KR100372137B1 - Absorbent material - Google Patents
Absorbent material Download PDFInfo
- Publication number
- KR100372137B1 KR100372137B1 KR1019970703134A KR19970703134A KR100372137B1 KR 100372137 B1 KR100372137 B1 KR 100372137B1 KR 1019970703134 A KR1019970703134 A KR 1019970703134A KR 19970703134 A KR19970703134 A KR 19970703134A KR 100372137 B1 KR100372137 B1 KR 100372137B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- superabsorbent
- anion
- functional groups
- starch
- groups
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/02—Direct processing of dispersions, e.g. latex, to articles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
Abstract
본 발명은 (1) 작용기의 20 내지 100%가 유리 산 형태인 음이온 초흡수제, 및 (2) 작용기의 20 내지 100%가 염기 형태인 음이온 교환제의 혼합물을 포함하는 초흡수성 물질을 제공한다. 혼합물은 생리혈 및 뇨와 같은 전해질-함유 용액의 경우에 초흡수제로서 특히 효과적이다.The present invention provides a superabsorbent material comprising a mixture of (1) anionic superabsorbents in which 20-100% of the functional groups are in free acid form, and (2) anion exchangers in which 20-100% of the functional groups are in base form. The mixture is particularly effective as a superabsorbent in the case of electrolyte-containing solutions such as menstrual blood and urine.
Description
현재 "초흡수제"로 불리는 물질은 전형적으로 약간 가교결합된 친수성 중합체이다. 중합체는 그 화학 특성이 다양할 수 있으나, 적당한 압력하에도 자신의 중량의 수배에 달하는 양의 수성 유체를 흡수하고 보유할 수 있다는 특성은 공유한다. 예를 들어, 초흡수제는 전형적으로 자신의 중량의 100배 이하 또는 훨씬 더 많은 증류수를 흡수할 수 있다.Materials currently referred to as "superabsorbents" are typically slightly crosslinked hydrophilic polymers. Polymers may vary in their chemical properties, but share the property of being able to absorb and retain an amount of aqueous fluid up to several times its weight under moderate pressure. For example, superabsorbents can typically absorb up to 100 times their weight or even more distilled water.
초흡수제는 이들의 수 흡수성 및/또는 수 보유성이 이점이 될 수 있는 다수의 상이한 산업상 분야에서의 그 용도가 제시되었으며, 그 예로는 농업, 건축 산업, 알칼리 배터리 및 필터 제조가 있다. 그러나, 초흡수제의 주요 사용 분야는 어린이 또는 요실금 성인을 위한 일회용 생리대 및 일회용 기저귀와 같은 위생용품 및/또는 생리용품의 제조에 있다. 이러한 위생용품 및/또는 생리용품에서, 초흡수제를 일반적으로 셀룰로즈 섬유와 함께 사용하여, 생리혈 또는 뇨와 같은 체액을흡수한다. 그러나, 체액에 대한 초흡수제의 흡수용량은 탈이온수에 대한 흡수용량보다 매우 낮다. 일반적으로, 이 결과는 체액의 전해질 함량에 의한 것이며, 이 결과는 종종 "염 중독"(salt poisoning)이라 부른다.Superabsorbents have been suggested for use in a number of different industrial sectors where their water absorption and / or water retention can be advantageous, such as in agriculture, the building industry, alkaline batteries and filter manufacture. However, the main field of use of superabsorbents is in the manufacture of hygiene and / or sanitary products such as disposable sanitary napkins and disposable diapers for children or incontinence adults. In such hygiene and / or sanitary products, superabsorbents are generally used in conjunction with cellulose fibers to absorb body fluids such as menstrual blood or urine. However, the absorbent capacity of the superabsorbent for body fluids is much lower than that for deionized water. In general, this result is due to the electrolyte content of the body fluid, which is often called "salt poisoning".
초흡수제의 수 흡수성 및 수 보유성은 이온화가능한 작용기가 중합체 구조내에 존재함으로 인한 것이다. 이들 기는 보통 카복실 기이며, 이들의 대부분은 중합체가 무수상태일 때 염 형태이지만, 물과 접촉시 해리 및 용매화를 겪는다. 해리 상태에서, 중합체 쇄에는 일련의 작용기가 결합되어 있고, 이들 작용기는 동일한 전하를 가져서 서로 반발한다. 이로써 중합체 구조가 팽창되어 물 분자가 추가로 흡수될 수 있지만, 이러한 팽창은 가교결합에 의해 중합체 구조에 제공된 구속력을 적용받으며, 구속력은 중합체의 해리를 방지하기에 충분해야 한다. 물에 상당한 농도의 전해질이 존재하는 것은 작용기의 해리를 방해하고 "염 중독" 효과를 일으킨다고 생각된다.The water absorbency and water retention of the superabsorbent is due to the presence of ionizable functional groups in the polymer structure. These groups are usually carboxyl groups, most of which are in salt form when the polymer is anhydrous, but undergo dissociation and solvation upon contact with water. In the dissociated state, a series of functional groups are bound to the polymer chain, and these functional groups have the same charge and repel each other. This allows the polymer structure to expand and further absorb water molecules, but this expansion is subject to the binding force provided to the polymer structure by crosslinking, which must be sufficient to prevent dissociation of the polymer. The presence of a significant concentration of electrolytes in water is believed to interfere with dissociation of functional groups and cause a "salt poisoning" effect.
염 중독 효과를 방해하고 생리혈 및 뇨와 같은 전해질-함유 액체를 흡수하는데 있어서 초흡수제의 성능을 개선시키려는 시도가 있어 왔다. 따라서, 일본 특허 출원 OPI 제 57-45,057 호에는 가교결합된 폴리아크릴레이트와 같은 초흡수제와 분말 또는 과립 형태의 이온교환수지의 혼합물을 포함하는 흡수제가 개시되어 있다. EP-A-0210756 호는 초흡수제 및 음이온 교환제, 및 임의로는 양이온 교환제를 포함하는 흡수 구조물에 관한 것이며, 이 때 두 이온 교환제는 섬유 형태이다. 초흡수제를 이온 교환제와 혼합함으로써, 일반적으로 음이온 교환제와 양이온 교환제의 혼합물로서 이온 교환제를 사용하여 염 중독 효과를 경감시켜 액체의 염 함량을 감소시키려고 시도하였다. 이온 교환제는 초흡수제의 성능에 직접적인 영향은 주지 않으며, 혼합물의 전체 흡수용량에 원하는 영향을 주기에 충분하도록 염 함량을 감소시키는 것은 가능하지 않다. 또한, 이온 교환제는 고가라는 점 이외에, 자체로는 흡수 효과가 없으며, 따라서 초흡수제의 희석제로서 작용한다.Attempts have been made to improve the performance of superabsorbents in counteracting the salt poisoning effect and in absorbing electrolyte-containing liquids such as menstrual blood and urine. Accordingly, Japanese Patent Application OPI No. 57-45,057 discloses an absorbent comprising a mixture of superabsorbents such as crosslinked polyacrylates and ion exchange resins in powder or granular form. EP-A-0210756 relates to an absorbent structure comprising a superabsorbent and an anion exchanger, and optionally a cation exchanger, wherein both ion exchangers are in the form of fibers. By mixing the superabsorbent with the ion exchanger, attempts have been made to reduce the salt poisoning effect of liquids by generally reducing the salt poisoning effect using ion exchangers as mixtures of anion and cation exchangers. Ion exchangers do not directly affect the performance of the superabsorbent, and it is not possible to reduce the salt content to be sufficient to have the desired effect on the overall absorbent capacity of the mixture. In addition, besides being expensive, the ion exchanger does not have an absorption effect on its own, and thus acts as a diluent of the superabsorbent.
본 발명은 흡수물질, 더 구체적으로는 "초흡수제"로 통상 지칭되는 유형의 물질에 관한 것이다.The present invention relates to an absorbent material, more specifically to a type of material commonly referred to as "superabsorbents."
본 발명의 목적은, 예컨대 생리혈 또는 뇨의 경우에 전해질의 존재하에 개선된 성능을 갖는 초흡수제를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a superabsorbent with improved performance in the presence of an electrolyte, for example in the case of menstrual blood or urine.
본 발명은 (1) 작용기의 20 내지 100%가 유리 산 형태인 음이온 초흡수제; 및 (2) 작용기의 20 내지 100%가 염기 형태인 음이온 교환제의 혼합물을 포함하는 초흡수성 물질을 제공한다.The present invention provides a method for preparing an anionic superabsorbent comprising (1) anionic superabsorbents in which 20-100% of the functional groups are in free acid form; And (2) a mixture of anion exchangers in which 20 to 100% of the functional groups are in base form.
음이온 초흡수제는 바람직하게는 작용기의 50 내지 100%, 더 바람직하게는 작용기의 거의 100%를 유리 산 형태로 갖는다. 양이온 초흡수제는 바람직하게는 작용기의 50 내지 100%, 더 바람직하게는 작용기의 거의 100%를 염기 형태로 갖는다.Anionic superabsorbents preferably have 50-100% of the functional groups, more preferably almost 100% of the functional groups in the free acid form. Cationic superabsorbents preferably have from 50 to 100% of the functional groups, more preferably almost 100% of the functional groups in base form.
앞서 나타낸 대로, 음이온 초흡수제는 초흡수제로 작용하기 전에 염 형태의 작용기를 가져야 한다. 시판중인 초흡수제는 보통 염 형태로 구할 수 있다. 놀랍게도 본 발명에 이르러 유리 산 형태의 음이온 초흡수제와 염기 형태의 음이온 교환제의 혼합물이 전해질-함유 용액(예컨대, 생리혈 및 뇨)의 경우에 초흡수제로서 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.As indicated above, the anionic superabsorbent must have a functional group in salt form before it can act as a superabsorbent. Commercially available superabsorbents are usually available in salt form. Surprisingly it has now been found that mixtures of anionic superabsorbers in free acid form and anion exchangers in base form are particularly effective as superabsorbents in the case of electrolyte-containing solutions (eg, menstrual blood and urine).
특정 이론에 결부시키려는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 초흡수성 물질을 전해질-함유 용액과 접촉시키는 경우 하기 (1) 및 (2)와 같이 2배의 효과가 있는 것으로 생각된다:While not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that there is a double effect when the superabsorbent material according to the present invention is contacted with an electrolyte-containing solution as follows (1) and (2):
(1) 음이온 초흡수제를 비흡수성 형태로부터 초흡수제로서 작용하는 염 형태로 전환시킨다.(1) Anionic superabsorbents are converted from nonabsorbable forms to salt forms that act as superabsorbents.
(2) 음이온 초흡수제를 염 형태로 전환시키는 것은 음이온 교환제에 의해 증진되는 용액에 대한 탈이온화 효과를 갖는다.(2) Converting the anion superabsorbent into salt form has a deionization effect on the solution promoted by the anion exchanger.
일반적으로 음이온 초흡수제는 산 형태의 물질과 전해질-함유 용액의 접촉에 의해 염 형태로 전환되지 않는다는 면에서 이온 교환제로서 거동하지 않는다. 음이온 초흡수제의 작용기는 전형적으로 약산으로 작용하고, 예를 들어 염화나트륨 용액에 두었을 때 해리하지 않는 카복실 기이다. 그러나, 음이온 교환제의 존재는 염화나트륨 용액으로부터의 클로라이드 이온을 결합시켜, 음이온 초흡수제를 염 형태로 전환시키기 위하여 평형을 깨뜨리는 효과를 갖는다.Anionic superabsorbents generally do not behave as ion exchangers in that they are not converted to salt form by contact of the acid form material with the electrolyte-containing solution. The functional group of the anionic superabsorbent is typically a carboxylic group which acts as a weak acid and does not dissociate when placed in, for example, sodium chloride solution. However, the presence of an anion exchanger has the effect of breaking the equilibrium in order to bind chloride ions from the sodium chloride solution to convert the anion superabsorbent into salt form.
전해질-함유 용액과의 접촉시 이러한 음이온 초흡수제의 염 형태로의 전환 및 클로라이드 이온의 결합에 있어서 음이온 교환제의 효과는 용액에 상당한 탈염 효과를 주어 염 중독 효과를 줄임으로써 초흡수제의 성능을 증진시킨다. 용액을 탈염시키기 위해 이온교환수지를 이미 염 형태인 초흡수제와 함께 사용하는 것에 비하여(상기 인용한 일본 특허출원 OPI 제 57-45057 호 및 EP-A-0210756 호를 참조), 산 형태의 초흡수제는 용액에 대한 탈염 효과도 또한 갖는다. 이로 인해 이온 교환제 및 염 형태의 초흡수제의 사용에 의해 얻는 것보다 더 큰 탈염 효과가얻어진다. 용액에 대한 초흡수제의 흡수용량에 대한 용액중의 전해질의 효과는 염 함량의 증가와 함께 규칙적으로 감소하지 않으므로 선형이 아니다. 따라서, 특정 농도 범위에 걸쳐 용액의 염 함량을 비교적 적게 감소시킴으로써 흡수용량을 비교적 많이 증가시킬 수 있다.The effect of the anion exchanger on the conversion of these anionic superabsorbents to the salt form and on the binding of chloride ions upon contact with the electrolyte-containing solution gives a significant desalting effect to the solution, thereby reducing the salt poisoning effect and thus enhancing the superabsorbent performance Let's do it. Compared to the use of ion exchange resins with superabsorbents that are already in salt form for desalting solutions (see Japanese Patent Application Nos. OPI 57-45057 and EP-A-0210756 cited above), superabsorbents in acid form Also has a desalting effect on the solution. This results in a greater desalting effect than obtained by the use of ion exchangers and superabsorbents in salt form. The effect of the electrolyte in the solution on the absorption capacity of the superabsorbent on the solution is not linear as it does not decrease regularly with increasing salt content. Thus, the absorption capacity can be increased relatively much by reducing the salt content of the solution relatively little over a certain concentration range.
음이온 초흡수제는 작용기가 음이온, 즉 설폰산 기, 설페이트 기, 포스페이트 기 또는 카복실 기인 초흡수성 특성을 갖는 물질일 수 있다. 바람직하게는 작용기는 카복실 기이다. 일반적으로 작용기는 약간 가교결합된 아크릴 기재 중합체에 결합된다. 예를 들어, 기재 중합체는 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 알콜, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 폴리비닐에테르, 폴리비닐 설폰산, 폴리아크릴산, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리비닐모폴린일 수도 있다. 이들 단량체의 공중합체를 또한 사용할 수 있다. 하이드록시프로필 셀룰로즈, 카복시메틸 셀룰로즈 및 아크릴 그라프트된 전분을 비롯한 전분 및 셀룰로즈계의 중합체를 또한 사용할 수 있다. 특정한 기재 중합체로는 가교결합된 폴리아크릴레이트, 가수분해된 아크릴로니트릴 그라프트된 전분, 전분 폴리아크릴레이트, 및 이소부틸렌 말레산 무수물 공중합체가 있다. 특히 바람직한 기재 중합체는 전분 폴리아크릴레이트 및 가교결합된 폴리아크릴레이트이다.Anionic superabsorbents may be substances in which the functional groups have superabsorbent properties which are anions, ie sulfonic acid groups, sulfate groups, phosphate groups or carboxyl groups. Preferably the functional group is a carboxyl group. In general, the functional groups are bonded to a slightly crosslinked acrylic based polymer. For example, the base polymer may be polyacrylamide, polyvinyl alcohol, ethylene maleic anhydride copolymer, polyvinylether, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone and polyvinylmorpholine. Copolymers of these monomers can also be used. Starch and cellulose based polymers can also be used, including hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and acrylic grafted starch. Specific base polymers include crosslinked polyacrylates, hydrolyzed acrylonitrile grafted starch, starch polyacrylates, and isobutylene maleic anhydride copolymers. Particularly preferred base polymers are starch polyacrylates and crosslinked polyacrylates.
작용기는 일반적으로 카복실 기이다.The functional group is generally a carboxyl group.
셀룰로즈 유도체의 경우, 작용기를 갖는 유도체의 치환도(DS)는 셀룰로즈의 무수글루코즈 단위당 작용기(일반적으로 카복실 기)의 수로서 정의된다. DS는 일반적으로 0.1 내지 1.5이다. 유사한 방식으로 합성 중합체의 DS는 단량체 또는 공단량체 단위당 작용기의 수로서 정의할 수도 있다. DS는 일반적으로 1, 예컨대 폴리아크릴레이트 단량체 단위당 1개의 카복실 기이다.In the case of cellulose derivatives, the degree of substitution (DS) of derivatives having functional groups is defined as the number of functional groups (generally carboxyl groups) per anhydroglucose unit of cellulose. DS is generally 0.1 to 1.5. In a similar manner the DS of a synthetic polymer may be defined as the number of functional groups per monomer or comonomer unit. DS is generally one, such as one carboxyl group per polyacrylate monomer unit.
많은 음이온 초흡수제는 시중에서 구할 수 있으며, 그 예는 페이버(Favor) 922(스톡하우젠, Stockhausen), 산웨트(Sanwet) IM 1500(산요, Sanyo), AQU D3236[아쿠알론 캄파니(Aqualon Company)(헤르큘레스, Hercules)] 또는 DOW 2090(다우, Dow)이다. 특히 바람직한 음이온 초흡수제는 페이버 922(스톡하우젠)이다. 시중에서 구할 수 있는 음이온 초흡수제는 일반적으로 염 형태로 시판중이며, 본 발명에 따라 사용하기 위해서는 다음과 같이 유리 산 형태로 전환시킬 필요가 있다.Many anionic superabsorbents are commercially available, such as Favor 922 (Stockhausen), Sanwet IM 1500 (Sanyo), AQU D3236 (Aqualon Company) Hercules) or DOW 2090 (Dow, Dow). A particularly preferred anion superabsorbent is Faber 922 (Stockhausen). Commercially available anionic superabsorbents are generally commercially available in salt form, and for use in accordance with the present invention it is necessary to convert them into free acid form as follows.
페이버 H의 제조Fabrication of Faber H
페이버 922 10g을 1리터들이 비이커에 넣고, 자기 교반기 및 자기 막대로 연속 교반하면서 증류수 500㎖로 팽윤시켰다. 0.01M HCl 250㎖를 연속 교반하면서 첨가하고, 30분 후 겔을 부직포 여과기로 여과시켰다. 세척수에 더 이상 나트륨 이온이 없을 때까지 산성화 및 여과 단계를 반복하였다(나트륨 이온 함량은 선택적 나트륨 감응성 전극을 사용하여 전위차계에 의해 측정할 수도 있음). 마지막으로 겔을 증류수로 세척하여 과량의 산을 제거하고, 겔을 10시간동안 60℃의 통기성 오븐중에서 건조시켰다. 수득된 건조 중합체를 페이버 H라 하였다.10 g of Faber 922 was placed in a 1 liter beaker and swollen with 500 ml of distilled water with continuous stirring with a magnetic stirrer and magnetic rod. 250 ml of 0.01 M HCl was added with continuous stirring and after 30 minutes the gel was filtered through a nonwoven filter. The acidification and filtration steps were repeated until there were no more sodium ions in the wash water (sodium ion content may be measured by potentiometer using a selective sodium sensitive electrode). Finally the gel was washed with distilled water to remove excess acid and the gel was dried in a breathable oven at 60 ° C. for 10 hours. The resulting dry polymer was referred to as Faber H.
이온교환은 이온교환물질인 고체의 구조내에 영구적인 변화가 없는, 고체와 액체 사이의 이온의 가역적인 상호교환이다.Ion exchange is the reversible interchange of ions between a solid and a liquid, with no permanent change in the structure of the solid, which is an ion exchange material.
이온교환은 다양한 물질, 예컨대 실리케이트, 포스페이트, 플루오라이드, 부식질, 셀룰로즈, 모, 단백질, 알루미나, 수지, 리그닌, 셀, 유리, 바륨 설페이트 및 염화은에 존재한다.Ion exchange is present in a variety of materials such as silicates, phosphates, fluorides, humus, cellulose, wool, protein, alumina, resins, lignin, cells, free, barium sulfate and silver chloride.
그러나, 이들은 액체상과 고체상 사이의 이온 상호교환이 아닌 다른 특성에 따라 좌우되는 이온교환물질에 사용한다. 이온교환은 1910년 이래 천연 제올라이트 및 후에 합성 제올라이트를 사용하여 물 연화방법을 도입하면서 산업상 기초로 사용되어 왔다.However, they are used in ion exchange materials that depend on properties other than ion exchange between the liquid and solid phases. Ion exchange has been used on an industrial basis since 1910, introducing water softening methods using natural zeolites and later synthetic zeolites.
1935년에 합성 유기 이온교환수지의 도입은 양이온 또는 음이온의 가역적인 교환에 사용할 수 있는 설폰산 또는 아민 기를 함유하는 페놀성 축합 생성물의 합성에 의한 것이었다.The introduction of synthetic organic ion exchange resins in 1935 was by the synthesis of phenolic condensation products containing sulfonic acid or amine groups that can be used for the reversible exchange of cations or anions.
무기 이온교환물질로는 무기 제올라이트(예컨대, 클립토나이트), 생사 및 점토(예컨대, 몬모릴로나이트 기)와 같은 천연 물질, 및 겔 제올라이트, 다가 금속의 수화 산화물 및 다염기 산과 다가 금속의 불용성 염과 같은 합성 생성물이 있다.Inorganic ion exchange materials include inorganic zeolites (e.g., cliptonite), natural materials such as green sand and clay (e.g., montmorillonite groups), and gel zeolites, hydrated oxides of polyvalent metals, and insoluble salts of polybasic acids and polyvalent metals. There is a synthetic product.
합성 유기 생성물로는 강한 유형 및 약한 유형의 양이온 및 음이온 이온교환수지가 있다.Synthetic organic products include strong and weak types of cation and anion ion exchange resins.
약염기 수지의 산을 흡수하는 능력은 그 자체의 염기성 및 관련된 산의 pH에 좌우된다.The ability of the weak base resin to absorb acids depends on its basicity and the pH of the associated acid.
다양한 염기 강도는 아민 작용기의 특성에 따라 수득된다. 1급, 2급 및 3급 아민 작용기, 또는 이들의 혼합물이 에피클로로하이드린 아민 축합물 및 아크릴 중합체에서부터 스티렌-디비닐 벤젠(DVB) 공중합체에 이르기까지 다양한 구조로 도입될 수 있다.Various base strengths are obtained depending on the nature of the amine functionality. Primary, secondary and tertiary amine functionalities, or mixtures thereof, can be introduced in a variety of structures, from epichlorohydrin amine condensates and acrylic polymers to styrene-divinyl benzene (DVB) copolymers.
이들 수지는 우수한 용량으로 산을 흡수할 수 있으나 동력학에 의해 제한되지는 않는다.These resins can absorb acids with good capacity but are not limited by kinetics.
강한 염기, 음이온 교환수지, 특히 스티렌-DVB 공중합체를 기재로 하는 음이온 교환수지는 I형 및 II형으로 분류된다. I형은 클로로메틸 메틸 에테르(CMME)로 클로로메틸화한 후 트리메틸아민과 공중합체의 반응에 의해 제조된 4급 아민 생성물이다.Strong bases, anion exchange resins, especially anion exchange resins based on styrene-DVB copolymers, are classified as type I and type II. Form I is a quaternary amine product prepared by the reaction of trimethylamine with copolymer after chloromethylation with chloromethyl methyl ether (CMME).
I형 작용기는 구할 수 있는 가장 강한 염기 작용기이며, 일반적으로 수 탈염 공정동안 제거되는 약산(예컨대, 규산 및 탄산)에 대해 가장 큰 친화성을 갖는다.Type I functional groups are the strongest base functional groups available and generally have the highest affinity for weak acids (eg, silicic acid and carbonic acid) that are removed during the water desalination process.
II형 작용기는 스티렌-DVB 공중합체와 디메틸에탄올아민의 반응에 의해 수득된다. 이 4급 아민은 I형 수지의 염기성보다 낮은 염기성을 가지지만, 대부분의 용도에서 약산 음이온을 제거하기에 충분하다.Form II functional groups are obtained by the reaction of a styrene-DVB copolymer with dimethylethanolamine. This quaternary amine has a lower basicity than that of type I resin, but is sufficient to remove weak acid anions in most applications.
4급 아민 작용기는 제한된 상업적 용도를 갖는 피리딘 및 아크릴레이트 중합체에 혼입되었다.Quaternary amine functionalities have been incorporated into pyridine and acrylate polymers with limited commercial use.
음이온 교환제는 바람직하게는 염기 형태의 작용기를 함유하는 음이온 교환수지이다. 적합한 작용기로는 아민 기, 즉 1급, 2급 및 3급 아민 기 및 4급 암모늄 기가 있다.The anion exchanger is preferably an anion exchange resin containing a functional group in base form. Suitable functional groups include amine groups, ie primary, secondary and tertiary amine groups and quaternary ammonium groups.
시중에서 구할 수 있고 본 발명에 사용할 수 있는 음이온 교환수지는 다음과 같다.Anion exchange resins that are commercially available and can be used in the present invention are as follows.
앰버라이트(Amberlite) IRA 400 - 이것은 클로라이드 형태로 구할 수 있는 4급 암모늄 작용기를 갖는 강한 음이온 교환제이다. 본 발명에 사용하기 위해서는,예를 들어 크로마토그래피 칼럼에서 NaOH 처리하고 증류수로 세척하여 OH-형태로 전환시키는 것이 필요하다. 총 교환능은 무수 수지 1g당 3.8meq이다.Amberlite IRA 400-This is a strong anion exchanger with quaternary ammonium functionality, available in chloride form. For use in the present invention, it is necessary, for example, to treat the NaOH in a chromatography column and wash with distilled water to convert it into OH - form. The total exchange capacity is 3.8 meq per gram of anhydrous resin.
앰버라이트 IRA 68 - 이것은 유리 염기 형태로 구할 수 있는 4급 아민 작용기를 갖는 약염기 음이온 교환제이다. 총 교환능은 5.6meq(무수 수지 1g당 밀리당량)이다. 앰버라이트 이온 교환제는 론(Rohn)의 상표명이다.Amberlite IRA 68-This is a weak base anion exchanger with quaternary amine functionality, available in free base form. The total exchange capacity is 5.6 meq (milliequivalents per gram of anhydrous resin). Amberlite ion exchanger is a trade name of Ron.
메르크(Merck)의 이온(ION) 교환제 III형 - 이것은 강한 음이온 교환수지이고, 교환능은 약 5meq/g이다.Merck's ION Exchanger Form III-This is a strong anion exchange resin with an exchange capacity of about 5 meq / g.
메르크의 이온 교환제 II형 - 이것은 약한 음이온 교환수지이고, 교환능은 약 5meq/g이다.Merck's ion exchanger type II-This is a weak anion exchange resin and has an exchange capacity of about 5 meq / g.
바람직한 음이온 교환수지로는 4급 암모늄 작용기를 갖는 강한 음이온 교환수지인 뒤올리테(Duolite) A-102-OH[프랑스의 디아-프로징(Dia-prosim)]가 있다. 이온 교환능은 1.3meq/㎖이다. 다른 적합한 음이온 교환수지는 론 및 메르크와 같은 제조자의 제품 범위에서 찾을 수 있다.Preferred anion exchange resins are Duolite A-102-OH (Dia-prosim, France), a strong anion exchange resin with quaternary ammonium functional groups. The ion exchange capacity is 1.3 meq / ml. Other suitable anion exchange resins can be found in the manufacturer's product range, such as Ron and Merck.
일반적으로 음이온 초흡수제 대 음이온 교환제의 중량비는 분자량 및 이온 교환능에 따라 1:20 내지 1:1이고, 바람직하게는 1:2 내지 1:4이다.Generally the weight ratio of the anion superabsorbent to the anion exchanger is from 1:20 to 1: 1, preferably from 1: 2 to 1: 4, depending on the molecular weight and ion exchange capacity.
본 발명에 따른 흡수물질은 전해질을 함유하는 수성 액체를 흡수할 목적의 용도에 사용하기에 특히 적합하다. 이러한 액체의 예로는 특히 생리혈 및 뇨가 있으며, 흡수물질은 일반적으로 셀룰로즈 플러프(fluff)와 같은 섬유 흡수제와 혼합하여, 생리용품 및 기저귀의 충진제로서 사용할 수 있다. 이러한 목적으로, 본 발명에 따른 흡수제는 과립 또는 섬유로서 존재할 수 있다.The absorbent material according to the invention is particularly suitable for use in applications for the purpose of absorbing aqueous liquids containing electrolytes. Examples of such liquids are, in particular, menstrual blood and urine, and the absorbent material can generally be mixed with fiber absorbents such as cellulose fluff and used as fillers for sanitary products and diapers. For this purpose, the absorbent according to the invention may be present as granules or fibers.
본 발명에 따른 흡수물질은 염수(1% NaCl) 및 합성 뇨를 사용하여 수행한 시험에 의해 하기 실시예에 나타낸 바와 같이 전해질을 함유하는 수성 액체에 대해 특히 우수한 흡수성을 나타낸다.Absorbents according to the invention show particularly good absorbency for aqueous liquids containing electrolytes, as shown in the examples below by tests performed with brine (1% NaCl) and synthetic urine.
1.페이버 H + (favor H + )의 제조: 1.Manufacture of Faber H + (favor H + ) :
페이버 922 10g을 1리터들이 비이커에 넣고, 자기 교반기 및 자기 막대로 연속 교반하면서 증류수 500㎖로 팽윤시켰다. 0.01M HCl 250㎖를 연속 교반하면서 첨가하고, 30분 후 겔을 부직포 여과기로 여과시켰다. 세척수에 더 이상 나트륨 이온이 없을 때까지 산성화 및 여과 단계를 반복하였다(나트륨 이온 함량은 선택적 나트륨 감응성 전극을 사용하여 전위차계에 의해 측정할 수도 있음). 마지막으로 겔을 증류수로 세척하여 과량의 산을 제거하고, 겔을 10시간동안 60℃의 통기성 오븐중에서 건조시켰다. 수득된 건조 중합체를 페이버 H라고 하였다.10 g of Faber 922 was placed in a 1 liter beaker and swollen with 500 ml of distilled water with continuous stirring with a magnetic stirrer and magnetic rod. 250 ml of 0.01 M HCl was added with continuous stirring and after 30 minutes the gel was filtered through a nonwoven filter. The acidification and filtration steps were repeated until there were no more sodium ions in the wash water (sodium ion content may be measured by potentiometer using a selective sodium sensitive electrode). Finally the gel was washed with distilled water to remove excess acid and the gel was dried in a breathable oven at 60 ° C. for 10 hours. The obtained dry polymer was referred to as Faber H.
2.액체 흡수율의 비교 실험 2. Comparative experiment of liquid absorption
수성 염수와 접촉시, 산 형태의 음이온 초흡수제와 함께 염기 형태의 음이온 교환수지가 음이온 및 양이온 교환 혼합물로서 작용하며, 따라서 염수의 탈이온화가 일어남을 나타내기 위하여 시험을 수행하였다. 그 다음, 음이온 초흡수제는 염 형태로 전환되어 용액의 낮은 염 함량으로 인해 흡수도가 개선되었다.Upon contact with aqueous brine, a test was performed to indicate that the base form of anion exchange resin, together with the acidic anion superabsorbent, acts as an anion and cation exchange mixture, thus deionization of the brine. The anionic superabsorbent was then converted to salt form to improve absorbency due to the low salt content of the solution.
연속 교반하면서 2시간동안 250㎖들이 비이커에서 1% NaCl 용액(150㎖)을 음이온 교환수지 A102 OH(3.9g)과 접촉하여 두었다. 이 단계에 의해 용액으로부터의 클로라이드 이온은 수지로부터의 하이드록사이드 이온으로 대체된다. 그 다음, 용액을 파스퇴르(Pasteur) 피펫으로 취하여, 교반중인 페이버 H 0.25g을 함유하고 있는 다른 250리터들이 비이커에 옮겼다. 용액의 첨가는 겔이 더 이상 팽윤되지 않을 때 중지한다. 그 후, 겔을 한쪽 가장자리가 밀봉되지 않은 부직 티슈 티백(tea bag)형 엔벨로프(envelope)에 넣고, 60×g에서 10분동안 원심분리한 후의 흡수도를 수학식 A = (Wwet- Wdry)/G로 측정하였다. 여기에서, A는 원심분리 후의 흡수도(g/g)이고, Wwet는 원심분리 후의 습윤 AGM을 함유하는 엔벨로프의 중량(g)이고, Wdry는 무수 AGM을 함유하는 엔벨로프의 중량(g)이고, G는 시험에 사용되는 AGM의 중량(g)이다.250% of a 1% NaCl solution (150 mL) was placed in contact with anion exchange resin A102 OH (3.9 g) for 2 hours with continuous stirring. This step replaces chloride ions from solution with hydroxide ions from the resin. The solution was then taken with a Pasteur pipette and transferred to another 250 liter beaker containing 0.25 g of stirring Hover. The addition of solution stops when the gel is no longer swollen. The gel is then placed in a non-woven tissue tea bag envelope with one edge unsealed, and the absorbance after centrifugation at 60 x g for 10 minutes is expressed by Equation A = (W wet -W dry). ) / G. Where A is the absorbance after centrifugation (g / g), W wet is the weight (g) of the envelope containing the wet AGM after centrifugation, and W dry is the weight (g) of the envelope containing the anhydrous AGM. And G is the weight in g of the AGM used for the test.
결과는 다음과 같다:The result is:
상기 결과로부터 산 형태의 음이온 초흡수제(페이버 H+)가 1% NaCl 용액중에서 그 자신은 매우 약한 흡수율을 나타냄을 알 수 있다. 그러나, 페이버 Na+는 약간의 흡수율을 나타내지만, 탈이온수에 비해 훨씬 낮은 흡수율을 나타낸다. 음이온 교환수지는 본질적으로 흡수가 일어나지 않는다. 그러나, 염기 형태의 음이온 교환제(A-102-OH)와 함께, 페이버(H+)는 페이버 Na+에 비하여 상당히 증가된 흡수율을 나타낸다.From the above results, it can be seen that the acidic anion superabsorbent (Faber H + ) itself shows very weak absorption in 1% NaCl solution. However, Faber Na + shows some absorption, but much lower than deionized water. Anion exchange resins essentially do not absorb. However, with the base form of anion exchanger (A-102-OH), Faber (H + ) exhibits significantly increased uptake compared to Faber Na + .
1% NaCl은 초흡수제의 엄격한 시험을 나타냄을 알아야 한다. 문헌중의 연구 결과, 뇨의 염 함량은 다수의 인자에 따라 달라지지만, 1중량%는 실제 겪게되는 것에 유사한 최대치를 나타낸다.It should be noted that 1% NaCl represents a rigorous test of superabsorbent. Studies in the literature show that the salt content of urine depends on a number of factors, but 1% by weight represents a maximum similar to what is actually experienced.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITTO94A000889 | 1994-11-10 | ||
| IT94TO000889A IT1267494B1 (en) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | ABSORBENT MATERIAL, FOR EXAMPLE OF SUPER ABSORBENT TYPE, AND RELATIVE USE. |
| ITT094A000889 | 1994-11-10 | ||
| PCT/US1995/014678 WO1996015180A1 (en) | 1994-11-10 | 1995-11-13 | Absorbent material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR970707218A KR970707218A (en) | 1997-12-01 |
| KR100372137B1 true KR100372137B1 (en) | 2003-03-15 |
Family
ID=11412879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970703134A KR100372137B1 (en) | 1994-11-10 | 1995-11-13 | Absorbent material |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0791031A4 (en) |
| JP (1) | JPH10509611A (en) |
| KR (1) | KR100372137B1 (en) |
| CN (1) | CN1068888C (en) |
| AU (1) | AU4235096A (en) |
| BR (1) | BR9509651A (en) |
| CA (1) | CA2204888C (en) |
| CZ (1) | CZ140697A3 (en) |
| HU (1) | HUT77798A (en) |
| IT (1) | IT1267494B1 (en) |
| MX (1) | MX201287B (en) |
| WO (1) | WO1996015180A1 (en) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6951895B1 (en) * | 1996-12-02 | 2005-10-04 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent composition |
| US6232520B1 (en) | 1997-02-19 | 2001-05-15 | The Procter & Gamble Company | Absorbent polymer compositions having high sorption capacities under an applied pressure |
| US6342298B1 (en) | 1997-11-19 | 2002-01-29 | Basf Aktiengesellschaft | Multicomponent superabsorbent fibers |
| US6222091B1 (en) | 1997-11-19 | 2001-04-24 | Basf Aktiengesellschaft | Multicomponent superabsorbent gel particles |
| US5981689A (en) * | 1997-11-19 | 1999-11-09 | Amcol International Corporation | Poly(vinylamine)-based superabsorbent gels and method of manufacturing the same |
| US6623576B2 (en) | 1998-10-28 | 2003-09-23 | Basf Aktiengesellschaft | Continuous manufacture of superabsorbent/ion exchange sheet material |
| US6087448A (en) * | 1997-11-19 | 2000-07-11 | Amcol International Corporation | Solid superabsorbent material containing a poly(vinylguanidine) and an acidic water-absorbing resin |
| ATE318848T1 (en) * | 1997-11-19 | 2006-03-15 | SUPERABSORBENT POLY(VINYLAMINE) GELS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| US5962578A (en) * | 1997-11-19 | 1999-10-05 | Amcol International Corporation | Poly(dialkylaminoalkyl (meth)acrylamide)-based superabsorbent gels |
| US6072101A (en) | 1997-11-19 | 2000-06-06 | Amcol International Corporation | Multicomponent superabsorbent gel particles |
| ZA9810779B (en) | 1997-12-12 | 1999-09-21 | Kimberly Clark Co | Structure having balanced pH profile. |
| US6639120B1 (en) | 1997-12-12 | 2003-10-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Structure having balanced pH profile |
| US6121509A (en) * | 1998-01-07 | 2000-09-19 | The Procter & Gamble Company | Absorbent polymer compositions having high sorption capacities under an applied pressure and improved integrity when wet |
| KR20010031078A (en) | 1998-08-13 | 2001-04-16 | 다나카 쇼소 | Cross-linked polymer composition swelling in water and process for producing the same |
| US6534554B1 (en) | 1999-10-27 | 2003-03-18 | Basf Aktiengesellschaft | Multicomponent ion exchange resins |
| US20010006267A1 (en) | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Nobuyuki Harada | Production processes for basic water-absorbent resin and water-absorbing agent, and use thereof |
| US20030138631A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-07-24 | Mitchell Michael A. | Multicomponent superabsorbent gel particles |
| EP1512417B1 (en) | 2003-09-02 | 2013-06-19 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Particulate water-absorbent resin composition |
| EP1624002B1 (en) * | 2004-08-07 | 2019-04-03 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbent polymer particles comprising functionalizers and method of making them |
| CN102775765B (en) * | 2012-08-13 | 2014-03-12 | 宜兴丹森科技有限公司 | Hydrophilic polyurethane flexible foam material with ion exchange function and application thereof |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735938A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-26 | Shinko Kagaku Kogyo Kk | Water absorbent |
| PH23760A (en) * | 1985-05-15 | 1989-11-03 | Procter & Gamble | Disposable absorbent articles |
| PH26954A (en) * | 1985-05-15 | 1992-12-03 | Procter & Gamble | Disposable absorbent articles |
| US4818598A (en) * | 1985-06-28 | 1989-04-04 | The Procter & Gamble Company | Absorbent structures |
| GB9210955D0 (en) * | 1992-05-22 | 1992-07-08 | Courtaulds Plc | Fibres and filaments |
| US5461085A (en) * | 1993-12-17 | 1995-10-24 | Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated | Superabsorbent polymer and process for producing same |
-
1994
- 1994-11-10 IT IT94TO000889A patent/IT1267494B1/en active IP Right Grant
-
1995
- 1995-11-13 KR KR1019970703134A patent/KR100372137B1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-11-13 JP JP8516231A patent/JPH10509611A/en not_active Ceased
- 1995-11-13 CA CA002204888A patent/CA2204888C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-13 AU AU42350/96A patent/AU4235096A/en not_active Abandoned
- 1995-11-13 EP EP95940682A patent/EP0791031A4/en not_active Withdrawn
- 1995-11-13 BR BR9509651A patent/BR9509651A/en not_active IP Right Cessation
- 1995-11-13 CZ CZ971406A patent/CZ140697A3/en unknown
- 1995-11-13 WO PCT/US1995/014678 patent/WO1996015180A1/en active IP Right Grant
- 1995-11-13 MX MX9703445A patent/MX201287B/en not_active IP Right Cessation
- 1995-11-13 HU HU9800948A patent/HUT77798A/en unknown
- 1995-11-13 CN CN95197177A patent/CN1068888C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1068888C (en) | 2001-07-25 |
| EP0791031A4 (en) | 2000-07-12 |
| CA2204888C (en) | 2001-01-30 |
| ITTO940889A1 (en) | 1996-05-10 |
| CA2204888A1 (en) | 1996-05-23 |
| MX201287B (en) | 2001-04-10 |
| CZ140697A3 (en) | 1997-10-15 |
| ITTO940889A0 (en) | 1994-11-10 |
| MX9703445A (en) | 1998-07-31 |
| JPH10509611A (en) | 1998-09-22 |
| CN1171802A (en) | 1998-01-28 |
| WO1996015180A1 (en) | 1996-05-23 |
| AU4235096A (en) | 1996-06-06 |
| IT1267494B1 (en) | 1997-02-05 |
| BR9509651A (en) | 1997-09-16 |
| EP0791031A1 (en) | 1997-08-27 |
| HUT77798A (en) | 1998-08-28 |
| KR970707218A (en) | 1997-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100372137B1 (en) | Absorbent material | |
| US5804605A (en) | Absorbent material | |
| MXPA97003445A (en) | Absorbe material | |
| US4735987A (en) | Method for manufacture of high-expansion type absorbent polymer | |
| EP0796144A1 (en) | Absorbent material | |
| CN1322902C (en) | Superabsorbent polymers and method of manufacturing the same | |
| US6087448A (en) | Solid superabsorbent material containing a poly(vinylguanidine) and an acidic water-absorbing resin | |
| US6068924A (en) | Absorbent material | |
| EP0791020A1 (en) | Absorbent material | |
| WO2004018006A1 (en) | Superabsorbent polymers and method of manufacturing the same | |
| JP2007525569A (en) | Super absorbent polymer | |
| EP0050375A1 (en) | Highly absorbent resin | |
| MXPA02006537A (en) | Superabsorbent polymers. | |
| AU2004259960B2 (en) | Water-absorbent resin composition and method for producing thereof, and absorbent material and absorbent product using thereof | |
| CN1093139C (en) | Cationic polymer | |
| WO2001032117A1 (en) | Improved superabsorbent composition and absorbent article using the same | |
| WO2005039463A1 (en) | Absorbent articles having increased absorbency of complex fluids | |
| US6084045A (en) | Cationic polymer | |
| CA2204891A1 (en) | Absorbent material | |
| CA2365512A1 (en) | Absorbent polymer compositions having high sorption capacities under an applied pressure | |
| JPH06322180A (en) | Salt-resistant absorbent composition | |
| MXPA97004177A (en) | Absorbe material | |
| JPS6323662A (en) | Absorbable article | |
| CA2204890A1 (en) | Cationic polymer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |