JP3323232B2 - 高吸水性樹脂粒子の複合化組成物 - Google Patents

高吸水性樹脂粒子の複合化組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高吸水性樹脂の表面に
熱可塑性樹脂を融着または固着して複合化した高吸水性
樹脂粒子の複合化組成物に関するものである。本発明に
より得られる高吸水性樹脂粒子の複合化組成物は、接着
性が強化されたものであり、例えば各種不織布、パル
プ、紙等の繊維質基材に接着させて用いた場合、高吸水
性樹脂が吸水した後も該繊維質基材から脱離することの
ない高吸水性材料を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】高吸水性樹脂は自重の数十倍〜１０００
倍の水を吸収・保持する能力を有する機能性樹脂であ
り、その特性により紙オムツ、生理用品等の衛生材料関
係、農園芸材料関係等に幅広く利用されている。しか
し、これらの高吸水性樹脂は通常、接着力のない粉末状
のものであり、上記の用途に用いるには、該樹脂を不織
布、パルプ、紙等の繊維質基材に散布してサンドイッチ
状となして吸水性材料を得ている。このとき、高吸水性
樹脂を基材に固着させるためには、通常、水噴霧により
該樹脂を若干膨潤させた後ロールによるエンボス加工や
プレス乾燥する方法が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の高吸水性樹脂の固着方法では以下に示すような
欠点がある。すなわち、繊維質基材に高吸水性樹脂を水
噴霧等により固着させる方法では基材に対する接着性が
不充分なため、吸水時にゲルの脱離が生じ、これを防止
するため高吸水性樹脂の添加量が制限される。また、水
を使用する場合は、その後水分除去のための乾燥工程が
必要となると同時に製品の風合にも影響がある。本発明
の目的は、熱可塑性を有しない高吸水性樹脂に接着性を
付与し、不織布、パルプ、紙等の繊維質基材に熱接着等
して用いた場合、高吸水性樹脂が吸水した後も上記繊維
質基材から脱離することのない、基材との接着性が強化
された高吸水性樹脂粒子の複合化組成物（本明細書では
高吸水性樹脂組成物とも言う）を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
状況に鑑み鋭意検討した結果、高吸水性樹脂の表面に直
接に、または接着性バインダーを介して熱可塑性樹脂を
融着または固着させ、複合化させることにより、所期の
目的が達せられることを見い出し本発明の完成に到達し
た。
【０００５】すなわち、本発明の要旨は、 （１）平均粒径５〜１０００μｍの高吸水性樹脂粒子１
００重量部と、接着性バインダー１〜７５重量部（固形
分）と、粒状または繊維状の熱可塑性樹脂１〜１００重
量部からなり、高吸水性樹脂粒子の表面に、接着性バイ
ンダーを介して粒状または繊維状の熱可塑性樹脂が固着
されて複合化されたことを特徴とする高吸水性樹脂粒子
の複合化組成物、 （２）平均粒径５〜１０００μｍの高吸水性樹脂粒子１
００重量部と、粒状または繊維状の熱可塑性樹脂１〜１
００重量部からなり、高吸水性樹脂粒子の表面に、粒状
または繊維状の熱可塑性樹脂が熱融着されて複合化され
たことを特徴とする高吸水性樹脂粒子の複合化組成物
（但し、実質的に高吸水性樹脂粒子が熱可塑性樹脂で凝
集化されたものではない）、 （３）接着性バインダーがウレタン系接着剤である前記
（１）記載の高吸水性樹脂粒子の複合化組成物、 （４）熱可塑性樹脂が平均粒径１〜８００μｍの粒状物
または平均径１〜４００μｍ、平均長さ２〜１０００μ
ｍの繊維状物である前記（１）、（２）または（３）記
載の高吸水性樹脂粒子の複合化組成物、並びに （５）熱可塑性樹脂の融点が５０〜２００℃である前記
（１）、（２）または（３）記載の高吸水性樹脂粒子の
複合化組成物に関する。
【０００６】本発明に用いられる高吸水性樹脂は特に限
定されるものではなく、通常、紙オムツ、生理用品等の
衛生材料関係、農園芸材料関係等に用いられる吸水能力
が自重の数十倍〜１０００倍である市販されているほと
んどすべてのものが使用可能である。その具体例を挙げ
ると、アクリル酸塩重合体架橋物、ビニルアルコール−
アクリル酸塩共重合体の架橋物、無水マレイン酸グラフ
トポリビニルアルコール架橋物、アクリル酸塩−メタク
リル酸塩共重合体の架橋物、アクリル酸メチル−酢酸ビ
ニル共重合体のケン化物の架橋物、澱粉−アクリル酸塩
グラフト共重合体の架橋物、澱粉−アクリロニトリルグ
ラフト共重合体のケン化物の架橋物、カルボキシメチル
セルロース架橋物、イソブチレン−無水マレイン酸塩共
重合体の架橋物などが挙げられる。これらの高吸水性樹
脂は単独あるいは２種以上を併用して用いることができ
る。
【０００７】本発明に用いられる上記の高吸水性樹脂の
平均粒径は通常５〜１０００μｍ、好ましくは２０〜８
００μｍのものが用いられる。５μｍより小さい微粉の
もでは取扱いが困難であったり、１０００μｍより大き
い粒径のものでは得られる高吸水性樹脂組成物を繊維質
基材に散布する場合、均一な分散が難しく、吸水後の均
一な膨張体が得られ難くなるためである。
【０００８】本発明に用いられる熱可塑性樹脂として
は、粒状物あるいは繊維状物が用いられ、粒状物である
場合平均粒径が、通常１μｍ〜８００μｍ、好ましくは
５μｍ〜５００μｍ、繊維状物である場合平均径が、通
常１〜４００μｍ、好ましくは５μｍ〜２００μｍ、平
均長さが通常２〜１０００μｍ、好ましくは１０μｍ〜
８００μｍである。また、融点が通常５０〜２００℃、
好ましくは５０〜１７０℃のものが用いられる。融点が
５０℃より低いものでは取扱いに注意を要し、また、２
００℃より高いものでは後の繊維質基材との接着に際
し、より高温の処理を必要とし、経済的に有利でない。
このような熱可塑性樹脂の材質は特に限定されるもので
はなく、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エス
テル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−無水マ
レイン酸三元共重合体、ポリエチレン、低分子量ポリエ
チレンワックス、ポリエステル、ポリウレタン、ポリア
ミド、ポリプロピレンの他、粘着性付与樹脂（タッキフ
ァイヤー）として知られているロジン系樹脂、石油樹
脂、テルペン樹脂またはこれらの変性品の単独または混
合したもの等が挙げられる。なかでも、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリエチレン、エチレン−アクリル酸
共重合体、ポリアミド、ポリエステル等のホットメルト
接着剤に使用されるものが好適に用いられる。これらの
熱可塑性樹脂は単独あるいは２種以上を併用して用いる
ことができる。
【０００９】本発明の第１の態様は、前記の高吸水性樹
脂の表面に、該高吸水性樹脂本来の性能である吸水性
能、吸水速度等を低下させない範囲の少量の接着性バイ
ンダーを介して熱可塑性樹脂を融着または固着して複合
化したことを特徴とする高吸水性樹脂組成物である。こ
のような第１の態様の高吸水性樹脂組成物を得る方法と
しては、特に限定されることなく、例えば、高吸水性
樹脂と接着性バインダーを攪拌混合した後、熱可塑性樹
脂を添加してさらに攪拌混合を行い、その後加温しなが
ら接着性バインダー中の溶剤を留去した後、熱可塑性樹
脂の軟化点または融点近くの温度まで昇温し、熱可塑性
樹脂を軟化させ高吸水性樹脂の表面に融着させて複合化
する方法、高吸水性樹脂と接着性バインダーを攪拌混
合した後、熱可塑性樹脂を添加してさらに攪拌混合を行
い、その後加温しながら接着性バインダー中の溶剤を留
去することにより、熱可塑性樹脂を接着性バインダーを
介して高吸水性樹脂の表面に固着させて複合化する方法
等が採用される。ここで、前記の高吸水性樹脂と熱可塑
性樹脂との配合比は、高吸水性樹脂１００重量部に対し
て熱可塑性樹脂１〜１００重量部、好ましくは５〜７５
重量部が適量である。１重量部より少ない量では高吸水
性樹脂に接着性を充分付与することができず、１００重
量部を越えて使用しても接着性にはそれに見合う効果は
なく、かえって高吸水性樹脂の吸水性能が阻害されるた
め好ましくないからである。また、高吸水性樹脂のコー
ティングに用いる接着性バインダー固形分の割合は、高
吸水性樹脂１００重量部に対して１〜７５重量部が適量
である。１重量部より少ない量では接着効果が現れず、
７５重量部より多くを用いては高吸水性樹脂の吸水性能
が阻害されるためである。
【００１０】ここで使用する接着性バインダーとして
は、例えばポリエーテルウレタン−エポキシ系接着剤、
ポリエステルウレタン−エポキシ系接着剤、ポリエステ
ル系ウレタン接着剤、ポリエーテル系ウレタン接着剤等
のポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、塩化ビニ
ル系接着剤、アクリル系接着剤、酢酸ビニル系接着剤お
よび合成ゴム系接着剤等が挙げられる。なかでも、ポリ
エステル系ウレタン接着剤、ポリエーテル系ウレタン接
着剤、ポリエーテルウレタン−エポキシ系接着剤等のウ
レタン系接着剤を用いた場合、好結果が得られることが
多い。これらの接着性バインダーは単独あるいは２種以
上を併用して用いることができる。
【００１１】本発明の第２の態様は、前記の高吸水性樹
脂の表面に、該高吸水性樹脂本来の性能である吸水性
能、吸水速度等を低下させることなく熱可塑性樹脂を直
接に融着または固着して複合化したことを特徴とする高
吸水性樹脂組成物である。この場合、第１の態様と異な
り、接着性バインダーを用いることなく直接に熱可塑性
樹脂を融着または固着して複合化したものである。この
ような接着性バインダーを用いない第２の態様の高吸水
性樹脂組成物を得る方法としては、特に限定されること
なく、例えば、高吸水性樹脂と熱可塑性樹脂とを混合
攪拌しながら熱可塑性樹脂の軟化点または融点近くの温
度まで昇温し、熱可塑性樹脂を軟化させ高吸水性樹脂の
表面に融着させて複合化する方法、並びに、高吸水性
樹脂の製造過程、例えば、単量体の重合時または重合終
了後に熱可塑性樹脂を添加して、加熱乾燥させることに
より高吸水性樹脂の表面に熱可塑性樹脂を固着させて複
合化する方法等が採用される。ここで、高吸水性樹脂と
熱可塑性樹脂との配合比は、前記第１の態様の場合と同
様、高吸水性樹脂１００重量部に対して熱可塑性樹脂１
〜１００重量部、好ましくは５〜７５重量部が適量であ
る。１重量部より少ない量では高吸水性樹脂に接着性を
充分付与することができず、１００重量部を越えて使用
しても接着性にはそれに見合う効果はなく、かえって高
吸水性樹脂の吸水性能が阻害されるため好ましくないか
らである。
【００１２】本発明の高吸水性樹脂組成物は各種の基材
に適用して高吸水性材料を得ることができる。基材とし
ては、例えば不織布、パルプ、紙等の繊維質基材などが
挙げられ、シート状等に加工したものに適用することが
できる。例えば、本発明の高吸水性樹脂組成物を不織
布、パルプ、紙等の繊維質基材に散布するか、あるいは
さらに適当な基材とサンドイッチ状となし、５０〜２０
０℃にて熱接着する。これにより、高吸水性樹脂表面に
融着または固着された熱可塑性樹脂粒子が溶融し、繊維
質基材と強力に接着するため吸水時にも吸水ゲルが基材
から脱離することのない優れた吸水性材料が容易に得ら
れる。尚、前記のように第１の態様と第２の態様に示さ
れるように２種類の態様があり、用途により適宜使い分
けされる。いずれも繊維質基材等の基材に対して強力な
接着性を示すが、高い接着性が要求される用途において
は接着性バインダーを用いる第１の態様が好ましく用い
られる。
【００１３】
【実施例】以下に実施例等により本発明を詳細に説明す
るが本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではな
い。
【００１４】実施例１ 高吸水性樹脂（商品名：アクアキープＳＡ−６０、ポリ
アクリル酸塩系、平均粒径４５０μｍ、住友精化（株）
製）１００重量部を内容積１リットルの卓上型ニーダー
（ＰＮＶ−ＩＨ型：入江製作所製）に仕込み、攪拌下に
表１記載の接着性バインダー（ａ）を固形分換算で１０
重量部添加し、室温で５分間攪拌混合した後、粉末の低
密度ポリエチレン（商品名：フローセンＡ−１００３、
平均粒径３００μｍ、融点１０６℃、住友精化（株）
製）を２０重量部添加混合した。さらに攪拌混合を５分
間行い、その後１００℃に加温し、接着性バインダー中
の溶剤を留去させ、熱可塑性樹脂が高吸水性樹脂の周り
に固着・複合化した本発明の高吸水性樹脂組成物を得
た。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２〜５ 表２記載の高吸水性樹脂、熱可塑性樹脂および、表１記
載の接着性バインダーを用い、実施例１と同様にして熱
可塑性樹脂が高吸水性樹脂の周りに融着または固着して
複合化した本発明の高吸水性樹脂組成物を得た。
【００１７】実施例６ 高吸水性樹脂（商品名：アクアキープ１０ＳＨ−ＮＦ、
ポリアクリル酸塩系、平均粒径６０μｍ、住友精化
（株）製）１００重量部と真球状エチレン−アクリル酸
共重合体（商品名：フロービーズＥＡ−２０９、平均粒
径１０μｍ、融点約９０℃、住友精化（株）製）１０重
量部を内容積５００ｍｌのガラス製セパラブルフラスコ
に仕込み、攪拌下に１００℃まで昇温し、１００℃で１
５分間保持した。その後攪拌下で放冷し、熱可塑性樹脂
が高吸水性樹脂の周りに固着・複合化した本発明の高吸
水性樹脂組成物を得た。
【００１８】実施例７ 逆相懸濁重合させて高吸水性樹脂を製造する際に、熱可
塑性樹脂を添加して熱可塑性樹脂が高吸水性樹脂の周り
に固着・複合化した高吸水性樹脂組成物を得た。すなわ
ち、攪拌機、還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管
を付した１リットル四つ口円筒型丸底フラスコにｎ−ヘ
プタン５５０ｍｌをとり、ＨＬＢ１３．１のヘキサグリ
セリルモノベヘニレート（商品名：ノニオンＧＶ−１０
６、日本油脂（株）製）１．３８ｇを添加分散し、５０
℃まで昇温し、界面活性剤を溶解したのち３０℃まで冷
却した。別に５００ｍｌの三角フラスコ中に８０重量％
のアクリル酸水溶液９２ｇを取り、外部より氷冷しなが
ら２０．１重量％の水酸化ナトリウム水溶液１５２．６
ｇを滴下して７５モル％の中和を行った後、過硫酸カリ
ウム０．１１ｇを加えて溶解した。このアクリル酸部分
中和水溶液を四つ口フラスコに加えて分散させ、系内を
窒素で充分に置換した後、昇温をおこない浴温を７０℃
に保持して１段目の重合反応をおこなった。その後重合
スラリー液を２０℃に冷却し、低密度ポリエチレン（商
品名：フローセンＵＦ−８０、中位粒径２５μｍ、融点
１０６℃、住友精化（株）製）を２９．４ｇ系内に仕込
み、水およびｎ−ヘプタンを蒸留により留去し、乾燥す
ることによって熱可塑性樹脂が高吸水性樹脂の周りに固
着・複合化した高吸水性樹脂組成物１２７．４ｇを得
た。
【００１９】比較例１ 熱可塑性樹脂を添加しない以外は実施例１と同様にして
高吸水性樹脂組成物を得た。得られた高吸水性樹脂組成
物は５〜６ｍｍの塊状であったため３００〜５００μｍ
に粉砕した。
【００２０】
【表２】
【００２１】製造例１ 実施例１で得られた高吸水性樹脂組成物をパルプシート
（商品名：リードクッキングペーパー、本州製紙（株）
製、１００×１００ｍｍ、坪量：４２ｇ／ｍ2）に１０
０ｇ／ｍ2 散布した。その上からもう一枚のパルプシー
トで覆い、サンドイッチ後、ヒートシールテスター（テ
スター産業ＴＰ−７０１）を用い、温度１３０℃、圧力
１ｋｇ／ｍ2 で全面を５秒間加圧接着させ吸水性材料
（シート）を得た。
【００２２】製造例２ 実施例２で得られた高吸水性樹脂組成物をパルプシート
（１００×１００ｍｍ、坪量：４２ｇ／ｍ2 ）の片面に
１００ｇ／ｍ2 散布した。その後、熱風乾燥機で１５０
℃で１分間熱処理し、パルプシートに接着させ、吸水性
材料（シート）を得た。
【００２３】製造例３ 実施例３で得られた高吸水性樹脂組成物をパルプシート
（１００×１００ｍｍ、坪量：４２ｇ／ｍ2 ）に３００
ｇ／ｍ2 散布した以外は製造例１と同様にしてパルプシ
ート製吸水性材料（シート）を得た。
【００２４】製造例４〜８ 実施例４〜７および比較例１で得られた高吸水性樹脂組
成物を用いる以外は製造例１と同様にしてパルプシート
製吸水性材料（シート）を得た。
【００２５】試験例 製造例１〜８で得たパルプシート製吸水性材料（シー
ト）を用いて、以下の方法で該材料の接着強度、吸水量
を測定し、吸水時におけるゲルの脱離状態を観察した。 （１）接着強度の測定方法 製造例において加圧接着する部分を端部の２５ｍｍ幅
（接着部２５×１００ｍｍ）に代えた以外は同様の方法
で端部のみが接着した試験用吸水性材料（シート）を得
た。これを接着部の長手方向に対して直角に２５ｍｍ幅
に切断し、２５×１００ｍｍの試験片を得た。接着部
（２５×２５ｍｍ）の接着強度をオートグラフ（ＡＧ−
５００型、島津製作所製）にて測定した（１８０度剥
離、剥離速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ）。 （２）吸水量の測定方法 ２００メッシュ標準篩上に製造例で得られた吸水性材料
（シート）を置き、０．９％生理食塩水に１０分間浸漬
させた後、篩ごと取出し、余剰水を取り除いた後、重量
測定し吸水量を求めた。 吸水量（ｇ／ｍ2 ）＝〔浸漬後の重量（ｇ）−浸漬前の
重量（ｇ）〕／０．０１ （３）ゲルの脱離率 上記の吸水量測定後、篩内の吸水シートを取出し重量測
定し（Ａ）、篩上に残留した吸水ゲルの重量（Ｂ）、パ
ルプシートのみで吸水させた後の吸水後の重量（Ｃ）よ
りシートから脱離した吸水ゲル量を求めた。 吸水ゲル脱離率（％）＝｛Ｂ／〔（Ａ−Ｃ）＋Ｂ〕｝×
１００ これらの結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】本発明の実施例１〜７の高吸水性樹脂組成
物を用いた吸水性材料は、いずれも吸水量を大きく損な
うことなく、接着強度が高く、ゲル脱離率も極めて小さ
い。これに対して、比較例１の高吸水性樹脂組成物を用
いた吸水性材料は、吸水量は高いが接着強度を有さず、
ゲルがシートよりすべて脱離した。
【００２８】
【発明の効果】本発明の高吸水性樹脂粒子の複合化組成
物を用いれば、熱接着するのみで高吸水性樹脂を繊維質
基材に強力に接着でき、吸水後も高吸水性樹脂を安定に
保持した吸水性材料を得ることができる。よって、繊維
質基材等の基材に高吸水性樹脂を従来より多量に保持さ
せることができる。従って、本発明の高吸水性樹脂粒子
の複合化組成物を用いれば紙オムツ、生理ナプキン等の
衛生材料をはじめ農園芸、食品用等その他産業資材の吸
水性材料として各種の用途に好適な吸水性複合体を製造
することができる。
フロントページの続き (72)発明者 竹森 信一 兵庫県姫路市飾磨区入船町１番地 住友 精化株式会社第２研究所内 (72)発明者 橋本 直幸 兵庫県姫路市飾磨区入船町１番地 住友 精化株式会社第２研究所内 (72)発明者 石川 浩樹 静岡県掛川市亀の甲２−５−２ ユニハ イツ３−312号 (72)発明者 山田 洋三 静岡県掛川市本郷125−25 (56)参考文献 特開 平１−252669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−65630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−153886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−118736（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−119154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−145485（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−242858（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−4666（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平３−501494（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 1/00 - 101/16

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平均粒径５〜１０００μｍの高吸水性樹
    脂粒子１００重量部と、接着性バインダー１〜７５重量
    部（固形分）と、粒状または繊維状の熱可塑性樹脂１〜
    １００重量部からなり、高吸水性樹脂粒子の表面に、接
    着性バインダーを介して粒状または繊維状の熱可塑性樹
    脂が固着されて複合化されたことを特徴とする高吸水性
    樹脂粒子の複合化組成物。
  2. 【請求項２】 平均粒径５〜１０００μｍの高吸水性樹
    脂粒子１００重量部と、粒状または繊維状の熱可塑性樹
    脂１〜１００重量部からなり、高吸水性樹脂粒子の表面
    に、粒状または繊維状の熱可塑性樹脂が熱融着されて複
    合化されたことを特徴とする高吸水性樹脂粒子の複合化
    組成物（但し、実質的に高吸水性樹脂粒子が熱可塑性樹
    脂で凝集化されたものではない）。
  3. 【請求項３】 接着性バインダーがウレタン系接着剤で
    ある請求項１記載の高吸水性樹脂粒子の複合化組成物。
  4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂が平均粒径１〜８００μｍ
    の粒状物または平均径１〜４００μｍ、平均長さ２〜１
    ０００μｍの繊維状物である請求項１、２または３記載
    の高吸水性樹脂粒子の複合化組成物。
  5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂の融点が５０〜２００℃で
    ある請求項１、２または３記載の高吸水性樹脂粒子の複
    合化組成物。
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