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JP4868773B2 - Polyurethane porous body - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane porous body which has very uniform porous structure in all area of layer and has very fine open pores even if it was a thick porous body, which is superior in water absorbing speed, and of which the dimentional stability is good. <P>SOLUTION: The polyurethane porous body is obtained by crosslinking-reacting a polyurethane resin emulsion using 3,9-bis(3-aminopropyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecene or 1,4-bis(3-aminopropyl)piperazine as a crosslinking agent to a water-soluble urethane prepolymer in the presence of a water-soluble polymer compound, then by gelling it; and is characterised in that the water-soluble urethane polymer is the water-soluble urethane prepolymer of which the end isocyanate group is masked by sodium bisulfite. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、吸水性ロール、化粧用のパフ、各種半導体または光学材料等の研磨パット、インキ保持材、板海苔製造用吸液パッド、人工皮革、合成皮革などの完全に空隙が連続したウレタン多孔質体の性質を利用した各種製品分野に好適に利用できるポリウレタン多孔質体に関する。   The present invention relates to a urethane porous body having completely continuous voids, such as a water absorbent roll, a cosmetic puff, a polishing pad for various semiconductors or optical materials, an ink retaining material, a liquid absorbing pad for board laver production, artificial leather, synthetic leather, etc. The present invention relates to a porous polyurethane material that can be suitably used in various product fields utilizing the properties of the material.

従来から、ポリウレタン多孔質体は、ポリウレタン樹脂エマルジョンを、水溶性ポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシプロピルセルロースあるいはデンプン等の水溶性高分子化合物の存在下に感熱ゲル化を行った後、架橋剤により架橋反応させ、不溶化させ、水洗を行うことで製造されている。   Conventionally, a polyurethane porous body has been subjected to heat-sensitive gelation of a polyurethane resin emulsion in the presence of a water-soluble polymer such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxypropyl cellulose or starch. Thereafter, it is produced by crosslinking reaction with a crosslinking agent, insolubilization, and washing with water.

この製造法においては、架橋反応の終了後に、不要となった水溶性ポリマーを水洗し、完全に除去しなければならず、その水洗にかなりの時間を要し、極めて非効率的であり、その生産性を損なう原因ともなっていた。   In this production method, after completion of the crosslinking reaction, the water-soluble polymer that is no longer necessary must be washed with water and completely removed, which requires a considerable amount of time and is extremely inefficient. It was also a cause of loss of productivity.

したがって、ポリウレタン多孔質体の生産性を上げるためには、ポリウレタン樹脂エマルジョンの感熱ゲル化の反応性を高めることと、架橋反応後の多孔質体から水溶性ポリマーを完全に除去する技術の開発が求められていたが、いまだ十分な解決がなされていないのが現状である。   Therefore, in order to increase the productivity of polyurethane porous bodies, it is necessary to improve the reactivity of the polyurethane resin emulsion to thermal gelation and to develop a technology to completely remove the water-soluble polymer from the porous body after the crosslinking reaction. Although it has been sought after, it has not yet been fully resolved.

かかる問題点を解決するポリウレタン多孔質体の製造法として、いわゆる、強制乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンを用い、必要に応じて水溶性高分子化合物を粘度調整剤として添加し、かかる強制乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンの架橋剤として水溶性ポリイソシアネート化合物を使用したポリウレタン多孔質体の製造法がある。   As a method for producing a polyurethane porous body that solves such problems, a so-called forced emulsification type polyurethane resin emulsion is used, and a water-soluble polymer compound is added as a viscosity modifier as necessary, and the forced emulsification type polyurethane resin emulsion is added. There is a method for producing a polyurethane porous body using a water-soluble polyisocyanate compound as a crosslinking agent.

この場合の架橋剤として使用する水溶性ポリイソシアネート化合物とは、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーが、重亜硫酸ナトリウム、メチルエチルケトンオキシム、フェノール等でマスクされた水溶性または水分散性ポリイソシアネート化合物であり、ポリウレタン樹脂エマルジョン中の水分により、マスクされていたイソシアネート基が解離して、この遊離した末端イソシアネート基がポリウレタン樹脂と反応し、強固な分子構造を形成することで不溶化し、耐水性の連続気泡を有するポリウレタン多孔質体になるものと考えられている。   The water-soluble polyisocyanate compound used as a crosslinking agent in this case is a water-soluble or water-dispersible polyisocyanate compound in which a prepolymer having an isocyanate group at the terminal is masked with sodium bisulfite, methyl ethyl ketone oxime, phenol or the like. The moisture content in the polyurethane resin emulsion dissociates the masked isocyanate group, and this free terminal isocyanate group reacts with the polyurethane resin, forming a strong molecular structure and insolubilizing the water-resistant open cell. It is considered that the polyurethane porous body having

しかしながら、水溶性または水分散性ポリイソシアネート化合物における重亜硫酸ナトリウム、メチルエチルケトンオキシムあるいはフェノール等でマスクされた末端イソシアネート基が解離した段階では、遊離したイソシアネート基はエマルジョン中の低分子化合物である水分子と優先的に反応をしてしまう傾向が強く、乳化剤で被覆されているポリウレタン樹脂との架橋反応が優先されにくいものである。そのうえ、水分子とイソシアネート基との反応では必ず二酸化炭素(炭酸ガス)が生成し、水中に放出されるため、多孔質体の中心部にこの二酸化炭素が蓄積し、粗大セルを形成させる原因となり、得られたポリウレタン多孔質体が粗大セル化、または巨大セル化する、あるいは亀裂発生の原因になり、均質な微細孔を有するポリウレタン多孔質体を得ることは困難なものであった。   However, at the stage where the terminal isocyanate group masked with sodium bisulfite, methyl ethyl ketone oxime, phenol or the like in the water-soluble or water-dispersible polyisocyanate compound is dissociated, the liberated isocyanate group is separated from water molecules which are low molecular compounds in the emulsion. There is a strong tendency to react preferentially, and the cross-linking reaction with a polyurethane resin coated with an emulsifier is not preferred. In addition, the reaction between water molecules and isocyanate groups always generates carbon dioxide (carbon dioxide) and releases it into the water, which accumulates in the center of the porous body and causes the formation of coarse cells. The resulting polyurethane porous body becomes a coarse cell or a large cell, or causes cracking, and it is difficult to obtain a polyurethane porous body having uniform fine pores.

このような不都合を避けるため、イソシアネート化合物以外の架橋剤として、例えば、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物等が検討されてきたが、いずれも、水分の存在下でのウレタン樹脂との反応性が乏しいか、または架橋反応に伴う主剤のポリウレタン樹脂エマルジョンに対するゲル化効果も極めて低いものであり、目的とする微細孔を有するポリウレタン多孔質体を得ることは困難であった。   In order to avoid such inconveniences, for example, oxazoline compounds, epoxy compounds, carbodiimide compounds, and the like have been studied as crosslinking agents other than isocyanate compounds, but all of them have reactivity with urethane resins in the presence of moisture. The gelling effect on the polyurethane resin emulsion of the main agent accompanying the crosslinking reaction is extremely low, and it was difficult to obtain a polyurethane porous body having the desired fine pores.

かかる現象を抑制させるために、ポリウレタン樹脂エマルジョンの感熱ゲル化段階における、ポリウレタンエマルジョン粒子のブロック構造化を強固なものとする処方が研究され、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール変性シリコンオイル等の有機系化合物や、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム等の無機化合物を併用することによるポリウレタン多孔質体の製造法の研究が行われてきた。   In order to suppress this phenomenon, a formulation that makes the block structure of polyurethane emulsion particles strong in the heat-sensitive gelation stage of polyurethane resin emulsion has been studied, and polyvinyl methyl ether, polyacrylamide, polyethylene glycol, polyethylene glycol / polypropylene have been studied. Studies have been conducted on a method for producing a polyurethane porous body by using an organic compound such as glycol-modified silicone oil and an inorganic compound such as sodium sulfate, sodium carbonate and calcium chloride.

例えば、ポリウレタン樹脂のジメチルホルムアミド(DMF)溶液に炭酸ナトリウム、塩化カルシウム等の水溶性無機塩を添加した高粘度配合液を、水中でゲル化させる方法があるが、かかる方法であっても、ピンホールを完全に除去しにくく、しかも完全ゲル化に24ないし48時間と長時間を要する欠点を有していた。   For example, there is a method in which a high-viscosity compounded solution obtained by adding a water-soluble inorganic salt such as sodium carbonate or calcium chloride to a dimethylformamide (DMF) solution of a polyurethane resin is gelled in water. It was difficult to completely remove the holes, and it took a long time of 24 to 48 hours for complete gelation.

一般に、ポリウレタン樹脂エマルジョンを感熱ゲル化し、次いで架橋剤による架橋反応によりポリウレタン多孔質体を得る場合においては、感熱ゲル化の段階では、ポリウレタン樹脂エマルジョン粒子同士が強力なブロック構造を形成し、そのブロック構造を維持したまま、加熱によりポリウレタン樹脂が連結してゲル化し、この過程で水溶性ポリイソシアネート化合物等の架橋剤がポリウレタン樹脂と反応して、より一層強固な分子構造を形成することで不溶化し、耐水性に優れた連続気泡を有するポリウレタン多孔質体になると考えられている。   Generally, when a polyurethane porous body is obtained by heat-sensitive gelation of a polyurethane resin emulsion and then crosslinking reaction with a cross-linking agent, the polyurethane resin emulsion particles form a strong block structure at the stage of heat-sensitive gelation. While maintaining the structure, the polyurethane resin is linked and gelled by heating, and in this process, a cross-linking agent such as a water-soluble polyisocyanate compound reacts with the polyurethane resin to form an even stronger molecular structure and insolubilizes. It is considered to be a polyurethane porous body having open cells excellent in water resistance.

したがって、緻密な多孔質体を製造する場合の重要な要素としては、ポリウレタン樹脂エマルジョン粒子同士の強固なブロック構造の形成と、かつ、そのブロック構造を維持したまま、加熱によるポリウレタン樹脂の連結/ゲル化融着であるといえる。   Therefore, an important factor in producing a dense porous body is the formation of a strong block structure between polyurethane resin emulsion particles and the connection / gel of polyurethane resin by heating while maintaining the block structure. It can be said that it is chemical fusion.

かかる観点に立脚して先に本発明者は、ポリウレタン樹脂エマルジョン中のポリウレタン樹脂の架橋剤である水溶性ポリイソシアネート化合物の組成及びその使用量の検討を行い、水溶性ポリイソシアネート化合物を、二次架橋剤としてのジアミン化合物で鎖伸長させながら、ポリウレタン樹脂エマルジョンを感熱ゲル化させて、緻密なポリウレタン多孔質体を得ることを提案している(特許文献1)。しかしながら、得られたポリウレタン多孔質体は、均一なセル構造を有しているものの、吸水速度がやや遅く、寸法安定性が若干欠けるという欠点を有しており、更なる改良が求められているのが現状である。
特開2003−48940号公報
Based on this viewpoint, the present inventor previously examined the composition of the water-soluble polyisocyanate compound, which is a crosslinking agent for the polyurethane resin in the polyurethane resin emulsion, and the amount of the water-soluble polyisocyanate compound. It has been proposed to obtain a dense polyurethane porous body by thermal-gelling a polyurethane resin emulsion while chain-extending with a diamine compound as a crosslinking agent (Patent Document 1). However, although the obtained polyurethane porous body has a uniform cell structure, it has a disadvantage that the water absorption rate is slightly low and the dimensional stability is slightly lacking, and further improvement is required. is the current situation.
JP 2003-48940 A

したがって本発明は、上記現状に鑑み、肉厚の多孔質体であったとしても、層全域の多孔質構造が極めて均一で、微細な連続気孔を有すると共に、吸水速度に優れ、寸法安定性が良好なポリウレタン多孔質体を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above situation, the present invention has a porous structure that is extremely uniform throughout the layer, has fine continuous pores, has excellent water absorption speed, and has dimensional stability, even if it is a thick porous body. It is an object to provide a good polyurethane porous body.

かかる課題を解決するための本発明は、基本的態様として、ポリウレタン樹脂エマルジョンを、水溶性ウレタンプレポリマーに対する架橋剤として3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンまたは1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンを使用して、水溶性高分子化合物の存在下に架橋反応させて多孔質体の基本的な骨格構造体を形成した後、ポリウレタンエマルジョンを加熱によりゲル化させて骨格構造体と一体ならしめることにより得られたことを特徴とするポリウレタン多孔質体である。 The present invention for solving such problems has, as a basic aspect, polyurethane resin emulsion as 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10- as a crosslinking agent for water-soluble urethane prepolymer. Using tetraoxaspiro [5.5] undecane or 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, a basic skeletal structure of the porous body is obtained by crosslinking reaction in the presence of a water-soluble polymer compound. After the formation, the polyurethane porous body is obtained by gelling the polyurethane emulsion by heating to be integrated with the skeleton structure.

かかる本発明は、具体的態様として、水溶性ウレタンプレポリマーが、末端イソシアネート基が重亜硫酸ナトリウムによりマスクされた水溶性ウレタンプレポリマーであることを特徴とするポリウレタン多孔質体である。   In a specific embodiment of the present invention, the polyurethane porous body is characterized in that the water-soluble urethane prepolymer is a water-soluble urethane prepolymer in which a terminal isocyanate group is masked with sodium bisulfite.

さらに本発明は、具体的態様として、水溶性高分子化合物がアルギン酸ナトリウムであるポリウレタン多孔質体である。   Furthermore, this invention is a polyurethane porous body whose water-soluble high molecular compound is sodium alginate as a specific aspect.

また本発明は、さらに具体的な態様として、ゲル化工程を、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミンまたはトリブチルアミンの共存下に行うことを特徴とするポリウレタン多孔質体である。   As a more specific embodiment, the present invention is a polyurethane porous body characterized in that the gelation step is performed in the presence of triethylenediamine, triethylamine, tripropylamine or tributylamine.

すなわち本発明は、ポリウレタン樹脂エマルジョン中の水溶性ウレタンプレポリマーに対する架橋剤として、特定のヘテロ環基を有するアミン化合物をゲル化反応の系に併用させることで、水中での凝集力を高め、緻密な連続気孔を有するポリウレタン多孔質体を得ることを一つの特徴とするものである。   That is, the present invention increases the cohesive force in water by using an amine compound having a specific heterocyclic group in the gelation reaction system as a crosslinking agent for the water-soluble urethane prepolymer in the polyurethane resin emulsion. One feature is to obtain a polyurethane porous body having continuous pores.

本発明により提供されるポリウレタン多孔質体は、水溶性ウレタンプレポリマーに対する架橋剤として、これまで全く検討されていなかった3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンまたは1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンを使用するものである。かかる架橋剤を使用することにより、得られたポリウレタン多孔質体は、湿潤時の寸法安定性に優れるとともに、吸水性が良好であって、極めて緻密で連続気孔を有するものである。 The polyurethane porous material provided by the present invention is a 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-, which has not been studied at all as a crosslinking agent for a water-soluble urethane prepolymer. Tetraoxaspiro [5.5] undecane or 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine is used. By using such a crosslinking agent, the obtained polyurethane porous body is excellent in dimensional stability when wet, has good water absorption, is extremely dense, and has continuous pores.

すなわち、本発明はポリウレタン樹脂エマルジョンを、水溶性ポリウレタンプレポリマーに対する架橋剤としての特定のアミン化合物を存在させ架橋反応することにより連続多孔質骨格構造体を形成させ、該骨格構造体中またはその表面にポリウレタンエマルジョン粒子を固定させることで、加熱によりゲル化したウレタンエマルジョン粒子が乳化状態を失って完全に骨格構造体中に取り込まれ、寸法安定性に優れた多孔質体を形成するものであり、従来の水溶性ポリイソシアネート化合物を使用する場合に認められる巨大セルの発生を回避でき、肉厚の多孔質体の場合であっても、層全域の多孔質構造が極めて均一緻密で、寸法安定性の良好なポリウレタン多孔質体が得られる利点を有する。   That is, the present invention forms a continuous porous skeletal structure by causing a polyurethane resin emulsion to undergo a crosslinking reaction in the presence of a specific amine compound as a cross-linking agent for a water-soluble polyurethane prepolymer, and in or on the surface of the skeletal structure. By fixing the polyurethane emulsion particles, the urethane emulsion particles gelled by heating lose the emulsified state and are completely taken into the skeletal structure to form a porous body excellent in dimensional stability. The generation of giant cells observed when using conventional water-soluble polyisocyanate compounds can be avoided, and even in the case of thick porous bodies, the porous structure throughout the layer is extremely uniform and dense, and dimensional stability This has the advantage that a good polyurethane porous body can be obtained.

したがって、本発明が提供するポリウレタン多孔質体は、極めて微細な連続気孔を有するものであり、肌触りが良好であり、吸水性ロール、化粧用のパフ、各種半導体または光学材料等の研磨パット、インキ保持材、板海苔製造用吸液パッド、人工皮革基材、合成皮革基材などに好適に使用することができる利点を有する。   Therefore, the polyurethane porous body provided by the present invention has extremely fine continuous pores, has a good touch, and has a water absorbing roll, a cosmetic puff, a polishing pad such as various semiconductors or optical materials, and an ink. It has the advantage that it can be suitably used for a holding material, a liquid absorbing pad for producing plate seaweed, an artificial leather base material, a synthetic leather base material and the like.

本発明は、上記したようにその基本的態様は、水溶性ウレタンプレポリマーに対する架橋剤として3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンまたは1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンを使用して、水溶性高分子化合物の存在下に架橋反応した後ポリウレタンエマルジョンをゲル化させて得られたことを特徴とするポリウレタン多孔質体である。 As described above, the basic aspect of the present invention is 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] as a cross-linking agent for a water-soluble urethane prepolymer . A polyurethane porous material obtained by gelling a polyurethane emulsion after crosslinking reaction in the presence of a water-soluble polymer compound using undecane or 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine Is the body.

本発明で使用しうるポリウレタン樹脂エマルジョンとしては、基本的には、強制乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンあるいは自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョン等のいずれも使用が可能であるが、特に強制乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンを使用するのがよい。自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンとは、ポリウレタンエ樹脂マルジョンのなかでカルボン酸基が存在するもの全てを意味し、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等の、分子内にカルボン酸基を有するポリヒドロキシ化合物を共重合することで得ることができる。   As the polyurethane resin emulsion that can be used in the present invention, basically, either a forced emulsification type polyurethane resin emulsion or a self-emulsification type polyurethane resin emulsion can be used. It is good to do. The self-emulsifying polyurethane resin emulsion means any polyurethane resin resin having a carboxylic acid group. For example, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid and the like have a carboxylic acid group in the molecule. It can be obtained by copolymerizing a polyhydroxy compound.

一方、強制乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンとは、カルボン酸基を有しない、強制的に乳化したポリウレタン樹脂エマルジョンを意味する。さらに自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョン構造を有しているもので、乳化安定性を向上させるために界面活性剤を併用してもよい。   On the other hand, the forced emulsification type polyurethane resin emulsion means a forcibly emulsified polyurethane resin emulsion having no carboxylic acid group. Further, it has a self-emulsifying polyurethane resin emulsion structure, and a surfactant may be used in combination in order to improve the emulsion stability.

このポリウレタン樹脂エマルジョンの組成としては、ポリオール成分とポリイソシアネート成分からなるものであり、ポリオール成分としては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ−2−メチルテトラメチレングリコール、ポリブタンジオールアジペート、ポリ−3−メチルペンタンジオールアジペート、ポリ−1,6−ヘキサンジオールアジペート、ポリネオペンチルグリコールアジペート、ポリ−3−メチルペンタンジオールカーボネート、ポリノナンジオールカーボネート、ポリエチレングリコールアジペート、ポリカプロラクトン、ポリ−β−メチルバレロラクトン等を単独、または併用して使用することができる。   The polyurethane resin emulsion is composed of a polyol component and a polyisocyanate component. Examples of the polyol component include polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly-2-methyltetramethylene glycol, polybutanediol adipate, poly- 3-methylpentanediol adipate, poly-1,6-hexanediol adipate, polyneopentyl glycol adipate, poly-3-methylpentanediol carbonate, polynonanediol carbonate, polyethylene glycol adipate, polycaprolactone, poly-β-methylvalero Lactone and the like can be used alone or in combination.

さらに、ポリオール成分としての短鎖ジオール化合物としては、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、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、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチルペンタンジオール、ノナンジオール、オクタンジオール、ジメチロールヘプタン等のグリコール及び上記したジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等が使用可能である。   Furthermore, as the short-chain diol compound as the polyol component, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 3-methylpentanediol, nonane Diols, octanediols, glycols such as dimethylolheptane and the above-mentioned dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid can be used.

また、鎖伸張剤として短鎖ジアミン化合物を使用することもできる。そのような短鎖ジアミン化合物としては、ヘキサメチレンジアミン、エチレンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン、ビス(p−アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ヒドラジン、ピペラジン、テトラエチレンペンタミン等が使用できる。   Moreover, a short chain diamine compound can also be used as a chain extender. Examples of such short-chain diamine compounds include hexamethylene diamine, ethylene diamine, isophorone diamine, norbornene diamine, bis (p-aminophenyl) methane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, hydrazine, piperazine, and tetraethylenepentamine. Can be used.

上記したように、自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンは、例えば、ジメチロールプロピオン酸またはジメチロールブタン酸を鎖伸長剤の一部に使用し、トリエチルアミン等のアルカリ性条件下で乳化・分散したものであり、その粒子径は0.01〜0.1μm程度と極めて微細なものである。   As described above, the self-emulsifying polyurethane resin emulsion is obtained by emulsifying and dispersing under alkaline conditions such as triethylamine using, for example, dimethylolpropionic acid or dimethylolbutanoic acid as part of the chain extender, The particle diameter is as extremely fine as about 0.01 to 0.1 μm.

これに対して強制乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンは、主として非イオン型界面活性剤または非イオン型界面活性剤と陰イオン界面活性剤を併用してウレタン樹脂に対して3〜5質量%程度使用して乳化させたものであり、その粒子径は0.1〜1μm程度と、自己乳化型に対して約10倍大きなものであり、またゲル化後に水洗しても界面活性剤が完全に除去されず、乾燥時の熱融着が不十分な場合、寸法安定性を損なう原因になっていた。   On the other hand, the forced emulsification type polyurethane resin emulsion mainly uses a nonionic surfactant or a combination of a nonionic surfactant and an anionic surfactant in an amount of about 3 to 5% by mass based on the urethane resin. It is emulsified, and its particle size is about 0.1 to 1 μm, about 10 times larger than that of the self-emulsifying type, and the surfactant is not completely removed even after washing with water after gelation. When the heat fusion at the time of drying is insufficient, the dimensional stability is impaired.

そのため、ポリウレタン樹脂エマルジョンに水溶性ウレタンポリマーを使用し、ポリウレタン多孔質体を製造する方法を検討してきたが、自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンの場合、架橋剤として使用するジアミン化合物が、アルカリ条件下での乳化分散のために使用するトリエチルアミンと置換してしまい、水溶性ウレタンプレポリマーの再生イソシアネート基と反応することができず、目的とするポリウレタン多孔質体を得ることができなかった。   For this reason, a method for producing a polyurethane porous body by using a water-soluble urethane polymer in a polyurethane resin emulsion has been studied. However, in the case of a self-emulsifying polyurethane resin emulsion, the diamine compound used as a crosslinking agent can be used under alkaline conditions. Thus, the triethylamine used for emulsifying and dispersing the resin was substituted and could not react with the regenerated isocyanate group of the water-soluble urethane prepolymer, and the intended polyurethane porous body could not be obtained.

そこで、さらに検討を行い、水溶性ウレタンプレポリマーの再生イソシアネート基(解離イソシアネート基)に対し架橋剤として作用するジアミン化合物を種々検討し、特異的複素環式構造を有するジアミン化合物が、両アミノ基間での凝集力に富み、良好な結果を与えることを確認し、本発明を完成するに至ったのである。   Therefore, further studies were conducted to examine various diamine compounds that act as a crosslinking agent for the regenerated isocyanate group (dissociated isocyanate group) of the water-soluble urethane prepolymer, and the diamine compound having a specific heterocyclic structure was converted to both amino groups. The present invention was completed by confirming that the cohesive force between them was high and that good results were obtained.

すなわち、自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンでは、その超微細な粒子径のために、水溶性ウレタンプレポリマーにおける再生イソシアネート基が架橋剤としてのジアミン化合物と反応して析出し、水溶性高分子鎖に沿って多孔質体を形成する際に、自己乳化型ポリウレタン樹脂エマルジョンを完全に取り込む状態となり、極めて緻密な多孔質体を形成するものと考えられる。   That is, in the self-emulsifying type polyurethane resin emulsion, due to its ultrafine particle size, the regenerated isocyanate group in the water-soluble urethane prepolymer reacts with the diamine compound as a crosslinking agent and precipitates, along the water-soluble polymer chain. When the porous body is formed, it is considered that the self-emulsifying polyurethane resin emulsion is completely taken in, and an extremely dense porous body is formed.

その場合の水溶性ウレタンプレポリマーとは、ポリウレタン樹脂エマルジョンに対する連続多孔質骨格構造体の形成原料として使用される水溶性ポリイソシアネート化合物であり、末端イソシアネート基を有するプレポリマーに重亜硫酸ナトリウム(NaHSO)を反応させたものが、室温に近い温度条件下でイソシアネート基を解離しやすく、加熱時に金型内部での熱流動を抑制し、均一なセルを形成できることから、最も好ましく使用される。 In this case, the water-soluble urethane prepolymer is a water-soluble polyisocyanate compound used as a raw material for forming a continuous porous skeleton structure for a polyurethane resin emulsion. Sodium bisulfite (NaHSO 3) is added to the prepolymer having a terminal isocyanate group. ) Is most preferably used because it can easily dissociate the isocyanate group under temperature conditions close to room temperature, suppresses the heat flow inside the mold during heating, and forms a uniform cell.

この場合の、ウレタンプレポリマーの構成成分としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリテトラメチレングリコール、テトラヒドロフラン/2−メチルテトラヒドロフランランダム共重合体、ポリブタンジオールアジペート、ポリエチレングリコールアジペート、ポリヘキサンジオールアジペート、ポリネオペンチルグリコールアジペート、ポリ−3−メチルペンタンジオールアジペート等のジヒドロキシ化合物と、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボネンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート等のジイソシアネートとの付加反応物であり、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを合成した後、末端のイソシアネート基を重亜硫酸ナトリウム、メチルエチルケトンオキシム、フェノール等の化合物でマスク(ブロック)したものである。なお、末端イソシアネート基の再生濃度の好ましい範囲は1.5〜7.5質量%である。   In this case, the components of the urethane prepolymer include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol / polypropylene glycol block copolymer, polytetramethylene glycol, tetrahydrofuran / 2-methyltetrahydrofuran random copolymer, polybutanediol adipate, Addition reaction of dihydroxy compounds such as polyethylene glycol adipate, polyhexanediol adipate, polyneopentyl glycol adipate, and poly-3-methylpentanediol adipate with diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, and toluene diisocyanate A prepolymer having an isocyanate group at the end. After, sodium bisulfite isocyanate group of the terminal is obtained by masking (block) in methyl ethyl ketone oxime, compound such as phenol. In addition, the preferable range of the reproduction | regeneration density | concentration of a terminal isocyanate group is 1.5-7.5 mass%.

ポリウレタン樹脂エマルジョン中のウレタン樹脂固形分と、水溶性ウレタンプレポリマー中のウレタン樹脂成分の配合比率は、プレポリマー中の解離したイソシアネート基(再生イソシアネート基)の含有比率に換算し、100/150〜100/250の範囲、より好ましくは、100/170〜100/230の範囲内である。すなわち、水溶性ウレタンプレポリマー中における解離したイソシアネート基の含有比率として、1.5〜7.5質量%の範囲が好ましく、この水溶性ウレタンプレポリマーの使用量は、ポリウレタン樹脂エマルジョンに対して150〜250質量%、好ましくは150〜250質量%の範囲内となる。   The blending ratio of the urethane resin solid content in the polyurethane resin emulsion and the urethane resin component in the water-soluble urethane prepolymer is converted into the content ratio of dissociated isocyanate groups (regenerated isocyanate groups) in the prepolymer, and is 100/150 to It is in the range of 100/250, more preferably in the range of 100/170 to 100/230. That is, the content ratio of the dissociated isocyanate group in the water-soluble urethane prepolymer is preferably in the range of 1.5 to 7.5% by mass. The amount of the water-soluble urethane prepolymer used is 150 with respect to the polyurethane resin emulsion. It is in the range of -250% by mass, preferably 150-250% by mass.

本発明において水溶性ウレタンプレポリマーに対する架橋剤として使用するジアミン化合物としては、湿潤時の寸法安定性に優れた鎖伸長剤としての3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンまたは1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンである。 As a diamine compound used as a crosslinking agent for the water-soluble urethane prepolymer in the present invention, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8 as a chain extender excellent in dimensional stability when wet is used. , 10-tetraoxaspiro [5.5] undecane or 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine.

上記のジアミン化合物は、湿潤時の寸法安定性に優れた鎖伸長剤であり、その骨格中の複素環がゲルの凝集力を高めていると推測される。その使用量は、ウレタンプレポリマーの再生イソシアネート基に対して、化学量論的に0.8〜1.0の範囲が好ましい。0.8未満では、水分との反応による炭酸ガスの発生が顕著をなり、微細なセル形成が困難となる。   The diamine compound is a chain extender excellent in dimensional stability when wet, and it is presumed that the heterocyclic ring in the skeleton increases the cohesive strength of the gel. The amount used is preferably in the stoichiometric range of 0.8 to 1.0 with respect to the regenerated isocyanate group of the urethane prepolymer. If it is less than 0.8, the generation of carbon dioxide due to the reaction with moisture becomes remarkable, and it becomes difficult to form fine cells.

先に本発明者が提案した(特許文献1)ジアミン化合物のなかで、好ましく使用されていたメチルイミノビスプロピルアミンは、その化学構造が左右対称であるばかりでなく、柔軟な構造を有するために、生成されるポリウレタン多孔質体の伸びは大きくなり、その結果、引き裂き強度を大きくできて好ましいと考えられてきた。しかしながら、吸水速度と、寸法安定性はそれほど好ましいものではない。これに対して本発明で使用するジアミン化合物は、芳香族ジアミンと異なり、酸素原子、窒素原子を有するヘテロ環構造であるために水溶性であり、また、骨格構造が強固であることから凝集力に富み、特に水膨潤率が小さくなり、極めて緻密な微細構造を有するポリウレタン多孔質体が生成され、吸水速度と、その寸法安定性が良好なものであることが判明した。
Among the diamine compounds previously proposed by the present inventor (Patent Document 1), methyliminobispropylamine preferably used is not only symmetric in chemical structure but also has a flexible structure. It has been considered that the polyurethane porous body to be produced has a large elongation, and as a result, the tear strength can be increased. However, the water absorption rate and dimensional stability are not so favorable. On the other hand, the diamine compound used in the present invention is water-soluble because it is a heterocyclic structure having an oxygen atom and a nitrogen atom, unlike an aromatic diamine, and has a strong skeletal structure. In particular, it has been found that a polyurethane porous body having a very fine microstructure is produced with a small water swelling ratio, and a good water absorption rate and dimensional stability.

本発明のポリウレタン樹脂エマルジョンのゲル化/架橋化に際して、上記したポリウレタン樹脂エマルジョン、水溶性ウレタンプレポリマー及びジアミン化合物以外に、水溶性高分子化合物をさらに添加することもできる。   In the gelation / crosslinking of the polyurethane resin emulsion of the present invention, a water-soluble polymer compound may be further added in addition to the above-described polyurethane resin emulsion, water-soluble urethane prepolymer and diamine compound.

かかる水溶性高分子化合物は、ポリウレタン樹脂エマルジョン及び水溶性ウレタンプレポリマーを吸着して、いわば多孔質体前駆骨格構造体を形成するものと考えられる。このため、この水溶性高分子化合物に求められる性質としては、ウレタンエマルジョン粒子と水素結合を形成可能であり、かつポリウレタン樹脂エマルジョンの増粘剤として作用するものがよい。   Such a water-soluble polymer compound is considered to adsorb a polyurethane resin emulsion and a water-soluble urethane prepolymer to form a porous body precursor skeleton structure. For this reason, the properties required for this water-soluble polymer compound are preferably those capable of forming hydrogen bonds with the urethane emulsion particles and acting as a thickener for the polyurethane resin emulsion.

本発明においては、水溶性高分子化合物として一般的に使用可能な、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ジイソシアネート変性ポリエチレングリコール等は好ましくないことが判明した。すなわち、例えば、ジイソシアネート変性ポリエチレングリコールは、製造プロセス上、末端または骨格構造中にアミノ基が存在するものと推定され、水溶性ウレタンプレポリマーの高分子化を阻害するものと考えられるからである。   In the present invention, generally usable as a water-soluble polymer compound, for example, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, carboxymethyl cellulose, ammonium polyacrylate, sodium polyacrylate, polyacrylamide, polyethylene glycol, diisocyanate-modified polyethylene glycol Etc. were found to be undesirable. That is, for example, diisocyanate-modified polyethylene glycol is presumed to have an amino group in the terminal or skeleton structure in the production process, and is considered to inhibit the polymerization of the water-soluble urethane prepolymer.

したがって、本発明においては、使用する水溶性高分子化合物としてはアルギン酸ナトリウムが好ましい。水溶性高分子化合物の添加量としは、全ウレタン樹脂量に対して0.1〜3質量%の範囲が好ましいが、さらに好ましくは、0.5〜1.5質量%の範囲である。なお水溶性高分子化合物は、あらかじめ水溶液として調製しておいたものを添加するのが好ましい。   Therefore, in the present invention, sodium alginate is preferable as the water-soluble polymer compound to be used. The addition amount of the water-soluble polymer compound is preferably in the range of 0.1 to 3% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 1.5% by mass with respect to the total urethane resin amount. In addition, it is preferable to add what was previously prepared as aqueous solution for a water-soluble polymer compound.

本発明においては、重亜硫酸ナトリウムを付加した水溶性ウレタンプレポリマーが架橋剤のジアミン化合物と効率よく反応し、多孔質体を形成するために、室温付近での初期凝固が重要である。そのためには、イソシアネートとアミンの反応を促進するための触媒としてのアルカリ性付与剤が必要である。   In the present invention, in order for the water-soluble urethane prepolymer added with sodium bisulfite to efficiently react with the diamine compound serving as a cross-linking agent to form a porous body, initial solidification near room temperature is important. For this purpose, an alkalinity imparting agent as a catalyst for promoting the reaction between isocyanate and amine is required.

そのようなアルカリ性付与剤としては、水溶性ウレタンプレポリマー中の解離したイソシアネート基(再生イソシアネート基)と反応をしない、第三級アミン化合物が挙げられ、具体的にはトリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等をあげることができる。   Examples of such alkalinity imparting agents include tertiary amine compounds that do not react with dissociated isocyanate groups (regenerated isocyanate groups) in water-soluble urethane prepolymers, and specifically include triethylenediamine, triethylamine, and tripropyl. Examples thereof include amines and tributylamine.

本発明においては、ポリウレタン多孔質体を調製する樹脂の配合液における全固形分濃度の好ましい範囲は、15〜30質量%であり、さらに好ましくは、18〜26質量%の範囲である。15質量%未満では固形分が不足し、均一なセルが形成できず、金型内部で上下に密度差が発生し、不均一となる。また、30質量%を超える場合には、粘度が高く、含有する空気を除去できず、ピンホールが発生しやすい。   In this invention, the preferable range of the total solid content concentration in the compounding liquid of resin which prepares a polyurethane porous body is 15-30 mass%, More preferably, it is the range of 18-26 mass%. If it is less than 15% by mass, the solid content is insufficient, a uniform cell cannot be formed, and a density difference occurs vertically in the mold, resulting in non-uniformity. Moreover, when it exceeds 30 mass%, the viscosity is high, the contained air cannot be removed, and pinholes are easily generated.

本発明が提供するポリウレタン多孔質体を形成するには、ゲル化工程を二段階で行うことが肝要である。すなわち、先ず室温付近、例えば、10〜25℃で徐々に水溶性ウレタンプレポリマーにおける再生イソシアネート化合物と、それに対する架橋剤としてのジアミン化合物を反応させて、熱流動が起きない状態となる擬似ゲル化体を形成する。   In order to form the polyurethane porous material provided by the present invention, it is important to perform the gelation step in two stages. That is, first, near the room temperature, for example, at 10 to 25 ° C., the regenerated isocyanate compound in the water-soluble urethane prepolymer and the diamine compound as a cross-linking agent are reacted with each other, so that the heat flow does not occur. Form the body.

次いで、加熱することによりエマルジョンの粒子のゲル化を促進させ、エマルジョン粒子を完全にゲル化構造の中に固定させることで、多孔質体の形成が完了する。この加熱ゲル化工程は、好ましくは80〜95℃まで加熱することで達成される。加熱によりゲル化が完了すると、骨格構造が最初の金型寸法より小さく、初期段階において添加した水溶性高分子化合物が多孔質体構造から異物としてはじき出され、その除去は極めて簡単に行い得るものとなる。   Next, the gelation of the emulsion particles is promoted by heating, and the emulsion particles are completely fixed in the gelled structure, whereby the formation of the porous body is completed. This heating gelation step is preferably achieved by heating to 80 to 95 ° C. When gelation is completed by heating, the skeletal structure is smaller than the initial mold size, and the water-soluble polymer compound added in the initial stage is ejected as foreign matter from the porous body structure, and its removal can be performed very easily. Become.

なお、本発明におけるゲル化、架橋反応には、その他の成分として着色剤、抗菌剤、消泡剤、増粘剤等、高分子化学上汎用されている他の成分を、必要に応じて併用することもできることはいうまでもない。   In the gelation and crosslinking reaction in the present invention, other components commonly used in polymer chemistry such as a colorant, an antibacterial agent, an antifoaming agent, and a thickener are used in combination as necessary. It goes without saying that you can do it.

これらの条件により形成した本発明のポリウレタン多孔質体は、従来のポリウレタン多孔質体の吸水速度が60秒以上であったものから大幅に改善されたほかに、尿素結合間の結晶性、凝集力向上により水膨潤率も低下し、吸水ロール分野等で使用可能とされる膨潤率にすることができた。 The polyurethane porous body of the present invention formed under these conditions is greatly improved from the conventional polyurethane porous body in which the water absorption rate is 60 seconds or more, and the crystallinity and cohesion between urea bonds are improved. As a result of the improvement, the water swelling rate also decreased, and the swelling rate that can be used in the field of water-absorbing rolls was achieved.

したがって、本発明が提供するポリウレタン多孔質体は、例えばシート状物として、介護医療用品としてのベッド、健康福祉用品、化粧品用のパフ、研磨材シート、農業資材、電子機器製造関係資材、空気洗浄機器フィルター、人工皮革基材等の各種製品に使用し得る。   Therefore, the porous polyurethane material provided by the present invention is, for example, as a sheet-like material, a bed as a care medical product, a health and welfare product, a puff for cosmetics, an abrasive sheet, an agricultural material, an electronic device manufacturing related material, an air cleaner It can be used for various products such as equipment filters and artificial leather substrates.

以下本発明を実施例及び比較例を示すことにより、より詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in more detail, it cannot be overemphasized that this invention is not what is limited to these Examples.

実施例1〜5
下記表1に示す処方により、各成分を攪拌機にて均一に混合した。次いでこの混合物をsus304製容器内に入れ、密封したのち、室温にて30分放置した後、60℃の熱媒中に浸漬させ、2時間その状態を保持した。反応終了後、水洗し、乾燥させて本発明のポリウレタン多孔質体を得た。
Examples 1-5 :
Each component was uniformly mixed with a stirrer according to the formulation shown in Table 1 below. Next, this mixture was placed in a container made of sus304, sealed, and allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then immersed in a heating medium at 60 ° C. and kept in that state for 2 hours. After completion of the reaction, it was washed with water and dried to obtain a polyurethane porous body of the present invention.

得られたポリウレタン多孔質体の吸水速度、膨潤率及びセルサイズを測定し、その結果を総合評価し、それらの結果を合わせて表中に示した。   The water absorption rate, swelling rate, and cell size of the obtained polyurethane porous body were measured, the results were comprehensively evaluated, and the results were shown together in the table.

Figure 0004868773
Figure 0004868773

*1:E4500:第一工業製薬社製、強制乳化型無黄変ウレタン樹脂エマルジョン
*2:AP12:日華化学社製、強制乳化型無黄変ウレタン樹脂エマルジョン
*3:AL45:日華化学社製、水溶性ウレタンポリマー(重亜硫酸ナトリウムブロック型)
*4:APP:1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン
*5:ATOU:3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン
*6:B943:旭電化社製、鉱物油系消泡剤
*7:F−SSL:アルギン酸ナトリウム
*8:TEA:トリエチルアミン
*9:TBA:トリブチルアミン
* 1: E4500: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., forced emulsification type non-yellowing urethane resin emulsion * 2: AP12: Nikka Chemical Co., Ltd., forced emulsification type non-yellowing urethane resin emulsion * 3: AL45: Nikka Chemical Co., Ltd. Made of water-soluble urethane polymer (sodium bisulfite block type)
* 4: APP: 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine * 5: ATOU: 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] Undecane * 6: B943: manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., mineral oil-based antifoaming agent * 7: F-SSL: sodium alginate * 8: TEA: triethylamine * 9: TBA: tributylamine

*10:吸水性(秒)の評価は以下のようにして行った。
水洗、乾燥したポリウレタン多孔質体の表面に、約0.1mLの水滴をスポイトで静かに滴下し、滴下した水滴がポリウレタン多孔質体に吸収され、完全に消失するまでの時間(秒)。
* 10: Evaluation of water absorption (seconds) was performed as follows.
About 0.1 mL of water droplets were gently dropped with a dropper on the surface of the polyurethane porous body washed and dried, and the time (seconds) until the dropped water droplets were absorbed by the polyurethane porous body and completely disappeared.

*11:膨潤性(%)の評価は以下のようにして行った。
水洗、乾燥したポリウレタン多孔質体の表面に、10cm間隔幅で2本の標線を描き、多孔質体を水に浸漬させ、60分を経過した後の標線幅の寸法変化率を測定した。
* 11: Swellability (%) was evaluated as follows.
Two marked lines were drawn at intervals of 10 cm on the surface of the polyurethane porous body washed and dried, and the porous body was immersed in water, and the dimensional change rate of the marked line width after 60 minutes was measured. .

*12:総合評価は、上記の吸水性、膨潤性の結果及びセルサイズを総合的に評価して、以下の基準に従って評価した。
○:良好
×:不良
* 12: The overall evaluation was based on the following criteria by comprehensively evaluating the results of water absorption and swelling described above and the cell size.
○: Good ×: Bad

比較例1〜5
下記表2に示す処方により、各成分を攪拌機にて均一に混合した。次いでこの混合物をsus304製容器内に入れ、密封したのち、室温にて30分放置した後、60℃の熱媒中に浸漬させ、2時間その状態を保持した。反応終了後、水洗し、乾燥させて比較例のポリウレタン多孔質体を得た。
Comparative Examples 1-5 :
Each component was uniformly mixed with a stirrer according to the formulation shown in Table 2 below. Next, this mixture was placed in a container made of sus304, sealed, and allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then immersed in a heating medium at 60 ° C. and kept in that state for 2 hours. After completion of the reaction, it was washed with water and dried to obtain a polyurethane porous body of a comparative example.

得られたポリウレタン多孔質体について、上記実施例と同様に吸水速度、膨潤率及びセルサイズを測定し、その結果を総合評価し、それらの結果を合わせて表中に示した。   About the obtained polyurethane porous body, the water absorption speed | rate, swelling rate, and cell size were measured similarly to the said Example, the result was comprehensively evaluated, and those results were shown together in the table | surface.

Figure 0004868773
Figure 0004868773

(注)表中の注記は、下記を除き表1と同様である。
*13:MIBPA:メチルイミノビスプロピルアミン
*14:TEDA:トリエチレンジアミン
(Note) The notes in the table are the same as in Table 1 except for the following.
* 13: MIBPA: methyl iminobispropylamine * 14: TEDA: triethylenediamine

以上の実施例1〜5ならび比較例1〜5の結果から明らかなように、本発明のポリウレタン多孔質体は、湿潤時の寸法安定性が良好であり、吸水性に優れ、極めて緻密なセル構造を有するものである。これは、水溶性ウレタンプレポリマーから再生したイソシアネート基間を架橋して連結するジアミン化合物として、特異的な複素環骨格を有する3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンまたは1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンを使用したことによるものであり、本発明のポリウレタン多孔質体にみられる特異的なものであることが判明する。
As is clear from the results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the polyurethane porous body of the present invention has good dimensional stability when wet, excellent water absorption, and an extremely dense cell. It has a structure. This is a 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8, having a specific heterocyclic skeleton as a diamine compound that links and connects isocyanate groups regenerated from a water-soluble urethane prepolymer. This is due to the use of 10-tetraoxaspiro [5.5] undecane or 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, and is specific to the polyurethane porous material of the present invention. Prove.

以上記載したように、本発明により、湿潤時の寸法安定性が良好であり、吸水性に優れ、極めて緻密なセル構造を有するポリウレタン多孔質体が提供される。これらのポリウレタン多孔質体は、吸水性ロール、化粧用のパフ、各種半導体または光学材料等の研磨パット、インキ保持材、板海苔製造用吸液パッド、人工皮革基材、合成皮革基材などの完全に空隙が連続したウレタン多孔質体の性質を利用した各種製品分野に好適に利用できるものであり、その産業上の効果は多大なものである。
As described above, according to the present invention, a polyurethane porous body having good dimensional stability when wet, excellent water absorption, and a very dense cell structure is provided. These polyurethane porous bodies include water-absorbing rolls, cosmetic puffs, polishing pads such as various semiconductors or optical materials, ink retaining materials, liquid-absorbing pads for plate laver production, artificial leather base materials, synthetic leather base materials, etc. It can be suitably used in various product fields utilizing the properties of a urethane porous body having completely continuous voids, and its industrial effects are enormous.

Claims (3)

ポリウレタン樹脂エマルジョンを、水溶性ウレタンプレポリマーに対する架橋剤として3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンまたは1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンを使用して、アルギン酸ナトリウムの存在下に架橋反応し、次いでゲル化させて得られたことを特徴とするポリウレタン多孔質体。 Polyurethane resin emulsion as a crosslinking agent for water-soluble urethane prepolymers as 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane or 1,4-bis (3 A polyurethane porous body obtained by cross-linking reaction in the presence of sodium alginate using aminopropyl) piperazine followed by gelation. 水溶性ウレタンプレポリマーが、末端イソシアネート基が重亜硫酸ナトリウムによりマスクされた水溶性ウレタンプレポリマーであることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタン多孔質体。   The polyurethane porous body according to claim 1, wherein the water-soluble urethane prepolymer is a water-soluble urethane prepolymer in which a terminal isocyanate group is masked with sodium bisulfite. ゲル化工程を、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミンまたはトリブチルアミンの共存下に行うことを特徴とする請求項1または2に記載のポリウレタン多孔質体。 The polyurethane porous body according to claim 1 or 2 , wherein the gelation step is performed in the presence of triethylenediamine, triethylamine, tripropylamine or tributylamine.
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