JPH0739506B2 - 形状記憶ポリマー発泡体 - Google Patents

形状記憶ポリマー発泡体

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JPH0739506B2
JPH0739506B2 JP63244340A JP24434088A JPH0739506B2 JP H0739506 B2 JPH0739506 B2 JP H0739506B2 JP 63244340 A JP63244340 A JP 63244340A JP 24434088 A JP24434088 A JP 24434088A JP H0739506 B2 JPH0739506 B2 JP H0739506B2
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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、形状記憶性を有するポリマー発泡体に関す
る。
（従来の技術） 従来、内部に気泡構造組織を有するポリウレタンフォー
ムに代表されるポリマー発泡体は、弾力性、断熱性等の
フォーム特有の性質を利用したいろいろの製品が市販さ
れている。これらのフォームは現場施工の場合を除い
て、予め、一定の形状に成形されたフォームを、そのま
まの形状で使用に供されてきた。
一方、通常のポリマー成形体の中には、成形形状と変形
形状とを温度操作で使い分ける形状記憶ポリマー成形体
が提案されている。
形状記憶ポリマー成形体は、ポリマーのガラス転移点以
上、成形温度未満の温度で変形を加え、その形状を保持
した状態でガラス転移点以下まで冷却することにより、
変形形状を固定し、また、ガラス転移点以上で成形温度
未満の温度に加熱することにより、元の成形形状を回復
するもので、温度操作により変形形状と成形形状を使い
分けることのできるものである。
（発明が解決しようとする課題） ところで、ポリマー発泡体は、内部に大量の気泡を有す
るために、重量に対して体積が極めて大きく、例えば、
工場で発泡体を製造して使用現場に搬送する場合には、
その大きな体積が搬送の支障となる。このような場合に
は、搬送時には小さな体積となり、使用時には所定の大
きさの本来の発泡体を得ることができれば極めて有効で
ある。
しかし、このような変形形状と成形形状をその用途に応
じて使い分けることができる形状記憶ポリマー発泡体
は、未だ、提案されていない。
本発明は、かかる形状記憶性を備えたポリマー発泡体を
提案しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、２官能のジイソシアネート、２官能のポリオ
ール及び活性水素基を含む２官能の鎖延長剤をモル比
で、ジイソシアネート：ポリオール：鎖延長剤＝2.00〜
1.10:1.00:1.00〜0.10で配合し、発泡剤を添加してプレ
ポリマー法により合成したポリウレタン発泡体であっ
て、ポリマーの末端には［NCO］と［OH］をほぼ等量含
有し、−50〜60℃の範囲のガラス転移点及び３〜50重量
％の結晶化度を有する形状記憶ポリウレタン発泡体を、
ポリマーのガラス転移点を越える温度で圧縮変形した
後、ガラス転移点以下の温度で固定して得る変形形状
と、再びガラス転移点を越える温度に昇温して当初の形
状に復帰させる成形形状とを採ることのできる形状記憶
ポリマー発泡体である。
（作用） 本発明の形状記憶ポリマー発泡体は、従来の発泡成形体
の形状の外に、圧縮変形固定した第２の形状をとること
ができる。特に、開放気泡構造組織を有するポリマー発
泡体においては、内部気泡を排出して比較的小さな力で
大きな変形をもたらすことができる。また、独立気泡構
造組織を有するポリマー発泡体においては、気泡内の気
体を圧縮して変形固定すれば、形状回復時に気体が膨張
するために回復速度を飛躍的に速めることが可能とな
る。そして、この２つの形状において、弾性率を初めと
する種々の物性を選択することができる。
このように、２つの形状及びその形状における物性を使
い分けることにより、形状記憶ポリマー発泡体を種々の
用途に適用することができる。特に、ポリマーのガラス
転移点を室温付近に設定した発泡体については、身近な
加熱手段、例えば、ドライヤー等を用いて、使用者の好
みの形状に随時簡単に変形固定することができる。
このポリマーは、末端には余剰の［NCO］を実質的に含
有しないので、剛直な架橋を形成するアロファネート結
合を抑えることができ、加工性の自由度を有する可塑性
鎖状ポリマーを得ることができる。また、過度の結晶化
度を付与することにより、この鎖状ポリマーに対して必
要とされる弾性率を付与することができる。
本発明のポリマーの結晶化度は３〜50重量％の範囲にあ
る。結晶化度が３重量％以下とするとガラス転移点以上
の温度でゴム弾性が小さくなり、結晶化度が50重量％以
上とするとガラス転移点以上の温度でゴム弾性が高くな
って、ガラス転移点前後±10℃の温度での弾性率の比が
小さくなる。
このポリマーに使用可能な原料を次に例示するが、これ
に限定されるものではない。
まず、２官能のイソシアネートの例としては、一般式で
OCN−Ｒ−NCOと表記することができ、Ｒにはベンゼン環
を１、２個有するものと全く有しないものがあるが、い
ずれも使用可能であり、具体的には、2.4−トリエンジ
イソシアネート、4.4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、カルボジイミド変性の4.4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート
等を挙げることができる。
２官能のポリオールの例としては、一般式でHO−Ｒ′−
OHと表記することができ、Ｒ′にはベンゼン環を１、２
個有するものと有しないもの、更には上記の２官能のポ
リオールに対して２官能のカルボン酸若しくは環状エー
テルを反応させた生成物など、いずれも使用可能であ
り、具体的には、ポリプロピレングリコール、1.4−ブ
タングリコールアジペート、ポリテトラメチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ビスフェノール−Ａ＋
プロピレンオキサイド等を挙げることができる。
活性水素基を含む２官能の鎖延長剤の例としては、一般
式でHO−Ｒ″−OHで表記することができ、Ｒ″には（CH
2）ｎ基、ベンゼン環を１、２個有する基など、いずれ
も使用可能であり、具体的には、エチレングリコール、
1.4−ブタングリコール、ビス（２−ハイドロキシエチ
ル）ハイドロキノン、ビスフェノール−Ａ＋エチレンオ
キサイド、ビスフェノール−Ａ＋プロピレンオキサイド
等を挙げることができる。
これらの原料から合成したポリウレタンエラストマー
は、一般式で次のように表記することができる。
HOR″OCONH（RNHCOOR′OCONH）nRNHCOOR″OCONH− （RNHCOOROCONH）mRNHCOOR″OH ｍ＝１〜16,n＝０〜16。
これらのポリウレタンの製造例を以下に示す。イソシア
ネート成分とポリオール成分を第１表に記載のように配
合し、無触媒で反応させてプレポリマーを合成し、鎖延
長剤を第１表の配合で添加し、120℃で10時間加熱する
ことによりキュアリングを施し、弾性記憶ポリウレタン
を得た。このポリウレタンの基本的物性は第１表の通り
である。表中のTgはガラス転移点（℃）であり、差動走
査形熱量計により求めた。E/E′は（ガラス転移点より1
0℃低い温度における引張弾性率）／（ガラス転移点よ
り10℃高い温度における引張弾性率）を示す。また、結
晶化度（重量％）は、Ｘ線回折法により測定した。
発泡方法は、従来のプレポリマーを経て発泡させるコン
ベンショナル法、フロス法等を用いることができる。
発泡剤は、化学的な分解によってガスを発生する分解形
発泡剤と、化学的変化なしに揮発する蒸発形発泡剤とが
あり、いずれも使用することができる。分解形発泡剤と
しては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸
アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、アジド化合物、ほ
う水素化ナトリウム、水と反応して水素を発生する軽金
属等の無機系発泡剤、及び、トリクロロモノフロロメタ
ン、トリクロロトリフロロエタン、塩化メチレン、アゾ
ジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド、N.N′−ジ
ニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系発泡剤を
挙げることができる。また、蒸発形発泡剤としては、圧
縮窒素ガス、トリクロロモノフルオロメタン等を挙げる
ことができる。
（実施例） イソシアネート成分とポリオール成分を下表に記載のよ
うに配合し、無触媒で反応させてプレポリマーを合成
し、次いで、鎖延長剤及び発泡剤を下表を配合で添加
し、加熱することによりキュアリングを施し、形状記憶
ポリウレタンフォームを得た。発泡剤はトリクロロモノ
フロロメタン（沸点23.8℃）をポリウレタン100部に対
して20部配合した。
このポリウレタンフォームは、20倍に膨張しており、基
本的物性は下表の通りである。表中のTgは、ガラス転移
点（℃）を示す。また、結晶化度（重量％）は、Ｘ線回
折法により測定した。
次に、内径15cmの狭部と外径10cmの配管の間に下表の例
38のポリウレタンフォームの断熱材を施工する実験を行
った。配管の外径より若干小さな内径9.5cmで、厚さ4cm
の円筒状のポリウレタンフォームを用意し、その中に配
管を挿入してから、ポリウレタンフォームを約50℃に加
熱して外部から圧力を加え、断熱材の直径を12cmに保ち
ながら、室温まで冷却してそのまま固定した。この配管
を狭部に挿入し、配管内部に約50℃の加熱ガスを送っ
て、断熱材を元の形状に復帰させた。この結果、ポリウ
レタンフォームの弾力性により、断熱材は狭部と完全に
密着し、配管を狭部内に保持することができた。
（発明の効果） 本発明は、上記の構成を採用することにより、成形形状
の外に、所定の変形形状を採ることができ、簡単な加熱
操作により、成形形状に復帰させることができる。特
に、形状記憶ポリマー発泡体の開放気泡を内包させると
きには、小さな圧力で大きな変形をもたらすことができ
るので、大きな変形量とその間の物性の変化を活用して
幅広く利用することができる。また、独立気泡を内包さ
せた形状記憶ポリマー発泡体は、変形時に気泡内のガス
を圧縮して固定することにより、形状回復速度を高める
ことができ、優れた回復動作性を活用することもでき
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２官能のジイソシアネート、２官能のポリ
    オール及び活性水素基を含む２官能の鎖延長剤をモル比
    で、ジイソシアネート：ポリオール：鎖延長剤＝2.00〜
    1.10:1.00:1.00〜0.10で配合し、発泡剤を添加してプレ
    ポリマー法により合成したポリウレタン発泡体であっ
    て、ポリマーの末端には［NCO］と［OH］をほぼ等量含
    有し、−50〜60℃の範囲のガラス転移点及び３〜50重量
    ％の結晶化度を有する形状記憶ポリウレタン発泡体を、
    ポリマーのガラス転移点を越える温度で圧縮変形した
    後、ガラス転移点以下の温度で固定して得る変形形状
    と、再びガラス転移点を越える温度に昇温して当初の形
    状に復帰させる成形形状とを採ることのできる形状記憶
    ポリマー発泡体。
JP63244340A 1988-09-30 1988-09-30 形状記憶ポリマー発泡体 Expired - Lifetime JPH0739506B2 (ja)

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