DE3831272A1 - Method and apparatus for measuring the absorption rate of swellable materials - Google Patents

Abstract

Method and apparatus for measuring the absorption rate of swellable materials by means of conductivity measurement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien mittels Leitfähigkeitsmessung, sowie eine Appara­ tur zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for measuring the absorption rate of swellable materials by means of conductivity measurement, as well as an apparatus structure to carry out the procedure.

Für quellfähige, flüssigkeitsabsorbierende Materialien, wie sie beispielsweise für saugfähige Windeln und Hygieneartikel, als Trocknungs- und Wasserrückhalte­ mittel sowie in der Landwirtschaft als Bodenverbesserungsmittel eingesetzt werden, ist neben der Absorptionskapazität vor allem die Absorptionsgeschwin­ digkeit ein wesentlicher Faktor, um sie den jeweiligen Anforderungen ent­ sprechend optimal einsetzen zu können. Derartige Materialien, beispielsweise Pulver oder Granulate auf Basis von Acrylharzen, sind z. B. in der US 46 77 174 oder DE-OS . . . beschrieben.For swellable, liquid-absorbing materials, such as for absorbent diapers and hygiene articles, as drying and water retention medium and used in agriculture as a soil conditioner in addition to the absorption capacity, the absorption speed an essential factor in order to meet the respective requirements to be able to use it optimally. Such materials, for example Powders or granules based on acrylic resins are e.g. B. in US 46 77 174 or DE-OS. . . described.

Die Absorptionsgeschwindigkeit wird beispielsweise durch Zusatz einer Flüssigkeit zum Absorptionsmaterial und Messung der Zeit bis zur vollständigen Absorption der Flüssigkeit, die visuell bis zum Verschwinden der Flüssigkeit verfolgt wird, gemessen. Diese visuelle Beobachtungsmethode stellt einen großen Unsicher­ heitsfaktor in der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit dieser Meßmethode dar, da der Zeitpunkt des Verschwindens der letzten Flüssigkeitsreste durch visuelles Beobachten nicht exakt definiert werden kann. Dadurch kommt es sowohl zu Meßfehlern als auch zu großen Streuungen der Meßwerte. Als Schiedsverfahren ist diese Methode völlig ungeeignet, da unterschiedliche Meßwerte vor allem dann erhalten werden, wenn die Messungen von verschiedenen Personen, even­ tuell auch von weniger routinierten Hilfskräften vorgenommen werden.The absorption rate is, for example, by adding a liquid to the absorbent material and measurement of the time to complete absorption the liquid that is visually tracked until the liquid disappears, measured. This visual observation method poses a great deal of uncertainty factor in the accuracy and reproducibility of this measurement method, since the time of the disappearance of the last liquid residue by visual Observation cannot be defined exactly. This leads to both Measurement errors as well as large scatter of the measured values. As arbitration this method is completely unsuitable because different measured values above all then be obtained when the measurements from different people, even can also be done by less experienced assistants.

Das Ziel der Erfindung lag nun darin, eine genaue, eindeutige, reproduzierbare und einfache Meßmethode zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien zu finden. The aim of the invention was now to be accurate, clear, reproducible and simple measuring method for measuring the absorption speed of to find swellable materials.  

Die Lösung dieser Aufgabe wurde darin gefunden, daß der Verlauf und Endpunkt der Absorption mittels Leitfähigkeitsmessung verfolgt und bestimmt werden konnte.The solution to this problem was found in that the course and end point the absorption can be monitored and determined by means of conductivity measurement could.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Messung der Ab­ sorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien, das dadurch gekennzeich­ net ist, daß das quellfähige Material mit der zu absorbierenden Flüssigkeit zusammengebracht und der Fortschritt der Absorption mittels Leitfähigkeits­ messung bestimmt wird.The invention accordingly relates to a method for measuring the Ab sorption speed of swellable materials, characterized by net is that the swellable material with the liquid to be absorbed brought together and the progress of absorption by means of conductivity measurement is determined.

Zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit wird das quellfähige Material in einen Behälter eingebracht, in dem sich die Elektroden eines Leitfähigkeitsmeß­ gerätes befinden. Anschließend wird die Absorptionsflüssigkeit, beispielsweise eine Elektrolytlösung, wie z. B. NaCl-Lösung, zugesetzt. Dabei wird bevorzugt weniger Absorptionsflüssigkeit zugesetzt, als der maximalen Absorp­ tionskapazität des quellfähigen Materials entsprechen würde. Bei Zusatz der Flüssigkeit zeigt das Leitfähigkeitsmeßgerät zunächst die Leitfähigkeit der Flüssigkeit an, während des Absorptionsvorganges steigt sie dann bis zur voll­ ständigen Absorption an, wobei nun jeweils die Leitfähigkeit des gequollenen Materials und der eventuell verbliebenen nicht absorbierten Flüssigkeit am Meßgerät angezeigt wird. Die Zeit vom Zusatz der Flüssigkeit bis zum Maximal­ wert der Leitfähigkeit wird gemessen und dient als Kriterium für die Absorp­ tionsgeschwindigkeit. Besonders einfach gelingt die Messung durch Kopplung des Leitfähigkeitsmeßgerätes mit einem Schreiber, auf dem die Leitfähigkeitskurven in Abhängigkeit von der Zeit ausgedruckt werden. Die erhaltenen Kurven besitzen zum Teil Maxima, bei denen der Maximalwert der Leitfähigkeit nach vollständiger Absorption wieder etwas abfällt, zum Teil bleibt der Maximalwert der Leitfähigkeit auch über längere Zeit konstant. Die gemäß Erfindung erhal­ tenen Meßwerte für die Absorptionsgeschwindigkeit zeigen gute Übereinstim­ mung mit jenen Werten, die von einem routinierten Laboranten visuell ermittelt werden.The swellable material is measured in introduced a container in which the electrodes of a conductivity measurement device. Then the absorption liquid, for example an electrolytic solution such as B. NaCl solution added. Doing so preferably less absorption liquid added than the maximum absorption tion capacity of the swellable material would correspond. When adding the The conductivity meter first shows the conductivity of the liquid Liquid increases, during the absorption process it rises to full constant absorption, with the conductivity of the swollen Material and any remaining unabsorbed liquid on Meter is displayed. The time from adding the liquid to the maximum The value of the conductivity is measured and serves as a criterion for the absorption tion speed. The measurement is particularly easy by coupling the Conductivity meter with a recorder on which the conductivity curves depending on the time. The curves obtained partly have maxima at which the maximum value of the conductivity after complete absorption drops again, in some cases the maximum value remains conductivity is constant even over a long period of time. The receive according to the invention Measured values for the absorption rate show good agreement with those values that are visually determined by an experienced laboratory technician will.

Neben der Möglichkeit, erfindungsgemäß in einem einfachen Verfahren genaue und reproduzierbare Meßdaten zu erhalten, liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, daß das Meßverfahren automatisiert werden kann und auch für Mehrfachmeßplätze anwendbar ist. In addition to the possibility according to the invention in a simple process accurate and to obtain reproducible measurement data is another advantage of Invention in that the measuring method can be automated and also for Multiple measuring stations is applicable.  

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Apparatur zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien. Diese besteht aus einem Behälter zur Aufnahme des quellfähigen Materials und der zu absor­ bierenden Flüssigkeit, in dem die Elektroden eines Leitfähigkeitsmeßgerätes angeordnet sind. Das Meßgerät ist bevorzugt an einen Schreiber angeschlossen.Another object of the invention is an apparatus for measuring the Absorption rate of swellable materials. This consists of a container to hold the swellable material and the absorber liquid in which the electrodes of a conductivity meter are arranged. The measuring device is preferably connected to a recorder.

Beispielexample

Ein Glasrahmen mit einer Dicke von 5 mm und einer quadratischen Öffnung von 10 × 10 cm wurde auf eine einseitig klebende Kaschierfolie aufgesetzt. In den durch die innere quadratische Öffnung des Rahmens gebildeten Behälter wurden 1 g eines Superabsorbers auf Acrylharzbasis, der gemäß DE-OS . . . durch Polymerisation von Acrylsäure erhalten wurde, gleichmäßig gestreut. Nun wur­ den im Abstand von 8 cm 2 parallele, 5 cm lange Silberdrähte, die als Elektroden eines mit einem Schreiber gekoppelten Leitfähigkeitsmeßgerätes dienten, auf einer Glashalterung in den Behälter gesetzt. Anschließend wurde der Superabsor­ ber mit 25 ml einer 0,9%igen NaCl-Lösung gleichmäßig aus einer Pipette benetzt. Während der Zugabe der NaCl-Lösung stieg die Leitfähigkeit rasch an. Auf der am Schreiber erhaltenen Kurve wurde nach 60 sec ein Maximum bei 5,25 mS festgestellt, das anschließend wieder etwas abfiel.A glass frame with a thickness of 5 mm and a square opening of 10 × 10 cm was placed on a one-sided adhesive lamination film. In the containers formed by the inner square opening of the frame 1 g of a superabsorbent based on acrylic resin, which according to DE-OS. . . by Polymerization of acrylic acid was obtained, scattered evenly. Now was the parallel, 8 cm 2 parallel, 5 cm long silver wires that act as electrodes of a conductivity meter coupled to a recorder a glass holder placed in the container. Then became the superabsor About with 25 ml of a 0.9% NaCl solution evenly from a pipette wetted. The conductivity increased rapidly during the addition of the NaCl solution. After 60 seconds, the curve obtained on the recorder reached a maximum at 5.25 found mS, which then fell again somewhat.

Die Kontrollmessung mittels visueller Beobachtung erbrachte ebenfalls einen Wert von 60 sec für die Absorptionsgeschwindigkeit, d. h. es dauerte 60 sec bis zur vollständigen Absorption der NaCl-Lösung durch den Superabsorber.The control measurement by means of visual observation also yielded one Value of 60 sec for the rate of absorption, d. H. it took 60 seconds to for the complete absorption of the NaCl solution by the super absorber.

Claims (2)

1. Verfahren zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß das quellfähige Material mit der zu absorbierenden Flüssigkeit zusammengebracht und der Fortschritt der Absorption mittels Leitfähigkeitsmessung bestimmt wird.1. A method for measuring the absorption rate of swellable materials, characterized in that the swellable material is brought together with the liquid to be absorbed and the progress of the absorption is determined by means of conductivity measurement. 2. Apparatur zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien bestehend aus einem Behälter zur Aufnahme des quellfähigen Materials und der zu absorbierenden Flüssigkeit, sowie aus 2 in dem Behälter angeordneten Elektroden eines Leitfähigkeitsmeßgerätes.2. Apparatus for measuring the absorption rate of swellable Materials consisting of a container to hold the swellable Material and the liquid to be absorbed, as well as 2 in the container arranged electrodes of a conductivity meter.