KR20140142740A - Color-stable super-absorbent - Google Patents
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Abstract
하기 단계를 포함하는 단량체 중합에 의한 초흡수체 제조 방법으로 수득가능한 초흡수체:
a) 산 기를 보유하며, 임의로는 적어도 부분적으로 염의 형태로 제시되는, 하나 이상의 에틸렌 불포화 단량체,
b) 하나 이상의 가교제,
c) 하나 이상의 개시제,
d) 임의로는, a) 에서 언급된 단량체와 공중합가능한 하나 이상의 에틸렌 불포화 단량체,
e) 임의로는, 하나 이상의 수용성 중합체,
[상기 방법은 추가로 결과로서 수득한 중합체를 건조시키는 단계, 건조된 중합체를 분쇄하고 분쇄된 중합체를 사별하는 선택적 단계, 및 건조되었으며 임의로 분쇄 및 사별된 중합체를 표면 사후가교하는 선택적 단계를 포함하며, 여기서 건조 단계 이전에 하나 이상의 술폰산 유도체가 단량체 혼합물 및/또는 중합체에 첨가되며, 건조 단계 후 또는 선택적 표면 사후가교 단계 후 하나 이상의 포스폰산 유도체가 중합체에 첨가됨]
는 상승된 온도에서 또는 상승된 공기 습도 하의 저장 과정에서 변색에 대해 개선된 안정성을 나타낸다. A superabsorbent obtainable by a process for preparing a superabsorbent by monomer polymerization comprising the steps of:
a) at least one ethylenically unsaturated monomer having an acid group, optionally at least partly in the form of a salt,
b) at least one crosslinking agent,
c) one or more initiators,
d) optionally, one or more ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with the monomers mentioned under a)
e) optionally, one or more water soluble polymers,
[The method further comprises a step of drying the resultant polymer, an optional step of grinding the dried polymer and separating the ground polymer, and an optional step of optionally post-crosslinking the ground and fired polymer, Wherein one or more sulfonic acid derivatives are added to the monomer mixture and / or polymer prior to the drying step, and one or more phosphonic acid derivatives are added to the polymer after the drying step or after the selective surface post-crosslinking step)
Exhibit improved stability to discoloration during storage at elevated temperatures or under elevated air humidity.
Description
본 발명은 색 안정적 초흡수체, 이를 제조하는 방법, 이의 용도 및 이를 포함하는 위생품에 관한 것이다. 색-안정적 초흡수체는 승온에서 저장 동안 그리고 공기 습도 하에서 변색이 발생한다면 오직 적은 정도로만 변색되는 초흡수체를 의미한다.The present invention relates to a color stable superabsorbent, a method for producing the same, a use thereof, and a sanitary article comprising the same. A color-stable superabsorbent means a superabsorbent which only discolors to a lesser extent during storage at elevated temperatures and under color changes in air humidity.
초흡수체는 공지되어 있다. 이러한 물질에 대해 명칭 예컨대 "고 팽윤성 중합체", "하이드로겔" (종종 건조 형태로 사용됨), "하이드로겔-형성 중합체", "물-흡수 중합체", "흡수체 겔-형성 물질", "팽윤성 수지", "물-흡수 수지" 등이 통상 사용된다. 이들 물질은, 가교된 친수성 중합체, 더욱 특히 (공)중합된 친수성 단량체로부터 형성된 중합체, 적합한 그래프트 베이스 상의 하나 이상의 친수성 단량체의 그래프트 (공)중합체, 가교된 셀룰로오스 에테르 또는 전분 에테르, 가교된 카복시메틸셀룰로오스, 수성 액체 중 부분적으로 가교된 폴리알킬렌 옥시드 또는 천연 생성물, 예를 들어 구아 유도체이며, 가장 통상적인 것은 부분 중성화된 아크릴산 기재의 물-흡수성 중합체이다. 초흡수체의 필수적인 특성은 심지어 특정 압력 하에서 다시 액체를 방출하지 않고 수성 액체의 중량의 몇배를 흡수하는 능력이다. 건조 분말 형태로 사용되는 초흡수체는 액체를 흡수할 때 겔로 전환되고, 따라서 통상적으로 물을 흡수할 때 하이드로겔로 전환된다. 가교는 합성 초흡수체에 대해 필수적이고 통상적인 직선형 증점제와 달리 중요한 것인데, 물 중 중합체의 불용성을 야기하기 때문이다. 가용성 물질은 초흡수체로서 이용될 수 없다. 지금까지 초흡수체의 사용 분야에서 가장 중요한 것은 체액의 흡수이다. 초흡수체는 예를 들어 유아용 기저귀, 성인용 요실금 제품 또는 여성용 위생 용품에 사용된다. 예를 들어, 꽤 일반적으로 습기를 흡수하기 위한, 또는 식품 포장에서 액체 흡수를 위한, 불로부터 보호를 위한 물 저장으로서, 시장 원예에서 보수제로서 사용된다.Superabsorbents are known. For these materials, the nomenclature "high swelling polymer", "hydrogel" (often used in dry form), "hydrogel-forming polymer", "water-absorbing polymer", "absorber gel- Quot ;, "water-absorbing resin ", and the like are usually used. These materials can be selected from crosslinked hydrophilic polymers, more particularly polymers formed from (co) polymerized hydrophilic monomers, graft (co) polymers of one or more hydrophilic monomers on a suitable graft base, crosslinked cellulose ether or starch ethers, crosslinked carboxymethylcellulose , Partially crosslinked polyalkylene oxides in water-based liquids or natural products, such as guar derivatives, the most common being water-absorbing polymers based on partially neutralized acrylic acid. An essential characteristic of a superabsorbent is its ability to absorb several times the weight of the aqueous liquid without releasing the liquid again under a certain pressure. Superabsorbents used in the form of a dry powder are converted into gels when absorbing liquids, and are therefore converted into hydrogels when they normally absorb water. Crosslinking is important for synthetic superabsorbents, unlike the straight and conventional linear thickeners, because they cause insolubility of the polymer in water. Soluble materials can not be used as superabsorbents. Until now, the most important thing in the field of use of superabsorbents is absorption of body fluids. Superabsorbents are used, for example, in infant diapers, adult incontinence products or feminine hygiene products. It is used as a filler in market horticulture, for example, as a water storage for protection from fire, quite generally for absorbing moisture, or for absorption of liquid in food packaging.
초흡수체는 초흡수체의 몇배의 물을 흡수할 수 있고 특정 압력 하에서 이를 보유할 수 있다. 일반적으로, 이러한 초흡수체는 5 g/g 이상, 바람직하게는 10 g/g 이상 및 더욱 바람직하게는 15 g/g 이상의 CRC ("원심분리 체류 용량", 시험 방법에 대해서는 하기 참조) 를 갖는다. "초흡수체" 는 상이한 개별의 초흡수체 물질의 혼합물일 수 있거나, 오직 이들이 상호작용할 때에만 초흡수체 성질을 나타내는 성분의 혼합물일 수 있고; 초흡수체 특성으로서 물질 조성물이 그렇게 중요한 것은 아니다.A superabsorbent can absorb several times the water of a superabsorbent and retain it under a certain pressure. Generally, these superabsorbents have a CRC of at least 5 g / g, preferably at least 10 g / g and more preferably at least 15 g / g ("centrifuge retention capacity", see below for the test method). The "superabsorbent" may be a mixture of different individual superabsorbent materials, or may be a mixture of components exhibiting superabsorbent properties only when they interact; Material compositions are not so important as superabsorbent properties.
초흡수체에 대한 중요한 특성은 이의 흡수 용량 뿐 아니라, 압력 하에서 플루이드를 보유하는 이의 능력이다 (보유, 통상적으로 "적재 하 흡착"("AUL") 또는 "압력에 대한 흡착"("AAP") 로서 표시됨, 시험 방법에 대해서는 하기 참조). 팽윤된 겔은 아직 팽윤되지 않은 초흡수체 ("겔 차폐") 로 플루이드 전도를 방해하거나 예방할 수 있다. 플루이드에 대한 양호한 전도 특성은 예를 들어 팽윤된 상태에서 높은 겔 강도를 갖는 하이드로겔에 의해 가공된다. 낮은 겔 강도를 갖는 겔은 압력 적용 (체압) 하에서 변형될 수 있고, 초흡수체/셀룰로오스 섬유 흡수체에서 공극을 차단하고 따라서 아직 팽윤되지 않거나 불완전하게 팽윤된 초흡수체로의 플루이드 전도를 방지하고 아직 팽윤되지 않거나 불완전하게 팽윤된 초흡수체로의 플루이드 흡수를 방지한다. 증가된 겔 강도는 일반적으로 가교의 더욱 높은 정도를 통해 달성되나, 이는 생성물의 흡착 용량을 감소시킨다. 겔 강도를 증가시키는 명쾌한 방법은 입자의 내부에 비해 초흡수체 입자의 표면에서 가교 정도를 증가시키는 것이다. 이를 위해, 평균 가교 밀도를 갖고 표면 사후가교 단계에서 통상 건조된 초흡수체 입자는 이의 입자의 표면 박층에서 추가 가교 처리된다. 표면 사후가교는 초흡수체 입자의 쉘에서 가교 밀도를 증가시키고, 이는 더욱 높은 수준으로 압착 응력 하에서 흡착을 증가시킨다. 초흡수체 입자의 표면 층에서 흡수 용량이 떨어지면, 이의 코어 (이동 중합체 사슬의 존재의 결과) 는 쉘에 비해 흡수 용량이 개선되어, 쉘 구조는 겔 차폐의 발생 없이 개선된 투과성을 보장한다. 마찬가지로, 상대적으로 매우 가교된 초흡수체는 전체적으로 수득될 수 있고 입자의 내부에서 가교 정도는 입자의 외부 쉘에 비해 나중에 감소되는 것으로 공지되어 있다.An important property for a superabsorbent is its ability to retain fluids under pressure (as well as its absorption capacity) (retention, typically "under load" ("AUL") or "adsorption to pressure" ("AAP") Indicated, see below for testing methods). The swollen gel can prevent or prevent fluid conduction with a superabsorbent ("gel shield") that is not yet swollen. Good conduction properties to the fluids are processed, for example, by hydrogels having a high gel strength in the swollen state. The gel with low gel strength can be deformed under pressure application (body pressure), blocking the voids in the superabsorbent / cellulose fiber absorber and thus preventing fluid conduction to the superabsorbent that is not yet swollen or incompletely swollen and is not yet swollen To prevent absorption of fluids into the superabsorbent which is not or incompletely swollen. Increased gel strength is generally achieved through a higher degree of crosslinking, which reduces the adsorption capacity of the product. A clear method of increasing the gel strength is to increase the degree of crosslinking at the surface of the superabsorbent particles relative to the interior of the particles. To this end, the superabsorbent particles normally dried in the post-crosslinking step with an average cross-link density are subjected to further cross-linking in the surface thin layer of their particles. Surface post cross-linking increases the cross-link density in the shell of the superabsorbent particles, which increases the adsorption under compression stress to a higher level. If the absorption capacity in the surface layer of the superabsorbent particles is lowered, its core (as a result of the presence of the transporting polymer chain) has improved absorption capacity as compared to shells, and the shell structure ensures improved permeability without the occurrence of gel shielding. Likewise, it is known that relatively highly crosslinked superabsorbents can be obtained as a whole and the degree of crosslinking inside the particles is later reduced compared to the outer shell of the particles.
초흡수체의 제조 방법이 또한 공지되어 있다. 시판되는 가장 일반적인 아크릴산 기재의 초흡수체가 가교제 ("내부 가교제 (innerb crosslinker)") 의 존재 하의 아크릴산의 자유-라디칼 중합에 의해 제조되며, 아크릴산은 일반적으로 알칼리, 보통 소듐 히드록시드 수용액의 첨가에 의해 중합 이전, 이후 또는 일부는 이전 및 일부는 이후에 특정 정도로 중화된다. 그렇게 수득된 중합체 겔은 분쇄 (사용된 중합 반응기에 따라서는, 이것이 중합과 동시에 실시될 수 있음) 하고 건조시킨다. 그렇게 수득된 건조 분말 ("베이스 중합체")는, 입자 내부보다 훨씬 더 가교된 표면층을 수득하기 위해 추가 가교제, 예를 들어 유기 가교제 또는 다가 양이온, 예를 들어 알루미늄 (일반적으로 알루미늄 설페이트의 형태로 사용됨) 또는 두가지 모두를 이용해 반응시켜 일반적으로 입자의 표면 상에서 후속가교된다. Methods of making superabsorbents are also known. Most commonly available acrylic acid-based superabsorbents are prepared by free-radical polymerization of acrylic acid in the presence of a crosslinking agent ("innerb crosslinker") and acrylic acid is generally added to the aqueous solution of alkali, usually sodium hydroxide Before, after, or partly before and some after, the polymerization. The polymer gel thus obtained is pulverized (depending on the polymerization reactor used, this may be carried out simultaneously with the polymerization) and dried. The dry powder thus obtained ("base polymer") can be further crosslinked, for example an organic crosslinking agent or a polyvalent cation, such as aluminum (generally used in the form of aluminum sulfate) ), Or both, and is generally followed by crosslinking on the surface of the particles.
초흡수체에서 종종 발생하는 문제는 변색인데, 이는 상승된 온도 또는 상승된 공기 습도 하의 저장 과정에서 일어난다. 그러한 조건은 종종 열대 또는 아열대 국가에서 초흡수체 저장시 발생한다. 초흡수체는 그러한 조건 하에 황변하는 경향이 있는데; 이들은 심지어 갈색 또는 흑색으로 변할 수도 있다. 실제 무색인 초흡수체 분말의 그러한 변색은, 그것이 특히 요망되는 얇은 위생 용품에서 나타날 수 있고, 소비자들은 보기 흉한 위생 제품은 외면하기에 바람직하지 않다. 변색의 원인은 완전히 밝혀지지 않았지만, 중합 유래의 잔류하는 단량체와 같은 반응성 화합물들, 일부 개시제의 이용, 단량체 또는 중화제 중의 불순물, 사용되는 단량체 중의 표면 후속가교제 또는 안정화제가 관여되어 있는 것으로 보인다.The problem that often arises in superabsorbents is discoloration, which occurs during storage at elevated temperatures or elevated air humidity. Such conditions often occur during superabsorbent storage in tropical or subtropical countries. Superabsorbents tend to yellow under such conditions; They may even turn brown or black. Such discoloration of the actual colorless superabsorbent powder may appear in thin sanitary articles, which are particularly desirable, and consumers are not advised to ignore unsightly sanitary products. Although the cause of discoloration is not completely understood, it appears that reactive compounds such as residual monomers derived from polymerization, use of some initiators, impurities in monomers or neutralizing agents, surface subsequent crosslinking agents or stabilizers in the monomers used are involved.
[Fredric L. Buchholz and Andrew T. Graham (editors) give, in: "Modern Superabsorbent Polymer Technology", J. Wiley & Sons, New York, U.S.A. / Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 1997, ISBN 0-471-19411-5] (초흡수체의 포괄적인 리뷰, 이의 특성 및 초흡수체 제조 방법). [Modern Superabsorbent Polymer Technology ", J. Wiley & Sons, New York, U.S.A.), Fredric L. Buchholz and Andrew T. Graham (editors) / Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 1997, ISBN 0-471-19411-5] (Comprehensive review of superabsorbents, their properties and methods for producing superabsorbents).
WO 00/55 245 A1 은 무기 환원제 및 임의적으로는 금속 염, 알칼리 토금속 염 (이는 중합 후 첨가됨) 으로 처리됨으로써 변색에 대한 초흡수체의 안정화를 교시하고 있다. 무기 환원제는 전형적으로 히포포스파이트, 포스파이트, 비술파이트 또는 술파이트이다. 금속 염은 전형적으로 무색 ("무색" 특징은 종종 단순히 "백색" 으로서 지칭됨) 포스페이트, 아세테이트 또는 락테이트이나, 할라이드는 아니다. WO 2006/058 682 A1 의 교시에 따르면, 초흡수체의 변색은 건조될 때 피해지며 사후가교 반응은 산화 기체가 본질적으로 없는 분위기 하에서 수행된다. WO 2009/060 062 A1 또는 WO 2010/012 762 A2 는 변색에 대항하여 초흡수체를 안정화시키기 위해 초흡수체로의 술핀산 유도체의 첨가를 교시하고 있다. EP 1 199 315 A2 는 중합 반응을 개시하기 위한 산화환원 개시제 시스템의 사용을 교시하며, 상기 산화환원 개시제 시스템은 환원 성분으로서 술핀산 또는 술피네이트를 포함하며, 특히 2-히드록시술피네이토아세트산 또는 이의 염을 포함한다. WO 99/18 067 A1 는 특히 히드록실- 또는 아미노알킬- 또는 아릴술핀산 유도체 또는 이의 혼합물 및 이의 포름알데히드를 방출하지 않는 환원제로서의 용도를 개시하고 있다. WO 2004/084 962 A1 은 초흡수체로의 부분 중성화된 아크릴산의 중합을 위한 산화환원 개시제의 환원 성분으로서 이들 술핀산 유도체의 용도에 관한 것이다.WO 00/55 245 A1 teaches the stabilization of superabsorbents against discoloration by treatment with inorganic reducing agents and optionally metal salts, alkaline earth metal salts (which are added after polymerization). Inorganic reducing agents are typically hypophosphite, phosphite, bisulfite or sulfite. The metal salt is typically a colorless (the "colorless" feature is often referred to simply as "white") phosphate, acetate or lactate, but not a halide. According to the teachings of WO 2006/058 682 A1, the discoloration of the superabsorbent is avoided when dried and the post-crosslinking reaction is carried out in an atmosphere essentially free of oxidizing gas. WO 2009/060 062 A1 or WO 2010/012 762 A2 teaches the addition of sulfinic acid derivatives to superabsorbents to stabilize superabsorbents against discoloration. EP 1 199 315 A2 teaches the use of a redox initiator system to initiate a polymerization reaction, wherein the redox initiator system comprises sulfinic acid or sulfinate as a reducing component, especially 2-hydroxysulfinate acetic acid or And salts thereof. WO 99/18 067 A1 discloses in particular use as hydroxyl- or aminoalkyl- or arylsulphinic acid derivatives or mixtures thereof and as a reducing agent which does not release formaldehyde. WO 2004/084 962 A1 relates to the use of these sulfinic acid derivatives as reducing components of redox initiators for the polymerization of partially neutralized acrylic acid with superabsorbents.
공보 JP 05/086 251 에서는 인산염 유도체 또는 그의 염, 특히 (1-히드록시에탄-1,1-디일)비스포스폰산 (또한, "1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산", "1-히드록시에탄-(1,1-디포스폰산)", 통상명 "에티드론산 (etidronic acid)"), 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민 펜타(메틸렌포스폰산) 또는 그의 알칼리 금속 또는 알루미늄 염을 변색에 대한 초흡수제의 안정화제로서 사용하는 것을 교시한다. EP 781 804 A2 에서는 동일한 목적으로, (1-히드록시알킬-1,1-디일)비스포스폰산, 5 내지 23 개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼의 첨가를 교시한다.In JP 05/086 251, a phosphoric acid derivative or a salt thereof, especially (1-hydroxyethane-1,1-diyl) bisphosphonic acid (also referred to as "1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid" Etidronic acid "), ethylenediamine tetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriamine penta (methylenephosphonic acid), and the like. ) Or its alkali metal or aluminum salt as a stabilizer for superabsorbents for discoloration. EP 781 804 A2 teaches, for the same purpose, the addition of (1-hydroxyalkyl-1,1-diyl) bisphosphonic acid, an alkyl radical containing from 5 to 23 carbon atoms.
EP 668 080 A2 는 무기산, 유기산 또는 폴리아미노산의 초흡수체에 대한 첨가를 교시하는데, 기술한 무기산은 또한 인산계 산을 포함한다. US 2005/0 085 604 A1 은 킬레이트제 및 산화제 또는 환원제를 초흡수체에 첨가하는 것을 개시하는데, 여기서 킬레이트제는 또한 인을 함유하는 것을 포함한다. US 2005/0 272 600 A1 은 이온 차단제의 초흡수체에 대한 첨가에 관한 것인데, 이는 또한 유기인 화합물을 포함한다. (1-히드록시에탄-1,1-디일)비스포스폰산은 언급한 예시들 중 하나이다. EP 2 112 172 A1 의 교시에 따르면, 유기인 화합물을 초흡수체를 제공하기 위해 중합되는 단량체 용액에 첨가되며; (1-히드록시에탄-1,1-디일)비스포스폰산이 언급되며; 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산) 이 가장 바람직한 화합물이다. US 2009/0 275 470 A1 은 킬레이트제 및 바람직하게는 무기 인 화합물을 전부 초흡수체에 첨가하는 것을 교시하며, 킬레이트제는 또한 인 화합물, 예를 들어 (1-히드록시에탄-1,1-디일)비스포스폰산 또는 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산) 이다. 또한, WO 2006/109 882 A1 의 교시에 따르면, 그러한 화합물이 킬레이트제로서 초흡수체에 첨가되는데, 인 화합물 뿐만 아니라 황 화합물이 다양한 공정 단계에서 첨가된다.EP 668 080 A2 teaches the addition of inorganic, organic, or polyamino acids to superabsorbents, and the inorganic acids described also include phosphoric acids. US 2005/0 085 604 A1 discloses adding a chelating agent and an oxidizing or reducing agent to a superabsorbent, wherein the chelating agent also comprises phosphorus. US 2005/0272 600 A1 relates to the addition of ionic blocking agents to superabsorbents, which also include organic phosphorus compounds. (1-hydroxyethane-1,1-diyl) bisphosphonic acid is one of the examples mentioned. According to the teaching of EP 2 112 172 A1, an organophosphorus compound is added to the monomer solution which is polymerized to provide a superabsorbent; (1-hydroxyethane-1,1-diyl) bisphosphonic acid; Ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) is the most preferred compound. US 2009/0 275 470 A1 teaches the addition of all of the chelating agents and preferably the inorganic phosphorus compounds to the superabsorbent, wherein the chelating agent is also a phosphorus compound such as (1-hydroxyethane-1,1-diyl ) Bisphosphonic acid or ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid). Also, according to the teachings of WO 2006/109 882 A1, such compounds are added to the superabsorbents as chelating agents, as well as phosphorus compounds as well as sulfur compounds are added in various process steps.
본 발명은 여타 초흡수체, 또는 심지어 상승된 온도 및/또는 상승된 공기 습도 하의 저장 과정에서 변색, 특히 황변 또는 갈변에 대해 더욱 안정화된 초흡수체 및 그의 제조 방법을 찾는 것을 목적으로 한다. 초흡수체의 제공 특성, 특히, 압력 하에서의 흡수 용량을 포함한, 액체에 대한 그의 흡수 용량 및 액체를 유용하는 그의 능력에 전혀 해를 끼치지 않거나 또는 거의 해를 끼치지 말아야 한다. 본 발명의 추가적인 대상은 상기 초흡수체의 용도, 예컨대 상기 초흡수체를 함유하는 위생 물품 및 그의 제조 방법이다.The present invention seeks to find a superabsorbent which is further stabilized against discoloration, in particular yellowing or browning, in the course of storage under other superabsorbents, or even at elevated temperature and / or elevated air humidity, and a process for its preparation. The provisional properties of the superabsorbent, in particular its absorption capacity to the liquid, including its absorption capacity under pressure, and its ability to utilize the liquid should not or will not cause any harm. A further object of the present invention is the use of said superabsorbent, for example a hygiene article containing said superabsorbent and a process for its production.
상기 목적은, 하기를 함유하는 단량체 용액 중합에 의한 초흡수체 제조 방법에 의해 달성된다:This object is achieved by a process for preparing superabsorbents by monomer solution polymerization comprising:
a) 산 기를 보유하며, 임의로는 적어도 부분적으로 염의 형태로 제시되는, 하나 이상의 에틸렌 불포화 단량체,a) at least one ethylenically unsaturated monomer having an acid group, optionally at least partly in the form of a salt,
b) 하나 이상의 가교제,b) at least one crosslinking agent,
c) 하나 이상의 개시제,c) one or more initiators,
d) 임의로는, a) 에서 언급된 단량체와 공중합가능한 하나 이상의 에틸렌 불포화 단량체,d) optionally, one or more ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with the monomers mentioned under a)
e) 임의로는, 하나 이상의 수용성 중합체,e) optionally, one or more water soluble polymers,
[상기 방법은 추가로 결과로서 수득한 중합체를 건조시키는 단계, 건조된 중합체를 분쇄하고 분쇄된 중합체를 사별하는 선택적 단계, 및 건조되었으며 임의로 분쇄 및 사별된 중합체를 표면 사후가교하는 선택적 단계를 포함하며, 여기서 건조 단계 이전에 하나 이상의 술폰산 유도체가 단량체 혼합물 및/또는 중합체에 첨가되며, 건조 단계 후 또는 선택적 표면 사후가교 단계 후 하나 이상의 포스폰산 유도체가 중합체에 첨가됨].[The method further comprises a step of drying the resultant polymer, an optional step of grinding the dried polymer and separating the ground polymer, and an optional step of optionally post-crosslinking the ground and fired polymer, Wherein one or more sulfonic acid derivatives are added to the monomer mixture and / or polymer prior to the drying step, and one or more phosphonic acid derivatives are added to the polymer after the drying step or after the selective surface post-crosslinking step.
본 발명의 초흡수체는 놀랍게도 그의 제공 특성, 예컨대 CRC, AUL 또는 SFC 에 임의의 해를 주지 않고 변색에 대해 우수한 안정성을 나타낸다.The superabsorbent of the present invention surprisingly exhibits excellent stability to discoloration without giving any solution to its providing properties, such as CRC, AUL or SFC.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 술폰산 유도체가 초흡수체에 첨가된다. 본 발명의 맥락에서 술폰산유도체는 화학식 R-SO2-OH 의 술폰산으로부터 유래하며, 하기 화학식 (I) 을 갖고 있는 화합물 이의 염 및 혼합물 및/또는 이의 염과의 혼합물이다:According to the present invention, one or more sulfonic acid derivatives are added to the superabsorbent. In the context of the present invention, a sulfonic acid derivative is a mixture derived from a sulfonic acid of the formula R-SO 2 -OH, with a salt and a mixture of a compound having the formula (I) and / or a salt thereof:
[식 중,[Wherein,
M 은 수소 원자, 암모늄 이온, 주기율표 1, 2, 8, 9, 10, 12 또는 14족의 2가 금속 이온의 하나의 등가물이고;M is a hydrogen atom, an ammonium ion, an equivalent of a divalent metal ion of group 1, 2, 8, 9, 10, 12 or 14 of the periodic table;
R1 는 OH 또는 NR5R6 이고, 이때 R5 및 R6 은 각각 독립적으로 H 또는 C1-C6-알킬이고;R 1 is OH or NR 5 R 6, wherein R 5 and R 6 are each independently H or C 1 -C 6 - alkyl;
R2 는 H 또는 알킬, 알케닐, 시클로알킬 또는 아릴 기이고, 이때 이러한 기는 임의적으로는 1, 2 또는 3 개의 치환기를 갖고 이는 서로 독립적으로 C1-C6-알킬, OH, O-C1-C6-알킬, 할로겐 및 CF3 로부터 선택되고;R 2 is H or an alkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl group, which optionally has 1, 2 or 3 substituents which are independently of each other C 1 -C 6 -alkyl, OH, OC 1 -C 6 -alkyl, halogen and CF < 3 >;
R3 은 COOM, SO3M, COR4,CONR4R5 또는 COOR4 이고, 이때 M, R4 및 R5 는 각각 상기 정의된 바와 같거나, 또는 R2 이 아릴일때 이는 상기 정의된 바와 같이 임의 치환되고, 또한 H 이다].R 3 is COOM, SO 3 M, COR 4 , CONR 4 R 5 or COOR < 4 > wherein M, R < 4 & R 5 are each as defined above or, when R 2 is aryl, it is optionally substituted as defined above and is also H.
상기 화학식 (I) 에서, 알킬은 바람직하게는 1-6 및 특히 1-4 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 기를 나타낸다. 알킬 기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, t-부틸, n-헥실, 등이다. 동일한 것이 O-알킬에서 알킬 기에 적용된다. 알케닐은 바람직하게는 3-8 탄소 원자, 특히 3-6 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알케닐 기를 나타낸다. 바람직한 알케닐 기는 알릴 기이다. 시클로알킬은 특히 C1-C6-시클로알킬이고, 특히 바람직한 것은 시클로펜틸 및 시클로헥실이다. 아릴 (아르알킬에서도 포함) 은 바람직하게는 페닐 또는 나프틸이다. 아릴 라디칼이 페닐기이고 치환되는 경우, 바람직하게는 2개의 치환기를 갖는다. 이들은 특히 2 및/또는 4 위치에서 존재한다.In the above formula (I), alkyl represents a straight-chain or branched alkyl group having preferably 1 to 6 and especially 1 to 4 carbon atoms. Examples of alkyl groups are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, t-butyl, n-hexyl and the like. The same applies to alkyl groups in O-alkyl. Alkenyl preferably represents a straight-chain or branched alkenyl group having from 3 to 8 carbon atoms, especially from 3 to 6 carbon atoms. A preferred alkenyl group is an allyl group. Cycloalkyl is especially C 1 -C 6 -cycloalkyl, particularly preferred are cyclopentyl and cyclohexyl. Aryl (also including aralkyl) is preferably phenyl or naphthyl. When the aryl radical is a phenyl group and is substituted, it preferably has 2 substituents. They are particularly present in the 2 and / or 4 positions.
할로겐은 F, Cl, Br 및 I, 바람직하게는 Cl 및 Br 이다.Halogen is F, Cl, Br and I, preferably Cl and Br.
M 은 바람직하게는 암모늄 이온, 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토금속 또는 아연 이온의 하나의 등가물이다. 적합한 알칼리 금속 이온은 특히 나트륨 및 칼륨 이온이고; 적합한 알칼리 토금속 이온은 특히 마그네슘, 스트론튬 및 칼슘 이온이다.M is preferably one equivalent of an ammonium ion, an alkali metal ion or an alkaline earth metal or zinc ion. Suitable alkali metal ions are, in particular, sodium and potassium ions; Suitable alkaline earth metal ions are, in particular, magnesium, strontium and calcium ions.
R1 는 바람직하게는 히드록실 또는 아미노 기이다.R < 1 > is preferably a hydroxyl or an amino group.
R2 은 바람직하게는 수소 원자 또는 알킬 또는 아릴 기 이고, 이는 상기와 같이 치환될 수 있다. 바람직하게는 2개 또는 2개의 히드록실 및/또는 알콕시 치환기를 갖는다.R 2 is preferably a hydrogen atom or an alkyl or aryl group, which may be substituted as described above. Preferably two or two hydroxyl and / or alkoxy substituents.
R3 은 바람직하게는 COOM 또는 COOR4 (M 및 R4 는 각각 상기 정의된 바와 같음) 이거나, 또는 R2 이 상기 나타낸 바와 같이 치환될 수 있는 아릴일 때 이는 또한 수소 원자이다.R 3 is preferably COOM or COOR 4 (wherein M and R 4 are each as defined above), or when R 2 is aryl which may be substituted as indicated above, it is also a hydrogen atom.
바람직한 구현예에서, 초흡수체는 상기 화학식 (II) 의 화합물을 포함하며, 이때 M 은 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토금속 또는 아연 이온의 하나의 등가물이고; R1 는 히드록실 또는 아미노 기이고; R2 는 H 또는 알킬이고, R3 는 COOM 또는 COOR4 이고, 이때, R3 가 COOM 일때, 이러한 COOM 라디칼에서 M 은 H, 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토금속 이온의 하나의 등가물이고, R3 가 COOR3 일때, R4 는 C1-C6-알킬이다. 특히 바람직한 상기 화학식 (I) 의 화합물은 2-히드록시-2-술포네이토아세트산 및 이의 염, 특히 이의 나트륨 염, 및 이들 중 특히 이의 이나트륨 염이다.In a preferred embodiment, the superabsorbent comprises a compound of formula (II), wherein M is an equivalent of an alkali metal ion or an alkaline earth metal or zinc ion; R < 1 > is a hydroxyl or an amino group; R 2 is H or alkyl and R 3 is COOM or COOR 4, wherein when R 3 is COOM, in such a COOM radical, M is an equivalent of H, an alkali metal ion or an alkaline earth metal ion and R 3 is COOR when 3, R 4 is C 1 -C 6 - alkyl. Particularly preferred compounds of formula (I) above are 2-hydroxy-2-sulfonato acetic acid and its salts, especially the sodium salts thereof, and especially the sodium salt thereof.
추가의 구현예에 있어서, 초흡수체는 임의적으로는 상기 화학식의 화합물을 포함하고, 이때 M 은 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토금속 또는 아연 이온의 하나의 등가물이고; R1 은 히드록실 또는 아미노 기이고; R2 은 상기 상술된 바와 같이 임의 치환되는 아릴이고, 특히 히드록시페닐 또는 C1-C4-알콕시페닐이고; R3 은 수소 원자이다.In a further embodiment, the superabsorbent optionally comprises a compound of the above formula, wherein M is an equivalent of an alkali metal ion or an alkaline earth metal or zinc ion; R 1 is a hydroxyl or an amino group; R 2 is aryl which is optionally substituted as described above, in particular hydroxyphenyl or C 1 -C 4 - alkoxy phenyl; R 3 is a hydrogen atom.
현재 IUPAC 넘버링 (화학 분야 명명법에 대한 국제 기관, International Union of Pure and Applied Chemistry, 104 T.W. Alexander Drive, Building 19, Research triangle Park, NC 27709, U.S.A., www.iupac.org)에서 주기율표의 1족 (H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), 2족 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), 8족 (Fe, Ru, Os), 9족 (Co, Rh, Ir), 10족 (Ni, Pd, Pt), 12족 (Zn, Cd, Hg) 및 14족 (C, Si, Ge, Sn, Pb) 은 CAS (Chemical Abstracts Service, 2540 Olentangy River Road, Columbus, OH 43202, U.S.A., www.cas.org) 에 의해 사용되는 넘버링에서 Ia, IIa, IIb, IVa 및 VIIIb 족에 상응한다.At present, one group (H) of the Periodic Table of the Elements is selected from the IUPAC Numbering (International Organization for Chemical Nomenclature, International Union of Pure and Applied Chemistry, 104 TW Alexander Drive, Building 19, Research Triangle Park, NC 27709, USA, www.iupac.org) (Fe, Ru, Os), Group 9 (Co, Rh, Ir), Group 8 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra), Li, Na, K, Rb, Cs, Group 10 (Ni, Pd, Pt), Group 12 (Zn, Cd, Hg) and Group 14 (C, Si, Ge, Sn, Pb) USA, www.cas.org) in the numbering Ia, IIa, IIb, IVa and VIIIb groups.
상기 화학식의 술폰산 유도체는 순수 형태에서 사용될 수 있으나, 임의적으로는 상응하는 술핀산 유도체 및 상응하는 금속 이온의 술파이트와의 혼합물에서 사용될 수 있다.Sulfonic acid derivatives of the above formula may be used in the pure form, but may optionally be used in admixture with the corresponding sulfinic acid derivatives and sulfites of the corresponding metal ions.
이러한 혼합물의 제조는 공지되어 있으며 예를 들어 WO 99/18 067 A1 에서 기술되어 있다. 이들은 또한 표준 시판 생성물이고 시판되고, 예를 들어 2-히드록시-2-술피네이토아세트산의 나트륨 염의 혼합물 형태이고, 2-히드록시-2-술포네이토아세트산의 이나트륨 염 및 나트륨 비술파이트, L. Brugemann KG (Salzstrasse 131, 74076 Heilbronn, Germany, www.brueggemann.com) 로부터 명칭 BRUGOLIT®FF6M 또는 BRUGOLIT®FF7, 또는 대안적으로는 BRUGGOLITE®FF6M 또는 BRUGGOLITE®FF7 이다.The preparation of such mixtures is known and is described, for example, in WO 99/18 067 A1. These are also standard commercial products and are commercially available, for example in the form of a mixture of the sodium salt of 2-hydroxy-2-sulfinetoacetic acid, the disodium salt of 2-hydroxy-2-sulphonatoacetic acid and sodium bisulfite, by L. Brugemann KG (Salzstrasse 131, 74076 Heilbronn, Germany, www.brueggemann.com) from the title BRUGOLIT®FF6M or BRUGOLIT®FF7, or alternatively is BRUGGOLITE ® FF6M or BRUGGOLITE ® FF7.
바람직한 것은 순수 형태의 술폰산 유도체의 사용이다. 술폰산 유도체의 제조는 익히 공지되어 있으며; 이는 예를 들어 술포산화, 술포염소화 후속 가수분해에 의해 또는 적절한 출발 화합물의 술폰화에 의해 실행된다. 이들은 또한 표준 시판 생성물이다. 예를 들어 2-히드록시-2-술포네이토아세트산의 이나트륨 염이 L. Brugemann KG (Salzstrasse 131, 74076 Heilbronn, Germany, www.brueggemann.com) 로부터 상품명 BLANCOLEN®HP 로 시판된다.Preferred is the use of sulfonic acid derivatives in pure form. The preparation of sulfonic acid derivatives is well known; This is carried out, for example, by sulfoxide oxidation, sulfochlorination subsequent hydrolysis or by sulfonation of an appropriate starting compound. They are also standard commercial products. For example, the disodium salt of 2-hydroxy-2-sulphonatoacetic acid is commercially available from L. Brugemann KG (Salzstrasse 131, 74076 Heilbronn, Germany, www.brueggemann.com) under the trade name BLANCOLEN ® HP.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 포스폰산 유도체가 초흡수체에 첨가된다. 본 발명의 맥락에서, 포스폰산 자체로도 포스폰산 유도체로서 이해되어야 한다. 포스폰산 유도체는 화학식 (HP(O)(OH)2) 을 가진 포스폰산으로부터 유도되며, 하기 화학식 (II) 을 갖는 화합물이다:According to the present invention, one or more phosphonic acid derivatives are added to the superabsorbent. In the context of the present invention, the phosphonic acid itself must also be understood as a phosphonic acid derivative. The phosphonic acid derivative is a compound derived from a phosphonic acid having the formula (HP (O) (OH) 2 ) and having the formula (II)
R6-P(O)(OH)2 (II)R < 6 > -P (O) (OH) 2 (II)
[식 중, R6 는 임의 치환된 유기 라디칼임]. 그의 염 및/또는 에스테르 및 그러한 포스폰산 유도체, 염 및/또는 에스테르의 혼합물이 마찬가지로 이용가능하다.Wherein R < 6 > is an optionally substituted organic radical. Its salts and / or esters and mixtures of such phosphonic acid derivatives, salts and / or esters are likewise available.
예시는 모노알킬포스폰산 및 모노알케닐포스폰산, 예를 들어 라우릴포스폰산 및 스테아릴포스폰산이다. 추가 예시는 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복시산, 에틸렌디아민-N,N'-디(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 니트릴로아세트산-디(메틸렌포스폰산), 니트릴로디아세트산(메틸렌포스폰산), 니트릴로아세트산-프로피온산-메틸렌포스폰산, 니트릴로트리스(메틸렌포스폰산), 시클로헥산디아민테트라(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민-N,N'-디아세트산-N,N'-디(메틸렌포스폰산), 테트라메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 헥사메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 폴리메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 히드록시에틸아미노비스(메틸렌포스폰산), 비스헥사메틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 피트산, 2-히드록시-2-포스포나토아세트산 및 이들 화합물들의 염이다.Examples are monoalkylphosphonic acids and monoalkenylphosphonic acids, such as laurylphosphonic acid and stearylphosphonic acid. Further examples are 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, ethylenediamine-N, N'-di (methylenephosphonic acid) (Methylenephosphonic acid), nitrilotetra (methylenephosphonic acid), nitriloacetic acid-di (methylenephosphonic acid), nitrilodiacetic acid (methylenephosphonic acid), nitriloacetic acid- Tetramethylenediamine tetra (methylenephosphonic acid), hexamethylenediamine tetra (methylenephosphonic acid), tetramethylenediamine tetra (methylenephosphonic acid), tetramethylenediamine tetra (methylenephosphonic acid), ethylenediamine-N, N'- diacetic acid- (Methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), hydroxyethylaminobis (methylenephosphonic acid), bishexamethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), fic acid, 2- Roxy-2-phosphonatoacetic acid and these compounds Salts.
바람직한 포스폰산 유도체는 R6 이 2개의 포스폰산 라디칼을 포함하는 디일 라디칼인 것, 특히 1-아미노-1,1-디일 라디칼 또는 1-히드록시-1,1-디일 라디칼, 1-히드록시알킬-1,1-디일비스포스폰산에서와 같으며, 이때 이들 화합물에서 알킬은 C1-C25 라디칼이고, 특히 바람직한 것은 에틸에 대한 것이다. 가장 바람직한 포스폰산 유도체는 (1-히드록시에탄-1,1-디일)비스포스폰산 또는 이의 금속 M 을 갖는 염이며, 이때 M 은 수소 원자, 암모늄 이온, 1가 금속 이온 또는 주기율표 1, 2, 8, 9, 10, 12 또는 14족의 2가 금속 이온의 하나의 등가물이고, 특히 나트륨 염, 칼륨 염, 이나트륨 염, 이칼륨 염 또는 나트륨-칼륨 염이다. 추가의 바람직한 포스폰산 유도체는 R6 이 아미노-치환된 알킬 라디칼, 특히 아미노-치환된 메틸렌 라디칼인 것이며, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산) 및 [니트릴로트리스(메틸렌)]트리스(포스폰산) 에서와 같다.Preferred phosphonic acid derivatives are those in which R < 6 > is a diyl radical comprising two phosphonic acid radicals, in particular 1-amino-1,1-diyl radical or 1-hydroxy-1,1-diyl radical, -1, 1 -dihydrophosphonic acid, wherein alkyl is a C 1 -C 25 radical, particularly preferably for ethyl. Most preferred phosphonic acid derivatives are (1-hydroxyethane-1,1-diyl) bisphosphonic acid or salts thereof with a metal M, wherein M is a hydrogen atom, an ammonium ion, a monovalent metal ion, 8, 9, 10, 12 or 14 of the Periodic Table of the Elements, in particular the sodium salt, potassium salt, disodium salt, dipotassium salt or sodium-potassium salt. Further preferred phosphonic acid derivatives are those wherein R 6 is an amino-substituted alkyl radical, especially an amino-substituted methylene radical, and is selected from the group consisting of ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriamine penta (methylenephosphonic acid) Tris (methylene)] tris (phosphonic acid).
이러한 포스폰산 유도체는 공지되어 있으며 표준 경로에 의해 제조되며, 예를 들어, 포름알데히드 및 올리고에틸렌아민을 이용한 자유 포스폰산의 'quasi-Mannich' 반응 (인산의 호변체), 'Michaelis-Arbuzov' 반응에 의한 것, 또는 카복실 무수물 또는 니트릴을 이용한 포스폰산의 아실화에 의한 것이다. 이의 주요 사용은 세제에서 포스페이트 치환에서와 같다. 따라서, 이들은 표준 시판 생성물이고 시판된다 (예를 들어 Cublen® 브랜드, Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co KG, Chemnitztalstrasse 1, 09217 Burgstadt, Germany).These phosphonic acid derivatives are known and are prepared by standard routes and include, for example, the quasi-Mannich reaction of free phosphonic acid with formaldehyde and oligoethyleneamine, the Michaelis-Arbuzov reaction , Or by acylation of the phosphonic acid using a carboxylic anhydride or nitrile. Its main use is the same as in phosphate substitution in detergents. Thus, they are standard commercial products and are commercially available (for example, Cublen ® brand, Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co KG, Chemnitztalstrasse 1, 09217 Burgstadt, Germany).
본 발명의 초흡수체는 본 발명에 따른 공정에 의해 수득될 수 있다.The superabsorbent of the present invention can be obtained by the process according to the invention.
본 발명에 따른 공정은 하기를 포함하는 단량체 혼합물의 수용액 중합 방법이다:The process according to the invention is an aqueous solution polymerization method of a monomer mixture comprising:
a) 하나 이상의 산 기를 포함하고 임의적으로는 일부 이상 염 형태로 존재하는 하나 이상의 에틸렌성 불포화 단량체,a) at least one ethylenically unsaturated monomer comprising at least one acid group and optionally present in at least some salt form,
b) 하나 이상의 가교제,b) at least one crosslinking agent,
c) 하나 이상의 개시제,c) one or more initiators,
d) 임의적으로는, 상기 a) 에 언급된 단량체와 공중합될 수 있는 하나 이상의 에틸렌성 불포화 단량체, 및d) optionally, one or more ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with the monomers mentioned under a), and
e) 임의적으로는 하나 이상의 수용성 중합체.e) optionally one or more water soluble polymers.
단량체 a) 는 바람직하게는 수용성이고, 즉 23℃ 에서 물에서의 용해도는 전형적으로 물의 1 g/100 g 이상, 바람직하게는 물의 5 g/100 g 이상, 더욱 바람직하게는 물의 25 g/100 g 이상, 가장 바람직하게는 물의 35 g/100 g 이상이다.The monomer a) is preferably water-soluble, i.e. the solubility in water at 23 DEG C is typically at least 1 g / 100 g of water, preferably at least 5 g / 100 g of water, more preferably at least 25 g / 100 g of water Most preferably at least 35 g / 100 g of water.
적합한 단량체 a) 는, 예를 들어, 에틸렌성 불포화 카복실 산 또는 이의 염, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 말레 산 또는 이의 염, 말레 무수물 및 이타콘 산 또는 이의 염이다. 특히 바람직한 단량체는 아크릴산 및 메타크릴산이다. 매우 특히 바람직한 것은 아크릴산이다.Suitable monomers a) are, for example, ethylenically unsaturated carboxylic acids or salts thereof such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or its salts, maleic anhydrides and itaconic acid or its salts. Particularly preferred monomers are acrylic acid and methacrylic acid. Very particularly preferred is acrylic acid.
추가의 적합한 단량체 a) 는, 예를 들어, 에틸렌성 불포화 술폰산, 예컨대 스티렌술폰산 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산 (AMPS) 이다.Further suitable monomers a) are, for example, ethylenically unsaturated sulfonic acids, such as styrenesulfonic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS).
불순물은 중합에 상당히 영향을 미칠 수 있다. 사용되는 원료는 최대 순도를 가져야 한다. 따라서, 이는 특히 단량체 a) 를 정제하는데 유리하다. 적합한 정제가능한 공정은 예를 들어 WO 2002/055469 A1, WO 2003/078378 A1 및 WO 2004/035514 A1 에 기술되어 있다. 적합한 단량체 a) 는, 예를 들어 WO 2004/035514 A1 에 따라 정제되고 99.8460중량% 의 아크릴산, 0.0950중량% 의 아세트산, 0.0332중량% 의 물, 0.0203중량% 의 프로피온산, 0.0001중량% 의 푸르푸랄, 0.0001중량% 의 말레 무수물, 0.0003중량% 의 디아크릴산 및 0.0050중량% 의 히드로퀴논 모노메틸 에테르를 포함한다.Impurities can significantly affect polymerization. The raw materials used should have maximum purity. Thus, this is particularly advantageous for purifying monomer a). Suitable purifiable processes are described, for example, in WO 2002/055469 A1, WO 2003/078378 A1 and WO 2004/035514 A1. Suitable monomers a) are, for example, purified according to WO 2004/035514 A1 and comprise 99.8460 wt% acrylic acid, 0.0950 wt% acetic acid, 0.0332 wt% water, 0.0203 wt% propionic acid, 0.0001 wt% furfural, 0.0001 wt% By weight of maleic anhydride, 0.0003% by weight of diacrylic acid and 0.0050% by weight of hydroquinone monomethyl ether.
단량체 a) 의 총량에서 아크릴산 및/또는 이의 염의 비율은 바람직하게는 50 mol% 이상, 더욱 바람직하게는 90 mol% 이상, 가장 바람직하게는 95 mol% 이상이다.The proportion of acrylic acid and / or its salt in the total amount of monomer a) is preferably not less than 50 mol%, more preferably not less than 90 mol%, and most preferably not less than 95 mol%.
단량체 용액은 바람직하게는 250 중량ppm 이하, 바람직하게는 130 중량ppm 이하, 더욱 바람직하게는 70 중량ppm 이하 및 바람직하게는 10 중량ppm 이상, 더욱 바람직하게는 30 중량ppm 이상, 특히 대략 50 중량ppm 의 히드로퀴논 모노에테르 (각 경우 중성화되지 않은 단량체 a) 기준) 를 포함하고; 중성화된 단량체 a) 즉 단량체 a) 의 염은 중성화된 단량체에 대한 연산 목적으로 고려된다. 예를 들어, 단량체 용액은 히드로퀴논 모노에테르의 적절한 함량을 갖는 산 기를 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체를 사용함으로써 제조될 수 있다.The monomer solution is preferably not more than 250 ppm by weight, preferably not more than 130 ppm by weight, more preferably not more than 70 ppm by weight, preferably not less than 10 ppm by weight, more preferably not less than 30 ppm by weight, Of the hydroquinone monoether (in each case non-neutralized monomer a); The salt of the neutralized monomer a), i.e. the monomer a), is considered for calculation purposes for the neutralized monomers. For example, the monomer solution may be prepared by using an ethylenically unsaturated monomer comprising an acid group having an appropriate content of hydroquinone monoethers.
바람직한 히드로퀴논 모노에테르는 히드로퀴논 모노메틸 에테르 (MEHQ) 및/또는 알파-토코페롤 (비타민 E) 이다.Preferred hydroquinone monoethers are hydroquinone monomethyl ether (MEHQ) and / or alpha-tocopherol (vitamin E).
적합한 가교제 b) 는 가교에 적합한 2 개 이상의 기를 갖는 화합물이다. 이러한 기는 예를 들어 중합체 사슬 내로 자유 라디칼로 중합될 수 잇는 에틸렌성 불포화 기, 및 단량체 a) 의 산 기와 공유 결합을 형성할 수 있는 기능기이다. 또한, 단량체 a) 의 2 개 이상의 산 기와 배위 결합을 형성할 수 있는 다가 금속 염이 가교제 b) 로서 또한 적합하다.Suitable crosslinking agents b) are compounds having two or more groups suitable for crosslinking. Such groups are, for example, functional groups capable of forming covalent bonds with the ethylenically unsaturated groups that can be polymerized into free radicals into the polymer chain, and the acid groups of monomer a). Also, a polyvalent metal salt capable of forming a coordination bond with two or more acid groups of the monomer a) is also suitable as the crosslinking agent b).
가교제 b) 는 중합체 네트워크 내로 자유 라디칼로 중합될 수 있는 2개 이상의 중합성 기를 갖느 화합물이다. 적합한 가교제 b) 는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 테트라알릴암모늄 클로라이드, 테트라알릴옥시에탄, (EP 530 438 A1 에서 기술된 바와 같음), 디- 및 트리아크릴레이트 (EP 547 847 A1, EP 559 476 A1, EP 632 068 A1, WO 93/21237 A1, WO 2003/104299 A1, WO 2003/104300 A1, WO 2003/104301 A1 및 DE 103 31 450 A1 에서 기술된 바와 같음), 혼합 아크릴레이트 (및 아크릴레이트 기는 추가의 에틸렌성 불포화 기를 포함함, DE 103 31 456 A1 및 DE 103 55 401 A1 에서 기술된 바와 같음), 또는 가교제 혼합물 (예를 들어 DE 195 43 368 A1, DE 196 46 484 A1, WO 90/15830 A1 및 WO 2002/32962 A2 에 기술된 바와 같음) 이다.Crosslinking agent b) is a compound having two or more polymerizable groups that can be polymerized into free radicals into the polymer network. Suitable crosslinking agents b) are, for example, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, allyl methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, triallylamine, tetraallyl ammonium chloride , Tetraallyloxyethane, (as described in EP 530 438 A1), di- and triacrylates (EP 547 847 A1, EP 559 476 A1, EP 632 068 A1, WO 93/21237 A1, WO 2003/104299 A1, WO 2003/104300 A1, WO 2003/104301 A1 and DE 103 31 450 A1), mixed acrylates (and acrylate groups include additional ethylenically unsaturated groups, as described in DE 103 31 456 A1 and DE 103 55 401 A1), or crosslinker mixtures (for example as described in DE 195 43 368 A1, DE 196 46 484 A1, WO 90/15830 A1 and WO 2002/32962 A2).
바람직한 가교제 b) 는 펜타에리트리틸 트리알릴 에테르, 테트라알릴옥시에탄, 메틸렌비스메타크릴아미드, 15- 내지 20-튜플리 에톡실화된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 15-20-튜플리 에톡실화된 글리세릴 트리아크릴레이트, 분자 사슬에서 4 및 45 -CH2CH2O 단위를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 트리알릴아민이다.Preferred crosslinking agents b) are selected from the group consisting of pentaerythritol triallyl ether, tetraallyloxyethane, methylenebismethacrylamide, 15- to 20-tuply ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, 15-20-tuply ethoxylated Glyceryl triacrylate, polyethylene glycol diacrylate having 4 and 45 -CH 2 CH 2 O units in the molecular chain, trimethylolpropane triacrylate and triallylamine.
매우 특히 바람직한 가교제 b) 는 디- 또는 트리아크릴레이트를 생성하기 위해 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화된 폴리에톡실화된 및/또는 -프로폭실화된 글리세롤이다 (예를 들어 WO 2003/104301 A1 에 기술된 바와 같음). 3- 내지 10-튜플리 에톡실화된 글리세롤의 디- 및/또는 트리아크릴레이트가 특히 유리하다. 매우 특히 바람직한 것은 1- 내지 5-튜플리 에톡실화된 및/또는 프로폭실화된 글리세롤의 디- 또는 트리아크릴레이트이다. 가장 바람직한 것은 3- 내지 5-튜플리 에톡실화된 및/또는 프로폭실화된 글리세롤의 트리아크릴레이트이고, 특히 3-튜플리 에톡실화된 글리세롤의 트리아크릴레이트이다.Very particularly preferred crosslinking agents b) are polyethoxylated and / or propoxylated glycerols which are esterified with acrylic acid or methacrylic acid to produce di- or triacrylates (see, for example, WO 2003/104301 A1 Lt; / RTI > Di- and / or triacrylates of 3- to 10-tuply ethoxylated glycerol are particularly advantageous. Very particularly preferred are di- or triacrylates of 1- to 5-tuply ethoxylated and / or propoxylated glycerol. Most preferred are triacrylates of 3- to 5-tuply ethoxylated and / or propoxylated glycerol, especially tri-acrylates of 3-tuply ethoxylated glycerol.
가교제 b) 의 양은 바람직하게는 0.05 내지 1.5중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1중량% 및 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.6중량% (각 경우 단량체 a) 기준) 이다. 가교제 내용물을 세정하는 것에 대해, 원심분리 체류 용량 (CRC) 은 떨어지고 0.3 psi (AUL0.3psi) 의 압력 하에서 흡착이 올라간다.The amount of crosslinking agent b) is preferably 0.05 to 1.5% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight and most preferably 0.3 to 0.6% by weight (in each case based on monomer a). For rinsing the crosslinker contents, the centrifuge retention capacity (CRC) drops and the adsorption rises at a pressure of 0.3 psi (AUL 0.3 psi).
사용되는 개시제 c) 는 예를 들어 열 개시제, 산화환원 개시제 및/또는 광개시제와 같은 중합 조건 하에서 자유 라디칼을 생성하는 모든 화합물일 수 있다. 적합한 산화환원 개시제는 나트륨 페록소디술페이트/아스코르브 산, 과산화수소/아스코르브 산, 나트륨 페록소디술페이트/나트륨 비술파이트 및 과산화수소/나트륨 비술파이트이다. 바람직한 것은 열적 개시제 및 산화환원 개시제, 예컨대 나트륨 페록소디술페이트/과산화수소/아스코르브 산의 혼합물을 사용하는 것이다. 그러나, 사용되는 환원 성분은 바람직하게는 화학식 (I) 의 술폰산 유도체이다. 그런데, 개시제는 통상적인 양으로 사용된다. 산화환원 개시제의 환원 성분의 통상적인 양은 일반적으로 0.00001중량% 이상, 바람직하게는 0.0001중량% 이상 및 더욱 바람직하게는 0.001중량% 이상, 및 일반적으로 0.2중량% 이하 및 바람직하게는 0.1중량% 이하이다 (각 경우 단량체 a) 및 d) 의 양 기준). 그러나, 산화환원 개시제에서 단독 사용되는 환원 성분은 화학식 (I) 의 술폰산 유도체이며, 이의 첨가되는 양은 일반적으로 0.001중량% 이상, 바람직하게는 0.01중량% 이상 및 더욱 바람직하게는 0.03중량% 이상, 및 일반적으로 1.0중량% 이하, 바람직하게는 0.3중량% 이하 및 더욱 바람직하게는 0.2중량% 이하 (각 경우 단량체 a) 및 d) 의 양 기준) 이다. 산화환원 개시제의 산화 성분의 통상적인 양은 일반적으로 0.0001중량% 및 더욱 바람직하게는 0.001중량% 이상, 및 일반적으로 2중량% 이하 및 바람직하게는 1.0중량% 이하 (각 경우 단량체 a) 및 d) 의 양 기준) 이다. 열적 개시제의 통상적인 양은 일반적으로 0.01중량% 및 더욱 바람직하게는 0.1중량% 이상, 및 일반적으로 2중량% 이하 및 바람직하게는 1.0중량% 이하 (각 경우 단량체 a) 및 d) 의 양 기준) 이다. 광개시제의 통상적인 양은 일반적으로 0.001중량% 및 더욱 바람직하게는 0.01중량% 이상, 및 일반적으로 1.0중량% 이하 및 바람직하게는 0.2중량% 이하 (각 경우 단량체 a) 및 d) 의 양 기준) 이다.The initiator c) used may be any compound which produces free radicals under polymerization conditions such as, for example, thermal initiators, redox initiators and / or photoinitiators. Suitable redox initiators are sodium peroxodisulfate / ascorbic acid, hydrogen peroxide / ascorbic acid, sodium peroxodisulfate / sodium bisulfite and hydrogen peroxide / sodium bisulfite. Preference is given to using a thermal initiator and a redox initiator such as a mixture of sodium peroxodisulfate / hydrogen peroxide / ascorbic acid. However, the reducing component used is preferably a sulfonic acid derivative of formula (I). However, initiators are used in conventional amounts. The typical amount of reducing component of the redox initiator is generally 0.00001 wt% or more, preferably 0.0001 wt% or more, more preferably 0.001 wt% or more, and generally 0.2 wt% or less and preferably 0.1 wt% or less (In each case based on the amounts of monomers a) and d). However, the reducing component used alone in the redox initiator is a sulfonic acid derivative of the formula (I), and the amount thereof to be added is generally 0.001% by weight or more, preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.03% Is generally not more than 1.0% by weight, preferably not more than 0.3% by weight and more preferably not more than 0.2% by weight (in each case based on the amounts of monomers a) and d). Typical amounts of the oxidizing components of the redox initiator are generally 0.0001% by weight and more preferably 0.001% by weight or more, and generally up to 2% by weight and preferably up to 1.0% by weight (in each case monomer a) and d) Respectively. The usual amount of thermal initiator is generally 0.01% by weight and more preferably 0.1% by weight or more, and generally not more than 2% by weight and preferably not more than 1.0% by weight (in each case based on the amounts of monomers a) and d) . Typical amounts of photoinitiators are generally 0.001% by weight and more preferably 0.01% by weight or more, and generally not more than 1.0% by weight and preferably not more than 0.2% by weight (in each case based on the amounts of monomers a) and d).
산 기를 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체 a) 와 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체 d) 는 예를 들어 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴레이트, 디에틸아미노프로필 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 말레 산 또는 이의 염 및 말레 무수물이다.The ethylenically unsaturated monomers d) copolymerizable with the ethylenically unsaturated monomers a) containing acid groups are, for example, acrylamide, methacrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, Dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, maleic acid or a salt thereof and maleic anhydride.
사용되는 수용성 중합체 e) 는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 전분, 전분 유도체, 변형된 셀룰로오스, 예컨대 메틸셀룰로오스 또는 히드록시에틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리글리콜 또는 폴리아크릴산, 바람직하게는 전분, 전분 유도체 및 변형된 셀룰로오스일 수 있다.The water-soluble polymer e) to be used is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, starch, starch derivatives, modified celluloses such as methylcellulose or hydroxyethylcellulose, gelatin, polyglycol or polyacrylic acid, And modified cellulose.
전형적으로, 수성 단량체 용액이 사용된다. 단량체 용액의 물 함량은 바람직하게는 40 내지 75중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 70중량% 및 가장 바람직하게는 50 내지 65중량% 이다. 단량체 현탁액을 사용하는 것이 가능하며, 즉 과포화된 단량체 용액을 사용하는 것이 가능하다. 물 함량을 올리는 것에 대해서, 후속 건조에서의 에너지 요건이 오르게 되고, 물 함량을 떨어지고, 중합 열은 오직 부적절하게 제거될 수 있다.Typically, aqueous monomer solutions are used. The water content of the monomer solution is preferably 40 to 75% by weight, more preferably 45 to 70% by weight and most preferably 50 to 65% by weight. It is possible to use a monomer suspension, i. E. It is possible to use a supersaturated monomer solution. For raising the water content, the energy requirements in subsequent drying are increased, the water content is lowered, and the heat of polymerization can only be removed improperly.
최적 작용에 대해서, 바람직한 중합 저해제는 용해된 산소를 요구한다. 따라서, 단량체 용액은 불활성화에 의한 중합 전에 용해된 산소를 유리시킬 수 있으며, 즉 불활성 기체 바람직하게는 질소 또는 이산화 탄소를 통해 유동화된다. 단량체 용액의 산소 함량은 바람직하게는 중합 전에 낮춰지며, 1 중량ppm 미만, 더욱 바람직하게는 0.5 중량ppm 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량ppm 미만으로 낮춰진다.For optimal performance, preferred polymerization inhibitors require dissolved oxygen. Thus, the monomer solution may liberate dissolved oxygen prior to polymerization by inactivation, i. E. Fluidized through an inert gas, preferably nitrogen or carbon dioxide. The oxygen content of the monomer solution is preferably lowered prior to polymerization and lowered to less than 1 ppm by weight, more preferably less than 0.5 ppm by weight and most preferably less than 0.1 ppm by weight.
단량체 혼합물은 추가의 성분을 포함할 수 있다. 이러한 단량체 혼합물에 사용되는 추가의 성분의 예는 예를 들어 용액 중 금속 이온을 유지하기 위한 킬레이트제, 또는 팽윤 상태에서 초흡수체의 강직도를 증가시키기 위한 무기 분말, 또는 이후의 분쇄 작업으로부터 재사용되는 크기감소를 위한 물질이다. 단량체 혼합물에 대해 공지된 모든 첨가제를 사용하는 것이 가능하다. 오직 "용액" 만이 단량체 혼합물과 관련하에 논의되지만, 이는 또한 현탁액의 중합을 의미하며, 예를 들어 불용성 성분이 단량체 혼합물에 첨가될 때 그러하다.The monomer mixture may comprise additional components. Examples of additional components used in such monomer mixtures are, for example, chelating agents for retaining metal ions in solution, or inorganic powders for increasing stiffness of the superabsorbent in swollen state, or of a size reusable from subsequent grinding operations It is a substance for reduction. It is possible to use all additives known for the monomer mixture. Although only "solution" is discussed in connection with the monomer mixture, it also refers to the polymerization of the suspension, for example when an insoluble component is added to the monomer mixture.
중합으로부터 생성되는 중합체 겔의 산 기는 전형적으로 부분 중성화된다. 중성화는 바람직하게는 단량체 단계에서 수행되며; 즉, 산 기를 포함하는 단량체의 염, 또는 정확하게, 산 기를 포함하는 단량체의 혼합물 및 산 기를 포함하는 단량체의 염("부분 중성화된 산") 이 중합에서 성분 a) 로서 사용된다. 이는 전형적으로, 바람직하게는 고체로서 중합에 의도되는 단량체 혼합물로 또는 바람직하게는 산 기를 포함하는 단량체 또는 이의 용액에 중성화제를 수용액으로서 혼합함으로써 수행된다. 중성화 정도는 바람직하게는 바람직하게는 25 내지 95 mol%, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 mol% 및 가장 바람직하게는 65 내지 72 mol% 이며, 이에 대해 통상적인 중성화제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 금속 히드록시드, 알칼리 금속 옥시드, 알칼리 금속 카보네이트 또는 알칼리 금속 수소카보네이트 및 이의 혼합물이다. 알칼리 금속 염 대신에, 암모늄 염을 사용하는 것이 가능하다. 특히 바람직한 알칼리 금속은 나트륨 및 칼륨이며, 매우 특히 바람직한 것은 수산화 나트륨, 탄산 나트륨 또는 탄산수소나트륨 및 또한 이의 혼합물이다.The acid groups of the polymer gel resulting from the polymerization are typically partially neutralized. The neutralization is preferably carried out in the monomer phase; That is, salts of monomers comprising acid groups, or precisely, mixtures of monomers containing acid groups and salts of monomers comprising acid groups ("partially neutralized acid") are used as component a) in the polymerization. This is typically carried out by mixing the neutralizing agent as an aqueous solution, preferably as a monomer mixture intended for polymerization as a solid, or preferably in a monomer comprising acid groups or a solution thereof. The degree of neutralization is preferably from 25 to 95 mol%, more preferably from 50 to 80 mol% and most preferably from 65 to 72 mol%, and conventional neutralizing agents may be used, Metal hydroxides, alkali metal oxides, alkali metal carbonates or alkali metal hydrogen carbonates, and mixtures thereof. Instead of an alkali metal salt, it is possible to use an ammonium salt. Particularly preferred alkali metals are sodium and potassium, very particularly preferred are sodium hydroxide, sodium carbonate or sodium bicarbonate and also mixtures thereof.
그러나, 중합에서 형성되는 중합체 겔의 단계에서 중합 후 중성화를 수행하는 것이 가능하다. 중합체 겔 단계에서, 오직 중합 후 중성화의 원하는 최종 정도를 설정하고 단량체 용액에 직접 중성화제의 일부를 첨가함으로써 중합 전에 산 기의 40 mol% 이하, 바람직하게는 10 내지 30 mol% 및 더욱 바람직하게는 15 내지 25 mol% 를 중성화하는 것이 가능하다. 중합체 겔이 중합 후 일부 이상 중성화될 때, 중합체 겔은 바람직하게는 기계적으로 세분되고, 예를 들어 압출기에 의해 세분되고, 이때 중성화제가 분무되고, 뿌려지거나 부어지고 조심스럽게 혼합된다. 이를 위해, 수득되는 겔 질량은 균질화를 위해 반복적으로 압출될 수 있다.However, it is possible to perform neutralization after polymerization at the stage of the polymer gel formed in the polymerization. In the polymer gel step only 40 mol% or less, preferably 10 to 30 mol%, and more preferably 10 to 30 mol% of the acid groups are added before the polymerization by setting the desired final degree of post polymerization neutralization and adding a portion of the neutralizing agent directly to the monomer solution It is possible to neutralize 15 to 25 mol%. When the polymer gel is partially or more neutralized after polymerization, the polymer gel is preferably subdivided mechanically, for example, by an extruder, wherein the neutralizing agent is sprayed, sprayed or poured and carefully mixed. To this end, the gel mass obtained can be extruded repeatedly for homogenization.
그러나, 바람직한 것은 단량체 단계에서 중성화를 수행하는 것이다. 즉: 매우 특히 바람직한 구현에에서, 사용되는 단량체 a) 는 25 내지 95 mol%, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 mol% 및 가장 바람직하게는 65 내지 75 mol% 의 산 기를 포함하는 단량체의 염, 및 100 mol% 에 대한 산 기를 포함하는 단량체의 혼합물이다. 이러한 혼합물은 나트륨 아크릴레이트 및 아크릴산의 혼합물 또는 칼륨 아크릴레이트 및 아크릴산의 혼합물이다.However, it is desirable to perform neutralization at the monomer stage. That is to say: in a very particularly preferred embodiment, the monomer a) used comprises a salt of a monomer comprising from 25 to 95 mol%, more preferably from 50 to 80 mol% and most preferably from 65 to 75 mol% Is a mixture of monomers containing an acid group of 100 mol%. Such a mixture is a mixture of sodium acrylate and acrylic acid or a mixture of potassium acrylate and acrylic acid.
바람직한 구현예에서, 중성화에 사용되는 중성화제는 이의 철 함량이 일반적으로 10 중량ppm 미만, 바람직하게는 2 중량ppm 미만, 더욱 바람직하게는 1 중량ppm 미만인 것이다. 마찬가지로, 바람직한 것은 낮은 클로라이드 함량 및 염소의 산소 산의 음이온이다. 적합한 중성화제는 예를 들어 "멤브레인 등급" 으로서 거래되는 50중량% 수산화 나트륨 용액 또는 칼륨 히드록시드 용액이며, 심지어 더욱 순수하고 마찬가지로 적합하나, 더욱 고비용인 것은, "아말감 등급" 또는 "머큐리 프로세스" 으로서 거래되는 50 중량% 수산화 나트륨 용액 또는 칼륨 히드록시드 용액이다.In a preferred embodiment, the neutralizing agent used in the neutralization is such that the iron content thereof is generally less than 10 ppm by weight, preferably less than 2 ppm by weight, more preferably less than 1 ppm by weight. Likewise preferred are the lower chloride content and the anion of the oxygen acid of the chlorine. Suitable neutralizing agents are, for example, 50 wt% sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution, traded as "membrane grade ", and even purer and more suitable, By weight of sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution.
단량체 혼합물로부터 초흡수체의 제조 방법 예컨대 상기 예로서 기술된 것이 원칙적으로 공지되어 있다. 적합한 중합 반응기는 예를 들어 혼련 반응기 또는 벨트 반응기이다. 혼련기에서, 수성 단량체 용액 또는 현탁액의 중합에서 형성되는 중합체 겔은 예를 들어 WO 2001/38402 A1 에서 기술된 바와 같은 콘트라로테이터리 교반기 샤프트에 의해 연속적으로 분쇄된다. 벨트 상의 중합은 예를 들어 EP 955 086 A2, DE 38 25 366 A1 및 US 6,241,928 에 기재되어 있다. 벨트 반응기에서의 중합은 배치식 작업에서 공지된 중합과 마찬가지로 또는 관형 반응기에서와 마찬가지로 (예를 들어 EP 445 619 A2 및 DE 19 846 413 A1 에 기재된 바와 같음), 추가의 공정 단계 예를 들어 미트 그린더, 압출기 또는 혼련기에서 분쇄되어야 하는 중합체 겔을 형성한다. 현탁액 또는 에멀젼 중합에 의해 (예를 들어 EP 457 660 A1 에 기재된 바와 같음), 또는 분무 또는 적하 중합 공정 (예를 들어, EP 348 180 A1, EP 816 383 A1, WO 96/404 27 A1, US 4 020 256, US 2002/0 193 546 A1, DE 35 19 013 A1, DE 10 2005 044 035 A1, WO 2007/093531 A1, WO 2008/086 976 A1 또는 WO 2009/027 356 A1 에 기재된 바와 같음), 구형 또는 상이한 형상의 초흡수체 입자를 제조하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 단량체 혼합물이 기질 예를 들어 부직포 웹에 적용되고 중합되는 공정이 공지되어 있다 (WO 02/94 328 A2 및 WO 02/94 329 A1).Methods for producing a superabsorbent from a monomer mixture, such as those described as examples above, are known in principle. Suitable polymerization reactors are, for example, kneading reactors or belt reactors. In the kneader, the polymer gel formed in the polymerization of the aqueous monomer solution or suspension is continuously pulverized by a contra-rotator stirrer shaft as described, for example, in WO 2001/38402 A1. Polymerization on belts is described, for example, in EP 955 086 A2, DE 38 25 366 A1 and US 6,241,928. The polymerization in the belt reactor can be carried out in the same manner as in known batch polymerization processes or as in a tubular reactor (for example as described in EP 445 619 A2 and DE 19 846 413 A1), further process steps, Further, a polymer gel is formed which must be ground in an extruder or kneader. (For example, as described in EP 457 660 A1), or by spray or drop-in polymerization processes (e.g., EP 348 180 A1, EP 816 383 A1, WO 96/404 27 A1, US 4 020 256, US 2002/0193 546 A1, DE 35 19 013 A1, DE 10 2005 044 035 A1, WO 2007/093531 A1, WO 2008/086 976 A1 or WO 2009/027 356 A1), spherical Or it is possible to produce superabsorbent particles of different shapes. Similarly, processes are known in which the monomer mixture is applied to a substrate, for example a nonwoven web, and polymerized (WO 02/94 328 A2 and WO 02/94 329 A1).
화학식 (I) 의 술폰산 유도체는 건조 전 또는 건조 후 본 발명에 따른 공정에서 첨가되나, 바람직하게는 건조 전에 첨가된다. 이후, 첨가는 건조 전 임의의 시점에서 행해질 수 있으며; 예를 들어 술폰산 유도체는 중합 전에 단량체 용액에 첨가될 수 있고, 중합 동안 첨가되고 중합 후 생성되는 중합체 겔에 첨가된다. 중합 전에 단량체 용액에 첨가되는 경우, 혼합에 의한 술폰산 유도체의 균질 혼입은 기술적으로 가장 단순한 방법이고; 따라서 바람직한 것은 단량체 용액으로의 이의 첨가이다. 중합 동안 첨가는 단순한 방법으로 가능하며, 특히 중합이 혼련 반응기에서 실행될 때 그러한데, 왜냐하면 혼합에 의한 혼입이 마찬가지로 가공 단계를 분리하지 않고 가능하기 때문이다. 그러나, 팽윤된 중합체 겔로 술폰산 유도체를 혼합하는 것이 마찬가지로 가능하다. 중합이 혼련 반응기에서 수행되는 경우, 첨가는 중합 마지막을 향태 혼련 반응기로 실행될 수 있거나 (연속 이동 혼련 반응기의 경우, 따라서 배출구 내지 유입구에 근접함) 또는 중합 및 건조 사이의 별도의 가공 단계에서 실행될 수 있다. 원칙적으로, 이러한 목적에 적합한 장치는 적합한 균질성을 갖는 겔로 술폰산 유도체를 혼합할 수 잇는 임의의 것이며; 특히 혼련기, 스크류 혼합기 및 압출기가 그 선택사항이다.The sulfonic acid derivative of formula (I) is added before or after drying in the process according to the invention, but is preferably added before drying. Thereafter, the addition can be done at any time before drying; For example, sulfonic acid derivatives can be added to the monomer solution prior to polymerization and added to the polymer gel that is added during polymerization and formed after polymerization. When added to the monomer solution before polymerization, homogeneous incorporation of the sulfonic acid derivative by mixing is technically the simplest method; It is therefore preferred to add it to the monomer solution. The addition during the polymerization is possible in a simple manner, especially when the polymerization is carried out in a kneading reactor, since the incorporation by mixing is likewise possible without separating the processing steps. However, it is likewise possible to mix the sulfonic acid derivative with the swollen polymer gel. If the polymerization is carried out in a kneading reactor, the addition can be carried out in the batchwise mixing reactor (in the case of a continuous-movement kneading reactor, thus approaching the outlet or inlet) or in a separate processing step between polymerization and drying have. In principle, a device suitable for this purpose is any that can mix a sulfonic acid derivative with a gel having a suitable homogeneity; In particular, kneaders, screw mixers and extruders are optional.
건조가 중합과 동시에 일어나는 경우 (예를 들어 액적화 중합 공정에서와 같이), 술폰산 유도체는 단량체 혼합물에 반드시 첨가된다.When drying occurs simultaneously with the polymerization (for example, as in the droplet polymerization process), the sulfonic acid derivative is necessarily added to the monomer mixture.
화학식 (I) 의 술폰산 유도체는, 일반적으로 0.001중량% 이상, 바람직하게는 0.01중량% 이상 및 더욱 바람직하게는 0.03중량% 이상, 및 일반적으로 1.0중량% 이하, 바람직하게는 0.3중량% 이하 및 더욱 바람직하게는 0.2중량% 이하 (각 경우 단량체 a) 및 d) 의 양 기준) 의 양으로 첨가된다.The sulfonic acid derivative of formula (I) is generally present in an amount of at least 0.001% by weight, preferably at least 0.01% by weight and more preferably at least 0.03% by weight, and generally at most 1.0% by weight, preferably at most 0.3% Preferably 0.2% by weight or less (in each case, based on the amounts of monomers a) and d).
이후, 수용액 중합으로부터 수득되는 중합체 겔 및 임의적인 후속 중성화는, 잔류하는 습기 함량이 바람직하게는 0.5 내지 15중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10중량% 및 가장 바람직하게는 2 내지 8중량% 가 될 때까지 벨트 건조기로 건조된다 (남아 잇는 습기 또는 물 함량에 대한 시험 방법에 대해서는 하기 참조). 잔류 습기 함량이 너무 높은 경우, 건조된 중합체 겔은 낮은 유리 전이 온도 Tg 를 갖고 추가로 가공되는데 약간 어려울 수 있다. 잔류 습기 함량이 너무 낮은 경우, 건조된 중합체 겔은 너무 부서지기 쉽고, 후속 분쇄 단계에서, 과량의 낮은 입자 크기를 갖는 다량의 중합체 입자 (바람직하지 않은 것) 가 수득된다 ("미세물"). 건조 전 겔의 고체 함량은 일반적으로 from 25 내지 90중량%, 바람직하게는 30 내지 80중량%, 더욱 바람직하게는 35 내지 70중량% 및 가장 바람직하게는 40 내지 60중량% 이다. 임의적으로는, 그러나, 유동화 층 건조기를 사용하는 건조 또는 기계적 혼합 단위체를 갖는 가열성 혼합기 (예를 들면 패들 건조기 또는 상이한 설계의 혼합 툴을 갖는 유사한 건조기)를 사용하는 건조가 가능하다. 임의적으로는, 건조기는 질소 또는 또다른 비산화성 불활성 기체 하에서 작업될 수 있거나 산화성 황색화 공정을 방지하기 위해 적어도 감소된 부분 산소 압력 하에서 작업될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 심지어 충분한 벤팅 및 수증기의 제거가 허용가능한 생성물을 야기한다. 일반적으로, 최소한의 건조 시간은 색 및 생성물 품질에 대해 유리하다.Thereafter, the polymer gel obtained from the aqueous solution polymerization and optional subsequent neutralization preferably have a residual moisture content of preferably 0.5 to 15% by weight, more preferably 1 to 10% by weight and most preferably 2 to 8% by weight (See below for testing methods for remaining moisture or water content). If the residual moisture content is too high, the dried polymer gel may have a low glass transition temperature Tg and may be a little difficult to process further. If the residual moisture content is too low, the dried polymer gel is too fragile, and in a subsequent milling step, a large amount of polymer particles (undesired) having an excess of low particle size is obtained ("fine water"). The solids content of the gel before drying is generally from 25 to 90% by weight, preferably 30 to 80% by weight, more preferably 35 to 70% by weight and most preferably 40 to 60% by weight. Optionally, however, it is possible to dry using a heatable mixer with a dry or mechanical mixing unit using a fluidized bed dryer (e.g. a paddle dryer or a similar dryer with a mixing tool of a different design). Optionally, the drier can be operated under nitrogen or another non-oxidative inert gas or can be operated under at least reduced partial oxygen pressure to prevent oxidative yellowing processes. However, in general, even sufficient venting and removal of water vapor result in acceptable products. In general, the minimum drying time is advantageous for color and product quality.
건조 동안, 중합체 입자 내 잔류하는 단량체 함량이 또한 감소되고, 개시제의 최종 잔류물이 파괴된다.During drying, the residual monomer content in the polymer particles is also reduced and the final residues of the initiator are destroyed.
그 후, 건조된 중합체 겔이 분쇄되고, 분류되고, 분쇄용으로 사용되는 장치는 전형적으로 단일 또는 다단계 롤 마쇄기, 바람직하게는 2개 또는 3개 단계 롤 마쇄기, 핀 마쇄기, 햄머 마쇄기 또는 진동 마쇄기일 수 있다. 내부 상에서 여전히 건조되지 않은 오버사이즈 겔 럼프는 탄성이 있으며, 분쇄 전에 제거되는 것이 바람직하고, 이는 체에 의해 또는 와인드 시프팅에 의해 단순한 방식으로 수행될 수 있다 (마쇄기에 대해선 "가드 시브"). 사용되는 마쇄기 측면에서, 체의 메시 크기는, 오버사이즈로부터 생성되는 최소 붕괴 수준의 탄성 입자 발생하도록 선택되어야만 한다.The apparatus in which the dried polymer gel is then pulverized, sorted and used for milling is typically a single or multi-stage roll mill, preferably a two or three stage roll mill, a pin mill, a hammer mill Or a vibration mill. The oversized gel lumps that are not still dry on the inside are elastic and preferably removed before milling, which can be carried out by a sieve or by simple shifting by wind shifting ("guard sieves" for mills). In terms of the grinding machine used, the mesh size of the sieve must be selected so that elastic particles of the minimum collapse level produced from the oversize are generated.
과도하게 큰, 불충분하게 미세 분쇄된 초흡수체 입자는 이의 우세한 사용에 있어서 조질 입자로서 감지할 수 있으며 (기저귀와 같은 위생품에서); 이들은 또한 초흡수체의 평균 초기 팽윤 속도를 낮춘다. 둘 모두가 바람직하지 않다. 유리하게는, 따라서 조질 그레인 중합체 입자는 생성물로부터 제거된다. 이는 통상적인 분류 공정에 의해 수행되며 예를 들어 와인드 시프팅 또는 1000 ㎛ 이하, 바람직하게는 900 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 850 ㎛ 이하 및 가장 바람직하게는 800 ㎛ 이하의 메시 크기를 갖는 체를 통한 체질에 의해 수행된다. 예를 들어, 메시 크기 700 ㎛, 650 ㎛ 또는 600 ㎛ 의 체질이 사용된다. 제거된 거친 중합체 입자 ("오버사이즈") 는 비용 최적화를 위해, 분쇄 및 체질 사이클로 되돌아갈 수 있고 별도로 추가 가공될 수 있다.Excessively large, poorly finely ground superabsorbent particles can be detected as crude particles in their predominant use (in hygiene such as diapers); They also lower the average initial swell rate of the superabsorbent. Both are not desirable. Advantageously, the crude grain polymer particles are thus removed from the product. This is done by conventional sorting processes, for example by way of wind-shifting or sieving with a mesh size of 1000 탆 or less, preferably 900 탆 or less, more preferably 850 탆 or less and most preferably 800 탆 or less It is performed by sieving. For example, sieves having a mesh size of 700 mu m, 650 mu m, or 600 mu m are used. The removed coarse polymer particles ("oversize") can be returned to the milling and sieving cycle for cost optimization and can be further processed separately.
너무 작은 입자 크기를 갖는 중합체 입자는 투과성 (SFC) 을 낮춘다. 유리하게는, 이러한 분류는 따라서 미세 중합체 입자를 제거한다. 체질이 실행되는 경우, 이는 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 150 ㎛ 이하 및 가장 바람직하게는 100 ㎛ 이하의 메시 크기의 체질에 의해 통상 수행된다. 미세 중합체 입자 ("언더사이즈" 또는 "미세물") 는 비용 최적화를 위해 필요에 따라 단량체 스트림, 중합 겔, 또는 겔의 건조 전에 완전하게 중합된 겔로 되돌아 갈 수 있다.Polymer particles with too small particle size lower the permeability (SFC). Advantageously, this sorting thus removes the fine polymer particles. When sieving is carried out, it is usually carried out by sieving a mesh size of 300 μm or less, preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less and most preferably 100 μm or less. The fine polymer particles ("under-sized" or "micro-water") can be returned to the fully polymerized gel prior to drying of the monomer stream, polymerization gel, or gel as needed for cost optimization.
생성물 분획으로 제거되는 중합체 입자의 평균 입자 크기는 일반적으로 200 ㎛ 이상, 바람직하게는 250 ㎛ 이상 및 더욱 바람직하게는 300 ㎛ 이상, 및 일반적으로 600 ㎛ 이하 및 더욱 바람직하게는 500 ㎛ 이하 이다. 150 ㎛ 이상의 입자 크기를 갖는 입자의 비율은 일반적으로 90중량% 이상, 더욱 바람직하게는 95중량% 이상 및 가장 바람직하게는 98중량% 이상이다. 850 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 입자의 비율은 일반적으로 90중량% 이상, 더욱 바람직하게는 95중량% 이상 및 가장 바람직하게는 98중량% 이상이다.The average particle size of the polymer particles removed by the product fraction is generally not less than 200 mu m, preferably not less than 250 mu m, more preferably not less than 300 mu m, and generally not more than 600 mu m, and more preferably not more than 500 mu m. The proportion of particles having a particle size of 150 mu m or more is generally at least 90 wt%, more preferably at least 95 wt%, and most preferably at least 98 wt%. The proportion of particles having a particle size of 850 mu m or less is generally at least 90 wt%, more preferably at least 95 wt%, and most preferably at least 98 wt%.
초흡수체에 대한 일부 여타 공지된 제조 방법에서, 특히 현탁 중합, 분사 또는 비말형성 중합의 경우, 공정 파라미터의 선택은 입자 크기 분포를 결정하게 된다. 그러한 방법은, 분쇄 및 사별 단계가 종종 생략될 수 있도록, 원하는 입자 크기의 미립자 초흡수제를 직접 제공하게 된다. 일부의 경우 (특히, 분사 및 비말형성 중합의 경우), 전용의 건조 단계는 종종 생략될 수 있다.In some other known production methods for superabsorbents, particularly in the case of suspension polymerization, injection or droplet formation polymerization, the selection of process parameters will determine the particle size distribution. Such a process will directly provide a particulate superabsorbent of the desired particle size, so that the milling and bountoming steps can often be omitted. In some cases (especially in the case of injection and droplet formation polymerization), a dedicated drying step can often be omitted.
그렇게 제조된 중합체는 초흡수체 특성을 갖고 있으며, 용어 "초흡수체" 로 지칭된다. 그의 CRC 는 일반적으로 비교적 높지만, 그의 AUL 또는 SFC 는 비교적 낮다. 그러한 유형의 표면 사후가교되지 않은 초흡수체는, 그로부터 제조된 표면 사후가교된 초흡수체와 구분하기 위해 종종 "베이스 중합체" 로 언급된다.The polymer so produced has superabsorbent properties and is termed the term "superabsorbent ". His CRC is generally relatively high, but his AUL or SFC is relatively low. Such types of surface superabsorbents that are not post-crosslinked are often referred to as "base polymers" to distinguish them from surface superabsorbent superabsorbents prepared therefrom.
베이스 중합체는 임의로는 표면 사후가교된다.The base polymer is optionally cross-linked after the surface.
적합한 사후가교제는 초흡수체 입자의 2 개 이상의 관능기와 결합을 형성할 수 있는 기들을 포함하는 화합물이다. 시장에서 우위를 점하는 아크릴산/소듐 아크릴레이트계 초흡수체의 경우, 적합한 표면 사후가교제는 둘 이상의 카르복실레이트와 결합을 형성할 수 있는 기들을 포함하는 화합물이다. 바람직한 사후가교제는 화학식 (III) 의 아미드 아세탈 또는 카르바메이트: Suitable post-crosslinking agents are compounds containing groups capable of forming bonds with two or more functional groups of superabsorbent particles. In the case of acrylic acid / sodium acrylate based superabsorbents which dominate the market, suitable surface post-crosslinking agents are compounds comprising groups capable of forming bonds with two or more carboxylates. Preferred post-crosslinking agents are amide acetals or carbamates of formula (III)
[식 중, [Wherein,
R7 은 C1-C12-알킬, C2-C12-히드록시알킬, C2-C12-알케닐 또는 C6-C12-아릴이고,R 7 is C 1 -C 12 -alkyl, C 2 -C 12 -hydroxyalkyl, C 2 -C 12 -alkenyl or C 6 -C 12 -aryl,
R8 은 X 또는 OR12 이고,R 8 is X or OR 12 ,
R9 는 수소, C1-C12-알킬, C2-C12-히드록시알킬, C2-C12-알케닐 또는 C6-C12-아릴, 또는 X 이고,R 9 is hydrogen, C 1 -C 12 -alkyl, C 2 -C 12 -hydroxyalkyl, C 2 -C 12 -alkenyl or C 6 -C 12 -aryl, or X,
R10 는 C1-C12-알킬, C2-C12-히드록시알킬, C2-C12-알케닐 또는 C6-C12-아릴이고,R 10 is C 1 -C 12 -alkyl, C 2 -C 12 -hydroxyalkyl, C 2 -C 12 -alkenyl or C 6 -C 12 -aryl,
R11 은 수소, C1-C12-알킬, C2-C12-히드록시알킬, C2-C12-알케닐, C1-C12-아실 또는 C6-C12-아릴이고,R 11 is hydrogen, C 1 -C 12 -alkyl, C 2 -C 12 -hydroxyalkyl, C 2 -C 12 -alkenyl, C 1 -C 12 -acyl or C 6 -C 12 -aryl,
R12 는 C1-C12-알킬, C2-C12-히드록시알킬, C2-C12-알케닐 또는 C6-C12-아릴이고, R 12 is C 1 -C 12 -alkyl, C 2 -C 12 -hydroxyalkyl, C 2 -C 12 -alkenyl or C 6 -C 12 -aryl,
X 는 R8 및 R9 라디칼에 공통인 카르복실 산소이고,X is a carboxyl oxygen common to R < 8 > and R < 9 &
식 중, R7 및 R10 및/또는 R11 및 R12 은 가교된 C2-C6-알칸디일일 수 있고, 여기서 상기 언급된 R7 내지 R12 라디칼은 또한 총 1 내지 2 개의 자유 원자가를 가질수 있으며, 그러한 자유 원자가에 의해 하나 이상의 적합한 기본 구조에 결합될 수 있음], Wherein R 7 and R 10 and / or R 11 and R 12 may be a bridged C 2 -C 6 -alkanediyl, wherein the above-mentioned R 7 to R 12 radicals may also have 1 to 2 total free atoms , And may be joined to one or more suitable basic structures by such free valencies]
또는 다가 알코올이며, 상기 다가 알코올은 바람직하게는 히드록실기마다 100 g/mol 미만, 바람직하게는 90 g/mol 미만, 더욱 바람직하게는 80 g/mol 미만, 가장 바람직하게는 70 g/mol 미만의 분자량을 갖고 있으며, 인접한, 같은 자리의 (geminal), 2 차 또는 3 차 히드록실기가 없으며, 다가 알코올이 화학식 (IVa) 의 디올이거나:Or polyhydric alcohols, and the polyhydric alcohol is preferably less than 100 g / mol, preferably less than 90 g / mol, more preferably less than 80 g / mol, most preferably less than 70 g / mol per hydroxyl group (Geminal), secondary or tertiary hydroxyl groups and the polyhydric alcohol is a diol of formula (IVa), or
HO-R13-OH (IVa)HO-R < 13 > -OH (IVa)
[식 중, R13 이 화학식 -(CH2)n- (식 중, n 은 3 내지 20, 바람직하게는 3 내지 12 의 정수임) 의 비분지형 알킬렌 라디칼이고, 두 히드록실기는 말단에 존재하거나, 또는 R13 은 비분지형, 분지형 또는 고리형 알킬렌 라디칼임], Wherein R 13 is a non-branched alkylene radical of the formula - (CH 2 ) n - (wherein n is an integer of 3 to 20, preferably 3 to 12), and both hydroxyl groups are present at the terminal Or R < 13 > is a non-branched, branched or cyclic alkylene radical,
또는 화학식 (IVb) 의 폴리올이거나:Or a polyol of formula (IVb)
[식 중, R14, R15, R16, R17 라디칼은 각각 독립적으로 수소, 히드록실, 히드록시메틸, 히드록시에틸옥시메틸, 1-히드록시프로프-2-일옥시메틸, 2-히드록시프로필옥시메틸, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, 1,2-디히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 3-히드록시프로필 또는 4-히드록시부틸이고, 총 2, 3, 또는 4 개, 바람직하게는 2 또는 3 개의 히드록실기가 존재하며, R14, R15, R16 및 R17 라디칼 중 하나 이하가 히드록실임],Wherein the radicals R 14 , R 15 , R 16 and R 17 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, hydroxyl, hydroxymethyl, hydroxyethyloxymethyl, 1-hydroxyprop- Propyl, isopropyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, 1,2-dihydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl or Hydroxybutyl and a total of 2, 3, or 4, preferably 2 or 3, hydroxyl groups are present and at most one of the R 14 , R 15 , R 16, and R 17 radicals is a hydroxyl; ,
또는 화학식 (V) 의 고리형 카르보네이트이거나Or a cyclic carbonate of the formula (V)
[식 중, R18, R19, R20, R21, R22 및 R23 는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 이소부틸이고, n 은 0 또는 1 임],Wherein R 18 , R 19 , R 20 , R 21 , R 22 and R 23 are each independently hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec- n is 0 or 1,
또는 화학식 (VI) 의 비스옥사졸린이다Or a bisoxazoline of formula (VI)
[식 중, R24, R25, R26, R27, R28, R29, R30 및 R31 는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 이소부틸이고, R32 는 단일 결합, 선형, 분지형 또는 고리형 C2-C12-알킬렌 라디칼, 또는 예를 들어 폴리글리콜 디카르복실산에 의해 소유되는 것과 같은 1 내지 10 개의 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드로부터 형성되는 폴리알콕시디일 라디칼임].Wherein R 24 , R 25 , R 26 , R 27 , R 28 , R 29 , R 30 and R 31 each independently represent hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, Butyl or isobutyl, and R 32 is a single bond, a linear, branched, or cyclic C 2 -C 12 -alkylene radical, or an alkylene radical having from 1 to 10 ethylene ≪ / RTI > is a polyalkoxydiyl radical formed from ethylene oxide and / or propylene oxide.
화학식 (III) 의 바람직한 사후가교제는 2-옥사졸리돈, 예컨대 2-옥사졸리돈 및 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리돈, N-메틸-2-옥사졸리돈, N-아실-2-옥사졸리돈, 예컨대 N-아세틸-2-옥사졸리돈, 2-옥소테트라히드로-1,3-옥사진, 비시클릭 아세탈, 예컨대 5-메틸-1-아자-4,6-디옥사비시클로[3.3.0]옥탄, 1-아자-4,6-디옥사비시클로[3.3.0]옥탄 및 5-이소프로필-1-아자-4,6-디옥사비시클로[3.3.0]옥탄, 비스-2-옥사졸리돈 및 폴리-2-옥사졸리돈이다.Preferred post-crosslinking agents of formula (III) are 2-oxazololides such as 2-oxazolidone and N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidone, N- Acyl-2-oxazolidinones such as N-acetyl-2-oxazolidone, 2-oxotetrahydro-1,3-oxazine, bicyclic acetals such as 5-methyl- Dioxabicyclo [3.3.0] octane and 5-isopropyl-1-aza-4,6-dioxabicyclo [3.3.0 ] Octane, bis-2-oxazolidone and poly-2-oxazolidone.
화학식 (III)의 특히 바람직한 사후가교제는 2-옥사졸리돈, N-메틸-2-옥사졸리돈, N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리돈 및 N-히드록시프로필-2-옥사졸리돈이다.Particularly preferred post-crosslinking agents of formula (III) are 2-oxazolidinone, N- methyl-2-oxazolidone, N- (2- hydroxyethyl) -2-oxazolidone and N-hydroxypropyl- Oxazolidone.
화학식 (IVa) 의 바람직한 사후가교제는 1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 및 1,7-헵탄디올이다. 화학식 (IVa) 의 사후가교제의 추가 예시는 1,3-부탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올 및 1,10-데칸디올이다.Preferred post-crosslinking agents of formula (IVa) are 1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and 1,7-heptanediol. Further examples of post-crosslinking agents of formula (IVa) are 1,3-butanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol and 1,10-decanediol.
디올은 바람직하게는 수용성이며, 화학식 (IVa) 의 디올은 23℃ 에서 30 중량% 이상, 바람직하게는 40 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이상, 가장 바람직하게는 60 중량% 이상의 정도까지 수용성이며, 예를 들어 1,3-프로판디올 및 1,7-헵탄디올이다. 더욱더 바람직한 것은 25℃ 에서 액체인 사후가교제이다.The diol is preferably water-soluble, and the diol of formula (IVa) is present at 23 DEG C in an amount of at least 30 wt%, preferably at least 40 wt%, more preferably at least 50 wt%, most preferably at least 60 wt% For example, 1,3-propanediol and 1,7-heptanediol. Even more preferred is a post cross-linking agent which is liquid at 25 占 폚.
화학식 (IVb) 의 바람직한 사후가교제는 부탄-1,2,3-트리올, 부탄-1,2,4-트리올, 글리세롤, 트리메틸롤프로판, 트리메틸롤에탄, 펜타에리트리톨, 1- 내지 3-튜플리 (분자 당) 에톡실화된 글리세롤, 트리메틸롤에탄 또는 트리메틸롤프로판 및 1- 내지 3-튜플리 (분자 당) 프로폭실화된 글리세롤, 트리메틸롤에탄 또는 트리메틸롤프로판이다. 2-튜플리 에톡실화된 또는 프로폭실화된 네오펜틸 글리콜이 추가적으로 바람직하다. 2-튜플리 및 3-튜플리 에톡실화된 글리세롤, 네오펜틸 글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올 및 트리메틸롤프로판이 특히 바람직하다.Preferred post-crosslinking agents of formula (IVb) are butane-1,2,3-triol, butane-1,2,4-triol, glycerol, trimethylol propane, trimethylol ethane, pentaerythritol, Triflate (per molecule) ethoxylated glycerol, trimethylolethane or trimethylolpropane and 1- to 3-tuple (per molecule) propoxylated glycerol, trimethylolethane or trimethylolpropane. Further preferred are 2-tuply ethoxylated or propoxylated neopentyl glycols. Particularly preferred are 2-tuply and 3-tuply ethoxylated glycerol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol and trimethylolpropane.
바람직한 다가 알코올 (IVa) 및 (IVb) 은 23℃ 에서 3000 mPas 미만, 바람직하게는 1500 mPas 미만, 더욱 바람직하게는 1000 mPas 미만, 특히 바람직하게는 500 mPas 미만, 매우 특별히 바람직하게는 300 mPas 미만의 점도를 갖고 있다.Preferred polyhydric alcohols (IVa) and (IVb) are those having a molecular weight of less than 3000 mPas, preferably less than 1500 mPas, more preferably less than 1000 mPas, particularly preferably less than 500 mPas, very particularly preferably less than 300 mPas at 23 ° C It has viscosity.
화학식 (V) 의 특히 바람직한 사후가교제는 에틸렌 카르보네이트 및 프로필렌 카르보네이트이다. Particularly preferred post-crosslinking agents of the formula (V) are ethylene carbonate and propylene carbonate.
화학식 (VI) 의 특히 바람직한 사후가교제는 2,2'-비스(2-옥사졸린) 이다.A particularly preferred post-crosslinking agent of formula (VI) is 2,2'-bis (2-oxazoline).
바람직한 사후가교제는 휘발성이라 악취가 있는 화합물을 제공하게 되는 부반응 및 후속 반응을 최소화해 준다. 따라서, 바람직한 사후가교제를 이용해 제조된 초흡수체는 심지어 습윤 상태에서도 아취가 없다 (odor-neutral).Preferred post cross-linking agents are volatile, thus minimizing side reactions and subsequent reactions that would provide odorous compounds. Thus, superabsorbents prepared using the preferred post-crosslinking agent are odor-neutral even in the wet state.
상기 선택된 것 또는 상이한 사후가교제들의 임의의 혼합물로부터 선택되는 개별 사후가교제를 사용하는 것이 가능하다.It is possible to use an individual post cross-linking agent selected from any of the above or any mixture of different post cross-linking agents.
사후가교제는, 각 경우 그에 포함되어 있는 베이스 중합체 (예를 들어, 관심대상의 사별 분획) 를 기준으로 일반적으로 0.001 중량% 이상, 바람직하게는 0.02 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.05 중량% 이상, 일반적으로 2 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 이하, 예를 들어 0.15 중량% 이하 또는 0.095 중량% 이하로 사용된다.The post-crosslinking agent is generally present in an amount of at least 0.001% by weight, preferably at least 0.02% by weight, more preferably at least 0.05% by weight, based on the base polymer (e. G., Fraction of interest) Generally not more than 2% by weight, preferably not more than 1% by weight, more preferably not more than 0.3% by weight, for example not more than 0.15% by weight or not more than 0.095% by weight.
사후가교는 일반적으로 사후가교제의 용액이 건조된 베이스 중합체에 분사되도록 하는 방식으로 실시된다. 분사 적용 후, 사후가교제를 이용해 코팅된 중합체 입자들은 가열하여 건조되며, 사후가교 반응은 건조 이전 또는 도중에 일어날 수 있다. 중합가능한 기가 있는 표면 사후가교제가 사용되는 경우, 표면 사후가교는 또한 일반적 자유-라디칼 형성제 또는 그밖에 고에너지 조사, 예를 들어 UV 광을 수단으로 하여 그러한 기들의 자유-라디칼 유도성 중합에 의해 실시될 수 있다. 이는 베이스 중합체 입자들의 표면에서 관능기들에 대한 공유결합 또는 이온 결합을 형성하는 사후가교제의 이용과 병용하여 또는 그 대신 실시될 수 있다.Post-crosslinking is generally carried out in such a way that a solution of the post-crosslinking agent is sprayed onto the dried base polymer. After spray application, the polymer particles coated with the post-crosslinking agent are heated to dry, and the post-crosslinking reaction can take place before or during drying. If surface-crosslinking agents with polymerizable groups are used, surface post-crosslinking can also be carried out by free-radical inducible polymerization of such groups by means of conventional free-radical formers or else by high energy irradiation, for example UV light . This may be done in conjunction with, or instead of, the use of a post-crosslinking agent to form covalent bonds or ionic bonds to functional groups on the surface of the base polymer particles.
사후가교제 용액의 분사 적용은 바람직하게는 움직이는 혼합 도구들이 갖춰진 혼합기, 예컨대 스크류 혼합기, 디스크 혼합기, 패들 혼합기 또는 쇼벌 혼합기, 또는 여타 혼합 도구들이 있는 혼합기를 이용해 실시된다. 그러나, 유동층에 사후가교제 용액 상에 분사하는 것 또한 가능하다. 적합한 혼합기는 예를 들어, Pflugschar®plowshare mixers (Gebr.Loeige 사, 독일 소재의 Maschinenbau GmbH, Elsener-Strasse 7-9, 33102 Pad erborn), 또는 Schugi®Flexomix®mixers (독일 소재), Vrieco-Nauta®mixers 또는 Turbulizer®mixers (네덜란드 소재의 Hosokawa Micron BV, Gildenstraat 26, 7000 AB Doetinchem) 로 입수가능하다.The spray application of the post-crosslinker solution is preferably carried out using a mixer equipped with moving mixing tools, such as a screw mixer, a disk mixer, a paddle mixer or a shovel mixer, or a mixer with other mixing tools. However, it is also possible to spray onto the post-crosslinking agent solution in the fluidized bed. Suitable mixers include, for example, Pflugschar®plowshare mixers (Maschinenbau GmbH, Elsener-Strasse 7-9, 33102 Pad erborn, Gebr.Loeige, Germany) or Schugi®Flexomix® mixers (Germany), Vrieco-Nauta® mixers or Turbulizer® mixers (Hosokawa Micron BV, Gildenstraat 26, 7000 AB Doetinchem, The Netherlands).
이용가능한 분사 노즐은 임의의 제한에 적용되지 않는다. 적합한 노즐 및 분무 시스템이 예를 들어 하기 참고문헌에 기재되어 있다: Zerstaeuben von Fluesigkeiten [Atomization of Liquids], Expert-Verlag, vol. 660, Reihe Kontakt & Studium, Thomas Richter (2004) and in Zerstaeubungstechnik [Atomization Technology], Springer-Verlag, VDI-Reihe, Gueter Wozniak (2002). 단일- 및 다중분산 분사 시스템을 사용하는 것도 가능하다. 다중분산 시스템 중에서, 1-상 가압 노즐 (젯트- 또는 층-형성), 회전 분무기, 2-상 분무기, 초음파 분무기 및 함침 노즐이 적합하다. 2-상 분무기의 경우, 액상이 기상과 내부에서 또는 외부에서 혼합될 수 있다. 노즐의 분무 프로파일은 중요하지 않으며, 임의의 원하는 형태, 예를 들어 라운드 젯, 플랫 젯, 와이드 앵클 라운드 빔 또는 회전 링 분사 프로파일의 형태를 보장할 수 있다. 2-상 분무기가 사용되는 경우, 비산화 기체를 사용하는 것이 유리하며, 질소, 아르곤 또는 이산화탄소를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 분사될 액체는 가압 하에 그러한 노즐에 적용될 수 있다. 분사될 액체의 분무는 특별한 최소 속도의 달성시 노즐 구멍에 그것을 팽창시켜 실시될 수 있다. 추가로, 본 발명의 목적을 위해, 예를 들어 슬릿 노즐 (slit nozzles) 또는 스월 챔버 (swirl chambers) (완전-원뿔형 노즐) (예를 들어, 독일 소재의 Duesen-Schlick GmbH 사 제품, 또는 독일 소재의 Spraying Systems Germany GmbH 사의 제품) 을 사용하는 것이 가능하다. 그러한 노즐은 또한 EP 0 534 228 A1 및 EP 1 191 051 A2 에 기재되어 있다.Available spray nozzles do not apply to any restrictions. Suitable nozzles and spray systems are described, for example, in the following references: Zerstaeuben von Fluesigkeiten [Atomization of Liquids], Expert-Verlag, vol. 660, Reihe Kontakt & Studium, Thomas Richter (2004) and Zerstaeubungstechnik [Atomization Technology], Springer-Verlag, VDI-Reihe, Gueter Wozniak (2002). It is also possible to use single- and multi-dispersion injection systems. Among the multiple dispersion systems, one-phase pressure nozzles (jet- or layer-forming), rotary sprayers, two-phase sprayers, ultrasonic atomizers and impregnation nozzles are suitable. In the case of a two-phase atomizer, the liquid phase can be mixed with the gas phase internally or externally. The spray profile of the nozzle is not critical and can ensure the shape of any desired shape, e.g. round jet, flat jet, wide angle round beam or rotating ring injection profile. When a two-phase atomizer is used, it is advantageous to use a non-oxidizing gas, and it is particularly preferred to use nitrogen, argon or carbon dioxide. The liquid to be sprayed can be applied to such a nozzle under pressure. Spraying of the liquid to be sprayed may be effected by expanding it into the nozzle hole at the time of achieving a particular minimum velocity. In addition, for the purposes of the present invention, for example, slit nozzles or swirl chambers (full-cone nozzles) (e.g. from Duisen-Schlick GmbH of Germany, Of Spraying Systems Germany GmbH). Such nozzles are also described in EP 0 534 228 A1 and EP 1 191 051 A2.
사후가교제는 일반적으로 수용액의 형태로 사용된다. 물만을 용매로 사용할 경우, 유리하게는 계면활성제 또는 응집방지 보조제가 사후가교제 용액에 또는 실제로는 베이스 중합체에 첨가된다. 이는 습윤 거동을 개선하며, 덩어리지는 경향을 줄여준다.Post-crosslinking agents are generally used in the form of aqueous solutions. If only water is used as the solvent, advantageously a surfactant or anti-aggregation aid is added to the post-crosslinker solution or actually to the base polymer. This improves the wetting behavior and reduces the tendency to agglomerate.
모든 음이온성, 양이온성, 비이온성 및 양쪽이온성 계면활성제가 응집방지 보조제로서 적합하나, 피부 상용성을 이유로 비이온성 및 양쪽이온성 계면활성제가 바람직하다. 계면활성제는 또한 질소를 함유할 수 있다. 예를 들어 소르비탄 모노에스테르, 예컨대 소르비탄 모노코코에이트 및 소르비탄 모노라우레이트, 또는 이들의 에톡실화된 변이체, 예를 들어 Polysorbat 20® 가 첨가된다. 추가의 적합한 응집방지 보조제는 상품명 Lutensol XL® 및 Lutensol XP®brands (BASF SE, 독일 Carl-Bosch-Strasse 38, 67056 Ludwigshafen 소재) 로 시판되는 2-프로필헵탄올의 에톡실화 및 알콕실화 유도체이다. Although all anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants are suitable as anti-aggregation adjuvants, nonionic and amphoteric surfactants are preferred for skin compatibility. Surfactants may also contain nitrogen. For example, sorbitan monoesters such as sorbitan monococoate and sorbitan monolaurate, or ethoxylated variants thereof, such as Polysorbat 20®, are added. Further suitable anti-aggregation adjuvants are the ethoxylated and alkoxylated derivatives of 2-propylheptanol sold under the trade names Lutensol XL® and Lutensol XP®brands (BASF SE, Carl-Bosch-Strasse 38, 67056 Ludwigshafen, Germany).
응집방지 보조제는 따로 계량될 수 있거나, 또는 사후가교제 용액에 첨가될 수 있다. 사후가교제 용액에 단순히 응집방지 보조제를 첨가하는 것이 바람직하다.The anti-aggregation adjuvant may be metered separately, or may be added to the post-crosslinker solution. It is preferable to simply add an anti-aggregation aid to the post-crosslinking agent solution.
응집방지 보조제의 양은 베이스 중합체를 기준으로, 예를 들어 0 내지 0.1 중량%, 바람직하게는 0 내지 0.01 중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 0.002 중량% 이다. 응집방지 보조제는 바람직하게는 팽윤 베이스 중합체 및/또는 팽윤 후속가교 흡수성 중합체의 수성 추출물의 표면 장력이 23℃ 에서 0.060 N/m 이상, 바람직하게는 0.062 N/m 이상, 더욱 바람직하게는 0.065 N/m 이상, 유리하게는 0.072 N/m 이하로 되도록 계량된다.The amount of the anti-aggregation aid is, for example, 0 to 0.1% by weight, preferably 0 to 0.01% by weight, more preferably 0 to 0.002% by weight, based on the base polymer. The anti-aggregation aid is preferably a surface tension of the swollen base polymer and / or the aqueous extract of the swollen crosslinked water absorbent polymer at 23 캜 to 0.060 N / m or more, preferably 0.062 N / m or more, more preferably 0.065 N / m or more, advantageously 0.072 N / m or less.
수성 사후가교제 용액 뿐만 아니라 하나 이상의 사후가교제가 또한 보조용매를 함유할 수 있다. 사후가교제의 중합체 입자로의 침투 깊이는 비수성 용매의 함량 및 용매의 전체량을 통해 조정될 수 있다. 공업적으로 매우 적합한 보조용매는 C1-C6-알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올 또는 2-메틸-1-프로판올, C2-C5-디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜 또는 1,4-부탄디올, 케톤, 예컨대 아세톤, 또는 카르복실 에스테르, 예컨대 에틸 아세테이트이다. 이러한 대다수 보조용매의 단점은 이들이 일반적으로 고유의 악취를 갖는다는 점이다. One or more post-crosslinking agents as well as aqueous post-crosslinking agent solutions may also contain co-solvents. The penetration depth of the post-crosslinking agent into the polymer particles can be adjusted through the content of the non-aqueous solvent and the total amount of the solvent. A preferred co-solvents on a commercial scale is C 1 -C 6 - alcohols, such as methanol, ethanol, n- propanol, isopropanol, n- butanol, sec- butanol, tert- butanol or 2-methyl-1-propanol, C 2 - C 5 -diols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol or 1,4-butanediol, ketones such as acetone, or carboxylic esters such as ethyl acetate. The disadvantage of most of these co-solvents is that they generally have a unique odor.
보조용매 자체로는 이상적으로는 반응 조건 하에 사후가교제가 아니다. 그러나, 경계 경우에서 그리고 체류 시간 및 온도에 따라서는 보조용매가 가교에 부분적으로 기여할 수도 있다. 이는 특히 사후가교제가 비교적 느리게 반응하며, 따라서 예를 들어 화학식 (V) 의 고리형 카르보네이트, 화학식 (IVa) 의 디올 또는 화학식 (IVb) 의 폴리올이 사용되는 경우에서와 같이, 그 자신이 자체로 보조용매를 구성할 수 있는 경우이다. 그러한 사후가교제는 또한 하나 이상의 반응성 사후가교제와의 혼합물에서 보조용매로서의 기능에 사용될 수 있는데, 이는 실제 사후가교 반응이 더욱 반응성인 가교제의 부재 하에서보다 더 낮은 온도 및/또는 더 짧은 체류 시간에서 실시될 수 있기 때문이다. 보조용매가 비교적 대랑으로 사용되며, 일부가 생성물에 잔류하기 때문에, 독성이어서는 안된다. The co-solvent itself is ideally not a post-crosslinking agent under the reaction conditions. However, depending on the boundary conditions and the residence time and temperature, the co-solvent may contribute partially to the crosslinking. This is particularly true when the post-crosslinking agent is relatively slow to react, and thus, for example, as in the case of the cyclic carbonate of formula (V), the diol of formula (IVa) or the polyol of formula (IVb) Is a case where an auxiliary solvent can be constituted. Such post-crosslinking agents may also be used to function as co-solvents in mixtures with one or more reactive post-crosslinking agents, which may be carried out at a lower temperature and / or a shorter residence time than in the absence of a more reactive crosslinking agent It is because. Auxiliary solvents are used in relatively large proportions and should not be toxic, as some remain in the product.
본 발명에 따른 방법에서, 화학식 (IVa) 의 디올, 화학식 (IVb) 의 폴리올 및 화학식 (V) 의 고리형 카르보네이트가 또한 보조용매로서 적합하다. 이들은 화학식 (III) 및/또는 화학식 (VI) 의 반응성 사후가교제 및/또는 디- 또는 트리글리시딜 화합물의 존재 하에 그의 기능을 충족한다. 그러나, 본 발명에 따른 방법에서 바람직한 보조용매는, 특히 히드록실기의 반응이 이웃하는 기들에 의해 입체장애적으로 방해받는 경우, 화학식 (IVa) 의 디올이다. 그러한 디올이 또한 본래 후속가교제로서 적합하긴 하지만, 그것이 입체적으로 방해를 받지 않는 디올에 대한 것보다 현저히 더 높은 반응 온도 또는 임의의 더 높은 사용량을 필요로 하게 된다.In the process according to the invention, the diol of the formula (IVa), the polyol of the formula (IVb) and the cyclic carbonate of the formula (V) are also suitable as auxiliary solvents. They fulfill their function in the presence of reactive post-crosslinking agents and / or di- or triglycidyl compounds of formula (III) and / or formula (VI). However, preferred co-solvents in the process according to the invention are diols of the formula (IVa), in particular when the reaction of the hydroxyl group is sterically hindered by neighboring groups. Although such diols are also inherently suitable as subsequent crosslinking agents, they require significantly higher reaction temperatures or any higher usage than for the sterically unimpeded diols.
보조용매로서의 저-반응성 사후가교제 및 반응성 사후가교제의 특히 바람직한 조합은 바람직한 다가 알코올, 화학식 (IVa) 의 디올 및 화학식 (IVb) 의 폴리올의, 화학식 (III) 의 아미드 아세탈 또는 카르바메이트와의 조합이다.A particularly preferred combination of a low-reactivity post-crosslinking agent and a reactive post-crosslinking agent as co-solvents is a combination of a preferred polyhydric alcohol, a diol of formula (IVa) and a polyol of formula (IVb) with an amide acetal or carbamate of formula (III) to be.
적합한 조합은, 예를 들어 2-옥사졸리돈/1,2-프로판디올 및 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리돈/1,2-프로판디올, 및 또한 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르/1,2-프로판디올이다.Suitable combinations are, for example, 2-oxazolidinone / 1,2-propanediol and N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidone / 1,2-propanediol, and also ethylene glycol diglycidyl / RTI > ether / 1,2-propanediol.
매우 특별히 바람직한 조합은 2-옥사졸리돈/1,3-프로판디올 및 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리돈/1,3-프로판디올이다.A very particularly preferred combination is 2-oxazolidone / 1,3-propanediol and N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidone / 1,3-propanediol.
추가의 바람직한 조합은 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 또는 글리세릴 디- 또는 트리글리시딜 에테르와 하기의 용매, 보조용매 또는 보조가교제와의 조합이다: 이소프로판올, 1,3-프로판디올, 1,2-프로필렌 글리콜 또는 이들의 혼합물.A further preferred combination is the combination of ethylene glycol diglycidyl ether or glyceryl di- or triglycidyl ether and the following solvents, co-solvents or auxiliary crosslinking agents: isopropanol, 1,3-propanediol, 1,2- Propylene glycol or mixtures thereof.
추가의 바람직한 조합은 2-옥사졸리돈 또는 (2-히드록시에틸)-2-옥사졸리돈의 하기 용매, 보조용매 또는 보조가교제와의 조합이다: 이소프로판올, 1,3-프로판디올, 1,2-프로필렌 글리콜, 에틸렌 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트 또는 이들의 혼합물.A further preferred combination is the combination of 2-oxazolidone or (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidone with the following solvents, co-solvents or auxiliary crosslinkers: isopropanol, 1,3-propanediol, 1,2 Propylene glycol, ethylene carbonate, propylene carbonate or mixtures thereof.
빈번하게는, 수성 사후가교제 용액 중의 보조용매의 농도가 사후가교제 용액을 기준으로 15 내지 50 중량%, 바람직하게는 15 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 35 중량% 이다. 물과 오직 제한된 혼화성만을 가진 보조용매의 경우, 수성 사후가교제 용액은 유리하게는, 임의로는 보조용매의 농도를 낮춰, 오직 1 개의 상이 존재하도록 조정된다.Frequently, the concentration of the co-solvent in the aqueous post-crosslinker solution is from 15 to 50 wt%, preferably from 15 to 40 wt%, more preferably from 20 to 35 wt%, based on the post-crosslinker solution. In the case of co-solvents with only water and only a limited miscibility, the aqueous post-cross-linking agent solution is advantageously adjusted so that there is only one phase, optionally lowering the concentration of the co-solvent.
바람직한 구현예에서, 보조용매가 전혀 사용되지 않는다. 이어서, 사후가교제는 임의로는 응집방지 보조제를 첨가하여, 수중 용액으로서만 채택된다.In a preferred embodiment, no co-solvent is used at all. The post-crosslinking agent is then employed only as an aqueous solution, optionally with the addition of anti-aggregation adjuvants.
수성 사후가교제 용액 중의 하나 이상의 사후가교제의 농도는 사후가교제 용액을 기준으로 일반적으로 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1.5 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 5 중량% 이다.The concentration of the at least one post-crosslinking agent in the aqueous post-crosslinking agent solution is generally from 1 to 20% by weight, preferably from 1.5 to 10% by weight, more preferably from 2 to 5% by weight, based on the post-crosslinking agent solution.
베이스 중합체를 기준으로 사후가교제 용액의 총량은 일반적으로 0.3 내지 15 중량%, 바람직하게는 2 내지 6 중량% 이다.The total amount of the post-crosslinking agent solution based on the base polymer is generally from 0.3 to 15% by weight, preferably from 2 to 6% by weight.
베이스 중합체 입자 표면에서의 표면 사후가교제의 관능성 기와의 반응에 의한 실제 표면 사후가교는, 일반적으로 보통 "건조" (그러나, 일반적으로 매우 많은 액체가 제거되어야만 하는, 중합 유래의 중합체 겔의 상기 언급한 건조와 혼동되어서는 안됨) 로 지칭되는, 표면 사후가교제 용액으로 습윤된 베이스 중합체를 가열하여 실시된다. 건조는 혼합기 자체에서, 쟈켓 가열에 의해, 열 교환 표면들을 수단으로 하여, 또는 따뜻한 기체 중의 블로잉에 의해 실시될 수 있다. 초흡수체의 표면 사후가교제와의 동시적인 혼합 및 건조가 예를 들어 유동층 건조기에서 실시될 수 있다. 그러나, 건조는 일반적으로 다운스트림 건조기, 예를 들어 트레이 건조기, 회전관 오븐, 패들 또는 디스크 건조기 또는 가열가능한 스크류에서 실시된다. 적합한 건조기는 예를 들어 Solidair® 또는 Torusdisc® 건조기 (Bepex International LLC 사, 미국 333 N.E. Taft Street, Minneapolis, MN 55413 소재) 또는 패들 또는 쇼벌 건조기, 또는 그밖에 Nara Machinery Co., Ltd. 사 (독일, European office, Europaallee 46, 50226 Frechen 사 소재) 의 유동층 건조기로서 입수될 수 있다.Exact surface post cross-linking of the surface post cross-linking agent by reaction with functional groups on the surface of the base polymer particles is generally referred to as " dry "(but generally in reference to polymeric-derived polymer gels, By heating the wetted base polymer with a surface post cross-linking agent solution, which is referred to as a " dry " Drying can be carried out in the mixer itself, by jacket heating, by means of heat exchange surfaces, or by blowing in warm gas. Simultaneous mixing and drying of the surface of the superabsorbent with a cross-linking agent can be carried out, for example, in a fluid bed dryer. However, drying is generally carried out in downstream dryers, such as tray dryers, rotary tube ovens, paddles or disc dryers, or heatable screws. Suitable dryers are, for example, Solidair (R) or Torusdisc (R) (Bepex International LLC, 333 N.E. Taft Street, Minneapolis, MN 55413) or paddles or shovel dryers, or else Nara Machinery Co., Ltd. (Germany, European office, Europaallee 46, 50226 Frechen).
건조 및 표면 사후가교 실시를 목적으로 하는 다운스트림 건조기에서의 표면 접촉에 의해, 또는 따뜻한 불활성 기체 공급을 수단으로 하여, 또는 하나 이상의 불활성 기체의 수증기와의 혼합물을 수단으로 하여, 또는 오직 수증기만을 이용하여 중합체 입자를 가열하는 것이 가능하다. 접촉 표면을 수단으로 하는 가열 공급의 경우, 약간 또는 완전히 감압한 불활성 기체 하에 반응을 실시하는 것이 가능하다. 중합체 입자의 직접적인 가열을 위한 수증기 이용의 경우, 본 발명에 따라 표준 압력 또는 상승된 압력 하에 건조기를 조작하는 것이 바람직하다. 그러한 경우, 사후가교 단계를 수증기를 이용한 가열 단계 및 수증기 부재 하 불활성 기체 하의 반응 단계를 구분해 두는 것을 권장할 수 있다. 이는 하나 이상의 기구에서 실시될 수 있다. 본 발명에 따르면, 중합체 입자들은 사후가교 혼합기에서 가능한 빨리 수증기를 이용해 가열될 수 있다. 사용되는 베이스 중합체는 선행 공정 단계로부터 10 내지 120℃ 의 온도를 가질 수 있으며; 사후가교제 용액은 0 내지 70℃ 의 온도를 가질 수 있다. 특히, 사후가교제 용액은 점도를 줄이기 위해 가열될 수 있다.By means of surface contact in a downstream dryer for the purpose of conducting drying and surface post-crosslinking, by means of warm inert gas feed, or by means of a mixture of water vapor with one or more inert gases, or by using only water vapor Thereby heating the polymer particles. In the case of a heating feed by means of a contact surface, it is possible to carry out the reaction under an inert gas which is slightly or completely depressurized. In the case of the use of water vapor for direct heating of polymer particles, it is preferred to operate the dryer under standard or elevated pressure in accordance with the present invention. In such a case, it may be advisable to separate the post-crosslinking step from the heating step using water vapor and the reaction step under inert gas in the absence of water vapor. This can be done in one or more mechanisms. According to the present invention, the polymer particles can be heated using water vapor as soon as possible in a post-crosslinking mixer. The base polymer used may have a temperature of from 10 to 120 DEG C from the preceding process step; The post-crosslinker solution may have a temperature of from 0 to 70 < 0 > C. In particular, the post cross-linking agent solution can be heated to reduce the viscosity.
바람직한 건조 온도는 100 내지 250℃, 바람직하게는 120 내지 220℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 210℃, 가장 바람직하게는 150 내지 200℃ 의 범위이다. 반응 혼합기 또는 건조기 내 그 온도에서 바람직한 체류 시간은 바람직하게는 10 분 이상, 더욱 바람직하게는 20 분 이상, 가장 바람직하게는 30 분 이상, 일반적으로 60 분 이하이다. 일반적으로, 건조는 초흡수체의 잔류 수분 함량이 일반적으로 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 0.2 중량% 이상, 가장 바람직하게는 0.5 중량% 이상이며, 일반적으로 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 8 중량% 이하이다.The preferred drying temperature is in the range of 100 to 250 캜, preferably 120 to 220 캜, more preferably 130 to 210 캜, and most preferably 150 to 200 캜. The preferred residence time at that temperature in the reaction mixer or dryer is preferably at least 10 minutes, more preferably at least 20 minutes, most preferably at least 30 minutes, generally at most 60 minutes. Generally, the drying is carried out in such a way that the residual moisture content of the superabsorbent is generally at least 0.1% by weight, preferably at least 0.2% by weight, most preferably at least 0.5% by weight and is generally at most 15% by weight, preferably at least 10% Or less, more preferably 8 wt% or less.
사후가교는 표준 대기압 조건 하에 일어날 수 있다. "표준 대기압 조건" 은 사후가교 반응이 우세하게 일어나도록 하는 기기 ("사후가교반응 반응기", 일반적으로 건조기) 에서 산화 기체, 예컨대 대기의 산소의 부분압을 감소시키기 위해 인공적인 조치를 취하지 않음을 의미한다. 그러나, 감소된 산소 기체의 부분압 하에 사후가교 반응을 실시하는 것이 바람직하다. 산화 기체는 23℃ 에서 1013 mbar 이상의 증기압을 갖고 있으며, 연소 반응에서 산화제로서 작용하는 물질이며, 예를 들어 산소, 이산화질소, 특히 산소이다. 산화 기체의 부분압은 바람직하게는 140 mbar 미만, 바람직하게는 100 mbar 미만, 더욱 바람직하게는 50 mbar 미만, 가장 바람직하게는 10 mbar 미만이다. 가열 사후가교가 상압, 즉 1013 mbar 정도의 총 압력 하에 실시되는 경우, 산화 기체의 부분 압력은 그들의 부피비에 의해 결정된다. 산화 기체의 비율은 바람직하게는 14 부피% 미만, 바람직하게는 10 부피% 미만, 더욱 바람직하게는 5 부피% 미만, 가장 바람직하게는 1 부피% 미만이다. Post-crosslinking can occur under standard atmospheric conditions. "Standard atmospheric conditions" means that no artificial action is taken to reduce the partial pressure of the oxidizing gas, such as atmospheric oxygen, in a device ("post-crosslinking reactor", typically a dryer) in which the post- do. However, it is preferable to carry out the post-crosslinking reaction under a partial pressure of the reduced oxygen gas. The oxidizing gas has a vapor pressure of at least 1013 mbar at 23 ° C and is a substance acting as an oxidizing agent in the combustion reaction, for example oxygen, nitrogen dioxide, especially oxygen. The partial pressure of the oxidizing gas is preferably less than 140 mbar, preferably less than 100 mbar, more preferably less than 50 mbar, most preferably less than 10 mbar. When the post-heating crosslinking is carried out under a total pressure of atmospheric pressure, i.e. 1013 mbar, the partial pressure of the oxidizing gas is determined by their volume ratio. The proportion of oxidizing gas is preferably less than 14% by volume, preferably less than 10% by volume, more preferably less than 5% by volume, most preferably less than 1% by volume.
사후가교는 갑압 하에, 즉 1013 mbar 미만의 전체 압력 하에 실시될 수 있다. 전체 압력은 일반적으로 670 mbar 미만, 바람직하게는 480 mbar 미만, 더욱 바람직하게는 300 mbar 미만, 가장 바람직하게는 200 mbar 미만이다. 건조 및 사후가교가 산소 함량이 20.8 부피% 인 공기 하에 실시되는 경우, 상기 언급된 전체 압력에 해당하는 산소 부분압은 139 mbar (670 mbar), 100 mbar (480 mbar), 62 mbar (300 mbar) 및 42 mbar (200 mbar) 이며, 이들 각각의 전체 압력은 괄호 내에 있다. 산화 기체의 부분압을 줄이는 또다른 수단은 비산화성 기체, 특히 불활성 기체의 사후가교에 사용되는 기기로의 도입이다. 적합한 불활성 기체는 사후가교 온도 및 주어진 압력에서 사후가교 건조기 내에 기상 형태로 존재하며, 그러한 조건 하에 건조 중합체 입자의 내용물 상에 산화 작용을 갖고 있지 않는 물질이며, 예를 들어 질소, 이산화탄소, 아르곤, 수증기이며, 바람직하게는 질소이다. 불활성 기체의 양은 1 kg 의 초흡수체를 기준으로 일반적으로 0.0001 내지 10 ㎥, 바람직하게는 0.001 내지 5 ㎥, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 1 ㎥, 가장 바람직하게는 0.005 내지 0.1 ㎥ 이다.Post-crosslinking can be carried out under subatmospheric pressure, i.e. under a total pressure of less than 1013 mbar. The total pressure is generally less than 670 mbar, preferably less than 480 mbar, more preferably less than 300 mbar and most preferably less than 200 mbar. When the drying and post-crosslinking is carried out in air having an oxygen content of 20.8% by volume, the partial pressure of oxygen corresponding to the above-mentioned total pressure is 139 mbar (670 mbar), 100 mbar (480 mbar), 62 mbar 42 mbar (200 mbar), the total pressure of each of which is in parentheses. Another means of reducing the partial pressure of the oxidizing gas is the introduction of non-oxidizing gases, especially inert gases, into equipment used for post-crosslinking. Suitable inert gases are those which are present in gaseous form in the post-crosslinking dryer at a post-crosslinking temperature and a given pressure, and which do not have an oxidizing action on the contents of the dry polymer particles under such conditions, for example nitrogen, carbon dioxide, argon, And preferably nitrogen. The amount of the inert gas is generally 0.0001 to 10 m 3, preferably 0.001 to 5 m 3, more preferably 0.005 to 1 m 3, and most preferably 0.005 to 0.1 m 3, based on 1 kg of superabsorbent.
본 발명에 따른 방법에서, 수증기를 함유하지 않는 경우, 불활성 기체는 노즐을 통해 사후가교 건조기로 제공될 수 있지만; 초흡수체를 표면 사후가교제와 혼합함으로써 실제적으로 혼합기 내에 또는 혼합기의 바로 상류에 노즐을 통해 불활성 기체를 중합체 입자 스트림에 첨가하는 것이 바람직하다.In the process according to the present invention, when water vapor is not contained, the inert gas may be supplied to the post-crosslink dryer through the nozzle; It is desirable to add an inert gas to the polymer particle stream through the nozzle, actually in the mixer or just upstream of the mixer, by mixing the superabsorbent with the surface post cross-linking agent.
건조기로부터 제거된 보조용매의 증기가 건조기 외부에서 다시 응축될 수 있으며, 임의로는 재순환될 수 있음을 감안할 수 있다. It can be considered that the vapor of the co-solvent removed from the dryer can be recycled outside the dryer and optionally recycled.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 다가 양이온들이 사후가교 이전, 도중 또는 이후에 사후가교제에 추가하여 미립자 표면에 적용된다. 이는 본래 이온 공유결합을 수단으로 하는 추가 표면 사후가교이나, 종종 관심대상의 금속 이온과 "복합체형성" 으로서 지칭되거나, 또는 단순히 관심대상 물질 ("착물형성제") 을 이용한 "코팅" 으로 지칭된다.In a preferred embodiment of the invention, the multivalent cations are applied to the particulate surface in addition to the post-crosslinking agent before, during or after post-crosslinking. This is often referred to as " complexing "with metal ions of interest, or simply as a" coating "using a substance of interest (" complexing agent "), .
다가 양이온의 그러한 적용은 2 가- 또는 다가 양이온, 일반적으로 2-, 3- 또는 4 가 금속 양이온 뿐 아니라, 다가 양이온, 예컨대 형성된 중합체, 형식적 의미로, 전적으로 또는 부분적으로 비닐아민 단량체의 용액으로 완전히 또는 부분적으로 형성된, 예컨대 그의 아민기가 언제나 심지어 매우 높은 pH 값에서도 부분적으로 양성자화된 형태로 존재하여 암모늄 기를 제공하는 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 폴리비닐아미드 (소위 "폴리비닐아민") 의 분사 적용에 의해 실시된다. 이용가능한 2 가 금속 양이온의 예시는 특히 주기율표의 2 족 (특히, Mg, Ca, Sr, Ba), 7 족 (특히, Mn), 8 족 (특히, Fe), 9 족 (특히, Co), 10 족 (특히, Ni), 11 족 (특히, Cu) 및 12 족 (특히, Zn) 금속의 2 가 양이온이다. 이용가능한 3 가 금속 양이온의 예시는 특히 주기율표의, 란탄계열을 포함하는 3 족 (특히, Sc, Y, La, Ce), 8 족 (특히, Fe), 11 족 (특히, Au) 및 13 족 (특히 Al) 금속의 3 가 양이온이다. 이용가능한 4 가 양이온의 예시는 특히 주기율표의 란탄계열 (특히, Ce) 및 4 족 (특히, Ti, Zr, Hf) 금속의 4 가 양이온이다. 금속 양이온은 단독으로 또는 서로간 혼합물로 사용될 수 있다. 3 가 금속 양이온을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 알루미늄 양이온을 사용하는 것이 더욱 특별히 바람직하다. Such applications of polyvalent cations can be carried out entirely or partially with a solution of a polyvalent cation, typically a 2-, 3- or 4-valent metal cation as well as a polyvalent cation, such as a formed polymer, in formal sense, wholly or partially, Or partially formed, e.g., partially or fully hydrolyzed polyvinyl amide (so-called "polyvinylamine") whose amyl groups are always present in partially protonated form, even at very high pH values Lt; / RTI > Examples of available divalent metal cations include, in particular, Group 2 (in particular Mg, Ca, Sr, Ba), Group 7 (particularly Mn), Group 8 (especially Fe), Group 9 10 group (particularly Ni), group 11 (especially Cu) and group 12 (especially Zn) metal. Examples of available trivalent metal cations include, in particular, Group 3 (especially Sc, Y, La, Ce), Group 8 (especially Fe), Group 11 (especially Au) and Group 13 (Especially Al) metal. Examples of available tetravalent cations are, in particular, tetravalent cations of the lanthanide series (especially Ce) and Group 4 (especially Ti, Zr, Hf) metals of the periodic table. The metal cations may be used alone or as a mixture of each other. It is particularly preferable to use a trivalent metal cation. It is more particularly preferred to use aluminum cations.
언급한 금속 양이온들 중에, 적합한 금속 염은 사용되는 용매에 충분한 용해도를 보유한 것 전부이다. 특히 적합한 금속 염은 약하게 착물형성하는 음이온, 예를 들어 클로라이드, 니트레이트 및 설페이트, 히드로겐설페이트, 카르보네이트, 히드로겐카르보네이트, 니트레이트, 포스페이트, 히드로겐포스페이트, 또는 디히드로겐포스페이트를 가진 것이다. 모노- 및 디카르복실산, 히드록시산, 케토산 및 아미노산의 염 또는 염기성 염이 바람직하다. 예시는 아세테이트, 프로피오네이트, 타르트레이트, 말레에이트, 시트레이트, 락테이트, 말레이트 및 숙시네이트이다. 히드록시드를 사용하는 것도 마찬가지로 바람직하다. 2-히드록시카르복실산 염, 예컨대 시트레이트 및 락테이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 금속 염의 예시는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 알루미네이트 및 그의 수화물, 예를 들어 소듐 알루미네이트 및 그의 수화물, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 프로피오네이트, 알루미늄 시트레이트 및 알루미늄 락테이트이다.Among the metal cations mentioned, suitable metal salts are all those which have sufficient solubility in the solvent used. Particularly suitable metal salts include the anions which form weakly complexes, such as chloride, nitrate and sulfate, hydrogen sulfate, carbonate, hydrogencarbonate, nitrate, phosphate, hydrogen phosphate, or dihydrogen phosphate I have. Mono- and dicarboxylic acids, hydroxy acids, keto acids and salts or basic salts of amino acids are preferred. Examples are acetate, propionate, tartrate, maleate, citrate, lactate, maleate and succinate. It is also preferable to use a hydroxide. Particular preference is given to using 2-hydroxycarboxylic acid salts such as citrate and lactate. Examples of particularly preferred metal salts are alkali metal and alkaline earth metal aluminates and their hydrates, such as sodium aluminate and its hydrates, aluminum acetate, aluminum propionate, aluminum citrate and aluminum lactate.
언급한 양이온 및 염은 순수한 형태로 또는 상이한 양이온 또는 염들의 혼합물로서 사용될 수 있다. 사용되는 2- 및/또는 3-가 금속 양이온의 염은 추가의 2 차 내용물들, 예컨대 여전히 중화되지 않은 카르복실산 및/또는 중화된 카르복실산의 알칼리 금속 염을 포함할 수 있다. 바람직한 알칼리 금속 염은 소듐 및 포타슘의 염, 및 암모늄의 염이다. 이들은 일반적으로 고체 염을 물에 녹여 수득되는 수용액의 형태로 사용되거나, 또는 바람직하게는 있는 그대로 직접 수득되어 임의의 건조 및 정제 단계를 피하게 된다. 유리하게는, 이는 또한 무수성 염보다 더 빨리 물에 녹는 상기 언급된 염의 수화물을 이용하는 것도 가능하다.The cations and salts mentioned may be used in pure form or as a mixture of different cations or salts. The salts of the 2- and / or 3-valent metal cations used may comprise further secondary contents, such as still alkali metal salts of neutralized carboxylic acids and / or neutralized carboxylic acids. Preferred alkali metal salts are salts of sodium and potassium, and salts of ammonium. They are generally used in the form of an aqueous solution obtained by dissolving the solid salt in water or, preferably, obtained directly as such to avoid any drying and purification steps. Advantageously, it is also possible to use the hydrates of the abovementioned salts which are also soluble in water faster than the anhydrous salts.
사용되는 금속 염의 양은 각 경우 베이스 중합체의 질량을 기준으로 일반적으로 0.001 중량% 이상, 바람직하게는 0.01 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 이상, 예를 들어 0.4 중량% 이상, 및 일반적으로 5 중량% 이하, 바람직하게는 2.5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이하, 예를 들어 0.7 중량% 이하이다.The amount of the metal salt used is generally at least 0.001% by weight, preferably at least 0.01% by weight, more preferably at least 0.1% by weight, for example at least 0.4% by weight, and generally at least 5% by weight, in each case based on the mass of the base polymer % Or less, preferably 2.5 wt% or less, more preferably 1 wt% or less, for example, 0.7 wt% or less.
다가 금속 양이온의 염은 용액 또는 현탁액의 형태로 사용될 수 있다. 채용될 수 있은 금속 염을 위한 용매는 물, 알코올, DMF, DMSO 및 이들 구성성분들의 혼합물이다. 물 및 물/알코올 혼합물, 예를 들어 물/메탄올, 물/1,2-프로판디올 및 물/1,3-프로판디올이 특히 바람직하다.Salts of polyvalent metal cations can be used in the form of solutions or suspensions. The solvents for the metal salts that may be employed are water, alcohol, DMF, DMSO and mixtures of these components. Particularly preferred are water and water / alcohol mixtures, for example water / methanol, water / 1,2-propanediol and water / 1,3-propanediol.
베이스 중합체의 다가 양이온 용액을 이용한 처리는 건조 단계를 포함하여, 표면 사후가교제를 이용한 처리와 동일한 방식으로 실시한다. 표면 사후가교제 및 다가 양이온은 조합된 용액으로 또는 별개의 용액으로 분사될 수 있다. 금속 염 용액의 초흡수체 입자로의 분사 적용은 표면 사후가교에 앞서 또는 이후에 할 수 있다. 특히 바람직한 공정에서, 금속 염 용액의 분사 적용은 가교제 용액의 분사 적용과 함께 동일한 단계에서 실시되는데, 여기서 2 가지 용액이 2 개의 노즐을 통해 연속적으로 또는 동시적으로 따로따로 분사될 수 있거나 또는 가교제 용액 및 금속 염 용액이 1 개의 노즐을 통해 함께 분사될 수 있다.The treatment with the polyvalent cation solution of the base polymer is carried out in the same manner as the treatment with surface post cross-linking agent, including a drying step. The surface post cross-linking agent and polyvalent cation may be injected into the combined solution or into a separate solution. Application of the metal salt solution to the superabsorbent particles can be done before or after surface post cross-linking. In a particularly preferred process, the spray application of the metal salt solution is carried out in the same step with the spray application of the cross-linking agent solution, wherein the two solutions can be injected continuously or simultaneously through two nozzles separately, And the metal salt solution may be injected together through one nozzle.
건조 단계가 표면 사후가교 및/또는 착물형성제 처리 후 실시되는 경우, 절대적으로 필요한 것은 아니지만 건조 후 생성물을 냉각시키는 것이 유리하다. 냉각은 연속식으로 또는 회분식으로 실시될 수 있으며; 이것을 목적으로 생성물을 편리하게 건조기의 하류에 배치한 냉각기에 연속하여 수송시킨다. 미분형 고체로부터 열을 제거하기 위한 공지된 임의의 기기들이 그러한 목적을 위해 사용될 수 있으며, 더욱 특별하게는 건조 기구로 상기 언급된 임의의 장치가, 가열 매질로 충전되어 있지 않고, 냉각 매질, 예를 들어 냉각수로 충전되어 있는 경우를 제외하고, 벽을 통해, 그리고 건축에 따라 교반 부속 또는 여타 가열 교환 표면을 통해 아무런 열도 초흡수체로 도입되지 않도록 하며, 그 대신 그로부터 제거된다. 생성물이 제거되어 있는 냉각기, 예를 들어 쇼벌 냉각기, 디스크 냉각기 또는 패들 냉각기를 사용하는 것이 바람직하다. 초흡수체는 또한 냉각된 기체, 예컨대 차가운 공기를 주입하여 유동층 내에서 냉각될 수 있다. 냉각 조건은 추가 가공을 위한 원하는 온도를 지닌 초흡수체를 수득하도록 조정된다. 일반적으로, 냉각기 내 평균 체류 시간은 1 분 이상, 바람직하게는 3 분 이상, 더욱 바람직하게는 5 분 이상이며, 일반적으로 6 시간 이하, 바람직하게는 2 시간 이하, 더욱 바람직하게는 1 시간 이하로 확립되며, 냉각 성능은 수득한 생성물이 일반적으로 0℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상, 더욱 바람직하게는 20℃ 이상이며, 일반적으로 100℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하, 더욱 바람직하게는 60℃ 이하의 온도를 지니도록 하는 것이다.When the drying step is carried out after surface post cross-linking and / or complexing agent treatment, it is advantageous to cool the product after drying, although this is not absolutely necessary. The cooling may be carried out continuously or batchwise; For this purpose, the product is conveniently transported to a cooler located downstream of the dryer. Any of the known devices for removing heat from the pulverulent solid may be used for that purpose and more particularly any of the devices mentioned above as a drying device are not charged with the heating medium and the cooling medium, Through the walls and depending on the construction, no heat is introduced into the superabsorbent through the agitated parts or other heat exchanger surfaces, but instead is removed therefrom, except when filled with cooling water. It is preferred to use a cooler from which the product has been removed, for example a bevel cooler, a disk cooler or a paddle cooler. The superabsorbent can also be cooled in the fluidized bed by injecting a cooled gas, such as cold air. The cooling conditions are adjusted to obtain a superabsorbent having the desired temperature for further processing. Generally, the average residence time in the cooler is not less than 1 minute, preferably not less than 3 minutes, more preferably not less than 5 minutes, generally not more than 6 hours, preferably not more than 2 hours, more preferably not more than 1 hour And the cooling performance is such that the obtained product generally has a temperature of 0 ° C or higher, preferably 10 ° C or higher, more preferably 20 ° C or higher, generally 100 ° C or lower, preferably 80 ° C or lower, more preferably 60 Lt; 0 > C or less.
표면 사후가교된 초흡수체는 임의로는 통상적 방식으로 분쇄 및/또는 사별된다. 여기서 분쇄가 일반적으로 필요한 것은 아니나, 형성된 응집물 또는 미세물의 사별에 의해 제거는 일반적으로 생성물의 원하는 입자 크기 분포 확립에 적절하다. 응집물 및 미세물은 제거되거나 또는 바람직하게는 적합한 지점에서 공지된 방법으로 공정으로 재순환되며; 분쇄 후 응집한다. 표면 사후가교된 초흡수체에 대한 입자 크기는 베이스 중합체에 대한 것과 동일하다.The superabsorbent surface crosslinked afterwards is optionally milled and / or separated in a conventional manner. Although pulverization is not generally required here, removal by blooming of the formed agglomerates or micro-bodies is generally suitable for establishing the desired particle size distribution of the product. The agglomerates and the fine water are removed or preferably recycled to the process in a known manner at suitable points; After grinding, coagulate. The particle size for the surface post cross-linked superabsorbent is the same as for the base polymer.
화학식 (II) 의 포스폰산 유도체는 건조 후 또는 실시된 선택적 표면 사후가교 후에 본 발명에 따른 공정에 첨가된다. 그러한 목적에 적합한 기기는 포스폰산 유도체를 초흡수체에 충분한 균일도를 갖고 혼합할 수 있는 임의의 것이다. 이는 특히 편리하여, 포스폰산 유도체를 냉각기에 첨가하는 것이 바람직하다.The phosphonic acid derivative of the formula (II) is added to the process according to the invention after drying or after selective surface post-crosslinking carried out. Apparatus suitable for such purpose is any that is capable of mixing the phosphonic acid derivative with sufficient uniformity in the superabsorbent. This is particularly convenient, and it is preferred to add the phosphonic acid derivative to the chiller.
화학식 (II) 의 포스폰산 유도체는 각 경우 초흡수체의 총량을 기준으로 일반적으로 0.01 중량% 이상, 바람직하게는 0.1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.2 중량% 이상, 그리고 일반적으로 2.0 중량% 이하, 바람직하게는 1.0 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.7 중량% 이하의 양으로 첨가된다.The phosphonic acid derivative of formula (II) is in each case generally at least 0.01% by weight, preferably at least 0.1% by weight, more preferably at least 0.2% by weight, and generally at most 2.0% by weight, based on the total amount of superabsorbents, Preferably 1.0% by weight or less, more preferably 0.7% by weight or less.
본 발명의 초흡수체는 본 발명에 따른 방법으로 수득가능하다.The superabsorbent of the present invention can be obtained by the method according to the present invention.
임의로는, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 본 발명의 초흡수체에는 변색에 대해 안정화시키는 추가 첨가제가 제공된다. 그러한 목적으로, 모든 공지된 첨가제는 본 발명에 따른 방법에서 각각에 대해 공지된 방식으로 사용될 수 있다.Optionally, the superabsorbent of the present invention prepared by the process according to the invention is provided with further additives which stabilize against discoloration. For that purpose, all known additives can be used in a manner known per se in the process according to the invention.
임의로는, 본 발명의 초흡수체는 또한 하나 이상의 무기성 수불용성 미립자 고체와 혼합된다. 본래, 임의의 무기성 수불용성 분말이 그러한 목적에 적합하다. 예시는 일반적으로 고체인, 화학적으로 불활성인 물질 (즉, 초흡수체에서 붕괴하지 않는 것), 예컨대 옥시드, 옥시드 히드록시드, 히드록시드, 설페이트, 카르보네이트, 제올라이트, 무기성 안료, 미네랄 또는 클레이이다. 예시는 설페이트, 예컨대 마그네슘 설페이트 또는 바륨 설페이트, 카르보네이트, 예컨대 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트, 아연 카르보네이트 또는 돌로마이트, 실리케이트, 예컨대 칼슘 실리케이트 또는 마그네슘 실리케이트, 카바이드, 예컨대 펄라이트 또는 실리콘 카바이드, 규조토 또는 플라이 애쉬이다.Optionally, the superabsorbent of the present invention is also mixed with one or more inorganic water insoluble particulate solids. Essentially any inorganic water insoluble powder is suitable for such purpose. Illustrative examples include materials that are generally solid, chemically inert (i.e., those that do not collapse in the superabsorbent), such as oxides, oxide hydroxides, hydroxides, sulfates, carbonates, zeolites, Minerals or clay. Examples are sulfates such as magnesium sulfate or barium sulphate, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate or dolomite, silicates such as calcium silicate or magnesium silicate, carbides such as pearlite or silicon carbide, Diatomaceous earth or fly ash.
적합한 옥시드는 란탄계 및 악티엔계를 포함하는, 주기율표의 2 족 내지 14 족의 금속 옥시드이다. 특히 적합한 옥시드의 예시는 마그네슘 옥시드, 칼슘 옥시드, 스트론튬 옥시드, 바륨 옥시드, 티탄 디옥시드, 지르코늄 디옥시드, 바나듐 옥시드, 크롬 옥시드, 몰리브덴 옥시드, 텅스텐 옥시드, 망간 디옥시드, 철 옥시드, 코발트 옥시드, 니케 옥시드, 구리 옥시드, 아연 옥시드, 붕소 옥시드, 알루미늄 옥시드 (베마이트 및 기타), 실리콘 디옥시드, 주속 옥시드, 납 옥시드, 란탄 옥시드 또는 세륨 옥시드이다. 명확함을 위해 다음을 명시한다: 금속 옥시드에 대한 통속명의 이용은 옥시드의 화학량론 및 금속의 원자가에 대한 언급은 아니다. 원소가 한가지 초과하는 옥시드를 형성하는 경우, 전부 일반적으로 적합하다. 개별 경우, 옥시드는 예를 들어 비용, 독성, 안정성 또는 색상과 같은 개별 경우에 따라 달리 고려하여 선택된다. 특히 적합한 옥시드의 예시는 티탄 디옥시드, 특히 예추석 또는 금홍석 다형체, 석출된 실리콘 디옥시드 또는 열분해에 의해 생선된 실리콘 디옥시드이다. Suitable oxides are metal oxides of group 2 to 14 of the periodic table, including lanthanide and actinides. Examples of particularly suitable oxides are magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, vanadium oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese dioxide , Iron oxides, cobalt oxides, nickel oxides, copper oxides, zinc oxides, boron oxides, aluminum oxides (boehmite and others), silicon dioxides, peroxide oxides, lead oxides, Or cerium oxide. For clarity, specify the following: The use of buckets for metal oxides does not refer to the stoichiometry of oxides and the valence of metals. When an element forms more than one oxide, it is generally suitable. In each case, the oxides are chosen with different considerations depending on the individual case, for example cost, toxicity, stability or color. Particularly suitable examples of oxides are titanium dioxides, especially mullite or rutile polymorphs, precipitated silicon dioxide or silicon dioxide fired by pyrolysis.
클레이는 실리케이트 또는 알루미노실리케이트로서, 일반적으로 자연 침강물을 채굴하여, 종종 그것을 추가로 가공하여 수득된다. 그러나, 일부 클레이는 합성하여 제조된다.Clays are silicates or aluminosilicates, generally obtained by mining natural sediments and often further processing them. However, some clays are synthesized and produced.
둘 이상의 그러한 물질들의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.It is also possible to use a mixture of two or more such materials.
무기성 수불용성 고체는 미립자성이며; 미분형 형태로 존재한다. 평균 입자 크기는 일반적으로 0.001 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.002 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.005 ㎛ 이상, 그리고 일반적으로 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 50 ㎛ 이하의 범위이다. 입자는 자체로 더 작은 1 차적 입자들의 응집물 또는 응괴로 존재할 수 있다. 입자 크기는 사별 분석을 수단으로 하여 결정될 수 있으나, 더욱 단순하고 따라서 바람직한 방법은 레이서 회절 기법을 수단으로 하는 입자 크기의 결정이다. 그러한 방법은 널리 공지되어 있으며, 적합하며 시판되어 입수가능한 장비에서 통상적으로 실시된다.The inorganic water-insoluble solids are particulate; It exists in a differential form. The average particle size is generally not less than 0.001 mu m, preferably not less than 0.002 mu m, more preferably not less than 0.005 mu m, and generally not more than 500 mu m, preferably not more than 200 mu m, more preferably not more than 100 mu m, Is not more than 50 mu m. The particles themselves may exist as agglomerates or aggregates of smaller primary particles. The particle size can be determined by means of a faded analysis, but a simpler and therefore preferred method is the determination of the particle size by means of a rachel diffraction technique. Such methods are well known, and are typically carried out in suitable, commercially available equipment.
변색에 대한 상기 언급된 임의의 추가 안정화제 및 무기성 수불용성 미립자형 고체는, 이들이 첨가되는 경우, 각 경우 본 발명의 초흡수체의 총 중량을 기준으로 일반적으로 0.0001 중량% 이상, 바람직하게는 0.001 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.025 중량% 이상, 및 일반적으로 3 중량% 이하, 바람직하게는 2 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하의 양으로 첨가된다. 일반적으로, 알칼리 토금속 염을 함유하는 본 발명의 초흡수체의 경우,알칼리 토금속 염이 없는 경우에 비해 더 적은 양의, 변색에 대한 공지된 안정화제가 필요하다.Any additional stabilizers mentioned above for discoloration and inorganic water insoluble particulate solids, when added, are in each case generally at least 0.0001% by weight, preferably at least 0.001% by weight, based on the total weight of the inventive superabsorbent, By weight, more preferably not less than 0.025% by weight, and generally not more than 3% by weight, preferably not more than 2% by weight, more preferably not more than 0.5% by weight. Generally, in the case of the superabsorbent of the present invention containing an alkaline earth metal salt, there is a need for a known amount of stabilizing agent for discoloration in a smaller amount than in the absence of an alkaline earth metal salt.
초흡수체는 임의의 공지된 혼합 방법에 의해 변색에 대한 임의의 안정화제 및 임의의 무기성 수불용성 미립자형 고체와 혼합될 수 있다. 고체 형태인 경우의, 변색에 대한 안정화제 및 무기성 수불용성 미립자형 고체는 본질적으로 또는 용매 또는 현탁 매질 중의 현탁액으로서 혼합에 의해 혼입되며, 용해되어 있거나 또는 액체 형태인 경우, 임의로는 용액 또는 액체 형태로 존재하게 된다. 더욱 용이한 균질 분포로 인해, 안정화제는 바람직하게는 분말 또는 현탁액으로서 혼합에 의해 초흡수체에 혼입된다. 이는 기계적 측정에 의해 단순한 방법으로 분리가능한 물리적 혼합물을 반드시 제공하는 것은 아니다. 첨가제는, 예를 들어 비교적 강건하게 부착성인 표면층의 형태로 또는 초흡수체 입자들의 표면에 강건하게 부착하는 입자의 형태로 초흡수체와 더욱 확고한 결합을 하게될 수 있다. 첨가제의 공지된 초흡수체로의 혼합은 또한 "코팅" 으로서 이해 및 지칭될 수 있다.The superabsorbent can be mixed with any stabilizing agent for discoloration and any inorganic water insoluble particulate solid by any known mixing method. In the solid form, the stabilizing agent for discoloration and the inorganic water-insoluble particulate solid are incorporated, either intrinsically or as a suspension in a solvent or suspending medium, by mixing and, if dissolved or in liquid form, . Because of the easier homogeneous distribution, the stabilizing agent is preferably incorporated into the superabsorbent by mixing as a powder or suspension. This does not necessarily provide a physical mixture that is separable by a simple method by mechanical measurement. The additive may, for example, be more firmly bonded to the superabsorbent in the form of a relatively strongly adherent surface layer or in the form of particles adhering firmly to the surface of the superabsorbent particles. Mixing of additives with known superabsorbents can also be understood and referred to as "coatings ".
용액 또는 현탁액이 코팅에 사용되는 경우, 사용되는 용매 또는 현탁 매질은 초흡수체 및 첨가제와 화학적으로 상용적인 용매 또는 현탁 매질이며, 즉 그들과 임의의 바람직하지 않은 화학 반응을 하지 않는다. 일반적으로, 물 또는 유기 용매, 예를 들어 알코올 또는 폴리올, 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 적합한 용매 또는 현탁 매질의 예시는 물, 이소프로판올/물, 1,3-프로판디올/물 및 프로필렌 글리콜/물이며, 여기서 혼합 질량비는 바람직하게는 20:80 내지 40:60 이다. 현탁 매질이 본 발명에 따라 사용되는 안정화제 또는 무기성 미립자형 고체에 사용되는 경우, 물이 바람직하다. 계면활성제가 용액 또는 현탁액에 첨가될 수 있다.When a solution or suspension is used in the coating, the solvent or suspending medium used is a solvent or suspending medium chemically compatible with the superabsorbent and the additive, i.e. does not undergo any undesired chemical reaction with them. Generally, water or an organic solvent such as an alcohol or a polyol, or a mixture thereof is used. Examples of suitable solvents or suspending media are water, isopropanol / water, 1,3-propanediol / water and propylene glycol / water, wherein the mixing mass ratio is preferably 20:80 to 40:60. Where a suspending medium is used in the stabilizer or inorganic particulate solid used according to the invention, water is preferred. Surfactants may be added to the solution or suspension.
임의의 안정화제 및 여타 첨가제는, 이들이 단량체 혼합물 또는 중합 겔에 첨가되지 않는다면, 일반적으로 표면 사후가교제를 함유하며, 표면 사후가교를 위한 초흡수체에 적용되는 용액 또는 현탁액과 정확하게 동일한 방식으로 초흡수체와 혼합된다. 첨가제는 표면 사후가교에 적용되는 용액의 구성성분으로서 또는 그의 구성성분들 중 하나로서 (아직) 사후가교되지 않은 초흡수체 ("베이스 중합체") 에 적용될 수 있는데, 즉 첨가제가 표면 사후가교제 또는 그의 구성성분들 중 하나의 용액에 첨가될 수 있다. 이어서, 표면 사후가교제 및 첨가제로 코팅된 초흡수체가 표면 사후가교에 필요한 추가적인 공정 단계, 예를 들어 표면 사후가교제의 초흡수체와의 가열로 유도되는 반응을 통과하게 된다. 이런 방법은 비교적 단순하며, 경제적으로 실행가능성이 있다.Optional stabilizers and other additives can be added to the superabsorbent in the exact same manner as the solution or suspension applied to the superabsorbent for surface post cross-linking, generally containing a surface post cross-linking agent, unless they are added to the monomer mixture or polymeric gel Mixed. The additive can be applied to superabsorbents ("base polymers") that have not (yet) been post-crosslinked as a component of the solution applied to the surface post-crosslinking, or as one of its constituents, May be added to one of the components. Subsequently, the superabsorbent coated with the surface post cross-linking agent and the additive passes through a further process step required for surface post-crosslinking, for example, a reaction induced by heating of the surface post-crosslinking agent with a superabsorbent. This method is relatively simple and economically feasible.
변색에 대한 아주 높은 안정성이 중요하다면, 포스폰산 유도체 및 임의의 안정화제 및 첨가제가 표면 사후가교 후에, 편리하게는 냉각기에 전용 공정 단계에서 적용된다. 포스폰산 유도체, 안정화제 및 첨가제가 용액 또는 현탁액으로서 적용되는 경우, 이들은 베이스 중합체에 대한 표면 사후가교제의 적용에 대해 기재된 바와 같이 동일한 혼합 기기에서 이미 표면 사후가교된 초흡수체에 적용될 수 있다. 필수적인 것은 아니지만, 일반적으로 여기에는 표면 사후가교 단계에서와 같이 가열이 후속하여 초흡수체를 다시 건조시키게 된다. 그러나, 그러한 건조 조작에서 확립된 온도는 첨가제의 바람직하지 않은 반응을 막기 위해 일반적으로 110℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하, 더욱 바람직하게는 90℃ 이하이다. 온도는 건조 유닛에서의 체류 시간 관점에서, 초흡수체의 원하는 함수량이 달성되도록 조정된다. 초흡수체의 재흡수화 (remoisturization) 를 위해 여타 통상적 보조제, 예를 들어 더스트 결합제, 고결화 방지제 또는 물과 함께 또는 별도로 첨가제를 첨가하는 것이 가능하며 편리하기도 하다. 그러한 경우 중합체 입자의 온도는 0℃ 내지 190℃, 바람직하게는 160℃ 미만, 더욱 바람직하게는 130℃ 미만, 더욱더 바람직하게는 100℃ 미만, 가장 바람직하게는 70℃ 미만이다. 중합체 입자는 임의로는 코팅 후 신속하게 첨가제의 임의의 분해 온도 미만으로 냉각된다.If very high stability to discoloration is important, phosphonic acid derivatives and optional stabilizers and additives are conveniently applied to the cooler after the surface post cross-linking in a dedicated process step. If phosphonic acid derivatives, stabilizers and additives are applied as solutions or suspensions, they can be applied to superabsorbents already surface-crosslinked in the same mixing apparatus as described for the application of surface post cross-linking agents to base polymers. Typically, though not necessarily, this is followed by heating, as in the post-surface crosslinking step, to re-dry the superabsorbent. However, the temperature established in such a drying operation is generally 110 ° C or lower, preferably 100 ° C or lower, more preferably 90 ° C or lower, in order to prevent undesirable reaction of the additive. The temperature is adjusted so that the desired moisture content of the superabsorbent is achieved in terms of residence time in the drying unit. For remoisturization of superabsorbents it is possible and convenient to add additives with or without other conventional auxiliaries such as dust binders, anti-caking agents or water. In such a case, the temperature of the polymer particles is from 0 캜 to 190 캜, preferably less than 160 캜, more preferably less than 130 캜, even more preferably less than 100 캜, most preferably less than 70 캜. The polymer particles are optionally cooled after coating to less than any decomposition temperature of the additive.
임의로는, 제조 공정의 임의의 공정 단계에서 필요에 따라, 사후가교하지 않거나 또는 사후가교된 모든 공지된 코팅물, 예컨대 막-형성 중합체, 열가소성 중합체, 덴드리머, 다가 양이온성 중합체 (예를 들어, 폴리비닐아민, 폴리에틸렌이민 또는 폴리알릴아민), 또는 당업자에게 공지된 모든 수용성 1가- 또는 다가 금속 염, 예를 들어 알루미늄 설페이트, 소듐 염, 포타슘 염, 지르코늄 염 또는 철 염을 초흡수체 입자의 표면에 추가적으로 적용하는 것이 가능하다. 유용한 알칼리 금속 염의 예시는 소듐 및 포타슘 설페이트, 및 소듐 및 포타슘 락테이트, 시트레이트 및 소르베이트이다. 이는 추가적인 효과들, 예를 들어 최종 제품 또는 제제 공정의 특정한 공정 단계에서 중간체의 감소된 고결 경향, 향상된 가공 특성 또는 더욱 개선된 유동 전도성 (SFC) 이 달성될 수 있도록 한다. 첨가제가 사용되어 분산액 형태로 분사되는 경우, 이들은 바람직하게는 수성 분산액으로서 사용되며, 초흡수체의 표면 상에 첨가제를 고정하기 위해 안티더스트제 (antidusting agent) 를 추가적으로 적용하는 것이 바람직하다. 이어서, 안티더스트제는 무기성 미분형 첨가제의 분산액에 직접 첨가되거나; 임의로는 분사 적용에 의해 무기성 미분형 첨가제의 적용 이전, 도중 또는 이후에 별도 용액으로서 첨가될 수 있다. 사후가교 단계에서 사후가교제, 안티더스트제 및 미분형 무기성 첨가제의 동시적인 분사 적용이 가장 바람직하다. 그러나, 더욱 바람직한 공정 변형예에서, 안티더스트제는 예를 들어 상부, 하부 또는 측부로부터의 분사 적용에 의해 냉각기에 따로따로 첨가된다. 흡수 중합체 입자 표면에 미분형 무기성 첨가제를 고정하기 위해 제공될 수 있는 특히 적합한 안티더스트제는 분자량이 400 내지 20,000 g/mol 인 폴리에틸렌 글리콜, 폴리글리세롤, 3- 내지 100-튜플리 에톡실화된 폴리올, 예컨대 트리메틸롤프로판, 글리세롤, 소르비톨 및 네오펜틸 글리콜이다. 특히 적합한 것은 7- 내지 20-튜플리 에톡실화된 글리세롤 또는 트리메틸롤프로판, 예를 들어 Polyol TP 70® (Perstorp, 스웨덴) 이다. 후자의 것은 흡수 중합체 입자의 수성 추출물의 표면 장략을 유의하지 않게 낮춘다는 장점을 갖고 있다.Optionally, any known coatings that are not post-crosslinked or post-crosslinked, such as film-forming polymers, thermoplastic polymers, dendrimers, polyvalent cationic polymers (e.g., poly Vinyl amine, polyethyleneimine or polyallylamine), or any water soluble mono- or polyvalent metal salt known to the person skilled in the art, such as aluminum sulfate, sodium salt, potassium salt, zirconium salt or iron salt on the surface of superabsorbent particles Additional applications are possible. Examples of useful alkali metal salts are sodium and potassium sulphate, and sodium and potassium lactate, citrate and sorbate. This allows for additional effects to be achieved, for example reduced cementation tendency of the intermediate, improved processing characteristics, or even improved flow conductance (SFC) in certain process steps of the final product or formulation process. When additives are used and sprayed in the form of dispersions, they are preferably used as aqueous dispersions and it is preferable to additionally apply an antidusting agent to fix the additives on the surface of the superabsorbent. The antidust agent may then be added directly to the dispersion of the inorganic finely divided additive; May optionally be added as a separate solution before, during or after the application of the inorganic finely divided additive by spray application. Simultaneous spray application of post-crosslinking agents, antidust agents and finely divided inorganic additives in the post-crosslinking step is most preferred. In a more preferred process variant, however, the antidust agent is added separately to the cooler, for example by spray application from the top, bottom or sides. Particularly suitable anti-dusting agents that may be provided to immobilize the particulate inorganic additives on the surface of the absorbent polymer particles include polyethylene glycols, polyglycerols, 3- to 100-tuply ethoxylated polyols having a molecular weight of 400 to 20,000 g / mol , Such as trimethylolpropane, glycerol, sorbitol and neopentyl glycol. Particularly suitable are 7- to 20-tuply ethoxylated glycerol or trimethylolpropane, for example Polyol TP 70® (Perstorp, Sweden). The latter has the advantage of significantly reducing the surface elongation of the aqueous extract of the absorbent polymer particles.
물을 첨가함으로써 본 발명의 초흡수체를 원하는 함수량으로 조정하는 것이 또한 가능하다.It is also possible to adjust the superabsorbent of the present invention to a desired water content by adding water.
모든 코팅, 고체, 첨가제 및 보조물질이 각각 별도의 공정 단계에서 첨가될 수 있지만, 대부분의 편리한 방법이 일반적으로 - 그것이 베이스 중합체의 표면 사후가교제와의 혼합 동안 첨가되지 않은 경우 - 그들을 냉각기 내 초흡수체로 첨가하는 것이며, 이는 예컨대 용액의 분사 적용에 의해 또는 미세 고체 형태 또는 액체 형태로의 첨가에 의해 실시된다. 냉각기에 포스폰산 유도체를 추가하는 것이 또한 편리하며 바람직한 구현예이다.Although all of the coatings, solids, additives and auxiliary substances can be added in separate processing steps, most convenient methods generally do not apply if they are not added during mixing with the surface post cross-linking agent of the base polymer - For example by spray application of the solution or by addition in the form of a finely divided solid or liquid. It is also a convenient and preferred embodiment to add phosphonic acid derivatives to the cooler.
본 발명의 초흡수체는 일반적으로 5 g/g 이상, 바람직하게는 10 g/g 이상, 더욱 바람직하게는 20 g/g 이상의 원심분리 체류 용량 (CRC, 하기 제시된 시험 방법) 을 갖고 있다. 일반적으로, 이는 표면 사후가교된 초흡수체에 대해 40 g/g 이하이나, 이는 종종 베이스 중합체에 대해 더욱 크다.The superabsorbent of the present invention generally has a centrifuge retention capacity (CRC, test method described below) of at least 5 g / g, preferably at least 10 g / g, more preferably at least 20 g / g. Generally, it is not more than 40 g / g for superabsorbent surface cross-linked, but this is often even greater for base polymers.
본 발명의 초흡수체는, 표면 사후가교된 경우, 하중 (AUL0.7psi, 하기 제시된 시험 방법) 하에 일반적으로 10 g/g 이상, 바람직하게는 14 g/g 이상, 더욱 바람직하게는 18 g/g 이상, 가장 바람직하게는 22 g/g 이상, 그리고 일반적으로 30 g/g 이하의 흡수력을 갖는다. The superabsorbent of the present invention is generally at least 10 g / g, preferably at least 14 g / g, and more preferably at least 18 g / g under the load (AUL 0.7 psi, test method given below) Most preferably at least 22 g / g, and generally at least 30 g / g.
초흡수체의 L 값 (CIE 색상 번호) 은, 비저장 상태에서, 일반적으로 75 이상, 바람직하게는 80 이상, 더욱 바람직하게는 85 이상, 그리고 100 이하이다.The L value (CIE color number) of the superabsorbent is generally not less than 75, preferably not less than 80, more preferably not less than 85, and not more than 100 in a non-storage state.
초흡수체의 a 값 (CIE 색상 번호) 은, 비저장 상태에서, 일반적으로 -2.5 내지 +2.5, 바람직하게는 -2.0 내지 +2.0, 더욱 바람직하게는 -1.5 내지 +1.5 이다.The a value (CIE color number) of the superabsorbent is generally -2.5 to +2.5, preferably -2.0 to +2.0, more preferably -1.5 to +1.5 in the non-storage state.
비저장 상태에서 초흡수체의 b 값 (CIE 색상 번호) 은 일반적으로 0 내지 12, 바람직하게는 2 내지 11 이다.The b value (CIE color number) of the superabsorbent in the non-stored state is generally 0 to 12, preferably 2 to 11.
하기 기재된 상대적으로 높은 응력-에이징 시험에 따르면, 본 발명의 초흡수체는, 측정 후, 비저장 상태에 비해 L 및 a 값에 대해 상대적으로 열악한 정도로만 악화된 결과를 가졌는데, 더욱 특별하게는 b 값이 바람직하게는 13 이하, 더욱 바람직하게는 12 이하이다. 12 를 초과하는 b 값은 여성 위생 용품 및 초박형 기저귀류에 중요하며; 15 를 초과하는 b 값은 표준 기저귀류에서도 중요한데, 이는 그러한 변색이 사용시 소비자에 의해 인식될 수 있기 때문이다.According to the relatively high stress-aging test described below, the superabsorbent of the present invention had a deteriorated post-measurement, only to a relatively poor degree with respect to the L and a values, compared to the unsecured state, Is preferably 13 or less, and more preferably 12 or less. B values above 12 are important for feminine hygiene articles and ultra-thin diapers; A b value of more than 15 is also important in standard diapers because such discoloration can be recognized by the consumer at the time of use.
본 발명은 추가로 50 내지 100 중량%, 바람직하게는 60 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 100 중량%, 특히 바람직하게는 80 내지 100 중량%, 그리고 특별히 바람직하게는 90 내지 100 중량% 의 본 발명의 초흡수체를 함유하며, 물론 흡수성 층의 봉투는 포함하지 않는 본 발명의 초흡수체, 바람직하게는 초박형 기저귀류를 포함하는 위생 물품을 제공한다.The present invention further comprises 50 to 100% by weight, preferably 60 to 100% by weight, more preferably 70 to 100% by weight, particularly preferably 80 to 100% by weight, and particularly preferably 90 to 100% Of the superabsorbent of the present invention and of course does not include the envelope of the absorbent layer, of the superabsorbent of the present invention, preferably an ultra-thin diaper.
더욱 특별히 유리하게는, 본 발명의 초흡수체는 또한 예를 들어 US 2003/0181115 및 US 2004/0019342 에 기재된 바와 같이 적층 및 복합 구조물의 제조에 적합하다. 그러한 신규한 흡수성 구조물 제조를 위한 두 문헌에 기재된 핫 멜트 접착제 및 특히 US 2003/0181115 에 기재된 바와 같은 초흡수체 입자들이 결합되어 있는 핫멜트 접착제로 이루어진 섬유에 추가하여, 본 발명의 초흡수체가 또한 예를 들어 AC-Resin® (BASF SE, 독일) 로 판매되는 UV-가교성 핫멜트 접착제를 이용하는, 거의 유사한 구조체의 제조에 적합하다. 그러한 UV-가교성 핫멜트 접착제는 120 내지 140℃ 에서 이미 가공가능하다는 장점을 갖고 있어; 이들은 수많은 열가소성 기판과 더 나은 상용성을 갖게 된다. 추가로 유의할 장점은 UV-가교성 핫멜트 접착제가 독성학적 측면에서 매우 안전하며, 또한 위생 물품에서 임의의 휘발을 유발하지 않는다는 점이다. 본 발명의 초흡수체와 연관된 매우 유리한 장점은 가공 및 가교 동안 황변하지 않는 경향의 UV-가교성 핫멜트 접착제의 특성이다. 이는 초박형 또는 부분적으로 투명인 위생 물품을 제조할 때 특히 유리하다. 따라서, 본 발명의 초흡수체의 UV-가교성 핫멜트 접착제와의 병용이 특히 유리하다. 적합한 UV-가교성 핫멜트 접착제는 예를 들어 EP 0 377 199 A2, EP 0 445 641 A1, US 5,026,806, EP 0 655 465 A1 및 EP 0 377 191 A2 에 기재되어 있다.More particularly advantageously, the superabsorbent of the present invention is also suitable for the manufacture of laminate and composite structures, for example as described in US 2003/0181115 and US 2004/0019342. In addition to the hot melt adhesives described in both documents for the manufacture of such new absorbent structures and in particular the fibers made of hot melt adhesives to which superabsorbent particles as described in US 2003/0181115 are bonded, Is suitable for the manufacture of almost similar structures using UV-crosslinkable hot melt adhesives sold as AC-Resin (BASF SE, Germany). Such UV-crosslinkable hot melt adhesives have the advantage that they are already processable at 120-140 < 0 >C; They have better compatibility with many thermoplastic substrates. A further significant advantage is that the UV-crosslinkable hot melt adhesive is highly toxicologically safe and does not cause any volatilization from the sanitary article. A very advantageous advantage associated with the superabsorbent of the present invention is the properties of UV-crosslinkable hot melt adhesives which tend not to yellow during processing and crosslinking. This is particularly advantageous when producing hygienic articles that are ultra-thin or partially transparent. Therefore, the use of the superabsorbent of the present invention in combination with the UV-crosslinkable hot-melt adhesive is particularly advantageous. Suitable UV-crosslinkable hot melt adhesives are described, for example, in EP 0 377 199 A2, EP 0 445 641 A1, US 5,026,806, EP 0 655 465 A1 and EP 0 377 191 A2.
본 발명의 초흡수체는 또한 액체, 특히 물 또는 수용액이 흡수되는 타 공업 분야에 이용될 수 있다. 그러한 분야는, 예를 들어 저장, 포장 수송 (예를 들어, 화훼 수송을 위한 물- 또는 수분-민감성 물품용의 포장재의 구성성분, 및 또한 기계의 효과에 대항하는 보호로서); 동물 위생 (고양이 배설용 상자에 두는 점토); 식품 포장 (생선, 신선 정육의 수송; 생선 또는 정육 포장에서 물, 혈액의 흡수); 의약 (상처용 석고붕대, 화상 드레싱 또는 여타 진물나는 상처에 대한 흡수 재료), 화장품 (약제학적 화학물 및 의약, 류머티즘 석고붕대, 초음파용 겔, 화장품 증점제, 선스크린용 담체 재료); 수중유 또는 유중수 에멀전용 증점제; 직물 (흡수 냉각을 위한 직물, 예를 들어 보호용 의류, 장갑, 헤어밴드, 신발 안창에서의 수분 조절); 화학공학 적용 (효소와 같은 대형 기능성 분자들의 고정을 위한 유기 반응용 촉매로서 적용, 응집 접착제, 가열 저장, 여과 보조, 중합체 적층물에서의 친수성 성분, 분산제, 액화제로서 적용); 분말 사출 성형, 토목 및 건축 산업에서의 보조제 (설비, 양토-기반의 렌더 (loam-based renders) 에서, 진동-방지 매체로서, 물이 풍부한 지하에서의 터널 착공시 보조제, 케이블 피복); 수처리, 폐기물 처리, 물 수거 (방빙장치, 재사용 모래 백); 세정, 농약 산업 (관주, 융해수 및 이슬 저장수의 유지, 두엄 첨가제, 진균/곤충 감염으로부터의 숲의 보호, 식물에 대한 활성 성분의 지연 방출); 화재 방재 또는 화재 보호; (예를 들어, 다중층 필름의 친수성화를 위한) 열가소성 중합체에서의 공압출제 (coextrusion agent); 물을 흡수할 수 있는 막 및 열가소성 성형틀의 제조 (예를 들어, 농업용으로 비 및 이슬을 저장하는 막; 수분막에 포장되는 과일 및 야채의 신선함을 유지하기 위한 초흡수제를 포함하는 막; 예를 들어 육류, 어류, 가금육 및 과채류와 같은 식품 포장을 위한, 초흡수체-폴리스티렌 공압출물); 또는 활성 성분 제형물 (약제학물, 작물 보호) 에서의 담체 물질이다.The superabsorbent of the present invention can also be used in liquids, especially in other industries where water or an aqueous solution is absorbed. Such fields include, for example, storage, package transport (for example as a component of a packaging material for water- or moisture-sensitive articles for flower transport, and also as protection against the effects of machines); Animal hygiene (clay placed in cat litter box); Food packaging (transport of fish, fresh meat, water, absorption of blood in fish or meat packaging); Medicines (absorbent materials for scarring bandages, burn dressings or other intestinal wounds), cosmetics (pharmaceutical chemicals and medicines, rheumatoid plaster bandages, ultrasonic gels, cosmetic thickeners, carrier materials for sunscreens); A thickener for oil-in-water or water-in-oil emulsions; Fabrics (fabrics for absorbent cooling, eg protective clothing, gloves, hair bands, moisture control in shoe insole); Application as a chemical engineering application (as an organic reaction catalyst for fixing large functional molecules such as enzymes, cohesive adhesives, heat storage, filtration aids, hydrophilic components in polymeric laminates, dispersants, liquefiers); Auxiliaries in powder injection molding, civil engineering and construction industries (auxiliaries, cable cladding in equipment, loam-based renders, anti-vibration media, water-rich underground tunnel construction); Water treatment, waste disposal, water collection (icing equipment, reusable sand bags); Cleaning, pesticide industry (maintenance of rivers, fountains and dewatered water, denture additives, protection of forests from fungal / insect infections, delayed release of active ingredients to plants); Fire protection or fire protection; Coextrusion agents in thermoplastic polymers (e.g., for hydrophilization of multilayer films); (For example, a film for storing rain and dew for agricultural use, a film containing a superabsorbent for maintaining the freshness of fruits and vegetables packed in a water film, Superabsorbent-polystyrene pneumatic depressions for food packaging such as meat, fish, poultry and fruit and vegetables); Or a carrier material in an active ingredient formulation (pharmaceutical, crop protection).
액체 흡수를 위한 본 발명의 물품은 그들이 본 발명의 초흡수체를 함유한다는 점에서 공지된 예시품과 차이난다. The articles of the present invention for liquid absorption differ from the known examples in that they contain the superabsorbent of the present invention.
관심대상 물품 제조에 하나 이상의 본 발명의 초흡수체를 이용하는 것을 포함하는, 액체 흡수용 물품, 특히 위생 물품의 제조 방법을 발견했다. 추가로, 초흡수체를 이용해 그러한 물품을 제조하는 방법이 공지된다.A method of manufacturing a liquid-absorbing article, in particular a sanitary article, comprising using at least one inventive superabsorbent for the manufacture of the article of interest. In addition, methods of making such articles using superabsorbents are known.
시험 방법Test Methods
초흡수체는 하기 기재된 시험 방법으로 시험한다.The superabsorbent is tested by the test method described below.
이후 기재되는 "WSP" 로 명명되는 표준 시험 방법은 하기 문헌에 기재되어 있다: "Standard Test Methods for the Nonwovens Industry", 2005 판, Worldwide Strategic Partners EDANA (European Disposables and Nonwovens Association, Avenue Eugene Plasky, 157, 1030 Brussels, Belgium, www.edana.org) 및 INDA (Association of the Nonwoven Fabrics Industry, 1100 Crescent Green, Suite 115, Cary, North Carolina 27518, U.S.A., www.inda.org) 의 공동 출판. 상기 공개문헌은 EDANA 에서도 INDA 에서도 입수가능하다.Standard test methods, hereinafter referred to as "WSP ", are described in the following references:" Standard Test Methods for the Nonwovens Industry ", 2005 edition, Worldwide Strategic Partners EDANA (European Disposables and Nonwovens Association, Avenue Eugene Plasky, 1030 Brussels, Belgium, www.edana.org) and INDA (Association of the Nonwoven Fabrics Industry, 1100 Crescent Green, Suite 115, Cary, North Carolina 27518, USA, www.inda.org). The above published documents are also available in EDANA and INDA.
하기 기재된 모든 측정값들은, 달리 언급되지 않으면, 23±2℃ 의 상온 및 50±10% 의 상대적 공기 습도에서 실시되어야 한다. 초흡수체 입자들은 달리 언급되지 않는 한 측정 전에 완전히 혼합된다.All measurements described below should be carried out at room temperature of 23 ± 2 ° C and relative air humidity of 50 ± 10% unless otherwise stated. Superabsorbent particles are thoroughly mixed before measurement unless otherwise noted.
원심분리 체류 용량 (Centrifuge retention capacity (CRC))Centrifuge retention capacity (CRC)
초흡수체의 원심분리 체류 용량은 표준 시험 방법 No. WSP 241.5-05 "원심분리 체류 용량 (Centrifuge retention capacity)" 으로 결정된다.The centrifuge retention capacity of the superabsorbent was determined according to the standard test method No. 1. WSP 241.5-05 "Centrifuge retention capacity ".
0.7 psi (AUL0.7psi) 의 하중 하의 흡수력Absorbency under load of 0.7 psi (AUL0.7 psi)
초흡수체의 4826 Pa (0.7 psi) 의 하중 하의 흡수력은, 21 g/㎠ (0.3 psi 의 하중을 유도함) 대신 49 g/㎠ (0.7 psi 의 하중을 유도함) 의 중량을 이용한 점을 제외하고는 표준 시험 방법 일련번호 WSP 242.2-05 "압력 하 흡수" 와 유사하게 결정된다.The absorbency under a load of 4826 Pa (0.7 psi) of the superabsorbent is the standard, except that the weight of 49 g / cm 2 (which induces a load of 0.7 psi) is used instead of 21 g / cm 2 (which induces a load of 0.3 psi) Test method Serial number is determined similar to WSP 242.2-05 "Absorption under pressure".
추출가능한 물질 (16 h)Extractable material (16 h)
초흡수체에서 추출가능한 물질의 비율은 표준 시험 방법 일련번호 WSP 270.2-05 "전위차 적정에 의한 추출가능한 중합체 함량의 결정" 에 의해 결정된다.The proportion of extractable material in the superabsorbent material is determined by standard test method serial number WSP 270.2-05 "Determination of extractable polymer content by potentiometric titration ".
초흡수체의 함수량 (잔류 수분, 함수량)Water content (residual moisture, moisture content) of superabsorbent
초흡수체 입자의 함수량은 표준 시험 방법 No. WSP 230.2-05 "Moisture content" 에 의해 결정된다.The water content of the superabsorbent particles was determined according to the standard method of Test Method No. 2. It is determined by WSP 230.2-05 "Moisture content".
염수 유동 전도성 (SFC)Brine Flow Conductivity (SFC)
액체 흡수의 결과로서 초흡수체에 의해 형성된 팽윤 겔 층의 염수 유동 전도성이 0.3 psi (2068 Pa) 의 압력 하에 EP 0 640 330 A1 에 기재된 바와 같이, 초흡수체 입자들의 팽윤 겔 층의 겔 층 투과도로서 결정되었는데, 상기 언급된 특허 출원 제 19 면 및 도 8 에서 기재된 기기를, 유리 프릿 (40) 을 사용하지 않고, 플런저 (39) 가 실린더 (37) 와 동일한 중합체 재료로 이루어지며, 전체 접촉 면적에 걸쳐 균일하게 분포되어 있는 동일한 크기의 21 개의 구멍을 포함하도록 개조했다. 측정 과정 및 평가는 EP 0 640 330 A1 에 있는 그대로 했다. 유속은 자동으로 검출된다.The brine flow conductance of the swollen gel layer formed by the superabsorbent as a result of liquid absorption is determined as the gel layer permeability of the swollen gel layer of the superabsorbent particles as described in EP 0 640 330 A1 under a pressure of 0.3 psi (2068 Pa) The above-mentioned patent application No. 19 and the apparatus described in Fig. 8 can be applied to the case where the glass frit 40 is not used and the plunger 39 is made of the same polymer material as the cylinder 37, It was modified to include 21 holes of the same size uniformly distributed. The measurement procedure and evaluation were as given in EP 0 640 330 A1. The flow rate is automatically detected.
염수 유동 전도성 (SFC) 은 다음과 같이 산출된다:The brine flow conductance (SFC) is calculated as follows:
[식 중, Fg(t=0) 는 t=0 에 대한 외삽에 의한 유동 결정 Fg(t) 데이터의 선형 회귀 분석을 이용해 수득되는, g/s 으로 나타내는 NaCl 용액의 유속이고, L0 는 cm 으로 나타낸 겔 층의 두께이고, d 는 g/cm3 로 나타낸 NaCl 용액의 밀도이고, A 는 cm2 로 나타낸 겔 층의 면적이고, WP 는 dyn/cm2 로 나타낸 겔 층 상의 정수압이다]. (T = 0) is the flow rate of a NaCl solution, expressed in g / s, obtained by linear regression analysis of flow determination Fg (t) data by extrapolation to t = 0, D is the density of the NaCl solution in g / cm 3 , A is the area of the gel layer in cm 2 , and WP is the hydrostatic pressure on the gel layer in dyn / cm 2 .
투과성 (FSGBP, "Free Swell Gel Bed Permeability") Permeability (FSGBP, "Free Swell Gel Bed Permeability")
투과성은 US 2005/0 256 757 A1 에서 문단 [0061] 내지 [0075] 에 기재된 바와 같이 결정된다.The permeability is determined as described in paragraphs [0061] to [0075] in US 2005/0256757 A1.
CIE 색상 번호 (L, a, b)CIE color number (L, a, b)
색상 분석은 CIELAB 방법 (Hunterlab, volume 8, 1996, book 7, pages 1 to 4) 에 따라 "LabScan XE S/N LX17309" 색도계 (HunterLab, Reston, U.S.A.) 를 이용해 실시했다. 상기 방법은 3 차원 시스템의 좌표 L, a 및 b 를 통해 색상을 기술한다. L 은 명도를 나타내는데, L = 0 이면 흑색을, L = 100 이면 백색을 나타낸다. a 및 b 의 값은 각각 적/록 및 황/청 색상 좌표 상의 색상의 위치를 나타내는데, 여기서 +a 는 적색을, -a 는 녹색을, +b 는 황색을, -b 는 청색을 나타낸다. HC60 는 공식 HC60 = L-3b 에 의해 산출된다.Color analysis was performed using a "LabScan XE S / N LX17309" colorimeter (HunterLab, Reston, U.S.A.) according to the CIELAB method (Hunterlab, volume 8, 1996, book 7, pages 1 to 4). The method describes the color through the coordinates L, a and b of the three-dimensional system. L represents brightness. When L = 0, it represents black. When L = 100, it represents white. The values of a and b indicate the positions of the colors on the red / green and yellow / blue hue coordinates, respectively, where + a represents red, -a represents green, + b represents yellow, and -b represents blue. HC60 is calculated by formula HC60 = L-3b.
색상 측정은 DIN 5033-6 에 따른 3-영역 방법에 대응한다.The color measurement corresponds to the 3-region method according to DIN 5033-6.
에이징 시험Aging test
측정 1 (최초 색상): 내부 직경이 9 cm 인 플라스틱 접시를, 테두리에서 날 (blade) 을 이용해 평탄화되어 평평하게 될 초흡수체 입자로 가득 채우고, CIE 색상 번호 및 HC60 값을 결정했다.Measurement 1 (initial color): A plastic dish with an internal diameter of 9 cm was filled with superabsorbent particles that would be flattened and flattened with a blade at the rim, and the CIE color number and HC60 value were determined.
측정 2 (에이징 후): 내부 직경이 9 cm 인 플라스틱 접시를, 테두리에서 날을 이용해 평탄화되어 평평하게 될 초흡수체 입자들로 채웠다. 이어서, 접시를 86% 의 일정한 상대적 공기 습도를 지닌, 60℃ 로 가열된 냉난방가능한 캐비넷에 넣었다. 21 일 경과 후, 접시를 빼냈다. 실온으로 냉각 후, CIE 색상 번호를 결정했다. Measure 2 (after aging): A plastic dish with an internal diameter of 9 cm was filled with superabsorbent particles that would be planarized and flattened with a blade at the rim. The dish was then placed in a heatable cabinet heated to 60 DEG C with a constant relative air humidity of 86%. After 21 days, the dish was taken out. After cooling to room temperature, the CIE color number was determined.
실시예Example
혼합기로 사용된 설비는 Gebr. Loedige Maschinenbau GmbH (독일, Elsener-Strasse 7 - 9, 33102 Paderborn 소재) 사의 Pflugschar®M5 쟈켓형성 플로우셰어 혼합기였다. 혼련기로 사용된 설비는 동일한 제조사의 Pflugschar®5R-MK 쟈켓형성 플로우셰어 혼련기였다.The equipment used as mixer is Gebr. Was a Pflugschar® M5 jacketing forming flow shear mixer from Loedige Maschinenbau GmbH (Elsener-Strasse 7 - 9, 33102 Paderborn, Germany). The equipment used as the kneader was a flow-shear kneader of the same manufacturer Pflugschar® 5R-MK jacket forming machine.
Cublen®K 2012 은 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 디소듐 염의 20 중량% 수용액이다. Cublen®K 3014 은 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 테트라소듐 염의 20 중량% 수용액이다. Cublen®K60 은 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산의 60 중량% 수용액이다. Cublen®K 4023 은 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 트리포타슘 염의 26 중량% 수용액이다. 그러한 물질들은 Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co KG 사 (독일의 Chemnitztalstrasse 1, 09217 Burgstaedt, 소재) 에서 입수가능하다. Laromer®PO 9044V 는 BASF SE (독일의 Ludwigshafen 소재) 사에서 입수가능한 트리에톡실화 글리세롤의 트리아크릴레이트이다. DAROCUR®1173 는 BASF Switzerland AG (스위스, Basle 소재) 사에서 입수가능한 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온이다. IRGACURE®651 은 BASF Switzerland AG (스위스, Basle 소재) 사에서 입수가능한 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온이다.Cublen®K 2012 is a 20% by weight aqueous solution of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, disodium salt. Cublen K 3014 is a 20% by weight aqueous solution of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, tetrasodium salt. Cublen K60 is a 60% by weight aqueous solution of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid. Cublen K 4023 is a 26 wt% aqueous solution of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, tri-potassium salt. Such materials are available from Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co KG (Chemnitztalstrasse 1, 09217 Burgstaedt, Germany). Laromer® PO 9044V is a triacrylate of triethoxylated glycerol available from BASF SE (Ludwigshafen, Germany). DAROCUR® 1173 is 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one available from BASF Switzerland AG (Basle, Switzerland). IRGACURE® 651 is 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one available from BASF Switzerland AG (Basle, Switzerland).
실시예 1Example 1
베이스 중합체의 제조Preparation of base polymer
2 l 스테인리스 스틸 용기에 먼저 326.7 g 의 50 중량% 소듐 히드록시드 용액 및 675 g 의 냉동된 탈이온수를 충전시켰다. 교반하면서, 온도가 35℃ 를 초과하지 않도록 첨가 속도를 조절하면서 392.0 g 의 아크릴산을 첨가했다. 이어서, 혼합물을 교반 및 냉각조의 보조로 냉각시켰다. 혼합물의 온도가 20℃ 로 강하되었을 때, 0.79 g 의 Laromer®PO 9044V, 0.041 g 의 DAROCUR®1173 및 0.014 g 의 IRGACURE®651 를 첨가했다. 냉각을 지속하고, 혼합물의 온도가 15℃ 로 되었을 때, 유리 프릿을 이용해 질소를 통과시켜 혼합물에서 산소를 제거했다. 0℃ 에 도달하면, 0.51 g 의 소듐 퍼설페이트 (5 ml 의 물에 녹임) 및 0.06 g 의 과산화수소 (6 ml 의 물에 녹임) 를 첨가하고, 단량체 용액을 유리 접시에 옮겼다. 유리 접시는 단량체 용액의 층 두께가 5 cm 가 되는 치수를 갖고 있었다. 후속하여, 7.5 ml 의 물에 녹인 0.39 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염을 첨가하고, 단량체 용액을 유리 막대를 이용해 살짝 교반했다. 단량체 용액을 담고 있는 유리 접시를 UV 램프 (UV 강도 = 25 mW/㎠) 하에 두고, 중합이 일어나도록 했다. 16 분 후, 결과로서 수득한 겔을 6 mm 다이 플레이트가 있는 시판 육류 분쇄기를 이용해 3 회 분쇄하고, 실험실 건조 캐비넷에서 160℃ 에서 1 시간 동안 건조시켰다. 이어서, 생성물을 분쇄하고 150 내지 850 ㎛ 의 사별 분획을 수득했다. 상기 과정을 여러번 반복해 후속 단계를 위한 충분한 양의 중합체를 수득했다. 그렇게 제조된 베이스 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.A 2 l stainless steel vessel was first charged with 326.7 grams of a 50 wt% sodium hydroxide solution and 675 grams of frozen deionized water. With stirring, 392.0 g of acrylic acid was added while controlling the addition rate so that the temperature did not exceed 35 占 폚. The mixture was then cooled with the aid of a stirring and cooling bath. When the temperature of the mixture dropped to 20 占 폚, 0.79 g of Laromer 占 PO 9044V, 0.041 g of DAROCUR 占 1173 and 0.014 g of IRGACURE 占 651 were added. Cooling was continued and when the temperature of the mixture reached 15 캜, oxygen was removed from the mixture by passing nitrogen through a glass frit. When the temperature reached 0 占 폚, 0.51 g of sodium persulfate (dissolved in 5 ml of water) and 0.06 g of hydrogen peroxide (dissolved in 6 ml of water) were added and the monomer solution was transferred to a glass plate. The glass plate had dimensions such that the layer thickness of the monomer solution was 5 cm. Subsequently, 0.39 g of disodium 2-hydroxy-2-sulfonatoacetoacetate dissolved in 7.5 ml of water was added and the monomer solution was gently stirred using a glass rod. The glass plate containing the monomer solution was placed under a UV lamp (UV intensity = 25 mW / cm 2) to allow polymerization to take place. After 16 minutes, the resulting gel was milled three times using a commercial meat grinder with a 6 mm die plate and dried at 160 DEG C for 1 hour in a laboratory drying cabinet. The product was then milled and a bifurcated fraction of 150 to 850 [mu] m was obtained. The above procedure was repeated several times to obtain a sufficient amount of polymer for the next step. The properties of the thus-prepared base polymer are shown in Table 1.
표면 사후가교Surface post-crosslinking
표면 사후가교를 위해, 1.2 kg 의 베이스 중합체를 실온 및 분 당 450 회전의 샤프트 속도의 혼합기에서 2-상 분사 노즐을 수단으로 하여 0.84 g 의 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리디논, 10.8 g 의 1,2-프로판디올 및 25.2 g 의 물의 혼합물을 이용해 코팅했다. 분사 적용 후, 생성물 온도를 185℃ 로 상승시키고, 반응 혼합물을 그 온도 및 분 당 80 회전의 샤프트 속도에서 60 분간 유지시켰다. 결과로서 수득한 생성물을 실온으로 냉각시키고 사별했다. 표면 사후가교된 초흡수체를 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 입자 크기를 가진 사별 분획으로 수득하고, 그의 특성을 표 1 에 기재했다.For surface post cross-linking, 1.2 kg of base polymer was mixed with 0.84 g of N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidinone by means of a two-phase injection nozzle in a mixer at room temperature and a shaft speed of 450 revolutions per minute Dinon, 10.8 g of 1,2-propanediol and 25.2 g of water. After spray application, the product temperature was raised to 185 ° C and the reaction mixture was held at that temperature and shaft speed of 80 revolutions per minute for 60 minutes. The resulting product was cooled to room temperature and was bred. The surface superficially crosslinked superabsorbent was obtained as a bifurcated fraction with a particle size of 150 [mu] m to 850 [mu] m, and its properties are shown in Table 1. [
사후처리Post-processing
1.0 kg 의 표면 사후가교된 중합체를 70℃ 및 분 당 250 회전의 샤프트 속도의 혼합기에서 2-상 분사 노즐을 수단으로 하여 12.5 g 의 Cublen®K 2012 를 이용해 코팅했다. 분사 적용 후에는 분 당 80 회전의 샤프트 속도로 15 분간 반응 혼합물의 연속 혼합을 후속했다. 결과로서 수득한 생성물은 실온으로 냉각시키고, 메쉬 크기 850 ㎛ 의 체를 이용해 응집물을 제거했다. 그렇게 제거된 850 ㎛ 초과의 응집물의 비율은 14.4 g 였다. 그렇게 사후처리된 생성물의 특성을 표 1 에 기재했다. 1.0 kg of surface post-crosslinked polymer was coated with 12.5 g of Cublen® K 2012 by means of a two-phase injection nozzle in a mixer at a shaft speed of 70 ° C and 250 revolutions per minute. Following spray application, continuous mixing of the reaction mixture was followed for 15 minutes at a shaft speed of 80 revolutions per minute. The resulting product was cooled to room temperature and the coagulum was removed using a sieve having a mesh size of 850 占 퐉. The proportion of agglomerates exceeding 850 탆 thus removed was 14.4 g. The properties of the post-treated product are set forth in Table 1.
실시예 2 (비교예)Example 2 (Comparative Example)
소듐 히드로겐설파이트의 10 중량% 수용액 3.9 g 을, 7.5 ml 의 물에 용해되어 있는 0.39 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염 대신 첨가한 점을 제외하고 실시예 1 을 반복했다. 후속 제거되는 응집물의 비율은 15.2 g 였다. 베이스 중합체 표면 사후가교된 중합체 및 후속처리된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Example 1 was repeated except that 3.9 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium hydrogensulfite was added instead of 0.39 g of 2-hydroxy-2-sulfonato acetic acid disodium salt dissolved in 7.5 ml of water . The proportion of the subsequently removed coagulum was 15.2 g. Base polymer surface Properties of the post-crosslinked polymer and the subsequently treated polymer are shown in Table 1.
실시예 3 (비교예)Example 3 (Comparative Example)
7.5 ml 의 물에 용해된 0.39 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염 대신 3.9 g 의, 소듐 티오설페이트의 10 중량% 수용액을 사용한 점을 제외하고, 실시예 1 을 반복했다. 후속 제거되는 응집물의 비율은 15.0 g 였다. 베이스 중합체, 표면 사후가교된 중합체 및 사후처리된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Example 1 was repeated except that 3.9 g of a 10 wt% aqueous solution of sodium thiosulfate was used instead of 0.39 g of 2-hydroxy-2-sulfonato acetic acid disodium salt dissolved in 7.5 ml of water. The proportion of the subsequently removed coagulum was 15.0 g. The properties of the base polymer, the surface post-crosslinked polymer and the post-treated polymer are shown in Table 1.
실시예 4 (비교예)Example 4 (Comparative Example)
7.5 ml 의 물에 용해된 0.39 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염 대신 7.5 ml 의 물에 녹인 0.047 g 의 아스코르브산을 사용한 점을 제외하고 실시예 1 을 반복했다. 후속 제거된 응집물의 비율은 14.0 g 였다. 베이스 중합체, 표면 사후가교된 중합체 및 사후처리된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Example 1 was repeated except that 0.047 g of ascorbic acid dissolved in 7.5 ml of water instead of 0.39 g of 2-hydroxy-2-sulphonatoacetic acid disodium salt dissolved in 7.5 ml of water was used. The percentage of the subsequently removed agglomerates was 14.0 g. The properties of the base polymer, the surface post-crosslinked polymer and the post-treated polymer are shown in Table 1.
실시예 5 (비교예)Example 5 (Comparative Example)
7.5 ml 의 물에 용해된 0.39 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염 대신, 19.6 g 의 Cublen®K 2012 를 첨가한 점을 제외하고 실시예 1 을 반복했다. 중합이 부득이하게 일어났다. 16 분 후, 유리접시에 있는 재료는 여전히 더이상 워크없할 수 없는 점성질의 곤죽 상태였다.Example 1 was repeated except that 19.6 g of Cublen 占 K 2012 was added instead of 0.39 g of 2-hydroxy-2-sulphonatoacetic acid disodium salt dissolved in 7.5 ml of water. Polymerization has unavoidably occurred. After 16 minutes, the material in the glass dish was still dug-free, which was no longer work-free.
실시예 6 (비교예)Example 6 (Comparative Example)
19 ml 의 물에 녹인 12.5 g 의 Cublen®K 2012 및 1 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염의 혼합물을 사후처리에 사용한 점을 제외하고 실시예 4 를 반복했다. 후속 제거되는 응집물의 비율은 56.8 g 였다. 베이스 중합체, 표면 사후가교된 중합체 및 사후처리된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Example 4 was repeated except that a mixture of 12.5 g of Cublen 占 2012 2012 and 1 g of 2-hydroxy-2-sulfonato acetic acid disodium salt dissolved in 19 ml of water was used for post-treatment. The proportion of the subsequently removed coagulum was 56.8 g. The properties of the base polymer, the surface post-crosslinked polymer and the post-treated polymer are shown in Table 1.
실시예 7 (비교예)Example 7 (Comparative Example)
무엇보다도 육류 분쇄기를 3 회 대신 오직 1 회 사용한 후, 일단 분쇄된 겔을 2.5 g 의 Cublen K 2012 및 20 ml 의 물의 혼합물과 혼합하고 2 회 더 분쇄한 점을 제외하고 실시예 1 을 반복했다. 추가로, 표면 사후가교 후에는 아무런 사후처리를 실시하지 않았다. 베이스 중합체 및 표면 사후가교된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Best of all, Example 1 was repeated, except that the meat grinder was used only once instead of three times, and then the ground gel was mixed with a mixture of 2.5 g of Cublen K 2012 and 20 ml of water and further pulverized twice. In addition, no post-treatment was performed after surface post-crosslinking. The properties of the base polymer and the surface post-crosslinked polymer are shown in Table 1.
실시예 8Example 8
육류 분쇄기를 3 회 대신 오직 1 회 사용한 후, 20 ml 의 물에 용해시킨 0.39 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염과 혼합한 후, 2 회 분쇄한 점을 제외하고 실시예 4 를 반복했다. 후속하여 제거되는 응집물의 비율은 13.6 g 였다. 베이스 중합체 및 표면 사후가교된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Except that the meat grinder was mixed with 0.39 g of disodium 2-hydroxy-2-sulphonatoacetate dissolved in 20 ml of water only once instead of three times and then pulverized twice. 4 was repeated. The proportion of the subsequently removed aggregate was 13.6 g. The properties of the base polymer and the surface post-crosslinked polymer are shown in Table 1.
실시예 9 (비교예)Example 9 (Comparative Example)
무엇보다도 육류 분쇄기를 3 회 대신 오직 1 회 사용한 후, 1 회 분쇄된 겔을 19.5 g 의, 포타슘 히드로설파이트의 2 중량% 주용액과 혼합하고, 이어서 2 회 더 분쇄한 점을 제외하고는 실시예 4 를 반복했다. 후속하여 제거될 응집물의 비율은 15.2 g 였다. 베이스 중합체 및 표면 사후가교된 중합체의 특성을 표 1 에 기재했다.Above all, the meat grinder was used only once instead of three times, then the once crushed gel was mixed with 19.5 g of a 2 wt% main solution of potassium hydrosulfite and then milled twice more Example 4 was repeated. The proportion of the flocculant to be subsequently removed was 15.2 g. The properties of the base polymer and the surface post-crosslinked polymer are shown in Table 1.
실시예 10Example 10
14.3 kg 의 소듐 아크릴레이트 수용액 (탈이온수 중 37.5 중량% 용액), 1.4 kg 의 아크릴산 및 350 g 의 탈이온수를 12.5 g 의 Laromer®PO 9044V 와 혼합했다. 상기 용액을 가열된, 질소 충전 비말형성 탑 (180℃, 높이 12 m, 직경 2 m, 흐름에서의 기체 속도 0.1 m/s, 직경 40 mm, 내부 높이 2 mm 인 비말 형성기 및 직경이 각각 200 ㎛ 인 60 개의 구멍이 있는 비말형성기 플레이트) 에서 32 kg/h 의 속도로 비말형성하고; 그의 온도는 15℃ 였다. 비말형성기의 상류에서 바로, 단량체 용액을 정체형 혼합기를 이용해 세가지 개시제 용액과 혼합했다. 개시제 1 은 5 중량% 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산의 디소듐 염을 함유하는 수용액이고, 개시제 2 는 탈이온수 중 소듐 퍼옥소디설페이트의 10 중량% 용액이며, 개시제 3 은 2.5 중량% 의 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디히드로클로라이드를 함유하는 수용액이다. 개시제 용액 1 의 계량 속도는 0.33 kg/h 였고, 개시제 용액 2 의 계량 속도는 0.27 kg/h 였으며, 개시제 용액 3 의 계량 속도는 0.22 kg/h 였다. 초흡수체는 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 입자 크기를 가진 사별 분획으로 수득했다. 별도의 표면 사후가교 조작은 실시하지 않았다. 이는 표 1 에 기술된 특성을 갖고 있었다.14.3 kg of sodium acrylate aqueous solution (37.5 wt% solution in deionized water), 1.4 kg of acrylic acid and 350 g of deionized water were mixed with 12.5 g of Laromer (R) PO 9044V. The solution was applied to a heated, nitrogen filled droplet forming tower (180 DEG C, 12 m high, 2 m diameter, gas velocity of 0.1 m / s in flow, 40 mm diameter, 2 mm internal height, Gt; 32 < / RTI > kg / h; Its temperature was 15 占 폚. Immediately upstream of the droplet former, the monomer solution was mixed with the three initiator solutions using a conical mixer. Initiator 1 is an aqueous solution containing 5% by weight of disodium salt of 2-hydroxy-2-sulfonatoacetic acid, Initiator 2 is a 10% by weight solution of sodium peroxodisulfate in deionized water, Initiator 3 is 2.5% % Of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride. The metering rate of initiator solution 1 was 0.33 kg / h, the metering rate of initiator solution 2 was 0.27 kg / h, and the metering rate of initiator solution 3 was 0.22 kg / h. The superabsorbent was obtained as a bifurcated fraction with a particle size of 150 [mu] m to 850 [mu] m. No separate surface post-crosslinking operation was performed. It had the characteristics described in Table 1.
1.2 kg 의 표면 사후가교된 중합체를 실온에서 분 당 80 회전의 샤프트 속도로 혼합기에서 1.8 g 의 소수성 석출 실리카 (Sipernat®D-17, Evonik Degussa GmbH; Frankfurt am Main, 독일) 와 혼합했다. 5 분의 혼합 후, 샤프트 속도를 분 당 250 회전으로 증가시키고, 초흡수체를 21 g 의 Cublen®K 3014 이 있는 2-상 노즐을 수단으로 하여 코팅했다. 분사 적용 후, 반응 혼합물을 분 당 80 회전의 샤프트 속도로 15 분간 연속 혼합했다. 결과로서 수득한 생성물에서 메쉬 크기 600 ㎛ 의 체를 이용해 응집물을 제거했다. 그렇게 제거된 600 ㎛ 초과의 응집물 비율은 5.3 g 였다. 그렇게 수득된 생성물의 특성을 표 1 에 기술했다.1.2 kg of surface post-crosslinked polymer was mixed with 1.8 g of hydrophobic precipitated silica (Sipernat (R) D-17, Evonik Degussa GmbH, Frankfurt am Main, Germany) in a mixer at a shaft speed of 80 revolutions per minute at room temperature. After mixing for 5 minutes, the shaft speed was increased to 250 revolutions per minute and the superabsorbent was coated by means of a two-phase nozzle with 21 g of Cublen K 3014. After spray application, the reaction mixture was continuously mixed for 15 minutes at a shaft speed of 80 revolutions per minute. The resultant product was subjected to removal of aggregates using a sieve having a mesh size of 600 mu m. The coagulant ratio exceeding 600 탆 thus removed was 5.3 g. The properties of the thus obtained products are described in Table 1.
실시예 11 Example 11
베이스 중합체의 제조Preparation of base polymer
혼련기에 먼저 459 g 의 물, 213.9 g 의 아크릴산, 1924.9 g 의 37.3 중량% 소듐 아크릴레이트 용액 (100 몰% 중화됨) 및 2.75 g 의 Laromer®PO 9044V 을 채우고, 20 분 동안 질소 버블링으로 불활성화시켰다. 개시제의 후속 첨가를 약 20℃ 에서 실시해 반응 혼합물을 외부에서 냉각시켰다. 최종적으로, 0.67 g 의 소듐 퍼설페이트 (10 g 의 물에 용해시킴), 0.05 g 의 30 중량% 과산화수소 (5 g 의 물에 용해시킴), 0.57 g 의 2-히드록시-2-술포나토아세트산 디소듐 염 (12 ml 의 물에 용해시킴) 및 0.01 g 의 아스코르브산 (10 g 의 물에 용해시킴) 을 신속히 연속하여 첨가했다. 신속히 반응을 설정하고, 30℃ 의 내부 온도 달성 시 혼련기의 쟈켓을 80℃ 에서 가열 담체 매질을 이용해 가열하여 가능한 단열해 반응이 종결되도록 했다. 최고 온도 달성 시, 형성된 겔을 냉각 액체 (-12℃) 를 수단으로 하여 50℃ 미만으로 냉각시킨 후, 방출했다. 이어서, 겔을 실험실 건조 캐비넷에서 160℃ 로 1 시간 동안 건조시킨 후, 150 내지 710 ㎛ 의 사별 분획을 수득했다. 그러한 과정을 수회 반복해 추가 단계를 위한 충분한 양의 중합체를 수득했다. 그렇게 제조된 베이스 중합체는 표 1 에 제시된 특성을 갖고 있다.To the kneader was first charged 459 grams of water, 213.9 grams of acrylic acid, 1924.9 grams of 37.3 weight percent sodium acrylate solution (100 mole percent neutralized) and 2.75 grams of Laromer.RTM. PO 9044V, and inactivated by nitrogen bubbling for 20 minutes . Subsequent addition of initiator was carried out at about 20 < 0 > C to cool the reaction mixture externally. Finally, 0.67 g of sodium persulfate (dissolved in 10 g of water), 0.05 g of 30 wt% hydrogen peroxide (dissolved in 5 g of water), 0.57 g of 2-hydroxy-2-sulphonatoacetic acid di Sodium salt (dissolved in 12 ml of water) and 0.01 g of ascorbic acid (dissolved in 10 g of water) were added in rapid succession. And the jacket of the kneader was heated at 80 캜 using a heated carrier medium at the time of achieving the internal temperature of 30 캜 to terminate the heat insulation reaction as much as possible. Upon achieving the highest temperature, the formed gel was cooled to less than 50 ° C by means of cooling liquid (-12 ° C) and then released. The gel was then dried in a laboratory drying cabinet at 160 DEG C for 1 hour and then a bifurcated fraction of 150 to 710 mu m was obtained. Such a process was repeated several times to obtain a sufficient amount of polymer for the further step. The base polymer thus prepared has the properties shown in Table 1.
표면 사후가교 Surface post-crosslinking
0.84 g 의 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리디논, 10.8 g 의 1,2-프로판디올 및 25.2 g 의 물의 혼합물 대신, 0.84 g 의 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리디논, 4.8 g 의 1,2-프로판디올, 12.0 g 의 2-프로판올, 4.8 g 의 물 및 27.3 g 의 22 중량% 알루미늄 락테이트 수용액을 사용했으며, 분사 적용 후 온도를 185℃ 대신 189℃ 로 상승시킨 점을 제외하고, 실시예 1 에서와 같이 표면 사후가교를 실시했다. 추가로, 150 내지 850 ㎛ 의 사별 분획 대신, 150 내지 710 ㎛ 의 사별 분획을 수득했다. 그렇게 제조된 표면 사후가교된 초흡수체의 SFC 는 125× 10-7 cm3s/g 였으며, 추가로, 표 1 에 특징을 기술했다.Instead of a mixture of 0.84 g of N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidinone, 10.8 g of 1,2-propanediol and 25.2 g of water, 0.84 g of N- (2-hydroxyethyl) -2 , 4.8 g of 1,2-propanediol, 12.0 g of 2-propanol, 4.8 g of water and 27.3 g of 22 wt% aluminum lactate aqueous solution were used. After spray application, the temperature was changed to 189 Lt; RTI ID = 0.0 > C, < / RTI > In addition, a benthic fraction of 150 to 710 [mu] m was obtained instead of the berry fraction of 150 to 850 [mu] m. The surface-crosslinked superabsorbent thus prepared had a SFC of 125 x 10 -7 cm 3 s / g and further characterized in Table 1.
사후처리Post-processing
12.5 g 의 Cublen®K 2012 를 이용하는 것 대신, 코팅을 1.67 g 의 Cublen®K 60 및 20 g 의 물의 혼합물로 처리하고, 응집물을 메쉬 크기 850 ㎛ 의 체 대신 메쉬 크기 710 ㎛ 의 체를 이용해 제거한 점을 제외하고, 실시예 1 에서와 같이 사후처리를 실시했다. 후속하여 제거된 응집물의 비율은 9.3 g 였다. 그렇게 수득된 중합체의 SFC 는 108×10-7 cm3s/g 였으며, 추가로, 표 1 에 특징을 기술했다.Instead of using 12.5 g of Cublen®K 2012, the coating was treated with a mixture of 1.67 g of Cublen®K 60 and 20 g of water and the aggregate was removed using a sieve of mesh size 710 μm instead of a mesh of size 850 μm The post-treatment was carried out as in Example 1. [ The proportion of subsequently removed aggregates was 9.3 g. The SFC of the polymer thus obtained was 108 x 10-7 cm 3 s / g and, further, the characteristics were described in Table 1.
실시예 12Example 12
베이스 중합체의 제조에서 2.75 g 대신 2.14 g 의 Laromer®PO 9044V 만을 사용한 것을 제외하고 실시예 11 을 반복했다. 추가로, 150 내지 710 ㎛ 의 사별 분획 대신, 그곳에서 150 내지 850 ㎛ 의 사별 분획을 수득했다. 표면 사후가교에서, 0.84 g 의 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리디논, 4.8 g 의 1,2-프로판디올, 12.0 g 의 2-프로판올, 4.8 g 의 물 및 27.3 g 의 22 중량% 알루미늄 락테이트 수용액의 혼합물 대신, 0.84 g 의 N-(2-히드록시에틸)-2-옥사졸리디논, 10.8 g 의 1,2-프로판디올 및 45.6 g 의 20 중량% 알루미늄 디히드록시모노아세테이트 수용액 (Lohtragon®ALA 200, Dr. Paul Lohmann GmbH KG 사제, 31857 Emmerthal, 독일) 의 혼합물을 사용했고, 분사 적용 후에는 온도를 189℃ 대신 185℃ 로 상승시켰다. 추가로, 150 내지 710 ㎛ 의 사별 분획 대신, 150 내지 850 ㎛ 의 사별 분획을 수득했다. 그렇게 하여 수득된 표면 사후가교된 초흡수체의 GBP 는 56 darcies 이며, 추가로, 표 1 에 특징을 기술했다. 사후처리 후, 1.67 g 의 Cublen®K 60 및 20 g 의 물의 혼합물 대신, 15.4 g 의 Cublen®K 4023 을 적용하고, 응집물은 메쉬 크기 710 ㎛ 의 체 대신 메쉬 크기 850 ㎛ 의 체를 이용해 제거했다. 후속해 제거된 응집물 비율은 16.9 g 였다. 그렇게 제조된 중합체의 GBP 는 48 darcies 이며, 추가로, 표 1 에 특징을 기술했다.Example 11 was repeated except that only 2.14 g of Laromer (R) PO 9044V was used instead of 2.75 g in the preparation of the base polymer. Further, instead of the berry fraction of 150 to 710 mu m, a berry fraction of 150 to 850 mu m was obtained there. In surface post cross-linking, 0.84 g of N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidinone, 4.8 g of 1,2-propanediol, 12.0 g of 2-propanol, 4.8 g of water and 27.3 g of 22 Wt% Alkyl Lactate aqueous solution, 0.84 g of N- (2-hydroxyethyl) -2-oxazolidinone, 10.8 g of 1,2-propanediol and 45.6 g of 20 wt% aluminum dihydroxymono Acetate solution (Lohtragon (R) ALA 200, manufactured by Dr. Paul Lohmann GmbH KG, 31857 Emmerthal, Germany) was used and after spray application the temperature was raised to 185 ° C instead of 189 ° C. In addition, a bifurcated fraction of 150 to 850 mu m was obtained instead of the bifurcated fraction of 150 to 710 mu m. The GBP of the surface-crosslinked superabsorbent thus obtained is 56 darcies and further characterized in Table 1. After the post-treatment, 15.4 g of Cublen (R) K 4023 was applied instead of 1.67 g of Cublen (R) K 60 and 20 g of water, and the agglomerates were removed using a sieve of mesh size 850 [mu] m instead of the mesh size 710 [mu] m. The percentage of aggregate removed subsequently was 16.9 g. The GBP of the polymer thus prepared is 48 darcies and, further, Table 1 describes the characteristics.
실시예 1 내지 12 의 각 경우에 따라 최종 생성물로 수득되는 모든 초흡수체에 대해, 색상 수를 또한 에이징 후에 결정했다. 결과를 표 2 에 정리했다. 실시예 및 표 1 및 2 는 본 발명의 초흡수체가 유리한 최초 색상 수 (표 1 에서의 초기 색상의 모든 L 값이 90 을 초과하며, 높은 HC60 값은 본 발명의 초흡수체가 특히 덜 황변된다는 것을 보여줌) 를 가질 뿐만 아니라, 비교 제품에 비해 에이징 후에도 훨씬 더 밝음 (L 값이 80 초과) 을 보여준다. For all superabsorbents obtained as final products in each case of Examples 1 to 12, the number of colors was also determined after aging. The results are summarized in Table 2. The Examples and Tables 1 and 2 show that the initial color number of the superabsorbent of the present invention is advantageous (all L values of the initial color in Table 1 exceed 90 and high HC60 values indicate that the inventive superabsorbent is particularly less yellowed ), As well as a much brighter (L value> 80) after aging compared to comparative products.
표 1: 에이징 시험 전 중합체의 특성Table 1: Properties of polymer before aging test
표 2: 에이징 시험 후 각 경우 궁극적으로 수득되는 중합체의 색상 번호Table 2: Color number of polymer ultimately obtained in each case after aging test
Claims (10)
a) 산 기를 보유하며, 임의로는 적어도 부분적으로 염의 형태로 제시되는, 하나 이상의 에틸렌 불포화 단량체,
b) 하나 이상의 가교제,
c) 하나 이상의 개시제,
d) 임의로는, a) 에서 언급된 단량체와 공중합가능한 하나 이상의 에틸렌 불포화 단량체,
e) 임의로는, 하나 이상의 수용성 중합체,
상기 방법은 추가로 결과로서 수득한 중합체를 건조시키는 단계, 건조된 중합체를 분쇄하고 분쇄된 중합체를 사별하는 선택적 단계, 및 건조되었으며 임의로 분쇄 및 사별된 중합체를 표면 사후가교하는 선택적 단계를 포함하며, 여기서 건조 단계 이전에 하나 이상의 술폰산 유도체가 단량체 혼합물 및/또는 중합체에 첨가되며, 건조 단계 후 또는 선택적 표면 사후가교 단계 후 하나 이상의 포스폰산 유도체가 중합체에 첨가됨.A method for preparing a superabsorbent by polymerization of a monomer solution comprising:
a) at least one ethylenically unsaturated monomer having an acid group, optionally at least partly in the form of a salt,
b) at least one crosslinking agent,
c) one or more initiators,
d) optionally, one or more ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with the monomers mentioned under a)
e) optionally, one or more water soluble polymers,
The method further comprises the steps of drying the resultant polymer, optionally pulverizing the dried polymer and separating the pulverized polymer, and optionally calcining the surface of the pulverized and fugitive polymer, Wherein one or more sulfonic acid derivatives are added to the monomer mixture and / or polymer prior to the drying step, and one or more phosphonic acid derivatives are added to the polymer after the drying step or after the selective surface post-crosslinking step.
Wherein the production of the article entails the addition of the superabsorbent of claim 8.
Applications Claiming Priority (3)
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