JP4088960B2 - ウレタンエラストマー形成性組成物および注型ウレタンエラストマーの製造方法 - Google Patents
ウレタンエラストマー形成性組成物および注型ウレタンエラストマーの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウレタンエラストマー形成性組成物および注型ウレタンエラストマーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、産業機器の構成部品として注型ウレタンエラストマーが多用されている。かかる注型ウレタンエラストマーの製造方法としては、下記の方法が知られている。
【0003】
(1)イソシアネート化合物と水酸基含有化合物とを含む液状のウレタンエラストマー形成性組成物を成形型に注入し、当該組成物を成形型内で硬化処理した後、得られる硬化物を成形型から取り出す方法。
(2)前記ウレタンエラストマー形成性組成物を回転ドラムの内部に注入し、この回転ドラムを高速で回転させながら当該組成物を硬化処理した後、得られるシート状硬化物を回転ドラムの内周面から剥離する方法(いわゆる遠心注型法)。
【0004】
ここに、上記(1)および(2)の方法で使用するウレタンエラストマー形成性組成物としては、イソシアネート化合物と、長鎖(分子量500以上)のポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーからなる主剤と;短鎖(分子量500未満)の活性水素化合物からなる硬化剤とを含有するもの(プレポリマー法に係る組成物)が、反応制御の容易性などの点から好適である。
【0005】
そして、このような組成物を用いて注型ウレタンエラストマーを形成する場合において、当該組成物を型(成形型/回転ドラム内部)に注入してから硬化物の脱型(成形型からの取出し/回転ドラムの内周面からの剥離)が可能となるまでに要する硬化時間(以下、「脱型時間」という。)は、通常40〜50分間程度である。
【0006】
近年、産業機器の構成部品の製造効率の向上を図る観点から、脱型時間の短縮化(速脱型化)が要請されている。
ウレタンエラストマー形成性組成物における脱型時間の短縮化を図るための方法として、
(イ)トリエチレンジアミンなどのアミン系触媒を添加する方法、
(ロ)ジオクチルチンジラウレートなどの金属系触媒を添加する方法、
(ハ)組成物(特に主剤)の予熱温度および硬化温度を高く設定する方法
が知られている。
【0007】
しかしながら、上記(イ)および(ロ)の方法によっては、得られる組成物の硬化時間の短縮化を十分に図ることができない(依然として15分程度の脱型時間が必要である。)。
また、触媒の添加により組成物の初期粘度が上昇して流動性が損なわれ、その結果、注型不良を生じさせたり、当該組成物を遠心注型法に供する場合に、形成される硬化物の厚みにバラツキを生じたりする。
さらに、上記(イ)の方法で得られる組成物により形成されるウレタンエラストマーにおいては、組成物中に添加したアミン系触媒がブリードまたはブルームし、当該エラストマーを産業機器の構成部品として使用する場合に、当該構成部品やこれと接触する他の部品を汚染することもある。
【0008】
上記(ハ)の方法によっては、組成物の安定性が損なわれるとともに、形成されるウレタンエラストマーが、産業機器の構成部品に要求される物性条件を具備することができなくなるという問題がある。
また、粘度上昇に伴う注型不良など、上記(イ)および(ロ)と同様の問題も有している。
【0009】
注型ウレタンエラストマーにおける脱型時間の短縮化を図ることを目的として、本発明者らは、
(ニ)触媒として、トリエチレンジアミン系触媒と、第四級アンモニウム塩系触媒と、トリアジン系触媒とを併用する方法(特許文献1参照)、
(ホ)触媒として、トリエチレンジアミン系触媒と、酢酸金属塩系触媒とを併用する方法(特許文献2参照)
を提案している。
【0010】
上記(ニ)および(ホ)の方法によれば、ある程度の速脱型効果を奏することができるものの、脱型時間の更なる短縮化(生産効率の一層の向上)と、可使時間(注型可能な時間)の更なる延長とが要請されている。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−273137号公報
【特許文献2】
特開2002−20445号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の第1の目的は、硬化時間(脱型時間)が短く、しかも可使時間(注型可能な時間)が長い新規なウレタンエラストマー形成性組成物を提供することにある。
本発明の第2の目的は、汚染性の少ない注型ウレタンエラストマーを効率的に形成することのできるウレタンエラストマー形成性組成物を提供することにある。
本発明の第3の目的は、注型可能な時間が長くて操作性に優れるとともに、脱型時間が短くて生産性に優れた注型ウレタンエラストマーの製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のウレタンエラストマー形成性組成物は、下記(A)成分、(B)成分並びに(C)成分を含有することを特徴とする。
【0014】
(A)成分:
ジフェニルメタンジイソシアネート(以下「MDI(A1)」ともいう。)と、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(以下、単に「2官能ポリオール(A2)」ともいう。)とを反応させることにより得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(以下「NCO基末端ウレタンプレポリマー」という。)を含む主剤。
【0015】
(B)成分:
数平均分子量300以下の短鎖ジオール(以下「(B1)成分」ともいう。)、および数平均分子量500以下の短鎖トリオール(以下「(B2)成分」ともいう。)を含む硬化剤。
【0016】
(C)成分:
N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン(以下「(C1)成分」ともいう。)を含む触媒。
【0017】
本発明の組成物においては、前記(B)成分として、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(以下「(B3)成分」ともいう。)を含むことが好ましい。
また、(C1)成分の含有割合は、0.001〜0.1質量%(組成物全量に対する割合)であることが好ましい。
【0018】
本発明の製造方法は、本発明の組成物を型内で硬化処理する工程を含むことを特徴とする。
【0019】
また、本発明の製造方法は、下記工程(1)〜(3)を含むことを特徴とする。
【0020】
工程(1):前記(A)成分と、前記(B)成分および前記(C)成分の混合物とを配合して、本発明の組成物を調製する工程。
工程(2):前記組成物を成形型に注入し、当該組成物を成形型内で硬化処理する工程。
工程(3):得られる硬化物を成形型から取り出す工程。
【0021】
さらに、本発明の製造方法(遠心注型法)は、下記の工程(1')〜(3')を含むことを特徴とする。
【0022】
工程(1'):前記(A)成分と、前記(B)成分および前記(C)成分の混合物とを配合して、本発明の組成物を調製する工程。
工程(2'):前記組成物を回転ドラムの内部に注入し、当該回転ドラムを高速で回転させながら、当該組成物を硬化処理する工程。
工程(3'):得られるシート状の硬化物を回転ドラムの内周面から剥離する工程。
【0023】
【作用】
〔1〕(C1)成分を含有する本発明の組成物は、(A)成分と(B)成分との反応初期における粘度上昇が緩やかで、良好な流動性を比較的長い時間維持することができる。この結果、注型可能な時間を十分に確保することができるとともに、従来公知のウレタンエラストマー形成性組成物では成形が困難であった小型の部品や複雑な形状を有する部品などであっても、確実に成形することができる。
【0024】
〔2〕注型後における本発明の組成物は、(C1)成分の触媒活性が高まることにより、鎖延長反応および架橋反応の反応速度が急激に増大して高分子化(硬化)される。これにより、従来公知のウレタンエラストマー形成性組成物と比較して脱型時間の短縮化(速脱型化)を図ることができる。
【0025】
〔3〕本発明の組成物に含有される(C1)成分は、分子中に存在する水酸基により、形成される注型ウレタンエラストマーの分子鎖に結合されてブリードすることはない。これにより、当該注型ウレタンエラストマーは、汚染性の少ないもの(非汚染性が良好なもの)となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の組成物は、上記の(A)成分、(B)成分並びに(C)成分を、必須成分として含有する。
【0027】
<(A)成分>
(A)成分を構成するNCO基末端ウレタンプレポリマーは、MDI(A1)と2官能ポリオール(A2)とを反応させることにより得られる。
かかるNCO基末端ウレタンプレポリマーのNCO含量としては、5〜25質量%であることが好ましく、更に好ましくは6〜18質量%とされる。
NCO含量が5質量%未満であるプレポリマーは、粘度が高くて流動性に劣るために、操作性が損なわれたり、注型不良を招来したりする傾向がある。一方、NCO含量が25質量%を超えるプレポリマーは、保存時および使用時における性状安定性に劣り、注型不良を招いたり、形成される注型ウレタンエラストマーに、所期の物性などを付与することができなかったりする傾向がある。
【0028】
NCO基末端ウレタンプレポリマーの調製に供されるMDI(A1)としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’−MDI);これらのカルボジイミド変性体(カルボジイミド化MDI)およびウレトンイミン変性体(ウレトンイミン化MDI)などの液状MDIを例示することができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0029】
NCO基末端ウレタンプレポリマーの調製に供される2官能ポリオール(A2)としては、ポリエーテルグリコール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールなどを使用することができる。
【0030】
2官能ポリオール(A2)として使用されるポリエーテルグリコールとしては、ポリオキシエチレングリコール(PEG)、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG);環式エーテル(例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、トリメチレンオキシド、テトラヒドロフラン)を、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール)を開始剤として開環重合させることにより製造されるポリエーテルポリオールを挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0031】
2官能ポリオール(A2)として使用されるポリエステルジオールとしては、ポリ(エチレンアジペート)ジオール、ポリ(プロピレンアジペート)ジオール、ポリ(エチレン−プロピレンアジペート)ジオール、ポリ(ブチレンアジペート)ジオール、ポリ(へキサメチレンアジペート)ジオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、アジピン酸を重縮合させることによって製造されるコポリエステルジオール〔例えばポリ(テトラメチレン−エチレンアジペート)ジオール、ポリ(1,4−ブチレン−プロピレンアジペート)ジオール、およびポリ(1,4−ブチレン−エチレン−プロピレンアジペート)ジオール〕;カプロラクトンおよび/またはジカルボン酸(例えば中でもコハク酸、マロン酸、ピメリン酸、セバシン酸およびスベリン酸)と、短鎖ジオール〔例えば、後述する(B1)成分として使用される化合物〕との重縮合によって製造されるポリエステルジオールを挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0032】
2官能ポリオール(A2)として使用されるポリカーボネートジオールとしては、低分子量のカーボネートと、短鎖ジオールとを反応(脱アルコール重縮合反応)させることにより得られるものを挙げることができ、1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリカーボネートジオールを得るために使用する低分子量のカーボネートとしては、ジアルキルカーボネート(例えばジエチルカーボネート)、ジアルキレンカーボネート(例えばジエチレンカーボネート)、ジフェニルカーボネートなどを挙げることができる。
ポリカーボネートジオールを得るために使用する短鎖ジオールとしては、後述する(B1)成分として使用される化合物などを挙げることができる。
【0033】
(A)成分を構成するNCO基末端ウレタンプレポリマーは、MDI(A1)と、2官能ポリオール(A2)とを反応させることにより得られるが、必要に応じて、この反応系に鎖延長剤を併用してもよい。すなわち、MDI(A1)と、2官能ポリオール(A2)および鎖延長剤とを反応させることにより得られるプレポリマーも、(A)成分を構成する「NCO基末端ウレタンプレポリマー」に包含される。
かかる鎖延長剤としては、後述する(B1)成分として使用される化合物(短鎖ジオール)を挙げることができる。
【0034】
(A)成分を構成するNCO基末端ウレタンプレポリマーは、MDI(A1)と、2官能ポリオール(A2)と、必要に応じて使用される鎖延長剤とを混合し、この混合物を加熱してウレタン化反応させることにより調製することができる。
ここに、反応条件としては50〜100℃で1〜5時間とされる。
【0035】
<(B)成分>
(B)成分は、(B1)成分および(B2)成分を必須成分として含む硬化剤であり、(B3)成分を含むことが好ましい。
【0036】
(B1)成分である数平均分子量300以下の短鎖ジオールとしては、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、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、水素添加ビスフェノールAなどを挙げることができる。これらのうち、1,4−ブタンジオールが好ましい。
【0037】
(B2)成分である数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)としては、グリセリン、トリメチロールプロパン(TMP)、ヘキサントリオールなどを挙げることができる。これらのうち、トリメチロールプロパンが好ましい。
【0038】
(B3)成分である数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオールとしては、2官能ポリオール(A2)として使用されるポリエーテルグリコール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールなどを挙げることができる。
【0039】
(B1)成分と(B2)成分の使用割合(質量)としては、50/50〜90/10であることが好ましく、更に好ましくは60/40〜80/20とされる。
また、(B1)成分と(B2)成分との総量と、(B3)成分の使用割合(質量)としては、100/0〜5/95であることが好ましく、更に好ましくは100/0〜10/90とされる。
【0040】
<(C)成分>
本発明の組成物は、(C)成分である触媒として、(C1)成分を必須とする点に特徴を有する。
(C1)成分であるN,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミンは、下記の化学式(1)で示される反応性触媒であり、「DABCO−T」(三共エアプロダクツ製)および「TOYOCAT−RX5」(東ソー(株)製)の商品名で市販され、ウレタンフォームの反応触媒および泡化触媒として使用されている。
本発明においては、この触媒を、無発泡の注型ウレタンエラストマーの形成に使用するものである。
【0041】
【化1】
【0042】
ここに、ウレタンフォームの反応触媒としては、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミノへキサノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキシエターノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエターノール、N,N,N’−トリメチルアミノエチルプロパノールアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジンなど種々の化合物が知られている。
然るに、本発明者が、これらの化合物の各々を使用して無発泡の注型ウレタンエラストマーの形成を行ったところ、何れの化合物によっても、脱型時間の短縮化(速脱型化)を図ることはできなかった。
ウレタンフォームの反応触媒の中で唯一N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミンを使用した場合にのみ、無発泡の注型ウレタンエラストマーの形成において顕著な速脱型効果が奏されたのである。
【0043】
(C1)成分は、本発明の組成物の調製〔(A)成分と(B)成分との混合〕直後において極めてマイルドな挙動を示す。このため、(A)成分と(B)成分との反応初期における組成物の粘度上昇が緩やかで、良好な流動性を比較的長い時間維持することができる。この結果、注型可能な時間を十分に確保することができるとともに、従来公知のウレタンエラストマー形成性組成物では注型不良となり成形が困難であった小型の部品や微細形状を有する部品などであっても、確実に成形することができる。
【0044】
そして、注型後における本発明の組成物は、型からの熱および自己の反応熱によって(C1)成分の触媒活性が高まることにより、鎖延長反応および架橋反応の反応速度が急激に増大して高分子化されて硬化する。これにより、従来公知のウレタンエラストマー形成性組成物と比較して脱型時間の短縮化(速脱型化)を図ることができる。具体的には、5分間以内で脱型しても、形成される成形品の形状が保持される程度に硬化させることが可能である。
【0045】
また、反応性触媒である(C1)成分は、分子中に存在する水酸基により、形成される注型ウレタンエラストマーの分子鎖に結合される。従って、(C1)成分がブリードすることはなく、これにより、当該注型ウレタンエラストマーは、汚染性の少ないものとなる。
【0046】
本発明の組成物を構成する(C)成分は、(C1)成分のみからなるものであってもよいが、本発明の効果が損なわれない範囲において、他の種類のウレタン化触媒を併用してもよい。
併用可能なウレタン化触媒としては、トリエチレンジアミンなどのアミン触媒、1−イソブチル−2メチルイミダーゾルなどのイミダゾール系触媒、ジオクチルチンジラウレートなどの金属触媒などを例示することができる。
【0047】
(C)成分に占める(C1)成分の比率としては、50〜100質量%とされ、好ましくは80〜100質量%とされる。
本発明の組成物における(C1)成分の含有割合としては、0.001〜0.1質量%であることが好ましく、更に好ましくは0.005〜0.05質量%、特に好ましくは0.01〜0.05質量%とされる。
(C1)成分の含有割合が0.001質量%未満である場合には、硬化反応の反応速度を増大させることができず、脱型時間の短縮化を十分に図ることができない。一方、この含有割合が0.1質量%を超える場合には、使用量に見合う速脱型効果が得られないばかりでなく、組成物を調製直後の反応初期に急激な粘度上昇(増粘)が生じ、注型不良を招来しやすい。また、形成される注型ウレタンエラストマーが黄変することもある。
【0048】
本発明の組成物には、酸化防止剤、脱泡剤、紫外線吸収剤、触媒、反応調節剤、可塑剤、離型剤、補強剤、充填剤(無機充填剤・有機充填剤)、安定剤、着色剤(顔料・染料)、難燃性向上剤、光安定剤など、ウレタンエラストマーを形成するための従来公知の組成物に使用されている各種の物質を任意成分として含有することができる。
【0049】
<注型ウレタンエラストマーの製造方法>
本発明の製造方法は、本発明の組成物を型内で硬化処理する工程を含むことを特徴とする。本発明の製造方法は、「注型ウレタンエラストマー」の製造方法であり、注型し、硬化処理し、硬化物を脱型することが必要である。
ここに、「注型」とは、組成物を成形型に注入すること、および、遠心注型法で使用する回転ドラムの内部に注入することの両方が含まれる。
そして、「脱型」とは、得られる硬化物を成形型から取り出すこと、および、得られるシート状の硬化物を回転ドラムの内周面から剥離することの両方が含まれる。
【0050】
本発明の製造方法(通常の成形型を使用する方法)には、
(A)成分と、(B)成分および(C)成分の混合物とを配合して、本発明の組成物を調製する工程(組成物の調製工程)と;
前記組成物を成形型に注入し、当該組成物を成形型内で硬化処理する工程(注型・硬化工程)と;
得られる硬化物を成形型から取り出す工程(脱型工程)とが含まれる。
【0051】
上記の調製工程において、(A)成分、並びに(B)成分および(C)成分の混合物は、それぞれ、予熱されていることが好ましい。
また、調製工程の実施時に巻き込まれた空気を除去するために、組成物の脱泡処理を行うことが好ましい。
上記の注型・硬化工程において、硬化温度としては、60〜150℃であることが好ましい。また、成形型は、硬化温度に予熱されていることが好ましい。
上記の製造方法によれば、注型後5分以内に脱型を行っても、形成される成形品は、その形状が保持される程度に硬化したものとなる。
【0052】
また、本発明の製造方法(遠心注型法)には、
前記(A)成分と、前記(B)成分および前記(C)成分の混合物とを配合して、本発明の組成物を調製する工程(組成物の調製工程)と;
前記組成物を回転ドラムの内部に注入し、当該回転ドラムを高速で回転させながら、当該組成物を硬化処理する工程(注型・硬化工程)と;
得られるシート状の硬化物を回転ドラムの内周面から剥離する工程(脱型工程)とが含まれる。
【0053】
本発明の製造方法によれば、従来公知のウレタンエラストマー形成性組成物では成形が困難であった小型の成形品や複雑な形状を有する成形品などであっても、確実に成形することができる。
また、本発明の製造方法は、注型などの操作性に優れるとともに、脱型時間が短くて生産性(生産効率)にも優れている。
本発明の製造方法によって得られる注型ウレタンエラストマー(成形品)は、触媒の析出に起因する汚染性もきわめて少なく、産業機器などの構成部品として好適に使用することができる。
【0054】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、「部」および「%」は、それぞれ、「質量部」および「質量%」を意味する。
また、実施例および比較例において、組成物の構成成分を示す符号(略号)は以下の物質を意味する。
【0055】
・MDI:4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート。
・PEA:エチレングリコールとアジピン酸との反応により得られたポリエステルジオール(数平均分子量=1,000)。
・PBA:1,4−ブタンジオールとアジピン酸との反応により得られたポリエステルジオール(数平均分子量=1,500)。
・PTMG:ポリオキシテトラメチレングリコール(数平均分子量=2,000)。
・1,4−BD:1,4−ブタンジオール。
・TMP:トリメチロールプロパン。
・TOYOCAT−RX5:上記化学式(1)で示される反応性触媒〔N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン〕(東ソー(株)製)。
・TOYOCAT−HP:下記化学式(2)で示される反応性触媒〔N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジン〕(東ソー(株)製)。
・POLYCAT−17:下記化学式(3)で示される反応性触媒〔N,N,N’−トリメチルアミノプロピルエタノールアミン〕(サンアプロ(株)製)。
・TEDA:トリエチレンジアミン。
・DOTDL:ジオクチルチンジラウレート。
【0056】
【化2】
【0057】
<実施例1〜3および比較例1〜5>
〔1〕プレポリマーの調製:
下記表1に示す割合となるように、MDI(A1)と、2官能ポリオール(A2)の各々とを混合し、75℃で3時間反応させることにより、(A)成分を構成するNCO基末端ウレタンプレポリマーを調製した。
【0058】
〔2〕硬化剤と触媒との混合:
下記表1に示す割合となるように、(B1)成分である1,4−BDと、(B2)成分であるTMPと、(B3)成分である2官能ポリオールの各々とを、75℃で1時間混合することにより、(B)成分である硬化剤を調製した。
次いで、得られた硬化剤の各々に、下記表1に示す触媒を添加した。ここに、触媒の添加量は、最終的に得られる組成物の全量に対する当該触媒の含有割合が表1に示す数値となるようにした。
【0059】
〔3〕ウレタンエラストマー形成性組成物の調製:
下記表1に示す割合〔(A)成分/(B)成分〕となるように、上記〔1〕で調製されたNCO基末端ウレタンプレポリマーの各々と、上記〔2〕で調製された混合物(硬化剤と触媒との混合物)とを配合(攪拌混合)することにより、本発明の組成物(3種類)および比較用の組成物(5種類)を調製した。
なお、組成物の調製に供したNCO基末端ウレタンプレポリマーおよび混合物(硬化剤と触媒の混合物)は、それぞれ、70℃に昇温させてから使用した。
【0060】
【表1】
【0061】
<組成物の評価>
実施例1〜3および比較例1〜5により得られた組成物の各々について、可使時間(ポットライフ)の測定、速脱型効果の評価(硬度測定)および非汚染性の評価を行った。結果を下記表2に示す。なお、測定・評価方法は下記のとおりである。
【0062】
〔ポットライフの測定〕
調製された直後の組成物の各々を容量200mLのガラスサンプル瓶に入れ、これを80℃のオイルバスに漬け、当該組成物における粘度上昇の挙動をB型粘度計で追跡し、当該組成物の粘度が50Pa・Sに到達するまでの時間をポットライフとして測定した。この時間が3分間以上であれば、種々の大きさ・形状の成形品を形成する場合において、注型可能な時間を十分に確保することができるといえ、4分間以上であることが好ましい。
【0063】
〔速脱型効果の評価〕
調製された直後の組成物の各々を、130℃に予熱された成形型(3mm厚のシート成形用の金型)に注入し、当該成形型を130℃のオーブンに入れた。
組成物の注入が完了してから5分後および30分後のそれぞれの時点で、脱型(シートの取出し)を行い、JIS−A硬度を測定した。
また、注入が完了してから5分後(比較例の組成物にあっては30分後)に脱型を行って得られたシートを120℃のオーブンに入れ、1時間の後硬化(アフターキュア)を行った。次いで、温度25℃、相対湿度60%の環境下で7日間にわたり、当該シートのエージングを行った後、当該シートのJIS−A硬度(最終硬度)を測定した。
【0064】
〔非汚染性の評価〕
最終硬度の測定を行ったシートの各々を3mm角のサイコロ状にカットし、この試験片10gをメタノール(25℃)50g中に10時間浸漬した。浸漬後のメタノールについて、ガスクロマトグラフ分析を行うことにより、触媒の溶出の有無を確認するとともに、触媒のピーク強度により、下記の基準に従って評価した。
【0065】
「○」:汚染(触媒の溶出)が殆ど認められない。
「△」:触媒のブリードに起因する汚染が僅かに認められる。
「×」:触媒のブリードに起因する汚染が顕著に認められる。
【0066】
【表2】
【0067】
【発明の効果】
本発明の組成物によれば、調製(主剤と硬化剤との攪拌混合)してから比較的長い時間にわたり、良好な流動性を維持することができるので、注型可能な時間を十分に確保することができるとともに、従来公知の組成物では注型不良となり成形が困難であった小型の部品や微細形状を有する部品などであっても、確実に成形することができる。
しかも、注型後における硬化反応が迅速に行われるので、脱型時間の短縮化(速脱型化)が可能となり、生産効率の向上を図ることができる。
さらに、本発明の組成物により形成される注型ウレタンエラストマー(成形品)は、汚染性の少ないものであり、産業機器などの構成部品として好適に使用することができる。
【0068】
本発明の製造方法によれば、注型可能な時間が長くて操作性に優れるとともに、脱型時間が短くて生産性に優れ、汚染性が少なくて産業機器などの構成部品として好適な注型ウレタンエラストマーを効率的に製造することができる。
Claims (6)
- 下記の(A)成分、(B)成分並びに(C)成分を含有するウレタンエラストマー形成性組成物。
(A)成分:ジフェニルメタンジイソシアネート(A1)と、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(A2)とを反応させることにより得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含む主剤。
(B)成分:数平均分子量300以下の短鎖ジオール(B1)、および数平均分子量500以下の短鎖トリオール(B2)を含む硬化剤。
(C)成分:N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン(C1)を含む触媒。 - 前記(B)成分として、数平均分子量500〜3,000の2官能ポリオール(B3)を含む請求項1に記載のウレタンエラストマー形成性組成物。
- N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン(C1)の含有割合が0.001〜0.1質量%である請求項1または請求項2に記載のウレタンエラストマー形成性組成物。
- 請求項1乃至請求項3の何れかに記載のウレタンエラストマー形成性組成物を型内で硬化処理する工程を含む注型ウレタンエラストマーの製造方法。
- 下記の工程(1)〜(3)を含む注型ウレタンエラストマーの製造方法。
工程(1):前記(A)成分と、前記(B)成分および前記(C)成分の混合物とを配合して、請求項1乃至請求項3の何れかに記載のウレタンエラストマー形成性組成物を調製する工程。
工程(2):前記ウレタンエラストマー形成性組成物を成形型に注入し、当該ウレタンエラストマー形成性組成物を成形型内で硬化処理する工程。
工程(3):得られる硬化物を成形型から取り出す工程。 - 下記の工程(1')〜(3')を含む注型ウレタンエラストマーの製造方法。
工程(1'):前記(A)成分と、前記(B)成分および前記(C)成分の混合物とを配合して、請求項1乃至請求項3の何れかに記載のウレタンエラストマー形成性組成物を調製する工程。
工程(2'):前記ウレタンエラストマー形成性組成物を回転ドラムの内部に注入し、当該回転ドラムを高速で回転させながら、当該ウレタンエラストマー形成性組成物を硬化処理する工程。
工程(3'):得られるシート状の硬化物を回転ドラムの内周面から剥離する工程。
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