JPS6366243A - スポンジの加工方法 - 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、ポリビニルアセタール系樹脂よりなるスポン
ジ（ＰＶＡｔ系スポンジ）において乾燥に伴う硬化状態
から、湿潤に伴う軟化状態へとのＰＶＡｔ系スポンジの
物性変化に要する時間の短縮を計る加工方法に関する。

〈従来の技術〉 ＰＶＡｔ系スポンジは、湿潤時においては極めて良好な
柔軟性及び優れた弾性を有し、且つ親水性にも富んで多
量の水分を吸収し同時に該水分を保有する能力をも有す
る。そしてＰＶＡｔ系スポンジは前述の優れた性能を応
用することにより、化粧用のパフ、ハンカチーフ、浴用
スポンジあるいは洗浄材及び吸水材等の広範な用途範囲
において利用されている。しかしながらＰＶＡｔ系スポ
ンジは、乾燥時においては硬化することにより上述の如
き湿潤時の良好な性能を喪失し異質な物質へと変化する
のである。すなわち前記変化は湿潤状態と乾燥状態との
間では完全に可逆的に発生するものであり、その可逆的
変化の臨界値はＰＶＡｔ系スポンジにおける水分の含有
率が３０〜１００％の範囲内に存在するものである。よ
って一旦乾燥硬化したＰＶＡｔ系スポンジの使用に際し
ては、該スポンジに水分を付加して柔軟化する水戻し作
業が必要となる。前述の水戻し作業は、ｐｖＡｔ系スポ
ンジが軽薄短小である場合には極めてスムーズに進行し
て特に支障はないが、ＰＶＡｔ系スポンジ自体が重厚長
大な円筒状あるいはブロック状等の大型の形状のもので
ある場合には水戻りが極めて悪く、再使用の際の水戻し
作業に多くの時間を費やし、例えば工業用途にＰＶＡｔ
系スポンジを用いる場合には該スポンジの水戻りの悪さ
の為に次工程である生産工程等にまで支障を来たす等の
欠点が指摘されている。そこでかかる欠点を是正するた
めに従来からＰＶＡｔ系スポンジを何らかの方法で改質
し水戻り性を向上させる試みが行われている。例えばＰ
ＶＡｔ系スポンジにグリセリン等の多価アルコール類等
を予め含浸させておく方法、可塑剤を併用する方法、Ｐ
ＶＡｔ系スポンジを成型する際に他の樹脂等を混練し変
性する方法さらにはＰＶＡｔ系スポンジと他の物質とを
複合する方法等である。

〈従来技術の問題点〉 」−述の従来方法には何れの場合にも問題点があり、十
分な加工方法とはいえない。すなわちＰＶＡｔ系スポン
ジに多価アルコ−・ル類を含浸させておいたり、可梨剤
を４４１川する等の方法は、その改質効果か−・過性の
ｔ）のにすぎず、また柔軟性を有する樹脂等をＰＶＡｔ
系スポンジに混練変性する方法では、ＰＶＡｔ系スポン
ジの保有する本来の性質に変質等の弊害が生じる危険性
が筒く、前記したＰＶＡｔ系スポンジの変性等に重点を
お〈従来方法では問題の解決には至らない。その為現実
にはｌ）　Ｖ　Ａ　を系スポンジを用いた部材を専用容
器やビニール・ンート等のカバーで被覆し水分の蒸発を
防ぐ方法が最も−・般的に利用されている。しかしなが
らこの方法とてもカバーの着脱という点で煩雑さが指摘
されている。

〈本発明の目的〉 本発明者等は上述の問題点に鑑み鋭意横１・Ｉを行い、
その結果本考案を完成するに至ったものである。その目
的とするところは、乾燥硬化状態から湿潤軟化状態に至
る際の水戻り性に優れ、短時間での柔軟化が極めて容易
であるＰ　Ｖ　Ａ　ｔ、系スポンジを得る加工方法を提
供することにある。

〈問題を解決するための手段〉 前述の目的はＰＶＡｔ系スポンジにおいて該スポンジに
平均重合度１７００以」−１鹸化度９８．５モル％以上
のポリビニルアルコール水溶液を施与し、乾燥後加熱セ
ットを行い、前記ポリビニルアルコールを水不溶化して
スポンジに付着せしむることを特徴とするスポンジの加
工方法により達成される。

本発明に係るＰＶＡｔ系スポンジは、ポリビニルアルコ
ールを原料とした多孔質体であり、その分子鎖中には多
数の残存水酸基を擁し、極めて親水性に富み且つ湿潤時
には優れた柔軟性と弾性とを有するものであって大路次
の如き方法により得られるものである。

すなわち、平均重合度３００乃至３０００で鹸化度８０
モル％以上のポリビニルアル、ｌｖ−ル一種又はそれ以
十を水溶液となし、架橋剤とし７てのアルデヒド類、触
媒としての鉱酸類を加え、４０乃至１００℃の温度にて
５乃至２０時間程変反応を行うことによって得られるも
のである。その際の気孔生成方法としては、反応時に気
泡を吹き込む方法１発泡剤を加える方法、あるいは気孔
生成剤たる微粉末として澱粉類等を加えて反応を行う方
法等が用いられ、なかでも、澱粉類等の微粉末を適量加
える方法においては、微細連続気孔組織の形成が可能で
あり、吸水性能に優れたＰＶＡ　を系スポンジが得られ
る。前述の方法により得られたＰＶＡｔ系スポンジは、
良好な連続気孔構造を有し、さらにＰＶＡｔ系スポンジ
内に残存した水酸基により優れた親水性をも併せ持ち、
瀞潤時には優れた柔軟性及び弾性を発揮するものである
が、その反面乾燥時にはＰＶＡｔ系スポンジ内に残存す
る水酸基同志が強固なる水素結合を形成するため、硬質
物質としての性状を呈するものである。

よってＰＶＡｔ系スポンジを乾燥硬化状態から湿潤軟化
状態に至らｊ７むるにば水分をイ１加して行う水戻し作
業が必要となり、その作業時間の短縮化が望まれるとこ
ろであるが現実には水分が組織内部へと浸透する速度は
、その製品の大きさ及び密度等に大きく依存し、大型の
製品であれば水戻し作業にかなりの時間を要して緊急の
使用に際しては用を為さないことが指摘されている。そ
こで本発明のポイントは、ＰＶＡｔ系スポンジ内におけ
る組織内への水分の浸透を促進し、乾燥硬化状態から湿
潤軟化状態への迅速な変化を可能とするＰＶＡｔ系スポ
ンジの加工方法にある。

次に本発明に用いるＰＶＡｔ系スポンジについて詳述す
ると、ＰＶＡは Ｈ の一部が、−０ＣＯＣＩ＋＋なるアセチル基であるもの
を部分鹸化品と称し、略完全に一〇■基に置換されてい
るものを完全鹸化品と称する。本発明においては、鹸化
度９８．５モル％以上の所謂完全鹸化品と称せられるも
のを使用する事を肝要とし、平均重合度は少なくとも１
７００以上であることが必要である。１７００を下廻る
と後述するポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記す
る）の不溶化が完全でなく、ＰＶＡｔ系スポンジへの固
定が不十分であり、溶出等の現象が現れ易い。また、ｐ
ｖＡとして完全鹸化のものを用いる場合にはＰＶＡｔ系
多孔質弾性体の物性に影響を与えることはほとんどない
が、ＰＶＡとして部分鹸化のものを用いた場合には、ベ
トつきやヌメリ惑が出やすい。

ＰＶＡのＰＶＡｔ系スポンジへの施与の方法について詳
述すると、例えば、ＰＶＡを水に溶解して望ましくはＩ
（１％以下の希薄水溶液とし、該ＰＶＡ水溶液をＰＶＡ
ｔ系スポンジに含浸する。あるいは前記ＰＶＡ水溶液を
スプレー状にしてＰＶＡｔ系スポンジに吹きつける等様
々な施与方法があり特に限定はない。一般的に、含浸施
与の場合にはＰＶＡの含浸量が過剰であり、且つ付着状
態も不均一であるため、例えば圧搾、遠心脱液等の方法
を用いてＰＶＡの付着量をＰＶＡｔ系スポンジの総重量
の好ましくは５重量％を越えない範囲に留めるよう調整
する作業が必要となる。ＰＶＡの付着量については５重
量％を上回ると付着量が過多となり、ＰＶＡｔ系多孔質
弾性体の本来持っ〃柔軟性を損なう事となり好ましくな
い。また、水戻り性自体もＳｔがそれ程顕著でなくなる
。

前記工程後の乾燥方法としては、ＰＶＡを適量含んだｐ
ｖＡｔ系スポンジを、少なくとも６０℃以上の温度条件
下に放置することにより水分を除去し乾燥させるのが好
ましい。さらに乾燥を促進するためには単純な乾燥機あ
るいは通風乾燥機。

減圧乾燥機さらにはその他の特殊方式を用いてもよく、
その方法については限定はない。

かくして水分を失い乾燥硬化状態に至ったｐｖＡｔ系ス
ポンジは少なくとも１２０℃以上の温度条件にて熱セッ
トし、その含有するＰＶＡを水不溶化状態に至らせる必
要がある。その際の処理温度が１３０℃以上であるとＰ
ＶＡＬ系スポンジ自体が変質して好ましくないため、そ
れ以下とする必要がある。具体的な熱処理方法としては
乾燥機による静置加熱方式、熱風吹きつけ方式、ヒート
ローラー等による接触加熱方式あるいは高周波加熱方式
等があげられるが、特に限定はない。

上述の一連の方法により得られたＰＶＡｔ系スポンジに
おいては、その微細構造組織内部にまでＰＶＡが均質に
入り込み、該ＰＶＡは熱セットにより水不溶化の状態と
なるが、ＰＶＡとして平均分子量が１７００以萬鹸化度
が９８．５モル％以上のものを用いた場合には、水に対
する親和性がアルデヒド類で架橋したＰＶＡよりも優れ
、結果として水の浸透性が極めて優れてなるＰＶＡｔ系
スポンジが得られる。そして、該ＰＶＡｔ系スポンジは
従来のスポンジに比し水戻り性に優れて柔軟化が速いと
いう特性を有する。しかもＰＶＡｔ系スポンジに対して
はＰＶＡの付着量が５重量％以下と少ないが故にＰＶＡ
ｔ系スポンジが本来有する良好なる性質を加工後も引き
続いて保持することが可能である。

即ち、周知の如＜ＰＶＡは水不溶型の高分子体である。

よって発明者等は特定範囲にあるＰＶＡをＰＶＡｔ系樹
脂に対して低比率で共存させ、さらに水分を予め脱水し
た状態で熱処理を行った場合、前記ＰＶＡは水不溶の状
態に不可逆的に変質するにもかかわらず、極めて水分の
浸透性に優れてなるＰＶＡｔ系スポンジが得られる事を
見出し。

此れを応用した加工方法を得るに至ったものである。

以下実施例に従い本発明方法を具体的に説明する。

〈実施例１〉 重合度１７００の完全鹸化ＰＶＡと重合度８００の部分
鹸化ＰＶＡとをを７／３の割合で混合して濃度８％の水
溶液を得た。これに架橋剤としてのホルマリン、触媒と
しての硫酸及び気孔生成剤としての馬鈴薯澱粉を加え、
攪拌して均一・な粘稠性混合液を得た。これを円筒状の
型枠中に注型して６０℃の温度にて１６時間反応せしめ
た後、型枠より取り出して余剰のホルマリン、硫酸及び
澱粉を洗浄により除去した。かくして得られたＰｖＡｔ
系スポンジは平均気孔径約１２０　ｔｒ気孔率９０％の
物性を有してなりその形状は外径６７ｍｍ。

内径２６ｆｌ、長さ１２５０の円筒状とした。次に隘１
〜３の３種のＰＶＡを準備して各々を水にて溶解し、温
度２．５％のＰＶＡ水溶液を得た。尚、準備した１〕Ｖ
　Ａは下記のものであった。

Ｎｔｌ＋、、　　平均重合度２．０００　　鹸化度９９
．８モル％階２．　　　　〃１．７００　　　〃８６．
０モル％階３．　　　　〃１．２００　　　〃９９．８
モル％前述の方法にて得たＰＶＡｔ系スポンジに階１〜
３の各ＰＶＡ水溶液を十分に含浸した後、液中から前記
Ｐ　Ｖ　Ａスポンジを取り出して遠心脱水機に投入し過
剰に付着したＩ）　Ｖ　Ａ水溶液を除去した。

その後、８５℃に加温した通風乾燥機に前記ｐｖＡｔ系
スポンジを投入し完全乾燥後さらに１２５℃に昇温して
なる乾燥機に前記ＰＶ　Ａ　を系スポンジを投入して六
時間に及ぷ熱セットを行い所！Ｊ１の製品３種を得た。

そして各製品を用いて実験を行った。即ち、各製品を３
０℃の水中に投入し完全柔軟化に至るまでのＲａ時間を
測定するとともに湿潤状態における各製品の諸物性値を
も測定した。

更に前記各製品を用いて硝子板による吸水試験を行って
硝子板に及ばず影響を調べた。尚、各製品中でＰＶＡと
してｍｌを用いたものを試料１．隘２を用いたものを試
料２．ｌｌ＆１３を用いたものを試料３として実験結果
を第１表に示した。

〈実施例２〉 ＰＶＡｔ系スポンジを遠心脱水機に投入して過剰に付着
したＰＶＡ水溶液を除去する際に、ｐｖＡの付着量を５
．２％に調整する以外は実施例１と同様の方法にて製品
の製造及び実験を行った。尚製品の製造の際には患１の
ＰＶＡを用い、実験結果は試料４として第１表に示した
。

〈比較例〉 ＰＶＡｔ系スポンジにＰＶＡを付着する工程以降を省く
以外は実施例１と同様の方法にて製品の製造及び実験を
行い、その結果を比較例として第第１．Ｕ 〈発明の効果〉 ＰＶＡｔ系スポンジは、その湿潤時の柔軟性及び弾性を
利用して洗浄用途、脱水用途等の広汎な分野において使
用されているが、使用時以外は通常は乾燥硬化状態であ
ることから、使用に際してはＰＶＡｔ系スポンジに水分
を付加することにより湿潤柔軟化した正常な使用状態へ
と変質させる水戻し作業が必要となり、該作業の短縮化
が大きな課題の一つであるが該課題の克服は本発明方法
に係る加工を施したＰＶＡｔ系スポンジを用いることに
より可能となるのである。

すなわち、従来型のＰＶＡｔ系スポンジからなるローラ
ー類、ブロック類等が例えば工業用用途において何らか
の装置に利用されている場合、関連装置の運転休止時に
はＰＶＡｔ系スポンジはドライアップにより、完全にあ
るいは部分的に硬化してしまう為、再可動時には水戻し
工程が必須工程となることが指摘されている。しかしな
がら従来型のＰＶＡｔ系スポンジにおいては、水戻し工
程において費やされる時間が膨大であり、又、場合によ
っては水戻し作業が未着手であるにもかかプントが指摘
されている。然るに、従来のＰＶＡｔ系スポンジにかえ
て本発明に係る加工方法を施した水戻り性に優れたＰＶ
Ａｔ系スポンジを用いることにより、前述のドライアッ
プ対応策として多用されているビニールシート等を用い
てのＰＶＡｔ系スポンジ部分の被覆工程答を省略した上
でも円滑なスタートアップが可能となり、作業性の向上
に貢献するものである。又前記被覆工程を省略すること
によりＰＶＡｔ系スポンジの応用範囲も大幅に拡大され
、前記ＰＶＡｔ系スポンジの被覆材であるケース及びフ
ィルム内における湿潤状態に起因して多発する発黴或い
は細菌の増殖等の好ましからざる現象等の発現の防止も
可能となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアセタール系樹脂よりなるスポンジに
   おいて、該スポンジに平均重合度１７００以上、鹸化度
   ９８．５モル％以上のポリビニルアルコール水溶液を施
   与し、乾燥後加熱セットを行い、前記ポリビニルアルコ
   ールを水不溶化してスポンジに付着せしむることを特徴
   とするスポンジの加工方法。
2. （２）ポリビニルアルコールがポリビニルアセタール系
   樹脂よりなるスポンジに５重量％以下の範囲で付着して
   なる特許請求の範囲第（１）項記載のスポンジの加工方
   法。
3. （３）加熱セットが１２０〜１３０℃の範囲内で行われ
   る特許請求の範囲第（１）項及び第（２）項に記載のス
   ポンジの加工方法。