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JP2024157802A - Polyurethane composite material and its manufacturing method, manufacturing method of molded body made of said polyurethane composite material, and material for dental cutting - Google Patents

Polyurethane composite material and its manufacturing method, manufacturing method of molded body made of said polyurethane composite material, and material for dental cutting Download PDF

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JP2024157802A
JP2024157802A JP2023072387A JP2023072387A JP2024157802A JP 2024157802 A JP2024157802 A JP 2024157802A JP 2023072387 A JP2023072387 A JP 2023072387A JP 2023072387 A JP2023072387 A JP 2023072387A JP 2024157802 A JP2024157802 A JP 2024157802A
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JP
Japan
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raw material
material composition
polyurethane
composite material
mass
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Application number
JP2023072387A
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Japanese (ja)
Inventor
剛正 山口
Takemasa Yamaguchi
拓也 鈴木
Takuya Suzuki
拓弥 海老原
Takuya Ebihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Dental Corp
Original Assignee
Tokuyama Dental Corp
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Publication date
Application filed by Tokuyama Dental Corp filed Critical Tokuyama Dental Corp
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Abstract

To provide a method for efficiently producing a polyurethane composite material with excellent strength, water resistance, and uniformity.SOLUTION: A radical-polymerizable raw material composition includes a urethane bond and an amide bond within a polyurethane component (A) obtained by the polyaddition reaction of a diol compound (a1) with one or more radical-polymerizable groups; a dicarboxylic acid compound (a3); and a diisocyanate compound (a2), has a number average molecular weight of 1500-5000, and includes (B) a non-polyadditive-radical-polymerizable monomer, (C) a heat radical polymerization initiator and (D) a filler. The radical-polymerizable raw material composition is radically polymerized and cured.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリウレタン系複合材料及びその製造方法、該ポリウレタン系複合材料からなる成形体の製造方法並びに歯科切削加工用材料に関する。 The present invention relates to a polyurethane composite material and a method for producing the same, a method for producing a molded article made of the polyurethane composite material, and a material for dental cutting.

歯科治療において、インレー、アンレー、クラウン、ブリッジ、インプラント上部構造などの歯科用補綴物を作製する一手法として、歯科用CAD/CAMシステムを用いて切削加工する方法がある。歯科用CAD/CAMシステムとは、コンピュータを利用し三次元座標データに基づいて歯科用補綴物の設計を行い、切削加工機などを用いて歯冠修復物を作製するシステムである。切削加工用材料としては、ガラスセラミックス、ジルコニア、チタン、レジンなど様々な材料が用いられる。歯科切削加工用レジン系材料としては、シリカ等の無機充填材、メタクリレートなどの重合性単量体、重合開始剤等を含有する硬化性組成物を用い、これをブロック形状、ディスク形状に硬化させた硬化物が使用されている。切削加工用材料は、コンピュータシステムを活用することにより、従来の歯科用補綴物の作製方法よりも、工程数が短いことに起因する作業性の高さや、硬化体の審美性、ないし強度の観点から関心が高まっている。 In dental treatment, one method for producing dental prostheses such as inlays, onlays, crowns, bridges, and implant superstructures is to use a dental CAD/CAM system for cutting. A dental CAD/CAM system is a system that uses a computer to design dental prostheses based on three-dimensional coordinate data, and uses a cutting machine to produce crown restorations. Various materials such as glass ceramics, zirconia, titanium, and resin are used as cutting materials. Resin-based materials for dental cutting include hardening compositions containing inorganic fillers such as silica, polymerizable monomers such as methacrylate, and polymerization initiators, which are hardened into block or disk shapes. Cutting materials are attracting attention from the perspective of high workability due to the shorter number of steps compared to conventional methods for producing dental prostheses, as well as the aesthetics and strength of the hardened products.

このような切削加工用材料は、主に歯冠部で適用されており、大臼歯冠やブリッジとして使用される場合、より高強度が求められる。しかしながら、現在の切削加工用材料は、(メタ)アクリル樹脂がベースとなっており、その強度に限界がある点が課題となっている。 Such cutting materials are mainly used for dental crowns, and when used for molar crowns or bridges, higher strength is required. However, current cutting materials are based on (meth)acrylic resin, and the strength limitations are an issue.

これに対し、ポリウレタン樹脂は、一般的に高強度を有することが知られており、歯科材料として用いることが検討されている。 In contrast, polyurethane resins are generally known to have high strength, and are being considered for use as dental materials.

例えば、特許文献1には、ポリウレタン樹脂の内部にラジカル重合性基の重合により形成される架橋構造を導入することにより、ポリウレタン樹脂の「高強度」であるという特徴を生かしつつ、その欠点である耐水性の低さを改善したポリウレタン系複合材料(以下、このようにして架橋構造を導入したポリウレタン系複合材料を「架橋構造導入ポリウレタン系複合材料」ともいう。)及びその製造方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a polyurethane composite material that takes advantage of the "high strength" characteristic of polyurethane resin while improving its drawback of low water resistance by introducing a crosslinked structure formed by polymerization of radically polymerizable groups into the polyurethane resin (hereinafter, a polyurethane composite material into which a crosslinked structure has been introduced in this way will also be referred to as a "crosslinked structure-introduced polyurethane composite material") and a method for producing the same.

すなわち、特許文献1には、原料として、1つ以上のラジカル重合性基を有するジオール化合物(a1);ジイソシアネート化合物(a2);分子内に1つ以上のラジカル重合性基を有し、前記ジオール化合物(a1)および前記ジイソシアネート化合物(a2)の何れとも重付加反応を起こさない重合性単量体(以下、「非重付加性ラジカル重合性単量体」ともいう。)(B);ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を用い、前記a1とa2を重付加させて特定の分子量のポリウレタン成分(A)を形成した後に該(A)に含まれるラジカル重合性基と前記(B)とを反応させて架橋構造を導入することによって製造されるポリウレタン系複合材料は、全体が均一で強度及び耐水性に優れ、歯科用切削加工用材料に適したものであることが記載されている。 That is, Patent Document 1 describes that a polyurethane composite material is manufactured by using as raw materials a diol compound (a1) having one or more radical polymerizable groups; a diisocyanate compound (a2); a polymerizable monomer (B) having one or more radical polymerizable groups in the molecule and not undergoing a polyaddition reaction with either the diol compound (a1) or the diisocyanate compound (a2) (hereinafter also referred to as a "non-polyaddition radical polymerizable monomer"); a radical polymerization initiator (C); and a filler (D), polyadding a1 and a2 to form a polyurethane component (A) of a specific molecular weight, and then reacting the radical polymerizable group contained in (A) with (B) to introduce a crosslinked structure, which is uniform throughout, has excellent strength and water resistance, and is suitable as a material for dental cutting.

WO2021/153446号WO2021/153446

しかしながら、本発明者らが特許文献1に記載のポリウレタン複合材料の製造方法を更に検討を行ったところ、前記(A)に含まれるラジカル重合性基と前記(B)とを反応させる前の状態の組成物である、「前記ポリウレタン成分(A)と、前記重合性単量体(B)と、ラジカル重合開始剤(C)と、充填剤(D)と、を含むラジカル重合性原料組成物」を、所定の形態の型枠に注型し、ラジカル重合を行い、ポリウレタン系複合材料を製造する際、ラジカル重合性原料組成物が容器、器具、治具等にべたべた粘りつく(ベタツク)ことによって、操作性が低下する場合があることが判明した。 However, the present inventors further investigated the method for producing a polyurethane composite material described in Patent Document 1 and found that when a "radical polymerizable raw material composition containing the polyurethane component (A), the polymerizable monomer (B), the radical polymerization initiator (C), and the filler (D)" which is a composition in a state before the radical polymerizable group contained in (A) is reacted with (B) is poured into a mold of a predetermined shape and radical polymerization is performed to produce a polyurethane composite material, the radical polymerizable raw material composition becomes sticky and tacky to containers, tools, jigs, etc., and this may reduce operability.

ラジカル重合性原料組成物が容器、器具、治具等にベタツキ易い場合、ラジカル重合性原料組成物の取り扱いに時間を要してしまい、その後のポリウレタン複合材料の生産性が低下するという課題が生ずる。 If the radically polymerizable raw material composition is sticky to containers, tools, jigs, etc., it takes time to handle the radically polymerizable raw material composition, which results in a problem of reduced productivity of the polyurethane composite material.

また、特許文献1に記載された前記ポリウレタン系複合材料においては、その均一性を良好に保つために、樹脂成分中に占めるポリウレタン成分の割合を、80質量%を超えて高くすることができない。具体的には、前記原料組成物中のモノマー成分の合計質量{a1、a2及びBの合計質量}に占めるBの質量の割合(質量%)で定義される「重合性単量体配合比率Rr」を20~80質量%とする必要がある(ポリウレタン成分の割合を表す「100-Rr」は80~20質量%となる)。 In addition, in the polyurethane composite material described in Patent Document 1, in order to maintain good uniformity, the proportion of the polyurethane component in the resin component cannot be increased beyond 80 mass%. Specifically, the "polymerizable monomer blending ratio Rr," defined as the proportion (mass%) of the mass of B in the total mass of the monomer components in the raw material composition {total mass of a1, a2, and B}, must be 20 to 80 mass% ("100-Rr," which represents the proportion of the polyurethane component, is 80 to 20 mass%).

このため、マトリックス樹脂中のポリウレタン成分の含有率が80質量%を超える領域について架橋構造導入ポリウレタン系複合材料がどのような特性を有するか、あるいは、特許文献1に記載された前記ポリウレタン系複合材料と同様に全体が均一で強度及び耐水性に優れるという特長を有するのか否かは不明であった。架橋構造導入ポリウレタン系複合材料のマトリックス樹脂中のポリウレタン成分の含有率が増加することにより、(ポリウレタン構造に由来する)高強度化が期待できるばかりでなく、仮にポリウレタン成分の含有率が80質量%を超える架橋構造導入ポリウレタン系複合材料が製造できるようになり、均一性や耐水性が良好に保たれる領域の存在が確認されれば、特許文献1に記載された前記ポリウレタン系複合材料と同様の特性を有する新たな架橋構造導入ポリウレタン系複合材料が利用可能となる。 For this reason, it was unclear what characteristics a crosslinked polyurethane composite material would have in the region where the content of the polyurethane component in the matrix resin exceeds 80% by mass, or whether it would have the characteristics of being uniform overall and having excellent strength and water resistance, similar to the polyurethane composite material described in Patent Document 1. By increasing the content of the polyurethane component in the matrix resin of a crosslinked polyurethane composite material, not only can high strength (derived from the polyurethane structure) be expected, but if a crosslinked polyurethane composite material with a polyurethane component content of more than 80% by mass can be produced and the existence of a region where uniformity and water resistance are well maintained is confirmed, a new crosslinked polyurethane composite material with similar characteristics to the polyurethane composite material described in Patent Document 1 will be available.

そこで、本発明は、前記ラジカル重合性原料組成物のべたつきを改善し、効率よくポリウレタン複合材料を生産できるだけでなく、ポリウレタン成分の含有率が80質量%を超える架橋構造導入ポリウレタン系複合材料を製造することができる方法を提供し、延いてはポリウレタン成分の含有率が80質量%を超える架橋構造導入ポリウレタン系複合材料であって、均一で強度及び耐水性に優れる架橋構造導入ポリウレタン系複合材料を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a method for improving the stickiness of the radically polymerizable raw material composition, and for efficiently producing a polyurethane composite material, as well as for producing a crosslinked polyurethane composite material having a polyurethane component content of more than 80% by mass, and ultimately to provide a crosslinked polyurethane composite material having a polyurethane component content of more than 80% by mass, which is uniform, has excellent strength, and is water-resistant.

本発明は、上記課題を解決するものであり、本発明の第一の形態は、ポリウレタン系樹脂からなるマトリックス中に充填材が分散したポリウレタン系複合材料であって、
前記ポリウレタン系樹脂は、数平均分子量が1500~5000であり、且つ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分の前記ラジカル重合性基とラジカル重合性単量体とがラジカル重合することにより形成された架橋構造を有し、
前記ポリウレタン系樹脂に占める前記ポリウレタン成分の割合が20質量%~95質量%である、
ことを特徴とする前記ポリウレタン系複合材料(以下、「本発明のポリウレタン系複合材料」ともいう。)である。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems. A first aspect of the present invention is a polyurethane composite material having a filler dispersed in a matrix made of a polyurethane resin,
the polyurethane resin has a number average molecular weight of 1,500 to 5,000, and has a crosslinked structure formed by radical polymerization of a radical polymerizable group of a polyurethane component having a radical polymerizable group and an amide bond in the molecule and a radical polymerizable monomer;
The proportion of the polyurethane component in the polyurethane-based resin is 20% by mass to 95% by mass.
The polyurethane composite material of the present invention is characterized in that:

また、本発明の第二の形態は、本発明のポリウレタン系複合材料を製造する方法であって、
数平均分子量が1500~5000であり、かつ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分(A)、ジオール化合物およびジイソシアネート化合物の何れとも重付加反応を起こさない重合性単量体(非重付加性ラジカル重合性単量体)(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含むラジカル重合性原料組成物を調製するラジカル重合性原料組成物調製工程、
前記ラジカル重合性原料組成物を加熱して硬化させる硬化工程、
を含み、
前記ラジカル重合性原料組成物に含まれる前記ポリウレタン成分(A)の含有量をAr(質量部)とし、前記重合性単量体(B)の含有量をBr(質量部)としたときに、
式:Rr(質量%)={Br/(Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rrを5~80質量%とする、
ことを特徴とする、ポリウレタン系複合材料の製造方法である。
A second aspect of the present invention is a method for producing the polyurethane composite material of the present invention, comprising the steps of:
a step of preparing a radically polymerizable raw material composition, the step of preparing a radically polymerizable raw material composition comprising: a polyurethane component (A) having a number average molecular weight of 1,500 to 5,000 and having a radically polymerizable group and an amide bond in the molecule; a polymerizable monomer (non-polyaddition type radically polymerizable monomer) (B) which does not undergo a polyaddition reaction with either a diol compound or a diisocyanate compound; a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D);
a curing step of heating and curing the radically polymerizable raw material composition;
Including,
When the content of the polyurethane component (A) contained in the radical polymerizable raw material composition is Ar (parts by mass) and the content of the polymerizable monomer (B) is Br (parts by mass),
Formula: Rr (mass%) = {Br/(Ar+Br)}×100
The polymerizable monomer blending ratio Rr defined by is 5 to 80 mass%.
The present invention relates to a method for producing a polyurethane composite material.

上記形態のポリウレタン系複合材料の製造方法(以下、「本発明の複合材製法」ともいう。)においては、前記ラジカル重合性原料組成物調製工程が、
1つ以上のラジカル重合性基を有するジオール化合物(a1)(以下、「ラジカル重合性ジオール」ともいう。);2つのカルボキシル基を有すると共に該2つのカルボキシル基以外に重付加反応に関与する官能基を有さず、且つ、前記2個のカルボキシル基由来の2つのOH基間に介在する2価の有機残基において、両末端の炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列の構成原子数が2~10であるジカルボン酸化合物(以下、「特定ジカルボン酸」ともいう。)(a3);分子内に1つ以上のラジカル重合性基を有し、前記ジオール化合物(a1)およびジイソシアネート化合物の何れとも重付加反応を起こさない重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含む第1原料組成物を調製する第1原料組成物調製工程、及び
前記第1原料組成物とジイソシアネート化合物(a2)とを混合して前記ジオール化合物(a1)及び前記ジカルボン酸化合物(a3)と、該ジイソシアネート化合物(a2)と、を重付加反応させることにより、前記ポリウレタン成分(A)を形成させて、該ポリウレタン成分(A)、前記重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含み、未反応の前記ジオール化合物(a1)、未反応の前記ジカルボン酸化合物(a3)及び未反応の前記ジイソシアネート化合物(a2)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい第2原料組成物を調製する第2原料組成物調製工程、
を含み、
前記第2原料組成物を前記ラジカル重合性原料組成物とする工程であり、
前記第2原料組成物に含まれる前記各成分の含有量(質量部)を、夫々、前記ポリウレタン成分(A)の含有量:Ar、前記重合性単量体(B)の含有量:Br、前記ジオール化合物(a1)の含有量:a1r、前記ジイソシアネート化合物(a2)の含有量:a2r、及び前記ジカルボン酸化合物(a3)の含有量:a3rとしたときに、
式:Rr´={Br/(a1r+a2r+a3r+Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rr´を5~80質量%とする、
ことが好ましい。
In the method for producing a polyurethane composite material of the above aspect (hereinafter also referred to as the "composite material production method of the present invention"), the radical polymerizable raw material composition preparation step comprises:
a diol compound (a1) having one or more radically polymerizable groups (hereinafter also referred to as "radical polymerizable diol"); a dicarboxylic acid compound (a3) having two carboxyl groups and no functional group involved in a polyaddition reaction other than the two carboxyl groups, and in a divalent organic residue interposed between two OH groups derived from the two carboxyl groups, the atomic row connecting the carbon atoms at both ends in a single row has the smallest number of constituent atoms of 2 to 10 constituent atoms (hereinafter also referred to as "specific dicarboxylic acid"); a polymerizable monomer (B) having one or more radically polymerizable groups in the molecule and not undergoing a polyaddition reaction with either the diol compound (a1) or a diisocyanate compound; a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D); a second raw material composition preparation step of mixing the first raw material composition with a diisocyanate compound (a2) to cause a polyaddition reaction between the diol compound (a1) and the dicarboxylic acid compound (a3) and the diisocyanate compound (a2) to form the polyurethane component (A) and prepare a second raw material composition comprising the polyurethane component (A), the polymerizable monomer (B); a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D), and which may contain at least one selected from the group consisting of unreacted diol compound (a1), unreacted dicarboxylic acid compound (a3), and unreacted diisocyanate compound (a2);
Including,
A step of converting the second raw material composition into the radical polymerizable raw material composition,
When the contents (parts by mass) of the respective components contained in the second raw material composition are respectively defined as the content of the polyurethane component (A): Ar, the content of the polymerizable monomer (B): Br, the content of the diol compound (a1): a1r, the content of the diisocyanate compound (a2): a2r, and the content of the dicarboxylic acid compound (a3): a3r,
Formula: Rr'={Br/(a1r+a2r+a3r+Ar+Br)}×100
The polymerizable monomer blending ratio Rr' defined by is 5 to 80 mass%.
It is preferred.

また、上記好適な態様の本発明の複合材製法においては、
(1)前記第1原料組成物における、前記ジオール化合物(ラジカル重合性ジオール)(a1)の含有量(モル):Ma1と前記ジカルボン酸化合物(特定ジカルボン酸)((a3)の含有量(モル):Ma3との合計:Ma1+Ma3に対するMa3の割合:Ma3/(Ma1+Ma3)を0.01~0.5とすること、
(2)前記第2原料組成物中における前記充填材(D)の含有割合が60質量%~80質量%であること、
(3)前記重合性単量体(非重付加性ラジカル重合性単量体)(B)が、(メタ)アクリレート基を有し、分子内にヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシ基、イソシアネート基およびメルカプト基を有さない、25℃で液体である重合性単量体を含むこと、
(4)前記重合性単量体(非重付加性ラジカル重合性単量体)(B)が、下記構造式(1)に示す重合性単量体を含むこと、
In the above-mentioned preferred embodiment of the composite material manufacturing method of the present invention,
(1) in the first raw material composition, the ratio of M a3 to the total content (moles) of the diol compound (radical polymerizable diol) (a1): M a1 and the content (moles) of the dicarboxylic acid compound (specific dicarboxylic acid) ( a3 ): M a3 : M a3 / (M a1 + M a3 ) is 0.01 to 0.5 ;
(2) The content ratio of the filler (D) in the second raw material composition is 60% by mass to 80% by mass;
(3) The polymerizable monomer (non-polyaddition-type radically polymerizable monomer) (B) includes a polymerizable monomer that has a (meth)acrylate group, does not have a hydroxyl group, an amino group, a carboxy group, an isocyanate group, or a mercapto group in the molecule, and is a liquid at 25° C.;
(4) The polymerizable monomer (non-polyaddition-type radically polymerizable monomer) (B) contains a polymerizable monomer represented by the following structural formula (1):

なお、前記構造式(1)中、R11及びR12は水素原子又はメチル基であり、nは1~10の整数である。 In the structural formula (1), R 11 and R 12 are a hydrogen atom or a methyl group, and n 1 is an integer of 1 to 10.

または、(5)前記ジオール化合物(a1)が、ジオール化合物に含まれる2つのヒドロキシル基(OH基)間に介在する2価の有機残基において、両末端の炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列の構成原子数が2~8であるジオール化合物であることが好ましい。 Or, (5) the diol compound (a1) is preferably a diol compound in which the number of constituent atoms in the atomic row that connects the carbon atoms at both ends in a single row is 2 to 8 in a divalent organic residue that is interposed between two hydroxyl groups (OH groups) contained in the diol compound.

また、本発明の第三の形態は、前記好適な態様の本発明の複合材製法により得られる本発明のポリウレタン系複合材料からなる成形体を製造する方法であって、
前記硬化工程を、前記熱ラジカル重合開始剤(C)の10時間半減期温度;T10が60℃以上であり、前記第2原料組成物の温度を40℃以上で且つ前記熱ラジカル重合開始剤(C)のT10よりも15℃低い温度以下の温度に保持した状態で、モールド内に充填した後に、前記熱ラジカル重合開始剤(C)のT10よりも10℃低い温度~T10よりも25℃高い温度に加熱してラジカル重合を行うことによりポリウレタン系複合材料成形体を得る、
ことを特徴とする、ポリウレタン系複合材料成形体の製造方法(以下、「本発明の成形体製法」ともいう。)である。
A third aspect of the present invention is a method for producing a molded article made of the polyurethane composite material of the present invention obtained by the composite material production method of the present invention according to the above-mentioned preferred embodiment, comprising the steps of:
the curing step is performed at a 10-hour half-life temperature T10 of the thermal radical polymerization initiator (C) of 60° C. or higher, and while maintaining the temperature of the second raw material composition at 40° C. or higher and at a temperature not higher than a temperature 15° C. lower than the T10 of the thermal radical polymerization initiator (C), the second raw material composition is filled into a mold, and then the composition is heated to a temperature 10° C. lower than the T10 of the thermal radical polymerization initiator (C) to a temperature 25° C. higher than the T10 to perform radical polymerization, thereby obtaining a polyurethane composite material molded body;
The present invention relates to a method for producing a polyurethane composite material molded article (hereinafter, also referred to as the "molded article production method of the present invention").

さらに、本発明の第四の形態は、本発明のポリウレタン系複合材料からなる歯科切削加工用材料である。 Furthermore, the fourth aspect of the present invention is a material for dental cutting that is made of the polyurethane composite material of the present invention.

本発明によれば特許文献1に記載されたポリウレタン系複合材料と同様に、強度、耐水性、及び、均一性にも優れた、歯科切削加工用材料として好適に使用することができるポリウレタン系複合材料が提供される。特にポリウレタン成分の含有率が80質量%を超える本発明のポリウレタン系複合材料は、特許文献1に記載されたポリウレタン系複合材料よりも高強度化が可能である。 The present invention provides a polyurethane composite material that is excellent in strength, water resistance, and uniformity, similar to the polyurethane composite material described in Patent Document 1, and can be suitably used as a material for dental cutting. In particular, the polyurethane composite material of the present invention, which has a polyurethane component content of more than 80% by mass, can have a higher strength than the polyurethane composite material described in Patent Document 1.

また、本発明の複合材製法及び成形体製法によれば、上記のような特徴を有する本発明のポリウレタン系複合材料及びその成形体を効率的に製造することができる。特に、本発明の複合材製法で用いる第2原料組成物は、重合が起こらないような温度に加熱することにより流動性が向上するばかりでなく、ベタツキを起こし難いので、これを使用する本発明の成形体製法では、モールド内に充填可能となるばかりでなく、その際の操作性も良好となる。 Furthermore, according to the composite manufacturing method and molded article manufacturing method of the present invention, it is possible to efficiently manufacture the polyurethane composite material and molded articles thereof having the above-mentioned characteristics of the present invention. In particular, the second raw material composition used in the composite manufacturing method of the present invention not only has improved fluidity by heating to a temperature at which polymerization does not occur, but is also less likely to become sticky, so that in the molded article manufacturing method of the present invention using this composition, not only is it possible to fill the mold, but the operability during this process is also good.

本図は、本発明の効果の推定機構を説明するための模式図であり、(A)は特許文献1におけるポリウレタン成分と容器等表面との相互作用の様子を表し、(B)はアミド結合が導入されたポリウレタン成分と容器等表面との相互作用の様子を表している。なお、図中のRは、ジイソシアネート(a2)由来の2価の基を表し、Rは、ラジカル重合性ジオール(a1)由来の2価の基を表し、Rは、特定ジカルボン酸化合物(a3)由来の2価の基を表している。This figure is a schematic diagram for explaining the estimated mechanism of the effect of the present invention, where (A) shows the state of interaction between the polyurethane component in Patent Document 1 and the surface of a container, etc., and (B) shows the state of interaction between the polyurethane component into which an amide bond has been introduced and the surface of a container, etc. In the figure, R1 represents a divalent group derived from the diisocyanate (a2), R2 represents a divalent group derived from the radically polymerizable diol (a1), and R3 represents a divalent group derived from the specific dicarboxylic acid compound (a3).

1.発明の経緯及び本発明の概要
前記したように、特許文献1に記載された前記ポリウレタン系複合材料においては、その均一性を良好に保つために、樹脂成分中に占めるポリウレタン成分の割合(単に、「ポリウレタン含有率」ともいう。)を、80質量%を超えて高くすることができないが、特許文献1には、その理由は特に記載されていない。そこで、本発明者等は、前記課題を解決するために、先ず、その理由について検討を行った。
1. Background of the invention and summary of the present invention As described above, in the polyurethane composite material described in Patent Document 1, in order to maintain good uniformity, the ratio of the polyurethane component in the resin component (also simply referred to as the "polyurethane content") cannot be increased beyond 80 mass%, but the reason for this is not particularly described in Patent Document 1. Therefore, in order to solve the above problem, the present inventors first investigated the reason.

その結果、
(1)架橋構造導入ポリウレタン系複合材料は、通常、前記ラジカル重合性ポリウレタン成分(A)、前記非重付加性ラジカル重合性単量体(B)、ラジカル重合開始剤(C)及び充填材(D)を含むラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)をラジカル重合によって重合硬化させて所期の形状の成形体を得、必要に応じてこれを加工して使用されるところ、ポリウレタン含有率が80質量%を超える場合には、上記原料組成物が非常に硬く流動性を殆ど有しない組成物となり、場合によっては非重付加反応性単量体が組成物中で(均一に分布せずに)偏在してしまうことがあること、
(2)前記ラジカル重合性原料組成物をラジカル重合が実質的に起こらない温度に加熱すれば均一な架橋構造導入ポリウレタン系複合材料の成形体を得ることができること、
(3)しかしこの場合でも、前記ベタツキの問題は解消されないこと、及び
(4)ポリウレタン含有率が95質量%以下であれば、高い耐水性が維持できること、を見出した。
the result,
(1) In a crosslinked polyurethane composite material, a radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) containing the radically polymerizable polyurethane component (A), the non-polyaddition reactive radically polymerizable monomer (B), a radical polymerization initiator (C) and a filler (D) is polymerized and cured by radical polymerization to obtain a molded product having a desired shape, which is then processed as necessary for use. However, when the polyurethane content exceeds 80% by mass, the raw material composition becomes very hard and has almost no fluidity, and in some cases, the non-polyaddition reactive monomer may be unevenly distributed (rather than uniformly distributed) in the composition.
(2) A molded article of a uniform crosslinked polyurethane composite material can be obtained by heating the radically polymerizable raw material composition to a temperature at which radical polymerization does not substantially occur.
(3) However, even in this case, the stickiness problem is not solved, and (4) it has been found that high water resistance can be maintained so long as the polyurethane content is 95% by mass or less.

そこで、前記ベタツキの問題を解決すべく、前記ラジカル重合性原料組成物がベタつきを抑制すべく更に検討を行った。すなわち、「ベタツキ」の原因が、前記ラジカル重合性原料組成物中に含まれる(B)の量が比較的多いことに起因して、ポリウレタン成分(A)の流動性が増加し、該成分に含まれるウレタン結合と、容器、器具、治具等の表面に存在するヒドロキシル基との間で水素結合が形成され易くなったのではないかと考え、上記水素結合の発生を抑制する方法について検討を行った。その結果、ラジカル重合性ジオール(a1)及びジイソシアネート(a2)を重付加させてポリウレタン成分(A)を調製する際にジカルボン酸化合物を共存させて分子内にアミド結合を導入すると「ベタツキ」が抑制されることがあるという知見を得、本発明を完成するに至ったものである。 Therefore, in order to solve the stickiness problem, further studies were conducted to suppress the stickiness of the radically polymerizable raw material composition. In other words, it was thought that the cause of the "stickiness" was due to the relatively large amount of (B) contained in the radically polymerizable raw material composition, which increased the fluidity of the polyurethane component (A), making it easier for hydrogen bonds to be formed between the urethane bonds contained in the component and the hydroxyl groups present on the surfaces of containers, instruments, jigs, etc., and a method for suppressing the generation of the hydrogen bonds was investigated. As a result, it was discovered that the "stickiness" can be suppressed by introducing an amide bond into the molecule in the presence of a dicarboxylic acid compound when preparing the polyurethane component (A) by polyaddition of the radically polymerizable diol (a1) and the diisocyanate (a2). This led to the completion of the present invention.

本発明では、例えば、前記ジイソシアネート(a2)と前記ラジカル重合性ジオール化合物(a1)とを反応させて「数平均分子量が1500~5000であり、かつ、分子内にラジカル重合性基を有するポリウレタン成分(A)」を得る際に際して、2個のカルボン酸を有し、且つ、分子内に含まれる2つのカルボン酸由来のOH基間に介在する2価の有機残基における主鎖を構成する原子の数が、10以下であり、2つのカルボン酸以外に重付加反応に関与する官能基を有さないジカルボン酸化合物(特定ジカルボン酸)(a3)を共存させて反応を行うこと等により、ポリウレタン成分(A)の主鎖内にアミド結合を導入し、前記ベタツキの問題を解消すると共に、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)を必要に応じて適度な温度に加熱して流動性を高めることによりモールド充填を可能にし、ポリウレタン含有率20~95質量%の範囲で均一なマトリックス樹脂を得ることができるようにしたものである。 In the present invention, for example, when the diisocyanate (a2) and the radically polymerizable diol compound (a1) are reacted to obtain "a polyurethane component (A) having a number average molecular weight of 1500 to 5000 and having a radically polymerizable group in the molecule," the reaction is carried out in the presence of a dicarboxylic acid compound (specific dicarboxylic acid) (a3) that has two carboxylic acids, and in which the number of atoms constituting the main chain in the divalent organic residue intervening between the OH groups derived from the two carboxylic acids contained in the molecule is 10 or less, and that does not have any functional group involved in a polyaddition reaction other than the two carboxylic acids, thereby introducing an amide bond into the main chain of the polyurethane component (A), thereby eliminating the stickiness problem, and by heating the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) to an appropriate temperature as necessary to increase the fluidity, mold filling is made possible, and a uniform matrix resin with a polyurethane content in the range of 20 to 95% by mass can be obtained.

ベタツキの問題が解消される理由は必ずしも明らかではないが、図1(A)に示すように、特許文献1のポリウレタン成分では、分子内のウレタン結合のカルボニル基が容器、器具、治具等の表面のヒドロキシル基と水素結合を形成してベタツキが発生していたのに対し、前記ジカルボン酸化合物(a3)を用いて分子内に(ウレタン結合の一部を置換するように)アミド結合を導入した場合には、図1(B)に示すように近接した2つのアミド結合間で(分子内)で水素結合を形成し、容器等の表面のヒドロキシル基との間で形成される水素結合が減少したことによると推測している。 The reason why the stickiness problem is solved is not entirely clear, but it is speculated that, as shown in FIG. 1(A), in the polyurethane component of Patent Document 1, the carbonyl group of the urethane bond in the molecule forms a hydrogen bond with the hydroxyl group on the surface of the container, tool, jig, etc., causing stickiness, whereas when the dicarboxylic acid compound (a3) is used to introduce an amide bond into the molecule (so as to replace a part of the urethane bond), as shown in FIG. 1(B), a hydrogen bond is formed (intramolecularly) between two adjacent amide bonds, and the number of hydrogen bonds formed with the hydroxyl group on the surface of the container, etc. is reduced.

本発明のポリウレタン系複合材料は、ポリウレタン系樹脂からなるマトリックス中に充填材が分散したポリウレタン系複合材料であって、前記ポリウレタン系樹脂は、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有する、数平均分子量が1500~5000のポリウレタン成分の前記ラジカル重合性基とラジカル重合性単量体とがラジカル重合することにより形成された架橋構造を有し、前記ポリウレタン系樹脂に占める前記ポリウレタン成分の割合が20質量%~95質量%である、ことを特徴とするものである。ポリウレタン系樹脂からなるマトリックスの構造、特に架橋構造を含む微細構造は、製造方法に依存し、これを分析等によって特定することは非常に困難である。そのため、上記のような特定をおこなったものである。 The polyurethane composite material of the present invention is a polyurethane composite material in which a filler is dispersed in a matrix made of a polyurethane resin, and the polyurethane resin has a crosslinked structure formed by radical polymerization of a radically polymerizable group of a polyurethane component having a number average molecular weight of 1500 to 5000 and having a radically polymerizable group and an amide bond in the molecule and a radically polymerizable monomer, and the proportion of the polyurethane component in the polyurethane resin is 20% by mass to 95% by mass. The structure of the matrix made of a polyurethane resin, particularly the microstructure including the crosslinked structure, depends on the manufacturing method, and it is very difficult to specify this by analysis or the like. For this reason, the above-mentioned specification was performed.

本発明のポリウレタン系複合材料は、本発明の複合材製法によって製造される材料であり、また本発明の成形体製法により得られる成形体として提供されるものである。そこで、以下に本発明の複合材製法及び成形体製法について詳しく説明する。 The polyurethane composite material of the present invention is a material produced by the composite manufacturing method of the present invention, and is provided as a molded body obtained by the molded body manufacturing method of the present invention. Therefore, the composite manufacturing method and molded body manufacturing method of the present invention will be described in detail below.

なお、本願明細書においては特に断らない限り、数値x及びyを用いた「x~y」という表記は「x以上y以下」を意味するものとする。かかる表記において数値yのみに単位を付した場合には、当該単位が数値xにも適用されるものとする。また、本願明細書において、「(メタ)アクリル」との用語は「アクリル」及び「メタクリル」の両者を意味する。 In this specification, unless otherwise specified, the expression "x~y" using the numerical values x and y means "greater than or equal to x and less than or equal to y." In such expressions, when a unit is assigned only to the numerical value y, the unit is also applied to the numerical value x. In addition, in this specification, the term "(meth)acrylic" means both "acrylic" and "methacrylic."

1.本発明の複合材製法
本発明の複合材製法は、本発明のポリウレタン系複合材料を製造する方法であって、
数平均分子量が1500~5000であり、かつ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分(A)、ジオール化合物およびジイソシアネート化合物の何れとも重付加反応を起こさない重合性単量体(非重付加性ラジカル重合性単量体)(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含むラジカル重合性原料組成物を調製するラジカル重合性原料組成物調製工程、
前記ラジカル重合性原料組成物を加熱して硬化させる硬化工程、
を含み、
前記ラジカル重合性原料組成物に含まれる前記ポリウレタン成分(A)の含有量をAr(質量部)とし、前記重合性単量体(B)の含有量をBr(質量部)としたときに、
式:Rr(質量%)={Br/(Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rrを80質量%以下5質量%以上とする。
ことを特徴とする。
1. Composite manufacturing method of the present invention The composite manufacturing method of the present invention is a method for producing the polyurethane composite material of the present invention, comprising the steps of:
a step of preparing a radically polymerizable raw material composition, the step of preparing a radically polymerizable raw material composition comprising: a polyurethane component (A) having a number average molecular weight of 1,500 to 5,000 and having a radically polymerizable group and an amide bond in the molecule; a polymerizable monomer (non-polyaddition type radically polymerizable monomer) (B) which does not undergo a polyaddition reaction with either a diol compound or a diisocyanate compound; a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D);
a curing step of heating and curing the radically polymerizable raw material composition;
Including,
When the content of the polyurethane component (A) contained in the radical polymerizable raw material composition is Ar (parts by mass) and the content of the polymerizable monomer (B) is Br (parts by mass),
Formula: Rr (mass%) = {Br/(Ar+Br)}×100
The polymerizable monomer blending ratio Rr defined by the following formula is set to 80% by mass or less and 5% by mass or more.
It is characterized by:

ここで、上記ポリウレタン成分(A)は、上記条件を満足するものであれば特に限定されないが、ラジカル重合性ジオール(a1)、特定ジカルボン酸化合物(a3)及びジイソシアネート(a2)を混合して前記ラジカル重合性ジオール(a1)及び前記特定ジカルボン酸(a3)と、該ジイソシアネート(a2)と、を重付加反応させることにより製造されるものであることが好ましい。 Here, the polyurethane component (A) is not particularly limited as long as it satisfies the above conditions, but it is preferably produced by mixing a radically polymerizable diol (a1), a specific dicarboxylic acid compound (a3) and a diisocyanate (a2) and subjecting the radically polymerizable diol (a1) and the specific dicarboxylic acid (a3) to a polyaddition reaction with the diisocyanate (a2).

さらに、前記ラジカル重合性原料組成物調製工程が、
ラジカル重合性ジオール(a1);特定ジカルボン酸化合物(a3);非重付加性ラジカル重合性単量(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含む第1原料組成物を調製する第1原料組成物調製工程、
前記第1原料組成物とジイソシアネート(a2)とを混合して前記ラジカル重合性ジオール(a1)及び前記特定ジカルボン酸(a3)と、該ジイソシアネート(a2)と、を重付加反応させることにより、数平均分子量が1500~5000であり、かつ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分(A)を形成させて、該ポリウレタン成分(A)、前記非重付加性ラジカル重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含み、未反応の前記ラジカル重合性ジオール(a1)、未反応の前記特定ジカルボン酸(a3)及び未反応の前記ジイソシアネート(a2)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい第2原料組成物を調製する第2原料組成物調製工程、
前記第2原料組成物を加熱して硬化させる硬化工程、
を含み、
前記第2原料組成物に含まれる前記各成分の含有量(質量部)を、夫々、前記ポリウレタン成分(A)の含有量:Ar、前記非重付加性ラジカル重合性単量体(B)の含有量:Br、前記ラジカル重合性ジオール(a1)の含有量:a1r、前記ジイソシアネート(a2)の含有量:a2r、及び前記特定ジカルボン酸(a3)の含有量:a3rとしたときに、
式:Rr=100×Br/〔a1r+a2r+a3r+Ar+Br〕
で定義される重合性単量体配合比率Rrを80質量%以下5質量%以上とする、ことが好ましい。
Furthermore, the radical polymerizable raw material composition preparation step
a first raw material composition preparation step of preparing a first raw material composition including: a radically polymerizable diol (a1); a specific dicarboxylic acid compound (a3); a non-polyaddition type radically polymerizable monomer (B); a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D);
a second raw material composition preparation step of mixing the first raw material composition with a diisocyanate (a2) to polyaddition-react the radically polymerizable diol (a1) and the specific dicarboxylic acid (a3) with the diisocyanate (a2) to form a polyurethane component (A) having a number average molecular weight of 1,500 to 5,000 and having a radically polymerizable group and an amide bond in the molecule, thereby preparing a second raw material composition comprising the polyurethane component (A), the non-polyaddition-type radically polymerizable monomer (B); a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D), and which may contain at least one selected from the group consisting of unreacted radically polymerizable diol (a1), unreacted specific dicarboxylic acid (a3), and unreacted diisocyanate (a2);
a curing step of heating and curing the second raw material composition;
Including,
When the contents (parts by mass) of the respective components contained in the second raw material composition are respectively defined as the content of the polyurethane component (A): Ar, the content of the non-polyaddition-type radically polymerizable monomer (B): Br, the content of the radically polymerizable diol (a1): a1r, the content of the diisocyanate (a2): a2r, and the content of the specific dicarboxylic acid (a3): a3r,
Formula: Rr=100×Br/[a1r+a2r+a3r+Ar+Br]
It is preferable that the polymerizable monomer blending ratio Rr defined by the following formula is 80 mass % or less and 5 mass % or more.

以下に、上記好適な態様を中心に、本発明の製造方法で使用する各種原材料および各工程等について詳しく説明する。 The following provides a detailed explanation of the various raw materials and steps used in the manufacturing method of the present invention, focusing on the preferred embodiment described above.

2.各種原材料について
2-1.ポリウレタン成分(A)
ポリウレタン成分(A)は、数平均分子量が1500~5000であり、かつ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分である。
2. Various raw materials 2-1. Polyurethane component (A)
The polyurethane component (A) is a polyurethane component having a number average molecular weight of 1,500 to 5,000 and having a radical polymerizable group and an amide bond in the molecule.

ポリウレタン成分(A)の数平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィ)測定で決定されるポリスチレン換算の数平均分子量を意味する。第2原料組成物中のポリウレタン成分(A)の数平均分子量は、第2原料組成物に必要に応じてTHF(テトラヒドロフラン)等の溶媒を加え、充填材(D)などの不溶成分を濾過、遠心分離などの操作で除去し、得られた溶液についてGPC測定を行うことにより、求めることができる。測定は、ADVANCED POLYMER CHROMATOGRAPHY(日本ウォーターズ社製)を用いて、下記測定条件にて行うことができる。 The number average molecular weight of the polyurethane component (A) means the number average molecular weight in terms of polystyrene determined by GPC (gel permeation chromatography) measurement. The number average molecular weight of the polyurethane component (A) in the second raw material composition can be determined by adding a solvent such as THF (tetrahydrofuran) to the second raw material composition as necessary, removing insoluble components such as the filler (D) by filtration, centrifugation, or the like, and performing GPC measurement on the resulting solution. The measurement can be performed using an ADVANCED POLYMER CHROMATOGRAPHY (manufactured by Nihon Waters) under the following measurement conditions.

[測定条件]
測定装置:ADVANCED POLYMER CHROMATOGRAPHY(日本ウォーターズ社製)
・カラム:ACQUITY APCTM XT 45 1.7μm
ACQUITY APCTM XT 125 2.5μm
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:THF(流量:0.5 ml/分)
・検出器:フォトダイオードアレイ検出器 254nm(PDA検出器)。
[Measurement conditions]
Measurement device: ADVANCED POLYMER CHROMATOGRAPHY (manufactured by Nihon Waters)
Column: ACQUITY APC XT 45 1.7 μm
ACQUITY APC TM XT 125 2.5μm
Column temperature: 40°C
・Developing solvent: THF (flow rate: 0.5 ml/min)
Detector: Photodiode array detector 254 nm (PDA detector).

ポリウレタン成分(A)は、その数平均分子量が1500~5000である必要がある。数平均分子量を1500以上とすることにより、十分な強度を有するポリウレタン系複合材料を得ることができる。また、本発明者等の検討によれば、数平均分子量が5000を越えるポリウレタン成分(A)を得ることは実質的に不可能であるか非常に困難である。なお、数平均分子量が1500~5000の範囲内において、数平均分子量をより小さくすると、後述する第2原料組成物中にポリウレタン成分(A)が析出するのをより確実に抑制して均一なラジカル重合をより行いやすくなる。第2原料組成物の流動性とポリウレタン系複合材料の強度とをバランスよく両立させる観点から、上記数平均分子量は、1500~3500であることが好ましく、2000~3000であることがより好ましい。 The polyurethane component (A) must have a number average molecular weight of 1500 to 5000. By setting the number average molecular weight to 1500 or more, a polyurethane composite material having sufficient strength can be obtained. In addition, according to the study by the present inventors, it is practically impossible or extremely difficult to obtain a polyurethane component (A) having a number average molecular weight exceeding 5000. In addition, if the number average molecular weight is smaller within the range of 1500 to 5000, the polyurethane component (A) can be more reliably prevented from precipitating in the second raw material composition described below, making it easier to carry out uniform radical polymerization. From the viewpoint of achieving a good balance between the fluidity of the second raw material composition and the strength of the polyurethane composite material, the number average molecular weight is preferably 1500 to 3500, and more preferably 2000 to 3000.

また、ポリウレタン成分(A)が分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有することは、例えば赤外分光測定によりラジカル重合性基及びアミド結合に帰属される吸収が見られることにより確認することができる。これらの量も吸収量から分析することも可能である。しかし、これらの量を制御し易いという観点から、ラジカル重合性ジオール(a1)、特定ジカルボン酸化合物(a3)及びジイソシアネート(a2)を混合して前記ラジカル重合性ジオール(a1)及び前記特定ジカルボン酸(a3)と、該ジイソシアネート(a2)と、を重付加反応させることにより製造されたものを使用することが好ましい。ジイソシアネート化合物(a2)とラジカル重合性ジオール(a1)との重付加反応及びジイソシアネート化合物(a2)と特定ジカルボン酸化合物(a3)との重付加反応は、何れも定量的に進行するので、Ma3/(Ma1+Ma3)の値を制御することによりポリウレタン成分(A)が分子内に含まれるポリウレタン結合とアミド結合の(平均的な)量比及びラジカル重合性基の(平均的な)含有量を制御することができる。 In addition, the polyurethane component (A) having a radical polymerizable group and an amide bond in the molecule can be confirmed by, for example, infrared spectroscopy, which shows absorption attributable to the radical polymerizable group and the amide bond. The amounts of these can also be analyzed from the absorption amount. However, from the viewpoint of easy control of these amounts, it is preferable to use a product produced by mixing a radical polymerizable diol (a1), a specific dicarboxylic acid compound (a3) and a diisocyanate (a2) and polyaddition-reacting the radical polymerizable diol (a1) and the specific dicarboxylic acid (a3) with the diisocyanate (a2). The polyaddition reaction between the diisocyanate compound (a2) and the radically polymerizable diol (a1) and the polyaddition reaction between the diisocyanate compound (a2) and the specific dicarboxylic acid compound (a3) both proceed quantitatively, and therefore, by controlling the value of M a3 /(M a1 + M a3 ), it is possible to control the (average) quantitative ratio of polyurethane bonds and amide bonds contained in the molecule of the polyurethane component (A) and the (average) content of radically polymerizable groups.

ラジカル重合性ジオール(a1)と特定ジカルボン酸化合物(a3)との量比は、効果の観点から、ラジカル重合性ジオール化合物(a1)の使用量(モル):Ma1と特定ジカルボン酸化合物(a3)の使用量(モル):Ma3としたときに、Ma3/(Ma1+Ma3)が0.01~0.5となるようにすることが好ましい。Ma3/(Ma1+Ma3)の値が0.5を超えるとポリウレタン成分内のアミド結合の含有量が増加し、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)がペースト性状では無くなり、粉となってしまい、成型が困難となる。また、上記値が0.01未満となるとポリウレタン成分内のアミド結合の数が低下し、ベタツキ抑制が困難となる。Ma3/(Ma1+Ma3)の値は0.01~0.3、特に0.1~0.3であることが特に好ましい。 From the viewpoint of effectiveness, the ratio of the amount of radical polymerizable diol (a1) to the specific dicarboxylic acid compound (a3) is preferably such that M a3 / (M a1 + M a3 ) is 0.01 to 0.5 when the amount (mol) of the radical polymerizable diol compound (a1) used is M a1 and the amount (mol) of the specific dicarboxylic acid compound (a3) used is M a3 . If the value of M a3 / (M a1 + M a3 ) exceeds 0.5, the content of amide bonds in the polyurethane component increases, and the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) is no longer in a paste state but becomes powder, making molding difficult. In addition, if the value is less than 0.01, the number of amide bonds in the polyurethane component decreases, making it difficult to suppress stickiness. It is particularly preferable that the value of M a3 / (M a1 + M a3 ) is 0.01 to 0.3, particularly 0.1 to 0.3.

ジイソシアネート化合物(a2)使用量(モル):Ma2は、{Ma2/(Ma1+Ma3)}で1モル/モル前後であれば特に制限されないが、一般的には、0.9~1.2モル/モル程度、特に1.0~1.1モル/モルであることが好ましい。 The amount (moles) of the diisocyanate compound (a2) used: M a2 is not particularly limited as long as it is about 1 mol/mol, expressed as {M a2 /(M a1 +M a3 )}, but is generally preferably about 0.9 to 1.2 mol/mol, and particularly preferably 1.0 to 1.1 mol/mol.

以下に、ポリウレタン成分(A)の原料として使用されるラジカル重合性ジオール(a1)、特定ジカルボン酸化合物(a3)及びジイソシアネート(a2)について説明する。 The radically polymerizable diol (a1), specific dicarboxylic acid compound (a3), and diisocyanate (a2) used as raw materials for polyurethane component (A) are described below.

2-2.ラジカル重合性ジオール(a1)
ラジカル重合性ジオール(a1)は、ポリウレタン成分(A)を形成するための原料となる化合物であり、該(a1)が有する2つのヒドロキシル基と、ジイソシアネート化合物(a2)のイソシアネート基とが重付加反応を起こすことにより、ポリウレタン成分(A)におけるウレタン結合が形成される。
2-2. Radical polymerizable diol (a1)
The radically polymerizable diol (a1) is a compound that serves as a raw material for forming the polyurethane component (A). Two hydroxyl groups in (a1) and an isocyanate group in the diisocyanate compound (a2) undergo a polyaddition reaction to form a urethane bond in the polyurethane component (A).

ラジカル重合性ジオール(a1)としては、分子内に少なくとも1つのラジカル重合性基を有し、かつ、2個のヒドロキシル基を有する化合物が特に制限なく使用できる。ここで、ラジカル重合性基とは、ラジカルを発生させる開始剤により反応し、重合する官能基を意味し、具体的には、ビニル基、(メタ)アクリレート基、及び、スチリル基等のラジカル重合性炭素-炭素二重結合を有する基を意味する。 As the radically polymerizable diol (a1), any compound having at least one radically polymerizable group and two hydroxyl groups in the molecule can be used without any particular restrictions. Here, the radically polymerizable group means a functional group that reacts with an initiator that generates radicals and polymerizes, specifically, a group having a radically polymerizable carbon-carbon double bond such as a vinyl group, a (meth)acrylate group, or a styryl group.

ジオール化合物がラジカル重合性基を有することによって重付加反応により形成されるポリウレタン分子の主鎖にラジカル重合性基が導入される。また、硬化工程におけるラジカル重合の際にポリウレタン成分(A)の分子内のラジカル重合性基同士、あるいは、ポリウレタン成分(A)の分子内のラジカル重合性基と非重付加性ラジカル重合性単量体(B)のラジカル重合性基と、が反応して結合を形成することにより架橋が形成される。これにより、硬化体であるポリウレタン系複合材料の耐水性が向上する。 The diol compound has a radical polymerizable group, which introduces the radical polymerizable group into the main chain of the polyurethane molecule formed by the polyaddition reaction. During the radical polymerization in the curing process, the radical polymerizable groups in the polyurethane component (A) react with each other, or with the radical polymerizable groups in the polyurethane component (A) and the non-polyaddition radical polymerizable monomer (B) to form bonds, resulting in crosslinks. This improves the water resistance of the polyurethane composite material, which is the cured product.

生成物であるポリウレタン系複合材料の強度および耐水性の観点から、ラジカル重合性ジオール(a1)の分子内に含まれるラジカル重合性基の数は、1~4であることが好ましく、特に1~2であることが好ましい。ラジカル重合性基の数を4以下とした場合には、ラジカル重合反応時に形成される硬化体の収縮を抑制することがより容易となる。 From the viewpoint of the strength and water resistance of the polyurethane composite material product, the number of radically polymerizable groups contained in the molecule of the radically polymerizable diol (a1) is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 2. When the number of radically polymerizable groups is 4 or less, it becomes easier to suppress the shrinkage of the cured body formed during the radical polymerization reaction.

また、ラジカル重合性ジオール(a1)の分子内に含まれる2つのヒドロキシル基(OH基)間に介在する2価の有機残基において、両末端の(OH基と結合する)炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列の構成原子数(以下、「OH間距離」と称す場合がある)は、2~8であることが好ましく、2~6がより好ましく、2~4であることが特に好ましい。ラジカル重合性ジオール(a1)のOH間距離を上記範囲内とすることにより、重付加反応により得られるラジカル重合性ポリウレタン成分(A)の分子中にラジカル重合性基及びウレタン結合を高密度に導入することができ、ポリウレタン系複合材料の強度を高めることができる。 In addition, in the divalent organic residue between two hydroxyl groups (OH groups) contained in the molecule of the radically polymerizable diol (a1), the number of constituent atoms in the atomic row that connects the carbon atoms (bonded to the OH groups) at both ends in a single row (hereinafter sometimes referred to as the "OH distance") is preferably 2 to 8, more preferably 2 to 6, and particularly preferably 2 to 4. By setting the OH distance of the radically polymerizable diol (a1) within the above range, radically polymerizable groups and urethane bonds can be introduced at a high density into the molecules of the radically polymerizable polyurethane component (A) obtained by the polyaddition reaction, and the strength of the polyurethane composite material can be increased.

なお、2つのOH基間に介在する2価の有機残基とは、各OH基が結合する2つの炭素原子を両末端とする有機残基であり、両末端の炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列とは、前記有機残基の基本骨格を成す、前記2つの炭素原子を両末端とする原子列であって、各構成原子が単結合、二重結合又は三重結合によって(直鎖状に連なって)連結した原子列を意味し、前記2価の有機残基が環構造を有する場合には、分岐する2つのルートの内、鎖長の短い方の原子列がこれに該当することになるが、前記2価の有機残基は環構造を含まないことが好ましい。 The divalent organic residue between two OH groups is an organic residue having two carbon atoms at both ends to which the OH groups are bonded, and the atomic row with the smallest number of constituent atoms among the atomic rows connecting the carbon atoms at both ends in a row means an atomic row having the two carbon atoms at both ends that forms the basic skeleton of the organic residue, in which the constituent atoms are connected (in a straight chain) by single bonds, double bonds, or triple bonds. If the divalent organic residue has a ring structure, the atomic row with the shorter chain length of the two branched routes corresponds to this, but it is preferable that the divalent organic residue does not include a ring structure.

また、2種類以上のラジカル重合性ジオール(a1)を用いる場合、OH間距離は、2種類以上のラジカル重合性ジオール(a1)の平均値として計算された値を意味する。ここで、OH間距離の平均値は、2以上の整数であるn種類のラジカル重合性ジオール(a1)を用いる場合には、各ラジカル重合性ジオール化合物のOH間距離:Dxに、ラジカル重合性ジオール化合物の総モル数に占める各ラジカル重合性ジオール化合物のモル数として定義される各ラジカル重合性ジオールのモル分率(モル/モル):Mxを乗じた積の総和として計算される値を意味する。 When two or more types of radically polymerizable diols (a1) are used, the OH distance means a value calculated as the average value of two or more types of radically polymerizable diols (a1). Here, when n types of radically polymerizable diols (a1), where n is an integer of 2 or more, are used, the average value of the OH distance means a value calculated as the sum of the products obtained by multiplying the OH distance: Dx of each radically polymerizable diol compound by the mole fraction (mol/mol): Mx of each radically polymerizable diol, which is defined as the number of moles of each radically polymerizable diol compound in the total number of moles of the radically polymerizable diol compounds.

ラジカル重合性ジオール(a1)として好適に使用される化合物としては、たとえば、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、エリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルの酸((メタ)アクリル酸やビニル安息香酸)開環物等を挙げることができる。これらは、単独で、又は異なる種類のものを混合して使用することができる。 Examples of compounds suitable for use as the radically polymerizable diol (a1) include trimethylolpropane mono(meth)acrylate, glycerol mono(meth)acrylate, erythritol di(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, and ring-opened products of ethylene glycol diglycidyl ether with acids ((meth)acrylic acid or vinylbenzoic acid). These can be used alone or in combination with different types.

2-3.特定ジカルボン酸(a3)
特定ジカルボン酸(a3)は、ポリウレタン成分(A)を形成するための原料となる化合物であり、該(a3)が有する2つのカルボキシル基と、ジイソシアネート(a2)のイソシアネート基とが重付加反応を起こすことにより、ポリウレタン成分(A)におけるアミド結合が形成される。
2-3. Specific dicarboxylic acid (a3)
The specific dicarboxylic acid (a3) is a compound that serves as a raw material for forming the polyurethane component (A). Two carboxyl groups in (a3) and an isocyanate group in the diisocyanate (a2) undergo a polyaddition reaction to form an amide bond in the polyurethane component (A).

特定ジカルボン酸(a3)としては、分子内に2つのカルボキシル基を有すると共に該2つのカルボキシル基以外に重付加反応に関与する官能基を有さず、且つ、前記2個のカルボキシル基由来の2つのOH基間に介在する2価の有機残基において、両末端の(OH基と結合する)炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列の構成原子数(以下、「ジカルボン酸OH間距離」と称す場合がある。)が2~10であるジカルボン酸化合物が特に制限なく使用できる。 As the specific dicarboxylic acid (a3), any dicarboxylic acid compound can be used without particular restrictions, which has two carboxyl groups in the molecule and no functional groups other than the two carboxyl groups that participate in the polyaddition reaction, and in which, in the divalent organic residue between the two OH groups derived from the two carboxyl groups, the number of constituent atoms in the atomic row that connects the carbon atoms (bonded to the OH groups) at both ends in a single row is 2 to 10 (hereinafter, sometimes referred to as the "dicarboxylic acid OH distance").

ここで、2個のカルボキシル基由来の2つのOH基間に介在する2価の有機残基とは、各OH基が結合する2つの炭素原子を両末端とする有機残基であり、両末端の炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列とは、前記有機残基の基本骨格を成す、前記2つの炭素原子を両末端とする原子列であって、各構成原子が単結合、二重結合又は三重結合によって(直鎖状に連なって)連結した原子列を意味し、前記2価の有機残基が環構造を有する場合には、分岐する2つのルートの内、鎖長の短い方の原子列がこれに該当することになる。例えば、特定ジカルボン酸(a3)がアジピン酸である場合の前記2価の有機残基は-C(=O)-(C-)―(O=)C-となるので、ジカルボン酸OH間距離は6となる。また、イソフタル酸である場合の前記2価の有機残基は-C(=O)-Ph-(O=)C-となり、環構造で2つのルートに分かれるが、-Ph-は、o-フェニレン基なので、鎖長の短い方のルートの原子列の構成原子数である5がジカルボン酸OH間距離となる(因みに、鎖長の長い方のルートの原子列の構成原子数は7である)。 Here, the divalent organic residue between the two OH groups derived from the two carboxyl groups is an organic residue having two carbon atoms at both ends to which the OH groups are bonded, and the atomic row with the smallest number of constituent atoms among the atomic rows connecting the carbon atoms at both ends in a row means an atomic row having the two carbon atoms at both ends that constitute the basic skeleton of the organic residue, in which the constituent atoms are connected (in a straight chain) by single bonds, double bonds, or triple bonds, and when the divalent organic residue has a ring structure, the atomic row with the shorter chain length of the two branched routes corresponds to this. For example, when the specific dicarboxylic acid (a3) is adipic acid, the divalent organic residue is -C(=O)-(C-) 4 -(O=)C-, so the dicarboxylic acid OH distance is 6. In addition, in the case of isophthalic acid, the divalent organic residue is -C(=O)-Ph-(O=)C- and is divided into two routes by the ring structure. However, since -Ph- is an o-phenylene group, the number of constituent atoms in the atomic row of the route with the shorter chain length, 5, becomes the distance between dicarboxylic acid OH groups (incidentally, the number of constituent atoms in the atomic row of the route with the longer chain length is 7).

ジカルボン酸OH間距離は、2~8が好ましく、2~6であることが特に好ましい。前記ジカルボン酸化合物(a3)のジカルボン酸OH間距離を上記範囲内とすることにより、重付加反応により得られるポリウレタン成分(A)の分子中にアミド結合を高密度に導入することができ、第2原料組成物のべたつき抑制を向上させるばかりでなく、ポリウレタン系複合材料の強度を高めることができる。 The distance between the dicarboxylic acid OH groups is preferably 2 to 8, and particularly preferably 2 to 6. By making the distance between the dicarboxylic acid OH groups of the dicarboxylic acid compound (a3) within the above range, amide bonds can be introduced at a high density into the molecules of the polyurethane component (A) obtained by the polyaddition reaction, which not only improves the stickiness suppression of the second raw material composition, but also increases the strength of the polyurethane composite material.

特定ジカルボン酸(a3)は、2つのカルボキシル基(カルボン酸)以外に重付加反応に関与する官能基を有さない必要がある。ここで、2つのカルボキシル基以外に重付加反応に関与する官能基を有さないとは、(a3)が、(a1)と(a2)の重付加反応を阻害せず、且つ、(a3)が有する2つのカルボキシル基と(a2)が有するイソシアネート基との重付加反の以外の反応を起こさないことと同義であり、具体的には、(a3)の分子中に、(前記2つのカルボキシル基に含まれる2つのヒドロキシル基以外の)ヒドロキシル基、アミノ基、(前記2つのカルボキシル基以外の)カルボキシ基、イソシアネート基およびメルカプト基が含まれないことを意味する。 The specific dicarboxylic acid (a3) must not have any functional groups involved in the polyaddition reaction other than the two carboxyl groups (carboxylic acid). Here, not having any functional groups involved in the polyaddition reaction other than the two carboxyl groups is synonymous with (a3) not inhibiting the polyaddition reaction of (a1) and (a2) and not causing any reaction other than the polyaddition reaction between the two carboxyl groups in (a3) and the isocyanate group in (a2). Specifically, it means that the molecule of (a3) does not contain any hydroxyl groups (other than the two hydroxyl groups contained in the two carboxyl groups), amino groups, carboxy groups (other than the two carboxyl groups), isocyanate groups, or mercapto groups.

なお、種類の異なる複数の特定ジカルボン酸化合物(a3)を用いる場合におけるジカルボン酸OH間距離は、2種類以上のジカルボン酸化合物(a3)の平均値として計算された値を意味する。ここで、ジカルボン酸OH間距離の平均値は、2以上の整数であるn種類のジカルボン酸化合物(a3)を用いる場合には、各ジカルボン酸化合物(a3)のジカルボン酸OH間距離:CXに、ジカルボン酸化合物(a3)の総モル数に占める各ジカルボン酸化合物(a3)のモル数として定義される各ジカルボン酸化合物(a3)のモル分率(モル/モル):MXを乗じた積の総和として計算される値を意味する。 The dicarboxylic acid OH distance in the case where different types of specific dicarboxylic acid compounds (a3) are used means a value calculated as the average value of two or more types of dicarboxylic acid compounds (a3). Here, when n types of dicarboxylic acid compounds (a3), where n is an integer of 2 or more, are used, the average value of the dicarboxylic acid OH distance means a value calculated as the sum of the products obtained by multiplying the dicarboxylic acid OH distance: CX of each dicarboxylic acid compound (a3) by the molar fraction (mol/mol): MX of each dicarboxylic acid compound (a3), which is defined as the number of moles of each dicarboxylic acid compound (a3) in the total number of moles of the dicarboxylic acid compounds (a3).

特定ジカルボン酸(a3)として好適に使用される化合物としては、例えば、ヘキサデカフルオロセバシン酸、ジヒドロムコン酸、2,5-フランジカルボン酸、1,3-アセトンジカルボン酸、アジピン酸、4-シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、イタコン酸が挙げられる。 Examples of compounds that are suitable for use as the specific dicarboxylic acid (a3) include hexadecafluorosebacic acid, dihydromuconic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, 1,3-acetonedicarboxylic acid, adipic acid, 4-cyclohexanedicarboxylic acid, isophthalic acid, and itaconic acid.

2-4.ジイソシアネート(a2)
ジイソシアネート(a2)は、前記ラジカル重合性ジオール(a1)及び前記特定ジカルボン酸(a3)と同様にポリウレタン成分(A)を形成するための成分であり、これらが重付加反応を起こすことにより、ポリウレタン成分(A)が形成される。
2-4. Diisocyanate (a2)
The diisocyanate (a2) is a component for forming the polyurethane component (A), similar to the radically polymerizable diol (a1) and the specific dicarboxylic acid (a3), and the polyurethane component (A) is formed by a polyaddition reaction between them.

ジイソシアネート(a2)としては1分子中に2個のイソシアネート基を有する化合物が特に限定されず使用できる。 As diisocyanate (a2), any compound having two isocyanate groups in one molecule can be used without any particular limitation.

ジイソシアネート(a2)として好適に使用される化合物としては、たとえば、1,3-ビス(2-イソシアナト-2-プロピル)ベンゼン、2,2-ビス(4-イソシアナトフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、4,4‘-ジイソシアン酸メチレンジフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4‘-ジイソシアナトビフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3,3‘-ジメチルビフェニル、ジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアナート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアナート、ノルボルナンジイソシアネート、ジイソシアン酸イソホロン、1,5-ジイソシアナトナフタレン、ジイソシアン酸1,3-フェニレン、トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、トリレン-2,4-ジイソシアナート、トリレン-2,6-ジイソシアナート、m-キシリレンジイソシアナートなどを挙げることができる。 Examples of compounds that can be suitably used as diisocyanate (a2) include 1,3-bis(2-isocyanato-2-propyl)benzene, 2,2-bis(4-isocyanatophenyl)hexafluoropropane, 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 4,4'-methylenediphenyldiisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethylbiphenyl, and dicyclohexyl. Examples include diisocyanate such as dihexylmethane 4,4'-diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, norbornane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,5-diisocyanatonaphthalene, 1,3-phenylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate, tolylene-2,6-diisocyanate, and m-xylylene diisocyanate.

これらの中でも、ジイソシアネート(a2)としては、得られる第2原料組成物の流動性と得られるポリウレタン系複合材料の強度との観点から分子内にフェニル基を有するジイソシアネート(a2)が好ましい。 Among these, diisocyanate (a2) having a phenyl group in the molecule is preferred from the viewpoints of the fluidity of the resulting second raw material composition and the strength of the resulting polyurethane composite material.

2-5.非重付加性ラジカル重合性単量体(B)
非重付加性ラジカル重合性単量体(B)は、分子内に、少なくとも1つのラジカル重合性基を有し、かつ、ラジカル重合性基ジオール化合物(a1)、特定ジカルボン酸(a3)、およびジイソシアネート(a2)の何れとも重付加反応を起こさない化合物である。ここで、これら(a1)~(a3)の何れとも重付加反応を起こさないとは、(a2)と重付加反応を起こし得る基及び(a1)又は(a2)と重付加反応を起こし得る基の何れも分子内に有しないことを意味する。具体的には、(前者の基である)ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシ基およびメルカプト基、並びに(後者の基である)イソシアネート基を分子内に含まないことを意味する。
2-5. Non-polyaddition radically polymerizable monomer (B)
The non-polyaddition radical polymerizable monomer (B) is a compound having at least one radical polymerizable group in the molecule, and not undergoing a polyaddition reaction with any of the radical polymerizable group diol compound (a1), the specific dicarboxylic acid (a3), and the diisocyanate (a2). Here, not undergoing a polyaddition reaction with any of (a1) to (a3) means that the monomer does not have any group capable of undergoing a polyaddition reaction with (a2) or any group capable of undergoing a polyaddition reaction with (a1) or (a2) in the molecule. Specifically, it means that the monomer does not contain a hydroxyl group, an amino group, a carboxy group, or a mercapto group (the former group), or an isocyanate group (the latter group) in the molecule.

また、非重付加性ラジカル重合性単量体(B)が有するラジカル重合性基としては、ラジカル重合性ジオール(a1)が有するラジカル重合性基と同様の基を挙げることができる。中でも(メタ)アクリレート基および/または(メタ)アクリルアミド基が好ましく、また、ラジカル重合性ジオール(a1)が有するラジカル重合性基と同一の分子構造を持つ基であることが好ましい。 The radical polymerizable group possessed by the non-polyaddition radical polymerizable monomer (B) may be the same as the radical polymerizable group possessed by the radical polymerizable diol (a1). Among them, a (meth)acrylate group and/or a (meth)acrylamide group is preferred, and a group having the same molecular structure as the radical polymerizable group possessed by the radical polymerizable diol (a1) is also preferred.

非重付加性ラジカル重合性単量体(B)の分子内に含まれるラジカル重合性基の数は、架橋の形成し易さの観点から、2~6個であることが好ましく、2~4個であることがより好ましい。ラジカル重合性基の数を2個以上とすることにより、架橋密度をより大きくできるため、十分な強度を有する硬化体を得ることがより容易になる。また、ラジカル重合性基の数を6個以下とすることにより、硬化時の収縮を抑制することがより容易になる。また、非重付加性ラジカル重合性単量体(B)は室温(すなわち25℃)で液体であることが好ましい。 From the viewpoint of ease of forming crosslinks, the number of radically polymerizable groups contained in the molecule of the non-polyaddition radically polymerizable monomer (B) is preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 4. By making the number of radically polymerizable groups 2 or more, the crosslink density can be increased, making it easier to obtain a cured product with sufficient strength. Furthermore, by making the number of radically polymerizable groups 6 or less, it becomes easier to suppress shrinkage during curing. Furthermore, it is preferable that the non-polyaddition radically polymerizable monomer (B) is a liquid at room temperature (i.e., 25°C).

非重付加性ラジカル重合性単量体(B)の粘度は特に制限されないが、室温において1mPa・s~1000mPa・sの範囲であることが好ましく、1mPa・s~100mPa・sの範囲であることがより好ましい。 The viscosity of the non-polyaddition radically polymerizable monomer (B) is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 mPa·s to 1000 mPa·s at room temperature, and more preferably in the range of 1 mPa·s to 100 mPa·s.

非重付加性ラジカル重合性単量体(B)としては、ポリウレタン成分(A)を分散させやすいという観点から、下記式構造式(1)で表される重合性単量体を含むことが好ましい。 From the viewpoint of facilitating dispersion of the polyurethane component (A), the non-polyaddition radical polymerizable monomer (B) preferably contains a polymerizable monomer represented by the following structural formula (1):

なお、構造式(1)中、R11及びR12は水素原子又はメチル基を意味し、nは1~10の整数、好ましくは1~3の整数を意味する。 In the structural formula (1), R 11 and R 12 represent a hydrogen atom or a methyl group, and n 1 represents an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 3.

非重付加性ラジカル重合性単量体(B)として好適に使用できる化合物としては、たとえば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカノール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの中でも、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、が特に好ましい。 Examples of compounds that can be suitably used as the non-polyaddition radically polymerizable monomer (B) include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tricyclodecanol (meth)acrylate, trimethylolpropane (meth)acrylate, pentaerythritol (meth)acrylate, ditrimethylolpropane (meth)acrylate, dipentaerythritol (meth)acrylate, etc. Among these, ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, and triethylene glycol di(meth)acrylate are particularly preferred.

2-6.熱ラジカル重合開始剤(C)
熱ラジカル重合開始剤(C)は、ラジカル重合反応を開始する機能を有し、ラジカル重合性基同士を反応させて結合させることにより、第2原料組成物を重合硬化させると共に架橋点を形成させる機能を有する。本発明の製造方法では、ポリウレタン系重合性組成物を加熱して重合させるため、熱ラジカル重合開始剤(C)を使用する。熱ラジカル重合開始剤の使用に特に制限はないが、所定の温度に加熱された第2原料組成物中でラジカル重合が起こらないようにするために、熱重合開始剤としては、10時間半減期温度:T10が60℃以上であるものを使用することが好ましい。T10の上限温度は、特に限定されないが、通常は150℃である。流動性等の観点からT10が70~120℃、特に80~100℃の範囲であるものを使用することが好適である。ここで、10時間半減期温度:T10とは、熱重合開始剤の存在量が、初期から10時間経過後に初期の半分に減ずる温度のことであり、熱重合開始剤の反応性を表す指標として用いられる。好適に使用できる熱ラジカル重合開始剤を具体的に例示すると、ベンゾイルパーオキサイドやtert-ブチルパーオキシラウレートなどのような過酸化物開始剤、アゾビスブチロニトリルなどのようなアゾ系の開始剤などを挙げることができる。これら熱重合開始剤は、単独で用いても、2種以上を混合して使用してもよい。
2-6. Thermal radical polymerization initiator (C)
The thermal radical polymerization initiator (C) has a function of initiating a radical polymerization reaction, and by reacting and bonding radically polymerizable groups with each other, the second raw material composition is polymerized and cured, and a crosslinking point is formed. In the manufacturing method of the present invention, the thermal radical polymerization initiator (C) is used in order to heat and polymerize the polyurethane-based polymerizable composition. There is no particular restriction on the use of the thermal radical polymerization initiator, but in order to prevent radical polymerization from occurring in the second raw material composition heated to a predetermined temperature, it is preferable to use a thermal polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature: T 10 of 60° C. or higher. The upper limit temperature of T 10 is not particularly limited, but is usually 150° C. From the viewpoint of fluidity, etc., it is preferable to use a thermal polymerization initiator having a T 10 in the range of 70 to 120° C., particularly 80 to 100° C. Here, the 10-hour half-life temperature: T 10 is the temperature at which the amount of the thermal polymerization initiator present is reduced to half of the initial amount after 10 hours have passed from the initial time, and is used as an index representing the reactivity of the thermal polymerization initiator. Specific examples of suitable thermal radical polymerization initiators include peroxide initiators such as benzoyl peroxide and tert-butyl peroxylaurate, and azo initiators such as azobisbutyronitrile, etc. These thermal polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

2-7.充填材(D)
充填材(D)は、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)内で分散して、ポリウレタン成分(A)と非重付加性ラジカル重合性単量体(B)との重合体と複合化することにより、ポリウレタン系複合材料の機械的強度、耐摩耗性および耐水性等の物性を向上させる機能を有する。
2-7. Filler (D)
The filler (D) is dispersed in the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) to form a polymer of the polyurethane component (A) and the non-polyaddition type radically polymerizable monomer (B). By forming a composite material, it has the function of improving the physical properties such as mechanical strength, abrasion resistance, and water resistance of the polyurethane composite material.

充填材(D)としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、あるいは、それらの複合酸化物、ガラス等の無機充填材を用いることが好ましい。このような、無機充填材を具体的に例示すれば、非晶質シリカ、シリカ-ジルコニア、シリカ-チタニア、シリカ-チタニア-ジルコニア、石英、アルミナなどの球形状粒子あるいは不定形状粒子を挙げることができる。なお、本発明の製造方法により製造されたポリウレタン系複合材料を歯科材料として利用する場合、充填材(D)としては、シリカ、チタニア、ジルコニア、あるいは、それらの複合酸化物を用いることが好ましく、シリカ、あるいは、その複合酸化物であることが特に好ましい。これらの無機充填材は、口腔内環境において溶解のおそれがなく、透明性や審美性を制御しやすいためである。 As the filler (D), it is preferable to use inorganic fillers such as silica, alumina, titania, zirconia, or composite oxides thereof, glass, etc. Specific examples of such inorganic fillers include spherical particles or irregular particles such as amorphous silica, silica-zirconia, silica-titania, silica-titania-zirconia, quartz, and alumina. When the polyurethane composite material produced by the production method of the present invention is used as a dental material, it is preferable to use silica, titania, zirconia, or composite oxides thereof as the filler (D), and silica or composite oxides thereof are particularly preferable. This is because these inorganic fillers are not likely to dissolve in the oral cavity environment, and their transparency and aesthetics are easy to control.

充填材(D)の形状は、特に限定されず、目的のポリウレタン系複合材料の用途に応じて適宜選択することができるが、たとえば、耐摩耗性、表面滑沢性、光沢持続性に特に優れたポリウレタン系複合材料が得られる観点からは、球形状であることが好適である。また、球形状の充填材(D)を分散含有するポリウレタン系複合材料は歯科用途においても特に好適である。ここでいう球形状とは、走査型あるいは透過型の電子顕微鏡の撮影像の画像解析において求められる平均均斉度が0.6以上であることを意味する。平均均斉度は0.7以上であることがより好ましく、0.8以上であることが更に好ましい。平均均斉度は、走査型あるいは透過型の電子顕微鏡の撮影像の画像解析において、N個(通常40個以上、好ましくは100個以上)の粒子の夫々について、最大径である長径(L)および長径(L)に直交する短径(B)を測定して、その比(B/L)求め、その総和(ΣB/L)をNで除することにより算出することができる。 The shape of the filler (D) is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended use of the polyurethane composite material. For example, a spherical shape is preferable from the viewpoint of obtaining a polyurethane composite material that is particularly excellent in abrasion resistance, surface smoothness, and gloss retention. In addition, polyurethane composite materials containing spherical fillers (D) dispersed therein are particularly suitable for dental use. The spherical shape here means that the average uniformity obtained in image analysis of images taken with a scanning or transmission electron microscope is 0.6 or more. The average uniformity is more preferably 0.7 or more, and even more preferably 0.8 or more. The average uniformity can be calculated by measuring the long diameter (L) and the short diameter (B) perpendicular to the long diameter (L) for each of N particles (usually 40 or more, preferably 100 or more) in image analysis of images taken with a scanning or transmission electron microscope, determining the ratio (B/L), and dividing the sum (ΣB/L) by N.

充填材(D)の平均粒子径は、耐摩耗性、表面滑沢性、光沢持続性の観点から0.001μm~100μmであることが好ましく、0.01μm~10μmであることがより好ましい。また、ポリウレタン系複合材料中における充填材(D)の含有率を向上させやすいという点から、複数の粒径を有する充填材(D)を用いることが好ましい。具体的には、0.001μm~0.1μmの粒径と0.1μm~100μmの粒径を組み合わせることが好ましく、0.01μm~0.1μmの粒径と0.1μm~10μmの粒径を組み合わせることがより好ましい。 From the viewpoints of abrasion resistance, surface smoothness, and gloss durability, the average particle size of the filler (D) is preferably 0.001 μm to 100 μm, and more preferably 0.01 μm to 10 μm. In addition, it is preferable to use a filler (D) having multiple particle sizes, since it is easier to increase the content of the filler (D) in the polyurethane composite material. Specifically, it is preferable to combine a particle size of 0.001 μm to 0.1 μm with a particle size of 0.1 μm to 100 μm, and it is more preferable to combine a particle size of 0.01 μm to 0.1 μm with a particle size of 0.1 μm to 10 μm.

充填材(D)としては、ポリウレタン系複合材料の機械的強度や耐水性を向上させるために、表面処理を行ったものを使用することが好ましい。表面処理剤としては、一般的にシランカップリング剤が用いられ、特にシリカをベースとする無機粒子系の充填材(D)に対しては、シランカップリング剤による表面処理の効果が高い。シランカップリング剤として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、等が好適に用いられる。 It is preferable to use a filler (D) that has been surface-treated in order to improve the mechanical strength and water resistance of the polyurethane composite material. A silane coupling agent is generally used as the surface treatment agent, and the effect of surface treatment with a silane coupling agent is particularly high for silica-based inorganic particle filler (D). Suitable silane coupling agents include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, and the like.

3.ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)の組成について
前記ラジカル重合性原料組成物においては、該原料組成物に含まれる前記ポリウレタン成分(A)の含有量をAr(質量部)とし、前記重合性単量体(B)の含有量をBr(質量部)としたときに、
式:Rr(質量%)={Br/(Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rrを5~80質量%である必要がある。
3. Composition of the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) In the radically polymerizable raw material composition, when the content of the polyurethane component (A) contained in the raw material composition is Ar (parts by mass) and the content of the polymerizable monomer (B) is Br (parts by mass),
Formula: Rr (mass%) = {Br/(Ar+Br)}×100
The polymerizable monomer blending ratio Rr defined by the following formula must be 5 to 80 mass %.

Rrが5質量%未満の場合には均一な架橋構造導入ポリウレタン系複合材料を得ることが困難となり、80質量%を超える場合には強度を有したポリウレタン系複合材料を得ることが困難となる。ポリウレタン系複合材料の強度維持と均一な架橋構造導入ポリウレタン系複合材料とをよりバランス良く両立させる観点から、Rrは7~50質量%であることが好ましく、10~30質量%であることが特に好ましい。 If Rr is less than 5% by mass, it is difficult to obtain a polyurethane composite material with a uniform crosslinked structure, and if it exceeds 80% by mass, it is difficult to obtain a polyurethane composite material with sufficient strength. From the viewpoint of achieving a better balance between maintaining the strength of the polyurethane composite material and obtaining a polyurethane composite material with a uniform crosslinked structure, Rr is preferably 7 to 50% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass.

また、ラジカル重合性原料組成物を、前記第1原料組成物とジイソシアネート化合物(a2)とを混合して調製した第2原料組成物とする場合には、(a1)及び/或いは(a3)又は(a2)が未反応で第2原料組成物中に残存する場合がある。このため、前記第2原料組成物に含まれる前記各成分の含有量(質量部)を、夫々、前記ポリウレタン成分(A)の含有量:Ar、前記重合性単量体(B)の含有量:Br、前記ジオール化合物(a1)の含有量:a1r、前記ジイソシアネート化合物(a2)の含有量:a2r、及び前記ジカルボン酸化合物(a3)の含有量:a3rとしたときに、
式:Rr´={Br/(a1r+a2r+a3r+Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rr´を5~80質量%とする、ことが好ましい。
In addition, when the radical polymerizable raw material composition is a second raw material composition prepared by mixing the first raw material composition with a diisocyanate compound (a2), (a1) and/or (a3) or (a2) may remain unreacted in the second raw material composition. Therefore, when the contents (parts by mass) of each of the components contained in the second raw material composition are respectively the content of the polyurethane component (A): Ar, the content of the polymerizable monomer (B): Br, the content of the diol compound (a1): a1r, the content of the diisocyanate compound (a2): a2r, and the content of the dicarboxylic acid compound (a3): a3r,
Formula: Rr'={Br/(a1r+a2r+a3r+Ar+Br)}×100
It is preferable that the polymerizable monomer blending ratio Rr′ defined by the following formula is 5 to 80 mass %.

熱ラジカル重合開始剤(C)の使用量は、その種類に応じて適宜決定すればよいが、通常、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)に含まれる(A)及び(B)並びに(a1)~(a3)が残存する場合のこれらの総質量を基準として0.005質量%~5.0質量%の範囲であることが好ましく、0.01質量%~3.0質量%の範囲であることがより好ましい。 The amount of thermal radical polymerization initiator (C) used may be determined appropriately depending on the type of initiator, but is usually preferably in the range of 0.005% to 5.0% by mass, and more preferably in the range of 0.01% to 3.0% by mass, based on the total mass of (A) and (B) and (a1) to (a3) remaining in the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition).

充填材(D)の使用量は、目的とするポリウレタン系複合材料の強度等の物性に応じて適宜決定すればよいが、ポリウレタン系複合材料の高強度化の観点から、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)の質量を基準とする質量%(以下、単に「充填率」と称す場合がある。)で表して、60質量%~80質量%であることが好ましく、65質量%~75質量%がより好ましい。また、本実施形態のポリウレタン系複合材料の製造方法により製造されたポリウレタン系複合材料を歯科切削加工用材料として使用する場合の充填率は65質量%~75質量%であることがより好ましい。
ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)は、以上に説明した必須成分の他に、その他の各種の添加剤を配合しても良い。各種添加剤としては、重合禁止剤、蛍光剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、抗菌材、X線造影剤など挙げることができ、その添加量は所望の目的に応じて適宜決定すればよい。
The amount of filler (D) used may be appropriately determined depending on the physical properties such as the strength of the target polyurethane composite material, but from the viewpoint of increasing the strength of the polyurethane composite material, the amount is preferably 60% by mass to 80% by mass, more preferably 65% by mass to 75% by mass, expressed in mass % based on the mass of the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) (hereinafter, sometimes simply referred to as "filling rate"). Furthermore, when the polyurethane composite material produced by the method for producing a polyurethane composite material of this embodiment is used as a dental cutting material, the filling rate is more preferably 65% by mass to 75% by mass.
The radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) may contain various other additives in addition to the essential components described above. Examples of the various additives include polymerization inhibitors, fluorescent agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, pigments, antibacterial agents, X-ray contrast agents, etc., and the amounts of the additives may be appropriately determined depending on the desired purpose.

4.ラジカル重合性原料組成物調製工程
ラジカル重合性原料組成物では、前記した各成分を戦記した組成となるように混合すればよい。
4. Radically Polymerizable Raw Material Composition Preparation Step The radically polymerizable raw material composition may be prepared by mixing the above-mentioned components to obtain the above-described composition.

また、ラジカル重合性原料組成物を、前記第1原料組成物とジイソシアネート化合物(a2)とを混合して調製した第2原料組成物とする場合には、以下に示す第1原料組成物調製工程と第2原料組成物調製工程を経て調製することが好ましい。 When the radically polymerizable raw material composition is a second raw material composition prepared by mixing the first raw material composition with a diisocyanate compound (a2), it is preferable to prepare the second raw material composition through the first raw material composition preparation step and the second raw material composition preparation step described below.

4-1.第1原料組成物調製工程
第1原料組成物調製工程では、ラジカル重合性ジオール(a1);特定ジカルボン酸(a3);非重付加性ラジカル重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含む第1原料組成物を調製する。
4-1. First raw material composition preparation step In the first raw material composition preparation step, a first raw material composition is prepared, which contains the radical polymerizable diol (a1); the specific dicarboxylic acid (a3); the non-polyaddition type radical polymerizable monomer (B); the thermal radical polymerization initiator (C); and the filler (D).

これら各成分の配合量は、ジイソシアネート化合物(a2)とラジカル重合性ジオール(a1)との重付加反応及びジイソシアネート化合物(a2)と特定ジカルボン酸化合物(a3)との重付加反応は、何れも定量的に進行することを前提として、目的とするラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)の組成に応じて決定すればよい。なお、任意成分を配合する場合の任意成分も第一原料組成物に配合することが好ましい。第1原料組成物には、任意成分として、必要であれば重付加反応を促進する触媒がさらに含まれていてもよいが、重付加反応を促進する触媒が含まれていなくてもよい。重付加反応を促進する触媒としては、たとえば、オクチル酸錫や二酢酸ジブチル錫などを例示できる。 The amount of each of these components may be determined according to the composition of the intended radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) on the premise that the polyaddition reaction between the diisocyanate compound (a2) and the radically polymerizable diol (a1) and the polyaddition reaction between the diisocyanate compound (a2) and the specific dicarboxylic acid compound (a3) proceeds quantitatively. In addition, it is preferable to add the optional component to the first raw material composition. The first raw material composition may further contain a catalyst that promotes the polyaddition reaction as an optional component if necessary, but may not contain a catalyst that promotes the polyaddition reaction. Examples of catalysts that promote the polyaddition reaction include tin octylate and dibutyltin diacetate.

第1原料組成物の調整に際しては、これを構成する全ての成分を一度に混合して調製してもよく、第1原料組成物を構成する一部の成分を混合した混合物を調製した後に、第1原料組成物を構成する残りの成分を添加・混合して調製してもよい。第1原料組成物の調製に際して、各成分を混合する際の混合方法は特に限定されず、マグネチックスターラー、ライカイ機、プラネタリーミキサー、遠心混合機等を用いた方法が適宜使用される。 When preparing the first raw material composition, all of the components constituting the first raw material composition may be mixed at once, or a mixture of some of the components constituting the first raw material composition may be prepared, and then the remaining components constituting the first raw material composition may be added and mixed. When preparing the first raw material composition, the method for mixing the components is not particularly limited, and a method using a magnetic stirrer, a mortar and pestle mixer, a planetary mixer, a centrifugal mixer, or the like may be used as appropriate.

充填材(D)を均一に分散させやすいという理由から、ラジカル重合性ジオール(a1)、特定ジカルボン酸(a3)、非重付加性ラジカル重合性単量体(B)及びラジカル重合開始剤(C)を先に混合し、得られた混合組成物に充填材(D)を添加して混合することにより第1原料組成物を調製することが好ましい。このようにして調製された第1原料組成物は、脱泡処理を施し、内部に含まれる気泡を無くしておくことが好ましい。脱泡の方法としては公知の方法が用いられ、加圧脱泡、真空脱泡、遠心脱泡等の方法を任意に用いることができる。 Because it is easy to uniformly disperse the filler (D), it is preferable to first mix the radically polymerizable diol (a1), the specific dicarboxylic acid (a3), the non-polyaddition radically polymerizable monomer (B) and the radical polymerization initiator (C), and then add the filler (D) to the resulting mixed composition and mix to prepare the first raw material composition. It is preferable to subject the first raw material composition prepared in this way to a degassing treatment to remove any air bubbles contained therein. As a degassing method, a known method can be used, and any method such as pressurized degassing, vacuum degassing, or centrifugal degassing can be used.

4-2.第2原料組成物調製工程
第2原料組成物調製工程では、前記第1原料組成物調製工程で得られた第1原料組成物とジイソシアネート化合物(a2)とを混合して前記ジオール化合物(a1)及び前記ジカルボン酸化合物(a3)と、該ジイソシアネート化合物(a2)と、を重付加反応させることにより、前記ポリウレタン成分(A)を形成させる。このとき使用するジイソシアネート化合物(a2)の量は、前記{Ma2/(Ma1+Ma3)}が0.9~1.2モル/モル、特に1.0~1.1モル/モルとなるようにすればよい。
4-2. Second raw material composition preparation step In the second raw material composition preparation step, the first raw material composition obtained in the first raw material composition preparation step is mixed with a diisocyanate compound (a2) to cause a polyaddition reaction between the diol compound (a1) and the dicarboxylic acid compound (a3) and the diisocyanate compound (a2), thereby forming the polyurethane component (A). The amount of the diisocyanate compound (a2) used at this time may be such that the {M a2 /(M a1 +M a3 )} is 0.9 to 1.2 mol/mol, particularly 1.0 to 1.1 mol/mol.

重付加反応は、第1原料組成物とジイソシアネート(a2)を混合すると同時に、あるいは、第1原料組成物とジイソシアネート(a2)を混合後に必要に応じて加熱することにより開始される。重付加反応は、ラジカル重合性ジオール化合物(a1)及び特定ジカルボン酸(a3)、又はジイソシアネート(a2)のいずれかが重付加反応により実質的に消費し尽くされるまで重付加反応を進行させるように、言い換えれば、重付加反応の進行度が最大値(飽和値)近傍となるまで、実施する。このとき、第1原料組成物に含まれる熱ラジカル重合開始剤(C)の10時間半減期温度:T10よりも低い反応温度で重付加反応を行うことが好ましく、T10よりも80℃~20℃低い温度、特に70℃~30℃低い温度に保った状態で重付加反応を行うことが特に好ましい。なお、第2原料組成物調製工程においては、上記したような方法を採用しても不可避的に僅かながら生じるラジカル重合反応は許容される。 The polyaddition reaction is started by heating the first raw material composition and the diisocyanate (a2) simultaneously or after mixing the first raw material composition and the diisocyanate (a2) as necessary. The polyaddition reaction is carried out so that the radical polymerizable diol compound (a1) and the specific dicarboxylic acid (a3), or the diisocyanate (a2) are substantially consumed by the polyaddition reaction, in other words, until the progress of the polyaddition reaction reaches near the maximum value (saturation value). At this time, it is preferable to carry out the polyaddition reaction at a reaction temperature lower than the 10-hour half-life temperature: T 10 of the thermal radical polymerization initiator (C) contained in the first raw material composition, and it is particularly preferable to carry out the polyaddition reaction at a temperature maintained at 80°C to 20°C lower than T 10 , particularly 70°C to 30°C lower. In addition, in the second raw material composition preparation step, even if the above-mentioned method is adopted, a small amount of radical polymerization reaction is unavoidably caused.

反応時間は反応温度により異なり、例えば(1)反応温度が30℃以上50℃未満であれば60時間以上が好ましく、72時間以上がより好ましく、(2)加熱温度が50℃以上80℃未満であれば24時間以上が好ましく、36時間以上がより好ましく、(3)加熱温度が80℃以上であれば15時間以上が好ましく、24時間以上がより好ましい。なお、上記(1)~(3)に示すケースにおいて、加熱時間の上限値は特に限定されるものではないが、生産性などの実用上の観点からは120時間以下が好ましい。 The reaction time varies depending on the reaction temperature. For example, (1) if the reaction temperature is 30°C or higher and lower than 50°C, it is preferably 60 hours or more, and more preferably 72 hours or more; (2) if the heating temperature is 50°C or higher and lower than 80°C, it is preferably 24 hours or more, and more preferably 36 hours or more; and (3) if the heating temperature is 80°C or higher, it is preferably 15 hours or more, and more preferably 24 hours or more. In the cases shown in (1) to (3) above, the upper limit of the heating time is not particularly limited, but from the practical viewpoint of productivity and the like, 120 hours or less is preferable.

第2原料組成物を調製する際に、各成分を混合するために用いる混合手段は特に限定されず公知の混合手段が適宜利用できる。このような混合手段としては、たとえば、マグネチックスターラー、ライカイ機、プラネタリーミキサー、遠心混合機等を挙げることができる。また、混合中の組成物への気泡の混入を避けるために、加圧条件下、および/または、真空条件下で混合してもよい。 When preparing the second raw material composition, the mixing means used to mix the components is not particularly limited, and any known mixing means can be used as appropriate. Examples of such mixing means include a magnetic stirrer, a mortar and pestle mixer, a planetary mixer, and a centrifugal mixer. In order to prevent air bubbles from being mixed into the composition during mixing, the components may be mixed under pressurized and/or vacuum conditions.

5.硬化工程
硬化工程では、前記ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)を加熱して硬化させる。切削加工等の後加工を特に行うことなく、モールド形状に応じた形状を有する成形体を得ることができるという理由から、硬化工程は、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)をモールドに充填して行うことが好ましい。
In the curing step, the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) is heated and cured. The curing step is preferably carried out by filling a mold with the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition), because a molded product having a shape corresponding to the mold shape can be obtained without performing any post-processing such as cutting.

前記ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)が常温で流動性を有する場合はそのままモールドに充填して加熱重合による硬化を行えば良いが、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)におけるRr(Rr´)が20質量%未満、特に15質量%以下である場合には、第2原料組成物は流動性を失い、固体のような状態となり、場合によっては液体成分である非重付加性ラジカル重合性単量体(B)が分離して偏在する等によって均一性も低下する。このような場合には、前記熱ラジカル重合開始剤(C)としてその10時間半減期温度;T10が60℃以上であるものを使用し、前記ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)の温度を40℃以上で且つ前記熱ラジカル重合開始剤(C)のT10よりも15℃低い温度以下の温度に保持した状態で、モールド内に充填した後に、前記熱ラジカル重合開始剤(C)のT10よりも10℃低い温度~T10よりも25℃高い温度に加熱してラジカル重合を行うことによりポリウレタン系複合材料成形体を得ることが好ましい。こうすることにより、前記ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)を均一な流動性ペースト状でモールドに充填し、均一性を保ったままの状態でラジカル重合を行うので、均一な架橋構造導入ポリウレタン系複合材料からなる成形体を効率的に得ることが可能となる。 When the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) has fluidity at room temperature, it may be filled into a mold as is and cured by thermal polymerization. However, when Rr (Rr') in the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) is less than 20 mass%, particularly 15 mass% or less, the second raw material composition loses fluidity and becomes in a solid-like state, and in some cases, the non-polyaddition-type radically polymerizable monomer (B), which is a liquid component, separates and is unevenly distributed, thereby reducing uniformity. In such a case, it is preferable to use a thermal radical polymerization initiator (C) having a 10-hour half-life temperature; T10 of 60°C or higher, fill the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) into a mold while maintaining the temperature at 40°C or higher and at a temperature not higher than 15°C lower than the T10 of the thermal radical polymerization initiator (C), and then heat the composition to a temperature 10°C lower than the T10 of the thermal radical polymerization initiator (C) to a temperature 25°C higher than the T10 to perform radical polymerization, thereby obtaining a polyurethane composite material molded body. In this way, the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) is filled into the mold in a uniform, fluid paste state, and radical polymerization is performed while maintaining uniformity, making it possible to efficiently obtain a molded body made of a polyurethane composite material having a uniform crosslinked structure introduced therein.

より均一にペースト状態に変化させることができる点から、熱ラジカル重合開始剤(C)として10時間半減期温度:T10が70~120℃、特に80~100℃の範囲であるものを使用し、モールド充填前に前記第2原料組成物を保持する温度(加熱温度)を、45℃~T10より15℃低い温度、特に50℃~T10より20℃低い温度とすることが好ましい。このような温度範囲、好ましくはこのような温度範囲内であって150℃を超えない温度に制御することにより、急激なラジカル重合の進行による歪やクラックの発生を防止しながら工業的に許容できる十分な速度で重合硬化を行うことができる。 From the viewpoint of being able to change the state into a paste more uniformly, it is preferable to use a thermal radical polymerization initiator (C) having a 10-hour half-life temperature: T10 in the range of 70 to 120° C., particularly 80 to 100° C., and to set the temperature (heating temperature) at which the second raw material composition is held before filling into the mold to 45° C. to a temperature 15° C. lower than T10 , particularly 50° C. to a temperature 20° C. lower than T10 . By controlling the temperature within this range, preferably within this range but not exceeding 150° C., polymerization and curing can be carried out at a sufficiently fast rate that is industrially acceptable, while preventing the occurrence of distortion or cracks due to the rapid progress of radical polymerization.

モールド充填前に前記ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)を保持する温度(加熱温度)に保持する方法としては、局所的に高温になることを避けるために、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)保持した容器を所定の温度に保持された雰囲気中に置く方法、所定の温度に保持された熱媒体(液体やプレートなどの個体)と接触させる方法などが好適に採用できる。所定の温度に保持する時間は(保持期間中に置けるラジカル重合により)モールド充填に悪影響を与えない範囲であれば良く、所定の温度に達してから、通常は5分~数時間、好ましくは10~60分の範囲である。なお、前記した温度に保持することにより、特に撹拌等の操作を行わなくてもラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)は均一な状態となるが、内部に気泡等が残らないようにすれば、撹拌操作を行ってもよい。 As a method for holding the temperature (heating temperature) at which the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) is to be held before filling the mold, a method of placing the container holding the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) in an atmosphere held at a predetermined temperature, or a method of contacting the container with a heat medium (liquid, plate, or other solid) held at a predetermined temperature, can be suitably adopted in order to avoid localized high temperatures. The time for holding the predetermined temperature may be within a range that does not adversely affect mold filling (due to radical polymerization during the holding period), and is usually within a range of 5 minutes to several hours, preferably 10 to 60 minutes, after the predetermined temperature is reached. By holding the composition at the above temperature, the radical polymerizable raw material composition (second raw material composition) becomes homogeneous without any special operation such as stirring, but stirring may be performed as long as no air bubbles remain inside.

硬化工程で使用するモールド(成形型)としては、目的とする成形体の形状に応じたキャビティーを有するものが適宜使用できる。その材質は、ラジカル重合を行う際の温度や圧力に耐え得るものであれば特に制限されず、金属やセラミックス、樹脂の材料を用いることができる。具体的には、SUSやポリプロピレン、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレンなどからなるものが好適に使用できる。 As the mold (forming tool) used in the curing process, any mold having a cavity corresponding to the shape of the desired molded product can be used. There are no particular restrictions on the material, so long as it can withstand the temperature and pressure during radical polymerization, and metal, ceramic, or resin materials can be used. Specifically, molds made of SUS, polypropylene, polyacetal, polytetrafluoroethylene, etc. are preferably used.

モールド内へのラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)の充填方法としては、加圧注型法、真空注型法等が好適に採用できる。特に、ラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)への伝熱を確実に行うことができ、また、気泡に起因するボイドが硬化体中に形成されるのを抑制することができるという理由から加圧注型法を採用することがより好ましい。なお、加圧の方法に制限はなく、機械的な加圧や空気による加圧を行うことができる。 As a method for filling the mold with the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition), a pressure casting method, a vacuum casting method, etc. can be suitably used. In particular, it is more preferable to use the pressure casting method because it can reliably transfer heat to the radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) and can suppress the formation of voids in the hardened body due to air bubbles. There are no limitations on the method of pressurization, and mechanical pressurization or air pressurization can be used.

モールド内に充填されたラジカル重合性原料組成物(第2原料組成物)は、前記したような温度で加熱重合され、目的とする形状を有するポリウレタン系複合材料成形体を得ることができる。 The radically polymerizable raw material composition (second raw material composition) filled in the mold is heated and polymerized at the temperature described above, and a polyurethane composite material molded body having the desired shape can be obtained.

6.本発明のポリウレタン系複合材料の用途について
本発明のポリウレタン系複合材料は、口腔内のような親水環境下においても高い強度を維持しつつ耐水性も有する。このように高い耐水性を有するために、本発明のポリウレタン系複合材料は、特に歯科用CAD/CAMシステムを用いて歯科切削加工用材料を切削加工することにより歯科用補綴物として好適に使用することができる。
6. Uses of the Polyurethane Composite Material of the Present Invention The polyurethane composite material of the present invention has water resistance while maintaining high strength even in a hydrophilic environment such as the oral cavity. Because of its high water resistance, the polyurethane composite material of the present invention can be suitably used as a dental prosthesis, particularly by cutting a dental cutting material using a dental CAD/CAM system.

以下、本発明を、実施例および比較例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

1.原材料
各実施例および比較例において用いた各成分とその略称を以下に示す。
1. Raw Materials The components used in each of the Examples and Comparative Examples and their abbreviations are shown below.

(1)ラジカル重合性ジオール(a1)
GLM:グリセロールモノメタクリレート(OH間距離:2)
BMOHE: 1,2-bis(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)ethane(OH間距離:8)。
(1) Radically Polymerizable Diol (a1)
GLM: glycerol monomethacrylate (OH distance: 2)
BMOHE: 1,2-bis(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)ethane (OH distance: 8).

(2)特定ジカルボン酸(a3)
DCA1:アジピン酸(ジカルボン酸OH間距離:6)
DCA2:4-シクロヘキサンジカルボン酸(ジカルボン酸OH間距離:6)
DCA3:イソフタル酸(ジカルボン酸OH間距離:5)
DCA4:イタコン酸(ジカルボン酸OH間距離:4)。
(2) Specific dicarboxylic acid (a3)
DCA1: Adipic acid (dicarboxylic acid OH distance: 6)
DCA2: 4-cyclohexanedicarboxylic acid (distance between dicarboxylic acid OH: 6)
DCA3: Isophthalic acid (dicarboxylic acid OH distance: 5)
DCA4: Itaconic acid (dicarboxylic acid OH distance: 4).

(3)ジイソシアネート(a2)
XDI:m-キシリレンジイソシアナート
TDI:トルエンジイソシアネート
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート。
(3) Diisocyanate (a2)
XDI: m-xylylene diisocyanate TDI: toluene diisocyanate HDI: hexamethylene diisocyanate.

(4)非重付加性ラジカル重合性単量体(B)
1G:エチレングリコールジメタクリレート
3G:トリエチレングリコールジメタクリレート
9G:ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート
A-DOG:ジオキサングリコールジアクリレート
UDMA:1,6-ビス(メタクリルエチルオキシカルボニルアミノ)-2,2-4-トリメチルヘキサン
A-TMPT-3EO:EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(5)熱ラジカル重合開始剤(C)
PBC:tert‐ブチルα,α‐ジメチルベンジルペルオキシド(10時間半減期温度120℃)。
(4) Non-polyaddition radically polymerizable monomer (B)
1G: Ethylene glycol dimethacrylate 3G: Triethylene glycol dimethacrylate 9G: Polyethylene glycol #400 dimethacrylate A-DOG: Dioxane glycol diacrylate UDMA: 1,6-bis(methacrylethyloxycarbonylamino)-2,2-4-trimethylhexane A-TMPT-3EO: EO-modified trimethylolpropane triacrylate (5) Thermal radical polymerization initiator (C)
PBC: tert-butyl α,α-dimethylbenzyl peroxide (10 hour half-life temperature 120° C.).

(6)充填材(D)
F1:シリカ-ジルコニア(平均粒径:0.4μm、メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル表面処理物)
F2:シリカ-チタニア(平均粒径:0.08μm、メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル表面処理物)。
(6) Filler (D)
F1: Silica-zirconia (average particle size: 0.4 μm, surface-treated with 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate)
F2: Silica-titania (average particle size: 0.08 μm, surface-treated with 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate).

2.ポリウレタン系複合材料の製造方法
以下に本発明のポリウレタン系重合性組成物、および、ポリウレタン系複合材料の製造方法の実施例を、比較例と共に示す。
2. Method for Producing Polyurethane Composite Material Examples of the polyurethane polymerizable composition of the present invention and the method for producing a polyurethane composite material will be described below together with comparative examples.

実施例1
(1)第1原料組成物調製工程
先ず、ラジカル重合性ジオール(a1)であるGLM(31.2質量部)、非重付加性ラジカル重合性単量体(B)である3G(14.3質量部)、特定ジカルボン酸(a3)であるDCA1(3.7質量部)及び熱ラジカル重合開始剤(C)であるPBC(0.3質量部)を混合した混合組成物を調製した。次に、この混合物組成物に対して、充填材(D)であるF1(175.6質量部)及びF2(74.9質量部)を添加して混練することにより、第1原料組成物を調製した。
Example 1
(1) First raw material composition preparation step First, a mixed composition was prepared by mixing GLM (31.2 parts by mass) which is a radical polymerizable diol (a1), 3G (14.3 parts by mass) which is a non-polyaddition radical polymerizable monomer (B), DCA1 (3.7 parts by mass) which is a specific dicarboxylic acid (a3), and PBC (0.3 parts by mass) which is a thermal radical polymerization initiator (C). Next, the first raw material composition was prepared by adding F1 (175.6 parts by mass) and F2 (74.9 parts by mass) which are fillers (D) to this mixed composition and kneading.

(2)第2原料組成物調製工程
得られた第1原料組成物の全量を含む自転公転ミキサー内にジイソシアネート(a2)であるXDI(40.9質量部)を加えて混練した。次に、37℃で72時間インキュベーター内に静置して重付加反応を行い、ポリウレタン成分(A)を形成して第2原料組成物を調製した。
(2) Second raw material composition preparation step In a planetary centrifugal mixer containing the entire amount of the obtained first raw material composition, XDI (40.9 parts by mass) as diisocyanate (a2) was added and kneaded. Next, the mixture was left to stand in an incubator at 37°C for 72 hours to carry out a polyaddition reaction, forming a polyurethane component (A) to prepare a second raw material composition.

(3)第2原料組成物の評価
(3-1)ポリウレタン成分(A)の数平均分子量測定(GPC測定)
得られた第2原料組成物1gをスクリュー管瓶に測り取り、THFを3.5ml加え撹拌して得られたTHF溶液を遠心分離機(アズワン株式会社製)にて、10000rpmで10分間遠心分離を行った。次に遠心分離により得られた上澄み液をメンブレンフィルター(PORE SIZE 20μm,株式会社ADVANTEC製)で濾過することにより濾液を得た。そしてこの濾液について、下記に示すGPC測定条件にてGPC測定を行うことにより、重付加反応により得られたポリウレタン成分(A)のポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。その結果、数平均分子量は2800であった。
(3) Evaluation of the second raw material composition (3-1) Measurement of number average molecular weight of polyurethane component (A) (GPC measurement)
1 g of the obtained second raw material composition was weighed into a screw tube bottle, 3.5 ml of THF was added and stirred to obtain a THF solution, which was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes in a centrifuge (manufactured by AS ONE Corporation). Next, the supernatant obtained by centrifugation was filtered through a membrane filter (PORE SIZE 20 μm, manufactured by ADVANTEC Co., Ltd.) to obtain a filtrate. Then, the filtrate was subjected to GPC measurement under the GPC measurement conditions shown below to obtain the number average molecular weight of the polyurethane component (A) obtained by the polyaddition reaction in terms of polystyrene. As a result, the number average molecular weight was 2800.

[GPC測定条件]
測定装置:ADVANCED POLYMER CHROMATOGRAPHY(日本ウォーターズ社製)
・カラム:ACQUITY APCTM XT 45 1.7μm
ACQUITY APCTM XT 125 2.5μm
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:THF(流量:0.5ml/分)
・検出器:フォトダイオードアレイ検出器 254nm(PDA検出器)。
[GPC measurement conditions]
Measurement device: ADVANCED POLYMER CHROMATOGRAPHY (manufactured by Nihon Waters)
Column: ACQUITY APC XT 45 1.7 μm
ACQUITY APC TM XT 125 2.5μm
Column temperature: 40°C
・Developing solvent: THF (flow rate: 0.5ml/min)
Detector: Photodiode array detector 254 nm (PDA detector).

(3-2)ステンレス材料に対するベタツキエネルギーの評価
第2原料組成物を口径9mm、深さ5mmの孔を有するステンレス製の孔内に充填して、表面を平らにならし、遮光した。次いで、80℃で2分間静置してから、サンレオメーター(株式会社サン科学)を用いて第2原料組成物が充填された孔に口径5mmのステンレス製の感圧棒を120mm/分の速度で第2原料組成物中に深さ2mmまで圧縮進入させ、1秒保持した。その後、感圧棒を120mm/分の速度で第2原料組成物中から引き抜いた。そしてこの時の負の最大荷重[kg]と、負の荷重を計測した地点から、荷重が0[kg]になるまでの距離[m]を測定し、負の最大荷重[kg]と距離[m]を用いて下記式(3)より、ベタツキエネルギー[J]を求めた。
(3-2) Evaluation of Sticky Energy for Stainless Steel Materials The second raw material composition was filled into a stainless steel hole having a diameter of 9 mm and a depth of 5 mm, and the surface was flattened and shaded. Then, after leaving it at 80°C for 2 minutes, a stainless steel pressure-sensitive rod having a diameter of 5 mm was compressed and inserted into the hole filled with the second raw material composition at a speed of 120 mm/min to a depth of 2 mm using a Sun Rheometer (Sun Scientific Co., Ltd.) and held for 1 second. Then, the pressure-sensitive rod was pulled out of the second raw material composition at a speed of 120 mm/min. Then, the maximum negative load [kg] at this time and the distance [m] from the point where the negative load was measured until the load became 0 [kg] were measured, and the sticking energy [J] was calculated from the maximum negative load [kg] and the distance [m] according to the following formula (3).

式(3) ベタツキエネルギー[J]=負の最大荷重[kg]×9.8[m/s]×距離[m]
その結果、ステンレス材料に対する第2原料組成物のベタツキエネルギーは80×10-6[J]であった。
(3-3)ガラス材料に対するベタツキの評価
厚さ2[cm]、長さ20[cm]、幅10[cm]のガラス板を、ホットプレートを用いて80℃で5分間静置してから、第2原料組成物30[g]をガラス板上に、長さ20[cm]、幅10[cm]になるように均一に圧接し、再び5分間静置した。次いで厚さ0.1[cm]、長さ3[cm]、幅3[cm]のポリプロピレン製のシートを用いて1分間で何%の第2原料組成物を回収できるか、6名の異なる評価者にて各1回実施し、回収率の平均をとり、ガラス材料に対するベタツキの評価とした。結果を表2に示す。
Equation (3) Stickiness energy [J] = negative maximum load [kg] x 9.8 [m/ s2 ] x distance [m]
As a result, the sticking energy of the second raw material composition against the stainless steel material was 80×10 −6 [J].
(3-3) Evaluation of stickiness to glass material A glass plate having a thickness of 2 [cm], a length of 20 [cm], and a width of 10 [cm] was left standing at 80 ° C. for 5 minutes using a hot plate, and then 30 [g] of the second raw material composition was uniformly pressed onto the glass plate to a length of 20 [cm] and a width of 10 [cm], and left standing again for 5 minutes. Next, using a polypropylene sheet having a thickness of 0.1 [cm], a length of 3 [cm], and a width of 3 [cm], six different evaluators each performed once to determine how much of the second raw material composition could be recovered in one minute, and the average recovery rate was taken as an evaluation of stickiness to the glass material. The results are shown in Table 2.

実施例2~17、比較例1~3
実施例1において、使用する原料、充填率を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして第1原料組成物、第2原料組成物を調製した、第2原料組成物の数平均分子量は実施例1と同様に評価し、表2に結果を示した。ベタツキ評価時の温度、回収率評価時の温度を表2に示すように変更して評価を行い、結果を表2に示す。なお、表中の「↑」は「同上」を意味する。
Examples 2 to 17, Comparative Examples 1 to 3
The first raw material composition and the second raw material composition were prepared in the same manner as in Example 1, except that the raw materials and the filling rate used in Example 1 were changed as shown in Table 1. The number average molecular weight of the second raw material composition was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. The evaluation was performed by changing the temperature during the evaluation of stickiness and the temperature during the evaluation of the recovery rate as shown in Table 2, and the results are shown in Table 2. In the table, "↑" means "same as above."

Claims (10)

ポリウレタン系樹脂からなるマトリックス中に充填材が分散したポリウレタン系複合材料であって、
前記ポリウレタン系樹脂は、数平均分子量が1500~5000であり、且つ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分の前記ラジカル重合性基とラジカル重合性単量体とがラジカル重合することにより形成された架橋構造を有し、
前記ポリウレタン系樹脂に占める前記ポリウレタン成分の割合が20質量%~95質量%である、
ことを特徴とする前記ポリウレタン系複合材料。
A polyurethane composite material having a filler dispersed in a matrix made of a polyurethane resin,
the polyurethane resin has a number average molecular weight of 1,500 to 5,000, and has a crosslinked structure formed by radical polymerization of a radical polymerizable group of a polyurethane component having a radical polymerizable group and an amide bond in the molecule and a radical polymerizable monomer;
The proportion of the polyurethane component in the polyurethane-based resin is 20% by mass to 95% by mass.
The polyurethane composite material is characterized in that
請求項1に記載のポリウレタン系複合材料を製造する方法であって、
数平均分子量が1500~5000であり、かつ、分子内にラジカル重合性基及びアミド結合を有するポリウレタン成分(A)、ジオール化合物およびジイソシアネート化合物の何れとも重付加反応を起こさない重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含むラジカル重合性原料組成物を調製するラジカル重合性原料組成物調製工程、
前記ラジカル重合性原料組成物を加熱して硬化させる硬化工程、
を含み、
前記ラジカル重合性原料組成物に含まれる前記ポリウレタン成分(A)の含有量をAr(質量部)とし、前記重合性単量体(B)の含有量をBr(質量部)としたときに、
式:Rr={Br/(Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rrを5~80質量%とする、
ことを特徴とする、ポリウレタン系複合材料の製造方法。
A method for producing the polyurethane-based composite material according to claim 1, comprising the steps of:
a step of preparing a radically polymerizable raw material composition, the step of preparing a radically polymerizable raw material composition comprising: a polyurethane component (A) having a number average molecular weight of 1,500 to 5,000 and having a radically polymerizable group and an amide bond in the molecule; a polymerizable monomer (B) which does not undergo a polyaddition reaction with either a diol compound or a diisocyanate compound; a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D);
a curing step of heating and curing the radically polymerizable raw material composition;
Including,
When the content of the polyurethane component (A) contained in the radical polymerizable raw material composition is Ar (parts by mass) and the content of the polymerizable monomer (B) is Br (parts by mass),
Formula: Rr={Br/(Ar+Br)}×100
The polymerizable monomer blending ratio Rr defined by is 5 to 80 mass%.
A method for producing a polyurethane composite material, comprising:
前記ラジカル重合性原料組成物調製工程が、
1つ以上のラジカル重合性基を有するジオール化合物(a1);分子内に2つのカルボキシル基を有すると共に該2つのカルボキシル基以外に重付加反応に関与する官能基を有さず、且つ、前記2個のカルボキシル基由来の2つのOH基間に介在する2価の有機残基において、両末端の炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列の構成原子数が2~10であるジカルボン酸化合物(a3);分子内に1つ以上のラジカル重合性基を有し、前記ジオール化合物(a1)およびジイソシアネート化合物の何れとも重付加反応を起こさない重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含む第1原料組成物を調製する第1原料組成物調製工程、及び
前記第1原料組成物とジイソシアネート化合物(a2)とを混合して前記ジオール化合物(a1)及び前記ジカルボン酸化合物(a3)と、該ジイソシアネート化合物(a2)と、を重付加反応させることにより、前記ポリウレタン成分(A)を形成させて、該ポリウレタン成分(A)、前記重合性単量体(B);熱ラジカル重合開始剤(C);及び充填材(D)を含み、未反応の前記ジオール化合物(a1)、未反応の前記ジカルボン酸化合物(a3)及び未反応の前記ジイソシアネート化合物(a2)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい第2原料組成物を調製する第2原料組成物調製工程、
を含み、
前記第2原料組成物を前記ラジカル重合性原料組成物とする工程であり、
前記第2原料組成物に含まれる前記各成分の含有量(質量部)を、夫々、前記ポリウレタン成分(A)の含有量:Ar、前記重合性単量体(B)の含有量:Br、前記ジオール化合物(a1)の含有量:a1r、前記ジイソシアネート化合物(a2)の含有量:a2r、及び前記ジカルボン酸化合物(a3)の含有量:a3rとしたときに、
式:Rr´={Br/(a1r+a2r+a3r+Ar+Br)}×100
で定義される重合性単量体配合比率Rr´を5~80質量%とする、
ことを特徴とする、請求項2に記載のポリウレタン系複合材料の製造方法。
The radical polymerizable raw material composition preparation step includes:
a diol compound (a1) having one or more radically polymerizable groups; a dicarboxylic acid compound (a3) having two carboxyl groups in the molecule and no functional group participating in a polyaddition reaction other than the two carboxyl groups, and in a divalent organic residue interposed between two OH groups derived from the two carboxyl groups, the atomic row having the smallest number of constituent atoms in an atomic row connecting the carbon atoms at both ends in a single row has 2 to 10 constituent atoms; a polymerizable monomer (B) having one or more radically polymerizable groups in the molecule and not undergoing a polyaddition reaction with either the diol compound (a1) or a diisocyanate compound; a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D); a second raw material composition preparation step of mixing the first raw material composition with a diisocyanate compound (a2) to cause a polyaddition reaction between the diol compound (a1) and the dicarboxylic acid compound (a3) and the diisocyanate compound (a2) to form the polyurethane component (A) and prepare a second raw material composition comprising the polyurethane component (A), the polymerizable monomer (B); a thermal radical polymerization initiator (C); and a filler (D), and which may contain at least one selected from the group consisting of unreacted diol compound (a1), unreacted dicarboxylic acid compound (a3), and unreacted diisocyanate compound (a2);
Including,
A step of converting the second raw material composition into the radical polymerizable raw material composition,
When the contents (parts by mass) of the respective components contained in the second raw material composition are respectively defined as the content of the polyurethane component (A): Ar, the content of the polymerizable monomer (B): Br, the content of the diol compound (a1): a1r, the content of the diisocyanate compound (a2): a2r, and the content of the dicarboxylic acid compound (a3): a3r,
Formula: Rr'={Br/(a1r+a2r+a3r+Ar+Br)}×100
The polymerizable monomer blending ratio Rr' defined by is 5 to 80 mass%.
A method for producing a polyurethane composite material according to claim 2.
前記第1原料組成物における、前記ジオール化合物(a1)の含有量(モル):Ma1と前記ジカルボン酸化合物(a3)の含有量(モル):Ma3との合計:Ma1+Ma3に対するMa3の割合:Ma3/(Ma1+Ma3)を0.01~0.5とする、請求項3に記載のポリウレタン系複合材料の製造方法。 4. The method for producing a polyurethane composite material according to claim 3, wherein the ratio of M a3 to the total content (moles) of the diol compound (a1): M a1 and the content (moles) of the dicarboxylic acid compound ( a3 ): M a3 in the first raw material composition: M a3 /(M a1 + M a3 ) is 0.01 to 0.5. 前記第2原料組成物中における前記充填材(D)の含有割合が60質量%~80質量%である、請求項3に記載のポリウレタン系複合材料の製造方法。 The method for producing a polyurethane composite material according to claim 3, wherein the content of the filler (D) in the second raw material composition is 60% by mass to 80% by mass. 前記重合性単量体(B)が、(メタ)アクリレート基を有し、分子内にヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシ基、イソシアネート基およびメルカプト基を有さない、25℃で液体である重合性単量体を含む、請求項3に記載のポリウレタン系複合材料の製造方法。 The method for producing a polyurethane composite material according to claim 3, wherein the polymerizable monomer (B) includes a polymerizable monomer that has a (meth)acrylate group, does not have a hydroxyl group, an amino group, a carboxy group, an isocyanate group, or a mercapto group in the molecule, and is liquid at 25°C. 前記重合性単量体(B)が、下記構造式(1)
Figure 2024157802000005
〔前記構造式(1)中、R11及びR12は水素原子又はメチル基であり、n1は1~10の整数である。〕
で示される重合性単量体を含む、請求項3に記載のポリウレタン系複合材料の製造方法。
The polymerizable monomer (B) is represented by the following structural formula (1):
Figure 2024157802000005
[In the structural formula (1), R 11 and R 12 are a hydrogen atom or a methyl group, and n1 is an integer from 1 to 10.]
The method for producing the polyurethane composite material according to claim 3, further comprising the step of:
前記ジオール化合物(a1)が、ジオール化合物に含まれる2つのヒドロキシル基間に介在する2価の有機残基において、両末端の炭素原子を一列で結ぶ原子列の中で最も構成原子数が少ない原子列の構成原子数が2~8であるジオール化合物である、請求項3に記載のポリウレタン系複合材料の製造方法。 The method for producing a polyurethane composite material according to claim 3, wherein the diol compound (a1) is a diol compound in which the number of constituent atoms in the atomic row that connects the carbon atoms at both ends in a single row in a divalent organic residue interposed between two hydroxyl groups contained in the diol compound is 2 to 8. 請求項3に記載の方法により得られる請求項1に記載のポリウレタン系複合材料からなる成形体を製造する方法であって、
前記硬化工程を、前記熱ラジカル重合開始剤(C)の10時間半減期温度;T10が60℃以上であり、前記第2原料組成物の温度を40℃以上で且つ前記熱ラジカル重合開始剤(C)のT10よりも15℃低い温度以下の温度に保持した状態で、モールド内に充填した後に、前記熱ラジカル重合開始剤(C)のT10よりも10℃低い温度~T10よりも25℃高い温度に加熱してラジカル重合を行うことによりポリウレタン系複合材料成形体を得る、
ことを特徴とする、ポリウレタン系複合材料成形体の製造方法。
A method for producing a molded article made of the polyurethane composite material according to claim 1 obtained by the method according to claim 3, comprising the steps of:
the curing step is performed at a 10-hour half-life temperature T10 of the thermal radical polymerization initiator (C) of 60° C. or higher, and while maintaining the temperature of the second raw material composition at 40° C. or higher and at a temperature not higher than a temperature 15° C. lower than the T10 of the thermal radical polymerization initiator (C), the second raw material composition is filled into a mold, and then the composition is heated to a temperature 10° C. lower than the T10 of the thermal radical polymerization initiator (C) to a temperature 25° C. higher than the T10 to perform radical polymerization, thereby obtaining a polyurethane composite material molded body;
A method for producing a polyurethane composite material molded article, comprising:
請求項1に記載のポリウレタン系複合材料からなる歯科切削加工用材料。 A dental cutting material comprising the polyurethane composite material according to claim 1.
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