JPH0230522A - 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】 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か少な
く、形状変化がなく、さらには熱融着及び真空、圧空成
形加工か可能な吸水性複合材料に関するものである。

従来技術 従来より、高吸水性樹脂は、その吸水能力及び保水能力
が着目され、種々の分野に応用されている。たとえば、
その吸水能力に着目した場合には、その利用分野として
は、食品を脱水乾燥して保存食品を得る分野、有機溶剤
の水分除去分野なとかあり、また生鮮食品を冷凍保存す
る場合にも用いられている。

一方、その保水能力に着目した場合の適用例としては、
たとえば防火、消防用含水シート、種子コーティングあ
るいは苗木輸送用の被覆利などがある。

この様な高吸水性樹脂を透水性シートに適用した吸水又
は保水シートについては、従来より種々の提案かなされ
ている（特開昭５７ １０３８３８号、同５８−１０４６０７号、同６０−２
３２９３５号、同６　］−４３５４９号各公報等） しかしながら、従来の吸水、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、カルホキンメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコ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エンホス加工す
ることにより高吸水性樹脂を固定化したもの、なとから
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
という問題かあった。

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又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か試ろられている
。

しかしなから、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又はシートで被包
及びヒートシールする際、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、大量生産に不向きてあり、
その結果、高価となりかちであった。さらに、吸水シー
トを一体化せずに内包しているシートを使用して袋を作
る場合には、嵩高となって、折り曲げや接着加工か難し
く、又、目的の袋のサイズに応じたカットシートを予め
用意する必要があって、その製造は極めて非能率的であ
る。

その他の吸水、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、シート又はフィルム
状に成形したものかある。しかしなから、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か損なわれた
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か大きく変化して、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〕

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、
吸水利として粉末状の高吸水性樹脂を使用する代りに、
繊維質基体又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
ートにさらに少なくとも片面に熱可塑性樹脂層を積層す
ることによって、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
吸水性シートの少なくとも片面に有孔または無孔熱可塑
性樹脂シートを積層して一体化してなり、熱可塑性樹脂
シートが吸水性シートの両面に積層してある場合はその
少なくとも一方か有孔であること、を特徴とするもので
ある。

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。

■　吸水性シートか、基体上で直接高吸水性樹脂か生成
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、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、ティシュペーパー等の紙にエンボ
ス加工により高吸水性樹脂を固定化したかさ高な吸水性
シートに比べて極めて薄くでき（例えば０．２ｍｍ程度
）、ラミネト加工による積層が容易となると共に、その
後の製袋及び成型加工が施される場合でも、その加工性
が良くなる。

■　少なくとも片面に熱可塑性樹脂層を有しているので
、当該樹脂層を内面として熱融着による製袋加工か容品
であり、また、圧空成型加工も可能である。

従って、前述利用分野に適した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。例えば魚肉等のドリップ吸収の目的に使用す
る場合には魚肉等を本発明の吸水性複合シートより作製
して成る袋に入れるたけて保存又は輸送時のトリップを
保持すると共に漏出か防止でき、包装作業の合理化が計
れる。

■　吸水性シートの裏面に不透水性の熱可塑性樹脂層か
接着されている場合には、吸水性シートに吸収された水
分かさらに裏面まで浸透する事かなく、本吸水性複合祠
料内に保持され、従って、コンテナー結露吸収ンーＩ・
、食品ｌ・レイ、メディカルンーツ、おねしょシーツ等
水分の浸透か許されない用途に最適である。

■　吸水性シートに熱可塑性樹脂層を積層して一体化す
る事により、材料の強度か著しく改善される。即ち、吸
水性シートの基体は、担持した高吸水性樹脂との結合を
強固にし、吸水速度を高めるべく繊維質基体又はスポン
ジ状基体の様な多孔質のものを使用している為、防水ケ
ーブル芯線被覆用テープの様に単独では強度か不十分な
場合に熱可塑性樹脂積層によりこの点が改善される。

■　吸水性シートの表面に有孔熱可塑性樹脂層を有して
いる為、食品包装の場合、高吸水性樹脂と食品とが直接
接することかないので、衛生上好ましい。

■　吸水性ソートを連続ロールシートとして取り扱い及
び加工することかできるので大量生産に最適であり、各
種用途に対するシート製造時に大巾なコストダウンが可
能である。

■　従来の吸水性シートは、基材に不織布等を使用して
いる為印刷が難しかったか、本吸水性複合祠料は吸水性
シートの表面に熱可塑性樹脂層を有している為、印刷適
性のよい熱可塑性樹脂を選べば、鮮やかなカラー印刷に
よりイラスト、文字等の表現か容易であり、紙おむつ、
おねしょシーツ等子供を対象とした商品の価値か向上で
きる。

〔発明の詳細な説明〕

１）吸水性ソート 本発明による吸水性複合材料をなす吸水性シートの好ま
しい具体例は、吸水性高分子複合体からなるものである
。なお、「吸水性高分子複合体からなるもの」とは、単
に吸水性シートか高分子複合体のみからなっているもの
の他に、本発明の効果が認められる限り他の資材を含ん
でいてもよいことを示すものである。

以下、図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。

（Ａ）吸水性高分子複合体 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
体又はスポンジ状基体に含浸又は塗布し、重合させて得
られたものである。

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
体又はスポンジ状基体１に確実に付着保持されたもので
ある。

（１）　　繊維質基体又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又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、カーブインクもしくはエアレイイングした
ウェブ、ティッシュペーパー、木綿ガーゼの様な織布、
メリヤス地、又はスパンボンド、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。

木材パルプ、レーヨン、木綿その他のセルロス系繊維お
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。

又、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繊維質基体又
はスポンジ状基体に含浸又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又は（及び）その塩、リン酸又は（
及び）その塩、スルホン酸又は（及び）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ク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ンジルエーテル、
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
が好適に使用しつる。

この様なモノマーからなる水性溶液を繊維質基体又はス
ポンジ状基体に施すには、モノマーか繊維質長体上に均
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又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
いて繊維質基体又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
マとラジカル重合開始剤とか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か普通で
ある。複合体中に未反応モノマー等が残存する場合には
、乾燥に先だって複合体を水又は温水等で洗浄しておく
事が好ましい。

２）有孔熱可塑性樹脂層 本発明における有孔熱可塑性樹脂層としては、得られる
複合シートに良好なる熱接着性能及び強度保持性能を具
備させる目的で従来から基材ントに積層されていた樹脂
、即ちポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル
、ポリ塩化ビニリデン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、ポリスチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、
エチレン−α、β−不飽和カルポン酸共重合体、その金
属中和物、エチレン−α、β−不飽和カルポン酸エステ
ル共重合体、及び熱可塑性エラストマこれらの樹脂の二
種以上の混合物の単層物ないし多層物であるフィルムの
他、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン等
のヒートシール可能な不織布等か使用出来る。

本発明による複合材料は吸水性複合材料であるから吸水
性シートの両面に熱可塑性樹脂層を積層する場合には、
その少なくとも一方は有孔のシートでなければならない
。有孔熱可塑性樹脂層は、熱ンール、電子線照射他種々
の方法で微細連通孔、スリット等を設けて透湿透水性を
付与させることによってつくることかできる。

３）積層方法 本発明における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、熱可塑性樹脂を一旦、インフレーション、Ｔダイ
成形あるいはその他の方法でフィルム化、不織布等の形
状にしたものと吸水性シーＩ・とを、ウレタン系等の接
着剤を用いて行なうドライラミネート法、吸水性シート
を基材としイソシアネート系等アンカーコート剤を用い
熱可塑性樹脂を溶融押出する押出ラミネート法等−般に
用いられる方法による。

４）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熱可塑性樹脂シートとからなり、
吸水性シートの少なくとも片面を熱可塑性樹脂シートで
積層して一体化し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。

ここで、「吸水性シートと熱可塑性樹脂シートとからな
る」ものとは、吸水性シートと熱可塑性樹脂シートとを
各−層づつ積層した二層積層物の他に、この二層積層物
に上記吸水性シートまたは」−記熱可塑性樹脂ソートを
さらに積層したもの、あるいはこれらの他の合目的的な
シート、資材等を積層した多層積層物であってもよいこ
とを示すものである。他のシート、資材としては、例え
ば箔状ないし板状のアルミニウム、鉄、銅等の金属、紙
、セロファン、布、不織布、石綿および板状または繊維
状のカラス等を挙げることができる。

この様な吸水性シート、熱可塑性樹脂シート、（および
他のシート）等を積層してなる本発明による吸水性複合
材料の層構成をいくつか示せば下記の通りである。

■　２層積層物　吸水性シート／熱可塑性樹脂シート、 ■　３層積層物　熱可塑性樹脂シート／吸水性シート／
熱可塑性樹脂シート、他のシート／吸水性シート／熱可
塑性樹脂シート、吸水性シート／熱可塑性樹脂シート／
吸水性シート ■　４層積層物　他のシート／可塑性樹脂シート／吸水
性樹脂シート／熱可塑性樹脂シート第３図は、吸水性高
分子複合体３、熱可塑性樹脂シート５および他のシート
４からなる４層積層物の吸水性複合材料の断面を示すも
のである。この吸水性複合材料は、熱可塑性樹脂層を内
側として第４図の様に製袋すれば、容易に前述に挙げた
様な、脱水、鮮度保持、保水、蓄冷等、各種機能を持っ
た包装袋を、容易に作成することかできる。

また、第５図は、吸水性高分子複合体３、熱可塑性樹脂
シート９および他のシート８からなる３層積層物の吸水
性複合材料からなるシートの断面を示すものである。第
６図は、これをトレイ状に成型したものを表わすもので
ある。この様に成型したトレイは、ドリップ吸収、鮮度
保持、蓄冷、その他各種機能を持つ包装容器として最適
である。

〔実施例〕

実施例　１ 固形分６３重二％の７０モル％中和されたアクル酸カリ
ウム水溶液を調製した。この溶液に、アクリル酸カリウ
ムモノマーに刻して、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、坪量か４０ｇ／ｒ＆のポリエス
テル繊維不織布（ユニチカ（株）製マリックズ　９０４
０３ＷＳＯ）厚さ０．２３ｍｍにこの水溶液を、ポリマ
ー目付量か約５０ｇ／ｄ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
オーブンに１時間置いてモノマーを重合架橋させ、その
後、１００°Ｃ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。

この吸水性シートと０．２ｍｍφピッチ］、、４＋＋＋
＋ｎの有孔ポリエチレン（ＰＥ）３０μ厚フイルムとを
ウレタン系接着剤層で貼り合わせ、さらにこの積層体の
吸水性シート面上二軸延伸ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）１２μ厚フイルムとを同上のウレタン系接着
剤層で貼り合わせ、ＰＥＴ／吸水性吸水トン有孔ＰＥの
複合シートを得た。

このようにして得られた吸水性複合シートを１．５ｃｍ
Ｘ２０ｃｍのサイズで２枚用意し、吸水能力を測定して
下記の結果を得た。

実施例　２ 実施例１と同じ基材及び方法にて、モノマー含浸シート
を得た。これにダイナミドロン加速器を装備した電磁線
装置より１０メガラドの線量て電子線を照射してモノマ
ーを重合架橋して、その後１００°Ｃ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。こ
の吸水性シートを実施例１と同じ方法にて、ＰＥＴ／吸
水性ント／有孔ＰＥの複合シートを得た。この様にして
得られた吸水性複合シートを１５Ｘ２０ｃｍのサイズで
２枚用意し、吸水能力を測定して下記の結果を得た。

］９ 本実施例１及び２で得られたシートは、折り曲げてもポ
リマーの脱落がなく、吸水後も吸水ゲルが基材から脱落
することがなく、また容易に引き裂くことかできす、強
度を保っていた。また、吸水しても、吸水性シート層か
拡がることによる寸法の変化がなかった。

実施例　３ 実施例１で得られた吸水性複合材料のシートを有孔ＰＥ
フィルムを内側としてホットバー型ヒートシーラーを用
いて製袋したところ、容易にシル強度の高い袋を得るこ
とができた。この袋（２０Ｘ　］、　５５ｃｍに、イン
クで着色した水５０ｃｃを入れてシールして、静置した
。見たところ、外部への洩れはなく、３０分後にこれを
切り開いたところ、着色水は吸水性シート層に固定され
表面（有孔ＰＥフィルム面）には残っていなかった。

【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、第２図は、その断面図である。 第３図は、本発明による吸水性複合材料の断面図であり
、第４図は、袋状に加工したものの具体例である。第５
図は、本発明による吸水性複合材料の具体例の断面図で
あり、第６図はそれを、トレイ状に加工したものの具体
例を示すものである。 １・・繊維質又はスポンジ状基体、２・・・高吸水性樹
脂、３・・吸水性高分子複合体、４，８・・・他のシー
ト、５９・・・熱可塑性樹脂層、６・・・ヒートシルに
よる接着部、７・・・折り曲げ部。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 （ａ） 晃 図 晃２ 図 晃４ 図 （ｂ） 晃５ 図

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少なくとも片面に有孔ま
   たは無孔熱可塑性樹脂シートを積層して一体化してなり
   、熱可塑性樹脂シートが吸水性シートの両面に積層して
   ある場合はその少なくとも一方が有孔であることを特徴
   とする、吸水性複合材料。