KR20240072610A - Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof - Google Patents

Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20240072610A
KR20240072610A KR1020220154392A KR20220154392A KR20240072610A KR 20240072610 A KR20240072610 A KR 20240072610A KR 1020220154392 A KR1020220154392 A KR 1020220154392A KR 20220154392 A KR20220154392 A KR 20220154392A KR 20240072610 A KR20240072610 A KR 20240072610A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
shell
acid
reactant
drying
Prior art date
Application number
KR1020220154392A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서영범
한정수
김상윤
허윤영
Original Assignee
(주)마린패드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)마린패드 filed Critical (주)마린패드
Priority to KR1020220154392A priority Critical patent/KR20240072610A/en
Publication of KR20240072610A publication Critical patent/KR20240072610A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/00272-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0003General processes for their isolation or fractionation, e.g. purification or extraction from biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/08Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

본 발명은 갑각류 껍질을 이용하는 생분해성 고흡수체의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 생분해성 고흡수체의 흡수력이 기준치에 부합되는데 충분한 수준이며, 생분해 실험 결과 종래의 합성 흡수체보다 현저한 생분해 효과가 있으므로, 수분 등의 흡수를 목적으로 하는 위생용품에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a biodegradable superabsorbent using crustacean shell and its use. The absorbent power of the biodegradable superabsorbent manufactured according to the manufacturing method of the present invention is sufficient to meet the standard value, and as a result of the biodegradation test, it is compared to the conventional one. Since it has a significant biodegradation effect compared to synthetic absorbents, it can be usefully used in sanitary products aimed at absorbing moisture, etc.

Description

갑각류 껍질을 이용하는 생분해성 고흡수체의 제조방법 및 이의 용도{Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof}Manufacturing method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof {Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof}

본 발명은 갑각류 껍질을 이용하는 생분해성 고흡수체의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a biodegradable superabsorbent using crustacean shell and its use.

고분자 흡수체(Superabsorbent polymer, SAP)는 다량의 액체를 흡수하고 팽창하여 하이드로겔을 형성하고, 흡수된 액체를 보유할 수 있는 가교결합된 중합체를 말한다. 대표적인 합성 고분자 흡수체의 종류로는 가교된 하이드로알킬(메타)아크릴산, N-비닐피롤리돈, 에틸옥사이드, 아크릴아미드, (메타)아크릴산, 폴리(비닐알콜)이며, 가교된 폴리(아크릴산)(PAA)가 시장의 대부분을 차지하고 있다.Superabsorbent polymer (SAP) refers to a cross-linked polymer that can absorb a large amount of liquid, swell to form a hydrogel, and retain the absorbed liquid. Representative types of synthetic polymer absorbers include crosslinked hydroalkyl (meth)acrylic acid, N-vinylpyrrolidone, ethyloxide, acrylamide, (meth)acrylic acid, and poly(vinyl alcohol), and crosslinked poly(acrylic acid) (PAA). ) occupies most of the market.

현재 시중에 판매되는 고분자 흡수체를 바탕으로 한 제품은 여성용 생리대, 영유아용 및 성인용 기저귀 등 다양한 위생용품이 있으며, 그 중 대부분은 석유화학기반의 인체에 유해한 고분자 흡수체를 사용하고 있다. 상기 석유화학 기반의 고분자 흡수체로 제조된 위생용품은 사용 후 생분해가 불가능하므로 폐기시 매립 또는 소각과정에서 여러 가지 심각한 환경 및 경제적 문제를 야기하며, 이를 해결하기 위해 자연 친화형 프리미엄급 위생용품 개발이 국/내외적으로 매우 활발히 이루어져 왔으나 제품의 성능이 기존 화학제품과 비교했을 때 보수능 및 가압 흡수성이 매우 낮을 뿐만 아니라, 또한, 유해물질에 의한 발열과 피부 짓무름, 가려움 등이 발생하고 있다. Products based on polymer absorbers currently sold on the market include a variety of sanitary products such as sanitary pads for women and diapers for infants and adults, most of which use petrochemical-based polymer absorbents that are harmful to the human body. Sanitary products made from the above petrochemical-based polymer absorbent are not biodegradable after use, so they cause various serious environmental and economic problems during landfill or incineration when disposed of. To solve these problems, the development of nature-friendly premium sanitary products is needed. / Although it has been very active both internally and externally, the performance of the product is not only very low in water retention capacity and absorbency under pressure compared to existing chemical products, but also causes heat generation, skin maceration, and itching due to harmful substances.

한편, 키틴은 자연환경에서 셀룰로오스에 이어 두 번째로 많이 존재하는 중합체(Polymer)이며, N-아세틸글루코사민[poly-b-(1-4)-N-acetyl-D-glucosamine]이 연속적으로 결합된 중합체이다. 가재, 게, 새우 등의 갑각류의 껍데기, 풍뎅이, 매미, 메뚜기 등의 곤충의 외골격, 오징어 등 연체동물의 골격, 곰팡이, 효모, 버섯 등 진균류의 세포벽의 주성분이기도 하다. 키틴은 다양한 생명체에서 합성되기 때문에 생중합체(Biopolymer)로 여겨지기도 하고, 물에 녹지 않는 화학적 성질을 가지고 있으며 탈아세틸화라는 화학과정을 통해서 다양한 목적으로 응용 가능한 물에 녹는 키토산(Chitosan)이라는 물질로 변형된다. Meanwhile, chitin is the second most abundant polymer in the natural environment after cellulose, and is composed of N-acetylglucosamine [poly-b-(1-4)-N-acetyl-D-glucosamine] sequentially bound to each other. It is a polymer. It is also the main component of the shells of crustaceans such as crayfish, crabs, and shrimp, the exoskeleton of insects such as scarabs, cicadas, and grasshoppers, the skeleton of molluscs such as squid, and the cell walls of fungi such as molds, yeast, and mushrooms. Chitin is synthesized in various living organisms, so it is considered a biopolymer. It has the chemical property of being insoluble in water, and through a chemical process called deacetylation, it is a water-soluble substance called chitosan that can be applied for various purposes. It is transformed.

키틴은 2-acetamino-2-deoxy-D-glucose가 β-(1,4) 결합을 하고 있는 셀룰로오스와 비슷한 구조로써 C-2 위치의 히드록시기 대신에 아세트아미노기에 의하여 치환되어 있고, C3-OH…C5의 분자 간 결합과 NH…O=C 와 C6-OH…O=C에 분자 간 수소결합에 의하여 안정화되어 있다. 결정구조의 분자사슬의 배열에 따라 α-, β-, γ-의 세 가지 입체 이성질체가 있다. α-키틴은 2개의 사슬이 서로 역평행하게 적층되어 있어서 가장 치밀한 형태이며, β-키틴은 사슬이 서로 평행하게 배열되어있는 형태로서 같은 사슬 사이의 C3-OH...O5와 서로 다른 사슬 사이의 -NH 그룹과 -CO 그룹들이 수소결합을 형성하지만, α-키틴보다는 덜 치밀한 구조로 되어 있다. γ-키틴은 2개의 pyranose 단위마다 1개의 단위 사슬이 아래로 향한 배열을 하고 있다. 자연계에는 α-키틴이 가장 많이 분포해 있으며, 특히 절지동물 표피에 많이 포함되어 있다. β-키틴은 결정성 수화물 상태로 존재하며 결정 격자의 사슬 사이에 물이 스며들기 쉽도록 허술하게 배열된 안정성이 적은 물질로서 갑 오징어의 뼈에 가장 많이 존재한다. α-키틴은 절족동물, 버섯 및 Entamoea의 포낭에 존재하고, β-키틴은 Loligo의 뼈로부터 얻을 수 있다. 마지막으로 γ-키틴은 딱정벌레의 고치와 Loligo의 위벽에 존재한다. 이러한 γ-키틴의 구조는 2개의 역평행 사슬과 하나의 평행 사슬로 되어 있다. Chitin has a structure similar to cellulose in which 2-acetamino-2-deoxy-D-glucose is bonded to β-(1,4), and the hydroxy group at the C-2 position is replaced by an acetamin group, and the C3-OH… The intermolecular bond of C5 and NH… O=C and C6-OH… It is stabilized by intermolecular hydrogen bonds at O=C. Depending on the arrangement of the molecular chain in the crystal structure, there are three stereoisomers: α-, β-, and γ-. α-Chitin is the densest form because two chains are stacked anti-parallel to each other, while β-chitin is a form in which the chains are arranged parallel to each other, with C 3 -OH ... O 5 between the same chains and different Although the -NH and -CO groups between chains form hydrogen bonds, it has a less dense structure than α-chitin. γ-Chitin is arranged with one unit chain facing downward for every two pyranose units. α-Chitin is most widely distributed in nature, and is especially contained in arthropod epidermis. β-Chitin exists in a crystalline hydrate state and is a less stable substance that is loosely arranged to allow water to easily permeate between the chains of the crystal lattice. It is most abundant in the bones of cuttlefish. α-Chitin is present in the cysts of arthropods, mushrooms, and Entamoea , and β-chitin can be obtained from the bones of Loligo . Lastly, γ-chitin is present in the cocoon of beetles and the stomach lining of Loligo . The structure of γ-chitin consists of two antiparallel chains and one parallel chain.

키틴은 농작물의 수확을 증가시키기 위한 비료의 성분으로 사용된다. 키틴이 함유된 비료는 유기농 재료이며, 독성이 낮고, 수확량을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 키틴이 함유된 비료를 처리했을 때 토양 미생물 및 효소들의 활성을 증가시켜서 수확에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 게, 새우 등은 예전부터 키틴을 얻을 수 있는 재료였고, 이들로부터 얻은 키틴은 오랫동안 다양한 종류의 식품 첨가물로 이용되었다. 미세하게 분말화된 키틴은 식품첨가제로서 사용되며, 식품의 풍미를 향상시켜준다. 그뿐만 아니라 식품에 첨가하여 유화제로서의 기능을 하기도 한다. 키틴은 의료 부분에서도 사용되는데 사람이 섭취 시 콜레스테롤을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 외과 수술에서 사용되는 봉합용 실의 재료의 소재로도 사용되는데, 키틴은 상처의 치유 과정을 돕고, 자연스럽게 생분해되는 것으로 알려져 있다.Chitin is used as an ingredient in fertilizers to increase crop yields. Fertilizers containing chitin are organic, have low toxicity, and are known to increase yields. Additionally, it is known that treatment with fertilizers containing chitin increases the activity of soil microorganisms and enzymes, helping with harvesting. Crabs, shrimp, etc. have long been sources of chitin, and chitin obtained from them has long been used as a variety of food additives. Finely powdered chitin is used as a food additive and improves the flavor of foods. In addition, it can be added to food to function as an emulsifier. Chitin is also used in the medical field and is known to reduce cholesterol when consumed in humans. It is also used as a material for suture threads used in surgical procedures. Chitin is known to aid the wound healing process and to be naturally biodegradable.

한편, 흡수체 관련 기술로는 한국공개특허 제2018-0028244호에 수분 흡수가 가능한 천연 고분자흡수체 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제2052113호에 홍조류 추출물 및 수용성 키틴의 중합체를 유효성분으로 포함하는 흡수력 및 항균력이 증진된 흡수제 및 이의 제조방법이 개시되어 있으나, 아직까지 본 발명의 바다 갑각류를 직접 이용한 고흡수체의 제조방법 및 이의 용도에 대해 개시된 바 없다.Meanwhile, as absorber-related technology, a method for manufacturing a natural polymer absorber capable of absorbing moisture is disclosed in Korean Patent Publication No. 2018-0028244, and Korean Patent No. 2052113 discloses a method containing red algae extract and a polymer of water-soluble chitin as active ingredients. Although an absorbent with improved absorbent and antibacterial properties and a method for producing the same have been disclosed, a method for producing a superabsorbent using the marine crustacean of the present invention directly and its use have not yet been disclosed.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 갑각류 껍질을 이용하는 생분해성 고흡수체의 제조방법 및 이의 용도를 제공하고, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 생분해성 고흡수체의 흡수력이 기준치에 부합되는데 충분한 수준이며, 생분해 실험 결과 종래의 합성 흡수체보다 현저한 생분해 효과가 있다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention was developed in response to the above-mentioned needs. The present invention provides a method for manufacturing a biodegradable superabsorbent using crustacean shell and its use, and the absorption power of the biodegradable superabsorbent manufactured according to the manufacturing method of the present invention is The present invention was completed by confirming that the level was sufficient to meet the standard and that the biodegradation test results showed a significant biodegradation effect compared to conventional synthetic absorbents.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈를 10cm 이하의 크기로 분쇄하여 세척하고, 2~10%(w/v)의 수산화나트륨 용액에 첨가한 후, 80~100℃에서 2~10시간 동안 가열하여 바다생물 갑각류 껍질 또는 뼈에 잔존하는 단백질을 제거하는 단계;In order to achieve the above object, the present invention (1) crushes and washes the shells or bones of marine crustaceans to a size of 10 cm or less, adds them to a 2-10% (w/v) sodium hydroxide solution, and then washes them for 80 minutes. Removing proteins remaining in the shell or bones of marine crustaceans by heating at ~100°C for 2 to 10 hours;

(2) 상기 단계 (1)에서 획득한, 단백질이 제거된 바다생물 갑각류 껍질 또는 뼈를 0.5~10%(v/v)의 산(acid) 용액에 침지하여, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈에 포함된 탄산칼슘을 반응시켜 탄산칼슘을 제거하는 단계;(2) The shell or bone of the marine crustacean from which the protein has been removed, obtained in step (1), is immersed in a 0.5 to 10% (v/v) acid solution and applied to the shell or bone of the marine crustacean. Removing calcium carbonate by reacting the contained calcium carbonate;

(3) 상기 단계 (2) 이후에, 상기 산 용액을 제거한 후의 탄산칼슘이 제거된 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈의 회분 함량이 무게비로 5% 이하가 될 때까지 상기 단계 (2)의 과정을 반복 수행하는 단계;(3) After step (2), the process of step (2) is continued until the ash content of the shell or bone of the marine crustacean from which the calcium carbonate has been removed after removing the acid solution is 5% or less by weight. Repeating steps;

(4) 상기 단계 (3)에서 획득한, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈 100 중량부에 대하여, 100~500 중량부의 물, 50~150 중량부의 인산기를 포함하는 화합물 및 100~300 중량부의 우레아계 화합물을 첨가한 후, 20~40℃에서 3~9시간 동안 반응시킨 후 세척 및 1차 건조하는 단계;(4) 100 to 500 parts by weight of water, 50 to 150 parts by weight of a compound containing a phosphate group, and 100 to 300 parts by weight of urea based on 100 parts by weight of shell or bone of marine crustacean obtained in step (3). After adding the compound, reacting at 20-40°C for 3-9 hours, followed by washing and primary drying;

(5) 상기 단계 (4)에서 1차 건조한 반응물을 140~180℃에서 10~100분 동안 열처리한 후, 열처리한 반응물을 수산화나트륨 용액으로 세척하여 젤화시키고, 물로 세척하여 팽윤시키는 단계;(5) heat-treating the first dried reactant in step (4) at 140-180°C for 10-100 minutes, washing the heat-treated reactant with a sodium hydroxide solution to gel it, and washing it with water to swell it;

(6) 상기 단계 (5)에서 팽윤시킨 반응물을, 고속 분쇄기, 분산기(homogenizer) 또는 수퍼매스콜로이드(super masscollidor)를 이용하여 반응물의 피브릴의 폭이 3nm~3㎛가 되도록 피브릴화하는 단계;(6) Fibrillating the reactant swollen in step (5) using a high-speed grinder, homogenizer, or super mass collidor so that the fibril width of the reactant is 3 nm to 3 ㎛. ;

(7) 상기 단계 (6)에서 획득한 피브릴화된 반응물을, 30~100℃에서 2차 건조하는 단계; 및 (7) secondary drying of the fibrillated reactant obtained in step (6) at 30 to 100°C; and

(8) 상기 단계 (7)에서 2차 건조한 반응물을, 분쇄하여 직경이 10~3,000㎛가 되도록 분말화 하는 단계;를 포함하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법을 제공한다.(8) pulverizing the secondary dried reactant in step (7) and powdering it to a diameter of 10 to 3,000 ㎛.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 천연 생분해성 고흡수체를 포함하는 위생용품을 제공한다.In addition, the present invention provides a sanitary product containing a natural biodegradable superabsorbent material manufactured by the above manufacturing method.

본 발명은 갑각류 껍질을 이용하는 생분해성 고흡수체의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 생분해성 고흡수체의 흡수력이 기준치에 부합되는데 충분한 수준이며, 생분해 실험 결과 종래의 합성 흡수체보다 현저한 생분해 효과가 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a biodegradable superabsorbent using crustacean shell and its use. The absorbent power of the biodegradable superabsorbent manufactured according to the manufacturing method of the present invention is sufficient to meet the standard value, and as a result of the biodegradation test, it is compared to the conventional one. It has a significant biodegradation effect compared to synthetic absorbents.

도 1은 본 발명에서 제조되는 생분해성 흡수체의 간단한 공정도이다.Figure 1 is a simple process diagram of the biodegradable absorbent manufactured in the present invention.

본 발명은 (1) 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈를 10cm 이하의 크기로 분쇄하여 세척하고, 2~10%(w/v)의 수산화나트륨 용액에 첨가한 후, 80~100℃에서 2~10시간 동안 가열하여 바다생물 갑각류 껍질 또는 뼈에 잔존하는 단백질을 제거하는 단계;The present invention (1) crushes and washes the shells or bones of marine crustaceans to a size of 10 cm or less, adds them to a 2 to 10% (w/v) sodium hydroxide solution, and then boils them for 2 to 10 minutes at 80 to 100°C. removing proteins remaining in the shell or bones of marine crustaceans by heating for a period of time;

(2) 상기 단계 (1)에서 획득한, 단백질이 제거된 바다생물 갑각류 껍질 또는 뼈를 0.5~10%(v/v)의 산(acid) 용액에 침지하여, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈에 포함된 탄산칼슘을 반응시켜 탄산칼슘을 제거하는 단계;(2) The shell or bone of the marine crustacean from which the protein has been removed, obtained in step (1), is immersed in a 0.5 to 10% (v/v) acid solution and applied to the shell or bone of the marine crustacean. Removing calcium carbonate by reacting the contained calcium carbonate;

(3) 상기 단계 (2) 이후에, 상기 산 용액을 제거한 후의 탄산칼슘이 제거된 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈의 회분 함량이 무게비로 5% 이하가 될 때까지 상기 단계 (2)의 과정을 반복 수행하는 단계;(3) After step (2), the process of step (2) is continued until the ash content of the shell or bone of the marine crustacean from which the calcium carbonate has been removed after removing the acid solution is 5% or less by weight. Repeating steps;

(4) 상기 단계 (3)에서 획득한, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈 100 중량부에 대하여, 100~500 중량부의 물, 50~150 중량부의 인산기를 포함하는 화합물 및 100~300 중량부의 우레아계 화합물을 첨가한 후, 20~40℃에서 3~9시간 동안 반응시킨 후 세척 및 1차 건조하는 단계;(4) 100 to 500 parts by weight of water, 50 to 150 parts by weight of a compound containing a phosphate group, and 100 to 300 parts by weight of urea based on 100 parts by weight of shell or bone of marine crustacean obtained in step (3). After adding the compound, reacting at 20-40°C for 3-9 hours, followed by washing and primary drying;

(5) 상기 단계 (4)에서 1차 건조한 반응물을 140~180℃에서 10~100분 동안 열처리한 후, 열처리한 반응물을 수산화나트륨 용액으로 세척하여 젤화시키고, 물로 세척하여 팽윤시키는 단계;(5) heat-treating the first dried reactant in step (4) at 140-180°C for 10-100 minutes, washing the heat-treated reactant with a sodium hydroxide solution to gel it, and washing it with water to swell it;

(6) 상기 단계 (5)에서 팽윤시킨 반응물을, 고속 분쇄기, 분산기(homogenizer) 또는 수퍼매스콜로이드(super masscollidor)를 이용하여 반응물의 피브릴의 폭이 3nm~3㎛가 되도록 피브릴화하는 단계;(6) Fibrillating the reactant swollen in step (5) using a high-speed grinder, homogenizer, or super mass collidor so that the fibril width of the reactant is 3 nm to 3 ㎛. ;

(7) 상기 단계 (6)에서 획득한 피브릴화된 반응물을, 30~100℃에서 2차 건조하는 단계; 및 (7) secondary drying of the fibrillated reactant obtained in step (6) at 30 to 100°C; and

(8) 상기 단계 (7)에서 2차 건조한 반응물을, 분쇄하여 직경이 10~3,000㎛가 되도록 분말화 하는 단계;를 포함하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법에 관한 것이다.(8) pulverizing the secondary dried reactant in step (7) and powdering it to a diameter of 10 to 3,000 ㎛.

상기 단계 (1)에서, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈는 바다가재, 홍게, 대게, 킹크랩 또는 새우의 껍질이거나, 갑오징어의 뼈인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 홍게껍질이지만 이에 한정하는 것은 아니다.In step (1), the shell or bone of the marine crustacean is preferably the shell of a lobster, red crab, snow crab, king crab or shrimp, or the bone of a cuttlefish, and more preferably the shell of a red crab, but is not limited thereto.

상기 단계 (2)에서, 산 용액은 아세트산, 황산, 염산, 질산 및 인산의 무기산 중에서 선택된 어느 하나의 산(acid)을 물에 용해시킨 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 아세트산 용액이지만 이에 한정하는 것은 아니다.In step (2), the acid solution is preferably one of inorganic acids selected from acetic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid dissolved in water, more preferably an acetic acid solution, but is not limited thereto. no.

상기 단계 (4)에서, 인산기를 포함하는 화합물은 제일인산암모늄, 제이인산암모늄((NH4)2HPO4) 및 인산이수소나트륨(sodium dihydrogen phosphate) 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하지만 이에 한정하는 것은 아니다. In step (4), the compound containing a phosphate group is preferably one selected from monobasic ammonium phosphate, diammonium phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ), and sodium dihydrogen phosphate, but is limited thereto. That is not the case.

상기 단계 (4)에서, 우레아계 화합물은 우레아, 티오우레아(thio urea) 및 디메틸우레아(dimethyl urea) 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다.In step (4), the urea-based compound is preferably selected from urea, thio urea, and dimethyl urea, but is not limited thereto.

상기 단계 (6)에서, 피브릴화 하기 전에, CMC(carboxy methyl cellulose), 구연산(citric acid), 곤약, 알긴산, 카라기난, 펜탄(pentane), 사이클로펜탄(cyclopentane), 헥산(hexane), 사이클로헥산(cyclohexane), 헵탄 (heptane), 사이클로헵탄(cycloheptane), 부탄올(butanol) 및 이소부탄올(isobutanol) 중에서 선택된 하나 이상을 첨가한 후, 팽윤된 키틴을 피브릴화할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.In step (6), before fibrillation, CMC (carboxy methyl cellulose), citric acid, konjac, alginic acid, carrageenan, pentane, cyclopentane, hexane, and cyclohexane. After adding one or more selected from cyclohexane, heptane, cycloheptane, butanol, and isobutanol, the swollen chitin may be fibrillated, but is not limited to this.

상기 단계 (6)과 단계 (7) 사이에, 상기 단계 (6)에서 획득한 피브리화된 키틴 100 중량부에 대하여, 산화전분, 양이온성 전분, 인산 전분, 카라기난, 곤약 및 알긴산 중에서 선택된 어느 하나를 1~40 중량부가 되도록 첨가하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Between step (6) and step (7), with respect to 100 parts by weight of fibrillated chitin obtained in step (6), any selected from oxidized starch, cationic starch, phosphate starch, carrageenan, konjac, and alginic acid. It may further include adding one to 1 to 40 parts by weight.

상기 단계 (6)과 단계 (7) 사이에, 상기 단계 (6)에서 획득한 피브리화된 키틴 100 중량부에 대하여, 에피클로로히드린(epichlorohydrin), 글라이옥살(glyoxal) 및 말레산(maleic acid) 중에서 선택된 어느 하나를 1~10 중량부가 되도록 첨가하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Between step (6) and step (7), epichlorohydrin, glyoxal and maleic acid ( It may further include adding 1 to 10 parts by weight of any one selected from maleic acid.

상기 단계 (4)에서의 1차 건조 또는 단계 (7)에서의 2차 건조는 각각 열처리에 의한 건조; 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 부탄올, 아세톤 및 톨루엔 중에서 선택된 어느 하나의 유기용매를 첨가하는 용매 건조; 동결건조; 및 진공건조; 중에서 선택된 어느 하나의 건조방법으로 건조할 수 있으나, 이에 제한하지 않는다. The primary drying in step (4) or the secondary drying in step (7) is drying by heat treatment; Solvent drying by adding any organic solvent selected from methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone and toluene; Freeze-drying; and vacuum drying; It can be dried using any one drying method selected from among, but is not limited to.

또한, 본 발명은 상기 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법으로 제조된 천연 생분해성 고흡수체를 포함하는 위생용품에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a sanitary product containing a natural biodegradable superabsorbent manufactured by the method for producing the natural biodegradable superabsorbent.

상기 위생용품은 유아용 기저귀, 성인용 기저귀, 팬티 라이너, 생리대 및 탐폰 중에서 선택된 어느 하나의 위생용품인 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다. The sanitary product is preferably, but not limited to, any one selected from baby diapers, adult diapers, panty liners, sanitary napkins, and tampons.

이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it is obvious to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1.Example 1.

(1) 바다생물 갑각류인 홍게 껍질을 10cm 이하의 크기로 분쇄하여 세척하고, 5%(w/v)의 수산화나트륨 용액에 첨가한 후, 90℃에서 3시간 동안 가열하여 홍게 껍질에 잔존하는 단백질을 제거하였다.(1) The shell of red crab, a marine crustacean, is crushed into pieces less than 10 cm in size, washed, added to 5% (w/v) sodium hydroxide solution, and heated at 90°C for 3 hours to remove the protein remaining in the shell of red crab. has been removed.

(2) 상기 단계 (1)에서 획득한, 단백질이 제거된 홍게 껍질을 1%(v/v)의 아세트산 용액에 침지하여, 홍게 껍질에 포함된 탄산칼슘을 반응시켜 탄산칼슘을 제거하였다.(2) The protein-free red sea crab skin obtained in step (1) was immersed in a 1% (v/v) acetic acid solution to react with the calcium carbonate contained in the red sea crab shell to remove calcium carbonate.

(3) 상기 단계 (2) 이후에, 아세트산 용액을 버리고, 탄산칼슘이 제거된 홍게 껍질의 회분 함량을 분석하여 무게비로 5% 이하가 될 때까지 상기 단계 (2)의 과정을 반복 수행하였다.(3) After step (2), the acetic acid solution was discarded, the ash content of the red crab shell from which the calcium carbonate was removed was analyzed, and the process of step (2) was repeated until it was 5% or less by weight.

(4) 상기 단계 (3)에서 획득한, 홍게 껍질 100g에 대하여, 75g의 제일인산암모늄 및 200g의 우레아가 용해된 250g의 증류수 용액에서, 25℃에서 6시간 동안 반응시킨 후 세척 및 30℃에서, 1차 건조하였다.(4) 100 g of red crab shell obtained in step (3) above was reacted in 250 g of distilled water solution containing 75 g of monobasic ammonium phosphate and 200 g of urea at 25°C for 6 hours, then washed and washed at 30°C. , was first dried.

(5) 상기 단계 (4)에서 건조한 반응물을 150℃에서 60분 동안 열처리한 후, 가성소다 용액으로 세척하여 젤화시키고, 물로 세척하여 팽윤시켰다.(5) The dried reactant in step (4) was heat treated at 150°C for 60 minutes, then washed with caustic soda solution to gel, and then washed with water to swell.

(6) 상기 단계 (5)에서 팽윤시킨, 반응물을 CMC(carboxymethyl cellulose)를 3중량%가 되도록 첨가하고, 슈퍼매스콜로이더를 사용하여 반응물의 피브릴을 형성하고 피브릴의 폭이 평균적으로 1㎛ 이하가 되도록 분쇄 및 피브릴화하였다. (6) Add CMC (carboxymethyl cellulose) to 3% by weight of the reactant swollen in step (5), form fibrils of the reactant using a supermass collider, and the width of the fibrils is 1 on average. It was pulverized and fibrillated to be less than ㎛.

(7) 상기 단계 (6)에서 획득한, 피브릴화된 반응물을 60℃에서 2차 건조하였다. (7) The fibrillated reactant obtained in step (6) was dried a second time at 60°C.

(8) 상기 단계 (7)에서 2차 건조한, 피브릴화된 반응물을 분쇄하여 직경이 10~1,000㎛이 되도록 분말화하여 천연 생분해성 고흡수체를 제조하였다.(8) The second-dried fibrillated reactant in step (7) was pulverized and powdered to a diameter of 10 to 1,000 ㎛ to prepare a natural biodegradable superabsorbent.

실시예 2.Example 2.

실시예 1의 단계 (6)에서, CMC를 첨가하지 않고, 슈퍼매스콜로이더를 사용하여 반응물의 피브릴의 폭이 평균적으로 200nm가 되도록 분쇄 및 피브릴화한 것을 제외하고는 나머지 단계들은 실시예 1과 동일한 방법으로, 10~1,000㎛인 분말 형태의 생분해성 고흡수체를 제조하였다.In step (6) of Example 1, CMC was not added, and the remaining steps were pulverized and fibrillated using a super mass colloider so that the width of the fibrils of the reactants was 200 nm on average. Using the same method as in 1, a powder-type biodegradable superabsorbent with a thickness of 10 to 1,000 ㎛ was prepared.

실시예 3.Example 3.

실시예 1의 단계 (6)에서, CMC 대신에 3중량%의 구연산을 첨가하여 피브릴화 시킨 것을 제외하고 나머지 단계들은 실시예 1과 동일한 방법으로 10~1,000㎛인 분말 형태의 생분해성 고흡수체를 제조하였다.In step (6) of Example 1, the remaining steps were performed in the same manner as Example 1, except that 3% by weight of citric acid was added instead of CMC to fibrillate. A biodegradable superabsorbent in powder form of 10 to 1,000 ㎛ was produced. was manufactured.

실시예 4.Example 4.

실시예 1의 단계 (7)에서, 상기 단계 (6)에서 획득한 피브릴화된 반응물에 20중량%의 양이온성 전분 (옥수수전분으로서 사차암모늄의 치환도가 0.9인 양이온성 전분)을 첨가한 후, 60℃에서 건조한 것을 제외하고 나머지 단계들은 실시예 1과 동일한 방법으로 10~1,000㎛인 분말 형태의 생분해성 고흡수체를 제조하였다.In step (7) of Example 1, 20% by weight of cationic starch (a cationic starch with a degree of substitution of quaternary ammonium of 0.9 as corn starch) was added to the fibrillated reactant obtained in step (6). Afterwards, except for drying at 60°C, the remaining steps were the same as in Example 1 to prepare a 10-1,000㎛ powder-type biodegradable superabsorbent.

실시예 5.Example 5.

실시예 1의 단계 (6)에서, CMC를 첨가하지 않고, 슈퍼매스콜로이더를 사용하여 키틴의 폭이 평균적으로 200nm가 되도록 분쇄 및 피브릴화한 것과, 단계 (7)에서 피브릴화된 반응물을 98%(v/v)의 메탄올에서 분당 500회전의 와류하에서 천천히 첨가하여 피브릴을 건조하는 것을 제외하고 나머지 단계들은 실시예 1과 동일한 방법으로 10~1,000㎛인 분말 형태의 생분해성 고흡수체를 제조하였다.In step (6) of Example 1, chitin was pulverized and fibrillated using a super mass colloider without adding CMC so that the width of the chitin was 200 nm on average, and the fibrillated reactant in step (7) Except for drying the fibrils by slowly adding 98% ( v/v ) methanol under a vortex at 500 rotations per minute, the remaining steps were the same as in Example 1 to prepare a biodegradable superabsorbent in powder form of 10 to 1,000 ㎛. was manufactured.

실시예 6.Example 6.

실시예 1의 단계 (6)에서, CMC 대신에 5중량%의 펜탄을 첨가하여 피브릴화 시킨 것을 제외하고 나머지 단계들은 실시예 1과 동일한 방법으로 10~1,000㎛인 분말 형태의 생분해성 고흡수체를 제조하였다.In step (6) of Example 1, the remaining steps were carried out in the same manner as in Example 1, except that 5% by weight of pentane was added instead of CMC to fibrillate. was manufactured.

비교예 1Comparative Example 1 . .

시중에 판매중인 Y 회사의 팬티형 기저귀 특대형을 분리하여 수집한 합성고흡수체(superabsorbent polymer, SAP)를 사용하였다.Synthetic superabsorbent polymer (SAP) collected by separating extra-large panty-type diapers from Company Y, which are sold on the market, was used.

비교예 2Comparative Example 2 ..

DS228 X2 합성 고흡수체(Danson Technology, China)를 구입하여 사용하였다.DS228 X2 synthetic superabsorbent (Danson Technology, China) was purchased and used.

실험예 1. 흡수력의 비교실험Experimental Example 1. Comparative experiment of absorption capacity

고흡수체를 여과포에 넣고, 식염수에 30분 동안 침지시키며, 여과포와 함께 원심력을 이용하여 탈수시킨 후, 고흡수체의 무게(g)을 측정하였다.The superabsorbent was placed in a filter cloth, immersed in saline solution for 30 minutes, dehydrated using centrifugal force along with the filter cloth, and then the weight (g) of the superabsorbent was measured.

실시예 1~6 및 비교예 1, 2에서 제조한 흡수체의 식염수 흡수율Saline solution absorption rate of absorbents prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 초기 흡수체의 중량(g)Weight of initial absorber (g) 식염수 흡수 후의
흡수체의 중량(%)
After saline solution absorption
Weight of absorbent (%)
흡수체의 흡수율(%)Absorption rate of absorber (%)
실시예 1Example 1 1.01.0 18.418.4 1,7401,740 실시예 2Example 2 1.01.0 20.620.6 1,9601,960 실시예 3Example 3 1.01.0 15.815.8 1,4801,480 실시예 4Example 4 1.01.0 21.221.2 2,0202,020 실시예 5Example 5 1.01.0 17.317.3 1,6301,630 실시예 6Example 6 1.01.0 16.816.8 1,5801,580 비교예 1Comparative Example 1 1.01.0 24.124.1 2,3102,310 비교예 2Comparative Example 2 1.01.0 20.720.7 1,9701,970

상기 표 1에서 흡수체의 흡수율은 (식염수 흡수 후의 흡수체 중량 - 초기 흡수체의 중량)×100으로 계산하였다.In Table 1, the absorption rate of the absorbent was calculated as (weight of the absorbent after saline solution absorption - weight of the initial absorbent) x 100.

그 결과 표 1에 개시한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~6의 흡수체의 흡수율(%)은 1,480~2,020%인 것으로 나타났으며, 비교예 1 및 2의 상용화된 합성 고흡수체는 1,970~2,310%로 나타났다. 일반적으로 흡수체의 흡수율(%)이 1,000% 이상인 고흡수체의 경우, 상업적인 기저귀 등의 제품생산에 사용하는 데 문제가 없다고 알려져 있다. 따라서 천연 고흡수체는 식염수 흡수율에 있어서 합성 고흡수체보다 약간 낮은 편이지만, 흡수체로 사용하는데 충분하다는 것을 알 수 있다(표 1). As a result, as shown in Table 1, the absorption rate (%) of the absorbents of Examples 1 to 6 of the present invention was found to be 1,480 to 2,020%, and the commercialized synthetic superabsorbent of Comparative Examples 1 and 2 was 1,970 to 2,020%. It was found to be 2,310%. In general, it is known that there is no problem in using a high absorbent material with an absorption rate (%) of 1,000% or more in the production of products such as commercial diapers. Therefore, although the natural superabsorbent has a slightly lower saline water absorption rate than the synthetic superabsorbent, it can be seen that it is sufficient to be used as an absorbent (Table 1).

천연 고흡수체의 경우, 상온에서 생분해됨으로써 미세 플라스틱의 문제를 해결할 수 있고, 합성 고흡수체에 포함될 수 있는 각종 화학물질(환경부 인증기준 EL324:2017, 부속서 D. 알러지, 발암물질 목록)이 근본적으로 포함되지 않는다는 장점이 있다. In the case of natural superabsorbents, the problem of microplastics can be solved by biodegrading at room temperature, and various chemicals that can be included in synthetic superabsorbents (Ministry of Environment certification standard EL324:2017, Annex D. List of allergens and carcinogens) are essentially included. There is an advantage in that it does not work.

실험예 2. 흡수체들의 생분해에 따른 질량의 변화 비교실험Experimental Example 2. Comparison experiment of change in mass according to biodegradation of absorbents

합성 고흡수체 (비교예 1) 및 본 발명의 생분해성 고흡수체 (실시예 4) 각 1g씩 취하여 충분히 물을 흡수시키고, 30℃의 오븐에 넣어 30일동안 생분해에 의한 중량의 변화를 측정하였다. 고흡수체의 초기 건조중량을 측정하기 위해 필터 페이퍼를 이용하여 고흡수체를 세척한 후에, 100℃의 오븐에 넣어 건조시킨 후에 질량을 측정하였다. 1 g each of the synthetic superabsorbent (Comparative Example 1) and the biodegradable superabsorbent of the present invention (Example 4) were taken to sufficiently absorb water, placed in an oven at 30°C, and the change in weight due to biodegradation for 30 days was measured. To measure the initial dry weight of the superabsorbent, the superabsorbent was washed using filter paper, dried in an oven at 100°C, and then the mass was measured.

그 결과 합성 고흡수체의 함수율은 9.88%인 건조중량 1.021g(0일차)이었으며, 본 발명에 따른 생분해성 고흡수체의 함수율은 13.6%인 건조중량 0.985g을 기록하였다. 7일 후, 13일 후, 20일 후 및 30일 후에 각각의 고흡수체를 필터 페이퍼에서 세척한 후에 건조시켜 그 중량을 측정하였다. As a result, the moisture content of the synthetic superabsorbent was 9.88%, with a dry weight of 1.021g (day 0), and the moisture content of the biodegradable superabsorbent according to the present invention was 13.6%, with a dry weight of 0.985g. After 7 days, 13 days, 20 days, and 30 days, each superabsorbent was washed with filter paper, dried, and its weight was measured.

7~30일차 측정된 중량은 생분해되어 저분자 물질들이 세척에 의해 제거됨으로써 생분해되지 않은 고흡수체의 중량으로, 표 2에 개시하였다. The weight measured on days 7 to 30 is the weight of the superabsorbent material that was biodegraded and not biodegraded as low-molecular substances were removed by washing, and is listed in Table 2.

천연 고흡수체인 생분해성 고흡수체는 30℃에서 생분해되어 빠르게 계속적으로 중량이 감소되는 것을 확인할 수 있으나, 합성 고흡수체의 중량 변화는 초기에 약 30%의 중량 감소 이외에는 거의 일어나지 않았다. It can be seen that the biodegradable superabsorbent, which is a natural superabsorbent, biodegrades at 30°C and rapidly continues to lose weight, but the weight change of the synthetic superabsorbent hardly occurred other than a weight loss of about 30% in the beginning.

즉, 본 발명의 생분해성 고흡수체의 식염수 흡수율은 약간 낮은 편이지만, 상온에서 생분해되어 7일 후에는 노란색으로 변하였고, 3주 안에 거의 다 분해되었다. 이에 대비되는 합성 고흡수체는 그 모양이나 질량에 변화가 거의 없다는 것을 확인하였다(표 2).In other words, the saline water absorption rate of the biodegradable superabsorbent of the present invention is slightly low, but it was biodegraded at room temperature and turned yellow after 7 days, and was almost completely decomposed within 3 weeks. In contrast, it was confirmed that the synthetic superabsorbent had little change in shape or mass (Table 2).

0일차Day 0 7일차Day 7 13일차Day 13 20일차Day 20 30일차Day 30 합성 고흡수체, g Synthetic superabsorbent, g 1.0211.021 0.7840.784 0.7650.765 0.7350.735 0.7310.731 합성 고흡수체, % Synthetic superabsorbent, % 100.0100.0 76.876.8 74.974.9 72.072.0 71.671.6 생분해성 고흡수체, g Biodegradable superabsorbent, g 0.9850.985 0.5380.538 0.1620.162 0.1220.122 0.0620.062 생분해성 고흡수체, % Biodegradable superabsorbent, % 100.0100.0 54.654.6 16.416.4 12.412.4 6.36.3

Claims (11)

(1) 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈를 10cm 이하의 크기로 분쇄하여 세척하고, 2~10%(w/v)의 수산화나트륨 용액에 첨가한 후, 80~100℃에서 2~10시간 동안 가열하여 바다생물 갑각류 껍질 또는 뼈에 잔존하는 단백질을 제거하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)에서 획득한, 단백질이 제거된 바다생물 갑각류 껍질 또는 뼈를 0.5~10%(v/v)의 산(acid) 용액에 침지하여, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈에 포함된 탄산칼슘을 반응시켜 탄산칼슘을 제거하는 단계;
(3) 상기 단계 (2) 이후에, 상기 산 용액을 제거한 후의 탄산칼슘이 제거된 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈의 회분 함량이 무게비로 5% 이하가 될 때까지 상기 단계 (2)의 과정을 반복 수행하는 단계;
(4) 상기 단계 (3)에서 획득한, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈 100 중량부에 대하여, 100~500 중량부의 물, 50~150 중량부의 인산기를 포함하는 화합물 및 100~300 중량부의 우레아계 화합물을 첨가한 후, 20~40℃에서 3~9시간 동안 반응시킨 후 세척 및 1차 건조하는 단계;
(5) 상기 단계 (4)에서 1차 건조한 반응물을 140~180℃에서 10~100분 동안 열처리한 후, 열처리한 반응물을 수산화나트륨 용액으로 세척하여 젤화시키고, 물로 세척하여 팽윤시키는 단계;
(6) 상기 단계 (5)에서 팽윤시킨 반응물을, 고속 분쇄기, 분산기(homogenizer) 또는 수퍼매스콜로이드(super masscollidor)를 이용하여 반응물의 피브릴의 폭이 3nm~3㎛가 되도록 피브릴화하는 단계;
(7) 상기 단계 (6)에서 획득한 피브릴화된 반응물을, 30~100℃에서 2차 건조하는 단계; 및
(8) 상기 단계 (7)에서 2차 건조한 반응물을, 분쇄하여 직경이 10~3,000㎛가 되도록 분말화 하는 단계;를 포함하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법.
(1) Crush and wash the shells or bones of marine crustaceans into pieces less than 10 cm in size, add them to 2-10% (w/v) sodium hydroxide solution, and heat at 80-100°C for 2-10 hours. removing proteins remaining in the shell or bones of marine crustaceans;
(2) The shell or bone of the marine crustacean from which the protein has been removed, obtained in step (1), is immersed in a 0.5 to 10% (v/v) acid solution and applied to the shell or bone of the marine crustacean. Removing calcium carbonate by reacting the contained calcium carbonate;
(3) After step (2), the process of step (2) is continued until the ash content of the shell or bone of the marine crustacean from which the calcium carbonate has been removed after removing the acid solution is 5% or less by weight. Repeating steps;
(4) 100 to 500 parts by weight of water, 50 to 150 parts by weight of a compound containing a phosphate group, and 100 to 300 parts by weight of urea based on 100 parts by weight of shell or bone of marine crustacean obtained in step (3). After adding the compound, reacting at 20-40°C for 3-9 hours, followed by washing and primary drying;
(5) heat-treating the first dried reactant in step (4) at 140-180°C for 10-100 minutes, washing the heat-treated reactant with a sodium hydroxide solution to gel it, and washing it with water to swell it;
(6) Fibrillating the reactant swollen in step (5) using a high-speed grinder, homogenizer, or super mass collidor so that the fibril width of the reactant is 3 nm to 3 ㎛. ;
(7) secondary drying of the fibrillated reactant obtained in step (6) at 30 to 100°C; and
(8) pulverizing the secondary dried reactant in step (7) and powdering it to a diameter of 10 to 3,000 ㎛.
제1항에 있어서, 상기 단계 (1)에서, 바다생물 갑각류의 껍질 또는 뼈는 바다가재, 홍게, 대게, 킹크랩 또는 새우의 껍질이거나, 갑오징어의 뼈인 것을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법.The method of claim 1, wherein in step (1), the shell or bone of marine crustacean is the shell of lobster, red crab, snow crab, king crab or shrimp, or the bone of cuttlefish. method. 제1항에 있어서, 상기 단계 (2)에서, 산 용액은 아세트산, 황산, 염산, 질산 및 인산의 무기산 중에서 선택된 어느 하나의 산(acid)을 물에 용해시킨 것임을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법. The natural biodegradable superabsorbent material according to claim 1, wherein in step (2), the acid solution is one of inorganic acids selected from the group consisting of acetic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid dissolved in water. Manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 단계 (4)에서, 인산기를 포함하는 화합물은 제일인산암모늄, 제이인산암모늄((NH4)2HPO4) 및 인산이수소나트륨(sodium dihydrogen phosphate) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법. The method of claim 1, wherein in step (4), the compound containing a phosphate group is any one selected from monobasic ammonium phosphate, dibasic ammonium phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ), and sodium dihydrogen phosphate. A method for producing a natural biodegradable superabsorbent material. 제1항에 있어서, 상기 단계 (4)에서, 우레아계 화합물은 우레아, 티오우레아(thio urea) 및 디메틸우레아(dimethyl urea) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법. The method of claim 1, wherein in step (4), the urea-based compound is any one selected from urea, thio urea, and dimethyl urea. 제1항에 있어서, 상기 단계 (6)에서, 피브릴화 하기 전에, CMC(carboxy methyl cellulose), 구연산(citric acid), 곤약, 알긴산, 카라기난, 펜탄(pentane), 사이클로펜탄(cyclopentane), 헥산(hexane), 사이클로헥산(cyclohexane), 헵탄 (heptane), 사이클로헵탄(cycloheptane), 부탄올(butanol) 및 이소부탄올(isobutanol) 중에서 선택된 하나 이상을 첨가한 후, 팽윤된 키틴을 피브릴화 하는 것을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법. The method of claim 1, wherein in step (6), before fibrillation, CMC (carboxy methyl cellulose), citric acid, konjac, alginic acid, carrageenan, pentane, cyclopentane, and hexane. After adding one or more selected from hexane, cyclohexane, heptane, cycloheptane, butanol, and isobutanol, the swollen chitin is fibrillated. Method for producing a natural biodegradable superabsorbent. 제1항에 있어서, 상기 단계 (6)과 단계 (7) 사이에, 상기 단계 (6)에서 획득한 피브리화된 키틴 100 중량부에 대하여, 산화전분, 양이온성 전분, 인산 전분, 카라기난, 곤약 및 알긴산 중에서 선택된 어느 하나를 1~40 중량부가 되도록 첨가하는 단계;를 더 포함하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법.The method of claim 1, wherein between step (6) and step (7), oxidized starch, cationic starch, phosphate starch, carrageenan, A method for producing a natural biodegradable superabsorbent, further comprising adding 1 to 40 parts by weight of any one selected from konjac and alginic acid. 제1항에 있어서, 상기 단계 (6)과 단계 (7) 사이에, 상기 단계 (6)에서 획득한 피브리화된 키틴 100 중량부에 대하여, 에피클로로히드린(epichlorohydrin), 글라이옥살(glyoxal) 및 말레산(maleic acid) 중에서 선택된 어느 하나를 1~10 중량부가 되도록 첨가하는 단계;를 더 포함하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법.The method of claim 1, between step (6) and step (7), with respect to 100 parts by weight of fibrillated chitin obtained in step (6), epichlorohydrin, glyoxal ( A method for producing a natural biodegradable superabsorbent, further comprising adding 1 to 10 parts by weight of one selected from glyoxal and maleic acid. 제1항에 있어서, 상기 단계 (4)에서의 1차 건조 또는 단계 (7)에서의 2차 건조는 각각 열처리에 의한 건조; 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 부탄올, 아세톤 및 톨루엔 중에서 선택된 어느 하나의 유기용매를 첨가하는 용매 건조; 동결건조; 및 진공건조; 중에서 선택된 어느 하나의 건조인 것을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the primary drying in step (4) or the secondary drying in step (7) is drying by heat treatment; Solvent drying by adding any organic solvent selected from methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone and toluene; Freeze-drying; and vacuum drying; A method for producing a natural biodegradable superabsorbent, characterized in that it is dried by any one selected from among. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 천연 생분해성 고흡수체를 포함하는 위생용품.A sanitary product comprising a natural biodegradable superabsorbent manufactured by the manufacturing method of any one of claims 1 to 9. 제10항에 있어서, 상기 위생용품은 유아용 기저귀, 성인용 기저귀, 팬티 라이너, 생리대 및 탐폰 중에서 선택된 어느 하나의 위생용품인 것을 특징으로 하는 천연 생분해성 고흡수체를 포함하는 위생용품.The sanitary product according to claim 10, wherein the sanitary product is one selected from the group consisting of baby diapers, adult diapers, panty liners, sanitary napkins, and tampons.
KR1020220154392A 2022-11-17 2022-11-17 Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof KR20240072610A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220154392A KR20240072610A (en) 2022-11-17 2022-11-17 Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220154392A KR20240072610A (en) 2022-11-17 2022-11-17 Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240072610A true KR20240072610A (en) 2024-05-24

Family

ID=91321165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220154392A KR20240072610A (en) 2022-11-17 2022-11-17 Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240072610A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1483299B1 (en) Cell wall derivatives from biomass and preparation thereof
Kardas et al. Chitin and chitosan as functional biopolymers for industrial applications
US20130164311A1 (en) Composition, preparation, and use of dense chitosan membrane materials
JP2015511214A (en) Composition, preparation and use of high density chitosan membrane material
CN102844053A (en) Chitosan-based hemostatic textile
CN111588902A (en) Large-area wound first-aid dressing and preparation method thereof
CN107412843B (en) Starch-based microporous hemostatic material with antibacterial property and preparation method and application thereof
CN106975098B (en) Composite polysaccharide hemostatic composition and preparation method and application thereof
KR20190053986A (en) Biodegradable sanitary napkin and absorbation pad for human body
CN104208741A (en) Chitosan based adhesive bandage
Latańska et al. The use of chitin and chitosan in manufacturing dressing materials
CN103550815A (en) Preparation method of microporous polysaccharide microspheres
KR20240072610A (en) Preparation method of biodegradable highly absorbent material using crustacean shell and use thereof
CN104497345A (en) Preparation method of hyaluronic acid-chitosan degradable dressing
KR102484774B1 (en) Preparation method of natural biodegradable highly absorbent composite and use thereof
Latańska et al. Modulating the physicochemical properties of chitin and chitosan as a method of obtaining new biological properties of biodegradable materials
CN103933601A (en) Novel chitosan composite styptic powder and preparation method thereof
Wang et al. Pharmaceutical applications of chitosan in skin regeneration: A review
US3804949A (en) Process of promoting healing of wounds
Martínez-Ibarra et al. Chitosan and xyloglucan-based hydrogels: an overview of synthetic and functional utility
CN106693029A (en) Preparation method of chitosan oligosaccharide -based polyelectrolyte styptic powder
Arya et al. Chitin and Chitosan‐Complexes and Their Applications
CN114681656A (en) Antibacterial and repairable absorbable composite polysaccharide biomaterial and preparation method and application thereof
CA2004802A1 (en) Formulations for treating slow and non-healing wounds
CN110665049B (en) Method for preparing hemostatic starch microspheres by ultrasonic