JPS6210825B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は著しい吸水能力及び迅速な吸水速度を
有するプラスチツク成形品及びその製造方法に関
する。 近年、水溶性樹脂とゲル状の親水性樹脂との中
間に位置する水膨潤性樹脂が高吸水性樹脂とし
て、トイレタリー用、土壌改良剤用等に用いられ
ている。しかし高吸水性樹脂はその形状が粉末で
あり、加熱しても溶融しない為、一般の熱可塑性
プラスチツクの様に自由な形状に成形加工できな
いという難点があり、これが用途開発を阻害して
いる感がある。 本発明者らは、既に発泡樹脂層が微細な繊維状
構造を有しており、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
プラスチツクフイルム及びその製造方法を提案し
た（特公昭61−37095号公報特願昭57−111817
号）。この発明の特徴は、発泡層の繊維状構造の
中で、高吸水性樹脂粒子の大半が表面に頭を出し
た構造である為に、水と接触することによつて速
やかに吸水がおこることであつた。 一方プラスチツクの表面を処理あるいは改質す
る研究が多数行なわれており、プラスチツクの内
部を変化させずにそのごく表面のみを処理あるい
は改質することによつて新しい機能を付与する提
案が種々なされている（例えば特開昭57−55934
号公報）。とりわけプラスチツク表面の親水化に
ついては、前処理あるいは後処理の必要な化学的
処理（ウエツト処理）からクリーンな物理的処理
（ドライ処理）へと主流が置き換わりつつある。
物理的処理では、特にプラズマ放電処理、コロナ
放電処理、紫外線照射処理などによつて、プラス
チツク表面が親水化し、水ぬれ性が大幅に改良さ
れることは公知の事実となつている。 本発明者らは、超吸水性プラスチツクフイルム
の初期吸水速度をさらに向上させる為、物理的表
面処理を種々検討した結果、特にプラズマ処理を
行なうことによつて、発泡層の表面のみならず発
泡層の繊維状構造の深部に至るまで親水化される
ことを見出し、さらに種々検討を進めて本発明を
完成させるに至つた。 本発明の目的は、超吸水性プラスチツク成形品
の初期吸水速度を大巾に向上させ、速やかに吸水
するプラスチツク成形品を提供することにある。 本発明の第二の目的は発泡構造の超吸水性プラ
スチツク成形品の表面のみならず深部に至るまで
を親水化する方法を提供することにある。本発明
の超吸水性プラスチツク成形品は、単層又は多層
のプラスチツク成形品の少くとも一層が発泡又は
発泡延伸された発泡樹脂部であつて、該発泡樹脂
部が熱可塑性樹脂と高吸水性樹脂とを主成分と
し、該発泡樹脂部が微細な繊維状構造を有してお
り、該発泡樹脂部中に高吸水性樹脂粒子が散在し
ているプラスチツク成形品であつて、該プラスチ
ツク成形品にコロナ処理乃至プラズマ処理をし
て、該発泡樹脂部を親水化したことを特徴として
いる。 高吸水性樹脂は単に熱可塑性樹脂と混練してフ
イルムに成形するだけでは、ほとんどが熱可塑性
樹脂の中に埋没して表面に現われず、従つて吸水
能力もほとんどない（第１図）。しかしながら、
熱可塑性樹脂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
よつて、熱可塑性樹脂層の表面に、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つて吸水がおこるこ
とを見出した。さらに該発泡層の繊維状構造をプ
ラズマ処理乃至はコロナ処理して該発泡樹脂部を
親水化すると、初期の吸水速度、特に厚み方向の
吸水速度が飛躍的に向上することを見出した。 第１図は熱可塑性樹脂に高吸水性樹脂を混練し
押出成形したフイルムの断面図であり、図中、１
は熱可塑性樹脂層、２は高吸水性樹脂の粒子を示
す。第２図は熱可塑性樹脂に発泡剤と高吸水性樹
脂を混練し押出成形し、さらにプラズマ処理乃至
はコロナ処理したフイルムの断面図であり、図
中、３は発泡熱可塑性樹脂層、４は高吸水性樹脂
の粒子、５は親水化された繊維状発泡樹脂部の表
面を示す。 本発明の超吸水性プラスチツク成形品に於い
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
リル酸塩系等があるが、特に吸水能の優れたポリ
アクリル酸塩系が好ましい。高吸水性樹脂は熱可
塑性樹脂100重量部に対して１乃至50重量部、好
ましくは10乃至30重量部添加するのが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等が良い
が、ポリアクリル酸塩となじみ易いエチレン・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。 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、重炭酸ソーダ、ｐ−トルエンスル
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重量部の熱可塑性
樹脂に対して0.5〜2.0重量部が好ましい。 さらに、成形後にプラズマ処理乃至はコロナ処
理を行なうが、プラズマ処理が特に好ましい。プ
ラズマ処理の場合は使用するガスはヘリウム、ア
ルゴン、窒素、酸素、空気などであり、特に酸
素、空気が好ましい。 本発明の超吸水性プラスチツク成形品は、一般
の熱可塑性樹脂成形品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、インフレー
シヨン法、インジエクシヨン法等によつて製造す
ることができるが、原料中の高吸水性樹脂の割合
が熱可塑性樹脂100重量部に対して20重量部以上
の場合は、あらかじめマスターバツチをつくつて
おくのが好ましい。また本発明の超吸水性プラス
チツクフイルム状成形品は、高吸水性樹脂を含む
発泡層単層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、縦横のいずれか少くと
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熱可塑性樹脂層を繊維状構造
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。 さらにフイルム成形後に該発泡又は発泡延伸樹
脂部をプラズマ処理乃至はコロナ処理することに
よつて初期吸水速度の迅速なフイルム状成形品が
得られる。使用するプラズマ処理装置は特に限定
しないが、低温プラズマを効率よく発生させ、か
つ処理槽内の昇温を極力防止するように設計され
たものが好ましい。また使用するコロナ処理装置
も特に限定せず、一般に印刷適性の向上、ヒート
シール性の改良等に用いられるもので良い。 本発明の超吸水性プラスチツク成形品は、加熱
しても溶融しない高吸水性樹脂を熱可塑性樹脂発
泡体の繊維状構造の中に有効に組込み、かつプラ
ズマ処理乃至はコロナ処理を行なつて該繊維状構
造の表面のみならず深部に至るまでを親水化した
ものであり、優れた吸水能、迅速な吸水速度を有
しており、吸水性を必要とする用途に幅広く応用
することができる。 以下に実施例を示す。 実施例 アイオノマー樹脂（三井ポリケミカル(株)製ハイ
ミラン）100重量部に対し、粉末状のポリアクリ
ル酸塩系高吸水性樹脂（製鉄化学工業(株)製アクア
キープ）を15重量部、界面活性剤（花王アトラス
(株)製アトムルＴ−95）を0.5重量部、液状ポリブ
テン（日本石油化学(株)製日石ポリブテン）を1.0
重量部、発泡剤（大塚化学薬品(株)製ユニフオー
ム）を0.8重量部各々添加し、スーパーミキサー
で混合した原料とアイオノマー樹脂（三井ポリケ
ミカル(株)製ハイミラン）単体の原料とを各々別々
の押出機で溶融押出しし、二層サーキユラーダイ
でダイ内接着させ、空冷インフレーシヨン法によ
つてブローアツプ比3.0、引取比率2.0で発泡延伸
し乍ら発泡層と非発泡層とから成る二層フイルム
を成形した。 得られた二層フイルムを次の条件でプラズマ処
理した。反応性プラズマガスとして酸素又は空気
を使用し、酸素ガス又は空気の流量は250ml／
分、チヤンバー内圧は0.2Torr、処理時間５分で
プラズマ処理した。コロナ処理したフイルムの処
理条件は140V、12Aでフイルム走行速度は７ｍ／
分であつた。放電処理しない未処理フイルム、コ
ロナ処理フイルム、酸素プラズマ処理フイルム、
空気プラズマ処理フイルムの４種類のフイルムを
各々20cm×10cmの大きさにカツトし、発泡層を下
にして水に浸漬し所定時間後に取出し、軽く水切
り後秤量し、次式によつて吸水率を求めた。 吸水率（wt％）＝（水浸漬後のフイルム重量）−（初期のフイルム重量）／（初期のフイルム重量）×100 第３図からわかるように、コロナ処理あるいは
プラズマ処理、特に酸素プラズマ処理によつて初
期吸水速度が大巾に向上していることが判る。次
に各フイルムの主として厚み方向への吸水速度を
測定する為、次の様な評価を行なつた。各フイル
ムをヒートシール機によつて加熱プレスして15mm
角の領域に分割した。第４図はフイルムを上から
みた図で、第５図はフイルム断面図であり、図
中、６はフイルム、７はヒートシール機で加熱プ
レスした部分、８は15mm角に分割された発泡延伸
フイルムの領域である。このようにしてつくつた
テストピースではヒートシール機で加熱プレスし
た部分が全く吸水能をもたない。これらの15mm角
の領域に各々メチレンブルーの水溶液（１ｇ／
）を一滴マイクロシリンジで滴下し、水滴がフ
イルム両方向よりも主として厚み方向に吸水され
るようにして、水滴が姿を消すまでの時間を測定
した。テスト数は各10であつた。 結果を第１表に示す。

【表】 コロナ処理あるいはプラズマ処理によつて一滴
の水滴が主として厚み方向へ吸収される速度が著
しく向上したことが判る。特にプラズマ処理した
ものの方が、コロナ処理したものに比べてはるか
に厚み方向への吸水速度が大きく、発泡層の表面
のみならず厚み方向の深部に至るまで親水化され
ていることがよく判る。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリオレフインに高吸水性樹脂を混練
し、押出し成形したフイルムの断面図であり、図
中、１はポリオレフイン樹脂層、２は高吸水性樹
脂の粒子を示す。第２図は本発明のフイルムの断
面図であり、図中、３は発泡ポリオレフイン樹脂
層、４は高吸水性樹脂の粒子、５は親水化された
繊維状発泡樹脂部の表面を示す。第３図は各フイ
ルムの吸水率曲線である。第４図は15mm角の領域
にヒートシールで分割したフイルムであり、第５
図は同フイルムの断面図であり、図中、６はフイ
ルム、７はヒートシール部分、８は分割した発泡
延伸フイルムの領域を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単層、又は多層のプラスチツク成形品の少な
   くとも一層が発泡又は発泡延伸された発泡樹脂部
   であり、該発泡樹脂が熱可塑性樹脂と高吸水性樹
   脂とを主成分とし、該発泡樹脂部が微細な繊維状
   構造を有しており、該発泡樹脂部中に高吸水性樹
   脂粒子が散在しているプラスチツク成形品であつ
   て、該プラスチツク成形品にコロナ処理乃至プラ
   ズマ処理をして該発泡樹脂部が親水化されている
   ことを特徴とする超吸水性プラスチツク成形品。 ２ プラスチツク成形品がプラスチツクフイルム
   乃至シートである特許請求の範囲第１項記載の超
   吸水性プラスチツク成形品。 ３ 熱可塑性樹脂と高吸水性樹脂とを主成分とす
   る発泡樹脂組成物を押出機で溶融混練しチユーブ
   状に押出しするか、又は熱可塑性樹脂と高吸水性
   樹脂とを主成分とする発泡樹脂組成と発泡剤を含
   まない熱可塑性樹脂組成物の少なくとも二種類の
   樹脂組成物を別々の押出機で溶融混練し、サーキ
   ユラーダイの内部で少なくとも二層以上に積層し
   た後、チユーブ状に共押出しして、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、冷却
   過程に於いてブロ。ー方向及び引取方向に延伸し
   てフイルム状又はシート状に成形し、その後該フ
   イルム又はシートの発泡層をコロナ処理乃至プラ
   ズマ処理することを特徴とする超吸水性プラスチ
   ツク成形品の製造方法。 ４ プラズマ処理に酸素ガス又は空気を用いる特
   許請求の範囲第３項記載の超吸水性プラスチツク
   成形品の製造方法。