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JPS63260906A - 吸水性複合材料の製造法 - Google Patents

吸水性複合材料の製造法

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JPS63260906A
JPS63260906A JP62094465A JP9446587A JPS63260906A JP S63260906 A JPS63260906 A JP S63260906A JP 62094465 A JP62094465 A JP 62094465A JP 9446587 A JP9446587 A JP 9446587A JP S63260906 A JPS63260906 A JP S63260906A
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JP
Japan
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water
monomer
polymerization initiator
fibrous substrate
aqueous solution
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JP62094465A
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Kiichi Ito
喜一 伊藤
Takeshi Shibano
芝野 毅
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to AU14710/88A priority patent/AU608825B2/en
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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、吸水性ポリマーと成形した繊維質基体とから
なる吸水性複合材料の製造法に関するものである。更に
詳しくは、本発明は、アクリル酸系モノマー水溶液を成
形した繊維質基体に施し、水溶性ラジカル重合開始剤に
よりアクリル酸系モノマーを重合させて複合体前駆体を
つくり、これに更に紫外線を照射することからなる、高
吸水性ポリマーが成形した繊維質基体に固定された吸水
性複合材料の製造法に関するものである。
本発明の製造法で得られる吸水性複合材料は、吸水性に
優れ、特に未重合モノマー含有量が極めて少なく、しか
も高吸水性ポリマーが繊維質基体に安定性良く固定され
ているので、各種の吸水性材料の製造に有利に使用する
ことができる。
従来技術 従来、紙、バルブ、不織布、スポンジ状ウレタン樹脂等
は、保水剤として生理用ナプキン、紙オシメ等を始めと
する各種の衛生材料及び各種の農業用材料等として使用
されてきた。しかし、これらの材料はその吸水量が自重
の10〜50倍程度に過ぎないので、多量の水を吸収又
は保持させるためには多量の材料が必要であって、著し
く嵩高になるばかりでなく、また吸水した材料を加圧す
ると簡単に水分を放出する等の欠点があった。
この種の吸水材料の上記欠点を改善するものとして、近
年、高吸水性の種々の高分子材料が提案されている。例
えば、澱粉のグラフト重合体(特公昭53−46199
号公報等)、セルロース変性体(特開昭50−8037
6号公報等)、水溶性高分子の架橋物(特公昭4B−2
3462号公報等)、自己架橋型アクリル酸アルカリ金
属塩ポリマー(特公昭54−30710号公報等)等が
提案された。
しかしながら、これらの高吸水性高分子材料は、その吸
水性能はかなりの高いレベルを有するものの、殆んどが
粉末状として得られるために、例えば生理用ナプキン、
紙オシメ等の衛生材料と使用するにはティシュ、不織布
、綿等の基材上に均一状に分散させる必要がある。しか
しながら、そのような方法で分散させたポリマー粉末は
基材」二に安定良く固定することが困難であって、分散
後に一部局所に集合化することが多く、また吸水後の膨
潤ゲルも安定性良く基+K lに固定されずに基材から
容易に移動してしまう。このために、これを例えば紙オ
シメに使用したとき、放尿後の吸水体は「ごわごわ」し
た状態となり、極めて着用感の悪いものとなってしまう
。また、上記の様な粉末状ポリマーを基材に分散させて
吸収体を得る方法では、粉末の取扱いに伴う煩雑さおよ
び均一な分散を効率良く行う上でのプロセス上の問題等
により、コスト的にも極めて割高となっている。
これらの問題を解決する一つの方法として、アクリル酸
系モノマー水溶液を成形した繊維質基体に予め決めた模
様状に施して複合体を製造し、これに電磁放射線又は微
粒子性イオン化放射線を照射して、アクリル酸系モノマ
ーを高吸水性ポリマーに転換基せて吸水性複合体を製造
する方法が報告されている(特公表57−500546
号公報)。この方法によれば、上記の粉体を取扱う上で
の均一な分散化及び基材」二への安定した固定化の点で
はかなりの改良がみられるものの、高吸水性ポリマーに
転換するに当って、電磁放射線又は微粒子性イオン化放
射線を使用する為に、この特定のモノマーに生得的な高
吸水性のポリマーが過度に架橋化反応を受は易く、その
結果、得られる複合体は吸収体としての性能、特に吸水
能、が著しく小さく、通常前記粉末状高吸水性ポリマー
を使用した場合に比べて半分以下となってしまう欠点が
あるように思われる。また、残存モノマーも比較的多く
て、満足できるレベルではないように思われる。
また、最近、特開昭60−149609号公報には、ア
クリル酸塩系モノマー水溶液を予め吸水性有機材料に含
浸させた後、水溶性ラジカル重合開始剤又は水溶性ラジ
カル重合開始剤と水溶性還元剤を霧状にして添加して重
合させる吸水性複合材料の製造法が提示されている。し
かしながら、この方法では、アクリル酸系モノマーを吸
水性有機)イ料に含浸させた後、水溶性重合開始剤を添
加するため、たとえ重合開始剤を霧状にしても「重合む
ら」が起って、モノマーを完全に重合させることは極め
て難かしく、その結果、残存モノマーが多量となってお
り、安全上問題が多く又性能的にも特に吸水能において
小さくなる等の欠点があるように思われる。
考えられる解決策 このような背景下、本発明者等は既に特願昭60−19
3403号において、25重量%以上のモノマー濃度を
有するアクリル酸系モノマー水溶液と水溶性ラジカル重
合開始剤あるいは水溶性ラジカル重合開始剤と水溶性還
元剤を予め均一混合後、繊維質基体中の高吸水性ポリマ
ー粒子径が30〜500μmとなる様に該混合液を霧状
にして成形した繊維質基体に施し、次いで重合させる方
法を、特願昭60−202908号において少量の架橋
剤を含むアクリル酸系モノマーの水溶液と水溶性ラジカ
ル重合開始剤あるいは水溶性ラジカル重合開始剤と水溶
性還元剤を予め均一混合後、繊維質基体中の高吸水性ポ
リマー粒子径が30〜500μmとなる様に該混合液を
霧状にして成形した繊維質基体に施し、次いで重合させ
る方法を、特願昭60−238421号において少量の
架橋剤を含むアクリル酸系モノマーの水溶液と酸化性の
ラジカル重合開始剤を混合後、繊維質基体に施し、しか
る後にアミン類又は還元剤を施して重合させる方法を、
さらに特願昭60−238420号において少量の架橋
剤を含むアクリル酸系モノマーの水溶液とアミン類又は
還元剤を混合後、繊維質基体を施し、しかる後に酸化性
ラジカル重合開始剤を施して重合させる方法、等々を提
案した。
これらの方法では、重合が極めて容易に進み、「重合む
ら」もかなり改善され、吸水能も大きいものが得られる
ことが判明した。しかし、得られる吸水性複合体は未重
合モノマーが依然として存在していて、特に生理用ナプ
キン、紙オシメ等の衛生材料に使用する場合問題となっ
ていた。
〔発明の概要〕
発明の目的 本発明は、前記特公表57−500546号公報および
特開昭60−149609号公報、に記載され、また本
発明者らが特願昭60−1.93403号、特願昭60
−202908号、特願昭60−238421号、およ
び特願昭60−238420号において提案した吸水性
複合体をさらに改良して、吸水性能が大きく、特に未重
合モノマー量が特段に少ない吸水性複合材料を温和な条
件下で極めて容品に製造する方法を提供しようとするも
のである。
発明の構成 本発明者等は、前記の問題点を解決する目的で種々研究
を重ねた結果、アクリル酸系モノマー水溶液を成形した
繊維質基体に施し、該アクリル酸系モノマーを重合させ
、しかる後に紫外線を照射することにより、吸水性能が
大きく、特に未重合モノマー量が特段に少なく、シかも
高吸水性ポリマーが繊維質基体に安定性良く固定された
吸水性複合材料が極めて容易にかつ安価に得られること
を見出して本発明に到達した。
すなわち、本発明による吸水性複合材料の製造法は、下
記の工程の結合からなること、を特徴とするものである
(A)  カルボキシル基の20%以上がアルカリ金属
塩またはアンモニウム塩に中和されているアクリル酸を
主成分とする重合性モノマーの水溶液を、成形した繊維
質基体に施す工程。
(B)  この繊維質基体に施された重合性単量体を重
合させて、該重合性単量体由来の重合体と繊維質基体と
の複合体を形成させる工程。
(C)  上記複合体中の水分量が重合体1重量部につ
き0.01〜40重量部である状態において紫外線を照
射して、未重合上ツマ−ffi’75(該複合体よりも
低下している吸水性複合体を得る工程。
発明の効果 本発明の吸水性複合材料の製造法において、成形した繊
維質基体に施されたアクリル酸系モノマーは、そのほと
んどが重合して高吸水性ポリマーとなるために吸水性能
が大きくなること、さらに、該高吸水性ポリマーは紫外
線により照射処理せられることにより、未重合モノマー
量が特段に少なく、高吸水性ポリマーが繊維質基体に安
定性良く固定されること、等の点において著しい特徴を
有するものである。そしてこの為に前記先行発明等より
も格段に優れた吸水性複合材料が容易にしかも安価に得
られる。
本発明での工程(C)の紫外線照射は重合および/また
はグラフト化手段として知られているものであるから、
工程(C)を実施することによって未反応モノマーが減
少し、あるいは高吸水性ポリマーが繊維質基体に安定に
固定されるという本発明の効果は紫外線照射のこの属性
に因るものといえるかも知れない。しかし、特定の水分
量条件下(ffi合体1重量部につき0.01〜40重
量部)で紫外線照射によって、(B)工程で得られた重
合体自身に何ら影響を及ぼさずに、すなわち給水能力を
低下させることなく、未重合モノマー量が格段に少なく
なるという本発明の効果は、上記のような紫外線照射の
属性からは想到しえない思いがけなかったことというべ
きである。
〔発明の詳細な説明〕
工程(A)および(B) モノマ一 本発明に用いられるモノマーは、アクリル酸を主成分と
するが、その20%以上が、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いるも
のである。その部分中和度が20%未満であると生成ポ
リマーの吸水性能が著しく低下するので好ましくない。
また本発明では、上記アクリル酸及びアクリル酸塩以外
にこれらと共重合可能な単量体、例えば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、メタクリル酸およびそれらのアルカリ金属塩又は
アンモニウム塩、(メタ)アクリルアミド、N、N−ジ
メチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ
)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アク
リレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N
、  N’  −メチレンビス(メタ)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、ト
リメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テト
ラメチロールメタントリ (メタ)アクリレート、テト
ラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、およ
びジペンタエリスリトールへキサアクリレートからなる
群から選ばれる1種又は2種以上を添加することにより
、吸水性能がより高いものが得られる場合がある。ここ
で、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリ
ルを意味するものである。
アクリル酸及びアクリル酸塩と共重合可能な他の単量体
、例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、ビニ
ルスルホン酸及びそれらのアルカリ金属塩又はアンモニ
ウム塩等の水溶性モノマーが、また本発明の「重合性モ
ノマーの水溶液」が形成される限り、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル等のアクリル酸アルキルエステル類
等の低水溶性モノマーが、併用可能である。
本発明での「重合性モノマー」はアクリル酸(そのうち
の20%以上は塩の形態である)を主成分とするもので
あるから、上記の共重合性単量体の添加mは、一般的に
は50モル%未満であり、好ましくは20%以下が採用
される。
なお、アクリル酸をはじめとする上記のような酸モノマ
ーの中和にはアルカリ金属の水酸化物や重炭酸塩等又は
水酸化アンモニウム等が使用可能であるが、好ましいの
はアルカリ金属酸化物であり、その具体例としては水酸
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。工業的人手の容品さ、価格及び安全性等の点
から、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムが好ま
しい。
本発明では、上記のようなアクリル酸(そのうちの20
%以上が塩となっている)を主体とする重合性モノマー
を水溶液の形で繊維質基体成形品に施す。この場合の水
溶液の濃度は、合目的的な任意の値でありうる。具体的
には、たとえば、30重2%以上が適当である。
この水溶液は、本発明の目的に反しない限り、各種の物
質を含有していてもよい。そのような物質の一例は、水
溶液ラジカル重合開始剤である(詳細後記)。また、「
水溶液」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。
成形した繊維質基体 上記の重合体水溶液を施すべき成形した繊維質基体は、
具体的には、繊維をゆるく成形してなるもの、たとえば
、バット、カーディング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、又は不織布である。ここで、「成形した」繊
維質基体とは、その繊維質基体を用品の中に組み込むた
めに、切断、接合、造形等が必要になることはあるが、
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
木材バルブ、レーヨン、木綿その他のセルロース系繊維
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
、ポリビニールアルコール系、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
機体に含ませてもよい。
モノマー水溶液の施用およびモノマーの重合(−次重合
) 本発明では、前記のモノマー水溶液を」二記の成形した
繊維基質に施し、そして、繊維基質上でモノマーを重合
させる(−次重合)。
モノマー水溶液を成形繊維質基体に施すには、七ツマ−
が繊維質基体上に均一に分散保持され、そして重合しつ
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
溶液を繊維質基体に含浸させるかあるいはモノマー水溶
液を繊維質基体に噴霧することである。
モノマー水溶液を繊維質基体に施す好ましい態様は、モ
ノマー水溶液を成形繊維質基体の繊維に沿って連続した
線条模様となるように施すか、あるいは繊維上に小さな
周期的な点状に施することである。前者の態様ではモノ
マー水溶液を成形繊維質基質に含浸させあるいは多量に
噴霧して、繊維に付着ないし含浸させてから、繊維間の
モノマー水溶液を吸引除去する方法あるいはロールコー
タ−により塗布する方法等によって成形繊維基質に施す
。後者の態様ではモノマー水溶液を成形繊維質期待に噴
霧することによって施すが、その場合の粒子径は30〜
500μm1好ましくは30〜200μm程度となるよ
うに噴霧条件を設定することが好ましい。
また、このように繊維質基体上に均一分散した七ツマ−
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、モノマー水溶
液中にラジカル重合開始剤を添加しておいて繊維基質上
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溶液施用後の繊維
質基体に噴霧等によって均一に施して、繊維質基体上で
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に施しておいて、そこヘ
モツマ−水溶液を噴霧、塗布等によって均一に施すこと
である。重合開始の他の手段は、亮エネルギー放射線の
照射である。
本発明で使用する水溶性ラジカル重合開始剤は、高分子
化学の分野において周知のものである。具体的には、無
機または有機過酸化物たとえば過硫酸塩(アンモニウム
塩、アルカリ金属塩(特にカリウム塩)その他)、過酸
化水素、ジ第三ブチルペルオキシド、アセチルペルオキ
シド、その他、がある。これらの過酸化物の外に、所定
の水溶性が得られるならば、アゾ化合物その他のラジカ
ル重合開始剤、たとえば2.2′ −アゾビス(2−ア
ミジノプロパン)二塩酸塩、も使用可能である。
重合はこれらのラジカル重合開始剤の分解によって開始
される訳であるが、分解のための慣用の手段である加熱
(モノマーと接触したときの温度が既に分解温度である
場合が多く、特に加熱をしなくても重合開始剤をモノマ
ーに添加するだけで重合が開始される場合をこの明細書
では加熱による分解の範鴎に入れるものとする)の外に
、化学物質によって重合開始剤の分解を促進することも
また周知の手段である。重合開始剤が過酸化物であると
きのその分解促進物質は還元性化合物(本発明では水溶
性のもの)たとえば過硫酸塩に対しては酸性亜硫酸塩、
アスコルビン酸、アミン等であって、過酸化物と還元性
化合物との組合せからなる重合開始剤は「レドックス開
始剤」として高分子化学の分野で周知のものである。従
って、本発明で「重合開始剤」という用語は、このよう
な分解促進物質との組合せ、特にレドックス開始剤、を
包含するものである。レドックス系の形成態様も合目的
的な任意のものでありうる。具体的には、たとえば、酸
化性ラジカル重合開始剤を重合単量体の水溶液中に溶存
させておいて繊維質基体に施し、そこへ還元性化合物を
噴霧してレドックス系を形成させることができる。
高エネルギー放射線としては、電磁放射線や微粒子イオ
ン化放射線等がある。
このような重合開始手段、特に水溶性ラジカル重合開始
剤によるアクリル酸(そのうちの20%以上は塩の形で
ある)主体モノマーの重合によって生成するのは、この
モノマーにN、 N’  −メチレンビス(メタ)アク
リルアミドのようなジエチレン性モノマーを使用しない
限り非架橋の水溶性1丁 ポリマーである筈であるが、実際上はアクリル酸(塩)
ないしそのポリマー相互の間または/および繊維質基体
との間で架橋反応が生じることが認められている。従っ
て、この工程で生成するポリアクリル酸(塩)は、水溶
性ポリマーというよりも高吸水性ポリマーということに
なる。
なお、水溶性ラジカル重合開始剤による重合は、実質的
に水溶液重合であるべきである。従って、工程(B)は
過度に乾燥した状態を避けて実施すべきである。
工程(A)によって繊維質基体に施された七ツマ−の賦
存量は、繊維質基体100重量部につき1〜10000
重量部、好ましくは10〜1000重足部、である。こ
のようにして施されたモノマーは、その50%以上、好
ましくは80%以上、が工程(B)で重合すべきである
。工程(B)で85〜99%程度の重合率が得られるこ
とかふつうである。
」1記したところに基いて、工程(A)および(B)の
具体例のいくつかを示せば、下記の通りである。
(+)  25%以上のモノマー濃度をaするアクリル
酸系モノマー水溶液と水溶性ラジカル重合開始剤とを予
め均−混合後、繊維質基体中の高吸水性ポリマー粒径が
30〜500μmなる様に該混合液を霧状にして成形し
た繊維質基体に施し、重合開始剤がレドックス系でない
場合は加熱して重合させる方法(特願昭60−1934
03号参照) 、(2)  少量の架橋剤を含むアクリ
ル酸系モノマーの水溶液と水溶性ラジカル重合開始剤と
を予め均−混合後、繊維質基体中の高吸水性ポリマー粒
子径が30〜500μmとなる様に該混合液を霧状にし
て成形した繊維質基体に施し、重合開始剤がレドックス
系でない場合は加熱して重合させる方法(特願昭60−
202908号参照)、(3)  少量の架橋剤を含む
アクリル酸系モノマーの水溶液と酸化性のラジカル重合
開始剤とを混合液、繊維質基体に施し、その後にアミン
類又は還元剤を施してレドックス系を形成させて重合を
開始させるh゛法(特願昭60−238421号参照)
 、(4)  少量の架橋剤を含むアクリル酸系モノマ
ーの水溶液と、アミン類又は還元剤とを混合後、繊維質
基体に施し、その後に酸化性ラジカル重合開始剤を施し
てレドックス系を形成させて重合を開始させる方法(特
願昭60−238420号参照) 、(5)  アクリ
ル酸系モノマー水溶液を予め繊維質基体に含浸させた後
、水溶性ラジカル重合開始剤を霧状にして添加し、重合
開始剤がレドックス系でない場合は加熱して重合を開始
させる方法(特開昭60−149609号公報)、(0
)  アクリル酸系モノマー水溶液を成形した繊維質に
予め決めた模様状に施して複合体をつくり、これに電磁
放射線又は微粒子性イオン化放射線を照射して重合を開
始させる方法(特公表57−500546号公報)等々
紫外線処理(二次重合) 上記の様な方法で得られた高吸水性ポリマーと成形した
繊維質基体とからなる複合体には、次いで紫外線を照射
する。
この時の紫外線照射は、通常の紫外線ランプを用いれば
よく、照射強度、照射時間等は用いる繊維質基体の種類
、重合性モノマー含浸量等によって変化するが、一般的
には紫外線ランプ10〜200w/cm、好ましくは3
0〜120w/cm、照射時間0. 1秒〜30分、ラ
ンブー複合体間隔2〜30印である。
また、この時の複合体中の水分量としては、一般的には
重合体1重量部に対して0.01〜40重量部、好まし
くは0. 1〜10重量部、が採用される。0.01重
量部未満又は40重口部超過の水分量は、未重合モノマ
ーの低減化に著しい影響を及ぼすので好ましくない。こ
の水分量は、工程Aおよび/またはBでの水分量を制御
することによって実現することもできるし、また工程B
後に水分量を調節することによって実現することもでき
る。
本発明で前記複合体に紫外線を照射する時の雰囲気とし
ては、真空下または窒素、アルゴン、ヘリウム等の無機
ガス存在下、または空気中のいずれも使用できる。
また照射温度は特に制限はなく、室温で充分その目的を
達成することができる。
用いる紫外線照射装置にも特に制限はなく、静置状態に
て一定時間照射する方法、あるいはベルトコンベヤーに
て連続的に照射する方法、その合目的的な任意の方法が
本発明では用いられる。
実験例 実施例1 100ccのコニカルフラスコに、水酸化ナトリウム(
純度95重量%)13.1gを採り、これに水冷下アク
リル酸30gを徐々に加え中和した。
中和度は約75%、水溶液中のモノマー濃度として約4
5重量%となった。
これにラジカル重合開始剤として過硫酸カリウムを0.
05g採って、上記モノマー水溶液中に溶解させ、N2
にて脱気した。
別にポリエステル不織布を0.1569g採って、これ
に上記モノマー水溶液を不織布全面に塗布して含浸させ
た。含浸されたモノマー量は、不織布に対して6.2重
量倍であった。これを、あらかじめN2で脱気して90
℃にした恒温反応槽内に入れた。重合は直ち1こ起って
、部分中和ポリアクリル酸ソーダの自己架橋物からなる
。高吸水性ポリマーがポリエステル不織布に安定性良く
固定された腹合体が得られた。
次いで、この腹合体の水分量をポリマーに対して約20
重量%とじ、これに80w/amの紫外線ランプで紫外
線ランプ−■合体間距離を8cmとし、11合体の裏表
それぞれに2秒ずつ照射して、吸水性複合材料を得た。
得られた吸水性複合材料の諸特性は下記の通りであった
(以下、の製造例において同じ)。
実施例2 100ccコニカルフラスコにアクリル酸30゜を採っ
て、これに純水9,3gを加えて混合した。
これに、水冷下に、水酸化カリウム(85重量%)20
.6gを徐々に加えて中和して、50℃に保つ。中和度
は約75%、水溶液中のモノマー濃度は約74重量%と
なった。
別にラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.05
.を水1gに溶解し、これをレーヨン不織布0.098
5gの全面に塗布した。
上記原料モノマー溶液を不織布全面にすばやく塗布し、
あらかじめN2で脱気して90℃に保持した反応槽内に
入れた。含浸されたモノマー量は不織布に対して10重
量倍であった。重合は直ちに起って、部分中和ポリアク
リル酸カリウムの自己架橋物からなる高吸水性ポリマー
がレーヨン不織布に安定性良く固定された複合体が得ら
れた。
次いで、この複合体の水分量をポリマーに対して約20
重量%とし、これに80w/cmの紫外線ランプで紫外
線ランプ−複合体間距離を10cmとし、複合体の裏表
それぞれに5秒ずつ照射して、吸水性複合材料を得た。
実施例3 100ccコニカルフラスコに水酸化ナトリウム(純度
95重量%)13.1gを採って、水冷下に純水39.
0gで溶した。これにアクリル酸30gを水冷下に注入
して中和させた。アクリル酸中和度約75%、水溶液中
のモノマー濃度として約45重量%となった。これに架
橋性単量体としてN、N’  −メチレンビスアクリル
アミドを0.005g、ラジカル重合開始剤として2.
2′ −アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩0
.1g採って、前記モノマー水溶液中に溶解し、脱気を
行った。
別にポリエステル不織布を0.1505g採り、これに
上記原料を不織布全面に塗布して含浸させた。含浸され
たモノマー量は、不織布に対して7.5重量倍であった
。これを、予めN2で脱気させて90℃にした恒温反応
槽内に入れた。ffi合は直ちに起って、部分中和ポリ
アクリル酸ナトリウムのN、N’  −メチレンビスア
クリルアミド架橋物からなる高吸水性ポリマーがポリエ
ステル不織布に安定性良く固定された腹合体が得られた
次いで、この腹合体の水分量をポリマーに対して約40
重量%とし、これに80w/c+nの紫外線ランプで紫
外線ランブー複合体間距離を80I11とし、腹合体の
裏表それぞれに3秒ずつ照射して、吸水性複合材料を得
た。
実施例4 100ccコニカルフラスコにアクリル酸301を採り
、これに純水9.3gを加えて混合した。
これに、水冷下に水酸化カリウム(85重量%)20.
6gを徐々に加えて中和し、70℃に保つ。
中和度は約75%、水溶液中のモノマー濃度は約74重
量%となった。
別にラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.2g
を水3.0gに溶解した。
別にポリエステル不織布を0.5869g採り、これを
恒温槽内にて約70℃に保った。上記モノマー水溶液中
にラジカル重合開始剤水溶液を混合後、直ちにスプレー
ノズルより上記不織布に噴霧した。重合は不織布内にて
直ちに起って、部分中和ポリアクリル酸カリウムの自己
架橋物からなる高吸水性ポリマーがポリエステル不織布
に安定性良く固定された複合体が得られた。塗布された
モノマー量は、不織布に対して12重量倍であり、高吸
水性ポリマーの粒子径は100〜300μmであった。
次に、この複合体の水分量をポリマーに対して約20重
量%とし、これに3 Q w / amの紫外線で紫外
線ランプ−複合体間距離を8cmとし、複合体の裏表そ
れぞれに2秒ずつ照射して、吸水性複合祠料を得た。
実施例5 100ccコニカルフラスコに25%アンモニア水26
.9gを採り、氷冷ドに30gのアクリル酸を徐々に滴
下して中和し、70℃に昇温した。
中和度は95%、水溶液中のモノマー濃度は約65重量
%となった。
別にラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム0.2.
を水3gに溶解した。
別にポリエステル不織布を0.4695g採り、これを
恒温槽内にて約70℃に保った。上記モノマー水溶液中
にラジカル重合開始剤水溶液を混合後、直ちにスプレー
ノズルより上記不織布に噴霧した。重合は不織布内にて
直ちに起って、部分中和ポリアクリル酸カリウムの自己
架橋物からなる高吸水性ポリマーがポリエステル不織布
に安定性良く固定された複合体が得られた。塗布された
モノマー量は、不織布に対して8重量倍であり、高吸水
性ポリマーの粒子径は100〜250μmであった。
次に、該複合体の水分量をポリマーに対して50重量%
とし、これに80 w / amの紫外線ランプで紫外
線ランブー複合体間距離を8cmとし、複合体の裏表そ
れぞれに2秒ずつ照射して、吸水性調合材料を得た。
実施例6 100ccコニカルフラスコに水酸化ナリトウム(純度
95重量%)13.1.を採り、これを水冷下に純水3
9.を加えて溶解させた。これに水冷下にアクリル酸3
0gをを徐々に加えて中和し、中和度は75%、水溶液
中のモノマー濃度は約45重量96となった。
これに架橋剤としてN、 N’  −メチレンビスアク
リルアミド0.1gを添加、溶解させて、50℃に加温
した。とれにさらにラジカル重合開始剤として過硫酸カ
リウム0.2srとって溶解させた。
別にポリエステル不織布を0.1598g採って、これ
を上記原料を不織布全面に塗布含浸させ、恒温槽内にて
約50℃に保った。含浸されたそツマー徽は不織布に対
して7.0重量倍であった。
次に還元剤として5%亜硫酸水素ナトリウム水溶液をス
プレーノズルより、上記不織布全面に噴霧した。重合は
直ちに起って、部分中和アクリル酸ナトリウムのN、N
’  −メチレンビスアクリルアミド架橋物からなる高
吸水性ポリマーがポリエステル不織布に安定性良く固定
された複合体が得られた。
次に、この複合体の水分量をポリマーに対して30重量
%とし、これに80w/amの紫外線ランプで紫外線ラ
ンブー複合体間距離を8印とし、複合体の裏表それぞれ
に2秒ずつ照射して、吸水性腹合材料を得た。
実施例7 100ccコニカルフラスコにアクリル酸30gを採っ
て、これに純水16.9gを加えて混合した。これに水
冷下に水酸化カリウム(85重量%)20.6gを徐々
に加えて中和させた。中和度は約75%、水溶液中のモ
ノマー濃度として約65重量であった。
これに架橋剤としてN、N’  −メチレンビスアクリ
ルアミドを0.1g採り、上記モノマー溶液に添加溶解
させ、40℃に加温した。これに更にラジカル重合開始
剤として31%過酸化水素水0.4gをとって溶解させ
た。
別にポリエステル不織布を0.1869g採り、これに
上記原料を不織布全面に塗布含浸させ、恒温反応槽内に
て40℃に保った。含浸されたモノマー量は、不織布に
対して5.8重量倍であった。
次に還元剤として5%L−アスコルビン酸水溶液をスプ
レーノズルより上記不織布全面に噴霧した。重合は直ち
に起り、部分中和ポリアクリル酸”カリウムのN、N’
  −メチレンビスアクリルアミド架橋物からなる高吸
水性ポリマーがポリエステル不織布に安定性良く固定さ
れた複合体が得られた。
次に、この複合体の水分量をポリマ一対して約20川量
%とじ、これに80w/amの紫外線ランプで紫外線ラ
ンブー複合体間距離を8c+nとし、複合体の裏表苓れ
ぞれに3秒ずつ照射して、吸水性複合材料を得た。
実施例8 100ceコニカルフラスコにアクリル酸30gを採り
、これに純水16.9gを加えて混合した。
これに水冷下に水酸化カリウム(85fflffi%)
20.6gを徐々に加えて中和させた。中和度は約75
%、水溶液中のモノマー濃度として約65川量26であ
った。
これに架橋剤としてN、N’  −メチレンビスアクリ
ルアミドをを0.1g採って添加溶解させ、30℃とし
た。これに更に還元剤としてL−アスコルビン酸を0.
2gとって溶解させた。
別にポリエステル不織布を0.2582g採り、これに
」1記原料を不織布全面に塗布含浸させ、恒温槽内にて
30℃に保った。含浸されたモノマmmは、不織布に対
して6.2重工倍であった。
次に酸化性ラジカル重合開始剤として10重量%過酸化
水素水をスプレーノズルより上記不織布全面に噴霧した
。重合は直ちに起り、部分中和ポリアクリル酸カリウム
のN、N’  −メチレンビスアクリルアミド架橋物か
ら高吸水性ポリマーがポリエステル不織布に安定性良く
固定された複合体が得られた。
次に、この複合体の含水量をポリマーに対して25重量
として、これに80 w / c+nの紫外線ランプで
紫外線ランブー複合体間距離を8cI11とし、複合体
の裏表それぞれに2秒ずつ照射して、吸水性複合材料を
得た。
実施例9 実施例1におけるアクリル酸の代りにアクリル酸28g
とメタクリル酸2gとの混合物を使用した以外は実施例
1と同処方、同操作にて処理して、吸水性複合材料を得
た。
実施例10 実施例3におけるアクリル酸の代りにアクリル酸30g
と2−ヒドロキシエチルメタクリレート3.5gとの混
合物を使用した以外は実施例2と同処方、同操作にて処
理して、吸水性複合材料を得た。
実施例11 実施例7におけるアクリル酸の代りにアクリル酸30g
とアクリルアミド3.5gとの混合物を使用した以外は
実施例7と同処方、同操作にて処理して、吸水性複合材
料を得た。
実施例12 実施例7におけるアクリル酸の代りにアクリル酸30.
と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸
5gとの混合物を使用した以外は実施例7と同処方、同
操作にて処理して、吸水性複合材料を得た。
実施例13 実施例7におけるアクリル酸の代わりにアクリル酸30
gと2−ビニルピリジン0.5gとの混合物を使用した
以外は実施例7と同処方、同操作にて処理して、吸水性
複合材料を得た。
実施例14 実施例7におけるN、 N−メチレンビスアクリルアミ
ドの代わりにポリエチレングリコール(MW−600)
ジアクリレート0.182gを使用した以外は実施例7
と同処方、同操作にて処理して、吸水性複合材料を得た
実施例15 実施例7におけるN、N−メチレンビスアクリルアミド
の代わりにテトラメチロールメタンテトラアクリレート
0.171gを使用した以外は実施例7と同処方、同操
作にて処理して、吸水性腹合材料を得た。
実施例16 架橋剤としてN、N−メチレンビスアクリルアミドを0
.15重量%、ラジカル重合開始剤として過酸化水素を
062重塁96含有する部分中和アクリル酸カリウム水
溶液(中和度7.5%、モノマー濃度65重量%)を約
40℃に保ち、ロールコータ−により幅20cmのポリ
エステル不織布に30m/分の速度にて連続的に含浸さ
せる。モノマー含浸量は、ポリエステル不織布に対して
6.5重量倍であった。
次いで、該モノマーを含浸した不織布の両面から5重量
%チオ硫酸ナトリウム水溶液を連続的に噴霧した。重合
は直ちに起り、部分中和ポリアクリル酸カリウムのN、
N−メチレンビスアクリルアミド架橋物からなる高吸水
性ポリマーがポリエステル不織布に安定良く固定された
腹合体が得られた。
該腹合体の水分量はポリマーに対して25重量%であっ
たが、引き続き腹合体から8cm離れた位置に互いに対
向させて設けた80W/amの紫外線ランプの間を’3
m/minの速度で連続的に通過させつつ紫外線を照射
し、紫外線を照射した不織布を巻取機にて巻き取って、
吸水性複合材料を得た。
実施例17 100CCフラスコにアクリル酸30gを採り、これに
純水16.9gを加えて混合した、これに水冷下に水酸
化カリウム(85重量%)20.6gを徐々に加えて中
和させた。中和度は約75%、水溶液中のモノマー濃度
として約65重量%であった。
別にポリエステル不織布を0.3852g採り、これに
上記原料を不織布全面に塗布含浸させた。
含浸されたモノマー量は不織布に対して7,5重量倍で
あった。
次にこの部分中和アクリル酸カリウムモノマー水溶液を
含浸した不織布」二に、ダイナミドロン加速器を装備し
た電子線装置より、20メガラドの線量で電子線を照射
した。重合は直ちに起り、部分中和ポリアクリル酸カリ
ウムの自己架橋体からなる高吸収性ポリマーがポリエス
テル不織布に安定性良く固定された複合体が得られた。
次いで、この複合体の水分量をポリマーに対して30重
量%とじ、これに80W/c+nの紫外線ランプで紫外
線ランブー複合体間を8cmとし、複合体の裏表をそれ
ぞれ2秒ずつ照射して、吸水性複合材料を得た。
比較例1〜17 実施例1〜17において得られた前駆体、即ち紫外線処
理をしないで得られたた複合体、をそれぞれ比較例1〜
17とした。
以上の実施例で得られた吸水性複合材料及び比較例で得
られた複合体について、下記の生理塩水吸水能、及び未
重合モノマー濃度の各試験を行った。その結果は、第1
表に示すとおりであった。
A、 生理塩水吸水能 300m1のビーカーに複合体又は吸水性複合材料を約
0.5g及び濃度0.9重量%の食塩水約200gをそ
れぞれ秤量して入れてから、約4時間放置して食塩水に
よってポリマーを充分に膨潤させた。次いで、100メ
ツシユ篩で水切りをした後、その濾過食塩水量を秤量し
、下記式にしたがって生理塩水吸水能を算出する。
吸水能   仕込複合体又は吸水性複合材料軸)B、 
未重合モノマー濃度 複合体又は吸水性複合材料0.5gを精秤し、これを2
リツトルビーカー中のイオン交換水1リツトルに添加し
、約10時間撹拌下に充分膨潤させる。膨潤後のポリマ
ーゲルを200メツシユ篩で炉別し、濾過液を高速液体
クロマトグラフィーにて分析する。
別に既知の濃度を示すモノマー標準液を作り、これより
検量線を作って、希釈倍率(2000倍)を考慮して、
絶対濃度を求めた。
結果は、下表に示す通りであった。
第1表 第1表(つづき) 本発明の製造法によって得られる吸水性複合材料は、上
記実施例及び比較例から明らかな様に前記先行発明等に
比べて吸水性能が高く、特に残存モノマー量が特段に小
さく、極めて安全性の高いものである。さらにその形態
がたとえばシート状である為に、従来使用されてきた粉
末状吸水性樹脂に比べて取扱いが容易で、安価である為
に、生理用ナプキン、紙おしめ、等各種の衛生材料の製
造に有利に使用できる。
また、その優れた吸水性能および取扱い性を利用して、
本発明による製品は最近注目されてきた土壌改良剤、保
水剤等をはじめとする園芸用又は農業用の各種の材料の
製造にも使用することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記の工程の結合からなることを特徴とする、吸水
    性複合材料の製造法。 (A)カルボキシル基の20%以上がアルカリ金属塩ま
    たはアンモニウム塩に中和されているアクリル酸を主成
    分とする重合性モノマーの水溶液を、成形した繊維質基
    体に施す工程。 (B)この繊維質基体に施された重合性単量体を重合さ
    せて、該重合性単量体由来の重合体と繊維質基体との複
    合体を形成させる工程。 (C)上記複合体中の水分量が重合体1重量部につき0
    .01〜40重量部である状態において紫外線を照射し
    て、未重合モノマー量が該複合体よりも低下している吸
    水性複合体を得る工程。 2、重合性単量体が、カルボキシル基の20%以上がア
    ルカリ金属塩またはアンモニウム塩に中和されているア
    クリル酸からなる、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、重合性単量体が、20モル%までの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、メタクリル酸、およびこれらのアルカリ金属塩ま
    たはアンモニウム塩、アクリルアミド、メタクリルアミ
    ド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチ
    ルメタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレー
    ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
    キシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメ
    タクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレー
    ト、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、2−
    ビニルピリジンおよび4−ビニルピリジンからなる群か
    ら選ばれる少なくとも一種の単量体を含むものである、
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、工程(A)での成形した繊維質基体が、セルロース
    系繊維または(および)ポリエステル系繊維を主成分と
    するものである、特許請求の範囲第1〜3項のいずれか
    1項に記載の方法。 5、工程(A)の繊維質基体が、繊維のゆるいパッド、
    カーディングしたウエブ、エアレイイングしたウエブ、
    紙、不織布、織布、またはメリヤス地である、特許請求
    の範囲第1〜4項のいずれか1項に記載の方法。 6、工程(A)での重合性単量体の水溶液を成形した繊
    維質基体に施す段階が、該水溶液の該繊維質基体への噴
    霧または該水溶液への該繊維質基体の含浸からなる、特
    許請求の範囲第1〜5項のいずれか1項に記載の方法。 7、工程(A)で繊維質基体に施された重合性モノマー
    の賦存量が、繊維質基体100重量部につき1〜100
    00重量部である、特許請求の範囲第1〜6項のいずれ
    か1項に記載の方法。 8、工程(B)での重合を水溶性ラジカル重合開始剤の
    作用によって行う、特許請求の範囲第1〜7項のいずれ
    か1項に記載の方法。 9、工程(B)での重合を水溶性ラジカル重合開始剤の
    作用によって行うに当り、重合開始剤がレドックス系か
    らなる、特許請求の範囲第8項に記載の方法。 10、工程(B)での重合を水溶性ラジカル重合開始剤
    の作用によって行うに当り、重合開始剤を重合単量体の
    水溶液に溶存させておいて分解させるかあるいは重合開
    始剤を溶液状態で繊維質基体に噴霧してから分解させる
    、特許請求の範囲第8項に記載の方法。 11、工程(B)での重合をレドックス系重合開始剤の
    作用によって行うに当り、該レドックス系における酸化
    性ラジカル重合開始剤を重合単量体の水溶液中に溶在さ
    せ、しかる後に還元性化合物を噴霧してレドックス系を
    形成させる、特許請求の範囲第9項に記載の方法。 12、工程(B)での重合をレドックス系重合開始剤の
    作用によって行うに当り、該レドックス系における酸化
    性ラジカル重合開始剤が過酸化水素、還元性化合物がL
    −アスコルビン酸及び/又はL−アスコルビン酸アルカ
    リ金属塩である、特許請求の範囲第1〜11項のいずれ
    か1項に記載の方法。
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