JP2005132942A - 連続気泡を有する高分子化合物多孔体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐食性の製造装置を必要とせず、効率的に連続気泡を有する多孔質の高分子化合物を製造する方法を提供する。
【解決手段】 高分子化合物は溶解するが糖類は溶解しない有機溶剤に高分子化合物と微粉末の糖類を加えて糖類含有高分子化合物溶液を調製した後、該糖類含有高分子化合物溶液から有機溶剤を除去して糖類含有高分子化合物を調製し、該糖類含有高分子化合物から微粉末の糖類を除去することを特徴とする連続気泡を有する高分子化合物多孔体の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、連続気泡を有する高分子化合物多孔体の製造方法に関するものである。

連続気泡を有する高分子化合物多孔体は、主にインク内蔵タイプの印判に用いられてきた。

従来、連続気泡を有する高分子化合物多孔体は、高分子化合物と溶媒溶解性の微粉末を、ニーダー等で加熱混合し、溶媒溶解性の微粉末を溶媒により溶解除去して製造されていた。

例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂粉末基材に合成ゴム溶液を混和して乾燥させたものに、界面活性剤粉末と塩化ナトリウム等の易水溶性塩微粉末を混和し成形した後、界面活性剤粉末と易水溶性塩微粉末を洗除する方法が記載されている。

また、特許文献２には、ポリオレフィン樹脂とポリオレフィン樹脂より高い融点を有する塩化ナトリウム等の水易溶性微粉末と水溶性有機化合物を混練した後シート状に成形してシート体とし、シート体に含有される水易溶解性微粉末と水溶性有機化合物を除去して多孔性シートとし、多孔性シートを加圧圧縮して気泡を縮小させたポリオレフィン多孔体が記載されている。

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された方法では、樹脂の深部に存在する微粉末を抽出除去するには技術を要した。

さらに、特許文献３には、ポリオレフィン系樹脂に特定粒径の亜硫酸カルシウムおよび／または硫酸カルシウムからなる無機塩を添加した混合物を押出法によってシート状に成形し、この成形物を無機塩を溶解しうる無機酸で処理した後アルカリで中和することを特徴とする多孔性ポリオレフィン系樹脂シートの製造法が記載されている。

特許文献３に記載された方法は、無機塩を溶解するために無機酸を使用しなければならず、耐食性の装置を用いなければならないという難点があった。

さらに、また特許文献１〜特許文献３に記載された従来技術は、いずれも無機塩を溶解除去するには時間を要し、生産性が低いものであった。
特公昭４７−１１７３号公報 特開２００２−６０５３４公報 特公昭４７−３９２１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、耐食性の製造装置を必要とせず、効率的に連続気泡を有する多孔質の高分子化合物を製造する方法を提供することである。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、高分子化合物を有機溶剤に溶解させ、特定の微粉末を加え微粉末を溶解除去することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、高分子化合物は溶解するが糖類は溶解しない有機溶剤に高分子化合物と微粉末の糖類を加えて糖類含有高分子化合物溶液を調製した後、該糖類含有高分子化合物溶液から有機溶剤を除去して糖類含有高分子化合物を調製し、該糖類含有高分子化合物から微粉末の糖類を除去することを特徴とする連続気泡を有する高分子化合物多孔体の製造方法に関するものである。

本発明は、気泡体を形成するための分粉末物質として糖類を用いるため、糖類を除去する溶剤は水でよいため、耐食性の製造装置を必要としない。また、無機塩を用いた場合に比べて、糖類を溶解除去する時間が短いため、生産性が向上する。また、高分子化合物を有機溶剤で溶解するだけでよく、従来技術のように高分子化合物を加熱成形する必要がないため、本発明方法の高分子物質多孔体の製造に要するエネルギーはより少なくなる。さらに、また本発明で得られた高分子化合物多孔体は、水は透過しないが、気体は透過する性質を有している。

本発明は、有機溶剤に高分子化合物を溶解した高分子化合物溶液に、微粉末の糖類を加えた後、有機溶剤と糖類を除去することにより、連続気泡を有する高分子化合物多孔体を製造することを特徴とするものである。

本発明の高分子化合物多孔体の基材となる高分子化合物は、後述する有機溶剤に可溶であればよい。そのような高分子化合物としては、例えばスチレン系エラストマーやオレフィン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、ＮＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、含ハロゲンゴム等のゴム、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、塩化ビニル等のプラスチックを挙げることができる。これらの高分子化合物のなかでも、加硫工程を必要としない点、弾性、リサイクル性の点で、熱可塑性エラストマーが好ましい。

本発明で用いられる有機溶剤は、上記高分子化合物を溶解し、糖類を溶解することのない有機溶剤であればよい。そのような有機溶剤としては、例えばキシレン、ＤＭＦ、ゴム揮、ＭＥＫ、酢酸エチル等を挙げることができる。これらの有機溶剤のなかでも、匂い、沸点、溶解力の点で、キシレンが好ましい。

本発明における、高分子化合物多孔体の製造方法の製造方法の一実施形態としては以下の方法が挙げられる。

まず、上記有機溶剤に上記高分子化合物を溶解させる。溶解方法は、特に限定されるものではなく、有機溶剤に粉末状の高分子化合物を加えて、攪拌混合すればよい。有機溶剤の量は、基材となる高分子化合物の種類によって異なるが、高分子化合物を溶解できる程度の量であればよい。例えば、熱可塑性エラストマーの場合、熱可塑性エラストマー１００ｇ当たり、有機溶剤を１００〜１０００ｍｌ用いればよい。

高分子化合物溶液を調製するに際し、増量や非粘着等の目的で、炭酸カルシウム、クレー、シリカ等の無機充填材を添加したり、分散性と離型性を向上させる目的で、ステアリン酸やステアリン酸塩類等の高級脂肪酸化合物を添加してもよい。

得られた高分子化合物溶液に、微粉末の糖類を加えて、糖類含有高分子化合物溶液を調製する。糖類を溶解しない有機溶剤を用いるため、糖類含有高分子溶液中では、糖類が微粉末のまま懸濁した状態で存在する。本発明に用いる糖類としては、フルクトース、グルコース等の単糖類、スクロース等の二糖類、でんぷん等の多糖類等の糖類を挙げることができるが、抽出溶解性、融点、価格等の理由によりスクロースが好ましい。

これらの糖類は、粒径が１ｍｍ〜３０μｍ、好ましくは、０．５ｍｍ〜５０μｍの微粉末のものが、強度及び柔軟性の点で好ましい。

次いで、糖類含有高分子化合物溶液から有機溶剤を除去して糖類含有高分子化合物を調製する。有機溶剤を除去する方法は、特に限定されないが、常圧下または減圧下で溶剤を除去して、糖類含有高分子化合物を調製すればよい。

得られた糖類含有高分子化合物から、糖類を除去することにより、連続気泡を有する高分子化合物多孔体が得られる。糖類を除去する手段としては、水を用いて糖類を溶解除去する手段が挙げられる。糖類は、容易に水に溶解し、また装置を腐食することもないので、効率的かつ低コストで高分子化合物多孔体を得ることができる。

糖類を抽出除去するための抽出温度は、例えば、１０〜１００℃、好ましくは、
２０〜６０℃の間で適宜選択すればよい。糖類は、水の温度が高くなるほど、溶解度が上昇するので、温水を用いて、糖類を抽出除去することが好ましい。

高分子多孔体を成形するには、有機溶剤を含む糖類含有高分子化合物溶液の状態で任意の形状に成形すればよい。フィルム状やシート状の高分子化合物多孔体を得るには、例えば糖類含有高分子化合物溶液を平板の上に流し込んで、有機溶剤を除去した後、フィルム状またはシート状の成形体を平板から剥離すればよい。また、立体的な高分子化合物多孔体を得るには、型を糖類含有高分子化合物溶液に浸漬して型の表面を被覆して有機溶剤を除去するか、型に糖類含有高分子化合物を塗布もしくはスプレーして皮膜を形成し、有機溶剤を除去してもよい。成形後の糖類含有高分子化合物から糖類を除去することにより、所望の形状の連続気泡を有する高分子化合物多孔体を得ることができる。

上記の実施形態の他に、有機溶剤に高分子化合物と糖類を同時に加えて、糖類含有高分子化合物溶液を調製してもよい。

下記の配合に従って、高分子化合物組成物を調製した。

配合
(1)スチレン系熱可塑性エラストマー^１） 40g
(2)スチレン系熱可塑性エラストマー^２） 20g
(3)炭酸カルシウム^３） 20g
(4)ステアリン酸^４） 2g

注：
１）JSR（株）製、商品名「SIS5229」
２）リケンテクノス（株）製、商品名「SEPS-3」
３）白石工業（株）製、商品名「シルバーＷ」
４）旭電化工業（株）製、商品名「SA-400」

上記高分子化合物組成物を、500mlのビーカーに量り採り、キシレンを加えて400mlとし、溶解混合するまで攪拌して高分子化合物溶液を調製した。

得られた高分子化合物溶液を200mlずつ500mlのビーカーに採り分けて、水溶性微粉末としてスクロース（日新製糖（株）製、商品名「フロストシュガー」）と塩化ナトリウム（和光純薬（株）製）を各々乳鉢で粉砕したものを、各々60g配合した。

ガラスセル（90×110mm）に、上記水溶性微粉末含有高分子化合物溶液をそれぞれ約20mlづつ注ぎ入れ、乾燥してキシレンを除去し、セルから離型し、シート状サンプルを作った。

シート状サンプルを長手方向に切り、45×110mmとして、500mlビーカーに水道水（20℃）を入れてサンプルを浸漬し、スクロースまたは食塩を抽出して高分子化合物多孔体を調製した。抽出速度を比較するために、浸漬後７時間と、２４時間後にそれぞれ乾燥して、抽出前後の重さを測定した。抽出用の水は、７時間までは、１時間おきに交換し、それ以降は放置した。スクロースを含む高分子化合物溶液から得たサンプルを実施例１とし、塩化ナトリウムを含む高分子化合物溶液から得たサンプルを比較例１として、水溶性物質の残留量を対比した。その結果を表１、表２に示す。

残留量は、抽出前の水溶性微粉末の量を100%ととし、抽出後の高分子化合物多孔体に存在する水溶性微粉末の残量を％で表したものである。

残留量を計算するための式を以下に示す。なお、式中の配合物総量とはキシレン以外の配合物（高分子化合物＋炭酸カルシウム＋ステアリン酸＋水溶性微粉末）の総量を表す。なお、計算値とは抽出前のサンプルのシートに含まれている水溶性微粉末の量（g）を示す。

・計算値＝抽出前のサンプル重量（g）×水溶性微粉末（g）／配合物総量（g）
＝抽出前のサンプル重量（g）×60（g）／101（g）
＝抽出前のサンプル重量（g）×0.5941
・前後差＝抽出前のサンプル重量（g）−抽出後のサンプル重量（g）
・水溶性微粉末の抽出分（%）＝（前後差／計算値）×100
・残留量（%）＝100−抽出分（%）

表１および表２に示した結果から明らかなように、水溶性微粉末として塩化ナトリウムを配合した比較例１と比べて、スクロースを配合した実施例１の方が、抽出速度が速く、抽出量も多いことが分かった。

本発明により得られた高分子化合物多孔体が、連続気泡を有する多孔体であるかを確認するため、以下の実験を行った。

実施例１に準じて、スクロースを含有する高分子化合物溶液を調製した。先の丸いφ20のアルミニウム製の円柱を、このスクロースを含有する高分子化合物溶液に浸漬し、円柱の表面を被膜した。次いで、乾燥して離型し、袋状のサンプルを調製した。

500mlビーカーに水道水（20℃）を入れて袋状サンプルを浸漬し、１時間おきに水を交換してスクロースを抽出し、７時間後、乾燥して、袋状の高分子化合物多孔体を得た。

得られた袋状の高分子化合物多孔体の中に水を入れ、24時間放置し、その後表面の水漏れを目視で確認した。その結果、水漏れは確認できなかった。

得られた袋状の高分子化合物多孔体の袋内に空気が残るように、水中に没し、袋の口を閉じて、袋状の高分子化合物多孔体を押した。その結果、袋状の高分子化合物多孔体の表面全体から、内部の空気が泡状に透過してくるのを観察できた。

従って、本発明の連続気泡を有する高分子化合物多孔体は、水を透過しないが、気体を透過することが分かった。

本発明は、耐食性の製造装置を必要とせず、効率的に連続気泡を有する多孔質の高分子化合物を製造することができる。

また、本発明方法により得られた連続気泡を有する高分子多孔体は、水を透過しないが、気体を透過する性質を有しているので、例えば、蒸れないゴム手袋、紙おむつ用シート部材、救急絆創膏用シート部材等に応用することが可能である。

Claims (5)

1. 高分子化合物は溶解するが糖類は溶解しない有機溶剤に高分子化合物と微粉末の糖類を加えて糖類含有高分子化合物溶液を調製した後、該糖類含有高分子化合物溶液から有機溶剤を除去して糖類含有高分子化合物を調製し、該糖類含有高分子化合物から微粉末の糖類を除去することを特徴とする連続気泡を有する高分子化合物多孔体の製造方法。
2. 前記高分子化合物が、熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記有機溶剤がキシレンであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
4. 前記糖類がスクロースであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
5. 前記糖類含有高分子化合物から微粉末の糖類を除去する手段が、水を用いる抽出手段であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。