JP2017006874A - 血液処理器に用いられる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物 - Google Patents

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Yuko Narutoki
ゆう子 鳴瀧
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哲也 島田
政登 今井
Masato Imai
政登 今井
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Abstract

【課題】 本発明の目的は、膜モジュールの処理液の臭気の発生を抑制し、泡立ちを抑え、かつ反応速度の制御に優れるポリウレタン樹脂が形成可能な膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物を提供することにある。【解決手段】 有機ポリイソシアネート成分(A)を含有する主剤と、ポリオール成分(B)を含有する硬化剤とを含有し、以下の(1)及び(2)の内の少なくとも一方を満たすポリウレタン樹脂形成性組成物であって、ポリウレタン樹脂形成性組成物中のヒマシ油脂肪酸の含有量がポリウレタン樹脂形成性組成物の重量を基準として100〜5000ppmであることを特徴とする中空糸型血液処理器に用いられる膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物:(1)前記(A)が、イソシアネート基を有する特定のウレタンプレポリマーを含有する;(2)前記(B)が、水酸基を有する特定のウレタンプレポリマーを含有する。【選択図】なし

Description

本発明は、血液処理器のシール材用として好適な膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物に関するものである。
膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物としては、例えば、ポリオール成分としてヒマシ油系ポリオールとN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)−エチレンジアミンの混合物を用いたもの(例えば、特許文献1参照)が知られている。しかし、特許文献1に記載のポリウレタン樹脂形成性組成物を膜モジュールに使用した場合、処理液に臭気が発生し、泡立つことがあるという問題がある。
血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物に使用される場合、非常に精度のあるウレタン化反応速度の制御が必要とされる。しかし、特許文献1に記載のポリウレタン樹脂形成性組成物を血液処理器用膜モジュールに使用した場合、ウレタン反応速度の制御が困難な場合があり、膜モジュールの成型性に影響を与えるという問題がある。
特開昭53−61695号公報
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、血液処理器用膜モジュールの処理液の臭気の発生及び泡立ちを抑えることができ、かつ反応速度の制御に優れた血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物を提供することにある。
本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、ポリウレタン樹脂形成性組成物中のヒマシ油脂肪酸の含有量を特定の範囲とすることにより、処理液の臭気の発生及び泡立ちを抑制し、かつウレタン化反応速度を制御できることを見いだし、本発明に到達した。即ち、本発明は、有機ポリイソシアネート成分(A)を含有する主剤(X)と、ポリオール成分(B)を含有する硬化剤(Y)とから構成されるポリウレタン樹脂形成性組成物であって、以下の(1)及び(2)の内の少なくとも一方を満たし、かつ前記主剤(X)中のヒマシ油脂肪酸と硬化剤(Y)中のヒマシ油脂肪酸の合計含有量がポリウレタン樹脂形成性組成物の重量を基準として100〜5000ppmであることを特徴とする中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物(E):
(1)前記有機ポリイソシアネート成分(A)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b11)と有機ポリイソシアネート(a11)とを反応させて得られるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)を含有する;
(2)前記ポリオール成分(B)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b12)とアミンポリオール(b4)を含有するか、又は上記(b12)と有機ポリイソシアネート(a12)とを反応させて得られる水酸基を有するウレタンプレポリマー(b2)と上記(b4)を含有する。
;前記シール材を用いてなる膜モジュールのシール材;前記シール材を用いてなる膜モジュール;前記膜モジュールを用いてなる中空糸型血液処理器である。
本発明の血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物を用いることにより、膜モジュールの処理液の臭気の発生及び泡立ちを抑えることができ、かつ反応速度の制御に優れるため膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂の成型性も良好である。
本発明に用いられる中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物は、有機ポリイソシアネート成分(A)を含有する主剤(X)と、ポリオール成分(B)を含有する硬化剤(Y)とから構成され、以下の(1)及び(2)の内少なくとも一方を満たす。:
(1)前記有機ポリイソシアネート成分(A)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b11)と有機ポリイソシアネート(a11)とを反応させて得られるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)を含有する。
(2)前記ポリオール成分(B)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b12)とアミンポリオール(b4)を含有するか、又は上記(b12)と有機ポリイソシアネート(a12)とを反応させて得られる水酸基を有するウレタンプレポリマー(b2)と上記(b4)を含有する。
本発明における有機ポリイソシアネート成分(A)としては、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する有機ポリイソシアネート(a1)及び前記有機ポリイソシアネート(a1)とポリオールとを反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)等が挙げられる。有機ポリイソシアネート成分(A)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
有機ポリイソシアネート(a1)としては、従来ポリウレタンの製造に使用されているものが使用でき、例えば炭素数4〜22の鎖状脂肪族ポリイソシアネート(a11)、炭素数8〜18の脂環式ポリイソシアネート(a12)、炭素数8〜26の芳香族ポリイソシアネート(a13)、炭素数10〜18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(a14)及びこれらのポリイソシアネートの変性物(a15)が挙げられる。
炭素数4〜22の鎖状脂肪族ポリイソシアネート(a11)としては、例えばエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、HDIと略記)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート及び2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートが挙げられる。
炭素数8〜18の脂環式ポリイソシアネート(a12)としては、例えばイソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略記)、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(以下、水添MDIと略記)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート及び2,5−又は2,6−ノルボルナンジイソシアネートが挙げられる。
炭素数8〜26の芳香族ポリイソシアネート(a13)としては、例えば1,3−又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(以下、TDI略記)、粗製TDI、2,2’−、2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略記)、粗製MDI、ポリアリールポリイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート及びm−又はp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートが挙げられる。
炭素数10〜18の芳香脂肪族ポリイソシアネート(a14)としては、例えばm−又はp−キシリレンジイソシアネート及びα,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートが挙げられる。
(a11)〜(a14)のポリイソシアネートの変性物(a15)としては、上記ポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロハネート基、ウレア基、ビウレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基又はオキサゾリドン基含有変性物等)、例えば変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI及びトリヒドロカルビルホスフェート変性MDI等)、ウレタン変性TDI、ビウレット変性HDI、イソシアヌレート変性HDI及びイソシアヌレート変性IPDI等のポリイソシアネートの変性物が挙げられる。
有機ポリイソシアネート(a1)の内、反応性の観点から好ましいのは芳香族ポリイソシアネート及びその変性体、更に好ましいのは4,4’−、2,4’−又は2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート及びこれらの変性体である。
末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)に用いられるポリオール(b3)としては数平均分子量(以下、Mnと略記)又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)とMnが300以上の高分子ポリオール(b32)とヒマシ油系ポリオール(b1)が挙げられる。
本発明におけるMnは、テトラヒドロフランを溶剤として用い、ポリオキシプロピレングリコールを標準物質としてゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される。サンプル濃度は0.25重量%、カラム固定相はTSKgel SuperH2000、TSKgel SuperH3000、TSKgel SuperH4000(いずれも東ソー株式会社製)を各1本連結したもの、カラム温度は40℃とすればよい。
Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)としては、炭素数2〜24のポリオール、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ、水添ビスフェノールA及びこれらのポリオールの1種又は2種以上の混合物を出発物質としたアルキレンオキシド(以下、AOと略記)[炭素数2〜12、例えばエチレンオキシド(以下、EOと略記)、プロピレンオキシド(以下、POと略記)、ブチレンオキシド及びこれら2種類以上の混合物]付加物であってMn又は化学式量が300未満のもの等が挙げられる。Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)の水酸基価は、得られるポリウレタン樹脂の機械特性の観点から、好ましくは380〜2000mgKOH/g、更に好ましくは400〜1500mgKOH/gである。本発明における水酸基価は、JIS K 1557−1に準拠して測定される。
Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)の官能基数は、得られるポリウレタン樹脂の機械特性の観点から、好ましくは2〜8、更に好ましくは2〜4である。
Mnが300以上の高分子ポリオール(b32)としては、ポリエーテルポリオール(b321)及びポリエステルポリオール(b322)等が挙げられる。
Mnが300以上のポリエーテルポリオール(b321)としては、前記Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)の1種又は2種以上の混合物を出発物質としたAO付加物が挙げられ、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(以下、PPGと略記)及びポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
これらの中で、末端水酸基の1級化率が70%以上のポリエーテルポリオール(b321)が好ましい。(b321)は、触媒としてトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを使用して製造するか、又は「プライムポールシリーズ」として三洋化成工業(株)から市販されている。
ヒマシ油系ポリオール(b1)としては、ヒマシ油、部分脱水ヒマシ油、及び、前記Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(b31)又はポリエーテルポリオール(b321)とヒマシ油とのエステル交換反応又はヒマシ油脂肪酸とのエステル化反応により得られるヒマシ油脂肪酸エステル等が挙げられる。
Mnが300以上のポリエステルポリオール(b322)としては、ポリ(n=2〜3又はそれ以上)カルボン酸[脂肪族飽和又は不飽和ポリカルボン酸(炭素数2〜40、例えばシュウ酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及び二量化リノール酸)、芳香環含有ポリカルボン酸(炭素数8〜15、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及び2,6−ナフタレンジカルボン酸)及び脂環含有ポリカルボン酸(炭素数7〜15、例えば1,3−ペンタンジカルボン酸及び1,4−ヘキサンジカルボン酸)等]と、ポリオール(前記Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール及び/又はポリエーテルポリオール)から形成される線状又は分岐状ポリエステルポリオール;ポリラクトンポリオール[例えば前記Mn又は化学式量が300未満の低分子ポリオール(2〜3価)の1種又は2種以上の混合物を開始剤としてこれに(置換)カプロラクトン(炭素数6〜10、例えばε−カプロラクトン、α−メチル−ε−カプロラクトン、ε−メチル−ε−カプロラクトン)を触媒(有機金属化合物、金属キレート化合物、脂肪酸金属アシル化合物等)の存在下に付加重合させたポリオール(例えばポリカプロラクトンポリオール)];末端にカルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリエステルにAO(EO及びPO等)を付加重合させて得られるポリエーテルエステルポリオール;ポリカーボネートポリオール;等が挙げられる。
前記ポリオールの内、(a2)の低粘度化の観点から好ましいのはポリエーテルポリオール(b321)及びヒマシ油系ポリオール(b1)である。Mnが300以上の高分子ポリオール(b32)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Mnが300以上の高分子ポリオール(b32)のMnは得られるポリウレタン樹脂の機械特性の観点から、好ましくは300〜5,000、更に好ましくは500〜3,000である。
Mnが300以上の高分子ポリオール(b32)の水酸基価は、得られるポリウレタン樹脂の機械特性の観点から、好ましくは20〜350mgKOH/g、更に好ましくは40〜300mgKOH/gである。
Mnが300以上の高分子ポリオール(b32)の官能基数は、得られるポリウレタン樹脂の機械特性の観点から、好ましくは2〜8、更に好ましくは2〜4である。
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)の製造に当たっては、有機ポリイソシアネート(a1)とポリオールを通常、当量比(イソシアネート基/水酸基)=1.1/1〜50/1となるように用いて行われる。当量比が大きいほど粘度は低くなるが硬化時の収縮が大きくなることから当量比は好ましくは1.5/1〜30/1、更に好ましくは2/1〜10/1である。尚、当量比が大きい場合、有機ポリイソシアネート(a1)とイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)の混合物が得られる。
(a2)の製造方法としては特に限定されないが、有機ポリイソシアネート(a1)とポリオールとを窒素雰囲気下で反応させる公知の方法が挙げられる。
プレポリマー化反応における反応温度は通常30〜140℃、反応性の観点及び副反応防止の観点から好ましくは50〜120℃である。また、反応は通常は無溶剤下で行われるが、必要によりイソシアネート基と反応性を有しない不活性な溶剤[例えば芳香族炭化水素(トルエン及びキシレン等)、ケトン(メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)及びこれら2種類以上の混合物]中で行われ、後にこれらの溶剤を蒸留によりとり除いてもよい。
本発明におけるポリオール成分(B)としては、前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)に使用されるポリオール(b3)、前記ポリオール(b3)と前記有機ポリイソシアネート(a1)を当量比(イソシアネート基/水酸基)1未満で反応させて得られる水酸基を有するウレタンプレポリマー(b2)、アミンポリオール(b4)及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
前記アミンポリオール(b4)としては、ポリ(n=2〜6)アルキレンポリ(n=2〜6)アミン(炭素数2〜20)のAO付加物[炭素数10以上かつMn2,000以下、例えばN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタキス(2−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミン];N,N−ジアルキル(アルキル基は炭素数1〜3)(ポリ)アルキレン(アルキレン基は炭素数2〜3)ポリアミンのAO付加物(例えばN,N−ジメチルプロピレンジアミンのPO付加物);N−アミノアルキル(炭素数2〜3)イミダゾールのAO付加物(例えば特開平11−322881号公報に記載のもの);アルカノールアミン(炭素数4〜12、例えばジエタノールアミン及びトリエタノールアミン);等が挙げられる。これらの中で、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタキス(2−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンが好ましく、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンがさらに好ましい。
ポリオール成分(B)として低粘度化の観点から好ましいのはポリエーテルポリオール(b321)及びヒマシ油系ポリオール(b1)であり、機械特性の観点から好ましいのはポリエーテルポリオール(b321)、ヒマシ系ポリオール(b1)及びアミンポリオール(b4)であり、更に好ましいのはヒマシ油、部分脱水ヒマシ油、ヒマシ油脂肪酸PPGエステル及びアミンポリオール(b4)である。
上述の通り、本発明の中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)における主剤(X)及び硬化剤(Y)の少なくとも一方にヒマシ油系ポリオール又はそれを用いたウレタンプレポリマーが用いられるが、ヒマシ油系ポリオールは天然物由来であるため、不純物としてヒマシ油脂肪酸を含有する。本発明者らはこのヒマシ油脂肪酸が膜モジュールの処理液の臭気及び泡立ちの原因となり、ウレタン化反応速度やウレタン樹脂物性に影響を与えることを見いだした。
ヒマシ油脂肪酸としては、ヒマシ油を構成する脂肪酸であり、飽和脂肪族カルボン酸(パルミチン酸及びステアリン酸等)及び不飽和脂肪族カルボン酸(リシノール酸、オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸等)等が挙げられる。
ポリウレタン樹脂形成性組成物中のヒマシ油脂肪酸の含有量は、ポリウレタン樹脂形成性組成物の重量を基準として、100〜5,000ppmであり、好ましくは150〜4,000ppm、更に好ましくは200〜3,000ppmである。ヒマシ油脂肪酸の含有量が5,000ppmを超えると処理液の臭気及び泡立ちが強くなる。さらにヒマシ油脂肪酸はアミンポリオール(b4)の中和剤として働くため、反応速度(ポットライフ)が遅くなり、硬化不良を引き起こすおそれがある。含有量が100ppm未満の場合、反応速度(ポットライフ)が速くなり、可使時間が短くなるおそれがある。通常、同一測定条件下、同一のポリウレタン樹脂形成性組成物のポットライフを繰り返し測定した場合、ポットライフのバラツキは±3%の範囲内にあることが多い。
さらに、ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)中のアミンポリオール(b4)の重量に対してヒマシ油脂肪酸の重量%を0.1〜6%とすることが好ましく、0.1〜5%とすることがさらに好ましく、0.1〜3%とすることがより好ましい。(b4)の重量に対してヒマシ油脂肪酸の重量%を0.1%以上とすることで、膜モジュール成型時の泡抜けがよくなり、6%以下とすることで膜モジュール成型時の硬化不良の発生を抑えることができる。硬化速度が速すぎると、膜モジュール成型時に気泡が抜けきる前に、樹脂が硬化してしまい、充填不良や樹脂の割れの原因となる。一方、硬化速度が遅すぎると、膜モジュールを成型機から取り出したときに樹脂の硬化が不十分であるため、樹脂の変形が生じ、樹脂とハウジングとの間に剥離が生じる。どちらも不良品の発生率を増加させ、生産性を低下させる原因となる。
ヒマシ油脂肪酸の含有量を所望の値に調整する方法としては、例えば原料であるヒマシ油系ポリオール中のヒマシ油脂肪酸を水蒸気蒸留法(特開昭62−256894号公報に記載の方法等)で取り除く方法が挙げられる。尚、水蒸気蒸留法による場合、その処理時間等を調整してヒマシ油脂肪酸の含有量が所望の値のものを直接得ることもできるし、ヒマシ油脂肪酸の含有量が非常に低いものを得た後、ヒマシ油脂肪酸を添加してその量を調節することもできる。また、ポリエーテルポリオール(b321)と混合することで、その量を調整することもできる。
膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)における有機ポリイソシアネート成分(A)には、ポリイソシアネートの変性体が常用されるが、有機ポリイソシアネートの変性体を製造する際にリン系触媒が用いられる場合がある。また、膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物にはリン系酸化防止剤が添加される場合がある。本発明者らは、リン系触媒及びリン系酸化防止剤に由来するリン元素がポリウレタン樹脂形成性組成物中に存在することにより、膜モジュールの処理液の泡立ちにさらに影響を与えることを見いだした。
リン系触媒としては、カルボジイミド化触媒及びビウレット化触媒等が挙げられる。
カルボジイミド化触媒としては、炭素数3〜24のトリアルキルリン酸エステル(トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリオクチルホスフェート等)、炭素数4〜18のホスホレンオキシド系化合物(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド及び3−メチル−1−フェニル−1−ホスファ−3−シクロペンテン−1−オキシド等)、炭素数4〜18のホスホレンスルフィド系化合物(1−フェニル−2−ホスホレン−1−スルフィド等)、炭素数3〜21のホスフィンオキシド系化合物(トリフェニルホスフィンオキシド及びトリトリルホスフィンオキシド)及び炭素数3〜30のホスフィン系化合物[ビス(オキサジフェニルホスフィノ)エタン等]等が挙げられる。
ビウレット化触媒としては、リン酸及び炭素数1〜18のリン酸エステル(メチルホスフェート、エチルホスフェート、n−ブチルホスフェート、n−ヘキシルホスフェート、2−エチルヘキシルホスフェート、イソオクチルホスフェート、n−ドデシルホスフェート、ジメチルホスフェート、ジエチルホスフェート、ジ−n−プロピルホスフェート、ジ−n−ブチルホスフェート、ジ−n−アミノホスフェート、ジイソアミルホスフェート、ジ−n−デシルホスフェート、ジフェニルホスフェート及びジベンジルホスフェート等)等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、炭素数18〜45のアリルホスファイト(トリフェニルホスファイト等)、炭素数30〜45のアルキルホスファイト(トリイソデシルホスファイト等)、炭素数22〜45のアルキルアリールホスファイト[イソデシルジフェニルホスファイト、2−エチルヘキシルジフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト]等が挙げられる。
リン元素の含有量は、膜モジュール処理液の泡立ちの観点から、ポリウレタン樹脂形成性組成物の重量を基準として100ppm以下が好ましい。
本発明の膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)においては、ウレタン化触媒(C)を用いることができる。(C)としては、金属触媒及びアミン触媒等が挙げられる。金属触媒としては、錫系触媒[トリメチルチンラウレート、トリメチルチンヒドロキサイド、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエート及びジブチルチンマレエート等]、鉛系触媒[オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン鉛、ナフテン酸鉛及びオクテン酸鉛等]、ビスマス系触媒[ビスマスカルボキシレート、ビスマスアルコキシド及びジカルボニル基を有する化合物とビスマスとのキレート化合物等]、チタン系触媒[イソプロポキシトリN−エチルアミノエチルアミナートチタン、テトラブチルチタネート及びテトライソプロポキシビスジオクチルホスファイトチタン等]、鉄系触媒[鉄のカルボキシレート化合物(乳酸鉄、リシノール酸鉄等)、フェロセン系化合物(フェロセン、アセチルフェロセン等)及びフタロシアニン鉄等]、その他の金属触媒[ナフテン酸コバルト等のナフテン酸金属塩及びフェニル水銀プロピオン酸塩等]が挙げられる。アミン触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ジアザビシクロアルケン〔1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7[DBU(サンアプロ(株)製、登録商標)]等〕、ジアルキル(炭素数1〜3)アミノアルキル(炭素数2〜4)アミン[ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン及びジプロピルアミノプロピルアミン等]、複素環式アミノアルキル(炭素数2〜6)アミン[2−(1−アジリジニル)エチルアミン及び4−(1−ピペリジニル)−2−ヘキシルアミン等]及びN−メチル又は−エチルモルホリン等が挙げられる。
ウレタン化触媒(C)の内で反応性の観点から、好ましいのはジアザビシクロアルケン、ビスマス系触媒及び錫系触媒であり、更に好ましいものはDBU、ビスマスカルボキシレート及びジブチルチンジラウレートである。
ウレタン化触媒(C)の含有量は用途により異なるが、ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)のポットライフの観点から、ポリウレタン樹脂形成性組成物の重量に基づいて好ましくは1,000ppm以下、更に好ましくは10〜100ppmである。
ウレタン化触媒(C)を用いる場合、主剤(X)及び/又は硬化剤(Y)に含有させてもよいし、主剤と硬化剤を混合する際に(C)を混合してもよい。
本発明のポリウレタン樹脂形成性組成物を構成する有機ポリイソシアネート成分(A)及びポリオール成分(B)からポリウレタン樹脂を形成させる場合のイソシアネート基/水酸基当量比は、未反応物低減の観点から好ましくは0.5/1〜2.0/1、更に好ましくは0.7/1〜1.5/1、特に好ましくは0.8/1〜1.2/1である。
本発明のポリウレタン樹脂形成性組成物(E)は、主剤(X)、硬化剤(Y)及び必要によりウレタン化触媒(C)を使用時に各々所定量計量後、スタティックミキサー又はメカニカルミキサー等で混合させることにより製造することができ、通常は、混合とほぼ同時に反応が開始し、硬化して本発明の膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂となる。上記混合、反応させて流動性がなくなるまでの時間は通常3〜60分であり、完全硬化には室温(20〜30℃)で12〜240時間の養生を要し、ポリウレタン樹脂の硬度に変化が認められなくなった時点を完全硬化とする。尚、ポリウレタン樹脂の実使用上は必ずしも完全硬化させる必要はないが、硬度(ショアーD:瞬間値)が20〜100の範囲となるまでは養生することが好ましい。また、養生温度を高く(例えば40〜60℃)することにより養生時間を短縮することも可能である。尚、本発明における硬度は、JIS K 7312に準じて測定され、瞬間値は硬度計の針を樹脂に押し付けた直後の値である。
(A)、(B)及び必要により(C)を25℃に温調後、混合して30秒後の混合液の粘度(注型前の粘度)は、硬化性及び注型性の観点から、通常50〜20,000mPa・s、好ましくは100〜10,000mPa・s、更に好ましくは200〜5,000mPa・sである。尚、(C)が予め(A)及び/又は(B)に混合されている場合の(A)と(B)の混合液の粘度の好ましい範囲も前記と同様である。本発明における粘度は回転式粘度計(B型粘度計)により測定される。
本発明の上記ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)は、中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材として好適に使用される。対象となる血液処理器としては、例えば中空糸型の人工臓器(人工腎臓等)用血液処理器が挙げられる。
本発明のポリウレタン樹脂形成性組成物(E)を中空糸型の膜モジュールのシール材に適用する場合の具体的使用法の一例を下記に示す。まず、有機ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)を個別に減圧脱泡(0.1mmHg×2時間)する。この二液を所定量計量して攪拌混合後、静置成型法又は遠心成型法により中空糸を容器に固定する。遠心成型法としては例えば特公昭57−58963号公報に記載の方法を用いることができる。
中空糸の素材としては一般に、セルロース、アクリル、ポリビニルアルコール、ポリアミド又はポリスルホン等が使用される。上記容器としては一般に、ポリカーボネート製、ABS製又はポリスチレン製のもの等が使用される。二液混合液は注入から3〜60分後には流動性がなくなり、膜モジュールを成型機から取り出すことができる。次いで室温(20〜30℃)〜60℃で養生を行い硬化させた後、ポリウレタン樹脂で結束された中空糸膜を回転式カッターなどで切断して中空糸膜端部の開口部を得る。その後、オートクレーブを使用して120℃で1時間の蒸気加熱により滅菌処理を行い製品化する。滅菌処理は蒸気加熱以外の方法、例えばγ線照射等によっても実施することができる。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下において部は重量部を、%は重量%を示す。
原料として使用した商品名及びその組成は以下の通りである。尚、以下におけるイソシアネート基含有量は、JIS K 1603−1に準拠して測定された値である。
・「サンニックスPK−1000」;PPG[三洋化成工業(株)製、水酸基価=112mgKOH/g、Mn=1,000]
・「ミリオネートMT」;4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート[東ソー(株)製]
・「デュラネート50M」;HDI[旭化成ケミカルズ(株)製]
・「ミリオネートMTL」;ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変性体[東ソー(株)製、イソシアネート基含有量=29.0%]
・「ルプラネートMI」;2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートと4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物[BASFイノアックポリウレタン(株)製]
・「ルプラネートMM−103」;4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変性体[BASF INOACポリウレタン(株)製、NCO含量29.5%]
・「デュラネート24A−100」;HDIのビウレット変性体[旭化成ケミカルズ(株)製、イソシアネート基含有量=23.5%]
製造例1(ポリイソシアネートのカルボジイミド変性体の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、「ミリオネートMT」100部と触媒として3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド0.50部を仕込み窒素気流下攪拌しながら80〜90℃に加熱し、5時間反応させた。この反応液にジクロルジフェニルシラン0.25部を加えて反応を停止させて、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変性体を得た。このカルボジイミド変性体のイソシアネート基含有量は26.5%、粘度は100mPa・s/25℃であった。
製造例2(ヒマシ油の精製)
ヒマシ油工1[伊藤製油(株)製:遊離のヒマシ油脂肪酸含有量=15403ppm]を用いて、特開昭62−256894号公報に記載の水蒸気蒸留法にて遊離のヒマシ油脂肪酸の除去を行った。一定時間毎にサンプリングを行い、それぞれ遊離のヒマシ油脂肪酸含有量の異なるヒマシ油(b1−1)〜(b1−3)を得た。尚、遊離のヒマシ油脂肪酸含有量は後述の方法により測定した。
ヒマシ油(b1−1);遊離のヒマシ油脂肪酸含有量は5664ppm、水酸基価は161mgKOH/g、Mnは940であった。
ヒマシ油(b1−2);遊離のヒマシ油脂肪酸含有量は938ppm、水酸基価は161mgKOH/g、Mnは940であった。
ヒマシ油(b1−3);遊離のヒマシ油脂肪酸含有量は123ppm、水酸基価は161mgKOH/g、Mnは940であった。
製造例3(ポリエーテルポリオールの製造)
撹拌装置、温度制御装置、凝縮設備としての熱交換器、原料供給ライン及び排気ラインを備えた容量2500mlのステンレス製オートクレーブに、プロピレングリコールを150gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.09gを仕込んだ後、POを反応温度が70〜80℃を保つように制御しながら連続的に液相に投入した。オートクレーブ内液量が2000mlとなった時点でPOの投入を停止し、70℃で4時間熟成したあと、水200g加え130〜140℃で1時間加熱した。1時間加熱後、水を2時間かけて常圧留去したのち、引き続いてスチームを通入しながら圧力を4〜7kPaに保ちながら3時間かけて残りの水及び低沸点化合物を減圧留去した。その後30gの合成珪酸塩[協和化学工業(株)製;「キョーワード600」]と水40gを加えて60℃で3時間処理し、オートクレーブから取り出した後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ポリエーテルポリオール(b32−1)を得た。ポリエーテルポリオール(b32−1)の水酸基価は112、粘度は150mPa・s/25℃であった。末端水酸基の1級化率は72%であった。
製造例4(ポリエーテルポリオールの製造)
製造例3と同様のオートクレーブに、プロピレンプロピレングリコールを150gと水酸化カリウム4.0部を仕込んだ後、原料供給ラインを通じてPOを反応温度が90〜100℃を保つように制御しながら連続的に液相に投入した。オートクレーブ内液量が2000mlとなった時点でPOの投入を停止し、100℃で3時間熟成した。その後30gの合成珪酸塩[協和化学工業(株)製;「キョーワード600」]と水40gを加えて60℃で3時間処理し、オートクレーブから取り出した後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ポリエーテルポリオール(b32−2)を得た。ポリエーテルポリオール(b32−2)の水酸基価は112、粘度は150mPa・s/25℃であった。末端水酸基の1級化率は2%であった。
製造例5(有機ポリイソシアネート成分(A−1)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、「サンニックスPK−1000」35部、「ミリオネートMT」25部及び「ルプラネートMI」15部を仕込み窒素気流下攪拌しながら70〜80℃に加熱し、4時間反応させて末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーを得た。反応後、「ルプラネートMM−103」25部を加え、30分間攪拌し均一に混合し、有機ポリイソシアネート成分(A−1)を得た。(A−1)のイソシアネート基含有量は17.9%、粘度は700mPa・s/25℃であった。
製造例6(有機ポリイソシアネート成分(A−2)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−3)20部及び「ミリオネートMT」44部を仕込み窒素気流下攪拌しながら70〜80℃に加熱し、4時間反応させて末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーを得た。反応後、「デュラネート24A−100」36部を加え、30分間攪拌し均一に混合し、有機ポリイソシアネート成分(A−2)を得た。(A−2)のイソシアネート基含有量は20.8%、粘度は2,000mPa・s/25℃であった。
製造例7(有機ポリイソシアネート成分(A−3)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−3)33部及び「ミリオネートMT」26部を仕込み窒素気流下攪拌しながら70〜80℃に加熱し、4時間反応させて、末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーを得た。反応後、「ミリオネートMTL」23部及び「ルプラネートMI」18部を加え、30分間攪拌し均一に混合し、有機イソシアネート成分(A−3)を得た。(A−3)のイソシアネート基含有量は17.5%、粘度は770mPa・s/25℃であった。
製造例8(有機ポリイソシアネート成分(A−4)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、「サンニックスPK−1000」35部、「ルプラネートMI」10部及び「ミリオネートMT」15部を仕込み、窒素気流下攪拌しながら70〜80℃に加熱し、4時間反応させて末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーを得た。反応後、製造例1で得た4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変性体40部を加え、30分間攪拌し均一に混合し、有機ポリイソシアネート成分(A−4)を得た。(A−4)のイソシアネート基含有量は16.1%、粘度は1,000mPa・s/25℃であった。
表1に有機ポリイソシアネート成分(A−1)〜(A−4)の各成分をまとめた。また、以下の測定方法で測定した遊離のヒマシ油脂肪酸含有量及びリン元素含有量の値を表1に示した。
製造例9(ポリオール成分(B−1)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)80部とN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール(B−1)を得た。(B−1)の水酸基価は280mgKOH/g、粘度は1,100mPa・s/25℃であった。
製造例10(ポリオール成分(B−2)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)75部、製造例3で得たポリエーテルポリオール(b32−1)5部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−2)を得た。(B−2)の水酸基価は277mgKOH/g、粘度は950mPa・s/25℃であった。
製造例11(ポリオール成分(B−3)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)25部、製造例3で得たポリエーテルポリオール55部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−3)を得た。(B−3)の水酸基価は253mgKOH/g、粘度は800mPa・s/25℃であった。
製造例12(ポリオール成分(B−4)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)75部及び「デュラネート50M」5部を仕込み窒素気流下攪拌しながら80〜90℃に加熱し、6時間反応させて水酸基末端ウレタンプレポリマーを得た。反応後、製造例3で得たポリエーテルポリオール5部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン15部を仕込み、1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−4)を得た。(B−4)の水酸基価は236mgKOH/g、粘度は1,400mPa・s/25℃であった。
製造例13(ポリオール成分(B−5)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、「ヒマシ油工1」60部及び製造例2で得たヒマシ油(b1−2)25部とN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン15部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−5)を得た。(B−5)の水酸基価は250mgKOH/g、粘度は950mPa・s/25℃であった。
製造例14(ポリオール成分(B−6)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)75部、製造例3で得たポリエーテルポリオール(b32−1)5部、及びN,N,N’,N”,N”−ペンタキス(2−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−6)を得た。(B−6)の水酸基価は266mgKOH/g、粘度は1,200mPa・s/25℃であった。
製造例15(ポリオール成分(B−7)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)25部、製造例4で得たポリエーテルポリオール(b32−2)55部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−7)を得た。(B−7)の水酸基価は253mgKOH/g、粘度は800mPa・s/25℃であった。
製造例16(ポリオール成分(B−8)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−2)25部、製造例4で得たポリエーテルポリオール(b32−1)50部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン25部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B−8)を得た。(B−8)の水酸基価は285mgKOH/g、粘度は900mPa・s/25℃であった。
比較製造例17(ポリオール成分(B’−9)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−3)75部、製造例3で得たポリエーテルポリオール(b32−1)5部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B’−9)を得た。(B’−9)の水酸基価は277mgKOH/g、粘度は950mPa・s/25℃であった。
比較製造例18(ポリオール成分(B’−10)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、「ヒマシ油工1」75部、製造例3で得たポリエーテルポリオール(b32−1)5部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B’−10)を得た。(B’−10)の水酸基価は277mgKOH/g、粘度は950mPa・s/25℃であった。
比較製造例19(ポリオール成分(B’−11)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、製造例2で得たヒマシ油(b1−3)25部、製造例3で得たポリエーテルポリオール(b32−1)55部、及びN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン20部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B’−11)を得た。(B’−11)の水酸基価は253mgKOH/g、粘度は800mPa・s/25℃であった。
比較製造例20(ポリオール成分(B’−12)の製造)
攪拌機、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、「ヒマシ油工1」85部とN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン15部を仕込み、窒素気流下40〜50℃で1時間攪拌混合し、ポリオール成分(B’−12)を得た。(B’−12)の水酸基価は250mgKOH/g、粘度は950mPa・s/25℃であった。
表2にポリオール成分(B−1)〜(B−8)、比較のポリオール成分(B’−9)〜(B’−12)の各成分をまとめた。また、以下の測定方法で測定した遊離のヒマシ油脂肪酸含有量及びリン元素含有量の値を表2に示した。
実施例1〜8及び比較例1〜4
表3に示す種類及び部数の有機ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)をそれぞれ実施例1〜8及び比較例1〜4の主剤及び硬化剤とした。
以下の遊離のヒマシ油脂肪酸含有量測定方法及びリン元素含有量測定方法で測定した結果と表3に示す主剤(X)と硬化剤(Y)の部数から計算したポリウレタン樹脂形成性組成物の遊離のヒマシ油脂肪酸含量、アミンポリオール(b4)に対するヒマシ油脂肪酸の重量%及びリン元素含有量の値を表3に示す。
主剤と硬化剤をそれぞれ25℃に温調後、表1に示す部数の主剤と硬化剤を回転式プロペラ羽根付き攪拌機で30秒間攪拌混合したものを用いて、混合液の注型前の粘度、混合液のポットライフ、硬化樹脂の硬度、臭気、処理液の泡立ち、膜モジュールの成型性を、以下の方法で測定又は評価した結果を表3に示す。
(1)遊離のヒマシ油脂肪酸含有量測定方法
<装置条件>
・装置 :質量分析計LCMS−8030(島津製作所製)
・測定モード :SIM(定量モード)
・イオン化方法 :ESI(−)(ネガティブ)
・測定質量(m/z):255.40(パルミチン酸)、279.40(リノール酸)、
281.40(オレイン酸)、283.40(ステアリン酸)、
297.40(リシノール酸)、277.30(リノレン酸)
<試薬等>
・パルミチン酸 :試薬[東京化成工業(株)製]
・リノール酸 :試薬[和光純薬工業(株)製]
・オレイン酸 :試薬[東京化成工業(株)製]
・ステアリン酸 :試薬[東京化成工業(株)製]
・リシノール酸 :試薬[和光純薬工業(株)製]
・リノレン酸 :試薬[和光純薬工業(株)製]
・メタノール :LC/MS測定用グレード[和光純薬工業(株)製]
・アセトニトリル:LC/MS測定用グレード[和光純薬工業(株)製]
<検量線サンプル調整>
パルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、リシノール酸及びリノレン酸をそれぞれ適当な濃度となるようにメタノール又はアセトニトリルで希釈し、0.45μmのシリンジフィルタでろ過し、バイアル瓶に充填し、検量線サンプルとする。
<測定サンプル調整>
サンプル濃度が1.0wt%となるようにメタノール又はアセトニトリルで希釈し、0.45μmのシリンジフィルタでろ過し、バイアル瓶に充填し、測定サンプルとする。
<測定方法>
測定のLC条件、イオン化条件等を決定するため、スキャン測定を行う。スキャン測定後に検量線サンプル及び測定サンプルの測定を行う。それぞれの検量線サンプルのピーク面積からパルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、リシノール酸及びリノレン酸の検量線を作成する。この検量線に基づき、測定サンプルのパルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、リシノール酸及びリノレン酸の含有量を計算し、それぞれの含有量を合計したものを遊離のヒマシ油脂肪酸含有量とする。
(2)アミンポリオール(b4)に対するヒマシ油脂肪酸の重量%
<計算方法>
表3の「遊離のヒマシ油脂肪酸含量(ppm)」をppmから%に換算し、アミンポリオール(b4)含量(重量%)で割った値に100を乗じた値を記載した。尚、アミンポリオール(b4)含量は、「JIS K7237:エポキシ樹脂のアミン系硬化剤の全アミン価試験方法」に準じて測定した硬化剤(Y)及びアミンポリオール(b4)の全アミン価をもとに含有量を計算する。
<全アミン価測定方法>
試料を適量(数グラム程度)はかりとり、酢酸に均一に溶解させた後、0.1mol/l過塩素酢酸滴定溶液を用いて滴定する。(電滴法、指示試薬法どちらでも測定可能)全アミン価の計算式は、以下の通りである。
(全アミン価)=(A×f×5.611)÷S
A:0.1mol/l過塩素酢酸滴定溶液の滴下量(ml)
f:0.1mol/l過塩素酢酸滴定溶液の力価
S:試料採取量(g)
(3)リン元素含有量測定方法
<装置条件>
・装置 :ICP−AES730−ES
(アジレント・テクノロジー(株)製)
・繰返測定時間 :3.00s
・繰返測定回数 :3回
<試薬等>
・コノスタンS−21+K :XSTC−622(米国SPEX製)
・キシレン :試薬1級(ヤマキ商事(株)製)
<検量線サンプル調整>
コノスタンS−21+Kを適当な濃度となるようにキシレンで希釈したものを、検量線サンプルとする。
<測定サンプル調整>
サンプル濃度が1.0wt%となるようにキシレンで希釈したものを、測定サンプルとする。
<測定方法>
装置暖機後、検量線サンプルの測定を行い、リン元素について検量線を作成する。続いて測定サンプルの測定を行い作成された検量線から、リン元素の含有量を計算する。
(4)混合液の注型前の粘度
混合を終了して60秒後の粘度(mPa・s)を回転式粘度計(B型粘度計)で測定した。
(5)混合液のポットライフ
混合終了後、混合液の粘度が50Pa・sに到達するまでの時間を測定した。
(6)樹脂の硬度
混合終了後、遠心脱泡し、ポリプロピレン製のカップに混合液を30部秤り取り、50℃で3日間養生した後、更に25℃で2時間温調して、高分子計器(株)製のショアーD硬度計を用いて硬度(ショアーD:瞬間値)を測定した。瞬間値は、硬度計の針を樹脂に押し付けた直後の値である。
(7)臭気試験
混合終了後、遠心脱泡し、約8cm×約11cmのポリスチレン製のケースに樹脂厚みが約2mmとなるように混合液を秤り取り、50℃で3日間養生後、硬化した樹脂をポリスチレン製のケースから取り出し、1cm角の大きさに切断した。裁断した樹脂10gを蓋付きのガラス瓶(70ml)中に密閉し、60℃で1時間温調した後、モニター10人に臭気を確認してもらい、特異な臭気がしたと判断した人の人数を記載した。
(8)泡立ち
(7)と同様に作製した硬化樹脂を1cm角の大きさに切断し、切断した樹脂15gと水道水150mLを容積300mLの三角フラスコにとり、70℃で1時間加温した。冷却後、内溶液をろ過し、ろ液に水道水を加えて150mLとし、これを試験液とした。試験液5mLを共栓付試験管(内径約15mm、長さ約20mm)に入れ、3分間激しく振り混ぜた後、試験管立てに静置した。生じた泡が、静置開始から消失するまでの時間を測定した。
(9)膜モジュールの成型性
混合液100部を、ポリスルホン中空糸10000本を装填した膜モジュール用ポリカーボネート円筒容器(内径40mm、長さ300mm)に投入し、遠心成型機を用いて成型した。遠心成型して10分後に成型品を成型機から取り出した。当該試験用に膜モジュールを15本作成した。ポリウレタン樹脂で中空糸が結束された部分を観察し、樹脂中の気泡残存及び樹脂とハウジングとの剥離を確認した。膜モジュールの成型性は下記の基準で評価した。
<気泡残存>
◎:15本いずれも気泡なし
○:1〜2本で気泡あり
△:2〜5本で気泡あり
×:6〜15本で気泡あり
<樹脂とハウジングとの剥離>
◎:15本いずれも剥離なし
○:1〜2本で剥離あり
△:2〜5本で剥離あり
×:6〜15本で剥離あり
本発明の膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物は、中空糸型血液処理器用膜モジュール用のシール材に極めて有用である。




Claims (8)

  1. 有機ポリイソシアネート成分(A)を含有する主剤(X)と、ポリオール成分(B)を含有する硬化剤(Y)とから構成されるポリウレタン樹脂形成性組成物であって、以下の(1)及び(2)の内の少なくとも一方を満たし、かつ前記主剤(X)中のヒマシ油脂肪酸と硬化剤(Y)中のヒマシ油脂肪酸の合計含有量がポリウレタン樹脂形成性組成物の重量を基準として100〜5000ppmであることを特徴とする中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)。
    (1)前記有機ポリイソシアネート成分(A)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b11)と有機ポリイソシアネート(a11)とを反応させて得られるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)を含有する。
    (2)前記ポリオール成分(B)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b12)とアミンポリオール(b4)を含有するか、又は上記(b12)と有機ポリイソシアネート(a12)とを反応させて得られる水酸基を有するウレタンプレポリマー(b2)と上記(b4)を含有する。
  2. 以下の(3)及び(4)の内の少なくとも一方を満たす請求項1に記載の組成物(E)。
    (3)前記有機ポリイソシアネート成分(A)が、前記数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b11)とポリエーテルポリオール(b321)の混合物と有機ポリイソシアネート(a11)とを反応させて得られるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a2)を含有する。
    (4)前記ポリオール成分(B)が、数平均分子量が300以上のヒマシ油系ポリオール(b12)と上記(b321)とアミンポリオール(b4)を含有するか、又は上記(b12)と上記(b321)の混合物と有機ポリイソシアネート(a12)とを反応させて得られる水酸基を有するウレタンプレポリマー(b2)と上記(b4)を含有する。
  3. アミンポリオール(b4)の重量に対してヒマシ油脂肪酸の重量%が0.1〜6%である請求項1又は2に記載の組成物(E)。
  4. アミンポリオール(b4)が、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン又はN,N,N’,N”,N”−ペンタキス(2−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンである請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物(E)。
  5. 前記主剤(X)中のリン元素と、硬化剤(Y)中のリン元素の合計含有量がポリウレタン樹脂形成性組成物の重量を基準として100ppm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物(E)。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材用ポリウレタン樹脂形成性組成物(E)を用いてなる中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材。
  7. 請求項6に記載の中空糸型血液処理器用膜モジュールのシール材を用いてなる中空糸型血液処理器用膜モジュール。
  8. 請求項7に記載の中空糸型血液処理器用膜モジュールを用いてなる中空糸型血液処理器。
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