KR19980702226A

KR19980702226A - 흡액용 성층체, 이의 제법 및 용도

Info

Publication number: KR19980702226A
Application number: KR1019970705623A
Authority: KR
Inventors: 브뤼게만 헬무트; 다멘 쿠르트; 레발트 디터; 타일만 롤란트
Original assignee: 쿠르트 디멘; 케미쉐 파브릭 스톡하우젠 게엠베하
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1998-07-15
Also published as: PL321846A1; HUP9901491A2; KR100432233B1; BR9607391A; PL182855B1; SK113197A3; MX9706305A; CZ251197A3; DE19505709A1; TR199700823T1; ATE224209T1; DE59609692D1; WO1996025958A2; AR000976A1; CZ290872B6; AU703130B2; EP0810886A2; CA2220947A1; EP0810886B1; JPH11506384A

Abstract

본 발명은, 하나이상의 수용성 중합체 포말 및 초흡수성 중합체 미립자로 구성된 성층형의 물 또는 수용액 흡수체에 관한 것이다. 상기 성층체는 초-흡수성 중합체가 수용성 중합체 포말 층의 상부 또는 이들층 사이 또는 하부에 정량적 및/또는 국소적 및 고정된 시트형 배열로서 포함되어 있으며, 또한 수용성 중합체 포말 및 초-흡수성 중합체의 양적 비율은 1:500 내지 50:1, 바람직하게는 1:50 내지 25:1, 특히 바람직하게는 1:25 내지 10:1이다. 중합체 포말은 충전제, 안료 및/또는 합성 섬유를 포함할 수도 있다. 성층체는, 특히 하중하에서 물 및 수용액에 대한 흡수 용량이 높다. 이들은, 포말을 시트형태로 도포하고, 임의로 프레임을 사용하여 소정량의 비율로 초-흡수제를 도포한 후, 열 처리를 통해 이를 고정시킴으로써 제조한다. 이러한 성층형 흡수체는 위생 제품에서, 천연 또는 인공 토양중의 성분으로서, 파이프 및 라인, 주로 케이블 및 건설 구조물용 부재로서, 포장재중의 흡액 및 액체-저장 성분으로서, 그리고 의복 제품의 일부로서 사용된다.

Description

흡액용 성층체, 이의 제법 및 용도

현재에는, 초흡수성 중합체를 분말 형태로 사용한다. 공정의 단순화를 위해서는 초-흡수제를 고정된 형태로 사용해야 하는데, 즉 이들을 매트릭스내에 일체화시키는 것이 바람직하다. 종래 기술에 따르면 다수의 용액이 제안되었으나, 이들은 모두 단점이 있다.

수액을 흡수할 수 있는 성층 구조물은 잘 공지되어 있다. 미국 특허 제 4,000,028호에는, 라텍스 포말 및 셀룰로즈 모섬유로 제조된 성층체가 기재되어 있는데, 이것은 임의의 초-흡수성 중합체를 함유하지 않고 있어 액체 흡수 용량이 극히 제한적이다.

미국 특허 제 5,128,082호에는, 모섬유 물질과 초흡수성 중합체의 혼합물을 사용하여 제조한 흡수체가 기재되어 있으며, 이것은 외층을 형성하는 외장 라텍스를 갖추고 있다. 이들 성층체는 중합체 비율의 분포가 균일하지 않아, 액체의 흡수와 관련된 잘 공지된 문제점 및 이들 위생 제품의 착용시 편안감과 관련된 단점이 발생하게 된다.

EP 212,618 B1에는, 이러한 단점들을 해소하기 위해 특이적 입자 크기분포를 가진 중합체를 셀룰로즈 섬유층내에 구배적으로 분포시킨 기저귀 구조물이 기재되어 있다. 그러나, 그러한 구조물은 안정성이 부족하여 구체적으로 운송 과정동안 상기 물질의 분포가 변경된다.

초흡수성 중합체와 수-함유 중합체 포말를 혼합하면, 대개 결과적으로 탈수와 함께 포옴이 파열되고 기포-개방 구조가 파손됨에 따라, 표면에 위치한 SAP 입자가 즉시 액체를 흡수할 수 있다. 나머지 SAP 입자는, 주변의 수용성 중합체 층이 분해된 후에서야 서서히 물과 결합할 수 있다.

EP 427,219 A2에 따르면 초흡수성 중합체와 라텍스 포말의 혼합물이 공지되어 있는데, 이것은 라텍스 포말중에 분말 스프레이 형태의 중합체를 혼입시킴으로써 제조한 것이다. 이 방법으로는 소정의 상기 성층체 구조를 수득할 수 없으며; 특히, 중합체를 정확히 분포시키기가 불가능하다.

전선의 절연 부재로서 테이프를 사용하는 방법이 EP 577,233 A1호에 공지되어 있는데, 상기 테이프는 부직물로 구성된 한층과 포말 물질로 구성된 한층으로 구성되며 부직물층의 영역내에 고정된 팽윤 분말 입자를 포함한다.

미국 특허 제 4,649,164호에는 CO₂-이탈 발포제 및 아크릴레이트-(메트)아크릴산 라텍스로 제조된 흡수성 포말 물질이 기재되어 있는데, 상기 포말 라텍스 자체가 흡수 물질을 구성한다. 아크릴레이트 성분은 소수성을 지니기 때문에, 상기 포말의 흡수 용량은 잘 공지된 초-흡수제에 비해 제한적이다.

이와 마찬가지로, 혼입된 하이드로겔로서 구아 검을 가진 생체-혼화성 개방-기포 폴리우레탄 포말(상처 보호용으로 사용될 수 있음)은 DE 4,242,015 A1에 공지되었으며, 상기 겔 성분은, 제조과정동안 동일계상의 발포과정을 통해 주입된다. 이들 제품의 흡수 용량은 처음 중량에 비해 3배 이하로 제한되는 것으로 공지되어 있다.

EP 340,945 A1호에는, 상처 보호용으로서 유용한, 탄성중합체와 양이온성 수-팽윤성 하이드로콜로이드, 바람직하게는 키토산 염의 혼합물이 기재되어 있는데, 이것의 흡수율은 180중량%이고, 콜로이드 입자가 탄성중합체내에 불규칙적으로 혼입되어 있으며, 수액에 대한 흡수 용량 역시 낮다.

이와 마찬가지로, 친수성 폴리우레탄 포말 겔이 DE 4,233,289 A1에 공지되어 있는데, 이것은 폴리올, 디이소시아네이트 및 초흡수성 중합체의 혼합물로 제조되며, 상기 초흡수성 중합체는 제조과정중 혼합 단계의 결과로서 포말중에 균일하게 결합된다. 상기 제품은 소정의 접착 성능을 갖춘 상처 드레싱 용으로서 사용된다.

EP 547,474 A1에는 초흡수성 중합체가 내부에 분포하는 초흡수성 물질의 제조방법이 기재되어 있다. 이렇게 제조된 흡수성 물질은, 이들 물질내에 혼입된 SAP의 비율보다 낮은 흡수 용량을 가지는데, 이는 다시 말하면 SAP의 일부가 사용된 물질 및 사용된 제조방법의 선택에 따라 차단됨을 시사해준다. 또한, 사용된 매트릭스 물질의 종류는, 이 물질의 융점이 SAP의 분해 온도보다 높아야 한다는 점에서 그 선택이 제한적이다.

EP 303,445 A1에는, 수-함유 SAP가 지지체상에 고정된 흡수성 시트 물질이 기재되어 있다. 이 구조물의 용도는 약물 저장체로서 작용하는 패치에 한정된다.

JP 출원 제 75-85462에는, 전분/그라프트 중합체로 구성되며 수용성의 필름 형성 중합체내에 혼입되어 있는 흡수성 물질로 제조된 초흡수성 시트의 제조방법이 기재되어 있다. 상기 발명에서는 기재 물질로서 작용하는 물질을 제 3 필수 성분으로 언급하고 있다. 초흡수성 중합체는 가용성 필름 형성 중합체와 함께 상기 기재 물질상에 고정된다.

EP 604,730 A1에는, 물에서 분해되는 SAP-함유 구조물이 기재되어 있다. SAP 이외에도, 필수 중합체 및 가소화제가 필수 성분으로서 언급되어 있다. 상기 구조물은 매트릭스중의 잘 정돈된 초흡수제 배열의 필요 조건을 충족시키지 못하는데, 이는 상기 명세서에 기재된 방법, 예를 들면 압출, 혼합 또는 배합 기술이 이러한 목적에 전혀 비적합하기 때문이다. 상기된 시트 물질이 분해된 후에는, 초흡수제 이외에도 입자들이 잔존하게 되므로; 상기 매트릭스 물질은 수용성을 띠지 못하게 된다.

본 발명은 가용성의 중합체 포말층 및 초-흡수성 중합체로 구성된 물 및 수액 흡수용 성층체, 이의 제조방법, 및 특히 체액(예, 혈액, 땀, 소변 및 다른 분비액)의 흡수용 위생 제품 분야에서 이들을 사용하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상처 보호, 포장 및 절연 수단, 의복 및 세정 용도의 직물중의 성분으로서의 상기 성층체의 용도, 및 식물 재배 및 데포우 물질 분야에서의 용도에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 흡수체에 대한 모식도로서, 1은 포말층이고, 2는 초흡수성 중합체이다.

도 2 및 도 3은 살포 프레임으로서, 흰 부분(1)은 살포 프레임의 투액성 부분이고, 검은 부분(2)은 살포 프레임의 불투액성 부분이다.

도 4는 기저귀 구조물로서,

1은 폴리프로필렌 피복 모섬유 및 폴리에틸렌 필름의 라미네이트이고,

2는 고무사가 혼입된 누출 방지 부재이고,

3은 폴리프로필렌으로 제조된 피복 모섬유이고,

4는 이면상의 폴리에틸렌 필름이고,

5는 셀룰로즈 섬유로 제조된 중심부 엔벨로프이고,

6은 초-흡수성 시트 물질을 함유한 중심부이다.

이제부터는 하기 실시예를 참고로 하여 본 발명을 설명할 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 물 및 수액을 흡수하는 성층형 흡수물질을 주성분으로 하는 성층체를 제공하는 것으로서, 이 성층체는 상기 나열된 단점들을 해소해주는데, 즉 구체적으로 구조물에 의해 방해받지 않고 초흡수제를 통해 물 및 수액을 흡수할 수 있으며, 흡수 속도가 빠르고, 성층체내에 초흡수제를 소정의 형태로 배열할 수 있고, 제조 기술이 용이하며, 기계적 안정성 및 가요성을 지님으로 해서 각종 용도에 사용할 수 있다.

상기 목적은, 하나이상의 수용성 중합체 포말층 및 초흡수성 중합체 미립자로 구성된 하나이상의 층으로 제조된 성층체를 통해 달성되는데, 상기 성층체는 일정량의 초흡수성 중합체가 포말층 계면에 특이적 분포로 고정되어 있는 구성을 갖는다.

포말 및 초-흡수성 중합체로 구성된 다층 구조물에서는, 각 단일 시트중의 소정의 초흡수제 분포 및 개별층에 걸친 소정의 초-흡수제 중합체 분포(예, 구배)를 모두 갖춘 성층체를 수득할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 하나이상의 수용성 중합체 포말층 및 초-흡수성 중합체 미립자로 구성된, 물 및 수액을 흡수하는 성층체에 관한 것으로서, 상기 성층체는 초-흡수성 중합체가 수용성 중합체 포말층의 상부 또는 이들층 사이 또는 하부에 정량적 및/또는 국소적 및 고정된 시트형 배열로 포함되어 있는 것을 특징으로 하며, 또한 수용성 중합체 포말 및 초-흡수성 중합체의 양적 비율은 1:500 내지 50:1, 바람직하게는 1:50 내지 25:1, 특히 바람직하게는 1:25 내지 10:1이다. 흡수성 성층체는 강성 또는 가요성을 지닐 수 있다.

수용성 중합체 포말과 초-흡수성 중합체가 직접 접하고 있음에도 불구하고, 초-흡수성 중합체의 팽윤 용량은, 본 발명의 성층체를 사용하는 흡수 과정동안 저하되지 않고 그대로 보존되는 한편, 초흡수성 중합체의 팽윤 속도는 매트릭스 물질의 종류 및 발포도를 모두 사용하여 결정할 수 있다.

0.9%의 NaCl 용액을 사용할 경우, 본 발명의 흡수성 성층체는 수분 보유율이 0.1ℓ/㎡(표면적) 이상이고, 흡수율은 0.1ℓ/㎡(표면적) 이상이며, 하중하의 흡수율(AUL)은 0.021 Pa하에 2g/g 이상이다.

본 발명은 또한 본 발명의 흡수성 성층체의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이기도 하다. 상기 제조방법은 다음을 특징으로 한다:

a) 1ℓ당 중량이 10 내지 1,000g/ℓ인 하나이상의 수용성 중합체 포말을 제조한 후, 상기 포말을 두께가 1㎛ 내지 100,000㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 10,000㎛, 특히 바람직하게는 200㎛ 내지 5,000㎛인 층에 시트 형태로 도포한다;

b) 수용성 중합체 포말층 및 초흡수성 중합체의 양적 비율이 1:500 내지 50:1, 바람직하게는 1:50 내지 25:1, 특히 바람직하게는 1:5 내지 10:1인 상태에서 초흡수성 중합체 미립자를 하나이상의 프레임, 하나의 천공 디스크 및/또는 스크린을 사용하여 양 및 면적면에서 특이적 분포로 상기 포말층에 도포한 후, 임의적으로 열처리를 통해 고정시키고, 상기 가공 단계 a) 및/또는 b)는 임의의 순서로 임의적으로 반복 수행하며, 최종적으로 열 처리는 포말층의 약간의 가교결합과 함께 임의로 수행한다.

수용성 중합체 포말층의 원료로는, 수용성의 합성 중합체, 예를 들면 폴리비닐 알콜, 폴리(알킬 알릴 에테르), 폴리글리콜 에테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 및 이들의 유도체와 공중합체; 및 수용성의 천연 중합체, 예를 들면 구아, 알기네이트, 아가-아가, 크산탄, 펙틴, 전분 등; 화학적 변성 원료, 예를 들면 셀룰로즈, 아밀로즈, 전분 또는 밀 배아와 같은 다당류 또는 단백질의 에테르 및/또는 에스테르 및/또는 가수분해 산물 및/또는 산화 산물을 들 수 있으며, 천연 또는 합성 중합체를 주성분으로 하는 공중합체 및/또는 그라프트 중합체도 사용할 수 있다.

매트릭스 물질은 의도하는 최종 용도에 따라 좌우된다. 매트릭스 성분과 SAP성분중의 천연 중합체를 임의로 혼합하게 되면, 생물학적으로 용이하게 분해될 수 있는 흡수체가 자체적으로 생성된다. 매트릭스 물질에 따라, 초흡수성 시트의 가요성이 광범위하게 변할 수 있다. 매트릭스가 지정된 경우에는, 첨가제(예, 2-에틸헥산올, 글리세롤 및 프탈산 에스테르 등)를 사용하거나, 또는 여과제(예, 쵸크, 안료 및 섬유 등)를 사용함으로써 초흡수성 시트의 가요성 및 안정성을 조절할 수도 있다.

수용성 중합체의 발포는, 잘 공지된 수단, 예를 들면 강력한 교반 또는 공기의 주입 및 발포제의 첨가와 함께 중합체 용액의 혼합 기술을 통해 이룰 수 있다. 임의로, 팽창제(예, 탄산 암모늄 또는 아조디카르본아미드)를 예를 들어 발포시킬 물질에 첨가할 수 있다. 이로써, 수용성 중합체를 용액 형태가 아닌 대량으로 발포시킬 수 있다. 예를 들어, 중합체 포말 매트릭스는 압출 및 초흡수성 중합체의 살포에 의해 제조할 수 있는 한편, 그 가소 상태는 그대로 유지된다.

또한 압출 및 고형화 과정 이후에는, 가습화를 통해 수용성 중합체로 제조된 포말 매트릭스의 표면을 약간 점착화시킨 후 그 위에 초흡수성 중합체를 고정시킬 수 있다. 사용된 매트릭스 물질의 종류 및 양에 의해 본 발명의 성층체의 기계적 특성, 예를 들면 구조물의 가요도 및 표면 성능이 결정된다.

물 또는 수액의 흡수 속도는 사용된 중합체 포말의 발포도 및 종류에 따라 거의 결정되는 것으로 공지되어 있다. 약간 발포된 또는 전혀 발포되지 않은 가용성 중합체 층을 갖춘 초-흡수성 시트 물질은, 가용성 중합체로 구성된 상당한 발포층을 갖춘 시트 물질에 비해 물 또는 수용액에 대한 흡수 속도가 저조하다.

또한, 부가로 사용된 충전물질의 분포 및 종류와 양은 기계적 특성에 강한 영향을 미친다.

적당한 충전물질로는 쵸크, 벤토나이트, 실리카겔 및 규산, 활성 목탄, 안료(예, 이산화 티탄 및 산화 철), 및 천연 및/또는 합성 섬유 물질(예, 비스코스 및 면섬유) 및 직물 및/또는 폴리에스테르 및 폴리아미드 섬유, 다른 섬유 또는 동일 섬유의 혼성물이 있다. 또한, 미분된 플라스틱도 적당하다. 각 포말층에서, 충전물질의 종류, 농도 및 분포는 동일하거나 또는 다를 수 있다. 이와 마찬가지로, 다른 충전제의 혼합물을 사용할 수도 있다. 단일 포말층은 수용성 중합체의 양에 비해 0 내지 1,000중량%, 바람직하게는 최대 400중량%, 특히 바람직하게는 최대 200중량%의 충전 물질을 함유할 수 있다. 또한, 상기된 충전 물질은 별도의 층으로서 흡수체내에 혼입될 수도 있다. 초흡수성 중합체는 충전제로서 언급된 물질들과 혼합물 상태로 도포할 수도 있다.

중합체 포말은 기하학적으로 다른 형태로 제조될 수도 있으나, 시트형 포말층(임의의 두께를 가짐)으로 제조하는 것이 바람직하다. 미국 특허 제 4,000,028호에 지시된 바와 같이, 금속 테이프 및 호일, 실리콘 종이, 유리 섬유, 유리 시트 또는 직물과 같은 제거성 보조 지지 시트를 대안적으로 사용하거나, 또는 본 발명에 따라 흡수체의 성분이 되는 투액성 또는 불투액성 플라스틱 필름 및 모섬유, 셀룰로즈 또는 종이층 또는 직물과 같은 물질 시트를 제조원료로서 사용할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 초흡수성 중합체 미립자가 (메트)아크릴산, 말레인산, 이타콘산 및 이들의 무수물 및 염, 푸마르산 및 이의 염, 구체적으로 알칼리, 알칼리 토 및 이의 암모늄 염, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 비닐 아세테이트 및 이의 가수분해 산물, 비닐 피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐설폰산 및 이의 에스테르 및 아미드, 및 (메트)아크릴산의 N-알킬 및 N,N-디알킬-치환된 에스테르 및/또는 아미드 및 이들의 염 및/또는 이의 4급 암모늄 화합물의 단량체 단위로 구성된 수-불용성 및 수-팽윤성의 중합체 또는 공중합체로 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시에틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 구아 종자, 크산탄, 알기네이트, 전분 및 이의 유도체, 및 이들 물질 및 지시된 단량체의 그라프트 중합체 및 상기 언급된 중합체와 이들 물질의 혼합물을 사용할 수도 있다.

초-흡수성 중합체 미립자는, 이전에 제조된 수용성 중합체 포말층의 표면에 입자 크기 분포가 1㎛ 내지 20,000㎛인 분말로서 일정 분포 형태로 도포한다. 예를 들어, 이러한 도포는 적당한 장치를 통해 또는 적당한 용기에서 분말을 살포함으로써 수행할 수 있다.

분말의 입자 크기는 흡수체의 용도에 따라 좌우된다. 위생 분야에서는, 입자 크기가 50㎛ 내지 1,000㎛인 분말이 바람직한 한편, 케이블 절연 용도에서는 400㎛ 미만의 분말이 바람직하다.

초-흡수성 중합체의 가장 미세한 입자까지도 본 발명의 성층체에 고정시킴으로써 후속되는 사용 또는 가공시의 분진 문제점을 제거한다. 분진 형성 문제 이외에도, 이러한 초미세 입자는 대개 종래의 분말 가공/도포 과정에서 액체 흡수동안 일명 차단작용을 하는데, 다시 말하면 이들 초미세 입자는 응집되어 층을 형성함으로써 액체의 이동을 방해한다. 이러한 문제점은 본 발명의 포말체에 의해 극복된다.

구체예에서, 단위 면적당 분말의 양 및 분포는, 포말층의 특정 표면 영역만이 피복되거나 각 영역들이 각기 다른 양으로 피복되도록 정할 수 있다. 이러한 도포는, 프레임, 천공 디스크, 스크린 또는 이들의 적당한 조합체를 통해 수행할 수 있으며, 임의로 중합체의 입자 크기에 대한 분류도 함께 이루어진다. 예를 들어, 미립자 형태로 분말을 도포하면 액체 차단층이 형성될 수 있고, 역으로, 거친 입자의 중합체를 도포하면 액체의 분포도를 개선시킬 수 있다.

수용성 중합체 포말층상의 초-흡수성 중합체 미립자의 양, 입자 크기 및 분포는 조절될 수 있다.

중합체 포말 시트의 표면 피복 면적은, 흡수체의 포말 표면적(㎡)당 0.1g 내지 500g의 초흡수성 중합체 미립자에 상응하며, 바람직하게는 10 내지 300g/㎡이고, 특히 바람직한 범위는 50 내지 200g/㎡이다.

흡수체의 총 구조물중 초-흡수성 중합체의 퍼센테이지는 5 내지 99중량%, 바람직하게는 40 내지 97.5중량%, 특히 바람직하게는 50 내지 95중량%이다.

흡수체는, 이미 제조된 층상에 하나이상의 수용성 중합체 포말층을 초-흡수제 미립자와 교대로 도포함으로써 제조한다. 단일층상 또는 내의 중합체 입자의 도포량을 달리하면, 특이적 구배하에 흡수제 중합체가 분포된 흡수체가 제조될 것이다. 최종적으로 수용성 중합체 포말층을 안정화시키기 위해, 대개 동결건조에 사용되는 온도 내지 300℃, 바람직하게는 50℃ 내지 240℃의 온도에서 임의로는 감압하에 건조시킨다. 시트 물질을 건조시키는 데에는 마이크로웨이브 기술 또는 동결 건조 기술도 또한 사용할 수 있다.

성층체의 제조과정, 특히 건조과정에서는, 매트릭스 물질 B)과 흡수 성분 A)사이의 화학적 또는 물리적 결합이 이루어질 수도 있다. 화학적 결합의 예로는, 카르복실기와 히드록실기 사이에 이루어질 수 있는 에스테르화 반응을 언급한다. 물리적 결합은, 예를 들어 성분 A의 표면 영역에서 중합체 분자의 루프 형성 또는 연루 또는 성분 A 및 성분 B중의 중합체 분자의 작용기의 반응에 의해 이루어진다.

임의로, 본 발명의 흡수체는 압연기 및/또는 엠보싱 롤러를 사용하여 최종 마무리 처리할 수 있다.

본 발명의 흡수체의 바람직한 예는 도 1에 제시한다.

본 발명의 흡수체는 물 및 대부분의 각종 수액을 흡수하는데 사용될 수 있다. 특히, 이들은 기저귀, 탐폰 및 실금 제품과 상처 드레싱의 위생 제품의 보호 및 위생분야에서 이들 제품중의 일성분으로서 또는 첨가제로서 또는 그 자체로서 그대로 사용된다. 또한 이들 흡수체는, 식물 및 식물의일부를 저장 및 이종하기 위한 식물 성장 매질 저장수 및 수용액으로서, 절연 파이프 및 라인, 특히 전선 및 광-전선으로서, 건축물의 구성 요소(예, 외벽 절연 용도)로서, 그리고 상품, 특히 식료품 및 음료수의 포장 수단 또는 포장 부재로서 적당하다. 또한, 이들은 착용시의 편안함을 향상시키기 위해 의복 제품내에 혼입될 수도 있다.

물 및 수액을 흡수하는 본 발명의 흡수체의 특성은 후술되는 테스트 방법을 통해 추론해낼 수 있다.

테스트 방법

티백 테스트(TBT)

흡수 용량을 측정하기 위해 TBT를 수행하였다. 특별한 지시가 없는한 테스트 용액으로는 0.9%의 NaCl 용액을 사용하였다.

약 0.2g의 SAP를 함유한 1조각의 물질을 흡수성 시트에 삽입시켰다. 이 조각은 티백내에 넣어 측량하였다. 이어서, 티백을 소정 시간동안 테스트 용액에 넣어 5분동안 유출시킨 뒤, 티백을 측량한 뒤(TBT max. 측정), 원심분리기(시판되는 회전 건조기, 1,400rpm)에서 원심분리 시켰다. 이후, 다시 측량하였다(TBT ret. 측정).

동일한 물질을 사용하고 침지 시간을 달리 한 다중 테스트를 통해, 물 또는 수액의 초-흡수성 시트 물질의 침지 시간과 함수관계인 흡수율(흡수속도)을 측정할 수 있다. 액체의 흡수율은 시트 1g, 사용된 SAP 1g, 또는 시트 1㎡를 기준으로 하여 계산한다.

하중하의 흡수율(AUL)

가압하의 액체 흡수용량을 측정하기 위해, EP 0,339,461에 기재된 바와 같이 하중하의 흡수율을 측정했다.

단 상기 방법과는 달리, AUL 도가니의 내부 직경 크기를 가진 초-흡수체의 원형 조각을 테스트 물질로서 사용하였다. 액체 흡수율은 흡수체 1g, 사용된 SAP 1g, 또는 흡수체 1㎡를 기준으로 하여 계산한다.

실시예 1-4

수용성 폴리비닐 알콜(6g) 및 40g의 탈이온수로 용액을 제조했다. 이 용액에 1g의 Stocal SR(35%의 숙신산염 페이스트) 및 2g의 알킬 폴리글리코시드를 첨가했다. 수동식 혼합 장치를 사용하여, 1ℓ당 포말 중량이 약 50g/ℓ이 될 때까지 상기 용액을 교반하여 거품을 형성시켰다. 이 포말의 일부를 400㎠의 시트(테플론 처리된 필름 등)상에 균일하게 도포하였다. 이렇게 제조된 시트에 12.4g의 FAVOR™ SXM 100 초흡수제(약간 가교 결합되고 부분 중화된 폴리아크릴레이트)를 살포한 후(이를 위해, 프레임(도 2참고)을 상기 시트상에 배치하였다), 여기에 나머지 포옴을 피복시켰다. 이어서 20분동안 140℃의 온도에서 건조시켰다. 이로써 가요성의 초-흡수성 시트가 수득되었는데, 이것은 표면(테플론 처리된 필름)으로부터 용이하게 제거될 수 있다.

사용된 폴리비닐 알콜의 종류에 따른 흡수율의 변화

실시예	PVA의 종류	TBT(1분)max./ret.[g/g]/[g/g]	TBT(5분)max./ret.[g/g]/[g/g]	TBT(30분)^＊max./ret.[g/g]/[g/g]
1	Mowiol 4/88	13/13	25/20	50/31
2	Mowiol 4/88	12/12	27/21	50/31
3	Vinex 2144	16/15	29/24	50/31
3	Vinol 205	15/15	27/22	50/31
SXM 100	0			50/31
(^＊로 표시된 TBT 값은 사용된 초-흡수제의 양과 관련이 있으며, 나머지 TBT 값은 단위 면적당 중량과 관련이 있다)

비교예 1-4

성분들의 발포과정을 생략한 점을 제외하고는 실시예 1 내지 4의 방법에 따랐다. 이어서 건조시킴으로써, 초흡수제가 일체화된 PVA 필름을 수득하였다.

실시예 1-4와 비교했을때 흡수 속도의 특이적인 감소

비교예	PVA의 종류	TBT(1분)max./ret.[g/g]/[g/g]	TBT(5분)max./ret.[g/g]/[g/g]	TBT(30분)^＊max./ret.[g/g]/[g/g]
1	Mowiol 4/88	7/7	17/14	50/31
2	Mowiol 4/88	6/6	21/17	50/31
3	Vinex 2144	9/9	22/18	50/31
3	Vinol 205	5/5	15/15	50/31
SXM 100	0			50/31

실시예 5

1.7g의 Metylan™(메틸 셀룰로즈를 주성분으로 하는 시판되는 벽지 페이스트), 2g의 알킬 폴리글리코시드, 2g의 Stokal™ SR, 1g의 폴리디올 400 및 110g의 물로 용액을 제조하였다. 수동식 혼합 장치를 사용하여, 1ℓ당 포말 중량이 50g/ℓ인 포말을 형성시켰다. 이 포말의 절반을 10 x 40cm의 시트상에 도포하고, 12.4g의 FAVOR™ SXM 100을 살포한 후(이를 위해, 프레임(도 2 참고)을 시트상에 배치하였다) 포말의 나머지 절반을 다시 피복하였다. 이어서, 시트 물질을 140℃에서 20분동안 건조시켰다.

이로써 흡수 특징이 다음과 같은 가요성 시트 물질을 제조하였다:

TBT: max./ret. [1/㎡]/[1/㎡] = 15.4/9.6; AUL (2 x 10³Pa) = 9.5 ℓ/㎡.

실시예 6-8

실시예 5에 기재된 방식에 따라, 2g의 틸로즈(카르복시메틸셀룰로즈), 2g의 알킬 폴리글리코시드, 2g의 Stokal SR, 90g의 물, 12.4g의 FAVOR SXM으로 흡수성 시트를 제조하였으며, 가소화제 성분을 첨가하였다.

실시예 6-8의 흡수 특성: TBT: max./ret. [1/㎡]/[1/㎡] = 15.4/9.6; AUL (2 x 10³Pa) = 9.5 ℓ/㎡.

사용된 가소화제의 종류 및 양에 따른 시트 물질의 가요성

실시예 번호	가소화제	측정 결과
6	글리세롤(4.3g)	유연하고, 가요성을 띠며, 내-파열성이 없음
7	글리세롤(2.0g)	적당한 가요성을 띠며,파손 가능함
8	Edenol B35¹⁾(2.0g)	가요성을 거의 띠지 않으며, 파손 가능함
1) 헨켈사에서 시판되는 지방 에폭시화물

실시예 9(a/b)

전술된 실시예에 기재된 바와 같이, 0.2g의 구아 종자, 50g의 물, 1g의 Stokal SR, 각각 3g(a의 경우) 및 0g(b의 경우)의 셀룰로즈 섬유(종이 제조용 연목 섬유), 및 1.5g 의 알킬 폴리글리코시드로 포말을 제조했다. 기재된 바와 같이, 12.4g의 Favor SXM 100을 포말중에 혼입시킨 후 건조시켰다.

(a)의 경우, 안정하고 다소 가요성이 있는 시트 물질이 수득되었으며; (b)의 경우 수득된 시트는 불안정하여 더 이상 취급이 불가능했다.

흡수 특성 : TBT: max./ret. [1/㎡]/[1/㎡] = 15.4/9.6; AUL (2 x 10³Pa) = 9.5 ℓ/㎡.

실시예 10

셀룰로즈 섬유 대신 쵸크를 혼입시킨 것을 제외하고는 실시예 9를 반복하였다. 수득된 시트 물질은 파손되기 쉽고, 흡수값은 실시예 9에서 측정된 바와 상응하였다.

실시예 11

Favor를 살포하는데 프레임(도 3 참고)을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법을 사용하였다. 그러한 프레임을 사용하면 시트형 매트릭스에 초-흡수제를 배열할 수 있으며, 이는 위생분야에 바람직하다. 이렇게 수득된 시트의 흡수 용량은 사용되는 초-흡수제의 흡수 용량에 상응한다.

실시예 12

단지 절반의 물을 사용한 점을 제외하고는 실시예 11에서와 동일한 방법을 사용하였다. 이로써 수득된 시트는, 실시예 11에 따라 제조된 것에 비해 보다 단단하고 보다 파손되기 쉬우며 용적이 크다. 이것의 흡수 용량은 사용되는 초-흡수제의 흡수 용량에 상응한다.

실시예 13

실시예 5에서 제조된 시트 물질을 사용하여, 도 4에 따른 기저귀를 제조하였다. 사용된 PE 필름 및 폴리프로필렌 피복 모섬유는, 기저귀 제조시 통상 사용되는 양으로 사용하였다. 실시예 5에서 제조된 시트는 중심부로 사용하였다.

실시예 14

실시예 2에 기재된 시트 10 x 15cm를 포장 트레이에 배치한 후, 여기에 시판되는 부엌용 티슈(크리넥스)를 덮었다. 단단히 얼린 닭고기(850g)를 상기 티슈상에 놓고, 완전 녹은 물(18시간의 테스트 기간)을 본 발명의 시트에 흡수시켰다.

실시예 15

프레임을 사용하지 않은 상태에서, Favor™ 대신 Stockosorb™ 400(아크릴아미드를 주성분으로 하는 약간 가교결합된 공중합체)를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 12의 방법을 반복하였다. 이 조각의 이 시트로부터 1 x 7.5cm 크기의 조각을 절단하여, 8개의 조각을 흙이 담긴 원통형 화분(높이: 10cm, 직경: 8.5cm)에 완전히 삽입하였다. 흙은 5일동안 습한 상태로 유지시켰다. 이어서, 상기 필름은 분해되었고, SAP는 예를 들어 식물 재배용으로 적당한 배열로서 토양중에 배치되었다.

실시예 16

Favor 대신 PCT/EP93/01060의 실시예 9에 기재된 동량의 초흡수성 데포우 제제를 사용하고, 프레임을 사용하지 않은 점을 제외하고는 실시예 12를 반복하였다.

이렇게 수득된 시트 1㎠를 티백내에 용접시킨 후, 티백을 50㎖의 0.2% 염수 용액중에 1시간동안 부유시켰다. 1시간 후 염 용액을 갈아주었다.

5회 반복 후 염 용액이 청색으로 변함에 따라 활성 물질이 방출됨을 알 수 있었다.

Claims

A) 하나이상의 수-팽윤성의 합성 및/또는 천연 중합체; 및

B) 하나이상의 수용성의 합성 및/또는 천연 중합체 포말을 포함하는 성층형의 물 또는 수용액 흡수체에 있어서,

성분 A)가 시트형 매트릭스 성분 B)내에 소정의 형태로 고정 또는 일체화되어 있는 성층형 흡수체.
제 1 항에 있어서, 성분 A)가 (메트)아크릴산; (메트)아크릴니트릴; (메트)아크릴아미드; 비닐 아세테이트; 비닐 알콜; 비닐피롤리돈; 비닐피리딘; 말레인산(무수물); 이타콘산(무수물); 푸마르산; 비닐설폰산; 및 이들 중합성 산의 아미드, N-알킬 유도체, N,N-디알킬 유도체 및 에스테르를 주성분으로 하는 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항에 있어서, 성분 A)가 구아 종자, 카르복시메틸셀룰로즈, 크산탄, 알기네이트, 아라비아 고무, 키틴, 키토산, 아가-아가, 히드록시에틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 전분 및 전분 유도체, 및/또는 이들의 혼합물과 같은 천연 원료의 중합체 또는 약간 가교 결합된 천연 중합체인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항에 있어서, 성분 A)가 상기 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 성분중 2성분 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항에 있어서, 성분 B)가 (메트)아크릴산; (메트)아크릴로니트릴; (메트)아크릴아미드; 비닐 아세테이트; 비닐 알콜; 비닐 피롤리돈; 비닐 피리딘; 말레인산(무수물); 이타콘산(무수물); 푸마르산; 비닐설폰산; 및 이들 중합성 산의 아미드, N-알킬 유도체, N,N-디알킬 유도체 및 에스테르를 주성분으로 하는 수용성 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항에 있어서, 성분 B)가 구아 종자, 카르복시메틸셀룰로즈, 크산탄, 알기네이트, 아라비아 고무, 키틴, 키토산, 아가-아가, 히드록시에틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 전분 및 전분 유도체 또는 이들의 혼합물과 같은 천연 원료의 중합체 또는 가용성 천연 중합체인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항, 제 5 항 및 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 성분 B)가 제 5 항 또는 제 6 항의 성분들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항, 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서, 성분 B)가 포말형으로서, 1ℓ당 포말 중량이 10g/ℓ 내지 1,500g/ℓ, 바람직하게는 25g/ℓ 내지 850g/ℓ, 특히 바람직하게는 50g/ℓ 내지 500g/ℓ인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한항에 있어서, 성분 B):A)의 비율이 1:1,000 내지 100:1이고, 바람직한 성분 B):A)의 비율은 1:100 내지 10:1이며, 특히 바람직한 성분 B):A)의 비율은 1:25 내지 2:1인 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 성분 A) 및 성분 B)가 부분적으로 서로 화학 반응하는 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한항에 있어서, 성분 A) 및 성분 B)가 완전히 물리적으로만 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 성층형 흡수체.
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 시트형, 필름형 또는 롤형, 적층형 또는 다른 층형 제품의 형태인 것을 특징으로 하는 시트형 흡수체.
a) 물 또는 수액중의 성분 B)의 용액을 제조한 후 당업계에 공지된 통상의 방법을 사용하여 이를 발포시키는 단계;

b) 상기 포말을 시트상에 도포하는 단계;

c) 상기 시트에 성분 A)를 살포하는 단계; 및

d) 수득된 시트 구조물을 건조시키는 단계를 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 흡수체의 제조방법.
제 13 항에 있어서, 상기 단계 b) 및 c)를, 중간에 임의로 건조 단계를 수행하면서 수회 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 시트를 제 13 항의 단계 b) 및 d)에 따라 마무리 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한항에 있어서, 포말을 도포, 나이프 코팅, 분사, 주입 또는 릭-롤링(lick-rolling)의 방식을 통해 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항 내지 제 16 항중 어느 한항에 있어서,

성분 A)를 특수 살포 방식을 사용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 17 항에 있어서, 성분 B)중에 성분 A)를 소정의 배열로 분포시킬 수 있도록 살포시에 프레임을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 흡수체를, 물 또는 체액을 흡수시키기 위한 위생 및 의료 분야의 위생 제품에 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 흡수체를, 식물 재배 또는 식물 또는 식물의 일부의 운송 및 저장시 천연 및/또는 인공 토양의 일성분으로서 또는 그 자체로서 직접 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 시트를 파이프 및 라인, 구체적으로 전선 및 광-전도선의 방수 절연 물질로서 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 시트를 건설 구조물, 구체적으로 외벽용 방수 절연 물질로서 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 시트를 포장 물질중의 흡액 및/또는 액체-저장 성분으로서 또는 그 자체로서 직접 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 시트를 의복 제품의 일부로서 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
물 및 수액을 흡수하는 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 시트를, 활성 물질을 서서히 방출시키는 데포우로서 사용하는 것을 특징으로 하는 사용방법.
제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한항의 흡수체를 포함하거나, 또는 제 13 항 내지 제 18 항중 어느 한항의 방법을 통해 제조된 화학-기술 제품.