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公開番号2025058883
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2024097699
出願日2024-06-17
発明の名称防水透湿膜
出願人遠東新世紀股分有限公司
代理人個人,個人
主分類C08J 5/18 20060101AFI20250401BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】本開示は、防水透湿膜を提供する。
【解決手段】防水透湿膜は、ポリウレタンを含む。ポリウレタンは、ハードセグメント、第1ソフトセグメント及び第2ソフトセグメントを含み、第1ソフトセグメントは、芳香族ポリエステル-ポリエーテル基を含む。防水透湿膜は、弾性係数が約50kgf/cm²よりも大きく、透湿度が約30000g/m²*24hrよりも大きい。第1ソフトセグメントが約1モルである場合、ハードセグメントは、約4.5モル以上である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリウレタンを含む防水透湿膜であって、前記ポリウレタンは、ハードセグメント、第１ソフトセグメント及び第２ソフトセグメントを含み、前記第１ソフトセグメントは、芳香族ポリエステル－ポリエーテル基を含み、前記防水透湿膜は、弾性係数が約５０ｋｇｆ／ｃｍ
２
よりも大きく、透湿度が約３００００ｇ／ｍ
２
＊２４ｈｒよりも大きく、前記第１ソフトセグメントが約１モルである場合、前記ハードセグメントは、約４．５モル以上であり、
前記第１ソフトセグメントは、下記式（Ｉ）で表される構造を含み、
－Ｘ１－Ｙ１－式（Ｉ）、
式中、Ｘ１は、少なくとも１つの芳香族イソシアネート基を含み、Ｙ１は、前記芳香族ポリエステル－ポリエーテル基を含み、Ｙ１は、下記式（ＩＡ）又は式（ＩＢ）で表される構造を含み、
－［（ＣＯ）－Ｒ－（ＣＯ）－Ｏ－Ｒ’－Ｏ］
ｎ
－式（ＩＡ）、
－［（ＣＯ）－Ｒ－（ＣＯ）－Ｏ－Ｒ’－Ｏ－（ＣＯ）－Ｏ－Ｒ’－Ｏ］
ｎ
－式（ＩＢ）、
式中、Ｒは、芳香族基であり、Ｒ’は、ポリエーテル基であり、式（ＩＢ）中のＲ’は同じであっても異なってもよく、Ｒに結合するＣＯ基同士は、オルト位、メタ位又はパラ位であり、ｎは、１以上の整数であり、
前記第２ソフトセグメントは、下記式（ＩＩ）で表される構造を含み、
－Ｘ２－Ｙ２－式（ＩＩ）、
式中、Ｘ２は、少なくとも１つの芳香族イソシアネート基を含み、Ｙ２は、脂肪族ポリエーテル基を含み、前記脂肪族ポリエーテル基の数平均分子量は、約３０００ｇ／ｍｏｌ以上であり、Ｙ２は、下記式（ＩＩＡ）で表される構造を含み、
－［Ｏ－Ｒ
１
］
ｍ１
－Ｏ－式（ＩＩＡ）、
式中、Ｒ
１
は、Ｃ２－Ｃ４の脂肪族炭化水素であり、ｍ１は、１以上の整数であり、ｍ１が２以上の整数である場合、Ｒ
１
は、毎回同じであっても異なってもよい、防水透湿膜。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記第１ソフトセグメントが約１モルである場合、前記ハードセグメントは、約１０モル以下である、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項３】
前記芳香族ポリエステル－ポリエーテル基の数平均分子量は、約４５０ｇ／ｍｏｌ以上である、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項４】
前記芳香族ポリエステル－ポリエーテル基は、ポリエステルとポリエーテルポリオールとの解重合生成物、前記ポリエステルと前記ポリエーテルポリオールとの解重合生成物が炭酸エステルと反応して得られたポリマー、又はそれらの組み合わせから誘導される、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項５】
前記ハードセグメントは、下記式（ＩＩＩ）で表される構造を含み、
－Ｘ３－Ｙ３－式（ＩＩＩ）、
式中、Ｘ３は、少なくとも１つの芳香族イソシアネート基を含み、Ｙ３は、下記式（ＩＩＩＡ）で表される構造を含み、
－Ｏ－Ｒ
ａ
－Ｏ－式（ＩＩＩＡ）、
式中、Ｒ
ａ
は、Ｃ２－Ｃ４の脂肪族炭化水素である、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項６】
弾性係数は、約８０ｋｇｆ／ｃｍ
２
以下である、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項７】
前記脂肪族ポリエーテル基の数平均分子量は、３０００ｇ／ｍｏｌ～９０００ｇ／ｍｏｌである、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項８】
前記第１ソフトセグメントのモル数が、前記ハードセグメントのモル数と、前記第１ソフトセグメントのモル数と前記第２ソフトセグメントのモル数との和に対するモル比はＭ１であり、Ｍ１＝（Ｓ１／（Ｈ１＋Ｓ１＋Ｓ２））＊１００で表され、ここで、Ｓ１は前記第１ソフトセグメントのモル数であり、Ｓ２は前記第２ソフトセグメントのモル数であり、Ｈ１は前記ハードセグメントのモル数であり、式中、Ｍ１は、約２０以下である、請求項１に記載の防水透湿膜。
【請求項９】
前記第１ソフトセグメントが約１モルである場合、前記第２ソフトセグメントは、約０．１～１モルである、請求項１に記載の防水透湿膜。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、防水透湿膜に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンは、生活における一般的な高分子材料であり、発泡製品（例えば、スポンジ）、衝撃吸収弾性材料（例えば、ソール）、塗料（例えば、ステンレス缶の被覆層）、ビスコース及び防水透湿膜などに広く使用されている。ポリウレタンは異なる成分の組み合わせで、異なる特性を有するポリウレタンを調製することができるため、様々な分野に広く使用することができる。一般に、ポリウレタン組成物は、主にイソシアネート（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ポリオール（ｐｏｌｙｏｌ）、鎖延長剤（ｃｈａｉｎｅｘｔｅｎｄｅｒ）などの複数種の異なる成分を含み、ポリウレタンの異なる適用分野に必要な性質に応じて、使用されるポリウレタン組成物の組成成分を調整することができる。
【０００３】
ポリウレタン組成物は、複数種のポリオールを含んでもよく、一般にポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールが多く、回収されたポリオールを使用してもよい。例えば、ＵＳ４４６９８２３には、回収されたポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）ＰＥＴ）とＣ２－Ｃ４の二塩基酸及び脂肪族ジオール（ａｌｋｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）とを反応させて、芳香族ポリエステルポリオールを得てから、上記芳香族ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとを反応させて、ポリウレタン発泡材料を合成することが開示されている。また例えば、ＵＳ９４５８３５４には、回収されたＰＥＴとＣ２－Ｃ４の二塩基酸及びネオペンチルグリコール（ｎｅｏｐｅｎｔｙｌｇｌｙｃｏｌ）とを反応させて、芳香族ポリエステルポリオールを得てから、上記芳香族ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとを反応させてポリウレタン材料を合成することが開示されている。また、ポリウレタン組成物中の鎖延長剤の種類は、その性質に影響を与える。例えば、ＵＳ４５４０７６８には、アミン基を有する鎖延長剤を用いてポリウレタン材料を調製し、アミン基の構造が高い弾性係数を有するため、射出成形材料に適用できることが開示されている。
【０００４】
上記技術は、いずれも回収されたポリエステルで調製した芳香族ポリエステルポリオールをポリオールの配合の１つとして使用し、その利点は、製品をより環境にやさしくし、二酸化炭素を削減させることであり、これらの配合を、他の分野、例えば、防水透湿膜に適用できれば、環境によりやさしくなるはずである。しかしながら、上記技術で得られた配合は、防水透湿膜に直接使用できず、例えば、ＵＳ４４６９８２３に開示された、脂肪族二塩基酸基構造を有するポリウレタンは、高い硬度を有し、防水透湿膜に使用されると、手触りが硬く、着用の快適性を低下させ、また例えば、ＵＳ９４５８３５４に開示された、ネオペンチルグリコールポリウレタン構造を有するポリウレタンは、高い疎水性を有し、ポリウレタン防水透湿膜に使用されると、透湿度を低下させる。また、ＴＷＩ７６６３８４には、ポリウレタンを調製する配合として回収されたペットボトルの誘導体を使用することが開示されているが、回収されたペットボトルの誘導体は、構造種類が多く、全ての誘導体がいずれも、手触りが柔らかく、透湿度が高く、弾性率が高い（高弾性には通常、耐水圧性能が伴う）防水透湿膜を調製できるわけではなく、前願ＴＷＩ７６６３８４で合成されたポリウレタンは、本願の構造とは異なり、前願のポリウレタンは、主に、回収されたペットボトルの誘導体を使用してポリウレタンを合成し、その構造式は
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である。ポリウレタンの強度を向上させることができるが、十分な透湿度を両立させることができない。
【０００５】
上記の説明から分かるように、環境にやさしく、二酸化炭素を削減し、手触りが柔らかく、かつ透湿度及び高弾性を兼ね備えることができる防水透湿膜を得るためには、防水透湿膜の製造に好適するポリウレタンの化学構造の研究開発が望まれている。このため、本開示は、着用の快適性が高く、防水透湿膜の物性（耐水圧及び高透湿）の要求を満たすことができるポリウレタン組成物を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いくつかの実施例において、本開示は、ポリウレタンを含む防水透湿膜を提供し、ポリウレタンは、ハードセグメント、第１ソフトセグメント及び第２ソフトセグメントを含み、第１ソフトセグメントは、芳香族ポリエステル－ポリエーテル基を含み、防水透湿膜は、弾性係数が約５０ｋｇｆ／ｃｍ
２
よりも大きく、透湿度が約３００００ｇ／ｍ
２
＊２４ｈｒよりも大きい。第１ソフトセグメントが約１モルである場合、ハードセグメントは、約４．５モル以上である。第１ソフトセグメントは、下記式（Ｉ）で表される構造を含み、
－Ｘ１－Ｙ１－式（Ｉ）、
式中、Ｘ１は、少なくとも１つの芳香族イソシアネート基を含み、Ｙ１は、芳香族ポリエステル－ポリエーテル基を含み、Ｙ１は、下記式（ＩＡ）又は式（ＩＢ）で表される構造を含み、
－［（ＣＯ）－Ｒ－（ＣＯ）－Ｏ－Ｒ’－Ｏ］
ｎ
－式（ＩＡ）、
－［（ＣＯ）－Ｒ－（ＣＯ）－Ｏ－Ｒ’－Ｏ－（ＣＯ）－Ｏ－Ｒ’－Ｏ］
ｎ
－式（ＩＢ）、
式中、Ｒは、芳香族基であり、Ｒ’は、ポリエーテル基であり、式（ＩＢ）中のＲ’は同じであっても異なってもよく、Ｒに結合するＣＯ基同士は、オルト位、メタ位又はパラ位であり、ｎは、１以上の整数であり、
第２ソフトセグメントは、下記式（ＩＩ）で表される構造を含み、
－Ｘ２－Ｙ２－式（ＩＩ）、
式中、Ｘ２は、少なくとも１つの芳香族イソシアネート基を含み、Ｙ２は、約３０００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有する脂肪族ポリエーテル基を含み、Ｙ２は、下記式（ＩＩＡ）で表される構造を含み、
－［Ｏ－Ｒ
１
］
ｍ１
－Ｏ－式（ＩＩＡ）、
式中、Ｒ
１
は、Ｃ２－Ｃ４の脂肪族炭化水素であり、ｍ１は、１以上の整数であり、ｍ１が２以上の整数である場合、Ｒ
１
は、毎回同じであっても異なってもよい。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の開示内容は、多くの異なる実施例又は例を提供する。本開示に開示される各態様及び各実施例は、いずれも本開示に開示される他の態様及び実施例と個別に組み合わせることができ、可能な限り組み合わせることができる。
【０００８】
本明細書及び特許請求の範囲において、文脈が別途明確に規定されない限り、単数形「一」及び「該」（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、いずれも複数を含む。特に記載のない限り、本開示に係るいずれか及び全ての例又は使用される例示的な言語（例えば「など」）は、本開示をよりよく説明するためのものに過ぎず、本開示の範囲を限定するものではない。
【０００９】
本明細書で使用される場合、用語「約」、「およそ」、「ほぼ」は、通常、所定の値又は範囲の２０％以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは５％以内、又は３％以内、又は２％以内、又は１％以内、又は０．５％以内を示す。なお、本明細書で言及される数は、およその数であり、すなわち、「約」、「およそ」、「ほぼ」という特別な説明がない限り、「約」、「およそ」、「ほぼ」の意味を暗黙的に含む。
【００１０】
本開示の実施例は、ポリウレタン、防水透湿膜及びポリウレタンの製造方法を提供する。ポリウレタンの第１ソフトセグメントは、芳香族構造とポリエーテル構造を同時に有し、芳香族構造は、ポリウレタンの強度を向上させることができ、ポリエーテル構造は、ポリウレタンの親水性を向上させることができ、即ち芳香族構造の疎水性を補うことができるため、ポリウレタンは、高い強度及び親水性を兼ね備えることができ、良好な弾性係数及び透湿度を有する防水透湿膜の製造に有利となる。また、ポリウレタンのハードセグメントの第１ソフトセグメントに対するモル比が本開示の条件（例えば、４．５以上である）を満たす場合、ポリウレタンが高い構造強度を有することができ、それによりポリウレタンの製品（例えば、防水透湿膜）が比較的高い弾性係数（例えば、少なくとも約５０ｋｇｆ／ｃｍ
２
の弾性係数）を有することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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