JPS62181318A - 重合体スポンジおよびその製造方法 - Google Patents

重合体スポンジおよびその製造方法

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JPS62181318A
JPS62181318A JP61292266A JP29226686A JPS62181318A JP S62181318 A JPS62181318 A JP S62181318A JP 61292266 A JP61292266 A JP 61292266A JP 29226686 A JP29226686 A JP 29226686A JP S62181318 A JPS62181318 A JP S62181318A
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

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】 一返JL力!一 本発明は、親水性ポリウレタン/ポリ尿素スポンジおよ
びその製造方法に関する。合成スポンジは家庭および工
業用洗浄用途において有用である。
背景技術 セルローススポンジは、多くの洗浄用途に広く使用され
ている。セルローススポンジを提供する方法は、有毒な
気体状および液体副生物の故に、環境的に不利である。
ボリクレタンスポンジ材料は既知であり、しかも長年月
利用されている。これらのスポンジのほとんどは、イン
シアナート末端ポリエチレンオキシげ、ポリゾロビレy
オキシv1ポリエステルまたはこれらの組み合せから合
成される。共反応体は、通常同様の重合体主鎖のポリオ
ールまたはポリアミンである。また、架橋化系の発生に
加えて発泡剤(fなわち二酸化炭素〕を発生する共反応
体として、水も用いられる。これらの材料の大部分は、
はとんど親水性のない(中程度のバルク親水性であるが
表面性質は劣る)スポンジ材料を生成し、しかもこれら
の特注はセルローススポンジと関連あるものは少ない。
親水性であるとクレームされる材料は、通常犠性的親水
化会物を含有するかまたは過大の膨潤度(50%より大
]を有する。
インシアナート末端スルホポリエチレンオキシドプレボ
リマーは、現在特許前足されている米国特許出願用56
2,459号明細書に記載され、しかも1985年5月
30付Qノその一部継続出願米国特許出a第739,5
42号明細曹にも記載されてめる。フオーム用途用の他
のスルホン化プレポリマーは、米国特許第3.988.
268号明細書に記載されている。他に、スルホンfヒ
ウレタンの使用は、水+@注または水分散性材料の合成
に主に限定されている、飼えば英国特許第1,483.
687号明細書。インシアナート末端ポリエチレンオキ
シドをベースとするプレポリマーは米国特許第4.16
0.076号、@4.!l 84,050号、第4.3
84,051号および第4.377.645号明細書に
記載されている。
発明の要約 簡単には、本発明は、スルホ基含有ポリ尿素およびポリ
ウレタンの少なくとも1種を含む吸水性スポンジを提供
し、重合体は20.000分子鎗単位当たり少なくとも
1スルホネート当敏を含有する。1合体は、3,000
分子歓単立〜io、oo。
分子歓単立当たり1スルホネ一ト単位を含有するのが好
ましい。
他の面におりで、本発明は、 l)芳香族または脂Fvj族エーテル基、2)芳香族ま
たは+J=肋族エステル基、3)ペンダントスルホネー
ト基な含有する中心アレーンポリイルまたはアルカンポ
リイル基であり得る線状または分校有機基をそり主鎖に
旨み、しかもインシアナート基によって末端キャッピン
グされた対称または非対称インシアナート末端スルホポ
リウレタン尿素と1〕水および(または)2)ポリオー
ルあるいはポリアミンプラス発泡剤の何れかを含む共反
応体の反応生成物である親水性ポリウレタン/ポリ尿素
スポンジな提供する。
多くの用途において、スポンジは乾燥時に過度の収縮に
抵抗するのが望ましい。特に、家庭および工業用洗浄に
常用される研摩スクラビングパッドに積層されるスポン
ジは、魅力的でな(なり、しかもある場会は乾燥時に積
層品の接着層が破損する。スポンジのW潤および乾燥状
態の間の体積の天きいf動はこのような用途にお匹で有
害である。
本発明のスポンジは、篤くべきことに、乾燥時にスポン
ジが著しく低い収縮、丁なわちセルロースをベースとす
るスボシジに比べて3096.40僑または50%まで
の低収縮を示す点でセルロースをベースとするスポンジ
よりもすぐれて論る。
全吸水量および吸水速度は、セルロースをベースとする
スポンジと少なくとも同じまたは一層良好である。さら
に、本発明のスポンジの湿拭嘔り能力は、セルロースを
ベースとするスポンジと同等であり、しかも天然スポン
ジおよび既知のポリウレタンスポンジよりもすぐれてい
る。
本発明の好ましい物品をキ、寸法3.0cx〜1.0マ
イクロメートル未満、好ましくは1.0α〜1.0マイ
クロメートル未満の範囲の連続気泡を有し、乾燥密度0
.03 、!T’ /cm3〜0.19 /cm”の範
囲内、および好ましくは水中体積膨潤度60チ未満を有
する。スポンジは、下記の性能面、すなわち湿拭取り、
吸水速度、水中膨潤度S(乾燥時に低収縮〕、引張強さ
およびタフネスにおいて既存のセルロース誘導スポンジ
と同等であるかまたは向上する。
この出願において、 「スポンジ」は液体吸収可能の多孔性連続気泡塊を意味
し、しかも湿時に弾性かつ可撓性であり、「可撓性」は
割れまたは破壊なく角度180゜曲げることの可能なこ
とな意味し、 「湿拭取り」は湿ったスポンジが表面から水を除く能力
を意味し、 「脂肪族」は特記しない限り、線状、分校または環式を
意味し、 「インシアナート末端スルホポリウレタン」ヲ\そり主
鎖に、非酸化物酸素原子またはエステル基によって中断
され得る線状、分校および脂環式基および芳香族基から
選ばれた2個の有機基、有機基の間に条な(とも1個の
ペンダントスルホネート塩基を含有する中心アレーンポ
リイルまたはアルカンポリイル基を有し、しかもインシ
アナート基によって末端キャッピングされた化合物を意
味し、正確な対称は必要なりが、中心アレーンポリイル
基またはアルカンポリイル基は常に2個の有機基の間に
位置する、 「低級アルキル」は1個〜4個の炭素原子を意味し、 「ペンダント」は重合体り主鎖から吊下っていることを
意味し、 「カテナリー」は主鎖中であって、ペンダントまたは末
端基中を意味しない、 「スルホ」は−803H基またはその塩を意味し、「ス
ルホ化合物」はペンダントスルホ基を含有する化合物を
意味し、しかも 「多数」は3またはそれ以上の数を意味する。
詳細な説明 本発明は、式 を有する多数の単位および尿素単位−NHC!NH−お
よ(式中、Rは原子価2.6または4を有する有機基で
あり、しかも2個〜12個の炭素原子を有する線状およ
び分枝脂肪族基、5個〜50個の炭素原子を有する5員
および6員脂肪族および芳香族炭素環式基から選ぶこと
ができ、 R1は原子価(b+1)を有し、式   “HXRl(
XH)bo 〔式中、R1は個々の酸素原子、−0a−および−NH
O−基によって分離された線状基0nH2nおよびCn
H2n−2 〔式中、nは2〜12の整数である〕、5員または6負
犬素環式基および5〜20個の炭素原子の芳香族基から
選ばれた単位の約110個までの炭素原子の鎖である〕 を有する脂肪族または芳香族ポリエーテル、ポリエステ
ルまたはポリアミドポリオールある匹はポリアミンの残
基である線状または分枝有機基から独立に選ばれ(有機
基は分子蓋約2000までを有する)、bは1.2また
は6(1)整数であり、R7は、式 %式% (式中、Mは陽イオンであり、しかも好ましくはMはN
aの少なくとも1個であるが、MはH,KまたはLlの
ようなアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属陽イオン
(例えばMg、CaまたはBa)あるいはアンモニウム
、メチルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ジエチル
アンモニウム、トリエチルアンモニウム、テトラエチル
アンモニウムおよびベンジルトリメチルアンモニウム陽
イオンのような第一、第二、第三または第四アンモニウ
ム陽イオンであり、かりdは[1,2または6を有する
数である〕 を有するスルホアレーンおよびスルホアルカンジカルボ
ン酸から2個のカルボキシル基およびd個のスルホ基を
除いた後に残存する、6個〜20個の炭素原子を有し、
原子価d+2を有するアレーンポリイル基(多価アレー
ン基]または2個〜20個の炭素原子を有するアルカン
ポリイル(多価アルカン〕基であり、 R3は2個〜50個の炭素原子を有する線状または分枝
脂肪族基または5個〜50個の炭素原子および原子価C (式中、Cは値2〜5を有する数である)の芳香族基で
あり(基は任意に1個〜20個の非する)、あるいはR
3は5個〜20個の炭素原子を有する5員または6員脂
環式基あるいは芳香族基であり、かつ Xは独立に一〇−または−NH−である)から選ばれた
複数の単位を含むスポンジを提供する。
重合体状三次元網目を言み、しかも吸収度乾燥スポンジ
1g当たり水10.V〜50g1好ましくは水10y〜
30.9および吸水速度0.001.u/c!ILに1
5秒〜0.04 & /at?/ 5秒、密度肌011
/cm3〜0.4II/cIIL3、好ましくは0.0
3 g/ cm” 〜0.11 / crIL3の範囲
内、水中体積膨潤度百分率50チ未満、好ましくは30
%未満、最も好ましくは15チ〜25チおよび湿拭取り
能力85%〜約100%を有し、しかも前記のようにセ
ルロースおよび天然スポンジのものと同等または一層良
好の追加の性質を有する。本発明のスポンジは、セルロ
ーススポンジの製造方法よりも一層簡単な方法によって
製造でき、しかも環境を害する副生物の大量を生成しな
い。
本発明の方法において、ポリウレタン/ポリ尿素スポン
ジは 1.1985年12月10日付特許証の発行された米国
特許第4,558,149号の一部継続出願である譲渡
人の四時出願の米国特許出願 筒739,542号明細書に詳述され、かつ式R↓〔X
δNR(NCO)a″)bおよび       Val 0ONR(Neo > aIV (式中、R,R1,R2、X、M%t)およびdは前記
に定義された通りであり、かつaは値1.2または3を
有する数であり、インシアナート末端ポリウレタン/尿
素は好ましくは分子量範囲600〜5,000内を有す
る】 インシアナート末端スルホポリウレタン/尿素(式V)
および任意に好ましくはインシアナート末端ポリウレタ
ン/尿素(式va)およぶポリインシアナート(式■)
を含む混合物約1当量と2、a)水1モル〜50モルお
よび b)ポリオール約0.8モル〜1.2モルおよび(また
は)ポリアミンプラス発泡剤0.05モル〜1.5モル
の少なくとも1種を官有し得る共反応体の反応によって
提供される。
インシアナート末端スルホポリウレタンの製造には、約
100%過剰までの量(例えばスルホボフロ リオールまたはスルホポリアミン1モル当たりポリイン
シアナート約4モルまで〕のスルホポリオールまたはス
ルホポリアミンとの反応において式IVのポリインシア
ナートの過剰を富み得る。このような過剰を用いる場合
、過剰のポリインシアナートと混合された式vbよび式
vaのインシアナート木端スルホ化合物が得られる。
本発明の方法は、下記の70−チャート(式中、R,R
”、R2、R3、X%M%a、b、cおよびdは前記に
定義された通りである)にお^て示される。
−チャート 式Vおよび式Vaのインシアナート末端スルホポリウレ
タン/尿素を与える工程(a)、(1))fi+および
(b) t21は、米国特許出願第739.542号明
細書に記載されている。好ましくは、インシアナート末
端スルホポリウレタン/尿素は、式Iのスルホアレーン
またはスルホアレーンジ力ルざン酸(あるいは低分子蓋
、すなわち約94未満のアルコールから製造されたこれ
らのエステル、これらの酸無水物またはこれらの酸ハロ
ダン化物)1モルを、2b個のヒドロキシル基および(
または〕アミノ基(式中、bは1.2または3の整数で
ある]を有するスルホ化合物と呼ぶスルホポリオールま
たはスルホポリアミンを形成するアミノ基およびヒドロ
キシル基から選ばれた(b+1)個の基を有する式■の
単量体状または重合体状ポリオールまたはボリアき72
モル〜4モルと反応させることによって製造される。単
量体状または重合体状ポリオールまたはポリアミン2モ
ルより多くを使用する場合、また式Vリインシアナート
末端ポリウレタン/尿素も形成される。次いでスルホ化
合物(式■)またはスルホ化合物と式Vaの化合物の混
合豐を、有機ポリインシアナート2b〜16bプラス8
モルまでと反応させて、インシアナート末端スルホ化合
物を形成する。当朶界において既知のようにこれらの反
応は、ジブチル錫ジラウレートのような水銀、鉛または
錫触媒の存在下に実施できる。好ましくは、触媒は、米
国特許第2,916,464号明細書に開示されたよう
に第三アミン、アルミン酸三カルシウムまたはトリエチ
レングリコールのモリブデンエステルのカリウム塩であ
る。スルホ化合物の製造は、反応体を、温度150°C
〜300°C5好ましくは200℃〜250℃において
減圧下または不活性雰囲気下に約2時間〜20時間、好
ましくは4時間〜10時間卯熱することによって実施で
きる。
本発明のポリウレタン/ポリ尿素スボンソの製造におい
て有用な脂UJ族または芳香族ポリオールであり得る式
■のポリオール(HO)1.RIOHは分子量62〜2
000までな有し、しかも例えば2個〜4個のヒドロキ
シル基な有する単量体状および重合体状ポリオールがあ
る。単量体状ポリオールのガとしては、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、エチレングリコール、ヘ
キサ)1 f V 7グリコール、シクロヘキサメチレ
ンジオール、1.1w1−トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリトリトールがある。重合体状ポリオールc/)
13i+1としては、分子量106〜約2000を有す
るポリオキシアルキレンポリオール(fなわちジオール
、トリオールおよびテトロール)、有機ジカルボン酸と
多価アルコールのポリエステルジオール、トリオールお
よびテトロールおよびポリラクトンジオール、トリオー
ルおよびテトロ−ルがある。重会体状ポリオールの列と
しては、ユニオン・カーバイド、コネチカット州ダンバ
リー所在から入手できるカルボワックス(Oarbow
ax”)ポリオールのようなポリオキシエチレンジオー
ル、トリオールおよびテトロール、クエーカー・オーツ
・カンパニーイリノイ州シカゴ所在から入手できるポリ
メグ(Polymeg TM)のようなポリオキシテト
ラメチレンジオール、モベイ・ケミカル・カンパニーか
ら入手できるマルトン(Multon TM)ポリ(エ
チレンアジペート〕ポリオールのようなポリエステルポ
リオールおよびユニオン・カーバイドから入手できるP
C!P TMボリオールりようなポリカプロラクトンポ
リオールがある。
芳香族ポリオールのガとしては、0−lm−およびp−
7タル酸のような芳香族ジカルボン酸およびジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、グリコール、グ
リセリンおよびペンエリトリトールのような過剰のジオ
ールから製造されたポリエステルポリオールおよびアジ
ピン酸のようtジカルざン酸およびし1戸ルシノールか
ら製造されたポリエステルポリオールがある。単量体状
ポリオールの列としては、レゾルシノールおよび0−l
m−およびp−キシレン−α、α′−ジオールがある。
式■のポリアミンは、分子量60〜2000を有し、し
かも2個〜4個のアミン基を有する単量体状および重合
体状第一および第二脂肪族および芳香族アミンがある。
例としては、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミ
ン、ジエチレントリアミン、ピペラジンのようLアルキ
レンジアミンおよび分子量約400を有するポリオキシ
プロピレンジアミンであるシェフアミン(Jeffam
lne TM)D−400,分子量約260を有するポ
リオキシプロピレンジアミンであるシェフアミン(Je
ffamine TM) D −230、分子量約40
0を有するポリオキシブαピレントリアミンであるシェ
フアミy (Jeffamine ”) T −403
およびそれぞれ分子[600〜900を有てるポリオキ
シエチレンジアミンであるシェフアミン(Jsffam
ina TM) ED 600およびEiD 900の
ような商品名シェフアミン(Jeffamine TM
) ct) 下に、テキサコ・カンパニー・インコーホ
レーテッドの子会社であるジエファーンン・ケミカル・
カンパニー・インコーホレーテッドから入手できるポリ
アミンのような他のポリアミンがある。さらに、アジピ
ン酸ジヒドラジドまたはエチレンジヒドラジドのような
とドラジノ化合物を使用でき、またエタノールアミン、
ジェタノールアミンおよヒトリス(ヒドロキシエチル〕
エチレンジアミンのようなアルカノールアミンもまた使
用できる。
分子量約300〜1000を有てる重合体状ポリオール
およびポリアミンが好まし一〇 本発明のポリウレタン/ポリ尿素スポンジの製造に有用
な式■のスルホアレーン−およびスルホアルカンジカル
ボン酸は、既知のスルホアレーン−およびスルホアルカ
ンジカルボン酸の10」れかである。これらの例として
は、米国特許 第3,821.281号明細書に記載されたスルホコハ
ク1!2.2−スルホグルタル酸、2.5−ジスルホア
ジピン醗、2−スルホ−デカンニ酸のようなスルホアル
カンジカルボン酸、5−スルホナフタリン−1,4−ジ
カルボン酸、4.5−ジスルホナフタリン−1,8−ジ
カルボン酸、スルホベンジルマロン酸りようなスルホア
レーンジカルざン酸、および英国特許第1,006,5
79号明細書に記載の9.9−ジ(2′−力ルボキシエ
チル)フルオレン−2−スルホン酸のようなスルホフル
オレンジカルボンばかある。前記のスルホン酸の相当す
る低級アルキルエステル、ハロダン化物、無水物および
塩も、製造において使用できることが分かる。
本発明のポリウレタン/ポリ尿素スポンジの中間体であ
るインシアナート末端スルホ化合物を形成するために式
■のスルホ化合物とり反応に使用できる式IVのポリイ
ノシアナートは既知のポリインシアナートの何れかであ
る。好ましbポリイソシアナートはへキサメチレンジイ
ンシアナート、トルエンジインシアナート、インホロン
ジインシアナート、3,5.5−トリーメチル−1−イ
ンシアナト−6−インジアナトメチルシクロヘキサン、
4.4’−ジフェニルメタンジインシアナート(MDI
)、4 、4’、 AI−)リインシアナトトリフェニ
ルメタンおよびポリメチレンポリフェニルインシアナー
トである。他のポリインシアナートは、既知であり、し
かも多くの他のものり中で米国特許第5,700,64
3号および第!1,600,359号明細書に記載のも
のがある。また、アインネート(1sonate ) 
143 L TMr液体MDI」としてアツゾジョン・
ポリマー・ケミカルズから入手できるMDIとMDIの
三歓体の混合物のようなポリインシアナートの混合物も
便用できる。
また、工程(b)において、ポリインシアナートに2重
量チまでの水を加えることも本発明の範囲内である。水
の添7Jnによって、■およびVaの化合物に尿素結合
が生成する。
本発明のポリウレタン/ポリ尿素スポンジは、工程(C
j)、(d)および(8)の何れかによって提供できる
工8(C)においては、式V、Vaおよび■の化合物を
含むインシアナート末端スルホ化合物混合物約1当量を
水1モル〜50モルと混合でる。好ましく 4”!、 
、 非イオンアルキルフェニルポリエーテルアルコール
〔フルaニツ/ (Pluronic ) L−64T
M。
ビー・エイ・ニス・エフ・ワイアンドット・コーポレー
ション、ニューシャーシー州パーシツパニイ所在〕のよ
うな界面活性剤o、oi嵐量%〜5.0重社儂およびN
−二チルモルホリン(テキサコ・ケミカル・カンパニー
〕・Q)ような触媒0.0重筐俤〜2.Om駄%な71
0える。他の有用な触媒としては、ダブコ(DABC!
OTM) (エアー・プロダクツ、アンド・ケミカルズ
・インコーホレーテッド・ペンシルベニア州アレンタウ
ン所在〕として入手できるような錫触媒またはウレタン
触媒がある。工程(θ)において、触媒を使用できるが
、一般に必要ない。
触媒は、インシアナート末端スルホボリウVタンと混合
する前に水と共に8口えて樹脂の架橋および002発生
を促進し、しかも一層像密度および一層多い連続気泡構
造スポンジを与える。有用な発泡剤としては、トリクロ
ロフルオロメタン〔フレオy (Freon −113
)、デュポン・デ・ネモアス・カンパニー、プラウエア
州つイルミントン所在〕のような、式Vの化合物に溶解
する任意の気体または揮発性有機化合物がある。反応混
合物を高速機械攪拌に好ましくは環境条件において約8
0 Orpmで20秒〜60秒供し、医いでこり反応混
合物を直ちに子容器に注入し、その後樹脂の膨張が起こ
る。樹脂のこめ膨張において、多孔性連続気泡塊を形成
させる化学反応において炭酸ガスが放出する。得られた
スポンジをトリムして、外j鱒な除き、次に低温(35
℃〜80℃、好ましくは約50℃〕において0.5時間
〜6時間、好ましくは約2時間オープン硬化でる。
スポンジを、工程(C)を経て製造てる場合、このスポ
ンジは多数の単位 P−N−0−N−P      +     P−N−
C!−N−Pvyi           l ビウレット ■ およびR,R1,R2、M%X、l)j?、J:びdは
前記に足載された通りである〕 を有する1棟または1種より多い三次元架橋分子であり
得る。
スポンジが工程(中または(+3)を経て製造される場
合、操作な、下記 式V、Vaおよび■の化合物のインシアナート末端スル
ホポリウレタン/尿素混合物約1モル、ポリオール R
’ (OH)。(式Vl) 0.8モル〜1.2モルま
たはポリアミンR3(N)12)。(式■)0.5%ル
〜1.5モルに、発泡剤1重置%〜20重1%(好まし
くは5重量俤〜15重量%)を加える。この発泡剤は、
工程(C)に対すると同様の操作を用いて混合される。
工程(d)の反応は、工程(1))に記載の触媒および
旨を含むのが好ましい。工程(e)は、一般に触媒を必
安どしない。工程(d)または(θ)において、ポリオ
ールまたはポリアミンに加えて必要な発泡剤を増卯また
は供給でる発泡剤に0口えてまたは代わりに水の量、丁
なわちo、o i x緻%〜40.O重t%を用するの
が有利であろう。りように改変する。
工程(d)および(e)において使用できるポリオール
R3(OH)  およびポリアミンR3(NF2)は、
式■の(Hc 脂肪族ポリオールおよびポリアミンが好ましい。
1.2−51,3−および1,4−フェニレンジアミン
、トルエンジアミンのような芳香族ポリアミンは量(一
般に約50重t%まで〕で使用できる。式■のスルホポ
リオールは工程(d)においても使用できる。
工程(C)、(d)および(e)においては、生成物は
、ポリ尿素(Vl )および(または)(■)、ポリウ
レタン(X)およびビウレット単fi(IX)の混合物
を富み得る。
本発明のスポンジの製造において、発泡剤は反応工程(
d)または(e)のポリアミンまたはポリオールと共に
有用である。有用な発泡剤としては、01〜CB炭化水
素、塩化メチレン、ジクロロエタン、モノフルオロトリ
クロロメタン〔フレオン(FrθOn〕113TM、デ
ュポン〕、ジフルオロジクロロメタンリようrLalお
よびC2塩素化炙化水索、アセトンおよび二酸化炭素、
窒素または空気のような非反応注気体がある。
当業界において既知のように、スポンジの製造レイヨン
、セルロース、ポリフロピレン、ケインウ粘土および他
の無機光てん剤)、脱臭剤、薬牧殺虫剤、殺菌剤、抗菌
剤、保湿剤、顔料または染料のような種々の補助剤をス
ポンジに混入できる本発明σシポリウレタン/ポリ尿素
スポンジは、同程度の密度のセルローススポンジと同等
または一層良好な吸水速度、セルローススポンジと同等
の吸水度を示し、しかも駕異的に低い膨潤度、すなわち
体積膨潤度60%未満を有するが、一方セルローススポ
ンジは60優またはそれ以上膨@する。本発明のスポン
ジは、不織スポンジ積層品〔例えばスコッチプライト(
Scotchbrite T町スポンジ積層品、6M1
ミネンタ州セントボール所在〕、布へりスポンジ積層品
、合成セーム革、バーンナルケアおよび医療製品を初め
家庭および工業用途がある。
下記の列において、下記の試験方法を用いた。
1、 膨潤度チ創定操作 約5αX 5 cm X O,6αリスポンジ試料を6
4℃にお−で6時間オーブン乾燥した。乾燥体積な計算
するためにスポンジの長さ、幅および厚さを測、  定
した。次いで、スポンジを十分に水をもって飽和しく水
中に約1時間浸漬して、できる限り膨潤0  させる)
、絞り出して、次に湿体積を計算するために寸法を測定
した。体積変化%(膨潤度%)はによって計算した。
2、吸収速度11111定操作 約5cIrLX 5c+rtX O,6crILのスポ
ンジ試料を、試験前に1時間水中に浸漬することによっ
て製造した。
このスポンジを絞り、秤量し、次いでこのスポンジの長
さおよび幅を測定した。吸水速度は、水オーバーフロー
レベル下3 rm ICrtいた多孔金属板を備えた水
容器中で測定した。各器への一定流量によって、水をこ
のレベル′に一定に保ち、水を室温(約21 ’C)に
保った。
速度を測定するために、スポンジを、測定部分が金属板
と接触するように多孔板の表面に載直し、矢いでこり位
置に正確に5秒間保った。スポンジを収り出し、次いで
、直ちに秤量して吸収された水の量を測定した。欠^で
、吸水速度をによって計算した。
6、湿拭取り測定操作 乾燥スポンジな切断して、寸法 7.6crrtX 10.2mX 1.3c!IL’に
有する試料を与え、次いで21℃において水中で絞って
、空気を除いた。次いで、ゴムローラー絞り機を用いて
空気中で絞って過剰の水を除いた。次いで、スポンジを
秤量し、次に1緻をMlとして記録した。蒸留水20&
を清浄なガラス鏡り表面上に注ぎ、次いでυ口圧せずに
絞ったスポンジ試料を5往復運動で水中な迫した。次め
でスポンジを再秤量し、しかも重量をM2として記録し
た。
M2− Ml 拭取り舵力慢=       x100本発明の目的お
よび利点は、下配りガによってさらに具体的に説明され
るが、これらの例に詳述されたそり特別の材料および緻
および他の条件および詳細は、本発明を不当に制限でる
とは解釈されない。
gAUl−スルホ化合物合成(工程a〕11フラスコに
、機械攪拌機、窒素パージ、凝縮器および凝縮物用受器
を備えた。このフラスコに、エチレンオキシVポリオー
ル〔カルボワックM ス600   (aarbOWaX 6 Q Q TM
)、二ニオ7−カーバイV、コネチカット州ダンバリー
所在〕1.0モル(600#)、5−スルホインフタル
酸ジメチルナトリウム(真空乾燥器中でl0D0Cより
高温であらかじめ乾燥した) 0.25モル(24,O
y)およびトルエン100gを装入した。フラスコをウ
ッド金属浴中で150’0まで加熱して、トルエンを蒸
留し、従って反応体を乾燥した。全トルエンを除いた時
に、反応体を200°GK加熱し、こり時にZn(OA
Q)20.2 gを7J[lえる( 0.03 ft%
)。メタノールの発生を伴うエステル化が起こった。臥
度を4時間で245℃に上昇し、この時に圧力を30分
〜60分間/ailc減少した。熱樹脂を乾燥容器に注
入し、次論で乾燥N2下で蓋締めして、吸水を防ぐ。こ
りジオールのOH当量は、NCo法によって求めて代表
的に約465j!1モルOHであった。
14J 2− インシアナート末端キャッピング反応(
工程b) 21フラスコに、機械攪拌機、添7JI]漏斗、乾燥窒
素パージおよび油浴加熱を備えた。このフラスコに4,
4’−ジフェニルメタンジインシアナートをベースとす
るポリインシアナート(アインネーM ト143L   、アップジョン、ミシガン州カラマス
ー所在)の混合物s o o、o 、yおよびエタンス
ルホン酸(この酸は迅速攪拌しながら徐々に導入した)
 0.58& (0,05重置%)を装入した。こり混
合物の温度な60℃に上昇し、こり時に11!11にお
いて製造されたスルホゾオール465.0.9の添71
0を始めた。添加は最大発熱80°Cを与える速度で約
1時間続けた。添770が完了した時に、反応を70℃
に2時間保ち、こり時に樹脂を乾fiN2下に予備乾燥
された容器に注入した。代表的Ne。
当量3B!1M1モルNCOを有するインシアナート末
端スルホポリウレタンの存在が認められた。
列6−スボンゾ形成反応 例2におけるように製造されたインシアナート末端スル
ホポリウレタン70.0 &を500−のプラスチック
ビーカーに秤取した。別の50mビーカーにおいて、水
30.9を非イオンアルキルフェニルポリエーテルアル
コール界面活性剤(fルロニツクL −64TM) 0
.35.9 、 N−エチルモルホリン0.53.9お
よび水溶性染料(所望ならば〕と混合した。2者を、約
800 rpmにおりで20秒〜30秒高速機械攪拌機
をもって混合し、次いで樹脂の著しい膨張が起こる前に
、直ちにアルミニウムパンに注入した。化学反応におい
て002が故出し、多孔性連続気泡塊が形成した。得ら
れたスポンジをトリムして、外1−を除き、欠いでこの
スポンジを50°Cにおいて2時間オーブン7m化しに
0名称5hcv得られ1こスポンジのa能を、列4にd
己*Itする。
成分の混合が高速攪拌機をもって60秒〜40秒であっ
た以外は、この例を繰り返して、名称3Bのスポンジを
得た。
成分の混合が高速攪拌機をもって10秒〜20秒であっ
た以外は、この例を繰り返して、名称6Cのスポンジを
得た。
例4 3種の異なった化学組成(若干は同様の密度を有でる)
のスポンジの吸水性を評価した。データを下記第1表に
示す。
第1表のデータから、非イオンスポンジの吸水速度およ
び湿拭敗つはセルローススポンジおよび列3のスポンジ
(それぞれ0.017 & /cnL”秒および90俤
〜95%)に比して低く(それぞれ0.0021 / 
cm2秒および45% 〜90%)Ic比して低く、し
かもPI 3のスポンジの膨潤度百分率(15%〜25
%〕は非イオンスポンジ(40%〜60%) j?l:
ヒセルローススポンジ(30%〜60%〕よりも驚異的
に低−ことが分かる。
例5 例1に記載のように装備した11フラスコに、トリエチ
レングリコール〔オールドリッチ(Aldrich )
 ) 1.67モル(250,0,9) 、アジピン酸
ジメチル(オールドリッチ)1.11モル(162,2
,V)およびトルエン100gを装入した。このフラス
コをウッド金属浴中で140℃に加熱して、トルエンを
蒸留し、従って反応体を乾燥した。次いで酢酸亜鉛0.
10.Vを加えた。加熱を温度200℃まで続けた。メ
タノールの発生が起こり、トリエチレングリコールとア
ジピン酸のエステル化を示した。次めで5−スルホイン
フタル醗ジメチルナトリウム(真空乾燥基中で1000
0におりであらかじめ乾燥した) 0.28モル(82
,2jりおよび酢酸亜鉛0.0EMff710えた。
フラスコ内容物の温度を、次いで250°GK上昇し、
次に5時間保った。次いでフラスコの圧力を1時間にI
 BK減少して、揮発分を除すた。この方法によって得
られたスルホポリエステルジオールは、代表的にインシ
アナート滴定によって求めたとドロキシル当置約700
を有した。
前記のように得られたスルホポリエステルジオール(3
50,9)は、例2り操作に従ってアインネート143
L250#とり反応によって末端キャッピングしたイン
シアナートであった。インシアナート当址580を有す
るインシアナート末端スルホポリエステルポリ−ウレタ
ンが得られた。
前記インシアナート末端スルホポリエステルポリオール
を用めて例6の操作に従って製造されたスポンジは、飼
3リスボンジと同様の¥f性を有した。
例6〜列 15 第2表に示fA欄に示した材料を用いて例6に記載の操
作に従った反応によって、スポンジを製造した。A 4
11111σツインシアナ一ト末端スルホ化合物は、B
欄に示すスルホ化合物1モルに対してアインネー)14
3I、  数モルを用いて、例2に記載Qノ操作に従っ
て製造された。C欄のスルホ化合物は、インフタル酸ゾ
メチルナトリウム1モルとC欄に示す重合体状ジオール
数モルの反応によって製造された。
gAU6〜例15に例数5ように製造されたスルホ化合
物含有スポンジは親水性であり、しかも種々の密度、吸
水速度、膨?1Sii度百分率および湿拭取り特注な示
す。
例16〜例22 第3表に示すスポンジを、高速機械攪拌機を用いて、例
6のインシアナート末端スルホ化合物43yを、約80
0 rpmにおいて20秒〜30秒、示した材料と混合
し、混合物を直ちにアルミニウムパ゛ンに注入し、次い
で発泡混合物をi o o 0cのオープンに入れ、こ
のオープンで混合物を30秒〜60秒硬化させ、次いで
オープンから取り出すことによって工程(d)に従って
製造した。
(n)  列6のインシアナート末端スルホ化合物(p
)  ポリカプロラクトントリオール(ユニオン・カー
バイ−から入手できる) (Q)  例7のスルホグリコール (r)  例9リインシアナート末端スルホ化合物(θ
)界面活性剤はプルロニックし−64であつγ−(t)
  Rm 剤は、フレオン1130代わりにペンタンで
あった。
(u)  各組成物において用いた触媒はジプチル錫ジ
ラウレート0.1yであった。
水の代わりにポリオール硬化剤を用いて製造された親水
性スポンジは、インシアナート末端スルホ化合物用硬化
剤として水を用めで製造されたものと同様の特性な有す
るようになし得ることが認められろ。
ガフ6〜例27 ポリオールの代わりに水に浴解したポリアミンを硬化剤
として用いて、?t116〜例22り操作を繰り返した
。使用した材料を第4表に示す。
′F2] 水の代わりに、ポリアミンを用いて製造された親水性ス
ポンジは、硬化剤としてポリオールを用すて製造された
ものと同様の特性な有した。同様のスポンジは、硬化剤
としてポリオールとポリアミンの混合物を用いて製造で
きる。
列28 flJ iに記載のように装備された21のフラスコに
、トリエチレングリコール6.0モル(450、V)、
インフタル酸ジメチル1.0モル(1911)、?レイ
ン酸ジメチル1.0モル(144g)およびトルエン1
50&Y装入した。フラスコをウッド金属浴中で140
℃に加熱して、トルエンを蒸留し、従って反応体を乾燥
した。仄すで酢酸亜鉛0.2gを710え、次に温度2
00°Cまで加熱を続けた。メメノール発生り完了後、
5−スルホインフタル酸ジメチルナトリウム(真空乾燥
基中で100°Cにおいて、あらかじめ乾燥した)0.
5モル(148y)および酢酸亜鉛o、os、yをフラ
スコに添加し・た。欠いで、フラスコ内容物の温度を2
50℃に上昇し、次いで5時間保った。欠いでフラスコ
り圧力を1時間1u+に減少して揮発分を除いた。この
方法によって得られたスルホジオールは、代表的に、イ
ンシアナート滴定によって求めたヒドロキシル当緻約6
60を有した。
前記のように得られたスルホポリエステルジオール(7
80,9)をカルボワックス6001モル(600&)
と混合し、次いで列2の操作によってアインネート14
3L1502&をもって末端キャッピングした。このよ
うにして、インシアナート当量480〜500を有する
インシアナート末端スルホポリエステルポリウレタンが
得られた。
前記インシアナート末端スルホポリエステルポリオール
を用Aて、例3の操作に従って製造されたスポンジは、
列6リスポンジのもσりと同様の特性を有した。
声j29 If!l 1におけるように製造されたスルホジオール
(419&Jを、トリメチロールプロパン4.5yと混
合し、久いで例2の操作に従ってアインネー)143L
500.@なもって末端キャッピングした。得られたス
ルホポリウレタンを、列6り操作に従って発泡し、親水
性、弾性連続気泡リフォームを得た。
VAJ30−インシアナート末端キャッピング反応(工
程b) 21のフラスコに、機械攪拌機、添vl]漏斗、乾燥窒
素パージおよび油浴710熱を備えた。フラスコに、4
 、4’−ジフェニルメタンジインシアナートをベース
とするポリインシアナートり混合物(アM インネー)143L   、アップジョン、ミシガン州
力うマズー所在)500.0.!IIおよびエタンスル
ホン酸(こり酸は迅速攪拌しながら徐々に導入した) 
0.58 、u (0,05鼠鉱%)を装入した。こり
混合物の温度を60℃に上昇し、こり時にりIJ IV
cおけるように製造したスルホジオール465.Oyお
よび水2.3&C/)添7113を始めた。趨卯は、最
高発熱80℃を与える速度において約1時間続けた。
添加か完了した時に反応を70℃に2時間保ち、その時
に樹脂を、乾燥N2下に予備乾燥された容器に注入した
。代表的NCO当ft4.150 !!1モルNCOを
有するインシアナート末端スルホポリウレタン/尿素の
存在が分かった。
前記インシアナート末端スルホポリウレタン/尿素を用
いて、例3の操作に従って製造されたスポンジは、しI
J 3におけるスポンジのものと同様の特性を有した。
本発明の種々の修正および変更は、本発明σノ範囲およ
び精神から逸脱することな(、当業者に明らかであり、
しかも本発明は、本明細書に示された例示的実施態様に
不当に限定されなりと理解されたbo

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スルホ基含有ポリ尿素およびポリウレタンの少な
    くとも1種を含む(重合体は20,000分子量単位当
    たり少なくとも1スルホネート当量を含有する)ことを
    特徴とする、吸水性スポンジ。
  2. (2)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Rは原子価2、3または4を有し、2個〜12
    個の炭素原子を有する線状および分枝脂肪族基、5個〜
    50個の炭素原子を有する5員および6員脂肪族および
    芳香族炭素環式基から選ばれた有機基であり、 各R^1は独立に、個々の酸素原子、▲数式、化学式、
    表等があります▼および▲数式、化学式、表等がありま
    す▼によつて分離された線状基C_nH_2_nおよび
    C_nH_2_n_−_2 (式中、nは2〜12である)、 5員または6員炭素環式基および5個〜20個の炭素原
    子の芳香族基から選ばれた単位中に110個までの炭素
    原子の鎖からなる、原子価(b+1)を有する線状また
    は分枝脂肪族基であり(脂肪族基は分子量2000まで
    を有する)、bは1、2または3の整数であり、かつ R^2は原子価d+2を有し、かつ 6個〜20個の炭素原子を有するアレーンポリイル基(
    多価アレーン基)または2個〜20個の炭素原子を有す
    るアルカンポリイル(多価アルカン)基であり、dは1
    、2または3の数であり、Xは独立に−O−または−N
    H_2−であり、しかもMは陽イオンである〕 を有する多数の単位を含む、特許請求の範囲第1項に記
    載のスポンジ。
  3. (3)▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化
    学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
    ます▼および ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^3は2個〜50個の炭素原子を有する線状
    または分枝脂肪族基または5個〜50個の炭素原子の原
    子価c (式中、cは値2〜5を有する数である) を有する芳香族基であり(基は任意に1個〜20個の非
    過酸化物酸素原子、▲数式、化学式、表等があります▼
    および▲数式、化学式、表等があります▼基を含有する
    )、あるいはR^3は5個〜20個の炭素原子を有する
    5員または6員脂環式基または芳香族基である〕 からなる詳から選ばれた多数の単位をさらに含む、特許
    請求の範囲第2項記載のスポンジ。
  4. (4)a)その主鎖に、1)脂肪族、脂環式または芳香
    族エーテル基および2)脂肪族、脂環式または芳香族エ
    ステル基からなる群から選ばれた線状または分枝有機基
    および1個〜3個のペンダントスルホネー基を含有する
    中心アレーンポリイル基またはアルカンポリイル基を含
    み、イソシアナート基によつて末端キャッピングされた
    イソシアナート末端スルホポリウレタン/尿素と b)1)水、2)ポリオールプラス発泡剤および3)ポ
    リアミンプラス発泡剤の少なくとも1つを含む共反応体
    の反応生成物を含むスポンジ。
  5. (5)前記イソシアナート末端スルホポリウレタン/尿
    素が、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する化合物および任意に式OCNR(NCO)_a
    および ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Rは2個〜12個の炭素原子を有する線状およ
    び分枝基、5個〜50個の炭素原子を有する5員および
    6員炭素環式基から選ばれた原子価(a+1)を有する
    有機基であり、aは値1、2または3を有する数であり
    、 R^1は、任意に個々の酸素原子、▲数式、化学式、表
    等があります▼および▲数式、化学式、表等があります
    ▼基によつて分離された、線状基C_nH_2_nおよ
    びC_nH_2_n_−_2(式中、nは2〜12であ
    る)、5個〜20個の炭素原子の芳香族基および5員ま
    たは6員炭素環式基から選ばれた110個までの炭素原
    子の飽和または不飽和鎖を含む原子価(b+1)を有す
    る線状または分枝有機基から独立に選ばれ(有機基は分
    子量2000までを有する)、bは1、2または3の整
    数であり、 R^2は原子価d+2を有し、しかも6個〜20個の炭
    素原子を有するアレーンポリイル基(多価アレーン基)
    または2個〜20個の炭素原子を有するアルカンポリイ
    ル(多価アルカン)基であり、かつdは値1、2または
    3を有する数であり、Xは独立に−O−または−NH−
    であり、かつMは陽イオンである〕 を有する化合物の少なくとも1つを含む、特許請求の範
    囲第4項に記載のスポンジ。
  6. (6)a)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ の少なくとも1つを有するイソシアナート末端スルホポ
    リウレタン/尿素、 b)式 OCNR(NCO)_a を有するポリイソシアナート、 c)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Rは2個〜12個の炭素原子を有する線状およ
    び分枝基、5個〜50個の炭素原子を有する5員および
    6員炭素環式基から選ばれた原子価(a+1)を有する
    有機基であり、aは値1、2または3を有する数であり
    、R^1は任意に個々の酸素原子、▲数式、化学式、表
    等があります▼および▲数式、化学式、表等があります
    ▼基によつて分離され得る2個〜12個の−CH_2−
    基の単位中の線状基C_nH_2_nおよびC_nH_
    2_n_−_2(式中nは2〜12である)、5個〜2
    0個の炭素原子の芳香族基、および5員または6員炭素
    環式基から選ばれた110個までの炭素原子の飽和また
    は不飽和鎖を含む原子価(b+1)を有する線状または
    分枝有機基から独立に選ばれ(有機基は分子量2000
    までを有する)、bは1、2または3の整数であり、 R^2は原子価d+2を有し、かつ6個〜20個の炭素
    原子を有するアレーンポリイル基(多価アレーン基)ま
    たは2個〜20個の炭素原子を有するアルカンポリイル
    (多価アルカン)基であり、かつdは値1、2または3
    を有する数であり、xは独立に−O−または−NH−で
    あり、 Mは陽イオンである〕および d)(1)水および(2)ポリオールまたはポリアミン
    プラス発泡剤からなる群から選ばれた化合物の反応生成
    物を含むスポンジ。
  7. (7)乾燥スポンジ1g当たり水10g〜50gの吸収
    度を有する、特許請求の範囲第1項に記載のスポンジ。
  8. (8)吸水速度0.001g/cm^2/5秒〜0.0
    4g/cm^2/5秒を有する、特許請求の範囲第1項
    に記載のスポンジ。
  9. (9)密度0.01g/cm^3〜0.4g/cm^3
    の範囲内を有する、特許請求の範囲第1項に記載のスポ
    ンジ。
  10. (10)水中体積膨潤度百分率25%〜50%を有する
    、特許請求の範囲第1項に記載のスポンジ。
  11. (11)水中体積膨潤度百分率30%未満を有する、特
    許請求の範囲第1項に記載のスポンジ。
  12. (12)MがH、アルカリまたはアルカリ土類金属陽イ
    オンまたは第一、第二、第三または第四アンモニウム陽
    イオンである、特許請求の範囲第2項に記載のスポンジ
  13. (13)繊維、充てん剤、脱臭剤、薬物、殺虫剤、殺菌
    剤、抗菌剤、保湿剤、顔料または染料からなる類から選
    ばれた補助剤をさらに含む、特許請求の範囲第1項に記
    載のスポンジ。
  14. (14)前記重合体が3,000分子量単位〜10,0
    00分子量単位当たり、1スルホネート当量を含有する
    、特許請求の範囲第1項に記載のスポンジ。
  15. (15)a)式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する化合物および任意に式 OCNR(NCO)_aおよび▲数式、化学式、表等が
    あります▼ を有する化合物の少なくとも1つ〔式中、Rは原子価2
    、3または4を有する有機基であり、しかも2個〜12
    個の炭素原子を有する線状および分枝基、5個〜50個
    の炭素原子を有する5員および6員炭素環式基から選ば
    れ、R^1は個々の酸素原子、▲数式、化学式、表等が
    あります▼および▲数式、化学式、表等があります▼基
    によつて分離された、2個〜12個の−CH_2−基の
    単位中の線状基C_nH_2_nおよびC_nH_2_
    n_−_2基 (式中、nは2〜12である)、 芳香族基および5員または6員炭素環式基から選ばれた
    110個までの炭素原子の飽和または不飽和鎖を含む原
    子価(b+1)を有する線状または分枝有機基から独立
    に選ばれ(有機基は分子量2000までを有する)、b
    は1、2または3の整数であり、かつ R^2は原子価d+2を有し、しかも6個〜20個の炭
    素原子を有するアレーンポリイル基(多価アレーン基)
    または2個〜20個の炭素原子を有するアルカンポリイ
    ル(多価アルカン)基であり、dは1、2または3の数
    であり、 Xは独立に−O−または−NH−であり、かつMは陽イ
    オンである〕 を有する化合物の少なくとも1種を含むイソシアナート
    末端スルホポリウレタン/尿素を提供し、b)前記スル
    ホポリウレタン/尿素を (a)水および (b)ポリオールまたはポリアミンプラス発泡剤の少な
    くとも1つ の少なくとも1つと反応させ、次いで c)得られたスポンジを単離することを特徴とする、ス
    ポンジの製造方法。
  16. (16)前記ポリオールまたはポリアミンが、式R^3
    (OH)_cおよびR^3(NH_2)_c〔式中、R
    ^3は2個〜50個の炭素原子および原子価c (式中、cは2〜5の値を有する数である)、を有する
    線状または分枝脂肪族基であり(基は任意に非酸化物酸
    素原子、▲数式、化学式、表等があります▼または▲数
    式、化学式、表等があります▼基の少なくとも1種の1
    個〜20個を含有する)、またはR^3は5個〜20個
    の炭素原子を有する5員または6員脂環式基または芳香
    族基である〕 を有する、特許請求の範囲第15項に記載の方法。
  17. (17)液体吸収方法において、 a)スルホ基含有ポリ尿素およびポリウレタンの少なく
    とも1つを含む(重合体は20,000分子量単位当た
    り少なくとも1スルホネート当量を含有する)スポンジ
    を提供し、 b)前記スポンジを、前記スポンジが前記液体の全部ま
    たは1部を吸収するに十分な時間前記液体と接触させる
    ことを特徴とする、液体吸収方法。
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