JPH01282209A - 形状記憶性ポリウレタン - 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、建築材料、自動車用バンパー、教材等広汎な
分野で利用できる形状記憶性を有するポリウレタンに関
する。

〔従来の技術〕

本発明で表現される「形状記憶性」とは、もとの形状を
一旦変形し、その変形が固定された後、加熱操作により
もとの形状にもどる性能を意味する。

従来、ポリウレタンは程々に選択される使用形態とその
良好な物性数Ｋ、フオーム、塗料、バインダー、注型剤
、ＲＩＭ、熱可塑性エラストマー、弾性繊維等、極めて
広範囲に利用されてきた。しかしながら、形状記憶性を
有するポリウレタンについては従来全く知られ【いない
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、形状記憶性を有するポリワレタンを提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、形状記憶性を有するポリウレタンについ
て鋭意検討を進めた結果、ａ）融点が３０℃〜１００℃
でかつ平均分子量がｓ、ｏｏｏ〜１００，０００である
結晶性のポリマージオール、ｂ）ポリイソシアネート、
Ｃ）ポリイソシアネートと反応し得る活性水素原子を少
なくとも２個有する鎖延長剤、とを反応させることによ
って製造されるポリワレタンであって、もとの形状を一
旦変形し、その変形が固定された後、上記ポリマージオ
ールの融点より高くポリワレタンの溶融温度より低い温
度に加熱することによりもとの形状にもどる性能を有す
る形状記憶性ポリワレタンを見出し、本発明に至った。

本発明のポリマージオールの融点範囲は、３０〜１００
℃である。本発明のポリワレタンかもとの形状にもどる
温度は、はぼポリマージオールの融点と一致しており、
該融点範囲は、形状記憶性を実用的に利用するうえで有
効である。ポリマージオールの例としては、ポリテトラ
メチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカ
ーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネート
ジオール、ポリへブタメチレンカーボネートジオール、
ポリオクタメチレンカーボネートジオール、ポリノナメ
チレンカーボネートジオール等のポリカーボネートジオ
ール類、ポリエチレンアジペートジオール、ポリエチレ
ンアジペートジオール、ポリテトラメチレンアジペート
ジオール、ポリテトラメチレンセバケートジオール、ポ
リへキサメチレンアジペートジオール、ポリε−カプロ
ラクトンジオール等のポリエステルジオール類、ポリエ
チレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の
ポリエーテルジオール類等が挙げられる。

また、該ポリマージオールの分子量はＯＨ末端定量法に
よる数平均分子量がｓ、ｏｏｏ〜１００，０００の範囲
であることが必要である。数平均分子量がｓ、ｏ　ｏ　
ｏよりも低い場合には、十分な形状記憶性を示さなくな
る。

また、数平均分子量が１００，０００以上では得られる
ポリワレタンの成形性が困難になる。

本発明に使用されるポリイソシアネートとしては、例え
ば、２．４−）リレンジイソシアネート、２．６−　）
リレンジイソシアネート、及びその混合物（ＴＤＩ）、
ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、ナフタレン−１，５−ジイソシアネー）（ＮＤＩ
）、３．了−ジメチル−４，イービフェニレンジイソシ
ア、＊−）（ＴＯＤＩ）、ｆｆ１ｆｆＴＤｘ、ポリメチ
レンポリフェニルイソシアネート、粗ｇＭＤＩ等の公知
の芳香族ジイソシアネートやキシリレンジイソシアネー
）（ＸＤＩ）、フェニレンジイソシアネート等の公知の
芳香脂環族ジインシアネートや４，４′−メチレンビス
シクロへキシルジイソシアネート（水添ＭＤＸ）、ヘキ
サメチレンジインシアネート（ｎＭｐＩ）、インホロン
ジインシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキサンジイソ
シアネート（水添ＸＤ　Ｉ　）等の公知の脂肪族ジイソ
シアネート及びこれらのインシアネート類のインシアヌ
レート化変性品、カルボジイミド化変性品、ビワレット
化変性品等である。

本発明において用いられる鎖延長剤としては、ポリワレ
タン業界における常用の鎖延長剤が包含される゛。岩田
敬治監修最近ポリワレクン応用技術ＣＭ０１９８５年２
５〜２７頁記載の公知の水、低分子ポリオール、ポリア
ミン等が含まれる。ただし、ポリイソシアネート、鎖延
長剤の種類及び量は、製造されたポリワンタンの溶融温
度が、ポリマージオールの融点よりも５０℃以上、好ま
しくは８０℃以上高くなる様に選択すべきである。

本発明の形状記憶性ポリウレタンを製造する方法として
は、ポリワレタン業界で公知のワレタン化反応の技術が
用いられる。例えば、該ポリマージオールと有機ポリイ
ソシアネートを常温〜約２００℃で反応させることによ
りＮＣＯ末端のポリワレタンプレポリマーが生成する。

これらは空気中の水分と反応させて硬化する一液型の無
溶剤接着剤、シーラントに用いることが出来る。このプ
レポリマーと別のポリオール、公知の架橋剤（イソシア
ネートと反応できる活性水素原子を２個以上有する低分
子化合物）とを組合せて二液型の注型材等に用いること
ができる。

又、該ポリマージオールとポリイソシアネート及び鎖延
長剤を使用して、ワンショット法、プレポリマー法、Ｒ
ＩＭ法等の方法を用いて架橋型もしくは熱可塑性のポリ
ワレタンを製造することが出来る。

これらの製造においては、三級アミンや錫、チタン等の
有機金属塩等に代表される公知の重合触媒〔例えば、岩
田敬治著「ポリウレタン樹脂」日刊工業新聞社刊第２３
〜３２頁（１９６９）に記載〕を用いることも可能であ
る。又、これらの反応を溶媒を用いても良く、好ましい
溶剤として、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、
テトラヒドロフラン、メチルイソブチルケトン、ジオキ
サン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、エチル
セルソルブ等がある。

又、本発明の形状記憶性ポリワレタンの製造にあたり、
１分子に３個以上のヒドロキシル基を持つ化合物、例え
ば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール等の少量を用い、分岐型のポリワ
レタンとすることも可能である。また、インシアネート
基と反応する活性水素を一つだけ含有する化合物、例え
ば、エチルアルコール、プロピルアルコール等のｍ個ア
ルコール及びジエチルアミン、ジｎ−プロピルアミン等
の二級アミン等を末端停止剤として使用してもかまわな
い。

さらに、本発明の形状記憶性ポリワレタンには、補強剤
や加硫剤、及び導電性フィラー等各電充填剤を適宜添加
することができる。

本発明の形状記憶性ポリワレタンの形状記憶性について
説明する。

■　通常、ポリワレタンを成型する種々の方法によって
、フオーム、ニジストマー、繊維等の形状とする。これ
が”もとの形状”となる。

■　１もとの形状”のポリウレタンは、原料のポリマー
ジオールの融点より高く、ポリ６レタンの溶融温度より
は低い温度でエラストマー状となり、自由に変形可能と
なる。ここで変形させた形状は、ポリカーボネートジオ
ール又はポリエステルジオールの融点より低い温度に保
つことにより固定される。

０　■で固定された形状は、再度ポリマージオールの融
点よりも高（、ポリウレタンの溶融温度より低い温度に
加熱することにより、１もとの形状”にもどすことがで
きる。

■　このポリウレタンが、溶媒に溶解されるか、溶融す
る場合には、その後成型することｋよって、新たな”も
との形状”とすることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明の形状記憶性ポリウレタンの一つの応用例として
は、組立てや搬送がしやすい形状に固定したままで種々
の操作を終了させ、その後加熱操作により所定の形状に
もどす用途、具体的にはパイプや電線等の接合剤やシー
ル剤、パイプや棒状物体の内、外部ラミネート剤、スプ
リント剤、各種固定剤、衝撃吸収剤等が挙げられる。ま
た、変形した成型体をもとの形状にもどすこと自体に主
点をおいた用途、具体的には、文具剤、玩具、装飾品等
への応用も可能である。

また導電性フィラーを配合した場合には、通電すること
によってもとの形状にもどる性質も得ることが可能であ
り、より広い分野に応用することができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例 数平均分子量１０，０００　　のポリへキサメチレンカ
ーボネートジオール１００ｇ、ヘキサメチレンジイソシ
アネー）　１６．８９をキシレン１７　ｏ９中でジブチ
ルスズラウレート（固形分に対し１０１００ｐｐを触媒
として１００℃で反応させ、さらに１，４−ブタンジオ
ール８．１ｇを加えて反応させた後、溶媒を除去し、ポ
リワレタンを得た。得られたポリウレタンを１８０℃で
プレス成型し、長さ５α、幅２Ｃｒ！Ｌの長方形のシー
　ト（厚さ２　ｙｒｘ　）を得た。このシートを６０℃
に加温するとエラストマー状となった。この状態でシー
トを引伸ばし、常温に保つと、長さ１０ｃＷＬの形状に
固定された。このシートを６０’Ｃに加温すると再び長
さ５Ｃ１ｒＬ　％幅２　（：！ＩＬの長方形の形状に復
元した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）融点３０℃〜１００℃でかつ平均分子量が８
   ，０００〜１００，０００である結晶性のポリマージオ
   ール、ｂ）ポリイソシアネート、ｃ）ポリイソシアネー
   トと反応し得る活性水素原子を少なくとも２個有する鎖
   延長剤とを反応させることによつて製造されるポリウレ
   タンであつて、もとの形状を一旦変形し、その変形が固
   定された後、上記ポリマージオールの融点より高く、上
   記ポリウレタンの溶融温度より低い温度に加熱すること
   により、もとの形状にもどる性能を有することを特徴と
   する形状記憶性ポリウレタン
2. （２）ポリマージオールが、ポリカーボネートジオール
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の形
   状記憶性ポリウレタン