JP4722557B2 - 吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば止血用パッド等として使用される吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法に関するものであり、特には、光等に暴露されても黄色に変色することが少ない吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法に関するものである。
従来、ブラパッドや肩パッド等の衣料材料や止血用パッド等の皮膚に貼り付ける医療材料としては、汗による不快感を取り除くため、吸水性を有する不織布製のガーゼ等が使用されてきた。しかし、そのようなガーゼは、使用中に繊維の一部が止血用パッドの本体から離脱して皮膚に付着したり、取替え時に形状が崩れたりするという問題があった。そこで、多孔質体であるポリウレタン発泡体を用いることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
すなわち、ポリウレタン発泡体は有機ポリイソシアネート、ポリオール、触媒、発泡剤、整泡剤の混合液を反応させ、発泡及び硬化させて得られるものである。さらに、有機ポリイソシアネートがアルコール性水酸基含有化合物と脂肪族系又は脂環族系ジイソシアネートとからなるアロファネート変性有機ポリイソシアネート組成物を含み、ポリオールは平均官能基数が２〜６、数平均分子量が１００〜２０,０００のものである。このポリウレタン発泡体の製造方法によれば、紫外線等による発泡体の変色、反応性のアンバランスによる不均一なセル状態、及びスコーチの発生が防止される。
特開２００５−４８０３８号公報（第２頁及び第３頁）
特許文献１に記載のポリウレタン発泡体の製造方法では、前述のように有機ポリイソシアネートとして脂肪族系又は脂環族系ジイソシアネートが用いられていることから、発泡体について変色防止等の効果を発揮することができる。しかしながら、係るポリウレタン発泡体は、脂肪族系又は脂環族系ジイソシアネートとポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールとをウレタン化反応させて得られた一般的な軟質発泡体であるため、親水性が改善されていない。そのため、止血用パッド等の十分な吸水性が要求される用途においては吸水性が不足し、その機能を満足に果たすことができなかった。
そこで本発明の目的とするところは、変色が抑制されるうえに、吸水性に優れたポリウレタン発泡体を容易に製造することができる吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法であって、前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部であり、前記ポリオキシエチレン化合物は、前記吸水性ポリウレタン発泡体の表面に移行するものであることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法であって、前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部であり、前記ポリオキシエチレン化合物は、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド付加アルコール、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれるポリオキシエチレン化合物であることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法であって、前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部であり、前記ポリオキシエチレン化合物は、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド付加アルコール、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれるポリオキシエチレン化合物であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記プレポリマーを形成する脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類とのモル比が３：１〜１００：１であることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明において、前記ポリイソシアネート類は、脂環族ポリイソシアネート類であることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、前記ポリエステルポリオール類の水酸基、ポリオキシエチレン化合物の水酸基及び発泡剤の活性水素基の合計に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量を表すイソシアネート指数が７０〜１１０であることを特徴とするものである。
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１及び請求項２に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法においては、原料として脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類が用いられ、ベンゼン環を有していないことから、得られるポリウレタン発泡体の変色を抑制することができる。また、原料として親水性を付与するポリオキシエチレン化合物が配合され、その配合量がポリエステルポリオール類及びポリオキシエチレン化合物の合計量１００質量部当たり１〜１０質量部に設定される。ポリオキシエチレン化合物はポリエステルポリオール類との相溶性が低いため表面に移行しやすいと考えられ、ポリウレタン発泡体の吸水性を向上させることができる。
請求項１及び請求項２に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法においては、原料として脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類が用いられ、ベンゼン環を有していないことから、得られるポリウレタン発泡体の変色を抑制することができる。また、原料として親水性を付与するポリオキシエチレン化合物が配合され、その配合量がポリエステルポリオール類及びポリオキシエチレン化合物の合計量１００質量部当たり１〜１０質量部に設定される。ポリオキシエチレン化合物はポリエステルポリオール類との相溶性が低いため表面に移行しやすいと考えられ、ポリウレタン発泡体の吸水性を向上させることができる。
さらに、ポリイソシアネート類として、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に予め反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーを用いることにより、良好な吸水性ポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。
請求項３に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法では、プレポリマーを形成する脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類とのモル比が３：１〜１００：１である。このため、請求項１及び請求項２に係る発明の効果に加えて、原料混合物をより均一なものにでき、ポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類との反応を十分に進行させることができる。
請求項４に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法においては、ポリイソシアネート類は脂環族ポリイソシアネート類であることから、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加えて、発泡体の成形条件を既存の装置の性能に応じて調整することができ、吸水性ポリウレタン発泡体の製造をより容易に行うことができる。
請求項５に記載の発明の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法においては、イソシアネート指数が７０〜１１０に設定されることから、請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加えて、樹脂化を十分に進行させることができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる方法である。その方法において、前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部である。
本実施形態における吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法は、ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる方法である。その方法において、前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部である。
まず、ポリウレタン発泡体の原料について順に説明する。
ポリウレタン発泡体の原料は、上記のように脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマー、ポリエステルポリオール類、親水化剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤を含有するものである。
ポリウレタン発泡体の原料は、上記のように脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマー、ポリエステルポリオール類、親水化剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤を含有するものである。
ポリオール類としては、親水化剤であるポリオキシエチレン化合物との相溶性が低く、親水化剤が発泡体の表面に移行して発泡体の親水性を高めるように機能させるために、ポリエステルポリオール類が用いられる。ポリエステルポリオール類として具体的には、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、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、グリセリン等のポリオールと反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオール及びそれらの変性体等が挙げられる。
ポリエステルポリオール類の数平均分子量（以下、単に分子量ともいう）は２０００〜３０００程度であることが好ましく、水酸基の平均官能基数は２〜４であることが好ましい。係る分子量が２０００未満のときには得られるポリウレタン発泡体が硬くなる傾向を有し、柔軟性が損なわれやすく、３０００を越えるときにはポリウレタン発泡体の硬度や強度が不足する傾向を示す。また、平均官能基数が２未満の場合にはポリウレタン発泡体に架橋構造が十分に形成されず、形状保持性が低下する一方、平均官能基数が４を越える場合にはポリウレタン発泡体の架橋構造が密になり過ぎて硬くなる傾向を示す。
また、ポリエステルポリオール類の水酸基価は２０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、５０〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましい。ポリエステルポリオール類の水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合、水酸基価が小さくなり過ぎ、ポリウレタン発泡体の架橋密度が小さくなって形状保持性が低下する。水酸基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇを越える場合、水酸基価が大きくなり過ぎ、ポリウレタン発泡体の架橋密度が大きくなって硬くなるとともに、セルが独立する独立気泡型となる傾向にある。このポリエステルポリオール類は、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基の官能基数や水酸基価を変えることができる。
次に、末端イソシアネート基を有するプレポリマーは、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有する化合物である。係るプレポリマーは、ポリエステルポリオール類の水酸基に対して脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類のイソシアネート基が過剰となるように反応させ、末端にイソシアネート基を有する前駆ポリマーである。このように、ポリエステルポリオール類と脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とで予めプレポリマーを調製しておくことにより（プレポリマー法）、ポリエステルポリオール類とポリイソシアネート類との反応を確実に進行させることができる。ポリオール類とポリイソシアネート類とを１段で反応させるワンショット法に比べてプレポリマー法は、ウレタン化反応を容易かつ十分に行うことができ、良好な物性を有するポリウレタンを得ることができる。
前記プレポリマーを形成する脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類とのモル比は３：１〜１００：１であることが好ましく、４：１〜３０：１であることがより好ましく、５：１〜２０：１であることが特に好ましい。このモル比が３：１未満の場合には、プレポリマー化される分子の割合が増えて粘度が高くなり、ポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類との反応が不十分となって、良好なポリウレタン発泡体を得ることが難しくなる。一方、モル比が１００：１を越える場合には、プレポリマー化される分子の割合が少なくなって粘度が低くなり、泡化反応で発生したガスが抜けやすく、良好なポリウレタン発泡体が得られなくなる傾向を示す。このプレポリマーは、例えば脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類とを混合し、触媒を配合することなく、常温で２４時間保持することにより調製される。
脂肪族ポリイソシアネート類として具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）、ブテンジイソシアネート（ＢＤＩ）、１,３−ブタジエン−１,４−ジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート及びそれらの変性体等が用いられる。脂環族ポリイソシアネート類として具体的には、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート〔水添ジフェニルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）〕、水添キシレンジイソシアネート（水添ＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサ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等が用いられる。
ポリイソシアネート類としては、上記の脂肪族又は脂環族ポリイソシアネート類のほか、リジンエステルトリイソシアネート、１,８−ジイソシアネート−４−イソシアネートメチルオクタン、１,６,１１−ウンデカントリイソシアネート、１,３,６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等の３官能以上のポリイソシアネート類も用いることができる。これらポリイソシアネート類のうち、リジンエステルトリイソシアネート及び１,３,６−ヘキサメチレントリイソシアネートが好ましい。これらのポリイソシアネート類は、前記のジイソシアネートとともに用いることができ、その配合量はポリイソシアネート類中６０質量％以下であることが好ましい。
末端にイソシアネート基を有するプレポリマーのイソシアネート指数（イソシアネートインデックス）は、７０〜１１０であることが好ましく、８０〜１００であることがより好ましい。ここで、イソシアネート指数は、ポリエステルポリオール類の水酸基、ポリオキシエチレン化合物の水酸基及び発泡剤（水）等の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものである。従って、その値が１００未満の場合には活性水素基がイソシアネート基より過剰であることを意味し、１００を越える場合にはイソシアネート基が活性水素基より過剰であることを意味する。前記イソシアネート指数が７０未満の場合には、ポリエステルポリオール類がポリイソシアネート類と十分に反応することができず、樹脂化の進行が抑えられ、発泡体にべたつきが生じ、また発泡体の強度等の物性が低下する原因となる。一方、イソシアネート指数が１１０を越える場合には、イソシアネート基が過剰となり、発泡体が硬くなり過ぎて柔軟な発泡体が得られにくくなって好ましくない。
次に、親水化剤としてのポリオキシエチレン化合物について説明すると、ポリオキシエチレン化合物はポリウレタン発泡体に親水性を付与するための化合物で、エチレン系化合物の重合体又はその変性物である。係るポリオキシエチレン化合物は、前記ポリエステルポリオール類との相溶性が低く、表面に移行（ブリード）し、親水性を発現するものと考えられる。ポリオキシエチレン化合物として具体的には、ポリエチレンオキシド（ポリエチレンオキサイド）又はその変性化合物（水酸基として１官能、２官能又は３官能）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（水酸基として１官能）等が用いられる。親水化剤としては、これらのポリオキシエチレン化合物を主成分として含むものであればよい。ポリオキシプロピレン化合物等は親水性が不足するため、単独で用いることは不適当である。ポリオキシエチレン化合物の分子量（数平均分子量）は、２００〜１０００であることが好ましい。この分子量が２００未満では発泡体表面へのポリオキシエチレン化合物の移行性が低下し、１０００を越えるとポリオキシエチレン化合物がポリイソシアネート類と反応しやすくなって発泡体の親水化に十分寄与することができなくなって好ましくない。
ポリオキシエチレン化合物の配合量は、その機能を十分に果たすためポリエステルポリオール類及びポリオキシエチレン化合物の合計量１００質量部当たり１〜１０質量部である。この配合量が１質量部未満の場合には、ポリオキシエチレン化合物による機能の発現が不十分で、発泡体に十分な親水性を付与することができず、吸水性が不足する。一方、１０質量部を越える場合には、過剰なポリオキシエチレン化合物によって原料組成のバランスが悪くなり、良好な発泡体を得ることができなくなる。
触媒はポリエステルポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進するためのものである。係る触媒としては、Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等の第３級アミン、１,８−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７等のアミジノ基を有するアミン、２−エチルヘキサン酸カリウム、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート、オクチル酸スズ等の有機金属化合物等が用いられる。これらのうち、有機金属化合物は金属によって発泡体に黄変が生じやすいことから好ましくない。
発泡剤はポリウレタン発泡体の原料を発泡させてポリウレタン発泡体とするためのものである。この発泡剤としては、水のほかペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、塩化メチレン、炭酸ガス等が用いられる。発泡剤としては、泡化反応の反応性が良好で、取扱性の良い水が好ましい。ポリウレタン発泡体の原料として、上記各成分のほか、界面活性剤等の整泡剤、縮合リン酸エステル等の難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤等を配合することもできる。
ポリウレタン発泡体は複雑な反応によって製造されるが、基本的には次のような反応が主体となっている。すなわち、ポリエステルポリオール類とイソシアネート基を有するプレポリマーとの付加重合反応（ウレタン化反応、樹脂化反応）、プレポリマーと発泡剤との泡化反応及びこれらの反応生成物とプレポリマーとの架橋反応（硬化反応）である。
このようにして得られるポリウレタン発泡体は連続気泡型の構造を有する軟質の発泡体であり、セルが連通されて吸水性が発現される。独立気泡型のポリウレタン発泡体ではセルが連通されていないことから水がセル内へ浸入されず、吸水材として機能しない。連続気泡型の構造を得るためには、前記発泡の段階で、原料がクリーム状で存在する時間（クリームタイム）を１０〜４０秒程度、その後セルが生成され原料の注入時から発泡が最も進行して発泡高さが最も高くなるまでの時間（ライズタイム）を１〜５分程度に設定することが好ましい。
本実施形態の吸水性ポリウレタン発泡体は公知の製造装置により製造される。すなわち、吸水性ポリウレタン発泡体は、公知のスラブポリウレタン発泡体を切り出すことにより得られる。スラブポリウレタン発泡体は、ポリオール類及びポリイソシアネート類を主成分とする２液原料を注入機（高圧注入機）のチャンバー内に供給し、チャンバー内で混合、撹拌した後、ベルトコンベア上に吐出し、該ベルトコンベアが移動する間に原料が常温、大気圧下で自然発泡し、その後乾燥炉内で硬化（キュア）することにより得られる。得られたスラブポリウレタン発泡体を所定長さに裁断した後、スライスし、所定形状への打抜き或いは切断により所望形状の製品が得られる。吸水性ポリウレタン発泡体の吸水性は、その表面特性及び気泡構造により十分に発揮される。さらに、吸水性ポリウレタン発泡体には、セルが３０〜９０個／２５ｍｍ存在し、密度は２５〜８５kg／m3程度である。
さて、本実施形態の作用を説明すると、ポリウレタン発泡体原料中のポリイソシアネート類は末端イソシアネート基を有するプレポリマーであって、予めポリエステルポリオール類に脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類を過剰に反応させることにより得られるものである。このため、ポリエステルポリオール類と脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とを均一に混合させることができ、反応の遅い脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類と十分に反応させることができる。
また、吸水性ポリウレタン発泡体が製造される過程で、ポリエステルポリオール類に対して相溶性の低いポリオキシエチレン化合物が、ポリエステルポリオール類とポリイソシアネート類との樹脂化反応及び泡化反応の進行とともに発泡体の表面側へ徐々に移行し、その状態で硬化されるものと推測される。そのため、得られるポリウレタン発泡体は親水化され、特に表面にポリオキシエチレン化合物に基づく親水性が発現される。さらに、泡化反応によって形成されるセルが、前記の原料組成や発泡条件によりセル膜が破られることで連通され、連続気泡構造が形成される。従って、吸水性ポリウレタン発泡体内へ入った水は連通されたセル内を速やかに通り、吸水される。
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法においては、原料として脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類が用いられ、ベンゼン環を有していないことから、紫外線等によるキノイド化が抑えられ、得られるポリウレタン発泡体の変色を抑制することができる。また、原料として親水性を付与するポリオキシエチレン化合物が配合され、その配合量がポリエステルポリオール類及びポリオキシエチレン化合物の合計量１００質量部当たり１〜１０質量部に設定される。このポリオキシエチレン化合物はポリエステルポリオール類との相溶性が低いため表面に移行しやすいと考えられ、ポリウレタン発泡体の吸水性を向上させることができる。
・ 本実施形態の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法においては、原料として脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類が用いられ、ベンゼン環を有していないことから、紫外線等によるキノイド化が抑えられ、得られるポリウレタン発泡体の変色を抑制することができる。また、原料として親水性を付与するポリオキシエチレン化合物が配合され、その配合量がポリエステルポリオール類及びポリオキシエチレン化合物の合計量１００質量部当たり１〜１０質量部に設定される。このポリオキシエチレン化合物はポリエステルポリオール類との相溶性が低いため表面に移行しやすいと考えられ、ポリウレタン発泡体の吸水性を向上させることができる。
さらに、ポリイソシアネート類として、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に予め反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーを用いることにより、ポリエステルポリオール類とプレポリマーとを十分に反応させ、発泡及び硬化させることができる。従って、十分に発泡するとともに、セルが均一に形成された吸水性ポリウレタン発泡体を容易に製造することができ、量産性を向上させることができる。
・ また、前記プレポリマーを形成する脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類とのモル比が３：１〜１００：１であることから、原料混合物をより均一なものにでき、ポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類との反応を十分に進行させることができる。
・ 前記ポリイソシアネート類が脂環族ポリイソシアネート類であることにより、発泡体の成形条件を既存の装置の性能に応じて調整することができ、吸水性ポリウレタン発泡体の製造をより容易に行うことができる。
・ 加えて、イソシアネート指数を７０〜１１０に設定することにより、樹脂化を十分に進行させることができる。
・ このように、本実施形態の吸水性ポリウレタン発泡体は吸水性に優れると同時に黄変性が抑制されていることから、止血用パッド、ナプキン、紙おむつ、肩パッド等として好適に使用することができる。
・ このように、本実施形態の吸水性ポリウレタン発泡体は吸水性に優れると同時に黄変性が抑制されていることから、止血用パッド、ナプキン、紙おむつ、肩パッド等として好適に使用することができる。
以下に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜１１及び比較例１〜６）
吸水性ポリウレタン発泡体の原料として、表１及び表２に示す組成のものを用意し、前述した公知のスラブポリウレタン発泡体の製造装置及び製造方法により吸水性ポリウレタン発泡体を製造した。表１及び表２における略号の意味を次に示す。得られた吸水性ポリウレタン発泡体について、下記に示す方法に従って、外観、密度、吸水性及び黄変性を測定し、その結果を表１及び表２に示した。
（実施例１〜１１及び比較例１〜６）
吸水性ポリウレタン発泡体の原料として、表１及び表２に示す組成のものを用意し、前述した公知のスラブポリウレタン発泡体の製造装置及び製造方法により吸水性ポリウレタン発泡体を製造した。表１及び表２における略号の意味を次に示す。得られた吸水性ポリウレタン発泡体について、下記に示す方法に従って、外観、密度、吸水性及び黄変性を測定し、その結果を表１及び表２に示した。
Ｎ２２００：ポリエステルポリオール、日本ポリウレタン工業（株）製、分子量２２００、水酸基価６０ｍｇＫＯＨ／ｇ
ＰＥＧ６００：ポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、２官能、水酸基価１８７ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量６００、三洋化成工業（株）製
ＧＥ−１０００：ポリエチレンオキシド付加物トリオール、３官能、水酸基価１６８ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量１０００、ライオン（株）製
ＰＥＭ３００：ポリエチレンオキシド付加物モノオール、１官能、水酸基価１８７ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量３００、ライオン（株）製
ＮＬ−７０：ポリオキシエチレンラウリルエーテル、１官能、水酸基価１１１ｍｇＫＯＨ／ｇ、三洋化成工業（株）製
ＰＰ−６００：ポリプロピレングリコール、２官能、水酸基価１８７ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量６００、三洋化成工業（株）製
Ｇ−７００：ポリプロピレンオキシド付加物トリオール、３官能、水酸基価２４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量７００、旭電化工業（株）製
ＩＰＤＩ：イソホロンジイソシアネート
プレポリマー：ＩＰＤＩとＮ２２００とのプレポリマー、（ＩＰＤＩ：Ｎ２２００の質量比及びＩＰＤＩ：Ｎ２２００のモル比）
プレポリマー：ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）とＮ２２００とのプレポリマー、（ＨＤＩ：Ｎ２２００の質量比及びＨＤＩ：Ｎ２２００のモル比）
ＴＤＩ：トリレンジイソシアネート（2,4-トリレンジイソシアネート８０質量％と2,6-トリレンジイソシアネート２０質量％の混合物）、日本ポリウレタン工業（株）製、Ｔ−８０
Ｂ８３００：シリコーン整泡剤、ゴールドシュミット社製
ＤＢＵ：触媒、１,８−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７、サンアプロ（株）製、
ＤＡＢＣＯ Ｋ−１５：触媒、２−エチルヘキサン酸カリウムのジエチレングリコール溶液、三共エアプロダクツ（株）製
カオライザーＮｏ２５：アミン触媒、花王（株）製
（外観）
吸水性ポリウレタン発泡体の外観を目視によって測定した。
（密度）
吸水性ポリウレタン発泡体について、ＪＩＳ Ｋ ７２２２；１９９９に規定されている方法に従って測定した（kg／m3）。
（吸水性）
吸水性ポリウレタン発泡体の表面にスポイトで水を０．５ｃｃ滴下した後、水が吸水性ポリウレタン発泡体内へ完全に吸水されるまでの時間（秒）を測定した。
（黄変性）
デシケータ内に各例のサンプルを入れ、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを添加（１０ｐｐｍ）した後、黄変度（白色度）を色差計〔スガ試験機（株）製、ＳＭカラーコンピューター ＳＭ−４〕を用いて測定し、色差（ΔYI）で示した。この色差（ΔYI）について、下記に示す基準に基づいて判断した。その基準について、ΔYIが１．５以下であれば、人の目には色の変化を感知することはできないレベルである。
ＰＥＧ６００：ポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコール）、２官能、水酸基価１８７ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量６００、三洋化成工業（株）製
ＧＥ−１０００：ポリエチレンオキシド付加物トリオール、３官能、水酸基価１６８ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量１０００、ライオン（株）製
ＰＥＭ３００：ポリエチレンオキシド付加物モノオール、１官能、水酸基価１８７ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量３００、ライオン（株）製
ＮＬ−７０：ポリオキシエチレンラウリルエーテル、１官能、水酸基価１１１ｍｇＫＯＨ／ｇ、三洋化成工業（株）製
ＰＰ−６００：ポリプロピレングリコール、２官能、水酸基価１８７ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量６００、三洋化成工業（株）製
Ｇ−７００：ポリプロピレンオキシド付加物トリオール、３官能、水酸基価２４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量７００、旭電化工業（株）製
ＩＰＤＩ：イソホロンジイソシアネート
プレポリマー：ＩＰＤＩとＮ２２００とのプレポリマー、（ＩＰＤＩ：Ｎ２２００の質量比及びＩＰＤＩ：Ｎ２２００のモル比）
プレポリマー：ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）とＮ２２００とのプレポリマー、（ＨＤＩ：Ｎ２２００の質量比及びＨＤＩ：Ｎ２２００のモル比）
ＴＤＩ：トリレンジイソシアネート（2,4-トリレンジイソシアネート８０質量％と2,6-トリレンジイソシアネート２０質量％の混合物）、日本ポリウレタン工業（株）製、Ｔ−８０
Ｂ８３００：シリコーン整泡剤、ゴールドシュミット社製
ＤＢＵ：触媒、１,８−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７、サンアプロ（株）製、
ＤＡＢＣＯ Ｋ−１５：触媒、２−エチルヘキサン酸カリウムのジエチレングリコール溶液、三共エアプロダクツ（株）製
カオライザーＮｏ２５：アミン触媒、花王（株）製
（外観）
吸水性ポリウレタン発泡体の外観を目視によって測定した。
（密度）
吸水性ポリウレタン発泡体について、ＪＩＳ Ｋ ７２２２；１９９９に規定されている方法に従って測定した（kg／m3）。
（吸水性）
吸水性ポリウレタン発泡体の表面にスポイトで水を０．５ｃｃ滴下した後、水が吸水性ポリウレタン発泡体内へ完全に吸水されるまでの時間（秒）を測定した。
（黄変性）
デシケータ内に各例のサンプルを入れ、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスを添加（１０ｐｐｍ）した後、黄変度（白色度）を色差計〔スガ試験機（株）製、ＳＭカラーコンピューター ＳＭ−４〕を用いて測定し、色差（ΔYI）で示した。この色差（ΔYI）について、下記に示す基準に基づいて判断した。その基準について、ΔYIが１．５以下であれば、人の目には色の変化を感知することはできないレベルである。
０〜０．５：かすかな色差（trace）、０．５〜１．５：わずかな色差（slight）、１．５〜３．０：感知し得る色差（Noticeable）、３．０〜６．０、６．０〜１２．０：大きな色差（much）、１２．０以上：多大な色差（very much）。
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 吸水性ポリウレタン発泡体は、モールド成形法、現場施工スプレー成形法等によって得ることができる。
・ 吸水性ポリウレタン発泡体は、モールド成形法、現場施工スプレー成形法等によって得ることができる。
・ ポリイソシアネート類として、複数の脂肪族ポリイソシアネート類を用いたり、複数の脂環族ポリイソシアネート類を用いたり、或いは脂肪族ポリイソシアネート類と脂環族ポリイソシアネート類とを併用したりすることもできる。
・ 親水性付与剤として、アミド基等の親水基を有する化合物を用いることもできる。
・ 吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法として、ポリウレタン発泡体の原料を離型用フィルム上に供給し、反応、発泡及び硬化させた後、離型用フィルムを剥離して製造する方法を採用することもできる。
・ 吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法として、ポリウレタン発泡体の原料を離型用フィルム上に供給し、反応、発泡及び硬化させた後、離型用フィルムを剥離して製造する方法を採用することもできる。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記ポリオキシエチレン化合物は、ポリエチレンオキシド若しくはその変性化合物又はポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、吸水性を向上させることができる。
・ 前記ポリオキシエチレン化合物は、ポリエチレンオキシド若しくはその変性化合物又はポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、吸水性を向上させることができる。
Claims (5)
- ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法であって、
前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部であり、
前記ポリオキシエチレン化合物は、前記吸水性ポリウレタン発泡体の表面に移行するものであることを特徴とする吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。 - ポリイソシアネート類、ポリエステルポリオール類、親水性付与剤としてのポリオキシエチレン化合物、触媒及び発泡剤よりなる原料を反応させる吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法であって、
前記ポリイソシアネート類が脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類をポリエステルポリオール類に反応させてなる末端イソシアネート基を有するプレポリマーであり、ポリオキシエチレン化合物の配合量がポリエステルポリオール類とポリオキシエチレン化合物との合計量１００質量部当たり１〜１０質量部であり、
前記ポリオキシエチレン化合物は、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド付加アルコール、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルから選ばれるポリオキシエチレン化合物であることを特徴とする吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。 - 前記プレポリマーを形成する脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類とポリエステルポリオール類とのモル比が３：１〜１００：１であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記ポリイソシアネート類は、脂環族ポリイソシアネート類であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記ポリエステルポリオール類の水酸基、ポリオキシエチレン化合物の水酸基及び発泡剤の活性水素基の合計に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量を表すイソシアネート指数が７０〜１１０であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法。
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