JPS6359531A - ポリウレタン積層体の製造法 - 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〕 本発明はポリウレタンの積層体に関するものである。更
に詳しくはウレタン化反応／プラスチック又はガラスと
の積層化（複合化）の工程を一体化させた簡素化された
ポリウレタンの積層体の製造法に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

一般にポリウレタン積層体は、ポリウレタンの高強度、
耐摩耗性及び各種素材への接着性の良好なのを利用して
、ガラス又はエンジニアリングプラスチックフィルムと
の複合により安全ガラスの分野に利用されており、又不
織布等との複合により衣料分野、衛生材料分野に利用さ
れている。係るポリウレタン積層体は、ポリウレタンを
溶剤に溶解したものをガラス、プラスチックフィルム、
不織布等の被着体にコーティングするか又は熱可塑性ポ
リウレタンを熔融押し出し成形により被着体にラミネー
トすることにより製造されている。このため製造工程が
繁雑となり、コスト高の原因となっている。又、従来法
は非架橋（熱可塑）型ポリウレタンに限定されているた
め、より高物性なものが得られないのが現状である。ま
た更に従来法は各種被着体との接着性に若干劣ると云う
欠点を有している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記欠点を解決することを目的として鋭意
検討を行った結果、ウレタン化反応／プラスチック又は
ガラス等との積層化（複合化）の工程を一体化でき、本
方法によって得られる積層体が優れた物性を有している
ことを見出し本発明に到達した。

即ち本発明はポリウレタンの原料であるポリオール成分
とポリイソシアネート化合物を混合・攪拌し、このもの
を二軸押出機に注入、重合させ、定量ポンプを介して又
は介せずに二軸押出機に取りつけたダイを通してフィル
ム化しながらガラス、プラスチックフィルム、不織布等
の被着体に複合せしめることを特徴とするポリウレタン
の積層体の製造法を提供するものである。

本発明の方法においては、ポリオール成分として数平均
分子量５００〜５，０００　、平均官能基数（ｆ）が２
≦ｆ＜４の高分子量ポリオール及び鎖延長剤及び／又は
架橋剤を含むものを使用することが好ましい。

本発明に係るポリウレタン製造のための成分としては従
来公知のものが使用出来る。高分子量ポリオールとして
は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリオキ
シアルキレングリコール類あるいは、ビスフェノールＡ
５グリセリンのエチレンオキシド、プロピレンオキシド
等のアルキレンオキシド付加物類のポリエーテル型ポリ
オール、及びアジピン酸、無水フタル酸、イソフタル酸
、マレイン酸、フマール酸、コハク酸等の二塩基酸とエ
チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレン
グリコール、１．４−ブタンジオール、ネオペンチルグ
リコール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロール
プロパン等のグリコール類との重縮合反応により得られ
るポリエステル型ポリオール、並びにポリカプロラクト
ンジオール、ポリカーボネートジオール等を挙げること
が出来る。

これら高分子量ポリオールの好ましい数平均分子量は５
００〜５，０００　、特に好ましくは１　、０００〜３
，０００の範囲である。

又、ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、２，２．４−又は２，４．４−　）リメチルへ
キサメチレンジイソシアネート、１．４−シクロヘキサ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４
１４’　−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等
を挙げることができる。

これらのポリオール及びポリイソシアネート化合物は従
来のポリウレタン製造方法に採用されているワンショッ
ト法、擬プレポリマー法、及びプレポリマー法の何れに
よって反応させてもよいが、擬プレポリマー法或いはプ
レポリマー法を使用した方が得られる製品の性状がよく
なる。

更に鎖延長剤としては、エチレングリコール、１．４−
ブタンジオール、ジエチレングリコール、１．６−ヘキ
サンジオール、ネオペンチルグリコール、Ｎ−メチルジ
ェタノールアミン等の低分子量ジオール並びにエチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミ
ン等のジアミンを挙げることができる。望ましくは低分
子量ジオールが用いられる。

更に必要に応じて多官能成分としてトリメチロールプロ
パン、トリエタノールアミン、グリセリン、及びこれら
のエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加物を添加
しても良い。本発明のポリウレタンの製造においてＯ１
ｌ基／　ＮＣＯ基当量比は生成するポリウレタンの物性
から０．９５〜１．０５がよく、望ましくは０．９８〜
１．０２の範囲である。

更に本発明においてはポリウレタンにのみ限定されるも
のでなく、各種の熱可塑性樹脂をボリウレタンに添加す
ることも可能である。

本発明に使用される二軸押出機としてはＬ／Ｄ（長／径
比）が１０〜１００の範囲のものが望ましく、Ｌ１０３
０〜７０の範囲のものが更に好ましい。又、回転数は３
０〜４００ｒｐｍであるものが良い。

市販の二軸押出機としては例えばＰＣＭ−４５（池貝鉄
工ｆｉ）　、ＺＳＫ−５７（西独Ｗｅｒｎｅｒ社”）　
、ＴＥＭ−５ＯＡ（東芝機械■）　、ＢＴ−４０−Ｓ　
　（、プラスチック工学研究所）　、ＴＥＸ　４４−３
０ＡＷ−２Ｖ　（日本製鋼所）等を挙げることが出来る
。

更にポリウレタンを積層化する時の定量フィード性を上
げる為に二軸押出機とダイの間に定量ポンプを設置した
方が望ましい。又、ダイと二軸押出機との間に一軸押出
機を設けてもよい。

ダイとしては、装置の層重さなどの点からＴ−ダイか好
ましい。

ポリウレタンの合成に際しての反応時間との関係上、二
軸押出機のバレル温度は１５０　”〜２５０℃に設定す
るのが良い。

本発明においてポリウレタンフィルムと複合化されるプ
ラスチックシート（フィルム）としてはポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカー
ボネート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポ
リウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタ
ール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリブチレンテ
レフタレート等のフィルム、シートを挙げることが出来
る。軟化点が１００°以上のエンジニアリングプラスチ
ック及び超エンジニアリングプラスチックが望ましい、
不織布としては上記の樹脂のものを好んで用いることが
できる。

以上述べてきた通り、本発明の方法によってポリウレタ
ンの原料から重合／被着体との複合化を一工程で行うこ
とが可能になったことにより、製造工程の簡略化並びに
熱硬化タイプのポリウレタン複合体の製造が可能となっ
た。しかも得られたポリウレタン複合体の接着は従来の
複合体に比べて著しく向上していることがわかった。

本発明によるポリウレタン複合体は安全ガラス、安全ガ
ラスの中間材及び衣料、衛生材料分野に好ましく用いる
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明について実施例により、より詳しく説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜４に使用するポリオール成分、ポリイソシア
ネート化合物の製造例を以下に示す。

製造例１ （Ａ）数平均分子量が１０００のポリブチレンアジペー
ト１５ｋｇ及び数平均分子量が２０００のポリブチレン
アジペート３０ｋｇと１，４−ブタンジオール４．２４
ｋｇを５０１の反応釜に投入し、窒素気流中８０℃で攪
拌混合した。得られたポリオール混合物の水酸基価は１
７５．７ＫＯＲｍｇ／ｇであった。

（Ｂ）ジフェニルメタンジイソシアネート２４．８ｋｇ
と数平均分子量が１０００のポリエチレンアジペ−）９
ｋｇ及び数平均分子量が２０００のポリブチレンアジペ
ート８ｋｇを５０１の反応釜に投入し、窒素気流中７０
℃で３時間攪拌しながら反応させてプレポリマーを得た
。得られたプレポリマーの遊離のイソシアネート基は１
３．２％であった。

製造例２ （Ａ）数平均分子量が２０００のポリオキシテトラメチ
レングリコール４２ｋｇ、　１．４−ブタンジオール５
．０５ｋｇ及びトリメチロールプロパン０．８３ｋｇを
５０１の反応釜に投入し、窒素気流中８０℃で攪拌混合
した。得られたポリオール混合物の水酸基価は２０２．
５ＫＯＲ−ｇ／ｇであった。

（Ｂ）ジフェニルメタンジイソシアネート２５ｋｇと数
平均分子量が２０００のポリオキシテトラメチレングリ
コール２３．８ｋｇを５０１の反応釜に投入し、窒素気
流中７０℃で３時間攪拌しながら反応させてプレポリマ
ーを得た。得られたプレポリマーの遊離のイソシアネー
ト基は１５．２％であった。

製造例３ （Ａ）数平均分子ｆｆ１ｌｏｏｏのポリオキシテトラメ
チレンゲリコール３１ｋｇ、　Ｎ−メチルジェタノール
アミン１８．１ｋｇを５０１反応釜に投入し、窒素気流
中８０℃で攪拌混合した。得られたポリオール混合物の
水酸基価は４１８．４ＫＯＨｍｇ／ｇであった。

（Ｂ）イソホロンジイソシアネート４３ｋｇ、数平均分
子量１０００のポリオキシテトラメチレングリコール７
．０９ｋｇを５０ｍ？反応釜に投入し、窒素気流中８０
℃で５時間攪拌しながら反応させて、プレポリマーを得
た。得られたプレポリマーの遊離のイソシアネート基は
３１．３％であった。

製造例４ （Ａ）　Ｇ平均分子１１０００のポリオキシテトラメチ
レングリコール３３．０ｋｇ、　Ｎ−メチルジェタノー
ルアミン１１．８ｋｇ、　　）リエタノールアミン４．
３ｋｇを５ＣＤ’反応釜に投入し、窒素気流中８０℃で
攪拌混合した。得られたポリオール混合物の水酸基価は
３９９．７にＯＨｍｇ／ｇであった。

（Ｂ）メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）
４７．０ｋｇ、数平均分子１Ｌ１０００のポリオキシテ
トラメチレングリコール２．５８ｋｇを５０　ｆ　反応
釜に投入し、窒素気流中８０℃で５時間攪拌しながら反
応させ、プレポリマーを得た。得られたプレポリマーの
遊離のイソシアネート基は３０．０％であった。

上記のポリオール成分とポリイソシアネート化合物を用
い、図１に示す製造工程で実施例１〜４の様にポリウレ
タンフィルム積層体を製造した。図１において、■はポ
リオールタンク、２はプレポリマータンク、３は定量混
合機である。４の二軸押出機を通して重合を行い、次い
で定量フィードポンプ５を介し、Ｔ−ダイ６を通してフ
ィルム化しながら基材繰り出しロール７からの不織布等
とラミネートする。８は加圧ロール、９は冷却ロールで
あり、１０はラミネート巻取りロールである。

実施例１ 製造例ＩＡで得られたポリオール混合物と製造例ＩＢで
得られたプレポリマーをギア卓型ポンプを通して、両液
それぞれ毎分１５０ｇの速度でミキシング装置に送り、
均一に混合された状態で、毎分２００回転で同じ間隔で
回転している２本の軸を有する二輪スクリュー型押出機
（Ｌ／Ｄ＝４５）の入口管内に注入する。

押出機のバレル温度は人口側で１６０℃、出口側で２０
０℃であった。

押出機出口に接続されたＴ−ダイを通して生成したシー
トを不織布（ポリエステル繊維）とラミネートし、膜厚
２１のシートとした。

実施例２ 製造例２Ａ及び製造例２Ｂから得られた生成物を用いて
実施例１と同じ方法でポリプロピレンフィルム（厚さ２
０μｍ）とのラミネートフィルム（厚さ１００μｍ）を
製造した。

実施例３ 製造例３Ａ及び製造例３Ｂから得られた生成物を用いて
実施例１と同じ方法でポリエチレンテレフタレートフィ
ルム（厚さ１００μｍ）とのラミネートシート（厚さ１
ｍｍ）を製造した。

実施例４ 製造例４Ａ及び製造例４Ｂから得られた生成物を用いて
実施例１と同じ方法でポリウレタンシート（厚さ０．８
ｍｍ）とのラミネートシート（厚さ１００１１ｍ）を製
造した。

〔発明の効果〕

実施例及び製造概略図から明らかな様に、製造が合理化
され、更に従来の熱可塑性ポリウレタンのみならず、熱
硬化性ポリウレタンの複合体の製造が可能となり、その
工業的価値は極めて大なるものである。

本発明の方法によれば、ポリウレタンフィルムと基材と
の接着が容易で、しかも得られた積層体は極めて強い接
着力を有している。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の製造工程の一例を示す概略図である。 １・・ポリオールタンク ２・・プレポリマータンク ４・・二軸押出機 ５・・定量フィードポンプ ６・　・Ｔ−ダイ ７・・基材繰り出しロール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリウレタンの原料成分のポリオール成分とポリイ
   ソシアネート化合物を、二軸押出機を通して重合し、次
   いで定量ポンプを介して、又は介せずに接続されたダイ
   を通してフィルム化しながらガラス、プラスチック又は
   不織布と複合せしめることを特徴とするポリウレタン積
   層体の製造法。 ２　ポリオール成分が、数平均分子量５００〜５．００
   ０平均官能基数（ｆ）が２≦ｆ＜４の高分子量ポリオー
   ル及び鎖延長剤及び／又は架橋剤を含むものである特許
   請求の範囲第１項記載のポリウレタン積層体の製造法。 ３　二軸押出機のＬ／Ｄ（長／径比）が３０〜７０であ
   る特許請求の範囲第１項記載のポリウレタン積層体の製
   造法。