JPH03243A - 吸水性・保水性シートおよびその製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸水性・保水性シートおよびその製造方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、繊維状基材にモノマーを噴霧や塗布などの方法に
よって付着したのち重合させることで吸水性ポリマーを
基材に固定化し、吸水時のポリマーの脱落や移動を防い
だ吸水性複合体が多く知られているが、これらの吸水性
複合体は、ポリマーの脱落こそかなりの程度まで防止さ
れるようになってはいるものの、そのまま便用すると表
面がざらざらしていたり、吸水時にポリマーと対象物と
が直接触れたり、あるいは、触れた際にポリマーが基材
から剥がれ易くなったり、そのまま使用し難いものであ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

最近では、そうした問題点を解決するため、吸水性複合
体を他の基材と含水ゲルを介して貼り合わせたり、透水
性シートの間に挟むなどの提案がなされている（特開昭
６３−２８６３９号公報、特開昭６３−２９５２５号公
報）。しかしながら、これらの方法においても、たとえ
ば、含水ゲルを介して貼り合わせたのでは吸水時に吸水
性複合体と他の基材とが剥がれ易く、再使用が困難であ
った。また、吸水性複合体を他の基材の間に包み込んだ
だけでは、同複合体が基材の間で両基材の縦方向（シー
ト面の方向）に動き易く、そのため、ポリマーが脱落し
易くなり、吸水能を充分に発揮することが出来ないもの
であった。前記吸水性複合体は一旦所定寸法にカットし
て得られたのちのものが基材で包装されるようになって
いたので、連続的な製造に不向きで、生産性が低く工業
的に有利なものではなかった。

前記事情に鑑みて、この発明の課題とするところは、吸
水能を充分に発揮できるようにするとともに、生産性が
高くなって工業的に有利になるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、請求項１記載の発明にかかる
吸水性・保水性シートは、熱融着可能な基材Ｘに、重合
により吸水性ポリマーに転換し得る水溶性エチレン性不
飽和モノマーおよび水溶性ラジカル重合開始剤を含む七
ツマー水溶液（以下、単に「モノマー水溶液」と略称す
ることがある）を熱融着可能な個所を残して部分的に付
着し重合させて得られた吸水性複合体が、前記基材Ｘと
熱融着可能な他の基材Ｙに、前記吸水性ポリマーの付着
していない部分で熱融着されることで貼り合わされてな
る。

請求項２記載の発明にかかる吸水性・保水性シートの製
造方法は、熱融着可能な基材Ｘに、重合により吸水性ポ
リマーに転換し得る水溶性エチレン性不飽和七ツマ−お
よび水溶性ラジカル重合開始剤を含むモノマー水溶液を
熱融着可能な個所を残して部分的に付着し重合させて吸
水性複合体を得た後、同吸水性複合体に、基材Ｘ（！：
熱融着可能な他の基材Ｙを、前記吸水性ポリマーの付着
していない部分で熱融着して貼り合わせるようにする以
下に、以上構成について詳しく説明する。

この発明において使用されるモノマー水溶液は、熱融着
可能な個所を残して基材Ｘに付着されるものであればど
のように付着してもよく、たとえば、基材の両縁を残し
て全面に均一に付着させたり、あるいは、点状、綿状、
格子状、水玉状等に付着させることができる。また、長
尺状の基材Ｘに第３図にみるような形で連続的にモノマ
ー水溶液を付着させることもできる。

七ツマー水溶液を基材Ｘに付着させる方法としては、た
とえば、スプレーを用いての噴霧や吹き付け、刷毛塗り
やローラー・スクリーン等の公知の印刷印捺方法を用い
ての塗布等が挙げられる。

基材Ｘへの七ツマー水溶液の付着量は特に制限はないが
、一般的に基材Ｘの１重量部に対してモノマー水溶液０
．１〜１００重量部の範囲であり、好ましくは、０．５
〜２０重量部の範囲である。

また、七ツマー水溶液を基材Ｘに付着させるに当たって
の付着効率や得られる吸水性複合体の吸水能を高めるた
めに、増粘剤やそのほかの添加剤をモノマー水溶液に含
有させておくことができる。このようなものとしては、
たとえば、ポリアクリル酸（塩）類、ポリビニルピロリ
ドン、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。

この発明に用いられる七ツマー水溶液を付着する基材Ｘ
としては、少なくとも熱融着を所望する部分が熱融着可
能な素材で構成されたものであれば特に制限はな（、得
られる吸水性・保水性シート（以下、「吸水性シート」
と略称することがある）の用途に応じて種々の材料から
適宜選択して使用することができ、たとえば、ポリエス
テルやポリオレフィン等の合成繊維を含む紙、不織布、
織布等の繊維基材が用いられる。

この発明において熱融着可能な基材Ｘと吸水性ポリマー
とが一体化した吸水性複合体と貼り合わされる他の基材
Ｙとしては、同吸水性複合体に用いた熱融着可能な基材
Ｘと熱融着し得るものであれば特に制限はなく、用途に
応じて種々の材料から基材Ｘと同種又は異種のものを適
宜選択して用いることができる。たとえば、ポリエステ
ルやポリオレフィン等の合成繊維を含む紙、不織布、織
布等の繊維基材やフィルムが用いられる。また、前記繊
維基材やフィルムに熱融着性を失わない程度にレーヨン
、バルブ、綿等を混合した物も用いることができる。

前記他の基材Ｙは用途に応じて吸水性シートの片面のみ
ならず、両面に貼り合わせることができる。

また、吸水量を多くするため、吸水性シートを何層か重
ね、それを他の基材Ｙでサンドイッチして熱融着し、多
層構造の吸水性シートにすることもできる。

この発明において、吸水性複合体を他の基材Ｙと熱融着
する方法としては、従来公知の方法を採用することがで
き、たとえば、加熱手段を備えた対向する１対の熱ロー
ルの間に、吸水性複合体と他の基材Ｙを重ねて通過させ
て連続的に熱融着し貼り合わせる方法等が挙げられる。

熱融着の温度は使用する基材ＸおよびＹのうちの少なく
とも一方の融点以上であればよく、一般には８０〜３０
０℃の範囲である。

この発明に用いられる水溶性エチレン性不飽和七ツマ−
としては、それを重合して吸水性ポリマーに転換するこ
とができるものであれば特に制限はなく、たとえば、ア
クリル酸、メタクリル酸、２−（メタ）アクリロイルエ
タンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンス
ルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、（メタ）アリル
スルホン酸ならびにそれらのアルカリ金属塩やアンモニ
ウム塩、（メタ）アクリルアミド、Ｎ、　Ｎ−ジメチル
アミノエチル（メタ）アクリレートおよびその４級化物
、ヒドロキシエチル（メタ）”１クリレート、ヒドロキ
シプロピル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコ
ールモノ　（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリ
コールモノ　（メタ）アクリレート、メトキシポリエチ
レングリコールモノ　（メタ）アクリレート、メトキシ
ポリプロピレングリコールモノ　（メタ）アクリレート
等を挙げることができ、これらの１種または２種以上を
用いることができる。中でも好ましくは、（メタ）アク
リル酸およびその塩、２−（メタ）アクリロイルエタン
スルホン酸およびその塩、２−（メタ）アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸および塩ならびに（メ
タ）アクリルアミドからなる群より選ばれる少なくとも
１種のモノマーである。

この発明に使用される水溶液ラジカル重合開始剤として
は、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫
酸アンモニウム等の過硫酸塩：過酸化水素・ｔ−ブチル
ハイドロパーオキサイド等の過酸化物：　２−２　”−
アゾビス−２−アミジノプロパン塩酸塩・２−２′−ア
ゾビス−Ｎ、Ｎ’−ジメチレンイソブチラミシン塩酸塩
等のアゾ化合物等の従来公知のものが挙げられる。これ
らの重合開始剤は２種以上混合して使用することも可能
であり、さらには亜硫酸塩、！−アスコルビン酸、第２
鉄等の還元剤との組み合わせによるレドックス開始剤系
として用いることもできる。

この発明では、上記水溶性エチレン性不飽和七ツマ−に
加えて架橋剤を基材に付着する水溶液に含有させておく
ことが好ましい。架橋剤としては、例えば、エチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ　（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ’−メチレンビス
（メタ）アクリルアミド、トリメチロールプロパンジ（
メタ）アリルエーテル、等の１分子中にエチレン性不飽
和基を２個以上有する化合物ｆａｌ、あるいは、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリ
グリセリン、プロピレングリコール、ポリプロピレング
リコール等の多価アルコール：エチレングリコールジグ
リシジルエーテル、グリセリン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、等のポ
リエポキシ化合物：エチレンジアミン、ポリエチレンイ
ミン等のポリアミン化合物の前記水溶性エチシン性不飽
和モノマー中の官能基と反応し得る基を２（（ｌｉ１以
上有する化合物（ｂｌが挙げられ、これらの１種または
２種以上を用いることができる。但し、化合物（ｂｌを
用いる場合は水溶性エチレン性不飽和モノマーとして、
アクリル酸、メタアクリル酸及びこれらの塩から選ばれ
るモノマーの１種以上を必須に使用しなければならない
。

この発明において、熱融着可能な個所を残して部分的に
七ツマー水溶液を付着した基材Ｘの七ツマ−の重合は、
従来公知の方法を用いることができる。具体的には、七
ツマー水溶液の付着した基材を重合不活性な気体雰囲気
下で加熱する方法や、電子線や紫外線を照射する方法が
挙げられる。

中でも生産性や重合後のポリマーの物性や残存モノマー
量の観点から好ましいのは、特願昭６３−２９２３１２
号、同６３−２９２３１３号に記載された重合不活性な
面の間に七ツマー水溶液を付着せしめた基材を挟持し、
間モノマーの重合を行なう方法である。

このようにして得られた基材Ｘと吸水性ポリマーとが一
体化した吸水性複合体を他の基材と熱融着により貼り合
わせ、この発明の吸水性・保水性シートとするのである
が、必要により熱風・マイクロ波・赤外線等の方法で乾
燥させるようにすることができる。乾燥は他の基材Ｙと
貼り合わせる前後どちらでもよく、また、同時に行なう
こともできる。

（実　施　例〕 以下、実施例によりこの発明方法を詳細に説明するが、
この発明の範囲がこれらの実施例にのみ限定されるもの
ではない。なお、実施例に記載の吸水性シートの吸水性
能は下記の試験方法により測定し、第１表にその結果を
示す。

■　吸水倍率 得られた吸水性シートを第３図に示した熱融着を行なっ
た部分で２０ｃｍＸ３０ｃｍに切り、０．９重量％塩化
ナトリウム水溶液が入ったハツトの中に３０分間浸し、
引き上げ、５分間水切りを行なった後、重量を測定し、
以下の式で吸水倍率を算出した。

吸水倍率（ｇ／ｇ） ＝（吸水後の吸水性シートの重量−吸水後のブランクの
吸水性シートの重量）／吸水性シートの重量 ■　剥がれテスト ■で３０分間、０．９重量％塩化ナトリウム水溶液に浸
した吸水性シートを目視により観察し、他の基材の剥が
れ性を評価した。

（実施例１） ７５モル％が水酸化ナトリウムによって中和された部分
中和アクリル酸水溶液（モノマー濃度４０重量％＞　　
１００重量部に２−２′−アゾビス−Ｎ、Ｎ’−ジメチ
レンイソブチラミシン塩酸塩０゜２Ｎ量部およびＮ、Ｎ
”−メチレンビスアクリルアミド０．００５重量部を溶
解した後、窒素ガスで七ツマー水溶液中の溶存酸素を除
去した。

第１図に示した装置を用いた。坪量３０　ｇ／ｍのポリ
プロピレン製不織布（基材）１０は、繰り出しロール９
の外周から連続して繰り出され、スプレーノズル１１・
・・を用いて噴霧することにより、第３図にその平面概
要を示すように、幅２０ｃｍのちとに長さ３０ｃｍずつ
ｌ　ｃｍ置きに間歇的にモノマー水溶液が付着するよう
にし、そのモノマー水溶液の付着量を２５０ｇ／ｍとし
７た。

続いて、七ツマー水溶液がａ・・・のように付着し、か
つ、長手（送り）方向の両側と前記付着部ａ・・・間が
それぞれＩＬ：Ａ幅で残された（この部分は熱融着部分
となる）不織布２０を、第１図に示したフッ素樹脂加工
の施された上下対向配置のエンドレススチールベルト６
．６の相対向する面に挟持しながら移動させた。各ベル
ト６．６は、各内部の対向側に加熱器７を備えて駆動ロ
ール８で駆動されるようになっている。両ベルト６．６
面間に挟持していた滞留時間は３分間であり、その間、
窒素雰囲気下にベルト面の温度を各６０℃に維持して連
続的に重合を行なった。その後、引き続いて重合後の基
材３０を熱風乾燥器１２内に導き、ここで基＋、ｔ　３
０を１２０℃で連続的に乾燥した。

なお、乾燥器１２内での滞留時間は３分間であった。

さらに、第１図に示した装置を用いて、前記で得られた
吸水性複合体４０を、厚さ１０μｍのポリエステル製フ
ィルム２ａと坪ｉ！３０ｇ／ｍのレーヨン−ポリエステ
ル製不織布２ｂとで挟み、支持ロール４ａ、４ｂを通し
て１５０°Ｃの熱圧着ロール３ａ、３ｂで熱融着しく熱
融着部分は第３図においてｂであられされている）、吸
水性複合体４０の両面に他の基材２ａ、２ｂを貼り合わ
せた吸水性シート５０を得た。同シート５０は裁断器１
３で適寸に切断して吸水性シートＡを得た。

得られた吸水性シートへの性能評価結果を第１表に示し
た。

（実施例２） 実施例１において、吸水性複合体４０を挟むレーヨン−
ポリエステル製不織布２ｂの代わりに、坪量２０　ｇ／
ｍのバルブ−ポリエステル製不織布を用いた他は、実施
例１と同様にして両面貼合わせ型の吸水性シー１−Ｂを
得た。

得られた吸水性シー１−　Ｂの性能評価結果を第１表に
示した。

（実施例３） ７５モル％が水酸化カリウムによって中和された部分中
和アクリル酸水溶液（七ツマー濃度６０重量％）１００
重量部に過硫酸カリウム０．２重量部およびＮ、Ｎ’−
メチレンビスアクリルアミド０、００５重量部を熔解さ
せた後、窒素ガスでモノマー水溶液中の溶存酸素を除去
した。

この七ツマー水溶液を、第１図に示したスプレーノズル
１１の代わりにスクリーン印刷器を用いて坪量４０　ｇ
／ｍのレーヨン−ＥＳ製不織布に裏側にモノマー水溶液
が浸透しないよう片面に第３図に示したようにスクリー
ン印刷した。同水溶液は、付着量１００　ｇ／ｍとした
。

続いて、モノマー水溶液の付着した不織布を、第１図に
示した相対する１対のフッ素樹脂加工の施されたエンド
レススチールベルト６．６の相対する面の間に挟持しな
がら移動させた。ヘルド面の間に挟持していた滞留時間
は３分間であり、その間、窒素雰囲気下にベルト面の温
度を８０“Ｃに維持して連続的に重合を行なった。

その後、引き続いて重合後の基材を第１図に示した熱風
乾燥器１２に導き、１２０°Ｃで連続的に乾燥した。な
お、乾燥器１２内の滞留時間は３分間であった。

つぎに、吸水性複合体の吸水性ポリマーの付着した面に
厚さ１０μｍのポリプロピレン製フィルムを第１図に示
した装置を用いて重ね合わせ、さらに、１５０℃の熱圧
着ロールで熱融着し、吸水性複合体のポリマーの付着し
た面に他の基材を貼り合わせた吸水性シートＣを得−た
。

得られた吸水性シートＣの性能評価結果を第１表に示し
た。

（実施例４） 実施例３において、重ね合わせ用のポリプロピレン製フ
ィルムの代わりに坪量２０ｇ／ｍのバルブ−ポリエステ
ル製不織布を用いた他は、実施例３と同様にして片面貼
り合わせ型吸水性シー１−Ｄを得た。

得られた吸水性シートＤの性能評価結果を第１表に示し
た。

（実施例５） 第２図の装置を用いた。実施例１の七ツマー水溶液を、
スクレーパー１６付の印刷ロール１５を介して坪量３０
　ｇ／＋ｄのポリプロピレン製不織布６０に水玉状にグ
ラビア印刷し、その際の付着量は３００　ｇ／ｇとした
。続いて、七ツマー水溶液の付着した不織布６０を電子
線照射装置１７内に導き、同不織布６０に、窒素雰囲気
下で６Ｍｒａｄの電子線を照射して七ツマ−の重合を行
ない、放射線重合により吸水性ポリマーが固定化された
不織布７０を窒素雰囲気下に温度９０℃で露点７０℃の
条件下に１５分間加熱した。

加熱後の不織布８０を、各坪（ｒｚ２０　ｇ／ｍの２枚
のポリエチレン製不織布１９ａ、１９ｂの間に挟み、１
２０°Ｃの熱圧着ロール１８ａ、１８ｂで熱融着して貼
り合わせ、両面貼り合わせ状の吸水性シート９０を得た
。このシート９０を裁断器１３で寸断することにより、
吸水性シートＥを得た得られた吸水性シートＥの性能評
価結果を第１表に示した。

（実施例６） アクリル酸２０モル％、アクリル酸カリウム６０モル％
、２−メタクリロイルエタンスルホン酸カリウム２０モ
ル％からなる５０重量％モノマー水溶液１００重量部に
、過硫酸カリウム０．５重量部、エチレングリコールジ
アクリレート０．００３重量部、ヒドロキシエチルセル
ロース０．１ｆｆｉｉｔ部熔解した後、ガスでモノマー
水溶液中の溶存酸素を除去した。

このモノマー水溶液を、第１図に示したスプレーノズル
１１の代わりにスクリーン印刷器を用いて、坪（１４０
ｇ／ｍのポリプロピレン製不織布に裏側にモノマー水溶
液が浸透しないように第３図に示したようにスクリーン
印刷し、付着量は１００ｇ／−とした。

続いて、モノマー水溶液の付着した不織布を、第１図に
示した相対する１対のフッ素樹脂加工の施されたエンド
レススチールベルト６．６の相対する面間に挟持しなが
ら移動させた。ベルト面の間に挟持されていた滞留時間
は３分間であり、その間、窒素雰囲気下にベルト面の温
度を８０°Ｃに維持して連続的に重合を行なった。

その後、引き続いて重合後の基材を第１図に示した熱風
乾燥器１２に導き、１２０℃で連続的に乾燥させた。な
お、乾燥器１２中の滞留時間は３分間であった。

つぎに、吸水性複合体の吸水性ポリマーの付着した側に
厚さ１０μｍのポリプロピレン製フィルムを第１図に示
した装置を用いて重ね合わせ、さらに、１５０℃の熱圧
着ロール３ａ、３ｂで熱融着して貼り合わせ、片面貼り
合わせ状の吸水性シー）Ｆを得た。

得られた吸水性シートＦの性能評価結果を第１表に示し
た。

（比較例１） 実施例１において重合後の吸水性複合体を乾燥器に導く
前に、吸水性ポリマーの固形分を５０％に調整し、ポリ
マーの付着している面に坪量２０ｇ／Ｉのレーヨン製繊
維つエンブを重ね合わせて圧縮ローラーの間を通した。

その後、引き続き熱風乾燥器により１２０℃で連続的に
乾燥させ、比較吸水性シートＧを得た。

得られた比較吸水性シートＧの性能評価結果を第１表に
示した。

第１表 （実施例７） 実施例１で得た吸水性シートＡのポリエチレンフィルム
側を出前箱の天板の裏に両面テープを用いて貼り、その
出前箱の中に作りたてのラーメンを入れ、蓋をして３０
分間放置した。

３０分後、出前箱の中を観察したところ、吸水性シート
Ａを貼った出前箱の内壁には、しずくは全く観察されな
かった。

（比較例２） 実施例７で比較吸水性シートＧを用いた他は、実施例７
と同様にして出前箱の中にラーメンを入れ、３０分間放
置した。

３０分後、出前箱の中を観察したところ、水のしずくは
殆ど観察されなかったものの、吸水性複合体とレーヨン
製繊維ウェッブが剥がれかかっていた。

〔発明の効果〕

この発明にかかる吸水性・保水性シートおよびその製造
方法は、以上のように構成されているため、用途および
製造面において以下に示すような効果を奏する。

（用途面） ■　吸水性ポリマ：が基材Ｘに強固に固定されているの
で、膨潤時のポリマーが脱落したり移動したりすること
がない。

■　熱融着により吸水性複合体と前記化の基材Ｙとが貼
り合わされているので、吸水時に他の基材Ｙが吸水性・
保水性シートから剥がれない。

■　繰り返し使用することができる。

■　吸水性ポリマーが対象物（食品や人体等）と直接触
れないようになる。

■　吸水性ポリマーが表面に露出しないようになるので
、手触りが良好になる。

■　基材ＸおよびＹとして異種のものを用いることによ
り、それぞれの特徴を活用することができる。

（製造面） ■　連続的に吸水性・保水性シートを製造することがで
きるので、工業的に有利である。

■　複雑な工程を経ずに、付着、重合、乾燥、熱融着の
みの簡単な工程によるので、吸水性・保水性シートを安
価に製造できる。

したがって、この発明方法で生産される吸水性・保水性
シートは、上記したような利点を有するので、野菜や魚
介類等の生鮮食料品用鮮度保持材、ドリフブ防止材、食
品容器等の結露防止材、氷枕、湿布、医療試験紙等の医
療材料、紙おむつ、生理用ナプキン、母乳パッドなどの
衛生材料、壁紙、光、電カケープル用止水材等の分野に
幅広く用いることができ、その際、これまでにない（憂
れた吸水・保水特性を発揮するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる吸水性・保水性シートの製造
方法の一実施例をあられす装置の模式図、第２図は他の
実施例をあられす装置模式図、第３図は第１図において
基材Ｘに七ツマー水溶液が付着した様子と熱融着される
部分が残された状態とをあられす吸水性複合体の平面図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　熱融着可能な基材Ｘに、重合により吸水性ポリマー
   に転換し得る水溶性エチレン性不飽和モノマーおよび水
   溶性ラジカル重合開始剤を含むモノマー水溶液を熱融着
   可能な個所を残して部分的に付着し重合させて得られた
   吸水性複合体が、前記基材Ｘと熱融着可能な他の基材Ｙ
   に、前記吸水性ポリマーの付着していない部分で熱融着
   されることで貼り合わされてなる吸水性・保水性シート ２　熱融着可能な基材Ｘに、重合により吸水性ポリマー
   に転換し得る水溶性エチレン性不飽和モノマーおよび水
   溶性ラジカル重合開始剤を含むモノマー水溶液を熱融着
   可能な個所を残して部分的に付着し重合させて吸水性複
   合体を得た後、同吸水性複合体に、基材Ｘと熱融着可能
   な他の基材Ｙを、前記吸水性ポリマーの付着していない
   部分で熱融着して貼り合わせるようにする吸水性・保水
   性シートの製造方法。