JP6363105B2 - 透明な疎水性tpu - Google Patents
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Description
本発明は、高透明度および低ヘイズを有する疎水性熱可塑性ポリウレタン(TPU)に関する。本発明の疎水性TPUは通常の市販の親水性のTPUよりも低い比重を有するものである。本発明のTPUは、多種多様な製品、例えば医療用途のための製品を作製するための型込めプロセスおよび押出しプロセスにおいていくつかの有用性を有する。
TPU(熱可塑性ポリウレタン)ポリマーは典型的には、(1)ヒドロキシル末端ポリエーテルまたはヒドロキシル末端ポリエステル、(2)鎖延長剤、例えば短鎖ジオール、および(3)イソシアネート化合物を反応させることにより作製される。この3種類の反応体の各々について種々の型の化合物が文献に開示されている。これらの3種類の反応体から作製されるTPUポリマーは、製品がTPUの溶融加工ならびに型込めおよび押出しなどのプロセスによって作製され、種々の形状に成形して所望の物品が生成される種々の分野で有用性が見出されている。
先行技術の疎水性TPUよりも大きな透明度を有する疎水性TPUを得る必要性が存在している。
本発明の疎水性TPUは:
(a)少なくとも1種類の疎水性ポリオール、ここで、前記疎水性ポリオールは、26〜44個の炭素原子を含む二量体化脂肪酸を用いて作製された二酸ポリエステルポリオールである;
(b)10〜14個の炭素原子を有する少なくとも1種類の線状ジオール鎖延長剤;
(c)8〜12個の炭素原子を有する少なくとも1種類の分枝状ジオール鎖延長剤、ここで、前記分枝状鎖延長剤の少なくとも2個の炭素原子は分枝状であり、前記分枝状鎖延長剤に対する前記線状鎖延長剤の重量比は約70:30〜約85:15である;
(d)少なくとも1種類のジイソシアネート;および
(e)任意選択で少なくとも1種類のウレタン触媒
の反応生成物を含むものである。
一実施形態において、例えば、以下の項目が提供される。
(項目1)
(a)少なくとも1種類の疎水性ポリオール、ここで、該疎水性ポリオールは二量体化脂肪酸を用いて作製された二酸ポリエステルポリオールであり、該二量体化脂肪酸は26〜44個の炭素原子を含むものである、
(b)10〜14個の炭素原子を有する少なくとも1種類の線状ジオール鎖延長剤;
(c)8〜12個の炭素原子を有する少なくとも1種類の分枝状ジオール鎖延長剤、ここで、該分枝状鎖延長剤の少なくとも2個の炭素原子は分枝状であり、該分枝状鎖延長剤に対する該線状鎖延長剤の重量比は約70:30〜約85:15である;
(d)少なくとも1種類のジイソシアネート;および
(e)任意選択で少なくとも1種類のウレタン触媒
の反応生成物を含む透明な熱可塑性ポリウレタンポリマー組成物。
(項目2)
前記二量体化脂肪酸が26〜36個の炭素原子を含むものである、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目3)
前記ポリオールが、36個の炭素原子を有する二量体化脂肪酸を1,6−ヘキサンジオールと反応させて作製されたものである、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目4)
前記線状ジオール鎖延長剤が1,12−ドデカンジオールである、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目5)
前記分枝状ジオール鎖延長剤が、2−ブチル−2−エチルプロパンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選択される、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目6)
前記分枝状ジオール鎖延長剤に対する前記線状ジオール鎖延長剤の重量比が約75:25である、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目7)
前記ジイソシアネートが4,4’−メチレンビス−(フェニルイソシアネート)である、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目8)
70〜98のショアA硬度を有する、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目9)
70〜90のショアA硬度を有し、ポリウレタン触媒が反応に使用される、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目10)
91〜98のショアA硬度を有し、ポリウレタン触媒を反応に存在させない、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目11)
前記組成物が0.90〜1.10g/ccの比重を有する、項目8に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目12)
前記組成物が0.95〜1.07g/ccの比重を有する、項目11に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目13)
成形物品の形態である、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目14)
前記成形物品が医療用物品である、項目13に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目15)
ワンショット法およびバッチ法からなる群より選択される方法で作製される、項目1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
(項目16)
(a)少なくとも1種類の線状鎖延長剤と少なくとも1種類の分枝状鎖延長剤のジオール鎖延長剤混合物を作製する工程;
(b)該鎖延長剤混合物を加熱して透明で均一な液状混合物を形成する工程;
(c)加熱された該鎖延長剤混合物を使用されるまで液状状態に維持する工程;
(d)少なくとも1種類の疎水性ポリオールを反応槽に添加する工程;
(e)前記加熱された鎖延長剤混合物を該反応槽に添加する工程;
(f)加熱された該鎖延長剤混合物を該ポリオールと該反応槽内で混合する工程;
(g)少なくとも1種類のジイソシアネートを該反応槽に添加して反応混合物を形成する工程;
(h)反応を約1〜約3分間進行させる工程;
(i)該反応混合物がまだ注ぐことが可能な状態で反応温度が約80℃〜約100℃の温度に達したら、該反応混合物を容器に移す工程;および
(j)該容器を加熱された環境内に移し、反応を完了させる工程
を含む、透明な熱可塑性ポリウレタンポリマー組成物を作製するためのバッチ法。
(項目17)
前記線状鎖延長剤が1,12−ドデカンジオールであり、前記分枝状鎖延長剤が、2−ブチル−2−エチルプロパンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選択される、項目16に記載のバッチ法。
(項目18)
前記分枝状鎖延長剤に対する前記線状鎖延長剤の重量比が約70:30〜約85:15である、項目17に記載のバッチ法。
(項目19)
前記分枝状鎖延長剤に対する前記線状鎖延長剤の重量比が約75:25である、項目18に記載のバッチ法。
(項目20)
前記鎖延長剤混合物を85℃〜110℃の温度まで加熱し、均一な混合物を形成する、項目16に記載のバッチ法。
(項目21)
前記疎水性ポリオールが、36個の炭素原子の二量体化脂肪酸を1,6−ヘキサンジオールと反応させたものである、項目16に記載のバッチ法。
(項目22)
前記疎水性ポリオールを前記反応槽に添加する前に前記疎水性ポリオールを80℃〜100℃の温度まで加熱する、項目21に記載のバッチ法。
(項目23)
前記鎖延長剤混合物を前記反応槽に添加する前に前記鎖延長剤混合物を80℃〜105℃の温度まで加熱する、項目16に記載のバッチ法。
(項目24)
前記ジイソシアネートを前記反応槽に添加して反応混合物を形成する前に前記ジイソシアネートを溶融させる、項目16に記載のバッチ法。
(項目25)
前記反応混合物は反応開始時、約60℃〜約70℃であり、前記反応混合物が約80℃〜約100℃の温度に達するまで反応を進行させる、項目16に記載のバッチ法。
(項目26)
前記反応混合物を容器に移し、該容器を加熱した炉内に3〜5時間、120℃〜130℃の温度で入れて反応を完了させる、項目16に記載のバッチ法。
(項目27)
充分に反応させた熱可塑性ポリウレタンを造粒し、その顆粒をペレット形態に押し出してペレット化する、項目16に記載のバッチ法。
本発明のTPU組成物を作製するための第1の必要反応体は少なくとも1種類のヒドロキシル末端疎水性ポリオールである。この疎水性ポリオールは、二量体化脂肪酸またはそのエステルから構成されたものである。二量体化脂肪酸は26〜44個の炭素原子、好ましくは36個の炭素原子を含むものである。二量体化脂肪酸を短鎖ジオールと反応させると、ヒドロキシル末端疎水性ポリオールが作製される。
実施例12、13および14を生産設備において150ポンドのバッチサイズで繰り返し、これらを以下に実施例15、16および17として示す。3つの実施例ではすべて、BEPD/DDOの25:75重量比の混合物を鎖延長剤混合物として使用する。MDIをジイソシアネートとして1.0の化学量論で使用した。作製されたTPUを物性について測定し、これらを以下の表2に示す。
Claims (15)
- (a)少なくとも1種類の疎水性ポリオール、ここで、該疎水性ポリオールは二量体化脂肪酸を用いて作製された二酸ポリエステルポリオールであり、該二量体化脂肪酸は26〜44個の炭素原子を含むものである、
(b)10〜14個の炭素原子を有する少なくとも1種類の線状ジオール鎖延長剤;
(c)8〜12個の炭素原子を有する少なくとも1種類の分枝状ジオール鎖延長剤、ここで、該線状鎖延長剤の該分枝状鎖延長剤に対する重量比は70:30〜85:15である;
(d)少なくとも1種類のジイソシアネート;および
(e)任意選択で少なくとも1種類のウレタン触媒
の反応生成物を含む透明な熱可塑性ポリウレタンポリマー組成物。 - 前記二量体化脂肪酸が26〜36個の炭素原子を含むものである、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
- 前記ポリオールが、36個の炭素原子を有する二量体化脂肪酸を1,6−ヘキサンジオールと反応させて作製されたものである、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
- 前記線状ジオール鎖延長剤が1,12−ドデカンジオールである、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
- 前記分枝状ジオール鎖延長剤が、2−ブチル−2−エチルプロパンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選択される、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
- 前記ジイソシアネートが4,4’−メチレンビス−(フェニルイソシアネート)である、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
- 成形物品の形態であり、好ましくは、該成形物品が医療用物品である、請求項1に記載の熱可塑性ポリウレタン組成物。
- (a)少なくとも1種類の線状鎖延長剤と少なくとも1種類の分枝状鎖延長剤のジオール鎖延長剤混合物を作製する工程;
(b)該鎖延長剤混合物を加熱して透明で均一な液状混合物を形成する工程;
(c)加熱された該鎖延長剤混合物を使用されるまで液状状態に維持する工程;
(d)少なくとも1種類の疎水性ポリオールを反応槽に添加する工程;
(e)該加熱された鎖延長剤混合物を該反応槽に添加する工程;
(f)加熱された該鎖延長剤混合物を該ポリオールと該反応槽内で混合する工程;
(g)少なくとも1種類のジイソシアネートを該反応槽に添加して反応混合物を形成する工程;
(h)反応を1〜3分間進行させる工程;
(i)該反応混合物がまだ注ぐことが可能な状態で反応温度が80℃〜100℃の温度に達したら、該反応混合物を容器に移す工程;および
(j)該容器を加熱された環境内に移し、反応を完了させる工程
を含む、請求項1に記載の透明な熱可塑性ポリウレタンポリマー組成物を作製するためのバッチ法。 - 前記線状鎖延長剤が1,12−ドデカンジオールであり、前記分枝状鎖延長剤が、2−ブチル−2−エチルプロパンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選択される、請求項8に記載のバッチ法。
- 前記線状鎖延長剤の前記分枝状鎖延長剤に対する重量比が70:30〜85:15であり、好ましくは、該線状鎖延長剤の該分枝状鎖延長剤に対する重量比が75:25である、請求項9に記載のバッチ法。
- 前記鎖延長剤混合物を85℃〜110℃の温度まで加熱し、均一な混合物を形成する、請求項8に記載のバッチ法。
- 前記疎水性ポリオールが、36個の炭素原子の二量体化脂肪酸を1,6−ヘキサンジオールと反応させたものである、請求項8に記載のバッチ法。
- 前記疎水性ポリオールを前記反応槽に添加する前に該疎水性ポリオールを80℃〜100℃の温度まで加熱する、請求項12に記載のバッチ法。
- 前記鎖延長剤混合物を前記反応槽に添加する前に該鎖延長剤混合物を80℃〜105℃の温度まで加熱する、請求項8に記載のバッチ法。
- 前記反応混合物は反応開始時、60℃〜70℃であり、該反応混合物が80℃〜100℃の温度に達するまで反応を進行させる、請求項8に記載のバッチ法。
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