JPH04257443A - 吸水性シート - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水又は塩等の水溶液と
接触した場合に水又は水溶液を吸収して膨潤し水分の移
動を阻止する吸水性シートに係り、特に、その吸水能力
を高めた吸水性シートの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の吸水性シートとしては、図２に
示すように基材シートａとこの基材シートａ上に設けら
れ樹脂バインダーと水不溶性吸水性樹脂粉末を含む吸水
性塗料層ｂとでその主要部を構成するものが知られてお
り、比較的高い吸水能力が要求される商品、例えば、生
理用品、おむつ、使い捨て雑巾、ペーパータオル、医療
用ガーゼ等に広く利用され、近年においてはより高い吸
水能力が要求される防水ケーブル（光ファイバーケーブ
ルや電力ケーブル等）への適用も一部において実用化さ
れている。

【０００３】すなわち、上記吸水性シートが適用された
防水ケーブルの一例として光ファイバーケーブルを挙げ
説明すると、この光ファイバーケーブルは、図３に示す
ように鋼線又は繊維強化プラスチックにより形成された
中心抗張力体ｃと、この周囲にポリプロピレンヤーンの
介在緩衝層ｄと共に撚合された複数の光ファイバー芯線
ｅ〜ｅと、これ等の外周に巻回されその内側に上記吸水
性塗料層が設けられた吸水テープｆと、この吸水テープ
ｆの外周に設けられたラップ層ｇ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ
　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ…ア
ルミニウムテープとポリエチレンとの積層体）と、この
外周に設けられたポリエチレン等のシース層ｈとでその
主要部が構成されているもので、例えば、上記シース層
ｈやラップ層ｇが破損した場合、その破損部位から侵入
する雨水や海水等は上記吸水テープｆの吸水性塗料層に
より吸収されこの吸水性塗料層が膨潤してその破損部位
を閉塞することになるため、光ファイバーケーブルｉ内
部への浸水が防止できると共に光ファイバーケーブルｉ
の長さ方向への浸水（走水）の防止をも図れるものであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記吸水性
塗料層の主要部を構成するデンプン−アクリル酸ソーダ
グラフト共重合体等の水不溶性吸水性樹脂はそのほとん
どが固着性の低い粉末であり基材シートへの直接適用が
困難なため、従来においては上述したように樹脂バイン
ダーを用いこの樹脂バインダーを介して上記水不溶性吸
水性樹脂粉末を基材シートへ接着させる方法が採られて
いる。

【０００５】そして、この樹脂バインダーとしては上記
基材シートへの接着性や水不溶性吸水性樹脂との親和性
等を考慮して、例えば、塩素化エチレン−酢酸ビニル共
重合樹脂や塩素化ポリプロピレン樹脂（特公昭６３−１
９５４５号公報参照）、あるいは、ポリアミド系樹脂、
線状熱可塑性ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体樹脂、環化ゴム、塩化ゴム、ウレタン樹脂等
が適用されている（特公昭６３−４０６６５号公報、特
公昭６３−６３３７６号公報参照）。

【０００６】しかし、これ等の樹脂バインダーは疎水性
の樹脂でありこれ等疎水性樹脂と水不溶性吸水性樹脂粉
末とでその主要部が構成される吸水性塗料層も疎水性を
帯びるためその濡れ性が悪く、この吸水性塗料層と水又
は塩等の水溶液とが接触した場合に必ずしもその吸水性
能を充分に発揮できない問題点があった。

【０００７】すなわち、水分に対する樹脂バインダーの
不親和性により上記吸水性塗料層の水不溶性吸水性樹脂
粉末と水分との接触が阻害され易く、吸水作用に利用さ
れる吸水性塗料層中の水不溶性吸水性樹脂粉末が水分と
接触し易い領域に存在するものに限られてしまうため、
僅かな吸水量で飽和状態に達し初期の吸水でその後の吸
水能力が極端に低下してしまう問題点があった。

【０００８】従って、高い吸水能力を要求される光ファ
イバーケーブル等にこの吸水性シートが適用された場合
、上述したように僅かな吸水量でその吸水性能が低下し
てしまうため走水等が起り易く、亀裂等が生じていない
部位の光ファイバーケーブルまでもが破損されて使用で
きなくなったり、この光ファイバーケーブルに接続され
た機器等をも劣化させてしまう問題点があり、かつ、侵
入した海水等に上記光ファイバーケーブル内の光ファイ
バー芯線が長時間浸されると強度の低下を引起こし、最
悪の場合、この光ファイバー芯線にかかっている張力に
より光ファイバー芯線が破断されてしまう問題点があっ
た。

【０００９】本発明は以上のような問題点に着目してな
されたもので、その課題とするところは、高い吸水能力
が要求される防水ケーブル等に適用されても充分に耐え
られる吸水性シートを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、樹脂バインダーと水不溶性吸水性樹脂粉末を
含む吸水性塗料層を基材シート上に設けて成る吸水性シ
ートを前提とし、上記樹脂バインダーの主成分が、アク
リル酸エステル又はメタクリル酸エステルと親水性モノ
マーとの共重合体により構成されていることを特徴とす
るものであり、一方、請求項２に係る発明は、樹脂バイ
ンダーと水不溶性吸水性樹脂粉末を含む吸水性塗料層を
基材シート上に設けて成る吸水性シートを前提とし、上
記樹脂バインダーの主成分が、アクリル酸エステル又は
メタクリル酸エステルと親水性モノマー及びスチレン系
モノマーとの共重合体により構成されていることを特徴
とするものである。

【００１１】このような技術的手段において上記共重合
体の構成成分としてのアクリル酸エステルとしては、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプ
ロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル
、アクリル酸ｎ−アミル、アクリル酸イソアミル、アク
リル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、
アクリル酸ｎ−オクチル、及び、アクリル酸ｎ−ラウリ
ル等が適用でき、また、メタクリル酸エステルとしては
、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリ
ル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリ
ル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−アミル、メタクリル
酸イソアミル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル
酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ｎ−オクチル、及
び、メタクリル酸ｎ−ラウリル等の適用が可能である。

【００１２】一方、上記共重合体に親水性を付与する親
水性モノマーとしては、アクリル酸エステル又はメタク
リル酸エステル等と共重合可能なアクリル酸、メタクリ
ル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、及び、フ
マール酸等のα、β不飽和カルボン酸や、同じく共重合
可能なアクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒド
ロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、及び、
メタクリル酸ヒドロキシプロピル等のヒドロキシ基含有
モノマー、同じく共重合可能なアクリルアミド、メタク
リルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチ
ロールメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリル
アミド、及び、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド等
のＮ−置換アクリルアミド系又はＮ−置換メタクリルア
ミド系モノマー、同じく共重合可能なアクリル酸グリシ
ジル、メタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノ
マー、及び、アクリロニトリル等が適用できる。

【００１３】更に、上記スチレン系モノマーとしては、
スチレン、２−メチルスチレン等のビニルトルエン、ク
ロルスチレン等の適用が可能であり、これ等スチレン系
モリマーが配合されることにより樹脂バインダーの凝集
性を向上できる利点がある。尚、上記アクリル酸エステ
ル又はメタクリル酸エステルや親水性モノマー等の種類
を選定するに当たっては、合成される共重合体が親水性
を有しかつ粘度等物性的にもその取扱いが容易なもので
あるよう各構成成分の分子量やガラス転移温度等を考慮
し適切な組合わせを設定することが望ましい。

【００１４】次に、上記共重合体を主成分とする樹脂バ
インダーと共に吸水性塗料層を構成する水不溶性吸水性
樹脂粉末としては、デンプン−アクリル酸ソーダグラフ
ト重合体、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体
の加水分解物、一部架橋されたデンプン−ポリアクリル
酸共重合体、一部架橋されたデンプン−ポリメタクリル
酸共重合体、一部架橋されたデンプン−ポリメタクリル
酸メチルの加水分解物及び、上記物質の塩等のデンプン
−グラフト重合系のもの、あるいはポリアクリル酸塩の
部分架橋物、ポリイソブチレン−無水マレイン酸共重合
体、メタクリル酸メチル−酢酸ビニル共重合体の加水分
解物に代表される架橋合成樹脂系のもの等が挙げられる
が、基本的には水溶性高分子を部分架橋して不溶化した
もので、このものが水又は塩等の水溶液と接した場合に
速やかに水又は水溶液を吸収して膨潤し、水分を保持す
る性質を有しているものであれば特に限定されるもので
はない。

【００１５】また、適用される水不溶性吸水性樹脂粉末
の粒径は以下に示す理由から通常１００メッシュ以下、
好ましくは３５メッシュ以下で５μｍ以上の範囲がよい
。すなわち、その粒径が３５メッシュより粗いと吸水性
塗料としたときの安定性や流動性、塗布作業性に問題が
生じ、更に塗布面の平滑性、均一性にも欠け、塗布した
後では基材シートからの脱落が目立ってくる弊害がある
。一方、５μｍ未満の微粉末では１ｇ当たりの吸水能力
が低下すると共に凝集し易いためその取扱いが困難にな
る弊害を有する。また、基材シートに塗布したとき、こ
の水不溶性吸水性樹脂粉末が樹脂バインダーの皮膜中に
埋没してしまい吸水性能の低下が著しくなる。尚、上記
水不溶性吸水性樹脂粉末は、形状的には球形に近い方が
吸水性能と作業性に優れているが、この形状に限定され
るものではない。

【００１６】次に、上記樹脂バインダーと水不溶性吸水
性樹脂粉末との配合割合については樹脂バインダー１０
０重量部に対して水不溶性吸水性樹脂粉末１４０重量部
以上１０００重量部以下になるように設定する。すなわ
ち、水不溶性吸水性樹脂粉末の配合割合が１４０重量部
未満では、吸水性塗料層を基材シートに塗布して吸水性
シートとしたときその配合割合が少なすぎて吸水能力が
充分でないため、水と接触しても吸水、膨潤を開始する
までに時間がかかってしまい吸水作用を効果的に発現さ
せることが困難となる。一方、水不溶性吸水性樹脂粉末
の配合割合が１０００重量部を越えると、水不溶性吸水
性樹脂粉末を粗粒にしても表面積が大きくなり過ぎる結
果樹脂バインダーの添加量が不足し、基材シート上へ確
実に保持させることが困難となる。従って、樹脂バイン
ダー１００重量部に対して水不溶性吸水性樹脂粉末が１
４０重量部以上で１０００重量部以下になるように設定
することが望ましい。

【００１７】また、上記樹脂バインダーと水不溶性吸水
性樹脂粉末とを適宜配合して吸水性塗料を求める場合の
溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール
類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等
のケトン類、ｎ−ヘキサン、トルエン等の炭化水素系溶
剤等が適用できる。尚、上記吸水性塗料は樹脂バインダ
ーを溶解した大量の溶媒中に大量の水不溶性吸水性樹脂
粉末が分散されたディスパージョン状塗料として適用さ
れるが、塗料の安定性、粘度、流動性、塗布作業性等を
改善するために非水系の分散剤、粘度調整剤、着色剤等
の添加剤を総固型分当り２重量％以下加えることが望ま
しい。更に、吸水性シートの用途に応じて、防腐剤、殺
菌剤、香料、脱臭剤等も添加してもよい。

【００１８】また、上記樹脂バインダーと水不溶性吸水
性樹脂粉末とを配合する際の混合手段としては、ディス
パーで攪拌してもよいが、アトライター、ボールミル等
のよりエネルギーの高い混合法を採用することが望まし
い。

【００１９】更に、これ等吸水性塗料を基材シートに塗
布する手段としては溶剤系塗料に用いられる通常の塗布
工法がそのまま適用できるが、上記吸水性塗料が乾燥性
の高い溶剤を大量に含むディスパージョン状塗料の場合
にはグラビア方式、ロールコート方式、フローコート方
式、ディッピング方式等が好ましい。尚、吸水性塗料の
粘度やノズル形状等を適宜調整することによりスプレー
方式の適用も可能である。

【００２０】次に、上記吸水性塗料層が形成される基材
シートとしてはポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化
ビニル、金属等が適用可能であり、これ等はシート状又
は不織布の形態で使用される。

【００２１】また、請求項１〜２の発明に係る吸水性シ
ートの適用範囲については、従来と同様、高い吸水能力
が要求される生理用品、おむつ、使い捨て雑巾、ペーパ
ータオル、医療用ガーゼ等の商品に加え、光ファイバー
ケーブル等の防水ケーブルへの適用も可能である。

【００２２】尚、光ファイバーケーブル等の吸水テープ
として適用する場合、上記吸水シートを帯状に裁断しこ
の吸水テープを介在緩衝層と共に撚合された複数の光フ
ァイバー芯線の外周面に対しスパイラル状に巻き付けて
使用するものである。

【００２３】

【作用】請求項１に係る発明によれば、吸水性塗料層に
おける樹脂バインダーの主成分がアクリル酸エステル又
はメタクリル酸エステルと親水性モノマーとの共重合体
により構成され、この共重合体には上記親水性モノマー
成分としての親水基を有しているため樹脂バインダーと
水不溶性吸水性樹脂粉末を含む吸水性塗料層が濡れ性を
帯びることになる。

【００２４】従って、従来に較べて吸水性塗料層内の吸
水作用に利用される水不溶性吸水性樹脂粉末の比率が向
上するためその吸水量の増大を図ることが可能となる。

【００２５】一方、請求項２に係る発明によれば、吸水
性塗料層における樹脂バインダーの主成分がアクリル酸
エステル又はメタクリル酸エステルと親水性モノマー及
びスチレン系モノマーとの共重合体により構成され、こ
の共重合体には上記親水性モノマー成分としての親水基
を有しているために樹脂バインダーと水不溶性吸水性樹
脂粉末を含む吸水性塗料層が濡れ性を帯び、かつ、スチ
レン系モノマー成分の存在により吸水性塗料層の凝集性
をも向上することになる。

【００２６】従って、従来に較べて吸水性塗料層内の吸
水作用に利用される水不溶性吸水性樹脂粉末の比率が向
上するためその吸水量の増大が図れると共に、吸水性塗
料層の凝集性も向上するため基材シートと吸水性塗料層
との密着性が改良される。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００２８】［実施例１］下記の表１に示すようにアク
リル酸ｎ−ブチル（ＢＡ）９８重量％とアクリル酸（Ａ
Ａ）２重量％の配合割合で共重合された樹脂バインダー
を酢酸エチルに溶解させて樹脂バインダー濃度５０％の
酢酸エチル溶液を求める。

【００２９】次に、この５０％の酢酸エチル溶液２００
重量部に対してポリアクリル酸ナトリウムの架橋体（水
不溶性吸水性樹脂微粉末）を２５０重量部の割合で加え
、これ等を攪拌混合して吸水性塗料を求めた。

【００３０】そして、この吸水性塗料を厚さ８０μｍの
ポリエチレンテレフタレートフィルム上にベタグラビア
版を用いて塗布し、これを乾燥させて厚さ２００μｍの
吸水性塗料層を上記ポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に形成すると共に、これを帯状に裁断して図１に示
すような基材テープ１と吸水性塗料層２とで構成される
吸水テープを求めた。

【００３１】［実施例２］下記の表１に示すようにアク
リル酸ｎ−ブチル（ＢＡ）８０重量％とスチレン（Ｓｔ
）１８重量％とアクリル酸（ＡＡ）２重量％の配合割合
で共重合された樹脂バインダーが適用されている点を除
き実施例１と略同一である。

【００３２】［実施例３］下記の表１に示すようにアク
リル酸２−エチルヘキシル（２ＥＨＡ）７０重量％とア
クリル酸ｎ−ブチル（ＢＡ）２５重量％とアクリル酸（
ＡＡ）５重量％の配合割合で共重合された樹脂バインダ
ーが適用されている点を除き実施例１と略同一である。

【００３３】［実施例４］下記の表１に示すようにアク
リル酸２−エチルヘキシル（２ＥＨＡ）２３重量％、ア
クリル酸ｎ−ブチル（ＢＡ）６０重量％、スチレン（Ｓ
ｔ）１５重量％及びアクリル酸（ＡＡ）２重量％の配合
割合で共重合された樹脂バインダーが適用されている点
を除き実施例１と略同一である。

【００３４】［実施例５］下記の表１に示すようにメタ
クリル酸ｎ−ラウリル（ＬＭＡ）９８重量％とアクリル
酸（ＡＡ）２重量％の配合割合で共重合された樹脂バイ
ンダーが適用されている点を除き実施例１と略同一であ
る。

【００３５】『比較例』次に、実施例１〜５に係る吸水
テープの特性を確認するため以下の比較例（従来の疎水
性樹脂バインダーが適用されているもの）を行った。

【００３６】（比較例１）下記の表１に示すように塩素
化エチレン−酢酸ビニル共重合体（塩素化ＥＶＡ）の２
０％トルエン溶液３５０重量部と塩素化ポリプロピレン
（塩素化ＰＰ）の２０％トルエン溶液１５０重量部とで
構成された樹脂バインダーが適用されている点を除き実
施例１と略同一である。

【００３７】（比較例２）下記表１に示すように１００
重量部のポリエステル樹脂（バイロン＃２００）で構成
された樹脂バインダーが適用されている点を除き実施例
１と略同一である。

【００３８】『確認試験』次に、これ等吸水テープの特
性をチェックするため以下の項目について確認試験を行
い下記の表２に示すような結果を求めた。

【００３９】（１）吸水量 １００×１００ｍ／ｍ　に切取られた各吸水テープを５
μｍ以下の目ずまりのポリエステル不織布製の袋に入れ
て海水中に浸漬し、２分経過した後にその一部を取出し
て吸取り紙に挟み、この状態で１分間水切りを行った後
にその吸水量を測定し２分後の吸水量データとした。尚
、吸水量は水切り後の吸水テープの重量と海水に浸漬し
ていない吸水テープ自身の重量との差として求めた。

【００４０】更に、３０分間浸漬した別の吸水テープを
取出して吸取り紙に挟み、以下、同様の工程を経て３０
分後の吸水量データとした。

【００４１】（２）塗工性 各組成の吸水性塗料をポリエチレンテレフタレートフィ
ルム上に塗布する際の作業性と塗工むらをチェックし、
粘着性に欠けて作業性が悪かったり塗工むらがある場合
を×、このようなことが無い場合を〇、その中間を△で
評価した。

【００４２】（３）密着性 各吸水テープの吸水性塗料層を爪により引っ掻いてその
剥がれ状態を視覚により確認した。そして、剥がれ易い
場合が×、剥がれ難い場合が〇、その中間を△で評価し
た。

【００４３】（４）ブロッキング性 複数枚重ね合わされた吸水テープを各々用意し、これに
４０℃−２０％ＲＨの条件下において５００ｇ／ｃｍ２
　の圧力をかけ上側と下側の吸水テープが接着されるか
否かをチェックし、接着が無い場合を〇、ある場合を×
、その中間を△で評価した。

【００４４】（５）柔軟性 吸水テープの吸水性塗料層が柔軟性を有しているか否か
を各吸水テープを光ファイバーケーブルに巻き付けるこ
とによりチェックし、柔軟性がある場合を〇、堅くて巻
き付けることが困難な場合を×、その中間を△で評価し
た。

【００４５】『評価』そして、下記に示す表２の結果か
ら明らかなように実施例１〜５に係る吸水テープにおい
ては、その２分後の吸水量は比較例に係る吸水テープと
さほど違わないが３０分後の吸水量が極端に増大し、初
期の吸水でその吸水量が飽和状態に達していないことが
確認できる。

【００４６】従って、これ等実施例に係る吸水テープを
高い吸水能力が要求される防水ケーブル等に適用しても
初期の浸水段階でその吸水性塗料層の吸水能力が飽和状
態に達しないため、その後の浸水に拘らず充分に走水等
を防止できることが確認できた。

【００４７】また、各実施例に係る吸水テープは従来の
疎水性樹脂バインダーに変えて親水性の樹脂バインダー
を適用しているが、その吸水性塗料の塗工性、基材テー
プに対する吸水性塗料層の密着性、ブロッキング性、吸
水性塗料層の柔軟性等全ての点においてその特性条件を
満たしていることも確認された。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、吸水性塗
料層内の吸水作用に利用される水不溶性吸水性樹脂粉末
の比率が向上するためその吸水量の増大を図ることが可
能となる。

【００５１】従って、初期の吸水でその吸水量が飽和状
態に達してしまうことがないため、高い吸水能力が要求
される防水ケーブル等に適用されても充分に耐えられる
効果を有している。

【００５２】一方、請求項２に係る発明によれば、吸水
性塗料層内の吸水作用に利用される水不溶性吸水性樹脂
粉末の比率が向上するためその吸水量の増大が図れると
共に、吸水性塗料層の凝集性が向上するため基材シート
と吸水性塗料層との密着性も改良される。

【００５３】従って、初期の吸水でその吸水量が飽和状
態に達してしまうことがなくかつ基材シートと吸水性塗
料層との剥離も起り難くなるため、高い吸水能力が要求
される防水ケーブル等に適用されてもより充分に耐えら
れる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る吸水テープの斜視図。

【図２】従来の吸水性シートの斜視図。

【図３】従来の吸水テープが適用されている光ファイバ
ーケーブルの断面図。

【符号の説明】

１　　　　基材テープ ２　　　　吸水性塗料層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　樹脂バインダーと水不溶性吸水性樹脂
   粉末を含む吸水性塗料層を基材シート上に設けて成る吸
   水性シートにおいて、上記樹脂バインダーの主成分が、
   アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルと親水性
   モノマーとの共重合体により構成されていることを特徴
   とする吸水性シート。
2. 【請求項２】　　樹脂バインダーと水不溶性吸水性樹脂
   粉末を含む吸水性塗料層を基材シート上に設けて成る吸
   水性シートにおいて、上記樹脂バインダーの主成分が、
   アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルと親水性
   モノマー及びスチレン系モノマーとの共重合体により構
   成されていることを特徴とする吸水性シート。