JPH01299842A - 高吸水性成形品の製造方法 - 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、水分保持性に優れた高吸水性樹脂成形品の製
造方法に関するものである。更に詳しくは、吸水による
体積膨張が小さく、しかも水分保持力の高い多孔質の高
吸水性樹脂成形品の製造方法に関するものである。

〔従　　来　　技　　術〕

吸水性樹脂成形品の代表的なものとして、エラストマー
の連続気泡の発泡体が広く知られている。

しかし、これらのエラストマー発泡体は吸収した水分の
保持力が弱い為、重力によっであるいは僅かに加圧する
ことによって、脱水が生じる。エラストマー発泡体は、
水分保持能力が弱い為、吸収した水分は自然に放置して
おくと速やかに蒸発してゆく、従って、従来のエラスト
マー発泡体は長時間の水分保持力あるいは加圧、重力な
どの外力に耐える水分保持能力を要求される用途には使
用できない。

最近、高吸水性樹脂が開発され、おむつ、生理リビニル
アルコール等の架橋物であり、水を吸収することによっ
て含水ゲルを形成し、高い水分保持能力を有する。しか
し、高吸水性樹脂は、高い吸水速度を維持する為、広い
表面積を必要とし、その為、微粒子の集合体である粉末
の形で使用される。おむつ等の衛生用品で使用される場
合、高吸水性樹脂の粉末をバルブ、繊維等の中に分散し
た構造が採用されている。高吸水性樹脂は、架橋構造を
持つ微粒子の集合体である為、それ自体で押出成形、射
出成形等によって成形品を製造することは出来ない。

高吸水性樹脂の粉末をマトリックスの熱可塑性樹脂に分
散させてフィルム・シート状に押出成形することも試み
られているが、吸水性樹脂粒子がマトリックス樹脂の内
部に閉じ込められてしまう為、吸水速度が遅（なる、吸
水率が低くなる等の欠点がある。吸水性樹脂粒子をマト
リックス樹脂の発泡体にフィルム成形工程で分散させる
試みも行われているが、発泡体の空孔の内部に吸水性樹
脂粒子が殆ど存在せず、発泡体の空孔でな（、マトリッ
クス樹脂の内部に吸水性粒子が閉じ込められている為、
吸水速度が遅く、吸水率が低い、吸水速度が大きく、吸
水性樹脂粒子が吸水のプロセスにおいてマトリックス樹
脂から脱離しにくく、吸水の前後で体積変化が小さく、
シかも水分保持能力の大きい高吸水性成形品は、まだ、
開発されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来技術で達成することの出来なかった成形
の可能な高吸水性樹脂成形品を得んとして研究した結果
、発泡体の空孔の内部に吸水性樹脂粒子を局在させるこ
とによって、成形性を犠牲にすることなしに高吸水性の
成形品が得られることを見出し、更にこの知見に基き、
種々研究を進めて本発明を完成させるに至ったものであ
る。

本発明は、吸水速度が大きく吸水率が高く、吸水時にお
ける吸水性樹脂粒子の脱離が少なく、水分保持能力が高
く、吸水による体積変化が小さく、柔軟で強靭な高吸水
性樹脂成形品の製造方法を提供することを目的としてい
る。本発明による成形品はおむつ、生理用品等の衛生用
品、老人用あるいは幼児用衣料品、保冷あるいは保温用
具、肉、魚などの鮮度保持材、湿布、その他の送用材料
、植物栽培の培地材、衝撃吸収材、建築用、光フアイバ
ーケーブル用等の水分シール材等に幅広く応用すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の高吸水性成形品の製造方法は、粉末状吸水性樹
脂の粒子に発泡剤を含浸あるいは付着させ、さらに液状
あるいは溶融状態のマトリックス樹脂と混合し、該混合
物を加熱あるいは非加熱状態で発泡させることを特徴と
している。

本発明において高吸水性成形品とは、成形品を水分と接
触させると速やかに吸水して、最終的には成形品の自重
の少なくとも２倍以上、好ましくは５倍以上の水分を吸
収し、しかも−旦吸収した水分を加圧あるいは重力によ
って簡単には放出しない・性質を持つ成形品を指す、粉
末状の吸水性樹脂は吸水率の高い、澱粉系、ポリアクリ
ル酸系、ポリビニルアルコール系等であり、平衡吸水率
が１００倍乃至１．０００倍の吸水性樹脂が好ましい。

吸水性樹脂粒子の平均直径は特に限定しないが、発泡セ
ルのサイズを制御する為、５μｍ乃至５００μｍの平均
直径の粒子が好ましい、吸水性樹脂粒子の直径の分布は
特に限定しないが、直径の分布がシャープなほど、発泡
セルのサイズの分布もシャープになり、成形品の品質が
安定する。

当然のことながら、本発明の方法による成形品の吸水性
は、含有する吸水性樹脂の特性に左右される。従って、
吸水性樹脂粒子の吸水速度は大きく、保水性が高いほど
好ましい。

発泡剤はマトリックス樹脂の種類によって決まっている
が、吸水性樹脂の粒子に最も含浸させやすい発泡剤は水
である。水の蒸発気化を利用してマトリックス樹脂を発
泡させてもよい。

水を発泡剤に用いる場合、最も好ましいマトリックス樹
脂はイソシ“アネート基を官能基として有する反応性樹
脂である。特に液状ウレタン樹脂がマトリックス樹脂と
して好ましい、液状ウレタン樹脂とは、ポリイソシアネ
ートとポリオールとの混合物あるいは一液反応性ウレタ
ンプレポリマー等を指す、液状ウレタン樹脂の残存イソ
シアネート基は水と反応して炭酸ガスを発生する。この
炭酸ガスが発泡剤となって空孔が形成され、さらに反応
が進んで父権し、マトリックス樹脂が固まる。

マトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エ
ラストマー等であり、特に限定しないが、成形品の柔軟
性が良い、水を発泡刺止して利用できること等のｄｔａ
で、残存イソシアネート基を有する液状ウレタン樹脂が
特に好ましい、液状ウレタン樹脂をマトリックス樹脂に
用いることによって柔軟で強靭なエラストマー状の高吸
水性成形品を得ることが出来る。

発泡剤として水を用いて、マトリックス樹脂として液状
ウレタン樹脂を用いる場合、液状ウレタン樹脂１００重
量部に対して、吸水性樹脂粉末を５乃至１００重量部と
発泡剤の水を１０乃至１０００重量部の比率で混合する
のが好ましい。

本発明の方法においては、まず、吸水性樹脂粉末と発泡
剤とを混合して、吸水性樹脂の粒子に発泡剤を含浸又は
付着させ、次いでマトリックス樹脂を添加して混合する
のが好ましい。

まず、吸水性樹脂と液状のマトリックス樹脂とを混合し
、次いで、発泡剤を添加すると、吸水性樹脂粒子はマト
リックス樹脂の内部に閉じ込められた状態で発泡が生じ
る為、成形品の吸水速度及び吸水率が低くなる。

吸水性樹脂と発泡剤とマトリックス樹脂とを同時に混ぜ
合わせても、混練工程において、まず、吸水性樹脂の粒
子に発泡剤が含浸あるいは付着し、さらに液状あるいは
溶融状態にマトリックス樹脂と混合されれば、同様の効
果が期待できる。

まず、吸水性樹脂の粒子に発泡剤が含浸され、次いで、
液状あるいは溶融状態のマトリックス樹脂が混ざり合い
、吸水性樹脂粒子を中心に発泡が生じることによって、
最終的に発泡体の空孔の内部に吸水性樹脂粒子が局在す
る微細構造を持つ成形品が出来る０本発明の方法によっ
て製造した上のような微細構造を持つ発泡成形品は、ス
ポンジ状の外観を持ち、速やかに吸水し、−旦、吸水す
ると外力によって殆ど脱水せず保水性にイ÷起ており、
少量の吸水性樹脂の含有によって、高い吸水率を持ち、
止水性があり、柔軟で強靭である６本発明の方法による
成形品は、吸水による体積の膨張が殆どなく、吸水によ
る吸水性樹脂粒子の脱離が殆どない。

本発明の成形品の製造方法は、押出成形、キャスト成形
、射出成形等が適用できる。

本発明の方法によって、ブロック状、シート状、パイプ
状、ストランド状等の成形品を容易に造ることが出来る
。本発明の方法は、布、紙等へのコーティング、積層押
出等へも適用することが出来る。

本発明の方法で製造された高吸水性成形品は、吸水速度
が早く、水に入れると、５倍以上の吸水率に速やかに到
達する０本成形品は、衛生用品、衣料品、保冷材、食品
の鮮度保持、湿布用、植物栽培の培地用、光フアイバー
ケーブルのシール材、土木・建築用水シール材、衝撃・
振動吸収材等に広く用いることが出来る。

〔実　　施　　例〕

マトリックス樹脂として、液状ウレタン樹脂（日信化学
工業株式会社製ウレタン接着剤ＮＵ−朱 ００７）、吸水性樹脂としてポリアクリル酸素樹脂粉末
（製鉄化学工業株式会社製アクアキープ４Ｓ）、発泡剤
として水を用いて高吸水性成形品を作った。

マトリックス樹脂１００重量部に対して、吸水性樹脂５
重量部、発泡剤の水を５０重量部の比率で混ぜ合わせた
。まず、吸水性樹脂に水を添加して吸水性樹脂に水を含
浸させ、次にマトリックス樹脂を添加し、混練し、成形
型内へ移して１００’Ｃに加熱して発泡させ、約５分後
に冷却した。

厚さ１３ｍ５で１０ｃｍ角の成形品はスポンジ状の外観
であった。この成形品を１３５℃で２時間加熱して乾燥
させた。

この成形品から５Ｃ１ｌＸ１０ａ１角のサンプルを切出
し、水道水中に浸漬し、吸水させ、一定時間後に取出し
て重量を測った。吸水率は１分間浸漬で、７倍、１０分
間の浸漬で８倍であった。

吸水の前後で体積は殆ど変化しなかった。水中から取出
しても、重力による脱水及び加圧による脱水は殆どなく
、含水ゲル伏の感触及び半透明の外観を有していた。

本成形品の吸水の前後で微細構造を顕微鏡で観察した。

その結果、吸水前には発泡セルの内部に吸水性樹脂の球
形の粒子が存在していることが確められた。吸水後には
発泡セルは水で膨潤した吸水性引脂粒子で充たされてい
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉末状吸水性樹脂の粒子に発泡剤を含浸あるいは
   付着させ、さらに液状あるいは溶融状態のマトリックス
   樹脂と混合し、該混合物を加熱あるいは非加熱状態で発
   泡させることを特徴とする高吸水性成形品の製造方法。