JPH071634A - 吸水性複合体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 断熱性や耐久性に優れ、使用時に基材の剥が
れることのない、建築材料や結露防止材や包装材料等に
好適に使用することのできる吸水性複合体およびその製
造方法を提供する。 【構成】 少なくとも一部が熱可塑性繊維からなる繊維
基材に吸水性ポリマーが重合固着した吸水性繊維層と、
独立気泡を有する熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂体層と
からなる吸水性複合体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸水性複合体およびその
製造方法に関する。更に詳しくは、建築材料、結露防止
材、包装材料などに好適に用いることのできる吸水性複
合体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、繊維状基材にモノマ−を噴霧や塗
布等の方法により付着した後重合させることで吸水性ポ
リマ−を基材に固定化し、吸水時のポリマ−の脱落や移
動を防いだ吸水性シ−トが多く知られている。これらの
吸水性シ−トは、ポリマ−の脱落こそかなりの程度まで
防止されシートとしての形態保持性は改善されるように
なってはいるものの、そのまま使用すると吸水性ポリマ
−が表面に露出しているために表面がヌルヌルしていた
り、吸水時にポリマ−と対象物とが直接触れたり、或い
は触れた際にポリマ−が基材から剥がれやすくなった
り、吸水時に吸水性シ−トの寸法安定性が悪くなったり
してそのまま使用し難いものであった。

【０００３】最近ではそうした問題点を解決するため、
吸水性シ−トと他の基材とを含水ゲルを介して貼り合わ
せたり、接着剤を使用して貼り合わせる等の提案がなさ
れている（特開昭６３−２８６３９号公報等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな吸水性複合体においては、貼合わせる基材がティッ
シュ・フィルム・不織布・メッシュシート等であり、断
熱性や強度の点で劣るため、建築材料や結露防止材等に
用いると必ずしも十分なものではなかった。

【０００５】また、こうした複合体は吸水時に含水ゲル
や接着剤の接着力が弱まって吸水性シ−トと他の基材と
が剥がれやすくなり、また、一旦吸水性シートと他の基
材とが剥がれてしまうと、再使用が困難であった。接着
剤の使用は、接着剤の溶出や接着剤による吸水性ポリマ
−の膨潤不良が起こることがあり、必ずしも好ましいも
のではなかった。

【０００６】この発明は、上記問題点を解決するもので
ある。従って、本発明の目的は、断熱性や耐久性に優
れ、使用時に基材の剥がれることのない、建築材料や結
露防止材や包装材料等に好適に使用することのできる吸
水性複合体およびその製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、吸水性ポリマーの重合固着した吸水性
繊維層と独立気泡を有する発泡樹脂体層とからなる吸水
性複合体を提供する。

【０００８】また、この発明は、少なくとも一部が熱可
塑性繊維からなる繊維基材に吸水性ポリマーが重合固着
した吸水性繊維層と、独立気泡を有する熱可塑性樹脂か
らなる発泡樹脂体層とを前記発泡樹脂体層の表面を熱溶
融して貼合わせる吸水性複合体の製造方法を提供する。

【０００９】以下、詳細に本発明を説明する。

【００１０】本発明の吸水性複合体は、吸水性ポリマー
の重合固着した吸水性繊維層と独立気泡を有する発泡樹
脂体層とからなる。このものは、上記吸水性繊維層と前
記発泡樹脂体層とを積層したり貼合わせてなる。中で
も、複合体の吸水特性・耐久性・結露防止性能・安全性
等の観点から熱融着により両層を貼合わせたものが好ま
しい。

【００１１】本発明で用いられる、吸水性ポリマーを直
接重合固着させる繊維基材としては、織布、不織布、
紙、編地等が挙げられ、中でも、各種熱可塑性繊維から
得られる不織布が好適に使用される。繊維基材の少なく
とも一部が熱可塑性繊維で構成されていることにより、
発泡体層と熱融着により貼合わせた場合に密着性や耐久
性が向上するので好ましい。用いられる熱可塑性繊維と
しては、ポリエチレン・ポリプロピレン・ナイロン・ポ
リ塩化ビニル・ポリ塩化ビニリデン・アクリル・ポリエ
ステル等やこれらの混紡繊維や複合繊維が挙げられる。
また、後述する発泡樹脂体との密着性が損なわれない範
囲でレーヨン、パルプ、綿等が含まれていてもよい。繊
維基材が熱可塑性繊維を含んでいることにより、貼合わ
せる発泡樹脂体との密着性が良好となり使用時に剥がれ
ることが防止され、耐久性が向上する。繊維基材の厚さ
は特に制限ないが、たとえば、０．０１〜１００ｍｍの
ものが使用される。

【００１２】本発明において、吸水性ポリマーは前記基
材にバインダーを用いることなく直接重合固着してお
り、それを重合して吸水性ポリマ−に転換することがで
きる水溶性のエチレン性不飽和モノマ−を前記基材に付
着した後重合することにより得られる。吸水性ポリマー
が繊維基材にバインダーを用いることなく直接重合固着
しているので、吸水性ポリマー表面がバインダーにより
覆われておらず、吸水性ポリマーの膨潤規制や吸放湿効
率の低下、応答速度の低下が起こらない。また、吸水時
にポリマーが脱落することもない。バインダーを用いて
繊維基材に固着させると、吸水性ポリマーの吸水倍率の
低下が起こったり、それを防ごうとすると吸水時にポリ
マーが基材から脱落してしまう。重合により吸水性ポリ
マーに転換することのできるモノマーとしては、たとえ
ば、アクリル酸、メタクリル酸、２−（メタ）アクリロ
イルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロ
パンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、（メタ）
アリルスルホン酸、ビニルホスホン酸、２−（メタ）ア
クリロイルオキシエチルリン酸エステルおよび、それら
のアルカリ金属塩やアンモニウム塩；（メタ）アクリル
アミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチル（メタ）アク
リレ−トおよびその４級化物；ヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレ−ト、ポリアルキレングリコ−ル（メタ）
アクリレ−ト等を挙げることができ、これらの１種また
は２種以上を用いることができる。好ましくはアクリル
酸あるいはその塩である。モノマ−中には、メチレンビ
スアクリルアミド、ポリエチレングリコ−ルジアクリレ
−トに代表される水溶性の多官能性のエチレン性不飽和
モノマ−を加えておいてもよい。上記モノマ−水溶液を
基材に付着させる方法としては特に限定されないが、例
えば印刷や噴霧、含浸、含浸の後搾り取る方法等が採用
される。モノマー水溶液は目的に応じ繊維基材の全体的
又は部分的に付着させることができる。部分的とは繊維
基材の片面のみであることも含む。このようにして繊維
基材に全体的又は部分的に付着されたモノマ−水溶液を
公知の手段により重合し、吸水性ポリマーが全体的又は
部分的に重合固着した吸水性繊維層を得る。重合方法と
しては、例えば、熱、光、電子線、紫外線等を用いる方
法で重合可能である。必要に応じて、前記モノマー水溶
液中に水溶性ラジカル重合開始剤その他の添加剤が加え
られてもよい。繊維基材と吸水性ポリマ−の割合は、例
えば、繊維基材１重量部に対し吸水性ポリマー０．１〜
１０重量部の範囲であり、好ましくは０．２〜５重量部
の範囲である。

【００１３】本発明において、発泡樹脂体層は独立気泡
を有する発泡樹脂であり、前記吸水性ポリマーの重合固
着した吸水性繊維層と熱融着により貼合わせる場合、熱
可塑性樹脂からなる発泡樹脂であることが必要である。
具体的には、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリ塩化
ビニル・ゴム等の熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂体が挙
げられる。これら発泡樹脂体は、例えば、気体混入法・
発泡剤分解法・溶剤気散法等の方法により得ることがで
きる。発泡樹脂体の発泡倍率は、例えば、５〜２００倍
の範囲であり、好ましくは１０〜１００倍の範囲であ
る。厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｃｍの範囲であ
り、好ましくは１〜５０ｍｍの範囲である。この発明で
は、吸水性ポリマーの重合固着した吸水性繊維層と発泡
樹脂体層との密着性や耐久性の観点から、発泡樹脂体層
の熱可塑性樹脂と吸水性繊維層に含まれる熱可塑性樹脂
とは同種類の樹脂であることが好ましく、例えば、ポリ
エチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンの組合せ
やポリ塩化ビニルの組合せが挙げられる。中でも特に好
ましくは、吸水性繊維層がポリオレフィン繊維を含有
し、発泡樹脂体層がポリオレフィン樹脂からなる組合せ
である。発泡樹脂体層がポリオレフィン樹脂からなる吸
水性複合体は、可撓性が良好でシートとして取り扱いや
すく好ましい。また衝撃吸収性にも優れる。

【００１４】吸水性ポリマーの重合固着した吸水性繊維
層と独立気泡を有する発泡樹脂体層とを貼合わせる方法
の一例としては、熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂体層の
表面を熱溶融して吸水性ポリマーの重合固着した少なく
とも一部が熱可塑性繊維からなる吸水性繊維層と貼合わ
せる方法を挙げることができる。この方法によれば本発
明の吸水性複合体を、簡便に生産性良く、又連続的に製
造することができ好ましい。この際貼合わせたとき吸水
性ポリマーの吸水特性が損なわれない程度で、吸水性繊
維層に含まれる熱可塑性繊維が溶融していてもよい。こ
れにより、接着剤等を用いることなく、直接熱融着によ
り吸水性ポリマーの重合固着した吸水性繊維層と発泡樹
脂体層とを貼合わせられるので、吸水性ポリマーの吸水
・吸湿特性が損なわれることがなく、使用時に吸水性繊
維層と発泡樹脂体層とが剥がれたりすることもないとい
う特徴を発現できる。また、使用時に接着剤が溶出した
りすることもないので安全性の点でも優れている。更
に、発泡樹脂体層の表層のみが熱溶融されることによ
り、発泡樹脂体層の独立気泡を維持できるので、得られ
た吸水性複合体はその断熱性能、衝撃吸収性、吸音性、
あるいは風合い等に優れる。

【００１５】本発明の吸水性複合体の製造方法におい
て、発泡樹脂体層の表層を熱溶融する方法としてはその
表層を溶融できるのであれば種々の手段を使用できる。
例えば、熱風による表面溶融、超音波ウェルダーや高周
波ウェルダーによる表面溶融等が挙げられる。溶融の程
度は、用いる発泡樹脂体の種類や得られる吸水性複合体
の使用目的により適宜設定することができるが、一般に
厚さ１〜１０００μｍの範囲である。

【００１６】この発明において、吸水性ポリマーの重合
固着した吸水性繊維層は発泡樹脂体層の一方の側のみな
らず、得られる吸水性複合体の用途や目的に応じて、そ
の両側に設けることもできる。また、吸水性複合体の吸
水性樹脂の露出した面に、吸水性ポリマーと手や対象物
等が直接接しないようにティッシュや不織布等を更に積
層することもできる。

【００１７】この発明において、得られる吸水性複合体
の性能を低下させない範囲で、防カビ剤、抗菌剤、消臭
剤、難燃剤等の機能性材料を加えることができる。これ
ら機能性材料は、吸水性ポリマー・繊維基材・発泡樹脂
体の何れの部分に加えてもよい。

【００１８】

【作用】

（１） 吸水性ポリマーの重合固着した吸水性繊維層と
独立気泡を有する発泡樹脂体層とが貼合わされているの
で、吸水性ポリマーの吸放湿性による結露防止性に加え
て断熱性が向上し、より優れた結露防止性を発揮し、各
々を単独で用いた場合では結露の発生を十分には防止で
きなかった箇所に好適に用いることができる。また複合
体の厚さをそれぞれ単独の厚さで使用した場合よりも更
に薄くすることができる。

【００１９】（２） 吸水性ポリマーの重合固着した吸
水性繊維層と独立気泡を有する発泡樹脂体層とが貼合わ
されているので、衝撃吸収性・吸音性・機械的強度・吸
水時や吸放湿時の寸法安定性に優れる。また、それぞれ
を単独で使用した場合よりも軽量となる。厚さを薄くで
きるので取り扱い性にも優れ、裁断等二次加工も容易で
ある。

【００２０】（３） 本発明の製造方法は、吸水性ポリ
マーの重合固着した特定の吸水性繊維層と特定の発泡樹
脂体層とを該発泡樹脂体層の表面を溶融して貼合わせる
ので、生産性が非常に高い。こうして得られる吸水性複
合体はバインダーや接着剤を使用していないので、吸水
性ポリマーが膨潤規制を受けたり、吸水・吸湿特性が損
なわれたりすることがなく、使用時に接着剤等が溶出す
ることがないので安全性が高い。また、吸水性繊維層と
発泡樹脂体層とが使用時に剥がれたりすることがない。

【００２１】この発明の吸水性複合体は上記特徴を有す
るので、押入・げた箱・家具等の結露防止、壁紙、壁体
内充填材の結露防止、断熱材表面の結露防止、空調機の
結露防止材、包装材料、食品用鮮度保持材、食品トレ
イ、ドリップ吸収材、保冷材、コースター、セメント養
生シート、靴の中敷、スリッパ、防音材、制振材等の用
途に好適に用いることができる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明するが
本発明がこれら実施例に限定されるものではない。

【００２３】ー実施例１ー ７５％が水酸化ナトリウムにより中和された部分中和ア
クリル酸ナトリウム水溶液にメチレンビスアクリルアミ
ド２モル％（対アクリル酸ナトリウムモノマー）および
過硫酸ナトリウム１．０ｇ／モル（対アクリル酸ナトリ
ウムモノマー）を溶解し４０重量％のモノマー水溶液を
調製した。このモノマー水溶液に、ポリエチレンーポリ
プロピレン複合繊維からなる坪量２５ｇ／ｍ² の不織布
を浸漬し、該水溶液を含浸した後ローラーで絞り取って
不織布に対するモノマー水溶液の付着量を１２０ｇ／ｍ
² とした。この含浸物を加熱しラジカル重合を行い、吸
水性ポリマーの重合固着した不織布（１）を得た。この
ものの厚さは０．５ｍｍであった。

【００２４】引続き、厚さ４ｍｍ、独立気泡を有する発
泡倍率３０倍のポリエチレン製発泡体の表面を高周波ウ
ェルダーで溶融して連続的に前記不織布（１）を貼合わ
せ、厚さ４．５ｍｍの本発明の吸水性複合体（１）を得
た。

【００２５】ー比較例１ー ７５％が水酸化ナトリウムにより中和された部分中和ア
クリル酸ナトリウムのモノマー水溶液（モノマー濃度３
７重量％）にＮ，Ｎ’ーメチレンビスアクリルアミド２
モル％（対アクリル酸ナトリウムモノマー）及び過硫酸
ナトリウム１ｇ／モル（対アクリル酸ナトリウムモノマ
ー）を添加し、次いで窒素ガスでモノマー水溶液中の溶
存酸素を除去した。このモノマー水溶液を、窒素雰囲気
下、１２０℃に加熱されたステンレス製のスチールベル
ト上に滴下して薄膜重合した。重合後のポリマーをベル
ト表面からかきとって乾燥してから粉砕し、粉末状の吸
水性ポリマー（１）を得た。このものの純水中の吸水倍
率は３０倍であった。

【００２６】引続き、クロロプレンゴム１０重量部、吸
水性ポリマー９０重量部、トルエン１００重量部からな
る吸水性ポリマー懸濁溶液を調製し、実施例（１）で用
いた不織布を浸漬して該懸濁液を含浸し、不織布に対す
る懸濁液の付着量を１２０ｇ／ｍ² とし乾燥した。引続
き市販の接着剤を用いて実施例１で用いたポリエチレン
製発泡体と貼合わせ、厚さ４．５ｍｍの比較吸水性複合
体（１）を得た。 ー実施例２及び比較例２ー １０ｃｍ＊１０ｃｍに裁断した本発明の吸水性複合体
（１）及び比較吸水性複合体（１）、（２）を水道水に
１０分間浸漬して吸水量を求めた。またこの時の吸水性
ポリマーの重合固着した不織布とポリエチレン製発泡体
との密着性を目視により比較した。吸水後の吸水性複合
体及び比較吸水性複合体を乾燥し再度吸水テストを行
い、繰り返し吸水テストを行った。結果を表１に示し
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示された結果より明らかなように本
発明の吸水性複合体は、吸水性繊維層と発泡樹脂体層と
の密着性が良好で剥がれることはなかった。吸水・脱水
を繰り返し行っても吸水特性の低下は認められず耐久性
に優れたものであった。一方、比較吸水性複合体（１）
は吸水性ポリマーがバインダーで覆われているため膨潤
規制を受け、しかも吸水時には吸水性ポリマーがほとん
ど脱落してしまった。

【００２９】ー実施例３ー 室温−５℃の部屋と室温２０℃相対湿度９０％の部屋を
厚さ１ｍｍのアルミ板でしきり、室温２０℃相対湿度９
０％の側に実施例１で得た吸水性複合体（１）を両面テ
ープを用いて張り付け２４時間放置した。２４時間後吸
水性複合体（１）表面に結露は生じておらず、床も汚れ
ていなかった。

【００３０】ー比較例３ー 実施例３において厚さ８ｍｍのポリエチレン製発泡体を
張り付けた他は同様にしたところ、ポリエチレン製発泡
体表面に結露が生じ床に結露水が流れ落ちていた。

【００３１】ー比較例４ー 実施例３において実施例１で得た吸水性ポリマーの重合
固着した不織布（１）を市販の両面テープで張り付けた
他は同様にしたところ、床に結露水は流れ落ちていなか
ったものの、吸水性ポリマーが吸水し不織布表面が濡れ
ていた。

【００３２】ー比較例５ー 実施例３において比較吸水性複合体（１）を張り付けた
他は同様にしたところ、繊維基材から吸水性ポリマーが
脱落し、床に結露水が流れ落ちていた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 忠生 大阪府吹田市西御旅町５番８号 株式会社 日本触媒中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸水性ポリマーの重合固着した吸水性繊
   維層と独立気泡を有する発泡樹脂体層とからなる吸水性
   複合体。
2. 【請求項２】 発泡樹脂体層がポリオレフィンからなる
   請求項１記載の吸水性複合体。
3. 【請求項３】 吸水性繊維層と発泡樹脂体層とが熱融着
   により貼合わされてなる請求項１又は２記載の吸水性複
   合体。
4. 【請求項４】 少なくとも一部が熱可塑性繊維からなる
   繊維基材に吸水性ポリマーが重合固着した吸水性繊維層
   と、独立気泡を有する熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂体
   層とを、前記発泡樹脂体層の表面を熱溶融して貼合わせ
   る吸水性複合体の製造方法。