多孔體的制造方法、三維網(wǎng)狀多孔體、以及液體過(guò)濾器和吸液海綿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含熱塑性高分子的三維網(wǎng)狀多孔體的制造方法。本發(fā)明還涉及能夠 由上述制造方法制造的三維網(wǎng)狀多孔體。本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用上述三維網(wǎng)狀多孔體得到 的液體過(guò)濾器、和排液海綿(液切9只步y(tǒng) 9 )、擠出海綿(絞9只步y(tǒng) 9 )等吸液海綿。
【背景技術(shù)】
[0002] 包含熱塑性高分子的三維網(wǎng)狀多孔體一般而言量輕。另外,透過(guò)液體、氣體、吸收 液體、通過(guò)外力將吸收的液體排出、儲(chǔ)存吸收的液體、吸收聲音、利用本身的直徑篩選固體、 吸收沖擊等功能優(yōu)異。因此,被用于墨液輥、浸透印章、筆、過(guò)濾器、化妝用海綿等。
[0003] 這種三維網(wǎng)狀多孔體可以通過(guò)以下所述的各種方法進(jìn)行制造。例如,非專(zhuān)利文獻(xiàn)1 中公開(kāi)了如下的方法:以多元醇、異氰酸酯、水等為原料通過(guò)化學(xué)發(fā)泡形成由包含骨架和薄 膜的單元形成的聚氨酯泡沫,利用堿處理法、熱處理法等除去該膜,制造三維網(wǎng)狀多孔體。
[0004] 另外,專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載了 :將水溶性無(wú)機(jī)鹽粒子、聚氨酯樹(shù)脂和溶劑混煉、成形后, 在水中對(duì)溶劑進(jìn)行脫溶劑并進(jìn)行凝固,由其成形體對(duì)無(wú)機(jī)鹽粒子進(jìn)行水提取從而將無(wú)機(jī)鹽 粒子除去,由此得到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化妝用海綿。
[0005] 進(jìn)而,專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載了:將聚氨酯、溶劑和作為氣孔生成劑的氯化鈣等混煉以粘 土狀相容物的形式進(jìn)行成形,使該粘土狀相容物在水中凝固,通過(guò)對(duì)氯化鈣進(jìn)行水提取而 將其除去,由此得到三維網(wǎng)狀連續(xù)氣孔彈性體。
[0006] 另外,專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載了:將水溶性有機(jī)物粒子的造孔劑(氣孔生成劑)與烯烴系 熱塑性樹(shù)脂混煉后,將所得到的成形物的至少一部分浸漬于高于上述樹(shù)脂的熔點(diǎn)的高溫液 體,接著利用水系溶劑溶出造孔劑,得到三維網(wǎng)狀多孔體。
[0007] 但是,非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的基于化學(xué)發(fā)泡的制法所制造的聚氨酯泡沫等是以直 徑為200 μ m以上的氣泡為主體的多孔體,很難通過(guò)該制法制造出適用于液體過(guò)濾器、吸液 海綿等的以小氣泡為主體的多孔體。
[0008] 另外,專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的制法使用二甲基甲酰胺等與水具有相容性 的溶劑。該溶劑會(huì)產(chǎn)生作業(yè)環(huán)境問(wèn)題,因此不易使用且存在廢液處理問(wèn)題。為了處理二甲 基甲酰胺等的廢液,需要生物處理、熱催化劑氧化等處理,無(wú)害化處理的成本高。進(jìn)而,專(zhuān)利 文獻(xiàn)1中記載的制法需要能夠透過(guò)溶劑和水的特殊模具,而且完成脫模需要花費(fèi)時(shí)間,因 此存在批量生產(chǎn)需要大量模具的問(wèn)題,并且專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的制法難以控制多孔體的氣 孔直徑,不易穩(wěn)定地制造出具有期望氣孔直徑的多孔體。
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3的制法中,在得到混煉成形物后包括將混煉成形物浸漬于溫度高于樹(shù) 脂熔點(diǎn)的液體的工序,由于要處理高溫浸漬液,因此存在作業(yè)環(huán)境問(wèn)題。即,是費(fèi)事且危險(xiǎn) 的方法,并且工序多,因此成本高。進(jìn)而,由于浸漬時(shí)的條件,根據(jù)多孔體的表面附近和內(nèi)部 之間、表面的位置不同,有可能產(chǎn)生氣孔結(jié)構(gòu)的差異。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利第4588357號(hào)公報(bào)
[0013] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本專(zhuān)利第3935907號(hào)公報(bào)
[0014] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2008-24899號(hào)公報(bào)
[0015] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0016] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:巖田敬治編"示yU夕 >樹(shù)脂/、>卜'、7'' 7夕(聚氨酯樹(shù)脂手 冊(cè))",昭和62年9月25日發(fā)行,P170,日刊工業(yè)報(bào)紙公司出版
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017] 發(fā)明要解決的課題
[0018] 本發(fā)明是鑒于這種情況而進(jìn)行的,因此本發(fā)明的課題在于提供對(duì)作業(yè)環(huán)境的影 響、成本升高等問(wèn)題小,能夠安全、容易且穩(wěn)定地制造均質(zhì)的多孔體的方法,所述方法用于 制造包含氨基甲酸酯等的熱塑性彈性體、適用于吸液海綿、且適用于例如50 μπι以下或液 體過(guò)濾器的、以例如1〇μπι以下的氣泡等小氣泡為主體的三維網(wǎng)狀(結(jié)構(gòu))多孔體。
[0019] 本發(fā)明的課題還在于提供通過(guò)上述方法得到的三維網(wǎng)狀多孔體。
[0020] 本發(fā)明的課題還在于提供包含上述三維網(wǎng)狀多孔體的透過(guò)性好的液體過(guò)濾器,例 如能夠以低壓力損失在短時(shí)間過(guò)濾處于粒徑1~10 μπι的范圍的微粒的液體過(guò)濾器。
[0021] 本發(fā)明的課題另外還在于提供包含上述三維網(wǎng)狀多孔體、且吸液性、吐出吸收的 液體的性質(zhì)優(yōu)異的吸液海綿,例如排液海綿、擠出海綿。
[0022] 解決課題的方法
[0023] 本發(fā)明人進(jìn)行了深入研宄,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在通過(guò)對(duì)包含熱塑性彈性體、可溶于水的無(wú) 機(jī)鹽粒子和可溶于水的溶劑的混煉物進(jìn)行脫泡、成形、固化、水提取、干燥來(lái)制造多孔體的 方法中,使用可溶于水的多元醇作為該溶劑,并將該混煉物中的多元醇的含量設(shè)定在規(guī)定 范圍內(nèi),由此能夠安全、容易且穩(wěn)定地制造出可以?xún)?yōu)選地適用于液體過(guò)濾器、吸液海綿等的 呈三維網(wǎng)狀且均質(zhì)的多孔體,進(jìn)而能夠減小作業(yè)環(huán)境、成本升高等問(wèn)題。
[0024] 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),這樣得到的三維網(wǎng)狀多孔體具有孔徑均勻性高的氣孔,并且液 體的透過(guò)性好,顯示出能夠瞬時(shí)吸收醇等的液滴的優(yōu)異的吸液性,并且吐出吸收的液體的 性質(zhì)優(yōu)異,并且完成了包括以下構(gòu)成的本發(fā)明。
[0025] 方案1中記載的發(fā)明為一種多孔體的制造方法,其特征在于,具有如下工序:
[0026] 對(duì)含有熱塑性彈性體、可溶于水的無(wú)機(jī)鹽粒子和可溶于水的多元醇作為主原料的 組合物進(jìn)行混煉而得到混煉物的工序,
[0027] 將所述混煉物脫泡并進(jìn)行成形而得到成形物的工序,
[0028] 將所得到的成形物固化的工序,
[0029] 從所述固化后的成形物對(duì)所述無(wú)機(jī)鹽粒子和所述多元醇進(jìn)行水提取的工序,和
[0030] 水提取之后將所述成形物干燥的工序,
[0031] 所述無(wú)機(jī)鹽粒子中粒徑超過(guò)150 μ m的粒子的含量為35質(zhì)量%以下,
[0032] 相對(duì)于在所述熱塑性彈性體熱熔融時(shí)與熱塑性彈性體均勻混合的多元醇的最大 配合量,所述組合物中的多元醇的配合量為55質(zhì)量%以上。
[0033] 本發(fā)明的制造方法(方案1的發(fā)明)中使用的熱塑性彈性體是指,在常溫下顯示 出硫化橡膠的性質(zhì)(作為彈性體的性質(zhì)),但在高溫下能夠進(jìn)行塑性變形且能夠利用塑料 加工機(jī)進(jìn)行成形、并且能夠(利用后述的方法)測(cè)定熔融溫度的高分子材料。
[0034] 可溶于水的無(wú)機(jī)鹽粒子在該制造方法中作為氣孔生成劑使用。該無(wú)機(jī)鹽粒子的特 征在于,其中含有的粒徑超過(guò)150 μ m的無(wú)機(jī)鹽粒子的含量為35質(zhì)量%以下,優(yōu)選為5質(zhì) 量%以下。粒徑超過(guò)150 μm的粒子的含量超過(guò)35質(zhì)量%時(shí),無(wú)法得到三維網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的多 孔體(三維網(wǎng)狀多孔體)。
[0035] 需要說(shuō)明的是,若使用亞微米的粒徑達(dá)到最大質(zhì)量頻度的無(wú)機(jī)鹽粒子,則在用于 細(xì)微化的加工后容易產(chǎn)生二次凝聚,從而制造時(shí)的作業(yè)變得困難。另外,現(xiàn)實(shí)中,大量含有 這種細(xì)微粒子的無(wú)機(jī)鹽粒子的制造從裝置、加工成本這兩方面出發(fā)都是困難的。因此,作為 無(wú)機(jī)鹽粒子,優(yōu)選粒徑為I ym以下的粒子的含量為5質(zhì)量%以下。
[0036] 通過(guò)改變無(wú)機(jī)鹽粒子的粒度,可以調(diào)整三維網(wǎng)狀多孔體的氣孔直徑。另一方面,其 最佳氣孔直徑隨三維網(wǎng)狀多孔體的用途而改變。例如,對(duì)于液體過(guò)濾器、排液海綿、擠出海 綿而言,最佳氣孔直徑各自不同。因此,根據(jù)制造的多孔體的用途來(lái)篩選具有最佳粒度分布 的(即產(chǎn)生最佳氣孔直徑的)無(wú)機(jī)鹽粒子。
[0037] 本發(fā)明的制造方法中使用的多元醇是指烴的多個(gè)氫被羥基取代后的醇類(lèi)。
[0038] 本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn),若在通過(guò)加熱而處于熔融狀態(tài)的熱塑性彈性體中少量多次添 加在其溫度下呈液狀的多元醇,則在達(dá)到某添加量之前可均勻地溶合,但添加量達(dá)到一定 值以上時(shí)呈相分離狀態(tài),即多余的多元醇開(kāi)始分離。以下將在熱塑性彈性體的熔融狀態(tài)下 該分離開(kāi)始時(shí)的多元醇的添加量、即不產(chǎn)生分離時(shí)的多元醇的最大配合量稱(chēng)為"臨界添加 里。
[0039] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)將上述組合物中的多元醇的配合量設(shè)定為臨界添加量的55 質(zhì)量%以上,由此所制造的多孔體的結(jié)構(gòu)從三維膜狀成為三維網(wǎng)狀。即,能夠利用多元醇 的配合量來(lái)控制從三維膜狀向三維網(wǎng)狀的改變,多元醇的配合量小于臨界添加量的55質(zhì) 量%時(shí),得到三維膜狀多孔體,多元醇的配合量為55質(zhì)量%以上時(shí),得到三維網(wǎng)狀多孔體。 本發(fā)明的制造方法的特征在于,相對(duì)于在上述熱塑性彈性體的熔融狀態(tài)(熱熔融時(shí))時(shí)與 熱塑性彈性體均勻混合的多元醇的最大配合量即臨界添加量,上述組合物中的多元醇的配 合量為55質(zhì)量%以上。
[0040] 方案2中記載的發(fā)明,為方案1中所述的多孔體的制造方法,其特征在于,相對(duì)于 在上述熱塑性彈性體的熱熔融時(shí)與熱塑性彈性體均勻混合的多元醇的最大配合量,上述組 合物中的多元醇的配合量為60質(zhì)量%以上。
[0041] 通過(guò)使上述組合物中的多元醇的配合量為臨界添加量的60質(zhì)量%以上,能夠更 明確地得到呈三維網(wǎng)狀的多孔體。另外,熱塑性彈性體為聚氨酯的情況下,能夠使后述的乙 醇透過(guò)時(shí)間小于55秒,特別是在聚碳酸酯系聚氨酯的情況下,能夠使后述的乙醇透過(guò)時(shí)間 小于35秒。
[0042] 方案3中記載的