JPH0638913B2

JPH0638913B2 - 吸水材

Info

Publication number: JPH0638913B2
Application number: JP61178249A
Authority: JP
Inventors: 國晃竹内; 章内海
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS6336836A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は吸水性樹脂粉末を利用した吸水材に関する。

［従来技術］従来から吸水性樹脂粉末を利用した吸水材は様々な用途
に使用されており、例えば、パッキング材、止水材、ケ
ーブル用の走水防止材などの工業用途、結露防止材、コ
ンクリート養生マットなどの土木建築用途、生理用ナプ
キン、紙おむつなどの医療衛材用途、及び土壌改良剤、
育苗用保水剤などの農園芸用途に用いられている。これ
らのうち、吸水材を取扱いの容易なシート状、フィルム
状などの所定形状に成形して用いる場合、従来は繊維質
シート中に吸水性樹脂粉末を保持する手段、及び樹脂中
に吸水性樹脂粉末を保持する手段がとられていた。とこ
ろが、前者の手段は繊維の作用により水が内部まで浸透
しやすく吸水速度が早い反面、繊維質シート自体は吸水
性樹脂粉末が吸水膨潤する時にその形態があまり大きく
変化しないため、多量の水を吸水しようとする場合には
吸水性樹脂粉末が繊維質シートから浸出して膨潤ゲル化
する事から、膨潤中に外力が加わるとゲル化した部分が
破壊されたり、接触する水の量が多いと吸水性樹脂が流
出したりして、例えば止水や走水防止を行う場合にはそ
の目的が十分に達成できないという問題があった。又、
この手段では吸水性樹脂粉末を単に繊維間に保持するだ
けなので、粉末の脱落や移動が起きやすく、多量の吸水
性樹脂粉末を保持させることは困難であった。更に、こ
の手段ではテープ状、シート状以外の形状の吸水材を得
ることが難しく、その適用範囲も限られていた。これに
対して後者の手段は、例えば樹脂中に吸水性樹脂粉末を
練り込む事やフィルム形性能のある樹脂溶液中に吸水性
樹脂粉末を分散させたのち、フィルム形成させることな
どにより実施でき、樹脂により吸水性樹脂粉末が保持さ
れているので粉末の移動や脱落がなく、吸水時も樹脂シ
ート全体が膨潤するため吸水性樹脂粉末の流出等の問題
も生じにくい。しかしながら、この手段では吸水性樹脂
粉末が樹脂に包まれるようにして保持されているので、
吸水材中への水の浸透性が悪く、吸水膨潤する速度が遅
い上に、吸水性樹脂粉末を保持できる量がせいぜい60重
量％程度で吸水膨潤能が小さいという欠点があった。

［発明の目的］本発明は上記従来技術の欠点を解消すべくなされたもの
であり、吸水性樹脂粉末の移動、脱落や吸水時の損失が
なく、良好な吸水膨潤能を示し、しかも繰り返し使用の
可能な吸水材を提供する事を目的とする。

［発明の構成］本発明は吸水性樹脂粉末が圧縮せん断力によってフイブ
リル化したボリテトラフルオロエチレン樹脂（以下「Ｐ
ＴＦＥ樹脂」という）により保持されている吸水材であ
る。

すなわち、本発明の吸水材はフィブリル化したＰＴＦＥ
樹脂の微細な繊維網状構造に吸水性樹脂粉末が保持され
ているため、見掛け上は樹脂様をなし、吸水性樹脂粉末
の移動や脱落は全く生じることがなく、しかも吸水によ
り吸水性樹脂粉末が膨潤ゲル化してその容積を増して
も、フィブリル化したＰＴＦＥ樹脂はこれに追従して粉
末の保持状態を崩さないため、吸水材は全体的に膨張す
るから、吸水性樹脂粉末が吸水材中から浸出して流出す
るなどといった問題も生じなくなるのである。また本発
明の吸水材は、水と接触すると水が微細な繊維網状体の
間隙を通過して吸水材内部まで浸透し、すみやかに吸水
性樹脂粉末に吸水されるので、膨潤速度が早く、かつ吸
水膨潤能にも優れており、更には、水を吸水した後に乾
燥するとほぼ元の形状に復元するので、繰り返し使用す
る事も可能になるのである。

本発明に使用する吸水性樹脂粉末には、ポリアクリル酸
塩系、酢ビ・アクリル酸塩共重合体、イソブチレン・無
水マレイン酸共重合体、ＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル）・無水マレイン酸共重合体、ポリアクリロニトリル
系ケン化物、デンプン・アクリル酸グラフト重合体、Ｃ
ＭＣ（カルボキシメチルセルロース）架橋物などの、い
わゆる高吸水性ポリマーからなる粉体、粉粒体あるいは
粒体が使用される。この吸水性樹脂粉末は水と接触する
と吸水して膨潤ゲル化するが、その吸水倍率は自重の50
〜1000倍はある事が望ましい。吸水材中に含まれる吸水
性樹脂粉末の量はその用途によって大きく異なるが、十
分な吸水膨潤能を得るためには少なくとも10重量％は含
まれていた方が良い。

上記吸水性樹脂粉末はフィブリル化したＰＴＦＥ樹脂に
より保持される。本発明に使用するＰＴＦＥ樹脂として
は種々の物が使用されるが、乳化重合によって得られる
ＰＴＦＥ樹脂が特に好適であり、例えば乳化重合したＰ
ＴＦＥ樹脂の微粒子を凝集して得られるファインパウダ
ーが用いられる。ＰＴＦＥ樹脂は圧縮せん断力を加える
と直径0.01〜10μｍの微細繊維状にフィブリル化して結
着性を生じるので、この性質を利用して吸水性樹脂粉末
は保持される。ＰＴＦＥ樹脂の量は用途により大きく異
なるが、吸水材の強度や粉末の保持力はこのＰＴＦＥ樹
脂の量とフィブリル化の度合いにより影響を受けるの
で、少なくとも吸水材中に５重量％好ましくは10重量％
は含まれていた方が良い。

なお、吸水材中には用途に応じて他の粉末を混合しても
よく、特に高度な止水性を要求される場合には樹脂やゴ
ムを加えてもよい。この吸水材中に混合する他の粉末と
しては、例えば平均粒径0.1〜100μｍのシリカ、アルミ
ナ、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタン、窒化
ホウ素などの無機粉末があり、吸水材の形態の保持性と
吸水材内部への水の浸透性を高める働きをする。無機粉
末は特に親水性の高いものが望ましく、界面活性材等に
より親水化処理されたものを用いても良いが、水に溶解
するものは吸水材の形状を崩したり、吸水材内に通水路
を形成して止水目的に使用できなくなるおそれがあるの
で、水に不溶性であるものが良い。また他の例として
は、カーボンブラックや金属粉末の様な導電性粉末を共
に混合して半導電性吸水材としてもよく、これらは電力
ケーブルの走水防止材などに好適に使用できる。更にパ
ッキング材等で高度な止水性を要求される場合には、吸
水能は若干低下するが天然ゴム、ブタジエン系ゴム、ス
チレン−ブタジエン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジ
エン系ゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴ
ム、アクリルゴムなどのゴムや、ポリビニルアルコール
樹脂、エチレン−酢ビ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリア
ミド樹脂、アクリル樹脂などの合成樹脂を加えてもよ
い。

本発明の吸水材の製法の一例を示すと、まず、吸水性樹
脂粉末とＰＴＦＥ樹脂とを混合し混練を行う。混練は混
合撹はん機、ニーダー、ボールミル、バンバリーミキサ
ー、ロールミキサー、スクリューミキサーなどの混練機
を用いて行うことができ、この混練により圧縮せん断力
を受けたＰＴＦＥ樹脂はフィブリル化して粉末の周囲に
絡み付き、粉末を結着せしめることにより粉末の脱落等
の生じない混練物を形成する。なお、ここでＰＴＦＥ樹
脂のフィブリル化は混練に先駆けて行っておいても良
い。次いで、この混練物は押出し機、カレンダーロー
ル、ナイフコーティング、プレス機などにより所定形状
に成形され吸水材となる。この成形工程においてもＰＴ
ＦＥ樹脂は圧縮せん断力を受けてフィブリル化が進み、
吸水材の強度と粉末の保持力が増す。特に強度の高い吸
水材を要する場合には、例えば周速差のあるカレンダー
ロールを複数回通して圧延することにより大きな圧縮せ
ん断力を加えると良く、この際、カレンダーロールを通
して得たシート状物を折り畳んだり、圧延する方向を変
えてやれば更に良い。

以下に本発明の吸水材を光ファイバーケーブル、通信ケ
ーブル、電力ケーブルなどのケーブルの走水防止材に使
用した例を用いてその有用性を説明する。従来、ケーブ
ルの走水防止には繊維質シートに吸水性樹脂粉末を保持
した吸水材が、押え巻テープなどとして用いられていた
が、粉末の保持性が悪い、粉末の膨潤ゲル化が繊維質シ
ートから浸み出す形で起こるといった欠点と、よりケー
ブルの中心に近い部分にテープ層を設けることは難し
く、その作業も非常に煩雑なものとなるという問題があ
った。これに対して、本発明の吸水材は吸水性樹脂粉末
をフィブリル化したＰＴＦＥ樹脂で保持した構造からな
るので、粉末の保持性が高く、多量の水と接触した場合
でも吸水性樹脂が流失するおそれはなく、乾燥すれば元
の形状に復元する。また、本発明の吸水材は押出し成形
等の成形が可能で種々の形状に加工することができるの
で、従来の様にシート状として押え巻きテープ等に使用
できる他、ケーブルのどの層にも容易に配置することが
でき、例えばファイバケーブルのテンションメンバの周
囲や通信ケーブルの心線の回りに押出し成形により容易
に吸水材層を形成することができる。

本発明の吸水材を走水防止材として使用する場合には、
その吸水膨潤による走水防止機能、吸水性樹脂粉末の保
持力および吸水材の形態保持性等の点から、ＰＴＦＥ樹
脂/吸水性樹脂粉末が５〜50/50〜95の割合となっている
ことが望ましく、更に吸水材中に平均粒径0.1〜100μｍ
の無機粉末が５〜75重量％程度含まれていると良い。ま
た、吸水材を光ファイバケーブルのテンションメンバな
どに使用する場合には厚さ0.05〜0.20mmのコーティング
層として、押え巻きテープに使用する場合には厚さ0.10
〜0.60mmのシートとして用いるのが好ましい。

（実施例１）ＰＴＦＥ樹脂の微粉末（三井フロロケミカル（株）製
テフロン６Ｊ）20重量部と吸水性樹脂粉末（製鉄化学工
業（株）製アクアキープ）80重量部とをニーダー内で
十分に混練し、次いでこの混練物を温度50〜80℃の下で
２本のロールを用いて圧延して厚さ0.2mm、目付350g/m²
の吸水材を得た。この吸水材の吸水膨潤能を以下に示す
試験法により測定して第１表に示した。

（吸水膨潤試験）吸水材を2cm×2cmの大きさに裁断した試験片を用意し、
初期厚さを測定したのち、水浴中に浸漬する。浸漬から
２分後、８分後、60分後の試験片の厚さを測定し、初期
厚さに対する倍率で表わし、吸水膨潤能の尺度とする。
なお、吸水性樹脂粉末が吸水材から浸み出して膨潤ゲル
化した部分は除外して厚さを測定するものとする。

（実施例２〜４）ＰＴＦＥ樹脂の微粉末と吸収性樹脂粉末の配合比を各々
10/90、40/60、60/40としたこと以外は実施例１と同様に
して実施例２〜４の吸水材を得た。この吸水材の吸水膨
潤能を測定し第１表に示した。

第１表から明かな様に本発明の吸水材の吸水膨潤能は非
常に大きく、その膨潤速度も早いことがわかる。そして
この吸水膨潤能は吸水性樹脂粉末の配合量の増加に伴っ
て大きくなるが、90重量％付近からこの傾向はなくなり
粉末の量を増やしても吸水膨潤能は向上しなくなる。こ
れは吸水性樹脂粉末の量があまり多くなると表面部での
ゲル化が内部への水の浸透を妨げるためと考えられる。
また、吸水性樹脂粉末の量が増えると、吸水材の可撓性
は増すが、強度等は低下するため、用途に応じてこれら
の配合を選ぶ必要がある。

（比較例１）吸水性樹脂粉末40重量部を天然ゴム60重量部に配合し混
練せしめた後、シート状にプレス成形するとともに加硫
し厚さ2.0mm、目付1250g/m²の吸収材を得た。この吸収
材の吸水膨潤能を測定し、実施例４の結果と合わせて第
２表に示した。

（比較例２）吸水性樹脂粉末40重量部とパルプ60重量部とをエアレイ
法によりティッシュペーパー層上に集積し、更にその上
にティッシュペーパー層を設けてサンドイッチ状に積層
した後、エンボス加工して厚さ0.2mm、目付130g/m²のシ
ート状吸水材を得た。この吸水材の吸水膨潤能を測定
し、第２表に示した。

第２表から明らかなように、比較例１のゴム中に吸水性
樹脂粉末を保持させた吸水材は吸水膨潤能が非常に低
く、ゴムに囲まれる様にして保持された吸水性樹脂粉末
が十分に吸水に活用されていないことがわかる。一方、
比較例２のパルプ中に吸水性樹脂粉末を保持させた吸水
材は、水への浸漬の初期においては非常に速い膨潤速度
と大きな吸水膨潤能を示すが、時間の経過とともに水中
に吸水性樹脂粉末が流出していき吸水膨潤能は低下して
しまう。これに対して実施例４の吸水材は粉末の流出等
のない安定した、かつ大きな吸水膨潤能を示すので、止
水材やケーブルの走水防止材などとして好適に使用でき
る。なお、比較例１，２の手段による吸水材では、吸水
性樹脂粉末の含有量はこの例で示した40重量％程度が通
常使用できる上限であり、最大でも60重量％迄しか含有
できないが、本発明の吸水材は実施例１等に示したよう
に80重量％以上の多量の粉末を保持することも可能であ
って、より高い吸水膨潤能を得ることができる。

（実施例５〜７）ＰＴＦＥ樹脂の微粉末（三井フロロケミカル（株）製
テフロン６Ｊ）20重量部に対して、吸水性樹脂粉末（製
鉄化学工業（株）製アクアキープ）と平均粒径６μｍ
のシリカ粉末とを各々80/20,60/40,40/60の割合で合量
が80重量部となるように配合し、これをニーダー内で十
分に混練した後、混練物を温度50〜80℃の下で２本のロ
ールを用いて圧延して厚さ0.2mm、目付が各々200,260,3
20g/m²の実施例５〜７の吸水材を得た。これらの吸水材
の吸水膨潤能を測定し、実施例１の結果と合わせて第３
表に示した。

第３表を見ると、実施例１及び実施例５〜７の吸水材に
含まれる吸水性樹脂粉末の量は各々80,64,48,32重量部
であるにもかかわらず、２分後における吸水膨潤能は実
施例１に対して無機粉末を含む実施例５〜７が何れも高
く、その膨潤速度が飛躍的に向上していることがわか
る。この傾向は吸水材を水に浸漬してから短時間の間で
顕著に表われ、時間が経つに連れて吸水膨潤能は吸水性
樹脂粉末の量に支配される。従って、この無機粉末を含
む吸水材は、初期の吸水膨潤能が特に必要とされる用途
に好適に使用できる。

（実施例８）実施例５と同配合（ＰＴＦＥ樹脂の微粉末 20重量部、
吸水性樹脂粉末/シリカ粉末＝80/20 80重量部）の混練
物を光ファイバーケーブルのテンションメンバの周囲に
押出し機により押出し成形し、厚さ0.1mmの吸水材層を
形成した。このテンションメンバを水に浸漬したとこ
ろ、吸水材層の２分後の吸水膨潤能は4.0で、実施例５
と同等の性能を示した。

［発明の効果］本発明の吸水材はフィブリル化したＰＴＦＥ樹脂により
吸水性樹脂粉末が保持された構造からなるので、粉末は
移動や脱落を生じないように安定に、しかも大量に保持
できる。そして、この吸水材が水と接触すると、水はフ
ィブリル化したＰＴＦＥ樹脂の間隙を通って内部に至る
まで浸透すると共に、ただちに吸水性樹脂粉末に吸収さ
れる。

従って、本発明の吸水材は取り扱いやすく、しかも吸水
膨潤速度、吸水膨潤能ともに非常に優れている。

また本発明の吸水材は、成形加工が容易な上に可撓性に
も富むので、シート状、フィルム状などだけではなく、
種々の形状に加工することが可能であり、広い用途に使
用できる。

更に、本発明の吸水材はその中に無機粉末、導電性粉
末、樹脂、ゴムなどを加えることにより、膨潤速度を高
めることを初めとする、各用途に応じた機能を付加する
ことができる。

この様に本発明の吸水材は優れた性質を持つため、ケー
ブル用の走水防止材を始め、止水材、パッキング材など
の工業用途、コンクリート養生マットなどの土木建築用
途、生理用ナプキン、紙おむつなどの医療衛材用途及び
農業園芸用途などの広い分野にわたる吸水材として好適
に使用できるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水性樹脂粉末が、圧縮せん断力によって
フィブリル化したポリテトラフルオロエチレン樹脂によ
り保持されている吸水材。
【請求項２】吸水性樹脂粉末と平均粒径0.1〜100μｍの
無機粉末とが、圧縮せん断力によってフィブリル化した
ポリテトラフルオロエチレン樹脂により保持されている
吸水材。