(57)【要約】【課題】界面活性剤を使用せず、乾燥状態における吸水性能に優れ、乾燥状態から湿潤状態へと速やかに移行し、また、湿潤時の弾力性に優れたポリビニルアセタール系多孔質体の提供。【解決手段】ポリビニルアセタールによって形成された網目構造の幹１に、ポリウレタン樹脂２を分散させた状態で固着させているので、ポリビニルアセタール系樹脂の親水性が向上し、乾燥時における吸水速度が著しく向上し、吸水性能に極めて優れたものとなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアセタールによって形成された網目構造の幹に、ポリウレタン樹脂を分散、固着させたことを特徴とするポリビニルアセタール系多孔質体。
【請求項２】
ポリウレタン樹脂がポリウレタンフォームを粉砕して得られたものであることを特徴とする、請求項１に記載のポリビニルアセタール系多孔質体。
【請求項３】
ポリウレタン樹脂の大きさが３０μｍ以上２０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポリビニルアセタール系多孔質体。
【請求項４】
ポリウレタン樹脂の固着量がポリビニルアセタール系多孔質体重量の２重量％以上８０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のポリビニルアセタール系多孔質体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ポリビニルアセタール系多孔質体に係り、さらに詳しくは、吸水性能に優れ、湿潤状態での弾力性に優れた、ウレタン樹脂を含有したポリビニルアセタール系多孔質体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリビニルアセタール系多孔質体は、湿潤状態において優れた吸水性、柔軟性及び弾力性を有しており、洗車用スポンジ、浴用スポンジ等の一般家庭用品や半導体洗浄、ガラス洗浄等の工業用として広く使用されている。
【０００３】
一般にポリビニルアセタール系多孔質体は、乾燥状態で保管されることが多いが、乾燥時には硬化して、吸水性、柔軟性及び弾力性が失われてしまい、乾燥状態から湿潤状態へ移行せしめるには若干の時間を要する。このため、速やかに乾燥状態から湿潤状態へ移行するものが好ましい。
【０００４】
乾燥状態におけるポリビニルアセタール系多孔質体の吸水速度を大きくする方法としては、一般に、界面活性剤を添加あるいは付着させる方法が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２３１７５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、界面活性剤を添加あるいは付着させる方法では、使用中に徐々に界面活性剤が流出し、その効果が失われることが多く、不充分なものである。さらに、界面活性剤は環境中への排出も好ましくなく、使用しないことが好ましい。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明の目的は、界面活性剤を使用せず、乾燥状態における吸水性能に優れ、乾燥状態から湿潤状態へと速やかに移行し、また、湿潤時の弾力性に優れたポリビニルアセタール系多孔質体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、ポリビニルアセタールによって形成された網目構造の幹に、ポリウレタン樹脂を分散した状態で固定することにより達成される。
【０００９】
一般にポリウレタン樹脂は、その成分であるポリオール、イソシアネートの種類により分類することが出来る。すなわち、ポリオールを基準とすれば、ポリエステル型ポリウレタン、ポリエーテル型ポリウレタン、ポリカーボネート型ポリウレタンなどに分類できる。また、イソシアネートを基準とすれば、芳香族系ポリウレタン、脂肪族・脂環族系ポリウレタンなどに分類できる。そして、ポリウレタン樹脂は、その成分により物性が異なり、一般的には、ポリエステル型ポリウレタンは、耐熱性、耐溶剤性に優れ、ポリエーテル型ポリウレタンは、耐加水分解性に優れる。また、芳香族系ポリウレタンは、耐熱性、耐溶剤性に優れ、脂肪族・脂環族系ポリウレタンは、耐候性に優れる。
【００１０】
本発明に用いるポリウレタン樹脂の種類は特に限定されるものではなく、いずれのタイプも使用することが可能である。
【００１１】
また、ポリウレタン樹脂を製品形状から分類すれば、軟質フォーム、硬質フォーム等の発泡体や弾性体等に分類できる。本発明に用いるポリウレタン樹脂の形状は、特に限定されるものではないが、発泡体を粉砕したものは、その外郭形状が比較的複雑であるため、ポリビニルアセタールによって形成された網目構造の幹に固着、保持されやすく、好適に用いられる。また、粉砕物の形状も特に限定されるものではない。従って、廃部材の利用も可能であり、ポリウレタン樹脂をリサイクル品として利用することが可能となる。
【００１２】
本発明に使用するポリウレタン樹脂の大きさは、３０μｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましい。粉砕物の大きさが３０μｍ未満であると、乾燥状態における吸水性能が不充分となり、また２０ｍｍよりも大きい物であると、反応液が高粘度となり均質な多孔質体の製造が困難となるためである。
【００１３】
本発明に用いるポリウレタン樹脂の固定量は、ポリビニルアセタール系多孔質体の２重量％以上、８０重量％以下が好ましい。ポリウレタン樹脂の固定量が２重量％未満であると、乾燥状態における吸水性能が不充分となり、逆に８０重量％を超えると、均質な多孔質体の製造が困難となるためである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のポリビニルアセタール系多孔質体は、ポリビニルアルコール、気孔形成材、架橋材、架橋触媒及び上記ポリウレタン樹脂からなる反応液を架橋反応させた後、気孔形成材を除去することにより、製造することが出来る。
【００１５】
先ず、濃度３〜１５ｗｔ％のポリビニルアルコール水溶液に、気孔形成材として澱粉、水溶性高分子等を添加する。
【００１６】
ここで、本発明に用いるポリビニルアルコールは、特に限定されるものではないが、好ましくは平均重合度が５００〜３８００のものであり、完全鹸化、部分鹸化物何れのタイプも使用可能である。
【００１７】
本発明に使用する気孔形成材は、公知のものから適宜選択すれば良く、澱粉やその他水溶性高分子を使用することが出来る。特に、植物から抽出される澱粉粒が好適に使用され、例えば、米、麦、とうもろこしなどの穀類、馬鈴薯、甘薯、タロイモ等の芋類などの植物が挙げられる。
【００１８】
澱粉粒は植物の種類により粒径が異なるので、使用する澱粉の種類は、所望するポリビニルアセタール系多孔質体の気孔径に応じて適宜選択すれば良い。また、特に大きな気孔径を得たい場合には、一旦糊化させた澱粉を乾燥後、粉砕し、分級して得られる加工化澱粉を使用することが出来る。
【００１９】
次に、この様にして得られたポリビニルアルコール水溶液に、発泡体の粉砕等によって得られたポリウレタン樹脂を混合し、混練機にて十分混合攪拌する。そして、ポリウレタン樹脂が溶液中に十分分散した後、架橋材と架橋触媒を加え、混合攪拌する。ここで、混合攪拌は、減圧下で実施することにより、より気孔構造の均一な多孔質体を得ることができる。
【００２０】
本発明に使用する架橋材は、例えばアルデヒド類であり、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、アクリルアルデヒド等の脂肪族アルデヒド類、グリオキサール等の脂肪族ジアルデヒド類、ベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒドを挙げることが出来る。
【００２１】
また、架橋触媒は酸類であり、例えば、硫酸、塩酸、燐酸、マレイン酸等の無機酸あるいは有機酸を使用することが出来る。
【００２２】
以上のようにして得られた反応液を樹脂などの型枠に注型し、恒温室内で、４０〜９０℃の温度で５〜２４時間反応させ、縮合物を得る。さらに、この縮合物を水洗して、気孔形成材、過剰の架橋材、触媒等を除去して、ポリウレタン樹脂が組織内部に固定化されたポリビニルアセタール系多孔質体を得ることが出来る。
【００２３】
上記方法によって得られたポリビニルアセタール系多孔質体の構造の一例について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明に係るポリビニルアセタール系多孔質体の構造を拡大して示した電子顕微鏡写真、図２は図１の模式図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本発明に係るポリビニルアセタール系多孔質体は、ポリビニルアセタールによって形成された立体的な網目状組織の幹１と、分散した状態で幹１に固定されたポリウレタン樹脂２とを有する。この網目状組織（幹１）は、立体的な連続気孔３を形成している。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例、及び比較例との乾燥状態での吸水速度の比較を説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
平均重合度２６００の中間鹸化型ポリビニルアルコールの加温した８％水溶液６リットルに、馬鈴薯澱粉の混合分散液１．５リットルを攪拌混合し、澱粉を糊化させた。
【００２８】
混合液を冷却後、５０〜２００μｍの大きさのポリウレタンフォームの粉砕物０．７ｋｇを混合し、減圧可能な混練機で十分に攪拌、分散後、５０％硫酸、３７％ホルムアルデヒド水溶液を加え全量を１０リットルとした。さらに十分に攪拌脱気し、ポリプロピレン製容器に流し込み反応液とした。
【００２９】
得られた反応液を恒温室内で、６０℃にて、１８時間反応させた後、反応生成物を容器より取出し、洗浄して気孔形成材や余剰分の架橋剤などを除去し、ポリウレタンフォーム粉砕物の固着量６０重量％のポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００３０】
実施例２
ポリウレタンフォーム粉砕物の大きさを２〜３ｍｍ、ポリウレタンフォーム粉砕物の混合量を０．２５ｋｇとした以外は、実施例１と同様にして、ポリウレタン粉砕物の固着量３４重量％のポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００３１】
実施例３
ポリウレタンフォーム粉砕物の大きさを２〜３ｍｍ、ポリウレタンフォーム粉砕物の混合量を０．０２５ｋｇとした以外は、実施例１と同様にして、ポリウレタン粉砕物の固着量５重量％のポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００３２】
実施例４
ポリウレタンフォーム粉砕物の粒子径を３０〜５０μｍ、ポリウレタンフォーム粉砕物の混合量を０．５ｋｇとした以外は、実施例１と同様にして、ポリウレタン粉砕物の固着量５０重量％のポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００３３】
実施例５
ポリウレタンフォーム粉砕物の粒子径を２〜３ｍｍ、ポリウレタンフォーム粉砕物の混合量を０．０１３ｋｇとした以外は、実施例１と同様にして、ポリウレタン粉砕物の固着量２．５重量％のポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００３４】
比較例
実施例１において用いたポリウレタンフォーム粉砕物を反応液に混合しない以外は、実施例１と同様にしてポリビニルアセタール系多孔質体を得た。
【００３５】
上記実施例１〜５及び比較例により得られたポリビニルアルコール系多孔質体の乾燥状態における吸水性能として、ポリビニルアルコール系多孔質体に２ｃｍの高さから１滴（約０．０５ｃｃ）の水を滴下したときの、水滴が消失するまでの時間、及び、５０×５０×３０ｍｍの大きさのポリビニルアルコール系多孔質体を水面に静置したときに、多孔質体に水が完全に浸透するまでの時間を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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表１に示すように、水滴が消失するまでに要する時間は、実施例１〜５ではそれぞれ１秒以下、１秒以下、１秒以下、４０秒、６０秒であるのに対し、比較例では１２０秒である。また、多孔質体に水が完全に浸透するまでの時間は、実施例１〜５ではそれぞれ５秒、２秒、１０秒、１２０秒、１５０秒であるのに対し、比較例では６００秒である。この結果から明らかなように、実施例１〜５で得られたポリビニルアルコール系多孔質体は、乾燥状態において優れた吸水性能を有することが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のポリビニルアセタール系多孔質体は、立体的組織の内部に、ポリウレタン樹脂を固着させることで、ポリビニルアセタール系樹脂の親水性が向上し、乾燥時における吸水速度が著しく向上し、吸水性能に極めて優れたものである。
【００３８】
このため、本発明のポリビニルアセタール系多孔質体は、乾燥状態から速やかに湿潤状態にすることができ、実用上極めて有用である。
【００３９】
本発明のポリビニルアセタール系多孔質体は、この様な優れた吸水性能を利用して、洗車用、浴用、台所用等の一般家庭用吸水拭き取り材として、また、ガラス洗浄用等の工業用として好適に使用することが出来る。
【００４０】
また、本発明においては、使用済みポリウレタン樹脂を粉砕してリサイクル利用することが出来るため、使用済みポリウレタン製品の処理によって発生する環境への負荷の低減対策としても有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリビニルアセタール系多孔質体の構造を拡大して示した電子顕微鏡写真である。
【図２】図１の模式図である。
【符号の説明】
１  幹
２  ポリウレタン樹脂
３  連続気孔
【図１】
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【図２】
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