JPS6363723A

JPS6363723A - 吸液性複合体

Info

Publication number: JPS6363723A
Application number: JP61207138A
Authority: JP
Inventors: Yoshihei Meiwa; 善平明和; Takatoshi Kobayashi; 小林　隆俊
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1988-03-22

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〕本発明は吸液性ポリマーと該ポリマー中にその繊維長の
少なくとも一部分が埋め込まれた親水性繊維基材からな
る複合体に関し、更に詳しくは該繊維の少なくとも一部
のものはポリマーから繊維が外に出ている形状をもつ吸
液性複合体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、使いすておむつなどの衛生・医療
用品、並びに野菜などの鮮度保持剤、保水剤などの農林
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〕

近年、自重の数十倍から数百倍の水を吸収するいわゆる
吸液性ポリマーが開発され、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。

用いられている吸液性ポリマーとしては一般的に顆粒状
のものであり、液の拡散性、吸収速度等が従来のパルプ
等の親水性繊維集合体と比較すると不十分であり、微粒
子化及び多孔化等の表面積を大きくするための改良等が
提案されているものの、まだまだ不十分であった。

又、ある特定の形状、例えば房状塊の形状のものが吸水
力及び瞬時に吸水する性質を有することが提案されてい
るが（特開昭５６−６５６３０号公報）、繊維部分は瞬
時に吸水するものの、繊維集合体と吸液性ポリマーが付
着しているにとどまっているためと考えられるが、吸液
性ポリマーの吸水・膨潤速度は速くなく、これらから得
られる吸収材は、吸収速度、液の拡散性がまだまだ不十
分であった。

一方、液の拡散性、吸収速度等を改良すべく、吸液性ポ
リマーと疎水性繊維ウェブとの粉砕物から成る複合体で
あって、該繊維の少なくとも一部が吸液性ポリマーに埋
め込まれて成ることを特徴とする吸収材が提案されてい
るが（例えば特開昭６１−６２４６３号公報）、被吸収
液の拡散性は相当改良されるものの濡れ性、吸収速度は
不十分であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記状況のもとで、吸収速度、被吸収液の
濡れ性や拡散性に優れた吸収材について鋭意検討を重ね
た結果、吸液性ポリマーと該ポリマー中にその繊維長の
少なくとも一部分が埋め込まれた親水性繊維基材からな
る複合体であって、該繊維中の少なくとも一部のものは
ポリマーから繊維が外に出ている形状をもつ複合体が、
吸収速度に優れ、且つ、被吸収液の濡れ性や拡散性も良
好であることを見い出し、本発明に到達した。− 即ち、本発明は、吸液性ポリマーと該ポリマー中にその
繊維長の少なくとも一部分が埋め込まれた親水性繊維基
材からなる複合体であって、該繊維中の少なくとも一部
のものはポリマーから繊維が外に出ている形状をもつこ
とを特徴とする吸液性複合体を提供するものである。

本発明の吸液性複合体としては、特に繊維の少なくとも
一部が吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊維
が外に出ているものが、繊維の脱落等が少なく好ましい
。

本発明において使用される吸液性ポリマーとしては、一
般に吸液性を有するポリマーであればいずれでもよい。

例えばアクリル酸又はアクリル酸塩を主成分とし、場合
により架橋剤を添加してなる水溶性のエチレン性不飽和
モノマーを重合させて得られる吸液性ポリマーが挙げら
れ、好ましく用いることができる。

上記の吸液性ポリマー以外の例としては、例えばポリエ
チレンオキシド、ポリビニルピロリドン、スルホン化ポ
リスチレン及びポリビニルピリジンの架橋物、デンプン
−ポリ（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合物のケ
ン化物、デンプン−ポリ　（メタ）アクリル酸（及びそ
の塩）グラフト共重合物（及びその架橋物）、デンプン
−ポリ　（メタ）アクリルエステルグラフト共重合物の
加水分解物などが挙げられる。又、ポリビニルアルコー
ルと無水マレイン酸との反応物（及ヒ塩）、ポリビニル
アルコールスルホン酸塩、ポリビニルアルコール−アク
リル酸グ　。

ラフト共重合物なども例示できる。

上記のポリマーは二種以上用いてもよい。

吸液性ポリマーは２０ｔｔｄ／ｇ以上の水を吸水するポ
リマーであって、粉末状、顆粒状、塊状、シート状など
の形態があり、本発明の複合体を製造するにはそのいず
れも使用可能である。

粉末状、顆粒状、塊状の場合、粒子径は通常１５〜５０
０メツシユが好ましい。

本発明において、繊維基材としては親水性繊維が用いら
れ、例えば木材パルプ、綿、羊毛、レーヨン、ビニロン
及びアセテートなどであり、ある程度の吸水性、成鉱散
性を有しているほか、濡れ性に優れているため、本発明
に適用した場合複合体粒子の被吸収液に対する濡れ性、
吸収速度及び液の拡散性の向上に好適である。

繊維長は特に限定されないが通常、０．１〜５０ｍ１１
１％好ましくは０．２〜４０ｍｍである。

繊維の直径は特に限定されないが吸液性ポリマーの粒子
径よりも小さい方が好ましい。

本発明の複合体において、吸液性ポリマーの含量は吸液
性複合体の重量に基づいて通常１５〜９５％、好ましく
は２０〜９０％である。吸液性ポリマーの含量が１５％
未満では複合体の吸液量が小さく好ましくなく、又９５
％を超えると被吸収液の拡散性、吸収速度が低下し本発
明の目的を達成することができない。親水性繊維基材は
吸液性複合体の重量に基づいて通常５〜８５％、好まし
くは１０〜８０％である。

これらの吸液性ポリマーと親水性繊維基材から成る本発
明の吸液性複合体を製造する方法としては、吸液性ポリ
マーがモノマーの段階で親水性繊維基材と複合化する方
法と、予め重合等により吸液性ポリマーを作成した後、
親水性繊維基材と複合化する方法が挙げられるが特に限
定されるものではない。

本発明においては、繊維中の少なくとも一部のものがポ
リマーから外に出ている形状、好ましくはそのうちの少
なくとも一部がポリマーを貫通しているような形状を持
たせるための機械的な混練操作と、混練物を乾燥する操
作及び乾燥物を粉砕乃至解繊する操作が必要である。又
、モノマーの段階で繊維基材と複合化する場合、上記操
作に加え重合操作も必要である。

本発明の吸液性複合体を製造する具体的な方法としては
、例えば、（イ）重合により得られた吸液性ポリマーが
水あるいは含水溶剤を吸収して膨潤している状態で繊維
と混練し、その後、乾燥して粉砕する方法；　（ロ）水
溶性のエチレン性不飽和モノマーに必要に応じ架橋剤を
添加した系に、繊維を混合・分散させた状態で重合する
ことにより得られた混合物を乾燥して解繊又は粉砕する
方法；　（ハ）水溶性のエチレン性不飽和モノマーに必
要に応じ架橋剤を添加した系に、繊維を分散させ、抄紙
、プレスした後、重合することにより得られた混合物を
乾燥して解繊する方法；　（ニ）繊維に、水溶性のエチ
レン性不飽和モノマーに必要に応じ架橋剤を添加して成
る系を含浸させた状態で重合することにより得られた混
合物を乾燥して解繊又は粉砕する方法が例示できる。

上記において混練及び分散にはニーダ−、ミキサー、ス
クリュー回転式混合機などが用いられるが特に限定され
るものではない。

乾燥は熱風循環式乾燥機及び減圧乾燥機を使用し、乾燥
温度は５０〜１３０℃で行うことが好ましいが、これら
乾燥条件は特に限定されるものではない。

粉砕及び解繊には回転羽根式粉砕機、ハンマ一式粉砕機
、バルブ解繊機等を使用することができる。吸液性複合
体の大きさについては特に限定は無いが、０．０５〜５
ｍｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜３ＩＩＩＩＩ
＋である。

本発明の吸液性複合体の好ましい実施態様を第１図に示
す。この吸液性複合体は第１図に示す如く、親水性繊維
２の少なくとも一部が吸液性ポリマー１を貫通し、且つ
ポリマー１から繊維２が外に出ている形状をもち、この
状態は光学あるいは電子顕微鏡でｆ！認できる。

本発明の吸液性複合体は、吸収速度に優れ、且つ被吸収
液の濡れ性や拡散性が良好であるばかりでなく、ポリマ
ーの固定化も容易となり吸液性ポリマーの使用範囲を大
きく拡大できるものである。

〔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、濡れ性、被吸収液の拡散
性は、下記の方法にて評価した。

（１１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
、３０分間放置した。その後吸引濾過（濾紙光２．直径
１２５　ｍｍ）　シ、重量を測定した。同様の操作を吸
液性複合体のない系（即ち濾紙のみ）について行い重量
を測定した。これらより以下に示す式により吸液性複合
体の飽和吸収量を求めた。

Ｗ：吸液性複合体の重量（ｇ）Ｗｌ：吸水後の吸液性複合体の重量（ｇ）讐。：吸水後
の濾紙の重量（ｇ）（２）吸収速度第２図に示す装置を用い生理食塩水４の液面を等水位に
セットした直径７０ｍｍのガラスフィルター（阻１）５
の上に吸液性複合体３を０．３ｇ乗せ、その後３０秒間
に吸収した生理食塩水の値でもって表した。

（３）濡れ性吸液性複合体にスポイトで生理食塩水又は馬車（脱繊血
、発売元側日本生物材料センター）を−滴たらし、濡れ
具合いを目視にて観察し、４段階にて表した。

［瞬時ゝ濡６°゛◎ （液をはじく・・・× （４）被吸収液の拡散性吸液性複合体６ｇを底面積２２５ｃｍ２（１５ｃｍ平方
）に均一に積層し、高さ０．２５ｃｍ”にプレスし成型
した（比較例１．２の吸液性ポリマーについては、パル
プ３ｇと吸液性ポリマー３ｇとをミキサーにてトライブ
レンドした後同様の方法にて成型した。）。

成型された複合体の上部中央からｌＱｍ／の生理食塩水
を瞬時に注入した後、２分間放置し、生理食塩水の広が
った面積を表面、裏面についてそれぞれ測定し、被吸収
液の拡散性とした。

実施例１攪拌機、還流冷却器、滴下ロート及び窒素薄入管を付し
た５００ｍ７の４つ口丸底フラスコにシクロヘキサン２
３０ｍＺ、エチルセルロース（Ｎ−１００：ハーキュレ
ス社製）１．０ｇを仕込み、７５℃まで昇温した。別に
三角フラスコ中でアクリル酸３０ｇを、水３９ｇに苛性
ソーダ１３．４ｇを溶解した水溶液で中和した。モノマ
ー水溶液中のモノマー濃度は４５重量％（含水量５５重
量％）となった。

次いで、過硫酸カリウム５抛ｇと、オキシエチレンユニ
ット数の平均が１２のポリオキシエチレングリコールジ
アクリレート６５．５ｍｇを加えて均一に溶解させた。

このモノマー水溶液を上記の４つロフラスコに窒素雰囲
気下に１．５時間かけて滴下し重合した後、７０〜７５
℃の温度で０．５時間保持し重合を完了させた。

重合物を濾過の後、８０℃にて減圧乾燥し、吸液性ポリ
マー（Ａ）を得た。

吸液性ポリマー（Ａ）１５ｇとイオン交換水１５０ｇ及
び粉砕パルプ４５ｇとを双軸ニーダ−を用い約３時間混
練後、１００℃、１０時間熱風循環式乾燥機にて乾燥し
、更にパルプ解繊機にて解繊することにより、パルプ繊
維の約６５％が吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマー
から繊維が外に出ている形状の吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー２５−ｔ％対パルプ繊維７
５−ｔ％去隻炭１実施例１において複合体の組成を吸液性ポリマー（Ａ）
３０ｇ、イオン交換水３００　ｇ及び粉砕パルプ３０ｇ
に変えたほかは同様な操作によりパルプ繊維の約５０％
が吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊維が外
に出ている形状の吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー５０ｗ　ｔ％対パルプ繊維
５０−ｔ％ χ隻班主フラスコにアクリル’ＦＺ３０ｇを入れ、水３９ｇに苛
性ソーダ１３．４ｇを溶解した水溶液で中和した。

モノマー水溶液中のモノマー濃度は４５重世％となった
。次いで、過硫酸ナトリウム１５０ｍｇとメチレンビス
アクリルアミド５０ｍｇを加え均一に溶解させた。

コ（７）モノマー水溶液をステンレス製バットに仕込み
、窒素雰囲気下において、８０”Ｃ１３０分重合し、含
水した吸液性ポリマーＣＢ）を得た。

含水した吸液性ポリマー（Ｂ）　６６．６ｇ　（吸液性
ポリマー重ｆｆ１３０ｇ）と水２００ｇ及び粉砕バルブ
Ｌｏｇとをスクリュー回転式混合機を用い約１時間混練
後、１００℃、８時間減圧乾燥機にて乾燥し、更に回転
羽根式粉砕機にて粉砕することにより、パルプ繊維の約
４０％が吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊
維が外に出ている形状の吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー７５ｗｔ％対バルブ繊維２
５ｗ　ｔ％叉践■↓ 実施例３において、粉砕パルプ１０ｇにかえ、レーヨン
繊維（繊維長１０ｍｍ、繊維径３デニール）３０ｇを用
いたほかは同様な操作によりレーヨン繊維の約４０％が
吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊維が外に
出ている形状の吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー５０−ｔ％対レーヨン繊維
５０−ｔ％実施例５フラスコにアクリル酸３０ｇを入れ、水５０ｇに苛性ソ
ーダ１３．４　ｇを溶解した水溶液で中和した。

モノマー水溶液中のモノマー濃度は４０重士％となった
。次いで、過硫酸ナトリウム１５０ｍｇとオキシエチレ
ンユニット数の平均が１２のポリオキシエチレングリコ
ールジアクリレート５５．５ｍｇを加え均一に溶解させ
た。

この七ツマー水溶液をステンレス製パントに仕込み、綿
（繊維長３０１、繊維径４デニール）６．１ｇを含浸さ
せた後、窒素雰囲気下において、８０℃、３０分重合し
た。重合物を１００℃、１２時間減圧乾燥し、更にハン
マ一式粉砕機にて粉砕することにより、綿繊維の約６０
％が吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊維が
外に出ている形状の吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー８６−ｔ％対綿繊維１４賀
ｔ％去塁五ｉフラスコにアクリル酸３００ｇを入れ、水５００ｇに苛
性ソーダ１３４ｇを溶解した水ン容液で中和した。モノ
マー水溶液中のモノマー）湿度は４０重量％となった。

次いで、過硫酸ナトリウム１．５ｇとオキシエチレンユ
ニット数の平均が１２のポリオキシエチレングリコール
ジアクリレート６５５ｍｇを加え均一に溶解させた。

このモノマー水溶液６００ａＺに粉砕パルプ３ｇ及びア
セテート繊維（繊維長２０ｍｍ、繊維径３デニール）３
ｇを仕込み１．ミキサーを用い繊維を分散させた後、抄
紙、プレスした後、１００℃、相対湿度８０％において
モノマー中の水分の蒸発を制御しながら重合した。重合
物を１００℃、５時間熱風循環乾燥機にて乾燥し、更に
パルプ解繊機にて解繊することにより、パルプ及びアセ
テート繊維の約６０％が吸収性ポリマーを貫通し、且つ
、ポリマーから繊維が外に出ている形状の吸液性複合体
を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー７０ｗｔ％対パルプ繊維１
５ｗｔ％対アセテート繊維１５ｗｔ％実施例７フラスコにアクリル［１３０ｇを入れ、水１４３．８ｇ
に苛性ソーダ１３．２　ｇを溶解した水溶液で中和した
。モノマー水溶液中のモノマー水溶液は２０重世％とな
った。次いで、メチレンビスアクリルアミド７５ａ＋ｇ
を加え均一に溶解させた。

このモノマー水溶液と粉砕パルプ３７．４　ｇを双軸ニ
ーグーに仕込み窒素雰囲気下において、５０℃になった
時点で、予め水５ｇにＶ−５０（和光純薬社製）　３７
４　ｍｇを溶解した触媒水溶液を添加し、混合・分散し
つつ、５０〜７０℃で重合した。

更に９０℃で３０分反応し重合を完結した。

重合物を１００℃、８時間乾燥し、更にハンマ一式粉砕
機で粉砕することにより、パルプ繊維の約８０％が吸液
性ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊維が外に出て
いる吸液性複合体を得た。

複合体組成°；吸液性ポリマー５０ｗｔ％対パルプ繊維
５０−ｔ％止較班よ実施例１で得た吸液性ポリマーＣＡ　〕を比較例１とし
た。

比較例２実施例３で得た含水した吸液性ポリマー（Ｂ）を乾燥・
粉砕して得られたポリマーを比較例２とした。

此１Ｊ引１実施例２において、粉砕パルプ３０ｇをポリエステル繊
維にかえたほかは同様の操作により、ポリエステル繊維
の約４５％が吸液性ポリマーを貫通し、且つポリマーか
ら繊維が外に出ている吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー５０ｗ　ｔ％対ポリエステ
ル繊維５０賀ｔ％比較例４実施例４においてレーヨン繊維３０ｇにかえ、ポリエチ
レン繊維（繊維長５１１１１１％繊維径３デニール）１
５ｇ及びポリプロピレン繊維（繊維長５ｍｎａ、繊維径
３デニール）１５ｇを用いたほかは同様の操作によりポ
リエチレン及びポリプロピレン繊維の約４０％が吸液性
ポリマーを貫通し、且つポリマーから繊維が外に出てい
る吸液性複合体を得た。

複合体組成；吸液性ポリマー５０−ｔ％対ポリエチレン
繊維２５−ｔ％対ポリプロピレン繊維２５−ｔ％）工較桝工特開昭６１−６２４６３号公報の実施例４の方法に従っ
て、トウモロコシデンプン、アクリル酸、アクリルアミ
ド及びエチレングリコールジメタクリル酸エステルより
白色粉末状の水不溶性吸水性樹脂を製造した。この吸水
性樹脂１０ｇに水１００−を吸収させて得られたゲル状
物にポリエステル繊維（繊維長３０ｍｍ、繊維径４デニ
ール）１０ｇを双軸ニーグーを用い約３時間混練後、８
０℃、３時間乾燥し、更にハンマ一式粉砕機で粉砕する
ことにより、ポリエステル繊維の約４５％が吸水性樹脂
に埋め込まれた吸収材を得た。

複合体組成；吸水性樹脂５０−ｔ％対ポリエステル繊維
５０−ｔ％土較斑旦特開昭５６−６５６３０号公報の実施例１の方法に従っ
て、トウモロコシデンプン、アクリル酸、アクリル酸ナ
トリウム及びメチレンビスアクリルアミドより製造した
白色粉末状の水不溶性吸水性樹脂３０ｇと粉砕パルプ１
００ｇをジェット気流粉砕機を用いて混合し、これを２
１のメタノールに分散させた後、１ｉの水平な金網（１
００メツシユ）上に均一に注いで濾過し、これを８０℃
、３時間循風乾燥してウェブ状の混合体を得た。この混
合体をプレス機により５ｋｇ７ｃｍ”にて加圧後、３ｍ
ｍ角に裁断し、房状塊状の吸収材を得た。

複合体組成；吸水性樹脂３３−ｔ％対粉砕パルプ６７賀
ｔ％止較開ユ実施例５において綿６．１ｇにかえ、パルプ６．１ｇを
、又ハンマ一式粉砕機を高速回転羽根式粉砕機にかえた
ほかは同様な操作によりパルプ繊維の約４０％が吸液性
ポリマーに埋め込まれた複合体を得た。尚、この複合体
は吸液性ポリマーに繊維は埋め込まれてはいるものの、
ポリマーからは繊維が外には出ていなかった。

複合体組成；吸液性ポリマー８６−ｔ％対パルプ繊維１
４−ｔ％天較五工実施例及び比較例で用いた粉砕パルプを比較例８とした
。

実施例１〜７及び比較例１〜８で得られたそれぞれの吸
液性複合体、吸液性ポリマー及び吸収材について、飽和
吸収量、吸収速度、被吸収液の濡れ性及び拡散性を評価
した。

その結果を表１に示した。

表１から本発明により得られた吸液性複合体が他の比較
例に比べ、吸収速度、被吸収液の濡れ性や拡散性に優れ
た吸収性能を示すことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸液性複合体の一実施例を示す拡大図
、第２図は吸収速度の測定に用いた装置の略示図である
。ｌ・・・吸液性ポリマー２・・・親水性繊維３・・・吸液性複合体４・・・生理食塩水５・・・ガラスフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

１．吸液性ポリマーと該ポリマー中にその繊維長の少な
くとも一部分が埋め込まれた親水性繊維基材からなる複
合体であって、該繊維中の少なくとも一部のものはポリ
マーから繊維が外に出ている形状をもつことを特徴とす
る吸液性複合体。
２．吸液性ポリマーがアクリル酸又はアクリル酸塩を主
成分とする水溶性のエチレン性不飽和モノマーの重合体
である特許請求の範囲第１項記載の吸液性複合体。
３．親水性繊維が木材パルプ、綿、羊毛、レーヨン、ビ
ニロン及びアセテートから成る群より選ばれる繊維であ
る特許請求の範囲第１項記載の吸液性複合体。
４．吸液性ポリマーの含量が吸液性複合体の固形分重量
に基づいて１５〜９５％である特許請求の範囲第１項記
載の吸液性複合体。