JPS6365698B2 - - Google Patents
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- JPS6365698B2 JPS6365698B2 JP59192631A JP19263184A JPS6365698B2 JP S6365698 B2 JPS6365698 B2 JP S6365698B2 JP 59192631 A JP59192631 A JP 59192631A JP 19263184 A JP19263184 A JP 19263184A JP S6365698 B2 JPS6365698 B2 JP S6365698B2
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- polyurethane
- parts
- hydrophilic
- hydrophobic
- reacting
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、多孔性ポリウレタン系シート材料お
よびその製造方法に関し、機械的性質、水蒸気透
過性等の諸性能にすぐれた多孔性シート材料を高
い生産性で提供することを目的とする。
(従来の技術)
従来、天然皮革代用品等としてポリウレタンか
らなる多孔性シート材料およびそれらを製造する
方法は多数知られており、大別すれば湿式法と乾
式法に分けられる。
(発明が解決しようとしている問題点)
両方法はそれぞれ一長一短があり、生産性とい
う面からは乾式法が優れている。このような乾式
法としては、例えば特公昭55−18249号公報およ
び特開昭51−41063号公報に記載の方法があるが、
これら従来の方法では、ポリウレタン層の形成に
比較的多量の親水性ポリウレタンを使用するため
に得られるシート材料の機械的性質や物理的・化
学的性質が十分とは云えず、且つその製造方法に
おいて煩雑で長時間を要する乾燥工程が決定的な
欠点となつている。このような欠点を解決するた
めに親水性ポリウレタンの使用量を低下させるこ
とは必然的に考えられるが、このようにすると別
の欠点(例えば、処理液の不安定性等)が生じる
ことが明らかになつている。
本発明者は上述の如き従来技術の欠点を解決す
べく鋭意研究の結果、特定の製法に基づく疎水性
ポリウレタン分散液または溶液を被覆形成材料の
主成分とし、一方、グリシジル基またはポリオキ
シエチレン鎖を含有する付加重合性モノマー群か
ら選ばれた少なくとも1種類の親水性モノマーを
特定割合グラフト重合させた親水性の変性ポリウ
レタンを乳化剤として少量使用することにより、
上述の従来技術の欠点が解決されることを知見し
て本発明を完成した。
(問題点を解決する手段)
すなわち、本発明は、疎水性ポリウレタンaお
よび親水性の変性ポリウレタンbからなる多孔層
を基材上に設けた多孔性シート材料において;上
記疎水性ポリウレタンaが、疎水性ポリオール、
有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させ
て得られる疎水性ポリウレタンであり、、上記の
親水性の変性ポリウレタンbが、疎水性ポリオー
ルと有機ジイソシアネートとを不飽和二重結合を
有する鎖伸長剤の存在下に反応させ、次いでグリ
シジル基またはポリオキシエチレン鎖を含有する
付加重合性モノマー群から選ばれた少なくとも1
種類の親水性モノマーをグラフト重合させて得ら
れたポリウレタンであり、該親水性の変性ポリウ
レタンbが、親水性の付加重合性モノマー重合体
を10〜50重量%含有することを特徴とする多孔性
シート材料およびその製造方法である。
本発明を更に詳細に説明すると、本発明方法で
使用する疎水性ポリウレタンaそれ自体は概念的
には公知の材料であり、疎水性ポリオール、有機
ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させて得
られるものであつて、疎水性ポリオールとして
は、例えば、末端基が水酸基であり、分子量が
300〜4000のポリエチレンアジペート、ポリエチ
レンプロピレンアジペート、ポリエチレンブチレ
ンアジペート、ポリジエチレンアジペート、ポリ
ブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネー
ト、ポリブチレンサクシネートポリエチレンセバ
ケート、ポリブチレンセバケートポリテトラメチ
レンエーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラク
トンジオール、ポリヘキサメチレンアジペート、
カーボネートポリオール、ポリプロピレングリコ
ール等があり、有機ジイソシアネートとしては、
4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネート
(MDI)、水添加MDI、イソホロンジイソシアネ
ート、1,3−キシリレンジイソシアネート、
1,4−キシリレンジイソシアネート、2,4−
トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジ
イソシアネート、1,5−ナフタリンジイソシア
ネート、m−フエニレンジイソシアネート、p−
フエニレンジイソシアネート等があり、鎖伸長剤
としては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチレン
ジアミン、1,2−プロピレンジアミン、トリメ
チレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、イ
ソホロンジアミン、m−キシリレンジアミン、ヒ
ドラジン、水等がある。
疎水性ポリウレタン分散液または溶液eは、ポ
リウレタンaを水との相互溶解度に限界があり、
且つ好ましくは常圧で120℃以下の沸点を有する
有機溶剤c中で上記の三成分を反応させることに
より得ることができる。この反応条件、例えば温
度や時間等は従来公知の条件でよい。
有機溶剤cとして好ましいものは、メチルエチ
ルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル
イソブチルケトン、ジエチルケトン、ギ酸メチ
ル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸ブチル等であり、また、アセト
ン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール、ブタノール、トルエン、キシレン、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
パークロルエチレン、トリクロルエチレン、メチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブア
セテート等も使用できる。これらの有機溶剤中で
水との相互溶解度に限界のないもの、あるいは全
く溶解しないものは、他の溶剤との混合物とし、
水との相互溶解度に限界をもたせて使用する。以
上の溶剤は勿論混合溶剤としても使用することが
できる。このような有機溶剤中でポリウレタンa
を調製することにより分散液または溶液eが得ら
れるが、その固形分は同一または他溶剤の添加あ
るいは除去により約5〜60重量%の範囲とするの
が好都合である。
本発明で使用する変性ポリウレタンbはグリシ
ジル基またはポリオキシエチレン鎖を含有する付
加重合性モノマー群から選ばれた少なくとも1種
類の親水性の付加重合性モノマーグラフト重合体
を10〜50重量%含有し、有機溶剤cに溶解するも
のであつてもよい。このような変性ポリウレタン
bは前記の疎水性ポリオールおよび前記の有機ジ
イソシアネートとを不飽和二重結合を有する鎖伸
長剤の存在化にポリウレタンaと同様に反応し、
次いで親水性の付加重合性モノマーをグラフト重
合させることにより得られる。使用する上記の鎖
伸長剤は、その鎖伸長剤の一部または全部が、不
飽和二塩基酸と活性水素を有する二官能性化合物
とを脱水縮合させて得られる平均分子量が約140
〜1000の両末端に活性水素を有する不飽和化合物
(以下特定の鎖伸長剤という)であるのが好まし
く、この特定の鎖伸長剤は、イタコン酸、フマル
酸、無水マレイン酸、シトラコン酸等の不飽和二
塩基酸あるいはそれらの官能誘導体等を、ヒドラ
ジン、エチレンジアミン、ピペラジン、プロピレ
ンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジ
アミン等のジアミン類、エチレングリコール、
1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオー
ル、2,3−ブタンジオール、プロピレングリコ
ール、ジエチレングリコール、1,5−ペンタン
ジオール、ネオペンチングリコール、ジプロピレ
ングリコール等のグリコール類、モノエタノール
アミン、ジメチルエタノールアミン等のアミンア
ルコール類等の如き活性水素を有する二官能性化
合物と、不飽和二塩基酸1モルあたり約1.2〜2.0
モルの割合で重縮合させて得られるものであり、
特に好ましいものはそれらの平均分子量が約140
〜1000のものである。この重縮合反応それ自体は
従来公知の方法でよく、例えば不活性ガス雰囲気
で150〜240℃の反応温度で、スルホネート化合物
やチタネート化合物等の触媒の存在下に約3〜15
時間の反応条件が好都合である。このような特定
の鎖伸長剤は本発明方法では疎水性ポリオール1
モルに対して0.001〜0.5モルの割合で使用する。
また、この特定の鎖伸長剤は、他の一般的な鎖
伸長剤、例えば水や前述の如き活性水素を含有す
る二官能化合物と併用することもできる。
本発明で使用するグリシジル基またはポリオキ
シエチレン鎖を含有する付加重合性モノマーはい
ずれも公知のものでよく、例えばアクリル酸、α
−クロルアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カ
ルボン酸のグリシジルエステルまたはポリオキシ
エチレングリコールエステルが好ましいものであ
る。
また、親水性と疎水性のバランスの調整に他の
付加重合性のモノマーを併用してもさしつかえな
い。例えばアクリル酸、α−クロルアクリル酸、
メタクリル酸、それらのメチル、エチル、プロピ
ル、ブチルエステル;スチレン、メチルスチレ
ン、ジメチルスチレン、エチルスチレン、メトキ
シスチレン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチ
レン、β−メチルスチレン、クロルスチレン、
2,5−ジクロルスチレン、α−クロルスチレン
あるいはそれらの誘導体が好ましいものである。
また、ポリウレタン乳濁液dの安定性を増す為
に、変性ポリウレタンbと一般のw/o型の乳化
剤を併用してもさしつかえない。
上記の変性ポリウレタンbは有機溶剤の溶液と
してあるいは単独で、前記ポリウレタン分散液ま
たは溶液eに混合する。
この混合分散液または溶液は、ポリウレタンが
分散状態または溶液であり、且つ変性ポリウレタ
ンbが溶解状態にあり、全体として固形分が約5
〜60重量%の混合液である。
本発明で使用するポリウレタン乳濁液dは上記
の混合分散液または溶液を、強力に撹拌しつつ、
この中に飽和量以下の水、例えば、混合分散液ま
たは溶液中の固形分100重量部あたり約50〜500重
量部の水を添加することにより得られる。このよ
うにして得られた乳濁液は、乳白色のクリーム状
の流動体であり、そのまま数ケ月間放置しても安
定な状態を保持している。このような乳濁液は必
要に応じて各種の添加剤、例えば着色剤、架橋
剤、安定剤、充填剤等公知の添加剤を任意に添加
することができる。
本発明で使用する基材としては、例えば各種の
織布、編布、不織布、離形紙、プラスチツクフイ
ルム、金属板、ガラス板等いかなる基材でもよ
い。該基材に対する上記乳濁液の適用方法は、例
えばコーテイング法、浸漬法、これらの組合せ方
法等いずれの公知の方法でもよく、その塗布およ
び/または含浸量は約5〜2000g(配合液)/m2
の如く、その目的に応じて広い範囲で変化させる
ことができる。
本発明方法における乾燥工程は非常に短時間
で、且つ煩雑な処理を必要とせずに完了すること
ができ、本発明方法における如き乾式法ではこの
乾燥方法が生産性の律速段階である点からして、
このような短時間の乾燥は従来方法に比して極め
て有利な効果である。すなわち、塗布および/ま
たは含浸した基体は、特開昭51−41063号公報に
記載の如き凝固工程を何ら必要とせず、約60〜
100℃で約1〜3分間および約100〜150℃で約1
〜3分間乾燥処理するのみで目的とする本発明の
多孔性シート材料が得られる。このような短時間
での乾燥処理が実現されるのは、本発明で被膜形
成剤として使用する疎水性ポリウレタンaが、全
ポリウレタン中の大部分を占め、少量の界面活性
剤(ポリウレタンb)で水とともに安定に分散乳
化しており、乾燥時には有機溶剤の蒸発により速
やかに且つ容易に水と接触しゲル化が生じるため
であると考えられる。
(作用・効果)
以上の如き本発明により得られた多孔性シート
材料は非常に微細な孔構造を有し、各種物性にす
ぐれるとともにすぐれた水蒸気透過性を有し、各
種の合成皮革等の素材として、衣料、靴、防水
布、テント、壁紙、床材、瀘過材、エアコン等の
フイルター等に有用である。
次に実施例をあげて本発明を具体的に説明す
る。なお、文中部または%とあるのはいずれも重
量基準である。
実施例1〜7 (疎水性および親水性ポリウレタ
ンの製造)
1 ポリテトラメチレングリコール(平均分子量
約1000、水酸基価112)1000部、エチレングリ
コール93部、ジフエニルメタンジイソシアネー
ト625gをメチルエチルケトン1500部中に加え、
60℃で8時間反応後、更に2500部のメチルエチ
ルケトンを加え、常温まで撹拌しながら冷却
し、固形分30%の乳白色のポリウレタン分散液
(1)を得た。
2 1,4−ブタンエチレンアジペート(平均分
子量約1000、水酸基価112)1000部、1,4−
ブタンジオール144部、メチルエチルケトン
1144部およびジフエニルメタンジイソシアネー
ト650部を70℃で8時間反応後、更に3042部の
メチルエチルケトンを加えて均一化し、撹拌し
ながら常温まで冷却し、固形分30%の乳白色の
ポリウレタン分散液(2)を得た。
3 1,6−ヘキサメチレンアジペート(平均分
子量2000、水酸基価56)1000部、1,4−ブタ
ンジオール125部、ジフエニルメタンジイソシ
アネート472部をメチルエチルケトン1200部中
に加え、70℃で8時間反応後、更に2526部のメ
チルエチルケトンを加えて均一化し、撹拌しな
がら常温まで冷却し、固形分30%の乳白色のポ
リウレタン分散液(3)を得た。
4 1,4−ブタンエチレンアジペート(平均分
子量約1000、水酸基価112)1000部、イソホロ
ンジイソシアネート408部を100℃で6時間反応
後、メチルエチルケトン1230部、トルエン1230
部、n−ブタノール1230部、イソホロンジアミ
ン148部を加え、撹拌して十分に均質化し、固
形分30%のポリウレタン溶液(4)を得た。
5 イタコン酸100部とエチレングリコール95部
とを脱水装置を備えた反応容器に入れ、窒素ガ
スを吹込みながら撹拌を行ない、140℃迄昇温
した。その後1時間毎に30℃ずつ昇温しながら
200℃迄昇温した。その温度で脱水重縮合反応
を継続し、酸価が1以下になつたら反応を終了
した。得られた両末端に活性水素を有する不飽
和性化合物は酸価0.5、平均分子量220であつ
た。
つぎにポリテトラメチレングリコールエーテ
ル(平均分子量約2000、水酸基価56)100部、
上記反応により得られた両末端に活性水素を有
する不飽和性化合物3部、4,4′−ジフエニル
メタンジイソシアネート16部およびメチルエチ
ルケトン100部を反応容器にとり、窒素気流下
75〜85℃で反応させ、粘度上昇につれてメチル
エチルケトンで稀釈し、最終的に樹脂濃度30
%、粘度12000cps/20℃のポリウレタン樹脂溶
液を得た。
つぎにこのポリウレタン樹脂溶液100部に、
n−ブチルメタクリレート5部、ポリエチレン
グリコールモノアクリレート(平均分子量400)
10部、メチルエチルケトン25部、第2ブチルア
ルコール40部、およびベンゾイルパーオキサイ
ド0.2部を加え、窒素雰囲気中80〜85℃で6時
間反応を行ない、粘度2000cps/25℃、固形分
25%の変性ポリウレタン樹脂溶液(5)を得た。
6 ポリエチレングリコールアジペートグリコー
ル(平均分子量約1000、水酸基価112)100部と
実施例5により得られた両末端に活性水素を有
する不飽和性化合物4部、4,4′−ジフエニル
メタンジイソシアネート30部およびメチルエチ
ルケトン100部を反応容器にとり、窒素気流下
75〜85℃で反応させ、粘度上昇につれてメチル
エチルケトンで稀釈し、最終的に樹脂濃度30
%、粘度8000cps/20℃のポリウレタン樹脂溶
液を得た。
つぎにこのポリウレタン樹脂溶液100部に、
メチルメタクリレート5部、グリシジルメタク
リレート12部、メチルエチルケトン71部、およ
びベンゾイルパーオキサイド0.2部を加え、窒
素雰囲気中80〜85℃で6時間反応を行ない、粘
度1500cps/25℃、固形分25%の変性ポリウレ
タン樹脂溶液(6)を得た。
7 イタコン酸100部と1,4−ブタンジオール
138部とを脱水装置を備えた反応容器に入れ、
窒素ガスを吹込みながら撹拌を行ない、140℃
迄昇温した。その後1時間毎に30℃ずつ昇温し
ながら200℃迄昇温した。その温度で脱水重縮
合反応を継続し、酸価が1以下になつたら反応
を終了した。
得られた両末端に活性水素を有する不飽和性
化合物は酸価0.4、平均分子量280であつた。
つぎにポリテトラメチレングリコールエーテ
ル(平均分子量約2000、水酸基価56)100部、
上記反応により得られた両末端に活性水素を有
する不飽和性化合物4部、水添化4,4′−ジフ
エニルメタンジイソシアネート17部およびメチ
ルエチルケトン100部を反応容器にとり、窒素
雰囲気中80〜85℃で反応を行ないながら、ジブ
チルスズジラウレート0.1部を加え、粘度上昇
につれてMEKで稀釈し、最終的に樹脂濃度30
%、粘度2000cps/20℃のポリウレタン樹脂溶
液を得た。
つぎに、このポリウレタン樹脂溶液100部に、
エチルメタクリレート10部、ポリエチレングリ
コールモノメタクリレート(平均分子量300)
10部、メチルエチルケトン65部、イソプロピル
アルコール15部、およびアゾビスイソブチロニ
トリル0.4部を加え、窒素雰囲気中80〜85℃で
7時間反応を行ない、粘度720cps/25℃、固形
分25%の変性ポリウレタン樹脂溶液(7)を得た。
実施例8〜13 (ポリウレタン乳濁液の製造)
実施例1〜7の生成物、有機溶剤および水をホ
モミキサーで撹拌し、下記のポリウレタンw/o
乳濁液を調製した。
8 ポリウレタン乳濁液(8)
ポリウレタン分散液(1) 100部
ポリウレタン溶液(5) 10部
メチルエチルケトン 20部
トルエン 20部
水 80部
9 ポリウレタン乳濁液(9)
ポリウレタン分散液(2) 100部
ポリウレタン溶液(5) 12部
ジオキサン 10部
トルエン 10部
キシレン 20部
水 60部
10 ポリウレタン乳濁液(10)
ポリウレタン分散液(2) 100部
ポリウレタン溶液(6) 70部
メチルエチルケトン 20部
キシロール 20部
水 75部
11 ポリウレタン乳濁液(11)
ポリウレタン分散液(3) 100部
ポリウレタン溶液(6) 5部
テトラヒドロフラン 20部
キシレン 20部
水 80部
12 ポリウレタン乳濁液(12)
ポリウレタン分散液(3) 100部
ポリウレタン溶液(7) 12部
メチルエチルケトン 150部
メチルイソブチルケトン 20部
水 70部
13 ポリウレタン乳濁液(13)
ポリウレタン溶液(4) 100部
ポリウレタン溶液(5) 10部
炭酸カルシウム 10部
トルエン 30部
メチルエチルケトン 20部
水 80部
上記ポリウレタン乳濁液(8)〜(13)の性質は下
記第1表の通りである。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a porous polyurethane sheet material and a method for producing the same, and aims to provide a porous sheet material with excellent mechanical properties, water vapor permeability, etc. with high productivity. purpose. (Prior Art) Many porous sheet materials made of polyurethane as natural leather substitutes and methods for producing them have been known, and can be roughly divided into wet methods and dry methods. (Problem to be solved by the invention) Both methods have their advantages and disadvantages, and the dry method is superior in terms of productivity. Examples of such a dry method include methods described in Japanese Patent Publication No. 55-18249 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-41063,
In these conventional methods, because a relatively large amount of hydrophilic polyurethane is used to form the polyurethane layer, the mechanical properties, physical and chemical properties of the sheet material obtained are not sufficient, and the manufacturing method The cumbersome and time-consuming drying process is a decisive drawback. In order to solve these drawbacks, it is inevitable to reduce the amount of hydrophilic polyurethane used, but it is clear that this will lead to other drawbacks (for example, instability of the processing solution, etc.). It's summery. As a result of intensive research in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present inventor has made a hydrophobic polyurethane dispersion or solution based on a specific manufacturing method the main component of the coating forming material, and on the other hand, glycidyl groups or polyoxyethylene chains. By using a small amount of hydrophilic modified polyurethane as an emulsifier, which is obtained by graft polymerizing a specific proportion of at least one type of hydrophilic monomer selected from the group of addition-polymerizable monomers containing
The present invention was completed based on the finding that the above-mentioned drawbacks of the prior art can be solved. (Means for Solving the Problems) That is, the present invention provides a porous sheet material in which a porous layer consisting of a hydrophobic polyurethane a and a hydrophilic modified polyurethane b is provided on a base material; polyol,
It is a hydrophobic polyurethane obtained by reacting an organic diisocyanate and a chain extender. and then at least one polymerizable monomer selected from the group of addition polymerizable monomers containing a glycidyl group or a polyoxyethylene chain.
A porous polyurethane obtained by graft polymerizing various types of hydrophilic monomers, wherein the hydrophilic modified polyurethane b contains 10 to 50% by weight of a hydrophilic addition-polymerizable monomer polymer. A sheet material and its manufacturing method. To explain the present invention in more detail, the hydrophobic polyurethane a used in the method of the present invention itself is a conceptually known material, and is obtained by reacting a hydrophobic polyol, an organic diisocyanate, and a chain extender. For example, as a hydrophobic polyol, the terminal group is a hydroxyl group and the molecular weight is
300-4000 polyethylene adipate, polyethylene propylene adipate, polyethylene butylene adipate, polydiethylene adipate, polybutylene adipate, polyethylene succinate, polybutylene succinate polyethylene sebacate, polybutylene sebacate polytetramethylene ether glycol, poly-ε-caprolactone diol, polyhexamethylene adipate,
There are carbonate polyols, polypropylene glycols, etc., and organic diisocyanates include:
4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), water-added MDI, isophorone diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate,
1,4-xylylene diisocyanate, 2,4-
Tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-
Examples of chain extenders include phenylene diisocyanate, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, trimethylenediamine, and tetramethylene. Examples include diamine, hexamethylene diamine, decamethylene diamine, isophorone diamine, m-xylylene diamine, hydrazine, and water. Hydrophobic polyurethane dispersion or solution e has limited mutual solubility of polyurethane a with water,
Preferably, it can be obtained by reacting the above three components in an organic solvent c having a boiling point of 120° C. or lower at normal pressure. The reaction conditions, such as temperature and time, may be conventionally known conditions. Preferred organic solvents c include methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and acetone, cyclohexane. , tetrahydrofuran, dioxane, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, toluene, xylene,
dimethylformamide, dimethyl sulfoxide,
Perchlorethylene, trichlorethylene, methyl cellosolve, butyl cellosolve, cellosolve acetate, etc. can also be used. Those that have limited mutual solubility with water in these organic solvents, or those that do not dissolve at all, should be mixed with other solvents,
Used with limits on mutual solubility with water. Of course, the above solvents can also be used as a mixed solvent. Polyurethane a in such an organic solvent
A dispersion or solution e is obtained, the solids content of which is advantageously in the range from about 5 to 60% by weight by addition or removal of the same or other solvents. The modified polyurethane b used in the present invention contains 10 to 50% by weight of at least one hydrophilic addition-polymerizable monomer graft polymer selected from the group of addition-polymerizable monomers containing glycidyl groups or polyoxyethylene chains. , it may be soluble in organic solvent c. Such modified polyurethane b is prepared by reacting the hydrophobic polyol and the organic diisocyanate to form a chain extender having an unsaturated double bond in the same manner as polyurethane a;
Next, it is obtained by graft polymerizing a hydrophilic addition-polymerizable monomer. The above-mentioned chain extender to be used has an average molecular weight of about 140, in which part or all of the chain extender is obtained by dehydration condensation of an unsaturated dibasic acid and a bifunctional compound having active hydrogen.
-1000 is preferably an unsaturated compound having active hydrogen at both ends (hereinafter referred to as a specific chain extender). Unsaturated dibasic acids or their functional derivatives, etc., diamines such as hydrazine, ethylenediamine, piperazine, propylene diamine, xylylene diamine, isophorone diamine, ethylene glycol,
Glycols such as 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentine glycol, dipropylene glycol, monoethanolamine, dimethyl difunctional compounds having active hydrogen, such as amine alcohols such as ethanolamine, and about 1.2 to 2.0 per mole of unsaturated dibasic acid.
It is obtained by polycondensation in a molar ratio,
Particularly preferred are those with an average molecular weight of about 140.
~1000 things. This polycondensation reaction itself may be carried out by a conventionally known method, for example, in an inert gas atmosphere at a reaction temperature of 150 to 240°C, in the presence of a catalyst such as a sulfonate compound or a titanate compound,
The time reaction conditions are favorable. Such specific chain extenders are used in the method of the present invention for hydrophobic polyol 1
It is used in a ratio of 0.001 to 0.5 mole to mole. This particular chain extender can also be used in combination with other common chain extenders, such as water and bifunctional compounds containing active hydrogen as described above. The addition polymerizable monomer containing a glycidyl group or a polyoxyethylene chain used in the present invention may be any known one, such as acrylic acid, α
-Glycidyl esters or polyoxyethylene glycol esters of unsaturated carboxylic acids such as chloroacrylic acid and methacrylic acid are preferred. Further, other addition polymerizable monomers may be used in combination to adjust the balance between hydrophilicity and hydrophobicity. For example, acrylic acid, α-chloroacrylic acid,
Methacrylic acid, their methyl, ethyl, propyl, butyl esters; styrene, methylstyrene, dimethylstyrene, ethylstyrene, methoxystyrene, divinylbenzene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, chlorstyrene,
2,5-dichlorostyrene, α-chlorostyrene or derivatives thereof are preferred.
Furthermore, in order to increase the stability of the polyurethane emulsion d, it is also possible to use a common w/o type emulsifier in combination with the modified polyurethane b. The modified polyurethane b described above is mixed into the polyurethane dispersion or solution e, either as a solution in an organic solvent or alone. In this mixed dispersion or solution, the polyurethane is in a dispersed state or a solution, and the modified polyurethane b is in a dissolved state, and the solid content is about 5% as a whole.
~60% by weight mixed liquid. The polyurethane emulsion d used in the present invention is obtained by stirring the above-mentioned mixed dispersion or solution with strong stirring.
This can be obtained by adding a saturated amount or less of water, for example, about 50 to 500 parts by weight of water per 100 parts by weight of solids in the mixed dispersion or solution. The emulsion thus obtained is a milky white creamy fluid and remains stable even if left as is for several months. Various additives such as colorants, crosslinking agents, stabilizers, fillers, and other known additives can be optionally added to such emulsions as necessary. The base material used in the present invention may be any base material such as various woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics, release papers, plastic films, metal plates, glass plates, etc. The emulsion may be applied to the substrate by any known method such as a coating method, a dipping method, or a combination thereof, and the amount of application and/or impregnation is approximately 5 to 2000 g (blended solution)/ m2
It can be varied within a wide range depending on the purpose. The drying step in the method of the present invention can be completed in a very short time and without the need for complicated processing, and this drying process is the rate-limiting step in productivity in the dry method as in the method of the present invention. hand,
Such short drying time is extremely advantageous compared to conventional methods. That is, the coated and/or impregnated substrate does not require any coagulation process as described in JP-A-51-41063,
About 1 to 3 minutes at 100℃ and about 1 minute at about 100 to 150℃
The desired porous sheet material of the present invention can be obtained by only drying for ~3 minutes. The reason why such a short drying time is achieved is that the hydrophobic polyurethane a used as a film forming agent in the present invention accounts for the majority of the total polyurethane, and a small amount of the surfactant (polyurethane b) This is thought to be because it is stably dispersed and emulsified with water, and when dried, it quickly and easily comes into contact with water due to evaporation of the organic solvent, resulting in gelation. (Function/Effect) The porous sheet material obtained by the present invention as described above has a very fine pore structure, has excellent physical properties, and has excellent water vapor permeability, and can be used for various synthetic leathers, etc. It is useful as a material for clothing, shoes, waterproof fabrics, tents, wallpaper, flooring materials, filtration materials, filters for air conditioners, etc. Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples. Note that all the terms in the text and percentages are based on weight. Examples 1 to 7 (Production of hydrophobic and hydrophilic polyurethane) 1 1000 parts of polytetramethylene glycol (average molecular weight approximately 1000, hydroxyl value 112), 93 parts ethylene glycol, and 625 g diphenylmethane diisocyanate were added to 1500 parts methyl ethyl ketone. ,
After reacting at 60°C for 8 hours, 2500 parts of methyl ethyl ketone was added and cooled to room temperature with stirring to form a milky white polyurethane dispersion with a solid content of 30%.
I got (1). 2 1,4-butane ethylene adipate (average molecular weight approximately 1000, hydroxyl value 112) 1000 parts, 1,4-
144 parts of butanediol, methyl ethyl ketone
After reacting 1,144 parts of diphenylmethane diisocyanate and 650 parts of diphenylmethane diisocyanate for 8 hours at 70°C, 3,042 parts of methyl ethyl ketone was added to homogenize the mixture, and the mixture was cooled to room temperature while stirring to form a milky white polyurethane dispersion (2) with a solid content of 30%. I got it. 3 Add 1000 parts of 1,6-hexamethylene adipate (average molecular weight 2000, hydroxyl value 56), 125 parts of 1,4-butanediol, and 472 parts of diphenylmethane diisocyanate to 1200 parts of methyl ethyl ketone, and react at 70°C for 8 hours. Then, 2,526 parts of methyl ethyl ketone was added to homogenize the mixture, and the mixture was cooled to room temperature while stirring to obtain a milky white polyurethane dispersion (3) with a solid content of 30%. 4 After reacting 1000 parts of 1,4-butane ethylene adipate (average molecular weight approximately 1000, hydroxyl value 112) and 408 parts of isophorone diisocyanate at 100°C for 6 hours, 1230 parts of methyl ethyl ketone and 1230 parts of toluene were added.
1,230 parts of n-butanol, and 148 parts of isophorone diamine were added, and the mixture was thoroughly homogenized by stirring to obtain a polyurethane solution (4) with a solid content of 30%. 5. 100 parts of itaconic acid and 95 parts of ethylene glycol were placed in a reaction vessel equipped with a dehydrator, stirred while blowing nitrogen gas, and heated to 140°C. After that, the temperature was increased by 30℃ every hour.
The temperature was raised to 200℃. The dehydration polycondensation reaction was continued at that temperature, and the reaction was terminated when the acid value became 1 or less. The resulting unsaturated compound having active hydrogen at both ends had an acid value of 0.5 and an average molecular weight of 220. Next, 100 parts of polytetramethylene glycol ether (average molecular weight approximately 2000, hydroxyl value 56),
3 parts of the unsaturated compound having active hydrogen at both ends obtained by the above reaction, 16 parts of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 100 parts of methyl ethyl ketone were placed in a reaction vessel, and under a nitrogen stream.
React at 75-85℃, dilute with methyl ethyl ketone as the viscosity increases, and finally reduce the resin concentration to 30.
%, and a viscosity of 12000 cps/20°C was obtained. Next, add 100 parts of this polyurethane resin solution to
5 parts n-butyl methacrylate, polyethylene glycol monoacrylate (average molecular weight 400)
Add 10 parts of methyl ethyl ketone, 25 parts of sec-butyl alcohol, and 0.2 parts of benzoyl peroxide, and react in a nitrogen atmosphere at 80 to 85°C for 6 hours to obtain a viscosity of 2000 cps/25°C and solid content.
A 25% modified polyurethane resin solution (5) was obtained. 6 100 parts of polyethylene glycol adipate glycol (average molecular weight approximately 1000, hydroxyl value 112), 4 parts of the unsaturated compound having active hydrogen at both ends obtained in Example 5, and 30 parts of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. and 100 parts of methyl ethyl ketone in a reaction vessel, and under a nitrogen stream
React at 75-85℃, dilute with methyl ethyl ketone as the viscosity increases, and finally reduce the resin concentration to 30.
%, and a viscosity of 8000 cps/20°C was obtained. Next, add 100 parts of this polyurethane resin solution to
5 parts of methyl methacrylate, 12 parts of glycidyl methacrylate, 71 parts of methyl ethyl ketone, and 0.2 parts of benzoyl peroxide were added and reacted in a nitrogen atmosphere at 80 to 85°C for 6 hours to produce a modified polyurethane with a viscosity of 1500 cps/25°C and a solid content of 25%. A resin solution (6) was obtained. 7 100 parts of itaconic acid and 1,4-butanediol
Put 138 parts into a reaction vessel equipped with a dehydrator,
Stir while blowing nitrogen gas to 140℃
The temperature rose to Thereafter, the temperature was raised to 200°C while increasing the temperature by 30°C every hour. The dehydration polycondensation reaction was continued at that temperature, and the reaction was terminated when the acid value became 1 or less. The resulting unsaturated compound having active hydrogen at both ends had an acid value of 0.4 and an average molecular weight of 280. Next, 100 parts of polytetramethylene glycol ether (average molecular weight approximately 2000, hydroxyl value 56),
4 parts of the unsaturated compound having active hydrogen at both ends obtained by the above reaction, 17 parts of hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 100 parts of methyl ethyl ketone were placed in a reaction vessel at 80 to 85°C in a nitrogen atmosphere. While carrying out the reaction, 0.1 part of dibutyltin dilaurate was added, and as the viscosity increased, it was diluted with MEK until the resin concentration was 30.
%, and a viscosity of 2000 cps/20°C was obtained. Next, add 100 parts of this polyurethane resin solution to
10 parts of ethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate (average molecular weight 300)
10 parts of methyl ethyl ketone, 65 parts of isopropyl alcohol, and 0.4 parts of azobisisobutyronitrile were added and reacted in a nitrogen atmosphere at 80 to 85°C for 7 hours to obtain a denatured product with a viscosity of 720 cps/25°C and a solid content of 25%. A polyurethane resin solution (7) was obtained. Examples 8 to 13 (Production of polyurethane emulsions) The products of Examples 1 to 7, organic solvents and water were stirred in a homomixer, and the following polyurethane w/o
An emulsion was prepared. 8 Polyurethane emulsion (8) Polyurethane dispersion (1) 100 parts Polyurethane solution (5) 10 parts Methyl ethyl ketone 20 parts Toluene 20 parts Water 80 parts 9 Polyurethane emulsion (9) Polyurethane dispersion (2) 100 parts Polyurethane solution (5) 12 parts Dioxane 10 parts Toluene 10 parts Xylene 20 parts Water 60 parts 10 Polyurethane emulsion (10) Polyurethane dispersion (2) 100 parts Polyurethane solution (6) 70 parts Methyl ethyl ketone 20 parts Xylol 20 parts Water 75 parts 11 Polyurethane emulsion (11) Polyurethane dispersion (3) 100 parts Polyurethane solution (6) 5 parts Tetrahydrofuran 20 parts Xylene 20 parts Water 80 parts 12 Polyurethane emulsion (12) Polyurethane dispersion (3) 100 parts Polyurethane solution ( 7) 12 parts Methyl ethyl ketone 150 parts Methyl isobutyl ketone 20 parts Water 70 parts 13 Polyurethane emulsion (13) Polyurethane solution (4) 100 parts Polyurethane solution (5) 10 parts Calcium carbonate 10 parts Toluene 30 parts Methyl ethyl ketone 20 parts Water 80 parts The properties of the polyurethane emulsions (8) to (13) are shown in Table 1 below.
【表】
実施例 14〜20
前記第1表のポリウレタン乳濁液(8)〜(13)を
各種の基材に塗布(あるいは含浸)し、乾燥して
各種の本発明の多孔性シート材料を得た。
第2表 (製造条件)
実施例 14
乳濁液 8 基材 離型紙
塗布(含浸)量(g/m2) 200(塗布)
乾燥条件 80℃2分+125℃2分
実施例 15
乳濁液 8 基材 ナイロンタフタ
塗布(含浸)量(g/m2) 600(塗布)
乾燥条件 80℃2分+125℃2分
実施例 16
乳濁液 9 基材 綿 布
塗布(含浸)量(g/m2) 400(塗布)
乾燥条件 80℃2分+125℃2分
実施例 17
乳濁液 10 基材 T/R起毛布
塗布(含浸)量(g/m2) 800(塗布)
乾燥条件 80℃3分+140℃3分
実施例 18
乳濁液 11 基材 綿 布
塗布(含浸)量(g/m2) 300(塗布)
乾燥条件 80℃2分+125℃2分
実施例 19
乳濁液 12 基材 不織布
塗布(含浸)量(g/m2) 1000(含浸)
乾燥条件 90℃3分+140℃3分
実施例 20
乳濁液 13 基材 テトロンタフタ
塗布(含浸)量(g/m2) 100(塗布)
乾燥条件 80℃2分+125℃2分[Table] Examples 14 to 20 The polyurethane emulsions (8) to (13) shown in Table 1 above are applied (or impregnated) onto various substrates and dried to form various porous sheet materials of the present invention. Obtained. Table 2 (Manufacturing conditions) Example 14 Emulsion 8 Base material Release paper Coating (impregnation) amount (g/m 2 ) 200 (coating) Drying conditions 80℃ 2 minutes + 125℃ 2 minutes Example 15 Emulsion 8 Base material Nylon taffeta Coating (impregnation) amount (g/m 2 ) 600 (coating) Drying conditions 80℃ 2 minutes + 125℃ 2 minutes Example 16 Emulsion 9 Base material Cotton Cloth Coating (impregnation) amount (g/m 2 ) 400 (coating) Drying conditions 80℃ 2 minutes + 125℃ 2 minutes Example 17 Emulsion 10 Base material T/R raised fabric Coating (impregnation) amount (g/m 2 ) 800 (coating) Drying conditions 80℃ 3 minutes +140℃ 3 minutes Example 18 Emulsion 11 Base material Cotton Cloth Application (impregnation) amount (g/m 2 ) 300 (coating) Drying conditions 80℃ 2 minutes + 125℃ 2 minutes Example 19 Emulsion 12 Base material Non-woven fabric Application (impregnation) amount (g/m 2 ) 1000 (impregnation) Drying conditions 90°C 3 minutes + 140°C 3 minutes Example 20 Emulsion 13 Base material Tetoron taffeta Application (impregnation) amount (g/m 2 ) 100 (application ) Drying conditions 80℃ 2 minutes + 125℃ 2 minutes
【表】
以上の通り本発明方法によれば、すぐれた物性
の多孔性シート材料が極めて短時間の乾燥処理で
得ることができる。[Table] As described above, according to the method of the present invention, a porous sheet material with excellent physical properties can be obtained in an extremely short drying process.
Claims (1)
リウレタンbからなる多孔層を基材上に設けた多
孔性シート材料において;上記疎水性ポリウレタ
ンaが、疎水性ポリオール、有機ジイソシアネー
トおよび鎖伸長剤を反応させて得られる疎水性ポ
リウレタンであり、上記の親水性の変性ポリウレ
タンbが、疎水性ポリオールと有機ジイソシアネ
ートとを不飽和二重結合を有する鎖伸長剤の存在
下に反応させ、次いでグリシジル基またはポリオ
キシエチレン鎖を含有する付加重合性モノマー群
から選ばれた少なくとも1種類の親水性モノマー
をグラフト重合させて得られたポリウレタンであ
り、該親水性の変性ポリウレタンbが、親水性の
付加重合性モノマー重合体を10〜50重量%含有す
ることを特徴とする多孔性シート材料。 2 疎水性ポリウレタンa、親水性の変性ポリウ
レタンb、有機溶剤cおよび水からなる油中水型
のポリウレタン乳濁液dを基材に含浸および/ま
たは塗布し、乾燥することからなる多孔性シート
材料の製造方法において;上記疎水性ポリウレタ
ンaが、疎水性ポリオール、有機ジイソシアネー
トおよび鎖伸長剤を、水との相互溶解度に限界が
ある有機溶剤c中で反応させて得られる疎水性ポ
リウレタン分散液または溶液eであり、上記の親
水性の変性ポリウレタンbが、疎水性ポリオール
と有機ジイソシアネートとを不飽和二重結合を有
する鎖伸長剤の存在下に反応させ、次いでグリシ
ジル基またはポリオキシエチレン鎖を含有する付
加重合性モノマー群から選ばれた少なくとも1種
類の親水性モノマーをグラフト重合させることか
らなり、該親水性の変性ポリウレタンbが、親水
性の付加重合性モノマー重合体を10〜50重量%含
有することを特徴とする多孔性シート材料の製造
方法。 3 不飽和二重結合を有する鎖伸長剤が、不飽和
二塩基酸と活性水素を有する二官能性化合物とを
脱水縮合させて得られる平均分子量が約140〜
1000の両末端に活性水素を有する不飽和化合物か
らなる特許請求の範囲第2項に記載の製造方法。[Scope of Claims] 1. A porous sheet material in which a porous layer consisting of a hydrophobic polyurethane a and a hydrophilic modified polyurethane b is provided on a base material; It is a hydrophobic polyurethane obtained by reacting an extender, and the above-mentioned hydrophilic modified polyurethane b is obtained by reacting a hydrophobic polyol and an organic diisocyanate in the presence of a chain extender having an unsaturated double bond, and then A polyurethane obtained by graft polymerizing at least one type of hydrophilic monomer selected from the group of addition-polymerizable monomers containing a glycidyl group or a polyoxyethylene chain, and the hydrophilic modified polyurethane b has a hydrophilic A porous sheet material containing 10 to 50% by weight of an addition polymerizable monomer polymer. 2. A porous sheet material obtained by impregnating and/or coating a base material with a water-in-oil polyurethane emulsion d consisting of hydrophobic polyurethane a, hydrophilic modified polyurethane b, organic solvent c, and water, and drying. In the production method; the hydrophobic polyurethane a is a hydrophobic polyurethane dispersion or solution obtained by reacting a hydrophobic polyol, an organic diisocyanate, and a chain extender in an organic solvent c that has a limited mutual solubility with water. e, and the hydrophilic modified polyurethane b is prepared by reacting a hydrophobic polyol and an organic diisocyanate in the presence of a chain extender having an unsaturated double bond, and then containing a glycidyl group or a polyoxyethylene chain. It consists of graft polymerizing at least one type of hydrophilic monomer selected from the group of addition polymerizable monomers, and the hydrophilic modified polyurethane b contains 10 to 50% by weight of the hydrophilic addition polymerizable monomer polymer. A method for producing a porous sheet material, characterized by: 3. The chain extender having an unsaturated double bond has an average molecular weight of about 140 to
The manufacturing method according to claim 2, which comprises an unsaturated compound having active hydrogen at both ends of 1,000.
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|---|---|---|---|
| JP19263184A JPS6172033A (en) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | Porous sheet material and its manufacturing method |
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|---|---|
| JPS6172033A JPS6172033A (en) | 1986-04-14 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0275597A (en) * | 1988-09-13 | 1990-03-15 | Nippon Steel Corp | Shared suspension device |
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|---|---|---|---|---|
| JPS56455A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-06 | Furuyama Kimiko | Wall of building |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP19263184A patent/JPS6172033A/en active Granted
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| JPS6172033A (en) | 1986-04-14 |
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