JPH0621127B2

JPH0621127B2 - 吸液性複合体の連続的製造方法

Info

Publication number: JPH0621127B2
Application number: JP61087674A
Authority: JP
Inventors: 隆俊小林; 久記渡辺; 明櫻井; 稔中西
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS62243612A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、繊維基材と吸液性ポリマーとの複合体の連続
的製造方法に関するものであり、更に詳しくは、ポリマ
ーの脱落がなく、自由な形状をとらせることが可能な吸
液性複合体の連続的製造方法に関するものであり、本発
明の吸液性複合体は、生理用ナプキン、使いすておむ
つ、包帯などの衛生・医療用品、並びに野菜などの鮮度
保持材、保水材などの農林業分野や土木業分野等、吸液
及び吸液した液体の保持が必要とされる用途に好適に利
用できる。

〔従来の技術およびその問題点〕

近年、自重の数十倍から数百倍の水を吸収するいわゆる
吸水性ポリマーが開発され、生理用ナプキンや紙おむつ
等の衛生用品をはじめとして農林業分野、土木業分野等
の保水、吸水材料に利用されている。

用いられている吸水性ポリマーとしては、一般的に顆粒
状のものであり、その形態が顆粒状であるがゆえに、実
使用する場合の多くは紙とのサンドイッチ、パルプに混
入させてエンボス加工等の圧着処理、あるいは熱可塑性
樹脂等による溶封等の複合化を行い、シート状やフィル
ム状等の形状に変えて用いられている。しかしながらこ
れらの複合化方法によってもポリマーの脱落はまぬがれ
得ない。比較的ポリマーの脱落の少ない溶封による複合
化ではポリマーのまわりが熱可塑性樹脂でコーティング
されており、水等の液と接触をさまたげる結果となり、
従って吸収性能を著しく低下させてしまう欠点がある。

これらの欠点を改良すべくポリマーの脱落のない吸収性
物品の提案が数多くなされており、フィルム状、繊維状
等のものが提示されている。フィルム状では表面積が小
さく吸収速度に劣るとともに、面として存在するため吸
収性物品の柔軟性を制約する。一方、繊維状では柔軟性
を満足できても膨潤時のゲル強度が弱い欠点があり、必
ずしも吸収性能が良好でポリマーの脱落のない吸収性物
品が得られているとは言い難い。

更にこれらを改良すべく、繊維状基材に吸水性ポリマー
に転換しうる水溶性のモノマーを含浸、吹きつけ等の手
法を用いて塗工し、熱や電磁放射線にて重合する方法が
提案されている。（特開昭60−149609、特開昭59−2049
75、特実昭57−500546）。これらの技術によりポリマー
の脱落は防止できるものの、吸液性能としては、従来の
顆粒状のものに比較して著しく低下するものであり、吸
液性にすぐれ、ポリマーの脱落のないものの出現が望ま
れている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の状況のもとで、吸液性に優れ、ポ
リマーの脱落のない吸液材について鋭意検討を重ねた結
果、長尺の繊維状基材に、水溶性のエチレン性不飽和モ
ノマー、ラジカル重合開始剤及び水溶性の架橋剤を含む
水溶液を付着させ、特定の雰囲気下を連続的に通過させ
てモノマーを重合させることにより、吸液性に優れ、か
つ液体によって膨潤した際にもポリマーの脱落がなく、
風合いの良好な吸液性複合体が効率的に得られることを
見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、水溶性のエチレン性不飽和モノマー、
ラジカル重合開始剤及び水溶性の架橋剤を含有する水溶
液を塗布した少なくとも一部が疎水性繊維で構成されて
いる長尺の繊維状基材を重合不活性で、温度80℃以上で
かつ相対湿度（以下、湿度と略）40％以上の雰囲気のゾ
ーンを連続的に通過させてモノマーを重合せしめて吸液
性を有するポリマーに転換させ、その後乾燥させること
を特徴とする吸液性複合体の連続的製造方法を提供する
ものである。

本発明に於いて使用される水溶性のエチレン性不飽和モ
ノマーとしては、一般に吸液性を有するポリマーに転換
しうるものであればいずれでも良い。このような性能を
与える水溶性のモノマーとしては、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／及び塩やヒドロキシル基、アミド基を有す
るエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。例えば（メ
タ）アクリル酸（塩）、イタコン酸（塩）、ビニルスル
ホン酸（塩）、ビニルホスホン酸（塩）、ポリエチレン
グリコール（メタ）アクリレート、アクリルアミド等を
挙げることができる。これらは単独又は２種以上の併用
も可能であり、被吸液の性状により選択できる。好まし
くはカルボン酸（塩）官能基を有する水溶性のエチレン
性不飽和モノマーであり、更に好ましくは、アクリル酸
及び／又はその塩である。

水溶性ラジカル重合開始剤としては、例えば過酸化物、
ハイドロパーオキシド、あるいはアゾ化合物等が既知の
量で用いられる。これらの重合開始剤は、２種以上を混
合して使用することも可能であり、更には、クロムイオ
ン、亜硫酸塩、ヒドロキシルアミン、ヒドラジン等を加
えてレドックス系重合開始剤として使用することも可能
である。

本発明に於いて使用される架橋剤としてはメチレンビス
アクリルアミドやエチレングリコールジアクリレート、
ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリ
グリセロールポリ（メタ）アクリレート等の多官能の水
溶性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、ソルビトールポリグリシジルエーテ
ル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等のポリ
グリシジルエーテル、グリセリンや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、ポリエチレン
イミン等のポリアミン類等が好適に使用しうる。一般的
にその添加量はモノマー 100重量部に対し0.01〜10重量
部であり、10重量部を越えると架橋密度が大きくなりす
ぎ吸液量は低下してしまう。又、0.01重量部未満では架
橋の効果を十分に発現できない。

本発明では、更に、タルク、クレー、珪藻土等の粉砕し
たフィラーを添加剤として加えることもできる。

本発明において上述のモノマー水溶液を付着する長尺の
繊維状基材は、その少なくとも一部に疎水性繊維部を有
することが必要である。

繊維状基材ウェブに疎水性繊維を混ぜることにより繊維
状基材が疎水性を示し、モノマー水溶液を繊維状基材に
塗布した場合、繊維が疎水性であるがゆえに、水の表面
張力も手伝って、繊維基材上に不連続にモノマー水溶液
が付着した状態を作ることが可能となる。このような形
態にし得る繊維状基材としては、疎水性繊維を５重量％
以上含有するものであればよい。

用いられる疎水性繊維としては、ポリエステル、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン−ポリプロピレン複合繊維等が
挙げられ、これら疎水性繊維が主体となるものが良い。
又、上記疎水性繊維以外でもレーヨン等の親水性繊維の
表面をロジン系あるいはアルキルケテンダイマー系のサ
イズ剤やカチオン系の界面活性剤等で疎水化させたもの
でも良い。

上記のような形態とした繊維状基材の上にモノマー水溶
液を塗布し、次いで重合させることにより、ポリマーが
膨潤した時でさえ、繊維状基材からのポリマーの脱落が
ほとんどない吸液性複合体が得られる。不連続に繊維状
基材上にポリマーが分布することはポリマーの質量当た
りの表面積も大きくなり、更には繊維間に面状のポリマ
ーが連続的に存在しないことより、吸液性物品としてポ
リマーの吸液性を十分に発揮せしめることが可能とな
り、それだけ高い吸液性を与えることが可能である。

モノマー水溶液を繊維状基材に塗布する方法としては、
例えばスクリーン印刷、グラビア印刷等の公知の印刷方
法や、スプレーを用いての噴霧や吹き付け等の方法で可
能である。塗布の効率を高めるために重合不活性な粘度
調整剤や起泡剤の使用も可能である。又、吸水性複合体
に使用時に適したパターン印刷を施しても良い。

生産性向上のためには、スクリーン印刷、グラビア印刷
などの印刷方式や、含浸方式が望ましい。製品の風合、
感触などの面から特に好ましいのは、スクリーン印刷、
グラビア印刷などの印刷方式である。

このようにしてモノマー、ラジカル重合開始剤及び水溶
性の架橋剤を含んだモノマー水溶液の付着した繊維状基
材を連続的に重合するにあたり、本発明では加湿の条件
を必須としている。即ち、重合反応を遅滞なく進行さ
せ、しかも吸液物性の優れた吸液体を得るため、重合反
応を阻害しない重合不活性な雰囲気にしておくこと及び
モノマー水溶液の水分揮散を抑制するため加湿状態にし
ておくことが必要である。

重合温度はラジカル重合開始剤の種類及び量、モノマー
の種類によっても異なるが、生産性の点より、高い温度
ですばやく重合を完結することが望まれる。したがっ
て、80℃以上で重合を行うことが望ましい。温度が80℃
より低いと、生産性が悪く、又、吸液体としての製品の
性能が充分でなく、本発明の意図するところではない。

しかしながら、重合温度を上昇させると水溶性の水分が
揮散して重合の完結阻害及び吸液物性の低下を招き好ま
しくない。

本発明においては、モノマー水溶液を、加湿下に重合せ
しめることを特徴としていることは先に述べた。加湿の
条件は、モノマーの重合時間、重合温度により異なる
が、温度80℃以上でかつ湿度40％以上の加湿状態である
ことが必要である。湿度が40％より低くなると、重合中
にモノマー水溶液の水分が揮散してしまい、吸液体とし
て満足の得られるものでなく、本発明の意図するところ
ではない。

このようにして得られた含水状態の吸液性複合体を乾燥
して、最終吸液体にするが、その乾燥方法として、熱
風、マイクロ波、赤外線等の手段が挙げられる。

又、乾燥前に吸液性の改良として、疎水性繊維の被吸液
物とのぬれを向上すべく、改質剤を塗布することも望ま
しい。改良剤としては非イオン活性剤等が例示できる。

最終吸液性複合体は用途に応じ、任意に切断するか或い
はロール状にまきとる。

このようにして得られた吸液性複合体は、吸液性に優
れ、且つ、風合良好なものであるばかりでなく、ポリマ
ーの脱落もなく、自由な形態とすることが可能である。
しかも、更に、連続して製造されるので、生産性も良
く、コスト的にもメリットがあり、吸液性ポリマーの使
用範囲を大きく拡大できるものである。

〔実施例〕

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説
明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定される
ものではない。

なお、飽和吸収量、吸収速度、ポリマー脱落性は、下記
の方法にて評価した。

(1) 飽和吸収量乾燥した吸液性複合体を十分な量の生理食塩水に浸漬
し、１時間放置した。その後80メッシュの金網で水滴が
落ちなくなるまで放置し、重量を測定した。同様の操作
をポリマーのない同一面積の基材で行い重量を測定し
た。これらより以下に示す式によりポリマーの吸収量を
求めた。

W ：ポリマーの付着量（ｇ） W₁：吸液後の吸収性物品の重量（ｇ） W₀：吸収後の基材の重量（ｇ） (2) 吸収速度乾燥した吸液性複合体を十分な量の生理食塩水に３分間
浸漬し、その後直ちに吸引濾過し、繊維間並びに粒子間
に含まれる間隙水を分離し、重量を測定した。

同様の操作をポリマーのない同一面積の基材で行い重量
を測定した。これらより以下に示す式によりポリマーの
吸収速度とした。

W′：ポリマーの付着量（ｇ） W₁′：吸水した後の吸液性複合体の重量（ｇ） W₀′：吸収した後の基材の重量（ｇ） (3) ポリマーの脱落サンプルを多量の生理食塩水中に投じ、ポリマーを十分
に膨潤させた後、５分間撹拌を行い、その後基材から脱
落したポリマーの重量を測定し、下式により脱落量を算
出した。

実施例１，２固形分40重量％の中和度70モル％のアクリル酸ソーダ水
溶液を調整し、このモノマー水溶液に過硫酸ナトリウム
を１重量％（対アクリル酸ソーダモノマー）及びポリエ
チレングリコールジアクリレート（平均オキシエチテン
鎖14モル、商品名NKエステルＡ−600 新中村化学(株)
製）を750 ppm（対アクリル酸ソーダモノマー）均一に
溶解し、この後、窒素ガスを吹き込み、水溶液中の溶存
酸素を除去した。

長尺のロールにまいた坪量が45g/m²のポリエチレン−ポ
リプロピレンの複合繊維（ES繊維）のみからなる疎水性
繊維ウェブ（実施例１）、等重量のポリエチレン−ポリ
プロピレンの複合繊維（ES繊維）及びレーヨンからなる
繊維ウェブ（実施例２）の上に上記水溶液を第１図に示
す装置を用い、塗布、重合、乾燥を連続的に行い、吸液
性複合体を得た。塗工はウェブの上にそれぞれ、グラビ
ア印刷機（水玉模様の版）で150g/m²となるように塗布
した。重合は100 ℃、65％RH、重合ゾーン滞留時間２分
で行った。加湿は重合ゾーンに蒸気をふき込む方法によ
り行われ、調湿センサーにより湿度を制御した。乾燥は
１２０度、熱風にて行った。塗工ゾーン(5)及び重合ゾ
ーン(6)は窒素ガスを吹き込み、不活性ガス雰囲気と
し、又、この時のラインスピードは２m/分であった。

実施例３実施例１に準じて行った。但し、モノマー水溶液を複合
繊維に付着する方法として、塗工ゾーン内のグラビア印
刷機に代わり、スクリーン印刷手法を用い、上記溶液を
100g/m²塗工し、実施例１に準じ重合した。この時のラ
インスピードは10m/分であり、重合ゾーン滞留時間１分
であった。乾燥は熱風に代わり、マイクロ波にて行い、
連続的に吸液性複合体を得た。

実施例４実施例１に準じて行った。但し、アクリル酸ソーダの代
わりに 100モル％中和された固形分20重量％のビニルホ
スホン酸ソーダを用いる以外実施例１と同様、連続的に
吸液性複合体を得た。

実施例５実施例１に準じて行った。但し、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート（平均オキシエチレン鎖14モル、商品
名NKエステルＡ−600 新中村化学(株)製）に代わり、メ
チレンビスアクリルアミドを500ppm（対モノマー）用い
る以外実施例１と同様に連続的に吸液性複合体を得た。

実施例６実施例２に準じて行った。但し、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート（平均オキシエチレン鎖14モル、商品
名NKエステルＡ−600 新中村化学(株)製）を750ppm（対
モノマー）用い、90℃，100％湿度とし、実施例２と同
様、連続的に吸液性複合体を得た。

比較例１，２実施例１に準じて行った。但し、重合時、90℃の温度で
10％湿度（比較例１）、120 ℃で加湿なし（比較例２）
で重合を行う以外は実施例１と同様に連続的に吸液性複
合体を得た。

得られた吸液性複合体について測定した結果を表１に示
す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の１例を示す略示図である。１……巻出しロール、２……巻き取りロール３……ガイドロール、４……ニップロール５……塗工ゾーン、６……重合ゾーン７……乾燥ゾーン、８……グラビアロール９……バックロール、10……モノマー水溶液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性のエチレン性不飽和モノマー、ラジ
カル重合開始剤及び水溶性の架橋剤を含有する水溶液を
塗布した少なくとも一部が疎水性繊維で構成されている
長尺の繊維状基材を、重合不活性で、温度80℃以上でか
つ相対湿度40％以上に加湿した雰囲気のゾーンを連続的
に通過させてモノマーを重合せしめて吸液性を有するポ
リマーに転換させ、その後乾燥させることを特徴とする
吸液性複合体の連続的製造方法。
【請求項２】水溶性のエチレン性不飽和モノマーがアク
リル酸又はアクリル酸塩を主成分とするものである特許
請求の範囲第１項記載の吸液性複合体の連続的製造方
法。