TWI281869B - Superabsorbent polymer with high permeability - Google Patents

Description

h 1281869 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 人本發明係關於吸收水、水性液體與血液之超吸收性聚 合，，其中本發明之超吸收性聚合物具有改良的性能，尤 其是=膠床滲透性與流體保留之間有改良的關係，包括達 :::高的膠床滲透性，而沒有較高凝膠強度特徵的低保留 "夫點。本發明之超吸收性聚合物可與熱塑性聚合物一同 ::二。本發明亦關於這些超吸收性聚合物之製備方法，以 及八在衛生物品與工業領域中作為吸收劑之用途。 【先前技術】 ' 本發明之背景 ,、超吸收劑係指於含〇.9重量％的氯化納水溶液中可吸收 至）約其自身重量1〇倍且多達約 兵自身重量3(M立皮的火 溶脹的、不溶於水的、有機或無機 "、 物A六庐沾取八仏 旧材科。超吸收性聚合 物為乂恥的水合物，依照超吸收劑 t曰， 版疋義，且可明你 大虿的水溶液與體液，像是尿或血， 』及收 以月^坌4主—两丄 龙岭服及形成水凝膠， 以及在某特疋壓力下保留之。 目前市面上可買到的超吸收性聚合六 酸或交聯的澱粉-丙烯酸接枝聚合物：又4聚丙烯 化鈉溶液或氫氧化钾溶液中和。由Γ/分幾基被氫氧 水合物主要被使用於摻入衛生物品 一 便失禁產品或衛生棉中。 疋 尿布、大小 +為了合身、舒服與美觀因素1及從環保觀點來看， 術生物品有越來越小且薄的傾向，# <可错由減少這些物品 1281869 :月丑積、、戎毛纖維的含量來達成。為了確保衛生物品具有 疋的、、d夜保留容量’這些衛生物品中使用了更多的超 吸收性聚合物。其結果使得超吸收性聚合物必須具有增高 的渗透性特徵，同時保留其他特徵，I是適當的吸收與保 、/>透性疋多孔結構有效連貫性的度量，它可以是泡珠 板或纖維墊或在本案中為交聯聚合物，且可藉由空隙部分 二超吸收[生♦合物的連貫程度來界定。凝膠滲透性是顆粒 群以整體觀之的一猶w所 貝、’且兵顆粒大小分佈、顆粒开; 狀^容脹凝膠的開孔連貫性、剪力模數及表面修飾有關。 在只知用3上’超吸收性聚合物的渗透性是液體可以多快 速地流過溶脹顆粒群的度量。”㈣^㈣以㈣ 地抓過超吸收性聚合物，一般稱為凝膠阻塞，而且任何 制流動的液體（像是使用尿布時第二次施予尿液）必須採 取不同的路徑（如尿布洩漏）。 千口 敌膠阻基是一種習知的問題，其可能與超吸 收性聚合物在吸收物品如尿布中的使用有關。凝膠阻塞發 生=當體液流人吸收物品處附近的超吸收性聚合物顆粒^ 速溶脹，導致SAP域毛基f中的隙縫空間與孔洞的封閉。 由方；液體措由擴散流娘、、交β L、、工/合脹的水凝膠的輸送遠比流經隙终 空間的輪送慢，因此右、、亡辦 /爪體入口區域會發生封鎖效應。 效應便是指凝膠阻塞。 液體經由溶脹的超吸收性聚合物顆粒本身的輸送遵猶 疋非*k的過程，故在衛生物品的使用情 1281869 了方、液版刀佈並無影響。在超吸收性聚合物中，由於缺 士徒月“$疋性’故無法維持開床結構來進行毛細輸送，便 错由將超吸收性聚合物埋人纖維基質中來確保顆粒彼此間 就所謂的下一代而言，吸收層中有較 少的纖維材料，或可& ^ 此一點也〉又有，以助於液體的輸送或 =放的·體可滲透結構的維持。這些下—代尿布構造中的 超吸收性聚合物在溶脹狀態下必須具有足夠高穩定性，一 般稱為綾膠強纟，故溶脹凝膠便具有足夠多的毛隙空間， 可藉以輸送液體。 為付到具有高凝膠強度的超吸收性聚合物，可增加聚 合物的交聯程纟’而其必然會造成溶脹力與保留容量的降 低。為達成極薄的具低纖維含量的下一代物品所需的增加 珍透性，目前的技藝已教導增加交聯的量並使達到更高的 月爹體強度，一般是具有大於9,500 dynes/cm2的剪力模數。 心向’超吸收性聚合物的吸收和保留值被降低到過低的程 度。製造超吸收性聚合物技藝之重要目標是要開發出在後 表面交聯階段具有高液體吸收與液體保留容量和增加渗透 性等性質的聚合物。吾人發現藉由對SAP顆粒使用新的表 面修飾，可達成更高滲透性而不具很高凝膠強度、以及不 想要的相關低吸收值的結果。 因此本發明之目的在於提供一種吸收聚合組成物，其 展現優越的性質，像是維持高液體滲透性與液體保留的能 力’甚至當超吸收性聚合物基於吸收劑結構的重量百分比 1281869 增加亦然。 【發明内容】 :發明包括一種包含下列各物的超吸收性 約妁.9重量％之含可聚合 σ 、 至約5 0舌曰… M S夂基之早體；約0.001 ，〇重I0/。之内交聯劑；約0.001 顆初矣；A + 主、、、勺5·〇重I 0/〇之用於 、/、表面之表面交聯劑；〇至5約重 步赞之a 。之緊接在表面交聯 之則、期間或緊接在之後使 會傻使用之滲透改性劑；0至約5 面之;表面上之多價金屬鹽類；約。至2重量％位於表 面活性劑；與選擇性地約“ι至約5重量％之不可 公無機粉末；以及約〇〇1 、、w 、 、0 5重置具有一熱塑性熔化 ’皿又之=塑性聚合物，λ中該熱塑性聚合物塗覆於顆粒表 同守或之後，施予一至少為熱塑性熔化溫度或更高之 7中此超吸收性聚合物具有離心保留容量特徵為約 25 g/g或以上，凝膠床滲透性„約3〇〇xl(r9 01112或以上， 或在另一選擇中，凝膠床滲透性j為約5〇〇χΐ(Γ9 或以 上，以及約低於9500達因/cm2的剪力模數。 其他的具體實例包含，但不限於依據本發明之超吸收 性聚合物，其中GBP I為至少約[54〇〇〇e-0.】8x +1〇〇] xlO cnr，或 GBP ί 為至少約[54〇〇〇,.175χ +i〇〇] xi〇_9cm2， 或 GBP 1 為至少約[5400〇e-〇17x +100] xi〇-9cm2，或者其中 GBP 1 為至少約[54000e_0 】65x + 1 00] xl(T9cm2。 4匕外’本發明係針對吸收性組成物或可包含本發明超 吸收性聚合物之衛生物品。 【實施方式】 8 1281869 本發明之詳細說明 適當的超吸收性聚合物可選 的合成的及修飾過的天然聚合天㈣、生物可分解 聚合物中所用的術語交聯的係指任’料。關於超吸收性 溶性材料轉變為本質上不溶於二彳壬:可有效地使一般的水 聯手段例如可包括物理纏：：=:溶脹的手段。這種交 合物與結合物、親水性結合物共價鍵結、離子錯 凡得瓦力。超吸收性聚合物包含=及：水性結合物或 於本發明之-具體實例中，超=表面交聯。 含下列各物的交聯聚合物： 生聚合物為一種包 聚合不飽和酸基之單體；b)約、 聯劑；C)約0.001至約50 、力5.0重量％之内交 聯劑；d)〇至約5重量％之緊重==於顆粒表面之表面交 或緊接在之後使用^聯步驟之前、期間 面之多價金屬鹽類;f)選擇性的約’。。1至==於表 溶無機粉末，。至約2重量%位於表至面 ==可 以及h)約G.(H至5重量％__#、矛面之表面活性劑’· 聚合物，复中兮埶$ Μ八 …、塑性熔化溫度之熱塑性 後，"塑性聚合物塗覆於顆粒表面之同時或之 俊知于一至少為熱塑性熔、 飞之 超吸收性聚合物具有大於:Μ溫度；其中此 上之離心伴留容旦w 5’°之中和度，、約25 g/“以 離1示^谷里，以及約200y 1 η·9 2上 透性η，或在另—選心 ⑽或以上之凝勝床滲 或以上。 '擇中’旋膠床滲透性I為約500xl0-9cm2 其他的具體f你丨4人 Λ例包含’但不限於依據本發明之超吸收 1281869 性聚合物，其中 GBP I為至少約[54000e-G1Sx +100] xl(T9cm2，或 GBP I 為至少約[54000e-〇 I75x +1 00] xl〇-9cm2， 或 GBP I 為至少約[54000e-017x +100] xlCT9cm2，或者其中 GBP I 為至少約[54000e'G165x+100] xl〇-9cm2。本發明之超 吸收性聚合物是藉由約55至約99.9重量％之含可聚合不餘 和酸基之單體之初始聚合而得。適當的單體包括含有緩基 者’像是丙稀酸、曱基丙烯酸或2-丙稀胺基-2-曱基丙院 磺酸，或這些單體的混合物在這裡是較佳的。較佳的是， 至少約50重量％，且更佳至少約75重量％的酸基是羧基。 將酸基中和至至少約25莫耳％的程度，亦即酸基較佳係以 鈉、钟或銨鹽存在，中和度較佳為至少約5 〇莫耳％。較佳 係藉由丙烯酸或甲基丙烯酸於内交聯劑存在下的聚合來獲 得聚合物’其羧基係被中和至5 0 - 8 0莫耳％的程度。 其它可進一步用於製備依據本發明之吸收性聚合物的 單體為0-40重買％的烯鍵式不飽和單體，其可與a)共聚 合，如像是丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸羥乙酯、（甲 基）丙烯酸二甲胺烷基醋、乙氧基化（甲基）丙烯酸酯、二甲 ，基丙基丙烯醯胺或氯化丙烯醯胺基丙基三甲基銨。這些 單體中的40%以上可以降低聚合物的溶脹能力。 一 内父聯劑具有至少兩個烯鍵式不飽和雙鍵，或是一個 :鍵式不飽和雙鍵和—個對含可聚合不飽和酸基之單體的 酉夂基具反應性的官能基，或是幾個對酸基具反應性的官能 基可用作内交聯劑成分’且係存在於含可聚合不飽和酸其 之單體的聚合過程中。 10 1281869 内父聯劑的範例包括脂肪族不飽和龜胺，像是亞曱基 二丙烯醯胺或曱基丙烯醯胺或伸乙基二丙烯醯胺，以及其 匕夕元醇或烷氧基化多元醇與烯鍵式不飽和酸的脂肪族 酯，例如··丁二醇或乙二醇、聚乙二醇或三羥甲基丙烷的 又（曱基）丙細酉义酉曰或二（曱基）丙缔酸醋，三經曱基丙烧的雙 和三丙烯酸酯，其較佳係經丨至3〇莫耳的氧化烯氧烷基 化，較佳為乙氧基化的，甘油和新戊四醇及較佳經1至3 〇 莫耳氧化乙烯乙氧基化的甘油和新戊四醇的丙烯酸酯和曱 基丙烯酸酯，以及烯丙基化合物，例如：（曱基）丙烯酸烯丙 酯，較佳與1至30莫耳氧化乙烯反應的烷氧基化（曱基）丙 烯酸烯丙酯，氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、馬來 酸二烯丙酯、聚烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、 四烯丙基乙二胺、二醇、多元醇、羥基烯丙基或丙烯酸酯 化合物，以及磷酸或亞磷酸的烯丙基酯，以及另外可交聯 的單體，像是不飽和醯胺如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺的Z 說甲基化合物’及自其衍生的_類。也可使用離子交聯劑， 像是多價金屬鹽類。也可使用所提交聯劑的混合物。以含 可聚合不飽和酸基之單體的總量為基礎，内交聯劑的含量 為約0.01至約5重量％，較佳約（U至約3〇重量％。 一般的起始劑，像是偶氮或過氧化合物 氧化還原系

收性顆粒内部的交聯密度相比， 表面交聯是任何可增加超 1281869 及收刎顆粒表面附近的聚合物基質交聯密度的程序。一 ^ 是藉由添加表面交聯劑來使吸收性聚合物的表面交聯，較 佳的表面交聯劑包括具有一個或以上官能基的化學二，^ =於聚合物鏈的侧基’常為酸基’具有反應性。以乾燥 ♦ σ物的重置為基礎，表面交聯劑的含量為約〇·〇 1至約$ 重量％，較佳約(Μ至約3·〇重量％。在添加表面交聯劑之 後較佳有一個加熱步驟。 一般來說，本發明包括用碳酸伸烷基酯塗覆微粒狀超 吸收性^合物，其後加熱來引發表面交聯，以改i表面交 聯密度與凝膠強度特徵。更具體地，#由將聚合：與碳酸 伸统基S旨表面交聯劑的水性醇溶液混合，以將表面交聯劑 ±復在被粒上。醇的量由碳酸伸烷基酯的溶解度決定，且 土方、技術考里，例如防護以免爆炸，係儘可能維持低量。 _醇類為甲醇、乙冑、丁醇或丁二醇，以及這些醇類 勺此σ物。較佳的溶劑為水，相較於微粒狀超吸收性聚合 /、般用里為〇·3至5.0重量％。在某些例子中，碳酸 ㈣^旨表面交聯劑是溶於水中，而無任何醇類。亦可由 =末此口物，例如與無機載體材料如Si〇2所成施用碳酸伸 烷基酉曰表面乂聯劑’或是將碳酸伸烷基酯昇華而以蒸氣狀 態施用。 _為達到所需的表面交聯性質，必須將碳酸伸烷基酯均 勾地刀，佈在微粒狀超吸收性聚合物上。為此目㈤，混合是 t田的此口為中進行，例如在流體化床混合器、攪棒混 口-方疋轉滾同混合器或雙螺混合器中。也可以在製造微 12 1281869 粒狀超吸收性聚合物的一個程序步驟中進行特殊超吸收性 聚合物的塗覆。尤其可達此目的的適當程序是反相懸浮聚 合程序。 在塗覆處理之後的熱處理彳以如下所述進行。通 處理的溫度介於100至3〇(rc之問。少 … c之間然而，如果使用較佳的 石厌敲伸烷基酯，則熱處理的溫度介於15〇 處理視停留時間與碳酸伸燒基S旨的種類而在15()t的溫 度下’熱處理係進行一小時或更夂。 ^ 、w危 才飞更久另一方面，在250°C的 ⑩ 概度下，幾分鐘如0.5至5分鐘就 性暂# + 」^判所而的表面交聯 貝。熱處理可在傳統的乾燥器或烤箱内進行。 子^然以下使用顆粒作為超吸收性聚合物物理形式的例 像：：而本發明並不揭限於此種形式’且可以其他形式， “纖維 '泡沫、薄膜、小珠、棍棒等等來實施。 渗透=發明之吸收性聚合物可包含。至約5重量％的 ”其係緊接在表面交聯劑之前、期間或緊接在 俊加入。滲透改性劑的範例包 使用這些試劑之介質的黏度、表面表面料劑或 度來改織# 、張力、離子特性或黏著 +改父表面修飾劑滲透進入超 維、 夂及收性聚合物顆粒、纖 1 包沫或小珠的深度的化合物。較佳的… 劑為聚Γ -龄 罕乂丨土自V今、透改性 性劑k 四乙二醇二甲_、單價金屬鹽類、界面活 水/奋性聚合物、熱塑性樹脂或其推合物。 依據本發明之吸收性聚合 混合物舌旦& # 7」於♦合物表面上含有以 全屬_里為基準0至約5重量％的多價金屬鹽類。多價 主屬鹽類較佳為水溶性 夕仏 八合性的^佳的金屬陽離子的範例包含 13 1281869 A1、Fe、Zr、M〇 Zn的陽離子。較佳地，金屬陽離u 至少+3的價數，最佳為 ㈣離子有 ^ 夕秘至屬鹽類中較佳的降龅 尸 减物、硫酸鹽、«鹽及醋酸_， 以氯化物、硫酸赜、匕入备儿 -風’ ^水合*L化物與醋酸鹽為較佳， & 化物與硫酸鹽為更佳，而硫 &&虱 容俨入麗趟 |為取佳。硫酸鋁是最佳的 夕4貝至屬1，且可直接從市 工貝到。硫酸|呂的較佔 是水合硫酸鋁，較佳為具有丨2 八 至14個水合水的硫酸 可使用多價金屬鹽類的混合物。 义鋁 聚合物和多價金屬Β4 _古 夕1貝王屬孤頡且用乾混煉’或較佳是在溶液 中，使用習知技藝之人士所熟知 ，丄 j 具/匕合。水溶液是鉍 至於乾混練’可使収夠量的黏結齊]，以確保可維 持：體均勾的鹽類和超吸收性聚合物的混合物。黏結劑可 以是水或是沸點至少為1 5 〇它的 U的非揮發性有機化合物。點妹 劑的範例包括水、多元醇俊B — '〇 夕兀咚像疋丙一醇、甘油和聚乙二醇。 依據本發明之吸收性聚合物可包括約〇〇1至約5重旦 %不溶於水的無機粉末。不溶的無機粉末的範例包括二： 化矽、矽酸、石夕酸鹽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧： 鋅:滑石、磷酸鈣、黏土、矽藻土、彿石、皂土、高嶺土、 水滑石、活化黏土等。不溶的無機粉末添加劑可以是單一 化合物，4是選自以上所列的化合物的混合物。在這些所 有的範例巾，微小的非結晶二氧切或氧化料較佳的。 此外，無機粉末的較佳粒徑為或更小，更佳為1〇〇 “ m或更小。 依據本發明之超吸收性聚合物也可包括添加〇至約5 14 1281869 重里％的界面活性劑至聚合物顆粒表面。較佳地，這些是 緊接在表面交聯步驟之前、期間或緊接在之後加入。 此種界面活性劑的範例包括陰離子的、非離子的、陽 離子的和兩性的表面活性劑，像是脂肪酸鹽、挪子胺與酿 胺及其鹽類、炫基硫酸醋鹽類、院基苯石黃酸鹽類、雙燒基 項基琥輸旨、烧基輪旨鹽及聚氧乙烯燒基硫酸醋： 類；聚氧乙浠烧基鱗、聚氧乙烯燒基_、聚氧乙稀脂肪 酉夂酿、脫水山梨醇脂肪酸醋、聚氧脫水山梨醇脂肪酸酉旨、 ㈣乙烯燒基胺、脂肪酸醋、及氧乙烯_氧丙稀嵌段聚合物； :基胺鹽、四基録鹽；以及氧化月桂基二甲基胺。然而， ,;:需娜面活性劑侷限於以上所述者。這些界面活性 劑可以單獨使用，或是組合使用。 聚合::超=!合：也可包括。至約3。重量％的水溶性 咯r _、以刀或兀全水解的聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡 殺粉或殿粉衍生物、聚乙二醇或聚丙稀酸，較佳 疋聚合—起（P〇iymerzied_in) ^ 侄 量並不重要，σ^β > V式。廷些聚合物的分子 物…門疋水溶性即可。較佳的水溶性聚-物為澱粉及聚乙烯醇。依據 Κσ 種水溶性聚合物的較佳含量J月的及收性聚合物中，此 為。，重量％，較佳：::=^ 為合成的聚合物，像是聚 合物’較佳 接枝基礎。 也了作為被聚合單體的 本發明的超吸收性聚合物包含約 熱塑性熔化溫度的熱塑性 φ 15議具有 Ό物，其中該熱塑性聚合物塗 15 1281869 覆於顆粒表面之同時或之後，施予一約為熱塑性熔化溫度 之溫度。熱塑性聚合物較佳為固體或乳狀的聚合物。適用 於本發明的典型熱塑性聚合物可包含，但不限於聚烯烴、 聚乙烯、聚酯、聚醯胺、聚氨基甲酸酯、苯乙烯聚丁二烯、 線性低密度聚乙烯（LLDPE )、乙烯丙烯酸共聚物（EAA )、 乙烯曱基丙烯酸烷基酯共聚物（EMA )、聚丙烯（PP )、 乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA )及所有聚烯烴家族的摻合 物，像是 PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、 LDPE、LLDPE、和/或VLDPE的摻合物，也都可以有益地 使用。 此處使用的術語”聚烯烴”一般包括，但不限於：像是聚 乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物之類的材料，其同元聚合物、 共聚物、三聚物…等等，以及其摻合物與改性物。術語”聚 烯烴”應包括其所有可能的結構，其包含但不限於同排、對 排及無規等對稱性。共聚物包括無規和嵌段共聚物。對於 用於本發明，乙烯丙烯酸共聚物EAA、聚酯和EVA是較佳 的熱塑性聚合物。然而，所有聚烯烴家族的摻合物，像是 PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE 和/或V L D P E的混合物，也都可以有益地使用。 有時需要使用在表面修飾過程中扮演許多角色的表面 添加劑。舉例來說，單一的添加劑可以是界面活性劑、黏 度修飾劑及反應以交聯聚合物的鏈。 超吸收性聚合物也可包括0至約2.0重量％的去塵劑， 像是親水和疏水性去塵劑，像是U.S. Patents 6,090,875和 16 1281869 5’994,44G中所述及者也可用於本發明之程序。 可選擇性 、無機或 劑及其同 依據本發明之超吸收性聚合物之其他添加劑 也使用]象疋氣味黏結物質，像是環糊精、沸石 :機i類與類似材料；抗結塊添加劑、流動修飾 依據本發明之聚合物較佳可以二種方法製傷。可以大 物由上述習知程序連續或不連續地製備聚合 仅據本鲞明中之後交聯步驟係依此進行。 俜在：據弟一種方法，部分中和的單體，較佳為丙烯酸， 在父聯劑與其它選擇性成分存在下於水溶液”由自由 二=專變為凝膠，且凝膠被粉碎'乾燥、研磨及過 成所而粒度。這個溶液聚合反應可連續或不連續地進行。 也可以使用反相懸浮和乳化聚合來製備依據本發明之 _依=些程序，在保護性膠體和/或乳化劑 較佳為蝴的部分中和水溶液散佈在疏水的有 既 合反應是由自由基起始劑開始的。内々聯劑 无可溶於單體溶液並與此—同計量送入，或聚、合 中分開地且選擇性地加入。添加水溶性聚合物句作 ί接技基礎可選擇性地經由單體溶液或直接送入油相中來 Π。之後以共沸方式將水從混合物中移除，並將聚合物 …選擇性地乾燥。内交聯可藉…入 /(polymenzlng_ln)溶於單體溶液中的多官能交聯劑和蜮 2合反應步驟中使適當的交聯劑與聚合物的官能基反應 17 I281869 於一具體貫例中，超吸收性γ 4 ★ / 收〖生來合物係以分離顆粒的形 式使用。超吸收性聚合物顆 Λ —有任何適當的形狀， 例如螺旋形或半螺旋形、 星 立方形、枞棒狀、多面體的等等。 - 尺寸比的顆粒形狀，像針狀物、 溥片或纖維亦經仔細考量用 的聚集物也可以使用。處。超吸收性聚合物顆粒 :處二：超吸收性預產物是藉由重複包含所有的步 =二Γ 收劑’且包含將材料乾燥與在壓碎機粗 各地研磨，亚移除大於8 1 0嘁未和小於150微米的顆粒製

超吸收性預產物可&闲R 貝座物Ί*在周圍條件下與熱塑性聚合物、盔 機粉末和多價金屬鹽類乂甘 鸯孤頰以及其他添加劑大體上均勻地混 & ，可使用混合器，傻县士、、ρ、日人 u 、 像疋水泥混合器、螺旋混合器、s形荦 片、流體化混合器或轉鼓式混人 ^ n b ^ D為。有一種混合器是Home

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BxgCat型號，樣式β的混凝土混合 器。摻合時間為約2〇分鐘。在 里在陕速流體化混合器的混合時 間可縮短為少於丨分鐘。秋徭 、 …、灸將均勾摻合的產物送進槳狀 乾燥器中將摻合產物加熱並進—步混合。尤其，可將摻合 產物加熱至約⑽至約225t，較佳約17〇t至約·^ 之溫度。摻合產物在加熱的槳狀乾燥器中的滯留時間為約 10至約60分鐘。所需的滞留時間將視所需的 物性質而定。 ♦口 本發明之超吸收性聚合物具有特定的特徵或性質，如 凝膠床滲透性（GBP)、離心保留容量（CRC)及粉塵值所 18 1281869 測量者。凝膠床滲透性試驗（GBP)是在一般所謂，，自由溶 張情況之後’於受限的壓力下測量超吸收性材料的溶脹床 苓透性度置，單位為cm2 (如從吸收性結構分離）。術語，， 自由溶脹意指讓超吸收性材料在吸收測試溶液時在不具有 溶脹限制負載之下溶脹，如將要敘述者。 離〜保留谷量試驗（CRC)是測量超吸收性材料在飽和 亚於控制條件下接受離心之後保留液體於其中的能力。所 得保留容量是以每克重的樣品中保留的液體克數（g/g)來描 述。 所不，此圖表顯示凝膠床滲透性與離心保 如圖表 容量間的關係。依據本發明具有此傑出的極高gbp值、高 CRC的結合性質而沒有因過度交聯所致不受歡迎的高剪力 模數之產物’可不使用毒物學上不可接受的物質製備而成。 依據本發明之聚合物可用於許多產品，包括衛生毛 巾、尿布或傷口包覆物中’其具有快速吸收大量經血、尿 或其他體液的性質。由於依據本發明之試劑甚至可在藶力 下保留住所吸收液體，而且另外還可以在溶脹狀態的構造 中分佈另外的液體，對於親水性纖維材料，像是織毛，立 較迄今可能的產品更加適合用於較高的濃度。它們也適合 ^尿布構造中不具絨毛内容物的均勾超吸收層，結果使 =別缚的尿布是可行的。此外，聚合物也適合用於成人 、傾生物品（大小便失禁產品）。 最寬義的薄片的製備， 式結合及後續結合的結構物 以及擠壓與共擠壓、濕式與乾 的製備都是可能的進一步製備 19 1281869 程序。這些可能程序彼此間的組合也是可能的。 ,T據本發明之聚合物也可以用在適合其他用途的吸收 性物品。尤其，本發明之聚合物可用於吸水或水性液體的 吸收組成物，較佳為用於吸收體液的構造中、在泡沫與非 泡来^狀結構物中、在包裝材料中、在植物生長構造中作 么為土壤改良劑或作為活性化合物载體。為&，藉由與紙或 .’戍毛或合成纖維混合，或藉由將超吸收性聚合物分佈在 紙、絨毛或不織布等基質之間’或藉由加工成載體材料而

將其製成卷材。 …再者其可用於吸收性組成物，像是編織服裝、包裝物、 辰業吸收劑、食物托盤和紙墊及其同類。 令人驚訝地，依據本發明之超吸收性聚合物在滲透性 上展現極大的改良，亦即在溶脹狀態下輸送液體的改良， 而同時維持高的吸收性和保留容量。 试驗方法 床滲透性 如此處所用，有兩種用來測量凝膠床滲透性的試驗， 即嬈膠床滲透性I ( GBPI)與凝膠床滲透性n ( )。 凝膠床滲透性H GBPI)試驗測定超吸收性聚合物的溶脹床 在般所謂”自由溶脹”條件下的滲透性。術語，，自由溶脹，5 思指讓超吸收性聚合物在吸收測試溶液時在不具有溶脹限 2負載之下溶服，如即將敘述者。適合進行滲透性試驗的 設備如圖1和圖2所示，通常標示為28。試驗設備28包含 20 1281869 個樣品容Is ’通常標示為3 Ο，以及一個活塞，通常找示 為36。活塞36包括具有同心圓柱孔4〇的圓柱狀LEXan@ 軸桿38，同心圓柱孔40往下穿過軸桿的縱軸。將軸桿38 的兩端裁切成分別標示為42、46的上下兩端。一個接碼， 標示為48，置於一端42，且具有貫穿至少其中心一部份的 圓柱狀孔洞48a。

圓形的活塞頭50位於另一端46，且具有7個孔洞6〇 構成的同中心内環，每個孔洞6〇的直徑為約〇 95 cm，以 及14個孔洞54構成的同中心外環，每個孔洞M的直徑也 為約0.25 cm。孔洞54, 60從活塞頭5〇的頂部貫穿到底部， 活塞頭50也具有貫穿其中心的圓柱狀孔洞62，以容納軸桿 的一端46。也可以用雙軸延伸的4〇〇篩目不銹鋼網64 覆蓋活塞頭5 0的底部。

樣品容器30包含圓筒34與一 i則目的不銹鋼篩 66,該筛網係雙軸延伸至緊端並貼附在圓筒的下端。在 驗過程中’超吸收性聚合物樣品，在圖”標示為⑽， 在圓筒34内被支撐在篩網66上方。 圓同34可用相同材質的透明LEXAN桿製成，或者 可用LEXAN官或相同材質裁切而成，且内徑為約6 橫截面積約28.27 cm2)，壁厚為約。.5cm，以及高約^ 排放孔（圖未示）形成於圓筒34的側壁上，高度約在篩 66上方4.Gem以容許液體從圓筒排出，因而將樣哭 的流體咼度保持在篩_ 亏在師網66上方大約4.0 cm處。活 疋用LEX AN桿或相同材所 、 J材貝裁切而成，且南度約1 6 mm， 21 1281869 徑的大小恰可使复 . „ , . /、、3地裝入圓筒34内部而有最小的空隙 但仍可自由地滑動。虹^ 軸梓38是用LEXAN桿或相同材質裁 切而成，且外徑為約 、、g 2·22 cm，内徑為約 0.64 cm。 轴才干上端4 2為的1 $ ”、、为2·54 cm長，直徑為約1.58 cm，並形 烕％狀肩部47以主犄r+ 牙去碼48。環狀石去碼48的内徑為約i 59 cm，所以可以滑到▲ 干3 8的上端42上，並停留在形成於 上端42上的環狀肩部 1 47。衩狀砝碼48可以是不銹鋼或是 他在試驗溶液存^1 ^士 冷、、 存在蛉可抗腐蝕的適當材料所製成，試驗 /谷液為0 · 9重量％沒认# & . 、条鶴水的氯化鈉溶液。活塞3 6和環 狀石去碼48的總重大約# 寺於596克（g)，其相當於對吸收性結 構樣品6 8約2 8 · 2 7 c m 2挺〇 . 樣口口面積上施予約〇·3磅/英忖2( 〇 的壓力，或約為20.7克/cm2。 、 ★在以下所述試驗過程中，當試驗溶液流經試驗設備 日守’樣品容器30 -般會停留在16篩目剛性不錄鋼支撐筛 網（圖未示）上。或者，様口 像口口今^ 3Q可停留在直徑大小大 體上與圓筒34相同的去禮τ夢（闰土一、 〜又呀艰（圖未不）上，使得支撐環不 會限制來自容器底部的流動。 為了在，，自由溶服’’條件下i隹；㈣产、今 、— 俅仟卜進仃/旋膠床滲透性I試驗，將 活塞36以及其上的砝碼48放在 %工日7银口口谷态3 0中，並使 用精度範圍至㈣⑽的適當卡尺測量從缺碼48底部到圓 筒34頂部的高度。當使用多個試驗設備時，測量每個空的 樣品容器3 0的高度並追蹤其傕用、、去空 疋1 /、便用活基30與砝碼48時的高 度是报重要的。當超吸收性聚合物 初樣6 8在〉叉透之後水溶 脹時’應使用相同的活塞36和砝碼48來測量。 22 1281869 奴试驗的樣品是從超吸收性材料 粒是經過u S姆、、# Μ 、才' I備而成，該顆 • ·“準的30篩目篩網預篩 的50篩目篩_ μ 』預師，亚保留在U_S·標準 師網上。因此，試驗樣品包 約600微乎釔R & 匕3有大小在約300至 木乾圍内的顆粒。顆粒可以 將大約0 9吉^ # 用手或自動地預篩。 •克的樣品放在樣品容器3() φ %和砝碼48的六。。* 一合30中，然後將沒有活塞 間，以使樣。私β 奴約60分鐘的時 κ像口口飽和，並使樣品在沒 由地溶脹。 隹，又有任何限制負載之下自 在這段期間的最後，將活塞36 樣品容器3〇 % μ ^ 矛砝碼48組裝件放在 内的飽和樣品68上，缺 塞36、砝碼4S 4摄 …、後將樣品容器30、活 、、、4 8和樣品6 8從溶液移出。 底部到圓筒34 了:人測量從砝碼48 此係使用相同的卡 σ樣σ口 68的厚度， 度減去從空的交:從樣品68飽和之後所得的高 高度。所得的值:V 、活塞36及缺碼48測量所得的 斤：的值即為溶脹樣品的厚度，或高度” Η，，。 〇透性測量是藉由將 品、活塞36以另土 ％哈液极輸入内部有飽和樣 以及砝碼48的樣品容哭 驗溶液流進容哭的4 ^… 叩30而開始的。調整試 上方約4 〇 c m _ ，丨L 円及紅持在樣品容器底部 cm處。以重量 的關係。-曰、、ώ m去·、、、工樣品68的溶液量對時間 處，則每一利、胳隹4 々、疋且回度維持在約4.0 cm 幻母私收集數據點，並 68的流體量（單位為克）★木至V 2〇秒。以流經樣品 平方逼近來、、二 對時間（單位為秒）的線性最小 、近；測疋流經溶脹樣品 抑的流速Q，單位為克/秒 23 1281869 (g/s)。 滲透性，單位為cm2，係由下列方程式求得： K - [Q*H*Mu]/[A*Rho*P] 其中K =滲透性（cm2)，Q =流速（g/速率），η =樣口 < 度（cm)，Μιι =液體黏度（泊）（用於此試驗的試驗溶液大約二 一個厘泊），A =液體流的截面積（cm2)，Rh〇 =液體密= (g/cm )(用於此試驗的試驗溶液），以及p =流體靜壓力（達 因/cm2)(—般約為3·923達因/cm2)。流體靜壓力係由下式 P = Rho*g*h 其中Rho =液體密度（g/cm3)，g =重力加速度，—般 為981 cm/sec2,以及h=流體高度，例如此處所述的滲^ 性试驗為4.0 c in。 取少试驗二個樣品，並將其結果平均以測定樣品的凝 膠床滲mu在23±lt A 5G±2%_濕度下進 驗。 除了以下的差別之外，凝膠床滲透性η ( gbpii )試驗 與GBPI相同。一個差別在於圓筒34的長度。在GBPI中， ^體高度為4⑽’而在GBPn中為7.8 · GBpn的圓筒 是^⑽高。此外，在GBPI1中，有三個排出口，並集^ 在筛、..罔上方7.8 cm處。這些口在圓筒直徑周圍相⑮12〇。， 而鹽水入口是在排出口間的中點上方12咖處（集中的）。 此外，GBPI值可如下所述由GBPH測量計算出：

計算的GBPI約等於1·5 X GBPII 24 1281869 試驗 、，離心保留容量（CRC)試驗是測量超吸收性聚合物在飽 牙夏在控制的條件下接受離心之後將液體保留住的能力。 '曰保邊谷1係描述為每克重樣品中所保留的液體克數 (g ^奴忒驗的樣品是由經過U_S.標準30篩目篩網預篩並 保甾在U.S.標準5〇篩目篩網的顆粒製備而成。因此，超 收性聚合物揭口 4人 樣叩包έ有大小在約300至約600微米範圍内 的顆粒。顆粒可以用手或自動地預篩。 、曰將約0.2克預篩好的超吸收性聚合物放入透水袋中來 測=保留容量，透水袋會保留住樣品並容許試驗溶液（09 重量％溶於蒸館水的氯化納溶液）自由地被樣品吸收。熱 可密封的茶袋材料，像是美國康乃迪克州Windsor Locks : A司所出產的型號1 234T的熱可密封過濾紙對於大 部分的應用操作良好。這袋子是將5英对乘3英忖的袋子 材料樣品對折，並加熱密 了，、甲的一個開口邊，以形成2.5 的 …央时的長方形小袋。熱封口應位於材料邊緣往内 、'、、0.25央时處。也可製作空的袋子來作為控制組。為每個 欲試驗的超吸收性聚合物製備三個樣品。 將密封袋放在浸入鋼中或抑的試驗溶液中，並確定 袋子有被麗下直到完全、1、悉 /由\ 透。濕透之後，樣品仍保持在溶 /夜中約3 0分鐘，屆時將1 收性平坦表面上。一液中移出，並暫時放在非吸 然後把濕㈣子放進可使樣品接受約35 離心機的籃子中。一個谪〜“ 里刀的過田 们適虽的離心機是clayAdamsDynac 25 1281869 11 ’型號# 010 3 ’其具有隼水餘、數位 、碉木Ν I 数议rPm儀表以及規定尺 寸的排水籃，其可用來抓住並排出平的袋子樣品。在離心 多個樣品時，樣品必須放在離心機内的相對位置，以在旋 轉日寸使監子平衡。以大約rpm (如可達到約的目 標重力）離心袋子（包括濕的空袋子），進行3分鐘。將 袋子移出並秤重，空的袋子（控制組）先秤重，之後再秤 含有超吸收性聚合物樣品的袋子。考慮袋子本身保留的溶 液，超吸收性聚合物樣品保留的溶液量即為超吸收性聚合 物的離心保留容量（CRC )，以每克超吸收性聚合物中的流 體克數來表示。更詳細地，保留容量係定義為： 袋子-邕心後—之室__袋子-乾的樣品會 i. 乾的樣品重量 試驗三個樣品並將結果平均，以測定超吸收性聚合物 的保留容量（CRC)。 超吸收性聚合物也可適當地具有如前所述凝膠床滲透 性試驗所測定的凝膠床滲透性（GBP )，其至少為 [54〇〇〇e_〇 i8x +75] xl〇-9cm2，其中X為離心保留容量的數 值。較佳地，GBP 為至少約[54000e-()，175x +1〇〇] xi〇.9cm2 ; 更佳地，GBP為至少約[54000,·17χ +100] xi(rW ;且最 佳地，GBP 為至少約[54000,.165x + 1 00] xi(T9cm2。 莖-膠強麿/剪力模數毯1 剪力模數試驗是測量超吸收性材料的凝膠強度，即凝 26 1281869 膠形變趨勢。使用如圖3所示且通常指稱7〇的以汕 Brothers Pulse Shearometer來測量剪力模數，其包括圓形低 盤72’其上放置〉谷脹的超吸收性聚合物。此案例可參考以以 Pulse ShearometerTM的操作手冊”The 8通价§〇ι此⑽沁 Shear Modulus Measurements”。儀器係以扭力的剪力波可在 -對平行圓盤72和74之間傳播的方式建構。每個圓盤係 :裝在壓電變換器上：-個用來啟動剪力纟，另一個在短 時間之後㈣此波的到彡。可藉由螺絲調整來改變圓盤之 1勺距離之後再用表盤儀器測量。就每個既定圓盤距離 測里勞力波的傳播時間。然後有可能從傳播時間對圓盤距 離作圖的斜率來決定波速。剪力模數的值則可由近似 計算： G = p V2 ，單位為Nm·2，p為超吸收性聚合 kg.m·3，以及V為波傳播速度，單 其中G為剪力模數 物樣品的密度，單位是 位七7 Π1S】。 :$驗樣°口在合成尿中溶脹至其凝膠體積。藉由用诗 :二氏毛巾吸乾樣品恰好-分鐘，以從樣品移除過量的未ϋ 疋合成尿，扭緊。 超吸收性樣品的剪力模數（G，）係由下式計算·· 、，*度χ(勇力波速度）χ(剪力波速度） :料的弹性可能以下列方式與波速產生關聯：對於通 li^jT j§[5^ 人 ^ V來&物的剪力波而言，動力模數（彈性）G，的 子为可以下列方程式表示·· 27 1281869 〇? = [Υ2^° 0^2)]/(l+n2}2 /、中v為光的傳播速度，p為超吸收性聚合物的密度， 而11為波長對關鐽p 逐丨且尼長度的比值。可從諮詢公司團隊， 像是Bristol UK之!丄内， lst〇l 大學的 Bristol Colloid Center 取

得勇力模數的量測信。μ L 此外’ Rank Shearometers在網路上 有提供。 進仃男力模數試驗的準備工作包括製備由7·5〇克以水 1 t〇11 Χ 100、氯化納 30·00 克、無水的 CaCl2 0.68 克、 MgCl26H2Q 1.80克及去離子水3_力克所製成的合成尿。 把約90克的合成尿放在3個大燒杯中。然後把約3•⑽ 克的SAP放進鋁秤盤中。將SAp加入第一個燒杯的攪拌合 成尿中，亚開始計時。使每一個樣品溶脹至其平衡值，一 般i呀30分鐘。攪拌每一個樣品以確保均勻的流體分佈。 利用大的金屬抹刀來從燒杯移除水合的超吸收性聚合物， 亚均勻地塗抹在2個Wipe Alls L20 Kimtowelsl，其可從 Kimberly-Clark取得，將其對折並堆疊。將超吸收性聚合物 樣品放在Wlpe Alls上吸乾6〇秒。抹刀是用來將聚合物散 開在整個紙毛巾上，僅輕輕地將聚合物壓到毛巾上。沒有 :加比散佈聚合物所需更多的力量。在60秒後用抹刀將聚 合物刮下並放回燒杯。用金屬箔或薄膜覆蓋燒杯，直到測 量樣品。 在樣品製備好的一小時内測量樣品的剪力模數。將樣 °口轉移到韵力計管，並放在底盤72上，將剪力計管填滿至 底釦上方至少1 8 mm高的地方。將頂盤74組裝件緩慢地下 28 1281869 (V，直到頂盤正好與底盤距離12 mm處。在盤距離丨2 mm 到6 mm處，以1 mm減少量測量扭力波通過SAp所需的時 間，來測量並記錄剪力模數G，。線性時間對圓盤分離距離 圖的斜率提供用來計算剪力模數G，的剪力波速度。 粉塵值 如同此處所使用，粉塵值是用德國palas GmbH的 〇UStView Unit測量。Palas 設備可在 to^www.palaA^^gi/produkte/祖^^網站上找到。操 作員必須做的只是把30克的試驗粉末或SAp產物裝進漏斗 中，再按一個鈕。DuStviewUnit會分析樣品，並產生報告。 粉塵值應在10左右或更低，較佳為約4或更低。 口 實施例 以下實施例是用來說明本發明，而不是限制申請專利 範圍之範疇。除非另有聲明，所有的份和百分比都是以重 量為基準。 us專利申請案序號1〇/424，195，2〇〇3年4月25曰提 申，其實施例1 -3 1全部併入本申請案中。 圖表1凝膠床滲透性Ζ與離心保留容量之關係。 29 1281869 3000 凝膠床滲透性與CRC的關係 \ GBP={54000e她)+75 2500 -1-V-二-

本發明的SAP

15 20 25 30 35 40 CRC

如圖表1所見，離心保留容量所測得保留量與GBPI所 測得滲透性的典型關係大致上可以GBP I = 54000ei2275 x 來描述，其中X = CRC。大於500x1 (T9cm2的滲透性只能在 很低的保留值達到，即低於約25 g/g的CRC。在本發明中， 圖表1顯示離心保留容量與如GBPI所測得滲透性之間存在 有完全不同的關係。圖表1顯示在遠大得多的CRC值有遠 大得多的渗透性。滲透性常常是先前技術所顯示的兩倍、 三倍或甚至四倍。

實施例1 SAP預產物 在隔絕的平底反應容器中，將1866.7克的50% NaOH 加入3090.26克的蒸餾水中，並冷卻至25°C。之後將800 克的丙烯酸加入苛性驗溶液，並再一次將溶液冷卻至2 5 °C。然後將由含有120克50 %曱氧基聚乙二醇（750)單甲基 丙烯酸之丙烯酸溶液的1600克丙烯酸和14.4克具有3莫耳 乙氧基化物的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯所組成的第二個溶 液加入第一個溶液中，接著冷卻至15°C，加入14.4克具有 30 1281869 耳=氧基化物的《單料基_，並額外冷卻至5t， :私持績攪拌。然後用1〇〇 ppm過氧化氫、_ ρ_偶氮_ 雙脒基丙稀）二鹽酸鹽、2〇〇 ppm “酸納、及4〇 _ :机血^ (王部都是水溶液）的混合物，在絕熱狀態下將 T體溶液聚合，並保持在u近25分鐘。將所得凝膠切 碎亚以Hobarth 4M6商業擠壓機擠壓，接著放在175t的 Procter & Schwartz M〇del 〇62 強迫空氣爐中、2〇 英吋 X 4〇 英吋有孔金屬托盤上，以往上流的空氣乾燥1〇分鐘，往下 流的空氣乾燥6分鐘，以形成濕度低於5重量％的最終產 物。將乾燥產物在pr0deva M〇del 315_s壓碎機中粗磨，在 MPI 666 F二階段滾简研磨機中研磨，並以Min〇x mts 600DS3V過篩，以移除大於85〇微米及小於15〇微米的顆 粒。 座較實施例1及實施例 依照表3的比較實施例！及實施例2至4，將225克的 預產物在周圍條件下與25°/。的乙烯丙烯酸共聚物鹽類的乳 化液混合，如表1所示。尤其，預產物已經流體化。根據 表1所給的量製備含有碳酸乙二酯、EAA及水的喷霧溶液。 將喷霧溶液喷至流體化預產物上，然後，將G.9克發煙二氧 化矽（Aerosil 200)加進喷霧的預產物。將所有混合物流體化 約1分鐘。在強制空氣對流爐中預熱四個結晶I至約205 °C。在每個條件下，將2 5克比較實施例1及實施例2至4 的SAP放進每個結晶m中。將爐門關閉並將溫度設定值降 至1 90°C。使樣品留在爐内25分鐘。測量比較實施例1及 31 1281869 a ^例2至4的粉塵值，並列於表丨。目標是具有較低的粉 由表1 了看出’本發明塗覆有熱塑性聚合物的超吸 收|±來合物具有較比較實施例未塗覆有超吸收性聚合物低 的粉塵值。 _比較貫施例1 實施例2 —----- 實施例3 HAA 的量(°/〇) 預產物 克數 EC (克 ) 久貝犯 水 (克 ) V1} z 王 EAA 溶液（克） 二氧 化矽（克） 粉 塵值 __〇% ――-- 0.07 % 225 3.38 8.62 0 0.9 4.7 225 3.38 7.95 0.68 0.9 3.3 0.15 % 225 3.38 7.28 1.35 0.9 2.2 8 實施例4 0.3 % 225 3.38 5.93 2.7 0.9 1.1 實施例5-1〇在槳狀乾燥器中轉化的 經熱塑 性塑膠 6 處理 的樣品 視熱塑性塑膠是粉末或是乳化液/溶液，以及是否有二 氧化矽而從兩種方法中選一種來製備用於表面交聯的摻合 物： 熱塑性液（實施例5-61 將以實施例1為基礎的超吸收性預產物送入可以在空 氣中流體化預產物的連續混合器巾。同時也將添加物流： 入空氣和預產物的流體化混合物中，視所需的二氧化石夕或 聚合物用量而定’以均句地塗覆SAP預產物顆粒。在所有 條件下皆將EC/SAP預產物的比值（1.5/1〇〇)維持定值。在實 施例5-6的條件下，將熱塑性乳化液加入35%的ec溶液中負。 進料速率和EC/聚合物摻合濃度可見表2。在每—種情况 32 1281869 下在木狀乾刼器中將3U公斤塗覆 物在1 83-1 86。<：、7η π 1 ^ 』胗的預產 r Ρ 熱25分鐘。實施例化不含- 乳化石夕’ *實施例5b含有二氧切。 3一 施例 7-10) :::.8公斤的超吸收性預產物與表2所示實施例W 性聚合物均勻地推合。然後將推合的粉末混合 流體化’並與Ο—炭酸乙 中將—起W。在每-種情況下，在槳狀乾燥器 • a斤塗覆有熱塑性塑膠的預產物在183_186它、2() rpm下加熱25分鐘。

33 1281869

Η臣 r-H r-H § r-H r-^ 寸 1260 1219 m I 1330 GBP II (N 卜 v〇 C\ 寸 00 00 CRC r-H CN VO (N <N 00 <N 卜 <N … (N 剪力模 數G， 5165 5907 1 5630 5517 6118 4815 EC組合物與進料速率 EC摻合 物，克/ 分 00 VO oo <N G\ 00 oo oo 00 Ό OO 06 \〇 00 od \o 如啤忘 趄¥荽S 劍^ *φ 藏# * 寸 o r-H 寸 o 1—H 寸· o 〇 o o 35% EC 溶 液在摻合物 中的％ VO 〇\ oo cK oo 〇4 o o r-H o o o o o o 二氧化矽 進料速 率，克/分 o 寸 oo 寸 vd 寸 寸 00 預產物 進料速 率，克/ 分 VO \q <N VO r-H r-H r-H <N 二氧化 矽,％ o 寸 o 寸 o 寸 o 寸 O "si； o 寸 o 熱塑性聚 合物，％ 1 0.125 0.125 d m O m o cn d in t-H o 熱塑性聚合物 Michem Prime 48525R Michem Prime | 48525R Airflex 315 Vestamelt 4481 SchaettiFix 1370 SchaettiFix 386 SchaettiFix 4680 實施例 a ι/Ί 卜 CO o r-H 1281869 實施例5-乙烯丙烯酸可從Michelman Chemicals，Inc. 買到，記作 Michem Prime 48525R ; 實施例6-乙烯醋酸乙烯酯可從AIR PRODUCTS AND CHEMICALS，INC CORPORATION 買到，記作 Airflex 315 ; 實施例7-聚酯黏著劑可從SCHATTI & CO. LIMITED 買到，記作 SchaettiFix 1370 ; 實施例8-聚酯黏著劑可從SCHATTI & CO. LIMITED 買到，記作 SchaettiFix 386 ;

實施例 9-聚酯黏著劑可從 HULS

AKTIENGESELLSCHAFT 買到，記作 Vestamelt 4481 ;以及 實施例 10-聚酯黏著劑可從 HULS AKTIENGESELLSCHAFT 買至，記作 Vestamelt 4480。 【圖式簡單說明】 圖1為執行滲透性測試之設備之橫截面圖； 圖2為沿圖1中線2-2平面所作之剖面圖；以及 圖3為執行剪力模數測試之設備之正視圖。 【主要元件符號說明】 28滲透性試驗設備 3 0樣品容器 34圓筒 36活塞 38軸桿 4 0同心圓挺孔 42上端 35 1281869 46下端 47肩部 4 8綠碼 4 8 s圓柱狀孔洞 5 0活塞頭 54孔洞 60孔洞

62 圓柱狀孔洞 64不銹鋼網 66不銹鋼篩網 68超吸收性聚合物樣品 70 Rank Brothers Pulse Shearometer 72圓盤 74圓盤

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Claims (1)

1281869 十、申請專利範圍： 1. ~種超吸收性聚合物，其包括： 55至約99·9重量％之含可聚合不飽和酸基之單 體； b)約0.001至約5·〇重量％之内交聯劑； C)約0.001至約5.0重量％之用於顆粒表面之表面交聯 劑； d) 〇至約5重量％之滲透改性劑’其係緊接在表面交聯 步驟之前、期間或緊接在之後添加； e) 約0.01至約5重量％之不可溶無機粉末；以及 f) 約0.01至5重量％具有一熱塑性熔化溫度之熱塑性 聚合物，其中該熱塑性聚合物塗覆於顆粒表面之同時或之 後，施予一至少約熱塑性熔化溫度或更高之溫度； 其中此組成具有大於約25%之中和度，具有離心保留 容量約25 g/g或以上，凝膠床滲透性（GBP)I約5〇〇χ1〇_9 cm2 或以上’或凝膠床滲透性II約300x10_9cm2或以上的特徵。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e_0 18x +l〇〇]xl(T9cm2。 3·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e-〇175x +l〇〇]xl〇-9cm2。 4·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e-〇 】7x +l〇〇]xl〇-9cm2。 5·如申請專利範圍第1項所述之超吸收性聚合物，其 中 GBP I 為至少約[54000e_0 165x +l〇〇]xl〇-9cm2。 37 1281869 6.如申請專利範圍第丨 中該熱塑性聚合物係選自由之超吸收性聚合物’其 甲酸酿、線性低密度聚：:：、聚乙稀、聚_、聚基 ^ ( Lldpe)、乙烯丙烯酸共聚 物（EAA )、本乙烯共聚物 ,ϋΛ/ΓΑ , π 乙烯甲基丙烯酸烷基酯共聚 物（ΕΜΑ )、聚丙稀（ρρ )、 ^ , A G締醋酸乙烯酯共聚物（EVA ) 及其摻合物與共聚物所組成的群組。 7·如申請專利範圍第1項 貝所4之超吸收性聚合物，其 具有約4或以下之粉塵值。 8·如申請專利範圍第1 貞所迷之超吸收性聚合物，其 具有約 8 Ο Ο X1 〇- 9 c 2式以卜 次以上的凝膠床滲透性I，或約 500xl〇-W或以上的凝膠床滲透性η。 9·如申請專利範圍第i項所述之超吸收性聚合物，其 具有低於約9500達因/cm2之剪力模數。 ίο.如申請專利範圍第！項所述之超吸收性聚合物，其 具有約4000達因/cm2至8500達因/cm2之剪力模數。 11 · 一種超吸收性聚合物，其包括： a)約55至約99.9重量％之含可聚合不飽和酸基之單 體； b)約0.001至約5.0重量。/〇之内交聯劑； C)約0.001至約5·〇重量％之用於顆粒表面之表面交聯 劑； 句〇至約5重量％之滲透改性劑，其係緊接在表面交聯 步驟之前、期間或緊接在之後添加； 以及 e)約0·01至約5重量％之不可溶無機粉末； 38 1281869 f)約0.01至5重量％具有一熱塑性熔化溫度之熱塑性 聚合物’其中該熱塑性聚合物塗覆於顆粒表面之同時或之 後，施予一至少約為熱塑性炫化溫度或更高之溫度； 其中此組成物具有大於系勺25%之中和度，具有離心保 留容量約25g/g或以上，凝膠床滲透性（（^?)1約2〇〇χΐ〇9 - cm2或以上，或凝膠床滲透性η約ΐ5〇χΐ〇_9⑽2或以上的 · 特徵。 12.如申請專利範圍第11項所述之超吸收性聚合物， 其中 GBP I 為至少約[54〇〇〇e-〇.18x +1〇〇]χ1(γ9_2。 φ 1 3 _如申請專利範圍第11項所述之超吸收性聚合物， 其中 GBP I 為至少約[54〇〇〇e-〇 i75x +1〇〇]xl〇_9cm2。 14·如申請專利範圍第11項所述之超吸收性聚合物， 其中 GBP I 為至少約[540〇〇e-o.17x +1〇〇]xl(r9cm2。 1 5 ·如申請專利範圍第11項所述之超吸收性聚合物， 其中 GBP I 為至少約[540〇〇e-o.u5X +1〇〇]xl〇_9cm2。 1 6·如申請專利圍第1 1項所述之超吸收性聚合物，其 中該熱塑性聚合物係選自由聚烯烴、聚乙烯、聚酯、聚胺 籲 基甲酸S旨、線性低密度聚乙烯（lldPE )、乙烯丙烯酸烷 基酯共聚物（EAA )、乙烯曱基丙烯酸烷基酯共聚物 (EM A ) '聚丙稀（pp )、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EvA ) 及其摻合物與共聚物。 17_如申請專利實施圍第11項所述之超吸收性聚合 物，其具有約4或以下之粉塵值。 1 8·如申請專利實施圍第11項所述之超吸收性聚合 39 1281869 物，其具有低於約9500達因/cm2之剪力模數。 1 9.如申請專利實施圍第 11項所述之超吸收性聚合 物，其具有約4000達因/cm2至約8500達因/cm2之剪力模 數0 Η•一、圖式： 如次頁 參

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