KR0138239B1

KR0138239B1 - 흡수재료

Info

Publication number: KR0138239B1
Application number: KR1019940003178A
Authority: KR
Inventors: 신고 무카이다; 카츠히코 이구치; 켄지 타나카
Original assignee: 우타타 야스오; 산요카세이코교 가부시기가이샤
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1998-04-27
Also published as: FI940845A0; US5672419A; KR940019318A; ATE186649T1; NO940618D0; DE69421634D1; ES2138003T3; CN1105578C; AU5484994A; CA2116160A1; CA2116160C; EP0612533B1; MXPA94001372A; US5716707A; TW320647B; TR28964A; DE69421634T2; FI940845A; EP0612533A1; NO940618L

Abstract

본 발명은 흡수성 수지입자, 50∼200℃의 온도에서 접착성을 발현하는 수지분말 및 섬유상기재로 이루어지며, 수지분말의 열접착성을 발현하는 온도를 넘는 온도에서 처리함으로써, 이 수지를 개재해서 흡수성수지입자와 섬유상기재가 고착된 흡수재료 및 이것을 사용한 흡수성물품에 관한 것이다.

또 본 발명의 흡수재료는 흡수성능, 흡수속도, 흡수후의 형상유지성이 뛰어나다. 따라서 종이기저귀, 생리용품 등의 흡수성물품에 유용한 것이다.

Description

흡수재료

본 발명은 흡수성 수지입자가 섬유기재에 고착된 흡수재료에 관한 것이다. 더 상세하게는, 흡수특성 섬유에 대한 고착성 및 흡수후의 현상유지성이 뛰어난 흡수재료에 관한 것이다.

종래, 수성액체에 대해서 흡수능을 가진 분말입자상 흡수제로서는 흡수성수지로 호칭되는 친수성가교폴리머가 알려져 있다. 이들 흡수성수지의 예로서는 녹말-아크릴산염공중합체, 가교아크릴산염, 아크릴산 및 그 염과 기타의 단량체와의 공중합체가교물, 이소부틸렌-무수말레산공중합체가교물, 폴리비닐알코로-(메타)아크릴산공중합체, 변성셀룰로스유도체, 변성폴리에틸렌옥시드, 변성폴리비닐알코올 등 각종 수지가 알려져 있고 주로 종이기저귀, 생리용품등의 위생재료에 사용되어 왔다.

즉 상기한 분말입자상의 흡수성수지가 프러프펄프(Fluff pulp) 및/또는 함성섬유 등의 섬유상기재와 조합해서 종이기저귀, 생리용품 등의 흡수성물품에 사용되고 있다.

그러나, 종래의 분말입자상 흡수성수지는 뛰어난 흡수특성을 가지고 있으나, 펄프등의 천연섬유나 폴리에틸렌섬유, 폴리프로필렌섬유, 폴리에스테르섬유 및 이들이 복합화된 섬유 등의 합성섬유에 대한 고착성이란 점에서는 불충분하였다. 특히, 섬유에 대한 흡수성수지의 비율이 커질수록(예를들면 흡수성수지/섬유의 비율이 중량비로 30/70을 초과하는 경우), 흡수성수지와 섬유와의 고착성이 저하되고, 위생재료등으로 사용한 경우 이 흡수성 수지의 이동, 편재, 섬유로부터의 탈락 등의 문제가 발생하기 쉽다.

또, 물 서용성(徐溶性) 및/ 또는 가수분해성의 열가소성수지에 의해 흡수성수지의 표면전체를 피복한 흡수제가 섬유등에의 고착성을 가진다는 제안이 있으나(일본국특개평2-242858호 공보), 이 경우 섬유에의 고착성은 향상되지만, 흡수성수지가 본래 가진 흡수특성, 특히 흡수속도나 초기흡수율이 극단으로 악화된다고 하는 결점이 있고, 배설된 오줌이나 월경혈을 순식간에 흡수, 유지하는 성능이 요구되는 종이기저귀, 생리용품 등의 위생재료에는 상기의 흡수제의 적용은 어렵다.

또, 이 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)를 조합하는 방법으로서는, 흡수성수지입자(A)를 섬유상기재(C)사이의 끼워, 포위하여, 블랜드하는 등의 방법이 채용되고 있으나, 고착성이란 점에서는 충분하지 않고, 충격이나 진동에 의해 섬유상기재(C)로부터 흡수성수지입자(A)가 분리해 버리는 일이 많다. 흡수성 수지입자(A)의 섬유상기재(C)로의 고착성을 향상시킬 목적으로, ①흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)의 혼합물에 소량의 물을 스프레이해서 흡수성수지입자(A)의 표면을 팽윤시켜서 접착해서 건조한다. ②섬유상기재(C)에 소량의 물을 스프레이한 후, 흡수성수지입자(A)를 살포 혹은 블렌드해서 건조한다. ③물대신 수증기를 분무한 후에 건조하는 등의 방법이 취해지고 있다.

그러나, 상기 ①,② 및 ③의 방법은 다소의 고착효과는 있으나 충분하지는 않고, 특히 상기한 바와 같이 흡수성수지입자 (A)의 섬유상기재(C)에 대한 비율이 크게 될수록(예를 들면, 흡수성수지/섬유의 비율이 중량비로 30/70을 초과하는 경우)고착성은 저하된다. 또한 흡수성수지입자의 표면을 물 혹은 수증기와 접촉시켜서 팽윤상태로 한 후는 건조할 필요가 있기 때문에, 흡수성 수지입자(A)의 표면상태가 변화해서 흡수속도의 저하나 흡수성능의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있다.

상기 문제를 개선할 시도로서, ④섬유상기재(C)의 표면에 점착제를 도포한 후에 흡수성수지입자(A)를 접착시킨다, ⑤바인더를 용해한 다량의 유기용제속에 흡수성수지입자(A)를 분해시켜서 섬유상기재(C)에 도포 또는 함침시킨 후, 가열건조해서 유기용제를 기화시키는 등의 방법이 제안되고 있다. 그러나, ④의 방법에서는 흡수성수지입자(A)의 섬유상기재(C)에의 고착에 관여하지 않는 점착제의 영향에 의해, 섬유상기재끼리도 접착되고, 얻게 된 흡수재료의 흡수성능을 손실하거나, 끈적끈적해서 흡수재료의 취급이 곤란하다는 등의 문제가 발생한다. ⑤의 방법에서는, 흡수성수지입자(A)의 표면이 바인더에 의해 덮이기 때문에 흡수속도의 저하나 흡수성능의 저하를 초래한다. 또, 유기용제를 기화시키기위해 다대한 에너지를 필요로 해서 비경제적일 뿐 아니라 잔존한 유기용제의 안정성이 염려되는 등의 문제가 있다.

본 발명자들은, 상기 문제점에 비추어, 흡수특성(특히 초기흡수율), 섬유기재에 대한 고착성 및 흡수후의 형상유지성이 뛰어난 흡수재료에 대해서 예의검토한 결과 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명은 흡수성수지입자(A), 수지분말(B) 및 섬유상기재(C)로 구성되고 상기 수지분말(B)의 접착성을 발연하는 온도이상에서 열처리함으로써 상기 수지분말(B)을 게재해서 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)가 고착되어서 이루어진 흡수재료에 있어서 상기 수지분말(B)은, 50∼200℃의 온도에서 접착성을 발현하는 수지분말인 동시에, 통상의 물에 24시간 접촉시켜도 용해 혹은 가수분해해서 용해되지 않는 수지의 분말이며, 상기 섬유상 기재(C)는 칼집심형, 편심형 및 병렬형으로부터 선택되는 1종이상의 열융착성 복합섬유로서, 상기 열융착성 복합섬유의 저융점성분의 융점이 50∼180℃인 유기계합성섬유의 섬유상기재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 흡수성수지입자(A)로서는, 통상 자체중량의 30배 이상에서 1000배정도의 물을 흡수하는 능력이 있는 친수성가교분자이며, 그 구성단위에 카르복시산(염)기〔카르복시산 및/ 또는 카르복시산염기를 말함. 이하 마찬가지의 기재를 사용함.〕, 술폰산(염)기, 인산(염)기, 제 3급아미노기, 제 4급암모늄염기, 수산기, 폴리에틸렌옥시드기 등의 친수성기를 가진 흡수성수지이면 수지의 종류 및 제조방법은 특히 한정되지 않는다. 본 발명에 적합하게 사용될 수 있는 흡수성수지의 예로서는, 일본국특공소 53-46199 및 동 53-46200호 각 공보 동에 기재된 녹말-아크릴산(염)공중합체, 동 54-30710호 및 동특개소 56-26909호 각 공보등에 기재된 역상현탁중합법에 의한 가교 혹은 자체가교된 폴리아크릴산염, 동특개소 55-133413호 공보 등에 기재된 수용액중합(단열중합, 박막중합, 분무중합등)에 의해 얻게 되는 폴리아크릴산(염), 동특개소 52-14689 호 및 동 52-27455 호 각 공보 등에 기재된 비닐에스테르와 불포화카르복시산 또는 그 유도체와의 공중합체비누화물, 동 58-2312 호 및 동 61-36309 호 각공보 등에 기재된 술폰산(염)기함유흡수성수지, 이소부틸렌-무수말레산공중합체가교물, 녹말-아크릴로니트릴공중합체의 가수분해물, 가교카르복시메틸셀룰로스 유도체, 가교폴리에틸렌옥시드유도체, 가교폴리비닐알코올유도체, 폴리아크릴아미드의 부분가수분해물 등을 들 수 있다. 또 상기 흡수성수지를 더욱 표면가교시킨 흡수성수지도 사용할 수 있다. 상기 흡수성수지는 2종이상 병용해도 된다.

상기 흡수성수지의 생리식염수(0.9%의 염화나트륨수용액)에 대한 흡수능은 통상자체중량의 30배이상이고, 바람직하게는 35∼100배, 더 바람직하게는 40∼80배이다.

흡수성수지입자(A)의 형상에 대해서는 분말입자형상이면 특히 한정은 없고 입자상, 과립상, 조립상, 얇은 조각상, 덩어리상, 진주상, 미분말상 등의 어느 형상이라도 된다. 바람직하게는 90중량%이상이 1mm이하의 입자도분포를 가진 분말입자상이고, 특히 바람직하게는 90중량%이상이 0.1∼0.9mm 의 입자도 분포를 가진 입자상, 과립상, 조립상, 얇은 조각형상 혹은 덩어리상의 흡수성수지이다.

본 발명에 있어서 수지(B)로서는, 폴리올레핀 수지(예를들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 저분자량폴리에틸렌, 저분자량폴리프로필렌등), 폴리올레핀 유도체(예를들면 말레산변성폴리에틸렌, 염소화폴리에틸렌, 말레산변성폴리프로필렌, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-무수말레산공중합체, 프로필렌-아크릴산공중합체, 프로필렌-무수말레산공중합체, 이소부틸렌-무수말레산공중합체, 말레화폴리부타디엔, 에틸렌-아세트산비닐공중합체 및 그 말레화물등), 폴리에스테르계수지, 폴리아미드계수지, 폴리카프로락톤계수지, 폴리스티렌수지 및 그 유도체(예를들면 폴리스티렌, 술폰화폴리스티렌, 스티렌-무수말레산공중합체등), 열가소성폴리우레탄수지, 고분자량폴리에틸렌글리콜, 아세트산비닐수지, 왁스류(파라핀왁스, 밀랍, 우지등), 긴사슬지방산에스테르수지 및 이들의 2종이상의 혼합물을 들 수 있다. 또 핫멜트(Hot-melt)형 접착제라고도 불리는 수지도 적합하게 사용할 수 있다.

이들 중에서 바람직한 것은 저분자량폴리올레핀 수지(예를들면 저분자량폴리에틸렌, 저분자량폴리프로필렌), 카르복시산변성폴리올레핀수지(예를들면 말레산변성폴리에틸렌, 말레산변성폴리프로필렌등), 올레핀-아크릴산공중합체(예를들면 에틸렌-아크릴산공중합체, 프로필렌-아크릴산공중합체등), 올레핀-무수말레산공중합체(예를들면 에틸렌-무수말레산공중합체, 프로필렌-무수말레산공중합체, 이소부틸렌-무수말레산공중합체등)이다. 또 특히 바람직한 수지로서는, 말레산함량이 1∼30중량%인 말레산변성폴리에틸렌 또는 말레산변성폴리프로필렌;아크릴산함량이 1∼30중량%인 에틸렌-아크릴산공중합체 또는 프로필렌-아크릴산공중합체; 및 무수말레산함량이 1∼30중량%인 에틸렌-무수말레산공중합체, 프로필렌-무수말레산공중합체 또는 이소부틸렌-무수말레산공중합체이다.

상기(B)는 50∼200℃의 온도에서 접착성을 발현하는 수지면 되나, 바람직하게는 융점이 70∼180℃인 수지이고, 더욱 바람직하게는 융점이 80∼160℃인 수지이다. 50℃미만에서 접착성을 발현하는 수지의 경우, 흡수제 또는 흡수재료의 보존중 혹은 사용중에 블록킹을 일으키거나 흡수제끼리 융착하는 등의 문제가 발생하기 쉽다. 한편, 접착성을 발현하는 온도가 200℃를 초과하면, 상기 수지(B)를 개재해서 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재 (C)를 고착시킬 때 높은 온도에서 처리하지 않으면 안되고, 다대한 열에너지를 필요로 해서 경제적이 아닐 뿐 아니라, 높은 온도에서의 처리에 의해 흡수성능의 저하나 착색현상을 발생할 경우가 있어 바람직하지 않다. 수지(B)의 융점은 일본공업규격 JISK-7196의 방법에 의해서 측정된다.

상기 수지(B)의 입자직경은, 통상 300㎛이하, 바람직하게는 1∼250㎛, 더 바람직하게는 10∼200㎛이다. 입자직경이 300㎛을 초과하면, 흡수성수지입자(A)와의 혼합상태가 불균일하게 되어 섬유에의 고착성이 저하되는 동시에, 흡수제의 초기흡수율의 저하를 초래한다. 또 혼합상태가 불균일하게 되어 흡수제의 보존, 수송 혹은 사용과정에서 흡수성수지입자(A)와 수지(B)와의 상(相)분리가 발생된다고 하는 문제가 있다. 또 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)를 상기 수지(B)를 개재해서 고착시키는데 많은 양의 열에너지를 필요하게 되어, 경제적이지 않을 뿐만 아니라 얻게 된 흡수재료의 흡수속도도 저하된다.

또 상기 수지(B)는, 통상의 물에 24시간 접촉시켜도 용해 혹은 가수분해해서 용해되지 않는 수지인 것이 바람직하다. 그 이유는 본 발명의 흡수재료를 종이기저귀나 생리용품과 같은 흡수성물품에 적용한 경우, 오줌 혹은 월경혈을 흡수한 후에 있어서도 착용기간중은 어느정도의 흡수성 수지입자(A)의 섬유상기재(C)에의 고착성을 유지할 수 있기 때문이다. 반대로 상기 수지(B)가 단시간에 물에 용해되거나 가수분해에 의해 수용성이 되는 수지인 경우, 건조한 상태에서의 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)의 고착에는 문제가 없으나 오줌 혹은 월경혈을 흡수한 후에 수지가 용해해서 미지근한 감을 발생하거나, 흡수 후의 겔의 이동이나 탈락의 문제를 발생한다.

여기서, 접착성을 발연하는 수지분말 또는 열융착성수지(B)를, 이하 단순히 수지분말(B)로 표기한다.

본 발명에 있어서 섬유상기재(C)로서는, 예를 들면, 셀룰로스계섬유, 유기계합성섬유, 유기계합성섬유와 셀룰로스계섬유와의 혼합물 등을 들 수 있다.

셀룰로스계섬유로서는, 예를들면, 플러프펄프 등의 천연섬유, 비스코스레이온, 아세테이트레이온, 구리 암모니아레이온 등의 셀룰로스계화학섬유를 들 수 있다. 이 셀룰로스계천연섬유의 원료(침엽수, 광엽수등), 제조방법(화학펄프, 반화학펄프, 기계적펄프, CTMP(Chem-Themo Mechanical Pulp등), 표백방법 등에 대해서는 특히 한정되지 않는다.

유기계합성섬유로서는, 예를 들면 폴리프로필렌계섬유, 폴리에틸렌계섬유, 폴리아미드계섬유, 폴리아크릴로니트계섬유, 폴리에스테르계섬유, 폴리비닐알코올계섬유, 폴리우레탄계섬유, 열융착성복합섬유(예를들면, 융점이 다른 상기 섬유의 적어도 1종을 칼집심형, 평심형, 병렬형등으로 복합화된 섬유, 상기 섬유의 적어도 2종을 블렌드한 섬유, 상기 섬유의 표층을 개질한 섬유등)를 들 수 있다.

이들 섬유상기재중에서 바람직한 것은 셀룰로스계천연섬유, 폴리프로필렌계섬유, 폴리에틸렌계섬유, 폴리에스테르계섬유, 열융착성복합섬유 및 이들의 혼합섬유이며, 더 바람직하게는, 얻게 된 흡수재료의 흡수후의 형상유지성이 뛰어난 점에서 플러프 펄프, 열융착성복합섬유 및 이들의 혼합물이다.

상기 섬유상기재의 길이, 굵기에 대해서는 특히 한정되지 않고, 통상길이는 1∼200mm, 굵기는 0.1∼100데니르의 범위이면 적합하게 사용할 수 있다. 형상에 대해서도 섬유상이면 특히 한정되지 않고, 미세한 원통상, 스플릿야안상, 스테이플상, 필라멘트상, 웨이브상등이 예시된다.

본 발명에 있어서, 흡수성 수지입자(A)와 수지분말(B)의 비는, 통상 흡수성수지입자(A)100중량부에 대하여 수지분말(B)의 양이 0.5∼30중량부, 바람직하게는 1∼20중량부, 더 바람직하게는 3∼15중량부이다. 수지분말(B)의 양이 30중량부를 초과하면, 흡수성수지입자(A)의 섬유상기재(C)에의 고착성은 향상되지만, 수지분말(B)이 흡수성수지입자(A)의 표면의 대부분(예를들면 80%이상)을 덮어 버리기 때문에, 얻게된 흡수재료의 흡수성능, 흡수속도 및 초기흡수율, 또 얻게 된 흡수재료의 유연성이 저하된다. 한편 0.5중량부미만에서는 흡수성수지입자(A)의 섬유상기재(C)에의 고착성이 저하되는 동시에, 얻게된 흡수재료의 흡수후의 형상유지성이 떨어진다. 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)의 비는, 흡수성수지입자(A):섬유상기재(C)가 중량비로 통상 (20:80)∼(95:5), 바람직하게는 (30:70)∼ (90:10), 더 바람직하게는 (35:65)∼(80:20)이다. 흡수성수지입자(A)의 비가 20미만에서는 얻게되는 흡수재료의 기능이 충분히 발현되지 않고, 95를 초과하면 흡수재료의 흡수후의 형상유지성이 떨어진다.

본 발명의 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)로 이루어진 흡수제의 제조방법으로서는, 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)을 분체혼합하는 방법이 가장 간편하고 경제적이다. 또 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)을 혼합후 혹은 혼합과 동시에, 수지분말(B)의 융점이상의 온도에서 처리해서, 수지분말(B)을 흡수성수지입자(A)의 표면에 부분적으로 고착시킴으로서, 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)과의 균일혼합성과 섬유에의 고착성을 향상시킬 수 있다. 또 하이브리디제이션법( hybridigataion method), 코트마이저법(coatmyzer method) 등의 기계적조작에 의해, 수지분말(B)를 흡수성수지입자(A)의 표면에 부분적으로 고착시키는 것도 가능하다.

또한, 여기 말하는 부분적이란, 수지분말(B)에 의해 흡수성수지입자(A)의 표면이 모두 덮여있지 않다는 의미이고, 예를들면 흡수성수지입자(A)의 표면의 약80%이하의 면적, 바람직하게는 60∼10%의 면적이 수지분말(B)에 의해 고착되어 있는 것을 의미하고 있다. 수지분말(B)에 의해 흡수성수지입자(A)의 표면을 다 덮으면 흡수제의 흡수속도, 초기흡수율이 극단적으로 저하된다.

흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)을 혼합하는 장치로서는 통상의 분체혼합장치이면 되고, 예를들면, 코니컬블렌더, 나우타믹서, V형 혼합기, 유동층식혼합기, 터어뷰라이저, 스크루식의 라인블렌드장치, 벌집방식의 스태틱믹서 등을 들 수 있다. 또, 흡수성 수지 입자(A)와 수지분말(B)을 혼합후에 가열처리하는 장치로서는, 예를들면 열풍가열기, 나우타식가열기, 패들건조기, 유동층식가열기, 적외선가열기, 고주파가열기 등을 들 수 있다. 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)을 혼합동시에 가열처리하는 장치로서는, 예를들면 나우터식가열기, 패들건조기, 유동층식가열기 등을 들 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 얻게 되는 흡수재의 초기흡수율은, 통상 40%이상이다. 바람직한 조건, 예를들면 수지분말(B)의 양을 필요한 범위내에서 소량으로 하거나 또는 흡수성수지입자(A)의 표면을 수지분말(B)이 덮고 있는 면적을 작게한 경우 등, 조건의 선택에 의해 50%이상으로 한다. 초기 흡수율이 40%미만일 경우, 배설된 오줌이나 월경혈을 순식간에 흡수, 유지하는 성능이 요구되는 종이기저귀, 생리용품등의 위생재료에의 적용에는 부적당하게 되어, 본 발명의 목적하는 바가 아니다. 또한, 초기 흡수율은 후술하는 방법으로 측정되는 값이다.

본 발명의 흡수재에는 필요에 따라 중량제, 첨가제로서 유기질 분체(예를들면 펄프분말, 셀룰로스유도체, 천연다당류등), 무기질분말(예를들면 제올라이트, 실리카, 알루미늄, 벤트나이트, 활성탄등), 산화방지제, 방부제, 살균제, 계면활성제, 착색제, 향료 등을 배합할 수 있다. 이들의 양은 흡수제의 중량에 대해서 통상 10중량%이하이다.

다음에, 본 발명의 흡수재료의 제조방법으로서는, ①미리 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)의 혼합물을 제작하고, 이어서 섬유상기재(C)와 혼합 혹은 섬유상기재(C)에 살포해서, 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상에서 처리하는 방법, ②흡수성수지입자(A), 수지분말(B) 및 섬유상기재(C)를 미리 혼합한 후, 이어서 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도에서 처리하는 방법, ③흡수성수지입자(A), 수지분말(B) 및 섬유상기재(C)를 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도에서 혼합하고, 혼합과 동시에 흡수성수지입자(A)를 섬유상기재(C)에 부분적으로 고착시키는 방법, ④미리 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)의 혼합물을 제작하여, 이 혼합물을 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도로 유지해서 섬유상기재(C)에 살포, 도포 또는 접착시키는 방법, ⑤수지분말(B)을 용융시켜서 섬유상기재(C)에 스프레이, 도포 또는 접착시킨 후에, 흡수성수지입자(A)를 살포 혹은 혼합하는 방법, ⑥미리 혼합된 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)의 혼합물을, 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도로 유지한 섬유상기재(C)에 살포 혹은 혼합하는 방법, ⑦수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도로 유지한 섬유상기재(C)에, 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)을 동시에 또는 따로따로 살포 혹은 혼합하는 방법, ⑧수지분말(B)과 섬유상기재(C)의 혼합물에, 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도로 유지한 흡수성수지입자(A)를 살포 혹은 혼합하는 방법 등을 예시할 수 있다.

이들 제조방법중에서 바람직한 방법은, 수지분말(B)을 개재해서 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)가 비교적 균일하게 고착된 흡수제를 얻게 된다고 하는 점에서, ①또는 ⑥의 방법이다. 수지분말(B)을 개재해서 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)를 균일하게 고착할수록, 흡수특성 및 흡수후의 형상유지성이 양호해진다.

또한, 본 발명에 있어서, 반드시 흡수성수지입자(A) 모두가 수지분말(B)을 개재해서 섬유상기재(C)에 고착되어 있을 필요는 없고, 흡수성수지입자(A)가 부분적으로(예를들면 흡수성수지입자(A)의 50중량%이상)섬유상기재(C)에 고착되어 있으면 된다. 바람직한 조건, 예를들면 수지분말(B)의 양을, 본 발명의 흡수재료의 성능을 떨어뜨리지 않는 범위에서 가능한 한 많게 한 경우나, 섬유상기재(C)의 비율을 많게 해서 흡수성수지입자(A)와 상기섬유제(C)의 접촉면적을 크게한 경우 등의 조건의 선택에 의해 60중량%이상이 된다.

흡수성수지입자(A)의 섬유상기재(C)에의 고착율이 50%미만에서는 , 종이기저귀, 생리용품등의 흡수성물품에 적용한 경우, 이들 상품의 보존, 수송 등의 과정에서 흡수성수지입자(A)의 이동, 편재, 분리 혹은 탈락이 발생되는 일이 있다. 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B) 및/ 또는 섬유상기재(C)를 혼합하는 장치로서는 통상의 혼합장치이면되고, 예를들면 코니컬블렌더, 나우타믹서, V형 혼합기, 유동층식혼합기, 기류형혼합장치, 분말입자상물의 분사노즐을 구비한 기류형혼합장치, 분말입자상물의 분사노즐을 구비한 섬유상물의 소면(cording)장치 등을 들 수 있다.

수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상의 온도에서 처리하는 장치로서는, 예를들면 열풍가열기, 나우타식가열기, 유동층식가열기, 기류형가열기, 가열형캘린더롤, 적외선가열기, 고주파가열장치 등을 들 수 있다.

본 발명의 흡수재료는, 필요에 따라서 소면, 적층, 압축, 코울드캘린더링, 히트캘린더링, 니이들펀치, 연신, 제지등, 통상 섬유상물에 실시되는 처리를 가할 수 있다.

본 발명의 흡수재료에 중량제, 첨가제로서 유기질분체(예를들면 펄프분말, 샐룰로스유도체, 천연다당류등), 무기질분말(예를들면 제올라이트, 실리카, 알루미나, 벤트나이트, 활성탄등), 유리섬유, 산화방지제, 방부제, 살균제, 계면활성제, 착색제, 향료 등을 필요에 따라 배합할 수 있고, 이들의 양은 흡수재료의 중량에 대해서 통상 10중량%이하, 바람직하게는 5중량%이하이다.

본 발명의 방법에 의해 얻게되는 흡수제를 섬유기재에 처리했을 때에의 섬유에의 고착율은, 통상 약50%이상이다. 바람직한 조건의 선택에 의해 60%이상이 된다. 섬유에의 고착율이 50%미만에서는 종이기저귀, 생리용품 등의 위생재료에 적용한 경우, 이들 상품의 보존, 수송 등의 과정에서 흡수제의 이동ㆍ편재가 발생되는 일이 있다.

이하 흡수제에 대해서 참고예 및 비교예에 의해 본 발명을 더 설명하나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 참고에 1∼11과 비교예 1∼5에서 표시한 흡수제에 대한 흡수량, 초기흡수율, 섬유(펄프 또는 함성섬유)에의 고착율은 하기의 방법에 의해 측정하였다. 이하 특히 정하지 않는 한, %는 중량%를 표시한다.

흡수량 : 250메시의 나일론네트제티백에 흡수제1g을 넣고, 이것을 대과잉의 0.9%식염수속에 1시간 침지해서 흡수시킨 후, 끌어올려 15분간 물기를 빼고 증가중량을 측정한다. 이값을 흡수량(S) 으로 하였다.

초기흡수율 : 250메시의 나일론네트제티백에 흡수제 1g을 넣고, 이것을 대과잉의 0.9%식염수속에 10분간 침지해서 흡수시킨 후 끌어올려 15분간 물기를 빼고 증가중량을 측정한다. 이 값을 10분후의흡수량(S10)으로 한다.

초기흡수율 = (S10/S) × 100

섬유에의 고착율: 200g/㎡의 플랍펄프 혹은 합성섬유(ES 섬유 EA:칫소(주)제품)의 층을 직경 15Cm의 원형으로 재단하여, 섬유층의 하면으로부터 흡인하면서, 이 위에 2g의 흡수제를 균일하게 살포한다. 이어서 수지분말(B)의 융점보다 약 10℃ 높은 온도에서 2분간 가열처리한 후, 실온까지 냉각하고, 고착되지 않은 흡수제를 흔들어 떨어뜨려서 중량(W)을 측정한다.

섬유에의 고착율 = 〔(2-w)/2〕× 100

(참고예 1)

가교아크릴산나트륨계흡수성수지(일본국산요 카세이코교(주)제품「산웨트 IM-5000D」:입자상)93부와 입자직경이 50∼100㎛의 말레산변성폴리에틸렌(일본국산요카세이코교(주)제품「유멕스 2000P」:융점108℃) 7부를 V형 혼합기에 넣고, 20분간 혼합해서 본 발명의 흡수제(α)를 얻었다. 이 흡수제(α)의 흡수량, 초기흡수율, 섬유에의 고착율을 측정한 결과를 표 1에 표시한다.

(참고예 2 및 3)

참고예 1에 있어서,「산웨트 IM-5000D」와「유멕스 2000P」의 혼합비를 이하와 같이 바꾼이외는 참고예 1과 마찬가지로 해서, 흡수제(b) 및 (c)를 얻었다. 이들 흡수제의 성능 측정결과를 표 1에 표시한다.

흡수제(b) :「산웨트 IM-5000D」/「유멕스 2000P」= 98/2

흡수제(c) : 「산웨트 IM-5000D」/ 「유멕스 2000P」= 80/20

(참고예 4 및 5)

참고예 1에 있어서, 말레산변성폴리에틸렌의 입자직셩을 이하와 같이 바꾼 이외는 참고예 1과 마찬가지로 해서, 흡수제(d) 및 (e)를 얻었다. 이들 흡수제의 성능측정 결과를 표 1에 표시한다.

흡수제(d)의 말레산변성폴리에틸렌의 입자직경 : 입자직경 10∼50㎛

흡수제(e)의 말레산변성폴리에틸렌의 입자직경 : 입자직경 150∼200㎛

(참고예 6∼8)

참고예 1에 있어서, 말레산변성폴리에틸렌 대신, 이하의 수지분말(B)을 사용하는 이외는 참고예 1과 마찬가지로 해서 흡수제(f)∼(h)를 얻었다. 이들 흡수제의 성능측정결과를 표 1에 표시한다.

흡수제(f) : 저분자량폴리에틸렌(일본국산요카세이코교(주)제품「산왁스 161P」: 융점 111℃

흡수제(g) : 파라핀왁스(융점 83℃)

흡수제(h) : 폴리에스테르계수지(일본국 토요보세키(주)제품「바이론 GM903P」:융점 133℃

(참고예 9)

참고예 1에서 얻게 된 흡수제(a)를, 또 130℃에서 30초간 열풍처리해서, 흡수성 수지입자의 표면에 말레산변성폴리에틸렌분말이 부분적으로 고착한 흡수제(j)를 얻었다. 이 흡수제(j)의 성능측정결과를 표 1에 표시한다.

(참고예 10 및 11)

참고예 9에 있어서, 「산웨트IM-5000D」대신, 이하의 흡수성수지를 사용하는 이외는 참고예 9와 마찬가지로 해서 흡수제(k) 및 (m)를 얻었다. 이들 흡수제의 성능측정결과를 표 1에 표시한다.

흡수제(k) : 아세트산비닐-메틸아크릴레이트고중합체비누화물(일본국스미토모카가쿠코교(주)제품 「스미카겔 S-50」: 진주형상)

흡수제(m) : 녹말-아크릴산염그라프트중합체(일본국산요카세이코교(주)제품 「산웨트IM-1000」:얇은 조각형상)

(비교예 1∼3)

시판의 흡수성수지인 가교아크릴산나트륨계흡수성수지, 아세트산비닐-메틸아크릴레이트공중합체비누화물 및 녹말-아크릴산염 그라프트중합체를 각각 비교흡수제(n)∼(p)로하고, 이들의 흡수량, 초기흡수율, 섬유에의 고착율을 측정한 결과를 표 1에 표시한다.

(비교예 4)

참고예 1에 있어서,「산웨트 IM-5000D」와 「유멕스 2000P」의 혼합비를 60/40으로 바꾼 이외는 참고예 1과 마찬가지로 해서, 비교흡수제(q)를 얻었다. 이 비교흡수재의 성능측정결과를 표 1에 표시한다.

(비교예 5)

일본국특개평 2-242858호 공보명세서에 기재된 참고예 1과 마찬가지로 해서, 흡수성 수지의 표면이 열가소성수지로 덮인 비교흡수제(r)를 얻었다. 이 비교흡수제(r)의 성능측정결과를 표 1에 표시한다.

[표 1]

다음에 흡수재료에 대한 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 더 설명하나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1∼12와 비교예 6∼10에서 표시한 흡수재료에 대한 흡수량, 흡수속도, 고착율, 흡수후의 형상유지상은 하기의 방법에 의해 측정하였다. 이하 특히 정하지 않는 한, 부는 중량부, %는 중량%를 표시한다.

흡수량 : 250메시의 나일론네트제티백에 흡수재료 1g을 넣고 이것을 대과잉의 0.9%식염수속에 1시산 침지해서 흡수시킨 후, 끌어올려 15분간 물기를 빼고 증가중량을 측정한다. 이 값을 흡수량으로 하였다.

흡수속도 : 250메시의 나일론네트제티백에 흡수재료 1g을 넣고, 이것을 대과잉의 0.9%식염수속에 2분간 침지한 후, 끌어올려 15분간 물기를 빼고 증가중량을 측정한다. 이 값을 흡수속도로 하였다.

고착율 : 흡수재료 10g을 10메시(눈금 1.7mm)의 체에 넣는다. 이어서 로탭식체진탕기(일본국 이이다세이사쿠쇼(주)제품)에 의해 5분간 진탕하고, 흔들어 떨어진 흡수성수지의 중량(w)을 측정한다. 여기서 시험전의 흡수재료 속의 흡수성수지의 양을wo로 하면, 고착율은 하기식에 의해 구해진다.

고착율 = 〔(wo - w)/ wo〕x 100

형상유지성: 흡수재료 10g에 200㎖의 생리식염수를 흡수시킨 후, 눈금 4mm의 철망위에 둔다. 이 철망에 진동을 부어, 흡수후의 흡수재료의 형상유지의 정도, 팽윤한 흡수성수지의 탈락의 정도를 관찰하고, 다음기준에 의해 평가하였다.

U : 형상유지성은 양호하고, 흡수성수지의 탈락도 거의 없다.

V : 형상유지성은 양호하고 흡수성수지의 탈락도 적다.

X : 어느 정도의 형상은 유지되고 있으나 흡수성 수지의 탈락이 많다.

Y : 형상은 유지되어 있지 않고, 흠수성수지의 탈락도 많다.

(실시예 1)

가교아크릴산나트륨계흡수성수지(일본국산요카세이코교(주)제품「산웨트 IM-5000D」; 입자상) 93부와 입자직경이 50∼100㎛인 말레산변성폴리에틸렌(일본국 산요카세이코교(2주)제품「유멕스 2000P」: 융점 108℃)7부를 V형 혼합기에 넣고 20분간 혼합하였다. 이어서 이 혼합물과 편심형의 복합섬유(칫소(주)제「ES섬유EA」: 저융점성분융점110℃)30부 및 플랍펄프 70부를 기류형혼합장치에서 혼합하고, 또 130℃에서 2분간 열풍처리해서 본 발명의 흡수재료를 얻었다. 이 흡수재료의 흡수량, 흡수속도, 고착율, 형상유지성을 측정한 결과를 표 2에 표시한다.

(실시예 2 및 3)

실시예 1에 있어서, 흡수성수지와 말레산변성폴리에틸렌의 양을 이하와 같이 바꾼 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 흡수재료및를 얻었다. 이들의 흡수재료의 성능 측정결과를 표 2에 표시한다.

흡수재료: 흡수성수지/ 말레산변성폴리에틸렌 = 97부/3부

흡수재료: 흡수성수지/ 말레산변성폴리에틸렌 = 80부/20부

(실시예 4∼6)

실시예 1에 있어서, 말레산변성폴리에틸렌 대신, 동일량의 이하의 수지를 사용하는 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 흡수재료를 얻었다. 이들의 흡수재의 성능측정결과를 표 2에 표시한다.

흡수재료: 저분자량폴리에틸렌(일본국 산요카세이코교9주)제품「산왁스 161P」: 융점 111℃)

흡수재료: 파라핀 왁스(융점 83℃)

흡수재료: 폴리에스테르계수지(일본국 토요보세키(주)제품「바이론 GM903P」: 융점 113℃)

(실시예 7∼10)

실시예 1에 있어서, 복합섬유 (칫소(주)제품「ES섬유 EA」:저융점성분융점 110℃)30부 및 플러프펄프 70부 대신, 이하의 종류 및 양의 섬유상기재를 사용하는 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 흡수재료,을 얻었다. 상기 흡수재료,의 성능측정결과를 표 2에 표시한다.

흡수재료: 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유 EA」60부 및 플러프펄프 40부

흡수재료: 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유 EA」30부, 폴리프로필렌섬유 20부 및 플러프펄프 50부

흡수재료: 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유 EA」)45부 및 플러프펄프 55부

흡수재료: 칼집심형의 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유 EAC」; 저융점성분융점 110℃) 30부 및 플러프펄프 70부

(실시예 11)

실시예 1에 있어서 가교아크릴산나트륨계흡수성수지 대신, 동일량의 아세트산비닐메틸아크릴레이트공중합체비누화물(일본국, 스미토모카가쿠코교(주)제품「스미카겔 S-50」:진주형상)을 사용하는 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 흡수재료를 얻었다. 이 흡수재료의 성능측정결과를 표2에 표시한다.

(실시예 12)

가교아크릴산나트륨계흡수성수지(일본국,산요카세이코교(주)제품「산웨트IM-5000D」)93부와 입자직경이 50∼100㎛인 말레산변성폴리에틸렌(일본국 산요카세이코교(주)제품「유멕스 2000P」)7부를 V형혼합기에 넣고, 20분간 혼합하였다. 이 혼합물을, 130℃로 유지한 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유EA」)45부위에 균일하게 살포해서 본 발명의 흡수재료를 얻었다. 이 흡수재료의 성능측정결과를 표 2에 표시한다.

(비교예 6)

가교아크릴산나트륨계흡수성수지「산웨트IM-5000D」93부와 입자직경 50∼100㎛의 말레산변성폴리에틸렌「유멕스 2000P」7부를 V형혼합기에 넣고, 20분간 혼합하였다. 이어서 이 혼합물과 편심형의 복합섬유「ES섬유EA」30부 및 플러프펄프70부를 기류형혼합장치를 사용해서 25℃에서 혼합하므로서 비교흡수재료를 얻었다. 이 비교흡수재료의 흡수량, 흡수속도, 고착율, 형상유지성을 측정한 결과를 표 2에 표시한다.

(비교예 7)

비교예 6에 있어서 가교아크릴산나트륨계흡수성수지대신 동일량의 아세트산비닐메틸아크릴레이트공중합체비누화물 「스미카겔 S-50」을 사용하는 이외는 비교예 1과 마찬가지로해서 흡수재료를 얻었다. 이 흡수재료의 성능측정결과를 표 2에 표시한다.

(비교예 8)

실시예 1에 있어서 흡수성수지와 말레산변성폴리에틸렌의 혼합비을 60:40으로 바꾼 이외는 참고예 1과 마찬가지로 해서 비교흡수재료를 얻었다. 이 비교흡수재료의 성능 측정결과를 표 2에 표시한다. (비교예 9)

말레산변성폴리에틸렌 20부를 톨루엔 180부에 용해하고, 또 미분말상의 폴리아크릴산나트륨계흡수성수지 80부를 분산시킨 분산용액을 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유EA」)30부와 플러프펄프 70부와의 혼합물로 이루어진 섬유상기재에 스프레이하였다. 이어서 130℃에서 가열건조해서 톨루엔을 기화시키므로서 비교흡수재를 얻었다. 이 비교흡수재료의 성능측정결과를 표 2에 표시한다.

(비교예 10)

가교아크릴산나트륨계흡수성수지(일본국,산요카세이코교(주)제품「선웨트IM-5000D」100부와 복합섬유(칫소(주)제품「ES섬유EA」)30부 및 플러프펄프 70부를 기류형혼합장치에 의해서 혼합하고, 또 130℃에서 2분간 열처리하여 비교흡수재료를 얻었다. 이 비교흡수재료의 성능측정결과를 표 2에 표시한다.

[표 2]

본 발명의 흡수제는 다음과 같은 특징 및 효과를 가진다.

① 뛰어난 흡수성능, 흡수속도 및 초기 흡수율을 가진다.

② 섬유기재(예를들면, 플러프펄프, 합성섬유 웨브, 합성섬유필라멘트, 부직포, 천, 직물, 종이등)에의 고착성이 뛰어나다.

③ 고습도 분위기하에 방치해도, 종래의 흡수성수지와 같이 불록킹하는 일이 없다.

④ 흡수성수지입자(A)와 수지분말(B)을 혼합하는 간단한 조작에 의해 제조할 수 있다.

⑤ 본 발명의 흡수제를 열접착성섬유를 함유한 섬유기재에 적용함으로서, 흡수후의 형상유지성이 뛰어난 흡수체를 얻게된다.

상기효과를 나타내므로서, 본 발명의 흡수제는, 종이기저귀, 생리용품, 산욕매트, 의료용언더패드 등의 각종위생재료용도에 유용하다. 특히, 흡수성수지/ 섬유(펄프 및/또는 열융착성섬유)의 비율이 큰 박형종이기저귀나 박형생리용품에 유용하다.

또, 청과물의 선도유지재, 수산식용품의 드립흡수재, 수분 혹은 습도조절시트, 결로방지재, 수답용의 육묘시트, 콘크리트양생시트, 통신케이블 및 광파이보케이블의 지수재 등의 시트형상 혹은 테이프형상흡수재를 제조할 때에도 유용하다.

또, 본 발명의 흡수재료는 다음과 같은 특징 및 효과를 가진다.

① 뛰어난 흡수성능, 흡수속도를 가진다.

② 섬유상기재와의 고착성이 뛰어나다.

③ 수성액을 흡수한 뒤에 있어서도 양호한 형상유지성을 가진다.

④ 고습도분위기하에 방치해도, 종래의 분말입자상의 흡수성수지와 같이 불록킹의 걱정이 없다.

⑤ 기타의 섬유와 블렌드가 용이한 것 등, 가공적성이 양호하다.

상기의 효과를 나타내므로, 본 발명의 흡수재료는 종이기저귀, 생리용품, 산욕매트, 의료용언더패드 등의 각종위생재료나 흡수성물품에 유용하다. 특히, 흡수성수지/섬유(펄프및/또는 열융착성섬유)의 비율이 큰 박형종이기저귀나 박형생리용품에 유용하다.

또, 청과물의 선도유지재, 수산식품용의 드립흡수재, 수분 혹은 습도조절시트, 결로방지재, 수답용의 육묘시트, 콘크리트양생시트, 통신케이블 및 광파이버케이블의 지구재동의 시트형상 혹은 테이프형상 흡수재료를 제조할 때에도 유용하다.

Claims

흡수성수지입자(A), 수지분말 및(B) 및 섬유상기재(C)로 구성되고, 상기 수지분말(B)의 접착성을 발현하는 온도이상에서 열처리함으로써, 상기 수지분말(B)을 개재해서 흡수성수지입자(A)와 섬유상기재(C)가 고착되어 이루어진 흡수재료에 있어서, 상기 수지분말(B)은, 50∼200℃의 온도에서 접착성을 발현하는 수지분말인 동시에, 통상의 물에 24시간 접촉시켜도 용해 혹은 가수분해해서 용해되지 않는 수지의 분말이며, 상기 섬유상기재(C)는, 칼집심형, 편심형 및 병렬형으로부터 선택되는 1종이상의 열융착성복합섬유로서, 상기 열융착성복합섬유의 저융점성분의 융점이 50∼180℃인 유기계 함성섬유의 섬유상기재로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡수재료.
제 1항에 있어서, 상기 수지분말(B)의 융점이 60∼180℃인 것을 특징으로 하는 흡수재료.
제 1항에 있어서, 상기 흡수성수지입자(A)100중량부에 대한 상기 수지분말(B)의 양이 0.5∼30중량부인 것을 특징으로 하는 흡수재료.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 흡수성수지입자(A)100중량부에 대한 상기 수지분말(B)의 양이 1∼20 중량부인 것을 특징으로 하는 흡수재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기흡수성수지입자(A)와 상기 섬유상기재(C)의 비가 중량비로 30:70∼90:10인 것을 특징으로 하는 흡수재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡수성수지입자(A)의 상기 섬유상기재(C)에의 고착율이 50중량%이상인 것을 특징으로 하는 흡수재료.
청구범위 제 1항에 기재된 흡수재료를 사용한 것을 특징으로 하는 흡수성물품.
제 1항에 있어서, 상기 수지분말(B)이 카르복시산변성폴리올레핀수지, 올레핀-아크릴산공중합체 및 올레-무수말레산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 흡수재료.