JPH0794523B2 - 高透湿性、低膨潤性、高モジュラス等のすぐれた特性を有するポリウレタン重合体の製造方法 - Google Patents

高透湿性、低膨潤性、高モジュラス等のすぐれた特性を有するポリウレタン重合体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高透湿性、低膨潤性並びに高モジュラス等
のすぐれた特性を有するポリウレタン重合体の製造方法
に関し、特に、無孔性のフィルムまたは塗膜状に用途に
有効に使用されるポリエーテル型ポリウレタン重合体の
製造方法に係るものである。
〔従来の技術〕
従来、湿気のような気化した水分を通し、雨水等の液状
の水を通さない材料が要望されており、従来高結晶性四
弗化樹脂を延伸してミクロポーラス化させたフイルムや
ウレタン樹脂の湿式フイルムのように微多孔質を利用す
るもの、その他アミノ酸樹脂のような親水性の透湿性を
利用した無孔性フイルム等が知られている。
なお、ポリウレタンポリマーに親水性を付与する方法と
して、ポリオール成分にポリオキシエチレングリコール
やポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンのブロッ
ク共重合体を用いることはよく知られている。さらに、
分子量4000〜25000のポリオキシエチレングリコールと
有機ジイソシアネートとから得たイソシアネート末端プ
レポリマーに当量の水または有機ポリアミンを用いて軽
度に交差結合させることにより、自重の数倍の吸水能力
を有するポリウレタンヒドロゲルが得られることも公知
である（特開昭51−13891号）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の微多孔質のフイルムでは、汚れ等による透湿度の
低下、伸張時の耐水圧の低下並びにフイルムとしての強
度が弱い等の欠点がある。また、従来の無孔性フイルム
は透湿度で充分でないもの、長期の耐水性に劣り且つ膨
潤率の大なるもの、弾性率の低いもの等それぞれに欠点
があり、フイルムとして使用する場合における適切な物
性に欠けるものであった。特に無孔性フイルムの場合、
透湿度はその厚みにほぼ逆比例する関係にあるので、で
きるだけ薄肉化が可能となるよう弾性率（モジュラス）
の向上が期待されていた。
しかして、この発明の目的は、高い透湿度を有し、耐加
水分解が良好で膨潤度の低い無孔性フィルムへの成形が
可能であり、特に薄肉にして強靭なフィルムが得られる
ポリウレタン重合体の製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、従来技術の問題点を解消し、上記の目的を
達成するため、平均分子量が200〜600のポリオキシエチ
レングリコールと平均分子量が500〜3000の炭素数３以
上のポリアルキレンエーテルポリオールとをポリオール
成分とし、該ポリオール成分中のポリオキシエチレング
リコール含有量が20〜90重量％の範囲において、ポリイ
ソシアネートを反応させ、必要に応じて鎖延長を用い
て、得られた重合体のオキシエチレン基含有率が15〜60
％の範囲のポリウレタン重合体とすることを特徴とす
る。これにより無孔性フィルムへの成形性に優れ、該フ
ィルムは1500g/m2・24hr./20μ以上の透湿度を有し、膨
潤率が10％以下好適には０〜５％の範囲にあって実質的
に膨潤せず、100％モジュラスが300kg/cm2以上とすぐれ
た特性を有するポリウレタン重合体が得られる。
上記ポリウレタン重合体の形成において、ポリオキシエ
チレングリコールの平均分子量を上記のごとく限定した
理由は、200より分子量が低いとモジュラスは高いが透
湿性が低くなり、600より分子量が高いとモジュラスが
低くなる上に膨潤率が大きくなる傾向がみられるため、
適正かつ所望の物性の得られる範囲と平均分子量を200
〜600に選定したものである。
また、該ポリオキシエチレングリコールと併用する炭素
数３以上のポリアルキレンエーテルポリオールの分子量
が500より低いとモジュラスが高くなって弾性力に欠け
るものになり、分子量が3000より高いとモジュラスが低
くなり強度が低下する傾向を示すため、適正かつ所望の
物性の得られる範囲として平均分子量を500〜3000に選
定したものである。本発明において使用されるこの種ポ
リアルキレンエーテルポリオールの主体は、例えばポリ
オキシプロピレングリコール（略号PPG）、ポリオキシ
テトラメチレングリコール（略号PTMG）等の線状分子構
造を有する２官能ポリオールであるが、特性の改質（融
点、引張り特性、表面の活性等）を図るため、同ポリオ
ール成分にポリプロピレンエーテルトリオール等の３官
能ポリオールを添加併用することもできる。しかし、こ
れにより分岐が多くなると熱可塑性ウレタン重合体溶液
としての液性状が悪くなる（ゲル状〜ゲル化する）の
で、併用する量は自ずから限定される。
また、有機ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（HDI）、キシリレンジイソシアネ
ート（XDI）、イソホロンジイソシアネート（IPDI）、
ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネートが
好適であるが、変色が容認される場合には、公知のトル
エジイソシアネート（TDI）や純−ジフェニルメタンジ
イソシアネート（Ｐ−MDI）あるいは粗製MDI等もすべて
使用可能である。また、ポリオールとイソシアネートの
アダクト体やプレポリマーあるいは必要に応じ３官能以
上の有機ポリイソシアネートを併用することもできる。
但し、プレポリマーやアダクト体のようにイソシアネー
ト成分中にポリオールを含有するものを用いる場合に
は、ポリウレタン重合体とした時の最終ポリオキシエチ
レン含有率のへの影響を考慮に入れておくことが必要で
ある。
また、鎖延長剤としては、公知のものはすべて使用可能
で、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、1,6−ヘキサングリコールのようなジオール類、4,
4′−メチレンビス−（２−クロロアニリン）、イソホ
ロンジアミン、ピペラジン、エチレンジアミン等のジア
ミン類、或いはモノエタノールアミン、Ｎ−メチルジエ
タノールアミン等のアミノアルコール類があげられる。
また、トリメチロールプロパン、グリセリン等の３官能
のものも使用できる。
なお、合成法としては、上記のごとく特定な分子量範囲
のポリオキシエチレングリコールと炭素数３以上のポリ
アルキレンエーテルポリオールとを混合してなるポリオ
ール成分に有機ポリイソシアネートを反応させてプレポ
リマー化し、ついで鎖延長剤を用いて高分子化する２段
法が通常好適に使用されるが、特に鎖延長剤がグリコー
ルの場合は、ポリオキシエチレングリコールと鎖延長剤
との混合物に有機ポリイソシアネートを反応させる一段
法、或いは鎖延長剤を用いず、ポリオキシエチレングリ
コールと併用ポリオールとの混合物に有機ポリイソシア
ネートを反応させる一段法によって直接ポリマー化する
ことも可能である。
なお、合成時に使用する溶剤としては、N,N−ジメチル
ホルムアミド（DMF）、DMFとトルエンの混合液、メチル
エチルケトン（MEK）とトルエン及びイソプロピルアル
コール（IPA）との混合液等が好ましい。
〔作用〕 この発明においては、ポリオール成分にポリオキシエチ
レングリコールと炭素数３以上のポリアルキレンエーテ
ルポリオールとの混合物を使用し、かつそれらの分子量
と配合割合を上記の範囲に特定することにより、オキシ
エチレン基を比較的短く均一な長さのブロック鎖として
ポリウレタン重合体分子中に一様に分散させ、かつその
含有率を15〜60重量％としたので、無孔性フィルムへの
成形性に優れ、1500g/m2・24hr./20μ以上の透湿度を有
し、膨潤率が10％以下、好ましくは０〜５％以下の範囲
にあって実質的に膨潤せず、100％モジュラスが30kg/cm
2以上とすぐれた特性を有するポリウレタン重合体が容
易に得られる。また、この重合体は、上記の通り、実質
的に膨潤しないので、湿潤時にも吸水膨潤による物性の
低下が抑制され、20μ或いはそれ以下の薄肉とした場合
にも、破れたり、部分的な膨れが生起せず、充分実用に
耐えるフィルムが得られる。
〔実施例〕
次に、この発明の実施例を第１表−１及び同−２に示
し、比較例を第２表に示す。
膨潤率の測定;20μ×幅30mm×長さ150mmのフイルムに10
0mmの間隔の標線の印加し、室温で水中に24時間浸漬
し、24時間経過後水中より取り出し、その直後の標線間
距離（Ｌ）を測定し、 を算出した。
透湿度（g/m2・24hr.）の測定;20μ厚のフイルムを用
い、JIS Z0208の方法に準じて測定した。
以上実施例１〜６、比較例１〜３に示すとおり、本願発
明に係る構成要件が満足される場合には、無孔性フィル
ムへの成形性に優れ、1500g/m2・24hr./20μ以上の透湿
度を有し、膨潤率は10％以下と小さく、しかも30kg/cm2
以上の高いモジュラスを有するポリウレタン重合体がえ
られる。
更に詳細に説明すると、実施例４に示す通り、平均分子
量が200のポリオキシエチレングリコールを用いた場合
は、透湿度が2300g/m2・24hr./20μで膨潤率が０％、10
0％モジュラスが150kg/cm2であるポリウレタン重合体が
えられる。また、実施例１、２及び比較例１にあるよう
に、ポリオキシエチレングリコールの平均分子量が40
0、600、1000と大きくなるほど透湿性はよくなる反面、
膨潤率が次第に増大する傾向がみられる。特に、比較例
１のように、分子量が600を越えて高くなると、モジュ
ラスが小さくなり、湿潤時の膨潤率が大きくなるので好
ましくない。
実施例３は、分子量600のポリオキシエチレングリコー
ルを用い、ポリオール成分中の該ポリオキシエチレング
リコールの割合（PEG/POLYOL）を20重量％と低く設定し
た場合であり、実施例５は、分子量2000の２官能ポリオ
ール（PTMG 2000）に分子量3000の３官能ポリオール（P
PET 3000）を添加併用することで、実施例１よりOE基
（％）低くした場合（OE基（％）＝43重量％→33重量
％）であり、実施例６は鎖延長剤を使用しない場合の結
果を示したものである。
これらの例より明らかなように、本発明は高透湿性で低
潤膨率、高モジュラスを備えたポリウレタン重合体の製
造方法に極めて有用なものである。
〔発明の効果〕
上記のとおり、この発明によれば、耐加水分解性が良好
で、湿気は透すが実質的に膨潤せず、薄肉にして強靭な
無孔性フィルムへの成形が可能であるなど極めて有為な
特性を備えたポリウレタン重合体が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 信吾 兵庫県加古川市平岡町土山字南浦1016番地 32 (72)発明者 田口 宗治 兵庫県加古郡稲美町六分一字大辻山1182番 地８ 東洋ゴム工業株式会社明石寮内 (72)発明者 北岡 茂基 兵庫県加古郡稲美町六分一字大辻山1182番 地８ 東洋ゴム工業株式会社明石寮内 (56)参考文献 特開 昭62−57467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−3649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−10097（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−40316（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】平均分子量が200〜600のポリオキシエチレ
    ングリコールと平均分子量が500〜3000の炭素数３以上
    のポリアルキレンエーテルポリオールとをポリオール成
    分とし、該ポリオール成分中のポルオキシエチレングリ
    コール含有量が20〜90重量％の範囲において、ポリイソ
    シアネートを反応させ、必要に応じて鎖延長剤を用い
    て、得られた重合体のオキシエチレン基含有率が15〜60
    重量％の範囲のポリウレタン重合体とすることを特徴と
    する高透湿性、低膨潤性、高モジュラス等のすぐれた特
    性を有するポリウレタン重合体の製造方法。
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