KR20020021020A - 흡수체와 그 제조방법 - Google Patents

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이데이 노부유끼
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Abstract

누수 또는 홍수로 인해 마루바닥에 남아 있는 물을 흡수하여 제거하며, 수정된 폴리머 화합물로 구성된 항균성 흡수제로 채워지고 면 섬유로 된 물이 침투가능한 가방 모양의 케이스. 흡수체는 물을 흡수하여 팽창한다. 흡수체는 항균성 흡수제로 채워져 있다. 그러므로, 물을 흡수한 후에도, 흡수체는 세균들이 이동하는 비위생적인 조건에 있지 않게 된다. 흡수체가 건조할 때에, 그것은 흡수특성을 복원하고 흡수체로서 다시 사용될 수 있다. 항균성 흡수제(수정된 폴리머 화합물)는 ABS 레진과 같은 대표적인 유기 레진의 스크랩 물질을 산화 처리(acid treatment)와 금속-소금 형성처리를 거치게 함으로써 제조된다. 그리고 그 흡수체는 니트릴 그룹, 니트릴 그룹의 가수분해 제품과 금속 소금 형태로 된 치환기(substituent)로 소개된 산 그룹을 가지고 있다.

Description

흡수체와 그 제조방법{Water absorber and method for fabricating the same}
이 출원은 참조란에 포함되어 있는 2000, 9. 12일자와 9. 22일자로 각각 출원된 일본특허 2000-276712와 2000-289167을 우선권으로 주장하고 있다.
본 발명은 누수 또는 홍수로 인해 발생되는 나머지 물을 제거하는데 이용되는 흡수체에 관한 것이다. 특히, 제방이 붕괴의 방지와 제방수리 뿐만아니라 강이 넘치는 것을 방지하기 위한 제방쌓기에 이용되는 샌드백으로의 기능을 가지는 흡수체에 관한 것이다.
홍수나 누수로 인해 발생하는 불필요한 물을 제거하기 위한 흡수체에 대한 재료로서, 천과 같은 섬유물질이 종래에는 이용되어져왔다. 게다가, 샌드백의 기능을 가지는 흡수체들은 홍수피해 방지, 예를 들어, 강, 호수와 습지가 범람하는 것을 방지하기 위해 토목공학에서 사용되는 물질들이다. 샌드백의 기능을 가지는 종래의 흡수체들은 예를 들어 모래로 마대(jute bag)에 채워넣음으로써 만들어진다. 이 경우에서는, 샌드백의 기능을 가지는 흡수체가 무게와 체적면에서 크고 운반하기 힘들었다. 그러므로, 그것들은 현장에서 일반적으로 준비된다. 그것들이 먼거리로부 운반될 때에는, 운송수단이 이용되어야하며, 그러므로 샌드백을 싣고 내리는 동작과 운반을 포함하는 힘든 작업들이 요구된다. 재난이 발생되면, 요구되는 지역에 샌드백의 기능을 가지는 흡수체들을 신속하게 배치하여 홍수피해로부터 생명과 재산을 보호하는 것이 필요하다.
그러나, 상술한 종래의 흡수체들은 해결해야할 다음과 같은 문제가 있다.
첫 번째 문제는 샌드백의 기능을 가지는 종래의 흡수체들은 열악한 항균성을 가지고 있다. 그러므로, 물을 흡수하고 그 상태로 두면, 세균들이 흡수체내에서 번식하여 불량한 위생상태가 발생하게 된다.
두 번째 문제는 누수로 인해 발생되는 물을 흡수하여 제거하기 위해 종래에 이용되었으며, 섬유물질로 만들어진 흡수체는 불량한 흡수성을 가지며, 그러므로 작은 양의 물을 흡수하기 위해서는 상당히 많은 양의 흡수체들이 요구된다.
세 번째 문제는 흡수체들이 샌드백으로 이용되는 경우에, 상술한 바와같이, 무게와 체적면에서 크게 된다. 그러므로, 재난이 발생할 대에 그 재난 장소와 인접한 곳에서 그 샌드백들을 준비할 수밖에 없었다. 그러므로, 생산성이 낮아지고 요구되는 샌드백들이 재난이 발생할 경우에 바로 제공될 수 없다는 문제가 존재하게 되었다. 즉, 샌드백들은 홍수피해와 같은 재난시에 사람의 생명과 재산을 보호하기 위해 필요한 재료들이다. 그리고 그것들은 쉽게 준비되고 신속하게 제공되어야 하는 것이 중요하다.
그러므로, 손으로 만든 샌드백 대신에, 재난시에 쉽게 운반되고 신속하게 이용될 수 있도록 생산되어지고, 무게와 체적이 작은 샌드백들이 요구된다.
네 번째 문제는, 종래의 흡수체들이 물을 흡수할 때에, 건조된 후에는 다시 사용하기 어렵다는 것이다.
다섯 번째는 종래의 흡수체들에서는, 특히 섬유 재료로 만들어진 흡수체들에서는, 그것들을 만들기 위한 스크랩 물질을 이용하는 것이 어려웠다. 즉, 종래의 흡수체들은 재활용된 제품들이 아니다. 그러므로 지구로부터 얻어지는 자원들이 효과적으로 이용될 수 없다.
물을 흡수한 후에 최적의 항균성과 최적의 흡수성을 가지고, 게다가 운송시에 체적과 무게가 작고, 사용동안에 물을 흡수하여 체적과 무게가 증가하며, 최적의 외부 형태와 특성을 가지며, 샌드백으로도 사용될 수 있는 흡수체를 제공하는 것이 바람직하다.
물을 흡수한 후에 흡수체를 건조시켜 그것이 재활용될 수 있고, 처리하기 어려운 쓰레기로부터 회수된 무기 고체물질의 스크랩(scrap)과 유기 폴리머의 스크랩을 이용하여 제조되며, 그로 인해, 환경의 보호에 공헌할 수 있는 흡수체를 제공하는 것이 또한 바람직하다.
실제 사용시 쉽게 운반되고 범람에 대해 만족스럽게 대처할 수 있는 흡수체를 제공하는 것이 바람직하다.
운반동안에 무게와 체적이 작고 사용 동안에는 물을 흡수하여 체적과 무게가 증가하며, 최적의 외부형태와 특성, 그리고 불필요한 물을 제거하는 기능 또는 샌드백의 기능을 가지는 흡수체를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 반복해서 이용될 수 있는 흡수체들을 제공하는 것이 바람직하다.
환경의 보호에 공헌하기 위해서, 처리하기 어려운 무기 고체물질의 스크랩 또는 폴리머들의 스크랩을 효과적으로 이용하는 것도 바람직하다.
본 발명의 제 1실시예에 따르는 흡수체는 물이 침투기능한 백 모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 있는 항균성 흡수제로 구성되며, 상기 항균성 흡수제는 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 스티렌(styrene) 및 복합 디엔(conjugated diene)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하는 원료로부터 얻어지는 수정된 폴리머 화합물로 구성되며, 상기 수정된 폴리머 화합물은 치환기(substituent)로서 소개된 산 그룹(acid group)을 가지며, 상기 산 그룹은 금속 소금(metal salt)형태를 가진다.
본 발명의 제 1실시예에 따르는 흡수체를 제조하는 방법은 물이 침투기능한 백 모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 있는 항균성 흡수제로 구성되는 흡수체를 제조하는 방법이다. 상기 항균성 흡수제는 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하는 원료로부터 얻어지는 수정된 폴리머 화합물로 구성되며, 상기 방법은 상기 유기 폴리머 물질내에 산 그룹을 치환기(substituent)로서 유입시키기 위한 산(acid)을 가지고 상기 유기 폴리머 물질을 반응시키는 산화 처리단계와, 상기 산화 처리단계에서 얻어진 유기 폴리머 물질을 금속 소금으로 반응시켜 상기 산 그룹의 금속 소금을 형성하는 금속처리단계로 구성된다.
종래의 기술과 관련된 문제들을 해결하기 위해서, 본 발명의 제 2실시예에 따르는 흡수체는 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 입자와 분말형태를 포함하는 작은 부분들로 된 흡수성 폴리머(흡수성 레진)를 포함하며, 상기 흡수성 레진은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화 처리함으로써 얻어지는 수정된 폴리머가 되며, 상기 수정된 폴리머는 겔이 되는(gelled) 물을 흡수하며, 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 상기 흡수성 폴리머는 표면활성제를 포함한다.
상기 폴리머 물질은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 포함한다.
물이 침투가능한 백모양의 케이스에서는, 흡수체가 입자와 분말형태를 포함하는 작은 부분들로 되어 있고 1 또는 그 이상의 비중을 가지는 고체 물질을 가지고 있다. 게다가, 표면활성제는 안이온 그리고/또는 비이온 표면활성제가 되는 것이 바람직하다.
게다가, 상기 표면활성제는 무게면에서 0.01 - 10 파트(parts)의 양 특히 0.1- 05정도의 무게, 즉, 건조상태에서 상기 흡수성 폴리머의 무게의 100파트의 양과 건조상태에서 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스 무게의 100파트의 양만큼 포함되어 있는 것이 바람직하다. 표면활성제 성분이 상기 범위의 상한선을 초과하면, 흡수체가 물을 흡수한 후에 표면활성제는 흡수성 폴리머와 물이 침투가능한 백모양의 케이스로부터 분리된다. 그러므로 흡수체의 외부를 오염시키게 된다. 한편, 표면활성제 성분은 상기 범위의 하한선보다 작으면, 표면활성제의 첨가에 의해 얻어지는 흡수성 폴리머와 물이 침투가능한 백모양의 케이스의 흡수 특성을 개선하는 효과(흡수성을 증가시키는 것)는 얻어질 수 없다.
상기 폴리머 물질은 아크릴로니트릴 단위의 몰(mole)을 5 - 80%를 포함하며, 좀 더 바람직한 것은 10 - 60%를 포함하는 것이며, 특히, 20 - 50%를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 게다가, 상기 폴리머 물질은 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛의 몰의 20 - 95%를 포함하며, 상기 폴리머 물질이 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛의 몰의 40 - 85%를 포함하는 것이 더욱 바람직스러우며, 상기 폴리머 물질이 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛의 몰의 50 - 80%를 포함하는 것이 특히 바람직스럽다.
게다가, 상기 폴리머 물질은 카본 블랙과 티타늄 산화물을 포함하고 있다.또한, 상기 흡수성 폴리머(수정된 폴리머)는 스크랩 물질로부터 나온 폴리머 물질을 포함하는 개시물질로부터 얻어지며, 상기 스크랩 물질은 아크릴로니트릴과/또는 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 2실시예에 따르는 흡수체를 제조하는 방법은 물이 침투기능한 백 모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 있는 항균성 흡수제로 구성되는 흡수체를 제조하는 방법이다. 상기 방법은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되어 겔화되는 물을 흡수할 수 있는 수정된 폴리머가 되는 흡수성 폴리머를 생성하기 위해서 폴리머 물질을 산화 처리하는 단계와,
상기 흡수성 폴리머을 작은 부분으로 하여 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 내장하는 단계로 구성된다. 내장 단계전에는, 표면활성제가 흡수성 폴리머와 물이 침투가능한 백모양의 케이스로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 요소내에 포함된다.
이 방법에서는, 작은 부분으로 된 흡수성 폴리머는 분말형태와 입자형태를 포함하고 작은 부분들의 형태를 띠며 1 또는 그 이상의 비중을 가지는 고체물질과 함께 내장된다. 게다가, 작은 부분들로된 상기 폴리머 물질은 카본 블랙과 티타늄 산화물을 포함한다. 게다가. 표면활성제는 안이온(anionic) 표면활성제와/또는 비이온(nonionic) 표면활성제이다. 게다가, 흡수성 폴리머 또는 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 첨가된 표면활성제의 양은 상술한 범위내에 있는 것이 바람직하다. 게다가, 흡수성 폴리머(수정된 폴리머)는 스크랩 물질로부터 나온 폴리머 물질을 포함하는 개시물질로부터 얻어지며, 상기 스크랩 물질은 아크릴로니트릴과/또는 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 포함하고 있다. 게다가, 폴리머 물질은 아크릴로니트릴과 스티렌 및/또는 복합 디엔을 몰의 % 범위내에서 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 구조를 이용함으로써, 운반 동안에 체적과 무게면에서 작고 사용중에는 물을 흡수하여 무게와 체적면에서 증가하며, 최적의 외부형태와 불필요한 물을 제거하는 기능 또는 샌드백의 기능을 가지는 흡수체가 제공될 수 있다. 게다가, 상기 흡수체의 흡수율을 개선함으로써, 이용의 긴박성에 대처할 수 있는 것이 가능하다. 게다가, 처리하기 어려운 스크랩 폴리머 또는 스크랩 무기 고체물질을 자원으로서 활용하는 것은 환경의 보호에 공헌한다.
본 발명의 제 3실시예에 따르면, 흡수성 레진으로 채워진 물이 침투가능한 백모양의 케이스를 포함하는 흡수체가 제공된다. 상기 흡수성 레진은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화 처리함으로써 얻어지는 수정된 폴리머가 되며, 상기 수정된 폴리머는 겔이 되는(gelled) 물을 흡수하며, 상기 흡수성 레진은 건조상태에서 5mm 또는 그 이하의 평균입자직경을 가지고 있다.
이 실시예에서는, 흡수성 레진이 누수 또는 홍수로부터 발생하는 여분의 불필요한 물을 흡수하며 그 결과 체적과 무게가 증가한다.
게다가, 흡수성 레진으로 채워진 물이 침투가능한 백모양의 케이스를 포함하는 흡수체를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화 처리하는 단계와,
상기 산화 처리에 의해 얻어진 흡수성 레진을 미세분말화 시켜 건조상태에서 최종 흡수성 레진이 5 mm 또는 그 이하의 평균입자직경을 가지게 되는 미세분말단계로 구성된다.
상기 방법에 의해, 누수 또는 홍수로부터 발생하는 여분의 불필요한 물을 흡수하며 그 결과 체적과 무게가 증가하는 흡수체가 제조될 수 있다.
도 1a는 실시예 1에 따르는 흡수체의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 도면이다.
도 1b는 실시예 1에 따르며 물을 흡수하여 팽창하는 흡수체의 단면도이다.
도 2a는 실시예 2에 따르는 흡수체(샌드백)의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 도면이다.
도 2b는 실시예 2에 따르며 물을 흡수하여 팽창하는 흡수체(샌드백)의 단면도이다.
도 3a는 물을 흡수하기 전에 실시예 3에 따르는 흡수체의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 도면이다.
도 3b는 물을 흡수한 후에 실시예 3에 따르는 흡수체의 단면도이다.
도 4a는 물을 흡수하기 전에 실시예 4에 따르는 흡수체의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 도면이다.
도 4b는 물을 흡수한 후에 실시예 4에 따르는 흡수체의 단면도이다.
도 5a는 물을 흡수하기 전에 실시예 5에 따르는 흡수체의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 도면이다.
도 5b는 물을 흡수한 후에 실시예 5에 따르는 흡수체의 단면도이다.
도 6a는 물을 흡수하기 전에 실시예 6에 따르는 흡수체의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 도면이다.
도 6b는 물을 흡수한 후에 실시예 6에 따르는 흡수체의 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
20 : 흡수체
24 : 흡수재
26 : 고체물질
본 발명의 실시예는 도 1a - 도 2b를 참조하여 기술될 것이다.
이 실시예에서는, 수정된 폴리머 화합물이 무반응되는 니트릴(nitrile) 그룹을 가지고 있으므로, 물속에서의 흡수체의 불용해성( insolubility)이 물을 흡수하는 경우에 개선되며, 겔 강도(gel strength) 가 개선될 수 있다. 게다가, 나트릴 그룹의 가수분해(hydrolysis)에 의해 형성된 그룹을 가짐으로써, 흡수제의 흡수 특성은 개선되며, 게다가 금속 소금형태로 스티렌과/또는 복합 디엔내에 치환기(substituent)로서 유입되는 산그룹을 가짐으로써, 최적항균특성과 최적흡수특성이 흡수체에 제공된다.
이 실시예에서는, 항균성 흡수제 즉, 항균성 수정된 폴리머 화합물은 주요 성분이다. 그러나 흡수특성만을 가지는 추가 흡수제는 항균성 수정된 폴리머 화합물과 결합되어 사용될 수 있다.
추가 흡수제로서는, 기존의 흡수물질이 사용될 수 있다. 그러나, 본 실시예의 한 가지 바람직한 특징이 되는 스크랩 유기 폴리머 물질의 효과적인 사용을 달성하기 위해서는, 이오닉(ionic) 그룹을 가지는 추가 흡수제를 산화 처리에 의해 유입되는 치환기(substituent)로서 이용하는 것이 바람직하다. 상기 추가 흡수제는 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 스크랩 물질들로부터 회수되는 스티렌(styrene) 및 복합 디엔( conjugated diene)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하는 원재료로부터 얻어진다.
이 실시예에서는, 상술한 구조를 채택하여, 운반시에는 체적과 무게가 작고 사용시에는 물을 흡수하여 무게와 체적이 현저하게 증가하고 최적의 외부형태 특성을 가지는 흡수체 또는 샌드백(sandbag)으로 이용될 수 있는 흡수체가 실현될 수 있다.
게다가, 항균성 흡수제가 이용되므로, 물을 흡수한 흡수체내에서 세균의 번식을 방지하는 것이 가능하다. 그러므로, 흡수체는 썩은 냄새가 발생하고, 세균이 증식되며, 세균의 증식이 변색작용(discoloration)을 일으키며, 세균에 의한 "슬라임(slime)" 현상이 발생하게 되는 비위생적인 조건하에 존재하지 않게 되며, 흡수체의 표면과 내부에서의 특성이 변화되지 않게 된다.
게다가, 흡수체는 그 특성이 변화되지 않으므로, 물을 흡수한 흡수체를 건조시켜 다시 사용할 수가 있다. 게다가, 흡수체는 처리하기 어려운 스크랩 유기폴리머 화합물과 스크랩 무기 고체물질들을 재료로서 이용하여 제조될 수 있다. 그로 인해, 환경의 보호에 공헌할 수 있게 된다.
(1) 항균성 흡수제의 원재료
항균성 흡수제를 구성하는 수정된 폴리머 화합물의 개시물질은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성된다.
유기 폴리머 물질은 아크릴로니트릴 성분을 몰(mole) 단위로 5 - 80%를 포함하며, 좀 더 바람직한 것은 10 - 60%를 포함하는 것이며, 특히, 20 - 50%를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
아크릴로니트릴 성분의 내용이 몰 단위로 5%이하라면, 유기 폴리머 물질은 산화처리될 때에 물에 녹으므로, 물에서 불용해성을 가지는 항균성 흡수제를 형성하는 것이 어렵다. 한편, 아크릴로니트릴 성분이 몰 단위로 80%를 초과하면, 유기 폴리머 물질은 단단해지며 작은 부분들로 유기 폴리머 물질을 분해하는 것이 어렵다. 게다가, 유기 폴리머 물질내의 스테렌과 복합 디엔중 최소한 한 개의 성분은 작아지며 이온 그룹(산 그룹)의 성분 비율은 낮아지게 된다. 그러므로 최적의 항균 특성을 흡수체에 제공하는 것이 어렵다.
즉, 이 실시예에서는, 산화처리에 의해 유기 폴리머 물질내에 치환기(substituent)로서 이온성 산 그룹을 유입시키기 위해서, 아크릴로니트릴이 아닌 유기 폴리머 물질의 구성성분으로서, 스티렌과 복합 디엔으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛이 요구된다.
산 그룹은 수정된 폴리머 화합물의 흡수특성 특히, 수용성 전해질에 대한 흡수특성을 개선한다. 그리고 항균성 특성을 제공하기 위한 금속 이온이 운반되는 장소로 작용한다.
유기 폴리머 물질은 스티렌과 복합 디엔으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 몰 단위로 20-95%를 포함하며, 40-85%를 포함하는 것이 더욱 좋으며, 50-80%를 포함하는 것이 더욱 더 바람직하다. 복합 디엔의 보기들은 부타디엔과 이소프렌을 포함한다.
게다가, 다른 구성요소들은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛이 소정의 양만큼 포함되어 있는 동안에는 유기 폴리머 물질의 스크랩 물질 또는 유기 폴리머 물질내에 포함되어 있다.
다른 구성요소들의 보기들은 말레 무수물(maleic anhydride), 이타코닉(itaconic) 무수물, α-메틸스티렌(methylstyrene), 아클리라마이드(acrylamide), 메타크릴라마이드(methacrylamide), 아크릴산, 아클리레이트(acrylates)(1 - 10개의 탄소 원자들을 가지는 포화와 불포화 탄화수소), 메타크릴산(methacrylic acid), 메타크릴레이트(methacrylates)(1 - 10개의 탄소 원자들을 가지는 포화와 불포화 탄화수소), 비닐 아세트, 비닐 염화물, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 비닐피로리돈(vinylpyrrolidone),과 비닐피리딘(vinylpyridine)을 포함한다.
수정된 폴리머 화합물의 개시물질이 되는 유기 폴리머 물질의 분자량은 일반적으로 1,000 - 20,000,000의 범위에 있으며, 무게평균 분자량(Mw) 면에서는 10,000 - 1,000,000이 바람직하다.
유기 폴리머 물질의 무게평균 분자량이 1,000이하라면, 흡수제는 산화처리될 때에 용해성이 된다. 그러므로 물속에서 용해되지 않는 흡수제가 얻어질 수는 없다. 한편, 무게평균 분자량이 20,000,000보다 크면, 산화처리의 반응속도는 느려지며, 이것은 경제적 그리고 실용성 면에서 단점이 된다.
아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성된 유기 폴리머 물질로서, ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene)레진, SAN(styrene-acrylonitrile)레진, ASA(acrylonitrile-styrene-acrylate)레진과 ACS(acrylonitrile-chlorinated polyethylene-styrene)레진과 같은 레진 폴리머 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 게다가, ABR(acrylonitrile-butadiene rubber)과 같은 고무 폴리머 물질들이 사용되는 것도 바람직하다.
유기 폴리머 물질은 신선하고 순수한 펠릿(pellet), 레진의 제조공정 또는 몰드된 제품의 몰드(mold) 공정으로부터 나온 나머지 물질(파편들) 또는 특정 용도를 위해 몰드된 스크랩 물질들이 될 수 있다. 이러한 사용된 스크랩 물질들은 예를 들어 주택건설, 부품, 관과 호스들과, 전기기구와 자동차들에서 사용되는 버퍼들(buffers)들의 사용된 스크랩 물질이 된다.
스크랩 물질들의 소스는 공장, 가게와 가정이 될 수 있다. 그러나, 공장과 가게들로부터 회수된 쓰레기들은 가정으로부터 나온 일반 쓰레기보다 더욱 바람직하다. 그 이유는 전자가 일반적으로 비교적 균일한 성분을 가지고 있기 때문이다.
게다가, 유기 폴리머 물질은 다른 레진과의 합성물 또는, 염색물감, 염색코팅성분, 안정제(stabilizer), 방화제(flame retardant), 가소제(plasticizer), 필러(filler) 또는 다른 보조물과 같은 첨가제를 포함하는 스크랩 물질이 된다. 게다가, 유기 폴리머 물질은 사용된 스크랩 물질과 순수한 물질의 혼합이 될 수 있다.
혼합물을 만들기 위해서 유기 폴리머 물질내에 혼합될 수 있는 레진으로서는, 산화 처리를 방해하지 않는 레진이 요구된다. 그리고 보기들은 폴리페닐렌(polyphenylene), 에테르, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 황화물, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리아미드(polyamide : 나이론)와, 폴리에스트레를 포함한다.
유기 폴리머 물질내에 혼합된 레진은 유기 폴리머 물질의 무게에 근거하여, 무게면에서 60%정도 또는 그 이하의 양이 포함된다. 그 이유는 이러한 레진의 성분이 크게 되면, 산화 처리시의 반응이 금지되기 때문이다.
(2) 유기 폴리머 물질에 대한 사전 처리
유기 폴리머 물질은 산화처리되기 전에 3.5 메시(mesh) 또는 그 이하의 크기를 가지는 작은 부분들로 분할되어지는 것이 요구된다. 최종 작은 부분들의 크기가 3.5 메시보다 더 크다면, 산화 처리를 위한 반응과정을 거치게 되는 유기 폴리머 물질의 단위 체적당 표면적은 작아지며 유기 폴리머 물질에 대한 산화 처리는거의 진행되지 않는다. 그러므로, 반응 시간은 길어지며 이것은 실용성의 관점에서 단점이 된다. 게다가, 항균성 흡수제의 흡수성은 현저하게 낮아지게 된다.
유기 폴리머 물질을 작은 부분들로 나누는 방법들의 보기로서는, 다음과 같이 있다.
제 1그라인딩(grinding) 방법은 그라인딩이 그라인더( grinder)에 의해 수행되고 다음에 시빙(sieving)이 수행되는 방법이다. 유기 폴리머 물질이 고무 성분을 포함한다면, 유기 폴리머 물질은 냉동처리를 거쳐 이 방법에 의해 그라인드(grind)되는 것이 바람직하다.
제 2그라인드 방법은 가열 용해(melting)가 수행되고, 다음에는 미세한 구슬 형태로 만드는 작업(pelletization)이 수행되는 방법이다.
(3) 유기 폴리머 물질을 위한 무기 첨가제
유기 폴리머 물질이 카본 블랙 또는 티타늄산화물을 무기 첨가제로 포함하고 있다면, 산화처리는 촉진되며, 흡수제의 항균효과와 흡수효과는 개선된다.
이에 대한 이유는 무기색소의 주변은 산화 처리의 반응동안에 산화처리되고 무기색소는 유기 폴리머 물질로부터 쉽게 제거되어, 유기 폴리머 물질의 표면이 많은 구멍을 가지게 되고 산이 유기 폴리머 물질내에 쉽게 침투하기 때문이다.
카본 블랙과 티타늄 산화물의 각각은 초기에 유기 폴리머 물질내에 포함되거나 또는 유기 폴리머 물질내에 독립적으로 부가되거나 또는 혼합될 수 있다. 유기 폴리머 물질을 수정된 폴리머 레진으로 변환시킴으로써 얻어지는 흡수성 유기 폴리머 레진의 항균성 특성과 흡수성 성질을 개선한다는 관점에서 살펴보면, 원래부터 카본 블랙 또는 티타늄 산화물을 포함하고 있는 유기 폴리머 물질은 카본 블랙 또는 티타늄 산화물이 균일하게 분산되어 있으므로 이용이 되는 것이 요구된다.
카본 블랙 또는 티타늄 산화물은 일반적으로 염색제, 강화제와 플라스틱을 위한 전도성 제공제(electric conductivity imparting agent)로 사용된다.
유기 폴리머 물질내에 있는, 카본 블랙과 티타늄 산화물과 같은 무기물의 성분들은 유기 폴리머 물질의 건조한 무게에 근거하여 살펴보면, 무게의 0.01 - 20%정도의 범위에 있고, 0.05 - 10%가 되는 것이 바람직하다.
카본 블랙은 채널공정, 용광로 공정과 열처리 공정중 어느 공정에 의해 제조되는 것이다. 그리고 단일한 공정 또는 다수의 공정들을 결합하여 제조되는 것이 될 수 있다.
카본 블랙은 일반적으로 0.005 - 100μm의 평균입자직경을 가지며, 특히 0.01 - 10μm의 직경을 가지는 것이 바람직하다.
티타늄 산화물은 루타일(rutile) 티타늄 산화물, 아나타스(anatase) 티타늄 산화물과 초미세 티타늄중 어느 것이 될 수 있다. 그리고 그것들은 개별적 또는 결합되어 사용될 수 있다.
티타늄 산화물은 일반적으로 0.01 - 50μm의 평균입자직경을 가지며, 특히 0.05 - 10μm의 직경을 가지는 것이 바람직하다.
(4) 제조공정내에서의 처리단계
이 실시예에서는, 유기 폴리머 물질이 산화처리과정과 소금형성반응과정을 거친 후에 항균성 흡수제로 변환될 수 있다.
특히, 산화처리에 의해, 유기 폴리머 물질내의 아크릴로니트릴의 부분은 가수분해를 거쳐 가수분해 제품그룹을 만들게 된다. 그리고 한편, 산 그룹은 스티렌과/또는 복합 디엔내에 유입된다. 그 후에, 최종 반응 혼합물은 금속 소금의 수용액에 의해 수축되어 소금형성처리를 수행하게 된다. 그러므로, 유입된 산 그룹은 은, 구리 또는 아연과 같은 금속의 소금으로 변환될 수 있다.
(5) 유기 폴리머 물질의 산화처리
본 발명의 양호한 실시예에서는, 산화처리 단계내에서 사용되는 산으로서, 무기산이 바람직하다. 공급된 무기산의 양은 산화처리를 거친 유기 폴리머 물질의 무게의 1 - 5000배가 되며, 특히 10 - 200배가 되는 것이 바람직하다.
첨가된 무기산의 양이 유기 폴리머 물질의 무게의 1배보다 더 적다면, 인온 그룹을 스티렌 또는 복합 디엔내에 유입시키는 유입속도와 아크릴로니트릴 그룹의 가수분해 속도는 낮아지게 되어, 은, 구리 또는 아연과 같은 항균성 금속이 포함되는 그룹이 되는 산 그룹의 형성속도를 낮추게 되며, 금속 소금의 형성을 금지하게 된다. 한편, 첨가된 무기산의 양이 유기 폴리머 물질의 무게의 500배 보다 더 크다면, 과도한 무기산을 중화시킬(neutralize) 필요가 있다. 그리고, 경제성과 생산성면에서 단점이 된다.
(6) 산화 처리내에서 사용되는 무기산
산화 처리내에서 사용되는 무기산들의 보기는 농축된 황산, 황 무수물, 증기 황산과 클로로술폰산, 질산, 증기 질산, 인산, 인 클로라이드와 인 산화물과 같은 술폰제(sulfonating agents)들을 포함한다. 이들 중에서 농축된 황산, 황 무수물, 증기 황산과 클로로술폰산이 선호되며, 특히 무게의 70%가 되는 농축된 황산이 선호된다.
무기산들은 개별적으로 또는 결합되어 사용된다. 두 개 이상의 무기산들이 결합되어 사용되면, 그들은 함께 혼합되거나 또는 연속적으로 첨가된다.
예를 들어, 유기 폴리머 물질은 먼저 농축된 황산에 의해 처리되며, 황 무수물은 반응을 완성시키기 위해서 첨가된다. 그러므로, 최적의 형태 안정성과 최적의 항균특성 및 최적의 흡수력을 가지는 수정된 폴리머 화합물 즉, 흡수제는 수용성시스템(aqueous system)내에서 얻어질 수 있다.
그 이유는 유기 폴리머 물질의 니트릴 부분이 가수분해 되어 산화처리시에 농축된 황산을 가지고 가수분해 그룹을 만들고 스티렌과/또는 복합 디엔은 황 무수물에 의해 산화처리시에 강압적으로 술폰 교차링크되어(sulfonic-crosslinked) 교차 연결의 높은 정도를 가지는 겔을 얻기 때문이다.
(7) 유기 용매를 이용하는 산화처리 반응시스템
산화처리는 무기산 도는 유기 용매를 이용하는 반응시스템내에서 수행될 수 있다.
반응 시스템으로서 사용가능한 유기 용매들의 보기들은 C1-C2지방족 할로겐화된 탄화수소(특히 1, 2-디클로로에탄, 클로로폼, 디클로로메탄과 1, 1-디클로로에탄이 바람직함)와 지방족 고리화합물인 탄화수소(특히 싸이클로헥산, 메틸싸이클로헥산과 싸이클로펜탄이 바람직함)를 포함한다. 게다가. 유기 용매들의 보기들은 니트로메탄, 니트로벤젠, 아황산가스, 1-7 탄소 원자들을 가지는 파라핀 탄화수소, 아세토니트릴, 탄소 이황화물, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로피란, 1, 2-디메톡시에탄, 아세톤, 메틸 에틸 케톤과, 티오펜을 포함한다. 이들중에서, C1-C2지방족 할로겐화된 탄화수소, 지방족 고리화합물인 탄화수소, 니트로메탄, 니트로벤젠, 아황산가스가 선호된다.
이러한 용매들은 개별적 또는 결합되어 사용된다. 상기 용매들의 혼합비율에 대해서, 특별한 제한은 없다.
첨가된 유기 용매의 양은 유기 폴리머 물질의 무게의 200배 보다 더 적게 되는 것이 바람직하다. 첨가된 유기용매의 양이 유기 폴리머 물질의 무게의 200배 이상이 되면, 산화처리시의 반응속도가 늦어지며, 유기용매의 비용이 증가하게 되어 경제적인 면에서 단점이 된다.
산화처리시에, 요구된다면, 루이스 염기(Lewis base)가 사용된다. 루이스 염기들의 보기들은 트리에틸 인산염과 트리메틸 인산염과 같은 알킬 인산염, 다이옥산, 아세트 무수물, 에틸 아세테이트, 에틸 파미트산염(palmitates), 디에틸 에테르와 티옥산(thioxane)을 포함한다.
(8) 산화처리를 위한 조건
산화처리에 의해 스티렌과/또는 복합 디엔내에 유입된 산 그룹들의 양호한 보기들은 술폰산 그룹, -PO(OH)2그룹과 -CH2(PO(OH)2그룹을 포함한다.
술폰산 그룹(sulfonic acid group)이 산 그룹으로 유입될 때에, 유기 폴리머 물질과 농축된 술폰산, 황 무수물, 증기 술폰산 또는 클로로술폰산(chlorosulfonicacid)과 같은 술폰화제(sulfonating agent)가 유기 용매내에서 또는 직접적으로 서로 반응하여 유기 폴리머 물질내에 술폰산을 유입시키도록 한다.
한편, -PO(OH)2그룹을 유입시키기 위해서, 2인산 3산화물 (diphosphorus trioxide)이 유기용매에 첨가되어지고 가수분해된다.
이러한 산 그룹들은 유기 폴리머 물질내에 개별적으로 또는 결합되어 유입되게 된다.
항균성 흡수제로서 만족스러운 항균성과 흡수성을 얻기위해서, 유기 폴리머 물질내의 이온성 그룹(산 그룹)의 성분은 모든 단위체(monomer)의 몰(mole)에 근거하여, 몰 단위로 5 - 95%가 되며, 특히 10 - 70%가 바람직하다.
산 그룹의 유입속도가 몰 단위로 95% 이상이 되면, 유기 폴리머 물질로부터 얻어지는 산화 처리의 제품은 물에 용해되고 최적의 형태 안정성을 가지는 항균성 흡수제를 제조하는 것이 어렵다. 한편, 산 그룹의 유입속도가 몰 단위로 5%보다 적다면, 물의 투과성과 흡수성(특히 수용 전해액에 대한)은 저하되며, 예를 들어 소금 형성을 위해서는 은, 구리 또는 아연의 이온교환처리가 진행되지 않으므로 최종적인 흡수제는 최적의 항균성 특성을 나타내기 어렵게 된다.
아래에 기재된 반응 시간과 반응 온도의 조건하에서 산화 처리를 수행함으로써, 이온 그룹(산 그룹)의 상술한 소정의 양은 유기 폴리머 물질내에 유입될 수 있다.
산화처리의 반응온도는 유기용매가 사용되는지 안되는지에 따라 변화한다. 그러나 1 - 200℃로 일반적으로 설정되며 특히 30 - 120℃로 설정하는 것이 바람직하다.
반응온도가 0℃ 이하일 때에, 반응속도는 늦어지며 이것은 실용성면에서 단점이 된다. 게다가, 최적의 물 침투성과 최적의 흡수성을 가지는 흡수제가 얻어질 수 없다. 한편, 반응온도가 200℃보다 높으면, 유기 폴리머 물질의 분자 사슬(molecular chain)은 열 분해에 의해 분리될 가능성이 있다. 그러므로, 물 속에서 유기 폴리머 물질이 녹지 않을 가능성이 낮아지게 된다.
반응시간은 대개 반응온도에 따라 변화한다. 그러나 일반적으로 그 시간은 1분 - 40 시간이 되며, 특히 5분 - 2시간이 바람직하다. 반응시간이 너무 짧으면, 반응은 만족스럽게 진행하지 않는다. 한편, 반응시간이 너무 길면, 생산효과가 떨어지게 된다.
상기 산화 처리에서 사용되는 무기산과 유기용매는 반응후에 회수될 수 있다. 그리고 스트리핑(stripping) 또는 증류방법에 의해 순수하게 된 후에 또는 그대로 다른 반응에서 사용된다.
이 실시예에서는, 유기 폴리머 물질이 상술한 산화처리를 거쳐서 스트렌과/또는 복합 디엔 유닛내에 산 그룹을 치환기(substituent)로서 유입시키게 된다. 그리고 한편, 아크릴로니트릴 유닛은 가수분해를 거쳐 가수분해 제품 그룹을 형성하며 아미데이션(amidation)을 거치게 된다. 그러므로 유기 폴리머 물질은 친수성(hydrophilic) 폴리머 화합물로 수정된다.
(9) 소금형성처리
다음, 이 실시예에서는, 스티렌과/또는 복합 디엔 유닛내에 치환기로 유입된산 그룹은 예를 들어 소금을 형성하기 위해서 ms, 구리 또는 아연으로 주로 구성된 양이온(cation)에 의해 중화된다(neutralized). 그러므로 유기 폴리머 물질을 항균성 흡수제로 변환시키게 된다.
산 그룹의 금속 소금형성시에는, 먼저 산화처리 반응시스템내의 반응물이 필터등에 의해 필터되어 많은 양의 물에 의해 세척되고, 그 다음에는 은, 구리 또는 아연의 첨가가 수행되는 방법 또는 산화처리 반응 시스템이 은, 구리 또는 아연의 소금의 수용액에 직접 첨가되는 방법이 사용될 수 있다.
은, 구리 또는 아연의 상기 금속 소금이 아닌 다른 유기 및 무기물들과 수산화물이 또한 이용될 수 있다.
이러한 소금들과 수산화물들의 보기들은 금속 화합물, 예를 들면 수산화물, 카보네이트, 아세테이트, 황산염, 인산염과, 나트륨, 리튬과 포타시움과 같은 알칼리 금속들과, 마그네슘과 칼슘, 알루미늄, 티타늄, 게르마늄, 주석과 이온과 같은 알칼라인 흙 금속과 같은 암모늄과 금속의 유기 산 소금을 포함한다.
상기 단계에서 얻어지는 반응물은 겔 형태를 하며, 태양건조, 진공건조, 원심력 탈수, 또는 압력 탈수에 의해 건조되어 요구되는 항균성 레짐을 얻게 된다.
상술한 처리방법에 의해, 니트릴(nitrile) 그룹과 니트릴 그룹의 가수분해에 의해 형성된 그룹 뿐만아니라 소금 형태를 한 산 그룹을 가지는 항균성 물질이 얻어질 수 있다. 무반응된 니트릴 그룹을 가짐으로써, 이러한 항균성 물질은 물속에서의 불용해성과 겔의 강도면에서 개선되며, 니트릴 그룹의 가수분해에 의해 형성된 그룹과 소금형태의 산 그룹에 의해, 상기한 항균성 물질은 흡수성이 개선되며물속에서 겔이되는 특성을 가지게 된다.
(10) 항균성 흡수제내에 혼합된 흡수제
이 실시예에서는, 흡수체가 항균성 수정된 폴리머(항균성 흡수제)를 가지도록 요구된다. 그리고 항균성 흡수제와 함께 흡수성만을 가지는 흡수제를 흡수제로 포함하게 된다.
흡수성만을 가지는 흡수제로서는, 기존의 흡수물질이 이용될 수 있다. 그러나, 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질이 선호되며, 또는 본 발명의 목적들중의 하나가 되는 지구의 자원의 효과적인 활용을 실현하기 위해서 사용된 스크랩 물질들이 이용되도록 요구된다.
흡수성만을 가지는 흡수제가 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질 또는 사용된 스크랩 물질을 이용하여 제조되면, 유기 폴리머 물질은 상술한 산화 처리의 경우와 같이 동일한 조건하에서 산화 처리과정을 겪게 되어 흡수제를 생성하게 된다. 그리고 그 후의 소금형성단계에서는, 은, 구리와 아연의 소금이 아닌 소금이 형성된다.
(11) 항균성 흡수제내에 혼합된 다른 항균제
게다가, 무기항균물질, 유기 자연추출 항균물질과 유기합성 항균물질과 같은 기존의 항균물질들은 결합되어 적절히 사용될 수 있다.
무기항균물질들의 보기는 나트륨 하이포클로라이트와 같은 염소 화합물, 과산화수소와 같은 과산화물, 붕산과 붕산염(sodium borate)과 같은 붕산 화합물, 구리 황산염과 같은 구리 화합물, 아연 황산과 염화아연과 같은 아연 화합물, 황산, 폴리설파이드 라임(polysulfide lime)과 황산 수산화물과 같은 황산 화합물, 칼슘 산화물과 같은 칼슘 화합물, 질산은, 티오설페이트(thiosulfate) 은 복합 소금(silver complex salt)과 같은 은 혼합물과 이오딘(iodine) 및 나트륨 실리코플루오라이드(silicofluoride)를 포함한다.
유기자연추출 항균물질중의 보기는 히노키티올(hinokitiol), 두꺼운 가지를 가지는 대나무 추출물과 크레오스트 오일(creosote oil)을 포함한다.
유기 알리패틱(aliphatic) 화합물 항균물질등의 보기는 트리부틸 주석(tributyltin) 산화물과 같은 주석 화합물, 구리 나프테이트(copper naphthate)와 같은 싸이클로펜탄(cyclopentane) 파생물, 메틸 브로마이드(bromide)와 같은 할로겐 화합물, 에틸 알코올과 이소프로필 알코올과 같은 모노하이드릭(monohydric) 알코올 화합물, 2-bromo-2-ntro-1, 3-프로파네디올(propanediol)과 같은 디하이드릭(dihydric) 화합물, 포름알데히드와 글루탈알데히드(glutalaldehyde)와 같은 포화된 알데히드, 소르빈산((sorbic acid)과 포타시움 소르빈산염과 같은 카르복실산 화합물을 포함한다.
게다가, 유기 알리패틱(aliphatic) 화합물 항균성 물질의 보기들은 에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물과 같은 에테르 화합물, β-옥시프로피오락톤(oxypropiolactone)과 같은 락톤 화합물, [3-(트리메톡실일 : trimethoxylyl)프로필] 디메틸록타데실라모늄(dimethyloctadecylammonium) 클로라이드(chloride)와 같은 4원소 암모늄 소금, 디(옥틸아미노에틸) 글리싸인(glycine) 하이드로 클로라이드(hydrochloride)와 같은 아미노산 파생품, 나트륨 로릴술폰염(laurylsulfate)과 같은 술폰산 화합물, 비스데콸리늄(bisdequalinium) 아세트산과 같은 하이드록사믹산 (hydroxamic acid) 화합물을 포함한다.
게다가, 유기 알리패틱 화합물 항균성 물질들의 보기들은 클로염소로 처리된 시아뉴릭산(cyanuric acid)과 같은 시아뉴릭산 화합물, 메틸 이소시안산염(isocyanate)과 같은 시안산 화합물, 비스(트리클로로메틸) 술폰과 같은 술폰 화합물, 폴리헥사메틸레네비구아니딘(polyhexamethylenebiguanidine) 하이드로클로라이드와 같은 구아니딘 화합물1, 3-디클로로-5, 5-디메틸하이단토인과 같은 하이단토인(hydantoin) 화합물, 5-옥시-3, 4-디클로로-1, 2-디티올과 같은 디티올(dithiol) 화합물, 철 메틸아사인염(methylarsonate)과 같은 아사인(arsine) 화합물, 알루미늄 트리스(에틸인산염)와 같은 인산염 화합물과 티카바마이드 화합물을 포함한다.
유기방향족 화합물 항균성 물질들의 보기들은 비스(4-니트로페닐) 탄산염(carbonate)과 같은 탄산염 화합물, 벤잘코늄 염화물과 벤제토늄염화물과 같은 4원소 암모늄 소금 화합물, 2, 6-디클로로-4-니트로아닐린과 같은 모노아민 화합물, 포타시움니트로에틸벤질에틸렌에디아민과 같은 디아민 화합물, 알루미늄 N-니트로소-N-싸이클로헥실하이드록실라민과 같은 하이드록실라민 화합물, 디하이드로메틸록싸틴 카복싸닐라이데디옥사이드와 같은 아닐라이드 화합물, 2-(40티아졸일)벤지미다졸레와 같은 이미다졸레 화합물, 5-메틸-1, 2, 4-트리아졸로-3, 4-벤조티아졸레와 같은 벤조티아졸레 화합물을 포함한다.
게다가, 유기방향족 화합물 항균성 물질들의 보기들은 2, 4-디클로로-6-클로로아닐리노-1, 3, 5-트리아진과 같은 트리아진 화합물, 클로로헥시딘 하이드로클로라이드와 클로로헥시딘 글루코산염과 같은 구아니딘(guanidine) 화합물, 세틸피리디니움 클로라이드와 같은 피리딘 화합물, 디메틸 피라졸일하이드록시페닐피리미딘과 같은 피리미딘 화합물, 2, 2L-메틸레네비스-3, 4, 6-트리클로로페놀과 같은 할로게노벤젠 화합물, 구리 하이드록시노닐 벤젠술폰산염과 같은 벤젠술폰산 화합물, 벤젠산과 같은 벤젠카르복실산 화합물, 티메로살과 같은 메르캅토카르복실산 화합물,과 에틸 옥시벤젠산염과 같은 하이드록시카르복실산 화합물을 포함한다.
게다가, 유기방향족 화합물 항균성 물질들의 보기들은 페놀과 크레솔(cresol)과 같은 모노하이드릭 페놀 화합물, 리소시놀(resorcinol) 과 같은 디하이드릭 페놀 화합물, 페녹시에타놀과 같은 페녹시에테르 화합물, 펜타클로로페닐 월계관(laurate)과 같은 페놀 에스테르 화합물, 트리페닐틴 산화물과 같은 페닐 화합물, 디페닐과 같은 바이페닐 화합물, β-나프톨과 같은 모노하이드릭 나프톨즈, 모노클로로나프탈렌과 같은 나프탈렌 화합물과 도디씨리소퀴노리움(dodecylisoquinolium) 브로마이드와 같은 이소키놀린(isoquinoline) 화합물을 포함한다.
게다가, 유기방향족 화합물 항균성 물질의 보기들은 니트릴 화합물, 이소티아졸레(isothiazole) 화합물, 티아디아졸레(thiadiazole) 화합물, 할로게노페놀(halogenophenol) 화합물, 피롤레(pyrrole) 화합물, 키논(quinone) 화합물, 키놀린(quinoline) 화합물과 유기 인산염 화합물을 포함한다.
(12) 흡수체를 위한 물이 침투가능한 백모양의 케이스
이 실시예에서는, 흡수체내에서 사용되는 물이 침투가능한 백모양의 케이스의 형태와 종류에 대해서, 백모양의 케이스가 물의 침투가능성이 있는 한 특정한 제한이 없다. 그리고, 그 케이스에 대한 물질로서는, 예를 들어, 자연섬유 또는 합성섬유로 만들어진 천이 사용될 수 있다.
자연섬유들의 보기들은 면, 실크와 쥬트를 포함한다. 합성섬유들의 보기들은 폴리아미드, 폴리미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 포함한다.
상기 섬유들을 개별적으로 또는 결합하여 연결하여 얻어지는 천이 선호된다. 다시 말하자면, 부직(non-woven)이 사용될 수 있다. 게다가, 표면과 내부면내에 형성된 구멍들을 가지는 막이 사용될 수 있다.
상술한 구조를 채택함으로써, 항균성 흡수제와 비항균성 흡수제를 가지며, 건조시에 체적과 무게가 작고 이용하기 쉬운 흡수체가 실현될 수 있다.
게다가, 이러한 흡수체가 물을 흡수하면, 그 흡수체는 무게와 체적이 증가하고, 최적의 외부형태 형성특성을 가지게 된다. 그러므로, 본 발명의 흡수체는 또한 샌드백의 기능을 가지고 있다.
게다가, 흠수기는 처리하기 어려운 쓰레기가 되는 스크랩 폴리머들 또는 스크랩 무기고체물질들을 자원으로서 이용함으로써 제조된다.
(13) 샌드백으로 사용되는 흡수체내에 있는 고체물질
이 실시예에서는, 양호한 흡수체내에서, 흡수제 뿐만아니라, 0.01 - 100mm의 입자직경을 가지고 1 이상의 비중을 가지는 고체물질이 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 배치되어 있다.
고체물질성분은 흡수제의 건조 무게에 근거하여, 무게면에서 1 -99%가 되는 것이 바람직하다.
이 실시예의 흡수체에서는, 흡수제내에 혼합될 수 있는 고체물질들의 보기는 덩어리(conglomerate), 작은 모래와 돌멩이, 쓰레기와, 쓰레기를 결합하여 만든 물질들을 포함하여 자연에서 채굴하거나 도는 취해진 광물들을 포함한다. 게다가, 고체물질은 자기 특성들을 가지는 쓰레기가 된다.
고체물질에 대한 물질로서는, 금속, 세라믹, 유리와 이러한 것들을 결합하여 얻어지는 물질들이 있을 수 있다. 결합기(binder)로서, 폴리머 물질로 구성된 바인더, 예를 들어 에폭시 레진 접착제가 사용될 수 있다.
게다가, 이 실시예의 흡수체에서는, 고체물질로서, 자기 특성을 가지는 물질이 사용될 수 있다. 자기 특성들을 가지는 물질들의 보기들은 페리자기(ferrimagnetic) 특성을 가지는 물질, 강자성(ferromagnetic) 특성을 가지는 물질과, 기생(parasitic) 자기특성을 가지는 물질들을 포함한다.
자기특성을 가지는 고체 물질이 이용되면, 흡수체는 자기력(magnetic force)에 의해 도출될 수 있다. 그러므로, 변형시에 크레인등에 의해 쉽게 처리될 수 있다. 게다가, 흡수체는 자기 특성에 의해 식별될 수 있다.
자기 특성을 가지는 고체물질로 이용되는 강자성 물질들의 보기는 철, 니켈,코발트, 이러한 금속들의 합금과 이러한 금속들을 포함하는 합금, 전이 금속과 그들의 합금, 그리고 희귀 지구 요소(rare earth elements)들을 포함하는 합금들을 포함한다.
게다가, 페리자기 물질의 보기들은 마그네타이트, 마게마이트(maghemite), 망간-아연철, 망간-니켈 철, 바륨철과 스트론튬 철을 포함한다.
이러한 자기물질들은 일반적인 무기물에 비해, 큰 비중을 가지고 있다. 그러므로, 그것들은 샌드백으로 사용되는 흡수체의 무게를 증가시킬 수 있다.
게다가, 이러한 자기물질들은 전자장비의 분해로부터 얻어지며 처리하기 어려운 스크랩 물질들이며, 스크랩 물질들의 효솨적인 사용을 달성한다는 관점에서보면, 자기 물질들의 이용은 바람직하다.
이후로는, 좀 저 자세한 실시예들이 상세히 기술될 것이다.
(A) 흡수체의 실시예 1
이것은 본 발명의 양호한 실시예에 따르는 흡수체의 보기이다. 그리고 도 1a는 이 실시예의 흡수체의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시하고 있다. 도 1b는 물을 흡수하여 팽창하는 이 실시예의 흡수체의 단면도이다.
이 실시예에서는, 흡수체(10)가 누수 또는 홍수로인해 마루바닥에 남아 있는 물을 흡수하여 제거하는 흡수체이다. 그리고 도 1a에 도시된 바와같이, 상기 수정된 폴리머 화합물로 구성된 항균성 흡수제(14)로 채워진 면으로 된 물이 침투가능한 백모양의 케이스(12)로 구성된다.
흡수체(10)는 도 1b에 도시된 바와같이 물을 흡수하여 팽창한다.흡수체(10)는 항균성 흡수제(14)로 채워져 있다. 그러므로, 물을 흡수한 후에도, 흡수체는 세균이 번식하는 비위생적인 조건하에 있지 않게 된다. 그러므로, 흡수체(10)가 건조될 때에, 그것은 흡수력을 회복하게 되어 흡수체로서 재사용될 수 있다.
게다가, 비항균성 흡수제가 항균성 흡수제의 무게의 5의 비율(5 parts) 이상으로 채워진 흡수제내에 혼합되더라도, 그 흡수체는 항균성을 나타낸다.
(B) 흡수체의 실시예 2
본 발명의 다른 양호한 실시예는 흡수체가 샌드백으로 사용될 때의 한 보기이다. 도 2a는 이 실시예의 흡수체의 단면도로서 흡수체의 구조를 도시한다. 도 2b는 물을 흡수하면 팽창하는 이 실시예의 흡수체의 단면도이다.
이 실시예에서는, 흡수체(20)가 샌드백으로 사용되는 흡수체이며, 도 2a에 도시된 바와같이, 상기 수정된 폴리머 화합물과 비중 1이상을 가지는 고체물질(26)로 구성되는 항균성 흡수제로 채워진 쥬트 천으로 이루어진 물이 침투가능한 백모양의 케이스(22)로 구성된다. 상기 고체물질(26)은 2- 10mm의 입자직경을 가지는 망간-니켈 강자성 입자 고체물질이다.
이 실시예에서는, 흡수체(20)는 도 2a에 도시된 바와같이, 가볍고, 부피가 작으므로, 운반하기 좋다. 게다가, 도 2b에 도시된 바와같이, 항균성 흡수제(24)는 사용시에 물을 흡수하여 팽창한다. 그리고 체적과 무게가 증가하게 되어 샌드백으로 기능하게 된다.
게다가, 흡수체(20)는 항균성 흡수제(24)로 채워져 있으므로, 물을 흡수한후에도, 흡수체는 세균이 번식하는 비위생적인 조건하에 있지 않게 된다. 그러므로, 흡수체(20)가 건조될 때에, 그것은 흡수력을 회복하게 되어 흡수체로서 재사용될 수 있다.
게다가, 흡수체(20)는 망간-니켈 강자성 고체물질(26)의 자기력에 의해 이동되므로 변형시에 크레인등에 의해 쉽게 처리될 수 있다. 게다가, 흡수체는 자기특성에 의해 식별될 수 있다.
(C) 실험 보기들
이후로는, 실시예 1과 2에 따르는 흡수체를 평가하기 위해서, 실험보기들과 비교 보기들에 대한 샘플로서, 흡수체들이 실제로 준비되었으며 서로 비교되어 평가를 위한 검사를 수행하게 되었다. 다음의 실험보기들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
(C-1) 실험보기 1
제 1실험보기에서는, 흡수체를 위한 흡수제로서, 먼저 아래에 기술한 바와같이, 항균성 흡수제와 비항균성 흡수제가 개별적으로 제조되었다. 한편, 흡수제로 채워진 물이 침투가능한 백모양의 케이스로서, 백이 두꺼운 면의 천으로부터 만들어졌다.
그 후에, 95 비율의 비항균성 흡수제와 5 비율의 항균성 흡수제가 백안에 준비되어 실험보기 1내의 샘플과 같은 흡수체를 구성하게 된다. 한편, 100 비율의 비항균성 흡수제는 백안에 배치되어 비교 보기 1내의 샘플과 같은 흡수체를 만들게 된다.
그 후에는, 실험보기 1내의 샘플과 같은 흡수체와 비교보기 1내의 샘플과 같은 흡수체는 건물의 지붕위에 있는 고인물내에 담겨지게 되었다. 각 흡수체내에서 무게면에서 15,000 비율 이상만큼에 대응하는 양을 흡수체가 흡수하여 팽창하게 된다. 이러한 흡수체들은 좋은 날씨에 세워지도록 정리되어 그것들의 체적을 감소시키기 위해서 동일한 레벨로 사실상 건조된다.
그 후에, 그것들이 건물의 지붕위에 설치된다. 그러므로, 그들이 빗물을 흡수하여 팽창하는 형상과 자연적인 건조에 의해 체적이 감소하는 현상을 반복적으로 겪게 된다.
결과적으로, 비교 보기 1내의 샘플과 같은 흡수체내에서는, 녹색의 낮은 식물들이 발생되었다. 그리고 전체표면에 부착되었으며 부패한 냄새가 확인되었다. 반면에 실험 비교 1내의 흡수체에서는, 이러한 현상이 인지되지 않았다.
(C-1-1) 실험보기 1내의 항균성 흡수제
실험보기 1에서는, 항균성 흡수제의 원재료로서, 8mm 카세트 테이프의 카드 패널의 투명부분으로부터 회수된 스크랩 SAN레진이 사용되었다. 그리고 분쇄기(shredder)에 의해 잘게 갈아지고 16 - 32 메시(mesh)로 분류되었다.
스크랩 SAN레진은 몰 단위로 스티렌이 60% 그리고 아크릴로니트릴이 40%가 되는 구성을 가지고 있었다.
그러면, 스크랩 SAN레진의 무게의 1 비율이 무게면에서 96% 농도를 가지는 농축된 황산의 무게의 30 비율에 첨가되었다. 그리고 20분동안 80℃에서 유지되어 산화 처리반응을 수행하였다. 반응의 종료후에, 반응 시스템은 유리필터에의해 여과되어 반응 시스템으로부터 고체물질을 분리하게 되고, 물에 의해 세척된다.
그 후에, 그 고체물질은 수산화나트륨의 1N 수용액의 무게의 50 비율에 의해 중화되었다. 그리고 충분한 양의 물로 세척되었다.
여과과정에서 얻어진 필터 케이크(filter cake)는 순수한 물의 무게의 100 비율내에서 분산된다. 그리고 아황산 펜타하이드레이트(copper sulfate pentahydrate)의 1.0 M 수용액의 무게의 10 비율이 그곳에 첨가되어 잘 혼합되고, 여과되어 물로 세척되어졌다. 그리하여 고체물질을 얻게 되었다. 얻어진 고체물질은 3시간 동안 100℃의 온도에서 공기회전 건조기내에서 건조되었다.
상기 처리에 의해서, 고동색의 고체물질이 항균성 흡수제로서 얻어지게 되었다. 고체물질내의 황산 그룹의 성분은 모노머(monomer) 유닛의 몰에 근거하여 몰 단위로 36%가 되었다. 게다가, 고체물질내에 포함된 구리와 황산 그룹의 몰 비율(molar ratio)은 0.91이었다.
(C-1-2) 실험보기 1에서의 비항균성 흡수제
실험보기 1에서는, 비항균성 흡수제의 원재료로서, 8mm 카세트 테이프의 카드 패널의 불투명부분으로부터 회수된 스크랩 ABS레진이 사용되었다. 그리고 냉동 분쇄기(freezing shredder)에 의해 잘게 갈아지고 16 - 32 메시(mesh)로 분류되었다.
스크랩 ABS레진은 몰 단위로 스티렌이 52% 그리고 아크릴로니트릴이 28%, 부타디엔이 20% 그리고 카본 블랙이 무게비율로 2%가 되는 구성을 가지고 있었다.
그러면, 스크랩 ABS레진의 무게의 1 비율이 무게면에서 96% 농도를 가지는 농축된 황산의 무게의 30 비율에 첨가되었다. 그리고 20분동안 80℃에서 유지되어 산화 처리반응을 수행하였다. 반응의 종료후에, 반응 시스템은 유리필터에 의해 여과되어 반응 시스템으로부터 고체물질을 분리하게 되고, 물에 의해 세척된다.
그 후에, 그 고체물질은 수산화나트륨의 1N 수용액의 무게의 50 비율에 의해 중화되었다. 그리고 충분한 양의 물로 세척되었다. 여과액의 pH가 8 또는 그 이하라면, 고체물질은 여과에 의해 분리되었다.
얻어진 고체물질은 2시간 동안 105℃의 온도에서 회전 건조기에 의해 건조되었다.
상기 처리에 의하여, 검은색 고체 재료는 비항균성(non-antibacterial) 흡수제(water-absorbing agent)로서 얻어진다. 황에 대한 기초 분석 결과로부터, 흡수제에서의 술폰산계(sulfonic acid group)의 내용물은, 모노머(monomer)단위의 몰에 기초하는 33% 몰농도이다. 또한, 함유된 나트륨은 술폰산계에 거의 동일한 몰농도( eqimolar)(1.1)이다.
(C-2) 실험 예 2
본 실험 예에 있어서, 먼저, 아래에서 설명되는 흡수체인 흡수제로서, 항균성 흡수제가 생성된다. 한편, 흡수제로 채워지는 수분-투과성의 백-형태 케이스으로서 두꺼운 면 직물로 만든 백이 준비된다.
다음에는, 흡수체인 흡수제로서, 중량에 의한 항균성 흡수제 100개의 부분이백내에 위치되어 실험 예 2의 표본으로서 흡수체를 만든다. 한편, 비교 예 2의 표본으로서, 실험 예 1에서의 비교 예 1의 표본인 흡수체가 사용된다.
계속해서, 실험 예 2의 표본인 흡수체와 비교 예 2의 표본인 흡수체가 빌딩 옥상 위에 있는 물기둥에 잠겨진다. 양쪽의 흡수체는 각각의 팽창되는 흡수체에서 중량으로서 15,000개 부분 또는 그 이상의 수분 흡수제에 해당하는 양의 물을 흡수한다. 이러한 흡수체들은 좋은 날씨에서 있다가 자신들의 부피만큼 줄어드는 동일한 레벨까지 말려지게 된다.
다음에는, 이들은 빌딩의 옥상위에 남게 되며, 이들은 빗물을 빨아들여 팽창하는 현상과 자연 건조에 의하여 부피가 감소되는 현상을 반복적으로 겪게 된다.
결과로서, 비교 예의 표본인 흡수체에 있어서, 작은 녹색식물이 생성되어 전 표면에 부착되고 썩은 냄새를 풍기게 되며, 반면에 실험 예 2의 표본으로서의 흡수체에서는 이러한 현상이 관찰되지 않는다.
(C-2-1) 실험 예 2에서의 항균성 흡수제
중량 70개 부분에 달하는 싸이클로헥산은, 미가공 재료로서 실험 예 1에서 사용된 스크랩 ABS수지의 중량 3에 첨가되고, 황 무수물(sulfuric anhydride)의 중량 4.2부분이 결과 혼합물에 온도 30℃를 유지하면서 물방울처럼 첨가된다.
다음에는, 혼합물이 30±2℃에서 산화 처리 반응 효과를 내기 위하여 2시간 동안 처리되고, 반은 시스템은 고체 재료를 분해하는 여과 작용을 거친 후 물로 세척된다.
계속하여, 결과 고체 재료의 중량 2000개 부분이 순수한 물에 뿌려지고, 아연 황산염 헵타하이드레이트(zinc sulfate heptahydrate) 수용액 1.0M의 중량 50개와 구리 황산염 펜타하이드레이트(copper sulfate heptahydrate) 수용액 1.0M의 중량 30개가 이 뿌려진 결과물에 첨가되고, 잘 섞여진 뒤에, 고체 성분을 분리하도록 걸러진 후, 물로 세척된다.
상기 얻어진 고체 재료는 2시간동안 드라이어로 말려진다.
상기 처리에 의해 얻어진 고체 재료는 실험 예 2에서 항균성 흡수제로서 사용된다. 실험 예 2의 항균성 흡수제의 술폰산계 내용물은, 모노머(monomer)단위의 몰에 기초하는 25% 몰농도이다. 술폰산계에 대한 고체 재료에 함유된 아연의 몰 비율은 0.42이고, 술폰산계에 대한 고체 재료에 함유된 구리의 몰 비율은 0.36이다.
상기의 설명과 같이, 본 실시 예에 있어서, 금속 소금(metal salt) 형태의 대체물로서 소개된 산 그룹(acid group) 덕분에, 아크릴로니트릴과, 스티렌(styrene)과 복합된 디엔(conjugated diene), 즉, 지극히 일반적인 유기 원재료(organic raw material)로 구성된 그룹(group)으로부터 선택된 적어도 1개의 단위를 갖는 유기 폴리머(polymer) 재료를 포함하는 원재료로부터 얻어지며, 최적의 항균성 성질과 최적의 흡수 성질을 가지는 흡수체는 실현된다.
따라서, 상기 실시 예를 이용함으로써, 흡수체는 누수 및 홍수, 또는 경량이면서 중량 및 부피를 증가시키는데 있어 수송 및 물 흡수에 부피가 크지 않은 흡수체에 대한 이용 목적으로 실현되므로, 모래주머니로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 실시 예에 따른 흡수체는 향균성 흡수제로 채워져 있으며, 그러므로, 물 흡수 후에도, 흡수체는 박테리아가 증식하는 것과 같은 비위생적인 상황에 처해지지 않는다. 따라서, 위생적으로 안전하며, 건조되면, 흡수 성질을 회복하여 흡수체로서 재사용될 수 있다.
또한, 상기 설명되어 예시된 실험 실시 예에 따른 흡수체는 원재료로써 사용된 유기 폴리머 재료로부터 생성될 수 있고, 따라서 지구상의 자원이 효율적으로 이용된다는 측면에서 장점이 된다.
본 발명의 제 3 및 제 4실시 예는 도 3a에서 4b에 대한 참조와 함께 상세히 설명된다. 아래에서는, 불필요한 수분을 제거하는 또 다른 흡수체 또는 본 발명의 또 다른 실시 애에 따른 모래주머니 기능을 갖는 흡수체에 관하여 설명을 한다.
제 3실시 예
도 3a 및 3b는 흡수체의 단면도로써, 흡수체의 구성을 도시하며, 도 3a는 사용전의 흡수체 상태를 나타내며(수분 흡수 전, 즉, 설치 직후), 도 3b는 사용중의 흡수체 상태를 나타낸다(수분 흡수 후). 도 3a 및 3b에 있어서, 참조 부호(100)는 흡수체를 가리키고, 참조 부호(200)는 수분-투과성의 백 모양의 케이스를 가리키고, 참조 부호(300a)는 수분 흡수 전의 흡수 재료를 가리기고, 참조 부호(300b)는 수분 흡수 후의 흡수 재료를 가리킨다.
도 3a의 흡수체(100)는 가방 모양의 케이스(200)와 흡수재료(300a)로 구성된다.
특히, 흡수체(100)는, 해당되는 표면활성제를 가지는 가방모양 케이스(200)와 가방모양 케이스(200)에 내장된 흡수재료(300a)로 구성되며, 흡수재료(300a)는아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 계(group)로부터 선택된 적어도 1개의 단위로 구성되는 폴리머 재료가 산화 처리를 거침으로써 얻어지는 흡수 폴리머(변형된 폴리머), 또는 가방모양 케이스(200)와 변형된 폴리머(흡수 폴리머) 및 표면활성제를 구성하는 흡수재료(300a)를 구성하는 흡수체(100)로 구성된다.
제 4 실시 예
도 4a 및 4b는 흡수체(110)의 단면도로서, 흡수체의 구성을 도시하며, 도 4a는 사용전의 흡수체 상태를 나타내며(수분 흡수 전, 즉, 설치 직후), 도 4b는 사용중의 흡수체 상태를 나타낸다(수분 흡수 후). 도 3a 및 3b에 있어서, 참조 부호(100)는 흡수체를 가리키고, 참조 부호(200)는 수분-투과성의 가방모양의 케이스를 가리키고, 참조 부호(300a)는 수분 흡수 전의 흡수 재료를 가리키고, 참조 부호(300b)는 수분 흡수 후의 흡수 재료를 가리킨다. 도 4a 및 4b에 있어서, 참조 부호(114)는 특정 중량 1이상을 갖는 고체 재료를 가리킨다. 따라서, 본 실시 예에 있어서, 흡수체(110)는 흡수 재료(113a)와 가방 모양 케이스(112)에 내장된 고체재료(114)로 구성된다. 다른 구성은 제 3실시 예의 구성과 같다.
흡수체(100, 110)를 구성하는 폴리머 재료(흡수 폴리머, 예를 들면 흡수 수지의 시작 재료)는 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔을 구성하는 계로부터 선택된 적어도 1개의 단위를 구성한다. 이러한 폴리머 재료에 있어서, 아크릴로니트릴, 스티렌, 복합 디엔(즉, 부타디엔 또는 이소프렌)의 내용물은 각각 아래와 같은 범위내로 되도록 선호된다.
특히, 폴리머 재료는 몰농도 5 ~ 80% 양의 아크릴로니트릴을 가지며, 보다바람직하게는 몰농도 10 ~ 60%가 좋으며, 특히 몰농도 20 ~ 50%가 좋다. 아크릴로니트릴 단위 내용물이 몰농도 5%보다 적으면, 산화 처리후의 폴리머 재료는 수분-용해성이 있기 때문에, 흡수 수지로서 사용될 수 없다. 한편, 아크릴로니트릴 단위 내용물이 몰농도 80%를 초과하면, 결과물인 폴리머 재료는 너무 견고하여 작은 조각으로 부수기가 어렵고, 폴리머 재료에서의 스티렌 및/또는 복합 디엔의 내용물은 너무 작게되기 때문에, 수성계 친화율(introduction rate of hydrophilic group)은 낮으며, 따라서 흡수 효과는 낮게 된다(특히 수성 전자 수용액(aqueous electrolyte solution)에 대하여).
또한, 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 단위를 갖는 폴리머 재료는 몰농도 20 ~ 95%가 적당하며, 보다 바람직하게는 몰농도 40 ~ 85%가 좋으며, 특히 몰농도 50 ~ 80%가 좋다.
이러한 실시 예에 있어서, 이혼화 산 그룹은 산화 처리에 의하여 폴리머 재료로 유입된다. 그러므로, 스티렌 및/또는 복합 디엔 구성물질 단위는 흡수 수지 형태의 흡수성을 향상(특히 수성 전자 수용액에 있어서)시키는데 필요하다. 또한, 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 계로부터 선택된 적어도 1개의 단위가 소정 량만큼 수용되는 동안 다른 구성물질 단위는 폴리머 단위내에서 수용될 수 있다.
상기한 다른 구성단위로서는 무수(無水) 말레인산(酸)(maleic anhydride), 무수 이타콘산(itaconic anhydride), α-메틸스티렌(methylstyrene), 아크릴아미드(acrylamide), 메타 아크릴 아미드, 아크릴산, 아크릴산에스테르(acrylates)(탄소수 1~10의 포화 탄화수소 및 불포화 탄화수소), 메타 아크릴산, 메타 아크릴산 에스테르(탄소수 1~10의 포화 탄화수소 및 불포화 탄화수소), 초산 비닐, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌(butylene), 비닐 피로리돈(vinylpyrrolidone), 비닐 피리딘(vinylpyridine) 등을 들 수 있다.
상기 고분자재료로서는, 중량평균분자량(Mw)이 1000에서 2천만까지의 것을 사용할 수 있지만, 일만에서 백만이 일반적이다. 분자량이 1000 보다 낮으면, 산(acid) 처리 시에 폴리머물질이 수용성을 나타내게 되며, 소정 기간의 흡수(吸水)성 수지가 얻어지지 않는다. 반면에, 분자량이 2천만보다 높으면, 산화 처리 시의 반응속도가 지연되며, 실용적이지 않게 된다.
또한, 상기 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과, 스티렌 및 복합(共役)(conjugated) 디엔(diene)으로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 유닛을 포함하는 고분자재료로서는, ABS수지, SAN수지, ASA수지, ACS수지, NBR고무수지 등이 적합하다. 이러한 재료는, 새롭게 제조된 버진 페레트(virgin pellet)이어도 좋고, 수지원(resin raw) 재료나 성형품의 생산과정에서의 배출품(residual)(반단품(半端品)(fragments))이나, 전기제품이나 자동차 등에 사용된 케이스나 각종 부품재료, 또는 튜브나 호스, 각종 완충제로부터의 특정용도를 목적으로서 성형된 사용한 폐기물질(used scrap materials)이어도 좋다. 배출장소로서는, 공장이나 판매점, 가정 등의 어느 곳이어도 좋지만, 가정 등으로부터의 일반 폐기물보다는, 공장이나 판매점 등에서 회수된 쪽이, 비교적 조성이 갖추어진 것이 많기 때문에, 보다 바람직하다.
또, 상기 고분자재료는, 다른 수지와의 합금물이어도 좋고, 안료재료이거나 안정제, 방염제(flame retardation), 가소제(可塑劑), 충전제, 기타 보조제 등의 첨가제를 포함한 폐기물질이어도 좋다. 또한, 사용제 폐재와 버진재료의 혼합물이어도 좋다.
또, 상기 고분자재료와 혼합가능한 상기 다른 수지는, 본 발명의 상기 산화 처리를 방해하지 않는 수지인 것이 바람직하고, 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether), 폴리 카보네이트, 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌 테레프타레이트, 폴리아미드 등을 들 수 있다. 이러한 수지는 상기 고분자재료에 대해서 60중량% 이하로 혼합되는 것이 바람직하다. 이러한 수지의 포함량이 너무 많게 되면, 산화 처리 반응에 방해가 된다.
상기 고분자재료는, 산화 처리하기 전에 소편(小片)들로 분해하여 두는 것이 바람직하다. 소편으로 분쇄하는 방법에는 아래와 같은 것이 있다.
(1) 분쇄기로 분쇄한 후, 체질(sieve)한다. 고분자재료가 고무성분을 포함하고 있는 경우에는, 동결처리 후에 분쇄하는 것이 좋다.
(2) 가열용융하여 미세한 비드 상태로 펠레타이즈(pelletize)한다.
소편의 형태의 폴리머재료의 크기는 3.5메시(mesh) 보다 적은 것이 바람직하다. 그 크기가 상기한 값보다 크면, 폴리머재료의 표면영역이 작게 되고, 산화 처리를 어렵게 하여 반응시간이 길어지고 실용적인 측면에서 불리하게 된다. 또한, 흡수(吸水)성 수지로서의 폴리머재료의 기능(흡수기능)이 아주 나쁘게 된다.
본 실시예의 고분자재료 중에, 이하의 무기안료(카본블랙, 산화티탄)가 포함되어 있으면, 무기안료 주변이 산화 처리되기 쉬워지고, 산화 처리가 촉진된다. 즉, 산화 처리의 반응시에 상기 무기안료가 상기 고분자재료로부터 제거되어 산이 그 고분자재료의 표면에 침투하기 쉽게 되기 때문에, 흡수성수지의 흡수효과가 향상한다. 카본블랙이나 산화티탄은, 원래 상기 고분자재료 중에 포함되어 있는 것이어도 좋고, 고분자재료에 첨가·혼합된 것이어도 좋지만, 전자 쪽이 바람직하고, 생성하는 흡수성수지의 흡수성능이 향상한다. 이러한 카본블랙이나 산화티탄은 프라스틱의 착색제나 보강제, 전기전도성 부여제로서 일반적으로 이용하고 있는 것이 좋다.
카본블랙은 채널법, 퍼니스법(furnace method), 열처리법(thermal method) 중 어느 방법에 의해서 제조한 것이어도 좋으며, 각각을 단독으로 사용하는 것도 가능하고, 여러 방법을 병용할 수도 있다. 또한, 카본블랙의 평균입자지름은 통상 0.005μm 이상 100μm 이하로 하지만, 0.01μm 이상 10μm 이하가 바람직하다. 산화티탄은 루틸(rutile)형, 아나타제(anatase)형, 초미립자 티탄 중 어느 타입이어도 좋고, 각각을 단독으로 사용하여도 좋으며, 여러 타입을 조합시켜 이용하여도 좋다. 또한, 산화티탄의 평균입자지름은 통상 0.01μm 이상 50μm 이하로 하지만, 0.05μm 이상 10μm 이하가 바람직하다.
상기 흡수성수지에 포함되는 카본블랙 또는 산화티탄의 양은 흡수성수지의 건조중량에 대해서 일반적으로 0.01중량% 이상 20중량% 이하로 하지만, 0.05중량% 이상 10중량% 이하가 바람직하다.
본 실시예에 관한 흡수제의 제조방법에서는 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과, 스티렌 및 복합 디엔으로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 유닛을 포함하는 고분자재료를 산화 처리함으로써, 흡수성수지로의 전환을 행한다. 즉, 산화 처리에 의해, 고분자재료 중의 아크릴로니트릴의 일부는 가수분해되고, 스티렌이나 복합 디엔에는 이온기(ion group)가 도입된다.
이 산화 처리에 사용하는 산은 무기산이 적합하다. 무기산의 부가량(중량)은 고분자재료의 중량에 대해서 1배 이상, 500배 이하로 하지만, 바람직하게는 10배 이상, 200배 이하이다. 무기산의 첨가량이 고분자재료의 중량보다 적게 되면, 스티렌이나 복합디렌의 이온기의 투입율이나, 아크릴로니트릴기의 가수분해율이 저하하여, 흡수성수지로서의 특성(흡수효과)이 저하한다. 또한, 무기산의 부가량이 고분자재료 중량의 500배보다 많으면, 과도한 무기산을 중화하는 것이 필요하게 되며, 경제적으로도, 경제성 및 생산성측면에서 불리하게 된다.
산화 처리에서 쓰이는 무기산으로서는, 농축 황산, 무수(無水) 황산, 발연(發煙)(fuming) 황산, 클로로술포닉(chlorosulfonic)산 등의 술폰화제나 염화 질산, 발연질산, 인산, 염화인, 산화인 등을 들 수 있다. 이것들 중에는, 농축황산, 무수황산, 발연황산, 클로로술포닉산이 바람직하고, 농도가 70중량% 이상의 농축 황산이 특히 바람직하다. 또한, 이들의 무기산은 각각 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 병용하는 경우는, 혼합하여도 좋고, 순차적으로 첨가하여도 좋다. 예를 들면, 고분자재료를 처음에 농축황산으로 처리하고, 다음에 무수황산을 첨가함으로써, 수계(水系)(aqueous system)에서 형상이 안정한 흡수성수지를 얻을 수 있다. 이것은, 농축황산으로 처리하는 것에 의해, 우선 고분자재료 중의 니트릴(nitril) 부분이 주로 가수분해되고, 다음에 무수황산으로 처리하는 것에 의해, 스티렌 및/또는 복합 디엔 부분이 강제적으로 술폰 가교(架橋)(crosslink)되어 가교도가 높은 흡수성수지가 얻어지기 때문이다.
또한, 상기 산화 처리는 무기산 중에서 행하여도 좋지만, 유기용매를 이용한 반응계로 행하여도 좋다. 사용가능한 무기용매로서는, C1~ C2의 지방(脂肪)족 할로겐화 탄화수소(바람직하게는 1,2-디클로로에탄(dichloroethane), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄, 1,1-디클로로에탄), 지방족 환상(環狀)(alicyclic)탄화수소(바람직하게는, 시클로헥산(cyclohexane), 메틸시클로헥산, 시클로펜탄(cyclopetane)), 니트로메탄, 니트로벤젠, 이산화황, 파라핀계 탄화수소(탄소수 1~7), 아세트니트릴, 이황화탄소, 테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran), 테트라하이드로피란(tetrahydropyran), 1,2디메톡시에탄(dimethoxyethane), 아세톤, 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 및 티오페엔(thiophene) 등을 들 수 있다. 상기 유기용매 중 바람직한 것은, C1~C2의 지방족수 할로겐화 탄화수소, 지방족 환상 탄화수소, 니트로메탄, 니트로벤젠, 이산화황이다. 이러한 용매는, 단독으로 이용하는 것도 좋지만, 여러 가지를 혼합하여 이용하는 것도 좋다. 상기한 유기용매끼리의 혼합비율로는 특별한 제한이 없다.
이러한 유기용매의 중량은 고분자재료의 중량의 200배 미만이 적절하다.유기용매의 첨가량이 이것보다 많으면, 산화 처리의 반응률이 저하되는 동시에, 유기용매의 비용이 증가하여 경제적으로도 불리하게 된다. 또한, 산화 처리 시에는 필요에 따라서 루이스기(Lewis based) 염기를 이용하여도 좋다. 루이스염기로서는, 알킬포스페이트(alkyl phosphates)(트리에틸 포스페이트(triethyl phosphate) 및 트리메틸 포스페이트(trimethyl phosphate)), 다이옥산(dioxane), 무수초산, 초산에틸, 팔미틴산(palmitate) 에틸, 디에틸에테르, 티옥산(thioxane) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 산화 처리에 사용한 무기산이나 유기용매는 반응종료후에 회수하여 그대로, 또는 발취(stripping)나 증류 등의 방법에 의해 회수하여 다시 한번 반응에 사용하여도 좋다.
본 실시예에서는, 상술한 고분자재료에 이상의 산화 처리를 수행하는 것으로, 스티렌 및/또는 복합 디엔(diene) 유닛에 이온기(基)가 도입되고, 아크릴로니트릴 유닛은 가수반응에 의해 아미드화되어, 고분자재료가 흡수성수지로 전환된다.
산화 처리에 의해 스틸엔 또는 결합이중탄화수소체(conjugated diene unit)에 끼워지는 이온 기의 예에는 술폰산기와 그 염, -PO(OH)2와 그 염, -CH2PO(OH)2와 그 염, -NO2가 있다. 이온기로서 술폰산기를 끼워 넣기 위해, 농축황산, 무수황산, 발연황산, 클로로술폰산 등의 중합물질과 술폰화제는 서로 직접 반응하거나 용매에서 반응할 수 있다. 한편, -PO(OH)2기를 끼워 넣기 위해, 산화인(P2O3)은 용매에 첨가되어 가수분해가 된다. 또한, 중합물질은 황산과 질산의 혼합물과 반응하여 -NO2기를 중합물질에 끼워 넣는다. 이온기로서, 술폰산기 및/또는 그 염이 좋다. 이 이온기는 각각 또는 혼성으로 중합물질에 들어간다.
흡수성 수지로서 만족스러운 성능을 얻기 위해서는, 모든 단량체(monomer) 단위의 몰(mole)을 기준으로 중합물질에서의 이온기의 함유량은 몰 5∼95%이고, 바람직하게는 10∼70%가 좋다. 이온기의 함량비율이 95%이상일 때, 중합물질로부터의 산화 처리된 결과물은 가용성을 갖게 되어 흡수성 수지로서 사용할 수 없다. 한편, 이온기의 함량비율이 5%미만인 경우에는, 흡수효과(특히, 전해질 수용액)가 떨어진다.
산화 처리가 다음의 조건 하에서 수행되는 경우, 상기 소정량의 이온기가 중합물질에 함유될 수 있다. 산화 처리의 반응온도는 유기용매의 사용유무에 따라 변하는데, 일반적으로 0∼200℃이며 바람직하게는 30∼120℃가 좋다. 반응온도가 너무 낮으면, 반응속도가 느려지는데 이것은 실용적인 측면에서 좋지 않고, 더욱이 최적 성능을 갖는 흡수성 수지를 얻을 수 없다. 한편, 반응온도가 너무 높으면, 중합물질의 분자결합고리가 열분해에 의해 파괴되기 쉬어서, 중합물질이 물에 녹지 않는다. 반응시간은 반응온도에 따라 크게 변하지만, 일반적으로 1분∼40시간이고, 5분∼2시간이 적당하다. 반응시간이 너무 짧으면 반응이 만족스럽게 진행되지 않고, 너무 길면 생산효율이 나빠진다.
산화 처리로 얻은 반응물이 세척되어 다량의 물 또는 기본수용액에 넣어지거나 필터 등에 의해 걸러지면, 걸러진 고체가 다량의 물 또는 기본수용액에 남게 된다. 이러한 세척처리에서, 중합물질내의 니트릴기는 아미드기 또는 카르복실기 및/또는 그 염으로 바뀐다. 상기 기본수용액에서 사용되는 기본물질에는 산화물, 수산화물, 탄산염, 아세테이트, 황산염과, 알칼리 금속의 인산염(나트륨, 리튬, 칼륨)과, 알칼리토금속(마그네슘, 칼슘)이 있다. 흡수성 수지의 흡수효과(특히 전해질 수용액에서)와 암모니아기체 등에 대한 탈취효과를 향상시키기 위해, 중화처리 없이 물세척을 단독으로 실시할 것이 요구된다. 따라서, 얻어진 반응물질은 겔(gel) 형태가 되고 태양건조, 열건조, 진공건조, 원심탈수 또는 압력탈수에 의해 건조되어 원하는 흡수성 수지를 얻게 된다.
상기 처리방식에 의해 니트릴기와, 이온기뿐만 아니라 니트릴기의 가수분해에 의해 형성된 기(基)를 갖는 흡수성 수지를 얻을 수 있다. 비반응 니트릴기를 가짐으로써, 이 흡수성 수지는 물에서의 불용성과 겔 강도가 향상되고, 니트릴기의 가수분해에 의해 형성된 기(基)와 이온기를 가짐으로써, 흡수성 수지의 흡수특성(특히 전해질 수용액)이 향상된다.
상기 바람직한 실시예에서, 표면활성제로서 음이온 표면활성제, 양이온 표면활성제 또는 비이온 표면활성제가 적절히 사용될 수 있다. 음이온 표면활성제의 예로서는 지방산 에스테르, 고급 알코올 황산염, 액체 지방유 황산염, 지방족 아민 및 지방족 아미드의 황산염, 지방족 알코올 인산염, 술폰산 에스테르, 2염기성 지방산 에스테르의 술폰산 에스테르, 지방산 아미드 술폰산 에스테르, 포르말린 농축의 나프탈렌 술폰산 에스테르가 있다.
양이온의 표면활성제의 예에는 지방족 아민염, 제4차 암모늄염, 알킬피리디늄염이 있다. 비이온 표면활성제의 예에는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 소르비탄 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 알킬 에스테르가 있다.
상기 표면활성제 중에서, 음이온 표면활성제 및/또는 비이온 표면활성제를 사용하는 것이 좋다. 따라서, 흡수성 수지에 형성되는 이온기, 특히 산기는 표면활성제에서 유기성 양이온에 의해 염을 형성하는 것 즉 소수화가 방지되어, 흡수성 수지의 흡수특성의 저하를 방지할 수 있다.
이 실시예에서, 수투과성 포대 케이스의 재료로서 천연섬유나 합성섬유로 만든 천이 사용될 수 있다. 천연섬유의 예로서 면, 마, 명주가 있다. 합성섬유의 예로서는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이 있다. 상기 각 섬유로 짜거나 혼합하여 짠 천이 좋다. 그러나, 부직포나 표면 또는 내부에 세공이 형성된 필름을 사용할 수도 있다.
이 실시예에서, 비중이 1이상인 고체로서, 자성을 갖는 것을 사용할 수 있다. 고체자성의 예로서, 페리자성(ferrimagnetic property), 페로자성(ferromagnetic property), 기생자성(parasitic magnetic property)이 있다. 자성을 이용함으로써, 자기적으로 샌드백을 끌어당기고 크레인 등에 의해 이동 및 전송할 수 있다. 또한, 샌드백은 자성으로 식별할 수 있다. 페로자성체의 예에는 철, 니켈, 코발트, 이들의 합금, 이들을 포함하는 합금, 전이금속 및 그 합금 등이 있다. 또한, 페리자성체의 예에는 마그네타이트, 아그헤마이트(maghemite), 헤마타이트(hematite), 망간-아연 페라이트, 망간-니켈 페라이트, 바륨 페라이트, 스트론튬 페라이트가 있다. 이 자성체는 일반적인 무기물질에 비하여 큰 비중을 갖고 있어서 샌드백의 무게뿐만 아니라 흡수된 물을 가지는 전체 샌드백 무게를 크게 증가시키는 효과가 있다. 또한, 이 자성체는 전자기기의 해체에서 나온 폐기물로서 처리가 어렵기 때문에 폐기물의 효과적 활용의 측면에서 자성체의 사용은 이점이 있다.
본 발명에 의한 흡수체의 예와 비교예를 설명한다. 다음의 예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예1
표면활성제로서 라우릴황산나트륨(sodium laurylsulfate) 이 주입된 두꺼운 면으로 만들어진 백(bag)이 준비되었다. 한편, 라우릴황산나트륨 1중량을 함유한 100중량의 흡수성 재료를 상기 백에 봉해 넣어 흡수체를 만들었다.
(흡수성 재료의 제작)
분말의 ABS수지 폐기물 1중량을 농축황산 30중량(중량 96%)에 가하여 80℃의 온도에서 20분간 반응시켰다. 이 분말 폐기물은 8mm 카세트(몰로서 스틸엔 52%, 아크릴로니트릴 28%, 부타디엔 20%, 카본블랙 2%로 구성된 수지성분)의 카드패널의 검은 부분을 냉동 분쇄기(shredder)에 의해 분쇄하고 분쇄된 것을 16∼32분도(粉度)로 나누어 얻었다.
상기 반응이 종료한 후, 반응계의 고체는 유리필터에 의해 여과되고 물로 세척되어 1N 수산화나트륨 용액 50중량으로 중화되었다. 고체를 충분한 양의 물로 더 세척하여 여과된 PH가 8이하가 되는 시점에서 고체가 제거되고, 105℃에서 2시간 공기순환 건조기로 건조하여 검은색의 고체를 얻었다. 황의 원소분해결과로부터, 고체에서의 술폰산기의 함유량은 모든 단소체 단위에 기초하여 몰 33%로 확인되었다. 또한, 함유된 나트륨은 거의 술폰산기와 같은 몰비였다.
실시예 2
라우리 황산나트륨 대신에 미리스틸 알콜의 폴리오키에틸렌 에테르가 사용되는 것을 제외하고 실시예 1과 대체로 동일한 방법으로 흡수체가 제작되었다.
비교예
라우리 황산나트륨이나 미리스틸의 폴리오키에틸렌 에테르가 표면활성제로서 사용되지 않는 것을 제외하고 실시예 1과 대체로 동일한 방법으로 흡수체가 준비되었다.
실시예 1, 2와 비교예에서 얻어진 동일한 형태의 흡수체는 1cm의 깊이와 균일한 수면을 가지는 물속에 침전되고, 흡수 및 팽창속도가 흡수체의 두께의 변화로부터 개별적으로 평가된다. 침전 전에, 모든 흡수체는 거의 동일한 두께를 가지지만, 1분 후, 실시예 1의 흡수체의 두께는 2.6cm였고 실시예 2의 두께는 2,8cm인 반면에, 비교예의 두께는 1.6cm였다. 이 결과로 부터, 흡수속도는 표면활성제를 이용함으로써 증가되는 것이 명백하다.
상기 기술된 바와 같이, 실시예 3 및 4에 따른 각 흡수체는 분말형태를 포함하는 작은 조각 형태의 흡수성 고분자(흡수성 수지)와 수분-투과성 백형태의 케이스에 내포된 미립자를 포함하는 흡수체이며, 변성 고분자인 흡수성 수지는 아크릴로니트릴을 포함하는 고분자 재료를 산화 처리함으로써 얻어지고, 스티렌 및 복합 디엔으로 구성하는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 유닛이며, 겔로되는 수분을 흡수하는 변형 고분자이며, 수분-투과성 백형태의 케이스로 구성하는 그룹으로부터선택된 적어도 하나의 성분이며 표면활성제를 포함하는 흡수성 고분자이다. 따라서, 흡수체는 누수 또는 침수에 의해 불필요한 잉여 수분을 제거하는데 효과적으로 사용될 뿐만 아니라 특히 모래주머니로서 최적의 기능을 갖는다는 점에서 장점이 있다. 게다가, 흡수성 고분자에 표면활성제를 함유시킴으로써, 흡수성 고분자의 흡수성 저하를 방지하게 한다. 또한, 수분-투과성 백형태의 케이스에 표면활성제를 함유시킴으로써, 백형태의 케이스의 흡수성이 증대되고, 따라서 특히 모래주머니의 기능을 증대시킨다.
게다가, 실시예 3 및 실시예 4의 각 흡수체는, 흡수하고 있지 않을 때는 중량과 체적이 작다. 그러므로, 흡수체를 운반하고 싣거나 내리는 동작이 용이하며, 재해가 발생하였을 때, 필요한 위치에 흡수체를 신속하게 지당하는 것이 가능하다. 또한, 이 흡수체는 물을 흡수한 흡수체를 건조시킴으로써 반복하여 사용할 수 있다. 게다가, 그 흡수체는 종래에 사용되기 어려웠던 고분자 폐물(scrap)이나 무기질고형 폐물을 이용하여 제작됨으로써, 자원을 효과적으로 이용하고 환경보존에 기여하는 것이 가능해진다.
게다가, 실시예 3과 4의 흡수체들의 각각에서는, 흡수체가 상기 흠수성 폴리머 뿐만아니라, 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 내장된 비중 1 이상을 가지는 분말형태와 입자형태를 포함하는 작은 부분들의 형태로된 고체물질을 포함하는 구조를 가지고 있다. 그러므로, 흡수체의 무게는 샌드백의 기능을 개선하기 위해서 증가된다.
게다가, 실시예들 3과 4의 흡수체를 제조하기 위한 방법은 물이 침투가능한백모양의 케이스와 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 내장된 분말형태와 입자형태를 포함하는 작은 부분들의 형태로 된 흡수성 폴리머를 포함하는 흡수체를 만드는 방법이다.
상기 방법은 물을 흡수하여 겔 상태가 되는 수정된 폴리머가 되는 흡수성 폴리머를 얻기 위해서 아크릴로이트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 가지는 작은 부분들로된 폴리머 물질을 산화처리하는 단계와, 물이 침투가능한 백모양의 케이스애레 작은 부분들로된 흡수성 폴리머를 내장시키는 단계를 포함한다. 표면활성제는 내장단계전에 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 흡수성 폴리머로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 성분내에 포함된다. 그러므로, 상술한 장점을 가지는 흡수체는 간단한 공정에 의해 제조되며 저렴한 비용에 의해 제공된다.
게다가, 실시예들 3과 4의 흡수체를 제조하는 방법에서는, 폴리머 물질이 카본 블랙 또는 티타늄 산화물을 포함하면, 폴리머 물질에 대한 산화처리는 진척된다. 그러므로, 흡수성 폴리머는 단시간내에 효과적으로 제조될 수 있으며, 흡수체는 저렴한 비용으로 제공될 수 있다.
이후에는, 본 발명의 실시예 5와 6이 도 5a - 도 6b를 참조하여 기술될 것이다.
먼저, 본 발명의 실시예 5가 기술된다.
도 5a, 5b는 본 발명의 다른 양호한 실시예의 흡수체(1)를 도시한 단면도로서, 흡수체의 구성을 도시하고 있다. 즉, 도 5a는 물을 흡수하기 전에흡수체(1)의 단면도이며, 도 5b는 물을 흡수한 후에 흡수체(1)의 단면도이다.
흡수체(1)는 물의 침투성을 가지는 시트 형태를 백모양으로 만들어 형성된 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)와 물이 침투기능한 백 모양의 케이스(2)내에 내장된 흡수성 레진(3a, 3b)을 포함한다.
본 발명의 양호한 실시예에서는, 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔(예를 들어, 부타디엔 또는 이소프렌)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화처리함으로써 수정된 폴리머를 얻고, 수정된 폴리머를 건조시키고 건조된 폴리머 입자의 입자직경을 감소시킴으로써 흡수성 레진(3a, 3b)이 얻어진다.
폴리머 물질의 구조에서는, 예를 들어, 실시예 3과 4의 흡수체(100, 110)를 구성하는 폴리머 물질이 사용될 수 있다. 이러한 폴리머 물질과 그 폴리머 물질을 제조하는 방법은 상기 폴리머 물질과 제조방법과 각각 동일하다. 그러므로 상세한 설명은 생략되었다.
이러한 실시예에서는, 겔 형태의 반응물은 폴리머 물질을 제조하기 위한 상기 방법에 의해 제조되어 건조되며, 비교적 높은 강도를 가지는 큰 부피의 물질이다. 이러한 벌크(bulk) 물질은 흡수성 레진(3a, 3b)과 같은 만족스러운 효과를 나타내지 못한다. 그러므로, 이 실시예에서는, 벌크 물질이 그라인딩에 의해 미세하게 분할되며 요구되면 시브(sieve) 된다. 반응물을 미세하게 분할하는 방법으로서, 겔 형태의 상기 반응물은 스프레이 건조를 통해 건조된다.
미세하게 분할된 흡수성 레진(3a, 3b)은 건조상태에서 약 0.001 - 5mm의 평균입자직경을 가며, 특히 약 0.01 - 1mm의 직경을 가지는 것이 바람직하다. 입자직경이 너무 크면, 흡수성 레진(3a, 3b)의 흡수와 팽창비율은 건조상태에서 증가하지 않는 단점을 가지게 된다. 한편, 입자직경이 너무 작으면, 흡수성 레진(3a, 3b)의 입자들은 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)를 통해 침투하여 흘러나가게 된다는 문제점이 있게 된다.
물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)는 액체가 스며드는 시트로 형성된 백이다. 그리고 요구된다면, 다수의 층들에 의해 이러한 시트가 형성된다. 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)에 대한 재료로서는, 자연섬유 또는 합성섬유로 만든 천이 사용될 수 있다. 자연섬유들의 보기들은 면, 실크와 쥬트를 포함한다. 합성섬유들의 보기들은 폴리아미드, 폴리미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 포함한다. 이러한 천은 상기 섬유들을 개별적으로 또는 결합하여 연결하여 얻어지게 된다. 다시 말하자면, 표면과 내부면내에 형성된 구멍들을 가지는 막(film) 또는 부직(non-woven)이 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와같이, 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)는 이렇게 형성된 흡수성 레진(3a, 3b)으로 채워지며 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)의 입구는 밀봉되어 흡수성 레진(3a, 3b)이 외부로 유출되지 않게 된다.
상기와 같이 형성된 흡수체(1)는 흡수성을 가지며, 흡수체(1)를 이용함으로써, 누수 또는 홍수로 인해 남아 있는 불필요한 물을 제거하는 것이 가능하다.
게다가, 건조상태에서 흡수성 레진(3a)이 물을 흡수하면, 도 5b에 도시된 바와같이, 흡수성 레진(3a)은 체적과 무게면에서 증가한다. 그리고 겔 상태의 흡수성 레진(3b)으로 변화된다. 게다가, 최종 흡수성 레진(3b)은 만족스러운 외부 형태 형성특성을 가지며, 물을 흡수한 흡수체(1)는 범람등의 문제를 만족스럽게 해결할 수 있는 샌드백으로 기능한다.
물을 흡수하고 체적이 증가하는 흡수성 레진(3b)이 건조될 때에, 그것은 체적과 무게면에서 작은 흡수성 레진(3a)으로 변화된다. 그러므로, 그것은 물을 흡수하기 전과 후에 샌드백으로 반복되어 기능할 수 있다.
상술한 바와같이, 이 실시예에서는, 흡수체(1)가 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)를 한 방법에 의해 준비된 흡수성 레진(3a, 3b)으로 채워넣음으로써 제조된다. 상기 방법은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질이 산화처리되고, 최종 제품이 미세하게 분할되어 평균입자직경이 5mm 또는 그 이하가 되도록 하는 방법이다. 그러므로, 흡수체는 누수 또는 홍수로 인해 발생되는 많은 물을 흡수하여 제거할 수 있다.
게다가, 흡수성 레진(3a, 3b)은 만족스러운 외부형태를 유지하면서 겔 상태의 물을 흡수하여 그 체적이 증가하게 된다. 그러므로, 흡수체(1)는 흡수성 레진(3a)이 건조된 상태에서 운반될 수 있다. 그리고 샌드백으로 사용되는 동안에 물을 흡수하여 그 체적과 무게가 증가하게 된다. 그러므로, 흡수체(1)를 사용함으로써, 운송시에 편안함을 보장하면서 실제 사용시에는 홍수에 만족스럽게 대처할 수 있다.
게다가, 흡수체(1)는 표면활성제를 포함할 수 있다. 이 경우에는, 표면활성제가 흡수체(1)를 구성하는 흡수성 레진(3a, 3b)과 물이 침투기능한 백 모양의 케이스(2)내에 침투한다. 그러므로 흡수체(1)의 흡수율을 개선시키는 것이 가능하다. 사용되는 표면활성제로서는, 카티오닉 표면활성제, 비이온 표면활성제와 암폴리틱(ampholytic) 표면활성제가 선호된다. 그리고 특히, 안이온(anionic) 표면활성제가 비이온(nonionic) 표면활성제가 선호된다. 안이온(anionic) 표면활성제가 비이온(nonionic) 표면활성제를 사용함으로써, 흡수성 레진(3a, 3b)내에서 형성된 이온 그룹, 특히 산 그룹이 유기 양이온(cation)을 가지는 소금이 표면활성제내에 형성하는 것이 방지된다. 즉, 이온 그룹이 친수성이 되게 된다. 그러므로, 흡수성 레젠의 흡수력이 저하되는 것이 방지된다.
안이온 표면활성제의 보기들은 지방이 많은 산 에스테르, 알코올 농도가 많은 황산, 액체 지방기름 황산 소금, 지방족 아민(aliphatic amine), 지방족 아미드의 황산소금, 지방 알코올 인산염, 황산, 디베이식(dibasic) 지방산 에스테르의 술폰산 소금, 지방 아미드의 술폰산 소금과 포르말린 농축에 의해 얻어지는 나프탈렌술폰산 소금을 포함한다. 양이온 표면활성제의 보기들은 지방족 아민 소금, 4원소 암모늄 소금과 알킬피리디늄 소금을 포함한다. 비이온 표면활성제의 보기들은 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 소르비탄(sorbitan) 알킬 에스테르와 폴리옥시에틸렌 소르비탄 알킬 에스테르를 포함한다.
게다가, 첨가된 표면활성제의 양은 물이 침투가능한 백모양의 케이스(2)와 흡수성 레진(3a)의 무게에 근거하여, 건조상태에서 무게면에서 0.01% - 10%이며,특히 0.1 - 0.5%가 바람직하다.
첨가된 표면활성제의 양이 너무 크다면, 표면활성제는 물을 흡수한 후에 흡수성 레진(3a)으로부터 분리되므로, 흡수체의 외부의 오염을 발생시키게 된다는 문제가 있다. 한편, 첨가된 표면활성제의 양이 적다면, 표면활성제의 첨가에 의해 달성되는 흡수율로 흡수체(1)를 개선시키는 효과는 나타나지 않게 된다는 문제점이 있다.
다음에, 이 실시예에 따르는 흡수체(1)가 기술된다. 다음의 보기들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
보기 1
한 개의 백이 물이 침투가능한 백모양의 케이스로서 두꺼운 천으로 만들어진다. 그리고 아래에 기술되는 바와같이 제조되는 흡수성 레진은 상기 백내에 배치되어 밀봉된다.
(흡수성 레진의 제조)
농축된 황산의 무게로 30 비율(무게로 96%)에 스크랩 ABS 레진(8mm카세트 테이프의 카드 패널의 블랙부(black portion)로서, 스티렌 52% 몰, 아크릴로니트릴 28% 몰, 부타디엔 20% 몰로 구성되며, 무게면에서 카본 블랙 2%를 추가로 포함하며, 냉동 분쇄기에 의해 그라인드되어, 16- 32 메시로 분류된다. )의 무게의 1비율이 첨가되었다.
반응이 완료된 후에, 반응 시스템내의 고체물질은 유리필터에 의해 여과되어 세척되며, 수산화나트륨의 N수용액의 무게의 50 비율에 의해 중화되었다. 그 후에, 고체물질은 충분한 양의 물에 의해 세척되었고, 여과액의 pH가 8 또는 그 이하가 될 때에, 고체물질은 제거되고 2시간 동안에 105℃에서 공기 회전 건조기에 의해 건조되었다.
상기 절차에 의해, 검은색의 고체물질이 얻어졌다. 황산에 대한 기초 분석의 결과로부터, 모든 모노모 단위들의 몰에 근거하여, 고체물질내의 술폰산 그룹이 33% 몰이 된다는 것이 확인되었다. 게다가, 포함된 나트륨은 거의 술폰산 그룹과 동등한 몰(1.1)이었다. 이러한 검음 고체물질은 평균입자직경이 0.8mm가 되도록 그라인드 되었다.
보기 2
흡수체는 보기 1과 거의 동일한 방법으로 제조되었다. 단지 평균입자직경이0.5 mm가 되도록 그라인드 된다는 것이 다르다.
비교 보기
흡수체는 보기 1과 거의 동일한 방법으로 제조되었다. 단지 차이는 검은 고체물질이 그라인드 되지 않았다는 것이다. 이 경우에서는, 흡수성 레진의 평균입자직경이 8mm가 되었다.
(비교 결과)
보기 1과 2 및 비교 보기내에서 얻어진 동일한 크기를 가지는 흡수체들은 1cm의 깊이와 균일한 표면을 가지는 물에 침수되었다. 그리고 흡수와 팽창율은 흡수체들의 두께 변화로부터 개별적으로 추측되었다. 침수전에, 모든 흡수체들은 사실상 동일한 두께를 가진다. 그러나, 1분후에는, 보기 1의 흡수체의 두께는 2.9cmm이었고, 보기의 두께는 3.2cm가 되었다. 반면에 비교 보기의 두께는 1.6 cm이었다. 이러한 결과로부터, 흡수성은 고체물질의 입자직경을 감소시킴으로써 개선된다는 것이 명백하다.
다음에, 본 발명의 보기 6이 서술된다.
이 실시예는 실시예 5의 수정된 보기이며, 실시예 5와의 차이점은 비중 1이상의 고체물질이 흡수성 레진내에 포함된다는 사실이다. 다음에서는, 실시예 5와 본 실시예와의 차이점에 대한 설명이 이루어진다. 공통의 구조에 대한 설명은 생략되었다.
도 6a, 6b는 이 실시예의 흡수체(11)의 단면도로서, 흡수체의 구조를 도시한 것이다. 즉, 도 6a는 물을 흡수하기 전의 흡수체(11)의 단면도이며, 도 6b는 물을 흡수한 후에 흡수체(11)의 단면도이다.
실시예 5와 같이, 흡수체(11)는 물이 침투기능한 백 모양의 케이스(12)에 흡수성 레진(13a, 13b)이 채워져 있고, 물이 침투기능한 백 모양의 케이스(12)의 입구는 밀봉되어 있다는 구조를 가지고 있다. 상술한 바와같이, 이 실시예는 비중 1이상의 고체물질이 흡수성 레진(13a, 13b)내에 포함되어 잇다는 것이 실시예 5와는 다른 점이다.
예를 들어, 고체물질(14)로서는, 실시예 3과 4내에 기술된 자기특성을 가지는 물질들이 사용될 수 있다. 자기특성들을 가지는 이러한 물질들은 실시예 3과 4와 동일하며, 그에 대한 설명은 생략된다.
상술한 바와같이, 실시예 5와 6의 각각에서는, 흡수체가 물이 침투가능한 백모양의 케이스를 한 방법에 의해 준비된 흡수성 레진으로 채워넣음으로써 제조된다. 상기 방법은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질이 산화처리되고, 최종 제품이 미세하게 분할되어 평균입자직경이 5mm 또는 그 이하가 되도록 하는 방법이다. 그러므로, 흡수체는 누수 또는 홍수로 인해 발생되는 많은 물을 흡수하여 제거할 수 있다.
게다가, 실시예 5와 6에서는, 흡수성 레진 만족스러운 외부형태를 유지하면서 겔 상태의 물을 흡수하여 그 체적이 증가하게 된다. 그러므로, 본 발명의 흡수체를 이용함으로써, 운송시에 편안함을 보장하면서 실제 사용시에는 홍수에 만족스럽게 대처할 수 있다.
어느 정도의 특수성을 가지고 양호한 형태로 된 본 발명이 기술되었지만, 명백하게 결합 뿐만아니라, 많은 변경들과 변화들이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여기에 기술되지 않은 본 발명이 실행될 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (45)

  1. 물이 침투기능한 백 모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 있는 항균성 흡수제로 구성된 흡수체에 있어서,
    상기 항균성 흡수제는 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 스티렌(styrene) 및 복합 디엔( conjugated diene)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하는 원료로부터 얻어지는 수정된 폴리머 화합물로 구성되며,
    상기 수정된 폴리머 화합물은 치환기(substituent)로서 소개된 산 그룹(acid group)을 가지며, 상기 산 그룹은 금속 소금(metal salt)형태로 된 흡수체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 추가 흡수제를 추가로 포함하며, 상기 추가 흡수제는 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하며, 산화 처리(acid treatment)에 의해 치환기(substituent)로서 소개된 이온 그룹(ionic group)을 가지는 원재료로부터 얻어지는 흡수체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 소금은 아연, 구리와 은으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 금속의 소금이 되는 흡수체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수정된 폴리머 화합물은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하는 개시물질(starting material)로부터 얻어지며, 상기 유기 폴리머 물질은 스크랩(scrap) 물질로부터 회수되는 흡수체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내의 상기 수정된 폴리머 물질에 지정된 비중(specific gravity) 1 또는 그 이상이 부가된 고체물질을 추가로 포함하는 흡수체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 고체물질은 천연광물과 고체 쓰레기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 물질로 구성되는 흡수체.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 고체물질은 상기 고체 쓰레기를 결합시켜 얻어지는 흡수체.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 고체물질은 자기 특성을 가지는 스크랩 물질이 되는 흡수체.
  9. 물이 침투기능한 백 모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 있는 항균성 흡수제로 구성되며, 상기 항균성 흡수제는 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질을 포함하는 원료로부터 얻어지는 수정된 폴리머 화합물로 구성되는 흡수체를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 유기 폴리머 물질내에 산 그룹을 치환기(substituent)로서 유입시키기 위한 산(acid)을 가지고 상기 유기 폴리머 물질을 반응시키는 산화 처리단계와,
    상기 산화 처리단계에서 얻어진 유기 폴리머 물질을 금속 소금으로 반응시켜 상기 산 그룹의 금속 소금을 형성하는 금속처리단계로 구성되는 흡수체 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 산화 처리단계에서 이용되는 상기 산은 무기산이 되는 흡수체 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 무기산은 무게면에서 70%의 농축도 또는 그 이상을 가지는 농축된 황산이 되는 흡수체 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 금속처리단계에서, 아연, 구리와 은으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 금속의 소금이 형성되는 흡수체 제조방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    아크릴로니트릴과 스크랩 물질로부터 회수되는 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 유기 폴리머 물질은 상기 수정된 폴리머 화합물의 상기 원재료로 이용되는 흡수체 제조방법.
  14. 흡수성 레진으로 채워진 물이 침투가능한 백모양의 케이스로 구성된 흡수체에 있어서,
    상기 흡수성 레진은 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화 처리함으로써 얻어지는 수정된 폴리머가 되며,
    상기 수정된 폴리머는 겔이 되는(gelled) 물을 흡수하며,
    상기 흡수성 레진은 건조 상태에서 5mm 또는 그 이하의 평균입자 직경을 가지는 흡수체.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 흡수성 레진은 건조상태에서 1mm 또는 그 이하의 평균입자 직경을 가지는 흡수체.
  16. 제 14항에 있어서,
    아크릴로니트릴의 최소한 한 부분과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛은 스크랩 물질을 구성하는 흡수체.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 상기 흡수성 레진은 표면활성제를 포함하는 흡수체.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 무기물을 포함하는 흡수체.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 1 또는 그 이상의 비중을 가지는 고체 물질을 포함하는 흡수체.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 고체물질은 자기성(magnetic) 물질이 되는 흡수체.
  21. 제 14항에 있어서,
    물을 흡수한 후에, 상기 흡수성 레진은 외부형태 특성을 유지하면서 체적과 무게가 증가하는 흡수체.
  22. 흡수성 레진으로 채워진 물이 침투가능한 백모양의 케이스로 구성된 흡수체 제조방법에 있어서,
    상기 방법은,
    아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화 처리하는 단계와,
    상기 산화 처리에 의해 얻어진 흡수성 레진을 미세분말화 시켜 건조상태에서 최종 흡수성 레진이 5 mm 또는 그 이하의 평균입자직경을 가지게 되는 미세분말단계로 구성되는 흡수체 제조방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    아크릴로니트릴의 최소한 한 부분과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛은 스크랩 물질을 포함하는 개시물질로부터 얻어지는 흡수체 제조방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 상기 산화 처리 이전에 작은 부분들로 분할되는 흡수체제조방법.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 상기 흡수성 레진내에 표면활성제를 첨가시키는 단계를 추가로 포함하는 흡수체 제조방법.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 무기물을 포함하는 흡수체 제조방법.
  27. 제 22항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 1 또는 그 이상의 비중을 가지는 고체 물질을 포함하는 흡수체 제조방법.
  28. 제 19항에 있어서,
    상기 고체물질은 자기성(magnetic) 물질이 되는 흡수체 제조방법.
  29. 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 포함된 분말형태와 입자형태로 된 작은 부분들로 된 흡수성 폴리머로 구성된 흡수체에 있어서,
    상기 흡수성 폴리머는 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되는 폴리머 물질을 산화 처리함으로써 얻어지는 수정된 폴리머가 되며,
    상기 수정된 폴리머는 겔이 되는(gelled) 물을 흡수하며,
    상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 상기 흡수성 폴리머로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 성분은 표면활성제를 포함하는 흡수체.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내의 작은 부분들로 된 고체 물질을 추가로 포함하며, 상기 고체물질은 1 또는 그 이상의 비중을 가지는 분말과 입자형태를 포함하는 흡수체.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 표면활성제는 안이온(anionic) 표면활성제와 비이온(nonionic) 표면활성제로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 표면활성제가 되는 흡수체.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 표면활성제는 무게면에서 0.01 - 10 파트(parts)의 양 즉, 건조상태에서 상기 흡수성 폴리머의 무게의 100파트의 양과 건조상태에서 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스 무게의 100파트의 양만큼 포함되어 있는 흡수체.
  33. 제 29항에 있어서,
    상기 표면활성제는 무게면에서 0.1 - 5 파트의 양 즉, 건조상태에서 상기 흡수성 폴리머의 무게의 100파트의 양과 건조상태에서 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스 무게의 100파트의 양만큼 포함되어 있는 흡수체.
  34. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 아크릴로니트릴 단위의 몰(mole)을 5 - 80%를 포함하는 흡수체.
  35. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 아크릴로니트릴 단위의 몰(mole)을 10 - 60%를 포함하는 흡수체.
  36. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 아크릴로니트릴 단위의 몰(mole)을 20 - 50%를 포함하는 흡수체.
  37. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛의 몰의 20 - 95%를 포함하는 흡수체.
  38. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛의 몰의 40 - 85%를 포함하는 흡수체.
  39. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛의 몰의 50 - 80%를 포함하는 흡수체.
  40. 제 29항에 있어서,
    상기 폴리머 물질은 카본 블랙과 티타늄 산화물을 포함하는 흡수체.
  41. 제 29항에 있어서,
    상기 흡수성 폴리머는 스크랩 물질로부터 나온 폴리머 물질을 포함하는 개시물질로부터 얻어지며, 상기 스크랩 물질은 아크릴로니트릴과/또는 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 포함하는 흡수체.
  42. 물이 침투가능한 백모양의 케이스와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 포함된 분말형태와 입자형태로 된 작은 부분들로 된 흡수성 폴리머로 구성된 흡수체를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    겔이 되는(gelled) 물을 흡수할 수 있는 수정된 폴리머가 되는 흡수성 폴리머를 얻기 위해서 아크릴로니트릴과 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛으로 구성되며 작은 부분들의 형태로 된 폴리머 물질을 산화 처리하는 단계와,
    상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 최종 흡수성 폴리머를 작은 부분들의 형태로 포함시키는 단계로 구성되며,
    상기 내장단계 이전에, 상기 흡수성 폴리머와 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스로부터 선택된 최소한 한 개의 요소내에 포함되는 흡수체 제조방법.
  43. 제 42항에 있어서,
    작은 부분들로 된 상기 흡수성 물은 상기 물이 침투가능한 백모양의 케이스내에 분말형태와 입자형태를 포함하고 작은 부분들의 형태를 띠며 1 또는 그 이상의 비중을 가지는 고체물질과 함께 내장되는 흡수체 제조방법.
  44. 제 42항에 있어서,
    작은 부분들로된 상기 폴리머 물질은 카본 블랙과 티타늄 산화물을 포함하는 흡수체 제조방법.
  45. 제 42항에 있어서,
    상기 작은 부분들의 흡수성 폴리머의 형태는 스크랩 물질로부터 나온 폴리머 물질을 포함하는 개시물질로부터 얻어지며, 상기 스크랩 물질은 아크릴로니트릴과/또는 스티렌 및 복합 디엔으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 개의 유닛을 포함하는 흡수체 제조방법.
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