[发明专利]包括聚丙烯酸（聚丙烯酸盐）基吸水树脂作为主要成分的粒状吸水剂、其制造方法、吸水芯，和使用该粒状吸水剂的吸收制品

说明书

技术领域

本发明涉及包括吸水树脂作为主要成分的粒状吸水剂、其制造方法、吸水芯(water-absorbing core)和使用该粒状吸水剂的吸收制品。更特别地，本发明涉及可用在一次性尿布、卫生巾和类似物中的吸水芯用的粒状吸水剂，该粒状吸水剂具有优异的防黄化(yellowing)性能，并具有在传统产品中没有发现的优异吸收能力。

背景技术

近年来，已经开发出具有优异吸水性的吸水树脂，并已经大量主要用在一次性物品用途中，如用在吸收制品中，例如一次性尿布和卫生巾，以及在农业和园艺保水剂、工业阻水(water cut-off)材料和类似物中所用的保水剂。在这类吸水树脂中，已经提出各种单体和亲水聚合物作为原材料。其中，考虑到其优异的吸收性能，工业上最常使用聚丙烯酸(聚丙烯酸盐)基吸水树脂，其中使用丙烯酸和/或其盐作为单体。

传统上，对上述吸水树脂所期望的已知吸水性质包括许多特性(参数)，例如离心保水能力、受压吸收能力、吸水速度、无压液体渗透性、压力下的液体渗透性、耐冲击性、耐尿性(resistance to urine)、流动性、凝胶强度、颜色、粒度分布范围等等。此外，对于相同的物理性质(例如离心保水能力)，提出根据各个方面的许多定义(参数测量方法)。

作为已经开发出的吸水树脂(粒状吸水剂)，在聚焦于这许多物理性质的同时，还已经制造和使用了以这些物理性质为目标或针对这些性质的吸水树脂。但是，即使控制了上述许多物理性质(例如“离心保水能力”、“受压吸收能力”等等)，在一次性尿布之类的吸收芯中在实际应用中仍然存在几乎不能实现充足性能的问题。

下面将解释吸水树脂的传统目标性物理性质及其实现方法。

由于吸水树脂通常用在一次性物品(一次性尿布和类似物)用途中，它们必须是廉价的。因此，极其需要生产率的改进。此外，由于用在吸收制品中，它们当然被期望没有与安全和变色(coloring)有关的问题。更具体地，由于未反应的丙烯酸残留在吸水树脂中，尽管其量为数百至数千重量ppm，但需要降低其量。此外，由于吸水树脂与吸收制品中的白浆结合，它们本身被期望是白色的以避免由变色引起的异常感觉。

此外，吸水树脂具有水胀性以及水不溶性。但是，如文献1中所述，吸水树脂中包含数重量％至数十重量％的未交联水溶性聚合物(水可萃取物)，这些可萃取物不利地影响吸水性。因此，需要降低水可萃取物的量。此外，如文献2中所述，吸收制品中的吸水树脂或粒状吸水剂(或粒状形式吸水材料)需要在压力下的物理性质，例如受压吸收能力和在压力下的液体渗透量。

为了解决上述问题，提出了在单体提纯后进行聚合以产生不高于0.1ppm的重金属含量的方法(文献3)、使用包括较少丙烯酸二聚物低聚物的丙烯酸的方法(文献4、5)、在丙烯酸提纯后进行聚合以产生低于400ppm的乙酸和丙酸含量的方法(文献6)、使用包括较少protoanemonen的丙烯酸的方法(文献7)、使用包括较少糠醛的丙烯酸的方法(文献8)、使用包括较少氢醌的丙烯酸的方法(文献9)和类似方法。此外，作为用于减少吸水树脂的原材料中的杂质的方法，提出用醛处理剂处理丙烯酸的方法(文献10)，用活性炭处理丙烯酸的方法(文献11)。

尽管在文献3至11中已经提出通过将原材料、丙烯酸或类似物高度提纯的制造方法获得具有优异物理性质的吸水树脂的方法，但存在与成本和生产率有关的问题。

此外，为了改进物理性质，提出了添加有一定量的次要成分的吸水树脂的聚合方法。例如，提出了将丙烯酸中所含的甲氧基酚调节至10至160ppm的方法(文献12)、允许11至2000ppm的糠醛并存的方法(文献13)、使用金属的方法(文献14、15)和类似方法。但是，根据文献12和13中所述的方法，单体中所含的可能在吸水树脂制造步骤中引起氧化性偶联的甲氧基酚或糠醛可能导致由此获得的吸水树脂的变色(黄化)问题。

此外，为了解决上述问题，提出了以使用羟基过氧化物和还原剂的反相悬浮聚合法进行聚合，然后用硅烷偶联剂处理的方法(文献16)、掺入有机磷化合物的方法(文献17)、掺入无机还原剂，例如次磷酸的制造方法(文献18)、用有机羧酸(盐)处理的方法(文献17)、用还原性化合物和无机或有机酸处理的方法(文献20)、使用亚磺酸衍生物作为聚合引发剂的方法(文献21)。但是，任何方法都涉及成本和生产率下降的问题。此外，当吸水树脂以高浓度使用时，吸收性能存在问题，例如液体渗透性和待吸收的液体，例如尿的并入(incorporation)。