JPH02215821A - 高分子熱可塑性ウレタンエラストマーの製造方法及び高分子熱可塑性ウレタンエラストマー成形体 - Google Patents

高分子熱可塑性ウレタンエラストマーの製造方法及び高分子熱可塑性ウレタンエラストマー成形体

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JPH02215821A
JPH02215821A JP1036606A JP3660689A JPH02215821A JP H02215821 A JPH02215821 A JP H02215821A JP 1036606 A JP1036606 A JP 1036606A JP 3660689 A JP3660689 A JP 3660689A JP H02215821 A JPH02215821 A JP H02215821A
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JP
Japan
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urethane elastomer
molecular weight
elastomer
high molecular
thermoplastic urethane
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JP1036606A
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Shigeru Yamaguchi
茂 山口
Hiroaki Katano
片野 弘章
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M D KASEI KK
Original Assignee
M D KASEI KK
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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〕 本発明は高分子熱可望性ウレタンエラストマーの製造法
及び高分子熱可塑性ウレタンエラストマー成形体に係り
、特にガラス転移点の前後で形状回復特性を有する高分
子ウレタンエラストマーであって、常温を含む広い温度
範囲内に任意にガラス転移点を設定することができ、か
つ、射出成形可能な熱可塑性を有する高特性ウレタンエ
ラストマーを製造する方法及びこの方法により得られる
形状回復特性を有する高分子熱可塑性ウレタンエラスト
マー成形体に関する。
[従来の技術] 従来、形状回復特性を有する高分子体としてはポリノル
ボルネン、スチレン−ブタジェン共重合体、トランスポ
リイソプレン等が広く知られている。これらのうち、ポ
リノルボルネンの形状回復温度は35℃で固定している
こと及び分子量が300万以上と大きいため単体では射
出成形が不可能なこと等の理由で、その用途が限定され
ている、また、スチレン−ブタジェン共重合体、トラン
スポリイソプレンは、形状回復温度が約60〜90℃と
比較的高いためこれらも用途が限定されている。
一方、高分子熱可塑性ウレタンエラストマー(以下rT
PUJと略す、)のガラス転移点(以下rTgJと略す
、)は形状回復温度に相当するため、Tg付近、又は7
8以上で容易に変形させることができ、それをTg以下
に冷却すると形状が固定され、更に、このエラストマー
を78以上に加熱するとはじめに成形加工した形に復元
するという形状回復特性を有する。
その他、熱硬化性ウレタンエラストマーも形状回復特性
を有することが知られている。
[発明が解決しようとする課題] TPOは、その耐摩耗性を利用して履物に、機械的物性
や耐薬品性を利用して各種工業材料、スポーツ、レジャ
ー用品、医療用品、チューブ、ホース、ベルト等に使用
されているが、TPUのTgは約−30℃以下の低温域
であり、78前後で形状回復特性を利用するTPUの使
用方法は従来全く知られていない、しかも、従来のTP
Uは78前後の物性変化も小さく、形状回復特性に劣る
ものである。熱硬化性ウレタンエラストマーについても
同様のことが言える。
また、約80℃以上にTgを有する熱硬化ウレタンは建
材、断熱材等に広く使用されてはいるが、78前後で形
状回復特性を利用した製品は提供されていない。
近年、形状回復特性を有するポリウレタンも開発されつ
つあるが、いずれも加硫を必要とし熱可塑性材料の報告
はなされていない。しかも、いずれも78前後の物性変
化が小さく、形状回復特性を発現する温度の幅が広く、
78以上の高温域での温度に対する物性変化が大きい等
の欠点を有している。
このように従来において、TPUであって、−30〜+
80℃にTgを有し、その78前後での形状回復特性を
利用した製品は知られていない。
本発明は上記従来の問題点を解決し、形状回復特性を有
する高分子ウレタンエラストマーであって、射出成形可
能な熱可塑性を有し、表面ベトッキ感がなく、高温域で
の物理特性に優れ、しかも形状記憶特性を発現する温度
、即ちTgを約=30〜+80℃の使用温度域に設定可
能な高分子熱可塑性°ウレタンエラストマーの製造法及
び高分子熱可塑性ウレタンエラストマー成形体を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段及び作用]請求項(1)の
高分子熱可塑性ウレタンエラストマーの製造法は、ポリ
オール成分として官能基数2〜3、分子量300〜12
00のポリアルキレンオキシド付加物50〜99.5重
量%、及び分子量62〜400のジオール0.5〜50
重量%を用い、イソシアネート成分としてジフェニルメ
タンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート及び
これらの変性物よりなる群から選ばれた少なくとも1種
を用いて、N COlo H当量比1.0〜1.5で反
応させることにより、ガラス転移点を一30〜+80℃
の間に有する高分子熱可塑性ウレタンエラストマーを得
ることを特徴とする 請求項(2)の高分子熱可塑性ウレタンエラストマー成
形体は、上記請求項(1)の方法により得られる、形状
回復特性を有する高分子熱可塑性ウレタンエラストマー
成形体である。
以下5に本発明の詳細な説明する。
本発明に使用されるイソシアネート成分としては、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(以下rMDIJと略す
、)、トリレンジイソシアネート(以下rTDIJと略
す。)、又はこれらの変性物、例えばカルボジイミド、
ウレタン、アロファネート、ビユレット、イソシアヌレ
ート変性物等が挙げられ、これらは1種を単独で、或い
は必要に応じて2種以上を混合して使用される。
本発明に使用されるポリオール成分のうち、ポリアルキ
レンオキシド付加物としては、水、エチレングリコール
、プロピレングリコール、ビスフェノール−A1ビス(
2−ヒドロキシエチル)ハイドロキノン、グリセリン、
トリメチロールプロパン等の活性水素原子を2〜3個有
する化合物に、プロピレンオキシド(以下「PO」と略
す。)及び/又はエチレンオキシド(以下「EO」と略
す、)を開環重合して得られる官能基数2〜3、分子量
300〜1200のものが挙げられる。
本発明に使用されるジオールとしては、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、1.3−プロパンジオー
ル、1.4−又は1.3−又は1.2−ブタンジオール
、ビスフェノール−A1ビス(2−ヒドロキシエチル)
ハイドロキノン等の、1分子中に水酸基を2個有する化
合物、又はこれら化合物にPO及び/又はEOを開環重
合して得られるもので、分子量62〜400のジオール
が挙げられる。
上記ポリオール成分は、それぞれ1種を単独で用いても
良く、2 fi以上を混合して用いても良い。
本発明において、ポリオール成分の前記ポリアルキレン
オキシド付加物と上記ジオールとの使用割合は、ポリア
ルキレンオキシド付加物50〜99.5重量%に対し、
ジオール0.5〜50重量%とする。
ポリアルキレンオキシド付加物が99.5重量%を超え
、ジオールが0.51i量%未満ではTgが低くなり過
ぎ、また7g前後の物性変化が小さく、ポリアルキレン
オキシド付加物が501量%未満でジオールが50重量
%を超えるとTgが高くなり、また7g前後の物性変化
が小さい。
本発明においては、前記イソシアネート成分及びポリオ
ール成分のポリウレタン原料を、N COlo H当量
比1.0〜1.5、好ましくはi、o〜1.3、更に好
ましくは1.0〜1.15で、必要に応じて有機金属系
触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着色剤等
を添加して反応させることにより、ウレタンエラストマ
ーを製造する0反応系のN COlo H当量比が1.
0未満であるとエラストマーにベトッキ感が残り、応力
残留歪も大きくなる。また、NGO10H当量比が1.
5を超えるとエラストマーの軟化温度が上昇し、射出成
形した時エラストマー物性が損なわれる等、いずれの場
合も好ましくない。
ウレタンエラストマーの製造はワンショット法、プレポ
リマー法のいずれでも良く、前記イソシアネート成分の
所定量に、前記ポリアルキレンオキシド付加物及びジオ
ール成分の所定量を加えて反応させて高分子熱可塑ウレ
タンエラストマーを製造する。従来の熱可塑性ウレタン
エラストマーのベレット製造法に加え製造に際し、反応
混合物を離型剤を塗布した型内に注型し、70〜140
℃の温度で熟成反応させることにより、容易に所望形状
の製品を得ることもできる。
本発明の高分子熱可塑ウレタンエラストマーは使用温度
付近にTgを有するためTg付近、又は7g以上で容易
に変形させることができ、それを7g以下に冷却すると
形状が固定され、更に、このエラストマーを7g以上に
加熱するとはじめに成形加工した形に復元するという形
状回復特性(形状記憶特性)を有する。また、本発明に
よるウレタンエラストマーは熱可塑性であるため、射出
成形機による成形加工が可能で、極めて広範囲の分野に
通用することができる。
具体的には、玩具、ギブス、異径配管のジヨイント、ア
クチュエーター等に通用することができ、更に、建材、
衣料、医療、スポーツ用品、文房具、印刷、光学、電気
、電子、自動車等の多方面に用途開発が続けられており
、特に衣料、医療、玩具、電気、自動車等の部品への利
用が注目を浴びてきている形状回復特性高分子材料とし
て、極めて有用である。
[実施例] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例で得られたウレタンエラストマ
ーの諸物性は以下の方法により測定した。
Tg及び流動温度:Tgは走査型熱量計を用い、流動温
度は動的粘弾性試験機により測定した。
表面のベトッキ感:7g+20〜30℃において触指に
より評価した。
引張伸び残留歪:JIS  K−7113に従い7g+
10℃で200%引張試験した後のエラストマーの伸び
の残留歪を測定した。
実施例1 イソシアネート成分として2.4−)リレンジイソシア
ネート(以下r2,4−TDIJと略す、)177g 
(1,02モル)にポリオール成分として官能基数2、
分子量1050のポリプロピレングリコール(以下rP
PG−1050」と略す。)525g (0,45oモ
ル)及びビス(2−ヒドロキシエチル)ハイドロキノン
(分子量198、以下、商品名である「キュアミン−H
」と略す、)99g (0,50そル)を加えて反応さ
せて(NCO10H当量比1..02)、テフロン系離
型剤を塗布した金型に注型し、120℃で1昼夜反応を
促進させて高分子ニジストマーを製造した。
得られたエラストマーの諸物性を第1表に示す。
実施例2 実施例1と同様にして、第1表に示す配合で高分子ウレ
タンエラトマーを製造した。
得られたエラストマーの諸物性を第1表に示す。
比較例1 実施例1と同様にして、第1表に示す配合で高分子ウレ
タンエラストマーを製造した。
得られたエラストマーの諸物性を第1表に示す。
第  1  表 第1表より、本発明の方法に従って、NCO/OH当量
比を1.0以上にすることにより、得られるエラストマ
ーのTgは若干上昇するが、表面のペタツキ感はなくな
り、引張伸び残留歪も0になる。更に、流動温度は顕著
に上昇し、100℃以上の高温域でも充分使用できるこ
とがわかる。
また、N COlo H当量比1.11であっても、流
動温度は195℃であり、熱可塑性であって、射出成形
可能なことが明らかである。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の高分子熱可塑性ウレタンエ
ラストマーの製造法によれば、形状記憶特性を有するウ
レタンエラストマーであって、表面タック性に優れ、か
つ、高温域での物理特性に優れ、しかも射出成形可能な
熱可塑性を有し、形状記憶特性を発現する温度、即ちT
gを約−30〜+80℃という、常温を含む広い温度範
囲に使用温度域を設定可能な高分子熱可塑性ウレタンエ
ラストマーを工業的に有利に製造することが可能とされ
る。また、本発明の高分子熱可塑性ウレタンエラストマ
ー成形体によれば、形状回復特性を有する高特性高分子
熱可塑性ウレタンエラストマー成形体が提供される。
代理人  弁理士  重 野  剛

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリオール成分として官能基数2〜3、分子量3
    00〜1200のポリアルキレンオキシド付加物50〜
    99.5重量%、及び分子量62〜400のジオール0
    .5〜50重量%を用い、イソシアネート成分としてジ
    フェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシア
    ネート及びこれらの変性物よりなる群から選ばれた少な
    くとも1種を用いて、NCO/OH当量比1.0〜1.
    5で反応させることを特徴とするガラス転移点を−30
    〜+80℃の間に有する高分子熱可塑性ウレタンエラス
    トマーの製造法。
  2. (2)請求項第1項記載の製造法より得られる、形状回
    復特性を有する高分子熱可塑性ウレタンエラストマー成
    形体。
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