WO2019039800A1 - 고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트 - Google Patents

고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트 Download PDF

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김기철
최현
주효숙
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    • C08J2333/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a super absorbent resin sheet and a super absorbent resin sheet produced therefrom.
  • Super Absorbent Polymer is a synthetic polymer material capable of absorbing moisture of about 500 to 1,000 times its own weight.
  • SAM super absorbent polymer
  • Such a superabsorbent resin has started to be put into practical use as a sanitary article and is currently being used for sanitary articles such as diapers for children and sanitary napkins as well as soil repair agents for horticultural use, index materials for construction and construction, seedling- , And as a material for fomentation and the like.
  • sanitary articles such as various diapers, sanitary napkins, or pad for use include an absorber containing superabsorbent resin particles.
  • Such absorbers are mainly composed of the above superabsorbent resin particles and the above absorbent and hygienic It was common to use fluff pulp to maintain the shape of the article.
  • the present invention provides a method for producing a super absorbent resin sheet and a super absorbent resin sheet produced therefrom.
  • a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group and at least a part of which is neutralized, a polymerization initiator, an internal crosslinking agent, a foam stabilizer, Preparing a monomer composition comprising a binder, an ionic polymeric binder, and an inorganic filler;
  • the present invention also provides a method for producing a super absorbent resin sheet.
  • Another aspect of the present invention provides a superabsorbent resin sheet obtained by the above production method.
  • a porous superabsorbent resin sheet can be produced by a simplified process.
  • the superabsorbent resin sheet obtained by the method for producing a superabsorbent resin sheet of the present invention has an open pore channel structure in which pores are connected to each other, whereby water of capillary pressure The absorption rate and permeability can be improved.
  • the superabsorbent resin sheet can be used as a pulp-less absorbent.
  • 1 to 3 are scanning electron microscope (SEM) photographs of a superabsorbent resin sheet according to an embodiment of the present invention.
  • SEM scanning electron microscope
  • the monomer composition is thermally polymerized or photopolymerized to obtain a hydrogel polymer ; Drying the hydrogel polymer to form a superabsorbent resin; And a step of forming the superabsorbent resin on a sheet.
  • the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be any monomer conventionally used in the production of a superabsorbent resin without any particular limitations.
  • at least one monomer selected from the group consisting of an anionic monomer and its salt, a nonionic hydrophilic-containing monomer and an amino group-containing unsaturated monomer and a quaternary car- bon thereof may be used.
  • Specific examples include (meth) acrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2- acryloylethanesulfonic acid, 2- methacryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid, 2- Anionic monomers of (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof; (Meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-
  • acrylic acid or a salt thereof for example, an alkali metal salt such as acrylic acid or sodium salt thereof can be used.
  • acrylic acid may be neutralized with a basic compound such as sodium hydroxide (NaOH).
  • the acrylic acid-based monomer may have an acidic group and at least a part of the acidic group may be neutralized.
  • the monomer is partially neutralized with an alkali substance such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide or the like.
  • the neutralization degree of the acrylic acid-based monomer may be 70 to 95 mole 0/0, or 75 to 95 mole 0/0, or 80 to 95 mole 0/0.
  • the range of the degree of neutralization can be adjusted according to the final properties. By the way, If the degree of neutralization of the acrylic acid monomer is excessively high, neutralized monomers may precipitate and polymerization may not be smoothly proceeded. On the other hand, if the degree of neutralization is too low, the absorption capacity of the polymer is greatly decreased and elasticity properties .
  • neutralization degree of the acrylic acid monomer in the invention is preferably as high as at least 70 mol% or more.
  • the degree of neutralization is as high as 70 mol% or more, precipitation occurs due to supersaturation of the alkylene material, and the viscosity increases due to the precipitation phenomenon, and pore formation is facilitated by using the precipitation phenomenon.
  • the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, about 20 to about 60 weight 0/0, and black on the entire monomer compositions each containing a raw material and a solvent to be described later is about 40 to about 50% by weight, and may be a proper concentration in consideration of the polymerization time and the reaction condition.
  • the polymerization initiator used in polymerization is not particularly limited as long as it is generally used in the production of a superabsorbent resin.
  • the polymerization initiator a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator based on UV irradiation may be used depending on the polymerization method.
  • a certain amount of heat is generated by irradiation of ultraviolet light or the like, and a certain amount of heat is generated in accordance with the progress of the polymerization reaction, which is a heating reaction countermeasure.
  • the photopolymerization initiator can be used without limitation in the constitution as long as it is a compound capable of forming a radical by light such as ultraviolet rays.
  • photopolymerization initiator examples include benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, benzyl dimethyl ketal Ketal, acyl phosphine, and alpha-aminoketone may be used.
  • acylphosphine a commercially available lucirin TPO, i.e., 2,4,6-trimethyl- Benzoyl-trimethyl phosphine oxide (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide). More photoinitiators are well described in Rein old Schwalm, " UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Applications (Elsevier 2007) " pi 15, and are not limited to the above examples.
  • the photopolymerization initiator may be included in the monomer composition at a concentration of about 0.01 to about 1.0 wt%. If the concentration of such a photopolymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slowed. If the concentration of the photopolymerization initiator is too high, the molecular weight of the superabsorbent resin may be small and the physical properties may become uneven.
  • thermal polymerization initiator at least one selected from persulfate-based initiators, azo-based initiators, initiators consisting of hydrogen peroxide and ascorbic acid can be used.
  • the persulfate-based initiator include sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate (NH 4 ) 2 S 2 0 8
  • the azo-based initiator include 2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2 , 2-azobis- (N, N-dimethylene) isobutyramidine dihydrochloride, 2- (carbamoyl azo) isobutyronitrile (2- (carbamoylazo) isobutylonitril), 2, 2 eu-azobis [2- (2 eu imidazole sleepy-2-yl) propane] dihydrochloride (2, 2 -azobis [2- (2 eu imidazole sleepy
  • the thermal polymerization initiator may be contained in a concentration of about 0.001 to about 0.5 0/0 with respect to the monomer composition. If the concentration of the thermal polymerization initiator is too low, additional thermal polymerization hardly occurs, and the effect of addition of the thermal polymerization initiator may be insignificant. If the concentration of the thermal polymerization initiator is excessively high, the molecular weight of the superabsorbent resin may be small and the physical properties may be uneven have.
  • the monomer composition includes an internal cross-linking agent as a raw material for a superabsorbent resin.
  • Black can be a crosslinking agent having two or more functional groups capable of reacting with water-soluble substituents formed by hydrolysis of water-soluble substituents and / or monomers of the monomers.
  • Examples of the internal cross-linking agent the carbon number of 8 to 12 bisacrylamide, bis meth acrylamide, of a polyol having 2 to ° C the poly (meth) acrylate or poly of 2 to 10 carbon atoms polyol (meth) allyl ether (Meth) acrylate, ethyleneoxy (meth) acrylate, polyethyleneoxy (meth) acrylate, propyleneoxy (meth) acrylate, glycerin diacryl At least one selected from the group consisting of glycerin triacrylate, trimethy triacrylate, triallylamine, triaryl cyanurate, triallyl isocyanate, polyethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol can be used.
  • Such an internal crosslinking agent may be included at a concentration of about 0.01 to about 0.5% by weight based on the monomer composition to crosslink the polymerized polymer.
  • the monomer composition comprises a foam stabilizer.
  • the bubble stabilizer functions to form more stable bubbles by lowering the surface tension in the polymerization process, and the superabsorbent resin sheet to be polymerized including the foam stabilizer can exhibit the characteristics of open pores.
  • bubble stabilizer examples include sodium dodecyl sulfate, oleth carboxylic acid, sodium dodecanoate, oleyl phosphate and the like, The invention is not limited thereto.
  • the foam stabilizer may be used in an amount of about 0.1 to about 5 parts by weight, more preferably about 0.1 to about 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer contained in the monomer composition, And preferably about 3 to about 1.5 parts by weight. If the foam stabilizer is contained in excess, the density of the super absorbent resin sheet to be produced may be decreased due to a large amount of air bubbles. If the foam stabilizer is contained in too small amounts, the formation of open pores may be difficult. May be included.
  • the monomer composition comprises an ionic polymeric binder.
  • the ionic polymer binder means a compound in the form of a polymer having an ionic functional group which has a charge and is not a monomolecular molecule.
  • the ionic polymer binder contained in the monomer composition serves as a binder in the polymerization process to form a matrix, and the superabsorbent resin sheet thus produced may exhibit properties similar to those of an elastomer.
  • the ionic polymer binder includes at least one functional group selected from the group consisting of a carboxylate, a phosphate, a sulfate, and a sulfonate .
  • the ionic polymeric binder may be selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose (CMC), poly (sodium-4-styrene sulfonate)
  • the ionic polymer binder may have a weight average molecular weight (Mw) of about 50,000 to about 500,000 g / m 2, and preferably about 100,000 to about 200,000 g / m. If the weight average molecular weight of the ionic polymer binder is too small, the binder may not act as a layer. If the weight average molecular weight of the ionic polymer binder is too large, the viscosity increase may be large and the solubility in the monomer composition may be low.
  • Mw weight average molecular weight
  • an ionic polymeric binder having a weight average molecular weight.
  • the ionic polymeric binder may further contain an ionic polymeric binder Soluble ethylenically unsaturated monomer relative to 100 parts by weight, may comprise from about 0.1 to about 3 parts by weight, preferably from about 0.3 to about 1.0 parts by weight of the ionic superabsorbent resin to be produced when the high molecular binder is contained too much, The absorption characteristics of the sheet may be lowered. If the amount of the binder is too small, the effect obtained by including the binder may be insignificant.
  • the monomer composition comprises an inorganic filler.
  • the inorganic filler contained in the monomer composition serves as a support in the polymerization process.
  • the super absorbent resin sheet to be produced can exhibit improved strength.
  • porous inorganic particles such as silica, clay, alumina, silica-alumina composite material, nano silica, titania, zinc oxide, aluminum sulfate and the like can be used as the inorganic filler .
  • the inorganic filler may include about 0.5 to about 20 parts by weight, preferably about 3 to about 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenic unsaturated monomer contained in the monomer composition. If the inorganic filler is contained too much, the flexibility of the prepared superabsorbent resin sheet may be deteriorated, and if too small, the strength may be lowered.
  • the monomer composition may further contain additives such as a thickener, a plasticizer, a preservative stabilizer, and an antioxidant, if necessary.
  • additives such as a thickener, a plasticizer, a preservative stabilizer, and an antioxidant, if necessary.
  • Raw materials such as the above-described water-soluble ethylenically unsaturated, monomers, polymerization initiator, an internal crosslinking agent, foam stabilizer, an ionic polymeric binder, inorganic fillers and additives can be prepared in the form of a monomer composition solution dissolved in a solvent.
  • the solvent may be included in the remaining amount of the monomer composition excluding the components described above.
  • the solvent which can be used can be used without limitation of its constitution as long as it can dissolve the above-mentioned components.
  • the monomer composition is thermally polymerized or photopolymerized to form a hydrogel polymer.
  • the method of forming a hydrogel polymer by thermal polymerization or photopolymerization of such a monomer composition is not particularly limited as long as it is a polymerization method usually used in the field of manufacturing a superabsorbent resin.
  • the polymerization method can be largely divided into thermal polymerization and photopolymerization depending on the polymerization energy source.
  • thermal polymerization in general, it can be carried out in a semi-woven machine having a stirring shaft such as a kneader.
  • the process in the case of proceeding with light polymerization, the process can be carried out in a semi-woven machine having a movable conveyor belt.
  • the present invention is not limited to the polymerization method described above.
  • the normal water content of the hydrogel polymer obtained by this method is about
  • water content means the content of water as a percentage of the weight of the total hydrogel, subtracting the weight of the hydrogel polymer from the weight of the polymer in the dry state. Specifically, it is defined as a value calculated by measuring the weight loss due to moisture evaporation in the polymer in the process of raising the temperature of the polymer through infrared heating.
  • the drying condition is a method of raising the temperature from room temperature to about 180 ° C and then keeping it at 180 ° C, and the total drying time is set to 20 minutes including 5 minutes of the temperature raising step, and water content is measured.
  • the hydrogel polymer is dried to form a superabsorbent resin which is a base resin.
  • a step of coarse grinding may be further carried out before drying in order to increase the efficiency of the drying step, if necessary.
  • the pulverizer to be used is not limited in its constitution, but may be a vertical pulverizer, a turbo cutter, a turbo grinder, a rotary cutter mill, A cutter mill, And a grinding machine group made up of a disc mill, a shred crusher, a crusher, a chopper, and a disc cutter.
  • the coarse grinding step can be milled so that the hydrogel polymer has a particle size of about 2 to about 10 mm.
  • the pulverization with a particle size of less than 2 mm is not technically easy due to the high moisture content of the hydrogel polymer and may also result in agglomeration among the pulverized particles.
  • the particle size is more than 10 mm, the effect of increasing the efficiency of the subsequent drying step may be insignificant.
  • the drying temperature of the drying step may be about 120 to about 250 ° C.
  • the drying temperature is less than about 120 ° C : the drying time is excessively long and the physical properties of the ultrafine water-absorbent resin to be formed may deteriorate. If the drying temperature exceeds about 250 ° C, There is a possibility that the physical properties of the superabsorbent resin finally formed are lowered.
  • the drying can proceed at a temperature of from about 120 to about 250 ° C, more preferably from about 140 to about 200 ° C.
  • drying time it may proceed for about 20 to about 90 minutes, but is not limited thereto, considering process efficiency and the like.
  • the drying method in the drying step may also be selected and used without limitation in the constitution as long as it is usually used as a drying step of the hydrous gel polymer.
  • the drying step can be carried out by hot air supply, infrared irradiation, microwave irradiation, ultraviolet irradiation, or the like.
  • the water content of the polymer after such a drying step may be about 1 to about 10% by weight.
  • the superabsorbent resin is formed on a sheet in accordance with a conventional method in the technical field of the present invention.
  • the thickness of the superabsorbent resin sheet may be about 100 / zm or more, or 1,000; or 5,000 / m, but about 10 cm or less, or about 5 cm or less, or about 1 cm or less.
  • the thickness of the superabsorbent resin sheet may be torn due to its low strength, and if it is too thick, drying and processing may be difficult. From this point of view, it may be preferable to have the thickness range described above.
  • the superabsorbent resin sheet has a sheet state of an open pore channel structure in which at least a part of voids are connected to each other, capillary pressure, so that the absorption rate and permeability can be improved and can be provided as a pulp-less absorber.
  • a superabsorbent resin sheet obtained by the above production method.
  • the superabsorbent resin sheet has an open pore channel structure in which at least a portion of the pores are connected to each other, thereby allowing absorption of water by capillary pressure. Accordingly, the absorption rate and permeability can be improved as compared with the conventional powdery superabsorbent resin.
  • the voids have a range.
  • the centrifugal separation performance (CRC) measured by the EDANA method WSP 241.2 in the superabsorbent resin sheet is in the range of about 5 to about 35 g / g, preferably about 10 to about 25 g / g Lt; / RTI >
  • the pressure absorbing capacity (AUL) of 0.3 psi for the superabsorbent resin sheet measured according to the method of EDANA method WSP 242.2 is in the range of about 5 to about 35 g / g, preferably about 11 to about 25 g / g Lt; / RTI >
  • the super absorbent resin sheet of the present invention has excellent absorption properties and permeability and can be used as a pulpless absorbent.
  • Acrylic acid 35.32 g, sodium hydroxide (NaOH, 30 parts by weight 0/0 solution) 50.5 g and 7.76 g of water were combined to form a common solution neutralized to about 80 mole% of the acrylic acid are neutralized.
  • the monomer composition was subjected to high shear fusion at a speed of 5,000 rpm for about 60 minutes using a mechanical mixer.
  • the mixture was poured through a feeder of a polymerization reactor to carry out polymerization to form a hydrogel polymer.
  • the temperature of the polymerization reactor was kept at 100 ° C
  • the maximum temperature of polymerization was 110 ° C
  • the polymerization time was 10 minutes.
  • the hydrogel polymer was dried in a hot-air drier at 140 ° C for 30 minutes and cut into sheet form (thickness: 500 urn, porosity: 30%) using a cutter.
  • Mw 400
  • PEO poly(sodium-4-styrenesulfonate)
  • the centrifugal separation performance (CRC) of the superabsorbent resin sheets prepared in Examples and Comparative Examples was measured according to the method of EDANA method WSP 241.2.
  • a superabsorbent resin having a particle size of 300 to 600 / zm which is passed through a US standard 30 mesh screen and is kept on a US standard 50 mesh screen, is prepared from the superabsorbent resin to be tested for centrifugal separation capability.
  • a superabsorbent resin W 0 (g, about 0.2 g) having a particle diameter of 300 to 600 rni was uniformly put in an envelope made of a nonwoven fabric and sealed. Then, the envelope was immersed in physiological saline at 0.9% by weight at room temperature. After 30 minutes, The weight W 2 (g) of the envelope was measured after dehydration for 3 minutes at 250G using a centrifuge. On the other hand, after performing the same operation using an empty bag not containing the superabsorbent resin, the weight W ! (g) were measured.
  • W 0 (g) is an initial weight (g) of a superabsorbent resin having a particle size of 300 to 600, and W ? (g), using a superabsorbent resin, using a centrifuge
  • W 2 (g) is that absorption and saline 0.9 weight 0/0 at room temperature for immersion of the water-absorbent resin for 30 minutes, then using a centrifuge dehydrated 3 minutes at 250G, and measurement, including the water-absorbent resin It is the weight of one device.
  • AUL pressure absorption capacity
  • a 400 mesh stainless steel screen was attached to the lower end of a plastic cylinder having an inner diameter of 25 mm.
  • a superabsorbent resin W 0 (g, about 0.16 g) to be measured for the pressure absorption ability was uniformly sprayed on the screen at room temperature and at a humidity of 50%.
  • a piston capable of uniformly applying a load of 0.3 psi was added to the superabsorbent resin.
  • the outer diameter was slightly smaller than 25 mm, so that it could be freely moved up and down without any gap between the inner wall of the cylinder and the piston.
  • the weight W 3 (g) of the thus prepared device was measured.
  • the device prepared on the filter paper was placed so that the superabsorbent resin in the device was swelled by physiological saline under load. After one hour, the weight W 4 (g) of the device containing the swollen superabsorbent resin was measured.
  • AUL (g / g) [ W 4 (g) - W 3 (g)] / W 0 (g)
  • W 0 (g) is the initial weight (g) of the superabsorbent resin
  • W 3 (g) is the sum of the weight of the superabsorbent resin and the weight of the device capable of imparting a load to the superabsorbent resin
  • W 4 ) Is the sum of the weight of the superabsorbent resin and the weight of the device capable of applying a load to the superabsorbent resin after absorbing the physiological saline solution into the superabsorbent resin for 1 hour under a load of 0.3 psi.
  • the properties of the superabsorbent resin sheets prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were evaluated in the following manner and are shown in Table 1 below.
  • the superabsorbent resin according to the production method of the present invention has an open pore channel structure and exhibits excellent absorbency.

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Abstract

본 발명은 고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트에 관한 것이다. 본 발명의 고흡수성 수지 시트의 제조방법에 의하면, 다공성의 고흡수성 수지 시트를 단순화된 공정으로 제조할 수 있다.

Description

【발명의 명칭】
고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트 【기술분야】
관련 출원 (들ᅵ과의 상호 인용
본 출원은 2017년 8월 22일자 한국 특허 출원 제 10-2017- 0105814호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며， 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
고흡수성 수지 (Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서， 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이기저귀나 생리대 등 위생용품 외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다.
일반적으로 각종 기저귀， 생리대 또는 실금용 패드 등의 위생용품에는 고흡수성 수지 입자를 포함한 흡수체가 포함되는데, 이러한 흡수체는 주로 상기 고흡수성 수지 입자와， 이러한 고흡수성 수지 입자를 적절히 고정하면서도 상기 흡수체 및 위생용품의 형태를 유지시키기 위해 플러프 펄프 (fluff pulp)를 사용하는 것이 일반적이었다.
그러나, 이러한 플러프 필프의 존재로 인해, 흡수체 및 위생용품의 슬림화 및 박형화가 어려웠고, 사용자의 피부와 위생용품의 사이에 땀이 차는 등 착용감이 떨어지는 문제점이 있었다. 더구나， 주로 목재를 원료로 얻어지는 상기 플러프 필프의 다량 사용 필요성으로 인해, 최근의 환경보호 시류에 역행하는 점이 있었고， 상기 흡수층 및 위생용품의 제조 단가를 높이는 주원인 중에 하나가 되었다.
이 때문에, 상기 흡수층 및 위생용품에 있어서/ 플러프 펄프의 사용량을 줄이거나, 플러프 펄프를 사용하지 않은 소위 펄프리스 (pulpless) 기저귀 등의 위생용품을 제공하기 위해 많은 시도가 이루어지고 있다.
그러나 흡수 성능의 저하가 없고 펄프리스 흡수체로 사용할 수 있는 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법에 대한 연구가 여전히 요구된다.
【선행기술문헌】
【특허문헌】
JP 공개 2016-079269
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로， 본 발명은 고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트를 제공한다.
[과제의 해결 수단]
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제， 기포 안정게 (foam stabilizer), 이온성 고분자 바인더 (ionic polymeric binder), 및 무기 필러 (inorganic filler)를 포함하는 모노머 조성물을 제조하는 단계;
상기 모노머 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 함수겔 중합체를 건조하여 고흡수성 수지를 형성하는 단계; 및 상기 고흡수성 수지를 시트 (sheet)상으로 형성하는 단계;
를 포함하는 고흡수성 수지 시트의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 측면은, 상기 제조방법에 의해 수득되는 고흡수성 수지 시트를 제공한다. 【발명의 효과】
본 발명의 고흡수성 수지 시트의 제조방법에 의하면， 다공성의 고흡수성 수지 시트를 단순화된 공정으로 제조할 수 있다.
또한， 본 발명의 고흡수성 수지 시트의 제조방법에 의해 수득되는 고흡수성 수지 시트는 공극이 서로 연결되어 있는 열린 기공 채널 (open pore channel) 구조를 가지며, 이에 의해 모세관 압력 (capillary pressure)에 의한 물의 흡수가 가능하므로， 흡수 속도 및 투과성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 고흡수성 수지 시트는 펄프리스 흡수체로 이용할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수지 시트의 주사전자현미경 (SEM)사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 고흡수성 수지 시트의 주사전자현미경 (SEM)사진이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바， 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경， 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하， 본 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지 시트의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고흡수성 수지 시트를 설명한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제, 기포 안정제 (foam stabilizer), 이온성 고분자 바인더 (ionic polymeric binder), 및 무기 필러 (inorganic filler)를 포함하는 모노머 조성물을 제조하는 단계; 상기 모노머 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 함수겔 중합체를 건조하여 고흡수성 수지를 형성하는 단계; 및 상기 고흡수성 수지를 시트 (sheet)상으로 형성하는 단계를 포함하는 고흡수성 수지 시트의 제조방법이 제공된다.
상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 고흡수성 수지의 제조에 통상 사용되는 임의의 단량체를 별다른 제한없이 사용할 수 있다. 여기에는 음이온성 단량체와 그 염， 비이온계 친수성 함유 단량체 및 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 사용할 수 있다.
구체적으로는 (메타)아크릴산, 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산， 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산， 2- (메타)아크릴로일프로판술폰산 또는 2- (메타)아크릴아미드 -2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그 염; (메타)아크릴아미드， N- 치환 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2- 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트,
메록시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 폴리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트의 비이온계 친수성 함유 단량체; 및 (Ν,Ν)- 디메틸아미노에틸 (메타) 아크릴레이트 또는 (Ν,Ν)- 디메틸아미노프로필 (메타)아크릴아미드의 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 아크릴산 또는 그 염, 예를 들어, 아크릴산 또는 그 나트륨염 등의 알칼리 금속염을 사용할 수 있는데, 이러한 단량체를 사용하여 보다 우수한 물성을 갖는 고흡수성 수지의 제조가 가능해 진다. 상기 아크릴산의 알칼리 금속염을 단량체로 사용하는 경우， 아크릴산을 가성소다 (NaOH)와 같은 염기성 화합물로 중화시켜 사용할 수 있다.
여기서, 상기 아크릴산계 단량체는 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 단량체를 수산화나트륨, 수산화칼륨， 수산화암모늄 등과 같은 알칼리 물질로 부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다. 이때, 상기 아크릴산계 단량체의 중화도는 70 내지 95 몰0 /0, 또는 75 내지 95 몰0 /0, 또는 80 내지 95 몰0 /0일 수 있다. 상기 중화도의 범위는 최종 물성에 따라 조절될 수 있다. 그런데, 상기 아크릴산계 단량체의 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만 아니라 취급하기 곤란한 탄성 고무와 같은 성질을 나타낼 수 있다.
한편, 일반적인 용액 중합에서의 아크릴산계 단량체의 중화도가 40 내지 60 몰0 /。인데 비해, 본 발명에 있어 아크릴산계 단량체의 중화도는 최소 70 몰% 이상으로 높은 것이 바람직하다. 중화도가 70 몰 % 이상으로 높을 경우， 알킬리 물질의 과포화에 따른 석출이 발생하며, 이 석출 현상에 의해서 점도가 상승하고 이를 이용하여, 기공 형성이 용이해지기 때문이다.
상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 포함한 모노머 조성물 중에서, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 농도는, 후술하는 각 원료 물질 및 용매를 포함하는 전체 모노머 조성물에 대해 약 20 내지 약 60 중량0 /0, 흑은 약 40 내지 약 50 중량%로 될 수 있으며， 중합 시간 및 반웅 조건 등을 고려해 적절한농도로 될 수 있다.
본 발명의 고흡수성 수지 제조 방법에서 중합시 사용되는 중합 개시제는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
구체적으로, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 열중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만， 광중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등의 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고， 또한 발열 반웅인 중합 반웅의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로， 추가적으로 열중합 개시제를 포함할 수도 있다.
상기 광중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제로는 예를 들어， 벤조인 에테르 (benzoin ether), 디알킬아세토페논 (dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤 (hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트 (phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈 (Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀 (acyl phosphine) 및 알파 -아미노케톤 (α- aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체예로， 상용하는 lucirin TPO, 즉， 2,4,6-트리메틸- 벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드 (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 사용할 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Rein old Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)" pi 15에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.
상기 광중합 개시제는 상기 모노머 조성물에 대하여 약 0.01 내지 약 1.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 광중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고, 광중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다.
또한, 상기 열중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로， 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨 (Sodium persulfate; Na2S208), 과황산칼륨 (Potassium persulfate; K2S208), 과황산암모늄 (Ammonium persulfate;(NH4)2S208) 등이 있으며， 아조 (Azo)계 개시제의 예로는 2,2-아조비스 -(2-아미디노프로판) 이염산염 (2,2- azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-아조비스 -(Ν,Ν- 디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드 (2,2-azobis-(N,N- dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2- (카바모일아조)이소부티로니트릴 (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2ᅳ아조비스 [2- (2ᅳ이미다졸린 -2-일)프로판] 디하이드로클로라이드 (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2- yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스 -(4-시아노발레릭 산) (4,4-azobis-(4- cyanovaleric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.
상기 열중합 개시제는 상기 모노머 조성물에 대하여 약 0.001 내지 약 0.5 중량0 /0의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 열중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 추가적인 열중합이 거의 일어나지 않아 열중합 개시제의 추가에 따른 효과가 미미할 수 있고, 열중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다.
상기 모노머 조성물은 고흡수성 수지의 원료 물질로서 내부 가교제를 포함한다.
상기 내부 가교제로는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 수용성 치환기와 반웅할 수 있는 관능기를 1개 이상 가지면서， 에틸렌성 불포화기를 1개 이상 갖는 가교제; 흑은 상기 단량체의 수용성 치환기 및 /또는 단량체의 가수분해에 의해 형성된 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 가교제를 사용할수 있다.
상기 내부 가교제의 구체적인 예로는, 탄소수 8 내지 12의 비스아크릴아미드, 비스메타아크릴아미드, 탄소수 2 내지 °C의 폴리올의 폴리 (메타)아크릴레이트 또는 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리 (메타)알릴에테르 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로, N, Ν'- 메틸렌비스 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌옥시 (메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시 (메타)아크릴레이트， 글리세린 디아크릴레이트， 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메티를 트리아크릴레이트, 트리알릴아민， 트리아릴시아누레이트， 트리알릴이소시아네이트， 플리에틸렌글리콜， 디에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 이러한 내부 가교제는 상기 모노머 조성물에 대하여 약 0.01 내지 약 0.5 중량%의 농도로 포함되어， 중합된 고분자를 가교시킬 수 있다.
상기 모노머 조성물은 기포 안정제 (foam stabilizer)를 포함한다.
상기 기포 안정제는 중합 공정시 표면장력을 낮추어 보다 안정된 기포를 형성하는 역할을 하여 이를 포함하여 중합되는 고흡수성 수지 시트가 열린 기공 (open pore)의 특성을 나타낼 수 있다.
상기 기포 안정제로는 소듐 도데실 설페이트 (sodium dodecyl sulfate), 올레스 카르복실산 (oleth carboxylic acid), 소듐 도데카노에이트 (sodium dodecanoate), 또는 올레일 포스페이트 (oleyl phosphate) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 기포 안정제는 상기 모노머 조성물에 포함되는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 5 중량부, 바람직하게는 약 으 3 내지 약 1.5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 기포 안정제가 너무 많이 포함되면 기포가 많이 발생하여 제조되는 고흡수성 수지 시트의 밀도가 떨어질 수 있고, 너무 적게 포함될 경우 기포 형성이 작아서 열린 기공의 형성이 어려울 수 있으므로, 이러한 관점에서 상술한 범위로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 모노머 조성물은 이온성 고분자 바인더 (ionic polymeric binder)을 포함한다.
상기 이온성 고분자 바인더는 전하를 띄는 이온성 작용기를 가지면서 단분자가 아닌 고분자 형태의 화합물을 의미한다.
상기 모노머 조성물에 포함되는 이온성 고분자 바인더는, 중합 공정에서 바인더 역할을 하여 매트릭스를 형성하며, 이에 따라 제조되는 고흡수성 수지 시트가 탄성체와 같은 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이온성 고분자 바인더는 카르복실레이트 (carboxylate), 포스페이트 (phosphate), 설페이트 (sulfate), 및 설포네이트 (sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 작용기를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이온성 고분자 바인더로는 카르복시메틸 셀를로오스 (Carboxymethyl cellulose, CMC), 또는 폴리 (소듐 -4- 스티렌 설포네이트) (Poly(sodium-4-styrene sulfonate) 등을 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이온성 고분자 바인더는 중량 평균 분자량 (Mw)이 약 50,000 내지 약 500,000 g/m이일 수 있으며, 바람직하게는 약 100,000 내지 약 200,000 g/m 인 것이 사용될 수 있다. 상기 이온성 고분자 바인더의 중량 평균 분자량이 너무 작으면 바인더의 역할을 층분히 할 수 없으며, 너무 크면 점도 상승이 크고 모노머 조성물에서의 용해도가 낮을 수 있으므로, 상술한 범위의 중량 평균 분자량을 가지는 이온성 고분자 바인더를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 이온성 고분자 바인더는 상기 모노머 조성물에 포함되는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 3 중량부, 바람직하게는 약 0.3 내지 약 1.0 중량부를 포함할 수 있다. 상기 이온성 고분자 바인더가 너무 많이 포함되면 제조되는 고흡수성 수지 시트의 흡수 특성이 낮아질 수 있고, 너무 적게 포함될 경우 상기 바인더를 포함하여 얻을 수 있는 효과가 미미할 수 있으므로, 이러한 관점에서 상술한 범위로 포함되는 것이 바람직할수 있다.
상기 모노머 조성물은 무기 필러 (inorganic filler)를 포함한다.
상기 모노머 조성물에 포함되는 무기 필러는, 중합 공정에서 지지체의 역할을 한다. 이에 따라 제조되는 고흡수성 수지 시트가 강도가 향상되는 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면， 상기 무기 필러로는 실리카 (silica), 클레이 (clay), 알루미나, 실리카-알루미나 복합재， 나노실리카， 티타니아, 아연산화물, 알루미늄 설페이트 등의 다공성 무기 입자를 사용할 수 있다. 또한， 상기 무기 필러는 상기 모노머 조성물에 포함되는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여， 약 0.5 내지 약 20 중량부, 바람직하게는 약 3 내지 약 10 증량부를 포함할 수 있다. 상기 무기 필러가 너무 많이 포함되면 제조되는 고흡수성 수지 시트의 유연성이 떨어질 수 있고， 너무 적게 포함될 경우 강도가 떨어질 수 있으므로, 이러한 관점에서 상술한 범위로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제조방법에서, 상기 모노머 조성물은 필요에 따라 증점제 (thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상술한 수용성 에틸렌계 불포화' 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제, 기포 안정제, 이온성 고분자 바인더, 무기 필러 및 첨가제와 같은 원료 물질은 용매에 용해된 모노머 조성물 용액의 형태로 준비될 수 있다. 상기 용매는 모노머 조성물의 총 함량에 대하여 상술한 성분을 제외한 잔량으로 포함될 수 있다.
사용할 수 있는 상기 용매는 상술한 성분들을 용해할 수 있으면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있으며， 예를 들어 물, 에탄을, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜， 1 ,4-부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로핵사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르， 를루엔， 크실렌, 부틸로락톤， 카르비틀, 메틸샐로솔브아세테이트 및 Ν,Ν-디메틸아세트아미드 등에서 선택된 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다음에, 상기 모노머 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔 중합체를 형성한다.
한편, 이와 같은 모노머 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 방법은 고흡수성 수지 제조 기술분야에서 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다.
구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열중합 및 광중합으로 나뉠 수 있다. 통상 열중합을 진행하는 경우, 니더 (kneader)와 같은 교반축을 가진 반웅기에서 진행될 수 있다ᅳ 반면, 광중합을 진행하는 경우， 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반웅기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 본 발명은 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다.
이때 이와 같은 방법으로 얻어진 함수겔 중합체의 통상 함수율은 약
40 내지 약 80 중량0 /0일 수 있다. 한편， 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수겔 증합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. 구체적으로는, 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180°C까지 온도를 상승시킨 뒤 180°C에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.
다음에 상기 함수겔 중합체를 건조하여 베이스 수지인 고흡수성 수지를 형성한다.
ᅳ상기 함수겔 중합체를 건조함에 있어서는， 필요에 따라서 상기 건조 단계의 효율을 높이기 위해 건조 전에 조분쇄하는 단계를 더 거칠 수 있다. 이때, 사용되는 분쇄기는 구성의 한정은 없으나, 구체적으로， 수직형 절단기 (Vertical pulverizer), 터보 커터 (Turbo cutter), 터보 글라인더 (Turbo grinder), 회전 절단식 분쇄기 (Rotary cutter mill), 절단식 분쇄기 (Cutter mill), 원판 분쇄기 (Disc mill), 조각 파쇄기 (Shred crusher), 파쇄기 (Crusher), 초퍼 (chopper) 및 원판식 절단기 (Disc cutter)로 이루어진 분쇄 기기 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상술한 예에 한정되지는 않는다. 이때 조분쇄 단계는 함수겔 중합체의 입경이 약 2 내지 약 10mm로 되도록 분쇄할 수 있다.
입경이 2 mm 미만으로 분쇄하는 것은 함수겔 중합체의 높은 함수율로 인해 기술적으로 용이하지 않으며, 또한 분쇄된 입자 간에 서로 응집되는 현상이 나타날 수도 있다. 한편, 입경이 10 mm 초과로 분쇄하는 경우, 추후 이루어지는 건조 단계의 효율 증대 효과가 미미할 수 있다.
상기와 같이 조분쇄되거나, 혹은 조분쇄 단계를 거치지 않은 중합 직후의 함수겔 중합체에 대해 건조를 수행한다. 이때 상기 건조 단계의 건조 온도는 약 120 내지 약 250°C일 수 있다. 건조 온도가 약 120 °C 미만인 경우: 건조 시간이 지나치게 길어지고 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있고, 건조 온도가 약 250°C를 초과하는 경우, 지나치게 중합체 표면만 건조되어, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서 바람직하게 상기 건조는 약 120 내지 약 250°C의 온도에서, 더욱 바람직하게는 약 140 내지 약 200 °C의 온도에서 진행될 수 있다.
한편, 건조 시간의 경우에는 공정 효율 등을 고려하여, 약 20 내지 약 90분 동안 진행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 건조 단계의 건조 방법 역시 함수겔 중합체의 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 선택되어 사용될 수 있다. 구체적으로, 열풍 공급, 적외선 조사, 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. 이와 같은 건조 단계 진행 후의 중합체의 함수율은 약으1 내지 약 10 중량%일 수 있다.
다음에， 상기 고흡수성 수지를 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 방법에 따라 시트 (sheet)상으로 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고흡수성 수지 시트의 두께는 약 100/zm 이상, 또는 1,000；™, 또는 5,000/ m이면서 약 10cm 이하, 또는 약 5cm 이하， 또는 약 1cm 이하일 수 있다. 상기 고흡수성 수지 시트의 두께가 너무 얇으면 강도가 낮아 시트가 찢어질수 있으며， 너무 두꺼울 경우 건조 및 가공이 어려울 수 있다. 이러한 관점에서 상술한 두께 범위를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 고흡수성 수지 시트의 제조방법에 따르면, 상기 고흡수성 수지 시트에 있어， 공극의 적어도 일부분이 서로 연결되어 있는 열린 기공 채널 (open pore channel) 구조의 시트 상태이기 때문에 모세관 압력 (capillary pressure)에 의한 물의 흡수가 가능하므로, 흡수 속도 및 투과성이 향상될 수 있으며， 펄프리스 흡수체로 그대로 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제조방법에 의해 수득된 고흡수성 수지 시트를 제공한다.
상기 고흡수성 수지 시트는 공극 (pore)의 적어도 일부분이 서로 연결된, 열린 기공 채널 (open pore channel) 구조를 가지며, 이에 의해 모세관 압력 (capillary pressure)에 의한 물의 흡수가 가능하다. 이에 따라 종래의 분말 형태의 고흡수성 수지보다 흡수 속도 및 투과성이 향상될 수 있다.
또한， 본 발명의 일 실시예에 따르면， 상기 고흡수성 수지 시트는 약
25 내지 약 80%의 공극를을 가질 수 있다. 상기 고흡수성 수지 시트의 공극를이 너무 작으면 열린 기공의 형성이 어렵고, 너무 크면 낮은 강도에 의해서 시트 형성이 어려을 수 있다. 이러한 관점에서 상기 공극를 범위를 갖는 것이 바람직하다.
또한， 상기 고흡수성 수지 시트에 있어서 EDANA 법 WSP 241.2의 방법에 따라 측정된 원심분리 보수능 (CRC)은 약 5 내지 약 35 g/g, 바람직하게는 약 10 내지 약 25 g/g의 범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 고흡수성 수지 시트에 있어 EDANA 법 WSP 242.2의 방법에 따라 측정된 0.3 psi의 가압 흡수능 (AUL)은 약 5 내지 약 35 g/g, 바람직하게는 약 11 내지 약 25 g/g의 범위를 가질 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 고흡수성 수지 시트는 우수한 흡수 특성 및 투과성을 가져 펄프리스 흡수체로 이용될 수 있다.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만， 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. <실시예 >
실시예 1
아크릴산 35.32 g, 가성소다 (NaOH, 30 중량0 /0 용액) 50.5 g 및 물 7.76 g을 흔합하여 상기 아크릴산의 약 80 몰%가 중화된 중화액을 형성하였다. 상기 중화액에 내부 가교제로 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (Mw=400) 2850 pm, 소듐 라우릴 설페이트 (Sodium lauryl sulfate, SDS) 0.11 g, 및 올레스 카르복실산 (Oleth carboxylic acid) 0.11 g, 소듐 비카보네이트 (Sodium bicarbonate) 0.11 g, 카르복시메틸 샐를로오스 (Carboxymethyl cellulose, Mw= 150,000) 0.2 g, 폴리 (소듐 -4-스티렌 설포네이트) (Poly(sodium-4-styrene sulfonate, Mw=200,000) 0.2 g, 과황산 나트륨 (Sodium peroxydisulfate, SPS) 0.14 g 및 히드록시기로 표면 개질된 실리카 입자 (30 중량0 /0, 입자 입경이 12nm인 Colloidal Silica로 200m2/g의 비표면적을 가지고 있음) 3.2 g을 첨가하여, 모노머 조성물을 제조하였다.
상기 모노머 조성물을 메케니컬 믹서 (mechanical mixer)를 이용하여 5,000 rpm의 속도로 약 60분간 고전단흔합하였다.
이후, 중합기의 공급부를 통해 투입하여 중합을 실시하여 함수겔 중합체를 형성하였다. 이때 중합기의 온도는 100°C로 유지하였으며， 중합의 최고 온도는 110°C, 중합 시간은 10분이었다. 이어서, 상기 함수겔 중합체에 대하여 140°C 온도의 열풍 건조기에서 30분 동안 건조하고， 이를 재단기를 이용하여 시트 형태 (두께 : 500 urn, 공극률 : 30 %)로 절단하였다. 실시예 2
내부 가교제로 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (Mw=400)를 5700 ppm로 사용한 것을 체외하고는， 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지 시트를 제조하였다. 실시예 3
내부 가교제로 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (Mw=400)를 8550 ppm로 사용한 것을 제외하고는， 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지 시트를 제조하였다. 비교예 1
상기 실시예 1에서 카르복시 메틸샐를로오스 및 폴리 (소듐 -4-스티렌 설포네이트)를 투입하는 것을 대신에 고분자 바인더로 PEO(Mw=300,000) 0.2g을 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지 시트를 제조하였다. <실험예 >
고흡수성 수지 시트의 특성 평가
(1) 고흡수성 수지 시트의 표면
본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 고흡수성 수지 시트 표면의 주사전자현미경 (SEM)사진을 각각 도 1 내지 3에 나타내었다.
또한， 본 발명의 비교예 1에 따른 고흡수성 수지 시트 표면의 주사전자현미경 (SEM)사진을 도 4에 나타내었다.
도 1 내지 3과 도 4를 비교하면, 도 1 내지 3의 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 고흡수성 수지 시트 표면에는 열린 기공 채널 구조가 형성되어 있음을 확인할 수 있지만, 도 4에서는 그러한 구조를 관찰할 수 없었다.
(2) 원심분리 보수능 (CRC, Centrifoge Retention Capacity)
실시예 및 비교예에서 제조한 고흡수성 수지 시트에 대한 원심분리 보수능 (CRC)은 EDANA 법 WSP 241.2의 방법에 따라측정되었다.
구체적으로， 원심분리 보수능을 측정하고자 하는 고흡수성 수지 중 미국 표준 30 mesh 스크린은 통과하고, 미국 표준 50 mesh 스크린 위에는 유지되는 입경이 300 내지 600/zm인 고흡수성 수지를 준비하였다.
그리고， 입경이 300 내지 600 rni인 고흡수성 수지 W0(g, 약 0.2g)를 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉 (seal)하였다. 그리고, 상온에서 0.9 중량 %의 생리 식염수에 상기 봉투를 침수시켰다. 30분 후에 봉투를 원심분리기를 사용하여 250G로 3 분간 탈수한 후에 봉투의 무게 W2(g)를 측정하였다. 한편, 고흡수성 수지를 넣지 않은 빈 봉투를 이용하여 동일한 조작을 한후 그때의 무게 W!(g)를 측정하였다.
이렇게 얻어진 각무게를 이용하여 다음의 계산식 1에 의해 원심분리 보수능을 확인하였다.
[계산식 1]
CRC(g/g) = {[W2(g) - W1(g)]AV0(g)} - 1
상기 계산식 1에서,
W0(g)는 입경이 300 내지 600 인 고흡수성 수지의 초기 무게 (g)이고, W!(g)는 고흡수성 수지를 사용하지 않고, 원심분리기를 사용하여
250G로 3분간 탈수한후에 측정한 장치 무게이고,
W2(g)는 상온에서 0.9 중량0 /0의 생리 식염수에 고흡수성 수지를 30분 동안 침수하여 흡수시킨 다음， 원심분리기를 사용하여 250G로 3분간 탈수한 후에, 고흡수성 수지를 포함하여 측정한 장치 무게이다.
(3) 가압 흡수능 (AUL, Absorbency under Load)
실시예 및 비교예에서 제조한 고흡수성 수지 시트에 대한 0.3 psi의 가압 흡수능 (AUL)은 EDANA 법 WSP 242.2의 방법에 따라측정되었다.
구체적으로, 내경이 25mm인 플라스틱 원통 하단에 스테인리스제 400 mesh 스크린을 장착하였다. 그리고, 상온 및 50%의 습도 하에서 상기 스크린에 가압 흡수능을 측정하고자 하는 고흡수성 수지 W0(g, 약 0.16g)를 균일하게 살포하였다. 이어서， 상기 고흡수성 수지 위에 0.3 psi의 하중을 균일하게 부여할 수 있는 피스톤을 부가하였다. 이때, 피스톤으로는 외경이 25mm 보다 약간 작아 원통의 내벽과 틈아 없으며, 상하로 자유롭게 움직일 수 있도록 제작된 것을 사용하였다. 그리고, 이렇게 준비된 장치의 무게 W3(g)를 측정하였다.
이어서, 직경 150mm의 페트로 접시의 내측에 직경 90mm, 두께 5mm의 유리 필터를 넣고， 상기 페트로 접시에 0.9 중량0 /0의 생리 식염수를 부었다. 이때, 생리 식염수의 수면이 유리 필터의 윗면과 수평이 될 때까지 생리 식염수를 부었다. 그리고， 유리 필터 위에 직경 90mm의 여과지 1장을 놓았다.
이어서, 여과지 위에 준비된 장치를 얹어 장치 내의 고흡수성 수지가 하중 하에서 생리 식염수에 의해 팽윤되도록 하였다. 1 시간 후, 팽윤된 고흡수성 수지가 담긴 장치의 무게 W4(g)를 측정하였다.
이렇게 측정된 무게를 이용하여 다음의 계산식 2에 따라 가압 흡수능을 산출하였다. ·
[계산식 2]
AUL(g/g) = [W4(g) - W3(g)]/ W0(g)
상기 계산식 2에서,
W0(g)는 고흡수성 수지의 초기 무게 (g)이고, W3(g)는 고흡수성 수지의 무게 및 상기 고흡수성 수지에 하중을 부여할 수 있는 장치 무게의 총합이고, W4(g)는 하중 (0.3 psi) 하에 1 시간 동안상기 고흡수성 수지에 생리 식염수를 흡수시킨 후에， 고흡수성 수지의 무게 및 상기 고흡수성 수지에 하중을 부여할 수 있는 장치 무게의 총합이다. 하기와 같은 방법으로 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 고흡수성 수지 시트의 특성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
【표 1】
Figure imgf000017_0001
상기 표 1과 도면을 참조하면, 본 발명의 제조방법에 따른 고흡수성 수지는, 열린 기공 채널 구조를 가지며 우수한 흡수성을 나타내었다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중합 개시제, 내부 가교제， 기포 안정제 (foam stabilizer), 이온성 고분자 바인더 (ionic polymeric binder), 및 무기 필러 (inorganic filler)를 포함하는 모노머 조성물을 제조하는 단계;
상기 모노머 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 함수겔 중합체를 건조하여 고흡수성 수지를 형성하는 단계; 및 상기 고흡수성 수지를 시트 (sheet)상으로 형성하는 단계;
를 포함하는 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 2】
거 l l항에 있어서， 상기 기포 안정제는 소듐 도데실 설페이트 (sodium dodecyl sulfate), 을레스 카르복실산 (oleth carboxylic acid), 소듐 도데카노에이트 (sodium dodecanoate), 및 올레일 포스페이트 (oleyl phosphate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 3】
거 U항에 있어서, 상기 기포 안정제는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부로 포함되는, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 4】
제 1항에 있어서, 상기 이온성 고분자 바인더는 카르복실레이트 (carboxylate), 포스페이트 (phosphate), 설페이트 (sulfate), 및 설포네이트 (sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 작용기를 포함하는, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 5]
제 4항에 있어서, 상기 이온성 고분자 바인더는, 카르복시메틸 셀를로오스 (Carboxymethyl cellulose, CMC), 및 폴리 (소듐 -4-스티렌 설포네이트) (Poly(sodium-4-styrene sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 6】
거 11항에 있어서， 상기 이온성 고분자 바인더는, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 3 중량부로 포함되는, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 7】
게 1항에 있어서， 상기 무기 필러는 실리카 (silica), 클레이 (clay), 알루미나, 실리카-알루미나 복합재, 나노실리카， 티타니아， 아연산화물, 및 알루미늄 설페아트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 8】
제 1항에 있어서, 상기 무기 필러는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 20 중량부로 포함되는， 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 9】
거 11항에 있어서, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 중화도는 70 내지 98 몰%인, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 10]
제 1항에 있어서, 상기 고흡수성 수지 시트의 두께는 100/ m 내지
10cm인, 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 11】
제 1항에 있어서, 상기 고흡수성 수지 시트의 공극률은 25 내지 80%인 고흡수성 수지 시트의 제조방법.
【청구항 12】
거 11항의 제조방법에 의해 수득되는 고흡수성 수지 시트. 【청구항 13】
제 12항에 있어서, 열린 기공 채널 (open pore channel)구조를 포함하는， 고흡수성 수지 시트.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930012837A (ko) * 1991-12-19 1993-07-21 하기주 고흡수성 비닐 수지의 제조방법
JPH11170414A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Ajinomoto Co Inc 高吸水性シート及びその製造方法
JPH11335404A (ja) * 1998-05-25 1999-12-07 Kao Corp 高吸水性樹脂の製法
JP2016079269A (ja) 2014-10-15 2016-05-16 デクセリアルズ株式会社 吸水性ポリマーシートの製造方法
KR20170005628A (ko) * 2015-07-06 2017-01-16 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지
KR20170020113A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5807364A (en) 1992-08-17 1998-09-15 Weyerhaeuser Company Binder treated fibrous webs and products
US7645806B2 (en) * 2006-10-02 2010-01-12 Weyerhaeuser Nr Company Methods for the preparation of superabsorbent particles containing carboxyalkyl cellulose
US8641869B2 (en) * 2008-06-30 2014-02-04 Weyerhaeuser Nr Company Method for making biodegradable superabsorbent particles
EP2373352B1 (en) * 2008-12-19 2013-11-06 Sca Hygiene Products AB Superabsorbent polymer composite comprising a superabsorbent polymer and cellulosic nanofibrils
DE102011007723A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-25 Evonik Stockhausen Gmbh Verfahren zur Herstellung von wasserabsorbierenden Polymeren mit hoher Absorptionsgeschwindigkeit
KR101430923B1 (ko) 2012-02-24 2014-08-18 전남대학교산학협력단 천연고분자를 함유한 흡수성 수지용 조성물 및 이로부터 제조된 흡수성 수지
US20150314034A1 (en) * 2012-12-21 2015-11-05 Basf Se Process for producing water-absorbing polymer particles
KR101680829B1 (ko) * 2013-09-30 2016-11-29 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
EP3183290A4 (en) * 2014-08-21 2018-09-05 Yen, William Winchin Microporous sheet product and methods for making and using the same
KR101949996B1 (ko) 2016-01-28 2019-02-19 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
KR20180067940A (ko) * 2016-12-13 2018-06-21 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR102162500B1 (ko) * 2016-12-13 2020-10-06 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR102093352B1 (ko) * 2016-12-19 2020-03-25 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
KR102102459B1 (ko) * 2016-12-20 2020-04-20 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930012837A (ko) * 1991-12-19 1993-07-21 하기주 고흡수성 비닐 수지의 제조방법
JPH11170414A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Ajinomoto Co Inc 高吸水性シート及びその製造方法
JPH11335404A (ja) * 1998-05-25 1999-12-07 Kao Corp 高吸水性樹脂の製法
JP2016079269A (ja) 2014-10-15 2016-05-16 デクセリアルズ株式会社 吸水性ポリマーシートの製造方法
KR20170005628A (ko) * 2015-07-06 2017-01-16 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지
KR20170020113A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ODIAN: "Principle of Polymerization", 1981, WILEY, pages: 203
REINHOLD SCHWALM: "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application", 2007, ELSEVIER, pages: 115
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