KR910007972B1 - 카르복시메틸알긴네이트나 알긴산염의 섬유로 된 기저귀용 흡수재 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

카르복시메틸알긴네이트나 알긴산염의 섬유로 된 기저귀용 흡수재

본 발명은 카르복시메틸알긴네이트 섬유나 알긴산염 섬유의 기저귀용 흡수재에 관한 것이다. 현재까지 알려진 기저귀용 흡수성 재는 면, 펄프와 같은 천연물에서 합성고분자를 발포시켜 만든 스폰지에 이르기까지 수십종류에 달하고 있다. 이들의 흡수특성은 모세관을 통하여 흡수작용을 하는 것으로 흡수력이 20배 정도 밖에 되지 않으며 외부압력을 받으면 물이 쉽게 제거되기 때문에 보수능력도 매우 낮은 문제점이 있다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 흡수성 수지가 개발되고 있는데 이 흡수성 수지는 재료내부에 수백배의 흡수능력을 갖으며, 일단 흡수된 물은 재료를 팽윤시켜 어느정도의 압력하에서도 물을 방출하지 않는 보수능력이 큰 기능성 수지이다. 이러한 고흡수성재는 위생용품, 농업, 원예, 건축등의 여러분야에서 응용되어 이에 대한 개발이 활발히 진행중에 있다. 흡수성수지는 1960년대에 미국 농무성 연구소에서 처음 개발되었는데 그 제법은 전분에 아크릴로니트릴을 공중합한 후 가수분해한 것이다.

이에따라 1960년대 말부터 미국의 헨켈사(Henkel사), 그레인프로쎄싱사(Grain Processing사) 등이 이와 같은 형태의 수지를 생산하기 시작하였다. 한편, 일본에서도 1975년 삼양화학에서 전분에 아크릴산을 그라프트중합하여 고흡수성 재료를 개발하는 데 성공하였다. 그 뒤를 이어서 여러회사에서 폴리아크릴산계, P.V.A계 등의 고흡수성 재료가 개발되었다. 또한, 1978년에는 삼양화성을 비롯한 몇몇 회사들이 시험생산을 개시하였으며 그해 말에 고흡수성 수지가 처음으로 위생용품에 적용되었다. 그후 이의 개발이 계속되어 1981년에는 흡수성 수지를 이용한 종이 기저귀가 처음 등장하게 되었다. 분말상의 고흡수성 수지는 폴리아크릴산염가교체, 텐폰/폴리아크릴산염, P.V.A 가교체, P.V.A/폴리아크릴산염 등이 있다. 또한 섬유상의 수지는 폴리아크릴로니트릴의 가수분해물, 가교한 C.M.C등이 있는데 이것은 흡수능이 작고 가격이 비싸다. 이같은 고흡수성 수지가 갖추어야 하는 기능으로는 흡수성, 보수성, 가공성, 안정성 등이 있다. 현재 시판되는 제품중에 저분-아크릴산계와 P.A.A.S계등은 순수한 물에서 흡수능이 우수한 반면, 기저귀와 같이 염수조건에 사용할 경우 흡수능력이 10배 이하로 감소하게 되어 다른 수지들과 비교할 때 큰 차이가 없다. 또한 분말상으로 되어 있어 가공성이 제한되어 있으며 기저귀용 흡수재로 사용한 후 생분해성이 없어 환경오염을 가중시키는 단점이 있다.

P.V.A/폴리아크릴산염 공중합체와 전분-아크릴산계는 겔강도와 열안정성 등은 우수한 것으로 알려져 있으나, 이것도 역시 분말상으로 가공성이 제한되어 있고 생분해성이 없다. 아크릴로니트릴의 가수분해물과 가교한 C.M.C 등은 섬유상태로 되어 있어 가공성이 우수한 반면, 흡수능력이 작고 가격이 2∼3배 비싼 단점이 있다.

본 발명은 카르복시메틸알긴테이트 섬유와 알긴산염 섬유를 기저귀에 사용할 때 다음과 같은 장점을 지니고 있다. 첫째, 카르복시메틸알긴네이트나 알긴산염은 섬유화할 수 있어 가공성이 우수하므로 종래의 시트형 기저귀 형태를 팬티형으로 만들 수 있어 기저귀를 경량화할수 있다. 둘째, 천연고분자를 재료임으로 사용한 후 생분해가 잘 이루어져서 환경오염의 문제가 없다. 마지막으로 아크릴로니트릴 가수분해물이나 가교한 C.M.C 등과 같은 섬유보다 흡수능력이 우수한 장점이 있다. 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

알긴산염 720g을 회전교반 반응기에 넣고 40％ 에탄올 3,000g, 톨루엔 1,500g을 첨가하고 강하게 교반하여 알긴산을 분산시켰다. 이렇게 하여 알긴산염은 분산매중에서 반응이 일어나기 좋은 상태로 팽윤시켰다. 교반을 멈추고 30％ 가성소다 510g을 5분 간격으로 소량씩 30분간 첨가하면서 강하게 교반했다. 이 반응으로 생성된 물은 에탄올에 흡수시켜서 가역반응으로 인한 역반응을 최소화시켰다. 교반을 멈추고 클로로아세트산 470g을 이에 서서히 첨가하여 온도를 35℃로 일정하게 유지시키고, 여기에 pH를 조절하기 위하여 pH가 8이 될때까지 일정량의 탄산나트륨을 첨가한 후에 교반을 시작하여 35℃에서 50분간 교반한 후 10℃이하로 냉각하고 교반을 멈추었다. 분산액을 제거하고 생성된 카르복시메틸알긴네이트에 95％ 에탄올 1500g을 넣어 남아있는 분산액을 완전히 제거한 후 여과하여 120℃에서 건조시켜 카르복시메틸알긴네이트를 얻었다.

[실시예 2]

카르보시메틸알긴네이트를 증류수에 용해하여 2％ 용액으로 만든 다음 습식방사장치에 넣고 섬유를 제조한다. 방사압력은 0.5∼1.0kgf/㎠, 방사속도는 5∼8ｍ/min으로 방사하여 응고조내에서 섬유형성이 잘 이루어지게 했다. 방사판은 방사노즐의 L/D는 110, 노즐공경은 100 마이크로메터이며, 응고조속에는 염화칼슘이 함유된 응고용액이 연속적으로 순환되게 하면서 응고된 섬유는 연신롤라를 통하여 연신되면서 건조시켰다. 건조된 섬유는 니들펀치를 통하여 부직포 형태로 제조하였다.

[실시예 3]

이소프로판올 100g과 물 400g의 혼액에 칼슘용해제인 소듐아세테이트를 50g을 첨가하여 세척액을 조제하고, 부직포 무게의 30배에 해당하는 세척액을 부직포위에 분무시켜 부직포가 완전히 젖게하고, 이 부직포를 40℃에서 30분간 방치하고 이 부직포를 45^o로 경사지게 기울여 30분간 세척액을 제거하고, 부직포 무게에 100배에 해당하는 50％ 에탄올을 위 부직포에 부어 미반응 세척액을 제거했다. 이같은 미반응 세척액 제거공정 조작은 3회 반복했다. 미반응 세척액이 제거된 부직포는 80％ 에탄올을 소량씩 부어 섬유의 점착을 방지시켰다.

부직포는 45^o경사지게 기울여 부직포사이에 남아 있는 세척액을 제거하여섬유를 얻고, 이를 60℃ 건조기에서 20분간 건조시켰다.

본 발명에서는 카르복시메틸알긴네이트와 알긴산염을 혼합한 섬유의 물성은 표 1과 같으며 시료에 대한 흡수력은 티-백법에 의하여 측정하였다.

[표 1]

알긴산염의 물 흡수량은 38배에서 C.M.A는 110까지 혼합비율에 따라 흡수량이 단계적으로 변화함을 나타내었다. 이것은 카르복시메틸기가 증가함에 따라 흡수재 내부의 이온농도가 증가한 결과이다. 외부 전해질이 있는 용해 즉, 오줌속에서의 흡수량은 현저한 감소를 나타내고 있는데 이것은 염수조건에서는 전해질에 의한 침투압이 감소한 결과이다. 이상의 결과로 제조단가와 흡수력간의 상호관계에서 볼때 70∼100% C.M.A를 사용하는 것이 적합하다.

[비교예 1]

다음은 카르복시메티알긴네이트를 이용한 기저귀와 시판중인 기저귀의 흡수력에 대한 비교물성을 표 2에 나타내었다.

[표 2]

시판기저귀와 본 발명의 섬유를 티-백법으로 물흡수량과 오줌흡수량을 측정한 결과 카르복시메틸알기네이트 섬유의 흡수능이 우수함을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 카르복시메틸알긴네이트나 알긴산염의 섬유로 된 기저귀용 흡수재.
2. 제1항에 있어서, 카르복시메틸알긴네이트 10∼90%와 알긴산염 90∼10%의 혼합섬유임을 특징으로 하는 기저귀용 흡수재.