JPS62243606A - 吸液性複合体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維基材と吸液性ポリマーとの複合体の製造
方法に関するものであり、更に詳しくは、ポリマーの脱
落がなく、自由な形状をとらせることが可能な吸液性複
合体の製造方法に関するものであり、本発明の吸液性複
合体は、生理用ナプキン、使いすておむつ、包帯などの
衛生・医療用品、並びに野菜などの鮮度保持材、保水材
などの農林業分野や土木業分野等、吸液及び吸液した液
体の保持が必要とされる用途に好適に利用できる。

〔従来の技術およびその問題点〕

近年、自重の数十倍から数百倍の水を吸収するいわゆる
吸水性ボリャーが開発され、生理用ナプキンや紙おむつ
等の衛生用品をはじめとして農林業分野、土木業分野等
の保水、吸水材料に利用されている。

用いられている吸水性ポリマーとしては、−般的に顆粒
状のものであり、その形態が顆粒状であるがゆえに、実
使用する場合の多くは紙とのサンドインチ、パルプに混
入させてエンボス加工等の圧着処理、あるいは熱可塑性
樹脂等による溶封等の複合化を行い、シート状やフィル
ム状等の形状に変えて用いられている。しかしながらこ
れらの複合化方法によってもポリマーの脱落はまぬがれ
得ない。比較的ポリマーの脱落の少ない溶封による複合
化ではポリマーのまわりが熱可塑性樹脂でコーティング
されており、水等の液と接触をさまたげる結果となり、
従って吸収性能を著しく低下させてしまう欠点がある。

これらの欠点を改良すべくポリマーの脱落のない吸収性
物品の提案が数多くなされており、フィルム状、繊維状
等のものが提示されている。

フィルム状では表面積が小さく吸収速度に劣るとともに
、面として存在するため吸収性物品の柔軟性を制約する
。一方、繊維状では柔軟性を満足できても膨潤時のゲル
強度が弱い欠点があり、必ずしも吸収性能が良好でポリ
マーの脱落のない吸収性物品が得られているとは言い難
い。

更にこれらを改良すべく、繊維状基材に吸水性ポリマー
に転換しうる水溶性のモノマーを含浸、吹きつけ等の手
法を用いて塗工し、熱や電磁放射線にて重合する方法が
提案されている（特開昭６０−１４９６０９、特開昭５
９−２０４９７５、特公昭５７−５００５４６）。これ
らの技術によりポリマーの脱落は防止できるものの、吸
液性能としては、従来の顆粒状のものに比較して著しく
低下するものであり、吸液性にすぐれ、ポリマーの脱落
のないものの出現が望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の状況のもとで、吸液性に優れ、ポ
リマーの脱落のない吸液材について鋭意検討を重ねた結
果、繊維状基材に、水溶性のエチレン性不飽和モノマー
、ラジカル重合開始剤、必要に応じ水溶性の架橋剤を含
む水溶液を付着させ、特定の雰囲気下で七ツマ−を重合
させることにより、吸液性に優れ、かつ液体によって膨
潤した際にもポリマーの脱落がなく、風合いの良好な吸
液性複合体が得られることを見出し、本発明を完成した
。

即ち、本発明は、繊維状基材に水溶性のエチレン性不飽
和モノマー及びラジカル重合開始剤を含む水溶液を付着
させ、重合不活性な雰囲気下にて該七ツマ−を重合せし
めるに際して、温度１０℃以上でかつ相対湿度（以下、
湿度と略）１５％以上にて該重合を行うことを特徴とす
る吸液性複合体の製造方法を提供するものである。

本発明に於いて使用される水溶性のエチレン性不飽和モ
ノマーとしては、一般に吸液性を有するポリマーに転換
しうるちのであればいずれでも良い。このような性能を
与える水溶性の七ツマ−としては、官能基としてカルボ
ン酸又は／及びその塩、リン酸又は／及びその塩、スル
ホン酸又は／その塩やヒドロキシル基、アミド基を有す
るエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。例えば（メ
タ）アクリル酸（塩）、イタコン酸（塩）、ビニルスル
ホン酸（塩）、ビニルホスホン酸（塩）、ポリエチレン
グリコール（メタ）アクリレート、アクリルアミド等を
挙げることができる。これらは単独又は２種以上の併用
も可能であり、被吸液の性状により選択できる。好まし
くはカルボン酸（塩）官能基を有する水溶性のエチレン
性不飽和モノマーであり、更に好ましくは、アクリル酸
及び／又はその塩である。

水溶性ラジカル重合開始剤としては、例えば過酸化物、
ハイドロパーオキシド、あるいはアゾ化合物等が既知の
量で用いられる。これらの重合開始剤は、２種以上を混
合して使用することも可能であり、更には、クロムイオ
ン、亜硫酸塩、ヒドロキシルアミン、ヒドラジン等を加
えてレドックス系重合開始剤として使用することも可能
である。

上記のモノマーに加え、更に、吸液性、吸液時の粘着防
止の向上のため、架橋剤や添加剤を加えることも可能で
ある。架橋剤としてはメチレンビスアクリルアミドやエ
チレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ポリグリセロールポリ（
メタ）アクリレート等の多官能の水溶性エチレン性不１
ｍ　和モノマーや、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロ
ールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテ
ル、グリセリンやペンタエリスリトール等のポリオール
及びエチレンジアミン、ポリエチレンイミン等のポリア
ミン類等が好適に使用しうる。一般的にその添加量はモ
ノマー１００重量部に対し０．０１−１０重量部であり
、１０重量部を越えると架橋密度が大きくなりすぎ吸液
量は低下してしまう。又、０．０１重量部未満では架橋
の効果を十分発現できない。

添加剤としては、タルク、クレー、珪藻土等の粉砕した
フィラーを例示できる。

本発明において上述のモノマー水溶液を付着する繊維状
基材は、その少なくとも一部に疎水性繊維部を有するこ
とが望ましい。

繊維状基材ウェブに疎水性繊維を混ぜることにより繊維
状基材が疎水性を示し、モノマー水溶液を繊維状基材に
塗布した場合、繊維が疎水性であるがゆえに、水の表面
張力も手伝って、繊維基村上に不連続にモノマー水溶液
が付着した状態を作ることが可能となる。このような形
態にし得る繊維状基材としては、疎水性繊維を５重量％
以上含有するものであればよい。

用いられる疎水性繊維としては、ポリエステル、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン−ポリプロピレン複合繊維等が
挙げられ、これら疎水性繊維が主体となるものが良い。

又、上記疎水性繊維以外でもレーヨン等の親水性繊維の
表面をロジン系あるいはアルキルケテンダイマー系のサ
イズ剤やカチオン系の界面活性剤等で疎水化させたもの
でも良い。

上記のような形態とした繊維状基材の上にモノマー水溶
液を塗布し、次いで重合させることにより、ポリマーが
膨潤した時でさえ、繊維状基材からのポリマーの脱落が
ほとんどない吸液性複合体が得られる。不連続に繊維状
基材上にポリマーが分布することはポリマーの質量当た
りの表面積も大きくなり、更には繊維間に面状のポリマ
ーが連続的に存在しないことより、吸液性物品としてポ
リマーの吸液性を十分に発揮せしめることが可能となり
、それだけ高い吸液性を与えることが可能である。

モノマー水溶液を繊維状基材に塗布する方法としては、
例えばスクリーン印刷、グラビア印刷等の公知の印刷方
法や、スプレーを用いての噴霧や吹き付は等の方法で可
能である。塗布の効率を高めるために重合不活性な粘度
調整剤や起泡剤の使用も可能である。又、吸水性複合体
に使用時に適したパターン印刷を施しても良い。

このようにしてモノマー及びラジカル重合開始剤、必要
により架橋剤を含んだモノマー水溶液の付着した繊維状
基材を重合するにあたり、本発明では加湿の条件を必須
としている。即ち、重合反応を遅滞なく進行させ、しか
も吸液物性の優れた吸液体を得るため、重合反応を阻害
しない重合不活性な雰囲気にしておくこと及びモノマー
水溶液の水分揮散を抑制するため加湿状態にしておくこ
とが必要である。

重合温度はラジカル重合開始剤の種類及び量、モノマー
の種類にもより異なるが、１０℃未満では重合開始及び
重合完結が不確実になり易く好ましくない、一般にレド
ックス系の開始剤を用いる場合には、室温以下で、過酸
化物を用いる場合にはその分解温度以上で行うのが好ま
しい。

吸液物性の点から、過酸化物もしくはアゾ系開始剤が好
ましく、最も好ましいのは過酸化物系開始剤である。従
って好ましい重合温度としては５０℃以上であり、更に
好ましくは８０℃以上である。

本発明においては、モノマー水溶液を、加湿下に重合せ
しめることを特徴としていることは先に述べた。加湿の
条件は、モノマーの重合時間、重合温度により異なるが
、温度１０℃以上でかつ湿度１５％以上であることが必
要である。好ましい湿度は４０％以上である。湿度が１
５％より低くなると、重合中にモノマー水溶液の水分が
揮散してしまい、吸液体として満足の得られるものでな
く、本発明の意図するところではない。

このようにして得られた含水状態の吸液性複合体を乾燥
して、最終吸液体にするが、その乾燥方法として、熱風
、マイクロ波、赤外線等の手段が挙げられる。

又、乾燥前に吸液性の改良として、疎水性繊維の被吸液
物とのぬれを向上すべく、改質剤を塗布することも望ま
しい。改良剤としては非イオン活性剤等が例示できる。

〔実施例〕

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説
明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定される
ものではない。

なお、飽和吸収量、吸収速度、ポリマー脱落性は、下記
の方法にて評価した。

（１）飽和吸収量 乾燥した吸液性複合体を十分な量の生理食塩水に浸漬し
、１時間放置した。その後８０メツシユの金網で水滴が
落ちなくなるまで放置し、重量を測定した。同様の操作
をポリマーのない同一面積の基材で行い重量を測定した
。

これらより以下に示す式によりポリマーの吸収量を求め
た。

ＩＬ−一。

吸収量（ｇ／ｇ）＝ 一　：ポリマーの付着量（ｇ） 讐、：吸水後の吸収性物品の重Ｎ　（ｇ）讐。：吸水後
の基材の１ｉ量（ｇ） （２）吸収速度 乾燥した吸液性複合体を十分な量の生理食塩水に３分間
浸漬し、その後直ちに吸引濾過し、繊維間並びに粒子間
に含まれる間隙水を分離し、重量を測定した。

同様の操作をポリマーのない同一面積の基材で行い重量
を測定した。これらより以下に示す式によりポリマーの
吸収速度とした。

−′：ポリマーの付着量（ｇ） 一１゛：吸水した後の吸液性複合体の重量（ｇ）−０゛
：吸水した後の基材の重ｔ（ｇ）（３）ポリマーの脱落 サンプルを多量の生理食塩水中に投じ、ポリマーを十分
に膨潤させた後、５分間撹拌を行い、その後基材から脱
落したポリマーの重量を測定し、下式により脱落量を算
出した。

実施例１．２ 固形分４０重量％の７０モル％中和されたアクリル酸ソ
ーダ水溶液を調整した。この溶液に過硫酸ナトリウムを
１重量％（対アクリル酸ソーダモノマー）及び５００ｐ
ｐ曽のメチレンビスアクリルアミド（対アクリル酸ソー
ダモノマー）を溶解し、その後、窒素ガスを吹き込み溶
存酸素を除去した上記溶液を、坪量が４５ｇ／＋”のポ
リエチレン−ポリプロピレンの複合繊維（ＥＳ繊維）の
みからなる疎水性繊維ウェブ（Ａ）（実施例１）、等重
量のポリエチレン−ポリプロピレンの複合繊維（ＥＳ繊
維）及びレーヨンからなる繊維ウェブ（Ｂ）（実施例２
）の上にそれぞれスプレーで１５０ｇ　／　ｍ　２とな
るように均一に噴霧した。

このモノマーを塗布したウェブを窒素で完全に置換され
た９０℃、６０％湿度のオーブンに１０分間放置し、重
合させた。その後この複合体を１００℃にて減圧乾燥し
、吸液性複合体を得た。

実施例３ 実施例１に準じて行った。但し、モノマー水溶液を複合
繊維に付着する方法として、スプレーに代わり、スクリ
ーン印刷手法を用い、上記溶液を７０ｇ／＋＊”の量付
着し、１００℃、５０％湿度のオーブンにて１０分間放
置し、重合させた。その後、この複合体をマイクロ波に
て乾燥した。

実施例４ 実施例１に準じて重合を行った。但し、アクリル酸ソー
ダの代わりに１００モル％中和された固形分２０重量％
のビニルホスホン酸ソーダを用いる以外実施例１と同様
に重合を行った。

実施例５ 実施例１に準じて重合を行った。但し、メチレンビスア
クリルアミドの代わりにポリエチレングリコールジアク
リレート（平均オキシエチレン鎖１４モル、商品名ＮＫ
エステルＡ−６００新中村化学■製）を５００ｐｐｍ　
（対モノマー）用いる以外実施例１と同様に重合を行っ
た。

実施例６．７ 実施例２に準じて重合を行った。但し、架橋剤としてメ
チレンビスアクリルアミドの代わりにテトラグリセロー
ルテトラグリシジルエーテル（商品名テナコールＥＸ−
５１２、長潮産業製）を７５０ｐｐ＋ｍ　（対モノマー
）用い、１２０℃、２０％湿度（実施例６）、１００℃
、９３％湿度（実施例７）とし、５分間重合を行った以
外実施例２と同様に重合を行った。

比較例１．　２ 実施例１に準じて重合を行った。但し、重合時、９０℃
の温度で１０％湿度（比較例１）、１２０℃で加湿なし
く比較例２）で重合を行う以外は実施例１と同様に行っ
た。

得られた吸液性複合体について測定した結果を表１に示
す。

表　　　　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　繊維状基材に水溶性のエチレン性不飽和モノマー及
   びラジカル重合開始剤を含む水溶液を付着させ、重合不
   活性な雰囲気下にて該モノマーを重合せしめるに際して
   、温度１０℃以上でかつ相対湿度１５％以上にて該重合
   を行うことを特徴とする吸液性複合体の製造方法。 ２　相対湿度が４０％以上である特許請求の範囲第１項
   記載の吸液性複合体の製造方法。 ３　温度が８０℃以上である特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の吸液性複合体の製造方法。 ４　繊維状基材が、その少なくとも一部が疎水性繊維で
   構成されているものである特許請求の範囲第１項記載の
   吸液性複合体の製造方法。 ５　水溶性のエチレン性不飽和モノマーがアクリル酸又
   はアクリル酸塩を主成分とするものである特許請求の範
   囲第１項記載の吸液性複合体の製造方法。