JPS63186712A - スポンジの吸水性改良法 - 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】 〔発明の背景〕 産業上の利用分野 本発明は、内部に連続気孔を有するスポンジの吸水性改
良法、すなわち、吸水性を改良したスポンジの製造法、
に関する。

本発明の方法により得られたスポンジは、多量の水を吸
水して保持し、多少の圧力をかけても容易に放水するこ
とはなく、かつスポンジ内の高吸水性ポリマーが離脱す
ることがない。また柔軟で弾力性のある風合いの為、各
種の吸水剤、拭浄材、等々に有利に使用することができ
る。

従来技術 従来より、スポンジ状多孔質弾性体は親水性にすぐれて
いるため吸水性がよく、またその柔軟性、弾力性のある
風合いのため、拭浄材、吸水材、化粧用パフ、ハンカチ
ーフ等に応用されてきた。

しかしながら、その吸水性とても高々自重の数倍〜１０
倍程度であり、多量の水を吸収又は保持させる為には多
量の材料が必要であって、著しくかさ高になるばかりで
ある。また、吸水した弾性体をわずかでも加圧すると簡
単に水分を放出する等の欠点があった。

この様な多孔質弾性体の吸水性及び吸水後の保水性を改
良する方法に、高吸水性樹脂粉体を用いてこれを多孔質
物質の内部に付加させる方法が提案されている（特開昭
５９−１４０２３４号公報）しかしながら、この方法で
は、高吸水性樹脂粉体がただ単に多孔質内部に物理的に
付与されているために、吸水後の多孔質物質を加圧した
り、絞ったりした場合には、多孔質体内部及び外部表面
の高吸水性樹脂ゲルが容易に離脱してしまって再使用す
ることが困難である等の欠点を冑している。

また、この種の吸水材は吸水した状態において多孔質外
部がぬるぬるした状態となり、使用上極めて問題となっ
ている。

〔発明の概要〕

要旨 本発明は、上記の欠点を改良して、高吸水性で吸水保持
力の大きな、しかも吸水した高吸水性ポリマーのゲルが
容易に離脱しない様なスポンジ状多孔質弾性体と高吸水
性ポリマーから成る吸水性スポンジの製造法を提供しよ
うとするものである。

本発明者等は、前記の問題点を解決する為に種々研究を
重ねた結果、連続した網目状多孔質構造を有するスポン
ジにアクリル酸系モノマー、水、１分子中に重合性ビニ
ル基を２個以上有する架橋剤及び光重合開始剤から成る
混合液を含浸させ、しかる後に紫外線を照射して前記ス
ポンジ内にて該アクリル酸系モノマーを高吸水性ポリマ
ーに転換させることにより、高吸水性で、吸水保持力の
大きくしかも吸水した高吸水性ポリマーのゲルが極めて
離脱しにくいことを見出して本発明を完成するに至った
。

すなわち、本発明によるスポンジの吸水性改良法は、連
続したスポンジ状多孔質弾性体に、アクリル酸及び／又
はメタクリル酸及び／又はそのアルカリ金属塩又はアン
モニウム塩を主成分とするアクリル酸系モノマー、水、
１分子中に重合性ビニル基を２個以上有する架橋剤及び
光重合開始剤から成る混合液を含浸させ、しかる後に紫
外線を照射して該スポンジ内にて前記アクリル酸系モノ
マーを高吸水性ポリマーに転換させること、を特徴とす
るものである。

効果 本発明の方法によれば、アクリル酸系モノマー由来の高
吸水性樹脂が基本的にはスポンジに化学的に結合してい
るので、前記した諸問題が解決されている。

すなわち、本発明の方法によって得られるスポンジは、
後記実施例３から明らかな様に、吸水保持力が大きく、
また吸水した状態において多孔質外部にぬめり感がなく
、かつしぼっても吸水ゲルがスポンジから離脱すること
がない。また柔軟で弾力性のある風合いの為各種の吸水
剤、拭浄材等々に有利に使用できる。

〔発明の詳細な説明〕

スポンジ状多孔質弾性体 本発明でいう「スポンジ状多孔質弾性体」は、その構成
材料を特定のものに限定したものではない。

本発明で対象とするスポンジ状多孔質弾性体は、連続し
た網目状多孔質構造を有するものであることがふつうで
ある。

すなわち、本発明で用いられるスポンジ状多孔質弾性体
はポリビニ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る。本発明ではこの中でも
特にポリビニルアセクール系スポンジが最も好適なもの
として挙げられる。ポリビニルアセタール系スポンジは
分子内に遊離のＯＨ基を有し、完全な立体的樹枝網目状
連続組織を形成しているものであって、合目的的な任意
の方法、たとえばポリビニルアルコールを水に溶解して
水溶液となし、これに適当な気孔生成剤を添加し、鉱酸
触媒存在下にアルデヒド類、例えばホルムアルデヒド、
を反応させることにより容易に得ることが出来る。その
具体的例は、スラーペックス、プラス・シャモア等の商
品名（以上いずれも鐘紡（株）製）で既に工事されてい
る。

アクリル酸系モノマー等 本発明に用いられるモノマーは、アクリル酸および／又
はメタクリル酸であってその全カルボキシル基のたとえ
ば２０％以上、好ましくは５０％以上、がアルカリ金属
塩又はアンモニウム塩に中和されてなるものを主成分と
するものである。中和度が余り低くなりすぎると吸水量
が著しく低下して、得られた吸水ゲル強度も極めて小さ
いものとなってしまう。

アルカリ金属塩への酸モノマーの中和には、アルカリ金
属の水酸化物や重炭酸塩等が使用可能であるが、好まし
いのはアルカリ金属水酸化物であって、その具体的例と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化
リチウムが挙げられる。工業的入手の容易さ、価格、及
び安全性の点から水酸化ナトリウムが最も好ましい。

尚、本発明では上記以外のモノマーとして、（イ）イタ
コン酸、マレイン酸、フマール酸、２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸、２−アクリロイルエ
タンスルホン酸、２−アクリロイルプロパンスルホン酸
及びその塩類、（ロ）イタコン酸、マレイン酸、フマー
ル酸等のジカルボン酸類のアルキル又はアルコキシエス
テル類、（ハ）アクリルアト、（ニ）ビニルスルホン酸
、（ホ）アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エチル
エステル等、（へ）（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチ
ルエステル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピルエ
ステル、（ト）ポリエチレングリコールモノ　（メタ）
アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド
、グリシジル（メタ）アクリレート等の様な共重合性の
モノマーの併用も可能である。ここで「（メタ）アクリ
ル酸」またはＦ（メタ）アクリレート」とは、アクリル
酸およびメタクリル酸またはアクリレートおよびメタク
リレートを意味する。

また本発明で用いられる架橋剤は、１分子中に重合性ビ
ニル基を２個以上有するものであればいかなるものでも
良い。水溶性のものが一般に好ましい。具体的な例を挙
げれば、Ｎ、Ｎ’　　−メチレンビスアクリルアミド、
ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリ
セリントリ　（メタ）アクリレート、ジアリルフタレー
ト、ジアリルマレート等がある。

これら架橋剤の使用量は、アクリル酸系モノマーに対し
て０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜１．０重
量％、である。

本発明に使用される光重合開始剤としては（イ）ベンジ
ル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエー
テル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン
アルキルエーテル、（ロ）ジアセチル、ベンゾフェノン
、アセトフェノン、ベンゾインシリルエーテル、（４−
ベンゾイルベンジル）トリメチルアンモニウムクロライ
ド等のカルボニル化合物、（ハ）ジ−ｔ−ブチルバーオ
キシド等の過酸化物、（ニ）アゾイソブチロニトリル、
アゾジベンゾイル、アゾ−２，４−ジメチル−４−メト
キシバレロニトリル等のアゾ化合物、（ホ）ジベンゾチ
アゾリルスルフィド、デシルフェニルスルフィド等のイ
オウ化合物、（へ）その他四臭化炭素等のハロゲン化物
等が挙げられる。

この中でも本発明では特にカルボニルを有する化合物が
好適であり、その中でも（４−ベンゾイルベンジル）ト
リメチルアンモニウムクロライドが特に効果的である。

これら光重合開始剤の添加量は、一般的には、アクリル
酸系モノマーに対して０．０１〜１０重量％、好ましく
は０．１〜２、　　Ｃ１重量％、である。

吸水性樹脂の現場（！ｎ　５ｉｔｕ）形成上記のアクリ
ル酸系モノマー、架橋剤、及び光重合開始剤を、水溶液
として前記スポンジ状多孔質弾性体に施す。この時の施
用方法としては、スプレー法、浸漬性等従来公知の方法
を用いてスポンジ状多孔質弾性体に含浸させることがで
きる。

このときのアクリル酸系モノマーの含浸量は、一般的に
はスポンジ状多孔質弾性体に対して１〜１０００重量％
、好ましくは１０〜１００重量％、である。含浸量があ
まり多すぎると吸水性は優れるものの、柔軟性、弾力性
等風合いに欠け、あまり少なすぎると吸水性改良効果が
小さくなる。

スポンジ状多孔質弾性体に施されたアクリル酸系モノマ
ー、架橋剤、水、及び光重合開始剤には次いで紫外線ま
たは紫外線照射後放射線を照射して（本発明では、いず
れをも紫外線照射という）、アクリル酸系モノマーをス
ポンジ状多孔質弾性体内にて重合させて高吸水性ポリマ
ーに転換させる。

紫外線照射は、通常の紫外線ランプを用いればよく、照
射強度、照射時間等はスポンジ状多孔質弾性体の種類、
その厚み、アクリル酸系モノマーの含浸量等により変化
するが、一般的には紫外線ランプ４０〜１００Ｗ／Ｃｍ
、照射時間０．５〜１０分、ランプ−被照射体間隔５〜
１５ｃＩ１１である。

実験例 実施例１ 容ｆｆ１５００ｃｃのフラスコに苛性ソーダ（９５重量
％）１３．５ｇを採り、これに水３２４ｇを入れて溶解
させた。これに、水冷下アクリル酸３０ｇを滴下して中
和させた。次いで、Ｎ、Ｎ’　　−メチレンビスアクリ
ルアミド０．１５ｇ、および（４−ベンゾイルベンジル
）トリメチルアンモニウムクロライド０．２ｇをそれぞ
れ採って溶解させた。

別に乾燥させたポリビニルアセタール系スポンジ（商品
名「ベリクレン」、平均ポアサイズ６０μ、厚さ約１關
、鐘紡（株）製）１０ｇをシャーレに採り、上記フラス
コの内容物をスポンジにそそいで充分含浸させた。次い
で、スポンジを遠心分離機にて含浸量を調節し、モノマ
ー含浸量を固型分として乾燥スポンジに対して３ｇとし
た。

次いで、これをガラス板にクリップにて固定し、８０Ｗ
／ｃＩＩ＋の紫外線を、紫外線ランプ−スポンジ間距離
を８ｃｍとしてスポンジの裏表それぞれに１５秒ずつ照
射した。

実施例２ 実施例１において別のポリビニルアセタール系スポンジ
（商品名「ベリクレン」、平均ポアサイズ　２００μ、
厚さ約１１、鐘紡（株）製）を使用した以外は実施例１
と同様の操作にて処理した。

実施例３ 実施例１及び２で得られたスポンジを純水中にて水を充
分に吸収させ、その時の吸水倍率、さらに吸水後の含水
量の経時変化を室温中に放置して調べた。

表１にはその時の結果をブランク（スポンジのみ）と合
わせて示した。

また、上記実施例１及び実施例２で得られたスポンジを
純水中で水を充分に吸収させて、これをしぼったが、ス
ポンジの中からは吸水したゲルが離脱することはなく、
スポンジ表面も“ぬめり感”が全くないさらりとしたも
のであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続したスポンジ状多孔質弾性体に、アクリル酸及
   び／又はメタクリル酸及び／又はそのアルカリ金属塩又
   はアンモニウム塩を主成分とするアクリル酸系モノマー
   、水、１分子中に重合性ビニル基を２個以上有する架橋
   剤及び光重合開始剤から成る混合液を含浸させ、しかる
   後に紫外線を照射して該スポンジ内にて前記アクリル酸
   系モノマーを高吸水性ポリマーに転換させることを特徴
   とする、スポンジの吸水性改良法。 ２、スポンジ状多孔質弾性体がポリビニルアセタール系
   多孔質弾性体である、特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３、アクリル酸系モノマーが、その全カルボキシル基の
   ２０％以上がアルカリ金属塩又はアンモニウム塩に中和
   されてなるものである、特許請求の範囲第１〜２項のい
   ずれか１項に記載の方法。 ４、光重合性開始剤が（４−ベンゾイルベンジル）トリ
   メチルアンモニウムクロライドである、特許請求の範囲
   第１項〜３項のいずれか１項に記載の方法。