KR20060076244A - 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머의 제조 방법 - Google Patents

카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머의 제조 방법 Download PDF

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KR20060076244A
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carboxyalkyl
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Abstract

초흡수성을 가지는 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머의 제조 방법.

Description

카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머의 제조 방법{METHOD OF MAKING CARBOXYALKYL CELLULOSE POLYMER NETWORK}
본원 발명의 양태 및 많은 부수적 이점은 수반하는 도면과 연관하여 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 편입시키며 습득층(acquisition layer)을 가지는 흡수성 구조의 횡단면도이다.
도 2는 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 편입시키며 습득층 및 분배층(distribution layer)을 가지는 흡수성 구조의 횡단면도이다.
도 3A-C는 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 포함하는 복합물(composite) 및 도 1 및 도 2 각각에 도시된 흡수성 구조를 편입시킨 흡수성 제품의 횡단면도이다.
도 4는 하중 흡수능(Absorbency Under Load, AUL) 값을 측정하기 위한 장치의 구조적 도시이다.
발명의 분야
본원 발명은 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머의 제조 방법에 관계한다.
발명의 배경
유아 기저귀, 성인 요실금 패드, 및 여성 캐어 제품과 같은 개인용 캐어 흡수성 제품은 전형적으로 섬유질 매트릭스 안에 분배된 초흡수성 폴리머 입자를 포함하는 흡수성 코어를 함유한다. 초흡수제는 수-팽윤성이며, 일반적으로 체액에 대한 높은 흡수 용량을 가지는 불-수용성 흡수성 재료이다. 관용적인 초흡수성 폴리머(SAP)는 대부분 아크릴산으로부터 유래되는데, 그 자체는 오일, 비-재생성 원료에서 유래된다. 아크릴산 폴리머 및 SAP는 일반적으로 생분해성이 아닌 것으로 알려져 있다. 이들의 광범위한 사용에도 불구하고, 흡수성 제품 시장의 몇가지 분야는 비-재생성 오일에서 유래된 재료의 사용 및 이들의 비-생분해성 성질을 염려한다. 또한 아크릴산 기초 폴리머는 기저귀 및 요실금 패드의 가격 구조의 중요 부분을 구성한다. SAP의 사용자들은 보다 저가의 SAP에 관심이 있다. 고가는 유가의 변동에 따라 달라지는 아크릴산의 제조업자를 위한 가격 구조에서 일부 비롯한다. 또한, 사용 후 기저귀를 버릴 때, 기저귀는 통상적으로 최대량 또는 이론적인 함량보다 상당히 적은 체액을 함유한다. 즉, 기저귀의 유체 보유 용량에 관하여 보면, 이들은 "과도하게 디자인되어(over-designed)" 있다. 이러한 "과도한-디자인"은 SAP의 사용에 있어 비효율성을 가지게 한다. 비효율성은 (높은 AUL에 의해 설명되는 바와 같이) SAP가 높은 겔 강도를 가지도록 고안되어 있다는 사실로부터 일부 초래된다. 현재 사용되는 SAP 입자의 높은 겔 강도(팽윤시)는 이 입자들이 입사들 사이에 많은 공극 공간을 보유하도록 도움을 주며, 이것은 빠른 액체 흡수에 도움이 된 다. 그러나 이러한 높은 "공극 부피"는 동시에 포화된 상태의 제품에서 많은 틈새(입자 사이) 액체를 존재하게 하는 결과를 가져온다. 많은 틈새 액체가 존재할 때, 흡수성 제품의 "리웨트(rewet)" 값 또는 "젖은 감촉"이 생기게 된다.
개인용 캐어 흡수성 제품에서, 미국의 남부 파인 플러프 펄프는 통상적으로 SAP와 함께 사용된다. 이러한 플러프는 흡수성 제품을 위한 바람직한 섬유질로 전세계에 알려져 있다. 이러한 선호도는 플러프 펄프의 유리한 긴 섬유 길이(약 2.8 mm) 및 웨트레이드(wetlaid) 펄프 쉬트에서 에어레이드(airlaid) 웹으로의 비교적 용이한 가공성에 기초한다. 또한 플러프 펄프는 재생성 및 생분해성 셀룰로오스 펄프 섬유로 제조된다. SAP에 비하여, 이러한 섬유는 질량에 기초하여서는 비싸지 않지만, 보유된 액체의 유닛에 기초 하여서는 보다 비싼 편이다. 이러한 플러프 펄프 섬유는 대부분 섬유사이의 틈새안에 흡수한다. 이러한 이유로, 섬유질 매트릭스는 습득된 액체를 압력의 적용하에서 용이하게 방출한다. 습득된 액체를 방출하는 경향은, 셀룰로오스 섬유질로부터 독점적으로 형성된 코어를 포함하는 흡수성 제품을 사용하는 동안 상당히 피부를 축축하게 하는 결과를 가져올 수 있다. 또한 액체가 이러한 섬유질 흡수성 코어안에 효과적으로 보유되지 않기 때문에, 이러한 제품은 습득된 액체를 새어나가게 하는 경향을 가진다.
그러므로 셀룰로오스와 같은 생분해성 재생성 원료로부터 제조되고 가격 효율적인 초흡수성 조성물이 필요하다. 이러한 방식에서, 초흡수성 조성물은 흡수성 제품 디자인이 착용자에게 축축한 느낌을 주지 않는 이론적 용량에 보다 가깝게 사 용될 수 있도록 하기에 효율적인 흡수성 제품 디자인에서 사용될 수 있다. 본원 발명은 이러한 필요를 만족시키며, 보다 많은 관련된 이점을 제공한다.
발명의 개요
본원 발명은 초흡수성을 가지는 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머의 제조 방법을 제공한다. 제조 방법은 1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻은 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에서 카르복시알킬 셀룰로오스를 불용성으로 만드는 유효한 양의 가교결합제와 반응시키는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, 제조 방법은 1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻은 카르복시알킬 셀룰로오스와 카르복시알킬 셀룰로오스를 수용액의 물에 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제를 조합하여 폴리머 혼합물을 제공하는 단계; 상기 폴리머 혼합물을 수-혼화성 용매를 첨가하여 침전시켜 침전된 혼합물을 제공하는 단계; 상기 침전된 혼합물을 수집하는 단계; 및 상기 침전된 혼합물을 가교결합시켜 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 제공하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
한 양태에서, 본원 발명은 초흡수성을 가지는 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 제공한다. 본원 발명의 망상 폴리머는 수-팽윤성, 수-불용성 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 조성물이다. 이 조성물에서, 카르복시알킬 셀룰로오스는 1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 재료는 용액을 형성하기 위하여 재료의 형태 를 잃고 본질적으로 수용액에 골고루 균일하게 분산되면서 과량의 물에 실질적으로 분자적으로 용해할 때, 수용성인 것으로 생각될 것이다. 본원에서 사용되는 "수 팽윤성" 및 "수 불용성"이라는 용어는 과량의 수성 매개물(예컨대, 혈액, 물, 합성 소변과 같은 체액, 또는 물과 염화 나트륨 용액의 1 중량%)에 노출될 때, 평형 부피로 팽창하지만 용액으로 용해되지 않는 셀룰로오스 제품을 말한다.
망상 폴리머(본원에서는 "조성물" 또는 "초흡수성 조성물"으로도 언급됨)는 약 1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻은 카르복시알킬 셀룰로오스를 상기 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제와 반응시킴으로써 얻는다. 가교결합제는 카르복시알킬 셀룰로오스와 반응하여 망상을 제공한다. 한 실시예에서, 망상 폴리머는 카르복시알킬 셀룰로오스를 가교결합제로 처리하여 반응 혼합물을 제공하고, 상기 반응 혼합물을 가교결합시켜 조성물을 제공함에 의하여 얻는다. 또다른 실시예에서, 망상 폴리머는 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 수득된 카르복시알킬 셀룰로오스와 수용액에서 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제를 조합하여 반응 혼합물을 제공하는 단계; 상기 반응 혼합물을 수-혼화성 용매를 첨가하여 침전시켜 침전된 혼합물을 제공하는 단계; 상기 침전된 혼합물을 수집하는 단계; 및 상기 침전된 혼합물을 가교결합시켜 조성물을 제공하는 단계에 의하여 얻는다.
망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시알킬 셀룰로오스를 제조하는데 사용되는 전통적인 펄프에 비하여 높은 리그닌 함량, 높은 카파 값, 높은 헤미셀룰로오스 함량, 및 높은 중합도를 가지는 펄프로 제조된 다. 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스를 제조하는데 유용한 펄프는 예비-가수분해 단계를 포함하지 않는 펄프 가공으로부터 제조된 펄프를 포함한다. 유용한 펄프는 전통적인 펄프 가공보다 짧은 쿠킹(cooking) 시간 및 보다 낮은 쿠킹 온도를 가지는 가공에 의하여 제조된 펄프를 포함한다. 그밖의 다른 유용한 펄프는 대규모의 표백 단계를 포함하지 않는 가공에 의하여 제조된 펄프를 포함한다.
펄프로부터 제조된 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가진다. 한 실시예에서, 펄프로부터 제조된 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 2 내지 약 40의 카파 값을 가진다. 한 실시예에서, 펄프로부터 제조된 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 35의 카파 값을 가진다. 카파 값은 TAPPI T-236 표준법에 의하여 결정되었다.
한 실시예에서, 펄프로부터 제조된 카르복시알킬 셀룰로오스는 크래프트 펄프(kraft pulp)이다.
한 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스이다. 한 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시에틸 셀룰로오스이다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 셀룰로오스 중량에 기초하여 약 0.15 내지 약 10 중량%의 리그닌 함량을 가지는 펄프로부터 제조된다. 리그닌 함량은 실시예 7과 실시예 8에 설명된 방법으로 결정되었다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 셀룰로오스 중량에 기초하여 약 0.1 내지 약 17 중량%의 헤미셀룰로오스 함량을 가지는 펄프로부터 제조된다. 헤미셀룰로오스 함량은 실시예 7 및 실시예 8에 설명된 방법으로 결정되었다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 표백되지 않았거나 약간 표백된 펄프로부터 유래된다. 표백되지 않았거나 약간 표백된 펄프는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 및 리그닌을 포함한다. 그러므로 표백되지 않았거나 약간 표백된 펄프로부터 유래된 본원 발명의 제품은 카르복시알킬 셀룰로오스 이외에도 카르복시알킬 헤미셀룰로오스 및 카르복시알킬 리그닌을 포함할 수 있다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 1200 내지 약 3600의 중합도를 가지는 펄프로부터 제조된다. 중합도는 ASTM D1795 표준법에 의하여 결정되었다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 0.4 내지 약 1.4의 카르복시 치환도를 가진다. 카르복시 치환도는 적정(titration)에 의하여 결정되었다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스 수용액 1 중량%는 약 100 cP보다 큰 점성도를 가진다. 한 실시예에서, 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 수용액 1 중량%는 약 600 cP보다 큰 점성도를 가진다. 한 실시예에서, 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 수용액 1 중량%는 약 1000 cP보다 큰 점성도를 가진다. 한 실시예에서, 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 수 용액 1 중량%는 약 2000 cP보다 큰 점성도를 가진다. 한 실시예에서 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 수용액 1 중량%는 약 4000 cP보다 큰 점성도를 가진다. 점성도는 ASTM D2196-99 표준법에 의하여 결정되었다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 수용성 카르복시알킬 셀룰로오스이다. 카르복시알킬 셀룰로오스는 펄프를 약 0.4 내지 약 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 카르복시알킬화된 펄프를 제공하기에 충분한 양의 카르복시알킬화제로 처리함에 의하여 제조된다. 한 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스는 가교결합된, 수용성 카르복시알킬 셀룰로오스이다. 가교결합된, 수용성 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 0.4 내지 약 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 카르복시알킬화된 펄프를 제공하기에 충분한 양의 카르복시알킬화제로 처리되고, 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에 용해성으로 유지시키기에 충분한 양의 가교결합제로 처리된 펄프를 포함한다. 한 실시예에서, 본원 발명은 약 0.4 내지 약 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 카르복시알킬화된 펄프를 제공하기에 충분한 양의 카르복시알킬화제로 처리된 가교결합된 펄프를 포함하는, 수용성 카르복시알킬 셀룰로오스를 제공한다. 또다른 실시예에서, 본원 발명은 카르복시알킬화된 펄프를 물에 용해성으로 유지시키기에 충분한 양의 가교결합제로 처리되고 약 0.4 내지 약 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 카르복시알킬화된 펄프를 포함하는, 수용성 카르복시알킬 셀룰로오스를 제공한다. 상기 실시예에서, 펄프로부터 제조된 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가진다.
본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하는 일반적인 방법은 실시예 1에서 설명된다. 본원 발명의 카르복시메틸 셀룰로오스 망상 폴리머를 제조하는 대표적인 방법은 실시예 3 및 실시예 4에 설명되어 있다.
펄프로부터 제조된, 본원 발명의 망상 폴리머 제조에 유용한 카르복시메틸 셀룰로오스와 상업적으로 구입가능한 카르복시메틸 셀룰로오스의 성질이 표 1과 2에 비교되어 있다.
표 1에서는, 본원 발명의 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시메틸 셀룰로오스(Entries A1-O1), 완전히 표백된 남부 파인 펄프(NB416) 및 완전히 표백된 스프루스(spruce) 펄프(PA)로부터 제조된 카르복시메틸 셀룰로오스, 및 상업적으로 구입가능한 카르복시메틸 셀룰로오스에 대한 카파 값, 당 조성, 카르복시 치환도(DS), 수용액 1 중량%에 대한 점성도, 및 카르복시메틸 셀룰로오스의 색을 비교한다. CMC (250,000) 및 CMC (700,000)은 각각 250,000 및 700,000의 분자량을 가지는 Aldrich Chemical 사(위스콘신 주, 밀워키)로부터 상업적으로 구입가능한 카르복시메틸 셀룰로오스를 말한다. CMC 9H4F는 버지니아 주, 호프웰, Hercules Corp.사로부터 AQUALON 상표로 상업적으로 구입가능한 카르복시메틸 셀룰로오스를 말한다.
Figure 112005077607321-PAT00001
표 1을 보면, CMC H, I, 및 J는 실시예 2에 설명된 방법에 의하여 제조되고, CMC 75 내지 98 및 대조군(PA)은 실시예 1에 설명된 방법에 의하여 제조되었다.
표 1의 카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하는데 유용한 펄프의 성질이 표 2에 요약되어 있다. 표 2는 이러한 펄프들에 대한 표백 순서, 카파 값, ISO 백색도, 및 당 함량을 요약한다. A1은 2284의 중합도(DP) 및 62.4의 카파를 가지는 크래프트 쿠키드 스프루스 펄프(kraft cooked spruce pulp)로 시작한다. A1a-I1은 2453의 중합도(DP) 및 47.0의 카파를 가지는 크래프트 쿠키드 스프루스 펄프로 시작한다. J1-M1은 2327의 중합도(DP) 및 37.7의 카파를 가지는 크래프트 쿠키드 파인 펄프로 시작한다. N1 및 O1은 1918의 중합도(DP) 및 10.8의 카파를 가지는 크래프트 쿠키드 혼합된 남부 활엽수 펄프로 시작한다.
Figure 112005077607321-PAT00002
표 2에서, 한 개의 별표(*)는 Cuen에 완전히 용해되지 않았던 펄프를 말하며, 두 개의 별표(**)는 Cuen에 50% 미만으로 용해되었던 펄프를 말한다. 표 2에서, 표백 단계 약어들은 다음과 같다: C = 20 내지 40℃에서 0.5 내지 2 시간동안 1 내지 10% NaClO2 처리 (펄프에, 중량); Ec(#) = 3 내지 25%(중량) 농도, 5 내지 40℃에서 0.1 내지 1 시간동안 저온 NaOH 처리(# = NaOH 농도), Eb = 50 내지 120℃에서 0.25 내지 2시간동안 고온 NaOH 처리 (펄프에 1 내지 15 중량%의 NaOH, 펄프에 0.1 내지 1% NaBH4, 만약 NaBH4가 없다면, 이것은 E 단계); D = 40 내지 90℃에서 0.2 내지 3 시간 동안 ClO2 처리(펄프에 0.2 내지 3%의 ClO2); X = 40 내지 120℃에서 0.2 내지 2시간 동안 pH > 7에서 펄프에 0.5 내지 4 중량%의 DCP (1,3-디클로로-2-하이드록시프로판올)로 가교결합 처리; 및 Xp = 40 내지 120℃에서 0.2 내지 2시간 동안 pH > 7에서 0.5 내지 4 중량%의 PEGDE (폴리에틸렌 디글리시딜 에테르)로 가교결합 처리.
일반적으로, 본원 발명의 망상 폴리머 제조에 유용한 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프를 카르복시알킬화제로 처리함에 의하여 제조된다. 한 실시예에서, 펄프는 카르복시알킬화 이전에 가교결합된다. 한 실시예에서, 펄프는 카르복시알킬화 동안 가교결합된다. 한 실시예에서, 카르복시알킬화 이후에 카르복시알킬 셀룰로오스가 가교결합된다.
한 실시예에서, 제조 방법은 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프를 알칼리화하여 알칼리화된 펄프를 제공하는 단계; 및 상기 알칼리화된 펄프를 카르복시알킬화제로 에테르화하여 카르복시알킬 셀룰로오스를 제공하는 단계를 포함한다.
또다른 실시예에서, 제조 방법은 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프를 가교결합하여 가교결합 펄프를 제공하는 단계; 상기 가교결합 펄프를 알칼리화하여 알칼리화된 펄프를 제공하는 단계; 및 상기 알칼리화된 펄프를 카르복시알킬화제로 에테르화하여 카르복시알킬 셀룰로오스를 제공하는 단계를 포함한다.
제조 방법의 특정 실시예에서, 펄프는 전혀 건조되지 않은 펄프이다. 상기한 바와 같이, 펄프는 셀룰로오스의 약 0.15 내지 약 10 중량%의 리그닌 함량; 및 셀룰로오스의 약 0.1 내지 약 17 중량%의 헤미셀룰로오스 함량을 가진다.
카르복시알킬 셀룰로오스는 약 0.4 내지 약 1.4의 카르복시 치환도를 가진다.
적절한 카르복시알킬화제는 클로로아세트산 및 이의 염, 3-클로로프로피온산 및 이의 염, 및 아크릴아미드를 포함한다.
본원 발명의 특정 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스는 가교결합제로 가교결합함에 의하여 제조된 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스이다. 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스를 제조하는데 유용한 적합한 가교결합제는 일반적으로 물 및/또는 알콜에 용해성이다.
카르복실화 이전 또는 카르복실화 동안에 가교결합하는데 유용한 가교결합제는 메틸올레이티드 유레아(methylolated ureas), 메틸올레이티드 사이클릭 유레아(methylolated cyclic ureas), 메틸올레이티드 저급 알킬 치환된 사이클릭 유레아, 메틸올레이티드 디하이드록시 사이클릭 유레아, 디하이드록시 사이클릭 유레아, 및 저급 알킬 치환된 사이클릭 유레아와 같은 유레아-기초 가교결합제를 포함한다. 특히 바람직한 유레아-기초 가교결합제는 디메틸올 유레아(DMU, 비스[N-하이드록시메틸]유레아), 디메틸올에틸렌 유리아 (DMEU, 1,3-디하이드록시메틸-2-이미다졸리딘온), 디메틸올디하이드록시에틸렌 유레아 (DMDHEU, 1,3-디하이드록시메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리딘온), 디메틸올프로필렌 유리아 (DMPU), 디메틸올하이단토인 (DMH), 디메틸디하이드록시 유레아 (DMDHU), 디하이드록시에틸렌 유레아 (DHEU, 4,5-디하이드록시-2-이미다졸리딘온), 및 디메틸디하이드록시에틸렌 유레아 (DMeDHEU, 4,5-디하이드록시-1,3-디메틸-2-이미다졸리딘온)을 포함한다.
그밖의 다른 적합한 가교결합제는 예를 들면, 비닐사이클로헥센 디옥사이드, 부타디엔 디옥사이드, 및 디글리시딜 에테르와 같은 디에폭사이드; 예를 들면, 디비닐 술폰, 비스(2-하이드록시에틸)술폰, 비스(2-클로로에틸)술폰, 및 디소듐 트리스(β-술파토에틸)술포늄 분자내 염(inner salt)과 같은 술폰; 및 디이소시아네이트를 포함한다.
그밖의 다른 적합한 가교결합제는 1,3-디클로로-2-프로판올, 에피클로로하이드린, 디비닐 술폰, 및 디할로숙신산을 포함한다.
또한 가교결합제 혼합물 및/또는 블렌드(blend)가 사용될 수 있다.
가교결합제와 가교결합되는 카르복시알킬 셀룰로오스의 실시예에 있어서, 가교결합 반응을 가속화하기 위하여 촉매가 사용될 수 있다. 적합한 촉매는 염화 암모늄, 황산 암모늄, 염화 알루미늄, 염화 마그네슘과 같은 산성 염, 및 인-함유 산의 알칼리 금속 염을 포함한다.
셀룰로오스에 적용되는 가교결합제의 양은 특정 가교결합제에 따라 다를 것이며, 적합하게는 전체 셀룰로오스 중량에 기초하여 약 0.01 내지 약 8.0 중량% 범위이다. 한 실시예에서, 적용되는 가교결합제의 양은 전체 셀룰로오스 중량에 기초하여 약 0.20 내지 약 5.0 중량% 범위이다. 한 실시예에서, 셀룰로오스에 적용되는 가교결합제의 양은 적절하게는 물에서의 카르복시알킬 셀룰로오스의 용해도를 보존하는데 필요한 양이다.
카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 카르복시알킬 셀룰로오스를 가교결합제로 처리하여 반응 혼합물을 제공하고, 상기 반응 혼합물을 가교결합시켜 망상 폴리머 조성물을 제공함으로써 얻어진다. 카르복시알킬 셀룰로오스는 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻어진다.
적합한 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸 셀룰로오스를 포함한다.
적합한 가교결합제는 카르복시산기에 대하여 반응성인 가교결합제를 포함한다. 대표적인 유기 가교결합제는 디올 및 폴리올, 디아민 및 폴리아민, 디에폭사이드 및 폴리에폭사이드, 폴리옥사졸린 관능화 폴리머, 및 하나 이상의 아미노기와 하나 이상의 하이드록시기를 가지는 아미놀을 포함한다. 대표적인 무기 가교결합제는 다원자가 양이온(polyvalent cations) 및 다양이온성 폴리머(polycationic polymer)를 포함한다. 대표적인 무기 가교결합제는 숙신산(디카르복시산), 시트르산(트리카르복시산), 부탄 테트라카르복시산(테트라카르복시산)과 같은 카르복시산 리간드를 가지거나 가지고 있지 않은 염화 알루미늄, 황산 알루미늄, 및 탄산 암모늄 지르코늄을 포함한다. 삼원자가 철 및 이원자가 아연 및 구리의 수용성 염이 가교결합제로 사용될 수 있다. 폴리카르복실화된 폴리머를 가교결합시키기 위하여 카올리나이트 및 몬트모릴로나이트와 같은 점토 재료가 또한 사용될 수 있다. 폴리머 카르복실기 및/또는 하이드록실기와 공유결합을 형성하기 위하여 DuPont 사로부터 TYZOR 상표로 상업적으로 구입가능한 티타늄 알콕사이드가 사용될 수 있다.
가교결합제의 혼합물이 사용될 수 있다.
대표적인 디올 가교결합제는 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올을 포함한다.
대표적인 디아민 및 폴리아민 가교결합제는 폴리옥시프로필렌디아민과 같은 폴리에테르 디아민, 및 폴리알킬렌 폴리아민을 포함한다. 적합한 폴리에테르 디아민 및 폴리에테르 폴리아민은 텍사스 주, 휴스톤의 Huntsman Corp,사로부터 JEFFAMINE 상표로 상업적으로 구입가능하다. 대표적인 디아민과 폴리아민 (예컨대, 트리-, 테트라, 및 펜타아민)은 JEFFAMINE D-230 (분자량 230), JEFFAMINE D-400 (분자량 400), 및 JEFFAMINE D-2000 (분자량 2000); JEFFAMINE XTJ-510 (D-4000) (분자량 4000), JEFFAMINE XTJ-50 (ED-600) (분자량 600), JEFFAMINE XTJ-501 (ED-900) (분자량 900), 및 JEFFAMINE XTJ-502 (ED-2003) (분자량 2000); JEFFAMINE XTJ-504 (EDR-148) (분자량 148); JEFFAMINE HK-511 (분자량 225); 및 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 및 테트라에틸렌펜타아민을 포함한다.
대표적인 디에폭사이드 가교결합제는 비닐사이클로헥센 디옥사이드, 부타디엔 디옥사이드, 및 폴리에틸렌 글리콜 (400) 디글리시딜 에테르 및 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르와 같은 디글리시딜 에테르를 포함한다.
대표적인 폴리옥사졸린 관능화 폴리머는 Nippon Shokubai에 의하여 제조된 EPOCROS WS-500을 포함한다.
대표적인 아미놀 가교결합제는 트리에탄올아민을 포함한다.
대표적인 다양이온성 폴리머는 Hercules, Inc.사에 의해 제조된 KYMENE 557H와 같은 폴리아미도 에피클로로하이드린 수지 및 폴리에틸렌이민 수지를 포함한다.
적합한 가교결합제는 카르복시알킬 셀룰로오스 하이드록실기에 대하여 반응성인 가교결합제를 포함한다. 카르복시알킬 셀룰로오스 하이드록실기에 대해 반응성인 대표적인 가교결합제는 알데히드, 디알데히드, 디알데히드 소듐 바이술파이트 첨가제, 디할라이드, 디엔, 디에폭사이드, 할로에폭사이드, 디카르복시산, 및 폴리카르복시산 가교결합제를 포함한다. 가교결합제의 혼합물 또한 사용될 수 있다.
대표적인 알데히드 가교결합제는 포름알데히드를 포함한다.
대표적인 디알데히드 가교결합제는 글리옥살, 글루타르알데히드, 및 디알데히드 소듐 바이술파이트 첨가제를 포함한다.
대표적인 디할라이드 가교결합제는 1,3-디클로로-2-하이드록시프로판을 포함한다.
대표적인 디엔 가교결합제는 디비닐 에테르 및 디비닐 술폰을 포함한다.
대표적인 디에폭사이드 가교결합제는 비닐사이클로헥센 디옥사이드, 부타디엔 디옥사이드, 및 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르와 같은 디글리시딜 에테르를 포함한다.
대표적인 할로에폭사이드 가교결합제는 에피클로로하이드린을 포함한다.
대표적인 카르복시산 가교결합제는 디- 및 폴리카르복시산을 포함한다. 미국 특허 제 5,137,537, 5,183,707, 및 5,190,563호는 가교결합제로서 셋 이상의 카르복실기를 함유하는 C2-C9 폴리카르복시산(예컨대, 시트르산 및 옥시디숙신산)의 사용을 설명한다. 적합한 폴리카르복시산 가교결합제는 시트르산, 타르타르산, 사과산(malic acid), 숙신산, 글루타르산, 시트라콘산, 이타콘산, 타르트레이트 모노숙신산, 말레산, 1,2,3-프로판 트리카르복시산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복시산, 올-시스-사이클로펜탄 테트라카르복시산, 테트라하이드로퓨란 테트라카르복시산, 1,2,4,5-벤젠테트라카르복시산, 및 벤젠헥사카르복시산을 포함한다.
상기한 바와 같이, 카르복실화된 폴리머는 디아민 및 폴리아민과 가교결합 할 수 있다. 디아민 또는 폴리아민에 따라, 폴리머는 디아민 가교결합 또는 아미드/이온성 가교결합을 통해 가교결합 될 수 있다. 복수의 카르복실기를 가지는 제 1 카르복실화된 폴리머 및 복수의 카르복실기를 가지는 제 2 카르복실화된 폴리머는 트리아진 가교결합 활성화제(예컨대, 시아뉴릭 클로라이드로도 공지되어 있는 2,4,6-트리클로로-1,3,5-트리아진, 및 2-클로로-4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진)로 처리되어 제 1 및 제 2 활성화 카르복실화된 폴리머의 혼합물을 제공한다. 한 실시예에서, 활성화 카르복실화된 폴리머의 혼합물은 제 1 및 제 2 활성화 카르복실화된 폴리머의 활성화 카르복실기에 대하여 반응성인 두개의 아미노기(예컨대, 1차 및 2차 아미노기)를 가지는 디아민 또는 폴리아민과 반응되어 복수의 디아미드 가교결합을 형성하여 가교결합 카르복실화된 폴리머를 제공한다. 또다른 실시예에서, 활성화된 카르복실화 폴리머의 혼합물은 제 1 및 제 2 활성화된 카르복실화 폴리머의 활성화된 카르복실기에 대하여 반응하여 복수의 아미드 결합을 형성하는 하나의 아미노기, 및 제 1 및 제 2 활성화된 카르복실화 폴리머의 활성화된 카르복실기에 대하여 공유적으로 반응하지 않아 카르복실기와 복수의 이온 결합을 형성하는 제 2 아미노기를 가지는 디아민 또는 폴리아민과 반응하여, 이로써 효과적으로 폴리머를 가교결합시키고, 가교결합된 카르복실화 폴리머를 제공한다. "이온성 가교결합"이라는 용어는 아미드 결합 및 이온 결합 또는 아미노기와 카르복실기 사이의 결합을 포함하는 가교결합을 말한다. 이온성 가교결합은 제 1 활성화 카르복실기와 디아민 또는 폴리아민의 반응에 의하여 형성되어 제 1 아미드를 제공하고, 생성된 아미드는 제 2 카르복실기에 대하여 이온적으로 반응성이거나 제 2 카르복실기에 대해 결합성인 제 2 아미노기를 가진다.
가교결합제의 혼합물 및/또는 블렌드 또한 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
가교결합 반응을 가속화시키기 위하여 가교결합 촉매가 사용될 수 있다. 적합한 촉매는 염화 암모늄, 황산 암모늄, 염화 암모늄, 염화 마그네슘과 같은 산성 염, 및 인-함유 산의 알칼리 금속 염을 포함한다.
폴리머에 적용되는 가교결합제의 양은 원하는 흡수 특성에 따라 달라질 수 있다. 폴리머에 적용되는 가교결합제의 양은 특정한 가교결합제에 따라 다르며, 적합하게는 전체 카르복시알킬 셀룰로오스 중량에 기초하여 약 0.01 내지 약 8.0 중량%의 범위이다. 한 실시예에서, 폴리머에 적용되는 가교결합제의 양은 전체 카르복시알킬 셀룰로오스의 중량에 기초하여 약 0.50 내지 약 5.0 중량%의 범위이다. 한 실시예에서, 폴리머에 적용되는 가교결합제의 양은 전체 카르복시알킬 셀룰로오스의 중량에 기초하여 약 1.0 내지 약 2.0 중량%의 범위이다.
카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 약 20 g/g 이상의 자유 팽윤 용량을 가진다. 한 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 약 20 g/g 내지 약 90 g/g의 자유 팽윤 용량을 가진다. 자유 팽윤 용량은 실시예 5에 기술된 방법에 의하여 결정되었다.
카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 약 5 g/g 이상의 원심분리 용량을 가진다. 한 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 약 5 g/g 내지 약 50 g/g의 원심분리 용량을 가진다. 원심분리 용량은 실시예 5에 기술된 방법에 의하여 결정되었다.
카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 약 10g/g 이상의 하중 흡수능(AUL)값을 가진다. 한 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 약 10g/g 내지 약 40 g/g의 하중 흡수능 값을 가진다. 하중 흡수능은 실시예 6에 기술된 방법에 의하여 결정되었다.
본원 발명의 망상 폴리머(CMC SAP)에 대한 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 카파 값, 자유 팽윤 용량 및 원심분리 용량 및 하중 흡수능(AUL)은 표 3에 요약되어 있다. 대표적인 망상 폴리머를 제조하는 절차는 실시예 3과 4에서 설명된다.
Figure 112005077607321-PAT00003
표 3에서, "GA"는 글루타르알데히드, "AS"는 알루미늄 술페이트 헥사하이드레이트, "DCP"는 1,3-디클로로-2-프로판올, "DS"는 디비닐 술폰, "PEG/OA"는 폴리에틸렌 디글리시딜 에테르/옥살산(100/5 w/w), "JD"는 JEFFAMINE D-400을 말한다. 가교결합제의 양은 카르복시메틸 셀룰로오스의 중량에 기초한 중량%로 나타낸다. 샘플 99C에 대하여, 카르복시메틸 셀룰로오스를 용해시키기 위하여 물/에탄올 용액이 사용되었다. 샘플 93B 및 99B에 대하여, 카르복시메틸 셀룰로오스를 용해시키기 위하여 물/이소프로판올 용액이 사용되었다. 펄프 P1은 25.6의 카파값을 가지는 약간 표백된 펄프로 제조되었다. 샘플 80A, 80B, 95C, 99C, 99D는 25℃에서 건조되었다. 샘플 80B는 150℃에서 1시간 동안 가열되었다. 그밖의 다른 모든 샘플은 105℃에서 15분 동안 건조되고, 이후 60-80℃에서 2-4시간 동안 건조되었다. 망상 폴리머는 망상 폴리머의 흡수성을 증진시키기 위하여 수-불용성 첨가제와 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 샘플 79A는 목재 분말(10 중량%)을 포함한다.
또다른 양태에서, 본원 발명은 상기 기술된 망상 폴리머의 제조 방법을 제공한다.
한 실시예에서, 제조 방법은 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 수득된 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에서 카르복시알킬 셀룰로오스를 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제로 처리하여 반응 혼합물을 제공하고, 이 반응 혼합물을 가교결합시켜 망상 폴리머를 제공하는 단계를 포함한다.
또다른 실시예에서, 제조 방법은 약 1 내지 약 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 스둑된 카르복시알킬 셀룰로오스와 물에서 카르복시알킬 셀룰로오스를 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제를 수용액에서 조합하여 반응 혼합물을 제공하는 단계; 수-혼화성 용매를 첨가하여 상기 반응 혼합물을 침전시켜 침전된 혼합물을 제공하는 단계; 상기 침전된 혼합물을 수집하는 단계; 상기 침전된 혼합물을 가교결합을 일으키기에 충분한 온도 및 충분한 시간 동안 가열하여 조성물을 제공하는 단계를 포함한다.
특정 금속 이온을 가교결합제로 사용하는 실시예에서, 카르복시알킬 셀룰로오스 용액을 금속 이온(예컨대, 황산 알루미늄)과 조합하는 단계는 실온에서 또는 실온 근처에서(즉, 약 25℃) 가교결합제의 침전을 결과한다.
또다른 실시예에서, 가교결합은 가교결합을 일으키기에 충분한 온도 및 시간 동안 가열함으로써 이루어 질 수 있다. 가교결합은 약 50 내지 150℃의 온도에서 약 5 내지 60분 동안 가열함으로써 이루어 질 수 있다. 가교결합은 반응 혼합물의 침전 동안, 반응 혼합물의 용매 추출 동안, 또는 침전된 혼합물의 건조 동안 일어날 수 있다.
또다른 양태에서, 본원 발명은 상기 기술된 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 포함하는 초흡수성 제품을 제공한다. 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 개인용 캐어 흡수성 제품으로 편입될 수 있다. 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 개인용 캐어 흡수성 제품으로 편입시키기 위한 복합물에 포함될 수 있다. 복합물은 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머 하나만 또는 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머 및 섬유질 재료, 결합제 재료, 그밖의 다른 흡수성 재료, 및 개인용 캐어 흡수성 제품에 통상적으로 사용되는 기타 물질을 포함한 그밖의 다른 물질을 함께 포함하도록 형성될 수 있다. 적합한 섬유질 재료는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 및 이성분 결합 섬유질과 같은 합성 섬유; 및 플러프 펄프 섬유, 가교결합된 셀룰로오스 섬유, 목화 섬유, 및 CTMP 섬유와 같은 셀룰로오스계 섬유를 포함한다. 적합한 그밖의 다른 흡수성 재료는 물이끼와 같은 천연 흡수물질, 및 폴리아크릴레이트와 같은 전통적인 합성 초흡수성 물질을 포함한다.
본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머에서 비롯된 흡수성 복합물 또는 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 포함하는 흡수성 복합물은 위생 냅킨, 및 팬티 라이너; 성인 요실금 제품; 타월; 외과용 및 치과용 스펀지; 붕대; 식료품 쟁반 패드 등을 포함하는 다양한 흡수성 제품으로 편리하게 편입될 수 있다. 그러므로, 또다른 양태에서, 본원 발명은 카르복시알킬 셀룰로오스망상 폴리머를 포함하는 흡수성 복합물(composites), 구조물(constructs), 및 흡수성 제품을 제공한다.
카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머는 기저귀와 같은 개인용 캐어 흡수성 제품에 흡수성 코어 또는 저장층으로서 편입될 수 있다. 복합물은 단독으로 또는 습득층 및/또는 분배층과 같은 하나 이상의 다른 층과 조합하여 사용되어 유용한 흡수성 구조물을 제공할 수 있다.
본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 포함하는 흡수성 복합물을 편입시킨 대표적인 흡수성 구조물은 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1을 보면, 구조물(100)은 상부 습득층(20)과 저장층으로 사용되는 복합물(10) (즉, 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 포함하는 복합물)을 함께 포함한다.
흡수성 복합물 및 습득층을 함께 포함하는 상기 구조물 이외에도, 또다른 구조물은 습득층과 복합물 사이에 분배층을 포함할 수 있다. 도 2는 습득층(20)과 복합물(10) 사이에 삽입된 중간층(30) (예컨대, 분배층)을 가지는 구조물(110)을 도시한다.
복합물(10)과 구조물(100 및 110)은 흡수성 제품으로 편입될 수 있다. 일반적으로 도 3A-C에 도시된 흡수성 제품(200, 210, 220)은 액체 투과성 표면 쉬트(facing sheet)(22), 액체 불투과성 배킹 쉬트(backing sheet)(24), 및 복합물(10), 구조물(100), 또는 구조물(110)을 각각 포함한다. 이러한 흡수성 제품에서,표면 쉬트는 배킹 쉬트에 결합될 수 있다.
그밖의 다른 흡수성 제품은 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 포함하는 복합물과 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 편입하도록 디자인될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
다음의 실시예는 본원 발명을 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 본원 발명을 제한하는 것이 아니다.
실시예
실시예 1
카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하는 일반적인 절차
본 실시예에서는, 본원 발명의 카르복시알킬 셀룰로오스 망상 폴리머를 제조하는데 유용한 카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하는 일반적인 절차를 설명한다.
약간 표백되고, 전혀 건조되지 않은 크래프트 펄프(25.0 g, 오븐 건조)를 질소 환경하에서 0℃에서 30분 동안 이소프로판올(1.39 L)과 혼합하였다. 수산화 나트륨 용액(총 중량 94.74 g의 물에서 40.56 g)을 30분에 걸쳐 방울방울 첨가하였으며, 1시간동안 교반하면서 반응하도록 두었다. 반응 온도가 55℃로 증가되는 동안 이소프로판올(55.55 mL)과 모노클로로아세트산(22.69 g)의 용액을 30분에 걸쳐 교반중인 펄프에 방울방울 첨가하였다. 반응을 3시간 동안 교반시키고, 이후 여과시 켜, 70/30 메탄올/물 용액 2L에 넣고, 아세트산으로 중화시켰다. 생성된 슬러리를 여과시켜 수집하고, 70/30, 80/20, 90/10 에탄올/물 용액 2L로 한번씩 세척한 후, 마지막으로 100% 메탄올로 세척하여, 생성물 카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하였다.
상기 펄프(A1, B1, C1, M1)로부터 제조된 수용성 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC SAP 75, 77, 78, 98)의 흡수성은 표 3에 요약되어 있다.
실시예 2
카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하는 대표적 절차: 낮은 백색도 펄프
본 실시예에서는, 낮은 백색도의 펄프로부터 카르복시메틸 셀룰로오스를 제조하는 대표적인 절차를 설명한다.
25%의 컨시스턴시, 낮은 백색도의 전혀 건조되지 않은 몇개의 펄프 (40g)를 160 g의 이소프로판올, 다양한 양의 50% 수성 수산화 나트륨, 42 g의 모노클로로아세트산과 혼합하고, 실시예 2에 설명된 일반 절차에 따라 65℃에서 3.5 시간동안 가열하였다. 생성물 카르복시메틸 셀룰로오스의 성질은 표 1에 나타나 있다(CMC H, I, 및 J).
실시예 3
섬유질 카르복시메틸 셀룰로오스 망상 폴리머를 제조하는 대표적 절차
본 실시예에서는, 섬유질 카르복시메틸 셀룰로오스 망상 폴리머를 제조하는 대표적 절차를 설명한다.
세척하는 동안 또는 세척 후 실시예 1과 같이 준비된 카르복시메틸 셀룰로오 스를 가교결합제로 함침시켰다(81A). 이후 가교결합이 일어나는 동안 함침된 셀룰로오스를 건조시켰다.
상기와 같이 준비된(카르복시메틸 셀룰로오스의 중량에 기초하여 글루타르알데히드의 4 중량%) 섬유질 망상 폴리머(CMC SAP 81A)의 흡수성은 표 3에 요약되어 있다.
실시예 4
카르복시메틸 셀룰로오스 망상 폴리머를 제조하는 대표적 절차
본 실시예에서는, 카르복시메틸 셀룰로오스 망상 폴리머를 제조하는 대표적인 절차를 설명한다. 본 방법에서, 생성물 망상 폴리머는 수용액으로부터의 재생(예컨대, 수-혼화성 비-용매를 사용하여 건조를 위한 증발 또는 침전)에 의하여 제조되었다.
실시예 1과 같이 준비된 카르복시메틸 셀룰로오스를 물 또는 물:수-혼화성 용매 혼합물에 용해시켰다. 적합한 물:수-혼화성 용매 혼합물은 물:알콜(2:3 w/w) 혼합물과 같은 물:알콜 혼합물을 포함한다. 카르복시메틸 셀룰로오스 용액에 가교결합제(및 선택적으로 가교결합 촉매)를 첨가하였다. 이후 혼합된 용액을 증발시켜 건조시키거나 비-용매로 침전시켰다. 침전된 혼합물을 건조시켰다(선택적으로 가열).
흡수성 테스트를 위하여 이러한 방법으로 준비된 망상 폴리머를 입자(예컨대, 약 200-800 마이크론)로 곱게 빻았다.
상기 설명한 바와 같이(카르복시메틸 셀룰로오스의 중량에 기초하여 디비닐 술폰의 4.7 중량%) 침전에 의하여 준비된 망상 폴리머(CMC SAP 80A)의 흡수성은 표 3에 요약되어 있다.
상기 설명한 바와 같이 물(물/물-혼화성 용매)의 증발에 의하여 준비된 망상 폴리머(CMC SAP 77A, 77B, 79A, 80B, 82A, 83A, 84A, 95A, 95B, 95C, 97A, 93A, 93B, 94, 99A, 99B, 99C, 99D)의 흡수성은 표 3에 요약되어 있다.
실시예 5
본 실시예에서는, 자유 팽윤 용량(g/g) 및 원심분리 용량(g/g)을 결정하는 방법을 설명한다.
자유 팽윤 용량(g/g) 및 원심분리 용량(g/g)을 결정하기 위한 재료, 절차, 및 계산은 다음과 같았다.
테스트 재료:
일본산 이미-제조된 빈 티백(Drugstore.com에서 구입가능하며, 접힌 귀(flap)를 가지는 93 mm × 70 mm의 PURSUIT OF TEA 폴리에스테르 티백) (http:www.mesh.ne.jp/tokiwa/).
저울 (4 소수자리 정확도, 대기-건조된 초흡수성 폴리머(AD SAP) 및 티백 중량에 대하여 0.0001g).
타이머.
1%의 식염수.
클립이 구비된 드립 랙(Drip rack, NLM 211)
실험실용 원심분리기(NLM 211, Spin-X 스핀 추출기, 모델 776S, 3,300 RPM, 120v).
테스트 절차:
1.AD SAP의 고체 함량을 결정한다.
2. 0.0001 g 근처까지 티백을 미리 계량하고, 기록한다.
3. 테스트 재료(SAP)를 0.2025g +/- 0.0025g까지 정확하게 계량하고, 기록하고, 미리 계량한 티백(대기-건조된(AD) 백 중량)안에 넣는다. (AD SAP 중량 + AD 백 중량 = 전체 건조 중량).
4. 백을 닫으면서 티백 가장자리를 꺾어 접는다.
5. 용기(3인치 깊이)를 1%의 식염수로 2 인치 이상 채운다.
6. (테스트 샘플을 가진) 티백을 수평으로 잡고, 흔들어서 테스트 재료를 티백에 골고루 분산시킨다.
7. 티백을 식염수 표면 위에 두고 타이머를 시작시킨다.
8. 특정 시간 동안(예컨대, 30분) 티백을 적신다.
9. 티백에서 내용물이 떨어지지 않도록 티백을 조심스럽게 제거하고, 드립 랙에 있는 클립에 3분 동안 걸어둔다.
10. 각각의 티백을 조심스럽게 제거하고, 계량하고, 기록한다(드립 중량).
11. 원심분리기 벽면에 티백들이 닿지 않도록 그리고 벽면 주위에 고루 균형을 잡아 조심하여 티백을 배치한다.
12. 뚜껑을 닫고, 타이머를 시작시킨다. 75초 동안 회전시킨다.
13. 뚜껑을 열고, 티백을 제거한다. 각각의 티백을 계량하고, 중량을 기록한 다(원심분리 중량).
계산:
티백 재료는 다음과 같이 결정된 흡수성을 가진다:
자유 팽윤 용량, 계수= 5.78
원심분리 용량, 계수= 0.50
Z = 오븐 건조 SAP 중량(g)/대기 건조 SAP 중량(g)
자유 용량 (g/g):
[(드립중량(g)-건조백중량(g))-(AD SAP 중량(g))]-(건조 백 중량(g)*5.78)
(AD SAP 중량(g)* Z)
원심분리 용량 (g/g):
[원심분리중량(g)-건조백중량(g)-(AD SAP 중량(g))]-(건조 백 중량(g)*0.50)
(AD SAP 중량(g)* Z)
실시예 6
하중 흡수능[Absorbency Under Load(AUL)] 결정 방법
본 실시예에서는, 하중 흡수능[Absorbency Under Load(AUL)] 결정 방법을 설명한다.
AUL을 결정하기 위한 재료, 절차, 및 계산은 다음과 같았다. 도 4를 참고하라.
테스트 재료:
Mettler Toledo PB 3002 저울 및 BALANCE-LINK 소프트웨어 또는 그밖의 다른 유사한 저울 및 소프트웨어. 소프트웨어 셋-업: 매 30초마다 저울로부터 중량을 기록한다(이것은 음수가 될 것이다. 소프트웨어는 각각의 값을 EXCEL 스프레드쉬트에 기록할 수 있다.)
스탠드에 소결 유리(거친) 필터 플레이트가 클램프되어 설치된 Kontes 90 mm ULTRA-WARE 필터.
병 바닥 부근에 배출관을 가진 2L의 유리병.
마개를 관통하는 유리관을 가진 병에 맞는 고무 마개(공기 주입구).
TYGON 관.
스테인레스 강 로드/플렉시글래스 플런저 어셈블리(rod/plexiglass plunger assembly) (71 mm 직경).
플런저위에 배치시키기 위한 홀 드릴(hole drill)을 가진 스테인레스 강 중량(플런저 및 중량 = 867 g)
80 mm 크기로 절단한 VWR 9.0 cm 필터지(Qualitative 413 카탈로그 번호 28310-048).
양면 SCOTCH 테이프.
0.9%의 식염수.
테스트 절차:
1. 필터 셋-업을 작은 레벨로 맞춘다.
2. 병에서 소결 유리 필터 및 식염수 레벨이 동일한 높이가 되도록 병에서의 필터 높이 또는 액체 레벨을 조절한다.
3. 관에 관의 꼬임이 없는지 또는 소결 유리 필터 플레이트 아래에 공기 방울이 없는지 확인한다.
4. 필터지를 필터안에 넣고, 스테인레스 강 중량을 필터지 위에 놓는다.
5. 필터지가 완전히 젖어서 처리된 중량으로 평형에 이를 때까지 5~10분 동안 기다린다.
6. 저울을 0에 맞춘다.(zero balance)
7. 필터지가 평형에 도달할 때까지 기다리는 동안, 바닥에 양면 테이프를 붙인 플런저를 준비한다.
8. (테이프를 붙인) 플런저를 따로 저울위에 두고, 0점에 맞춘다.
9. 재료의 한층이 양면 테이프에 의해 바닥에 붙도록 플런저를 건조 테스트 재료(샘플 망상 폴리머) 안에 넣는다.
10. 0점에 맞춰진 저울위에서 플런저와 테스트 재료의 중량를 재고, 건조 테스트 재료의 중량을 기록한다(건조 재료 중량 0.15 g +/- 0.05 g).
11. 평형상태의 필터지를 0점에 맞추어야 한다.
12. 저울 기록 소프트웨어를 시작시킨다.
13. 중량을 제거하고, 플런저 및 테스트 재료를 필터 어셈블리 안에 넣는다.
14. 중량을 플런저 어셈블리 위에 둔다.
15. 테스트가 완료될 때까지 기다린다(30 또는 60분).
16. 저울 기록 소프트웨어를 중단시킨다.
계산:
A = 저울 측정값(g)* -1 (테스트 재료에 의해 흡수된 식염수 중량)
B = 테스트 재료의 건조 중량(이것은 AD 중량과 고체%를 곱함에 의해 수분에 대하여 보정될 수 있다).
AUL (g/g) = A/B (g 1% 식염수/1g 테스트 재료)
실시예 7
목재 펄프로부터 펄프 당/리그닌(Sugar/Lignin)을 결정하는 방법
본 실시예에서는, 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 목재 펄프로부터 펄프 당/리그닌을 결정하는 방법을 설명한다. 이 방법은 0.01% 내지 100%의 펄프 당의 농도를 측정한다.
본 방법에서, 펄프 또는 목재 당의 폴리머는 황산 침지(sulfuric acid digestion)에 의하여 모노머로 전환된다. 펄프를 분쇄하고 계량하고 황산으로 가수분해하여, 200-mL의 최종 부피로 희석시키고, 여과시켜(잔류 고체는 리그닌으로 생각된다), 다시 희석하여(1.0 ml + 8.0 ml의 H2O) 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석한다.
크로마토그래피 장치.
네 개의 용매 주입구를 가진 GP 50 Dionex 금속 자유 구배 펌프(metal free gradient pump).
금 작업 전극 및 고체 상태의 기준 전극을 가진 Dionex ED 40 펄스된 전류 검출기.
칼럼, ED 40 셀(cell) 및 주입기 루프를 모두 함유하는 열적 지대를 가진 Dionex 오토샘플러 AS 50.
1L의 플라스틱 병을 구비한 Dionex PC10 공기압 용매 첨가 장치.
최소 99.99%의 헬륨 탱크.
용매 배출구 및 헬륨 기체 주입구 마개를 가진 4 × 2L의 Dionex 폴리에틸렌 용매병.
CarboPac PA1 (Dionex P/N 035391) 이온 교환 칼럼 4 mm × 250 mm.
CarboPac PA1 가드 칼럼(Dionex P/N 043096) 4 mm × 250 mm.
아미노 트랩 칼럼(Dionex P/N 046122) 4 mm × 50 mm.
Type HA 0.45u 필터를 가진 Millipore 용매 여과 장치.
크로마토그래피 반응물.
증류시킨 탈이온수.
JT Baker 50% 수산화 나트륨 용액.
JT Baker 소듐 아세테이트 트리하이드레이트 Ultrapure Bioreagent의 2M 저장 용액(136.1 g/L).
절차.
실시예 7에 기술된 침지 방법에 의하여 상기된 바와 같이 샘플 준비.
유의: H2O에 대한 모든 기준은 Millipore H2O이다.
용매 준비.
용매 A를 증류시키고, 탈이온수는 헬륨의 블랭킷(blanket)하에 설치하기 이전에, 20분 동안 헬륨을 분사(sparge)하였다.
용매 B는 400 mM의 NaOH 2L이다. 1960 mL의 물을 20분동안 헬륨을 분사하였다. 계속 분사하는 동안 50mL의 플라스틱 피펫으로 41.6 mL의 50% NaOH를 첨가하였다. 50%의 NaOH의 교란을 최소화하고, 교란을 액체 중앙으로부터 끌어낸다. 이것은 Na2CO3 오염이 감소되는 것을 보장한다. 증기 분사기(sparger)를 사용하여 반응물을 혼합하고, 이후 병을 용매 B 위치로 옮기고 헬륨으로 블랭킷(blanket) 한다.
용매 D는 200 mM의 아세트산 나트륨이다. 49 g의 소듐 아세테이트 트리하이드레이트(J.T. Baker Ultrapure Bioreagent)를 계량하여 약 1500mL의 물에 넣는다. 교반판 위에서 용해될 때까지 교반시킨다. 1800 mL로 조절한다. 이것을 0.45u Type HA 막을 가진 Millipore 여과 장치를 사용하여 2000 mL의 사이드암(sidearm) 플라스크로 여과시킨다. 이것을 용매 D 병에 첨가하고, 이후 20분 동안 헬륨을 분사한다. 병을 용매 D 위치로 옮기고, 헬륨으로 블랭킷 한다.
용매 첨가 용매는 200 mM의 NaOH 1L 이다. 이것은 pH 14에서 음이온으로서 당의 검출이 가능하도록 하기 위하여 포스트칼럼에 첨가된다. 50%의 NaOH 10.4 mL를 1L의 물에 첨가한다. 만약 이전 실험에서 충분한 반응물이 남아있다면, 500 mL의 물과 5.2 mL의 50% NaOH가 사용될 수 있다. PC10 공기압 용매 첨가 장치에 반응물을 첨가한다.
크로마토그래프 셋업.(기구 패널위에 있는 선택키를 사용하여 리모트/로컬 및 다이렉트/스케쥴 제어사이를 움직인다.)
펌프로 유동 복합물을 용매 A 40%, 용매 B 30%, 및 용매 D 30%에 맞추고, 1 mL/분의 유속에 맞춘다. 압력 변환기 웨이스트 밸브(waste valve)를 열고, 이후 Priming Block Luer Port 밸브를 연다. 프라임(Prime) 기능을 가능하게 하고, 플라스틱 주사기를 가지고 ~10 mL의 용매를 제거한다. 프라임(Prime) 기능을 할 수 없게 하고, 퍼지 밸브(purge valve)를 닫고, 드로우오프(drawoff) 밸브를 닫는다. 두 번 이상 반복한다.
펌프를 50/50의 용매 A/용매 B에 맞춘다. 1 mL/분에서 20분 동안, 또는 0.2 mL/분에서 2시간 동안 가동시켜 칼럼을 세척한다. ED40 검출기 셀을 켠다. AS50 에서의 온도 기능을 25℃로 맞춘다.
AS50 스케쥴을 셋업한다. 펄프 당에 관련된 모든 PeakNet 주 메뉴 파일은 방법(Method), 스케쥴(Schedule), 및 데이타(Data)의 하부폴더를 가진 펄프당(psugar) 폴더 안에 존재한다. 스케쥴 파일은 sas 확장자를 가진다. 선행 스케쥴을 템플릿으로 사용한다. 먼저 (샘플과 동일한 농도로 희석시킨) H2SO4 블랭크를 세 번 주입한다; 그밖의 다른 모든 바이얼(vial)은 각각 한번씩 주입한다. 주입 부피는 모든 샘플에 대하여 5 ㎕이며, 주입 형태는 "부분적(Partial)"이고, 컷 부피(cut volume)는 10 ㎕이며, 주사 속도는 3이고, 모든 샘플 물질 및 표준 물질은 샘플 유형 "샘플(Sample)"이고, 현재 기구 방법은 sugarsgradient4.met이며, 데이터 파일 저장명은 "데이타"이고, 희석, 중량 및 초기 표준 값은 모두 1로 동일하게 맞춘다.
시작시에 4개의 표준 물질을 가동하고, 샘플의 마지막은 4개 샘플 이상으로 셋팅한다.
샘플을 가동시킨다.
용매 첨가 펄프 스위치를 켜고, 베이스라인 아이콘을 클릭한다. PC10 압력 다이얼을 사용하여, 5mL 눈금 실린더와 스톱 워치를 가지고 전체 유속을 1.5 mL/분으로 조절한다(칼럼으로부터 1 mL/분 및 용매 첨가 용리액에 대하여 0.5 mL/분). 실린더에 3.0 mL를 얻을 때까지 2.0분동안 유동을 측정한다.
베이스라인이 그려진 후, "가동" 아이콘을 클릭한다.
가동이 끝난 후, 오토샘플러, ED 40 및 펌프를 로컬 및 다이렉트 제어로 바꾼다. 오븐 온도를 20℃로 바꾸고, 오븐이 냉각될 때 까지 수 분동안 유동을 계속하게 한다. 100% 물에서 수 분동안 펌프 유동을 1 mL/분으로 바꾸고, 펌프 헤드의 NaOH를 증류수로 헹군다.
계산.
당에 대하여 표준화된 면적 = (당 면적) * (㎍/mL 푸코오스)
(푸코오스 면적)
표준화된 면적은 당 농도 x 값에 대한 y 값(㎍/mL)으로 플롯된다. 스프레드쉬트 함수는 0점을 제외한 표준 곡선에 대하여 기울기 및 절편을 계산한다.
당의 양(㎍/mL) = ((당에 대하여 표준화된 구역)-(절편))
(기울기)
실시예 8
크로마토그래피에 의한 펄프 당 분석을 위한 목재 펄프 제조 방법
본 실시예에서는, 크로마토그래피에 의한 펄프 당 분석을 위한 목재 펄프 제조 방법을 설명한다.
이 방법은 고성능 액체 크로마토그래피를 가지고 펄프 당을 분석하기 위한 목재 펄프의 제조에 적용가능하다.
펄프 또는 목재 당의 폴리머를 황산 침지에 의하여 모노머로 변환시킨다. 펄프를 분쇄하고, 계량하여, 황산으로 가수분해하고, 200-mL의 최종 부피로 희석시켜, 여과시키고, 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)에 의한 분석을 위한 제형으로 다시 희석시켰다(1.0 mL + 8.0 mL H2O).
한번 분석하는데 필요한 최소량은 샘플 60-100 mg이다. 균질성에 관련된 오차를 피하기 위하여는 1-2g이 바람직하다.
샘플 처리. 대기-건조 샘플은 없다. 샘플이 젖어있다면, 대기건조를 시키거나 25 +/- 5℃의 오븐에서 건조될 때까지 둔다.
장치.
오토클레이브.
크로마토그래피 법을 위한 10-mL의 폴리에틸렌 바이얼.
Gyrotory 수조 쉐이커, 모델 G76.
Mettler HL52 분석용 저울과 같은, ±0.01 mg까지 계량할 수 있는 저울.
20 메쉬 스크린의 인터미디에이트 Thomas-Wiley 실험실용 분쇄기.
NAC 1506 진공 오븐.
Brinkman 화학물질-내성 바틀탑 디스펜서, 5-mL 용량.
50-mL의 바틀탑 디스펜서, EM Sciences.
10-mL의 플라스틱 일회용 주사기, VWR.
6 ㎠로 절단된 알루미늄 호일.
5 ㎠로 절단된 Kimwipes.
16-mL 황색 유리 보관 바이얼.
0.45-u GHP 필터, Gelman.
조절가능한 1-mL 직접 전달 방식 피펫 및 팁스, Gilson.
푸어링 립(pouring lip)를 가진 두꺼운-벽 시험관, 2.5 × 20 cm.
반응물.
72%의 황산 용액(H2SO4) - 물 183 mL를 2-L의 엘렌마이어 플라스크로 옮겨 넣는다. 플라스크를 얼음조에 넣고, 냉각시킨다. 96.6%의 H2SO4 470mL를 와류시키면서(swirling) 천천히 조심스럽게 플라스크 안으로 붓는다.
푸코오스, 내부 표준 물질. 푸코오스 [2438-80-4] 2.0 +/- 1g을 100.0 mL의 H2O에 용해시켜, 20.0 +/- 1 mg/ml의 농도를 만든다. 이러한 표준 물질을 LC 냉장고에 보관한다.
용해된 펄프 표준 물질-T510 대조군 펄프.
크래프트 대조군 펄프 표준 물질.
각각의 당을 개별적으로 4개의 유효숫자까지 mg으로 계량하여, 100-ml의 메스 플라스크로 옮겨 넣는다. 소량의 물에 당을 용해시킨다. 용해시킨 것을 물에 넣고, 잘 섞어서, 내용물을 깨끗한 4-oz. 황색 유리병에 옮겨 담는다.
크래프트 펄프 표준 저장 용액. 각각의 당을 개별적으로 4개의 유효숫자까지 mg으로 계량하여, 100-mL의 메스 플라스크로 옮겨 넣는다. 소량의 물에 당을 용해시킨다. 용해시킨 것을 물에 넣고, 잘 섞어서, 내용물을 깨끗한 4-oz. 황색 유리병에 옮겨 담는다.
절차.
H2O에 대한 모든 기준은 Millipore H2O이다.
샘플 준비. 20 메쉬 스크린 크기의 Wiley Mill로 ~0.5-1 g의 펄프를 분쇄하고, 50-mL의 비커에 분쇄한 샘플을 수집한다. 40-mL의 TEFLON 용기에 샘플 ~200 mg(필요하다면, 같은 것 두 개)을 넣는다. NAC 1506 진공 오븐에 둔다. 오븐 도어를 잠근다. (진공 오븐 상부의 왼쪽에 있는) 블리딩 밸브를 닫는다. 온도 스위치를 켜고, 적합한 온도 셋팅을 점검한다. (진공 오븐 상부의 오른쪽에 있는) 진공 밸브를 연다. 주 진공 밸브를 연다. 50 +/- 5℃, 125 mm Hg의 진공 오븐에서 하룻밤동안 건조시킨다.
주 진공 밸브와 오븐 진공 밸브를 끈다. 블리딩 밸브를 연다. 온도 스위치를 끈다. 압력이 760 mm Hg로 돌아올 때까지 기다린다.
진공 오븐에서 샘플을 제거한다. 데시케이터에서 30분 동안 샘플을 냉각시킨 다.
냉장고에서 표준 물질을 제거하고, 실온이 되게 한다.
Gyrotory 수조 쉐이커에 대한 열을 켠다. 셋팅은 다음과 같다:
열: 높음
대조군 온도조절기: 30℃
보호 온도조절기(safety thermostat.): 25℃
속도: 1.48
쉐이커: 오프
수조 수준을 점검하고, 필요하다면 샘플이 물 수준 미만이 되도록 채운다.
TEFLON 용기와 샘플의 무게를 0.000까지 무게를 단다. 트위저를 사용하여, 60-100 mg의 샘플을 100-mL의 시험관에 넣는다. 용기와 샘플의 무게를 다시 달고 네거티브 웨이트(negative weight)를 기록한다.
Brinkman 디스펜서로 1.0 mL의 72% H2SO4를 시험관에 첨가한다. 모든 섬유질이 습윤되고 모든 덩어리가 잘게 부서지도록 교반 막대의 둥근 끝으로 1분 동안 교반시킨다.
시험관을 gyrotory 수조 쉐이커에 넣는다. 각 샘플을 20-40분 사이에 한번, 40-60분 사이에 다시 한번, 60-80분 사이에 다시 한번, 3번 교반한다. 90분 후 샘플을 제거한다.
샘플이 가열되는 동안, 물 28 mL를 계량하기 위하여 Brinkman 디스펜서의 눈 금을 보정한다. 비이커를 0.00g까지 무게를 단다. 28±0.1g 물을 계량한다. 물의 무게를 달고 Brinkman 디스펜서를 적절히 조절한다.
90분에, 샘플 안의 교반 막대를 28±0.1g의 H2O로 헹군다. 자동식 피펫을 1±0.001 mL까지 보정한다. 내부 표준 물질(푸코오스) 1.000 mL를 계량하여 샘플에 넣는다. 용액을 와류 혼합한다.
호일이 오토클레이브에서 벗겨지지 않도록 알루미늄 호일로 단단히 씌운다.
오토클레이브의 배수로를 닫는다. 4L의 물을 오토클레이브에 첨가한다. 시험관 랙을 샘플 및 표준 물질과 함께 오토클레이브에 있는 선반위에 놓는다. 도어를 닫고 잠근다. 타이머를 '0'에 맞춘다. 타이머는 60분 동안 셋팅되어 있을 것이다. 20분 후에 오트클레이브의 압력이 14-16 psi(95-105 kPa), 온도가 >260°F(127℃)인지 점검한다.
75분 후, 오토클레이브에서 샘플을 제거한다.
샘플을 1시간 동안 냉각시킨다.
샘플을 200-mL의 메스플라스크에 붓는다. 보정된 Brinkman 디스펜서를 사용하여, 시험관의 벽면을 28.0-mL의 H2O 분취액(aliquot)으로 헹군다. 휘젓는다. 메스 플라스크에 붓는다. H2O 분취액으로 시험관 벽면을 두 번이상 헹군다. 침지시키기 이전에 각 샘플과 표준 물질을 정확히 동일한 방식으로 처리하기 위하여 디스펜서 물의 보정된 부피가 사용된다. 침지 후, 디스펜서는 이미 28.0 mL에 맞추어져 있다. 이러한 양을 가지고 시험관 벽면을 잘 헹군다.
비이커의 H2O를 플라스크에 부어 플라스크를 최종 부피로 맞추고, 일회용 피펫으로 메니스커스를 조절한다. 스톱퍼를 반대로 하고, 3번 흔든다.
Brinkman 디스펜서를 8.0±0.01 mL까지 보정한다. H2O 8.0 mL를 Dionex 바이얼에 계량하여 넣는다.
샘플의 분취액을 일회용 10-mL 주사기로 GHP 0.45-u 필터를 통해 16-mL로 라벨된 황색 바이얼로 여과시킨다. 메스 플라스크의 라벨을 바이얼로 옮긴다.
샘플의 분취액 1.000 mL을 1.000-mL의 주사기로 Dionex 바이얼에 첨가한다. Dionex와 황색 바이얼의 마개를 닫는다.
크래프트 펄프 표준 물질:
네 개의 25-mL 메스 플라스크에, 크래프트 펄프 표준 물질을 각각 첨가한다:
0.400 mL
0.800 mL
1.200 mL
1.600 mL
125 ㎕의 72% H2SO4를 각각의 표준 물질에 첨가한다. 푸코오스 내부 표준 물질 125 ㎕를 각각의 표준 물질에 첨가한다. H2O 7 mL을 각각의 표준 물질에 첨가한다. 알루미늄 호일로 씌우고, 샘플을 오토클레이브한다.
H2O를 가지고 최종 부피를 만든다.
표준 물질을 일회용 10-mL 주사기를 가지고 GHP 필터를 통해 16-mL로 라벨된 황색 바이얼로 여과시킨다.
샘플의 표준 물질 1.000 mL을 1.000-mL의 주사기로 Dionex 바이얼의 8.0 mL H2O에 첨가한다. Dionex와 황색 바이얼의 마개를 닫는다.
T510 대조군을 용해시킨 펄프 표준 물질:
네 개의 25-mL 메스 플라스크에, T510 대조군을 용해시킨 펄프 지료를 각각 첨가한다:
0.400 mL
0.800 mL
1.200 mL
1.600 mL
125 ㎕의 72% H2SO4를 각각의 표준 물질에 첨가한다. 푸코오스 내부 표준 물질 125 ㎕를 각각의 표준 물질에 첨가한다. H2O 7 mL을 각각의 표준 물질에 첨가한다. 알루미늄 호일로 씌우고, 샘플을 오토클레이브한다. H2O를 가지고 최종 부피를 만든다.
표준 물질을 일회용 10-mL 주사기를 가지고 GHP 필터를 통해 16-mL로 라벨된 황색 바이얼로 여과시킨다. 샘플의 표준 물질 1.0 mL을 1.0-mL의 Hamilton 주사기로 Dionex 바이얼의 8.0 mL H2O에 첨가한다. Dionex와 황색 바이얼의 마개를 닫는 다.
본원 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 기술하였지만, 이러한 실시예는 본원 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화가 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (20)

1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻은 카르복시알킬 셀룰로오스를, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제와 반응시키는 단계를 포함하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸 셀룰로오스로 구성된 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 비표백 또는 약간 표백된 셀룰로오스로부터 얻어진 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 펄프는 상기 셀룰로오스의 0.15 내지 10 중량%의 리그닌 함량을 가지는 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 펄프는 상기 셀룰로오스의 0.1 내지 17 중량%의 헤미셀룰로오스 함량을 가지는 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로 오스 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 0.4 내지 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 것을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가교결합제는 알데히드, 디알데히드, 디알데히드 소듐 바이술파이트 첨가제, 디할라이드, 디엔, 디에폭사이드, 할로에폭사이드, 디카르복시산, 폴리카르복시산, 디올, 디아민, 아미놀, 폴리옥사졸린 관능화 폴리머, 다원자가 양이온(polyvalent cation), 다양이온성 폴리머(polycationic polymer), 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
다음을 포함하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법:
(a) 1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻어진 카르복시알킬 셀룰로오스 및, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제를 수용액에서 조합하여 반응 혼합물을 제공하는 단계;
(b) 수-혼화성 용매를 첨가함에 의하여 상기 반응 혼합물을 침전시켜 침전된 혼합물을 제공하는 단계;
(c) 상기 침전된 혼합물을 수집하는 단계; 및
(d) 상기 침전된 혼합물을 가교결합시켜 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스를 제공하는 단계.
제 8항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸 셀룰로오스로 구성되는 그룹에서 선택된 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 8항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 비표백 또는 약간 표백된 셀룰로오스로부터 얻어진 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 8항에 있어서, 상기 펄프는 상기 셀룰로오스의 0.15 내지 10 중량%의 리그닌 함량을 가지는 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 8항에 있어서, 상기 펄프는 상기 셀룰로오스의 0.1 내지 17 중량%의 헤미셀룰로오스 함량을 가지는 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 8항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 0.4 내지 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 것을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 8항에 있어서, 상기 가교결합제는 알데히드, 디알데히드, 디알데히드 소듐 바이술파이트 첨가제, 디할라이드, 디엔, 디에폭사이드, 할로에폭사이드, 디카르복시산, 폴리카르복시산, 디올, 디아민, 아미놀, 폴리옥사졸린 관능화 폴리머, 다원자가 양이온(polyvalent cation), 다양이온성 폴리머(polycationic polymer), 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
다음을 포함하는, 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법:
(a) 1 내지 65의 카파 값을 가지는 펄프로부터 얻어진 카르복시알킬 셀룰로오스를, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스를 물에 불용성으로 만드는 유효량의 가교결합제로 처리하여 반응 혼합물을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 반응 혼합물을 가교결합시켜 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스를 제공하는 단계.
제 15항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸 셀룰로오스로 구성된 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 펄프는 상기 셀룰로오스의 0.15 내지 10 중량%의 리그닌 함량을 가지는 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 펄프는 상기 셀룰로오스의 0.1 내지 17 중량%의 헤미셀룰로오스 함량을 가지는 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 카르복시알킬 셀룰로오스는 0.4 내지 1.4의 카르복시 치환도를 가지는 것을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 가교결합제는 알데히드, 디알데히드, 디알데히드 소듐 바이술파이트 첨가제, 디할라이드, 디엔, 디에폭사이드, 할로에폭사이드, 디카르복시산, 폴리카르복시산, 디올, 디아민, 아미놀, 폴리옥사졸린 관능화 폴리머, 다원자가 양이온(polyvalent cation), 다양이온성 폴리머(polycationic polymer), 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 것임을 특징으로 하는 가교결합된 카르복시알킬 셀룰로오스 제조 방법.
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