JP2021507030A - 低いガラス転移温度を有する熱可塑性ポリウレタンの製造方法 - Google Patents

低いガラス転移温度を有する熱可塑性ポリウレタンの製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、低いガラス転移温度を有する熱可塑性ポリウレタンの製造方法に関する。本発明による方法は、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)及び第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、熱可塑性ポリウレタンを得る工程とを含む。また、本発明は、本発明の方法により得られる熱可塑性ポリウレタン、及びそれらの押出品及び射出成形品への使用方法にも関する。

Description

本発明は、低いガラス転移温度を有する熱可塑性ポリウレタンの製造方法に関する。
ポリウレタンは、それらの優れた機械的特性、及びそれらの低コストで製造できる能力のため、産業において非常に重要である。それらの機械的特性は、様々な化学構造成分を使用することにより、幅広く変化することができる。熱可塑性ポリウレタンの生成は、安価で入手可能な原料であるポリイソシアネート、ポリオール、及び鎖延長剤に大きく依存している。
ポリウレタンエラストマーは、キャスタブルポリウレタン、ミラブルポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンに分類されている。キャスタブル及び熱可塑性ポリウレタンは、熱可塑性エラストマーなどのセグメント化エラストマーの代表的な例として知られており、ゴム弾性と耐摩耗性との両方及び強度を有する。
ポリオールは、熱可塑性ポリウレタン利用で使用される最大量の原材料である。ポリオールは、その名のとおり、単純に、名目上2つ以上のヒドロキシル基を含有するポリマー主鎖を指し、ウレタン配合物に柔軟性及び可撓性を提供し、それによって熱可塑性ポリウレタンの軟質セグメントを構成する。引裂強度及び耐摩耗性などの特性が重要である場合、結晶化可能な長鎖ポリオール、例えばポリエチレングリコールアジパート、ポリブチレングリコールアジパート、ポリヘキサンジオールアジパート、ポリ−ε−カプロラクトンを含む軟質セグメント、及びポリイソシアネート及び短鎖ポリオール及びポリアミンを含む硬質セグメントを含むポリウレタンが使用されており、硬質セグメントが軟質セグメントの結晶化を防止する。
US 9,593,199 B2(特許文献1)は、2つのイソシアネート基を含有する1種の有機ジイソシアネートA)を、500〜5000g/molの数平均分子量Mnを有するポリオールB)、及び任意に1つのイソシアネート反応性基を有する単官能性連鎖停止剤D)及び/又は触媒E)と少なくとも反応させることを含む熱可塑性ポリウレタンエラストマーの製造方法に関し、ここで、A)からのイソシアネート基と、B)、C)におけるイソシアネートに対して反応性基の合計とのモル比が0.9:1〜1.2:1であり、成分B)が、二酸化炭素及びアルキレンオキシドをH官能性出発物質に添加することにより得ることができる少なくとも1種のポリエーテルカーボネートポリオールを含有する。さらに、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを押出又は射出成形品の製造に使用する方法、及び押出又は射出成形によって製造される物品が開示されている。
US 6,008,312 A(特許文献2)は、最初にポリ−ε−カプロラクトンをベースとするジオールを製造し、該ポリ−ε−カプロラクトンをベースとするジオールが制御された数平均カプロラクトン単位を含有し、分子量分布を有し;ポリ−ε−カプロラクトンをベースとするジオールをジイソシアネートと反応させてゴム弾性を有する結晶性が制限されたポリウレタンを製造することにより、ミラブルポリウレタンを製造する方法を開示している。得られたミラブルポリウレタンは、優れた耐加水分解性を示し、低温で結晶化せず、優れた機械的特性を有する。
ポリ−ε−カプロラクトン(PCL)及びポリ(エチレングリコール)(PEG)マルチブロックハイブリッド熱可塑性ポリウレタンをベースとする水で誘発された形状記憶ポリマーは、US 9,422,393 B2(特許文献3)に開示されている。ウレタン結合は、リジンメチル−エステルジイソシアネート(LDI)のイソシアネート基と(PEG)又はPCLジオールのヒドロキシル基との間の付加反応によって形成された。
US 8,859,692 B2(特許文献4)は、熱可塑性ポリウレタンをイソシアネート基を有する化合物と反応させる方法を開示しており、ここで、該反応は、イソシアネート(a)と、イソシアネートに対して反応性であり、500g/mol〜10000g/mol、好ましくは2000g/mol〜8000g/molの範囲の分子量を有する化合物(b)との反応生成物であるプレポリマーの存在下で行われ、該プレポリマーがDIN EN ISO 11357−1に従ってDSCにより測定された−35℃未満のガラス転移温度Tを有する。
別のUS 6,323,299 B1(特許文献5)は、ヒドロキシ、アミン及びカルボン酸からなる群から選択された末端官能基を有するポリジエン、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群から選択された少なくとも1種のポリマージオール、2の平均官能価を有するイソシアネート、及び鎖延長剤から熱可塑性ポリウレタン樹脂を製造する方法を開示している。当該方法は、最初にポリジエンとイソシアネートを反応させて、その後にそれをポリマージオールと反応させる工程を含む。
熱可塑性ポリウレタンを製造するための既存の方法及びその熱可塑性ポリウレタン自体は、低温での低温可撓性を損なう軟質相結晶化を報告していない。さらに、特に非常に低いTg値において、不十分な機械的性能がこれらの熱可塑性ポリウレタンに不可欠である。
US 9,593,199 B2 US 6,008,312 A US 9,422,393 B2 US 8,859,692 B2 US 6,323,299 B1
したがって、現在特許請求されている発明は、軟質相結晶化の発生を最小化又は回避し、得られる熱可塑性ポリウレタンの低温操作における機械的性能をさらに改善し、これによってそれを押出、射出成形品、発泡フォーム及び発泡粒子フォームなどの利用(これらに限定されない)に適したものとする熱可塑性ポリウレタンの製造方法を目的とした。
本発明によれば、この目的は、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法により達成され、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
驚いたことには、DIN 55672−1に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、ポリ−ε−カプロラクトンポリオールを含む少なくとも1種のポリオール組成物を含む熱可塑性ポリウレタンの製造方法により、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモード(torsion mode)で動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のT、及び改善した機械的特性、例えば引張強度、破断点伸び、引裂き伝播及び耐摩耗性(これらに限定されない)を有する熱可塑性ポリウレタンが得られる。
本発明は、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法に関し、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
さらに、現在特許請求されている発明は、以下の工程:
(A) (P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオールを含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTgを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法にも関し、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、
少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
本発明の別の態様において、上記の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンは、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のT、及び0.1〜0.7の範囲の硬質セグメントの割合を有し、硬質セグメントの割合は、式:

Figure 2021507030
(式中、mKV,CEは、gで表した少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の質量であり、
KV,CEは、g/molで表した少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)のモル質量であり、
Isoは、g/molで表した少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)のモル質量であり、
totalは、gで表した全ての出発材料の総質量であり、
kは、低分子量ジオール(CE)の数である)
によって定義される。
さらに別の態様では、本発明は、押出品及び射出成形品に上記の熱可塑性ポリウレタンを使用する方法に関する。
さらに別の態様では、本発明は、
(a)上記の熱可塑性ポリウレタンを溶融して溶融物を得る工程と、
(b)工程(a)で得られた溶融物を発泡剤と混合する工程と、
(c)得られた溶融物から発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を製造する工程と
を含む、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子の製造方法に関する。
本発明の別の態様では、本発明は、上記の方法により得られる発泡熱可塑性ポリウレタン粒子に関する。
本発明のさらに別の態様では、本発明は、上記の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子をベースとする粒子フォームに関する。
本発明のさらに別の態様では、本発明は、上記の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を、マットレスの充填材、マットレスの一部、マットレス自体、タイヤの充填材、タイヤ又はタイヤの一部、履物、靴底、履物のミッドソール、体操用マット、防護服、自動車用緩衝要素、吸音材、防振装置、自転車のサドル用緩衝要素、おもちゃ、床材又は梱包材の製造に使用する方法に関する。
本発明の現在の組成物及び配合物を説明する前に、このような組成物及び配合物はもちろん変化し得るため、本発明は記載された特定の組成物及び配合物に限定されないことを理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、本明細書で使用される用語は限定を意図するものではないことも理解されたい。
熱可塑性ポリウレタン(以下、TPUと称する)により示された物理的及び機械的特性の多様性は、これらのポリマーに他の化学構造を組み込む能力から生じる。TPUsは相分離を示す傾向があることもよく知られており、ここで、軟質セグメント(交換可能な同じ意味で、軟質相とも称する)ユニットがエラストマーの挙動を与え、ミクロ相が豊富な硬質セグメント(交換可能な同じ意味で、硬質相とも称する)が物理的な架橋を提供する。一般的には、軟質セグメントと硬質セグメントは混合しない。したがって、特定の温度を超える温度から冷却するとき、軟質セグメントと硬質セグメントが別々の軟質相と硬質相に自然に分離することが発生する。これらのセグメント及びその割合が広がっていくことは、最終的なTPUにより示される特性を決定する。
以下に記載されている熱可塑性ポリウレタンは、セグメント化された熱可塑性ポリウレタンである。本発明の目的のため、軟質セグメントは、上記で論じたように、少なくとも1種のポリオール組成物(P)を含み、硬質セグメントは、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)によって結合された少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)構造に由来する。軟質セグメントはTPUに無定形の特性を付与し、硬質セグメントはポリウレタンに部分的な結晶性を付与する。軟質セグメントは主に、弾性特性及び低温性能に影響を与え、硬質セグメントは、関連性を維持する能力によって、特に弾性率、硬度、及び上部使用温度に影響を与える。したがって、軟質相の結晶化の発生を最小化又は実際に防止し、得られる熱可塑性ポリウレタンの低温操作での機械的性能をさらに改善するTPUを得るには、軟質セグメント及び硬質セグメントの割合を調整する必要がある。
本発明によれば、驚いたことには、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含み、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する、熱可塑性ポリウレタンの製造方法により、
DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンが得られることが見出された。
したがって、現在特許請求されている発明による熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、以下の工程:
(A) (P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオールを含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
も含むことができ、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
さらなる実施態様によれば、本発明は、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含み、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する、熱可塑性ポリウレタンの製造方法にも関する。
上記の熱可塑性ポリウレタン又はTPUにおいて、「ポリオール」という用語は、名目上2つ以上のヒドロキシル基を含有するポリマー主鎖を指し、時にはポリアルコールとも称される。本発明の工程(A)によれば、成分(P1)としてのポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及びまた好ましくは第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)を少なくとも含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、ポリオール組成物(P)におけるポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と第2のポリオール(P2)との質量比が1:5〜10:1の範囲にあることを特徴とする上記の方法にも関する。
上記の方法の工程(A)において、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mn、及びDIN 53240−3:2016−03に従って決定された10mg KOH/g〜100mg KOH/gの範囲のOH価を有する。好ましくは、数平均分子量は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定され、1500g/mol〜9,000g/molの範囲である。より好ましくは、数平均分子量は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定され、1500g/mol〜8,000g/molの範囲である。最も好ましくは、数平均分子量は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定され、1500g/mol〜7,000g/mol、又は1500g/mol〜6,000g/mol、又は1500g/mol〜5,000g/molの範囲である。一実施態様において、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜4,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有する。
少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、上記のように、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)を含む。本発明の目的のため、ポリカプロラクトンとも交換可能な同じ意味で称されるポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)は、好ましくは、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜2500g/molの範囲の数平均分子量を有する。当業者は、利用可能な異なるポリ−ε−カプロラクトンポリオールをよく知っているが、本発明のTPUは、好ましくは、ε−カプロラクトン(P11)、及びDIN 55672−1: 2016−03に従って決定された80g/mol〜1500g/molの範囲の数平均分子量Mnを有する出発分子(P12)を反応させることにより得られる又は得ることができるポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)を使用する。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、ポリオール(P1)がDIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜2500g/molの範囲の数平均分子量を有することを特徴とする上記の方法にも関する。
上記の出発分子(P12)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された80g/mol〜1500g/molの範囲の数平均分子量Mnを有する二官能性出発分子である。好ましくは、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された分子量は、80g/mol〜1500g/mol、又は200g/mol〜1500g/molの範囲である。より好ましくは、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された分子量は、200g/mol〜1400g/mol、又は300g/mol〜1400g/mol、又は300g/mol〜1400g/mol、又は400g/mol〜1400g/mol、又は400g/mol〜1300g/mol、又は500g/mol〜1300g/mol、又は600g/mol〜1300g/molの範囲である。最も好ましくは、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された分子量は、700g/mol〜1300g/mol、又は800g/mol〜1300g/mol、又は800g/mol〜1200g/mol、又は900g/mol〜1200g/molの範囲である。一実施態様において、出発分子(P12)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された900g/mol〜1100g/molの範囲の数平均分子量Mnを有する。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、第2のポリオール(P2)がDIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1000g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有することを特徴とする上記の方法にも関する。
本発明の目的のための好適な出発分子(P12)には、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択されるジオールが含まれる。
より好ましくは、出発分子(P12)は、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択される。
最も好ましくは、出発分子(P12)は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択される。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、工程(A)のポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)における出発分子(P12)が、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択されることを特徴とする上記の方法にも関する。
一実施態様において、出発分子(P12)はα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオールである。ポリテトラメチレングリコールとしても知られているα−ヒドロ−ω−ヒドロキシ−ポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオールは、高度に酸性の触媒を用いたテトラヒドロフランの開環重合によって得られる。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、工程(A)において、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、ε−カプロラクトン(P11)、及びDIN 55672−1: 2016−03に従って決定された80g/mol〜1500g/molの範囲の数平均分子量を有する出発分子(P12)を反応させることにより得られることを特徴とする上記の方法にも関する。
工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)におけるポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)は、好ましくは、上記のように、ε−カプロラクトン(P11)及び出発分子(P12)から合成されるブロックコポリマーである。より好ましくは、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)は、A−B−Aトリブロックコポリマーであり、ここで、Aがε−カプロラクトン(P11)を表し、出発分子(P12)がBで表される。上記のように、ポリ-ε-カプロラクトンポリオール(P1)トリブロックコポリマーとしての少なくとも1種のポリオール組成物(P)の存在は、それから得られる、良好な機械的及び物理的特性を有する熱可塑性ポリウレタンの軟質相結晶化の防止に寄与する。
特に好ましい実施態様において、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)は、(P11)−(P12)−(P11)トリブロックコポリマーを含む。このようにして、得られるポリオールは、ε−カプロラクトン(P11)によって伸長されるコアとしての出発分子(P12)を含む。上記のポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)の選択は、それを得る方法とは無関係である。当業者は、これらの技術をよく知っている。PerstorpからのCapa(商標)(これらに限定されない)などの市販のポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)も使用することができる。
工程(A)における上記のポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)は、好ましくは、1:10〜10:1の範囲のε−カプロラクトン(P11)と出発分子(P12)との質量比を有する。好ましくは、この質量比は、1:9〜10:1、又は1:9〜9:1、又は1:8〜9:1の範囲である。より好ましくは、この質量比は、1:8〜8:1、又は1:7〜8:1、又は1:7〜7:1、又は1:6〜7:1、又は1:6〜6:1の範囲である。最も好ましくは、この質量比は、1:5〜6:1、又は1:5〜5:1、又は1:4〜5:1、又は1:4〜4:1、又は1:3〜4:1の範囲である。一実施態様において、工程(A)のポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)におけるε−カプロラクトン(P11)と出発分子(P12)との質量比は、1:3〜3:1の範囲である。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、工程(A)におけるポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、1:10〜10:1の範囲のε−カプロラクトン(P11)と出発分子(P12)との質量比を有することを特徴とする上記の方法にも関する。
本方法の工程(A)における少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、上記のように、好ましくは、第1のポリオール、すなわちポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)をさらに含む。第2のポリオール(P2)はポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と異なるが、一般に、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)における出発分子(P12)と同様又は実際に同じである第2のポリオール(P2)を選択することが好ましい。これにより、第2のポリオールのみを含むTPUによって示される軟質相結晶化の低減又は回避をもたらし、得られるTPUの物理的及び機械的特性をさらに改善する。
したがって、一実施態様において、第2のポリオールは任意に、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と共に、工程(A)における少なくとも1種のポリオール組成物(P)に添加される。第2のポリオールは、ポリエーテルポリオール(P21)、ポリエステルポリオール(P22)及びポリカーボネートポリオール(P23)からなる群から選択される。「ポリエーテルポリオール」、「ポリエステルポリオール」及び「ポリカーボネートポリオール」という用語は、それぞれに、ポリエステル、ポリエーテル及びポリカーボネートに由来するポリオールを指す。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、第2のポリオール(P2)がポリエーテルポリオール(P21)、ポリエステルポリオール(P22)及びポリカーボネートポリオール(P23)からなる群から選択されることを特徴とする上記の方法にも関する。
したがって、本発明の一実施態様において、熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第2のポリオール
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含み、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
好適なポリオールは、一般に当業者に知られている。
上記の第2のポリオール(P2)は、好ましくは、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1000g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有する。好ましくは、この分子量は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定され、1000g/mol〜3500g/molの範囲である。より好ましくは、この分子量は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定され、1000g/mol〜3000g/molの範囲である。最も好ましくは、この分子量は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定され、1000g/mol〜2500g/molの範囲である。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、第2のポリオール(P2)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1000g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有することを特徴とする上記の方法にも関する。
好適なポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリカーボネートポリオールは、当業者に知られている。典型的には、ポリエーテルポリオール(P21)は、既知の方法、例えば触媒の存在下で、2〜8個、好ましくは2〜6個の結合形態での反応性水素原子を含む少なくとも1種の出発分子を添加したアルキレンオキシドのアニオン重合(これに限定されない)により得られる。アルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム又はカリウム(これらに限定されない)、又はアルカリ金属アルコキシド、例えばナトリウムメトキシド、ナトリウム又はカリウムエトキシド又はカリウムイソプロポキシド(これらに限定されない)、又はカチオン重合の場合にルイス酸、例えば五塩化アンチモン、三フッ化ホウ素エーテラート又は漂白土触媒を触媒として使用することが可能である。さらに、複金属シアン化物(又はDMC)化合物も上記の触媒として使用することができる。
他の好適なポリエーテルポリオール(P21)には、ポリエーテルジオール及びトリオール、例えばポリオキシプロピレンジオール及びトリオール、及び二官能性又は三官能性開始剤にエチレン及びプロピレンオキシドを同時に又は逐次に添加することにより得られるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ジオール及びトリオールが含まれる。ポリオールがブロックコポリマー、ランダム/ブロックコポリマー又はランダムコポリマーであってもよいポリオール成分の質量に基づいて、5質量%〜90質量%の範囲のオキシエチレン含有量を有するコポリマーを使用することができる。
好ましくは、ポリエーテルポリオール(P21)を含む第2のポリオール(P2)は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン(以下、THFとも称する)及びそれらの混合物からなる群に由来する。本明細書で使用される「由来する」という用語は、ポリエーテルポリオールのビルディングブロック(building block)を指す。
本発明の目的のため、好適なポリエーテルポリオール(P21)には、環状エーテル、テトラヒドロフランの重合により得られるポリテトラメチレングリコールが含まれる。ポリエーテルポリオール(P21)として、ポリテトラメチレングリコール、又はDIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜2500g/molの範囲の数平均分子量を有するα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオールが特に好ましい。本発明の文脈において、異なる分子量を有する2種以上のα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオールの混合物も使用可能である。上記の好適なポリエーテルポリオール(P21)の選択は、それを得る方法とは無関係である。したがって、当業者は、そのようなポリエーテルポリオール(P21)をよく知っている。しかしながら、市販のポリエーテルポリオール(P21)、例えばBASFからのPolyTHF(登録商標)(これに限定されない)も使用することができる。
したがって、さらなる実施態様において、熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P21)ポリエーテルポリオール
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含み、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
別の実施態様において、熱可塑性ポリウレタンの製造方法は、以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P21)α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含み、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
本発明のための好適な第2のポリオールとしてのポリエステルポリオール(P22)は、例えば少なくとも1種のC〜C12ジカルボン酸及び少なくとも1種のC〜C14ジオールを含む。少なくとも1種のC〜C12ジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸及びセバシン酸、及び芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸からなる群から選択される。カルボン酸は、個別に、又は混合物の形態で、例えば、コハク酸、グルタル酸及びアジピン酸の混合物で利用することができる。好ましくは、C〜Cジオール、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、2,2−ジメチル−プロパン−1,3−ジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール及びジプロピレングリコールを個別に又は混合物として使用することができる。
ジオールと少なくとも1種のC〜Cアルキレンオキシドとのアルコキシル化により得られるアルコキシル化ジオールも、本発明において好適なポリエステルポリオール(P22)として使用することができる。「アルコキシル化」という用語は、好適なアルキレンオキシド、例えば少なくとも1種のC〜Cアルキレンオキシド(これに限定されない)によりアルコキシル化反応で少なくとも1種のC〜C14ジオールを末端キャッピングすることを指す。好ましくは、少なくとも1種のC〜C14ジオールと少なくとも1種のC〜Cアルキレンオキシドとの反応は、少なくとも1種の触媒の存在下で行われる。
好ましくは、少なくとも1種の触媒は、塩基又は複金属シアン化物触媒(DMC触媒)である。より好ましくは、少なくとも1種の触媒は、アルカリ土類金属水酸化物、例えば水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム及び水酸化バリウム、アルカリ金属水酸化物、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム、及びアルカリ金属アルコキシレート、例えばカリウムtert−ブトキシレートからなる群から選択される。最も好ましくは、少なくとも1種の触媒は、水酸化カリウム又は水酸化セシウムである。
触媒が塩基である場合、アルコキシル化C〜C14ジオールを溶解することができる任意の不活性溶媒は、反応中の溶媒として、又は無溶媒で反応を行う場合に反応混合物の後処理に必要な溶媒として使用されてもよい。以下の溶媒が例として挙げられる:トルエン、メチレンクロリド、トリクロロエチレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルアセテート、及びイソブチルアセテート。
触媒が塩基である場合、使用される触媒の量は、アルコキシル化C〜C14ジオールの総量に基づいて、好ましくは0.01質量%〜3.0質量%の範囲、より好ましくは0.05質量%〜2.0質量%の範囲である。反応は、好ましくは70〜200℃、より好ましくは100〜160℃の範囲の温度で行われる。圧力は、好ましくは1バール〜50バールの範囲、より好ましくは1バール〜40バールの範囲、さらにより好ましくは1バール〜30バール又は2バール〜30バールの範囲である。特に、圧力は3バール〜30バールの範囲である。
アルコキシル化C〜C14ジオールは、DMC触媒から得ることもできる。通常、DMC触媒は、固体として製造され、そのまま使用される。典型的には、触媒は、粉末として又は懸濁液で使用される。しかしながら、当業者に知られている他の触媒の使用方法も同様に使用することができる。DMC触媒は、例えば、粉砕などの好適な手段により製造される生成物又は中間体であり得る不活性又は非不活性の懸濁媒体を用いて、分散させることができる。必要に応じて、当業者に知られている方法、例えば窒素及び/又は希ガスなどの不活性ガスを使用するか又は使用しないストリッピングにより妨害量の水を除去した後に、このようにして製造される懸濁液を使用する。好適な懸濁媒体は、例えば、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、アセトン、2−メチルペンタノン、シクロヘキサノン、及びまたポリエーテルアルコール、及びそれらの混合物である。好ましくは、触媒は、例えばEP 0 090 444 Aに記載されているように、ポリエステルポリオールの懸濁液で使用される。
工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)における好適な第2のポリオール(P2)としてのポリカーボネートポリオール(P23)は、例えば、ホスゲン又はカーボネートモノマー、一般にジメチルカーボネートとジオールモノマー又はジオールモノマーの混合物との反応(これに限定されていない)により得られる。あるいは、好適なヒドロキシル末端ポリカーボネートには、グリコールとカーボネートとの反応により製造されるものが含まれる。US 4,131,731は、このようなヒドロキシル末端ポリカーボネートを記載している。ポリカーボネートは、直鎖であり、他の末端基を本質的に含まない末端ヒドロキシル基を有する。必須の反応物は、グリコール及びカーボネートである。好適なグリコールは、4〜40個、又はさらに4〜12個の炭素原子を含有する脂環式又は脂肪族ジオールから、及び1個分子当たり2〜20個のアルコキシ基(各アルコキシ基は2〜4個の炭素原子を含有する)を含有するポリオキシアルキレングリコールから選択される。好適なジオールには、4〜12個の炭素原子を含有する脂肪族ジオール、例えば1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,6−2,2,4−トリメチルヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、水素化ジリノレイルグリコール、水素化ジオレイルグリコール;及び脂環式ジオール、例えば1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−ジメチロールシクロヘキサン、1,4−エンドメチレン−2−ヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルシクロヘキサン、及びポリアルキレングリコールが含まれる。反応に使用されるジオールは、最終生成物に望まれる特性に応じて、単一のジオール又はジオールの混合物であってよい。ヒドロキシル末端であるポリカーボネート中間体は、一般に、当業者に知られているものである。好適なカーボネートは、5〜7員環で構成されるアルキレンカーボネートから選択される。本明細書の使用に適するカーボネートは、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2−プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、1,2−エチレンカーボネート、1,3−ペンチレンカーボネート、1,4−ペンチレンカーボネート、2,3−ペンチレンカーボネート及び2,4−ペンチレンカーボネートを含む。また、本明細書に適するものは、ジアルキルカーボネート、脂環式カーボネート及びジアリールカーボネートである。ジアルキルカーボネートは、各アルキル基に2〜5個の炭素原子を含有することができ、その具体例は、ジエチルカーボネート及びジプロピルカーボネートである。脂環式カーボネート、特に二脂環式(dicycloaliphatic)カーボネートは、各環状構造に4〜7個の炭素原子を含有することができ、1つ又は2つのそのような構造が存在することができる。1つの基が脂環式である場合、もう1つはアルキル又はアリールのいずれかであり得る。一方、1つの基がアリールである場合、もう1つはアルキル又は脂環式のものであり得る。各アリール基に6〜20個の炭素原子を含有することができる好適なジアリールカーボネートの例は、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート及びジナフチルカーボネートである。
組成物(P)の成分の質量比は、広い範囲で変化し得る。ポリオール組成物は、さらなるポリオール又は溶媒を含んでもよい。
上記の工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)におけるポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と第2のポリオール(P2)との質量比は、1:5〜10:1の範囲である。好ましくは、この質量比は、1:5〜9.5:1、又は1:5〜9:1、又は1:5〜8.5:1の範囲である。より好ましくは、この比は、1:4〜8:1、又は1:4〜7.5:1、又は1:4〜7:1、又は1:4〜6.5:1、又は1:4〜6:1、又は1:4〜5.5:1の範囲である。最も好ましくは、この比は、1:3〜5:1、又は1:3〜4.5:1、又は1:3〜4:1、又は1:3〜3.5:1の範囲である。一実施態様において、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と第2のポリオール(P2)との質量比は、1:3〜3:1の範囲である。
本発明によれば、工程(B)により、工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、上記のように、工程(B)において少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と反応される。任意に、工程(B)は、少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で行われる。好ましくは、熱可塑性ポリウレタンを製造するための成分は、同時に反応される。「同時に」という用語は、成分、すなわち、少なくとも1種のポリオール組成物(P)、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)を一緒に同時に反応させることを指す。例えば、上記の工程(B)において、少なくとも1種のポリオール組成物(P)、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の鎖延長剤を同時に反応させる。必要に応じて、少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)も、任意に、他の成分と一緒に同時に反応されてもよい。これにより、本発明の方法は、熱可塑性ポリウレタンを製造するためのワンショット法になる。これは、ツーショット法の代替としてワンショット法を提供するための本発明の別の目的である。
名前が示すように、ワンショット法は、一段階の方法であり、工程(B)において上記のように、少なくとも1種のポリオール組成物(P)、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオールを同時に添加することを含む。したがって、本発明のさらなる実施態様において、本発明は、熱可塑性ポリウレタンを製造するためのワンショット法に関し、該方法は、以下の工程:
(A) (P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオールを含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含み、
ここで、少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。
本発明によれば、ポリオール組成物(P)は少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)と反応される。本明細書で使用される「ポリイソシアネート」という用語は、少なくとも2つのN=C=O基を含むイソシアネート、例えばジイソシアネート又はトリイソシアネート、及び本明細書で検討したイソシアネートの二量体及び三量体又はビウレットを指す。好ましくは、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)のNCO基又は官能価は、1.5〜2.2の範囲である。より好ましくは、それは1.9〜2.1の範囲である。最も好ましくは、1.9〜2.1の範囲である。
イソシアネート化学の最も化学的に関連する属性は、活性水素を有する分子との反応性である。このような活性水素は典型的に、アルコール及びアミン官能基を有する分子及び水に見られる。
工程(B)に適する条件は一般に、当業者に知られている。
工程(B)における温度は、好ましくは、70℃〜120℃の範囲である。任意に、工程(B)における成分、すなわち、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)、少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤は、当業者によく知られている好適なミキサー及び撹拌器によって混合される。
本発明の目的のため、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、脂肪族ポリイソシアネート(PI1)、脂環式ポリイソシアネート(PI2)、芳香族ポリイソシアネート(PI3)又はそれらの混合物であってもよい。一実施態様において、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、上記の脂肪族、脂環式及び芳香族ポリイソシアネートの少なくとも1種のジイソシアネートである。これらの好ましいジイソシアネートの代表的な例は、例えばUS 4,385,133、US 4,522,975及びUS 5,167,899に見出される。
好適な脂環式ポリイソシアネート(PI2)には、2つ以上のイソシアナト基が脂環式の環と直接及び/又は間接的に結合しているものが含まれる。芳香族ポリイソシアネート(PI3)には、2つ以上のイソシアナト基が芳香族の環と直接及び/又は間接的に結合しているものが含まれる。
一実施態様において、脂肪族ポリイソシアネート(PI1)及び脂環式ポリイソシアネート(PI2)は、直鎖状に結合され、又は環化された6〜100個の炭素原子を含むことができ、2つのイソシアネート活性末端基を有する。したがって、脂肪族ポリイソシアネート(PI1)としての少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)を含む熱可塑性ポリウレタンの製造方法において、脂肪族ポリイソシアネート(PI1)は、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート及び2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネートからなる群から選択される。
脂環式ポリイソシアネート(PI2)としての少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、シクロブタン−1,3−ジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、2,4−及び2,6−メチルシクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−及び2,4’−ジシクロヘキシルジイソシアネート、1,3,5−シクロヘキサントリイソシアネート、イソシアナトメチルシクロヘキサンイソシアネート、イソシアナトエチルシクロヘキサンイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−及び2,4’−ビス(イソシアナト−メチル)ジシクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート及び4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタンからなる群から選択される。
芳香族ポリイソシアネート(PI3)としての少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、2,4−及び2,6−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−フェニレンジイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4’’−トリイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、2,4’−、4,4’−及び2,2−ビフェニルジイソシアネート、2,2’−、2,4’−及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−キシリレンジイソシアネート及びm−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)からなる群から選択される。
好ましくは、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、2,2’−、2,4’−及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、p−フェニルジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート及び1,5−ナフタレンジイソシアネート及び4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタンからなる群から選択される。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、工程(B)において少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)が、2,2’−、2,4’−及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、p−フェニルジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート及び1,5−ナフタレンジイソシアネート及び4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタンからなる群から選択されることを特徴とする上記の方法にも関する。
より好ましくは、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート、トリレン2,6−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン2,2’−ジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、テトラメチレンキシレン2,4−ジイソシアネート及び1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサンからなる群から選択される。
最も好ましくは、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)は、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート、トリレン2,6−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン2,2’−ジイソシアネート及びヘキサメチレン1,6−ジイソシアネートからなる群から選択される。
特に好ましい実施態様において、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)はジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート(以下、MDIとも称する)である。MDIは、アニリン及びホルムアルデヒドの原料から製造される。このような方法は当業者に知られている。MDIの選択は、MDIを製造するための特定の方法に限定されない。したがって、当業者は、任意の好適な方法によりMDIを得ることができる。実際は、MDIは、市販されているもの、例えばBASF製のLupranat(登録商標)(これに限定されない)であってもよい。
重合反応の実施に正しい化学量論を使用し、それにより、所望の特性を有する熱可塑性ポリウレタンを得ることが重要である。典型的には、イソシアネート基の総数は、ポリマー中の活性水素含有基の合計以上である。「活性水素含有基」という用語は、少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)のイソシアネート反応性基又はヒドロキシル基を指す。これは、一般に1000を超えるイソシアネート指数で表される。すなわち、イソシアネート指数が1000を超える場合、イソシアネート基が過剰である。本明細書の文脈におけるイソシアネート指数は、イソシアネート基と上記のイソシアネート反応性基との化学量論比である。
本発明の目的のため、少なくとも1種のポリオール組成物(P)、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、イソシアネート指数が900〜1500の範囲であるような量で添加される。より好ましくは、イソシアネート指数は900〜1300の範囲である。最も好ましくは、イソシアネート指数は900〜1100の範囲である。一実施態様において、イソシアネート指数は950〜1050の範囲である。
典型的には、少なくとも1種のポリオール組成物(P)と少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)とのモル比は0.1:1〜1:1の範囲であり、このようにして得られるイソシアネート指数は上記の範囲内にある。好ましくは、質量比は、0.1:1〜0.95:1、又は0.1:1〜0.90:1、又は0.1:1〜0.85:1、又は0.1:1〜0.8:1、又は0.1:1〜0.75:1の範囲である。より好ましくは、質量比は、0.1:1〜0.7:1、又は0.1:1〜0.65:1、又は0.1:1〜0.6:1、又は0.1:1〜0.55:1、又は0.1:1〜0.5:1、又は0.1:1〜0.45:1の範囲である。最も好ましくは、0.15:1〜0.45:1の範囲である。一実施態様において、少なくとも1種のポリオール組成物(P)と少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)とのモル比は0.15:1〜0.4:1の範囲である。
本発明によれば、したがって、本発明は、工程(B)において少なくとも1種のポリオール組成物(P)と少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)とのモル比が0.1:1〜1:1の範囲であることを特徴とする上記の方法にも関する。
上記の方法の工程(B)において、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)も存在し、一般に鎖延長剤として機能し、それにより、例えば隣接するイソシアネート間のスペーサーとして機能する。「低分子量」という用語は、50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有するジオールを指す。鎖延長剤構造は、相分離を促進し、通常の硬質セグメント構造を補完又は妨害し、硬質セグメント間の水素結合を促進する能力があるので、TPU特性に大きな影響を与える。
鎖延長剤は、一般に、イソシアネートを一緒につなぐ低分子量のジオール又はジアミンである。好ましくは、これらは、二官能性及び/又は三官能性アルコール、二官能性から四官能性のポリオキシアルキレンポリオール、及びアルキル置換芳香族ジアミン、又は列挙された延長剤の2種以上の混合物の群から選択される。
本発明の目的のため、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、上記のように、50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。好ましくは、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、60g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する。より好ましくは、分子量は、60g/mol〜330g/molの範囲、さらにより好ましくは60g/mol〜310g/mol、又は60g/mol〜310g/mol、又は60g/mol〜290g/mol、又は60g/mol〜290g/mol、又は60g/mol〜270g/molの範囲である。最も好ましくは、分子量は、70g/mol〜270g/mol、又は70g/mol〜250g/mol、又は70g/mol〜250g/mol、又は70g/mol〜230g/mol、又は70g/mol〜230g/mol、又は70g/mol〜210g/molの範囲である。さらに最も好ましくは、分子量は、70g/mol〜190g/mol、又は70g/mol〜170g/mol、又は70g/mol〜150g/molの範囲である。特に好ましい実施態様において、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、80g/mol〜130g/molの範囲の分子量を有する。
鎖延長剤としての少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、好ましくは、C〜C12アルカンジオール、又はC〜Cアルカンジオールである。より好ましくは、エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、及び好ましくは1,4−ブタンジオールである。好ましい鎖延長剤及び/又は架橋剤は、4〜8個の炭素原子を有するジアルキレングリコール、好ましくはジエチレングリコール及びジプロピレングリコール及び/又は二官能性、三官能性又は四官能性のポリオキシアルキレンポリオールをさらに含む。
少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、好ましくは12個以下の炭素原子を有する分岐状及び/又は不飽和アルカンジオール、好ましくは1,2−プロパンジオール、2−メチルプロパンジオール−1,3、2,2−ジメチルプロパンジオール−1,3、2−ブチル−2−エチルプロパンジオール−1,3、ブテン−2−ジオール−1,4及びブチン−2−ジオール−1,4、2〜4個の炭素原子のグリコールを有するテレフタル酸のジエステル、好ましくはテレフタル酸ビス−エチレングリコール−1,4又は−ブタンジオール−1,4、ヒドロキノン又はレゾルシノールのヒドロキシアルキレンエーテル、好ましくは1,4−ジ(β−ヒドロキシエチル)ヒドロキノン又は1,3−ジ(β−ヒドロキシエチル)レゾルシノール、2〜12個の炭素原子を有するアルカノールアミン、好ましくはエタノールアミン、2−アミノプロパノール及び3−アミノ−2,2−ジメチルプロパノール、N−アルキルジアルカノールアミン、例えばN−メチル−及びN−エチルジエタノールアミンをさらに含んでもよい。
特定の機械的特性を得るために、好ましくは、アルキル置換芳香族ポリアミンも、前述の低分子量多価アルコール、好ましくは二価及び/又は三価アルコール又はジアルキレングリコールとの混合物で使用される。
一実施態様において、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノンビス2−ヒドロキシエチルエーテル及びビス−2(ヒドロキシエチル)−テレフタレートからなる群から選択される。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、工程(B)において少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノンビス2−ヒドロキシエチルエーテル及びビス−2(ヒドロキシエチル)−テレフタレートからなる群から選択されることを特徴とする上記の方法にも関する。
少なくとも1種のポリオール組成物(P)と少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)との質量比は1:1〜15:1の範囲である。好ましくは、この比は、1.4:1〜15:1、又は1.4:1〜14.8:1、又は1.8:1〜14.6:1、又は1.8:1〜14.6:1、又は2:1〜14.4:1、又は2:1〜14.2:1、又は2.4:1〜14.2:1、又は2.4:1〜14:1の範囲である。より好ましくは、この比は、2.8:1〜14:1、又は2.8:1〜13.8:1、又は3:1〜13.8:1、又は3:1〜13.6:1、又は3.4:1〜13.6:1、又は3.4:1〜13.4:1、又は3.8:1〜13.4:1、又は3.8:1〜13.2:1、又は4:1〜13.2:1、又は4:1〜13:1の範囲である。最も好ましくは、この比は、4.4:1〜13:1、又は4.4:1〜12.8:1、又は4.8:1〜12.8:1、又は4.8:1〜12.6:1、又は5:1〜12.6:1、又は5:1〜12.4:1、又は5:1〜12.2:1の範囲である。一実施態様において、少なくとも1種のポリオール組成物(P)と少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)との質量比は5:1〜12:1の範囲である。
本発明の目的のため、方法の工程(B)において、上記のように、少なくとも1種の触媒(CA)は任意に添加されてもよい。好ましくは、少なくとも1種の触媒(CA)は、有機金属化合物、例えば有機カルボン酸のスズ(II)塩、好ましくはスズ(II)ジオクトエート、スズ(II)ジラウレート、ジブチルスズジアセテート又はジブチルスズジラウレートであり、他の有機金属化合物は、ビスマス塩、好ましくはビスマス(III)ネオデカノエート、ビスマス2−エチルヘキサノエート及びビスマスオクタノエートであるか、又は触媒は、第三級アミン、例えばテトラメチルエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、ジエチルベンジルアミン、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジアザビシクロオクタン、N,N’−ジメチルピペラジン、Nメチル,N’−(4−N−ジメチルアミノ)ブチルピペラジン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレンジアミンである。類似の物質も触媒として使用することができる。
好ましくは、少なくとも1種の触媒(CA)は、アミジン、好ましくは例えば2,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラ−ヒドロピリミジン、トリス(ジアルキルアミノアルキル)−s−ヘキサヒドロトリアジン、特にトリス(N,N−ジメチル−アミノプロピル)−s−ヘキサヒドロトリアジン、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、好ましくは例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシドをさらに含む。
好ましい少なくとも1種の触媒(CA)は、N−メチル−N−ジメチルアミノエチルピペラジン及びペンタメチルジエチレントリアミン、及びまた芳香族アルカリ金属カルボキシレート、アルカリ金属水酸化物、好ましくは例えば水酸化ナトリウム、アルカリ金属アルコキシド、好ましくは例えばナトリウムメトキシド及びカリウムイソプロポキシド、及びまた、OH側基を含むか、又は含まない、10〜20個の炭素原子を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩をさらに含む。
好ましくは、少なくとも1種の触媒(CA)は、100質量部の少なくとも1種のポリオール組成物(P)に対して、0.0001質量部〜0.1質量部の量で使用される。当業者は、そのような少なくとも1種の触媒(CA)及びTPUを得るために添加される量をよく知っている。少なくとも1種の触媒(CA)の選定及び選択は、上記の本発明の方法を制限しない。
工程(B)は、酸化防止剤、加水分解安定剤、光安定剤、UV吸収剤、発泡剤、及び他のプロセス安定剤からなる群から選択される少なくとも1種の添加剤(AD)を含む。当業者は、これらの添加剤、及び上記の方法から熱可塑性ポリウレタンを得るために添加することができる任意のさらなる添加剤をよく知っている。例えば、市販の添加剤、例えばJungbunzlauerからのCitrofil(登録商標)及びBASFからのIrganox(登録商標)(これらに限定されない)は、少なくとも1種の添加剤(AD)として使用することができる。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、工程(B)において少なくとも1種の添加剤(AD)が、酸化防止剤、加水分解安定剤、光安定剤、UV吸収剤、発泡剤、及び他のプロセス安定剤からなる群から選択されることを特徴とする上記の方法にも関する。
本発明において、例えば、発泡剤を使用することができる。一般的に知られている化学的及び/又は物理的に作用する化合物はさらに、発泡剤として使用することができる。化学的発泡剤は、イソシアネートと反応してガス状生成物を生成する化合物である。物理的発泡剤は、溶解又は乳化形態でTPUの製造成分中に存在し、TPU形成条件下で蒸発する化合物である。
本発明の目的に適する発泡剤は、例えば、発熱重付加反応の影響下で蒸発する低沸点液体を含む。有機ポリイソシアネートに関して不活性であり、100℃未満の沸点を有する液体が特に適している。好ましく使用されるこのタイプの液体の例は、ハロゲン化、好ましくはフッ素化炭化水素、例えばメチレンクロリド及びジクロロモノフルオロメタン、過フッ素化又は部分的フッ素化炭化水素、例えばトリフルオロメタン、ジフルオロメタン、ジフルオロエタン、テトラフルオロエタン及びヘプタフルオロプロパン、炭化水素、例えばn−ブタン、イソ−ブタン、n−ペンタン、イソペンタン及びまたそれらの技術グレードの混合物、プロパン、プロピレン、ヘキサン、ヘプタン、シクロブタン、シクロペンタン及びシクロヘキサン、ジアルキルエーテル、好ましくは例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル及びフラン、カルボン酸、例えばギ酸、カルボン酸エステル、好ましくは例えばメチル及びエチルホルマート、ケトン、好ましくは例えばアセトン、及び/又はフッ素化及び/又は過フッ素化第三級アルキルアミン、好ましくは例えばペルフルオロジメチルイソプロピルアミンである。他の発泡剤、例えばCO及びNも、本発明の目的のために使用される。
これらの低沸点液体の互いの混合物及び/又は他の置環又は非置換炭化水素との混合物を使用することは同様に可能である。発泡剤の最も好ましい量は、目標密度に依存し、好ましくは一緒に使用される水の量にも依存する。満足な結果は一般に、少なくとも1種のポリオール組成物(P)に基づいて、1質量%〜15質量%、好ましくは2質量%〜11質量%の範囲の量で得られる。
好ましい実施態様は、これらの発泡剤の1種以上及び水を含む混合物を含む、より好ましくは物理的発泡剤を含まない、さらに好ましくは水を唯一の発泡剤として含む発泡剤を使用する。
好ましい実施態様において、含水量は、少なくとも1種のポリオール組成物(P)に基づいて、0.1質量%〜3質量%、好ましくは0.4質量%〜2質量%、より好ましくは0.6質量%〜1.5質量%の範囲である。
本発明において、物理的発泡剤を含有するマイクロビーズをさらに混合することもできる。マイクロビーズは、前述の発泡剤との混合物で使用することもできる。
典型的には、マイクロビーズは、熱可塑性ポリマーのシェルからなり、アルカンをベースとする液体の低沸点物質がコアに充填される。このようなマイクロビーズの製造は、例えばUS 3,615,972に記載されている。一般的には、マイクロビーズの直径は5〜50μmである。好適なマイクロビーズの例は、Akzo NobelからのExpancell(登録商標)として購入できる。
一般的には、マイクロビーズは、少なくとも1種のポリオール組成物(P)の総質量に基づいて、0.5質量%〜5質量%の範囲の量で添加される。
あるいは、超臨界流体を上記の発泡剤と共に使用し、本発明の溶融熱可塑性ポリウレタンと混合することができる。その後、前記混合物を鋳型で射出成形技術に供して、低密度の発泡TPUを得ることができる。超臨界流体は、超臨界CO及び/又はNからなる群から選択することができる。1つのこのような技術はUS 2015/0038605 A1に記載されている。好適な技術も本発明に使用することができる。
他の発泡剤は、方法及び具体的な条件に基づいて選択され、有機液体又は無機ガス(これらに限定されない)、又はそれらの混合物を含む。使用することができる液体は、ハロゲン化炭化水素、又は飽和の脂肪族炭化水素、特に2〜8個の炭素原子を有するものを含む。好適な無機ガスは、上記のように、窒素、空気、アンモニア又は二酸化炭素である。さらなる詳細は、例えばWO2005/023920、WO2007/082838、WO2010/136398、WO2013/153190、WO2014/198779、WO2015/055811、WO2017/030835、US2017/0036377、US2016/0271847、US2016/0108198、WO2014/150119、WO2014/150124及びWO2016/131671に見出すことができる。
従来の補助物質材料及び/又は添加物質材料をさらに使用することができる。補助物質材料及び/又は添加物質材料は、単一の物質、又は2種以上の補助物質材料及び/又は添加物質材料の混合物の形態をとる。例には、界面活性物質、フィラー、難燃剤、核剤、酸化防止剤、潤滑及び離型助剤、染料及び顔料、任意に安定剤、好ましくは加水分解、光、熱又は変色に対する安定剤、有機及び/又は無機フィラー、強化剤及び/又は可塑剤が含まれる。
本発明の目的のための安定剤は、プラスチック又はプラスチックの混合物を有害な環境の影響から保護するための添加剤である。例としては、一次及び二次酸化防止剤、ヒンダードアミン光安定剤、UV吸収剤、加水分解制御剤、消光剤及び難燃剤が挙げられる。市販の安定剤の例は、プラスチック添加剤ハンドブック(Plastics Additive Handbook),第5版,H.Zweifel,ed.,Hanser出版社,Munich,2001([1]),98〜136頁に記載されている。
有用な界面活性物質には、例えば、出発材料の均質化を増強し、セル構造調節剤としても作用することができる化合物が含まれる。例には、乳化剤、例えばヒマシ油スルフェート又は脂肪酸のナトリウム塩、及びまたアミンを有する脂肪酸の塩、例えばジエチルアミンオレエート、ジエタノールアミンステアレート、ジエタノールアミンリシノレート、スルホン酸の塩、例えばドデシルベンゼン又はジナフチルメタンジスルホン酸及びリシノール酸のアルカリ金属又はアンモニウム塩;発泡安定剤、例えばシロキサン−オキシアルキレンインターポリマー及び他の有機シロキサン、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化脂肪アルコール、パラフィン油、ヒマシ油エステル、又は具体的にはリシノール酸エステル、ロート油及び落花生油、及びセル調節剤、例えばパラフィン、脂肪アルコール及びジメチルポリシロキサンが含まれる。乳化効果、セル構造及び/又はその安定化を改善するために、側基としてポリオキシアルキレン及びフルオロアルカン部分を有するオリゴマーポリアクリレートを使用することがさらに可能である。典型的には、界面活性物質は、100質量部の少なくとも1種のポリオール組成物(P)に対して、0.01質量部〜5質量部の量で使用される。
フィラー、特に強化フィラーには、従来のよく知られている有機及び無機フィラー、強化剤及び増量剤が含まれる。特定の例としては、ケイ酸塩鉱物などの無機フィラー、例えばアンチゴライト、蛇紋石、ホーンブレンド、角閃石、クリソタイル、タルクなどの層状ケイ酸塩;金属酸化物、例えばカオリン、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、酸化チタン及び酸化鉄、金属塩、例えばチョーク、重晶石、及び無機顔料、例えば硫化カドミウム、硫化亜鉛、及びまたガラス粒子が挙げられる。有用な有機フィラーには、例えば、カーボンブラック、メラミン、膨張グラファイト、ロジン、シクロペンタジエニル樹脂、グラフトポリオール及びグラフトポリマーが含まれる。
強化フィラーとして、特に高レベルの耐熱性又は非常に高い剛性が要求される場合、繊維、例えば炭素繊維又はガラス繊維を使用することが好ましく、その場合、繊維には接着促進剤及び/又はサイザーが付与されてもよい。
有機及び無機フィラーは、単独で又は混合物として使用されてもよく、典型的には、少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)の質量に基づいて0.5質量%〜50質量%、好ましくは1質量%〜30質量%の範囲の量で反応混合物に添加される。
好適な難燃剤には、例えばトリクレジルホスフェート、トリス(2−クロロエチル)ホスフェート、トリス(2−クロロプロピル)ホスフェート、トリス(1,3−ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、及びテトラキス(2−クロロエチル)エチレンジホスフェートが含まれる。
前述のハロゲン置換ホスフェート以外に、無機難燃剤、例えば赤リン、酸化アルミニウム水和物、三酸化アンチモン、三酸化ヒ素、アンモニウムポリホスフェート及び硫酸カルシウム、又はシアヌル酸誘導体、例えばメラミン、又は2種以上の難燃剤の混合物、例えばアンモニウムホスフェートとメラミンとの混合物、及びまた任意に、デンプン及び/又は膨張グラファイトを使用して、本発明に従って製造されるTPUに難燃性を付与することも可能である。
核剤として、例えば、タルク、フッ化カルシウム、ナトリウムフェニル−ホスフィナート、酸化アルミニウム及び微粉化ポリテトラフルオロエチレンを、上記のように少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)の総質量に基づいて5質量%以下の量で使用することが可能である。
好適な酸化防止剤及び熱安定剤は、本発明の方法に添加されてもよい。これらには、例えば、任意にハロゲン化、例えば塩化、臭化又はヨウ化銅(I)と組み合わせた、周期表のI族金属のハロゲン化物、例えばハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化リチウム、立体障害性フェノール、ハイドロキノン、及びまたこれらの基の置換化合物、及びこれらの混合物が含まれる。好ましくは、これらは、少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)の質量に基づいて1質量%以下の濃度で使用される。
上記の方法において添加される加水分解制御剤の例は、例えば文献DE 19821668 A1、US 6,184,410、DE 10004328 A1、US 6,730,807、EP 0940389 B1又はUS 5,498,747に記載されているように、さまざまな置換カルボジイミド、例えば2,2’,6,6’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、又は1,3−ビス(1−メチル−1−イソシアナトエチル)ベンゼンをベースとするカルボジイミドである。一般的には、加水分解制御剤は、少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)の質量に基づいて4.0質量%以下、好ましくは1.5質量%〜2.5質量%の範囲の量で使用される。
少なくとも1種のポリオール組成物(P)及び少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)の質量に基づいて1質量%以下の量で一般に同様に添加される潤滑及び離型剤は、ステアリン酸、ステアリルアルコール、ステアリン酸エステル及びアミド、及びまたペンタエリスリトールの脂肪酸エステルである。
さらに、有機染料、例えばニグロシン、顔料、例えば二酸化チタン、硫化カドミウム、カドミウムスルフィドセレニド、フタロシアニン、ウルトラマリンブルー又はカーボンブラックを添加することが可能である。
前述の補助材料及び添加物質材料のさらなる詳細は、業界の文献、例えばプラスチック添加剤ハンドブック(Plastics Additive Handbook),第5版,H.Zweifel,ed.,Hanser出版社,Munich,2001,98〜136頁に見出される。
上記の少なくとも1種の添加剤(AD)は、存在する場合、当業者が知っている任意の好適な量であってもよい。例えば、少なくとも1種の添加剤(AD)は、熱可塑性ポリウレタンの総質量に基づいて0.1質量%〜60質量%の範囲の量であってもよい。
さらなる態様によれば、したがって、本発明は、上記の本発明の方法により得られる又は得ることができる熱可塑性ポリウレタンにも関する。
本発明の態様において、上記の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンは、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のT、及び0.1〜0.7の範囲の硬質セグメントの割合を有し、硬質セグメントの割合は、式:
Figure 2021507030
(式中、mKV,CEは、gで表した少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の質量であり、
KV,CEは、g/molで表した少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)のモル質量であり、
Isoは、g/molで表した少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)のモル質量であり、
totalは、gで表した全ての出発材料の総質量であり、
kは、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の数である)
によって定義される。
上記式中の「k」の定義における「数」という用語は、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の単位の数を指す。
本発明の目的のため、硬質セグメントの割合を計算するための式に上記で使用される「mtotal」という用語は、上記のように、少なくとも1種のポリオール組成物(P)、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)、少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)、任意に少なくとも1種の添加剤(AD)及び/又は少なくとも1種の触媒(CA)を含む全ての出発材料の総質量をgで表すものである。
好ましくは、熱可塑性ポリウレタンは、0.15〜0.70の範囲の硬質セグメントの割合を有する。より好ましくは、硬質セグメントの割合は0.20〜0.70の範囲である。最も好ましくは、硬質セグメントの割合は0.20〜0.60の範囲である。一実施態様において、上記方法により得られる熱可塑性ポリウレタンの硬質セグメントの割合は、0.20〜0.50の範囲である。
好ましくは、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された熱可塑性ポリウレタンのTは、−60℃〜10℃の範囲である。より好ましくは、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定されたTは、−60℃〜5℃の範囲である。最も好ましくは、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定されたTは、−60℃〜0℃の範囲である。
本発明の目的のため、熱可塑性ポリウレタンのTは、上記のように、動的機械熱分析により決定される。動的機械熱分析又は動的機械分析は、一般に正弦波の小さな振動力を加えることにより、時間及び温度の関数の一般に正弦波の小さな振動に置かれた試料の機械的特性に関する情報を生成する。TPUのT値を測定するために、最初には、貯蔵弾性率(G’)及び損失弾性率(G’’)を決定する。貯蔵弾性率(G’)は、ポリマー材料の剛性を表し、負荷サイクル(loading cycle)中に貯蔵されたエネルギーに比例する。損失弾性率(G’’)は、1回の負荷サイクル中に消費されるエネルギーに比例するものとして定義される。それは、例えば、熱として失われたエネルギーを表し、振動中に変換され、回復できない振動エネルギーの測定値(measure)である。次に、正弦波振動に供したTPUにおける動的応力と動的ひずみの間の位相差である位相角デルタ(δ)を測定する。損失係数タンデルタは、損失弾性率(G’)と貯蔵弾性率(G’’)の比である。これは、回復可能なエネルギーで表される失われたエネルギーの測定値であり、TPUにおける機械的減衰又は内部摩擦を表す。高いタンデルタ値は、高い非弾性ひずみ成分を有する材料を示し、低い値は、より弾性の高い材料を示す。しばしば、T値は、以下で説明する実施例に示すように、最大損失弾性率(G’’max)又は最大損失係数(最大タンデルタ)の温度と見なされる。
上記の熱可塑性ポリウレタンは、好ましくは、ASTM D2240:2015に従って決定された20〜100の範囲のデュロメーターショアA硬度を有する。好ましくは、ASTM D2240:2015に従って決定されたデュロメーターショアA硬度は、40〜90の範囲、より好ましくは65〜90の範囲、最も好ましくは70〜90の範囲である。
熱可塑性ポリウレタンのショアD硬度は、ASTM D2240:2015に従って決定され、30〜90の範囲である。好ましくは、ショアD硬度、ASTM D2240:2015に従って決定され、50〜90の範囲、より好ましくは60〜90の範囲、最も好ましくは65〜85の範囲である。
上記の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンの密度は、そこに存在する成分及びTPU自体の膨張性に応じて変化し得る。それにもかかわらず、熱可塑性ポリウレタンは、好ましくは、800kg/m〜1500kg/mの範囲のDIN EN ISO 845:2009−10密度を有する。好ましくは、この密度は900kg/m〜1500kg/mの範囲である。より好ましくは、この密度は1000kg/m〜1500kg/mの範囲である。最も好ましくは、この密度は1000kg/m〜1400kg/mの範囲である。特に好ましい実施態様において、DIN EN ISO 845:2009−10に従って決定された密度は、1000kg/m〜1300kg/mの範囲である。
さらなる態様によれば、したがって、本発明は、上記の熱可塑性ポリウレタン、又は上記の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを押出品及び射出成形品に使用する方法にも関する。
上記のように、本発明の熱可塑性ポリウレタンがそのT付近などの低温に耐える能力は、耐摩耗性、引張強度、破断点伸び、軟相結晶化なしの強度及び圧縮永久ひずみでの引裂き伝播に加えて、例えば、履物の一部又は靴底の一部、例えば、中敷き(insert sole)又はミッドソールの一部、シーラント、プロファイル及び他の同様の用途として使用することを可能にする。
したがって、本発明は、上記の熱可塑性ポリウレタンを、マットレスの充填材、マットレスの一部、マットレス自体、タイヤの充填材、タイヤ又はタイヤの一部、履物、靴底、履物のミッドソール、体操用マット、防護服、自動車用緩衝要素、吸音材、防振装置、自転車のサドル用緩衝要素、おもちゃ、床材又は包装材の製造に使用する方法にも関する。
本発明の熱可塑性ポリウレタン靴底は、好ましくは、例えば履物、スポーツ靴、サンダル及びブーツ用のミッドソールとして使用される。より特に、本発明の熱可塑性ポリウレタン靴底は、履物のミッドソールとして使用される。本発明による靴底は、靴底部品、例えばかかと部品又はボール部品もさらに含む。本発明の靴底は、中敷き又はコンビソール(combisoles)として使用することもできる。
上記の本発明のTPUは、さらに、ケーブルシールド、チューブ、フィルム、O−リング、シーリング、コンベヤーベルト、減衰要素、レーザー又は熱焼結技術、ステレオリソグラフィー、溶融堆積成形及びスラッシュ成形(これらに限定されない)に使用することができる。さらに、それは、鉄道部品、空気入り及び非空気入りタイヤ、自転車用座席、保護部品及びタイヤ部品の製造にも使用することができる。
本発明の別の態様は、上記の熱可塑性ポリウレタン、又は上記の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを押出品及び射出成形品に使用する方法を記載している。したがって、本発明は、上記の熱可塑性ポリウレタンを押出品及び射出成形品に使用する方法にも関する。
「押出品」という用語は、好適な鋳型又はモールドで上記の熱可塑性ポリウレタンを押し出した後に得られる物品を指す。同様に、「射出成形品」という用語は、好適な鋳型又はモールドで上記の熱可塑性ポリウレタンを射出成形した後に得られる物品を指す。上記の本発明の熱可塑性ポリウレタンを使用して、当業者が知っている好適な技術を用いて、任意の所望の形状、サイズ及び寸法の物品を得ることができる。したがって、本発明は、そのような物品及び/又は前記物品を得るためのモールド又は鋳型の選択によって限定されない。
当業者に知られているように、射出成形は循環プロセスであり、押出は定常状態プロセスである。押出の製品又は物品は長くて連続的であり、一般に生産の軸又は方向に対して一定である断面を有する。一方、射出成形の製品又は物品は、各軸の断面が異なる個別のアイテムである。本発明の熱可塑性ポリウレタンは、低温用途(これに限定されない)などの広範囲の利用のための物品を得るために使用することができる。「低温」という用語は、上記の熱可塑性ポリウレタンのT付近の温度を指す。さらに、熱可塑性ポリウレタンの低いTは、振動が役割を果たす利用での動的硬化及び熱蓄積を低減する。軟質相の結晶化がないことは、TPUの幅広い利用分野をさらに広げる。
当業者は、押出及び射出成形に含まれる技術をよく知っている。したがって、本発明の熱可塑性ポリウレタンの押出品及び射出成形品への使用は、当業者によって選択された技術及びそのために使用される鋳型又はそのタイプによって制限されない。
本発明はまた、本明細書に記載される熱可塑性ポリウレタンに基づく発泡熱可塑性ポリウレタン粒子、及び粒子フォーム、及び発泡熱可塑性ポリウレタン粒子及び発泡熱可塑性ポリウレタン粒子に基づく粒子フォームを製造する方法に関する。
したがって、本発明の態様は、以下の工程:
(a)上記熱可塑性ポリウレタンを溶融して、溶融物を得る工程と、
(b)発泡剤を工程(a)で得られた溶融物と混合する工程と、
(c)得られた溶融物から発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を製造する工程と
を含む、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子の製造方法に関する。
さらなる実施態様によれば、したがって、本発明は、以下の工程:
(a)上記熱可塑性ポリウレタン又は上記の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを溶融して、溶融物を得る工程と、
(b)発泡剤を工程(a)で得られた溶融物と混合する工程と、
(c)得られた溶融物から発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を製造する工程と
を含む、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子の製造方法にも関する。
熱可塑性ポリウレタンをベースとする発泡熱可塑性ポリウレタン粒子(又はE−TPU粒子)の製造方法、好適な発泡剤及びさらに必要な補助剤の詳細は、当業者によく知られている。例えば、以下の手順を利用することができる:
a.顆粒の3D評価(例えば、PartAn 3D,Microtracを使用する動的画像分析により)により決定された0.2mm〜10mmの平均最小直径を有する上記の熱可塑性ポリウレタンの粒子(例えば、押出により得ることができる)を、圧力及び100℃〜200℃の範囲の温度で、発泡剤(例えば、発泡剤としての超臨界流体中又は発泡剤を有する懸濁液中)及び任意にさらなる補助剤(例えば、懸濁剤)に含浸し、次に減圧すること;又は
b.高温及び圧力下で、押出機で、上記の熱可塑性ポリウレタンを、必要に応じて発泡剤(例えば、熱可塑性ポリウレタンの総質量に基づいて0.1質量%〜60質量%の範囲で)と一緒に添加剤と溶融し、制御されない発泡(例えば、水中造粒)を抑制する装置なしで溶融物をペレット化すること。
これらの方法のさらなる詳細は、例えばWO2005/023920、WO2007/082838、WO2010/136398、WO2013/153190、WO2014/198779、WO2015/055811、WO2017/030835、US2017/0036377、US2016/0271847、US2016/0108198、WO2014/150119、WO2014/150124及びWO2016/131671に見出すことができる。
好適な発泡剤は、方法及び具体的な条件に基づいて選択され、有機液体又は無機ガス(これらに限定されない)、又はそれらの混合物を含む。使用することができる液体は、ハロゲン化炭化水素、又は飽和の脂肪族炭化水素、特に3〜8個の炭素原子を有するものを含む。好適な無機ガスは、窒素、空気、アンモニア又は二酸化炭素である。さらなる詳細は、例えばWO2005/023920、WO2007/082838、WO2010/136398、WO2013/153190、WO2014/198779、WO2015/055811、WO2017/030835、US2017/0036377、US2016/0271847、US2016/0108198、WO2014/150119、WO2014/150124及びWO2016/131671に見出すことができる。
本発明のさらなる態様は、上記の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子をベースとする粒子フォームに関する。このような粒子フォームは、例えば100℃〜200℃の範囲の温度で、任意に0.1バール〜6バールの範囲の圧力及び150℃以下の温度でのスチームによって、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を融合させることにより得ることができる。150℃〜200℃の範囲の温度において、20バール以下の圧力を使用することができるが、融合に使用される温度は、含浸(例えば、上記のプロセスの変形態様「a.」で)の温度又は高エネルギー放射線(例えば、電波放射のためのマイクロ波放射)による温度よりも高いことが条件である。
得られた粒子フォームは、一般に連続気泡構造又は独立気泡構造、好ましくは50kg/m〜300kg/m、好ましくは80kg/m〜150kg/mの範囲の密度を有する独立気泡構造を有する融合した発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を含む。
さらに別の態様において、本発明は、上記の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子、又は上記の粒子フォームを、マットレスの充填材、マットレスの一部、マットレス自体、タイヤの充填材、タイヤ又はタイヤの一部、履物、靴底、履物のミッドソール、体操用マット、防護服、自動車用緩衝要素、吸音材、例えばサスペンションフォークアブソーバー用防振装置、自転車のサドル用緩衝要素、おもちゃ、床材、例えばスポーツ用床又は歩道の表面、歩道の下層又は中間層、又は包装材の製造に使用する方法に関する。
本明細書に使用される「含む」、「含み」及び「含まれる」という用語は、「含む」、「含み」又は「含有する」、「含有し」と同義であり、包括的又は制限のないものであり、追加の非列挙要件、要素又は方法工程を除外しない。本明細書に使用される「含む」、「含み」及び「含まれる」という用語は、「からなる」、「なる」及び「からなり」という用語を含むことを理解されたい。
さらに、明細書及び特許請求の範囲における「第1」、「第2」、「第3」又は「(a)」、「(b)」、「(c)」、「(d)」などという用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも順番又は時間順を説明するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で記載される本発明の実施態様は、本明細書で記載又は説明される以外の順序で動作することができることを理解されたい。「第1」、「第2」、「第3」又は「(A)」、「(B)」及び「(C)」又は「(a)」、「(b)」、「(c)」、「(d)」、「i」、「ii」などという用語が方法又は使用方法又は測定の工程に関する場合、本明細書の上記又は下記に記載されている本出願において別段の定めがない限り、工程の間に時間又は時間間隔の一貫性はなく、すなわち、工程は同時に実行されるか、そのような工程の間に秒、分、時間、日、週、月、又はさらに年の時間間隔があってもよい。
好ましくは、本発明の文脈において、明細書及び特許請求の範囲における「第1」、「第2」、「第3」又は「(a)」、「(b)」、「(c)」、「(d)」などという用語は、順番又は時間順を説明するために使用される。
明細書において、本発明の様々な態様は具体的に定義されている。そのように定義された各態様は、反対に明確に示されない限り、他の任意の態様と組み合わせることができる。特に、好ましく又は有利に示されている任意の特徴は、好ましく又は有利に示されている他の1つ又は複数の特徴と組み合わせることができる。
本明細書全体を通して「一実施態様」又は「実施態様」への言及は、実施態様に関連して記載された特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも1つの実施態様に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な場所での「一実施態様において」又は「実施態様において」という文言の出現は、必ずしもすべてが同じ実施態様を指しているとは限らないが、そうであってもよい。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ以上の実施態様において、この開示から当業者には明らかであろうように、任意の好適な方法で組み合わせることができる。さらに、当業者によって理解されるように、本明細書に記載される一部の実施態様は、他の実施態様に含まれる一部の他の特徴を含まないが、異なる実施態様の特徴の組み合わせは、本発明の範囲内にあり、異なる実施態様を形成することが意図される。例えば、添付の特許請求の範囲では、請求された実施態様のいずれも、任意の組み合わせで使用することができる。
本発明は、以下の実施態様及び対応する従属関係参照及びリンクから生じる実施態様の組み合わせによって具体的に説明される。本発明は、それぞれの従属関係及び後方参照によって示されるように、以下の実施態様及び実施態様の組み合わせによってさらに説明される。特に、実施態様の範囲が言及される各場合において、例えば「実施態様1から4のいずれか一項に記載の方法」などの用語の文脈において、この範囲のすべての実施態様は、当業者に明示的に開示されることを意味し、すなわち、この用語の表現は、「実施態様1、2、3及び4のいずれか一項に記載の方法」と同義であると当業者によって理解されるべきであることに留意されたい。
1.以下の工程:
(A) (P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオールを含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法であって、
前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)は、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、
前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)は50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する、熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
2.工程(A)において、前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有することを特徴とする、実施態様1に記載の方法。
3.工程(A)において、前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、ε−カプロラクトン(P11)を、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された80g/mol〜1500g/molの範囲の数平均分子量を有する出発分子(P12)と反応させることにより得られることを特徴とする、実施態様1又は2に記載の方法。
4.工程(A)の前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)における前記出発分子(P12)が、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択されることを特徴とする、実施態様3に記載の方法。
5.工程(A)の前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)における前記出発分子(P12)が、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオールであることを特徴とする、実施態様3又は4に記載の方法。
6.工程(A)における前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、1:10〜10:1の範囲の前記ε−カプロラクトン(P11)と前記出発分子(P12)との質量比を有することを特徴とする、実施態様1から5のいずれか一項に記載の方法。
7.工程(A)において、前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)が、ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)をさらに含むことを特徴とする、実施態様1から6のいずれか一項に記載の方法。
8.前記第2のポリオール(P2)が、ポリエーテルポリオール(P21)、ポリエステルポリオール(P22)及びポリカーボネートポリオール(P23)からなる群から選択されることを特徴とする、実施態様7に記載の方法。
9.前記第2のポリオール(P2)がポリエーテルポリオール(P21)であることを特徴とする、実施態様7又は8に記載の方法。
10.前記ポリエーテルポリオール(P21)がα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオールであることを特徴とする、実施態様9に記載の方法。
11.前記第2のポリオール(P2)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1000g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有することを特徴とする、実施態様7から10のいずれか一項に記載の方法。
12.前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と前記第2のポリオール(P2)との質量比が、1:5〜10:1の範囲であることを特徴とする、実施態様7から11のいずれか一項に記載の方法。
13.工程(B)において、70℃〜120℃の範囲の温度を提供することを特徴とする、実施態様1から12のいずれか一項に記載の方法。
14.工程(B)において、前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)が、2,2’−、2,4’−及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、p−フェニルジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート及び1,5−ナフタレンジイソシアネート及び4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタンからなる群から選択されることを特徴とする、実施態様1から13のいずれか一項に記載の方法。
15.前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)が4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートであることを特徴とする、実施態様14に記載の方法。
16.工程(B)において、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノンビス2−ヒドロキシエチルエーテル及びビス−2(ヒドロキシエチル)−テレフタレートからなる群から選択されることを特徴とする、実施態様1から15のいずれか一項に記載の方法。
17.工程(B)において、前記少なくとも1種の添加剤(AD)が、酸化防止剤、加水分解安定剤、光安定剤、UV吸収剤、発泡剤、及び他のプロセス安定剤からなる群から選択されることを特徴とする、実施態様1から16のいずれか一項に記載の方法。
18.工程(A)において、前記少なくとも1種のポリオール組成物が、DIN 53240−3:2016−03に従って決定された10mg KOH/g〜100mg KOH/gの範囲のOH価を有することを特徴とする、実施態様1から17のいずれか一項に記載の方法。
19.工程(B)において、前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)と前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)とのモル比が、0.1:1〜1:1の範囲であることを特徴とする、実施態様1から18のいずれか一項に記載の方法。
20.工程(B)において、前記少なくとも1種のポリイソシアネート(P)と前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)との質量比が、1:1〜15:1の範囲であることを特徴とする、実施態様1から19のいずれか一項に記載の方法。
21.工程(B)において、前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)、前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の鎖延長剤が、同時に反応されることを特徴とする、実施態様1から20のいずれか一項に記載の方法。
22.前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が50〜250g/molの範囲の分子量を有することを特徴とする、実施態様1から21のいずれか一項に記載の方法。
23.実施態様1から22のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンであって、前記熱可塑性ポリウレタンが、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のT、及び0.1〜0.7の範囲の硬質セグメントの割合を有し、前記硬質セグメントの割合が、式:
Figure 2021507030
(式中、mKV,CEは、gで表した前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の質量であり、
KV,CEは、g/molで表した前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)のモル質量であり、
Isoは、g/molで表した前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)のモル質量であり、
totalは、gで表した全ての出発材料の総質量であり、
kは、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の数である)
によって定義されることを特徴とする、熱可塑性ポリウレタン。
24.実施態様23に記載の熱可塑性ポリウレタン、又は実施態様1から22のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを、押出品及び射出成形品に使用する方法。
25.以下の工程:
(a)実施態様23に記載の熱可塑性ポリウレタン、又は実施態様1から22のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを溶融して、溶融物を得る工程と、
(b)工程(a)で得られた前記溶融物を発泡剤と混合する工程と、
(c)得られた溶融物から発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を製造する工程と
を含む、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子の製造方法。
26.実施態様25に記載の方法により得られる発泡熱可塑性ポリウレタン粒子。
27.実施態様26に記載の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子をベースとする粒子フォーム。
28.実施態様26に記載の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子又は実施態様27に記載の粒子フォームを、マットレスの充填材、マットレスの一部、マットレス自体、タイヤの充填材、タイヤ又はタイヤの一部、履物、靴底、履物のミッドソール、体操用マット、防護服、自動車用緩衝要素、吸音材、防振装置、自転車のサドル用緩衝要素、おもちゃ、床材又は梱包材の製造に使用する方法。
29.以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法であって、
前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する、熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
30.前記熱可塑性ポリウレタンが、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する、実施態様29に記載の方法。
31.以下の工程:
(A)
(P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
(P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
(B)工程(A)の前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法であって、
前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する、熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
32.前記ポリオール組成物(P)における前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と前記第2のポリオール(P2)との質量比が、1:5〜10:1の範囲であることを特徴とする、実施態様29から31のいずれか一項に記載の方法。
33.前記ポリオール(P1)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜2500g/molの範囲の数平均分子量を有することを特徴とする、実施態様29から32のいずれか一項に記載の方法。
34.前記第2のポリオール(P2)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1000g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有することを特徴とする、実施態様29から33のいずれか一項に記載の方法。
35.工程(A)において、前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、ε−カプロラクトン(P11)を、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された80g/mol〜1500g/molの範囲の数平均分子量を有する出発分子(P12)と反応させることにより得られることを特徴とする、実施態様29から34のいずれか一項に記載の方法。
36.工程(A)の前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)における前記出発分子(P12)が、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択されることを特徴とする、実施態様29から35のいずれか一項に記載の方法。
37.工程(A)における前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、1:10〜10:1の範囲の前記ε−カプロラクトン(P11)と前記出発分子(P12)との質量比を有することを特徴とする、実施態様29から36のいずれか一項に記載の方法。
38.前記第2のポリオール(P2)が、ポリエーテルポリオール(P21)、ポリエステルポリオール(P22)及びポリカーボネートポリオール(P23)からなる群から選択されることを特徴とする、実施態様29から37のいずれか一項に記載の方法。
39.工程(B)において、前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)が、2,2’−、2,4’−及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、p−フェニルジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート及び1,5−ナフタレンジイソシアネート及び4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタンからなる群から選択されることを特徴とする、実施態様29から38のいずれか一項に記載の方法。
40.工程(B)において、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノンビス2−ヒドロキシエチルエーテル及びビス−2(ヒドロキシエチル)−テレフタレートからなる群から選択されることを特徴とする、実施態様29から39のいずれか一項に記載の方法。
41.工程(B)において、前記少なくとも1種の添加剤(AD)が、酸化防止剤、加水分解安定剤、光安定剤、UV吸収剤、発泡剤、及び他のプロセス安定剤からなる群から選択されることを特徴とする、実施態様29から40のいずれか一項に記載の方法。
42.工程(B)において、前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)と前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)とのモル比が、0.1:1〜1:1の範囲であることを特徴とする、実施態様29から41のいずれか一項に記載の方法。
43.実施態様29から42のいずれか一項に記載の方法により得られる又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン。
44.実施態様29から42のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンであって、前記熱可塑性ポリウレタンが、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のT、及び0.1〜0.7の範囲の硬質セグメントの割合を有し、前記硬質セグメントの割合が、式:
Figure 2021507030
(式中、mKV,CEは、gで表した前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の質量であり、
KV,CEは、g/molで表した前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)のモル質量であり、
Isoは、g/molで表した前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)のモル質量であり、
totalは、gで表した全ての出発材料の総質量であり、
kは、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の数である)
によって定義されることを特徴とする、熱可塑性ポリウレタン。
45.実施態様43又は44に記載の熱可塑性ポリウレタン、又は実施態様1から13のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを、押出品及び射出成形品に使用する方法。
46.以下の工程:
(a)実施態様43又は44に記載の熱可塑性ポリウレタン、又は実施態様29から42のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを溶融して、溶融物を得る工程と、
(b)工程(a)で得られた前記溶融物を発泡剤と混合する工程と、
(c)得られた溶融物から発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を製造する工程と
を含む、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子の製造方法。
47.実施態様46に記載の方法により得られる発泡熱可塑性ポリウレタン粒子。
48.実施態様47に記載の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子をベースとする粒子フォーム。
49.実施態様47に記載の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子又は実施態様48に記載の粒子フォームを、マットレスの充填材、マットレスの一部、マットレス自体、タイヤの充填材、タイヤ又はタイヤの一部、履物、靴底、履物のミッドソール、体操用マット、防護服、自動車用緩衝要素、吸音材、防振装置、自転車のサドル用緩衝要素、おもちゃ、床材又は梱包材の製造に使用する方法。
本発明の範囲を限定しない以下の実施例により、本発明をさらに説明する。
実施例及び比較例
1.化合物
ポリエステルポリオール
Figure 2021507030
BASFから購入した、33.5質量%のイソシアネート含有量を有するポリイソシアネート−4,4’−MDI。
低分子量ジオールは、
Figure 2021507030
添加剤
Figure 2021507030
2.標準方法
Figure 2021507030
DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って動的機械熱分析により決定されたTの本発明で提供された全ての値は、2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで決定した。DIN規格から逸脱して、2K/分連続加熱速度に対応する1つの工程あたり5K及び35sずつ段階的に温度を調整した。1:6の幅:厚さの比を有するサンプルを使用して、測定を行った。
3.一般的なTPU合成
3.5Lの金属容器中で、機械的撹拌機を用いてポリオール組成物及び低分子量ジオールを混合し、80℃に加熱した。別の容器中で、ポリイソシアネートを50℃の温度に加熱した。混合物の温度が80℃に達したら、連続的に撹拌しながら予熱したポリイソシアネートを添加した。発熱反応により、溶融温度は急速に上昇した。110℃の溶融温度で、混合物を、125℃の温度を有するホットプレート上に維持されたテフロン(登録商標)フレームに10分間注ぎ、TPUスラブを得た。TPUスラブが固体になったら、それをホットプレートから取り外し、次に80℃のホットオーブン内で15時間焼き戻した。TPUを徐々に冷却させ、次に、製粉機で粉砕した後、小さな顆粒に細かく砕いた。顆粒を110℃で3時間乾燥し、次に射出成形して、2mm×9cm×12cmのサイズの試験プラークを得た。次に、試験プラークを使用して機械的性能を決定した。
以下の表1a及び1bは、上記の一般的な合成を使用して得られた本発明の実施例(IE)及び比較例(CE)の両方をまとめている。
以下の表2a及び2bは、表1a及び1bにそれぞれ記載している本発明の実施例(IE)及び比較例(CE)の両方の特性をまとめている。
Figure 2021507030
Figure 2021507030
Figure 2021507030
Figure 2021507030
本発明の実施例は、得られたTPUにおいて軟質相結晶化を示さない。TPUの軟質相結晶化を示すために、温度に対してプロットしたときのタンデルタ値は、異なる温度で二重ピーク(dual peaks)を示す。タンデルタがピークを示す、又は最大である温度では、温度スケールの対応する値は、TPUのT値である。したがって、軟質相結晶化は、最大タンデルタ値の二重ピークを示す比較例で観察することができる。対照的に、本発明のTPUはそのような挙動を示さず、最大タンデルタ値で単一のTを有する。
比較例1に関して、前記実施例は、いかなる軟質相結晶化ももたらさなかったことが観察される。しかしながら、得られるT値は、本発明の実施例1のT値と比較して十分に高い。さらに、本発明の実施例1の機械的特性は、比較例1と比較して改善されている。本発明のTPUの十分に低いT値は、改善された機械的特性と共に、上記のように、それらを多種多様な用途に適したものにする。
4.水中造粒によるE−TPUの合成
TPU押出物は、二軸押出機、例えばCoperion GmbH製のZSK43(これに限定されない)で得ることができる。180℃〜220℃の範囲の温度で、ポリオール組成物、ポリイソシアネート及び低分子量ジオールを、安定剤の存在下で、触媒、例えばスズ(II)ジオクトエート(これに限定されない)と一緒に、好適な量で添加して、反応させた。さらに、さらなる押出機、例えばCoperion GmbH製のZSK43二軸押出機(これに限定されない)を使用してもよく、200℃〜240℃の範囲の温度で反応をさらに進行させることができる。以下の表3は、前記押出機に使用することができる典型的な成分の可能な量を提供する。
好適な方法を使用して、例えば温度調節されたペレット化鋳型を介して200℃で水に浸ったペレット化チャンバー中にポリマー溶融物を押し込み、次の分離と共にカットオフし、得られたペレットを70℃の温度で4時間乾燥することにより(これに限定されない)、上記で得られた押出生成物又はポリマー溶融物のペレット化を行うことができる。
Figure 2021507030
発泡ビーズ又はE−TPUを得るには、上記で得られたTPUsを乾燥させ、押出機、例えばKraussMaffei Berstorff GmbH製のZE75二軸押出機で混合した後、好適な添加剤、例えば核剤としてのタルク(これに限定されない)をさらに添加して混合物を得た。任意に、ポリイソシアネートを混合することにより、押出プロセスで別個に得られたTPUを混合物に添加することもできる。押出機で、発泡剤、例えばCO及びN(これに限定されない)を注入しながら、160℃〜220℃の範囲の温度で混合物を溶融し、混合して均一な溶融物を得た。溶融物を、160℃〜200℃の範囲の温度でペレット化鋳型中にギアポンプし、水中ペレット化(又はUWP)切断チャンバーでペレットに切断することができる。
次に温度調節及び加圧された水流によって、ペレットを運び出し、制御された方法でプロセス内で発泡させて、発泡ペレットを得た。好適な手段、例えば遠心乾燥機(これに限定されない)によって発泡ペレットを水から分離すると、60℃で2時間乾燥させた。以下の表4は、発泡ペレットを得るための好適なプロセスパラメータをまとめている。
Figure 2021507030
引用文献
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WO2014/198779
WO2015/055811
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Claims (20)

  1. 以下の工程:
    (A)
    (P1)ポリ−ε−カプロラクトンポリオール、及び
    (P2)第1のポリオール(P1)と異なる第2のポリオール(P2)
    を含む少なくとも1種のポリオール組成物(P)を用意する工程と、
    (B)工程(A)の前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)を、少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)及び少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)と、任意に少なくとも1種の触媒(CA)及び/又は少なくとも1種の添加剤(AD)の存在下で反応させて、熱可塑性ポリウレタンを得る工程と
    を含む、熱可塑性ポリウレタンの製造方法であって、
    前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜10,000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有し、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が50g/mol〜350g/molの範囲の分子量を有する、熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
  2. 得られた前記熱可塑性ポリウレタンが、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のTを有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ポリオール組成物(P)における前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)と前記第2のポリオール(P2)との質量比が、1:5〜10:1の範囲であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記ポリオール(P1)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1500g/mol〜2500g/molの範囲の数平均分子量を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記第2のポリオール(P2)が、DIN 55672−1: 2016−03に従って決定された1000g/mol〜4000g/molの範囲の数平均分子量Mnを有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 工程(A)において、前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、ε−カプロラクトン(P11)、及びDIN 55672−1: 2016−03に従って決定された80g/mol〜1500g/molの範囲の数平均分子量を有する出発分子(P12)を反応させることにより得られることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 工程(A)の前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)における前記出発分子(P12)が、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、α−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシテトラ−メチレン)ジオール及びα−ヒドロ−ω−ヒドロキシポリ(オキシトリ−メチレン)ジオールからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 工程(A)における前記ポリ−ε−カプロラクトンポリオール(P1)が、1:10〜10:1の範囲の前記ε−カプロラクトン(P11)と前記出発分子(P12)との質量比を有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記第2のポリオール(P2)が、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 工程(B)において、前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)が、2,2’−、2,4’−及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、p−フェニルジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート及び1,5−ナフタレンジイソシアネート及び4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 工程(B)において、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノンビス2−ヒドロキシエチルエーテル及びビス−2(ヒドロキシエチル)−テレフタレートからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 工程(B)において、前記少なくとも1種の添加剤(AD)が、酸化防止剤、加水分解安定剤、光安定剤、UV吸収剤、発泡剤、及び他のプロセス安定剤からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 工程(B)において、前記少なくとも1種のポリオール組成物(P)と前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)とのモル比が、0.1:1〜1:1の範囲であることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により得られる又は得ることができる熱可塑性ポリウレタン。
  15. 請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンであって、前記熱可塑性ポリウレタンが、DIN EN ISO 6721−1:2011−08に従って2K/分の加熱速度及び1Hzのねじりモードで動的機械熱分析により決定された−60℃〜10℃の範囲のT、及び0.1〜0.7の範囲の硬質セグメントの割合を有し、前記硬質セグメントの割合が、式:
    Figure 2021507030
    (式中、mKV,CEは、gで表した前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の質量であり、
    KV,CEは、g/molで表した前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)のモル質量であり、
    Isoは、g/molで表した前記少なくとも1種のポリイソシアネート(PI)のモル質量であり、
    totalは、gで表した全ての出発材料の総質量であり、
    kは、前記少なくとも1種の低分子量ジオール(CE)の数である)
    によって定義されることを特徴とする、熱可塑性ポリウレタン。
  16. 請求項14又は15に記載の熱可塑性ポリウレタン、又は請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを、押出品及び射出成形品に使用する方法。
  17. 以下の工程:
    (a)請求項14又は15に記載の熱可塑性ポリウレタン、又は請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により得られる熱可塑性ポリウレタンを溶融して、溶融物を得る工程と、
    (b)工程(a)で得られた前記溶融物を発泡剤と混合する工程と、
    (c)得られた溶融物から発泡熱可塑性ポリウレタン粒子を製造する工程と
    を含む、発泡熱可塑性ポリウレタン粒子の製造方法。
  18. 請求項17に記載の方法により得られる又は得ることができる発泡熱可塑性ポリウレタン粒子。
  19. 請求項18に記載の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子をベースとする粒子フォーム。
  20. 請求項18に記載の発泡熱可塑性ポリウレタン粒子又は請求項19に記載の粒子フォームを、マットレスの充填材、マットレスの一部、マットレス自体、タイヤの充填材、タイヤ又はタイヤの一部、履物、靴底、履物のミッドソール、体操用マット、防護服、自動車用緩衝要素、吸音材、防振装置、自転車のサドル用緩衝要素、おもちゃ、床材又は梱包材の製造に使用する方法。
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