説明

親水性脂肪族ポリウレタンフォーム

本発明は、水および触媒の存在下で、モノマーが少ない特定のプレポリマーと任意のオリゴマーイソシアン化物を反応させて得ることができる、親水性脂肪族ポリウレタンフォームに関する。親水性のポリウレタンフォームは、その吸収特性のため、特に、創傷被覆材、化粧品または失禁用製品の製造に適している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水および触媒の存在下で、特定の低モノマープレポリマーと任意にオリゴマーイソシアネートを反応させて得られる、親水性脂肪族ポリウレタンフォームに関する。親水性ポリウレタンフォームは、その吸収特性のため、創傷被覆材、化粧品または失禁用製品の製造において、特に有用である。
【背景技術】
【0002】
欧州特許出願公開第949285号は、ポリイソシアネートと、第一ジアミン、低分子量ポリオールおよび高分子量ポリオールとの反応を記載する。この反応は、イソシアネート反応性物質のかなりの部分が変換されず、その後、親水性フォームから抽出できる可能性を否定しない。
【0003】
英国特許第1571730号は、高蒸気圧ジイソシアネート、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)およびビス(イソシアナトシクロへキシル)メタン(HMDI)とポリオールとの反応を記載する。この場合にも、未変換の成分が残る。さらに、遊離の誘導体化されていないジイソシアネートの使用は、職業衛生の観点から問題がある。国際公開第2004013215号も同様に、揮発性のジイソシアネートを使用する。
【0004】
英国特許第1571730号ならびに米国特許第3778390号、米国特許第3799898号および仏国特許出願公開第2077388号は、シリコン含有およびシリコン不含有の、非イオン性、硫酸塩、リン酸塩およびスルホン酸塩乳化剤を含むフォーム安定剤を列挙する。しかし、これらの細胞適合性は低い。カルボン酸塩の使用は述べられていない。
【0005】
国際公開第2003/097727号、米国特許第5065752号および米国特許第5064653号は、アクリルアミド−アクリル酸コポリマーの存在下でのプレポリマーのフォーム形成反応を記載する。これらの生成物は、化学結合しておらず、完全に抽出可能であり、同様に望ましくない。
【0006】
米国特許第3903232号および米国特許第388941号において、プレポリマーはポリエーテルと反応する。この場合にも、未結合のポリオールが生成するおそれがある。米国特許第5296518号も同様に、この方法の経済性が疑問視される、3つの異なるポリオールを用いるプレポリマーとポリエーテルの反応を記載する。さらに、記載された方法は、望ましくない低分子量イソシアネートは混合物中に存在しないことを確かめることができない。カルボン酸塩の使用は述べられていない。プレポリマーの調製は、通常、不経済な長い反応時間を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】欧州特許出願公開第949285号明細書
【特許文献2】英国特許第1571730号明細書
【特許文献3】国際公開第2004013215号パンフレット
【特許文献4】米国特許第3778390号明細書
【特許文献5】米国特許第3799898号明細書
【特許文献6】仏国特許出願公開第2077388号明細書
【特許文献7】国際公開第2003/097727号パンフレット
【特許文献8】米国特許第5065752号明細書
【特許文献9】米国特許第5064653号明細書
【特許文献10】米国特許第3903232号明細書
【特許文献11】米国特許第388941号明細書
【特許文献12】米国特許第5296518号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
したがって、本発明は、特に創傷被覆材、化粧品または失禁用製品の構成物質として使用でき、そのため、抽出可能物といったものをほとんど含むべきでない、親水性脂肪族ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを目的とする。方法工学の観点から、ポリウレタンフォームが膨張後に全く体積収縮しないことも、極めて重要である。さらに、その調製は低蒸気圧のポリイソシアネートのみを使用せねばならず、すなわち未修飾のジイソシアネートは使用しない。親水性脂肪族ポリウレタンフォームは、その上、優れた吸収性のポリマーの必要性なしに、生理食塩水、または創傷体液の迅速かつ高い吸収能を有すべきである。これらのポリウレタンフォームを含んでなる創傷被覆材は、細胞適合性(無細胞毒性)でなければならず、使用時に創傷形状に最適に適合すべきである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
脂肪族ジイソシアネート(好ましくはHDI)とオキシアルキレン単位の総含量に基づいて少なくとも50mol%のエチレンオキシド含量を有するポリエーテルから生成するプレポリマーが、選択された活性剤と任意に気泡安定剤の存在下、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)に基づき、ウレトジオン基およびイソシアヌレート基を有する、オリゴマーとの混合物中で、水により発泡できることが明らかになった。
【発明を実施するための形態】
【0010】
したがって、本発明は、
(A)(A1)140〜278g/molの分子量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートと、
(A2)22.5〜112、好ましくは31.5〜56のOH価を有し、存在するオキシアルキレン基の総量に基づいて50〜100mol%、好ましくは60〜85mol%のエチレンオキシド含量を有する、二〜六官能性、好ましくは三〜六官能性のポリアルキレンオキシドと、
を反応させて得られる、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの重量分率がプレポリマーに基づいて1.0重量%未満である、イソシアネート官能性プレポリマー、
(B)任意に、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの4環または6環の複素環オリゴマー、
(C)水、
(D)任意に触媒、
(E)C〜C22モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、
(F)任意に界面活性剤、および、
(G)任意に一価アルコールまたは多価アルコール、
を含んでなる組成物を供給し、発泡させ、硬化させる、親水性脂肪族ポリウレタンフォームの製造方法を提供する。
【0011】
(A)において使用するプレポリマーは、好適には、プレポリマーに基づいて0.5重量%未満の残留モノマー含量を有する。この含量は、(A1)および(A2)の使用量を適切に選択することによって達成することができる。しかしながら、イソシアネート(A1)を過剰に用いるのが好ましい。続いて、好ましくは蒸留し、未変換モノマーを除去する。
【0012】
成分(A)のイソシアネート官能性プレポリマーは、通常、1当量のポリオール成分(A2)と、1〜20モル、好ましくは1〜10モル、より好ましくは5〜10モルの低分子量の脂肪族ジイソシアネート(A1)とを反応させて調製する。
【0013】
反応は、ウレタン化触媒(例えば錫化合物、亜鉛化合物、アミン、グアニジンまたはアミジン)の存在下、またはアロファネート化触媒(例えば亜鉛化合物)の存在下で行うことができる。
【0014】
反応温度は、通常、25〜140℃の範囲であり、好ましくは60〜100℃の範囲である。
【0015】
過剰のイソシアネートを用いる場合、過剰の低分子量の脂肪族ジイソシアネートを、好ましくは、続く薄膜蒸留により除去する。
【0016】
反応前、反応中および反応後または過剰のジイソシアネートの蒸留除去前、除去中および除去後に、酸性またはアルキル化安定剤、例えば塩化ベンゾイル、塩化イソフタロイル、メチルトシレート、クロロプロピオン酸、HCl、または酸化防止剤、例えばジ−tert−ブチルクレゾールまたはトコフェロールを添加することができる。
【0017】
イソシアネート官能性プレポリマー(A)のNCO含量は、好ましくは1.5重量%〜4.5重量%の範囲であり、より好ましくは1.5重量%〜3.5重量%の範囲であり、最も好ましくは1.5重量%〜3.0重量%の範囲である。
【0018】
成分(A1)の低分子量の脂肪族ジイソシアネートの例は、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ブチレンジイソシアネート(BDI)、ビスイソシアナトシクロヘキシルメタン(HMDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、ビスイソシアナトメチルトリシクロデカン、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネートまたはジイソシアナトドデカンであり、そのうち、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ブチレンジイソシアネート(BDI)およびビス(イソシアナトシクロへキシル)メタン(HMDI)が好ましい。BDI、HDI、IPDIが特に好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートが極めて好ましい。
【0019】
成分(A2)のポリアルキレンオキシドは、好ましくは、存在するオキシアルキレン基の総量に基づいて50〜100mol%、好ましくは60〜85mol%のエチレンオキシド含量を有するプロピレンオキシドとエチレンオキシドとのコポリマーからなり、ポリオールまたはアミンから開始される。この種の適当な開始剤は、グリセロール、トリメチロールプロパン(TMP)、ソルビトール、ペンタエリスリトール、トリエタノールアミン、アンモニアまたはエチレンジアミンである。
【0020】
成分(A2)のポリアルキレンオキシドの数平均分子量は、通常、1000〜15,000g/molの範囲であり、好ましくは3000〜8500g/molの範囲である。
【0021】
成分(A2)のポリアルキレンオキシドは、さらに、2〜6、好ましくは3〜6、より好ましくは3〜4のOH官能価を有する。
【0022】
成分(B)の任意の化合物は、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの4環または6環の複素環オリゴマー、例えば前述の低分子量の脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオンまたはウレトジオンである。ウレトジオンのような4環の複素環オリゴマーが好適である。
【0023】
成分(B)を用いたために増大したイソシアネート基含量は、イソシアネート−水の反応においてCOをより生成するため、より良好な発泡を与える。
【0024】
成分(C)として用いる水は、水自体、塩の結晶水として、両性非プロトン性溶媒中の溶液として、あるいはエマルションとして用いることができる。好適には、水自体を用いるか、両性非プロトン性溶媒中の水を用いる。水自体を用いるのが極めて好ましい。
【0025】
ウレタンの生成を促進するため、成分(D)は触媒を用いて良い。この種の触媒は、通常、ポリウレタン技術の当業者によく知られる化合物である。ここでは、触媒活性金属、アミン、アミジンおよびグアニジンからなる群の化合物が好適である。具体例としては、ジブチル錫ジラウレート(DBTL)、オクタン酸錫(SO)、酢酸錫、オクタン酸亜鉛(ZO)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[3.3.0]オクテン−4(DBO)、N−エチルモルホリン(NEM)、トリエチレンジアミン(DABCO)、ペンタメチルグアニジン(PMG)、テトラメチルグアニジン(TMG)、シクロテトラメチルグアニジン(TMGC)、n−デシルテトラメチルグアニジン(TMGD)、n−ドデシルテトラメチルグアニジン(TMGDO)、ジメチルアミノエチルテトラメチルグアニジン(TMGN)、1,1,4,4,5,5−ヘキサメチルイソビグアニジン(HMIB)、フェニルテトラメチルグアニジン(TMGP)およびヘキサメチレンオクタメチルビグアニジン(HOBG)である。
【0026】
アミン、アミジン、グアニジンまたはそれらの混合物を成分(D)の触媒として用いるのが特に好ましい。1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)を用いるのが極めて好ましい。
【0027】
本発明の好ましい態様は、前記の種類の化合物を、成分(D)において触媒として使用することを含んでなる。
【0028】
成分(E)は、C〜C22モノカルボン酸のアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはそれらの遊離カルボン酸、またはC12〜C44ジカルボン酸のアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはそれらの遊離ジカルボン酸、好ましくはC〜C22モノカルボン酸またはC12〜C44ジカルボン酸のカリウム塩またはナトリウム塩、より好ましくはC〜C22モノカルボン酸のナトリウム塩を用いる。
【0029】
成分(E)として有用な化合物の例は、エチルヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オクタデカン酸、オクタデカジエン酸、オクタデカトリエン酸、イソステアリン酸、エルカ酸、アビエチン酸およびそれらの水素付加物の、アンモニウム、ナトリウム、リチウムまたはカリウム塩である。C12〜C44ジカルボン酸とそこから誘導されるアンモニウムおよびアルカリ金属塩の例は、ドデカン二酸、ドデセニルコハク酸、テトラデセニルコハク酸、ヘキサデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸、C36およびC44のダイマー脂肪酸およびそれらの水素付加物、ならびにこれらのジカルボン酸の、対応するアンモニウム、ナトリウム、リチウムまたはカリウム塩である。
【0030】
成分(F)の化合物は、フォーム形成、フォーム安定性または得られるポリウレタンフォームの特性を改良するために使用でき、この場合、このような添加剤は、原則として既知のいずれのアニオン性、カチオン性、両性および非イオン性界面活性剤ならびにそれらの混合物でもあり得る。アルキルポリグリコシド、EO−POブロックコポリマー、アルキルまたはアリールアルコキシレート、シロキサンアルコキシレート、スルホコハク酸のエステルおよび/またはアルカリまたはアルカリ土類金属アルカノエートを用いるのが好ましい。EO−POブロックコポリマーを用いるのが特に好ましい。成分(F)として、EO−POブロックコポリマーのみを用いるのが好ましい。
【0031】
さらに、成分(G)の化合物は、得られるポリウレタンフォームのフォーム特性を改良するために使用することができる。これらの化合物は、原則として、それ自体が当業者に既知のいずれの一価アルコールおよび多価アルコール、ならびにそれらの混合物を含む。
【0032】
一価または多価アルコールまたはポリオール、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、デカノール、トリデカノール、ヘキサデカノール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、デカンジオール、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、単官能基のポリエーテルアルコールおよびポリエステルアルコール、ポリエーテルジオールおよびポリエステルジオールが挙げられる。
【0033】
成分(A)〜(G)は、通常、以下の量で使用する:
(A)イソシアネート官能性プレポリマー(A)を100重量部、
(B)複素環オリゴマー(B)を0〜30重量部、
(C)水を0.1〜200重量部、
(D)触媒を0〜1重量部、
(E)C〜C12モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩を0.01〜5重量部、
(F)界面活性剤(F)を0〜10重量部、
(G)アルコール(G)を0〜20重量部。
【0034】
成分(A)〜(G)は、好ましくは、以下の量で使用する:
(A)イソシアネート官能性プレポリマー(A)を100重量部、
(B)複素環オリゴマー(B)を1〜30重量部、
(C)水を0.1〜100重量部、
(D)触媒を0.01〜1重量部、
(E)C〜C12モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩を0.01〜5重量部、
(F)界面活性剤を0〜5重量部、
(G)アルコール(G)を0〜10重量部。
【0035】
成分(A)〜(G)は、より好ましくは、以下の量で使用する:
(A)イソシアネート官能性プレポリマー(A)を100重量部、
(B)複素環オリゴマー(B)を5〜15重量部、
(C)水を1〜60重量部、
(D)触媒を0.1〜0.5重量部、
(E)C〜C12モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩を0.1〜1重量部。
【0036】
本発明の親水性脂肪族ポリウレタンフォームは、成分(A)、(C)、(E)、および任意に(B)、(D)、(F)、(G)を任意の順に混合し、混合物を発泡させ、好ましくは化学架橋により硬化させることによって調製する。成分(A)と(B)は、好ましくは互いにあらかじめ混合する。カルボン酸塩(E)と、用いるのであれば、界面活性剤(F)は、水溶液の状態で反応混合物に添加する。
【0037】
原則として、イソシアネート基と水の反応の過程で生成する二酸化炭素により発泡を行うことができるが、さらに発泡剤を用いることもできる。したがって、原則として、炭化水素類、例えばC〜Cアルカン(例えば、ブタン、n−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ヘキサンなど)、またはハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、クロロジフルオロエタン、1,1−ジクロロ−2,2,2−トリフルオロエタン、2,2−ジクロロ−2−フルオロエタン)、特に、塩素を含まないハイドロフルオロカーボン(例えば、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、ジフルオロエタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、テトラフルオロエタン(R134またはR134a)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(R245fa)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(R256)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(R365mfc)、ヘプタフルオロプロパン)、また他に、六フッ化硫黄から選ばれる発泡剤を用いることもできる。これらの発泡剤の混合物も使用できる。
【0038】
続く硬化は、通常、室温で行う。
【0039】
本発明はさらに、本発明の組成物ならびにその組成物から得られる親水性脂肪族ポリウレタンフォームを提供する。
【0040】
本発明はさらに、本発明の方法により調製されるポリウレタンフォーム、ならびに親水性脂肪族ポリウレタンフォームの、柔軟フォームとして、創傷被覆材、化粧品または失禁用製品の構成物質としての使用も提供する。ポリウレタンフォームの、創傷被覆材、化粧品または失禁用製品の構成物質としての使用は好ましいが、創傷被覆材の構成物質としての使用がより好ましく、皮膚に直接付着する創傷被覆材および人または動物の皮膚における外傷接着としての使用が極めて好ましい。
【0041】
ポリウレタンフォームは多孔質であり、少なくとも部分的に、行き来できる気泡を有する連続気泡構造である。ポリウレタンフォームの密度は、通常、0.01〜0.5g/cmの範囲であり、好ましくは0.02〜0.4g/cmの範囲であり、より好ましくは0.05〜0.3g/cmの範囲であり、最も好ましくは0.1〜0.2g/cmの範囲である(DIN53420に従って測定)。
【0042】
ポリウレタンフォームの生理食塩水吸収は、通常、100〜2000%の範囲、好ましくは300〜2000%の範囲、より好ましくは800〜2000%の範囲、最も好ましくは1000〜1800%の範囲(DIN EN 13726−1 Part3.2に従って測定した、乾燥フォームの質量に基づく吸収された液体の質量)である。他の親水性フォームと比較して、本発明のポリウレタンフォームは、優れた吸収性のポリマーを用いなくても、極めて高い生理食塩水吸収能を有す。しかしながら、優れた吸収剤を本発明のポリウレタンフォームと共に組み込むことも当然可能である。
【0043】
ポリウレタンフォームは、良好な機械的強度と高い弾力性を有する。引っ張り強さは、通常、40kPaより大きく、破断伸びは30%より大きく、弾性反発は60%より大きい。好ましくは、引っ張り強さは50kPaより大きく、破断伸びは40%より大きく、弾性反発は80%より大きい(DIN 53504、DIN 53455、DIN EN ISO 3386−1に従って測定)。
【0044】
調製後、ポリウレタンフォームを常套の方法によりシート状物とし、その後、例えば創傷被覆材、化粧品または失禁用製品の構成物として用いることができる。この目的のために、通常、平板フォームを一般的な方法により所望の厚さに切断し、通常10μm〜5cm、好ましくは0.1mm〜1cm、より好ましくは0.1mm〜6mm、最も好ましくは0.2mm〜6mmの厚みを有するシート状物を得る。
【0045】
しかしながら、記載されたシート状物は、適当な成形技術により、本発明の組成物を基材(例えば、任意に前処理をした紙または布)に塗布し、発泡させることにより、直接得ることもできる。
【0046】
ポリウレタンフォームは、2重量%より少ない、好ましくは1重量%より少ない、極めてわずかな、水で抽出可能な成分を含有し、言い換えれば、ポリウレタンフォームは化学結合していない成分を極めて少量しか含有しない。
【0047】
ポリウレタンフォームは、さらなる材料、例えばハイドロゲルに基づく材料、(半)透湿性フィルム、発泡フィルム、コーティング、ハイドロコロイドまたは他のフォームに付着され、ラミネート加工され、コートされてよい。
【0048】
本発明のポリウレタンフォームは、創傷被覆材の製造において特に有用である。これら包帯剤において、ポリウレタンフォームは創傷と直接または間接的に接触することができる。しかしながら、例えば創傷体液の最適な吸収が確保され得るため、ポリウレタンフォームは創傷と直接接触して使用するのが好ましい。ポリウレタンフォームは、細胞毒性を示さない(ISO10993−5およびISO10993−12に従って測定)。
【0049】
創傷被覆材として使用するポリウレタンフォームは、さらなる操作において、追加的に滅菌しなければならない。それ自体が当業者に既知の方法を用いて滅菌は達成され、滅菌は、熱処理、化学物質(例えばエチレンオキシド)または照射(例えばガンマ線照射によって)によって達成される。ここで、必要に応じて、保護ガス雰囲気下で照射を行ってよい。本発明のポリウレタンフォームは、照射(特にガンマ線照射)において変色しないという多大な利点を有する。
【0050】
例えば創傷治癒および細菌汚染の回避に関して有益な作用がある、抗菌性または生物活性のある成分を添加する、組み込む、またはコートすることも同様に可能である。
【実施例】
【0051】
〔実施例〕
特に指定のない限り、全てのパーセントは重量パーセントである。固形分は、DIN−EN ISO 3251に従って測定した。粘度は、23℃で、DIN53019により測定した。NCO含量は、DIN−EN ISO 11909に従って、容量分析で測定した。
【0052】
〔物質および用いた略語〕
カルボン酸塩1:オレイン酸ナトリウムの10%水溶液
カルボン酸塩2:2−エチルヘキサン酸ナトリウムの10%水溶液
Dispergiermittel EM:OH価70mgKOH/gのポリエーテルポリオール分散剤(Rhein Chemie Rheinau GmbH社製、マンハイム、ドイツ)
Zusatzmittel VP.PU 3240:OH価100mgKOH/gのポリグリコールエステル付加物(Rhein Chemie Rheinau GmbH社製、マンハイム、ドイツ)
Tegostab(登録商標)B 2370:ポリシロキサン−ポリオキシアルキレンブロックコポリマー(Degussa-Goldschmidt AG社製、エッセン、ドイツ)
Desmodur(登録商標)N 3400:脂肪族ポリイソシアネート(HDIウレトジオン)、NCO含量21.8%
Desmodur(登録商標)N 3600:脂肪族ポリイソシアネート(HDIイソシアヌレート)、NCO含量24%
Pluronic(登録商標)PE 3500:EO/POブロックコポリマー(BASF社製、ルートウィヒスハーフェン、ドイツ)
Pluronic(登録商標)PE 6800:EO/POブロックコポリマー(BASF社製、ルートウィヒスハーフェン、ドイツ)
Desmophen(登録商標)41WB01:OH価37mgKOH/gのポリエーテルポリオール(Bayer MaterialScience AG社製、レーバークーゼン、ドイツ)
ポリエーテル PW 56:OH価56mgKOH/gのポリエーテルポリオール(Bayer MaterialScience AG社製、レーバークーゼン、ドイツ)
ポリエーテル PEG 400:OH価280mgKOH/gのポリエーテルポリオール(BASF AG社製、ルートウィヒスハーフェン、ドイツ)
ポリエーテル LB 25:エチレンオキシド−プロピレンオキシドに基づく単官能基のポリエーテル、数平均分子量2250g/mol、OH価25mgKOH/g(Bayer MaterialScience AG社製、レーバークーゼン、ドイツ)
【0053】
〔実施例1:ポリウレタンプレポリマー1の調製〕
1000gのHDIと、1gの塩化ベンゾイルの混合物を、1000gのポリアルキレンオキシド(4680g/molのモル質量を有し、グリセロールを出発物質とし、エチレンオキシド重量分率72%、プロピレンオキシド重量分率28%であり、100℃、0.1mbarの圧力で6時間かけてあらかじめ乾燥させたポリアルキレンオキシド)と、滴下添加により、80℃で3時間混合し、その後12時間攪拌した。130℃、0.1mbarでの薄膜蒸留により過剰のHDIを除去し、不揮発性成分を1gのクロロプロピオン酸で安定化した。2.77%のNCO含量と3500mPasの粘度を有するプレポリマーが得られた。
【0054】
〔実施例2:ポリウレタンプレポリマー2の調製〕
200gのHDIと、1gの塩化ベンゾイルと、1gのメチルトシラートの混合物を、400gのポリアルキレンオキシド(5800g/molのモル質量を有し、グリセロールを出発物質とし、エチレンオキシド含量80%、プロピレンオキシド含量20%であり、100℃、0.1mbarの圧力で6時間かけてあらかじめ乾燥させたポリアルキレンオキシド)と、滴下添加により、80℃で2時間混合し、その後12時間攪拌した。130℃、0.1mbarでの薄膜蒸留により過剰のHDIを除去した。2.31%のNCO含量と6070mPasの粘度を有するプレポリマーが得られた。
【0055】
〔実施例3:ポリウレタンプレポリマー3の調製〕
1440gのHDIと、4gの塩化ベンゾイルの混合物を、2880gのポリアルキレンオキシド(4680g/molのモル質量を有し、グリセロールを出発物質とし、エチレンオキシド重量分率72%、プロピレンオキシド重量分率28%であり、100℃、0.1mbarの圧力で6時間かけてあらかじめ乾燥させたポリアルキレンオキシド)と、滴下添加により、80℃で2時間混合し、その後1時間攪拌した。130℃、0.1mbarでの薄膜蒸留により過剰のHDIを除去した。2.11%のNCO含量と3780mPasの粘度を有するプレポリマーが得られた。
【0056】
〔実施例4:ポリウレタンプレポリマー4の調製〕
200gのIPDIと、1gの塩化ベンゾイルと、1gのメチルトシラートの混合物を、400gのポリアルキレンオキシド(5800g/molのモル質量を有し、グリセロールを出発物質とし、エチレンオキシド含量80%、プロピレンオキシド含量20%であり、100℃、0.1mbarの圧力で6時間かけてあらかじめ乾燥させたポリアルキレンオキシド)と、滴下添加により、80℃で2時間混合し、その後12時間攪拌した。130℃、0.1mbarでの薄膜蒸留により過剰のIPDIを除去した。2.36%のNCO含量および8800mPasの粘度を有するプレポリマーが得られた。
【0057】
〔実施例5−13:ポリウレタンプレポリマー1−3からのフォーム物質の調製〕
2つのイソシアネート成分を、1200rpmの撹拌速度で15秒間均一化し、その時点で他の成分を計量添加し、続いてさらに10秒攪拌し、500ml容量のビーカーに移した。
【0058】
【表1】

【0059】
実施例5〜13では、寸法安定性があり、弾力性のある、均一で微細なフォーム物質が得られた。これらは、負荷後に、高い原密度で、40%圧縮で1〜5kPaの比較的低い圧縮強さを有する、極めて高い復元性と低い圧縮永久歪みを示した。これは、傷からの滲出液についての良好な吸収容量と、曲線への適合のために重要である。実施例13で得られたフォームが無細胞毒性として分類されることを示すため、ISO10993.5ガイドラインに従って模範試験を行った。
【0060】
実施例12が示すように、複素環オリゴマー(B)を除くことで、より詰まったポリウレタンフォームが得られた。
【0061】
〔比較例1:プレポリマーのカルボン酸塩を使用しない反応〕
実施例5〜13と同様の条件下、20.0gのプレポリマー1と2.2gのDesmodur N 3400を初めに均一化し、次いで1.0gの水に0.03gのDBUを入れた溶液と混合した。20秒の開始時間の後、フォーム膨張が始まったが、得られたフォームはかなりの収縮を起こした。従来のフォーム添加剤、例えばPluronic(登録商標)PE 6800を触媒の水溶液に追加しても、この収縮は止まらなかった。
【0062】
この比較例が示すように、本発明のカルボン酸塩は、記載されたフォーム製造における極めて重要な成分に相当する。これらの塩なしには、膨張したポリウレタンフォームは、既知のフォーム添加剤の添加にもかかわらず、技術的には好ましくない激しい収縮をおこす。同様に、対応するアルカリ金属硫酸塩またはリン酸塩を使用した際、得られたポリウレタンフォームの激しい収縮が観察された。
【0063】
〔実施例14−17:ポリウレタンプレポリマー1からのフォーム物質の調製〕
20.0gのプレポリマー1と2.2gのDesmodur(登録商標)N 3400を、1200rpmの攪拌速度で15秒間均一化し、その時点で、0.5gのDesmophen(登録商標)41WB01に溶解させた0.03gのDBU、1.1gのカルボン酸塩1および0.2gのアルコール成分を計量添加し、続いてさらに10秒攪拌し、250ml容量のビーカーに移した。
【0064】
【表2】

【0065】
実施例14〜17が示すように、本発明のカルボン酸塩水溶液をジオールと混合した後でも、寸法安定性があり、弾力性のある、一般に微細なセル構造のフォーム物質が得られた。
【0066】
〔実施例18−24:ポリウレタンプレポリマー1からのフォーム物質の調製〕
20.0gのプレポリマー1と2.2gのDesmodur(登録商標)N 3400を、1200rpmの撹拌速度で15秒間均一化し、その時点で0.03gの触媒と1.1gのカルボン酸塩1を計量添加し、続いてさらに10秒攪拌し、250ml容量のビーカーに移した。
【0067】
【表3】

【0068】
実施例18〜22が示すように、セル構造は、反応速度と同様に、触媒の選択に影響される。実施例23と24は、また、カルボン酸塩1が触媒特性も有していることを示している。
【0069】
〔実施例25:ポリウレタンプレポリマー4からのフォーム物質の調製〕
圧縮強さ(DIN 53577)と原密度(DIN 53420)を測定するために、108gのプレポリマー4と12gのDesmodur N 3400を、1000mlのポリプロピレン容器中で、1200rpmの撹拌速度で15秒間均一化した。次いで、1.8gのDispergiermittel EM、0.15gのDBUおよび3gのカルボン酸塩1を添加し、混合物をさらに10秒間攪拌した。得られた硬化フォームが、容器壁に大きく付着することはなかった。それは、40%圧縮で3.1kPaの圧縮強さを有し、また、原密度は0.08g/cmであった。
【0070】
〔実施例26:ポリウレタンフォーム5の抽出物の測定〕
10gの実施例5から得たフォームを、300mlの完全にイオンを含まない水に36℃で48時間置き、抽出物の量を測定するために、DIN EN 1484に従って化学的酸素要求量を滴定した。0.6重量%であることがわかった。
【0071】
〔実施例27:ポリウレタンフォーム8の抽出物の測定〕
4.7gの実施例8から得たフォームを、220mlの完全にイオンを含まない水に37℃で7日間置き、抽出物の量を測定するために、DIN EN 1484に従って化学的酸素要求量を滴定した。0.2重量%であることがわかった。
【0072】
米国特許第5065752号の実施例24(イソシアネートの少なくとも一部が脂肪族である唯一の例)には30重量%の抽出物含量を有するフォームが記載されている。
【0073】
〔実施例28〜30:過剰の水を伴う処方〕
実施例29と30は、実施例28(過剰の水を含まない)に対して、処方に過剰量の水を組み込むことで、処理時間(成形時間)が伸び、極めて微細なセルの均一なフォームが得られることを示す。水での希釈は、創傷被覆材用に特に好適な、薄いが極めて均一なフォームを与える。
【0074】
【表4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)(A1)140〜278g/molの分子量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートと、
(A2)22.5〜112mgKOH/gのOH価を有し、存在するオキシアルキレン基の総量に基づいて50〜100mol%のエチレンオキシド含量を有する、二〜六官能性のポリアルキレンオキシドと、
を反応させて得られる、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの重量分率がプレポリマーに基づいて1.0重量%未満である、イソシアネート官能性プレポリマー、
(B)任意に、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの4環または6環の複素環オリゴマー、
(C)水、
(D)任意に触媒、
(E)C〜C22モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、
(F)任意に界面活性剤、および、
(G)任意に一価アルコールまたは多価アルコール、
を含んでなる組成物を供給し、発泡させ、硬化させる、親水性脂肪族ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項2】
イソシアネート官能性プレポリマー(A)のNCO含量は、1.5重量%〜3.0重量%であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
(A1)は、HDI、IPDIまたはそれらの混合物のみを使用することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
ポリアルキレンオキシド(A2)は、存在するオキシアルキレン基の総量に基づいて60〜85mol%のエチレンオキシド含量を有するプロピレンオキシドとエチレンオキシドのコポリマーからなり、ポリオールまたはアミンから開始されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
成分(A2)のポリアルキレンオキシドは、3000〜8500g/molの数平均分子量を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
成分(A2)のポリアルキレンオキシドは、3〜4のOH官能価を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
4環の複素環オリゴマーを成分(B)において用いることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
【請求項8】
金属塩、アミン、アミジンおよびグアニジンを成分(D)の触媒として用いることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
【請求項9】
成分(A)〜(E)を、以下の量で用いることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法:
イソシアネート官能性プレポリマー(A)を100重量部、
複素環オリゴマー(B)を5〜15重量部、
水(C)を1〜200重量部、
触媒(D)を0.1〜0.5重量部、
成分(E)として、C〜C12モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩を0.1〜1重量部。
【請求項10】
(A)(A1)140〜278g/molの分子量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートと、
(A2)22.5〜112、好ましくは31.5〜56のOH価を有し、存在するオキシアルキレン基の総量に基づいて50〜100mol%、好ましくは60〜85mol%のエチレンオキシド含量を有する、二〜六官能性、好ましくは三〜六官能性のポリアルキレンオキシドと、
を反応させて得られる、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの重量分率がプレポリマーに基づいて1.0重量%未満である、イソシアネート官能性プレポリマー、
(B)任意に、140〜278g/molのモル質量を有する低分子量の脂肪族ジイソシアネートの4環または6環の複素環オリゴマー、
(C)水、
(D)任意に触媒、
(E)C〜C22モノカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、またはC12〜C44ジカルボン酸またはそのアンモニウムもしくはアルカリ金属塩、
(F)任意に界面活性剤、および、
(G)任意に一価アルコールまたは多価アルコール、
を含んでなる組成物。
【請求項11】
請求項1〜9のいずれかに記載の方法に従って得られる、または、請求項10に記載の組成物から得られる、ポリウレタンフォーム。
【請求項12】
請求項11に記載のポリウレタンフォームを用いて得られる、創傷被覆材、化粧品または失禁用製品。

【公表番号】特表2011−527349(P2011−527349A)
【公表日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−516993(P2011−516993)
【出願日】平成21年6月26日(2009.6.26)
【国際出願番号】PCT/EP2009/004610
【国際公開番号】WO2010/003559
【国際公開日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【出願人】(504037346)バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Bayer MaterialScience AG
【Fターム(参考)】