專利名稱：壓實吸收劑聚合物,其生產(chǎn)和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可通過將至少包含合成顆粒狀超吸收劑的混合物經(jīng)受比接觸力或壓力而制成的壓實超吸收劑，用于生產(chǎn)這些超吸收劑的方法，由這種超吸收劑制成的復(fù)合體和這些超吸收劑的用途。
所謂的超吸收劑常用于其中含水液體應(yīng)該被吸收和基本上束縛在固體相中的許多技術(shù)或衛(wèi)生領(lǐng)域，以防止含水液體在相應(yīng)環(huán)境中的不利作用。作為超吸收劑，尤其通常使用由合成聚合物組成或相應(yīng)包含這些合成聚合物的化合物。
一般，如果超吸收劑是基本上干燥的話，它們可作為脆性鹽得到。但實際上由此出現(xiàn)許多問題。超吸收劑的滲透性和因此的吸收性能尤其受顆粒尺寸的影響。尤其是，小顆粒明顯限制超吸收劑的滲透性，因為它們在與水或水溶液接觸時非常快速地膨脹，這樣可阻塞較大顆粒的毛細管結(jié)構(gòu)和因此不利地影響其吸收性能。
在超吸收劑的一般應(yīng)用中，超吸收劑通常被粉碎成顆粒尺寸約150-約850μm。但由于該材料的脆性，在該過程中出現(xiàn)顯著比例的顆粒尺寸低于150μm的顆粒。但這些顆粒因為上述原因必須在使用超吸收劑之前被去除。一般，這利用篩分而進行。但如此分離的顆粒尺寸低于250μm的材料僅可有條件地被再循環(huán)至生產(chǎn)工藝。結(jié)果，過去在生產(chǎn)超吸收劑時，所出現(xiàn)的細粉塵級分必須有代價地儲存或丟棄。
為了消除該問題，過去進行了許多嘗試以將這種細粉塵再導(dǎo)入生產(chǎn)循環(huán)中。因此，例如從已有技術(shù)中已知將細粉塵再循環(huán)回到聚合反應(yīng)工藝，以便在聚合反應(yīng)的范圍內(nèi)將其構(gòu)建至較大聚合物結(jié)構(gòu)。如果顆粒尺寸低于250μm的顆粒被再循環(huán)至聚合反應(yīng)工藝，它們在那里具有交聯(lián)劑的作用。但不利的是，交聯(lián)性能隨著不同的顆粒加料而變化，使得以此方式非常難以得到具有確定性能的確定的最終產(chǎn)物。
從US-A 5,002,986中得知，為了增加吸收速率，將超吸收劑顆粒在混合區(qū)中與離子交聯(lián)劑的水溶液接觸。但根據(jù)所述工藝所實現(xiàn)的平均顆粒尺寸的增加在實際應(yīng)用中通常不足且傳輸穩(wěn)定性不令人滿意的。
WO 99/30752涉及用于阻礙吸收性物體中的氣味的壓實顆粒。描述于該文件的壓實顆粒通過在不存在粘結(jié)劑的情況下壓實而制成。這些附聚物容易在與水接觸時分解成原始細粉塵。
已有技術(shù)中的已知工藝的問題在于，所得壓實墊一般具有不足的磨損穩(wěn)定性或，如最后提及的文件所述，不適用于處理較大量的顆粒尺寸低于250μm的超吸收劑顆粒。
另外，已有技術(shù)中的已知工藝沒有提出，上述細粉塵可單獨或與較大顆粒一起加工成具有在其使用，尤其是用于衛(wèi)生領(lǐng)域時令人滿意的吸收性質(zhì)和足夠穩(wěn)定性的成型體。
本發(fā)明因此目的在于得到具有在其使用領(lǐng)域，尤其用于衛(wèi)生領(lǐng)域令人滿意的尺寸穩(wěn)定性和同時令人滿意的磨損性質(zhì)的壓實超吸收劑。本發(fā)明的另一目的是得到具有高比例的顆粒尺寸低于250μm的初級顆粒和盡管如此卻具有對其應(yīng)用，尤其用于衛(wèi)生領(lǐng)域令人滿意的吸收性質(zhì)的壓實超吸收劑。
本發(fā)明的另一目的是得到一種用于生產(chǎn)壓實超吸收劑的方法，其中可應(yīng)用顆粒尺寸低于250μm的超吸收劑顆粒。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，顆粒尺寸低于250，優(yōu)選低于200和尤其優(yōu)選低于150μm的超吸收劑顆?？杀惶幚沓蓧簩嶓w，是通過它們視需要在粘結(jié)劑的存在下經(jīng)受比接觸力或壓力。
因此，本發(fā)明的目的通過壓實超吸收劑顆粒和用于其生產(chǎn)的方法而解決，這可從下文中看出。
本發(fā)明的主題因此是壓實超吸收劑，它可通過將至少包含合成顆粒狀超吸收劑的混合物經(jīng)受至少3kN/cm的比接觸力或至少3kN/cm2的壓力而制成，其中超過5％，優(yōu)選超過20％和尤其優(yōu)選超過35％的所用顆粒具有顆粒尺寸250μm或更低，優(yōu)選200μm或更低和尤其優(yōu)選150μm或更低。在根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑的一個優(yōu)選的實施方案中，超過35wt.％的所用顆粒具有低于150μm的顆粒尺寸。
本發(fā)明范圍內(nèi)的稱作″壓實超吸收劑″的組合物包含至少一種超吸收劑。在本發(fā)明范圍內(nèi)，作為超吸收劑，原則上合適的是可吸收至少4，優(yōu)選至少10和尤其優(yōu)選至少100g/g其自身重量的水的合成或至少部分合成材料。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，作為吸收劑，使用合成材料，尤其是吸收劑聚合物。
根據(jù)本發(fā)明合適的吸收劑聚合物優(yōu)選包含至少一種基于至少一種具有一個酸性基團的單烯屬不飽和單體的聚合物。所用單體的酸性基團可以是部分或完全，優(yōu)選部分中和的。為此參見DE 195 29 348，其公開內(nèi)容在此作為參考并入本發(fā)明且應(yīng)該被視為本文公開內(nèi)容的一部分。
優(yōu)選的具有酸性基團的單烯屬不飽和單體是丙烯酸，甲基丙烯酸，乙基丙烯酸，α-氯丙烯酸，α-氰基丙烯酸，β-甲基丙烯酸(巴豆酸)，α-苯基丙烯酸，β-丙烯酰氧基丙酸，山梨酸，α-氯山梨酸，2′-甲基異巴豆酸，肉桂酸，對氯肉桂酸，硬脂酸，衣康酸，檸康酸，中康酸，戊烯二酸，烏頭酸，馬來酸，富馬酸，三羧基乙烯和馬來酸酐，以上酸，優(yōu)選丙烯酸或甲基丙烯酸的含羥基-或氨基基團的酯，如丙烯酸2-羥基乙基酯，丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯以及甲基丙烯酸的類似衍生物，其中丙烯酸以及甲基丙烯酸是尤其優(yōu)選的和丙烯酸是甚至更優(yōu)選的。
除了具有酸性基團的單烯屬不飽和單體，在本發(fā)明范圍內(nèi)用于超吸收劑中的合適聚合物還基于不同于具有酸基團的單烯屬不飽和單體的進一步共聚單體。作為共聚單體，烯屬不飽和磺酸單體，烯屬不飽和膦酸單體和丙烯酰胺是優(yōu)選的。
烯屬不飽和磺酸單體優(yōu)選為脂族或芳族乙烯基磺酸或丙烯酸-或甲基丙烯酸磺酸。作為脂族或芳族乙烯基磺酸，優(yōu)選的是乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，4-乙烯基芐基磺酸，乙烯基甲苯磺酸和苯乙烯磺酸。作為丙烯酰-或甲基丙烯酰磺酸，優(yōu)選的是丙烯酸磺基乙基酯，甲基丙烯酸磺基乙基酯，丙烯酸磺基丙基酯，甲基丙烯酸磺基丙基酯，2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙基磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸。
進一步優(yōu)選的是烯屬不飽和膦酸單體如乙烯基膦酸，烯丙基膦酸，乙烯基芐基膦酸，丙烯酰氨基烷基膦酸，丙烯酰氨基烷基二膦酸，膦?；谆蚁┗?，和(甲基)丙烯酰膦酸酰衍生物。
可能的丙烯酰胺是烷基取代的丙烯酰胺或丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的氨基烷基取代的衍生物如N-乙烯基酰胺，N-乙烯基甲酰胺，N-乙烯基乙酰胺，N-乙烯基-N-甲基乙酰胺，N-乙烯基-N-甲基甲酰胺，N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺，乙烯基吡咯烷酮，N，N-二甲基丙基丙烯酰胺，二甲基丙烯酰胺或二乙基丙烯酰胺和相應(yīng)的甲基丙烯酸酰胺衍生物以及丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，其中丙烯酰胺是優(yōu)選的。
以在基于所用的總單體0.01-20，優(yōu)選0.1-15和尤其優(yōu)選0.5-5wt.％的范圍內(nèi)的量，也可使用在水中具有低溶解度的單體作為共聚單體。這種單體的例子是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯如丙烯酸乙基酯和甲基丙烯酸乙基酯，丙烯酸丁基酯和甲基丙烯酸丁基酯，乙酸乙烯基酯，苯乙烯或異丁烯或其兩種或多種的混合物。
另外，以在基于所用的總單體0.01-20，優(yōu)選0.1-15和尤其優(yōu)選0.5-5wt.％的范圍內(nèi)的量，可將水溶性聚合物加入單體溶液中。例子是上述單體的聚合物或共聚物如聚丙烯酸，部分皂化聚乙酸乙烯酯，聚乙烯基醇，聚亞烷基二醇，淀粉和淀粉衍生物，纖維素和纖維素衍生物以及其它多糖。
所有的所述酸可作為游離酸或鹽聚合。也可部分中和。另外，也可在聚合反應(yīng)之后完全或部分中和。單體的中和可使用堿金屬氫氧化物，堿土金屬氫氧化物，氨以及碳酸鹽或碳酸氫鹽或其兩種或多種的混合物進行。另外，原則上能夠與要中和的酸形成水溶性鹽的每種其它的堿是合適的。也可考慮用不同的堿進行混合中和。優(yōu)選用氨和堿金屬氫氧化物中和，尤其優(yōu)選的是氫氧化鈉和氨。
在本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案中，根據(jù)本發(fā)明用于可壓實的超吸收劑具有至少一個以下性能(a)0.9wt.％NaCl水溶液根據(jù)ERT(EDANA建議的試驗)440.1-99的最大吸收在10-1000，優(yōu)選15-500和尤其優(yōu)選20-300g/g的范圍內(nèi)，(b)根據(jù)ERT 470.1-99可用0.9wt.％NaCl水溶液提取的部分其量低于30，優(yōu)選低于20和尤其優(yōu)選低于10wt.％，基于超吸收劑，(c)根據(jù)ERT 440.1-99達到80％最大吸收0.9wt.％NaCl水溶液所需的膨脹時間在0.01-180，優(yōu)選0.01-150和尤其優(yōu)選0.01-100min的范圍內(nèi)，(d)根據(jù)ERT 460.1-99的體密度在300-1000，優(yōu)選310-800和尤其優(yōu)選320-700g/l的范圍內(nèi)，(e)1g超吸收劑在1升水中根據(jù)ERT 400.1-99的pH-值在4-10，優(yōu)選5-9和尤其優(yōu)選5.5-7.5的范圍內(nèi)，以及(f)根據(jù)ERT 441.1-99的CRC在10-100，優(yōu)選15-80和尤其優(yōu)選20-60g/g的范圍內(nèi)。
來自以上性能的兩種或多種這些性能的性能組合表示根據(jù)本發(fā)明的超吸收劑的優(yōu)選的相應(yīng)實施方案。另外，作為根據(jù)本發(fā)明的實施方案，尤其優(yōu)選的是具有以下以字母或字母組合表示的性能或性能組合的超吸收劑a，b，c，d，e，f，ab，abc，abcd，abcde，abcdef，bc，bcd，bcde，bcdef，cd，cde，cdef，de，def，ef，其中a，b，c，f，ab和abf是尤其優(yōu)選的。
本發(fā)明的超吸收劑可由上述單體利用不同的聚合反應(yīng)方法而制成。例如，在此可以提及本體聚合反應(yīng)，溶液聚合反應(yīng)，噴霧聚合反應(yīng)，反乳液聚合反應(yīng)和反懸浮液聚合反應(yīng)。優(yōu)選溶液聚合反應(yīng)在作為溶劑的水中進行。溶液聚合反應(yīng)可連續(xù)或不連續(xù)地進行。從已有技術(shù)可獲得在反應(yīng)條件例如溫度，引發(fā)劑的種類和量以及反應(yīng)溶液方面的寬范圍的變型。典型的工藝描述于以下專利文件US 4,286,082，DE 27 06135，US 4,076,663，DE 35 03 458，DE 40 20 780，DE 42 44 548，DE 43 23001，DE 43 33 056，DE 44 18 818。所提及的文件在此作為參考并入本發(fā)明，其中所提及的文件的涉及聚合反應(yīng)工藝的相應(yīng)部分被認為是本文公開內(nèi)容的一部分。
可在本發(fā)明范圍內(nèi)用于壓實的超吸收劑可例如利用化學(xué)交聯(lián)劑或通過熱交聯(lián)或輻射交聯(lián)或通過兩種或多種所述工藝而交聯(lián)，其中優(yōu)選使用化學(xué)交聯(lián)劑交聯(lián)。
化學(xué)交聯(lián)使用熟練技術(shù)人員一般已知的交聯(lián)劑而進行。這種交聯(lián)劑優(yōu)選用量低于7，優(yōu)選0.1-5wt.％，基于所用單體的總重。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的交聯(lián)劑是聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯，它例如通過將多元醇或乙氧基化多元醇如乙二醇，丙二醇，三羥甲基丙烷，1，6-己烷二醇，甘油，季戊四醇，聚乙二醇或聚丙二醇與丙烯酸或甲基丙烯酸反應(yīng)而得到。作為交聯(lián)劑，也可使用多元醇，氨基醇以及其單(甲基)丙烯酸酯和單烯丙基醚。進一步合適的交聯(lián)劑另外有多元醇和氨基醇的單烯丙基化合物的丙烯酸酯。在此方面，參考DE 195 43 366和DE 195 43 368。所提及的文件中的公開內(nèi)容在此作為參考并入本發(fā)明，因此被認為是本文公開內(nèi)容的一部分。
作為合適的交聯(lián)劑，例如考慮1，4-丁烷二醇二丙烯酸酯，1，4-丁烷二醇二甲基丙烯酸酯，1，3-亞丁基二醇二丙烯酸酯，1，3-亞丁基二醇二甲基丙烯酸酯，二甘醇二丙烯酸酯，二甘醇二甲基丙烯酸酯，乙氧基化雙酚-A-二丙烯酸酯，乙氧基化雙酚-A-二甲基丙烯酸酯，1，6-己烷二醇二丙烯酸酯，1，6-己烷二醇二甲基丙烯酸酯，新戊基二醇二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，三甘醇二丙烯酸酯，三甘醇二甲基丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，四甘醇二丙烯酸酯，四甘醇二甲基丙烯酸酯，二季戊四醇五丙烯酸酯，季戊四醇四丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三羥甲基三甲基丙烯酸酯，三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯，三(2-羥基)異氰尿酸酯三甲基丙烯酸酯，多羧酸二乙烯基酯，多羧酸二烯丙基酯，對苯二甲酸三烯丙基酯，馬來酸二烯丙基酯，富馬酸二烯丙基酯，六亞甲基二馬來酰亞胺，1，2，4-苯三酸三乙烯基酯，己二酸二乙烯基酯，琥珀酸二烯丙基酯，乙二醇二乙烯基醚，環(huán)戊二烯二丙烯酸酯，三烯丙基胺，四烯丙基銨鹵化物，二乙烯基苯，二乙烯基醚，N，N′-亞甲基二丙烯酰胺，N，N′-亞甲基二甲基丙烯酰胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯。其中優(yōu)選的交聯(lián)劑是N，N′-亞甲基二丙烯酰胺，N，N′-亞甲基二甲基丙烯酰胺，聚乙二醇二丙烯酸酯，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或三烯丙基胺或兩種或多種所述化合物的混合物。
可根據(jù)本發(fā)明使用的超吸收劑可例如另外后交聯(lián)。作為所謂的″后交聯(lián)劑″，合適的是有機碳酸酯，聚季胺，多價金屬化合物和具有至少兩個可與未處理超吸收劑的羧基基團反應(yīng)的官能團的化合物。這些尤其是多元醇和氨基醇如乙二醇，二甘醇，三甘醇，四甘醇，聚乙二醇，甘油，聚甘油，丙二醇，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，丙醇胺，聚氧丙烯，氧乙烯-氧丙烯-嵌段聚合物，脫水山梨醇脂肪酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯，三羥甲基丙烷，季戊四醇，聚乙烯基醇和山梨醇，聚縮水甘油基醚化合物，如乙二醇二縮水甘油基醚，聚乙二醇二縮水甘油基醚，甘油二縮水甘油基醚，甘油聚縮水甘油基醚，季戊四醇聚縮水甘油基醚，丙二醇二縮水甘油基醚和聚丙二醇二縮水甘油基醚，聚環(huán)乙亞胺化合物，如2，2-二羥基甲基丁醇-三[3-(1-吖丙啶基)丙酸酯]，1，6-六亞甲基二亞乙基脲和二苯基甲烷二-4，4′-N，N′-二亞乙基脲，鹵代環(huán)氧化合物如乙二胺，二亞乙基三胺，三亞乙基四胺，四亞乙基五胺，五亞乙基六胺和聚乙烯亞胺，多異氰酸酯如2，4-亞甲苯基-二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯，氫氧化鋅，鉀，鋁，鐵，鈦和鋯鹵化物，碳酸亞烷基酯如1，3-二氧雜戊環(huán)-2-酮和4-甲基-1，3-二氧雜戊環(huán)-2-酮，多價金屬化合物如鹽，聚季胺如二甲基胺和表氯醇的縮合產(chǎn)物，二烯丙基二甲基氯化銨的均-和共聚物和二乙基氨基(甲基)丙烯酸酯甲基氯化銨鹽的均-和共聚物。在這些化合物中，優(yōu)選的是二甘醇，三甘醇，聚乙二醇，甘油，聚甘油，丙二醇，二乙醇胺，三乙醇胺，聚氧丙烯，氧乙烯氧丙烯嵌段共聚物，脫水山梨醇脂肪酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯，三羥甲基丙烷，季戊四醇，聚乙烯基醇，山梨醇，碳酸亞烷基酯如1，3-二氧戊環(huán)-2-酮，1，3-二氧戊環(huán)-2-酮，4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮，4，5-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮，4，4--二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮，4-乙基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮，4-羥基甲基-1，3-二氧戊環(huán)-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，1，3-dioxopan-2-酮，聚-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮和乙二醇二縮水甘油基醚，聚噁唑啉如1，2-亞乙基二噁唑啉，含硅烷基團的交聯(lián)劑如γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，噁唑烷酮如2-噁唑烷酮，二-和聚-2-噁唑烷酮以及二甘醇硅酸酯。
在以上提及的后交聯(lián)劑中，碳酸亞乙基酯是尤其優(yōu)選的。
這些化合物的用量優(yōu)選為0.01-30，優(yōu)選0.1-20和尤其優(yōu)選0.5-10wt.％，基于未處理超吸收劑。有機溶劑可被加入混合物中，其量為0-60，優(yōu)選0.1-40和尤其優(yōu)選0.2-50wt.％，基于未處理聚合物(Pu)。作為有機溶劑，優(yōu)選的是低級醇如甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，正丁醇，異丁醇，仲-丁醇和叔丁醇，酮如丙酮，甲基乙基酮和甲基異丁基酮，醚如二噁烷，四氫呋喃和二乙基醚，酰胺如N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二乙基甲酰胺以及亞砜如二甲基亞砜。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，也可使用具有在內(nèi)部分周圍的外部分的超吸收劑，其中外部分具有高于內(nèi)部分的交聯(lián)度。在本文中進一步優(yōu)選的是，內(nèi)部分具有大于外部分的直徑。在本發(fā)明范圍內(nèi)，如果使用這種所謂的后交聯(lián)超吸收劑，它具有優(yōu)選至少一個以下性能(A)0.9wt.％NaCl水溶液根據(jù)ERT 440.1-99的最大吸收在10-800，優(yōu)選15-400和尤其優(yōu)選20-200g/g的范圍內(nèi)，(B)根據(jù)ERT 470.1-99可用0.9wt.％NaCl水溶液提取的部分其量低于30，優(yōu)選低于20和尤其優(yōu)選低于10wt.％，基于后交聯(lián)超吸收劑，(C)根據(jù)ERT 440.1-99達到80％最大吸收0.9wt.％NaCl水溶液所需的膨脹時間在0.01-180，優(yōu)選0.01-150和尤其優(yōu)選0.01-100min的范圍內(nèi)，(D)根據(jù)ERT 460.1-99的體密度在300-1000，優(yōu)選310-800和尤其優(yōu)選320-700g/l的范圍內(nèi)，(E)1g后交聯(lián)超吸收劑在1升水中根據(jù)ERT 400.1-99的pH-值在4-10，優(yōu)選5-9和尤其優(yōu)選5.5-7.5的范圍內(nèi)，(F)根據(jù)ERT 441.1-99的CRC在110-100，優(yōu)選15-80和尤其優(yōu)選20-60g/g的范圍內(nèi)。
來自以上性能的兩種或多種這些性能的性能組合分別表示根據(jù)本發(fā)明的工藝的優(yōu)選的實施方案。根據(jù)本發(fā)明的進一步尤其優(yōu)選的實施方案是具有以下表示為字母或字母組合的性能或性能組合的后交聯(lián)超吸收劑A，B，C，D，E，F(xiàn)，AB，ABC，ABCD，ABCDE，ABCDEF，BC，BCD，BCDE，BCDEF，CD，CDE，CDEF，DE，DEF，EF。
除了所提及的聚合物，根據(jù)本發(fā)明的描述為″壓實超吸收劑″的組合物可包含其它添加劑。
作為添加劑，例如合適的有非水溶性無機固體。尤其合適的因此是具有顆粒尺寸約0.001-約1000μm，尤其是約50-約500μm的水不溶性無機固體。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑包含水不溶性無機固體或兩種或多種水不溶性無機固體的混合物，其中固體顆粒的顆粒尺寸在約80-約400μm的范圍內(nèi)，其中優(yōu)選至少約5％，如至少約10，20，50或至少約80％的固體顆粒具有低于約200μm，尤其是低于約150μm的顆粒尺寸。尤其合適的顆粒尺寸例如在5nm-約100μm的范圍內(nèi)。
合適的水不溶性無機固體是例如二氧化鈦，粘土礦物如膨潤土，高嶺土，或硅鎂土，沸石，焦化硅酸和類似物。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，作為添加劑使用具有至少一個以下性能的非水溶性無機固體(α)根據(jù)DIN 66131的BET表面是至少10，優(yōu)選至少50和尤其優(yōu)選至少200和甚至更優(yōu)選180-1000m2/g，(β)在4％水分散體中的pH-值在2-11，優(yōu)選2.5-8和尤其優(yōu)選3-5的范圍內(nèi)，(γ)根據(jù)DIN 787/XI和JIS K 5101/18(不篩分)的夯實密度低于800g/l，優(yōu)選低于300g/l，優(yōu)選低于60g/l。
來自以上性能的兩種或多種這些性能的性能組合表示相應(yīng)的優(yōu)選實施方案。根據(jù)本發(fā)明進一步尤其優(yōu)選的實施方案是壓實超吸收劑，其中無機固體或兩種或多種無機固體的混合物具有以下表示為字母或字母組合的性能或性能組合α，β，γ，αβ，αβγ，βγ或αγ，其中αβγ是尤其優(yōu)選的。
在根據(jù)本發(fā)明的工藝中進一步優(yōu)選的是，無機固體基于硅化合物，其中已知用于該工藝的所有硅氧化合物，如二氧化硅氣凝膠(Aerosile)和高嶺土是優(yōu)選的，其中二氧化硅氣凝膠是尤其優(yōu)選的。
進一步優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑包含無機固體或兩種或多種無機固體的混合物，其量是約0.001-約40，優(yōu)選約0.01-約20和尤其優(yōu)選約0.05-約5wt.％。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑包含至少一種無機粘結(jié)劑或一種有機粘結(jié)劑。在本發(fā)明范圍內(nèi)，同樣可能和設(shè)計的是，根據(jù)本發(fā)明的超吸收劑包含兩種或多種無機粘結(jié)劑的混合物或兩種或多種有機粘結(jié)劑的混合物或一種或多種無機粘結(jié)劑和一種或多種有機粘結(jié)劑的混合物。
作為無機粘結(jié)劑，在本發(fā)明范圍內(nèi)，合適的是在水溶液中形成一種其化合價達到至少2的離子化金屬陽離子，氨基陽離子或亞氨基陽離子的水溶性化合物。
尤其優(yōu)選的因此是金屬陽離子，如可得自元素周期表的IIAVIA，IB，LIB和VII族金屬。合適的是這種金屬的鹽，氧化物，氫氧化物或相當?shù)幕衔?，前提是相?yīng)的化合物是水溶性的，該化合物在水中電離或游離和金屬陽離子，胺或亞胺具有化合價至少2。其化合價達到至少2的合適的金屬陽離子的例子是鋁，銅，鋅，鋯，鐵，鈷，鉻或鈦或其兩種或多種的混合物。在本發(fā)明范圍內(nèi)，鋁是優(yōu)選的金屬陽離子。合適的無機粘結(jié)劑是例如硫酸鋁，硫酸鋁鈉，多氯化鋁，二乙酸鋁，堿性氫氧化鋁(其中氫氧化鋁和氫氧化鈉的摩爾比是約1∶1)，乙酸鈷，硫酸銅，乙酸鋅，乙酸鋯，四氯化鋯或硝酸鋯或兩種或多種所述化合物的混合物。在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑包含作為無機粘結(jié)劑的鋁鹽，尤其是硫酸鋁。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，除了或替代無機粘結(jié)劑，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑可包含有機粘結(jié)劑。作為有機粘結(jié)劑，在本發(fā)明范圍內(nèi)合適的原則上是可得到至少一種多價胺或亞胺的所有的粘結(jié)劑。因此，在本發(fā)明范圍內(nèi)合適的是具有分子量最高約200的有機粘結(jié)劑。但根據(jù)本發(fā)明同樣可以設(shè)計使用具有明顯在此之上，如最高約5,000,000，尤其是約1000-約1,000,000的分子量的有機粘結(jié)劑作為根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑的組分。
合適的有機粘結(jié)劑是如多元胺，聚亞胺，聚酰胺，脫乙酰殼多糖或聚乙烯基吡咯烷酮。
無機或有機粘結(jié)劑或兩種或多種這種粘結(jié)劑的混合物在壓實超吸收劑中的量在本發(fā)明范圍內(nèi)達到最高約30wt.％，如約0.1wt.％-約15或約0.5-約5wt.％。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑包含水。根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑的水含量例如達到最高約30wt.％，但優(yōu)選約0.1-約15wt.％或約0.5-約10wt.％。尤其合適的水含量例如在約0.8-約5wt.％的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明進一步實施方案的范圍內(nèi)，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑進一步包含至少一種不落在超吸收劑或粘結(jié)劑的上述定義內(nèi)的其它有機聚合物(Ps)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，這種其它聚合物(Ps)在去離子水中的4wt.％溶液具有在20℃下的粘度1-100,000，優(yōu)選10-50,000和尤其優(yōu)選100-10,000mPa·s。
優(yōu)選聚合物(Ps)是聚乙烯基醇，聚乙二醇，聚甘油，明膠，或基于糖的聚合物。作為例子，在此提及黃原膠，淀粉，瓜耳種子粉，藻酸鹽，葡聚糖，瓊脂，角叉菜膠，黃芪膠，阿拉伯膠，藻酸鹽，果膠，polyose，瓜耳粉，角豆種子粉，乙烯基聚合物，多羧酸，聚醚。按照本發(fā)明的壓實超吸收劑可包含分別單獨或作為其兩種或多種的混合物的所述聚合物。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，聚合物(Ps)基于糖。尤其優(yōu)選的是衍生的糖，如酯，醚，和羧基甲基化衍生物。糖的醚優(yōu)選為用C1-至C1000000-，優(yōu)選C1-至C10000-和甚至更優(yōu)選用C1-至C10-烷基基團衍生的糖。其中，又優(yōu)選的是甲基，乙基，丙基，丁基衍生的糖，其中甲基基團衍生的糖是尤其優(yōu)選的。糖的酯的例子是乙酸酯，乙酰丁酸酯，乙酰丙酸酯或丙酸酯。聚合物(Ps)包含基于聚合物(Ps)優(yōu)選至少10，優(yōu)選至少50和尤其優(yōu)選至少90wt.％的糖或多糖。在多糖中，纖維素和淀粉是優(yōu)選的，其中纖維素是尤其優(yōu)選的。進一步優(yōu)選的是，纖維素作為羧基甲基纖維素存在，其中鈉和鉀羧基甲基纖維素是優(yōu)選的和鈉羧基甲基纖維素是尤其優(yōu)選的。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑包含其它有機聚合物或兩種或多種其它有機聚合物的混合物，其量是最高約30wt.％，如約0.1-約15wt.％或約0.5-約5wt.％。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑可利用以下工藝而得到，其中至少一種超吸收劑，視需要在與一種或多種其它上述組分的混合物中經(jīng)受至少3kN/cm的比接觸力或至少3kN/cm2的壓力。
在生產(chǎn)按照本發(fā)明的壓實超吸收劑時進行壓實的范圍內(nèi)，超吸收劑或兩種或多種超吸收劑的混合物或一種或多種超吸收劑和水或粘結(jié)劑或水和粘結(jié)劑以及視需要一種或多種上述添加劑的混合物經(jīng)受在上述范圍內(nèi)的壓力。本發(fā)明范圍內(nèi)，以何種方式施加該壓力并不重要。但優(yōu)選在本發(fā)明范圍內(nèi)，優(yōu)選利用沖壓或輥壓進行聚集。在本發(fā)明范圍內(nèi)尤其優(yōu)選的是輥壓實。
在輥壓實中，一種以上提及的組合物利用在兩個分別在相對旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)的輥之間壓制而壓實。在本發(fā)明范圍內(nèi)，可能的和設(shè)計的是，光滑輥或異型輥用于壓實。適用于輥壓實的工藝是熟練技術(shù)人員已知的。合適的是例如用于壓實，壓塊，壓片或造粒的工藝，例如通常使用相應(yīng)的異型輥進行的。
包含超吸收劑和提供用于壓實的組合物原則上可被壓實成現(xiàn)在的形式。但在本發(fā)明范圍內(nèi)優(yōu)選的是，提供用于壓實的組合物在壓實步驟之前經(jīng)受預(yù)壓縮。預(yù)壓縮優(yōu)選在螺紋壓縮機(壓縮螺桿)中進行。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，提供用于壓縮的組合物包含水或粘結(jié)劑或水和粘結(jié)劑。
為了盡可能均勻地混合超吸收劑和水或超吸收劑和粘結(jié)劑或超吸收劑，水和粘結(jié)劑的混合物，在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，超吸收劑或兩種或多種超吸收劑的混合物與水或粘結(jié)劑或其混合物在預(yù)壓縮范圍內(nèi)進行混合。為此，例如超吸收劑或兩種或多種超吸收劑的混合物被引入螺桿傳輸機中并隨后在下游位向其中引入水或粘結(jié)劑或其混合物。如果提供用于壓實的組合物還包含其它添加劑，這些物質(zhì)同樣優(yōu)選在預(yù)壓縮中與超吸收劑或與兩種或多種超吸收劑的混合物混合。但在本發(fā)明范圍內(nèi)，同樣可以設(shè)計提供用于壓實的組合物的組分的混合不在預(yù)壓縮中，而是在單獨的步驟中進行。熟練技術(shù)人員已知的所有的混合設(shè)備可用于此時的混合。
如果提供用于壓實的組合物包含水和粘結(jié)劑，向超吸收劑或向兩種或多種超吸收劑的混合物中加入水和粘結(jié)劑的順序原則上是任意的。因此，例如，水可首先加入并隨后加入粘結(jié)劑，或首先加入粘結(jié)劑并隨后加入水。但在本發(fā)明范圍內(nèi)，同樣可以同時加入水和粘結(jié)劑，尤其是作為粘結(jié)劑或兩種或多種粘結(jié)劑的混合物在水中的溶液。
如果提供用于壓實的組合物包含粘結(jié)劑和其它添加劑，向超吸收劑或向兩種或多種超吸收劑的混合物中加入粘結(jié)劑和添加劑的順序原則上是任意的。但在本發(fā)明范圍內(nèi)優(yōu)選的是，在將粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑加入超吸收劑或加入兩種或多種超吸收劑的混合物之后加入添加劑。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，壓實在溫度約0℃-約100℃下進行。優(yōu)選，壓實在溫度約20℃-約80℃下進行。所需溫度可因此例如利用對壓實單元的外部冷卻或加熱而實現(xiàn)。因此，例如，在輥壓實中，一個輥或兩個輥可被冷卻或加熱。但在本發(fā)明范圍內(nèi)，同樣可以的是，壓實單元的操作基本上不受外部溫度影響。在本文中，可觀察到材料在壓實過程中的溫度增加，這例如取決于用于壓實的組合物和在壓實時施加的壓力的形式。在壓實過程中所處的溫度應(yīng)該在每種情況下選擇使得按照本發(fā)明的壓實超吸收劑不具有因結(jié)塊而造成的吸收力損失。
在壓實過程中所處的壓力或相應(yīng)地施加在提供用于壓實的組合物上的力在本發(fā)明范圍內(nèi)選擇使得至少向提供用于壓實的組合物施加壓力約3kN/cm2或比接觸力至少3kN/cm?！灞冉佑|力″在本文范圍內(nèi)要理解為在兩個輥之間出現(xiàn)的每cm輥寬度上的力。
優(yōu)選，壓實在本發(fā)明范圍內(nèi)利用輥而實現(xiàn)。因此，優(yōu)選比接觸力通常是至少約10kN/cm，尤其優(yōu)選至少約40kN/cm，和甚至更優(yōu)選至少約100kN/cm，其中優(yōu)選比接觸力不超過值1000kN/cm。
按照本發(fā)明的壓實超吸收劑在本發(fā)明范圍內(nèi)在壓實步驟之后或者進一步處理成現(xiàn)在的形式，或干燥。只要用于壓實的組合物包含水，干燥可在減壓下或在環(huán)境壓力下進行，溫度達到優(yōu)選約30-約180，例如約50-約90℃。干燥持續(xù)時間取決于壓實超吸收劑所追求的水含量，達到約5分鐘-約5小時。
按照本發(fā)明的壓實超吸收劑在壓實范圍內(nèi)根據(jù)對用于壓實的工藝的選擇而作為片，粒劑，錠劑，片劑或類似成型體得到，這些例如可通過合適選擇壓實工藝而制成。
在本發(fā)明范圍內(nèi)，壓實超吸收劑原則上可進一步用作成型體，如直接在壓實和可有可無的隨后干燥后而得到。
可在本發(fā)明范圍內(nèi)制成的成型體原則上可具有任何基本上不規(guī)則或規(guī)則空間形式。合適的規(guī)則空間形式是例如球，橢圓體，圓柱體，立方體或立方體。
但在本發(fā)明范圍內(nèi)，同樣可能和實現(xiàn)的是，壓實超吸收劑在壓實步驟和視需要隨后干燥步驟之后經(jīng)受研磨，其中這種研磨優(yōu)選導(dǎo)致顆粒尺寸在約100μm-約1000μm，優(yōu)選150μm-1000μm和尤其優(yōu)選150-850μm的范圍內(nèi)。優(yōu)選實現(xiàn)具有重均顆粒尺寸約400-700μm的顆粒尺寸分布，其中不超過16wt.％的這些顆粒的顆粒尺寸低于200μm和不超過16wt.％的這些顆粒的顆粒尺寸不超過1200μm。已被特別地證實，可通過篩分而實現(xiàn)該顆粒尺寸分布。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，壓實超吸收劑可具有水可溶聚合物的涂層。這些涂覆壓實超吸收劑的優(yōu)點在于，它們在傳輸時產(chǎn)生較少磨損，具有較低的對空氣濕度的敏感性和盡管如此卻在含水介質(zhì)中迅速顯示其吸收作用。另外，在處理壓實超吸收劑時，與非壓實超吸收劑相比形成較少的灰塵。
作為用于這種涂覆的水溶性聚合物，在本發(fā)明范圍內(nèi)合適的原則上是具有水溶解度至少1g/l的所有的聚合物。這種聚合物優(yōu)選在聚合物主鏈上具有一個或多個酸性基團。在本發(fā)明范圍內(nèi)尤其合適的是具有羧酸或磺酸基團或兩者的聚合物，尤其優(yōu)選的是在聚合物主鏈上具有羧酸基團的聚合物。為了生產(chǎn)適用作按照本發(fā)明的涂層的聚合物，以上已在本文范圍內(nèi)提及的是例如合適的。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，作為水溶性聚合物，使用丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合物或丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物。除了組分丙烯酸或甲基丙烯酸或這兩種組分，根據(jù)本發(fā)明合適的聚合物可包含其它的不必具有酸性基團的單體結(jié)構(gòu)單元。這種類型的合適的共聚單體是例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或羧酸乙烯基酯，丙烯腈，苯乙烯，異戊二烯和丁二烯，尤其是乙酸乙烯酯。
在本發(fā)明尤其優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明使用的吸收劑涂有包含稱作商品名EUDRAGITL100或EUDRAGITS100(生產(chǎn)商Roehm GmbH，Darmstadt，德國)的兩種物質(zhì)中的至少一種的聚合物層。這些聚合物是基于甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的陰離子聚合物。羧酸基團與酯結(jié)構(gòu)單元的比率在EUDRAGITL-型中達到約1∶1，在EUDRAGITS-型中達到約1∶2。
將所述聚合物作為在有機溶劑(醇，丙酮)中的溶液，作為有機溶劑與水的混合物或作為純含水膠乳分散體施用到在本發(fā)明范圍內(nèi)可用的吸收劑上。
關(guān)于優(yōu)選用于生產(chǎn)這種聚合物涂層的聚合物的性能和其施用，具體地參考以下出版物Roehm GmbH公司的″EUDRAGIT-Magensaftresistente Ueberzuege(Basis-Info 1)″以及K.Lehmann和H.U.Petereit，F(xiàn)ilmueberzuege auf Basis waessrigerPolymethacrylat-Dispersionen mit verzoegertem Zerfall imDarmbereich，Pharm.Ind，55，6，615-618(1993)，K.O.R.Lehmann，用于藥物劑形的含水聚合物涂層，章節(jié)4，聚甲基丙烯酸酯涂層體系的化學(xué)和施用性能(由James W.McGinity編輯，Marcel Dekker，Inc.，NewYork，1989)，K.Lehmann，微膠囊和藥學(xué)，章節(jié)4，流化床噴涂(由MaxDonbrow編輯，CRC Press，Inc，Boca Raton，1992)，其公開內(nèi)容被認為是本文公開內(nèi)容的主題。
另外，本發(fā)明涉及具有至少一個以下性能的壓實超吸收劑(β1)CRC(離心停留容量)至少10，優(yōu)選至少15和尤其至少20g/g，甚至更優(yōu)選至少25g/g，(β2)負荷0.3psi時的AAP(抗壓吸收性)至少15，優(yōu)選至少20g/g，(β3)負荷0.9psi時的AAP至少8，優(yōu)選至少12g/g，
(β4)膨脹壓力至少100，優(yōu)選至少500，更優(yōu)選至少600和甚至更優(yōu)選800g。
來自以上性能的兩種或多種這些性能的性能組合分別表示按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的優(yōu)選的實施方案。另外，作為根據(jù)本發(fā)明實施方案尤其優(yōu)選的工藝是其中，壓實超吸收劑具有以下表示為字母或組合字母的性能或性能組合β1，β2，β3，β4，β1β2，β1β2β3，β1β2β3β4，β2β3，β2β3β4，β3β4，其中β1，β2，β3，β1β2和β1β2β3是尤其優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案形成具有以下性能的壓實超吸收劑CRC至少15g/g，0.3psi負荷時的AAP至少15g/g，0.9psi負荷時的AAP至少8g/g，和顆粒尺寸分布150-850μm。
本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)壓實超吸收劑的方法，其中至少包含合成顆粒狀超吸收劑的組合物通過將該組合物經(jīng)受比接觸力至少3kN/cm或壓力至少3kN/cm2而被壓實，其中超過5％，優(yōu)選超過20％和尤其優(yōu)選超過35％的所用顆粒具有顆粒尺寸250μm或更低，優(yōu)選200μm或更低和尤其優(yōu)選150μm或更低。
在根據(jù)本發(fā)明的工藝的進一步優(yōu)選的實施方案中，包含至少一種超吸收劑和至少水的組合物因此用于壓實。在本文中優(yōu)選的是，顆粒在壓實之前與基于用于壓實的總顆粒的重量至少1wt.％，優(yōu)選與至少2wt.％和甚至更優(yōu)選與至少4wt.％的水混合。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，除了至少一種超吸收劑還包含至少一種無機或至少一種有機粘結(jié)劑的組合物被用于壓實。在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，在壓實時，使用包含至少一種超吸收劑，水和至少一種無機或有機粘結(jié)劑或其混合物的組合物。
合適的無機或有機粘結(jié)劑已經(jīng)在上面在本文范圍內(nèi)進行描述。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，提供用于壓實的組合物包含水和無機粘結(jié)劑。
優(yōu)選，提供用于壓實的組合物的水含量達到至少約0.1wt.％，但優(yōu)選水含量更高，例如在至少約1，2，4，8或20wt.％。
根據(jù)本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案，在根據(jù)本發(fā)明的工藝的范圍內(nèi)，超吸收劑或兩種或多種超吸收劑的混合物與無機粘結(jié)劑或有機粘結(jié)劑的水溶液，優(yōu)選與無機粘結(jié)劑的水溶液在壓實之前合并和混合。混合原則上可如上所述以任何方式進行。但根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，超吸收劑或多種超吸收劑和粘結(jié)劑的水溶液的混合在實際的壓實步驟之前在預(yù)壓縮時發(fā)生。
相應(yīng)的粘結(jié)劑優(yōu)選利用相應(yīng)的粘結(jié)劑的水溶液加入，其中合適的含水溶液具有濃度約1-約99wt.％，例如約5-約60wt.％。在使用有機粘結(jié)劑時，可視需要要求較高或較低濃度，這取決于粘結(jié)劑在水中的溶解度和這種水溶液的粘度。
如果例如如上所述的多價金屬陽離子的無機鹽用作粘結(jié)劑，那么包含這種鹽的水溶液的濃度達到優(yōu)選約20-約70wt.％，尤其是約40-約60wt.％。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，在根據(jù)本發(fā)明的工藝中，Al2(SO4)3·18H2O的水溶液用作粘結(jié)劑，其中Al2(SO4)3·18H2O在溶液中的濃度達到約50wt.％。
有機或無機粘結(jié)劑被加入提供用于壓實的組合物，其量使得有機或無機粘結(jié)劑的濃度，或兩種或多種這些粘結(jié)劑的混合物的濃度基于超吸收劑或多種超吸收劑的份額達到約0.1-約20wt.％，尤其是約0.5-約10wt.％。
在根據(jù)本發(fā)明的工藝的優(yōu)選的實施方案中，超吸收劑顆粒在壓實之前與至少1wt.％水混合，基于用于壓實的總顆粒的重量。
特別適用于進行根據(jù)本發(fā)明的工藝的是輥壓實機，雙輥壓實機，環(huán)-輥壓機或沖壓機如柱塞擠壓機，螺桿壓機，extersche擠壓機(ExterscheStrangpress)。
根據(jù)本發(fā)明工藝以及本發(fā)明壓實超吸收劑的進一步實施方案，優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的特征的僅給出下限的值具有為最優(yōu)選下限值的20倍，優(yōu)選10倍和尤其優(yōu)選5倍的上限。
按照本發(fā)明的壓實超吸收劑原則上可以任何形式進一步使用。因此例如可以將按照本發(fā)明的壓實超吸收劑或與其它物質(zhì)的混合物用于普通的場合如衛(wèi)生制品或技術(shù)場合如電纜或密封。但在本發(fā)明范圍內(nèi)，也可將按照本發(fā)明的壓實超吸收劑與沒有按照本發(fā)明的工藝制成或不對應(yīng)于本發(fā)明壓實超吸收劑的其它超吸收劑一起用于技術(shù)場合。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的壓實超吸收劑與非壓實超吸收劑一起使用。作為非壓實超吸收劑，原則上合適的是通常以術(shù)語″超吸收劑″理解的所有的化合物。但在一個優(yōu)選實施方案中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑與具有類似于或相同于本發(fā)明壓實超吸收劑的組成的非壓實超吸收劑一起使用。
在本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案的范圍內(nèi)，在生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的超吸收劑時，使用顆粒尺寸低于約150μm的顆粒，例如在生產(chǎn)非壓實超吸收劑時形成的，其中按照本發(fā)明的壓實細部分隨后與在其生產(chǎn)過程中形成細部分的非壓實超吸收劑一起以混合物形式使用。按照本發(fā)明的壓實超吸收劑在這種混合物中的比例達到約0.5-約99wt.％，尤其是約1-約20wt.％。
本發(fā)明的另一主題是一種用于生產(chǎn)復(fù)合體的方法，其中按照本發(fā)明的壓實超吸收劑或根據(jù)本發(fā)明工藝制成的壓實超吸收劑與基材接觸。
本發(fā)明還甚至進一步涉及可根據(jù)在以前段落中描述的工藝而得到的復(fù)合體。
根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語″復(fù)合體″要理解為吸收核，密封劑材料，電纜，以及包含吸收核的尿布和其它的衛(wèi)生制品-衛(wèi)生巾或失禁產(chǎn)品。
如果復(fù)合體是吸收劑核，將按照本發(fā)明的壓實超吸收劑加工成基材。對于核，主要將包含纖維素的，優(yōu)選纖維狀材料視為基材。在核的一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的吸收性超吸收劑以基于核的10-90，優(yōu)選20-80和尤其優(yōu)選40-70wt.％的量被加工。在核的一個實施方案中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑作為顆粒被加工成核。
一方面，核可通過所謂的氣成網(wǎng)工藝或通過所謂的濕成網(wǎng)工藝而制成，其中根據(jù)氣成網(wǎng)工藝制成的核是優(yōu)選的。在濕成網(wǎng)工藝中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的顆粒與其它基材纖維和液體一起被處理成無紡材料。在氣成網(wǎng)工藝中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的顆粒和基材纖維在干態(tài)下被處理成無紡材料。有關(guān)氣成網(wǎng)工藝的進一步細節(jié)描述于US5,916,670以及US 5,866,242，而有關(guān)濕成網(wǎng)工藝則描述于US 5,300,192，其公開內(nèi)容在此作為參考并入本發(fā)明和構(gòu)成本公開內(nèi)容的一部分。
在濕成網(wǎng)和氣成網(wǎng)工藝中，除了按照本發(fā)明的壓實超吸收劑和基材纖維還可以使用熟練技術(shù)人員已知的其它的合適的助劑，它們有助于得自該工藝的無紡材料的凝固。
在其中復(fù)合體是尿布的實施方案中，不同于按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的尿布的組分表示復(fù)合體的基材。在一個優(yōu)選實施方案中，尿布包含以前描述的核。在這種情況下，不同于核的尿布組分表示復(fù)合體的基材。一般來說，用作尿布的復(fù)合體包括水不可滲透底層，水可滲透的、優(yōu)選憎水的上層和位于底層和上層之間的包含按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的層。包含按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的該層優(yōu)選為上述核。底層可包含熟練技術(shù)人員已知的所有的材料，其中聚乙烯或聚丙烯是優(yōu)選的。上層可同樣包含熟練技術(shù)人員已知的和合適的所有材料，其中聚酯，聚烯烴，粘膠和類似物是優(yōu)選的，這樣得到多孔的層使得它們確保上層的足夠的液體滲透性。在涉及尿布的實施方案中，參見以下的公開內(nèi)容US 5,061,295，US Re.26,151；US 3,592,194；US 3,489,148，US Re32,649；US 5,047,023；US 4,834,735；EP 0254476 A1；EP 0325416 A1；US5,061,259；EP 0304319 A1；US 5,147,343；EP 0339461；US 5,149,335；EP0443627 A1；EP 0765649 A2；US 5,236,427；EP 0469591 A1；US5,244,735；US 5,026,800；EP 0349240 A1；EP 0349241 A1；US5,300,054；EP 0565630 A1；US 5,304,161；US 5,439,458；EP 0565606A1；US 5,180,622；US 5,149,334；EP 0591168 A1；US 5,330,822；US5,384,179；US 5,300,565；US 5,397,626；US 5,492,962；EP 0525049 A1；US5,354,290；US 5,403,870；US 5,415,643；EP 0601529；US 5,419,956；US5,422,169；US 5,505,718；EP 0579764 A1；US 5,509,914；EP 0336578A1；EP 1029522 A2；US 5,509,915；EP 0532002 A1；EP 0539703 A1；EP0761191 A2；EP 0761192 A2；US 5,516,569；US 5,562,646；US5,599,335；US 5,669,894；WO 95/26209；EP 0752892 A1；US5,601,542；EP 0615736 A1；EP 0962206 A2；US 5,744,564；WO93/19099；WO 92/16565；EP 0516925 A1；US 5,760,080；EP 0712659A1；US 5,797,893；EP 0761241 A3；US 5,836,929；US 5,762；641；EP0631768 A1；EP 0640330 A1；US 5,843,059；EP 0863733 A1；US5,865,822；EP 0937444 A3；EP 0937445 A3；US 5,976,696；EP 0789048A1；WO 97/43331；EP 0897409 A1；US 6,068,620；WO 99/49826；US6,110,984；EP 0835885 A2；US 6,121,509；WO 99/34842；EP 1045706；WO99/34841；EP 1045707；WO 95/05856；EP 0715525 A1；WO 98/47454；EP0975297 A1；WO 98/48857；EP 0981380 A1；WO 99/53877；EP 0951913A1；EP 0845272 A1；EP 0872491 A1；EP 0882502 A1；EP 0940148 A1；US5,941,862；EP 0873101；WO 97/25013以及US 3,860,003。這些公開內(nèi)容在此作為參考并入本發(fā)明和因此構(gòu)成公開內(nèi)容的一部分。
密封劑材料優(yōu)選為水吸收性膜，其中按照本發(fā)明的壓實超吸收劑被加工到作為基材的聚合物-基質(zhì)或纖維-基質(zhì)中。優(yōu)選的是，將按照本發(fā)明的壓實超吸收劑與形成聚合物-或纖維-基質(zhì)的聚合物(Pm)混合并隨后利用可有可無的熱處理而復(fù)合。在其中復(fù)合體是電纜的實施方案中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑可直接用作顆粒，優(yōu)選在電纜的絕緣層之下。在電纜的另一實施方案中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑可以可膨脹的、耐張力的紗線的形式使用。根據(jù)電纜的另一實施方案，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑可作為可膨脹的膜使用。這樣，在電纜的另一實施方案中，按照本發(fā)明的壓實超吸收劑可作為水份吸收核在電纜的中部使用?；脑陔娎|的情況下構(gòu)成不包含按照本發(fā)明的壓實超吸收劑的電纜的全部組分。在此之下是被構(gòu)建到電纜中的導(dǎo)體，如電導(dǎo)體或光導(dǎo)體，光學(xué)或相應(yīng)電絕緣裝置以及確保對電纜的機械要求的電纜元件，如由耐拉伸的材料如人造材料形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)或織物和阻礙對電纜外表面破壞的由橡膠或其它材料形成的絕緣體。
本發(fā)明進一步涉及一種用于生產(chǎn)復(fù)合體的方法，其中將按照本發(fā)明的壓實超吸收劑和基材和視需要合適的助劑接觸在一起。這種接觸優(yōu)選利用濕成網(wǎng)和氣成網(wǎng)工藝，壓實，擠塑和混合而進行。
另外，本發(fā)明涉及一種可通過以上工藝而得到的復(fù)合體。
本發(fā)明進一步涉及包含按照本發(fā)明的壓實超吸收劑或以前描述的基材的泡沫材料，成型體，纖維，片材，膜，電纜，密封材料，液體吸收衛(wèi)生制品，用于植物和真菌生長調(diào)節(jié)劑的載體，用于建筑材料的添加劑，包裝材料和土壤添加劑。
本發(fā)明還涉及按照本發(fā)明的壓實超吸收劑或上述基材在泡沫材料，成型體，纖維，片材，膜，電纜，密封劑材料，液體吸收衛(wèi)生制品，用于植物和真菌生長調(diào)節(jié)劑的載體，用于建筑材料的添加劑，包裝材料和土壤添加劑中的用途。
本發(fā)明以下通過實施例更詳細描述。
試驗方法離心停留容量(CRC)CRC根據(jù)荼袋方法和作為三個測量值的平均值給出。將約200mg聚合物密封在荼袋中和在0.9％NaCl溶液中浸漬30分鐘。荼袋隨后在離心機(23cm直徑，1,400rpm)中旋轉(zhuǎn)3分鐘和稱重。將沒有吸水性聚合物的荼袋作為空白值進行操作。
抗壓吸收性(AAP)抗壓吸收性(負荷0.7psi)根據(jù)描述于EP 0 339 461第七頁的方法測定。將約0.9g超吸收劑稱重到具有篩底的量筒中。將等分布的超吸收劑層以沖頭加載，產(chǎn)生壓力0.7psi。將以前稱重的量筒隨后放在位于具有0.9％NaCl溶液的盤中的玻璃過濾板上，所述溶液的液位剛好對應(yīng)于過濾板的高度。在量筒單元已吸收0.9％NaCl溶液1小時之后，將其再次稱重并如下計算AAPAAP＝最終重量(量筒單元+溶脹的超吸收劑)-起始重量(量筒單元+超吸收劑)/起始重量超吸收劑。
穩(wěn)定性試驗穩(wěn)定性試驗使用輥磨機US Stoneware罐磨機(US 30 Stoneware型號755)進行。為此將10g壓實超吸收劑與127g研磨劑(圓柱形瓷片；Stoneware 0.5英寸O.D.*0.5英寸長)一起加入研磨罐(礬土加強的研磨罐；Stoneware 774，大小000)中。
將研磨罐關(guān)閉，放在輥磨機上，和在95rpm下研磨6分鐘。隨后測定壓實超吸收劑的顆粒范圍。＜150μm的份額越小，壓實體越穩(wěn)定。
膨脹壓力該工藝用于判斷膨脹體如何迅速地實現(xiàn)其最大膨脹態(tài)和在試驗介質(zhì)中形成何種膨脹壓力。
在該方法中，使用Steven L.F.R.A.紋理分析器，具有高度3.5cm和直徑2.5cm的測量體，具有高度7.4cm和內(nèi)徑2.7cm的測量量筒，具有0.01g精度的天平，實驗室千斤頂，XYT-記錄器，10ml的測量量筒以及20-50目篩，USA Standart ASTM和作為化學(xué)品的、低于或等于4μs/cm的具有pH-值6-7的蒸餾水，以及商品號6400的Merk公司的最純NaCl。
將0.500g 20-50目的級分產(chǎn)物稱重至測量量筒和加入10ml 0.9wt.％NaCl水溶液。量筒隨后使用實驗室千斤頂升高直至它在儀器下邊緣之下并固定。測量在速度1.0mm/s，距離00和夾持的設(shè)定條件下進行。膨脹壓力從XYT-記錄器中讀取，以克計。
實施例實施例1將300kg丙烯酸與429.1kg H2O；1.2kg烯丙基氧基聚乙二醇丙烯酸酯和1.2kg聚乙二醇-300-二丙烯酸酯混合和冷卻至10℃。隨后冷卻下慢慢加入總共233.1kg的50％氫氧化鈉使得溫度不超過30℃。溶液隨后在20℃下用氮清洗和隨后進一步冷卻。在達到起始溫度4℃時，加入引發(fā)劑溶液(在10kg H2O中的0.1kg 2，2′-偶氮二-2-脒基丙烷-二鹽酸鹽；在10kg H2O中的0.15kg過二硫酸鈉；在1kg H2O中的0.1kg 30％過氧化氫溶液和在2kg H2O中的0.01kg抗壞血酸)。聚合反應(yīng)在連續(xù)帶上進行，停留時間是約40分鐘。所形成的凝膠被粉碎和在150-180℃下干燥60分鐘。將干燥的聚合物粗切，磨碎和連續(xù)篩分成具有顆粒尺寸150-850μm的粉末。細級分具有以下顆粒分布
實施例2來自實施例1的150-850μm級分用1份碳酸亞乙基酯和1份水的2％溶液連續(xù)在強混合器中涂覆并在槳干燥器中加熱至185℃(停留時間約90分鐘)。篩掉因為磨損而產(chǎn)生的細級分。
顆粒分布
實施例3-11將來自實施例2的細小物在液壓機(Weber，PW20)中使用不同的粘結(jié)劑在1.7·103N/cm3-33.7·103N/cm2的壓力下壓實。將細小物與粘結(jié)劑使用Krupps廚房混合器混合，并將7g該混合物在圓形容器(直徑27.5mm)中在給定壓力下壓實15秒。
1)公司Stockhausen GmbH & Go.KG的商品2)公司Roehm GmbH的商品實施例12將來自實施例2的細小物在R02型Eirich強混合器中與基于細小物重量計5wt.％的水混合。該產(chǎn)物隨后在L 200/50型Hosokawa-Bepex-實驗室壓實機上壓實。
比接觸力120kN/cm溫度55℃生產(chǎn)量25-30kg/h將壓實的超吸收劑隨后在篩造粒機(Frewitt，MG 633型)上用0.8mm篩粉碎。
產(chǎn)率48％壓實超吸收劑＞150μm顆粒分布49％＞150μm32％＞300μm19％＞600μmCRC18g/gAAP 0.7psi16g/g該產(chǎn)物是穩(wěn)定的，不起塵且在膨脹時不分解。
實施例13如實施例12所述，將來自實施例1的細小物壓實并隨后在篩造粒機中粉碎。
產(chǎn)率62％壓實超吸收劑＞150μm顆粒分布41％＞150μm33％＞300μm26％＞600μmCRC25g/g實施例14-17在連續(xù)實驗中，將細小物與粘結(jié)劑在Shuggi混合器中混合和在Bepex-輥壓實機上壓實。生產(chǎn)量達到400-500kg/h和比接觸力是40kN/cm。隨后將壓實超吸收劑在輥磨機上粉碎并篩分至150-850μm。
(1)粘結(jié)劑A6.6％水粘結(jié)劑B6％溶液(水/18水合硫酸鋁1∶1)實施例18和19在M+J氣成網(wǎng)設(shè)備上制得具有以下組成的均相氣成網(wǎng)
將具有壓實超吸收劑的吸收核與FAVOR SX FAM(Stockhausen產(chǎn)品)比較測試。
將具有尺寸19.5×7.5cm和重量約4.0g的氣成網(wǎng)放置在U-形載體(直徑約28cm)上并以500g的重物加載。將20g試驗液體1)利用泵在30分鐘內(nèi)計量到樣品的中部。在另外60分鐘之后，將氣成網(wǎng)稱重并由潮濕和干氣成網(wǎng)的重量差計算吸收值。
為了確定再潤濕值，將50g濾紙均勻放置在試驗樣品上并加載以500g.在10分鐘之后，測定濾紙的重量增加并作為再潤濕值給出。試驗樣品隨后在離心機中在1400rpm下旋轉(zhuǎn)5分鐘。停留值由被離心處理的和干的氣成網(wǎng)的重量差給出。
1)1000g溶液的組成NaCl6.100gNaHCO32.300gCaCl20.300g白蛋白 65.000gCMC13.000gAntispumin DNF(10wt.％溶液)4.000g化妝品著色劑4.000g水905.300g將鹽，白蛋白和CMC按照以上順序在攪拌下加入完全去離子的水中。在組分完全溶解之后，加入Antispumin DNF以盡量減少泡沫形成。隨后加入著色劑并將pH-值使用稀鹽酸或相應(yīng)稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)至pH＝7.4。溶液可在冷卻(最大10℃)下保持最多3天。
權(quán)利要求
1.壓實超吸收劑，可通過將至少包含合成顆粒狀超吸收劑的組合物經(jīng)受至少3kN/cm的比接觸力或至少3kN/cm2的壓力而制成，其中超過5％的所用顆粒具有顆粒尺寸250μm或更低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超吸收劑，其中超過35％的所用顆粒具有顆粒尺寸150μm或更低。
3.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求的超吸收劑，其中組合物具有水含量至少1wt.％。
4.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求的超吸收劑，其中組合物包含至少一種無機或有機粘結(jié)劑。
5.用于生產(chǎn)壓實超吸收劑的方法，其中將至少包含合成顆粒狀超吸收劑的組合物通過將該組合物經(jīng)受至少3kN/cm的比接觸力或至少3kN/cm2的壓力而進行壓實，其中超過5％的所用顆粒具有顆粒尺寸250μm或更低。
6.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中超過35％的所用顆粒具有低于150μm的顆粒尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其中在壓實之前，將顆粒與基于用于壓實的總顆粒的重量至少1wt.％的水混合。
8.根據(jù)任何一項權(quán)利要求5-7的方法，特征在于在壓實之前將顆粒與包含無機粘結(jié)劑或有機粘結(jié)劑或其兩種或多種的混合物的水溶液混合。
9.用于生產(chǎn)復(fù)合體的方法，其中將根據(jù)任何一項權(quán)利要求1-4的壓實超吸收劑或根據(jù)根據(jù)任何一項權(quán)利要求5-8的方法制成的壓實超吸收劑與基材接觸。
10.可通過根據(jù)權(quán)利要求9的方法制成的復(fù)合體。
11.泡沫材料，成型體，纖維，片材，膜，電纜，密封材料，液體吸收衛(wèi)生制品，用于植物和真菌生長調(diào)節(jié)劑的載體，包裝材料，土壤添加劑或建筑材料，包含根據(jù)任何一項權(quán)利要求1-4的壓實超吸收劑或根據(jù)任何一項權(quán)利要求5-8制成的壓實超吸收劑，或其兩種或多種的混合物。
12.根據(jù)任何一項權(quán)利要求1-4的壓實超吸收劑或根據(jù)任何一項權(quán)利要求5-8制成的壓實超吸收劑，或其兩種或多種的混合物，或根據(jù)權(quán)利要求9制成的復(fù)合體或根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合體在泡沫材料，成型體，纖維，片材，膜，電纜，密封材料，液體吸收衛(wèi)生制品，用于植物和真菌生長調(diào)節(jié)劑的載體，包裝材料，土壤添加劑或建筑材料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及可通過將至少包含合成顆粒超吸收劑的混合物經(jīng)受比接觸力或壓力而制成的壓實超吸收劑，用于生產(chǎn)這些超吸收劑的方法，由這種超吸收劑制成的復(fù)合體和這些超吸收劑的應(yīng)用。
文檔編號C08J3/12GK1617901SQ02827712
公開日2005年5月18日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者R·默騰斯, C·紐曼 申請人:施托克赫森有限公司