JPH1180407A - 吸収性フォーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収速度、拡散面積に優れ、さらに樹脂の脱
落等もなく、従って紙おむつ、生理用品などの各種衛生
材料や、土壌保水材、鮮度保持材等に有用な吸収性フォ
ームの提供。 【解決手段】 水溶性ビニル単量体（Ａ）、共重合性架
橋剤（Ｂ）および必要により他のビニル単量体（Ｃ）か
らなる単量体を構成単位とする、発泡された（共）重合
体の架橋物からなり、該発泡を（重）炭酸金属塩により
該単量体の少なくとも一部の重合とともに行わせてなる
ことを特徴とする吸収性フォーム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収性フォームお
よびその製造方法に関し、さらに詳しくは紙おむつ、生
理用品、失禁パッドなどの衛生材料や、土壌保水材、鮮
度保持材等に有用な吸収性フォームおよびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸収性フォーム（発泡体）として
は、米国特許−５１５４７１３号公報には、吸収性重合
体を生成するために使用する単量体の単量体溶液にカー
ボーネート発泡剤を添加する事で得られる吸収性重合体
が、特開平６−２０６９６６号公報にはポリイソシアネ
ート、ポリオールを発泡剤、触媒、その他助剤に加えて
粉末の高吸水性樹脂の存在下に反応させてなる吸収性ポ
リウレタンフォーム等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記フォーム
は、例えば使用用途により発泡密度をコントロールする
事ができなかったり、また粉末の吸水性樹脂を添加する
フォームでは、樹脂が脱落する等の問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、目的にあ
わせ容易にフォームが形成でき、かつ樹脂の脱落がな
く、加えて生産が容易な吸収性フォームについて鋭意検
討した結果、本発明に到達した。

【０００５】すなわち、本発明は水溶性ビニル単量体
（Ａ）、共重合性架橋剤（Ｂ）および必要により他のビ
ニル単量体（Ｃ）からなる単量体を構成単位とする、発
泡された（共）重合体の架橋物からなり、該発泡を
（重）炭酸金属塩により該単量体の少なくとも一部の重
合とともに行わせてなることを特徴とする吸収性フォー
ム；水溶性ビニル単量体（Ａ）、共重合性架橋剤（Ｂ）
および必要により他のビニル単量体（Ｃ）とを、（重）
炭酸金属塩および重合開始剤の存在下、必要により加熱
して、架橋、重合させながら発泡させることを特徴とす
る吸収性フォームの製造方法；及び水溶性ビニル単量体
（Ａ）および必要により他のビニル単量体（Ｃ）からな
る単量体を構成単位とする（共）重合体（Ｄ）、水溶性
ビニル単量体（Ａ）、共重合性架橋剤（Ｂ）および／ま
たは他のビニル単量体（Ｃ）を、（重）炭酸金属塩重合
開始剤の存在下、必要により加熱して、架橋、重合させ
ながら発泡させることを特徴とする吸収性フォームの製
造方法である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、水溶性ビニル単
量体（Ａ）としては、カルボキシル基を有するビニル単
量体、スルホン酸基を有するビニル単量体、リン酸基を
有するビニル単量体、及びそれらの塩、水酸基を有する
ビニル単量体、エーテル基を有するビニル単量体及びア
ンモニウム基を有するビニル単量体が挙げられる。

【０００７】カルボキシル基を有するビニル単量体とし
ては、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、ソルビン酸、
マレイン酸、イタコン酸、ケイヒ酸およびそれらの酸無
水物などが挙げられる。

【０００８】スルホン酸基を有するビニル単量体として
は、脂肪族もしくは芳香族ビニルスルホン酸［ビニルス
ルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン
酸、スチレンスルホン酸など］；（メタ）アクリルスル
ホン酸［（メタ）アクリル酸スルホエチル、（メタ）ア
クリル酸スルホプロピルなど］；（メタ）アクリルアミ
ドスルホン酸［２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸など］などが挙げられる。

【０００９】リン酸基を有するビニル単量体としては、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリロイルホスフェー
ト、フェニル−２−アクリロイロキシエチルホスフェー
トなどが挙げられる。

【００１０】これらのビニル単量体は、前記カルボン
酸、スルホン酸、リン酸の塩として使用してもよい。こ
れらの塩としては、アルカリ金属塩（ナトリウム、カリ
ウム、リチウムなどの塩）、アルカリ土類金属塩（カル
シウム、マグネシウムなどの塩）、アンモニウム塩およ
びアミン塩（メチルアミン、トリメチルアミンなどのア
ルキルアミンの塩；トリエタノールアミン、ジエタノー
ルアミンなどのアルカノールアミンの塩など）が挙げら
れる。これらのうちで好ましいものは、アルカリ金属塩
であり、特にナトリウム塩およびカリウム塩が好まし
い。

【００１１】水酸基を有するビニル単量体としては、
（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリ
ル酸ヒドロキシプロピルなどが挙げられる。エーテル基
を有するビニル単量体としては、（メタ）アクリル酸エ
チレングリコールモノメチルエーテル、（メタ）アクリ
ル酸トリオキシエチレングリコールなどが挙げられる。
アンモニウム基を有するビニル単量体としては、Ｎ,Ｎ,
Ｎ-トリメチル-Ｎ-（メタ）アクリロイロキシエチルア
ンモニウムクロリド、Ｎ,Ｎ,Ｎ-トリエチル-Ｎ-（メ
タ）アクリロイロキシエチルアンモニウムクロリドなど
が挙げられる。

【００１２】水溶性単量体の前駆体としては、加水分解
により水溶性となるものであり、例えば（メタ）アクリ
ル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アク
リル酸２−エチルヘキシル、酢酸ビニル及び（メタ）ア
クリロニトリルなどが挙げられる。これら水溶性単量体
もしくはその前駆体は上記に例示したものを単独で使用
してもよく、二種以上併用しても良い。好ましいものは
カルボキシル基を有するビニル単量体である。

【００１３】これら水溶性単量体（Ａ）のうち、好まし
くはカルボキシル基を有するビニル単量体、スルホン酸
基を有するビニル単量体、及びこれらの塩である。

【００１４】本発明において共重合性架橋剤（Ｂ）とし
ては、２個の重合性二重結合を有する化合物；少なくと
も１個の重合性二重結合および前記水溶性単量体と反応
する少なくとも１個の官能基を有する化合物が挙げられ
る。

【００１５】２個の重合性二重結合を有する化合物とし
ては下記のものが挙げられる。 ビス（メタ）アクリルアミド；Ｎ，Ｎ−アルキレン
（ｃ１〜ｃ６）ビス（メタ）アクリルアミド（たとえば
Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド）。 ポリオールまたはポリエポキシドと不飽和モノもしく
はポリカルボン酸とのポリエステル、たとえばエチレン
グリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポ
リオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレング
リコールあるいはシクロヘキセンジエポキシドと（メ
タ）アクリル酸あるいはマレイン酸から誘導されるジ−
もしくはトリ−（メタ）アクリル酸エステルおよびジも
しくはトリマレート。 カルバミルエステル：ポリイソシアネート［トリレン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびＮ
ＣＯ基含有プレポリマー（上記ポリイソシアネートと活
性水素原子含有化合物との反応によって得られる）な
ど］とヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとの反応
によって得られるカルバミルエステル。 ポリビニル化合物：ジビニルベンゼン、ジビニルトル
エン、ジビニルキシレン、ジビニルエーテル、ジビニル
ケトン、トリビニルベンゼンなど。 ポリオールのジ−もしくはポリ−（メタ）アリルエー
テル：ポリオール類［アルキレングリコール、グリセリ
ン、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンポリオ
ール、炭水化物など］のポリー（メタ）アリルエーテル
（たとえばポリエチレングリコールジアリルエーテル、
アリル化デンプンおよびアリル化セルロース）。 ポリカルボン酸のポリアリルエステル：ジアリルフタ
レート、ジアリルアジペートなど。 不飽和モノもしくはポリカルボン酸とモノ（メタ）ア
リルエーテル化ポリオールとのエステル：ポリエチレン
グリコールモノアリルエーテルの（メタ）アクリル酸エ
ステルなど。 ポリアリロキシアルカン類：テトラアリロキシエタン
など。

【００１６】少なくとも１個の重合性二重結合および前
記水溶性単量体と反応する少なくとも１個の官能基を有
する化合物において、前記水溶性単量体中のカルボキシ
ル基、スルホン酸基、リン酸基、水酸基またはアンモニ
ウム塩基と反応する基としては、ヒドロキシル基、エポ
キシ基、３級アミン基が挙げられる。該化合物として
は、ヒドロキシル基含有エチレン性不飽和化合物［例え
ば、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなど］；エ
ポキシ基含有エチレン性不飽和化合物［例えば、グリシ
ジル（メタ）アクリレートなど］；３級アミノ基含有エ
チレン性不飽和化合物［例えば、（メタ）アクリル酸ジ
メチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミ
ノエチルなど］などが挙げられる。その他の架橋剤とし
ては、カルシウムオキシド、二酢酸亜鉛などの多価金属
塩などが挙げられる。これら架橋剤のうち、共重合性架
橋剤が好ましく、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミ
ド、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレートおよびテトラアリロキシエ
タンが特に好ましい。

【００１７】本発明において前述の共重合性架橋剤と共
に多糖類を併用してもよい。多糖類としてはデンプン、
セルロース等が挙げられる。デンプンとしては、例えば
サツマイモデンプン、ジャガイモデンプン、小麦デンプ
ン、トウモロコシデンプン、米デンプン、などの生デン
プン；酸化デンプン、ジアルデヒドデンプン、アルキル
エーテル化デンプン、アリールエーテル化デンプン、オ
キシアルキル化デンプン、アミノエチルエーテル化デン
プンなどの加工デンプンが挙げられる。セルロースとし
ては、例えば木材、葉、茎、ジン皮、種子毛などから得
られるセルロース；アルキルエーテル化セルロース、有
機酸エステル化セルロース、酸化セルロース、ヒドロキ
シアルキルエーテル化セルロースなどの加工セルロース
が挙げられる。

【００１８】本発明において必要により、他のビニル単
量体（Ｃ）を使用できる。他のビニル単量体としては、
スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、
クロルスチレンなどの芳香族ビニル単量体；（メタ）ア
クリロニトリルなどの不飽和ニトリル類；アルキル基の
炭素数が１〜３０の（メタ）アクリル酸アルキルエステ
ル、ヒドロキシポリオキシアルキレンエーテルモノ（メ
タ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル
類；エチレン、プロピレンなどのオレフィン類；パーフ
ルオロオクチルエチルメタクリレート、パーフルオロオ
クチルエチルアクリレートなどの含フッ素ビニル単量
体；ジアミノエチルメタクリレート、モルホリノエチル
メタクリレートなどのアミノ基含有ビニル単量体；およ
び両末端ビニル変性シリコンが挙げられる。これらのう
ち、共重合性の点から芳香族ビニル単量体、不飽和ニト
リル類および（メタ）アクリル酸エステル類が好まし
い。

【００１９】（共）重合体の架橋物において、その重合
方法、条件は公知の方法がとれ、例えば重合開始の方法
や開始剤の例は、特公昭６３−２２１８４３号公報、特
公昭６３−４４５号公報等に開示される。

【００２０】（共）重合体の架橋物中の水溶性ビニル単
量体（Ａ）の構成割合は、（共）重合体の架橋物に対
し、通常２０重量％以上、好ましくは３０重量％以上で
ある。また、共重合性架橋剤（Ｂ）の割合は、水溶性ビ
ニル単量体（Ａ）に対し、通常０．０１〜５重量％、好
ましくは０．０５〜３重量％、さらに好ましくは０．１
〜２重量％である。

【００２１】（重）炭酸金属塩の金属としては一価金属
としてアルカリ金属（例えばナトリウム、カリウム、ル
ビジウム）；２価金属としてアルカリ土類金属（例えば
マグネシウム、カルシウム、バリウム）、多価金属とし
て典型金属（例えばアルミニウム、ゲルマニウム、ス
ズ）および遷移金属（例えば鉄、コバルト、ニッケル、
銅、亜鉛）が挙げられる。これらのうち好ましいもの
は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、バリウム、アルミニウム、亜鉛および鉄からなる群
より選ばれた少なくとも１種以上の金属である。

【００２２】本発明の吸収性フォームは、 水溶性ビニル単量体（Ａ）、共重合性架橋剤（Ｂ）お
よび必要により他のビニル単量体を（Ｃ）、（重）炭酸
金属塩および重合開始剤の存在下、必要により加熱し
て、重合させかつ架橋発泡させる方法； 水溶性ビニル単量体（共）重合体（Ｄ）および他のビ
ニル単量体（Ｃ）を、炭酸金属塩および重合開始剤の存
在下、必要により加熱して、重合させかつ架橋発泡させ
る方法によって得ることができる。

【００２３】（重）炭酸金属塩は１価であるなら発泡剤
として、２価以上であるなら発泡剤兼架橋剤として働
く。（重）炭酸金属塩の使用量および種類は吸収性フォ
ームの使用目的に応じて、任意選べばよいが、通常
（Ａ）または（Ｄ）の官能基に対して、通常１当量％以
上、好ましくは５当量％以上、さらに好ましくは１０当
量％以上である。

【００２４】重合開始剤としては、公知のラジカル重合
開始剤、例えばアゾ化合物［アゾビスイソブチロニトリ
ル、アゾビスシアノ吉草酸、２，２’−アゾビス（２−
アミノジプロパン）ジハイドロクロライドなど］、無機
過酸化物［過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カ
リウム、過硫酸ナトリウムなど］、有機過酸化物［過酸
化ベンゾイル、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、クメン
パーヒドロオキサイド、コハク酸パーオキサイド、ジ
（２−エトキシエチル）パーオキシジカ−ボネートな
ど］；レドックス開始剤［アルカリ金属の亜硫酸塩もし
くは重亜硫酸塩、亜硫酸アンモニウム、重亜硫酸アンモ
ニウム、アスコルビン酸などの還元剤とアルカリ金属の
過硫酸塩、過硫酸アンモニウム、過酸化物などの酸化剤
の組合せよりなるもの］；並びにこれらの２種以上の併
用があげられる。該開始剤の使用量は、（Ａ）、（Ｂ）
および必要により（Ｃ）の合計重量に基づいて通常０．
０００５〜５％で、好ましく０．００１〜２％である。
これらの方法において、架橋重合の温度は通常−２０〜
１２０℃、好ましくは４〜９０℃である。

【００２５】発泡剤としては（重）炭酸金属塩の他に、
公知のものを併用でき、例えば、ナトリウムアジドなど
のアジド化合物、ＡＩＢＮ、アゾビスシアノ吉草酸、ア
ゾジカルボンアミド、アゾビスアミジノプロパン塩等の
アゾ化合物、炭酸アンモン等の一価塩基の炭酸塩もしく
は重炭酸塩類、フレオンガス、ブタンガス等のガスない
し低沸点溶剤類、水等があげられる。

【００２６】本発明の吸収性フォームには、適宜他の任
意成分を含ませることもできる。例えば、カーボンブラ
ック、セラミックファイバー、金属ウィスカー、ガラス
繊維、ぼう硝、酸化チタン、ＰＥＧ、染顔料、キレー
ト、油脂、油、界面活性剤、ベントナイト、セルロー
ス、デンプン、水などが挙げられる。これら任意成分の
量は特に限定ないが、得られるフォームの品質から、通
常はフォームに対して５０重量％以下であり、好ましく
は２０重量％以下である。

【００２７】本発明の吸収性フォームの発泡倍率は目的
に応じて任意に選べるが、吸収性フォームの品質から、
通常は２〜１００倍であり、好ましくは４〜８０倍、よ
り好ましくは５〜５０倍である。

【００２８】本発明の吸収性フォームは、任意の形状の
成型品、板、シート、フィルム、棒、筒等にすることが
できる。これらは、また、ＲＩＭ等公知の発泡成型法、
トランスファー成型等公知の加工法を取り入れることも
できる。また、本発明のフォームは、例えば塗装等の表
面加工、芳香剤含浸等の後処理を適宜施すこともでき
る。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下にお
いて「部」および「％」はそれぞれ重量基準である。

【００３０】実施例および比較例に使用した原料の組
成、記号等は次のとおりである。 ＡＡｃ ：アクリル酸 ＰＡＡｃ ：平均分子量約１００００のポリアクリル酸５０％水溶液 ＨＥＡ ：２−ヒドロキシエチルアクリレート ＭＢＡＡ ：メチレンビスアクリルアミド ＡＡｃ３Ｅ ：アクリル酸平均３モルＥＯ付加物 ポリオール ：グリセリンにプロピレンオキサイド（ＰＯ）を付加し次いで エチレンオキサイド（ＥＯ）を付加した水酸基価３４のポリエ ーテルポリオール（ＥＯ含量２０％）（三洋化成工業（株）製 「サンニックス ＫＣ−２０９」） 吸水性樹脂 ：架橋ポリアクリル酸ナトリウム系吸水性樹脂（三洋化成工業 （株）製「サンウエット ＰＡ−２００」） ＴＤＩ ：トリレンジイソシアネート ＤＡＢＣＯ ：トリエチレンジアミン Ｔ−９ ：スタナスオクトエート 整泡剤 ：日本ユニカー（株）製「ＳＺ−１６２７」

【００３１】［吸収速度］メスシリンダー（内径：３ｃ
ｍ）を中心に備えた、紙おむつ面積と同じ大きさのアク
リル板（重量：０．５ｋｇ）を紙おむつの上に置き、ア
クリル板の上に４．５ｋｇの荷重を乗せる。メスシリン
ダーに８０ｍｌの人工尿（青インキで着色）を注ぎ、紙
おむつに吸収されるまでの時間を測定して、１回目の吸
収速度とした。３０分後に更に８０ｍｌの人工尿を注入
し２回目の吸収速度を測定する。同様にして３０分後に
８０ｍｌの人工尿を注入し３回目の吸収速度を測定す
る。

【００３２】［拡散面積］３回目の吸収速度を測定した
後に、人工尿が吸収されて広がった面積（青色に着色）
を測定し、拡散面積とした。

【００３３】実施例１〜４ 表１に示す混合物Ａと混合物Ｂ、アスコルビン酸１％水
溶液、過酸化水素１％水溶液を所定の割合で混合し、こ
れを容器に入れた。ほぼ瞬時に重合と発泡が起こり、数
分内にフォームＦ１〜Ｆ４を得た。得た吸収性フォーム
Ｆ１〜Ｆ４のフォーム密度を表２に、吸収速度、拡散面
積を表３に示す。

【００３４】比較例１ 表１に示す混合物Ａと混合物Ｂとを、所定の割合で混合
し、これを容器に入れた。ほぼ瞬時に反応が起こり、数
分内にフォームＦ５を得た。得た比較のフォームＦ５の
フォーム密度を表２に、吸収速度、拡散面積を表３に示
す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】本発明で得られる吸収性フォームは、吸
収速度、拡散面積に優れ、またフォームそのものが吸水
性樹脂でできていることから、樹脂の脱落等もない。上
記のような効果を奏することから、本発明により得られ
る吸収性フォームは紙おむつ、生理用品、失禁パッドな
どの衛生材料や、土壌保水材、鮮度保持材等に極めて有
用である。

フロントページの続き (72)発明者 友定 強 京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋 化成工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性ビニル単量体（Ａ）、共重合性架
   橋剤（Ｂ）および必要により他のビニル単量体（Ｃ）か
   らなる単量体を構成単位とする、発泡された（共）重合
   体の架橋物からなり、該発泡を（重）炭酸金属塩により
   該単量体の少なくとも一部の重合とともに行わせてなる
   ことを特徴とする吸収性フォーム。
2. 【請求項２】 該発泡を、水溶性ビニル単量体（Ａ）、
   架橋剤（Ｂ）および必要により他のビニル単量体（Ｃ）
   の重合とともに行わせてなる請求項１記載の吸収性フォ
   ーム。
3. 【請求項３】 該発泡を、水溶性ビニル単量体（Ａ）お
   よび必要により他のビニル単量体（Ｃ）からなる単量体
   を構成単位とする（共）重合体（Ｄ）の存在下で、水溶
   性ビニル単量体（Ａ）、共重合性架橋剤（Ｂ）および／
   または他のビニル単量体（Ｃ）の重合とともに行わせて
   なる請求項１記載の吸収性フォーム。
4. 【請求項４】 水溶性ビニル単量体（Ａ）、共重合性架
   橋剤（Ｂ）および必要により他のビニル単量体（Ｃ）と
   を、（重）炭酸金属塩および重合開始剤の存在下、必要
   により加熱して、架橋、重合させながら発泡させること
   を特徴とする吸収性フォームの製造方法。
5. 【請求項５】 水溶性ビニル単量体（Ａ）および必要に
   より他のビニル単量体（Ｃ）からなる単量体を構成単位
   とする（共）重合体（Ｄ）、水溶性ビニル単量体
   （Ａ）、共重合性架橋剤（Ｂ）および／または他のビニ
   ル単量体（Ｃ）を、（重）炭酸金属塩重合開始剤の存在
   下、必要により加熱して、架橋、重合させながら発泡さ
   せることを特徴とする吸収性フォームの製造方法。