JP2008156519A - ポリエステル系ポリウレタン発泡体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエステル系ポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有する発泡体原料を反応させ、発泡及び硬化させてなるものである。この場合、ポリオール類は水酸基の官能基数が1.5〜2.5である少なくとも2種のポリエステルポリオール、そのうち少なくとも1種は数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールである。発泡剤として水をポリオール類100質量部当たり1.5〜3質量部、ポリイソシアネート類は2,4−トリレンジイソシアネートを65〜75質量%含有し、イソシアネート指数が85〜130に設定される。係るポリエステル系ポリウレタン発泡体は、見掛け密度が35〜55kg/m3、引張強さが240〜400kPa及び伸びが300〜450%である。
【選択図】なし
Description
請求項3のポリエステル系ポリウレタン発泡体は、請求項1又は請求項2に係る発明において、JIS K 7222:1999に準拠して測定される見掛け密度が35〜55kg/m3、JIS K 6400−5:2004に準拠して測定される引張強さが240〜400kPa及び同じくJIS K 6400−5:2004に準拠して測定される伸びが300〜450%であることを特徴とする。
請求項6のポリエステル系ポリウレタン発泡体は、請求項1から請求項5のいずれか一項に係る発明において、車両用のバフ研磨材として用いられるものであることを特徴とする。
請求項1のポリエステル系ポリウレタン発泡体においては、ポリオール類は水酸基の官能基数が1.5〜2.5である少なくとも2種のポリエステルポリオールで構成されていることから、例えば官能基数が3のポリエステルポリオールに比べて発泡体の伸びを良好に維持しつつ、引張強さ等の機械的物性を高めることができる。さらに、ポリエステルポリオールのうち少なくとも1種は数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールであることから、分子中のベンゼン環に基づいて、発泡体の剛性を高めることができ、硬さを向上させることができる。
請求項6のポリエステル系ポリウレタン発泡体は、車両用のバフ研磨材として用いられるものであることから、車両用のバフ研磨材として用いるときに請求項1から請求項5のいずれかに係る発明の効果を有効に発揮させることができる。
本実施形態におけるポリエステル系ポリウレタン発泡体(以下、ポリウレタン発泡体又は単に発泡体ともいう)は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させて得られるものである。すなわち、その特徴とするところは、ポリオール類は水酸基の官能基数が1.5〜2.5(以下、実質的に2官能ともいう)である少なくとも2種のポリエステルポリオールで構成され、そのうち少なくとも1種は数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールである。発泡剤として水を用い、その含有量はポリオール類100質量部当たり1.5〜3質量部である。ポリイソシアネート類は、2,4−トリレンジイソシアネートを65〜75質量%含有するトリレンジイソシアネートである。さらに、前記原料中の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したイソシアネート指数が85〜130に設定される。
ポリオール類としては、水酸基の官能基数が1.5〜2.5である少なくとも2種のポリエステルポリオールで構成され、そのうち少なくとも1種は数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールが用いられる。係る実質的に2官能のポリエステルポリオール、特にベンゼン環を有する低分子量ポリエステルポリオールを用いることにより、得られる発泡体の架橋密度を高め、弾力性や強靭性を向上させることができる。また、ポリエステルポリオールとしては、発泡体の引張強さと伸びのバランスを図るため、数平均分子量が400〜3000の範囲であることが好ましい。この数平均分子量が400未満の場合には、発泡体の架橋密度が高くなって、硬くなり過ぎる傾向を示す。その一方、数平均分子量が3000を超える場合には、分子鎖長が長く、発泡体の架橋密度が低くなって、柔軟性が大きくなり過ぎる傾向を示す。さらに、ポリエステルポリオールとしては、数平均分子量が1800〜2200のアジピン酸系ポリエステルポリオールを主成分、すなわちポリエステルポリオール中に50質量%以上含有することが望ましい。その場合、得られる発泡体の硬さ、引張強さ及び伸びのバランスを一層向上させることができる。
そして、ポリウレタン発泡体を製造する場合には、ポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させるワンショット法或はポリオール類とポリイソシアネート類とを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類を反応させるプレポリマー法のいずれも採用される。また、ポリウレタン発泡体は、常温大気圧下に発泡、硬化させて得られるスラブ発泡体及び成形型内にポリウレタン発泡体の原料(反応混合液)を注入、型締めして型内で発泡、硬化させて得られるモールド発泡体のいずれの方法により製造されるものであってもよい。この場合、スラブ発泡体の方が連続生産できる点から好ましい。
・ 本実施形態におけるポリエステル系ポリウレタン発泡体では、ポリオール類は水酸基の官能基数が1.5〜2.5である少なくとも2種のポリエステルポリオールで構成され、そのうち少なくとも1種は数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールである。また、発泡剤として水をポリオール類100質量部当たり1.5〜3質量部用いると共に、ポリイソシアネート類は2,4−トリレンジイソシアネートを65〜75質量%含有するトリレンジイソシアネートで構成され、かつイソシアネート指数が85〜130に設定される。従って、樹脂化反応、泡化反応及び架橋反応が十分かつバランス良く進行する結果、得られるポリエステル系ポリウレタン発泡体は、低密度でありながら、特に引張強さ、伸び等の機械的物性に優れたものとなる。そして、特にポリエステルポリオールの種類、組合せ、含有量等を調整することにより、柔軟性があって強度のある発泡体、硬くて強度のある発泡体等、目的に応じた発泡体を得ることができる。
・ 得られるポリエステル系ポリウレタン発泡体は、見掛け密度が35〜55kg/m3、引張強さが240〜400kPa及び伸びが300〜450%になり、低密度でかつ機械的物性に優れたものとなる。
・ 従って、ポリエステル系ポリウレタン発泡体は、特に車両用のバフ研磨材として好適に使用することができる。
まず、各実施例及び比較例で用いたポリエステル系ポリウレタン発泡体の原料を以下に示す。
ポリエステルポリオールB:アジピン酸と、1,4−ブタンジオール、1,3−プロピレングリコール及びエチレングリコールとより形成されるポリエステルポリオール、数平均分子量2000、水酸基の官能基数が2.0、水酸基価60(mgKOH/g)
ポリエステルポリオールC:アジピン酸と、1,4−ブタンジオール及びトリメチロールプロパンとより形成されるポリエステルポリオール、数平均分子量700、水酸基の官能基数が3.0、水酸基価220(mgKOH/g)
ポリエステルポリオールD:無水フタル酸と、ジエチレングリコールとより形成されるポリエステルポリオール、数平均分子量470、水酸基の官能基数が2.0、水酸基価260(mgKOH/g)
ポリエステルポリオールE:アジピン酸と、ジオールとより形成されるポリエステルポリオール、数平均分子量430、水酸基の官能基数が2.0、水酸基価350(mgKOH/g)
水:発泡剤としての蒸留水
アミン触媒:N−エチルモルホリン、東ソー(株)製、NEM
金属触媒:ジブチルスズジラウレート、城北化学工業(株)製、MRH−110
整泡剤:シリコーン系界面活性剤、GE東芝(株)製、NiaxSE−232
TDI−65:トリレンジイソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート65質量%と2,6−トリレンジイソシアネート35質量%との混合物)、日本ポリウレタン工業(株)製、T−65
TDI−75:トリレンジイソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート75質量%と2,6−トリレンジイソシアネート25質量%との混合物)、日本ポリウレタン工業(株)製、T−75
TDI−80:トリレンジイソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート80質量%と2,6−トリレンジイソシアネート20質量%との混合物)、日本ポリウレタン工業(株)製、T−80
(実施例1〜4及び比較例1〜6)
そして、表1に示す配合割合で各例におけるポリウレタン発泡体の原料を調製した。ここで、比較例1〜3及び6では、ポリオール類として低分子量のポリエステルポリオールを使用しなかった例、比較例4及び5では水酸基の官能基数が2であるポリエステルポリオールを少なくとも2種使用していない例を示した。
(測定方法)
発泡性:○は発泡状態が良好であったことを示し、×はセルが破れたりして発泡が良好に行われなかったことを示す。
硬さ(kPa):ISO2439:1997に準拠して測定した。すなわち、縦150mm、横100mm及び厚さ50mmのサンプルを、直径200mmの円盤にて圧縮速度20mm/minで25%圧縮したときの硬さを測定した。
反発弾性率(%):JIS K 6400−3:2004に準拠して測定した。
(実施例5〜11及び比較例7、8)
表2に示す配合割合で各例におけるポリウレタン発泡体の原料を調製し、実施例1〜4と同様にしてポリエステル系ポリウレタン発泡体を調製した。ここで、比較例7ではイソシアネート指数が130を超える例、比較例8ではポリオール類として2,4−トリレンジイソシアネートを80質量%含有するトリレンジイソシアネートを使用した例を示した。
(実施例12〜16)
表3に示す配合割合で各例におけるポリウレタン発泡体の原料を調製し、実施例1〜4と同様にしてポリエステル系ポリウレタン発泡体を調製した。ここで、実施例16においては、発泡体の熔解処理を行った。熔解処理は、防爆容器内に発泡体を収容し、十分に脱気した後、プロパンガスと酸素ガスの混合ガスを注入し、点火して燃焼させることにより行った。
・ 前記実施例において、ポリオール類として、実質的に2官能のポリエステルポリオールを3種類以上使用したり、数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールを2種類使用したりして、発泡体の物性を調整するように構成することもできる。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
Claims (6)
- ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を含有するポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡及び硬化させて得られるポリウレタン発泡体であって、
前記ポリオール類は水酸基の官能基数が1.5〜2.5である少なくとも2種のポリエステルポリオールで構成され、そのうち少なくとも1種は数平均分子量が300〜550のフタル酸エステル系ポリオールであり、発泡剤として水をポリオール類100質量部当たり1.5〜3質量部用いると共に、ポリイソシアネート類は2,4−トリレンジイソシアネートを65〜75質量%含有するトリレンジイソシアネートで構成され、かつ前記原料中の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したイソシアネート指数が85〜130であることを特徴とするポリエステル系ポリウレタン発泡体。 - 前記イソシアネート指数は105〜130であることを特徴とする請求項1に記載のポリエステル系ポリウレタン発泡体。
- JIS K 7222:1999に準拠して測定される見掛け密度が35〜55kg/m3、JIS K 6400−5:2004に準拠して測定される引張強さが240〜400kPa及び同じくJIS K 6400−5:2004に準拠して測定される伸びが300〜450%であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポリエステル系ポリウレタン発泡体。
- 前記ポリウレタン発泡体は、熔解処理によりセル膜が除去されたものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のポリエステル系ポリウレタン発泡体。
- 前記熔解処理は、爆破処理であることを特徴とする請求項4に記載のポリエステル系ポリウレタン発泡体。
- 車両用のバフ研磨材として用いられるものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のポリエステル系ポリウレタン発泡体。
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