後，混合物在流動床中空氣冷卻。 TB [g/gl 32.5 28.0 23.5 30 aap07 SFC [10‘7 cm3.s/gl TB+SFC 10 0 32.5 24.0 112 140 21.5 188 211.5 23.5 ---—_ 55 85

產物 粉末C 實施例15 實施例16 實施例17 實施例18 1〇〇克粉末化，已交聯聚丙烯酸（粉末c)且係7〇莫耳％中 和為鈉鹽存在，其在乾燥和研磨之後經篩選為15〇_85〇微米， 及與1克1,3-二氧戊環-2-酮，3克水及〇·7克氯化鋁水合物 的溶液在劇烈攪拌下混合，接著在加熱至l8〇t：之烤箱下加熱3〇 分鐘。

產物 TB AAP〇 7 SFC TB + SFC —_[g/g] [g/g] _[1〇'7 cm3.s/^ 粉末 d 32^ ~T〇 〇 ~^~32Τ~ 實施例 18_29.5 23.0 _62 91.5 實施例19 1 00克粉末化，已交聯聚丙烯酸（粉末C)且係7〇莫耳 %中和為鈉鹽存在，其在乾燥和研磨之後經篩選為150-850 32 ZUU411UU0 微 鐵 十6及與1克1,3_二氧戊環：酮’ 3克水及0.7克氯化 /水:物的溶液在劇烈搜掉下混合，接著在加熱至刚 烤箱下加熱3 0分鐘。

1 〇 0克粉末化，已交聯中 乂 ％ I丙烯酸（粉末丁）且係70 耳％中和為鈉鹽存在，盆在齡俨 /、彺氈各和研磨之後經篩選為1 5 850微米，及盘一与 ^克，-一虱戊裱-2-酮，3克水及ο」克 酸詞水合物（實施例2〇 )或 ；飞G酉夂鎂4一水合物（實施例2 的溶液在劇烈攪拌下混合，接著在加熱至18代之烤箱 加熱3 0分鐘。 TB[g/g] 粉末T 31.5 實施例20 28.5 复施例21 29.0 實施例22-27 AAP〇 .[g/g] 10 23.5 24 SFC丄10 7

TB+SFC 0 40 42 31.5 68.5 71 ❿ 二種粉末化之聚丙稀酸交聯成不同的程度（分別為粉 末A及C ’ 100克）且係70莫谓和為.鹽存在，其在 乾燥和研磨之後經篩選為150-850微米，b士 及興於表中所示 33 200411006 的特定數量丨，3-二氧戊環-2-酮，水及硫酸鋁18-水合物的 溶液在劇烈攪拌下混合，接著在所示的期間與溫度下之烤 箱力口熱。 產物 A12(S〇4)3** [g]

o 2 H * c E 粉末A 實施例22 貫施例2 3 實施例24 粉末C 實施例25 實施例26 實施例27 u 8 0.4 0.45 0.75 0.3 0.5 0.8 33.5 1 2.25 29 0.75 2.5 29 0.75 2.25 29.5 32.5 1 2.5 31 1 1.0 30 0.7 2.2 27 B g Tg/ aap0.7 [g/g] SFC[10'7 cm3.s/g] TB + SFC T/t [°C /mini 9 0 33.5 -~ 23 62 91 175/60 22.5 65 94 180/40 22 121 150.5 180/30 10 0 32.5 23.5 72 103 180/30 23 94 124 170/60 21 150 177 180/30

1，3 -二氧戊環-2-酮 **A12(S04)3 X 18H20實施例28和29 1 〇〇克粉末化，已交聯聚丙烯酸（粉末U )且係70莫 耳％中和為鋼鹽存在，其在乾燥和研磨之後經篩選為丨5 〇_ 850微米’及與在表中特定組成的溶液在劇烈攪拌下混合， 接著在下列所示條件之烤箱下加熱：

氺

Ec*g一

0 2 fH 粉末U 實施例28 實施例29 比較實施 例18 比較實施 例19 0.5 0.5 5 5 5 0.0.0. 5 *乙二醇二甘油基醚 **A12(S〇4)3 X 18H20 g] po/g AAk rB/gnj T { SFC[10° cm3.s/g]

TB + SFC 8 2 .34 4 w/2 2 2 - 5 • 8 8 2 0 30 43 71 33 61 12 40.5 9 37 T/t [°C /min] 180/30 120/30 180/30 37 120/30 34 200411006 上述之貝施例顯不本發明聚合產物在它們的溶脹狀態 下，其滲透性具有顯著的改良性，其係以SFc值鑑定。除 了高滲透性，其他的二種有關參數，也就是茶袋保留性及 在壓力下的液體吸收性（AAPg7)，均為高水平。其亦示範 出 種適當的性質組合，包含高保留能力，在壓力下良 好的液體吸收性，及在溶脹狀態下的高滲透性，僅可藉由 併用有機性後續交聯劑與無機性鹽組成，例如硫酸鋁，氯 化鋁，氯化鐵，乙酸鎂或鈣，且加熱該塗覆的聚合產物方 _ 可達到。單獨使用鹽組成（比較實施例2和^ 1 〇 )或有機 性後續交聯劑（比較實施例1，3-7,和15-17)並無法形 成所需的性質模式。對於已進行表面後續交聯作用的聚合 產物使用鋁鹽額外處理並無法造成滲透性的顯著改良（比 較實施例11至14 )。然而，需注意者為其會造成保留能力 和在壓力下的液體吸收能力劣化。在比較實施例中，及與 每個特定例子有關的專利中所述及的表面處理甚至無法造 _ 成與本發明產物所抗衡的超吸收體。而且，當使用大量的 水溶液或有機溶劑塗覆聚合產物時，將造成與製程有關的 嚴重問題（物質的大量聚集，和需移除大量的有機蒸氣）。 35

Claims (1)

1. 200411006 拾、申請專利範園： 1. 一種包含吸收性聚合物之衛生製品，其包含 a) 5 5-99. 9重量％之經聚合烯系不飽和單體，其含有 酸基且係經中和到奚少2 5莫耳％， b) 0-40重量％之可與a)共聚合之經聚合烯系不飽和單 體， c) 〇·卜5· 〇重量％之一或多種經聚合交聯劑， d) 0 - 3 0重量％之水溶性聚合物， 其中a)至d)重量的總和為1〇〇重量％，且其中該聚合 物已經過 e) 相對於聚合物產物為0.01-5重量％之水溶液形式陽 離子 處理，且已進行過表面後續交聯，

   其中該吸收性聚合物具有以鹽水流動傳導性（sfc)所 測量之約30 X 10-7 scmVg或以上之渗透性，以及以茶袋 試驗（TB)所測量之23.5 g/g或以上之保留性。 2.如申請專利範圍帛"員之衛生製品，其中該吸收性 水口物’、有、力25. 5 g/g或以下之壓力下液體吸收性 (aap0.7)。 3.如申請專利範圍第 項之衛生製品，其中滲透性 SFC)是從約33 4.如申請專利 x 1〇-7 至約 188 X 1〇-7 scm3/g。 辜已圍第2項之衛生製品，其中滲透性 36 200411006 (SFC)是從約 40 χ 1(Γ7 至約 150 x 10 —7 scmVg。 5. 如申請專利範圍第2項之衛生製品，其中保留性 (TB)是從約25至約30 g/g。 6. 如申請專利範圍第2項之衛生製品，其中壓力下液 體吸收性（AAP〇 7)為約23 g/g或以下。 7. 如申請專利範圍第2項之衛生製品，其中壓力下液 體吸收性（AAPG. 7)為約21 g/g或以下。 8. 如申請專利範圍第2項之衛生製品，其中壓力下液 體吸收性（AAPG.7)是從約18至約23 g/g。 9. 如申請專利範圍第2項之衛生製品，其中滲透性 (SFC)是從約 33 X 1 (Γ7 至約 188 X 10_7 scm3/g，保留性 (TB)是從約25至約30§仏，且壓力下液體吸收性（4人？().7) 是從約18 g/g至約23 g/g。 10·如申請專利範圍第1項之衛生製品，其中滲透性 (SFC)係高達70 X 1(T7 scm3/g，且保留性（TB)為至少 27 g/g 。 11 ·如申請專利範圍第1項之衛生製品，其中滲透性 (SFC)是從 >70 X 10 —7 至 150 X 10_7 scm3/g，且保留性（TB) 為至少25 g/g。 1 2.如申請專利範圍第1 0項或第11項之衛生製品，其 中該吸收性聚合物具有至少1 8 g/g之壓力下液體吸收性 37 200411006 (AAP〇. 7)。 拾壹、圖式： (無）

   38 200411006 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（無）圖。 (二） 本代表圖之元件代表符號簡單說明： (無）

   捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）

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