トリカルボン酸エステル系の軟質熱可塑性ポリウレタン
本発明は、少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンであって、該ポリウレタンがトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）を含み、該トリカルボン酸（ｇ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されていることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンに関する。本発明はまた、この熱可塑性ポリウレタンを含むポリウレタン生成物の製造方法、また該トリカルボン酸エステルの熱可塑性ポリウレタン中での可塑剤としての利用に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常に機械的強度が高く加工性のよい非常に軟かな熱可塑性ポリウレタンに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は古くから知られている。優れた機械的性質に加えて安価に熱可塑的加工が可能であることなどの利点のため、これらは工業的に重要である。異なる化学構成成分を使用することにより、広い機械的性質を達成することができる。ＴＰＵとその特性や用途の総説が、例えば、Ｈａｎｓ−Ｇｅｏｒｇ Ｗｕｓｓｏｗ： “Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ”， Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｒｅｌｅａｓｅ， ７ｔｈ ｅｄ．， ｃｈａｐ． ２ “熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ），” Ｗｉｌｅｙ ＶＣＨ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ （２００４）に見られる。
【０００３】
ショア硬度が７０Ａ未満であっても工業産業資材として扱え、従来の方法で加工可能である軟質熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、従来非常に大きな技術的経費あるいは非常に高価な原料でもってのみ生産が可能であった。高い需要があるにも係らず、ショア硬度が７０Ａ未満の可塑剤非含有ＴＰＵが市場に実質的にないという事実は、市場で生き残るにはプロセスが高コストでありすぎるか、これらの材料の機械的性質が不十分であったかを示している。
【０００４】
代わりに可塑剤を用いてショア硬度が５０Ａ未満のＴＰＵを得ようとする研究がなされた。しかしながら、現在のところ可塑剤を含むＴＰＵで、満足できる機械的強度をもつ軟質ＴＰＵとなるものはない。この一つの理由は、可塑剤とＴＰＵとの間の混合性が悪いことである。また、製造プロセス中で加えられる可塑剤は、実質的にいつもモル質量の増加を抑制するため、このようにして得られるＴＰＵの機械的性質が不満足となり、及び／又は射出成型や押出成型などの従来の熱可塑的な加工方法での製造がもはや経済的に実施不可能となる。
【０００５】
これらの可塑剤は、ポリエステルポリウレタン（ＥＰ１５５６４３３）用にはフタル酸エステルや安息香酸エステルであり、ポリエーテルＴＰＵ（ＥＰ１３４４５５）用には燐酸エステルである。多くの場合、毒性的な視点からは、市場で用いられている可塑剤にまったく問題はない。加工、特に安息香酸エステルの加工は、安息香酸エステルが反応の進行に影響を与えモル質量の増加を阻害するため好ましくない。特に、ポリウレタンの製造の際に、好ましくは熱可塑性ポリウレタンの製造の際にこれらの可塑剤を直接添加するとこの問題が発生する。
【０００６】
ＥＰ１１０８７３５に記載のような、アジピン酸エステルや水添フタール酸エステル、脂肪酸の群に含まれる他の可塑剤やポリオレフィン類も、ポリウレタンと充分に混合しない。燐酸エステル系の可塑剤は酸を含み、この酸基がエステルの開裂を引き起こすことがあるため、エステルポリオール系のポリウレタン中での使用には適さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来の原料と従来の製造方法を用いて、７０ショアＡ未満の硬度範囲で優れた機械的性質を示し、また射出成型または押出成型により実用的な加工サイクルで最終製品に成型可能な軟質ＴＰＵを製造可能とする熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）配合物を開発することである。
【０００８】
可塑剤を使用するに当り、これが容易にＴＰＵに導入されること、ほんの少量のみが移動及び／又は気化して放出されること、ポリウレタンの特性、例えば加工性や熱安定性やＵＶ安定性に悪影響を及ぼさないこと、ＴＰＵの劣化を促進しないこと、液体媒体に対して安定であること、特に食品または人の体の一部に接触する部品に使用する材料として適当であること確認しておく必要がある。同時に、類似の可塑剤の使用と較べて、ＴＰＵの機械的性質が、例えば摩耗性や弾性が低下しないようにする必要がある。このＴＰＵは、それ自体軟らかくて、金型から容易に外すことのできる成型組成物を与え、低収縮で優れた低温特性を示す必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本目的は、驚くべきことに、少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンであって、該ポリウレタンがトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）を含み、該トリカルボン酸（ｇ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されていることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンで達成された。
【００１０】
本発明はまた、少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造されたＴＰＵを、好ましくは少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、イソシアネートと反応し、分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである化合物（ｂ）、好ましくはポリオール、より好ましくはポリマージオールと、分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌで、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）とのエステル（トリカルボン酸の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されている）を含む少なくとも一種の鎖延長剤（ｃ）とから製造された熱可塑性ＴＰＵを５０重量％〜９９重量％の量で含むＴＰＵを提供する。
【００１１】
本発明はまた、本発明のＴＰＵの製造方法、それにより製造された生成物、さらにはＰＵ中でのトリカルボン酸エステルのＴ可塑剤としての利用を提供する。
【００１２】
好ましくは可塑剤として働くトリカルボン酸エステルを含む熱可塑性ポリウレタンは、これらのトリカルボン酸エステルが従来の可塑剤に較べて毒性的な問題がかなり小さいため、食品に接触する用途にも好適であるという長所をもっている。このトリカルボン酸エステルは容易に導入可能であり、移動が少なく、気化して放出されることも少なく、また同時にＴＰＵの加工性や熱安定性やＵＶ安定性などの性質を改善し、プラスチックの劣化を促進しない。
【００１３】
本発明のＴＰＵのもう一つの長所は、食品分野での利用、また食品に直接接触しての、あるいは体又は体の一部の表面に直接接触しての使用の可能性である。また、ＴＰＵは高耐熱性であり、いろいろな熱可塑成型加工方法が応用可能である。
【００１４】
ある側面の各実施様態と他の側面の各実施様態とのすべての組み合わせが以下に述べられてはいないが、以下の明細書は、いろいろな側面について示された実施様態のあらゆる可能な組み合わせを暗示的に含んでいる。したがって、例えば、ある好ましい側面とある特に好ましい側面との組み合わせやある特に好ましい側面とさらに説明されなかったある側面との組合せも、これらの組合せが明確に記載されてないとしても、暗示的に含まれている。
【００１５】
ある好ましい実施様態においては、本願発明は、
Ａ）５０〜９９重量％の量の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）イソシアネートと反応し分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の化合物（ｂ）と、
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の鎖延長剤（ｃ）と、
４）必要なら、触媒（ｂ）及び／又は従来の助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）と
から製造産される熱可塑性ポリウレタンと、
Ｂ）１〜５０重量％の量のトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（トリカルボン酸（ｇ）のすべての酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されてトリエステルを形成している）とを含むＴＰＵを提供する。なお、トリエステルは異なるアルコール（ｈ）でできていても同じアルコール（ｈ）でできていてもよいが、同じアルコール（ｈ）の方が好ましい。
【００１６】
有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）の成分は、構成成分（ｊ）とも呼ぶ。
【００１７】
このトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）とのエステルで、トリカルボン酸（ｇ）のすべての酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されたものは、熱可塑性ポリウレタン中に、構成成分（ｊ）の総重量に対して１重量％〜５０重量％の量で、好ましくは５重量％〜４０重量％、特に１５重量％〜３５重量％の量で含まれている。
【００１８】
ある好ましい実施様態においては、このトリカルボン酸（ｇ）は分岐した脂肪族構造をとり、３個のカルボキシル基の炭素原子も含めて４〜３０個の炭素原子をもち、より好ましくは４〜２０個の炭素原子、特に好ましくは５〜１０個の炭素原子、極めて好ましくは６個の炭素原子をもつ。これらの炭素原子は、分岐脂肪族構造中で一重結合または二重結合で相互に直接結合している。この脂肪族構造は、好ましくは炭素原子間に一重結合のみをもつ。
【００１９】
他の好ましい実施様態においては、このトリカルボン酸（ｇ）が、少なくとも一個のヒドロキシル基をもつ。この少なくとも一個のヒドロキシル基は、脂肪族構造の３個の酸基に加えてこの少なくとも一個のヒドロキシル基が結合するように、トリカルボン酸（ｇ）の上記の脂肪族構造の炭素原子に直接的に結合している、トリカルボン酸（ｇ）の脂肪族構造上に一個のヒドロキシル基があることが特に好ましい。特に好ましいトリカルボン酸（ｇ）はクエン酸である。
【００２０】
トリカルボン酸（ｇ）の３個の酸基のすべてとエステル（ｉ）を形成するアルコール（ｈ）は、芳香族構造及び／又は脂肪族構造をもっていてもよい。１〜３０個の炭素原子をもつアルコールが好ましく、１〜２０個の炭素原子をもつものがさらに好ましく、１〜１０個の炭素原子をもつものがさらに好ましく、１〜８個の炭素原子をもつものがさらに好ましく、１〜６個の炭素原子をもつものが特に好ましい。
【００２１】
脂肪族構造をもつアルコール（ｈ）の使用が好ましく、線状の脂肪族構造をもつアルコール（ｈ）がより好ましく、二重結合を含まない脂肪族構造が特に好ましい。他の好ましい実施様態においては、このアルコール（ｈ）が、偶数の炭素原子を、即ち２、４、６、８、１０、１２、１４、１６個等の炭素原子をもつ。
【００２２】
極めて好ましい実施様態においては、このアルコール（ｈ）がエタノールである。第二の極めて好ましい実施様態においては、このアルコール（ｈ）がブタノールであり、好ましくはｎ−ブタノールである。トリカルボン酸（ｇ）の３個の酸基のすべてが同じアルコール（ｈ）でエステル化されていることがより好ましい。極めて好ましい実施様態においては、エステル（ｉ）が２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルである。
【００２３】
他の好ましい実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一個のヒドロキシル基が、カルボン酸でエステル化されている。このカルボン酸は、１〜４０個の炭素原子をもつ芳香族または脂肪族カルボン酸から選ばれることが好ましく、より好ましくは１〜３０個の炭素原子のもの、特に好ましくは２〜２２個の炭素原子のもの、特に炭素原子数が好ましくは２の倍数であるものから選ばれることが好ましく、最も好ましいのは酢酸である。
【００２４】
他の好ましい実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一個のヒドロキシル基がエーテル化されている。トリカルボン酸のヒドロキシル基の酸素から始まるこのエーテル基は、１〜４０個の炭素原子を含み、より好ましくは１〜３０個の炭素原子、特に好ましくは２〜２２個の炭素原子を含み、特に好ましい実施様態では、炭素原子数が２の倍数である。他の好ましい実施様態においては、このエーテルが、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであり、特に好ましくはポリエチレングリコールである。
【００２５】
他の実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）が少なくとも一個のアミン基をもつ。好ましい実施様態においては、このアミン基がカルボン酸が反応してアミドを形成する。このカルボン酸は、炭素原子数が１〜４０個の、より好ましくは１〜３０個の、特に好ましくは１〜２２の芳香族または脂肪族カルボン酸から選ばれ、特に好ましい実施様態においては、カルボン酸の炭素原子数が２の倍数である。
【００２６】
他の好ましい実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一個のアミン基が、少なくとも一種の基Ｒ’と２級アミンを形成するか、第二の基Ｒ”と第三級アミンを形成する。これらの基Ｒ’とＲ”は、それぞれ独立して１〜４０個の炭素原子をもち、より好ましくは１〜３０個の炭素原子、特に好ましくは２〜２２個の炭素原子をもち、特に好ましい実施様態においては、炭素原子数が２の倍数である。他の好ましい実施様態においては、この基が、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであり、特に好ましくはポリエチレングリコールである。
【００２７】
ＴＰＵの製造方法は公知である。例えば、ＴＰＵは、（ａ）イソシアネートを（ｂ）数平均分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜６ｋｇ／ｍｏｌであるイソシアネートと反応する化合物と（ｃ）数平均分子量が０．０５ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである鎖延長剤と、必要なら（ｄ）触媒及び／又は（ｅ）通常の助剤及び／又は（ｆ）添加物の存在下で、反応させて製造できる。可塑剤としても作用するエステル（ｉ）を、ＴＰＵの製造前または製造中にイソシアネートと反応する化合物（ｂ）に添加することができ、あるいはできたＴＰＵに、例えば溶融または軟化ＴＰＵに添加することができる。
【００２８】
熱可塑性ポリウレタンを用いる一つ利点は、ＴＰＵが可塑剤の効果を失うことなく熱可塑的に加工可能であることである。ＴＰＵの製造で従来より使用されている成分（ａ）と（ｂ）と（ｃ）、また必要なら成分（ｄ）及び／又は（ｅ）及び／又は（ｆ）を、例として以下に記載する。
【００２９】
用いる有機ジイソシアネート（ａ）は、既存の脂肪族、環状脂肪族、芳香脂肪族及び／又は芳香族イソシアネートであり、例えば、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン及び／又はオクタメチレンジイソシアネートや、２−メチルペンタメチレン１，５−ジイソシアネート、２−エチルブチレン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、ブチレン１，４−ジイソシアネート、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（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、１，４−及び／又は１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（ＨＸＤＩ）、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート、１−メチルシクロヘキサン２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン４，４−、２，４−及び／又は２，２’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，２’−、２，４’−及び／又は４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレン２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネート（ＴＤｌ）、ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルジイソシアネート、１，２−ジフェニルエタンジイソシアネート及び／又はフェニレンジイソシアネートがあげられ、好ましくはジフェニルメタン２，２’−、２，４−及び／又は４，４−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン４，４’−、２，４−及び／又は２，２’−ジイソシアネート及び／又はヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）があげられる。
【００３０】
特に好ましい実施様態においては、この有機ジイソシアネートが、少なくとも９０重量％の、より好ましくは少なくとも９５重量％、特に好ましくは少なくとも９９重量％のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を含むイソシアネートである。
【００３１】
公知のイソシアネートと反応する化合物を、上記イソシアネートと反応する化合物（ｂ）として使用でき、その例としては、数平均分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌの範囲である、好ましくは０．６ｋｇ／ｍｏｌ〜６ｋｇ／ｍｏｌ、特に０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜３ｋｇ／ｍｏｌの範囲であるポリエステルオール、ポリエーテルオール及び／又はポリカーボネートジオール（これらは通常、一括して「ポリオール（ｂ１）」と呼ばれる）があげられる。ポリオール（ｂ１）のジイソシアネート（ａ）に対する平均官能価は、１．７〜２．３の範囲であり、より好ましくは１．８〜２．２、より好ましくは１．９〜２．１、より好ましくは１．９５〜２．０５、さらに好ましくは１．９８〜２．０２、特に好ましくは１．９９〜２．０１であり、極めて好ましくは２である。
【００３２】
ポリオール（ｂ１）は、特に好ましくは線状でヒドロキシル末端のポリオール（ｂ１）である。製造上の理由のため、これらのポリオール（ｂ１）は少量の非線形化合物を含むことが多い。したがって、これらはよく「実質的に線状のポリオール」とよばれる。ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオールまたはこれらの混合物が好ましい。
【００３３】
用いるポリオール（ｂ１）は、好ましくはポリエーテルポリオールであり、例えば一般的には既知の出発物質と通常使用されるアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、エピクロロヒドリン、プロピレンオキシド及び／又は２，３−ブチレンオキシドとから得られるものであり、好ましくは１，２−プロピレンオキシドとエチレンオキシド系のポリエーテルオールである。ポリオキシテトラメチレングリコールが極めて好ましい。これらのアルキレンオキシドは個別に用いることもできるし、続けてあるいは混合して用いることもできる。
【００３４】
可能な開始剤分子は、例えば、水や、Ｎ−メチルジエタノールアミンなどのＮ−アルキルジエタノールアミンなどのアミノアルコール、あるいはエチレングリコールや１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのジオールである。適当なら、開始剤分子の混合物を使うこともできる。他の適当なポリエーテルオールは、ヒドロキシル基を含有するテトラヒドロフランの重合生成物である。
【００３５】
特に好ましくは、このポリオール（ｂ１）がアジピン酸とブタンジオール及び／又はエチレングリコールのポリマーである。他の特に好ましい実施様態においては、このポリオールがアジピン酸とブタンジオールとヘキサンジオールのポリマーであり、この特に好ましいポリオール（ｂ１）の実施様態ではその数平均分子量が０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。
【００３６】
ポリオール（ｂ１）がブタンジオールとアジピン酸由来のポリマーである場合は、その数平均分子量は、０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲であり、より好ましくは０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。
【００３７】
ポリオール（ｂ１）がエチレングリコールとアジピン酸由来のものである場合は、このポリオール（ｂ１）の好ましい数平均分子量は１ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌであり、より好ましくは１．５ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌ、特に好ましくは１．８〜２．３ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。
【００３８】
このポリオール（ｂ１）がエチレングリコールとブタンジオールとアジピン酸に由来するものである場合は、この数平均分子量が好ましくは１ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。ポリオール（ｂ１）中のエチレングリコールのブタンジオールに対するモル比は、好ましくは１：４〜４：１の範囲であり、より好ましくは３：１〜１：３、さらに好ましくは１：２〜２：１の範囲であり、特に好ましくは１：１である。
【００３９】
ポリオール（ｂ１）がアジピン酸とブタンジオールとヘキサンジオールに由来するものである場合は、その数平均分子量は、好ましくは１ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌであり、このポリオール（ｂ１）中のブタンジオールのヘキサンジオールに対するモル比が、より好ましくは１：４〜４：１の範囲であり、より好ましくは３：１〜１：３、より好ましくは１：２〜２：１の範囲であり、特に好ましくは１：１である。
【００４０】
また、低レベルの不飽和性をもつポリエーテルオールを上記ポリエーテルオールとして用いることもできる。本発明の目的では、低レベルの不飽和をもつポリオールとは、特に不飽和化合物含量が０．０２ｍｅｑ／ｇ未満の、好ましくは０．０１ｍｅｑ／ｇ未満のポリエーテルアルコールである。このようなポリエーテルアルコールは、通常アルキレンオキシドを、特にエチレンオキシド、プロピレンオキシド及びこれらの混合物を、高活性触媒の存在下で上記のジオールまたはトリオールに添加して製造される。
【００４１】
このような高活性触媒は、例えば、水酸化カリウムまたは水酸化セシウムと多金属シアン化物触媒、いわゆるＤＭＣ触媒である。よく用いられるＤＭＣ触媒はヘキサシアナトコバルト酸亜鉛である。このＤＭＣ触媒は、反応後もポリエーテルアルコール中の残留させることができるが、通常は、例えば沈降または濾過により除かれる。
【００４２】
ポリオール（ｂ１）に代えて、いろいろなポリオールの混合物が使用可能であり、これも同様にポリオール（ｂ１）と表す。本発明の熱可塑性ポリウレタンは、特に好ましくはそのポリオール（ｂ１）が、分子量が０．６ｋｇ／ｍｏｌ〜２ｋｇ／ｍｏｌの範囲の、好ましくは０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜１．４ｋｇ／ｍｏｌ、特に好ましくは０．９５ｋｇ／ｍｏｌ〜１．０５ｋｇ／ｍｏｌの範囲のポリテトラヒドロフラン系のものである。
【００４３】
鎖延長剤（ｃ）として、一般的には既知の分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌの脂肪族、芳香脂肪族、芳香族及び／又は環状脂肪族化合物が使用可能であり、好ましくは二官能性の化合物、例えばジアミン及び／又はアルキレン基中に２〜１０個の炭素原子をもつアルカンジオール（特に、１，４−ブタンジオールや１，６−ヘキサンジオール）及び／又は３〜８個の炭素原子をもつジアルキレン、トリアルキレン、テトラアルキレン、ペンタアルキレン、ヘキサアルキレン、ヘプタアルキレン、オクタアルキレン、ノナアルキレン及び／又はデカアルキレングリコールが使用可能であり、好ましくは相当するオリゴプロピレングリコール及び／又はポリプロピレングリコールが使用可能であり、また鎖延長剤の混合物の使用も可能である。
【００４４】
１，２−エタンジオール（１，２−エチレンジオールともいう）を鎖延長剤として使用することが好ましい。１，２−エタンジオールは、ＴＰＵ用に使用可能な鎖延長剤としてよく知られている。しかし、このジオールは、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）または他のイソシアネートと共に形成する硬質相の熱安定性が低く、したがって従来の熱可塑的加工にはあまり適していないため、使用されない。しかしながら、驚くべきことに、改善された機械的性質をもつ材料を得るために、硬度がショア７０Ａ未満の、好ましくはショア６０Ａ未満、より好ましくはショア５０Ａ未満、特に好ましくはショア４０Ａ未満の軟質材料中に微量の硬質相を使用することができる。これらの機械的性質は、ポリオール（ｂ１）を用いて、好ましくはアジピン酸系のもの、特に以下に述べるものを使って改善できる。また、トリカルボン酸（ｇ）のエステル（ｉ）を好ましくは可塑剤として使用する場合は、これにより、非常に容易に工業的加工が可能で、好ましくは「ワンショット」法で加工可能で上記のショア硬度を与える材料を製造することができる。
【００４５】
ある好ましい実施様態においては、１，２−エチレンジオールが、有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）を含む構成成分（ｊ）の総重量に対して２重量％〜５重量％の量で用いられる。より好ましくは、１，２−エチレンジオールが、このように２．１重量％〜４重量％の量で、より好ましくは２．５重量％〜３．５重量％、特に好ましくは２．５重量％〜３重量％の量で使用される。
【００４６】
好適な触媒（ｄ）、特に有機ジイソシアネート（ａ）のＮＣＯ基と構成成分（ｂ）と（ｃ）のヒドロキシル基との反応を加速するものは、先行技術に既知で従来から使用されている、トリエチルアミンやジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、２−（ジメチルアミノエトキシ）エタノール、ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン等の第三級アミンであり、また特に、チタン酸エステルや、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネートなどの鉄化合物、スズジアセテートやスズジオクトエート、スズジラウレートなどのスズ化合物、またはジブチルスズジアセテートやジブチルスズジラウレートなどの脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩などの有機金属化合物である。これらの触媒は通常、１００重量部のポリヒドロキシル化合物（９ｂ）に対して０．０００１〜０．１重量部の量で使用される。スズ系の触媒、特にスズジオクトエートの使用が好ましい。
【００４７】
触媒（ｄ）に加えて、従来から使用されている助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）をトリカルボン酸（ｇ）のエステル（ｉ）に、好ましくは可塑剤として用いられるものに、構成成分（ａ）〜（ｃ）として添加することができる。助剤（ｆ）としては、例えば表面活物質や難燃剤、核剤、酸化安定剤、潤滑剤や離型剤、染顔料、例えば加水分解や光、熱または変色に対する安定化剤、添加物（ｆ）があげられ、また例えば無機及び／又は有機の充填材や強化材があげられる。加水分解阻害剤としては、オリゴマー状及び／又はポリマー状の脂肪族または芳香族カルボジイミドが好ましい。本発明のＴＰＵの老化に対する安定化のために、安定剤をＴＰＵに添加することが好ましい。本発明の目的において、安定剤は有害な環境の影響からプラスチックまたはプラスチック混合物を保護する添加物である。その例としては、第一級及び第二級の酸化防止剤や「ヒンダードアミン光安定剤」、ＵＶ吸収剤、加水分解阻害剤、ラジカル捕捉剤、難燃剤があげられる。市販の安定剤の例が、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ．， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１ （［１］）， ｐ． ９８−１３６にあげられている。
【００４８】
本発明のＴＰＵが使用中に熱酸化的ダメージに曝らされる場合には、酸化防止剤を添加してもよい。フェノール性酸化防止剤の使用が好ましい。フェノール性酸化防止剤の例が、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１， ｐａｇｅｓ ９８−１０７ ａｎｄ ｐ． １１６−１２１に見られる。
【００４９】
分子量が０．７ｋｇ／ｍｏｌより大きなフェノール性酸化防止剤が好ましい。好ましく用いられるフェノール性酸化防止剤の一例が、ペンタエリスリチルテトラキス（３−（３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）（イルガノックス（Ｒ）１０１０）である。これらのフェノール性酸化防止剤は、一般的には０．１重量％〜５重量％の濃度で、好ましくは０．１重量％〜２重量％、特に０．５重量％〜１．５重量％の濃度で使用される。
【００５０】
紫外光に曝らされるＴＰＵは、さらにＵＶ吸収剤で安定化させることが好ましい。ＵＶ吸収剤は、一般的には高エネルギー紫外光を吸収しそのエネルギーを放出する分子であるとされている。従来工業的に利用されているＵＶ吸収剤は、例えば、シンナミックエステルやジフェニルシアノアクリレート、ホルムアミジン、ベンジリデンマロネート、ジアリールブタジエン、トリアジン、ベンゾトリアゾールの群に属す。市販のＵＶ吸収剤の例が、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１， ｐ． １１６−１２２に見出される。
【００５１】
ある好ましい実施様態においては、これらのＵＶ吸収剤の数平均分子量が０．３ｋｇ／ｍｏｌより大きく、特に０．３９ｋｇ／ｍｏｌより大きい。また、好ましく用いられるＵＶ吸収剤の分子量は５ｋｇ／ｍｏｌ以下であり、特に好ましくは２ｋｇ／ｍｏｌ以下である。
【００５２】
特に有用なＵＶ吸収剤がベンゾトリアゾール類である。特に好適なベンゾトリアゾールの例としては、チヌビン（Ｒ）２１３やチヌビン（Ｒ）３２８、チヌビン（Ｒ）５７１、チヌビン（Ｒ）３８４、またＥｖｅｒｓｏｒｂ（Ｒ）８２があげられる。これらのＵＶ吸収剤は、通常ＴＰＵの総重量に対して０．０１〜５重量％の量で添加され、好ましくは０．１〜２．０重量％、特に０．２〜０．５重量％の量で添加される。
【００５３】
上記の酸化防止剤とＵＶ吸収剤によるＵＶ安定化では、ＵＶ光の悪影響に対して本発明のＴＰＵを充分に安定とするには不十分であることが多い。この場合、本発明のＴＰＵの酸化防止剤とＵＶ吸収剤にヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を添加することができる。ＨＡＬＳ化合物の活性は、ポリマーの酸化メカニズムを阻害するニトロキシル基を形成する能力による。ＨＡＬＳは多くのポリマーに対して高効率的なＵＶ安定剤である。
【００５４】
ＨＡＬＳ化合物は一般的に既知であり市販されている。市販のＨＡＬＳの例が、
Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１， ｐ． １２３−１３６に見出される。ヒンダードアミン光安定剤としては、数平均分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌより大きな「ヒンダードアミン光安定剤」が好ましい。また、好ましいＨＡＬＳ化合物の分子量は１０ｋｇ／ｍｏｌ以下である必要があり、特に好ましくは５ｋｇ／ｍｏｌ以下である。
【００５５】
特に好ましい「ヒンダードアミン光安定剤」は、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジル）セバケート（チヌビン（Ｒ）７６５、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ）と１−ヒドロキシエチル−２，２，６，６−テトラメチル−ヒドロキシピペリジンとコハク酸の縮合生成物（チヌビン（Ｒ）６２２）である。生成物のチタン含量が＜１５０ｐｐｍの時、好ましくは＜５０ｐｐｍ、特に＜１０ｐｐｍの時には、１−ヒドロキシエチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシピペリジンとコハク酸の縮合生成物（チヌビン（Ｒ）６２２）が極めて好ましい。ＨＡＬＳ化合物は、好ましくは０．０１〜５重量％の濃度で使用され、特に好ましくは０．１〜１重量％、特に０．１５〜０．３重量％の濃度で使用される。
【００５６】
特に好ましいＵＶ安定化は、フェノール性安定剤とベンゾトリアゾールとＨＡＬＳ化合物との混合物を上記の好ましい量で含んでいる。
【００５７】
上述の助剤や添加物に関する他の詳細が、専門文献中に、例えばＰｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１に見出される。
【００５８】
この文献中に示されるすべての分子量の単位は［ｋｇ／ｍｏｌ］であり、特に断りのない限り、数平均分子量（Ｍｎ）である。
【００５９】
ＴＰＵの硬度の調整のために、イソシアネートと反応する構成成分化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）を、比較的広い範囲のモル比で変更することができる。用いる鎖延長剤（ｃ）の総計に対する成分（ｂ）のモル比が１０：１〜１：１０であることが、特に１：１〜１：４であることが有用であることが明らかとなった。なお、ＴＰＵの硬度は、（ｃ）の含量の増加と共に増加する。この反応は、従来の指数で、好ましくは指数が６０〜１２０で、特に好ましくは指数が８０〜１１０で実施できる。なお、この指数は、反応に用いる成分（ａ）の総イソシアネート基の成分（ｂ）と（ｃ）のイソシアネートと反応する基、即ち活性水素に対する比率と定義される。指数が１００の時、成分（ａ）のイソシアネート基一つ当り、成分（ｂ）と（ｃ）のイソシアネートと反応する基が一つある。１００を超える指数では、ＯＨ基を超える量のイソシアネート基が存在する。
【００６０】
このＴＰＵは、既知の方法で、例えば反応押出機またはベルトによりワンショット法またはプレポリマー法で連続的に製造でき、あるいはプレポリマー方法で回分的に製造できる。これらの方法において、成分（ａ）と（ｂ）と（ｃ）、また使用の場合は反応成分（ｄ）及び／又は（ｅ）を、逐次的または同時に相互に混合し、直ちに反応を開始させることができる。押出機法では、構成成分（ａ）と（ｂ）と（ｃ）、また使用の場合は成分（ｄ）及び／又は（ｅ）が、個別にまたは混合物として押出機中に導入され、例えば１００℃〜２８０℃の温度で、好ましくは１４０℃〜２５０℃の温度で反応させられ、得られるＴＰＵを押し出し冷却してペレット化する。本発明のＴＰＵは、「ワンショット」方法で製造することが特に好ましく、その場合、ＴＰＵの全構成成分が混合室内で混合されて、次いで反応して所望のＴＰＵを与える。
【００６１】
より好ましくは、ワンショット方法で製造されたＴＰＵを、反応を最後にまで進めるためにベルト装置上に置き、次いで好ましくはペレットに加工し、好ましくはこのベルト装置に直結した押出機によりペレットに加工し、そのＴＰＵを溶融押出してストランドとする。ペレットを製造するには、このストランドを機械的に粉砕してペレットとする。ある同様に好ましい実施様態においては、押出機のダイプレートから溶融物が出ると、直ちにこのストランドが直接、好ましくは水中で切断される。
【００６２】
また、この反応混合物は、二軸押出機中で「ワンショット」法で反応させてＴＰＵを合成し、次いで上述のようにしてペレット化することが好ましい。
【００６３】
本発明のＴＰＵの製造は、以下の成分を用いて「ワンショット」法で行うことが特に好ましい：
Ａ）５０〜９９重量％の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）少なくとも一種の、イソシアネートと反応し分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである化合物（ｂ）と、
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである鎖延長剤と、
４）必要なら、触媒（ｄ）及び／又は従来から使用されている助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンと、
Ｂ）１〜５０重量％のトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（トリカルボン酸のすべての酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されたもの）。
【００６４】
このようにして製造される生成物では、最初に述べた本発明のＴＰＵの長所が特に強化される。
【００６５】
トリカルボン酸（ｇ）エステル（ｉ）を含むＴＰＵは、ＤＩＮ５３５０５により求めたショア硬度として８０ショアＡ未満であることが好ましく、より好ましくは７０ショアＡ未満、より好ましくは６０ショアＡ未満、さらに好ましくは５０ショアＡ未満、特に好ましくは４０ショアＡ未満である。他の好ましい実施様態においては、ＴＰＵのＤＩＮ５３５０４により求めた引張強度が５ＭＰａを超え、好ましくは８ＭＰａを超え、特に好ましくは１０ＭＰａを超える。他の好ましい実施様態においては、本発明のＴＰＵのＤＩＮ５３５１６により求めた耐磨耗性が、２００ｍｍ3未満、好ましくは１５０ｍｍ3未満、特に好ましくは１００ｍｍ3未満である。
【００６６】
トリカルボン酸（ｇ）エステル（ｉ）を含む本発明のＴＰＵの加工は、従来の方法で、例えば射出成型、カレンダ法、粉末焼成または押出により行われる。本発明のＴＰＵは、通常ペレット状または粉末状で存在し、上述の方法で加工されて、フィルムや繊維や成型物、塗膜、減衰部品、シール、ベローズ、繊維、建物や輸送用フローリング、ケーブル、ケーブルプラグ、ケーブル被覆、ラミネート、プロファイル材、ベルト、ローラー、ホース、牽引ケーブル、靴底、太陽電池モジュール、プラグ接続、自動車のトリムまたはワイパーブレードなどの生成物を与える。好ましいのは、自動車部品、繊維、フィルム、ケーブル、ホースまたは靴である。また、本発明の熱可塑性ポリウレタンは、熱可塑性記録材料の改質剤として使用される。
【００６７】
本発明はまた、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（そのエステル（ｉ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されている）の、熱可塑性ポリウレタン中での可塑剤としての利用、より好ましくはＤＩＮ５３５０５により求めた硬度が８０ショアＡ未満である、好ましくは７０ショアＡ未満、より好ましくは６０ショアＡ未満、さらに好ましくは５０ショアＡ未満、特に好ましくは４０ショアＡ未満である熱可塑性ポリウレタン中の可塑剤としての利用を提供する。
【００６８】
他の好ましい実施様態においては、化学発泡剤及び／又は物理発泡剤またはガスが、本発明の熱可塑性ポリウレタンに加えられる。このようにして発泡生成物が製造される。これらは、上述の製品以外に、特に靴やハンドルやダンパーとなりうる。
【実施例】
【００６９】
ポリウレタンの機械的性質を以下の実施例で実証する。本発明のすべての材料または混合物は、反応押出機でワンショット法で製造した。
【００７０】
実施例１
６００ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと、１６９．２５ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２ｋｇ／ｍｏｌの、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１）由来のポリマージオールでを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と５．３６ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．５８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このようにして得られるＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかけた。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００７１】
実施例２
３０８．１２ｇ（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例１の配合物に加えた。
【００７２】
実施例３
５５８．１８ｇ（２５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例１の配合物に加えた。
【００７３】
実施例４
６００ｇの４，４’−ＭＤＩと１６９．２５ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２ｋｇ／ｍｏｌである、アジピン酸と１，４−ブタンジオールと１，６−ヘキサンジオール（質量比が１：１）に由来するポリマージオールを反応押出機中で処理して、ＴＰＵを合成する。また、８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状のカルボジイミド−テトラメチルキシリルジイソシアネート）と５．３６ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．５８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）を添加する。このようにして得られるＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００７４】
実施例５
３０８．１２ｇ（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例４の配合物に加えた。
【００７５】
実施例６
５５８．１８ｇ（２５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例４の配合物に加えた。
【００７６】
実施例７
７００ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと１６１．９７ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が１ｋｇ／ｍｏｌのポリテトラヒドロフランを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１８．８５ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．７７ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）を添加する。このようにして得られるＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００７７】
実施例８
３２５．０９ｇ（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例７の配合物に加えた。
【００７８】
実施例９
５８８．９３ｇ（２５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例７の配合物に加えた。
【００７９】
実施例１０（比較例）
３２５．０９ｇ（１５重量％）の水添フタール酸エステル群に属する可塑剤（シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル）を実施例７の配合物に加えた。
【００８０】
実施例１１（比較例）
５８８．９３ｇ（２５重量％）の燐酸エステル群の可塑剤（ジフェニルクレジルホスフェート）を実施例７の配合物に加えた。
【００８１】
実施例１２
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。上記実施例のＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【００８２】
【表１】
【００８３】
表より、実施例９と実施例１０との直接比較により、本発明の可塑剤は、熱可塑性ポリウレタン中で、市販の可塑剤と少なくとも同等な程度有効であることがわかる。
【００８４】
本発明の可塑剤は低ショア硬度のＴＰＵの製造にも使用できる。以下の実施例では、実施例１の配合物を、例としてより柔らかな配合物として示す。
【００８５】
実施例１３
３５０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）と７６．９２ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの平均モル質量が２ｋｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１である）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、８ｇのａ加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．２１ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．２１ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と１６０．２ｇ（１０重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００８６】
実施例１４（比較例）
市販のジプロピレングリコールジベンゾエート（１６０．２ｇ、１０重量％）を可塑剤として用いて、実施例１３の方法を繰り返す。
【００８７】
実施例１５
２４８．６３ｇ（１５重量％）の上記可塑剤を添加して、実施例１３の方法を繰り返す。
【００８８】
実施例１６
３４５．９２ｇ（２０重量％）の上記可塑剤を添加して、実施例１３の方法を繰り返す。
【００８９】
実施例１７（比較例）
市販のジプロピレングリコールジベンゾエート（３４５．９２ｇ、２０重量％）を可塑剤として用いて、実施例１３の方法を繰り返す。
【００９０】
実施例１８
３６０ｇの４，４’−ＭＤＩと９１．２ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２．４ｋｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，４−ブタンジオールに由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．２１ｇのｎ酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．２１ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２５２．８ｇの可塑剤（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを加えた。
【００９１】
実施例１９（比較例）
市販のジプロピレングリコールジベンゾエート（１６０．２ｇ、１０重量％）を可塑剤として用いて、またこれを３５１．７５ｇ（２０重量％）添加して実施例１３の方法を繰り返す。
【００９２】
実施例２０
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。上記実施例のＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【００９３】
【表２】
【００９４】
機械的試験データから、本発明の材料が有用なＴＰＵであり、市販の可塑剤と比較して優れた性質をもつＴＰＵであることがわかる。
【００９５】
いろいろなＴＰＵの機械的データを実施例２１〜３３で比較する。硬度が５０ショアＡ未満である非常に軟らかい材料の場合、従来の方法で加工可能で測定可能なこの種の材料が今までなかったため、従来配合物に対する比較データがない。比較のために、ＥＰ１２７７７７３Ｂ１に記載の方法でＴＰＵを製造した。なお、この文献を引用として本明細書に組み込む。ＥＰ１２７７７７３Ｂ１を引用として、本明細書の構成要素として組み込む。
【００９６】
本発明の材料はすべて反応押出機でワンショット法で製造されたものであり、得られるペレットは、射出成型で２ｍｍ厚の試験板とし、ここからＤＩＮ５３５０４に準ずるＳ２棒を打ち抜き、これを次いで機械的試験にかけた。
【００９７】
実施例２１
４０８ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート）と５１．０２ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオール１，４−ブタンジオール（モル比が１：１である）由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．２５ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．１６ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【００９８】
実施例２２
３３６ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと４９．３５ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が３０００ｇ／ｍｏｌである、アジピン酸と１，３−メチルプロパンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と、６．０２ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．０２ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【００９９】
実施例２３
５５０．２ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと４９．６ｇの１，２−エタンジオールと１４００ｇの数平均モル質量が１０００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，４−ブタンジオールに由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１１．２ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド））と６．０６ｇのｎ酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．０４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１００】
実施例２４
４０８ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと５１．０２ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールと１，４−ブタンジオール（モル比が１：１である）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．２５ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．１６ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１０１】
実施例２５
３６８ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと４９．９４ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２５００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，４−ブタンジオールに由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．１２ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．０８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１０２】
実施例２６
３７０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート）と５０．６３ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２２００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオール由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．１２ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．１４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２０５℃である。
【０１０３】
比較例２７
ＥＰ１２７７７７３Ｂ１に記載の市販のポリエステルＴＰＵ、二段階重合方法で生産されたＴＰＵ（データシートＥｌａｓｔｏｌｉａｎ Ｃ ６０ Ａ １０ ＨＰＭ）。
【０１０４】
比較例２８
ＥＰ１３３８６１４Ｂ１の詳細、二段階プレポリマー方法で生産されたＴＰＵ。ＥＰ１３３８６１４Ｂ１を、参照として構成要素として本明細書に組み込む。
【０１０５】
表３
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。試験試料は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【０１０６】
他の脂肪族ジオールを鎖延長剤として用いる比較例は示していない。これらは結晶性が悪く、射出成型で有用な試験試料が得られなかったためである。
【０１０７】
【表３】
【０１０８】
この機械的試験データから、本発明の材料が、低硬度であるに係らず非常に優れた機械的性質を示す高品質のＴＰＵであることがわかる。
【０１０９】
大きなモル質量をもつブタンジオールアジペートを軟質相としてもち、軟質相結晶化を起こしやすいＴＰＵに関する実施例２５は、表中で目立っている。したがって、この生成物は使用温度でかなりの後硬化を起こす。軟らかい生成物を得るには、結晶化しにくいポリマージオールを選ぶ必要がある。
【０１１０】
以下の実施例（２８〜３３）では、鎖延長剤としての１，２−エタンジオールと可塑剤とを用いる適当な配合物が、非常に軟らかくまた機械性能のよいＴＰＵを与えうることを示す。
【０１１１】
実施例２８
３７０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと５７．７２ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（モル比が１：１である）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．４ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２５４．９１ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１２】
比較例２９
３５０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと、７６．７４ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と、３．４ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２５４．７４ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１３】
実施例３０
２６０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと３２．３３ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．０８ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．０８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２３０．８９ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１４】
実施例３１
２６０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと３３．８７ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．０８ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．０８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２３０．８９ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１５】
実施例３２
２６０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと３４．２３ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．０９ｇの酸化防止剤（テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート）］メタン）と４．６３ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２３１．５２ｇ（１５重量％）の上記可塑剤のジプロピレングリコールジベンゾエートをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１６】
比較例３３
３２５ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと７３．８３ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇのａ加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．７８ｇのｎ酸化防止剤（テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル− ４−ヒドロキシヒドロシンナメート）と５．６７ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と４７２．７６ｇ（２５重量％）の上記可塑剤のジプロピレングリコールジベンゾエートをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１７】
表４
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。試験試料は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【０１１８】
【表４】
【０１１９】
表４の数値より、本発明の配合物によりＴＰＵ用の通常の原料を用いてワンショット方法で、可塑剤を含む非常に軟らかいＴＰＵが得られることがわかる。ショア硬度が４０Ａ未満であり、射出成型で成型して工業用部品を与えるＴＰＵは、文献中に見当たらず、このため比較例は記載していない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常に機械的強度が高く加工性のよい非常に軟かな熱可塑性ポリウレタンに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は古くから知られている。優れた機械的性質に加えて安価に熱可塑的加工が可能であることなどの利点のため、これらは工業的に重要である。異なる化学構成成分を使用することにより、広い機械的性質を達成することができる。ＴＰＵとその特性や用途の総説が、例えば、Ｈａｎｓ−Ｇｅｏｒｇ Ｗｕｓｓｏｗ： “Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ”， Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｒｅｌｅａｓｅ， ７ｔｈ ｅｄ．， ｃｈａｐ． ２ “熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ），” Ｗｉｌｅｙ ＶＣＨ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ （２００４）に見られる。
【０００３】
ショア硬度が７０Ａ未満であっても工業産業資材として扱え、従来の方法で加工可能である軟質熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、従来非常に大きな技術的経費あるいは非常に高価な原料でもってのみ生産が可能であった。高い需要があるにも係らず、ショア硬度が７０Ａ未満の可塑剤非含有ＴＰＵが市場に実質的にないという事実は、市場で生き残るにはプロセスが高コストでありすぎるか、これらの材料の機械的性質が不十分であったかを示している。
【０００４】
代わりに可塑剤を用いてショア硬度が５０Ａ未満のＴＰＵを得ようとする研究がなされた。しかしながら、現在のところ可塑剤を含むＴＰＵで、満足できる機械的強度をもつ軟質ＴＰＵとなるものはない。この一つの理由は、可塑剤とＴＰＵとの間の混合性が悪いことである。また、製造プロセス中で加えられる可塑剤は、実質的にいつもモル質量の増加を抑制するため、このようにして得られるＴＰＵの機械的性質が不満足となり、及び／又は射出成型や押出成型などの従来の熱可塑的な加工方法での製造がもはや経済的に実施不可能となる。
【０００５】
これらの可塑剤は、ポリエステルポリウレタン（ＥＰ１５５６４３３）用にはフタル酸エステルや安息香酸エステルであり、ポリエーテルＴＰＵ（ＥＰ１３４４５５）用には燐酸エステルである。多くの場合、毒性的な視点からは、市場で用いられている可塑剤にまったく問題はない。加工、特に安息香酸エステルの加工は、安息香酸エステルが反応の進行に影響を与えモル質量の増加を阻害するため好ましくない。特に、ポリウレタンの製造の際に、好ましくは熱可塑性ポリウレタンの製造の際にこれらの可塑剤を直接添加するとこの問題が発生する。
【０００６】
ＥＰ１１０８７３５に記載のような、アジピン酸エステルや水添フタール酸エステル、脂肪酸の群に含まれる他の可塑剤やポリオレフィン類も、ポリウレタンと充分に混合しない。燐酸エステル系の可塑剤は酸を含み、この酸基がエステルの開裂を引き起こすことがあるため、エステルポリオール系のポリウレタン中での使用には適さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来の原料と従来の製造方法を用いて、７０ショアＡ未満の硬度範囲で優れた機械的性質を示し、また射出成型または押出成型により実用的な加工サイクルで最終製品に成型可能な軟質ＴＰＵを製造可能とする熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）配合物を開発することである。
【０００８】
可塑剤を使用するに当り、これが容易にＴＰＵに導入されること、ほんの少量のみが移動及び／又は気化して放出されること、ポリウレタンの特性、例えば加工性や熱安定性やＵＶ安定性に悪影響を及ぼさないこと、ＴＰＵの劣化を促進しないこと、液体媒体に対して安定であること、特に食品または人の体の一部に接触する部品に使用する材料として適当であること確認しておく必要がある。同時に、類似の可塑剤の使用と較べて、ＴＰＵの機械的性質が、例えば摩耗性や弾性が低下しないようにする必要がある。このＴＰＵは、それ自体軟らかくて、金型から容易に外すことのできる成型組成物を与え、低収縮で優れた低温特性を示す必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本目的は、驚くべきことに、少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンであって、該ポリウレタンがトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）を含み、該トリカルボン酸（ｇ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されていることを特徴とする熱可塑性ポリウレタンで達成された。
【００１０】
本発明はまた、少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造されたＴＰＵを、好ましくは少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、イソシアネートと反応し、分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである化合物（ｂ）、好ましくはポリオール、より好ましくはポリマージオールと、分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌで、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）とのエステル（トリカルボン酸の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されている）を含む少なくとも一種の鎖延長剤（ｃ）とから製造された熱可塑性ＴＰＵを５０重量％〜９９重量％の量で含むＴＰＵを提供する。
【００１１】
本発明はまた、本発明のＴＰＵの製造方法、それにより製造された生成物、さらにはＰＵ中でのトリカルボン酸エステルのＴ可塑剤としての利用を提供する。
【００１２】
好ましくは可塑剤として働くトリカルボン酸エステルを含む熱可塑性ポリウレタンは、これらのトリカルボン酸エステルが従来の可塑剤に較べて毒性的な問題がかなり小さいため、食品に接触する用途にも好適であるという長所をもっている。このトリカルボン酸エステルは容易に導入可能であり、移動が少なく、気化して放出されることも少なく、また同時にＴＰＵの加工性や熱安定性やＵＶ安定性などの性質を改善し、プラスチックの劣化を促進しない。
【００１３】
本発明のＴＰＵのもう一つの長所は、食品分野での利用、また食品に直接接触しての、あるいは体又は体の一部の表面に直接接触しての使用の可能性である。また、ＴＰＵは高耐熱性であり、いろいろな熱可塑成型加工方法が応用可能である。
【００１４】
ある側面の各実施様態と他の側面の各実施様態とのすべての組み合わせが以下に述べられてはいないが、以下の明細書は、いろいろな側面について示された実施様態のあらゆる可能な組み合わせを暗示的に含んでいる。したがって、例えば、ある好ましい側面とある特に好ましい側面との組み合わせやある特に好ましい側面とさらに説明されなかったある側面との組合せも、これらの組合せが明確に記載されてないとしても、暗示的に含まれている。
【００１５】
ある好ましい実施様態においては、本願発明は、
Ａ）５０〜９９重量％の量の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）イソシアネートと反応し分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の化合物（ｂ）と、
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の鎖延長剤（ｃ）と、
４）必要なら、触媒（ｂ）及び／又は従来の助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）と
から製造産される熱可塑性ポリウレタンと、
Ｂ）１〜５０重量％の量のトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（トリカルボン酸（ｇ）のすべての酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されてトリエステルを形成している）とを含むＴＰＵを提供する。なお、トリエステルは異なるアルコール（ｈ）でできていても同じアルコール（ｈ）でできていてもよいが、同じアルコール（ｈ）の方が好ましい。
【００１６】
有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）の成分は、構成成分（ｊ）とも呼ぶ。
【００１７】
このトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）とのエステルで、トリカルボン酸（ｇ）のすべての酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されたものは、熱可塑性ポリウレタン中に、構成成分（ｊ）の総重量に対して１重量％〜５０重量％の量で、好ましくは５重量％〜４０重量％、特に１５重量％〜３５重量％の量で含まれている。
【００１８】
ある好ましい実施様態においては、このトリカルボン酸（ｇ）は分岐した脂肪族構造をとり、３個のカルボキシル基の炭素原子も含めて４〜３０個の炭素原子をもち、より好ましくは４〜２０個の炭素原子、特に好ましくは５〜１０個の炭素原子、極めて好ましくは６個の炭素原子をもつ。これらの炭素原子は、分岐脂肪族構造中で一重結合または二重結合で相互に直接結合している。この脂肪族構造は、好ましくは炭素原子間に一重結合のみをもつ。
【００１９】
他の好ましい実施様態においては、このトリカルボン酸（ｇ）が、少なくとも一個のヒドロキシル基をもつ。この少なくとも一個のヒドロキシル基は、脂肪族構造の３個の酸基に加えてこの少なくとも一個のヒドロキシル基が結合するように、トリカルボン酸（ｇ）の上記の脂肪族構造の炭素原子に直接的に結合している、トリカルボン酸（ｇ）の脂肪族構造上に一個のヒドロキシル基があることが特に好ましい。特に好ましいトリカルボン酸（ｇ）はクエン酸である。
【００２０】
トリカルボン酸（ｇ）の３個の酸基のすべてとエステル（ｉ）を形成するアルコール（ｈ）は、芳香族構造及び／又は脂肪族構造をもっていてもよい。１〜３０個の炭素原子をもつアルコールが好ましく、１〜２０個の炭素原子をもつものがさらに好ましく、１〜１０個の炭素原子をもつものがさらに好ましく、１〜８個の炭素原子をもつものがさらに好ましく、１〜６個の炭素原子をもつものが特に好ましい。
【００２１】
脂肪族構造をもつアルコール（ｈ）の使用が好ましく、線状の脂肪族構造をもつアルコール（ｈ）がより好ましく、二重結合を含まない脂肪族構造が特に好ましい。他の好ましい実施様態においては、このアルコール（ｈ）が、偶数の炭素原子を、即ち２、４、６、８、１０、１２、１４、１６個等の炭素原子をもつ。
【００２２】
極めて好ましい実施様態においては、このアルコール（ｈ）がエタノールである。第二の極めて好ましい実施様態においては、このアルコール（ｈ）がブタノールであり、好ましくはｎ−ブタノールである。トリカルボン酸（ｇ）の３個の酸基のすべてが同じアルコール（ｈ）でエステル化されていることがより好ましい。極めて好ましい実施様態においては、エステル（ｉ）が２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルである。
【００２３】
他の好ましい実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一個のヒドロキシル基が、カルボン酸でエステル化されている。このカルボン酸は、１〜４０個の炭素原子をもつ芳香族または脂肪族カルボン酸から選ばれることが好ましく、より好ましくは１〜３０個の炭素原子のもの、特に好ましくは２〜２２個の炭素原子のもの、特に炭素原子数が好ましくは２の倍数であるものから選ばれることが好ましく、最も好ましいのは酢酸である。
【００２４】
他の好ましい実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一個のヒドロキシル基がエーテル化されている。トリカルボン酸のヒドロキシル基の酸素から始まるこのエーテル基は、１〜４０個の炭素原子を含み、より好ましくは１〜３０個の炭素原子、特に好ましくは２〜２２個の炭素原子を含み、特に好ましい実施様態では、炭素原子数が２の倍数である。他の好ましい実施様態においては、このエーテルが、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであり、特に好ましくはポリエチレングリコールである。
【００２５】
他の実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）が少なくとも一個のアミン基をもつ。好ましい実施様態においては、このアミン基がカルボン酸が反応してアミドを形成する。このカルボン酸は、炭素原子数が１〜４０個の、より好ましくは１〜３０個の、特に好ましくは１〜２２の芳香族または脂肪族カルボン酸から選ばれ、特に好ましい実施様態においては、カルボン酸の炭素原子数が２の倍数である。
【００２６】
他の好ましい実施様態においては、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一個のアミン基が、少なくとも一種の基Ｒ’と２級アミンを形成するか、第二の基Ｒ”と第三級アミンを形成する。これらの基Ｒ’とＲ”は、それぞれ独立して１〜４０個の炭素原子をもち、より好ましくは１〜３０個の炭素原子、特に好ましくは２〜２２個の炭素原子をもち、特に好ましい実施様態においては、炭素原子数が２の倍数である。他の好ましい実施様態においては、この基が、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールであり、特に好ましくはポリエチレングリコールである。
【００２７】
ＴＰＵの製造方法は公知である。例えば、ＴＰＵは、（ａ）イソシアネートを（ｂ）数平均分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜６ｋｇ／ｍｏｌであるイソシアネートと反応する化合物と（ｃ）数平均分子量が０．０５ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである鎖延長剤と、必要なら（ｄ）触媒及び／又は（ｅ）通常の助剤及び／又は（ｆ）添加物の存在下で、反応させて製造できる。可塑剤としても作用するエステル（ｉ）を、ＴＰＵの製造前または製造中にイソシアネートと反応する化合物（ｂ）に添加することができ、あるいはできたＴＰＵに、例えば溶融または軟化ＴＰＵに添加することができる。
【００２８】
熱可塑性ポリウレタンを用いる一つ利点は、ＴＰＵが可塑剤の効果を失うことなく熱可塑的に加工可能であることである。ＴＰＵの製造で従来より使用されている成分（ａ）と（ｂ）と（ｃ）、また必要なら成分（ｄ）及び／又は（ｅ）及び／又は（ｆ）を、例として以下に記載する。
【００２９】
用いる有機ジイソシアネート（ａ）は、既存の脂肪族、環状脂肪族、芳香脂肪族及び／又は芳香族イソシアネートであり、例えば、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン及び／又はオクタメチレンジイソシアネートや、２−メチルペンタメチレン１，５−ジイソシアネート、２−エチルブチレン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、ブチレン１，４−ジイソシアネート、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（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、１，４−及び／又は１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（ＨＸＤＩ）、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート、１−メチルシクロヘキサン２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン４，４−、２，４−及び／又は２，２’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，２’−、２，４’−及び／又は４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレン２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネート（ＴＤｌ）、ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルジイソシアネート、１，２−ジフェニルエタンジイソシアネート及び／又はフェニレンジイソシアネートがあげられ、好ましくはジフェニルメタン２，２’−、２，４−及び／又は４，４−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン４，４’−、２，４−及び／又は２，２’−ジイソシアネート及び／又はヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）があげられる。
【００３０】
特に好ましい実施様態においては、この有機ジイソシアネートが、少なくとも９０重量％の、より好ましくは少なくとも９５重量％、特に好ましくは少なくとも９９重量％のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を含むイソシアネートである。
【００３１】
公知のイソシアネートと反応する化合物を、上記イソシアネートと反応する化合物（ｂ）として使用でき、その例としては、数平均分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌの範囲である、好ましくは０．６ｋｇ／ｍｏｌ〜６ｋｇ／ｍｏｌ、特に０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜３ｋｇ／ｍｏｌの範囲であるポリエステルオール、ポリエーテルオール及び／又はポリカーボネートジオール（これらは通常、一括して「ポリオール（ｂ１）」と呼ばれる）があげられる。ポリオール（ｂ１）のジイソシアネート（ａ）に対する平均官能価は、１．７〜２．３の範囲であり、より好ましくは１．８〜２．２、より好ましくは１．９〜２．１、より好ましくは１．９５〜２．０５、さらに好ましくは１．９８〜２．０２、特に好ましくは１．９９〜２．０１であり、極めて好ましくは２である。
【００３２】
ポリオール（ｂ１）は、特に好ましくは線状でヒドロキシル末端のポリオール（ｂ１）である。製造上の理由のため、これらのポリオール（ｂ１）は少量の非線形化合物を含むことが多い。したがって、これらはよく「実質的に線状のポリオール」とよばれる。ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオールまたはこれらの混合物が好ましい。
【００３３】
用いるポリオール（ｂ１）は、好ましくはポリエーテルポリオールであり、例えば一般的には既知の出発物質と通常使用されるアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、エピクロロヒドリン、プロピレンオキシド及び／又は２，３−ブチレンオキシドとから得られるものであり、好ましくは１，２−プロピレンオキシドとエチレンオキシド系のポリエーテルオールである。ポリオキシテトラメチレングリコールが極めて好ましい。これらのアルキレンオキシドは個別に用いることもできるし、続けてあるいは混合して用いることもできる。
【００３４】
可能な開始剤分子は、例えば、水や、Ｎ−メチルジエタノールアミンなどのＮ−アルキルジエタノールアミンなどのアミノアルコール、あるいはエチレングリコールや１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのジオールである。適当なら、開始剤分子の混合物を使うこともできる。他の適当なポリエーテルオールは、ヒドロキシル基を含有するテトラヒドロフランの重合生成物である。
【００３５】
特に好ましくは、このポリオール（ｂ１）がアジピン酸とブタンジオール及び／又はエチレングリコールのポリマーである。他の特に好ましい実施様態においては、このポリオールがアジピン酸とブタンジオールとヘキサンジオールのポリマーであり、この特に好ましいポリオール（ｂ１）の実施様態ではその数平均分子量が０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。
【００３６】
ポリオール（ｂ１）がブタンジオールとアジピン酸由来のポリマーである場合は、その数平均分子量は、０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲であり、より好ましくは０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。
【００３７】
ポリオール（ｂ１）がエチレングリコールとアジピン酸由来のものである場合は、このポリオール（ｂ１）の好ましい数平均分子量は１ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌであり、より好ましくは１．５ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌ、特に好ましくは１．８〜２．３ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。
【００３８】
このポリオール（ｂ１）がエチレングリコールとブタンジオールとアジピン酸に由来するものである場合は、この数平均分子量が好ましくは１ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲である。ポリオール（ｂ１）中のエチレングリコールのブタンジオールに対するモル比は、好ましくは１：４〜４：１の範囲であり、より好ましくは３：１〜１：３、さらに好ましくは１：２〜２：１の範囲であり、特に好ましくは１：１である。
【００３９】
ポリオール（ｂ１）がアジピン酸とブタンジオールとヘキサンジオールに由来するものである場合は、その数平均分子量は、好ましくは１ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌであり、このポリオール（ｂ１）中のブタンジオールのヘキサンジオールに対するモル比が、より好ましくは１：４〜４：１の範囲であり、より好ましくは３：１〜１：３、より好ましくは１：２〜２：１の範囲であり、特に好ましくは１：１である。
【００４０】
また、低レベルの不飽和性をもつポリエーテルオールを上記ポリエーテルオールとして用いることもできる。本発明の目的では、低レベルの不飽和をもつポリオールとは、特に不飽和化合物含量が０．０２ｍｅｑ／ｇ未満の、好ましくは０．０１ｍｅｑ／ｇ未満のポリエーテルアルコールである。このようなポリエーテルアルコールは、通常アルキレンオキシドを、特にエチレンオキシド、プロピレンオキシド及びこれらの混合物を、高活性触媒の存在下で上記のジオールまたはトリオールに添加して製造される。
【００４１】
このような高活性触媒は、例えば、水酸化カリウムまたは水酸化セシウムと多金属シアン化物触媒、いわゆるＤＭＣ触媒である。よく用いられるＤＭＣ触媒はヘキサシアナトコバルト酸亜鉛である。このＤＭＣ触媒は、反応後もポリエーテルアルコール中の残留させることができるが、通常は、例えば沈降または濾過により除かれる。
【００４２】
ポリオール（ｂ１）に代えて、いろいろなポリオールの混合物が使用可能であり、これも同様にポリオール（ｂ１）と表す。本発明の熱可塑性ポリウレタンは、特に好ましくはそのポリオール（ｂ１）が、分子量が０．６ｋｇ／ｍｏｌ〜２ｋｇ／ｍｏｌの範囲の、好ましくは０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜１．４ｋｇ／ｍｏｌ、特に好ましくは０．９５ｋｇ／ｍｏｌ〜１．０５ｋｇ／ｍｏｌの範囲のポリテトラヒドロフラン系のものである。
【００４３】
鎖延長剤（ｃ）として、一般的には既知の分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌの脂肪族、芳香脂肪族、芳香族及び／又は環状脂肪族化合物が使用可能であり、好ましくは二官能性の化合物、例えばジアミン及び／又はアルキレン基中に２〜１０個の炭素原子をもつアルカンジオール（特に、１，４−ブタンジオールや１，６−ヘキサンジオール）及び／又は３〜８個の炭素原子をもつジアルキレン、トリアルキレン、テトラアルキレン、ペンタアルキレン、ヘキサアルキレン、ヘプタアルキレン、オクタアルキレン、ノナアルキレン及び／又はデカアルキレングリコールが使用可能であり、好ましくは相当するオリゴプロピレングリコール及び／又はポリプロピレングリコールが使用可能であり、また鎖延長剤の混合物の使用も可能である。
【００４４】
１，２−エタンジオール（１，２−エチレンジオールともいう）を鎖延長剤として使用することが好ましい。１，２−エタンジオールは、ＴＰＵ用に使用可能な鎖延長剤としてよく知られている。しかし、このジオールは、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）または他のイソシアネートと共に形成する硬質相の熱安定性が低く、したがって従来の熱可塑的加工にはあまり適していないため、使用されない。しかしながら、驚くべきことに、改善された機械的性質をもつ材料を得るために、硬度がショア７０Ａ未満の、好ましくはショア６０Ａ未満、より好ましくはショア５０Ａ未満、特に好ましくはショア４０Ａ未満の軟質材料中に微量の硬質相を使用することができる。これらの機械的性質は、ポリオール（ｂ１）を用いて、好ましくはアジピン酸系のもの、特に以下に述べるものを使って改善できる。また、トリカルボン酸（ｇ）のエステル（ｉ）を好ましくは可塑剤として使用する場合は、これにより、非常に容易に工業的加工が可能で、好ましくは「ワンショット」法で加工可能で上記のショア硬度を与える材料を製造することができる。
【００４５】
ある好ましい実施様態においては、１，２−エチレンジオールが、有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）を含む構成成分（ｊ）の総重量に対して２重量％〜５重量％の量で用いられる。より好ましくは、１，２−エチレンジオールが、このように２．１重量％〜４重量％の量で、より好ましくは２．５重量％〜３．５重量％、特に好ましくは２．５重量％〜３重量％の量で使用される。
【００４６】
好適な触媒（ｄ）、特に有機ジイソシアネート（ａ）のＮＣＯ基と構成成分（ｂ）と（ｃ）のヒドロキシル基との反応を加速するものは、先行技術に既知で従来から使用されている、トリエチルアミンやジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、２−（ジメチルアミノエトキシ）エタノール、ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン等の第三級アミンであり、また特に、チタン酸エステルや、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネートなどの鉄化合物、スズジアセテートやスズジオクトエート、スズジラウレートなどのスズ化合物、またはジブチルスズジアセテートやジブチルスズジラウレートなどの脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩などの有機金属化合物である。これらの触媒は通常、１００重量部のポリヒドロキシル化合物（９ｂ）に対して０．０００１〜０．１重量部の量で使用される。スズ系の触媒、特にスズジオクトエートの使用が好ましい。
【００４７】
触媒（ｄ）に加えて、従来から使用されている助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）をトリカルボン酸（ｇ）のエステル（ｉ）に、好ましくは可塑剤として用いられるものに、構成成分（ａ）〜（ｃ）として添加することができる。助剤（ｆ）としては、例えば表面活物質や難燃剤、核剤、酸化安定剤、潤滑剤や離型剤、染顔料、例えば加水分解や光、熱または変色に対する安定化剤、添加物（ｆ）があげられ、また例えば無機及び／又は有機の充填材や強化材があげられる。加水分解阻害剤としては、オリゴマー状及び／又はポリマー状の脂肪族または芳香族カルボジイミドが好ましい。本発明のＴＰＵの老化に対する安定化のために、安定剤をＴＰＵに添加することが好ましい。本発明の目的において、安定剤は有害な環境の影響からプラスチックまたはプラスチック混合物を保護する添加物である。その例としては、第一級及び第二級の酸化防止剤や「ヒンダードアミン光安定剤」、ＵＶ吸収剤、加水分解阻害剤、ラジカル捕捉剤、難燃剤があげられる。市販の安定剤の例が、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ．， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１ （［１］）， ｐ． ９８−１３６にあげられている。
【００４８】
本発明のＴＰＵが使用中に熱酸化的ダメージに曝らされる場合には、酸化防止剤を添加してもよい。フェノール性酸化防止剤の使用が好ましい。フェノール性酸化防止剤の例が、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１， ｐａｇｅｓ ９８−１０７ ａｎｄ ｐ． １１６−１２１に見られる。
【００４９】
分子量が０．７ｋｇ／ｍｏｌより大きなフェノール性酸化防止剤が好ましい。好ましく用いられるフェノール性酸化防止剤の一例が、ペンタエリスリチルテトラキス（３−（３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）（イルガノックス（Ｒ）１０１０）である。これらのフェノール性酸化防止剤は、一般的には０．１重量％〜５重量％の濃度で、好ましくは０．１重量％〜２重量％、特に０．５重量％〜１．５重量％の濃度で使用される。
【００５０】
紫外光に曝らされるＴＰＵは、さらにＵＶ吸収剤で安定化させることが好ましい。ＵＶ吸収剤は、一般的には高エネルギー紫外光を吸収しそのエネルギーを放出する分子であるとされている。従来工業的に利用されているＵＶ吸収剤は、例えば、シンナミックエステルやジフェニルシアノアクリレート、ホルムアミジン、ベンジリデンマロネート、ジアリールブタジエン、トリアジン、ベンゾトリアゾールの群に属す。市販のＵＶ吸収剤の例が、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１， ｐ． １１６−１２２に見出される。
【００５１】
ある好ましい実施様態においては、これらのＵＶ吸収剤の数平均分子量が０．３ｋｇ／ｍｏｌより大きく、特に０．３９ｋｇ／ｍｏｌより大きい。また、好ましく用いられるＵＶ吸収剤の分子量は５ｋｇ／ｍｏｌ以下であり、特に好ましくは２ｋｇ／ｍｏｌ以下である。
【００５２】
特に有用なＵＶ吸収剤がベンゾトリアゾール類である。特に好適なベンゾトリアゾールの例としては、チヌビン（Ｒ）２１３やチヌビン（Ｒ）３２８、チヌビン（Ｒ）５７１、チヌビン（Ｒ）３８４、またＥｖｅｒｓｏｒｂ（Ｒ）８２があげられる。これらのＵＶ吸収剤は、通常ＴＰＵの総重量に対して０．０１〜５重量％の量で添加され、好ましくは０．１〜２．０重量％、特に０．２〜０．５重量％の量で添加される。
【００５３】
上記の酸化防止剤とＵＶ吸収剤によるＵＶ安定化では、ＵＶ光の悪影響に対して本発明のＴＰＵを充分に安定とするには不十分であることが多い。この場合、本発明のＴＰＵの酸化防止剤とＵＶ吸収剤にヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を添加することができる。ＨＡＬＳ化合物の活性は、ポリマーの酸化メカニズムを阻害するニトロキシル基を形成する能力による。ＨＡＬＳは多くのポリマーに対して高効率的なＵＶ安定剤である。
【００５４】
ＨＡＬＳ化合物は一般的に既知であり市販されている。市販のＨＡＬＳの例が、
Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１， ｐ． １２３−１３６に見出される。ヒンダードアミン光安定剤としては、数平均分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌより大きな「ヒンダードアミン光安定剤」が好ましい。また、好ましいＨＡＬＳ化合物の分子量は１０ｋｇ／ｍｏｌ以下である必要があり、特に好ましくは５ｋｇ／ｍｏｌ以下である。
【００５５】
特に好ましい「ヒンダードアミン光安定剤」は、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジル）セバケート（チヌビン（Ｒ）７６５、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ）と１−ヒドロキシエチル−２，２，６，６−テトラメチル−ヒドロキシピペリジンとコハク酸の縮合生成物（チヌビン（Ｒ）６２２）である。生成物のチタン含量が＜１５０ｐｐｍの時、好ましくは＜５０ｐｐｍ、特に＜１０ｐｐｍの時には、１−ヒドロキシエチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシピペリジンとコハク酸の縮合生成物（チヌビン（Ｒ）６２２）が極めて好ましい。ＨＡＬＳ化合物は、好ましくは０．０１〜５重量％の濃度で使用され、特に好ましくは０．１〜１重量％、特に０．１５〜０．３重量％の濃度で使用される。
【００５６】
特に好ましいＵＶ安定化は、フェノール性安定剤とベンゾトリアゾールとＨＡＬＳ化合物との混合物を上記の好ましい量で含んでいる。
【００５７】
上述の助剤や添加物に関する他の詳細が、専門文献中に、例えばＰｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ， ５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｈ． Ｚｗｅｉｆｅｌ， ｅｄ， Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｍｕｎｉｃｈ， ２００１に見出される。
【００５８】
この文献中に示されるすべての分子量の単位は［ｋｇ／ｍｏｌ］であり、特に断りのない限り、数平均分子量（Ｍｎ）である。
【００５９】
ＴＰＵの硬度の調整のために、イソシアネートと反応する構成成分化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）を、比較的広い範囲のモル比で変更することができる。用いる鎖延長剤（ｃ）の総計に対する成分（ｂ）のモル比が１０：１〜１：１０であることが、特に１：１〜１：４であることが有用であることが明らかとなった。なお、ＴＰＵの硬度は、（ｃ）の含量の増加と共に増加する。この反応は、従来の指数で、好ましくは指数が６０〜１２０で、特に好ましくは指数が８０〜１１０で実施できる。なお、この指数は、反応に用いる成分（ａ）の総イソシアネート基の成分（ｂ）と（ｃ）のイソシアネートと反応する基、即ち活性水素に対する比率と定義される。指数が１００の時、成分（ａ）のイソシアネート基一つ当り、成分（ｂ）と（ｃ）のイソシアネートと反応する基が一つある。１００を超える指数では、ＯＨ基を超える量のイソシアネート基が存在する。
【００６０】
このＴＰＵは、既知の方法で、例えば反応押出機またはベルトによりワンショット法またはプレポリマー法で連続的に製造でき、あるいはプレポリマー方法で回分的に製造できる。これらの方法において、成分（ａ）と（ｂ）と（ｃ）、また使用の場合は反応成分（ｄ）及び／又は（ｅ）を、逐次的または同時に相互に混合し、直ちに反応を開始させることができる。押出機法では、構成成分（ａ）と（ｂ）と（ｃ）、また使用の場合は成分（ｄ）及び／又は（ｅ）が、個別にまたは混合物として押出機中に導入され、例えば１００℃〜２８０℃の温度で、好ましくは１４０℃〜２５０℃の温度で反応させられ、得られるＴＰＵを押し出し冷却してペレット化する。本発明のＴＰＵは、「ワンショット」方法で製造することが特に好ましく、その場合、ＴＰＵの全構成成分が混合室内で混合されて、次いで反応して所望のＴＰＵを与える。
【００６１】
より好ましくは、ワンショット方法で製造されたＴＰＵを、反応を最後にまで進めるためにベルト装置上に置き、次いで好ましくはペレットに加工し、好ましくはこのベルト装置に直結した押出機によりペレットに加工し、そのＴＰＵを溶融押出してストランドとする。ペレットを製造するには、このストランドを機械的に粉砕してペレットとする。ある同様に好ましい実施様態においては、押出機のダイプレートから溶融物が出ると、直ちにこのストランドが直接、好ましくは水中で切断される。
【００６２】
また、この反応混合物は、二軸押出機中で「ワンショット」法で反応させてＴＰＵを合成し、次いで上述のようにしてペレット化することが好ましい。
【００６３】
本発明のＴＰＵの製造は、以下の成分を用いて「ワンショット」法で行うことが特に好ましい：
Ａ）５０〜９９重量％の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）少なくとも一種の、イソシアネートと反応し分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである化合物（ｂ）と、
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである鎖延長剤と、
４）必要なら、触媒（ｄ）及び／又は従来から使用されている助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンと、
Ｂ）１〜５０重量％のトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（トリカルボン酸のすべての酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されたもの）。
【００６４】
このようにして製造される生成物では、最初に述べた本発明のＴＰＵの長所が特に強化される。
【００６５】
トリカルボン酸（ｇ）エステル（ｉ）を含むＴＰＵは、ＤＩＮ５３５０５により求めたショア硬度として８０ショアＡ未満であることが好ましく、より好ましくは７０ショアＡ未満、より好ましくは６０ショアＡ未満、さらに好ましくは５０ショアＡ未満、特に好ましくは４０ショアＡ未満である。他の好ましい実施様態においては、ＴＰＵのＤＩＮ５３５０４により求めた引張強度が５ＭＰａを超え、好ましくは８ＭＰａを超え、特に好ましくは１０ＭＰａを超える。他の好ましい実施様態においては、本発明のＴＰＵのＤＩＮ５３５１６により求めた耐磨耗性が、２００ｍｍ3未満、好ましくは１５０ｍｍ3未満、特に好ましくは１００ｍｍ3未満である。
【００６６】
トリカルボン酸（ｇ）エステル（ｉ）を含む本発明のＴＰＵの加工は、従来の方法で、例えば射出成型、カレンダ法、粉末焼成または押出により行われる。本発明のＴＰＵは、通常ペレット状または粉末状で存在し、上述の方法で加工されて、フィルムや繊維や成型物、塗膜、減衰部品、シール、ベローズ、繊維、建物や輸送用フローリング、ケーブル、ケーブルプラグ、ケーブル被覆、ラミネート、プロファイル材、ベルト、ローラー、ホース、牽引ケーブル、靴底、太陽電池モジュール、プラグ接続、自動車のトリムまたはワイパーブレードなどの生成物を与える。好ましいのは、自動車部品、繊維、フィルム、ケーブル、ホースまたは靴である。また、本発明の熱可塑性ポリウレタンは、熱可塑性記録材料の改質剤として使用される。
【００６７】
本発明はまた、トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（そのエステル（ｉ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されている）の、熱可塑性ポリウレタン中での可塑剤としての利用、より好ましくはＤＩＮ５３５０５により求めた硬度が８０ショアＡ未満である、好ましくは７０ショアＡ未満、より好ましくは６０ショアＡ未満、さらに好ましくは５０ショアＡ未満、特に好ましくは４０ショアＡ未満である熱可塑性ポリウレタン中の可塑剤としての利用を提供する。
【００６８】
他の好ましい実施様態においては、化学発泡剤及び／又は物理発泡剤またはガスが、本発明の熱可塑性ポリウレタンに加えられる。このようにして発泡生成物が製造される。これらは、上述の製品以外に、特に靴やハンドルやダンパーとなりうる。
【実施例】
【００６９】
ポリウレタンの機械的性質を以下の実施例で実証する。本発明のすべての材料または混合物は、反応押出機でワンショット法で製造した。
【００７０】
実施例１
６００ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと、１６９．２５ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２ｋｇ／ｍｏｌの、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１）由来のポリマージオールでを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と５．３６ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．５８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このようにして得られるＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかけた。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００７１】
実施例２
３０８．１２ｇ（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例１の配合物に加えた。
【００７２】
実施例３
５５８．１８ｇ（２５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例１の配合物に加えた。
【００７３】
実施例４
６００ｇの４，４’−ＭＤＩと１６９．２５ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２ｋｇ／ｍｏｌである、アジピン酸と１，４−ブタンジオールと１，６−ヘキサンジオール（質量比が１：１）に由来するポリマージオールを反応押出機中で処理して、ＴＰＵを合成する。また、８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状のカルボジイミド−テトラメチルキシリルジイソシアネート）と５．３６ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．５８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）を添加する。このようにして得られるＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００７４】
実施例５
３０８．１２ｇ（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例４の配合物に加えた。
【００７５】
実施例６
５５８．１８ｇ（２５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例４の配合物に加えた。
【００７６】
実施例７
７００ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと１６１．９７ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が１ｋｇ／ｍｏｌのポリテトラヒドロフランを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１８．８５ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．７７ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）を添加する。このようにして得られるＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００７７】
実施例８
３２５．０９ｇ（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例７の配合物に加えた。
【００７８】
実施例９
５８８．９３ｇ（２５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを実施例７の配合物に加えた。
【００７９】
実施例１０（比較例）
３２５．０９ｇ（１５重量％）の水添フタール酸エステル群に属する可塑剤（シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル）を実施例７の配合物に加えた。
【００８０】
実施例１１（比較例）
５８８．９３ｇ（２５重量％）の燐酸エステル群の可塑剤（ジフェニルクレジルホスフェート）を実施例７の配合物に加えた。
【００８１】
実施例１２
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。上記実施例のＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【００８２】
【表１】
【００８３】
表より、実施例９と実施例１０との直接比較により、本発明の可塑剤は、熱可塑性ポリウレタン中で、市販の可塑剤と少なくとも同等な程度有効であることがわかる。
【００８４】
本発明の可塑剤は低ショア硬度のＴＰＵの製造にも使用できる。以下の実施例では、実施例１の配合物を、例としてより柔らかな配合物として示す。
【００８５】
実施例１３
３５０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）と７６．９２ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの平均モル質量が２ｋｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１である）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、８ｇのａ加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．２１ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．２１ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と１６０．２ｇ（１０重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料を得て、これを打ち抜いて得たＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）を機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１０℃である。
【００８６】
実施例１４（比較例）
市販のジプロピレングリコールジベンゾエート（１６０．２ｇ、１０重量％）を可塑剤として用いて、実施例１３の方法を繰り返す。
【００８７】
実施例１５
２４８．６３ｇ（１５重量％）の上記可塑剤を添加して、実施例１３の方法を繰り返す。
【００８８】
実施例１６
３４５．９２ｇ（２０重量％）の上記可塑剤を添加して、実施例１３の方法を繰り返す。
【００８９】
実施例１７（比較例）
市販のジプロピレングリコールジベンゾエート（３４５．９２ｇ、２０重量％）を可塑剤として用いて、実施例１３の方法を繰り返す。
【００９０】
実施例１８
３６０ｇの４，４’−ＭＤＩと９１．２ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２．４ｋｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，４−ブタンジオールに由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．２１ｇのｎ酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．２１ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２５２．８ｇの可塑剤（１５重量％）の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルを加えた。
【００９１】
実施例１９（比較例）
市販のジプロピレングリコールジベンゾエート（１６０．２ｇ、１０重量％）を可塑剤として用いて、またこれを３５１．７５ｇ（２０重量％）添加して実施例１３の方法を繰り返す。
【００９２】
実施例２０
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。上記実施例のＳ２試験棒（ＤＩＮ５３５０４に準ずる）は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【００９３】
【表２】
【００９４】
機械的試験データから、本発明の材料が有用なＴＰＵであり、市販の可塑剤と比較して優れた性質をもつＴＰＵであることがわかる。
【００９５】
いろいろなＴＰＵの機械的データを実施例２１〜３３で比較する。硬度が５０ショアＡ未満である非常に軟らかい材料の場合、従来の方法で加工可能で測定可能なこの種の材料が今までなかったため、従来配合物に対する比較データがない。比較のために、ＥＰ１２７７７７３Ｂ１に記載の方法でＴＰＵを製造した。なお、この文献を引用として本明細書に組み込む。ＥＰ１２７７７７３Ｂ１を引用として、本明細書の構成要素として組み込む。
【００９６】
本発明の材料はすべて反応押出機でワンショット法で製造されたものであり、得られるペレットは、射出成型で２ｍｍ厚の試験板とし、ここからＤＩＮ５３５０４に準ずるＳ２棒を打ち抜き、これを次いで機械的試験にかけた。
【００９７】
実施例２１
４０８ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート）と５１．０２ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオール１，４−ブタンジオール（モル比が１：１である）由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．２５ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．１６ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【００９８】
実施例２２
３３６ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと４９．３５ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が３０００ｇ／ｍｏｌである、アジピン酸と１，３−メチルプロパンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と、６．０２ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．０２ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【００９９】
実施例２３
５５０．２ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと４９．６ｇの１，２−エタンジオールと１４００ｇの数平均モル質量が１０００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，４−ブタンジオールに由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１１．２ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド））と６．０６ｇのｎ酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．０４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１００】
実施例２４
４０８ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと５１．０２ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールと１，４−ブタンジオール（モル比が１：１である）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．２５ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．１６ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１０１】
実施例２５
３６８ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと４９．９４ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２５００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，４−ブタンジオールに由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．１２ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．０８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１０２】
実施例２６
３７０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート）と５０．６３ｇの１，２−エタンジオールと１６００ｇの数平均モル質量が２２００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオール由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１２．８ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と６．１２ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と４．１４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）をそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２０５℃である。
【０１０３】
比較例２７
ＥＰ１２７７７７３Ｂ１に記載の市販のポリエステルＴＰＵ、二段階重合方法で生産されたＴＰＵ（データシートＥｌａｓｔｏｌｉａｎ Ｃ ６０ Ａ １０ ＨＰＭ）。
【０１０４】
比較例２８
ＥＰ１３３８６１４Ｂ１の詳細、二段階プレポリマー方法で生産されたＴＰＵ。ＥＰ１３３８６１４Ｂ１を、参照として構成要素として本明細書に組み込む。
【０１０５】
表３
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。試験試料は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【０１０６】
他の脂肪族ジオールを鎖延長剤として用いる比較例は示していない。これらは結晶性が悪く、射出成型で有用な試験試料が得られなかったためである。
【０１０７】
【表３】
【０１０８】
この機械的試験データから、本発明の材料が、低硬度であるに係らず非常に優れた機械的性質を示す高品質のＴＰＵであることがわかる。
【０１０９】
大きなモル質量をもつブタンジオールアジペートを軟質相としてもち、軟質相結晶化を起こしやすいＴＰＵに関する実施例２５は、表中で目立っている。したがって、この生成物は使用温度でかなりの後硬化を起こす。軟らかい生成物を得るには、結晶化しにくいポリマージオールを選ぶ必要がある。
【０１１０】
以下の実施例（２８〜３３）では、鎖延長剤としての１，２−エタンジオールと可塑剤とを用いる適当な配合物が、非常に軟らかくまた機械性能のよいＴＰＵを与えうることを示す。
【０１１１】
実施例２８
３７０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと５７．７２ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（モル比が１：１である）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．４ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２５４．９１ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１２】
比較例２９
３５０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと、７６．７４ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と、３．４ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．４ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２５４．７４ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１３】
実施例３０
２６０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと３２．３３ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．０８ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．０８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２３０．８９ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１４】
実施例３１
２６０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと３３．８７ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．０８ｇの酸化防止剤（テトラメチルキシレンとポリエチレングリコール由来のヒンダードフェノール）と３．０８ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２３０．８９ｇ（１５重量％）の上記可塑剤の２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１５】
実施例３２
２６０ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと３４．２３ｇの１，２−エタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌであり、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇの加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．０９ｇの酸化防止剤（テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート）］メタン）と４．６３ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と２３１．５２ｇ（１５重量％）の上記可塑剤のジプロピレングリコールジベンゾエートをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１６】
比較例３３
３２５ｇのジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートと７３．８３ｇの１，４−ブタンジオールと１０００ｇの数平均モル質量が２０００ｇ／ｍｏｌで、アジピン酸と１，２−エタンジオールと１，４−ブタンジオール（質量比が１：１のもの）に由来するポリマージオールを、反応押出機中で処理してＴＰＵを合成する。また、１０ｇのａ加水分解安定剤（ＴＭＤＸＩ由来のオリゴマー状カルボジイミド）と３．７８ｇのｎ酸化防止剤（テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル− ４−ヒドロキシヒドロシンナメート）と５．６７ｇの潤滑剤（部分加水分解モンタン酸エステル）と４７２．７６ｇ（２５重量％）の上記可塑剤のジプロピレングリコールジベンゾエートをそこに添加する。このＴＰＵペレットを射出成型で成型して試験試料とし、機械的試験にかける。試験試料の製造の際の溶融物の最高温度は２１５℃である。
【０１１７】
表４
機械的試験は、ＤＩＮ５３５０５（ショア）、５３５０４（引張強度、破断伸度）とＤＩＮ５３５１６（摩耗）に準じて行う。試験試料は、よりよい比較のために製造後１００℃で１５時間保存した。
【０１１８】
【表４】
【０１１９】
表４の数値より、本発明の配合物によりＴＰＵ用の通常の原料を用いてワンショット方法で、可塑剤を含む非常に軟らかいＴＰＵが得られることがわかる。ショア硬度が４０Ａ未満であり、射出成型で成型して工業用部品を与えるＴＰＵは、文献中に見当たらず、このため比較例は記載していない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンであって、該ポリウレタンがトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）を含み、該トリカルボン酸（ｇ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されていることを特徴とする熱可塑性ポリウレタン。
【請求項２】
Ａ）５０〜９９重量％の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）イソシアネートと反応し、分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の化合物（ｂ）と、
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の鎖延長剤（ｃ）と、
４）必要なら、触媒（ｄ）及び／又は通常使用される助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンと
Ｂ）１〜５０重量％の上記エステル（ｉ）とを含む請求項１に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項３】
トリカルボン酸（ｇ）が、分岐状で、且つ４〜３０個の炭素原子をもつ、より好ましくは４〜２０個の炭素原子、特に好ましくは５〜１０個の炭素原子、極めて好ましくは６個の炭素原子をもつ脂肪族構造をとる請求項１または２に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項４】
トリカルボン酸（ｇ）が少なくとも一個のヒドロキシル基を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項５】
トリカルボン酸（ｇ）がクエン酸である請求項４に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項６】
トリカルボン酸（ｇ）の全酸基が同一のアルコール（ｈ）でエステル化されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項７】
エステル（ｉ）が２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルである請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項８】
上記ポリカルボン酸のヒドロキシル基が、１〜４０個の炭素原子をもつ、好ましくは１〜３０個の炭素原子、さらに好ましくは２〜２２個の炭素原子、特に好ましくは２個の炭素原子をもつ脂肪酸でエステル化されている請求項４〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項９】
上記有機ジイソシアネートの少なくとも９０重量％がジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）である請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１０】
上記イソシアネートと反応する化合物がポリオール（ｂ１）である請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１１】
ポリオール（ｂ１）が、アジピン酸とブタンジオール及び／又はエチレングリコールから構成され、その数平均分子量が０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲であるポリマーである請求項１０に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１２】
ポリオール（ｂ１）が、アジピン酸とブタンジオールとヘキサンジオールから構成され、ポリオール（ｂ１）の数平均分子量が０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲にあるポリマーである請求項１０に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１３】
１，２−エチレンジオールが鎖延長剤（ｃ）として使用されている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１４】
１，２−エチレンジオールが、有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）の総重量に対して２重量％〜５重量％の量で、好ましくは２．１重量％〜４重量％、より好ましくは２．５重量％〜３．５重量％、特に好ましくは２．５重量％〜３重量％の量で使用される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１５】
ＤＩＮ５３５０５に準じて求めたショアＡ硬度が、８０未満である、好ましくは７０未満、より好ましくは６０未満、さらに好ましくは５０未満、極めて好ましくは４０未満である請求項１〜１４のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１６】
上記ポリウレタンが、以下の成分：
Ａ） ５０〜９９重量％の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）イソシアネートと反応し、分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の化合物（ｂ）と
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである鎖延長剤（ｃ）と、
４）必要なら、触媒（ｄ）及び／又は通常用いられる助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンと、
Ｂ）１〜５０重量％のトリトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）とのエステル（ｉ）で、そのトリカルボン酸の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されているものと
からワンショット方法で製造される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタンを含む生成物。
【請求項１８】
トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）で、該エステル（ｉ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されているものを、熱可塑性ポリウレタン中の可塑剤として、好ましくはＤＩＮ５３５０５に準じて求めた硬度が８０ショアＡ未満である、好ましくは７０ショアＡ未満、より好ましくは６０ショアＡ未満、より好ましくは５０ショアＡ未満、特に好ましくは４０ショアＡ未満である熱可塑性ポリウレタンの製造のために熱可塑性ポリウレタン中の可塑剤として使用する方法。
【請求項１】
少なくとも有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンであって、該ポリウレタンがトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）を含み、該トリカルボン酸（ｇ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されていることを特徴とする熱可塑性ポリウレタン。
【請求項２】
Ａ）５０〜９９重量％の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）イソシアネートと反応し、分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の化合物（ｂ）と、
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の鎖延長剤（ｃ）と、
４）必要なら、触媒（ｄ）及び／又は通常使用される助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンと
Ｂ）１〜５０重量％の上記エステル（ｉ）とを含む請求項１に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項３】
トリカルボン酸（ｇ）が、分岐状で、且つ４〜３０個の炭素原子をもつ、より好ましくは４〜２０個の炭素原子、特に好ましくは５〜１０個の炭素原子、極めて好ましくは６個の炭素原子をもつ脂肪族構造をとる請求項１または２に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項４】
トリカルボン酸（ｇ）が少なくとも一個のヒドロキシル基を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項５】
トリカルボン酸（ｇ）がクエン酸である請求項４に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項６】
トリカルボン酸（ｇ）の全酸基が同一のアルコール（ｈ）でエステル化されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項７】
エステル（ｉ）が２−アセトキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸トリブチルである請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項８】
上記ポリカルボン酸のヒドロキシル基が、１〜４０個の炭素原子をもつ、好ましくは１〜３０個の炭素原子、さらに好ましくは２〜２２個の炭素原子、特に好ましくは２個の炭素原子をもつ脂肪酸でエステル化されている請求項４〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項９】
上記有機ジイソシアネートの少なくとも９０重量％がジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）である請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１０】
上記イソシアネートと反応する化合物がポリオール（ｂ１）である請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１１】
ポリオール（ｂ１）が、アジピン酸とブタンジオール及び／又はエチレングリコールから構成され、その数平均分子量が０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲であるポリマーである請求項１０に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１２】
ポリオール（ｂ１）が、アジピン酸とブタンジオールとヘキサンジオールから構成され、ポリオール（ｂ１）の数平均分子量が０．８ｋｇ／ｍｏｌ〜２．５ｋｇ／ｍｏｌの範囲にあるポリマーである請求項１０に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１３】
１，２−エチレンジオールが鎖延長剤（ｃ）として使用されている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１４】
１，２−エチレンジオールが、有機ジイソシアネート（ａ）とイソシアネートと反応する化合物（ｂ）と鎖延長剤（ｃ）の総重量に対して２重量％〜５重量％の量で、好ましくは２．１重量％〜４重量％、より好ましくは２．５重量％〜３．５重量％、特に好ましくは２．５重量％〜３重量％の量で使用される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１５】
ＤＩＮ５３５０５に準じて求めたショアＡ硬度が、８０未満である、好ましくは７０未満、より好ましくは６０未満、さらに好ましくは５０未満、極めて好ましくは４０未満である請求項１〜１４のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタン。
【請求項１６】
上記ポリウレタンが、以下の成分：
Ａ） ５０〜９９重量％の、
１）少なくとも一種の有機ジイソシアネート（ａ）と、
２）イソシアネートと反応し、分子量が０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜８ｋｇ／ｍｏｌである少なくとも一種の化合物（ｂ）と
３）分子量が０．０６ｋｇ／ｍｏｌ〜０．５ｋｇ／ｍｏｌである鎖延長剤（ｃ）と、
４）必要なら、触媒（ｄ）及び／又は通常用いられる助剤（ｅ）及び／又は添加物（ｆ）とから製造される熱可塑性ポリウレタンと、
Ｂ）１〜５０重量％のトリトリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）とのエステル（ｉ）で、そのトリカルボン酸の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されているものと
からワンショット方法で製造される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタンの製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の熱可塑性ポリウレタンを含む生成物。
【請求項１８】
トリカルボン酸（ｇ）の少なくとも一種のアルコール（ｈ）のエステル（ｉ）で、該エステル（ｉ）の全酸基がアルコール（ｈ）でエステル化されているものを、熱可塑性ポリウレタン中の可塑剤として、好ましくはＤＩＮ５３５０５に準じて求めた硬度が８０ショアＡ未満である、好ましくは７０ショアＡ未満、より好ましくは６０ショアＡ未満、より好ましくは５０ショアＡ未満、特に好ましくは４０ショアＡ未満である熱可塑性ポリウレタンの製造のために熱可塑性ポリウレタン中の可塑剤として使用する方法。
【公表番号】特表２０１２−５２５４５５（Ｐ２０１２−５２５４５５Ａ）
【公表日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０７６９９（Ｐ２０１２−５０７６９９）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５５４９０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２５００９
【国際公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５５４９０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２５００９
【国際公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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