JPS63132922A - 柔軟で弾性のあるポリウレタンの透明フィルム - Google Patents

柔軟で弾性のあるポリウレタンの透明フィルム

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JPS63132922A JP62250033A JP25003387A JPS63132922A JP S63132922 A JPS63132922 A JP S63132922A JP 62250033 A JP62250033 A JP 62250033A JP 25003387 A JP25003387 A JP 25003387A JP S63132922 A JPS63132922 A JP S63132922A
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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〕 この発明は、窓ガラス又は他の透明なガラスもしくはプ
ラスチック支持材のための、柔軟で弾性のあるポリウレ
タンの透明表層に関する。このポリウレタンの表層は、
反応混合物のイソシアネート成分が、1.6−ヘキサメ
チレンジイソシアネートに基づき且つビウレット又はイ
ソシアヌレート構造を有する、NCO基含基量有量12
〜28重量%及び平均分子量約450〜約1000 g
 1モルの実質的に三官能性の脂肪族ポリイソシアネー
トを少なくとも一つ含んでなり、また反応混合物のポリ
オール成分が、OH基含有量0.5〜13.2重量%及
び平均分子量約250〜6500 g 1モルの二官能
性のスルホン化又はスルホネート原子団(sulfon
ate groups)含有ポリエーテルポリオールと
、トリメチロールプロパン及び酸化プロピレンに基づく
、OH基含有量約5.1〜12.8重量%及び平均分子
量約400〜約1000 g 1モルの三官能性ポリオ
ールとを含んでなる反応混合物から作られる。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕この
部類の透明な柔軟−弾性表層が、西ドイツ国特許出願P
3605765.7号の主題である。それらは一方では
、より硬いプラスチックの場合には表面の変形と引掻き
きす様の圧痕をもたらす通常の種類の荷重を受けて、短
期間の後に再びもとの形に戻る弾性変形のみを被るとい
う性質を有し、また他方では、邪魔な水滴が付着するの
を防止し又は減少させるという利点を有する。邪魔な水
滴の付着の防止又は減少は、表層を製作するための反応
混合物において二官能性のスルホン化又はスルホネート
原子団含有ポリエーテルポリオールを使用することによ
って成し遂げられる水展開効果に基づく。
この種の柔軟−弾性表層は、被覆される下敷の上で直接
、適当する表面に反応混合物を塗布することにより製作
することができ、あるいはそれらは、被覆される下敷き
の上へ前もって作られた箔として適用することができる
。後者の場合、箔は流延用の下敷き上に反応混合物を適
用することによって作られ、そしてこの笛は反応混合物
の反応及び硬化後に流延用の下敷きから引き剥がされる
前もって作られた箔の場合には、湿気による曇りを防止
する性質が二つの面で異なることがある、ということが
分っている0例えば、流延用の下敷きが金属又はガラス
板である場合、そのような流延下敷き上で作られた箔の
上面、すなわち周囲大気にさらされた面の曇り防止効果
は、流延下敷きと接触していた面のそれよりもかなり劣
る。
この発明の目的は、上記の表層の湿気に対する曇り防止
効果を、特に反応混合物からその表層を形成する間に周
囲大気と接触していた面について、更に向上させること
である。
〔問題点を解決するための手段及び作用効果〕本発明に
よれば、この目的は、二官能性のスルホン化又はスルホ
ネート原子団含有ポリエーテルポリオールとして、下記
の式、すなわち、R−CHzO(C!H40−)1%−
(CmH&0  )−C1hCHtC)It−SOJ(
上式中、 Xは、水素、ナトリウム、又はアンモニウムイオn =
 0〜100 m10〜30 n+m≧1) の1,2−ジオール又は1,3−ジオールのポリオキシ
アルキレンエーテルを使用し、且つ、反応混合物が更に
、下記の一般式、すなわち、(上式において、 x/y比−5/1〜1/1 a=80〜100重量% b−20〜O重量%) の、ポリオキシアルキレン−変形(modified)
ジメチルポリシロキサン(ポリエーテル−ポリシロキサ
ン)に基づく平均分子量約500〜2000 g 1モ
ルの非イオン性コポリマーを含有することによって達成
される。
従ってこの発明によれば、一方では特定の二官能性のス
ルホン化又はスルホネート原子団含有ポリエーテルポリ
オールを使用し、他方ではこれに加えて特定のポリエー
テル−ポリシロキサンを使用する。これらのポリエーテ
ル−ポリシロキサンは、ポリイソシアネートとの化学結
合を少しも形成しないが、表層に物理的に配置されてお
り、それゆえにその表面にも配置されている。二官能性
のスルホン化又はスルホネート原子団含有ポリエーテル
ポリオールと同じように、それらは凝縮する水滴に湿潤
剤として作用し、そして表層と水滴との間の境界表面張
力を減少させる。この効果は、このような表層の両面に
おいて同じように観測することができる0反応混合物に
ポリエーテル−ポリシロキサンだけを加えて、スルホン
化又はスルホネート原子団含有ポリエーテルポリオール
が同時には存在しない場合には、注目に値する曇り防止
効果を観測することはできない、ということが分った。
実際に、湿気に対する曇り防止効、果が所望するように
増進するのは、もっばらスルホン化又はスルホネート原
子団含有ポリエーテルポリオールが同時に存在している
場合であり、すなわち暴り防止効果の所望の増進は、ス
ルホン化又はスルホネート原子団含有ポリエーテルポリ
オールと非イオン性ポリエーテル−ポリシロキサンとの
相乗効果によって得られる。この様式の表層は、両面の
親水性が増加し、そして大いに向上した曇り防止効果を
両面に獲得し、この効果は表層を水中で10時間煮沸後
においてさえもなお存在する。
他方では、ポリエーテル−ポリシロキサンを加えること
によって、受は入れ難いことながら表層の機械的−物理
的性質が改変されるけれども、それらは必要な範囲に十
分維持される。
二官能性のスルホン化又はスルホネート原子団含有ポリ
エーテルポリオールとしては、平均分子量約1300 
g 1モルのポリエーテル−1,3−ジオールが好まし
く使用される。この部類のポリエーテルポリオール及び
それらを製造する方法は、DE−PS3407563号
明細書に一層詳細に説明されている。
本発明の別の有利な態様及び更に展開したものは、特許
請求の範囲の従属項に記載されているものであり、そし
てそれらは、以下に述べる種々の態様例の説明から明ら
かとなろう。
柔軟−弾性ポリウレタン表層の機械的−物理的性質を評
価するため、代表的な性質としてE−モジュラス、耐摩
耗性、及び微小引掻き硬さを測定する。これらは全体と
して、表層がそれを使用するのに必要な自己回復性及び
必要な性質を有するかどうかを表わすのを可能にする。
E−モジュラスはDIN53.457に記載された方法
により測定する。
耐摩耗性を測定するには、ECE標準標準規格域3に記
載された方法を使用する。この方法においては、500
gの荷重をかけた摩耗作用を及ぼす二つの摩擦ローラー
が、100回転する間回転試験片に作用する。この作用
に起、因する摩耗を評価するため、次に、これまたEC
E標準標準規格域3に記載された方法によって、上記の
処理を行なう前の最初の曇りと比較した曇りの増加分を
パーセントで表わしたものを測定する。微小引掻き硬さ
は、エリクセン(Erichsen)の方法により測定
する。この方法では、使用する円錐形の引掻きダイヤモ
ンドの円錐角度が50度であり、且つ、先端の丸みの半
径が15ミクロンであることを除いて、DIN53.7
99に記載されたのと同様な試験装置を使用する。引掻
き硬さを評価するのには、表面への永久的に目視可能な
損傷を認めることのできんい引掻きダイヤモンドの最大
荷重が与えられる。
経験上、自己回復性の透明ポリウレタン表層は、これら
の層のE−モジュラスが2〜2ON/m”、ECI! 
R−43による摩耗試験後の曇りの増加が4%未満、そ
してエリクセン微小引掻き硬さが10pより大きい場合
に、チッピング保護層として使用することができる、と
いうことが知られている。
従って前述の性質がこれらの範囲内にあるならば、親水
性の表層のみでさえ永久的な実用用途に使用することが
できる。
表層の湿潤性を評価し、その結果湿気に対する曇り防止
効果を評価するため、表層の表面上に付けた水滴のエツ
ジ角をゴニオメータ−顕微鏡により測定する。曇り防止
効果が少しもない公知の柔軟−弾性ポリウレタンの表層
にあっては、エツジ角の大きさは70〜80度であり、
また水展開添加剤として少なくとも一つの二官能性のス
ルホン化又はスルホネート原子団含有ポリエーテルポリ
オールのみを含有している表層については、エツジ角の
大きさは約45〜80度である。対照的に、この発明に
従って改変された表層に対するエツジ角は、かなり減少
しており、また0度に低下させることさえできる。
特許請求の範囲に記載された組成の構成範囲内で、いく
つかの対様例を以下において説明し、そしてこれらの表
層のそれぞれについて測定した機械的性質及び湿気に対
し曇りを防止する性質を示゛す。例1及び例2は、本発
明によらない表層に関するものであって、比較のために
のみ示すものである。
以下余白 〔実施例〕 表層を、西ドイツ国特許出願P3605765号明細書
に記載されているように製作する。このために、自由な
NCO基含基量有量23重量%平均分子量約550 g
 1モルである、1.6−ヘキサメチレンジイソシアネ
ートに基づきビウレット原子団を含有する実質的に三官
能性のポリイソシアネート50g、OH基含有量11重
量%及び平均分子量約500 g 1モルである、トリ
メチロールプロパンに基づく三官能性ポリオール50g
、並びに、OH基含有量3.4重量%及び平均分子量約
1000 g 1モルである、上述の式の二官能性のス
ルホネート原子団含有ポリエーテル−1,3−ジオール
であって、その式中のRが、 であり、Xがナトリウムイオンであり、n=t6、そし
てm=0であるもの5gを使用する。添加剤としでは、
0.05 gのジブチル錫ジラウレートを触媒とし゛て
上記のポリオールに加え、また0、1gのフッ素化アル
キルエステルを流動剤(floh agent)として
加える。
混合物を室温で10分間完全に混ぜ合わせる。
このように均質にした反応混合物を−はぼ60℃に加熱
したガラス板の上へ厚さ0.5論の層にして流延する。
90℃で30分間硬化反応を行なわせる。
20℃及び相対湿度50%で48時間保管した後、箔を
引き剥がし、そしてそれらの性質を測定して次の値が得
られる。
E−モジュラス      7.3、±0:2N/we
”摩耗による曇りの増加   4.0% 微小引掻き硬さ       27p エツジ角          44度 (ガラス表面と接触して いた箔の面で測定) 以下余白 エツジ角          80度 (周囲空気に暴露されて いた面で測定) 従ってこの表層の機械的性質は、要求される範囲内にあ
る。湿気により曇る性質は、シートのガラス表面と接触
していた表面で実質的に改善されている。
劃」工 例1におけるスルホネート原子団含有ポリエーテル−1
,3−ジオールの代りに、平均分子量約700 g 1
モルの、前述の一般式の非イオン性ポリエーテル−ポリ
シロキサンであって、その式中のx/y比−1/1.a
−100重量%、そしてb=0重量%であるものを1g
加えることを除いて、例1で説明したように反応混合物
から表層を製作する。
このように作った試験片を再び20℃及び相対大気湿度
50%で48時間保管する。その後、表層の性質を測定
して次の結果が得られる。
E−モジュラス7.0±0.2N/a”摩耗による曇り
の増加   4.1% 微小引掻き硬さ       36p エツジ角(ガラス接触面)  50度 エツジ角(空気暴露面)   63度 この表層の機械的性質は要求される範囲内にあるけれど
も、この表層の曇り防止効果は、流延用の下敷きに面し
ていた表面についても大気に暴露されていた表面につい
ても十分ではない。
紅 この発明に従って表層を製作するために、二官能性のス
ルホネート原子団含有ポリエーテルポリオール、そして
また非イオン性ポリエーテル−ポリシロキサンの両方を
加えた反応混合物を使用する。
このために、自由なNCO基の含装置23重量%及び平
均分子量約550 g 1モルである、1.6−ヘキサ
メチレンジイソシアネートに基づく実質的に三官能の、
ビウレット原子団を含有するポリイソシアネート50g
、OH基含有量11重量%及び平均分子量約500 g
 1モルである、トリメチロールプロパンに基づく三官
能性ポリオール50g1並びに、OH基含有量2.6重
量%及び平均分子量約1300 g 1モルである、上
述の式の二官能性のスルホネート原子団含有ポリエーテ
ル−1,3−ジオールであって、その式中のRが、 であり、Xがナトリウムイオンであり、n=23、モし
てm=0であるもの5gを使用し、そして例2に示した
ポリエーテル−ポリシロキサン1gを一緒に混合する。
添加剤としては、0.05 gのジブチル錫ジラウレー
トを触媒として上記のポリオールに加え、また1、0g
の立体障害のあるアミンを光安定剤として加える。
この混合物を室温で10分間完全に混ぜ合わせる。この
ように均質にした反応混合物を、およそ60℃に加熱し
たガラス板の上へ厚さ0.5 mの層にして流延する。
90℃で30分間硬化反応を行なわせる。
20℃及び相対湿度50%で48時間保管した後、箔を
引き剥がし、そしてそれらの性質を測定して次の結果が
得られる。
E−モジュラス      6.1±0.4N/璽l!
摩耗による曇りの増加   3.1% 微小引掻き硬さ       21p エツジ角          30度 (ガラスに面していた 表面で測定) エツジ角          58度 (空気に暴露されて いた面で測定) 従ってこの表層の機械的性質は要求される範囲内にあり
、一方間時に湿気による曇りを防止する性質がかなり改
善される。
■土 この発明に従って表層を製作するために、例3における
スルホネート原子団含有ポリエーテル−1,3−ジオー
ルの代りに、OH基含有量2.5重量%及び平均分子1
i1360 g 1モルの、上述の式の二官能性のスル
ホン酸基含有ポリエーテル−1゜2−ジオールであって
、その式中のRが、lo−CH,−CI! − ■ OH であり、Xが”H“イオンであり、n=26、そしてm
=0であるものを使用することを除き、反応混合物を例
3で説明したように調製する。
例3で説明したのと同じように反応混合物から硬化表層
を作り、そしてこれに基づいて測定を行なう。
下記の結果が得られる。
E−モジュラス      5.4±0.4N/鶴2摩
耗後の曇りの増加    3.5% 微小引掻き硬さ       20p エツジ角          35度 (ガラスに面していた 表面で測定) 以下余白 エツジ角          62度 (空気に暴露されて いた面で測定) 従ってこの場合にもまた機械的性質は前述の範囲内にあ
り、一方湿気による曇りを防止する性質も著しく改善さ
れる。
■工 自由なNCO基の含有ff123重量%及び平均分子量
約550g1モルである、先の例に示した三官能性ポリ
イソシアネート50g、OH基含有111重量%及び平
均分子量約500 g 1モルである、トリメチロール
プロパンに基づく三官能性ポリオール41 g、OH基
含有量2.6重量%及び平均分子量約1300 g 1
モルである、上述の式の二官能性のスルホネート原子団
含有ポリエーテル−1,3−ジオールであって、その式
中のRが、 であり、Xがナトリウムイオンであり、n=23、そし
てm=0であるもの12g1並びに、例2及び例3で説
明したポリエーテル−ポリシロキサンIgから、反応混
合物を調製する。添加剤としては、0.05gのジプチ
ル錫ジラウレートを触媒として上記のポリオールに加え
、また1、0gの立体障害のあるアミンを光安定剤とし
て加える。
こうして作った試験片を、ここでも20℃及び相対大気
湿度50%で48時間保管する。その後、表層の性質を
測定し、次の結果が得られる。
E−モジュラス      7.8±0.4N/m”摩
耗後の曇りの増加    4.0% 微小引掻き硬さ       26p エツジ角          10度 (ガラスに面していた 表面で測定) エツジ角          41度 (空気に暴露されて いた面で測定) 従ってこの場合にも機械的性質は前述の範囲内にあり、
一方湿気による曇りを防止する性質もかなり改善される
■工 例2で詳細に説明したポリエーテル−ポリシロキサンの
量を5gに増加することを除いて、例5で説明したよう
に反応混合物を調製する。添加剤としては、0.05g
のジブチル錫ジラウレートを触媒としてポリオールに加
え、また1、0gの立体障害のあるアミンを光安定剤と
して加える。
混合物を室温で10分間完全に混ぜ合わせる。
こうして均質にした反応混合物を、先に記載した例にお
けるのと同じように処理して硬化シートを作り、これら
に基づいて前述の測定を行なう。
次の測定結果が得られる。
E−−1〜ジュラス5.5 ±0.8N/mm”摩耗後
の曇りの増加    3.2% 微小引掻き硬さ       26p エツジ角          0度 (ガラス表面に接触して  −水底がるいたシート表面
で測定) 以下↑白 エツジ角          7度 (大気に面していた 箔表面で測定) 従ってこの表層もまた、その機械的性質に関してもその
湿気による曇りを防止する性質に関しても実用用途に適
した性質を示す。
■1 上述の式の二官能性のスルホネート原子団含有ポリエー
テル−1,3−ジオールであっ、て、その式中のRが、 であり、Xがナトリウムイオンであり、n=14、そし
てm=2であって、その平均分子量がおよそ1000 
g 1モルであり、且つ、当該組成物にあっては15重
量%のプロポキシ基と85重量%のエトキシ基、そして
また一つの末端SO3−Na”原子団を有するものを使
用することを除き、例6におけるように反応混合物を調
製する。混合物中のこのスルホネート原子団含有ポリエ
ーテル−1,3−ジオールの量は12gである。
例1におけるのと同じように混合物を処理して硬化表層
を作り、これに基づいて測定を行なう。
次の測定結果が得られる。
E−モジュラス      8.3±0.3N/la”
摩耗後の曇りの増加    4.0% 微小引掻き硬さ       20p エツジ角          5度 (ガラス表面と接触して いた箔の表面で測定) エツジ角          8度 (空気に面していた 箔の表面で測定) 従ってこの表層もまた、その機械的性質に関しても湿気
による曇りを防止する性質に関しても実用用途に適した
性質を有する。
肛 平均分子量がおよそ1000 g 1モルである、上述
の一般式の非イオン性ポリエーテル−ポリシロキサンを
5g使用することを除いて、例6で説明したように反応
混合物を作る。このポリエーテル−ポリシロキサンにつ
いては、x/y比=1/1゜a=85重量%、そしてb
=15重量%である。
例1で説明したように混合物を調製して硬化表層を作り
、これに基づいて測定を行なう。
下記の測定結果が得られる。
E−モジュラス      6.3±0.4N/璽12
摩耗後の曇りの増加    3.8% 微小引掻き硬さ       22p エツジ角          6度 (ガラス表面と接触して いた箔の表面で測定) エツジ角          10度 (空気に暴露されていた 面で測定) この箔もまた、その機械的性質に関しても湿気による曇
りを防止する性質に関しても実用用途に適した性質を有
する。
以下余白 劃J− 平均分子量がおよそ1100g1モルである、上述の一
般式の非イオン性ポリエーテル−ポリシロキサンを使用
することを除き、例8で説明したように反応混合物を作
る。、このポリエーテル−ポリシロキサンについては、
x/y比=5/La−100重量%、そしてb=o重量
%である。
例1におけるのと同じように混合物を調製して硬化表層
を作り、これに基づいて測定を行なう。
下記の結果が得られる。
E−モジュラス      5.4±0.7N/m鳳3
摩耗後の曇りの増加    3.9% 微小引掻き硬さ       18p エツジ角          13度 (ガラス表面と接触して いた箔の表面で測定) エツジ角          15度 (空気に暴露されていた 箔の表面で測定) 従ってこの箔もまた、その機械的性質に関しても湿気に
よる曇りを防止する性質に関しても実用用途に適した性
質を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、窓ガラス又は他の透明なガラスもしくはプラスチッ
    ク支持材のための、柔軟で弾性のあるポリウレタンの透
    明表層であって、反応混合物のイソシアネート成分が、
    1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートに基づき、ビ
    ウレット又はイソシアヌレート構造を有する実質的に三
    官能性の脂肪族ポリイソシアネートであって、NCO基
    の含有量が12.6〜28重量%でありそして平均分子
    量が約450〜約1000g/モルであるものを少なく
    とも一つ含有し、また反応混合物のポリオール成分が、
    OH基の含有量が0.5〜13.2重量%であり平均分
    子量が約250〜6500g/モルである二官能性のス
    ルホン化又はスルホネート原子団(sulphonat
    e groups)含有ポリエーテルポリオールと、O
    H基の含有量が5.1〜12.8重量%であり平均分子
    量が約400〜約1000g/モルである、トリメチロ
    ールプロパン及び酸化プロピレンに基づく三官能性ポリ
    オールとを含有している反応混合物から作られるポリウ
    レタンの透明表層において、二官能性のスルホン化又は
    スルホネート原子団含有ポリエーテルポリオールとして
    、下記の式、すなわち、R−CH_2O−(C_2H_
    4O−)_m−(C_3H_6O−)_m−CH_2C
    H_2CH_2−SO_3X(上式中 Rは、▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、
    化学式、表等があります▼ Hは、水素、ナトリウム、又はアンモニウムイオン n=0〜100 m=0〜30 n+m≧1) を有する、1,2−ジオール又は1,3−ジオールのポ
    リオキシアルキレンエーテルを使用すること、且つ、当
    該反応混合物が更に、下記の一般式、すわなち、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式において、 x/y比=5/1〜1/1 a=80〜100重量% b=20〜0重量%) の、ポリオキシアルキレン−変形(modified)
    ジメチルポリシロキサン(ポリエーテル−ポリシロキサ
    ン)に基づく平均分子量約500〜2000g/モルの
    非イオン性コポリマーを含有することを特徴とする、柔
    軟−弾性ポリウレタンの透明表層。 2、前記反応混合物中のポリエーテル−ポリシロキサン
    の含有量が1〜5重量%であることを特徴とする、特許
    請求の範囲第1項記載の透明表層。 3、前記反応混合物中の二官能性のスルホン化又はスル
    ホネート原子団含有ポリエーテルポリオールの含有量が
    5〜12重量%である、特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載の透明表層。 4、平均分子量約1000g/モルのポリエーテル−ポ
    リシロキサンを使用することを特徴とする、特許請求の
    範囲第1項から第3項までのいずれか1項に記載の透明
    表層。 5、使用されるポリエーテル−ポリシロキサンが、ポリ
    エーテル鎖中に少なくとも80重量%のEO基を有する
    エトキシ基及びプロポキシ基群から構成されることを特
    徴とする、特許請求の範囲第1項から第4項までのいず
    れか1項に記載の透明表層。 6、ポリエーテル側基(lateral groups
    )におけるエトキシとプロポキシとの割合が好ましくは
    100重量%対0重量%であることを特徴とする、特許
    請求の範囲第5項記載の透明表層。
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