JP6449204B2 - 衛生材料用ウレタンフィルム - Google Patents
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Description
このように従来の衛生材料用透湿性シートは、柔軟性、引き裂き強度、及び透湿性、尿等低表面張力液の防漏性等吸収性物品の透湿・防漏シートとして要望される物性を全て満足するに至っていない。
(A)は(A)の重量に基づいてポリオキシエチレン鎖を50〜95重量%含有するのが好ましく、70〜90重量%含有するのがさらに好ましい。
炭素数2〜20のジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸(例えばコハク酸、アジピン酸及びセバシン酸)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸及びイソフタル酸)及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
ポリラクトンポリオールの具体例としては、例えばポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール及びポリカプロラクトントリオール等が挙げられる。
また、ウレタン樹脂(U2)のオキシエチレン基の含有量としては、透湿性の観点から、(U2)に対して20〜60重量%が好ましい。より好ましくは30〜58重量%であり、更に好ましくは40〜55重量%である。20重量%以上であるとウレタンフィルムの透湿性が十分であり、また60重量%以下であるとウレタンフィルムの機械強度が十分である。
変性ポリイソシアネートの具体例としては、カルボジイミド変性MDI等が挙げられる。これらの中で機械強度の観点から好ましいのは、芳香族ポリイソシアネートであり、更に好ましいのは、TDI、粗製TDI、MDI、粗製MDI及びこれらのイソシアネートの変性物であり、特に好ましいのは、MDI、粗製MDI並びにこれらの変性物の合計含有量が10重量%以上(特に15〜80重量%)である。有機ポリイソシアネート成分(B)全体としてのイソシアネート基含有量(NCO%)は25〜45重量%が好ましい。
X2を構成するために用いられる活性水素含有化合物としては、上述のX1で示した活性水素含有化合物と同様の物が挙げられ、X2とX1はそれぞれ同一でも異なっていてもよいが、機械強度及び耐洗濯性の観点から、X1と少なくとも1つのX2とは異なる基であることが好ましい。
また、X2の価数は機械強度の観点から、通常2〜20であり、好ましくは2〜8、更に好ましくは2〜4、最も好ましくは2である。
尚、化合物(H1)の製造に当たっては、これらのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)及び酸ハライド(酸のクロライド等)]を用いることもできる。
X4を構成するために用いられる活性水素含有化合物としては、上述のX3で示した活性水素含有化合物と同様の物が挙げられ、X4とX3はそれぞれ同一でも異なっていてもよいが、機械強度の観点から、X3と少なくとも1つのX4とは異なる基であることが好ましい。
また、X4の価数は機械強度の観点から、通常2〜20であり、好ましくは2〜8、更に好ましくは2〜4、最も好ましくは2である。
尚、化合物(H2)の製造に当たっては、これらのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)及び酸ハライド(酸のクロライド等)]を用いることもできる。
一方、化合物(H2)の場合の水酸基価は、好ましくは70〜500mgKOH/g、更に好ましくは75〜350mgKOH/gである。化合物(H2)の水酸基価が70mgKOH/g未満ではウレタンフィルムの機械強度が低下する傾向にあり、500mgKOH/gを超えるとウレタンフィルムの耐水性が低下するおそれがある。
一方、化合物(H2)におけるY3の濃度は、化合物(H2)1g中の残基Y2のミリモル数を意味し、ウレタンフィルムの機械強度の観点から、好ましくは1.0〜6.0mmol/g、更に好ましくは1.1〜3.5mmol/gである。Y2の濃度が1.0mmol/g以上ではウレタンフィルムの機械強度が向上する傾向にあり、6.0mmol/g以下ではウレタンフィルムが固くならず、得られるバックシートの風合いが良好である。
一方、化合物(H2)のカルボニル基濃度は、化合物(H2)1g中のカルボニル基のミリモル数を意味し、ウレタンフィルムの機械強度の観点から、好ましくは3.0〜20mmol/g、更に好ましくは3.3〜11mmol/gである。カルボニル基濃度が3.0mmol/g以上ではウレタンフィルムの機械強度が向上する傾向にあり、カルボニル基濃度が20mmol/g以下ではウレタンフィルムが硬くならず、風合いが良好である。
一方、化合物(H2)のモル平均官能基数は、ウレタンフィルムの機械強度の観点から、1〜4が好ましく、更に好ましくは2〜3、特に好ましくは2である。
また、本発明のウレタンフィルム(F2)において、化合物(H2)の含有量の好ましい範囲は、ウレタン樹脂(U2)の重量に対して0.01〜5重量%であり、さらに好ましい範囲は0.03〜3%である。0.01重量%以上の場合は、ウレタンフィルム(F2)の機械強度向上の効果があり、5%以下の場合はウレタンフィルム(F2)の透湿性能が向上する。
尚、本発明におけるポリウレタン樹脂のMwは、ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記)を溶媒として用いポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される。サンプル濃度は0.25wt%、カラム固定相はTSKgel SuperH2000、TSKgel SuperH3000、TSKgel SuperH4000(いずれも東ソー株式会社製)を各1本連結したもの、カラム温度は40℃とすればよい。
また、酸化防止剤としては、フェノール系[2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール及びブチル化ヒドロキシアニソール等];ビスフェノール系[2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)等];リン系[トリフェニルフォスファイト及びジフェニルイソデシルフォスファイト等]等が挙げられる。
・ 本発明におけるポリウレタン樹脂組成物(U11)又はポリウレタン樹脂(U2)を押出機中で溶融し、Tダイに押し出してフィルム化する方法(Tダイ法)
(2)本発明におけるポリウレタン樹脂組成物(U11)又はポリウレタン樹脂(U2)を溶媒に溶解し、得られた溶液を離型紙上に塗工し、乾燥することでフィルム化する方法(乾式加工法)
さらに詳しくは、ポリウレタン樹脂組成物(U11)またはウレタン樹脂(U2)に顔料、安定剤およびその他の添加剤を含有する塗工液を調製し、これをナイフコータ、パイプコータ、バーコータ等を用いて離型紙上に塗工した後、100〜160℃程度で30秒〜5分間程度、エアーオーブン等の乾燥機で乾燥させることでウレタンフィルム(F1)または(F2)を形成させる。該ウレタンフィルムの厚みは、塗工液を塗布する際、コータのスリットのクリアランスの調整や、塗布、乾燥を繰り返すことで調整される。ウレタンフィルム(F2)も(F1)と同様にして製造される。
上記の製造方法のうち、加工に必要な設備の汎用性の観点から(2)の方法が好ましい。
衛生材料用ウレタンフィルム(F1)又は(F2)を使用したバックシートは、例えば、生理用ナプキン、尿取りライナー、産褥ショーツ、母乳パッド、汗脇パッド、紙おむつ、ペットシート、病院用ガウン及び手術用白衣等で例示される吸収性物品として使用される。
撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物(三洋化成工業株式会社製「サンニックスPL−910」;Mn900、水酸基価124.7)900部、無水トリメリット酸384部及びトリエチルアミン404部を仕込み、窒素雰囲気下、0.20MPa、80±5℃で2時間反応させ酸無水物基部分のハーフエステル化を行い、プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物1モルに無水トリメリット酸が2モル反応したエステル化物を得た。続いてベンジルクロリド508部を入れ、70±5℃で、2時間反応させた。その後、分液を行い、前記エステル化物のカルボキシル基をベンジルオキシカルボニル基とした化合物(H1−1)を得た。
その後、表1、実施例1に示す処方に従って、ポリオキシエチレン鎖を有する高分子ジオール(A)[CARBOWAX4000(Dow社製)、数平均分子量4000、水酸基価28mgKOH/g]、鎖伸長剤(C)、ジイソシアネート(B)及び有機溶剤を反応容器に仕込み、乾燥窒素雰囲気下、70℃で12時間反応させて、その後、反応停止剤(D)を仕込み、1時間末端停止反応を行うことでポリウレタン樹脂(U1−1)の溶液を得た。最後に予め合成した(H1−1)を表1に記載の部数にしたがい(U1−1)の溶液に配合し、ウレタン樹脂組成物(U11−1)を得た。
表1に示した処方の数字は重量部数を示す。
撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物(三洋化成工業株式会社製「サンニックスPL−910」;Mn900、水酸基価124.7)900部、無水トリメリット酸384部及びアルカリ触媒(N−エチルモルホリン)1.0部を仕込み、窒素雰囲気下、0.20MPa、130±10℃で5時間反応させ酸無水物基部分のハーフエステル化を行い、プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物1モルに無水トリメリット酸が2モル反応したエステル化合物を得た。続いてEO198部を100±10℃で、圧力が0.50MPa以下となるよう制御しながら、5時間かけて滴下した後、100±10℃で1時間熟成して、前記エステル化合物のカルボキシル基にEOが付加した化合物(H1−2)を得た。最後に(H1−2)を表1、実施例2に記載の部数にしたがい上記(U1−1)の溶液に配合し、ウレタン樹脂組成物(U11−2)を得た。
撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物(三洋化成工業株式会社製「サンニックスPL−910」;Mn900、水酸基価124.7)900部、無水トリメリット酸384部及びアルカリ触媒(N−エチルモルホリン)1.0部を仕込み、窒素雰囲気下、0.20MPa、130±10℃で5時間反応させ酸無水物基部分のハーフエステル化を行い、プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物1モルに無水トリメリット酸が2モル反応したエステル化合物を得た。続いてEO396部を100±10℃で、圧力が0.50MPa以下となるよう制御しながら、5時間かけて滴下した後、100±10℃で1時間熟成して、前記エステル化合物のカルボキシル基にEOが付加した化合物(H2−1)を得た。その後、表1、実施例3に示す処方に従って、ポリオキシエチレン鎖を有する高分子ジオール(A)、鎖伸長剤(C)、ジイソシアネート(B)、化合物(H2−1)及び有機溶剤を反応容器に仕込み、乾燥窒素雰囲気下、70℃で12時間反応させて、その後、反応停止剤(D)を仕込み、1時間末端停止反応を行うことでポリウレタン樹脂(U2−1)の溶液を得た。
化合物(H1)を添加しない以外は実施例1と同様にしてウレタン樹脂(U’11−1)を得た。
プロピレングリコールのPO/EOブロック付加物900部をポリオキシプロピレントリオール(三洋化成工業株式会社製「サンニックスGP−3000」;Mn3200、水酸基価52.6)3200部に、無水トリメリット酸384部を無水フタル酸444部に、EOの仕込み量を149部に変更して合成した(H’1−1)を使用する以外は実施例1と同様にしてウレタン樹脂組成物(U’11−2)を得た。
無水トリメリット酸384.0部を無水フタル酸296部に、EOの仕込み量を99.0部に変更して合成した(H’2−1)を使用する以外は実施例3と同様にしてウレタン樹脂(U2’−1)を得た。
本発明の衛生材料用ウレタンフィルム(F1-1)、(F1-2)、(F2-1)および比較例として用いるウレタンフィルム(F’1−1)、(F’1−2)、(F’2−1)の製造方法およびそれらを用いた評価方法について以下に詳細を説明する。
評価結果を表2に示した。
実施例1〜3および比較例1〜3で得られたウレタン樹脂溶液を、離型処理したガラス板上に0.7mmの厚みに塗布し、70℃の循風乾燥機で3時間乾燥した後、ガラス板から剥がすことにより得られた厚さが約0.2mmのウレタンフィルム(F1-1)、(F1-2)、(F2-1)、(F’1−1)、(F’1−2)、(F’2−1)と市販のPE(ポリエチレン)製多孔質膜(膜厚20μm、透気度700秒/100cc、平均細孔半径(水銀圧入法)0.04μm)を準備した。準備した引張試験用フィルムを温度25℃、湿度65%RHに調整した室内に1日間静置した後、JIS K 6251に従い、100%応力および引張強度を測定した。
上記ウレタン樹脂溶液を離型紙上に35μmの厚みに塗布し、120℃の循風乾燥機で5分間乾燥した後、離型紙から剥がすことにより得られた厚さが約10μmの透湿度試験用ウレタン樹脂フィルムと上記市販のPE(ポリエチレン)製多孔質膜を準備した。
準備したフィルムサンプルについて、JIS L−1099塩化カルシウム法(A−1)に基づいて透湿度を測定した。
上記透湿度測定用フィルムと同様にして作製したフィルムの上に、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)系ホットメルト接着剤を目付5g/m2となるように点状に散布した後、目付量20g/m2のポリプロピレンスパンボンド不織布とを加圧ロールによって圧着し、貼り合せた後、離型紙を剥離させ風合い評価用のサンプルを得た。風合い評価は健康な成人20人の手による官能評価で行い、その平均値から下記の基準で評価した。
1:非常に柔らかい
2:柔らかい
3:やや硬い
4:硬い
風合い評価用のシート作成手順と同様にバックシートを作成し、透湿性フィルム側を径3 c m のシリンダー端部にシリコーンゴムパッキン付リングで固定し、シート通気面が径3 c m とした。シリンダーに人工尿を3 5 c m の高さまで入れ、24時間後の不織布側の触感で以下の評価基準に従って防漏性を評価した。なお、用いた人工尿は、尿素1 . 9 4 % 、塩化ナトリウム0 . 7 9 5 % 、硫酸マグネシウム0 . 1 1 0 % 、塩化カルシウム0 . 0 6 2 % 、硫酸カリウム0 . 1 9 7 % 、赤色2 号( 染料) 0 . 0 1 0 % 、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルで表面張力を4 5 d y n e / c m に調整した。
○:水漏れなし
×:水漏れあり
Claims (5)
- ポリオキシエチレン鎖を有する高分子ジオール(A)、ジイソシアネート(B)、及び鎖伸長剤(C)を必須構成単量体とするポリウレタン樹脂(U1)と下記の一般式(1)で表される化合物(H1)を含有する衛生材料用ウレタンフィルム用ポリウレタン樹脂組成物(U11)。
- オキシエチレン基含量がポリウレタン樹脂組成物(U11)の重量に対して20〜60重量%である請求項1に記載のポリウレタン樹脂組成物(U11)。
- 高分子ジオール(A)の水酸基価が11〜224mgKOH/gである請求項1又は2に記載のポリウレタン樹脂組成物(U11)。
- 鎖伸長剤(C)がエチレングリコールである請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物(U11)。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の衛生材料用ウレタンフィルム用ポリウレタン樹脂組成物(U11)を含有する衛生材料用ウレタンフィルム(F1)。
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