KR20230142863A - Method of producing cellulose-based blending hydrogel, cellulose-based blending hydrogel therefrom and absorbent product comprising the same - Google Patents
Method of producing cellulose-based blending hydrogel, cellulose-based blending hydrogel therefrom and absorbent product comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230142863A KR20230142863A KR1020220041444A KR20220041444A KR20230142863A KR 20230142863 A KR20230142863 A KR 20230142863A KR 1020220041444 A KR1020220041444 A KR 1020220041444A KR 20220041444 A KR20220041444 A KR 20220041444A KR 20230142863 A KR20230142863 A KR 20230142863A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cellulose
- hydrogel
- gel
- weight
- present
- Prior art date
Links
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 234
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 233
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 197
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 43
- PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N Cellulose, microcrystalline Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 88
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 73
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 44
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 43
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 32
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 24
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 20
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 16
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 claims description 9
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 12
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 16
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 15
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 15
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 14
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 13
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 10
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 10
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 9
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 7
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 6
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 5
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 5
- -1 carboxymethylethyl Chemical group 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AIJULSRZWUXGPQ-UHFFFAOYSA-N Methylglyoxal Chemical compound CC(=O)C=O AIJULSRZWUXGPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 2
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 2
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 2
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 2
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 2
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IVIDDMGBRCPGLJ-UHFFFAOYSA-N 2,3-bis(oxiran-2-ylmethoxy)propan-1-ol Chemical compound C1OC1COC(CO)COCC1CO1 IVIDDMGBRCPGLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)CO CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-yloxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C)COCC1CO1 HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQZUWSJHFBOFPI-UHFFFAOYSA-N 2-[1-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-yloxy]propan-2-yloxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C)COC(C)COCC1CO1 RQZUWSJHFBOFPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SEFYJVFBMNOLBK-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxy]ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCCOCC1CO1 SEFYJVFBMNOLBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTYYGFLRBWMFRY-UHFFFAOYSA-N 2-[6-(oxiran-2-ylmethoxy)hexoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCCCCCOCC1CO1 WTYYGFLRBWMFRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 2-[[2,2-dimethyl-3-(oxiran-2-ylmethoxy)propoxy]methyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(C)(C)COCC1CO1 KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEYKMVJDLWJFOA-UHFFFAOYSA-N 2-propoxyethanol Chemical compound CCCOCCO YEYKMVJDLWJFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWSZBVAUYPTXTG-UHFFFAOYSA-N 5-[6-[[3,4-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)-5-methoxyoxan-2-yl]oxymethyl]-3,4-dihydroxy-5-[4-hydroxy-3-(2-hydroxyethoxy)-6-(hydroxymethyl)-5-methoxyoxan-2-yl]oxyoxan-2-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)-2-methyloxane-3,4-diol Chemical compound O1C(CO)C(OC)C(O)C(O)C1OCC1C(OC2C(C(O)C(OC)C(CO)O2)OCCO)C(O)C(O)C(OC2C(OC(C)C(O)C2O)CO)O1 CWSZBVAUYPTXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N Bisphenol A diglycidyl ether Chemical class C=1C=C(OCC2OC2)C=CC=1C(C)(C)C(C=C1)=CC=C1OCC1CO1 LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920002085 Dialdehyde starch Polymers 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- STNJBCKSHOAVAJ-UHFFFAOYSA-N Methacrolein Chemical compound CC(=C)C=O STNJBCKSHOAVAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- PCSMJKASWLYICJ-UHFFFAOYSA-N Succinic aldehyde Chemical compound O=CCCC=O PCSMJKASWLYICJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 229920003065 carboxyethylmethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 1
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 description 1
- GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N diglycerol Chemical compound OCC(O)COCC(O)CO GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- JTWZVKMWOCBJEV-KLLFFGQPSA-N ethane-1,2-diol (2S,3R,4R,5S,6R)-2-(hydroxymethyl)-6-[(2S,3R,4S,5S,6S)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane-3,4,5-triol (2S,3S,4R,5S,6S)-2,3,4-trimethoxy-6-(methoxymethyl)-5-[(2R,3S,4R,5S,6S)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxyoxane Chemical compound OCCO.OC[C@@H]1O[C@H](O[C@@H]2[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)O[C@H]2CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O.COC[C@@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](COC)O[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@@H]2OC)[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@H]1OC JTWZVKMWOCBJEV-KLLFFGQPSA-N 0.000 description 1
- 235000010944 ethyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 229920003087 methylethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
- A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
- A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
- A61L15/28—Polysaccharides or their derivatives
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
- A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
- A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
- A61F2013/530481—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having superabsorbent materials, i.e. highly absorbent polymer gel materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
- A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
- A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
- A61F2013/530481—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having superabsorbent materials, i.e. highly absorbent polymer gel materials
- A61F2013/530795—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium having superabsorbent materials, i.e. highly absorbent polymer gel materials being biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hematology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법, 이로부터 제조된 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다. 구체적으로, 초기 및 최종 수분흡수율이 우수한 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법, 이로부터 제조된 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a cellulose-based blended hydrogel, a cellulose-based blended hydrogel prepared therefrom, and an absorbent article comprising the same. Specifically, it relates to a method for producing a cellulose-based blended hydrogel with excellent initial and final moisture absorption rate, a cellulose-based blended hydrogel prepared therefrom, and an absorbent article containing the same.
고흡수성 수지(super absorbent polymer, SAP)는 자체의 중량 대비 수십 내지 수 백배 이상의 수용성 액체를 흡수할 수 있는 친수성 고분자로써 수용액을 함유하되 불용성이며, 수용액이 충분히 흡수된 상태에서 하중이 가해지더라도 유지할 수 있는 기능성 소재이다. 이는 유아용/성인용 기저귀 및 여성용 생리대 등의 일회용 위생용품뿐만 아니라 식품포장용 흡수패드 및 아이스팩, 농업/원예용 토양수분조절제, 의료용 흡수패치 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 상업적으로 이용되고 있는 SAP는 난분해성 석유계 고분자를 기반으로 제조되며, SAP 폐기물을 소각 및 매립하는 과정 중에서 다이옥신 등의 유해물질이 발생하는 등 심각한 환경오염을 유발하기 때문에 석유계 고분자 기반의 SAP를 대체할 수 있는 친환경적 고흡수성소재 개발이 필요하다.Super absorbent polymer (SAP) is a hydrophilic polymer that can absorb water-soluble liquid tens to hundreds of times more than its own weight. It contains an aqueous solution but is insoluble, and can be maintained even when a load is applied while the aqueous solution is sufficiently absorbed. It is a functional material. It is widely used in various fields such as disposable sanitary products such as diapers for infants/adults and sanitary napkins for women, as well as absorbent pads and ice packs for food packaging, soil moisture regulators for agriculture/horticulture, and absorbent patches for medical use. However, SAP, which is used commercially, is manufactured based on non-degradable petroleum polymers, and causes serious environmental pollution, such as the generation of hazardous substances such as dioxins during the incineration and landfill process of SAP waste. There is a need to develop eco-friendly, highly absorbent materials that can replace SAP.
천연 바이오매스 자원인 셀룰로오스는 자연계에 풍부하게 존재하는 친환경 소재이며, 수산기 함량이 풍부하여 SAP과 같은 고흡수성 고분자로 사용될 수 있다. 그러나, 가교 반응과 같은 화학적 처리가 되지 않은 셀룰로오스의 경우, 수분 흡수 시 수분을 보유하는 구조체를 갖지 못하고 점도 높은 수용액 상태로 흐르기 때문에 기저귀 및 생리대와 같은 일회용 위생용품 등 흡수성 물품으로의 적용이 불가하다. Cellulose, a natural biomass resource, is an eco-friendly material that exists abundantly in the natural world, and has a rich hydroxyl content, so it can be used as a highly absorbent polymer such as SAP. However, in the case of cellulose that has not been chemically treated such as a cross-linking reaction, it does not have a structure to retain moisture when absorbing moisture and flows as a highly viscous aqueous solution, so it cannot be applied to absorbent articles such as disposable sanitary products such as diapers and sanitary napkins. .
이러한 문제점을 보완하기 위해 수분을 보유할 수 있는 구조체를 갖는 셀룰로오스 기반의 고흡수성 고분자를 제조하는 방법의 일 예로서, 셀룰로오스의 수산기가 카르복실기로 치환된 개질 셀룰로오스에 아크릴산과 같은 아크릴계 수지를 첨가하여 제조하는 방법이 있다. 그러나 상기의 아크릴계 수지는 생분해 되지않을 뿐만 아니라 독성을 띄고 있으므로 환경 및 인체에 유해할 수 있으며, 100% 석유화학계 SAP에 비해 물성이 저하된다는 단점이 있다. As an example of a method of manufacturing a cellulose-based highly absorbent polymer with a structure capable of retaining moisture to compensate for this problem, it is manufactured by adding an acrylic resin such as acrylic acid to modified cellulose in which the hydroxyl group of cellulose is replaced with a carboxyl group. There is a way to do it. However, the above acrylic resin is not only non-biodegradable but also toxic, so it can be harmful to the environment and the human body, and has the disadvantage of lowering physical properties compared to 100% petrochemical-based SAP.
셀룰로오스 기반의 고흡수성 고분자를 제조하는 방법의 또 다른 일 예로서, 셀룰로오스의 수산기가 카르복실기로 치환된 개질 셀룰로오스에 에피클로로히드린(Epichlorohydrin)계 화합물, 알데하이드(aldehyde)계 화합물 및 글리시딜(glycidyl)계 화합물을 첨가하여 하이드로겔과 같은 3차원의 망상 구조의 구조체를 제조할 수 있다. 그러나, 기존의 셀룰로오스 기반의 하이드로겔은 겔(gel) 생성 직후 잔여 약품 및 미반응 시료를 세척하기 위한 후처리 공정 과정에서 물로 세척될 경우 겔이 물을 흡수하여 탈수가 어렵고 건조에 오랜 시간이 걸리기 때문에, 건조 시간을 단축하기 위한 방법으로서, 종래에는 에탄올, 메탄올 및 아세톤과 같은 유기용매로 용제치환하는 방식이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 유기용매로 세척·치환하여 건조할 경우 큰 비용이 요구될 뿐만 아니라 공정 중 화재, 폭발의 위험성이 있다.As another example of a method of producing a cellulose-based highly absorbent polymer, modified cellulose in which the hydroxyl group of cellulose is replaced with a carboxyl group is mixed with epichlorohydrin-based compounds, aldehyde-based compounds, and glycidyl compounds. )-based compounds can be added to produce a three-dimensional network structure such as a hydrogel. However, when existing cellulose-based hydrogels are washed with water during the post-treatment process to wash away residual chemicals and unreacted samples immediately after gel generation, the gel absorbs water, making dehydration difficult and taking a long time to dry. Therefore, as a method to shorten the drying time, solvent substitution with organic solvents such as ethanol, methanol, and acetone has been mainly used in the past. However, washing, replacing and drying with an organic solvent not only requires a large cost, but also poses a risk of fire or explosion during the process.
이에, 기존의 화석 연료에서 유래된 SAP 소재와 초기 및 최종의 수분 흡수율 및 수분 보유력 등 물성이 대등하면서도 환경 및 인체 보호를 위해 생분해가 가능하여 무독성의 친환경 고흡수성 소재를 제조할 수 있는 기술, 특히 적절한 후처리 공정 기술이 필요한 실정이다.Accordingly, technology can be developed to produce a non-toxic, eco-friendly, highly absorbent material that has equivalent physical properties, such as initial and final moisture absorption rate and moisture retention capacity, to SAP materials derived from existing fossil fuels, but is also biodegradable to protect the environment and the human body, especially Appropriate post-treatment process technology is needed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 초기 흡수성 및 최종 흡수성이 모두 우수한 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법, 이로부터 제조된 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing a cellulose-based blended hydrogel with excellent initial and final absorbability, a cellulose-based blended hydrogel prepared therefrom, and an absorbent article containing the same.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계; 상기 셀룰로오스 겔을 다공성 케이싱에 넣어 세척하고 세척된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계; 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 팽윤시키고 제1건조 및 제1분쇄하여 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계; 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 제2건조 및 제2분쇄하여 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계; 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 혼합하는 단계; 를 포함하는 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법이 제공된다. According to one aspect of the present invention, preparing a cellulose gel; Putting the cellulose gel into a porous casing and washing it to obtain a washed cellulose gel; Swelling the washed cellulose gel and first drying and first pulverizing the washed cellulose gel to produce a first cellulose-based hydrogel; Second drying and second pulverizing the washed cellulose gel to produce a second cellulose-based hydrogel; Mixing the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel; A method for producing a cellulose-based blended hydrogel comprising a is provided.
본 발명의 일 측면에 따르면, 초기 최대수분흡수량이 45 g/g 내지 60 g/g인 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔; 및 최종 최대수분흡수량이 75 g/g 내지 100 g/g인 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔;을 포함하고 상기 방법으로 제조된 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔로서, 상기 초기 최대수분흡수량 및 최종 최대수분흡수량은 각각 하기 식 1 및 식 2로 계산되는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔이 제공된다. According to one aspect of the present invention, a first cellulose-based hydrogel having an initial maximum moisture absorption of 45 g/g to 60 g/g; and a second cellulose-based hydrogel having a final maximum water absorption of 75 g/g to 100 g/g; wherein the initial maximum water absorption and the final maximum water absorption are respectively A cellulose-based blending hydrogel is provided, which is calculated by Equation 1 and Equation 2 below.
[식 1][Equation 1]
W1 = (M1 - M10)/M10 W 1 = (M 1 - M 10 )/M 10
[식 2][Equation 2]
W2 = (M2 - M20)/M20 W 2 = (M 2 - M 20 )/M 20
상기 식 1에서, M10은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 10분 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 최대수분흡수량(g/g)이고, 상기 식 2에서 M20은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 24시간 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 최종 최대수분흡수량(g/g)이다.In Equation 1, M 10 is the dry weight (g) of the first cellulose-based hydrogel, and M 1 is the weight (g) measured after immersing the first cellulose-based hydrogel in saline solution for 10 minutes. , W 1 is the initial maximum moisture absorption (g/g) of the first cellulose-based hydrogel, and in Equation 2, M 20 is the dry weight of the second cellulose-based hydrogel (g), and M 2 is the weight (g) measured after immersing the second cellulose-based hydrogel in saline solution for 24 hours, and W 2 is the final maximum water absorption (g/g) of the second cellulose-based hydrogel.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하는 흡수성 물품이 제공된다. According to one aspect of the present invention, an absorbent article including an absorbent structure including the cellulose-based blended hydrogel is provided.
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법은 간단한 제조 공정의 조절로 물성이 상이한 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조할 수 있고, 이를 혼합하여 흡수성이 우수한 블렌딩 하이드로겔을 제공할 수 있다. The method for producing a cellulose-based blended hydrogel according to an embodiment of the present invention can produce cellulose-based hydrogels with different physical properties by simple control of the manufacturing process, and can provide a blended hydrogel with excellent absorbency by mixing them. .
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법은 유기용매의 사용 없이 친환경적으로 하이드로겔을 제조할 수 있다.The method for producing a cellulose-based blended hydrogel according to an embodiment of the present invention can produce a hydrogel in an environmentally friendly manner without using an organic solvent.
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법은 생분해 가능하여 친환경적이면서도 석유화학계 고흡수성 수지와 대등한 흡수성능을 갖는 하이드로겔을 제공할 수 있다.The method for producing a cellulose-based blended hydrogel according to an embodiment of the present invention can provide a hydrogel that is biodegradable and thus environmentally friendly and has an absorption performance comparable to that of a petrochemical-based superabsorbent resin.
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔은 초기 및 최종 수분흡수량이 많아 흡수성능이 우수할 수 있다. The cellulose-based blended hydrogel according to one embodiment of the present invention may have excellent water absorption performance due to its high initial and final moisture absorption.
본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품은 흡수성능이 우수한 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔을 포함하여 고흡수성 수지의 활용 분야에 적용될 수 있다.The absorbent article according to one embodiment of the present invention can be applied to applications of superabsorbent resins, including cellulose-based blended hydrogels with excellent absorbent performance.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법의 순서도이다. Figure 1 is a flowchart of a method for producing a cellulose-based blended hydrogel according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when a part “includes” a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only the case where the member is in contact with the other member, but also the case where another member exists between the two members.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.Throughout the specification herein, the unit “part by weight” may refer to the ratio of weight between each component.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.Throughout this specification, “A and/or B” means “A and B, or A or B.”
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계; 상기 셀룰로오스 겔을 다공성 케이싱에 넣어 세척하고 세척된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계; 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 팽윤시키고 제1건조 및 제1분쇄하여 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계; 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 제2건조 및 제2분쇄하여 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계; 및 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 혼합하는 단계; 를 포함하는 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, preparing a cellulose gel; washing the cellulose gel in a porous casing and obtaining a washed cellulose gel; Swelling the washed cellulose gel and first drying and first pulverizing the washed cellulose gel to produce a first cellulose-based hydrogel; Second drying and second pulverizing the washed cellulose gel to produce a second cellulose-based hydrogel; And mixing the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel; A method for producing a cellulose-based blended hydrogel comprising a is provided.
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법은 간단한 제조 공정의 조절로 물성이 상이한 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조할 수 있고, 이를 혼합하여 흡수성이 우수한 블렌딩 하이드로겔을 제공할 수 있고, 유기용매의 사용 없이 친환경적으로 하이드로겔을 제조할 수 있으며 생분해 가능하여 친환경적이면서도 석유화학계 고흡수성 수지와 대등한 흡수성능을 갖는 하이드로겔을 제공할 수 있다.The method for producing a cellulose-based blended hydrogel according to an embodiment of the present invention can produce cellulose-based hydrogels with different physical properties by adjusting a simple manufacturing process, and mix them to provide a blended hydrogel with excellent absorbency. , Hydrogel can be produced in an environmentally friendly manner without the use of organic solvents, and is biodegradable, so it is environmentally friendly and can provide a hydrogel with absorption performance comparable to that of petrochemical superabsorbent resin.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법의 각 단계를 도 1을 참조하여 순서대로 상세히 설명한다. Hereinafter, each step of the method for producing a cellulose-based blended hydrogel according to an embodiment of the present invention will be described in detail in order with reference to FIG. 1.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 우선 셀룰로오스 겔을 제조한다(S10). 셀룰로오스 겔은 친환경 고분자인 셀룰로오스가 가교되어 형체를 이루는 것으로서, 친환경 흡수체를 제공할 수 있는 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 전구물질일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, first, a cellulose gel is prepared (S10). Cellulose gel is formed by crosslinking cellulose, an eco-friendly polymer, and can be a precursor for cellulose-based blending hydrogel that can provide an eco-friendly absorbent.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계;는 셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 셀룰로오스 원료 및 용제를 포함하는 셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 및 상기 셀룰로오스 현탁액에 가교제 및 염기성 촉매를 첨가하여 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, preparing the cellulose gel includes preparing a cellulose suspension containing a solvent and a cellulose raw material containing at least one of a cellulose derivative and a cellulose fiber; and adding a cross-linking agent and a basic catalyst to the cellulose suspension to prepare a cellulose gel.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료는 셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 상기 셀룰로오스 원료는 셀룰로오스계 유도체를 포함하거나, 셀룰로오스 섬유를 포함하거나, 셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유를 모두 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the cellulose raw material may include at least one of a cellulose-based derivative and cellulose fiber. That is, the cellulose raw material may include a cellulose derivative, cellulose fiber, or both a cellulose derivative and cellulose fiber.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유는 바이오매스 원료를 이용하여 펄프를 제조하는 단계; 및 상기 펄프로부터 셀룰로오스 마이크로 파이버 및 셀룰로오스 나노피브릴 중 적어도 하나를 포함하는 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 공정으로 제조되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the cellulose fiber is produced by manufacturing pulp using biomass raw materials; and manufacturing the cellulose fibers containing at least one of cellulose microfibers and cellulose nanofibrils from the pulp.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 바이오매스 원료는 목질계 바이오매스 원료 및 비목질계 바이오매스 원료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 목질계 바이오매스 원료는 침엽수 목재칩 및 활엽수 목재칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 목질계 바이오매스 원료의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 비목질계 바이오매스 원료는 대나무, 케나프(kenaf), 마, 벼, 바가스(bagasse), 해조류, 옥수수대, 옥수수심, 볏짚, 왕겨, 밀짚 및 사탕수수대 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 비목질계 바이오매스 원료의 종류를 한정하는 것은 아니다. 전술한 종류의 바이오매스 원료를 사용함으로써, 높은 생분해성을 가지며 친환경 소재인 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the biomass raw material may include at least one of a lignocellulosic biomass raw material and a non-lignocellulosic biomass raw material. Specifically, the lignocellulosic biomass raw material may include at least one of coniferous wood chips and broadleaf wood chips, but the type of the lignocellulosic biomass raw material is not limited. In addition, the non-lignocellulosic biomass raw material may include at least one of bamboo, kenaf, hemp, rice, bagasse, seaweed, corn stalks, corn cores, rice straw, rice husk, wheat straw, and sugarcane stalks. However, the type of non-lignocellulosic biomass raw material is not limited. By using the above-described types of biomass raw materials, it is possible to manufacture cellulose-based hydrogel, which is highly biodegradable and an eco-friendly material.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프를 제조하는 단계는, 상기 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 상기 바이오매스 원료를 통해 유기용매 펄프를 제조할 수 있다. 구체적으로, 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성할 수 있다. 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성하는 경우, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of manufacturing the pulp may include reacting the biomass raw material with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid. In other words, organic solvent pulp can be manufactured using the biomass raw material. Specifically, pulp can be formed by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid. When pulp is formed by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of a glycol ether solvent and an acid, physical properties such as water absorption rate and water retention amount of the produced hydrogel can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합 용제는 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합물일 수 있다. 상기 글리콜 에테르계 용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 및 다이프로필렌 글리콜 메틸 에테르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 글리콜 에테르계 용제의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 산으로 염산, 황산, 질산 등을 사용할 수 있으나, 상기 산의 종류를 한정하는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the mixed solvent may be a mixture of a glycol ether-based solvent and an acid. The glycol ether-based solvent includes ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and It may include at least one of dipropylene glycol methyl ether. However, the type of glycol ether-based solvent is not limited. Additionally, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc. may be used as the acid, but the type of acid is not limited.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합 용제는 상기 글리콜 에테르계 용제와 상기 산의 부피비가 95:5 내지 99:1일 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 용제에 포함되는 상기 글리콜 에테르계 용제와 상기 산의 부피비는 96:4 내지 98.5:1.5, 96.5:3.5 내지 98:2, 또는 97:3 내지 97.5:2.5일 수 있다. 상기 혼합 용제에 포함되는 상기 글리콜 에테르계 용제와 산의 부피비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 바이오매스 원료로부터 펄프를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mixed solvent may have a volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid of 95:5 to 99:1. Specifically, the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid included in the mixed solvent may be 96:4 to 98.5:1.5, 96.5:3.5 to 98:2, or 97:3 to 97.5:2.5. When the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid included in the mixed solvent is within the above-mentioned range, pulp can be effectively manufactured from the biomass raw material.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프를 형성하는 단계는, 상기 바이오매스 원료 1 kg에 대하여, 상기 혼합 용제를 1L 내지 3L의 혼합비로 반응시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오매스 원료 1 kg에 대한, 상기 혼합 용제의 혼합비는 1.5L 내지 2.5L, 또는 2L일 수 있다. 상기 바이오매스 원료와 상기 혼합 용제의 혼합비를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 펄프의 수율을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of forming the pulp may be performed by reacting the mixed solvent at a mixing ratio of 1L to 3L with respect to 1 kg of the biomass raw material. Specifically, the mixing ratio of the mixed solvent for 1 kg of the biomass raw material may be 1.5L to 2.5L, or 2L. By adjusting the mixing ratio of the biomass raw material and the mixed solvent to the above-mentioned range, the yield of the pulp produced can be improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프를 형성하는 단계는 100 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프를 형성하는 단계의 온도는 110 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 또는 120 ℃ 이상 130 ℃ 이하일 수 있다. 상기 펄프를 형성하는 단계를 수행하는 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 바이오매스 원료로부터 상기 펄프를 안정적으로 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of forming the pulp may be performed at a temperature of 100°C or more and 150°C or less. Specifically, the temperature in the step of forming the pulp may be 110°C or higher and 140°C or lower, or 120°C or higher and 130°C or lower. By controlling the temperature at which the pulp forming step is performed within the above-described range, the pulp can be stably formed from the biomass raw material.
또한, 상기 펄프를 형성하는 단계는 60 분 이상 180 분 이하의 시간, 90 분 이상 160 분 이하의 시간, 또는 120 분 이상 150 분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 펄프를 형성하는 단계를 수행하는 시간이 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프를 안정적으로 형성할 수 있고, 상기 펄프의 수율을 향상시킬 수 있다.Additionally, the step of forming the pulp may be performed for a period of time between 60 minutes and 180 minutes, between 90 minutes and 160 minutes, or between 120 minutes and 150 minutes. When the time for performing the step of forming the pulp is within the above-mentioned range, the pulp can be stably formed and the yield of the pulp can be improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프를 제조하는 단계는, 화학 펄프화법, 기계 펄프화법 또는 화학-기계 펄프화법을 통해, 상기 바이오매스 원료로부터 펄프를 제조할 수 있다. 또한, 상기 펄프를 제조하는 단계는 상기 바이오매스 원료를 통해 크라프트 펄프, 아황산 펄프 및 해조류 펄프 등을 제조할 수도 있다. 또한, 제조된 상기 펄프를 표백하여 사용하거나 또는 표백하지 않고 사용할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of producing the pulp may be performed from the biomass raw material through a chemical pulping method, a mechanical pulping method, or a chemical-mechanical pulping method. In addition, the step of manufacturing the pulp may produce kraft pulp, sulfurous acid pulp, seaweed pulp, etc. using the biomass raw materials. Additionally, the produced pulp may be bleached and used or may be used without bleaching.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제조된 상기 펄프를 세척할 수 있다. 구체적으로, 증류수를 이용하여 상기 펄프에 함유된 불순물을 제거할 수 있다. 이를 통해, 제조되는 하이드로겔의 물성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the manufactured pulp can be washed. Specifically, distilled water can be used to remove impurities contained in the pulp. Through this, it is possible to effectively prevent the physical properties of the produced hydrogel from deteriorating.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계는, 상기 펄프를 염기성 용액과 혼합하여 펄프 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 펄프 슬러리를 믹서에 투입하고 니딩하여 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버 및 셀룰로오스 피브릴을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. 즉, 상기 공정을 수행함으로써, 상기 펄프로부터 셀룰로오스 섬유를 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of producing the cellulose fiber includes mixing the pulp with a basic solution to prepare a pulp slurry; and adding the pulp slurry to a mixer and kneading it to produce the cellulose microfibers and cellulose fibrils. That is, by performing the above process, cellulose fibers can be manufactured from the pulp.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 염기성 용액은 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액 및 수산화리튬 용액을 포함할 수 있으나, 상기 염기성 용액의 종류를 한정하는 것은 아니다. According to one embodiment of the present invention, the basic solution may include a sodium hydroxide solution, a potassium hydroxide solution, and a lithium hydroxide solution, but the type of the basic solution is not limited.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프 슬러리에 포함되는 상기 염기성 용액의 농도는 0.1 N 이상 1 N 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 염기성 용액의 농도는 0.15 N 이상 0.8 N 이하, 0.2 N 이상 0.6 N 이하, 또는 0.25 N 이상 0.5 N 이하일 수 있다. 상기 염기성 용액의 농도가 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프 슬러리로부터 셀룰로오스 섬유를 효과적으로 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the concentration of the basic solution included in the pulp slurry may be 0.1 N or more and 1 N or less. Specifically, the concentration of the basic solution may be 0.15 N or more and 0.8 N or less, 0.2 N or more and 0.6 N or less, or 0.25 N or more and 0.5 N or less. When the concentration of the basic solution is within the above-mentioned range, cellulose fibers can be effectively formed from the pulp slurry.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프 슬러리의 pH는 8 이상 14 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리의 pH는 9 이상 13 이하, 또는 10 이상 12 이하일 수 있다. 상기 펄프 슬러리의 pH를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 펄프 슬러리로부터 셀룰로오스 섬유를 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 펄프 슬러리의 pH가 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프 슬러리에 포함된 섬유의 팽윤이 촉진되어, 후술하는 니딩 처리를 통해 보다 미세화된 셀룰로오스 섬유를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the pH of the pulp slurry may be 8 or more and 14 or less. Specifically, the pH of the pulp slurry may be 9 or more and 13 or less, or 10 or more and 12 or less. By adjusting the pH of the pulp slurry to the above-mentioned range, cellulose fibers can be effectively formed from the pulp slurry. In addition, when the pH of the pulp slurry is within the above-mentioned range, swelling of the fibers included in the pulp slurry is promoted, and finer cellulose fibers can be effectively manufactured through the kneading process described later.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 상기 펄프의 함량은 3 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 상기 펄프의 함량은 4.5 중량부 이상 12.5 중량부 이하, 5 중량부 이상 10 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하, 또는 7.5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량은 3 중량% 이상 15 중량% 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, with respect to 100 parts by weight of the pulp slurry, the content of the pulp may be 3 parts by weight or more and 15 parts by weight or less. Specifically, with respect to 100 parts by weight of the pulp slurry, the pulp content is 4.5 parts by weight or more and 12.5 parts by weight or less, 5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 3 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, or 7.5 parts by weight or more. It may be less than one part by weight. For example, the content of the pulp included in the pulp slurry may be 3% by weight or more and 15% by weight or less.
상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 믹서를 이용한 니딩 공정 시에 섬유간 마찰과 분산이 효율적으로 수행되어, 미세화된 셀룰로오스 섬유를 용이하게 제조할 수 있다. 한편, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량이 너무 적은 경우에는 섬유간의 마찰 효율이 저하되어 미세화된 셀룰로오스 섬유를 용이하게 제조할 수 없다. 또한, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량이 너무 많은 경우, 상기 펄프 슬러리는 고점도로 니딩이 원활하게 수행되지 않는 문제가 있다.By adjusting the content of the pulp included in the pulp slurry to the above-mentioned range, friction and dispersion between fibers are efficiently performed during the kneading process using a mixer, so that micronized cellulose fibers can be easily manufactured. On the other hand, if the content of the pulp included in the pulp slurry is too small, the friction efficiency between fibers is reduced, making it impossible to easily manufacture micronized cellulose fibers. In addition, when the content of the pulp contained in the pulp slurry is too large, the pulp slurry has a high viscosity and there is a problem in that kneading is not performed smoothly.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 니딩하는 단계는 100 rpm 이상 600 rpm 이하의 회전속도로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 니딩하는 단계가 수행되는 회전속도는 150 rpm 이상 550 rpm 이하, 200 rpm 이상 500 rpm 이하, 250 rpm 이상 450 rpm 이하, 또는 300 rpm 이상 400 rpm 이하일 수 있다. 상기 니딩하는 단계가 수행되는 회전속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 셀룰로오스 섬유를 보다 안정적으로 형성할 수 있다. 상기 회전속도는 니딩하는 단계에서 사용되는 믹서의 회전속도를 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the kneading step may be performed at a rotation speed of 100 rpm or more and 600 rpm or less. Specifically, the rotation speed at which the kneading step is performed may be 150 rpm or more and 550 rpm or less, 200 rpm or more and 500 rpm or less, 250 rpm or more and 450 rpm or less, or 300 rpm or more and 400 rpm or less. By adjusting the rotational speed at which the kneading step is performed within the above-mentioned range, the cellulose fibers to be manufactured can be formed more stably. The rotation speed may refer to the rotation speed of the mixer used in the kneading step.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 니딩하는 단계는 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 니딩을 수행하는 단계의 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 섬유가 변형 및 훼손되는 것을 억제할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the kneading step may be performed at a temperature of 20°C or more and 35°C or less. By adjusting the temperature of the kneading step to the above-mentioned range, deformation and damage of the manufactured fiber can be prevented.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유의 제조 방법은 상기 니딩을 수행하는 시간을 조절하여, 제조되는 셀룰로오스 섬유의 물성을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 니딩을 수행하는 단계는 1 시간 이상 3 시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method for producing cellulose fiber can control the physical properties of the produced cellulose fiber by adjusting the time for performing the kneading. Specifically, the step of performing the kneading may be performed for 1 hour or more and 3 hours or less. Through this, the physical properties of the produced hydrogel, such as water absorption rate and water retention amount, can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 펄프 슬러리가 투입되는 상기 믹서는 니더(kneader)로서, 호바트 믹서, 스파이럴 믹서, 또는 버티컬 믹서일 수 있다. 다만, 상기 믹서의 종류를 한정하는 것은 아니고, 상기 펄프 슬러리에 전단력을 가할 수 있는 공지된 기기를 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mixer into which the pulp slurry is added is a kneader and may be a Hobart mixer, a spiral mixer, or a vertical mixer. However, the type of mixer is not limited, and any known device capable of applying shear force to the pulp slurry can be used.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계는, 상기 펄프를 균질화 처리하여 상기 셀룰로오스 피브릴을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전술한 유기용매 펄프를 균질화 처리하여 셀룰로오스 피브릴을 제조할 수 있다. 이를 통해, 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF), 또는 마이크로피브릴화 셀룰로오스(microfibrillated cellulose, MFC)를 제조할 수 있다. 상기 펄프를 균질화시키기 위하여, 당업계에서 사용되는 고압 균질기, 고압 유화기 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 고압 균질기를 사용하여 상기 펄프를 균질화시키는 경우, 상기 고압 균질기에 상기 펄프를 통과시키는 횟수, 상기 고압 균질기의 작동 압력 등을 조절하여, 제조되는 셀룰로오스 피브릴의 크기, 형태 등을 제어할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of producing the cellulose fiber may include producing the cellulose fibril by homogenizing the pulp. Specifically, cellulose fibrils can be produced by homogenizing the above-described organic solvent pulp. Through this, cellulose nanofibrils (CNF) or microfibrillated cellulose (MFC) can be manufactured. In order to homogenize the pulp, a high-pressure homogenizer, a high-pressure emulsifier, etc. used in the art can be used. For example, when homogenizing the pulp using a high-pressure homogenizer, the number of times the pulp is passed through the high-pressure homogenizer, the operating pressure of the high-pressure homogenizer, etc. are adjusted to adjust the size, shape, etc. of the cellulose fibrils to be produced. You can control it.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유의 리그닌 함량은 30 중량% 이하일 수 있다. 즉, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 리그닌 함량이 30 중량% 이하일 수 있고, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 피브릴의 리그닌 함량이 30 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 제조된 상기 셀룰로오스 섬유의 리그닌 함량은 0.1 중량% 이상 30 중량% 이하, 1 중량% 이상 28 중량% 이하, 5 중량% 이상 25 중량% 이하, 10 중량% 이상 22.5 중량% 이하, 또는 15 중량% 이상 20 중량% 이하일 수 있다. 한편, 제조된 상기 셀룰로오스 섬유를 표백 처리하여 리그닌을 제거함으로써, 리그닌 함량이 0 중량%인 셀룰로오스 섬유를 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lignin content of the cellulose fiber may be 30% by weight or less. That is, the lignin content of the cellulose microfibers manufactured from the pulp may be 30% by weight or less, and the lignin content of the cellulose fibrils manufactured from the pulp may be 30% by weight or less. Specifically, the lignin content of the produced cellulose fiber is 0.1% by weight or more and 30% by weight or less, 1% by weight or more and 28% by weight or less, 5% by weight or more and 25% by weight or less, 10% by weight or more and 22.5% by weight or less, or 15% by weight. It may be more than 20% by weight and less than 20% by weight. Meanwhile, by bleaching the prepared cellulose fiber to remove lignin, cellulose fiber with a lignin content of 0% by weight can be formed.
상기 셀룰로오스 섬유의 리그닌 함량이 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율, 초기 수분 흡수속도 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.When the lignin content of the cellulose fiber is within the above-mentioned range, the physical properties of the produced hydrogel, such as water absorption rate, initial water absorption rate, and water retention amount, can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있다. 즉, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있고, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 피브릴의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 섬유의 크기는 1 ㎛ 이상 475 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 450 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 400 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 375 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이상 350 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 320 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 97.5 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 95 ㎛ 이하, 또는 25 ㎛ 이상 92.5 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 셀룰로오스 섬유의 크기가 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 또한, 상기 셀룰로오스 섬유의 크기는 입자의 평균크기를 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the size of the cellulose fiber may be 0.1 ㎛ or more and 500 ㎛ or less. That is, the size of the cellulose microfibers manufactured from the pulp may be 0.1 ㎛ or more and 500 ㎛ or less, and the size of the cellulose fibrils manufactured from the pulp may be 0.1 ㎛ or more and 500 ㎛ or less. Specifically, the size of the cellulose fiber is 1 ㎛ to 475 ㎛, 5 ㎛ to 450 ㎛, 10 ㎛ to 400 ㎛, 20 ㎛ to 375 ㎛, 30 ㎛ to 350 ㎛, 40 ㎛ to 320 ㎛. , 0.1 ㎛ or more and 100 ㎛ or less, 10 ㎛ or more and 100 ㎛ or less, 15 ㎛ or more and 97.5 ㎛ or less, 20 ㎛ or more and 95 ㎛ or less, or 25 ㎛ or more and 92.5 ㎛ or less. When the size of the cellulose fiber is within the above-mentioned range, the physical properties such as water absorption rate and water retention amount of the produced hydrogel can be effectively improved. Additionally, the size of the cellulose fiber may mean the average size of the particles.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계 이후, 상기 셀룰로오스 섬유를 치환하는 공정을 더 수행할 수 있다. 구체적으로, 전술한 셀룰로오스 섬유의 반복 단위에 존재하는 수산기를 아세틸화, 또는 에스테르화 반응에 의해 치환할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, after the step of manufacturing the cellulose fiber, a process of replacing the cellulose fiber may be further performed. Specifically, the hydroxyl group present in the repeating unit of the above-described cellulose fiber can be replaced by acetylation or esterification reaction.
예를 들어, 상기 셀룰로오스 섬유를 치환하는 공정은 상기 셀룰로오스 섬유에 알칼리제, 카르복시메틸화제 및 유기 용매 또는 유기 용매 수용액을 첨가하여 혼합 용매를 형성한 후, 혼합 용매 하에서 카르복시메틸화 반응을 일으킬 수 있다. 이를 통해, 카르복시메틸 셀룰로오스 나노피브릴(carboxymethyl cellulose nanofibrils, CNCNF), 또는 마이크로피브릴화 카르복시메틸 셀룰로오스(microfibrillated carboxymethyl cellulose, MFCMC)를 제조할 수 있다. 상기 셀룰로오스 섬유를 치환시키는 경우, 셀룰로오스에 존재하는 하이드록시기가 치환반응에 의해 치환될 수 있고, 상기 알칼리제, 카르복시메틸화제, 및 유기 용매의 함량, 반응 온도, 반응 시간 등을 조절하여 제조되는 카르복시메틸 셀룰로오스 섬유의 치환도(Degree of substitution, D.S.) 등을 조절할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스의 반복단위에 존재하는 3개의 하이드록시기가 모두 치환될 경우 치환도는 최대 3의 값을 가질 수 있고, 1개의 하이드록시기만 치환되었을경우 치환도 1의 값을 가질 수 있다. 상기 치환도는, 셀룰로오스에 있어 치환기의 총 수를 반복단위의 총 수로 나누어 계산할 수 있다. For example, the process of replacing the cellulose fiber may include adding an alkaline agent, a carboxymethylating agent, and an organic solvent or an aqueous organic solvent solution to the cellulose fiber to form a mixed solvent, and then causing a carboxymethylation reaction under the mixed solvent. Through this, carboxymethyl cellulose nanofibrils (CNCNF) or microfibrillated carboxymethyl cellulose (MFCMC) can be manufactured. When replacing the cellulose fiber, the hydroxyl group present in the cellulose can be replaced by a substitution reaction, and carboxymethyl is produced by adjusting the content, reaction temperature, reaction time, etc. of the alkaline agent, carboxymethylating agent, and organic solvent. The degree of substitution (D.S.) of cellulose fibers can be adjusted. For example, if all three hydroxy groups present in the repeating unit of cellulose are substituted, the degree of substitution can have a maximum value of 3, and if only one hydroxy group is substituted, the degree of substitution can have a value of 1. The degree of substitution can be calculated by dividing the total number of substituents in cellulose by the total number of repeating units.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스계 유도체는, 알킬계 치환 셀룰로오스, 카르복시계 치환 셀룰로오스, 아세틸계 치환 셀룰로오스, 니트로계 치환 셀룰로오스 및 하이드록시계 치환 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 셀룰로오스계 유도체는 셀룰로오스의 반복 단위에 존재하는 수산기가 아세틸화 또는 에스테르화 반응에 의해 치환된 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the cellulose derivative may include at least one of alkyl-based substituted cellulose, carboxy-based substituted cellulose, acetyl-based substituted cellulose, nitro-based substituted cellulose, and hydroxy-based substituted cellulose. For example, the cellulose-based derivative may be one in which the hydroxyl group present in the repeating unit of cellulose is substituted through an acetylation or esterification reaction.
구체적으로, 상기 알킬계 치환 셀룰로오스는 메틸 셀룰로오스(MC), 디메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스(EC) 및 메틸에틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 카르복시계 치환 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 카르복시메틸에틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아세틸계 치환 셀룰로오스는 셀룰로오스 아세테이트(CA), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 아세틸메틸 셀룰로오스 및 아세틸에틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 니트로계 치환 셀룰로오스는 셀룰로오스 니트레이트(CN)일 수 있다. 또한, 상기 하이드록시계 치환 셀룰로오스는 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 하이드록시부틸메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 셀룰로오스 원료가 전술한 셀룰로오스계 유도체를 포함하는 경우, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율, 초기 수분 흡수속도 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.Specifically, the alkyl-substituted cellulose may include at least one of methyl cellulose (MC), dimethyl cellulose, ethyl cellulose (EC), and methyl ethyl cellulose. Additionally, the carboxy-based substituted cellulose may include at least one of carboxymethyl cellulose (CMC), carboxymethylethyl cellulose, and carboxyethylmethyl cellulose. Additionally, the acetyl-based substituted cellulose may include at least one of cellulose acetate (CA), triacetyl cellulose (TAC), acetylmethyl cellulose, and acetylethyl cellulose. Additionally, the nitro-substituted cellulose may be cellulose nitrate (CN). In addition, the hydroxy-substituted cellulose includes hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, 2-hydroxyethyl cellulose, methyl 2-hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and hydroxybutylmethyl. It may contain at least one of cellulose. When the cellulose raw material contains the above-mentioned cellulose derivative, the physical properties of the produced hydrogel, such as water absorption rate, initial water absorption rate, and water retention amount, can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료가 상기 셀룰로오스계 유도체 및 상기 셀룰로오스 섬유를 모두 포함하는 경우, 상기 셀룰로오스계 유도체와 상기 셀룰로오스 섬유의 중량비는 10:1 내지 1:10 일 수 있다. 구체적으로 상기 셀룰로오스계 유도체와 상기 셀룰로오스 섬유의 중량비는 7:1 내지 1:7, 5:1 내지 1:5, 또는 3:1 내지 1:3 일 수 있다. 상기 셀룰로오스계 유도체와 상기 셀룰로오스 섬유의 중량비가 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the cellulose raw material includes both the cellulose derivative and the cellulose fiber, the weight ratio of the cellulose derivative and the cellulose fiber may be 10:1 to 1:10. Specifically, the weight ratio of the cellulose-based derivative and the cellulose fiber may be 7:1 to 1:7, 5:1 to 1:5, or 3:1 to 1:3. When the weight ratio of the cellulose-based derivative and the cellulose fiber is within the above-mentioned range, physical properties such as water absorption rate and water retention amount of the produced hydrogel can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료와 용제를 혼합하여, 셀룰로오스 현탁액을 제조할 수 있다. 상기 용제로서 증류수, 물, 염수, 아세톤, 에탄올, 메탄올 등을 단독으로 또는 2종 이상의 혼합 용제로 사용할 수 있다. 상기 용제를 사용하는 경우, 셀룰로오스 원료와 혼합이 용이하여 상기 하이드로겔을 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a cellulose suspension can be prepared by mixing the cellulose raw material and a solvent. As the solvent, distilled water, water, brine, acetone, ethanol, methanol, etc. can be used alone or as a mixed solvent of two or more types. When using the solvent, it is easy to mix with the cellulose raw material, so the hydrogel can be effectively produced.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 현탁액에 포함되는 상기 셀룰로오스 섬유의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 7 중량부 이하, 1 중량부 이상 5 중량부 이하, 1 중량부 이상 3 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하, 3 중량부 이상 7 중량부 이하, 3 중량부 이상 5 중량부 이하 또는 2.5 중량부 이상 4.5 중량부 이하일 수 있다. 상기 셀룰로오스 현탁액에 포함된 상기 셀룰로오스 원료의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 하이드로겔을 효과적으로 제조할 수 있으며, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the content of the cellulose raw material may be 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. Specifically, the content of the cellulose fiber contained in the cellulose suspension is 1 part by weight or more and 7 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, and 1 part by weight or more and 3 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. , 3 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 3 parts by weight or more and 7 parts by weight or less, 3 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, or 2.5 parts by weight or more and 4.5 parts by weight or less. By adjusting the content of the cellulose raw material contained in the cellulose suspension to the above-mentioned range, the hydrogel can be effectively manufactured, and the physical properties such as water absorption and water retention of the produced hydrogel can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 다음으로 상기 셀룰로오스 현탁액에 가교제 및 염기성 촉매를 첨가하여 셀룰로오스 겔을 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a cellulose gel can be prepared by adding a cross-linking agent and a basic catalyst to the cellulose suspension.
상기 가교제 및 염기성 촉매의 작용으로, 사슬 형태의 셀룰로오스가 가교하여 하이드로겔을 형성할 수 있다. 상기 셀룰로오스 현탁액에 상기 염기성 촉매를 첨가함으로써, 상기 셀룰로오스 반응기 간의 가교 반응을 촉진시킬 수 있다. 또한, 상기 염기성 촉매를 사용함으로써, 가교 반응의 시간을 단축시킬 수 있고, 가교 반응이 수행되는 온도를 낮출 수 있는 이점이 있다. Due to the action of the cross-linking agent and basic catalyst, cellulose in chain form can be cross-linked to form a hydrogel. By adding the basic catalyst to the cellulose suspension, the crosslinking reaction between the cellulose reactors can be promoted. Additionally, by using the basic catalyst, there is an advantage in that the cross-linking reaction time can be shortened and the temperature at which the cross-linking reaction is performed can be lowered.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가교제는 에폭시계 화합물 및 알데히드계 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include at least one of an epoxy-based compound and an aldehyde-based compound.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가교제는 에폭시계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 에폭시계 화합물은 에피클로로하이드린, 글리세롤 디글리시딜에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 디글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 레소르시놀 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 폴리부타디엔 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 폴리글리시딜 에테르, 소르비톨 폴리글리시딜 에테르 또는 펜타에리트리톨 폴리글리시딜 에테르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 에폭시계 화합물은 분자 구조 내에 글리시딜기를 적어도 2 이상 포함할 수 있다. 상기 가교제로서 에폭시계 화합물을 사용함으로써, 상기 셀룰로오스 반응기 간의 가교를 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 가교제로서 에폭시계 화합물을 사용하는 경우, 제조되는 셀룰로오스 기반 하이드로겔이 수분 침지 시에 겔화되어 안정적으로 수분을 보유하는 구조체를 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include an epoxy-based compound. Specifically, the epoxy-based compound is epichlorohydrin, glycerol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, and ethylene glycol diglycidyl ether. , Diethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, resorcinol digly Sidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, polybutadiene diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether , sorbitol polyglycidyl ether, or pentaerythritol polyglycidyl ether. More specifically, the epoxy-based compound may include at least two glycidyl groups in its molecular structure. By using an epoxy-based compound as the crosslinking agent, crosslinking between the cellulose reactive groups can be effectively formed. Additionally, when an epoxy-based compound is used as a cross-linking agent, the cellulose-based hydrogel produced can be gelled upon immersion in water to form a structure that stably retains moisture.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가교제는 알데히드계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 알데히드계 화합물은 글루타알데히드, 포름알데히드, 디알데히드전분, 숙신산알데히드, 아크릴알데히드, 옥살알데히드, 2-메틸아크릴알데히드, 2-옥소프로판알, 덱스트린 알데히드, 그리옥살, 숙신알데히드 및 아디프알데히드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 가교제로서 알데히드계 화합물을 사용함으로써, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교가 효과적으로 형성될 수 있고, 이에 의해 3차원 네트워크 구조를 가지는 하이드로겔이 안정적으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 셀룰로오스기반 하이드로겔의 수분 흡수율, 수분 보유량, 탄성회복력 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include an aldehyde-based compound. Specifically, the aldehyde compounds include glutaraldehyde, formaldehyde, dialdehyde starch, succinic acid aldehyde, acrylic aldehyde, oxalaldehyde, 2-methylacrylaldehyde, 2-oxopropanal, dextrin aldehyde, grioxal, succinic aldehyde, and It may contain at least one of dipaldehyde. By using an aldehyde-based compound as the cross-linking agent, cross-linking between the cellulose fibers can be effectively formed, and thereby a hydrogel with a three-dimensional network structure can be stably formed. Through this, the physical properties of the produced cellulose-based hydrogel, such as water absorption rate, water retention amount, and elastic recovery force, can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가교제는 상기 현탁액 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 15 중량부의 함량으로 첨가되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 현탁액에 첨가되는 상기 가교제의 함량은 0.3 중량부 내지 8.5 중량부, 0.5 중량부 내지 7 중량부, 1 중량부 내지 5 중량부, 1 중량부 내지 3 중량부, 0.1 중량부 내지 5 중량부, 0.5 중량부 내지 3.5 중량부 또는 1 중량부 내지 2 중량부일 수 있다. 상기 현탁액에 포함된 상기 가교제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교가 효과적으로 형성될 수 있고, 이에 의해 3차원 네트워크 구조를 가지는 하이드로겔이 안정적으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 셀룰로오스 기반 하이드로겔의 수분 흡수율, 수분 보유량, 탄성회복력 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cross-linking agent may be added in an amount of 0.1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the suspension. Specifically, the content of the cross-linking agent added to the suspension is 0.3 to 8.5 parts by weight, 0.5 to 7 parts by weight, 1 to 5 parts by weight, 1 to 3 parts by weight, and 0.1 to 5 parts by weight. It may be parts by weight, 0.5 parts by weight to 3.5 parts by weight, or 1 part by weight to 2 parts by weight. When the content of the cross-linking agent contained in the suspension is within the above-mentioned range, cross-linking between the cellulose fibers can be effectively formed, and thereby a hydrogel having a three-dimensional network structure can be stably formed. Through this, the physical properties of the produced cellulose-based hydrogel, such as water absorption rate, water retention amount, and elastic recovery force, can be effectively improved.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 염기성 촉매는 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화리튬 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the basic catalyst may include at least one of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 염기성 촉매는 상기 현탁액 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부의 함량으로 첨가되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 현탁액에 첨가되는 상기 염기성 촉매의 함량은 0.3 중량부 내지 8.5 중량부, 0.5 중량부 내지 7 중량부, 1 중량부 내지 5 중량부, 1 중량부 내지 3 중량부, 0.1 중량부 내지 5 중량부, 0.5 중량부 내지 3.5 중량부 또는 1 중량부 내지 2 중량부일 수 있다. 상기 셀룰로오스 현탁액에 첨가되는 상기 염기성 촉매의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교 반응을 효과적으로 촉진시켜, 셀룰로오스 기반 하이드로겔의 제조 공정 시간을 감소키시고 제조 효율을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the basic catalyst may be added in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the suspension. Specifically, the content of the basic catalyst added to the cellulose suspension is 0.3 to 8.5 parts by weight, 0.5 to 7 parts by weight, 1 to 5 parts by weight, 1 to 3 parts by weight, and 0.1 parts by weight. It may be from 5 parts by weight, 0.5 to 3.5 parts by weight, or 1 to 2 parts by weight. When the content of the basic catalyst added to the cellulose suspension is within the above-mentioned range, the cross-linking reaction between the cellulose fibers can be effectively promoted, thereby reducing the manufacturing process time of the cellulose-based hydrogel and improving manufacturing efficiency.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계는 상기 셀룰로오스 현탁액에 상기 가교제 및 상기 염기성 촉매를 첨가하여 교반한 후에 소정의 시간동안 반응을 진행시켜 수행되는 것일 수 있다. 교반 과정에서 셀룰로오스 원료, 가교제 및 염기성 촉매가 균일하게 혼합될 수 있고, 균일한 혼합 상태에서 셀룰로오스 섬유 간의 가교 반응이 진행되어 셀룰로오스 겔이 형성되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the cellulose gel may be performed by adding the cross-linking agent and the basic catalyst to the cellulose suspension, stirring the mixture, and then allowing the reaction to proceed for a predetermined time. During the stirring process, the cellulose raw material, cross-linking agent, and basic catalyst may be uniformly mixed, and a cross-linking reaction between cellulose fibers may proceed in a uniformly mixed state to form a cellulose gel.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계는, 20 ℃ 내지 100 ℃, 25 ℃ 내지 85 ℃, 30 ℃ 내지 70 ℃, 35 ℃ 내지 55 ℃, 40 ℃ 내지 100 ℃, 50 ℃ 내지 90 ℃, 또는 60 ℃ 내지 80 ℃의 온도에서, 상기 셀룰로오스 현탁액에 상기 가교제 및 상기 염기성 촉매를 첨가하여 5 분 내지 60 분, 5 분 내지 50 분, 5 분 내지 30 분, 5 분 내지 20 분 또는 5 분 내지 10 분동안 교반한 후에, 5 분 내지 3 시간, 15 분 내지 160 분, 30 분 내지 140 분, 45 분 내지 120 분, 또는 60 분 내지 90 분 동안 반응울 진행시켜 수행되는 것일 수 있다. 셀룰로오스 겔을 제조하는 온도 및 시간을 상기 범위 내로 조절함으로써, 상기 셀룰로오스 현탁액으로부터 상기 셀룰로오스 겔을 안정적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the cellulose gel is carried out at 20 ℃ to 100 ℃, 25 ℃ to 85 ℃, 30 ℃ to 70 ℃, 35 ℃ to 55 ℃, 40 ℃ to 100 ℃, 50 ℃ At a temperature of 90° C. to 90° C., or 60° C. to 80° C., the cross-linking agent and the basic catalyst are added to the cellulose suspension for 5 minutes to 60 minutes, 5 minutes to 50 minutes, 5 minutes to 30 minutes, 5 minutes to 20 minutes. Alternatively, it may be performed by stirring for 5 minutes to 10 minutes and then allowing the reaction to proceed for 5 minutes to 3 hours, 15 minutes to 160 minutes, 30 minutes to 140 minutes, 45 minutes to 120 minutes, or 60 minutes to 90 minutes. there is. By adjusting the temperature and time for preparing the cellulose gel within the above range, the cellulose gel can be stably manufactured from the cellulose suspension.
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 하이드로겔의 제조방법은, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계 이후에, 상기 셀룰로오스 겔을 pH 7 이하의 수용액에 침지하여 상기 염기성 촉매를 제거하여 중화된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계; 를 더 포함하는 것일 수 있다. pH 7 이하의 수용액, 즉 산성 수용액에 상기 셀룰로오스 겔을 첨가함으로써, 포함되어 있던 염기성 촉매를 중화로 제거하는 것일 수 있다. 중화된 셀룰로오스 겔을 수득하는 경우, 물로만 셀룰로오스 겔을 세척하는 경우보다 확실하고 신속하게 염기성 촉매를 제거하는 것일 수 있다. The method for producing a cellulose-based hydrogel according to an embodiment of the present invention includes, after preparing the cellulose gel, immersing the cellulose gel in an aqueous solution of pH 7 or less to remove the basic catalyst to produce a neutralized cellulose gel. Obtaining; It may further include. By adding the cellulose gel to an aqueous solution of pH 7 or lower, that is, an acidic aqueous solution, the basic catalyst contained therein may be removed by neutralization. When obtaining a neutralized cellulose gel, the basic catalyst can be removed more reliably and quickly than when washing the cellulose gel with water only.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 pH 7 이하의 수용액은 염산, 황산, 질산 및 아세트산 중 적어도 하나를 포함하는 산성 화합물을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 산의 종류를 한정하는 것은 아니다. According to one embodiment of the present invention, the aqueous solution of pH 7 or lower may contain an acidic compound including at least one of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and acetic acid, but the type of acid is not limited.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 산성 화합물은, 상기 pH 7 이하의 수용액에 0.01 N 내지 5 N의 농도로 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 산성 화합물은, 상기 pH 7 이하의 수용액에 0.01 N 내지 3 N, 0.1 N 내지 1 N, 1 N 내지 3 N 또는 3 N 내지 5 N의 농도로 포함되는 것일 수 있다. 산성 화합물의 농도를 전술한 범위로 조절함으로써, 셀룰로오스 겔의 중화가 보다 용이할 수 있고, 산의 농도가 전술한 범위 보다 높을 경우 가수분해가 발생하여 하이드로겔의 가교 구조가 파괴될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the acidic compound may be included at a concentration of 0.01 N to 5 N in the aqueous solution of pH 7 or less. Specifically, the acidic compound may be included in the aqueous solution of pH 7 or lower at a concentration of 0.01 N to 3 N, 0.1 N to 1 N, 1 N to 3 N, or 3 N to 5 N. By adjusting the concentration of the acidic compound to the above-mentioned range, neutralization of the cellulose gel may be easier, and if the acid concentration is higher than the above-mentioned range, hydrolysis may occur and the cross-linked structure of the hydrogel may be destroyed.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 중화된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계는 상기 셀룰로오스 겔을 상기 pH 7 이하의 수용액에 30 분 내지 24 시간동안 침지하여 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 중화된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계는 상기 셀룰로오스 겔을 상기 pH 7 이하의 수용액에 30 분 내지 18시간, 30 분 내지 12시간, 30 분 내지 10시간, 30 분내지 8시간 또는 30 분 내지 6시간동안 침지하여 수행되는 것일 수 있다. 상기 셀룰로오스 겔을 침지하는 시간을 전술한 범위로 조절함으로써, 겔의 중화 및 잔여 가교제의 세척이 효율적으로 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of obtaining the neutralized cellulose gel may be performed by immersing the cellulose gel in an aqueous solution of pH 7 or less for 30 minutes to 24 hours. Specifically, the step of obtaining the neutralized cellulose gel includes placing the cellulose gel in an aqueous solution of pH 7 or lower for 30 minutes to 18 hours, 30 minutes to 12 hours, 30 minutes to 10 hours, 30 minutes to 8 hours, or 30 minutes. It may be performed by immersion for up to 6 hours. By adjusting the time for immersing the cellulose gel within the above-mentioned range, neutralization of the gel and washing of the remaining cross-linking agent can be performed efficiently.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 대 상기 pH 7 이하의 수용액의 중량비는 1:1 내지 1:20인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 겔 대 상기 pH 7 이하의 수용액의 중량비는 1:1 내지 19:1, 1:1 내지 18:1, 5:1 내지 17:1, 5:1 내지 16:1, 6:1 내지 20:1, 7:1 내지 20:1, 8:1 내지 20:1, 9:1 내지 20:1, 10:1 내지 20:1, 7:1 내지 18:1 또는 9:1 내지 16:1인 것일 수 있다. 상기 중량비 범위 내로 셀룰로오스 겔 및 pH 7 이하의 수용액을 사용함으로써, 겔의 중화 및 잔여 가교제의 세척이 효율적으로 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the weight ratio of the cellulose gel to the aqueous solution of pH 7 or less may be 1:1 to 1:20. Specifically, the weight ratio of the cellulose gel to the aqueous solution of pH 7 or lower is 1:1 to 19:1, 1:1 to 18:1, 5:1 to 17:1, 5:1 to 16:1, 6: 1 to 20:1, 7:1 to 20:1, 8:1 to 20:1, 9:1 to 20:1, 10:1 to 20:1, 7:1 to 18:1 or 9:1 to It may be 16:1. By using a cellulose gel and an aqueous solution of pH 7 or less within the above weight ratio range, neutralization of the gel and washing of the remaining cross-linking agent can be performed efficiently.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 중화된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계는, 상기 셀룰로오스 겔을 다공성 케이싱에 넣어 상기 pH 7 이하의 수용액에 침지하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of obtaining the neutralized cellulose gel may include placing the cellulose gel in a porous casing and immersing it in an aqueous solution of pH 7 or lower.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 케이싱은 메쉬(mesh)망일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 물과 같은 용제는 이동할 수 있지만 겔이 이를 통과하여 팽창할 수 없는 형상을 유지시킬 수 있는 다공성 케이싱이라면 제한 없이 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the porous casing may be a mesh network, but is not limited thereto, and is porous that can maintain a shape in which a solvent such as water can move but a gel cannot expand through it. Casing can be used without restrictions.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 메쉬망은 10 mesh 내지 300 mesh일 수 있다. 구체적으로, 상기 메쉬망은 10 mesh 내지 200 mesh, 50 mesh 내지 100, 100 mesh 내지 300 mesh 또는 200 mesh 내지 300 mesh 일 수 있다. 상기 범위 내의 사이즈를 갖는 메쉬망을 사용하는 경우, 중화 시 셀룰로오스 겔이 pH 7 이하의 수용액의 물에 의해 과도하게 팽윤(swelling) 되는 것을 억제하여 셀룰로오스 겔의 탈수 및 건조가 보다 용이할 수 있고, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 경제성 및 안전성을 높일수 있다. According to one embodiment of the present invention, the mesh network may be 10 mesh to 300 mesh. Specifically, the mesh network may be 10 mesh to 200 mesh, 50 mesh to 100 mesh, 100 mesh to 300 mesh, or 200 mesh to 300 mesh. When using a mesh network with a size within the above range, excessive swelling of the cellulose gel by water in an aqueous solution of pH 7 or lower during neutralization can be suppressed, making dehydration and drying of the cellulose gel easier. Economic efficiency and safety can be improved by shortening the drying time of the gel without using a separate organic solvent in the post-treatment process.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 다음으로 상기 셀룰로오스 겔을 다공성 케이싱에 넣어 세척하고 세척된 셀룰로오스 겔을 수득한다(S20). 상기 셀룰로오스 겔은 전술한 중화 과정을 거친 것일 수도 있고, 그렇지 않은 것일 수도 있다. 상기 셀룰로오스 겔이 중화 과정을 거치지 않은 것일 경우, 세척 공정을 통해 잔존하는 가교제나 염기성 촉매를 희석으로 제거하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cellulose gel is placed in a porous casing and washed to obtain the washed cellulose gel (S20). The cellulose gel may or may not have undergone the above-described neutralization process. If the cellulose gel has not gone through a neutralization process, the remaining cross-linking agent or basic catalyst may be removed through a washing process by dilution.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 케이싱은 메쉬(mesh)망일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 물과 같은 용제는 이동할 수 있지만 겔이 이를 통과하여 팽창할 수 없는 형상을 유지시킬 수 있는 다공성 케이싱이라면 제한 없이 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the porous casing may be a mesh network, but is not limited thereto, and is porous that can maintain a shape in which a solvent such as water can move but a gel cannot expand through it. Casing can be used without restrictions.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 메쉬망은 10 mesh 내지 300 mesh일 수 있다. 구체적으로, 상기 메쉬망은 10 mesh 내지 200 mesh, 50 mesh 내지 100, 100 mesh 내지 300 mesh 또는 200 mesh 내지 300 mesh 일 수 있다. 상기 범위 내의 사이즈를 갖는 메쉬망을 사용하는 경우, 세척 시 셀룰로오스 겔이 물에 의해 과도하게 팽윤(swelling) 되는 것을 억제하여 셀룰로오스 겔의 탈수 및 건조가 보다 용이할 수 있고, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 경제성 및 안전성을 높일수 있다. According to one embodiment of the present invention, the mesh network may be 10 mesh to 300 mesh. Specifically, the mesh network may be 10 mesh to 200 mesh, 50 mesh to 100 mesh, 100 mesh to 300 mesh, or 200 mesh to 300 mesh. When using a mesh network with a size within the above range, excessive swelling of the cellulose gel by water during washing can be suppressed, making dehydration and drying of the cellulose gel easier, and a separate process can be used in the post-treatment process. Economic efficiency and safety can be improved by shortening the drying time of the gel without using organic solvents.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세척은 상기 셀룰로오스 겔을 상기 다공성 케이싱에 넣어 물에 1 시간 내지 48 시간동안 침지하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 세척은 상기 셀룰로오스 겔을 상기 다공성 케이싱에 넣어 물에 2시간 내지 48시간, 2시간 내지 40시간, 2시간 내지 7시간 또는 7시간 내지 40시간 동안 침지하여 수행되는 것일 수 있다. 상기 세척을 수행하는 시간은 셀룰로오스 겔이 완전히 세척되도록 조절할 수 있으며, 상기 중화를 수행한 경우 세척 수행 시간은 단축될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the washing may be performed by placing the cellulose gel in the porous casing and immersing it in water for 1 hour to 48 hours. Specifically, the washing may be performed by placing the cellulose gel in the porous casing and immersing it in water for 2 hours to 48 hours, 2 hours to 40 hours, 2 hours to 7 hours, or 7 hours to 40 hours. The washing time can be adjusted so that the cellulose gel is completely washed, and when the neutralization is performed, the washing time can be shortened.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세척은 상기 셀룰로오스 겔을 상기 다공성 케이싱에 넣어 물에 침지하고, 일정 시간 단위로 물을 교체하여 주며 수행하는 것일 수 있다. 농도 평형의 원리를 고려할 때, 물을 교체하여 주며 세척을 수행하는 경우 보다 신속하게 세척을 수행할 수 있고, 물 사용량을 절감할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the washing may be performed by placing the cellulose gel in the porous casing, immersing it in water, and replacing the water at regular intervals. Considering the principle of concentration balance, if cleaning is performed while replacing water, cleaning can be performed more quickly and water usage can be reduced.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세척은 셀룰로오스 겔 및 셀룰로오스 겔이 침지되어 있던 물의 pH를 측정하여, pH 7로 세척이 완료된 것을 확인한 다음 중단하는 것일 수 있다. 즉, 중화 및/또는 세척이 충분히 진행되어 염기성 촉매가 제거된 것을 pH 측정으로 확인한 후에, 세척을 중단하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the washing may be stopped after measuring the pH of the cellulose gel and the water in which the cellulose gel was immersed, confirming that washing is completed at pH 7. That is, after neutralization and/or washing have sufficiently progressed and it has been confirmed by pH measurement that the basic catalyst has been removed, washing may be stopped.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 대 상기 물의 중량비는 1:1 내지 1:20인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 겔 대 물의 중량비는 1:1 내지 1:19, 1:1 내지 18, 1:5 내지 1:17, 1:5 내지 1:16, 1:6 내지 1:20, 1:7 내지 1:20, 1:8 내지 1:20, 1:9 내지 1:20, 1:10 내지 1:20, 1:7 내지 1:18 또는 1:9 내지 1:16인 것일 수 있다. 상기 중량비 범위 내로 셀룰로오스 겔 및 물을 사용함으로써, 겔의 잔여 가교제 및 염기성 촉매의 세척이 효율적으로 이루어질 수 있다. 상기 중량비에서의 물의 중량은, 교체되어 셀룰로오스 겔이 침지되는 물의 양으로서, 교체하며 사용한 물의 총량을 의미하지 않는다. According to one embodiment of the present invention, the weight ratio of the cellulose gel to the water may be 1:1 to 1:20. Specifically, the weight ratio of the cellulose gel to water is 1:1 to 1:19, 1:1 to 18, 1:5 to 1:17, 1:5 to 1:16, 1:6 to 1:20, 1: It may be 7 to 1:20, 1:8 to 1:20, 1:9 to 1:20, 1:10 to 1:20, 1:7 to 1:18, or 1:9 to 1:16. By using cellulose gel and water within the above weight ratio range, the remaining crosslinking agent and basic catalyst of the gel can be efficiently washed. The weight of water in the above weight ratio is the amount of water replaced and immersed in the cellulose gel, and does not mean the total amount of water used for replacement.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 다음으로 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 팽윤시키고 제1건조 및 제1분쇄하여 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조한다(S30). 상기 “팽윤”은, 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 물에 침지하여 수행되는 것일 수 있으며, 별도의 다공성 케이싱을 사용할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. According to one embodiment of the present invention, the washed cellulose gel is swollen and subjected to first drying and first pulverization to prepare a first cellulose-based hydrogel (S30). The “swelling” may be performed by immersing the washed cellulose gel in water, and a separate porous casing may or may not be used.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 팽윤은 상기 셀룰로오스 겔 대 물의 중량비가 1:0.5 내지 1:5, 1:0.5 내지 1:4, 1:0.5 내지 1:3.5, 1:1 내지 1:3.5, 1:1 내지 1:3, 1:1.5 내지 1:3.5, 1:1 내지 1:2.5 또는 1:2 내지 1:3.5가 되도록 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 상기 물에 침지하는 것일 수 있다. 즉, 상기 팽윤은 세척 전의 셀룰로오스 겔의 중량을 기준으로 상기 중량비를 갖는 물에 세척된 셀룰로오스 겔을 침지하여 수행되는 것일 수 있다. 셀룰로오스 겔과 상기 범위 내의 중량비를 갖는 물로 팽윤을 수행하는 경우, 후에 제조되는 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 흡수량이 높아 건조 상태에서 처음에 흡수되는 물의 양이 많을 수 있고, 순간적인 초기 흡수량이 중요한 제품에 적용될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the swelling is performed when the weight ratio of the cellulose gel to water is 1:0.5 to 1:5, 1:0.5 to 1:4, 1:0.5 to 1:3.5, 1:1 to 1:3.5. , 1:1 to 1:3, 1:1.5 to 1:3.5, 1:1 to 1:2.5, or 1:2 to 1:3.5, the washed cellulose gel may be immersed in the water. That is, the swelling may be performed by immersing the washed cellulose gel in water having the above weight ratio based on the weight of the cellulose gel before washing. When swelling is performed with cellulose gel and water having a weight ratio within the above range, the initial absorption amount of the first cellulose-based hydrogel produced later may be high, so the amount of water initially absorbed in the dry state may be large, and the instantaneous initial absorption amount is important. Can be applied to products.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 팽윤은 고형분 함량이 1.0 중량% 내지 5.0 중량%, 1.0 중량% 내지 4.0 중량%, 1.0 중량% 내지 3.5 중량%, 1.5 중량% 내지 3.5 중량%, 또는 1.5 중량% 내지 3.0 중량%가 되도록 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 물에 침지하여 수행되는 것일 수 있다. 상기 범위 내의 고형분 함량이 되도록 팽윤을 수행하는 경우, 후에 제조되는 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 흡수량이 높아 건조 상태에서 처음에 흡수되는 물의 양이 많을 수 있고, 순간적인 초기 흡수량이 중요한 제품에 적용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the swelling is performed when the solid content is 1.0% to 5.0% by weight, 1.0% to 4.0% by weight, 1.0% to 3.5% by weight, 1.5% to 3.5% by weight, or 1.5% by weight. This may be performed by immersing the washed cellulose gel in water to a concentration of % to 3.0% by weight. When swelling is performed to achieve a solid content within the above range, the initial absorption amount of the first cellulose-based hydrogel produced later may be high, so the amount of water initially absorbed in the dry state may be large, and it may be applied to products where instantaneous initial absorption amount is important. You can.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 팽윤 이후에 제1건조 및 제1분쇄하여 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조한다. 상기 제1건조 및 제1분쇄를 통해, 제품에 적용될 수 있는 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, after the swelling, first drying and first pulverization are performed to prepare a first cellulose-based hydrogel. Through the first drying and first grinding, a first cellulose-based hydrogel that can be applied to products can be manufactured.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1건조는 열풍 건조, 감압 건조 또는 마이크로웨이브 건조 중에서 선택된 하나 이상의 방법으로 수행되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 팽윤 이후 마이크로웨이브 건조 이후 열풍 건조를 더 수행하여 건조하는 단계가 수행될 수 있다. 상기 방법으로 건조함으로써, 최종적으로 생성되는 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔이 건조 후에도 수분 침지 시에 겔화되어 안정적으로 수분을 보유하는 구조체를 형성할 수 있으며, 우수한 초기 수분흡수성 및 높은 수분흡수율을 가질 수 있다. 또한, 자연 건조 및 60℃ 미만의 저온 건조 방법에 비해 건조 시간을 단축할 수 있으며, 저비용으로 효율적인 대량 생산이 가능할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first drying may be performed by one or more methods selected from hot air drying, reduced pressure drying, or microwave drying. For example, after the swelling, a drying step may be performed by further performing hot air drying after microwave drying. By drying by the above method, the finally produced first cellulose-based hydrogel can be gelled upon immersion in water even after drying to form a structure that stably retains water, and can have excellent initial water absorption and high water absorption rate. . In addition, drying time can be shortened compared to natural drying and low-temperature drying methods below 60°C, and efficient mass production at low cost can be possible.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1건조는 상압(1±0.2 atm)의 조건에서 60 ℃ 이상 200 ℃ 이하의 온도로 1 시간 이상 24 시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 즉, 열풍 건조를 통해 상기 하이드로겔을 건조시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first drying may be performed at a temperature of 60°C or more and 200°C or less under conditions of normal pressure (1 ± 0.2 atm) for a period of time between 1 hour and 24 hours. That is, the hydrogel can be dried through hot air drying.
구체적으로, 상기 열풍 건조는 60 ℃ 이상 200 ℃ 이하, 800 ℃ 이상 200 ℃ 이하, 100 ℃ 이상 200 ℃ 이하, 또는 105 ℃ 이상 200 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 열풍 건조는 1 시간 이상 24 시간 이하, 1 시간 이상 10 시간 이하, 1 시간 이상 6 시간 이하, 1 시간 이상 3 시간 이하, 또는 3 시간 이상 6 시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 열풍 건조의 온도 및 시간 범위가 전술한 범위 내인 경우, 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔에 열에 의한 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 가교 구조가 보다 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 열풍 건조가 수행되는 온도 및 시간을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 내의 수분을 빠르고 효과적으로 제거할 수 있고, 이를 통해 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 가교 구조를 안정적으로 형성시킬 수 있다. 또한, 오랜 건조 시간이 필요한 저온 건조 방식 대비, 저비용으로 빠른 시간 내에 하이드로겔의 건조가 가능하여, 대량의 하이드로겔을 효율적으로 제조할 수 있다.Specifically, the hot air drying may be performed at a temperature of 60°C or higher and 200°C or lower, 800°C or higher and 200°C or lower, 100°C or higher and 200°C or lower, or 105°C or higher and 200°C or lower. Additionally, the hot air drying may be performed for 1 hour to 24 hours, 1 hour to 10 hours, 1 hour to 6 hours, 1 hour to 3 hours, or 3 hours to 6 hours. When the temperature and time range of the hot air drying are within the above-mentioned range, heat damage to the first cellulose-based hydrogel can be prevented, and the cross-linked structure of the first cellulose-based hydrogel can be more easily formed. You can. In addition, by adjusting the temperature and time at which the hot air drying is performed within the above-mentioned range, moisture in the first cellulose-based hydrogel can be quickly and effectively removed, thereby stably maintaining the cross-linked structure of the first cellulose-based hydrogel. It can be formed. In addition, compared to low-temperature drying methods that require a long drying time, hydrogels can be dried in a short time at low cost, making it possible to efficiently manufacture large quantities of hydrogels.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1건조는 1 mTorr 이상 50 mTorr 이하의 압력 및 60 ℃ 이상 200 ℃ 이하의 온도에서 1시간 이상 24시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 즉, 고온 감압 건조를 통해 상기 하이드로겔을 건조시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first drying may be performed at a pressure of 1 mTorr to 50 mTorr and a temperature of 60°C to 200°C for a period of time from 1 hour to 24 hours. That is, the hydrogel can be dried through high temperature and reduced pressure drying.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 감압 건조가 수행되는 압력은 1 mTorr 이상 50 mTorr 이하, 5 mTorr 이상 45 mTorr 이하, 10 mTorr 이상 40 mTorr 이하, 15 mTorr 이상 35 mTorr 이하, 또는 20 mTorr 이상 30 mTorr 이하일 수 있다. 감압 건조가 수행되는 압력을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 하이드로겔 내에 수분을 빠르고 효과적으로 제거할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the pressure at which the reduced pressure drying is performed is 1 mTorr or more and 50 mTorr or less, 5 mTorr or more and 45 mTorr or less, 10 mTorr or more and 40 mTorr or less, 15 mTorr or more and 35 mTorr or less, or 20 mTorr or more and 30 mTorr or less. It may be less than mTorr. By adjusting the pressure at which reduced pressure drying is performed to the above-mentioned range, moisture within the hydrogel can be quickly and effectively removed.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 하이드로겔을 고온 감압 건조하는 경우, 상기 감압 건조가 수행되는 온도는 60 ℃ 이상 200 ℃ 이하, 800 ℃ 이상 200 ℃ 이하, 100 ℃ 이상 200 ℃ 이하, 또는 105 ℃ 이상 200 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 열풍 건조는 1 시간 이상 24 시간 이하, 1 시간 이상 10 시간 이하, 1 시간 이상 6 시간 이하, 1 시간 이상 3 시간 이하, 또는 3 시간 이상 6 시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 감압 건조의 온도, 압력 및 시간 범위 이내인 경우, 상기 하이드로겔에 열에 의한 손상을 방지할 수 있고, 셀룰로오스 기반 하이드로겔의 흡수 구조체 형성이 용이할 수 있다. 상기 감압 건조가 수행되는 온도, 압력 및 시간을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 하이드로겔 내에 얼어 있는 상기 용제를 빠르고 효과적으로 제거할 수 있고, 이를 통해 셀룰로오스 기반 하이드로겔의 가교 구조를 안정적으로 형성시킬 수 있다. 또한, 에너지 효율성을 높이고 저비용으로 빠른 시간 내에 하이드로겔의 건조가 가능하여, 대량의 하이드로겔을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 제조되는 하이드로겔이 흡수 소재에 적용되기 적절한 수분 흡수율을 가질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, when drying the hydrogel at high temperature and reduced pressure, the temperature at which the reduced pressure drying is performed is 60 ℃ or more and 200 ℃ or less, 800 ℃ or more and 200 ℃ or less, 100 ℃ or more and 200 ℃ or less, or 105 °C or more. It can be performed at a temperature of ℃ or higher and 200 ℃ or lower. Additionally, the hot air drying may be performed for 1 hour to 24 hours, 1 hour to 10 hours, 1 hour to 6 hours, 1 hour to 3 hours, or 3 hours to 6 hours. If the temperature, pressure, and time range of the reduced pressure drying are within the range, heat damage to the hydrogel can be prevented, and the formation of an absorbent structure of the cellulose-based hydrogel can be facilitated. By adjusting the temperature, pressure, and time at which the reduced pressure drying is performed within the above-mentioned range, the solvent frozen in the hydrogel can be quickly and effectively removed, thereby stably forming a crosslinked structure of the cellulose-based hydrogel. there is. In addition, energy efficiency is increased and hydrogels can be dried in a short time at low cost, making it possible to efficiently manufacture large quantities of hydrogels. Additionally, the produced hydrogel may have a moisture absorption rate suitable for application to an absorbent material.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1분쇄는 건조된 셀룰로오스 겔을 직경 0.1 mm 내지 50 mm의 크기로 분쇄하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 분쇄는 건조된 셀룰로오스 겔을 직경 0.1 mm 내지 30.0 mm, 0.1 mm 내지 10.0 mm, 0.1 mm 내지 5.0 mm, 10.0 mm 내지 50.0 mm, 10.0 mm 내지 30.0 mm, 20.0 mm 내지 50.0 mm 또는 20.0 mm 내지 30.0 mm의 크기로 분쇄하는 것일 수 있다. 입자크기를 전술한 범위 내로 조절하여 분쇄를 수행하는 경우, 제조되는 하이드로겔의 수분 흡수율 및 최대 수분 보유량을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 분쇄는 분쇄기를 사용한 분쇄 등 통상의 방법으로 수행되는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first grinding may be grinding the dried cellulose gel to a size of 0.1 mm to 50 mm in diameter. Specifically, the grinding is performed to grind the dried cellulose gel to a diameter of 0.1 mm to 30.0 mm, 0.1 mm to 10.0 mm, 0.1 mm to 5.0 mm, 10.0 mm to 50.0 mm, 10.0 mm to 30.0 mm, 20.0 mm to 50.0 mm, or 20.0 mm. It may be pulverized to a size of 30.0 mm. When grinding is performed by adjusting the particle size within the above-mentioned range, the water absorption rate and maximum water retention of the produced hydrogel can be effectively improved. Additionally, the grinding may be performed by a conventional method, such as grinding using a grinder.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 제2건조 및 제2분쇄하여 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조한다(S40). 즉, 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔은 별도의 팽윤 공정을 거치지 않음으로서 최종 수분흡수량, 즉 장시간 물에 침지되는 경우의 총 흡수량이 많을 수 있고, 결과적으로 장시간 수분을 다량 흡수하여야 할 필요가 있는 제품에 적용되기에 적합할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the washed cellulose gel is subjected to second drying and second grinding to prepare a second cellulose-based hydrogel (S40). In other words, the second cellulose-based hydrogel does not undergo a separate swelling process, so the final water absorption amount, that is, the total water absorption amount when immersed in water for a long time, can be high, and as a result, it is a product that needs to absorb a large amount of moisture for a long time. It may be suitable for application to .
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2건조 및 제2분쇄는 상기 제1건조 및 제1분쇄와 동일한 내용이 독립적으로 적용될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the second drying and second grinding may be independently applied in the same manner as the first drying and first grinding.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계(S30) 및 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계(S40)는 서로 독립적인 단계로서, 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계(S40)를, 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계(S30)보다 먼저 수행할 수도 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the first cellulose-based hydrogel (S30) and the step of preparing the second cellulose-based hydrogel (S40) are independent steps, and the step of preparing the second cellulose-based hydrogel is The manufacturing step (S40) may be performed before the manufacturing step (S30) of the first cellulose-based hydrogel.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 혼합한다(S50). 상기와 같이 초기 수분흡수량이 많은 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 최종 수분흡수량(장시간 수분흡수량)이 많은 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 혼합하여 블렌딩 하이드로겔을 제조함으로써, 초기 수분흡수량 및 최종 수분흡수량이 모두 높은 제품에 적용될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel are mixed (S50). As described above, by mixing the first cellulose-based hydrogel with high initial water absorption and the second cellulose-based hydrogel with high final water absorption (long-term water absorption) to produce a blended hydrogel, both the initial water absorption and final water absorption are obtained. It can be applied to high-quality products.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 혼합의 방법은 별도로 제한되지 않으며, 해당 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 혼합되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the mixing method is not particularly limited and may be mixed using a method generally used in the relevant technical field.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 초기 최대수분흡수량이 45 g/g 내지 60 g/g인 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔; 및 최종 최대수분흡수량이 75 g/g 내지 100 g/g인 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔;을 포함하고 상기 방법으로 제조된 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔로서, 상기 초기 최대수분흡수량 및 최종 최대수분흡수량은 각각 하기 식 1 및 식 2로 계산되는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, a first cellulose-based hydrogel having an initial maximum moisture absorption of 45 g/g to 60 g/g; and a second cellulose-based hydrogel having a final maximum water absorption of 75 g/g to 100 g/g; wherein the initial maximum water absorption and the final maximum water absorption are respectively A cellulose-based blending hydrogel is provided, which is calculated by Equation 1 and Equation 2 below.
[식 1][Equation 1]
W1 = (M1 - M10)/M10 W 1 = (M 1 - M 10 )/M 10
[식 2][Equation 2]
W2 = (M2 - M20)/M20 W 2 = (M 2 - M 20 )/M 20
상기 식 1에서, M10은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 10분 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 최대수분흡수량(g/g)이고, 상기 식 2에서 M20은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 24시간 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 최종 최대수분흡수량(g/g)이다In Equation 1, M 10 is the dry weight (g) of the first cellulose-based hydrogel, and M 1 is the weight (g) measured after immersing the first cellulose-based hydrogel in saline solution for 10 minutes. , W 1 is the initial maximum moisture absorption (g/g) of the first cellulose-based hydrogel, and in Equation 2, M 20 is the dry weight of the second cellulose-based hydrogel (g), and M 2 is the weight (g) measured after immersing the second cellulose-based hydrogel in saline solution for 24 hours, and W 2 is the final maximum water absorption (g/g) of the second cellulose-based hydrogel.
본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 기반 하이드로겔은 흡수성 및 탄성력이 우수할 수 있고, 구체적으로 초기 및 최종 수분흡수량이 높아 흡수성이 우수할 수 있다. The cellulose-based hydrogel according to one embodiment of the present invention may have excellent absorbency and elasticity, and specifically, may have excellent water absorption due to high initial and final moisture absorption.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔은 초기 최대수분흡수량이 45 g/g 내지 60 g/g, 45 g/g 내지 55 g/g 또는 45 g/g 내지 50 g/g 일 수 있고, 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔은 최종 최대수분흡수량이 75 g/g 내지 100 g/g, 75 g/g 내지 95 g/g 또는 75 g/g 내지 90 g/g일 수 있다. 상기 범위 내의 초기 또는 최종 최대수분흡수량을 갖는 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 포함하는 경우, 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 초기 및 최종 수분흡수량이 모두 높아 흡수성이 우수할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the first cellulose-based hydrogel has an initial maximum moisture absorption of 45 g/g to 60 g/g, 45 g/g to 55 g/g, or 45 g/g to 50 g/ g, and the second cellulose-based hydrogel may have a final maximum moisture absorption of 75 g/g to 100 g/g, 75 g/g to 95 g/g, or 75 g/g to 90 g/g. . When the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel having an initial or final maximum moisture absorption within the above range are included, both the initial and final moisture absorption amounts of the cellulose-based blended hydrogel are high, and thus the absorbency may be excellent.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 중량비는 1:5 내지 5:1, 1:5 내지 4:2, 2:4 내지 5:1, 1:5 내지 3:3, 2:4 내지 4:2, 3:3 내지 5:1, 2:4 내지 3:3 또는 3:3 내지 4:2인 것일 수 있다. 상기 중량비 범위 내에서, 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 중량비는 최종적으로 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔을 적용하고자 하는 제품의 목적에 따라 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the weight ratio of the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel is 1:5 to 5:1, 1:5 to 4:2, and 2:4 to 5:1. , 1:5 to 3:3, 2:4 to 4:2, 3:3 to 5:1, 2:4 to 3:3, or 3:3 to 4:2. Within the above weight ratio range, the weight ratio of the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel can be adjusted depending on the purpose of the product to which the cellulose-based blended hydrogel is ultimately applied.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 초기 최대수분흡수량은 하기 식 1로 계산된다. According to one embodiment of the present invention, the initial maximum moisture absorption amount is calculated using Equation 1 below.
[식 1][Equation 1]
W1 = (M1 - M10)/M10 W 1 = (M 1 - M 10 )/M 10
상기 식 1에서, M10은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 10분 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 최대수분흡수량(g/g)이다. In Equation 1, M 10 is the dry weight (g) of the first cellulose-based hydrogel, and M 1 is the weight (g) measured after immersing the first cellulose-based hydrogel in saline solution for 10 minutes. , and W 1 is the initial maximum moisture absorption (g/g) of the first cellulose-based hydrogel.
즉, 상기 초기 최대수분흡수량은 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게를 기준으로, 건조 상태의 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 10 분간 식염수에 침지하였을 때 포함된 수분의 무게를 나타낸 파라미터이다. 상기 초기 최대수분흡수량의 값이 큰 경우, 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔이 10 분간 흡수할 수 있는 수분의 함량이 높아 침지 후 단시간 내에 다량의 수분을 흡수할 수 있고, 순간적인 초기 흡수량이 중요한 경우에 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔보다 다량으로 포함되는 것일 수 있다. That is, the initial maximum moisture absorption is a parameter representing the weight of moisture contained when the dry first cellulose-based hydrogel is immersed in saline solution for 10 minutes, based on the dry weight of the first cellulose-based hydrogel. When the value of the initial maximum moisture absorption is large, the water content that the first cellulose-based hydrogel can absorb for 10 minutes is high, so it can absorb a large amount of moisture within a short time after immersion, and when the instantaneous initial absorption amount is important. It may be contained in a larger amount than the secondary cellulose-based hydrogel.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 최종 최대수분흡수량은 하기 식 2로 계산된다. According to one embodiment of the present invention, the final maximum moisture absorption amount is calculated using Equation 2 below.
[식 2][Equation 2]
W2 = (M2 - M20)/M20 W 2 = (M 2 - M 20 )/M 20
상기 식 2에서 M20은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 24시간 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 최종 최대수분흡수량(g/g)이다In Equation 2, M 20 is the dry weight (g) of the second cellulose-based hydrogel, and M 2 is the weight (g) measured after immersing the second cellulose-based hydrogel in saline solution for 24 hours. , W 2 is the final maximum water absorption (g/g) of the second cellulose-based hydrogel
즉, 상기 최종 최대수분흡수량은 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게를 기준으로, 건조 상태의 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 24시간동안 식염수에 침지하였을 때 포함된 수분의 무게를 나타낸 파라미터이다. 상기 최종 최대수분흡수량의 값이 큰 경우, 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔이 24 시간동안 흡수할 수 있는 수분의 함량이 높아 침지 후 장시간동안 다량의 수분을 흡수할 수 있고, 장시간 수분을 다량 흡수할 필요가 있는 경우에 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔보다 다량으로 포함되는 것일 수 있다. That is, the final maximum moisture absorption is a parameter representing the weight of moisture contained when the dry second cellulose-based hydrogel is immersed in saline solution for 24 hours, based on the dry weight of the second cellulose-based hydrogel. . When the value of the final maximum water absorption is large, the water content that the secondary cellulose-based hydrogel can absorb for 24 hours is high, so it can absorb a large amount of water for a long time after immersion, and it is necessary to absorb a large amount of water for a long time. If present, it may be included in a larger amount than the first cellulose-based hydrogel.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔은 하기 식 3을 만족하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel may satisfy Equation 3 below.
[식 3][Equation 3]
25 ≤ W2 - W1 ≤ 4025 ≤ W 2 - W 1 ≤ 40
즉, 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 최종 최대수분흡수량과 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 최대수분흡수량의 차이가 25 g/g 내지 40 g/g 일 수 있다. 상기 범위 내의 차이값을 갖는 경우, 초기 및 최종 최대수분흡수량이 모두 우수하여 상기 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 흡수성이 우수할 수 있다. That is, the difference between the final maximum moisture absorption of the second cellulose-based hydrogel and the initial maximum moisture absorption of the first cellulose-based hydrogel may be 25 g/g to 40 g/g. When the difference value is within the above range, both the initial and final maximum moisture absorption amounts are excellent, so the absorbency of the cellulose-based blended hydrogel may be excellent.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하는 흡수성 물품이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, an absorbent article including an absorbent structure including the cellulose-based blended hydrogel is provided.
본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품은 흡수성능이 우수한 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔을 포함하여 고흡수성 수지의 활용 분야에 적용될 수 있다.The absorbent article according to one embodiment of the present invention can be applied to applications of superabsorbent resins, including cellulose-based blended hydrogels with excellent absorbent performance.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 흡수성 물품은 위생용품, 토양수분조절제, 흡수패드, 아이스팩 및 하이드로패치 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡수성 물품은 유아용 및 성인용 기저귀, 여성용 생리대 등의 위생용품, 농업 또는 원예용 토양수분조절제, 식품포장용 흡수패드, 아이스팩 및 의료용 하이드로패치 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 전술한 종류의 흡수성 물품은, 상기 하이드로겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하므로 우수한 수분 흡수율을 가지면서도, 생분해성을 가지므로 소각 및 매립 과정에서 발생하는 환경오염을 저감할 수 있어 친환경적일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the absorbent article may include at least one of a sanitary product, a soil moisture regulator, an absorbent pad, an ice pack, and a hydropatch. Specifically, the absorbent article may include at least one of diapers for infants and adults, sanitary products such as sanitary napkins for women, soil moisture regulators for agriculture or horticulture, absorbent pads for food packaging, ice packs, and medical hydropatches. The above-described types of absorbent articles include an absorbent structure containing the hydrogel, so they have excellent moisture absorption rate and are biodegradable, so they can be environmentally friendly by reducing environmental pollution generated during incineration and landfill processes.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of this specification are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
제조예 1Manufacturing Example 1
셀룰로오스 원료로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 증류수와 혼합하여, 셀룰로오스 현탁액을 제조하였다. 이때, 현탁액 100 중량부를 기준으로, 카르복시메틸 셀룰로오스의 함량은 3 중량부이었다.As a cellulose raw material, carboxymethyl cellulose with a degree of substitution of 0.8 was mixed with distilled water to prepare a cellulose suspension. At this time, based on 100 parts by weight of the suspension, the content of carboxymethyl cellulose was 3 parts by weight.
이후, 현탁액에 염기성 촉매로서 수산화나트륨(NaOH, Sodium hydroxide beads, DAEJUNG Chemicals & Metals co. Ltd., Korea), 가교제로서 에피클로로하이드린(ECH, Epichlorohydrin, Guaranteed, JUNCEI Chemicals co. Ltd., Japan)을 차례로 첨가하고 교반기를 이용하여 600 rpm으로 10 분 동안 교반하고, 교반 중지 상태에서 70 ℃의 항온수조에서 2시간 동안 반응시켜 셀룰로오스 겔을 제조하였다. Afterwards, sodium hydroxide (NaOH, Sodium hydroxide beads, DAEJUNG Chemicals & Metals co. Ltd., Korea) as a basic catalyst and epichlorohydrin (ECH, Epichlorohydrin, Guaranteed, JUNCEI Chemicals co. Ltd., Japan) as a cross-linking agent were added to the suspension. were sequentially added and stirred at 600 rpm for 10 minutes using a stirrer, and reacted in a constant temperature water bath at 70° C. for 2 hours with stirring stopped to prepare a cellulose gel.
이때, 상기 현탁액 100 중량부에 대하여, 수산화나트륨의 함량은 3 중량부, 에피클로로하이드린의 함량은 4 중량부로 첨가하였다.At this time, based on 100 parts by weight of the suspension, 3 parts by weight of sodium hydroxide and 4 parts by weight of epichlorohydrin were added.
제조예 2-1Manufacturing Example 2-1
상기 제조예 1에서 제조한 셀룰로오스 겔 100 g을 메쉬망(200 mesh)에 넣고, 500 ml의 물에 침지하여 약 2시간마다 500 ml의 물을 갈아주면서 40시간 침지(약 19회 교체)하고, pH를 측정하여 pH 7로 세척이 완료된 것을 확인하였다. 100 g of the cellulose gel prepared in Preparation Example 1 was placed in a mesh net (200 mesh), immersed in 500 ml of water, and immersed for 40 hours (changed approximately 19 times) while changing 500 ml of water every 2 hours. The pH was measured to confirm that washing was completed at pH 7.
이후, 메쉬망을 제거하고 세척된 셀룰로오스 겔(고형분 함량: 약 5.5%)에 약 340 ml을 물을 첨가하여 팽윤시켰으며(고형분 함량: 약 1.5%), 팽윤된 겔을 105 ℃에서 건조하고 0.5 mm 내지 1 cm 크기로 분쇄하여 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 수득하였다. Afterwards, the mesh was removed and about 340 ml of water was added to the washed cellulose gel (solid content: about 5.5%) to swell it (solid content: about 1.5%). The swollen gel was dried at 105°C and 0.5% Cellulose-based hydrogel was obtained by grinding to a size of mm to 1 cm.
제조예 2-2Manufacturing Example 2-2
상기 제조예 2-1에 있어, 메쉬망을 제거하고 세척된 셀룰로오스 겔(고형분 함량: 약 5.5%)에 약 105 ml을 물을 첨가하여 팽윤(고형분 함량: 약 3.0%)시킨 것을 제외하고는 제조예 2-1과 동일한 방법으로 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 수득하였다. In Preparation Example 2-1, except that the mesh was removed and about 105 ml of water was added to the washed cellulose gel (solid content: about 5.5%) to swell (solid content: about 3.0%). A cellulose-based hydrogel was obtained in the same manner as in Example 2-1.
제조예 2-3Manufacturing Example 2-3
상기 제조예 2-1에 있어, 메쉬망을 제거하고 세척된 셀룰로오스 겔(고형분 함량: 약 5.5%)을 팽윤시키지 않은 것을 제외하고는 제조예 2-1과 동일한 방법으로 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 수득하였다.In Preparation Example 2-1, a cellulose-based hydrogel was obtained in the same manner as Preparation Example 2-1, except that the mesh was removed and the washed cellulose gel (solid content: about 5.5%) was not swollen. .
제조예 2-4Manufacturing Example 2-4
상기 제조예 2-1에 있어, 메쉬망을 제거하고 세척된 셀룰로오스 겔(고형분 함량: 약 5.5%)을 팽윤시키지 않고, 고형분 함량이 약 50%에 도달할 때까지 마이크로웨이브 건조한 다음 105℃에서 완전 건조한 것을 제외하고는 제조예 2-1과 동일한 방법으로 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 수득하였다.In Preparation Example 2-1, the mesh net was removed and the washed cellulose gel (solid content: about 5.5%) was not swelled, but was dried in a microwave until the solid content reached about 50%, and then completely dried at 105°C. A cellulose-based hydrogel was obtained in the same manner as Preparation Example 2-1 except for drying.
실시예 1Example 1
상기 제조예 2-1의 방법으로 제조된 셀룰로오스 겔과 제조예 2-3의 방법으로 제조된 셀룰로오스 겔을 1:1의 중량비로 혼합하여 블렌딩 하이드로겔을 수득하였다. A blended hydrogel was obtained by mixing the cellulose gel prepared by the method of Preparation Example 2-1 and the cellulose gel prepared by the method of Preparation Example 2-3 at a weight ratio of 1:1.
실시예 2Example 2
상기 제조예 2-1의 방법으로 제조된 셀룰로오스 겔과 제조예 2-4의 방법으로 제조된 셀룰로오스 겔을 1:1의 중량비로 혼합하여 블렌딩된 하이드로겔을 수득하였다. The cellulose gel prepared by the method of Preparation Example 2-1 and the cellulose gel prepared by the method of Preparation Example 2-4 were mixed at a weight ratio of 1:1 to obtain a blended hydrogel.
비교예 1Comparative Example 1
상기 제조예 2-1에 있어, 메쉬망을 사용하지 않은 것을 제외하고는 제조예 2-1과 동일한 방법으로 셀룰로오스 기반 하이드로겔을 수득하였다. In Preparation Example 2-1, a cellulose-based hydrogel was obtained in the same manner as Preparation Example 2-1, except that the mesh network was not used.
참조예 1Reference example 1
국내 화학회사 L사로부터 석유계 고분자 기반 상업용 SAP를 입수하였다. Petroleum-based polymer-based commercial SAP was obtained from L Company, a domestic chemical company.
참조예 2Reference example 2
국내 A사로부터 셀룰로오스 기반 상업용 SAP를 입수하였다. Cellulose-based commercial SAP was obtained from a domestic company A.
실험예: 수분 흡수량 평가Experimental example: Evaluation of moisture absorption
제조예 2-1 내지 2-4, 실시예 1 내지 2, 비교예 1 및 참조예 1 내지 2에서 제조된 완전히 건조된 하이드로겔의 질량을 측정한 후 10 분, 30 분, 1 시간, 3 시간 또는 24 시간 동안 식염수에 침지시켰다. 이후, 하이드로겔을 건져 내고 5 분간 떨어지는 물기를 제거한 다음, 각 경우의 하이드로겔의 질량을 측정하고 하기 식 4를 통해 최대 수분 보유량을 계산하였다. After measuring the mass of the completely dried hydrogel prepared in Preparation Examples 2-1 to 2-4, Examples 1 to 2, Comparative Example 1, and Reference Examples 1 to 2, 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, and 3 hours Alternatively, they were immersed in saline solution for 24 hours. Afterwards, the hydrogel was taken out, the dripping water was removed for 5 minutes, the mass of the hydrogel in each case was measured, and the maximum moisture retention was calculated using Equation 4 below.
[식 4][Equation 4]
Wt = (Mt - M0)/M0 W t = (M t - M 0 )/M 0
상기 식 1에서, Wt는 시간 t 동안 침지한 이후의 식염수에 대한 최대 수분 보유량(g/g)이고, Mt는 시간 t 동안 침지한 이후의 하이드로겔의 질량(g)이고, M0는 침지 전의 건조된 하이드로겔의 질량(g)이다. 이때, t는 10 분, 30 분, 1 시간, 3 시간 또는 24 시간이다. In Equation 1, W t is the maximum water retention in saline solution (g/g) after immersion for time t, M t is the mass of the hydrogel (g) after immersion for time t, and M 0 is This is the mass (g) of dried hydrogel before immersion. where t is 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 3 hours, or 24 hours.
하기 표 1에 각각 식염수에 대한 제조예 2-1 내지 2-4, 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔의 최대 수분 보유량을 나타내었다. Table 1 below shows the maximum water retention amount of the hydrogels prepared in Preparation Examples 2-1 to 2-4, Examples 1 to 2, and Comparative Examples 1 to 3 with respect to saline solution, respectively.
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 및 2는 초기 수분 흡수량이 많은 하이드로겔과, 최종 수분 흡수량이 많은 하이드로겔을 블렌딩하여 초기 및 최종 수분흡수량이 모두 높은 하이드로겔을 구현한 것을 확인할 수 있다. 반면, 메쉬망을 사용하지 않고 하이드로겔을 제조한 비교예 1의 경우 수율이 낮아 하이드로겔의 생산성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that Examples 1 and 2 achieved hydrogels with both high initial and final moisture absorption by blending a hydrogel with high initial moisture absorption and a hydrogel with high final moisture absorption. On the other hand, in Comparative Example 1, where the hydrogel was manufactured without using a mesh network, it can be seen that the yield was low and the productivity of the hydrogel was low.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above with limited examples, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the patents described below will be understood by those skilled in the art. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the claims.
S10: 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계
S20: 세척된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계
S30: 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계
S40: 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계
S50: 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔을 제조하는 단계 S10: Step of producing cellulose gel
S20: Obtaining washed cellulose gel
S30: Step of producing the first cellulose-based hydrogel
S40: Step of producing secondary cellulose-based hydrogel
S50: Step of preparing cellulose-based blending hydrogel
Claims (12)
상기 셀룰로오스 겔을 다공성 케이싱에 넣어 세척하고 세척된 셀룰로오스 겔을 수득하는 단계;
상기 세척된 셀룰로오스 겔을 팽윤시키고 제1건조 및 제1분쇄하여 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계;
상기 세척된 셀룰로오스 겔을 제2건조 및 제2분쇄하여 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 제조하는 단계; 및
상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 혼합하는 단계; 를 포함하는 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
Preparing a cellulose gel;
Putting the cellulose gel into a porous casing and washing it to obtain a washed cellulose gel;
Swelling the washed cellulose gel and first drying and first pulverizing the washed cellulose gel to produce a first cellulose-based hydrogel;
Second drying and second pulverizing the washed cellulose gel to produce a second cellulose-based hydrogel; and
Mixing the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel; Method for producing a cellulose-based blended hydrogel comprising.
상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계;는
셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 셀룰로오스 원료 및 용제를 포함하는 셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 및
상기 셀룰로오스 현탁액에 가교제 및 염기성 촉매를 첨가하여 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계;를 포함하는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 1,
Preparing the cellulose gel;
Preparing a cellulose suspension containing a cellulose raw material containing at least one of a cellulose derivative and a cellulose fiber and a solvent; and
A method for producing a cellulose-based blended hydrogel comprising: preparing a cellulose gel by adding a cross-linking agent and a basic catalyst to the cellulose suspension.
상기 팽윤은 상기 셀룰로오스 겔 대 물의 중량비가 1:0.5 내지 1:5가 되도록 상기 세척된 셀룰로오스 겔을 상기 물에 침지하는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 1,
The swelling is a method of producing a cellulose-based blended hydrogel, wherein the washed cellulose gel is immersed in the water so that the weight ratio of the cellulose gel to water is 1:0.5 to 1:5.
상기 다공성 케이싱은 메쉬(mesh)망인 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method of producing a cellulose-based blending hydrogel, wherein the porous casing is a mesh network.
상기 메쉬망은 10 mesh 내지 300 mesh인 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 4,
A method of producing a cellulose-based blending hydrogel, wherein the mesh network is 10 mesh to 300 mesh.
상기 세척은 상기 셀룰로오스 겔을 상기 다공성 케이싱에 넣어 물에 1 시간 내지 48 시간동안 침지하는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 1,
The washing is a method of producing a cellulose-based blended hydrogel, wherein the cellulose gel is placed in the porous casing and immersed in water for 1 hour to 48 hours.
상기 제1건조 및 상기 제2건조는 각각 독립적으로 열풍 건조, 감압 건조 또는 마이크로웨이브 건조 중에서 선택된 하나 이상의 방법으로 수행되는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 1,
The first drying and the second drying are each independently performed by one or more methods selected from hot air drying, reduced pressure drying, or microwave drying.
상기 제1분쇄 및 상기 제2분쇄는 각각 독립적으로 건조된 셀룰로오스 겔을 직경 0.1 mm 내지 50 mm의 크기로 분쇄하는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔의 제조 방법.
According to paragraph 1,
The first grinding and the second grinding each independently grind the dried cellulose gel to a size of 0.1 mm to 50 mm in diameter.
최종 최대수분흡수량이 75 g/g 내지 100 g/g인 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔;을 포함하고 제1항에 따른 방법으로 제조된 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔로서,
상기 초기 최대수분흡수량 및 최종 최대수분흡수량은 각각 하기 식 1 및 식 2로 계산되는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔:
[식 1]
W1 = (M1 - M10)/M10
[식 2]
W2 = (M2 - M20)/M20
상기 식 1에서, M10은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 10분 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W1은 상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔의 초기 최대수분흡수량(g/g)이고,
상기 식 2에서 M20은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 건조 상태의 무게(g)이고, M2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔을 식염수에 24시간 동안 침지한 후에 측정한 무게(g)이고, W2은 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 최종 최대수분흡수량(g/g)이다.
A first cellulose-based hydrogel having an initial maximum water absorption of 45 g/g to 60 g/g; and
A cellulose-based blending hydrogel produced by the method according to claim 1, comprising a second cellulose-based hydrogel having a final maximum water absorption of 75 g/g to 100 g/g,
Cellulose-based blended hydrogel, wherein the initial maximum moisture absorption amount and final maximum moisture absorption amount are calculated by the following equations 1 and 2, respectively:
[Equation 1]
W 1 = (M 1 - M 10 )/M 10
[Equation 2]
W 2 = (M 2 - M 20 )/M 20
In Equation 1, M 10 is the dry weight (g) of the first cellulose-based hydrogel, and M 1 is the weight (g) measured after immersing the first cellulose-based hydrogel in saline solution for 10 minutes. and W 1 is the initial maximum moisture absorption (g/g) of the first cellulose-based hydrogel,
In Equation 2, M 20 is the dry weight (g) of the second cellulose-based hydrogel, and M 2 is the weight (g) measured after immersing the second cellulose-based hydrogel in saline solution for 24 hours. , W 2 is the final maximum water absorption (g/g) of the second cellulose-based hydrogel.
상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔의 중량비는 1:5 내지 5:1인 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔.
According to clause 9,
A cellulose-based blending hydrogel, wherein the weight ratio of the first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel is 1:5 to 5:1.
상기 제1셀룰로오스 기반 하이드로겔 및 상기 제2셀룰로오스 기반 하이드로겔은 하기 식 3을 만족하는 것인 셀룰로오스 기반 블렌딩 하이드로겔.
[식 3]
25 ≤ W2 - W1 ≤ 40
According to clause 9,
The first cellulose-based hydrogel and the second cellulose-based hydrogel are cellulose-based blending hydrogels that satisfy the following equation 3.
[Equation 3]
25 ≤ W 2 - W 1 ≤ 40
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220041444A KR102651835B1 (en) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Method of producing cellulose-based blending hydrogel, cellulose-based blending hydrogel therefrom and absorbent product comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220041444A KR102651835B1 (en) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Method of producing cellulose-based blending hydrogel, cellulose-based blending hydrogel therefrom and absorbent product comprising the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230142863A true KR20230142863A (en) | 2023-10-11 |
KR102651835B1 KR102651835B1 (en) | 2024-03-29 |
Family
ID=88295498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220041444A KR102651835B1 (en) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Method of producing cellulose-based blending hydrogel, cellulose-based blending hydrogel therefrom and absorbent product comprising the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102651835B1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH107830A (en) * | 1996-03-29 | 1998-01-13 | Hoechst Ag | Production of porous, hydrophilic and highly swelling hydrogel |
KR100259729B1 (en) * | 1994-07-05 | 2000-07-01 | 데이비드 엠 모이어 | Absorbent gelling material comprising a dry mixture of at least two types of hydrogel-forming particles and method for making the same |
JP2008533215A (en) * | 2004-12-29 | 2008-08-21 | ルイージ・アンブロシオ | Biodegradable superabsorbent polymer hydrogel and process for producing the same |
KR20140146745A (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Porous cellulose-hydrogel system for enhanced transdermal delivery of flavonoids |
KR20170036989A (en) * | 2015-09-25 | 2017-04-04 | 성균관대학교산학협력단 | Novel polymer, hydrogel including the polymer and manufacturing method of the hydrogel |
CN110128694A (en) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 浙江工业大学 | A kind of preparation method of hydrophobic oil suction fiber type element base aeroge |
-
2022
- 2022-04-04 KR KR1020220041444A patent/KR102651835B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100259729B1 (en) * | 1994-07-05 | 2000-07-01 | 데이비드 엠 모이어 | Absorbent gelling material comprising a dry mixture of at least two types of hydrogel-forming particles and method for making the same |
JPH107830A (en) * | 1996-03-29 | 1998-01-13 | Hoechst Ag | Production of porous, hydrophilic and highly swelling hydrogel |
JP2008533215A (en) * | 2004-12-29 | 2008-08-21 | ルイージ・アンブロシオ | Biodegradable superabsorbent polymer hydrogel and process for producing the same |
KR20140146745A (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Porous cellulose-hydrogel system for enhanced transdermal delivery of flavonoids |
KR20170036989A (en) * | 2015-09-25 | 2017-04-04 | 성균관대학교산학협력단 | Novel polymer, hydrogel including the polymer and manufacturing method of the hydrogel |
CN110128694A (en) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 浙江工业大学 | A kind of preparation method of hydrophobic oil suction fiber type element base aeroge |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102651835B1 (en) | 2024-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Huang et al. | Facile preparation of biomass lignin-based hydroxyethyl cellulose super-absorbent hydrogel for dye pollutant removal | |
Kargarzadeh et al. | Advances in cellulose nanomaterials | |
Dai et al. | Enhanced swelling and responsive properties of pineapple peel carboxymethyl cellulose-g-poly (acrylic acid-co-acrylamide) superabsorbent hydrogel by the introduction of carclazyte | |
Xu et al. | Robust and flexible films from 100% starch cross-linked by biobased disaccharide derivative | |
Das et al. | Preparation and characterization of cross-linked starch/poly (vinyl alcohol) green films with low moisture absorption | |
Zhang et al. | Swelling and dissolution of cellulose in NaOH aqueous solvent systems | |
EP1025130A2 (en) | Essentially fibre-free cellulose ether with improved water retention, method for the production and use thereof | |
WO2015165588A1 (en) | Composition comprising cellulose fibres and crosslinking agents, water soluble crosslinked cellulose ethers, and the production thereof | |
CN112442152B (en) | Super absorbent resin and preparation method thereof | |
KR20180066723A (en) | Method of manufacturing carboxymethyl cellulose particles, carboxymethyl cellulose particles and absorbent articles including the same | |
Brodin et al. | A comparison of softwood and birch kraft pulp fibers as raw materials for production of TEMPO-oxidized pulp, MFC and superabsorbent foam | |
CN106084259B (en) | A kind of preparation method of cellulose aquagel | |
CN113136053A (en) | Preparation method of lignocellulose three-component double-crosslinking gel, gel and application | |
Wu et al. | Cellulose dissolution, modification, and the derived hydrogel: a review | |
Mohammad Padzil et al. | Increased solubility of plant core pulp cellulose for regenerated hydrogels through electron beam irradiation | |
KR102651835B1 (en) | Method of producing cellulose-based blending hydrogel, cellulose-based blending hydrogel therefrom and absorbent product comprising the same | |
JP2007222704A (en) | Manufacturing method for starch based water absorbent material | |
Duan et al. | Investigation into electrospinning water-soluble xylan: Developing applications from highly absorbent and hydrophilic surfaces to carbonized fiber | |
KR102633415B1 (en) | Method of producing cellulose-based hydrogel, cellulose-based hydrogel and absorbent product comprising the same | |
Kaur et al. | Synthesis of rice straw biopolymers based hydrogels and their use as media for growth of monocot (wheat) and dicot (moong bean) plants | |
KR20200132929A (en) | Super absorbent polymer and method of making and using the same | |
CN114106841A (en) | Straw-based water-absorbing and water-retaining agent and preparation method thereof | |
KR102712502B1 (en) | Method of manufacturing carboxymethyl cellulose particles, carboxymethyl cellulose particles and absorbent articles including the same | |
CN117164894A (en) | Cross-linked carboxymethyl cellulose super absorbent gel for sanitary towel and preparation method thereof | |
Young | Cross-linked cellulose and cellulose derivatives |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |