고흡수성 수지의 제조 방법

【기술분야】

관련 출원 (들)과의 상호 인용

본 출원은 2017년 10월 27일자 한국 특허 출원 제 10-2017-01451504호 및 2018년 10월 12일자 한국 특허 출원 제 10-2018-0121994호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며， 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

본 발명은 간단하고 경제적인 공정을 통해, 균일한 다공 구조를 포함하여 우수한 흡수 속도를 나타낼 수 있는 고흡수성 수지의 제조를 가능케 하는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공하는 것이다.

【배경기술】

고흡수성 수지 (Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서, 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명평하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서， 현재는 어린이용 종이 기저귀 등 위생 용품 외에 원예용 토양 보수제， 토목， 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품 유통 분야에서의 신선도 유지제， 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다.

가장 많은 경우에, 이러한 고흡수성 수지는 기저귀나 생리대 등 위생재 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 위생재 내에서, 상기 고흡수성 수지는 필프 내에 퍼진 상태로 포함되는 것이 일반적이다. 그런데， 최근 들어서는, 보다 얇은 두께의 기저귀 등 위생재를 제공하기 위한 노력이 계속되고 있으며 , 그 일환으로서 필프의 함량이 감소되거나， 더 나아가 펄프가 전혀 사용되지 않는 소위 펄프리스 (pulpless) 기저귀 등의 개발이 적극적으로 진행되고 있다.

이와 같이， 펄프의 함량이 감소되거나， 펄프가사용되지 않은 위생재의 경우， 상대적으로 고흡수성 수지가 높은 비율로 포함되며, 이러한 고흡수성 수지 입자들이 위생재 내에 불가피하게 다층으로 포함된다. 이렇게 다층으로 포함되는 전체적인 고흡수성 수지 입자들이 보다 효율적으로 소변 등의 액체를 흡수하기 위해서는, 상기 고흡수성 수지가 기본적으로 높은 흡수 성능 및 흡수 속도를 나타낼 필요가 있다.

이에 따라， 최근 들어서는 보다 향상된 흡수 속도를 나타내는 고흡수성 수지를 제조 및 제공하고자 하는 시도가 계속적으로 이루어지고 있다. 이와 같이, 높은 흡수 속도를 나타내는 고흡수성 수지를 제조하기 위해서는, 발포 등을 통해 다공성 구조를 포함하는 고흡수성 수지를 제조할 필요가 있으며， 이전에는 이러한 다공성 구조의 도입을 위해 대표적으로 중합시에 발포제 및 /또는 계면 활성제를 적용하는 방법을 사용하여 왔다.

그러나, 이전에 사용되던 발포제 및 /또는 계면 활성제를 사용하여 중합을 통해 고흡수성 수지를 제조하는 경우, 균일한 다공 구조가 도입되기 어려워 흡수 속도가 층분치 못하게 되거나, 입자 별로 흡수 속도가 매우 불균일하게 되는 등의 단점이 있었다.

이로 인해， 최근에는 캡슐형 발포제와 같은 특수한 첨가제를 적용하는 방법이 시도된 바 있으나, 이렇나 캡술형 발포제 등은 고흡수성 수지 자체의 단가에 비해 매우 고가이므로， 전체적인 공정의 경제성이 떨어지고 이를 적용한 공정 역시 상대적으로 복잡하게 되는 등의 단점이 있었다.

【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】

이에 본 발명은 특수한 첨가제를 사용하지 않는 간단하고 경제적인 공정을 통해， 균일한 다공 구조를 포함하여 우수한 흡수 속도를 나타낼 수 있는 고흡수성 수지의 제조를 가능케 하는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공하는 것이다.

【기술적 해결 방법】

이에 발명의 일 구현예에 따르면， 내부 가교제의 존재 하에， 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 제 1 가교 중합체를 포함하는 함수겔 중합체를형성하는 단계;

상기 함수겔 중합체를 건조 및 분쇄하는 단계;

상기 분쇄된 중합체를 적어도 10 내지 의 입경을 갖는 중합체 입자ᅳ

150 내지 200卿의 입경을 갖는 중합체 입자, 및 200 내지 850 의 입경을 갖는 중합체 입자로 분급하여 150 내지 850 의 입경을 갖는 베이스 수지 분말을 형성하는 단계 ; 및

상기 베이스 수지 분말을 표면 가교하는 단계를 포함하고,

상기 가교 중합 단계에서는， 상기 분급 단계에서 얻어진 10 내지 200 zm의 입경을 갖는 중합체 입자 및 음이온성 계면 활성제의 존재 하에 발포 중합을 진행하는 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다. 이하, 발명의 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법을 구체적으로 설명하기로 한다/

상술한 일 구현예의 제조 방법에서는， 분급 단계에서 얻어진 미분， 즉， 10 내지 200 의 입경을 갖는 증합체 입자를 고흡수성 수지의 제조를 위한 가교 중합시에 일종의 발포제로서 사용하며， 이와 함께 음이온성 계면 활성제를 일종의 발포 인;정제로 사용한다. 이러한 미분 및 음이은성 계면 활성제를 사용해 발포 중합을 진행함에 따라， 가교 중합 및 후속 공정을 통해 얻어진 베이스 수지 분말 및 고흡수성 수지 내에 상기 미분의 입경에 대웅하는 균일한 기공들이 안정적으로 형성됨이 확인되었다.

이와 같이, 일 구현예의 방법에 따르면， 발포제 등을 사용한 종래 기술에 비해， 균일한 다공성 구조를 갖는 고흡수성 수지가 제조됨에 따라, 고흡수성 수지가 보다 향상된 흡수 속도를 나타낼 수 있으며, 더 나아가, 입자 별로 흡수 속도가 불균일하게 되는 등의 종래 기술의 단점이 해결되고, 고흡수성 수지 입자들이 전체적으로 균일한 흡수 속도를 나타낼 수 있다.

또한, 일 구현예의 방법에서는, 캡술형 발포제와 같은 고가의 첨가제나, 별도의 공정 적용 없이, 고흡수성 수지의 제조 과정， 특히 분급 과정에서 일반적으로 얻어지는 미분과, 일반적인 음이온성 계면 활성제를 사용하여 다공성 구조가 안정적으로 도입된 고흡수성 수지를 얻음에 따라, 전체적인 고흡수성 수지의 공정 단가를 크게 낮출 수 있고, 단순화된 공정을 통해 우수한흡수 속도를 갖는 고흡수성 수지를 얻을 수 있게 된다. 이하， 일 구현예의 제조 방법과, 이를 통해 얻어지는 고흡수성 수지에 대해 보다구체적으로 설명하기로 한다. .

먼저 , 상기 일 구현예의 제조 방법에서 , 상기 제 1 가교 중합체를 구성하는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 고흡수성 수지의 제조에 통상적으로 사용되는 임의의 단량체일 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:

[화학식 1]

RrCOOM ¹

상기 화학식 1에서，

Ri는 불포화 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 5의 알킬 그룹이고,

M ¹ 는 수소원자， 1가또는 2가 금속， 암모늄기 또는 유기 아민염이다. 바람직하게는， 상기 단량체는 (메트)아크릴산， 및 이들 산의 1가 (알칼리) 금속염, 2가 금속염， 암모늄쉼 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 이처럼 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로 (메트)아크릴산 및 /또는 그 염을 사용할 경우 흡수성이 향상된 고흡수성 수지를 얻을 수 있어 유리하다. 이 밖에도 상기 단량체로는 무수말레인산, 푸말산， 크로톤산， 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2- 메타아크릴로일에탄술폰산, 2- (메트)아크릴로일프로판술폰산 또는 2- (메타)아크릴아미드 -2-메틸 프로판 술폰산， (메트)아크릴아미드, N- 치환 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트， 메특시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트， (Ν,Ν)-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트， (Ν,Ν)- 디메틸아미노프로필 (메트)아크릴아미드 등이 사용될 수 있다.

여기서, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 산성기를 가지며， 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 단량체를 수산화나트륨, 수산화칼륨， 수산화암모늄 등과 같은 알칼리 물질로 부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다.

이때, 상기 단량체의 중화도는 55 내지 95 몰 %, 또는 60 내지 80 몰 %， 또는 65 내지 75 몰%일 수 있다. 상기 중화도의 범위는 최종 물성에 따라 달라질 수 있지만， 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만 아니라 취급하기 곤란한 탄성 고무와 같은 성질을 나타낼 수 있다. 일 구현예의 방법 중 첫 번째 단계에서는， 내부 가교제 및 후술하는 분급 과정에서 얻어지는 10 내지 200/rni, 혹은 10 내지 150/皿의 입경을 갖는 중합체 입자 (미분) 및 음이온성 계면 활성제 등과 함께, 상술한 바와 같은 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 가교 중합할 수 있다.

이때 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 앞서 설명한 바와 같다. 또한, 상기 단량체 조성물 중 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 농도는 중합 시간 및 반웅 조건 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 90 중량 ⁰ /。, 또는 40 내지 65 중량 ⁰ /。일 수 있다. 이러한 농도 범위는 고농도 수용액의 중합 반웅에서 나타나는 겔 효과 현상을 이용하여 중합 후 미반웅 단량체를 제거할 필요가 없도록 하면서도， 후술할 중합체의 분쇄시 분쇄 효율을 조절하기 위해 유리할 수 있다. 다만， 상기 단량체의 농도가 지나치게 낮아지면 고흡수성 수지의 수율이 낮아질 수 있다. 반대로, 상기 단량체의 농도가 지나치게 높아지면 단량체의 일부가 석출되거나 중합된 함수겔상 중합체의 분쇄시 분쇄 효율이 떨어지는 등 공정상 문제가 생길 수 있고， 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다.

또한， 상기 내부 가교제로는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 중합시 가교 결합의 도입을 가능케 하는 것이라면 어떠한 화합물도 사용 가능하다. 비제한적인 예로， 상기 내부 가교제는 Ν,Ν'-메틸렌비스아크릴아미드， 트리메틸롤프로판 트리 (메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 다이 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트， 프로필렌글리콜 다이 (메트)아크릴레이트， 폴리프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트， 부탄다이올다이 (메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜다이 (메트)아크릴레이트， 다이에틸렌글리콜 다이 (메트)아크릴레이트， 핵산다이올다이 (메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 다이 (메트)아크릴레이트， 트리프로필렌글리콜 다이 (메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 다이 (메트)아크릴레이트, 다이펜타에리스리를 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리 (메트)아크릴레이트, 펜타에리스를 테트라아크릴레이트， 트리아릴아민, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 또는 에틸렌카보네이트와 같은 다관능성 가교제가 단독 사용 또는 2 이상 병용될 수 있으며， 이에 제한되는 것은 아니다.

이러한 내부 가교제는 상기 단량체 조성물에 대하여 약 0.001 내지 1 중량%의 농도로 첨가될 수 있다. 즉， 상기 내부 가교제의 농도가 지나치게 낮을 경우 수지의 흡수 속도가 낮아지고 겔 강도가 약해질 수 있어 바람직하지 않다. 반대로, 상기 내부 가교제의 농도가지나치게 높을 경우 수지의 흡수력이 낮아져 흡수체로서는 바람직하지 않게 될 수 있다.

또한， 상기 가교 중합 단계에서， 상기 10 내지 흑은 10 내지

150 의 입경을 갖는 중합체 입자는 상기 단량체의 100 중량부를 기준으로， 0.1 내지 5 중량부， 혹은 0.5 내지 3 중량부, 혹은 0.7 내지 2.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 이로서, 베이스 수지 분말 및 고흡수성 수지 내에 상기 중합체 입자， 즉, 미분의 입경에 대웅하는 균일한 다공성 구조가 도입될 수 있으면서도， 가교 중합이 적절히 진행되어 우수한 물성과 함께, 균일하면서도 향상된 흡수 속도를 나타내는 고흡수성 수지가먿어질 수 있다. 추가로， 상기 가교 중합 단계에서， 상기 음이온성 계면 활성제로는 소디움 도데실 설페이트， 암모늄 라우릴 설페이트， 소디움 라우레스 설페이트， 디옥틸 소디움 술포숙시네이트, 퍼플루오로옥탄 술포네이트， 퍼플루오로부탄 술포네이트， 알킬 -아릴 에테르 포스페이트， 알킬 에테르 포스페이트, 소디움 미레스 설페이트 및 카르복실레이트염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이외에도 다양한 음이온성 계면 활성제를 사용할 수 있다. 이러한 음이온성 계면 활성제는 상기 미분을 적용한 발포 중합을 통해 다공성 구조가 보다 잘 형성될 수 있게 하고, 이러한 다공성 구조를 안정화할 수 있다. 따라서, 이러한 음이온성 계면 활성제의 추가 사용에 의해， 고흡수성 수지가 보다 향상된 흡수 속도를 나타낼 수 있다.

이러한 음이온성 계면 활성제는 상기 단량체의 100 중량부를 기준으로， 0.002 내지 0.05 중량부, 흑은 0.005 내지 0.02 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 이로서, 균일한 다공성 구조가 적절히 도입되어 더욱 향상된 흡수 속도를 나타낼 수 있으면서도， 다른 물성의 저하가 억제된 고흡수성 수지가 얻어질 수 있다.

한편， 상기 단량체 조성물， 예를 들어, 단량체 수용액은 상술한 단량체， 내부 가교제, 상기 10 내지 200 의 입경을 갖는 중합체 입자 및 음이온성 계면 활성제 외에도， 다가 금속염， 광개시게, 열개시제 및 폴리알킬렌글리콜계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

이러한 첨가제는 고흡수성 수지의 통액성 등을 추가로 향상시키거나 (다가 금속염 또는 폴리알킬렌글리콜계 고분자 등), 혹은 가교 중합을 원활히 하여 고흡수성 수지의 물성을 보다 향상시키기 위해 사용할 수 있다.

상술한 첨가제는 각각의 역할에 따라， 상기 단량체의 100 중량부에 대해， 2000ppmw 이하， 혹은 0 내지 2000ppmw, 흑은 혹은 10 내지 l OOOppmw, 흑은 혹은 50 내지 500ppmw의 함량으로 사용될 수 있다. 이로서, 고흡수성 수지의 통액성 또는 흡수 성능 등의 물성을 추가 향상시킬 수 있다.

상술한 첨가제 중， 상기 폴리알킬렌글리콜계 고분자로는， 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜 등을 사용할 수 있다.

추가로， 상기 광 (중합) 개시제 및 /또는 열 (중합) 개시제로는， 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 중합 개시제가 모두 사용할 수 있다. 특히, 광 중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등에 의해 일정량의 열이 발생하고， 또한 발열 반웅인 중합 반웅의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 광 (중합) 개시제 및 /또는 열 (중합) 개시제가 함께 사용되어 보다 우수한 흡수 속도 및 제반 물성을 갖는 고흡수성 수지가 제조될 수 있다.

상기 열 (중합) 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제， 과산화수소， 및 아스코르빈산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 구체적으로， 과황산염계 개시제로는 과황산나트륨 (Sodium persulfate; Na2S ₂ 0 ₈ ), 과황산칼륨 (Potassium persulfate; K ₂ S ₂ 0 ₈ ), 과황산암모늄 (Ammonium persulfate; (NH ₄ ) ₂ S ₂ 0 ₈ ) 등을 예로 들 수 있다. 또한， 아조 (Azo)계 개시제로는 2，2-아조비스 -(2- 아미디노프로판)이염산염 (2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2- 아조비스 -(Ν,Ν-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드 (2,2-azobis- (N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-

(카바모일아조)이소부티로니트릴 (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-아조비스 [2- (2-이미다졸린 -2-일)프로판] 디하아드로클로라이드 (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2- yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스 -(4-시아노발레릭 산) (4,4-azobis-(4- cyanovaleric acid)) 등을 예로 들 수 있다. 보다 다양한 열 중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 "Principle of Polymerization(Wiley, 1981년)"의 203 페이지에 개시되어 있으며, 이를 참조할 수 있다.

또, 상기 광 (중합) 개시제로는, 예를 들어, 벤조인 에테르 (benzoin ether), 디알킬아세토페논 (dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤 (hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트 (phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈 (Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀 (acyl phosphine) 및 알파 -아미노케톤 (α- aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 그 중 아실포스핀의 구체 예로서, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6- 트리메틸 -벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드 (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)가 사용될 수 있다. 보다 다양한 광 중합 개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (曰 sevier 2007년)"의 1 15 페이지에 개시되어 있으며， 이를 참조할 수 있다.

이러한 개시제는 상기 단량체 100 중량부에 대해, 500ppmw 이하의 함량으로 첨가될 수 있다. 즉， 상기 중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고 최종 제품에 잔존 모노머가 다량으로 추출될 수 있어 바람직하지 않다. 반대로， 상기 중합 개시제의 농도가 상기 범위 보다 높을 경우 네트워크를 이루는 고분자 체인이 짧아져 수가용 성분의 함량이 높아지고 가압 흡수능이 낮아지는 등 수지의 물성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.

한편， 상술한 각 성분 외에도, 상기 단량체 조성물에는 필요에 따라 증점제, 가소제， 보존 안정제, 산화 방지제 등의 첨가제가 더 포함될 수 있다.

그리고， 이러한 단량체 조성물은 전술한 단량체 등의 원료 물질이 용매에 용해된 용액의 형태로 준비될 수 있다. 이때 사용 가능한 용매로는 전술한 원료 물질들을 용해시킬 수 있는 것이라면 그 구성의 한정 없이 사용될 수 있다. 예를 들어， 상기 용매로는 물, 에탄을, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜， 트리에틸렌글리콜， 1 ,4-부탄디올， 프로필렌글리콜， 에틸렌글리콜모노부틸에테르， 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤， 메틸아밀케톤， 시클로핵사논, 시클로펜타논， 디에틸렌글리콜모노메틸에테르， 디에틸렌글리콜에틸에테르， 를루엔, 자일렌, 부티로락톤， 카르비를， 메틸샐로솔브아세테이트, Ν,Ν-디메틸아세트아미드, 또는 이들의 흔합물 등이 사용될 수 있다.

그리고， 상술한 수용액 등의 형태를 갖는 단량체 조성물은 초기 온도가 30 내지 60 °C의 온도를 갖도록 제어될 수 있으며， 이에 대해 빛 에너지 또는 열 에너지가 가해져 가교 중합이 형성될 수 있다.

이와 같은 단량체 조성물의 가교 중합을 통한 함수겔 중합체의 형성은 통상적인 중합 방법으로 수행될 수 있으며, 그 공정은 특별히 한정되지 않는다. 비제한적인 예로， 상기 중합 방법은 중합 에너지원의 종류에 따라 크게 열 중합과 광 중합으로 나뉘는데， 상기 열 중합을 진행하는 경우에는 니더 (kneader)와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광 중합을 진행하는 경우에는 이동 가능한 컨베이어 벨트가 구비된 반웅기에서 진행될 수 있다. ^'

일 예로, 교반축이 구비된 니더와 같은 반웅기에 상기 단량체 조성물을 투입하고， _. 여기에 열풍을 공급하거나 반웅기를 가열하여 열 중합함으로써 함수겔상 중합체를 얻을 수 있다. 이때， 반웅기에 구비된 교반축의 형태에 따라 반응기 배출구로 배출되는 함수겔상 중합체는 수 밀리미터 내지 수 센티미터의 입자로 얻어질 수 있다. 구체적으로， 얻어지는 함수겔상 중합체는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도 등에 따라 다양한 형태로 얻어질 수 있는데， 통상 (중량 평균) 입경이 2 내지 50 mm인 함수겔상 중합체가 얻어질 수 있다.

그리고， 다른 일 예로， 이동 가능한 컨베이어 벨트가 구비된 반웅기에서 상기 단량체 조성물에 대한 광 중합을 진행하는 경우에는 시트 형태의 함수겔상 중합체가 얻어질 수 있다. 이때 상기 시트의 두께는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도에 따라 달라질 수 있는데， 시트 전체가 고르게 중합될 수 있도록 하면서도 생산 속도 등을 확보하기 위하여， 통상적으로 0.5 내지 5 cm의 두께로 조절되는 것이 바람직하다.

이때 이와 같은 방법으로 얻어진 함수겔 중합체의 통상 함수율은 40 내지 80 중량 ⁰ /。일 수 있다. 한편, 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수겔 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. 구체적으로는， 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180 ^° C까지 온도를 상승시킨 뒤 180 ^° C에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.

한편, 상술한 방법으로 함수겔 중합체를 제조한 후에는， 상기 함수겔 중합체를 건조 및 분쇄하는 단계를 진행할 수 있다. 이러한 건조 전에는， 먼저, 상기 함수겔 중합체를 조분쇄하여 평균 입경이 작은 함수겔 중합체를 제조하는 단계를 먼저 진행할 수도 있다.

이러한 조분쇄 단계에서는， 함수겔 중합체를 1.0 mm 내지 2.0 mm로 분쇄할 수 있다.

상기 조분쇄시 사용하는 분쇄기는 구성의 한정은 없으나， 구체적으로， 수직형 절단기 (Vertical pulverizer), 터보 커터 (Turbo cutter), 터보 글라인더 (Turbo grinder), 회전 절단식 분쇄기 (Rotary cutter mill), 절단식 분쇄기 (Cutter mill), 원판 분쇄기 (Disc mill), 조각 파쇄기 (Shred crusher), 파쇄기 (Crusher), 초퍼 (chopper) 및 원판식 절단기 (Disc cutter)로 이루어진 분쇄 기기 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상술한 예에 한정되지는 않는다.

또한， 조분쇄의 효율을 위하여 입경의 크기에 따라 조분쇄를 복수회로 수행할 수 있다. 예를 들어, 함수겔 중합체를 평균 입경 약 10 mm로 1차 조분쇄하고, 이를 다시 평균 입경 약 5 mm로 2차 조분쇄한 다음， 상술한 입경으로 3차조분쇄할 수 있다.

한편， 상기 선택적인 조분쇄 후에는， 상기 함수겔 중합체를 건조할 수 있다. 이러한 건조 온도는 50 내지 250 ^° C일 수 있다. 건조 온도가 50 ^° C 미만인 경우， 건조 시간이 지나치게 길어지고 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있고, 건조 온도가 250 ^° C를 초과하는 경우， 지나치게 중합체 표면만 건조되어, 미분이 발생할 수도 있고， 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 보다 바람직하게 상기 건조는 150 내지 200 ^° C의 온도에서， 더욱 바람직하게는 160 내지 190 ^° C의 온도에서 진행될 수 있다. 한편， 건조 시간은 공정 효율 등을 고려하여， 20분 내지 15시간동안 진행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

상기 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면， 그 구성의 한정이 없이 선택되어 사용될 수 있다. 구체적으로， 열풍 공급, 적외선 조사， 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. 이와 같은 건조 단계 진행 후의 증합체의 함수율은 0.05 내지 10 중량 ⁰ /。일 수 있다.

다음에, 이와 같은 건조 단계를 거쳐 얻어진 건조된 중합체를

(미)분쇄하는 단계를 수행한다.

분쇄 단계 후 얻어지는 중합체 분말은 입경이 150 내지 850 일 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 볼 밀 (ball mill), 핀 밀 (pin mill), 해머 밀 (hammer mill), 스크류 밀 (screw mill), 롤 밀 (roll mill), 디스크 밀 (disc mill) 또는 조그 밀 (jog mill) 등을 사용할 수 있으나， 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급하는 별도의 과정을 거칠 수 있다.

특히, 일 구현예의 방법에서는, 상기 분쇄된 중합체를 적어도 10 내지 150 /m의 입경을 갖는 중합체 입자， 150 내지 200 의 입경을 갖는 중합체 입자, 및 200 내지 850 의 입경을 갖는 중합체 입자로 분급할 수 있다. 이렇게 얻어진 입경별 중합체 입자 중, 10 내지 150/ m의 입경을 갖는 중합체 입자 전부와, 선택적으로 150 내지 200 의 입경을 갖는 중합체 입자 중 일부를 취하여, 이들을 포함하는 미분을 이미 상술한 가교 중합 과정으로 재순환시키고， 이를 일종의 발포제로 사용할 수 있다. 이로서, 균일한 다공성 구조 및 보다 향상되면서도 균일한 흡수속도를 갖는 고흡수성 수지가 제공될 수 있음은 이미 상술한 바와 같다.

또한, 이들 미분을 제외한 나머지 중합체 입자， 예를 들어, 150 내지 200//m의 입경을 갖는 중합체 입자 중 잔부와, 200 내지 850 의 입경을 갖는 중합체 입자의 전부를 취하여， 150 내지 850/ 의 입경을 갖는 베이스 수지 분말을 형성할 수 있다.

이러한 분급 단계는 일반적인 고흡수성 수지의 분급 방법에 따라, 표준 체를 사용하여 진행할수 있다.

이와 같은 입경， 즉, 150 내지 의 입경을 갖는 베이스 수지 분말에 대해 후술할 표면 가교 반응 단계를 거쳐 제품화할 수 있다.

한편， 상술한 분급까지를 진행한 후에는, 베이스 수지 분말의 표면을 가교하는 단계로서， 표면 가교제를 포함하는 표면 가교액의 존재 하에， 상기 베이스 수지 분말을 열처리하여 표면 가교를 수행함에 따라 고흡수성 수지를 제조할수 있다.

여기서， 상기 표면 가교액에 포함되는 표면 가교제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 비제한적인 예로, 상기 표면 가교제는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르， 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세를 폴리글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르， 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르， 에틸렌 카보네이트, 에틸렌글리콜, 다이에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜， 트리에틸렌 글리콜， 테트라 에틸렌 글리콜, 프로판 다이올， 다이프로필렌글리콜， 폴리프로필렌글리콜, 글리세린, 폴리글리세린, 부탄다이올, 헵탄다이올， 핵산다이올 트리메틸를프로판, 펜타에리스리콜, 소르비를, 칼슘 수산화물, 마그네슘 수산화물， 알루미늄 수산화물， 철 수산화물, 칼슘 염화물, 마그네슴 염화물, 알루미늄 염화물， 및 철 염화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.

이때, 상기 표면 가교제의 함량은 이의 종류나 반웅 조건 등에 따라 적절히 조절될 수 있으며， 바람직하게는 상기 베이스 수지 분말 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부로 조절될 수 있다. 상기 표면 가교제의 함량이 지나치게 낮아지면, 표면 가교가 제대로 도입되지 못해， 최종 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다. 반대로 상기 표면 가교제가 지나치게 많은 함량으로 사용되면 과도한 표면 가교 반웅으로 인해 고흡수성 수지의 흡수력이 오히려 낮아질 수 있어 바람직하지 않다.

또한， 상기 표면 가교액은 물, 에탄올, 에틸렌글리콜， 디에틸렌글리콜， 트리에틸렌글리콜, 1 ,4-부탄디올， 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르， 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤， 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로핵사논， 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 를루엔， 크실렌， 부틸로락톤, 카르비를, 메틸셀로솔브아세테이트 및 Ν,Ν-디메틸아세트아미드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.

또한， 상기 표면 가교액은 증점제를 추가로 포함할 수 있다. 이렇게 증점제 존재 하에 베이스 수지 분말의 표면을 추가로 가교하면 분쇄 후에도 물성 저하를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 상기 증점제로는 다당류 및 히드록시 함유 고분자 중 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있다. 상기 다당류로는 검 계열 증점제와 샐를로오스 계열 증점제 등이 사용될 수 있다. 상기 검 계열 증점제의 구체적인 예로는， 잔탄 검 (xanthan gum), 아라빅 ¾ (arabic gum), 카라야 검 (karaya gum), 트래거캔스 검 (tragacanth gum), 가티 검 (ghatti gum), 구아 검 (guar gum), 로커스트 빈 검 (locust bean gum) 및 사일리움 씨드 검 (psyllium seed gum) 등을 들 수 있고, 상기 셀를로오스 계열 증점제의 구체적인 예로는， 히드록시프로필메틸셀를로오스, 카르복시메틸셀롤로오스， 메틸샐를로오스，. 히드록시메틸셀를로오스， 히드록시에틸셀를로오스， 히드록시프로필셀를로오스， 히드록시에틸메틸셀를로오스， 히드록시메틸프로필셀를로오스, 히드록시에틸히드록시프로필셀를로오스, 에틸히드록시에틸셀를로오스 및 메틸히드록시프로필셀를로오스 등을 들 수 있다. 한편, 상기 히드록시 함유 고분자의 구체적인 예로는 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다.

한편, 상기 표면 가교를 수행하기 위해서는， 상기 표면 가교액과 상기 베이스 수지를 반웅조에 넣고 흔합하는 방법, 상기 베이스 수지에 표면 가교 용액을 분사하는 방법， 연속적으로 운전되는 믹서에 상기 베이스 수지와 표면 가교액을 연속적으로 공급하여 흔합하는 방법 등이 이용될 수 있다.

그리고， 상기 표면 가교는 100 내지 250 ^° C의 온도 하에서 진행될 수 있으며， 비교적 고온으로 진행되는 상기 건조 및 분쇄 단계 이후에 연속적으로 이루어질 수 있다. 이때. 상기 표면 가교 반웅은 1 내지 120분， 또는 1 내지 100분， 또는 10 내지 60분 동안 진행될 수 있다. 즉， 최소 한도의 표면 가교 반웅을 유도하면서도 과도한 반웅시 중합체 입자가 손상되어 물성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 전술한 표면 가교 반응의 조건으로 진행될 수 있다. 상술한 바와 같이 제조된 고흡수성 수지는， 균일한 다공성 구조가 도입됨에 따라, 벌크 밀도가 0.55 내지 0.65g/ml, 혹은 0.57 내지 0.64g/ml로 될 수 있다. Vortex 측정 방법에 따라 측정한 흡수 속도가 30초 내지 53초， 혹은 33초 내지 50초, 혹은 35초 내지 48초인 향상된 흡수 속도를 나타낼 수 있다. 상기 흡수 속도는 생리 식염수에 고흡수성 수지를 가하여 교반시켰을때, 빠른 흡수에 의해 액체의 소용돌이 (vortex)가 없어지는 시간을 의미하는 것으로서， 상기 고흡수성 수지의 빠른 흡수 능력을 의미한다. 이의 구체적인 측정 방법은, 이하 실시예에서 보다구체화한다.

또, 상기 고흡수성 수지는 EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 원심분리 보수능 (CRC)이 28 내지 35 g/g, 혹은 30 내지 33 g/g 이고， EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정한 0.9 psi의 가압 흡수능 (AUL)이 16 내지 23 g/g, 혹은 17 내지 20 g/g인 특성을 나타낼 수 있다. 이와 같이, 상기 고흡수성 수지는 상술한 바와 같은 향상된 흡수 속도를 나타내면서, 우수한 흡수능 /가압 흡수능을 유지할 수 있다.

또한 바람직하게는， 상기 고흡수성 수지는 평균 입경이 300 내지 600 이다. 또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 상기 고흡수성 수지 중 입경이 300 내지 600 m인 고흡수성 수지를 45 내지 85 중량 ⁰ /。로 포함한다. 또한 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지 중 입경이 300 이하인 고흡수성 수지를

15 중량 ⁰ /。 이상 포함한다.

【발명의 효과】

상술한 바와 같이， 본 발명에 따르면, 캡슐형 발포제 등 특수한 첨가제를 사용하지 않는 간단하고 경제적인 공정을 통해, 균일한 다공 구조를 포함하여, 우수하면서도 전체적으로 균일한 흡수 속도를 나타낼 수 있는 고흡수성 수지의 제조가 가능해 진다

【발명의 실시를 위한 형태】

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다. 실시예 1 (단계 1 )

아크릴산에 0.5%로 희석된 IRGACURE 819 개시제 9 g (단량체 조성물에 대하여 80 ppmw)과 아크릴산에 5%로 회석된 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (PEGDA, Mw=400) 40 g을 흔합한 용액 (A 용액)을 제조하였다.

25 ^° C로 미리 냉각된 열매체가 순환되는 쟈켓으로 둘러 싸여진 2L 용량의 유리 반웅기에, 아크릴산 490 g과 상기 A 용액을 주입하였다. 그리고, 상기 유리 반웅기에， 24% 가성소다 용액 850 g(C 용액)을 서서히 적가하여 흔합하였다. 중화열에 의하여 흔합액의 온도가 약 72 ^° C까지 상승하는 것을 확인한 후， 흔합 용액이 넁각되기를 기다렸다. 이렇게 얻어진 흔합 용액에서 아크릴산의 증화 정도는 약 70몰 % 이었다. 후술하는 단계 3에서 얻어진 미분 (10 내지 150 의 입경을 갖는 베이스 수지 분말의 중합체 입자)의 5g (아크릴산 대비 1중량 %)을 상기 단량체 수용액에 가하였다. 또, 계면활성제로, 물에 2%로 회석된 소디움 도데실술페이트 (sodium dodecylsulfate) 용액 (D-1 용액) 5 g (170ppmw)을 제조하였다. 또한, 물에 4%로 희석된 과황산나트륨 용액 (D-2 용액) 30 g을 제조하였다. 그리고, 상기 흔합 용액의 은도가 약 45 ^° C로 냉각되면, 상기 흔합 용액에 미리 준비한 D-1 및 D-2 용액을 주입하여 흔합하였다.

(단계 2)

이어서, 상부에 광조사 장치가 장착되어 있고 내부가 8C C로 예열된 정방형 중합기 내에 설치된 Vat 형태의 트레이 (tray, 가로 15 cm χ 15 cm)에， 상기 단계 1에서 준비한 흔합 용액을 부었다. 이후, 상기 흔합 용액에 광을 조사하였다. 광 조사 시점부터 약 20초 후에 표면부터 겔이 형성되는 것을 확인하였고， 광 조사 시점부터 약 30초 후에 발포와 동시에 중합 반웅이 일어나는 것을 확인하였다. 이어, 추가로 2분 동안 중합 반웅을. 진행하고, 중합된 시트를 꺼내어 3 cm X 3 cm의 크기로 재단하였다. 그리고， 미트 쵸퍼 (meat chopper)를 이용하고 다지기 공정 (chopping)을 통하여 상기 재단된 시트를 가루 (crump)로 제조하였다. 제조된 가루 (crump)의 평균 입자 크기는 1.5 mm 이었다.

(단계 3) 이어서, 상하로 풍량 조절이 가능한 오븐에서 상기 단계 2에서 제조한 가루 (crump)를 건조시켰다. 건조된 가루의 함수량이 약 2% 이하가 되도록， 18CTC의 핫 에어 (hot air)를 15분 동안 하방에서 상방으로 흐르게 하고， 다시 15분 동안 상방에서 하방으로 흐르게 하여 상기 가루 (crump)를 균일하게 건조시켰다. 건조된 가루를 분쇄기로 분쇄한 다음 분급하여 150 내지 850 IM 크기의 베이스 수지를 얻었다. 이를 얻고 남은 10 내지 150/ 의 입경을 갖는 베이스 수지 분말의 중합체 입자는 상술한 단계 1로 재순환시켜 사용하였다.

(단계 4)

이후， 상기 단계 3에서 제조한 베이스 수지 100 g에， 물 4 g, 에틸렌 카보네이트 1 g, 에어로실 200(Aerosil 200, Evonik 사) 0.1 g을 흔합한 가교제 용액과 흔합한 다음 190 °C에서 30분 동안 표면 가교 반웅을 시켰다. 그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 시브 (sieve)를 이용하여 입경이 150 내지 850 ^인 표면 가교된 고흡수성 수지를 얻었다. 얻어진 고흡수성 수지에 에어로실 200 0.1 g을 건식으로 추가하여 건식 상태로 흔합하여 고흡수성 수지를 제조하였다. 실시예 2

(단계 1 )

아크릴산에 0.5%로 희석된 IRGACURE 819 개시제 9 g (단량체 조성물에 대하여 80 ppmw)과 아크릴산에 5%로 희석된 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (PEGDA, Mw=400) 40 g을 흔합한 용액 (A 용액)을 제조하였다.

25 ^° C로 미리 냉각된 열매체가 순환되는 쟈켓으로 둘러 싸여진 2L 용량의 유리 반웅기에, 아크릴산 490 g과 상기 A 용액을 주입하였다. 그리고， 상기 유리 반웅기에, 24% 가성소다 용액 850 g(C 용액)을 서서히 적가하여 흔합하였다. 중화열에 의하여 흔합액의 은도가 약 72 ^° C까지 상승하는 것을 확인한 후， 흔합 용액이 냉각되기를 기다렸다. 이렇게 얻어진 흔합 용액에서 아크릴산의 중화 정도는 약 70몰% 이었다. 후술하는 단계 3에서 얻어진 미분 (10 내지 150βη의 입경을 갖는 베이스 수지 분말의 중합체 입자)의 15g (아크릴산 대비 3중량 ⁰ /。)을 상기 단량체 수용액에 가하였다. 또, 계면활성제로， 물에 2%로 희석된 소디움 도데실술페이트 (sodium dodecylsulfate) 용액 (D-1 용액) 5 g (170ppmw)을 제조하였다. 또한, 물에 4%로 회석된 과황산나트륨 용액 (D-2 용액) 30 g을 제조하였다. 그리고， 상기 흔합 용액의 온도가 약 45 ^° C로 넁각되면, 상기 흔합 용액에 미리 준비한 D-1 및 D-2 용액을 주입하여 흔합하였다. .

이후, 단계 2 내지 4를 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하여 고흡수성 수지를 제조하였다. 실시예 3

(단계 1 )

아크릴산에 0.5%로 희석된 IRGACURE 819 개시제 9 g (단량체 조성물에 대하여 80 ppmw)과 아크릴산에 5%로 희석된 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (PEGDA, Mw=400) 40 g을 흔합한 용액 (A 용액)을 제조하였다.

25 ^° C로 미리 냉각된 열매체가 순환되는 쟈켓으로 둘러 싸여진 2L 용량의 유리 반응기에， 아크릴산 490 g과 상기 A 용액을 주입하였다. 그리고, 상기 유리 반웅기에, 24% 가성소다 용액 850 g(C 용액)을 서서히 적가하여 흔합하였다. 중화열에 의하여 흔합액의 온도가 약 72 ^° C까지 상승하는 것을 확인한 후, 흔합 용액이 넁각되기를 기다렸다. 이렇게 얻어진 흔합 용액에서 아크릴산의 중화 정도는 약 70몰% 이었다. 후술하는 단계 3에서 얻어진 미분 (10 내지 150^의 입경을 갖는 베이스 수지 분말의 중합체 입자)의 25g (아크릴 산 대비 5중량 ⁰ /。)을 상기 단량체 수용액에 가하였다. 또， 계면활성제로， 물에 2%로 희석된 소디움 도데실술페이트 (sodium dodecylsulfate) 용액 (D-1 용액) 5 g (170ppmw)을 제조하였다. 또한, 물에 4%로 희석된 과황산나트륨 용액 (D-2 용액) 30 g을 제조하였다. 그리고 상기 흔합 용액의 온도가 약 45 ^° C로 냉각되면， 상기 흔합 용액에 미리 준비한 D-1 및 D-2 용액을 주입하여 흔합하였다.

이후, 단계 2 내지 4를 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하여 고흡수성 수자를 제조하였다. 비교예 1 (단계 1 )

아크릴산에 0.5%로 희석된 IRGACURE 819 개시제 9 g (단량체 조성물에 대하여 80 ppmw)과 아크릴산에 5%로 희석된 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (PEGDA, Mw=400) 40 g을 흔합한 용액 (A 용액)을 제조하였다.

25 ^° C로 미리 넁각된 열매체가 순환되는 쟈켓으로 둘러 싸여진 2L 용량의 유리 반웅기에， 아크릴산 490 g과 상기 A 용액을 주입하였다. 그리고， 상기 유리 반웅기에, 24% 가성소다 용액 850 g(C 용액)을 서서히 적가하여 흔합하였다. 중화열에 의하여 흔합액의 온도가 약 72 ^° C까지 상승하는 것을 확인한 후, 흔합 용액이 넁각되기를 기다렸다. 이렇게 얻어진 흔합 용액에서 아크릴산의 중화 정도는 약 70몰% 이었다. 계면활성제로， 물에 2%로 희석된 소디움 도데실술페이트 (sodium dodecylsulfate)용액 (D-1 용액) 5 g (170ppmw)을 제조하였다. 또한， 물에 4%로 희석된 과황산나트륨 용액 (D-2 용액) 30 g을 제조하였다. 그리고， 상기 흔합 용액의 온도가 약 45 ^° C로 넁각되면， 상기 흔합 용액에 미리 준비한 D-1 및 D-2 용액을 주입하여 흔합하였다. 그리고 4중량 ⁰ /。 농도로 SBC 용액을 제조하여 약 6.25g (단량체 조성물에 대하여 500 ppm)을 상기 흔합 용액에 주입하여 흔합하였다

이후, 단계 2 내지 4를 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하여 고흡수성 수지를 제조하였다. 비교예 2

단계 1에서, 소디움 도데실술페이트 (sodium dodecylsulfate) 용액 (D-1 용액)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지를 제조하였다. 비교예 3

단계 1에서， 소디움 도데실술페이트 (sodium dodecylsulfate) 용액 (D-1 용액)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 고흡수성 수지를 제조하였다. 실험예: 고홉수성 수지의 물성 평가

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고흡수성 수지의 물성을 이하의 방법으로 평가하였으며， 그 결과를 표 1에 나타내었다. (1) 벌크밀도:

고흡수성 수지 약 100g을 깔때기 형태의 벌크 밀도 측정기기에 넣고 100 ml 용기에 홀러내린 후 용기 내에 들어간 고흡수성 수지의 중량을 측정하였다. 벌크 밀도는 (고흡수성 수지 중량) /(용기 부피, 100ml)로 계산하였다. (단위: g/ml).

(2) 흡수 속도 (Vortex time)

실시예 및 비교예의 고흡수성 수지의 흡수 속도는 국제특허 공개번호 거 M 987-003208호에 기재된 방법에 준하여 초 단위로 측정되었다.

구체적으로, 흡수 속도 (흑은 vortex time)는 23 ^° C 내지 24 ^° C의 50 ml_의 생리 식염수에 2g의 고흡수성 수지를 넣고, 마그네틱 바 (직경 8 mm, 길이 31.8 mm)를 600 rpm으로 교반하여 와류 (vortex)가 사라질 때까지의 시간을 초 단위로 측정하여 산출되었다.

(3) 원심분리 보수능 (CRC: Centrifuge Retention Capacity) 각 수지의 무하중하 흡수 배율에 의한 보수능을 EDANA WSP 241.3에 따라 측정하였다.

구체적으로， 실시예 및 비교예를 통해 각각 얻은 수지에서， #30-50의 체로 분급한 수지를 얻었다. 이러한 수지 W ₀ (g) (약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉 (seal)한 후， 상은에서 생리식염수 (0.9 중량 %)에 침수시켰다. 30분 경과 후, 원심 분리기를 이용하여 250G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W ₂ (g)을 측정하였다. 또, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 W!(g)을 측정하였다. 얻어진 각 질량을 이용하여 다음과 같은 식에 따라 CRC(g/g)를 산출하였다. [수학식 1]

CRC (g/g) = {[W ₂ (g) - W,(g)]/W ₀ (g)} - 1

(4)가압흡수능 (AUL: Absorbency under Load)

각 수지의 으9 psi의 가압 흡수능을, EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정하였다.

먼저, 가합 흡수능 측정시에는, 상기 CRC 측정시의 수지 분급분을 사용하였다.

구체적으로, 내경 25 mm의 플라스틱의 원통 바닥에 스테인레스제 400 mesh 철망을 장착시켰다. 상온 및 습도 50%의 조건 하에서 철망 상에 흡수성 수지 W ₀ (g) (0.16 g)을 균일하게 살포하고, 그 위에 0.9 psi의 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤은 외경 25 mm 보다 약간 작고 원통의 내벽과 틈이 없고 상하 움직임이 방해 받지 않게 하였다. 이때 상기 장치의 중량 W ₃ (g)을 측정하였다.

직경 150 mm의 페트로 접시의 내측에 직경 90mm 및 두께 5mm의 유리 필터를 두고， 0.9 중량 % 염화나트륨으로 구성된 생리식염수를 유리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90mm의 여과지 1장을 실었다. 여과지 위에 상기 측정 장치를 싣고, 액을 하중 하에서 1시간 동안 흡수시켰다. 1시간후 측정 장치를 들어올리고, 그 중량 W ₄ (g)을 측정하였다. 얻어진 각 질량을 이용하여 다음 식에 따라 가압 흡수능 (g/g)을 산출하였다.

[수학식 2]

AUL(g/g) = [W ₄ (g) - W ₃ (g)]/W ₀ (g) 상기와 같이 측정한 결과를 이하 표 1에 나타내었다.