ITTO940889A1

ITTO940889A1 - ABSORBENT MATERIAL, FOR EXAMPLE OF SUPER ABSORBENT TYPE, AND RELATIVE USE.

Info

Publication number: ITTO940889A1
Application number: IT94TO000889A
Authority: IT
Inventors: Gianfranco Palumbo
Original assignee: P & G Spa
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1996-05-10
Also published as: EP0791031A1; EP0791031A4; MX9703445A; CA2204888C; AU4235096A; CZ140697A3; HUT77798A; KR970707218A; KR100372137B1; ITTO940889A0; JPH10509611A; MX201287B; IT1267494B1; WO1996015180A1; CN1068888C; CA2204888A1; CN1171802A; BR9509651A

Abstract

La presente invenzione provvede un materiale superassorbente che comprende una combinazione di (1) un superassorbente anionico in cui dal 20 al 100% dei gruppi funzionali sono in forma di acido libero, e (2) uno scambiatore anionico in cui dal 20 al 100% dei gruppi funzionali sono in forma basica. La combinazione è particolarmente efficace come superassorbente nel caso di soluzioni contenenti un elettrolita, come fluido mestruale e urina.The present invention provides a superabsorbent material which comprises a combination of (1) an anionic superabsorbent wherein 20 to 100% of the functional groups are in the form of free acid, and (2) an anion exchanger wherein 20 to 100% of the functional groups are in basic form. The combination is particularly effective as superabsorbent in the case of solutions containing an electrolyte, such as menstrual fluid and urine.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Materiale assorbente, ad esempio di tipo superassorbente, e relativo uso", DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Absorbent material, for example superabsorbent type, and relative use",

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un materiale assorbente, più particolarmente ad un materiale del tipo comunemente indicato come "superassorbente". The present invention relates to an absorbent material, more particularly to a material of the type commonly referred to as "superabsorbent".

Le sostanze comunemente definite "superassorbenti" sono tipicamente polimeri idrofili leggermente reticolati. I polimeri possono differire per la loro natura chimica ma condividono la proprietà di essere in grado di assorbire e trattenere anche sotto moderata pressione, quantità di fluidi acquosi equivalenti a molte volte il loro stesso peso. Per esempio, i superassorbenti possono tipicamente assorbire fino a 100 volte il loro stesso peso o anche più di acqua distillata. The substances commonly referred to as "superabsorbents" are typically slightly cross-linked hydrophilic polymers. Polymers may differ in their chemical nature but they share the property of being able to absorb and retain even under moderate pressure, quantities of aqueous fluids equivalent to many times their own weight. For example, superabsorbents can typically absorb up to 100 times their own weight or even more than distilled water.

I superassorbenti sono stati consigliati per l'uso in molte diverse applicazioni industriali, ove si può trarre vantaggio dalle loro proprietà di assorbimento e/oppure ritenzione di acqua, ed esempi comprendono agricoltura, industria delle costruzioni, produzione di batterie alcaline e filtri. Tuttavia, il campo principale di applicazione per i superassorbenti è nella produzione di prodotti igienici e/oppure sanitari come assorbenti monouso e pannolini mutandina monouso, sia per bambini che per adulti incontinenti. In tali prodotti igienici e/oppure sanitari, i superassorbentì vengono impiegati, generalmente in miscela con fibre cellulosiche, per assorbire fluidi corporei come fluido mestruale o urina. Tuttavia, la capacità di assorbimento dei superassorbenti per i fluidi corporei è fortemente più bassa che non quella dell'acqua deionizzata. Si ritiene generalmente che questo effetto sia dovuto al contenuto di elettrolita dei fluidi corporei e l'effetto è spesso indicato come "avvelenamento da sale". Superabsorbents have been recommended for use in many different industrial applications, where their water absorption and / or retention properties can be taken advantage of, and examples include agriculture, construction industry, alkaline battery manufacturing and filters. However, the main field of application for superabsorbents is in the production of hygienic and / or sanitary products such as disposable sanitary napkins and disposable panty diapers, both for children and for incontinent adults. In such hygienic and / or sanitary products, the superabsorbents are used, generally in admixture with cellulosic fibers, to absorb body fluids such as menstrual fluid or urine. However, the absorption capacity of superabsorbents for body fluids is significantly lower than that of deionized water. This effect is generally believed to be due to the electrolyte content of body fluids and the effect is often referred to as "salt poisoning".

Le caratteristiche di assorbimento d'acqua e ritenzione d’acqua dei superassorbenti sono dovute alla presenza, nella struttura del polimero, di gruppi funzionali ionizzabili. Questi gruppi sono normalmente gruppi carbossilici, una elevata proporzione dei quali sono sotto forma di sale quando il polimero è secco, ma che subiscano dissociazione e solvatazione per contatto con acqua. Allo stato dissociato, la catena polimerica avrà una serie di gruppi funzionali attaccati, che hanno cariche elettriche uguali e quindi si respingono l'uno con l'altro. Questo porta all'espansione della struttura del polimero che, a sua volta, permette un ulteriore assorbimento di molecole e di acqua, sebbene questa espansione sia soggetta a limitazioni costituite dai legami trasversali della struttura polimerica che debbono essere in quantità sufficienti ad impedire la dissoluzione del polimero. Si ammette che la presenza di una concentrazione significativa di elettroliti nell’acqua interferisca con la dissociazione dei gruppi funzionali e conduca all'effetto di "avvelenamento da sale". Sono stati fatti tentativi per combattere l'effetto di avvelenamento da sale e migliorare le prestazioni dei superassorbenti nell'assorbimento di liquidi contenenti un elettrolita, come fluido mestruale e urina. La domanda di brevetto giapponese OPI n° 57-45.057, descrive un assorbente che comprende una miscela di un superassorbente ed un poliacrilato reticolato con una resina a scambio ionico in polvere o in forma granulare. EP-A-0210756 si riferisce ad una struttura assorbente comprendente un superassorbente ed uno scambiatore anionico, eventualmente insieme ad uno scambiatore cationico, in cui ambedue gli scambiatori ionici sono in forma fibrosa. Combinando un superassorbente con uno scambiatore ionico si tenta di alleviare l'effetto di avvelenamento da sale impiegando lo scambiatore ionico, generalmente come combinazione di scambiatore anionico e scambiatore cationico, per ridurre il contenuto di sale del liquido. Lo scambiatore ionico non ha un effetto diretto sulle prestazioni del superassorbente e può non essere possibile ridurre a sufficienza il contenuto di sale per avere l'effetto desiderato sulla capacità assorbente totale della combinazione. Inoltre, oltre ad essere costoso, lo scambiatore ionico non ha di per sé effetto assorbente ed agisce quindi come diluente nel superassorbente. The water absorption and water retention characteristics of superabsorbents are due to the presence, in the polymer structure, of ionizable functional groups. These groups are normally carboxyl groups, a high proportion of which are in the form of salt when the polymer is dry, but which undergo dissociation and solvation upon contact with water. In the dissociated state, the polymer chain will have a series of attached functional groups, which have equal electrical charges and therefore repel each other. This leads to the expansion of the polymer structure which, in turn, allows a further absorption of molecules and water, although this expansion is subject to limitations constituted by the transversal bonds of the polymer structure which must be in sufficient quantities to prevent the dissolution of the polymer. It is admitted that the presence of a significant concentration of electrolytes in the water interferes with the dissociation of functional groups and leads to the effect of "salt poisoning". Attempts have been made to combat the effect of salt poisoning and improve the performance of superabsorbents in absorbing liquids containing an electrolyte, such as menstrual fluid and urine. Japanese patent application OPI n ° 57-45.057 describes an absorbent which comprises a mixture of a superabsorbent and a cross-linked polyacrylate with an ion exchange resin in powder or granular form. EP-A-0210756 refers to an absorbent structure comprising a superabsorbent and an anion exchanger, possibly together with a cation exchanger, in which both ion exchangers are in fibrous form. Combining a superabsorbent with an ion exchanger attempts to alleviate the effect of salt poisoning by employing the ion exchanger, generally as a combination of anion exchanger and cation exchanger, to reduce the salt content of the liquid. The ion exchanger has no direct effect on the performance of the superabsorbent and it may not be possible to sufficiently reduce the salt content to have the desired effect on the total absorbency of the combination. Furthermore, in addition to being expensive, the ion exchanger itself does not have an absorbent effect and therefore acts as a diluent in the superabsorbent.

Uno scopo della presente invenzione consiste nel provvedere un superassorbente con prestazione migliorata in presenza di elettrolita, per esempio nel caso di fluido mestruale o urina. An object of the present invention is to provide a superabsorbent with improved performance in the presence of electrolyte, for example in the case of menstrual fluid or urine.

La presente invenzione provvede un materiale superassorbente che comprende una combinazione di The present invention provides a superabsorbent material which comprises a combination of

(1) un superassorbente anionico in cui dal 20 al 100% dei gruppi funzionali sono in forma di acido libero; e (1) an anionic superabsorbent in which 20 to 100% of the functional groups are in free acid form; And

(2) uno scambiatore anionico in cui dal 20 al 100% dei gruppi funzionali sono in forma basica. (2) an anion exchanger in which 20 to 100% of the functional groups are in basic form.

Il superassorbente anionico ha preferibilmente dal 50 al 1C0%, e più preferibilmente ha praticamente il 100% dei gruppi funzionali in forma di acido libero. Il superassorbente cationico ha preferibilmente tra il 50 ed il 100%, e più preferibilmente ha praticamente il 100% in forma basica. The anionic superabsorbent preferably has from 50 to 10%, and more preferably has practically 100% of the functional groups in the free acid form. The cationic superabsorbent preferably has between 50 and 100%, and more preferably has practically 100% in basic form.

Come si è già notato in precedenza, i superassorbenti anionici debbono avere gruppi funzionali in forma di sale prima che agiscano come superassorbenti. Superassorbenti commercialmente disponibili sono normalmente disponibili in forma di sale. E' stato ora sorprendentemente trovato, secondo la presente invenzione, che una combinazione di un superassorbente anionico in forma di acido libero con uno scambiatore anionico in forma basica è particolarmente efficaca come superassorbente nel caso di soluzioni contenenti elettrolita, per esempio fluido mestruale e urina . As noted above, anionic superabsorbents must have functional groups in the form of salt before they act as superabsorbents. Commercially available superabsorbents are normally available in salt form. It has now surprisingly been found, according to the present invention, that a combination of an anionic superabsorbent in free acid form with an anion exchanger in basic form is particularly effective as superabsorbent in the case of solutions containing electrolyte, for example menstrual fluid and urine.

Sebbene non si desideri legarsi ad alcuna particolare teoria, si ritiene che vi sia un doppio effetto quando il materiale superassorbente secondo l'invenzione viene a contatto con una soluzione contenente un elettrolita, come segue: Although no particular theory is desired, it is believed that there is a double effect when the superabsorbent material according to the invention comes into contact with a solution containing an electrolyte, as follows:

(1) il superassorbente anionico viene trasformato da una forma non assorbente in forma di sale, in cui agisce come superassorbente; e (1) the anionic superabsorbent is transformed from a non-absorbent form into the salt form, in which it acts as a superabsorbent; And

(2) la trasformazione del superassorbente anionico in forma di sale ha un effetto deionizzante sulla soluzione che viene aumentata dallo scambiatore anionico . (2) the transformation of the anionic superabsorbent into salt form has a deionizing effect on the solution which is augmented by the anion exchanger.

In generale, il superassorbente anionico non si comporta come scambiatore ionico nel senso che portando a contatto il materiale in forma acida con una soluzione contenente elettrolita non si ha conversione alla forma di sale. I gruppi funzionali nei superassorbenti anionici sono tipicamente gruppi carbossilici che agiscano come acido debole che non si dissocia quando viene posto, per esempio, in una soluzione di cloruro di sodio. Tuttavia, la presenza dello scambiatore anionico ha l'effetto di attaccare gli ioni cloro dalla soluzione di cloruro di sodio, spostando così l'equilibrio a favore della conversione del superassorbente anionico in forma di sale. In general, the anionic superabsorbent does not behave as an ion exchanger in the sense that by bringing the material in acid form into contact with a solution containing electrolyte, there is no conversion to the salt form. The functional groups in anionic superabsorbents are typically carboxyl groups that act as a weak acid that does not dissociate when placed, for example, in a sodium chloride solution. However, the presence of the anion exchanger has the effect of attacking the chlorine ions from the sodium chloride solution, thus shifting the equilibrium in favor of converting the anion superabsorbent into salt form.

Tale conversione del superassorbente anionico alla forma di sale per contatto con una soluzione contenente elettrolita e l'effetto dello scambiatore anionico nell'attaccare gli ioni cloruro ha un significativo effetto di dissalazione sulla soluzione, migliorando così le prestazioni del superassorbente diminuendo l'effetto di avvelenamento da sale. Al contrario con l'impiego della resina a scambio ionico per desalinizzare la soluzione in combinazione con un superassorbente che è già in forma di sale (vedi domanda di brevetto giapponese OPI n° 57.45057 e EP-A-0210756 precedentemente citati), il superassorbente di forma di acido non ha effetto dissalante sulla soluzione. Questo permette di ottenere un effetto dissalante molto maggiore rispetto all'impiego di uno scambiatore ionico e di superassorbente in forma di sale. Si fa notare che l'effetto dell'elettrolita in soluzione sulla capacità di assorbimento di un superassorbente per detta soluzione non è lineare, poiché la capacità di assorbimento non diminuisce regolarmente con l'aumentare del contenuto di sale. Per conseguenza, al di sopra di certi campi di concentrazione, è possibile ottenere un relativamente grande incremento della capacità di assorbimento con una riduzione relativamente piccola di contenuto di sale della soluzione. Such conversion of the anionic superabsorbent to the salt form by contact with an electrolyte-containing solution and the effect of the anion exchanger in attacking the chloride ions has a significant desalination effect on the solution, thus improving the performance of the superabsorbent by decreasing the poisoning effect from salt. On the contrary, with the use of the ion exchange resin to desalinate the solution in combination with a superabsorbent that is already in the form of salt (see Japanese patent application OPI n ° 57.45057 and EP-A-0210756 previously mentioned), the superabsorbent of acid form has no desalting effect on the solution. This allows to obtain a much greater desalination effect than the use of an ion exchanger and superabsorbent in the form of salt. It should be noted that the effect of the electrolyte in solution on the absorption capacity of a superabsorbent for said solution is not linear, since the absorption capacity does not decrease regularly with increasing salt content. Consequently, above certain concentration ranges, it is possible to achieve a relatively large increase in the absorption capacity with a relatively small reduction in the salt content of the solution.

Il superassorbente anionico può essere qualsiasi prodotto avente proprietà superassorbenti in cui i gruppi funzionali sono anionici, precisamente gruppi solfonici, gruppi solfati, gruppi fosfato o gruppi carbossilici . Preferibilmente i gruppi funzionali sono gruppi carbossilici. Generalmente i gruppi funzionali sono attaccati ad un polimero a base acrilica leggermente reticolato. Per esempio, il polimero di base può essere una poliacrilammide, alcole polivinilico, copolimero etilene-anidride maleica, etere polivinilico, acido polivinil solfonico, acido poliacrilico, polivinilpirrolidone e polivinilmorfolina. Si possono anche usare copolimeri di tali monomeri. Si possono anche usare polimeri a base di amido e cellulosa, tra cui idrossipropil cellulosa, carbossimetil cellulosa e amidi innestati con un prodotto acrilico. Polimeri di base particolari comprendono poliacrilati reticolati, amidi innestati con acrilonitrile idrolizzato, amidi poliacrilati e copolimeri isobutilene-anidride maleica. Polimeri di base particolarmente preferiti sono amidi poliacrilati e poliacrilati reticolati. The anionic superabsorbent can be any product having superabsorbent properties in which the functional groups are anionic, namely sulfonic groups, sulfate groups, phosphate groups or carboxyl groups. Preferably the functional groups are carboxyl groups. Generally the functional groups are attached to a lightly cross-linked acrylic-based polymer. For example, the base polymer may be a polyacrylamide, polyvinyl alcohol, ethylene-maleic anhydride copolymer, polyvinyl ether, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone and polyvinyl morpholine. Copolymers of such monomers can also be used. Starch and cellulose based polymers can also be used, including hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and starches grafted with an acrylic product. Particular base polymers include cross-linked polyacrylates, starches grafted with hydrolyzed acrylonitrile, polyacrylate starches and isobutylene-maleic anhydride copolymers. Particularly preferred base polymers are polyacrylate starches and cross-linked polyacrylates.

I gruppi funzionali saranno generalmente gruppi carbossilici . The functional groups will generally be carboxyl groups.

Per i derivati cellulosici il grado di sostituzione (DS) del derivato con il gruppo funzionale è definito come il numero di gruppi funzionali (generalmente gruppi carbossilici) per unità di anidroglucosio della cellulosa. Il DS è generalmente tra 0,1 e 1,5. In modo analogo, il DS per i polimeri sintetici può essere definito con il numero di gruppi funzionali per unità di monomero o comonomero. Il DS è generalmente 1, per esempio un gruppo carbossilico per unità di monomero di poiiacrilato. For cellulosic derivatives, the degree of substitution (DS) of the derivative with the functional group is defined as the number of functional groups (generally carboxylic groups) per unit of anhydroglucose of the cellulose. The SD is generally between 0.1 and 1.5. Similarly, the DS for synthetic polymers can be defined with the number of functional groups per unit of monomer or comonomer. The DS is generally 1, for example one carboxyl group per polyacrylate monomer unit.

In commercio sono disponibili molti superassorbenti anionici, per esempio Favor 922 (Stockhausen), Sanwet IM 1500 (Sanyo), AQU D3236 (Aqualon Company (Hercules) ) o DOW 2090 (DOW). Un superassorbente anionico particolarmente preferito è il Favor 922 (Stockhausen) . I superassorbenti anionici disponibili in commercio vengono generalmente venduti sotto forma di sale e debbono essere convertiti alla forma di acido libero per l'uso secondo l'invenzione, per esempio con il procedimento seguente: Many anionic superabsorbents are commercially available, for example Favor 922 (Stockhausen), Sanwet IM 1500 (Sanyo), AQU D3236 (Aqualon Company (Hercules)) or DOW 2090 (DOW). A particularly preferred anionic superabsorbent is Favor 922 (Stockhausen). Commercially available anionic superabsorbents are generally sold in the salt form and must be converted to the free acid form for use according to the invention, for example by the following process:

Preparazione di Favor H Preparation of Favor H

Si pongono 10 g di Favor 922 in un beaker da 1 litro, e si rigonfiano con 500 ml di acqua distillata sotto continua agitazione per mezzo di un agitatore magnetico. Si aggiungono 250 ml di acido cloridrico 0,01 M sempre sotto agitazione e, dopo 30 minuti, si filtra il gel con un filtro di tessuto non tessuto. Le fasi di acidificazione e filtrazione vengono ripetute fino a quando non ci sono più ioni sodio nelle acqua di lavaggio (il contenuto di ione sodio può essere determinato con un metodo potenziometrico usando un elettrodo selettivo sensibile al sodio). Place 10 g of Favor 922 in a 1 liter beaker, and swell with 500 ml of distilled water under continuous stirring by means of a magnetic stirrer. 250 ml of 0.01 M hydrochloric acid are added, always under stirring and, after 30 minutes, the gel is filtered with a non-woven fabric filter. The acidification and filtration steps are repeated until there are no more sodium ions in the wash water (the sodium ion content can be determined by a potentiometric method using a sodium-sensitive selective electrode).

Infine il gel viene lavato con acqua distillata per eliminare l'eccesso di acido ed essiccato in una stufa ad aria a 60°C per 10 ore. Il polimero essiccato ottenuto viene chiamato Favor H. Finally, the gel is washed with distilled water to remove excess acid and dried in an air oven at 60 ° C for 10 hours. The dried polymer obtained is called Favor H.

Lo scambio ionico è l'interscambio reversibile di ioni tra un solido ed un liquido, in cui non vi è cambiamento permanente nella struttura del solido, che è il materiale di scambio ionico. Ion exchange is the reversible exchange of ions between a solid and a liquid, in which there is no permanent change in the structure of the solid, which is the ion exchange material.

Lo scambio ionico si verifica in una varietà di sostanze, per esempio silicati, fosfati, fluoruri, humus, cellulosa, lana, proteine, allumina, resine, lignina, cellule, vetro, solfato di bario e cloruro di argento. Ion exchange occurs in a variety of substances, for example silicates, phosphates, fluorides, humus, cellulose, wool, proteins, alumina, resins, lignin, cells, glass, barium sulfate and silver chloride.

Tuttavia, per lo scambio ionico si impiegano materiali che dipendono da proprietà diverse dall’interscambio di ioni tra fasi solida e liquida. Lo scambio ionico è stato usato su base industriale fin dal 1910 con l’introduzione degli addolcitori d'acqua usando zeoliti naturali e, successivamente, sintetiche . However, for ion exchange, materials are used that depend on properties other than the exchange of ions between solid and liquid phases. Ion exchange has been used on an industrial basis since 1910 with the introduction of water softeners using natural and, subsequently, synthetic zeolites.

L'introduzione delle resine organiche sintetiche per lo scambio ionico nel 1935, ottenute dalla sintesi di prodotti fenolici di condensazione contenenti gruppi solfonici o amminici, ne ha permesso l’impiego per lo scambio reversibile di cationi o anioni. The introduction of synthetic organic resins for ion exchange in 1935, obtained from the synthesis of phenolic condensation products containing sulphonic or amino groups, allowed their use for the reversible exchange of cations or anions.

I materiali di scambio ionico inorganici comprendono sia prodotti naturali come zeoliti minerali (p.es. cliptonite) le sabbie ed argille verdi (p.es. il gruppo della montmorillonite) , e prodotti sintetici come le zeoliti gelificate, gli ossidi idrati di metalli polivalenti ed i sali insolubili di acidi polibasici con metalli polivalenti. Inorganic ion exchange materials include both natural products such as mineral zeolites (e.g. cliptonite), green sands and clays (e.g. the montmorillonite group), and synthetic products such as gelled zeolites, hydrated oxides of polyvalent metals and the insoluble salts of polybasic acids with polyvalent metals.

I prodotti organici sintetici comprendono resine a scambio ionico cationiche ed anioniche, ambedue di tipo forte e debole. Synthetic organic products include cationic and anionic ion exchange resins, both of the strong and weak types.

La capacità delle resine basiche deboli di assorbire acidi dipende dalla loro stessa alcanilità e dal pH dell'acido interessato. The ability of weak basic resins to absorb acids depends on their own alkanility and on the pH of the acid concerned.

E' possibile ottenere una varietà di forze della base, a seconda della natura della funzionalità amminica. Funzionalità amminiche primarie, secondarie e terziarie, oppure loro miscele, possono essere introdotte in varie strutture che vanno dai condensati di epicloridrina con ammina e polimeri acrilici, a copolimeri stirene-divinil benzene (DVB). A variety of base strengths can be obtained, depending on the nature of the amino functionality. Primary, secondary and tertiary amino functionalities, or their mixtures, can be introduced in various structures ranging from epichlorohydrin condensates with amine and acrylic polymers, to styrene-divinyl benzene (DVB) copolymers.

Queste resine sono in grado di assorbire acidi forti con buona capacità, ma hanno cinetiche limitate . These resins are capable of absorbing strong acids with good capacity, but have limited kinetics.

Le resine a scambio anionico alcaline forti, specialmente quelle a base di copolimero stirene-DVB, sono classificate di tipo I e II. Il tipo I è un prodotto amininico quaternizzato ottenuto per reazione di trimetilammina con il copolimero dopo la clorometilazione con clorometil metil etere (CMME). Strong alkaline anion exchange resins, especially those based on styrene-DVB copolymer, are classified as type I and II. Type I is a quaternized amino product obtained by the reaction of trimethylamine with the copolymer after chloromethylation with chloromethyl methyl ether (CMME).

Il gruppo funzionale di tipo I è il gruppo funzionale più fortemente alcalino disponibile, e presenta la massima affinità per gli acidi deboli che vengono comunemente rimossi durante un procedimento di demineralizzazione dell’acqua (p.es. acido silicico ed acido carbonico). The type I functional group is the most strongly alkaline functional group available, and has the greatest affinity for weak acids that are commonly removed during a water demineralization process (eg silicic acid and carbonic acid).

La funzionalità di tipo II viene ottenuta per reazione del copolimero stirene-DVB con dimetiletanolammina. Questa ammina quaternaria ha una alcanilità inferiore rispetto a quella della resina dì tipo I, tuttavia è ancora sufficiente per eliminare gli anioni di acido libero nella maggior parte delle applicazioni . Type II functionality is obtained by reaction of the styrene-DVB copolymer with dimethylethanolamine. This quaternary amine has a lower alkanility than the type I resin, however it is still sufficient to eliminate free acid anions in most applications.

La funzionalità amminica quaternaria è stata introdotta nei polimeri piridinici e acrilati con applicazioni commerciali limitate. Quaternary amino functionality has been introduced in pyridine and acrylate polymers with limited commercial applications.

Lo scambiatore anionico è preferibilmente una resina scambiatrice anionica contenente gruppi funzionali in forma basica. Gruppi funzionali adatti comprendono gruppi amminici, cioè gruppi amminici primari, secondari e terziari e gruppi ammonici quaternari . The anion exchanger is preferably an anion exchange resin containing functional groups in basic form. Suitable functional groups include amino groups, i.e. primary, secondary and tertiary amino groups and quaternary ammonium groups.

Le resine a scambio anionico disponibili in commercio e che possono essere usate nella presente invenzione sono: The anion exchange resins commercially available and which can be used in the present invention are:

Amberlite TRA 400 - Si tratta di uno scambiatore anionico forte che ha una funzionalità ammonica quaternaria, ed è disponibile in forma di cloruro. Per l'uso della presente invenzione è necessario trasformarla alla forma OH , per esempio mediante trattamento con idrossido di sodio in una colonna cromatografica e lavaggio con acqua distillata. La capacità di scambio totale è di 3,8 meq/g di resina secca. Amberlite TRA 400 - This is a strong anion exchanger that has quaternary ammonium functionality, and is available in the form of chloride. For the use of the present invention it is necessary to transform it to the OH form, for example by treatment with sodium hydroxide in a chromatographic column and washing with distilled water. The total exchange capacity is 3.8 meq / g of dry resin.

Amberlite IRA 68 - Si tratta di una resina scambiatrice anionica alcalina debole avente funzionalità amminica terziaria, che è disponibile in forma di base libera. La capacità di scambio totale è di 5,6 meq/g (mille equivalenti/g) di resina secca. La denominazione amberlite per gli scambi ionici è una denominazione commerciale della Rohn. Amberlite IRA 68 - This is a weak alkaline anion exchange resin having tertiary amino functionality, which is available in free base form. The total exchange capacity is 5.6 meq / g (one thousand equivalents / g) of dry resin. The amberlite designation for ion exchanges is a trade name of Rohn.

Scambiatore ionico tipo III della MercK - Si tratta di una resina scambiatrice anionica forte, con capacita di scambio di circa 5 meq/g. MercK Type III Ion Exchanger - This is a strong anion exchange resin with an exchange capacity of approximately 5 meq / g.

Scambiatore ionico tipo II della Merck Si tratta di una resina scambiatrice ionica debole, con capacità di scambio di circa 5 meq/g. Merck Type II Ion Exchanger This is a weak ion exchange resin with an exchange capacity of approximately 5 meq / g.

Resine a scambio anionico preferite comprendono Duolite A-102-OH (Dia-prosim, Francia) che è una resina scambiatrice anionica forte con funzionalità armonica quaternaria. La capacità di scambio ionico è di 1,3 meq/ml. Altre resine a scambio anionico adatte si possono trovare nelle serie di prodotti di produttori quali Rohn e Merck. Preferred anion exchange resins include Duolite A-102-OH (Dia-prosim, France) which is a strong anion exchange resin with quaternary harmonic functionality. The ion exchange capacity is 1.3 meq / ml. Other suitable anion exchange resins can be found in the product lines of manufacturers such as Rohn and Merck.

In generale il rapporto ponderale tra superassorbente anionico e scambiatore anionico è compreso tra 1:20 e 1:1, a seconda del peso molecolare e della capacità di scambio ionico, preferibilmente il rapporto ponderale è tra 1:2 e 1:4. In general, the weight ratio between anionic superabsorbent and anion exchanger is between 1:20 and 1: 1, depending on the molecular weight and the ion exchange capacity, preferably the weight ratio is between 1: 2 and 1: 4.

Il materiale assorbente secondo l'invenzione è particolarmente adatto per l'uso in applicazioni in cui si desidera assorbire liquidi acquosi contenenti un elettrolita. Esempi di tali liquidi comprendono in particolare fluidi mestruali e urina ed il materiale assorbente può essere usato come imbottitura in assorbenti e pannolini mutandina, generalmente in miscela con un assorbente fibroso come fluff di cellulosa. Per questo scopo l’assorbente secondo l'invenzione può essere presente in forma di granuli o fibre. The absorbent material according to the invention is particularly suitable for use in applications where it is desired to absorb aqueous liquids containing an electrolyte. Examples of such liquids include in particular menstrual fluids and urine and the absorbent material can be used as padding in sanitary napkins and panty diapers, generally in admixture with a fibrous absorbent such as cellulose fluff. For this purpose, the absorbent according to the invention can be present in the form of granules or fibers.

I prodotti assorbenti secondo l'invenzione mostrano un assorbimento particolarmente buono di liquidi acquosi contenenti un elettrolita, come è dimostrato nel seguito dagli esempi seguenti con prove effettuate usando soluzione salina (1% di cloruro di sodio) e urina sintetica. The absorbent products according to the invention show particularly good absorption of aqueous liquids containing an electrolyte, as shown below by the following examples with tests carried out using saline solution (1% sodium chloride) and synthetic urine.

1. Preparazione di Favor H+: 1. Preparation of Favor H +:

Si pongono 10 g di Favor 922 in un beaker da 1 litro, e si rigonfiano con 500 ml di acqua distillata sotto agitazione continua per mezzo di un agitatore magnetico. Si aggiungono quindi sotto continua agitazione 250ml di acido cloridrico 0,01 M e, dopo 30 minuti, si filtra il gel con un filtro di tessuto non tessuto. Le fasi di acidificazione e filtrazione vengono ripetute fino a quando non vi sono più ioni sodio nelle acque di lavaggio (il contenuto di ioni sodio può essere determinato con un metodo potenziometrico usando un elettrodo selettivo sensibile al sodio) . Infine il gel viene lavato con acqua distillata per allontanare l'acido in eccesso e poi essiccato in una stufa ad aria a 60°C per 10 ore. Il polimero secco ottenuto viene chiamato Favor H. Place 10 g of Favor 922 in a 1 liter beaker, and swell with 500 ml of distilled water under continuous stirring by means of a magnetic stirrer. 250 ml of 0.01 M hydrochloric acid are then added under continuous stirring and, after 30 minutes, the gel is filtered through a non-woven fabric filter. The acidification and filtration steps are repeated until there are no more sodium ions in the wash water (the sodium ion content can be determined by a potentiometric method using a selective sodium-sensitive electrode). Finally the gel is washed with distilled water to remove the excess acid and then dried in an air oven at 60 ° C for 10 hours. The dry polymer obtained is called Favor H.

2 . Prove comparative di assorbimento di_ liquido La prova viene effettuata per dimostrare che, quando si trova a contatto con una soluzione acquosa salina, una resina a scambio anionico in forma basica, insieme ad un superassorbente anionico in forma acida, agisce come miscela di scambio anionico e cationico e quindi si verifica la deionizzazione della soluzione salina. Il superassorbente anionico viene quindi trasformato in forma di sale per cui ha un assorbimento migliorato dovuto al basso contenuto di sale della soluzione. 2 . Comparative liquid absorption tests The test is carried out to demonstrate that, when in contact with an aqueous saline solution, an anion exchange resin in basic form, together with an anionic superabsorbent in acid form, acts as an anion exchange mixture and cationic and therefore deionization of the saline solution occurs. The anionic superabsorbent is then transformed into a salt form whereby it has an improved absorption due to the low salt content of the solution.

Una soluzione all’1% di cloruro di sodio (150 mi) viene posta a contatto con la resina a scambio anionico A102 OH (3,9 g), in un beaker da 250 ml per 2 ore sotto agitazione continua. Questa fase permette agli ioni cloruro della soluzione di essere sostituiti da ioni idrossido della resina. La soluzione viene poi prelevata mediante una pipetta Pasteur e trasferita in un altro beaker da 250 ml contenente 0,25 g di Favor H, ed agitata. L'aggiunta di soluzione viene interrotta quando il gel non rigonfia più. Successivamente il gel viene posto in una bustina tipo sacchetto da tè in tessuto non tessuto, che ha un bordo che non è sigillato, e si misura l'assorbimento dopo centrifugazione a 60 g per 10 minuti, come segue: A 1% sodium chloride solution (150 ml) is placed in contact with the anion exchange resin A102 OH (3.9 g), in a 250 ml beaker for 2 hours under continuous stirring. This step allows the chloride ions of the solution to be replaced by hydroxide ions of the resin. The solution is then taken by means of a Pasteur pipette and transferred to another 250 ml beaker containing 0.25 g of Favor H, and shaken. The addition of solution is stopped when the gel no longer swells. The gel is then placed in a non-woven teabag type sachet, which has an edge that is not sealed, and the absorption is measured after centrifugation at 60 g for 10 minutes, as follows:

in cui: in which:

A = assorbimento dopo centrifugazione in g/g Wumido = Peso della bustina contenente AGM umido dopo centrifugazione, in grammi A = absorption after centrifugation in g / g Wumido = Weight of the sachet containing wet AGM after centrifugation, in grams

Wsecco = peso della bustina contenente AGM secco, in grammi Wsecco = weight of the sachet containing dry AGM, in grams

G = peso di AGM impiegato nella prova, in grammi. I risultati sono i seguenti: G = weight of AGM used in the test, in grams. The results are as follows:

Nota.: I risultati si riferiscono a 25 ml di soluzione all 11% di NaCl. Note .: The results refer to 25 ml of 11% NaCl solution.

I risultati suddetti dimostrano che il superassorbente anionico in forma acida (FAVOR H*) presenta un assorbimento molto basso di per sé in una soluzione all'1% di cloruro di sodio. Il FAVOR Na- mostra un certo assorbimento, ma molto meno di quello per l'acqua deionizzata. La resina a scambio anionico praticamente non presenta assorbimento. Tuttavia, in combinazione con la resina a scambio anionico in forma basica (A-102-OH) , il FAVOR H+ mostra un assorbimento notevolmente aumentato rispetto a FAVOR Na+. Si può notare che l’1% di cloruro di sodio rappresenta una prova stringente del superassorbente. Studi nella letteratura dimostrano che il contenuto di sale nell'urina varia a seconda di un certo numero di fattori, ma l'1% in peso presenta il massimo che si può incontrare nella pratica. The above results demonstrate that the anionic superabsorbent in acid form (FAVOR H *) exhibits very low absorption by itself in a 1% sodium chloride solution. FAVOR Na- shows some absorption, but much less than that for deionized water. The anion exchange resin has practically no absorption. However, in combination with the anion exchange resin in basic form (A-102-OH), FAVOR H + exhibits significantly increased absorption compared to FAVOR Na +. It can be seen that 1% sodium chloride represents a stringent proof of the superabsorbent. Studies in the literature show that the salt content in urine varies depending on a number of factors, but 1% by weight is the maximum that can be encountered in practice.

Claims

CLAIMS 1. Super absorbent material comprising a combination of i) an anionic superabsorbent in which 20 to 100% of the functional groups are in the form of free acid; And ii) an anion exchanger in which 20 to 100% of the functional groups are in basic form.

Superabsorbent material according to claim 1, wherein the anionic superabsorbent has from 50 to 100% and preferably has practically 100% of the functional groups in the form of free acid and the anion exchanger has from 50 to 100% and, preferably, it has practically 100% of the functional groups in basic form.

Superabsorbent material according to claim 1 or 2, wherein the functional groups in the anionic superabsorbent are sulfonic, sulfate, phosphate or carboxyl groups.

4. Superabsorbent material according to claim 3, wherein the functional groups are carboxyl groups.

Superabsorbent material according to any one of claims 1 to 4, wherein the functional groups are attached to polymers based on polyacrylamide, polyvinyl alcohol, ethylene anhydride maleic copolymer, polyvinyl ether, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone or polyvinyl morpholine or their copolymers of a starch or cellulose based polymer.

6. Superabsorbent material according to claim 5, wherein the starch or cellulose based polymer is hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose or starch grafted with an acrylic product.

7. Superabsorbent material according to claim 5 or 6, wherein the base polymer is a cross-linked polyacrylate, starch grafted with hydrolyzed acrylonitrile, starch polyacrylate or an isobutylene-maleic anhydride copolymer.

A superabsorbent material according to claim 7, wherein the base polymer is a polyacrylate starch or a cross-linked polyacrylate.

Superabsorbent according to claims 1 or 2, wherein the functional groups in the anion exchange resin are primary, secondary and tertiary amino groups, or quaternary ammonium groups.

Superabsorbent according to any one of claims 1 to 9, wherein the weight ratio between anionic superabsorbent and anion exchanger is between 1:20 and 1: 1.

Use of a superabsorbent according to any one of claims 1 to 10, for the absorption of aqueous liquids containing an electrolyte.

Use according to claim 11, wherein the liquids are menstrual fluid or urine.