JPH01230616A - 発泡成形用熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軽量成形体、緩衝材、クツション材、断熱材
として利用される熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体を、
射出成形、押出成形、プレス加工等の熱成形によって容
易に得ることができる発泡成形用熱可塑性ポリウレタン
樹脂組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ウレタン発泡体に関しては、発泡剤として水を用
いる方法、或いはフロン、塩化メチレン等の低沸点液体
を用いる方法、或いはエアーフロス法等がある。これら
の方法は液状のイソシアネート化合物とポリオール化合
物によるウレタン化反応と同時に発泡させ、直接発泡成
形品を得ることを特徴として、広く使われている。

しかしながら、これらの成形方法によって連続して成形
品を製造する場合、イソシアネート化合物と、これと反
応するポリオール化合物又は水との官能基の混合比率を
常に一定に保つ必要があり、その為に発泡ウレタン専用
の発泡成形機が必要である。また、その発泡成形機のト
ラブルや、主原料、特にイソシアネート或いはイソシア
ネートプレポリマーの変質が原因となって起こる成形ト
ラブルが常につきまとっている。さらには、主原料とし
てイソシアネート化合物を使うため、作業衛生上の問題
もある。

一方、熱可塑性樹脂ペレットに熱分解型発泡剤を添加し
、射出成形、押出成形等の成形方法によって発泡体にす
る方法は公知であり、ポリエチレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル等の汎用プラスチックには広く用いられて
いる。

しかし、熱可塑性ポリウレタン（以下、ＴＰＵと略すこ
ともある）にはこのような発泡方法が用いられた例がな
い。その理由としてＴＰＯの溶融粘度が挙げられる。即
ち、ＴＰＯの溶融粘度は温度依存性が大きく、発泡成形
に適切な溶融粘度にするための成形温度幅が小さく、均
一微細なセルを持つ発泡体が得られにくかったからであ
る。

熱可塑性ポリウレタン樹脂の発泡体を、樹脂ペレットに
熱分解型発泡剤を添加し、発泡成形して得る方法は、先
に従来の技術として掲げた従来のウレタン発泡体を製造
する方法と比較し、生産性、作業性において以下のよう
なメリットがある考えられる。

（イ）一般的なプラスチックの成形方法である、例えば
、射出成形、押出成形、プレス加工等の成形方法及び成
形機がそのまま使用できる。

（ロ）成形中にウレタン化反応を伴わないので、常に一
定品質の製品が得られる。

（ハ）原料はペレット状又はフレーク状等の固体であり
、イソシアネート等の人体に有害な原料を用いないので
作業衛生上安全である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、現在、均一微細な気泡を有する熱可塑性
ポリウレタン樹脂発泡体はなく、熱可塑ポリウレタン樹
脂の有する機械特性、耐摩耗性、耐寒性、耐油性等優れ
た性能をうまく生かした発泡体とそれに適した発泡成形
用樹脂の出現が望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、均一微細な気泡を有し、機械特性・耐寒
性・耐油性等に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体
を得ることを目的として、鋭意研究を重ねた結果、予め
成形用熱可塑性ポリウレタン樹脂に熱分解型発泡剤を均
一に含有させ、その樹脂を熱成形することにより、均一
微細な気泡を有する熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体が
得られることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明はイソシアネート化合物（Ａ）とイソシア
ネート基と反応し得る少なくとも２個の活性水素を含む
基を含有する化合物ＣＢ）とを、分解温度が１２０℃〜
２２０℃である熱分解型発泡剤を予め（Ａ）又は／及び
（Ｂ）に分散させた後反応させて得られた熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂からなる発泡成形用熱可塑性ポリウレタン
樹脂組成物を提供するものである。

本発明において使用される分解温度が１２０℃〜２２０
℃の熱分解型発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、
Ｎ、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ＰＩ
Ｐ”−オキシビスヘンゼンスルホニルヒドラジド、５−
フェニルテトラゾール等の有機系分解型発泡剤、重炭酸
ソーダ、炭酸アンモニウム、塩基性亜鉛、過酸化亜鉛等
の無機系分解型発泡剤が挙げられ、基材となる熱可塑性
ポリウレタン樹脂の溶融温度±２０℃の分解温度を有す
る熱分解型発泡剤が好ましく用いられる。分解温度が１
２０℃以下の熱分解型発泡剤を用いると、熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂が溶融する前にガス発生が生じて発泡しな
かったり、早期なガス発生のためガス抜けが激しく発泡
倍率の低下につながる。また分解温度が２２０℃以上の
場合は発泡剤の未分解が生じ、発泡倍率は上がらない。

イソシアネート化合物としてはトリレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト等のジイソシアネート及び／又はそれらのジイソシア
ネートとポリオールからなるイソシアネートを末端に有
するプレポリマーなどが挙げられる。

イソシアネート基と反応し得る活性水素を含む基を少な
くとも２個含有する化合物としては、アジピン酸、コハ
ク酸、マレイン酸、フタル酸等の２塩基酸とエチレング
リコール、１．４−ブタンジオール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール等の低分子グリコールとの
縮重合反応により得られるポリエステルポリオール、プ
ロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ソルビトール等のエチレンオキサイド付加物やプ
ロピレンオキサイド付加物などのポリエーテルポリオー
ル及びポリブタジェンポリオール、ポリカーボネートポ
リオール、ラクトンポリオールなどが挙げられる。また
、低分子グリコール、例えばエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１．４−ブタンジオール、ジエチレ
ングリコール、トリメチロールプロパン等もその中に含
まれる。

熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法としては、
−Ｓ的に知られている、ワンショット法及びプレポリマ
ー法が適用できる。本発明においては熱分解型発泡剤を
予め原料中に均一に分散させておく。その対象となる原
料は、上記に掲げた長鎖ポリオール、短鎖グリコール、
ジイソシアネート及びそれらからなるプレポリマーのい
ずれでもよい。

熱分解型発泡剤の添加量は、発泡成形体に要求される発
泡倍率によって異なるが、ポリウレタン樹脂に対して０
．３〜３０重量％が好ましい。

熱分解型発泡剤を分散させた長鎖ポリオール、短鎖グリ
コール、イソシアネート化合物とを所定の比率になるよ
うに混合し、加熱キュアーによりウレタン化反応させる
ことにより本発明の目的とする樹脂が得られる。このウ
レタン化反応時のキュアー温度は熱分解型発泡剤の分解
温度以下にすることが必要である。

本発明により得られた発泡成形用熱可塑性ポリウレタン
樹脂組成物を用いて発泡体を成形する方法としては、射
出成形、押出成形、プレス加工等、−殻内な加熱発泡成
形法がすべて適用できる。成形の際の溶融樹脂温度は周
知の如く一般に１６０〜２４０℃の範囲である。成形の
際には本発明により得られた樹脂組成物をそのまま用い
ことが好ましいが、必要によっては、予め発泡剤を多く
含有した樹脂組成物を製造しておき、それをマスターバ
ッチとして用いてもよい。

また、本発明においては公知の種々の添加剤、例えば高
分子量ポリエチレンオキサイド、アクリル樹脂等の粘度
調整剤、造核剤、顔料、可塑剤、離型剤、滑剤、耐熱安
定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等を添加する
事が出来る。

〔実施例〕

以下に参考例、実施例、比較例を挙げ、本発明を具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。

参考例−ｌ ポリブチレンアジペート（ＭＷ２０００）　　１００部
をコルベンに入れ、窒素気流下７０℃に保つ。その中に
分解温度２０５℃のアゾジカルボンアミド１．４部を添
加し、ゆるく攪拌混合し、均一に分散さ・せた。

参考例−２ 参考例−１に於いてアゾジカルボンアミド１．４部の代
わりに分解温度１５０〜２００℃の重炭酸ナトリウム２
．０部を用い、参考例−１と同様に行った。

参考例−３ 参考例−２に於いてポリブチレンアジペートの代わりに
ポリエチレンブチレンアジペート（ＭＷ１５００）を用
い、参考例−２と同様に行った。

実施例−１ 参考例＝１により得られたポリオール２０２．８部、ジ
フェニルメタンジイソシアネート１００部をコルベンに
入れ、窒素気流下７０℃で２時間混合、反応させ、イソ
シアネート末端プレポリマーとした。その後、この中に
１，４ブタンジオ一ル２７部を入れ、２分間混合、反応
した後、粘稠液体を取り出し、１８０℃で１時間キュア
ーし、固形樹脂を得た。得られた樹脂をペレタイザーを
用いペレット化し、射出成形により厚さ６ｍｍ、長さ、
幅とも１００ｍｍの平板を成形した。射出条件は溶融樹
脂温度２１０℃、射出圧力１５０ｋｇ／ｃｏ！、金型温
度３０℃、全サイクル６０秒である。

得られた発泡成形品の密度、気泡状態、硬度、及び引張
強度を測定した。結果は第１表に示した。

実施例−２ 実施例−１に於けるポリオールの代わりに、参考例−２
により得られたポリオール２０４部を用い、実施例−１
と同様に行った。但し、キュアー温度を１４０”ＣＸ２
時間とした。得られた樹脂を実施例−１と同様に射出成
形し、得られた発泡成形品の密度、気泡状態、硬度及び
引張強度を測定した。結果は第１表に示した。

実施例−３ 実施例−２に於けるポリオールの代わりに、参考例−３
により得られたポリオール１５３部を用い、実施例−２
と同様に行った。結果は第１表に示した。

比較例−１，２ 実施例−１と同じ組成を持つ熱可塑性ウレタン樹脂を熱
分解型発泡剤を添加せず、実施例＝１と同様な方法で合
成した（得られた樹脂の密度、硬度、引張り強度を第１
表に対照として示した）。得られた樹脂をペレタイザー
を用いペレット化し、第１表に示す発泡剤をトライブレ
ンドし、実施例１と同様にして射出成形を行い、発泡成
形品を得た。得られた発泡成形品の密度、気泡状態、硬
度、及び引張強度を測定した。結果は第１表に示した。

比較例−３ 実施例−３と同じ組成を持つ熱可塑性ウレタン樹脂を熱
分解型発泡剤を添加せず、実施例−３と同様な方法で合
成した。得られた樹脂をペレタイザーを用いペレット化
し、重炭酸ナトリウムをトライブレンドし、実施例１と
同様にして射出成形を行い、発泡成形品を得た。得られ
た発泡成形品の密度、気泡状態、硬度、及び引張強度を
測定した。結果は第１表に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イソシアネート化合物（Ａ）とイソシアネート基と反応
   し得る少なくとも２個の活性水素を含む基を含有する化
   合物（Ｂ）とを、分解温度が１２０℃〜２２０℃である
   熱分解型発泡剤を予め（Ａ）又は／及び（Ｂ）に分散さ
   せた後反応させて得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂か
   らなる発泡成形用熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物。