JP2011213942A - 発泡ウレタンシート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ウレタン樹脂、トルエンとMEKの混合希釈溶剤、水およびEOとPOのブロック重合体系ノニオン系整泡剤等の配合物を基材に塗布、2段加熱することにより、連続通気構造の微細セルで構成される発泡ウレタンシート。
【選択図】 図1
Description
換言すれば、本発明が目標とするシートの特性は以下の通りである。
(1)厚みが0.1mm以下のシート。
(2)厚み精度が高く(土10%以内)、表面の平坦性が高いこと。
(3)発泡体であり、シリコーンシートよりも柔軟であること。
(4)フォーム内での上下構造に大きな差が無い均一性の高い構造であること。
(5)表面に開孔が均一にあり、フォーム全体が微細な連続通気構造であること。
(6)衝撃吸収性を有すること。
(7)引張・引裂・層間強度が高く、打抜き・テープ粘りなどの加工に支障なきこと。
(8)耐磨耗性があり、発塵性が低いこと。
(9)長期耐久性に優れること。
(10)(可能であれば)人工皮革のような耐光性を有すること。
この構成により、セル径が小さく、セル均一性が優れ、密度が大きくて50%圧縮応力の大きい発泡ウレタンシートになる。
この構成により、シリコーンシートよりも柔軟なシートになり、衝撃吸収性に対する要求を満たすことが可能となり、液晶テレビのクッション材として満足な性能を有するものとなる。
この構成により、クッション材は50%圧縮応力が大きく、復元性に優れたものになる。
この構成におり、撥水性が高く、吸水率及び水膨潤性が低い。従って、緩衝用パッキンとしてハードディスク基板、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用のガラス基板などを研磨する際の研磨保持用パッドや、防水パッキン、防水シートなどに好適なシートとなる。
この構成により、クッション材と構成する発泡ウレタンシートが連続通気構造の微細セルで構成されていることと併せて、透湿性や通水性に優れているため、透湿性シート、吸水シート等に好適なシートとなる。
(1)厚みが厚さ10μm〜100μmの発泡ウレタンシートが得られる。
(2)厚み精度が高く(±10%以内)、表面の平坦性が高い。
(3)配合原料の分散安定性が高いので、製造時問を長く出来る。
(4)フォーム内での上下構造に大きな差が無い均一性の高い構造である。
(5)表面に開孔が均一にあり、フォーム全体が徴細な連続通気構造である。
(6)衝撃吸収性を有する。
(7)引張・引裂・層間強度が高く、機械的強度に優れる。
(8)耐磨耗性があり、発塵性が低い。
(9)長期耐久性に優れる。
まず、図1(a)で工程1としての発泡ウレタンシートの作製について説明する。
基材1(リンテック株式会社製PET100GS)に熟可塑性ポリウレタン溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX−550)100部に対し、架橋剤としてイソシアネートプレポリマー(DIC株式会社製CL−15)3部、触媒として有機錫触媒(DIC株式会社製T・81E)3部、界面活性剤(AGCセイミケミカル株式会社製サーフロンS−420)1部を混合均一分散後、スキージ等を用いて塗工し、70℃×5min間、その後120℃×20min(10〜30min)間反応させ、発泡ウレタンシート2を得る。
好ましい界面活性剤としては、添加量は0.68部以上で、好ましい範囲は0.68〜4部である。
好ましいシリコーン系界面活性剤はポリエーテル変性シリコーンでEO/PO比率(エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド比率)範囲;60/40〜100/0が良い。
好ましいフッ素系界面活性剤はパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物(AGCセイミケミカル株式会社製サーフロンS−420)が好ましい。
上記の界面活性剤を添加することによって、水と溶剤の混合分散性(乳化)が安定、整泡効果が得られる。
また、架橋剤及び界面活性剤の添加量を変えることで接触角を調整することができ、親水性から疎水性の発泡フイルムを作ることができる。
なお、図1中で基材1としては、ポリエチレンテレフタレート(以下PETと略す)フイルム、ポリプロピレンフィルム(以下PPと略す)、4−メチルペンテン−1を重合したメチルペンテンポリマーフイルム(以下TPXフイルムと略す)、紙とポリプロピレンラミネートフイルムなどが使用でき、2は発泡ウレタンシート(熟可塑性ポリウレタン樹脂又は熟硬化性ポリウレタン樹脂)であり、そして3はPETフイルム、PPフイルム、TPXフイルムの片面に粘着層を有する基材付き粘着層(セパレーターを付けた状態)である。
この発泡ウレタンシートを使用する際は、基材付き粘着層3のセパレータ(図1(b)では最下層)を剥離してから固定板などに貼り付ける。
また、ポリウレタン樹脂の希釈用有機溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、イソプロピルアルコール、t−ブチルアルコール等のアルコール系溶剤、およびこれらの混合溶剤などが使用できるが、トルエンとメチルエチルケトンとの混合液が原料混合物溶液の貯蔵安定性の点から特に好ましい希釈用溶剤である。
また、特に好ましい界面活性剤については、先に発泡ウレタンシートの製造工程1において記述した通りである。
さらに、触媒、架橋剤および界面活性剤の添加量を変えることにより水との接触角を調整することができることも製造工程1において記述した通りである。
この実施例および比較例による発泡ウレタンシートの作製は、先ず、ポリオール、ポリイソシアネート、MEKおよびトルエンからなる希釈溶剤、水、ノニオン系整泡剤、必要に応じて触媒および架橋剤からなる配合物を混合する。次に、この配合物の混合撹拌によって得られた反応原料を、塗布バーを用いて剥離処理を施したPETフィルム等の工程紙の剥離面に均一に塗布する。そして、工程紙に塗布した反応原料を60〜70℃のオーブン中で加熱し希釈溶剤を蒸発させ、次いで90〜100℃のオーブン中で水を蒸発させながら発泡硬化させることによって、連続気泡構造の微細セルからなる発泡ウレタンシートを得ることができる。そして、この発泡ウレタンシートの諸特性を下記に示す方法で評価し、それらの結果を表1および表2に示した。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、界面活性剤としてパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物(サーフロンS−420)1部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.036mmで密度725kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。接触角14°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、界面活性剤としてパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物(サーフロンS−420)0.68部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.041mmで密度701kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。接触角24°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、界面活性剤としてパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物(サーフロンS420)4部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.036mmで密度772kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。接触角5°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を40部、界面活性剤としてジメチルシロキサンアルキレンオキサイド共重合体(F501)1部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.040mmで密度577kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。接触角54°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、界面活性剤としてジメチルシロキサンアルキレンオキサイド共重合体(PRX607)1部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.035mmで密度715kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は、均一に発泡しており良好であった。接触角7°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、架橋剤及び触媒を各1.5部添加し、界面活性剤としてパーフルオロアルキレンエチレンオキシド共重合体(S420)1部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.041mmで密度668kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は、均一に発泡しており良好であった。接触角120°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を40部、界面活性剤としてパーフルオロアルキレンエチレンオキシド共重合体(S420)1部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.046mmで密度565kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。接触角43°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を60部、界面活性剤としてパーフルオロアルキレンエチレンオキシド共重合体(S420)1部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.116mmで密度482kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。接触角43°でセル径が最大5μmの微細セルのポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)28部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.031mmで密度841kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は悪く、発泡斑が発生した。接触角は67°であった。また、発泡面のセル径は最大10μmと比較的大きいサイズのセルをもったポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)40部を良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.037mmで密度719kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は均一に発泡しており良好であった。しかし、セル径は10μmと比較的大きなセルが多く観察され、接触角70°のポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、架橋剤及び触媒を各3部添加し、良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.035mmで密度818kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は不均一に発泡しており斑に発泡していた。接触角は81°、セル径は最大10μmとセルの比較的大きいポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、架橋剤及び触媒を各3部、界面活性剤としてパーフルオロアルキレンエチレンオキシド共重合体(S420)0.6部を添加し、良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.037mmで密度762kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は不均一に発泡しており斑に発泡していた。接触角120°、セル径は最大5μmとセルの微細なポリウレタン発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、架橋剤及び触媒を各3部、界面活性剤としてパーフルオロアルキレンエチレンオキシド共重合体(S420)0.6部を添加し、良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.037mmで密度が762kg/m3で、ほとんど発泡していないフィルムが得られた。接触角90°のポリウレタン非発泡フィルムであった。
ポリウレタン樹脂溶液(DIC株式会社製ゾルテックスPX550)100部と希釈溶剤(トルエン/2−ブタノン=2/1で配合)50部、発泡剤(水/2−ブタノン=9/1)を28部、架橋剤及び触媒を各3部、界面活性剤としてパーフルオロアルキレンエチレンオキシド共重合体(S420)1部を添加し、良く攪拌しながら25℃に調整した。調整した液を更に攪拌・脱泡機にて5分間攪拌後、PETフィルムに均一に塗布することによって、厚み0.035mmで密度849kg/m3のポリウレタン発泡フィルム材を得た。このフィルム材の分散性は不均一で斑に発泡していた。接触角は118°、セル径は最大5μmとセルの微細なポリウレタン発泡フィルムであった。
乾式ウレタン原料;ポリエーテル/ポリエステルウレタン
架橋剤;ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー、ヘキサメチレンジイソシアネート
触媒溶液;1%未満含有有機錫触媒(ジブチルチンジラウレート)酢酸エチル/2−ブタノン溶液
界面活性剤A;パーフルオロアルキルエチレンオキサイド共重合体(AGC セイミケミカル株式会社製サーフロンS−420)
界面活性剤B;F501ポリジメチルシロキサンアルキレンオキサイド共重合体(信越化学株式会社製F501)
界面活性剤C;アルキルメチルトリシロキサン、メチル(EOPO ドテシルサクシネート(東レ・ダウコーニング株式会社製RPX607)
分散性;フィルム作製後に発泡ムラの有無を目視にて4段階にて評価
4:均一発泡した
3:斑に発泡した
2:非発泡面多く、一部発泡している
1:全て非発泡
セル径;セル径は、走査型電子顕微鏡にて写真撮影し、セルの開口面長さを測定した最大値。
密度;軟質ポリウレタンフォームの物性試験:JIS K 6400に準ずる。
接触角;発泡体スキン面状に水を15μL滴下した後2分後の接触角を接触角計で測定した値である。
接触角計としては、協和接触角計(CA−A協和科学社製)を使用した。
引張強さ・伸び;軟質ポリウレタンフォームの物性試験:JIS K 6400に準ずる。
引張速度は200mm/minで測定した。
2 非発泡ウレタンシート
3 基材付き粘着層
Claims (7)
- ウレタン樹脂、有機溶剤、水およびエチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロック重合体系ノニオン系整泡剤等の配合物を基材に塗布、加温することにより得られる発泡ウレタンシートであって、前記溶剤がトルエンとメチルエチルケトンの混合溶液であり、前記発泡シートが連続通気構造の微細セルで構成されることを特徴とする発泡ウレタンシート。
- 前記ノニオン系整泡剤のエチレンオキシドとプロピレンオキシドの重量比率が100/0〜60/40であることを特徴とする請求項1記載の発泡ウレタンシート。
- 前記発泡ウレタンシートの厚みが10〜10μmであることを特徴とする請求項1または2記載の発泡ウレタンシート。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の発泡ウレタンシートからなることを特徴とするクッション材。
- 水との接触角が90°以上で疎水性であることを特徴とする請求項4記載のクッション材。
- 水との接触角が90°未満で吸水性であることを特徴とする請求項4記載のクッション材。
- ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロック重合体系ノニオン系整泡剤、触媒、トルエンとメチルエチルケトンを含む有機溶剤および必要に応じて架橋剤、着色剤、難燃剤、紫外線吸収剤、耐久性改良剤から選択される添加剤、等の配合物を混合撹拌して得られた反応原料を、剥離処理を施した基材の剥離面に均一に塗布した後、2段階加熱発泡して連続気泡構造の微細セルからなる発泡体を形成することを特徴とする発泡ウレタンシートの製造方法。
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