JP4793647B2

JP4793647B2 - 高吸水性多孔質体

Info

Publication number: JP4793647B2
Application number: JP2006232763A
Authority: JP
Inventors: 正一永戸; 克己小島
Original assignee: Ｉｃ工業株式会社
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: JP2008038120A

Description

本発明は、ポリ塩化ビニル粉末樹脂に熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合してなる高い吸水性能を有し、かつ吸水ローラーに適した低硬度の高吸水性多孔質体およびその製造方法である。

従来、樹脂に塩化ナトリウムなどの水溶性塩類（特許文献１）や尿素（特許文献２）などの溶出可能な物質を混合し、成形後にその成形体を水等の溶媒で抽出して得られる、多数の微細な連続気孔を有する吸水性多孔質体については知られている。
特開昭５６−５０９３６特開昭６３−４６２３９

このような高吸水性多孔質体は、吸水ローラーおよび各種液切りローラーとして、プリント基板の製造や写真の自動現像機その他各方面に応用されるようになったが、その用途の広がりと共にその吸水性能の更なる向上が望まれるようになった。

一方、プリント基板等の大型化により吸水ローラーとプリント基板等の被吸水体との密着度が増加し、硬度の大きい吸水ローラーでは被吸水体を損傷する恐れが懸念され、吸水ローラーに使用する高吸水性多孔質体の硬度を低下させることが要求されている。

本発明者らはこの高吸水性多孔質体の吸水性能の向上および硬度の低下について鋭意研究し、ポリ塩化ビニル粉末樹脂と熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂に水溶性塩類を配合して加熱成形後、成形体から水溶性塩類を溶出することにより、高吸水性能でかつ低硬度の高吸水性多孔質体の得られることを見出し本発明に到達した。

本発明の高吸水性多孔質体は、極めて高い吸水性能を持つので、吸水ローラー及び各種液切りローラー等として、プリント基板の製造や写真の自動現像機その他各方面の産業分野において利用することができる。またその硬度が低いのでローラーと接触する被吸水体の損傷を防ぐことができるので実用的なメリットが大きい。

本発明に使用するポリ塩化ビニル粉末樹脂には、市販の各種のポリ塩化ビニル粉末樹脂を使用することができる。塩化ビニルの単独重合体はもちろんのこと、酢酸ビニルやその他の樹脂との共重合体でも良い。酢酸ビニルとの共重合体の場合、酢酸ビニルの含有率は３〜８％の範囲のものが良く、更に好ましくは４〜６％のものが良い。その平均重合度は９００〜３０００の範囲のものが良く、更に好ましくは１０００〜１６００のものが良い。これらのポリ塩化ビニル粉末樹脂の形状は熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂と配合して加熱成形するため、粉末ないしは顆粒状のものが好ましい。粒径は特に限定されるものではないが市販の数１０〜数１００ミクロンの粒径を持った粉末状のペースト用塩化ビニル樹脂が好適である。

本発明に使用する熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂は、市販の各種の熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を使用することができる。熱可塑性ポリウレタン樹脂は活性水素基含有化合物と有機ポリイソシアネートから通常の方法で製造される。熱可塑性ポリウレタン樹脂の粉末化には（１）樹脂を粉砕する方法、（２）非水分散重合による方法（特公昭５７−２９４８５号公報、特開平１−２４５０１３号公報）、（３）水系エマルジョンによる方法、（４）樹脂溶液から樹脂を沈殿させる方法、（５）良溶媒中で活性水素基含有化合物と有機ポリイソシアネートを反応させ、その後貧溶媒及び特定の分散安定剤を添加して、分離、乾燥する方法（特開平１０−３３０４９５）などの方法があるが、どのような方法で製造されたものであっても良い。

本発明のポリ塩化ビニル粉末樹脂と熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂の配合比率は、ポリ塩化ビニル粉末樹脂１００重量部に対して熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を３〜５０重量部を配合するのが好ましく、更に好ましくは５〜２５重量部配合するのがよい。３重量部以下では熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂の配合による吸水性能の向上や硬度の低下が十分に得られない。また５０重量部以上では可塑剤等を配合して混練したペーストに適度の粘性や流動性がなく、円筒状の高吸水性多孔質体ロールを製造するための管状の型への注入が困難となる。

本発明において樹脂ペーストに配合して加熱成形後、水により溶出して成形樹脂内に緻密で均一な連続気孔をつくるための水溶性塩類には、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムをはじめ各種の水溶性塩類を使用することができるが、工業的には塩化ナトリウムの使用が好適である。ポリ塩化ビニル粉末樹脂と熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂の配合樹脂１００重量部に対する水溶性塩類の配合量は３００〜１０００重量部、好ましくは４００〜７００重量部である。水溶性塩類の配合量が３００重量部より少ないと、成形樹脂内に十分な連続気孔が得られずその吸水性能が低い。逆に水溶性塩類の配合量が１０００重量部を超えると、得られる多孔質体の機械的強度が低くなり実用性が低くなる。

次に本発明のポリ塩化ビニル粉末樹脂と熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂に対し、通常使用されるジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）等のフタル酸エステル類をはじめとする各種の可塑剤を添加する。ポリ塩化ビニル粉末樹脂１００重量部に対し可塑剤を５０〜１８０重量部、好ましくは８０〜１３０重量部配合するのがよい。また可塑剤以外にも必要に応じて、エチレングリコールその他の配合樹脂ペーストの粘度調整のための添加剤、ホワイトカーボン等の顔料等各種の添加剤を配合することができる。

本発明の高吸水性多孔質体の製造法は、ポリ塩化ビニル粉末樹脂に所定比率の熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合し、更に所定比率の水溶性塩類と可塑剤及びその他の添加剤を加えてよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。次にこのペーストを型に注入し加熱成形する。成形物は冷却後型より取り出し、水で水溶性塩類を完全に溶出させた後、乾燥し高吸水性多孔質体を得る。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定解釈されるものではない。以下の実施例において用いた吸水速度及び吸水量の測定法及び硬度の測定法を以下に示す。
（吸水速度の測定）
多孔質体の表面に純水１滴を落とし、目視にてこの水滴が完全に吸水消失するまでの時間を測定する。
（吸水量の測定）
乾燥した多孔質体を純水中に浸漬して吸水させ、恒量に達した時の吸水量を測定し、乾燥時の多孔質体の重量に対する重量パーセントで表示する。
（硬度の測定）
高分子計器社製硬度計（Ｃ−型ラバーテスター）により多孔質体表面の硬度を測定する。

実施例１
ポリ塩化ビニル粉末樹脂２８５重量部、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂１５重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。このペーストを金属製の管状の型に注入し、１５０℃の油浴中で４０分間加熱成形した。冷却後内容物を取り出し、水中に浸漬し圧搾、弛緩を繰り返して食塩を溶出した。食塩を完全に除いた多孔質体を乾燥して円筒状の吸水性多孔質体を得た。この吸水性多孔質体は表１に示すように、水滴を１秒以下の瞬時に吸水消失する吸水速度と、１８５％の吸水量を有する優れた吸水性能を示した。またラバーテスターによる硬度は８〜１０で、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合していない塩化ビニル吸水性多孔質体よりやや低い値であった。

実施例２
ポリ塩化ビニル粉末樹脂２７０重量部、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂３０重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。このペーストを金属製の管状の型に注入し、１５０℃の油浴中で４０分間加熱成形した。冷却後内容物を取り出し、水中に浸漬し圧搾、弛緩を繰り返して食塩を溶出した。食塩を完全に除いた多孔質体を乾燥して円筒状の吸水性多孔質体を得た。この吸水性多孔質体は表１に示すように、水滴を１秒以下の瞬時に吸水消失する吸水速度と、１９９％の吸水量を有する優れた吸水性能を示した。またラバーテスターによる硬度は５〜８で、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合していない塩化ビニル吸水性多孔質体より低い値で柔軟性があった。

実施例３
ポリ塩化ビニル粉末樹脂２５５重量部、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂４５重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。このペーストを金属製の管状の型に注入し、１５０℃の油浴中で４０分間加熱成形した。冷却後内容物を取り出し、水中に浸漬し圧搾、弛緩を繰り返して食塩を溶出した。食塩を完全に除いた多孔質体を乾燥して円筒状の吸水性多孔質体を得た。この吸水性多孔質体は表１に示すように、水滴を１秒以下の瞬時に吸水消失する吸水速度と、２３６％の吸水量を有する優れた吸水性能を示した。またラバーテスターによる硬度は５〜７で、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合していない塩化ビニル吸水性多孔質体より低い値で柔軟性があった。

実施例４
ポリ塩化ビニル粉末樹脂２４０重量部、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂６０重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。このペーストを金属製の管状の型に注入し、１５０℃の油浴中で４０分間加熱成形した。冷却後内容物を取り出し、水中に浸漬し圧搾、弛緩を繰り返して食塩を溶出した。食塩を完全に除いた多孔質体を乾燥して円筒状の吸水性多孔質体を得た。この吸水性多孔質体は表１に示すように、水滴を１秒以下の瞬時に吸水消失する吸水速度と、２３７％の吸水量を有する優れた吸水性能を示した。またラバーテスターによる硬度は５〜８で、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合していない塩化ビニル吸水性多孔質体より低い値で柔軟性があった。

実施例５
ポリ塩化ビニル粉末樹脂２００重量部、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂１００重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。このペーストは粘りが不足して注型性が不十分であったが、金属製の管状の型に充填し、１５０℃の油浴中で４０分間加熱成形した。冷却後内容物を取り出し、水中に浸漬し圧搾、弛緩を繰り返して食塩を溶出した。食塩を完全に除いた多孔質体を乾燥して円筒状の吸水性多孔質体を得た。この吸水性多孔質体は表１に示すように、水滴を１秒以下の瞬時に吸水消失する吸水速度と、２６０％の吸水量を有する優れた吸水性能を示した。またラバーテスターによる硬度は５〜７で、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂を配合していない塩化ビニル吸水性多孔質体より低い値で柔軟性があった。

比較例１
ポリ塩化ビニル粉末樹脂３００重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせペーストとする。このペーストを金属製の管状の型に注入し、１５０℃の油浴中で４０分間加熱成形した。冷却後内容物を取り出し、水中に浸漬し圧搾、弛緩を繰り返して食塩を溶出した。食塩を完全に除いた多孔質体を乾燥して円筒状の吸水性多孔質体を得た。この吸水性多孔質体は表１に示すように、滴下した水滴が吸水消失するのに１０秒以上を要する吸水速度の遅いものであり、また吸水量は１００％と低いものであった。またラバーテスターによる硬度は１０〜１１であった。

比較例２
ポリ塩化ビニル粉末樹脂１５０重量部、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂１５０重量部、食塩１９００重量部、ジオクチルフタレート２６０重量部、エチレングリコール１４０重量部、シクロヘキサン５０重量部、ホワイトカーボン３０重量部をよく混合し、ロールで練り合わせたが粘りのあるペーストとならず、金属製の管状の型に注入充填することがでず、吸水性多孔質体は得られなかった。

Claims

ポリ塩化ビニル粉末樹脂１００重量部に対し、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂５〜５０重量部と水溶性塩類を配合して加熱成形後、成形体から水溶性塩類を溶出した高吸水性多孔質体。
ポリ塩化ビニル粉末樹脂１００重量部に対し、熱可塑性ポリウレタン粉末樹脂５〜５０重量部と水溶性塩類を配合して加熱成形後、成形体から水溶性塩類を溶出させる高吸水性多孔質体の製造方法。