JP2007023063A - 高吸水性ポリウレタン多孔質体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリウレタン樹脂エマルジョンを、水溶性ウレタンプレポリマーとセルロース微粉末の存在下にゲル化し、架橋反応させて得られたことを特徴とするポリウレタン多孔質体であり、そのセルロース微粉末として平均粒径が1〜10μmを有するセルロース微粉末であり、また、セルロース微粉末を、ウレタン固形分に対し5〜50重量%存在させたことを特徴とする高吸水性ポリウレタン多孔質体である。
【選択図】 なし
Description
また、本発明は、セルロースの微粉末が、平均粒子径1〜10μmを有するセルロース微粉末であり、さらに、セルロース微粉末を、ウレタン固形分に対し5〜50重量%存在させたことを特徴とするポリウレタン多孔質体である。
また、ポリウレタン樹脂エマルジョン粒子に水溶性ウレタンプレポリマーが吸着する状態が存在し、見掛け上は表面に水溶性ウレタンプレポリマーの末端に存在する重亜硫酸ナトリウムに起因するスルホン酸基を配したアニオン性粒子を形成しているとも考えられる。このような状態に架橋剤のジアミンが反応することで、これらの複合体粒子が水中で不溶化し、多孔質体構造を形成すると考えられる。
かかる吸水性能に優れたポリウレタン多孔質体を、ポリウレタン樹脂エマルジョンと水溶性ウレタンプレポリマーのゲル化段階で、微細なセルロース微粉末を単に添加ことによって簡便に達成することができる利点を有している。
従来のセルロース粉末の一般的な用途としては、医薬品添加物や食品添加物としての増量剤、粒状化促進剤等の用途であり、使用されるセルロース粉末の平均粒子径としては、20〜200μmの範囲内であり、その形状としては繊維状のものが使用されており、アスペクト比として1/3〜1/10程度のものである。
添加量が5重量%未満であると、目的とするポリウレタン多孔質体の微細セル中への取り込みが認められず、セル表面を所望の親水性とすることが困難となる。
また、50重量%を超えて添加すると、ポリウレタン樹脂エマルジョンのゲル化に支障をきたし、その結果所望するポリウレタン多孔質体が製造できないこととなる。
ポリウレタン樹脂エマルジョンのゲル化/架橋反応に添加される水溶性ウレタンプレポリマーの使用量としては、固形分15〜60%のポリウレタンエマルジョン100重量部あたり、前記水溶液を50〜200重量部加えることが好ましい。水溶性ウレタンプレポリマーの添加量が少ないと、ゲル化が充分に進行せず、多すぎると多孔質体の強度低下を起こし、好ましくない。
日本製紙ケミカル社製セルロース微粉末KCフロック(粒子サイズ:20〜200μm、針状晶)をジェットミル(アイシン産業社製:ナノジェットマイザー)で粉砕し、平均粒子径5μmのセルロース微粉末を得、本実験に供した。
エバファノールH107C(日華化学社製;自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョン、固形分40%)、エバファノールAL7(日華化学社製;水溶性ウレタンプレポリマー、固形分23%)を主成分として、下記の表1に記載の処方によりポリウレタン多孔質体を製造した。
得られた多孔質体について、その湿潤時寸法変化、吸水速度、湿潤時膨張率、セル形状及び外観を評価し、結果を合わせて表中に示した。
*1:エバファノールHA107C(日華化学社製):自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョン、固形分40%
*2:エバファノールAP12(日華化学社製):強制乳化型無黄変ウレタン樹脂エマルジョン
*3:エバファノールAL7(日華化学社製):水溶性ウレタンプレポリマー、固形分23%)
*4:エバファノールAL45(日華化学社製):水溶性ウレタンポリマー(重亜硫酸ナトリウムブロック型)
*5:鉱物油系消泡剤
*6:N−メチル−ビス(3−アミノプロピル)アミン
水洗、乾燥したポリウレタン多孔質体の表面に、10cm間隔幅で2本の標線を描き、多孔質体を水に浸漬させ、60分を経過した後の標線幅の寸法変化率を測定した。
評価は、その寸法変化率(%)で示した以外、寸法変化がなかったものを◎で示した。
水洗、乾燥したポリウレタン多孔質体の表面に、約0.1mLの水滴をスポイトで静かに滴下し、滴下した水滴がポリウレタン多孔質体に吸収され、完全に消失するまでの時間を評価した。
評価は、以下の基準に従って評価した。
◎:極めて良好(10秒以内)
○:良好(60秒以内)
×:不良(60秒以上)
水洗、乾燥したポリウレタン多孔質体を5cm角の正方体として切り出し、その多孔質体を水に浸漬させ、60分を経過した後の膨張変化を測定した。
評価は、以下の基準に従って評価した。
◎:極めて良好(膨張変化を認めない)
○:良好(僅かに膨張変化を認める)
×:不良(膨張変化を認める)
走査型電子顕微鏡写真によりポリウレタン多孔質体のセル形状を測定した。
評価は、極めて微細であり、均一で連続したセルの存在を、以下の基準に従って評価した。
◎:80〜100%
○:60〜80%未満
△:60%未満
目視による肉眼判断を行った。評価は以下の基準に従って評価した。
*12:総合評価は、上記の吸水性、膨潤性の結果及びセルサイズを総合的に評価して、以下の基準に従って評価した。
◎:極めて良好
○:良好
△:不良
これに対して本発明の実施例で得られたポリウレタン多孔質体は、セルロース微粉末として粒径の小さなもの(5μm)を添加したものである。
表中に示した結果からも判明するように、本発明のポリウレタン多孔質体は、極めて微細であり、均一で連続したセルの構造を有すると共に、良好な寸法安定性を示し、その吸水速度も極めて優れたものであることが判明する。
Claims (3)
- ポリウレタン樹脂エマルジョンを、水溶性ウレタンプレポリマーとセルロースの微粉末の存在下にゲル化し、架橋反応させて得られたことを特徴とする高吸水性ポリウレタン多孔質体。
- セルロースの微粉末が、平均粒子径1〜10μmを有するセルロース微粉末であることを特徴とする請求項1に記載の高吸水性ポリウレタン多孔質体。
- セルロース微粉末を、ウレタン固形分に対し5〜50重量%存在させたことを特徴とする請求項1または2に記載の高吸水性ポリウレタン多孔質体。
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