JPH09157409A

JPH09157409A - 透湿フィルム又はシート、及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09157409A
Application number: JP7337836A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Harada; 寿志原田; Masato Ishihara; 眞人石原
Original assignee: NIPPON MIRACTRAN KK
Current assignee: NIPPON MIRACTRAN KK
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な工程で熱可塑性ポリウレタン樹脂を成
形して透湿性に優れたフィルム又はシートを提供する。
また、その製造方法、並びにそれに使用するポリエチレ
ングリコール系の熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法
を提供する。【解決手段】平均分子量５００〜５０００のポリエチ
レングリコール５０〜７０重量％と鎖延長剤及びポリイ
ソシアネートの合計５０〜３０重量％を、ポリエチレン
グリコール及び鎖延長剤の全活性水素基モル数に対する
ポリイソシアネートのイソシアネート基モル数の比が
０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で反応させて得られる
厚さ３０μｍでの透湿度５０００（ｇ／ｍ² ・２４時
間）以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法であ
る。そして、この熱可塑性ポリウレタン樹脂を熱間成形
してなる透湿フィルム又はシート、並びにその製造方法
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレングリ
コール系の熱可塑性ポリウレタン樹脂を熱間成形した透
湿フィルム又はシート、及びその製造方法、並びにそれ
に使用する熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリウレタン樹脂に透湿性を付与
する方法としては、水溶性物質をポリウレタン樹脂に混
合し、フィルム化した後に水などにより水溶性物質を溶
出し物理的に透湿化する方法が知られている。一方、特
開平６−４９１６９号公報及び特開平７−７０９３６号
公報などには、ポリウレタン樹脂の構成成分であるポリ
オールとしてポリエチレングリコールなどの親水性ポリ
オールを用いて透湿性を付与する方法が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の水溶性物質を溶出するポリウレタン樹脂への透湿性
付与方法は工程が複雑であり、濾水、濾液の回収、処理
などでコスト高になるという問題があった。また、特開
平６−４９１６９号公報及び特開平７−７０９３６号公
報の方法には、両者とも溶媒を用いるポリウレタン樹脂
の製造に関するものと推察され、フィルム化などの加工
時に溶媒を除去する必要があり、製造工程が繁雑でしか
も大気汚染などの問題があった。

【０００４】本発明は、これら従来公知の問題点を解決
して、簡単な工程で熱可塑性ポリウレタン樹脂を成形し
て透湿性に優れたフィルム又はシートを提供すると共
に、その製造方法、並びにそれに使用するポリエチレン
グリコール系の熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この様な
従来の問題点を解決するため鋭意検討した結果、使用す
る特定平均分子量のポリエチレングリコールの使用比率
を特定の範囲に制限すれば、無溶媒で透湿性及びフィル
ム又はシート成形性に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂
を製造することができることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００６】すなわち本発明により、平均分子量５００
〜５０００のポリエチレングリコール５０〜７０重量％
と鎖延長剤及びポリイソシアネートの合計５０〜３０重
量％を、ポリエチレングリコール及び鎖延長剤の全活性
水素基モル数に対するポリイソシアネートのイソシアネ
ート基モル数の比が０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で
反応させて得られる厚さ３０μｍでの透湿度５０００
（ｇ／ｍ² ・２４時間）以上の熱可塑性ポリウレタン樹
脂を成形してなる透湿フィルム又はシートが提供され
る。

【０００７】また本発明により、平均分子量５００〜５
０００のポリエチレングリコール５０〜７０重量％と鎖
延長剤及びポリイソシアネートの合計５０〜３０重量％
を、ポリエチレングリコール及び鎖延長剤の全活性水素
基モル数に対するポリイソシアネートのイソシアネート
基モル数の比が０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で反応
させて厚さ３０μｍでの透湿度５０００（ｇ／ｍ² ・２
４時間）以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂を合成し、次
いでこの熱可塑性ポリウレタン樹脂を成形することを特
徴とする透湿フィルム又はシートの製造方法が提供され
る。

【０００８】更に本発明により、平均分子量５００〜５
０００のポリエチレングリコール５０〜７０重量％と鎖
延長剤及びポリイソシアネートの合計５０〜３０重量％
を、ポリエチレングリコール及び鎖延長剤の全活性水素
基モル数に対するポリイソシアネートのイソシアネート
基モル数の比が０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で反応
させることを特徴とする厚さ３０μｍでの透湿度５００
０（ｇ／ｍ² ・２４時間）以上の熱可塑性ポリウレタン
樹脂の製造方法が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるポリエチレン
グリコールの平均分子量は５００〜５０００の範囲、好
ましくは１０００〜２５００の範囲である。平均分子量
５００未満では、ソフトセグメントとしての性能が発揮
できず、５０００を超えては、ポリウレタン樹脂合成時
の作業性や熱間成形できる溶融時強度の面で好ましくな
い。高透湿性とフィルム又はシート成形性を求めるに
は、熱可塑性ポリウレタン樹脂中のポリエチレングリコ
ール含有量を５０〜７０重量％の範囲に設定することが
必要である。ポリエチレングリコールが５０重量％未満
では透湿性が低下し、７０重量％を超えるとフィルム又
はシート成形性が劣り熱間成形が難しくなる。熱可塑性
ポリウレタン樹脂中のポリエチレングリコール５０〜７
０重量％を維持した中で、他の長鎖ポリオール、例え
ば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコール等のポリエーテル系グリコール及び／又はポリ
エチレングリコールとのコポリエーテル系グリコール、
またポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンア
ジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオ
ール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネート
ジオール等のポリエステル系ポリオールを一部併用する
こともでき、本発明におけるポリエチレングリコール５
０〜７０重量％とはこの場合を含むことを意味する。更
に、本発明に用いられるポリエチレングリコールの水分
含有率は０．０５重量％以下であることが好ましく、Ｃ
ＰＲ（アルカリ度）は５．０以下が好ましく特に３．０
以下が好ましい。ＣＰＲの数値は、ウレタン化の反応性
に大きく影響し、５．０を超えると発泡現象の原因とな
り、製品の褐色化や機械的物性の低下等につながる。

【００１０】本発明に用いられる鎖延長剤は、平均分子
量５００未満の活性水素を２個以上有する化合物であ
り、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、１，３−ブタンジオール、１，４−
ブタンジオール、ヘキサンジオール、１，９−ノナンジ
オール、ネオペンチルグリコール、ビス−β−ヒドロキ
シエトキシベンゼン等を例示することができ、これらは
単独又は混合して用いることができる。ヘキサメチレン
ジアミン、イソホロンジアミン、トリレンジアミン、モ
ノエタノールアミン等のアミン類も一部併用することが
できる。

【００１１】本発明に用いられるポリイソシアネートと
しては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチル
キシレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはこれら
の異性体等の芳香族ジイソシアネート、また、１，６−
ヘキサメチレンジイソシアネート、１，１２−ドデカン
ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、また、
シクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等
の脂環式ジイソシアネート等が挙げられ、これらは単独
又は混合して用いることができる。

【００１２】本発明における熱可塑性ポリウレタン樹脂
は、ポリエチレングリコール、鎖延長剤、ポリイソシア
ネートの３成分を、ポリエチレングリコール及び鎖延長
剤の全活性水素基モル数に対するポリイソシアネートの
イソシアネート基モル数の比（Ｒ値）を０．９〜１．
２、好ましくは１．０〜１．１になるように設定して反
応させる。Ｒ値が０．９未満又は１．２を超える場合
は、得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂の平均分子量が
適当な大きさにならず、目的の樹脂が得られない。本発
明において鎖延長剤の使用量は、鎖延長剤の種類、ポリ
エチレングリコールの平均分子量及び上記数値制限によ
り異なるが、例えば、鎖延長剤として１，４−ブタンジ
オールを使用し、分子量２０００のポリエチレングリコ
ール及びジフェニルメタンジイソシアネートを使用した
場合、全使用量中の１，４−ブタンジオール量は約５．
６〜１１．６重量％になる。

【００１３】本発明の無溶媒による熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂の製造方法としては、公知の熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂の製造方法、例えば、ワンショット法、プレポリ
マー法、バッチ法、連続法、押出機法、ニーダー法等の
いずれの方法も採用できる。例えば、ニーダーによる方
法では、ポリエチレングリコール、鎖延長剤をニーダー
に仕込み、６０℃に加温後、ポリイソシアネートを投入
し、１０〜６０分間反応させることにより、フレーク状
の熱可塑性ポリウレタン樹脂を製造することができる。
このフレークは、必要に応じ押出機によりペレット状に
する。

【００１４】本発明において触媒の使用は必須ではない
が、熱可塑性ポリウレタン樹脂を製造する際に、トリエ
チルアミン、トリエチレンジアミン等の第３級アミン類
や、これら第３級アミン類のカルボン酸塩、また、ナフ
テン酸コバルト、ナフテン酸銅等のナフテン酸金属塩類
あるいはオクテン酸金属塩の他に、オレイン酸錫、ジブ
チル錫ジラウレート、オクテン酸錫等の有機金属類、ま
た、トリエチルフォスフィン、トリブチルフォスフィン
等のアルキルフォスフィン類等の公知の触媒を使用する
こともできる。

【００１５】本発明における熱可塑性ポリウレタン樹脂
には、フィルム又はシート成形性改善のため無機系ワッ
クス、有機系ワックス、プロテイン粉末、他の加工性助
剤等、特性改善のために酸化防止剤、紫外線防止剤、帯
電防止剤、他の熱可塑性樹脂等、その他に色材、艶消し
剤等も適宜添加することができる。このうちプロテイン
粉末の添加は、フィルム成形時のタック性とフィルム成
形性を改善するうえで特に有効であり好ましい。

【００１６】本発明において熱可塑性ポリウレタン樹脂
からフィルム又はシートへの成形は、押出機によるＴダ
イ法、インフレーション法など、カレンダー加工法、ホ
ットメルト法等により通常の熱間成形条件で行うことが
できる。本発明の透湿フィルム又はシートは、ＪＩＳ
Ｚ−０２０８Ｂ法に準ずる測定で、フィルム又はシート
厚さ３０μｍにおいて５０００（ｇ／ｍ² ・２４時間）
以上の透湿度を示すものであり、透湿性を求められるア
パレル、メディカル、結露防止、鮮度保持包装材等の分
野に利用できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、特定平均分子量のポリ
エチレングリコールを特定の比率で使用して透湿性及び
フィルム又はシート成形性に優れた熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂を無溶媒で製造することができる。この熱可塑性
ポリウレタン樹脂は、公知の熱間成形法で容易に例えば
厚さ５μｍまでのフィルムから２ｍｍ程度のシートまで
成形することができるほか、無溶媒で製造できることか
ら水溶性物質を添加、溶出させてフィルム成形する方法
や溶液タイプからフィルム成形する方法に比べてコス
ト、公害、作業環境等の面で有利である。本発明の透湿
フィルム又はシートは、紙おむつ用シート、キズバンド
用テープ、バックアップ材シート、結露防止シート、鮮
度保持包装材等に好適に使用される。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限し
て解釈されるものではない。なお、実施例及び比較例に
おいて、「部」、「％」はそれぞれ「重量部」、「重量
％」を意味する。

【００１９】実施例１１リットルの反応容器に、脱水された１１０℃の平均分
子量２０００（水酸基価５６．４ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｃ
ＰＲ１．４のポリエチレングリコール１００部、３０℃
の１，４−ブタンジオール１８部、常温の４，４´−ジ
フェニルメタンジイソシアネート６５部をＲ値設定１．
０４で順次投入し攪拌した。反応重合物が９０℃になっ
た段階でバットに流し込み、１１５℃で１０分間加熱
し、次いで冷却してバット上で固化させて熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂を得た。この塊状物をフレーク状に粉砕
し、押出機にてペレット形状に加工した。得られたペレ
ットを東洋精機製ラボプラストミルのＴダイを使って厚
さ３０μｍのフィルムに熱間成形し、フィルム成形の可
否及び成形直後のフィルムのタック性を評価した。ま
た、このフィルムの透湿度（ＪＩＳＺ−０２０８Ｂ法
に準ずる）を測定した。これらの結果を表１に示す。

【００２０】実施例２実施例１で用いた同じ容器に、脱水された１１０℃の平
均分子量１０００（水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）、
ＣＰＲ２．５のポリエチレングリコール１００部、３０
℃の１，４−ブタンジオール１８部、常温の４，４´−
ジフェニルメタンジイソシアネート８０部をＲ値設定
１．０６で順次投入し攪拌した。反応重合物が９０℃に
なった段階でバットに流し込み、１１５℃で１０分間加
熱し、次いで冷却してバット上で固化させて熱可塑性ポ
リウレタン樹脂を得た。この塊状物をフレーク状に粉砕
し、押出機にてペレット形状に加工した。得られたペレ
ットは、実施例１と同様にフィルムの成形性、成形直後
のフィルムのタック性及び透湿度を評価、測定した。こ
れらの結果を表１に示す。

【００２１】実施例３実施例１で製造されたフレーク状の熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂１００部に対してプロテイン粉末（昭和電工：ト
リアゼットＣＸ２６０−１）３部を均一にドライブレン
ドし、押出機にてペレット形状に加工した。得られたペ
レットを実施例１と同様にしてフィルムの成形性、成形
直後のフィルムのタック性及び透湿度を評価、測定し
た。これらの結果を表１に示す。

【００２２】比較例１実施例１で用いた同じ容器に、脱水された１１０℃の平
均分子量１０００（水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）、
ＣＰＲ２．５のポリエチレングリコール１００部、３０
℃の１，４−ブタンジオール２２部、常温の４，４´−
ジフェニルメタンジイソシアネート８９部をＲ値設定
１．０３で順次投入し攪拌した。反応重合物が９０℃に
なった段階でバットに流し込み、１１５℃で１０分間加
熱し、次いで冷却してバット上で固化させて熱可塑性ポ
リウレタン樹脂を得た。この塊状物をフレーク状に粉砕
し、押出機にてペレット形状に加工した。得られたペレ
ットを、実施例１と同様にフィルムの成形性、成形直後
のフィルムのタック性及び透湿度を評価、測定した。こ
れらの結果を表１に示す。

【００２３】比較例２実施例１で用いた同じ容器に、脱水された１１０℃の平
均分子量２０００（水酸基価５６．４ｍｇＫＯＨ／
ｇ）、ＣＰＲ１．４のポリエチレングリコール１００
部、３０℃の１，４−ブタンジオール６．８部、常温の
４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート３２部を
Ｒ値設定１．０２で順次投入し攪拌した。反応重合物が
９０℃になった段階でバットに流し込み、１１５℃で１
５分間加熱し、次いで冷却してバット上で固化させて熱
可塑性ポリウレタン樹脂を得た。この塊状物をフレーク
状に粉砕し、押出機にてペレット形状に加工した。得ら
れたペレットを実施例１と同様にフィルムの成形性、成
形直後のフィルムのタック性及び透湿度を評価、測定し
た。これらの結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】タック性評価； ○：フィルム同士を合わせても粘着せず。 △：フィルム同士を合わせると粘着するが剥がせ得る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均分子量５００〜５０００のポリエチ
レングリコール５０〜７０重量％と鎖延長剤及びポリイ
ソシアネートの合計５０〜３０重量％を、ポリエチレン
グリコール及び鎖延長剤の全活性水素基モル数に対する
ポリイソシアネートのイソシアネート基モル数の比が
０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で反応させて得られる
厚さ３０μｍでの透湿度５０００（ｇ／ｍ² ・２４時
間）以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂を熱間成形してな
る透湿フィルム又はシート。
【請求項２】平均分子量５００〜５０００のポリエチ
レングリコール５０〜７０重量％と鎖延長剤及びポリイ
ソシアネートの合計５０〜３０重量％を、ポリエチレン
グリコール及び鎖延長剤の全活性水素基モル数に対する
ポリイソシアネートのイソシアネート基モル数の比が
０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で反応させて厚さ３０
μｍでの透湿度５０００（ｇ／ｍ² ・２４時間）以上の
熱可塑性ポリウレタン樹脂を合成し、次いでこの熱可塑
性ポリウレタン樹脂を熱間成形することを特徴とする透
湿フィルム又はシートの製造方法。
【請求項３】平均分子量５００〜５０００のポリエチ
レングリコール５０〜７０重量％と鎖延長剤及びポリイ
ソシアネートの合計５０〜３０重量％を、ポリエチレン
グリコール及び鎖延長剤の全活性水素基モル数に対する
ポリイソシアネートのイソシアネート基モル数の比が
０．９〜１．２の範囲で、無溶媒で反応させることを特
徴とする厚さ３０μｍでの透湿度５０００（ｇ／ｍ² ・
２４時間）以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方
法。