JPS59140234A - スポンジ状吸水体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内部に連続気泡を有する多孔性物質に高吸水性
樹脂を付加せしめたスポンジ状吸収体に関する。

近年、デンプンにアクリルニトリル、アクリルアミド、
アクリル酸等の高分子をグラフト重合させたヒドロゲル
と呼ばれる高吸水性樹脂が開発され、その応用が各種実
施されている。その応用に際しては、高吸水性樹脂粉末
を繊維やパルプ、吸水紙間にはさみ、積層品の形で高吸
水シートとじて生理用品、紙おむつ、園芸用、苗木保水
用等に用いる方法、又粉末のま〜高分子袋に入れ非常時
の用便に用いる方法等あり、従来の繊維、紙等単体品に
比較し、非常に大きな吸水効果を上けている。しかしな
がら、高吸水シートでは保水域が多少の厚みはあっても
平面的な為保水量が少なく他の紙、繊維等の補助をして
もその応用は制限される。又、粉末状にて用いる場合は
全体を包む高分子袋の中に水を導入する部分か小面積に
限られるため、平面上にこほれた水を吸い取ったり、不
確定な場所から浸入するとしか予測し得ない液体の吸水
には効果を発揮できす、その利用範囲はきわめて限られ
る。

本発明の高吸水性スポンジは上記のような制限を除き、
応用範囲を広げる為に、内部に連続気泡をもつ多孔性物
質に高吸水性樹脂を付加し、その孔径、多孔性基材材質
、高吸水性樹脂粉末の粒径、割合等を適正に選択するこ
とにより、全体積に十分水が浸透するように調整したも
のである。多孔性物質には、ゴムスポンジ、ポリエチレ
ンフオーム、ポリプロピレンフオーム、ウレタンフオー
ム等の高分子発泡品、あるいはパン、ケーキ、カステラ
等穀物粉よりなる食品、海綿、ヘチマ等住物、珪藻土等
の無機質粉よりなる軽石あるいは多孔性セラミ、り等無
機質を利用した発泡品等積々あるが、適正な孔径の連続
気泡を持ち、撥水性を有しなければどれを用いても良い
ものとする。又使用目的から、人体への安全性、廃棄時
に公害性のないことを基準に選択する。このような条件
を満足するものとして、小麦粉を基材とする食パンを例
にして本発明の詳細な説明する。この場合、高吸水性樹
脂を付加するには次の２通りがある。

（１）　　すてにデンプンにアクリル基をグラフト重合
させた高吸水性樹脂粉末を有機溶剤、接着剤と共に混合
した液に、パンを浸漬させ、パンの気泡内壁に付着させ
る方法 （２）　　小麦粉に上記高吸水性樹脂粉末を混合し、イ
スト菌、ベーキングパウダー等を用いパンを焼く方法、 （１）の場合、有機溶剤にはアルコール類、ケトン類、
エステル類、フェノール類、エーテル類、窒素化合物、
硫黄化合物等あるが、水分をなるべく含ます、乾燥が早
く、小麦粉基材を痛めないという条件を満たし、更に接
着剤の種類により適正な溶剤を選択する。接着剤には天
然物接着剤、無機質接着剤、又高分子系として熱可塑性
接着剤、熱硬化性接着剤、ゴム系接着剤等あるが、溶剤
の選択とも関連し、更に水分を含むと乾燥にコストを要
することから水分を含まず、小麦粉と良好な接着性を有
し、生産コストの低廉なものが望ましい。

（２）の方法の場合には予め一次発酵させた小麦粉、水
、砂糖の混練物に高吸水性樹脂粉末を加え、２次発酵、
焼上げを行なう。又、イースト菌の代りに炭酸水素ナト
リウム等のガス発生基材と酸性リン酸カルシウム等のガ
ス発生促進剤を混合した云わゆるベーキングパウダーを
加え焼」−けてもよいものとする。いずれの場合も防腐
剤、防カビ剤、老化防止剤等の添加物を用いてもよい。

以」二のようにして得られた高吸水性樹脂粉末付加パン
の吸水能力は、気泡の大きさ、高吸水性樹脂粉末の量及
び粒径に密接に関連する。即ち気泡孔径が小さいと表面
近くの孔の内壁に付加した高吸水性粉末の吸収する水が
ゲル状になる為、内部に水を通さなくなる。又、孔径か
大きすきると、毛管現象による水の浸透が期待できない
。デンプンにアクリル基をグラフト重合させた高吸水性
粉末の吸水速度は２〜３分で全吸水量の８０〜１００％
を吸水する程速く、又、デンプン分子のグラフト重合に
より架橋された複合体が水を囲む形で大きくふくらむ為
、最終的にはスポンジ内部の気泡には、全部ゲル化した
水が存在することになるが、内部に水□が浸透しないう
ちに外側がゲル化するのを防ぐ為に、毛管現象による水
の吸上速度が高吸水性粉末のゲル化速度より速くなるよ
う気泡の孔径、基材材質（親水性）、高吸水性樹脂粉末
の粒径、添加量を適正に調整する必要がある。パンを利
用する場合、市販のパンではこれらの条件を満足し難く
、バラツキも大きい。したがって、（２）の方法が応用
上好ましく、自由に条件を調節し得る。パンの場合、中
央付近の孔径が大きく、表皮付近の孔径が小さい。従っ
て、大きなブロックを２ツ割にし、中央付近から水が浸
入する設計にし、表皮部分は全体のカバーとすると、全
体が１つの吸水袋となり、中央付近の孔径が大きいため
表皮付近まで水が通り易すく、小麦粉デンプンの親水性
の為水の侵透速度が速いこともあり、吸水効率が１００
％近く調整し得る。利用者は、このようなブロックを１
つとして非常時の用便、家庭園芸等に利用しても良いし
、薄切りにして、紙おむつ、小供の寝小便防止下着、又
一般の防湿用等に利用することができる。

以上は小麦粉パンについて述べたが、米粉、コーンスタ
ーチ、馬鈴薯粉等他の穀物粉についても同様に応用でき
る。

多孔性物質に６成高分子物質を利用する場合も、基本的
には同様で、以下の２通りの方法がある。

（１）発泡成形後、高吸水性樹脂粉末を含む溶液（溶剤
、接着剤を含む）中に浸漬する方法（２）基材に高吸水
性樹脂粉末を混ぜ発泡成形する方法 ポリウレタンフォー奉を例にとると、（１）の方法はパ
ンの場合とはゾ同様にして実施できる。（２）の方法の
場合、ウレタンフオームの発泡剤が水であるため、基材
となるインシアネート溶液佃１に高吸水性樹脂粉末を分
散しておくことが好ましい。ウレタンフオームの場合、
成形時の発生ガスが炭酸カスであるため、連続気泡を形
成し、親水性も良いので、本発明の応用に適する。尚、
ウレタンフオームの場合にも気泡の孔径、高吸水性樹脂
粉末の添加量の適正値が存在し、最適化することにより
約９０％の効率で水を保持することができる。ウレタン
フオーム以外の合成高分子発泡体についても同様に応用
でき、連続気泡を持つフオーム材であれば十分実用し得
る。パンの場合も、ウレタンフオームの場合も、（２）
の方法で発泡成形した場合、気泡中に少量水が残ること
がある（高吸水性樹脂粉末の保持水）が、これらを除く
ために加温真空脱水等の処理を行なってもよいものとす
る。

多孔性物質基材に、海綿、ヘチマ等生物を用いる場合は
、すでに気泡の形成されたものを利用するたけであり、
上記（１）の方法のみ可能である。珪藻上等多孔性無機
質の場合も、通常焼結温度が高＜　、　（２）の方法で
は高吸水性粉末の構造が破壊され、により、従来の平面
的繊維、パルプ等への付加界イこ比べ、その保水能力は
大きく向上した。例えは本発明をウレタンフオームに応
用したものと、従来のパルプ等に高吸水性樹脂粉末を付
加したものと比較すると以下のようになる。

材　　質　　　粉末添加量　吸水量（市水）　吸水能カ
バ　　ル　　プ　　１２０ｇ／ｒｒＰ　　４．ＱＱＱｃ
ｃ／ｍ’　　　　３３ｃｃ／ｇウレタンフオーム　　　
５０ｇ／１２ｚ　　９，６００ｃｃ／１２１　１９２ｃ
ｃ／ｇた＼゛し、高吸水性樹脂粉末はメ・ソシュ　１４
５以下の微粉を用い、最後の数字は添加した高吸水性樹
脂粉末１ｇが保持する水の量である。−粉末単独では１
ｇ当り市水４００Ｌｃ以」二保持する能力があり、従来
のパルプ等ではこの能力が十分活かされていない。高吸
水性樹脂粉末の液体保持能力はｚ液の種類によっても変
り不純物によって劣化する。したかって製品として応用
する場合には上記よりも安全率を見込んで多めに添加す
るのが好ましい。

本発明の従来品に対する効果は以下の通りである。

（１）パルプ等に高吸水性樹脂を付加させた従来品に比
較し、吸水効果が数倍に向上する。

（２）　　粉末を高分子袋に入れたものに対し、給水範
囲を広く取れるため、応用範囲か広い。

（３）　　本発明によるスポンジを単体でも、又切断し
こま切れの状態にでも自由に使え、利用者の負担するコ
ストが非常に安価で済む。

実施例１ 下記の割合にて原料を調整し、高吸水性パンを作成した
。

小　　麦　　粉　　　　　　３００部 水　　　　　　　　　　１６５部 イースト菌　　　　　６部 高吸水性樹脂粉末　　１５部 砂　　　　　糖　　　　　　　　４部 作成手順は以下の通りである。

最初に水の一部、砂糖、イースト菌を混合し、温度３０
℃にて１０分保持すると予備発酵が完了する。次に残り
の水と小麦粉全部を上記発酵液に混合し、温度約３０℃
にて約５０分間保持し一次発酵させた。この時点で体積
は約３倍となった。次に高吸水性樹脂をこの混線物に混
ぜ３分割し、約４０℃にて約５０分間保持し、２次発酵
させた。３分割された各々の混練物は約２倍に膨張した
。これらを約１０分間のベンチタイム後、直方体のブロ
ックで囲い約１９０〜２００℃で約１０分間加熱し、焼
上げた。

以上の手順により焼上げられたパンは、表皮付近の孔径
が平均約０．７．、、中央部の孔径が平均約１．５ｍｍ
で、各ブロフクの大きさが約８０×１６０　Ｘ　７０の
直方体であった。これを中央て裁断、２分割し、切口断
面中央から水を供給すると、中央の孔径が大きい為、水
の浸透が速く、約１５秒で浸透し、保持水量は半ブロッ
ク当り３８０ＣＣであった。パンの半フロックの体積は
約４４８ＣＣで、基材重量が約５８ｇある為、吸水効率
は１００％近い。又高吸水性樹脂１ｇ当りの吸水量は１
５２ｃｃである。尚、このパンのフロックは２分割に裁
断後加温真空乾燥を行なっている。

このパンの外側に焼土は前の鉄板にワックス等のはくり
材を塗布することにより同時に防水皮膜とすることがで
き、パンの半フロック全体を吸水袋として使用すること
かできた。吸収された水はゲル化する為、切口を下にし
ても水かこほれることはなかった。又、このパンを約１
０間の厚さに切断し、食パン状にしてテーブル上の水ふ
きとして使用したり、紙おむつの代用にしても効果的で
あった。

実施例２ 下記割合にてウレタンフオーム用の原料を調整した。

ポリエステル　　　　ｉｏｏ部 トリレンジインシアネート　　　３６部活性化剤　　　
　　　　　６部 高吸水性樹脂粉末　　　１５部 ウレタンフオーム成形の手順は下記要領で行なった。

まず、トリレンジイソシアネートに高吸水性粉末を攪拌
にてよく分散させてお（。ポリエステルと活性化剤をも
よく攪拌し、混合しておく。

次に撹拌しなからこの混合ｎｌにトリレンジイソシアネ
ートを加え発泡成形を行なった。温度は２５℃付近に保
持している。以Ｊ−の手順により成形されたウレタンフ
オームの気泡孔径は平均約１．０ｍｍであった。この外
壁部全部を切断し、１００　Ｘ　１００　Ｘ　１００の
ブロックを切り出した。このブロックに市水を注入した
所８８０（、（：の水を保持した。ブロック自体のｔｈ
ａｔが２８ｇあるので、吸水効率は９０，５％、又この
ブロックに含まれる高吸水性樹脂粉末の量が約４．５ｇ
であるので、粉末１ｇ当りの吸水量は１９５ｃｃ、吸水
に要する時間は約２０秒であった。この吸水状態番こあ
るブロックを絞っても水はこばれなし）か、全体番こベ
トつきが大きいため、布等でくるむ方が取扱い上は良い
。高分子袋は特に必要ないと思１つ（する。なお吸水時
にスポンジを絞れは１０００（（以−１１の水を吸収で
きる。これは内部全体に水力５行きわたると同時に、ス
ポンジの表面上にも水を保持する為である。

この実施例で得られたスポンジは製造コストも安く、利
用する場合にも非常に便利てあつｔこ。

出願人　　　周部　清治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　内部に連続気泡を有する多孔性物質に高吸水
   性樹脂を付加せしめたスポンジ状吸水体（２）　　多孔
   性物質の基材が小麦粉等穀物粉である特許請求範囲第１
   項記載のスポンジ状吸水体（３）　　多孔性物質の基材
   がウレタン、コム類等の合成高分子である特許請求範囲
   第１項記載のスポンジ状吸水体 （４）多孔性物質の基材が、海綿、ヘチマ等生物である
   特許請求範囲第１項記載のスポンジ状吸水体（５）多孔
   性物質の基材が、珪藻土等無機物質である特許請求範囲
   第１項記載のスポンジ状吸水体