JP3670147B2 - カルボジイミド化合物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加水分解を誘起し易い樹脂（「樹脂」とは「重合体」も包含する意味である）に対して親和性を有する新規なカルボジイミド化合物に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、カルボン酸又はカルボン酸誘導体を原料の一部とする各種ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリエステル含有ポリウレタン、（メタ）アクリル酸エステル重合体、その共重合体、酢酸ビニル重合体及びその共重合体等のような、エステル及び／又はアミド結合等を含有し、加水分解を誘起し易い樹脂（以下「加水分解性樹脂」と称する）に、該樹脂の物性劣化改良剤として上記カルボジイミド化合物を添加することにより、上記樹脂から得られる物品の耐久性を向上させる技術に関する。
【０００３】
【従来の技術】
各種ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、或いはポリエステル鎖を含有するポリウレタン樹脂等は、その優れた諸物性及び適切な価格により汎用樹脂として広く使用されている。しかしながら、その成形加工時或いは長期的使用期間中に樹脂中に残存するカルボキシル基や水分、更には自身の加水分解により生成したカルボキシル基が触媒となって樹脂分子が加水分解を受け、引張り強度の低下や熱的劣化を引き起こし、各種樹脂物品の耐久性の低下に繋がるものであった。
【０００４】
特に近年、プラスチック製品等の使用後の廃棄や焼却処理等に関連する環境問題、省資源、経済性等の観点からして、プラスチック容器等の回収やリサイクル加工による再使用が広く要求されつつある。従ってこれらのプラスチック容器 は、回収再使用によりその使用期間が非常に長くなり、又、回収後の再成形加工時に再度高温に曝される機会も増加している。又、プラスチック廃棄物の環境問題に対する対策から、生分解性高分子材料も徐々に使用されつつある。
【０００５】
特に、生分解性ポリエステル系樹脂は脂肪族のポリエステル、ポリエステルアミド、ポリエステルエーテル或いはポリエステルカーボネート等であるために、これらの樹脂は加水分解に対する堅牢性が不十分である。従ってこれらの樹脂の成形加工等の工程や、長期にわたる使用期間中に起こるであろう加水分解に由来する物性劣化の改良、物品としての機能及び性能の維持が非常に大きな課題になっている。
【０００６】
カルボキシル基等の移動しやすい水素を有する基、或いは水分と容易に反応する性質を有しているカルボジイミド化合物を、前記汎用樹脂の加水分解防止剤として使用することが従来から提案されており、例えば、分子構造の立体障害により反応性を抑えた低分子モノカルボジイミド化合物や粉末状のポリカルボジイミド化合物が使用されてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような状況から樹脂に要求される物性や性能等が過酷になってきたり、使用する樹脂の性能が本来的に低いものであったりすることから、前記加水分解防止剤の使用量も増加せざるを得なくなっている。加水分解防止剤としての低分子モノカルボジイミド化合物は、それを含有させた樹脂からのブリードが激しく、分子量が比較的小さいものはその取扱い時に人体の皮膚にかぶれが起こったりした。又、粉末状のポリカルボジイミド化合物は、それを添加した樹脂との相溶性が悪く、十分に効果が得られない場合もあり、又、ポリカルボジイミド化合物の製造に使用する原材料の関係から高価になる等の問題点があった。
従って、本発明の目的は、従来知られている加水分解防止剤よりも強力な加水分解防止効果を有し、更に、安価で、それを添加する樹脂との相溶性が良く、成形時の熱的劣化や製品の長期使用に対する潜在的物性劣化改良剤として有用なカルボジイミド化合物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、両末端にイソシアネート基を有し、トルエンジイソシアネートから誘導されるカルボジイミド基含有単位を１個含む、又はカルボジイミド基含有単位が２〜２０個連続して結合してなるカルボジイミド基含有ジイソシアネート化合物の両端に、ｎ−ヘキサノール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：２７０）、シクロヘキシルエチルアルコール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：１０００）から選ばれる化合物が、反応してなることを特徴とするカルボジイミド化合物を提供する。
【０００９】
本発明者等は、前記従来技術の課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、加水分解性樹脂との相溶性を持つ特定のカルボジイミド化合物（ポリカルボジイミド化合物を含む。以下同じ）が、前記課題の解決に適合することを見出し、本発明はこの知見に基づく。従って、本発明は、従来知られている加水分解防止剤よりも強力な加水分解防止効果を有し、更に、安価で、それを添加する樹脂との相溶性が良く、成形時の熱的劣化や製品の長期使用に対する物性劣化改良剤としてのカルボジイミド化合物を提供する。
【００１０】
本発明の加水分解性樹脂の物性劣化改良剤としてのカルボジイミド化合物は、常温、樹脂の縮合重合時又は樹脂の高温混練加工時において、それらの樹脂との優れた相溶性を有している。従って上記カルボジイミド化合物は上記樹脂からブリードアウトせず、且つ樹脂中に残存して加水分解を引き起こすカルボキシル基や水分をトラップし、又、成形時の熱劣化或いは製品の長期使用により生じたカルボキシル基等の活性水素基をトラップして加水分解を防止することができる。更に加水分解により分子量の低下した樹脂に対しては、樹脂分子の再結合剤としても作用し、該樹脂の耐久性の低下を阻止又は減少させ得る性質を有している。又、本発明では、カルボジイミド化合物の製造に安価な原材料を使用することができるので安価なカルボジイミド化合物を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
本発明の加水分解を誘起し易い樹脂、即ち「加水分解性樹脂」とは、カルボン酸及びカルボン酸誘導体から得られる従来公知のポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリエステル含有ポリウレタン、（メタ）アクリル酸エステル重合体及び共重合体、ポリ酢酸ビニル及び共重合体、セルロースアセテート等のセルロース誘導体等のようなエステル及び／又はアミド結合等を含有する樹脂類である。
【００１２】
これらの樹脂の合成に使用される原料単量体としては従来公知の原料が使用される。例えば、縮合重合に使用されるジカルボン酸類としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等；ヒドロキシカルボン酸類としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ε−ヒドロキシカプロン酸等；ラクトン類としては、β−プロピオラクトン、β−メチル−β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等；ジオール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、ジプロピレングリコール等；ラクタム類としては、α−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等；アミノ酸類としては、グリシン、アラニン、ロイシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リシン等；ジアミン類としてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等である。
【００１３】
本発明の物性劣化改良剤は、熱的劣化や長期使用における加水分解反応は脂肪族系カルボン酸を使用した樹脂に比較的起こりやすく、脂肪族系のポリエステル鎖をジオール成分として合成したポリエステルポリウレタン類を用いた成形物品、繊維、塗料、コーティング剤、印刷インク等、同様な脂肪族系のカルボン酸を使用したポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリペプチド等の生分解性高分子を用いた成形物品、繊維、塗料、コーティング剤、印刷インク等に特に有効である。
樹脂の加水分解を誘起する水分としては、樹脂の保存中の樹脂自身による吸湿による水分のほか、着色するための顔料等のような添加する材料が吸湿している水分である。例えば、カーボンブラック顔料の水分を測定したところ４，５００ｐｐｍであった。
【００１４】
本発明を主として特徴づけるカルボジイミド化合物は、前記したように加水分解性樹脂の物性劣化改良剤として使用されるものであって、その分子中に少なくとも１個のカルボジイミド基と、上記樹脂に対して親和性を有するｎ−ヘキサノール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：約２７０）、シクロヘキシルエチルアルコール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：約１０００）基を含有するカルボジイミド化合物である。これらの基は、上記化合物の分子の末端に存在し得る。
【００１５】
上記で使用した少なくとも１個のカルボジイミド基及び１個のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物は、従来公知の方法に従い、トルエンジイソシアネートを、例えば、３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキシド等のカルボジイミド化触媒の存在下で、２個のイソシアネート基を反応させてカルボジイミド基とし、更にイソシアネート基の内の一個を残すようにして、残余のイソシアネート基をモノイソシアネート化合物と反応させてカルボジイミド基とすることによって得られる。
【００１６】
又、少なくとも１個のカルボジイミド基及び２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物は、トルエンジイソシアネートを、同様に３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド等のカルボジイミド化触媒の存在下で２個のイソシアネート基を反応させてカルボジイミド基とし、分子鎖末端にイソシアネート基を残すように反応させることによって得られる。上記のイソシアネート化合物１分子中のカルボジイミド基の個数は特に限定されるものではないが、約１〜２０、好ましくは約２〜１０程度である。
【００１７】
本発明のカルボジイミド化合物の平均分子量は約５００〜５０，０００であり、好ましくは約７００〜５，０００である。中でも常温では粉末状で樹脂に添加でき、加工時や重合時等の熱時に液状になって、樹脂と充分に相溶又は混和し得る、融点が約５０℃〜２００℃の化合物が好ましい。
【００１８】
加水分解性樹脂に対するカルボジイミド化合物の添加量は、樹脂の製造に使用した原料の種類、エステル結合等の比率、分子量、残存カルボキシル基等の樹脂の化学的構造や、カルボジイミド化合物の化学構造、更に成形加工条件、使用環境、回収再使用時の洗浄条件等における劣化の起こり易さの程度、樹脂の熱安定性や耐水安定性等の堅牢性等によって適切に必要量が決められる。その添加量としては樹脂の約０．０１〜７重量％、好ましくは約０．１〜５重量％程度である。
【００１９】
添加方法としては、加水分解性樹脂に対して、その合成又は加工の全ての段階において添加することができる。一般的には、例えば、ポリエステル樹脂の場合の如く、成形加工する段階において粉状、フレーク状、ペレット状の樹脂にカルボジイミド化合物の所定量を添加して押出し機、成形機等にて加工することができる。この場合にカルボジイミド化合物はそのまま添加するか、或いは同種の樹脂や他の添加剤中に予め高濃度に希釈しておいてから添加してもよい。
【００２０】
又、ポリエステルポリウレタン等のように、ポリエステルポリオールを原料として使用する場合には、ポリウレタンの重合工程で添加することもできる。この場合は樹脂又はその原料、初期重合物、オリゴマー類に該カルボジイミド化合物を添加し、混練、溶解或いは分散して添加し、付加重合又は縮合重合反応を完結させ、成形加工、紡糸、塗布、印刷等の公知の加工がなされる。この場合にも、そのまま添加するか、或いは同種の樹脂や他の添加剤中に予め高濃度に希釈しておいてから添加してもよい。
本発明の物品としては、上記樹脂組成物から従来公知の方法で形成された成形物品、容器、繊維、織布、不織布、塗装物品、塗装建造物、印刷物等が挙げられる。
【００２１】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中部又は％とあるのは重量基準である。
合成例１（カルボジイミド化合物−１の合成）
攪拌機、温度計、蛇管コンデンサーを付けた水分定量受器、窒素ガス導入管、滴下濾斗の付いた縮合反応装置に、トルエンジイソシアネート３４８部を仕込み、４０℃以上にならないように調節しながら、ｎ−ヘキサノール２０４部を６０分間かけて滴下して反応させた。
【００２２】
次にカルボジイミド化触媒として３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキシドをイソシアネート成分の０．１％加え、１３０℃で５時間反応させた。赤外吸収スペクトル法によりイソシアネート基のピークの減少及びカルボジイミド基のピークの生成及び増加が確認された。イソシアネート基のピークが完全に消滅したところで、７０℃まで冷却し、取り出し、粘調な淡褐色の液体を得た。これをＧＰＣで分子量を測定した結果、シャープな単一ピークであった。以下これをカルボジイミド化合物−１とする。この化合物の主成分は分子中に１個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端に脂肪族炭化水素鎖を有する化合物である。
【００２３】
合成例２（カルボジイミド化合物−２の合成）
合成例１と同様にして、トルエンジイソシアネート３４８部を仕込み、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：約２７０）５４０部を滴下し、反応させた。次いでカルボジイミド化触媒を添加し、反応させ、粘調な淡褐色液体を得た。以下これをカルボジイミド化合物−２とする。この化合物の主成分は分子中に１個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端にポリアルキレンオキサイド鎖を有する化合物である。
【００２４】
合成例３（カルボジイミド化合物−３の合成）
合成例１と同様にして、トルエンジイソシアネート５２２部を仕込み、シクロヘキシルエチルアルコール２５６部を滴下して反応させた。次いで、カルボジイミド化触媒を添加し、反応させ、取りだし、黄色透明な固体を得た。以下これをカルボジイミド化合物−３とする。この化合物の主成分は分子中に２個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端に脂肪族炭化水素鎖を有する化合物である。
【００２５】
合成例４（カルボジイミド化合物−４の合成）
合成例１と同様にして、トルエンジイソシアネートを６９６部仕込み、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：約１０００）２０００部を滴下し、８０℃、１時間反応させた。次いでカルボジイミド化触媒を添加し、反応させ、粘調な淡褐色液体を得た。以下これをカルボジイミド化合物−４とする。この化合物の主成分は分子中に３個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端にポリアルキレンオキサイド鎖を有する化合物である。
【００２６】
実施例１（熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）の加水分解防止効果）
平均分子量２，０００のポリブチレンアジペートポリオール２，０００部に、１，４−ブタンジオール４４４部、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１，５５０部を加えて、１００℃で反応させ、熱可塑性ポリウレタン（以下ＰＵ−０と称する）を得た。
【００２７】
上記で得たＰＵ−０の１，０００部にカルボジイミド化合物−１を１０部加え、４０ｍｍφ２軸押出機で２１０℃で押出し、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）を得た。同様にしてＰＵ−０の１，０００部にカルボジイミド化合物−２、カルボジイミド化合物−３、カルボジイミド化合物−４をそれぞれ１０部加え、４０ｍｍφ２軸押出機で２１０℃で押出し、それぞれ熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４を得た。又、ＰＵ−０で述べたと同様にして熱可塑性ポリウレタンを合成し、その合成時にカルボジイミド化合物−１を４０部加えて反応させ、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−５）を得た。
【００２８】
上記の熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−０、ＰＵ−１、ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４、ＰＵ−５から得られた射出成形板を試験片に加工し、日本工業規格ＪＩＳＫ７３１１に準じて機械的特性を求めた。又、５０℃で４週間射出成形板を放置し、カルボジイミド化合物のブリード状態を観察した。又、射出成形板を８０℃、相対湿度９５％の雰囲気下で４週間放置し、加水分解特性を求めた。それらの測定結果を表１に示した。
【００２９】
カルボジイミド化合物−１を含んでいる熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）は、ブリード試験の結果ブリードが無く、カルボジイミド化合物−１と熱可塑性ウレタン（ＰＵ−０）の相溶性の良いことを示した。又、耐加水分解性試験では、カルボジイミド化合物を含まない熱可塑性ウレタン（ＰＵ−０）が、４週間で引張強さが４７０ｋｇ／ｃｍ2から４７ｋｇ／ｃｍ2に低下したのに比べ、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）は、４７３ｋｇ／ｃｍ2から１０６ｋｇ／ｃｍ2の低下にとどまり、カルボジイミド化合物−１は優れた加水分解防止効果を示した。
【００３０】
同様に、カルボジイミド化合物−２、−３、−４を含む、熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４の試験結果から、これらのカルボジイミド化合物が、熱可塑性ポリウレタンに加えた場合に相溶性が良くブリードせず、又、良好な加水分解防止性効果を持つことを示した。
【００３１】
カルボジイミド化合物−１を熱可塑性ウレタンの合成時に添加した熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−５）についても、ブリード性が良好で、良好な耐加水分解性を示した。カルボジイミド化合物−１をウレタン樹脂に添加しても、合成時に添加しても、ブリード性及び耐加水分解防止能が良好であることを示した。
【００３２】
実施例２（ＴＰＵの熱劣化防止効果）
実施例１で得られた試料射出成形板を、１２０℃で４週間放置してから試験片に加工し、機械的特性を求めた。結果を表１に示した。
耐熱性試験では、カルボジイミド化合物を含まない熱可塑性ウレタン（ＰＵ−０）が、４週間で引張強さが４６０ｋｇ／ｃｍ2から３６５ｋｇ／ｃｍ2に低下したのに比べ、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）は、４７３ｋｇ／ｃｍ2から３９５ｋｇ／ｃｍ2の低下にとどまり、カルボジイミド化合物−１は熱劣化防止効果を示した。
【００３３】
同様に、カルボジイミド化合物−２、−３、−４をそれぞれ含む熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４の試験結果から、これらのカルボジイミド化合物が、良好な熱劣化防止効果を持つことを示した。又、カルボジイミド化合物−１を合成時に添加した熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−５）についても、良好な耐熱性を示した。カルボジイミド化合物−１をウレタン樹脂に添加しても、合成時に添加しても、熱劣化防止能が良好であることを示した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
実施例３（ポリウレタン合成皮革の加水分解防止効果）
（１）ウレタン透湿膜形成用ウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ１溶液及びＰｕ−Ｘ０溶液」の調製
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールが等モルの混合ジオールとアジピン酸から得られる末端に水酸基含有ポリエステルポリオール（平均分子量２，０００）１，０００部、鎖伸長剤として１，４−ブタンジオール９０部、ジフェニルメタンジイソシアネート３８０部、ジブチルスズジラウレート０．０５部（触媒）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと称す）溶剤中、窒素雰囲気下、ウレタン反応釜を使用し温度約９５℃〜１００℃で反応させウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ０溶液」を得た。ＰＵ−Ｘ０溶液は固形分３０％、粘度約５００パスカルセコンド／２５℃であった。又、別に、上記ウレタン樹脂溶液に樹脂固形分１００部に対してカルボジイミド化合物−１を２部添加し、ウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ１溶液」を得た。
【００３６】
（２）「ウレタン樹脂含浸不織布−１及び−０」の作成
ポリエステル樹脂極細繊維不織布に、その重量とほぼ同一重量となるようにＰＵ−Ｘ１溶液を含浸させ、水中でウレタン樹脂を凝固させ、乾燥し、透湿性を有する「ウレタン樹脂含浸不織布−１」を得た。又、別に、上記と同様にしてＰＵ−Ｘ０溶液を用いてポリエステル樹脂極細繊維不織布に処理し「ウレタン樹脂含浸不織布−０」を得た。
【００３７】
（３）「ウレタン合成皮革原反−１及び−０」の作成
（１）で得たＰＵ−Ｘ１溶液及びＰＵ−Ｘ０溶液をそれぞれＤＭＦで希釈して樹脂固形分を２０％とした溶液とした。次いでそれぞれの１００部にカーボンブラック１部を分散させて着色溶液を作成し、整泡剤としてアニオン界面活性剤及びソルビタン系ノニオン界面活性剤をそれぞれ０．５部を添加してウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ１−ＢＫ溶液」及び「ＰＵ−Ｘ０−ＢＫ溶液」を調製した。
【００３８】
上記（２）で得たウレタン樹脂含浸不織布−１にＰＵ−Ｘ１−ＢＫ溶液約２００部を塗布し、全体を水中に導入し、塗布液のＤＭＦを水を置換させ水中でウレタン樹脂成分を完全に凝固させた後、界面活性剤を水洗、乾燥して「ウレタン合成皮革原反−１」を得た。ウレタン合成皮革原反−１には、ウレタン不織布表面に約０．３ｍｍ厚さの透湿性を有するポーラス層が形成されている。別に、上記と同様にしてウレタン樹脂含浸不織布−０をＰＵ−Ｘ０−ＢＫ溶液で処理し、「ウレタン合成皮革原反−０」を得た。
【００３９】
（４）表面処理によるウレタン合成皮革「合成皮革−１及び−０」の作成
実施例１から得られた熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−０）のＤＭＦ−メチルエチルケトン（ＭＥＫ）（１：１）混合溶剤溶液（固形分１０％）にカーボンブラック１部を分散させ、黒色に着色したウレタン表面処理剤溶液「表面処理剤−０−ＢＫ」を調製した。別に、上記の黒色ウレタン表面処理剤溶液に樹脂固形分１００部に対してカルボジイミド化合物−１を２部添加し、黒色ウレタン表面処理剤溶液「表面処理剤−１−ＢＫ」を調製した。
【００４０】
次いで、鏡面を有する離型紙に上記表面処理剤−１−ＢＫを約１００部／ｍ2になるように塗布し、乾燥皮膜を作成した。更にこの皮膜表面に下記に示すウレタン系接着剤溶液−１を約５０部／ｍ2になるように塗布し、乾燥しながら上記（３）のウレタン合成皮革原反−１とドライラミネーションで貼り付けし、カルボジイミド化合物を添加している「合成皮革−１」を得た。別に、上記と同様にして離型紙に上記表面処理剤−０−ＢＫ及び下記に示すウレタン系接着剤溶液−０を塗布し、ウレタン合成皮革原反−０とドライラミネーションで貼り付けし、カルボジイミド化合物を添加していない「合成皮革−０」を得た。
【００４１】
「ウレタン系接着剤溶液−０」
・セイカボンドＵ−５２４（ブタンジオール−アジペート系ウレタンプレポリ
マー、固形分６０％、トルエン溶液；大日精化工業製） １００部
・酢酸エチル １５部
・ＤＭＦ １５部
・セイカボンドＵＤ−Ｃ（多官能性イソシアネート系架橋剤；大日精化工業製）
１０部
・合計 １４０部
【００４２】
「ウレタン系接着剤溶液−１」
上記ウレタン系接着剤溶液−０に樹脂固形分１００部に対してカルボジイミド化合物−１を２部添加し、「ウレタン系接着剤溶液−１」を得た。上記（４）で得たカルボジイミド化合物−１を添加して作成した「合成皮革−１」及び添加していない「合成皮革−０」について下記のごとく物性試験を行った。
【００４３】
（１）耐ブリード性試験
合成皮革−１を、温度７０℃／４８時間のギヤオーブンで加熱後、試料を２５±１℃で６０日間保存した。カルボジイミド化合物−１のブリード性は特に認められず、合成皮革−１の表面は最初の光沢を維持していた。
【００４４】
（２）耐加水分解性の比較
ＰＵ−Ｘ０溶液の樹脂１００部に対して、カルボジイミド化合物−１〜４をそれぞれ単独で５部の比率で添加した溶液を作成し、この溶液をポリエステルフィルム上に塗布、直ちに水中（水道水）に導入し約１ｍｍ厚みの連続気泡を有するウレタンフィルムを得た。水洗乾燥後、耐加水分解性比較試験試料とした。
表２に試験結果を示した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
耐加水分解性試験方法
温度７０℃、相対湿度約９５％の雰囲気で２週間放置し、加水分解性を求めた。
ブリード性
温度７０℃、相対湿度約９５％の雰囲気で２週間放置後、試料を２５±１℃、湿度４０〜８０％ので６０日間放置した。その後目視によりブリード性を観察したが異常は認められなかった。
【００４７】
実施例４（ポリエステル繊維の加水分解防止効果）
ポリエステル繊維用のポリエチレンテレフタレートを未乾燥のまま水分含有率をカールフィッシャー水分測定器で測定したところ９００ｐｐｍであった。又、この樹脂のフェノール−テトラクロルエタン（１：１）混合溶媒中の固有粘度を２５℃で測定したところ０．６５であった。
【００４８】
この樹脂１００部にカルボジイミド化合物−１を２部加えて充分混合し、４０ｍ／ｍφ紡糸機で２８５℃にて１００デニールに紡糸した後、９５℃で３．３倍に延伸し３デニールの繊維を得た。この繊維の固有粘度は０．６１、糸強度は４．５ｇ／ｄ、伸度は１９．８％であった。上記において、未乾燥樹脂を紡糸に使用したにもかかわらず、繊維の固有粘度はそれほど低下せず、且つ紡糸延伸も順調に行われ、得られた繊維の物性も良好なものであった。
【００４９】
しかるに、上記の未乾燥のポリエチレンテレフタレート樹脂をそのまま単独で使用し、同じ紡糸、延伸条件で３デニールの繊維を得たが、この繊維の固有粘度は０．５１、糸強度は３．３ｇ／ｄ、伸度は２１．０％であった。この場合においては、ポリエチレンテレフタレート樹脂中の水分による加水分解のために固有粘度の低下が起こり、その結果、延伸工程中に時間当り約５回の断糸が起こり、糸強度も弱く、良好な繊維を得ることができなかった。
【００５０】
又、未乾燥のポリエチレンテレフタレート樹脂を１７０℃で５時間乾燥して、水分を３５ｐｐｍとした後、その乾燥樹脂を使用して上記と同じ紡糸、延伸条件で３デニールの繊維を得た。この繊維の固有粘度は０．６３、糸強度は４．７ｇ／ｄ、伸度は１８．８％であった。この紡糸、延伸工程は順調に行われ、得られた繊維の物性も良好なものであった。
【００５１】
実施例５（回収ポリエステル成形物の加水分解防止効果）
特願平１０−９９６８号明細書に記載された方法によって得られたアルカリ水溶液で脱離する性質を有するグラビヤインキで裏刷りした熱収縮性ポリエステルフィルムでシュリンク包装されたポリエチレンテレフタレート樹脂製透明瓶の回収品を準備した。樹脂破砕機でほぼ８ｍｍ以下の小片に破砕した。それらを２％苛性ソーダ水溶液中に浸漬し、インキを脱落させ、透明なポリエステル樹脂片を回収した。通常、ポリエチレンテレフタレート樹脂としては固有粘度は０．７〜０．９のものが使用されている。回収エステル樹脂の固有粘度は０．７５であったが、水分含有率は３，６００ｐｐｍであった。
【００５２】
ポリエチレンテレフタレート樹脂５０部、回収エステル樹脂５０部及びカルボジイミド化合物−１を２部加えて充分混合し、実施例５と同様にして紡糸機で２８５℃にて紡糸し、ポリエステル繊維を得た。回収ポリエステル樹脂を使用したにもかかわらず、紡糸延伸も順調に行われ、得られたリサイクルポリエステル繊維の物性も良好なものであった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来知られている加水分解防止剤よりも強力な加水分解防止効果を有し、更に、安価で、それを添加する樹脂との相溶性が良く、成形時の熱的劣化や製品の長期使用に対する潜在的物性劣化改良剤として有用なカルボジイミド化合物を提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は加水分解を誘起し易い樹脂（「樹脂」とは「重合体」も包含する意味である）に対して親和性を有する新規なカルボジイミド化合物に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、カルボン酸又はカルボン酸誘導体を原料の一部とする各種ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリエステル含有ポリウレタン、（メタ）アクリル酸エステル重合体、その共重合体、酢酸ビニル重合体及びその共重合体等のような、エステル及び／又はアミド結合等を含有し、加水分解を誘起し易い樹脂（以下「加水分解性樹脂」と称する）に、該樹脂の物性劣化改良剤として上記カルボジイミド化合物を添加することにより、上記樹脂から得られる物品の耐久性を向上させる技術に関する。
【０００３】
【従来の技術】
各種ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、或いはポリエステル鎖を含有するポリウレタン樹脂等は、その優れた諸物性及び適切な価格により汎用樹脂として広く使用されている。しかしながら、その成形加工時或いは長期的使用期間中に樹脂中に残存するカルボキシル基や水分、更には自身の加水分解により生成したカルボキシル基が触媒となって樹脂分子が加水分解を受け、引張り強度の低下や熱的劣化を引き起こし、各種樹脂物品の耐久性の低下に繋がるものであった。
【０００４】
特に近年、プラスチック製品等の使用後の廃棄や焼却処理等に関連する環境問題、省資源、経済性等の観点からして、プラスチック容器等の回収やリサイクル加工による再使用が広く要求されつつある。従ってこれらのプラスチック容器 は、回収再使用によりその使用期間が非常に長くなり、又、回収後の再成形加工時に再度高温に曝される機会も増加している。又、プラスチック廃棄物の環境問題に対する対策から、生分解性高分子材料も徐々に使用されつつある。
【０００５】
特に、生分解性ポリエステル系樹脂は脂肪族のポリエステル、ポリエステルアミド、ポリエステルエーテル或いはポリエステルカーボネート等であるために、これらの樹脂は加水分解に対する堅牢性が不十分である。従ってこれらの樹脂の成形加工等の工程や、長期にわたる使用期間中に起こるであろう加水分解に由来する物性劣化の改良、物品としての機能及び性能の維持が非常に大きな課題になっている。
【０００６】
カルボキシル基等の移動しやすい水素を有する基、或いは水分と容易に反応する性質を有しているカルボジイミド化合物を、前記汎用樹脂の加水分解防止剤として使用することが従来から提案されており、例えば、分子構造の立体障害により反応性を抑えた低分子モノカルボジイミド化合物や粉末状のポリカルボジイミド化合物が使用されてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような状況から樹脂に要求される物性や性能等が過酷になってきたり、使用する樹脂の性能が本来的に低いものであったりすることから、前記加水分解防止剤の使用量も増加せざるを得なくなっている。加水分解防止剤としての低分子モノカルボジイミド化合物は、それを含有させた樹脂からのブリードが激しく、分子量が比較的小さいものはその取扱い時に人体の皮膚にかぶれが起こったりした。又、粉末状のポリカルボジイミド化合物は、それを添加した樹脂との相溶性が悪く、十分に効果が得られない場合もあり、又、ポリカルボジイミド化合物の製造に使用する原材料の関係から高価になる等の問題点があった。
従って、本発明の目的は、従来知られている加水分解防止剤よりも強力な加水分解防止効果を有し、更に、安価で、それを添加する樹脂との相溶性が良く、成形時の熱的劣化や製品の長期使用に対する潜在的物性劣化改良剤として有用なカルボジイミド化合物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、両末端にイソシアネート基を有し、トルエンジイソシアネートから誘導されるカルボジイミド基含有単位を１個含む、又はカルボジイミド基含有単位が２〜２０個連続して結合してなるカルボジイミド基含有ジイソシアネート化合物の両端に、ｎ−ヘキサノール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：２７０）、シクロヘキシルエチルアルコール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：１０００）から選ばれる化合物が、反応してなることを特徴とするカルボジイミド化合物を提供する。
【０００９】
本発明者等は、前記従来技術の課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、加水分解性樹脂との相溶性を持つ特定のカルボジイミド化合物（ポリカルボジイミド化合物を含む。以下同じ）が、前記課題の解決に適合することを見出し、本発明はこの知見に基づく。従って、本発明は、従来知られている加水分解防止剤よりも強力な加水分解防止効果を有し、更に、安価で、それを添加する樹脂との相溶性が良く、成形時の熱的劣化や製品の長期使用に対する物性劣化改良剤としてのカルボジイミド化合物を提供する。
【００１０】
本発明の加水分解性樹脂の物性劣化改良剤としてのカルボジイミド化合物は、常温、樹脂の縮合重合時又は樹脂の高温混練加工時において、それらの樹脂との優れた相溶性を有している。従って上記カルボジイミド化合物は上記樹脂からブリードアウトせず、且つ樹脂中に残存して加水分解を引き起こすカルボキシル基や水分をトラップし、又、成形時の熱劣化或いは製品の長期使用により生じたカルボキシル基等の活性水素基をトラップして加水分解を防止することができる。更に加水分解により分子量の低下した樹脂に対しては、樹脂分子の再結合剤としても作用し、該樹脂の耐久性の低下を阻止又は減少させ得る性質を有している。又、本発明では、カルボジイミド化合物の製造に安価な原材料を使用することができるので安価なカルボジイミド化合物を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
本発明の加水分解を誘起し易い樹脂、即ち「加水分解性樹脂」とは、カルボン酸及びカルボン酸誘導体から得られる従来公知のポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリエステル含有ポリウレタン、（メタ）アクリル酸エステル重合体及び共重合体、ポリ酢酸ビニル及び共重合体、セルロースアセテート等のセルロース誘導体等のようなエステル及び／又はアミド結合等を含有する樹脂類である。
【００１２】
これらの樹脂の合成に使用される原料単量体としては従来公知の原料が使用される。例えば、縮合重合に使用されるジカルボン酸類としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等；ヒドロキシカルボン酸類としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ε−ヒドロキシカプロン酸等；ラクトン類としては、β−プロピオラクトン、β−メチル−β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等；ジオール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、ジプロピレングリコール等；ラクタム類としては、α−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等；アミノ酸類としては、グリシン、アラニン、ロイシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リシン等；ジアミン類としてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等である。
【００１３】
本発明の物性劣化改良剤は、熱的劣化や長期使用における加水分解反応は脂肪族系カルボン酸を使用した樹脂に比較的起こりやすく、脂肪族系のポリエステル鎖をジオール成分として合成したポリエステルポリウレタン類を用いた成形物品、繊維、塗料、コーティング剤、印刷インク等、同様な脂肪族系のカルボン酸を使用したポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミド、ポリペプチド等の生分解性高分子を用いた成形物品、繊維、塗料、コーティング剤、印刷インク等に特に有効である。
樹脂の加水分解を誘起する水分としては、樹脂の保存中の樹脂自身による吸湿による水分のほか、着色するための顔料等のような添加する材料が吸湿している水分である。例えば、カーボンブラック顔料の水分を測定したところ４，５００ｐｐｍであった。
【００１４】
本発明を主として特徴づけるカルボジイミド化合物は、前記したように加水分解性樹脂の物性劣化改良剤として使用されるものであって、その分子中に少なくとも１個のカルボジイミド基と、上記樹脂に対して親和性を有するｎ−ヘキサノール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：約２７０）、シクロヘキシルエチルアルコール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：約１０００）基を含有するカルボジイミド化合物である。これらの基は、上記化合物の分子の末端に存在し得る。
【００１５】
上記で使用した少なくとも１個のカルボジイミド基及び１個のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物は、従来公知の方法に従い、トルエンジイソシアネートを、例えば、３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキシド等のカルボジイミド化触媒の存在下で、２個のイソシアネート基を反応させてカルボジイミド基とし、更にイソシアネート基の内の一個を残すようにして、残余のイソシアネート基をモノイソシアネート化合物と反応させてカルボジイミド基とすることによって得られる。
【００１６】
又、少なくとも１個のカルボジイミド基及び２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物は、トルエンジイソシアネートを、同様に３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド等のカルボジイミド化触媒の存在下で２個のイソシアネート基を反応させてカルボジイミド基とし、分子鎖末端にイソシアネート基を残すように反応させることによって得られる。上記のイソシアネート化合物１分子中のカルボジイミド基の個数は特に限定されるものではないが、約１〜２０、好ましくは約２〜１０程度である。
【００１７】
本発明のカルボジイミド化合物の平均分子量は約５００〜５０，０００であり、好ましくは約７００〜５，０００である。中でも常温では粉末状で樹脂に添加でき、加工時や重合時等の熱時に液状になって、樹脂と充分に相溶又は混和し得る、融点が約５０℃〜２００℃の化合物が好ましい。
【００１８】
加水分解性樹脂に対するカルボジイミド化合物の添加量は、樹脂の製造に使用した原料の種類、エステル結合等の比率、分子量、残存カルボキシル基等の樹脂の化学的構造や、カルボジイミド化合物の化学構造、更に成形加工条件、使用環境、回収再使用時の洗浄条件等における劣化の起こり易さの程度、樹脂の熱安定性や耐水安定性等の堅牢性等によって適切に必要量が決められる。その添加量としては樹脂の約０．０１〜７重量％、好ましくは約０．１〜５重量％程度である。
【００１９】
添加方法としては、加水分解性樹脂に対して、その合成又は加工の全ての段階において添加することができる。一般的には、例えば、ポリエステル樹脂の場合の如く、成形加工する段階において粉状、フレーク状、ペレット状の樹脂にカルボジイミド化合物の所定量を添加して押出し機、成形機等にて加工することができる。この場合にカルボジイミド化合物はそのまま添加するか、或いは同種の樹脂や他の添加剤中に予め高濃度に希釈しておいてから添加してもよい。
【００２０】
又、ポリエステルポリウレタン等のように、ポリエステルポリオールを原料として使用する場合には、ポリウレタンの重合工程で添加することもできる。この場合は樹脂又はその原料、初期重合物、オリゴマー類に該カルボジイミド化合物を添加し、混練、溶解或いは分散して添加し、付加重合又は縮合重合反応を完結させ、成形加工、紡糸、塗布、印刷等の公知の加工がなされる。この場合にも、そのまま添加するか、或いは同種の樹脂や他の添加剤中に予め高濃度に希釈しておいてから添加してもよい。
本発明の物品としては、上記樹脂組成物から従来公知の方法で形成された成形物品、容器、繊維、織布、不織布、塗装物品、塗装建造物、印刷物等が挙げられる。
【００２１】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中部又は％とあるのは重量基準である。
合成例１（カルボジイミド化合物−１の合成）
攪拌機、温度計、蛇管コンデンサーを付けた水分定量受器、窒素ガス導入管、滴下濾斗の付いた縮合反応装置に、トルエンジイソシアネート３４８部を仕込み、４０℃以上にならないように調節しながら、ｎ−ヘキサノール２０４部を６０分間かけて滴下して反応させた。
【００２２】
次にカルボジイミド化触媒として３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキシドをイソシアネート成分の０．１％加え、１３０℃で５時間反応させた。赤外吸収スペクトル法によりイソシアネート基のピークの減少及びカルボジイミド基のピークの生成及び増加が確認された。イソシアネート基のピークが完全に消滅したところで、７０℃まで冷却し、取り出し、粘調な淡褐色の液体を得た。これをＧＰＣで分子量を測定した結果、シャープな単一ピークであった。以下これをカルボジイミド化合物−１とする。この化合物の主成分は分子中に１個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端に脂肪族炭化水素鎖を有する化合物である。
【００２３】
合成例２（カルボジイミド化合物−２の合成）
合成例１と同様にして、トルエンジイソシアネート３４８部を仕込み、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：約２７０）５４０部を滴下し、反応させた。次いでカルボジイミド化触媒を添加し、反応させ、粘調な淡褐色液体を得た。以下これをカルボジイミド化合物−２とする。この化合物の主成分は分子中に１個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端にポリアルキレンオキサイド鎖を有する化合物である。
【００２４】
合成例３（カルボジイミド化合物−３の合成）
合成例１と同様にして、トルエンジイソシアネート５２２部を仕込み、シクロヘキシルエチルアルコール２５６部を滴下して反応させた。次いで、カルボジイミド化触媒を添加し、反応させ、取りだし、黄色透明な固体を得た。以下これをカルボジイミド化合物−３とする。この化合物の主成分は分子中に２個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端に脂肪族炭化水素鎖を有する化合物である。
【００２５】
合成例４（カルボジイミド化合物−４の合成）
合成例１と同様にして、トルエンジイソシアネートを６９６部仕込み、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：約１０００）２０００部を滴下し、８０℃、１時間反応させた。次いでカルボジイミド化触媒を添加し、反応させ、粘調な淡褐色液体を得た。以下これをカルボジイミド化合物−４とする。この化合物の主成分は分子中に３個の芳香族カルボジイミド基を有し、分子の両末端にポリアルキレンオキサイド鎖を有する化合物である。
【００２６】
実施例１（熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）の加水分解防止効果）
平均分子量２，０００のポリブチレンアジペートポリオール２，０００部に、１，４−ブタンジオール４４４部、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１，５５０部を加えて、１００℃で反応させ、熱可塑性ポリウレタン（以下ＰＵ−０と称する）を得た。
【００２７】
上記で得たＰＵ−０の１，０００部にカルボジイミド化合物−１を１０部加え、４０ｍｍφ２軸押出機で２１０℃で押出し、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）を得た。同様にしてＰＵ−０の１，０００部にカルボジイミド化合物−２、カルボジイミド化合物−３、カルボジイミド化合物−４をそれぞれ１０部加え、４０ｍｍφ２軸押出機で２１０℃で押出し、それぞれ熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４を得た。又、ＰＵ−０で述べたと同様にして熱可塑性ポリウレタンを合成し、その合成時にカルボジイミド化合物−１を４０部加えて反応させ、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−５）を得た。
【００２８】
上記の熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−０、ＰＵ−１、ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４、ＰＵ−５から得られた射出成形板を試験片に加工し、日本工業規格ＪＩＳＫ７３１１に準じて機械的特性を求めた。又、５０℃で４週間射出成形板を放置し、カルボジイミド化合物のブリード状態を観察した。又、射出成形板を８０℃、相対湿度９５％の雰囲気下で４週間放置し、加水分解特性を求めた。それらの測定結果を表１に示した。
【００２９】
カルボジイミド化合物−１を含んでいる熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）は、ブリード試験の結果ブリードが無く、カルボジイミド化合物−１と熱可塑性ウレタン（ＰＵ−０）の相溶性の良いことを示した。又、耐加水分解性試験では、カルボジイミド化合物を含まない熱可塑性ウレタン（ＰＵ−０）が、４週間で引張強さが４７０ｋｇ／ｃｍ2から４７ｋｇ／ｃｍ2に低下したのに比べ、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）は、４７３ｋｇ／ｃｍ2から１０６ｋｇ／ｃｍ2の低下にとどまり、カルボジイミド化合物−１は優れた加水分解防止効果を示した。
【００３０】
同様に、カルボジイミド化合物−２、−３、−４を含む、熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４の試験結果から、これらのカルボジイミド化合物が、熱可塑性ポリウレタンに加えた場合に相溶性が良くブリードせず、又、良好な加水分解防止性効果を持つことを示した。
【００３１】
カルボジイミド化合物−１を熱可塑性ウレタンの合成時に添加した熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−５）についても、ブリード性が良好で、良好な耐加水分解性を示した。カルボジイミド化合物−１をウレタン樹脂に添加しても、合成時に添加しても、ブリード性及び耐加水分解防止能が良好であることを示した。
【００３２】
実施例２（ＴＰＵの熱劣化防止効果）
実施例１で得られた試料射出成形板を、１２０℃で４週間放置してから試験片に加工し、機械的特性を求めた。結果を表１に示した。
耐熱性試験では、カルボジイミド化合物を含まない熱可塑性ウレタン（ＰＵ−０）が、４週間で引張強さが４６０ｋｇ／ｃｍ2から３６５ｋｇ／ｃｍ2に低下したのに比べ、熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−１）は、４７３ｋｇ／ｃｍ2から３９５ｋｇ／ｃｍ2の低下にとどまり、カルボジイミド化合物−１は熱劣化防止効果を示した。
【００３３】
同様に、カルボジイミド化合物−２、−３、−４をそれぞれ含む熱可塑性ポリウレタン組成物ＰＵ−２、ＰＵ−３、ＰＵ−４の試験結果から、これらのカルボジイミド化合物が、良好な熱劣化防止効果を持つことを示した。又、カルボジイミド化合物−１を合成時に添加した熱可塑性ポリウレタン組成物（ＰＵ−５）についても、良好な耐熱性を示した。カルボジイミド化合物−１をウレタン樹脂に添加しても、合成時に添加しても、熱劣化防止能が良好であることを示した。
【００３４】
【表１】
実施例３（ポリウレタン合成皮革の加水分解防止効果）
（１）ウレタン透湿膜形成用ウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ１溶液及びＰｕ−Ｘ０溶液」の調製
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールが等モルの混合ジオールとアジピン酸から得られる末端に水酸基含有ポリエステルポリオール（平均分子量２，０００）１，０００部、鎖伸長剤として１，４−ブタンジオール９０部、ジフェニルメタンジイソシアネート３８０部、ジブチルスズジラウレート０．０５部（触媒）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと称す）溶剤中、窒素雰囲気下、ウレタン反応釜を使用し温度約９５℃〜１００℃で反応させウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ０溶液」を得た。ＰＵ−Ｘ０溶液は固形分３０％、粘度約５００パスカルセコンド／２５℃であった。又、別に、上記ウレタン樹脂溶液に樹脂固形分１００部に対してカルボジイミド化合物−１を２部添加し、ウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ１溶液」を得た。
【００３６】
（２）「ウレタン樹脂含浸不織布−１及び−０」の作成
ポリエステル樹脂極細繊維不織布に、その重量とほぼ同一重量となるようにＰＵ−Ｘ１溶液を含浸させ、水中でウレタン樹脂を凝固させ、乾燥し、透湿性を有する「ウレタン樹脂含浸不織布−１」を得た。又、別に、上記と同様にしてＰＵ−Ｘ０溶液を用いてポリエステル樹脂極細繊維不織布に処理し「ウレタン樹脂含浸不織布−０」を得た。
【００３７】
（３）「ウレタン合成皮革原反−１及び−０」の作成
（１）で得たＰＵ−Ｘ１溶液及びＰＵ−Ｘ０溶液をそれぞれＤＭＦで希釈して樹脂固形分を２０％とした溶液とした。次いでそれぞれの１００部にカーボンブラック１部を分散させて着色溶液を作成し、整泡剤としてアニオン界面活性剤及びソルビタン系ノニオン界面活性剤をそれぞれ０．５部を添加してウレタン樹脂溶液「ＰＵ−Ｘ１−ＢＫ溶液」及び「ＰＵ−Ｘ０−ＢＫ溶液」を調製した。
【００３８】
上記（２）で得たウレタン樹脂含浸不織布−１にＰＵ−Ｘ１−ＢＫ溶液約２００部を塗布し、全体を水中に導入し、塗布液のＤＭＦを水を置換させ水中でウレタン樹脂成分を完全に凝固させた後、界面活性剤を水洗、乾燥して「ウレタン合成皮革原反−１」を得た。ウレタン合成皮革原反−１には、ウレタン不織布表面に約０．３ｍｍ厚さの透湿性を有するポーラス層が形成されている。別に、上記と同様にしてウレタン樹脂含浸不織布−０をＰＵ−Ｘ０−ＢＫ溶液で処理し、「ウレタン合成皮革原反−０」を得た。
【００３９】
（４）表面処理によるウレタン合成皮革「合成皮革−１及び−０」の作成
実施例１から得られた熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−０）のＤＭＦ−メチルエチルケトン（ＭＥＫ）（１：１）混合溶剤溶液（固形分１０％）にカーボンブラック１部を分散させ、黒色に着色したウレタン表面処理剤溶液「表面処理剤−０−ＢＫ」を調製した。別に、上記の黒色ウレタン表面処理剤溶液に樹脂固形分１００部に対してカルボジイミド化合物−１を２部添加し、黒色ウレタン表面処理剤溶液「表面処理剤−１−ＢＫ」を調製した。
【００４０】
次いで、鏡面を有する離型紙に上記表面処理剤−１−ＢＫを約１００部／ｍ2になるように塗布し、乾燥皮膜を作成した。更にこの皮膜表面に下記に示すウレタン系接着剤溶液−１を約５０部／ｍ2になるように塗布し、乾燥しながら上記（３）のウレタン合成皮革原反−１とドライラミネーションで貼り付けし、カルボジイミド化合物を添加している「合成皮革−１」を得た。別に、上記と同様にして離型紙に上記表面処理剤−０−ＢＫ及び下記に示すウレタン系接着剤溶液−０を塗布し、ウレタン合成皮革原反−０とドライラミネーションで貼り付けし、カルボジイミド化合物を添加していない「合成皮革−０」を得た。
【００４１】
「ウレタン系接着剤溶液−０」
・セイカボンドＵ−５２４（ブタンジオール−アジペート系ウレタンプレポリ
マー、固形分６０％、トルエン溶液；大日精化工業製） １００部
・酢酸エチル １５部
・ＤＭＦ １５部
・セイカボンドＵＤ−Ｃ（多官能性イソシアネート系架橋剤；大日精化工業製）
１０部
・合計 １４０部
【００４２】
「ウレタン系接着剤溶液−１」
上記ウレタン系接着剤溶液−０に樹脂固形分１００部に対してカルボジイミド化合物−１を２部添加し、「ウレタン系接着剤溶液−１」を得た。上記（４）で得たカルボジイミド化合物−１を添加して作成した「合成皮革−１」及び添加していない「合成皮革−０」について下記のごとく物性試験を行った。
【００４３】
（１）耐ブリード性試験
合成皮革−１を、温度７０℃／４８時間のギヤオーブンで加熱後、試料を２５±１℃で６０日間保存した。カルボジイミド化合物−１のブリード性は特に認められず、合成皮革−１の表面は最初の光沢を維持していた。
【００４４】
（２）耐加水分解性の比較
ＰＵ−Ｘ０溶液の樹脂１００部に対して、カルボジイミド化合物−１〜４をそれぞれ単独で５部の比率で添加した溶液を作成し、この溶液をポリエステルフィルム上に塗布、直ちに水中（水道水）に導入し約１ｍｍ厚みの連続気泡を有するウレタンフィルムを得た。水洗乾燥後、耐加水分解性比較試験試料とした。
表２に試験結果を示した。
【００４５】
【表２】
耐加水分解性試験方法
温度７０℃、相対湿度約９５％の雰囲気で２週間放置し、加水分解性を求めた。
ブリード性
温度７０℃、相対湿度約９５％の雰囲気で２週間放置後、試料を２５±１℃、湿度４０〜８０％ので６０日間放置した。その後目視によりブリード性を観察したが異常は認められなかった。
【００４７】
実施例４（ポリエステル繊維の加水分解防止効果）
ポリエステル繊維用のポリエチレンテレフタレートを未乾燥のまま水分含有率をカールフィッシャー水分測定器で測定したところ９００ｐｐｍであった。又、この樹脂のフェノール−テトラクロルエタン（１：１）混合溶媒中の固有粘度を２５℃で測定したところ０．６５であった。
【００４８】
この樹脂１００部にカルボジイミド化合物−１を２部加えて充分混合し、４０ｍ／ｍφ紡糸機で２８５℃にて１００デニールに紡糸した後、９５℃で３．３倍に延伸し３デニールの繊維を得た。この繊維の固有粘度は０．６１、糸強度は４．５ｇ／ｄ、伸度は１９．８％であった。上記において、未乾燥樹脂を紡糸に使用したにもかかわらず、繊維の固有粘度はそれほど低下せず、且つ紡糸延伸も順調に行われ、得られた繊維の物性も良好なものであった。
【００４９】
しかるに、上記の未乾燥のポリエチレンテレフタレート樹脂をそのまま単独で使用し、同じ紡糸、延伸条件で３デニールの繊維を得たが、この繊維の固有粘度は０．５１、糸強度は３．３ｇ／ｄ、伸度は２１．０％であった。この場合においては、ポリエチレンテレフタレート樹脂中の水分による加水分解のために固有粘度の低下が起こり、その結果、延伸工程中に時間当り約５回の断糸が起こり、糸強度も弱く、良好な繊維を得ることができなかった。
【００５０】
又、未乾燥のポリエチレンテレフタレート樹脂を１７０℃で５時間乾燥して、水分を３５ｐｐｍとした後、その乾燥樹脂を使用して上記と同じ紡糸、延伸条件で３デニールの繊維を得た。この繊維の固有粘度は０．６３、糸強度は４．７ｇ／ｄ、伸度は１８．８％であった。この紡糸、延伸工程は順調に行われ、得られた繊維の物性も良好なものであった。
【００５１】
実施例５（回収ポリエステル成形物の加水分解防止効果）
特願平１０−９９６８号明細書に記載された方法によって得られたアルカリ水溶液で脱離する性質を有するグラビヤインキで裏刷りした熱収縮性ポリエステルフィルムでシュリンク包装されたポリエチレンテレフタレート樹脂製透明瓶の回収品を準備した。樹脂破砕機でほぼ８ｍｍ以下の小片に破砕した。それらを２％苛性ソーダ水溶液中に浸漬し、インキを脱落させ、透明なポリエステル樹脂片を回収した。通常、ポリエチレンテレフタレート樹脂としては固有粘度は０．７〜０．９のものが使用されている。回収エステル樹脂の固有粘度は０．７５であったが、水分含有率は３，６００ｐｐｍであった。
【００５２】
ポリエチレンテレフタレート樹脂５０部、回収エステル樹脂５０部及びカルボジイミド化合物−１を２部加えて充分混合し、実施例５と同様にして紡糸機で２８５℃にて紡糸し、ポリエステル繊維を得た。回収ポリエステル樹脂を使用したにもかかわらず、紡糸延伸も順調に行われ、得られたリサイクルポリエステル繊維の物性も良好なものであった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来知られている加水分解防止剤よりも強力な加水分解防止効果を有し、更に、安価で、それを添加する樹脂との相溶性が良く、成形時の熱的劣化や製品の長期使用に対する潜在的物性劣化改良剤として有用なカルボジイミド化合物を提供することができる。
Claims (1)
- 両末端にイソシアネート基を有し、トルエンジイソシアネートから誘導されるカルボジイミド基含有単位を１個含む、又はカルボジイミド基含有単位が２〜２０個連続して結合してなるカルボジイミド基含有ジイソシアネート化合物の両端に、ｎ−ヘキサノール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーのモノブチルエーテル（分子量：２７０）、シクロヘキシルエチルアルコール、オキシプロピレン−オキシエチレン（５０：５０）ランダムコポリマーモノブチルエーテル（分子量：１０００）から選ばれる化合物が、反応してなることを特徴とするカルボジイミド化合物。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101497039B1 (ko) * | 2011-07-15 | 2015-03-02 | 주식회사 엘지화학 | 폴리우레탄 수지 조성물 및 폴리우레탄 지지 패드 |
| KR101480364B1 (ko) * | 2011-08-17 | 2015-01-09 | 주식회사 엘지화학 | 지지 패드용 폴리우레탄 수지 조성물 및 이를 이용한 폴리우레탄 지지 패드 |
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