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KR102039052B1 - 고흡수성 수지의 제조 방법 - Google Patents

고흡수성 수지의 제조 방법 Download PDF

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KR102039052B1
KR102039052B1 KR1020180101221A KR20180101221A KR102039052B1 KR 102039052 B1 KR102039052 B1 KR 102039052B1 KR 1020180101221 A KR1020180101221 A KR 1020180101221A KR 20180101221 A KR20180101221 A KR 20180101221A KR 102039052 B1 KR102039052 B1 KR 102039052B1
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KR
South Korea
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polymerization
polymer
super absorbent
solvent
crosslinking agent
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KR1020180101221A
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정명국
송경호
신동혁
이동환
이현지
손호진
하현수
강길순
정영태
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대한유화(주)
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Abstract

본 발명은 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매 대신 가압 액체를 용매로 사용하여 중합을 진행하여 VOC의 발생이 적고, 흡수율과 가압흡수능이 높은 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1) 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중화제, 가교제, 중합 개시제를 혼합하여 단량체 용액을 제조하는 단계; 2) 용매로 가압 액체를 사용하고, 여기에 계면활성제를 첨가하고, 상기 단량체 용액을 혼합하여 역상현탁 중합을 진행하는 단계; 3) 중합 후 겔상 중합체를 건조하는 단계;를 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법은 역상현탁 중합을 이용하여 흡수율과 가압흡수능이 높은 고흡수성 수지를 얻을 수 있고, 유기용매의 제거가 용이하여 VOC의 발생을 저감시킬 수 있다.

Description

고흡수성 수지의 제조 방법{PREPARATION METHOD OF SUPER ABSORBANT POLYMER}
본 발명은 역상현탁 중합을 이용하여 우수한 물성을 나타내는 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가압 액체를 분산매로 사용하여 역상현탁 중합으로 흡수율과 가압흡수능이 우수하고, VOC의 저감이 용이한 고흡수성 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)는 자체 무게의 500배 이상의 수분을 흡수할 수 있는 고분자 물질이며, 그 특성에 의해 종이 기저귀, 위생용품, 의료용 패치, 농업용 흡습제, 원예용 토양 보수제, 식품용 흡습 패드, 전선 보호 필름 등으로 다양한 분야에 걸쳐 널리 이용되고 있다. 특히 기저귀의 수요가 크게 증가함에 따라 고흡수성 수지에 대한 관심도 함께 상당히 높아지고 있는 추세이다. 이러한 고흡수성 수지는 통상적으로 분말 형태로 사용되며, 최종 제품으로의 응용시 부직포, 펄프 등의 섬유 또는 섬유질 기재와 복합하여 사용된다.
고흡수성 수지로써는 아크릴산염 중합체의 가교물, 전분-아크릴산 공중합체, 전분-아크릴로니트릴 공중합체 등 다양하게 있으며, 주로 아크릴산염 중합체의 가교물이 널리 사용되고 있다. 이는 흡수율이 뛰어날 뿐만 아니라 원료인 아크릴산의 수급이 상당히 용이하기 때문이며, 최근에는 아크릴산 부분중화염 중합체의 가교물이 고흡수성 수지로 여겨지고 있다(일본 특허 공개 소55-84304호 공보; 일본 특허 공고 소49-43395호 공보; 일본 특허 공개 소51-125468호 공보 및 일본 특허 공고 소53-15959호 공보).
고흡수성 수지를 제조하는 방법으로는 다양한 방법들이 있지만 일반적으로 괴상 중합, 수용액에서의 중합, 및 역상현탁 중합 등의 방법이 있다. 그러나 괴상 중합 또는 수용액 중합을 이용한 공정은 특수한 형태의 반응기가 필요하며, 이를 통해 제조된 고흡수성 수지를 최종 제품에 적용하기 위해서는 규격에 맞는 입도 분포를 가져야 하기 때문에 분쇄/분급 공정이 필수적이다. 따라서 이러한 분쇄 과정을 거치게 되면 입도의 분포가 넓어질 뿐만 아니라 미분이 다량으로 발생되기 때문에 최종 제품 제조 공정 상에 어려움을 야기할 수 있다. 이러한 이유로 역상현탁 중합이 이용되고 있다(일본공개특허 특개평 06-345819호 공보; 일본공개특허 특개평 03-227301호 공보; 일본공개특허 특개평 08-120013호 공보; 일본공개특허 특개평 06-287233호 공보; 및 일본공개특허 특개평 09-124710호 공보).
그러나 역상현탁 중합을 통해 제조된 고흡수성 수지는 유기용매를 사용하여 제조됨에 따라 휘발성 유기 화합물(Volatiile Organic Compounds, VOC) 등과 같은 문제점이 발생될 수 있다. 특히, 역상현탁 중합에 사용되는 유기용매들의 끓는점이 비교적 높기 때문에 중합 후 건조 과정에서 완전히 제거되기는 어렵다.
이에 본 발명자들은 상술한 바와 같은 VOC 등의 문제점을 개선하기 위해, 역상현탁 중합을 이용하되 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매 대신 가압 액체를 용매로 사용하여 중합을 진행하여, 흡수율과 가압흡수능을 동시에 향상시키고, VOC의 발생을 최소화할 수 있음을 확인함으로써, 새로운 고흡수성 수지 제조 방법을 개발하였다.
본 발명의 목적은 고흡수성 수지의 제조를 위한 역상현탁 중합방법에 있어서 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매 대신 가압액체를 분산매로 사용하여 중합을 진행함으로써, 액체상 유기용매를 사용하는 경우에 비해 VOC의 발생이 적고, 흡수율과 가압흡수능이 현저히 높은 고흡수성 수지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
1) 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중화제, 가교제, 중합 개시제를 혼합하여 단량체 용액을 제조하는 단계;
2) 용매로 가압 액체를 사용하고, 여기에 계면활성제를 첨가하고, 상기 단량체 용액을 혼합하여 역상현탁 중합을 진행하는 단계;
3) 중합 후 겔상 중합체를 건조하는 단계;를 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된, 고흡수성 수지를 제공한다.
본 발명에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법은 역상현탁 중합을 이용하여 흡수율과 가압흡수능이 높은 고흡수성 수지를 얻을 수 있고, 유기용매의 제거가 용이하여 VOC의 발생을 저감시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 고흡수성 수지는 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매를 이용한 역상현탁 중합 방법으로 제조된 고흡수성 수지에 비해 흡수율과 가압흡수능이 약 1.2 ~ 1.3배 높고, 본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 고흡수성 수지는 휘발성분이 검출되지 않는 반면, 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매를 이용한 경우 110 ppm 이상으로 유기용매가 많이 함유되어 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은
1) 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중화제, 가교제, 중합 개시제를 혼합하여 단량체 용액을 제조하는 단계;
2) 용매로 가압 액체를 사용하고, 여기에 계면활성제를 첨가하고, 상기 단량체 용액을 혼합하여 역상현탁 중합을 진행하는 단계;
3) 중합 후 겔상 중합체를 건조하는 단계;를 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 1)에서 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 아크릴산, 메타아크릴산, 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-아크릴로일프로판술폰산, 2-메타아크릴로일프로판술폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산, 2-메타아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그의 염, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드, N-치환 아크릴레이트, N-치환 메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜아크릴레이트, (N,N)-디메틸아미노에틸아크릴레이트 또는 (N,N)-디메틸아미노프로필아크릴아미드 등에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 특히, 아크릴산 또는 그 염을 필수성분으로 함유한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 아크릴산을 필수성분으로 하는 경우, 상기 아크릴산을 일부 수산화 칼륨, 수산화 나트륨, 수산화 암모늄 등의 염기를 이용하여 중화시킬 수 있으며, 중화된 아크릴산 및 이의 염을 상기 단량체로서 적절히 사용할 수 있다.
이러한 단량체에서 아크릴산은 50 ~ 80몰% 중화되어 사용될 수 있으며, 바람직하게는 70 ~ 75몰%로 중화된 것이 바람직하다. 중화제의 단량체 대비 중량을 계산하면 25 ~ 50 중량%인 것이 바람직하다. 여기서, 중화제의 첨가량이 50몰% 미만, 또는 80몰% 초과로 투입되면 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 1)에서 고흡수성 수지를 제조하기 위해서는 고분자 내 가교를 위해 내부 가교제가 사용된다.
가교제는 에틸렌계 불포화 단량체에 병용되며, 단량체에서 얻어지는 중합체가 가교 구조를 이루는 역할을 한다. 이러한 가교제로는 분자의 중간 또는 말단에 중합성 불포화기 또는 반응성 관능기가 두 개 이상 있는 화합물이 사용될 수 있다.
가교제의 구체적인 예로는, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, (폴리)에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 프로필렌 글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 글리세롤 아크릴레이트메타크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 트리알릴포스페이트, 트리알릴아민, 폴리알릴옥시알칸, (폴리)에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 펜타에리스리톨, 에틸렌디아민, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌 디아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트 등이 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이런 가교제의 함량은 특별하게 한정되지는 않으나, 단량체 대비 0.0001 내지 5중량%가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.001 내지 1중량%일 수 있다. 여기서, 0.001중량% 이하인 경우에는 불충분한 가교로 인해 중합겔의 강도가 감소하며, 1중량% 이상인 경우 과도한 내부 가교로 인해 흡수율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 1)에서 중합 개시제는 중합 조건 하에서 자유 라디칼을 생성할 수 있는 모든 화합물, 예를 들어 열개시제 또는 광개시제일 수 있다.
상기 열개시제는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르브산으로 이루어진 군에서 하나 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제로는 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등이 있으며, 아조계 개시제로는 2,2-아조비스-(2-아미디노프로판)이염산염, 2,2-아조비스-(N,N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로 클로라이드, 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴, 2,2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산) 등이 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 광개시제로는 벤조인 에테르, 디알킬아세토페논, 하이드록실 알킬케톤, 페닐글리옥실레이트, 벤질디메틸케탈, 아실포스핀, α-아미노케톤 등으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 중합 개시제는 단량체 대비 0.001 내지 1 중량%의 함량이 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량% 이내일 수 있다. 여기서, 0.01 중량% 이하로 첨가될 경우에는 중합 속도가 느려져 반응 시간이 길어지고 중합도가 낮아 겔의 강도가 저하될 수 있으며, 그 반대의 경우에는 과도한 반응으로 인해 가교도가 증가하여 흡수율이 낮아질 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 2)에서 가압 액체는 분산매로 사용된다. 본 발명에서 용매로 사용되는 가압 액체는 압력을 가하게 되면 상변환을 통해 기체상에서 액체상으로 변환이 가능한 소수성 유기물을 말한다.
상기 가압 액체는 포화 탄화수소이며, 탄소의 수는 1개 ~ 4개인 것이 바람직하며, 구체적으로, 이산화탄소, 프로판, 부탄 등이 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용이 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들 물질을 반응기에 첨가한 후에 압력을 가함으로써 액체 상태로 상변환할 수 있으며, 중합 완료 후에는 상압으로 감압함으로써 분산매가 기체로 상변환됨에 따라 이들의 제거가 보다 용이하게 된다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 2)에서 단량체 용액이 용매 내에 안정적으로 분산이 되기 위해 계면활성제가 사용될 수 있다.
계면활성제로는 자당지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌글리세린지방산에스테르, 솔비톨지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비톨지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌피마자유, 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 알킬아릴포름알데히드축합폴리옥시에틸렌에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌블록코폴리머, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필알킬에테르, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 알킬글루코시드, N-알킬글루콘아미드, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르의 인산에스테르 등을 사용할 수 있다. 이들 계면활성제는 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제의 함량은 특별하게 한정되지는 않으나, 용매 대비하여 0.01 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 2)에서 반응은 바람직하게는 용매로 사용되는 소수성 유기물이 액체상으로 상변환될 수 있는 압력으로 가압하여 진행되며, 2 내지 15 kgf/cm2의 압력 하에서 이루어질 수 있지만 이에 한정된 것은 아니다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 3)에서 중합체 겔을 건조시키기 위해 건조기를 사용하여 건조할 수 있다.
상기 건조기에 대해서는 어떠한 제한도 없다. 통상적으로 사용되는 건조기와 가열로를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 열풍건조기, 유동층건조기, 기류건조기, 적외선건조기 등을 들 수 있으나 이들로만 한정되는 것은 아니다.
상기 건조의 온도는 특별히 한정되어있지 않으나, 효율적인 건조를 위해 100 내지 180℃에서 수행하는 것이 좋다. 건조 시간은 특별히 한정되어있지 않으나, 효율적인 건조를 위해 0.5 내지 3시간 동안 건조를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 단계 3) 이후에 고흡수성 수지 입자를 표면 가교제 또는 표면 가교제와 용매의 혼합물과 혼합한 후 열처리하여 표면 가교시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명으로 생성된 고흡수성 수지는 필요에 따라 표면 처리가 진행될 수 있다. 이러한 부차적인 표면 처리는 통상적으로 표면 가교라 하며, 제조된 고흡수성 수지 입자 표면에 추가적인 가교도를 증가시키는 공정이다.
상기 표면 가교에 사용되는 가교제로는 반응성 관능기를 2개 이상 가지고 있는 화합물을 적용할 수 있다. 구체적으로, 모노-, 디-, 트리-, 테트라- 또는 폴리에틸렌 글리콜, 모노프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 2,3,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 폴리프로필렌 글리콜, 글리세롤, 폴리글리세롤, 2-부텐-1,4-디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 및 1,2-사이클로헥산디메탄올 등의 다가 알코올 화합물, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 글리시돌 등의 에폭시 화합물, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 폴리에틸렌이민 및 폴리아미드폴리아민 등의 폴리아민 화합물, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 이소부틸렌 카보네이트, 글리세롤 카보네이트, 트리메틸 카보네이트 등의 알킬렌 카보네이트 화합물 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
표면 가교를 진행하는 데 있어서 상기 표면 가교제 단독으로도 사용이 가능하나 통상적으로 용매를 사용하여 혼합액을 만들어 사용이 가능하다. 이에 사용되는 용매는 물, 다가 알코올류 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 제조된 표면 가교제가 포함된 용액을 사용하여 고흡수성 수지 입자들과 혼합시켜 공정을 진행하며, 혼합하는 방법에 있어서는 특별히 한정되지는 않으나, 분무를 통한 혼합이 바람직하다.
표면 가교제 용액은 고흡수성 수지 대비 0.1 ~ 10 중량%, 바람직하게는 1 ~ 5중량 %의 비율로 투입되는 것이 적절하다. 여기서, 1 중량% 이하로 혼합되게 되면 표면 가교 효과가 거의 없으며, 5 중량% 이상 혼합되면 과도한 가교로 인해 고흡수성 수지의 물성이 저하되게 된다.
상기 표면 가교제 용액과 혼합된 고흡수성 수지는 열처리를 통해 표면 가교 반응이 진행될 수 있다. 열처리의 온도는 120 ~ 200℃, 바람직하게는 150 ~ 180℃가 적절하며, 반응 시간은 10 ~ 90분, 바람직하게는 20 ~ 60분이 적절하다.
표면 처리를 위한 열처리 방법으로는 스팀, 열풍 등이 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 열원 역시 전기를 통한 가열, 가스를 통한 가열 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된, 고흡수성 수지를 제공한다.
상기 고흡수성 수지는 휘발성분이 30 ppm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 고흡수성 수지는 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매를 이용한 역상현탁 중합 방법으로 제조된 고흡수성 수지에 비해 흡수율과 가압흡수능이 약 1.2 ~ 1.3배 높다.
본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 고흡수성 수지는 휘발성분이 검출되지 않는 반면, 통상적으로 사용되는 액체상 유기용매를 이용한 경우 110 ppm 이상으로 유기용매가 많이 함유되어 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예 및 실험예를 제시한다.
그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
10℃로 냉각된 열매체가 순환되는 자켓으로 둘러싸인 플라스크에 증류수 100g, 아크릴산 45g, 부분 중화를 위해 수산화나트륨 18g, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 0.1g, 과황산나트륨 0.05g을 넣고 혼합하여 단량체 용액을 제조하였다. 한편, 반응기 내에 계면활성제 1.0g을 넣은 후, 분산매의 역할을 하는 부탄 250g을 10kgf/cm2의 압력으로 투입하여 교반시켰다. 중합을 위해 반응기 내부 온도를 승온시키며, 70℃에 이르게 되면 단량체 용액을 천천히 첨가하고, 1시간 동안 반응을 진행시켰다. 반응이 완료된 후, 반응기 내부를 압력을 감압하고, 상압에 이르게 되면 반응기를 개방하여 중합된 겔을 얻으며, 이를 110℃ 오븐에 넣어 1시간 동안 건조시켜 고흡수성 수지를 얻었다.
표면 가교를 위해 상기 단계에서 얻은 고흡수성 수지 100g을 비커에 담고, 에탄올 18g에 에틸 카보네이트를 2g 넣은 혼합 용액을 넣어 충분히 혼합시킨 후, 180℃ 오븐에서 60분간 반응시켰다.
이와 같이 하여 얻은 고흡수성 수지는 상술한 각종 시험 방법에 따라 평가하였다.
< 실시예 2>
상기 <실시예 1>에 있어서, 반응기 내부 압력은 2.5kgf/cm2을 적용하였다. 개시제로는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤을 0.05g 투입하였으며, UV램프를 이용하여 80mW/cm2의 세기로 2분간 조사하여 중합을 진행하였다.
< 실시예 3>
상기 <실시예 1>에 있어서, 분산매로 사용되는 용매로 이소부탄을 15kgf/cm2의 압력으로 적용하였다.
< 실시예 4>
상기 <실시예 2>에 있어서, 분산매로 사용되는 용매로 프로판을 10kgf/cm2의 압력으로 적용하였다.
< 비교예 1>
상기 <실시예 1>에 있어서, 분산매로 사용되는 용매로는 헥산을 적용하였으며, 반응기 내부 압력은 상압을 적용하였다.
< 비교예 2>
상기 <실시예 1>에 있어서, 분산매로 사용되는 용매로 헵탄을 적용하였으며, 반응기 내부 압력은 상압을 적용하였다.
< 실험예 1>
상기 <실시예 1 ~ 4> 및 <비교예 1 ~ 2>를 통해 각각 제조된 고흡수성 수지들에 대해, 흡수율, 보수능, 가압흡수능 및 휘발성분 함량에 대해 다음과 같은 방법으로 측정하였다.
1) 흡수율
흡수율의 측정은 EDANA법 WSP 240.2에 따라 부직포 재질의 티백에 고흡수성 수지 0.2g을 정확하게 측정하여 넣은 후 밀봉하였으며, 이것을 0.9% 생리식염수에 30분간 넣어둔 후 꺼내어 10분간 그대로 두었으며, 10분 뒤에 그 무게를 측정하여 고흡수성 수지 1g당 흡수율을 계산하였다.
2) 보수능
보수능의 측정은 EDANA법 WSP 241.2에 따랐다. 부직포 재질의 티백에 고흡수성 수지 0.2g을 정확하게 측정하여 넣은 후 밀봉하였으며, 이것을 0.9% 생리식염수에 넣어 30분간 흡수시킨 뒤, 250G로 설정된 원심분리기에서 3분간 물을 제거하여 무게를 측정한다. 이 과정을 통해 고흡수성 수지 1g당 보수능을 계산하였다.
3) 가압흡수능
가압흡수능의 측정은 EDANA법 WSP 242.2에 따랐다. 고흡수성 수지 0.9g을 EDANA법에서 규정하는 실린더 내에 고르게 분산시킨 후, 피스톤과 추로 0.3psi의 압력을 가한 후, 0.9% 생리식염수로 1시간 동안 흡수한 양을 계산하였다.
4) 휘발성분
휘발성분의 비율은 GC-MS에 의해 측정하였다.
흡수율 (g/g) 보수능 (g/g) 가압흡수능 (g) 휘발성분 (ppm)
실시예 1 72 38 28 N.D
실시예 2 70 38 27 N.D
실시예 3 70 37 27 N.D
실시예 4 71 37 28 N.D
비교예 1 57 32 21 110
비교예 2 56 31 22 150
그 결과, <실시예 1 ~ 4>는 흡수율이 70 ~ 72 g/g을 나타내고, 가압흡수능이 27 ~ 28 g을 나타낸 반면, <비교예 1 ~ 2>는 흡수율이 56 ~ 57 g/g을 나타내고, 가압흡수능이 21 ~ 22 g을 나타내었다. 또한, <실시예 1 ~ 4>는 휘발성분이 검출되지 않은 반면, <비교예 1 ~ 2>는 110 ppm 이상 함유하는 것으로 나타내었다.

Claims (10)

1) 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 중화제, 가교제, 중합 개시제를 혼합하여 단량체 용액을 제조하는 단계;
2) 용매로 가압 액체를 사용하고, 여기에 계면활성제를 첨가하고, 상기 단량체 용액을 혼합하여 역상현탁 중합을 진행하는 단계;
3) 중합 후 겔상 중합체를 건조하는 단계;를 포함하고,
여기서,
상기 가압 액체는 분산매로 사용되고,
상기 가압 액체는 압력 10 ~ 15 kgf/cm2의 부탄, 이소부탄 또는 프로판인 것을 특징으로 하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 1)에서 중화제의 첨가량은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 대하여 25 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 1)에서 가교제의 첨가량은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 대하여 0.001 내지 1 중량%인 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 1)에서 중합 개시제의 첨가량은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 대하여 0.001 내지 1 중량%인 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 단계 3)에서 건조는 100 내지 180℃에서 0.5 내지 3시간 동안 건조하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 3) 이후에, 고흡수성 수지 입자를 표면 가교제 또는 표면 가교제와 용매의 혼합물과 혼합한 후 열처리하여 표면 가교시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
삭제
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JP2018030991A (ja) * 2016-08-22 2018-03-01 三洋化成工業株式会社 吸収性樹脂粒子の製造方法

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