KR102623892B1 - Super absorbent polymer and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보수능 및 가압 흡수능 등의 고흡수성 수지의 물성의 저하나, 분진 발생의 증가 없이 향상된 박테리아 증식 억제 특성을 나타낼 수 있는 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 고흡수성 수지는 산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함한 베이스 수지 분말; 및 표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고, 상기 베이스 수지 분말의 가교 중합체 또는 상기 표면 가교층은 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제를 상기 가교 구조 내부에 포함하는 것이다. The present invention relates to a superabsorbent polymer that can exhibit improved bacterial growth inhibition properties without decreasing the physical properties of the superabsorbent polymer, such as water retention capacity and absorbency under pressure, or increasing dust generation, and a method for manufacturing the same. The superabsorbent polymer may include a base resin powder containing a cross-linked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group being neutralized; and a surface cross-linked layer formed on the base resin powder by further cross-linking the cross-linked polymer via a surface cross-linking agent, wherein the cross-linked polymer of the base resin powder or the surface cross-linked layer is an antibacterial agent containing an organic acid salt having an aromatic ring. is included within the cross-linked structure.

Description

고흡수성 수지 및 이의 제조 방법{SUPER ABSORBENT POLYMER AND PREPARATION METHOD THEREOF}Superabsorbent polymer and manufacturing method thereof {SUPER ABSORBENT POLYMER AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 출원은 2019년 9월 30일자 한국 특허 출원 제 10-2019-0121181 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2019-0121181, dated September 30, 2019, and all contents disclosed in the document of the Korean Patent Application are incorporated as part of this specification.

본 발명은 보수능 및 가압 흡수능 등의 고흡수성 수지의 물성의 저하나. 분진 발생의 증가 없이 향상된 박테리아 증식 억제 특성을 나타낼 수 있는 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention reduces the physical properties of superabsorbent polymers, such as water retention capacity and absorbency under pressure. It relates to a superabsorbent polymer that can exhibit improved bacterial growth inhibition properties without increasing dust generation and a method of manufacturing the same.

고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로, 개발업체마다 SAM (Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이기저귀 등 위생용품 외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료나 전기 절연분야에 이르기까지 널리 사용되고 있다.Super Absorbent Polymer (SAP) is a synthetic polymer material that has the ability to absorb moisture 500 to 1,000 times its own weight. Each developer produces SAM (Super Absorbency Material) and AGM (Absorbent Gel). They are named with different names, such as Material). The above-mentioned superabsorbent resins have begun to be commercialized as sanitary products, and are currently being used in sanitary products such as children's paper diapers, as well as soil repair agents for horticulture, water-stop materials for civil engineering and construction, sheets for seedlings, freshness maintainers in the food distribution field, and It is widely used in materials such as fomentation and electrical insulation.

그런데, 이러한 고흡수성 수지는 어린이용 종이기저귀나, 성인용 기저귀와 같은 위생용품 또는 일회용 흡수제품에 가장 널리 적용되고 있다. 이 중에서도 성인용 기저귀에 적용될 경우, 박테리아 증식에 기인한 2차적인 냄새는 소비자에게 불쾌감을 크게 불러 일으키는 문제를 초래하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 이전부터 고흡수성 수지 등에 다양한 박테리아 증식 억제 성분이나, 소취 또는 항균 기능성 성분을 도입하고자 하는 시도가 이루어진 바 있다. However, these superabsorbent resins are most widely applied to sanitary products or disposable absorbent products such as paper diapers for children and adult diapers. Among these, when applied to adult diapers, secondary odor caused by bacterial growth causes a problem that causes great discomfort to consumers. To solve this problem, attempts have been made in the past to introduce various bacterial growth inhibitory ingredients or deodorizing or antibacterial functional ingredients into superabsorbent resins.

그러나, 이와 같이 박테리아 증식을 억제하는 항균제 등을 고흡수성 수지에 도입함에 있어, 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 나타내면서도, 인체에 무해하고, 경제성을 충족하면서, 고흡수성 수지의 기본적인 물성을 저하시키지 않는 항균제 성분을 선택하여 도입하는 것은 그리 용이하지 않았다. However, when introducing antibacterial agents that inhibit bacterial growth into the superabsorbent resin, the basic physical properties of the superabsorbent resin are lowered while exhibiting excellent bacterial growth inhibition and deodorizing properties, being harmless to the human body, and satisfying economic feasibility. It was not easy to select and introduce antibacterial ingredients that were not prescribed.

일 예로서, 산화구리 등과 같이, 은, 구리 등의 항균성 금속이온을 함유한 항균제 성분을 고흡수성 수지에 도입하고자 시도된 바 있다. 이러한 항균성 금속이온 함유 성분은 박테리아 등 미생물의 세포벽을 파괴하여 고흡수성 수지에 악취를 유발할 수도 있는 효소를 지닌 박테리아를 사멸시켜 소취 특성을 부여할 수 있다. 그러나, 상기 금속이온 함유 성분의 경우, 인체에 유익한 미생물들까지 사멸할 수 있는 BIOCIDE 물질로 분류되어 있다. 그 결과, 상기 고흡수성 수지를 어린이용 또는 성인용 기저귀 등의 위생용품에 적용하는 경우, 상기 금속이온 함유 항균제 성분의 도입은 최대한 배제되고 있다. As an example, attempts have been made to introduce antibacterial agents containing antibacterial metal ions such as silver and copper, such as copper oxide, into superabsorbent polymers. These antibacterial metal ion-containing ingredients can destroy the cell walls of microorganisms such as bacteria and kill bacteria with enzymes that may cause bad odors in the superabsorbent polymer, giving it deodorizing properties. However, the metal ion-containing ingredients are classified as BIOCIDE substances that can kill even microorganisms beneficial to the human body. As a result, when applying the superabsorbent polymer to hygiene products such as diapers for children or adults, the introduction of the metal ion-containing antibacterial agent component is avoided as much as possible.

한편, 기존에는 상기 박테리아 증식을 억제하는 항균제 등을 고흡수성 수지에 도입함에 있어, 상기 항균제를 고흡수성 수지에 소량 블랜딩하는 방법을 주로 적용하였다. 그러나, 이러한 블랜딩 방법을 적용할 경우, 시간의 경과에 따라 박테리아 증식 억제 특성을 균일하게 유지하기 어려웠던 것이 사실이다. 더구나, 이러한 블랜딩 방법의 경우, 고흡수성 수지 및 항균제를 혼합하거나, 고흡수성 수지의 사용 과정 등에서 항균제 성분의 불균일한 도포성 및 탈리 현상을 초래할 수 있다. 그 결과, 상기 항균제의 블랜딩을 위한 신규 설비를 설치할 필요가 있으며, 고흡수성 수지의 사용 과정에서 다량의 분진이 발생하는 등의 단점 또한 존재하였다. Meanwhile, in the past, when introducing antibacterial agents that inhibit bacterial growth into superabsorbent resins, a method of blending a small amount of the antibacterial agents into the superabsorbent resin was mainly applied. However, when applying this blending method, it is true that it was difficult to maintain the bacterial growth inhibition properties uniformly over time. Moreover, in the case of this blending method, uneven applicability and detachment of the antibacterial agent component may occur during the process of mixing the superabsorbent polymer and the antibacterial agent or using the superabsorbent polymer. As a result, there was a need to install new equipment for blending the antibacterial agent, and there were also disadvantages such as the generation of a large amount of dust during the use of the superabsorbent polymer.

이에 따라, 금속이온 함유 성분 등을 도입하지 않으면서, 박테리아의 증식 억제 특성 및 소취 특성 등을 장시간 동안 균일하게 유지하며, 고흡수성 수지의 기본적 물성을 저하시키지 않고, 분진의 발생 등도 억제할 수 있는 고흡수성 수지 관련 기술의 개발이 계속적으로 요청되고 있다. Accordingly, without introducing metal ion-containing components, etc., the bacterial growth inhibition properties and deodorization properties are maintained uniformly for a long time, and the basic physical properties of the superabsorbent polymer are not reduced, and dust generation can be suppressed. The development of technology related to superabsorbent polymers is continuously being requested.

이에 본 발명은 인체에 유해한 성분의 도입 없이, 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성 등을 균일하게 장시간 동안 유지하며, 보수능 및 가압 흡수능 등의 기본적 물성을 우수하게 유지할 수 있고, 분진 발생의 증가 또한 억제하는 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention maintains excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties uniformly for a long time without introducing components harmful to the human body, and maintains excellent basic properties such as water retention capacity and pressure absorption capacity, and also increases dust generation. The object is to provide a superabsorbent polymer that suppresses and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명은 상기 고흡수성 수지를 포함하여 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성 등을 균일하게 장시간 동안 나타내면서도, 분진 발생이 억제되고, 기본적인 흡수 특성 역시 우수하게 유지하는 위생용품을 제공하는 것이다. In addition, the present invention provides a sanitary product that includes the superabsorbent resin and exhibits excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties uniformly for a long period of time, while suppressing dust generation and maintaining excellent basic absorption properties.

본 발명은 산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함한 베이스 수지 분말; 및 The present invention provides a base resin powder comprising a cross-linked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group being neutralized; and

표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고, A surface cross-linking layer is formed on the base resin powder by additional cross-linking of the cross-linking polymer using a surface cross-linking agent,

상기 베이스 수지 분말의 가교 중합체 또는 상기 표면 가교층은 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제를 상기 가교 구조 내부에 포함하는 고흡수성 수지를 제공한다. The crosslinked polymer of the base resin powder or the surface crosslinked layer provides a superabsorbent resin containing an antibacterial agent containing an organic acid salt having an aromatic ring within the crosslinked structure.

본 발명은 또한, 산성기를 포함하고 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계; The present invention also includes the steps of cross-polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group neutralized in the presence of an internal cross-linking agent to form a water-containing gel polymer;

상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및 Forming a base resin powder by drying, pulverizing and classifying the water-containing gel polymer; and

표면 가교제의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말을 열처리하여 추가 가교하는 단계를 포함하고, In the presence of a surface cross-linking agent, heat treating the base resin powder to further cross-link it,

상기 함수겔 중합체의 형성 단계 또는 상기 추가 가교 단계는, 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제의 추가 존재 하에 진행되는 상기 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다. The forming step of the hydrogel polymer or the additional crosslinking step provides a method for producing the superabsorbent polymer, which is performed in the additional presence of an antibacterial agent including an organic acid salt having an aromatic ring.

또한, 본 발명은 고흡수성 수지를 포함하는 위생용품을 제공한다. Additionally, the present invention provides sanitary products containing a superabsorbent polymer.

본 발명의 고흡수성 수지는 금속이온 등을 함유하지 않는 특정 항균제를 포함하여, 인체에 유해하고 2차적 악취를 유발하는 박테리아만을 선택적으로 증식 억제하는 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 나타낼 수 있다. The superabsorbent resin of the present invention contains a specific antibacterial agent that does not contain metal ions, etc., and can exhibit excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties that selectively inhibit the growth of only bacteria that are harmful to the human body and cause secondary odor.

또한, 상기 고흡수성 수지는 상기 특정 항균제를 가교 중합시 또는 표면 가교시 적용하여, 베이스 수지 분말을 이루는 가교 중합체 또는 표면 가교층의 내부에 단단히 고정시킴에 따라, 상기 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 장시간 동안 균일하게 나타낼 수 있으며, 상기 항균제의 부가에 의한 물성 저하 없이 우수한 보수능 및 가압 흡수능 등을 유지할 수 있다. 부가하여, 이러한 항균제를 고흡수성 수지의 가교 구조 내에 고정시킴에 따라, 상기 항균제의 부가에 기인하여 다량의 분진이 발생하는 단점 또한 해결할 수 있다. In addition, the superabsorbent resin is applied during cross-polymerization or surface cross-linking of the specific antibacterial agent to firmly fix it inside the cross-linked polymer or surface cross-linked layer forming the base resin powder, thereby providing excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties. can be displayed uniformly for a long time, and excellent water retention capacity and pressure absorption capacity can be maintained without deterioration of physical properties due to the addition of the antibacterial agent. In addition, by fixing this antibacterial agent within the cross-linked structure of the superabsorbent polymer, the disadvantage of generating a large amount of dust due to the addition of the antibacterial agent can also be solved.

따라서, 상기 고흡수성 수지는 2차적 악취가 특히 문제되는 성인용 기저귀 등 다양한 위생용품에 매우 바람직하게 적용될 수 있다. Therefore, the superabsorbent polymer can be very preferably applied to various sanitary products such as adult diapers, where secondary odor is a particular problem.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise,” “comprise,” or “have” are intended to designate the presence of implemented features, steps, components, or a combination thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or steps, It should be understood that the existence or addition possibility of components or combinations thereof is not excluded in advance.

발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the invention can be subject to various changes and can take various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따라 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법 등에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the superabsorbent polymer and its manufacturing method will be described in more detail according to specific embodiments of the invention.

발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지는, 산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함한 베이스 수지 분말; 및 The superabsorbent resin according to one embodiment of the invention includes a base resin powder containing a cross-linked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group being neutralized; and

표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고, A surface cross-linking layer is formed on the base resin powder by additional cross-linking of the cross-linking polymer using a surface cross-linking agent,

상기 베이스 수지 분말의 가교 중합체 또는 상기 표면 가교층은 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제를 상기 가교 구조 내부에 포함하는 것이다. The cross-linked polymer of the base resin powder or the surface cross-linked layer contains an antibacterial agent containing an organic acid salt having an aromatic ring within the cross-linked structure.

본 발명자들은 은, 구리 등의 항균성 금속이온을 포함한 항균제 성분 대신 고흡수성 수지에 바람직하게 적용할 수 있는 항균제 성분에 대한 연구를 계속하였다. 이러한 계속적인 연구 결과, 방향족 고리를 갖는 유기산염의 항균제 성분을 고흡수성 수지에 도입하는 경우, 보수능 및 가압 흡수능 등의 고흡수성 수지의 기본적 물성을 저하시키지 않고도, 인체 피부내 존재하는 악취를 유발하는 박테리아의 증식을 억제하는 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 고흡수성 수지에 부여할 수 있음을 확인하였다. The present inventors continued research on antibacterial agents that can be preferably applied to superabsorbent polymers instead of antibacterial agents containing antibacterial metal ions such as silver and copper. As a result of this continuous research, when an antibacterial agent component of an organic acid having an aromatic ring is introduced into a superabsorbent resin, it is possible to induce bad odors present in human skin without deteriorating the basic properties of the superabsorbent resin, such as water retention capacity and absorbency under pressure. It was confirmed that excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties that inhibit the growth of bacteria can be imparted to the superabsorbent resin.

특히, 예를 들어, 소디움 벤조에이트와 같은 방향족 고리를 갖는 유기산염은 식품 또는 화장품 등에 사용 가능할 정도로 인체에 무해하며 안전성이 확보된 성분으로서, BIOCIDE 물질에 해당하지 않으며, 기존의 금속이온 함유 항균제가 갖던 문제점을 해결할 수 있다. In particular, for example, organic acid salts with an aromatic ring, such as sodium benzoate, are ingredients that are harmless to the human body and have guaranteed safety enough to be used in food or cosmetics, etc., and do not fall under BIOCIDE substances, and existing antibacterial agents containing metal ions are You can solve your problems.

더 나아가, 상기 일 구현예의 고흡수성 수지는 이러한 방향족 고리를 갖는 유기산염의 항균제 성분을 가교 중합 또는 표면 가교시 적용하여, 이를 베이스 수지 분말을 이루는 가교 중합체 또는 표면 가교층의 내부 및 그 표면에 단단히 고정된 상태로 포함한다. 따라서, 블랜딩 등을 위한 별도의 설비 없이도, 상기 항균제 성분이 탈리 없이 균일하게 고흡수성 수지에 포함될 수 있고, 고흡수성 수지의 사용 중에 다량의 분진이 발생하는 단점 또한 억제할 수 있다. Furthermore, the superabsorbent polymer of the above embodiment applies the antibacterial agent component of an organic acid salt having an aromatic ring during cross-polymerization or surface cross-linking, thereby firmly fixing it to the interior and surface of the cross-linking polymer or surface cross-linking layer constituting the base resin powder. Included in condition. Therefore, without separate equipment for blending, etc., the antibacterial agent component can be uniformly incorporated into the superabsorbent polymer without detachment, and the disadvantage of generating a large amount of dust during use of the superabsorbent polymer can also be suppressed.

그러므로, 일 구현예의 고흡수성 수지는 상기 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 장시간 동안 균일하게 나타낼 수 있으며, 상기 항균제의 부가에 의한 물성 저하 없이 우수한 보수능 및 가압 흡수능 등을 유지할 수 있다. 그 결과, 상기 일 구현예의 고흡수성 수지는 2차적 악취가 특히 문제되는 성인용 기저귀 등 다양한 위생용품에 매우 바람직하게 적용될 수 있다. Therefore, the superabsorbent polymer of one embodiment can uniformly exhibit the excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties for a long time, and can maintain excellent water retention capacity and absorbency under pressure without deterioration of physical properties due to the addition of the antibacterial agent. As a result, the superabsorbent polymer of the embodiment can be very preferably applied to various sanitary products such as adult diapers where secondary odor is a particular problem.

한편, 상기 일 구현예의 고흡수성 수지에서, 상기 방향족 고리를 갖는 유기산염으로는, 방향족 고리를 갖는 유기산염의 금속염을 사용할 수 있으며, 이의 우수한 박테리아 증식 억제 특성을 고려하여, 방향족 고리를 갖는 유기산의 나트륨(Na)염 또는 아연(Zn)염을 사용할 수 있다. 이러한 방향족 고리를 갖는 유기산염의 보다 구체적인 예로는, 소디움 벤조에이트 또는 아연 벤조에이트를 들 수 있다. Meanwhile, in the superabsorbent polymer of the above embodiment, a metal salt of an organic acid having an aromatic ring may be used as the organic acid salt having an aromatic ring, and in consideration of its excellent bacterial growth inhibition properties, sodium of an organic acid having an aromatic ring may be used. (Na) salt or zinc (Zn) salt can be used. More specific examples of organic acid salts having such an aromatic ring include sodium benzoate or zinc benzoate.

상기 방향족 고리를 갖는 유기산염은 베이스 수지 분말의 100 중량부에 대해, 0.1 내지 5 중량부, 혹은 0.3 내지 4 중량부, 혹은 0.4 내지 3 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 방향족 고리를 갖는 유기산염의 함량이 지나치게 작아지면, 적절한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 나타내기 어려우며, 반대로 이의 함량이 지나치게 커지면, 고흡수성 수지의 보수능 등의 기본적 물성이 저하될 수 있다. The organic acid salt having the aromatic ring may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, or 0.3 to 4 parts by weight, or 0.4 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin powder. If the content of the organic acid salt having the aromatic ring is too small, it is difficult to exhibit appropriate bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties. Conversely, if the content is too large, basic physical properties such as water retention capacity of the superabsorbent polymer may be reduced.

또한, 상기 표면 가교층에 포함되는 항균제는 상기 방향족 고리를 갖는 유기산염 외에 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA) 또는 이의 알칼리 금속염을 더 포함할 수 있다. 이러한 성분은 박테리아 등 2차적 악취를 유발하는 세균들의 영양분을 킬레이션 시켜 이들 세균의 대사작용을 억제할 수 있다. 그 결과, 이를 더 포함하는 고흡수성 수지는 보다 향상된 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 나타낼 수 있다. In addition, the antibacterial agent included in the surface cross-linking layer may further include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) or an alkali metal salt thereof in addition to the organic acid salt having an aromatic ring. These ingredients can suppress the metabolic activity of bacteria and other bacteria that cause secondary odor by chelating their nutrients. As a result, the superabsorbent resin further comprising this may exhibit improved bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties.

상기 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염의 종류는 특히 제한되지 않으며, 킬레이트제 등으로 고흡수성 수지에 첨가될 수 있는 것으로 알려진 임의의 성분, 예를 들어, EDTA-2Na 또는 EDTA-4Na 등을 사용할 수 있다. The type of EDTA or its alkali metal salt is not particularly limited, and any component known to be added to the superabsorbent polymer as a chelating agent, for example, EDTA-2Na or EDTA-4Na, can be used.

상기 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염은 베이스 수지 분말의 100 중량부에 대해, 0.1 내지 3 중량부, 혹은 0.3 내지 2 중량부, 혹은 0.4 내지 1 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염을 추가로 사용하여, 악취를 유발하는 박테리아의 성장속도를 더욱 억제하여 우수한 항균 및 소취 특성을 나타낼 수 있다. 다만, 상기 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염의 함량이 지나치게 커지면, 고흡수성 수지의 흡수 특성 저하를 일으킬 수 있어 바람직하지 않다. The EDTA or its alkali metal salt may be included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, 0.3 to 2 parts by weight, or 0.4 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the base resin powder. By additionally using EDTA or its alkali metal salt, the growth rate of bacteria causing bad odors can be further suppressed, thereby exhibiting excellent antibacterial and deodorizing properties. However, if the content of EDTA or its alkali metal salt is excessively large, it may cause a decrease in the absorption properties of the superabsorbent polymer, which is not desirable.

한편, 상술한 일 구현예의 고흡수성 수지는 베이스 수지 분말을 이루는 가교 중합체의 내부 가교 구조, 또는 표면 가교층의 가교 구조 내부에 상기 항균제 성분을 포함한 것을 제외하고는, 통상적인 고흡수성 수지의 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 고흡수성 수지는 산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함한 베이스 수지 분말; 및 표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하는 구조를 가질 수 있다. Meanwhile, the superabsorbent resin of the above-described embodiment has the structure of a typical superabsorbent resin, except that the antibacterial agent component is included in the internal crosslinked structure of the crosslinked polymer forming the base resin powder or the crosslinked structure of the surface crosslinked layer. You can have it. For example, the superabsorbent polymer may include a base resin powder containing a crosslinked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group being neutralized; and a surface cross-linking layer formed on the base resin powder by further cross-linking the cross-linking polymer via a surface cross-linking agent.

이때, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로는 고흡수성 수지에 통상 사용되는 임의의 단량체를 별다른 제한없이 사용할 수 있다. 여기에는 음이온성 단량체와 그 염, 비이온계 친수성 함유 단량체 및 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 사용할 수 있다.At this time, as the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, any monomer commonly used in superabsorbent resins can be used without any particular restrictions. Here, any one or more monomers selected from the group consisting of anionic monomers and their salts, nonionic hydrophilic-containing monomers, amino group-containing unsaturated monomers, and quaternaries thereof can be used.

구체적으로는 (메타)아크릴산, 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-(메타)아크릴로일프로판술폰산 또는 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그 염; (메타)아크릴아미드, N-치환(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 또는 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트의 비이온계 친수성 함유 단량체; 및 (N,N)-디메틸아미노에틸(메타) 아크릴레이트 또는 (N,N)-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드의 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. Specifically, (meth)acrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2-acryloylethane sulfonic acid, 2-methacryloylethane sulfonic acid, 2-(meth)acryloylpropane sulfonic acid or 2- (meth)acrylamide-2-methyl propane sulfonic acid anionic monomer and its salt; (meth)acrylamide, N-substituted (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate or polyethylene glycol ( Nonionic hydrophilic-containing monomer of meta)acrylate; and amino group-containing unsaturated monomers of (N,N)-dimethylaminoethyl (meth)acrylate or (N,N)-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide and quaternaries thereof. You can.

더욱 바람직하게는 아크릴산 또는 그 염, 예를 들어, 아크릴산 또는 그 나트륨염 등의 알칼리 금속염을 사용할 수 있는데, 이러한 단량체를 사용하여 보다 우수한 물성을 갖는 고흡수성 수지의 제조가 가능해 진다. 상기 아크릴산의 알칼리 금속염을 단량체로 사용하는 경우, 아크릴산을 가성소다(NaOH)와 같은 염기성 화합물로 적어도 일부 중화시켜 사용할 수 있다. More preferably, acrylic acid or its salt, for example, an alkali metal salt such as acrylic acid or its sodium salt, can be used. Using such a monomer, it is possible to produce a superabsorbent polymer with better physical properties. When using the alkali metal salt of acrylic acid as a monomer, acrylic acid can be at least partially neutralized with a basic compound such as caustic soda (NaOH).

또한, 상기 베이스 수지 분말은 이러한 단량체가 내부 가교제를 매개로 가교 중합된 가교 중합체를 포함하는 미세 분말 형태를 가질 수 있다. Additionally, the base resin powder may be in the form of a fine powder containing a cross-linked polymer in which these monomers are cross-polymerized through an internal cross-linking agent.

상기 내부 가교제로는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 1개 이상 가지면서, 에틸렌성 불포화기를 1개 이상 갖는 가교제; 혹은 상기 단량체의 수용성 치환기 및/또는 단량체의 가수분해에 의해 형성된 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 가교제를 사용할 수 있다. The internal crosslinking agent includes a crosslinking agent having at least one functional group capable of reacting with a water-soluble substituent of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and at least one ethylenically unsaturated group; Alternatively, a crosslinking agent having two or more functional groups capable of reacting with the water-soluble substituent of the monomer and/or the water-soluble substituent formed by hydrolysis of the monomer may be used.

상기 내부 가교제의 구체적인 예로는, 탄소수 8 내지 12의 비스아크릴아미드, 비스메타아크릴아미드, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메타)아크릴레이트 또는 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메타)알릴에테르 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로, N,N'-메틸렌비스(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌옥시(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시(메타)아크릴레이트, 글리세린 디아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메티롤 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 트리아릴시아누레이트, 트리알릴이소시아네이트, 폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.Specific examples of the internal crosslinking agent include bisacrylamide, bismethacrylamide, poly(meth)acrylate of polyol with 2 to 10 carbon atoms, or poly(meth)allyl ether of polyol with 2 to 10 carbon atoms, etc. Can be mentioned, more specifically, N,N'-methylenebis(meth)acrylate, ethyleneoxy(meth)acrylate, polyethyleneoxy(meth)acrylate, propyleneoxy(meth)acrylate, glycerin diacrylate. , glycerin triacrylate, trimethylol triacrylate, triallylamine, triallyl cyanurate, triallyl isocyanate, polyethylene glycol, diethylene glycol, and propylene glycol.

또한, 상기 베이스 수지 분말은 150 내지 850㎛의 입경을 갖는 미세 분말 형태를 가질 수 있다. Additionally, the base resin powder may be in the form of a fine powder having a particle diameter of 150 to 850㎛.

한편, 상기 고흡수성 수지는 이러한 베이스 수지 분말의 가교 중합체가 표면 가교제를 매개로 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함한다. Meanwhile, the superabsorbent polymer includes a surface cross-linked layer formed on the base resin powder by further cross-linking the cross-linked polymer of the base resin powder using a surface cross-linking agent.

이러한 표면 가교제의 예로는, 디올 화합물, 알킬렌 카보네이트 화합물 또는 다가 에폭시 화합물 등을 들 수 있으며, 이의 보다 구체적인 예로는, 1,3-프로판디올, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-헥산디올, 1,3-헥산디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,5-헥산디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 트리프로필렌 글리콜, 글리세롤, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 글리세롤 카보네이트, 또는 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르와 같은 알킬렌글리콜의 디글리시딜 에테르계 화합물 등을 들 수 있으며, 이외에도 고흡수성 수지의 표면 가교제로 사용 가능한 것으로 알려진 임의의 다가 화합물을 별다른 제한없이 모두 사용할 수 있다. Examples of such surface cross-linking agents include diol compounds, alkylene carbonate compounds, or polyvalent epoxy compounds, and more specific examples thereof include 1,3-propanediol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6- Hexanediol, 1,2-hexanediol, 1,3-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,5-hexanediol, 2-methyl-1,3-pentanediol, 2-methyl- Examples include diglycidyl ether compounds of alkylene glycols such as 2,4-pentanediol, tripropylene glycol, glycerol, ethylene carbonate, propylene carbonate, glycerol carbonate, or ethylene glycol diglycidyl ether. Any multivalent compound known to be usable as a surface crosslinking agent for superabsorbent polymers can be used without any restrictions.

상술한 일 구현예의 고흡수성 수지는 방향족 고리를 갖는 유기산염 등의 항균제 성분을, 예를 들어, 단량체 수용액, 또는 표면 가교액 중에 포함시켜 베이스 수지 분말의 가교 중합체 또는 표면 가교층을 형성함에 따라, 상기 가교 중합체의 내부 가교 구조 또는 표면 가교층의 추가 가교 구조 내부 또는 그 표면에 상기 항균제 성분이 물리적 또는 화학적으로 단단히 고정 또는 결합된 상태로 포함되어 있다. 그 결과, 기존의 블랜딩시와 달리, 항균제 성분의 불균일한 도포, 탈리 및 운송 중의 분리 등이 발생하지 않으며, 전체적으로 항균제 성분이 균일하게 포함되어 장시간 동안 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 안정적으로 나타낼 수 있다. 또한, 고흡수성 수지의 사용시, 상기 항균제 성분에서 유래한 분진 발생 역시 크게 줄일 수 있다. The superabsorbent polymer of the above-described embodiment includes an antibacterial agent component, such as an organic acid salt having an aromatic ring, in, for example, an aqueous monomer solution or a surface cross-linking solution to form a cross-linked polymer or surface cross-linked layer of the base resin powder, The antibacterial agent component is included in a tightly physically or chemically fixed or bonded state inside or on the surface of the internal cross-linked structure of the cross-linked polymer or the additional cross-linked structure of the surface cross-linked layer. As a result, unlike conventional blending, uneven application, detachment, or separation of antibacterial ingredients does not occur, and the antibacterial ingredients are uniformly contained throughout, stably exhibiting excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties for a long period of time. You can. In addition, when using a superabsorbent polymer, the generation of dust derived from the antibacterial agent component can also be greatly reduced.

이와 같은 우수한 박테리아 증식 억제 특성은 후술하는 시험예에서도 입증되는 바와 같이, 하기 식 1로 표시되는 박테리아 (Esherichia Coli; ATCC25922) 억제율이, 75% 이상, 혹은 80% 이상, 혹은 90 내지 100%의 높은 값을 갖는 특성으로부터 뒷받침될 수 있다: Such excellent bacterial growth inhibition properties are also demonstrated in the test examples described later, where the inhibition rate of bacteria (Esherichia Coli; ATCC25922) represented by the following formula 1 is as high as 75% or more, or 80% or more, or 90 to 100%. It can be supported from properties that have values:

[식 1][Equation 1]

박테리아 억제율 = [1- {CFU(12h)/ CFUcontrol(12h)}]*100 (%)Bacterial inhibition rate = [1- {CFU(12h)/ CFUcontrol(12h)}]*100 (%)

상기 식 1에서, CFU(12h)은 Esherichia Coli (ATCC 25922)의 박테리아가 접종된 인공뇨에 상기 고흡수성 수지를 가한 후, 35℃에서 12 시간 동안 배양시켰을 때, 증식된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml)를 나타내며, CFUcontrol(12h)는 상기 고흡수성 수지를 가하지 않고, 상기 박테리아가 접종된 인공뇨를 동일 조건으로 배양시켰을 때, 증식된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml)를 나타낸다. In Equation 1, CFU (12h) is the amount per unit volume of artificial urine of bacteria grown when the superabsorbent resin was added to artificial urine inoculated with Esherichia Coli (ATCC 25922) bacteria and cultured at 35°C for 12 hours. It represents the number of individuals (CFU/ml), and CFUcontrol (12h) is the number of individuals per unit volume of artificial urine (CFU) of the bacteria grown when the artificial urine inoculated with the bacteria was cultured under the same conditions without adding the superabsorbent resin. /ml).

또한, 상기 고흡수성 수지는 우수한 분진 억제 특성을 나타낼 수 있으며, 이는 후술하는 시험예에서도 입증되는 바와 같이, 레이저 더스트 측정기로 측정된 결과로부터, 하기 식 2에 따라 산출된 더스트 수(dust number)가 1 내지 5, 혹은 1.2 내지 3.5, 혹은 1.5 내지 2.5의 낮은 값을 갖는 특성으로부터 뒷받침될 수 있다: In addition, the superabsorbent polymer can exhibit excellent dust suppression properties, and as proven in the test examples described later, the dust number calculated according to Equation 2 below is from the results measured with a laser dust meter. It can be supported from properties with low values of 1 to 5, or 1.2 to 3.5, or 1.5 to 2.5:

[식 2] [Equation 2]

더스트 수(dust number) = Max value + 30 sec. valueDust number = Max value + 30 sec. value

상기 식 2에서, Max value는 고흡수성 수지를 상기 레이저 더스트 측정기 투입구로 떨어 뜨릴 때, DUST가 최대인 경우의 측정 값을 나타내며, 30 sec. value는 상기 Max value가 나타난 이후 30초간의 측정 값을 나타낸다. In Equation 2, Max value represents the measured value when DUST is maximum when dropping the superabsorbent polymer into the laser dust meter inlet, and is measured at 30 sec. The value represents the measured value for 30 seconds after the Max value appears.

한편, 상술한 일 구현예의 고흡수성 수지는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합 개시제를 포함하는 단량체 조성물을 열중합 또는 광중합을 진행하여 얻은 함수겔상 중합체에 대해 건조, 분쇄, 분급 및 표면 가교 등을 진행하여 수득될 수 있으며, 필요에 따라 미분 재조립 공정 등을 더 수행할 수 있다.Meanwhile, the superabsorbent polymer of the above-described embodiment is obtained by thermally or photopolymerizing a monomer composition containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a polymerization initiator, and drying, pulverizing, classifying, and surface crosslinking the hydrogel polymer. It can be obtained, and if necessary, a differential reassembly process, etc. can be further performed.

보다 구체적으로, 상기 고흡수성 수지의 제조 방법은 산성기를 포함하고 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계; More specifically, the method for producing the superabsorbent polymer includes the steps of cross-polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group neutralized in the presence of an internal cross-linking agent to form a water-containing gel polymer;

상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및 Forming a base resin powder by drying, pulverizing and classifying the water-containing gel polymer; and

표면 가교제의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말을 열처리하여 추가 가교하는 단계를 포함하고, In the presence of a surface cross-linking agent, heat treating the base resin powder to further cross-link it,

상기 함수겔 중합체의 형성 단계 또는 상기 추가 가교 단계는, 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제의 추가 존재 하에 진행되는 방법으로 될 수 있다. The forming step of the hydrogel polymer or the additional crosslinking step may be performed in the additional presence of an antibacterial agent including an organic acid salt having an aromatic ring.

구체적인 일 예에서, 상기 함수겔 중합체의 형성 단계에서는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제 및 상기 항균제를 포함한 단량체 수용액에 대해 가교 중합이 진행될 수 있다. 이로서, 상기 항균제가 베이스 수지 분말를 이루는 가교 중합체의 가교 구조 내에 포함된 일 구현예의 고흡수성 수지가 얻어질 수 있다. In a specific example, in the step of forming the water-soluble gel polymer, cross-linking polymerization may be performed on an aqueous monomer solution containing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, a polymerization initiator, an internal cross-linking agent, and the antibacterial agent. As a result, a superabsorbent polymer of one embodiment in which the antibacterial agent is included in the crosslinked structure of the crosslinked polymer forming the base resin powder can be obtained.

구체적인 다른 예에서, 상기 추가 가교 단계는 상기 표면 가교제, 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제를 포함한 표면 가교액을 사용하여 진행될 수 있다. 이로서, 상기 항균제가 표면 가교층의 추가 가교 구조 내에 포함된 일 구현예의 고흡수성 수지가 얻어질 수 있다. In another specific example, the additional crosslinking step may be performed using a surface crosslinking solution containing the surface crosslinking agent and an antibacterial agent including an organic acid salt having an aromatic ring. As a result, a superabsorbent polymer of one embodiment in which the antibacterial agent is included in the additional crosslinking structure of the surface crosslinking layer can be obtained.

이와 같이, 함수겔 중합체 및 베이스 수지 분말의 형성을 위한 가교 중합 단계, 또는 표면 가교층 형성을 위한 추가 가교 단계에서, 단량체 수용액 또는 표면 가교액에 항균제 성분을 포함시켜 고흡수성 수지의 제조 공정을 진행함에 따라, 블랜딩 등을 위한 추가 설비 없이 기존 고흡수성 수지의 제조 공정을 통해 항균제 성분을 고흡수성 수지에 도입할 수 있다. 더 나아가, 이미 상술한 바와 같이, 항균제 성분이 표면 가교층 내에 단단히 고정되어 이의 탈리나 불균일한 도포 등을 억제할 수 있고, 고흡수성 수지가 장시간 동안 우수하면서도 균일한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 유지하게 할 수 있다. 부가하여, 고흡수성 수지의 사용 중에 상기 항균제 성분 등에 의해 분진이 발생하는 문제점 또한 억제할 수 있다. In this way, in the cross-linking polymerization step for forming the hydrogel polymer and base resin powder, or in the additional cross-linking step for forming the surface cross-linking layer, the manufacturing process of the superabsorbent resin is carried out by including an antibacterial agent component in the monomer aqueous solution or surface cross-linking solution. Accordingly, the antibacterial agent component can be introduced into the superabsorbent resin through the existing superabsorbent resin manufacturing process without additional equipment for blending, etc. Furthermore, as already mentioned above, the antibacterial agent component is firmly fixed within the surface cross-linked layer to prevent its detachment or uneven application, and the superabsorbent resin provides excellent and uniform bacterial growth inhibition and deodorizing properties for a long time. can be maintained. In addition, the problem of dust being generated due to the antibacterial agent component during use of the superabsorbent polymer can also be suppressed.

한편, 상기 제조 방법에서 사용 가능한 각 성분, 즉, 단량체, 내부 가교제, 표면 가교제 및 항균제의 종류에 대해서는 이미 일 구현예의 고흡수성 수지에 대해 상세히 설명한 바 있으므로, 이에 관한 추가적인 설명은 생략하기로 한다. Meanwhile, the types of each component that can be used in the above manufacturing method, that is, monomers, internal cross-linking agents, surface cross-linking agents, and antibacterial agents, have already been described in detail for the superabsorbent polymer of one embodiment, and further description thereof will be omitted.

또한, 상기 제조 방법에서 사용되는 각 항균제 성분의 사용량 또한 이미 상술한 각 항균제 성분의 함유량에 대응할 수 있다. 다만, 상기 항균제 성분이 가교 중합시에 사용될 경우, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 100 중량부를 기준으로 상술한 함량 범위로 사용하여, 최종 제조된 고흡수성 수지에서도, 베이스 수지 분말 100 중량부에 대해 이와 동등한 함량 범위로 포함되도록 조절할 수 있다. Additionally, the usage amount of each antibacterial agent component used in the above production method may also correspond to the content of each antibacterial agent component already described above. However, when the antibacterial agent component is used during cross-linking polymerization, it is used in the content range described above based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, and in the final manufactured superabsorbent resin, the same applies to 100 parts by weight of the base resin powder. It can be adjusted to include an equivalent content range.

이하 항균제의 함량 범위에 대한 추가 설명은 생략하고, 고흡수성 수지의 제조 공정을 중심으로 설명하기로 한다. Hereinafter, further description of the content range of the antibacterial agent will be omitted, and the description will focus on the manufacturing process of the superabsorbent polymer.

상기 고흡수성 수지의 제조 방법에서는, 먼저, 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성한다. 이를 위해, 상기 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제 및 수용매를 포함한 단량체 수용액을 사용할 수 있으며, 추가적으로, 단량체 수용액에 상술한 항균제를 더 포함시킬 수 있다. In the method for producing the superabsorbent polymer, first, a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in which at least a portion of the acidic group has been neutralized is cross-polymerized in the presence of an internal cross-linking agent to form a water-soluble gel polymer. For this purpose, an aqueous monomer solution containing the monomer, a polymerization initiator, an internal cross-linking agent, and an aqueous solvent may be used. Additionally, the aqueous monomer solution may further include the antibacterial agent described above.

이때, 상기 중합 개시제로는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 개시제를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. At this time, as the polymerization initiator, any initiator commonly used in the production of superabsorbent polymers can be used without any restrictions.

구체적으로, 상기 중합 개시제로는 중합 방법에 따라 열중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만 광중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등의 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 추가적으로 열중합 개시제를 포함할 수도 있다. 상기 광중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. Specifically, the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator based on UV irradiation, depending on the polymerization method. However, even with the photopolymerization method, a certain amount of heat is generated by irradiation such as ultraviolet rays, and a certain amount of heat is also generated as the polymerization reaction, which is an exothermic reaction, progresses, so a thermal polymerization initiator may be additionally included. The photopolymerization initiator can be used without limitation in composition as long as it is a compound that can form radicals by light such as ultraviolet rays.

상기 광중합 개시제로는 예를 들어, 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체예로는 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 에틸 (2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀에이트 등을 들 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)" p115에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, and benzyl dimethyl ketal. Ketal), acyl phosphine, and alpha-aminoketone (α-aminoketone) can be used. Meanwhile, specific examples of acylphosphine include diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, and ethyl (2,4,6- Trimethylbenzoyl)phenylphosphineate, etc. can be mentioned. More diverse photoinitiators are well described in Reinhold Schwalm's book "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007)" p115, and are not limited to the above-mentioned examples.

상기 광중합 개시제는 상기 단량체 수용액에 대하여 0.0001 내지 2.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 광중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고, 광중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다. The photopolymerization initiator may be included at a concentration of 0.0001 to 2.0% by weight based on the aqueous monomer solution. If the concentration of the photopolymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slow, and if the concentration of the photopolymerization initiator is too high, the molecular weight of the superabsorbent polymer may be small and the physical properties may become non-uniform.

또한, 상기 열중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨(Sodium persulfate; Na2S2O8), 과황산칼륨(Potassium persulfate; K2S2O8), 과황산암모늄(Ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 등이 있으며, 아조(Azo)계 개시제의 예로는 2,2-아조비스-(2-아미디노프로판)이염산염 (2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-아조비스-(N,N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드 (2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴 (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드(2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.Additionally, the thermal polymerization initiator may be one or more selected from the group of initiators consisting of persulfate-based initiator, azo-based initiator, hydrogen peroxide, and ascorbic acid. Specifically, examples of persulfate-based initiators include sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), and ammonium persulfate (NH 4 ). 2 S 2 O 8 ), etc., and examples of azo-based initiators include 2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride, 2 ,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride (2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(carbamoylazo)isobutyronitrile (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2- yl)propane] dihydrochloride), 4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid), etc. A variety of thermal polymerization initiators are well described in Odian's book 'Principle of Polymerization (Wiley, 1981)', p203, and are not limited to the above-mentioned examples.

상기 열중합 개시제는 상기 단량체 수용액에 대하여 0.001 내지 2.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 열중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 추가적인 열중합이 거의 일어나지 않아 열중합 개시제의 추가에 따른 효과가 미미할 수 있고, 열중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다.The thermal polymerization initiator may be included at a concentration of 0.001 to 2.0% by weight based on the aqueous monomer solution. If the concentration of the thermal polymerization initiator is too low, no additional thermal polymerization occurs, so the effect of adding the thermal polymerization initiator may be minimal. If the concentration of the thermal polymerization initiator is too high, the molecular weight of the superabsorbent polymer may be small and the physical properties may become non-uniform. there is.

이들 광중합 개시제 및 열중합 개시제가 함께 사용되는 경우, 열중합 개시제는 중합 개시 직전에 최후로 단량체 수용액에 첨가될 수 있다. 이때, 상술한 항균제의 수용액이 이러한 열 중합 개시제와 함께 혼합되어 단량체 수용액에 첨가될 수 있다. When these photo-polymerization initiators and thermal-polymerization initiators are used together, the thermal-polymerization initiator may be added to the monomer aqueous solution last just before the start of polymerization. At this time, the aqueous solution of the above-described antibacterial agent may be mixed with the thermal polymerization initiator and added to the aqueous monomer solution.

또한, 상기 제조방법에서, 고흡수성 수지의 상기 단량체 수용액은 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. In addition, in the above manufacturing method, the monomer aqueous solution of the superabsorbent polymer may further include additives such as a thickener, a plasticizer, a storage stabilizer, and an antioxidant, if necessary.

한편, 이와 같은 단량체 수용액을 열중합 또는 광중합하여 함수겔상 중합체를 형성하는 방법 또한 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다. Meanwhile, the method of forming a water-containing gel polymer by thermally polymerizing or photopolymerizing such an aqueous monomer solution is also a commonly used polymerization method, and there is no particular limitation in composition.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열중합 및 광중합으로 나뉘며, 통상 열중합을 진행하는 경우, 니더(kneader)와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 발명이 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다.Specifically, polymerization methods are largely divided into thermal polymerization and light polymerization depending on the polymerization energy source. In general, when thermal polymerization is performed, it can be performed in a reactor with a stirring axis such as a kneader, and when light polymerization is performed, it can be carried out in a movable reactor. It may be carried out in a reactor equipped with a conveyor belt, but the above-described polymerization method is an example, and the invention is not limited to the above-described polymerization method.

이때 이와 같은 방법으로 얻어진 함수겔상 중합체의 통상 함수율은 약 40 내지 약 80 중량%일 수 있다. 한편, 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수겔상 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔상 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. 구체적으로는, 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180℃까지 온도를 상승시킨 뒤 180℃에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.At this time, the normal moisture content of the hydrogel polymer obtained by this method may be about 40 to about 80% by weight. Meanwhile, throughout this specification, “moisture content” refers to the content of moisture relative to the total weight of the hydrogel polymer, which is calculated by subtracting the weight of the polymer in a dry state from the weight of the hydrogel polymer. Specifically, it is defined as a value calculated by measuring the weight loss due to moisture evaporation from the polymer during the drying process by raising the temperature of the polymer through infrared heating. At this time, the drying conditions are to increase the temperature from room temperature to about 180°C and then maintain it at 180°C. The total drying time is set to 20 minutes, including 5 minutes for the temperature increase step, and the moisture content is measured.

다음에, 얻어진 함수겔상 중합체를 건조한다.Next, the obtained water-containing gel polymer is dried.

이때 필요에 따라서 상기 건조 단계의 효율을 높이기 위해 건조 전에 조분쇄하는 단계를 더 거칠 수 있다.At this time, if necessary, a coarse grinding step may be further performed before drying to increase the efficiency of the drying step.

이때, 사용되는 분쇄기는 구성의 한정은 없으나, 구체적으로, 수직형 절단기(Vertical pulverizer), 터보 커터(Turbo cutter), 터보 글라인더(Turbo grinder), 회전 절단식 분쇄기(Rotary cutter mill), 절단식 분쇄기(Cutter mill), 원판 분쇄기(Disc mill), 조각 파쇄기(Shred crusher), 파쇄기(Crusher), 초퍼(chopper) 및 원판식 절단기(Disc cutter)로 이루어진 분쇄 기기 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상술한 예에 한정되지는 않는다.At this time, the pulverizer used is not limited in composition, but specifically, vertical pulverizer, turbo cutter, turbo grinder, rotary cutter mill, cutting. Includes any one selected from the group of shredding machines consisting of a cutter mill, a disc mill, a shred crusher, a crusher, a chopper, and a disc cutter. It can be done, but it is not limited to the above-described example.

이때 조분쇄 단계는 함수겔상 중합체의 입경이 약 2 내지 약 10mm로 되도록 분쇄할 수 있다.At this time, in the coarse grinding step, the hydrogel polymer can be pulverized so that the particle size is about 2 to about 10 mm.

상기와 같이 조분쇄되거나, 혹은 조분쇄 단계를 거치지 않은 중합 직후의 함수겔상 중합체에 대해 건조를 수행한다. Drying is performed on the water-containing gel polymer that is coarsely pulverized as described above or immediately after polymerization without going through the coarse pulverization step.

상기 건조 단계의 건조 방법 역시 함수겔상 중합체의 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 선택되어 사용될 수 있다. 구체적으로, 열풍 공급, 적외선 조사, 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. 이와 같은 건조 단계 진행 후의 중합체의 함수율은 0.1 내지 10 중량%일 수 있다.The drying method of the drying step may also be selected and used without limitation in composition as long as it is a commonly used drying process for hydrogel polymers. Specifically, the drying step can be performed by methods such as hot air supply, infrared irradiation, microwave irradiation, or ultraviolet irradiation. The moisture content of the polymer after this drying step may be 0.1 to 10% by weight.

다음에, 이와 같은 건조 단계를 거쳐 얻어진 건조된 중합체를 분쇄한다. Next, the dried polymer obtained through this drying step is pulverized.

분쇄 단계 후 얻어지는 중합체 분말은 입경이 약 150 내지 약 850㎛ 일 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill), 롤 밀(roll mill), 디스크 밀(disc mill) 또는 조그 밀(jog mill) 등을 사용할 수 있으나, 상술한 예에 발명이 한정되는 것은 아니다.The polymer powder obtained after the grinding step may have a particle diameter of about 150 to about 850 μm. The grinder used for grinding to such particle size is specifically a pin mill, hammer mill, screw mill, roll mill, disc mill or jog. A jog mill, etc. may be used, but the invention is not limited to the above-described examples.

그리고, 이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급하는 별도의 과정을 거칠 수 있다. 바람직하게는 입경이 150 내지 850㎛인 중합체를 분급한다. In addition, in order to manage the physical properties of the superabsorbent polymer powder that is finalized after the grinding step, a separate process may be performed to classify the polymer powder obtained after grinding according to particle size. Preferably, polymers having a particle diameter of 150 to 850 ㎛ are classified.

발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분쇄 또는 분급된 중합체에 표면 가교하는 단계를 더 수행할 수 있다. According to one embodiment of the invention, a step of surface crosslinking the pulverized or classified polymer may be further performed.

상기 단계는, 베이스 수지 분말의 표면 가교 밀도를 높이기 위해 표면 가교제를 사용하여 추가 가교를 수행하고 표면 가교층을 형성시키는 단계로, 가교되지 않고 표면에 남아 있던 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 불포화 결합이 상기 표면 가교제에 의해 추가 가교되어, 표면 가교 밀도가 높아진 고흡수성 수지가 형성된다. 이러한 열처리 공정으로 표면 가교 밀도, 즉 외부 가교 밀도는 증가하게 되는 반면 내부 가교 밀도는 변화가 없어, 제조된 표면 가교층이 형성된 고흡수성 수지는 내부보다 외부의 가교 밀도가 높은 구조를 갖게 된다.The above step is a step of performing additional crosslinking using a surface crosslinking agent to increase the surface crosslinking density of the base resin powder and forming a surface crosslinking layer, in which the unsaturated bonds of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer remaining on the surface without crosslinking are formed. By additional crosslinking using a surface crosslinking agent, a superabsorbent polymer with increased surface crosslinking density is formed. This heat treatment process increases the surface cross-link density, that is, the external cross-link density, while the internal cross-link density does not change, so the superabsorbent polymer with the manufactured surface cross-link layer has a structure with a higher cross-link density on the outside than on the inside.

이러한 표면 가교 단계에서는, 이미 상술한 바와 같이, 상기 표면 가교제, 방향족 고리를 갖는 유기산염 및 선택적으로 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염을 포함한 항균제 및 수용매를 포함하는 표면 가교액을 사용하여 진행할 수 있다. In this surface cross-linking step, as already described above, a surface cross-linking solution containing the surface cross-linking agent, an antibacterial agent including an organic acid salt having an aromatic ring and optionally EDTA or an alkali metal salt thereof, and a water solvent may be used.

상기 표면 가교제는 베이스 수지 분말 100 중량부에 대하여 0.001 내지 2 중량부로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 가교제는 베이스 수지 분말 100 중량부에 대하여 0.005 중량부 이상, 0.01 중량부 이상, 또는 0.02 중량부 이상이고, 1.5 중량부 이하, 1 중량부 이하의 함량으로 사용될 수 있다. 표면 가교제의 함량 범위를 상술한 범위로 조절하여 우수한 흡수 성능 및 통액성 등 제반 물성을 나타내는 고흡수성 수지를 제조할 수 있다.The surface cross-linking agent may be used in an amount of 0.001 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin powder. For example, the surface cross-linking agent may be used in an amount of 0.005 parts by weight or more, 0.01 parts by weight or more, or 0.02 parts by weight or more, and 1.5 parts by weight or less, or 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the base resin powder. By adjusting the content range of the surface cross-linking agent to the above-mentioned range, a superabsorbent polymer that exhibits various physical properties such as excellent absorption performance and liquid permeability can be manufactured.

또한, 상기 표면 가교액을 베이스 수지 분말과 혼합하는 방법에 대해서는 그 구성의 한정은 없다. 예를 들어, 표면 가교액과, 베이스 수지 분말을 반응조에 넣고 혼합하거나, 베이스 수지 분말에 표면 가교액을 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 베이스 수지 분말과 표면 가교액을 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등을 사용할 수 있다.Additionally, there is no limitation on the method of mixing the surface cross-linking liquid with the base resin powder. For example, mixing the surface cross-linking solution and the base resin powder in a reaction tank, spraying the surface cross-linking solution on the base resin powder, or continuously supplying the base resin powder and the surface cross-linking solution to a continuously operating mixer and mixing them. You can use this method, etc.

상기 표면 가교 공정은 약 80

Figure 112020091738970-pat00001
내지 약 250
Figure 112020091738970-pat00002
의 온도에서 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 표면 가교 공정은 약 100℃ 내지 약 220℃, 또는 약 120℃ 내지 약 200℃의 온도에서, 약 20 분 내지 약 2 시간, 또는 약 40 분 내지 약 80 분 동안 수행될 수 있다. 상술한 표면 가교 공정 조건의 충족 시 베이스 수지 분말의 표면이 충분히 가교되어 가압 흡수능이나 통액성이 증가될 수 있다. The surface crosslinking process takes about 80
Figure 112020091738970-pat00001
to about 250
Figure 112020091738970-pat00002
It can be performed at a temperature of More specifically, the surface crosslinking process may be performed at a temperature of about 100°C to about 220°C, or about 120°C to about 200°C, for about 20 minutes to about 2 hours, or about 40 minutes to about 80 minutes. . When the above-mentioned surface cross-linking process conditions are met, the surface of the base resin powder is sufficiently cross-linked to increase pressure absorbency or liquid permeability.

상기 표면 가교 반응을 위한 승온 수단은 특별히 한정되지 않는다. 열매체를 공급하거나, 열원을 직접 공급하여 가열할 수 있다. 이때, 사용 가능한 열매체의 종류로는 스팀, 열풍, 뜨거운 기름과 같은 승온한 유체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 공급되는 열매체의 온도는 열매체의 수단, 승온 속도 및 승온 목표 온도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 한편, 직접 공급되는 열원으로는 전기를 통한 가열, 가스를 통한 가열 방법을 들 수 있으나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.The temperature raising means for the surface crosslinking reaction is not particularly limited. Heating can be done by supplying a heat medium or directly supplying a heat source. At this time, the type of heat medium that can be used may be steam, hot air, or a heated fluid such as hot oil, but is not limited to this, and the temperature of the supplied heat medium depends on the means of the heat medium, the temperature increase rate, and the temperature increase target temperature. You can choose appropriately by taking this into consideration. Meanwhile, heat sources that are directly supplied include heating through electricity and heating through gas, but are not limited to the above-mentioned examples.

한편, 이상에서 예시적으로 설명한 공정을 통해, 표면 가교 공정까지를 진행하면, 고흡수성 수지가 제조 및 제공될 수 있다. 이러한 고흡수성 수지는 표면 가교층 내에 상술한 특정 항균제 성분이 단단하게 고정된 상태로 포함되어, 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 소취 특성을 나타낼 수 있고, 기본적인 흡수 특성 역시 우수하게 유지할 수 있다. Meanwhile, by proceeding with the surface cross-linking process through the process described above as an example, a superabsorbent polymer can be manufactured and provided. This superabsorbent resin contains the above-mentioned specific antibacterial agent component in a tightly fixed state in the surface cross-linked layer, so it can exhibit excellent bacterial growth inhibition properties and deodorizing properties, and can also maintain excellent basic absorption properties.

이에 이러한 고흡수성 수지는 다양한 위생용품, 예를 들어, 어린이용 종이기저귀나, 성인용 기저귀 또는 생리대 등에 바람직하게 포함 및 사용될 수 있으며, 특히, 박테리아 증식에 기인한 2차적 악취가 특히 문제되는 성인용 기저귀에 매우 바람직하게 적용될 수 있다. Accordingly, these superabsorbent resins can be preferably included and used in various sanitary products, such as children's paper diapers, adult diapers, or sanitary napkins. In particular, adult diapers where secondary odor due to bacterial growth is a particular problem. It can be applied very preferably.

이러한 위생용품은 흡수체 중에 일 구현예의 고흡수성 수지가 포함됨을 제외하고는 통상적인 위생용품의 구성에 따를 수 있다. These sanitary products may follow the structure of conventional sanitary products except that the absorbent material includes the superabsorbent resin of one embodiment.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다. Hereinafter, the operation and effects of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, these examples are merely presented as examples of the invention, and the scope of the invention is not determined by them.

<실시예><Example>

실시예 및 비교예: 고흡수성 수지의 제조Examples and Comparative Examples: Preparation of superabsorbent polymer

비교예 1:Comparative Example 1:

교반기, 온도계를 장착한 3 L 유리 용기에 아크릴산 484 g, 내부 가교제인 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA 400, Mw=400) 2100 ppmw, 광개시제인 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드 80 ppmw을 첨가하여 용해시킨 후, 31.5 중량% 농도의 수산화나트륨 용액 643 g을 첨가하여 수용성 불포화 단량체 수용액을 제조하였다(중화도: 70 mol%; 고형분 함량: 45.8 중량%). In a 3 L glass container equipped with a stirrer and thermometer, 484 g of acrylic acid, 2100 ppmw of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA 400, Mw=400) as an internal cross-linker, and diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phos as a photoinitiator. After adding and dissolving 80 ppmw of pin oxide, 643 g of sodium hydroxide solution with a concentration of 31.5% by weight was added to prepare a water-soluble unsaturated monomer aqueous solution (degree of neutralization: 70 mol%; solid content: 45.8% by weight).

상기 수용성 불포화 단량체 수용액의 온도가 중화열로 인해 상승 후 40 ℃로 되면, 이 혼합액을 열중합 개시제인 소디움 퍼설페이트(sodium persulfate; SPS) 2400 ppmw가 담겨 있는 용기에 담은 후, 1 분간 자외선을 조사(조사량: 10 mV/cm2)하여 UV 중합을 실시하고 80 ℃의 오븐에서 120 초 동안 열을 가하여 에이징(aging)시켜 함수겔상 중합체 시트를 수득하였다. When the temperature of the water-soluble unsaturated monomer aqueous solution rises due to the heat of neutralization and reaches 40°C, the mixed solution is placed in a container containing 2400 ppmw of sodium persulfate (SPS), a thermal polymerization initiator, and then irradiated with ultraviolet light for 1 minute ( UV polymerization was performed at an irradiation dose of 10 mV/cm 2 ) and aging was performed by heating in an oven at 80° C. for 120 seconds to obtain a water-containing gel polymer sheet.

수득한 함수겔상 중합체 시트를 홀 사이즈(hole size)가 16 mm인 쵸퍼(chopper)를 통과시켜 가루(crumb)를 제조하였다. 상기 가루(crumb)를 상하로 풍량 전이가 가능한 오븐에서 건조하였다. 185 ℃의 핫 에어(hot air)를 15분은 하방에서 상방으로, 15분은 상방에서 하방으로 흐르게 하여 균일하게 건조하였으며, 건조 후 건조체의 함수량은 2중량% 이하가 되도록 하였다. 이렇게 건조 공정을 거쳐, ASTM 규격의 표준 망체로 분급하여 150 내지 850 ㎛의 입자 크기를 갖는 베이스 수지 분말을 얻었다. The obtained hydrogel polymer sheet was passed through a chopper with a hole size of 16 mm to prepare crumbs. The crumb was dried in an oven capable of moving the air volume up and down. It was dried uniformly by flowing hot air at 185°C from bottom to top for 15 minutes and from top to bottom for 15 minutes. After drying, the water content of the dried product was ensured to be less than 2% by weight. After going through this drying process, it was classified using a standard mesh sieve of ASTM standards to obtain base resin powder having a particle size of 150 to 850 ㎛.

한편, 상기 베이스 수지 분말에 대한 표면 가교(추가 가교)를 위해, 베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.1 중량부, 프로필렌글리콜 0.5 중량부 및 1,3-프로판디올의 0.2 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 비교예 1의 고흡수성 수지를 제조하였다. Meanwhile, for surface crosslinking (additional crosslinking) to the base resin powder, a surface containing 4.1 parts by weight of water, 0.5 parts by weight of propylene glycol, and 0.2 parts by weight of 1,3-propanediol, based on 100 parts by weight of the base resin powder. A crosslinking solution was mixed and prepared. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Comparative Example 1 was prepared.

비교예 2: Comparative Example 2:

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 표면 가교까지 진행하여 고흡수성 수지를 제조하였다. 이러한 고흡수성 수지 100 중량부에 소디움 벤조에이트 2 중량부를 Plough share 믹서로 건식 블랜딩하여 비교예 2의 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다. A superabsorbent polymer was prepared by proceeding with surface crosslinking in the same manner as in Comparative Example 1. The superabsorbent polymer composition of Comparative Example 2 was prepared by dry blending 2 parts by weight of sodium benzoate with 100 parts by weight of this superabsorbent polymer using a plow share mixer.

비교예 3: Comparative Example 3:

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 표면 가교까지 진행하여 고흡수성 수지를 제조하였다. 이러한 고흡수성 수지 100 중량부에 소디움 벤조에이트 0.5 중량부 및 EDTA-4Na 0.5 중량부를 Plough share 믹서로 건식 블랜딩하여 비교예 3의 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다.A superabsorbent polymer was prepared by proceeding with surface crosslinking in the same manner as in Comparative Example 1. The superabsorbent polymer composition of Comparative Example 3 was prepared by dry blending 0.5 parts by weight of sodium benzoate and 0.5 parts by weight of EDTA-4Na with 100 parts by weight of the superabsorbent polymer using a plow share mixer.

실시예 1: Example 1:

비교예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지 분말을 제조하였다. Base resin powder was prepared in the same manner as Comparative Example 1.

베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.1 중량부, 프로필렌글리콜 0.5 중량부, 1,3-프로판디올의 0.2 중량부 및 소디움 벤조에이트 2 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 실시예 1의 고흡수성 수지를 제조하였다. Based on 100 parts by weight of the base resin powder, a surface cross-linking solution containing 4.1 parts by weight of water, 0.5 parts by weight of propylene glycol, 0.2 parts by weight of 1,3-propanediol, and 2 parts by weight of sodium benzoate was mixed and prepared. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Example 1 was prepared.

실시예 2: Example 2:

비교예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지 분말을 제조하였다. Base resin powder was prepared in the same manner as Comparative Example 1.

베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.1 중량부, 프로필렌글리콜 0.5 중량부, 1,3-프로판디올의 0.2 중량부, 소디움 벤조에이트 0.5 중량부 및 EDTA-4Na 0.5 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 실시예 2의 고흡수성 수지를 제조하였다. Based on 100 parts by weight of the base resin powder, a surface cross-linking solution containing 4.1 parts by weight of water, 0.5 parts by weight of propylene glycol, 0.2 parts by weight of 1,3-propanediol, 0.5 parts by weight of sodium benzoate, and 0.5 parts by weight of EDTA-4Na. Mixed and prepared. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Example 2 was prepared.

실시예 3: Example 3:

비교예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지 분말을 제조하였다. Base resin powder was prepared in the same manner as Comparative Example 1.

베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.4 중량부, 에틸렌 카보네이트의 0.32 중량부, 프로필렌 카보네이트의 0.32 중량부 및 소디움 벤조에이트 2 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 실시예 3의 고흡수성 수지를 제조하였다. Based on 100 parts by weight of the base resin powder, a surface cross-linking solution containing 4.4 parts by weight of water, 0.32 parts by weight of ethylene carbonate, 0.32 parts by weight of propylene carbonate, and 2 parts by weight of sodium benzoate was mixed and prepared. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Example 3 was prepared.

실시예 4: Example 4:

비교예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지 분말을 제조하였다. Base resin powder was prepared in the same manner as Comparative Example 1.

베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.4 중량부, 에틸렌 카보네이트의 0.32 중량부, 프로필렌 카보네이트의 0.32 중량부, 소디움 벤조에이트 0.5 중량부 및 EDTA-4Na 0.5 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 실시예 4의 고흡수성 수지를 제조하였다. Based on 100 parts by weight of the base resin powder, mix and prepare a surface cross-linking solution containing 4.4 parts by weight of water, 0.32 parts by weight of ethylene carbonate, 0.32 parts by weight of propylene carbonate, 0.5 parts by weight of sodium benzoate, and 0.5 parts by weight of EDTA-4Na. did. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Example 4 was prepared.

실시예 5: Example 5:

교반기, 온도계를 장착한 3 L 유리 용기에 아크릴산 484 g, 내부 가교제인 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA 400, Mw=400) 2100 ppmw, 광개시제인 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드 80 ppmw을 첨가하여 용해시킨 후, 31.5 중량% 농도의 수산화나트륨 용액 643 g을 첨가하여 수용성 불포화 단량체 수용액을 제조하였다(중화도: 70 mol%; 고형분 함량: 45.8 중량%). In a 3 L glass container equipped with a stirrer and thermometer, 484 g of acrylic acid, 2100 ppmw of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA 400, Mw=400) as an internal cross-linker, and diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phos as a photoinitiator. After adding and dissolving 80 ppmw of pin oxide, 643 g of sodium hydroxide solution with a concentration of 31.5% by weight was added to prepare a water-soluble unsaturated monomer aqueous solution (degree of neutralization: 70 mol%; solid content: 45.8% by weight).

상기 수용성 불포화 단량체 수용액의 온도가 중화열로 인해 상승 후 40 ℃로 되면, 이 혼합액을 열중합 개시제인 소디움 퍼설페이트(sodium persulfate; SPS) 2400 ppmw와, Sodium benzoate(20 중량% 수용액) 51.6g (소디움 벤조에이트: 아크릴산 100 중량부 기준 2 중량부)를 사전 혼합한 용액이 담겨 있는 용기에 담은 후, 1 분간 자외선을 조사(조사량: 10 mV/cm2)하여 UV 중합을 실시하고 80 ℃의 오븐에서 120 초 동안 열을 가하여 에이징(aging)시켜 함수겔상 중합체 시트를 수득하였다. When the temperature of the water-soluble unsaturated monomer aqueous solution rises to 40° C. due to the heat of neutralization, this mixture is mixed with 2400 ppmw of sodium persulfate (SPS), a thermal polymerization initiator, and 51.6 g of sodium benzoate (20% by weight aqueous solution) (sodium). Benzoate: 2 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylic acid) was placed in a container containing a premixed solution, UV polymerization was performed by irradiating ultraviolet rays for 1 minute (irradiation amount: 10 mV/cm 2 ), and placed in an oven at 80°C. Aging was performed by applying heat for 120 seconds to obtain a water-containing gel polymer sheet.

수득한 함수겔상 중합체 시트를 홀 사이즈(hole size)가 16 mm인 쵸퍼(chopper)를 통과시켜 가루(crumb)를 제조하였다. 상기 가루(crumb)를 상하로 풍량 전이가 가능한 오븐에서 건조하였다. 185 ℃의 핫 에어(hot air)를 15분은 하방에서 상방으로, 15분은 상방에서 하방으로 흐르게 하여 균일하게 건조하였으며, 건조 후 건조체의 함수량은 2중량% 이하가 되도록 하였다. 이렇게 건조 공정을 거쳐, ASTM 규격의 표준 망체로 분급하여 150 내지 850 ㎛의 입자 크기를 갖는 베이스 수지 분말을 얻었다. The obtained hydrogel polymer sheet was passed through a chopper with a hole size of 16 mm to prepare crumbs. The crumb was dried in an oven capable of moving the air volume up and down. It was dried uniformly by flowing hot air at 185°C from bottom to top for 15 minutes and from top to bottom for 15 minutes. After drying, the water content of the dried product was ensured to be less than 2% by weight. After going through this drying process, it was classified using a standard mesh sieve of ASTM standards to obtain base resin powder having a particle size of 150 to 850 ㎛.

한편, 상기 베이스 수지 분말에 대한 표면 가교(추가 가교)를 위해, 베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.1 중량부, 프로필렌글리콜 0.5 중량부 및 1,3-프로판디올의 0.2 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 실시예 5 의 고흡수성 수지를 제조하였다. Meanwhile, for surface crosslinking (additional crosslinking) to the base resin powder, a surface containing 4.1 parts by weight of water, 0.5 parts by weight of propylene glycol, and 0.2 parts by weight of 1,3-propanediol, based on 100 parts by weight of the base resin powder. A crosslinking solution was mixed and prepared. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Example 5 was prepared.

실시예 6: Example 6:

교반기, 온도계를 장착한 3 L 유리 용기에 아크릴산 484 g, 내부 가교제인 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA 400, Mw=400) 2100 ppmw, 광개시제인 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드 80 ppmw을 첨가하여 용해시킨 후, 31.5 중량% 농도의 수산화나트륨 용액 643 g을 첨가하여 수용성 불포화 단량체 수용액을 제조하였다(중화도: 70 mol%; 고형분 함량: 45.8 중량%). In a 3 L glass container equipped with a stirrer and thermometer, 484 g of acrylic acid, 2100 ppmw of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA 400, Mw=400) as an internal cross-linker, and diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phos as a photoinitiator. After adding and dissolving 80 ppmw of pin oxide, 643 g of sodium hydroxide solution with a concentration of 31.5% by weight was added to prepare a water-soluble unsaturated monomer aqueous solution (degree of neutralization: 70 mol%; solid content: 45.8% by weight).

상기 수용성 불포화 단량체 수용액의 온도가 중화열로 인해 상승 후 40 ℃로 되면, 이 혼합액을, 열중합 개시제인 소디움 퍼설페이트(sodium persulfate; SPS) 2400 ppmw, Sodium benzoate(20 중량% 수용액) 13g (아크릴산 100 중량부 기준 0.5 중량부) 및 EDTA-4Na dehydrate(20 중량% 수용액) 13g (아크릴산 100 중량부 기준 0.5 중량부)를 사전 혼합한 용액이 담겨 있는 용기에 담은 후, 1 분간 자외선을 조사(조사량: 10 mV/cm2)하여 UV 중합을 실시하고 80 ℃의 오븐에서 120 초 동안 열을 가하여 에이징(aging)시켜 함수겔상 중합체 시트를 수득하였다. When the temperature of the water-soluble unsaturated monomer aqueous solution rises to 40° C. due to the heat of neutralization, this mixed solution is mixed with 2400 ppmw of sodium persulfate (SPS), a thermal polymerization initiator, and 13 g of sodium benzoate (20% by weight aqueous solution) (100 g of acrylic acid). 0.5 parts by weight) and 13 g of EDTA-4Na dehydrate (20 wt% aqueous solution) (0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of acrylic acid) were placed in a container containing a premixed solution and irradiated with ultraviolet rays for 1 minute (irradiation amount: UV polymerization was performed at 10 mV/cm 2 ) and aged by applying heat for 120 seconds in an oven at 80° C. to obtain a water-containing gel polymer sheet.

수득한 함수겔상 중합체 시트를 홀 사이즈(hole size)가 16 mm인 쵸퍼(chopper)를 통과시켜 가루(crumb)를 제조하였다. 상기 가루(crumb)를 상하로 풍량 전이가 가능한 오븐에서 건조하였다. 185 ℃의 핫 에어(hot air)를 15분은 하방에서 상방으로, 15분은 상방에서 하방으로 흐르게 하여 균일하게 건조하였으며, 건조 후 건조체의 함수량은 2중량% 이하가 되도록 하였다. 이렇게 건조 공정을 거쳐, ASTM 규격의 표준 망체로 분급하여 150 내지 850 ㎛의 입자 크기를 갖는 베이스 수지 분말을 얻었다. The obtained hydrogel polymer sheet was passed through a chopper with a hole size of 16 mm to prepare crumbs. The crumb was dried in an oven capable of moving the air volume up and down. It was dried uniformly by flowing hot air at 185°C from bottom to top for 15 minutes and from top to bottom for 15 minutes. After drying, the water content of the dried product was ensured to be less than 2% by weight. After going through this drying process, it was classified using a standard mesh sieve of ASTM standards to obtain base resin powder having a particle size of 150 to 850 ㎛.

한편, 상기 베이스 수지 분말에 대한 표면 가교(추가 가교)를 위해, 베이스 수지 분말의 100 중량부를 기준으로, 물 4.1 중량부, 프로필렌글리콜 0.5 중량부 및 1,3-프로판디올의 0.2 중량부를 포함한 표면 가교액을 혼합 및 제조하였다. 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해, 상기 표면 가교액을 1000rpm의 paddle type 믹서를 사용해 분사하였다. 이후, 175 내지 190℃의 온도에서 65 분간 열처리하여 표면 가교를 진행하고, 실시예 6 의 고흡수성 수지를 제조하였다. Meanwhile, for surface crosslinking (additional crosslinking) to the base resin powder, a surface containing 4.1 parts by weight of water, 0.5 parts by weight of propylene glycol, and 0.2 parts by weight of 1,3-propanediol, based on 100 parts by weight of the base resin powder. A crosslinking solution was mixed and prepared. For 100 parts by weight of the base resin, the surface cross-linking solution was sprayed using a paddle type mixer at 1000 rpm. Afterwards, surface crosslinking was performed by heat treatment at a temperature of 175 to 190°C for 65 minutes, and the superabsorbent polymer of Example 6 was prepared.

고흡수성 수지 물성 평가Evaluation of superabsorbent polymer physical properties

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 고흡수성 수지 조성물에 대해 하기 방법으로 물성을 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The physical properties of the superabsorbent polymer compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were measured by the following method, and the results are shown in Table 1.

(1) 박테리아 증식 억제 성능 테스트(1) Bacterial growth inhibition performance test

Esherichia Coli (ATCC 25922)이 2500 CFU/ml로 접종된 인공뇨 50ml를 35℃ 오븐에서 12 시간 동안 배양하였다. 이러한 인공뇨 및 12시간 배양한 후의 인공뇨를 대조군으로 하고, 150ml의 염수로 잘 세척하여 CFU(Colony Forming Unit; CFU/ml)을 측정하여 이를 통해 대조군의 물성으로 산출하였다. 50ml of artificial urine inoculated with 2500 CFU/ml of Esherichia Coli (ATCC 25922) was cultured in an oven at 35°C for 12 hours. This artificial urine and the artificial urine after culturing for 12 hours were used as a control group, washed well with 150 ml of saline water, and CFU (Colony Forming Unit; CFU/ml) was measured and calculated as the physical properties of the control group.

실시예 또는 비교예의 고흡수성 수지 2g을 상기 Esherichia Coli (ATCC 25922)이 2500 CFU/ml로 접종된 인공뇨 50ml에 가하고, 1분간 흔들에 골고루 섞이게 하였다. 이를 35℃ 오븐에서 12 시간 동안 배양하였다. 이러한 12시간 배양한 후의 인공뇨를 150ml의 염수로 잘 세척하여 CFU(Colony Forming Unit; CFU/ml)을 측정하였다. 2 g of the superabsorbent polymer of the Example or Comparative Example was added to 50 ml of artificial urine inoculated with 2500 CFU/ml of Esherichia Coli (ATCC 25922), and mixed evenly by shaking for 1 minute. It was cultured in an oven at 35°C for 12 hours. After culturing for 12 hours, the artificial urine was washed well with 150 ml of saline and the CFU (Colony Forming Unit; CFU/ml) was measured.

이러한 각 측정 결과를 하기 식 1로 표시되는 박테리아 (Esherichia Coli; ATCC25922) 증식율로 산출하여, 이를 근거로 각 실시예 및 비교예의 박테리아 증식 억제 특성을 평가하였다: Each of these measurement results was calculated as a bacterial (Esherichia Coli; ATCC25922) growth rate represented by the following formula 1, and based on this, the bacterial growth inhibition characteristics of each Example and Comparative Example were evaluated:

[식 1][Equation 1]

박테리아 억제율 = [1- {CFU(12h)/ CFUcontrol(12h)}]*100 (%)Bacterial inhibition rate = [1- {CFU(12h)/ CFUcontrol(12h)}]*100 (%)

상기 식 1에서, CFU(12h)은 Esherichia Coli (ATCC 25922)의 박테리아가 접종된 인공뇨에 상기 고흡수성 수지를 가한 후, 35℃에서 12 시간 동안 배양시켰을 때, 증식된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml)를 나타내며, CFUcontrol(12h)는 상기 고흡수성 수지를 가하지 않고, 상기 박테리아가 접종된 인공뇨를 동일 조건으로 배양시켰을 때, 증식된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml), 즉, 상기 대조건에 대해 측정된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml)를 나타낸다. In Equation 1, CFU (12h) is the amount per unit volume of artificial urine of bacteria grown when the superabsorbent resin was added to artificial urine inoculated with Esherichia Coli (ATCC 25922) bacteria and cultured at 35°C for 12 hours. It represents the number of individuals (CFU/ml), and CFUcontrol (12h) is the number of individuals per unit volume of artificial urine (CFU) of the bacteria grown when the artificial urine inoculated with the bacteria was cultured under the same conditions without adding the superabsorbent resin. /ml), that is, represents the number of bacteria per unit volume of artificial urine (CFU/ml) measured for the control condition.

(2) 더스트 수 (Dust number)(2) Dust number

고흡수성 수지의 dust 정도를 레이저로 측정할 수 있는 Dustview II (Palas GmbH 제작)를 이용하여 분석하였다. 30 g의 SAP 시료를 이용하여 dust number를 측정하였다. 작은 입자들과 특정 물질들이 굵은 알갱이보다 느린 속도로 떨어지기 때문에 dust number는 하기 식 2에 따라 산출된 값으로 결정되었다: The dust level of the superabsorbent polymer was analyzed using Dustview II (manufactured by Palas GmbH), which can measure the dust level with a laser. Dust number was measured using 30 g of SAP sample. Because small particles and certain substances fall at a slower rate than coarse particles, the dust number was determined by the value calculated according to Equation 2 below:

[식 2] [Equation 2]

더스트 수(dust number) = Max value + 30 sec. valueDust number = Max value + 30 sec. value

상기 식 2에서, Max value는 고흡수성 수지를 상기 레이저 더스트 측정기 투입구로 떨어 뜨릴 때, DUST가 최대인 경우의 측정 값을 나타내며, 30 sec. value는 상기 Max value가 나타난 이후 30초간의 측정 값을 나타낸다.In Equation 2, Max value represents the measured value when DUST is maximum when dropping the superabsorbent polymer into the laser dust meter inlet, and is measured at 30 sec. The value represents the measured value for 30 seconds after the Max value appears.

(3) 보수능 (CRC, Centrifugal Retention Capacity)(3) Centrifugal Retention Capacity (CRC)

유럽부직포산업협회(European Disposables and Nonwovens Association, EDANA) 규격 EDANA WSP 241.2에 따라 흡수성 수지에 대하여, 무하중하 흡수배율에 의한 보수능을 측정하였다. 고흡수성수지 W0(g, 약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉(seal)한 후에, 상온에 0.9 중량%의 생리 식염수에 침수했다. 30분 후에 봉투를 원심 분리기를 이용하고 250G로 3분간 물기를 뺀 후에 봉투의 질량 W2(g)을 측정했다. 또 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 W1(g)을 측정했다. According to the European Disposables and Nonwovens Association (EDANA) standard EDANA WSP 241.2, the water retention capacity of the absorbent resin was measured by absorbency under no load. Superabsorbent polymer W 0 (g, approximately 0.2 g) was uniformly placed in a non-woven bag and sealed, and then immersed in 0.9% by weight physiological saline solution at room temperature. After 30 minutes, the bag was centrifuged, drained at 250G for 3 minutes, and the mass W 2 (g) of the bag was measured. In addition, after performing the same operation without using resin, the mass W 1 (g) at that time was measured.

이렇게 얻어진 각 질량을 이용하여 다음의 계산식 1에 따라 CRC (g/g)를 산출하여 보수능을 확인하였다.Using each mass obtained in this way, CRC (g/g) was calculated according to the following equation 1 to confirm water retention capacity.

[계산식 1][Calculation Formula 1]

CRC(g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1CRC(g/g) = {[W 2 (g) - W 1 (g)]/W 0 (g)} - 1

상기 계산식 1에서,In equation 1 above,

W0(g)는 흡수성 수지의 무게(g)이고,W 0 (g) is the weight of the absorbent polymer (g),

W1(g)는 흡수성 수지를 사용하지 않고, 원심분리기를 사용하여 250G로 3분간 탈수한 후에 측정한 장치 무게이고, W 1 (g) is the weight of the device measured after dehydration at 250G for 3 minutes using a centrifuge without using absorbent resin,

W2(g)는 상온에 0.9 중량%의 생리 식염수에 흡수성 수지를 30분 동안 침수한 후에, 원심분리기를 사용하여 250G로 3분간 탈수한 후에 흡수성 수지를 포함하여 측정한 장치 무게이다.W 2 (g) is the weight of the device measured including the absorbent resin after immersing the absorbent resin in 0.9% by weight physiological saline solution at room temperature for 30 minutes and then dehydrating it at 250G for 3 minutes using a centrifuge.

(4) 가압 흡수능 (AUP, Absorption under Pressure)(4) Absorption under Pressure (AUP)

유럽부직포산업협회(European Disposables and Nonwovens Association) 규격 EDANA WSP 242.2의 방법에 따라 가압 흡수능 (AUP: Absorbency under Pressure)을 측정하였다.Absorbency under pressure (AUP) was measured according to the method of the European Disposables and Nonwovens Association standard EDANA WSP 242.2.

먼저, 내경 60 mm의 플라스틱의 원통 바닥에 스테인레스제 400 mesh 철망을 장착시켰다. 상온, 습도 50%의 조건하에서 철망상에 고흡수성 수지 W0(g, 0.90 g)을 균일하게 살포하고 그 위에 4.83 kPa (0.7 psi)의 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤(piston)은 외경이 60 mm보다 약간 작고 원통의 내벽과 틈이 없고, 상하의 움직임이 방해 받지 않게 하였다. 이때 상기 장치의 중량 W3(g)을 측정하였다.First, a stainless steel 400 mesh wire mesh was mounted on the bottom of a plastic cylinder with an inner diameter of 60 mm. A piston is capable of uniformly spraying superabsorbent polymer W 0 (g, 0.90 g) on a wire mesh under the conditions of room temperature and 50% humidity and applying a load of 4.83 kPa (0.7 psi) evenly on it. The outer diameter is slightly smaller than 60 mm, there is no gap with the inner wall of the cylinder, and the up and down movement is not hindered. At this time, the weight W 3 (g) of the device was measured.

직경 150 mm의 페트로 접시의 내측에 직경 90 mm로 두께 5 mm의 유리 필터를 두고, 0.90 중량% 염화 나트륨으로 구성된 생리 식염수를 유리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90 mm의 여과지 1장을 실었다. 여과지 위에 상기 측정장치를 싣고, 액을 하중 하에서 1 시간 동안 흡수하였다. 1 시간 후 측정 장치를 들어올리고, 그 중량 W4(g)을 측정하였다.A glass filter with a diameter of 90 mm and a thickness of 5 mm was placed inside a Petro dish with a diameter of 150 mm, and a physiological saline solution composed of 0.90% by weight sodium chloride was placed at the same level as the upper surface of the glass filter. A sheet of filter paper with a diameter of 90 mm was placed on top of it. The measuring device was placed on filter paper, and the liquid was absorbed for 1 hour under load. After 1 hour, the measuring device was lifted and the weight W 4 (g) was measured.

이렇게 얻어진 각 질량을 이용하여 다음의 계산식 2에 따라 AUP(g/g)를 산출하여 가압 흡수능을 확인하였다.Using each mass obtained in this way, AUP (g/g) was calculated according to the following equation 2 to confirm the absorbency under pressure.

[계산식 2][Calculation Formula 2]

AUP(g/g) = [W4(g) - W3(g)]/ W0(g)AUP(g/g) = [W 4 (g) - W 3 (g)]/ W 0 (g)

상기 계산식 2에서,In equation 2 above,

W0(g)는 흡수성 수지의 무게(g)이고,W 0 (g) is the weight of the absorbent polymer (g),

W3(g)는 흡수성 수지의 무게 및 상기 흡수성 수지에 하중을 부여할 수 있는 장치 무게의 총합이고,W 3 (g) is the total weight of the absorbent polymer and the weight of the device capable of imparting a load to the absorbent polymer,

W4(g)는 하중(0.7 psi) 하에 1시간 동안 상기 흡수성 수지에 수분을 공급한 후의 수분이 흡수된 흡수성 수지의 무게 및 상기 흡수성 수지에 하중을 부여할 수 있는 장치 무게의 총합이다.W 4 (g) is the total weight of the moisture-absorbed absorbent polymer after supplying moisture to the absorbent polymer for 1 hour under a load (0.7 psi) and the weight of the device capable of applying a load to the absorbent polymer.

배양시간
(hr)
Incubation time
(hr)
CFU/mlCFU/ml 식 1의 박테리아 억제율(%)Bacterial inhibition rate (%) in Equation 1 CRC
(g/g)
CRC
(g/g)
AUP
(g/g)
AUP
(g/g)
식 2의 더스트 수Dust number in Equation 2
대조군control group 00 25002500 -- 1212 47,000,000,00047,000,000,000 00 비교예 1Comparative Example 1 1212 13,000,000,00013,000,000,000 약 72.3About 72.3 28.528.5 25.725.7 2.22.2 비교예 2Comparative Example 2 1212 150,000,000150,000,000 약 99.7About 99.7 27.627.6 24.624.6 6.16.1 비교예 3Comparative Example 3 1212 180,000,000180,000,000 약 99.7About 99.7 27.527.5 24.324.3 1010 실시예 1Example 1 1212 5,300,0005,300,000 약 100about 100 29.429.4 25.725.7 22 실시예 2Example 2 1212 14,000,00014,000,000 약 100about 100 28.628.6 25.925.9 2.12.1 실시예 3Example 3 1212 4,000,0004,000,000 약 100about 100 29.629.6 25.925.9 2.12.1 실시예 4Example 4 1212 10,200,00010,200,000 약 100about 100 29.329.3 25.825.8 22 실시예 5Example 5 1212 92,00092,000 약 100about 100 29.529.5 23.923.9 2.12.1 실시예 6Example 6 1212 1,300,0001,300,000 약 100about 100 29.129.1 23.823.8 2.22.2

상기 표 1을 참고하면, 실시예의 고흡수성 수지는 비교예에 비해 우수한 박테리아 증식 억제 특성 및 이에 따른 우수한 소취 특성, 또는 낮은 분진 발생 특성을 나타내면서도, 보수능 및 가압 흡수능 등의 실질적 저하가 없음이 확인되었다.Referring to Table 1, the superabsorbent resin of the example shows excellent bacterial growth inhibition properties, excellent deodorizing properties, or low dust generation properties compared to the comparative example, while showing no substantial decrease in water retention capacity and absorbency under pressure. Confirmed.

Claims (16)

산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함한 베이스 수지 분말; 및
표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고,
상기 베이스 수지 분말의 가교 중합체는 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제를 상기 가교 구조 내부에 포함하고,
상기 방향족 고리를 갖는 유기산염은 베이스 수지 분말의 100 중량부에 대해, 0.1 내지 5 중량부의 함량으로 포함되는 고흡수성 수지.
A base resin powder containing a cross-linked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group being neutralized; and
A surface cross-linking layer is formed on the base resin powder by additional cross-linking of the cross-linking polymer using a surface cross-linking agent,
The cross-linked polymer of the base resin powder contains an antibacterial agent containing an organic acid salt having an aromatic ring within the cross-linked structure,
The organic acid salt having the aromatic ring is a superabsorbent resin contained in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin powder.
제 1 항에 있어서, 상기 방향족 고리를 갖는 유기산염은 방향족 고리를 갖는 유기산의 나트륨(Na)염 또는 아연(Zn)염인 고흡수성 수지.
The superabsorbent polymer according to claim 1, wherein the organic acid salt having an aromatic ring is a sodium (Na) salt or a zinc (Zn) salt of an organic acid having an aromatic ring.
제 1 항에 있어서, 상기 방향족 고리를 갖는 유기산염은 소디움 벤조에이트 또는 아연벤조에이트인 고흡수성 수지.
The superabsorbent polymer according to claim 1, wherein the organic acid salt having an aromatic ring is sodium benzoate or zinc benzoate.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 항균제는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 또는 이의 알칼리 금속염을 더 포함하는 고흡수성 수지.
The superabsorbent polymer of claim 1, wherein the antibacterial agent further comprises ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) or an alkali metal salt thereof.
제 5 항에 있어서, 상기 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염은 베이스 수지 분말의 100 중량부에 대해, 0.1 내지 3 중량부의 함량으로 포함되는 고흡수성 수지.
The superabsorbent polymer of claim 5, wherein the EDTA or its alkali metal salt is contained in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin powder.
제 1 항에 있어서, 상기 표면 가교제는 디올 화합물, 알킬렌 카보네이트 화합물 또는 다가 에폭시 화합물을 포함하는 고흡수성 수지.
The superabsorbent polymer of claim 1, wherein the surface crosslinking agent includes a diol compound, an alkylene carbonate compound, or a polyvalent epoxy compound.
제 1 항에 있어서, 하기 식 1로 표시되는 박테리아 (Esherichia Coli; ATCC25922) 억제율이 75% 이상으로 되는 고흡수성 수지:
[식 1]
박테리아 억제율 = [1- {CFU(12h)/ CFUcontrol(12h)}]*100 (%)
상기 식 1에서, CFU(12h)은 Esherichia Coli (ATCC 25922)의 박테리아가 접종된 인공뇨에 상기 고흡수성 수지를 가한 후, 35℃에서 12 시간 동안 배양시켰을 때, 증식된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml)를 나타내며, CFUcontrol(12h)는 상기 고흡수성 수지를 가하지 않고, 상기 박테리아가 접종된 인공뇨를 동일 조건으로 배양시켰을 때, 증식된 박테리아의 단위 인공뇨 부피당 개체 수(CFU/ml)를 나타낸다.
The superabsorbent polymer according to claim 1, wherein the bacterial (Esherichia Coli; ATCC25922) inhibition rate represented by the following formula 1 is 75% or more:
[Equation 1]
Bacterial inhibition rate = [1- {CFU(12h)/ CFUcontrol(12h)}]*100 (%)
In Equation 1, CFU (12h) is the amount per unit volume of artificial urine of the bacteria grown when the superabsorbent resin was added to artificial urine inoculated with bacteria of Esherichia Coli (ATCC 25922) and then cultured at 35°C for 12 hours. It represents the number of individuals (CFU/ml), and CFUcontrol (12h) is the number of individuals per unit volume of artificial urine (CFU) of the bacteria grown when the artificial urine inoculated with the bacteria was cultured under the same conditions without adding the superabsorbent resin. /ml).
제 1 항에 있어서, 레이저 더스트 측정기로 측정된 결과로부터, 하기 식 2에 따라 산출된 더스트 수(dust number)가 1 내지 5인 고흡수성 수지:
[식 2]
더스트 수(dust number) = Max value + 30 sec. value
상기 식 2에서, Max value는 고흡수성 수지를 상기 레이저 더스트 측정기 투입구로 떨어 뜨릴 때, DUST가 최대인 경우의 측정 값을 나타내며, 30 sec. value는 상기 Max value가 나타난 이후 30초간의 측정 값을 나타낸다.
The superabsorbent polymer according to claim 1, wherein the dust number is 1 to 5, calculated according to the following equation 2 from the results measured by a laser dust meter:
[Equation 2]
Dust number = Max value + 30 sec. value
In Equation 2, Max value represents the measured value when DUST is maximum when dropping the superabsorbent polymer into the laser dust meter inlet, and is measured at 30 sec. The value represents the measured value for 30 seconds after the Max value appears.
산성기를 포함하고 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및
표면 가교제의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말을 열처리하여 추가 가교하는 단계를 포함하고,
상기 함수겔 중합체의 형성 단계는, 방향족 고리를 갖는 유기산염을 포함한 항균제의 추가 존재 하에 진행되고,
상기 방향족 고리를 갖는 유기산염은 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 100 중량부에 대해, 0.1 내지 5 중량부의 함량으로 사용되는 제 1 항의 고흡수성 수지의 제조 방법.
Cross-polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and at least a portion of the acidic group neutralized in the presence of an internal cross-linking agent to form a hydrogel polymer;
Forming a base resin powder by drying, pulverizing and classifying the water-containing gel polymer; and
In the presence of a surface cross-linking agent, heat treating the base resin powder to further cross-link it,
The formation step of the hydrogel polymer is carried out in the additional presence of an antibacterial agent containing an organic acid salt having an aromatic ring,
The method for producing the superabsorbent polymer of claim 1, wherein the organic acid salt having an aromatic ring is used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
제 10 항에 있어서, 상기 함수겔 중합체의 형성 단계에서는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제 및 상기 항균제를 포함한 단량체 수용액에 대해 가교 중합이 진행되는 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 10, wherein in the forming step of the water-soluble gel polymer, cross-linking polymerization is performed on an aqueous monomer solution containing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, a polymerization initiator, an internal cross-linking agent, and the antibacterial agent.
삭제delete 삭제delete 제 10 항에 있어서, 상기 항균제는 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염을 더 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 10, wherein the antibacterial agent further comprises EDTA or an alkali metal salt thereof.
제 14 항에 있어서, 상기 EDTA 또는 이의 알칼리 금속염은 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 또는 상기 베이스 수지 분말의 100 중량부에 대해, 0.1 내지 3 중량부의 함량으로 사용되는 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 14, wherein the EDTA or its alkali metal salt is used in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer or the base resin powder.
제 1 항의 고흡수성 수지를 포함하는 위생용품. A sanitary product containing the superabsorbent polymer of claim 1.
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