CN101065426B - 连续气孔弹性体及其制造方法、以及吸水辊和拭子 - Google Patents
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- C08J2375/04—Polyurethanes
Abstract
本发明提供一种连续气孔弹性体、该连续气孔弹性体的制造方法、以及使用该连续气孔弹性体而得到的吸水辊和拭子。上述连续气孔弹性体的特征在于,其是由聚氨基甲酸酯制成的,并具有3维网状的气孔结构,其骨架的平均尺寸为20μm以下,骨架的80%以上为2-20μm范围的尺寸,表观密度为0.2-0.4g/cm3,含有HLB值为8以上的表面活性剂,并可以瞬时吸收水。上述连续气孔弹性体的制造方法的特征在于,具有将气孔生成剂从成型体中水提取的工序。
Description
技术领域
本发明涉及由聚氨基甲酸酯制成的连续气孔弹性体及其制造方法,本发明还涉及使用了上述连续气孔弹性体的吸水辊和拭子(swab)。
背景技术
由聚氨基甲酸酯制成的连续多孔体分量轻,并具有吸收液体、贮存液体、使液/气体通过、吸收声音、分选除去固体、吸收冲击等功能,因此,使用在油墨辊、渗透印章(浸透印)、笔、过滤器、化妆用海绵等中。
由聚氨基甲酸酯制成的发泡体主要通过化学发泡法等来制造。但是,在化学发泡法中,由于因化学反应等产生的气体而生成气孔,不可能使所谓的孔径平均地为200μm以下,不能由该发泡体高效地吸取微细的水滴。因此,提出了通过使用气孔生成剂的溶解析出法而制造的连续多孔体。
例如,在特开昭52-32971号公报(专利文献1)中,公开了一种多孔性成型物,其通过如下方法制造,即,将包含热可塑性聚氨基甲酸酯、作为可溶于酸的粉末状物质的碳酸钙、表面活性剂或多元醇、二甲基甲酰胺以及丙酮的组合物混炼,在130℃下热成型,再将该成型物浸渍在盐酸水溶液中,水洗后干燥。在该方法中,添加碳酸钙作为气孔生成剂,将分散在成型物中的碳酸钙用酸和水提取后进行水洗,由此生成气孔。并且,为了容易对碳酸钙进行水提取,添加了表面活性剂。
另外,在特开昭58-189242号公报(专利文献2)中,公开了一种高分子多孔体,其通过如下方法制造,即,使聚氨基甲酸酯溶解在二甲基甲酰胺等溶剂中,向其中搅拌添加调配有聚乙烯醇等气孔生成剂的组合物,并填充到规定的模具中,在聚氨基甲酸酯的非溶剂中凝固,然后用大量的水使该气孔生成剂溶解析出。
近年来,对于由聚氨基甲酸酯制成的连续气孔弹性体,其作为吸水辊的用途、和作为拭子的用途正在增加,所述吸水辊在制造印刷基板、引线框等精密制品时,将水洗制品后附着在制品表面的水滴除去以达到洁净均匀,所述拭子用于吸取附着在精密制品上的水。对用于这样用途的连续气孔弹性体要求瞬时吸水的性质。另外,在作为吸水辊的用途中,还要求通过外力压缩可以高效地将水吐出的性质。可是,采用上述的连续气孔弹性体,难以获得这样的性质,作为吸水辊或拭子的用途是不合适的。因此,期望开发具有瞬时吸水等优异性质的连续气孔弹性体。
另外,为了实现这样的连续气孔弹性体在日常生活用途或工业用途中大量使用,希望开发以低成本大量稳定地制造连续气孔弹性体的方法。可是,在专利文献1记载的上述的制造方法中,由于必须在制造混炼物的工序中加热到高温,成本变高,另外还成为原料劣化的原因。如果使用低沸点溶剂作为有机溶剂,则在高温下还有着火的可能性。另外,由于使用盐酸水溶液,有必要将使用后的废液中和,这也成为高成本的原因。
另一方面,按照专利文献2的方法,例如,成型物的厚为20mm时,到凝固结束需要将近一周的时间,并且在制造时需要由高价的多孔材料制成的成型模具。特别是,为了大量生产,其数量需要大量,作为结果,制造成本变高。因此,期望开发不存在这样的以往的问题的连续气孔弹性体的制造方法。
[专利文献1]特开昭52-32971号公报
[专利文献2]特开昭58-189242号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而作成的,其课题在于,提供一种由聚氨基甲酸酯制成的可以瞬时吸收附着在精密制品等上的水的连续气孔弹性体、以及使用该连续气孔弹性体而得到的吸水辊和拭子。本发明的课题还在于,提供一种连续气孔弹性体的制造方法,该方法可以在制造工序中不对材料进行加热,不使用酸、碱等毒物,并且不使用成型模具来制造具有可以瞬时吸收水的性质的连续气孔弹性体、或者可以赋予这些性质的连续气孔弹性体。
解决课题的方法
本发明人反复深入研究的结果发现,具有3维网状的气孔结构,其骨架的尺寸细而均匀,表观密度为规定的范围内,并且含有HLB值高的表面活性剂的连续气孔弹性体可以瞬时吸收附着的水。
本发明人还发现,采用如下方法,可以不对材料进行加热,不使用酸、碱等毒物,并且不使用成型模具来制造具有可以赋予瞬时吸水的性质的连续气孔弹性体,所述方法为:将水溶性的并且与溶剂形成分子化合物的气孔生成剂和聚氨基甲酸酯混炼,成型并使之凝固后,将上述气孔生成剂从成型物中水提取。本发明就是这样完成的。
首先,本发明提供一种连续气孔弹性体(权利要求1),其特征在于,其是由聚氨基甲酸酯制成的,并具有3维网状的气孔结构,表观密度为0.2-0.4g/cm3,并且含有HLB值为8以上的表面活性剂,所述气孔结构的骨架的平均尺寸为20μm以下,骨架的80%以上为2-20μm范围的尺寸。
所谓3维网状的气孔结构,是如图1所示的结构,是指在3维方向连接的网由聚氨基甲酸酯的骨架构成,在其骨架间形成的气孔相互连续,未发现堵塞网孔的膜的结构。本发明的连续气孔弹性体的特征是,其骨架的平均尺寸为20μm以下。
另外,本发明的连续气孔弹性体的特征在于,构成其网状结构的骨架的尺寸几乎均等。具体地,80%以上的骨架具有2-20μm范围的尺寸。优选80%以上的骨架具有6-15μm范围的尺寸。这样,由于骨架的尺寸几乎均等,因此在吸收水之后用外力压缩连续气孔弹性体时,高效地吐出水的性质更加优异,可以适用于作为吸水辊的用途。
另外,本发明的连续气孔弹性体的特征还在于,其表观密度为0.2-0.4g/cm3。这里所说的表观密度,是指按照JIS K 7222记载的方法测定的值。本发明的连续气孔弹性体的特征在于,含有HLB为8以上的表面活性剂,这里所说的HLB值,是表示表面活性剂的亲水性和疏水性的平衡的公知的指标,在大木道则等编著、东京化学同人发行的化学辞典第178页等中记载了其计算方法。例如,表面活性剂为脂肪酸酯时,可以按照下面的式子计算。
HLB=20×(1-SV/NV)
其中,SV为酯的皂化值,NV为脂肪酸的中和值。
本发明的连续气孔弹性体发挥将水瞬时地吸收到连续气孔弹性体内的优异的效果。具体地,在后述的实施例中记载的残存水分量的测定方法的测定值为1g/1000cm2以下。另外,如果表面活性剂的HLB值比8小,则难以获得该效果。
表面活性剂的HLB值优选为19以下。权利要求2相当于该优选的实施方案。如果该HLB值超过19,则在制造连续气孔弹性体时的凝固工序和水洗工序中,表面活性剂被水提取,残留在连续气孔弹性体内的表面活性剂变少,吸水性能有时不充分。
相对于100重量份30重量%的固体成分的溶剂类聚氨基甲酸酯,表面活性剂的含量优选0.5-40份的范围。如果比0.5重量份小,则将水瞬时吸收到连续气孔弹性体内的性质不充分。另外,含量超过40重量份时,发生表面活性剂从连续气孔弹性体转移到外部,同时连续气孔弹性体的机械强度有时也降低。
作为表面活性剂,可举出山梨糖醇酐脂肪酸酯、牛脂甘油酯乙醇盐(牛脂グリセライドエトキシレ一ト)、聚甘油脂肪酸酯等多元醇的部分脂肪酸酯、聚乙二醇月桂醚、聚乙二醇硬脂醚等脂肪醇的环氧乙烷加成物、聚氧化烯醚塔罗酸酯、聚乙二醇油酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯等脂肪酸的环氧乙烷加成物、脂肪酰胺或脂肪酸酰胺的环氧乙烷加成物、壬基苯酚乙氧基化物、辛基苯酚乙氧基化物等烷基苯酚的环氧乙烷加成物、烷基萘酚的环氧乙烷加成物、多元醇的部分脂肪酸酯的环氧乙烷加成物等。
本发明还提供一种连续气孔弹性体的制造方法(权利要求3),其特征在于,包括下述工序:将含有聚氨基甲酸酯、溶剂和气孔生成剂作为主要原料的组合物混炼的工序,所述气孔生成剂是水溶性的并且与溶剂形成分子化合物;将该组合物脱泡、成型的工序;将得到的成型物凝固的工序;以及将上述气孔生成剂从凝固的成型物中水提取并除去,然后进行干燥的工序。通过该制造方法,可以制造由聚氨基甲酸酯构成的,具有骨架的平均尺寸为20μm以下的3维网状的气孔结构,并且表观密度为0.2-0.4g/cm3的连续气孔弹性体。
本发明人发现,将含有聚氨基甲酸酯、溶剂和气孔生成剂作为主要原料的组合物混炼时,可以得到类似于粘土的具有可塑性和保形性的适合于成型的混炼组合物,所述气孔生成剂是水溶性的并且与溶剂形成分子化合物。这是在混炼其他的气孔生成剂和聚氨基甲酸酯时没有见到的特异的现象。
这里所说的分子化合物,是2种以上的稳定的分子可以以一定的比例直接结合的化合物,成分分子间的结合弱,成分分子原本的结构或性质不太变化,另外,比较容易解离成原来的成分。在本发明的制造方法中使用的气孔生成剂是补充溶剂分子而形成分子化合物的物质。
该形成分子化合物的气孔生成剂在边搅拌边添加到溶剂中时,溶解直到一定量,超过该量时,此前的溶液状态急剧地呈现为接近于固体的状态。而且,该接近于固体的状态物与水等接触时,再次溶解。可认为这样的气孔生成剂以与该溶剂具有弱的结合的状态存在于溶剂中,并通过其与高分子材料相溶,表现出特异的粘土状的可塑性和保形性。
为了将用挤出等方法将混炼的组合物成型为期望的形状,可塑性是重要的。另外,成型加工之后的凝固过程需要长时间,例如,厚10mm的组合物在25℃的水中直到凝固结束需要12到18小时。因此,在直到组合物的凝固结束的期间,为了不使用成型模具而保持期望的形状,在成型后也保持期望的形状的性质,即成型后的保形性良好是重要的。
另外,通过使用粘土状的具有可塑性和保形性的混炼组合物,容易获得其尺寸细而均匀并具有扩展为3维网状的骨架的成型体。而且,通过将气孔生成剂从该成型体中水提取,可以容易地获得表观密度为0.2-0.4g/cm3的连续气孔弹性体。
作为对混炼组合物赋予粘土状的可塑性和保形性的气孔生成剂,可举出氯化钙、氯化镁等无机微粒。由于氯化钙容易形成分子化合物,上述的效果大,因此特别优选。另外,氯化钙在廉价并且可以容易获得这点上也是有利的。权利要求4相当于该特别优选的实施方案。
相对于100重量份30重量%的固体成分的溶液型聚氨基甲酸酯,气孔生成剂的添加量优选20-100重量份。如果添加量比20重量份少,组合物的可塑性和保形性变得不充分,在成型时有时不能得到期望的形状。另外,比100重量份多时,由于在混炼时组合物成为接近于固体的状态,因此有时成型变得困难。
另外,通过该添加量,可以调节最终得到的连续气孔弹性体的表观密度、以及构成3维网状气孔的骨架的平均尺寸。即,添加量少时,表观密度和骨架的平均尺寸增加,添加量多时,与此相反。
通过上述本发明的制造方法得到的连续气孔弹性体,即,具有骨架的平均尺寸为20μm以下的3维网状的气孔结构、并且表观密度为0.2-0.4g/cm3的连续气孔弹性体通过含有HLB值为8以上的表面活性剂,可以得到上述的本发明的连续气孔弹性体,发挥瞬时地将水吸收到连续气孔弹性体内的优异的效果。即,可以使采用后述的实施例中记载的残存水分量的测定方法测定的残留水分量为1g/1000cm2以下。
作为含有HLB值为8以上的表面活性剂的方法,可例举出在含有聚氨基甲酸酯、溶剂和气孔生成剂作为主要原料的组合物中进一步含有HLB值为8以上的表面活性剂,再进行权利要求3或权利要求4的其后的工序的方法。权利要求5是相当于该实施方案的连续气孔弹性体的制造方法。
作为含有HLB值为8以上的表面活性剂的其他方法,可例举出在上述的权利要求3或权利要求4的方法中的气孔生成剂的水提取后,或者进一步干燥后,向得到的成型物中添加HLB值为8以上的表面活性剂的方法。权利要求6是相当于该实施方案的连续气孔弹性体的制造方法,其特征在于,权利要求3或权利要求4所述的连续气孔弹性体的制造方法,还具有如下工序:将上述气孔生成剂从凝固的成型物中水提取后,或者在干燥之后,向该成型物中添加HLB值为8以上的表面活性剂。作为添加表面活性剂的方法,可以举出将得到的成型物浸渍在含有表面活性剂的液体中使之渗透,干燥的方法等。
将含有聚氨基甲酸酯、溶剂和气孔生成剂等的组合物混炼后,将混炼组合物脱泡、成型。脱泡的目的是除去该组合物中的气泡。
成型后,取出该成型物并使其凝固。作为凝固的方法,可例举出湿式法,该方法是将成型物浸渍在水等聚氨酯的非溶剂以及与聚氨基甲酸酯的溶剂具有相溶性的液体中,使之脱溶剂而凝固。在湿式法中,由于将成型物浸渍在水中使之脱溶剂而凝固的水凝固法的保形性良好,另外容易转移到后面的水提取工序中,容易获得均匀的海绵结构,故优选。权利要求7是相当于该优选的实施方案。
本发明的连续气孔弹性体由于具有瞬时吸取水的特征,因此适用于要求该性质的吸水辊或拭子。权利要求8提供一种吸水辊,其特征在于,使用上述本发明的连续气孔弹性体,权利要求9提供一种拭子,其特征在于,使用上述本发明的连续气孔弹性体。
本发明的吸水辊可以如下形成:将本发明的连续气孔弹性体成型为筒状,在其中心孔上安装旋转轴。此时,可以在旋转轴和连续气孔弹性体之间使用粘接剂进行粘接。接着,为了提高辊表面的平滑度、圆度,通常进行研磨加工。
该吸水辊由于具有瞬时吸收水的性质,因此可以适用于在制造精密制品时将水洗制品后附着在制品表面的水滴洁净均匀的除去的用途等。特别是,使用了表面活性剂的HLB值为19以下的连续气孔弹性体的吸水辊,由于通过外力压缩而良好地吐出水的性质优异,故优选。
本发明的连续气孔弹性体的瞬时吸取水的特征,对于用在拭子中时也是有用的,所述拭子在电子部件、光学部件等的制造中,用于狭小的特定部分、角部分、槽等狭小的局部空间的清洁。以往,清洁擦拭部(清拭部)除了使用了棉花的棉棒之外,还已知以聚酯针织布、干式发泡聚氨基甲酸酯海绵、0.5旦尼尔以下的极细的纤维布等作为清洁擦拭部的各种各样的拭子,但任何一种都没有迅速吸取水的特征。
在制造电子部件、光学部件等时,要求擦拭后残留少的清洁性能,为了将清洁对象的污迹、或在清洁时被同时使用的水稀释的污迹没有残留地擦去,必须在其由于清洁擦拭部挤压而扩展之前迅速地将其吸取到清洁擦拭部。由于本发明的连续气孔弹性体可以迅速吸取,因此适用于拭子的清洁擦拭部。
以使用本发明的连续气孔弹性体为特征的本发明的拭子可以如下获得,即,以清洁擦拭部的尺寸、形状成型具有孔穴的上述连续气孔弹性体,然后将由聚丙烯制作的棒状物的前端插入到在该孔穴中。
本发明的连续气孔弹性体发挥瞬时地将水吸收到连续气孔弹性体内的优异的效果。具体地,使后述的实施例中记载的残存水分量的测定值为1g/1000cm2以下。因此,适用于要求瞬时吸取水的性质的吸水辊或拭子。
按照本发明的连续气孔弹性体的制造方法,可以在制造工序中不将具有规定形状的材料加热到高温,不使用酸、碱等药品,并且不必准备使用了高价的多孔材料的成型模具来制造如下的连续气孔弹性体,所述连续气孔弹性体由聚氨基甲酸酯制成,并具有3维网状的气孔结构,表观密度为0.2-0.4g/cm3,所述3维网状的气孔结构的骨架的平均尺寸为20μm以下,骨架的80%以上为2-20μm范围的尺寸。这样,通过在得到的连续气孔弹性体中含有HLB值为8以上的表面活性剂,可以得到具有上述优异特征的本发明的连续气孔弹性体。
使用本发明的连续气孔弹性体得到的本发明的吸水辊或拭子可以瞬时地吸收水,适用于各中吸液用途,例如,在制造精密制品的工序中水洗后,清洁均匀地除去附着在制品表面的水滴的用途,或者在制造电子部件、光学部件等时的清洁的用途等。
附图说明
[图1]实施例1得到的3维网状连续多孔体的扫描型电子显微镜照片。
[图2]比较例1得到的连续多孔体的扫描型电子显微镜照片。
[图3]比较例2得到的连续多孔体的扫描型电子显微镜照片。
[图4]显示出连续气孔弹性体管的截面以及保形性评价中的a、b的模式图。
具体实施方式
下面,说明本发明的具体实施方式,特别是优选的实施方式的例子。
本发明中使用的聚氨基甲酸酯是使高分子量多羟基化合物和扩链剂形成的多羟基化合物成分和多异氰酸酯化合物反应而得到的物质。
作为高分子多羟基化合物,有聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚合物多羟基化合物等聚醚类多羟基化合物;己二酸酯类多羟基化合物、聚己内酯多羟基化合物等聚酯类多羟基化合物、聚碳酸酯多羟基化合物、聚烯烃多醇等,期望的分子量为500-10000。
另外,作为扩链剂,是乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,3-丙二醇等。
作为多异氰酸酯化合物,有亚甲基二苯基二异氰酸酯、甲代亚苯基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、1,5-二异氰酸萘酯、四亚甲基亚二甲苯基二异氰酸酯等芳香族系异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯等脂环系异氰酸酯以及六亚甲基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯等脂肪族系异氰酸酯等。
所谓在本发明的制造方法中使用的溶剂,通常可举出二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二噁烷、四氢呋喃、甲基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂或它们的混合物等。在后工序中,如果考虑可以容易地被水溶解析出以及作为操作环境的溶剂臭味、着火性等,优选二甲基甲酰胺。
本发明的制造方法中的含有聚氨基甲酸酯、溶剂、气孔生成剂、以及根据需要的表面活性剂的组合物,根据需要还可以含有着色剂或抗氧剂、防霉菌剂、抗菌剂、表面活性剂、各种表现润滑功能的材料、阻燃剂、以及炭黑等导电材料等功能性材料。
作为气孔生成剂使用的氯化钙、氯化镁等无机盐微粒中,作为通常使用的物质,有无水物和含有结晶水的物质,但为了组合物的稳定化,优选无水物。另外,无机盐微粒的粒径越小越可以缩短混炼时间,优选为200μm以下。
组合物的混炼使用捏合(ニ一ダ一)混炼机、螺旋(オ一ガ)混炼机、班伯里混合机、单轴、双轴的螺杆挤出机等。混炼中,由于组合物均匀混合,并且在制作分子化合物时引起发热,必须用水等将混炼容器冷却。
作为混炼组合物的脱泡的具体的方法,可举出使用弯曲式(べント)挤出机进行减压脱泡的方法。成型的具体方法优选将成型模具连接在上述挤出机上来赋予期望的形状的方法。
这样挤出的组合物是粘土状的可塑性物质,希望其比重为1-2。此时,将放入了使用水溶性无机盐等制备的水溶液的水槽设置在成型模具的前端,上述制备的水溶液的比重相对于挤出的组合物的比重,为同等或比其小0.5以内,向水槽中进行成型物的挤出,得到成型物。
然后,通过下面的方法进行凝固,所述方法为:采用聚氨基甲酸酯的非溶剂以及与聚氨基甲酸酯的溶剂具有相溶性的液体,例如上述水槽中的水等进行脱溶剂的方法等。
凝固后,将成型物中的气孔生成剂进行水提取而除去。水提取的具体的方法为:将该凝固体投入到普通的洗衣机等中,通过在20-80℃的水中进行15-90分钟的洗涤和几次水交换,几乎可以完全除去气孔生成剂。
水提取后,在110℃以下将成型物干燥。具体地,使用箱型干燥机、转鼓型干燥机。这样,得到本发明的连续气孔弹性体。
实施例
接着,基于实施例更加具体地说明本发明,但本发明的范围并不限定于这些实施例。
首先,示出各实施例和比较例得到的连续气孔弹性体的评价方法。
评价方法
[表观密度]:按照JIS K 7222测定。
[拉伸强度和伸长率]:按照JIS K 6400-5测定。
[吸水性试验]:按照JIS L 1907(基于滴液法(dripping method)和Byreck法,吸水高度的测定时间为60秒后)。
[混炼组合物的挤出性(可塑性)和保形性]
在40-50℃的温度范围从外径46mm、内径20mm的连接了管成型用模具的螺杆径40φ的弯曲式挤出机挤出混炼组合物。挤出方向向下,将从模具前端出来的组合物直接挤出到比重1.1-1.2的氯化钙或氯化镁水溶液中,并在50cm长时切断。该水溶液温度为20-25℃,模具前端与水溶液液面的距离为10cm。此时,用肉眼确定从模具出来的挤出组合物的形状是以与模具外径成比例的一定的状态挤出,还是产生下垂而变形,评价挤出性。不产生下垂的为良好。
维持上述挤出后的状态放置12小时,取出凝固结束的组合物,洗涤、干燥。将由此得到的连续气孔弹性体管的几乎中央部与挤出方向垂直地用刀具切断。图4示出切断后的管的截面的模式图、以及最小直径a、最大直径b。用游标卡尺测定该截面的最小直径a和最大直径b,将b/a的值作为保形性。
[连续气孔弹性体的多孔状态以及骨架的平均尺寸]
用肉眼和扫描型电子显微镜照片观察上述切断后的截面的外观,评价多孔状态。另外,在该扫描型电子显微镜照片中看到的3维网络结构的骨架中,测定10个拉伸成棒状的部分的尺寸,将其平均值作为3维网络的骨架的平均尺寸。
[残留水分量]
在下述的测定条件下,将连续通过辊间的Al板(铝板)的数目设定为50000张/小时进行运转,运转开始后经过1小时以上时,从刚刚通过的Al板抽取100-130张,用精密天平测定残留在Al板表面的水分重量。该水分重量由于对应于抽取的Al板的张数,为了一般化,以Al板的表面积为1000cm2进行换算,求出用单位g/1000cm2表示的残留水分量。
即,该残留水分量与用手接触时的触感的关系如下,
0.80g/1000cm2以上:明显润湿
0.20g/1000cm2:稍稍润湿
0.10g/1000cm2以下:未感觉到润湿
测定条件
辊的尺寸向外径42mm、内径19mm的筒状连续气孔弹性体的中孔压入贴上了两面胶带的外径22mm的轴,将筒状连续气孔弹性体研磨成外径φ40mm,同时切成长度200mm。
辊的构成 上辊和下辊各2组(辊数总计为4根)
上下轴芯间隔 35mm
前后轴芯间隔 45mm
试验基材 Al板φ24.9mm×1.2mm厚
辊通过前向吸水基材表面的水分附着量 22g/1000cm2
水温 20±2℃
辊转速 100-150rpm
实施例1
使用下述的聚氨基甲酸酯树脂、溶剂、气孔生成剂作为原料。
レザミンCUS-1500(大日精化工业(株)制造的聚碳酸酯系聚氨基甲酸酯,固体成分30%) 100重量份
二甲基甲酰胺 50重量份
无水氯化钙 50重量份
将这些原料投入到捏合混炼机中,以转速15rpm进行混炼。由于在混合开始的同时发热,因此边用带有水循环夹套的容器冷却边进行。由连接了外径46mm、内径20mm的管成型用模具的螺杆径40mm(40φ)的弯曲式挤出机将其挤出,凝固,用洗衣机水洗,再用箱型干燥机进行干燥,切断后得到外径42mm、内径19mm、长度450mm的筒状连续气孔弹性体。这样得到的连续气孔弹性体的评价结果如表1所示。另外,图1示出了其扫描型电子显微镜照片。
比较例1
除了使用50份聚乙烯醇来代替无水氯化钙以外,其余与实施例1同样,将组合物混炼后,进行挤出之后的各工序,得到连续气孔弹性体。这样得到的连续气孔弹性体的评价结果如表1所示。另外,图2示出了其扫描型电子显微镜照片。
比较例2
除了使用350份粒径不到100μm的氯化钠来代替无水氯化钙以外,其余与实施例1同样,将组合物混炼后,进行挤出之后的各工序,得到连续气孔弹性体。这样得到的连续气孔弹性体的评价结果如表1所示。另外,图3示出了其扫描型电子显微镜照片。
[表1]
实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | |
表观密度g/cm3 | 0.23 | 0.28 | 0.16 |
拉伸强度KPa | 840 | 1100 | 380 |
伸长率% | 250 | 310 | 270 |
挤出性 | 良好 | 下垂并变细 | 下垂并断开 |
保形性b/a | 1.04 | 2.32 | 1.80 |
多孔状态 | 均匀的3维网状 | 不均匀的网状;网孔有被膜堵塞的倾向 | 凝固中有裂纹,不均匀的网状;网孔部分地被膜堵塞 |
骨架的平均尺寸μm | 7.5(均匀) | 不均匀,不能测定 | 不均匀,不能测定 |
由表1和图1所示的结果可以明确,实施例1(本发明)的连续气孔弹性体是挤出性、保形性优异的材料。并且,制成未发现堵塞网孔的膜的3维网状的气孔结构,构成网状结构的骨架为几乎均等的尺寸。另一方面,比较例1、比较例2得到的成型物如图2、3所示,虽然具有气孔结构,但发现了堵塞网孔的膜,骨架的尺寸也不均匀。
实施例2
在实施例1的组合物原料中再追加5份非离子OT-221(日本油脂(株)制造,聚乙二醇山梨糖醇酐单油酸酯,HLB值为15.0),同样地进行混炼以后的各工序,并进行评价。这样得到的连续气孔弹性体的评价结果如表2所示。在该筒状成型品的中心孔安装轴,形成辊。然后,为了提高辊表面的平滑度、圆度而进行研磨加工,用上述方法测定残留水分量。结果如表2所示。
实施例3
将实施例1得到的连续气孔弹性体浸渍到含有1重量%非离子OT-221的40℃的水溶液中,放置10分钟后,取出进行离心脱水。浸渍前的连续气孔弹性体的重量为111g,离心脱水后的重量为189g。在100℃的箱型热风干燥机中将其干燥后,采用与实施例2同样的方法进行研磨加工,测定残留水分量等。结果如表2所示。
比较例3
除了使用5份アデカエスト一ルS-80(旭电化工业(株)制造的聚氧化乙烯山梨糖醇酐单油酸酯,HLB值为4.3)来代替非离子OT-221以外,其余与实施例2同样地进行操作。这样得到的连续气孔弹性体的评价结果如表2所示。
实施例4
除了改变挤出条件,使连续气孔弹性体的形状等成为内径1mm、外径5mm的管状以外,其余与实施例2同样地,得到连续气孔弹性体,然后,切成长度15mm。在这样得到的连续气孔弹性体的中心的孔中插入使前端变尖的径2.0mm、长度10cm的聚丙烯制成的棒状物,制成拭子。用该拭子擦拭玻璃板上的水滴时,水滴在1-2秒之内吸入到该连续气孔弹性体中,可以完全擦去玻璃板上的水滴。
使用与该拭子同样大小的棉棒、聚酯针织布拭子、干式发泡聚氨基甲酸酯海绵、极细的纤维拭子进行同样的实验,但在任何一个实验中,玻璃板上的水滴在吸取之前都被压开,不能在1-2秒之间完全擦去。
Claims (6)
1.一种连续气孔弹性体,其特征在于,其是由聚氨基甲酸酯制成的,并具有3维网状的气孔结构,表观密度为0.2-0.4g/cm3,并且含有HLB值为8-19的表面活性剂,其中相对于100重量份30重量%的固体成分的溶剂类聚氨基甲酸酯,上述表面活性剂的含量为0.5-40份的范围,所述气孔结构的骨架的平均尺寸为20μm以下,骨架的80%以上为2-20μm范围的尺寸。
2.一种连续气孔弹性体的制造方法,其特征在于,包括下述工序:将含有聚氨基甲酸酯、溶剂和气孔生成剂作为主要原料的组合物混炼形成粘土状相容物的工序,上述气孔生成剂选自氯化钙和氯化镁,并且上述组合物还含有HLB值为8-19的表面活性剂;将该组合物脱泡、成型的工序;将得到的成型物加入到聚氨基甲酸酯的非溶剂以及与聚氨基甲酸酯的溶剂具有相溶性的液体中凝固的工序;以及将上述气孔生成剂从凝固的成型物中水提取并除去,然后进行干燥的工序;其中,相对于100重量份30重量%的固体成分的溶剂类聚氨基甲酸酯,上述表面活性剂的含量为0.5-40份的范围,并且相对于100重量份30重量%的固体成分的溶液型聚氨基甲酸酯,上述气孔生成剂的添加量为20-100重量份。
3.一种连续气孔弹性体的制造方法,其特征在于,包括下述工序:将含有聚氨基甲酸酯、溶剂和气孔生成剂作为主要原料的组合物混炼形成粘土状相容物的工序,上述气孔生成剂选自氯化钙和氯化镁;将该组合物脱泡、成型的工序;将得到的成型物加入到聚氨基甲酸酯的非溶剂以及与聚氨基甲酸酯的溶剂具有相溶性的液体中凝固的工序;将上述气孔生成剂从凝固的成型物中水提取并除去,然后进行干燥的工序;以及在将上述气孔生成剂从凝固的成型物中水提取或者进行干燥后,向该成型物中添加HLB值为8-19的表面活性剂的工序;其中相对于100重量份30重量%的固体成分的溶剂类聚氨基甲酸酯,上述表面活性剂的含量为0.5-40份的范围,并且相对于100重量份30重量%的固体成分的溶液型聚氨基甲酸酯,上述气孔生成剂的添加量为20-100重量份。
4.如权利要求2或3所述的连续气孔弹性体的制造方法,其特征在于,上述气孔生成剂为氯化钙。
5.一种吸水辊,其特征在于,使用权利要求1所述的连续气孔弹性体。
6.一种拭子,其特征在于,使用权利要求1所述的连续气孔弹性体。
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