JPH0327181A - 吸水性不織布の製造方法 - 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） 本発明は吸水牲不織布の製造方法に関する。

さらに詳しくは、紙おむつ、ナプキン、包帯等の衛生・
医療材料をはじめとして食品分野、工業分野、農林業分
野、土木建築分野などの吸水や保水を必要とする分野に
好適に利用できる吸水特性と柔軟性にすぐれた吸水牲不
織布の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、吸水性ポリマーを不絹布上に固定した吸水牲不織
布を得る方法として、重合により吸水性ポリマーを形成
しうるモノマーを不織布上に噴霧あるいは塗布等の方法
により付１させたのち該モノマーの重合を行なう種々の
方法が提案されている（特公表昭５７−５００５４６号
、特開昭６１−２７５３５５号〉。

しかし、これら公知の方法によれば、不織布上からの吸
水性ポリマーの脱落はある程度防止できるものの、得ら
れた吸水牲不織布の吸水速度や吸潟速度をはじめとする
吸水特性や柔軟性が不十分であり、また製造時における
モノマーの飛散や片寄り等のために性能面で満足のいく
吸水牲不織布を工業的に安定して製造することが困難で
あった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、吸水特性や柔軟性の著しく改善された吸水性
不絹布を工業的に製造する際の上記問題点を解決するも
のである。

したがって、本発明の目的は、吸水性ポリマーが不織布
に強固に固定され且つ不織布の有する柔軟性を保持した
まま著しく吸−水特性が向上した吸水牲不織布を工業的
に容易に製造する方法を提供することにある。

《課題を解決するための手段および作用》本発明者らは
、特定の粘度に増粘したモノマー水溶液を特定の不織布
に特定の方法で付着させてから重合を行なうことにより
上記問題点を解決できることを見いだし、本発明に到達
した。

すなわち、本発明は、重合により吸水性ポリマーを形成
しうるモノマーと水溶性高分子化合物とを含んでなる粘
度１００ｃｐｓｌＪ．上に増粘された水溶液（Ｉ）を圧
縮弾性率６０％以上の不織布（ＩＩ）に含浸付着せしめ
、得られた不織布を不織布（Ｉ）の常態での厚さの１５
％以下の間隙を有する少なくとも１対のロールに導いて
該ロール間を通過せしめた後、該モノマーを重合せしめ
ることを特徴とする吸水牲不織布の製造方法に関するも
のである。

本発明において使用されるモノマーとは、重合すること
によって水性液体を吸収して膨潤する吸水性ポリマーを
形成しうるちのであり、例えば（メタ）アクリル酸やマ
レイン酸あるいはそれらの塩等のカルボキシル基含有モ
ノマー：２−アクリルアミド−２〜メチルプロパンスル
ホン酸やビニルスルホン酸あるいはそれらの塩等のスル
ホン基含有モノマー：アクリルアミド等のアミド基含有
モノマー等を挙げることができ、これらの中から選ばれ
る１種あるいは２種以上を主成分として使用できる。特
にアクリル酸またはその塩が好適に使用され、その際ア
クリル酸の中和率は吸水性能の点から３０モル％以上が
好ましい。

上記モノマーを重合して得られる吸水性ポリマーの吸水
性能を向上させるために、架橋剤を水溶液（Ｉ）に含ま
せておくことができる。このような架橋剤としては、例
えばメチレンビス（メタ）アクリルアミド、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、トリアリルアミン、トリ
メチロールプロパントリ《メタ）アクリレート等の多官
能エチレン性不飽和モノマーや、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
ジルエーテル等のポリグリシジルエーテル；グリセリン
、ペンタエリスリトール等のボリオール；エチレンジア
ミン、ボリエチレンイミン等のポリアミン；塩化カルシ
ウム、ＴａＲアルミニウム等の多価金属塩等のカルボキ
シル基やスルホン基等の官能基と反応しうる２個以上の
官能基を有する化合物が好適に使用できる。架橋剤の添
加量は、モノマーに対し０．０１〜１０重槍％の範囲が
好ましい。

また、七ノマーの重合を促進するための重合開始剤を予
め水溶液（Ｉ）に含ませておくこともでき、このような
重合開始剤としては、例えば熱重合の場合に過硫酸塩、
過酸化水素、２．２−アゾピス（アミジノブロバン）二
塩酸塩に代表される熱分解性の水溶性ラジカル発生剤を
、光や紫外線による重合の場合にペンゾフェノン、ベン
ゾイン等の光増感剤を挙げることができる。これら重合
開始剤の添加量は、モノマーに対し０．０３〜６重団％
の［囲が好ましい。

本発明で重要な点は、水溶液（Ｉ）が水溶性高分子化合
物を含有してなりブルックフィールド回転粘度計を用い
て２０℃で測定した粘度が１００ｃｐｓ以上に増粘され
ている点である。水溶液（Ｉ）の粘度がＩＯＯＣｐＳ未
満では、不織布＜ＩＩ）上に含浸付着させた水溶液（Ｉ
）が重合前に片寄ったり脱落したりして、製造時のコス
トアップや作業環境悪化を引き起こしやすい。また、得
られた吸水牲不織布の吸水特性も不十分となり好ましく
ない。

本発明に使用される水溶性高分子化合物としては、水溶
液（Ｉ＞の粘度を上記範囲に増粘するものであれば特に
制限なく、例えばポリアクリル酸またはその塩、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルビロリドン、ポリアクリル
アミド、ヒドロキシエチルセルロースなどが挙げられ、
中でも増粘効果や得られる吸水牲不織布の吸水特性の面
からヒドロキシエチルセルロースが好ましい。

上記七ノマーと水溶性高分子化合物とを含んでなる増粘
された水溶液（Ｉ）中のモノマー濃度としては、２５〜
９０重量％、特に３０〜７０重量％の範囲が好ましい。

２５重量％未満では吸水牲不織布の吸水倍率が低下しや
すくなり、９０重量％よりも高濃度では重合率が低下し
やづくなる。

また、水溶液（工）中の水溶性高分子化合物濃度は、水
溶液（Ｉ）の粘度を１００ｃｐｓ以上に増粘させるに充
分な濃度であればよく、水溶性高分子化合物の種類によ
って適宜決定される。しかしながら、水溶液（Ｉ）の粘
度が５　０　０　０　０　ＣＩ）Ｓを越えるような高濃
度では、不織布（ＩＩ）への水溶液（Ｉ）の含漫性が低
下して吸水牲不織布の吸水特性を損なうことがある。

本発明において不絹布の選択が重要である。本発明に使
用される不織布（ＩＩ）は、かさ高く気孔率の大きいも
のでなければならず、特に圧縮弾性率が６０％以上であ
ることが必須である。圧縮弾性率６０％未満では、吸水
特性と柔軟性にすぐれた吸水牲不織布が得られない。

なお、本発明における圧縮弾性率とは、日本工業規格（
ＪＩＳ）の１１０９６記載の方法に準じて定義され、具
体的には以下の方法により定義されるものである。すな
わち、５×５αの不織布試験片３枚を採取し、圧縮弾性
度試験機（押金５０）により試験片３枚を重ねて初用荷
重７Ｑ／ｔｘ２のもとで厚さ（ＴＯ）をはかり、次に荷
重を１５０ｇ／ｃｍ２にして１分間放置して厚さ（Ｔ１
）をはかる。その後荷重を除き１分間放置した後、再び
初期荷重と同じ７ａ／α２のもとで厚さ〈Ｔ２〉をはか
り、次式により圧縮弾性率（％）を算出する。圧縮弾性
率の測定は５回行ない、その平均値で表す。

Ｔ２　　−Ｔｔ 圧縮弾性率（％）＝　　　　　　　　Ｘ１００Ｔｏ　　
−Ｔｌ ここで　ＴＯ：初期荷重を加えた時の厚さ（ｍ）Ｔ１：
１５０（Ｊ／α２の荷重を加えた時の厚さ（　ｔｗａ　
＞ Ｔ２　：初期荷重と同じ７ｇ／ｃＩ１２にもどした時の
厚さ（ｍ） このような不織布（ＩＩ）の具体例としては、繊度２〜
１５デニール（好ましくは４〜１０デニル）のポリエチ
レン、ボリプロビレン、ポリエステル、ボリアミドある
いはこれらの混紡繊維を必須構成要素として含んだｕＡ
Ｎでカーディング等によりウエア形威したのち形状安定
化して得られた不織布がある。形状安定化方法としては
、例えば熱Ｗｉ着、接着結合、繊維格合などの公知の技
術を採用できる。また、本発明に用いられる不織布（Ｉ
Ｉ）の目付けは、１５〜１００ｇ／ｍ２、特に２０〜６
０ａ／ｍ２の範囲が好ましい。

七ノマーと水溶性高分子化合物とを含んでなる水溶液（
Ｉ）を不織布（ＩＩ＞に含浸付着せしめる方法としては
、水溶液（Ｉ）を不織布（Ｉ）の厚さ方向に実質的に均
一となるよう充分含浸できるのであれば特に制限なく、
例えば含浸ロールコーターによって水溶液（Ｉ）を不織
布（Ｉ）に塗布含浸する方法や、不織布（ＩＩ）を水溶
液（Ｉ＞中に浸漬して含浸する方法などが挙げられる。

この水溶液（Ｉ）の不織布（Ｉ）への含浸が不十分であ
ると、吸水特性にすぐれた吸水牲不織布が得られない。

一方、スプレーを用いての噴霧や吹き付けによる方法あ
るいは印刷ローラーやスクリーンを用いての印刷印捺方
法では、水溶液（Ｉ）の供給された不織布（ＩＩ）の表
面部分にだけ水溶液（Ｉ）が付着して含浸が不十分とな
るため好ましくない。

本発明では、水溶液（Ｉ）を不織布（１）に含浸付着せ
しめた後、あるいは含浸付着せしめると同時に水溶液（
Ｉ）の含浸された不織布を不織布（Ｉ）の常態での厚さ
の１５％以下のｌＩＩｇＡを有する少なくとも１対のロ
ールに導いて、該ロール間を通過せしめて水溶液（Ｉ）
を絞り取り、その後重合を行なう事が重要である。この
際、ロール間隙が不織布１）の常態での厚さの１５％よ
りも大きい場合には、得られた吸水牲不織布の吸水特性
や柔軟性が著しく劣ったものとなってしまい好ましくな
い。また、ロール間を通過させる際の線速度は適宜決定
すればよいが、生産性や吸水能の面から０．　１〜１０
０ＴｒＬ／分の範囲が好ましい。なお、水溶液（Ｉ）を
不織布＜ＩＩ）に含浸付着せしめると同時に不織布を上
記ロールに導いて該ロール間を通過せしめるには、不織
布（ＩＩ）の常態での厚さの１５％以下の間隙を有する
ロールの間隙を通過する不織布のロール間隙入口側に充
分曲の水溶液（Ｉ）を供給すればよい。

本発明において不織布に付着しているモノマーを重合す
るには、吸水性ポリマーを製造する際に用いられる公知
の方法が用いられ、例えば熱重合法、紫外線重合法、電
子線等による放射ａｍ合法などを採用することができ、
またそれらを併用することもできる。なお、重合は窒素
等の重合不活性な雰囲気下で行なうのが好ましい。また
、重合後は必要により熱風、マイクロ波、赤外線等の方
法により吸水牲不織布中に含まれる水分を乾燥除去して
もよい。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、吸水性ポリマーがその膨ｍ許容
空隙を確保した状態でしかも不織布中に均一に分布固定
されるため、不織布の本来有する柔軟性を損なわずに吸
水特性が著しく改善された吸水牲不織布を、生産性良く
しかも作業環境を悪化させることなく製造できる。

このようにして得られた吸水牲不織布は、柔軟性・吸脱
湿速度・吸水速度に優れており、例えば紙おむつや生理
用ナプキン等の衛生材料や医療材料、並びに農園芸用、
土木用、食品用、その他産業用材料等の保水性や吸水（
湿〉性が必要とされる用途に好適に利用することができ
る。

（実　施　例） 以下、実施例により本発明を説明する。なお、実施例に
記載の吸水牲不織布の吸水特性および柔軟性は、吸水牲
不織布を１００℃で３０分間減圧乾燥した試料を用いて
、以下の方法により評価した。また、実施例中の部はす
べて重量部を表わすものとする。

（１）吸水特性 ５α×５国に裁断した試料（約１（＋）を充分なｍ（約
１１）の脱イオン水に所定時間浸漬し、その後１８メッ
シュ金網上で水切りを行い、吸水後の試料重量を吸水前
の試料重量で除した値をもって吸水倍率（ａ／ａ）とし
た。この吸水倍率を脱イオン水へ１分間、３分問および
５分間浸漬した試料について測定し、それらによって吸
水量や吸水速度等の吸水特性を評価した。

（２）柔　軟性 手の感触による官能試験を行ない以下の基準によって、
２段階評価した。

○：試料を手の中で握りつぶした時、抵抗が感じられず
、良好な感触であった。

×：試料を手の中で握りつぶした時、抵抗が感じられ、
不快な感触であった。

また、吸水牲不織布およびそれを作成する際に用いた不
織布のそれぞれを２ｃｔｘＸ１５ｃｍに裁断した試料を
用いて、ＪＩＳ　　Ｌ１０９６に準じて４５°カンチレ
バー値〈α〉を測定し、吸水牲不織布と不織布のカンチ
レバー値の差によって柔軟度を評価した。この柔軟度が
小さいほど吸水牲不織布の柔軟性は優れている。

実施例　１ アクリル酸２５モル％およびアクリル酸ナトリウム７５
モル％からなるアクリル酸系モノマーの水溶液（モノマ
ー濃度３７重量％〉に過硫酸ナトリウムを０．５重量％
（対アクリル酸系モノマー）およびメチレンビスアクリ
ルアミドを０．１７重量％く対アクリル酸系モノマー）
を混合溶解した。

次いで、この七ノマー水溶液１００部にヒドロキシエチ
ルセルロース（ダイセル化学工業■ＷＥＥＰ−　８　５
　０　）　０．　７　５部を混合溶解し、モノマーと水
溶性高分子化合物とを含む水溶液（１）を調製した。

この水溶液（１）の粘度を２０℃においてブルツクフィ
ールド粘度計（ロータ一回転数３ｒｌ）ｌ）で測定した
ところ（以下の実施例においても同様）、６　９　０　
０　ｃｐｓであった。

次に、目付け３０ｇ／ＴｒＬ２、圧縮弾性率８５％、厚
さ３ａｍのポリエステル不織布を水溶液（１）に浸漬し
て水溶液（１）を不織布に含浸付着させたのち、ロール
間隙０．２５ａｍ＋でロール直径５０ｍの１対のロール
間を線速ｒｌ３ｒｒｔ／分で通過させて、水溶液（１）
の付着岱が１　５０ｇ／ｍ２の不織布を得た。

この水溶液（１）が付着した不織布を窒素雰囲気下１０
０℃に加熱して、不織布に付着しているモノマーの重合
を行って吸水牲不織布（１）を得た。

実施例　２ ０−ル間隙を０．　０　９　ｍとした以外は実施例１と
同様にして吸水牲不織布（２）を得た。なお、この場合
の水溶液（１）の付＠量は６０ｇ／ＴｒＬ２であった。

実施例　３ 実施例１で得られた水溶液（１）中に目付け２０ｇ／′
ｒｒＬ２、圧縮弾性率６５％、厚さ１ｓｅのポリエステ
ル不織布を浸漬したのち、水溶液（１）の含浸付着した
不織布をロール間隙０．１２ｍ＋でロール直径５０ｊｌ
Ｉの１対のロールに導いて該ロール間を線速度３ｍ／分
で通過させて、水溶液（１）の付着最が９５ｇ／ｙｒｔ
２の不織布を得た。

この水溶液（１）が付着した不織布を窒素雰囲気下１０
０℃に加熱して、不織布に付着しているモノマーの重合
を行なって吸水牲不織布（３）を得た。

実施例　４ 実施例１におけるメチレンビスアクリルアミドの添加徂
を０．１ｆｆｌｌ％（対アクリル酸系モノマー）とした
以外は実施例１と同様にして吸水牲不織布（４）を得た
。なお、この場合のモノマーと水溶性高分子化合物とを
含む水溶液の粘度およびこの水溶液の付着量は実施例１
と同じであった。

実施例　５ 実施例１におけるヒドロキシエチルセルロースの使用冶
を１．５部とした以外は実施例１と同様にして、モノマ
ーと水溶性高分子化合物とを含む水溶液（２）を得た。

なお、この水溶液（２）の粘度は２５０００ｃｐｓであ
った。

次に、目付け３２ｇ／ＴｒＬ２、圧縮弾性率８２％、厚
さ３Ｍのポリエステル不織布を水溶液（２）に浸漬して
水溶液（２）を不織布に含浸付着させたのち、ロール間
隙０．０７ａｍでロール直径５０ｍ＋の１対の口−ル間
を線速度１０ｍ／分で通過ざ吐て、水溶液（２）の付着
量が２７ｇ／ｍ２の不織布を得た。

この水溶液（２）が付着した不織布を窒素雰囲気下１０
０℃に加熱して、不織布に付着しているモノマーの重合
を行なって吸水牲不織布（５）を得た。

実施例　６ アクリル１１２５モノレ％およびアクリル酸カリウム７
５モル％からなるアクリル酸系モノマーの水溶液（モノ
マー濃度４５重量％）に過硫酸カリウムを０．　５重發
％（対アクリル酸系モノマー）およびジエチレングリコ
ールジアクリレートを０．　１　１母％（対アクリル酸
系モノマー〉を混合溶解した。

次いで、このモノマー水溶液１００部にヒドロキシエチ
ルセルロース（ダイセル化学工業■製ＥＰ−８５０）０
．４５部を混合溶解し、モノマーと水溶性高分子化合物
とを含む水溶液（３）を調製した。

なお、この水溶液（３）の粘度は６　０　０　ｃｐｓで
あった。

次に、目付け３０ｇ／７ＦＬ２、圧縮弾性率９０％、厚
さ５ｊＩＩのポリエステルーボリブロビレン不織布を左
右水平に設置されたロール間隙０．　１　ｍでロール直
径１００ａｍの１対のロール間を上から下へ線速１５ｍ
／分で通過させると共に、水溶液（３）を該手織布がロ
ール間に巻きこまれる入口位置に供給して、水溶液（３
）の付着屋が７０Ｑ／ＴｒＬ２の不織布を得た。

この水溶液（３）が付着した不織布を窒素雰囲気下１０
０℃に加熱して、不織布に付着しているモノマーの重合
を行なって吸水牲不織布（６）を得た．実施例　７ 実施例１における過硫酸ナトリウムの代わりに２．２′
　−アゾビス（２−アミジノプロバン〉二塩ｍｆＡを１
重量％（対アクリル酸系モノマー）用いた以外は実施例
１と同様にして、モノマーと水溶性高分子化合物とを含
む水溶液（４）を得た。なお、この水溶液（４）の粘度
は６９００ｃｐｓであった。

次に、目付け３５ｇ／ＴｒＬ２、圧縮弾性率７５％、厚
さ５ａＩＩのポリエステルーボリブロビレン不織布を水
溶液（４）に浸漬して水溶液（４）を不織布に含浸付着
したのち、ロール間隔０．　１　ａｍでロール直径５０
ＩＩＩの１対のロール間を線速度ｌｍ／分で通過させて
、水溶液（４）の付＠聞が２００（＋／７ＦＬ２の不織
布を得た。

この水溶液（４）が付着した不織布を窒素雰囲気下１２
０℃に加熱して、不織布に付着している七ノマーの重合
を行なって吸水牲不織布（γ）を得た。

比較例　１ 実施例１においてロール間隙を０．５Ｍとした以外は実
施例１と同様にして、比較吸水牲不織布（１）を得た。

なお、この場合の水溶液（１）の付着量は２７０ｏ／ｍ
２であった。

比較例　２ 実施例３において不織布として目付け２０ｇ／７ＦＬ２
、圧縮弾性率５０％、厚さ１ａＩｍのポリエステル不織
布を用いた以外は実施例３と同様にして、比較吸水牲不
織布（２）を得た。なお、この場合の水溶液（１）の付
Ｌｆｆｌは１　００ｏ　／ｒｒｔ２であった。

第 １ 表 比較例　３ 実施例１においてヒドロキシエチルセルロースの使用徂
を０．１８部とした以外は実施例１と同様にして比較水
溶液（１）を得た。なお、この比較水溶液（１）の粘度
は５０ｃｐｓであった。

次に、実施例３における水溶液（１）の代わりに比較水
溶液（１）を用いた以外は実施例３と同様にして、比較
吸水牲不織布（３）を得た。なお、この場合の比較水溶
液（１）の付着通は９０ｇ／ＴｒＬ２であった。

実施例　８ 実施例１〜７および比較例１〜３で得られた吸水牲不織
布（１）〜（７）および比較吸水牲不織布（１）〜（３
）について、前記した方法で吸水特性および柔軟性を評
価し、その結果を第１表に示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．重合により吸水性ポリマーを形成しうるモノマーと
   水溶性高分子化合物とを含んで なる粘度１００ｃｐｓ以上に増粘された水溶液（ I ）
   を圧縮弾性率６０％以上の不織布（II）に含浸付着せし
   め、得られた不織布を不織布（II）の常態での厚さの１
   ５％以下の間隙を有する少なくとも１対のロールに導い
   て該ロール間を通過せしめた後、該モノマーを重合せし
   めることを特徴とする吸水性不織布の製造方法。
2. ２．重合により吸水性ポリマーを形成しうるモノマーが
   アクリル酸またはその塩を主成分とするものである請求
   項１記載の吸水牲不織布の製造方法。
3. ３．水溶性高分子化合物がヒドロキシエチルセルロース
   である請求項１記載の吸水性不織布の製造方法。