JPH04133728A - 吸水性複合材料 - 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】 〔発明の背景〕 く技術分野〉 本発明は、吸水性複合材料に関するものである。

さらに詳しくは、本発明は、高吸水性樹脂の脱落が少な
くかつ適当な強度を有していて、各種用途にて取り扱う
際にその作業性及び耐久性が改善された吸水性複合材料
に関するものである。このような本発明の吸水性複合材
料は、使用後（吸水させた後）の状態においても、形体
変化が少なく、モして熱融着成形加工も可能な材料であ
る。

したがって、本発明による吸水性複合材料は、例えばコ
ンテナー結露吸収シート、結露吸収壁材、農業用保水シ
ート、土木用止水材、メディカルシーツ、食品用鮮度保
持材、雑貨用吸水袋等のように、吸水ないし吸湿を目的
とする用途に広く利用する事ができる。

〈従来技術〉 高吸水性樹脂を透水性シートに適用した吸水または保水
シートについては、従来より種々の提案がなされている
（特開昭５７−１０３８３８号、同５８−１０４６０７
号、同６０−２３２９３５号、同６１−４３５４９号各
公報等）。

しかしながら、従来の吸水または保水シートは、次の様
な問題点が生じがちであった。

即ち、紙、不織布等の支持基体上に粉状の高吸水性樹脂
を薄層状に散布し、水あめ、ゼラチン、カルボキシメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコール等の糊料を用いて
固定化したもの、あるいは溶剤に可溶な樹脂をバインダ
ーとして用いて微粉状の高吸水性樹脂を塗料化し、これ
をコートしたもの、あるいはティシュペーパー等の上に
粉末状の吸水性樹脂を散布したものを重ね合わせエンボ
ス加工を施すことにより高吸水性樹脂を固定化したもの
、などからなる吸水ないし保水シートは、吸水前の取扱
い時に、さらには吸水後に、高吸水樹脂が支持基体より
離脱し易いという問題があった。

この問題を解決する手段の一つとして、ヒートシール可
能な透水性フィルムまたはシートでこの吸水ないし保水
シートを被包して周囲をシールすることが試みられてい
る。

しかしながら、このような吸水シートを内包するシート
は、紙、不織布等の支持基体上に高吸水性樹脂を固定し
て得た吸水性シートを透水性フィルムまたはシートで被
包及びヒートシールする際に単一のカットシートとして
作業せねばならないことから、非効率的である。

さらにこの様なシートは、紙、不織布が基材である為、
材料の強度か弱い（柔らかすぎたり、形体保持性がない
）ので、シート自身が折れたり、乱！（＜Ｌや、くしや
）になったりあるいは破れたりしやすい。特に、大きな
サイズのシートを均一に目的とする場所に布設する際及
び使用後に回収する際において取り扱い難いものであっ
た。

その他の吸水または保水シートとしては、粉状の高吸水
性樹脂をポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、ポリプロピレン、ゴム等に混練して、シートまたはフ
ィルム状に成形したものがある。しかしながら、これら
の多くは高吸水性樹脂本来の吸水速度及び吸水能が損な
われたものであり、かつこれを吸水させた場合、高吸水
性樹脂の吸水膨張の為に寸法が大きく変化して、ついに
は形状までも変化してしまうものであった。

〔発明の概要〕

く要　旨〉 本発明は、前記の問題に解決を与えることを目的とし、
吸水材として粉末状の高吸水性樹脂を使用する代りに、
繊維質基体またはスポンジ状基体上に高吸水性樹脂を重
合生成させて得た、吸水性高分子複合体からなる吸水性
シートの片面または両面にポリオレフィン系またはポリ
ビニルアルコール系の合成樹脂網目体を積層一体化する
事によって、この目的を達成しようとするものである。

即ち、本発明による吸水性複合材料は、繊維質基体また
はスポンジ状基体に水溶性エチレン性不飽和モノマーを
含浸または塗布した後、該水溶性エチレン性不飽和モノ
マーを重合させて得られた吸水性高分子複合体からなる
吸水性シートの片面または両面にポリオレフィン系また
はポリビニルアルコール系の合成樹脂網目体を積層一体
化してなること、を特徴とするものである。

く効　果〉 本発明による吸水性複合材料は、下記の長所を有する。

■　吸水性シートが、基体上で直接高吸水性樹脂が生成
して固定化された吸水性高分子複合体からなるものであ
る為、吸水および保水時の高吸水性樹脂の基体からの脱
落が極めて少ない。

また、合成樹脂網目体と積層一体化してなるため、網目
体の種類を任意に選ぶ事によって材料に適度な強度をも
たせることが可能である。また、表面層をなす網目体が
ポリオレフィン等の合成樹脂なので使用後においても表
面がベタつかず、各種用途にて取り扱いが便利である。

■　合成樹脂網目体として熱融着可能なものを用いれば
、熱融着による製袋加工及び成型加工が容易である。し
たがって、各種用途での機能を単一のシートとしてだけ
でなく、袋、トレイ、箱として具現化できる。

また、本発明による複合材料に他の資材（例えば板状ま
たは成型体の発泡ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリ
塩化ビニル等の合成樹脂及び布、不織布、紙、ダンボー
ル紙、金属板、ガラス板、木等）を更に貼り合わせる事
により、新規な吸水性材料を得る事が出来る。

■　合成樹脂網目体の種類を選択する事により、吸水性
複合材料の厚み、強度、色等を変化させる事ができる。

さらには、合成樹脂網目体の網目密度に応じて吸水性複
合材料の吸水速度を変化させる事が可能である。すなわ
ち、例えば網目体の網目のすき間が大きいものを選べば
、吸水および吸湿速度の速い複合材料が得られる。

〔発明の詳細な説明〕

以下、図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。

１）吸水性高分子複合体からなる吸水性シート第２図は
、吸水性シートとして使用する吸水性高分子複合体の断
面を示すものである。

本発明による吸水性複合材料において吸水性シートをな
す吸水性高分子複合体３は、吸水性ポリマーを形成すべ
きエチレン性不飽和モノマーを水性溶液として繊維質基
体またはスポンジ状基体に含浸または塗布し、重合させ
て得られたものであ第１図は、この吸水性高分子複合体
３の拡大概念図である。この図に示される様に吸水性ポ
リマー２は繊維質基体またはスポンジ状基体１に確実に
付着保持されたものである。

（１）＜繊維質基体またはスポンジ状基体〉エチレン性
不飽和モノマー水性溶液を含浸または塗布する繊維質基
体は、具体的には、繊維をゆるく成形してなるもの、た
とえば、パッド、カーデイングもしくはエアレイイング
したウェブ、ティシュベーパー、木綿ガーゼの様な織布
、メリヤス地、またはスパンボンド、乾式、湿式等各種
製法で得られる不織布である。ここで、「成形した」繊
維質基体とは、既にウェブになっていて、その繊維質基
体を用品の中に組込むために、切断、接合、造形等が必
要になることはあるとしても、ウェブ形成作業はさらに
施す必要がないものを意味する。

木材バルブ、レーヨン、木綿その他のセルロース系繊維
および（または）ポリエステル系繊維の様な吸収性繊維
を主成分として繊維質基体に使用することが一般的に好
ましい。しかし他の種類の繊維、例えば、ポリエチレン
系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、ポリアミド系
、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニール系、ポリ
塩化ビニリデン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ尿素
系、ポリウレタン系、ポリフルオロエチレン系、ポリシ
アン化ビニリデン系等のような繊維を成形した繊維質基
体に含ませてもよい。

また、本発明において用いられるスポンジ状基体とは、
ポリビニールアセタール系スポンジ、ゴムスポンジ、ポ
リエチレンフオーム、ポリプロピレンフオーム、ウレタ
ンフオーム等の高分子発泡体であり、連続した網目状の
多孔質構造を有するものであればいずれでもよい。

（２）＜水溶性エチレン性不飽和モノマー〉繊維質基体
またはスポンジ状基体に含浸または塗布する水溶性のエ
チレン性不飽和モノマーとしては、吸水性ポリマーに転
換可能で重合、乾燥した後に良好な吸水性能を与えるも
のであればいずれでもよい。

そのような性能を与える水溶性モノマーとしては、官能
基としてカルボン酸または（および）その塩、リン酸ま
たは（および）その塩、スルホン酸または（および）そ
の塩から誘導される基を有する水溶性のエチレン性不飽
和モノマーが挙げられる。具体的には（メタ）アクリル
酸あるいはその塩、ビニルスルホン酸あるいはその塩、
ビニルホスホン酸あるいはその塩等を例示できる。これ
らのうち特に好ましいのは（メタ）アクリル酸（すなわ
ち、アクリル酸ないしメタクリル酸）あるいはその塩で
ある。得られるポリマーはこれらモノマーの単独重合体
あるいは共重合体、デンプンやセルロースへのグラフト
重合体等いずれであってもよい。

更には、これらモノマーに吸収性能向上のため架橋剤や
添加剤を加えることも可能である。架橋剤としては、メ
チレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ポリエチレンフオ−ルジ（メタ）ア
クリレート等の水溶性の多官能性のエチレン性不飽和モ
ノマーや、エチレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等のポリ
グリシジルエーテル、グリセリン、ペンタエリスリトー
ル等のポリオール、及びエチレンジアミン等のポリアミ
ンなど、カルボン酸、リン酸、スルホン酸等の官能基と
反応し得る２個以上の官能基を有する水溶性の化合物等
が好適に使用しうる。

この様なモノマーからなる水性溶液を繊維質基体または
スポンジ状基体に施すには、モノマーが繊維質基体上に
均一に分散保持され、そして重合しうる限り、合目的的
な任意の手段ないし態様によることができる。そのため
の典型的な手段の一つは、モノマー水性溶液を繊維質基
体等に含浸させるかあるいはモノマー水性溶液を繊維質
基体等に噴霧することである。

なお、モノマー水性溶液は、希望するならば水溶性有機
溶媒が少量溶存したものであってもよい。

（３）＜吸水性高分子複合体の製造〉 このような繊維質基体またはスポンジ状基体上に均一分
散したモノマーを重合させる段階も、合目的的な任意の
ものでありうる。そのような方法の典型的なものは、水
溶性ラジカル重合開始剤の作用によるもの、具体的には
、モノマー水性溶液中にラジカル重合開始剤を添加して
おいて繊維質基体またはスポンジ状基体上でそれを分解
させるか、あるいはラジカル重合開始剤をモノマーとは
別の溶液としてモノマー水性溶液施用後の繊維質基体等
に噴霧等によって均一に施して、繊維質基体等上で分解
させるか、あるいはラジカル重合開始剤をモノマーとは
別の溶液として繊維質基体等に施しておいて、そこヘモ
ツマ−水性溶液を噴霧、塗布等によって均一に施すこと
である。ここでいう「ラジカル重合開始剤」は所謂レド
ックス系を包含することはいうまでもなく、また上記で
モノマーとラジカル重合開始剤とが別々に存在する場合
にレドックス系の一方のみがモノマー中に存在する態様
があることもいうまでもない。重合開始の他の手段は、
高エネルギー放射線の照射である。

この様にして得られた吸水性高分子複合体は、熱風、マ
イクロ波、赤外線等の手段により乾燥されるのが普通で
ある。複合体中に未反応上ツマー等が残存する場合には
、乾燥に先だって複合体を水または温水等で洗浄してお
く事が好ましい。

２）〈合成樹脂網目体〉 本発明で使用される合成樹脂網目体は、一般的にはソフ
（粗布、層布、粗布）またはクロスと言われるものおよ
び割繊維不織布と言われるものの二種類に大別される。

ここで、ソフまたはクロスとは、高密度ポリエチレンや
ポリプロピレン等の延伸されたテープヤーンをタテ（経
）、ヨコ（緯）に連続的に直交積層して格子状にしたも
のを、ホットメルト接着剤または熱融着により交点部を
接着固定させたものが代表的である。

また、割繊維不織布とは、高密度ポリエチレンやポリビ
ニルアルコールフィルムに細かな割れ目を入れて割繊維
にしたものを縦横に連続的に積層熱融着して得られたも
のの事である。両者は、共に網目状（または格子目状）
に構成されたものであり、それぞれ製造時使用するテー
プヤーンまたはフィルムの種類を選択する事により、製
品の強度、網目密度、及び色、風合いを変化させる事が
できる。

このような合成樹脂網目体は、市販品として一般的なも
のであるので、このような市販品から選択したり、ある
いはそれを加工するなどすれば、本発明の目的に合った
ものを容易に得ることができる。

素材としてのポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロ
ピレン、ブテン−１その他のα−オレフィンの単独重合
体、これら相互の共重合体およびこれらのα−オレフィ
ンとこれと共重合可能なエチレン性不飽和化合物との共
重合体（α−オレフィンの優位量からなるもの）、その
他がある。

ポリビニルアルコール系樹脂としては、ビニルエステル
（好ましくは酢酸ビニル）の単独重合体または共重合体
（ビニルエステルの優位量からなるもの）の完全または
部分加水分解物およびその誘導体、たとえばアセタール
、その他がある。

３）＜吸水性複合材料〉 本発明による吸水性複合材料は、吸水性高分子複合体か
らなる吸水性シートとポリオレフィン系またはポリビニ
ルアルコール系の合成樹脂網目体とからなり、吸水性シ
ートの片面または両面に合成樹脂網目体を積層してこれ
らを一体化してなり、しかも全体として吸水性であるよ
うにしてなるものである。

このような本発明の吸水性複合材料の製造に際しては、
それ自体公知の手段によって積層を行なうことができる
。例えば吸水性シートと合成樹脂網目体とを接着剤を用
いて行なうドライラミネーション法、及び合成樹脂網目
体に初めから付着しているホットメルト接着剤をいかし
て熱ラミネーシヨン法で複合貼合わせする事もできる。

この様にして得られた本発明による吸水性複合材料には
、更にその他の資材（例えば板状又は成型体の発泡ポリ
スチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等の合成樹
脂及び布、不織布、紙、ダンボール紙、金属板、ガラス
板、木質材料等）と積層した多層積層物とすることがで
き、そして、本発明による吸水性複合材料は、このよう
な合目的的な他の資材との多層積層物（例えば、第５図
に示される構成を有するもの）をも包含するものである
。

〔実　験　例〕

実施例１ 固形分６３重量％の７０モル％中和されたアクリル酸カ
リウム水溶液を調製した。この溶液に、アクリル酸カリ
ウムモノマーに対して、０．４重量％のＮ、　　Ｎ’　
　−メチレンビスアクリルアミド及び０．　３重量％の
過硫酸カリウムを溶解し、その後、坪量が４０ｇ／ｄの
ポリエステル繊維不織布（厚さ５■ｌ）にこの水溶液を
ポリマー目付量が約１００ｇ／ｒｆとなるように均一に
含浸させた。

このモノマーを含浸させた不織布を、窒素で置換された
オーブン中に１時間室いて、モノマーを重合架橋させ、
その後、１００℃にて減圧乾燥して吸水性高分子複合体
よりなる吸水性シートを得た。

次に、この吸水性シートの両面に市販の合成樹脂網目体
Ａ（高密度ポリエチレンの延伸テープ（ヤーンをタテ、
ヨコに連続的に直交積層して格子状にしたもの）をホッ
トメルト接着剤で接着固定させたシート状物）（種水ソ
フ（株）製、商品名「ソフ５ＧＸ−５５４）を接着剤で
貼り合せて三層構造に積層加工した本発明の吸水性複合
材料（１）を得た。

この吸水性複合材料（１）の構成は第４図に示される通
りである。

実施例２ 実施例１の合成樹脂網目体Ａを使用する代りに、合成樹
脂網目体Ｂ（高密度ポリエチレンフィルムに細かな割れ
目を入れて割繊維にしたものを縦、横に連続的に積層熱
融着して得られたシート状物）（日石合樹製品株式会社
製、商品名「日石ワリフＥＸ−２４Ｊ　）を使用する他
は実施例１と同様の方法にて三層構造に積層加工した本
発明の吸水性複合材料（２）を得た。

実施例３ 実施例１の合成樹脂網目体Ａを使用する代りに、合成樹
脂網目体Ｃ（高密度ポリエチレンのフラットヤーンの縦
糸、横糸を特殊処理し、交点を熱融着により固着させた
格子状のシート化物）（ダイヤテックス株式会社製、商
品名「バイオランＵＳクロス、ＵＳ３１２Ｊ）を使用す
る他は、実施例１と同様の方法にて三層構造に積層加工
した本発明の吸水性複合材料（３）を得た。

比較例１ 実施例１と同様の方法にて吸水性シートのみを得て、比
較材料（１）（網目体を積層しない物）とした。この吸
水性シートの構成は第２図に示される通りである。

比較例２ ポリエステル系不織布（秤量２０ｔｌｒｄ、厚み０．２
ｕ＋）上に市販の高吸水性樹脂粉末（ポリアクリル酸ソ
ーダ架橋物系、三菱油化株式会社製、商品名「ダイヤウ
ェット５−ｎＪ）を１００ｇ／ゴ量、均一に薄層状に散
布した後、同不織布を更にその上に重ね合せ、エンボス
加工により一体化した吸水性シートを得た。これを比較
材料（２）とした。

〔性能試験〕

実施例１〜３及び比較例１．２について、各々シート状
物を５０ｃｍＸ５０ａｍ大きさにカットしたサンプルに
ついて、次の性能テストを実施した。

１、吸水能 ２５℃の純水または３．５％ＮａＣｌ水中に各々のカッ
トサンプルを３０分間、浸漬させた時の吸水量を測定し
た。

　　−Ｗ ２　０−シート１枚当りの吸湿量（＋ｒ）Ｗｏ：シート
状物の元の重量（ｇ） Ｗ２：吸湿させた後の重量（ｇ） ３、強度 吸水後のシート状物の両端を手でつまみ、強く引っ張っ
た時のシートの強度。

４、外観 吸水前と後とを比較した場合のシート状物の形体変化等
の観察をした。

Ｗｏ　：シート状物の元の重量（ｇ） Ｗｌ　：吸水させた後の重量（ｇ） ２、吸湿能 温度４０℃、相対湿度９０％に調整された、恒温恒湿槽
内に前記カットサンプルを各々４時間放置した際の吸湿
量を測定した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、吸水性高分子複合体から成る吸水性シートの
拡大概念図である。第２図は、その断面図である。第３
図および第４図は、本発明による吸水性複合材料の断面
図である。第５図は、吸水性複合材料と他の資材シート
との多層積層物を示すものである。第６図は、第３図ま
たは第４図に示される構成のものを、袋状に加工したも
のの具体例である。 １・・・繊維質またはスポンジ状基体、２・・・高吸水
性樹脂、３・・・吸水性高分子複合体（吸水シート）、
４・・・合成樹脂網目体、５・・・他のシート（他の材
料）６・・・ヒートシールによる接合部、７・・・折り
曲げ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維質基体またはスポンジ状基体に水溶性エチレン性不
   飽和モノマーを含浸または塗布した後、該水溶性エチレ
   ン性不飽和モノマーを重合させて得られた吸水性高分子
   複合体からなる吸水性シートの片面または両面にポリオ
   レフィン系またはポリビニルアルコール系の合成樹脂網
   目体を積層一体化してなることを特徴とする、吸水性複
   合材料。