JP6279576B2 - 複合フォーム - Google Patents
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Description
− 独立気泡型粒子が、本質的に連続気泡型のフォーム系によって取り囲まれていること、
− 製造後、複合フォームが、独立気泡型構造および連続気泡型構造を有する巨視的な三次元的領域を含むこと、
− 独立気泡型領域が、1mm超、好ましくは2mm超の直径を有すること、
− 独立気泡型フォームおよび連続気泡型フォームが、本質的に同じ原材料から構成されること、
− 連続気泡型フォームおよび独立気泡型フォームがポリウレタンであること、
− 同一の原材料が、ジオールおよびジイソシアネートであること、
− ジオールが、好ましくは、ポリエーテルジオールまたはポリエステルジオールであること、
− ジオールおよびジイソシアネートが、好ましくは、ポリテトラヒドロフランおよびMDIであること、
− 発泡粒子フォームが、好ましくは、独立気泡型フォームとして使用されること、
− 粒子フォームが、組織フォームより低い密度を有することである。
ETPU:86g/lのバルク密度を有する発泡TPU粒子
ポリオール1:1500g/molの平均分子量(MW)を有するポリテトラヒドロフラン
ポリオール2:900g/molの平均分子量(MW)を有するヒマシ油
ポリオール3:2000g/molの平均分子量(MW)を有するポリプロピレングリコール
ポリオール4:200g/molの平均分子量(MW)を有するポリプロピレングリコール
ポリオール5:4400g/molの平均分子量(MW)を有するアクリロニトリル/スチレン含有ポリプロピレングリコール
Iso1 部分的にカルボジイミドにより改質された33.6質量部の合計NCO含量を有するジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート
Iso2 イソシアヌレート化ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとし、NCOの質量による比率が22部である脂肪族ポリイソシアネート
CE 鎖延長剤、580mg/g超のヒドロキシル価を有するジオール
Stabi ポリエーテル−シロキサンコポリマー
Cat1 1−メチルイミダゾール
Cat2 ジメチルスズカルボキシレート
Cat3 第三級アミン、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミンおよびジメチルアミノエーテルをベースとする触媒混合物
発泡剤1 水
添加剤1 硫酸化ヒマシ油、ナトリウム塩(脂肪酸エステルベースで50%の水中)
添加剤2 抗酸化剤、立体障害型フェノール誘導体
添加剤3 ヒマシ油中のK−Ca−Na−Alケイ酸塩
添加剤4 ポリジメチルシロキサン
ポリウレタン系の製造および特性が、下記の実施例において記述されている。実施例1、2および3ならびに比較例1および4において、18質量部の合計イソシアネート含量を有し、かつ、部分的にカルボジイミドにより改質されたジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネートと1970g/molの平均分子量(MW)を有するポリプロピレングリコールおよびトリプロピレングリコールとの反応生成物ならびにさらには紫外線安定剤を含む、プレポリマーを使用した。これらの個々のプレポリマー構成物質の比率を表1に示している。加工に対応させて、この予備反応生成物は、下記の例においてプレポリマーと称する。
表1に従って、プレポリマーおよびETPU粒子以外の構成物質を一緒に量り取り、均質化した。このA構成要素を、オーブン内で50℃に加熱した。この後、室温においてプレポリマーを加え、10秒間激しく混合した。これらの構成要素を、事前にETPU粒子を量り取っておいた第2の容器に注ぎ込んだ。その後すぐに、第2の容器中の粒子を30秒間PU系と混合した。続いて、この粒子/結合剤混合物を、50℃に加熱された金属試験プレート鋳型に導入し、硬化が完了するまで鋳型の中に放置した。機械試験を実施した供試体は、このようにして製造された試験プレートから切り出した。
供試体を、実施例1と同様に製造して試験した。構成物質は、表1に示された実施例2の欄に対応させて変更した。
表1に従って、プレポリマー以外の構成物質を一緒に量り取り、均質化した。このA構成要素をオーブン内で50℃に加熱した。この後、室温においてプレポリマーを加え、10秒間激しく混合した。その後すぐに、この系を、50℃に加熱された金属製試験プレート用鋳型に導入し、硬化が完了するまで鋳型の中に放置した。機械試験を実施した供試体は、このようにして製造された試験プレートから切り出した。比較例1は、実施例3のマトリックス配合物に相当し、ここで、得られた密度は実施例1に整合している。
ETPU粒子を、蒸気による融解に適した金型に導入した。続いて蒸気を導入した結果、ETPU粒子どうしが焼結した。機械試験を実施した供試体は、このようにして製造された試験プレートから切り出した。
表1に従って、イソシアネート構成要素3およびETPU粒子以外の構成物質を一緒に量り取り、均質化した。この後、イソシアネートを加え、10秒間激しく混合した。すべての構成要素は、22℃の室温において加熱なしで加工した。構成要素を、事前にETPU粒子を量り取っておいた第2の容器に注ぎ込んだ。その後すぐに、粒子を、PU系と一緒に30秒間かけて第2の容器に導入し、一様に水平にさせ、硬化が完了するまで鋳型の中に放置した。機械試験を実施した供試体は、このようにして製造された試験プレートから切り出した。
表1に従って、プレポリマー以外の構成物質を一緒に量り取り、均質化した。このA構成要素をオーブン内で50℃に加熱した。この後、プレポリマーを室温において加え、10秒間激しく混合した。その後すぐ、この系を、50℃に加熱された金属製試験プレート用鋳型に導入し、硬化が完了するまで鋳型の中に放置した。機械試験を実施した供試体は、このようにして製造された試験プレートから切り出した。
表1に従って、プレポリマー以外の構成物質を一緒に量り取り、均質化した。このA構成要素をオーブン内で50℃に加熱した。この後、プレポリマーを室温において加え、10秒間激しく混合した。その後すぐ、この系を、50℃に加熱された金属製試験プレート用鋳型に導入し、硬化が完了するまで鋳型の中に放置した。機械試験を実施した供試体は、このようにして製造された試験プレートから切り出した。
引張り強さ DIN EN ISO527-1に従った引張り強さ[kPa]
破断伸び DIN EN ISO527-1に従った破断伸び[%]
N.d. 未測定
引張り強さ DIN EN ISO527-1に従った引張り強さ[kPa]
反発力 DIN EN ISO8307に従った反発弾性[%]
表3は、本発明による実施例が、より低い密度においてさえより良好な引張り強さおよび反発弾性を有することを示している。この低密度範囲において試験可能な試験片は、比較例1、2および5から製造することができなかった。
Claims (14)
- ポリウレタンフォームから構成されたマトリックスおよびこのマトリックス中に含まれる熱可塑性ポリウレタンの発泡粒子を含む複合フォームであって、マトリックスおよび粒子のそれぞれが、ポリオール構成要素およびポリイソシアネート構成要素から構成され、マトリックスおよび粒子のポリオール構成要素を形成する基本構成単位の少なくとも50質量%が同一であり、マトリックスおよび粒子のポリイソシアネート構成要素を形成する基本構成単位の少なくとも50質量%が同一であり、これによりマトリックスが連続気泡型になっており、マトリックス中の発泡粒子が少なくとも部分的に独立気泡型になっており、及び
前記マトリックスおよび前記発泡粒子が相互に直接的に付着し、及び
前記発泡粒子は、相互に焼結していない、
ことを特徴とする複合フォーム。 - 前記マトリックス内の前記発泡粒子が、完全に独立気泡型であることを特徴とする請求項1に記載の複合フォーム。
- マトリックスおよび粒子のポリオール構成要素を形成する基本構成単位の少なくとも60質量%が同一であり、マトリックスおよび粒子のポリイソシアネート構成要素を形成する基本構成単位の少なくとも60質量%が同一である、請求項1又は2に記載の複合フォーム。
- マトリックスおよび粒子のポリオール構成要素を形成する基本構成単位の少なくとも65質量%が同一であり、マトリックスおよび粒子のポリイソシアネート構成要素を形成する基本構成単位の少なくとも85質量%が同一である、請求項3に記載の複合フォーム。
- 発泡粒子が、0.1mmから10cmまでの、好ましくは0.5mmから5cmまでの直径を有し、球状または楕円状である、請求項1〜4の何れか一項に記載の複合フォーム。
- 発泡粒子が、0.005g/cm3から0.50g/cm3までの密度を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の複合フォーム。
- 発泡粒子の熱可塑性ポリウレタンおよびマトリックスのポリウレタンフォームが、600g/molから2500g/molまでの数平均分子量を有するポリテトラヒドロフランをベースとする、請求項1から6のいずれか一項に記載の複合フォーム。
- 発泡粒子の熱可塑性ポリウレタンおよびマトリックスのポリウレタンフォームが、500g/molから2500g/molまでの数平均分子量を有するポリエステルアルコールをベースとする、請求項1から6のいずれか一項に記載の複合フォーム。
- マトリックスが、0.03g/cm3から0.8g/cm3までの密度を有するフォームである、請求項1から8のいずれか一項に記載の複合フォーム。
- マトリックスおよび粒子が、0.1から10:1までの範囲の質量比において複合フォーム中に存在する、請求項1から9のいずれか一項に記載の複合フォーム。
- 靴底として、自転車のサドルとして、上張り用品として、自動車の内装および外装の構成部品に、ボールおよびスポーツ用品に、または床面被覆材、特にスポーツサーフェス、軽量陸上競技用トラック、スポーツ会館、子供の遊び場および歩道用の床面被覆材として、請求項1から10のいずれか一項に記載の複合フォームを使用する方法。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の複合フォームの製造方法であって、熱可塑性ポリウレタンの起泡性粒子または発泡粒子の存在下で、ポリオール構成要素とポリイソシアネート構成要素とを反応させて、ポリウレタンフォームおよび任意選択により鎖延長剤、架橋剤、触媒、発泡剤、さらなる添加剤またはこれらの混合物から構成されたマトリックスを形成することによる、方法。
- 外部発泡剤が使用されない、請求項12に記載の方法。
- 最初に、1質量%から20質量%までのNCO含量を有するイソシアネートプレポリマーが、マトリックスのポリイソシアネート構成要素およびポリオール構成要素ならびに任意選択により鎖延長剤、架橋剤、触媒、さらなる添加剤またはこれらの混合物から製造され、続いてイソシアネートプレポリマーが、熱可塑性ポリウレタンの発泡粒子と混合され、この複合体が水の作用によって硬化される、請求項12または13に記載の方法。
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