KR840001902B1 - 흡수체 부동화 포옴 제조용 조성물 - Google Patents

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Description

흡수체 부동화 포옴 제조용 조성물

본 발명은 흡수체 부동화 포옴제조용 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 특히 흡수체 생성물, 미립흡수체 부동화방법 및 포옴제조용 조성물과 이로부터 제조한 흡수체 포옴물품에 관한 것이다. 이동성 수용액의 흡수는 종래에 스폰지나 심면을 사용하여 행하였다. 보다 최근에는 물과 수용액유체의 부동화용으로 고도의 흡수용량을 갖는 수불용성이나 수팽윤성인 중합체가 개발되었다.

이들 중합체는 미립 즉 분말 또는 과립으로서 구조적으로 완벽하지 못하다. 이들 중합체는 흔히 이 기술분야에서 초흡수체(superabsorbents) 하이드로겔(hydrogesl) 또는 하이드로콜로이드(hydrocolloids)로 불려지며 또 기저귀, 월경대 및 기타 흡수체물품에서 셀룰로오스 흡수구조체에 혼합하여 이는 흡수체의 흡수효율을 증가시킨다. 이들 미립물질의 혼합으로 기대할 수 있는 장점은 일반적으로 이들 물품의 구조체내에서의 미립물질의 부동화를 위해서 특별한 구성을 요하게 되는 미립물질의 이동으로 감소하게 된다. 따라서, 미립 흡수체 물질의 이동을 감소시키는 방법과 미립흡수체가 균일하게 유지되는 생성물이 요구되어왔다. 미합중국특허 제3,900,030호에는 그 내부에 수팽윤성 중합체가 매설된 오우픈셀(open-celled)중합체 포옴을 이용하는 월경면구가 기재되어 있다. 이같이 함으로서 흡수성 중합체의 구조적 완전성을 달성할 수 있었으나 사용상의 융통성이 포옴 운반체에 의하여 제약을 받는다. 뿐만 아니라, 폐기방법이 포옴 운반체에 의해서 제약을 받게된다.

본 발명은 미립수불용성 수팽윤성 중합체와 액체폴리히드록시 유기화합물을 함께 혼합함으로서 중합체 흡수체를 부동화시킬 수 있다는 것을 발견함으로서 이룩할 수 있었다. 중합체 흡수체와 액체폴리히드록시 유기화합물로 구성되는 부동화 조성물은 흡수체가 고형화구조를 갖는 흡수체등의 비미립 부동화 형태로 전환되는 신규한 생성물을 제조하는데 사용될 수 있다. 조성물이 발포제를 함유하는 경우에는 이 조성물은 발포성 부동화조성물로 되며 또 고형화 구조를 갖는 흡수체는 포옴생성물로 된다. 흡수체 부동화 조성물에서는 매 100중량부의 액체폴리히드록시 유기화합물에 대하여 25중량부이상 125중량부이하, 호적하게는 약 40중량부 내지 80중량부의 중합체 흡수체가 사용된다. 포옴생성물 제조에 적합한 조성물은 부가적으로 약 2 내지 약 30중량부의 발포제를 함유한다.

발포제 함유 유무에 상관없이 흡수체부동화 조성물은, (a) 적당한 표면상에 주조, 피복 또는 냉간압출시켜 유리필름 또는 유리판을 제조하거나 (b) 기재(基材)등의 영구적 표면상에 피복해서 필름막을 형성하거나 또는 (c) 포옴생성조성물인 경우 적절한 장소에서 발포시킬 수 있다. 이들 생성물은 다음에 기재하는 바같이 고형화 과정에서 구조적 완전성을 갖게되며, 우수한 흡수효율을 갖고 또 자체지지가능하며 사용후 분해폐기시킬 수 있다.

본 발명 흡수체 생성물은 유체의 흡수로 급속히 팽윤하는 구조적으로 안정된 고체이고, 리질리언스성(resilient)이며 또 약간 탄성이 있다.

또 이들 생성물은 과량의 물로 분해할 수 있는 수분 산성입자특성을 갖기 때문에 필요로 하는 기능을 발휘한후에는 폐기하는데 매우 편리하다.

본 발명 흡수체 생성물이 발포 생성물인 경우, 수용액 유체흡수용량이 중합체 흡수체의 흡수능력에 의해 결정되는 것이며 원래의 포옴구조체 치수에 약해 제약을 받지 않기 때문에 아주 높은 유체흡수용량을 갖는다는 점에서 종래의 스폰지나 고형포옴과는 아주 상이하다.

본 발명의 생성물은 또한 물이나 유기용매를 첨가할 필요없이 용이하게 처리할 수 있는 무독성액체포옴 생성 조성물로 부터 용이하게 제조할 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명에 따라 흡수체 함유 고형화 구조체로 부동화된 미립흡수체를 갖는 흡수체물품은 사용전 수송 및 취급에 수반되는 미립흡수체의 이동 및 뭉침현상에 의해서 감소되지 않는 높은 흡수능력을 갖게된다. 더우기 흡수율은 흡수체입자를 둘러싸고 있는 고형화 구조체의 존재에 의해 거의 감소되지 않는다. 수용액의 흡수는 실제적으로 순간적으로 이루어진다. 이와같은 현상은 운반체의 존재가 통상흡수율을 감소시켰음을 감안할때 전적으로 뜻밖의 현상인 것이다.

본 발명의 흡수체 생성물은 베드 패드(bed pads), 위생용제품, 기저귀, 대소변실금패드 및 그 유사품과 같은 흡수체물품에서 단독 또는 보조흡수성 판재료로서 유용된다.

본 발명 흡수체 생성물을 단독 흡수성판으로 사용할 경우, 영구적 기재에 직접 도포하여 흡수체물품, 예컨데 기저귀 받침으로 사용될수 있다.

이같은 목적에 적합한 기재로는 예컨데, 폴리에틸렌필름, 부직 셀룰로오스물질, 목재펄프물질과 그 유사물과 같은 필름을 들수있다. 그러나, 심면에 사용되는 목재펄프판 및 다른 흡수체 물질과 결합사용해서 크기나 두께를 줄이는 효과를 얻을수도 있다.

본 발명의 제품이 포옴일 경우, 우수한 흡수능력을 가질뿐만 아니라 또한 포근한 감각과 탄성을 갖게 됨으로서 종래심면의 두께로 하지 않고도 안락감을 부여할 수 있다. 가요성 기재상에 특히 포옴형태로 본 발명 흡수체 생성물을 사용할 수 있는 관련성이 있는 사용대상으로는 의료용 또는 외과용 붕대 및 스폰지이다.

본 발명 생성물이 포옴일 경우, 그 레질리언스성과 약간의 탄력특성은 특히 이상한 형상의 구조체의 포장과 같은 흡수 및 완충작용을 모두 필요로하는 곳에 유용된다.

본 발명 포옴은 비독성물질로 부터 제조되기 때문에, 적소에 쉽게 발포시킬 수 있다. 그러나, 포옴은 안정되고 또 필요한 어떤 크기와 형상으로도 제조 가능하며 또 지지구조체 유무와 관계없이 저장가능하다. 필요한 경우에는 최종 사용에서 필요로 하는 형상으로도 절단할 수도 있다. 흡수와 완충작용을 겸함용도로서는 방사성 원소 용액이나 생물학적 유체를 수송하는데 사용하는 유리와 같은 파손하기 쉬운 물질로 된 내벽이나 내측용기로 된 수용액유체수송용 이중벽 또는 이중용기의 보호 라이너등을 들수있다. 용기가 방사성원소 유체용 외측납제용기와 같은 특수한 물질을 요구하는 경우, 이 납제용기를 재사용하는 것이 바람직하다.

본 발명 포옴 생성물은 과잉량의 물로 용기를 수세하여 용기로 부터 용이하게 제거할 수 있는 장점을 갖고 있다.

본 명세서에서 "흡수체"의 용어는 다음에 기재한 바와같이 물 또는 수용액유체 제거에 탁월한 용량을 갖는 수불용성, 수팽윤성, 중합체를 말한다. 수불용성, 수팽윤성 중합체는 카르복실, 카르복사미드, 술폰산염 또는 히드록실기와 같은 다수의 친수기를 충분한 비율로 중합체사슬을 따라 갖는 약한 교차결합 중합체이므로 중합체내의 교차결합이 끊어지는 경우 이들 중합체는 수가용성으로 된다. 이들 중합체에서 친수기들은 이들 분자구조의 내지까지 구성한다. 이들 물질은 수팽윤성 기간중에는 수불용성이 되기에 충분한 분자량 또는 교차결합도를 갖고 있다. 대부분의 적합한 물질들은 교차결합당 약 13,000내지 약 300,000범위의 평균분자량을 감는 것으로 보고된 화합물이나, 그러나 이들물질을 이 범위로만 제한하는 것은 결코 아니다. 가장 일반적이며 또 가장 잘 알려진 이들 물질은 다음에 정의한 것과 같은 폴리아크릴 레이트 변형 다당류, 교차결합합성 폴리아크릴레이트, 교차결합 카르복시메틸셀룰로오스 또는 교차결합 폴리(알킬렌 산화물) 등이다.

크산탄고무, 토우키스트고무, 구아고무 및 그 유사체와 다당류와의 기타 그라프트중합체 또는 이들의 혼합물이 수불용성과 수팽윤성의 요구조건을 충족시키게 되어 또한 적합하다. 수불용성 수팽윤성 중합체는 약 10이상의 겔 용량을 갖는다. "겔용량"이란 단위중량 중합체당 흡수 유지할 수 있는 수용액 유체의 중량 즉, 1g중합체당 유체의 그램수를 의미한다. 다른 방식으로 표현하면, 흡수성 중합체는 건조형태의 이물질 중량의 10배 이상의 흡수용량을 갖고 있다.

이 용량은 건조형태 물질 중량의 1500배 또는 그 이상에 달할 수 있다. 보통은 건조중량의 약 15 내지 70배이다. 이 물질은 이 기술분야에서 "히드로겔", "히드로클로이드" 또는 "초흡수체"라고 흔히 불리운다. 많은 수팽윤성 중합체들이 시판되고 있다.

중합체는 미립형으로 사용한다. "미립"이란 미세하게 분리된 입자형의 물질을 의미한다. 이 입자들은 구형 원형, 각형, 침형, 부정형 또는 섬유형과 같이 다양하게 형성될 수 있다. 이 입자크기는 보통 약 1마이크론 내지 2×10⁴마이크론의 직경 또는 단면(구형이 아닌 때의 최대직경)크기 범위내이다. 이 입자는 약 1 내지 10³마이크론 입도의 미세하게 분리된 분말입자가 바람직하다. "흡수체부동화 조성물"이란 미립형의 수불용성 수팽윤성중합체와 액체 폴리히드록시 유기화합물을 함유하며, 또 다음에 상술되는 발포제 및 또는 최소량의 비필수 첨가제를 함유할 수도 있는 조성물을 의미한다. 이 조성물은 미립흡수체를 부동화하는 부형제이다.

본 발명에서 사용하는 액체폴리히드록시 유기화합물은 적어도 두개의 히드록시기, 바람직하게는 근접(vicinal) 또는 인접(adjacent) 히드록시기를 갖는 고비점 액체이다. 적합한 액체로는 글리세롤, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 그 유사체를 들수 있으며 글리세롤과 에틸렌글리콜이 호적하다.

발포성 흡수체부동화 조성물중의 발포제로 분해하여 가스를 생성하게되는 비가스성 시약을 사용할 수 있으며 또 이들의 예로는 중탄산나트륨, 아조디카르본아미드와 같은 아조화합물, p-톨루엔술포닐세미카르바지드, p, p-옥시비스벤젠술포닐 하이드라지드, p-톨루엔술포닐 하이드라지드 및 그 유사체 등을 들수 있다.

본 발명의 특정 견지에서는 비발포성 흡수체부동화 조성물을 사용할 수 있으며 또 발포제는 공기, 질소, 이산화탄소 및 그 유사체와 같은 가스일수도 있다.

전술한 성분에 부가하여, 이 조성물은 흡수체 생성물에 필요로 하는 특성을 부여할 수 있는 최소량의 이밖의 첨가제를 함유할 수도 있다.

따라서, 표면활성 습윤제, 특히 비이온성 표면활성제를 액체흡수를 강화하기 위하여 함유할 수 있다. 표면 활성제는 액체의 수직방향 수송을 돕는데 특별한 잇점이 있다.

대표적인 표면활성제는 알킬아릴 폴리에테르 알코올이나 폴리에틸렌글리콜의 알킬페닐에테르, 예컨데 산화 에틸렌과 t-옥틸페놀이나 노닐페놀의 반응생성물과 같이 기술되는 일반적인 화합물들이다. 셀룰로오스 분말, 규산염 및 그 유사체와 같은 미세한 섬유셀룰로오스 또한 유사한 효과가 있다. 활성탄 또는 기타흡착제가 냄새제거를 위해서 함유될 수 있다. 향료, 착색제등이 상쾌감을 주기위해서 사용될 수 있다. 규산염, 알루미늄 수화물 및 그 유사체와 같은 결합수를 함유한 삽입물질을 시이트의 질감을 변형하기 위해 사용할 수 있다. 다소 습한 에틸렌 글리콜이나, 글리세룰, 예컨데 시판 글리세린을 사용해서 유사한 결과를 성취할 수 있다. 흡수체 부동화조성물이 분말흡수체를 낮은 함량으로 함유하는 경우 흡수체가 고정되는 경향이 약간있다.

조성물은 그 분산성에 영향을 미치는 물질이 소량함유되도록 변형시킬 수 있다. 적합한 점도변형제로는 규산화분말, 클레이, 산화아연, 비활성충제진 및 그 유사물질이 포함된다.

또한, 폴리히드록시 화합물을 본 발명 조성물의 필수성분으로 설계되지 않는 에테르글리콜, 광물성 기름등과 같은 최소량의 액체 변형제로 변형할 수 있다. 일반적으로 첨가제를 사용하는 경우 이 첨가제는 전체조성물의 약 25%이상을 넘지 않는다.

"흡수체함유 고형화 구조체"란 액체조성물을 기재표면 또는 운반체 표면에 또는 금속면 또는 유리막, 시이트 또는 발포시이트 성형품 표면상에 도장하거나 또한 발포성 조성물의 경우 용기에 도장한 후에 이들 액체조성물이 고형화되어 수득된 고형체를 의미한다.

흡수체함유 고형화 구조체가 포홈형태 또는 비포홈형태 이건간에 필름 또는 시이트인 경우에는 이들 구조체는 연속상필름 또는 불연속상필름을 형성할 수 있으며 또레티스(lattice)형태의 구조일수도 있다. 또한 다음에 설명한 바와같이, 필라멘트 형이 될수도 있다.

본 명세서에서 사용한 "필름"이란 용어는 약 10밀(mil)까지의 두께를 의미한 것이다.

"시이트"라는 용어는 10밀 이상의 두께를 갖는것을 의미한 것으로서 또 비포옴형 또는 포옴형일 수 있다. 호적한 구조는 포옴형 및 비포홈형의 시이트이다.

미립흡수체를 부동화하고 또 흡수체함유 고형화 구조체를 제조하는 방법은 임시방편 또는 영구적인 표면위에 흡수체와 액체폴리히드록시유기화합물을 같이 혼합하여 제조한 흡수체와 액체폴리히드록시 유기화합물로 구성된 흡수체부동화 조성물을 도포하여 진행된다. 사용되는 흡수체의 량은 미리 설정한 범위이내의 양으로서 최종생성물이 필요로 하는 량은 물론이고, 부형제로서 사용되는 액체폴리히드록시 유기화합물의 점도에 부분적으로 의존하여 변화된다.

흡수체함유 고형화 구조체가 포옴인 경우, 이 구조체는 배합순서에 무관하게 구성성분들을 혼합해서 흡수체부동화 발포성조성물을 제조하고 또 이 조성물을 발포조건으로 처리하여 필요로 하는 포옴생성물을 수득함으로서 제조할 수 있다.

따라서 이 조성물은 우선 적당한 수불용성 수팽윤성 중합체와 발포제를 같이 혼합한후, 이 건조혼합물에 액체폴리히드록시 유기화합물을 첨가하고 또 이어 균일상이 될때까지 교반하여 발포성 흡수체부동화 조성물을 수득함으로서 제조될 수 있다. 이와는 달리 중합체와 액체 폴리히드록시 유기화합물을 같이 혼합하고, 그후에 발포제를 첨가하여 발포성흡수체 부동화 조성물을 수득할 수 있다.

또한 포옴구조체는 다음에 상세히 설명한 바와같이 비발포성 조성물로부터 제조할 수도 있다.

중합체흡수체를 액체폴리히드록시 유기화합물에 첨가한 조성물은 유동성 및 이동성에 있어 시간적 제약을 받게된다. 이들 조성물은 사용수시간전 또는 24시간 이내에 제조하는 것이 바람직하나, 일부 흡수체부동화 조성물은 이보다 오랜시간동안 액체형태로 존재하기도 한다.

이어 액체흡수체 부동화 조성물을 임시방편 또는 영구적인 표면에 도포할 수 있다. 영구적 표면은 이후 기재라고 칭한다. 필름, 시이트, 포옴시이트, 또는 피복기재를 제조하기 위하여, 나이프피복, 분무피복, 역로울 피복, 그라비야피복, 냉간압축 피복 또는 주조 및 그 유사방법과 같은 종래에 피복용 또는 필름제조용으로 사용한 사용방법들을 이용할 수 있다. 바람직한 방법은 냉간압출피복 및 나이프 피복이다. 냉간압출피복 방법은 미립발포제를 함유하지 않는 부동화조성물로 부터 포옴구조체를 제조하는데 사용할 수 있다. 이 방법에서는 발포제로서 비활성가스를 혼합이 완료되는 시점에서 압출챔버내로 하방향으로 주입하여 혼합물을 발포시키고 또 점성의 발포압출물을 생성시킨 후 이어 공지방법으로 피복한다. 발포제를 함유하지 않는 부동화 조성물로 부터 포옴구조체를 제조하는 다른 방법으로는 전술한 조성물에 공기거품 처리한후 이어 공지방법으로 피복한다. 흡수성 포옴시이트 또는 스트립을 제조하기 위해서는 가열된 다이(Die)가 구비된 냉간압출기를 사용하는 연속방법이 특히 편리하다.

이 방법에서는 성분들 즉, 필수성분으로서 미립수불용해성, 수팽윤성 흡수체중합체, 액체폴리히드록시 유기화합물 및 발포제를 최소량의 습윤제 및 기타 임의 첨가제와 함께 압출기에 공급하고 또 주위온도로 압출기 배럴을 통과시켜서 상기 성분들을 치밀하게 혼합시키고, 그 후에 이 혼합물을 약 200°내지 400℉온도범위로 유지된 다이에 송입하여 발포시켜서 고형포옴생성물을 제조하고 또 이어 포옴생성물을 다이오리피스를 통해 영구 또는 임시기재상으로 방출시킨다. 발포제를 분산시키는 장소는 가스상발포제를 사용하는지 아니면 비가스상 발포제를 사용하는지에 따라 달라진다. 고체 또는 액체인 경우는 압출기 호퍼로 공급된다. 가스인 경우는 압출기 챔버내의 하방향 1지점으로 부터 주입된다. 다이는 포옴시이트를 필요로 하는 경우 단일 슬롯형다이를 스트립을 필요로하는 경우에는 다슬롯형다이가 사용된다. 기재는 발포층이 기재상의 포옴피복인 경우와 같이 영구적인 기재일수도 있으며 또 비지지 포옴 시이트를 필요로하는 경우 실리콘라이나와 같은 일시적 기재일수도 있다.

기재 피복용으로 계획된 경우에는, 기재는 셀룰로오스, 비닐필름, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론, 금속박, 탄성중합체, 직물, 각종부직섬유 및 그 유사체와 같은 흡수체물품에 보통 사용되는 물질로 된 것이다. 기재상의 피복은 기재전면피복 스트립피복 또는 기타의 미리 정한 모양의 피복일수 있다.

유리필름, 시이트 또는 포옴시이트로 사용할때는 피복은 실리콘과 같은 박리제로 미리 피복을 한 물질이나 또는 금속 표면상에서 행하여야 한다. 부동화흡수 구조체가 부정형형상의 장치에 사용하기 위한 포옴인 경우 액체조성물을 부정형형상의 구역내에 주입할 수도 있다.

피복된 기재, 피복시이트 형성면 또는 부정형형상의 장치내에 수용된 발포성 조성물은 온도-시간관계처리를 행하여 액체조성물을 필름, 시이트, 피복 또는 포옴 생성물 형태의 고체부동화 흡수구조체로 변형시킨다.

액체-고체온합물로 부터 고체필름, 시이트 또는 포옴으로 전환되는 액체 흡수체부동화 조성물의 전환은 175℉에 달하는 온도에서 약 15분의 단시간에 진행시킬수도 있으나 통상은 약 30분 내지 24시간동안 175℉ 내지 450℉(79℃ 내지 111℃)의 승온된 상태에서, 호적하게는 약 275℉ 내지 400℉(135℃ 내지 204℃)의 승온된 상태에서 수초 내지 약 15분 동안에 진행시킨다.

포옴 제조시에 발포성부동화 조성물을 적당한 용기안에 또는 기재나 또는 포옴 형성용 표면위에 위치시키고 또 적당한 온도에서 방치하여 발포시킬수 있다. 발포속도가 요구될 경우는, 액체 조성물의 고체전환을 약 200℉ 내지 450℉(93℃ 내지 111℃) 온도 범위에서 약 1 내지 60초동안 가열해서 달성시킬수 있다.

온도 이외에 고형화속도에 영향을 미치는 요인은 중합체흡수체의 양이다. 예컨대, 100부의 액체 폴리히드록시 화합물에 대해서 약 50부 이상의 높은 흡수체함량을 갖는 조성물은 주위온도에서, 시간단위로 측정되는 기간내에 고형화하지만 흡수체의 량이 적을때는 고형화 구조체 형성을 완료시키기 위한 소요시간이 증가된다.

고형화구조체는 보다 점성의 액체폴리히드록시 화합물일수록 보다 급속히 형성된다는 것을 알게되었다. 그러나, 점성폴리히드록시 화합물이 더 많으면, 고형화 구조체의 최종중합체 흡수체 함량은 일반적으로 저하되는데, 이는 균일조성물 생성에 곤란이 따르기 때문이다.

따라서, 예컨데, 폴리히드록시 화합물로서 글리세롤을 사용해서 제조한 필름 또는 포옴은 일반적으로 폴리히드록시 화합물로서 에틸렌글리콜을 사용해서 제조한 것보다 적은 흡수체함량을 갖게된다. 그러나, 전술한 바와같이 최종 생성물의 최고 흡수효율을 얻기 위해서는 액체폴리히드록시 화합물을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 발포된 것이거나 않된 것이거나 상관없이 바람직한 필름 또는 시이트는, 폴리히드록시 화합물 100중량부에 대해서 흡수체 약 40 내지 80중량부를 함유하는 것이다.

흡수체함유 고형화구조체중의 미립흡수체는 이 필름 또는 래티스상에 이동되지 않게 지지되며 또 최종흡수성물품중에서 이동하거나 밀리지 않으며 또 미립흡수체의 높은 흡수용량을 보전한다.

특히 발포제를 사용하지 않은 액체흡수체부동화 조성물은 전술한 고형화 흡수체 함유 필름 또는 구조체용 출발물질로서 유용한 이외에 또한 액체형태로도 유용되며 또 붕대, 피부, 인체분비물은 물론 기타 공급원으로 부터의 수용액에도 사용될수 있다.

흡수체로서 적합한 수불용성, 수팽윤성, 중합체가 많이 시판되고 있다. 이들 중합체는 또한 미리 생성된 수용성 직쇄중합체를 교차결합하던지 적당한 단량체를 중합하거나 또는 단량체를 공단량체를 중합해서 동시에 중합반응 및 교차결합을 행하거나 또는 친수기를 완성 중합체에 편입시켜서 제조할 수 있다.

완성 중합체에 친수기를 후 편입하는 예로는 술폰산 잔기를 술폰화하여 편입하는 방법을 들수있다. 염형태의 친수기를 감는 것이 바람직한 경우에는 중합체를 우선 산, 에스테르, 아미드 또는 니트릴이 되게하고 또 이생성물을 전체적으로 또는 부분적으로 가수분해한다.

바람직한 중합체들은 이들 분자구조에 아크릴레이트를 갖고 있다. 이들 중합체는 완전 합성 아크릴레이트 중합체이거나 또는 아크릴레이트 변형 다당류, 예컨데 아크릴레이트 변형 녹말 또는 아크릴레이트 변형 셀룰로오스등이다. "아크릴레이트변형"이란 다음에 기재한 바와같은 아크릴레이트 중합체 또는 폴리아크릴레이트가 다당류상에 그라프트 공중합된 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 "아크릴레이트 중합체" 또는 "폴리아크릴레이트"는 아크릴레이트염 기를 함유하는 중합체뿐만 아니라 아크릴아미드기, 아크릴산기, 아크릴에스테르기나 또는 아크릴로니트릴기를 함유하는 중합체를 또한 포함한다.

바람직한 합성 아크릴레이트중합체 흡수체는 염기, 산기를 갖는 흡수체 또는 아미드기와 염기 또는 산기를 모두 갖는 흡수체이다.

이들 흡수체는 문헌, 예컨데 미합중국특허 제3,686,024호에서 다음의 일반식:

으로 표시되어 있다.

상기 일반식에서 A는 나트륨 또한 칼륨과 같은 알카리 금속이온 또는 수소이고, n은 약 0.5 내지 약 0.9이며, 1-n은 가수분해정도를 정의하며, 또 n는 교차 결합간의 메트(mer)유니트의 수이다.

아미드와 카르복시기를 함께 함유하는 폴리아크릴레이트 흡수체는, (1) 미합중국특허 제3,247,171호에 보다 상세히 기재된 바와같이, 아크릴아미드와 N, N'-메틸렌비스아크릴아미드와 같은 2기능 유기교차 결합물을 유리라디칼 촉매 존재하에서 수용액 중합시켜서 수팽윤성, 교차결합 폴리아크릴아미드를 제조하고, 이어 알칼리 수용액중에서 부분적으로 가수분해하여 아미드와 알칼리금속 카르복시기를 함께 갖는 교차 결합중합체를 제조하거나, 또는 (2) 전술한 미합중국특허에 동시에 기재된 바와같이, 아크릴아미드와 아크릴산 알칼리금속염을 N, N'-메틸렌비스아크릴아미드와 같은 교차결합 단량체와 1 : 1의 과황산암모늄 및 β-디메틸-아미노프로 피오니트릴과 같은 촉매시스템 존재하에서 공중합시키거나 또는 (3) 미합중국특허 제4,192,727호에 기재된 바와같이 방사선 중합 및 교체결합으로 제조할 수 있다.

또한 폴리아크릴레이트 흡수체는 또한 미합중국특허 제3,229,769호에 기재된 바와같이 선형 폴리아크릴레이트를 고에너지 방사 교차결합시키거나 또는 영국특허 제719,330호에 기재된 바와같이 화학적 중합 및 교차결합시켜 제조할수 있으며 또 미리 제조한 폴리아크릴레이트를 교차 결합시켜 제조할 수도 있다.

아크릴레이트변형 다당류는 셀룰로오스나 녹말분자에 그라프트 중합된 폴리아크릴레이트 사슬을 갖는 화합물들이다. 이들 화합물로는 화합물상에 그라프트 공중합된 친수성 사슬을 갖는 다당류의 그라프로 중합체가 바람직하다.

"친수성 사슬"의 용어는 수용성이거나 또는 가수분해시켜 수용성으로 되는 기를 예컨데 카르복시기, 술폰기, 히드록시기, 아미드기, 아미노기, 4급 암모늄기 및 이들의 가수분해 생성물인 기를 갖는 단량체로 부터 제조되는 중합체 사슬을 의미한다.

다당류 아크릴레이트 중합체에서는 다음 일반식 :

의 친수성 사슬이 탄소결합으로 셀룰로오스 또는 녹말분자의 뼈대에 부착된다. 상기 일반식에서,

및

는 각각 산, 에스테르, 알칼리금속, 암모늄염 또는 아미노기이고, 각개의 R은 각각 수소나 저급알킬이며, r은 0 내지 약 5,000의 정수이고, 또 s는 0 내지 약 5,000의 정수이며, 또 r+s는 500이상이다.

다당류 아크릴레이트 중합체는, 녹말이나 또는 셀룰로오스 뼈대에의 친수성물질의 그라프트 형성을 친수성 중합체물질의 생성과 동시에 이룩하고, 또 필요한 경우에는 가수분해를 행함으로서 올레핀성 불포화사슬을 셀룰로오스와 녹말에 그라프트 공중합시키는 공지방법을 사용해서 제조될 수 있다. 그래서, 중합체는 적당한 다당류를 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴산메풀 또는 아크릴산에틸, 아크릴산 또는 메타크릴산과 같은 적당한 단량체와 또는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 중합시키고, 이어 알카리 가수분해를 하거나, 또는 아크릴산이나 메타크릴산의 알칼리 금속염을 적당한 다당류로 중합시켜서 제조할 수 있다.

중합은 유리 라디칼 촉매시스템 존재하의 수성매질중에서, 또는(자외선, 감마선 또는 X-방사선)조사로 실시한다. 수성매질중에서 사용하는 촉매시스템으로는 통상 개시제로서 무기산화제가 또 활성제로서 무기환원제가 포함된다. 대표적인 산화성 개시제로는 무기과황산염, 과산화물 및 알칼리금속 브로메이트 및 알칼리금속클로메이트가 있다. 대표적인 환원제 활성제로는 알칼리금속 비술피트, 알칼리금속술피드, 황산암모늄제일철과 알칼리금속 피오술페이트가 있다. 미합중국특허 제4,028,290호에서 보다 상세히 기재된 바와같이 촉매시스템을 사용하는 그라프트 중합으로 진행되는 방법에서는 수용액으로서의 무기산화제 개시제와 무기환원제 활성제를 각각 최소량의 수혼화용매를 함유한 수비혼화 유기액체중의 아크릴단량체, 공단량체, 교차결합 단량체의 수용액 그리고 분말상 또는 섬유상 수불용성 수팽윤성 다당류의 분산액으로 구성되는 반응매질에 택일적으로 첨가하여 아크릴레이트 변형다당류 생성물을 수득한다.

화학적 촉매 그라프트중합을 위한 기타 적합한 방법을 미합중국특허 제3,256,372호, 제3,661,815호, 제4,076,663호, 제3,889,678호 및 제4,105,033호에 기재하고 있다. 적합한 다당류 아크릴레이트 중합체는 뼈대에 부착된 친수성 사슬이 다당류 아크릴레이트 중합체의 약 10중량% 내지 약 90중량%, 통상 약 40 내지 80중량% 범위내인 중합체들이다. 기타 적합한 수불용성, 수팽윤성 중합체로는, 예컨데 미합중국특허 제2,639,239호에서 기재한 바와같은 방법으로 제조된 교차결합 카르복시메틸셀룰로오스와, 예컨데 미합중국특허 제3,956,224호, 제3,264,202호, 제3,957,605호 및 제3,898,143호에서 기재한 바와같은 방법으로 제조된 분자량이 100,000이상인 교차결합 폴리(알킬렌옥사이드) 및 천연 또는 합성고무와 같은 다당류 성질의 유기물질 혼합물이 포함된다.

고무를 사용할 때에는 혼합물로서 사용해야 한다는 것이 공지되어 있다. 혼합물로 사용하는 경우, 통상가용성인 다당류 고무들이 상호작용해서 바람직하지 못한 용해성을 갖지않고 필요로 하는 팽윤성을 갖게되는 것으로 사료된다. 혼합물에 사용될 수 있는 전형적인 고무로는 대두고무, 구아고무, 크산탐고무, 트라가칸트고무, 카라야고무 및 그 유사체를 들수있다.

전술한 바와같은 흡수체 중합체는 물론 고무 혼합물이 여러가지 상품명으로 시판되고 있다.

전술한 방법중 어느 한방법에 따라 제조된 수불용성, 수팽윤성 중합체는 일반적으로 딱딱하고, 부서지기 쉬운 고체로 수득된다. 이들 중합체는 적당한 크기로 분쇄할수 있다. 앞에서 정의한 바와같이 이들 중합체는 분말형태로 사용하는 것이 바람직하지만 또한 다른 형태로 사용할수도 있다.

현재 시판되는 히드록시화합물에서 얻을수 있는 적합한 액체폴리히드록시 화합물은 극히 제한되어 있으며 또 실제적으로 앞서 정의한 바와같은 것들이다. 시판등급의 부형제가 적당하다. 사용하기전에 이들 부형제를 건조시킬 필요는 없다. 프로필렌 글리콜과 같은 액체가 필요로 하는 필름을 형성하는데 작용은 하지만, 필름형성속도의 완만성은 부동화 방법에 관계된 본 발명에 있어서 이들 화합물의 사용을 그다지 만족스럽게하고 있지 못한다.

고형화 구조체가 필름 또는 포옴 시이트인 경우에는 이들 구조체가 흡수성 물품에 다만 습기흡수 구성체의 일부를 형성할수도 있다. 그러나 전술한 바와같이 이들 고형화 구조체는 유리필름 또는 유리포옴시이트로 제조될수 있으며 또 영구적인 흡수체물품에 사용되어 이의 전체습기흡수부위를 구성할 수도 있다. 이들 물품은 흡습체가 필요한 곳에 사용될 수도 있다.

유리흡수체필름 또는 시이트로서 흡수체 생성물은 100부의 액체폴리히드록시 유기화합물중의 약 25 내지 125부의 미립 흡수체 중합체로 구성되는 액체흡수체 부동화 조성물을 금속표면에 주조하거나 또는 실리콘 혹은 기타 박리제 부착면상에 피복하고 이를 수초내지 약 15분 동안 175℉ 내지 450℉의 온도로 가열하거나 또는 약 30분 내지 약 24시간동안 175℉에 달하는 온도를 방치함으로서 액체 조성물을 고형화시킴으로서 바람직하게 제조된다.

기제상의 피복으로서 흡수체 생성물은 동일한 조건하에서 영구적 기재상에 피막을 입힘으로서 제조된다.

고형화 구조체로서 흡수체생성물은 필라멘트 형태 또는 로우프 형태일수도 있다. 이와같은 형태는 175℉ 내지 450℉의 온도로 가열시킨다 이로서 흡수체와 폴리히드록시 화합물을 냉간압출기에 미터링시켜서 압출된 필라멘트 또는 로우프를 회수하므로서 용이하게 제조할수 있다.

부동화 구조체로서 바람직한 흡수체 생성물은 포음형태이다. 시이트 형상의 포음 생성물은 금속면상이나 실리콘상 또는 기타박리제 피복 로울표면상에 100중량부의 액체폴리히드록시 유기화합물에 대하여 약 25 내지 125중량부의 미립 흡수체 중합체와 2 내지 30중량부의 발포제로 구성되는 액체 흡수체 부동화조성물을 주조 또는 피복하고, 또 이 피복 액체조성물을 약 30분 내지 24시간동안 약 175℉온도로 방치하거나 또는 이 피복 조성물을 수초 내지 15분간 175℉ 내지 450℉로 가열시키면 바람직하게 제조된다.

흡수체생성물이 이중벽용기의 보호라이너로서 사용되는 포음생성물인 경우, 액체 부동화 흡수체 조성물을 용기벽 사이의 구역내로 주입하고 또 포옴시이트로 되도록 주위온도를 방치하거나 또는 가열한다.

전술한 바와함은 범위 이내의 조성물 중에서 흡수체의 실제량은 최종환경에서 필요로 하는 흡수정도에 따라 달라진다. 따라서, 흡수가 기저귀에 의해 행하여지고 또 기재가 기저귀패드인 경우에는, 발포제의 사용유무에 관계없이 액체흡수체 부동화 조조성물은 패드기재에 필요로 하는 흡수용량을 부여하는데 충분한 양의 흡수체를 함유해야 할 것이다.

본 발명생성물 및 제법은 각종 흡수체물품을 제조하는데 유용하다. 또 이들 생성물 및 제법은 마모되는 제품에서와 같이 높은 용량은 물론 흡수체의 체적감소가 요망되는 제품의 경우 특히 유용된다. 따라서 이들 생성물 및 제법은 기저귀, 대소변 실금패드에 특히 유용되며, 또한 월경대, 붕대 및 그 유사체에 유용된다. 생성물의 필름형태와 포옴형태 모두가 유용되지만 포옴형태가 보다 바람직하다. 기저귀에 사용할 경우, 본 발명 흡수체 생성물은 단독 흡수체로 사용하거나 또는 기존 흡수체의 품질을 개선하는 구성체로 사용할수 있다.

기저귀에 액체 흡수부위의 개선책으로서 필름 또는 포옴 생성물을 편입하는 기저귀제조에 있어서는 조성물을 물품의 수용성액체 흡수부위면, 즉 심면에 도포하여, 이 피복심면을 가열 사이클 또는 175℉에 달하는 온도로 방치하는 처리를 행하고, 또 이 수득변형 심면에 수분 불투수성 받침과 수분 투수성 표면 시이트를 부착한다. 이와달리, 흡수제부동화 조성물을 심면없이 종래의 비흡수성 수분 비투수성 기저귀 받침상에 피복한후 또 종래의 수분 투수성 표면시이트로 적층하여 얇은 기저귀를 제조할 수 있다. 포옴생성물은 이와같은 용도로 사용하기에 특히 적합하다.

본 발명 분야의 숙련자라면 이밖의 다른 기술방법을 사용하여 새로운 흡수체 기저귀를 제조할수 있다.

월경대의 경우에 있어서는 이 흡수체 부동화 조성물을 셀룰로오스성 흡수체 표면에 사용할수 있으며 또 종래방법으로 포장하여 개량된 흡수용량을 갖는 월경대를 제조할 수 있다. 붕대의 경우에는 흡수성 조성물을 레이온 또는 폴리에스테디 섬유와 같은 부직섬유에 수용성액체 투수성이지만 겔불투수성물질을 피복하고 또 가아제 붕대에 삽입하여 제조한다.

다음의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 이에 한정하는 것이 아님을 밝혀둔다.

[실시예 1-8]

표 A에 수록된 조성물을 제조하였다.

[표 A]

성분량(중량부)

+ 가수분해 폴리아크릴로니트릴을 녹말에 그라프로 결합시킴.

++ 크산탄고무, 로우커스트 대두고무, 구아고무의 혼합물

표 A에 수록된 조성을 갖는 생성물을 다음과 같이 기재피복에 사용하여 흡수체물품을 제조한다.

실시예 1, 4 및 6의 조성을 갖는 생성물은 기저귀 표면시이트 물질들, 즉 (a) 1.5 내지 3.0데니어 레이온으로 구성되며 또 20 내지 35%의 아크릴레이트 에스테르 공중합체결합체를 함유하고, 또 평방 야아드당 약 15 내지 19g의 중량을 갖는 부직직물 시이트, 와 (b) 35 내지 64%의 1.5 내지 3.0데니어 폴리에스테르 섬유, 14 내지 40%의 1.5 내지 3.0데니어 레이온 섬유와 20 내지 30%의 전술한 아크릴레이트 에스테르 공중합체 결합체로 구성되며 또 평방 야아드당 약 25 내지 35g의 중량을 갖는 부직직물 시이트를 피복하는데 사용된다.

변형된 표면시이트물질을 사용하여 기저귀를 제조하거나 또는 이 표면 시이트 물질을 1회용 기저귀의 삽입물로 사용할 경우 우수한 흡수특성을 갖는 기저귀가 제조되며 또 미립 흡수체가 실제로 완전히 부동화하게 됨을 알수 있었다.

실시예 3 및 7의 조성을 갖는 생성물은 기질 피복종이에 사용된다. 변형된 종이는 흡수성 침대속 삽입물을 제조하는데 사용된다.

실시예 5와 8의 조성을 갖는 생성물은 폴리에틸렌필름에 도포해서 1회용 기저귀의 받침으로 사용된다. 변형된 받침은 박층을 형성하는 모상셀룰로오스 섬유로 적층하고 이어 부직직물 웨브로 적층시켜 우수한 흡수체기저귀를 제조한다.

실시예 2의 조성을 갖는 생성물은 전술한 부직 레이온 직물을 피복하는데 사용하고 또 그후에 동일물질을 적층시켜 냅킨과 붕대용의 삽입물로 사용된다.

사용시 각개의 생성물은 생성물에 함유된 미립흡수체에 기인하는 우수한 흡수특성을 나타낸다.

뿐만 아니라 미립 흡수체 물질은 저장, 선적 또는 사용시에 부동화되었음을 알수 있었다.

[실시예 10-17]

표 B에 수록한 발포성 조성물은 우선 주위온도에서 적당한 흡수체와 발포제를 같이 혼합하고, 그후에 적당한 폴리히드록시 유기화합물을 첨가하여 또 잘 분산되게 혼합함으로써 제조된다.

[표 B]

성분량(중량부)

* 미합중국특허 제 3,889,678 호에 따라 제조함.

1p, p-옥시비스벤젠슬포닐히드라지드 ; 2p-톨루엔슬포닐히드라지드 ; 3아조디카르본아미드 ; 모두 유니로오열 케미칼사 제품임.

별도작업으로, 각개의 조성물중 일부를 다음과 같은 방법으로 처리한다 :

(a) 박리 피복용 종이에 나이프 피복하거나 (b) 폴리에틸렌 필름에 나이프 피복하거나 또는 (c) 이중벽 용기의 내측유리와 외측 금속벽 사이 공간의 약 10분지 1이 채워질 때까지 주입한다.

처리조성물은 수시간내에 기포가 발생하도록 주위온도에 방치시키면, (a) 조성물로부터 박리 피복용종이에 나이프 피복된 포음시이트와, (b) 조성물로부터 폴리에틸렌필름에 나이프 피복되어 있는 포옴 피복필름과 (c) 이중벽 용기의 바닥부분에 가까운 공간내의 포옴을 수득하게 된다.

처리된 시료를 10초동안 약 275℉의 온도에 노출시키는 것을 제외하고는 이 조작을 반복해서 대응하는 포옴 생성물을 수득하였다.

약 100g의 물을 전술한 각개 시료중에서 포옴(약 10g크기)에 사용하는 경우 이 포옴은 전술한 량의 물을 실제적으로 완전하게 즉시 흡수하면서 팽윤된다.

[실시예 18]

발포성 조성물을 주위온도에서 80부의 녹말폴리아크릴레이트(stasorb

)와 5부의 중탄산나트륨을 같이 혼합하고 또 100부의 글리세롤을 혼합해서 제조한다.

별도조작으로, 이 조성물을 기재로서 (a) 부직 셀룰로오스 직물과 (b) 폴리에틸렌필름 및 (c) 목재펄프 물질의 박층에 나이프 피복한다.

이와같이 피복된 기재를 수초동안 300℉온도에 노출시켜서 포옴 피복된 기재를 수득한다. 포옴 피복된 기재는 이어서 흡수체물품에 적합한 크기로 절단한다.

물을 포옴 피복된 기재로 구성되는 물품에 부어주는 경우, 유리정체수가 즉시 제거됨과 동시에 포옴의 팽윤이 있게한다.

Claims (1)

1. 폴리아크릴레이트 변형 다당류, 교차결합 합성 폴리아크릴레이트, 교차결합 카르복시메틸셀룰로오스, 교차결합 폴리(알킬렌 산화물), 크산탄 고무, 로우키스트 고무, 구아고무중에서 선정한 겔용량 10이상을 갖는 미립 수불용성, 수팽윤성 흡수체 중합체 약 25중량부 내지 약 125중량부 ; 와 글리세롤, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 중에서 선정한 액체 폴리히드록시 유기화합물 100중량부와 중탄산나트륨, 아조디카르본아미드, p-톨루엔술포닐 세미카르바지드, p, p-옥시비스벤젠술포닐하이드라지드, p-톨루엔술포닐하이드라지드, 이산화탄소, 질소 및 공기 중에서 선정한 발포제 2 내지 30중량부로 구성되는 흡수체 부동화 포옴 제조용 조성물.