JPS61254659A - 多孔性シ−ト材料およびその製造方法 - Google Patents

多孔性シ−ト材料およびその製造方法

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JPS61254659A
JPS61254659A JP60096055A JP9605585A JPS61254659A JP S61254659 A JPS61254659 A JP S61254659A JP 60096055 A JP60096055 A JP 60096055A JP 9605585 A JP9605585 A JP 9605585A JP S61254659 A JPS61254659 A JP S61254659A
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glycol
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Katsumi Kuriyama
栗山 勝美
Misao Ichihara
市原 操
Iwao Misaizu
岩雄 美細津
Masashi Kashiwamura
雅司 柏村
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Ukima Chemicals and Color Mfg Co Ltd
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Ukima Chemicals and Color Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多孔性シート材料およびその製造方法に関し
、機械的性質、水蒸気透過性等の諸性能に優れた多孔性
シート材料を高い生産性で提供することを目的とする。
(従来の技術) 従来、天然皮革代用品等としてポリウレタンからなる多
孔性シート材料およびそれらを製造する方法は多数知ら
れており、大別すれば湿式法と乾式法に分けられる。
“ (発明が解決しようとしている問題点)両方法はそ
れぞれ一長一短があり、生産性という面からは乾式法が
優れている。
このような乾式法としては、特公昭48−4380号公
報、特公昭48−8742号公報、特開昭51−410
63号公報、特開昭54−66961号公報および特開
昭54−68498号公報等に記載の方法が知られてい
る。
これらの公知の方法によれば、それぞれ優れた性能の多
孔性シート材料が提供されるが、これらの方法で優れた
性能の製品を得るためには、使用したポリウレタン乳濁
液に使用した有機溶剤と水分とを選択的に蒸発させる必
要があり、ゲル化および乾燥工程に非常に厳格な温度管
理が必要であり、且つ比較的長時間、例えば30分〜1
時間を要するため、他の工程は連続化が可能であるにも
関わらず、このゲル化および乾燥工程のために非常に生
産性が低いという問題がある。
従って、生産性を向上させるためには、上記の如き方法
においてそのゲル化および乾燥工程の厳格な温度等の管
理を不要にして、しかも10分間以下、好ましくは数分
内でゲル化および乾燥工程を完了できるような方法が業
界で強く要望されている。
本発明者は、上述の如き従来技術の要望に応え、従来方
法において、ゲル化および乾燥工程における有機溶剤と
水との選択的な蒸発という煩雑性を解消し、しかもゲル
化および乾燥工程全体をlO分間シメジ下完了させ、し
かも優れた品質の製品を提供し得る方法を得るべく鋭意
研究の結果、これらの方法で使用するポリウレタン乳濁
液の一成分として特定の親水性ポリウレタンを使用した
ものを用いる時は、上述の如き従来技術の欠点が解決さ
れ、上述の業界の要望に十分に応えることが可能である
ことを知見して本発明を完成した。
(問題点を解決する手段) すなわち、本発明は、疎水性ポリウレタン(a)および
親水性ポリウレタン(b)からなる多孔層を基材上に設
けた多孔性シート材料において;上記疎水性ボリウレタ
;(a)が、疎水性ポリオール、有機ジイソシアネート
および鎖伸長剤を反応させて得られる疎水性ポリウレタ
ンであり、上記の親水性ポリウレタン(b)が、ポリ(
オキシアルキレン)グリコールと有機ジイソシアネート
とを反応させて得られる親水性ポリウレタンであり、上
記ポリ(オキシアルキレン)グリコールがポリ(オキシ
エチレン)グリコールとポリ(オキシエチレン)グリコ
ール以外のポリ(オキシアルキレン)グリコールとのブ
ロックコポリマーであり、上記ポリ(オキシエチレン)
グリコールからなるブロックが上記ブロックコポリマー
中で25〜50重量%を占める親水性ポリウレタンであ
ることを特徴とする多孔性シート材料およびその製造方
法である。
本発明を更に詳細に説明すると、本発明方法で使用する
疎水性ポリウレタン(a)それ自体は概念的には公知の
材料であり、疎水性ポリオール、有機ジイソシアネート
および鎖伸長剤を反応させて得られるものである。
疎水性ポリオールとしては、例えば、末端基が水酸基で
あり、分子量が300〜4,000のポリエチレンアジ
ペート、ポリエチレンプロピレンアジペート、ポリエチ
レンブチレンアジペート、ポリジエチレンアジペート、
ポリブチレンアジペ−ト、ポリエチレンサクシネート、
ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンセバケート、
ポリブチレンセバケート、ポリテトラメチレンエーテル
グリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ
へキサメチレンアジペート、カーボネートポリオール、
ポリプロピレングリコール等の03以上のポリ(オキシ
アルキレン)グリコール等が挙げられる。
有機ジインシアネートとしては、4,4′−ジフェニル
メタンジイソシアネート(MDI)、水m加MDI、イ
ンホロンジイソシアネート、l。
3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレン
ジイソシアネート、2.4−)リレンシイ’)シ7ネー
)、2,6−ドリレンジインシアA−ト、t、s−ナフ
タリンジイソシアネート、m −フェニレンジインシア
ネート、p−フェニレンジイソシアネート等があり、あ
るいはこれらの有機ジイソシアネートと低分子量のポリ
オールやポリアミンとを末端インシアネートとなるよう
に反応させて得られるウレタンポリマー等も当然使用す
ることができる。
鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレング
リコール、ジエチレングリコール、l。
4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチ
レンジアミン、1.2−プロピレンジアミン、トリメチ
レンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、デカメチレンジアミン、イソホロンジアミ
ン、m−キシリレンジアミン、ヒドラジン、水等がある
上述の如き材料から得られる疎水性ポリウレタン(a)
は、いずれも本発明において使用できるが、最も好まし
いものはこれらの疎水性ポリウレタン(a)を特定の有
機溶剤中で合成してその分散液また溶液として得られる
ものである。
例えば、疎水性ポリウレタン(11)の分散液または溶
液は、疎水性ポリウレタンCtL)を水との相互溶解度
に限界があり、且つ好ましくは常圧で120℃以下の沸
点を有する有機溶剤(c)中で上記の三成分を反応させ
ることにより得ることができる。この反応条件、例えば
温度や時間等は従来公知の条件でよい。
有機溶剤(c)として好ましいものは、メチルエチルケ
トン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソブチル
ケトン、ジエチルケトン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ
酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等で
あり、また、アセトン、シクロヘキサン、テトラヒドロ
フラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコール、ブタノール、トルエン、キシレン、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、パーク
ロルエチレン、トリクロルエチレン、メチルセロソルブ
、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等も使用で
きる。
これらの有機溶剤中で水との相互溶解度に限界のないも
の、あるいは全く溶解しないものは、他の有機溶剤との
混合物とし、水との相互溶解度に限界をもたせて使用す
る0以上の有機溶剤は勿論混合有機溶剤としても使用す
ることができる。
このような有機溶剤(c)中で疎水性ポリウレタン(a
)を調製することによりそれらの分散液または溶液が得
られるが、その固形分は同一または他溶剤の添加あるい
は除去により約5〜60重量%の範囲とするのが好都合
である。
本発明において使用し、主として本発明を特徴づける親
水性ポリウレタン(b)は、ポリ(オキシアルキレン)
グリコールと有機ジイソシアネートとから従来公知の方
法で得られるものであり、本発明においては、この際使
用するポリ(オキシアルキレン)グリコールとして、そ
の全量の25〜50重量%がポリ(オキシエチレン)グ
リコールからなるブロックであり、他がポリ(オキシエ
チレン)グリコール以外のポリ(オキシアルキレン)グ
リコールのブロックであるブロックコポリマーを使用し
た点に主たる特徴がある。
本発明者の詳細な研究によれば、このような特定のブロ
ックポリ(オキシアルキレン)グリコールを用いた親水
性ポリウレタン(b)を従来公知の方法における親水性
ポリウレタンに代えて使用することにより、従来公知の
方法では達成不能であった簡単且つ短時間でよいゲル化
および乾燥工程を達成でき、優れた生産性で優れた品質
の多孔性ポリウレタンシート材料を提供し得ることを知
見したものである。
これに対して、上記以外のポリ(オキシアルキレン)グ
リコール、例えばポリ(オキシエチレン)ブロックが2
0重量%未満あるいは50重量%を超えるブロックコポ
リマーを使用したり、またオキシエチレン分が20〜5
0重量%であってもランダムコポリマーであるものを使
用したりすると、その理由は不明であるが、いずれも6
0〜150℃で1〜10分間のゲル化および乾燥処理で
は、多孔層中に巨大孔が発生したり、あるいは多孔層か
へ夕る等の問題が避けられないものであった。
親水性ポリウレタン(b)の製造に使用する上記ブロッ
クポリ(オキシアルキレン)グリコール自体は従来公知
であり、種々の組合せおよび各種のポリ(オキシエチレ
ン)ブロック含有量のものが市場から容易に入手し得る
本発明において特に有用であるブロックポリ(オキシア
ルキレン)グリコールは、親水性ブロック、すなわちポ
リ(オキシエチレン)ブロックが全体中で25〜50重
量%を占めるものである。
他のブロックであるポリ(オキシアルキレン)グリコー
ルは、例えばポリオキシプロピレングリコール、ポリ(
オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシヘキ
サメチレン)グリコール、ポリ(オキシヘプタメチレン
)グリコール、ポリ(オキシオクタメチレン)グリコー
ル、ポリ(オキシ1,2−ブチレン)グリコールの如き
C3〜C8のポリ(オキシアルキレン)グリコールある
いは03〜C8のアルキレンオキサイドのランダムまた
はブロックコポリマー等いずれのポリ(オキシアルキレ
ン)ブロックでもよい。
以上の如きポリ(オキシエチレン)ブロック(A)と他
のポリ(オキシアルキレン)ブロック(B)とからなる
ブロックコポリマーは、A−B型、A−B−A型、B−
A−B型、(A−B)B型等いずれの形式のブロックコ
ポリマーでもよい。
また、本発明者の詳細な研究によれば、本発明の目的に
特に好ましいものは、ポリ(オキシエチレン)ブロック
が約200〜3.000の平均分子量を有し、また他の
ポリ(オキシアルキレン)ブロックが約400〜6.0
00の平均分子量を有し、且つブロックコポリマー全体
として約800〜10,000の平均分子量を有するブ
ロックコポリマーであることを知見した。
上記のブロックポリ(オキシアルキレン)グリコールと
反応させる有機ジイソシアネートとしては、前述の如き
従来公知の有機ジイソシアネートあるいは末端インシア
ネートウレタンプレポリマーがいずれも使用できる。
またこのような材料から親水性ポリウレタン(b)を製
造する方法自体は公知の方法がいずれも使用できる。
このようにして得られる親水性ポリウレタン(b)は、
その分子量が約1,000〜50゜000程度であるの
が好ましく、また使用する有機ジイソシアネートの平均
分子量によっても変化するが、得られる親水性ポリウレ
タン(b)中のポリ(オキシエチレン)ブロックは、親
水性ポリウレタン(b)全体中で約20〜45重量%程
度とするのが好適である。
本発明で使用するポリウレタン乳濁液は、前述の疎水性
ポリウレタン(a)、好ましくは前述の如き有機溶剤中
の分散液または溶液と前記の親水性ポリウレタン(b)
(またはその溶液)とを、固形分重量比で疎水性ポリウ
レタン(a)/親水性ポリウレタン(b)=ao〜99
/20〜1の割合で混合し、且つ全体の固形分を約5〜
60重量%に調節し、この混合分散液または溶液を、強
力に撹拌しつつ、この中に飽和量以下の水、例えば、混
合分散液または溶液中の固形分100重量部あたり約5
0〜500重量部の水を添加することにより得られる。
このようにして得られたポリウレタン乳濁液(d)は、
乳白色のクリーム状の流動体であり、そのまま数ケ月間
放置しても安定な状態を保持している。
このようなポリウレタン乳濁液(d)には必要に応じて
各種の添加剤、例えば管色剤、架橋剤、安定剤、充填剤
等公知の添加剤を任意に添加することができる。
本発明で使用する基材としては5例えば各種の織布、編
布、不織布、離形紙、プラスチックフィルム、金属板、
ガラス板等いかなる基材でもよい。
該基材に対する上記ポリウレタン乳濁液(d)の適用方
法は、例えばコーティング法、浸漬法、これらの組合せ
方法等いずれの公知の方法でもよく、その含浸および/
または塗布量は約5〜2、OOOg(配合液) /m+
の如く、その目的に応じて広い範囲で変化させることが
できる。
本発明方法におけるゲル化および乾燥工程は非常に短時
間で、且つ煩雑な処理を必要とせずに完了することがで
き、本発明方法における如き乾式法ではこのゲル化およ
び乾燥方法が多孔性シート材料の生産性の律速段階であ
る点からして、このような短時間のゲル化および乾燥は
従来方法に比して極めて有利な効果である。
すなわち、含浸および/または塗布した基材は、特開昭
51−41063号公報に記載の如き凝固工程を何ら必
要とせず、約60〜150℃で約1〜10分間ゲル化お
よび乾燥処理するのみで目的とする本発明の多孔性シー
ト材料が得られる。
このような短時間でのゲル化および乾燥処理が実現され
るのは、本発明で被膜形成剤として使用する疎水性ポリ
ウレタン(a)が、全ポリウレタン中の大部分を占め、
界面活性剤である少量の親水性ポリウレタン(b)によ
り水とともに安定に分散乳化しており、乾燥時には有機
溶剤(c)の蒸発により速やかに且つ容易に水と接触し
、ゲル化が生じるためであると考えられる。
(作用・効果) 以上の如き本発明により得られた多孔性シート材料は非
常に微細な孔構造を有し、各種物性に優れるとともに優
れた水蒸気透過性を有し、各種の合成皮革等の素材とし
て、衣料、靴、防水布、テント、壁紙、床材、濾過材、
エアコン等のフィルター等に有用である。
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお1
文中部または%とあるのは特に断りのない限りいずれも
重量基準である。
実施例1〜7(疎水性ポリウレタン(a)および親水性
ポリウレタン(b)+7)製造)1、ポリテトラメチレ
ングリコール(平均分子量約i 、ooo、水酸基価1
12)1,000部、エチレングリコール93部および
ジフェニルメタンジイソシアネート625部をメチルエ
チルケトン1,500部中に加え、60℃で8時間反応
後、更に2.500部のメチルエチルケトンを加え、常
温まで撹拌しながら冷却し、固形分30%の乳白色のポ
リウレタン分散液(1)を得た。
2.1.4−ブタンエチレンアジペート(平均分子量約
1.000、水酸基価112)1,000部、1.4−
ブタンジオール144部、メチルエチルケトン1,14
4部およびジフェニルメタンジイソシアネート650部
を70℃で8時間反応後、更に3,042部のメチルエ
チルケトンを加えて均一化し、撹拌しながら常温まで冷
却し、固形分30%の乳白色のポリウレタン分散液(2
)を得た。
3.1.6−へキサメチレンアジペート(平均分子量約
2.000、水酸基価56)1,000部、1.4−ブ
タンジオール125部およびジフェニルメタンジイソシ
アネー)472mをメチルエチルケトンl 、200部
中に加え、70℃で8時間反応後、更に2.526部の
メチルエチルケトンを加えて均一化し、撹拌しながら常
温まで冷却し、固形分30%の乳白色のポリウレタン分
散液(3)を得た。
4.1.4−ブタンエチレンアジペート(平均分子量約
1.000、水酸基価112)1,000部およびイン
ホロンジイソシアネート408部を100℃で6時間反
応後、メチルエチルケトン1.230部、トルエン1.
230部、n−ブタノール1,230部およびインホロ
ンジアミン148部を加え、撹拌して十分に均質化し、
固形分30%のポリウレタン溶液(4)を得た。
5、ポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)
グリコール〔ポリ(オキシプロピレン)/ポリ(オキシ
エチレン)=70/30のブロックコポリマー、平均分
子量約5,300、水酸基価21)1,000部とジフ
ェニルメタンジイソシアネート42部とを80℃で3時
間反応させた後、メチルエチルケトン1.042部を加
え均一になるまで撹拌し、固形分50%、ポリ(オキシ
エチレン)含有率28.8%のポリウレタン溶液(5)
を得た。
6、ポリ(オキシテトラメチレン)ポリ(オキシエチレ
ン)グリコール〔ポリ(オキシテトラメチレン)/ポリ
(オキシエチレン)=80/40のブロックコポリマー
、平均分子量約3,100、水酸基価3631,000
部とトリレンジイソシアネー)45gとを90℃で4時
間反応させた後、メチルエチルケトンl 、045部を
加え均一になるまで撹拌し、固形分50%、ポリ(オキ
シエチレン)含有率38.3%のポリウレタン溶液(6
)を得た。
7、ポリエチレングリコールアジペートグリコール(平
均分子量約690、水酸基価162)100部と水添加
ジフェニルメタンジイソシアネート76部とを110℃
で4時間反応させN00%6.92のウレタンプレポリ
マーを得た。
次にポリ(オキシテトラメチレン)ポリ(オキシプロピ
レン)ポリ(オキシエチレン)グリコール〔ポリ(オキ
シテトラメチレン)/ポリ(オキシプロピレン)/ポリ
(オキシエチレン) =3O/30/40のブロックコ
ポリマー、平均分子量約7,000、水酸基価16)1
,294部を加え、110℃で8時間反応させた後、メ
チルエチルケトン1.470部を加え、均一になるまで
撹拌し、固形分50%、ポリ(オキシエチレン)含有率
35.2%のポリウレタン溶液(7)を得た。
実施例8〜13(ポリウレタン乳濁液(d)の製造) 実施例1〜7の生成物、有機溶剤(c)および水をホモ
ミキサーで撹拌し、下記のポリウレタンW10乳濁液(
d)を調製した。
8、ポリ レタン    8 ポリウレタン分散液(t)     too部ポリウレ
タン溶液(5)       5部メチルエチルケトン
        20部トルエン          
   20部水                  
       80部9 、 ポ リ   し   ン
         9ポリウレタン分散液(2)   
  100部ポリウレタン溶液(5)       6
部ジオキサン            10部トルエン
             10部キシレン     
        20部水             
            60部10、ポリ レタン 
   lO ポリウレタン分散液(2)      100部ポリウ
レタン溶液(6)      3.5部メチルエチルケ
トン        20部キジロール       
     20部水                
         75部11、  ポ リ   し 
 ン        11ポリウレタン分散液(3) 
    100部ポリウレタン溶液(6)      
2.5部テトラヒドロフラン        20部キ
シレン             20部水     
                     80部1
2 、 ボ リ   し   ン         l
 2ポリウレタン分散液(3)     loo部ポリ
ウレタン溶液(7)       6部メチルエチルケ
トン       150部メチルイソブチルケトン 
     20部水                
          70部13、  ボ リ   し
   ン        l 3ポリウレタン溶液(4
)      100部ポリウレタン溶液(5)   
    5部炭酸カルシウム          10
部トルエン             30部メチルエ
チルケトン        20部水        
                   80部上記ポ
リウレタン乳濁液(8)〜(13)の性質は下記第1表
の通りである。
一自覧−U 1員1    五1ユ」Nユ    l並宏8    
 21.000(cps)     14.4($)9
     18.000       1B、010 
    28.000       14.511  
   24.000       14.012   
    130       9.513     3
4.000       17.3備  考 安定性・・・3ケ月以上変化なし 実施例14〜20 前記第1表のポリウレタン乳濁液(8)〜(13)を各
種の基材に含浸および/または塗布し、ゲル化および乾
燥して各種の本発明の多孔性シート材料を得た。その製
造条件および結果を下記の第2表および第3表に示す。
実施例14 m   8    LJi   離型紙・rrI″  
200(塗布) 1日」  85℃3分 実施例15 1員羞  8LJt   ナイロンタックm″  60
0(塗布) IL!LL!!E90℃4分 実施例16 □ 9 □ 綿布 ’          rn’   400(塗布)F
JL!LB  90℃2分 実施例17 1員J10LJt   ↑/R起毛布 “         m″  800(塗布)1u」 
 9o”C25分 実施例18 乳」1揄  11     基−−材   綿  布・
、         m″  300 (塗布)1u」
  90℃2分 実施例19 1屋J!12LJt   不織布 ’          rn”   1000(塗布)
1u」  100℃5分 実施例20 11113   L]  テトロンタフタ−+    
      m’   100(塗布)1u」  95
℃2分 3    シート !UIJ  LI    ユ    旦     凹 
    N14   白色 0.485  74  9
580  均一緻密15    //    0.51
7  20?    7240     l118  
  tt    O,4811218930//17 
   tt    O,52428941850//1
8    tt    O,538936120tt1
9   ”      −−8890//20    
//    0.885   67   8350  
   //備考 ■・・・見掛比重(g/cml) ■・・・厚さくIL) m ・・・透湿度Cg /rn’ −24h)(JIS
 ZO208B)■・・・内部孔構造 以上の通り本発明によれば、優れた物性の多孔性シート
材料が極めて短時間のゲル化および乾燥処理で得ること
ができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)疎水性ポリウレタン(a)および親水性ポリウレ
    タン(b)からなる多孔層を基材上に設けた多孔性シー
    ト材料において;上記疎水性ポリウレタン(a)が、疎
    水性ポリオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤
    を反応させて得られる疎水性ポリウレタンであり、上記
    の親水性ポリウレタン(b)が、ポリ(オキシアルキレ
    ン)グリコールと有機ジイソシアネートとを反応させて
    得られる親水性ポリウレタンであり、上記ポリ(オキシ
    アルキレン)グリコールがポリ(オキシエチレン)グリ
    コールとポリ(オキシエチレン)グリコール以外のポリ
    (オキシアルキレン)グリコールとのブロックコポリマ
    ーであり、上記ポリ(オキシエチレン)グリコールから
    なるブロックが上記ブロックコポリマー中で25〜50
    重量%を占める親水性ポリウレタンであることを特徴と
    する多孔性シート材料。
  2. (2)疎水性ポリウレタン(a)、親水性ポリウレタン
    (b)、有機溶剤(c)および水からなる油中水型のポ
    リウレタン乳濁液(d)を基材に含浸および/または塗
    布し、ゲル化および乾燥することからなる多孔性シート
    材料の製造方法において;上記疎水性ポリウレタン(a
    )が、疎水性ポリオール、有機ジイソシアネートおよび
    鎖伸長剤を反応させて得られる疎水性ポリウレタンであ
    り、上記の親水性ポリウレタン(b)が、ポリ(オキシ
    アルキレン)グリコールと有機ジイソシアネートとを反
    応させて得られる親水性ポリウレタンであり、上記ポリ
    (オキシアルキレン)グリコールがポリ(オキシエチレ
    ン)グリコールとポリ(オキシエチレン)グリコール以
    外のポリ(オキシアルキレン)グリコールとのブロック
    コポリマーであり、上記ポリ(オキシエチレン)グリコ
    ールからなるブロックが上記ブロックコポリマー中で2
    5〜50重量%を占める親水性ポリウレタンであること
    を特徴とする多孔性シート材料の製造方法。
  3. (3)ゲル化および乾燥を、60〜150℃で1〜10
    分間で行う特許請求の範囲第(2)項に記載の多孔性シ
    ート材料の製造方法。
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