JPH01198337A - 保護層を有する高吸水性シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は保護層を有する高吸水性シートおよびその製造
方法、さらに詳しくは弾性体連続多孔質膜の保護層を有
する皮革調高吸水性シートおよびその製造方法に関する
。

従来の技術 水を多量に吸収し膨潤するいわゆる高吸水性物質は紙お
むつ、生理用品を始め、使い捨て雑巾、農園芸用等の保
水材として、さらに汚泥の凝固剤や結露防止材などの土
木、建材関係等の多方面にその用途が広がりつつある。

このような高吸水性物質は、色々な形態で使用し得るも
のであるが、シートの形で用いられることが最も多い。

シート状の吸水性物質を得るだめの従来の技術は高分子
吸水性物質を粉末状、粒状等の形で製造し、これらを基
材上に何らかの手段で付与し、固着させるという方法か
、高吸水性物質からなる繊随、をつくり、これを何らか
の手段でシート化するというものであった。

これらの内前者の方法が一般的であるが、この場合は、
工程的には高吸水性物質を製造する工程とシー！・基材
にその粉末を固着させる工程とを必要とする。このシー
ト基材に粉末をどのにうにして安定して固着させるかが
問題となるが、その方法としては基材となるノーＩ・に
高吸水性物質の粉末を散布した後、別のシートを重ね合
せてからエンボス加工を施す方法、エンボス加工を施す
前に若干の水分を付与して高吸水性物質の粉末をわずか
にゲル化させてから、エンボス加工を施し、強固に固着
させようとするいわゆる湿式法と呼ばれている方法（特
開昭５４−１２５２９３．特開昭５１−４．０４９７　
、特開昭５４．−１４１０９９．特開昭５８，７３６．
４５２）、高吸水性物質と樹脂バインダーおよび溶媒か
ら樹脂配合物を基材に塗布少溶媒を飛ばして基材上に皮
膜形成させるコーティングによる方法（特開昭５８−１
０１０’４７）などがある。

高吸水性物質の粉末を暴利に固着させて、高吸水性シー
トを製造する方法は、第一に粉末を製造する工程とシー
トの加工を行う工程とに分れ、製造工程が多くかつ複雑
になるという製造上の問題と前記のような色々な工夫が
なされていてもなおかっ、シート加工工程の難しさから
粉末の脱落や吸水性能の低下がおこりやすい等の品質上
の問題を起す懸念をも有している。

一方、高吸水性繊維をシート化する方法の場合は、高吸
水性繊維そのものが高価であるというコスト上の問題、
また繊維状の高吸水性物質は一般に粉末状のものと比較
して吸水性能がかなり劣るため、加工されたシートとし
ても高性能のものが＝４− 期待されないという品質上の問題、さらには繊維のみの
加工であるから、その範囲に限界があり、シート状のも
のは得られないという形態上の制限に係わる問題などが
ある。

以上述べた諸問題は高吸水性物質の粉末あるいは繊維を
製造し、しかる後にシート加工を行うという二段製法に
よるところが大であり、もし仮にシート基材上でモノマ
ーを重合して一挙に高吸水性シートを製造するという方
法が実現すれば、前記問題点はすべて解決するはずであ
る。しかるにこのような方法は反応の制御の困難さもあ
って、今迄には例をみなかったが、本発明者らはこのよ
うな高吸水性シートの製法について鋭意研究に取組んだ
結果、アクリル酸とアクリル酸塩との混合水溶液をシー
ト基材上で電子線照射により直接重合せしめることによ
り安定して高吸水性シートが得られ、しかもそのシート
は基材と高吸水性物質とが一体となった構造のもので、
かつ吸水性能が極めて優れたものであることを見い出し
、かかる高吸水性シートについて既に特許出願した（特
願昭６１−２４８４７２号）。

発明が解決しようとする課題 前記高吸水性シートは通常の吸水状態では全く問題がな
いが高吸水状態では基材から樹脂が脱落する恐れがあり
、その点について解決しようと発明者らはその後も鋭意
研究を続けた。

課題を解決するための手段 かかる研究の結果、特定の素材よりなる連続多孔質膜を
前記シートの両面に一体化して配することにより前記課
題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明は、芯材である高吸水性シート層およ
び該芯材の両面に配されかつ該芯材に一体化された弾性
体連続多孔質膜よりなり、該高吸水性シート層が可撓性
シートおよび該可撓性シートに固着した高吸水性樹脂よ
りなり、該高吸水性樹脂がモル比で７５：２５〜２・９
８のアクリル酸およびアクリル酸塩の混合物を主成分と
するモノマー組成物を該可撓性シートに付与した状態で
電子線照射により重合させたものであることを特徴とす
る保護層を有する高吸水性シートを提供するものである
。

まず、芯材について説明する。芯材は可撓性シートおよ
びそれに固着した高吸水性樹脂よりなる高吸水性シート
であり、該高吸水性樹脂は直接に該可撓性シート上でモ
ノマーから重合されたものである。該可撓性シートの例
としては、非多孔質あるいは多孔質のプラスチックやゴ
ムのフィルム、シートの類、天然繊維や合成繊維からな
る織物、編物、不織布、紙等の繊維質シート等が挙げら
れる。

以下に該高吸水性シートの作成法について述べる。

まず、アクリル酸およびアクリル酸塩の混合物の水溶液
を主成分とするモノマー組成物を調製する。具体的には
、アクリル酸、アクリル酸塩および水とを混合して調製
してもよいし、別法としてアクリル酸に塩基の水溶液（
例えば、水酸化ナトリウム水溶液）を加えてアクリル酸
を部分的に中和してもよい。ここに、アクリル酸塩なる
語はすトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウ
ム塩、マグネシウム塩等の塩、好ましくはナトリウム塩
、リチウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩をいう。

高吸水能力を有する樹脂を得るには、アクリル酸とアク
リル酸塩とのモル比は７５２５〜２．９８の範囲とし、
混合物の組成物中濃度は２７重量％以上、好ましくは３
２重量％以上とする。該濃度の上限は特に定めるもので
はなく、少しでも水分が残存する状態であればよい。な
お、前記モル比および濃度は、後記する電子線照射時に
実現されていればよく、例えば濃度が２７重量％未満の
組成物を調製し、それを前記の如き可撓性基材シートに
付与しても、その後適当な手段により水分を蒸発させて
電子線照射時に２７重量％以−にになっていれば差しつ
かえないのである。

次いで、前記モノマー組成物を基材シートに付与するが
、これには塗布法、含浸法、プリンティング法等があり
、基材の種類により適宜選択できる。なお、増粘剤、界
面活性剤を組成物に添加しておいて、該付与が容易とな
る液性としておくこともできる。また、必要に応じて、
他のビニルモノマーを少量添加することもできる。とい
うのは、このビニルモノマーの少量添加により、得られ
るシートの吸水量やゲルの硬さを調節することができる
場合があるからである。ここにいうビニルモノマーの例
としては、ポリオキシエチレングリコールジアクリレー
ト、ポリオキシエチレングリコールジアクリレート、ビ
ニルピロリドン等が挙げられる。

次に、付与されたモノマー組成物が基材シートに保持さ
れた状態で電子線を照射し、重合により組成物を硬化さ
せる。硬化に際し生成する樹脂が基材シートに強固に結
合し、樹脂が吸水して膨潤しても脱落しにくくなる。照
射電圧は特に限定されるものではないが、一般的には１
５０〜３０００ＫＶの範囲で基材シートを含めて被照射
体に対して十分に透過するに足る照射電圧を選択すれば
ｊ；い。照射雰囲気は大気中でもよいが不活性ガス中、
一般的には窒素ガス中で照射するのが好ましい。照射線
量は重要であり、十分な吸水能力を有する樹脂を得るた
めには、Ｉ−１５Ｍｒａｄ、好ましくは２〜ＬＯＭｒａ
ｄの範囲とする。

電子線照射後、加熱等により残存する水分を除去し、要
すればメタノール洗浄等により残存するモノマーを除去
して芯材の高吸水性シートを得る。

このようにして得られる高吸水性シートにおける高吸水
性樹脂は樹脂単独では最高で１５００倍までの吸水量を
有する。（ここに、吸水量とは樹脂を純水に９０分間浸
漬して膨潤させた後、１００メツシユのステンレス金鋼
で濾過して重量を測定し、これを吸水前の重量で除した
値である。）次に、弾性体連続多孔質膜について述べる
。弾性体としては、ポリウレタン、ポリアミド、ポリス
チレン、ポリイミド等の如く、その非溶媒、貧溶媒を凝
固浴として湿式成膜ができる樹脂であればいずれも用い
ることができる。本発明の保護層を有する高吸水性シー
トは芯材がかかる弾性体の連続した多孔質膜によって保
護される。この多孔質性は、水がこの膜を通して内側の
吸水シートに吸収されることにより要請されるものであ
る。そして、膜の孔径および空隙率を変更することによ
り吸水速度を調節することができる。また、弾性体膜は
適度な弾性率を有することが要求される。

弾性率が高すぎると、内側の吸水シートが体積増加でき
ないのて吸水率が低下し、一方、弾性率が低ずぎると内
層の保護、補強効果が十分でない。

また、本発明は、前記した芯材の高吸水性シートの両面
に直接的に弾性体連続多孔質膜を形成することよりなる
保護層を有する高吸水性シートの製造方法を提供するも
のである。

別途に作成した膜を貼り合わせたりするのではなく、本
発明においては芯材の周りに直接的に連続多孔質膜を形
成する。かかる直接的膜形成法の例としては、いわゆる
湿式法、乾式ミクロポーラス形成法、泡コーティング法
がある。乾式ミクロポーラス形成法は、エラストマー、
その溶剤、および該溶剤よりも沸点の高い非溶剤よりな
る混合組成物を芯材に塗布し、次いで、まず低温で加熱
して溶剤のみ除去することにより凝固させ、その後高温
で加熱して非溶剤を除去する方法である。

泡コーチインク法は、エラストマーの水系もしくは有機
溶媒系溶液に気泡を含ませ、これを芯材に塗布し、次い
で乾燥して多孔質膜を得る方法である。

前記の２方法に比べ湿式成膜法はより好ましい方法であ
り、これはエラストマー溶液を芯材に塗布し、これをエ
ラストマーの非溶媒、貧溶媒よりなる凝固浴に入れて凝
固させ、次いて溶媒を抽出等により除去し、その後乾燥
して連続多孔質膜を得るという方法である。ここに、注
意すべきは、水を凝固浴に用いると吸水性シートが膨潤
するので成膜が困難となることである。かかる膨潤を押
えるには、例えば、水に２５％以上のアルコールを加え
たり、あるいは低濃度の塩の水溶液を用いればよい。今
回、凝固浴中における樹脂の膨潤度を３０倍以下に押え
ることにより、特にすぐれた連続多孔質膜が形成される
ことが判明した。また、芯材への塗布液の配合、凝固浴
組成を変更することにより、膜の孔径、空隙率をコント
ロールすることができる。例えば、塗布液の固形分濃度
を低くするとか、Ｉ−Ｔ　Ｌ　Ｂの高い活性剤を添加す
るとかすれば膜の空隙率を大きくすることができる。

かくして得られる本発明の保護層を有する高吸水性シー
トは弾性体保護膜により皮革調を付与され、保冷バンデ
ージ、車両ワイピングクロス、フギン等に用いることが
できる。

発明の効果 本発明の保護層を有する高吸水性シートは、弾性体連続
多孔質膜を保護層とすることにより、独特の皮革調の外
観を与えられ、内層の吸水シートの吸水能力を低下させ
ることなく樹脂脱落を防止できる。

以下に参考例および実施例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明する。

参考例１　芯材の高吸水性シートの作成基材として繊維
長５６ｍ−３デニールのポリプロピレンからなる目（」
’　２５　ｇ／　ｍ２の部分融着した不織布を用い、下
記配合の組成物を含浸し、その付着量が４０ｇ／ｍ’と
なるように均一に絞った後、直ちに２００ＫＶエリアヒ
ーム型電子線加速装置（日新ハイボルテージ製）を用い
、窒素雰囲気下、加速電圧２００ＫＶ、線量率９　、７
　Ｍ丁ａｄ／秒、線量７Ｍｒａｄの条件で硬化させ、次
いで加熱乾燥して吸水量約３０倍の吸水性シートを得た
（ここでの吸水量は吸水性樹脂重量のみに対するもので
はなく（吸水性樹脂重量」−不織布重量）に対する倍率
である）。

成　分　　　　　　　　　　　　重量部アクリル酸　　
　　　　　　　　　７２０水酸化カリウム　　　　　　
　　　３９．０水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　６６．０ポリエヂレングリコール　　　　　　２
．５ジアクリレート 実施例１ 前記参考例１で得た吸水性シートに下記配合のウレタン
エラストマー溶液を含浸し、ウェットピックアップが４
００％となるように均一に絞った。

成　分　　　　　　　　　　　　　重量部ウレタン樹脂
（３０％）　　　　　　　１００（三洋化成ザンプレン
５２　］　Ｙ） エパン７８５　　　　　　　　　　　５ＤＭＦ　　　　
　　　　　　　　　　４００直ちに２重量％炭酸ソーダ
、３０重量％メタノールおよび６８重里％水よりなる凝
固浴中に浸漬し、１５分間凝固を行った。次いで、炭酸
ソーダの５重量％水溶液中で８時間、メタノール液中で
２時間抽出し、遠心脱水によりメタノールを除去し、加
熱乾燥して本発明の保護層を有する高吸水性シートを得
た。

実施例２ 参考例１で得た吸水性シートに下記配合のナイロン６溶
液を含浸し、ウェットピックアップが２００％となるよ
うに均一に絞った。

成　分　　　　　　　　　　　　　重量部ナイロン６繊
維　　　　　　　　　　２０（ユニチカ製、５６ｍｍＸ
３ｄ） 塩化カルシウム（純度７５％）３０ メタノール（純度９５％）　　　　　１５０ＰＯＢＯ３ （吉富製薬製） 直ちに、５重量％食塩水よりなる凝固浴中で２０分間凝
固を用い、次いで２重量％食塩水で８時間溶媒を抽出し
、遠心脱水し、加熱乾燥して本発明の皮革調吸水性シー
トを得た。

参考例】で得た芯材シート、実施例】および２で得た保
護層を有する高吸水性シートについての力学特性等を第
１表に示す。

第１表

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯材である高吸水性シート層および該芯材の両面
   に配されかつ該芯材に一体化された弾性体連続多孔質膜
   よりなり、該高吸水性シート層が可撓性シートおよび該
   可撓性シートに固着した高吸水性樹脂よりなり、該高吸
   水性樹脂がモル比で７５：２５〜２：９８のアクリル酸
   およびアクリル酸塩の混合物を主成分とするモノマー組
   成物を該可撓性シートに付与した状態で電子線照射によ
   り重合させたものであることを特徴とする保護層を有す
   る高吸水性シート。
2. （２）芯材である高吸水性シート層の両面に直接的に弾
   性体連続多孔質膜を形成することよりなり、該高吸水性
   シート層が可撓性シートおよび該可撓性シートに固着し
   た高吸水性樹脂よりなり、該高吸水性樹脂がモル比で７
   ５：２５〜２：９８のアクリル酸およびアクリル酸塩の
   混合物を主成分とするモノマー組成物を該可撓性シート
   に付与した状態で電子線照射により重合させたものであ
   ることを特徴とする保護層を有する高吸水性シートの製
   造方法。
3. （３）凝固浴を用いる湿式成膜法によって弾性体連続多
   孔質膜を形成することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の製造方法。