JP2004215686A - 伸縮性薄膜用品 - Google Patents

Abstract

【課題】装着したときの感触が良好で、繰り返し曲げ伸ばしをしたときに感じる抵抗力を改善した薄膜用品を得ること。
【解決手段】ポリオールがポリエーテルおよび／またはポリエステルであるポリウレタンを用いた伸縮性薄膜用品。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリウレタンを用いた伸縮性薄膜用品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外科手術用手袋やクリーンルーム内で使用する作業用手袋は、防塵性が要求されかつ手先の微妙な動きを正確に外部に伝えられるよう作業性、装着性が要求されるため、伸縮性の薄膜用品が使用される。
【０００３】
かかる薄膜として、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜と伸縮性無孔質ポリウレタン膜の２層からなる手袋が知られ（例えば、特許文献１参照）、また、ポリエステルジオールあるいはテトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフランの共重合ジオールを使用したポリウレタン尿素薄膜が知られている（例えば、特許文例２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３３３０４号公報（第２頁〜第３頁）。
【０００５】
【特許文献２】
特開平５−２８５５２１号公報（第２頁〜第３頁）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリテトラフルオロエチレン膜とポリウレタン膜の２層から構成される薄膜用品の場合、２層であるために装着した場合の堅い感触が残り手先の微妙な動きを完全には伝えにくく、また製造コストも貼合せ工程が入る分高くなる。また、ポリウレタン尿素薄膜を用いた場合、永久変形が小さく、回復力が残るため、薄膜用品を手袋として使用し、装着者が長時間曲げ伸ばし作業をした場合に感じる抵抗力が大きく、疲労を促進させる。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、装着したときの感触が良好で、繰り返し曲げ伸ばしをしたときに感じる抵抗力を改善した薄膜用品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の伸縮性薄膜用品は、前記の課題を解決するため、以下の手段を採用する。
【０００９】
すなわち、下式（１）で示されるポリウレタンからなることを特徴とする薄膜用品。
【００１０】
−（Ｕｔ−Ｐ−Ｕｔ−Ｒ１）ｎ１−（Ｕｔ−Ｒ２−Ｕｔ−Ｒ３）ｎ２−………（１）
（式中のＰは、ポリエーテルジオールおよび／またはポリエステルジオール残基、Ｒ１およびＲ３はジイソシアネート残基、Ｒ２はジオール残基、Ｕｔはウレタン結合を示す。ｎ１は１〜１０の範囲の繰り返し単位数、ｎ２は１〜１０の範囲の繰り返し単位数を示す）
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の伸縮性薄膜用品について、さらに詳細に述べる。
【００１２】
本発明の伸縮性薄膜用品は、例えば次の方法によって得ることができるが、特にこの方法に限定されるものではない。すなわち、あらかじめ規定の濃度のポリウレタン溶液を作成し、該溶液に目的とする形状の型をディッピング後、ゆっくりと引き上げ、ポリマー溶液の滴下が終わった時点で、該型を逆さに向け、必要に応じ加温し、溶媒の揮散が終わるまで乾燥し、型から取り外し薄膜用品を得る。手と同じ形状をした型を使用する場合には、手袋となる。
【００１３】
本発明の伸縮性薄膜用品に使用するポリマーは、主構成成分がポリエーテルジオールおよび／またはポリエステルジオール、ジイソシアネートおよびジオールであるポリウレタンである。
【００１４】
ポリウレタンの合成法は特に限定されるものではない。特に、反応を効率的に行う等の観点から溶液中で重合するのが好ましい。なお、本発明の効果を妨げない範囲で３官能性以上の多官能性ヒドロキシ化合物やイソシアネート等が使用されていても何ら構わない。
【００１５】
ここで、本発明におけるポリウレタンを構成する代表的な構造単位について説明する。
【００１６】
本発明に用いるポリエーテルジオールは、最終製品の感触、および、耐久性が良好である必要性から、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと略す）とエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド共重合体および／またはテトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフランを共重合を使用するのが好ましい。また、ポリエステルジオールは、アジピン酸とエチレングリコールおよび／または１．４−ブチレングリコールとの反応から誘導されるが好ましい。
【００１７】
本発明で使用するポリオールは単体から構成されていても良いし、また、他のポリオールと共重合されたものでもよく、さらに他のポリオールと混合されてなるものであってもよい。
【００１８】
他のポリオールとしては、優れた耐寒性、高い伸長性を有し、かつ、高い回復性を具備したものを得る観点から、ポリ（１，４−テトラメチレングリコール）（以下、ＰＴＭＧと略する）、特許第２６１５１３１号などに開示されているネオペンチル基を主鎖に含むジオール、特開平２−２８９６１６号公報等に開示されているポリカーボネートジオール、特開平５−９８５１１号公報等に開示されているエステル系ジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリエチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、ネオペンチレンオキサイドとテトラヒドロフランとの共重合ポリオール等を使用するのが好ましい。そして、かかる他のポリオールは、１種類であってもよく、さらに２種類以上であってもよい。
【００１９】
本発明に用いるポリオールの重量平均分子量は、糸にした際の伸度、強度、耐熱性などの観点から１０００以上６０００以下の範囲にあることが好ましい。
【００２０】
さらに好ましくは１３００以上４５００以下の範囲である。この範囲の分子量のポリオールを用いることにより、力学特性のバランスの取れた伸縮性薄膜を得ることができる。
【００２１】
次に本発明に用いるジイソシアネートは、例えば、５−イソシアネート−１−（イソシアネートメチル）−１，３，３−トリメチルシクロヘキサン、１−イソシアネート−４−［（４−イソシアネートフェニル）メチル］ベンゼン、１−イソシアネート−２−［（４−イソシアネート−フェニル）メチル］ベンゼン、１，１’−メチレンビス（４−イソシアネートシクロヘキサン）、４−メチル−１，３−フェニレンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩと略記する）、２，４−トリレンジイソシアネート（以下、ＴＤＩと略記する）、１，４−ジイソシアネートベンゼン、キシリレンジイソシアネート、２，６−ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートは、特に耐熱性や強度の高いポリウレタンを合成するのに好ましい。
【００２２】
さらに脂環族ジイソシアネートとして、例えば、メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（以下、Ｈ_１２ＭＤＩと略する）、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン２，４−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン２，６−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、ヘキサヒドロキシリレンジイソシアネート、ヘキサヒドロトリレンジイソシアネート、オクタヒドロ１，５−ナフタレンジイソシアネートなどが好ましい。脂肪族ジイソシアネートは特に伸縮性薄膜用品の黄変を抑制する際に好ましく用いられる。
【００２３】
そして、これらのジイソシアネートは単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。
【００２４】
かかるジイソシアネートのモル量の比は、得られる伸縮性薄膜の強度特性の観点から、ポリオール１に対し、ジイソシアネートは１．２以上４．０以下の範囲であるのが好ましい。
【００２５】
次に本発明に用いる鎖伸長剤として、低分子ジオールを用いるものである。
【００２６】
低分子ジオールとしては、エチレングリコール、１，３プロパンジオール、１，４ブタンジオール、１，２−プロピレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−トリメチレンジオール、２，２，４−トリメチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチレンテレフタレートなどを用いるのが好ましい。
【００２７】
これらの中から１種または２種以上を選んで用いることも好ましい。特に、ジオール伸長のポリウレタンとしては耐熱性が高く、また、強度の高い伸縮性薄膜用品を得る観点から、エチレングリコール、１，３プロパンジオール、１，４ブタンジオールを用いるのが好ましい。
【００２８】
これらの鎖伸長剤に架橋構造を形成することのできる３官能以上の多価アルコールトリオール化合物を効果を失わない程度に加えるのも好ましい。
【００２９】
本発明の伸縮性薄膜用品に用いるポリウレタンウレアには、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐ガス安定剤などとして、いわゆるＢＨＴや住友化学工業（株）製の”スミライザー”ＧＡ−８０などをはじめとするヒンダードフェノール系薬剤、各種の”チヌビン”をはじめとするベンゾトリアゾール系薬剤、住友化学工業（株）製の”スミライザー”Ｐ−１６をはじめとするリン系薬剤、各種の”チヌビン”をはじめとするヒンダードアミン系薬剤、さらに酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラックをはじめとする無機顔料、ステアリン酸マグネシウムをはじめとする金属石鹸、また、銀や亜鉛やこれらの化合物などを含む殺菌剤、消臭剤、またシリコーン、鉱物油などの滑剤、硫酸バリウム、酸化セリウム、ベタインやリン酸系などをはじめとする各種の帯電防止剤などが含まれていたり、またポリマと反応させられていることも好ましい。
【００３０】
そして、特に光や各種の酸化窒素などへの耐久性をさらに高めるには、酸化窒素補足剤、例えば日本ヒドラジン（株）製のＨＮ−１５０、熱酸化安定剤、例えば住友化学工業（株）製の”スミライザー”ＧＡ−８０、光安定剤、例えば住友化学工業（株）製の”スミソーブ”３００などを使用することは好ましい。
【００３１】
【実施例】
本発明を実施例によって更に詳しく説明する。ただし、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。
【００３２】
［実施例１］
ＴＨＦとエチレンオキサイドの割合が７対３で分子量が２０００のブロック共重合体であるポリオール２７７０ｇ、ＭＤＩ１０６５ｇ、エチレングリコール１７６ｇおよびジメチルアセトアミド９３９６ｇ反応装置に投入し、窒素気流下、７０℃で攪拌した。攪拌トルクが所定の値に達した時点でｎ−ブタノールを１６ｇ投入し反応を終了させ、３０重量パーセントのポリウレタン溶液を得た。
【００３３】
こうして得られたポリウレタン溶液に外径３５ｍｍの試験管を底から１０ｃｍ程度浸し外部にポリマー溶液を付着させた後、そのままゆっくりポリマー浴槽からゆっくり引き上げ、底から滴が落ちなくなった時に上下を逆さまにし、一昼夜乾燥窒素気流中で放置し伸縮性薄膜を得た。
【００３４】
上記方法にて得た伸縮性薄膜をインストロン４５０２型引張試験機にて２００％伸長時の強度および次の式で定義される３００％伸長回復を行ったときの永久変形（ＳＥＴ）を求めた。
【００３５】
ＳＥＴ＝１００×（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０（％）
Ｌ０：引張試験前のサンプル長さ（ｃｍ）
Ｌ１：３００％伸長後、収縮させる際に応力が０になった時のサンプル長さ（ｃｍ）
この伸縮性薄膜の２００％伸長時の強度、３００％伸長回復後の永久歪みを表１にまとめた。
【００３６】
【表１】

【００３７】
［実施例２］
分子量３３００のアジピン酸とエチレングリコールの反応から誘導されるポリエステルジオール３５５６ｇ、ＭＤＩ８２５ｇ、エチレングリコール１４２．６ｇおよびジメチルアセトアミド６７８５．４ｇ反応装置に投入し、窒素気流下、７０℃で攪拌した。攪拌トルクが所定の値に達した時点でｎ−ブタノールを１８ｇ投入し反応を終了させ、３０重量パーセントのポリウレタン溶液を得た。
【００３８】
こうして得られたポリウレタン溶液から実施例１と同様の方法により、伸縮性薄膜を得た。
【００３９】
この伸縮性薄膜の２００％伸長時の強度および３００％伸長回復後の永久変形を表１にまとめた。
【００４０】
［比較例１］
ＴＨＦとエチレンオキサイドの割合が７対３で分子量が１９５１のランダム共重合体であるポリオール（三洋化成工業（株）製”テトラキシノール”ＡＳ−２００Ｓ）２９００ｇとＭＤＩ５９５．８ｇを無溶媒の条件下で反応させた後、８２９５ｇのジメチルアセトアミドに溶解し、エチレンジアミン５３．７ｇおよびジエチルアミン５．４５ｇを添加することにより３０重量パーセントのポリウレタンウレア溶液を得た。
【００４１】
この溶液から実施例１と同様の方法で伸縮性薄膜を得た。
【００４２】
この伸縮性薄膜の２００％伸長時の強度および３００％伸長回復後の永久変形を表１にまとめた。
【００４３】
［比較例２］
分子量３４００のアジピン酸とエチレングリコールの反応から誘導されるポリエステルジオール２９００ｇとＭＤＩ３７９．６ｇを無溶媒の条件下で反応させた後、１１０８４ｇのジメチルアセトアミドに溶解し、エチレンジアミン４０．２ｇおよびジエチルアミン５．６ｇを添加することにより３０重量パーセントのポリウレタンウレア溶液を得た。
【００４４】
この溶液から実施例１と同様の方法で伸縮性薄膜を得た。
【００４５】
この伸縮性薄膜の２００％伸長時の強度および３００％伸長回復後の永久変形を表１にまとめた。
【００４６】
［実施例３］、［比較例３］
実施例１、２、比較例１、２で得られたポリマー溶液にあらかじめ手の形に成形した型を指の方から先に手のひら部分まで浸るように浸けた後、ゆっくり引き上げ、指先が液面から離れ、液が滴らなくなった時点で手のひらが下を向くようにして手袋型の伸縮性薄膜を得た。
【００４７】
これらの手袋を５人の被験者が着用し、５回掌を開いたり閉じたりする実験を行った結果、４人が比較例１、２のポリマーを用いた手袋は５回目においても抵抗力を感じるのに対し、実施例１、２のポリマーを用いた手袋は、２回目以降抵抗を感じなかったとコメントし、一人は差がないとコメントした。
【００４８】
実施例１、２のポリマーは比較例１、２のポリマーに対し、永久歪みが大きいため、実施例３、比較例３に示したとおり、掌を一回閉じて開いた後、掌を動かした時の抵抗が小さくなった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、装着したときの感触が良好で、手袋にした時には掌に感ずる抵抗が小さく薄膜用品を得ることができる。

Claims (4)

1. 下式（１）で示されるポリウレタンからなることを特徴とする薄膜用品。
   −（Ｕｔ−Ｐ−Ｕｔ−Ｒ１）ｎ１−（Ｕｔ−Ｒ２−Ｕｔ−Ｒ３）ｎ２−………（１）
   （式中のＰは、ポリエーテルジオールおよび／またはポリエステルジオール残基、Ｒ１およびＲ３はジイソシアネート残基、Ｒ２はジオール残基、Ｕｔはウレタン結合を示す。ｎ１は１〜１０の範囲の繰り返し単位数、ｎ２は１〜１０の範囲の繰り返し単位数を示す）
2. ポリエーテルジオールが、テトラヒドロフランとエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイドをランダム共重合および／またはテトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフランを共重合して得られるポリエーテルジオールであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜用品。
3. ポリエステルジオールが、アジピン酸とエチレングリコールおよび／または１．４−ブチレングリコールとの反応から誘導されるポリエステルジオールであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜用品。
4. 薄膜用品が手袋または指サックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜用品。