HUT77798A - Absorbent material - Google Patents

Description

A jelen találmány tárgya egy abszorbens anyag, közelebbről egy szokásosan ,, szuperabszorbens-nek nevezett típusú anyag.The present invention relates to an absorbent material, more particularly to a material commonly known as a superabsorbent.

A jelenleg „szuperabszorbens-nek nevezett anyagok gyengén térhálósított hidrofil polimerek. A polimerek különböznek egymástól kémiai természet tekintetében, de közös az a tulajdonságuk, hogy képesek abszorbeálni és mérsékelt nyomás alatt is magukban tartani a saját tömegüknek sokszorosával egyenértékű mennyiségű vizes folyadékot. A szuperabszorbensek, például tipikus módon saját tömegüknek 100-szorosáig terjedő mennyiségű vagy ennél több desztillált vizet is tartalmazhatnak.Substances currently called "superabsorbents" are weakly cross-linked hydrophilic polymers. Polymers differ in their chemical nature, but they have the property of being able to absorb and retain at moderate pressures an amount of aqueous liquid equivalent to several times its weight. Superabsorbents, for example, can typically contain up to 100 times their own weight or more of distilled water.

A szuperabszorbenseket számos olyan különböző ipari alkalmazási területen történő felhasználásra javasolták, ahol előnyösen használható ki víz-abszorbeáló és/vagy magukban tartó tulajdonságuk. Ilyen területek közé tartozik például a mezőgazdaság, az építőipar, az alkalikus elemek és szűrők gyártása. A szuperabszorbensek legfontosabb alkalmazási területe azonban a higiéniai és/vagy egészségügyi termékek, mint az egyszerhasználatos egészségügyi betétek és a gyermekek vagy inkontinens felnőttek részére szolgáló pelenkák. Az ilyen higiéniai és/vagy egészségügyi termékekben szuperabszorbenseket használnak, általában cellulózrostokkal kombinált formában, testfolyadékok, mint menses vagy vizelet abszorbeáltatására. A szuperabszorbensek testfolyadék abszorbeáló képessége jelentősen kisebb, mint ionmentes víz abszorbeáló képessége. Általában úgy véljük, hogy ez a hatás a testfolyadékok elektrolit tartalmának következménye és a hatást gyakran „sómérgezés-nek nevezik.Superabsorbents have been proposed for use in a variety of industrial applications where their water-absorbing and / or retaining properties are advantageous. Such areas include agriculture, construction, alkaline batteries and filters. However, the most important applications of superabsorbents are hygiene and / or sanitary products such as disposable sanitary napkins and diapers for children or incontinent adults. Such hygiene and / or sanitary products use superabsorbents, generally in combination with cellulosic fibers, to absorb body fluids such as menses or urine. Superabsorbents have a significantly lower body fluid absorbency than deionized water. It is generally believed that this effect is due to the electrolyte content of body fluids and is often referred to as "salt poisoning."

A szuperabszorbensek vízabszorpciós és víz visszatartó tulajdonsága annak következménye, hogy a polimer szerkezetben ionizálható funkcionális csoportok vannak jelen. Ezek a csoportok lehetnek karboxilcsoportok, melyeknek nagy része sóformában van, amikor a polimer száraz, de vízzel érintkezve disszociálódik és szolvatálódik. A disszociált állapotban a polimer láncnak egy sor olyan funkcionális csoportja van, amelynek ugyanolyan az elektromos töltése és így egymást taszítják. Ez a polimer szerkezet kiterjedéséhez vezet, ami viszont további vízmolekulák abszorpcióját teszi lehetővé, bár ezt a kiterjedést a polimer szerkezet térháló kötései korlátozzák és e korlátozásnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy meggátolja a polimer feloldódását. Feltételezzük, hogy egy jelentős elektrolit koncentráció a vízben interferál a funkcionális csoportok disszociációjával, és a „sómérgezési hatáshoz vezet.The water absorbing and water retaining properties of superabsorbents are due to the presence of ionizable functional groups in the polymer structure. These groups may be carboxyl groups, most of which are in salt form when the polymer is dry but dissociates and solvates upon contact with water. In the dissociated state, the polymer chain has a number of functional groups that have the same electrical charge and thus repel each other. This leads to an expansion of the polymer structure, which in turn allows the absorption of additional water molecules, although this is limited by the crosslinking of the polymer structure and must be sufficient to prevent the polymer from dissolving. It is believed that a significant concentration of electrolyte in water interferes with the dissociation of functional groups and leads to a "salt poisoning effect.

Próbálkozások történtek a sómérgezési hatás ellensúlyozására és szuperabszorbensek elektrolit tartalmú oldatok, mint menses és vizelet abszorpció-hatásfokának a javítására. így az 57-45057 számú japán szabadalmi bejelentés egy olyan abszorbenst ismertet, amely egy szuperabszorbensnek, mint térhálósított poliakrilátnak egy ioncserélő gyantával képezett, por vagy granulátum alakú keverékéből áll.Attempts have been made to counteract the effects of salt poisoning and to improve the absorption efficiency of superabsorbent solutions containing electrolytes such as menses and urine. Thus, Japanese Patent Application 57-45057 discloses an absorbent consisting of a powder or granulate mixture of a superabsorbent such as a crosslinked polyacrylate with an ion exchange resin.

Az EP-A-0210 756 számú európai szabadalmi irat egy olyan abszorbens szerkezetre vonatkozik, amely egy szuperabszorbenst és egy anioncserélőt tartalmaz adott esetben egy kationcserélővei együtt, ahol mindkét ioncserélő rostalakú. A szuperabszorbens anyag ioncserélővel történő kombinálása a sómérgezési hatást kívánja csökkenteni olyan módon, hogy az általában anioncserélő és kationcserélő kombináció alakjában jelenlévő ioncserélőt a fo• ·EP-A-0210 756 relates to an absorbent structure comprising a superabsorbent and an anion exchanger optionally together with a cation exchanger wherein both ion exchangers are fibrous. Combining the superabsorbent material with an ion exchanger aims to reduce the salt-poisoning effect so that the ion exchanger, usually present in the form of anion-exchanger and cation-exchanger, is mainly

lyadék sótartalmának csökkentésére használja fel. Az ioncserélőnek nincs közvetlen hatása a szuperabszorbens hatásfokára és lehetséges, hogy a sótartalmat nem sikerül elegendő mértékben csökkenteni ahhoz, hogy megfelelő hatást érjünk el a kombináció teljes abszorpciós kapacitására. Ezen túlmenően azonkívül, hogy igen drága, magának az ioncserélőnek nincs abszorptív hatása és ily módon a szuperabszorbens hígító anyagaként hat.to reduce the salt content of the liquid. The ion exchanger has no direct effect on the efficiency of the superabsorbent, and it is possible that the salt content may not be sufficiently reduced to achieve an adequate effect on the overall absorption capacity of the combination. In addition to being very expensive, the ion exchanger itself has no absorbent effect and thus acts as a diluent for the superabsorbent.

A jelen találmány egyik tárgya olyan szuperabszorbens szolgáltatása, amelynek a hatásfoka elektrolit jelenlétében, például a menses és a vizelet esetében javított.It is an object of the present invention to provide a superabsorbent having improved efficacy in the presence of an electrolyte, such as menses and urine.

A jelen találmány egy olyan szuperabszorbens anyagot szolgáltat, amely (1) egy anionos szuperabszorbens - amelyben a funkcionális csoportok 20-100 %-a sav-formájú;The present invention provides a superabsorbent material which is (1) an anionic superabsorbent in which 20-100% of the functional groups are in acid form;

és (2) egy anioncserélő - amelyben a funkcionális csoportok 20-100 %-a bázikus formájú szuperabszorbens anyag-kombinációját tartalmazza .and (2) an anion exchanger wherein 20-100% of the functional groups contain a combination of a basic form of superabsorbent material.

Az anionos szuperabszorbens funkcionális csoportjainak előnyösen 50-100 %-a, előnyösebben lényegében 100 %-a szabad sav formájú. A kationos szuperabszorbens funkcionális csoportjainak előnyösen 50-100 %-a, előnyösebben lényegében 100 %-a bázis forrná j ú.Preferably 50-100%, more preferably substantially 100% of the functional groups of the anionic superabsorbent are in the free acid form. Preferably, 50-100%, more preferably substantially 100%, of the functional groups of the cationic superabsorbent are basal.

Mint fentebb már említettük, az anionos szuperabszorbensek funkcionális csoportjainak sóalakúaknak kell lenniük, mielőtt szuperabszorbensként működnek. A kereskedelemben kapható szuperabszorbensek általában sóformában állnak rendelkezésre. A találmányunk szerint meglepetésszerűen azt találtuk, hogy egy szabad savformájú anionos szuperabszorbens és egy bázis formájú anionos szuperabszorbens kombinációja különösen hatásos, mint szuperabszorbens elektrolit tartalmú oldatok, például menses és vizelet esetében.As noted above, the functional groups of anionic superabsorbents must be in the form of salts before they can function as superabsorbents. Commercially available superabsorbents are generally available in salt form. The present invention has surprisingly found that the combination of a free acid anionic superabsorbent with a basic anionic superabsorbent is particularly effective than superabsorbent electrolyte-containing solutions such as menses and urine.

Bár nem kívánjuk semmilyen elmélettel korlátozni magunkat, úgy véljük, kétszeres hatás mutatkozik abban az esetben, ha a találmány szerinti szuperabszorbens anyagot elektrolit tartalmú oldattal érintkeztetjük, mégpedig a következők szerint:While not wishing to be bound by theory, it is believed that there is a twofold effect when the superabsorbent material of the invention is contacted with an electrolyte-containing solution as follows:

(1) az anionos szuperabszorbenst egy nem abszorbeáló formából a sóformákká alakítjuk át, melyekben szuperabszorbensként hat; és (2) az anionos szuperabszorbens sóformává alakítása deionizáló hatással van az oldatra, amit az anioncserélő növel.(1) converting the anionic superabsorbent from a non-absorbent form to a salt form in which it acts as a superabsorbent; and (2) converting the anionic superabsorbent salt form to a solution which is deionized by the anion exchanger.

Az anionos szuperabszorbens általában nem viselkedik ioncserélőként abban az értelemben, hogy a savformájú anyag elektrolit tartalmú oldattal történő érintkeztetése nem eredményezi a sóformává alakulást. Az anionos szuperabszorbensek funkcionális csoportjai tipikusan karboxilcsoportok, amelyek gyenge savként hatnak, ami nem disszociál, ha például egy nátrium-klorid oldatba helyezzük. Az anioncserélőnek a jelenléte azonban azt eredményezi, hogy a nátrium-klorid oldatból kloridionokat köt magához, ezáltal eltolja az egyensúlyt az anionos szuperabszorbens sóformává alakulása irányába.The anionic superabsorbent generally does not behave as an ion exchanger in the sense that contacting the acidic form with an electrolyte-containing solution does not result in the conversion to the salt form. Functional groups of anionic superabsorbents are typically carboxylic groups which act as a weak acid which is not dissociative when, for example, placed in a sodium chloride solution. However, the presence of the anion exchanger results in the binding of chloride ions from the sodium chloride solution, thereby shifting the equilibrium towards the anionic superabsorbent salt form.

Az anionos szuperabszorbensnek ez, valamely elektrolit tartalmú oldattal történő érintkezés hatására sóformává bekövetkező átalakulása és az anioncserélő kloridion megkötése jelentős sótalanító hatást gyakorol az oldatra, ezáltal javítja a szuperabszorbens hatásosságát azáltal, hogy csökkenti a sómérgezési hatást. Azzal a gyakorlattal szemben, hogy ioncserélő gyantát egy, már sóformában lévő szuperabszorbenssel kombinált formában használnak (lásd a fentiekben hivatkozott 57-45 057 számú japán szabadalmi bejelentést és az EP-A 0210 756 számú európai szabadalmi iratot), a savformájú szuperabszorbensnek is van sótalanító hatása az oldatra. Ez egy sokkal nagyobb sótalanító hatás elérését teszi lehetővé, mint az ioncserélő és sóformájú szuperabszorbens használata. Meg kell jegyeznünk, hogy az oldatban lévő elektrolitnak egy, ezt a oldatot abszorbeáló szuperabszorbens abszorpcióképessége nem lineáris annyiban, hogy az abszorpcióképesség növekvő sótartalommal nem szabályosan csökken. Ennek megfelelően bizonyos koncentráció-tartományokban lehetőség van viszonylag nagy abszorpcióképesség-növelés azáltal történő elérésére, hogy az oldat sótartalmát viszonylag kismértékben csökkentj ük.This conversion of the anionic superabsorbent into a salt form upon contact with a solution containing an electrolyte and the binding of the anion-exchange chloride ion has a significant desalting effect on the solution, thereby improving the efficiency of the superabsorbent by reducing the salt-poisoning effect. In contrast to the practice of using an ion exchange resin in combination with a superabsorbent already in salt form (see Japanese Patent Application Laid-Open 57-45,057 and EP-A 0210 756), the acidic superabsorbent also has a desalting effect. to the solution. This provides a much greater desalination effect than the use of ion-exchange and salt-form superabsorbents. It should be noted that the electrolyte in solution has a non-linear absorption capacity of a superabsorbent which absorbs this solution, in that the absorption capacity does not decrease with increasing salinity. Accordingly, it is possible to achieve a relatively large increase in absorbency at certain concentration ranges by reducing the salinity of the solution to a relatively small extent.

Az anionos szuperabszorbens bármilyen olyan szuperabszorbens anyag lehet, amelyben a funkcionális csoportok anionosak, nevezetesen szulfoncsoportok, szulfátcsoportok, foszfátcsoportok vagy karboxilcsoportok. A funkcionális csoportok előnyösen karboxilcsoportok. A funkcionális csoportok általában gyengén térhálósított akrilbázisú polimerhez kapcsolódnak. Az alap polimer lehet például egy poliakil-amid, polivinil-alkohol, etilén-maleinsavanhidrid kopolimer, polivinil-éter, polivinil-szulfonsav, poliakrilsav, polivinil-pirrolidon vagy polivinil-morfolin. Ezeknek a monomereknek a kopolimerjei is használhatók. Keményítő és cellulóz alapú polimerek is használhatók, ilyenek a hidroxi-propil-cellulóz, a karboxi-metil-cellulóz és az akrilcsoporttal ojtott keményítők. Különös alap-polimerek közé tartoznak a térhálósított poliakrilátok, a hidrolizált, akril-nitrillel ojtott keményítő, a keményítő-poliakrilátok és izobutilén-maleinsavanhidrid kopolimerek. Különösen alkalmas alap polimerek a keményítő-poliakrilátok és térhálósított poliakrilátok.The anionic superabsorbent may be any superabsorbent material in which the functional groups are anionic, namely, sulfone groups, sulfate groups, phosphate groups or carboxyl groups. The functional groups are preferably carboxyl groups. Functional groups are generally attached to a weakly crosslinked acrylic polymer. The base polymer may be, for example, a polyacrylamide, polyvinyl alcohol, ethylene-maleic anhydride copolymer, polyvinyl ether, polyvinylsulfonic acid, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone or polyvinylmorpholine. Copolymers of these monomers may also be used. Starch and cellulose based polymers such as hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and acrylic grafted starches may also be used. Particular base polymers include cross-linked polyacrylates, hydrolyzed acrylonitrile-grafted starch, starch polyacrylates, and isobutylene-maleic anhydride copolymers. Particularly suitable base polymers are starch polyacrylates and crosslinked polyacrylates.

A funkcionális csoportok általában karboxilcsoportok.Functional groups are generally carboxyl groups.

A cellulóz-származékoknál a származék funkcionális csoport szubsztitúciófokát (DS) úgy definiáljuk, hogy az a cellulóz anhidroglukóz egységére számított funkcionális (általában karboxil) csoportok száma. A DS-érték általában 0,1-0,5. Szintetikus polimerek esetében a DS analóg módon úgy definiálható, hogy az a monomer vagy komonomer egységre számított funkcionális csoportok száma. A DS-érték általában 1, például 1 karboxilcsoport/poliakrilát monomeregység.For cellulose derivatives, the degree of substitution (DS) of the derivative functional group is defined as the number of functional (usually carboxylic) groups per cell anhydroglucose unit. The DS value is usually 0.1 to 0.5. In the case of synthetic polymers, DS can be defined analogously as the number of functional groups per monomer or comonomer unit. The DS value is usually 1, for example 1 carboxyl group / polyacrylate monomer unit.

A kereskedelemben sokféle anionos szuperabszorbens kapható, például a Favor 922 (Stockhausen gyártmány), Sanwet IM 1500 (Sanyo gyártmány), AQU D3236 (Aqualon Company, Hercules gyártmány) vagy a DOW 2090 (Dow gyártmány). Különösen előnyös anionos szuperabszorbens a FAVOR 922 (Stockhausen gyártmány). A kereskedelemben beszerezhető anionos szuperabszorbenseket általában sóalakban forgalmazzák és azokat szabad sav formává kell átalakítani a találmány szerinti használatra, például a következő módszerrel.A variety of anionic superabsorbents are commercially available, such as Favor 922 (Stockhausen), Sanwet IM 1500 (Sanyo), AQU D3236 (Aqualon Company, Hercules) or DOW 2090 (Dow). A particularly preferred anionic superabsorbent is FAVOR 922 (Stockhausen). Commercially available anionic superabsorbents are generally commercially available in salt form and must be converted to the free acid form for use in the present invention, for example by the following method.

Favor H előállítása g Favor 922-t egy 1 literes főzőpohárba töltöttünk és azt 500 ml desztillált vízben duzzasztottuk mágneses keverővei végzett folyamatos keverés közben. 250 ml 0,01 mólos sósavat adtunk hozzá folyamatos keverés mellett és 30 perc múlva egy nem sző-Preparation of Favor H g Favor 922 was poured into a 1 liter beaker and swelled in 500 ml of distilled water with continuous magnetic stirring. 250 mL of 0.01 M hydrochloric acid was added with continuous stirring and after 30 minutes a nonwoven

vött textília szűrőn át leszűrtük. A savanyítás! és szűrési lépéseket addig ismételtük, míg a mosóvizekben nátrium-ionok már nem voltak (a nátrium-ion tartalom potenciometrikus módszerrel határozható meg, szelektív nátrium-érzékeny elektróda felhasználásával) . Végül a gélt a savfelesleg eltávolítása céljából desztillált vízzel mostuk és légcirkulációs szárítószekrényben 60°C-on 10 órán át szárítottuk. A kapott szárított polimertfiltered through a fabric filter. The acidification! and the filtration steps were repeated until there was no sodium ions in the wash waters (the sodium ion content can be determined potentiometrically using a selective sodium sensitive electrode). Finally, the gel was washed with distilled water to remove excess acid and dried in an air circulation oven at 60 ° C for 10 hours. The resulting dried polymer

Favor H-nak nevezzük.We call it Favor H.

Az ioncsere az ionok reverzibilis cseréje egy szilárd és egy folyékony anyag között, amelynél az ioncserélő szilárd anyag szerkezetében nem következik be permanens változás.Ion exchange is the reversible exchange of ions between a solid and a liquid with no permanent change in the structure of the ion-exchange solid.

Ioncsere számos anyagban végbemegy, például szilikátokben, foszfátokban, fluoridokban, humuszban, cellulózban, gyapjúban, proteinekben, alumínium-oxidban, gyantákban, ligninben, sejtekben, üvegben, bárium-szulfátban és ezüst-kloridban.Ion exchange occurs in many materials, such as silicates, phosphates, fluorides, humus, cellulose, wool, proteins, alumina, resins, lignin, cells, glass, barium sulfate and silver chloride.

Ezeket azonban olyan ioncserélő anyagokhoz használják, amelyek folyadék és szilárd fázisok közötti ioncserétől eltérő tulajdonságoktól függenek. Az ioncserét iparilag 1910 óta használják, amikor a természetes, majd később a szintetikus zeolitokat felhasználó vízlágyítást bevezették.However, they are used for ion-exchange materials which depend on properties other than ion-exchange between the liquid and solid phases. Ion exchange has been used industrially since 1910, when natural water softening using natural zeolites was introduced.

A szintetikus szerves ioncserélő gyanták 1935-ben történt bevezetése az olyan vagy szulfon- vagy amincsoportokat tartalmazó fenolos kondenzációs termékek szintézisének eredménye, amelyeket kationok vagy anionok reverzibilis cseréjére lehetett használni.The introduction of synthetic organic ion-exchange resins in 1935 was the result of the synthesis of phenolic condensation products containing either sulfone or amine groups that could be used for reversible exchange of cations or anions.

A szervetlen ioncserélő anyagok közé tartoznak mind a természetben előforduló anyagok, mind az ásványi zeolitok (például kliptonit), a zöld homokok és agyagok (például a montmorillonit csoportba tartozók), mind a szintetikus termékek, mint a gél-zeolitok, többértékű fémek víztartalmú oxidjai és a polibázikus savak többértékű fémekkel képezett oldhatatlan sói.Inorganic ion-exchange agents include both naturally occurring substances and mineral zeolites (e.g., cliptonite), green sands and clays (e.g., the montmorillonite group), and synthetic products such as gel zeolites, hydrous oxides and insoluble salts of polybasic acids with polyvalent metals.

Szintetikus szerves termékek közé tartoznak mind az erős, mind a gyenge típusú kation és anioncserélő gyanták.Synthetic organic products include both strong and weak types of cationic and anion exchange resins.

A gyengén bázisos gyanták savszorpció képessége függ azok saját bazicitásától és az illető sav pH-jától.The acid-sorption ability of weakly basic resins depends on their own basicity and the pH of the acid.

Az aminfunkcionalitás minőségétől függően különböző báziserősségeket kapunk. Primer, szekunder és tercier amincsoportok vagy ezek kombinációja helyezhető el különböző szerkezetekben, epiklórhidrin-amin kondenzátumktól és akril-polimerektől kezdve sztirol-divinil-benzol (DVB) kopolimerekig.Depending on the quality of the amine functionality, different base strengths are obtained. Primary, secondary and tertiary amine groups, or combinations thereof, can be placed in various structures, ranging from epichlorohydrinamine condensates and acrylic polymers to styrene-divinylbenzene (DVB) copolymers.

Ezek a gyanták jó kapacitással képesek erős savakat szorbeálni, de kinetikájuk korlátozott.These resins are capable of sorbing strong acids with good capacity, but their kinetics are limited.

Az erős bázisú anioncserélő gyantákat, különösen a sztirol-DVB kopolimer alapúakat I és II típusokba osztályozzuk. Az I típus egy kvaternizált amin termék, amelyet trimetil-aminnak klór-metil-metil-éterrel (CMME) klórmetilezett kopolimerrel végzett reakciója útján állítunk elő.The strong base anion exchange resins, especially those based on styrene-DVB copolymer, are classified into types I and II. Type I is a quaternized amine product prepared by reaction of trimethylamine with a chloromethyl methyl ether (CMME) chloromethylated copolymer.

Az I típusú funkcionális csoport az elérhető legerősebb bázikus funkcionális csoport és a legnagyobb az affinitása az olyan gyenge savakhoz (például kovasavhoz és szénsavhoz), amelyeket a vízlágyítási eljárás során távolítunk el.The Type I functional group is the strongest basic functional group available and has the highest affinity for weak acids (such as silica and carbonic acid) that are removed during the water softening process.

A II típusú funkcionalitást a sztirol-DVB kopolimer dimetil-etanol-aminnal végzett reagáltatásával kapjuk meg. Ennek a kvaterner aminnak kisebb a bazicitása, mint az I típusú gyantának, de elegendő arra, hogy a legtöbb alkalmazás esetében eltávolítsa a gyenge savak anionjait.Type II functionality is obtained by reacting the styrene-DVB copolymer with dimethyl ethanolamine. This quaternary amine has a lower basicity than the Type I resin, but is sufficient to remove weak acid anions in most applications.

- 10 ···· ·· ·· : :· • · · · · * .·· · · · · ··· • · · ··:· ··.- 10 ···· ·· ··:: · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · >>

·· ·· · ···· ·· · ··

A kvaterner amin funkcionalitást piridin és akrilát polimerekbe építették be, amelyeknek korlátozott mértékű az ipari alkalmazása .The quaternary amine functionality has been incorporated into pyridine and acrylate polymers with limited industrial application.

Az anioncserélő előnyösen olyan anioncserélő gyanta, amely bázikus formájú funkcionális csoportokat tartalmaz. Alkalmas funkcionális csoportok közé tartoznak az amincsoportok, például primer, szekunder, tercier és kvaterner ammónium csoportok.Preferably, the anion exchanger is an anion exchange resin containing basic functional groups. Suitable functional groups include amine groups such as primary, secondary, tertiary and quaternary ammonium groups.

A kereskedelemben beszerezhető és a jelen találmány szerint felhasznált anioncserélő gyanták a következők:Commercially available anion exchange resins used in the present invention include:

Amberlite IRA 400Amberlite IRA 400

Ez egy kvaterner ammónium funkcionalitással rendelkező erős anioncserélő, amely klorid-alakban szerezhető be. A jelen találmány szerinti felhasználáshoz OH -formává kell átalakítani, például kromatográfiás oszlopon nátrium-hidroxiddal végzett kezeléssel és desztillált vizes mosással. Az összes csere-kapacitása 3,8 mekv./g száraz gyanta.It is a strong anion exchanger with quaternary ammonium functionality and is available in chloride form. For use in the present invention, it must be converted to an OH form, for example, by treatment with a column of sodium hydroxide and washing with distilled water. It has a total exchange capacity of 3.8 meq / g dry resin.

Amberlite IRA 68Amberlite IRA 68

Ez egy gyengebázisú ioncserélő, melynek tercier-amin funkcionalitása van és szabad bázis formában szerezhető be. Összes csere-kapacitása 5,6 mekv. (miliekvivalens)/g száraz gyanta. Az Amberlite ioncserélők a Rohn cég védjegyzett termékei.It is a weak base ion exchanger that has tertiary amine functionality and is available in free base form. It has a total replacement capacity of 5.6 meq. (milliequivalents) / g dry resin. Amberlite ion exchangers are trademarks of Rohn.

A Meck cég III típusú ioncserélőjeMeck's Type III ion exchanger

Ez egy erős anioncserélő gyanta, csere-kapacitása körülbelül 5 mekv./g. A Merck cég II típusú ioncserélője ··· ·It is a strong anion exchange resin with an exchange capacity of about 5 meq / g. Merck Type II Exchanger ··· ·

Ez egy gyenge anioncserélő gyanta, csere-kapacitása körülbelül 5 mekv./g.It is a weak anion exchange resin with an exchange capacity of about 5 meq / g.

Előnyös anioncserélő gyanták közé tartozik a Duolite A-102OH (a Dia-prosim, franciaországi cég terméke), ami kvaterner ammónium funkcionalitású erős anioncserélő gyanta. Ioncserélő kapacitása 1,3 mekv./ml. Egyéb, alkalmas anioncserélő gyanták találhatók a Rohn és Merck cégek gyártmányválasztékában.Preferred anion exchange resins include Duolite A-102OH (a product of Diaprosim, France), a strong anion exchange resin with quaternary ammonium functionality. It has an ion exchange capacity of 1.3 meq / ml. Other suitable anion exchange resins are available from Rohn and Merck.

Az anionos szuperabszorbens:anioncserélő tömegaránya általában az 1:20-1:1 tartományban van, előnyösen 1:2-1:4 arányban, a molekulatömegtől és ioncserélő kapacitástól függően.The weight ratio of anionic superabsorbent to anion exchanger is generally in the range 1:20 to 1: 1, preferably 1: 2 to 1: 4, depending on the molecular weight and ion exchange capacity.

A jelen találmány szerinti abszorbens anyag különösen olyan alkalmazási területeken előnyös, ahol elektrolit tartalmú vizes folyadékokat kívánunk abszorbeáltatni. Ilyen folyadékok közé tartozik például különösen a menses és a vizelet, és az abszorbens anyag betétek és pelenkák töltőanyagaként használható, általában valamilyen rostos abszorbenssel, mint cellulóz bolyh-hal képezett keverék formájában. E célra a találmány szerinti abszorbens granulátum vagy rostalakú lehet.The absorbent material of the present invention is particularly preferred in applications where it is desired to absorb electrolyte-containing aqueous fluids. Such liquids include, in particular, menses and urine, and the absorbent material may be used as a filler for pads and diapers, generally in the form of a mixture with a fibrous absorbent such as cellulose fluff. For this purpose, the absorbent granules of the invention may be in the form of a granule or a fiber.

A találmány szerinti abszorbens anyagoknak különösen jó az elektrolit tartalmú vizes folyadék abszorpciója, amint ezt a következő példák bizonyítják, amelyekben sóoldatot (1 %-os nátrium-klorid-oldat) és szintetikus vizeletet használtunk a vizsgálatokhoz .The absorbent materials of the present invention are particularly good at absorbing electrolyte-containing aqueous fluids, as demonstrated by the following examples, in which saline (1% sodium chloride solution) and synthetic urine were used for the assays.

··» ··· »·

- 12 1. példa- 12 Example 1

Favor H⁺ előállítása g Favor 922-t egy 1 literes főzőpohárba töltöttünk és mágneses keverővei végzett folyamatos keverés közben 500 ml desztillált vízzel duzzasztottuk. Folyamatos keverés közben 250 ml 0,01 mólos sósavat adtunk hozzá és 30 perc múlva a gélt nemszőtt textília szűrőn leszűrtük. A savanyítás! és szűrési lépéseket addig ismételtük, amíg a mosóvizekben nátriumionok már nem voltak kimutathatók (a nátriumion tartalom szelektíven nátrium érzékeny elektród felhasználásával, potenciometrikus módszerrel határozható meg). Végül a gélt a savfelesleg eltávolítása céljából desztillált vízzel mostuk és légcirkulációs szárítószekrényben 60°C-on 10 órán át szárítottuk. A kapott szárított polimert Favor H-nak neveztük el.Preparation of Favor H ⁺ g Favor 922 was poured into a 1 liter beaker and stirred with 500 ml of distilled water while stirring constantly with a magnetic stirrer. While stirring, 250 ml of 0.01 M hydrochloric acid was added and after 30 minutes the gel was filtered through a nonwoven filter. The acidification! and the filtration steps were repeated until the sodium ions were no longer detectable in the wash waters (the sodium ion content was determined selectively using a potentiometric method using a sodium sensitive electrode). Finally, the gel was washed with distilled water to remove excess acid and dried in an air circulation oven at 60 ° C for 10 hours. The resulting dried polymer was named Favor H.

2, példaExample 2

Összehasonlító folyadékabszorpciós vizsgálatokComparative liquid absorption studies

A vizsgálatot annak bemutatása céljából végeztük, hogy abban az esetben, ha egy bázikus formájú anioncserélő gyanta egy savformájú, anionos szuperabszorbenssel együtt hat, akkor anion- és kationcserélő keverékként működik és így végbemegy a sóoldat ionmentesítése. Az anionos szuperabszorbenst ezután sóformájúvá alakítjuk át, és így az oldat alacsony sótartalma következtében megjavul az abszorpcióképessége.The assay was performed to demonstrate that when a basic anion exchange resin acts in combination with an acidic anionic superabsorbent, it acts as an anion and cation exchange mixture to effect deionization of the saline. The anionic superabsorbent is then converted to a salt form so that the absorption capacity of the solution is improved due to the low salt content of the solution.

150 ml 1 %-os nátrium-klorid oldatot érintkeztetünk 3,9 g A 102 OH anioncserélő gyantával egy 250 ml-es főzőpohárban 2 órán ·· · ··* · át, folyamatos keverés mellett. Ez a lépés lehetővé teszi az oldat kloridionjainak a gyanta hídroxidionjaival történő kicserélését. Az oldatot ezután egy Pateur pipettával felszívtuk és egy másik 250 ml-es, 0,25 g Favor H-t tartalmazó, keverés alatt álló főzőpohárba töltöttük át. Az oldat hozzáadását megszüntettük, amint a gél tovább már nem duzzadt. Ezután a gélt egy boríték típusú nemszőtt teászacskóba helyeztük, amelynek egyik éle nem volt lezárva, és az abszorpcióképességet 10 percen át 60 g-n végzett centrifugálás után a következők szerint mértük meg:150 mL of 1% sodium chloride solution was contacted with 3.9 g of 102 OH anion exchange resin in a 250 mL beaker for 2 hours ·· · ·· * · with continuous stirring. This step allows the chloride ions of the solution to be replaced by the hydroxide ions of the resin. The solution was then aspirated with a Pateur pipette and transferred to another 250 mL beaker of Favor H containing 0.25 g of stirring. The solution was discontinued as soon as the gel no longer swelled. The gel was then placed in an envelope-type nonwoven tea bag with one edge not sealed and the absorbance was measured after centrifugation at 60 g for 10 minutes as follows:

A — (törne g_ned_ves tömeg_s záraz ) /G, aholThe - (g _n ed breaking _ves wt zaraza _s) / G, where

A jelentése az abszorpcióképesség centriguálás után g/g-ban, tömeg_nedves = a nedves AGM-et tartalmazó boríték tömege centrifugálás után g-ban, tömeg_széraz = a száraz AGM-et tartalmazó boríték tömege g-ban,A is the absorptivity after centrifugation in g / g, _wet weight = weight of wet AGM envelope after centrifugation, weight _scattered = dry AGM containing envelope weight in g,

G = a vizsgálathoz használt AGM tömege g-ban.G = mass, in g, of AGM used for the test.

Az eredmények a következők:The results are as follows:

mennyiség, g quantity, g folyadék-visszatartás, g/g fluid retention, g / g ionmentesített víz deionized water 1 %-os NaCl oldat 1% NaCl solution (A) FAVOR (H⁺)(A) FAVOR (H ⁺ ) 0,25 0.25 30 30 40 40 (B) FAVOR (Na⁺)(B) FAVOR (Na ⁺ ) 0,25 0.25 400 400 40 40 (C) anioncserélő gyanta (A-102-OH) (C) anion exchange resin (A-102-OH) 3,9 3.9 0,29 0.29 (D) FAVOR (H⁺) + A-102-OH(D) FAVOR (H ⁺ ) + A-102-OH 0,25 + 3, 9 0.25 + 3, 9 100 100

• ·· megjegyzés: az adatok 25 ml 1 %-os NaCl-oldatra vonatkoznak.Note: The data refer to 25 ml of 1% NaCl solution.

A fenti eredmények azt mutatják, hogy az anionos szuperabszorbens sav-alakban (FAVOR H⁺) önmaga, igen kis abszorpciót mutat 1 %-os nátrium-klorid oldatban. A FAVOR Na⁺ mutat némi abszorpciót, de sokkal kisebbet, mint ionmentesített víz esetében. Az anioncserélő gyantának lényegében nincs abszorpciója. Azonban a bázis formájú anioncserélővei (A-102-OH) kombinált formában a FAVOR (H⁺) jelentősen megnövekedett abszorpciót mutat a FAVOR Na⁺-hoz képest.The above results show that the anionic superabsorbent in acid form (FAVOR H ⁺ ) itself has very little absorption in 1% sodium chloride solution. FAVOR Na ⁺ shows some absorption but much less than deionized water. The anion exchange resin has essentially no absorption. However, in combination with the base-form anion exchanger (A-102-OH), FAVOR (H ⁺ ) exhibits a significantly increased absorption compared to FAVOR Na ⁺ .

Meg kell jegyeznünk, hogy az 1 %-os nátrium-klorid szigorú vizsgálatot jelent a szuperabszorbens számára. A szakirodalomban szereplő tanulmányok azt mutatják, hogy a vizelet sótartalma számos tényezőtőt függ, de az 1 tömeg% jelenti a gyakorlatban előforduló maximumot.It should be noted that 1% sodium chloride is a rigorous test for the superabsorbent. Studies in the literature show that urinary salt content is dependent on a number of factors, but 1% by weight represents the maximum in practice.

Claims (12)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Szuperabszorbens anyag, azzal jellemezve, hogy (i) egy, funkcionális csoportjainak 20-100 %-át szabad sav formában tartalmazó anionos szuperabszorbens; és (ii) egy, funkcionális csoportjainak 20-100 %-át bázikus formában tartalmazó anioncserélő anyag kombinációjából áll.CLAIMS 1. A superabsorbent material comprising (i) an anionic superabsorbent comprising 20 to 100% of its functional groups in free acid form; and (ii) a combination of an anion exchange agent containing 20 to 100% of its functional groups in basic form. 2. Az 1. igénypont szerinti szuperabszorbens anyag, azzal· jellemezve, hogy az anionos szuperabszorens funkcionális csoportjainak 50-100 %-a, lényegében 100 %-a szabad sav formájú és az anioncserélő funkcionális csoportjainak 50-100 %-a lényegében bázikus formájú.2. The superabsorbent material of claim 1, wherein 50-100%, substantially 100% of the functional groups of the anionic superabsorbent are in free acid form and 50-100% of the functional groups of the anionic exchanger are in substantially basic form. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti szuperabszorbens anyag, azzal jellemezve, hogy az anionos szuperabszorbens funkcionális csoportjai szulfon-, szulfát-, foszfát- vagy karboxilcsoportok.Superabsorbent material according to claim 1 or 2, characterized in that the functional groups of the anionic superabsorbent are sulfone, sulfate, phosphate or carboxyl groups. 4. A 3. igénypont szerinti szuperabszorbens anyag, azzal jellemezve, hogy a funkcionális csoportok karboxilcsoportok.4. A superabsorbent material according to claim 3, wherein the functional groups are carboxyl groups. 5. Az 1-4.igénypontok bármelyike szerinti szuperabszorbens, azzal jellemezve, hogy a funkcionális csoportok poliakril-amid, polivinil-alkohol, etilén-maleinsav-anhidrid kopolimer, polivinil-éter, polivinil-szulfonsav, poliakrilsav, polivinil-pirrolidon vagy polivinil-morfolin bázisú polimerhez vagy ezek kopolimeréhez vagy egy keményítő- vagy cellulóz-alapú polimerhez ··» *5. The superabsorbent according to any one of claims 1-4, wherein the functional groups are polyacrylamide, polyvinyl alcohol, ethylene-maleic anhydride copolymer, polyvinyl ether, polyvinylsulfonic acid, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone or polyvinyl-. morpholine-based polymer or copolymer thereof or starch or cellulose based polymer ·· »* - 16 ··<·· *· kapcsolódnak.- 16 ·· <·· * · are connected. 6. Az 5. igénypont szerinti szuperabszorens anyag, azzal jellemezve, hogy a keményítő vagy cellulóz alapú polimer hidroxi-propil-cellulóz, karboxi-metil-cellulóz vagy akriláttal ojtott keményítő.6. The superabsorbent material of claim 5, wherein the starch or cellulose based polymer is hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose or acrylate-grafted starch. 7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti szuperabszorbens anyag, azzal jellemezve, hogy az alap-polimer térhálósított poliakrilát, hidrolizált, akril-nitrillel ojtott keményítő, keményítő-poliakrilát vagy izobutilén-maleinsav-andhidrid kopolimer.The superabsorbent material according to claim 5 or 6, characterized in that the base polymer is a cross-linked polyacrylate, hydrolyzed acrylonitrile-grafted starch, starch polyacrylate or isobutylene-maleic anhydride copolymer. 8. A 7. igénypont szerinti szuperabszorbens anyag, azzal jellemezve, hogy az alap polimer keményítő-poliakrilát vagy térhálósított poliakrilát.8. The superabsorbent material of claim 7, wherein the base polymer is starch polyacrylate or crosslinked polyacrylate. 9. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti szuperabszorbens, azzal jellemezve, hogy az anioncserélő gyanta funkcionális csoportjai primer, szekunder és tercier aminocsoportok vagy kvaterner ammóniumcsoportok.The superabsorbent according to claim 1 or 2, characterized in that the functional groups of the anion exchange resin are primary, secondary and tertiary amino groups or quaternary ammonium groups. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti szuperabszorbens, azzal jellemezve, hogy az anionos szuperabszorbens anionos cserélőanyaghoz viszonyított tömegaránya az 1:20-tól 1:1-ig terjedő tartományban van.10. A superabsorbent according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the weight ratio of the anionic superabsorbent to the anionic exchange medium is in the range from 1: 20 to 1: 1. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti szuperabszor• ·· ϊ··· «··11. Superabsorber according to any one of claims 1 to 4 • ·· ϊ ··· «·· - 17 bens alkalmazása elektrolit tartalmú vizes folyadékok abszorbeáltatására.Use of 17 to absorb aqueous liquids containing electrolyte. 12. A 11. igénypont szerinti alkalmazás, ahol a vizes folyadék menses vagy vizeletUse according to claim 11, wherein the aqueous liquid is menses or urine