JP7059875B2 - ポリウレタンフォーム - Google Patents
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Description
前記ポリオールは、ポリエステル構造を有するポリカーボネートジオールと、1,5-ペンタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールを用いて重合反応を行って得られたポリカーボネートジオールと、を含み、
密度が0.1~0.4g/cm3であることを特徴とする。
ポリオール及びポリイソシアネートを含む配合物を発泡させて得られるポリウレタンフォームである。
-[-R-O(CO)O-]l- (1)
ポリカーボネートジオール1に含まれる一般式(1)の構造の間で、Rは各々独立しており、そのうちの一部はポリエステル構造を含む。lは1~20の整数である。
-[-R1-O(CO)O-]m-[-R2-O(CO)O-]n- (2)
一般式(2)において、R1及びR2は、互いに異なり、(CH2)5及び(CH2)6のいずれか一方である。mおよびnはそれぞれ2~12の整数である。
また、ポリウレタンフォームの機械的強度を高める観点から、ポリカーボネートジオール2の配合量は、ポリカーボネートジオール1の配合量よりも多いことが好ましい。この場合、ポリカーボネートジオール1とポリカーボネートジオール2との配合比は、好ましくは1:1.5~1:5であり、より好ましくは1:2~1:4である。
従来公知のポリイソシアネートとして、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)等の脂肪族ポリイソシアネート、トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6XDI(水添XDI)、H12MDI(水添MDI)、H6TDI(水添TDI)等の脂環式ポリイソシアネートなどのジイソシアネート化合物;ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物;これらのイソシアネート化合物のカルボジイミド変性ポリイソシアネート;これらのイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;これらのイソシアネート化合物と上記で例示したポリオール化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマー;等が挙げられ、これらを単独で又は2種以上を併用してもよい。
ポリイソシアネートは、好ましくは、繰り返し単位中にイソシアネート基を含む重合体、具体的には、イソシアネート基を有する1個以上の繰り返し単位、及び、イソシアネート基を有する末端を有していること、すなわち、ポリメリックポリイソシアネートであることが好ましい。上記した従来公知のポリイソシアネートの中でも、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートが好ましく用いられる。
一方で、本実施形態のポリウレタンフォームは、上記配合物を用いて作製したことで、好ましくは、曲げ強度が50N/cm2以上であり、曲げ強さが400N/cm2以上である。また、本実施形態のポリウレタンフォームは、上記配合物を用いて作製したことで、好ましくは、圧縮強度が30N/cm2以上である。さらに、本実施形態のポリウレタンフォームは、上記配合物を用いて作製したことで、好ましくは、圧縮永久ひずみが10%以下である。すなわち、本実施形態のポリウレタンフォームは優れた機械的強度を有している。
このように、本実施形態のポリウレタンフォームは、軽量でありながら、機械的強度に優れており、種々の用途に用いることができる。例えば、ランフラットタイヤシステムの支持体に用いた場合に、ランフラット耐久性に優れた軽量な支持体を得ることができる。ランフラット耐久性とは、ランフラット走行可能な距離の長さによって評価される特性である。
ポリウレタンフォームの曲げ強度は、より好ましくは60N/cm2以上である。一方、曲げ強度の上限値は、例えば、90N/cm2である。
ポリウレタンフォームの曲げ強さは、より好ましくは500N/cm2以上である。一方、曲げ強さの上限値は、例えば、700N/cm2である。
ポリウレタンフォームの圧縮強度は、より好ましくは35N/cm2以上である。一方、圧縮強度の上限値は、例えば、60N/cm2である。
ポリウレタンフォームの圧縮永久ひずみは、より好ましくは8%以下である。一方、圧縮永久ひずみの下限値は、例えば、5%である。
本実施形態のポリウレタンフォームは、ポリオールおよびポリイソシアネートを含む配合物を用いて作製される。ここで説明する配合物は、上記説明した配合物と同様に構成される。
具体的には、配合物を構成する主剤、硬化剤、及び水を混ぜることで、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させ重合させるとともに、ポリイソシアネートと水とを反応させて炭酸ガスを重合体中で発生させ(発泡させ)、ポリウレタンフォームを作製する。
ポリウレタンフォームは、型を用いて予め所定の形状に成型した後、上記構造体の内部空間内に配置することができる。あるいは、ポリウレタンフォームは、上記構造体を型として、構造体の内部空間内で配合物を発泡させてことができる。
本発明の効果を調べるために、ポリウレタンフォームを作製し、密度、曲げ強度、曲げ強さ、圧縮強度、及び圧縮永久ひずみを測定した。
・ポリカーボネートジオール1:ニッポラン982R、東ソー社製
・ポリカーボネートジオール2:デュラノールT5650J、旭化成社製
・ポリカーボネートジオール3:デュラノールT5651、旭化成社製
・ポリテトラメチレンエーテルグリコール:PTMG1000、三菱ケミカル社製
・アミン化合物:1,4-アザビシクロ[2.2.2]オクタン、東京化成工業社製
・整泡剤:FZ3703(シリコーンオイル)、東レダウコーニング社製
・ポリメリックイソシアネート化合物1:スミジュール44V20(ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート)、住化バイエルウレタン社製、NCO基含有率31%
・ポリメリックイソシアネート化合物2:スミジュール44V10(ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート)、住化バイエルウレタン社製、NCO基含有率31%
比較例5では、表中に示さないが、さらに、触媒としてオクチル酸スズ(ネオスタンU-28、日東化成社製)0.5質量部を添加した。
JIS K7222に準拠して測定した。この結果、0.1~0.4g/cm3だった場合を軽量化できたと評価した。
JIS K7221-2に準拠し、温度23℃、湿度50%、加圧くさびの移動速度20mm/分の条件で曲げ試験を行い、試験体の歪みが5%のときの曲げ強さを測定した。続けて、試験体を5%を超えて歪ませ、試験体が破断したときの曲げ強さを測定した。
(圧縮強度)
JIS K7220に準拠し、温度23℃、湿度50%、可動板の移動速度20mm/分の条件で圧縮試験を行い、試験体の歪みが10%のときの圧縮強度を測定した。
JIS K6767に準拠して圧縮永久ひずみを測定した。測定は、23℃、22時間の条件で行った。
以上の結果、曲げ強度が50N/cm2以上、曲げ強さが400N/cm2以上、圧縮強度が30N/cm2以上、圧縮永久ひずみが10%以下であった場合を、機械的強度が優れていると評価した。
Claims (7)
- ポリオール及びポリイソシアネートを含む配合物を発泡させて得られるポリウレタンフォームであって、
前記ポリオールは、ポリエステル構造を有するポリカーボネートジオールと、1,5-ペンタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールを用いて重合反応を行って得られたポリカーボネートジオールと、を含み、
密度が0.1~0.4g/cm3であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - 前記ポリエステル構造を有する前記ポリカーボネートポリオールと、前記1,5-ペンタンジオール及び前記1,6-ヘキサンジオールを用いて重合反応を行って得られた前記ポリカーボネートポリオールとの配合比は、1:99~99:1である、請求項1に記載のポリウレタンフォーム。
- JIS K7221-2に準拠した5%歪み時の曲げ強度が50N/cm2以上であり、曲げ強さが400N/cm2以上である、請求項1又は2に記載のポリウレタンフォーム。
- JIS K7220に準拠した10%歪み時の圧縮強度が30N/cm2以上である、請求項1から3のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム。
- JIS K6767に準拠した圧縮永久ひずみが10%以下である、請求項1から4のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム。
- 前記配合物は、さらに水を含み、前記水を、前記ポリオール100質量部に対し1~5質量部を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム。
- 前記配合物は、さらに、充填剤、繊維、接着性付与剤、界面活性剤、及び老化防止剤からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1から6のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム。
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