JP4263576B2 - Water absorbent sheet - Google Patents

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Description

本発明は、紙おむつ、生理用ナプキン等の製造に有用な吸水性シートに関する。本吸水性シートは、繊維質基材のしなやかさを保持しつつ、高い吸水速度及び高い吸水量を有する。   The present invention relates to a water-absorbent sheet useful for the manufacture of disposable diapers, sanitary napkins and the like. The water-absorbent sheet has a high water absorption speed and a high water absorption amount while maintaining the flexibility of the fibrous base material.

従来、紙おむつ、生理用ナプキン等に用いられる吸水性シートには、紙、パルプ、不織布等の繊維質基材に、架橋したポリアクリル酸等の吸水性樹脂粒子を均一に分散させ、固着させたものがある。しかし、この吸水性シートは、吸水性樹脂粒子が繊維質基材に確実に固着されたものが少なく、吸水性シートから吸水性樹脂粒子が脱落しやすい。またその製造上も、粉末粒子を取扱う点で操作が煩雑である。   Conventionally, water-absorbent sheets used for paper diapers, sanitary napkins, and the like have been obtained by uniformly dispersing and adsorbing water-absorbent resin particles such as crosslinked polyacrylic acid on a fibrous base material such as paper, pulp, and nonwoven fabric. There is something. However, there are few water-absorbent resin particles in which the water-absorbent resin particles are securely fixed to the fibrous base material, and the water-absorbent resin particles easily fall off from the water-absorbent sheet. In addition, the operation is complicated in terms of handling powder particles.

上記問題を解決するため、アクリル酸及びアクリル酸塩からなる単量体混合物水溶液を繊維質基材に噴霧した後、これに電離放射線や微粒子イオン化放射線等を照射することにより、前記噴霧した単量体混合物を重合させて吸水性樹脂を繊維質基材に固着させた吸水性シートが知られている。   In order to solve the above problems, after spraying a monomer mixture aqueous solution composed of acrylic acid and acrylate onto a fibrous base material, the sprayed single amount is irradiated with ionizing radiation, fine particle ionizing radiation, etc. A water-absorbent sheet is known in which a body mixture is polymerized to fix a water-absorbent resin to a fibrous base material.

特許文献1には、繊維質基材上に担持された単量体水溶液にUV照射して単量体を重合させることにより、上記と同様の吸水性シートを製造する方法が開示されている。同公報には、UV照射することにより単量体の大半を重合させた後、重合後に未反応単量体が残らないように、電子線を照射し、さらにその後にUV照射して重合転換率を高めることが好ましいと記載されている。このように、UV重合法を採用する場合においても、未反応単量体が残存しない吸水性シートを製造するためには、複雑な製造工程を採用せざるを得ないのが現状である。   Patent Document 1 discloses a method for producing a water-absorbent sheet similar to the above by UV-irradiating a monomer aqueous solution supported on a fibrous base material to polymerize the monomer. In the same publication, most of the monomers are polymerized by UV irradiation, and then irradiated with an electron beam so that no unreacted monomer remains after polymerization, and then UV irradiation is performed to perform polymerization conversion. It is described that it is preferable to increase the value. As described above, even when the UV polymerization method is employed, in order to produce a water-absorbent sheet in which unreacted monomers do not remain, the present situation is that a complicated production process must be employed.

特許文献2には、重合中の単量体水溶液滴を繊維質基材に落下、付着させ、繊維質基材上でレドックス系の重合を完了させることにより、吸水能及び保水能が高い吸水性シートを製造する方法が記載されている。   In Patent Document 2, a water-absorbing and water-holding ability is high by dropping and adhering a monomer aqueous solution droplet during polymerization onto a fibrous base material to complete redox polymerization on the fibrous base material. A method of manufacturing a sheet is described.

また、特許文献3には、同様な吸水性シートにおいては、繊維質基材として空隙率が50〜99.5%であること、基材に担持された吸水性樹脂粒子の1次粒子径が50〜1000μmであること、また基材1m2当りの吸水性樹脂担持量が10〜500gであることが好ましいと記載されている。 Patent Document 3 discloses that a similar water-absorbent sheet has a porosity of 50 to 99.5% as the fibrous base material, and the primary particle diameter of the water-absorbent resin particles carried on the base material. It is described that it is preferably 50 to 1000 μm, and the amount of the water absorbent resin supported per 1 m 2 of the base material is preferably 10 to 500 g.

上記特許文献1〜3に記載の発明によれば、繊維質基材上で単量体水溶液を重合させるため、得られる吸水性樹脂粒子は繊維に固着して一体となっている。このため、粉末状の吸水性樹脂を繊維質基材に分散固着させる際に生じる前記特許文献1の問題点の多くが解決されている。   According to the inventions described in Patent Documents 1 to 3, since the monomer aqueous solution is polymerized on the fibrous base material, the water-absorbing resin particles obtained are fixed to the fiber and integrated. For this reason, many of the problems of Patent Document 1 that occur when a powdery water-absorbing resin is dispersed and fixed to a fibrous base material have been solved.

しかしながら、前記各公報に記載されている吸水性シートは、基材1m2当りの吸水性樹脂固着量を増加させても、製造した吸水性シートの吸水量がそれに比例して増加しないという問題がある。すなわち、吸水性樹脂固着量が100g/m2以上の場合は固着量をさらに増加させても、その増加に見合う吸水量の増加が得られなく、このため紙おむつ等に利用する場合、吸水性能が基本的に不足する問題がある。さらに、固着量が大きい場合は、未反応単量体が残存し易く、また吸水性シートの柔軟性が減少するという問題も発生している。
特開平1−292103号(第1〜3頁) 特開平2000−328456号(請求項1) 特開平9−67403号(特許請求の範囲)
However, the water-absorbent sheet described in each of the above publications has a problem that even if the water-absorbing resin fixing amount per 1 m 2 of the base material is increased, the water-absorbing amount of the manufactured water-absorbent sheet does not increase in proportion thereto. is there. In other words, when the water-absorbing resin fixing amount is 100 g / m 2 or more, even if the fixing amount is further increased, an increase in the water absorption amount corresponding to the increase cannot be obtained. There is a fundamental problem. Furthermore, when the fixing amount is large, unreacted monomers are likely to remain, and the flexibility of the water absorbent sheet is reduced.
JP-A-1-292103 (pages 1 to 3) JP 2000-328456 A (Claim 1) JP-A-9-67403 (Claims)

本発明においては、吸水性樹脂当りの吸水量を大幅に増加でき、吸水速度に優れ、かつ未反応単量体を僅かしか含まない、柔軟性に富む吸水性シートを工業的な規模で製造する方法を提供することを課題とする。   In the present invention, a water-absorbent sheet having a high flexibility, which can greatly increase the amount of water absorption per water-absorbent resin, has an excellent water absorption rate and contains only a few unreacted monomers, is produced on an industrial scale. It is an object to provide a method.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、意外にも吸水性樹脂粒子を担持させる不織布の破断強度が従来用いられている不織布の破断強度よりも小さい特定の範囲にある場合、この不織布を用いて製造した吸水性シートは大きな吸水量を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors surprisingly have a specific range in which the breaking strength of the nonwoven fabric carrying the water-absorbent resin particles is smaller than the breaking strength of conventionally used nonwoven fabrics. In this case, the water-absorbent sheet produced using this nonwoven fabric was found to exhibit a large amount of water absorption, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、後述する破断強度測定法による破断強度が0〜00g/25mmの不織布に吸水性樹脂粒子を担持させてなる吸水性シートである。
That is, the present invention is a water-absorbent sheet in which water-absorbent resin particles are supported on a non-woven fabric having a breaking strength of 80 to 200 g / 25 mm according to a breaking strength measuring method described later.

本発明の吸水性シートは、吸水性樹脂粒子を担持させる不織布の破断強度が小さいものを用いることを特徴とする。本発明の吸水性シートは、充分吸水した状態で、大きく膨潤し、その寸法が大きく変形する。この吸水性シートは不織布の破断強度が小さいため、吸水性樹脂粒子が吸水して膨潤する際に簡単に変形し、何ら吸水性樹脂粒子の膨潤を抑制することが無い。その結果、本発明の吸水性シートは極めて大きな吸水量を示すと考えられる。更に、本発明の吸水性シートは不織布を構成する繊維に吸水性樹脂粒子を互いに独立していわゆる数珠繋ぎの状態で付着させているので、吸水速度が高く、吸水量が大きく、且つ柔軟性が高い。   The water absorbent sheet of the present invention is characterized in that a nonwoven fabric carrying water absorbent resin particles having a low breaking strength is used. The water-absorbent sheet of the present invention swells greatly in a sufficiently absorbed state, and its dimensions are greatly deformed. Since this water absorbent sheet has a low breaking strength of the nonwoven fabric, it easily deforms when the water absorbent resin particles absorb water and swells, and does not suppress any swelling of the water absorbent resin particles. As a result, it is considered that the water absorbent sheet of the present invention exhibits an extremely large water absorption amount. Furthermore, since the water-absorbent sheet of the present invention has the water-absorbing resin particles attached to the fibers constituting the nonwoven fabric independently in a so-called beaded state, the water absorption speed is high, the water absorption amount is large, and the flexibility is high. .

本発明の吸水性シートは不織布に吸水性樹脂粒子を担持させてなる。吸水性樹脂粒子は、不織布を構成する各繊維に数珠状に各独立して付着している。このような形状的特徴を有することにより、本発明吸水性シートは、柔軟且つ高吸水速度を達成できる。   The water absorbent sheet of the present invention is formed by carrying water absorbent resin particles on a nonwoven fabric. The water-absorbent resin particles are independently attached in a beaded manner to each fiber constituting the nonwoven fabric. By having such a shape feature, the water absorbent sheet of the present invention can achieve flexibility and a high water absorption rate.

吸水性樹脂粒子は、アクリル酸および/またはその塩(以下アクリル酸系単量体と総称する)を主成分とする単量体の重合物である。アクリル酸系単量体以外の単量体も併用することができ、具体例としては、メタクリル酸またはその塩、(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2―アクリルアミド―2−メチルプロパンスルホン酸またはその塩等が挙げられる。   The water-absorbent resin particles are a polymer of a monomer mainly composed of acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter collectively referred to as an acrylic acid monomer). Monomers other than acrylic acid monomers can be used in combination, and specific examples thereof include methacrylic acid or a salt thereof, (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-acrylamide-2-methyl. Examples thereof include propanesulfonic acid or a salt thereof.

不織布に担持される吸水性樹脂粒子の担持量は80g/m2以上が好ましく、100〜1000g/m2がより好ましく、120〜500g/m2が特に好ましい。担持量が80g/m2未満の場合は、おむつ等の用途に用いる場合は吸水量が不足することがある。また、担持量が80g/m2未満の場合は、得られる吸水性シートの吸水量が、用いる不織布の破断強度の影響を受け難くなり、本発明において期する作用効果が発現し難い。言い換えると、担持量が80g/m2を超える場合に、本発明において規定する破断強度の比較的弱い不織布を基材として用いることにより、吸水性樹脂の担持量が同じであったとしても、それ以外の破断強度の不織布を用いる場合と比べて、吸水量を大きくすることができるものである。 Loading amount of water absorbent resin particles to be supported on the non-woven fabric 80 g / m 2 or more, more preferably 100~1000g / m 2, 120~500g / m 2 is particularly preferred. When the loading amount is less than 80 g / m 2, the water absorption amount may be insufficient when used for diapers or the like. Moreover, when the carrying amount is less than 80 g / m 2 , the water absorption amount of the water-absorbing sheet to be obtained is hardly affected by the breaking strength of the nonwoven fabric to be used, and the function and effect expected in the present invention are hardly exhibited. In other words, when the carrying amount exceeds 80 g / m 2 , even if the carrying amount of the water-absorbing resin is the same by using a nonwoven fabric having relatively low breaking strength as defined in the present invention as the base material, Compared with the case of using a non-woven fabric having a breaking strength other than the above, the amount of water absorption can be increased.

不織布に担持される吸水性樹脂粒子の平均粒径は10〜500μmが好ましく、 30〜300μmが更に好ましい。   The average particle diameter of the water-absorbent resin particles carried on the nonwoven fabric is preferably 10 to 500 μm, and more preferably 30 to 300 μm.

本発明吸水性シートを構成する不織布の破断強度は、50〜300g/25mmであり、70〜250g/25mmが好ましく、80〜200g/25mmがより好ましい。   The breaking strength of the nonwoven fabric constituting the water-absorbent sheet of the present invention is 50 to 300 g / 25 mm, preferably 70 to 250 g / 25 mm, and more preferably 80 to 200 g / 25 mm.

ここで、本発明における不織布の破断強度は、以下に記載する測定方法により求めたものを示す。   Here, the breaking strength of the nonwoven fabric in this invention shows what was calculated | required with the measuring method described below.

即ち、JIS P8113に準じて、長さ150mm、幅25mmの矩形に裁断した不織布試験片を用いて、試験片のつかみ間隔100mm、引張り速度100mm/minの測定条件で測定した値である。   That is, according to JIS P8113, using a non-woven fabric test piece cut into a rectangle having a length of 150 mm and a width of 25 mm, it is a value measured under measurement conditions of a test piece gripping interval of 100 mm and a pulling speed of 100 mm / min.

不織布は、通常巻物として製造されており、その破断強度は横方向(幅の方向)と縦方向(長手方向)とでは異なるのが一般的である。本発明においては、縦方向の破断強度が50〜300g/25mmであることが好ましく、更に好ましくは、横方向、縦方向の何れの破断強度もこの範囲内にあることである。   Nonwoven fabrics are usually manufactured as rolls, and their breaking strength is generally different in the lateral direction (width direction) and the longitudinal direction (longitudinal direction). In the present invention, the breaking strength in the longitudinal direction is preferably 50 to 300 g / 25 mm, and more preferably, the breaking strength in both the transverse direction and the longitudinal direction is within this range.

破断強度が50g/25mm未満の場合は、強度的に弱すぎ、取扱い上問題があると共に、吸水時の保形性が不十分になる。破断強度が300g/25mmを超える場合は、吸水時の膨潤が抑制され、所望の吸水量を示さなくなる。   When the breaking strength is less than 50 g / 25 mm, the strength is too weak, there is a problem in handling, and the shape retention during water absorption is insufficient. When the breaking strength exceeds 300 g / 25 mm, swelling at the time of water absorption is suppressed and the desired water absorption amount is not exhibited.

不織布の破断強度は、後述するように不織布を形成するベース繊維及びバインダー繊維の材質、繊度、繊維長、バインダー繊維の配合割合並びにバインダー繊維を部分的に溶融するための熱処理条件(温度及び時間)等を適宜選択することにより調節できる。   As will be described later, the breaking strength of the nonwoven fabric includes the base fiber and binder fiber material, fineness, fiber length, blending ratio of the binder fiber, and heat treatment conditions (temperature and time) for partially melting the binder fiber, as will be described later. It can adjust by selecting etc. suitably.

不織布の厚さは特に制限が無いが、通常0.5〜1.5mm(後述する起毛処理前の状態で)程度が適当である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of a nonwoven fabric, Usually 0.5-1.5mm (in the state before the raising process mentioned later) grade is suitable.

不織布の目付は10〜100g/m2が好ましい。10g/m2未満の場合は、吸水性シートの製造に際し吸水性樹脂粒子の原料の単量体水溶液の充分な量を不織布に付着させることが困難になる。目付が100g/m2を超える場合は通気性が悪くなり、また製造コストが高くなる。 Basis weight of the nonwoven fabric is preferably 10 to 100 g / m 2. When it is less than 10 g / m 2, it becomes difficult to attach a sufficient amount of the monomer aqueous solution as a raw material for the water-absorbent resin particles to the nonwoven fabric during the production of the water-absorbent sheet. When the basis weight exceeds 100 g / m 2 , the air permeability is deteriorated and the manufacturing cost is increased.

不織布は、狭義の不織布、即ちバインダーでベース繊維が固着された繊維ウェブの他に、カーデイングまたはエアレイングしたウェブおよび繊維の収束性のゆるいパッドを総称する。本発明において用いる不織布は、ベース繊維をバインダー繊維で熱融着させたものが好ましい。この不織布は、後述する起毛処理ができるので、この点でより好ましいものである。   Non-woven fabric is a generic term for non-woven fabric in a narrow sense, that is, a fiber web in which base fibers are fixed with a binder, a web that is carded or air-laid, and a pad with loose fibers. The nonwoven fabric used in the present invention is preferably one in which base fibers are heat-sealed with binder fibers. This nonwoven fabric is more preferable in this respect because it can be brushed as described later.

不織布は、ベース繊維と熱融着型のバインダー繊維とを、例えばベース繊維/バインダー繊維=40〜90/60〜10(質量比)の比率で均一に混綿し、カーディング等の手段を用いてウェブを形成し、しかる後ベース繊維とバインダー繊維とを相互に熱融着させることにより容易に製造できる。   The non-woven fabric is obtained by uniformly mixing base fibers and heat-sealable binder fibers, for example, at a ratio of base fibers / binder fibers = 40 to 90/60 to 10 (mass ratio), and using means such as carding. It can be easily manufactured by forming a web and then thermally fusing the base fibers and binder fibers together.

ベース繊維は、繊度が1〜10dtex、繊維長が32〜128mmのものが好ましい。繊度が1dtex未満のベース繊維を用いる場合は、本発明で必要とされる通気性の良い空隙の大きな不織布が得難い。10dtexを超える場合は、吸水性シート製造の際に不織布の繊維に単量体溶液を充分量付着させることが難しくなると共に、柔軟性の乏しい吸水性シートが得られ易くなる傾向にある。   The base fiber preferably has a fineness of 1 to 10 dtex and a fiber length of 32 to 128 mm. When using a base fiber having a fineness of less than 1 dtex, it is difficult to obtain a non-woven fabric with good air permeability and large voids required in the present invention. When it exceeds 10 dtex, it becomes difficult to attach a sufficient amount of the monomer solution to the fibers of the nonwoven fabric during the production of the water absorbent sheet, and a water absorbent sheet with poor flexibility tends to be easily obtained.

繊維長が32mm未満の場合は、繊維同士の絡み合いが弱く、このため不織布を製造する熱処理工程前においてにウェブが切れて不織布の製造が困難になる。繊維長が128mmを超える場合は、繊維同士の絡み合いが過度に強くなり、高速度の開繊や、カーデイングが難しくなる。   When the fiber length is less than 32 mm, the entanglement between the fibers is weak, so that the web is cut before the heat treatment step for producing the nonwoven fabric, making it difficult to produce the nonwoven fabric. When the fiber length exceeds 128 mm, the entanglement between the fibers becomes excessively strong, and high-speed fiber opening and carding become difficult.

ベース繊維は、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン繊維等の熱可塑性重合体繊維が好ましく、特に繊維性能に優れるポリエステル繊維が好ましい。また、これらを混合して用いても良い。   The base fiber is preferably a thermoplastic polymer fiber such as polyester, polyamide, polypropylene, or polyethylene fiber, and particularly preferably a polyester fiber having excellent fiber performance. Moreover, you may mix and use these.

ベース繊維に、低融点のポリエステルとポリエチレンテレフタレートとからなる複合紡糸繊維を使用する場合、熱処理によってポリエステル同士が相溶するので、嵩高で通気性の良い繊維ウェブを得ることができる。このような低融点のポリエステルは、繊維形成性が良好で80〜180℃で溶融軟化するものであれば、特に制限無く使用できる。繊維製造の容易さ及び繊維物性の良好性の点で、低融点のポリステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸及びエチレングリコールの共重合体が好ましい。   When a composite spun fiber composed of low melting point polyester and polyethylene terephthalate is used as the base fiber, the polyesters are compatible with each other by heat treatment, so that a bulky and breathable fiber web can be obtained. Such low-melting polyester can be used without particular limitation as long as it has good fiber-forming properties and melts and softens at 80 to 180 ° C. From the viewpoint of easy fiber production and good fiber properties, the low melting point polyester is preferably a copolymer of terephthalic acid, isophthalic acid and ethylene glycol.

バインダー繊維は、熱処理により溶融してベース繊維に接着し、ベース繊維に保形性を与える。バインダー繊維は、繊度が1〜10dtex、繊維長が32〜128mmのものが好ましい。バインダー繊維の繊度が1dtex未満の場合、不織布を構成するバインダー繊維の数が多くなるため交絡接着箇所が多くなる。その結果、空隙率が小さくなり、通気性が悪くなる。繊維長が、32mm未満の場合、不織布を製造する熱処理工程前にウェブ切れが生じ、不織布の製造が困難になる。128mmを超える場合、開繊、カーディング性が低下する。   The binder fiber melts by heat treatment and adheres to the base fiber, thereby imparting shape retention to the base fiber. The binder fiber preferably has a fineness of 1 to 10 dtex and a fiber length of 32 to 128 mm. When the fineness of the binder fiber is less than 1 dtex, the number of binder fibers constituting the nonwoven fabric increases, so that the number of entangled adhesion portions increases. As a result, the porosity is reduced and the air permeability is deteriorated. When the fiber length is less than 32 mm, the web breaks before the heat treatment step for producing the nonwoven fabric, making it difficult to produce the nonwoven fabric. If it exceeds 128 mm, the opening and carding properties are degraded.

不織布中に占めるバインダー繊維の配合比は、10〜80質量%が好ましい。10質量%未満の場合は、不織布の嵩高性、形態安定性が不足する。80質量%を超える場合は、風合が薄く、硬い不織布が得られ、通気性が高くて空隙率が高い不織布を得難い。   The blending ratio of the binder fiber in the nonwoven fabric is preferably 10 to 80% by mass. When the amount is less than 10% by mass, the bulkiness and shape stability of the nonwoven fabric are insufficient. When it exceeds 80% by mass, it is difficult to obtain a non-woven fabric having a thin texture and a hard non-woven fabric and having a high air permeability and a high porosity.

過度の熱処理によってバインダー繊維が溶断すると、不織布の形態を安定化させることができない。この問題を避けるため、バインダー繊維は、熱処理により溶融する低溶融軟化温度の重合体成分と熱処理により溶融軟化しない高溶融軟化温度の重合体成分とを組合わせて製造した複合紡糸バインダー繊維が好ましい。 低溶融軟化温度の重合体成分の軟化温度は高溶融軟化温度の重合体成分の軟化温度よりも少なくとも30℃以上低いことが好ましい。このようなバインダー繊維を用いることにより、熱処理の際にバインダー繊維が完全に溶断することを避けられる。熱融着型の複合紡糸バインダー繊維としては、芯鞘型、サイドバイサイド型、更にはその他の形状のものを任意に使用できる。   If the binder fiber is melted by excessive heat treatment, the form of the nonwoven fabric cannot be stabilized. In order to avoid this problem, the binder fiber is preferably a composite spun binder fiber produced by combining a polymer component having a low melt softening temperature that is melted by heat treatment and a polymer component having a high melt softening temperature that is not melt softened by heat treatment. The softening temperature of the polymer component having a low melt softening temperature is preferably at least 30 ° C. lower than the softening temperature of the polymer component having a high melt softening temperature. By using such a binder fiber, the binder fiber can be prevented from being completely melted during the heat treatment. As the heat fusion type composite spinning binder fiber, a core-sheath type, a side-by-side type, and other shapes can be arbitrarily used.

複合紡糸バインダー繊維を構成する重合体の組合わせの例としては、例えば、低融点のポリエステル重合体とポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンとポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンとポリアミド、ポリエチレンとポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンとポリアミド等の数多くの組合わせがある。更に、これらのバインダー繊維の2種以上を併用しても良い。例えば低融点のポリエステル重合体とポリエチレンテレフタレートとからなる複合紡糸バインダー繊維と、ポリエチレンとポリエチレンテレフタレートとからなる複合紡糸バインダー繊維との組合わせを挙げることができる。   Examples of the combination of polymers constituting the composite spinning binder fiber include, for example, a low melting point polyester polymer and polyethylene terephthalate, polyethylene and polyethylene terephthalate, polyethylene and polyamide, polyethylene and polypropylene, polypropylene and polyethylene terephthalate, polypropylene and polyamide. There are many combinations. Further, two or more of these binder fibers may be used in combination. For example, a combination of a composite spinning binder fiber made of a low melting point polyester polymer and polyethylene terephthalate and a composite spinning binder fiber made of polyethylene and polyethylene terephthalate can be mentioned.

前記芯鞘型の複合紡糸バインダー繊維の場合、鞘部に配する低融点重合体成分と、芯部に配する重合体成分との比率は、10/90〜90/10(質量基準)が好ましい。鞘部の割合が10/90未満の場合は、芯鞘構造の繊維の紡糸が難しい。90/10を超えるバインダー繊維は繊維性能が低下する。   In the case of the core-sheath type composite spun binder fiber, the ratio of the low melting point polymer component disposed in the sheath part and the polymer component disposed in the core part is preferably 10/90 to 90/10 (mass basis). . When the ratio of the sheath portion is less than 10/90, it is difficult to spin the fiber having the core-sheath structure. When the binder fiber exceeds 90/10, the fiber performance decreases.

ウェブは、カーデイング、エアレイング、その他既知の技術、あるいは、これらを組合わせて製造できる。なかでもカーデイング法は、大きな嵩をもつウェブを得ることができること、高速でウェブを形成できるので生産性に優れること、かつ巾広いシートを得ることができること、目付の調節が容易で得られるウェブの均質性が高いこと等の多くの長所を有しており、最も好ましい製造方法である。   The web can be produced by carding, air laying, other known techniques, or a combination thereof. Among them, the carding method is capable of obtaining a web having a large bulk, being capable of forming a web at a high speed, being excellent in productivity, and being able to obtain a wide sheet, and being able to obtain a web having an easily adjusted basis weight. It has many advantages such as high homogeneity and is the most preferable production method.

上記のようにして製造したウェブを熱処理することによりに保形性を付与して不織布を得る。熱処理の方法としては、熱風がウェブの厚さ方向に貫通する公知の乾式不織布製造用のエアースルータイプドライヤーを利用する方法が好ましい。   The web produced as described above is heat treated to give shape retention and obtain a nonwoven fabric. As a heat treatment method, a method using a known air-through dryer for producing dry nonwoven fabric in which hot air penetrates in the web thickness direction is preferable.

熱処理条件に関しては、一般的に加熱温度が高いほど、また加熱時間が長いほど、破断強度の高い不織布を得ることができる。通常、熱処理温度は、バインダー繊維の低融点重合体成分の融点+(20〜60℃)程度の温度に設定し、例えば低融点重合体として融点110〜130℃の低融点ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン等が使用される場合、140〜170℃に設定し、エアースルータイプドライヤーの熱風速度を0.2〜3.0m/秒、熱処理時間を1〜120秒の範囲にすればよい。   Regarding heat treatment conditions, generally, the higher the heating temperature and the longer the heating time, the higher the breaking strength can be obtained. Usually, the heat treatment temperature is set to a temperature of the melting point of the low melting point polymer component of the binder fiber + (20 to 60 ° C.), for example, a low melting point polyethylene terephthalate or polyethylene having a melting point of 110 to 130 ° C. as the low melting point polymer. When used, the temperature may be set to 140 to 170 ° C., the hot air speed of the air-through dryer may be set to 0.2 to 3.0 m / second, and the heat treatment time may be set to 1 to 120 seconds.

破断強度が50〜300g/25mmの不織布は、上述のようにバインダー繊維を20〜80質量%の割合で含む不織布製造中間品を、バインダー繊維を構成する樹脂のうち、低融点の樹脂の融点より20℃以上高い温度に数秒〜1分間程度維持することにより製造できる。具体的には、バインダー繊維の配合割合が20質量%の場合には、熱処理時間を1分間程度とすることが好ましく、バインダー繊維の配合割合が80質量%の場合には、熱処理時間は数〜10秒が好ましい。   The non-woven fabric having a breaking strength of 50 to 300 g / 25 mm is a non-woven fabric production intermediate product containing the binder fiber at a ratio of 20 to 80% by mass as described above, from the melting point of the low melting point resin among the resins constituting the binder fiber. It can be produced by maintaining the temperature at 20 ° C. or higher for several seconds to 1 minute. Specifically, when the blending ratio of the binder fiber is 20% by mass, the heat treatment time is preferably about 1 minute, and when the blending ratio of the binder fiber is 80% by mass, the heat treatment time is several to 10 seconds is preferred.

なお、ベース繊維の素材としては、後述するように単量体水溶液を霧状にして基材表面に担持させる際に、単量体水溶液が独立した微細粒子状に繊維に付着する点で非親水性樹脂が好ましい。また、レーヨン、木綿、再生セルロース繊維等の親水性繊維を少量成分として併用することも好ましい。かかる非親水性樹脂からなる繊維をベース繊維として用いて製造した不織布は、単量体水溶液が重合して得られる吸水性樹脂を微細粒子状に繊維に固着できる点では好ましいが、繊維質基材自体にある程度の親水性がないと、得られる吸水性シートを用いて製造した紙おむつや生理用品等はその使用時に、液洩れ等が発生し易い。この不都合を避けるため、不織布としては、ベース繊維表面を適度に親水化したものが好ましい。親水化処理剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンフェノールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸エステルまたはポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマー等のノニオン性界面活性剤、高級脂肪酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルコハク酸塩またはアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤等が例示できる。   The base fiber material is non-hydrophilic in that the monomer aqueous solution adheres to the fiber in independent fine particles when the monomer aqueous solution is atomized and supported on the substrate surface as described later. Is preferred. Moreover, it is also preferable to use hydrophilic fibers such as rayon, cotton, and regenerated cellulose fibers in combination as a minor component. A non-woven fabric produced using such a non-hydrophilic resin fiber as a base fiber is preferable in that a water-absorbing resin obtained by polymerizing an aqueous monomer solution can be fixed to the fiber in the form of fine particles. If the paper itself does not have a certain degree of hydrophilicity, a paper diaper, a sanitary product and the like manufactured using the water-absorbing sheet obtained are liable to leak when used. In order to avoid this inconvenience, it is preferable that the nonwoven fabric has a moderately hydrophilic base fiber surface. Hydrophilic treatment agents include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene phenol ether, polyoxyethylene sorbitan ester, polyoxyethylene alkyl fatty acid ester or polyoxyethylene oxypropylene block polymer, higher fatty acid salts, Examples thereof include anionic surfactants such as alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl succinate and alkyl sulfate.

具体的な親水化処理方法としては、ベース繊維を紡糸する際に紡糸原料樹脂に上記界面活性剤すなわち親水化剤を予め混合しておき、それを紡糸しても良い。また溶媒等に溶解した親水化剤を紡糸後の繊維に散布してもよい。   As a specific hydrophilization treatment method, when the base fiber is spun, the above-mentioned surfactant, that is, a hydrophilizing agent may be mixed in advance with the spinning raw material resin, and then it may be spun. Further, a hydrophilizing agent dissolved in a solvent or the like may be sprayed on the fiber after spinning.

以下、本発明の吸水性シートの製造方法につき説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the water absorbent sheet of the present invention will be described.

本発明の吸水性シートは、上記所定の破断強度を有する不織布にアクリル酸及び/またはその塩を主成分とする単量体水溶液を微細粒子状に担持させた後、該不織布に担持させた単量体を重合させる方法により好適に製造できる。   The water-absorbent sheet of the present invention is obtained by supporting a monomer aqueous solution mainly composed of acrylic acid and / or a salt thereof on the nonwoven fabric having a predetermined breaking strength and then supporting the nonwoven fabric on the nonwoven fabric. It can be suitably produced by a method of polymerizing a monomer.

上記不織布はそのまま使用しても良いが、予め加熱により起毛させたものを使用することが好ましい。起毛させるための加熱温度は不織布中のベース繊維の軟化点付近が好ましい。実用的には70〜150℃の範囲の温度である。加熱時間は、加熱温度によっても異なるが、通常数〜180秒間である。好ましい加熱条件の具体例は、80〜110℃で20〜60秒間である。   The nonwoven fabric may be used as it is, but it is preferable to use one that has been raised in advance by heating. The heating temperature for raising the hair is preferably near the softening point of the base fiber in the nonwoven fabric. Practically, the temperature is in the range of 70 to 150 ° C. Although the heating time varies depending on the heating temperature, it is usually several to 180 seconds. Specific examples of preferable heating conditions are 80 to 110 ° C. and 20 to 60 seconds.

加熱手段は限定されず、例えば加熱炉内を所定時間かけて不織布を通過させてもよいし、熱風を不織布に吹付けても良く、または赤外線ランプ等によって不織布を加熱してもよい。   The heating means is not limited. For example, the nonwoven fabric may be passed through the heating furnace for a predetermined time, hot air may be blown onto the nonwoven fabric, or the nonwoven fabric may be heated by an infrared lamp or the like.

上記の加熱方法等により、不織布を構成する繊維の一部が基材面上に毛羽立つ。その結果、不織布は通常その体積が起毛処理前の1.3〜3.0倍程度に膨らむ。起毛の程度はそれに使用されているベース繊維の繊維長によって異なる。ベース繊維の繊維長、及び加熱条件を適宜選択して起毛処理することにより、不織布の体積を起毛処理前の1.5〜3.0倍に膨らませることが好ましい。   A part of the fibers constituting the nonwoven fabric is fluffed on the substrate surface by the above heating method or the like. As a result, the volume of the nonwoven fabric normally swells to about 1.3 to 3.0 times that before the raising treatment. The degree of raising varies depending on the fiber length of the base fiber used in the raising. It is preferable to increase the volume of the nonwoven fabric by 1.5 to 3.0 times before the raising treatment by appropriately selecting the fiber length of the base fibers and the heating conditions and raising them.

なお、不織布または繊維ウェブ等の起毛処理手段としては、加熱以外にも、例えば針山の付いたロールを用いる起毛処理手段等が知られている。しかし、加熱以外の機械的な起毛処理手段を採用する場合は、後記する単量体水溶液を不織布を構成する繊維上に微細粒子として多量に担持させることが困難で、このため得られる吸水性複合体の吸水量および吸水速度は劣るものになる。   As a raising treatment means such as a nonwoven fabric or a fiber web, a raising treatment means using, for example, a roll with a needle thread is known in addition to heating. However, when a mechanical brushing treatment means other than heating is employed, it is difficult to carry a large amount of a monomer aqueous solution, which will be described later, on the fibers constituting the nonwoven fabric as fine particles. The body's water absorption and water absorption speed are inferior.

上記不織布、又は上記起毛処理した不織布(通常はシート状である)にアクリル酸および/またはその塩(アクリル酸系単量体)を主成分とする単量体の水溶液を霧状にして吹きつけて不織布を構成するベース繊維及びバインダー繊維に担持させる。好ましい単量体は、アクリル酸の20〜90モル%がアルカリ金属塩またはアンモニウム塩に変換されているアクリル酸とアクリル酸塩との混合物である。アクリル酸系単量体以外の単量体も併用することができる。   An aqueous solution of a monomer mainly composed of acrylic acid and / or a salt thereof (acrylic monomer) is sprayed on the nonwoven fabric or the raised nonwoven fabric (usually in a sheet form). And supported on the base fiber and the binder fiber constituting the nonwoven fabric. A preferred monomer is a mixture of acrylic acid and acrylate in which 20 to 90 mole percent of acrylic acid has been converted to an alkali metal salt or ammonium salt. Monomers other than acrylic monomers can also be used in combination.

具体例としては、メタクリル酸またはその塩、(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび2―アクリルアミド―2−メチルプロパンスルホン酸またはその塩等が挙げられる。かかる単量体の好ましい使用量は、アクリル酸系単量体との合計量を基準にして20モル%以下である。   Specific examples include methacrylic acid or a salt thereof, (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof, and the like. The preferable usage amount of such a monomer is 20 mol% or less based on the total amount with the acrylic acid monomer.

単量体水溶液における単量体の好ましい濃度は、20〜80質量%で、更に好ましくは40〜60質量%である。単量体濃度が高いほど、吸水性樹脂が多量に固着した吸水性シートを得ることができ、また単量体を重合させた後の乾燥処理に際し、必要とする熱エネルギーを削減できる。従って、可能な限り高濃度の単量体水溶液を使用することが好ましい。単量体の飽和溶解度付近の濃度も好ましい濃度である。   The preferable concentration of the monomer in the monomer aqueous solution is 20 to 80% by mass, and more preferably 40 to 60% by mass. As the monomer concentration is higher, a water-absorbent sheet having a larger amount of water-absorbing resin fixed can be obtained, and the necessary heat energy can be reduced in the drying process after polymerizing the monomer. Therefore, it is preferable to use a monomer aqueous solution having a concentration as high as possible. A concentration near the saturated solubility of the monomer is also a preferable concentration.

上記単量体水溶液には、単量体以外に、架橋剤および重合開始剤等を添加することが好ましい。   In addition to the monomer, it is preferable to add a crosslinking agent, a polymerization initiator, and the like to the monomer aqueous solution.

架橋剤としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、N,N'−メチレンビスアクリルアミド、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートおよびトリアリルホスフェート等が例示できる。   Cross-linking agents include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and glycerin tri (meth) acrylate. N, N′-methylenebisacrylamide, diallyl phthalate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate and the like.

架橋剤の添加割合は、単量体合計質量に対して100〜10000ppmが好ましく、1000〜5000ppmが特に好ましい。   The addition ratio of the crosslinking agent is preferably 100 to 10000 ppm, particularly preferably 1000 to 5000 ppm with respect to the total mass of the monomers.

単量体の重合は、一般的なラジカル重合法によって行うことができる。重合開始方法としては、熱によりラジカルを発生する化合物を重合開始剤として用いる熱重合法、または紫外線、電子線等の活性エネルギー線の照射により重合開始させる方法等が採用できる。好ましくは、熱重合法、または光重合開始剤の存在下に紫外線照射する方法(以下、UV照射重合法という)であり、特に好ましくはUV照射重合法である。   The polymerization of the monomer can be performed by a general radical polymerization method. As a polymerization initiation method, a thermal polymerization method using a compound that generates radicals by heat as a polymerization initiator, or a method of initiating polymerization by irradiation with an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam can be employed. A thermal polymerization method or a method of irradiating ultraviolet rays in the presence of a photopolymerization initiator (hereinafter referred to as a UV irradiation polymerization method) is preferable, and a UV irradiation polymerization method is particularly preferable.

熱重合開始剤としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、t−ブチルハイドロパーオキサイド及びクメンハイドロパーオキサイド等の水溶性ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの化合物は、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、L−アスコルビン酸またはアミン等の還元性化合物と併用して、レドックス系重合開始剤として使用しても良い。   Examples of the thermal polymerization initiator include water-soluble radical polymerization initiators such as hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, t-butyl hydroperoxide, and cumene hydroperoxide. These compounds may be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing compound such as sodium bisulfite, sodium thiosulfate, L-ascorbic acid or amine.

UV照射重合法で重合させる場合に使用する光重合開始剤としては、特に制限が無く、紫外線によりラジカルを発生させることのできる光重合開始剤であれば何れのものでも使用でき、公知の光重合開始剤を適宜目的に応じて選択して使用できる。具体的には、2,2’−アゾビス(2−アミノジプロパン)塩等のアゾ化合物、1−ベンゾイル−1−ヒドロキシシクロヘキサン及びベンゾフェノン等のケトン、ベンゾイン及びそのアルキルエーテル、ベンジルケタール類、並びにアントラキノン誘導体等を例示できる。   The photopolymerization initiator used for polymerization by the UV irradiation polymerization method is not particularly limited, and any photopolymerization initiator that can generate radicals by ultraviolet rays can be used. An initiator can be appropriately selected according to the purpose and used. Specifically, azo compounds such as 2,2′-azobis (2-aminodipropane) salt, ketones such as 1-benzoyl-1-hydroxycyclohexane and benzophenone, benzoin and alkyl ethers thereof, benzyl ketals, and anthraquinone Examples thereof include derivatives.

1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン等のベンゾイル系、2,2’−アゾビス{2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン}等のアゾ系のものが好ましい。   A benzoyl group such as 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and an azo group such as 2,2'-azobis {2- (2-imidazolin-2-yl) propane} are preferable.

光重合開始剤の添加量は、単量体に対して100〜2000ppmが好ましい。光重合開始剤の濃度が100ppm未満の場合は、充分に重合が起らず、また2000ppmを超える場合は得られる重合体の重合度が低下する。   The addition amount of the photopolymerization initiator is preferably 100 to 2000 ppm with respect to the monomer. When the concentration of the photopolymerization initiator is less than 100 ppm, sufficient polymerization does not occur, and when it exceeds 2000 ppm, the degree of polymerization of the resulting polymer is lowered.

上記光重合開始剤に加えて、熱分解型ラジカル重合開始剤を併用することが好ましい。この開始剤を併用することにより、UV重合と並行的に熱重合も起り、その結果重合転換率が上がり未反応単量体の残存量を低減できる。熱分解型ラジカル重合開始剤の添加量は、単量体に対して100〜5000ppmが好ましく、特に500〜2000ppmが好ましい。   In addition to the photopolymerization initiator, a thermal decomposition type radical polymerization initiator is preferably used in combination. By using this initiator in combination, thermal polymerization also occurs in parallel with UV polymerization. As a result, the polymerization conversion rate increases and the remaining amount of unreacted monomer can be reduced. The amount of the thermal decomposition type radical polymerization initiator added is preferably from 100 to 5000 ppm, particularly preferably from 500 to 2000 ppm, based on the monomer.

重合温度は50〜80℃が好ましく、従って熱分解型ラジカル重合開始剤としては、水中にて80℃以下で分解してラジカルを発生する化合物が好ましい。具体的には過硫酸アンモニウムや過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩が挙げられる。   The polymerization temperature is preferably 50 to 80 ° C. Therefore, the thermal decomposition type radical polymerization initiator is preferably a compound that decomposes in water at 80 ° C. or less to generate radicals. Specific examples thereof include persulfates such as ammonium persulfate and sodium persulfate.

単量体水溶液には、更に添加剤として、連鎖移動剤や界面活性剤等を必要により添加しても良い。   A chain transfer agent, a surfactant or the like may be further added to the monomer aqueous solution as an additive as necessary.

上記単量体水溶液は、前記のとおり霧状にして不織布に噴霧(塗布)する。これにより、不織布を構成する繊維に単量体水溶液を独立した微細粒子状に担持させ得る。単量体水溶液を霧状にする方法としては、公知の微粒化技術を利用できる。例えば、滴下法、スプレーノズルを用いた液滴化法、回転盤型アトマイザーを用いた液滴化法、超音波法等が挙げられる。   The monomer aqueous solution is sprayed (coated) on the nonwoven fabric in the form of a mist as described above. Thereby, the monomer aqueous solution can be carried in the form of independent fine particles on the fibers constituting the nonwoven fabric. As a method for atomizing the monomer aqueous solution, a known atomization technique can be used. Examples thereof include a dropping method, a droplet forming method using a spray nozzle, a droplet forming method using a rotating disk atomizer, and an ultrasonic method.

噴霧液滴の平均径は、30〜700μmが好ましい。平均径が30μmに満たない場合は、不織布に噴霧した液滴が繊維に付着することなく裏側まで突抜けやすくなり、液滴の付着効率が低下する。液滴の平均径が700μmを超える場合は、液滴の付着が不均一となり、その結果重合して得られる吸水性複合材料の吸水量および吸水速度が不十分となる場合がある。30〜700μmの大きさの単量体水溶液は重合、乾燥工程を経ることにより、概略10〜500μmの吸水性樹脂粒子となって、数珠状に繊維に固着される。   The average diameter of the spray droplets is preferably 30 to 700 μm. When the average diameter is less than 30 μm, the droplet sprayed on the nonwoven fabric easily penetrates to the back side without adhering to the fiber, and the adhesion efficiency of the droplet is lowered. When the average diameter of the droplets exceeds 700 μm, the adhesion of the droplets becomes uneven, and as a result, the water absorption amount and the water absorption rate of the water-absorbing composite material obtained by polymerization may be insufficient. The monomer aqueous solution having a size of 30 to 700 μm is subjected to polymerization and drying steps to become water absorbent resin particles of approximately 10 to 500 μm, and is fixed to the fiber in a bead shape.

単量体水溶液の担持量は、その重合によって得られる吸水性樹脂粒子の不織布に対する固着量が80g/m2以上となる量であり、好ましくは100〜1000g/m2であり、120〜500g/m2がより好ましい。 The amount of the monomer aqueous solution supported is an amount such that the water-absorbent resin particles obtained by polymerization are fixed to the nonwoven fabric in an amount of 80 g / m 2 or more, preferably 100 to 1000 g / m 2 , and 120 to 500 g / m 2. m 2 is more preferable.

上述のようにして単量体水溶液が担持された不織布に紫外線(UV)を照射するか、または該不織布を所定の温度に加熱して、アクリル酸系単量体を架橋剤の存在下に重合させる。   As described above, the nonwoven fabric carrying the aqueous monomer solution is irradiated with ultraviolet rays (UV), or the nonwoven fabric is heated to a predetermined temperature to polymerize the acrylic acid monomer in the presence of a crosslinking agent. Let

重合に際しては、単量体水溶液を取り囲む雰囲気を窒素ガス等の不活性ガスで置換し、酸素を極力排除することが好ましい。   In the polymerization, it is preferable to replace the atmosphere surrounding the monomer aqueous solution with an inert gas such as nitrogen gas so as to eliminate oxygen as much as possible.

紫外線ランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の250〜450nmの波長を照射可能なもので、30〜240W/cmのランプ入力の水銀ランプが好ましい。紫外線照射量は100〜10000mJ/cm2、より好ましくは2000〜6000mJ/cm2である。必要な線量に応じて水銀ランプを多数並べて使用することができる。 As the ultraviolet lamp, a mercury lamp having a lamp input of 30 to 240 W / cm, such as a high pressure mercury lamp or a metal halide lamp, which can irradiate a wavelength of 250 to 450 nm is preferable. The amount of ultraviolet irradiation is 100 to 10000 mJ / cm 2 , more preferably 2000 to 6000 mJ / cm 2 . Many mercury lamps can be used side by side according to the required dose.

上記のUV照射により単量体の大半(約90%以上)が5〜60秒程度で重合を完結する。この際、重合温度は不織布に塗布された単量体水溶液の微粒子の温度として80〜90℃程度と推測される。このようにして、水分を15〜30質量%程度および未反応単量体を0.1〜10質量%含む含水重合体粒子が繊維上に形成される。   By the UV irradiation, most of the monomers (about 90% or more) complete the polymerization in about 5 to 60 seconds. At this time, the polymerization temperature is estimated to be about 80 to 90 ° C. as the temperature of fine particles of the aqueous monomer solution applied to the nonwoven fabric. In this way, water-containing polymer particles containing about 15 to 30% by weight of water and 0.1 to 10% by weight of unreacted monomers are formed on the fibers.

以下、さらに適当な時間加熱を継続し、未反応単量体を低減させるとともに上記含水重合体粒子を乾燥させることにより、本発明の吸水性シートが得られる。   Hereinafter, the water-absorbent sheet of the present invention is obtained by further heating for an appropriate time to reduce the unreacted monomer and to dry the water-containing polymer particles.

上記方法により吸水性シートを製造した後、カルボキシル基と反応性を有するエポキシ基等の官能基を複数有する架橋剤(以下表面処理剤という)の水溶液を該吸水性シート上に散布することが望ましい。この操作により、吸水性樹脂粒子の表面層の架橋度をさらに上げることができる。   After producing the water-absorbent sheet by the above method, it is desirable to spray an aqueous solution of a crosslinking agent having a plurality of functional groups such as epoxy groups having reactivity with carboxyl groups (hereinafter referred to as surface treatment agent) on the water-absorbent sheet. . By this operation, the degree of crosslinking of the surface layer of the water-absorbent resin particles can be further increased.

表面処理剤としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等のポリオール、エチレンジアミン等のポリアミンを例示できる。表面処理剤の添加量は、吸水性樹脂粒子に対して100〜1000ppmが好ましい。   Examples of the surface treatment agent include glycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether and polyethylene glycol diglycidyl ether, polyols such as diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, glycerin and pentaerythritol, and polyamines such as ethylenediamine. The addition amount of the surface treatment agent is preferably 100 to 1000 ppm with respect to the water absorbent resin particles.

得られる吸水性シートは、吸水性能(吸水速度、吸水量、液拡散性、液逆戻り防止性等)をより一層向上させる目的で、更に熱圧縮処理を施すことが好ましい。熱圧縮は熱プレス、熱ロールまたはエンボスロール等を用いて行うことが好ましい。   The obtained water-absorbent sheet is preferably further subjected to a heat compression treatment for the purpose of further improving the water absorption performance (water absorption speed, water absorption amount, liquid diffusibility, liquid reversion prevention property, etc.). The thermal compression is preferably performed using a hot press, a hot roll, an embossing roll, or the like.

熱圧縮温度は、50〜150℃が好ましく、70〜120℃がより好ましい。熱圧縮温度が50℃未満の場合は十分な圧縮効果が得られず、150℃よりも高い場合は吸水性シートを構成する繊維が熱溶融し、得られる吸水性シートの柔軟性が損われる場合があるので、好ましくない。   The heat compression temperature is preferably 50 to 150 ° C, more preferably 70 to 120 ° C. When the heat compression temperature is less than 50 ° C, a sufficient compression effect cannot be obtained. When the heat compression temperature is higher than 150 ° C, the fibers constituting the water absorbent sheet are melted by heat, and the flexibility of the resulting water absorbent sheet is impaired. This is not preferable.

熱圧縮圧力は、0.01〜100MPaが好ましく、0.1〜10MPaがより好ましい。熱圧縮時間は、熱圧縮温度及び熱圧縮圧力により異なるが、1〜100秒が好ましい。   The hot compression pressure is preferably from 0.01 to 100 MPa, more preferably from 0.1 to 10 MPa. Although heat compression time changes with heat compression temperature and heat compression pressure, 1 to 100 second is preferable.

工業的規模で熱圧縮する場合は、特に熱ロールを用いることが好ましい。具体的には、一対のロールを1〜100kg/cmの線圧になるように加圧しながら、前記吸水性シートを連続的にロール間に導き、ロール間で熱圧縮する。   When heat-compressing on an industrial scale, it is particularly preferable to use a heat roll. Specifically, the water-absorbent sheet is continuously guided between the rolls while the pair of rolls is pressurized to have a linear pressure of 1 to 100 kg / cm, and is thermally compressed between the rolls.

熱圧縮に用いる一対のロール間隙は熱圧縮される吸水性シートの厚さにもよるが、通常10〜500μmが好ましい。10μm未満の場合は、繊維が切断される場合があり、また500μmを超える場合は圧縮効果が不十分になる。熱圧縮により、吸水性シートは圧縮前の厚さの25〜95%の厚さになる。   The gap between the pair of rolls used for thermal compression is preferably 10 to 500 μm, although it depends on the thickness of the water-absorbent sheet to be thermally compressed. If it is less than 10 μm, the fiber may be cut, and if it exceeds 500 μm, the compression effect is insufficient. By heat compression, the water-absorbent sheet becomes 25 to 95% of the thickness before compression.

前記一対のロールは、少なくとも一方のロールに凹凸模様が形成されていることが好ましい。凹凸模様の深さは、0.001mm以上、好ましくは0.01〜1mmが好ましい。凹凸模様は、10mm以下の間隔で凹凸が繰返されているものや、直径10mmの円に収る模様が10mm以下の間隔で連続的に形成されていることが好ましい。繰返し間隔が10mmを超える模様や、10mmの円に収らない模様の場合は繊維を圧縮することにより生じる前記本発明の利点が十分発揮されない場合がある。   In the pair of rolls, it is preferable that an uneven pattern is formed on at least one of the rolls. The depth of the concavo-convex pattern is 0.001 mm or more, preferably 0.01 to 1 mm. The concavo-convex pattern is preferably such that the concavo-convex pattern is repeated at intervals of 10 mm or less, or a pattern that fits in a circle with a diameter of 10 mm is continuously formed at intervals of 10 mm or less. In the case of a pattern with a repetition interval exceeding 10 mm or a pattern that does not fit in a 10 mm circle, the advantages of the present invention that are generated by compressing the fiber may not be sufficiently exhibited.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(実施例1)
アクリル酸ナトリウム70mol%およびアクリル酸30mol%からなる単量体水溶液(単量体合計含有量42質量%)に、架橋剤としてテトラエチレングリコールジアクリレート(アロニックスM−240、東亞合成株式会社製)0.05質量部(単量体質量基準)を添加し、この単量体水溶液を20℃に冷却した。次いで、この単量体水溶液に窒素ガスを吹き込み、溶存酸素濃度を1ppm以下に低減させた。単量体水溶液に光重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン0.02質量%(単量体質量基準)および熱重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.15質量%(単量体質量基準)を添加混合して重合性単量体水溶液を調製した。PET綿からなる低強度エアスルー不織布(破断強度:155g/25mm)に上記重合性単量体水溶液をスプレーして塗付した後、窒素雰囲気下で高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射して重合を行った(紫外線光量:3,500mJ/cm)。得られた吸水性復合シートは、吸水性樹脂が200g/m2固着した柔軟性のあるものであった。
(Example 1)
Tetraethylene glycol diacrylate (Aronix M-240, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) as a cross-linking agent was added to a monomer aqueous solution (monomer total content 42 mass%) composed of 70 mol% sodium acrylate and 30 mol% acrylic acid. 0.05 parts by mass (based on monomer mass) was added, and the aqueous monomer solution was cooled to 20 ° C. Subsequently, nitrogen gas was blown into the monomer aqueous solution to reduce the dissolved oxygen concentration to 1 ppm or less. In the monomer aqueous solution, 0.02% by mass (based on monomer mass) of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone as a photopolymerization initiator and 0.15% by mass of sodium persulfate (monomer mass) as a thermal polymerization initiator (Standard) was added and mixed to prepare an aqueous polymerizable monomer solution. After spraying the polymerizable monomer aqueous solution onto a low-strength air-through nonwoven fabric (breaking strength: 155 g / 25 mm) made of PET cotton, it is polymerized by irradiating ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp in a nitrogen atmosphere. (Ultraviolet light quantity: 3,500 mJ / cm). The obtained water-absorbing combination sheet was flexible with a water-absorbing resin fixed to 200 g / m 2 .

(実施例2)
実施例1において、破断強度155g/25mmの低強度エアスルー不織布の代りに、破断強度265g/25mmの不織布を用いた以外は、実施例1と同様に操作して、吸水性樹脂粒子が200g/m2固着した吸水性シートを得た。
(Example 2)
In Example 1, instead of the low-strength air-through nonwoven fabric having a breaking strength of 155 g / 25 mm, the same procedure as in Example 1 was used except that a nonwoven fabric having a breaking strength of 265 g / 25 mm was used. 2 A fixed water-absorbent sheet was obtained.

(比較例1)
実施例1で、破断強度155g/25mmの低強度エアスルー不織布の代りに、破断強度1780g/25mmの市販不織布を用いた以外は、実施例1と同様に操作することにより、吸水性樹脂粒子が200g/m2固着した吸水性シートを得た。
(Comparative Example 1)
In Example 1, in place of the low-strength air-through nonwoven fabric having a breaking strength of 155 g / 25 mm, a commercially available nonwoven fabric having a breaking strength of 1780 g / 25 mm was used. A water-absorbent sheet having a / m 2 adherence was obtained.

実施例1、2、比較例1の吸水性シートを以下に記載の試験法により評価した。その結果を表1に示した。なお、試験に使用した人工尿は以下の組成のものであった。
人工尿(10kg当たり):
尿素/NaCl/MgSO4・7H2O/CaCl2・2H2O/純水=
200g/80g/8.0g/3.0g/9709g
(人工尿吸水量)
300mlビーカーに6cm×7cmに切り出した吸水性シートおよび人工尿200mlを入れ、30分間室温で放置した。その後、人工尿を吸収して膨潤した吸水性シートを人工尿から取りだし、200メッシュの濾布で付着した人工尿をぬぐい去り、その質量を測定した。下記式に従って人工尿吸水量A(kg/m2)を算出した。
The water absorbent sheets of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated by the test methods described below. The results are shown in Table 1. The artificial urine used for the test had the following composition.
Artificial urine (per 10 kg):
Urea / NaCl / MgSO 4 .7H 2 O / CaCl 2 .2H 2 O / pure water =
200g / 80g / 8.0g / 3.0g / 9709g
(Artificial urine water absorption)
A water-absorbent sheet cut into 6 cm × 7 cm and 200 ml of artificial urine were placed in a 300 ml beaker and left at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the water-absorbent sheet swollen by absorbing artificial urine was taken out from the artificial urine, and the artificial urine adhered with a 200-mesh filter cloth was wiped off, and its mass was measured. The artificial urine water absorption A (kg / m 2 ) was calculated according to the following formula.

A=(W1−W2)/0.42
式中、W1は吸水後の吸水性シートの質量、W2は吸水前の吸水性シートの質量を示す。
A = (W1-W2) /0.42
In the formula, W1 represents the mass of the water absorbent sheet after water absorption, and W2 represents the mass of the water absorbent sheet before water absorption.

(人工尿吸水速度)
300mlビーカーに6cm×7cmに切出した吸水性シートおよび人工尿200mlを入れ、5分室温で放置して人工尿によってポリマーを膨潤させた。ついで、200メッシュの濾布で付着した人工尿をぬぐい去り、その質量を測定した。下記式に従って人工尿吸水速度B(kg/m2)を算出した。
(Artificial urine water absorption speed)
A 300 ml beaker was filled with 200 ml of a water-absorbing sheet cut into 6 cm × 7 cm and artificial urine, and left at room temperature for 5 minutes to swell the polymer with artificial urine. Next, the artificial urine adhered with a 200-mesh filter cloth was wiped off, and its mass was measured. The artificial urine water absorption rate B (kg / m 2 ) was calculated according to the following formula.

B=(W1−W2)/0.42
式中、W1は吸水後の吸水性シートの質量、W2は吸水前の吸水性シートの質量を示す。
B = (W1-W2) /0.42
In the formula, W1 represents the mass of the water absorbent sheet after water absorption, and W2 represents the mass of the water absorbent sheet before water absorption.

Figure 0004263576
実施例1及び比較例1において、30分間人工尿に浸漬して膨潤した吸水性シートの寸法を表2に示した。実施例1の吸水性シートの寸法が大きく変化しているのが分る。
Figure 0004263576
In Example 1 and Comparative Example 1, the dimensions of the water-absorbent sheet swollen by immersion in artificial urine for 30 minutes are shown in Table 2. It can be seen that the dimensions of the water-absorbent sheet of Example 1 are greatly changed.

Figure 0004263576
Figure 0004263576

Claims (1)

80〜110℃で2〜60秒間加熱して不織布の体積を1.5〜3.0倍にふくらませた、ベース繊維がポリエステル繊維からなる、破断強度80〜200g/25mmの不織布に平均粒径が10〜500μmの吸水性樹脂粒子を80g/m 以上担持させてなる吸水性シート。 The average particle size of the nonwoven fabric having a breaking strength of 80 to 200 g / 25 mm , in which the base fiber is made of polyester fiber and heated at 80 to 110 ° C. for 2 to 60 seconds to increase the volume of the nonwoven fabric by 1.5 to 3.0 times. A water absorbent sheet comprising 80 g / m 2 or more of 10 to 500 μm of water absorbent resin particles.
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