JP5642456B2 - Foam with excellent toughness and heat resistance - Google Patents
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Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
本発明は、じん性および耐熱性に優れた発泡体に関する。 The present invention relates to a foam excellent in toughness and heat resistance.
発泡体は、吸水材、保水材、クッション材、断熱材、吸音材、分離膜、反射材、回路基板などの各種基板、印刷版などの保持部材、支持部材、研磨プロセス用の研磨パッドおよびそれを支持するための定盤、半導体や各種基板などを裏面から真空引きなどにより保持または搬送するために用いる支持台、などの様々な用途で幅広く利用されている。 Foam is composed of water absorbing material, water retaining material, cushioning material, heat insulating material, sound absorbing material, separation film, reflecting material, various substrates such as circuit board, holding member such as printing plate, support member, polishing pad for polishing process and the like It is widely used in various applications such as a surface plate for supporting the substrate, a support table used for holding or transporting a semiconductor or various substrates from the back surface by vacuuming or the like.
発泡体は、従来、湿式凝固法や乾式転写法、化学発泡剤を用いた化学的発泡法、熱膨張性プラスチックマイクロバルーンや、熱可塑性樹脂の水分散液を用いた物理的発泡法、熱可塑性樹脂の水分散液に空気を混合した機械的発泡法、などによって発泡層を成形することによって得られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 Foams are conventionally wet coagulation method, dry transfer method, chemical foaming method using chemical foaming agent, thermally expandable plastic microballoon, physical foaming method using water dispersion of thermoplastic resin, thermoplasticity It is obtained by molding a foamed layer by a mechanical foaming method in which air is mixed with an aqueous resin dispersion (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
しかし、湿式凝固法で得られる発泡体は、多孔質体ではあるものの、孔径サイズが厚さ方向で不均一となっており、十分な機械的強度を発現できないという問題がある。また、湿式凝固させるためには長時間が必要であるという問題がある。 However, although the foam obtained by the wet coagulation method is a porous body, the pore size is not uniform in the thickness direction, and there is a problem that sufficient mechanical strength cannot be expressed. Further, there is a problem that a long time is required for wet solidification.
乾式転写法で得られる複合シートや、熱可塑性樹脂の水分散液に空気を混合した機械的発泡法で得られる複合シートは、孔径サイズが厚さ方向にほぼ均一に分布している。しかし、気体により孔を形成させるため、孔径サイズの制御が困難であるために大きな径の孔が生じてしまう場合があり、十分な機械的強度を発現できないという問題がある。また、乾式転写法では、製造工程において有機溶剤などの環境負荷物質を使用する必要があり、環境配慮のために、樹脂中に含まれる環境負荷物質を最終的に加熱乾燥などによって除去しなければならないという問題があった。 In the composite sheet obtained by the dry transfer method and the composite sheet obtained by the mechanical foaming method in which air is mixed with an aqueous dispersion of a thermoplastic resin, the pore size is almost uniformly distributed in the thickness direction. However, since the holes are formed by the gas, it is difficult to control the hole diameter size, so that a hole having a large diameter may be generated, and there is a problem that sufficient mechanical strength cannot be expressed. Also, in the dry transfer method, it is necessary to use environmentally hazardous substances such as organic solvents in the manufacturing process. For environmental consideration, environmentally hazardous substances contained in the resin must be finally removed by heating and drying. There was a problem of not becoming.
化学発泡剤を用いた化学的発泡法で得られる発泡体や、熱膨張性プラスチックマイクロバルーンで得られる発泡体は、その製造工程において高い温度制御性が要求されるため、必然的に価格の高い大きな専用設備が必要となるという問題がある。また、化学発泡剤を用いた化学的発泡法で得られる発泡体や、熱膨張性プラスチックマイクロバルーンで得られる発泡体は、それに含まれる発泡層の大きさが発泡処理前の3〜5倍の大きさになってしまい、孔の径も大きくなってしまうため、十分な機械的強度を発現できないという問題がある。 A foam obtained by a chemical foaming method using a chemical foaming agent and a foam obtained by a heat-expandable plastic microballoon are inevitably expensive because high temperature controllability is required in the production process. There is a problem that a large dedicated facility is required. Moreover, the foam obtained by the chemical foaming method using a chemical foaming agent, and the foam obtained by a thermally expansible plastic microballoon are 3-5 times the magnitude | size of the foam layer contained in it before a foaming process. There is a problem that sufficient mechanical strength cannot be achieved because the size and the diameter of the hole become large.
熱可塑性樹脂の押出成形によって発泡体を得る場合、加熱保存において寸法変化が著しく、熱可塑性樹脂の溶融等によって気泡構造が潰れてしまい、十分な耐熱性を発現できないという問題がある(例えば、特許文献1参照)。 When a foam is obtained by extrusion molding of a thermoplastic resin, there is a problem that the dimensional change is significant during heat storage, the cell structure is crushed by melting of the thermoplastic resin, etc., and sufficient heat resistance cannot be expressed (for example, patents) Reference 1).
熱可塑性樹脂の水分散液を用いた物理的発泡法で得られる発泡体は、微多孔体ではあるものの、多孔質層の密度の制御範囲が0.5g/cm3〜0.9g/cm3という狭い範囲に限られてしまう。また、水分散液の塗布時のクリアランスとしては50μm〜600μm程度が適当であり、水分を揮発させることによって処理前よりも多孔質層の厚みが低下することから、多孔質層の厚みの制御範囲が狭くなってしまうという問題がある(例えば、特許文献3参照)。 Although the foam obtained by a physical foaming method using an aqueous dispersion of a thermoplastic resin is a microporous material, the density control range of the porous layer is 0.5 g / cm 3 to 0.9 g / cm 3. It is limited to a narrow range. Moreover, as a clearance at the time of application | coating of a water dispersion liquid, about 50 micrometers-600 micrometers are suitable, and since the thickness of a porous layer falls rather than before a process by volatilizing a water | moisture content, the control range of the thickness of a porous layer Is narrow (see, for example, Patent Document 3).
一方、W/O型エマルションは、特に、W/O型のHIPE(高不連続相エマルション)として知られ(例えば、特許文献4参照)、外部油相に重合性モノマーを含むW/O型HIPEを形成して重合することにより、エマルションの油相および水相の幾何学的配置を検討することが行われている。例えば、90%の水相成分を含み、且つ、油相成分中にスチレンモノマーを用いる、W/O型HIPEを調製した後に重合することにより、エマルションの油相および水相の幾何学的配置を検討することが報告されている(例えば、非特許文献1参照)。非特許文献1では、油相と水相とを親油性の乳化剤を用いて撹拌することによってW/O型HIPEを調製した後に重合を行い、該W/O型HIPEの前駆体の相関係によって決定される気泡形状を有する硬質の多孔質体が形成されることが報告されている。 On the other hand, the W / O type emulsion is particularly known as a W / O type HIPE (highly discontinuous phase emulsion) (see, for example, Patent Document 4), and a W / O type HIPE containing a polymerizable monomer in an external oil phase. It has been carried out to study the geometrical arrangement of the oil phase and the aqueous phase of the emulsion by forming a polymer. For example, by polymerizing after preparing a W / O type HIPE containing 90% aqueous phase component and using styrene monomer in the oil phase component, the geometry of the oil phase and aqueous phase of the emulsion can be reduced. It is reported to consider (for example, refer nonpatent literature 1). In Non-Patent Document 1, a W / O type HIPE is prepared by stirring an oil phase and an aqueous phase using a lipophilic emulsifier, and then the polymerization is performed, and the phase relationship of the precursor of the W / O type HIPE is determined. It has been reported that a rigid porous body having a determined bubble shape is formed.
W/O型エマルションを重合させることによって形成される多孔質体の物性は、該W/O型エマルションを構成する成分の種類および該W/O型エマルションを調製する際の乳化条件によって左右される。 The physical properties of the porous body formed by polymerizing the W / O type emulsion depend on the type of components constituting the W / O type emulsion and the emulsification conditions when preparing the W / O type emulsion. .
例えば、少なくとも90重量部の水と、重合性モノマーと界面活性剤および重合触媒を含む油相とを含んでなる、W/O型HIPEから、吸収性の多孔性ポリマーを調製する方法が報告されている(例えば、特許文献5参照)。 For example, a method for preparing an absorbent porous polymer from W / O type HIPE comprising at least 90 parts by weight of water and an oil phase comprising a polymerizable monomer, a surfactant and a polymerization catalyst has been reported. (For example, see Patent Document 5).
少なくとも水相成分と、重合性モノマーと界面活性剤および重合触媒を含む油相成分とを含んでなる、W/O型HIPEに対して、重合を行った後に洗浄と脱水を繰返すことにより、約100mg/cc未満の乾燥密度を有する疎水性多孔質体を調製する方法が報告されている(例えば、特許文献6参照)。 By repeating washing and dehydration after polymerization for W / O type HIPE comprising at least an aqueous phase component and an oil phase component containing a polymerizable monomer, a surfactant and a polymerization catalyst, A method for preparing a hydrophobic porous body having a dry density of less than 100 mg / cc has been reported (for example, see Patent Document 6).
例えば、W/O型HIPEの調製からその重合までを連続して行う、多孔質架橋重合体の製造方法が報告されている(例えば、特許文献7参照)。 For example, a method for producing a porous cross-linked polymer in which the process from the preparation of W / O type HIPE to the polymerization thereof is continuously reported (for example, see Patent Document 7).
例えば、W/O型HIPEを光重合してフォームを製造する方法が報告されている(例えば、特許文献8参照)。 For example, a method for producing a foam by photopolymerizing W / O type HIPE has been reported (for example, see Patent Document 8).
上記のように、W/O型エマルションから多孔質体を製造することはいくつか知られている。しかし、このような多孔質体については、いくつかの問題がある。 As described above, there are some known methods for producing a porous body from a W / O emulsion. However, there are several problems with such a porous body.
例えば、連続油相成分として(メタ)アクリル系モノマーと多官能(メタ)アクリル系モノマーとソルビタンモノオレイン酸などの親油性乳化剤からなるW/O型HIPE、または、連続油相成分として(メタ)アクリル系モノマーと芳香族ウレタンアクリレートとソルビタンモノオレイン酸などの親油性乳化剤からなるW/O型HIPEを用い、光重合して発泡体を製造する方法が報告されている。しかし、架橋型(メタ)アクリル系重合体からなる発泡体は、高い気泡率を有する発泡体として提供し得る点では優れるものの、気泡構造の均一性が十分ではないという問題や、該発泡体の180°折り曲げ試験および80%以上の高圧縮試験によって該発泡体に亀裂(クラック)が発生するなど、じん性に劣るという問題がある(例えば、特許文献8参照)。 For example, W / O type HIPE comprising a (meth) acrylic monomer, a polyfunctional (meth) acrylic monomer, and a lipophilic emulsifier such as sorbitan monooleic acid as a continuous oil phase component, or (meth) as a continuous oil phase component A method for producing a foam by photopolymerization using a W / O type HIPE comprising a lipophilic emulsifier such as an acrylic monomer, an aromatic urethane acrylate and sorbitan monooleic acid has been reported. However, a foam made of a crosslinked (meth) acrylic polymer is excellent in that it can be provided as a foam having a high cell ratio, but there is a problem that the uniformity of the cell structure is not sufficient, There is a problem that the toughness is inferior, for example, cracks are generated in the foam by a 180 ° bending test and a high compression test of 80% or more (see, for example, Patent Document 8).
また、W/O型エマルションの連続油相成分組成(例えば、モノマー/架橋剤含量、乳化剤量、乳化剤種類の選択)、乳化時の温度、撹拌条件などがごく僅かに変化するだけでも、W/O型エマルションのエマルション状態が壊れてしまい、それらの少なくとも一部が水相または油相へと明確に分離してしまう。このため、目的とする発泡体を得るために好適なW/O型エマルションの調製は、容易に行えるものではない。 Even if the composition of the continuous oil phase of the W / O emulsion (for example, the monomer / crosslinking agent content, the amount of emulsifier and the type of emulsifier), the temperature during emulsification, the stirring conditions, etc. are changed only slightly, The emulsion state of the O-type emulsion is broken, and at least a part of them is clearly separated into an aqueous phase or an oil phase. For this reason, it is not easy to prepare a W / O emulsion suitable for obtaining the desired foam.
すなわち、従来、均一な微細気泡構造を有し、じん性および耐熱性に優れた発泡体を提供することは極めて困難なものである。 That is, it has been extremely difficult to provide a foam having a uniform fine cell structure and excellent toughness and heat resistance.
本発明の課題は、均一な微細気泡構造を有し、じん性および耐熱性に優れた、新規な発泡体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel foam having a uniform fine cell structure and excellent in toughness and heat resistance.
本発明の発泡体は、
球状気泡を有する発泡体であって、
該球状気泡の平均孔径が20μm未満であり、
該発泡体の密度が0.15g/cm3〜0.9g/cm3であり、
180°の折り曲げ試験でクラックが発生しない。
The foam of the present invention is
A foam having spherical cells,
The average pore size of the spherical bubbles is less than 20 μm,
Density of foam is 0.15g / cm 3 ~0.9g / cm 3 ,
Cracks do not occur in the 180 ° bending test.
好ましい実施形態においては、本発明の発泡体は、125℃で22時間保存したときの寸法変化率が±5%未満である。 In a preferred embodiment, the foam of the present invention has a dimensional change rate of less than ± 5% when stored at 125 ° C. for 22 hours.
好ましい実施形態においては、本発明の発泡体は、125℃で14日間保存したときの引張強度変化率が±20%未満である。 In a preferred embodiment, the foam of the present invention has a tensile strength change rate of less than ± 20% when stored at 125 ° C. for 14 days.
好ましい実施形態においては、本発明の発泡体は、隣接する球状気泡間に貫通孔を有する連続気泡構造を有する。 In a preferred embodiment, the foam of the present invention has an open cell structure with through holes between adjacent spherical cells.
好ましい実施形態においては、上記貫通孔の平均孔径が5μm以下である。 In preferable embodiment, the average hole diameter of the said through-hole is 5 micrometers or less.
好ましい実施形態においては、本発明の発泡体は、シート状の発泡体シートである。 In a preferred embodiment, the foam of the present invention is a sheet-like foam sheet.
本発明によれば、均一な微細気泡構造を有し、じん性および耐熱性に優れた、新規な発泡体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a novel foam having a uniform fine cell structure and excellent in toughness and heat resistance.
本発明の発泡体は、精密に制御された三次元網目構造を有するので、優れた耐熱性や優れた機械的物性を発現できる。 Since the foam of the present invention has a precisely controlled three-dimensional network structure, it can exhibit excellent heat resistance and excellent mechanical properties.
≪≪A.発泡体≫≫
本発明の発泡体は、球状気泡を有する発泡体である。
≪ << A. Foam >>>>
The foam of the present invention is a foam having spherical cells.
なお、本明細書において「球状気泡」とは、厳密な真球状の気泡でなくても良く、例えば、部分的にひずみのある略球状の気泡や、大きなひずみを有する空間からなる気泡であっても良い。 In the present specification, the “spherical bubble” does not have to be a strict true spherical bubble, for example, a substantially spherical bubble having a partial strain or a bubble having a large strain. Also good.
本発明の発泡体が有する球状気泡の平均孔径は、20μm未満であり、好ましくは15μm以下であり、さらに好ましくは10μm以下である。本発明の発泡体が有する球状気泡の平均孔径の下限値は特に限定されず、例えば、好ましくは0.01μmであり、より好ましくは0.1μmであり、さらに好ましくは1μmである。本発明の発泡体が有する球状気泡の平均孔径が上記範囲内に収まることにより、本発明の発泡体の球状気泡の平均孔径を精密に小さく制御でき、じん性および耐熱性に優れた、新規な発泡体を提供することができる。 The average pore diameter of the spherical bubbles of the foam of the present invention is less than 20 μm, preferably 15 μm or less, and more preferably 10 μm or less. The lower limit value of the average pore diameter of the spherical bubbles of the foam of the present invention is not particularly limited. For example, it is preferably 0.01 μm, more preferably 0.1 μm, and further preferably 1 μm. When the average pore diameter of the spherical bubbles of the foam of the present invention falls within the above range, the average pore diameter of the spherical bubbles of the foam of the present invention can be precisely controlled to be small, and the novel has excellent toughness and heat resistance. A foam can be provided.
本発明の発泡体の密度は、0.15g/cm3〜0.9g/cm3であり、好ましくは0.15g/cm3〜0.7g/cm3であり、より好ましくは0.15g/cm3〜0.5g/cm3である。本発明の発泡体の密度が上記範囲内に収まることにより、本発明の発泡体の密度の範囲を広く制御した上で、じん性および耐熱性に優れた、新規な発泡体を提供することができる。 The density of the foam of the present invention is 0.15g / cm 3 ~0.9g / cm 3 , preferably 0.15g / cm 3 ~0.7g / cm 3 , more preferably 0.15 g / cm 3 to 0.5 g / cm 3 . By providing the density of the foam of the present invention within the above range, it is possible to provide a novel foam excellent in toughness and heat resistance while widely controlling the density range of the foam of the present invention. it can.
本発明の発泡体は、隣接する球状気泡間に貫通孔を有する連続気泡構造を有していても良い。この連続気泡構造は、ほとんどまたは全ての隣接する球状気泡間に貫通孔を有する連続気泡構造であっても良いし、該貫通孔の数が比較的少ない半独立半連続気泡構造であっても良い。 The foam of the present invention may have an open cell structure having through holes between adjacent spherical cells. This open cell structure may be an open cell structure having through holes between most or all adjacent spherical cells, or may be a semi-independent semi-open cell structure having a relatively small number of through holes. .
隣接する球状気泡間に有する貫通孔は、発泡体の物性に影響する。例えば、貫通孔の平均孔径が小さいほど、発泡体の強度が高くなる傾向がある。図10に、本発明の複合シートの発泡層の断面SEM写真の写真図であって、隣接する球状気泡間に貫通孔を有する連続気泡構造を明確に表す写真図を示す。 The through-hole which has between adjacent spherical bubbles influences the physical property of a foam. For example, the strength of the foam tends to increase as the average pore diameter of the through holes decreases. FIG. 10 is a photographic view of a cross-sectional SEM photograph of the foamed layer of the composite sheet of the present invention, and a photographic view clearly showing an open cell structure having through holes between adjacent spherical bubbles.
隣接する球状気泡間に有する貫通孔の平均孔径は、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは4μm以下であり、さらに好ましくは3μm以下である。隣接する球状気泡間に有する貫通孔の平均孔径の下限値は特に限定されず、例えば、好ましくは0.001μmであり、より好ましくは0.01μmである。隣接する球状気泡間に有する貫通孔の平均孔径が上記範囲内に収まることにより、じん性および耐熱性に優れた、新規な発泡体を提供することができる。 The average pore diameter of the through holes between adjacent spherical bubbles is preferably 5 μm or less, more preferably 4 μm or less, and even more preferably 3 μm or less. The lower limit value of the average pore diameter of the through holes between adjacent spherical bubbles is not particularly limited, and is preferably 0.001 μm, and more preferably 0.01 μm, for example. When the average pore diameter of the through holes between adjacent spherical bubbles is within the above range, a novel foam having excellent toughness and heat resistance can be provided.
本発明の発泡体は、好ましくは、表面開口部を有する。 The foam of the present invention preferably has a surface opening.
本発明の発泡体が表面開口部を有する場合、該表面開口部の平均孔径は、上限値として、好ましくは5μmであり、より好ましくは4μmであり、さらに好ましくは3μmである。表面開口部の平均孔径の下限値は特に限定されず、例えば、好ましくは0.001μmであり、より好ましくは0.01μmである。表面開口部の平均孔径が上記範囲内に収まることにより、じん性および耐熱性に優れた、新規な発泡体を提供することができる。 When the foam of the present invention has a surface opening, the average pore diameter of the surface opening is preferably 5 μm, more preferably 4 μm, and even more preferably 3 μm as an upper limit. The lower limit of the average pore diameter of the surface opening is not particularly limited, and is preferably 0.001 μm, and more preferably 0.01 μm, for example. When the average pore diameter of the surface opening is within the above range, a novel foam having excellent toughness and heat resistance can be provided.
本発明の発泡体は、180°の折り曲げ試験でクラックが発生しない。このことは、本発明の発泡体が、非常に優れたじん性を有することを示している。 The foam of the present invention does not generate cracks in a 180 ° bending test. This indicates that the foam of the present invention has very good toughness.
本発明の発泡体は、125℃で22時間保存したときの寸法変化率が、好ましくは±5%未満であり、より好ましくは±3%以下であり、さらに好ましくは±1%以下である。本発明の発泡体において125℃で22時間保存したときの寸法変化率が上記範囲内に収まることにより、本発明の発泡体は非常に優れた耐熱性を有し得る。 The foam of the present invention has a dimensional change rate of preferably less than ± 5%, more preferably ± 3% or less, and even more preferably ± 1% or less when stored at 125 ° C. for 22 hours. In the foam of the present invention, the dimensional change rate when stored at 125 ° C. for 22 hours is within the above range, so that the foam of the present invention can have extremely excellent heat resistance.
本発明の発泡体は、125℃で14日間保存したときの引張強度変化率が、好ましくは±20%未満であり、より好ましくは±18%以下である。本発明の発泡体において125℃で14日間保存したときの引張強度変化率が上記範囲内に収まることにより、本発明の発泡体は非常に優れた耐熱性を有し得る。 The foam of the present invention has a tensile strength change rate of preferably less than ± 20%, more preferably ± 18% or less when stored at 125 ° C. for 14 days. In the foam of the present invention, when the tensile strength change rate when stored at 125 ° C. for 14 days is within the above range, the foam of the present invention can have very excellent heat resistance.
本発明の発泡体は、引張強度が、好ましくは0.1MPa以上であり、より好ましくは0.15MPa以上であり、さらに好ましくは0.2MPa以上である。本発明の発泡体において引張強度が上記範囲内に収まることにより、本発明の発泡体は非常に優れた機械的物性を有し得る。 The foam of the present invention has a tensile strength of preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.15 MPa or more, and further preferably 0.2 MPa or more. When the tensile strength of the foam of the present invention falls within the above range, the foam of the present invention can have very excellent mechanical properties.
本発明の発泡体は、50%圧縮荷重が、好ましくは3000kPa以下であり、より好ましくは1000kPa以下であり、さらに好ましくは200kPa以下である。本発明の発泡体において50%圧縮荷重が上記範囲内に収まることにより、本発明の発泡体は非常に優れた柔軟性を有し得る。 The foam of the present invention has a 50% compression load of preferably 3000 kPa or less, more preferably 1000 kPa or less, and still more preferably 200 kPa or less. When the 50% compression load falls within the above range in the foam of the present invention, the foam of the present invention can have very excellent flexibility.
本発明の発泡体の材料は、球状気泡を有する発泡体であって、該球状気泡の平均孔径が20μm未満であり、該発泡体の密度が0.15g/cm3〜0.9g/cm3であり、180°の折り曲げ試験でクラックが発生しないものであれば、任意の適切な材料の発泡体を採用し得る。 The material of the foam of the present invention is a foam having spherical bubbles, the average pore diameter of the spherical bubbles is less than 20 μm, and the density of the foam is 0.15 g / cm 3 to 0.9 g / cm 3. As long as no crack is generated in the 180 ° bending test, a foam of any appropriate material can be adopted.
本発明の発泡体は、任意の適切な形状を採り得る。実用的には、好ましくは、本発明の発泡体はシート状の発泡体シートである。本発明の発泡体が発泡体シートである場合、その厚み、長辺および短辺の長さは、任意の適切な値を採り得る。 The foam of the present invention can take any suitable shape. Practically, preferably, the foam of the present invention is a sheet-like foam sheet. When the foam of the present invention is a foam sheet, the thickness, the length of the long side, and the length of the short side can take any appropriate value.
≪≪B.発泡体の製造方法≫≫
本発明の発泡体は、任意の適切な方法で製造し得る。本発明の発泡体は、好ましくは、W/O型エマルションを賦形および重合することによって製造し得る。
≪≪B. Manufacturing method of foam >>>>
The foam of the present invention can be produced by any suitable method. The foam of the present invention can be preferably produced by shaping and polymerizing a W / O emulsion.
本発明の発泡体の製造方法としては、例えば、連続的に連続油相成分と水相成分を乳化機に供給して本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションを調製し、続いて、得られたW/O型エマルションを重合して含水重合体を製造し、続いて、得られた含水重合体を脱水する、「連続法」が挙げられる。本発明の発泡体の製造方法としては、また、例えば、連続油相成分に対して適当な量の水相成分を乳化機に仕込み、攪拌しながら連続的に水相成分を供給することで本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションを調製し、得られたW/O型エマルションを重合して含水重合体を製造し、続いて、得られた含水重合体を脱水する、「バッチ法」が挙げられる。 As a method for producing the foam of the present invention, for example, a W / O emulsion that can be used to obtain a foam of the present invention by continuously supplying a continuous oil phase component and an aqueous phase component to an emulsifier is prepared. Subsequently, there is a “continuous method” in which the obtained W / O emulsion is polymerized to produce a water-containing polymer, and then the obtained water-containing polymer is dehydrated. As a method for producing the foam of the present invention, for example, an appropriate amount of an aqueous phase component with respect to a continuous oil phase component is charged into an emulsifier, and the aqueous phase component is continuously supplied while stirring. A W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the invention is prepared, and the resulting W / O emulsion is polymerized to produce a hydrous polymer, followed by dehydration of the hydrous polymer obtained. And “batch method”.
W/O型エマルションを連続的に重合する連続重合法は生産効率が高く、重合時間の短縮効果と重合装置の短縮化とを最も有効に利用できるので好ましい方法である。 The continuous polymerization method in which the W / O emulsion is continuously polymerized is a preferable method because the production efficiency is high and the effect of shortening the polymerization time and the shortening of the polymerization apparatus can be most effectively utilized.
本発明の発泡体は、より具体的には、好ましくは、
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションを調製する工程(I)と、
得られたW/O型エマルションを賦形する工程(II)と、
賦形されたW/O型エマルションを重合する工程(III)と、
得られた含水重合体を脱水する工程(IV)と、
を含む製造方法によって製造することができる。ここで、得られたW/O型エマルションを賦形する工程(II)と賦形されたW/O型エマルションを重合する工程(III)とは少なくとも一部を同時に行っても良い。
More specifically, the foam of the present invention is preferably
Step (I) of preparing a W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention;
Step (II) of shaping the obtained W / O emulsion,
Polymerizing the shaped W / O emulsion (III);
Step (IV) of dehydrating the obtained hydrous polymer;
It can manufacture with the manufacturing method containing. Here, at least a part of the step (II) for shaping the obtained W / O emulsion and the step (III) for polymerizing the shaped W / O emulsion may be performed simultaneously.
≪B−1.W/O型エマルションを調製する工程(I)≫
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションは、連続油相成分と該連続油相成分と不混和性の水相成分を含むW/O型エマルションである。W/O型エマルションは、より具体的に説明すると、連続油相成分中に水相成分が分散したものである。
<< B-1. Step for preparing W / O type emulsion (I) >>
The W / O type emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention is a W / O type emulsion containing a continuous oil phase component and an aqueous phase component immiscible with the continuous oil phase component. More specifically, the W / O type emulsion is obtained by dispersing an aqueous phase component in a continuous oil phase component.
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションにおける、水相成分と連続油相成分との比率は、W/O型エマルションを形成し得る範囲で任意の適切な比率を採り得る。本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションにおける、水相成分と連続油相成分との比率は、該W/O型エマルションの重合によって得られる多孔質ポリマー材料の構造的、機械的、および性能的特性を決定する上で重要な因子となり得る。具体的には、本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションにおける、水相成分と連続油相成分との比率は、該W/O型エマルションの重合によって得られる多孔質ポリマー材料の密度、気泡サイズ、気泡構造、および多孔構造を形成する壁体の寸法などを決定する上で重要な因子となり得る。 The ratio of the water phase component and the continuous oil phase component in the W / O type emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention can be any suitable ratio within a range that can form a W / O type emulsion. . The ratio of the water phase component and the continuous oil phase component in the W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention is the structural ratio of the porous polymer material obtained by polymerization of the W / O emulsion. It can be an important factor in determining mechanical and performance characteristics. Specifically, the ratio of the water phase component to the continuous oil phase component in the W / O type emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention is a porous polymer obtained by polymerization of the W / O type emulsion. It can be an important factor in determining the material density, cell size, cell structure, and dimensions of the wall forming the porous structure.
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルション中の水相成分の比率は、下限値として、好ましくは30重量%であり、より好ましくは40重量%であり、さらに好ましくは50重量%であり、特に好ましくは55重量%であり、上限値として、好ましくは95重量%であり、より好ましくは90重量%であり、さらに好ましくは85重量%であり、特に好ましくは80重量%である。本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルション中の水相成分の比率が上記範囲内にあれば、本発明の効果を十分に発現し得る。 The ratio of the aqueous phase component in the W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention is preferably 30% by weight, more preferably 40% by weight, and even more preferably 50% as a lower limit. % By weight, particularly preferably 55% by weight, and the upper limit is preferably 95% by weight, more preferably 90% by weight, still more preferably 85% by weight, particularly preferably 80% by weight. It is. If the ratio of the aqueous phase component in the W / O type emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention is within the above range, the effects of the present invention can be sufficiently exhibited.
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションは、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な添加剤が含まれ得る。このような添加剤としては、例えば、粘着付与樹脂;タルク;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸やその塩類、クレー、雲母粉、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、亜鉛華、ベントナイン、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、アルミニウムシリケート、アセチレンブラック、アルミニウム粉などの充填剤;顔料;染料;などが挙げられる。このような添加剤は、1種のみ含まれていても良いし、2種以上が含まれていても良い。 The W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention may contain any appropriate additive as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such additives include tackifying resins; talc; calcium carbonate, magnesium carbonate, silicic acid and salts thereof, clay, mica powder, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc white, bentonine, carbon black, Examples thereof include fillers such as silica, alumina, aluminum silicate, acetylene black, and aluminum powder; pigments; dyes; Only one kind of such an additive may be contained, or two or more kinds thereof may be contained.
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションを製造する方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションを製造する方法としては、例えば、連続油相成分と水相成分を連続的に乳化機に供給することでW/O型エマルションを形成する「連続法」や、連続油相成分に対して適当な量の水相成分を乳化機に仕込み、攪拌しながら連続的に水相成分を供給することでW/O型エマルションを形成する「バッチ法」などが挙げられる。 Any appropriate method can be adopted as a method for producing a W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention. As a method for producing a W / O type emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention, for example, a continuous oil phase component and an aqueous phase component are continuously supplied to an emulsifier to produce a W / O type emulsion. A W / O type emulsion is formed by supplying an appropriate amount of water phase component to the “continuous process” or continuous oil phase component into an emulsifier and continuously supplying the water phase component while stirring. Examples include “batch method”.
本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションを製造する際、エマルション状態を得るための剪断手段としては、例えば、ローターステーターミキサー、ホモジナイザー、ミクロ流動化装置などを用いた高剪断条件の適用が挙げられる。また、エマルション状態を得るための別の剪断手段としては、例えば、動翼ミキサーまたはピンミキサーを使用した振盪、電磁撹拌棒などを用いた低剪断条件の適用による連続および分散相の穏やかな混合が挙げられる。 When producing a W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention, as a shearing means for obtaining an emulsion state, for example, a high shear using a rotor-stator mixer, a homogenizer, a microfluidizer, etc. Application of conditions is mentioned. In addition, as another shearing means for obtaining an emulsion state, for example, gentle mixing of continuous and dispersed phases by application of low shear conditions using a moving blade mixer or a pin mixer, low stirring conditions using a magnetic stir bar, etc. Can be mentioned.
「連続法」によってW/O型エマルションを調製するための装置としては、例えば、静的ミキサー、ローターステーターミキサー、ピンミキサーなどが挙げられる。撹拌速度を上げることで、または、混合方法でW/O型エマルション中に水相成分をより微細に分散するようデザインされた装置を使用することで、より激しい撹拌を達成しても良い。 Examples of the apparatus for preparing the W / O emulsion by the “continuous method” include a static mixer, a rotor stator mixer, and a pin mixer. More intense agitation may be achieved by increasing the agitation speed or by using an apparatus designed to finely disperse the aqueous phase component in the W / O emulsion by a mixing method.
「バッチ法」によってW/O型エマルションを調製するための装置としては、例えば、手動での混合や振盪、被動動翼ミキサー、3枚プロペラ混合羽根などが挙げられる。 Examples of the apparatus for preparing the W / O type emulsion by the “batch method” include manual mixing and shaking, a driven blade mixer, and three propeller mixing blades.
連続油相成分を調製する方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。連続油相成分を調製する方法としては、代表的には、例えば、親水性ポリウレタン系重合体とエチレン性不飽和モノマーを含む混合シロップを調製し、続いて、該混合シロップに、重合開始剤、架橋剤、その他の任意の適切な成分を配合し、連続油相成分を調製することが好ましい。 Arbitrary appropriate methods can be employ | adopted as a method of preparing a continuous oil phase component. As a method for preparing the continuous oil phase component, typically, for example, a mixed syrup containing a hydrophilic polyurethane-based polymer and an ethylenically unsaturated monomer is prepared, and subsequently, a polymerization initiator, It is preferable to prepare a continuous oil phase component by blending a crosslinking agent and any other appropriate components.
親水性ポリウレタン系重合体を調製する方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。親水性ポリウレタン系重合体を調製する方法としては、代表的には、例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとジイソシアネート化合物とをウレタン反応触媒の存在下で反応させることにより得られる。 Any appropriate method can be adopted as a method of preparing the hydrophilic polyurethane-based polymer. A typical method for preparing a hydrophilic polyurethane-based polymer is, for example, by reacting polyoxyethylene polyoxypropylene glycol and a diisocyanate compound in the presence of a urethane reaction catalyst.
<B−1−1.水相成分>
水相成分としては、実質的に連続油相成分と不混和性のあらゆる水性流体を採用し得る。取り扱いやすさや低コストの観点から、好ましくは、イオン交換水などの水である。
<B-1-1. Water phase component>
The aqueous phase component can be any aqueous fluid that is substantially immiscible with the continuous oil phase component. From the viewpoint of ease of handling and low cost, water such as ion-exchanged water is preferable.
水相成分には、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な添加剤が含まれ得る。このような添加剤としては、例えば、重合開始剤、水溶性の塩などが挙げられる。水溶性の塩は、W/O型エマルションをより安定化させるために有効な添加剤となり得る。このような水溶性の塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが挙げられる。このような添加剤は、1種のみ含まれていても良いし、2種以上が含まれていても良い。水相成分に含まれ得る添加剤は、1種のみでも良いし、2種以上でも良い。 Any appropriate additive may be contained in the aqueous phase component as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such additives include polymerization initiators and water-soluble salts. The water-soluble salt can be an effective additive for further stabilizing the W / O emulsion. Examples of such water-soluble salts include sodium carbonate, calcium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, calcium phosphate, potassium phosphate, sodium chloride, potassium chloride and the like. Only one kind of such an additive may be contained, or two or more kinds thereof may be contained. The additive that can be contained in the aqueous phase component may be only one kind or two or more kinds.
<B−1−2.連続油相成分>
連続油相成分は、親水性ポリウレタン系重合体とエチレン性不飽和モノマーを含む。連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの含有割合は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な含有割合を採り得る。
<B-1-2. Continuous oil phase component>
The continuous oil phase component contains a hydrophilic polyurethane polymer and an ethylenically unsaturated monomer. The content ratio of the hydrophilic polyurethane polymer and the ethylenically unsaturated monomer in the continuous oil phase component can take any appropriate content ratio as long as the effects of the present invention are not impaired.
親水性ポリウレタン系重合体は、該親水性ポリウレタン系重合体を構成するポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール単位中のポリオキシエチレン比率、または、配合する水相成分量にもよるが、例えば、好ましくは、エチレン性不飽和モノマー70〜90重量部に対して親水性ポリウレタン系重合体が10〜30重量部の範囲であり、より好ましくは、エチレン性不飽和モノマー75〜90重量部に対して親水性ポリウレタン系重合体が10〜25重量部の範囲である。また、例えば、水相成分100重量部に対し、好ましくは、親水性ポリウレタン系重合体が1〜30重量部の範囲であり、より好ましくは、親水性ポリウレタン系重合体が1〜25重量部の範囲である。親水性ポリウレタン系重合体の含有割合が上記範囲内にあれば、本発明の効果を十分に発現し得る。 The hydrophilic polyurethane-based polymer depends on the polyoxyethylene ratio in the polyoxyethylene polyoxypropylene glycol unit constituting the hydrophilic polyurethane-based polymer or the amount of the aqueous phase component to be blended. The hydrophilic polyurethane polymer is in the range of 10 to 30 parts by weight with respect to 70 to 90 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer, and more preferably hydrophilic to 75 to 90 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer. The polyurethane polymer is in the range of 10 to 25 parts by weight. Further, for example, the hydrophilic polyurethane polymer is preferably in the range of 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 25 parts by weight of the hydrophilic polyurethane polymer with respect to 100 parts by weight of the aqueous phase component. It is a range. If the content ratio of the hydrophilic polyurethane polymer is within the above range, the effects of the present invention can be sufficiently exhibited.
(B−1−2−1.親水性ポリウレタン系重合体)
親水性ポリウレタン系重合体は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール由来のポリオキシエチレンポリオキシプロピレン単位を含み、該ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン単位中の5重量%〜25重量%がポリオキシエチレンである。
(B-1-2-1. Hydrophilic polyurethane polymer)
The hydrophilic polyurethane-based polymer contains polyoxyethylene polyoxypropylene units derived from polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, and 5 wt% to 25 wt% in the polyoxyethylene polyoxypropylene units is polyoxyethylene. .
上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン単位中のポリオキシエチレンの含有割合は、上記のように5重量%〜25重量%であり、下限値として、好ましくは10重量%であり、より好ましくは15重量%であり、上限値として、好ましくは25重量%であり、より好ましくは20重量%である。上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン単位中のポリオキシエチレンは、連続油相成分中に水相成分を安定に分散させる効果を発現するものである。上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン単位中のポリオキシエチレンの含有割合が5重量%未満の場合、連続油相成分中に水相成分を安定に分散させることが困難になるおそれがある。上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン単位中のポリオキシエチレンの含有割合が25重量%を超える場合、HIPE条件に近づくにつれてW/O型エマルションからO/W型(水中油型)エマルションに転相するおそれがある。 The content ratio of the polyoxyethylene in the polyoxyethylene polyoxypropylene unit is 5 to 25% by weight as described above, and the lower limit is preferably 10% by weight, more preferably 15% by weight. The upper limit is preferably 25% by weight, more preferably 20% by weight. The polyoxyethylene in the polyoxyethylene polyoxypropylene unit exhibits an effect of stably dispersing the aqueous phase component in the continuous oil phase component. When the content of polyoxyethylene in the polyoxyethylene polyoxypropylene unit is less than 5% by weight, it may be difficult to stably disperse the water phase component in the continuous oil phase component. If the polyoxyethylene content in the polyoxyethylene polyoxypropylene unit exceeds 25% by weight, there is a risk of phase inversion from a W / O type emulsion to an O / W type (oil-in-water type) emulsion as it approaches the HIPE condition. There is.
従来の親水性ポリウレタン系重合体は、ジイソシアネート化合物と疎水性長鎖ジオール、ポリオキシエチレングリコールならびにその誘導体、低分子活性水素化合物(鎖伸長剤)を反応させることによって得られるが、このような方法で得られる親水性ポリウレタン系重合体中に含まれるポリオキシエチレン基の数は不均一であるため、このような親水性ポリウレタン系重合体を含むW/O型エマルションは乳化安定性が低下するおそれがある。一方、本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションの連続油相成分に含まれる親水性ポリウレタン系重合体は、上記のような特徴的な構造を有することにより、W/O型エマルションの連続油相成分に含ませた場合に、乳化剤等を積極的に添加せずとも、優れた乳化性および優れた静置保存安定性を発現することができる。 A conventional hydrophilic polyurethane polymer can be obtained by reacting a diisocyanate compound with a hydrophobic long-chain diol, polyoxyethylene glycol and derivatives thereof, and a low molecular active hydrogen compound (chain extender). Since the number of polyoxyethylene groups contained in the hydrophilic polyurethane polymer obtained in 1) is uneven, the emulsion stability of such a W / O emulsion containing such a hydrophilic polyurethane polymer may be reduced. There is. On the other hand, the hydrophilic polyurethane-based polymer contained in the continuous oil phase component of the W / O type emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention has a characteristic structure as described above. When it is included in the continuous oil phase component of the type emulsion, excellent emulsifiability and excellent stationary storage stability can be expressed without positively adding an emulsifier or the like.
親水性ポリウレタン系重合体は、好ましくは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとジイソシアネート化合物とを反応させることにより得られる。この場合、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとジイソシアネート化合物との比率は、NCO/OH(当量比)で、下限値として、好ましくは1であり、より好ましくは1.2であり、さらに好ましくは1.4であり、特に好ましくは1.6であり、上限値として、好ましくは3であり、より好ましくは2.5であり、さらに好ましくは2である。NCO/OH(当量比)が1未満の場合は、親水性ポリウレタン系重合体を製造する際にゲル化物が生成しやすくなるおそれがある。NCO/OH(当量比)が3を超える場合は、残存ジイソシアネート化合物が多くなってしまい、本発明の発泡体を得るために用い得るW/O型エマルションが不安定になるおそれがある。 The hydrophilic polyurethane-based polymer is preferably obtained by reacting polyoxyethylene polyoxypropylene glycol and a diisocyanate compound. In this case, the ratio between the polyoxyethylene polyoxypropylene glycol and the diisocyanate compound is NCO / OH (equivalent ratio), and the lower limit is preferably 1, more preferably 1.2, and still more preferably 1. .4, particularly preferably 1.6, and the upper limit is preferably 3, more preferably 2.5, and even more preferably 2. When NCO / OH (equivalent ratio) is less than 1, a gelled product may be easily formed when a hydrophilic polyurethane polymer is produced. When NCO / OH (equivalent ratio) exceeds 3, the amount of residual diisocyanate compound increases, and the W / O emulsion that can be used to obtain the foam of the present invention may be unstable.
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとしては、例えば、ADEKA株式会社製のポリエーテルポリオール(アデカ(登録商標)プルロニックL−31、L−61、L−71、L−101、L−121、L−42、L−62、L−72、L−122、25R−1、25R−2、17R−2)や、日本油脂株式会社製のポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(プロノン(登録商標)052、102、202)などが挙げられる。ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールは、1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 As polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, for example, polyether polyol (ADEKA (registered trademark) Pluronic L-31, L-61, L-71, L-101, L-121, L-42 manufactured by ADEKA Corporation) , L-62, L-72, L-122, 25R-1, 25R-2, 17R-2) and polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (Pronon (registered trademark) 052, 102, manufactured by NOF Corporation. 202). As for polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
ジイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族、脂肪族、脂環族のジイソシアネート、これらのジイソシアネートの二量体や三量体、ポリフェニルメタンポリイソシアネートなどが挙げられる。芳香族、脂肪族、脂環族のジイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。ジイソシアネートの三量体としては、イソシアヌレート型、ビューレット型、アロファネート型等が挙げられる。ジイソシアネート化合物は、1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 Examples of the diisocyanate compound include aromatic, aliphatic, and alicyclic diisocyanates, dimers and trimers of these diisocyanates, polyphenylmethane polyisocyanate, and the like. Aromatic, aliphatic, and alicyclic diisocyanates include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate. 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4 -Diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, methyl Cyclohexane diisocyanate, m- tetramethylxylylene diisocyanate. Examples of the diisocyanate trimer include isocyanurate type, burette type, and allophanate type. Only 1 type may be used for a diisocyanate compound and it may use 2 or more types together.
ジイソシアネート化合物は、ポリオールとのウレタン反応性などの観点から、その種類や組み合わせ等を適宜選択すれば良い。ポリオールとの速やかなウレタン反応性や水との反応の抑制などの観点からは、脂環族ジイソシアネートを使用することが好ましい。 The diisocyanate compound may be selected as appropriate from the viewpoint of urethane reactivity with the polyol and the like, as well as the type and combination thereof. From the viewpoint of rapid urethane reactivity with polyol and suppression of reaction with water, it is preferable to use alicyclic diisocyanate.
親水性ポリウレタン系重合体の重量平均分子量は、下限値として、好ましくは5000であり、より好ましくは7000であり、さらに好ましくは8000であり、特に好ましくは10000であり、上限値として、好ましくは50000であり、より好ましくは40000であり、さらに好ましくは30000であり、特に好ましくは20000である。 The weight average molecular weight of the hydrophilic polyurethane polymer is preferably 5000 as a lower limit, more preferably 7000, still more preferably 8000, particularly preferably 10,000, and preferably 50,000 as an upper limit. More preferably, it is 40000, more preferably 30000, and particularly preferably 20000.
親水性ポリウレタン系重合体は、末端にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有していても良い。親水性ポリウレタン系重合体の末端にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有することにより、本発明の効果がより一層発現され得る。 The hydrophilic polyurethane polymer may have an unsaturated double bond capable of radical polymerization at the terminal. By having an unsaturated double bond capable of radical polymerization at the terminal of the hydrophilic polyurethane-based polymer, the effects of the present invention can be further exhibited.
(B−1−2−2.エチレン性不飽和モノマー)
エチレン性不飽和モノマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーであれば、任意の適切なモノマーを採用し得る。エチレン性不飽和モノマーは、1種のみであっても良いし、2種以上であっても良い。
(B-1-2-2. Ethylenically unsaturated monomer)
As the ethylenically unsaturated monomer, any appropriate monomer can be adopted as long as it is a monomer having an ethylenically unsaturated double bond. Only one type of ethylenically unsaturated monomer may be used, or two or more types may be used.
エチレン性不飽和モノマーは、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステルを含む。エチレン性不飽和モノマー中の(メタ)アクリル酸エステルの含有割合は、下限値として、好ましくは80重量%であり、より好ましくは85重量%であり、上限値として、好ましくは100重量%であり、より好ましくは98重量%である。(メタ)アクリル酸エステルは、1種のみであっても良いし、2種以上であっても良い。 The ethylenically unsaturated monomer preferably comprises a (meth) acrylic ester. The content ratio of the (meth) acrylic acid ester in the ethylenically unsaturated monomer is preferably 80% by weight, more preferably 85% by weight as the lower limit, and preferably 100% by weight as the upper limit. More preferably, it is 98% by weight. Only one (meth) acrylic acid ester may be used, or two or more may be used.
(メタ)アクリル酸エステルとしては、好ましくは、炭素数が1〜20のアルキル基(シクロアルキル基、アルキル(シクロアルキル)基、(シクロアルキル)アルキル基も含む概念)を有するアルキル(メタ)アクリレートである。上記アルキル基の炭素数は、好ましくは4〜18である。なお、(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルの意味であり、(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートの意味である。 The (meth) acrylic acid ester is preferably an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (a concept including a cycloalkyl group, an alkyl (cycloalkyl) group, and a (cycloalkyl) alkyl group). It is. Preferably the carbon number of the said alkyl group is 4-18. In addition, (meth) acryl means acryl and / or methacryl, and (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
炭素数が1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましい。炭素数が1〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートは、1種のみであっても良いし、2種以上であっても良い。 Examples of the alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and s-butyl. (Meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) Acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, isode Ru (meth) acrylate, n-dodecyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate, n-tetradecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, pentadecyl Examples include (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, nonadecyl (meth) acrylate, eicosyl (meth) acrylate, and isostearyl (meth) acrylate. Among these, n-butyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylate are preferable. Only 1 type may be sufficient as the alkyl (meth) acrylate which has a C1-C20 alkyl group, and 2 or more types may be sufficient as it.
エチレン性不飽和モノマーは、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な極性モノマーをさらに含む。エチレン性不飽和モノマー中の極性モノマーの含有割合は、下限値として、好ましくは0重量%であり、より好ましくは2重量%であり、上限値として、好ましくは20重量%であり、より好ましくは15重量%である。極性モノマーは、1種のみであっても良いし、2種以上であっても良い。 The ethylenically unsaturated monomer preferably further comprises a polar monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester. The content of the polar monomer in the ethylenically unsaturated monomer is preferably 0% by weight, more preferably 2% by weight as the lower limit, and preferably 20% by weight, more preferably as the upper limit. 15% by weight. Only one type of polar monomer may be used, or two or more types may be used.
極性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有モノマー;などが挙げられる。 Examples of polar monomers include (meth) acrylic acid, carboxyethyl (meth) acrylate, carboxypentyl (meth) acrylate, ω-carboxy-polycaprolactone monoacrylate, phthalic acid monohydroxyethyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid Carboxyl group-containing monomers such as acid and crotonic acid; acid anhydride monomers such as maleic anhydride and itaconic anhydride; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid 4-hydroxybutyl, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 10-hydroxydecyl (meth) acrylate, 12-hydroxylauryl (meth) acrylate, (4-hydroxymethyl Shi And hydroxyl group-containing monomers such as chlorohexyl) methyl (meth) acrylate; amide group-containing monomers such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide and N, N-diethyl (meth) acrylamide;
(B−1−2−3.重合開始剤)
連続油相成分には、好ましくは、重合開始剤が含まれる。
(B-1-2-3. Polymerization initiator)
The continuous oil phase component preferably contains a polymerization initiator.
重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤、レドックス重合開始剤などが挙げられる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。 Examples of the polymerization initiator include radical polymerization initiators and redox polymerization initiators. Examples of the radical polymerization initiator include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.
熱重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物、過酸化物、ペルオキシ炭酸、ペルオキシカルボン酸、過硫酸カリウム、t−ブチルペルオキシイソブチレート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。 Examples of the thermal polymerization initiator include azo compounds, peroxides, peroxycarbonic acid, peroxycarboxylic acid, potassium persulfate, t-butylperoxyisobutyrate, and 2,2′-azobisisobutyronitrile. .
光重合開始剤としては、例えば、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン(例として、チバ・ジャパン社製、商品名;ダロキュア−2959)、α−ヒドロキシ−α,α’−ジメチルアセトフェノン(例として、チバ・ジャパン社製、商品名;ダロキュア−1173)、メトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(例として、チバ・ジャパン社製、商品名;イルガキュア−651)、2−ヒドロキシ−2−シクロヘキシルアセトフェノン(例として、チバ・ジャパン社製、商品名;イルガキュア−184)などのアセトフェノン系光重合開始剤;ベンジルジメチルケタールなどのケタール系光重合開始剤;その他のハロゲン化ケトン;アシルフォスフィンオキサイド(例として、チバ・ジャパン社製、商品名;イルガキュア−819);などを挙げることができる。 Examples of the photopolymerization initiator include 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone (for example, Ciba Japan, trade name: Darocur-2959), α-hydroxy- α, α'-dimethylacetophenone (for example, Ciba Japan, trade name: Darocur-1173), methoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (for example, Ciba Japan, trade name) Acetophenone photopolymerization initiators such as Irgacure-651) and 2-hydroxy-2-cyclohexylacetophenone (for example, Ciba Japan, trade name; Irgacure-184); Ketal photopolymerization initiator such as benzyldimethyl ketal Agents; Other halogenated ketones; Acylphosphine oxides (As an example, Ciba Japan Co., Ltd., trade name: Irgacure -819); and the like.
重合開始剤は、1種のみを含んでいても良く、2種以上を含んでいてもよい。 The polymerization initiator may contain only 1 type and may contain 2 or more types.
重合開始剤の含有割合は、連続油相成分全体に対し、下限値として、好ましくは0.05重量%であり、より好ましくは0.1重量%であり、上限値として、好ましくは5.0重量%であり、より好ましくは1.0重量%である。重合開始剤の含有割合が連続油相成分全体に対して0.05重量%未満の場合には、未反応のモノマー成分が多くなり、得られる多孔質材料中の残存モノマー量が増加するおそれがある。重合開始剤の含有割合が連続油相成分全体に対して5.0重量%を超える場合には、得られる多孔質材料の機械的物性が低下するおそれがある。 The content of the polymerization initiator is preferably 0.05% by weight, more preferably 0.1% by weight, more preferably 0.1%, and preferably 5.0% as a lower limit with respect to the entire continuous oil phase component. % By weight, more preferably 1.0% by weight. If the content of the polymerization initiator is less than 0.05% by weight based on the entire continuous oil phase component, the amount of unreacted monomer components increases, and the amount of residual monomers in the resulting porous material may increase. is there. When the content of the polymerization initiator exceeds 5.0% by weight with respect to the entire continuous oil phase component, the mechanical properties of the resulting porous material may be reduced.
なお、光重合開始剤によるラジカル発生量は、照射する光の種類や強度や照射時間、モノマーおよび溶剤混合物中の溶存酸素量などによっても変化する。そして、溶存酸素が多い場合には、光重合開始剤によるラジカル発生量が抑制され、重合が十分に進行せず、未反応物が多くなることがある。したがって、光照射の前に、反応系中に窒素等の不活性ガスを吹き込み、酸素を不活性ガスで置換して、または、減圧処理によって脱気しておくことが好ましい。 Note that the amount of radicals generated by the photopolymerization initiator varies depending on the type and intensity of light to be irradiated, the irradiation time, the amount of dissolved oxygen in the monomer and solvent mixture, and the like. And when there is much dissolved oxygen, the radical generation amount by a photoinitiator is suppressed, superposition | polymerization does not fully advance and an unreacted substance may increase. Therefore, before the light irradiation, it is preferable that an inert gas such as nitrogen is blown into the reaction system and oxygen is replaced with an inert gas or deaerated by a reduced pressure treatment.
(B−1−2−4.架橋剤)
連続油相成分には、好ましくは、架橋剤が含まれる。
(B-1-2-4. Crosslinking agent)
The continuous oil phase component preferably includes a cross-linking agent.
架橋剤は、典型的には、ポリマー鎖同士を連結して、より三次元的な分子構造を構築するために用いられる。架橋剤の種類と含有量の選択は、得られる多孔質材料に所望される構造的特性、機械的特性、および流体処理特性に左右される。架橋剤の具体的な種類および含有量の選択は、多孔質材料の構造的特性、機械的特性、および流体処理特性の望ましい組み合わせを実現する上で重要となる。 Crosslinking agents are typically used to link polymer chains together to build a more three-dimensional molecular structure. The choice of the type and content of the cross-linking agent depends on the structural properties, mechanical properties, and fluid treatment properties desired for the resulting porous material. The selection of the specific type and content of the cross-linking agent is important in achieving the desired combination of structural properties, mechanical properties, and fluid treatment properties of the porous material.
本発明の発泡体を製造する上では、好ましくは、架橋剤として、重量平均分子量の異なる少なくとも2種類の架橋剤を用いる。 In producing the foam of the present invention, preferably, at least two kinds of crosslinking agents having different weight average molecular weights are used as the crosslinking agent.
本発明の発泡体を製造する上では、より好ましくは、架橋剤として、「重量平均分子量が800以上である多官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリルアミド、および重合反応性オリゴマーから選ばれる1種以上」と「重量平均分子量が500以下である多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上」とを併用する。ここで、多官能(メタ)アクリレートとは、具体的には、1分子中に少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する多官能(メタ)アクリレートであり、多官能(メタ)アクリルアミドとは、具体的には、1分子中に少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する多官能(メタ)アクリルアミドである。 In producing the foam of the present invention, more preferably, the crosslinking agent is selected from “a polyfunctional (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 800 or more, a polyfunctional (meth) acrylamide, and a polymerization reactive oligomer”. “One or more” and “one or more selected from polyfunctional (meth) acrylate and polyfunctional (meth) acrylamide having a weight average molecular weight of 500 or less” are used in combination. Here, the polyfunctional (meth) acrylate is specifically a polyfunctional (meth) acrylate having at least two ethylenically unsaturated groups in one molecule, and the polyfunctional (meth) acrylamide is Specifically, it is polyfunctional (meth) acrylamide having at least two ethylenically unsaturated groups in one molecule.
多官能(メタ)アクリレートとしては、ジアクリレート類、トリアクリレート類、テトラアクリレート類、ジメタクリレート類、トリメタクリレート類、テトラメタクリレート類などが挙げられる。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylate include diacrylates, triacrylates, tetraacrylates, dimethacrylates, trimethacrylates, and tetramethacrylates.
多官能(メタ)アクリルアミドとしては、ジアクリルアミド類、トリアクリルアミド類、テトラアクリルアミド類、ジメタクリルアミド類、トリメタクリルアミド類、テトラメタクリルアミド類などが挙げられる。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylamide include diacrylamides, triacrylamides, tetraacrylamides, dimethacrylamides, trimethacrylamides, tetramethacrylamides and the like.
多官能(メタ)アクリレートは、例えば、ジオール類、トリオール類、テトラオール類、ビスフェノールA類などから誘導できる。具体的には、例えば、1,10−デカンジオール、1,8−オクタンジオール、1,6ヘキサン−ジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4ブタン−2−エンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ヒドロキノン、カテコール、レゾルシノール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ソルビトール、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、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性物などから誘導できる。 The polyfunctional (meth) acrylate can be derived from, for example, diols, triols, tetraols, bisphenol A and the like. Specifically, for example, 1,10-decanediol, 1,8-octanediol, 1,6 hexane-diol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4 butane-2-enedi It can be derived from all, ethylene glycol, diethylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, hydroquinone, catechol, resorcinol, triethylene glycol, polyethylene glycol, sorbitol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, bisphenol A propylene oxide modified product, and the like.
多官能(メタ)アクリルアミドは、例えば、対応するジアミン類、トリアミン類、テトラアミン類などから誘導できる。 The polyfunctional (meth) acrylamide can be derived from, for example, corresponding diamines, triamines, tetraamines and the like.
重合反応性オリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、コポリエステル(メタ)アクリレート、オリゴマージ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。好ましくは、疎水性ウレタン(メタ)アクリレートである。 Examples of the polymerization reactive oligomer include urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, copolyester (meth) acrylate, oligomer di (meth) acrylate and the like. Preferably, it is hydrophobic urethane (meth) acrylate.
重合反応性オリゴマーの重量平均分子量は、好ましくは1500以上、より好ましくは2000以上である。重合反応性オリゴマーの重量平均分子量の上限は特に限定されないが、例えば、好ましくは10000以下である。 The weight average molecular weight of the polymerization reactive oligomer is preferably 1500 or more, more preferably 2000 or more. Although the upper limit of the weight average molecular weight of a polymerization reactive oligomer is not specifically limited, For example, Preferably it is 10,000 or less.
架橋剤として、「重量平均分子量が800以上である多官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリルアミド、および重合反応性オリゴマーから選ばれる1種以上」と「重量平均分子量が500以下である多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上」とを併用する場合、「重量平均分子量が800以上である多官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリルアミド、および重合反応性オリゴマーから選ばれる1種以上」の使用量は、連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの合計量に対して、下限値として、好ましくは30重量%であり、上限値として、好ましくは100重量%であり、より好ましくは80重量%である。「重量平均分子量が800以上である多官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリルアミド、および重合反応性オリゴマーから選ばれる1種以上」の使用量が連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの合計量に対して30重量%未満の場合、得られる発泡体の凝集力が低下してしまうおそれがあり、じん性と柔軟性の両立が困難になるおそれがある。「重量平均分子量が800以上である多官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリルアミド、および重合反応性オリゴマーから選ばれる1種以上」の使用量が連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの合計量に対して100重量%を超える場合、W/O型エマルションは乳化安定性が低下してしまい、所望の発泡体が得られないおそれがある。 As the cross-linking agent, “one or more selected from polyfunctional (meth) acrylates having a weight average molecular weight of 800 or more, polyfunctional (meth) acrylamides, and polymerization reactive oligomers” and “a weight average molecular weight of 500 or less. When using together with “one or more selected from functional (meth) acrylate and polyfunctional (meth) acrylamide” ”,“ polyfunctional (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 800 or more, polyfunctional (meth) acrylamide, and polymerization ” The amount of “one or more selected from reactive oligomers” is preferably 30% by weight as a lower limit with respect to the total amount of the hydrophilic polyurethane polymer and the ethylenically unsaturated monomer in the continuous oil phase component. The upper limit is preferably 100% by weight, and more preferably 80% by weight. The amount of use of “one or more selected from a polyfunctional (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 800 or more, a polyfunctional (meth) acrylamide, and a polymerization reactive oligomer” is a hydrophilic polyurethane-based heavy in the continuous oil phase component If it is less than 30% by weight based on the total amount of coalesced and ethylenically unsaturated monomer, the cohesive strength of the resulting foam may be reduced, and it may be difficult to achieve both toughness and flexibility. . The amount of use of “one or more selected from a polyfunctional (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 800 or more, a polyfunctional (meth) acrylamide, and a polymerization reactive oligomer” is a hydrophilic polyurethane-based heavy in the continuous oil phase component When it exceeds 100 weight% with respect to the total amount of a coalescence and an ethylenically unsaturated monomer, the emulsion stability of a W / O type emulsion will fall, and there exists a possibility that a desired foam may not be obtained.
架橋剤として、「重量平均分子量が800以上である多官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリルアミド、および重合反応性オリゴマーから選ばれる1種以上」と「重量平均分子量が500以下である多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上」とを併用する場合、「重量平均分子量が500以下である多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上」の使用量は、連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの合計量に対して、下限値として、好ましくは1重量%であり、より好ましくは5重量%であり、上限値として、好ましくは30重量%であり、より好ましくは20重量%である。「重量平均分子量が500以下である多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上」の使用量が連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの合計量に対して1重量%未満の場合、耐熱性が低下してしまい、含水重合体を脱水する工程(IV)において収縮によって気泡構造が潰れてしまうおそれがある。「重量平均分子量が500以下である多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上」の使用量が連続油相成分中の親水性ポリウレタン系重合体およびエチレン性不飽和モノマーの合計量に対して30重量%を超える場合、得られる発泡体のじん性が低下してしまい、脆性を示してしまうおそれがある。 As the cross-linking agent, “one or more selected from polyfunctional (meth) acrylates having a weight average molecular weight of 800 or more, polyfunctional (meth) acrylamides, and polymerization reactive oligomers” and “a weight average molecular weight of 500 or less. When using together with “one or more selected from functional (meth) acrylate and polyfunctional (meth) acrylamide” ”,“ selected from polyfunctional (meth) acrylate and polyfunctional (meth) acrylamide having a weight average molecular weight of 500 or less ” The amount of “one or more” used is preferably 1% by weight, more preferably 5% as a lower limit with respect to the total amount of the hydrophilic polyurethane polymer and the ethylenically unsaturated monomer in the continuous oil phase component. The upper limit is preferably 30% by weight, and more preferably 20% by weight. Use amount of “one or more selected from polyfunctional (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 500 or less and polyfunctional (meth) acrylamide” is a hydrophilic polyurethane polymer and ethylenic unsaturated in a continuous oil phase component When the amount is less than 1% by weight based on the total amount of monomers, the heat resistance is lowered, and the cell structure may be crushed by contraction in the step (IV) of dehydrating the water-containing polymer. Use amount of “one or more selected from polyfunctional (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 500 or less and polyfunctional (meth) acrylamide” is a hydrophilic polyurethane polymer and ethylenic unsaturated in a continuous oil phase component When it exceeds 30 weight% with respect to the total amount of a monomer, the toughness of the foam obtained may fall and there exists a possibility of showing brittleness.
架橋剤は、1種のみを含んでいても良く、2種以上を含んでいてもよい。 The crosslinking agent may contain only 1 type and may contain 2 or more types.
(B−1−2−5.連続油相成分中のその他の成分)
連続油相成分には、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切なその他の成分が含まれ得る。このようなその他の成分としては、代表的には、好ましくは、触媒、酸化防止剤、有機溶媒などが挙げられる。このようなその他の成分は、1種のみであっても良いし、2種以上であっても良い。
(B-1-2-5. Other components in the continuous oil phase component)
The continuous oil phase component may contain any appropriate other component as long as the effects of the present invention are not impaired. Typically, such other components preferably include a catalyst, an antioxidant, an organic solvent, and the like. Such other components may be only one type or two or more types.
触媒としては、例えば、ウレタン反応触媒が挙げられる。ウレタン反応触媒としては、任意の適切な触媒を採用し得る。具体的には、例えば、ジブチル錫ジラウリレートが挙げられる。 Examples of the catalyst include a urethane reaction catalyst. Any appropriate catalyst can be adopted as the urethane reaction catalyst. Specific examples include dibutyltin dilaurate.
触媒の含有割合は、目的とする触媒反応に応じて、任意の適切な含有割合を採用し得る。 Arbitrary appropriate content rates can be employ | adopted for the content rate of a catalyst according to the target catalytic reaction.
触媒は、1種のみを含んでいても良く、2種以上を含んでいてもよい。 The catalyst may contain only 1 type and may contain 2 or more types.
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。 Examples of the antioxidant include a phenol-based antioxidant, a thioether-based antioxidant, and a phosphorus-based antioxidant.
酸化防止剤の含有割合は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な含有割合を採用し得る。 Arbitrary appropriate content rates can be employ | adopted for the content rate of antioxidant in the range which does not impair the effect of this invention.
酸化防止剤は、1種のみを含んでいても良く、2種以上を含んでいてもよい。 Antioxidant may contain only 1 type and may contain 2 or more types.
有機溶媒としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な有機溶媒を採用し得る。 Any appropriate organic solvent can be adopted as the organic solvent as long as the effects of the present invention are not impaired.
有機溶媒の含有割合は、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な含有割合を採用し得る。 Arbitrary appropriate content rates can be employ | adopted for the content rate of an organic solvent in the range which does not impair the effect of this invention.
有機溶媒は、1種のみを含んでいても良く、2種以上を含んでいてもよい。 The organic solvent may contain only 1 type and may contain 2 or more types.
≪B−2.W/O型エマルションを賦形する工程(II)≫
工程(II)において、W/O型エマルションを賦形する方法としては、任意の適切な賦形方法を採用し得る。例えば、走行するベルト上にW/O型エマルションを連続的に供給し、ベルトの上で平滑なシート状に賦形する方法が挙げられる。また、熱可塑性樹脂フィルムの一面に塗工して賦形する方法が挙げられる。
<< B-2. Step of shaping W / O type emulsion (II) >>
In the step (II), any appropriate shaping method can be adopted as a method for shaping the W / O type emulsion. For example, there is a method in which a W / O emulsion is continuously supplied onto a traveling belt and shaped into a smooth sheet on the belt. Moreover, the method of apply | coating to one surface of a thermoplastic resin film, and shaping is mentioned.
工程(II)において、W/O型エマルションを賦形する方法として、熱可塑性樹脂フィルムの一面に塗工して賦形する方法を採用する場合、塗工する方法としては、例えば、ロールコーター、ダイコーター、ナイフコーターなどを用いる方法が挙げられる。 In the step (II), as a method of shaping the W / O type emulsion, when adopting a method of coating and shaping on one surface of a thermoplastic resin film, as a method of coating, for example, a roll coater, Examples include a method using a die coater, a knife coater, or the like.
≪B−3.賦形されたW/O型エマルションを重合する工程(III)≫
工程(III)において、賦形されたW/O型エマルションを重合する方法としては、任意の適切な重合方法を採用し得る。例えば、加熱装置によってベルトコンベアーのベルト表面が加温される構造の、走行するベルト上にW/O型エマルションを連続的に供給し、ベルトの上で平滑なシート状に賦形しつつ加熱によって重合する方法や、活性エネルギー線の照射によってベルトコンベアーのベルト表面が加温される構造の、走行するベルト上にW/O型エマルションを連続的に供給し、ベルトの上で平滑なシート状に賦形しつつ活性エネルギー線の照射によって重合する方法が挙げられる。
<< B-3. Step of polymerizing shaped W / O emulsion (III) >>
In the step (III), any appropriate polymerization method can be adopted as a method for polymerizing the shaped W / O emulsion. For example, the belt surface of a belt conveyor is heated by a heating device, and a W / O type emulsion is continuously supplied onto a traveling belt and shaped into a smooth sheet on the belt by heating. A W / O emulsion is continuously supplied onto the running belt, with a method of polymerization and a structure in which the belt surface of the belt conveyor is heated by irradiation of active energy rays, and a smooth sheet is formed on the belt. The method of superposing | polymerizing by irradiation of an active energy ray is mentioned, shaping.
加熱によって重合する場合、重合温度(加熱温度)は、下限値として、好ましくは23℃であり、より好ましくは50℃であり、さらに好ましくは70℃であり、特に好ましくは80℃であり、最も好ましくは90℃であり、上限値としては、好ましくは150℃であり、より好ましくは130℃であり、さらに好ましくは110℃である。重合温度が23℃未満の場合は、重合に長時間を要し、工業的な生産性が低下するおそれがある。重合温度が150℃を越える場合は、得られる発泡体の孔径が不均一となるおそれや、発泡体の強度が低下するおそれがある。なお、重合温度は、一定である必要はなく、例えば、重合中に2段階や多段階で変動させてもよい。 In the case of polymerization by heating, the polymerization temperature (heating temperature) is preferably 23 ° C., more preferably 50 ° C., still more preferably 70 ° C., particularly preferably 80 ° C. as the lower limit. The upper limit is preferably 90 ° C, and is preferably 150 ° C, more preferably 130 ° C, and even more preferably 110 ° C. When the polymerization temperature is less than 23 ° C., the polymerization takes a long time, and industrial productivity may be reduced. When the polymerization temperature exceeds 150 ° C., the pore size of the obtained foam may be non-uniform or the strength of the foam may be reduced. The polymerization temperature need not be constant. For example, the polymerization temperature may be varied in two stages or multiple stages during the polymerization.
活性エネルギー線の照射によって重合する場合、活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、可視光線、電子線などが挙げられる。活性エネルギー線としては、好ましくは、紫外線、可視光線であり、より好ましくは、波長が200nm〜800nmの可視〜紫外の光である。W/O型エマルションは光を散乱させる傾向が強いため、波長が200nm〜800nmの可視〜紫外の光を用いればW/O型エマルションに光を貫通させることができる。また、200nm〜800nmの波長で活性化できる光重合開始剤は入手しやすく、光源が入手しやすい。 In the case of polymerization by irradiation with active energy rays, examples of the active energy rays include ultraviolet rays, visible rays, and electron beams. The active energy ray is preferably ultraviolet light or visible light, and more preferably visible to ultraviolet light having a wavelength of 200 nm to 800 nm. Since the W / O type emulsion has a strong tendency to scatter light, it is possible to penetrate the W / O type emulsion by using visible to ultraviolet light having a wavelength of 200 nm to 800 nm. Moreover, the photoinitiator which can be activated with a wavelength of 200 nm-800 nm is easy to obtain, and a light source is easy to obtain.
活性エネルギー線の波長は、下限値として、好ましくは200nmであり、より好ましくは300nmであり、上限値として、好ましくは800nmであり、より好ましくは450nmである。 The wavelength of the active energy ray is preferably 200 nm, more preferably 300 nm as the lower limit value, and preferably 800 nm, more preferably 450 nm as the upper limit value.
活性エネルギー線の照射に用いられる代表的な装置としては、例えば、紫外線照射を行うことができる紫外線ランプとして、波長300〜400nm領域にスペクトル分布を持つ装置が挙げられ、その例としては、ケミカルランプ、ブラックライト(東芝ライテック(株)製の商品名)、メタルハライドランプなどが挙げられる。 As a typical apparatus used for irradiation of active energy rays, for example, an ultraviolet lamp capable of performing ultraviolet irradiation includes an apparatus having a spectral distribution in a wavelength region of 300 to 400 nm. , Black light (trade name manufactured by Toshiba Lighting & Technology Co., Ltd.), metal halide lamp and the like.
活性エネルギー線の照射を行う際の照度は、照射装置から被照射物までの距離や電圧の調節によって、任意の適切な照度に設定され得る。例えば、特開2003-13015号公報に開示された方法によって、各工程における紫外線照射をそれぞれ複数段階に分割して行い、それにより重合反応の効率を精密に調節することができる。 The illuminance at the time of irradiation with active energy rays can be set to any appropriate illuminance by adjusting the distance from the irradiation device to the irradiation object and the voltage. For example, by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-13015, ultraviolet irradiation in each step is performed in a plurality of stages, and thereby the efficiency of the polymerization reaction can be precisely adjusted.
紫外線照射は、重合禁止作用のある酸素が及ぼす悪影響を防ぐために、例えば、熱可塑性樹脂フィルム等の基材の一面にW/O型エマルションを塗工して賦形した後に不活性ガス雰囲気下で行うことや、熱可塑性樹脂フィルム等の基材の一面にW/O型エマルションを塗工して賦形した後にシリコーン等の剥離剤をコートしたポリエチレンテレフタレート等の紫外線は通過するが酸素を遮断するフィルムを被覆させて行うことが好ましい。 In order to prevent the adverse effect of oxygen having an inhibitory action on the ultraviolet rays, for example, a W / O emulsion is applied to one surface of a substrate such as a thermoplastic resin film and then shaped under an inert gas atmosphere. UV rays such as polyethylene terephthalate coated with a release agent such as silicone after passing through a W / O emulsion on one surface of a substrate such as a thermoplastic resin film and shaping, but blocking oxygen It is preferable to carry out by covering the film.
熱可塑性樹脂フィルムとしては、一面にW/O型エマルションを塗工して賦形できるものであれば、任意の適切な熱可塑性樹脂フィルムを採用し得る。熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステル、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルムやシートが挙げられる。 As the thermoplastic resin film, any appropriate thermoplastic resin film can be adopted as long as it can be formed by coating a W / O emulsion on one surface. Examples of the thermoplastic resin film include plastic films and sheets such as polyester, olefin resin, and polyvinyl chloride.
不活性ガス雰囲気とは、光照射ゾーン中の酸素を不活性ガスにより置換した雰囲気をいう。したがって、不活性ガス雰囲気においては、できるだけ酸素が存在しないことが必要であり、酸素濃度で5000ppm以下であることが好ましい。 The inert gas atmosphere refers to an atmosphere in which oxygen in the light irradiation zone is replaced with an inert gas. Therefore, in the inert gas atmosphere, it is necessary that oxygen is not present as much as possible, and the oxygen concentration is preferably 5000 ppm or less.
≪B−4.得られた含水重合体を脱水する工程(IV)≫
工程(IV)では、得られた含水重合体を脱水する。工程(III)で得られた含水重合体中には水相成分が分散状態で存在する。この水相成分を脱水により除去して乾燥することにより、本発明の発泡体が得られる。
<< B-4. Step of dehydrating the obtained water-containing polymer (IV) >>
In step (IV), the obtained water-containing polymer is dehydrated. In the water-containing polymer obtained in step (III), the aqueous phase component is present in a dispersed state. By removing the aqueous phase component by dehydration and drying, the foam of the present invention is obtained.
工程(IV)における脱水方法としては、任意の適切な乾燥方法を採用し得る。このような乾燥方法としては、例えば、真空乾燥、凍結乾燥、圧搾乾燥、電子レンジ乾燥、熱オーブン内での乾燥、赤外線による乾燥、またはこれらの技術の組み合わせ、などが挙げられる。 Arbitrary appropriate drying methods can be employ | adopted as a dehydration method in process (IV). Examples of such a drying method include vacuum drying, freeze drying, press drying, microwave drying, drying in a heat oven, drying with infrared rays, or a combination of these techniques.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、常温とは23℃を意味する。 Hereinafter, although the present invention is explained based on an example, the present invention is not limited to these. The normal temperature means 23 ° C.
(分子量測定)
GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により重量平均分子量を求めた。
装置:東ソー(株)製「HLC−8020」
カラム:東ソー(株)製「TSKgel GMHHR−H(20)」
溶媒:テトラヒドロフラン
標準物質:ポリスチレン
(Molecular weight measurement)
The weight average molecular weight was determined by GPC (gel permeation chromatography).
Equipment: “HLC-8020” manufactured by Tosoh Corporation
Column: “TSKgel GMH HR- H (20)” manufactured by Tosoh Corporation
Solvent: Tetrahydrofuran Standard: Polystyrene
(エマルションの静置保存安定性)
調製したW/O型エマルションを容量50mlの容器に約30g秤量し、調製直後からの遊離水の発生状況を観察し、常温下での静置保存安定性を評価した。
○:24時間後も遊離水なし
△:1時間までにわずかに遊離水発生
×:1時間までに遊離水発生
(Standing storage stability of emulsion)
About 30 g of the prepared W / O type emulsion was weighed into a container with a capacity of 50 ml, and the generation of free water immediately after the preparation was observed to evaluate the storage stability at room temperature.
○: No free water after 24 hours Δ: Slightly free water generated by 1 hour ×: Free water generated by 1 hour
(平均孔径の測定)
作製した発泡体シートをミクロトームカッターで厚み方向に切断したものを測定用試料とした。測定用試料の切断面を低真空走査型電子顕微鏡(日立製、S−3400N)で800倍〜5000倍にて撮影した。得られた画像を用いて任意範囲の球状気泡、貫通孔および表面開口部について大きいものから約30個迄の孔の長軸長さを測定し、その測定値の平均値を平均孔径とした。
(Measurement of average pore diameter)
A sample for measurement was prepared by cutting the produced foam sheet in the thickness direction with a microtome cutter. The cut surface of the sample for measurement was photographed with a low vacuum scanning electron microscope (Hitachi, S-3400N) at a magnification of 800 to 5000 times. Using the obtained image, the major axis lengths of up to about 30 large-sized spherical bubbles, through-holes and surface openings were measured, and the average value of the measured values was taken as the average pore diameter.
(孔径の分散度)
作製した発泡体シートをミクロトームカッターで厚み方向に切断したものを測定用試料とした。測定用試料の切断面を低真空走査型電子顕微鏡(日立製、S−3400N)で800倍〜5000倍にて撮影した。得られた画像を用いて任意範囲の球状気泡、貫通孔および表面開口部について大きいものから約30個迄の孔の長軸長さを測定し、その測定値の平均値を平均孔径とした。球状気泡、貫通孔および表面開口部のそれぞれの孔径の分散度は、求めた平均孔径の値を用いて式1で算出した。
分散度=((データ−平均値)の2乗)の総和÷個数 ・・・・式1
(Porosity dispersion)
A sample for measurement was prepared by cutting the produced foam sheet in the thickness direction with a microtome cutter. The cut surface of the sample for measurement was photographed with a low vacuum scanning electron microscope (Hitachi, S-3400N) at a magnification of 800 to 5000 times. Using the obtained image, the major axis lengths of up to about 30 large-sized spherical bubbles, through holes and surface openings were measured, and the average value of the measured values was taken as the average pore diameter. The degree of dispersion of the pore diameters of the spherical bubbles, the through holes, and the surface openings was calculated by Equation 1 using the obtained average pore diameter values.
Dispersity = total of ((data−average value) squared) ÷ number of units ··· Equation 1
(孔径の標準偏差)
作製した発泡体シートをミクロトームカッターで厚み方向に切断したものを測定用試料とした。測定用試料の切断面を低真空走査型電子顕微鏡(日立製、S−3400N)で800倍〜5000倍にて撮影した。得られた画像を用いて任意範囲の球状気泡、貫通孔および表面開口部について大きいものから約30個迄の孔の長軸長さを測定し、その測定値の平均値を平均孔径とした。球状気泡、貫通孔および表面開口部のそれぞれの孔径の標準偏差は、平均孔径の値より算出した分散度を用いて式2で算出した。
標準偏差=(分散度)の平方根 ・・・・式2
(Standard deviation of pore diameter)
A sample for measurement was prepared by cutting the produced foam sheet in the thickness direction with a microtome cutter. The cut surface of the sample for measurement was photographed with a low vacuum scanning electron microscope (Hitachi, S-3400N) at a magnification of 800 to 5000 times. Using the obtained image, the major axis lengths of up to about 30 large-sized spherical bubbles, through holes and surface openings were measured, and the average value of the measured values was taken as the average pore diameter. The standard deviation of the respective pore diameters of the spherical bubbles, the through holes, and the surface openings was calculated by Formula 2 using the degree of dispersion calculated from the average pore diameter value.
Standard deviation = square root of (dispersion) ··· Equation 2
(発泡体の密度の測定)
作製した発泡体を100mm×100mmの大きさに5枚切りだして試験片とし、重量を体積で除して見掛け密度を求めた。得られた見掛け密度の平均値を発泡体の密度とした。
(Measurement of density of foam)
Five pieces of the produced foam were cut into a size of 100 mm × 100 mm to obtain test pieces, and the apparent density was determined by dividing the weight by the volume. The average value of the apparent density obtained was taken as the density of the foam.
(50%圧縮荷重の測定)
作製した発泡体の50%圧縮荷重を、JIS−K−6767の圧縮荷重試験に準拠して測定した。試験片を圧縮速度10mm/分の条件で50%の圧縮状態としたときの値を50%圧縮荷重の値とした。
(Measurement of 50% compression load)
The 50% compression load of the produced foam was measured based on the compression load test of JIS-K-6767. The value obtained when the test piece was compressed to 50% under the condition of a compression speed of 10 mm / min was taken as the value of 50% compression load.
(引張強度の測定)
作製した発泡体の引張強度を、JIS−K−7113に準拠して、引張速度=50mm/分で測定した。
(Measurement of tensile strength)
The tensile strength of the produced foam was measured at a tensile speed of 50 mm / min according to JIS-K-7113.
(引張強度変化率の測定)
作製した発泡体を、125℃のオーブンに14日間保存した後に、JIS−K−7113に準拠して、引張速度=50mm/分で引張強度を測定し、該加熱保存処理の前後における引張強度の変化率を求めた。
(Measurement of rate of change in tensile strength)
After the produced foam was stored in an oven at 125 ° C. for 14 days, the tensile strength was measured at a tensile rate of 50 mm / min according to JIS-K-7113, and the tensile strength before and after the heat storage treatment was measured. The rate of change was determined.
(加熱寸法変化率の測定)
作製した発泡体の加熱寸法変化を、JIS−K−6767の高温時の寸法安定性評価に準拠して測定した。すなわち、作製した発泡体を100mm×100mmの大きさに切りだして試験片とし、125℃のオーブンに22時間保存した後に、JIS−K−6767の高温時の寸法安定性評価に準拠して、該加熱保存処理の前後における寸法の変化率を求めた。
(Measurement of heating dimensional change rate)
The heating dimensional change of the produced foam was measured based on the dimensional stability evaluation at high temperature of JIS-K-6767. That is, the produced foam was cut out to a size of 100 mm × 100 mm to form a test piece, stored in an oven at 125 ° C. for 22 hours, and then in accordance with the dimensional stability evaluation at high temperature of JIS-K-6767, The dimensional change rate before and after the heat storage treatment was determined.
(180°の折り曲げ試験)
作製した発泡体を縦方向(MD:Machine Direction)または横方向(TD:Transverse Direction)に対して100mm×100mmに切断し、測定用サンプルとした。測定用サンプルの端部から約50mmを折り曲げ点とし、長尺方向に180°曲げて端部を重ねた後、重ね合わせた端部側から折り曲げ点側に向かって1kgローラーで一往復した後の、折り曲げ点のクラックの発生状態を目視で確認した。サンプルはn=3で測定した。
(180 ° bending test)
The produced foam was cut into 100 mm × 100 mm in the longitudinal direction (MD: Machine Direction) or transverse direction (TD: Transverse Direction) to obtain a measurement sample. After the end of the measurement sample was bent at about 50 mm and bent by 180 ° in the longitudinal direction, the ends were overlapped, and then moved back and forth from the overlapped end to the bending point with a 1 kg roller. The occurrence of cracks at the bending point was visually confirmed. Samples were measured at n = 3.
〔製造例1〕:混合シロップ1の調製
冷却管、温度計、および攪拌装置を備えた反応容器に、エチレン性不飽和モノマーとしてアクリル酸2−エチルヘキシル(東亜合成(株)製、以下「2EHA」と略す)からなるモノマー溶液173.2重量部と、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとしてアデカ(登録商標)プルロニックL−62(分子量2500、ADEKA(株)製、ポリエーテルポリオール)100重量部と、ウレタン反応触媒としてジブチル錫ジラウレート(キシダ化学(株)製、以下「DBTL」と略す)0.014重量部とを投入し、攪拌しながら、水素化キシリレンジイソシアネート(武田薬品(株)製、タケネート600、以下「HXDI」と略す)12.4重量部を滴下し、65℃で4時間反応させた。なお、ポリイソシアネート成分とポリオール成分の使用量は、NCO/OH(当量比)=1.6であった。その後、メタノール(キシダ化学(株)製、特級)1.5重量部を滴下し、65℃で2時間反応させ、親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップを得た。得られた親水性ポリウレタン系重合体の重量平均分子量は1.5万であった。得られた親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ100重量部に対して2EHAを48重量部、極性モノマーとしてアクリル酸(東亜合成社製、以下、「AA」と略す)12重量部を加え、親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ1とした。
[Production Example 1]: Preparation of mixed syrup 1 In a reaction vessel equipped with a condenser, a thermometer, and a stirrer, 2-ethylhexyl acrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd., hereinafter "2EHA") as an ethylenically unsaturated monomer A monomer solution consisting of 173.2 parts by weight, and 100 parts by weight of Adeka (registered trademark) Pluronic L-62 (molecular weight 2500, manufactured by ADEKA Corporation, polyether polyol) as polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, Dibutyltin dilaurate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “DBTL”) as a urethane reaction catalyst was added in an amount of 0.014 part by weight, and while stirring, hydrogenated xylylene diisocyanate (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd., Takenate). 600, hereinafter abbreviated as “HXDI”) 12.4 parts by weight were added dropwise and reacted at 65 ° C. for 4 hours. Let In addition, the usage-amount of the polyisocyanate component and the polyol component was NCO / OH (equivalent ratio) = 1.6. Thereafter, 1.5 parts by weight of methanol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., special grade) was added dropwise and reacted at 65 ° C. for 2 hours to obtain a hydrophilic polyurethane polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup. The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic polyurethane polymer was 15,000. 48 parts by weight of 2EHA with respect to 100 parts by weight of the obtained hydrophilic polyurethane polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup, acrylic acid (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “AA”) 12 parts by weight A hydrophilic polyurethane-based polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup 1 was added.
〔製造例2〕:混合シロップ2の調製
製造例1におけるシロップ1の調製において、2EHA中にポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールとDBTLを投入し、攪拌しながら、HXDIを滴下し、65℃で4時間反応させた後、メタノールの代わりに2−ヒドロキシエチルアクリレート(キシダ化学(株)製、以下「HEA」と略す)5.6重量部を滴下し、65℃で2時間反応させ、両末端にアクリロイル基を有する親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップを得た。得られた両末端にアクリロイル基を有する親水性ポリウレタン系重合体の重量平均分子量は1.5万であった。得られた両末端にアクリロイル基を有する親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ100重量部に対して2EHAを48重量部、極性モノマーとしてAAを12重量部加え、親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ2とした。
[Production Example 2]: Preparation of mixed syrup 2 In the preparation of syrup 1 in Production Example 1, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol and DBTL were charged into 2EHA, and HXDI was added dropwise with stirring to 4 ° C at 4 ° C. After reacting for 2 hours, 5.6 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “HEA”) was added dropwise instead of methanol, and reacted at 65 ° C. for 2 hours. A hydrophilic polyurethane-based polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup having an acryloyl group was obtained. The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic polyurethane polymer having acryloyl groups at both ends was 15,000. 48 parts by weight of 2EHA and 12 parts by weight of AA as a polar monomer are added to 100 parts by weight of a hydrophilic polyurethane-based polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup having acryloyl groups at both ends to obtain a hydrophilic polyurethane system. A polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup 2 was obtained.
〔製造例3〕:混合モノマー1の調製
モノオレイン酸ソルビタン(花王社製、商品名「レオドールSP−O10V」)を20重量部、2EHAを72重量部、AAを8重量部、均一になるまで十分に混合撹拌し、混合モノマー1とした。
[Production Example 3]: Preparation of mixed monomer 1 20 parts by weight of sorbitan monooleate (trade name “Leodol SP-O10V” manufactured by Kao Corporation), 72 parts by weight of 2EHA, and 8 parts by weight of AA until uniform The mixture was sufficiently mixed and stirred to obtain mixed monomer 1.
〔実施例1〕
製造例1で得られた親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ1の100重量部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(新中村化学工業社製、商品名「NKエステルA−HD−N」)(分子量226)10重量部、反応性オリゴマーとして、ポリテトラメチレングリコール(以下、「PTMG」と略す)とイソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と略す)から合成されるポリウレタンの両末端がHEAで処理された、両末端にエチレン性不飽和基を有するウレタンアクリレート(以下、「UA」と略す)(分子量3720)56重量部、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド(BASF社製、商品名「ルシリンTPO」)0.5重量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(チバ・ジャパン社製、商品名「イルガノックス1010」)1.0重量部を均一混合し、連続油相成分(以下、「油相」と称する)とした。一方、上記油相100重量部に対して水相成分(以下、「水相」と称する)としてイオン交換水300重量部を常温下、上記油相を仕込んだ乳化機である攪拌混合機内に連続的に滴下供給し、安定なW/O型エマルションを調製した。なお、水相と油相の重量比は75/25であった。
得られたW/O型エマルションを常温で1時間静置保存した後、光照射後の厚さが1mmとなるように離型処理された基材上に塗布し連続的に成形した。さらにその上に厚さ38μmの離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムを被せた。このシートにブラックライト(15W/cm)を用いて光照度5mW/cm2(ピーク感度最大波350nmのトプコンUVR−T1で測定)の紫外線を照射し、厚さ1mmの高含水架橋重合体を得た。次に上面フィルムを剥離し、上記高含水架橋重合体を130℃にて20分間に亘って加熱することによって、厚さ約1mmの発泡体(1)を得た。
結果を表1に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図1に示した。
[Example 1]
To 100 parts by weight of the hydrophilic polyurethane polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup 1 obtained in Production Example 1, 1,6-hexanediol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name “NK Ester A” -HD-N ") (molecular weight 226) 10 parts by weight, a reactive oligomer of polyurethane synthesized from polytetramethylene glycol (hereinafter abbreviated as" PTMG ") and isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as" IPDI ") Both ends treated with HEA, urethane acrylate having ethylenically unsaturated groups at both ends (hereinafter abbreviated as “UA”) (molecular weight 3720), 56 parts by weight, diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phos Fin oxide (BASF, trade name "Lucirin TPO") 0.5 parts by weight, hindered pheno Le-based antioxidant (manufactured by Ciba Japan, trade name "Irganox 1010") 1.0 part by weight were uniformly mixed, continuous oil phase component (hereinafter, referred to as "oil phase") was. On the other hand, 300 parts by weight of ion-exchanged water as an aqueous phase component (hereinafter referred to as “aqueous phase”) with respect to 100 parts by weight of the oil phase is continuously introduced into a stirring mixer that is an emulsifier charged with the oil phase at room temperature. Were added dropwise to prepare a stable W / O emulsion. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25.
The obtained W / O emulsion was stored at room temperature for 1 hour, and then applied onto a substrate that had been subjected to a release treatment so that the thickness after light irradiation was 1 mm, and was continuously molded. Further, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 38 μm and subjected to a release treatment was placed thereon. This sheet was irradiated with ultraviolet light having a light illuminance of 5 mW / cm 2 (measured with Topcon UVR-T1 having a peak sensitivity maximum wave of 350 nm) using black light (15 W / cm) to obtain a highly hydrous crosslinked polymer having a thickness of 1 mm. . Next, the top film was peeled off, and the high water content crosslinked polymer was heated at 130 ° C. for 20 minutes to obtain a foam (1) having a thickness of about 1 mm.
The results are shown in Table 1.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
〔実施例2〕
実施例1において、製造例1で得られた親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ1の代わりに、製造例2で得られた親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ2を用いた以外は、実施例1と同様に行い、安定なW/O型エマルションを調製した。なお、水相と油相の重量比は75/25であった。
次に、実施例1と同様に、厚さ約1mmの発泡体(2)を得た。
結果を表1に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図2に示した。
[Example 2]
In Example 1, instead of the hydrophilic polyurethane polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup 1 obtained in Production Example 1, the hydrophilic polyurethane polymer / ethylenically unsaturated monomer obtained in Production Example 2 was used. A stable W / O emulsion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixed syrup 2 was used. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25.
Next, as in Example 1, a foam (2) having a thickness of about 1 mm was obtained.
The results are shown in Table 1.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
〔実施例3〕
実施例2において、水相としてイオン交換水122重量部を常温下、連続的に滴下供給した以外は、実施例2と同様に行い、安定なW/O型エマルションを調製した。水相と油相の重量比は55/45であった。
次に、実施例1と同様に、厚さ約1mmの発泡体(3)を得た。
結果を表1に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図3に示した。
Example 3
In Example 2, a stable W / O emulsion was prepared in the same manner as in Example 2 except that 122 parts by weight of ion-exchanged water was continuously added dropwise at room temperature as an aqueous phase. The weight ratio of water phase to oil phase was 55/45.
Next, as in Example 1, a foam (3) having a thickness of about 1 mm was obtained.
The results are shown in Table 1.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
〔実施例4〕
実施例2において、水相としてイオン交換水567重量部を常温下、連続的に滴下供給した以外は、実施例2と同様に行い、安定なW/O型エマルションを調製した。水相と油相の重量比は85/15であった。
次に、実施例1と同様に、厚さ約1mmの発泡体(4)を得た。
結果を表1に示した。
また、得られた発泡体を斜めから撮影した表面/断面SEM写真の写真図を図4に示した。
Example 4
In Example 2, a stable W / O emulsion was prepared in the same manner as in Example 2 except that 567 parts by weight of ion-exchanged water was continuously added dropwise at room temperature as an aqueous phase. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 85/15.
Next, as in Example 1, a foam (4) having a thickness of about 1 mm was obtained.
The results are shown in Table 1.
Moreover, the photograph figure of the surface / cross-section SEM photograph which image | photographed the obtained foam from the diagonal was shown in FIG.
〔実施例5〕
実施例2において、ウレタンアクリレートの代わりに、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性ジアクリレート(日立化成工業社製、商品名「ファンクリルFA−P321A」)(分子量898)を用いた以外は、実施例2と同様に行い、安定なW/O型エマルションを調製した。なお、水相と油相の重量比は75/25であった。
次に、実施例1と同様に、厚さ約1mmの発泡体(5)を得た。
結果を表1に示した。
また、得られた発泡体を斜めから撮影した表面/断面SEM写真の写真図を図5に示した。
Example 5
In Example 2, instead of urethane acrylate, bisphenol A propylene oxide modified diacrylate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name “Fancryl FA-P321A”) (molecular weight 898) was used, as in Example 2. To prepare a stable W / O emulsion. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25.
Next, as in Example 1, a foam (5) having a thickness of about 1 mm was obtained.
The results are shown in Table 1.
Moreover, the photograph figure of the surface / cross-section SEM photograph which image | photographed the obtained foam from the diagonal was shown in FIG.
〔比較例1〕
実施例1において、製造例1で得られた親水性ポリウレタン系重合体/エチレン性不飽和モノマー混合シロップ1の代わりに、製造例3で得られた混合モノマー1を用いた以外は、実施例1と同様に行い、W/O型エマルションを調製した。なお、乳化工程中に遊離水の発生を確認した。また、水相と油相の重量比は75/25であった。
次に、得られたW/O型エマルションについて、成形する直前に、目視で確認できるエマルション表面の遊離水を除去した以外は、実施例1と同様に行い、厚さ約700μmの発泡体(C1)を得た。
結果を表2に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図6に示した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, Example 1 was used except that the mixed monomer 1 obtained in Production Example 3 was used in place of the hydrophilic polyurethane polymer / ethylenically unsaturated monomer mixed syrup 1 obtained in Production Example 1. In the same manner as described above, a W / O type emulsion was prepared. In addition, generation | occurrence | production of the free water was confirmed during the emulsification process. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25.
Next, the obtained W / O emulsion was carried out in the same manner as in Example 1 except that the free water on the emulsion surface that could be visually confirmed was removed immediately before molding, and a foam (C1) having a thickness of about 700 μm. )
The results are shown in Table 2.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
〔比較例2〕
比較例1において、ウレタンアクリレートの代わりに、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性ジアクリレート(日立化成工業社製、商品名「ファンクリルFA−P321A」)(分子量898)を用いた以外は、比較例1と同様に行い、W/O型エマルションを調製した。なお、水相と油相の重量比は75/25であった。エマルション調製から30分後に遊離水の発生を確認した。
次に、得られたW/O型エマルションについて、成形する直前に、目視で確認できるエマルション表面の遊離水を除去した以外は、実施例1と同様に行い、厚さ約1mmの発泡体(C2)を得た。
結果を表2に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図7に示した。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 1 was the same as Comparative Example 1 except that bisphenol A propylene oxide-modified diacrylate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name “Fancryl FA-P321A”) (molecular weight 898) was used instead of urethane acrylate. To prepare a W / O emulsion. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25. The generation of free water was confirmed 30 minutes after the emulsion preparation.
Next, the obtained W / O emulsion was carried out in the same manner as in Example 1 except that the free water on the emulsion surface that could be visually confirmed was removed immediately before molding, and a foam (C2) having a thickness of about 1 mm. )
The results are shown in Table 2.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
〔比較例3〕
実施例2において、NKエステルA−HD−Nを使用せず、且つ、反応性オリゴマーとしてのUAを20重量部用いた以外は、実施例2と同様に行い、W/O型エマルションを調製した。なお、水相と油相の重量比は75/25であった。
次に、実施例1と同様に行い、厚さ約1mmの高含水架橋重合体を得た後、130℃にて20分間に亘って加熱することによって、発泡体全体が収縮し、気泡構造が部分的に潰れた厚さ約300μmの発泡体(C3)を得た。
結果を表2に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図8に示した。
[Comparative Example 3]
A W / O emulsion was prepared in the same manner as in Example 2 except that NK ester A-HD-N was not used and 20 parts by weight of UA as a reactive oligomer was used. . The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25.
Next, in the same manner as in Example 1, after obtaining a highly water-containing crosslinked polymer having a thickness of about 1 mm, the whole foam was contracted by heating at 130 ° C. for 20 minutes, and the cell structure was A partially collapsed foam (C3) having a thickness of about 300 μm was obtained.
The results are shown in Table 2.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
〔比較例4〕
実施例2において、NKエステルA−HD−Nを40重量部用い、且つ、反応性オリゴマーとしてのUAを用いなかった以外は、実施例2と同様に行い、W/O型エマルションを調製した。なお、水相と油相の重量比は75/25であった。
次に、実施例1と同様に、厚さ約1mmの発泡体(C4)を得た。
結果を表2に示した。
また、得られた発泡体の断面SEM写真の写真図を図9に示した。
[Comparative Example 4]
A W / O emulsion was prepared in the same manner as in Example 2 except that 40 parts by weight of NK ester A-HD-N was used and UA as a reactive oligomer was not used. The weight ratio of the water phase to the oil phase was 75/25.
Next, in the same manner as in Example 1, a foam (C4) having a thickness of about 1 mm was obtained.
The results are shown in Table 2.
Moreover, the photograph figure of the cross-sectional SEM photograph of the obtained foam was shown in FIG.
本発明の発泡体は、クッション材、絶縁、断熱材、防音材、防塵材、濾過材、反射材などをはじめとする無数の用途に適する。 The foam of the present invention is suitable for countless applications including cushion materials, insulation, heat insulation materials, soundproof materials, dustproof materials, filter materials, reflective materials, and the like.
Claims (6)
該発泡体は、連続油相成分中に水相成分が分散したW/O型エマルションを重合して得られる発泡体であり、
該連続油相成分は、親水性ポリウレタン系重合体とエチレン性不飽和モノマーと架橋剤を含み、
該架橋剤は、重量平均分子量の異なる少なくとも2種類の架橋剤であり、
該球状気泡の平均孔径が20μm未満であり、
該発泡体の密度が0.15g/cm3〜0.9g/cm3であり、
180°の折り曲げ試験でクラックが発生しない、
発泡体。 A foam having spherical cells,
The foam is a foam obtained by polymerizing a W / O emulsion in which a water phase component is dispersed in a continuous oil phase component.
The continuous oil phase component includes a hydrophilic polyurethane polymer, an ethylenically unsaturated monomer, and a crosslinking agent,
The crosslinking agent is at least two kinds of crosslinking agents having different weight average molecular weights,
The average pore size of the spherical bubbles is less than 20 μm,
Density of foam is 0.15g / cm 3 ~0.9g / cm 3 ,
Cracks do not occur in the 180 ° bending test,
Foam.
The foam according to any one of claims 1 to 5, which is a sheet-like foam sheet.
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