JPH01198346A

JPH01198346A - 高吸水性シートおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH01198346A
Application number: JP2593588A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Doi; 土井　保史; Sadao Fujii; 藤井　貞雄
Original assignee: Dynic Corp
Current assignee: Dynic Corp
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】酢業」二の利用分野本発明（Ｊ透明感を有しかつ吸水時にも膨潤した吸水性
樹脂ゲルの物理的強度が保持される高吸水性シートおよ
びその製造方法に関する。

従来の技術水を多重に吸収し膨潤するいわゆる高吸水性物質は紙お
むつ、生理用品を始め、使い捨て雑［１〕、農園芸用等
の保水材として、さらに汚泥の凝固剤や結露防止材など
の土木、建材関係等の多方面にその用途が広がりつつあ
る。

このような高吸水性物質は、色々な形態で使用し得ろも
のであるが、ノートの形で用いられろことが最も多い。

シート状の吸水性物質を得るための従来の技術は高分子
吸水性物質を粉末状、粒状等の形で製造し、これらを基
材上に何らかの手段てイ」与し、固着させるという方法
か、高吸水性物質からなる繊維をつくり、これを何らか
の手段でシート化するというものてあった。

これらの内前者の方法が一般的であるが、この場合は、
工程的には高吸水性物質を製造する工程とソート基材に
その粉末を固着させる工程とを必要とする。このノート
Ｍ、＋Ａに粉末をどのようにして安定して固着させるか
が問題となるか、その方法としては基材となるノートに
高吸水性物質の粉末を散布した後、別のノートを重ね合
せてからエンボス加工を施ず方法、エンボス加工を施す
前に若干の水分を付与して高吸水性物質の粉末をイっず
かにゲル化させてから、エンボス加工を施し、強固に固
着さＨようとするいわゆる湿式法と呼ばれている方法（
特開昭５４−１２５２９３．特開昭５１−４０４９７　
、特開昭５４−１４１０９９．特開昭５８−３６４５２
）、高吸水性物質と樹脂バインダーおよび溶媒から樹脂
配合物を基材に塗布少溶媒を飛ばして基材上に皮膜形成
させるコーティングによる方法（特開昭５８−１０１０
４７）などがある。

高吸水性物質の粉末を基材に固着させて、高吸水性ソー
トを製造する方法は、第一に粉末を製造する工程とソー
トの加工を行う工程とに分れ、製造工程が多くかつ複雑
になるという製造上の問題と前記のような色々な工夫が
なされていてもなおかつ、シート加工工程の難しさから
粉末の脱落や吸水性能の低下がおこりゃすい等の品質上
の問題を起す懸念をも有している。

一方、高吸水性繊維をシート化する方法の場合は、高吸
水性繊維そのものが高価であるというコスト上の問題、
また繊維状の高吸水性物質は一般に粉末状のものと比較
して吸水性能かかなり劣るため、加工されたシートとし
ても高性能のものが期待されないという品質上の問題、
さらには繊Ｘ（のみの加工であるから、その範囲に限界
があり、シート状のものは得られないという形態上の制
限に係わる問題なとがある。

発明が解決しようとする課題以上性へた諸問題は高吸水性物質の粉末あるいは繊維を
製造し、しかる後にソート加工を行うという二段製法に
よるところか大であり、もし仮にソート基材」二でモノ
マーを重合して一挙に高吸水性シートを製造するという
方法が実現すれば、前記問題点はずへて解決するはずで
ある。しかるにこのような方法は反応の制御の困難さも
あって、今迄には例をみなかったが、本発明者らはこの
ような高吸水性シートの製法について鋭意研究に取組ん
だ結果、アクリル酸とアクリル酸塩との混合水溶液をシ
ート基村上で電子線照射により直接重合せしめることに
より安定して高吸水性ソートが得られ、しかもそのノー
トは暴利と高吸水性物質とが一体となった構造のもので
、かつ吸水性能が極めて優れたものであることを見出し
て以下に述べる発明を完成するに至り、既に特許出願し
た（特願昭６１−２４８４７２号）。

その発明は、可撓性シートにモル比で７５．２５〜２９
８のアクリル酸とアクリル酸塩との混合物の２７重量％
以」二の水溶液を主成分とする組成物を例句し、ｌ〜１
５Ｍｒａｄの電子線を照射することにより硬化させるこ
とを特徴とする高吸水性ノートの製造方法およびこのよ
うな製造方法による高吸水性シートを提供するものであ
る。ここにいう可撓性シートとしてはプラスチングやゴ
ムのフィルム、シートのようにその表面に上記組成物を
塗工できるもの、および織物、編物、不織布のようにそ
れが有する小さな隙間に上記組成物を含浸できるものを
対象とするものであった。この高吸水性シートは高吸水
性樹脂が基材シートによく固着しているため、脱落の心
配のない一体化された構造のシートであり、性能的にも
高吸水性樹脂単独では最高で約１５００倍、シート全体
としては最高で約３００倍の吸水量を有する優れたもの
である。

しかしながら、曲記高吸水性シートは用いられる暴利シ
ートの種類によっては吸水性樹脂の持つ透明性が損われ
ることも多く、発明者らは、用途にＪ二っては特に要求
される透明感を高吸水性シートに付与すべく、また、吸
水時の樹脂の脱落がさらに起こりにくくするために吸水
時の樹脂ゲル強度を向」二ずべく、その後も研究を続（
Ｊた。

課題を解決するための手段かかる研究の結果、特定範囲の高い空隙率を持つシート
状骨材を特定範囲の吸水量を有する吸水性樹脂中に内在
せしめろことにより前記課題を解決できることを見い出
し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、骨材に高吸水性樹脂を固着させて
なる高吸水性ノートにおいて、該骨材が容積比率で３０
〜９８の空隙率を有し、該高吸水性樹脂がモル比で７０
３０〜９０：１０であるアクリル酸とアクリル酸塩との
混合物を主成分とするモノマー組成物を該骨材に（何句
した状態で電子線照射によって重合したものであって１
０〜５００倍の吸水量を有することを特徴とする高吸水
性シートを提供するものである。

本発明で用いるシート状骨材の例としてはポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩
化ビニル、ポリウレタン等を素材−７＝としたプラスデックネット、紗の如き目の粗い織物、薄
い金属の金網、ポリエチレンやポリプロピレン等のプラ
スチックフィルムから作られた割繊維等が挙げられ、そ
の空隙率は容積比率で表わして３０〜９８の範囲でな（
］ればならない。容積比率が３０未満たと所望の透明感
を付与することができず、一方９８を超えると所望の物
理的強度を付与することができない。ここに、本明細書
中にて用いる空隙率とはＪＩＳ　　Ｂ−７５０３−１９
７４（１０ｍｍφ、０．０１ｍｍ）による厚み測定から
求めた容積比率である。具体的には、次式により計算さ
れる。

空隙率Ｐ−（１−ρｒ／ｐｐ）ｘ　Ｉ　００ρＦ、見掛
密度（ノート厚みと面積より計算）ρ２．空隙部分を除
いた真の密度本発明の高吸水性シートは前記骨材を高吸水性樹脂中に
内在させてなるものである。高吸水性樹脂は前記特願昭
６１−２４８４７２号に記載したのと同様のもの、すな
わち、アクリル酸およびアクリル酸塩を主成分とするモ
ノマー組成物に電子線を照射して硬化させたものである
。ただし、本発明においては高吸水性樹脂として吸水量
が１０〜５００倍、好ましくは１０〜２００倍のものを
用いる。なお、本明細書中にいう吸水量とは純水を充分
に吸水させた場合、自重の何倍に膨潤するかという数値
であり、測定は純水に９０分間浸漬して膨潤させた後、
１００メツシユのステンレス金網で濾過して重量を求め
、吸水前の重量に対する倍数で表すという方法を取って
いる。吸水量が５００倍を超えろと、著しく多量に水分
を吸水した場合、骨材で補強しているといえども、膨潤
したゲルが弱くなり、ちぎれて脱落を起こす危険性があ
り不適当てあり、一方、１０倍未満だと吸水性ノートに
基本的に要求される吸水能力が不十分である。

次にモノマー組成物と反応条件とについて述べろ。モノ
マーとしてはアクリル酸とアクリル酸塩との混合物を用
いるか、これらモノマーは官能基を一個しかもっておら
ず、通常の重合反応では線状の水可溶性の重合物しか得
られない。吸水量が１０〜５００倍の重合物を得るため
には重合と架橋が適度なバランスでおこることが必要で
あり、電子線照射による硬化反応では下記の条件の組合
せが必須であることを見出した。

（１）モノマーとしてはアクリル酸とアクリル酸塩とが
モル比で７０３０〜９０：１０の割合で混合されたもの
であること。

ここでアクリル酸塩というのはナトリウム。

カリウム、リヂウム、カルシウム、マグネシウム等の金
属の塩の形になっているということであり特にナトリ１
クム、リヂウム、カリウム等のアルカリ金属の塩が好ま
しい。

（２）水溶液の濃度は３０重量％以」二、好ましくは４
０重量％以上であること。

（３）硬化条件としては水の存在下で電子線により１−
１５　Ｍｒａｄ、好ましくはｌ−１０Ｍ　ｒａｄの照射
を行うこと。

本発明の高吸水性シートを得るには以上が必須条件であ
り、そのどれが欠けても目的とする高吸水性ノートは得
られない。

ただ、ここで重要なことは、（２）で述べた濃度は反応
時、すなわち、電子線照射時の濃度であって、例えば、
暴利に付与ずろ時の濃度が３０重量％未嵩の低い濃度で
あっても、照射迄の段階で何らかの手段で水分を蒸発さ
■、３０重量％以上の濃度にして照射により硬化させる
のは何らざしつかえない。濃度の」二限（Ｊ特に定めろ
ものではないか、少しでら水分が残存している状態であ
れば、反応をおこし、目的とケろ高吸水性シートが得ら
れろ。たたし、完全に乾燥して水分を全くなくすると目
的とするものか得られなくなる。

なお組成物溶液の調製方法については、結果的に」−記
範囲に入ろちのてあれ（」よく、例えば、アクリル酸塩
とアクリル酸と水とを混合して調製してもよいし、アク
リル酸に塩括の水溶液（例えば水酸化すトリウムの水溶
液）を加えて部分的に中和させてやるという方法でもさ
しつかえない。また、透明性を失わない量で、この溶液
に着色剤や、無機、有機の充填剤等を添加することも可
能である。さらに組成物溶液を暴利に会１与するときの
適性を改善するなどの目的で、同様に、透明性を失わな
い量で、ボリヒニルアルコールやポリエヂレンオギザイ
ト等の増粘剤や界面活性剤を添加するごともできろ。ま
た、必要に応じて、他のビニルモノマーを少量添加する
ごともできる。というのは、このビニルモノマーの少量
添加により、得られるシートの吸水量やゲルの硬ざを調
節することがてきる場合があるからである。ここにいう
ビニルモノマーの例としては、ポリオギンエヂレンクリ
コールノアクリレート、ポリオギノプロピレングリコー
ルジアクリレ−１・、ヒニルピロリトン等が挙げられる
。

次に、骨材に前記組成物を（マＩ”−ｊオる方法として
は塗布法、含浸法、プリンティング法等があり、骨材の
種類により適宜選択できる。

選択した方法により、骨材に前記組成物を付与した後、
その状態でＩ〜＋５Ｍｒａｄの電子線を照射して組成物
を硬化させる。照射電圧は限定されるものではないが、
一般的には１５０〜３０００ＫＶの範囲で被照射物に対
して充分に透過するに足る照射電圧を選べばよい。照射
雰囲気は大気中でもよいが、不活性ガス中、一般的には
窒素カス中で照射ずろのが好ましい。線量は重要であり
、前記範囲の線量は吸水性樹脂の吸水量を１０〜５００
倍の範囲とするために特に要請されろものである。

電子線照射によりモノマー組成物を重合した後、加熱等
により水分を除去し、要すればメタノール洗浄等により
残存するモノマーを除去して本発明の高吸水性ノートを
得ろ。ここに述べた高吸水性シートの製造方法も本発明
の範囲内のものである。

かくして得られた高吸水性シート（」吸水してもノート
状を保ったままであって取扱い易く、食品、園芸分■！
ｆにお（プる保水材として、医療分野にお（Ｊろ保冷し
、保温しとして、その他、芳香剤、消臭剤の担体どして
使用できろ。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明ずろ。

実施例１厚み０　、０４　ｍｍ、重さ２３９／ｚ２、空隙率８４
゜８％のポリエヂレンネットを％祠として用い、アクリ
ル酸７２重量部と水酸化ナトリウム３２重量部とを含む
２１４重量部の水溶液を倒＠量５０ｇ／ｍ２となるよう
に核骨材に含浸せしめた。含浸後、直ちに２００ＫＶの
エリアビーム型電子線加速装置（日新ハイボルテージ製
）を用い、窒素雰囲気下、加速電圧２００Ｋｖ、線量率
９　、４　Ｍ　ｒａｄ／秒、線ｆＪｌ　７　Ｍ　ｒａｄ
の条件で硬化させ、次いで加熱乾燥して本発明の高吸水
性ソートを得た。

これは重合物が骨材にしっかりと固着した４６５ｇ／ｍ
２のソートであり、純水で十分に膨潤させると、吸水量
９５倍、吸水重量４４１７ｇ、７ｍ２の含水ケルが得ら
れた。

実施例２厚みＯ，０，５ｍｍのポリエチレンフィルムに下記配合
の組成物を（＝Ｉ着９４０ｇ／”２で塗布した。

成　　分　　　　　　　　　　　　　重重部アクリル酸
　　　　　　　　　　７２０水酸化カリウム　　　　　
　　　３９０水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　６６０ポリエチレングリコール　　　　　３５ノアク
リレート＊＊分子量６００のポリエチレングリコールのンアクリレ
ート直ちにその上にｆｉＩＡとして厚ざ０．０５ｍｍ、重さ
１８ｇ／ｌ１２、空隙率６２６％のポリエチレンの「ノ
リフ（スプリソ）・・ファイバー）を乗せ、その状態で
、実施例１と同様の電子線加速装置を用い、窒素雰囲気
下、加速電圧２００ＫＶ、線量率１３゜４、Ｍｒａｄ／
秒、線ｉ５Ｍｒａｄの条件で硬化させ、次いで加熱乾燥
し、ポリエチレンフィルムをはかして本発明の高吸水性
ノー）・を得た。

ごれは重合物が器側にしっかりと固着したノー）・であ
り、純水で十分に膨潤させると、吸水量３０倍、吸水量
’Ｔ（１７５０ｇ／ｍ’の含水ゲルか１！７られ）こ。

発明の効果本発明の高吸水性ノート（」空隙率の高い骨＋、（を内
在せしめることにより、吸水性樹脂ゲル特有の透明！忍
を失わずにそれを生かすことかできると共に樹脂ケルに
物理的強度を付与でき、取扱が容易であるという利点を
有する。また、吸水性樹脂の吸水量を特定範囲に調節す
ることにより、樹脂の脱落がなく、そのため脱落防止に
保護層を設ｉＪる等の手段を施さなくてもそのまま使用
できるという利点も有ずろ。

特許出願人　ダイニック株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）骨材に高吸水性樹脂を固着させてなる高吸水性シ
ートにおいて、該骨材が容積比率で３０〜９８の空隙率
を有し、該高吸水性樹脂がモル比で７０：３０〜９０：
１０であるアクリル酸とアクリル酸塩との混合物を主成
分とするモノマー組成物を該骨材に付与した状態で電子
線照射によって重合したものであっで１０〜５００倍の
吸水量を有することを特徴とする高吸水性シート。
（２）該骨材がプラスチックネットであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の高吸水性シート。
（３）骨材に、モル比で７０：３０〜９０：１０のアク
リル酸と、アクリル酸塩との混合物の３０重量％以上の
水溶液を主成分とするモノマー組成物を付与し、１〜１
５Ｍｒａｄの電子線照射により硬化させることを特徴と
する高吸水性ノートの製造方法。
（４）該骨材がプラスチックネットであることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の製造方法。