WO2004022840A1 - 吸水性複合体の製造方法 - Google Patents

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WO2004022840A1
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Susumu Miho
Koushi YAMAMOTO;
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a water-absorbing composite. Further, the present invention relates to a method for producing a laminated water-absorbing composite obtained by adhering a water-absorbing composite and a fibrous base material.
  • the water-absorbing composite and the laminated water-absorbing composite obtained by the present production method have excellent properties of exhibiting a high water absorption rate and a high water absorption while maintaining flexibility, such as a disposable diaper and a sanitary napkin. It is useful as a raw material for manufacturing. Background art
  • water-absorbent sheets used for disposable diapers, sanitary napkins, and the like include fibers, after uniformly dispersing water-absorbent resin particles such as cross-linked polyacrylic acid on a fibrous base material such as paper, pulp, or nonwoven fabric.
  • a fibrous base material such as paper, pulp, or nonwoven fabric.
  • the resin particles are fixed to a porous base material.
  • this water-absorbent sheet there are few things in which the water-absorbent resin particles are securely fixed to the fibrous base material, and the resin particles easily fall off from the fibrous base material.
  • the operation is complicated because solid powder is used in the production.
  • a water-absorbent sheet is produced by spraying a monomer aqueous solution comprising acrylic acid and acrylate onto a fibrous base material, and then irradiating the fibrous base material with ionizing radiation or fine particle ionizing radiation.
  • a method has been proposed.
  • the above-mentioned sprayed monomer is polymerized by irradiation with ionizing radiation or the like, and the water-absorbing resin is fixed to the fibrous base material.
  • a molded article in which the water-absorbent resin and the fibrous base material thus produced are combined may be referred to as a water-absorbent composite.
  • the term water-absorbing complex is used in a similar sense.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-29223 (pages 1 to 3) discloses that an aqueous monomer solution supported on a fibrous base material is irradiated with ultraviolet light (UV) to polymerize the monomer.
  • UV ultraviolet light
  • a method for producing a water-absorbing composite similar to the above is disclosed.
  • the publication states that after polymerizing most of the monomers by irradiating the monomer aqueous solution with UV, an electron beam is irradiated so that the unreacted monomer does not remain, and then UV is applied. It is stated that it is preferable to increase the polymerization conversion rate of the monomer by irradiation.
  • a complicated production process must be employed in order to produce a water-absorbing composite in which unreacted monomers do not remain.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-3202856 discloses that a monomer aqueous solution droplet in which redox polymerization is in progress is dropped and adhered to a fibrous base material. A method for completing polymerization on a porous substrate is described. It is described that by adopting this method, a water-absorbing composite having high water-absorbing ability and water-holding ability can be produced.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-67043 states that the porosity of the fibrous base material constituting the water-absorbent composite is preferably 50 to 99.5%.
  • the primary particle diameter of the water-absorbent resin particles to be carried is 5 0 ⁇ 1 0 0 0 ⁇ m that good preferable, also adhering amount of the water-absorbent resin per substrate 1 m 2 has 1 0 to 5 0 0 g It is described as being preferred.
  • the method described in the above three publications is a method in which an aqueous monomer solution is polymerized on a fibrous base material, and thus the obtained water-absorbent resin particles adhere to fibers and are integrated. Therefore, these methods can solve many of the problems that occur when the above method of dispersing a powdery water-absorbent resin in a fibrous base material is employed.
  • the water-absorbing composites described in the above publications have a low water absorption rate. It is enough.
  • a water-absorbing composite having a higher water absorption rate is required.
  • the present invention when a monomer is applied on such a fibrous web, droplets of the monomer are coalesced on the fibrous web before polymerization or permeate into the fiber.
  • the distribution of the water-absorbing resin in the water-absorbing composite produced by polymerizing this monomer is uneven, and the flexibility of the water-absorbing composite tends to be impaired.
  • the present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, using a fibrous base material that has been raised by heating, an aqueous solution of a monomer was applied to the fibrous base material in the form of a mist. Later, they came up with the idea of employing a means of polymerizing fine droplets of the applied monomer aqueous solution. By adopting this means, fine and substantially spherical water-absorbing resin particles independent of each other could be attached to each fiber constituting the fibrous base material in a beaded manner. It has been found that the water-absorbing composite thus produced increases in water absorption in proportion to the amount of water-absorbing resin carried.
  • the present inventors when the tensile strength of the nonwoven fabric to which the water-absorbent resin particles are attached is in a specific range smaller than the tensile strength of the conventionally used nonwoven fabric, the water-absorbent composite produced using this nonwoven fabric The body was found to show a large amount of water absorption.
  • a water-absorbing composite manufactured using a nonwoven fabric having a low tensile strength absorbs water, the water-absorbent resin particles swell greatly when absorbing water, but the nonwoven fabric is easily deformed due to its low tensile strength. The result As a result, the swelling of the water-absorbent resin particles is not hindered.
  • the present inventors considered that a water-absorbing composite manufactured using a nonwoven fabric having a low tensile strength would have a very large water absorption.
  • the present inventors have completed the first invention based on the above findings. The first invention is described below.
  • a monomer aqueous solution containing acrylic acid and Z or a salt thereof is sprayed on the fibrous base material that has been heated and raised, and the above-mentioned monomer aqueous solution is applied to the fibers constituting the fibrous base material. Carrying a droplet,
  • (B) a step of obtaining a water-absorbing composite in which the water-absorbing resin particles adhere to the fibers constituting the fibrous base material by polymerizing the monomers in the droplets. Further, the present inventors have found that by thermally compressing the water-absorbing composite, the diffusion rate of water and the property of hardly releasing absorbed water (return preventing property) are remarkably improved. The present invention has been completed.
  • the second invention is described below.
  • a monomer aqueous solution containing acrylic acid and Z or a salt thereof is sprayed on the fibrous base material that has been heated and raised, and the above-mentioned monomer aqueous solution is applied to the fibers constituting the fibrous base material. Carrying a droplet,
  • (C) a step of thermally compressing the water-absorbing composite obtained in the step (B).
  • the present inventors have found that the laminated water-absorbing composite in which the above-described water-absorbing composite and the fibrous base material are integrated by heat fusion is efficiently used to efficiently extract the water absorbing ability of the water-absorbing resin particles. , Found that it can rapidly absorb large amounts of water Was. Furthermore, it has been found that by forming a concavo-convex pattern by thermal compression on the surface of the laminated water-absorbing composite, higher water-absorbing ability can be imparted without impairing flexibility. Based on these findings, the third invention has been completed.
  • the third invention is described below.
  • a monomer aqueous solution containing acrylic acid and / or a salt thereof is sprayed on the fibrous base material that has been heated and raised, and the fibers constituting the fibrous base material are sprayed with the monomer aqueous solution. Carrying a droplet,
  • step (D) Laminating the water-absorbing composite obtained in the step (B) and the fibrous base material to obtain a laminate, and then laminating the laminate between at least one of the pair of rolls being heated. And fusing the water-absorbent composite and the fibrous base material by heat-compressing the laminate by passing through the body.
  • the fibrous base is previously heated and subjected to the raising treatment, so that the water-absorbing resin particles are reliably applied to each fiber constituting the fibrous base. They can be attached independently in a so-called rosary connection.
  • the water-absorbing composite thus produced has a high water absorption rate, a large amount of water absorption, and a high flexibility since the adsorptive resin particles are uniformly and independently dispersed therein. For this reason, the water-absorbing composite produced by the first invention is suitable for sanitary materials such as disposable diapers.
  • the water-absorbent resin particles when a nonwoven fabric having a tensile strength of 50 to 300 g Z25 mm obtained under the measurement conditions described below is used as the fibrous base material, the water-absorbent resin particles The swelling of the particles is not hindered, so that a water-absorbing composite exhibiting a large water absorption can be obtained.
  • the water-absorbing composite is further subjected to thermal compression, the water absorption amount, water absorption speed and suction speed of the obtained water-absorbing composite can be greatly increased. In the case of forming a concavo-convex pattern on the surface of the water-absorbing composite during the heat compression, the water absorption speed, the water absorption, and the like can be further increased.
  • the water-absorbing composite has a water-absorbing composite by laminating the water-absorbing composite and a fibrous base material to form a laminated composite. Efficiently draws out water absorption capacity and can quickly absorb large amounts of water. Further, when an uneven pattern is formed on the surface of the laminated water-absorbent composite by thermal compression, higher water-absorbing ability can be exhibited without impairing flexibility.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a production apparatus used for a continuous production method of a water-absorbing composite of the present invention.
  • FIG. 2 (A) is an electron micrograph showing the water-absorbing composite produced in Example 1, and (B) is an electron microscope photograph showing the water-absorbing composite produced in Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of a liner for incontinence, wherein (a) shows the case where the water-absorbing composite of Example 7 is used, and (b) shows the case where the water-absorbing composite of Example 8 is used. (C) shows the case where the water-absorbing composite of Reference Example 1 was used,
  • FIG. 1 2 is a fibrous base material roll
  • 4 is a fibrous base material
  • 6 is a raised part
  • 7 and 14 are spray nozzles
  • 8 is a monomer aqueous solution tank
  • 10 is an additive tank.
  • 16 and 22 are UV lamps
  • 18 is a surface treatment tank and 20 is a surface Spray nozzle for application of treatment agent
  • 24 is a water-absorbing complex
  • 26 is a hot-compression hole
  • 27 is a heat-compressed water-absorbing complex
  • 28 is a product water-absorbing complex
  • 1 00 is the first polymerization treatment section
  • 110 is the second polymerization treatment section
  • 120 is the third polymerization treatment section
  • 130 is the heat retaining section
  • 52 is the nonwoven fabric
  • 54 is the water-absorbing composite
  • 5 denotes toilet paper
  • 58 denotes nonwoven fabric
  • 60 denotes polyethylene sheet.
  • a nonwoven fabric is preferable because it can easily raise the hair by heating.
  • Nonwoven fabrics are generally produced by heat-sealing base fibers with binder fibers.
  • the nonwoven fabric used in the present invention is preferably a nonwoven fabric manufactured using a base fiber having a fineness (thickness of fiber) of 2.0 to 20 dtex and a fiber length of 32 to 128 mm. If the fineness of the base fiber is less than 2.0 dtex, the resulting nonwoven fabric tends to have insufficient air permeability. On the other hand, when the fineness of the base fiber exceeds 20 dtex, it is difficult to increase the amount of the water-absorbing resin attached. If the fiber length of the base fiber is less than 32 mm, the degree of napping of the fiber is insufficient even if the napping treatment is performed by heating the nonwoven fabric, and the amount of the water-absorbing resin in the resulting water-absorbing composite becomes small. It tends to be too small. On the other hand, when the fiber length of the base fiber exceeds 128 mm, the carding treatment performed in the production of the nonwoven fabric becomes difficult.
  • the basis weight of the nonwoven fabric 1 0 ⁇ 1 0 0 g Zm 2 is preferred.
  • the bulkiness of the nonwoven fabric is 0.1 X 10 2 in terms of volume per nonwoven fabric lg, that is, specific volume. ⁇ 2. 0 X 1 0 2 m 1 Z g is preferred.
  • the nonwoven fabric used in the present invention is a general term for a nonwoven fabric in a narrow sense, that is, a fibrous web to which a base fiber is fixed with binder fibers, a web that has been force-dyed or air-laid, and a loose pad of fibers.
  • Nonwoven fabrics containing hydrophilic fibers such as rayon, cotton, and regenerated cellulose fibers as small components are also preferable.
  • a non-hydrophilic resin is used in that the monomer aqueous solution adheres to the fibers in fine droplets when the monomer aqueous solution is atomized and applied to the substrate surface as described later.
  • Specific examples thereof include known fibers such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polyethylene terephthalate, polyamide, polystyrene, polyacrylonitrile, polychlorinated pinyl, and polyvinylidene chloride.
  • a nonwoven fabric containing a fiber made of such a non-hydrophilic resin as a base fiber is preferable in that a monomer aqueous solution (which becomes water-absorbent resin particles after polymerization) can be attached to the base fiber in the form of fine droplets.
  • the base fiber itself does not have a certain degree of hydrophilicity, the water-absorbing composite obtained using these base fibers is used as a product such as a disposable diaper or a sanitary product, and these products are used. Liquid leakage is likely to occur. Therefore, the nonwoven fabric used in the present invention is preferably a nonwoven fabric subjected to a hydrophilic treatment.
  • hydrophilic treatment examples include nonionic interfaces such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene phenol ether, polyoxyethylene sorbitan ester, polyoxyethylene alkyl fatty acid ester, and polyoxyethylene oxypropylene block polymer.
  • Known surfactants such as activators, higher fatty acid salts, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl succinates or alkyl sulfates
  • a treatment of coating an on-surfactant or the like on the nonwoven fabric is preferred.
  • hydrophilization treatment method there is a method in which the above-mentioned surfactant (hydrophilizing agent) is mixed in a spinning solution when spinning the base fiber, and spinning is performed using the mixed solution.
  • a hydrophilizing agent dissolved in a solvent or the like is sprayed on the fiber after spinning.
  • Nonwoven fabrics are usually shipped in rolls, and their tensile strength is generally different in the transverse direction (width direction) and the longitudinal direction (longitudinal direction).
  • the tensile strength in the machine direction is preferably within the following range.
  • the tensile strength of the nonwoven fabric in the present invention is a value measured by the following method in accordance with JIS P 8113.
  • the width of the test piece is 25 mm
  • the length is 150 mm
  • the distance between the two jaws is 100 mm
  • the tensile speed is 100 mm / min. Is measured.
  • a nonwoven fabric having a tensile strength (in the longitudinal direction of the nonwoven fabric) of 50 to 300 g / 25 mm obtained under such measurement conditions is preferable. More preferably, the tensile strength is 70 to 250 g
  • the transverse strength of a generally used nonwoven fabric is 20 to 600 g / 25 mm.
  • the tensile strength in the transverse direction of the nonwoven fabric is preferably from 20 to 200 gZ25 mm.
  • the tensile strength in the longitudinal direction is less than 50 g / 25 mm, the strength is too weak to cause a problem in handling, and the water-absorbing composite has insufficient shape retention when absorbing water.
  • the bow'I tensile strength exceeds 300 g / 25 mm, swelling upon water absorption is suppressed, and the water absorption of the water-absorbing composite tends to decrease.
  • the tensile strength of the nonwoven fabric depends on the material, fineness, fiber length, blend ratio of the binder fiber, and the heat treatment conditions (particularly temperature and temperature) for partially melting the binder fiber. Time) etc. can be adjusted by appropriately selecting.
  • the thickness of the nonwoven fabric is not particularly limited, it is generally appropriate to be about 0.5 to 1.5 mm (in a state before a raising process described later).
  • the fibrous base material is heated and raised.
  • the heating temperature is preferably near the softening point of the base fiber constituting the fibrous base material, and is specifically selected from 70 to 150 ° C.
  • the heating time varies depending on the heating temperature, but is usually several to 180 seconds. More preferred heating conditions are 90 to 120 ° C. for 1 to 30 seconds.
  • the heating method is not limited, and the fibrous base material may be passed through the heating furnace for a predetermined period of time, hot air may be blown on the fibrous base material, or heated using an infrared lamp or the like. Is also good.
  • the volume of the fibrous base material usually expands about 1.3 to 3.0 times before the raising treatment.
  • the degree of raising is different depending on the fiber length of the base fiber contained in the fibrous base material. It is preferable to increase the volume of the fibrous base material to 1.5 to 3.0 times the volume before the raising treatment by raising the fiber by appropriately selecting the fiber length and heating conditions of the base fiber.
  • an aqueous solution of a monomer containing acrylic acid and / or a salt thereof (hereinafter collectively referred to as an acrylic acid-based monomer) as a main component is applied to a fibrous base material that has been subjected to a raising treatment by heating.
  • a preferred monomer is a mixture of acrylic acid and acrylate in which 20 to 90 mole% of the total acrylic acid has been converted to alkali metal or ammonium salts.
  • Monomers other than acrylic acid monomers can also be used in combination.
  • Specific examples include methacrylic acid or a salt thereof, (meth) acrylamide, 2-hydroxyshethyl (meth) acrylate, and 2-acrylamide-12-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof.
  • the preferred use amount of the other monomer is 20 mol% or less based on the total amount of the acrylic acid-based monomer and the other monomer.
  • the preferred monomer concentration in the aqueous monomer solution is from 20 to 80% by mass. As the monomer concentration increases, the amount of the water-absorbing resin particles adhered on the fibrous base material increases. In addition, after the monomer is polymerized to obtain water-absorbent resin particles containing water, thermal energy for drying the water-absorbent resin particles can be reduced. Therefore, it is preferable to use an aqueous monomer solution having the highest possible concentration. Usually, the concentration of the monomer is selected near the saturation solubility of the monomer.
  • crosslinking agent examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, and polypropylene glycol di (meth) acrylate.
  • the addition ratio of the crosslinking agent is preferably from 100 to 100,000 ppm, more preferably from 100 to 500 ppm, based on the total mass of the monomers. You.
  • the amount of the photopolymerization initiator used in the case of employing polymerization by ultraviolet irradiation is preferably 10 to 100 ppm based on the total mass of the monomers. When the amount is less than ppm, polymerization does not sufficiently occur. When the amount exceeds 100 ppm, the degree of polymerization of the resulting water-absorbing resin particles is low.
  • the polymerization of the monomer can be performed by a general radical polymerization method.
  • a polymerization initiation method a thermal polymerization method using a thermal decomposition type radical polymerization initiator, a method of initiating polymerization by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, and the like can be employed.
  • a preferred polymerization method is a thermal polymerization method or a method of irradiating ultraviolet rays in the presence of a photopolymerization initiator (hereinafter referred to as UV irradiation polymerization method), and UV irradiation polymerization method is particularly preferable.
  • the photopolymerization initiator used when the UV irradiation polymerization method is employed includes the following. Azo compounds such as 2,2, -azobis (2-aminodipropane) salt, ketones such as 1-benzoyl-1- 1-hydroxycyclohexane and benzophenone, benzoine and its alkyl ethers, benzyl ketals, and anthraquinone derivatives And the like.
  • Azo compounds such as 2,2, -azobis (2-aminodipropane) salt, ketones such as 1-benzoyl-1- 1-hydroxycyclohexane and benzophenone, benzoine and its alkyl ethers, benzyl ketals, and anthraquinone derivatives And the like.
  • benzoyl compounds such as 1-hydroxy-cyclohexylofenyl-ketone and azo compounds such as 2,2, -azobis ⁇ 2- (2-imidazoline-2-yl) butane bread ⁇ .
  • the amounts of these photopolymerization initiators are as described above. It is preferable to use a thermal decomposition type radical polymerization initiator in addition to the above photopolymerization initiator.
  • a thermal decomposition type radical polymerization initiator water peroxide And water-soluble radical polymerization initiators such as sulfuric acid, ammonium persulfate, potassium persulfate, t-butylhydroxide, cumene octaperoxide, and the like.
  • these compounds may be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing compound such as sodium bisulfite, sodium thiosulfate, L-ascorbic acid or amine.
  • thermal decomposition type radical polymerization initiator By using the above thermal decomposition type radical polymerization initiator in combination, thermal polymerization occurs in parallel with UV polymerization. As a result, the polymerization conversion rate is increased, and the remaining amount of the unreacted monomer in the obtained water-absorbent resin particles is reduced.
  • the amount of the thermal decomposition-type radical polymerization initiator to be added is preferably from 100 to 500 ppm, particularly preferably from 500 to 2000 ppm, based on the total mass of the monomers.
  • the polymerization of the monomer is preferably carried out at a temperature of 50 to 80 ° C. Therefore, the thermal decomposition type radical polymerization initiator is preferably a compound which decomposes in water at 80 ° C. or lower to generate radicals. Specific examples include persulfates such as ammonium persulfate and sodium persulfate.
  • a chain transfer agent, a surfactant and the like may be added to the monomer aqueous solution as needed.
  • the aqueous monomer solution is applied (sprayed) to a fibrous base material which has been mist-formed and subjected to a raising treatment.
  • a method of atomizing the monomer aqueous solution a known liquid atomization technique can be used.
  • a dropping method, a dropletization method using a spray nozzle, a dropletization method using a turntable atomizer, an ultrasonic method, and the like can be given.
  • the average diameter of the droplets applied to the fibrous base material is preferably 50 to 500.
  • the average diameter is less than 50 zm, droplets sprayed on the fibrous base material can easily penetrate to the back side of the fibrous base material without adhering to the fibrous base material. If the average diameter of the droplets exceeds 500 m, the droplets It becomes easy to adhere unevenly. As a result, the water absorption amount and water absorption rate of the obtained water-absorbing composite may be insufficient.
  • the aqueous monomer solution having a size of 50 to 500 m is subjected to polymerization and drying steps to become approximately 30 to 300 111 water-absorbent resin particles adhered in a bead shape to the fibrous base material. .
  • the preferred amount of the aqueous monomer solution applied to the fibrous base material is such that the amount of adhesion of the dried water-absorbent resin particles obtained by polymerizing the aqueous monomer solution to the fibrous base material is 100 g / m 2 or more. And more preferably 200 g / m 2 or more.
  • the amount of water-absorbing resin particles adhering to the fibrous base material is 100 g Zm 2 or less, the water-absorbing composite tends to have insufficient water absorption and water absorption speed.
  • the application of the monomer aqueous solution may be performed in a plurality of times.
  • the monomer aqueous solution is applied to the fibrous base material by spraying or the like, and then the monomer aqueous solution is applied again to the fibrous base material that has been irradiated with ultraviolet rays for about 10 to 60 seconds. The irradiation operation may be repeated.
  • a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp capable of irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 250 to 450 ⁇ m is preferable.
  • the lamp output of the mercury lamp is preferably 30 to 240 W / cm.
  • the preferable UV irradiation amount is 100 to :! OOOO was mj / cm 2, more preferably Ru 2 0 0 0 ⁇ 6 0 0 0 mj / cm 2 der. If the amount of UV irradiation from the lamp is insufficient, the necessary amount of UV light can be obtained by arranging a number of mercury lamps.
  • Most of the monomers are polymerized in about 5 to 60 seconds by the above UV polymerization. Of fine droplets of monomer aqueous solution supported on fibrous base material The temperature during the polymerization is estimated to be about 80 to 90.
  • an aqueous solution of a cross-linking agent (hereinafter, referred to as a surface treatment agent) having a plurality of epoxy groups and the like reactive with lipoxyl groups is used. It is desirable to spray on hydrogel particles.
  • Examples of the surface treating agent include darichidyl ethers such as ethylene dalicol diglycidyl ether and polyethylene dalicol diglycidyl ether, polyols such as diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, glycerin and pentaerythritol, and polyamines such as ethylenediamine. Can be exemplified.
  • the addition amount of the surface treatment agent is preferably 100 to 100 ppm with respect to the water-absorbing resin particles.
  • the water-absorbing composite obtained by the method of the first invention can be used as it is for the various uses as described above. However, in order to further improve the water absorption performance (water absorption rate, water absorption amount, liquid diffusivity, liquid reversion preventing property, etc.), the water-absorbing composite obtained in the steps (A) and (B) of the first invention described above. Is preferably thermally compressed in the step (C). Process (c)
  • the thermal compression of the water-absorbing composite is preferably performed using a hot press, a hot roll, an emboss roll, or the like.
  • the heat compression temperature is preferably from 50 to 150 ° C, more preferably from 70 to 120 ° C. If the heat compression temperature is lower than 50 ° C, a sufficient compression effect cannot be obtained. If the heat compression temperature exceeds 150 ° C., the fibrous base material is thermally melted.
  • the pressure for the thermal compression is preferably from 0.01 to: L0MPa, and more preferably from 0: to 10MPa.
  • the heat compression time varies depending on the temperature and pressure, but is preferably 1 to 100 seconds.
  • the water-absorbing composite When the water-absorbing composite is thermally compressed on an industrial scale, it is particularly preferable to use a hot roll. Specifically, the water-absorbing composite is continuously guided between the rolls while pressurizing a pair of hot holes to a linear pressure of 10 to 100 kg / cm, and heat is applied between the rolls. Compress.
  • the pair of roll nips used for thermal compression depends on the thickness of the water-absorbing composite to be thermally compressed, but is usually preferably from 10 to 500 Hm. If it is less than 100 m, the fibrous base material may be cut, and if it exceeds 500 m, the compression effect becomes insufficient.
  • the water-absorbing composite has a thickness of 10 to 9
  • the result is a water-absorbing complex reduced to 0%.
  • At least one of the pair of rolls has an uneven pattern.
  • the depth of the concavo-convex pattern is 0.01 mm or more, preferably 0.01 to 1 mm.
  • Pattern stripe pattern
  • a pattern in which irregularities such as polygons, circles, and ellipses that fit in a circle with a diameter of 10 mm are two-dimensionally repeated at intervals of 10 mm or less.
  • the more preferable interval of the unevenness is 0.05 to 5 mm
  • the more preferable interval of the unevenness is 1 to 5 mm.
  • the advantage of the present invention caused by compressing the water-absorbing composite may not be sufficiently exhibited.
  • the water-absorbing composite is heat-compressed, and the water absorption speed, the water absorption amount, the liquid diffusivity, the liquid reversion preventing property and the like are further enhanced.
  • Reference numeral 2 in FIG. 1 denotes a fibrous base material roll made of a wound nonwoven fabric.
  • the fibrous base material 4 unwound from the roll 2 is then sent to a raising treatment section 6 where it is heated and subjected to a raising treatment.
  • the raising conditions have already been described in detail.
  • the fibrous base material has increased bulkiness, and the volume per lg (specific volume) of the fibrous base material is the fibrous base before the raising treatment. It can be 1.3 times or more, preferably 1.5 to 2.5 times the material.
  • an aqueous monomer solution containing a crosslinking agent, a polymerization initiator, and the like is applied to the fibrous base material 4 that has been continuously raised by the heat treatment.
  • the application of the monomer aqueous solution is performed by spraying the monomer aqueous solution with a spray nozzle 7.
  • reference numeral 8 denotes a monomer aqueous solution tank for storing an aqueous solution of a monomer and a cross-linking agent and the like
  • reference numeral 10 denotes an additive tank for storing an aqueous solution of an additive such as a polymerization initiator.
  • aqueous solution of the crosslinking agent and the monomer in each of the tanks 8 and 10 and the aqueous solution of an additive such as a polymerization initiator are mixed and supplied to the spray nozzle 7.
  • a thermal polymerization initiator is used in addition to the photopolymerization initiator as the polymerization initiator.
  • the fibrous base material 4 to which the aqueous monomer solution has been applied as described above is then sent to a first polymerization treatment section 100 provided with a plurality of ultraviolet lamps 12 at the top, where the fibrous base material Ultraviolet rays are irradiated from above 4.
  • the fibrous base material Ultraviolet rays are irradiated from above 4.
  • the monomer supported on the fibrous base material 4 is polymerized.
  • the inside of the first polymerization section 100 is kept in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas, and oxygen is eliminated as much as possible.
  • an inert gas such as nitrogen gas
  • oxygen is eliminated as much as possible.
  • As the ultraviolet lamp 12 a mercury lamp or a metal halide lamp is preferable.
  • the fibrous base material 4 to which the aqueous monomer solution has been applied is sent to the second polymerization processing section 110.
  • the interior of the second polymerization processing section 110 is maintained in an inert atmosphere, similarly to the first polymerization processing section 100.
  • a plurality of ultraviolet lamps 16 are provided on the upper portion of the second polymerization processing section 110, and the monomers applied again are polymerized by the ultraviolet rays irradiated by the ultraviolet lamps.
  • a spray nozzle 20 for applying a surface treatment agent that sprays the surface treatment agent stored in the surface treatment agent tank 18 is provided downstream of the second polymerization treatment section 110. With this coating spray nozzle 20, the surface treatment agent is applied to the fibrous base material 4 that has passed through the second polymerization treatment section 110.
  • a third polymerization treatment section 120 is provided downstream of the spray nozzle 20 for applying the surface treatment agent.
  • the third polymerization processing section 120 is maintained in an inert gas atmosphere similarly to the second processing section 110.
  • a plurality of ultraviolet lamps 22 are mounted above the third polymerization processing section 120.
  • the fibrous base material 4 coated with the surface treatment agent is irradiated with ultraviolet rays when passing through the third polymerization processing section 120, and photo-radical polymerization of the remaining monomer is performed.
  • the surface treating agent reacts to increase the crosslink density near the surface of the generated water-absorbent resin particles.
  • a heat retaining section 130 is formed, and the fibrous base material 4 to which the water-absorbing resin particles are adhered passes therethrough so that the water-absorbing resin particles Is dried, whereby a water-absorbing complex 24 is obtained.
  • the temperature in the heat retaining section 130 is preferably 70 to 120 ° C.
  • the water-absorbing composite 24 produced as described above is then hot-pressed by the hot-pressing roll 26.
  • the heat-compressed water-absorbing composite 27 is then wound up, whereby a water-absorbing composite roll 28 is obtained.
  • step (D) the water-absorbing composite obtained in the steps (A) and (B) and a separately prepared fibrous base material are laminated to obtain a laminate, and then the obtained laminate is rolled. And hot-pressed to obtain a laminated water-absorbing composite.
  • the fibrous base material used in step (D) is paper or fibrous pad.
  • Examples include carded webs, woven fabrics such as cotton gauze, knitted fabrics, and fibrous base materials such as nonwoven fabrics.
  • As the fibers constituting the fibrous base material hydrophilic fibers such as wood pulp, rayon, cotton, and regenerated cellulose, which are excellent in water absorbency, or synthetic fibers subjected to hydrophilic treatment are preferable.
  • Specific examples of particularly preferred fibrous base materials include toilet paper, paper towels, napkin paper, dust paper, and packaging (these are generally collectively referred to as sanitary paper).
  • the thickness of the fibrous base material is preferably from 0.05 to 5 mm, more preferably from 0.1 to 1 mm.
  • the thickness of the fibrous base material in the present invention is a value obtained by multiplying 10 fibrous base materials by 1/10 times the thickness when a load of 0.36 g Z cm 2 is applied.
  • Basis weight of the fibrous base material is, 1 0 ⁇ 1 0 0 gZm 2 is preferred.
  • the specific volume of the fibrous base material is preferably from 1 to 100 m 1 / g.
  • the fibrous base material and the water-absorbing composite produced through the steps (A) and (B) are first laminated to form a laminate.
  • the laminate is passed between at least a pair of rolls and thermocompression-bonded.
  • the water-absorbing composite and the fiber base material constituting the laminate are thermally fused by the binder fibers contained in the nonwoven fabric of the water-absorbing composite.
  • a laminated water-absorbing composite in which the water-absorbing composite and the base sheet are integrated is obtained.
  • thermocompression bonding temperature is preferably 50 to 150 ° C, more preferably 70 to 120 ° C. If the thermocompression bonding temperature is lower than 50 ° C, the thermocompression bonding will not be sufficient. 1 5
  • the pressure for thermocompression bonding is preferably from 0.1 to: L 0 0 MPa, more preferably from 0.1 to 10 MPa.
  • the thermocompression bonding time varies depending on the thermocompression temperature and the thermocompression pressure, but is preferably 1 to 100 seconds.
  • thermocompression bonding is preferably performed using a hot roll or an embossed opening. Specifically, a pair of mouths :! The laminated body in which the water-absorbing composite and the fibrous base material are overlapped is continuously guided between rolls while pressurizing to a linear pressure of ⁇ 100 kg g cm, and thermocompression-bonded between the rolls. .
  • the gap between the pair of rolls used for thermocompression depends on the thickness of the laminate to be thermocompressed, but is usually preferably from 10 to 500 im. If it is less than 10 zm, the water-absorbing composite or the fibrous base material may be cut. If it exceeds 500 ⁇ m, thermocompression bonding will be insufficient.
  • At least one of the pair of rolls has an uneven pattern.
  • the preferable concavo-convex pattern formed on the laminated water-absorbing composite obtained by the thermocompression bonding using a roll is the same concavo-convex pattern as that formed during the thermal compression in the step (C) in the second invention described above. .
  • thermocompression bonding preferably thermocompression bonding for forming a concavo-convex pattern
  • the water-absorbing composite and the fibrous base material are bonded and integrated, and the water absorption performance (water absorption speed, water absorption, liquid diffusion, liquid backflow prevention, etc.) ) Can be further improved.
  • the water-absorbent composite has a form in which a fibrous base material is adhered to only one surface of the water-absorbent composite, and a form in which a fibrous base material is adhered to both sides of the water-absorbent composite. There is.
  • the tensile strength of the nonwoven fabric used in each of the following examples conforms to JISP 8113. Using the following method, set the width of the test piece to 25 mm, the length to 150 mm, the distance between the two jaws to 100 mm, and the tensile speed to 10 OmmZ. It is a measured value.
  • aqueous solution (total monomer content: 42% by mass) consisting of sodium acrylate 7 O mol% and acrylic acid 30 mol 1%
  • tetraethylene glycol diacrylate (Toagosei Co., Ltd.) Company Knicks M-240) was added at 0.05% by mass (based on monomer mass), and the aqueous monomer solution was cooled to 20 ° C. Next, nitrogen gas was blown into the aqueous monomer solution to reduce the dissolved oxygen concentration in the aqueous monomer solution to 1 ppm or less.
  • a nonwoven fabric 1 (having a bulk density of 30 cm 3 Zg and a basis weight of 25 g / m 2 ) made of PE / PP was heated in an oven at 110 ° C for 3 minutes. A bulk density of 100 cm 3 / g and a tensile strength of 170 g / 25 mm) were obtained.
  • the above prepared monomer aqueous solution was applied to Nonwoven Fabric 2 so as to be 476 gZm 2 .
  • the non-woven fabric 2 sprayed with the aqueous monomer solution was irradiated with ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp under a nitrogen atmosphere.
  • the amount of ultraviolet light was 2500 mcm 2 .
  • the obtained water-absorbing composite is flexible, and the water-absorbing resin particles are 200 g. Zm 2 had adhered.
  • a water-absorbent composite was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nonwoven fabric 1 was not raised.
  • the obtained water-absorbing composite had rigidity, and the water-absorbing resin particles had adhered to 200 g / m 2 .
  • FIG. 2 (A) shows an electron micrograph of the water-absorbing composite obtained in Example 1. It can be seen that fine particulate water-absorbent resin adheres to the fibers in a so-called rosary connection, and each particle exists independently of each other.
  • FIG. 2 (B) shows an electron micrograph of the water-absorbing composite obtained in Comparative Example 1.
  • the shape of the water-absorbent resin is not an independent sphere, but a plurality of particles are fused together to form large continuous plate-like particles.
  • Example 3 a nonwoven fabric (bulk density 90 cm 3 / g> basis weight 25 gZm 2 ) made of polyethylene terephthalate (PET) cotton was used instead of 1 1 in 0 ° C, is carried out except for using 1 0 second nonwoven fabric 3 is heated in an oven was prepared napping treatment (bulk density 1 4 0 cm 3 Z g, a tensile strength of 1 5 5 g / 2 5mm) The same operation as in Example 1 was performed to obtain a water-absorbing composite. The obtained water-absorbing composite had flexibility with the water-absorbing resin adhered to 200 gZm 2 .
  • Example 3 Example 3
  • a water-absorbent composite was obtained in the same manner as in Example 2, except that a nonwoven fabric made of brushed PET and having a tensile strength of 26.5 g / 25 mm PET was used.
  • the resulting water-absorbing composite absorbent resin 2 0 0 gZm 2 adhered flexibility There was something.
  • a water-absorbing composite was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a nonwoven fabric made of PET cotton having a tensile strength of 15.5 g / 25 mm was used.
  • the obtained water-absorbing composite was slightly flexible with the water-absorbing resin adhered to 200 gZm 2 .
  • the water-absorbing composites of Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by the test methods described below. The results are shown in Table 1.
  • the artificial urine used in the test had the following composition.
  • the water-absorbing complex and 200 ml of artificial urine cut into 6 cm ⁇ 7 cm were placed in a 300 ml beaker and left at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the water-absorbing complex that had absorbed and swollen human urine was removed from the artificial urine, the artificial urine attached to the filter was wiped off with a 200-mesh filter cloth, and the mass was measured. A (kg / m 2 ) was calculated.
  • W1 represents the mass of the water-absorbing composite after water absorption
  • W2 represents the mass of the water-absorbing composite before water absorption
  • the water-absorbing complex cut into 6 cm ⁇ 7 cm and artificial urine (200 ml) were placed in a 300 ml beaker, and allowed to stand at room temperature for 5 minutes to swell the water-absorbent resin particles with the artificial urine. Then attached with a 200 mesh filter cloth The artificial urine was wiped off and its mass was measured.
  • the artificial urine absorption rate B (kg / m 2 ) was calculated according to the following equation.
  • W 1 represents the mass of the water-absorbing composite after water absorption
  • W 2 represents the mass of the water-absorbing composite before water absorption.
  • Comparative Example 2 8. 3.4.2 Possible Table 2 shows the dimensions of the water-absorbing composite swelled by immersion in artificial urine for 30 minutes in Examples 1 and 2. It can be seen that the dimensions of the water-absorbing composite of Example 2 changed greatly. From Table 2, it can be seen that the shape of the water-absorbing composite obtained from the nonwoven fabric having a low tensile strength increases due to water absorption. Table 2
  • Example 1 The water-absorbent resin composite obtained in Example 1 was pressed (iron pressure: 0.05 MPa) at 110 ° C. for 10 seconds with an iron to obtain a water-absorbent composite.
  • Example 2 The water-absorbing composite obtained in Example 1 was passed between a pair of rolls and thermally compressed to obtain a water-absorbing composite.
  • a vertical stripe pattern (width 0.5 mm, interval 3 mm, depth 0.4 mm) was formed on only one of the pair of rolls.
  • the roll surface temperature was 80 ° C
  • the roll wire pressure was 20 kg Zcm
  • the roll gap was 10 ⁇ m.
  • Example 7 The water-absorbent composite obtained in Example 2 was sent to a heating roll (roll surface temperature: 80 ° C, Ep pressure: YO kg gcm) together with a toilet paper (basis weight: 20 g / m 2 ), and heat compression was performed. Was done. The mouth was formed with a diamond pattern (2 mm on each side) with an uneven pattern (0.6 mm in depth). Thus, a heat-embossed laminated water-absorbing composite was obtained.
  • Example 7 Example 7
  • An air-through nonwoven fabric (thickness 0. 9 mm, basis weight 3 5 gZ m 2) consisting of P EZ PET to the resulting water-absorbing composite was subjected to a hydrophilic treatment in Example 2 and Toire' papers (basis weight 2 0 g / m 2 ) and sent to a heating roll, and subjected to the same heat embossing as in Example 6 to obtain a laminated water-absorbing composite.
  • FIG. 3 shows the configuration of the incontinence liner that was manufactured.
  • (a) is an incontinence liner produced using the laminated water-absorbing composite of Example 6
  • (b) is an incontinence liner produced using the water-absorbing composite of Example 7
  • (c) Is an incontinence liner manufactured using the water-absorbing composite of Example 1 (Reference Example 1).
  • 52 is a nonwoven fabric
  • 54 is a water-absorbing composite
  • 56 is toilet paper
  • 58 is a nonwoven fabric
  • 60 is a polyethylene sheet.
  • the incontinence liner Place the incontinence liner on a horizontal surface with the nonwoven fabric 58 facing upward, place a tube ( ⁇ 26 mm) on the center of the nonwoven fabric 58, and put 5 m1 of artificial urine (colored blue) in it at once. I poured it. The time required for the artificial urine in the cylinder to be absorbed into the incontinence liner was measured, and this was defined as the first water absorption time. After standing for 3 minutes, the tube was placed again at the center of the incontinence liner, and 5 ml of artificial urine was poured at a stretch as in the previous case, and the second water absorption time was measured. After standing for 2 minutes, the mass of 4 cm x 5 cm is measured in the center of the incontinence liner.
  • the kitchen paper '10 pieces (Wig) cut out on m were placed. Thereafter, another 100 g (4 cm ⁇ 5 cm) weight was placed on the kitchen paper and pressurized for 10 seconds. The kitchen paper was removed and its mass was measured (W2 g). The amount of reversion was determined by the following equation.
  • the incontinence liner was cut open and the maximum width of the artificial urine diffusion area was measured with a ruler, and this was defined as the diffusion distance.
  • Table 5 The results are shown in Table 5, and Examples 6 and 7 in Table 5 (examples using the laminated water-absorbing composite) and Reference Example 1 (example using the water-absorbing composite of Example 2). From the comparison, it can be seen that various water absorption performances are greatly improved by laminating.
  • Example 6 2 7 1 0.7.0.0 2
  • Example 7 16 .1 1.0.0 .0 1
  • Reference example 1 2 3 3 6.0.0 0.6 .6

Description

明細書 吸水性複合体の製造方法 技術分野
本発明は、 吸水性複合体の製造方法に関する。 また、 本発明は、 吸 水性複合体と繊維質基材とを貼着してなる積層型吸水性複合体の製造 方法に関する。 本製造方法により得られる吸水性複合体及び積層型吸 水性複合体は、 柔軟性を保持しつつ、 高い吸水速度及び高い吸水量を 発現するという優れた性質を有し、 紙おむつ、 生理用ナプキン等の製 造原料として有用である。 背景技術
従来、 紙おむつ、 生理用ナプキン等に用いられる吸水性シートには、 紙、 パルプ、 不織布等の繊維質基材に、 架橋したポリアクリル酸等の吸 水性樹脂粒子を均一に分散させた後、 繊維質基材に該樹脂粒子を固着さ せたものがある。 しかし、 この吸水性シートは、 吸水性樹脂粒子が繊維 質基材に確実に固着されているものが少なく、 該樹脂粒子が繊維質基材 から脱落しやすい。 またその製造も、 固体粉末を取扱うので、 操作が煩 雑になる。
上記問題を解決するため、 ァクリル酸及びァクリル酸塩からなる単量 体水溶液を繊維質基材に噴霧した後、 これに電離放射線や微粒子イオン 化放射線等を照射する工程からなる吸水性シートの製造方法が提案され ている。 この方法においては、 電離放射線等を照射することにより、 前 記噴霧した単量体を重合させ、 吸水性樹脂を繊維質基材に固着させる。 なお、 このようにして製造される吸水性樹脂と繊維質基材とがー体とな つた成形体は吸水性複合体と称されることがあり、 本発明においても、 吸水性複合体という言葉を同様な意味で使用する。
特開平 1 一 2 9 2 1 0 3号公報 （第 1〜 3頁） には、 繊維質基材上に 担持された単量体水溶液に紫外線 （U V ) を照射して単量体を重合させ ることにより、 上記と同様の吸水性複合体を製造する方法が開示されて いる。 同公報には、 単量体水溶液に U V照射することにより単量体の大 半を重合させた後、 未反応単量体が残らないように電子線を照射し、 さ らにその後に U Vを照射して単量体の重合転換率を高めることが好まし いと記載されている。 上述のように、 U V重合法を採用する場合におい ても、 未反応単量体が残存しない吸水性複合体を製造するためには、 複 雑な製造工程を採用する必要がある。
特開平 2 0 0 0— 3 2 8 4 5 6号公報 （請求項 1 ) には、 レドックス 系の重合が進行中の単量体水溶液滴を落下させて繊維質基材に付着さ せ、 繊維質基材上で重合を完了させる方法が記載されている。 この方法 を採用することにより、 吸水能及び保水能が高い吸水性複合体を製造で きると記載されている。
特開平 9 一 6 7 4 0 3号公報 （特許請求の範囲） には、 吸水性複合体 を構成する繊維質基材の空隙率は 5 0〜 9 9 . 5 %が好ましいこと、 基 材に担持させる吸水性樹脂粒子の 1次粒子径は 5 0〜 1 0 0 0 β mが好 ましいこと、 また基材 1 m 2当りの吸水性樹脂の付着量は 1 0〜 5 0 0 g が好ましいことが記載されている。
上記 3公報に記載された方法は、 繊維質基材上で単量体水溶液を重合 させる方法であるため、 得られる吸水性樹脂粒子は繊維に付着して一体 となっている。 このため、 これらの方法においては、 粉末の吸水性樹脂 を繊維質基材に分散させる前記方法を採用する際に生じる問題点の多く が解決される。
しかしながら、 前記各公報に記載された吸水性複合体は吸水速度が不 十分である。 特に、 おむつ等の衛生用品への用途には、 より吸水速度の 高い吸水性複合体が求められている。
これらの問題点を解決する為に、 繊維質基材の面方向に沿って縞模様 となるように交互に繊維質基材の繊維密度に大小を施した繊維ウェブを 繊維質基材として利用する方法が提案されている （日本国特許第 2 5 5
4 1 3 6号 （請求項 1 ) )。
この発明によれば、 このような繊維ウェブ上にモノマーを塗工する場 合、 該繊維ウェブ上でモノマーの液滴が重合前に合一化したり、 或いは 繊維中にしみ込んでしまう。 その結果、 このモノマ一を重合させて製造 した吸水性複合体中の吸水性樹脂の分布は不均一で、 且つ吸水性複合体 の柔軟性が損われる傾向にある。
発明の開示
本発明者らは、 前記問題を解決するために鋭意検討した結果、 加熱 することにより起毛させた繊維質基材を用い、 この繊維質基材に単量 体の水溶液を霧状にして塗布した後、 塗布した単量体水溶液の微細液 滴を重合させるという手段を採用することに想到した。 この手段を採 用することにより、 繊維質基材を構成する各繊維に互いに独立した微 細な略球状の吸水性樹脂粒子を数珠状に付着させることができた。 こ のようにして製造した吸水性複合体は、 吸水性樹脂の担持量に比例し て吸水量が増加することを見出した。
更に、 本発明者らは吸水性樹脂粒子を付着させる不織布の引張強さ が従来用いられている不織布の引張強さよりも小さい特定の範囲にあ る場合、 この不織布を用いて製造する吸水性複合体は大きな吸水量を 示すことを見出した。 引張強さが小さい不織布を用いて製造した吸水 性複合体を吸水させると、 吸水時に吸水性樹脂粒子は大きく膨潤する が、 不織布の引張強さが小さいため簡単に不織布が変形する。 その結 果、 吸水性樹脂粒子の膨潤が妨げられることが無い。 このため、 引張 強さが小さい不織布を用いて製造した吸水性複合体は吸水量が極めて 大きくなると本発明者らは考えた。 本発明者らは、 上記知見に基づき第 1の発明を完成するに至った。 第 1の発明は、 以下に記載するものである。
下記工程 （A ) 及び （B ) 、
( A ) 加熱して起毛させた繊維質基材に、 アクリル酸および Z又はそ の塩を含む単量体水溶液を噴霧して前記繊維質基材を構成する繊維に前 記単量体水溶液の液滴を担持させる工程、
( B ) 前記液滴中の単量体を重合させることにより吸水性樹脂粒子が 繊維質基材を構成する繊維に付着した吸水性複合体を得る工程、 からなる吸水性複合体の製造方法。 更に本発明者らは、 上記吸水性複合体を熱圧縮することにより、 水分 の拡散速度及び吸収した水を放出し難い性質 （逆戻り防止特性） が著し く向上することを見出し、 第 2の本発明を完成するに至った。
第 2の発明は以下に記載するものである。
下記工程 （A )、 （B )、 及び （C )、
( A ) 加熱して起毛させた繊維質基材に、 アクリル酸および Z又はそ の塩を含む単量体水溶液を噴霧して前記繊維質基材を構成する繊維に前 記単量体水溶液の液滴を担持させる工程、
( B ) 前記液滴中の単量体を重合させることにより吸水性樹脂粒子が 繊維質基材を構成する繊維に付着した吸水性複合体を得る工程、
( C ) 前記工程 （B ) で得られる吸水性複合体を熱圧縮する行程、 からなる吸水性複合体の製造方法。 また更に、 本発明者らは上記吸水性複合体と繊維質基材とを熱融着さ せて一体化させた積層型吸水性複合体は、 吸水性樹脂粒子が有する吸水 能力を効率よく引出し、 多量の水分を急速に吸収できることを見出し た。 更に、 上記積層型吸水性複合体の表面に熱圧縮による凹凸模様を形 成することにより、 柔軟性を損うこと無く、 より高い吸水能力を付与で きることを見出した。 これらの知見により、 第 3の本発明を完成するに 至った。
第 3の発明は、 以下に記載するものである。
下記工程 （A )、 （B )、 及び （D )、
( A ) 加熱して起毛させた繊維質基材に、 アクリル酸および/又はそ の塩を含む単量体水溶液を噴霧して前記繊維質基材を構成する繊維に前 記単量体水溶液の液滴を担持させる工程、
( B ) 前記液滴中の単量体を重合させることにより吸水性樹脂粒子が 繊維質基材を構成する繊維に付着した吸水性複合体を得る工程、
( D ) 前記工程 （B ) で得られる吸水性複合体と繊維質基材とを重ね て積層体を得、 次いで一対のロールのうち少なくとも一方のロールが加 熱されているロール間に前記積層体を通過させて前記積層体を熱圧縮す ることにより、 吸水性複合体と繊維質基材とを熱融着させる工程、 からなる積層型吸水性複合体の製造方法。
吸水性複合体の製造方法に関する第 1の発明においては、 繊維質基 材を予め加熱して起毛処理しているので、 繊維質基材を構成する各繊 維に吸水性樹脂粒子を確実に、 互いに独立していわゆる数珠繋ぎの状 態で付着できる。 このようにして製造した吸水性複合体は、 その内部 に吸着性樹脂粒子が互いに独立して均一に分散されているので、 吸水 速度が高く、 吸水量が大きく、 且つ柔軟性が高い。 このため第 1の発 明により製造する吸水性複合体は、 例えば紙おむつ等の衛生材料に好 適である。
更に、 後述する測定条件下で得られる引張強さが 5 0〜 3 0 0 g Z 2 5 m mの不織布を繊維質基材として使用する場合は、 吸水性樹脂粒 子の膨潤が妨げられることが無く、 このため大きな吸水量を示す吸水 性複合体を得ることができる。 また、 前記第 2の発明においては、 上記吸水性複合体を更に熱圧縮 するので、 得られる吸水性複合体の吸水量、 吸水速度及び吸引速度を 大幅に高めることができる。 この熱圧縮の際に、 吸水性複合体の表面 に凹凸模様を付ける場合は、 吸水速度、 吸水量等を更に高めることが できる。
積層型吸水性複合体の製造方法に関する第 3の発明においては、 上記 吸水性複合体と、 繊維質基材とを張合わせて一体化して積層複合体化 することにより、 吸水性複合体が有する吸水能力を効率よく引出し、 多量の水分を急速に吸収できる。 更に積層型吸水性複合体の表面に熱 圧縮による凹凸模様を形成する場合は、 柔軟性を損う ことなく、 より 高い吸水能力を発揮することができる。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明の吸水性複合体の連続的製造方法に用いる製造装置 の一例を示す構成図である。
第 2図 （A ) は実施例 1で製造した吸水性複合体を示す電子顕微鏡 写真、 （B ) は比較例 1で製造した吸水性複合体を示す電子顕微鏡写 具である。
第 3図は、 失禁用ライナーの構成を示す概略図で、 （ a ) は、 実施 例 7の吸水性複合体を用いた場合、 （b ) は実施例 8の吸水性複合体 を用いた場合、 （ c ) は参考例 1の吸水性複合体を用いた場合を示す,
図 1中、 2は繊維質基材ロール、 4は繊維質基材、 6は起毛処理部. 7及び 1 4はスプレーノズル、 8は単量体水溶液槽、 1 0は添加剤槽. 1 2 と 1 6 と 2 2は紫外線ランプ、 1 8は表面処理剤槽、 2 0は表面 処理剤塗工用スプレーノズル、 2 4は吸水性複合体、 2 6は熱圧縮口 ール、 2 7は熱圧縮された吸水性複合体、 2 8は製品吸水性複合体口 ール、 1 0 0は第 1重合処理部、 1 1 0は第 2重合処理部、 1 2 0は 第 3重合処理部、 1 3 0は保温部、 5 2は不織布、 5 4は吸水性複合 体、 5 6はトイレッ トペーパー、 5 8は不織布、 6 0はポリエチレン シートである。
発明を実施するための最良の形態
(第 1の発明）
工程 （A)
本発明の製造方法において、 出発原料として用いる繊維質基材とし ては、 加熱による起毛が容易に行える点で不織布が好ましい。 不織布 は、 一般的にはベース繊維同士をパインダー繊維で熱融着させること により製造される。
本発明において使用する不織布は、 繊度 （繊維の太さ） 2. 0〜 2 0 dtex, 繊維長 3 2〜 1 2 8 mmのべ一ス繊維を用いて製造された 不織布が好ましい。 ベース繊維の繊度が 2. 0 dtex未満である場合 は、 得られる不織布の通気性が不足し易い。 一方、 ベース繊維の繊度 が 2 0 dtexを越える場合は吸水性樹脂の付着量を多くすることが難し い。 ベース繊維の繊維長が 3 2 mm未満の場合は、 不織布を加熱する 起毛処理を行っても繊維の起毛の程度が不足し、 その結果得られる吸 水性複合体中の吸水性樹脂の付着量が過少となり易い。 一方、 ベース 繊維の繊維長が 1 2 8 mmを越える場合は、 不織布製造の際に行われ るカーディング処理が難しくなる。
不織布の目付けとしては 1 0〜 1 0 0 g Zm2が好ましい。 不織布 の嵩高性は、 不織布 l g当りの容積すなわち比容積で 0. 1 X 1 02 〜 2 . 0 X 1 0 2 m 1 Z gが好ましい。
なお、 本発明において使用する不織布は、 狭義の不織布すなわちパ ィンダー繊維で'ベース繊維が固着された繊維ウェブの他に、 力一ディ ングまたはエアレイングしたウェブおよび繊維のゆるいパッ ドを総称 する。
レーヨン、 木綿、 再生セルロース繊維等の親水性繊維を少量成分と して含有する不織布も好ましい。
ベース繊維の素材としては、 後述するように単量体水溶液を霧状に して基材表面に塗布する際に単量体水溶液が微細液滴状に繊維に付着 する点で、 非親水性樹脂が好ましい。 具体的にはポリエチレン、 ポリ プロピレン、 エチレン · プロピレン共重合体、 ポリエチレンテレフタ レート、 ポリアミ ド、 ポリスチレン、 ポリアクリロニトリル、 ポリ塩 化ピニルおよびポリ塩化ビニリデン等の公知の繊維が挙げられる。
かかる非親水性樹脂からなる繊維をベース繊維として含む不織布 は、 単量体水溶液 （重合後は吸水性樹脂粒子になる） を微細液滴状に ベース繊維に付着できる点では好ましい。 しかし、 ベース繊維そのも のにある程度の親水性がないと、 これらのベース繊維を使用して得ら れる吸水性複合体を紙おむつや生理用品等の製品にして、 これらの製 品を使用する場合、 液洩れ等が発生し易い。 このため、 本発明におい て使用する不織布は、 親水化処理を施した不織布が好ましい。
親水化処理としては、 例えばポリオキシエチレンアルキルエーテ ル、 ポリオキシエチレンフエノールエーテル、 ポリオキシエチレンソ ルビタンエステル、 ポリオキシエチレンアルキル脂肪酸エステルまた はポリオキシエチレンォキシプロピレンブロックポリマー等のノニォ ン性界面活性剤、 高級脂肪酸塩、 アルキルナフタレンスルホン酸塩、 ジアルキルコハク酸塩またはアルキル硫酸エステル塩等の公知のァニ オン系界面活性剤等を不織布にコ一ティングする処理が好ましい。 具体的な親水化処理方法としては、 ベース繊維を紡糸する際に紡糸 液に上記界面活性剤 （親水化剤） を混合しておき、 この混合液を用い て紡糸する方法がある。 また、 溶媒等に溶解した親水化剤を紡糸後の 繊維に散布する方法もある。
不織布は、 通常巻物の形態で出荷されており、 その引張強さは横方 向 （幅の方向） と縦方向 （長手方向） とでは一般的に異なる。 本発明 においては、 縦方向の引張強さが以下の範囲内であることが好まし い。 なお、 本発明における不織布の引張強さは、 J I S P 8 1 1 3 に準ずる下記の方法によって測定された値である。
すなわち、 試験片の幅を 2 5 mm、 長さを 1 5 0 mmとし、 2個の つかみ具の間隔を 1 0 0 mmとし、 引張速度を 1 0 0 mm/分とする 条件で引張強さを測定する。 本発明においては、 かかる測定条件で得 られる引張強さ （不織布の長手方向で） が 5 0〜 3 0 0 g/ 2 5 mm の不織布が好ましい。 さらに好ましくは、 引張強さが 7 0〜 2 5 0 g
/ 2 5 mmのものであり、 特に好ましくは 8 0〜 2 0 0 / 2 5 mm のものである。 なお、 一般的に使用されている不織布の横方向の引張 強さは、 2 0〜 6 0 0 g/ 2 5 mmである。 本発明においては、 不織 布の横方向の引張強さは 2 0〜 2 0 0 gZ 2 5 mmが好ましい。
縦方向の引張強さが 5 0 g/ 2 5 mm未満の場合は、 強度が弱すぎ てその取扱い上問題があると共に、 吸水性複合体の吸水時の保形性が 不十分になる。 弓 'I張強さが 3 0 0 g/ 2 5 mmを超える場合は、 吸水 時の膨潤が抑制され、 吸水性複合体の吸水量が減少する傾向にある。 不織布の引張強さは、 後述するように不織布を構成するベース繊維 及びバインダー繊維の材質、 繊度、 繊維長、 バインダー繊維の配合割 合並びにバインダー繊維を部分的に溶融するための熱処理条件 （温度 及び時間） 等を適宜選択することにより調節できる。 不織布の厚さは特に制限が無いが、 通常 0 . 5 〜 1 . 5 m m (後述 する起毛処理前の状態で） 程度が適当である。
本発明においては、 上記繊維質基材を加熱して起毛させる。 加熱温 度は繊維質基材を構成するベース繊維の軟化点付近が好ましく、 具体 的には 7 0〜 1 5 0 °Cから選択される。 加熱時間は、 加熱温度によつ て異なるが、 通常数〜 1 8 0秒間が適当である。 さらに好ましい加熱 条件は、 9 0〜 1 2 0 °C、 1 〜 3 0秒間である。 加熱方法は限定され ず、 加熱炉内を所定時間かけて繊維質基材を通過させてもよいし、 熱 風を繊維質基材に吹きつけても良く、 または赤外線ランプ等用いて加 熱してもよい。
上記の方法等による加熱により、 繊維質基材を構成する繊維の一部 が基材面上に毛羽立つ。 その結果、 通常繊維質基材の体積が起毛処理 前の 1 . 3〜 3 . 0倍程度に膨らむ。 起毛の程度は繊維質基材に含ま れているベース繊維の繊維長によつて異なる。 ベース繊維の繊維長お よび加熱条件を適宜選択して起毛処理することにより、 繊維質基材の 体積を起毛処理前の 1 . 5〜 3 . 0倍に膨らませることが好ましい。
なお、 不織布または繊維ウェブ等の起毛処理手段としては、 加熱以 外にも、 例えば針山の付いたロールを用いる起毛方法等が知られてい る。 しかし、 加熱以外の機械的方法により起毛処理した繊維質基材 は、 後述する微細液滴状の単量体水溶液を多量にベース繊維に付着さ せることができない。 その結果、 得られる吸水性複合体の吸水量およ び吸水速度は低い。
本発明においては、 加熱することによって起毛処理を施された繊維 質基材にァクリル酸およびノまたはその塩 （以下ァクリル酸系単量体 と総称する） を主成分とする単量体の水溶液を霧状にして吹付けて塗 布する。 好ましい単量体は、 ァクリル酸全体のうちの 2 0〜 9 0モル％がァ ルカリ金属塩またはアンモニゥム塩に変換されている、 ァクリル酸と アクリル酸塩の混合物である。 アクリル酸系単量体以外の単量体 （そ の他の単量体） も併用することができる。 具体例としては、 メタクリ ル酸またはその塩、 （メタ） アクリルアミ ド、 2—ヒ ドロキシェチル (メタ） ァクリ レートおよび 2—アクリルアミ ド一 2 _メチルプロパ ンスルホン酸またはその塩等が挙げられる。 その他の単量体の好まし い使用量は、 ァクリル酸系単量体とその他の単量体との合計量を基準 にして 2 0モル％以下である。
単量体水溶液における好ましい単量体濃度は、 2 0〜 8 0質量％で ある。 単量体濃度が高い程、 繊維質基材上に付着させる吸水性樹脂粒 子量が増加する。 また単量体を重合させて水を含む吸水性樹脂粒子を 得た後、 それを乾燥させる際の熱エネルギーを削減できる。 従って、 できる限り高濃度の単量体水溶液を使用することが好ましい。 通常 は、 単量体濃度は単量体の飽和溶解度付近の濃度が選択される。
上記単量体水溶液には、 単量体以外に、 架橋剤および重合開始剤等 を添加することが好ましい。
架橋剤としては、 エチレングリコールジ （メタ） ァクリレート、 ジ エチレングリコ一ルジ (メタ） ァクリ レート、 ポリエチレングリコ一 ルジ (メタ） ァクリレート、 プロピレングリコ一ルジ (メタ） ァクリ レート、 ポリプロピレングリコールジ (メタ） ァクリ レート、 グリセ リ ントリ （メタ） ァクリ レート、 N, N ' —メチレンビスアクリルアミ ド、 ジァリルフタレート、 トリァリルシアヌレート、 トリアリルイソ シァヌレートおよびトリァリルホスフエ一卜等が例示できる。
架橋剤の添加割合は、 単量体合計質量に対して 1 0 0〜 1 0， 0 0 O p p mが好ましく、 特に好ましくは 1 0 0 0〜 5 0 0 O p p mであ る。
紫外線照射による重合を採用する場合に使用される光重合開始剤の 添加量は、 単量体合計質量に対して 1 0〜 1 0 0 0 p p mが好まし レ 光重合開始剤の濃度が 1 0 p p m未満の場合は、 充分に重合が起 らず、 また 1 0 0 0 p p mを超える場合は得られる吸水性榭脂粒子の 重合度が低くなる。
工程 （B )
単量体の重合は、 一般的なラジカル重合法によって行うことができ る。 重合開始方法としては、 熱分解型ラジカル重合開始剤を用いる熱重 合法、 紫外線、 電子線等の活性エネルギー線の照射により重合開始させ る方法等が採用できる。 好ましい重合方法は、 熱重合法、 または光重合 開始剤の存在下に紫外線照射する方法 （以下、 U V照射重合法という） であり、 U V照射重合法が特に好ましい。
U V照射重合法を採用する場合に使用する光重合開始剤としては、 以下のものが挙げられる。 2， 2， ーァゾビス ( 2—アミノジプロパ ン） 塩等のァゾ化合物、 1 _ベンゾィル一 1 —ヒドロキシシクロへキ サン及びべンゾフェノン等のケトン、 ベンゾィン及びそのアルキルェ —テル、 ベンジルケタール類、 並びにアントラキノン誘導体等を例示 できる。
1 —ヒ ドロキシ一シクロへキシルーフエ二ル―ケトン等のベンゾィ ル系、 2 , 2， ーァゾビス { 2― ( 2—イミダゾリン— 2—ィル） プ 口パン } 等のァゾ系のものが好ましい。 これらの光重合開始剤の使用 量は前述のとおりである。 上記光重合開始剤に加えて、 熱分解型ラジカル重合開始剤を併用す ることが好ましい。 熱分解型ラジカル重合開始剤としては、 過酸化水 素、 過硫酸アンモニゥム、 過硫酸カリウム、 t 一プチルハイ ドロパ一 オキサイ ド、 クメン八イ ド口パーォキサイ ド等の水溶性ラジカル重合 開始剤が挙げられる。 さらにこれらの化合物は、 亜硫酸水素ナトリウ ム、 チォ硫酸ナトリウム、 Lーァスコルビン酸またはァミン等の還元 性化合物と併用して、 レドックス系重合開始剤として使用しても良 い。
上記熱分解型ラジカル重合開始剤を併用することにより、 U V重合 と並行的に熱重合が起る。 その結果、 重合転換率が上がり、 得られる 吸水性樹脂粒子中の未反応単量体の残存量が低減される。 熱分解型ラ ジカル重合開始剤の添加量は、 単量体合計質量に対して 1 0 0〜 5 0 0 0 p p mが好ましく、 特に 5 0 0〜2 0 0 0 p p mが好ましい。 単量体の重合は温度 5 0〜 8 0 °Cで行うことが好ましい。 従って、 熱分解型ラジカル重合開始剤は、 水中にて 8 0 °C以下で分解してラジ カルを発生する化合物が好ましい。 具体的には、 過硫酸アンモニゥム や過硫酸ナトリゥム等の過硫酸塩が挙げられる。
単量体水溶液には、 連鎖移動剤や界面活性剤等を必要により添加し ても良い。
上記単量体水溶液は、 霧状にして起毛処理を施された繊維質基材に 塗布 （噴霧） される。 単量体水溶液を霧状にする方法としては、 公知 の、 液体の微粒化技術を利用できる。 例えば、 滴下法、 スプレーノズ ルを用いた液滴化法、 回転盤型アトマイザ一を用いた液滴化法、 超音 波法等が挙げられる。
繊維質基材に塗布する液滴の平均径は、 5 0〜 5 0 0 が好まし い。 平均径が 5 0 z m未満の場合は、 繊維質基材に吹付けた液滴が繊 維質基材に付着することなく繊維質基材の裏側まで突抜けやすくな る。 液滴の平均径が 5 0 0 mを超える場合は、 繊維質基材に液滴が 不均一に付着し易くなる。 その結果、 得られる吸水性複合体の吸水量 および吸水速度が不十分になる場合がある。
5 0〜 5 0 0 mの大きさの単量体水溶液は重合、 乾燥工程を経る ことにより、 繊維質基材に数珠状に付着した概略 3 0〜 3 0 0 111の 吸水性樹脂粒子になる。
繊維質基材に対する単量体水溶液の好ましい塗布量は、 その単量体 水溶液を重合させて得られる乾燥吸水性樹脂粒子の繊維質基材に対す る付着量が 1 0 0 g/m2以上となる量であり、 さらに好ましくは 2 0 0 g /m2以上である。 繊維質基材に付着している吸水性樹脂粒子 量が 1 0 0 g Zm2以下の場合、 吸水性複合体の吸水量および吸水速 度が不足し易い。 単量体水溶液の塗布は複数回に分けて行ってもよ い。 例えば、 最初にスプレー等で単量体水溶液を繊維質基材に塗布 し、 次いで 1 0〜 6 0秒間ほど紫外線を照射した繊維質基材に、 再び 単量体水溶液を塗布し、 更に紫外線を照射する操作を繰り返し行って もよい。 '
重合に際しては、 重合雰囲気を窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に保 ち、 酸素を極力排除することが好ましい。
UV重合をさせる場合に用いるランプとしては、 2 5 0〜 4 5 0 η mの波長の紫外線を照射可能な高圧水銀ランプやメタルハラィ ドラン プ等が好ましい。 水銀ランプのランプ出力としては、 3 0〜 2 4 0 W / c mが好ましい。 好ましい紫外線照射量は 1 0 0〜：！ O O O O m j / c m2であり、 より好ましくは 2 0 0 0〜 6 0 0 0 m j / c m2であ る。 ランプの紫外線照射量が不足する場合は、 水銀ランプを多数並る ことにより必要な紫外線量を得ることができる。
上記の UV重合により単量体の大半 （約 9 0 %以上） が 5〜 6 0秒 程度で重合する。 繊維質基材に担持された単量体水溶液の微細液滴の 重合中の温度は 8 0〜 9 0 程度と推測される。
この重合反応の結果、 水分を 1 5〜 5 0質量％程度および未反応単 量体を 0 . 1 〜 1 0質量％含む含水ゲル状の吸水性樹脂粒子が得られ る。
以下、 さらに適当な時間加熱を継続し、 未反応単量体を低減させる ことが好ましい。
含水ゲル粒子を得た直後に、 その表面層の架橋度をさらに上げるた めに、 力ルポキシル基と反応性を有するエポキシ基等を複数個有する 架橋剤 （以下表面処理剤という） の水溶液を上記含水ゲル粒子に散布 することが望ましい。
表面処理剤としては、 エチレンダリコールジグリシジルエーテル、 ポリエチレンダリコールジグリシジルエーテル等のダリシジルェ一テ ル、 ジエチレングリコール、 トリエチレングリコール、 プロピレング リコール、 グリセリン、 ペンタエリスリ トール等のポリオール、 ェチ レンジァミン等のポリアミンを例示できる。 表面処理剤の添加量は、 吸水性樹脂粒子に対して 1 0 0〜 1 0 0 0 p p mが好ましい。
このようにして得られる含水ゲル粒子を乾燥させることにより、 目 的とする吸水性樹脂粒子が繊維質基材に固定された吸水性複合体が得 られる。
(第 2の発明）
上記第 1の発明の方法で得られる吸水性複合体は、 そのままで、 前 述のような各種の用途に使用できる。 しかし、 吸水性能 （吸水速度、 吸水量、 液拡散性、 液逆戻り防止性等） を更に向上させる目的で、 前 記第 1の発明の工程 （A ) 、 ( B ) で得られる吸水性複合体を、 更に 工程 （C ) で熱圧縮することが好ましい。 工程 （c )
吸水性複合体の熱圧縮は熱プレス、 熱ロールまたはエンボスロール 等を用いて行うことが好ましい。
熱圧縮温度は、 5 0〜 1 5 0 °Cが好ましく、 7 0〜 1 2 0 °Cがより 好ましい。 熱圧縮温度が 5 0 °C未満の場合は十分な圧縮効果が得られ ない。 熱圧縮温度が 1 5 0 °Cを超える塲合は、 繊維質基材が熱溶融し. 得られる吸水性複合体の柔軟性が損われる場合があるので、 好ましく ない。
熱圧縮の圧力は、 0. 0 1〜： L 0 0 M P aが好ましく、 0. ：!〜 1 0 M P aがより好ましい。
熱圧縮時間は、 温度及び圧力により異なるが、 1〜 1 0 0秒が好ま しい。
工業的規模で吸水性複合体を熱圧縮する場合は、 特に熱ロールを用 いることが好ましい。 具体的には、 一対の熱口一ルを 1 0〜 1 0 0 k g / c mの線圧になるように加圧しながら、 前記吸水性複合体を連続 的にロール間に導き、 ロール間で熱圧縮する。
熱圧縮に用いる一対のロール間隙は、 熱圧縮される吸水性複合体の 厚さにも依存するが、 通常 1 0〜 5 0 0 H mが好ましい。 1 0 m未 満の場合は、 繊維質基材が切断される場合があり、 また 5 0 0 mを 超える場合は圧縮効果が不十分になる。
上記熱圧縮をすることにより、 吸水性複合体はその厚みを 1 0〜 9
0 %に減少された吸水性複合体になる。
前記一対のロールは、 少なくとも一方のロールに凹凸模様が形成さ れていることが好ましい。 凹凸模様の深さは、 0. 0 0 1 mm以上、 好ましくは 0. 0 1〜 l mmである。
凹凸模様としては、 1 0 mm以下の間隔で線状の凹凸が繰返されて いる模様 （ストライプ模様） または直径 1 0 m mの円に収る多角形、 円、 楕円等の形状の凹凸が 1 0 m m以下の間隔で 2次元的に繰返され ている模様等が挙げられる。 ストライプ模様の場合、 さらに好ましい 凹凸の間隔は 0 . 0 5 〜 5 m mであり、 多角形、 円の繰返しで形成さ れる模様の場合のさらに好ましい凹凸の間隔は 1 〜 5 m mである。 凹 凸の繰返し間隔が 1 0 m mを超える模様や、 1 0 m mの円に収らない 模様の場合は吸水性複合体を圧縮することにより生じる前記本発明の 利点が十分発揮されない場合がある。 上記熱圧縮する工程により、 吸水性複合体は、 熱圧縮され、 吸水速 度、 吸水量、 液拡散性、 液逆戻り防止性等が更に高められる。
以下、 図 1を参照して、 第 1の発明及び第 2の発明を取り入れた、 吸水性複合体の連続的な製造工程の一例について説明する。
図 1中 2は、 巻回された不織布からなる繊維質基材ロールである。 前 記ロール 2から繰出された繊維質基材 4は、 次いで起毛処理部 6に送ら れ、 ここで加熱されて、 起毛処理が施される。 起毛条件は既に詳述した, 起毛処理の条件を調節することにより、 繊維質基材は嵩高性が増し、 繊 維質基材の l g当りの容積 （比容積） は起毛処理前の繊維質基材の 1 . 3倍以上、 好ましくは 1 . 5〜 2 . 5倍とすることができる。
次いで、 上記加熱処理によって連続的に起毛処理を施された繊維質基 材 4に、 架橋剤、 重合開始剤等が含まれた単量体水溶液が塗布される。 前記単量体水溶液の塗布は、 単量体水溶液をスプレーノズル 7により噴 霧することにより行われる。 図 1中、 8は単量体及び架橋剤等の水溶液 を収納する単量体水溶液槽、 1 0は重合開始剤等の添加剤水溶液を収納 する添加剤槽である。 これらの各槽 8、 1 0中の架橋剤および単量体の 水溶液と、 重合開始剤等の添加剤の水溶液とは混合され、 前記スプレー ノズル 7に供給される。 本例に於いては、 重合開始剤として光重合開始剤に加えて、 熱重合開 始剤を併用している。
上述のようにして単量体水溶液が塗布された繊維質基材 4は、 次いで 複数の紫外線ランプ 1 2を上部に備えた第 1重合処理部 1 0 0に送られ, ここで繊維質基材 4の上方から紫外線が照射される。 この紫外線の照射 により、 繊維質基材 4に担持された単量体が重合せしめられる。 第 1重 合処理部 1 0 0内は窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に保たれ、 酸素は極 力排除されている。 紫外線ランプ 1 2としては、 水銀ランプや、 メタル ハライ ドランプが好ましい。
その後、 第 1重合処理部 1 0 0を通過した繊維質基材 4に、 再度スプ レーノズル 1 4を用いて前記と同じ単量体水溶液が塗布される。 これに より、 繊維質基材 4に十分な量の単量体が担持される。
次に、 単量体水溶液が塗布された繊維質基材 4は、 第 2重合処理部 1 1 0に送られる。 第 2重合処理部 1 1 0は、 第 1重合処理部 1 0 0と同 様に内部が不活性雰囲気に保たれている。 第 2重合処理部 1 1 0の上部 には複数の紫外線ランプ 1 6が備えられており、 この紫外線ランプの照 射する紫外線により再度塗布された単量体が重合させられる。
第 2重合処理部 1 1 0の後段には、 表面処理剤槽 1 8内に貯留した表 面処理剤を噴霧する表面処理剤塗工用スプレーノズル 2 0が配備されて いる。 この塗工用スプレーノズル 2 0により、 前記第 2重合処理部 1 1 0を通過した繊維質基材 4に表面処理剤が塗工される。
前記表面処理剤塗工用スプレーノズル 2 0の後段には、 第 3重合処理 部 1 2 0が設けられている。 この第 3重合処理部 1 2 0は、 前記第 2処 理部 1 1 0と同様に不活性ガス雰囲気に保たれている。 第 3重合処理部 1 2 0の上部には複数の紫外線ランプ 2 2が取付けられている。
表面処理剤を塗工された繊維質基材 4は、 この第 3重合処理部 1 2 0 を通過する際に、 紫外線を照射され、 残存単量体の光ラジカル重合が行 われると共に、 光ラジカル重合の進行に伴い発生する重合熱で温度上昇 が起きる。 この温度上昇により熱分解型ラジカル重合開始剤が作用して 熱重合が開始され、 その結果残存単量体は殆ど消滅する。 更に、 表面処 理剤が反応し、 生成した吸水性樹脂粒子の表面近傍の架橋密度が高めら れる。
前記第 3重合処理部 1 2 0の下方には、 保温部 1 3 0が構成されてお り、 前記吸水性樹脂粒子を付着した繊維質基材 4がここを通過すること により吸水性樹脂粒子が乾燥され、 これにより吸水性複合体 2 4が得ら れる。
保温部 1 3 0内の温度は 7 0〜 1 2 0 °Cが好ましい。
上記のようにして製造された吸水性複合体 2 4は、 次いで熱圧縮ロー ル 2 6により熱圧縮される。
熱圧縮された吸水性複合体 2 7はその後巻取られ、 これにより吸水性 複合体ロール 2 8が得られる。
(第 3の発明）
前記第 1の発明の工程 （A ) 、 ( B ) で得られる吸水性複合体の吸 水性能 （吸水速度、 吸水量、 液拡散性、 液逆戻り防止性等） を更に向 上させる目的で、 該吸水性複合体に下記工程 （D ) による操作を加え て、 積層型吸水性複合体を製造することができる。
工程 （D )
工程 （D ) においては、 前記工程 （A ) 、 ( B ) で得られる吸水性 複合体と、 別途準備した繊維質基材とを重ねて積層体を得、 次いで得 られた積層体をロールを用いて熱圧縮することにより積層型吸水性複 合体を得る。
工程 （D ) において用いる繊維質基材としては、 紙、 繊維質パッ ド. カーディングされたウェブ、 木綿ガーゼのような織布、 メリヤス地及 び不織布等の繊維質基材が挙げられる。 繊維質基材を構成する繊維と しては、 吸水性に優れている木材パルプ、 レーヨン、 木綿、 再生セル ロース等の親水性繊維又は親水性化処理の施された合成繊維が好まし い。 特に好ましい繊維質基材の具体例としては、 トイレツ トペーパー、 紙タオル、 ナプキン紙、 ちり紙およびヮッデイ ング等 （これらは一般 に衛生用紙ど総称されている。 ） が挙げられる。
繊維質基材の厚みは 0. 0 5〜 5 mmが好ましく、 0. 1〜 1 mm がより好ましい。
なお、 本発明における繊維質基材の厚みは、 繊維質基材を 1 0枚重 ね、 0. 3 6 g Z c m2の荷重を掛けた状態での厚みを 1 / 1 0倍し た値を言う。
繊維質基材の目付は、 1 0〜 1 0 0 gZm2が好ましい。
繊維質基材の比容積は 1〜 1 0 0 m 1 / gが好ましい。
前述したように、 上記繊維質基材と工程 （A) 及び工程 （B) を経 て製造される吸水性複合体とは、 工程 （D) において、 先ず重ねられ て積層体とされる。
次いで、 前記積層体は少なくとも一対のロール間を通過させられ、 熱圧着される。 これにより、 前記積層体を構成する吸水性複合体と繊 維質基材とは、 吸水性複合体の不織布に含まれるバインダー繊維によ り、 熱融着される。 これにより、 吸水性複合体と基材シートとがー体 化された積層型吸水性複合体が得られる。
熱圧着温度は、 5 0〜 1 5 0 °Cが好ましく、 7 0〜 1 2 0 °Cがより 好ましい。 熱圧着温度が 5 0 °C未満の場合は十分熱圧着しない。 1 5
0 よりも高い場合は吸水性複合体自体が熱溶融することがあり、 こ の場合は得られる積層型吸水性複合体の柔軟性が損われる場合がある, 熱圧着のための圧力は、 0. 0 1〜： L 0 0 M P aが好ましく、 0. 1 - 1 0 MP aがより好ましい。 熱圧着時間は、 熱圧着温度及び熱圧 着圧力により異なるが、 1〜 1 0 0秒が好ましい。 '
熱圧着は熱ロールまたはエンボス口一ル等を用いて行うことが好ま しい。 具体的には、 一対の口一ルを：！〜 l O O k gZ c mの線圧にな るように加圧しながら、 前記吸水性複合体と繊維質基材とを重ねた積 層体を連続的にロール間に導き、 ロール間で熱圧着する。
熱圧着に用いる一対のロール間隙は熱圧着される積層体の厚さにも よるが、 通常 1 0〜 5 0 0 imが好ましい。 1 0 zm未満の場合は、 吸水性複合体や繊維質基材が切断される場合がある。 また 5 0 0 ^m を超える場合は熱圧着が不十分になる。
前記一対のロールは、 少なくとも一方のロールに凹凸模様が形成さ れていることが好ましい。 ロールによる熱圧着によって得られる積層 型吸水性複合体に形成される好ましい凹凸模様は、 前述した第 2の発 明における工程 （C) の熱圧縮の際に形成されると同様な凹凸模様で ある。
この熱圧着、 好ましくは凹凸模様を形成する熱圧着により、 吸水性 複合体と繊維質基材とが貼着一体化すると共に、 吸水性能 （吸水速度 吸水量、 液拡散性、 液逆戻り防止性等） をより一層向上させることが できる。
吸水性複合体には、 吸水性複合体の片面のみに繊維質基材が貼着さ れた形態のものと、 前記吸水性複合体の両面に繊維質基材が貼着され た形態のものがある。
実施例
以下、 実施例により本発明を更に具体的に説明する。 なお、 以下の 各例において使用した不織布の引張強さは、 J I S P 8 1 1 3に準 ずる下記の方法により、 試験片の幅を 2 5 mm、 長さを 1 5 0 mmとし、 2個のつかみ具の間隔を 1 0 0 mmとし、 引張速度を 1 0 OmmZ分とす る条件で測定された値である。 第 1の発明
実施例 1
アクリル酸ナトリウム 7 O mo l %、 ァクリル酸 3 0 m o 1 %から なる単量体水溶液 （単量体合計含有量 4 2質量％) に、 架橋剤として テトラエチレングリコールジァクリレート （東亞合成株式会社製 ァ 口ニックス M— 2 4 0 ) 0. 0 5質量％ (単量体質量基準） を添加 し、 この単量体水溶液を 2 0 °Cに冷却した。 次いで、 この単量体水溶 液に窒素ガスを吹込み、 単量体水溶液中の溶存酸素濃度を 1 p pm以 下に低減させた。
この単量体水溶液に、 光重合開始剤として 1 _ヒドロキシシクロへ キシルーフエ二ルーケトン 0. 0 2質量％ (単量体質量基準） 、 熱重 合開始剤として過硫酸ナトリウム 0. 1 5質量％ (単量体質量基準） を添加した。
一方、 P E/P Pからなるェアスル一不織布 1 (嵩密度 3 0 c m3 Zg、 目付 2 5 g/m2) を 1 1 0 °Cで、 3分間オーブン中で加熱処 理して、 不織布 2 (嵩密度 1 0 0 c m3/ g、 引張強さ 1 7 0 0 g/ 2 5 mm) を得た。
スプレーノズルを用いて、 不織布 2に前記調製した単量体水溶液を 4 7 6 gZm2となるように塗工した。 この単量体水溶液をスプレー した不織布 2に、 窒素雰囲気下で高圧水銀ランプを用いて紫外線を照 射した。 紫外線光量は 2 5 0 0m c m2であった。
得られた吸水性複合体は柔軟性があり、 吸水性樹脂粒子が 2 0 0 g Zm2付着していた。
比較例 1
不織布 1 を起毛処理しない以外は、 実施例 1 と同様に操作して吸水 性複合体を得た。 得られた吸水性複合体は剛性があり、 吸水性樹脂粒 子が 2 0 0 g /m2付着していた。
図 2 (A) に実施例 1で得られた吸水性複合体の電子顕微鏡写真を 示す。 繊維に細かな粒子状の吸水性樹脂が、 いわゆる数珠つなぎにな つて付着しており、 各粒子は相互に独立して存在していることが分 る。
図 2 (B) は、 比較例 1で得られた吸水性複合体の電子顕微鏡写真 を示す。 この場合、 吸水性樹脂の形状は独立した球状ではなく、 複数 の粒子が互いに融合して大きな連続した板状の粒子となっていること が認められる。 実施例 2
実施例 1で用いた P E/P Pからなるェアスル一不織布 1の代りにポ リエチレンテレフタレ一 ト （ P E T) 綿から成る不織布 （嵩密度 9 0 c m3/ g > 目付 2 5 gZm2) を 1 1 0 °Cで、 1 0秒間オーブン 中で加熱して起毛処理して製造した不織布 3 (嵩密度 1 4 0 c m3Z g、 引張強さ 1 5 5 g/ 2 5mm) を用いた以外は実施例 1 と同様操作 して、 吸水性複合体を得た。 得られた吸水性複合体は吸水性樹脂が 2 0 0 gZm2付着した柔軟性のあるものであった。 実施例 3
起毛処理をした、 引張強さが 2 6 5 g/ 2 5 mmの P E T綿から成る 不織布を用いる以外は実施例 2と同様にして吸水性複合体を得た。 得 られた吸水性複合体は吸水性樹脂が 2 0 0 gZm2付着した柔軟性の あるものであった。
比較例 2
引張強さが 1 5 5 g/ 2 5 mmである P E T綿から成る不織布を用い る以外は比較例 1 と同様にして吸水性複合体を得た。 得られた吸水性 複合体は吸水性樹脂が 2 0 0 gZm2付着したやや柔軟性のあるもの であった。
実施例 1、 2、 3、 比較例 1、 2の吸水性複合体を以下に記載の試 験法により評価した。 その結果を表 1に示した。 なお、 試験に使用し た人工尿は以下の組成のものであつた。
人工尿 （ 1 0 k g当たり） ：
尿素 ZN a C l /M g S 04 . 7 H20/C a C 1 2 · 2 H2〇Z純水 = 2 0 0 g/ 8 0 g/ 8. 0 g / 3. 0 g/ 9 7 0 9 g
(人工尿吸水量）
3 0 0 m l ビーカーに 6 c mX 7 c mに切り出した吸水性複合体お よび人工尿 2 0 0 m 1 を入れ、 3 0分間室温で放置した。 その後、 人 ェ尿を吸収して膨潤した吸水性複合体を人工尿から取りだし、 2 0 0 メッシュの濾布で付着した人工尿をぬぐい去り、 その質量を測定した, 下記式に従って人工尿吸水量 A (k g/m2) を算出した。
A= (W 1 - W 2 ) / 0. 4 2
式中、 W 1は吸水後の吸水性複合体の質量、 W 2は吸水前の吸水性 複合体の質量を示す。
(人工尿吸水速度）
3 0 0 m l ビーカーに 6 c mX 7 c mに切出した吸水性複合体およ び人工尿 2 0 0 m l を入れ、 5分室温で放置して人工尿によって吸水 性樹脂粒子を膨潤させた。 ついで、 2 0 0メッシュの濾布で付着した 人工尿をぬぐい去り、 その質量を測定した。 下記式に従って人工尿吸 水速度 B ( k g /m2) を算出した。
B (W 1 - W 2 ) / 0 . 4 2 式中、 W 1は吸水後の吸水性複合体の質量、 W 2は吸水前の吸水性複 合体の質量を示す。 表 1に記載の数値から起毛処理の効果および引張 強さの弱い不織布を用いる効果が明瞭である。 すなわち、 実施例 1 と 対応する比較例 1の効果の差異は、 起毛処理の有無によるものであり また実施例 1 と、 実施例 2 、 3 (これらは引張強さの弱い不織布を用 いた例） の効果の差異は、 不織布の引張強さの差異を反映するもので める。
人工尿吸水量 人工尿吸水速度 しなやかさ
( k g / /m 2 ) ( k / / 2 ) (感触）
実施例 1 6. 5 5. 1 良
実施例 2 1 0 . 9 7 . 7 良
実施例 3 1 0 . 2 7 . 1 良
比較例 1 4. 5 3 . 3 不可
比較例 2 8. 3 4. 2 可 実施例 1及び実施例 2において、 3 0分間人工尿に浸漬して膨潤し た吸水性複合体の寸法を表 2に示した。 実施例 2の吸水性複合体の寸 法が大きく変化しているのが分る。 表 2からは、 引張強さの弱い不織 布から得られた吸水性複合体は、 吸水により形状が大きくなることが 分かる。 表 2
Figure imgf000028_0001
第 2の発明
実施例 4
実施例 1で得られた吸水性樹脂複合体を、 1 1 0 °Cで 1 0秒間アイ ロンでプレス （圧力 0. 0 5 MP a) し、 吸水性複合体を得た。
実施例 5
実施例 1で得られた吸水性複合体を一対のロール間に通して熱圧縮 して、 吸水性複合体を得た。 一対のロールのうち、 一方のロールのみ に縦縞模様 （幅 0. 5 mm、 間隔 3 mm、 深さ 0. 4mm) を形成し た。 ロール表面温度 8 0 °C、 ロール線圧力 2 0 k g Z c m、 ロール間 隙 1 0 ^ mであった。
実施例 4、 5の吸水性複合体を上記の試験法により評価した。 その 結果を表 3に示した。 .
(人工尿吸引速度）
吸水性複合体上に、 スポイ トを用いて人工尿の 1滴を静かに滴下す る。 滴下時から滴下した人工尿が吸水性複合体内に吸収されてその表 面上に存在しなくなるまでの時間を測定し、 この時間を人工尿吸引速 度とした。 得られた結果を表 3に示した。 表 3における実施例 1 と、 実施例 4、 5 (これらは熱圧縮して得られた吸水性複合体） との比較 により、 熱圧縮により人工尿吸引速度が著しく改善されることが分か る。 表 3
Figure imgf000029_0001
第 3の発明
実施例 6
実施例 2で得られた吸水性複合体をトイレッ トべ一パー （目付け量 2 0 g /m2) とともに加熱ロール （ロール表面温度 8 0 °C、 エップ 圧 Y O k gZcm) に送り、 熱圧縮を行った。 口一ルはダイヤ柄 （一 辺長さ 2mm) の凹凸模様 （深さ 0. 6mm) を形成したものであつ た。 これによりヒートエンボスを施した積層型吸水性複合体を得た。 実施例 7
実施例 2で得られた吸水性複合体を親水性化処理の施された P EZ P E Tからなるエアスルー不織布 （厚み 0. 9mm、 目付け 3 5 gZ m2) とトイレッ トペーパー （目付け量 2 0 g/m2) との間に挟み込 んで加熱ロールに送り、 実施例 6と同様のヒートエンボスを施して積 層型吸水性複合体を得た。
上記積層型吸水性複合体を用いて前記各評価試験を行った。 結果を 表 4に示した。 表 4
Figure imgf000030_0001
失禁ライナ一の評価
(評価用失禁ライナ一作製方法）
実施例 6、 7の積層型吸水性複合体及び参考例 1 として実施例 2の 吸水性複合体をそれぞれ 4. 5 c mX 1 4 c mに切り出した。 次に、 これらをそれぞれ不織布とポリエチレンシートで挟み、 周囲をホツチ キスで固定して紙おむつ （失禁ライナー） 評価サンプルを作製した。 図 3に、 作製した失禁ライナ一の構成を示した。 図 3中 （ a) は実 施例 6の積層型吸水性複合体を用いて作製した失禁ライナ一、 （ b) は実施例 7の吸水性複合体を用いて作製した失禁ライナー、 （ c ) は 実施例 1の吸水性複合体を用いて作製した失禁ライナ一である （参考 例 1 ) 。 図 1中、 5 2は不織布、 5 4は吸水性複合体、 5 6はトイレ ッ トペーパー、 5 8は不織布、 6 0はポリエチレンシートである。
(失禁ライナー評価方法）
不織布 5 8を上面にして失禁ライナーを水平面上に置き、 不織布 5 8の中心部分に筒 (Φ 2 6 mm) を乗せ、 その中に人工尿 （青色に着 色したもの） 5 m 1 を一気に流し込んだ。 筒内の人工尿が失禁ライナ 一中に吸収されるのに要する時間を測定し、 これを第一吸水時間とし た。 3分間放置後、 再び失禁ライナー中心部分に筒を置き、 前回と同 様人工尿 5 m 1 を一気に流し込み、 第二吸水時間を測定した。 2分間 放置後、 失禁ライナ一中心部分に予め質量を測定済みの 4 c mX 5 c mに切り出したキッチンペーパー' 1 0枚 （W i g) を乗せた。 その後. キッチンペーパーの上に更に 1 0 0 g ( 4 c m X 5 c m) の錘を乗せ て 1 0秒間加圧した。 キッチンペーパーを取り除き、 その質量を測定 した （W2 g) 。 以下の式で逆戻り量を求めた。
逆戻り量 =W 2 - W 1
逆戻り量を測定した後、 失禁ライナーを切り開き、 人工尿の拡散領域 最大幅を定規で測定し、 これを拡散距離とした。 結果を表 5に示した, 表 5における実施例 6、 7 (これらは積層型吸水性複合体を使用した 例） と、 参考例 1 (実施例 2の吸水性複合体を使用した例） との比較に より、 積層化することにより各種の吸水性能が大幅に改良されているこ とが分かる。
表 5
失禁ライナー 吸水時間（sec) 拡散距離 逆戻り量
c m) (g)
実施例 6 2 7 1 0. 7 0. 0 2 実施例 7 1 6 . 1 1. 0 0. 0 1 参考例 1 2 3 3 6. 0 0. 6 6

Claims

請求の範囲
1. 下記工程 （A) 及び （B)、
(A) 加熱して起毛させた繊維質基材に、 アクリル酸および/又はそ の塩を含む単量体水溶液を噴霧して前記繊維質基材を構成する繊維に前 記単量体水溶液の液滴を担持させる工程、
(B) 前記液滴中の単量体を重合させることにより吸水性樹脂粒子が 繊維質基材を構成する繊維に付着した吸水性複合体を得る工程、 からなる吸水性複合体の製造方法。
2. 下記工程 （A)、 （B)、 及び （C)、
(A) 加熱して起毛させた繊維質基材に、 アクリル酸および Z又はそ の塩を含む単量体水溶液を噴霧して前記繊維質基材を構成する繊維に前 記単量体水溶液の液滴を担持させる工程、
(B) 前記液滴中の単量体を重合させることにより吸水性樹脂粒子が 繊維質基材を構成する繊維に付着した吸水性複合体を得る工程、
(C) 前記工程 （B) で得られる吸水性複合体を熱圧縮する行程、 からなる吸水性複合体の製造方法。
3. 吸水性樹脂粒子の繊維質基材に対する付着量が 1 00 gZm2以上 である請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の吸水性複合体の製造方法。
4. 吸水性樹脂粒子の繊維質基材に対する付着量が 2 50〜500 g /m 2である請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の吸水性複合体の製造 方法。
5. 単量体水溶液が、 単量体質量に対し 1 000〜5000 p pmの 架橋剤を含有する請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の吸水性複合体の 製造方法。
6. 単量体水溶液を噴霧する繊維質基材が引張強さ 50〜300 g/ 2 5 mmの不織布である請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の吸水性複 合体の製造方法。
7. 下記工程 （A)、 （B)、 及び （D)、
(A) 加熱して起毛させた繊維質基材に、 アクリル酸および Z又はそ の塩を含む単量体水溶液を噴霧して前記繊維質基材を構成する繊維に前 記単量体水溶液の液滴を担持させる工程、
(B) 前記液滴中の単量体を重合させることにより吸水性樹脂粒子が 繊維質基材を構成する繊維に付着した吸水性複合体を得る工程、
(D) 前記工程 （B) で得られる吸水性複合体と繊維質基材とを重ね て積層体を得、 次いで一対のロールのうち少なくとも一方のロールが加 熱されているロール間に前記積層体を通過させて前記積層体を熱圧縮す ることにより、 吸水性複合体と繊維質基材とを熱融着させる工程、 からなる積層型吸水性複合体の製造方法。
8. 一対のロールの少なくとも一方のロールの表面に凹凸模様が形成さ れている請求の範囲第 7項に記載の積層型吸水性複合体の製造方法。
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