JP3935907B2 - 連続気孔弾性体及びその製造方法、並びに吸水ローラー及びスワブ - Google Patents

Description

本発明は、ポリウレタンからなる連続気孔弾性体及びその製造方法に関する。本発明は、さらに、前記連続気孔弾性体を用いた吸水ローラー及びスワブにも関する。

ポリウレタンからなる連続多孔質体は、軽量であり、かつ液体を吸収する、液体を貯蔵する、液・気体を通過する、音を吸収する、固体を選別除去する、衝撃を吸収する等の機能を有するので、インクロール、浸透印、筆ペン、フィルター、化粧用スポンジ等に使用されている。

ポリウレタンからなる発泡体は、主に、化学発泡法等により製造されていた。しかし、化学発泡法では化学反応等により発生するガスにより気孔生成するため、所謂セル径を平均的に２００μｍ以下にすることは不可能であり、この発泡体によっては微細な水滴を効率良く吸い取ることが出来なかった。そこで、気孔生成剤を用いた溶出法により製造される連続多孔質体が提案されている。

例えば、特開昭５２−３２９７１号公報（特許文献１）には、熱可塑性ポリウレタン、酸に可溶の粉末状物質である炭酸カルシウム、界面活性剤又は多価アルコール、ジメチルホルムアミド、及びアセトンからなる組成物を混練して、１３０℃で熱成形し、この成形物を塩酸水溶液に浸漬し水洗し乾燥して製造される多孔性成形物が開示されている。この方法では、気孔生成剤として炭酸カルシウムが添加され、成形物中に分散された炭酸カルシウムを、酸と水で抽出してから水洗することにより気孔が生成される。そして、炭酸カルシウムを水抽出しやすくする目的で、界面活性剤が添加されている。

又、特開昭５８−１８９２４２号公報（特許文献２）には、ポリウレタンをジメチルホルムアミド等の溶剤に溶解させ、これにポリビニルアルコール等の気孔生成剤を配合した組成物を攪拌し、所定の型内に充填してポリウレタンの非溶剤中で凝固させ、その後大量の水にてこの気孔生成剤を溶出させることにより製造される高分子多孔質体が開示されている。

近年、ポリウレタンからなる連続気孔弾性体には、プリント基板、リードフレーム等の精密製品の製造において、製品を水洗した後の製品表面に付着した水滴を、清浄均一に水切りする吸水ローラーとしての用途や、精密製品に付着した水を吸取るためのスワブとしての用途が増加している。このような用途に用いられる連続気孔弾性体には、瞬時に吸水する性質が求められる。さらに吸水ローラーとしての用途では、外力で圧縮することにより効率良く水を吐き出す性質も求められる。しかし、前記の連続気孔弾性体によっては、このような性質を得ることが困難であり、吸水ローラーやスワブとしての用途には、適さないものであった。そこで瞬時に吸水する等のすぐれた性質を有する連続気孔弾性体の開発が望まれていた。

又、このような連続気孔弾性体は、日常生活用途や工業用途において大量に使用されるようになり、連続気孔弾性体を、大量に安いコストで安定的に製造する方法の開発が望まれている。しかしながら、特許文献１に記載の前記の製造方法では、混練物を製造する工程において高温度に加熱することが必要であるので、コスト高となり又素材の劣化の原因ともなる。又、有機溶剤として低沸点溶剤を使用すれば高温下で引火の可能性もある。さらに塩酸水溶液を使用するので、使用後の廃液を中和することが必要となり、これもコスト高の原因となる。

一方、特許文献２の方法によれば、成形物の肉厚が例えば２０ｍｍの場合、凝固完了までに１週間近くかかり、かつ製造時に高価な多孔材料からなる成形型が必要となる。特に、量産のためにはその数が大量に必要となり、結果として製造コストが高くなる。そこで、このような従来技術の問題がない連続気孔弾性体の製造方法の開発が望まれている。
特開昭５２−３２９７１号公報 特開昭５８−１８９２４２号公報

本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、ポリウレタンからなり、精密製品等に付着した水を瞬時に吸水することができる連続気孔弾性体、並びに、それを用いて得られる吸水ローラー及びスワブを提供することを課題とする。本発明はさらに、水を瞬時に吸水することができる性質を有する連続気孔弾性体、又はこの性質を付与することが可能な連続気孔弾性体を、製造工程において材料を加熱することなく、酸、アルカリなどの劇薬を使うことなく、かつ成形型を使うことなく製造することができる、連続気孔弾性体の製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、３次元網目状の気孔構造を有し、その骨格の太さが細く均一であり、見掛け密度が所定の範囲内であって、かつＨＬＢ値が高い界面活性剤を含有する連続気孔弾性体が、付着水を瞬時に吸水することができることを見出した。

本発明者はさらに、水溶性でかつ溶剤と分子化合物を形成する気孔生成剤をポリウレタンとともに混練し、成形、凝固させた後、成形物から前記気孔生成剤を水抽出する方法により、瞬時に吸水する性質を付与することが可能な連続気孔弾性体を、材料を加熱することなく、酸、アルカリなどの劇薬を使うことなく、かつ成形型を使うことなく製造することができることを見出した。本発明は、このようにして完成されたものである。

本発明は、先ず、ポリウレタンからなり、その骨格の平均太さが２０μｍ以下で、骨格の８０％以上が２〜２０μｍの範囲の太さである３次元網目状の気孔構造を有し、見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３であり、かつＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有することを特徴とする連続気孔弾性体（請求項１）を提供する。

３次元網目状の気孔構造とは、図１に示されるような構造であって、３次元方向に連結する網がポリウレタンの骨格からなり、その骨格間に形成される気孔が互いに連続しており、網目を塞ぐ膜がみられない構造を言う。本発明の連続気孔弾性体は、その骨格の平均太さが２０μｍ以下であることを特徴とする。

さらに、本発明の連続気孔弾性体は、その網目構造を構成する骨格の太さが、ほぼ均等であることを特徴とする。具体的には、８０％以上の骨格が２〜２０μｍの範囲の太さを有する。好ましくは、８０％以上の骨格が６〜１５μｍの範囲の太さを有する。このように、骨格の太さがほぼ均等であることにより、水を吸収した後の連続気孔弾性体を外力で圧縮する際に、効率良く水を吐き出す性質がより優れたものとなり、吸水ローラーとしての用途に好適に用いることができる。

本発明の連続気孔弾性体は、さらに又、その見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする。ここで見掛け密度とは、ＪＩＳ Ｋ ７２２２に記載の方法に従って測定された値を言う。本発明の連続気孔弾性体は、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有することを特徴とするが、ここでＨＬＢ値とは、界面活性剤の親水性と疎水性とのバランスを示す公知の指標であり、大木道則他編集、東京化学同人発行の化学辞典、第１７８頁等にその求め方が記載されている。例えば界面活性剤が脂肪酸エステルの場合は、次の式にしたがって計算される。

ＨＬＢ＝２０×（１−ＳＶ／ＮＶ）
ここで、ＳＶはエステルのケン化価、ＮＶは脂肪酸の中和価である。

本発明の連続気孔弾性体は、水を瞬時に連続気孔弾性体内に吸収するという優れた効果を発揮する。具体的には、後記の実施例において記載されている残存水分量の測定方法の測定値を、１ｇ／１０００ｃｍ^２以下とするものである。なお、界面活性剤のＨＬＢ値が８よりも小さいとこの効果を得ることは困難である。

界面活性剤のＨＬＢ値は、１９以下であることが好ましい。請求項２はこの好ましい態様に該当する。このＨＬＢ値が１９を越えると、連続気孔弾性体を製造する際の凝固工程と水洗工程で界面活性剤が水抽出され、連続気孔弾性体内に残留する界面活性剤が少なくなり、吸水性能が不十分となる場合がある。

界面活性剤の含有量は、固形分３０重量％の溶剤系ポリウレタン１００重量部に対して０．５〜４０部の範囲が好ましい。０．５重量部より小さいと水を瞬時に連続気孔弾性体内に吸収する性質が不十分なものとなる。また、含有量が４０重量部を超えると、界面活性剤の連続気孔弾性体から外部への移行が生じるとともに、連続気孔弾性体の機械的強度も低下する場合がある。

界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、牛脂グリセライドエトキシレート、ポリグリセリン脂肪酸エステル等の多価アルコールの部分的脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールラウリルエーテル、ポリエチレングリコールステアリルエーテル等の脂肪アルコールのエチレンオキサイド付加物、ポリオキシアルキレンエーテルタロエート、ポリオキシエチレングリコールオレエート、ポリエチレングリコールモノステアレート等の脂肪酸のエチレンオキサイド付加物、脂肪アミドまたは脂肪酸アミドのエチレンオキサイド付加物、ノニルフェノールエトキシレート、オクチルフェノールエトキシレート等のアルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物、アルキルナフトールのエチレンオキサイド付加物、多価アルコールの部分的脂肪酸エステルのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。

本発明は、さらにポリウレタン、溶剤、及び水溶性でかつ溶剤と分子化合物を形成する気孔生成剤を、主原料として、含有する組成物を混練する工程、当該組成物を脱泡、成形する工程、得られた成形物を凝固する工程、及び、凝固された成形物から前記気孔生成剤を水抽出して除去しその後乾燥する工程を有することを特徴とする連続気孔弾性体の製造方法（請求項３）を提供する。この製造方法により、ポリウレタンからなり、骨格の平均太さが２０μｍ以下の３次元網目状の気孔構造を有し、見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３である連続気孔弾性体を製造することができる。

本発明者は、ポリウレタン、溶剤及び水溶性でありかつ溶剤と分子化合物を形成する気孔生成剤を、主原料として含有する組成物を混練すると、粘土に類似した可塑性と保形性をもつ成形に適した混練組成物が得られることを見出した。これは、他の気孔生成剤とポリウレタンを混練した場合では見られない特異的な現象である。

ここで分子化合物とは、２種以上の安定な分子が一定の割合で直接に結合してできる化合物で、成分分子間の結合はゆるやかで、成分分子のもとの構造や性質はあまり変化せず、また比較的容易にもとの成分に解離するものである。本発明の製造方法で使用される気孔生成剤は、溶剤分子が付加し分子化合物を形成するものである。

この分子化合物を形成する気孔生成剤を、溶剤に攪拌しながら添加して行くと、一定量まで溶解し、この量を超えるとそれまでの溶液状態が急激に固体に近い状態を呈するようになる。そして、この固体に近い状態物を水などに接触させると再溶解する。このような気孔生成剤が溶剤中に該溶剤とゆるやかな結合をもつ状態で存在し、これに高分子材料が相溶することで、特異な粘土状の可塑性と保形性が発現するものと考えられる。

可塑性は押出などの方法で混練した組成物を、所望の形状に成形するために重要である。また、成形加工に次ぐ凝固過程は長時間を必要とし、例えば、２５℃の水中で肉厚１０ｍｍの組成物が凝固完了するまでには、１２から１８時間を必要とする。このため、組成物の凝固が完了するまでの間、成形型を使わずに所望の形状を保つためには、所望の形状を成形後も保つ性質すなわち成形後の保形性の良いことが重要になる。

又粘土状の可塑性と保形性を有する混練組成物を用いることにより、その太さが細くかつ均一で３次元網目状に広がった骨格を有する成形体が得られやすい。そして、この成形体から気孔生成剤を水抽出することにより、見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３である連続気孔弾性体を容易に得ることが出来る。

混練組成物に粘土状の可塑性と保形性を付与する気孔生成剤としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の無機塩微粒子が例示される。特に塩化カルシウムが、分子化合物を作りやすく、前記の効果が大きいので好ましい。又、塩化カルシウムは、安価で容易に入手できる点でも有利である。請求項４は、この特に好ましい態様に該当する。

気孔生成剤の添加量は、固形分３０重量％の溶液型ポリウレタン１００重量部に対して２０〜１００重量部が好ましい。添加量が２０重量部より少ないと、組成物の可塑性及保形性が不十分となり成形時に所望の形状を得られない場合がある。又、１００重量部よりも多いと、混練時に組成物が固体に近い状態となるため成形が困難になる場合がある。

なおこの添加量により、最終的に得られる連続気孔弾性体の見掛け密度と、３次元網目状気孔の網を構成する骨格の平均太さを調節することができる。すなわち、添加量が少ないと、見掛け密度と骨格の平均太さは増加し、添加量が多いとこの逆になる。

前記本発明の製造方法により得られる連続気孔弾性体、すなわち骨格の平均太さが２０μｍ以下の３次元網目状の気孔構造を有し、見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３である連続気孔弾性体が、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有することにより、前記の本発明の連続気孔弾性体となり、水を瞬時に連続気孔弾性体内に吸収するとの優れた効果を発揮する。すなわち、後記の実施例において記載されている残存水分量の測定方法で測定した残留水分量を、１ｇ／１０００ｃｍ^２以下とすることができる。

ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有させる方法としては、ポリウレタン、溶剤及び気孔生成剤を主原料として含有する組成物に、さらにＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有させて、請求項３又は請求項４の方法におけるその後の工程を行う方法が例示される。請求項５は、この態様に該当する連続気孔弾性体の製造方法である。

ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有させる他の方法としては、前記の請求項３又は請求項４の方法における気孔生成剤の水抽出の後、又はさらに乾燥の後、得られた成形物にＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を添加する方法が例示される。請求項６は、この態様に該当する連続気孔弾性体の製造方法であり、請求項３又は請求項４に記載の連続気孔弾性体の製造方法であって、凝固された成形物から前記気孔生成剤を水抽出した後、又は乾燥の後に、該成形物にＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を添加する工程を、さらに有することを特徴とする。界面活性剤を添加する方法としては、得られた成形物を、界面活性剤を含む液中に浸して含浸させ、乾燥する方法等が挙げられる。

ポリウレタン、溶剤及び気孔生成剤等を含有する組成物を混練した後、混練組成物を脱泡、成形する。脱泡の目的は該組成物中の気泡を除去することである。

成形の後、当該成形物を取り出して凝固する。凝固の方法としては、水等のポリウレタンの非溶剤でかつポリウレタンの溶剤と相溶性のある液体に成形物を漬けて脱溶剤させて凝固する湿式法等が例示される。湿式法の中でも、水中に成形物を漬けて脱溶剤させて凝固する水凝固法は、保形性が良く、又後工程の水抽出工程への移行が容易であり、均一なスポンジ構造が得られやすいので好ましい。請求項７は、この好ましい態様に該当する。

本発明の連続気孔弾性体は、瞬時に水を吸い取る特徴を有するので、この性質が求められる吸水ローラーやスワブに好適に用いられる。請求項８は、前記本発明の連続気孔弾性体を用いることを特徴とする吸水ローラーを提供するものであり、請求項９は、前記本発明の連続気孔弾性体を用いることを特徴とするスワブを提供するものである。

本発明の吸水ローラーは、本発明の連続気孔弾性体を筒状に成形し、この中心孔にシャフトを装着して形成することができる。この時、シャフトと連続気孔弾性体の間に接着剤を使用して接着しても良い。次いで、ローラー表面の平滑度、真円度を高めるために、研磨加工が通常行なわれる。

この吸水ローラーは、瞬時に水を吸水する性質を有するので、精密製品の製造において、製品を水洗した後の製品表面に付着した水滴を、清浄均一に水切りする用途等に好適に用いることができる。特に、界面活性剤のＨＬＢ値が１９以下とした連続気孔弾性体を用いたものは、外力で圧縮することにより効率良く水を吐き出す性質が優れているので好ましい。

本発明の連続気孔弾性体の、瞬時に水を吸い取るとの特徴は、電子部品、光学部品等の製造において、狭い特定部分、コーナー部、溝等の狭い局部空間のワイピングに使用されるスワブに用いる場合にも有用である。従来、清拭部に綿を用いた綿棒の他にも、ポリエステルニット布、乾式発泡ポリウレタンスポンジ、０．５デニール以下の極細フィラメント布等を清拭部とした多種多様なスワブが知られているが、いずれも水を素早く吸い取る特徴はなかった。

電子部品、光学部品等の製造にあっては、拭き残りの少ないワイピング性能が求められ、ワイピング対象の汚れや、ワイピング時に併用される水で希釈された汚れを拭き残りなく拭き取るためには、清拭部で押し広げてしまう前に、素早く清拭部に吸い取ることが必要である。本発明の連続気孔弾性体は素早く吸い取ることが可能であるので、スワブの清拭部に、好適に用いられる。

本発明の連続気孔弾性体を用いることを特徴とする本発明のスワブは、清拭部のサイズ、形状で穴を有する前記連続気孔弾性体を成形し、その穴にポリプロピレン等により作られた棒状物の先端を差し込むことにより得ることができる。

本発明の連続気孔弾性体は、水を瞬時に連続気孔弾性体内に吸収するとの優れた効果を発揮する。具体的には、後記の実施例において記載されている残存水分量の測定値を、１ｇ／１０００ｃｍ^２以下とするものである。従って、瞬時に水を吸い取る性質が求められる吸水ローラーやスワブに好適に用いられる。

本発明の連続気孔弾性体の製造方法によれば、ポリウレタンからなり、骨格の平均太さが２０μｍ以下で、骨格の８０％以上が２〜２０μｍの範囲の太さである３次元網目状の気孔構造を有し、見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３である連続気孔弾性体であって、所望の形状を有するものを、工程中に高温に加熱することなく、酸やアルカリなどの薬品を使用することなく、高価な多孔材料を用いた成形金型を準備する必要がなく、製造することができる。このようにして、得られた連続気孔弾性体に、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有させることにより、前記のすぐれた特徴を有する本発明の連続気孔弾性体を得ることができる。

本発明の連続気孔弾性体を用いて得られた本発明の吸水ローラーやスワブは、水を瞬時に吸収することができるものであり、精密製品を製造する工程において水洗した後、製品表面に付着した水滴を清浄均一に除去する用途や、電子部品、光学部品等の製造におけるワイピングの用途等、各種の吸液用途に好適に用いられるものである。

以下、本発明を実施するための具体的な形態、特に好ましい形態の例を説明する。

本発明に用いられるポリウレタンは、高分子量ポリオールと鎖伸長剤からなるポリオール成分とポリイソシアネート化合物を反応させて得られるものである。

高分子ポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリマーポリオールなどのポリエーテル系ポリオール、アジペート系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオールなどのポリエステル系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールなどがあり、望ましい分子量は５００〜１００００である。

また、鎖伸長剤としては、エチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、１，５ペンタンジオール、３−メチル−１，５ペンタンジオール、１，３プロパンジオールなどである。

ポリイソシアネート化合物としては、メチレンジフェニルジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン１，５−ジイソシアネート、テトラメチレンキシリレンジイソシアネートなどの芳香族系イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂環系イソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネン・ジイソシアネートなどの脂肪族系イソシアネートなどがある。

本発明の製造方法において用いられる溶剤とは、通常ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン等の有機溶剤やこれらの混合物等が挙げられるが、後工程において、容易に水で溶出できることと作業環境として溶剤臭、引火性などを考慮するとジメチルホルムアミドが好ましい。

本発明の製造方法におけるポリウレタン、溶剤、気孔生成剤、及び場合により界面活性剤を含有する組成物は、必要に応じて着色剤や酸化防止剤、防黴剤、抗菌剤、界面活性剤、各種の滑剤機能を発現する材料、難燃剤、及びカーボンブラックなどの導電材等の機能性材料を、さらに含んでもよい。

気孔生成剤として使用される塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の無機塩微粒子には、一般に流通しているものとして、無水物と結晶水含有物があるが、組成物の安定化のためには無水物が好ましい。又、無機塩微粒子の粒径は小さいほど混練時間を短縮でき、２００μｍ以下であることが好ましい。

組成物の混練には、ニーダー、オーガ混練機、バンバリーミキサー、単軸、二軸のスクリュー押出機等を使用する。混練中は、組成物が均一に混ざり、分子化合物をつくる際の発熱が起きるので、水などで混練容器を冷却することが必要である。

混練組成物の脱泡の具体的な方法としては、ベント式押出機を使用して減圧脱泡を行なう方法が挙げられる。成形の具体的方法は、上記押出機に成形口金を接続して所望の形状に賦型する方法が好ましい。

このようにして押出された組成物は、粘土状の可塑性物であり、比重が１〜２にあるものが望ましい。この時、押出された組成物の比重に対して、同等か０．５以内で小さい比重になるように水溶性無機塩等を使って調製した水溶液の入った水槽を、成形口金の先に設置しておき、ここに組成物の押出しを行ない、成形物を得る。

その後、ポリウレタンの非溶剤でかつポリウレタンの溶剤と相溶性のある液体、例えば前記の水槽中にある水等により脱溶剤させる方法等により凝固する。

凝固後、成形物中の気孔生成剤を水抽出して除去する。水抽出する具体的な方法は、一般的な洗濯機などに該凝固体を投入し、２０〜８０℃の水で１５分〜９０分ほど洗浄と数回の水交換を行なうことで、ほぼ完全に気孔生成剤を除去することが出来る。

水抽出後、成形物を１１０℃以下で乾燥する。具体的には、箱型乾燥機、タンブラー型乾燥機を使用する。このようにして本発明の連続気孔弾性体が得られる。

次に、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、この実施例により限定されるものではない。

先ず、各実施例及び比較例で得られた連続気孔弾性体の評価方法を示す。
評価方法
［見掛け密度］： ＪＩＳ Ｋ ７２２２に従い測定した。
［引張り強度及び伸長率］： ＪＩＳ Ｋ ６４００−５に従い測定した。
［吸水性試験］： ＪＩＳ Ｌ １９０７（滴下法及びバイレック法に準じ、吸水高さの測定時間を６０秒後とした）に従った。

［混練組成物の押出性（可塑性）と保形性］
外径４６ｍｍ、内径２０ｍｍのチューブ成形用口金を接続したスクリュー径４０φのベント式押出機から、混練組成物を、４０〜５０℃の温度範囲で押出しした。押出し方向は下向きにし、口金先端から出る組成物を、比重１．１〜１．２の塩化カルシウムあるいは塩化マグネシウム水溶液にそのまま押出して５０ｃｍ長で裁断した。その水溶液温度は２０〜２５℃、口金先端と水溶液面の距離は１０ｃｍとした。この時、口金から出る押出組成物の形状が口金外径に比例した一定の状態で押出されるか、垂れが生じて変形するかを目視確認して、押出性を評価した。垂れが生じていないものを良好とした。

前記押出し後の状態のまま１２時間放置して凝固が完了した組成物を取り出し、洗浄、乾燥した。これによってできた連続気孔弾性体チューブのほぼ中央部を押出方向と垂直にカッターで裁断した。図４に、裁断後のチューブの断面の模式図、及び最小直径ａ、最大直径ｂを示す。この断面の最小直径ａと最大直径ｂをノギスで測定し、ｂ／ａの値を保形性とした。

［連続気孔弾性体の多孔状態及び骨格の平均太さ］
前記の裁断後の断面の外観を、目視および走査型電子顕微鏡写真で観察して多孔状態を評価した。又、この走査型電子顕微鏡写真にみられる３次元網目構造の骨格のうち、棒状に伸びた部分１０箇所の太さを測定し、その平均値を３次元網目の骨格の平均太さとした。

［残留水分量］
下記の測定条件で、ローラー間を連続して通過するＡｌ板（アルミニウム板）の数は５００００枚／時間として運転し、運転開始後１時間以上経過した時、通過直後のＡｌ板から１００〜１３０枚を抜き取り、Ａｌ板表面に残留した水分重量を精密天秤で測定した。この水分重量は、抜き取ったＡｌ板の枚数に対応するものであるので、一般化のためにＡｌ板の表面積が１０００ｃｍ^２になるよう換算して、単位がｇ／１０００ｃｍ^２で表される残留水分量を求めた。

ちなみに、この残留水分量と手で触れた時の触感との関係は次のとおりである
０．８０ｇ／１０００ｃｍ^２以上： 明らかに濡れている。
０．２０ｇ／１０００ｃｍ^２ ： 僅かに濡れている。
０．１０ｇ／１０００ｃｍ^２以下： 濡れを感じない。

・測定条件
ローラーの寸法 外径４２ｍｍ、内径１９ｍｍの筒状連続気孔弾性体の中孔に、両面テープを貼った外径２２ｍｍのシャフトを圧入し、筒状連続気孔弾性体を、外径φ４０ｍｍに研磨するとともに、長さ２００ｍｍに切断する。
ローラーの構成 上ローラーと下ローラー各２組（ローラー数は合計４本）
上下軸芯間隔 ３５ｍｍ
前後軸芯間隔 ４５ｍｍ
試験基材 Ａｌ板 φ２４．９ｍｍ×１．２ｍｍ厚
ローラー通過前の吸水基材表面への水分付着量 ２２ｇ／１０００ｃｍ^２
水温 ２０±２℃
ローラー回転数 １００〜１５０ｒｐｍ

実施例１
下記のポリウレタン樹脂、溶剤、気孔生成剤を原料として使用した。
レザミンＣＵＳ−１５００
（大日精化工業（株）製ポリカーボネート系ポリウレタン、固形分３０％）１００重量部
ジメチルホルムアミド ５０重量部
無水塩化カルシウム ５０重量部

これらを、ニーダーの容器に投入し、回転数１５ｒｐｍで混練した。混合開始と同時に発熱するので、水循環ジャケット付き容器で冷却しながら行なった。これを、外径４６ｍｍ、内径２０ｍｍのチューブ成形用口金を接続したスクリュー径４０ｍｍ（４０φ）のベント式押出機から押出し、凝固させ、洗濯機にて水洗、箱型乾燥機にて乾燥を行ない、切断し、外径４２ｍｍ、内径１９ｍｍ、長さ４５０ｍｍの筒状連続気孔弾性体を得た。このようにして得られた連続気孔弾性体の評価結果を表１に示した。また、この走査型電子顕微鏡写真を図１に示す。

比較例１
無水塩化カルシウムの代わりに、ポリビニルアルコール５０部を使用した以外は実施例１と同様にして、組成物を混練した後押出し以降の各工程を行なって、連続気孔弾性体を得た。このようにして得られた連続気孔弾性体の評価結果を表１に示した。また、この走査型電子顕微鏡写真を図２に示す。

比較例２
無水塩化カルシウムの代わりに、粒径が１００μｍ未満の塩化ナトリウム３５０部を使用した以外は実施例１と同様にして、組成物を混練した後、押出し以降の各工程を行なって連続気孔弾性体を得た。このようにして得られた連続気孔弾性体の評価結果を表１に示した。また、この走査型電子顕微鏡写真を図３に示す。

表１及び図１に示す結果より明らかなように、実施例１（本発明）の連続気孔弾性体は、押出性、保形性に優れたものである。さらに網目を塞ぐ膜が見られない３次元網目状の気孔構造をしており、網目構造を構成する骨格はほぼ均等な太さをしている。一方、比較例１、比較例２で得られた成形物は、図２，３に示されるように、気孔構造を有するものの、網目を塞ぐ膜が見られ、骨格の太さも不均一であった。

実施例２
実施例１の組成物原料に、さらにノニオンＯＴ−２２１（日本油脂（株）製、ポリエチレングリコールソルビタンモノオレエート ＨＬＢ値１５．０）の５部を追加して、混練以降の各工程を同様に行ない評価した。このようにして得られた連続気孔弾性体の評価結果を表２に示した。また、この筒状成形品の中心孔にシャフトを装着しローラーを形成した。その後、ローラー表面の平滑度、真円度を高めるために研磨加工を行ない、上述の方法で残留水分量を測定した。結果を表２に示した。

実施例３
ノニオンＯＴ−２２１が１重量％含まれる４０℃の水溶液に、実施例１で得られた連続気孔弾性体を浸漬し、１０分間放置した後、取り出して遠心脱水を行なった。浸漬前の連続気孔弾性体の重量は１１１ｇであったが、遠心脱水後の重量は１８９ｇであった。これを１００℃の箱型熱風乾燥機で乾燥した後、実施例２と同様の方法で研磨加工を行ない、残留水分量等を測定した。結果を表２に示した。

比較例３
ノニオンＯＴ−２２１の代りに、アデカエストールＳ−８０（旭電化工業（株）製ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート ＨＬＢ値４．３）の５部を使用した以外は実施例２と同様に行なった。このようにして得られた連続気孔弾性体の評価結果を表２に示した。

実施例４
押出し条件を変えて、連続気孔弾性体の形状等を、内径１ｍｍ、外径５ｍｍのチューブ状とした以外は、実施例２と同様にして連続気孔弾性体を得、その後長さ１５ｍｍに切断した。このようにして得られた連続気孔弾性体の中心の穴に、先端を尖らせた２．０ｍｍ径、長さ１０ｃｍのポリプロピレン製棒状物を差し込みスワブとした。ガラス板上の水滴を該スワブで拭いたところ、水滴は１〜２秒以内に該連続気孔弾性体に吸い込まれ、ガラス板上の水滴を完全に拭き取ることが出来た。

このスワブと同程度の大きさの、綿棒、ポリエステルニット布スワブ、乾式発泡ポリウレタンスポンジスワブ、極細フィラメント布スワブを用いて同様の実験を行ったが、いずれもガラス板上の水滴は、吸い取る前に押し広げられるため、１〜２秒の間には完全に拭き取ることが出来なかった。

実施例１得られた３次元網目連続多孔体の走査型電子顕微鏡写真。 比較例１で得られた連続多孔体の走査型電子顕微鏡写真。 比較例２で得られた連続多孔体の走査型電子顕微鏡写真。 連続気孔弾性体チューブの断面及び保形性評価におけるａ、ｂを示す模式図。

Claims (7)

1. ポリウレタンからなり、その骨格の平均太さが２０μｍ以下で、骨格の８０％以上が２〜２０μｍの範囲の太さである３次元網目状の気孔構造を有し、見掛け密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ^３であり、かつＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有することを特徴とする連続気孔弾性体。
2. 界面活性剤のＨＬＢ値が８〜１９であることを特徴とする請求項１に記載の連続気孔弾性体。
3. ポリウレタン、溶剤及び気孔生成剤である塩化カルシウムを、主原料として含有する組成物を混練して粘土状相溶物にする工程、当該組成物を脱泡、成形する工程、得られた成形物を水中あるいは水溶液中に投入して凝固する工程、及び、凝固された成形物から前記気孔生成剤を水抽出して除去しその後乾燥する工程を有することを特徴とする連続気孔弾性体の製造方法。
4. 前記組成物が、さらに、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含有することを特徴とする請求項３に記載の連続気孔弾性体の製造方法。
5. 凝固された成形物から、気孔生成剤である前記塩化カルシウムを水抽出した後、該成形物にＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を添加する工程をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の連続気孔弾性体の製造方法。
6. 請求項１又は請求項２に記載の連続気孔弾性体を用いることを特徴とする吸水ローラー。
7. 請求項１又は請求項２に記載の連続気孔弾性体を用いることを特徴とするスワブ。