JPS5981160A - 超吸水性プラスチツクフイルム及びその製造方法 - 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】 本発明は著しい吸水能力を有するグラスチックフィルム
及びその製造方法に関する。

−、般に高吸水性樹脂は大別して澱粉系、セルロース系
、合成轡脂系の三つに分けられ、各々の特長を生かした
水に関係する様々な分野で利用されつつある。とりわけ
合成樹脂系の高吸水性樹脂は、吸水能力が高く、吸水速
度も非常に高い為に注目をあびているが、その形状が粉
末状であり、加熱しても溶融しない為、一般のプラスチ
ックフィルム、シートの様に成形加工できないという難
点があシ、これが用途開発を阻害している感がある。

現在合成樹脂系の高吸水性樹脂は、工業用脱水剤、土壌
保水剤の様に、粉末そのままの状態で使用できる用途も
あるが、応用面としては脱脂綿の中に混入したり、ティ
ーパック方式にした９、紙やパルプに組み入れたりして
最終製品化し、ナプキン、紙おむつ、アンダーツ臂ツト
などの用途に使用されている。しかしながらこの様な最
終製品化の工程は複雑で、さらに強度を要する用途には
使用できないなど用途開発上の制約がある。すなわち高
吸水性樹脂を一般のグラスチックのようにフィルム、シ
ートあるいは成形品の形状に加工できれば、その用途は
飛躍的に拡大すると考えられ、例えばセロハンの半透膜
性を利用して高吸水性樹脂を封じこめる試みもみられる
が、セロハン同志がシールできない等の理由で本方法も
実用化されてはいないＯ 本発明者らは、この高吸水性樹脂を一般の成形加工可能
なグラスチックの中にうまく組み込み、かつ表面からの
吸水能を有効にする方法はないかと種々検討した結果、
高吸水性樹脂粉末を混入したポリオレフィン樹脂を発泡
押出成形又は発泡延伸押出成形することによって、繊維
状構造のポリオレフィン樹脂の中に高吸水性樹脂粒子を
散在させた形態のフィルムができ、表面から有効に吸水
するフィルムができることを見出し、さらに検討を進め
て本発明を完成させるに至った。

本発明の目的は、著しい吸水能力と高い吸水速度を有す
る高吸水性樹脂を、その性能をほとんど損なわずに、応
用範囲の広い成形品、主としてフィルム、シート状にし
て提供するとζろにある。

さらに本発明の第二の目的は、このような超吸水性フィ
ルムを一般のグラスチックフィルムと二層に積層すると
と忙よって、片面が超吸水性で、かつ他面が疎水性であ
るような特殊なフィルム、あるいは二枚の超吸水性フィ
ルムで疎水性のフィルムをはさんだ多層フィルムなど多
様な形態のフィルムを提供することにある。

本発明の超吸水性プラスチックフィルムは、単層又は多
層のグラスチックフィルムであって、少くとも一層が発
泡又は発泡延伸された層であって、該発泡樹脂層が１０
０重量部のポリオレフィンに対して１〜５０重量部の吸
水性樹脂と０．１〜２．０重量部の界面活性剤とから成
シ、該発泡樹脂層は微細な繊維状構造を有しており、そ
の中に吸水性樹脂が散在していることを特徴としている
。

高吸水性樹脂は、ただ単にポリオレフィンと混練してフ
ィルムに成形するだけではほとんどがポリオレフィンの
中に埋没して表面に現われず、従って吸水能力もほとん
どない（第１図）。しかしながらポリオレフィンに発泡
剤を添加して、押出成形の際にセルが破壊するまで発泡
させるか、発泡して延伸するなどして発泡層を繊維状の
構造にすることによって、ポリオレフィン層の表面に高
吸水性樹脂の粒子の大半が頭を出した構造になり（第２
図）、水と接触することによって、速やかに吸水がおこ
ることを見出した。第１図はポリオレフィンに高吸水性
樹脂を混練し、押出成形したフィルムの断面図であり、
図中、（１）はポリオレフイノ樹脂層、（２）は高吸水
性樹脂の粒子を示す。第２図はポリオレフィンに発泡剤
と高吸水性樹脂を混練し、押出成形したフィルムの断面
図であり、図’ｅ　（３）は発泡ポリオレフィン樹脂層
、（４）は高吸水性樹脂の粒子を示す。

本発明の超吸水性フィルムに於いて、合成樹脂を原料と
する高吸水性樹脂には架橋ポリビニルアルコール等のポ
リビニルアルコール系、架橋ポリオキシエチレン等のポ
リエチレンオキサイド系、ポリアクリル酸ソーダ等のポ
リアクリル酸塩系などがあるが、特に吸水能の優れたポ
リアクリル酸塩系が好ましい。高吸水性樹脂はポリオレ
フィン１００重量部に対して１乃至薗重量部、好ましく
は１０乃至（資）重ｉ部添加する。またポリオレフィン
樹脂としては、ポリ！ロピレ／、ポリエチレン、エチレ
ン酢酸ビニル共重合体などが良い、が、ポリアクリル酸
塩となし本易いエチレン・メタアクリル酸コポリマーの
金属イオン架橋体であるアイオノマー樹脂が最も好まし
い。

さらに使用する界面活性剤は、主として発泡層に高吸水
性樹脂の粒子が凝集するのを防止し、ポリオレフィン中
に均一に分散させることを目的に添加するものであり、
特に限定はしないが、例えばステアリン酸モノグリセラ
イド、ステアリン酸アミドなどが好ましく、添加量はポ
リオレフィン１００重量部に対し０．１乃至２．０重量
部が好ましい。

また使用する発泡剤は特に限定しないが、アゾジカルボ
ンアミド、重炭酸ソー／、ｐ　−トルｘ：ｙスルホニル
セミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン等が好まし
く、添加量は１００重址部のポリオレフィン樹脂に対し
て０．５乃至２．０重量部が好ましい。ポリオレフィン
樹脂の中に高吸水性樹脂、及び界面活性剤を含有した発
泡又は発泡延伸フィルムは良好な超吸水性フィルムを提
供するが、さらに該発泡層に表面張力の小さいアセチレ
ンアルコール及ヒ／又はアセチレングリコールを添加し
て、フィルムを溶融押出成形するか、又はフィルム成形
後に含浸させることによって、発泡層の繊維状構造の樹
脂表面が親水化し、水が速やかに繊維構造の内部の高吸
水性樹脂に到達し、初期吸水速度をさらに向上させるこ
とができる。

アセチレンアルコール及び／又はアセチレングリコール
をフィルム溶融押出成形時に添加する場合は、ポリオレ
フィン１００重量部に対し帆ｌ乃至２．０重量部添加す
るのが好ましい。成形後に含浸させる場合は、アセチレ
ンアルコール及び／又はアセチレングリコールの１乃至
（資）重量パーセントのメタノール等の有機溶剤溶液を
フィルム１？Ｆ１″あたシ５．０〜２０．０−含浸し、
乾燥させるのが好ましい０ サラニ、アセチレンアルコールによる化学処理以外でも
、プラズマ表面処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理
等の物理的処理、特にプラズマ表面処理を行なうことが
好ましい。

この様な物理的処理によって、本発明の超吸水性グラス
チックフィルムの繊維状構造の樹脂表面が親水化し、初
期吸水速度を一段と向上させることができる。

本発明の超吸水性プラスチックフィルムは、一般に熱可
塑性樹脂フィルムの成形と同様の方法で製造することが
できる。

例えばＴダイ法やインフレーション法によって製造する
ことができるが、原料中の高吸水性樹脂の割合がポリオ
レフィン１００重量部に対して加重置部以上の場合は、
あらかじめマスターバッチをつくっておくのが好ましい
。また本発明の超吸水性フィルムは、高吸水性樹脂を含
む発泡層単一か又は発泡剤を使用しない熱可塑性樹脂層
と多層化して押出し、縦横のめずれか少くとも一方向に
、冷却過程に於いて２．０乃至５．０倍に延伸して製造
するのが好ましい。延伸を行なうのは高吸水性樹脂を含
む目？リオレフイン層を繊維状構造にして、高吸水性樹
脂の粒子の頭をなるべく表面に出させる為であり、発泡
させるだけよりもさらにその効果が大きい。

本発明の超吸水性フィルムを発泡層のみでフィルム成形
する場合は、特にピンホールやフィルム破断をおこし易
いので、他の熱可塑性樹脂と少くとも二層でフィルム成
形するのが好ましく、また発泡層のみで超吸水性フィル
ムを得ようとするときは、該層と接着しない熱可塑性樹
脂と共押出しして成−し、成形後はく離して発泡層のみ
の単層の超吸水性フィルムを得ることが好ましい。

本発明の超吸水性フィルムの層構成としては次のような
ものが考えられる。ここで、■は高吸水性樹脂を含む発
泡又は発泡延伸層、■は高吸水性樹脂を含まない非発泡
層、■は高吸水性樹脂を含ｔない゛発泡又は発泡延伸層
であるとすると、■　Ａ１　■　Ａ　／’　Ｂ　、　　
■　ＣＪ　／　Ａ　／　Ｂ　。

■　Ａ　／　Ｂ　／　Ａ　、　　’■　Ｅ　／　Ａ　／
　Ｂ　。

■　Ｏ／　Ａ　／　Ｂ　／　Ａ　／　Ｏ２０Ｏ／　Ａ　
／　Ｏ／　Ａ　／　０ 等の構成が好ましい。

■乃至■は多層押出しで成形しても良いし、各フイ□ル
ムをラミネートしても良いが、ラミネート時に発泡層の
繊維構造が押しつぶされないラミネート化条件を選択し
なければならない。

また、■、■、■のように最外層に高吸水性樹脂を含ｉ
ない発泡又は発泡延伸層を設けるのは、吸水によって膨
潤した高吸水性樹脂が表面から脱離するのを極力防止す
る為であって、しかも外部からの水は通す必要がある為
、該発泡層はミクロポーラスな構造になっていることが
好ましい。

さらに好ましくは、該発泡層にアセチレンアルコール等
を添加するか、プラズマ表面処理等の物幻的処理をする
ことが初期吸水速度の向上の為に有効である。このよう
に本発明の超吸水性フィルムは、単層から多層まで巾広
い層構成のものが得られ、特に多層構造のフィルムでは
■、■、■の樹脂の組合せによって高吸水層と非吸水層
の繰返し構造から成る多層フィルムが得られ、吸水によ
って含水層と非會水層との繰返し構造から成る特殊構造
のフィルムも得ることができる。

さらに本発明の超吸水性フィルムは、一枚のフィルムを
インノぐルスシーラーニカケルト、シールされた部分は
未発泡の普通のフィルム状になり、吸水性も消失すると
いう特長を有している。

したがって本フィルムのフィルム面をシールによってい
くつかのゾーンに分割し、各々のゾーンに別々の水溶液
を滴下しても、互いに混じることはす＜、各々のゾーン
が独立に含水して膨潤するという特異な性質も簡単に付
与できる。

このように、本発明の超吸水性グラスチックフィルムは
、加熱しても溶融しない高吸水性樹脂を熱可塑性樹脂の
繊維構造の中に有効に組み込み、その著しい吸水能をほ
とんど損なわずに、単層又れ多層のフィルム状として提
供し、幅広く水に関わる用途に応用を計ろうとするもの
である。

以下実施例によってその効果を説明する。

実施例１ アイオノマー樹脂（三井ポリケミカル■製、）・イミジ
ン１７０７　）　１００重量部に対し、粉末状のポリア
クリル酸ソーダ（製鉄化学工業■製、アクアキープＩＱ
ｓＨ）を１５重量部、界面活性剤（花王アトラス■製、
アトムルＴ−９５）を０．５重量部、アセチレンアルコ
ール（日信化学工業■製、サーフイノール１０４）を帆
５重蓋部、液状ポリブチ／（日石化学■製、８石ポリブ
テンＬＶ、−１００）を１．０重量部、発泡剤（大塚化
学薬品■製、ユニフォームＡＺ−Ｌ）を０・８重量部各
々添加し、スー・臂−ミキサーで混合した原料と、アイ
オノマー樹脂（三井ポリケミカル■製、）・イミジン１
７０７　）単体とを各々別々の押出機で溶融押出しし、
二層サーキュラ−ダイでダイ内接着させ、高吸水性樹脂
の吸水能をできる限シ低下させない為に樹脂温度を２０
０℃以下とし、空冷インフレーション法によってブロー
アツプ比３．０、引取比率２．０で空冷ｉ　ｙ　フｖ　
−クミン法によって二層フィルムを成形した。得られた
フィルムの発泡層は、微細な繊維状の構造を有し、その
中に高吸水性樹脂粒子が散在しているのが目視によって
も観察された。この高吸水性樹脂粒子は、フィルムを手
でこすっても簡単に脱離することはなく固定していた。

本フィルムを一定時間水に浸漬して取出し、軽く水切り
をして重量を測定し、フィルム重量に対する吸水率を次
式で求めた結果を第１表に示した。

（吸水後フィルム重量う−（フィルムＷ期重釦フィルム
吸水率（１）＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　−フィルム初期重量 ×　１００ 第　１　表　吸水率の経時変化

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　単層又は多層のグラスチックフィルムであっ
   て、少くとも一層が発泡又は発泡延伸された層であり、
   該発泡樹脂層が１００重量蔀のポリオレフィンに対して
   １〜５０重量部の高吸水性樹脂と０．１〜２．０重量部
   の界面活性剤とから成り゛、該発泡樹脂層は微細な繊維
   状構造を有してお９、該発泡樹脂層中に高吸水性樹脂粒
   子が散在していることを特徴とする超吸水性グラスチッ
   クフィルム。
2. （２）　　高吸水性樹月旨力“一種又は０種以上＋７）
   ／＋３７グリル酸塩系樹脂である特許請求の範囲第（１
   ）項記載の超吸水性プラスチックフィルム。
3. （３）発泡樹脂層のポリオレフイ／がアイオノマー樹脂
   である特許請求の範囲第（１）項記載の超吸水性プラス
   チックフィルム。
4. （４）　　１００重量部のポリオレフィンに対して１〜
   団重量部の高吸水性樹脂と０．１　ｉ量部以上の発泡剤
   と０．１〜２．０重量部の界面活性剤とを主成分とする
   発泡樹脂原料と発泡剤を含まな一ポリオレフィン樹脂原
   料の少くとも二種類の原料を別々の押出機で溶融押出し
   し、サーキュラ−ダイから少なくとも二層以上の円筒竺
   に押出し、高吸水性樹脂を含む発泡層が微細な繊維状構
   造になる様に冷却過程に於いてプロ一方向、引取方向の
   少くとも一方向に２倍以上に延伸することを特徴とする
   超吸水性グラスチックフィルムの製造方法。