JP2006089507A - Hydrophilic flexible polyurethane foam - Google Patents

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JP2006089507A JP2004267017A JP2004267017A JP2006089507A JP 2006089507 A JP2006089507 A JP 2006089507A JP 2004267017 A JP2004267017 A JP 2004267017A JP 2004267017 A JP2004267017 A JP 2004267017A JP 2006089507 A JP2006089507 A JP 2006089507A
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polyurethane foam
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Takahiro Nakanishi
貴浩 中西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain hydrophilic flexible polyurethane foam that has remarkably excellent water absorption performances such as water absorption rate, water absorption amount and water retention amount and is readily and inexpensively produced. <P>SOLUTION: The hydrophilic flexible polyurethane foam is obtained by foaming a foam raw material comprising a polyol and a polyisocyanate to give flexible polyurethane foam and heat-treating the flexible polyurethane foam. A part of the resin surface of the foam is thermally decomposed and the surface is made into a state coated with its decomposition product. Since the main component of the decomposition product has a hydrophilic group and exhibits strong hydrophilicity, the flexible polyurethane foam after heat treatment becomes flexible polyurethane foam having excellent water absorption performances such as water absorption rate, water absorption amount and water retention amount. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、親水性軟質ポリウレタンフォームに係り、特に、吸水速度、吸水量、吸水保持量といった吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームに関する。   The present invention relates to a hydrophilic flexible polyurethane foam, and more particularly to a hydrophilic flexible polyurethane foam excellent in water absorption performance such as a water absorption rate, a water absorption amount, and a water absorption retention amount.

親水性軟質ポリウレタンフォームは、その優れた弾力性、多孔質体であることによる吸水性、保水性により、液晶用板ガラスや建築用板ガラス等のガラス洗浄、OA機器分野におけるクリーンルームの水分の拭き取り材、ワイパー、ハードディスク洗浄やプリンターのインク吸収材、吸水ロール、吸汗や保湿を必要とする分野、水耕栽培用素材、自動車の洗車後の水分の拭き取り材等幅広い用途に使用されている。   Hydrophilic flexible polyurethane foam has excellent elasticity, water absorption due to being a porous body, water retention, glass cleaning for liquid crystal glass and building glass, etc., wiping material for moisture in clean rooms in the field of OA equipment, It is used in a wide range of applications such as wipers, hard disk cleaning, ink absorbers for printers, water absorption rolls, fields that require sweat absorption and moisture retention, materials for hydroponics, and materials for wiping moisture after washing a car.

従来、軟質ポリウレタンフォームに親水性を付与する方法としては、次の(1)〜(5)の方法が知られている。
(1) 原料ポリオールとして特定の親水性ポリオールを用い、イソシアネートインデックスを低目にして反応させる方法(特開2002−105164号公報)
(2) 特定の親水性ポリオールを過剰量の水で発泡させる方法(特開昭61−78819号公報)
(3) 吸水性樹脂等の吸水性物質をフォーム原料の発泡時に添加する方法
(4) 軟質ポリウレタンフォームに吸水性樹脂や無機親水性フィラー等の添加物を含浸させる方法
(5) 軟質ポリウレタンフォームをプラズマ処理するなどしてフォーム表面を親水化する方法
特開2002−105164号公報 特開昭61−78819号公報
Conventionally, the following methods (1) to (5) are known as methods for imparting hydrophilicity to a flexible polyurethane foam.
(1) A method in which a specific hydrophilic polyol is used as a raw material polyol and the reaction is performed with a low isocyanate index (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-105164)
(2) A method of foaming a specific hydrophilic polyol with an excessive amount of water (Japanese Patent Laid-Open No. 61-78819)
(3) Method of adding a water-absorbing substance such as a water-absorbing resin when foaming the foam raw material
(4) Method of impregnating flexible polyurethane foam with additives such as water-absorbent resin and inorganic hydrophilic filler
(5) Method of hydrophilizing the foam surface by plasma treatment of flexible polyurethane foam
JP 2002-105164 A JP-A-61-78819

しかしながら、上記従来技術のうち、(1),(2)の方法では、得られる軟質ポリウレタンフォームは、吸水速度の面で若干劣り、(3)の方法では、吸水性物質をフォーム原料に配合することによる発泡阻害の恐れがある。また、(4)の方法では、含浸させた添加物の脱落の問題がある。更に、(5)の方法では、処理コストが高くつく上に、フォーム内面の親水化が困難であるという欠点がある。   However, among the above conventional techniques, in the methods (1) and (2), the obtained flexible polyurethane foam is slightly inferior in water absorption speed, and in the method (3), a water-absorbing substance is blended with the foam raw material. There is a risk of inhibiting foaming. In the method (4), there is a problem of dropping off the impregnated additive. Further, the method (5) has a drawback that the processing cost is high and it is difficult to make the foam inner surface hydrophilic.

従って、本発明は上記従来の問題点を解決し、吸水速度、吸水量、吸水保持量といった吸水性能に著しく優れ、容易かつ安価に製造可能な親水性軟質ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a hydrophilic flexible polyurethane foam that is remarkably excellent in water absorption performance such as a water absorption speed, a water absorption amount, and a water absorption retention amount and can be easily and inexpensively manufactured. .

本発明(請求項1)の親水性軟質ポリウレタンフォームは、ポリオールとポリイソシアネートとを含むフォーム原料を発泡させて得られる軟質ポリウレタンフォームを、熱処理してなることを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam of the present invention (invention 1) is characterized by heat-treating a flexible polyurethane foam obtained by foaming a foam raw material containing a polyol and a polyisocyanate.

請求項2の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項1において、前記熱処理が熱プレス処理であることを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the heat treatment is a hot press treatment.

請求項3の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項2において、前記熱プレス処理が120〜250℃で、前記軟質ポリウレタンフォームをその厚さが1/1〜1/10となるようにプレスする処理であることを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to claim 3 is the treatment according to claim 2, wherein the hot press treatment is performed at 120 to 250 ° C., and the flexible polyurethane foam is pressed so that the thickness becomes 1/1 to 1/10. It is characterized by being.

請求項4の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項1ないし3のいずれか1項において、前記ポリオールが親水性ポリオールを含むことを特徴とする。   A hydrophilic flexible polyurethane foam according to a fourth aspect is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the polyol contains a hydrophilic polyol.

請求項5の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項4において、前記親水性ポリオールがエチレンオキサイド含有率20重量%以下のポリエーテルポリオールであることを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam of claim 5 is characterized in that, in claim 4, the hydrophilic polyol is a polyether polyol having an ethylene oxide content of 20% by weight or less.

請求項6の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項1ないし5のいずれか1項において、前記軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分をプレポリマー法にて変成し、得られたプレポリマーのNCO基に対して当量比として3倍以上の水を用いて発泡させてなるものであることを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to claim 6 is the flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 5, wherein the flexible polyurethane foam is obtained by modifying a polyol component and an isocyanate component by a prepolymer method, and the NCO of the obtained prepolymer. It is characterized by being foamed using water at an equivalent ratio of 3 times or more with respect to the group.

請求項7の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項1ないし6のいずれか1項において、前記ポリオールが平均分子量3000〜12000の高分子量ポリオールと平均分子量400〜1000の低分子量ポリオールとを含むことを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to claim 7 is characterized in that, in any one of claims 1 to 6, the polyol contains a high molecular weight polyol having an average molecular weight of 3000 to 12000 and a low molecular weight polyol having an average molecular weight of 400 to 1000. Features.

請求項8の親水性軟質ポリウレタンフォームは、請求項1ないし7のいずれか1項において、前記フォーム原料のイソシアネートインデックスが60〜95であることを特徴とする。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to an eighth aspect is characterized in that the isocyanate index of the foam raw material is 60 to 95 in any one of the first to seventh aspects.

本発明によれば、軟質ポリウレタンフォームを熱処理することにより、フォームの樹脂表面の一部を熱分解させて、表面をその分解生成物によりコーティングした状態とすることができる。この分解生成物の主成分は親水基を含有し、親水性の強いものであるため、熱処理後の軟質ポリウレタンフォームは、吸水速度、吸水量、吸水保持量といった吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームとなる。   According to the present invention, by heat-treating the flexible polyurethane foam, a part of the resin surface of the foam can be thermally decomposed, and the surface can be coated with the decomposition product. Since the main component of this decomposition product contains a hydrophilic group and is strongly hydrophilic, the flexible polyurethane foam after heat treatment is a hydrophilic flexible polyurethane excellent in water absorption performance such as water absorption speed, water absorption amount, water absorption retention amount. It becomes a form.

この熱処理としては熱プレス処理が好ましく、熱プレス処理によれば、フォーム全体にわたって親水化処理することができ、より一層吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。この熱プレス処理としては120〜250℃で、軟質ポリウレタンフォームをその厚さが1/1〜1/10となるようにプレスする処理であることが好ましい。さらに、1/2〜1/4となるようにプレスする処理であることがより好ましい。なお、以下において、軟質ポリウレタンフォームをその厚さが1/NとなるようにプレスするときのNをプレス倍率と称す。   As this heat treatment, a hot press treatment is preferable. According to the hot press treatment, the entire foam can be hydrophilized, and a hydrophilic flexible polyurethane foam having further excellent water absorption performance can be obtained. This hot press treatment is preferably a treatment of pressing a flexible polyurethane foam at 120 to 250 ° C. so that the thickness thereof is 1/1 to 1/10. Furthermore, it is more preferable that it is a process of pressing so as to be 1/2 to 1/4. In the following, N when the flexible polyurethane foam is pressed so as to have a thickness of 1 / N is referred to as a press magnification.

また、本発明では、次のような条件を採用することにより、より一層吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
(1) ポリオールとして親水性ポリオールを用いる。この親水性ポリオールとしてはエチレンオキサイド(EO)含有率20重量%以下のポリエーテルポリオールが好ましい。
(2) ポリオール成分とイソシアネート成分をプレポリマー法にて変成し、このプレポリマーのNCO基に対して当量比として3倍以上の水を発泡剤として用いて発泡させることによって、親水性ポリウレタンフォームを製造する。これにより、素材の樹脂が親水性を持つため、優れた吸水性能が得られる。
(3) プレポリマー法で実施する際はポリオールとして平均分子量3000〜12000の高分子量ポリオールと平均分子量400〜1000の低分子量ポリオールとを併用することにより、連通した微細なセル構造のフォームを形成し、この微細セルの毛細管効果により吸水性を高める。
(4) ワンショット法で実施する際はフォーム原料のイソシアネートインデックスを60〜95と若干低目に設定することにより、ウレタン反応に寄与しないポリオールのOH基をフォーム中に遊離の状態で残し、このOH基により高い吸水性を得る。
Moreover, in this invention, the hydrophilic flexible polyurethane foam which was further excellent in water absorption performance can be obtained by employ | adopting the following conditions.
(1) A hydrophilic polyol is used as the polyol. The hydrophilic polyol is preferably a polyether polyol having an ethylene oxide (EO) content of 20% by weight or less.
(2) A polyol component and an isocyanate component are modified by a prepolymer method, and a hydrophilic polyurethane foam is obtained by foaming using water as a foaming agent in an equivalent ratio of 3 times or more with respect to the NCO group of the prepolymer. To manufacture. Thereby, since the resin of a raw material has hydrophilicity, the outstanding water absorption performance is obtained.
(3) When the prepolymer method is used, a high molecular weight polyol having an average molecular weight of 3000 to 12000 and a low molecular weight polyol having an average molecular weight of 400 to 1000 are used in combination as a polyol to form a foam having a fine cell structure. The water absorption is enhanced by the capillary effect of this fine cell.
(4) When carrying out by the one-shot method, by setting the isocyanate index of the foam raw material to a slightly low value of 60 to 95, the OH group of the polyol that does not contribute to the urethane reaction is left in the foam in a free state. High water absorption is obtained by the OH group.

以下に本発明の親水性軟質ポリウレタンフォームの実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the hydrophilic flexible polyurethane foam of the present invention will be described in detail.

本発明の親水性軟質ポリウレタンフォームは、ポリオールとポリイソシアネートとを含むフォーム原料を発泡させて得られる軟質ポリウレタンフォームを熱処理してなるものである。   The hydrophilic flexible polyurethane foam of the present invention is obtained by heat-treating a flexible polyurethane foam obtained by foaming a foam raw material containing a polyol and a polyisocyanate.

本発明で用いるポリオールとしては特に制限はなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、好ましくはポリエーテル系ポリオールが挙げられる。ポリエーテル系ポリオールとしてはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールあるいはアミン類等2個以上の活性水素を含有する化合物の1種又は2種以上にプロピレンオキサイド、エチレンオキサイドを単独付加したポリ(オキシプロピレン)ポリオール又は両者をブロック、ランダム付加したポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)ポリオールがある。本発明で用いるポリオールは、分子量400〜12000で平均官能基数が2以上であることが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as a polyol used by this invention, The polyester-type polyol used for manufacture of a normal flexible polyurethane foam, a polyether-type polyol, Preferably a polyether-type polyol is mentioned. Polyether-based polyols include poly (oxy) in which propylene oxide or ethylene oxide is added alone to one or more compounds containing two or more active hydrogens, such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol or amines. Propylene) polyol or poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) polyol in which both are blocked and randomly added. The polyol used in the present invention preferably has a molecular weight of 400 to 12,000 and an average functional group number of 2 or more.

ポリイソシアネートとしても、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられるものをいずれも用いることができ、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレ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、キシリレンジイソシアネート、ポリメチルポリフェニルイソシアネート、粗TDI、粗MDI、変性MDI等が挙げられる。   As the polyisocyanate, any of those used in the production of ordinary flexible polyurethane foams can be used. For example, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, dicyclohexyl. Examples include methane diisocyanate, xylylene diisocyanate, polymethyl polyphenyl isocyanate, crude TDI, crude MDI, and modified MDI.

イソシアネートの配合量は、通常、フォーム原料のイソシアネートインデックスが80〜120の範囲となる量とされるが、後述の如く、このイソシアネートインデックスを低目に設定して得られる親水性軟質ポリウレタンフォームの吸水性能を高めることもできる。   The blending amount of the isocyanate is usually an amount in which the isocyanate index of the foam raw material is in the range of 80 to 120. As described later, the water absorption of the hydrophilic flexible polyurethane foam obtained by setting this isocyanate index to a low value. Performance can also be improved.

フォーム原料には、発泡剤としての水が配合され、好ましくは更に触媒、架橋剤、整泡剤等が配合される。   Water as a foaming agent is blended in the foam raw material, and preferably a catalyst, a crosslinking agent, a foam stabilizer and the like are further blended.

水の配合量は通常、全ポリオール100重量部に対し0.5〜4.0重量部、特に0.5〜2.5重量部であるが、後述の如く、水を大過剰量で使用して、得られる親水性軟質ポリウレタンフォームの吸水性能を高めることもできる。   The amount of water is usually 0.5 to 4.0 parts by weight, particularly 0.5 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total polyol, but as described later, water is used in a large excess amount. Thus, the water absorption performance of the obtained hydrophilic flexible polyurethane foam can be enhanced.

触媒としては、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス−(ジメチルアミノエチル)エーテル、テトラメチルプロピレンジアミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、テトラメチルエチレンジアミン、ジメチルベンジルアミン、メチルモルホリン、エチルモルホリン、トリエチレンジアミン等の軟質ポリウレタンフォームの製造に用いる通常のアミン触媒を使用することができる。上記触媒の使用量は、全ポリオール100重量部に対し0.001〜6重量部、特に0.1〜4重量部とすることが好ましい。   Catalysts include tetramethylhexamethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, dimethylcyclohexylamine, bis- (dimethylaminoethyl) ether, tetramethylpropylenediamine, trimethylaminoethylpiperazine, tetramethylethylenediamine, dimethylbenzylamine, methylmorpholine, ethylmorpholine. Ordinary amine catalysts used for the production of flexible polyurethane foams such as triethylenediamine can be used. The amount of the catalyst used is preferably 0.001 to 6 parts by weight, particularly 0.1 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total polyol.

また、用途により高硬度のものが望まれる場合に配合する架橋剤としては、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジプロピレングリコール等、或いはこれらにプロピレンオキサイド又はエチレンオキサイドを付加させたものなどを用いることができ、その配合量は全ポリオール100重量部に対して0〜10重量部とすることが好ましい。   Moreover, as a crosslinking agent mix | blended when the thing of high hardness is desired by a use, trimethylol propane, diethylene glycol, 1, 4- butanediol, dipropylene glycol, etc., or propylene oxide or ethylene oxide was added to these. The compounding amount is preferably 0 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total polyol.

更に、整泡剤としては、通常、軟質ポリウレタンフォーム発泡に使用されるシリコーン系界面活性剤等の整泡剤が使用され、その配合量は、全ポリオール100重量部に対し0.1〜7重量部、特に0.5〜5重量部とすることができる。   Further, as the foam stabilizer, a foam stabilizer such as a silicone surfactant usually used for foaming flexible polyurethane foam is used, and the blending amount thereof is 0.1 to 7 weights with respect to 100 parts by weight of the total polyol. Parts, particularly 0.5 to 5 parts by weight.

更に、フォーム原料には必要に応じて顔料等の着色剤を配合しても良い。   Furthermore, you may mix | blend colorants, such as a pigment, with a foam raw material as needed.

上記成分が配合された配合物から軟質ポリウレタンフォームを発泡、製造する条件は、通常の条件で良いが、発泡温度は20〜30℃が好ましい。   The conditions for foaming and producing the flexible polyurethane foam from the blended blend of the above components may be normal conditions, but the foaming temperature is preferably 20-30 ° C.

本発明に係る軟質ポリウレタンフォームは、このようなフォーム原料を発泡させて得られる。その発泡方法には特に制限はなく、プレポリマー法、ワンショット法のいずれであっても良いが、後述の如く、プレポリマー法を採用して、得られる親水性軟質ポリウレタンフォームの吸水性能を高めることもできる。   The flexible polyurethane foam according to the present invention is obtained by foaming such a foam raw material. There is no particular limitation on the foaming method, and either the prepolymer method or the one-shot method may be used. As described later, the prepolymer method is adopted to enhance the water absorption performance of the obtained hydrophilic flexible polyurethane foam. You can also.

本発明の親水性軟質ポリウレタンフォームは、このような軟質ポリウレタンフォームを熱処理することにより親水性を付与したものである。この熱処理方法としては、フォームのセル骨格表面の一部を熱分解することができる方法であれば良く、マイクロウェーブや熱風処理など様々な方法を採用することができる。   The hydrophilic flexible polyurethane foam of the present invention is provided with hydrophilicity by heat-treating such a flexible polyurethane foam. As the heat treatment method, any method that can thermally decompose a part of the cell skeleton surface of the foam may be used, and various methods such as microwave treatment and hot air treatment can be adopted.

熱処理時の熱分解温度は、フォームの種類によっても異なるが、通常120〜250℃、特に160〜180℃程度、とりわけ170℃前後であることが好ましい。熱処理温度がこの範囲より低いと十分に親水性を付与し得ず、高いと樹脂が完全に融解し、セル構造が崩れてしまうためである。   Although the thermal decomposition temperature at the time of heat treatment varies depending on the type of foam, it is usually about 120 to 250 ° C, particularly about 160 to 180 ° C, and particularly preferably around 170 ° C. This is because if the heat treatment temperature is lower than this range, sufficient hydrophilicity cannot be imparted, and if it is high, the resin is completely melted and the cell structure is destroyed.

なお、この熱処理は、前述の如く、熱プレス処理であることが、フォーム全体を均一に処理して高い吸水性能を付与できる点から好ましい。この場合、熱プレス条件は120〜250℃、好ましくは150〜200℃で1〜10倍、好ましくは2〜4倍、特に2倍程度にプレスすることが好ましい。このプレス倍率が小さ過ぎると十分な吸水性付与効果が得られず、大き過ぎるとフォームのセル構造が保有する空間が小さくなるため、吸水容量が小さくなってしまうためである。   As described above, this heat treatment is preferably a hot press treatment from the viewpoint of uniformly treating the entire foam and imparting high water absorption performance. In this case, the hot pressing conditions are 120 to 250 ° C., preferably 150 to 200 ° C., 1 to 10 times, preferably 2 to 4 times, and particularly preferably about 2 times. This is because if the press magnification is too small, a sufficient water absorption effect cannot be obtained, and if it is too large, the space held by the cell structure of the foam becomes small, and the water absorption capacity becomes small.

本発明においては、このような熱処理に供する軟質ポリウレタンフォームの製造において、次のような条件を採用することにより、より一層吸水速度、吸水量、吸水保持量といった吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
(1) ポリオールとして親水性ポリオールを用いる。この親水性ポリオールとしてはEO含有率20重量%以下、特に5〜15重量%のポリエーテルポリオールが好ましい。この場合、全ポリオール中の親水性ポリオールの割合は5〜15重量%であることが好ましい。親水性ポリオールの割合がこの範囲よりも少ないと十分な吸水性能の向上効果を得ることができず、多いと反応を大きく阻害するためである。
(2) プレポリマー法にてフォームを作成する場合は、変成したプレポリマーのNCO基に対して水を当量比3倍以上、特に3〜10倍の過剰量用い、親水性軟質ポリウレタンフォームを製造する。この場合、ポリオール成分に対してそのOH基が全てNCO末端化するようイソシアネート成分を反応させてプレポリマーを得、このプレポリマーに残るフォーム原料を反応発泡させることが好ましい。この場合において、反応させるポリオールとして親水性ポリオールを用いることが、より一層効果的である。
(3) プレポリマー法にてフォームを作成する場合は、ポリオールとして平均分子量3000〜12000の高分子量ポリオールと平均分子量400〜1000の低分子量ポリオールとを併用することで、フォームは微細なセル構造を持ち、毛細管効果でより吸水性能を持たせることができる。この場合、ポリオール成分中の低分子量ポリオールの使用割合は、重量比で30%以上、特に40〜50%とすることが好ましい。この範囲以外では微細なセル構造を得ることが困難である。
(4) ワンショット法にてフォームを作成する場合は、フォーム原料のイソシアネートインデックスを80以下、特に60〜95と若干低目に設定する。イソシアネートインデックスがこの範囲より大きいと十分な効果を得ることができず、小さいとフォームの発泡が困難となるからである。この場合において、反応させるポリオールとして親水性ポリオールを用いることが、より一層効果的である。
In the present invention, in the production of the flexible polyurethane foam to be subjected to such heat treatment, the following conditions are adopted, so that the hydrophilic flexible polyurethane is further excellent in water absorption performance such as water absorption rate, water absorption amount, and water absorption retention amount. A form can be obtained.
(1) A hydrophilic polyol is used as the polyol. This hydrophilic polyol is preferably a polyether polyol having an EO content of 20% by weight or less, particularly 5 to 15% by weight. In this case, the ratio of the hydrophilic polyol in the total polyol is preferably 5 to 15% by weight. This is because if the ratio of the hydrophilic polyol is less than this range, a sufficient effect of improving the water absorption performance cannot be obtained, and if it is large, the reaction is greatly inhibited.
(2) When creating a foam by the prepolymer method, a hydrophilic flexible polyurethane foam is produced by using an excess of water in an equivalent ratio of 3 times or more, especially 3 to 10 times the NCO group of the modified prepolymer. To do. In this case, it is preferable to react the isocyanate component with the polyol component so that all of its OH groups are NCO-terminated to obtain a prepolymer, and to react and foam the foam raw material remaining in this prepolymer. In this case, it is more effective to use a hydrophilic polyol as the polyol to be reacted.
(3) When a foam is prepared by the prepolymer method, the foam has a fine cell structure by using a high molecular weight polyol having an average molecular weight of 3000 to 12000 and a low molecular weight polyol having an average molecular weight of 400 to 1000 as a polyol. The water absorption performance can be given by the capillary effect. In this case, the use ratio of the low molecular weight polyol in the polyol component is preferably 30% or more, particularly 40 to 50% by weight. Outside this range, it is difficult to obtain a fine cell structure.
(4) When the foam is prepared by the one-shot method, the isocyanate index of the foam raw material is set to 80 or less, particularly 60 to 95, slightly lower. This is because if the isocyanate index is larger than this range, a sufficient effect cannot be obtained, and if it is smaller, foam foaming becomes difficult. In this case, it is more effective to use a hydrophilic polyol as the polyol to be reacted.

特に、親水性ポリオールを含むポリオールを用い、大過剰量の水の存在下、プレポリマー法により製造された軟質ポリウレタンフォームを熱プレス処理することにより、吸水速度、吸水量、吸水保持量といった吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。   In particular, by using a polyol containing a hydrophilic polyol and subjecting a flexible polyurethane foam produced by the prepolymer method to hot press treatment in the presence of a large excess of water, water absorption performance such as water absorption speed, water absorption, water absorption retention Can be obtained.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

なお、以下の実施例及び比較例で用いた原料は次の通りである。
[使用原料]
ポリオール1:ポリエーテルポリオール 三洋化成社製 商品名「サンニックスGS3
000」(平均分子量3000、水酸基価56)
ポリオール2:ポリプロピレンポリオール 三井武田ケミカル社製 商品名「アクトコ
ール32−160」(平均分子量1000、水酸基価160)
親水性ポリオール:ポリエーテルポリオール 旭硝子社製 商品名「EXENOL82
8」(平均分子量4800、水酸基価34、EO含有率15重量%)
ポリイソシアネート:2,4−TDI/2,6−TDI=80/20(重量比)の混合
ポリイソシアネート 三井武田ケミカル社製
発泡剤:水
アミン系触媒:トリエチレンジアミン 東洋曹達社製 商品名「TOYOCATTF」
シリコーン系界面活性剤:日本ユニカ社製 商品名「SZ1127」
The raw materials used in the following examples and comparative examples are as follows.
[Raw materials]
Polyol 1: Polyether polyol Trade name “Sanix GS3” manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.
000 "(average molecular weight 3000, hydroxyl value 56)
Polyol 2: Polypropylene polyol Trade name “Actco” manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.
32-160 "(average molecular weight 1000, hydroxyl value 160)
Hydrophilic polyol: Polyether polyol Product name “EXENOL82” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
8 "(average molecular weight 4800, hydroxyl value 34, EO content 15% by weight)
Polyisocyanate: Mixing of 2,4-TDI / 2,6-TDI = 80/20 (weight ratio)
Polyisocyanate Made by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. Blowing agent: Water Amine-based catalyst: Triethylenediamine Made by Toyo Soda Co., Ltd. Trade name “TOYOCATTF”
Silicone-based surfactant: Product name “SZ1127” manufactured by Japan Unica Company

また、得られた軟質ポリウレタンフォームの物性試験方法は次の通りである。
[物性試験]
密度:試験片200×200×10mmの重量を体積で除して求めた(JIS K 6
401に準拠)。
吸水速度:0.5mlの水滴をサンプル表面に接触させることで移動させ、この水滴が
完全に吸収されるまでの時間を測定した。
吸水量:1gのサンプルを精秤した後、10mm角に切り刻み、ビーカーに入れる。サ
ンプルが完全に含浸するよう十分な純水を加え、サンプルが浮かないよう金網
で強制的に含浸し、1時間放置する。その後、金網上に30分間放置して水を
切り、以下に示す式により吸収量を求めた。

Figure 2006089507
吸水保持量:上記の吸水させたサンプルをさらに4時間金網上で放置して水を切り、以
下に示す式により、吸水保持量を求めた。
Figure 2006089507
Moreover, the physical property test method of the obtained flexible polyurethane foam is as follows.
[Physical property test]
Density: Determined by dividing the weight of the test piece 200 × 200 × 10 mm by the volume (JIS K 6
401).
Water absorption speed: Move 0.5ml water droplets by contacting them with the sample surface.
The time until complete absorption was measured.
Water absorption: 1 g of sample is precisely weighed, then chopped into 10 mm squares and placed in a beaker. S
Add enough pure water to completely impregnate the sample and prevent the sample from floating
And impregnated for 1 hour. Then leave it on the wire mesh for 30 minutes
The absorption amount was determined by the following formula.
Figure 2006089507
Water absorption retention amount: The above water-absorbed sample was left on the wire mesh for 4 hours to drain the water.
The water absorption retention amount was determined according to the formula shown below.
Figure 2006089507

実施例1〜5、比較例1〜5
表1に示す配合と発泡方法で軟質ポリウレタンフォームを製造し、実施例1〜5では各々得られた軟質ポリウレタンフォームを下記方法で熱処理してサンプルとした。比較例1〜5では熱処理せず、そのままサンプルとした。
Examples 1-5, Comparative Examples 1-5
A flexible polyurethane foam was produced by the composition and foaming method shown in Table 1. In Examples 1 to 5, the obtained flexible polyurethane foam was heat-treated by the following method to obtain a sample. In Comparative Examples 1 to 5, the sample was used without any heat treatment.

[熱処理方法]
各配合で発泡させて得られた軟質ポリウレタンフォームを200mm×200mmで厚さ20mmに切り出し、これを170℃にて厚さ方向にプレス倍率2倍で熱プレスし、200mm×200mmで厚さ10mmのサンプルを得た。
なお、発泡方法のうち、ワンショット法ではポリイソシアネート以外の原料を所定の割合で混合した配合物に更にイソシアネートを混合して発泡させた。また、プレポリマー法では、ポリオールにポリイソシアネートを反応させてプレポリマーを変性し、このプレポリマーに残りの原料を混合して発泡させた。
[Heat treatment method]
The flexible polyurethane foam obtained by foaming with each formulation was cut to a thickness of 20 mm at 200 mm × 200 mm, and this was hot-pressed at 170 ° C. in the thickness direction at a press magnification of 2 times, and a thickness of 10 mm at 200 mm × 200 mm. A sample was obtained.
Among the foaming methods, in the one-shot method, isocyanate was further mixed and foamed in a blend in which raw materials other than polyisocyanate were mixed at a predetermined ratio. In the prepolymer method, a polyisocyanate was reacted with a polyol to modify the prepolymer, and the remaining raw materials were mixed with this prepolymer and foamed.

Figure 2006089507
Figure 2006089507

表1より、本発明によれば、吸水性能に優れた親水性軟質ポリウレタンフォームが提供されることが分かる。特に、親水性ポリオールを用い、プレポリマー法により水を過剰量配合した実施例4では吸水速度が著しく速く、吸水量、吸水保持量が共に優れた高吸水性の親水性軟質ポリウレタンフォームが得られた。   From Table 1, it can be seen that according to the present invention, a hydrophilic flexible polyurethane foam excellent in water absorption performance is provided. In particular, in Example 4 in which an excess amount of water was blended by a prepolymer method using a hydrophilic polyol, a highly water-absorbing hydrophilic flexible polyurethane foam excellent in both water absorption and water absorption was obtained. It was.

Claims (8)

ポリオールとポリイソシアネートとを含むフォーム原料を発泡させて得られる軟質ポリウレタンフォームを、熱処理してなることを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   A hydrophilic flexible polyurethane foam obtained by heat-treating a flexible polyurethane foam obtained by foaming a foam raw material containing a polyol and a polyisocyanate. 請求項1において、前記熱処理が熱プレス処理であることを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   2. The hydrophilic flexible polyurethane foam according to claim 1, wherein the heat treatment is a hot press treatment. 請求項2において、前記熱プレス処理が120〜250℃で、前記軟質ポリウレタンフォームをその厚さが1/1〜1/10となるようにプレスする処理であることを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   3. The hydrophilic soft polyurethane according to claim 2, wherein the hot press treatment is a treatment of pressing the flexible polyurethane foam so as to have a thickness of 1/1 to 1/10 at 120 to 250 ° C. Form. 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記ポリオールが親水性ポリオールを含むことを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyol contains a hydrophilic polyol. 請求項4において、前記親水性ポリオールがエチレンオキサイド含有率20重量%以下のポリエーテルポリオールであることを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   5. The hydrophilic flexible polyurethane foam according to claim 4, wherein the hydrophilic polyol is a polyether polyol having an ethylene oxide content of 20% by weight or less. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分をプレポリマー法にて変成し、得られたプレポリマーのNCO基に対して当量比として3倍以上の水を用いて発泡させてなるものであることを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   The flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 5, wherein the flexible polyurethane foam is obtained by modifying a polyol component and an isocyanate component by a prepolymer method, and having an equivalent ratio of 3 times or more with respect to the NCO group of the obtained prepolymer. A hydrophilic flexible polyurethane foam characterized by being foamed with water. 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記ポリオールが平均分子量3000〜12000の高分子量ポリオールと平均分子量400〜1000の低分子量ポリオールとを含むことを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyol contains a high molecular weight polyol having an average molecular weight of 3000 to 12000 and a low molecular weight polyol having an average molecular weight of 400 to 1000. 請求項1ないし7のいずれか1項において、前記フォーム原料のイソシアネートインデックスが60〜95であることを特徴とする親水性軟質ポリウレタンフォーム。   The hydrophilic flexible polyurethane foam according to any one of claims 1 to 7, wherein an isocyanate index of the foam raw material is 60 to 95.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008266442A (en) * 2007-04-19 2008-11-06 Bridgestone Corp Process for producing hydrophilic flexible polyurethane foam
JP2009154395A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Inoac Corp Method for producing polyurethane laminated body, and polyurethane laminated body produced by this method
CN111040113A (en) * 2019-12-27 2020-04-21 江苏世丰新材料有限公司 Hydrophilic sponge material and preparation method thereof

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