JPH02140216A - 吸水性ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

吸水性ポリウレタンフォームの製造方法

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JPH02140216A JP63294315A JP29431588A JPH02140216A JP H02140216 A JPH02140216 A JP H02140216A JP 63294315 A JP63294315 A JP 63294315A JP 29431588 A JP29431588 A JP 29431588A JP H02140216 A JPH02140216 A JP H02140216A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸水性ポリウレタンフォームの製造方法に関す
るものであり、更に詳しくは、弾性を有するフオームで
あって、且つ水系液体の吸収性能・保持性能に優れた吸
水性ポリウレタンフォームの製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
吸水性・保水性を有する親水性ポリウレタンフォームの
製造法としては、可撓性のポリウレタンフォームに吸水
性樹脂を添加する方法、特定の親水性基を有するポリオ
ールを使用する方法等が提案されているが、これらは以
下に述べるような問題点がある。例えば吸水性樹脂を添
加する方法については、吸水性樹脂が固体であるためフ
オーム中に均一に分散させることが難しく、均一性に欠
き、部分的に親水性に乏しい部分を生じる欠点を有して
いた。又、吸水・膨潤時に、添加した吸水性樹脂が脱離
するという欠点を有していた。
次にプレポリマー法によるものとして、特開昭49−6
9794号公報に開示されている方法は、2官能以上の
ポリオキシエチレンポリオールを有機ポリイソシアネー
トと反応させたプレポリマーを使用するが、水を多量に
使用するため多くの尿素結合が生成し、親水性が阻害さ
れるため、吸収量の多い親水性ポリウレタンフォームは
得られなかった。又、プレポリマー法は工程が複雑とな
り、経済性の面でも不利である。
更にワンショット法については特公昭516316号公
報、特開昭56−43247号公報、特開昭59646
20号公報等に開示されているが、いずれも、親水性ポ
リウレタンフォームとしては優れたものであり、幾分の
吸湿性能はあるが、液体の吸収性能は小さく、吸水性ポ
リウレタンフォームとしては不十分であった。
又、吸収量を上げる目的でポリオール成分の酸化エチレ
ン含有量を50重量%以上にすると、発泡倍率も高々1
0倍で、しかもこれを用いて得られたポリウレタンフォ
ームは、経時的に約15%以上も寸法収縮するため、特
殊な整泡剤や気泡安定化剤、気泡収縮抑制剤の使用が必
須条件となっていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らはこれら従来技術における課題を解決するべ
く、鋭意検討の結果、特殊な整泡剤、気泡安定化剤、気
泡収縮抑制剤等を用いなくても、均一で寸法安定性の良
好なポリウレタンフォームが得られ、弾性を有し、且つ
極めて高い吸水性能・をもった吸水性ポリウレタンフォ
ームを与える方法を見出し、本発明を完成するに至った
。
即ち、本発明は、ポリオール及び有機ポリイソシアネー
トを必須成分としてポリウレタンフォームを製造するに
あたり、ポリオールとして、平均分子量が1 、500
乃至15,000の範囲でポリオキシエチレン単位の含
有量が40乃至90重量%であるポリエーテルポリオー
ル(I)と、平均分子量が300乃至12.000の範
囲であるポリエチレングリコール(II)からなり、且
つポリエーテルポリオール(I)とポリエチレングリコ
ール(II)との重量比が85 : 15乃至15 :
 85の範囲からなるポリオールを用い、ワンショット
法により製造することを特徴とする吸水性ポリウレタン
フォームの製造方法を提供するものである。
本発明に使用されるポリエーテルポリオール(I)は、
各種ポリオール類を開始剤として、酸化エチレン、その
他のエポキシド類を反応させることにより得られるが、
開始剤としては例エバエチレングリコール、ジエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等
のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、
トリメチロールエタン、ヘキサントリオール等のトリオ
ール類が挙げられる。
開始剤は、例えばジオール類とトリオール類との混合開
始剤でもよく、或いは単独開始剤でも良い。特に、2官
能のポリエーテルポリオールを与えるジオール類のみを
用いた場合の吸水性能が優れており、好ましい。
又、酸化エチレンと併用するその他のエポキシドとして
は酸化プロピレン、酸化ブチレンなどが挙げられる。更
に酸化エチレンと他のエポキシドとの重合は、ランダム
共重合又はブロック共重合のどちらでも良い。
本発明においてポリエーテルポリオール(I)の平均分
子量は1,500乃至15,000の範囲のものが使用
できる。より好ましくは4 、000乃至12.000
の範囲である。平均分子量が1 、500未満のものを
使用すると、出来上がったフオームは吸収性能が小さく
、本発明の目的には適当ではない。
又、該ポリオールの平均分子量が15,000を越える
ものを使用する場合、溶融時の粘度が高いため取り扱い
にくいばかりか、発泡安定性が悪く、出来上がったフオ
ームの機械的強度が小さく、実用性に欠けるものとなる
。
本発明において、ポリエーテルポリオール(I)中のポ
リオキシエチレン単位の含有量は40乃至90重量%で
あり、より好ましくは50乃至80重量%である。40
重量%未満の場合、出来上がったフオームは発泡安定性
が悪く、吸収性能も劣ったものとなる。又、ポリオキシ
エチレン単位の含有量が90重量%を越える場合、発泡
安定性が悪く、吸収・膨潤時の機械的強度が極めて小さ
いものとなる。
本発明に使用されるポリエチレングリコール(n)は、
平均分子量300乃至12,000の範囲のものが使用
でき、より好ましくは400乃至9,000の範囲であ
る。平均分子量が300未満の場合、発泡安定性が悪く
、又吸収性能も劣り、一方平均分子量が12.000を
越える場合、溶融時の粘度が高く、又固化しやすくなっ
たりして、取り扱いにくいばかりか、発泡安定性が悪く
、フオームの機械的強度も小さく実用性に欠けるものと
なる。
本発明は、ポリオール成分として、ポリエーテルポリオ
ール(I)とポリエチレングリコール(II)とを併用
するものであるが、ポリエーテルポリオール(I)とポ
リエチレングリコール(II)との重量比は、85 :
 15乃至15 : 85の範囲であり、好ましくは8
0 : 20乃至20 : 80の範囲で用いられる。
ポリエーテルポリオール(I)が15部未満の場合、吸
収・膨潤後の機械的強度が小さく、又、ポリエーテルポ
リオール(I)が85部を越える場合、発泡安定性が悪
いため、フオームの均一性に欠け、又、収縮するので好
ましくない。
本発明においては、上記ポリオール成分と有機ポリイソ
シアネー1−とを必須成分とするが、他に架橋剤、整泡
剤、消泡剤、触媒、発泡剤等、一般に軟質ポリウレタン
フォームの製造において使用されるものを適宜使用する
ことができる。
有機ポリイソシアネートとしては、トルエンジイソシア
ネ−1−の2,4−異性体、2,6−異性体の単独又は
混合物、ジフェニルメタンジイソシアネ−1・、キシリ
レンジイソシアネート、ナックレンジイソシアネート、
ヘキザメチレンジイソシアネー1〜等が使用される。
架橋剤は多官能性であってイソシアネート基と反応する
ものであることが望ましく、必要に応じ添加される。例
えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン
、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、グ
リセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールプ
ロパンの酸化エチレン付加物、2,4.6−1−リアミ
ノトルエン、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン
、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、
エタノールアミン、ジェタノールアミン、ヒドラジン、
トリエタノールアミンなどが使用される。
整泡剤としては、ポリオキシアルキレンシロキサン共重
合体等のシリコーン系整泡剤、又は各種脂肪酸の酸化エ
チレン及び/又は酸化プロピレン付加物のスルボン化物
等の界面活性剤が用いられる。
消泡剤としては、−船釣なシリコーン系消泡剤や界面活
性剤等が用いられる。
触媒としてはアミン系触媒、有機金属触媒、アルカリ触
媒などが用いられる。
発泡剤としては水又は低沸点ハロゲン化炭化水素を単独
であるいは組み合わせて用いることができる。
更に、必要に応じ無機・有機の充填剤や顔料等の着色剤
、防腐剤、芳香剤、その他助剤を添加することができる
。
又、得られた吸水性ポリウレタンフォームの被吸収液と
の濡れ性を高め、初期の吸収速度を向上させる目的で種
々の界面活性剤や、ケイ酸ナトリウム、炭酸カルシウム
、リン酸三カルシウム等の無機物の添加も有効である。
本発明においては、上記のような原料を用いて、ワンシ
ョット法により製造することにより発泡安定性が良く、
高い吸収性・保持性能を有する吸水性ポリウレタンフォ
ームが得られる。
又、吸収・膨潤時の機械的強度及び長時間の水中浸漬に
よっても崩壊等の変化がない。
本発明におけるポリオール成分を用いて、プレポリマー
法によりポリウレタンフォームを製造することもできる
が、工程が煩雑となる等不利な点があり、好ましくない
。
本発明の製造方法により得られる吸水性ポリウレタンフ
ォームは吸水・膨潤後も、乾燥によって元の状態に戻る
とともに、再使用も可能である。又、本発明において、
更にポリアクリル酸塩系、ポリエチレンオキサイド系、
ポリビニルアルコール系、カルボキシメチルセルロース
系等の従来公知の吸水性樹脂を複合化させることもでき
る。
〔発明の効果〕
本発明による弾性を有する吸水性ポリウレタンフォーム
は従来の親水性ポリウレタンフォームと同様に、玩具、
化粧用具、洗浄用具等の用途に使用することができる他
、より吸収性能が要求される、生理用ナプキン、使い捨
ておむつなどの衛生・医療用品、並びに野菜などの鮮度
保持剤、保水剤、湿潤用部材などの農林業分野、ドリッ
プ吸収シート等の食品包装分野、ワイパー等の家庭用雑
貨類等、液体の吸収及び吸収した液体の保持が必要とさ
れる用途に好適に使用することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の製造方法を実施例によって具体的に説明
する。尚、反応混合物の各成分の使用量はポリオール成
分を100とする重量部で表す。
実施例1〜27.比較例1〜9 下記に示す各種ポリオールに、下記に示す架橋剤、触媒
、発泡剤、必要に応じ消泡剤、整泡剤、界面活性剤、充
填剤等を、表1〜7に示すような配・合割合で加え、1
5秒間高速撹拌した。
しかるのち、有機ポリイソシアネート(TDI、住友バ
イエルウレタン■製スミジュールT−80) ヲ表1〜
7に示す量添加し、撹拌・混合したのち:放置すると、
数分で発泡・ゲル化した。ゲル化後、50°Cの保温機
内に20分間放置し反応を完結させた。
このようなワンショット法により得られたポリウレタン
フォームについて下記評価方法により発泡安定性、フオ
ーム密度、吸収量、吸収保持量、吸収速度、体積膨潤率
、吸水時間を測定した。
結果を表1〜7に示す。
尚、表1〜7において、IJCQ 1ndexとは反応
混合物中の活性水素化合物との反応に必要なポリイソシ
アネートの理論量に対する実際に使用したポリイソシア
ネートの割合(%)を示す。
〈使用したポリオール〉 注)*1酸化エチレン/酸化プロピレンブロックポリマ
ー*2ランダム−L−2,−3: エチレングリコールを開始剤とし、酸化エチレン(EO
)と酸化プロピレン(PO)を所定量ランダム共重合す
ることにより得たポリエーテルポリオールである。
〈使用した架橋剤〉 DEA  ニジエタノールアミン、和光純薬工業0勾製 TE八 ニトリエタノールアミン、和光純薬工業■製 グリセリン:和光純薬工業■製 TMP−30: )リメチロールプロパンE030モル
付加物 〈使用した触媒〉 カオーライザーNo、1:花王■製、テトラメチルへキ
サメチレンジアミン スフナスオクトエート:和光純薬工業■製トリエチレン
ジアミン:和光純薬玉業■製〈使用した消泡剤〉 SH200:粘度100cs (25°C)ジメチルポ
リシロキサン、トーレシリコーン■製 〈使用した整泡剤〉 〈使用した界面活性剤〉 活性剤AニラウリルアルコールEO6モル付加体のメチ
ルキャップ化物 活性剤B:ソルビクン脂肪酸エステルEO付加物 〈使用した充填剤〉 炭酸カルシウム二片山化学工業■製、平均粒子径10μ ケイ酸カルシウム:片山化学工業■製、平均粒子径3μ くフオームの評価法〉 八、 吸収量 乾燥した5mm厚の試験片的1gを精秤した後、10 
X 10mm角に切り、300m1のビーカーに入れる
。生理食塩水100m/を加え、フオームが浮かない様
金網で強制的に浸漬し、30分間放置した。その後、8
0meshの金網上に5時間放置して水をきり、フオー
ムの重量を測定した。以下に示す式により吸収量を求め
た。
W。
−0:乾燥時のポリウレタンフォームの重量(g) W、:吸収後のポリウレタンフォームの重量(g) B、 吸収保持量 吸収量評価に用いた吸収後のポリウレタンフォームを遠
心分離機にて1 、500rpm X 5分間脱水し、
脱水後のフオーム重量を測定した。以下に示す式により
吸収保持量を求めた。
弱。:乾燥時のポリウレタンフォームの重量(g) −2:脱水後のポリウレタンフォームの重量(g) C0吸収速度 第1図に示す装置を用い生理食塩水の吸収速度を測定す
る。
ビューレット1中の生理食塩水7の液面と測定台2を等
高位にセットし、測定台2中の直径70mmのガラスフ
ィルター3(No、1)上に濾紙4(No、2)、試験
片5(5mm厚、0.6g、円形)を乗せ、直ちに荷重
6 (385g)を乗せた後、10分間放置する。この
間に吸収した生理食塩水の量を吸収速度として表した。
D、 体積膨潤率 乾燥した30X30X5mmの試験片を生理食塩水に3
0分間浸漬後、体積を測定し、元の試験片の体積との比
を倍率で表した。
E、 吸水時間 乾燥した30X30X5mmの試験片を水平に置き、1
−の生理食塩水をフオーム表面に滴下する。フオーム表
面の生理食塩水が完全に吸収されるまでの時間を秒で表
す。
F、 発泡安定性 O:ワンショット法の製造条件にて反応完結後、室温放
置しても、収縮等がほと んどみられない。
Δ:収縮率が5〜30%。
×:収縮率が30%以上。
表 表1〜7から明らかなように、本発明の実施例で得られ
たポリウレタンフォームは弾性を有し、優れた吸収性能
、保持性能を有していた。
一方、比較例で得られたフオームは発泡安定性が悪いた
め弾性に乏しく、吸収性能が劣っていた。
【図面の簡単な説明】
第1図は吸収速度の測定装置を示す略示断面図である。 1 ビューレット 2 測定台 3 ガラスフィルター 4 濾紙 5 試験片 6 荷重 7 生理食塩水 出願人代理人  古 谷   馨

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ポリオール及び有機ポリイソシアネートを必須成分
    としてポリウレタンフォームを製造するにあたり、ポリ
    オールとして、平均分子量が1,500乃至15,00
    0の範囲でポリオキシエチレン単位の含有量が40乃至
    90重量%であるポリエーテルポリオール( I )と、
    平均分子量が300乃至12,000の範囲であるポリ
    エチレングリコール(II)からなり、且つポリエーテル
    ポリオール( I )とポリエチレングリコール(II)と
    の重量比が85:15乃至15:85の範囲からなるポ
    リオールを用い、ワンショット法により製造することを
    特徴とする吸水性ポリウレタンフォームの製造方法。 2、ポリエーテルポリオール( I )が、2官能ポリエ
    ーテルポリオールである請求項1記載の吸水性ポリウレ
    タンフォームの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02289608A (ja) * 1989-04-28 1990-11-29 Kao Corp 吸水性ポリウレタンフォーム成形品の製造方法
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CN108976775A (zh) * 2018-07-05 2018-12-11 江苏钟山化工有限公司 水中可沉降的聚氨酯软泡材料的制备方法及其应用

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