JPH0354218A - 熱可塑性ポリウレタン樹脂 - Google Patents

熱可塑性ポリウレタン樹脂

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JPH0354218A
JPH0354218A JP19192389A JP19192389A JPH0354218A JP H0354218 A JPH0354218 A JP H0354218A JP 19192389 A JP19192389 A JP 19192389A JP 19192389 A JP19192389 A JP 19192389A JP H0354218 A JPH0354218 A JP H0354218A
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JP
Japan
Prior art keywords
diisocyanate
thermoplastic polyurethane
temp
polyurethane resin
hardness
Prior art date
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Pending
Application number
JP19192389A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Oka
紘一郎 岡
Katsunori Oshima
大島 桂典
Setsuo Baba
馬場 節雄
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、成形時に白化の起こりにくい熱可塑性ポリウ
レタン樹脂に関し、特にメガネフレーム用として好適に
用いられる。
[従来の技術] メガネフレームに用いられる樹脂としては、アセテート
、セルロイドのようなセルロース系樹脂、ボリアミド樹
脂、エボキシ樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、
ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂などが使われてきた。これらの樹脂は、基本的に
或形性、着色性、耐薬品性および耐熱性においてメガネ
フレームに適する性質を持っている。
また、着用時の変形性やレンズはずれの防止のために好
ましい条件として、曲げ弾性率がおよそ7000kg/
cnf以上、ショアD硬度が74以.Lであるといった
ことが知られている。
一方、メガネフレームは本来の実用的機能を保持しつつ
新たな機能、例えば人膚との適合性やファッション性な
どが要求されるようになった。後者の例としては、その
場の雰囲気にあわせて使用者が自由にレンズ色相を選ん
でレンズ交換のできるサングラスのように、やや柔軟材
質によるメガネフレームが知られている。
このように、従来の実用一点張りの観点から選ばれてき
たきらいのあるメガネフレーム用樹脂について、新たな
観点による見直しが行われ始めてきた。
その一つとして、熱可塑性ポリウレタン樹脂がある。熱
可塑性ポリウレタンは一般に透明樹脂であるため、着色
効果が優れること、注型タイプポリウレタンに比べて成
形コストが安いこと及び素材の靭性が高く、使用中にフ
レームが折れるような問題が全くないなどの特徴がある
。しかし、一般に硬度が低いことと曲げ弾性率が低いの
が欠点であり、メガネフレームとしては物理特性を改善
する必要がある。
このような物理特性の改善に対して、熱可塑性ポリウレ
タンを構成するイソシアナート成分を変えたり、ジオー
ル類で代表されるソフトセグメントの分子量を低くして
、ウレタン結合で代表されるいわゆるハードセグメント
の比率を増やすなどの方法で一般的に対処し得るが、硬
度が増すに従い、成形時に白化(結晶化)が起こりやす
くなる傾向がある。このような樹脂では、或形条件許容
幅がきわめて狭くなるとともに、少し厚物になると表面
1〜2mmのみ透明であるがそれより内部は白化不透明
の成形体が得られる。
本発明は、靭性の優れた硬度、曲げ剛性の高い且つ透明
性に優れた熱可塑性ポリウレタン樹脂を提供することに
ある。本発明の他の目的は上記ポリウレタンで強靭且つ
透明なメガネフレームを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、下記の構成を有
する。
r(1)  Lomgの試料を40℃/ m i nの
速度で240℃まで昇温し、そこで2分間保持した後に
液体窒素で急冷したものを、0℃から10℃/minの
昇温速度条件でDSC (微分走査型熱量計)分析した
際に観察される結晶化ピーク温度T とガラC ス転移温度T の差T  (=T  −T  )が27
g       cg      c     g℃以
上であって、且つ20℃で測定したショアD硬度が74
以上であることを特徴とする熱可塑性ポリウレタン樹脂
(2) メガネフレーム用に用いられることを特徴とす
る上記(1)記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂。」本発
明で用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂は、ハードセ
グメントとソフトセグメントから構成されている。ハー
ドセグメントは低温では凝集しており、分子拘束点とな
って、ソフトセグメントの塑性変形を防止する役割をは
たしている。しかし、加熱によりハードセグメントの凝
集が解放されると樹脂全体としては熱可塑性を示す。
ハードセグメントはウレタン結合で代表される分子間引
力の強い部分、ないしはそれらの結合密度の高い部分で
ある。ウレタン結合は、たとえば水酸基とイソシアナー
ト基との反応によって形成され、連鎖構造を基本的には
必須とする熱可塑性ポリウレタンにおいては、ジオール
とジイソシアナートとの反応によって形成される。この
意味では、ハードセグメントはジイソシアナート部分な
いし低分子量(短鎖)のジオールとジイソシアナートと
の反応部分が相当する。
ジイソシアナートとしては、どのようなものであっても
本発明において限定されるものではないが、例えば、4
.  4’ −ジフエニルメタンジイソシアナート(M
DI)、ヘキサメチレンジイソシアナート(HMD I
) 、イソホロンジイソシアナー} (I PD I)
 、水素添加MDI,キシリレンジイソシアナート(X
DI)、トリレンジイソシアナート(TDT)などがあ
る。硬度及び曲げ弾性率の高いものを得るにはMD I
,XD I,TDIなどの芳香族系ジイシアナートが特
に好ましい。
また、短鎖グリコールとしては、例えば、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、1.4−プタンジオー
ル、1,6−へキサジジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ビスフェノールAなどがあり、脂肪族系では、炭素
数が2〜10程度のものが、芳香族系ではベンゼン環が
1〜3個程度のものが好ましい。
一方、ソフトセグメントとは、ジイソシアナートと長鎖
ポリオール(熱可塑性という意味で基本的にはジオール
)からなるボリマ鎖である。ジイソシアナートとしては
ハードセグメントに用いられるものが原則的には使用可
能である。長鎖ボリオールとしては、一般に分子量数百
から数千のボリオール、例えば、2.3百〜8.9千の
ものが用いられる。.その代表例として、ポリテトラメ
チレングリコールのようなポリエーテルポリオール類、
ポリエチレンアジペートやポリカプロラクトンのような
ポリエステルボリオール類などがある。
本発明では、上記ハードセグメントとソフトセグメント
の比率、短鎖グリコールと長鎖ボリオールの種類と分子
量などを適当に組合わせることによって達或することが
できる。
例えば、熱可塑性ポリウレタンでは、硬度アップの目的
のために、一般にハードセグメントの比率を増す方法が
とられる。つまり、芳香族ジイソシアナートと短鎖グリ
コールを増加して、ウレタン基密度を大きくする。例え
ば、上記ハードセグメントとソフトセグメントの比率(
ハードセグメント/ソフトセグメント)がモル比で1/
1以上、好ましくは3/2以上で、且つ長鎖ボリオール
と短鎖グリコールの比率(短鎖ポリオール/長鎖ポリオ
ール)がモル比で2/3以上、好ましくは171以上に
する。しかし、この方向は結晶化(白化)に対して逆効
果になることもあり、芳香族ジイソシアナートの結合規
則性を乱す目的で、例えばメタ、バラ体の少なくとも一
方を20モル%以上、好ましくは30モル%以上含む異
性体混合物やMDIとXDIの混合物を用いたり、短鎖
グリコールとして、グリセリンやペンタエリスリトール
などの3官能以上のグリコール類を10モル%以上、好
ましくは20モル%以上用いたりする。
ここで、本発明を満足する熱可塑性ポリウレタン樹脂と
は、重量10■の試料を採り、その試料を40℃/ m
 i nの速度で240℃まで昇温し、その状態で2分
間保持した後に、アルミニウム製パンごと試料を液体窒
素に投入して急冷した状態のものを、O℃から10℃/
minの昇温速度条件でDSC (微分走査型熱量計)
分析した際に観察される結晶化ピーク温度T とガラス
転移温度TgC の差(=T  −T  )が、27℃以上であり、かc
g つ、20℃におけるショアD硬度が74以上である樹脂
である。
T は27,O℃以上であることが必要であるcg が、さらには、28.0℃以上であることが好ましい。
上記本発明において定義される状態におけるT が27
.0℃未満になると成形時あるいはcg 成形品を100℃付近でエージング処理すると結晶化に
よる白化が起こりやすくなる。
なお、上記したガラス転移温度T は、T 付gg 近でみられるチャート上の吸熱変化の中央温度(両ベー
スラインの延長線とチャートの変極点における接線との
交点温度の中間値)とする(図面5)。また、T とは
、Tgで分子運動が解放さC れた後に現れる結晶化にともなう発熱であり、そのビー
ク値を結晶化ピーク温度とする。
また、本発明では得られた樹脂の20℃におけるショア
D硬度は前述のとおり74以上であることが必要である
が、さらには78以上であることが好ましい。メガネフ
レームのように、折れにくさとともに形状保持性(レン
ズはずれが起こらず、且つ腰があること)を要求される
用途では、ショアD硬度が74未満になると樹脂が柔ら
かすぎて、形状が保持しにくく実用性が低下する。
[実施例] 実施例1,2、参考例 ジイソシアナートがMDIとXDIの混合物であり、短
鎖グリコールが1、4−ブタンジオールとペンタエリス
リトールであるハードセグメントと、長鎖ポリオールが
分子量約2000のポリテトラメチレングリコールであ
り、ジイソシアナートがMDIであるソフトセグメント
を、ハードセグメントとソフトセグメントを第1表に示
す比率にして、熱可塑性ポリウレタンA(実施例1)、
B(実施例2)、C(参考例)をつくった。
重量10mgの試料をアルミニウム製バンにとり、バー
キンエルマ社製DSG−2により40°C/minの速
度で240’Cまで昇温し、その状態で2分間保持した
後に、アルミニウム製パンごと試料を液体窒素に投入し
て急冷した。パーキンエルマ社製DSC−2により、0
℃から10℃/minの昇温速度でDSC分析した際の
DSCチャートを図面に示す。図面中、1.  2. 
 3は実施例1、実施例2、参考例により得られた熱可
塑性ポリウレタンA,B,Cそれぞれについてのチャー
トを示す。また、4はT  ,5はTgを示す。
C また、射出成形機(東芝機械■製、[8140B)でA
STMD638に規定される引張試験片(特殊型タイプ
■、厚さ3mm)を次の条件で成形した時の試験片の諸
性能を観察した。図面より観察されるT  ST  ,
およびT さらに、諸性能c     g      
     cgについて第2表に示した。
威形条件:後部温度 中間部温度 前部温度 ノズル温度 射出圧力 背    圧 二次圧力 金型温度 冷却時間 190’C 230℃ 225℃ 220℃ 1 0 0kg/cof 20kg/car 100kg/al 30℃ 3 5 sec [発明の効果] 本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂は、靭性の優れた硬
度、高い曲げ剛性を有し、かつ、威形時に白化が起こり
にくいといった特徴を有する。本発明の樹脂は、特にメ
ガネフレーム用として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の一実施態様を示したものである。 1:本発明の実施例1に用いられた熱可塑性ポリウレタ
ンのDSC曲線 2:本発明の実施例2に用いられた熱可塑性ポリウレタ
ンのDSC曲線 3:参考例の熱可塑性ポリウレタンのDSC曲線 4:結晶化ピーク温度T0

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)10mgの試料を40℃/minの速度で240
    ℃まで昇温し、そこで2分間保持した後に液体窒素で急
    冷したものを、0℃から10℃/minの昇温速度条件
    でDSC(微分走査型熱量計)分析した際に観察される
    結晶化ピーク温度T_cとガラス転移温度T_gの差T
    _c_g(=T_c−T_g)が27℃以上であって、
    且つ20℃で測定したショアD硬度が74以上であるこ
    とを特徴とする熱可塑性ポリウレタン樹脂。
  2. (2)メガネフレーム用に用いられることを特徴とする
    請求項(1)記載の熱可塑性ポリウレタン樹脂。
JP19192389A 1989-07-24 1989-07-24 熱可塑性ポリウレタン樹脂 Pending JPH0354218A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9475903B2 (en) 2013-09-26 2016-10-25 Mitsui Chemicals, Inc. 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, polyisocyanate composition, polyurethane resin, molded article, eyewear material, eyewear frame, and lens

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9475903B2 (en) 2013-09-26 2016-10-25 Mitsui Chemicals, Inc. 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, polyisocyanate composition, polyurethane resin, molded article, eyewear material, eyewear frame, and lens
US9477012B2 (en) 2013-09-26 2016-10-25 Mitsui Chemicals, Inc. 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, polyisocyanate composition, polyurethane resin, molded article, eyewear material, eyewear frame, and lens
US9720137B2 (en) 2013-09-26 2017-08-01 Mitsui Chemicals, Inc. Eyewear material, eyewear frame, and eyewear

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