JPH062394B2 - 吸水性・保水性シ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、吸水性、保水性シートに関し、更に詳しく
は、純水のみでなく高濃度の塩類を含む水溶液に対して
も高い吸水性、保水性を有するシートに関する。

〈従来技術とその問題点〉 従来生理用品、おむつ、使い捨て雑巾、ペーパータオ
ル、医療用ガーゼ等比較的高い吸水能力を要求される物
がある。又壁材、天井材などの建築用内装材や農業用土
壌保持シートあるいは電線、ケーブル用の被覆材にもそ
れぞれ結露防止や保水力、走水防止の観点から高い吸水
性・保水性が要求されている。

これらの要求を満たす為の材料としては従来から、綿、
スポンジ、パルプ、布、フェルト等の物理的吸水性を利
用したシートが一般的であるが、吸水能力は自重の数倍
からせいぜい２０倍程度が限度であり、保水能力も圧力
をかけると水は簡単に外に出てしまうという問題があっ
た。

更に、近年自重の数百倍の水を吸収・保持できる高分子
電解質から成る「吸水ポリマー」が用いられ、前記用途
に用いられている。

しかしながら従来の吸水性ポリマーは、三次元構造を有
する高分子電解質でその構造内に存在する官能基〜カル
ボン酸ソーダ等がつくり出す塩類効果に起因する浸透圧
に基づいて水を吸収する機構である。そのため吸水速度
は非常に早いものの吸収の対象となる水に塩分（イオ
ン）が多く含まれるほど、吸水性ポリマー内の塩濃度と
の差が小さくなり、浸透圧が小さくなって吸収量も少な
くなる問題があり、実際の使用では、純水が対象となる
のは蒸気の結露水等の一部の例であり、海水や人間の汗
等にはあまり吸収効果が発揮されないという問題があっ
た。

更に、他の吸水性ポリマーとして、非電解質の水溶性高
分子の部分架橋物があり、このポリマーは、ポリマーの
親水性、水に溶けようとする性質により吸水能を示す。
このポリマーは吸水機構が異なる為、塩類濃度に影響さ
れず、ほとんどすべての水溶液に対して同じような吸収
量を示すが、前記高分子電解質と異なり数百倍といった
吸収量は得られず、また吸収速度も遅いものであった。

〈発明の目的〉 吸水性・保水性のシートが実際に適用される場合、特に
電線あるいは通信用ケーブル等の場合、前期シートが吸
水・保水する対象は特定することが困難であり、雨水の
様に純水に近いものから、海水あるいは土壌中の塩類を
含んだ泥水等様々な場合が予想され、遮水用に被覆され
るシートにもこれらに対応する性能が求められる。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、雨水のように純水
に近いものから海水、あるいは土壌中の塩類を含んだ水
に対しでも高い保水、吸水性を有するシートを提供する
ことである。

〈発明の構成〉 本発明は、水溶性高分子電解質の三次元部分架橋物の微
粉末と非電解質水溶性高分子の三次元部分架橋物の微粉
末と非水溶媒又は無溶媒の樹脂バインターからなる塗工
液を耐水性の基材の少なくとも片面に塗布して皮膜を設
けた吸水性・保水性シートである。

また、塗工液中、水溶性高分子電解質の三次元部分架橋
物の微粉末の量に比較して非電解質水溶性高分子の三次
元部分架橋物の微粉末の量が、等量、またはそれ以上で
あるとした吸水性・保水性シートである。

本発明で使用される水溶性高分子電解質の三次元部分架
橋物としては、アクリル酸ソーダ重合体、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（メタ）アクリル酸共重合体、一部架橋さ
れたデンプン−ポリメタアクリル酸メチルの加水分解も
の、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、イソブ
チレン−マレイン酸共重合体、ビニルアルコール−アク
リル酸共重合体、ビニルアルコール−無水マレイン酸共
重合体等があげられる。

又、同時に使用する非電解質水溶性高分子の三次元部分
架橋物としては、水溶性のポリエチレンオキサイド、ポ
リアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレング
リコール等をイソシアナート化合物などで部分架橋させ
たものがあげられる。

これら２種類の吸水性ポリマーは塗料化する為微粉末と
して用いる。その粉末粒径は３５Ｍｅｓｈ以下、好まし
くは１００Ｍｅｓｈ以下で５μ以上のものが好適で、形
状は球形に近いものがより良好である。粉末粒形が３５
Ｍｅｓｈ以上の場合流動性のある塗工液が得られにく
く、更に基材に塗布した場合表面がザラついて粉末が脱
落しやすいという問題点がある。又粒径が５μ以下の場
合、粉末粒子がバインダー皮膜中に埋没していまい、本
発明の目的とする高い吸水性が得にくいといった欠点が
あり、更に塗料化時粉末が凝集して分散させにくいある
いは浮遊粒子の補集がむずかしいといった問題点があ
る。

これら水不溶性・吸水性ポリマーの微粉末を混合分散さ
せる樹脂バインダー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
炭化水素系溶剤等の非水溶媒をベースとする溶液状、デ
ィスパージョン状、非水エマルジョン状の樹脂液、ウレ
タン系オリゴマー等よりなる硬化性無溶媒樹脂液、ある
いは熱可塑性樹脂の溶融物等が使用される。

樹脂バインダーとしては基本的に水不溶性であり例えば
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、環化ゴム、塩化ゴム、
塩素化ポリプロピレン、ウレタン等の１種またはこれら
の混合物があげられ吸水性ポリマーは、樹脂バインダー
１００部に対して少なくとも２００部以上、好ましくは
５００部以上混合することが必要であり、２００部以下
の場合は最終的な吸水量はそれほど差がないが、吸水ス
ピードが極端に遅くなり、本発明のシートを例えばケー
ブルの被覆材として適用し、水の走水を防止する用途等
短時間の吸水を期待する用途には適用できない問題があ
る。

吸水性ポリマーの比率は塗工液としての流動性や塗工作
業性、及び基材への付着保持性が維持される範囲であれ
ば大きくすることが好ましく、ケーブルの介在や抑え巻
きとして適用する場合には、その外側をポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン等のシースが覆う為、粉末の脱落等の
おそれはない。吸水性ポリマーと樹脂バインダーの混合
は通常の攪拌操作により可能であり、塗工液の安定性、
粘度・流動性、塗工作業性を改善する為に非水系の分散
剤・粘度調整剤、着色剤等の添加剤を加えて塗工液とさ
れる。

本発明の塗工液は、通常溶剤系塗工剤に用いられる塗工
方法が使用でき、スクリーン印刷方式、ロールコート方
式、ブレードコート方式、スプレーコート方式等が可能
であるが、吸水量に直接影響する塗布量のコントロール
と、吸水スピードに影響する塗布形状、すなわち吸水性
ポリマーがより多く乾燥後のバインダー上に頭を突き出
している状態を得る上で、および２種の塗工液を同一平
面にストライプ状、格子状等交互に塗布することで、グ
ラビア印刷方式を採用することが最も好ましい。更に均
一にレベリングする形よりは、グラビアの目がはっきり
と出る形で塗布されている事が特に好ましい。

本発明で用いる耐水性の基材は、２軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィ
ルム等の高分子フィルム、耐水性プラスチックの繊維か
らなる不織布などシート状のものであれば特に制限はな
い。具体的な一例で、ケーブル被覆材として用いる為に
は数ミリ巾単位でのスリット可能で、かつ１０００mを
越える長尺化の可能なものが特に好ましい。

〈作用〉 電解質タイプの吸水性ポリマー、例えばポリアクリル酸
ソーダ系のポリマーは純水であれば自重の数百倍から
１、０００倍もの水を急速に吸水するが、Ｎａｃｌ０．
９％水溶液では１００倍程度、Ｎａｃｌ１．６％水溶液
では６０〜７０倍と減少し、塩類濃度の更に高い海水な
どではほとんど吸収性を示さなくなる。

それに対して非電解質タイプの吸水性ポリマー、例えば
ポリエチレンオキサイドイソシアナート変性物では、最
大吸水量はせいぜい５０倍程度であるが、純水は勿論、
塩化カルシウムの潮解液や蓄電池用４０%硫酸に対して
も純水と同等の吸液量を示す。なお吸収スピードは、電
解質タイプが３倍以上早い。

上記のことからポリマーを単独で用いた場合には、ケー
ブル中に浸入した水の種類によっては全く吸水・膨潤が
不足して止水効果が得られないが、本発明では２種類の
ポリマーを併用し、しかも本来の吸収能力に応じて非電
解質タイプの吸水性ポリマーを等量、またはそれ以上と
した組成とすることにより、純水から高濃度塩類水溶液
まで安定した吸水性・保水性を発揮し、ケーブル被覆材
として用いた場合にはすぐれた膨潤止水効果を発揮す
る。

以下実施例を述べる 〈実施例１．〉 以下の組成の塗料を作成し、２軸延伸ポリエチレンテレ
フタレートフィルム５０μの両面にそれぞれ１１０−
８５μ格子彫刻グラビア版を用いて塗布乾燥し、本発明
のシート(イ)を得た。塗布量は片面５．０g／m²に調整し
た。

スミカゲルNP-1010 （〜10μ）20.0重量部 スミカゲルR-30微粉化品 （〜15μ）23.5〃 スーパークロン803MW 8.3〃 スーパークロンB 16.6〃 サイロイド244 0.5〃 トルエン／MEK ＝1/1 31.1〃 注） ・スミカゲルNP-1010：ポリアクリル酸ソーダ 架橋体 ［住友化学工業（株）］ ・〃 R-03 ：ポリエチレンオキサイド架橋
体 ［住友化学工業（株）］ ・スーパークロン803ＭＷ：塩素化PP20% トルエン溶液 ［山陽国策パルプ（株）］ ・スーパークロンB ：塩素化EVA20% トルエン溶液 ［山陽国策パルプ（株）］ ・サイロイド244 ：微粉末シリカ〜粘度調整用 ［富士デビソン化学（株）］ 比較例として、吸水ポリマーをそれぞれポリアクリル酸
架橋体単独及びポリエチレンオキサイド架橋体単独とし
て上記と同一組成で塗料化し、同様にグラビア塗工とし
てそれぞれ比較例のシート(ロ)、(ハ)を得た。

この様にして得たシート(イ)(ロ)(ハ)の吸水性能〜走水防
止性能を以下に示す方法で試験した結果を表−１に示
す。

シート(イ)(ロ)(ハ)共それぞれ１．３mmの巾にスリットし
てサンプルとする。なお(イ)(ロ)(ハ)共にその厚みは約９
０μである。このシート１枚を、第１図に示す断面形状
のポリ塩化ビニル製矩形チューブ１に挿入し、第２図に
示す形で、片端より１．２mの水頭圧を加えたときの走
水距離を測定した。その結果を表−１に示す。

（走水長ｍａｘ、２m、測定時間ｍａｘ２４時間） なお水としては(a)は純水（脱イオン水）、(b)イオン水
（Ｎａｃｌ2.7g、Ｃａｃｌ_２0.8g／水１）を用いた。

〈発明の効果〉 以上詳細に述べた様に本発明では２つの異なる吸水機構
及び吸収速度を有する吸水ポリマーを併用している為、
それぞれ単独で用いた時に較べて、純水から海水に近い
高濃度塩類までに安定した吸水能が発揮される。実際に
ケーブルの例として上記した試験方法で２００mm以下の
値が得られれば、加入者用光ファイバーケーブルの遮水
被覆材として十分な性能を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の試験に用いるチューブの形
状を示す説明図、第２図は、同じく試験方法を示す説明
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水溶性高分子電解質の三次元部分架橋物の
   微粉末と非電解質水溶性高分子の三次元部分架橋物の微
   粉末と非水溶媒又は無溶媒の樹脂バインダーからなる塗
   工液を耐水性の基材の少なくとも片面に塗布して皮膜を
   設けた吸水性・保水性シート。
2. 【請求項２】塗工液中、水溶性高分子電解質の三次元部
   分架橋物の微粉末の量に比較して非電解質水溶性高分子
   の三次元部分架橋物の微粉末の量が、等量、またはそれ
   以上である、特許請求の範囲第(1)項記載の吸水性・保
   水性シート。