JP2001172358A - ゲル化基材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸液後、室温で放置することにより容易にゲ
ルの粒子同士が融合し一体化して様々な形状のゲルを得
ることができ、かつ透明性、耐候性に優れたゲルを形成
するゲル化基材を提供する。 【解決手段】 該ゲル化基材は、数平均分子量が５００
〜５０万のポリアルキレンオキシドと、該ポリアルキレ
ンオキシドに対して０．３〜３．０倍モル当量の１，６
−ヘキサンジオールまたは１，７−ヘプタンジオール
と、対称性の脂肪族イソシアネート化合物とを反応させ
て得られるポリアルキレンオキシド変性物を含むことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアルキレンオ
キシド変性物を含むゲル化基材に関する。さらに詳しく
は、ゲル化基材の粒子に水等の溶液を吸収させた後、室
温で放置することにより容易にゲルの粒子同士が融合し
一体化することにより、様々な形状のゲルを得ることが
でき、かつ透明性、耐候性に優れたゲルを形成するゲル
化基材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から多種多様な芳香剤、消臭剤が販
売されており、それらの芳香成分や消臭成分の支持担体
として種々の天然高分子材料や吸水性樹脂からなるゲル
が用いられている。具体的には、寒天、カラギーナン、
ゼラチン等の天然高分子材料や架橋型アクリル酸系重合
体等の吸水性樹脂が用いられている。近年、商品の差別
化や美観の観点から様々な形状のゲルが支持担体として
用いられるようになってきている。

【０００３】このような様々な形状のゲルを製造する方
法としては、例えば天然高分子材料の場合、水もしくは
溶剤に溶解させた後、芳香成分や消臭成分等の添加剤を
加え、成形用の型枠に流し込み固化させる方法等により
様々な形状のゲルを製造することができる。しかしなが
ら、天然高分子材料の多くは、溶解時に加熱する必要が
あり、固化する前の基材温度が高い状態で芳香成分や消
臭成分等を添加しなければならないため、添加した芳香
成分や消臭成分等が蒸発しやすい等の問題がある。

【０００４】一方、吸水性樹脂の場合、粒子状の吸水性
樹脂に水等の溶液を吸収させてゲルを得ることができる
が、得られたゲルはそれぞれ独立しており、ゲルの粒子
同士を融合して一体化させることが容易にできない。さ
らに、これら天然高分子材料や吸水性樹脂等から得られ
るゲルの多くは不透明であったり、吸液後に再溶解を起
こしたり、イオン性溶液や油分がゲルから分離してく
る、いわゆる離水現象を起こしやすいといった問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、吸液
後、室温で放置することにより容易にゲルの粒子同士が
融合し一体化して様々な形状のゲルを得ることができ、
かつ透明性、耐候性に優れたゲルを形成するゲル化基材
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定の数平均分子量の
ポリアルキレンオキシドと、特定量の１，６−ヘキサン
ジオールまたは１，７−ヘプタンジオールと、対称性の
脂肪族イソシアネートとを反応させて得られるポリアル
キレンオキシド変性物が、前記課題を解決する基材とし
て好適であることを見出し本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明のゲル化基材は、数平均
分子量が５００〜５０万のポリアルキレンオキシドと、
該ポリアルキレンオキシドに対して０．３〜３．０倍モ
ル当量の１，６−ヘキサンジオールまたは１，７−ヘプ
タンジオールと、対称性の脂肪族イソシアネート化合物
とを反応させて得られるポリアルキレンオキシド変性物
を含むことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のポリアルキレンオキシド
変性物を構成するポリアルキレンオキシドとしては、数
平均分子量が５００〜５０万、好ましくは２０００〜１
０万のポリアルキレンオキシドが用いられる。数平均分
子量が、５００未満であると架橋密度が高くなり得られ
たポリアルキレンオキシド変成物の吸液性が極端に低下
し、吸液後、ゲルの粒子同士が融合せず一体化しない。
一方、５０万を超えると得られたポリアルキレンオキシ
ド変性物の架橋密度が低くなり吸液後、溶解するためゲ
ルにならない。前記ポリアルキレンオキシドとしては、
特に限定されないが、例えばポリエチレンオキシド、ポ
リプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、エチレ
ンオキシド／プロピレンオキシド共重合体およびこれら
の混合物を挙げることができる。特にポリエチレンオキ
シド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド／プ
ロピレンオキシド共重合体およびこれらの混合物が好適
に用いられる。

【０００９】前記ポリアルキレンオキシドと共に本発明
のポリアルキレンオキシド変性物を構成するジオールと
しては、炭素数６の１，６−ヘキサンジオール、炭素数
７の１，７−ヘプタンジオールおよびこれらの混合物が
好適に用いられる。これら炭素数６または７のジオール
を用いた場合、分子間に働く凝集力と水素結合が最も小
さくなるため、吸液したゲルの表面のみに溶解性が付与
されてゲルの粒子同士が容易に融合して一体化すること
ができるものと考えられる。一方、ジオールの炭素数が
６より少ないかまたは７より多い場合、分子間力が高く
なりゲルの粒子同士が融合しにくくなると考えられる。
前記ジオールの使用量は、ポリアルキレンオキシドに対
して０．３〜３．０倍モル当量、好ましくは０．６〜
１．８倍モル当量である。ジオールの使用量が、０．３
倍モル当量未満であると、得られたポリアルキレンオキ
シド変性物の架橋密度が低くなり吸液後、溶解するため
ゲルにならない。一方、３．０倍モル当量を超えると、
得られたポリアルキレンオキシド変性物の架橋密度が高
くなりすぎ、ゲルの粒子同士が融合しなくなってしま
う。

【００１０】前記ポリアルキレンオキシドおよびジオー
ルと反応させる対称性の脂肪族イソアネート化合物とし
ては、特に限定されないが、同一分子内にイソシアネー
ト基を２個有する対称性の脂肪族イソシアネート化合
物、例えばキシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネ−ト（Ｈ
ＭＤＩ）、１，８−ジメチルベンゾール−２，４−ジイ
ソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート（Ｔ
ＤＩ）、ＴＤＩの３量体、ポリメチレンポリフェニルイ
ソシアネート、トリメチロールプロパンなどのポリオー
ルに活性水素の数に対応するモル数のジイソシアネート
を反応させて得られるウレタンイソシアネート化合物、
ポリイソシアネートアダクト等を挙げることができる。
特に耐候性に優れたポリアルキレンオキシド変性物が得
られる観点から、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシア
ネートおよびこれらの混合物が好適に用いられる。

【００１１】前記のポリアルキレンオキシド、ジオール
およびイソシアネート化合物の使用割合は、ポリアルキ
レンオキシドの末端水酸基とジオールの有する水酸基の
数の和とイソシアネート化合物の有するイソシアネート
基の数の比（Ｒ値）（−ＮＣＯ基／−ＯＨ基）が０．５
〜２．０となる範囲、好ましくは０．６〜１．３となる
範囲から選択される。Ｒ値が０．５未満であると、得ら
れるポリアルキレンオキシド変性物が吸液後、溶解する
ためゲルにならない。一方、Ｒ値が２．０を超えると、
架橋密度が高くなると共に、ゲルの粒子同士が融合しな
い。

【００１２】ポリアルキレンオキシドと、ジオールと、
イソシアネート化合物とを反応させる方法としては、適
当な溶媒を用いた溶液状で反応させることも可能である
が、分散状で反応させる方法や、粉末状または固体状で
両者を均一に混合した後に所定の温度に加熱して反応さ
せることもできる。工業的実施の見地からは、各原料を
溶融状態で連続的に供給し多軸押出機中で混合、反応さ
せる方法が好ましい。前記反応の温度は、通常７０〜２
１０℃である。なお、この反応系にトリエチレンジアミ
ン、ジアザビシクロウンデセンフェノール塩、ジアザビ
シクロウンデセンオクタノイック酸塩等の有機アミン化
合物、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート
等の有機錫化合物、テトライソプロポキシチタン、テト
ラブトキシチタナート等の有機チタン化合物を少量添加
して反応を促進させることもできる。

【００１３】かくして得られたポリアルキレンオキシド
変性物は、通常該変性物１ｇに対して純水を２０〜４０
ｇ程度吸収することのできる吸水性樹脂である。さら
に、本発明のゲル化基材には、本発明の効果を実質的に
損なわない範囲で熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、滑剤等を適宜添加することもできる。また、他の吸
水性樹脂や水溶性樹脂と併用して用いることもできる。

【００１４】本発明のゲル化基材の使用方法としては、
特に限定されず、例えば芳香成分、消臭成分等を溶解し
た水等の溶液をゲル化基材に対して１０〜３０倍重量程
度の割合で加え任意の形状の型枠または容器に入れる。
その後、室温で１〜２日放置することによりゲル化基材
が溶液を吸収しながらゲルとなり、該ゲルの粒子同士が
融合し一体化して様々な状形のゲルを得ることができ
る。得られたゲルはそのままでも使用できるが、必要に
応じて透明なガラス容器やプラスチック容器に収容する
ことにより、徐放作用と共に美観が良い状態で使用する
ことができる。

【００１５】また、前記水溶液または有機溶媒／水混合
溶液に染料等の着色剤を溶解させることにより容易に任
意の色に着色することもできる。本発明のゲル化基材
は、吸液後、離水現象がなく美観に優れたゲルとなるた
め、芳香成分や消臭成分の支持担体として、種々の芳香
剤、消臭剤等の用途に使用することができる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの例に限定され
るものではない。なお、実施例で得られたポリアルキレ
ンオキシド変性物および吸液ゲルの評価は以下の方法に
従って行った。 １．ポリアルキレンオキシド変性物の試験項目およびそ
の方法 （１）吸水能（ｇ（純水）／ｇ（樹脂）） 純水２００ｍｌに秤量したポリアルキレンオキシド変性
物１ｇを添加し、２４時間撹拌後、２００メッシュの金
網にて瀘過し、瀘過後のゲルの重量を吸水能とした。

【００１７】２．ゲルの試験項目およびその方法 （１）吸液ゲルの強度（Ｐａ） 純水１８ｍｌにポリアルキレンオキシド変性物２ｇを添
加し、２４時間吸液させて得られたゲルをレオメーター
（協和精機製レオロボットＫＡ−３００ＰＶ）にて吸液
ゲルの強度を測定した。 （２）黄変度（耐候性評価） １００ｍｌ容のふた付ガラス瓶にポリアルキレンオキシ
ド変性物２ｇ、および純水１８ｍｌを添加し、密封後２
４時間静置した。その後、このガラス瓶を屋外に静置
し、３０日間太陽光に曝露した。太陽光に曝露前と後の
ゲルの黄変度を、ＪＩＳ Ｋ７１０３に準じて求めた。
すなわち、ゲルの三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を測色色差計
（日本電色工業製 Ｚ−１００１ＤＰ型）を用いて反射
法で求め、下記の式により黄色度（ＹＩ）を算出し、太
陽光に曝露前後の黄色度の差を黄変度とした。 ＹＩ＝１００×（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）÷Ｙ 通常、黄変度が５以下であると耐候性に優れていると判
断できる。

【００１８】（３）透明性 ポリアルキレンオキシド変性物を熱プレス（１５０℃×
５分）にて厚み０．５ｍｍのシートに成形した。得られ
たシートを純水中に２４時間浸漬後、膨潤したゲルを長
さ１ｃｍの石英セルに入れ、分光光度計（波長４２５ｎ
ｍ）にて透過率（％）を測定した。 （４）離水量 ２００ｍｌ容のふた付ガラス瓶にポリアルキレンオキシ
ド変性物７．５ｇおよび下記組成の芳香液（重量比でプ
ロピレングリコール：エタノール：ソルビタンエステ
ル：レモン香料：純水＝３：５：３：５：８４）１４
２．５ｇを入れ密閉し室温にて３０日間静置した。予め
秤量した濾紙（Ａ）にて内容物を濾過し、濾液量（Ｂ）
ならびにゲル分を除いた後の濾紙重量（Ｃ）を測定し、
下記の式により離水量を求めた。 離水量（ｇ） ＝ Ｂ ＋ (Ｃ−Ａ) （５）吸液ゲル状態 純水１４２．５ｇにポリアルキレンオキシド変性物７．
５ｇを添加し、２４時間静置した。その後、吸液ゲルの
状態を目視観察した。

【００１９】実施例１ 十分に脱水した数平均分子量２００００のポリエチレン
オキシド１００重量部、１，６−ヘキサンジオール０．
８３重量部およびジブチル錫ジラウレート０．０２重量
部を７０℃に保温された攪拌機の付いた貯蔵タンクＡに
入れ、窒素ガス雰囲気下で均一な混合物とした。これと
は別に、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシ
アネートを３０℃に保温された貯蔵タンクＢに入れ、窒
素ガス雰囲気下で貯蔵した。貯蔵タンクＡの混合物と貯
蔵タンクＢのジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイ
ソシアネートを定量ポンプにて、各々４２０ｇ／分、１
３．１ｇ／分の速度で、１１０〜１４０℃に設定した２
軸押出機に連続的に供給し、押出機中で混合、反応を行
い押出機出口からストランドを出し、ペレタイザーによ
りペレット化してポリアルキレンオキシド変性物を得
た。得られたポリアルキレンオキシド変性物の吸水能は
３５ｇ／ｇであった。得られたポリアルキレンオキシド
変性物をゲル化基材として、このものに水または芳香液
を吸収させてゲルを調製した。得られたゲルについて、
前記（１）吸液ゲルの強度、（２）黄変度、（３）透明
性、（４）離水量および（５）吸液ゲル状態の性能評価
を行った。結果を表１に示した。

【００２０】実施例２ 十分に脱水した数平均分子量２００００のポリエチレン
オキシド９０重量部、平均分子量１５０００のエチレン
オキシド／プロピレンオキシド共重合体（共重合比８／
２）１０重量部、１，７−ヘプタンジオール０．８９重
量部およびジブチル錫ジラウレート０．０２重量部を７
０℃に保温された攪拌機の付いた貯蔵タンクＡに入れ、
窒素ガス雰囲気下で均一な混合物とした。これとは別
に、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートを３０℃
に保温された貯蔵タンクＢに入れ、窒素ガス雰囲気下で
貯蔵した。貯蔵タンクＡの混合物と貯蔵タンクＢの１，
６−ヘキサメチレンジイソシアネートを定量ポンプに
て、各々４２１ｇ／分、９．４ｇ／分の速度で１１０〜
１４０℃に設定した２軸押出機に連続的に供給し、押出
機中で混合、反応を行い押出機出口からストランドを出
し、ペレタイザーによりペレット化してポリアルキレン
オキシド変性物を得た。得られたポリアルキレンオキシ
ド変性物の吸水能は３４ｇ／ｇであった。得られたポリ
アルキレンオキシド変性物をゲル化基材として、このも
のに水または芳香液を吸収させゲルを調製した。得られ
たゲルについて、前記（１）〜（５）の性能評価を行っ
た。結果を表１に示した。

【００２１】比較例１ 十分に脱水した数平均分子量２００００のポリエチレン
オキシド９０重量部、数平均分子量１５０００のエチレ
ンオキシド／プロピレンオキシド共重合体（共重合比８
／２）１０重量部、１，４−ブタンジオール０．５６重
量部およびトリエチレンジアミン０．１重量部を７０℃
に保温された撹拌機の付いた貯蔵タンクＡに入れ、窒素
ガス雰囲気下で均一な混合物とした。これとは別に、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを５０℃
に保温された撹拌機の付いた貯蔵タンクＢにいれ、窒素
ガス雰囲気下で貯蔵した。貯蔵タンクＡの混合物と貯蔵
タンクＢの４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネー
トを定量ポンプにて各々、４１９ｇ／分、１１．８ｇ／
分の速度で１１０〜１４０℃に設定した２軸押出機に連
続的に供給し、押出機中で混合、反応を行い、押出機出
口からストランドを出し、ペレタイザーによりペレット
化してポリアルキレンオキシド変性物を得た。得られた
ポリアルキレンオキシド変性物の吸水能は３３ｇ／ｇで
あった。得られたポリアルキレンオキシド変性物をゲル
化基材として、このものに水または芳香液を吸収させゲ
ルを調製した。得られたゲルについて、前記（１）〜
（５）の性能評価を行った。結果を表１に示した。

【００２２】比較例２ ポリアルキレンオキシド変性物の代わりに高吸水性樹脂
（商品名；ＫＩゲル、クラレ（株）製、吸水能１９０ｇ
／ｇ）を用いて同様の評価を行った。結果を表１に示し
た。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、本発明のポリア
ルキレンオキシド変性物は、黄変度が低く耐候性に優れ
ていることが分かる。また、吸液後のゲルは、透明性が
高く、離水量が少なく、さらにゲルの粒子同士が容易に
融合し一体化することが分かる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のポリアルキレンオキシド変性物
からなるゲル化基材は、吸液後、室温に放置することに
より容易に融合して一体化して様々な形状のゲルを得る
ことができ、かつ透明性、耐候性に優れたゲルとなる。
また、本発明の吸液ゲルは、離水量が少なく、透明性、
耐候性に優れているため芳香剤、消臭剤等の種々の用途
に好適に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 賢哉 兵庫県姫路市飾磨区入船町１番地 住友精 化株式会社機能樹脂研究所内 Ｆターム(参考） 4F070 AA53 AC12 AE30 CB01 4J034 BA08 CA04 CC03 CE01 DA01 DG02 DG03 DG04 DG05 DG09 HA01 HA07 HB07 HC03 HC12 HC17 HC22 HC46 HC64 HC67 HC71 HC73 QA05 QC06 RA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数平均分子量が５００〜５０万のポリア
   ルキレンオキシドと、該ポリアルキレンオキシドに対し
   て０．３〜３．０倍モル当量の１，６−ヘキサンジオー
   ルまたは１，７−ヘプタンジオールと、対称性の脂肪族
   イソシアネート化合物とを反応させて得られるポリアル
   キレンオキシド変性物を含むゲル化基材。
2. 【請求項２】 ポリアルキレンオキシドが、ポリエチレ
   ンオキシド、ポリプロピレンオキシドおよびエチレンオ
   キシド／プロピレンオキシド共重合体からなる群より選
   ばれた少なくとも１種である請求項１記載のゲル化基
   材。
3. 【請求項３】 対称性の脂肪族イソシアネート化合物
   が、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネ
   ートまたは１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートか
   ら選ばれた少なくとも１種である請求項１記載のゲル化
   基材。
4. 【請求項４】 請求項１〜３いずれか１記載のゲル化基
   材を吸液させて得られる吸液ゲル。