JP5554477B2 - 吸湿または吸水材料 - Google Patents
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Description
かかる吸湿(吸水)性樹脂、中でもポリアクリル酸塩部分架橋物は、自重の500倍以上もの水を吸収し、然も、押しても水を放出することがないと云う優れた保水能力を保持する。
従って、オムツや生理用品などの衛生用品分野、医療分野、土木・建築分野、食品分野、工業分野、土壌改質剤、農業・園芸分野など多種多様な分野で広く利用されている。
又、他種熱可塑性樹脂等との混和に制限が生じるものである。
従って、その用途の如何によってはその使用が制限される場合もあり得る。
しかしながら、上記従来の吸湿性(吸水性)樹脂ではそのような要求を完全に満たすことが出来なかった。
然も、セルロース、無機フィラー、軟化剤、可塑剤が必須成分として配合されていることもあって、用途によって必要とされる光透過性乏しい、長期間の使用により軟化剤、可塑剤等が表面に浮き出し外観不良となる、衛生面でも好ましくない等、特に屋内用の用途には問題を包含する。
又、本発明の他の目的は前記アルカリけん化重合体にオレフィン系重合体を特定量配合してなり、更に、柔軟性、加工性、成形性、混和性を向上させた吸湿性(吸水性)材料を提供するにある。
が提供される。
然も、ポリアクリル酸塩部分架橋物等の従来品高吸水性樹脂に比べ可塑性に富み、成形性や加工性に優れる。
更に得られたフィルム、シート等の成形品は吸湿性のみならず非帯電性を有する。
本発明の吸湿・吸水材料は 前記のような優れた性能を有するため吸水、保水、吸湿、調湿の用途に広く使用することが出来、特にフィルム、シートに成形したものあるいは基材と積層した積層体は屋内で使用する建材等の結露防止用フィルム、シートや調湿用フィルム,シートに好適に用いることが出来る。
既に述べたとおり本発明は、エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体のアルカリけん化物であって、該重合体けん化物1Kg中にカルボン酸アルカリ金属塩として存在するアルカリ金属イオン量(アルカリ金属イオン濃度)が0.1〜5.8 モル/kgの範囲にある重合体けん化物(A)からなる吸湿または吸水材料、及び、該重合体けん化物(A)100未満〜5質量部とオレフィン系重合体(B)0超〜95質量部との重合体組成物からなる吸湿または吸水材料の発明であって、いずれも吸湿・吸水・調湿性と他の樹脂との混和性に優れる点が特徴である。
本発明の重合体けん化物又は重合体組成物に用いるけん化前の素材樹脂であるエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体としては、エチレンと不飽和カルボン酸のアルキルエステル、例えばアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、エタクリル酸アルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、フマル酸アルキルエステル、マレイン酸アルキルエステル、マレイン酸モノアルキルエステル、無水マレイン酸アルキルエステル、イタコン酸アルキルエステル及び無水イタコン酸アルキルエステルとからなる共重合体を例示することができる。
本発明では不飽和カルボン酸エステルとしてアクリル酸又はメタクリル酸のメチル、エチル、ノルマルブチルエステル、イソブチルエステルが好ましい。
本発明において特に好ましいエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体、はエチレン(メタ)アクリル酸エステル共重合体であり、とりわけエチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・アクリル酸ノルマルブチル共重合体、エチレン・アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン・メタアクリル酸メチル共重合体、エチレン・メタアクリル酸エチル共重合体、エチレン・メタアクリル酸ノルマルブチル共重合体、エチレン・メタアクリル酸イソブチル共重合体である。
このようなエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体はそれ自体公知の高圧ラジカル共重合により製造される。
これらの内では、ナトリウムとカリウムが好ましく、特にカリウムが好ましい。
本発明においては、カルボン酸アルカリ塩として重合体けん化物(A)中に存在するカリウム、ナトリウム等のアルカリ金属イオン濃度は0.1〜5.8モル/kg、より好ましくは1〜3モル/kgの範囲にある。 アルカリ金属イオン濃度が上記下限を下回るものは吸湿、吸水性能が劣り、一方上記上限を超えるものは溶融粘度が高くなりすぎる事により押出成形が困難になる等、成形性、加工性が悪くなるため好ましくない。
本発明において重合体けん化物は、成形性、加工性の面から230℃、10kg荷重(JIS K7210−1999に準拠)におけるメルトフローレートが0.01〜100g/10分、特に0.1〜10g/50分のものが好適である。
因みに、本発明において共重合体中のエステル成分はアルカリによるけん化反応により部分的にアルカリ塩成分に変化するので、けん化物はエチレン単位、不飽和カルボン酸エステル単位、不飽和カルボン酸アルカリ塩単位を含有する共重合体となり、遊離のカルボキシル基単位は含有しない。
この態様のものは、吸湿・吸水性に優れるほか、樹脂自体がより柔軟で、成形性、加工性に優れる外、他樹脂との混和性にも優れる。本発明の吸湿・吸水材料の吸湿性、吸水性、成形性、加工性、他樹脂との混和性のバランスの面からは、該けん化物(A)99〜5重量部とオレフィン系重合体(B)1〜95重量部、特に該けん化物(A)90〜20重量部とオレフィン系重合体(B)10〜80重量部が好ましい。
このような添加剤の例としては、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、ブロッキング防止剤、可塑剤、粘着剤、無機充填剤、ガラス繊維、カーボン繊維などの強化繊維、顔料、染料、難燃剤、難燃助剤、発泡剤、発泡助剤、帯電防止剤などを挙げることができる。
また本発明の透湿材料をフィルム上で使用する場合は種々の基材層や熱可塑性樹脂層に共押出、ドライラミネーション等により積層して透湿性積層体として使用することができる。基材及び熱可塑性樹脂しては織布、不織布、紙、アルミニウムのような金属箔、延伸又は未延伸のポリプロピレン、高、中、低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン(線状低密度ポリエチレン)のようなエチレン(共)重合体、ポリ4―メチル1―ペンテン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドなどの各種合成樹脂を挙げることができる。基材層、熱可塑性樹脂層の厚みとしては5〜500μmが好ましく、重合体けん化物又は重合体組成物層の厚みは通常20〜1000μmの範囲が好ましい。
尚、下記の実施例、比較例に用いた原料及び得られた重合体けん化物又は重合体組成物の評価方法は次の通りである。
i)エチレン・アクリル酸メチル共重合体(EAC1):アクリル酸メチル(MA)含量;24質量%、MFR;20g/10分(190℃×2160g荷重、JIS K7210−1999に準拠)
ii)エチレン・アクリル酸メチル共重合体(EAC2):アクリル酸メチル(MA)含量;30質量%、MFR;15g/10分(190℃×2160g荷重)
iii)エチレン・アクリル酸エチル共重合体(EAC3):アクリル酸エチル(EA)含量;25質量%、MFR;800g/10分(190℃×2160g荷重)
iv)エチレン・アクリル酸エチル共重合体(EAC4):アクリル酸エチル(EA)含量;34質量%、MFR;25g/10分(190℃×2160g荷重)
v)プロピレン・エチレン・1−ブテン三元系ランダム共重合体(r−PP):プロピレン成分92モル%、エチレン成分5モル%、1−ブテン成分3モル%、MFR7.3g/10分(230℃×2160g荷重)
vi)エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA):酢酸ビニル(VA)含量10質量%、MFR;9(190℃×2160g荷重、JIS K7210−1999に準拠))
2.評価項目及び評価方法
i)吸湿度(%):1mm厚のプレスシート試料片を、23℃、50%RHの雰囲気下で168時間静置し、その後、試料片の水分量をカールフィシャー法で測定、吸湿前の試験片の水分量を差引いた値(吸湿による増量分)で表示。
ii)吸水率(%):1mm厚のプレスシート試料片を、23℃の水に浸漬し、168時間浸漬後の試料片の質量を浸漬前の試験片の質量で割って百分率で表示。
iii)メルトフローレート(MFR)表1中*印は、190℃×2160g荷重、その他は230℃×10Kg荷重(いずれもJIS K7210−1999に準拠)
iv)本発明においてけん化物又は重合体組成物中のアルカリ金属イオン量(金属イオン濃度)は以下の方法で測定した。
試料をキシレン/ブタノールの混合溶媒を用い、塩酸により脱メタル処理を行い、チモールブルー指示薬を用いて滴定し、生成したカルボン酸基(COOH)の量(モル量)を測定した。生成したカルボン酸基(COOH)の量(モル量)はCOOM+のモル量と等しいことから、この生成カルボン酸基(COOH)のモル量より試料1kgあたりのCOOM+のモル量(金属イオン量)を算出した。
けん化物調製用素材樹脂(ベース樹脂)としてエチレン・アクリル酸メチル共重合体(EAC2)10KgとKOH 470gとを混練装置にフィードし、混練装置中でEAC2とKOHを溶融、反応させ、押出すことにより 重合体けん化物(実−1)を得た。
このけん化物中にアクリル酸塩の形で存在するKイオン濃度は0.77モル/kgで、前記エチレン・アクリル酸メチル共重合体(EAC2)の全アクリル酸エステル基単位のモル量に対するけん化物中に存在するアルカリ金属イオンモル量の割合(百分率:以下これをけん化率とする)は22.0%であった。
又、このけん化物のMFRは3.5g/10分であった。
そして、この重合体けん化物から得られた試料プレスシートの吸湿度、吸水率をそれぞれ測定した。
結果を表1に示した。
ベース樹脂としてそれぞれ表1の実−2〜実−5に示したものを用い、KOH量をそれぞれのベース樹脂及び目標けん化率に応じて変更した以外は実施例1とほぼ同様にして重合体けん化物を得、それを成形したそれぞれの試料プレスシートについて吸湿度、吸水率をそれぞれ測定した。
結果を表1に示した。
KOHをNaOHに替えた以外は、実施例2〜5とほぼ同様にして重合体けん化物を得、それを成形したそれぞれのプレスシートの吸湿度、吸水率をそれぞれ測定した。
結果を表1に示した。
ベース樹脂EAC2をけん化すること無くそのままプレスシート成形し、そのシート(比−1)の吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表1に示した。
ベース樹脂としてEAC2を用い、これをKOHでけん化して得られたけん化率60%でKイオン濃度が2.09モル/kgの重合体けん化物10質量部とプロピレン・エチレン・1−ブテン三元系ランダム共重合体(r−PP)90重量部とを単軸スクリュー押出機を用い溶融混練して重合体組成物を得た(実−12;MFR=6g/10分(230℃×2160kg荷重))。
重合体組成物(実−12)中にアクリル酸塩の形で存在するKイオン濃度は0.21モル/kgであった。
この組成物をプレスシート成形し得られたそのプレスシートの吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表2に示した。
実施例12に於いて配合比を重合体けん化物20質量部、プロピレン・エチレン・1−ブテン三元系ランダム共重合体(r−PP)80重量部とした以外は実施例12と同様にして重合体組成物(実−13)を調製し(カリウムイオン濃度0.42モル/kg、MFR=4.5g/10分(230℃×2160kg荷重))、実施例12と同様にしてプレスシート成形し、その吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表2に示した。
実施例12に於いてプロピレン・エチレン・1−ブテン三元系ランダム共重合体(r−PP)に替えてエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)90質量部を配合した以外は実施例12と同様にして重合体組成物(実−14:カリウムイオン濃度0.21モル/kg、MFR=6.8g/10分(190℃×2160kg荷重))を調製し、実施例12と同様にしてプレスシート成形し、その吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表2に示した。
実施例13に於いてプロピレン・エチレン・1−ブテン三元系ランダム共重合体(r−PP)に替えてエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)80質量部を配合した以外は実施例13と同様にして重合体組成物(実−15:カリウムイオン濃度0.42モル/kg、MFR=4.5/10分(190℃×2160kg荷重))を調製し、実施例13と同様にしてプレスシート成形し、そのプレスシートの吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表2に示した。
実施例13で用いたプロピレン・エチレン・1−ブテン三元系ランダム共重合体(r−PP)をそのままプレスシート成形し、そのプレスシート(比−2)の吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表2に示した。
実施例14で用いたメエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)をそのままプレスシート成形し、そのプレスシート(比−3)の吸湿度、吸水率を測定した。
結果を表2に示した。
Claims (1)
- エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体をアルカリけん化してなる重合体けん化物であって、重合体けん化物中のアルカリ金属イオン濃度が0.1〜5.8モル/kgの範囲にあり、前記アルカリけん化されるエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体(A)に於ける不飽和カルボン酸エステル成分含有率が20〜35質量%の範囲にあり、けん化率が22〜71%の範囲にある重合体けん化物からなる吸湿または吸水材料を、フィルム又はシートに成形してなり、且つ、結露防止用に用いることを特徴とする吸湿若しくは吸水フィルム、又は吸湿若しくは吸水シート。
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