JPH0292914A - 形状記憶ポリウレタンエラストマー成形体 - Google Patents

形状記憶ポリウレタンエラストマー成形体

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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、熱可塑性を有する形状記憶ポリウレタンエラ
ストマー成形体に関スる。
（従来の技術） 一般に、ポリウレタンエラストマーは、極低温にガラス
転移点を設定して、低温時においても通常の天然ゴムや
合成ゴムのような低弾性率を有するものか、約１００〜
１１０℃という極高温にガラス転移点を設定して、高温
時においても高弾性率、耐摩耗性等の特性を生かした人
工木材、等に利用されてきた。
本発明者等は、先に形状記憶ポリウレタンエラストマー
を提案した（特開昭６１−２９３２１４号公報）。形状
記憶ポリマー成形体とは、成形温度未満の温度で変形を
与え、そのままガラス転移点以下まで冷却して変形を固
定し、また、ガラス転移点以上で成形温度未満の温度に
加熱して、再び元の形状に復帰させるもので、温度操作
により変形形状と元の成形形状を使い分けることのでき
るポリマー成形体である。上記の形状記憶ポリウレタン
エラストマーとしては、インフォロン系インシアネート
、ポリオール及び鎖延長剤としてトリメチロールプロパ
ンのトリレンジイソシアネートアダクトを配合したもの
、及び、２．４−１−ＩＪレレノイソシアネート、ポリ
オール及び鎖延長剤として１．４−ブタンジオールを配
合したものの、２種のポリウレタンエラストマーが記載
されている。これらのポリウレタンエラストマーは、ガ
ラス転移点以上でゴム弾性を発現させるために、いずれ
も末端に余剰の［ＮＣＯ］を多量に保有させ、前者の配
合においては更に３官能の鎖延長剤を用いることにより
、積極的に分子間を架橋させている。
（発明が解決しようとする課題） 上記のポリウレタンエラストマーは、このように分子間
架橋が進んでいるために熱硬化性ポリマーとなり、その
加工性の自由度が極めて小さくなる。具体的には、射出
成形、押出成形、吹き込み成形等の成形法を適用するこ
とが、極めて困難であった。
本発明は、熱可塑性を有し、室温前後のガラス転移点以
上でゴム弾性を保持し、射出成形、押出成形等の溶融成
形を可能とする形状記憶ポリウレタンエラストマー成形
体を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、（１）２官能のジイソシアネート、２官能の
ポリオール及び活性水素基を含む２官能の鎖延長剤を原
料とし、モル比で、ジイソシアネート：ポリオール：鎖
延長剤＝２．００−１．１０　：１、ＯＯ：１．００〜
０．１０、好ましくは、１．８０〜１．２０：１．　Ｇ
ｏ：０．８０〜０．２０と配合してプレポリマー法によ
り重合したポリウレタンエラストマーであって、−５０
〜６０℃の範囲のガラス転移点及び３〜５０重量％の結
晶化度を有することを特徴とする形状記憶ポリウレタン
エラストマー成形体、及び、（２）ガラス転移点より１
０℃低い温度における弾性率に対する１０℃高い温度に
おける引張弾性率の比の値が、５０〜２５０であること
を特徴とする上記（１）記載の形状記憶ポリウレタンエ
ラストマー成形体である。
（作用） 従来の形状記憶ポリウレタンエラストマー成形体が、ガ
ラス転移点以上でゴム弾性を発現するために、ポリマー
の末端に余剰の［ＮＣＯ］を多量に保有させ、末端［Ｎ
ＣＯ］とウレタン結合部とを反応さ、せて分子間架橋を
積極的に進行させ、剛直なアロファネート結合を形成す
るのに対して、本発明では、２官能のインシアネート、
ポリオール及び鎖延長剤を用い、一定の原料配合を行い
、特に、ポリマーの末端に余剰の［ＮＣＯ］を保有させ
ず、また、所定の結晶化度を付与することにより、室温
前後でガラス転移点を有し、該ガラス転移点前後で一定
の弾性率比を示し、かつ、熱可塑性の鎖状ポリマーであ
る形状記憶ポリウレタンエラストマーを得ることができ
るのである。かかるポリウレタンエラストマーは、分子
間架橋を抑制する代わりに部分結晶を保持することによ
り、鎖状高分子で熱可塑性ポリマーではあるが、ガラス
転移点以上でゴム弾性を保持し、かつ、ガラス転移点前
後で成形体を変形形状と成形形状の間を移行させること
のできる形状記憶性を有するものである。このように、
熱可塑性を有するこのポリウレタンエラストマーは、射
出成形、押出成形等の溶融成形が可能となり、種々の形
状の製品を容易に形成することができるようになった。
ここで、結晶化度は３〜５０重量％の範囲にあることが
好ましい。結晶化度が３重量％以下とするとガラス転移
点以上の温度でゴム弾性が小さくなり、結晶化度が５０
重量％以上とするとガラス転移点以上の温度でゴム弾性
が高くなり、ガラス転移点前後±ｌＯ℃での弾性率の比
が小さくなる。
本発明で使用可能な原料を次に例示するが、これに限定
されるものではない。
まず、２官能のインシアネートの例としては、一般式で
０ＣＮ−Ｒ−ＮＣＯと表記することができ、Ｒにはベン
ゼン環を１．２個有するものと全く有しないものがある
が、いずれも使用可能であり、具体的には、２．４−）
ルエンジイソシアネート、４．４′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、カルボジイミド変成の４．４′−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
ソシアネート等を挙げることができる。
２官能のポリオールの例としては、一般式で０Ｈ−Ｒ’
−０１１と表記することができ、Ｒ′にはベンゼン環を
１．２個有するものと全く有しないもの、更には上記の
２官能のポリオールに２官能のカルボン酸若しくは環状
エーテルを反応させた生成物など、いずれも使用可能で
あり、具体的には、ポリプロピレングリコール、１．４
−ブタングリコールアジペート、ポリテトラメチレング
リコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノール−
Ａ＋プロピレンオキサイド等を挙げることができる。
活性水素基を含む２官能の鎖延長剤の例としては、一般
式で０Ｈ−Ｒ’−ＯＨと表記することができ、Ｒ’ニハ
（ＣＬ）ｎ基、ベンゼン環を１．２個有する基など、い
ずれも使用可能であり、具体的には、エチレングリコー
ル、１．４−ブタングリコール、ビス（２−ハイドロキ
シエチル）ハイドロキノン、ビスフェノール−へ十エチ
レンオキサイド、ビスフェノール−Ａ＋プロピレンオキ
サイド等を挙げることができる。
これらの原料から合成したポリウレタンエラストマーは
、一般式で次のように表記することができる。
＋１ＯＲ’０ＣＯＮＨ（ＲＮ）ＩＣＯＯＲ’　０ＣＯＮ
Ｈ）　ｎＲＮＨＣＯＯＲ’０ＣＯＮｌｂ（ＲＮＨＣＯＯ
Ｒ’０ＣＯＮＨ）−ＲＮＨＣＯＯＲ’ＯＨｍ１〜１６．
　　ｎ＝０〜１６゜ （実施例） イソシアネート成分とポリオール成分を下表に記載のよ
うに配合し、無触媒で反応させてプレポリマーを合成し
、次いで、鎖延長剤を下表の配合で添加して、形状記憶
性を有するポリウレタンエラストマーヲ得り。
このポリウレタンエラストマーの基本的物性は下表の通
りである。
表中のＴｇはガラス転移点（℃）を、Ｅ　／Ｅ　’は（
ガラス転移点より１０’Ｃ低い温度における引張弾性率
）／（ガラス転移点より１０℃高い温度における引張弾
性率）を示す。また、結晶化度（重量％）はＸ線回折法
により測定した。
次に、バラの花を上表の例３９（ガラス転移点４０℃）
のポリウレタンエラストマーを用い、花びらの一枚を長
さ３ｃ１＋、幅１．５ｃｒａで厚さ３ｍｒｒｒの大きさ
で開いた状態で茎に取り付けた。次いで、ドライヤーで
約５０℃に加熱し、花びらを湾曲させて蕾の状態に保ち
ながら室温に戻すと、そのまま固定された。この蕾に対
してドライヤーで約５０℃の熱風を送ると、約１０秒で
元の開いた状態に戻った。
（発明の効果） 本発明は、上記の構成を採用することにより、形状記憶
機能を有するとともに、ガラス転移点以上でゴム弾性を
示し、かつ、室温付近にガラス転移点を有する熱可塑性
の形状記憶ポリウレタンエラストマーを得ることができ
、このポリウレタンエラストマーを用いた成形体は、射
出成形、押出成形、吹き込み成形等の溶融成形が可能と
なり、成形体の形状に制約されることなく自由に製作す
ることができるようになった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）２官能のジイソシアネート、２官能のポリオール
    及び活性水素基を含む２官能の鎖延長剤を原料とし、モ
    ル比で、ジイソシアネート：ポリオール：鎖延長剤＝２
    ．００〜１．１０：１．００：１．００〜０．１０と配
    合してプレポリマー法により重合したポリウレタンエラ
    ストマーであって、ポリマーの末端には［ＮＣＯ］と［
    ＯＨ］をほぼ等量含有し、−５０〜６０℃の範囲のガラ
    ス転移点及び３〜５０重量％の結晶化度を有することを
    特徴とする形状記憶ポリウレタンエラストマー成形体。
  2. （２）ガラス転移点より１０℃低い温度における弾性率
    に対する１０℃高い温度における引張弾性率の比の値が
    、５０〜２５０であることを特徴とする請求項（１）記
    載の形状記憶ポリウレタンエラストマー成形体。
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