JP2005531656A - 成形ポリウレタン材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
優れた特性をもつエラストマーを製造することは可能である。しかし、特に親水性のエラストマー成形品に関しては、改良の余地がある。そのような親水性エラストマーは、靴の中底並びにレジャー及びスポーツウェアの内部ライナーなどの履物での用途、クッションパッドのような家具での用途、並びに動けない患者のための圧力パッドのような医療用途で有用であろう。
1)本明細書中で、イソシアネートインデックスの計算の目的に関して本明細書中で使用される「イソシアネート-反応性水素原子」なる表現は、この反応性組成物中に存在する水酸基及びアミン基中の活性水素原子の総数を指し;このことは、実際の発泡プロセスでイソシアネートインデックスを計算する目的に関して、1個の水酸基は1個の反応性水素を含むとみなされ、1個の一級アミン基は1個の反応性水素を含むとみなされ、及び1個の水原子は2個の活性水素を含むとみなされることを意味している。
3)本明細書中で使用する「ポリウレタンフォーム」なる表現は、発泡剤を使用して、ポリイソシアネート類とイソシアネート反応性水素原子含有化合物とを反応させて得られたような気泡質生成物(cellular product)を指し、特に、水を反応性発泡剤として使用し(水とイソシアネート基との反応により尿素結合と二酸化炭素を生成させて、ポリウレア-ウレタンフォームを得ることを含む)、そしてイソシアネート反応性化合物としてポリオール類、アミノアルコール類及び/またはポリアミン類を使用して得られた気泡質生成物が挙げられる。
ポリウレタン材料を製造するために使用するポリイソシアネート類は、脂肪族、脂環式及び芳香族脂肪族(araliphatic)ポリイソシアネート類、特にヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、4,4-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート並びにm-及びp-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどのジイソシアネート類、特にトルエンジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシアネート類、ナフタレンジイソシアネート類などの芳香族ポリイソシアネート類、最も好ましくはメチレンジフェニレンジイソシアネート類(MDI)及び、クルードMDI及びポリメリックMDIなどの2を超えるイソシアネート官能基数をもつその同族体から選択することができる。
所望により、このポリイソシアネートは、たとえば少量のイソホロンジアミンをポリイソシアネートに添加することによって、慣用法で製造した分散尿素粒子及び/またはウレタン粒子を含むことができる。
意外な知見の一つは、本発明に従ったエラストマー材料を製造するには、プレポリマー及び水以外の他の成分が必要ないということである。これは本発明の好ましい態様の一つである。本発明に従ったプロセスでは、プレポリマー及び水以外の他の材料は使用しない。
1)オクタン酸スズ(tin octoate)及びジブチルスズジラウレートのような金属触媒、
2)トリエチレンジアミンのような三級アミン触媒及びジメチルイミダゾールのようなイミダゾール類、並びに
3)マレイン酸エステル及び酢酸エステルのような他の触媒;界面活性剤;難燃剤;煙抑制剤(smoke retardant);UV安定剤;着色剤;微生物抑制剤;フィラー;内部及び外部離型剤;含水塩、抱接化合物、脂肪酸、n-エイコサン及びn-ヘキサデカンのような線状炭化水素のような相変化材料(phase change material);染料;香料;CaCl2及びシリカゲルのような吸湿性材料;高吸水性ポリマー;殺菌剤;殺虫剤;他の農薬;吸着性物質;ゴム及び他のポリマーラテックス;ナノクレーのようなクレー及びExpancel(商標)のような中空ミクロ粒子などのウレタン結合の形成を促進する触媒がある。
本発明に従ったエラストマー材料は、プレポリマーと水とを、別個にまたは混合して開放または閉鎖金型に供給することにより、先の段階で開放であった場合には金型を閉鎖して、プレポリマーと水とを反応させて、所望により周囲温度よりも高い温度で得られたエラストマー材料を乾燥させることによって、これを加熱及び/またはたとえばマイクロ波照射に暴露することによって製造する。乾燥は金型中で実施するか、またはエラストマー材料が金型から取り出された後に実施することができる。金型の内面は、外部離型剤で処理することができる。二つ以上の成形品を製造する場合には、PCT国際公開第WO00/55232号に記載の如く続く成形の前に、外部離型剤で金型を処理することなく、最初の成形を実施する前に金型の内面をそのような外部離型剤で処理することができる。
他のイソシアネート反応性化合物または添加剤をエラストマー材料の製造で使用する場合、これらは、水中に別個にまたは一緒に(場合に応じて、溶解、分散または乳化させて)金型に供給することができる。
実施例1
Suprasec MPR(Huntsman Polyurethanes)(SuprasecはHuntsman International LLCの商標である)とCaradol(商標)3602(Shell製)とを重量比40:60で周囲条件にて反応させることによってプレポリマーを製造した。このプレポリマー75.5gに、水37.75gを添加し、混合した後、アルミニウム金型(周囲温度)に注ぎ、金型を閉鎖して反応させた。内部金型サイズは15×20×1.5cmであり、内面にはMunch ES-940/M外部離型剤を噴霧した。
実施例2
水の量が75.5グラムであった以外には、実施例1を繰り返した。
Caradol(商標)3602を分子量8000、公称水酸基官能基数3及びオキシエチレン含有量75重量%(全てランダム)を有するポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールで置き換えた以外には、実施例1を繰り返した。プレポリマー114.2gと水57.1gを混合し、金型に注いだ。
Claims (10)
- 総合密度200〜1000kg/m3と、40%撓み点の圧縮荷重少なくとも25kPaとを有する、成形されたエラストマー性ポリウレタン材料の製造方法であって、密封金型内で、5〜15重量%のNCO値をもち、且つポリイソシアネートと、平均公称官能基数2〜6、平均当量500〜5000及びオキシエチレン含有量50〜90重量%をもつポリエーテルポリオールとの反応生成物であるイソシアネート末端化プレポリマーと、プレポリマー100重量部当たり水25〜500重量部(pbw)とを反応させることによる、前記方法。
- 前記ポリイソシアネートが、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその変性体少なくとも65重量%を含有するポリイソシアネートであり、且つ前記ポリオールが、平均公称官能基数2〜4、平均当量1000〜4000、分子量2000〜10000及びオキシエチレン含有量65〜85重量%をもつポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールであり、且つ前記水の量がプレポリマー100pbw当たり25〜300pbwである、請求項1に記載の方法。
- 触媒を使用しない、請求項1及び2に記載の方法。
- 他のイソシアネート反応性化合物を、プレポリマー100重量部当たり5重量%以下の量で使用する、請求項1〜3に記載の方法。
- 前記材料が高温で乾燥される、請求項1〜4に記載の方法。
- 前記プレポリマー、水及び任意選択の他のイソシアネート反応性化合物の量が、その量で得られるフリーライズ容積が、金型の内部容積よりも10〜1000%多いような量である、請求項1〜5に記載の方法。
- 前記フリーライズ容積が、前記金型の内部容積よりも25〜500%多い、請求項6に記載の方法。
- 前記密度が200〜500kg/m3であり、且つ40%撓み点の圧縮荷重が50〜500kPaである、請求項1〜7に記載の方法。
- 総合密度200〜1000kg/m3、40%撓み点の圧縮荷重少なくとも25kPa及び25〜70重量%のオキシエチレン含有量をもつ、成形されたエラストマー性の、触媒を含まないポリウレタン材料。
- 総合密度が200〜500kg/m3であり、前記オキシエチレン含有量が35〜60重量%であり、且つ40%撓み点の圧縮荷重が50〜500kPaである、請求項9に記載の材料。
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