JPH0254780B2

JPH0254780B2 -

Info

Publication number: JPH0254780B2
Application number: JP58245776A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kanematsu
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1990-11-22
Also published as: JPS60141551A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、水や各種の塩水溶液を高度に吸収
し、かつ保持する複合シートに関するものであ
り、詳しくは油類など有機媒体中の水を除去する
吸水フイルターや紙おむつ、生理用品などに使用
することのできる、吸水特性と保水特性の著しく
改善された高吸収性シートに関するものである。

今日、各種の石油系燃料や潤滑油が広く使用さ
れているが、使用時あるいは貯蔵中に大気中の水
分の凝結、その他の原因で、水が混入し、燃料や
油の品質を低下させる傾向がある。これらの混入
水は二相に分離していることもあれば、エマルジ
ヨン化していることもあり、更に一部油中に溶解
しているものもあつて、単なる傾斜や分液などの
手段では分離できないことが多い。最近各種の高
度吸水性樹脂が開発されており、これらは自重の
100倍以上の水を吸収することができるため、水
が混入している油類に添加して撹拌することによ
り水をその樹脂に吸収させて除去することができ
る。

しかしながら、これらの高度吸水性樹脂は大部
分が粉末状あるいは顆粒状であるので、吸水処理
後、油とこれらの樹脂を分離する作業、即ち過
が必要となる。油類の過に用いるフイルター素
材そのものに高度吸水性を賦与することができれ
ば、脱水工程の合理化できると共に、莢雑物等の
除去もでき、甚だ好都合である。

また、最近生理用品や紙おむつの分野を中心に
高吸収剤入りシートが出てきている。しかし、こ
れらの殆んどのものがシートの間に粉末状あるい
は顆粒状の高吸水性樹脂をはさんだサンドイツチ
方式のものであり、現在このシートの技術的課題
は、粉末状あるいは顆粒状の高吸水性樹脂をいか
にして均一に散布し、固定化するかであり、本来
有している高吸水性、高保水性を最終製品段階に
おいて、いかにして十分に発揮させるかである。

このような高吸水性樹脂をシート状にすること
については既に多くの提案がある（特開昭56−
9458、特開昭56−89839、特開昭56−91052など）。
しかしながら、これらの高吸水性樹脂は成形加工
性に乏しい粉末状または粒状であるため、パル
プ、紙、繊維など他の素材の間にはさんでシート
状にするものであり、これらのパルプ、紙、繊維
などは単に毛細管現象で吸水するだけであるた
め、その吸水量も少なく、かつ、その保水能力は
非常に低い。従つて、高吸水性樹脂が不均一に充
填積層された場合、高吸水性樹脂の少ない、ある
いは殆んどない個所では保水能力の非常に低いシ
ートになつてしまうという大きな欠点がある。

また、特開昭56−26099では繊維状の架橋CMC
からなるシートについて開示しているが水溶性
CMCを有機溶剤中で抄紙するため、製造上、大
がかりな溶剤対策など設備面で多くの費用がかか
るという欠点がある。

そこで鋭意検討した結果、高吸水性樹脂を積層
する際に、その片面あるいは両面にCMCシート
を使用することによつて、非常に高い吸水能力の
同時に、非常に高い保水能力を有するシートが得
られることを見出し、本発明に到達した。

本発明に使用するCMCシートは、特公昭42−
2925及び特公昭43−1214に開示された方法を応用
して、綿状の酸型CMC（以下CMC−Ｈと略す）
を水中で抄紙したのち炭酸ナトリウムなどで
CMCアルカリ金属塩にすることにより基本的に
製造できる。更に、このCMCシートはDSを0.3〜
1.0、坪量を20〜300ｇ／m²、透気度を20秒以下
（２枚当りエアー300mlの透過時間）に調整したも
のを、加熱処理する方が吸水フイルター用素材と
しては好ましい。なお、このCMCシートは100％
CMCの繊維から成るシートであつても良く、ま
たはCMC繊維とパルプなどのセルロース繊維と
の混抄シートであつても良い。ただし、セルロー
ス繊維の混抄率は40重量％以下が好ましい。

本発明に使用する高吸水性樹脂としては、特開
昭56−28755や特開昭58−104901に示した部分酸
型化熱架橋CMCが非常に適したものである。こ
の熱架橋CMCは、第３成分としての架橋剤を全
く使用していない点に特徴があり、このことは応
用面において食添規格や日本薬局方などの規制を
受けないという大きな利点になる。この熱架橋
CMCの形状については、粉末、顆粒、短繊維の
いずれでも構まわないが、短繊維状のものは積層
時の定量仕込に難点があるため、粉末状または顆
粒状が好ましい。この外、デンプン系、アクリル
酸系、PVA系など、最近開発されている各種の
高吸水性樹脂も使用可能である。

本発明に使用する高吸水性樹脂の添加量は、高
圧過に使用する場合ほど多くの添加量を要し、
低圧過の場合ほど少ない添加量で済むが、おお
よそ10〜1000ｇ／m²であり、好ましくは50〜300
ｇ／m²である。この添加量が10ｇ／m²未満では保
水能力が小さく、1000ｇ／m²を越えると複合シー
トとしての接合力が乏しく、シート強度や形状安
定性を損う。

また、本発明に使用される残りの一成分は、パ
ルプなどセルロースから成る通常紙またはテイツ
シユパルプであつてもよく、あるいは合成高分子
から成る不織布であつてもよい。これは仕上り製
品の風合いや着用感などを改良するため、または
高吸水性樹脂をより確実に固定するため、あるい
は個々の用途に対応した特性を付与するために使
用されるものである。

以上の構成単位を複合して本発明の高吸水性シ
ートを製造する一つの方法としては、CMCシー
トの上に熱架橋CMCを散布し、その上にCMCシ
ートあるいはセルロース紙か不織布を重ねてサン
ドイツチ状にしたのち、水か水蒸気を散布し、ロ
ール乾燥することによつてつくることができる。
また、水や水蒸気の代りにアクリル系エマルジヨ
ンや一般の水溶性高分子の含水溶液をスプレー
か、あるいは浸漬する方法でも製造可能であり、
更に機械的にエンボスロールなどで強く固定する
こともできる。また、各構成単位は１層のみと限
定されず、２層、３層と重ね合わすことも可能で
ある。

本発明の高吸水性シートの大きな特徴は、例え
ば含水油類の過を行なつた際に、熱架橋CMC
などの高吸水性樹脂及びCMCシートが水を吸収
するに従い膨潤し、フイルターとしての目を詰め
てゆく傾向がみられることであり、本発明の高吸
水性シートに吸水余力がある間は透液性があり、
吸水余力がなくなつた時点で油類の透過を停止す
る機能があることである。一般に吸水剤の、ある
時点での残存吸水能力がどの程度のものであるか
をチエツクするのは簡単ではないが、本発明の高
吸水性シートにおいては、油類が透過し得る間は
水の除去が行なわれていることが保証されてお
り、油類の透過が停止したとき、あるいは過圧
力が上昇したとき、高吸水性シートを更新すれば
良いので非常に便利である。

従来の吸水性素材と異なる、更にもう一つの大
きな特徴は、高吸水性樹脂をサンドイツチしてい
る素材がテイツシユパルプや通常紙ではなく、高
吸水性樹脂の少なくとも片面、あるいは両面に
CMCシートを使用しているため、高吸水性樹脂
が吸水保水できなかつた水分を、このCMCシー
トが迅速に吸水し、かつ保水する能力を有してい
る点にあり、高圧下で急速過操作を行なつたと
しても水もれの心配は全くない。

また、従来の吸水性素材の場合には、純水に対
する吸水、保水性が高いものであつても、少量の
塩類を含む水溶液に対しては極端に低い吸水、保
水性しか示さないことが大きな欠点であつたが、
本発明の高吸水性シートの場合には各種の塩類を
含む水溶液や血液尿に対しても高い吸水、保水性
を示すことが特徴である。

以上説明してきたように、本発明の高吸水性シ
ートは自動車用や航空機用の燃料をはじめ、灯
油、重油、機械油、食用油、その他一般有機溶剤
などの除水、防塵用フイルター素材として有用で
あり、また、紙おむつ、生理用品、ベツドパツ
ド、紙タオルなどの衛生材料や各種使い捨て用品
の吸水性素材としても有用であり、この外、除湿
用エアーフイルター素材、防湿シート材、食品乾
燥剤、各種防水用被覆剤などとしても使用するこ
とができる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明はこれらにより限定されるものではない。

但し、紙及びシートの基礎物性については次の
方法によつて測定した。

坪量 JIS Ｐ 8124 引張強度 JIS Ｐ 8113 透気度 JIS Ｐ 8117 厚さ JIS Ｐ 8118 ここで透気度については、JISによるとサンプ
ルシート１枚当りにつきエアー100mlの通過時間
で規定しているが、本出願特許では測定条件を一
部変更して、透気度とはサンプル紙２枚当りにつ
きエアー300mlの通過時間とした。

実施例１特開昭58−104901の処方に準じてNa型
DS0.75、酸型DS0.01の30〜80メツシユの顆粒状
CMCを140℃、1hr加熱処理して高吸水性樹脂の
熱架橋CMCをつくつた。

一方、DS0.45の綿状CMC−Ｈを水中で離解し
たのち、抄紙し、予備乾燥してCMC−Ｈ紙をつ
くり、これを炭酸ナトリウム10重量％、グリセリ
ン３重量％、水87重量％から成る浴に浸漬して乾
燥して、CMCシートをつくつた。このCMCシー
トは坪量70ｇ／m²、厚さ0.12mm、透気度1.0秒、
引張強度2.5Kg／幅15mmのものであつた。

上述の熱架橋CMCをこのCMCシート２枚の間
に積層し、水蒸気を散布したのち、熱ロールで乾
燥して吸水シートを作成した。このとき熱架橋
CMCの添加量は150ｇ／m²であつた。

この積層した吸水シートは坪量280ｇ／m²、厚
さ0.4mmのものであつた。このシートについて、
軽油中の吸水能力を測定した。その測定法として
は、サンプルシートを直径140mmの円形に切り、
加圧過器のフイルター部にセツトし、含水軽油
を仕込み、エアーで加圧して過し、液中の水
分を測定した。

過処理すべき軽油には、１バツチ当り軽油
500mlに水20mlを混合したものを使用した。

この結果、エアーによる過圧力が0.5Kg／cm²
以下で過時間が１バツチ当り１分以内で過は
終了した。この過後の軽油約500ml中には分離
水が全く認められなかつた。更にこの過後の軽
油中の溶解水分をカールフイツシヤー法により測
定した結果、20ppmであつた。過前の軽油中の
溶解水分は130ppmであつた。

比較例１実施例１においてCMCシート２枚ではなく、
テイツシユペーパー状パルプ２枚に換えて積層シ
ートを作成した。

このテイツシユペーパーは坪量35ｇ／m²、厚さ
0.1mmのものであつた。

実施例１と同様に、このテイツシユペーパーに
熱架橋CMCを積層したシートについて含水軽油
中の吸水能力を測定した。

その結果、加圧過時の圧力は0.5Kg／cm²以下
で過時間は１分以内で終了したが、その過後
の軽油約500ml中には分離水が約２ml認められ、
その軽油中の溶解水分は100ppmであつた。

実施例２実施例１の吸水シートを加圧過器にセツト
し、処理すべきオイルとしてダフニーオイルNo.56
（出光興産製潤滑油）500mlを用いた。過処理前
のダフニーオイル中の溶解水分は20ppmであつた
が、処理後には溶解水分が0.4ppmとなつた。

実施例３実施例１の吸水シートを加圧過器にセツト
し、処理すべきオイルとして家庭用サラダオイル
（日清製油製）500mlに水10ml添加したものを用い
た。その結果、過処理後のサラダオイル中には
分離水が全く認められなかつた。

実施例４実施例１の吸水シートを加圧過器にセツト
し、処理すべき有機溶剤としてメチルイソブチル
ケトン500mlに水10ml添加したものを用いた。そ
の結果、過処理後のメチルイソブチルケトン中
には分離水が全く認められなかつた。

実施例５実施例１において、CMCシートの間に熱架橋
CMCを450ｇ／m²積層したシートを作成し、他は
実施例１と同様に含水軽油中の吸水能力を測定し
た。その結果、過処理後の軽油中には分離水が
全く認められず、更にその軽油中の溶解水分は
10ppmであつた。

実施例６実施例１の吸水シートを加圧過器にセツト
し、１バツチ目の分離水20mlを含む軽油500mlを
実施例１に記述した過圧力及び過時間で終了
したのち、引続き同一シートに対し、２バツチ目
の水２mlを含む軽油500mlを過した。このとき
の過圧も0.5Kg／cm²以下であり、過時間も１
分以内で終了し、過後の軽油中に分離水は全く
認められなかつた。更に引続き同一シートに対
し、３バツチ目の水20mlを含む軽油500mlを仕込
み、過しようとしたところ、過圧力を３Kg／
cm²に上げても全く過できなかつた。

このことは、熱架橋CMC及びCMCシートが飽
和吸水量に達したため、膨潤によりフイルターの
目を詰まらせ、軽油自体の透過を停止する機能の
あることを示していた。

実施例７実施例１において、CMCシート２枚ではなく、
CMCシート１枚と、比較例１のテイツシユペー
パー１枚の間に熱架橋CMCを積層して吸水シー
トを作成した。この吸水シートの吸水能力を同様
に測定した結果、加圧過処理した軽油中には分
離水が全く認められず、更にその軽油中の溶解水
分は27ppmであつた。

実施例８実施例１の吸水シートについて、以下の方法で
純水及び１％食塩水に対する吸液能力を測定し
た。20×20mm角に切つたシートを200mlの純水ま
たは１％食塩水に室温下30分間浸漬し、ゆつくり
撹拌したのち金網付き遠心沈降管に移して遠心分
離を行なつた。この遠沈管には、その内側に80メ
ツシユの金網（直径25mm、高さ60mmの円筒状）が
セツトしてあり、遠心中に流出する液がサンプル
から分離されるようしたものである。遠心効果
500Gにて５分間、遠心分離したのち、金網上に
残つているサンプルの重量（W1）を測定し、105
℃にて乾燥したのちの絶乾重量（W2）を測定し
て遠心保液率（W1−W2／W2）を求めた。

この結果、実施例１の吸水シートの遠心保液率
は、純水の場合が210倍、１％食塩水の場合が70
倍であつた。

比較例２実施例８との比較のため、市販の高吸水性樹脂
（デンプン系）を比較例１で示したテイツシユペ
ーパーの間に積層したシートについて、実施例８
の方法で吸液能力を測定した。このシートの坪量
（添加量）は実施例８の吸水シートと同一のもの
とした。

この結果、この比較シートの遠心保液率は純水
の場合が180倍、１％食塩水の場合が13倍であつ
た。

Claims

【特許請求の範囲】

１シート状物質の間に高吸収性樹脂を積層した
複合シートであつて、そのシート状物質の少なく
とも１枚がカルボキシメチルセルロースアルカリ
金属塩からなるシートであることを特徴とする高
吸収性シート。