JP6759416B1 - Polyurethane foam - Google Patents
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Abstract
【課題】バットの打球部に用いられるポリウレタン発泡体であって、優れた耐久性を有し、軽量なポリウレタン発泡体の提供を目的とする。【解決手段】バット10の打球部15に用いられるポリウレタン発泡体であって、イソシアネート成分と、発泡剤と、触媒とを含むポリウレタン発泡体用組成物から得られ、イソシアネート成分が、ポリオール成分と、活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンと、イソシアネートと、から得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであることにより、優れた耐久性を有し、軽量なポリウレタン発泡体を得た。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane foam used for a hitting portion of a bat, which has excellent durability and is lightweight. A polyurethane foam used for a ball striking portion 15 of a bat 10 is obtained from a composition for a polyurethane foam containing an isocyanate component, a foaming agent, and a catalyst, and the isocyanate component is a polyol component. A polyurethane foam having excellent durability and being lightweight was obtained by being a urethane prepolymer having an isocyanate group obtained from polyrotaxane containing a cyclic molecule having an active hydrogen group in its constituents and isocyanate. .. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、バットの打球部に用いられるポリウレタン発泡体に関する。 The present invention relates to a polyurethane foam used for a hitting portion of a bat.
野球・ソフトボール等のバットには、FRPや金属等からなる芯材の一部を、ポリウレタン発泡体で被覆して打球部を構成したものがある(特許文献1、2)。
Some bats such as baseball and softball have a ball striking portion formed by coating a part of a core material made of FRP, metal, or the like with a polyurethane foam (
ポリウレタン発泡体は、ポリオールとイソシアネートの反応により形成される。バットの打球部に用いられる高反発性のポリウレタン発泡体として、ポリオールに、エチレングリコール及び1,4−ブタンジオールを原料として得られた2官能ポリオールを用い、反発弾性率(JIS K 6301)が41〜51%のものがある(特許文献3)。 The polyurethane foam is formed by the reaction of polyol and isocyanate. As the highly repulsive polyurethane foam used for the hitting part of the bat, a bifunctional polyol obtained from ethylene glycol and 1,4-butanediol as raw materials is used as the polyol, and the rebound resilience (JIS K 6301) is 41. There are ~ 51% (Patent Document 3).
また、高反発性を有するポリウレタン発泡体として、イソシアネート成分に、数平均分子量が2500〜5600で水酸基価が20〜45mgKOH/gのポリテトラメチレングリコールと、官能基数が3で水酸基価が500〜2000mgKOH/gの架橋剤と、1,5−ナフタレンジイソシアネートとから得られたNCO%が4.0〜5.0%のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを使用するものがある。(特許文献4)。 Further, as a polyurethane foam having high resilience, the isocyanate component contains polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2500 to 5600 and a hydroxyl value of 20 to 45 mgKOH / g, and a functional group number of 3 and a hydroxyl value of 500 to 2000 mgKOH. Some use a urethane prepolymer having an isocyanate group having an NCO% of 4.0 to 5.0% obtained from a / g cross-linking agent and 1,5-naphthalenedi isocyanate. (Patent Document 4).
バットの打球部に用いられるポリウレタン発泡体は、軽量なものが好ましい。
しかし、従来のポリウレタン発泡体は、密度(JIS K7222:2005に基づく)を0.25〜0.45g/cm3に下げて軽量化を図ると、耐久性が悪くなる問題がある。
The polyurethane foam used for the hitting portion of the bat is preferably lightweight.
However, the conventional polyurethane foam has a problem that the durability is deteriorated when the density (based on JIS K7222: 2005) is reduced to 0.25 to 0.45 g / cm 3 to reduce the weight.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、バットの打球部に用いられるポリウレタン発泡体であって、軽量で優れた耐久性を有するポリウレタン発泡体の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a polyurethane foam used for a hitting portion of a bat, which is lightweight and has excellent durability.
請求項1の発明は、バットの打球部に用いられるポリウレタン発泡体であって、前記ポリウレタン発泡体は、イソシアネート成分と、発泡剤と、触媒とを含むポリウレタン発泡体用組成物から得られ、前記イソシアネート成分は、ポリオール成分と、活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンと、イソシアネートと、から得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、前記ポリオール成分は、ポリテトラメチレングリコール及びポリカプロラクトンポリオールを含み、前記ポリテトラメチレングリコールと前記ポリカプロラクトンポリオールの配合比率(重量比率)は、ポリテトラメチレングリコール:ポリカプロラクトンポリオール=10〜90:90〜10であることを特徴とする。
The invention of
請求項2の発明は、請求項1において、前記イソシアネートは、1,5−ナフタレンジイソシアネートであることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーのNCO%が2.5〜5.5%であることを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、請求項1から3の何れか一項において、前記ポリロタキサンは、前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー100重量部に対し、0.5〜6重量部であることを特徴とする。
The invention of claim 4 is characterized in that, in any one of
請求項5の発明は、請求項1から4の何れか一項において、前記ポリテトラメチレングリコールは、平均官能基数が2、水酸基価が25〜125mgKOH/gであり、前記ポリカプロラクトンポリオールは、平均官能基数が2〜3、水酸基価が25〜187mgKOH/gであることを特徴とする。
In the invention of
請求項6の発明は、請求項1から5の何れか一項において、前記ポリウレタン発泡体からなる外径30mm、内径10mm、高さ30mmの環状のテストピースの上方110mmの位置から、50kgの重りを1分間に6回の間隔で自然落下させて前記テストピースの上面に衝突させ、前記テストピースが破損するまでの衝突回数を測定する落すい衝撃試験の結果が300回以上であることを特徴とする。
The invention of claim 6 is a weight of 50 kg from a
請求項7の発明は、請求項1から6の何れか一項において、次式から求められる前記ポリウレタン発泡体の反発性が、55%以上であることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載のポリウレタン発泡体。
反発性(%)=跳ね返されたボールの速度/衝突前のボールの速度×100
衝突前のボールの速度及び跳ね返されたボールの速度は、以下の条件で算出する。
・ボールは、全日本軟式野球連盟公認球 M号を使用する。
・ボールの直径よりも面積の大きいポリウレタン発泡体を壁に固定する。
・壁とピッチングマシーンの発射口との距離を1mに設定する。
・ポリウレタン発泡体の表面にボールがぶつかる際の速度が、時速100km/hとなるようにピッチングマシーンからの発射速度を調整する。
・ボールの先端が、壁から500mm離れた位置から200mm離れた位置までの距離(300mm)を通過するまでの時間から衝突前のボール速度を算出する。
・壁に固定されたポリウレタン発泡体にボールが衝突し、跳ね返されたボールの先端が、壁から200mm離れた位置から500mm離れた位置までの距離(300mm)を通過するまでの時間から跳ね返されたボール速度を算出する。
According to a seventh aspect of the invention, in any one of
Repulsion (%) = Velocity of the bounced ball / Velocity of the ball before collision x 100
The velocity of the ball before the collision and the velocity of the bounced ball are calculated under the following conditions.
・ For the ball, use the Japan Softball Baseball Association official ball M.
-Fix a polyurethane foam with an area larger than the diameter of the ball to the wall.
-Set the distance between the wall and the launch port of the pitching machine to 1 m.
-Adjust the rate of fire from the pitching machine so that the speed at which the ball hits the surface of the polyurethane foam is 100 km / h.
-The ball velocity before the collision is calculated from the time until the tip of the ball passes the distance (300 mm) from the
-The ball collided with the polyurethane foam fixed to the wall, and the tip of the bounced ball was bounced from the time it took to pass the distance (300 mm) from a position 200 mm away from the wall to a
請求項8の発明は、請求項1から7の何れか一項において、前記ポリウレタン発泡体の密度(JIS K7222:2005に基づく)が0.25〜0.45g/cm3であることを特徴とする。
The invention of claim 8 is characterized in that, in any one of
請求項9の発明は、請求項1から8の何れか一項において、前記ポリウレタン発泡体の引張強度(JIS K6251:2017(ダンベル状2号形)に準拠)が2.5MPa以上であることを特徴とする。
The invention of
本発明におけるバットの打球部に用いられるポリウレタン発泡体は、イソシアネート成分と、発泡剤と、触媒とを含むポリウレタン発泡体用組成物から得られたものであり、イソシアネート成分は、ポリオール成分と、活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンと、イソシアネートと、から得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。 The polyurethane foam used for the hitting portion of the bat in the present invention is obtained from a composition for a polyurethane foam containing an isocyanate component, a foaming agent, and a catalyst, and the isocyanate component is an active polyol component. It is a urethane prepolymer having an isocyanate group obtained from polyrotaxane containing a cyclic molecule having a hydrogen group in its constituents and isocyanate.
図2の模式図に示すように、ポリロタキサン20は、環状分子21の開口部に軸状分子23が串刺し状に挿通され、軸状分子23の両端に封鎖基25を有する。封鎖基25は環状分子21が軸状分子23から離脱するのを防ぐ。本発明によれば、イソシアネート基を有するウレタンポリマーの作製時に、ポリオール成分の水酸基及びポリロタキサン20の環状分子21における活性水素基がイソシアネートと反応してウレタン結合を形成する。その後、少なくともイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと発泡剤とによる発泡硬化反応により、ポリウレタン発泡体が形成される。
As shown in the schematic view of FIG. 2, in the
ポリロタキサン20は、環状分子21が軸状分子23に沿ってある程度自由に移動することができ、ポリウレタン発泡体は、ポリロタキサン20の環状分子21の部分に形成されたウレタン結合(架橋点)も軸状分子23に沿って動くことができる(滑車効果)。滑車効果の存在により、ポリウレタン発泡体に外部から大きな荷重を繰返し受けても、受けた荷重を分散させることができるため、架橋点が破壊されることを防ぐことができる。また、軸状分子23上で環状分子21同士が接近した場合、環状分子21同士が距離を一定に保とうとする空気バネ効果が発現し、空気バネ効果によりポリウレタン発泡体は優れた復元性を有する。これらの作用により、本発明のポリウレタン発泡体は機械的強度が高まったり、外部から加わる動的エネルギーを低減し、破壊やへたり等に対する耐久性を向上させることができる。また、本発明のポリウレタン発泡体は軽量であっても耐久性に優れるため、バットの打球部に好適である。
In the
図1に示すバット10は、打球部15に本発明のポリウレタン発泡体が用いられている。ポリウレタン発泡体は、筒状に形成されており、金属製等のバット本体11のグリップエンド12側からバット本体11の外表面を打球部15までスライドさせて装着されている。なお、バット本体11は先端部分13を脱着可能に構成し、先端部分13を外した状態で、打球部15の先端側からポリウレタン発泡体を打球部15に装着し、その後に先端部分13を取り付けるようにしてもよい。
In the bat 10 shown in FIG. 1, the polyurethane foam of the present invention is used for the hitting
本発明のポリウレタン発泡体は、イソシアネート成分と、発泡剤と、触媒とを含むポリウレタン発泡体用組成物から、イソシアネート成分と発泡剤との反応により得られる。 The polyurethane foam of the present invention is obtained from a composition for a polyurethane foam containing an isocyanate component, a foaming agent, and a catalyst by a reaction between the isocyanate component and a foaming agent.
本発明で使用するイソシアネート成分は、ポリオール成分と、活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンと、イソシアネートとから得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーからなる。イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの製造は、ポリオール成分と、活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンとを溶融状態で混合した後に、イソシアネートを配合することにより行われる。 The isocyanate component used in the present invention comprises a polyol component, a polyrotaxane containing a cyclic molecule having an active hydrogen group in its constituents, and a urethane prepolymer having an isocyanate group obtained from isocyanate. The production of a urethane prepolymer having an isocyanate group is carried out by mixing a polyol component and polyrotaxane containing a cyclic molecule having an active hydrogen group in a constituent in a molten state, and then blending an isocyanate.
ポリオール成分は、公知のエーテル系ポリオールまたはエステル系ポリオールの何れか一方又は両方を用いることができる。 As the polyol component, either one or both of known ether-based polyols and ester-based polyols can be used.
エーテル系ポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコール、またはその多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールやテトラヒドロフランを開環重合させたポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールを挙げることができる。 Examples of the ether-based polyol include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and shoe cloth, or polyhydric alcohols thereof. Examples thereof include a polyether polyol to which an alkylene oxide such as ethylene oxide and propylene oxide is added, and a polyether polyol such as polytetramethylene glycol obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran.
エステル系ポリオールとしては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールやε-カプロラクトンを開環重合させたポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオール等を挙げることできる。 The ester-based polyol is polycondensed from an aliphatic carboxylic acid such as malonic acid, succinic acid or adipic acid, an aromatic carboxylic acid such as phthalic acid, and an aliphatic glycol such as ethylene glycol, diethylene glycol or propylene glycol. Examples thereof include polyester polyols such as the obtained polyester polyols and polycaprolactone polyols obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone.
特に本発明では、ポリオールとして、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)及び/又はポリカプロラクトンポリオール(PCL)が好ましく、より好ましくはポリテトラメチレングリコールとポリカプロラクトンポリオールの併用である。 In particular, in the present invention, as the polyol, polytetramethylene glycol (PTMG) and / or polycaprolactone polyol (PCL) is preferable, and polytetramethylene glycol and polycaprolactone polyol are more preferably used in combination.
ポリテトラメチレングリコールは、平均官能基数が2、数平均分子量が900〜4500、水酸基価が25〜125mgKOH/gが好ましく、より好ましくは数平均分子量が1800〜3500、水酸基価が32〜62mgKOH/gである。
ポリテトラメチレングリコールの数平均分子量が前記範囲よりも小さく、水酸基価が大であると、架橋密度が高くなり、柔軟性が低くなることでポリウレタン発泡体の反発性が劣るようになる。一方、ポリテトラメチレングリコールの数平均分子量が前記範囲よりも大きく、水酸基価が小であると、架橋密度が低くなり、十分な強度(引張強度)が得られ難くなり、耐久性が劣るようになる。
The polytetramethylene glycol preferably has an average number of functional groups of 2, a number average molecular weight of 900 to 4500, and a hydroxyl value of 25 to 125 mgKOH / g, more preferably a number average molecular weight of 1800 to 3500 and a hydroxyl value of 32 to 62 mgKOH / g. Is.
When the number average molecular weight of the polytetramethylene glycol is smaller than the above range and the hydroxyl value is large, the crosslink density becomes high and the flexibility becomes low, so that the resilience of the polyurethane foam becomes inferior. On the other hand, if the number average molecular weight of polytetramethylene glycol is larger than the above range and the hydroxyl value is small, the crosslink density becomes low, it becomes difficult to obtain sufficient strength (tensile strength), and the durability becomes inferior. Become.
ポリカプロラクトンポリオールは、例えば、ε−カプロラクトンを、開始剤と触媒の存在下で開環重合することにより得られる。
ポリカプロラクトンポリオールの製造時に使用される開始剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール等の2価のアルコールや、トリメチロールプロパン、グリセリン等の3価のアルコールが挙げられる。
Polycaprolactone polyols are obtained, for example, by ring-opening polymerization of ε-caprolactone in the presence of an initiator and catalyst.
Examples of the initiator used in the production of polycaprolactone polyol include dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, neopentyl glycol and tetramethylene glycol, trimethylolpropane and glycerin. Trivalent alcohol can be mentioned.
ポリカプロラクトンポリオールの製造時に使用される触媒としては、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラエチルチタネート等の有機チタン系化合物、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズラウレート、塩化第1スズ、臭化第1スズ等のスズ系化合物等が挙げられる。 Examples of the catalyst used in the production of polycaprolactone polyol include organic titanium compounds such as tetrabutyl titanate, tetrapropyl titanate, and tetraethyl titanate, tin octylate, dibutyltin oxide, dibutyltin laurate, stannous chloride, and first bromide. Examples thereof include tin compounds such as tin.
ポリカプロラクトンポリオールは、平均官能基数が2〜3、数平均分子量が900〜4500、水酸基価が25〜187mgKOH/gが好ましく、より好ましくは平均官能基数が2、数平均分子量が1800〜3500、水酸基価が32〜62mgKOH/gである。
ポリカプロラクトンポリオールの数平均分子量が前記範囲よりも小さく、水酸基価が大であると、架橋密度が高くなり、柔軟性が低くなることでポリウレタン発泡体の反発性が劣るようになる。一方、ポリカプロラクトンポリオールの数平均分子量が前記範囲よりも大きく、水酸基価が小であると、架橋密度が低くなり、十分な強度(引張強度)が得られ難くなり、耐久性が劣るようになる。
The polycaprolactone polyol preferably has an average number of functional groups of 2 to 3, a number average molecular weight of 900 to 4500, and a hydroxyl value of 25 to 187 mgKOH / g, more preferably an average number of functional groups of 2, a number average molecular weight of 1800 to 3500, and a hydroxyl group. The valence is 32-62 mgKOH / g.
When the number average molecular weight of the polycaprolactone polyol is smaller than the above range and the hydroxyl value is large, the crosslink density becomes high and the flexibility becomes low, so that the resilience of the polyurethane foam becomes inferior. On the other hand, if the number average molecular weight of the polycaprolactone polyol is larger than the above range and the hydroxyl value is small, the crosslink density becomes low, it becomes difficult to obtain sufficient strength (tensile strength), and the durability becomes inferior. ..
ポリテトラメチレングリコールとポリカプロラクトンポリオールの両方を使用することで、ポリウレタン発泡体を構成するソフトセグメントにおいて、両ポリオール同士の分子間力(分子間相互作用)を下げることができる。具体的には、ポリテトラメチレングリコールの繰返し単位は、(―CH2―CH2―CH2―CH2―O―)であり、その溶解度パラメータ(SP値)は、9.0である。一方、ポリカプロラクトンポリオールの繰返し単位は、(―C(=O)―CH2―CH2―CH2―CH2―CH2―O―)であり、SP値は、10.7である。ここで、SP値は両者の数値の差が小さい程、特に、1以下であれば溶解性がよいと言われている。ポリテトラメチレングリコールの繰返し単位のSP値(9.0)とポリカプロラクトンポリオールの繰返し単位のSP値(10.7)とは、1以上の差があり、相容性が悪いと言える。換言すれば、ポリテトラメチレングリコールとポリカプロラクトンポリオールとの相溶性を悪くすることで、両ポリオールの分子運動の自由度(運動性)が高くなる。これにより、ポリウレタン発泡体の反発性が向上すると考えられる。ポリテトラメチレングリコールとポリカプロラクトンポリオールの配合比率(重量比率)は、ポリテトラメチレングリコール:ポリカプロラクトンポリオール=10〜90:90〜10が好ましく、20〜80:80〜20がより好ましく、40〜60:60〜40が更に好ましい。 By using both polytetramethylene glycol and polycaprolactone polyol, the intermolecular force (intermolecular interaction) between both polyols can be reduced in the soft segment constituting the polyurethane foam. Specifically, the repeating unit of polytetramethylene glycol is (-CH2-CH2-CH2-CH2-O-), and its solubility parameter (SP value) is 9.0. On the other hand, the repeating unit of polycaprolactone polyol is (-C (= O) -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-O-), and the SP value is 10.7. Here, it is said that the smaller the difference between the two values, the better the solubility of the SP value, especially if it is 1 or less. The SP value (9.0) of the repeating unit of polytetramethylene glycol and the SP value (10.7) of the repeating unit of polycaprolactone polyol have a difference of 1 or more, and it can be said that they are incompatible. In other words, by deteriorating the compatibility between polytetramethylene glycol and polycaprolactone polyol, the degree of freedom (motility) of molecular motion of both polyols is increased. This is considered to improve the resilience of the polyurethane foam. The blending ratio (weight ratio) of polytetramethylene glycol and polycaprolactone polyol is preferably polytetramethylene glycol: polycaprolactone polyol = 10 to 90: 90 to 10, more preferably 20 to 80: 80 to 20, and 40 to 60. : 60-40 is more preferred.
活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンは、図2の模式図に示したとおりであり、活性水素基を有する環状分子21の開口部に軸状分子23が串刺し状に挿通され、軸状分子23の両端の封鎖基25で環状分子21の離脱を防ぐ構造からなる。環状分子21の活性水素基としては、水酸基、アミノ基等を挙げることができ、特に水酸基が好適である。活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンは、水酸基価が60〜100mgKOH/g、軸状分子の分子量が1万〜4万、全体の分子量が15万〜80万のものが好ましい。活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンの配合量は、前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリオール100重量部に対して0.5〜6重量部が好ましく、1〜6重量部がより好ましく、1.5〜6重量部が更に好ましい。0.5重量部未満の場合、物性向上効果が得られなくなる。6重量部を超える場合、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの粘度が高くなりすぎ、成形が難しくなる。
The polyrotaxane containing a cyclic molecule having an active hydrogen group in its constituent is as shown in the schematic diagram of FIG. 2, and the axial molecule 23 is inserted into the opening of the
イソシアネートは、ポリウレタン発泡体の製造に用いられる公知の芳香族イソシアネート、脂環族イソシアネート、脂肪族イソシアネートを用いることができる。 As the isocyanate, known aromatic isocyanates, alicyclic isocyanates, and aliphatic isocyanates used for producing polyurethane foams can be used.
芳香族イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI(クルードMDI)、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ジメチルビフェニルジイソシアネート(TODI)等が挙げられる。
脂環族イソシアネートとしては、シロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添MDI等が挙げられる。
脂肪族イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート等が挙げられる。
Examples of aromatic isocyanates include toluene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polypeptide MDI (crude MDI), xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalenediocyanate (NDI), and dimethylbiphenyl diisocyanate (TODI). ) Etc. can be mentioned.
Examples of the alicyclic isocyanate include white hexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated MDI and the like.
Examples of the aliphatic isocyanate include hexamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, and methylene diisocyanate.
特に本発明では、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)が好ましい。1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)を用いることにより、ポリウレタン発泡体の耐久性を高めることができる。 In particular, 1,5-naphthalenediocyanate (NDI) is preferable in the present invention. By using 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), the durability of the polyurethane foam can be enhanced.
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーのNCO%は、2.5〜5.5%が好ましく、より好ましくは3.0〜4.5%である。NCO%が2.5%未満の場合には、十分な強度が得られず、耐久性も悪くなる。一方、NCO%が5.5%を超えると、ポリウレタン発泡体の柔軟性が悪くなり、耐久性も悪くなる。 The NCO% of the urethane prepolymer having an isocyanate group is preferably 2.5 to 5.5%, more preferably 3.0 to 4.5%. When the NCO% is less than 2.5%, sufficient strength cannot be obtained and the durability is deteriorated. On the other hand, when the NCO% exceeds 5.5%, the flexibility of the polyurethane foam is deteriorated and the durability is also deteriorated.
ポリウレタン発泡体用組成物に含まれる発泡剤は、水が好ましい。発泡剤が水の場合は、イソシアネート成分の反応時に炭酸ガスを発生し、その炭酸ガスによって発泡がなされる。なお、発泡剤には、乳化剤を含むことがより好ましい。乳化剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールエステル等のノニオン系乳化剤、ヒマシ油のナトリウム塩、スルホン化ヒマシ油のナトリウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン系乳化剤、アルキルアミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩等のカチオン系乳化剤が挙げられ、単独又は2種類以上を併用してもよい。
水の配合量は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー100重量部に対して0.3〜5重量部が好ましい。一方、乳化剤の配合量は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー100重量部に対して0.01〜10重量部が好ましい。
Water is preferable as the foaming agent contained in the composition for polyurethane foam. When the foaming agent is water, carbon dioxide gas is generated during the reaction of the isocyanate component, and the carbon dioxide gas causes foaming. It is more preferable that the foaming agent contains an emulsifier. Examples of the emulsifier include nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether and polyethylene glycol ester, sodium salts of castor oil, sodium salts of sulfonated castor oil, anionic emulsifiers such as alkylbenzene sulfonates, alkylamine salts and alkyltrimethyls. Examples thereof include cationic emulsifiers such as ammonium salts, and they may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount of water is preferably 0.3 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the urethane prepolymer having an isocyanate group. On the other hand, the blending amount of the emulsifier is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the urethane prepolymer having an isocyanate group.
ポリウレタン発泡体用組成物に含まれる触媒は、公知のウレタン化触媒を併用することができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等のスズ触媒やオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができる。触媒の配合量は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー100重量部に対して0.001〜0.5重量部が好ましい。 As the catalyst contained in the composition for polyurethane foam, a known urethanization catalyst can be used in combination. Examples thereof include amine catalysts such as triethylamine, triethylenediamine, diethanolamine and tetramethylguanidine, tin catalysts such as stanas octoate and dibutyltin dilaurate, and metal catalysts such as lead octenoate (also referred to as organic metal catalysts). be able to. The blending amount of the catalyst is preferably 0.001 to 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the urethane prepolymer having an isocyanate group.
なお、前記ポリウレタン発泡体用組成物には、発泡剤の他に発泡助剤を配合してもよい。発泡助剤としては、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)等の代替フロンあるいはペンタンなどの炭化水素を、単独または組み合わせて使用できる。
さらに、前記ポリウレタン発泡体用組成物には、酸化防止剤や光安定剤等の合成樹脂安定剤、整泡剤、充填材(フィラー)、着色剤、可塑剤、難燃剤等を配合してもよい。
In addition to the foaming agent, a foaming aid may be added to the composition for polyurethane foam. As the foaming aid, alternative chlorofluorocarbons such as hydrofluoroolefins (HFOs) or hydrocarbons such as pentane can be used alone or in combination.
Further, even if the composition for polyurethane foam is blended with synthetic resin stabilizers such as antioxidants and light stabilizers, foam stabilizers, fillers, colorants, plasticizers, flame retardants and the like. Good.
イソシアネートインデックス(INDEX)は、100〜120が好ましい。イソシアネートインデックスが100未満の場合は十分な強度(引張強度)が得られなくなり、一方120を超える場合は反発弾性率が小さくなる。より好ましいイソシアネートインデックスは105〜115である。イソシアネートインデックスは、ポリウレタン発泡体の分野で使用される指数であって、ポリウレタン発泡体用組成物中の活性水素基に対するイソシアネート基の当量比を百分率で表した数値[NCO基の当量/活性水素基の当量×100]である。 The isocyanate index (INDEX) is preferably 100 to 120. If the isocyanate index is less than 100, sufficient strength (tensile strength) cannot be obtained, while if it exceeds 120, the rebound resilience becomes small. A more preferred isocyanate index is 105-115. The isocyanate index is an index used in the field of polyurethane foams, and is a numerical value representing the equivalent ratio of isocyanate groups to active hydrogen groups in the composition for polyurethane foam as a percentage [equivalent of NCO groups / active hydrogen groups]. Equivalent of x 100].
本発明のポリウレタン発泡体は、前記ポリウレタン発泡体用組成物のイソシアネート成分と発泡剤とを反応させ、発泡させることにより製造される。
発泡は、スラブ発泡あるいはモールド発泡のいずれでもよい。スラブ発泡は、混合したポリウレタン発泡体用組成物をベルトコンベア上に吐出し、大気圧下、常温で発泡させる方法であり、一方、モールド発泡は、混合したポリウレタン発泡体用組成物をモールド(金型)に充填してモールド内で発泡させる方法である。
The polyurethane foam of the present invention is produced by reacting the isocyanate component of the polyurethane foam composition with a foaming agent and foaming the foam.
The foaming may be either slab foaming or mold foaming. Slab foaming is a method of discharging the mixed composition for polyurethane foam onto a belt conveyor and foaming it at room temperature under atmospheric pressure, while mold foaming is a method of molding the mixed composition for polyurethane foam (gold). This is a method of filling a mold) and foaming it in a mold.
本発明のポリウレタン発泡体は、以下の落すい衝撃試験における破損までの回数(耐久性)が300回以上である。破損までの回数の上限は特に限定されない。落すい試験は、外径30mm、内径10mm、高さ30mmの環状からなるテストピースを金属板から突設されたシャフトに差し込み、テストピースの上からスリーブをシャフトに沿って被せる。スリーブの上方110mmの位置から、50kgの重りを1分間に6回の間隔で自然落下させてテストピースの上面に衝突させ、テストピースが破損するまでの衝突回数を測定する。重りは、内部が密な状態(内部が中空では無い)の金属製で直径がテストピースの外形より大の円板状からなる。
The polyurethane foam of the present invention has a number of times (durability) of 300 times or more until it breaks in the following drop impact test. The upper limit of the number of times until damage is not particularly limited. In the drop test, an annular test piece having an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 10 mm, and a height of 30 mm is inserted into a shaft projecting from a metal plate, and a sleeve is put on the test piece along the shaft. From a
落すい衝撃試験における重りの落下高さの設定は、次の理由による。全日本軟式野球連盟公認球 M号の重さは約138g(0.138kg)であり、バットの打球部に対し速度100km/hで衝突した場合の運動エネルギーは、約53Jとなる。一方、50kgの重りを自由落下させ、位置エネルギーが約53Jとなる落下距離(高さ)は、約110mm(0.110m)となり、落すい衝撃試験の落下高さをスリーブの上方110mmと設定した。ただし、本落すい衝撃試験は、金属製の重りを使用しており、軟質かつ内部が中空である全日本軟式野球連盟公認球に比べ、テストピースへの落すい時の衝撃は大きくなる。 The drop height of the weight in the drop impact test is set for the following reasons. The Japan Softball Baseball Association official ball M weighs about 138 g (0.138 kg), and the kinetic energy when it collides with the hitting part of the bat at a speed of 100 km / h is about 53 J. On the other hand, the drop distance (height) at which a 50 kg weight is freely dropped and the potential energy is about 53 J is about 110 mm (0.110 m), and the drop height of the drop impact test is set to 110 mm above the sleeve. .. However, this drop impact test uses a metal weight, and the impact when dropping on the test piece is larger than that of the Japan Softball Baseball Association official ball, which is soft and has a hollow inside.
また、本発明のポリウレタン発泡体は、反発性が55%以上、好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上である。反発性の上限は特に限定されないが、85%が挙げられる。反発性の測定は、市販のピッチングマシーンを使用し、垂直のコンクリート壁に固定したテストピース(横幅200mm×縦幅110mm×厚み30mm)へ、ピッチングマシーンから発射させたボール(全日本軟式野球連盟公認球 M号)が、テストピースから逸れないように(より好ましくは、テストピースの中心部付近へ)ぶつけ、テストピースへの衝突前のボールの速度と衝突により跳ね返されたボールの速度を測定し、次式で反発性を算出することにより行った。
反発性(%)=跳ね返されたボールの速度/衝突前のボールの速度×100
Further, the polyurethane foam of the present invention has a resilience of 55% or more, preferably 60% or more, and more preferably 70% or more. The upper limit of resilience is not particularly limited, but may be 85%. To measure the resilience, a commercially available pitching machine was used, and a ball (Japan Softball Baseball Association official ball) fired from the pitching machine onto a test piece (width 200 mm x
Repulsion (%) = Velocity of the bounced ball / Velocity of the ball before collision x 100
なお、ピッチングマシーンの発射口とコンクリート壁との距離は1m、ボールがテストピースの表面に衝突する際の速度は100km/hである。
テストピースへの衝突前のボールの速度と衝突により跳ね返されたボールの速度の測定は、テストピース近くにおけるボールの通り道(球道)の側方に、コンクリート壁から500mmの位置から200mmの位置まで100mm間隔で縦線が引かれた速度測定ボードを設置し、ボールの先端が速度測定ボードの縦線を横切ってテストピースに衝突し、跳ね返されたボールの先端がコンクリート壁から500mmの位置を通過するまでを高速撮影カメラで撮影し、ボールの先端がテストピースに衝突する前の300mmの距離(コンクリート壁から500mmの位置から200mmの位置までの距離)を通過するのに要した時間と、テストピースで跳ね返されてテストピースから300mmの距離(コンクリート壁から200mmの位置から500mmの位置までの距離)を通過するのに要した時間を、高速撮影カメラの再生時に計測し、通過距離300mmと要した時間から速度を計算する。
The distance between the launch port of the pitching machine and the concrete wall is 1 m, and the speed at which the ball collides with the surface of the test piece is 100 km / h.
The velocity of the ball before it collided with the test piece and the velocity of the ball bounced off by the collision were measured by 100 mm from a
テストピース(ポリウレタン発泡体)の厚みは、15mm以上が好ましく、25mm以上とすることがより好ましい。テストピースの厚みの上限は特に限定されないが、50mm未満が好ましく、40mm未満がより好ましい。テストピースの厚みが15mm未満の場合、ボールがテストピースにぶつかった際に、底付く可能性があり、テストピース自体の反発性を正しく評価できないおそれがある。本発明のポリウレタン発泡体の反発性は、テストピースの厚みを30mmとして評価を行った。 The thickness of the test piece (polyurethane foam) is preferably 15 mm or more, more preferably 25 mm or more. The upper limit of the thickness of the test piece is not particularly limited, but is preferably less than 50 mm, more preferably less than 40 mm. If the thickness of the test piece is less than 15 mm, the ball may bottom out when it hits the test piece, and the resilience of the test piece itself may not be evaluated correctly. The resilience of the polyurethane foam of the present invention was evaluated with the thickness of the test piece being 30 mm.
本発明のポリウレタン発泡体は、密度(JIS K7222:2005に基づく)が0.25〜0.45g/cm3であるのが好ましく、より好ましくは0.30〜0.40g/cm3である。密度を前記範囲とすることにより、ポリウレタン発泡体を、バットの打球部に好適な軽量なものにできる。
また、引張強度(JIS K6251:2017(ダンベル状2号形)に準拠)は、2.5MPa以上が好ましく、より好ましくは3.0MPa以上であり、上限は特に限定されないが、5MPaが挙げられる。
The polyurethane foam of the present invention preferably has a density (based on JIS K7222: 2005) of 0.25 to 0.45 g / cm 3 , more preferably 0.30 to 0.40 g / cm 3 . By setting the density within the above range, the polyurethane foam can be made lightweight suitable for the hitting portion of the bat.
The tensile strength (based on JIS K6251: 2017 (dumbbell-shaped No. 2 type)) is preferably 2.5 MPa or more, more preferably 3.0 MPa or more, and the upper limit is not particularly limited, but 5 MPa can be mentioned.
<NCO末端ウレタンプレポリマー(B液)の作製>
・PO−1(ポリオール);ポリエステルポリオール、官能基数2、水酸基価56mgKOH/g、数平均分子量2000、品番;ポリライトODX−102、DIC社製
・PTMG−1(ポリオール);ポリテトラメチレングリコール、官能基数2、水酸基価56mgKOH/g、数平均分子量2000、品番;PTG2000、保土谷化学工業社製
・PTMG−2(ポリオール);ポリテトラメチレングリコール、官能基数2、水酸基価37mgKOH/g、数平均分子量3000、品番;PTG3000、保土谷化学工業社製
・PCL−1(ポリオール);ポリカプロラクトンポリオール、官能基数2、水酸基価56mgKOH/g、数平均分子量2000、品番;プラクセル220、ダイセル社製
・ポリロタキサン;水酸基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサン、分子量;180000、水酸基価;85mgKOH/g、品名;スーパーポリマー SH1300P(融点;約40℃)、アドバンスト・マテリアル社製
・イソシアネート(NDI);1,5−ナフタレンジイソシアネート、NCO%;40%、品番;コスモネートND、三井化学社製
・イソシアネート(MDI);ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、NCO%;33%、品番;ミリオネートMT、東ソー社製
<Preparation of NCO-terminated urethane prepolymer (Liquid B)>
-PO-1 (polypoly); polyester polyol, number of
前記のポリオール、ポリロタキサン及びイソシアネートを、図3〜図5に示す参考例1〜4、実施例5、参考例6、実施例7〜18及び比較例1〜6の配合量とし、次のようにしてNCO末端ウレタンプレポリマー(イソシアネート基を末端に有するウレタンプレポリマー)を作製した。なお、参考例1〜4、実施例5、参考例6,実施例7〜18は、NCO末端ウレタンプレポリマー中にポリロタキサンを含み、比較例1〜6は、NCO末端ウレタンプレポリマー中にポリロタキサンを含んでいない。 The above-mentioned polyol, polyrotaxane and isocyanate are blended in the amounts of Reference Examples 1 to 4, Example 5, Reference Example 6, Examples 7 to 18 and Comparative Examples 1 to 6 shown in FIGS. 3 to 5, as follows. NCO-terminated urethane prepolymer (urethane prepolymer having an isocyanate group at the terminal) was prepared. Reference Examples 1 to 4, Example 5, Reference Example 6, and Examples 7 to 18 contain polyrotaxane in the NCO-terminated urethane prepolymer, and Comparative Examples 1 to 6 contain polyrotaxane in the NCO-terminated urethane prepolymer. Does not include.
20Lの金属製反応釜に、各参考例及び各実施例に応じた配合量のポリオール(あらかじめ100℃程度に加熱し、溶融状態とした)を投入し、投入後、130℃で加熱し、その状態で各実施例に応じた配合量のポリロタキサン(固体状態)を反応釜に投入し、130℃に保持したまま10分間混合してポリロタキサンを溶融させつつ、ポリオール中に均一に分散させる。反応釜を130℃に維持した状態で、各参考例及び各実施例に応じた配合量のイソシアネート(NDIの場合、固体状態)を投入し、更に20分間混合する。その後、反応釜を室温で放置し、徐冷することにより参考例1〜4、実施例5、参考例6、実施例7〜18のNCO末端ウレタンプレポリマーを作製する。なお、比較例1〜6のNCO末端ウレタンプレポリマーは、各比較例に応じた配合量のポリオールとイソシアネートから作製し、ポリロタキサンを反応釜に投入しない。 In a 20 L metal reaction kettle, a polyol (preliminarily heated to about 100 ° C. to make it in a molten state) in a blending amount corresponding to each reference example and each example was charged, and after charging, heated at 130 ° C. In this state, a compounding amount of polyrotaxane (solid state) according to each example is put into a reaction kettle and mixed for 10 minutes while being held at 130 ° C. to melt the polyrotaxane and uniformly disperse it in the polyol. With the reaction kettle maintained at 130 ° C., isocyanates (solid state in the case of NDI) in a blending amount corresponding to each reference example and each example are added and mixed for another 20 minutes. Then, the reaction kettle is left at room temperature and slowly cooled to prepare NCO-terminated urethane prepolymers of Reference Examples 1 to 4, Example 5, Reference Example 6, and Examples 7 to 18. The NCO-terminated urethane prepolymers of Comparative Examples 1 to 6 are prepared from polyols and isocyanates in an amount corresponding to each Comparative Example, and polyrotaxane is not charged into the reaction kettle.
<テストピースの作製>
作製したNCO末端ウレタンポリマー(B液)と次の発泡液(A液)を用い、各参考例、各実施例及び各比較例のテストピースを後述の方法で作製した。
発泡液は、発泡剤:可塑剤:触媒=300:300:1の割合で配合・混合することで作製した。
・発泡剤:水と乳化剤(スルホン化ヒマシ油のナトリウム塩、高スルホン化脂肪酸のナトリウム塩等の混合物)とを含む混合液、品番;アドベードSV(水と乳化剤の重量比50:50)、ラインケミージャパン社製)
・可塑剤:ジイソノニルアジペート(DINA)、大八化学社製
・触媒:アミン触媒、品番;Addocat PP、ラインケミージャパン社製
なお、可塑剤は、NCO末端ウレタンポリマーと発泡液の配合比率を適切にし、安定して混合・撹拌するために添加されている。
<Making test pieces>
Using the prepared NCO-terminated urethane polymer (solution B) and the following foaming liquid (solution A), test pieces of each reference example, each example, and each comparative example were prepared by the method described later.
The foaming liquid was prepared by blending and mixing at a ratio of foaming agent: plasticizer: catalyst = 300: 300: 1.
Effervescent agent: Mixture containing water and emulsifier (mixture of sodium salt of sulfonated castor oil, sodium salt of highly sulfonated fatty acid, etc.), product number; Advade SV (weight ratio of water and emulsifier 50:50), line (Made by Chemie Japan)
-Plasticizer: Diisononyl adipate (DINA), manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.-Catalyst: Amine catalyst, product number: Addocat PP, manufactured by Rheinchemy Japan Co., Ltd. , Is added for stable mixing and stirring.
80℃に温調したNCO末端ウレタンポリマー(B液)と、40℃に温調した発泡液(A液)を、図3〜図5に示す各参考例、各実施例及び各比較例の配合量で配合してポリウレタン発泡体用組成物を作製し、そのポリウレタン発泡体用組成物を混合した後、80℃に温調したテストピース用金型内に配合量注入する。テストピース用金型は、200×110×30mmのキャビティを有する。各参考例、各実施例及び各比較例の注入量は、図3〜図5に示す。ポリウレタン発泡体用組成物をテストピース用金型内で発泡させ、80℃で30分キュア(一次キュア)した後に得られたポリウレタン発泡体を脱型する。脱型後のポリウレタン発泡体を、更に100℃で12時間キュア(二次キュア)し、各参考例、各実施例および各比較例のテストピースを得る。 A combination of an NCO-terminal urethane polymer (liquid B) temperature-controlled at 80 ° C. and a foaming liquid (liquid A) temperature-controlled at 40 ° C. for each reference example, each example, and each comparative example shown in FIGS. 3 to 5. A composition for polyurethane foam is prepared by blending in an amount, and after mixing the composition for polyurethane foam, the blending amount is injected into a test piece mold whose temperature is adjusted to 80 ° C. The test piece mold has a cavity of 200 × 110 × 30 mm. The injection amounts of each reference example, each example, and each comparative example are shown in FIGS. 3 to 5. The composition for polyurethane foam is foamed in a mold for a test piece, cured at 80 ° C. for 30 minutes (primary cure), and then the obtained polyurethane foam is demolded. The demolded polyurethane foam is further cured (secondary cure) at 100 ° C. for 12 hours to obtain test pieces of each reference example, each example and each comparative example.
各参考例、各実施例及び各比較例のテストピースについて、密度、反発性、引張強度、耐久性を測定した。テストピースは、測定に必要な数を作製した。 Density, resilience, tensile strength, and durability were measured for the test pieces of each reference example, each example, and each comparative example. The number of test pieces required for measurement was made.
密度は、テストピース(200×110×30mm)をそのまま使用し(上下面及び側面全てスキン層有り)、JIS K7222:2005に準拠して測定した。 The density was measured according to JIS K7222: 2005 using the test piece (200 × 110 × 30 mm) as it is (all the upper and lower surfaces and the side surfaces have skin layers).
反発性は、テストピース(200×110×30mm)をそのまま使用し(上下面及び側面全てスキン層有り)、前記のようにして測定した。 The resilience was measured as described above using the test piece (200 × 110 × 30 mm) as it was (all the upper and lower surfaces and the side surfaces had skin layers).
引張強度は、テストピース(200×110×30mm)から、2号ダンベル×厚み2mm(上下面及び側面全てスキン層無し)の測定用テストピースを、スライス等で作製し、JIS K6251:2017に準拠して測定した。
The tensile strength is based on JIS K6251: 2017 by making a measurement test piece of No. 2
耐久性は、テストピース(200×110×30mm)から、外径30mm、内径10mm、高さ30mmの環状(上下面のみスキン層有り)をした測定用テストピースを作製し、前記の落すい衝撃試験を行った。 For durability, a test piece for measurement having an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 10 mm, and a height of 30 mm (with a skin layer only on the upper and lower surfaces) was prepared from the test piece (200 x 110 x 30 mm), and the above-mentioned drop impact was obtained. The test was conducted.
測定結果は図3〜図5に示す。反発性、引張強度及び耐久性については、測定結果に対する判定と、それらの判定に基づく総合判定を行った。
反発性の判定は、反発性の測定結果が70%以上の場合に「◎」、60%〜70%未満の場合に「〇」、55%〜60%未満の場合に「△」、55%未満の場合に「×」とした。
引張強度の判定は、引張強度の測定結果が3MPa以上の場合に「◎」、2.5〜3MPa未満の場合に「〇」、2.5MPa未満の場合に「×」とした。
耐久性の判定は、測定用テストピースの少なくとも一部が破損するまでの回数が360回以上の場合に「◎」、330回〜360回未満の場合に「〇」、300回〜330回未満の場合に「△」、300回未満の場合に「×」とした。
総合判定は、反発性、引張強度及び耐久性の何れの判定も「◎」の場合に総合判定を「◎」とし、反発性、引張強度及び耐久性の何れかの判定が「〇」で他の判定が「◎」の場合、または全ての判定が「〇」の場合に総合判定を「〇」とし、反発性、引張強度及び耐久性の判定に「×」がなく、かつ少なくとも一つの判定に「△」がある場合に総合判定を「△」とし、反発性、引張強度及び耐久性の判定の一つにでも「×」がある場合に総合判定を「×」とした。
The measurement results are shown in FIGS. 3 to 5. Regarding the resilience, tensile strength and durability, a judgment was made on the measurement results and a comprehensive judgment based on those judgments was made.
The judgment of resilience is "◎" when the measurement result of resilience is 70% or more, "○" when it is 60% to less than 70%, "△" when it is 55% to less than 60%, 55%. If it is less than, it is marked as "x".
The tensile strength was determined as "⊚" when the measurement result of the tensile strength was 3 MPa or more, "○" when it was 2.5 to less than 3 MPa, and "x" when it was less than 2.5 MPa.
Durability is judged as "◎" when at least a part of the measurement test piece is damaged 360 times or more, "○" when 330 times to less than 360 times, 300 times to less than 330 times. In the case of, "Δ" was used, and in the case of less than 300 times, "x" was used.
In the comprehensive judgment, if any of the judgments of resilience, tensile strength and durability is "◎", the comprehensive judgment is "◎", and any of the judgments of resilience, tensile strength and durability is "○". If the judgment of is "◎", or if all the judgments are "○", the overall judgment is "○", and there is no "x" in the judgment of resilience, tensile strength and durability, and at least one judgment When there is "Δ" in, the overall judgment is "Δ", and when even one of the judgments of resilience, tensile strength and durability has "x", the overall judgment is "x".
参考例1は、ポリオールとしてPO−1を10000g、ポリロタキサンを300g、イソシアネートしてNDIを2180g配合して、NCO%が3.47のNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)を作製した。そのNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)100重量部に対し、発泡液(A液)を2.71重量部配合して、イソシアネートインデックスを110にしたポリウレタン発泡体用組成物を、テストピース用金型に231g注入し、発泡させることにより、ポリウレタン発泡体(テストピース)を作製した。 In Reference Example 1 , 10000 g of PO-1 as a polyol, 300 g of polyrotaxane, and 2180 g of NDI were blended with isocyanate to prepare an NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) having an NCO% of 3.47. A polyurethane foam composition having an isocyanate index of 110 by blending 2.71 parts by weight of a foaming liquid (A liquid) with 100 parts by weight of the NCO-terminated urethane prepolymer (B liquid) is used as a test piece metal. A polyurethane foam (test piece) was prepared by injecting 231 g into a mold and foaming it.
参考例1のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性61.5%、反発性の判定「〇」、引張強度3.8MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性340回、耐久性の判定「〇」、総合判定「〇」である。参考例1は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものである。 The physical properties of the polyurethane foam of Reference Example 1 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 61.5%, resilience judgment "○", tensile strength 3.8 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 340 times, the durability judgment is "○" and the overall judgment is "○". Reference Example 1 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability.
参考例2は、参考例1におけるNDIに代えてMDIを2650g配合してNCO%が3.48%のNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)を作製し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、参考例1と同様である。 In Reference Example 2, 2650 g of MDI was blended in place of NDI in Reference Example 1 to prepare an NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) having an NCO% of 3.48%, and the NCO-terminated so that the isocyanate index was 110. It is the same as Reference Example 1 except that the urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) are blended.
参考例2のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性58.0%、反発性の判定「△」、引張強度3.4MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性300回、耐久性の判定「△」、総合判定「△」である。参考例2は、反発性、引張強度及び耐久性の何れも参考例1と比べて低下しているが、それでも軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものである。 The physical properties of the polyurethane foam of Reference Example 2 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 58.0%, resilience judgment "△", tensile strength 3.4 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 300 times, the durability judgment is "Δ", and the overall judgment is "Δ". In Reference Example 2, all of the resilience, tensile strength and durability are lower than those in Reference Example 1 , but the material is still lightweight, has good resilience, has high tensile strength and is excellent in durability. is there.
参考例3は、参考例1におけるPO−1に代えてPTMG−1を使用し、NCO末端ウレタンプレポリマー(B液)のNCO%が3.47%となるようにNDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、参考例1と同様である。 In Reference Example 3, PTMG-1 was used instead of PO- 1 in Reference Example 1, and the amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) was 3.47%. It is the same as Reference Example 1 except that the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) are blended so that the isocyanate index becomes 110.
参考例3のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性65.5%、反発性の判定「〇」、引張強度4.0MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性350回、耐久性の判定「〇」、総合判定「〇」である。参考例3は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリオールとして参考例1のPO−1に代えてPTMG−1を使用したことにより、参考例1よりも反発性、引張強度及び耐久性の何れも向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Reference Example 3 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 65.5%, resilience judgment "○", tensile strength 4.0 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 350 times, the durability judgment is "○", and the overall judgment is "○". Reference Example 3 has a good resilience, lightweight, high tensile strength and was excellent in durability, by using PTMG-1 in place of PO-1 of Reference Example 1 as a polyol, a reference All of the resilience, tensile strength and durability were improved as compared with Example 1 .
参考例4は、参考例3におけるPTMG−1の10000gに代えて、PTMG−1の5000gとPTMG−2の5000gを使用し、NCO末端ウレタンプレポリマー(B液)のNCO%が3.47%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、参考例3と同様である。 In Reference Example 4, 5000 g of PTMG-1 and 5000 g of PTMG-2 were used instead of 10000 g of PTMG-1 in Reference Example 3 , and the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) was 3.47%. The same as in Reference Example 3 except that the amount of NDI was adjusted so that the NCO-terminated urethane prepolymer (liquid B) and the foaming liquid (liquid A) were blended so that the isocyanate index was 110.
参考例4のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性70.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.1MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性330回、耐久性の判定「〇」、総合判定「〇」である。参考例4は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリオールとしてPTMG−1とPTMG−2を併用したことにより、参考例3よりも反発性が高くなった反面、引張強度と耐久性については幾分低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Reference Example 4 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 70.0%, resilience judgment "◎", tensile strength 3.1 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 330 times, the durability judgment is "○" and the overall judgment is "○". Reference Example 4 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. By using PTMG-1 and PTMG-2 together as polyols, the resilience is higher than that of Reference Example 3 . On the other hand, the tensile strength and durability were slightly reduced.
実施例5は、参考例4におけるPTMG−2をPCL−1に代えてポリオールをPTMG−1とPCL−1の併用とし、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.47%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、参考例4と同様である。 In Example 5, PTMG-2 in Reference Example 4 was replaced with PCL-1, and the polyol was used in combination with PTMG-1 and PCL-1, so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer was 3.47%. The same as in Reference Example 4 except that the amount of NDI was adjusted and the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) were blended so that the isocyanate index became 110.
実施例5のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性71.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.7MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性360回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例5は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリオールとしてPTMG−1とPCL−1を併用したことにより、参考例4よりも反発性、引張強度及び耐久性の何れも向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 5 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 71.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.7 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 360 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 5 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. By using PTMG-1 and PCL-1 as polyols in combination, the resilience is higher than that of Reference Example 4 . , Both tensile strength and durability were improved.
参考例6は、ポリオールをPCL−1の単独使用とし、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.47%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例5と同様である。 In Reference Example 6 , the polyol is used alone as PCL-1, the amount of NDI is adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer is 3.47%, and the NCO-terminated is 110 so that the isocyanate index is 110. The same as in Example 5 except that the urethane prepolymer (liquid B) and the foaming liquid (liquid A) were blended.
参考例6のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性65.0%、反発性の判定「〇」、引張強度4.1MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性350回、耐久性の判定「〇」、総合判定「〇」である。実施例6は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリオールとしてPTMG−1とPCL−1を併用する実施例5と比べて反発性が幾分低下し、ポリオールとしてPTMG−1を単独使用する参考例3と同程度となった。 The physical properties of the polyurethane foam of Reference Example 6 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 65.0%, resilience judgment "○", tensile strength 4.1 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 350 times, the durability judgment is "○", and the overall judgment is "○". Example 6 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability, and has a higher resilience than Example 5 in which PTMG-1 and PCL-1 are used in combination as polyols. The amount decreased to the same level as in Reference Example 3 in which PTMG-1 was used alone as the polyol.
実施例7は、実施例5におけるポリロタキサンの配合量を300gから50gに減らし、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.46%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例5と同様である。 In Example 7, the blending amount of polyrotaxane in Example 5 was reduced from 300 g to 50 g, the amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer was 3.46%, and the isocyanate index was 110. The same as in Example 5 except that the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) were blended so as to be.
実施例7のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性71.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.5MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性300回、耐久性の判定「△」、総合判定「△」である。実施例7は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリロタキサンの配合量を実施例5の300gから50gに減らしたことにより、実施例5と比べて引張強度及び耐久性が低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 7 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 71.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.5 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 300 times, the durability judgment is "Δ", and the overall judgment is "Δ". Example 7 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. By reducing the amount of polyrotaxane compounded from 300 g in Example 5 to 50 g, the same as in Example 5 In comparison, the tensile strength and durability were lowered.
実施例8は、実施例7におけるポリオロキサンの配合量を50gから100gに増やし、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.48%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例7と同様である。 In Example 8, the amount of polyooloxane compounded in Example 7 was increased from 50 g to 100 g, the amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer was 3.48%, and the isocyanate index was 110. The same as in Example 7 except that the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) were blended so as to be.
実施例8のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性71.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.6MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性330回、耐久性の判定「〇」、総合判定「〇」である。実施例8は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリロタキサンの配合量を実施例7の50gから100gに増やしたことにより、実施例7と比べて引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 8 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 71.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.6 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 330 times, the durability judgment is "○" and the overall judgment is "○". Example 8 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. By increasing the blending amount of polyrotaxane from 50 g of Example 7 to 100 g, the same as Example 7 Tensile strength and durability were improved in comparison.
実施例9は、実施例8におけるポリロタキサンの配合量を100gから500gに増やし、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.46%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例8と同様である。 In Example 9, the blending amount of polyrotaxane in Example 8 was increased from 100 g to 500 g, the amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer was 3.46%, and the isocyanate index was 110. This is the same as in Example 8 except that the NCO-terminated urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) are blended so as to be.
実施例9のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性71.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.8MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性370回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例9は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリロタキサンの配合量を実施例8の100gから500gに増やしたことにより、実施例8と比べて引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 9 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 71.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.8 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 370 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 9 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. By increasing the blending amount of polyrotaxane from 100 g of Example 8 to 500 g, the same as Example 8 Tensile strength and durability were improved in comparison.
実施例10は、実施例9におけるポリロタキサンの配合量を500gから550gに増やし、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.48%となるように、NDIの量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例9と同様である。 In Example 10, the blending amount of polyrotaxane in Example 9 was increased from 500 g to 550 g, the amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer was 3.48%, and the isocyanate index was 110. The same as in Example 9 except that the NCO-terminal urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) were blended so as to be.
実施例10のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性71.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.9MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性380回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例10は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、ポリロタキサンの配合量を実施例9の500gから550gに増やしたことにより、実施例9と比べて引張強度及び耐久性が幾分向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 10 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 71.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.9 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 380 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 10 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. By increasing the blending amount of polyrotaxane from 500 g in Example 9 to 550 g, the same as in Example 9 Tensile strength and durability were somewhat improved in comparison.
実施例11は、実施例5におけるNCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.47%から2.84%となるように、NDIの配合量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例5と同様である。 In Example 11, the blending amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer in Example 5 was 3.47% to 2.84%, and the NCO-terminated was 110 so that the isocyanate index was 110. The same as in Example 5 except that the urethane prepolymer (liquid B) and the foaming liquid (liquid A) were blended.
実施例11のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性73.5%、反発性の判定「◎」、引張強度3.4MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性330回、耐久性の判定「〇」、総合判定「〇」である。実施例11は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%を実施例5の3.47%から2.84%に下げたことにより、実施例5と比べて反発性が向上し、引張強度及び耐久性が低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 11 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 73.5%, resilience determination "◎", tensile strength 3.4 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 330 times, the durability judgment is "○" and the overall judgment is "○". Example 11 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. The NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer is 3.47% to 2.84% of that of Example 5. As a result, the resilience was improved, and the tensile strength and durability were lowered as compared with Example 5.
実施例12は、実施例11におけるNCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が2.84%から3.02%となるように、NDIの配合量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例11と同様である。 In Example 12, the blending amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer in Example 11 was 2.84% to 3.02%, and the NCO-terminated was 110 so that the isocyanate index was 110. This is the same as in Example 11 except that the urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) are blended.
実施例12のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性72.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.6MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性360回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例12は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%を実施例11の2.84%から3.02%に上げたことにより、実施例11と比べて反発性が低下し、引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 12 were: density 0.35 g / cm 3 , resilience 72.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.6 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 360 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 12 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. The NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer is 2.84% to 3.02% of that of Example 11. As a result, the resilience was reduced, and the tensile strength and durability were improved as compared with Example 11.
実施例13は、実施例12におけるNCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が3.02%から4.04%となるように、NDIの配合量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例12と同様である。 In Example 13, the blending amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer in Example 12 was 3.02% to 4.04%, and the NCO-terminated was 110 so that the isocyanate index was 110. The same as in Example 12 except that the urethane prepolymer (solution B) and the foaming liquid (solution A) were blended.
実施例13のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性70.5%、反発性の判定「◎」、引張強度3.8MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性370回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例13は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%を実施例12の3.02%から4.04%に上げたことにより、実施例12と比べて反発性が低下し、引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 13 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 70.5%, resilience determination "◎", tensile strength 3.8 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 370 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 13 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. The NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer is 4.02% to 4.04% of that of Example 12. As a result, the resilience was reduced, and the tensile strength and durability were improved as compared with Example 12.
実施例14は、実施例13におけるNCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が4.04%から4.49%となるように、NDIの配合量を調整し、イソシアネートインデックスが110になるようにNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例13と同様である。 In Example 14, the blending amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer in Example 13 was 4.04% to 4.49%, and the NCO-terminated was 110 so that the isocyanate index was 110. The same as in Example 13 except that the urethane prepolymer (liquid B) and the foaming liquid (liquid A) were blended.
実施例14のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性70.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.9MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性380回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例14は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%を実施例13の4.04%から4.49%に上げたことにより、実施例13と比べて反発性が低下し、引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 14 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 70.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.9 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 380 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 14 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability, and NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer is 4.04% to 4.49% of Example 13. As a result, the resilience was reduced, and the tensile strength and durability were improved as compared with Example 13.
実施例15は、実施例14におけるNCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%が4.49%から5.20%となるように、NDIの配合量を調整し、イソシアネートインデックスが110にNCO末端ウレタンプレポリマー(B液)と発泡液(A液)を配合した以外、実施例14と同様である。 In Example 15, the blending amount of NDI was adjusted so that the NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer in Example 14 was 4.49% to 5.20%, and the isocyanate index was 110 for the NCO-terminated urethane prepolymer. The same as in Example 14 except that the (B solution) and the foaming solution (A solution) were blended.
実施例15のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性67.0%、反発性の判定「〇」、引張強度4.1MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性390回、耐久性の判定「◎」、総合判定「〇」である。実施例15は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、NCO末端ウレタンプレポリマーのNCO%を実施例14の4.49%から5.20%に上げたことにより、実施例14と比べて反発性が低下し、引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 15 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 67.0%, resilience determination "○", tensile strength 4.1 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 390 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "○". Example 15 is lightweight, has good resilience, has high tensile strength, and is excellent in durability. The NCO% of the NCO-terminated urethane prepolymer is 4.49% to 5.20% of that of Example 14. As a result, the resilience was reduced, and the tensile strength and durability were improved as compared with Example 14.
実施例16は、実施例5におけるテストピース用金型への注入量を231gから172gに減らした以外、実施例5と同様である。 Example 16 is the same as that of Example 5 except that the injection amount into the test piece mold in Example 5 is reduced from 231 g to 172 g.
実施例16のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.26g/cm3、反発性73.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.1MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性320回、耐久性の判定「△」、総合判定「△」である。実施例16は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、密度が実施例5の0.35g/cm3から0.26g/cm3に低下したことにより、実施例5と比べて反発性が向上し、引張強度及び耐久性が低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 16 were density 0.26 g / cm 3 , resilience 73.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.1 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 320 times, the durability judgment is "Δ", and the overall judgment is "Δ". Example 16 was lightweight, had good resilience, had high tensile strength, and was excellent in durability, and the density was reduced from 0.35 g / cm 3 of Example 5 to 0.26 g / cm 3 . As a result, the resilience was improved, and the tensile strength and durability were lowered as compared with Example 5.
実施例17は、実施例16におけるテストピース用金型への注入量を172gから198gに増やした以外、実施例16と同様である。 Example 17 is the same as that of Example 16 except that the injection amount into the test piece mold in Example 16 is increased from 172 g to 198 g.
実施例17のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.30g/cm3、反発性72.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.9MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性360回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例17は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、密度が実施例16の0.26g/cm3から0.30g/cm3に増加したことにより、実施例16と比べて反発性が低下し、引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 17 are: density 0.30 g / cm 3 , resilience 72.0%, resilience determination "◎", tensile strength 3.9 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 360 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 17 was lightweight, had good resilience, had high tensile strength, and was excellent in durability, and the density was increased from 0.26 g / cm 3 in Example 16 to 0.30 g / cm 3 . As a result, the resilience was reduced, and the tensile strength and durability were improved as compared with Example 16.
実施例18は、実施例17におけるテストピース用金型への注入量を198gから264gに増やした以外、実施例17と同様である。 Example 18 is the same as Example 17 except that the injection amount into the test piece mold in Example 17 is increased from 198 g to 264 g.
実施例18のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.40g/cm3、反発性70.0%、反発性の判定「◎」、引張強度4.0MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性370回、耐久性の判定「◎」、総合判定「◎」である。実施例18は、軽量で良好な反発性を有し、引張強度が高く、耐久性に優れるものであり、密度が実施例17の0.30g/cm3から0.40g/cm3に増加したことにより、実施例17と比べて反発性が低下し、引張強度及び耐久性が向上した。 The physical properties of the polyurethane foam of Example 18 were density 0.40 g / cm 3 , resilience 70.0%, resilience determination "◎", tensile strength 4.0 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 370 times, the durability judgment is "◎" and the overall judgment is "◎". Example 18 was lightweight, had good resilience, had high tensile strength, and was excellent in durability, and the density was increased from 0.30 g / cm 3 of Example 17 to 0.40 g / cm 3 . As a result, the resilience was reduced, and the tensile strength and durability were improved as compared with Example 17.
比較例1は、イソシアネートとしてNDIを使用する参考例1におけるポリロタキサンの配合量を、300gから0gにした以外、参考例1と同様である。 Comparative Example 1, the amount of polyrotaxane in Reference Example 1 using the NDI as isocyanate, except that the 300g to 0 g, the same as in Reference Example 1.
比較例1のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性61.5%、反発性の判定「〇」、引張強度3.3MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性280回、耐久性の判定「×」、総合判定「×」である。比較例1は耐久性に劣るものであり、ポリロタキサンが配合されていないため、参考例1に比べて耐久性が大きく低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Comparative Example 1 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 61.5%, resilience judgment "○", tensile strength 3.3 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 280 times, the durability judgment is "x" and the overall judgment is "x". Comparative Example 1 was inferior in durability, and since polyrotaxane was not blended, the durability was significantly reduced as compared with Reference Example 1 .
比較例2は、イソシアネートとしてMDIを使用する参考例2におけるポリロタキサンの配合量を、300gから0gにした以外、参考例2と同様である。 Comparative Example 2, the amount of polyrotaxane in Reference Example 2 using MDI as isocyanate, except that the 300g to 0 g, the same as in Reference Example 2.
比較例2のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性58.0%、反発性の判定「△」、引張強度3.0MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性220回、耐久性の判定「×」、総合判定「×」である。比較例2は耐久性に劣るものであり、ポリロタキサンが配合されていないため、参考例2と比べて耐久性が大きく低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Comparative Example 2 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 58.0%, resilience determination "Δ", tensile strength 3.0 MPa, tensile strength determination "◎", durability. 220 times, the durability judgment is "x", and the overall judgment is "x". Comparative Example 2 was inferior in durability, and since polyrotaxane was not blended, the durability was significantly reduced as compared with Reference Example 2 .
比較例3は、ポリオールにPTMG−1を単独で使用する参考例3におけるポリロタキサンの配合量を、300gから0gにした以外、参考例3と同様である。 Comparative Example 3 is the same as that of Reference Example 3 except that the blending amount of polyrotaxan in Reference Example 3 in which PTMG-1 is used alone as the polyol is changed from 300 g to 0 g.
比較例3のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性64.5%、反発性の判定「〇」、引張強度3.5MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性270回、耐久性の判定「×」、総合判定「×」である。比較例3は耐久性に劣るものであり、ポリロタキサンが配合されていないため、参考例3と比べて耐久性が大きく低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Comparative Example 3 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 64.5%, resilience judgment "○", tensile strength 3.5 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 270 times, the durability judgment is "x" and the overall judgment is "x". Comparative Example 3 is inferior in durability, and since polyrotaxane is not blended, the durability is significantly reduced as compared with Reference Example 3 .
比較例4は、ポリオールにPTMG−1とPTMG−2を併用する参考例4におけるポリロタキサンの配合量を、300gから0gにした以外、参考例4と同様である。 Comparative Example 4, except that the amount of polyrotaxane in Reference Example 4 used in combination with PTMG-1 and PTMG-2 in the polyol, and from 300g to 0 g, the same as in Reference Example 4.
比較例4のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性70.0%、反発性の判定「◎」、引張強度2.6MPa、引張強度の判定「〇」、耐久性250回、耐久性の判定「×」、総合判定「×」である。比較例4は耐久性に劣るものであり、ポリロタキサンが配合されていないため、参考例4と比べて耐久性が大きく低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Comparative Example 4 are density 0.35 g / cm 3 , resilience 70.0%, resilience judgment "◎", tensile strength 2.6 MPa, tensile strength judgment "○", durability. 250 times, the durability judgment is "x" and the overall judgment is "x". Comparative Example 4 was inferior in durability, and since polyrotaxane was not blended, the durability was significantly reduced as compared with Reference Example 4 .
比較例5は、ポリオールにPTMG−1とPCL−1を併用する実施例5におけるポリロタキサンの配合量を、300gから0gにした以外、実施例5と同様である。 Comparative Example 5 is the same as that of Example 5 except that the blending amount of polyrotaxane in Example 5 in which PTMG-1 and PCL-1 are used in combination with polyol is changed from 300 g to 0 g.
比較例5のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性71.0%、反発性の判定「◎」、引張強度3.4MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性270回、耐久性の判定「×」、総合判定「×」である。比較例5は耐久性に劣るものであり、ポリロタキサンが配合されていないため、実施例5と比べて耐久性が大きく低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Comparative Example 5 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 71.0%, resilience judgment "◎", tensile strength 3.4 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 270 times, the durability judgment is "x" and the overall judgment is "x". Comparative Example 5 was inferior in durability, and since polyrotaxane was not blended, the durability was significantly reduced as compared with Example 5.
比較例6は、ポリオールにPCL−1を単独で使用する実施例6におけるポリロタキサンの配合量を、300gから0gにした以外、参考例6と同様である。 Comparative Example 6 is the same as Reference Example 6 except that the blending amount of polyrotaxane in Example 6 in which PCL-1 is used alone as the polyol is changed from 300 g to 0 g.
比較例6のポリウレタン発泡体の物性は、密度0.35g/cm3、反発性64.0%、反発性の判定「〇」、引張強度3.6MPa、引張強度の判定「◎」、耐久性270回、耐久性の判定「×」、総合判定「×」である。比較例6は耐久性に劣るものであり、ポリロタキサンが配合されていないため、参考例6と比べて耐久性が大きく低下した。 The physical properties of the polyurethane foam of Comparative Example 6 were density 0.35 g / cm 3 , resilience 64.0%, resilience judgment "○", tensile strength 3.6 MPa, tensile strength judgment "◎", durability. 270 times, the durability judgment is "x" and the overall judgment is "x". Comparative Example 6 was inferior in durability, and since polyrotaxane was not blended, the durability was significantly reduced as compared with Reference Example 6 .
このように本発明のポリウレタン発泡体は、軽量であっても優れた耐久性を有するものであり、バットの打球部に好適である。 As described above, the polyurethane foam of the present invention has excellent durability even if it is lightweight, and is suitable for a hitting portion of a bat.
10 バット
11 バット本体
12 グリップエンド
13 先端部分
15 打球部
10 Bat 11 Bat body 12 Grip end 13
Claims (9)
前記ポリウレタン発泡体は、イソシアネート成分と、発泡剤と、触媒とを含むポリウレタン発泡体用組成物から得られ、
前記イソシアネート成分は、ポリオール成分と、活性水素基を有する環状分子を構成体に含むポリロタキサンと、イソシアネートと、から得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、
前記ポリオール成分は、ポリテトラメチレングリコール及びポリカプロラクトンポリオールを含み、
前記ポリテトラメチレングリコールと前記ポリカプロラクトンポリオールの配合比率(重量比率)は、ポリテトラメチレングリコール:ポリカプロラクトンポリオール=10〜90:90〜10である
ことを特徴とするポリウレタン発泡体。 A polyurethane foam used for the hitting part of a bat.
The polyurethane foam is obtained from a composition for polyurethane foam containing an isocyanate component, a foaming agent, and a catalyst.
The isocyanate component, a polyol component, a polyrotaxane comprising a construct a cyclic molecule having an active hydrogen group, Ri urethane prepolymer der having an isocyanate, an isocyanate group derived from,
The polyol component contains polytetramethylene glycol and polycaprolactone polyol.
A polyurethane foam having a compounding ratio (weight ratio) of the polytetramethylene glycol and the polycaprolactone polyol of polytetramethylene glycol: polycaprolactone polyol = 10 to 90: 90 to 10 .
前記ポリカプロラクトンポリオールは、平均官能基数が2〜3、水酸基価が25〜187mgKOH/gであることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のポリウレタン発泡体。 The polytetramethylene glycol has an average number of functional groups of 2 and a hydroxyl value of 25 to 125 mgKOH / g.
The polyurethane foam according to any one of claims 1 to 4, wherein the polycaprolactone polyol has an average number of functional groups of 2 to 3 and a hydroxyl value of 25 to 187 mgKOH / g .
反発性(%)=跳ね返されたボールの速度/衝突前のボールの速度×100 Repulsion (%) = Velocity of the bounced ball / Velocity of the ball before collision x 100
衝突前のボールの速度及び跳ね返されたボールの速度は、以下の条件で算出する。 The velocity of the ball before the collision and the velocity of the bounced ball are calculated under the following conditions.
・ボールは、全日本軟式野球連盟公認球 M号を使用する。・ For the ball, use the Japan Softball Baseball Association official ball M.
・ボールの直径よりも面積の大きいポリウレタン発泡体を壁に固定する。-Fix a polyurethane foam with an area larger than the diameter of the ball to the wall.
・壁とピッチングマシーンの発射口との距離を1mに設定する。-Set the distance between the wall and the launch port of the pitching machine to 1 m.
・ポリウレタン発泡体の表面にボールがぶつかる際の速度が、時速100km/hとなるようにピッチングマシーンからの発射速度を調整する。-Adjust the rate of fire from the pitching machine so that the speed at which the ball hits the surface of the polyurethane foam is 100 km / h.
・ボールの先端が、壁から500mm離れた位置から200mm離れた位置までの距離(300mm)を通過するまでの時間から衝突前のボール速度を算出する。-The ball velocity before the collision is calculated from the time until the tip of the ball passes the distance (300 mm) from the position 500 mm away from the wall to the position 200 mm away from the wall.
・壁に固定されたポリウレタン発泡体にボールが衝突し、跳ね返されたボールの先端が、壁から200mm離れた位置から500mm離れた位置までの距離(300mm)を通過するまでの時間から跳ね返されたボール速度を算出する。-The ball collided with the polyurethane foam fixed to the wall, and the tip of the bounced ball was bounced from the time it took to pass the distance (300 mm) from a position 200 mm away from the wall to a position 500 mm away. Calculate the ball speed.
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