【実施例】
【0062】
以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
【0063】
[合成例1]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、ポリエーテルポリオール(三菱化学株式会社製「PTMG2000」、数平均分子量;2,000、以下「PTMG2000」と略記する。)1,000質量部と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(以下、「DMPA」と略記する。)24質量部と、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(以下、「HMDI」と略記する。)262質量部とをNCO%が2.1質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA1を得た。
70℃に加熱したA1とトリエチルアミン、乳化剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20質量%水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンS−20F」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA1:10kg/時、トリエチルアミン:0.2kg/時、乳化剤水溶液:2.5kg/時、水:5.1kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のイソホロンジアミン(以下、「IPDA」と略記する。)の水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン(X−1)を得た。
【0064】
[合成例2]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、DMPA24質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が2.1質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA2を得た。
70℃に加熱したA2とトリエチルアミン、乳化剤としてポリプロピレンポリエチレン共重合体(株式会社ADEKA製「プルロニックL−64」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA2:10kg/時、トリエチルアミン:0.2kg/時、L−64:0.5kg/時、水:7.1kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン(X−2)を得た。
【0065】
[合成例3]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、DMPA24質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が2.1質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA3を得た。
70℃に加熱したA3とトリエチルアミン、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA3:10kg/時、トリエチルアミン:0.2kg/時、水:6.6kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン(X−3)を得た。
【0066】
[合成例4]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、ポリエチレングリコール(日油株式会社製「PEG600」、数平均分子量;600、以下「PEG」と略記する。)18質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が3.1質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA4を得た。
70℃に加熱したA4と乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20質量%水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンS−20F」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA4:10kg/時、乳化剤水溶液:2.5kg/時、水:0.1kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が60質量%のポリウレタンエマルジョン(X−4)を得た。
【0067】
[合成例5]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、PEGを18質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が3.1質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA5を得た。
70℃に加熱したA5と乳化剤として、ポリプロピレンポリエチレン共重合体(株式会社ADEKA製「プルロニックL−64」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA5:10kg/時、乳化剤:0.5kg/時、水:5.8kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が60質量%のポリウレタンエマルジョン(X−5)を得た。
【0068】
[合成例6]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、ポリエチレングリコールジメチルエーテル(日油株式会社製「M550」、数平均分子量;550、以下「MPEG」と略記する。)18質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が3.3質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA6を得た。
70℃に加熱したA6と、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA6:10kg/時、水:4.9kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン(X−6)を得た。
【0069】
[合成例7]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、PEG18質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が3.1質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA7を得た。
70℃に加熱したA7と乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20質量%水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンS−20F」)、ポリプロピレンポリエチレン共重合体(株式会社ADEKA製「プルロニックL−64」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。供給液それぞれの流量はA7:10kg/時、乳化剤水溶液S−20F:1.3kg/時、乳化剤L−64:0.3kg/時、水:1.1kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のエチレンジアミン(以下「EA」と略記する。)の水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が60質量%のポリウレタンエマルジョン(X−7)を得た。
【0070】
[比較合成例1]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、DMPA34質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が1.6質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA’1を得た。
70℃に加熱したA’1とトリエチルアミン、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20質量%水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンS−20F」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。
なお、供給液、二軸押出機運転条件を実施例1と同じくして固形分濃度50%のポリウレタンエマルジョン製造を試み、得られた乳化液に直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させたがゲル化するためエマルジョンを得ることができなかった。
そのため、水量を増やし固形分を下げてポリウレタンエマルジョンを製造した。供給液それぞれの流量はA’1:10kg/時、トリエチルアミン:0.2kg/時、乳化剤水溶液:2.5kg/時、水:19.6kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が30質量%のポリウレタンエマルジョン(XR−1)を得た。
【0071】
[比較合成例2]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、DMPA34質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が1.6質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA’2を得た。
70℃に加熱したA’2とトリエチルアミン、乳化剤としてポリプロピレンポリエチレン共重合体(株式会社ADEKA製「プルロニックL−64」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。
なお、供給液、二軸押出機運転条件を実施例2と同じくしてウレタン樹脂の含有率50質量%のポリウレタンエマルジョン製造を試み、得られた乳化液に直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させたがゲル化するためエマルジョンを得ることができなかった。
そのため、水量を増やし固形分を下げてポリウレタンエマルジョンを製造した。供給液それぞれの流量はA’2:10kg/時、トリエチルアミン:0.2kg/時、乳化剤水溶液:0.5kg/時、水:21.6kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が30質量%のポリウレタンエマルジョン(XR−2)を得た。
【0072】
[比較合成例3]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、DMPA34質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が1.6質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA’3を得た。
70℃に加熱したA’3とトリエチルアミン、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。
なお、供給液、二軸押出機運転条件を実施例3と同じくしてウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン製造を試み、得られた乳化液に直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させたがゲル化するためエマルジョンを得ることができなかった。
そのため、水量を増やし固形分を下げてポリウレタンエマルジョンを製造した。供給液それぞれの流量はA’3:10kg/時、トリエチルアミン:0.2kg/時、乳化剤水溶液:0.5kg/時、水:20.4kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が30質量%のポリウレタンエマルジョン(XR−3)を得た。
【0073】
[比較合成例4]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、PEG75質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が2.4質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA’4を得た。
70℃に加熱したA’4と乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20質量%水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンS−20F」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。
なお、供給液、二軸押出機運転条件を実施例4と同じくしてウレタン樹脂の含有率が60質量%のポリウレタンエマルジョン製造を試み、得られた乳化液に直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させたがゲル化するためエマルジョンを得ることができなかった。
そのため、水量を増やし固形分を下げてポリウレタンエマルジョンを製造した。供給液それぞれの流量はA’4:10kg/時、乳化剤水溶液:2.5kg/時、水:9.3kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が、40質量%のポリウレタンエマルジョン(XR−4)を得た。
【0074】
[比較合成例5]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、PEG75質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が2.4質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA’5を得た。
70℃に加熱したA’5と乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20質量%水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンS−20F」)、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。
なお、供給液、二軸押出機運転条件を実施例5と同じくしてウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン製造を試み、得られた乳化液に直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させたがゲル化するためエマルジョンを得ることができなかった。
そのため、水量を増やし固形分を下げてポリウレタンエマルジョンを製造した。供給液それぞれの流量はA’5:10kg/時、乳化剤水溶液:0.5kg/時、水:11.3kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が40質量%のポリウレタンエマルジョン(XR−5)を得た。
【0075】
[比較合成例6]
オクチル酸第一錫0.1質量部の存在下、PTMG2000を1,000質量部と、MPEG69質量部と、HMDI262質量部とをNCO%が2.8質量%に達するまで100℃で反応させてウレタンプレポリマーA’6を得た。
70℃に加熱したA’6と、水を二軸押出機(TEM−18SS:東芝機械製)に同時に供給、混合することで乳化液を得た。
なお、供給液、二軸押出機運転条件を実施例6と同じくしてウレタン樹脂の含有率が50質量%のポリウレタンエマルジョン製造を試み、得られた乳化液に直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させたがゲル化するためエマルジョンを得ることができなかった。
そのため、水量を増やし固形分を下げてポリウレタンエマルジョンを製造した。供給液それぞれの流量はA’6:10kg/時、水:10.3kg/時、二軸押出機運転条件は50℃、260rpmであった。
その後、直ちにNCO基の95%に相当するアミノ基含量のIPDAの水希釈液を添加して鎖伸長させ、最終的にウレタン樹脂の含有率が40質量%のポリウレタンエマルジョン(XR−6)を得た。
【0076】
[実施例1]
合成例1で得られたポリウレタンエマルジョン(X−1)1,000質量部、増粘剤(Borchers社製「Borchi Gel ALA」)2質量部をメカニカルミキサーで2,000rpmにて攪拌した配合液を作成した。次に、ローター・ステーター型の連続式混合器(IKA社製「MagicLab」)に上記配合液と空気とを連続供給し、混合して泡液を得た。この際、泡液の体積・重量を測定して密度を算出し、泡液の密度が2/3となるように空気の供給量を調整した。
【0077】
[泡保持性の評価方法]
(1)外観評価
ポリエステル織布上に得られた泡液をバーコーターを使用して、塗工後の厚さが1,000μmとなるように塗工し、熱風乾燥機にて、70℃で2分間、更に120℃で2分間乾燥して加工布を形成し、泡保持性を以下のように評価した。
「A」;ポリウレタン層が、外観上良好な発泡シートを形成している。
「B」;ポリウレタン層にクラックが発生している。
「C」;ポリウレタン層から泡が消失している。
(2)顕微鏡評価
得られた加工布の断面を走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジー株式会社製「SU3500」、倍率200倍)を使用して観察し、以下のように評価した。
「T」;ポリウレタン層に気泡が確認される。
「F」;ポリウレタン層に気泡が確認されない。
【0078】
[風合いの評価方法]
得られた加工布を触感により以下のように評価した。
「A」;柔軟性に富む。
「B」;やや柔軟性がある。
「C」;柔軟性に劣る。
「D」;硬い。
【0079】
[剥離強度の評価方法]
得られた加工布のポリウレタン層表面に、2.5cm幅のホットメルトテープ(サン化成株式会社製「BW−2」)を載置して150℃で30秒間加熱し、接着した。ホットメルトテープの幅に沿って、試料を切断した。この試料の一部を剥離し、基材とホットメルトテープをチャックで挟み、オートグラフ(株式会社島津製作所製)を使用して剥離強度を測定した。得られたデータの平均値を求め、1cm幅に換算し、以下のように評価した。
「T」;剥離強度が3.0(kgf/cm)以上であった。
「F」;剥離強度が3.0(kgf/cm)未満であった。
【0080】
[発泡シート密度の評価方法]
得られた加工布を10cm角に切り出した後、重量を計量した。さらに厚み計を用いて厚みを測定した。同様に計量、測定したポリエステル織布の重量、厚みとの差分から、下記式(1)に従い、発泡シートの密度を算出した。
(加工布の重量(g) − ポリエステル織布の重量(g))÷1000
発泡シート密度=―――――――――――――――─────────────────
(加工布の厚み(μm)−ポリエステル織布の厚み(μm))÷1000000×0.1×0.1
(1)
【0081】
[数平均分子量等の測定方法]
合成例及び比較合成例で用いたポリオール等の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定し得られた値を示す。
【0082】
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
【0083】
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
【0084】
[ウレタン樹脂(X)の平均粒子径の測定方法]
実施例及び比較例で得られたウレタン樹脂水分散体をレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製「LA−910」)を使用して、分散液として水を使用し、相対屈折率=1.10、粒子径基準が面積の時の平均粒子径を測定した。
【0085】
[実施例2〜7、比較例1〜6]
用いるポリウレタンエマルジョン(X−1)の種類を表1〜2に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様にして加工布を得、泡保持性、風合い、及び、剥離強度の評価を行った。
なお、実施例1〜3は参考例である。
【0086】
【表1】
【0087】
【表2】
【0088】
本発明の発泡シートは、実施例1〜7の通り、安定的にウレタン樹脂の水分散体が得られ、かつ、造膜性に優れるが得られることが分かった。
【0089】
一方、比較例1〜3は、ウレタン樹脂(X)の含有率が、本発明で規定する範囲を下回る、アニオン性基を有するウレタン樹脂を用いた態様であるが、泡保持性、風合いが不良であった。比較例4〜6は、ウレタン樹脂(X)の含有率が、本発明で規定する範囲を下回る、ノニオン性基を有するウレタン樹脂を用いた態様であるが、剥離強度が不良であった。