JP3059186B2 - 皮膜状高吸水性シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は基材の両面に吸水性皮膜を設けた、強度およ
び耐カール性の良好な高吸水性シートに関する。

従来の技術および課題 高吸水性物質をシート状で用いるには、高吸水性物質
を単独でシート状形態とするか、あるいは基材との複合
形態とするが、いずれの場合にも以下の点で改良が望ま
れている。

すなわち、単独シート物としては十分な強度をもつも
のがまだ得られていないので、容易に伸びては取り扱い
に不便をきたすという用途、例えば、止水テープとして
用いる場合などでは作業性に劣る。また、単独シート物
の一変形として合成樹脂やゴムのマトリックスに高吸水
性物質を分散させたものもあるが、実質的に高吸水性物
質のみからなるシートよりも吸水性に劣る。

一方、基材との複合形態のものは一般に基材の片面に
高吸水性物質層を設ける場合が多く、この場合には、放
置雰囲気の湿度変化により高吸水性物質層の伸縮が起こ
り、その結果カールが生じる傾向がある。また、片面に
吸水層を設けただけでは吸水効率が悪いという面もあ
る。

本発明者らは、改良が望まれるこれらの問題点を解消
した高吸水性シートの開発を目的として研究を進めてい
くうちに、本発明者らが先に完成した。高吸水性および
十分な皮膜強度を併せ持つ皮膜状高吸水性シート（特願
昭63−171818号）と基材との一体化に着眼するに至っ
た。

課題を解決するための手段 本発明は、前記着眼に基づく研究の結果なされたもの
であり、 （ａ）モル比で90:10〜10:90のアクリル酸およびアクリ
ル酸塩の合計３〜80重量部、および （ｂ）水溶性高分子物質97〜20重量部 を含む配合物の電子線硬化皮膜を基材の両面に設けてな
る皮膜状高吸水性シート を提供するものである。

本発明の皮膜状高吸水性シートは基材とその両面に密
着性良く一体化して設けた高吸水性物質層よりなる。

まず、本発明で用いることができる基材は特に限定す
るものではなく、具体例としてはフィルム、紙、織物、
不織布等が挙げられる。ただし、本発明のシートを製造
するに際し、前記配合物（水溶液形態とする）を基材に
塗工して塗膜を形成させる工程を径る関係上、該配合物
が内部に浸透しすぎて表面の適当な塗膜が形成されない
ものは適当でない。また、プラスチックフィルム、こと
に無極性のものを基材とする場合は、電子線照射により
生成する高吸水性物質層との密着性を向上させるために
コロナ処理などの前処理を施したものを用いる。

一方、高吸水性物質層は重合性モノマーを含む水溶液
形態の配合物を電子線照射により硬化させたものであ
る。

かかる配合物は、重合して高吸水性樹脂となる単量体
の他、照射に際して架橋して皮膜に強度を与えるための
水溶性高分子よりなる。

まず、本発明においては、重合性単量体としてアクリ
ル酸およびアクリル酸塩を用いる。ここに、アクリル酸
塩としてはアルカリ金属またはアルカリ土類金属との塩
が挙げられ、そのうちリチウム、ナトリウム、カリウム
等のアルカリ金属との塩が好ましい。アクリル酸とアク
リル酸塩との割合は、モル比で、90:10〜10:90の範囲と
する。アクリル酸の割合が前記範囲よりも小さいと、重
合に際して水溶性の重合物しか得られず適当でなく、一
方、前記範囲よりも大きいと、生成する皮膜の吸水能が
十分でなく不適当である。

次に、水溶性高分子物質としては、天然物または合成
物いずれを使用することもできるが、そのうちポリビニ
ルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル
酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、水溶性
セルロース誘導体が望ましい。これらは、単独であるい
は２種以上組み合わせて用いることができる。

配合物はかかる重合性単量体および水溶性高分子物質
の２種の成分よりなるが、両者の割合は、重量部で表し
て、アクリル酸およびアクリル酸塩の合計：水溶性高分
子＝３〜80:97〜20の範囲とする。アクリル酸等の割合
が前記範囲よりも大きくなると、生成する皮膜の強度が
十分でなく、一方、前記範囲よりも小さくなると吸水性
に劣る皮膜となり、いずれも適当でない。

かかる２種の成分よりなる配合物を基材の両面上で硬
化させたものが本発明の皮膜状高吸水性シートである。

本発明の皮膜状高吸水性シートは以下のごとくに製造
される。

まず、前記成分よりなる配合物を調製する。配合割合
は前記した通りである。なお、配合物は成分の均一な水
溶液の形態とするが、透明または透明近くであれば均一
と考えられる。この均一性は反応促進または生成する皮
膜の強度の観点より要請されるものである。

アクリル酸およびアクリル酸塩は両者を別々に準備し
てもよいが、アクリル酸の一部を中和してアクリル酸塩
とすることによって、アクリル酸とアクリル酸塩の混合
液として調製してもよい。

水溶液の調製に際しては、各成分の添加方法はとくに
制限されるものではなく、アクリル酸およびアクリル酸
塩との混合液に水溶性高分子を直接添加してもよいし、
水溶性高分子をまず水溶液としてから添加するなど、種
々の手順で行うことができる。

また、反応調節用に別種の単量体を添加することもで
きる。かかる、単量体の例としては、２官能性のポリエ
チレングリコールジアクリレート、N,N′−メチレンビ
スアクリルアミド、N,N′−ジヒドロオキシエチレンビ
スアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレ
ートなどが挙げられる。これらは、一般に、0.01〜５重
量％程度添加することができるが、添加しなくても十分
な性能の皮膜が得られる。

さらには、皮膜の着色等のための着色剤や充填剤、あ
るいは配合液の粘度等の液性を改善するための増粘剤や
界面活性剤を適宜添加することもできる。

これらの各成分を十分に混合して均一な溶液とする。
最終的な水溶液中の前記必須２種成分の濃度は、特に限
定されるものではないが、10％以上とするのが望まし
い。

次に、得られた液状配合物を一般にはコーティング法
によって基材に塗工する。コーティングはナイフコーテ
ィング、ロールコーティング、グラビアコーティング等
の一般的方法いずれによって行うこともできる。

基材に溶液を塗工した後、塗工面に電子線を照射す
る。照射雰囲気は空気中、不活性ガス雰囲気中いずれで
もよい。照射条件は、一般に、照射電圧は100〜2000K
V、好ましくは150〜1000KV、線量は１〜20Mrad、好まし
くは２〜10Mradとする。

電子線照射により配合物の硬化が起こり皮膜が生成す
る。もう片面に同様の手順により皮膜を形成させて本発
明の皮膜状高吸水性シートが得られる。

電子線照射による重合反応はその調節が容易であり、
制御性にすぐれる。また、電子線照射による硬化に際し
ては、単量体の重合あるいは高分子の架橋等がバランス
よく起こっているものと考えられる。このような良好な
制御性と反応のバランスにより生成した吸水性物質のす
ぐれた吸水性が発現され、また、基材との良好な密着性
が実現されるのである。

かくして得られる本発明の皮膜状高吸水性シートは、
基材の両面に十分な強度を有する高吸水性皮膜を設け、
しかも基材と皮膜との密着性がよいので、カールあるい
はカールに起因するトラブルが起こらず、また、伸びに
くいので、止水テープ等に使用するに際しても作業性に
支障をきたさない。そして、一般に、本発明の高吸水性
シートは、純水に対し30〜200倍程度の範囲の吸水能を
有する。

ところで、いわゆる高吸水性樹脂と呼ばれているもの
は一般にイオン水に対する吸水性が良好ではない。しか
しながら、今回、重合性モノマーおよび水溶性高分子の
前記割合のうち特定範囲のものを選択し、水溶性高分子
としてポリエチレンオキサイドを選択し、かつ前記した
ごとき架橋剤たる水溶性の２官能性単量体を必須成分と
することによって、イオン水に対しても良好な吸水性を
有するものが得られることが判明した。

すなわち、本発明は、 （ａ）モル比で90:10〜10:90のアクリル酸およびアクリ
ル酸塩の合計５〜70重量部、 （ｂ）ポリエチレンオキサイド95〜30重量部、 および （ｃ）水溶性の２官能単量体0.01〜５重量部 を含む配合物の電子線硬化皮膜を基材の両面に設けてな
る生理食塩水に対して30倍以上の吸水能を有する耐海水
性皮膜状高吸水性シート をも提供するものである。

かかる高吸水性シートは、前記と同様にして製造する
ことができる。ただし、（ａ）〜（ｃ）の成分合計の水
溶液中濃度を25〜65重量％の範囲とすることが必要であ
ることが判明した。

このタイプの高吸水性シートは、生理食塩水（0.9
％）に対して30〜80倍の吸水能を有する。

前記のごとく得られる本発明の皮膜状高吸水性シート
は、保冷材、保冷バンデージ、蓄熱材、止水材などに、
また、イオン水に対しても良好な吸水性を示すものは、
海底ケーブルの被覆系における止水用パッキング材、ド
リップ吸収材などに好適に用いることができる。

実施例 以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明す
る。

実施例１ （１）塗工液の調製 アクリル酸8.9gに水酸化カリウム4.8gを含む水溶液1
1.1gを冷却撹拌下に滴下し、アクリル酸：アクリル酸塩
のモル比が30:70の混合液を作成した。この溶液にポリ
エチレンオキサイド（製鉄化学（株）製）の20％水溶液
80gを添加し、混合して均一な塗工液を得た。

この塗工液において、（アクリル酸＋アクリル酸
塩）：ポリエチレンオキサイドの重量比は42.9:57.1で
ある。

（２）基材への塗工液の塗布 ナイフコーターを用い、厚さ0.05mmのポリエステルフ
ィルム（東レ（株）製ルミラー）基材の片面に前記塗工
液を0.15mmの厚さに塗布した。

（３）電子線による硬化 塗布後、直ちに、照射電圧200KV、線量10Mrad、窒素
雰囲気の条件で電子線を照射し、105℃で８分間乾燥し
た。

もう片面に（１）〜（３）の工程を適用して本発明の
皮膜状高吸水性シートを得た。

得られたシートの純水に対する吸水能を測定したとこ
ろ80倍であり、止水テープ形態として作業を行ったとこ
ろ何等支障はなかった。また、湿度80％の雰囲気に30分
間放置しても何等カールは認められなかった。

実施例２ アクリル酸11.1gに水酸化カリウム6.0gを含む水溶液1
3.9gを冷却撹拌下に滴下し、アクリル酸：アクリル酸塩
のモル比が30:70の混合液を作成した。この溶液にポリ
ビニルアルコール（クラレ（株）製パボール）の25％水
溶液75gを添加し、混合して均一な塗工液を得た。

この塗工液において、（アクリル酸＋アクリル酸
塩）：ポリビニルアルコールの重量比は44.5:55.5であ
る。

（２）基材への塗工液の塗布 ナイフコーターを用い、厚さ0.05mmのポリエステルフ
ィルム（東レ（株）製ルミラー）基材の片面に前記塗工
液を0.2mmの厚さに塗布した。

（３）電子線による硬化 塗布後、直ちに、照射電圧200KV、線量10Mrad、窒素
雰囲気の条件で電子線を照射し、105℃で10分間乾燥し
た。

もう片面に（１）〜（３）の工程を適用して本発明の
皮膜状高吸水性シートを得た。

得られたシートの純水に対する吸水能を測定したとこ
ろ50倍であり、止水テープ形態として作業を行ったとこ
ろ何等支障はなかった。また、湿度90％の雰囲気に30分
間放置しても何等カールは認められなかった。

実施例３ （１）塗工液の調製 アクリル酸8.9gに水酸化カリウム4.8gを含む水溶液1
1.1gを冷却撹拌下に滴下してアクリル酸：アクリル酸塩
のモル比が30:70の混合液を作成した。この溶液にポリ
エチレンオキサイド（製鉄化学（株）製PEO−１）の20
％水溶液79.8gを添加し、さらに分子量600のポリエチレ
ングリコールアクリレート0.2gを添加し塗工液を得た。

この塗工液において、（アクリル酸＋アクリル酸
塩）：ポリエチレンオキサイド：ポリエチレングリコー
ルジアクリレートの重量比は42.6:56.7:0.7である。

（２）基材への塗工液の塗布 ナイフコーターを用い、厚さ0.5mmのポリエステルフ
ィルム（東レ（株）製ルミラー）基材の片面に前記塗工
液を0.2mmの厚さに塗布した。

（３）電子線による硬化 塗布後、直ちに、照射電圧200KV、線量6Mrad、窒素雰
囲気の条件で電子線を照射し、乾燥した。

次いで、もう片面に（１）〜（３）の工程を適用して
本発明の皮膜状高吸水性シートを得た。

得られたシートの生理食塩水に対する吸水能を測定し
たところ、60倍であった。

発明の効果 本発明により、カールが起こらず、また、使用に際し
て作業性の良好な十分な強度をもつ皮膜状高吸水性シー
トが提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−283941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−65108（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−138307（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 C09K 3/10 B05D 1/00 - 7/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）モル比で90:10〜10:90のアクリル酸
   およびアクリル酸塩の合計３〜80重量部、 および （ｂ）水溶性高分子物質97〜20重量部 を含む配合物の電子線硬化皮膜を基材の両面に設けてな
   る皮膜状高吸水性シート。
2. 【請求項２】（ａ）モル比で90:10〜10:90のアクリル酸
   およびアクリル酸塩の合計５〜70重量部、 （ｂ）ポリエチレンオキサイド95〜30重量部、 および （ｃ）水溶性の２官能単量体0.01〜５重量部 を含む配合物の電子線硬化皮膜を基材の両面に設けてな
   る生理食塩水に対して30倍以上の吸水能を有する耐海水
   性皮膜状高吸水性シート。