JPH06397B2

JPH06397B2 - 高吸水性シートおよびその製法

Info

Publication number: JPH06397B2
Application number: JP20223688A
Authority: JP
Inventors: 保史土井; 貞雄藤井; 信之本山; 一美蟹谷
Original assignee: Dynic Corp
Current assignee: Dynic Corp
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH0248944A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は高吸水性シートおよびその製法、さらに詳しく
は残存単量体が極めて少なくかつ吸水能の経時変化が小
さい高吸水性シートおよびその製法に関する。

従来の技術水を多量に吸収し膨潤するいわゆる高吸水性物質は紙お
むつ、生理用品を始め、使い捨て雑巾、農園芸用等の保
水剤として使用されており、さらには汚泥の凝固剤ある
いは結露防止剤として土木、建築関係方面にもその用途
が拡大されつつある。この高吸水性物質は種々の形態で
使用し得るが、シートとして使用されることが最も多
い。

従来、吸水性物質をシート化するための方法はいくつか
提案されている。これらの方法をシート化する時点で分
けると、吸水性物質を製造した後にこれをシート化する
方法、および吸水性物質の製造とシート化とを同時に行
う方法がある。また、吸水性物質の製造法で分けると、
化学的反応を用いる方法とエネルギー線照射による反応
を用いる方法とがある。従つて、シート化時点と吸水性
物質の製造法とを種々に組み合せた方法が提案されてい
る訳である。

まず、吸水性物質を製造し、しかる後何らかの手段でこ
れをシート化する方法は２つに大別される。第１の方法
においては、基材と組み合せてシート化する。すなわ
ち、高分子吸水性物質を粉末状、粒子状等とし、これを
シート状の基材に付与して固着化処理を行う。第２の方
法においては、繊維状とした吸水性物質をシート化す
る。第１の方法の方がより一般的であり、この方法では
吸水性物質を製造する工程とそれをシート上に固着させ
る工程とを必要とする。固着方法としては、基材シート
に粉末状吸水性物質を散布し、これに別のシートを重ね
てからエンボス加工を施す方法、若干量の水分を与えて
粉末状吸水性物質をわずかにゲル化してからエンボス加
工し、強固な固着を実現しようとするいわゆる湿式法
（特開昭５４−１２５２９３号、特開昭５１−４０４９
７号、特開昭５４−１４１０９９号、および特開昭５８
−３６４５２号参照）、あるいは高吸水性物質、樹脂バ
インダーおよび溶媒よりなる樹脂配合物を基材に塗布
し、溶媒を揮散させて該基材上に皮膜を形成するコーテ
ィング方法（特開昭５８−１０１０４７号参照）などが
ある。しかしながら、シート状吸水性物質を得るための
これらの方法にはいくつか問題点があった。例えば、第
１の方法においては、粉末状や粒子状の吸水性物質の製
造工程およびシートの製造工程と別個の工程を必要とす
るために工程が複雑になること、あるいはシート化工程
における加工が意外に困難であること、また、第２の方
法においては、コスト高となることあるいは得られる吸
水性シートの吸水能が低いことなどが挙げられる。

次に、以上の方法とは異なり、シート状基材上で単量体
を直接重合することにより吸水性物質の製造とシート化
とを同時に行おうとする方法がいくつか提案されてい
る。例えば、アクリル酸塩系の単量体溶液を基材に含浸
させ、これにラジカル重合開始剤またはそれと還元剤と
の混合物を霧状で添加して重合を行う方法がある（特開
昭６０−１４９６０９号参照）。しかしながら、この方
法においては重合開始剤の均一分酸が困難であって均一
な重合物が得られず、その結果単量体が多く残存するこ
とになり品質に劣る。その他に、単量体、重合開始剤お
よび還元剤等を均一に混合し、これを基材に霧状で付与
して重合を行う方法（特開昭６２−５３３０９号参
照）、同様な方法において少量の架橋剤を用いる方法
（特開昭６２−６２８２９号参照）、同様な方法におい
て還元剤のみを後から添加する方法（特開昭６２−９７
９７９号参照）などが提案されている。しかしながら、
これらの方法はいずれも次のような欠点を有する。すな
わち、重合開始剤（触媒）を用いるので重合後に重合開
始剤が残存し、また、単量体も多く残存する可能性があ
る。加えて、これらの方法で利用する化学的反応は一般
に反応の制御が難しい。従って、本発明における如く反
応の制御を精度よく行うことはできず、得られる吸水性
シートの吸水能を調節するのは困難である。

さらに、シート状基材上で単量体を化学的に重合した
後、放射線を照射することによつて吸水性シートに残留
する単量体を減少させようとする方法が提案されている
（特開昭６３−１０６３８号参照）。しかしながら、こ
の方法も用いる反応が化学的重合であるがゆえに触媒残
存等の欠点を有し、その上、放射線照射により単量体を
減少させることができても、放射線照射によって架橋反
応等が起こり化学的重合後の吸水能に変化が生じるなど
して最終吸水性シートの品質をコントロールするのが困
難である。

化学的重合を用いる方法以外の方法としては、アクリル
酸塩とジビニル系化合物に光増感剤を添加し、紫外線を
照射して重合させるという方法が提案されている（特開
昭６３−４３９１２号参照）。しかしながら、この方法
では光増感剤が残存するという難点があり、光増感剤の
毒性が懸念される場合は、生理用ナプキン、紙おむつな
ど身体に直接接触させて使用する用品への適用には大き
な問題となる。

最後に、シート状基材上で単量体を重合させるために放
射線照射による反応を用いる方法がある。特公昭５７−
５００５４６号には、アクリル酸系単量体水溶液を繊維
基材上に付与し、放射線を十分に照射してこれを高吸水
性ポリマーに変化させる方法が開示されている。この方
法は、残存すると害を及ぼすおそれがある触媒等を用い
ていない点、放射線を用いる点等に前記諸方法よりも進
歩が認められる。しかしながら、「十分な照射」を行う
と一般に架橋反応が進んだものとなり、生成する吸水性
物質の膨潤を妨げることとなつて結果的に吸水能が著し
く劣るものになり、いわゆる「高吸水性」シートは得ら
れない。ましてや、この方法では本発明における如く吸
水能を任意の所望レベルに調節することはできない。ま
た、この方法においては単量体が多く残存することも考
えられる。以上述べた如く、高吸水性シート製造に関す
る従来法は、いずれも、１）製造工程が複雑である、ま
たはシート化加工が困難である、２）吸水能が十分でな
い、３）重合で使用した触媒・光増感剤等が残存する、
４）未反応単量体が残存する、あるいは５）吸水能の調
節が困難であるといった問題点を１つまたはそれ以上有
していた。

発明の解決しようとする課題かかる背景下、本発明者らは特定モル比範囲のアクリル
酸およびアクリル酸塩単量体を特定濃度範囲で含む該単
量体の水性組成物を、シート状の基材上で、特定線量範
囲の電子線照射によつて重合・硬化させることよりなる
電子線照射を利用した高吸水性シートの優れた製法発明
を完成するに至り、既に特許出願した（特開昭６３−１
０５０４４号参照）。この方法においては、選択した特
定範囲の単量体モル比、単量体の組成物中濃度および電
子線照射条件を組み合せることにより初めて高吸水能が
得られるものであり、この吸水能は前記した粉末状吸水
性物質のシート化方法等と同等かまたはそれを上まわ
る。また、この方法はほとんど単一工程であるので工程
的にも同じく粉末状吸水性物質のシート化方法等より優
れている。さらに、触媒・光増感剤を使用しないのでそ
れらが残存するという問題も全くない。

従って、特開昭６３−１０５０４４号の方法は前記した
問題点のうち１）〜３）を解決するものであるが４）お
よび５）をも解決するものではなかった。すなわち、該
方法においては、電子線による重合反応が必ずしも完全
なものとは言えず若干の単量体がシート中に残存し、ま
た、わずかではあるが得られた吸水性シートに吸水能等
の品質の経時変化が認められ、あるいは結果的に得られ
るシートは高吸水性となるが吸水能自体を任意の所望レ
ベルに調節することはできなかった。

これらのうち、単量体の残存および品質の経時変化に関
する問題点については、特開昭６３−１０５０４４号の
方法においても、重合後に溶剤による洗浄処理あるいは
加熱処理等の後処理を行えば残存単量体を除去し品質を
安定化することは一応は可能である。しかしながら、特
開昭６３−１０５０４４号の方法は基材上で単量体を直
接重合することにより高吸水性シートをほとんど単一工
程で製造しようという方法であり、従来一般に行われて
いた複数工程による方法に比して画期的かつ合理的な方
法である。従って、面倒な後処理工程が必要だというこ
とになると、折角の合理的製法が竜頭蛇尾に帰しかねな
い。

課題を解決するための手段本発明者らはかかる事情に鑑み、特開昭６３−１０５０
４４号の方法による高吸水性シートの利点を保持しつ
つ、さらに残存単量体が少なく、吸水能の経時変化が小
さく、かつ所望のレベルの吸水能を有する高吸水性シー
トを製造するといういわば完成された製法について鋭意
研究を継続した。その結果、線量および線量率の双方を
組み合せた一元的制御因子による吸水能の制御の可能
性、ならびに紫外線照射をも用いることによる残存単量
体の低減化および品質安定化の可能性について新しい知
見を得るに至つた。

本発明者らの発明に係る特開昭６３−１０５０４４号の
製法においては、電子線照射の条件として線量のみを特
定範囲のものに限定して特許請求したが、吸水性物質の
吸水能は線量だけではうまく制御できない。なぜなら、
吸水能は線量率にも依存するものと考えられるからであ
る。しかるに、本発明以前には、線量率をも含めた電子
線照射条件と得られる吸水能との対応関係がはっきりと
把握されていなかった。従って、結果的にある範囲内の
吸水能が得られても、目標通りの高吸水能を精度よく実
現することはできなかった。

今回、意外にも（線量）³／（線量率）²とシートの吸水
能との間に高い相関性が存在することを見い出し、これ
により、線量と線量率とを一元化した（線量）³／（線
量率）²なる制御因子を用いて照射条件を規定して吸水
能を調節できることが判明した。

さらに、予期せぬことに、かかる制御因子を選択した特
定条件下で電子線を照射した後、続いて光増感剤を用い
ることなく特定の波長およびエネルギー範囲の紫外線を
照射することによって、残存単量体の量を大幅に減少す
ることができ、かつ品質の経時変化をも低減化できるこ
とも判明した。

本発明は、かかる新規な知見に基づいてなされたもので
あり、可撓性シートに高吸水性物質を固着してなる高吸
水性シートにおいて、該高吸水性物質がモル比７５：２
５〜２：９８のアクリル酸およびアクリル酸塩を主成分
とする単量体水性組成物を該可撓性シート上で電子線照
射およびひき続いての紫外線照射によって重合させたも
のであって５０〜１０００倍の吸水能を有し、残存単量
体の量が該高吸水性物質の量に対して０．３重量％以下
であることを特徴とする高吸水性シートを提供するもの
である。

本発明における基材たる可撓性シートとしては、可撓性
であつて通常の巻取装置で巻き取ることができ、かつ後
記する単量体水性組成物を付与した場合にそれを保持で
きるものであればいずれも使用できる。ここに、本明細
書中で用いる「付与」なる語は、後記する如く該組成物
を可撓性シートの表面に層状に付着させるいわゆる塗
布、多孔質または繊維質の可撓性シート内部に埋没させ
る含浸等の操作をいう。従って、本発明で用いる可撓性
シートはそれらの操作が可能なもの、具体的には、多孔
質または非多孔質のプラスチックやゴムよりなるフィル
ムまたはシート類、天然繊維や合成繊維よりなる織物、
編物もしくは不織布または紙等の繊維質シート状物など
を意味し、それらを包含する。

高吸水性シートの基材として特に適するのは繊維質シー
トである。繊維質シートには、例えば綿、木材パルプよ
りなるセルロース系繊維の如き親水性繊維、ポリエステ
ルやポリプロピレンの如き疎水性繊維のいずれも使用で
きる。吸水速度の観点からは親水性繊維を用いた方が有
利であるが、吸水時のシートの強度低下は相対的に大き
い。逆に、吸水時のシートの強度低下が小さいという観
点からは疎水性繊維を用いた方が有利であるが、吸水速
度が若干低下してしまう。従って、目的シートに対して
要求される諸性能を考慮して適宜基材を選択することが
肝要である。

本発明の高吸水性シートはこのような可撓性シート基材
と高吸水性物質が一体化したシート状物であり、残存単
量体は該高吸水性物質に対して０．３重量％以下と極め
て少ない。ここに、高吸水性物質は後記する如き単量体
水性組成物を電子線照射、およびひき続いての紫外線照
射によつて基材上で直接に重合・硬化させたものであ
り、５０〜１０００倍の吸水能を有するものである（吸
水能を倍率で表わすことについては実施例参照）。

また、本発明は、モル比７５：２５〜２：９８のアクリ
ル酸およびアクリル酸塩を主成分として全組成物量に対
して４０重量％以上含有する単量体水性組成物を可撓性
シートに付与し、線量が７Ｍｒａｄ以下であって（線
量）³／（線量率）²が０．０７〜０．９６０Ｍｒａｄ・
ｓｅｃ²である電子線を照射し、ひき続いて波長が２０
００〜８０００Åであつて照射エネルギーが０．１Ｊ／
cm²以上である紫外線を照射することにより該組成物を
硬化させて、硬化により生成する高吸水性物質の吸水能
を５０〜１０００倍の範囲内のあらかじめ目標とした任
意の吸水能に調節し、かつ該高吸水性物質の量に対する
残存単量体の量を０．３重量％以下とすることを特徴と
する高吸水性シートの製法を提供するものである。

以下、本発明の高吸水性シートの製法について説明す
る。

まず、本明細書中でいう「単量体水性組成物」とは、特
定の単量体の水溶液あるいは所望によりこれに他の成分
を加えたものを意味する。

単量体としてはアクリル酸とアクリル酸塩を用いる。ア
クリル酸塩としてはナトリウム塩、カリウム塩、リチウ
ム塩の如きアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウ
ム塩の如きアルカリ土類金属塩等が挙げられるが、好ま
しくはアルカリ金属塩を用いる。単量体の水性組成物は
所定量のアクリル酸、アクリル酸塩および水を混合する
ことによつて調製できる。あるいは所定量のアクリル
酸、塩基性金属水酸化物および水を混合し、アクリル酸
の一部を中和してアクリル酸塩に変換することによつて
も調製できる。また、この水性組成物に別種の単量体を
少量添加して後の電子線照射時における硬化反応を調整
することも可能である。かかる調整用単量体としては、
水性組成物に対して混和適性を有するものであればよ
く、とりわけ水溶性の二官性単量体、例えばポリエチレ
ングリコールジアクリレート、Ｎ，Ｎ′−メチレンビス
アクリルアミド等が好適に用いられる。さらには、所望
により、着色剤や無機もしくは有機充填剤等を添加する
こともできるし、水性組成物の液性を改善して基材への
付与を容易とする目的でポリビニルアルコール、ポリエ
チレンオキサイドの如き増粘剤やあるいは界面活性剤を
添加することもできる。

水性組成物の調製に際しては、主として後記する電子線
照射時の反応性からの要請により、アクリル酸とアクリ
ル酸塩とのモル比および組成物量に対する全単量体（ア
クリル酸＋アクリル酸塩）量の割合は特定範囲のものと
する。

まず、アクリル酸とアクリル酸塩とのモル比は７５：２
５〜２：９８の範囲とする。アクリル酸の割合が前記下
限よりも小さくなると、電子線照射時における反応性が
大きく低下し、通常採用できる電子線反応条件では水可
溶性重合物しか得られない。逆に、アクリル酸の割合が
前記上限よりも大きくなると、水可溶性のもの、あるい
は水不溶性であっても吸水能が低いものしか得られな
い。

次に、水性組成物量に対する全単量体（アクリル酸＋ア
クリル酸塩）量の割合は４０重量％以上、好ましくは４
２重量％以上とする。４０重量％未満であると、反応性
が低下してしまう。全単量体量の割合の上限は特に定め
るものではなく、少しでも水分が残存している状態であ
れば後記電子線照射により反応が起こり所望の吸水能を
有するシートが得られるが、組成物が完全に乾燥してし
まうと目的物が得られなくなる。なお、ここで用いる重
量％は電子線照射開始時における重量％を指す。従っ
て、組成物を基材に付与する時には４０重量％以上とい
う条件が満足されていなくても、基材への付与後に水分
を蒸発させるなどして電子線照射開始時に満足されてい
ればよい。

以上述べた如く調製した単量体水性組成物を前記した如
き基材に付与し、保持させる。付与方法としては、塗布
法、含浸法、スプレー法、あるいは部分的に付与するプ
リンティング法等が挙げられ、これらの中から基材の種
類に応じて適宜選択できる。

そして、単量体水性組成物を基材に保持させた状態で電
子線、次いで紫外線の順で照射を行う。本発明における
この紫外線照射には、触媒あるいは一般の紫外線照射で
は必須となっている光増感剤等を使用する必要は全くな
い。

まず、電子線の照射条件は、線量；７Ｍｒａｄ以下、かつ（線量）³／（線量率）²；0.007〜0.960Ｍｒａｄ・ｓｅ
ｃ²、好ましくは、線量；５Ｍｒａｄ以下、かつ（線量）³／（線量率）²；0.01〜0.700Ｍｒａｄ・ｓｅ
ｃ²とする。

アクリル酸塩の濃厚溶液を反応させる場合、一般的な触
媒を用いる化学的反応では反応の制御をうまく行うこと
はできないが、本発明においては、後記実施例４の第２
図に示す如く、（線量）³／（線量率）²の値により吸水
能レベルを任意に変更することができる。この場合、第
２図に示す如く線量が同一でも、線量率が高い場合より
低い場合の法が重合および架橋反応が進み、吸水性は低
くなるという関係にある。ところで、線量率は単位時間
当たりの線量であり（連続照射の場合は線量を被照射物
が電子線帯を通過する時間、すなわち照射時間で除した
値で表す）、時間の単位として秒を用いると、線量率＝
線量／時間［Ｍｒａｄ／ｓｅｃ］であるから、（線量）
³／（線量率）²［Ｍｒａｄ³／（Ｍｒａｄ／ｓｅｃ）²］
＝（線量）³／（線量／時間）²＝（線量）・（時間）²
［Ｍｒａｄ／ｓｅｃ²］と書き換えることができる。従
って、線量と照射時間とで制御すると考えてもよい。

具体的な値との関係を言えば、（（線量）³／（線量
率）²の値が０．００７未満であると硬化が不十分とな
り、一部が水溶性のものとなったものしか得られず、一
方、０．９６０を超えると架橋が進み過ぎて吸水能が低
下してくる。線量自体は、基材に損傷を与えるおそれの
ない７Ｍｒａｄ以下であればよいが、望ましくは５Ｍｒ
ａｄ以下とする。しかしながら、照射速度を重視する場
合は線量を少し高く設定してその分だけ線量率を高く、
すなわち照射速度を速くしてやればよい。照射電圧は特
に限定されるものではないが、一般には１５０〜３００
０ＫＶの範囲とする。基材を含めた被照射物の厚み等に
応じ、それを十分に透過するような電圧を前記範囲から
選択すればよい。照射雰囲気は大気中でもよいが、好ま
しくは不活性ガス、例えば窒素雰囲気中で行う。

電子線照射により単量体の重合・架橋が起こる。アクリ
ル酸およびアクリル酸塩単量体は一官能性であり、通常
の重合反応では水可溶性の線状ポリマーしか得られな
い。従って、水によって膨潤する程度の高吸水性ポリマ
ーを得るには重合以外外に架橋が必要であり、高吸水性
が実現されるにはかかる重合と架橋との間の適度なバラ
ンスが必須である。本発明において高吸水性のシートが
得られるのは、比較的低線量における前記条件での電子
線照射により、この重合と架橋とがバランスよく起こつ
ていること、および反応に発熱が伴わず、反応を制御性
よく行うことができるためであろう。なお、本発明にお
けるシートの吸水能は単量体に関するモル比等の条件以
外にはこの電子線照射条件のみに依存し、後で行う光増
感剤を用いない紫外線照射条件には依存しないことが判
明した。しかも、電子線照射以外に吸水能に影響を与え
る因子は一定に保ち易いかあるいは影響度が小さいので
電子線照射条件が最も重要な因子であると言える。

次に、紫外線の照射条件は、波長；2000〜8000Å、かつ照射エネルギー；０．１Ｊ／cm²以上好ましくは0.5〜5Ｊ／cm² とする（ここに、Ｊはジュールを意味する）が、紫外線
照射は複数回行ってもよい。このように紫外線の照射条
件はかなり広くとることができる。波長は２０００〜８
０００Åと近紫外領域のものであれば単色光あるいは分
布をもったものいずれでもよい。照射エネルギーが０．
１Ｊ／cm²未満であると残存単量体量を減少させること
ができない。なお、５Ｊ／cm²を超えると基材の劣化
等、悪影響を及ぼすおそれがあるので注意すべきであ
る。紫外線の照射は一般に大気中で行う。照射に際して
は、シートは完全に乾燥した状態でもよいが、水分を若
干含んだ状態の方がより効果が認められる。

紫外線照射により単量体が大幅に減少し、その他不安定
成分も減少して品質の安定したものとなる。この現象は
次のように考えることができる。すなわち、電子線照射
の反応が重合と架橋の主反応であるのに対し、光増感剤
を用いないこの紫外線照射の反応は残存単量体、反応中
間体や活性点に対する反応であろう。換言すれば、電子
線照射で反応が開始して主反応が起こるのに対し、紫外
線照射では主反応は起こらず、電子線照射がやり残した
部分の反応を完結する役割を有すると考えられる。かか
る反応により残存単量体、不安定成分は減少する。な
お、このように紫外線照射が主反応に関与するものでは
ないという考えは、前記した如く紫外線照射が吸水能レ
ベルを決める因子となっていないことからも支持される
ものである。

以上述べた如く、エネルギー線の照射に関しては、比較
的低線量の電子線を照射し、しかる後に紫外線を照射す
ることが必須であり、これにより反応が完全なものとな
る。照射の順がこの逆であるとかかる効果は得られな
い。また、電子線を２段で照射することによっても残存
単量体を減少させ得るが、２回目の照射により架橋が進
んで吸水能が変化するので、吸水能の制御ができなくな
る。さらには、最初から多量の照射エネルギーを有する
紫外線を１回または複数回照射することも考えられる
が、かかる照射のみでは水可溶性の重合体しか得られな
い。

実際に照射を行うに際しては、照射設備を連結してオン
ラインで行ってもよいし、あるいは電子線照射の後一旦
巻き取り、あらためて別工程にて紫外線を照射してもよ
い。なお、紫外線照射後、場合によっては乾燥して水分
の除去を行うこともあるが、紫外線照射の工程後、通常
大部分の水分がすでに除去されているのでかかる乾燥処
理はほとんど不要である。

かくして紫外線照射後に得られる本発明の高吸水性シー
トは生成した吸水性物質が基材シートに強固に固着した
シートであり、有する特徴としては（１）乾燥時におい
ては吸水性物質の脱落は全くなく、吸水時においても吸
水性物質の脱落がおこらないケースが多い、（２）高い
吸水能を有する、（３）触媒、光増感剤を使用しないの
でそれらが残存するという問題がない、（４）残存単量
体は高吸水性物質に対し０．３重量％（求め方について
は実施例参照）以下と極めて少ない。および（５）吸水
能の経時変化も小さいといった点が挙げられる。具体的
には、基材シートと一体化している高吸水性物質自体の
吸水能（吸水倍率で表す；求め方については実施例参
照）は５０〜１０００倍の範囲内となり、吸水性シート
全体としては、高吸水性物質と基材シートの重量割合に
よるもが一般に２０〜４００倍の範囲内となる。また、
残存単量体については、電子線照射のみで紫外線照射を
行わないと、高吸水性物質に対して少ない場合で０．８
重量％、多い場合で１０重量％にも達する。これに対し
本発明においては、前記範囲内で選択した電子線照射の
条件如何にかかわらず、０．３重量％以下と低レベルと
なる。ちなみに、市販の高吸水性物質（粉末状）につい
ていくつか調べたところ、これらは単量体除去のために
何等かの後処理を十分に行っていると考えられるにもか
かわらず、少ない場合で０．２重量％、多い場合で０．
７重量％もあった。

本発明のシートは、基材が前記した如き多種類の可撓性
シートから選択できるので、これと照射条件とを組み合
せて種々の形態のシートとすることができ、生理用品、
紙おむつ、使い捨て雑巾を始め、農園芸材料、建材関係
材料、土木関係材料など幅広い分野で使用できる。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１繊維長５６mm、３．５デニールのポリエステル繊維を用
いて目付３０ｇ／m²の部分融着した不織布を作成した。
この不織布に下記組成の単量体水溶液を含浸して付着量
６２ｇ／m²とした。

成分量アクリル酸（和光純薬製、特級）７２ｇ水酸化ナトリウム（和光純薬製、一級）３２ｇ水１１０ｇ（この単量体水溶液においてはアクリル酸とアクリル酸
ナトリウムとのモル比は２０：８０となり、全単量体の
水溶液中濃度は４２重量％となる。）含浸後直ちに日新ハイボルテージ（株）製エリアビーム
型電子線照射装置を用い、窒素雰囲気中にて、加速電圧
２００ＫＶ、線量２Ｍｒａｄ、線量率５．３８Ｍｒａｄ
／ｓｅｃ、（線量）³／（線量率）²＝０．２７Ｍｒａｄ
・ｓｅｃ²の条件下で電子線を照射し、ひき続いて日本
電池（株）製紫外線照射装置（高圧水銀灯、１２０Ｗ／
cm、コンベア速度；１０ｍ／分）を用い、波長２０００
〜８０００Å、照射エネルギー１．２０Ｊ／cm²の条件
下で紫外線を３回照射して本発明の高吸水性シートを得
た。

なお、紫外線の照射エネルギーは日本電池（株）製紫外
線強度計（ＵＶ−３６５型）を使用し、３０００〜３９
００Å間の照射エネルギー測定を行って決定した。

比較例１電子線照射のみの場合電子線照射のみの場合と比較するために、紫外線照射を
行わない以外は基材、単量体水溶液、電子線照射条件等
全てを実施例１と同じくし、実施例１と同様にして比較
用の吸水性シートサンプルを得た。

比較例２（電子線照射＋電子線照射）の場合電子線照射を２回行う場合（実施例１において紫外線照
射を電子線照射に置き換えた場合に相当）と比較するた
めに、比較例１と同様にして得たサンプルに、さらに線
量４Ｍｒａｄ、線量率５．３８Ｍｒａｄ／ｓｅｃ、（線
量）³／（線量率）²＝０．４１Ｍｒａｄ・ｓｅｃ²の条
件下、窒素雰囲気中で電子線照射を行つて比較用吸水性
シートサンプルを得た。

比較例３（電子線照射＋加熱処理）の場合残存単量体を除去する後処理（加熱処理）をした場合と
比較するために、比較例１と同様に電子線照射を行つて
得たサンプルを、ひき続いて１５０℃の乾燥機中で２分
間乾燥して比較用吸水性シートサンプルを得た。

比較例４（電子線照射＋洗浄処理）の場合残存単量体を除去する後処理（洗浄処理）をした場合と
比較するために、比較例１と同様に電子線照射を行つて
得たサンプルを、ひき続いてメチルアルコール：水＝
１：１の溶液中に５分間含浸し、ゴムマングルにて余分
な溶液を絞り、次いで１５０℃の乾燥機中で２分間乾燥
して比較用吸水性シートサンプルを得た。

比較例５光増感剤を用いる紫外線照射のみの場合光増感剤を用いる紫外線照射のみを行なった場合と比較
するために、実施例１と同一の不織布に下記組成の単量
体水溶液を含浸して付着量６２ｇ／m²とし、含浸後直ち
に日本電池（株）製紫外線照射装置（高圧水銀灯、１２
０Ｗ／cm、コンベア速度；５ｍ／分）を用い、波長２０
００〜８０００Å、照射エネルギー８．２Ｊ／cm²の条
件下で紫外線を１０回照射して比較用吸水性シートサン
プルを得た。

成分量アクリル酸７２ｇ水酸化ナトリウム３２ｇ水１１０ｇダロキュア1173（メルク社製、光増感剤）３ｇ比較例６（電子線照射＋低エネルギー紫外線照射）の
場合電子線照射に続いて紫外線を照射するが本発明よりも低
エネルギーの紫外線を用いる場合と比較するために、比
較例１と同様に電子線照射を行って得たサンプルに、紫
外線照射装置（高圧水銀灯、８０Ｗ／cm、コンベア速
度；２５ｍ／分）を用い、波長２０００〜８０００Å、
照射エネルギー０．０９Ｊ／cm²の条件下で紫外線を１
回照射して比較用吸水性シートサンプルを得た。

実施例２基材変更ポリエステル繊維使用スプレー方式不織布（岩崎産業
（株）製、ＮＤ−６００、目付６０ｇ／m²に実施例１と
同一の単量体水溶液を含浸して付着量１００ｇ／m²とし
た。含浸後直ちに窒素雰囲気中にて線量４Ｍｒａｄ、線
量率５．３８Ｍｒａｄ／ｓｅｃ、（線量）³／（線量
率）²＝０．４１Ｍｒａｄ・ｓｅｃ²の条件下で電子線を
照射し、ひき続いて紫外線照射装置（高圧水銀灯、１２
０Ｗ／cm、コンベア速度；５ｍ／分）を用い、波長２０
００〜８０００Å、照射エネルギー２．４Ｊ／cm²の条
件下で紫外線を３回照射して本発明の高吸水性シートを
得た。

実施例３実施例１と同一の不織布に下記組成の単量体水溶液を含
浸し付着量５０ｇ／m²とした。

成分量アクリル酸７２ｇ水酸化ナトリウム３２ｇ水１１０ｇポリエチレングリコ -ルジアクリレ-ト（分子量６００）１ｇ含浸後直ちに窒素雰囲気中にて線量２Ｍｒａｄ、線量率
５．３８Ｍｒａｄ／ｓｅｃ、（線量）³／（線量率）²＝
０．２７Ｍｒａｄ・ｓｅｃ²の条件下で電子線を照射
し、ひき続いて紫外線照射装置（高圧水銀灯、１２０Ｗ
／cm、コンベア速度；１０cm／分）を用い、波長２００
０〜８０００Å、照射エネルギー０．４０Ｊ／cm²の条
件下で紫外線を１回照射して本発明の高吸水性シートを
得た。

実施例１〜３で得た本発明の高吸水性シートおよび比較
例１〜６で得た比較用吸水性シートサンプルについて、
吸水能（生成した高吸水性物質に対する吸水量）および
残存単量体の量（生成した高吸水性物質に対する残存単
量体の重量％）を以下の如くに測定した。

吸水能実施例および比較例で得たシートを１１０℃にて３０分
間乾燥し、その時点で重量を測定し、これをシート全体
の乾燥重量とする。この乾燥したシートサンプルを大量
の１８℃のイオン交換水中に３時間浸漬放置してシート
を十分に膨潤せしめてから、１００メッシュのステンレ
ス金鋼で濾過して余分の水を除去し、さらに金鋼ごと遠
心脱水器に装着し、６００ｒｐｍ（３１．４Ｇの重力場
に相当）にて８０回転し、シート表面に付着した自由水
を取り去る。この時点で測定したシート重量を吸水時の
シート重量とする。次いで、吸水したシートに固着して
いる吸水性物質を基材から取り去り、残つた基材の不織
布を１１０℃にて３０分間乾燥し、重量を測定して基材
のみの重量を求める。先に求めておいたシートの乾燥重
量から基材の乾燥重量を差し引いて吸水性物質の乾燥重
量とする。吸水時シート重量を吸水性物質の乾燥重量で
除し、得られた値を吸水能の比較に用いる。従って、本
明細書中で用いる「吸水能５０〜１０００倍」なる表現
においては、５０〜１０００なる数値はここで求めた値
に該当する。

残存単量体実施例および比較例で得たシートサンプルを精秤した
後、２０℃にて１％燐酸水溶液中に７２時間浸漬して単
量体を遊離酸の形で抽出する。ＦＩＤによる検出法およ
び外部標準法を用いるガスクロマトグラフィー（カラム
担体；ソルビタン系分配剤／ケイソウ土、カラム温度；
１３０℃、インジェクション温度；１６０℃、ディテク
ター温度；１８０℃）により前記抽出液中の単量体を定
量する。

一方、抽出後のシートサンプルから吸水性物質を取り除
き、洗浄・乾燥し、精秤して基材不織布のみの重量を求
め、先に求めておいた抽出前のシートサンプルの重量か
らこの基材重量を差し引いて吸水性物質の重量を求め
る。前記定量により得られた残存単量体の量を吸水性物
質の量に対する重量％として求め、残存単量体の量をこ
の値で比較する。

結果を第１表に示す。

第１表から明らかな如く、実施例１〜３で得られた本発
明の吸水性シートはいずれも高い吸水能を有し、かつそ
の吸水能はあらかじめ目標としたレベルが実現されてい
る。さらに、本発明の吸水性シートは残存単量体が極め
て少なく品質的に完成されたものであることがわかる。

一方、比較例のシートサンプルは本発明と類似の方法か
あるいは本発明の要件を一部満たさない方法で得られた
ものであるが、吸水能、残存単量体の少なくともいずれ
かが満足できないものである。なお、比較例２では吸水
能、残存単量体ともに満足すべきものが得られている
が、かかる方法では目標とした吸水能レベルが実現され
ておらず、吸水能の制御性に劣ることに注意されたい。

次に、本発明の高吸水性シートの熱安定性を調べるため
に、実施例１で得られた吸水性シート、および対照とし
て実施例１で得られたシートサンプルを１５０℃の乾燥
機中に放置し、吸水能の経時変化を追跡した。その結果
を添付図面の第１図に示す。第１図から明らかな如く、
電子線照射のみによる比較例１のサンプルが加熱により
吸水能が大きく低下するのに対し、本発明の高吸水性シ
ートはかかる低下が全く認められず、熱に対して安定で
ある。

実施例４照射条件と吸水能との関係実施例１と同様にして、アクリル酸７２ｇ、水酸化カリ
ウム３９．３ｇを含む水酸化カリウム水溶液９２．６
ｇ、および分子量６００のポリエチレングリコールジア
クリレート０．１３ｇを混合して単量体水溶液を調製し
た。この単量体水溶液においては、アクリル酸とアクリ
ル酸カリウムのモル比は３０：７０、全単量体の濃度は
６０重量％となる。

実施例１と同一の基材不織布に前記溶液を含浸して付着
量を４０ｇ／m²とした。含浸後直ちに２００ＫＶエリア
ビーム型電子線照射装置（日新ハイボルテージ（株）
製）を用い、窒素雰囲気中で第２表に示す９種の照射条
件下（線量および線量率変更）で、各々、電子線照射を
行い、ひき続いて日本電池（株）製紫外線照射装置（高
圧水銀灯、１２０Ｗ／cm、コンベア速度；１０ｍ／分）
を用い、波長２０００〜８０００Å、照射エネルギー
１．２０Ｊ／cm²の照射条件で紫外線照射を３回行って
９種の吸水性シートサンプルを得た。

９種の吸水性シートサンプルについて、前記の方法によ
り吸水能および残存単量体の量を求めた。その結果を第
３表に示す。

ここで、得られた値をもとにして、高吸水性物質に対す
る吸水能と照射条件としての（線量）³／（線量率）²と
の関係を添付図面の第２図に示す。第２図においては、
給水能地および（線量）³／（線量率）²値を両対数プロ
ットした。

第２図に示す如く、両対数値はきれいに同一の直線に乗
る。従って、所望の吸水能を決めれば必要な制御因子、
（線量）³／（線量率）²は簡単に求まる。しかも、求め
た制御因子を満たすように線量および線量率を設定して
照射を行うと精度よく所望の吸水能を有するシートが得
られることがわかる。例えば、ここに示した例において
は、吸水能が約１００倍から約６００倍までのシートを
精度よくつくり分けることができる。

発明の効果本発明の製法により、残存単量体が極めて少なく、かつ
吸水能等の品質の安定した高吸水性シートが得られる。
残存単量体が少ないことにより、単量体を除去する必要
がなく、本発明の製法は工程的に優れたものである。

また、本発明の製法により、吸水能５０〜１０００倍の
範囲内であらかじめ目標とした任意レベルの吸水能を有
する高吸水性シートを精度よくつくり分けることが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高吸水性シートと電子線照射のみ
による従来法に相当する比較例で得られた吸水性シート
の高温雰囲気における吸水能の経時変化を比較したグラ
フであり、第２図は本発明で得られた高吸水性シートの
吸水能と電子線照射における（線量）³／（線量率）²と
の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性シートに高吸水性物質を固着してな
る高吸水性シートにおいて、該高吸水性物質がモル比７
５：２５〜２：９８のアクリル酸およびアクリル酸塩を
主成分とする単量体水性組成物を該可撓性シート上で電
子線照射およびひき続いての紫外線照射によつて重合さ
せたものであって５０〜１０００倍の吸水能を有し、残
存単量体の量が該高吸水性物質の量に対して０．３重量
％以下であることを特徴とする高吸水性シート。
【請求項２】該可撓性シートが繊維集合体であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高吸水性シー
ト。
【請求項３】該可撓性シートがゴムまたはプラスチック
よりなるシートであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の高吸水性シート。
【請求項４】モル比７５：２５〜２：９８のアクリル酸
およびアクリル酸塩を主成分として全組成物量に対して
４０重量％以上含有する単量体水性組成物を可撓性シー
トに付与し、線量が７Ｍｒａｄ以下であつて（線量）³
／（線量率）²が０．００７〜０．９６０Ｍｒａｄ・ｓ
ｅｃ²である電子線を照射し、ひき続いて波長が２００
０〜８０００Åであつて照射エネルギーが０．１Ｊ／cm
²以上である紫外線を照射することにより該組成物を硬
化させて、硬化により生成する高吸水性物質の吸水能を
５０〜１０００倍の範囲内のあらかじめ目標とした任意
の吸水能に調節し、かつ該高吸水性物質の量に対する残
存単量体の量を０．３重量％以下とすることを特徴とす
る高吸水性シートの製法。
【請求項５】該可撓性シートが繊維集合体であることを
特徴とする特許請求の範囲第４項記載の製法。
【請求項６】該可撓性シートがゴムまたはプラスチック
よりなるシートであることを特徴とする特許請求の範囲
第４項記載の製法。