JPH0126736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収（吸収および吸水を意味する。吸
水で代表させることもある。）材に関する。さら
に詳しくは、高吸水性能を有する水不溶性樹脂を
保持した繊維集合体の房状塊よりなる吸収材に関
する。 最近、高吸水性能を有する樹脂が生理用ナプキ
ンや紙おむつなどのデイスポーザブル用途に応用
され、広く普及のきざしがある。しかしながら高
吸水性樹脂は一般に粉末状なので取り扱いが難し
く、用途ならびに用い方に限方を受ける。これを
商品化する方法としてシート化または繊維状化す
る方法が開発されている。しかしながら吸水性樹
脂は吸水とするとゲル化するので、湿潤時に極端
にシート強力は低下し、シート形状を保持するこ
とがむつかしく単独で用いることは出来ない。ま
た繊維状化したものも繊維と称するには強力が弱
くもろいものである。 一方、この様な粉末状の吸水性樹脂を吸収紙や
不織布などの支持体によりサンドイツチ構造にし
て固定化させる方法があるが、この方法は吸水性
樹脂が支持体の間で圧着されているため、吸水性
樹脂の吸収膨潤力を減殺し、本来の吸収力を十分
発揮できない欠点を有する。 さらに吸水性樹脂を粉砕パルプのような繊維集
合体と単に混和する方法があるが、この方法はサ
ンドイツチ構造に比べ吸収力は向上するものの充
分ではなく、かつ被吸収液の横方向への拡散が少
ないため、吸収速度も不充分であるという欠点を
有する。 本発明者らは、かかる欠点を解消し高吸水性樹
脂の吸水機能を充分に発揮させ、かつ取り扱い容
易な高吸水性樹脂包含吸収材を提供することを目
的に種々検討した結果、意外にも粉末状の高吸水
性樹脂と粉砕パルプのような繊維集合体との混合
体のある特定の形状のものが極めて吸水力が大き
く、かつ瞬時に吸水する性質を有することを発明
して本発明に到達した。 すなわち本発明は、均一に分散された水不溶性
の吸水性樹脂（）と繊雖集合体（）との混合
体であつて、該混合体が１個当りの重量が0.5ｇ
以下に分割されている、見掛け比重が0.1ｇ／cm³
以上の房状塊からなることを特徴とする吸収材で
ある。 本発明の吸水材は房状塊からなる。本発明にお
いて房状塊とは、長さの異なるカールした繊維が
毛戻のようにからんだものを意味し、とくに繊維
を叩解するときによく見られるものである。房状
塊については「不織布要論」（三浦義人著、株式
会社高分子刊行会発行、昭和48年５月15日発行）
13頁に記載されており、これと同じものでよい。
房状塊の大きさは通常0.1〜10mm、好ましくは１
〜５mmである。また房状塊の形状はとくに限定さ
れず、たとえば球状、楕円球状、角柱状、紡錘状
があげられる。 本発明における吸水材は水不溶性の吸水性樹脂
（）と繊維集合体（）との混合体である。 本発明において、混合体の一成分として用いら
れる水不溶性吸水性樹脂（）としては、水溶性
単量体および／または加水分解により水溶性とな
る単量体(A)と多糖類(B)および／または架橋剤(C)と
を必須成分として重合させ必要により加水分解を
行なうことにより得られる重合体があげられる。 水溶性吸水性樹脂（）の製造に用いられる(A)
の水溶性単量体としては、少くとも１個の親水基
（たとえばカルボキシル基、カルボン酸無水物基、
カルボン酸塩基、スルホン酸基、スルホン酸塩
基、水酸基、エーテル基、アミド基、アミノ基、
４級アンモニウム塩基）を有するモノエチレン性
不飽和単量体があげられる。また加水分解により
水溶性となる単量体としては少くとも１個の加水
分解性基（エステル基、ニトリル基等）を有する
単量体があげられる。(A)のうち好ましいものは水
溶性単量体である。高い吸水性を与える点から好
ましい水溶性単量体はカルボキシル基、カルボン
酸無水物基、カルボン酸塩基を含有する単量体、
たとえば（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、
（メタ）アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル
酸トリメチルアミン酸、（メタ）アクリル酸トリ
エタノールアミン塩；および４級アンモニウム塩
基含有単量体たとえばＮ，Ｎ，Ｎ―トリメチル―
Ｎ―（メタ）アクリロイロキシエチルアンモニウ
ムクロリドである。 水不溶性吸水性樹脂の製造に用いられる(B)の多
糖類としてはデンプン、セルロース、カラゲナ
ン、グアーガム、アルギン酸ソーダがあげられ
る。デンプンとしては天然デンプンおよび変性デ
ンプン（α化デンプン、酸化デンプン、カチオン
化デンプンなど）が、またセロルースとしては木
材、葉、茎、ジン皮、種子毛などから得られるセ
ルロースおよび変性セルロース（カルボキシメチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メ
チルセルロース）があげられる。これらのうちで
好ましいものは天然デンプンおよびα化デンプン
である。 水不溶性吸水樹脂の製造に用いられる(C)の架橋
剤としては、(1)少なくとも２個の重合性二重結合
（非共役）を有する化合物、(2)単量体(A)と反応し
得る官能基少くとも１個と、重合性二重結合少く
とも１個を有する化合物、たとえばカルボキシル
基、カルボン酸無水物基、ヒドロキシル基、アミ
ノ基またはアミド基と反応しうる官能基を有する
モノオレフイン性不飽和化合物、(3)単量体(A)と反
応しうる官能基を少くとも２個有する化合物たと
えばカルボキシル基、カルボン酸無水物基、ヒド
ロキシル基、アミノ基またはアミド基と反応しう
る基を有する多官能性化合物、(4)イオン架橋を形
成しうる多価金属化合物たとえばアルカリ土金属
（カルシウム、マグネシウム等）および亜鉛の酸
化物、水酸化物および弱酸塩（炭酸塩、酢酸塩
等）があげられる。架橋剤(C)のうちで好ましいの
はアルキレン（C₂〜C₆）グリコール、もしくは
ポリオキシアルキレン（C₂〜C₄）グリコール
（分子量400以下）のジ（メタ）アクリレート、ア
ルキレンビス（メタ）アクリルアミドおよびアル
カリ土金属もしくは亜鉛の酸化物である。(A)，
(B)，(C)以外にこれらと共重合しうる単量体（たと
えばスチレン、エチレン、プロピレン、ブテン）
を共重合させることもできる。上記吸水性樹脂の
製造に用いられる(A)，(B)，(C)の詳細、重合体の製
造法、吸水性樹脂の具体例は特開昭53−149190
号、特開昭51−125468号、特開昭52−25886号お
よび特開昭52−59690号に記載されている。本発
明において用いられる吸水性樹脂としては吸水能
が少くとも60ml／ｇ（好ましくは70ml／ｇ以上、
とくに100〜500ml／ｇ）のものが適している。多
糖類(B)：単量体(A)：架橋剤(C)の割合（重量比）は
通常100：10〜3000：0.0001〜20好ましくは100：
50〜1000：0.001〜10、さらに好ましくは100：
100〜500：0.01〜５である。上記(A)と(B)および(C)
以外の吸水性樹脂としては(A)と(B)とを重合させた
もの、たとえばデンプン―アクリロニトリルグラ
フト重合体の加水分解物、セルロース―アクリロ
ニトリルグラフト重合体の加水分解物など；(A)と
(C)との共重合体たとえばジビニル化合物（メチレ
ンビスアクリルアミドなど）で架橋されたポリア
クリルアミドおよびその部分加水分解、架橋され
たスルホン化ポリスチレン、架橋ポバール、特開
昭52−14689号および特開昭52−27455号記載の架
橋されたビニルエステル―不飽和カルボン酸共重
合体ケン化物および架橋ポリエチレンオキシドが
あげられる。これらの吸水性樹脂は２種以上併用
してもよい。吸水性樹脂は通常、粉末状〜粒状で
使用される。粒子径としては通常10〜300メツシ
ユ、好ましくは32〜150メツシユである。 本発明で用いられる繊維集合体における繊維と
しては、天然繊維たとえば綿、羊毛、ジユート、
木材パルプなど；半合成繊維たとえばビスコース
レーヨン、アセテート、トリアセテートなど；合
成繊維たとえばナイロン、アクリル、ポリエステ
ル、ポリプロピレンなど、およびこれらの繊維の
混合体があげられる。これらの中でも木材パル
プ、綿、羊毛、ビスコースレーヨンなどの親水性
繊維が本発明の吸収材料としては好ましい。また
とくに好ましいものは木材パルプ、コツトンパル
プおよびビスコースレーヨンである。繊維長はと
くに限定されないが通常0.1〜50mmであり、好ま
しくは0.5〜10mmである。また繊維集合体の形体
としては、パルプ体（軟塊状）、ステープル状も
しくはフイラメント状の形体があげられる。また
ウエブ、シート、マツト状であつてもよい。 本発明における水不溶性樹脂（）と繊維集合
体（）との混合体において、（）と（）と
の混合比率は重量基準で通常（）：（）100：
１〜10000、好ましくは（）：（）＝100：〜
20000である。 本発明における水不溶性吸水性樹脂（）と繊
維集合体（）とを混合する方法は、水不溶性吸
水性樹脂が繊維集合体に均一に分散、混合する方
法であればとくに限定されない。たとえば繊維集
合体と吸水性樹脂とをミキサー、スクリユー回転
式混合機などの混合機能を有する機械を用いて混
合する方法；水または有機溶媒（メタノール、イ
ソプロピルアルコール、アセトンなど）中に繊維
集合体吸水性樹脂を分散させ、撹拌、混合後、濾
過・乾燥する方法；繊維集合体をカード機などを
用いて開繊しジエツト気流粉砕機などを用いて気
流中で吸水性樹脂と混合する方法；またウエブ
状、シート状、マツト状の繊維集合体上に吸水性
樹脂を散布し繊維集合体の下部より吸引して吸水
性樹脂を該繊維集合体中に分散せしめる方法；あ
るいはウエブ状、シート状、マツト状の繊維集合
体上に吸水性樹脂を散布した後、これを開繊する
方法などがあげられる。上記の方法で繊維集合体
（）と吸水性樹脂（）とを混合する場合、任
意の段階で若干量の水分を与えると、吸水性樹脂
の表面が膨潤・軟化し繊維に強く固着させること
ができ、好ましい。 本発明において吸水性樹脂（）と繊維集合体
（）との混合体の房状塊の製造方法はとくに限
定はない。たとえば(1)（）と（）との混合体
をウエブ、シートまたはマツト状にした後プレス
機により圧縮しチツプ状に切断する方法；(2)
（）と（）との混合体に若干の水分を与えて
ミキサーなどで高速撹拌する方法（この場合水分
で膨潤・軟化した吸水性樹脂に繊維が付着・凝集
し房状塊を生成する。）；(3)（）と（）との混
合体を上下運転速度の異なる２個のベルトコンベ
アーの間に置いてズリ応力をかける方法；(4)
（）と（）との混合体を、水もしくは接着剤
（アクリルエマルシヨン、酢ビエマルシヨンなど）
をバインダーとしてシート状にした後、これを不
均一に開繊する方法などがあげられる。 本発明において、吸水性樹脂（）と繊維集合
体（）との混合物の房状塊は、その１個の重量
が0.5ｇ以下、好ましくは0.001〜0.5ｇである。見
掛け比重は0.1ｇ／cm³以上、好ましくは0.3〜２
ｇ／cm³である。１個の重量が0.5ｇより大または
見掛け比重が0.1ｇ／cm³未満の場合は、その吸収
力および吸収速度が大きく低下し、繊維集合体と
吸水性樹脂との単なる混合体と大差がない。房状
塊には上記１当りの重量および見掛け比重を満足
するものばかりである必要はなく、通常このもの
が主体として含まれていればよい。 本発明の吸収材は多数個の房状塊より成る。そ
の使用に際しては房状塊をそのまま従来の吸収材
料（粉砕パルプ、吸収紙など）に代えて使用して
もよく、また房状塊を成形した形状、たとえば房
状塊をさらにシート状に成形した形状、または房
状塊をさらに吸収紙、不織布などの支持体を用い
てサンドイツチ状に成形した形状として使用して
もよい。房状塊をさらにシート状に成形する方法
としては、房状塊を層状に積層しさらに房状塊が
移動しないようにニードルパンチ、プレス機など
を用いて該積層物を固定化する方法があげられ
る。また房状塊をさらにサンドイツチ状に形成す
る方法としては、吸収紙や不織布などの支持体の
上に房状塊を積層し、さらに他の支持体を重ねる
方法さらに得られた積層物をニードルパンチ、プ
レス機などにより固定化する方法があげられる。 本発明の吸収材は水性液体、たとえば水、尿、
血液、エマルシヨンなどに接触した場合、房状塊
中の繊維成分が水性液体を吸収して急速に膨潤す
ると同時に、房状塊中に吸水性樹脂もまた液体を
吸収・膨潤し、この両者間で意外な相乗効果が現
われる。すなわち吸収速度が繊維集合体または吸
水性樹脂単独より大巾に高く、かつ吸収力および
加圧保持力（一旦吸収した後、加圧した場合の保
液能）もそれぞれ単独の場合よりも著しく増大す
る。本発明の吸収材は、シート状に積層した場合
それぞれの房状塊の間に空間が存在するため、ク
ツシヨン性があり、また少量の吸収材でボリユー
ム感を出すこともできる。また本発明の吸収材は
その高に吸収力および加圧保持力のため、最終製
品にした場合吸収材が少なくてよく、したがつて
製品形態を小さくでき、原材料費の低減は勿論製
品の保管費、運送費の低減にもなり大巾なコスト
ダウンが可能である。 本発明の吸収材は紙おむつ、生理用ナプキン、
医療用パツドなどに好適である。このほか工業用
吸水・保水材（油水分離材、溶剤中の吸水材な
ど）土壌保水材など種々の用途に使用することが
できる。 以下本発明を実施例によつて説明する。実施例
において使用した吸水性樹脂（樹脂）は次の通
りである。 樹脂 特開昭54−125468号の実施例の方法に従つて、
トウモロコシデンプン、アクリル酸、アクリル酸
ナトリウム、およびＮ，N′―メチレンビスアク
リルアミドより製造した白色粉末状の水不溶性吸
水性樹脂。本樹脂の吸水量はイオン交換水342
ml／ｇ，0.9％NaCl 77ml／ｇ、吸水速度10ml／
ｇ時１秒以下、50ml／ｇ時18.2秒加圧保持量328
ml／ｇであつた。（測定法は実施例９に記載）。 実施例 １ フラツフパルプ100ｇおよび樹脂、30ｇをジ
エツト気流粉砕機を用いて混合し、これを２の
メタノールに分散させた後、１m²の水平な金網
（100メツシユ）上に均一に注いで濾過し、これを
80℃、３時間循風乾燥してウエブ状の混合体を得
た。この混合体をプレス機により５Kg／cm²にて加
圧後、カツターにより３mm×３mmの角状に裁断
し、房状塊の吸収材〔Ａ〕を得た。房状塊の重量
は１個当り平均0.024ｇ、見掛け比重は0.61ｇ／
cm³であつた。 実施例 ２ 実施例１において、樹脂を10ｇにしたほかは
同様な操作により房状塊状の吸収材〔Ｂ〕を得
た。房状塊の重量は１個当り平均0.021ｇ、見掛
け比重は0.65ｇ／cm³であつた。 実施例 ３ 実施例１において樹脂を20ｇにしたほかは同
様な操作により房状塊状の吸収材〔Ｃ〕を得た。
房状塊の重量は１個当り平均0.023ｇ、見掛け比
重は0.66ｇ／cm³であつた。 実施例 ４ 実施例１と同様にフラツフパルプ100ｇおよび
樹脂、30ｇをジエツト気流粉砕機を用いて混合
し、これを２のメタノール／水混合溶媒（メタ
ノール／水＝８／２容積比）中に分散させた後、
１m²の水平な金網（100メツシユ）上に均一に注
いて濾過し、これを80℃、３時間循風乾燥してウ
エブ状の混合体を得た。この混合体に20ｇの水を
均一に噴霧した後、長さ5m、巾50cmの２本のベ
ルトコンベヤーを上下に重ね、上方のベルトコン
ベヤーを1m／分、下方を5m／分の速度で運転し
て、２本のコンベヤーの間に上記の水を噴霧した
混合体を投じて、房状塊状の吸収材〔Ｄ〕を得
た。房状塊の重量は１個当り平均0.27ｇ、見掛け
比重は0.14ｇ／cm³であつた。 実施例 ５ 実施例１においてフラツフパルプの代りにビス
コースレーヨン繊維100ｇを使用したほかは同様
の操作により房状塊状の吸収材〔Ｅ〕を得た。房
状塊の重量は１個当り0.022ｇ、見掛け比重は
0.61ｇ／cm³であつた。 実施例 ６ 実施例１においてフラツフパルプの代りにコツ
トンリンターパルプ100ｇを使用したほかは同様
の操作により房状塊状の吸収材〔Ｆ〕を得た。房
状塊は１個当り0.020ｇ、見掛け比重は0.60ｇ／
cm³であつた。 実施例 ７ 実施例１においてプレス機の圧を１Kg／cm²にし
た他は同様の操作により房状塊状の吸収材〔Ｇ〕
を得た。房状塊の重量は１個当り0.008ｇ、見掛
け比重は0.18ｇ／cm³であつた。 実施例 ８ 実施例１で得らた本発明の吸収材〔Ａ〕2.0ｇ
を秤量は20ｇ／m²のレーヨン不織布100cm²上に均
一に散布し、さらにもう一枚のレーヨン不織布を
重ねて囲りをミシンがけしてシート状の吸収材
〔Ｈ〕を得た。 実施例 ９ 実施例１〜８で得られた吸収材〔Ａ〕〜〔Ｈ〕
について、吸水速度、イオン交換水および0.9％
NaCl 水溶性の飽和吸水量、５Kg荷重下での加
圧保持量を測定し、表−１に示すような結果を得
た。なお比較例１としてフラツフパルプ単独、比
較例２としてフラツフパルプ100ｇと樹脂、30
ｇとを実施例１と同様の操作により作成した混合
体についてもそれぞれ測定した。 吸水速度および飽和吸水量の測定は、各吸水材
１ｇを100メツシユ節上に乗せて水中に投与し５
秒、10秒、25秒、50秒、75秒、15分、25分後に取
り出し、濾紙上に１分間放置後、重量を測定して
吸水量（ml／ｇ）を求め、吸水量と時間の関係を
プロツトして各吸水速度ならびに飽和吸水量を求
めることにより行なつた。また加圧保持量は、吸
水材各１ｇを100cm²の100メツシユ節上に均一に敷
いて水中に15分間投入した後、取り出して濾紙上
に乗せさらに節と同形のアクリル板を膨潤した吸
水材の上に乗せ、その上に５Kgの分銅も置いて４
分後に重量測定を行なうことにより求めた。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明における房状塊の拡大斜
視図、第２図は房状塊をさらにシート状に成形し
たものの斜視図である。図中１は繊維集合体、２
は吸水性樹脂、３は房状塊を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維間に均一に分散された水不溶性の吸収性
   樹脂と繊維集合体との混合体であつて、該混合体
   が多数個に分割されていてカールした繊維が毛房
   状に絡んだ房状塊からなり、前記房状塊は、１個
   当りの重量が0.001〜0.5ｇ、見掛け密度比重が0.1
   ｇ／cm³以上であり、かつ、前記吸水性樹脂を前記
   繊維集合体との重量比が100：１〜10.000である
   ことを特徴とする吸収材。