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JP2765992B2 - Thermoplastic polyurethane - Google Patents
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JP2765992B2 - Thermoplastic polyurethane - Google Patents

Thermoplastic polyurethane

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JP2765992B2
JP2765992B2 JP25597289A JP25597289A JP2765992B2 JP 2765992 B2 JP2765992 B2 JP 2765992B2 JP 25597289 A JP25597289 A JP 25597289A JP 25597289 A JP25597289 A JP 25597289A JP 2765992 B2 JP2765992 B2 JP 2765992B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特定の熱可塑性ポリウレタンに関する。The present invention relates to certain thermoplastic polyurethanes.

本発明により提供される熱可塑性ポリウレタンは力学
的性能、成形加工性に優れるとともに、耐水性、耐寒性
などにおいても優れ、後述する広範な用途を有する。
The thermoplastic polyurethane provided by the present invention is excellent not only in mechanical performance and moldability, but also in water resistance, cold resistance and the like, and has a wide range of uses described later.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より熱可塑性ポリウレタンは高弾性率を有し、耐
摩耗性および耐油性に優れる等の多くの特長を有するた
め、ゴムおよびプラスチックの代替材料として注目され
ており、通常のプラスチック成形加工法が適用できる成
形材料として広範な用途で多量使用されるようになつて
きている。熱可塑性ポリウレタンは高分子ジオール,ジ
イソシアナートおよび1,4−ブタンジオールなどの鎖伸
長剤を混合して重合することにより製造されている。
Conventionally, thermoplastic polyurethane has many features such as high elastic modulus and excellent abrasion resistance and oil resistance, so it has been attracting attention as an alternative material to rubber and plastic, and ordinary plastic molding method is applied It is becoming increasingly used in a wide range of applications as a possible molding material. Thermoplastic polyurethane is produced by mixing and polymerizing a chain extender such as a polymer diol, diisocyanate and 1,4-butanediol.

熱可塑性ポリウレタンとしてはポリエステル系ポリウ
レタン、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリカーボネー
ト系ポリウレタンが知られており、それぞれの特長を活
かして種々の用途に使用されている。
As the thermoplastic polyurethane, polyester-based polyurethane, polyether-based polyurethane, and polycarbonate-based polyurethane are known, and are used for various applications by utilizing their respective features.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記のポリエステル系ポリウレタンは力学的性能に優
れている反面、耐水性に劣ることが知られている。
It is known that the above-mentioned polyester-based polyurethane has excellent mechanical performance, but is inferior in water resistance.

本発明者らの検討により、ポリエステル系ポリウレタ
ンはその構成成分であるポリエステルジオールの酸成分
に芳香族ジカルボン酸を用いた場合には脂肪族ジカルボ
ン酸を用いた場合よりも耐水性が向上すること、その反
面、耐寒性と成形加工性が低下することが見出されてい
る。すなわち、芳香族ジカルボン酸を酸成分として含有
するポリエステルジオールより得られたポリウレタン
は、例えば−20℃のような低温雰囲気下に放置された場
合には耐屈曲性に代表される柔軟性が著しく低下する。
また、このポリウレタンは流動開始温度および溶融粘度
が非常に高く、耐熱度よりも低い温度での成形加工が困
難である。
According to the investigations of the present inventors, polyester-based polyurethane has improved water resistance when an aromatic dicarboxylic acid is used as an acid component of a polyester diol as a constituent component thereof, compared to when an aliphatic dicarboxylic acid is used, On the other hand, it has been found that the cold resistance and the formability are reduced. That is, the polyurethane obtained from the polyester diol containing an aromatic dicarboxylic acid as an acid component, when left under a low-temperature atmosphere such as, for example, −20 ° C., significantly reduces flexibility represented by bending resistance. I do.
In addition, this polyurethane has a very high flow start temperature and melt viscosity, and it is difficult to mold at a temperature lower than the heat resistance.

本発明の目的は力学的性能、成形加工性に優れるとと
もに、耐水性、耐寒性においても優れる新規なポリエス
テル系ポリウレタンを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel polyester-based polyurethane which is excellent in mechanical performance and moldability, and is also excellent in water resistance and cold resistance.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明によれば、上記の目的は、(a)数平均分子量
1,500〜3,500のポリエステルジオールと(b)ジイソシ
アナートおよび(c)鎖伸長剤とから得られ、かつ成分
(b)および(c)の重量の和が成分(a)、(b)お
よび(c)の重量の和に対して13〜45%の範囲であり、
該ポリエステルジオールがジオール由来の必須の構造単
位として下記の構造単位(I)および/または(II)を
有し、ジカルボン酸由来の必須の構造単位として下記の
構造単位(III)および(IV)を有しており、かつ構造
単位(I)のモル分率と構造単位(II)のモル分率の比
が100対0〜50対50の範囲であり、構造単位(III)のモ
ル分率と構造単位(IV)のモル分率の比が80対20〜35対
65の範囲であることを特徴とする熱可塑性ポリウレタン
を提供することによつて達成される。
According to the present invention, the above object has the following objects: (a) Number average molecular weight
1,500 to 3,500 polyester diols and (b) a diisocyanate and (c) a chain extender, and the sum of the weights of components (b) and (c) is the sum of components (a), (b) and (c) ) Is in the range of 13-45% of the sum of the weights,
The polyester diol has the following structural units (I) and / or (II) as essential structural units derived from diol, and the following structural units (III) and (IV) as essential structural units derived from dicarboxylic acid. And the ratio of the mole fraction of the structural unit (I) to the mole fraction of the structural unit (II) is in the range of 100: 0 to 50:50, and the mole fraction of the structural unit (III) is The molar fraction ratio of the structural unit (IV) is 80: 20-35:
This is achieved by providing a thermoplastic polyurethane characterized in the range of 65.

(式中、nは4〜12の整数を表し、Arは炭素数6〜12
の2価の芳香族炭化水素基を表す。) 本発明の上記の特定された構造を有する熱可塑性ポリ
ウレタンは力学的性能、成形加工性、耐水性、耐寒性な
どが優れる等の特性を高度に発現する。
(Wherein, n represents an integer of 4 to 12, and Ar represents 6 to 12 carbon atoms.)
Represents a divalent aromatic hydrocarbon group. The thermoplastic polyurethane having the above specified structure of the present invention exhibits a high degree of properties such as excellent mechanical performance, moldability, water resistance, and cold resistance.

本発明の熱可塑性ポリウレタンを構成するポリエステ
ルジオールは水酸基価および酸価より求めた数平均分子
量が1,500〜3,500の範囲にあることが極めて重要であ
る。その数平均分子量は特に1,800〜3,000の範囲にある
ことが好ましい。数平均分子量が1,500未満の場合には
成形加工性および耐寒性が低下し、また3,500を超える
場合には力学的性能および耐水性が低下する。
It is extremely important that the polyester diol constituting the thermoplastic polyurethane of the present invention has a number average molecular weight in the range of 1,500 to 3,500 determined from the hydroxyl value and the acid value. The number average molecular weight is particularly preferably in the range of 1,800 to 3,000. When the number average molecular weight is less than 1,500, moldability and cold resistance are reduced, and when it exceeds 3,500, mechanical performance and water resistance are reduced.

ポリエステルジオールはジオール由来の必須の構造単
位として前記の構造単位(I)および/または(II)を
有し、ジカルボン酸由来の必須の構造単位として前記の
構造単位(III)および(IV)を有する。
The polyester diol has the structural units (I) and / or (II) as essential structural units derived from diol, and has the structural units (III) and (IV) as essential structural units derived from dicarboxylic acid. .

構造単位(I)を与える代表的な化合物として1,9−
ノナンジオールが挙げられ、構造単位(II)を与える代
表的な化合物として2−メチル−1,8−オクタンジオー
ルが挙げられる。ジオール由来の構造単位において構造
単位(I)および/または(II)の占める割合が大きい
程、上記の優れた特性を高度に発現する熱可塑性ポリウ
レタンが得られる。構造単位(I)および/または(I
I)のジオール由来の構造単位において占める割合は30
重量%以上である場合が好ましく、50重量%以上である
場合がより好ましい。ジオール由来の構造単位が構造単
位(I)および/または(II)のみから成る場合が特に
好まし。構造単位(I)のモル分率と構造単位(II)の
モル分率の比は100対0〜50対50の範囲である。構造単
位(II)のモル分率が構造単位(I)のモル分率よりも
多い場合には、熱可塑性ポリウレタンの耐熱性および耐
寒性が劣る。本発明におけるポリエステルジオールの製
造時に併用されるポリオールとしては、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペン
チルグリコール、3−メチル−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、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが
挙げられる。これらポリオールは単独でまたは2種以上
の混合物で使用される。
As a typical compound giving the structural unit (I), 1,9-
Nonanediol is exemplified, and a typical compound that provides the structural unit (II) is 2-methyl-1,8-octanediol. The higher the proportion of the structural unit (I) and / or (II) in the diol-derived structural unit, the higher the thermoplastic polyurethane exhibiting the above excellent properties. The structural unit (I) and / or (I
The proportion of structural units derived from diol of I) is 30
It is preferably at least 50% by weight, more preferably at least 50% by weight. It is particularly preferred that the structural unit derived from a diol comprises only structural units (I) and / or (II). The ratio of the mole fraction of the structural unit (I) to the mole fraction of the structural unit (II) is in the range of 100: 0 to 50:50. When the mole fraction of the structural unit (II) is larger than the mole fraction of the structural unit (I), the heat resistance and the cold resistance of the thermoplastic polyurethane are inferior. Examples of the polyol used in combination with the production of the polyester diol in the present invention include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1, 5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol,
Trimethylolethane, trimethylolpropane and the like. These polyols are used alone or in a mixture of two or more.

構造単位(III)を与える脂肪族ジカルボン酸として
は、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン
二酸などが挙げられるが、アジピン酸およびアゼライン
酸が好ましい。これらの脂肪族ジカルボン酸は単独でま
たは2種以上の混合物で使用される。構造単位(IV)に
おけるArが表す炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基
は具体的にはフエニレン基またはナフチレン基である。
構造単位(IV)を与える芳香族ジカルボン酸としては、
テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5−
ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる
が、イソフタル酸およびテレフタル酸が好ましい。これ
らの芳香族ジカルボン酸は単独でまたは2種以上の混合
物で使用される。構造単位(III)のモル分率と構造単
位(IV)のモル分率の比は80対20〜35対65の範囲であ
る。構造単位(III)のモル分率がこれと構造単位(I
V)のモル分率との和に対して80%を越えるポリエステ
ルジオールから得られる熱可塑性ポリウレタンは本発明
における上記の優れた特性を発現しない。また、構造単
位(IV)のモル分率がこれと構造単位(III)のモル分
率との和に対して65%より多い場合には、熱可塑性ポリ
ウレタンの成形加工性および耐寒性が低下する。
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid giving the structural unit (III) include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecane diacid, and the like, with adipic acid and azelaic acid being preferred. These aliphatic dicarboxylic acids are used alone or in a mixture of two or more. The divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms represented by Ar in the structural unit (IV) is specifically a phenylene group or a naphthylene group.
As the aromatic dicarboxylic acid giving the structural unit (IV),
Terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 1,5-
Examples include naphthalenedicarboxylic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and isophthalic acid and terephthalic acid are preferred. These aromatic dicarboxylic acids are used alone or in a mixture of two or more. The ratio of the mole fraction of structural unit (III) to the mole fraction of structural unit (IV) is in the range from 80:20 to 35:65. The molar fraction of the structural unit (III) is
A thermoplastic polyurethane obtained from a polyester diol exceeding 80% based on the sum of the molar fraction of V) does not exhibit the above-mentioned excellent properties in the present invention. When the mole fraction of the structural unit (IV) and the mole fraction of the structural unit (III) are more than 65%, the moldability and cold resistance of the thermoplastic polyurethane deteriorate. .

本発明におけるポリエステルジオールは、例えばポリ
エチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレ
ートの製造において用いられる公知の方法と同様の方
法、すなわちエステル交換反応または直接エステル化反
応とそれに続く溶融重縮合反応により製造される。
The polyester diol in the present invention is produced by, for example, a method similar to a known method used in the production of polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, that is, a transesterification reaction or a direct esterification reaction followed by a melt polycondensation reaction.

本発明の熱可塑性ポリウレタンは成分(b)および
(c)の重量の和、すなわちハードセグメント構成成分
の重量が成分(a)、(b)および(c)の重量の和に
対して13〜45%の範囲にあることが重要である。そのハ
ードセグメント構成成分の重量は成分(a)、(b)お
よび(c)の重量の和に対して15〜40%の範囲にあるこ
とが好ましい。ハードセグメント構成成分の重量が13%
未満の場合には、熱可塑性ポリウレタンの力学的性能が
不良となり、また45%を越える場合には、熱可塑性ポリ
ウレタンの溶融粘度の経時変化が大きく、成形加工性が
不良となる。また、本発明の熱可塑性ポリウレタンは成
分(a)の水酸基に対する成分(b)のイソシアナート
基の当量比(NCO/OH)が1.5〜5.0の範囲にあることが好
ましい。その当量比が1.5未満の場合には、熱可塑性ポ
リウレタンの力学的性能が低下する傾向にあり、また5
を越える場合には、熱可塑性ポリウレタンの成形加工性
が不良となる傾向にあり、いずれの場合も好ましくな
い。
The thermoplastic polyurethane of the present invention comprises the sum of the weights of the components (b) and (c), that is, the weight of the hard segment component is 13 to 45 relative to the sum of the weights of the components (a), (b) and (c). It is important to be in the% range. The weight of the hard segment component is preferably in the range of 15 to 40% based on the sum of the weights of components (a), (b) and (c). 13% of the weight of the hard segment components
If the amount is less than 45%, the mechanical performance of the thermoplastic polyurethane becomes poor, and if it exceeds 45%, the change with time of the melt viscosity of the thermoplastic polyurethane becomes large, and the moldability becomes poor. The thermoplastic polyurethane of the present invention preferably has an equivalent ratio (NCO / OH) of the isocyanate group of the component (b) to the hydroxyl group of the component (a) in the range of 1.5 to 5.0. If the equivalent ratio is less than 1.5, the mechanical performance of the thermoplastic polyurethane tends to decrease,
If the ratio exceeds the above range, the molding processability of the thermoplastic polyurethane tends to be poor, and any case is not preferable.

本発明の熱可塑性ポリウレタンはポリエステルジオー
ルとジイソシアナートと鎖伸長剤とを溶融重合すること
により得られる。使用されるジイソシアナートとして
は、イソシアナート基を分子中に2個含有する脂肪族、
脂環族または芳香族のジイソシアナートであり、例えば
4,4′−ジフエニルメタンジイソシアナート、p−フエ
ニレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、
1,5−ナフチレンジイソシアナート、キシリリレンジイ
ソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソ
ホロンジイソシアナート、4,4′−ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアナートなどが挙げられる。ジイソシアナ
ートとしては特に4,4′−ジフエニルメタンジイソシア
ナートが好ましい。トリメチロールプロパンまたはグリ
セリンの1モルに3モルのジソシアナートが付加したト
リイソシアナートなどを少量併用することも可能であ
る。また鎖伸長剤としてはポリウレタン業界における常
用の連鎖成長剤、すなわちイソシアナートと反応し得る
水素原子を少なくとも2個含有する分子量400以下の低
分子化合物を用いることができ、例えばエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、
ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサ
ンジオール、キシリレングリコール、1,4−ビス(β−
ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、ビス(β−ヒドロキシ
エチル)テレフタレート、トリメチロールプロパン、グ
リセリン等のポリオール;エチレンジアミン、プロピレ
ンジアミン、キシリレンジアミン、4,4′−ジアミノジ
フエニルメタン、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジ
フエニルメタン、イソホロンジアミン、ピペラジン、フ
エニレンジアミン、トリレンジアミンなどのジアミン;
ヒドラジン;アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジ
ヒドラジドなどのヒドラジドなどが挙げられる。鎖伸長
剤としては1,4−ブタンジオールまたは1,4−ビス(β−
ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを用いるのが最も好まし
い。これらの化合物は単独でまたは2種以上の組合わせ
で使用される。重合条件は公知のウレタン生成反応に採
用される条件が適用されるが、重合温度としては190〜2
40℃の範囲の温度を採用するのが好ましい。重合温度を
190℃以上に保つことにより成形加工性の良好な熱可塑
性ポリウレタンを得ることができ、また重合温度を240
℃以下に保つことにより耐熱性の増大した熱可塑性ポリ
ウレタンを得ることができる。重合方法としては特に多
軸スクリユー型押出機を用いる連続溶融重合法を採用す
るのが好ましい。
The thermoplastic polyurethane of the present invention is obtained by melt-polymerizing a polyester diol, a diisocyanate, and a chain extender. Examples of the diisocyanate used include aliphatic containing two isocyanate groups in the molecule,
Alicyclic or aromatic diisocyanates, for example
4,4'-diphenylmethane diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate,
Examples include 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate. As the diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is particularly preferred. It is also possible to use a small amount of trimethylolpropane or triisocyanate obtained by adding 3 mol of diisocyanate to 1 mol of glycerin. As the chain extender, a conventional chain growing agent in the polyurethane industry, that is, a low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less containing at least two hydrogen atoms capable of reacting with isocyanate can be used, for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol,
Neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, xylylene glycol, 1,4-bis (β-
(Hydroxyethoxy) benzene, bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, polyol such as trimethylolpropane, glycerin; ethylenediamine, propylenediamine, xylylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-dichloro-4 Diamines such as 4,4'-diaminodiphenylmethane, isophoronediamine, piperazine, phenylenediamine, tolylenediamine;
Hydrazine; hydrazide such as adipic dihydrazide and isophthalic dihydrazide; As a chain extender, 1,4-butanediol or 1,4-bis (β-
Most preferably, (hydroxyethoxy) benzene is used. These compounds are used alone or in combination of two or more. As the polymerization conditions, those employed in known urethane production reactions are applied, but the polymerization temperature is 190 to 2
Preferably, a temperature in the range of 40 ° C is employed. Polymerization temperature
By maintaining the temperature at 190 ° C or higher, a thermoplastic polyurethane having good moldability can be obtained, and the polymerization temperature can be increased to 240 ° C.
By keeping the temperature at or below ℃, a thermoplastic polyurethane having increased heat resistance can be obtained. As the polymerization method, it is particularly preferable to employ a continuous melt polymerization method using a multi-screw extruder.

上記のようにして得られる本発明の熱可塑性ポリウレ
タンとしては、対数粘度が0.4〜1.8dl/gの範囲のものが
好ましく、0.5〜1.5dl/gの範囲のものがより好ましい。
The thermoplastic polyurethane of the present invention obtained as described above preferably has a logarithmic viscosity in the range of 0.4 to 1.8 dl / g, more preferably 0.5 to 1.5 dl / g.

本発明の熱可塑性ポリウレタンは使用目的に応じて安
定剤、充填剤、強化剤、帯電防止剤、顔料などの添加剤
を混合して用いることができる。
The thermoplastic polyurethane of the present invention can be used by mixing additives such as a stabilizer, a filler, a reinforcing agent, an antistatic agent and a pigment according to the purpose of use.

本発明の熱可塑性ポリウレタンは成形加工性に優れて
おり、通常用いられている射出成形機、押出成形機、ブ
ロー成形機、カレンダーなどにより容易に成形される。
本発明の熱可塑性ポリウレタンは優れた力学的性能、耐
水性および耐寒性を有することから、シート、フイル
ム、ロール、ギア、ソリツドタイア、スノータイア、ス
ノーチエーン、ベルト、時計バンド、ホース、チユー
ブ、パツキング材、防振材、靴底、スポーツ靴、その他
各種のラミネート製品の素材、機械部品、自動車部品、
スポーツ用品、弾性繊維などに使用される。また、本発
明の熱可塑性ポリウレタンは溶剤に溶解して人造皮革、
コーテイング剤、繊維処理剤、接着剤、バインダー、途
料などにも使用される。
The thermoplastic polyurethane of the present invention has excellent moldability and can be easily molded by a commonly used injection molding machine, extrusion molding machine, blow molding machine, calender or the like.
Since the thermoplastic polyurethane of the present invention has excellent mechanical performance, water resistance and cold resistance, sheets, films, rolls, gears, solid tires, snow tires, snow chains, belts, watch bands, hoses, tubes, packing materials, Anti-vibration materials, shoe soles, sports shoes, and other laminated product materials, machine parts, automobile parts,
Used for sporting goods, elastic fibers, etc. Further, the thermoplastic polyurethane of the present invention is dissolved in a solvent and artificial leather,
It is also used as a coating agent, a fiber treatment agent, an adhesive, a binder, a filler, and the like.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例によつて何ら限定されるものでは
ない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

なお、参考例において、数平均分子量は下記の方法に
従つて求めたものである。また実施例において、熱可塑
性ポリウレタンの耐寒性、成形加工性、耐水性、力学的
性能、カツテイング性は下記の方法に従つて評価したも
のである。熱可塑性ポリウレタンのハードセグメント含
有量は、ジオシアナートおよび鎖伸長剤に基づくセグメ
ントが熱可塑性ポリウレタンにおいて占める重量割合を
意味する。
In the reference examples, the number average molecular weight was determined according to the following method. In the examples, the cold resistance, molding processability, water resistance, mechanical performance, and cutting property of the thermoplastic polyurethane were evaluated according to the following methods. The hard segment content of the thermoplastic polyurethane means the weight percentage of the segment based on the diisocyanate and the chain extender in the thermoplastic polyurethane.

(1) 数平均分子量:ポリエステルジオールの水酸基
価および酸価より求めた。
(1) Number average molecular weight: determined from the hydroxyl value and acid value of the polyester diol.

(2) 耐寒性:厚さ100μの熱可塑性ポリウレタンフ
イルムより作製した試験片について、動的粘弾性測定装
置〔(株)レオロジ社製、DVEレオスペクトラー〕を用
い、温度分散によりTα(E″のピーク温度、11Hz)を
測定し、これにより耐寒性を評価した。
(2) Cold resistance: A test piece prepared from a thermoplastic polyurethane film having a thickness of 100 μm was subjected to Tα (E ″) by temperature dispersion using a dynamic viscoelasticity measuring device (DVE Rheospectral, manufactured by Rheology Co., Ltd.). , Peak temperature of 11 Hz), thereby evaluating cold resistance.

(3) 成形加工性:熱可塑性ポリウレタンの流動開始
温度と溶融粘度で評価した。流動開始温度は、高化式フ
ローテスター〔(株)島津製作所製、高化式フローテス
ターCFT-500型〕を用いて、昇温法(ホールド150℃×36
0秒、昇温速度5℃/分、ダイス径×長さ=1.0mmφ×10
mm、荷重100kg)にて測定した。溶融年度についても同
様の装置を用い、定温法(200℃、ダイス径×長さ=1.0
mmφ×10mm、荷重50kg)にて測定した。
(3) Moldability: Evaluated by the flow start temperature and melt viscosity of the thermoplastic polyurethane. The flow start temperature was measured by using a Koka type flow tester (Kokazu Co., Ltd., Koka type flow tester CFT-500 type) by a temperature raising method (Hold 150 ° C x 36).
0 seconds, heating rate 5 ° C / min, die diameter x length = 1.0mmφ x 10
mm, load 100 kg). For the melting year, the same equipment was used and the constant temperature method (200 ° C, die diameter x length = 1.0
mmφ × 10mm, load 50kg).

(4) 耐水性:熱可塑性ポリウレタンのペレットを圧
縮成形して得られた厚さ100μのフイルムを100℃の熱水
中に入れて2週間加水分解促進テストを行い、該テスト
の前後のフイルムの引張強度保持率で耐水性を評価し
た。
(4) Water resistance: A 100 μm-thick film obtained by compression-molding thermoplastic polyurethane pellets was placed in hot water at 100 ° C. and subjected to a hydrolysis promotion test for 2 weeks. Water resistance was evaluated by the tensile strength retention.

(5) 力学的性能:熱可塑性ポリウレタンのペレツト
を圧縮成形して得られた厚さ100μのフイルムを3号ダ
ンベルによつて打ち抜いて、引張速度30cm/minで破断強
度および破断伸度を測定し、これらにより力学的性能を
評価した。
(5) Mechanical performance: A 100 μm-thick film obtained by compression-molding a thermoplastic polyurethane pellet was punched out with a No. 3 dumbbell, and the breaking strength and breaking elongation were measured at a tensile speed of 30 cm / min. These were used to evaluate the mechanical performance.

(6) カツテイング性:重合の際ストランド状の熱可
塑性ポリウレタンをペレタイザーでカツトしてペレツト
にする時のカツテイングのし易さについても評価し、問
題の無いものを○、カツトしにくいものを×、その中間
を△で示した。
(6) Cutting properties: Evaluating the ease of cutting when the strand-shaped thermoplastic polyurethane is cut by a pelletizer into a pellet at the time of polymerization. The middle is indicated by △.

参考例1 ポリエステルジオールの製造 1,9−ノナンジオールと2−メチル−1,8−オクタンジ
オールの混合物(モル比=95:5)2,080g、およびアジピ
ン酸とイソフタル酸の混合物(モル比=50:50)1,560g
(ジオールとアジピン酸のモル比=1.3:1.0)を反応器
に仕込み、常圧下に窒素ガスを系内に通じつつ、反応温
度を160℃から220℃に徐々に上げながら縮合水を系外に
留去させてエステル化反応を行つた。ポリエステルの酸
価が0.5以下になつた時点で真空ポンプにより徐々に真
空度を上げ、反応を完結させた。このようにして得られ
たポリエステルジオールは水酸基価55.8、酸価0.3、数
平均分子量2,000を有していた。
Reference Example 1 Production of Polyester Diol 2,080 g of a mixture of 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol (molar ratio = 95: 5) and a mixture of adipic acid and isophthalic acid (molar ratio = 50) : 50) 1,560g
(Molar ratio of diol and adipic acid = 1.3: 1.0) was charged into the reactor, and while condensing water from the system while gradually increasing the reaction temperature from 160 ° C to 220 ° C while passing nitrogen gas into the system under normal pressure. Evaporation was carried out to carry out an esterification reaction. When the acid value of the polyester became 0.5 or less, the degree of vacuum was gradually increased by a vacuum pump to complete the reaction. The polyester diol thus obtained had a hydroxyl value of 55.8, an acid value of 0.3, and a number average molecular weight of 2,000.

参考例2〜11 ポリエステルジオールの製造 参考例1においてそれぞれ表1に示すジカルボン酸成
分を与えるジカルボン酸およびジオール成分を与えるジ
オールを用いる以外は同様にしてエステル化反応を行
い、それぞれ表1に示すポリエステルジオールを得た。
Reference Examples 2 to 11 Production of Polyester Diol An esterification reaction was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that a dicarboxylic acid giving a dicarboxylic acid component shown in Table 1 and a diol giving a diol component were used. The diol was obtained.

参考例1〜11で得られたポリエステルジオールについ
て、ジオール成分およびその割合、ジカルボン酸成分、
数平均分子量をまとめて表1に示す。なお、表1におい
てジオール成分およびジカルボン酸成分はこれらを各々
与える次の略号で示されるジオールおよびジカルボン酸
で表した。
For the polyester diols obtained in Reference Examples 1 to 11, the diol component and its ratio, a dicarboxylic acid component,
Table 1 summarizes the number average molecular weight. In Table 1, the diol component and the dicarboxylic acid component are represented by diols and dicarboxylic acids indicated by the following abbreviations, which provide these components.

MOD:2−メチル−1,8−オクタンジオール ND:1,9−ノナンジオール HD:1,6−ヘキサンジオール AD:アジピン案 AZA:アゼライン案 SA:セバシン酸 IPA:イソフタル酸 TA:テレフタル酸 実施例1 ポリウレタンの製造および性能評価 ポリエステルジオール(A)および1,4−ブタンジオ
ール(以下、これをBDと略称する)のモル比1対2の混
合物を30℃に加熱し、これに50℃に加熱溶融した4,4′
−ジフエニルメタンジイソシアナート(以下、これをMD
Iと略称する)をポリエステルジオール(A)対MDI対BD
のモル比が1対3対2となる量で定量ポンプにより同方
向に回転する二軸スクリユー型押出機に連続的に仕込
み、連続溶融重合反応を行った。この二軸スクリユー型
押出機の内部を前部、中間部および後部の3つの帯域に
分けた場合の最も高温となる該中間部の温度(重合温
度)を220℃とした。生成したポリウレタンをストラン
ド状で水中へ連続的に押し出し、ついでペレタイザーで
カツトしてペレツトに成形した。さらに熱プレスにより
ペレツトを成形してシートおよびフイルムを得、これら
について耐水性、耐寒性、力学的性能を評価した。ま
た、ペレツトを用いて成形加工性についても評価した。
評価結果を表2に示す。
MOD: 2-methyl-1,8-octanediol ND: 1,9-nonanediol HD: 1,6-hexanediol AD: Adipine plan AZA: Azelaine plan SA: Sebacic acid IPA: Isophthalic acid TA: Terephthalic acid Example 1 Production and Performance Evaluation of Polyurethane A mixture of polyester diol (A) and 1,4-butanediol (hereinafter abbreviated as BD) at a molar ratio of 1: 2 was heated to 30 ° C, and heated to 50 ° C. 4,4 '
-Diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MD
I) for polyester diol (A) vs. MDI vs. BD
At a molar ratio of 1: 3: 2 to a twin-screw extruder rotating in the same direction by a metering pump to continuously carry out a continuous melt polymerization reaction. When the inside of the twin-screw extruder was divided into three zones, a front portion, an intermediate portion and a rear portion, the highest temperature (polymerization temperature) of the intermediate portion was set to 220 ° C. The resulting polyurethane was continuously extruded into water in the form of a strand, and then cut with a pelletizer to form a pellet. Further, a pellet was formed by hot pressing to obtain a sheet and a film, and the water resistance, the cold resistance, and the mechanical performance of these were evaluated. The formability was also evaluated using a pellet.
Table 2 shows the evaluation results.

得られたポリウレタンは成形加工性、耐水性、耐寒
性、力学的性能、カツテイング性がともに良好であつ
た。
The obtained polyurethane had good moldability, water resistance, cold resistance, mechanical performance, and cutting properties.

実施例2 ポリウレタンの製造および性能評価 実施例1においてポリエステルジオール(A)対MDI
対BDのモル比が1対2対1となる量で仕込み以外は同様
にして反応および操作を行うことによりポリウレタンの
ペレツトを得、これを同様にしてシートおよびフイルム
に成形し、各種性能を評価した。評価結果を表2に示
す。
Example 2 Production and Performance Evaluation of Polyurethane In Example 1, polyester diol (A) vs. MDI
The reaction and operation were carried out in the same manner except for the charging, except that the molar ratio of BD to BD was 1: 2: 1. A pellet of polyurethane was obtained, which was formed into sheets and films in the same manner, and various performances were evaluated. did. Table 2 shows the evaluation results.

得られたポリウレタンは成形加工性、耐水性、耐寒
性、力学的性能、カツテイング性のすべてにおいて良好
であつた。
The obtained polyurethane had good moldability, water resistance, cold resistance, mechanical performance, and cutting properties.

比較例1 ポリウレタンの製造および性能評価 実施例1においてポリエステルジオール(A)対MDI
対BDのモル比が1対5.5対4.5となる量で仕込み以外は同
様にして反応および操作を行うことによりポリウレタン
のペレツトを得、これを同様にしてシートおよびフイル
ムに成形し、各種性能を評価した。評価結果を表2に示
す。
Comparative Example 1 Production and Performance Evaluation of Polyurethane Polyester Diol (A) vs. MDI in Example 1
A polyurethane pellet was obtained by performing the same reaction and operation except that the molar ratio of BD to BD was 1: 5.5: 4.5, except for the charging, and then formed into sheets and films in the same manner to evaluate various performances. did. Table 2 shows the evaluation results.

得られたポリウレタンは成形加工性および耐寒性が著
しく不良であつた。
The obtained polyurethane had remarkably poor moldability and cold resistance.

比較例2 ポリウレタンの製造および性能評価 実施例1においてポリエステルジオール(A)対MDI
対BDのモル比が1対1.1対0.1となる量で仕込み以外は同
様にして反応および操作を行うことによりポリウレタン
のペレツトを得、これを同様にしてシートおよびフイル
ムに成形し、各種性能を評価した。評価結果を表2に示
す。
Comparative Example 2 Production and Performance Evaluation of Polyurethane Polyester Diol (A) vs. MDI in Example 1
The reaction and operation were carried out in the same manner except for the charging, except that the molar ratio of BD to BD was 1: 1.1: 0.1. A pellet of polyurethane was obtained, which was formed into sheets and films in the same manner, and various performances were evaluated. did. Table 2 shows the evaluation results.

得られたポリウレタンは力学的性能が著しく不良であ
つた。
The resulting polyurethane had remarkably poor mechanical performance.

実施例3〜8および比較例3〜7 ポリウレタンの製造および性能評価 実施例1においてポリエステルジオール(A)の代り
に表2に示すポリエステルジオールを用い、かつ表2に
示すモル比でポリエステルジオール、MDIおよびBDを仕
込み以外は同様にして反応および操作を行うことにより
ポリウレタンのペレツトを得、これを同様にしてシート
およびフイルムに成形し、各種性能を評価した。評価結
果を表2に示す。
Examples 3 to 8 and Comparative Examples 3 to 7 Production and Performance Evaluation of Polyurethane In Example 1, polyester diol shown in Table 2 was used in place of polyester diol (A), and polyester diol and MDI were used in a molar ratio shown in Table 2. The reaction and operation were carried out in the same manner except for the preparation of BD and BD to obtain a pellet of polyurethane, which was similarly formed into a sheet and a film, and various performances were evaluated. Table 2 shows the evaluation results.

実施例により得られたポリウレタンは成形加工性、耐
水性、耐寒性、力学的性能、カツテイング性がともに良
好であつた。
The polyurethanes obtained in the examples had good moldability, water resistance, cold resistance, mechanical performance, and cutting properties.

比較例により得られたポリウレタンは成形加工性、耐
水性、耐寒性、力学的性能、カツテイング性のすべてに
おいて良好ではなかつた。比較例7により得られたポリ
ウレタンは特にカツテイング性が著しく不良であつた。
The polyurethane obtained by the comparative example was not good in all of moldability, water resistance, cold resistance, mechanical performance and cutting properties. The polyurethane obtained in Comparative Example 7 was particularly poor in cutting properties.

実施例9 ポリウレタンの製造および性能評価 実施例1においてBDの代りにBDと1,4−ビス(β−ヒ
ドロキシエトキシ)ベンゼン(以下、これをBHEBと略称
する)のモル比2対1の混合物を用い、かつMDIをポリ
エステルジオール(A)対MDI対BD対BHEBのモル比が1
対2.5対1.0対0.5となる量で仕込み以外は同様にして反
応および操作を行うことによりポリウレタンのペレツト
を得、これを同様にしてシートおよびフイルムに成形
し、各種性能を評価した。評価結果を表2に示す。
Example 9 Production and Performance Evaluation of Polyurethane In Example 1, a mixture of BD and 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene (hereinafter abbreviated as BHEB) in a molar ratio of 2: 1 was used instead of BD. MDI was used and the molar ratio of polyester diol (A) to MDI to BD to BHEB was 1
The reaction and the operation were carried out in the same manner except for the charging in an amount of 2.5: 1.0: 0.5 to obtain a pellet of polyurethane, which was formed into a sheet and a film in the same manner, and various performances were evaluated. Table 2 shows the evaluation results.

得られたポリウレタンは成形加工性、耐水性、耐寒
性、力学的性能、カツテイング性がともに良好であつ
た。
The obtained polyurethane had good moldability, water resistance, cold resistance, mechanical performance, and cutting properties.

〔発明の効果〕 本発明により提供される熱可塑性ポリウレタンは、前
記の表2から明らかなように、成形加工性、耐水性、耐
寒性、力学的性能、カツテイング性のすべてにおいて優
れる。
[Effects of the Invention] As is clear from Table 2, the thermoplastic polyurethane provided by the present invention is excellent in all of moldability, water resistance, cold resistance, mechanical performance, and cutting properties.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 18/42 C08G 63/16Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C08G 18/42 C08G 63/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)数平均分子量1,500〜3,500のポリエ
ステルジオールと(b)ジイソシアナートおよび(c)
鎖伸長剤とから得られ、かつ成分(b)および(c)の
重量の和が成分(a)、(b)および(c)の重量の和
に対して13〜45%の範囲であり、該ポリエステルジオー
ルがジオール由来の必須の構造単位として下記の構造単
位(I)および/または(II)を有し、ジカルボン酸由
来の必須の構造単位として下記の構造単位(III)およ
び(IV)を有しており、かつ構造単位(I)のモル分率
と構造単位(II)のモル分率の比が100対0〜50対50の
範囲であり、構造単位(III)のモル分率と構造単位(I
V)のモル分率の比が80対20〜35対65の範囲であること
を特徴とする熱可塑性ポリウレタン。 (I):−OCH2 9O− (式中、nは4〜12の整数を表し、Arは炭素数6〜12の
2価の芳香族炭化水素基を表す。)
1. A polyester diol having (a) a number average molecular weight of 1,500 to 3,500, (b) diisocyanate and (c)
A chain extender and the sum of the weights of components (b) and (c) is in the range of 13-45% relative to the sum of the weights of components (a), (b) and (c); The polyester diol has the following structural units (I) and / or (II) as essential structural units derived from diol, and the following structural units (III) and (IV) as essential structural units derived from dicarboxylic acid. And the ratio of the mole fraction of the structural unit (I) to the mole fraction of the structural unit (II) is in the range of 100: 0 to 50:50, and the mole fraction of the structural unit (III) is Structural unit (I
A thermoplastic polyurethane, characterized in that the molar fraction ratio of V) is in the range from 80:20 to 35:65. (I): - OCH 2 9 O- (In the formula, n represents an integer of 4 to 12, and Ar represents a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.)
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