相关申请的交叉引用
本申请基于于2016年12月23日提交的韩国专利申请第10-2016-0177548号、第10-2016-0178409号和第10-2016-0178410号并要求它们的优先权，其公开内容在此通过引用整体并入本文。
本发明涉及评估超吸收性聚合物及包含其的产品的除臭能力的方法。
背景技术
超吸收性聚合物(superabsorbentpolymer，sap)是一种能够吸收其自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料。各制造商将其命名为不同的名称，例如sam(superabsorbencymaterial，超吸收性材料)、agm(absorbentgelmaterial，吸收性凝胶材料)等。自这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品以来，现在其不仅广泛用于卫生产品(例如儿童用一次性尿布等)，而且还广泛用于园艺用保水土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂、泥敷剂用材料等。
卫生制品或一次性吸收制品(例如儿童和/或成人纸尿布)需要具有吸收性和有效减少与体液(例如尿液等)相关的难闻气味的能力。难闻气味主要由尿液中脲的细菌降解所产生的氨引起。因此，当除去氨时，可以大大减少难闻气味。因此，已经在提供具有除臭能力的超吸收性聚合物或卫生产品的方向上进行了许多开发。
测试超吸收性聚合物或卫生产品的除臭能力的方法包括由评估者进行感官测试的方法、通过注入气体形式的氨来测量氨的除去率的方法、测量通过与细菌培养液混合而产生的氨的除去率的方法等。
其中，感官测试具有最低的准确度，因为其可能受评估者的主观判断影响。注入气体形式的氨的方法可以比感官测试更客观。然而，由于该方法在与卫生产品的除臭性能的作用机理不同的人为环境下进行，存在其无法适当地反映卫生产品在实际使用环境中的除臭能力的缺点。此外，测量通过与细菌培养液混合而产生的氨的除去率的方法具有低效率方面，因为细菌培养过程和标准化氨产生量的计算过程是困难的并且评估是耗时且昂贵的。
技术实现要素：
技术问题
因此，本发明提供了能够根据实际使用环境更准确且有效地评估超吸收性聚合物及包含其的产品的除臭能力的方法。
技术方案
为了实现以上目的，本发明的一个方面提供了评估超吸收性聚合物的除臭能力的方法，
所述方法包括以下步骤：
将超吸收性聚合物与脲和脲酶混合；
将混合有脲和脲酶的超吸收性聚合物放置在封闭环境下；以及
测量由超吸收性聚合物产生的氨的浓度。
此外，本发明的另一方面提供了评估尿布的除臭能力的方法，
所述方法包括以下步骤：
将脲和脲酶注入包含超吸收性聚合物的尿布中；
将其中注入有脲和脲酶的尿布放置在封闭环境下；以及
测量由尿布产生的氨的浓度。
此外，本发明的又一方面提供了评估卫生产品的除臭能力的方法，
所述方法包括以下步骤：
将血和脲酶注入包含超吸收性聚合物的女性卫生产品中；
将其中注入有血和脲酶的女性卫生产品放置在封闭环境下；以及
测量由女性卫生产品产生的氨的浓度。
发明效果
根据本发明的评估超吸收性聚合物及包含其的产品的除臭能力的方法，可以通过测量在所形成的接近实际使用环境的湿态下自然产生的氨的浓度变化来评估除臭能力。因此，可以更准确且有效地评估超吸收性聚合物的除臭能力。
这些方法比已知的感官测试更准确，并且比使用细菌的方法简单得多，从而节省了除臭性能测试的时间和成本。此外，定量测量是可能的，因此，预期这些方法可以用于更客观地评估超吸收性聚合物及包含其的产品的除臭能力。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施方案的评估超吸收性聚合物的除臭能力的方法；
图2示出了根据本发明的一个实施方案的评估尿布的除臭能力的方法；
图3示出了根据本发明的一个实施方案的制备用于评估除臭能力的女性卫生产品样品的方法；以及
图4示出了根据本发明的一个实施方案的评估卫生产品的除臭能力的方法。
具体实施方式
本文使用的术语仅用于描述示例性实施方案的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文另外明确说明，否则单数形式也可以旨在包括复数形式。应理解，术语“包含”、“包括”和“具有”在本文中使用时指明存在所述的特征、步骤、组分或其组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、步骤、组分或其组合。
虽然本发明容许各种修改和替代形式，但将如下详细地说明和描述具体实施方案。然而，应理解，描述不旨在将本发明限于所公开的特定形式，而是相反地，旨在涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改方案、等效方案和替代方案。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的具体实施方案的评估超吸收性聚合物及包含其的产品的除臭能力的方法。
根据本发明的一个实施方案的评估超吸收性聚合物的除臭能力的方法包括以下步骤：将超吸收性聚合物与脲和脲酶混合；将混合有脲和脲酶的超吸收性聚合物放置在封闭环境下；以及测量由超吸收性聚合物产生的氨的浓度。
根据本发明的另一个实施方案的评估尿布的除臭能力的方法包括以下步骤：将脲和脲酶注入包含超吸收性聚合物的尿布中；将其中注入有脲和脲酶的尿布放置在封闭环境下；以及测量由尿布产生的氨的浓度。
根据本发明的又一个实施方案的评估卫生产品的除臭能力的方法包括以下步骤：将血和脲酶注入包含超吸收性聚合物的女性卫生产品中；将其中注入有血和脲酶的女性卫生产品放置在封闭环境下；以及测量由女性卫生产品产生的氨的浓度。
如本文所用，超吸收性聚合物是指能够吸收其自身重量的数百倍至数千倍水分的合成聚合物材料，也称为sam(超吸收性材料)、agm(吸收性凝胶材料)、sap(超吸收性聚合物)等。此外，本发明的评估超吸收性聚合物的除臭能力的方法可以应用于所有类型的超吸收性聚合物，无论其尺寸、形状、物理特性、其制备方法等如何。
例如，超吸收性聚合物意指通过使具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性基于乙烯的不饱和单体聚合而获得的交联聚合物、或者通过将该交联聚合物干燥并粉碎以粉末形式制备的基础聚合物，或者超吸收性聚合物用于涵盖通过使该交联聚合物或该基础聚合物经受额外的过程(例如表面交联、细粉再造粒、干燥、粉碎、尺寸分选等)而制备成适于商业化的那些。
此外，如本文所用，尿布是指包含超吸收性聚合物的尿布，例如成人和/或儿童尿布。此外，本发明的评估尿布的除臭能力的方法可以应用于所有类型的尿布，无论其尺寸、形状、结构等如何。
此外，如本文所用，卫生产品是指包含超吸收性聚合物的卫生产品，通常为女性卫生产品，例如卫生垫。
近年来，超吸收性聚合物或包含其的产品高度需要具有吸收性和除臭能力，除臭能力是有效减少使用期间产生的难闻气味的能力。已知由于难闻气味通常由尿液中脲的细菌降解所产生的氨引起，因此氨的除去可以大大减少气味。
因此，可以通过检测氨可以被除去的有效程度来评估超吸收性聚合物或包含其的产品的除臭能力。作为测试氨除去效率的方法，使用由评估者进行感官测试的方法、通过注入气体形式的氨来测量氨的除去率的方法、测量通过与细菌培养液混合而产生的氨的除去率的方法等。
例如，通过注入气体形式的氨来测量氨的除去率的方法以这样的方式进行：将预定量的干超吸收性聚合物组合物或在盐水溶液中溶胀的超吸收性聚合物组合物放入袋中，将预定浓度的氨气注入袋中，然后将袋放置预定时间，接着测量氨浓度。
然而，感官测试具有低的准确度，因为其可能受评估者的主观判断影响，以及注入气体形式的氨的方法具有以气体形式注入的氨的除去效率无法适当地反映实际除臭性能的问题，因为产生气味的实际环境由于体液(例如尿液等)而处于湿态。此外，测量通过使用细菌培养液而产生的氨的除去率的方法与实际使用环境相对一致，但该方法需要严格的细菌培养过程以及用于评估的大量时间和成本。
因此，本发明提供了能够根据实际使用环境和包含超吸收性聚合物的产品的气味的起因来更准确且有效地评估超吸收性聚合物的除臭能力的方法。
本发明人认为超吸收性聚合物中产生的气味是由尿液中的脲被源自细菌等的脲酶降解所产生的氨引起的，从而完成了本发明。
在根据本发明的一个实施方案的评估超吸收性聚合物的除臭能力的方法中，首先将超吸收性聚合物与脲和脲酶混合。
根据本发明的实施例，脲和脲酶可以在制备成其中脲和脲酶溶解在盐水溶液(0.9重量％nacl溶液)中的溶液形式以形成类体液状态之后来混合。
已知人体尿液包含平均约2重量％的脲。然而，脲的含量可以根据个人、所吃食物、疾病的存在等而大大不同，因此脲可以在以适合于测量的浓度(例如，以相对于盐水溶液的重量约1重量％至约10重量％的浓度)被溶解之后来混合。
此外，考虑到脲的浓度等，相对于盐水溶液，脲酶的浓度可以为约0.01重量％至约10重量％、或约0.01重量％至约1重量％，但本发明不限于此。可以根据待测量的超吸收性聚合物样品的特性、测量效率等将脲酶的浓度调节在适当的范围内。
溶解脲和脲酶的盐水溶液的量没有特别限制，并且可以根据待测量的超吸收性聚合物样品的量、测量效率等适当地确定。例如，盐水溶液可以在约10g至约500g的范围内使用。根据本发明的实施例，可以考虑一般超吸收性聚合物在0.9重量％盐水溶液中的离心保留容量(crc)来确定要使用的盐水溶液的量。
脲酶使尿液中的脲在湿环境下通过以下反应方案降解以产生氨。
[反应方案]
因此，当将超吸收性聚合物与脲和脲酶混合时，脲酶使尿液中的脲降解以产生氨。根据该机理，产生氨并测量氨浓度随时间的变化来准确地评估相应的超吸收性聚合物的除臭能力。
将超吸收性聚合物与脲和脲酶混合的步骤可以与混合顺序无关地进行，例如可以通过将脲和脲酶放入准备的气密容器中然后向其中注入超吸收性聚合物，或者将超吸收性聚合物放入容器中然后向其中注入脲和脲酶来进行。
接着，将混合有脲和脲酶的超吸收性聚合物放置在封闭环境中预定时间，使得在超吸收性聚合物中产生氨。
根据本发明的实施例，优选将混合有脲和脲酶的超吸收性聚合物放置在保持在恒定温度下的封闭环境中，以减少测量误差。在这方面，可以考虑可能产生气味的所有可能情况例如使用时的尿布状态和体温、使用之后扔掉的尿布的状态来设置温度。例如，可以将温度设置并保持在室温至38℃的范围内，优选37±1℃。
接着，测量在混合有脲和脲酶的超吸收性聚合物中产生的氨的浓度。氨浓度可以通过检测管测试(ksi2218，检测管型气体测量仪器)来测量，但不限于此。
可以随时间测量氨浓度，并且测量间隔没有特别限制。例如，可以在将超吸收性聚合物与脲和脲酶混合之后，以30分钟、1小时、2小时或3小时的时间间隔经12小时至24小时测量氨浓度的变化，从而评估相应的超吸收性聚合物随时间的除臭能力。
可以将由此测量的氨浓度变化与未使用超吸收性聚合物的对照组的氨浓度变化进行比较，从而测量相应的超吸收性聚合物的除臭能力。或者，在相同的测量条件下进行除臭能力的评估，并将除臭能力与各种另外的超吸收性聚合物的除臭能力进行比较，从而评估作为评估对象的超吸收性聚合物的相对除臭能力。
在根据本发明的另一个实施方案的评估尿布的除臭能力的方法中，首先将脲和脲酶注入包含超吸收性聚合物的尿布中。
根据本发明的实施例，脲和脲酶可以在制备成其中脲和脲酶溶解在盐水溶液(0.9重量％nacl溶液)中的溶液形式以形成类体液状态之后来混合。
由于脲的含量可以根据个人、所吃食品、疾病的存在等而大大不同，因此脲可以在以适合于测量的浓度(例如，以相对于盐水溶液的重量约1重量％至约10重量％的浓度)溶解之后来混合。
此外，考虑到脲的浓度等，相对于盐水溶液，脲酶的浓度可以为约0.01重量％至约10重量％、或约0.01重量％至约1重量％，但本发明不限于此。可以根据待测量的尿布样品的特性、测量效率等将脲酶的浓度调节在适当的范围内。
溶解脲和脲酶的盐水溶液的量没有特别限制，并且可以根据待测量的尿布样品的尺寸、测量效率等适当地确定。例如，盐水溶液可以在约10g至约500g的范围内使用。根据本发明的实施例，可以考虑一般超吸收性聚合物在0.9重量％盐水溶液中的离心保留容量(crc)来确定要使用的盐水溶液的量。
接着，将其中注入有脲和脲酶的尿布放置在封闭环境中预定时间，使得在尿布中产生氨。
根据本发明的实施例，优选将其中注入有脲和脲酶的尿布放置在保持在恒定温度下的封闭环境中，以减少测量误差。在这方面，可以考虑可能产生气味的所有可能情况例如使用时的尿布状态和体温、使用之后扔掉的尿布的状态来设置温度，例如，可以将温度设置并保持在室温至38℃的范围内，优选37±1℃。
接着，测量在其中注入有脲和脲酶的尿布中产生的氨的浓度。氨浓度可以通过检测管测试(ksi2218，检测管型气体测量仪器)来测量，但不限于此。
可以随时间测量氨浓度，并且测量间隔没有特别限制。例如，可以在注入脲和脲酶之后，以30分钟、1小时、2小时或3小时的时间间隔经12小时至24小时测量氨浓度的变化，从而评估相应的尿布随时间的除臭能力。
可以将由此测量的氨浓度变化与未使用超吸收性聚合物的对照尿布的氨浓度变化进行比较，从而测量相应尿布的除臭能力。或者，在相同的测量条件下进行除臭能力的评估，并将除臭能力与包含超吸收性聚合物的各种另外的尿布或市售尿布的除臭能力进行比较，从而评估作为评估对象的尿布的相对除臭能力。
在根据本发明的又一个实施方案的评估卫生产品的除臭能力的方法中，首先将血和脲酶注入包含超吸收性聚合物的女性卫生产品中。
待注入的血可以为羊血、马血等，并且可以优选使用容易获得的羊血，但本发明不限于此。
待注入的血的量没有特别限制，并且可以根据待测量的样品的尺寸、测量效率等适当地确定。例如，血可以在约1ml至约100ml、或约1ml至约20ml的范围内使用。
根据本发明的实施例，脲酶可以在制备成其中脲酶溶解在盐水溶液(0.9重量％nacl溶液)中的溶液形式以形成类体液状态之后注入。在这方面，根据包含在血中的脲酶的浓度和可降解脲的极限浓度，相对于盐水溶液，脲酶的浓度可以为约0.1重量％至约10重量％、或约0.1重量％至约5重量％，但本发明不限于此。可以根据待测量的样品的尺寸、效率等将脲酶的浓度调节在适当的范围内。
此外，根据本发明的实施例，除血和脲酶之外，还可以注入脲以提高对除臭能力的辨别。当还注入脲时，产生的氨的绝对量增加，因此，可以更清楚地评估根据测量对象的除臭能力的差异。在这方面，待注入的脲的量没有特别限制，并且可以根据待注入的血的量、脲酶的量、待测量的样品的尺寸、测量效率等适当地确定。例如，相对于待注入的血的量，脲可以在约0.1重量％至约10重量％的范围内使用。
接着，将其中注入有血和脲酶的女性卫生产品放置在封闭环境中预定时间，使得在女性卫生产品中产生氨。
根据本发明的实施例，优选将其中注入有血和脲酶的女性卫生产品放置在保持在恒定温度(例如，在室温至38℃的范围内，优选在37±1℃)的封闭环境中以减少测量误差并模拟体温。
接着，测量在其中注入有血和脲酶的女性卫生产品中产生的氨的浓度。氨浓度可以通过检测管测试(ksi2218，检测管型气体测量仪器)来测量，但不限于此。
可以随时间测量氨浓度，并且测量间隔没有特别限制。例如，可以在注入血和脲酶之后，以30分钟、1小时、2小时或3小时的时间间隔经12小时至24小时测量氨浓度的变化，从而评估相应的卫生产品随时间的除臭能力。
可以将由此测量的氨浓度变化与未使用超吸收性聚合物的对照卫生产品的氨浓度变化进行比较，从而测量相应卫生产品的除臭能力。或者，在相同的测量条件下进行除臭能力的评估，并将除臭能力与包含超吸收性聚合物的各种另外的卫生产品或市售卫生产品的除臭能力进行比较，从而评估作为评估对象的卫生产品的相对除臭能力。
在下文中，将参照本发明的具体实施例更详细地描述本发明的作用和效果。然而，这些实施例仅用于举例说明的目的，并且本发明的范围不旨受限于这些实施例。
<实施例>
超吸收性聚合物的除臭能力的评估
实施例1至2
根据如图1所示的方法评估以下超吸收性聚合物的除臭能力。
实施例1：不具有除臭能力的超吸收性聚合物(制造商：lgchem)
实施例2：具有除臭能力的超吸收性聚合物(制造商：lgchem)
参照图1，首先将60g盐水溶液(0.9重量％nacl溶液)放入10l烧瓶中，并将烧瓶的温度升高至37℃。称量1.2g脲和0.024g脲酶，添加至其中并在其中溶解(步骤1)。
1分钟后，将2g实施例1的超吸收性聚合物注入烧瓶中，并将烧瓶密封。在注入超吸收性聚合物之后每30分钟通过检测管(3la)以ppm计测量烧瓶中的氨气的浓度。所有过程在保持在37℃下的同时进行。
单独地，也以相同的方式评估实施例2的超吸收性聚合物的除臭能力。
比较例1
以与实施例中相同的方式随时间测量氨气的浓度，不同之处在于未注入超吸收性聚合物。
实施例和比较例的随时间的氨气浓度(单位：ppm)示于下表1中。
[表1]
参照表1，在实施例2的超吸收性聚合物中随时间未检测到氨气，因此实施例2的超吸收性聚合物评估为具有比实施例1的超吸收性聚合物更优异的除臭能力。其中仅混合有脲和脲酶而未使用超吸收性聚合物的比较例1用作对照。
如上所述，当使用本发明的评估除臭能力的方法时，预期通过形成与实际使用环境一致的氨产生环境可以更准确地评估除臭能力。
尿布的除臭能力的评估
实施例3至4
根据如图2所示的方法评估成人用不同种类的尿布样品(制造商：whiteindustry)的除臭能力。
参照图2，首先通过检测管检测100l测试箱内氨气(nh3)的浓度(步骤1)。接着，将实施例的尿布固定至箱内的底部(步骤2)。将60g盐水溶液(0.9重量％nacl溶液)放入烧瓶中，称量1.2g脲和0.024g脲酶，添加至其中并通过搅拌1分钟来溶解在其中(步骤3)。将由此制备的该脲/脲酶盐水溶液均匀地喷洒至尿布上(步骤4)。将箱关闭，并在喷洒溶液之后的预定时间点通过检测管(3la)以ppm计测量箱中氨气的浓度。将测试箱的温度保持在25℃。
随时间的氨气浓度(单位：ppm)示于下表2中。
[表2]
参照表2，与实施例3的尿布相比，实施例4的尿布表现出显著低的随时间的氨浓度，因此实施例4的尿布被评估为具有比实施例3的尿布更优异的除臭能力。
如上所述，当使用本发明的评估除臭能力的方法时，预期通过形成与实际使用环境一致的氨产生环境可以更准确地评估除臭能力。
女性卫生产品的除臭能力的评估
制备例：氨产生量的测量
为了测量通过混合血和脲酶而产生的氨的量，随时间测量不含超吸收性聚合物的样品的氨产生量。
图3示出了制备用于评估除臭能力的女性卫生产品样品的方法。
图4示出了评估卫生产品的除臭能力的方法。
如图3所示，制备不含超吸收性聚合物片的女性卫生产品(卫生垫)的空白样品作为测量对象。
参照图4，将5ml羊血(可获自：unionlabinc.)和其中1重量％脲酶溶解在60g盐水溶液(0.9重量％nacl溶液)中的脲酶溶液注入所制备的空白样品中，将其放入3l塑料袋中。将塑料袋连接至具有流量计的氮管线，然后定量注入3l氮(纯度为99.99％)。
在完成氮注入之后，将密封袋放入保持在37℃的烘箱中。其后，以ppm计随时间测量氨气的浓度。根据检测管测试(ksi2218，检测管型气体测量仪器)通过使用检测管(gastec，3m，3la)进行测量氨气浓度的方法。
通过从1重量％至5重量％改变脲酶浓度来随时间测量氨气的浓度(单位：ppm)，并示于下表3中。
[表3]
参照表3，随着血与脲酶反应，氨浓度随时间增加，并且在同一时间点氨浓度与脲酶浓度成正比。然而，在注入5重量％脲酶之后24小时，未观察到氨产生的显著增加。
基于该结果，如下通过使用5ml羊血和5重量％脲酶盐水溶液评估各测量对象的除臭能力。
实施例5至7
从以下各种女性卫生产品中切割顶片、adl、sap片和背片，然后通过如图3所示的方法堆叠，从而制备用于测量的样品。
比较例2：没有超吸收性聚合物片的空白样品
实施例5：包括由具有除臭能力的超吸收性聚合物构成的片的卫生垫(制造商：lgchem)
实施例6：whisper中等尺寸(经销商：韩国p&g)
实施例7：whitesecrethall中等尺寸(经销商：yuhan-kimberly)
通过如制备例中的方法将5ml羊血和5重量％脲酶盐水溶液注入所制备的用于测量的样品中，并如制备例中随时间测量氨浓度(单位：ppm)，并示于下表4中。
[表4]
参照表4，与比较例2和实施例7的卫生产品样品相比，实施例5和6的卫生产品样品表现出显著低的氨浓度，并且在预定时间之后，未进一步检测到氨，表明优异的除臭能力。然而，与没有超吸收性聚合物片的空白样品相比，实施例7表现出低的氨浓度，但氨未被完全除去并且随时间持续增加，表明相对低的除臭能力。
实施例8至9
从以下各种女性卫生产品中切割顶片、adl、sap片和背片，然后通过如图3所示的方法堆叠，从而制备用于测量的样品。
实施例8：包括由具有除臭能力的超吸收性聚合物(25重量％)构成的片的卫生垫(制造商：lgchem)
实施例9：包括由具有除臭能力的超吸收性聚合物(30重量％)构成的片的卫生垫(制造商：lgchem)
通过如制备例中的方法将5ml羊血、5重量％脲酶盐水溶液和相对于羊血的重量1重量％的脲注入所制备的用于测量的样品中，并如制备例中随时间测量氨浓度(单位：ppm)，并示于下表5中。
[表5]
参照表4和5，当使用本发明的评估除臭能力的方法时，预期通过形成与实际使用环境一致的氨产生环境可以更准确地评估除臭能力。