JP3621720B2

JP3621720B2 - 水分散型のポリウレタン組成物

Info

Publication number: JP3621720B2
Application number: JP13416594A
Authority: JP
Inventors: 直元石川; 林　　俊一
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2020-02-16
Also published as: JPH083263A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高透湿性を有しかつ透湿性に大きな温度依存性を有する水分散型のポリウレタン組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、以下の技術が知られている。
（１）無孔性透湿性ポリウレタン樹脂フィルム（特開昭５８−２０３１７２）
この透湿性ポリウレタン樹脂フィルムはポリウレタン樹脂中にエチレンオキシド等の親水性セグメントを含有させたものであって、このフィルムは微細孔が存在しないために微細孔の目詰りという問題がない。
【０００３】
（２）溶液タイプの無孔質透湿性ポリウレタンフィルム（特願平４−２９２５８０）
ポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、アジピン酸等の分子間凝集力の高い構造及びポリオールの分子量を５００〜３０００に設定することにより、膨潤寸法変化等の問題点は解決されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術によれば、以下に述べる問題点を有する。
（１）上記の無孔質透湿性樹脂フィルムの場合、水分の吸収によって強度が著しく低下する為、その用途が制限される。また、透湿によってフィルムが膨潤し、その厚み、サイズが膨潤するために、形状変化が嫌われる用途では全く使用できない問題がある。
【０００５】
（２）また、溶液タイプの無孔質透湿性ポリウレタンフィルムの場合、媒体としてジメチルホルムアミド、ジメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等の有機溶剤を使用しているため、現在強化されつつある有機溶剤の使用規制、環境問題等の面で問題がある。
【０００６】
この発明はこうした事情を考慮してなされたもので、上記（１）のような用途の制限はなく、かつ透湿性に温度依存性を付与することにより高温側では高透湿性を，低温側では低透湿性を発現させることができ、更に有機溶剤の使用規制、環境問題等の面での問題を解消しえる低公害の水分散型のポリウレタン組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、イソシアネートとポリオールとイオン性内部乳化剤と鎖延長剤を反応させてなる水分散型のポリウレタンの組成物において、ガラス転移温度が−２０℃〜０℃の範囲に有り当該ポリマー中に少なくとも３ｗｔ％以上のエチレンオキサイド分率を含有することを特徴とする水分散型のポリウレタン組成物である。
【０００８】
この発明において、上記ポリオールとしては、例えば次のものが挙げられる。
（１）ポリエチレングリコールとポリテトラメチレングリコールの混合物からなり、かつこれらの分子量が５００〜３０００の範囲にあるもの。
【０００９】
（２）エチレンオキサイド末端ポリプロピレングリコールからなり、かつこの分子量が５００〜３０００の範囲にあるもの、
（３）エチレンオキサイド−テトラヒドロフラン共重合体からなり、かつこの分子量が１０００〜３０００の範囲にあるもの。
【００１０】
上記目的は以下の発明によって達成された。
（１）イソシアネートとポリオールと鎖延長剤からなるポリウレタン組成物において、これら３成分の分子運動性に関して剛直な構造を有する成分を用いてガラス転移温度を向上させエチレンオキサイド末端のポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、エチレンオキサイド−テトラヒドロフラン共重合体等を用いることによりポリマー組成物中のエチレンオキサイド分率を３ｗｔ％以上にして、透湿性を向上させ、ポリテトラメチレングリコール、アジピン酸等の分子間凝集力の高い構造及びポリオールの分子量を５００〜３０００に設定することにより耐水膨潤性及び高強度・伸度特性を付与する。
【００１１】
【作用】
（１）本発明のポリウレタン組成物は前述のように
▲１▼剛直な分子構造を持つ原料成分を用いガラス転移温度を−１０℃〜２０℃に設定し、透湿性に大きな温度依存性を持たせたこと、
▲２▼エチレンオキサイド分率を３ｗｔ％以上にし透湿性を高めたこと、
▲３▼分子間凝集力が高く、かつ分子量が５００〜３０００の間にあるポリオールを用い、耐水膨潤性、高強度・伸度特性を持たせたこと、
及び１つのポリウレタン組成物の中で▲１▼〜▲３▼項を同時に実施したことにある。
【００１２】
（２）また、上記原料の他に、アニオン性、カチオン性等のイオン性内部乳化剤をポリマー骨格中に導入することにより、基本的に疎水性であるポリウレタンを水中に分散させることが可能となる。
【００１３】
【実施例】
この発明の実施例を以下に述べる。原料の配合例は、下記「表１」に示す通りである。
【００１４】
【表１】

【００１５】
表１の原料を用い、以下の方法で重合を行った。
（１）まず、ポリオールの脱水を行なう。脱水は、４０〜５０℃に加熱し、一昼夜、撹拌を行なう。
（２）つづいて、温度計、撹拌機及びヒータを取り付けた三ツ口にＤＭＰＡを所定量投入する。次に、室温でＮＭＰ（４〜８ｇ）、ポリオールの順に加え、溶液が均一になるまで撹拌する。
（３）次に、均一に溶解した混合物にジイソシアネートを加える。更に、反応促進のため触媒を加える。
（４）この後、プレポリマー法を用いてＷＰＵの重合を行なう。重合条件は以下の通りとする。
反応温度：８０〜８５℃
反応時間：２〜３時間
プレポリマー化は乾燥窒素雰囲気下で、ＮＣＯ含有率が理論値に達するまで行なう。尚、理論値はジブチルアミン滴定法より求めた。
【００１６】
（５）更に、７０℃まで冷却し、中和反応を行なう。反応時間は２０〜３０分である。
（６）中和反応後、室温でプレポリマー（ＮＣＯ末端）を分散（ディスパージョン）させる。このディスパージョン過程は出来る限り素早く行う必要がある。この理由は、（ａ）温度低下による粘度上昇を防ぐため、（ｂ）水とイソシアネートの反応を極力避けるためである。
（７）ひきつづき、室温で、鎖延長反応を行う。予め、鎖延長剤を水に溶かし、この水溶液を徐々に加える。
次に、上記重合法により得られた水分散型の透湿性フィルムは、以下の条件でフィルムに加工した。
室温×２４時間＋８０℃×２４時間
この条件で乾燥したフィルムの物性は、下記「表２」の通りである。
【００１７】
【表２】

また、比較のため水分散型でない溶液タイプの物性を下記「表３」に示す。
【００１８】
【表３】

【００１９】
上記水分散型フィルムの物性と上記「表２」の物性を比較すると、ほぼ同等の性能が得られている。また、本発明によるウレタン組成物は媒体として水を用いた水分散型で、低公害である。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、ガラス転移温度が−２０℃〜０℃の範囲に有り当該ポリマー中に少なくとも３ｗｔ％以上のエチレンオキサイド分率を含有することにより、高透湿と高強度・伸度特性及び耐水膨潤度を兼ねそなえた水分散型のポリウレタン組成物が提供できる。

Claims

イソシアネートとポリオールとイオン性内部乳化剤と鎖延長剤を反応させてなる水分散型のポリウレタンの組成物において、ガラス転移温度が−２０℃〜０℃の範囲に有り当該ポリマー中に少なくとも３ｗｔ％以上のエチレンオキサイド分率を含有することを特徴とする水分散型のポリウレタン組成物。
ポリオールがポリエチレングリコールとポリテトラメチレングリコールの混合物からなり、かつこれらの分子量が５００〜３０００の範囲にある請求項１に記載の水分散型のポリウレタン組成物。
ポリオールがエチレンオキサイド末端ポリプロピレングリコールからなり、かつこの分子量が５００〜３０００の範囲にある請求項１に記載の水分散型のポリウレタン組成物。
ポリオールがエチレンオキサイド−テトラヒドロフラン共重合体からなり、かつこの分子量が１０００〜３０００の範囲にある請求項１に記載の水分散型のポリウレタン組成物。