JP4795714B2 - 吸水性ポリウレタン発泡体の製造方法 - Google Patents

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る。

従来、止血用パッド等の皮膚に貼り付ける材料としては、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は、紫外線等による変色、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、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、親水性が不十分である。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、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類、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原料を反応させ、発泡及び硬化させて吸水性ポリウレタン発泡体を製造する方法であって、前記ポリオキシエチレン化合物の配合量は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質量部であるとともに、前記反応、発泡及び硬化時の温度が４０〜１３０℃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、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類、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原料を反応させ、発泡及び硬化させて吸水性ポリウレタン発泡体を製造する方法であって、前記ポリエステルポリオール類は、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、及びグリセリンから選ばれる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であり、前記ポリオキシエチレン化合物の配合量は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質量部であるとともに、前記反応、発泡及び硬化時の温度が４０〜１３０℃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、前記ポリイソシアネート類は、脂環族の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、前記ポリオール類、親水化剤としてのポリオキシエチレン化合物、及び発泡剤の水酸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８５〜１００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、前記原料を離型用フィルム上に供給して反応、発泡及び硬化させた後、離型用フィルムを剥離す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。このように、原料組成を調整し、反応時の温度を４０〜１３０℃に設定することにより、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、ポリイソシアネート類は脂環族のポリイソシアネート類であることから、ウレタン化反応を遅らせることができ、請求項１及び請求項２に係る発明の効果に加えて、吸水性ポリウレタン発泡体の製造を容易にすることができる。

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、イソシアネート指数が８５〜１００に設定されることから、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、樹脂化を十分に進行させることができるとともに、ポリイソシアネート類の残留を抑制することができる。

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では、原料を離型用フィルム上に供給して反応、発泡及び硬化させた後、離型用フィルムを剥離することから、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、表面が平滑なシート状の成形体を容易に得ることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用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、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類、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原料を反応させ、発泡及び硬化させる方法である。その方法において、前記ポリオキシエチレン化合物の配合量は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質量部であるとともに、前記反応、発泡及び硬化時の温度が４０〜１３０℃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、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。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。

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。

ポリエステルポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数有する脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート化合物である。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。但し、これらの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。

ポリイソシアネート類のイソシアネート指数（イソシアネートインデックス）は、８０〜１００であることが好ましい。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。イソシアネート指数が８０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１００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たりして好ましくない。

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等のジアミ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。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。

前記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行なう場合には、ワンショット法又はプレポリマー法が採用される。ワンショット法は、ポリエステルポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させる方法である。プレポリマー法は、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各一部を事前に反応させて末端にイソシアネート基又は水酸基を有するプレポリマーを得、それにポリエステルポリオール類又はポリイソシアネート類を反応させる方法である。ワンショット法はプレポリマー法に比べて製造工程が一工程で済み、製造条件の制約も少ないことから好ましい方法であり、製造コストを低減させることができる。

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ポリイソシアネート類との付加重合反応（ウレタン化反応、樹脂化反応）、ポリイソシアネート類と発泡剤との泡化反応及びこれらの反応生成物とポリイソシアネート類との架橋反応（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１〜６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図２に示す製造装置により製造され、図１に示すような断面構造を有している。図１に示すように、シート状をなす吸水性ポリウレタン発泡体１１は、発泡体の両面に発泡体の硬化物による皮膜１４ａ，１４ｂが形成されて構成されている。この皮膜１４ａ，１４ｂの厚さは２〜５０μｍ程度であり、吸水性ポリウレタン発泡体１１の吸水性は十分に発揮される。さらに、発泡体の中心部には低密度層１５が形成され、その低密度層１５と皮膜１４ａ，１４ｂとの間には中心部の低密度層１５より密度の高い高密度層１６ａ，１６ｂが形成されている。すなわち、発泡によって形成されたセル（気泡）１２が発泡体の中心部では大きく、その外側では小さくなるため、中心部では密度が小さく、その外側では密度が大きくなる。吸水性ポリウレタン発泡体１１の厚さ方向には、セル１２が４〜５個存在し、それらのセル１２が連通する連続気泡型の発泡体である。なお、図１に示す吸水性ポリウレタン発泡体１１はその構造を模式的に表したものであり、連続気泡構造を表したものではない。

製造装置について説明すると、図２に示すように、上下一対の送り出しローラ１７ａ，１７ｂには各々離型用フィルム１３ａ，１３ｂが巻回され、両離型用フィルム１３ａ，１３ｂが重ね合されるようにして前方（図中では右方）へ送り出されるようになっている。この場合、下部位置の送り出しローラ１７ｂは右回転し、上部位置の送り出しローラ１７ａは左回転する。離型用フィルム１３ａ，１３ｂは、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等によって形成されている。

上部位置の送り出しローラ１７ａの下方位置には、発泡体の原料１８（液体）を下方へ開口された供給口２１から吐出する原料供給装置２０が配設されている。そして、原料供給装置２０の供給口２１から吐出される原料１８が、下部位置の送り出しローラ１７ｂから送り出され、支持台１９に支持された離型用フィルム１３ｂ上に供給されるようになっている。原料供給装置２０の前方位置には押えローラ２２が配設され、両離型用フィルム１３ａ，１３ｂ間にポリウレタン発泡体の原料１８が挟まれた状態で、両離型用フィルム１３ａ，１３ｂの上面から押圧し、両離型用フィルム１３ａ，１３ｂ間の厚さを調整するようになっている。

この押えローラ２２の前方位置には原料を４０〜１３０℃の温度に加熱して反応及び発泡させる第１加熱装置２３が配設され、その前方位置には原料を５０〜１００℃の温度に加熱して硬化させる第２加熱装置２４が並設されている。第１加熱装置２３の加熱温度が４０℃未満では樹脂化反応が不十分となり、１３０℃を越えると発泡体が熱により劣化して脆くなり、良好な発泡体が得られにくくなる。また、第２加熱装置２４の加熱温度が５０℃未満では発泡体の硬化が不十分になり、良好な硬さを有する発泡体が得られにくく、１００℃を越えると硬化が過度に進行し、連続気泡構造が形成されにくくなる。なお、本実施形態においては支持台１９と第１加熱装置２３とが一体に構成されている。

第２加熱装置２４の前方上下位置には巻き取りローラ２５ａ，２５ｂが配設され、第２加熱装置２４から送り出された離型用フィルム１３ａ，１３ｂがそれぞれ巻き取られるようになっている。そして、両離型用フィルム１３ａ，１３ｂ間に挟まれたポリウレタン発泡体の原料１８が第１加熱装置２３内で反応、発泡され、その後第２加熱装置２４内で硬化（架橋）された後、離型用フィルム１３ａ，１３ｂが巻き取りローラ２５ａ，２５ｂに巻き取られるようになっている。その結果、ポリウレタン発泡体の両面に皮膜１４ａ，１４ｂ及び高密度層１６ａ，１６ｂが形成された前述の吸水性ポリウレタン発泡体１１が製造される。吸水性ポリウレタン発泡体１１の厚さは、０．５〜１０ｍｍ程度が好適である。その場合、吸水性ポリウレタン発泡体１１の密度は８０〜３５０kg／m³程度である。

さて、本実施形態の作用を説明すると、吸水性ポリウレタン発泡体１１を製造する場合には、図２に示す製造装置を用い、離型用フィルム１３ｂ上に原料供給装置２０から原料１８を供給し、その原料１８を離型用フィルム１３ｂと離型用フィルム１３ａとで挟んだ状態で第１加熱装置２３及び第２加熱装置２４内へ供給することにより行われる。得られた吸水性ポリウレタン発泡体１１は、両面に皮膜１４ａ，１４ｂ及び高密度層１６ａ，１６ｂが形成され、良好な吸水性が発現される。

これは、吸水性ポリウレタン発泡体１１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１２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１１内へ入った水は連通されたセル１２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１１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、得られる吸水性ポリウレタン発泡体１１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、発泡体の表面に移行しやすく、吸水性ポリウレタン発泡体１１の吸水性を向上させることができる。このように、原料組成を調整し、反応時の温度を４０〜１３０℃に設定することにより、吸水性ポリウレタン発泡体１１を容易に製造することができる。

・ また、ポリイソシアネート類として脂環族のポリイソシアネート類を用いることにより、ウレタン化反応を遅らせることができ、吸水性ポリウレタン発泡体の製造を容易にすることができる。

・ さらに、イソシアネート指数を８５〜１００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とともに、吸水性ポリウレタン発泡体１１中におけるポリイソシアネート類の残留を抑制することができる。

・ 加えて、原料１８を離型用フィルム１３ｂ上に供給して反応、発泡及び硬化させた後、離型用フィルム１３ａ,１３ｂを剥離することにより、表面が平滑なシート状の成形体を容易に得ることができる。

・ このように、本実施形態の吸水性ポリウレタン発泡体１１は吸水性に優れていることから、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１〜８及び比較例１〜７）
吸水性ポリウレタン発泡体１１の原料１８として、表１及び表２に示す組成のものを用意し、前述した製造装置及び方法により吸水性ポリウレタン発泡体１１を製造した。その場合、第１加熱装置２３の温度を４０〜１３０℃、第２加熱装置２４の温度を７０℃に設定した。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１１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
ＰＥＭ３００：ポリエチレンオキサイ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
ＰＥＧ６００：ポリエチレンオキサイド（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
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
ＧＥ−１０００：ポリエチレンオキサイ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
Ｇ−７００：ポリプロピレンオキサイ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
ＨＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアネート
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
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
Ｂ８３００：シリコーン整泡剤、ゴールドシュミット社製
（外観）
吸水性ポリウレタン発泡体１１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１１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１１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１１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（ＮＯ_２）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）。

表１に示した結果より、実施例１〜８では、吸水性ポリウレタン発泡体１１の外観が良好で、密度は１６８〜３２０kg／m³であった。また、吸水性は４２秒以下で、ほとんどが７秒以下であっていずれも良好であった。さらに、黄変性についても、ΔYIがいずれも１．１２以下で人の目には感知することができないレベルであった。実施例６ではイソシアネート指数を８５に下げたが、黄変性は若干高い（１．１２）ものの問題はなく、吸水性も良好であった。実施例７では脂肪族イソシアネートであるＨＤＩを用いたが、吸水性及び黄変性とも良好であった。実施例８では発泡剤としての水の量を減少させ、密度を３２０kg／m³に高めたが、吸水性及び黄変性とも良好であった。さらに、実施例１〜６及び実施例８では、脂環族のポリイソシアネート類としてイソホロンジイソシアネートを用いたことから、比較例１のトリレンジイソシアネートを用いた場合に比べて、ウレタン化反応が遅く、吸水性ポリウレタン発泡体１１の製造を容易に行うことができた。

一方、表２に示した結果より、ポリイソシアネート類として芳香族ジイソシアネートであるトリレンジイソシアネートを用いた比較例１では、吸水性は良いが、黄変性が不良であった。これは、トリレンジイソシアネートのもつベンゼン環のキノイド化によるものと考えられる。反応、発泡及び硬化時の温度が３５℃である比較例２においては、温度が低過ぎて樹脂化反応が十分に進行しなかった。一方、反応、発泡及び硬化時の温度が１３３℃である比較例３においては、温度が高過ぎて反応が過度に進んでポリウレタン発泡体がぼろぼろになってしまった。比較例４及び５では、親水化剤としてポリプロピレン系の化合物を使用したため、発泡体は親水化が不十分であり、吸水性がいずれも１分以上であった。親水化剤の配合量が０．３質量部である比較例６では、発泡体の親水化が不足し、吸水性が１分以上であった。さらに、親水化剤の配合量が１７質量部である比較例７の場合には、親水性が過剰で発泡体表面に親水化剤が過剰に移行して良好な発泡体を得ることができなかった。

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１１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１１としてスラブポリウレタン発泡体を用い、それをシート状に切り出して作製することもできる。スラブポリウレタン発泡体は原料を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。

・ 吸水性ポリウレタン発泡体１１として、皮膜１４ａ，１４ｂ及び高密度層１６ａ，１６ｂの少なくとも一方又は双方を有しないように構成することもできる。
・ 第１加熱装置２３において、原料１８を挟む離型用フィルム１３ａ，１３ｂの下方及び上方で温度を変え、皮膜１４ａ，１４ｂ及び高密度層１６ａ，１６ｂの有無又はそれらの厚みを変えることができる。

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。
・ 前記原料を離型用フィルム上に供給するとともに、その上に離型用フィルムを被せた状態で反応、発泡及び硬化させた後、双方の離型用フィルムを剥離することを特徴とする請求項４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、両面に皮膜を有するシート状の発泡体を容易に製造することができる。

実施形態における吸水性ポリウレタン発泡体の断面を模式的に示す説明図。 吸水性ポリウレタン発泡体の製造装置を示す概略の説明図。

符号の説明

１１…吸水性ポリウレタン発泡体、１３ａ，１３ｂ…離型用フィルム、１８…原料。

Claims (5)

1. 脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類、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原料を反応させ、発泡及び硬化させて吸水性ポリウレタン発泡体を製造する方法であって、
   前記ポリオキシエチレン化合物の配合量は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質量部であるとともに、前記反応、発泡及び硬化時の温度が４０〜１３０℃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。
2. 脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート類、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原料を反応させ、発泡及び硬化させて吸水性ポリウレタン発泡体を製造する方法であって、
   前記ポリエステルポリオール類は、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、及びグリセリンから選ばれる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であり、
   前記ポリオキシエチレン化合物の配合量は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質量部であるとともに、前記反応、発泡及び硬化時の温度が４０〜１３０℃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。
3. 前記ポリイソシアネート類は、脂環族の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。
4. 前記ポリオール類、親水化剤としてのポリオキシエチレン化合物、及び発泡剤の水酸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８５〜１００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。
5. 前記原料を離型用フィルム上に供給して反応、発泡及び硬化させた後、離型用フィルムを剥離す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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