JPS6137095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は著しい吸水能力を有するプラスチツク
フイルム及びその製造方法に関する。 一般に高吸水性樹脂は大別して澱粉系、セルロ
ース系、合成樹脂系の三つに分けられ、各々の特
長を生かした水に関係する様々な分野で利用され
つつある。とりわけ合成樹脂系の高吸水性樹脂
は、吸水能力が高く、吸水速度も非常に高い為に
注目をあびているが、その形状が粉末状であり、
加熱しても溶融しない為、一般のプラスチツクフ
イルム、シートの様に成形加工できないという難
点があり、これが用途開発を阻害している感があ
る。現在合成樹脂系の高吸水性樹脂は、工業用脱
水剤、土壌保水剤の様に、粉末そのままの状態で
使用できる用途もあるが、応用面としては脱脂綿
の中に混入したり、テイーバツク方式にしたり、
紙やパルプに組み入れたりして最終製品化し、ナ
プキン、紙おむつ、アンダーパツトなどの用途に
使用されている。しかしながらこの様な最終製品
化の工程は複雑で、さらに強度を要する用途には
使用できないなど用途開発上の制約がある。すな
わち高吸水性樹脂を一般のプラスチツクのように
フイルム、シートあるいは成形品の形状に加工で
きれば、その用途は飛躍的に拡大すると考えら
れ、例えばセロハンの半透膜性を利用して高吸水
性樹脂を封じこめる試みもみられるが、セロハン
同志がシールできない等の理由で本方法も実用化
されてはいない。 本発明者らは、この高吸水性樹脂を一般の成形
加工可能なプラスチツクの中にうまく組み込み、
かつ表面からの吸水性能を有効にする方法はない
かと種々検討した結果、高吸水性樹脂粉末を混入
したポリオレフイン樹脂を発泡押出成形又は発泡
延伸押出成形することによつて、繊維状構造のポ
リオレフイン樹脂の中に高吸水性樹脂粒子を散在
させた形態のフイルムができ、表面から有効に吸
水するフイルムができることを見出し、さらに検
討を進めて本発明を完成させるに至つた。 本発明の目的は、著しい吸水能力と高い吸水速
度を有する高吸水性樹脂を、その性能をほとんど
損なわずに、応用範囲の広い成形品、主としてフ
イルム、シート状にして提供するところにある。 さらに本発明の第二の目的は、このような超吸
水性フイルムを一般のプラスチツクフイルムと二
層に積層することによつて、片面が超吸水性で、
かつ他面が疎水性であるような特殊なフイルム、
あるいは二枚の超吸水性フイルムで疎水性のフイ
ルムをはさんだ多層フイルムなど多様な形態のフ
イルムを提供することにある。 本発明の超吸水性プラスチツクフイルムは、単
層又は多層のプラスチツクフイルムであつて、少
くとも一層が発泡又は発泡延伸された層であつ
て、該発泡樹脂層が100重量部のポリオレフイン
に対して１〜50重量部の吸水性樹脂と0.1〜2.0重
量部の界面活性剤とから成り、該発泡樹脂層は微
細な繊維状構造を有しており、その中に吸水性樹
脂が散在していることを特徴としている。 高吸水性樹脂は、ただ単にポリオレフインと混
練してフイルムに成形するだけではほとんどがポ
リオレフインの中に埋没して表面に現われず、従
つて吸水能力もほとんどない（第１図）。しかし
ながらポリオレフインに発泡剤を添加して、押出
成形の際にセルが破壊するまで発泡させるか、発
泡して延伸するなどして発泡層を繊維状の構造に
することによつて、ポリオレフイン層の表面に高
吸水性樹脂の粒子の大半が頭を出した構造になり
（第２図）、水と接触することによつて、速やかに
吸水がおこることを見出した。第１図はポリオレ
フインに高吸水性樹脂を混練し、押出成形したフ
イルムの断面図であり、図中、１はポリオレフイ
ン樹脂層、２は高吸水性樹脂の粒子を示す。第２
図はポリオレフインに発泡剤と高吸水性樹脂を混
練し、押出成形したフイルムの断面図であり、図
中３は発泡ポリオレフイン樹脂層、４は高吸水性
樹脂の粒子を示す。 本発明の超吸水性フイルムに於いて、合成樹脂
を原料とする高吸水性樹脂には架橋ポリビニルア
ルコール等のポリビニルアルコール系、架橋ポリ
オキシエチレン等のポリエチレンオキサイド系、
ポリアクリル酸ソーダ等のポリアクリル酸塩系な
どがあるが、特に吸水能の優れたポリアクリル酸
塩系が好ましい。高吸水性能はポリオレフイン
100重量部に対して１乃至50重量部、好ましくは
10乃至30重量部添加する。またポリオレフイン樹
脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エ
チレン酢酸ビニル共重合体などが良いが、ポリア
クリル酸塩となじみ易いエチレン・メタアクリル
酸コポリマーの金属イオン架橋体であるアイオノ
マー樹脂脂が最も好ましい。 さらに使用する界面活性剤は、主として発泡層
に高吸水性樹脂の粒子が凝集するのを防止し、ポ
リオレフイン中に均一に分散させることを目的に
添加するものであり、特に限定はしないが、例え
ばステアリン酸モノグリセライド、ステアリン酸
アミドなどが好ましく、添加量はポリオレフイン
100重量部に対し0.1乃至2.0重量部が好ましい。
また使用する発泡剤は特に限定しないが、アゾジ
カルボンアミド、重炭酸ソーダ、ｐ―トルエンス
ルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリア
ジン等が好ましく、添加量は100重量部のポリオ
レフイン樹脂に対して0.5乃至2.0重量部が好まし
い。ポリオレフイン樹脂の中に高吸水性樹脂、及
び界面活性剤を含有した発泡又は発泡延伸フイル
ムは良好な超吸水性フイルムを提供するが、さら
に該発泡層に表面張力の小さいアセチレンアルコ
ール及び／又はアセチレングリコールを添加し
て、フイルムを溶融押出成形するか、又はフイル
ム成形後に含浸させることによつて、発泡層の繊
維状構造の樹脂表面が親水化し、水が速やかに繊
維構造の内部の高吸水性樹脂に到達し、初期吸水
速度をさらに向上させることができる。 アセチレンアルコール及び／又はアセチレング
リコールをフイルム溶融押出成形時に添加する場
合は、ポリオレフイン100重量部に対し0.1及至
2.0重量部添加するのが好ましい。成形後に含浸
させる場合は、アセチレンアルコール及び／又は
アセチレングリコールの１乃至50重量パーセント
のメタノール等の有機溶剤溶液をフイルム１m²あ
たり5.0〜20.0ml含浸し、乾燥させるのが好まし
い。 さらに、アセチレンアルコールによる化学処理
以外でも、プラズマ表面処理、コロナ放電処理、
紫外線照射処理等の物理的処理、特にプラズマ表
面処理を行なうことが好ましい。 この様な物理的処理によつて、本発明の超吸水
性プラスチツクフイルムの繊維状構造の樹脂表面
が親水化し、初期吸水速度を一段と向上させるこ
とができる。 本発明の超吸水性プラスチツクフイルムは、一
般に熱可塑性樹脂フイルムの成形と同様の方法で
製造することができる。 例えばＴダイ法やインフレーシヨン法によつて
製造することができるが、原料中の高吸水性樹脂
の割合がポリオレフイン100重量部に対して20重
量部以上の場合は、あらかじめマスターバツチを
つくつておくのが好ましい。また本発明の超吸水
性フイルムは、高吸水性樹脂を含む発泡層単層か
又は発泡剤を使用しない熱可塑性樹脂層と多層化
して押出し、縦横のいずれか少くとも一方向に、
冷却過程に於いて2.0乃至5.0倍に延伸して製造す
るのが好ましい。延伸を行なうのは高吸水性樹脂
を含むポリオレフイン層を繊維状構造にして、高
吸水性樹脂の粒子の頭をなるべく表面に出させる
為であり、発泡させるだけよりもさらにその効果
が大きい。 本発明の超吸水性フイルムを発泡層のみでフイ
ルム成形する場合は、特にピンホールやフイルム
破断をおこし易いので、他の熱可塑性樹脂と少く
とも二層でフイルム成形するのが好ましく、ま
た、発泡層のみで超吸水性フイルムを得ようとす
るときは、該層と接着しない熱可塑性樹脂と共押
出しして成形し、成形後はく離して発泡層のみの
単層の超吸水性フイルムを得ることが好ましい。 本発明の超吸水性フイルムの層構成としては次
のようなものが考えられる。ここで、は高吸水
性樹脂を含む発泡又は発泡延伸層、は高吸水性
樹脂を含まない非発泡層、は高級水性樹脂を含
まない発泡又は発泡延伸層であるとすると、 Ａ、 Ａ／Ｂ、 Ｃ／Ａ／Ｂ、 Ａ／Ｂ／Ａ、 Ｂ／Ａ／Ｂ、 Ｃ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｃ、 Ｃ／Ａ／Ｃ／Ａ／Ｃ 等の構成が好ましい。 乃至は多層押出しで成形しても良いし、各
フイルムをラミネートしても良いが、ラミネート
時に発泡層の繊維構造が押しつぶされないラミネ
ート化条件を選択しなければならない。 また、，，のように最外層に高吸水性樹
脂を含まない発泡又は発泡延伸層を設けるのは、
吸水につて膨潤した高吸水性樹脂が表面から脱離
するのを極力防止する為であつて、しかも外部か
らの水は通す必要がある為、該発泡層はミクロポ
ーラスな構造になつていることが好ましい。 さらに好ましくは、該発泡層にアセチレンアル
コール等を添加するか、プラズマ表面処理等の物
理的処理をすることが初期吸水速度の向上の為に
有効である。このように本発明の超吸水性フイル
ムは、単層から多層まで巾広い層構成のものが得
られ、特に多層構造のフイルムでは，，の
樹脂の組合せによつて高吸水層と非吸水層の繰返
し構造から成る多層フイルムが得られ、吸水によ
つて含水層と非含水層との繰返し構造から成る特
殊構造のフイルムも得ることができる。 さらに本発明の超吸水性フイルムは、一枚のフ
イルムをインパルスシーラーにかけると、シール
された部分は未発泡の普通のフイルム状になり、
吸水性も消失するという特長を有している。 したがつて本フイルムのフイルム面をシールに
よつていくつかのゾーンに分割し、各々のゾーン
に別々の水溶液を滴下しても、互いに混じること
はなく、各々のゾーンが独立に含水して膨潤する
という特異な性質も簡単に付与できる。 このように、本発明の超吸水性プラスチツクフ
イルムは、加熱しても溶融しない高吸水性樹脂を
熱可塑性樹脂の繊維構造の中に有効に組み込み、
その著しい吸水能をほとんど損なわずに、単層又
は多層のフイルム状として提供し、幅広く水に関
わる用途に応用を計ろうとするものである。 以下実施例によつてその効果を説明する。 実施例 １ アイオノマー樹脂（三井ポリケミカル(株)製、ハ
イミラン1707）100重量部に対し、粉末状のポリ
アクリル酸ソーダ（製鉄化学工業(株)製、アクアキ
ープ10SH）を15重量部、界面活性剤（花王アト
ラス(株)製、アトムルＴ―95）を0.5重量部、アセ
チレンアルコール（日信化学工業(株)製、サーフイ
ノール104）を0.5重量部、液状ポリブテン（日石
化学(株)製、日石ポリブテンLV―100）を1.0重量
部、発泡剤（大塚化学薬品(株)製、ユニフオーム
AZ―Ｌ）を0.8重量部各々添加し、スーパーミキ
サーで混合した原料と、アイオノマー樹脂（三井
ポリケミカル(株)製、ハイミラン1707）単体とを
各々別々の押出機で溶融押出しし、二層サーキユ
ラーダイでダイ内接着させ、高吸水性樹脂の吸水
能をできる限り低下させない為に樹脂温度を200
℃以下とし、空冷インフレーシヨン法によつてブ
ローアツプ比3.0、引取比率2.0で空冷インフレー
シヨン法によつて二層フイルムを成形した。得ら
れたフイルムの発泡層は、微細な繊維状の構造を
有し、その中に高吸水性樹脂粒子が散在している
のが目視によつても観察された。この高吸水性樹
脂粒子は、フイルムを手でこすつても簡単に脱離
することはなく固定していた。 本フイルムを一定時間水に浸漬して取出し、軽
く水切りをして重量を測定し、フイルム重量に対
する吸水率を次式で求めた結果を第１表に示し
た。 フイルム吸水率（％）＝（吸水後フイルム重量）−（フイルム初期重量）／フイルム初期重量×100

【表】 このように、本発明の超吸水性フイルムは、市
販の濾紙に比べても高い吸水能、高い吸水速度を
有していることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリオレフインに高吸水性樹脂を混練
し、押出成形したフイルムの断面図、第２図は本
発明のフイルムの一例の断面図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単層又は多層のプラスチツクフイルムであつ
   て、少くとも一層が発泡又は発泡延伸された層で
   あり、該発泡樹脂層が100重量部のポリオレフイ
   ンに対して１〜50重量部の高吸水性樹脂と0.1〜
   2.0重量部の界面活性剤とから成り、該発泡樹脂
   層は徴細な繊維状構造を有しており、該発泡樹脂
   層中に高吸水性樹脂粒子が散在していることを特
   徴とする超吸水性プラスチツクフイルム。 ２ 高吸水性樹脂が一種又は二種以上のポリアク
   リル酸塩系樹脂である特許請求の範囲第１項記載
   の超吸水性プラスチツクフイルム。 ３ 発泡樹脂層のポリオレフインがアイオノマー
   樹脂である特許請求の範囲第１項記載の超吸水性
   プラスチツクフイルム。 ４ 100重量部のポリオレフインに対して１〜50
   重量部の高吸水性樹脂と0.1重量部以上の発泡剤
   と0.1〜2.0重量部の界面活性剤とを主成分とする
   発泡樹脂原料と発泡剤を含まないポリオレフイン
   樹脂原料の少くとも二種類の原料を別々の押出機
   で溶融押出しし、サーキユラーダイから少なくと
   も二層以上の円筒状に押出し、高吸水性樹脂を含
   む発泡層が微細な繊維状構造になる様に冷却過程
   に於いてブロー方向、引取方向の少くとも一方向
   に２倍以上に延伸することを特徴とする超吸水性
   プラスチツクフイルムの製造方法。