JP2023504859A - 超軽量スキーブーツ - Google Patents
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Abstract
本発明は、MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)と、中空ガラス微小球とを含む組成物に関するものであり、ポリオール組成物(PZ)は、900~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む。本発明はさらに、このような熱可塑性ポリウレタンに基づいたスキー靴、好ましくはスキーブーツ、特に好ましくはスキーブーツのアウターシェルと、スキー靴を製造する方法とに関する。
Description
本発明は、MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)と、中空ガラス微小球とを含む組成物に関するものであり、ポリオール組成物(PZ)は、900~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む。本発明はさらに、このような熱可塑性ポリウレタンに基づいたスキー靴、好ましくはスキーブーツ、特に好ましくはスキーブーツのアウターシェルと、スキー靴を製造する方法とに関する。
射出成形による熱可塑性プラスチックからのスキー靴、例えばスキーブーツ、特にスキーブーツのアウターハードシェルの製造は既知である。
従って、WO2007/118827A1は、分子量(Mw)が500~10000g/molのイソシアネート反応性化合物及び分子量が50~499g/molの鎖延長剤により、イソシアネートを変換することによって得ることができる熱可塑性ポリウレタンを基にしたスキー靴を開示しており、そこでは使用される鎖延長剤は、主鎖延長剤と1つ以上の共鎖延長剤を含む混合物である。
PCT/EP2019/064694は、MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)に関し、ポリオール組成物(PZ)が少なくとも1種のポリオール(P1)及び鎖延長剤(KV1)を含み、ポリオール(P1)が1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択され、そして鎖延長剤(KV1)が1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択され、スキー靴、特にスキーブーツの製造のためのその使用に関する。
US2018/0352894は、ポリマー、例えば熱可塑性ポリウレタンと中空マイクロボールフィラーとを含む材料を含むスポーツブーツを報告している。
スキーブーツの開発においては、特にスキーブーツの総質量を減らす必要がある。そのため、スキーブーツのアウターシェルの壁厚は、しばしば減らされる。
このようなスキーブーツ、特にそのアウターシェルを製造するのに適した熱可塑性ポリウレタンの要求のプロファイルは複雑である。低温特性は非常に良好でなければならず、すなわち、材料は使用温度で十分な柔軟性を示し破損又は剥離してはならない。材料はまた、薄い壁厚でもスキーブーツの十分な剛性を、好ましくは材料の低密度と兼ね備えて達成できるように、非常に高い剛性を有していなければならない。また、-30~20℃の温度範囲で剛性の変化が可能な限り少ないことも有利である。なぜなら、このことにより、スキーブーツの取り扱い特性が温度に依存しなくなるからである。
先行技術から知られている材料は、これらの要求の不十分な充足しか提供しない。よって本発明の目的は、非常に高い剛性と優れた低温特性及び低密度を兼ね備えたスキーブーツを製造するための熱可塑性ポリウレタンを開発することである。
この目的は、本発明によれば、
(i) MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、900~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物によって達成される。
(i) MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、900~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物によって達成される。
本発明はさらに、スキー靴又はスキー靴の一部、又は保護服又は保護服の一部を製造する方法であって、以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部、又は保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法によって達成される。
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部、又は保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法によって達成される。
驚くべきことに、特定のイソシアネート成分及びポリオール成分を使用して得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)の使用と、中空ガラス微小球の使用とを組合わせることにより、スキーブーツの製造に特に適した特性のプロファイルを有する組成物が得られることが分かった。本発明による組成物は、密度が低く、そして典型的には150MPaを超える弾性率を有する。
本発明による組成物は、熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)と中空ガラス微小球とを含む。熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)は、MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応により得られたものであるか、又は得ることができる。ポリオール組成物(PZ)は、平均分子量Mnが900~2000g/molの範囲のポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む。
本発明によれば、MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)を、少なくとも1種のポリオール(P1)と鎖延長剤(KV1)とを含むポリオール組成物(PZ)と反応させる。本発明の文脈において、ポリオール組成物(PZ)は、さらなるポリオール又はさらなる鎖延長剤を含んでもよい。イソシアネート成分(IZ)も、MDIに加えてさらなるイソシアネートを含んでもよい。
熱可塑性ポリウレタンは原則として知られている。それらは典型的には、イソシアネートと、イソシアネート反応性化合物と、任意の鎖延長剤とを任意に少なくとも1種の触媒及び/又は慣例の補助剤及び/又は添加剤の存在下で反応させることによって製造される。イソシアネート、イソシアネート反応性化合物及び鎖延長剤は、個別的に又は集合的に、構成単位(building block)成分と呼ばれる。
本発明によれば、ポリオール成分は、イソシアネート反応性化合物として少なくともポリオール(P1)を含む。本発明の文脈において、ポリオール(P1)は、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択され、好ましくは1300~1900g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択され、より好ましくは1400~1800g/mol、例えば1500~1700g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される。
驚くべきことに、本発明による組成物は、特にスキーブーツを製造するために使用するのに十分な硬度を示し、かつ、使用されるポリオールの分子量にもかかわらず、容易に着色可能であることが判明した。
よってさらなる実施形態では、本発明は、本明細書中に上述した熱可塑性ポリウレタンを提供し、ここで、ポリオール(P1)は、1300~1900g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される。
しかしながら、本発明の文脈において、ポリオール成分はさらなるイソシアネート反応性化合物を含んでもよい。
原則として使用し得るさらなるイソシアネート反応性化合物には、当業者に既知のあらゆる適した化合物が含まれる。よって本発明の文脈において、任意の適したジオール、例えばさらなるポリエーテルジオールを使用することが可能である。
本発明の文脈において、鎖延長剤(KV1)は、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される。本発明によれば、2つ以上の鎖延長剤、例えば1,4-ブタンジオールとさらなる鎖延長剤との混合物を使用することも可能である。本発明の文脈では、1つの鎖延長剤(KV1)のみを使用することが好ましい。
本発明の文脈では、鎖延長剤として1,4-ブタンジオールを使用することが好ましい。よってさらなる実施形態では、本発明は、鎖延長剤(KV1)が1,4-ブタンジオールである、本明細書中に上述した熱可塑性ポリウレタンに関する。
本発明の文脈では、MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)は、熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)の製造において使用される。
本発明によれば、2,2’-、2,4’-及び/又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を使用することができる。4,4’-MDIのみを使用することが特に好ましい。
よってさらなる実施形態において、本発明は、本明細書中に上述した組成物に関し、ここで熱可塑性ポリウレタンは4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)に基づく。
本発明によるスキー靴の熱可塑性ポリウレタンは、好ましくは、0.4を超える、特に好ましくは0.5を超える硬質相分率を有する。よってさらなる実施形態では、本発明は、本明細書中に上述した熱可塑性ポリウレタンを提供し、ここで熱可塑性ポリウレタンは、0.40を超える硬質相分率を有し、該硬質相分率は、以下の式で定義され:
式は以下の定義を有する:
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
本発明による熱可塑性ポリウレタンは、好ましくは、150~1100MPaの範囲、より好ましくは400~1000MPa500900の範囲の弾性率を有する。
本発明による熱可塑性ポリウレタンは、良好な低温特性を有する。これらは、例えば、-20℃でのシャルピーノッチ付き衝撃強度によって特徴付けられる。
別の実施形態では、本発明は、DIN EN ISO179-1/1eAによる-20℃でのシャルピーノッチ付き衝撃強度が5kJ/m2を超える、好ましくは10kJ/m2を超える熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)に関する。例えば、本発明の文脈において、熱可塑性ポリウレタンは、約500MPaの弾性率を有し得る。
TPUの硬度を調整するために、構成単位成分は、比較的広いモル比の範囲内で変化させてよい。ポリオールの、使用される総鎖延長剤に対する有利なモル比は、例えば、1:1~1:15、好ましくは1:4~1:12、特に1:5~1:10、より好ましくは1:5~1:8であり、ここでTPUの硬度は、鎖延長剤の含有量の増加に伴って増加する。
反応は、慣例の指数、好ましくは950~1050の間の指数、特に好ましくは970~1010の間、特に980~1000の間、より好ましくは992~998の範囲の指数で行ってよい。指数は、イソシアネート反応性基、すなわち活性水素に対する反応に使用される全イソシアネート基の比率として定義される。指数1000は、イソシアネート基1つにつき活性水素原子1つ、すなわちイソシアネート反応性官能基1つに相当する。1000を超える指数では、OH基よりも多いイソシアネート基が存在する。TPUは、連続的に既知の方法によって、例えば反応性押出機又はベルト法を用いて「ワンショット」法又はプレポリマー法によって、又は不連続的に既知のプレポリマー法によって、製造されてよい。これらの方法では、反応させる成分は、反応の即時の開始と共に、連続的に又は同時に、互いに混合されてよい。押出機法では、構成単位成分、及び任意の触媒及び/又はさらなる補助物質及び添加物質を、個別に又は混合物として、例えば100℃~280℃、好ましくは140℃~250℃の温度で押出機に導入し、得られたTPUを押出し、冷却し、ペレット化する。
熱可塑性ポリウレタンの製造のために使用される触媒及び助剤又は添加物質は、それ自体当業者に知られている。
好ましい実施形態では、特にジイソシアネートのNCO基と、イソシアネート反応性化合物のヒドロキシル基と、鎖延長剤との間の反応を促進させる触媒は、第3級アミン、特にトリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルモルホリン、N,N’-ジメチルピペラジン、2-(ジメチルアミノエトキシ)エタノール、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンであり;別の好ましい実施形態においては、これらは、有機金属化合物、例えばチタネートエステル、鉄化合物、好ましくは鉄(III)アセチルアセトネート、スズ化合物、好ましくはスズジアセテート、スズジオクトエート、スズジラウレート又は脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩、好ましくはジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート又はビスマス塩であり、該ビスマス塩において、ビスマスは好ましくは酸化状態2又は3、特に3である。カルボン酸の塩が好ましい。好ましくは使用されるカルボン酸は、6~14個の炭素原子、特に好ましくは8~12個の炭素原子を有するカルボン酸である。適したビスマス塩の例は、ビスマス(III)ネオデカノエート、ビスマス2-エチルヘキサノエート及びビスマスオクタノエートである。
触媒は、好ましくは、イソシアネート反応性化合物100質量部あたり0.0001~0.1質量部の量で使用される。スズ触媒、特にスズジオクトエートを使用することが好ましい。
触媒に加えて、慣例の補助剤を使用することも可能である。例としては、表面活性物質、充填剤、さらなる難燃剤、核剤、酸化安定剤、潤滑及び離型助剤、染料及び顔料、例えば加水分解、光、熱又は変色に抗する任意の安定剤、無機及び/又は有機充填剤、強化剤並びに、可塑剤が挙げられる。適した補助物質及び/又は添加物質は、例えば、Vieweg及びHoechtlenによって編集された、Kunststoffhandbuch、第7巻、Carl Hanser Verlag,Munich1966年(第103~113頁)に記載されている。
熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、例えば、EP0922552A1、DE10103424A1又はWO2006/072461A1に開示されている。製造は、典型的にはベルト装置又は反応性押出機で行われるが、実験室規模、例えば手動キャスティング法でも行うことができる。成分の物理的特性に応じて、これら成分はすべて互いに直接混合されるか、又は個々の成分が、例えばプレポリマーを提供するように予混合され及び/又は予反応され、その後初めて、重付加を受ける。さらなる実施形態では、まず、熱可塑性ポリウレタンが構成単位成分から、任意に触媒とともに、補助剤も任意に組み込まれたものから製造される。均質な分配は、好ましくは押出機、好ましくは二軸押出機で行われる。
本発明による熱可塑性ポリウレタンを製造するために、構成単位成分を、好ましくは、触媒及び任意の補助剤及び/又は添加剤の存在下で、典型的には、ジイソシアネートのNCO基と使用される成分のヒドロキシル基の総量との当量比が0.95~1.05:1、好ましくは0.98~1.00:1、より好ましくは0.992~0.998:1であるような量で、反応させる。
好ましくは、本発明によって製造される熱可塑性ポリウレタンは、50000~200000ダルトンの範囲、好ましくは80000~120000ダルトンの範囲の平均分子量(Mw)を有する熱可塑性ポリウレタンである。熱可塑性ポリウレタンの平均分子量(Mw)の上限は、一般に、所望の特性のスペクトルと同様に加工性によって決定される。
本発明による組成物は、中空ガラス微小球をさらに含む。中空ガラス微小球は、原則として当業者に知られている。適しているのは、例えば、ボロシリケートガラス、例えばソーダライムボロシリケートガラスを用いて調製された中空ガラス微小球である。
よってさらなる実施形態によれば、本発明は上記に開示した組成物に関し、ここでガラスはソーダライムボロシリケートガラスである。
中空ガラス微小球の直径は、広い範囲で変化させることができる。適しているのは、例えば、5~100μmの範囲、好ましくは10~75μmの範囲、より好ましくは20~50μmの範囲、例えば20~40μmの範囲の平均直径を有する微小球である。
よってさらなる実施形態によれば、本発明は上記に開示した組成物に関し、微小球は、5~100μmの範囲の平均直径を有する。
中空ガラス微小球を、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて1~25質量%の量で使用するのが特に有利であることが分かった。より好ましくは、組成物中の中空ガラス微小球の量は、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて2~15質量%の範囲、特に成分(i)及び(ii)の合計に基づいて5~10質量%の範囲である。
よってさらなる実施形態によれば、本発明は、組成物が、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて1~25質量%の量で微小球を含む、上記に開示した組成物に関する。
本発明による組成物は、典型的には、1.1g/cm3未満の密度を有し、そして典型的には、150MPaを超える弾性率を有する。さらに、-20℃での衝撃強度及びノッチ付き衝撃強度は、典型的には5kJ/m2を超える。
よって本発明は、さらに別の態様では、スキー靴又はスキー靴の一部を製造する方法であって、以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部を、工程(A)で提供された組成物から製造する工程
を含む方法に関する。
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部を、工程(A)で提供された組成物から製造する工程
を含む方法に関する。
本発明による組成物を調製するための方法は、原則として当業者に知られている。本発明による組成物を調製する際には、僅かな剪断力しか加えないことが有利であることが分かった。
工程(B)の製造は、それ自体慣例的である方法を用いて、好ましくは射出成形によって行ってよい。よって本発明は、さらに別の実施形態では、工程(B)により組成物を射出成形によって処理する、本明細書中に上述した方法にも関する。
さらに、本発明は、スキー靴又はスキー靴の一部の製造のため、又は保護具、特にヘルメットの製造のための、上記に開示した組成物の使用方法に関する。
好ましい実施形態に関連し、好ましく使用された成分に関する上記の説明は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明はさらに、上記の組成物に基づくスキー靴、好ましくはスキーブーツ、特に好ましくはスキーブーツのアウターシェルに関する。さらに本発明は、スキー靴、好ましくはスキーブーツ、特に好ましくはスキーブーツのアウターシェルを製造するための方法に関し、ここで本発明による組成物を射出成形によって処理して、スキー靴、好ましくはスキーブーツ、特に好ましくはスキーブーツのアウターシェルを得る。
本発明はさらに、上記の組成物に基づく保護服、好ましくはヘルメットに関する。さらに本発明は、保護服、好ましくはヘルメットを製造するための方法に関し、ここで本発明による組成物を射出成形によって処理して、保護服、好ましくはヘルメットを得る。
本発明による組成物は、スキー靴、好ましくはスキーブーツ、特にスキーブーツのアウターシェル、スキーブーツのヒール、スキーブーツのシャフト用カフス、保護服、特にヘルメット、及び装飾要素の製造に使用される。これらの製品を慣例の射出成形法を使用して製造することは周知である。
よって本発明は、さらなる態様では、本明細書中に上述した方法によって得られた又は得ることができるスキー靴又はスキー靴の一部にも関する。好ましい実施形態に関して、上記の説明は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明のさらなる実施形態は、特許請求の範囲及び実施例から明らかである。上記に列挙され、以下で解明される本発明による主題/方法、又は本発明による使用の特徴は、それぞれの場合に指定された組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱しない他の組み合わせでも使用できることが理解されるであろう。よって、例えば、好ましい特徴と特に好ましい特徴との組み合わせ、又は、さらに特徴づけられていない特徴と特に好ましい特徴等との組み合わせは、このようにして、この組み合わせが明示的に言及されていなくても、暗黙的に包含される。
本発明の例示的な実施形態を以下に記述するが、本発明を限定することを意図するものではない。特に、本発明は、従属の参照に起因する実施形態を包含し、それ故以下に指定する組み合わせも包含する。
1. (i) MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、900~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物。
そのポリオール組成物(PZ)が、900~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物。
2. ポリオール(P1)が、1300~1900g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される、実施形態1に記載の組成物。
3. 鎖延長剤(KV1)が1,4-ブタンジオールである、実施形態1又は2に記載の組成物。
4. 熱可塑性ポリウレタンが、0.40を超える硬質相分率を有し、該硬質相分率が、以下の式で定義され:
式が以下の定義を有する:
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
実施形態1又は2に記載の組成物。
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
実施形態1又は2に記載の組成物。
5. ガラスがソーダライムボロシリケートガラスである、実施形態1から4のいずれか1つに記載の組成物。
6. 微小球が5~100μmの範囲の平均直径を有する、実施形態1から5のいずれか1つに記載の組成物。
7. 組成物が、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて1~25質量%の量で微小球を含む、実施形態1から6のいずれか1つに記載の組成物。
8. スキー靴又はスキー靴の一部を製造する方法であって、以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法。
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法。
9. ポリオール(P1)が、1300~1900g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される、実施形態8に記載の方法。
10. 鎖延長剤(KV1)が1,4-ブタンジオールである、実施形態8又は9に記載の方法。
11. 熱可塑性ポリウレタンが、0.40を超える硬質相分率を有し、該硬質相分率が、以下の式で定義され:
式が以下の定義を有する:
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
実施形態8から10のいずれか1つに記載の方法。
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
実施形態8から10のいずれか1つに記載の方法。
12. ガラスがソーダライムボロシリケートガラスである、実施形態8から11のいずれか1つに記載の方法。
13. 微小球が5~100μmの範囲の平均直径を有する、実施形態8から12のいずれか1つに記載の方法。
14. 組成物が、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて1~25質量%の量で微小球を含む、実施形態8から13のいずれか1つに記載の方法。
15. 工程(B)により組成物を射出成形によって処理する、実施形態8から14のいずれか1つに記載の方法。
16. 実施形態8から15のいずれか1つに記載の方法によって得られた又は得ることができるスキー靴又はスキー靴の一部。
17. 以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法によって得られた又は得ることができるスキー靴又はスキー靴の一部。
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法によって得られた又は得ることができるスキー靴又はスキー靴の一部。
18. スキー靴又はスキー靴の一部又は保護服の製造に、実施形態1から7のいずれか1つによる組成物を使用する方法。
19. 保護服又は保護服の一部を製造する方法であって、以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) 保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法。
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) 保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法。
20. ポリオール(P1)が、1300~1900g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される、実施形態19に記載の方法。
21. 鎖延長剤(KV1)が1,4-ブタンジオールである、実施形態19又は20に記載の方法。
22. 熱可塑性ポリウレタンが、0.40を超える硬質相分率を有し、該硬質相分率が、以下の式で定義され:
式が以下の定義を有する:
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
実施形態19から21のいずれか1つに記載の方法。
MKVx:鎖延長剤xのモル質量(g/mol)
mKVx:鎖延長剤xの質量(g)
MIso:使用されるイソシアネートのモル質量(g/mol)
mges:全出発物質の総質量(g)
x:鎖延長剤の数
実施形態19から21のいずれか1つに記載の方法。
23. ガラスがソーダライムボロシリケートガラスである、実施形態19から22のいずれか1つに記載の方法。
24. 微小球が5~100μmの範囲の平均直径を有する、実施形態19から23のいずれか1つに記載の方法。
25. 組成物が、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて1~25質量%の量で微小球を含む、実施形態19から24のいずれか1つに記載の方法。
26. 工程(B)により組成物を射出成形によって処理する、実施形態19から25のいずれか1つに記載の方法。
27. 実施形態19から26のいずれか1つに記載の方法によって得られた又は得ることができる保護服又は保護服の一部。
28. 以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) 保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法によって得られた又は得ることができる保護服又は保護服の一部。
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) 保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法によって得られた又は得ることができる保護服又は保護服の一部。
以下の実施例は、本発明の例示を意図しているが、決して本発明の主題を制限することを意図するものではない。
1. 使用材料
3M Speciality Materials社のiMK16ガラスバブル:GLASS BUBBLES IM16K、目標破砕強度(90%残存):16000psi、真密度0.46g/cm3、粒度分布(10%)3M QCM 193.2:12体積μm、粒度分布(50%)3M QCM 193.2:20体積μm、粒度分布(90%)3M QCM 193.2:30体積μm、有効トップサイズ、3M QCM 193.2:40体積μm、アルカリ度<0.5meq/g。
3M Speciality Materials社のiMK16ガラスバブル:GLASS BUBBLES IM16K、目標破砕強度(90%残存):16000psi、真密度0.46g/cm3、粒度分布(10%)3M QCM 193.2:12体積μm、粒度分布(50%)3M QCM 193.2:20体積μm、粒度分布(90%)3M QCM 193.2:30体積μm、有効トップサイズ、3M QCM 193.2:40体積μm、アルカリ度<0.5meq/g。
TPU1:BASF Polyurethanes GmbH LemfoerdeのElastollan1157D13U:TPU、ショア硬度57D、平均分子量(Mn)1700ダルトンのPTHFに基づく、1,4-ブタンジオール、MDI
2. 実施例2-材料の製造
実施例1~4による材料は、10バレルに分割された35Dスクリューを有するBerstorff社製のZE40A二軸スクリュー押出機を用いて製造した。個別の材料の配合を表1にまとめる。
実施例1~4による材料は、10バレルに分割された35Dスクリューを有するBerstorff社製のZE40A二軸スクリュー押出機を用いて製造した。個別の材料の配合を表1にまとめる。
3. 特性の決定
射出成形体の機械的特性を決定した。個別の材料の特性を表2、3及び4にまとめる。
射出成形体の機械的特性を決定した。個別の材料の特性を表2、3及び4にまとめる。
実施例は、ガラス気泡の添加が、得られた材料の密度を著しく低減させることを示した。温度低下に伴う弾性率(%)の上昇は驚くほど低かった。同時に、材料は良好な機械的特性、特に低温での良好な衝撃強度を有していた。本発明による材料は、例えば軽量化されたスキーブーツの製造を可能にする。
4. 方法
樹脂流量比(MFR) DIN EN ISO1133
密度 DIN EN ISO1183-1、A
硬度[ショアD] DIN ISO7619-1
引張強さ DIN EN ISO527
破断点伸び DIN EN ISO527
引裂き伝播抵抗 DIN ISO34-1、B(b)
弾性率 DIN EN ISO527
23℃でのシャルピー衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
-20℃でのシャルピー衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
23℃でのシャルピーノッチ付き衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
-20℃でのシャルピーノッチ衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
樹脂流量比(MFR) DIN EN ISO1133
密度 DIN EN ISO1183-1、A
硬度[ショアD] DIN ISO7619-1
引張強さ DIN EN ISO527
破断点伸び DIN EN ISO527
引裂き伝播抵抗 DIN ISO34-1、B(b)
弾性率 DIN EN ISO527
23℃でのシャルピー衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
-20℃でのシャルピー衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
23℃でのシャルピーノッチ付き衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
-20℃でのシャルピーノッチ衝撃強度 DIN EN ISO179-1/1eU
引用文献
WO2007/118827A1
PCT/EP2019/064694
US2018/0352894
Vieweg及びHoechtlenによって編集された、Kunststoffhandbuch、第7巻、Carl Hanser Verlag,Munich1966年(第103~113頁)
EP0922552A1
DE10103424A1
WO2006/072461A1
WO2007/118827A1
PCT/EP2019/064694
US2018/0352894
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EP0922552A1
DE10103424A1
WO2006/072461A1
Claims (10)
- スキー靴又はスキー靴の一部、又は保護服又は保護服の一部を製造する方法であって、以下の工程、
(A) (i)MDIを含むイソシアネート組成物(IZ)とポリオール組成物(PZ)との反応によって得られた又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)であって、
そのポリオール組成物(PZ)が、1200~2000g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される少なくとも1種のポリオール(P1)と、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールからなる群から選択される鎖延長剤(KV1)とを含む、
熱可塑性ポリウレタン(TPU-1)、及び
(ii) 中空ガラス微小球
を含む組成物を提供する工程、
(B) スキー靴又はスキー靴の一部、又は保護服又は保護服の一部を、工程(A)により提供された組成物から製造する工程
を含む方法。 - 前記ポリオール(P1)が、1300~1900g/molの範囲の平均分子量Mnを有するポリテトラヒドロフランから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記鎖延長剤(KV1)が1,4-ブタンジオールである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ガラスがソーダライムボロシリケートガラスである、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記微小球が5~100μmの範囲の平均直径を有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記組成物が、成分(i)及び(ii)の合計に基づいて1~25質量%の量で前記微小球を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(B)により前記組成物を射出成形によって処理する、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の方法によって得られた又は得ることができるスキー靴又はスキー靴の一部。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の方法によって得られた又は得ることができる保護服又は保護服の一部。
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