JP2003160777A - 透水性のシート状基材に吸水性樹脂粉末を接着させるバインダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】透水性のシート状基材に吸水性樹脂粉末を接着
させるバインダーであって、シート状基材と吸水性樹脂
粉末に接触させる際は液状で、その後活性エネルギー線
および又は、熱によって硬化させることによって吸水性
シートを作成するもの。 【効果】本発明のバインダーを用いて作成した吸水性シ
ートはシートの取扱いの際も吸水性樹脂粉末の脱落が少
なく、かつ一旦水と接触すると速やかに水を吸水するな
ど良好な性能を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は止水シート、ドリッ
プシートとして使用される吸水性シート或いは保水シー
トを作成するに当たり、透水性のシート状基材に吸水性
樹脂粉末を接着させるバインダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】透水性のシート状基材に吸水性樹脂粉末
を接着させるバインダーとしては、揮発性の溶剤でバイ
ンダーを溶解させて使用するものとして、ゴム系樹脂を
使用するもの特開平３−２００２０６、水溶性樹脂を使
用するもの特開昭６３−６０５５、親水性単量体と疎水
性単量体との共重合樹脂を使用するもの特開平１２−３
２２９４７などが報告されている。

【０００３】一方、溶剤を使用せず、熱溶融する樹脂を
熱で溶融して使用するバインダーとして、非水溶性のエ
チレン・酢酸ビニル共重合樹脂が古くから知られてい
る。又、水溶性の樹脂としてポリエチレンオキサイドの
使用技術が開示されている（特開平３−９８２１３）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バインダーを揮発性の
溶剤で希釈して使用すると付着時の粘度は任意に調整で
き、付着操作は用意であるが、吸水性シートの製造段階
で溶剤を蒸発させる工程を要し、コストの上昇を招くだ
けでなく、大気汚染や引火の危険性が生じて好ましくな
い。

【０００５】一方、溶剤を使用せず熱溶融するバインダ
ーは、接着力を付与するため比較的高分子量の樹脂を用
いる必要があるが、これらは溶融粘度が高いため、吸水
性樹脂粉末への付着操作に手間がいる上、バインダーの
使用量が増えて、結果として吸水性シートの吸水量の低
下を招く。

【０００６】又、バインダーが疎水性であると、吸水速
度が遅くなり、バインダーが水溶性であると吸水速度は
速いが、僅かな水との接触で吸水樹脂粉末の脱落が起こ
るため適度な吸水率を持つバインダーがより望ましい。

【０００７】さらに従来公知のバインダーは概して硬
く、柔軟な透水性のシート状基材に多量の吸水性樹脂粉
末を多量のバインダーで接着すると、作成した吸水性シ
ートの柔軟性が低下するので、適度な柔軟性を持つバイ
ンダーがより好ましい。

【０００８】従来公知のバインダーの欠点を踏まえて、
さらによりよいバインダーを狙うと、バインダー
（Ｃ）は（Ａ）と（Ｂ）とに付着させる段階では揮発性
の有機溶剤を含まず、適度な粘度を持つ液状であるこ
と。（Ａ）と（Ｂ）とに付着後、迅速な処理で接着力
を発現するバインダーであること。作成された吸水性
シートは出来るだけ柔軟であることが好ましいこと。
吸水性として好ましい性能は大量の水と接触した際、初
期の吸水速度が大きく、かつその際のシートから脱落す
る（Ｂ）及び（Ｃ）の量が少ないこと、となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し、狙いに沿ったバインダーを得るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は透水性シート状基材
（Ａ)に吸水性樹脂粉末（Ｂ）を接着させるバインダー
（Ｃ）であって、（Ｃ）が揮発性の溶剤を含まず液状
で、２５℃の粘度が１０〜１００，０００mPasの範囲に
ある液体の状態で、（Ａ）と（Ｂ）と付着させた後、活
性エネルギー線及び又は熱によって硬化させることによ
り、（Ａ）に（Ｂ）を接着させた吸水性シートを得るこ
とにある。

【００１１】揮発性の溶剤を含まず２５℃の粘度が１０
mPas未満であると、（Ｂ）への付着量が少なくなりすぎ
て接着力が低くなるので好ましくない。又、１００，０
００mPasを越えると、（Ｂ）への付着量が多くなりすぎ
て、吸水能力や初期の吸水速度が遅くなり好ましくな
い。

【００１２】揮発性の溶剤を含まず、液状である活性エ
ネルギー線で硬化する樹脂種としては、（メタ）アクリ
ロイル系、ビニルエーテル系、アリルエーテル系、不飽
和ポリエステル系などのビニル系単量体とエポキシ樹脂
などがあげられる。

【００１３】又、熱硬化性の樹脂種としては上記ビニル
系単量体に加え、潜在硬化性のエポキシ樹脂、熱によっ
てイソシアネート基を生じるブロックイソシアネート系
ウレタン樹脂などを上げることが出来る。

【００１４】液状樹脂の２５℃の粘度を１０〜１００，
０００mPasに合わせるためには、単量体の分子量を選ん
で調整してもよいし、非硬化性で不揮発性（通常沸点２
５０℃以上）の可塑剤や高分子も使用する単量体に溶解
する範囲で使うことが出来る。

【００１５】硬化手段としては、活性エネルギー線及び
又は熱を用いるが、熱より活性エネルギー線を用いる方
が、硬化前の単量体の安定性の良さと、迅速硬化できる
点でより好ましい。

【００１６】硬化手段として用いる活性エネルギー線と
しては、紫外線、電子線、Ｘ線、γ線などが上げられる
が、工業的な利便性の点で、紫外線又は電子線がより好
ましい。

【００１７】紫外線で硬化させる場合、光開始剤と呼ば
れる触媒を硬化前の単量体に対して通常０．５〜５重量
％程度溶解して使用する。光開始剤としてはビニル系樹
脂ではベンジルジメチルケタール、アセトフェノンの様
なラジカル発生型が一般的である。エポキシ樹脂などで
はジアゾニウム塩の様なイオン発生型が一般的である
が、硬化後に酸成分が残留しない点で、ラジカル発生型
の光開始剤を用いる方が好ましい。

【００１８】電子線で硬化させる場合は、通常無触媒で
照射強度１〜１０メガラッドを照射して硬化させる。紫
外線で硬化させる場合の照度は２００〜４０００ミリジ
ュールが一般的である。

【００１９】熱硬化させる場合、ビニル系単量体はアゾ
ビス系やパーオキサイド系などの熱重合触媒を、硬化前
の単量体に対して通常０．１〜５重量％溶解して使用す
る。硬化温度は６０〜１５０℃の範囲が一般的である。
潜在硬化性エポキシ樹脂やブロックイソシアネート系ウ
レタン樹脂も熱硬化して使えるが、液状樹脂の安定性と
硬化の迅速性でビニル系樹脂に比べ劣る。

【００２０】吸水性シートにしたときにシートが柔軟で
あり、かつ大量の水と接触した際、吸水速度が大きく、
吸水性樹脂粉末（Ｂ）とバインダー（Ｃ）の脱落の少な
いものがより好ましい。

【００２１】吸水性シートの柔軟性は硬化したバインダ
ーの硬さの影響が大きく、このために（Ｃ）のみを硬化
した場合の樹脂特性で、JIS K-6253によるデュロメータ
ー硬さで、タイプＡ＝１０以上からタイプＤ＝５０未満
の範囲となるバインダーを使用すること、かつ吸水性シ
ートとして吸水速度が大きく、（Ｂ）と（Ｃ）の脱落の
少ないものとして、硬化したバインダーの２５℃の純水
中２４時間浸漬後の吸水率が１〜１０００重量％の範囲
にあるバインダーを使用することがより好ましい。

【００２２】デュロメーター硬さが、タイプＡ＝１０未
満では、接着力が弱くなり、又デュロメーター硬さが、
タイプＤ＝５０以上ではシートの柔軟性を欠くことにな
る。

【００２３】又、硬化したバインダーの吸水率が１重量
％未満であると、吸水シートとして吸水速度が遅くな
り、１０００重量％を越えると吸水途中の（Ｂ）と
（Ｃ）の脱落が多くなり、好適とは言えない。

【００２４】上記特性を満たすために、使用できる最も
好ましい単量体の１つは、分子中に１個以上のビニル基
と２個以上のオキシエチレン基を含み、かつ分子量が３
００〜６０，０００の範囲にあるビニル系単量体を必須
成分として含む、光硬化性の単量体組成物である。

【００２５】本発明で用いる透水性のシート状基材
（Ａ）としては、有機繊維又は無機繊維からなる不織
布、織布、紙、スポンジシート、開孔処理された樹脂シ
ートなどが上げられる。

【００２６】本発明で用いる吸水性樹脂粉末（Ｂ）とし
ては、ポリアクリル酸塩重合体の架橋物、デンプン・ポ
リアクリル酸塩重合体の架橋物、スルホアルキルアクリ
レート・アクリル酸塩重合体の架橋物などで、平均粒径
が１〜１０００μｍの粉体で、純水中の吸水率が１００
〜１０００倍のものが上げられる。

【００２７】硬化前の液状である（Ｃ）を（Ａ）と
（Ｂ）に付着させる方法としては、（Ｂ）を（Ｃ）中に
分散したものを、（Ａ）上にブレードコーター、ロール
コーター等で（Ａ）の表面に塗布してもよいし、スクリ
ーン印刷機等の印刷機を用いて、（Ａ）の表面の一部に
塗布してもよい。或いは又、（Ａ）の表面に（Ｂ）を散
布し、次いで（Ｃ）を散布するなど、（Ｂ）と（Ｃ）を
別々に(Ａ）上に搭載処理して（Ｃ）を（Ａ）と（Ｂ）
に付着させてもよい。

【００２８】さらに場合によっては、（Ａ）に（Ｂ）と
（Ｃ）とを付着させた後、（Ｂ）と（Ｃ）表面に別の
（Ａ）又は不透水性のシート材を乗せて、（Ｂ）と
（Ｃ）とをシート材で挟み込んだ構造としてもよい。

【００２９】シート状基材で（Ｂ）と（Ｃ）とを挟持さ
せた後、紫外線で硬化させる場合、紫外線の透過率がシ
ート状基材で減少するので、紫外線透過率の減少程度に
応じて、照射強度を増やす必要がある。

【００３０】

【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例によって説
明するが、本発明はこれらによって制限されるものでは
ない。なお以下において、「部」及び「％」は特に断り
のない限り、すべて重量基準である。

【００３１】液状バインダーの粘度は、２５℃に温調し
た（Ｃ）を東京計器社製Ｂ型粘度計で測定した。

【００３２】液状バインダーは、日本電池社製紫外線照
射装置を用いて、８００ミリジュールを照射して硬化さ
せた。

【００３３】液状バインダーのみで、硬化させた場合の
硬化樹脂のJIS K-6253によるデュロメーター硬さは、上
記の紫外線で硬化した厚さ１．５ｍｍ、巾５ｃｍ、長さ
１０ｃｍの硬化物を２５℃、相対湿度６０％の室内に２
４時間静置した後、４枚重ね合わせて、テクロック社製
デュロメータータイプＡ又はタイプＤにより測定した。

【００３４】液状バインダーのみで、硬化させた場合の
硬化樹脂の２５℃の純水中２４時間浸漬後の吸水率は、
厚さ１ｍｍ、巾５ｃｍ、長さ１０ｃｍの硬化樹脂を循風
乾燥機中、１０５℃で５時間乾燥して乾燥重量を測定し
た後、２５℃の純水中に２４時間浸漬し、純水から引き
上げて、ろ紙で付着水分を拭き取った後、重量を測定
し、乾燥重量との差を乾燥重量で除して１００分率で表
した。

【００３５】吸水性シートは、液状の単量体組成物１０
０部に光開始剤３部を溶解した液状のバインダー（Ｃ）
に、（Ｂ）として住友精化製アクアキープＳＡ６０Ｎ ＴＹＰＥ２ ５０部を混合したものを、重量７０ｇのポ
リエステル不織布（Ａ）上にスクリーン印刷機（スクリ
ーン孔径５ｍｍ、縦・横孔の中心間距離６ｍｍ）を用い
て塗布した後、塗布面側から紫外線を３０００ミリジュ
ール照射して、硬化させることにより作成した。

【００３６】作成した吸水性シート上の（Ｂ）と（Ｃ）
の合計接着量（ｇ/ｍ２）は、吸水性シートとそれに用
いた（Ａ）とをそれぞれ１０ｃｍ角に３枚ずつ切り取
り、１０５℃で５時間循風乾燥した後、吸水性シートと
（Ａ）との重量差平均を１００倍してｇ/ｍ２で表し
た。

【００３７】吸水性シートの柔軟性と取り扱い上での
（Ｂ）と（Ｃ）との脱落性は、１０ｃｍ角に切り取った
吸水性シートを１分間片手手の平で丸めて揉み続けた際
の柔軟性と脱落程度を相対比較した。

【００３８】吸水性シートの吸水速度は、１０ｃｍ角に
切り取った吸水性シートを、（Ｂ）と（Ｃ）を接着した
面を下にして６分間、２５℃の純水３００ｍｌ中に浸漬
した後、吸水性シートを静かに引き上げ、Ｎｏ.５Ａろ
紙を用いて、３０秒以上１滴のろ液が落ちなくなるまで
ろ過した後、ろ紙ごとの重量を測定する。別に使用した
（Ａ）を１０ｃｍ角に切り取り、同様の操作を行い、ろ
紙ごとの重量を測定する。本操作を吸水性シートと
（Ａ）について各３枚ずつ行い、両者の重量差平均を吸
水性シートに接着した（Ｂ）と（Ｃ）との合計重量（ｇ
/１００ｃｍ２）で除して、６分間吸水後の吸水率倍率
で表した。

【００３９】又、前項の６分間後に吸水性シートを引き
上げた残りの水の全量をＮｏ.５Ａろ紙を用いてろ過
し、ろ紙ごと１０５℃の循風乾燥機で２４時間乾燥した
後、ろ紙ごと秤量し、使用したろ紙の乾燥重量を差し引
いた重量を、元の１０ｃｍ角の吸水性シートに接着した
（Ｂ）と（Ｃ）の合計重量（ｇ/１００ｃｍ２）に対す
る１００分率で表し、６分間水中浸漬時の（Ｂ）と
（Ｃ）の脱落率とした。

【００４０】吸水シートの２５℃、純水中６時間後の吸
水倍率は、１０ｃｍ角に切った吸水シートを２５℃の純
水１ｌを入れたビーカーに浸漬し、６時間後全量をＮ
ｏ.５Ａろ紙でろ過し１分間以上１滴のろ液が落ちなく
なるまでろ過し、ろ紙ごとの重量を求める。別に使用し
た（Ａ）を１０ｃｍ角に切り取り同様の操作でろ紙ごと
秤量する。本操作を３枚ずつ行い秤量した両者の重量差
平均を吸水シート作成時に接着した（Ｂ）と（Ｃ）との
合計重量（ｇ/１００ｃｍ２）で除して、６時間後の吸
水倍率とした。

【００４１】

【バインダー用樹脂の製造例１】温度計、攪拌機を備え
た１ｌの反応器にフェノール・エチレンオキサイド２モ
ル付加物のアクリレート（東亞合成化学社製アロニック
スＭ−１０１）４００ｇ、イソプロピルアルコール２０
０ｇを仕込み、７０℃でベンゾイルパーオキサイド１５
ｇを投入し、その後７０〜９０℃で４時間重合させた
後、１００℃に昇温して減圧下にイソプロピルアルコー
ルを留去して、フェノール・エチレンオキサイド２モル
付加物のアクリレートの重合体（ＰＡ−１）を作成し
た。

【００４２】

【バインダー用樹脂の製造例２】温度計、攪拌機を備え
た１ｌの反応器に分子量３１００エチレンオキサイド８
０％・プロピレンオキサイド２０％ランダム付加物（三
井武田ケミカル社製ＥＤ−３６）６２０ｇ（０．２モ
ル）、ジブチルチンジラウレート０．５ｇ、イソホロン
ジイソシアネート６６ｇ（０．３モル）を仕込み、７０
℃で３時間反応させた。さらに２−ヒドロキシエチルア
クリレート２３．２ｇ（０．２モル）を投入し、７０℃
で３時間反応させて、平均分子量約７５００のウレタン
アクリレートオリゴマー（ＵＡ−１）を作成した。

【００４３】

【バインダー用樹脂の製造例３】温度計、攪拌機を備え
た１ｌの反応器に分子量２０００エチレンオキサイド８
％・プロピレンオキサイド９２％ランダム付加物（三井
武田ケミカル社製ＥＤ−５６）４００ｇ（０．２モ
ル）、ジブチルチンジラウレート０．３ｇ、トルエンジ
イソシアネート５２．２ｇ（０．３モル）を仕込み、７
０℃で３時間反応させた。さらに２−ヒドロキシエチル
アクリレート２３．２ｇ（０．２モル）を投入し、７０
℃で３時間反応させて、平均分子量約４８００のウレタ
ンアクリレートオリゴマー（ＵＡ−２）を作成した。

【００４４】前記製造例で作成したバインダー用樹脂を
用いて、他の単量体、光開始剤を配合して、実施例１〜
６の液状バインダーを作成し、それらを紫外線で硬化さ
せた樹脂特性を表１に示した。

【００４５】

【００４６】表１に示すように、実施例１〜６は硬化前
の液状樹脂の粘度が１０〜１００，０００mPasの範囲で
あり、かつバインダーのみを硬化したときの樹脂特性で
硬さと吸水率も本特許請求各項の範囲にある。

【００４７】次いで、実施例１〜６の液状バインダーを
用いて、前項記載の方法で吸水性シートを作成した。得
られた吸水性シートの特性を表２に示した。

【００４８】表２には又、比較例１として、エチレン・
酢酸ビニル共重合物のメタノール溶液（固形物３７％、
２５℃の粘度３３００mPas、大同化成工業社製ダイカラ
ック６７８）２７０部に実施例で用いた吸水性樹脂粉末
５０部を配合し、実施例と同様に（Ａ）に付着処理後、
メタノールを蒸発留去して吸水性シートを作成したもの
を載せた。

【００４９】

【００５０】表２に示したように、吸水性シートとした
際の各特性項目で実施例のバインダーが比較例に比べ勝
り、良質の吸水性シートが得られた。

【００５１】

【発明の効果】本発明のバインダーを用いて作成した吸
水性シートは、土木用、ケーブル用の止水剤、食品用の
ドリップ材、育苗用等の保水シートとして有利に使用で
きる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透水性のシート状基材（Ａ)に吸水性樹脂
   粉末（Ｂ）を接着させるバインダー（Ｃ）であって、
   （Ｃ）が揮発性の溶剤を含まず、２５℃の粘度が１０〜
   １００，０００mPasの範囲にある液体の状態で、（Ａ)
   と（Ｂ）とに付着させた後、活性エネルギー線及び又
   は、熱により硬化することによって、（Ａ)に（Ｂ）を
   接着させるバインダー。
2. 【請求項２】２５℃の粘度が１０〜１００，０００mPas
   の範囲にある液状の（Ｃ）のみを、活性エネルギー線及
   び又は熱によって硬化させた硬化樹脂特性が（１）JIS
   K-6253によるデュロメーター硬さでタイプＡ＝１０以上
   からタイプＤ＝５０未満の範囲にあり、かつ（２）２５
   ℃の純水中２４時間浸漬後の吸水率で１〜１０００重量
   ％の範囲となる樹脂をバインダー（Ｃ）に用いることを
   特長とする請求項１記載のバインダー。
3. 【請求項３】２５℃の粘度が１０〜１００，０００mPas
   の範囲にある液状の（Ｃ）中には分子中に１個以上のビ
   ニル基と２個以上のオキシエチレン基を含み、かつ分子
   量が３００〜６０，０００の範囲にあるビニル系単量体
   を必須成分として含むことを特長とする、請求項１又は
   請求項２記載のバインダー。
4. 【請求項４】２５℃の粘度が１０〜１００，０００mPas
   の範囲にある液状のバインダー（Ｃ）が活性エネルギー
   線で硬化することを特長とする、請求項１又は請求項２
   又は請求項３記載のバインダー。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかのバインダーを用
   いて（Ａ）に（Ｂ）を接着させたことを特長とする吸水
   性シート。