JPS59135215A - 動的発熱の少ないロ−ル材料 - 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】 本発明は動的発熱の少ないロール材料に関する。

ポリウレタンエクス１−マーは：その優れた物性を生か
七で建築、車輌、航空機、機械部品および道路舗装等の
各ｉ用途１こ使用されている仄とりわけ機□械部品、例
えば印刷用または製紙用ロール、自−ラー、防振ゴム、
タイヤ等において、ポリウレタンエラストマーめ広域の
硬度、高弾性および高強度等の特性′を生がしゴ１１材
料・とじて使用されてレスる。□□ この用途に使用されるポリウレタンエラストマーは、ポ
リエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等によ
って作ら武るボリウレタ′Ｊ／字うスＩＪマーか一般的
に使用されている。

ポリウレタンエラストマーを上記機械部品のコ、ム材料
として使用する個所は、一般的に繰、、返：、し・□荷
重がかかるため全熱する傾向にある。、、、、。

・・・・、′、・・□・、、： 発熱′あ結果、□− （＋、）ポリウレタンエラストマーの内部が溶融す□る
。

（２）ポリウレタンエラストマーが膨張して寸法の変化
を生じる。

（３）ポリウレタンエクス１−マーの温度が上昇し、機
械強度が変化すると同時に、酸化劣化等が生じやすい。

等の欠点が、生じる。ｄ 本発明者等は、、叙実のごとき従来の欠点に鑑み１、鋭
意研究を、重ねた。輔果・、本発明を完成するに至った
ものである。すなわち、。

（イ）分子量Ｍ１１１が５００以上で、かつ水酸基数ま
たは平均水酸基数Ｆ１か２以上のポリオール−１重量部
と、イソシアネー１−基数または平均イソシネ−１−基
数１７２が２以−ヒの有機ポリイソシアネー１”Ｗ２重
量部を反応させて得ら九る末端インシアネ−１へ基含有
ウレタンプレボリ一：マ÷ 、と、。

（ロ）分子量ＭＷ３が５０００以下で、かつ水酸基数ま
たけ平均水酸基□・・数１１゛３が２．２以上のポリオ
−□シリ３重量部 とを反応させて得られるポリウレタンエクス１−マーで
あって、かつ下記式で求められるポリウレタンエラスト
マーの架橋密度ＣＤが０．０８５以上であるポリレ、！
ンエラ刈・マーを主すと憲、ることを特徴とする動的発
熱の少ないロール材料である。

ｉ１’＋Ｘ（Ｆｌ−２）±ＭＷｊ＋Ｑ２Ｘ（Ｆ２−２）
、’：ＱＷ２＋’Ｊ３刈Ｆ３−２）’；ＭＷ５ＣＤ＝：
。

１、、、”””、、、’、□”、、、Ｗ、１１）＋（ｌ
ｌ’２＋（１”ｌ’、：”１０００ 〔肛２は有機ポリイソシアネ−１〜の分子量である。〕 分子量ＭＩｌｌＩが５００以上で、かつ水酸基数または
平均水酸基数Ｆ】が２以上のポリオール（以下ポリオー
ル（イ）とりう）としては、ポリテＩ・ラメチジングリ
コール、ポリオキシエチレン、ポリオール、、ポリオキ
シプロピレンポリオール、ポリオキシエチレンオキシプ
ロピレンポリオール等のポリエーテルボリール、ポリエ
チ、ジンアジペート、ポリブチレンアジペー１−、ポリ
へギサメチシンアジペ−１〜、ポリカプロラフ１−ンポ
リオール、ヒマシ油等のポリエステルポリオール、ポリ
ブタジェンポリオール等のポリオレフィンポリオール、
またはそれらの混合物、等であって、分子量ＭＷ、が５
０θ以上で、かつ水酸基数または平均本酸基数Ｆ」が２
以上、好ましくは２以上、４以ドであるものり＼あげら
れる。、。

その中でも、水酸基数または平均水酸基数Ｆ、１が３の
場合、分子量１１は２５００以上が好ましい。

インシアネート基数また（よ平均イソシアネーＩ・蕎数
１７２が２以」二の有機ポリイソシアネート（以＋＝有
機ポリイソシアネー１−という）としては、トリレンジ
イソシアネ−１〜（１’ｌＪ１．）、ジフェニルメタン
ジイソシアネ−１−（４１１＋）、ｒ）、１，５ナンタ
・レンジイソシアネート（Ｎ・Ｄ］）、キシリレンジイ
ソンアネ−１−（ＸＤｌ、）、ヘキサメチン、ンジイソ
シアネート（、Ｈｊ、ｌ、ｉ、）、水素添加１゛Ｄ］、
水素流力ｉ１Ｍｊ）ＩＱｌ、２ＭＤＩ）、水素嬌加ＸＤ
Ｉ、インホロ〉ジイソシ・アネー１−、ルし≦はそれら
の変性物、また（よそれらの混合物等であｐて、かつイ
ソシアネー１−基数または平、均インシアネ、−１−基
数Ｆ、２が２以上、好ましくは２以」二、、３黒下のも
のがあげられる。

分子量肚３が５０００以下で、かつ水酸基数または平均
水酸基数Ｆ３が２．２以上のポリオール（以下ポリオー
ル（！Ｊ）という）としては、（１）ポリオキン工ｔレ
ンポリオール、ポリオキシブ、ロピジンポリオール、ポ
リオキシエチレンオキシプロピレンポリオール等のポリ
エーテルポリオール、ポリカブ甲うク１−ンボリオール
、ヒマシ油等のポリエステルポリオール、ポリブタジェ
ンポリオール等のポリオレフィンポリオールまたはそれ
らの混合物等であって、分子量Ｍ−３が５０００以下で
、かつ水酸基数または平均本酸基数が？、２以上のポリ
オポル、（２）１−リ、メチ〒−ルプロパン；クリセＩ
Ｊ”＞、ペンタエリスリトーノ、し等のポリオール、（
，３）、ｌｊリオキ、ジエチレン、ポリオール−リオキ
シプロピジンボリオール、ポリオ、キシェ盾ジンオキシ
プロピレンボリオール等のポリエーテルポリオール、ポ
リ力プロラク、１−ンポリオーノ□し、ヒマシ油等のポ
リエステルポリオール、ポリブタンジエンポリオール等
のポーノオレフィンポリオ、−ル、（２）のポリオール
、または掌れ′、′−の準合物等７・水酸基数１だ１１
平均水！基数ｈ＜２・２、、、ノテトラメチ′ン、グリ コール、ポリオキシエチレンポリ、舊−ル１．ポリノポ
リオール、ポリオキシエチ ジンオキシブロピ、レンボリオール等のポリエーテルポ
リオール、ポリエチレンア、ジペート、ポル、ポリブタ
ジェンポリオール等のポリ”、ｔ””Ｊフィンポリオー
ル、エチレングライコール、プロビーングライコニル、
イ゛チジングライコール、ネオペンチルグライ、コール
等のポリオール、また、１１・：、・１：１１・・ Ｉキそりらの、彎−物〒で、、ｙ、り整ｉ、は平均水酸
基数が２．２未満の、ポリエーテルを混合した話合ポリ
、オールであ、って、分子量Ｍｌｄ３が５、０００以下
、、、で１．かつ平均水酸基数が２．２以上の混合ポリ
オール等かあげられる。その冑でも、ポ、リオール（ロ
）の分子量Ｍψ３は３０００以子が好まし□いりポリオ
ール（イ）、有機ポリイソシアネー１〜およ、びポリオ
ール（ロ）において、２種以上からなる混合ポリオタル
（イ）、混合−機ポリインシアネー１−および混合ポリ
オール（ロ）を使用した場合、分子量、・平均水酸基数
・１．た５平ｔ！ｇ！″′ｖｙネート基数は１．下記の
よう、にして求め□るバー例としてポリオ−ノー（イ）
に′ラバリ讐る。

ボＩＪオール（イ）の種類重量部□水酸基妓、分子量。

ポリオール（ｉ＞Ｉ＋１１（１）Ｆ＋（１）酸１（１）
′“ゴー″゛′≧・：１。

１、（１じ ポリオール（ｎ）’Ｗｔ（ｎ）Ｆ＋（ｎ）Ｍ’ｔ（ｎ）
２種類混合の場合； ｌ１ｌｔ（１）＋Ｗ１（２） ’Ｊｓ（１）／Ｍｌｕｉ（１）＋＋１’ｓ（２）／Ｍｌ
ｌｌｔ（２）ｕｒ（Ｌ）／Ｍ１１１ｔ（Ｄ＋ｖｔ（２）
７Ｍｗ＋、（２）ポリオール（イ）、有機ポリイソシア
ネ−１−およびポリオール（ロ）の配合量、すなわちｔ
ｉｌｔ重量部、Ｗ２重量部および１３重量部は、上記式
で求められるポリウレタンの架橋密度ＣＤがｏ、ｏｇｓ
以上となる量である。

架橋密度Ｃｔｌが０．０８５未満となるような各々の配
合量の場合、本発明の目的が達成されない。

次に本発明の末端インシアネ−１・基含有ウレタンプレ
ポリマー（以下ウレタンプレポリマーという）は、ポリ
オール（イ）ｗ１重量部と有機ポリイソシアネーｈＷ２
重量部を均一に混合しで、４０〜１５０°Ｃで１０分〜
１０時間反応させて得られる。

この場合ｙ下記式そ求められるインデックスＩｐが小さ
い時、得ら気たウレタ□ンプレ余すマーの粘度□が高く
、ゲ□ル化する場合もある。□また、１ｐが２を超えた
時、遊離のインシアネートモノマーがウシタジブレボリ
マニ中に存在するので作業１境の点で好門しくない。□ したがって、１Ｐは１。１以上、２．０以下が好ましい
が特に限定するもあで：はない。

次に、ポリウレタンエクス１−マーｉ、上記で得られた
ウレタンプレポ１テマ−（ｗ＋’＋Ｗ２）重量部とポリ
オール（ロ）’ｕ３！量蔀１．さらに必要に応じて触媒
、ｉ工塑剤、消油剤韮□よび着祝剤等の添加剤を添加し
て均一に混ｄｔξ反応させて得られる。′□ ：この場合、□ロレタンプレポリマニとポリオフル（ロ
）の叶／ＮＣＯの比は０．５〜１．３どするのが好まし
い。

また、反応進行すなわち硬化促進のため、好ましくは温
度８０〜１４０℃に加熱する。

温度が低いと硬化、が遅くなり、温度カス高ｔＡと硬化
中に副反応が起ったり、ポリウレタン上ラス１−マーの
劣化等が生じる。得られるボ［ノウレタツェー、萎１．
７−１よよ、２式、求あ、わ架橋密度。。

が０．０８５以上となるものであり、好ましく番よ０６
０９〜０．３５である。架橋密度ＣＤが０．０８５未満
の場合、繰返し荷重において、ポリウレタン上ラス１−
マーの発熱が太きｕｌ。また０、３５を超えた場合、ポ
リウレタン上ラス１−マーに脆さ力＼現れる場合がある
。

本発明のポリウレタンニラストマーカｔｍ返し荷重にお
いて発熱が少ないことにつｂｓ＃ｃ土定力１ではないが
、下記の如く考えられる。

ポリウレタンエラストマー−は、一般しこ水素結合によ
る架橋と化学架橋からなってＪＮる。水素結合による架
橋は、高温になると解離しやすｙｓイ頃向にあるが、化
学架橋は解離しなｊ’ｌ。繰返し荷重によって発熱した
場合、水素結合による架橋は□解雇するので、ますます
変形量が大きくなり、ア、ゎヵ；。う。イーｉ□よヨ度
ヵ、３．昇、アも解離しないのでこのような悪影響は受
けにくい。したがって、本発明のポリウレタンエラスト
マーは化学架橋すなわち架橋密度ＣＤが０．０８５以上
となるものであり１発熱が少ないものと考えられる！ 本発明のポリウレタンエラストマーを主材とする動的発
熱の少ないロール材料は繰返し荷重がかかった場合、非
常に発熱が少ない。すなわち、癲的発バが少ないために
、熱膨張がなく、ロールにした時の寸法が安定している
ばかりでなく、発熱によるロールの劣化が少ないので部
品の寿命が長く信頼性が高くなる。

さらに各種ロールに使用した場合には、回転数を高くで
きるので生産性の向上にもつながる。

以下に本発明の実施例を詳糸用に記載する。

実施例−１′ （１）ポリウレタンエラストーマー□の製造法ポリオー
ル（、イ）Ｌ＋ｌｉ、重量部と有機ボ、リインシアネー
トｖ、２重量部を８０〜１００°Ｃで所定の遊離インシ
アネート濃度になる声で反応させてウレタンプレポリマ
ーを得た。

このウレタンプレポリマー（Ｗｔ＋Ｗ））重量部とポリ
オール（ロ）ｌＩ１ｇ重量部とを脱泡。

混合して予や離型剤を塗布したモールドに流し込み１３
０℃で３時間硬化させた。

硬化線Ｙ後、ポリウレタンエラストマーを得た。

（２）ポリウレタンエラストマーの発熱および物性試験 上記で得たポリウレタンエラストマーについて発熱（発
熱量）、、および物性（硬度、引張強さおよび伸び）試
験を行った。

なお、発熱試験はＡ、Ｓ、ＴＭＤ６２３のＡ法（グツ１
−リッチフレキソメーター）および物性試験はＪｉＳＫ
６３０１に従って行った。結果を第１表に示す。

実施例−２ 直径１０ｃｍ、長さ３０ｃｍの鉄心の上に、厚さ５．Ｏ
Ｃｎ】になるように実施例−１のポリウレタンエラスト
マーを被覆したロールを２本作った。２本のロールを４
００ｋｇの力で締めつけた時の両ロール間の接触幅を測
定した。次に、この状態で１５００ｒｐ＋ｎでロールを
３時間回転させた。この時のロール間の接触幅、および
ロール表面の温度上昇を測定した。結果を第２表に示す
。

１１１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）分子量ＭＷＩが５００以上で、かつ水酸基数また
   は平均水酸基数Ｆ、が２以上のポリオール−１重量部と
   、インシアネート基薮または平均イソシアネー１〜基＠
   Ｆ２が２以上の有機ポリイソシアネート１ｔ１２重量部
   を反応させて得ら□れる末端イソシアネート基含有ウレ
   タンプレポリマー と、 （ロ）分子量Ｍｌ１３が５０００以トで、かつ水酸基数
   または平均水酸基数Ｆ３が２，２以上のポリＡ−ルＷ３
   重量部とを反応させて得られるポリウレタンエクス１−
   マー であって、Ｆ記式で求められるポリウレタンエラストマ
   ーの架橋密度ＣＤが０．０’ｌ（５ジ、土であるポリウ
   レタンエラストマーを主材とすることを特徴とする動的
   発熱の少ないロール利料 ’ＪＩＸ’（ＦＩ’−２＞’：Ｗｔ＋ＩＪ２Ｘ（Ｆ’２
   −２）：ＭＷ２”＋ｌｊ３Ｘ（Ｆ３−２）’＋Ｗ３ＣＤ
   ＝−−−−”−ｍ−””’−−”−一一一一’ｉＩ！、
   ＋１ｌ１２＋ｕ、、”” ｘｉｏｏ。 ［Ｍｌｌｌ２は有機ポリイソシアネ−１−の分子量であ
   る。〕□