ポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体、感圧センサおよびタッチパネル
【課題】光弾性、剛性、耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性に優れ、薄型化および軽量化を図ることができ、コストを低減することのできる、ポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体、感圧センサおよびタッチパネルを提供すること。
【解決手段】ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネートと、ポリオールとを含有し、ポリイソシアネートは、１，４−フェニレン基、および／または、１，５−ナフチレン基を有する芳香環含有ポリイソシアネートを含有し、ポリオールは、平均水酸基価が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールを含有し、成形により得られるポリウレタン成形体は、２５℃におけるヤング率が、２〜１０ＭＰａであり、２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上である。
【解決手段】ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネートと、ポリオールとを含有し、ポリイソシアネートは、１，４−フェニレン基、および／または、１，５−ナフチレン基を有する芳香環含有ポリイソシアネートを含有し、ポリオールは、平均水酸基価が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールを含有し、成形により得られるポリウレタン成形体は、２５℃におけるヤング率が、２〜１０ＭＰａであり、２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体、感圧センサおよびタッチパネル、詳しくは、入力デバイスとして好適に用いられるタッチパネル、ならびに、それに用いられるポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体および感圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感圧センサが用いられる入力デバイスとして、タッチパネルが広く知られている。
【０００３】
そのようなタッチパネルの方式として、例えば、抵抗膜式、静電容量方式、光学方式、超音波式などの各種方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
非特許文献１で提案されるタッチパネルのうち、抵抗膜式および静電容量方式のタッチパネルは、耐湿性および耐水性が低く、そのため、湿った指または濡れた指で触れると、誤検知を生じる場合がある。また、抵抗膜式および静電容量方式のタッチパネルは、耐電気ノイズ性および耐電磁波性も低く、そのため、工場内またはモータの周囲など、電気ノイズおよび電磁波を生じる環境で使用すると、誤検知を生じる場合がある。
【０００５】
また、光学方式のタッチパネルは、指を光学的に読み取る必要があり、そのため、検知光を通過させるためのスペースが必要であり、装置が厚くなるという不具合がある。
【０００６】
さらに、超音波式のタッチパネルでは、超音波発生装置が必要であり、重量が増大して、コストが増大するという不具合がある。
【０００７】
そこで、上記した不具合を解消すべく、ＰＥＴシートと、その周囲に、互いに間隔を隔てて配置される光源およびセンサアレイとを備える感圧式のタッチパネルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１のタッチパネルでは、光源から出射され、ＰＥＴシート内を通過する光が、ＰＥＴシートが押圧された時に、かかる位置において複屈折を生じ、かかる光をセンサアレイが検知することによって、ＰＥＴシートにおける押圧位置を特定している。
【０００８】
また、液晶ディスプレイと、その前面に形成され、ポリエチレン系またはシリコーン系の粘弾性体からなるゲルと、ゲルの前方に配置されるカメラとを備えるタッチシステムが提案されている（例えば、非特許文献２参照。）。非特許文献２のタッチシステムでは、液晶ディスプレイから発光された光がゲル内を通過する際、ゲルに圧力が加えられることよって、圧力が加えられた位置で複屈折を生じ、かかる光をカメラが撮影することにより、ゲルにおける圧力位置を特定している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「フジクラ技報」第１０２号、２００２年４月、ｐ．４２−４６
【非特許文献２】コンピュータソフトウェア、Ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．１、２０１０年、２月、ｐ．３７−４７
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１４７７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般的なＰＥＴシートのヤング率は、数ＧＰａであり、特許文献１の感圧式のタッチパネルに用いた場合、指による押圧により僅かに変形するのみであり、実用的なタッチパネルに十分な光弾性を示さないという不具合がある。
【００１２】
そこで、特許文献１の感圧式のタッチパネルにおいて、ＰＥＴシートに代えて非特許文献２のゲルを用いて、カメラによって撮影することなく、押圧位置を特定することが試案される。しかしながら、その場合において、非特許文献２のゲルは、光弾性定数が低いため、ユーザーが通常加える圧力（例えば、数〜数十ｇ重）を大きく超える圧力（例えば、３００ｇ重程度）をゲルに加える必要がある。そのため、上記した感圧式のタッチパネルの実用化は困難である。
【００１３】
さらに、非特許文献２のゲルは、軟らかいため、タッチペンの先端などの鋭利部と接触すると、容易に損傷するという不具合がある。
【００１４】
本発明の目的は、光弾性、剛性、耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性に優れ、薄型化および軽量化を図ることができ、コストを低減することのできる、ポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体、感圧センサおよびタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネートと、ポリオールとを含有するポリウレタン樹脂組成物であって、前記ポリイソシアネートは、１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、１，５−ナフチレン基を有する芳香環含有ポリイソシアネートを含有し、前記ポリオールは、平均水酸基価が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールを含有し、前記ポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られるポリウレタン成形体は、２５℃におけるヤング率が、２〜１０ＭＰａであり、２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記芳香環含有ポリイソシアネートが、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート、および、１，５−ナフタレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも１種のジイソシアネートであることが好適である。
【００１７】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ポリオールが、炭素数が２〜１０のジオール、炭素数が３〜１０のトリオール、および、炭素数が５〜１０のテトラオールからなる群から選択される少なくとも１種の、平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する低分子量ポリオールを含有することが好適である。
【００１８】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ポリオールが、炭素数が２〜１０のジオールと、炭素数が３〜１０のトリオールとを含有することが好適である。
【００１９】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ジオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５質量部以下であり、前記トリオールおよび前記テトラオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であることが好適である。
【００２０】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリテトラメチレンエーテルグリコールを含有することが好適である。
【００２１】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカーボネートジオールを含有することが好適である。
【００２２】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ポリイソシアネートの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５〜８５質量部であることが好適である。
【００２３】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物は、炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有するシアノ化合物をさらに含有することが好適である。
【００２４】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記シアノ化合物が、下記式（１）で示されるビフェニル化合物、
【００２５】
【化１】
【００２６】
（式中、Ｒ１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）
下記式（２）で示されるエーテル化合物、
【００２７】
【化２】
【００２８】
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）
下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、および
【００２９】
【化３】
【００３０】
（Ｒ３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）
下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物
【００３１】
【化４】
【００３２】
（Ｒ４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）
からなる群から選択される少なくとも１種のシアノ化合物であることが好適である。
【００３３】
また、本発明のポリウレタン成形体は、上記したポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られることを特徴としている。
【００３４】
また、本発明の感圧センサは、上記したポリウレタン成形体を備えることを特徴としている。
【００３５】
また、本発明のタッチパネルは、上記した感圧センサを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のポリウレタン樹脂組成物から得られる本発明のポリウレタン成形体は、軽薄化および軽量化を図りながら、優れた光弾性、優れた剛性、さらには、優れた耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性を有している。
【００３７】
そのため、上記したポリウレタン成形体を備える本発明の感圧センサでは、剛性の向上を図り、軽薄化および軽量化を図りながら、ユーザーが通常加える圧力に基づく応力歪みをセンシングすることができ、ポリウレタン成形体における応力発生箇所を確実に特定することができる。
【００３８】
その結果、本発明の感圧センサを備える本発明のタッチパネルは、装置の軽薄化および軽量化を図って、機械強度を向上させながら、容易かつ確実なセンシングを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明のタッチパネルの一実施形態（発光部および受光部がポリウレタン成形体の外側に配置される態様）の平面図を示す。
【図２】図２は、本発明のタッチパネルの他の実施形態（発光部および受光部がポリウレタン成形体の内側に配置される態様）の断面図を示す。
【図３】図３は、実施例の試験用感圧センサの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネートとポリオールを含有している。
【００４１】
ポリイソシアネートは、芳香環含有ポリイソシアネートを含み、そのような芳香環含有ポリイソシアネートとしては、１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、１，５−ナフチレン基を含有している。
【００４２】
１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４′−ＭＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの重合物（カルボジイミド変性ＭＤＩ、ウレトンイミン変性ＭＤＩ、アシル尿素変性ＭＤＩなど）、２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、３，３′−ジメトキシビフェニル−４，４′−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルジイソシアネート、４，４′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、１，４−キシリレンジイソシアネート（１，４−ＸＤＩ）などのベンゼン環含有ポリイソシアネート（具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネート）などが挙げられる。
【００４３】
また、１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）などのナフタレン環含有ポリイソシアネート（具体的には、ナフタレン環含有ジイソシアネート）などが挙げられる。
【００４４】
１，４−フェニレン基および／または１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートのうち、好ましくは、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４′−ＭＤＩ）、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）が挙げられる。
【００４５】
ポリイソシアネートは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００４６】
また、ポリイソシアネートは、上記した芳香環含有ポリイソシアネートを必須成分とし、その他のポリイソシアネートを任意成分として含有することもできる。
【００４７】
その他のポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート（上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く）、芳香脂肪族ポリイソシアネート、（上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く）、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。
【００４８】
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、２，２’−ＭＤＩ、２，６−ＴＤＩ、ｍ−フェニレンジイソシアネート、２，６−ＮＤＩなどの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。
【００４９】
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、１，３−キシリレンジイソシアネート（１，３−ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
【００５０】
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、４，４′−、２，４′−または２，２′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートもしくはその混合物（Ｈ１２ＭＤＩ）、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（水添キシリレンジイソシアネート、Ｈ６ＸＤＩ）、２，５−または２，６−ビス（イソシアナトメチル）ノルボルナンもしくはその混合物（ＮＢＤＩ）、１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−または１，３−シクロヘキサンジイソシアネートもしくはその混合物、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネートが挙げられる。
【００５１】
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，２−、２，３−または１，３−ブチレンジイソシアネート、２，４，４−または２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
【００５２】
ポリイソシアネートのうち、１，４−フェニレン基および／または１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートの配合割合は、ポリイソシアネートの総量に対して、例えば、３０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上、とりわけ好ましくは、９０質量％以上である。
【００５３】
ポリイソシアネートの芳香環濃度は、ポリウレタン樹脂組成物に対して、例えば、１０質量％以上、好ましくは、１３質量％以上であり、通常、例えば、３０質量％以下、好ましくは、２６質量％以下である。
【００５４】
ポリイソシアネートの芳香環濃度が上記した下限以上であれば、優れた光弾性を得ることができる。
【００５５】
ポリイソシアネートの芳香環濃度が上記した上限以下であれば、優れた光弾性を得ることができる。
【００５６】
ポリイソシアネートの芳香環濃度は、ポリイソシアネートに由来する芳香環の、ポリウレタン樹脂組成物における質量割合であって、後述するシアノ化合物に由来する芳香環を含まない。
【００５７】
また、芳香環濃度は、ポリイソシアネートが１，４−フェニレン基を含有する場合には、そのポリイソシアネートの分子量を７８（ｇ／モル）とし、また、ポリイソシアネートが１，５−ナフチレン基を含有する場合には、そのポリイソシアネートの分子量を１２８（ｇ／モル）として算出される。
【００５８】
ポリオールは、高分子量ポリオールを含有している。
【００５９】
高分子量ポリオールは、水酸基を２つ以上有し、平均水酸基価（後述）が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの化合物であり、かつ、平均官能基数（後述）が２の場合には、数平均分子量が２２５以上の化合物であり、あるいは、平均官能基数が３の場合には、数平均分子量３３７以上の化合物である。
【００６０】
そのような高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ダイマーポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、天然油ポリオール、シリコーンポリオール、フッ素ポリオールなどが挙げられる。
【００６１】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどのポリオキシアルキレンポリオールなどが挙げられる。
【００６２】
ポリプロピレンポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールを開始剤とする、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの付加重合物（２種以上のアルキレンオキサイドのランダムおよび／またはブロック共重合体を含む）が挙げられる。
【００６３】
低分子量ポリオールは、水酸基を２つ以上有し、平均水酸基価（後述）が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する化合物であり、かつ、官能基数（後述）が２の場合には、分子量が４０以上２２５未満のジオールであり、あるいは、官能基数が３の場合には、分子量４０以上３３７未満のトリオールである。
【００６４】
そのような低分子量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（１，２−プロパンジオール）、トリメチレングリコール（１，３−プロパンジオール）、１，４−ブチレングリコール（１，４−ブタンジオール）、１，３−ブチレングリコール（１，３−ブタンジオール）、１，２−ブチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、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、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、アルカン（炭素数７〜１３）ジオールや、１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、２，６−ジメチル−１−オクテン−３，８−ジオールなどアルケン（炭素数４〜１３）ジオールなどの脂肪族ジオール（炭素数２〜１３）や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール（炭素数６〜１３）、さらには、例えば、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、キシレングリコールなどの芳香族ジオール（芳香環を含有する炭素数６〜１３の芳香環含有ジオール）、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール（炭素数２〜９）（２価アルコール）、例えば、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−３−ブタノールなどの炭素数３〜６の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール（炭素数７〜２０）などのトリオール（３価アルコール）、例えば、テトラメチロールメタン（ペンタエリスリトール）、ジグリセリン（ジグリセロール）などのテトラオール（４価アルコール）（炭素数５〜２７）、例えば、キシリトールなどのペンタオール（５価アルコール）（炭素数５〜３３）、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどのヘキサオール（６価アルコール）（炭素数６〜４０）、例えば、ペルセイトールなどの７価アルコール（ヘプタオール）（炭素数７〜４７）、例えば、ショ糖などのオクタオール（８価アルコール）（炭素数８〜５４）などが挙げられる。
【００６５】
これら低分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００６６】
ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物、例えば、テトラヒドロフランの重合単位に上記したジオールなどを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール、例えば、テトラヒドロフランの重合単位に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロヒドリンおよび／またはベンジルグリシジルエーテルなどを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。
【００６７】
また、ポリエーテルポリオールとして、例えば、上記した炭素数６〜１３の芳香環含有ジオール（具体的には、ビスヒドロキシエトキシベンゼンなど）、水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の芳香環含有ジオール（具体的には、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、ビスフェノールＡなど）などの芳香族ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび／またはテトラヒドロフランなどを付加重合した芳香環含有ポリオールも挙げられる。
【００６８】
ポリエーテルポリオールとしては、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。
【００６９】
ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した低分子量ポリオールと、多塩基酸またはその酸無水物あるいはその酸ハライドとの反応により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
【００７０】
多塩基酸およびその酸無水物またはその酸ハライドとしては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、１，１−ジメチル−１，３−ジカルボキシプロパン、３−メチル−３−エチルグルタール酸、アゼライン酸、セバチン酸、その他の脂肪族ジカルボン酸（Ｃ１１〜Ｃ１３）、水添ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トルエンジカルボン酸、ダイマー酸、ヘット酸などのカルボン酸（ジカルボン酸）、および、これらのカルボン酸などから誘導される酸無水物、例えば、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水２−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１８）コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、さらには、これらの無水カルボン酸などから誘導される酸ハライド、例えば、シュウ酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、セバチン酸ジクロライドなどが挙げられる。
【００７１】
また、ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン類を開環重合して得られる、ポリカプロラクトンポリオール、ポリバレロラクトンポリオールなどのラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
【００７２】
さらに、ポリエステルポリオールとして、例えば、上記した低分子量ポリオールと、水酸基含有植物油脂肪酸（例えば、リシノレイン酸を含有するひまし油脂肪酸、１２−ヒドロキシステアリン酸を含有する水添ひまし油脂肪酸など）などのヒドロキシカルボン酸とを、公知の条件下、縮合反応させて得られる植物油系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
【００７３】
ポリカーボネートポリオールは、例えば、上記した低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、触媒の存在下または不在下に、ホスゲン、ジアルキルカーボネート、ジアリルカーボネート、アルキレンカーボネートなどを反応させることにより、得ることができる。ポリカーボネートポリオールは、好ましくは、ジオールを開始剤とするポリカーボネートジオールが挙げられる。
【００７４】
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ブタジエン、イソプレンなどの共役二重結合含有モノマーの重合体の末端に水酸基を付加した、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンジオールなどが挙げられる。
【００７５】
ダイマーポリオールとしては、通常、工業用原料として入手し得る、主成分が炭素数１８の不飽和脂肪酸の２量体を還元して得られるダイマージオールなどが挙げられる。
【００７６】
ポリウレタンポリオールとしては、上記により得られたポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよび／またはポリカーボネートポリオールを、イソシアネート基に対する水酸基の当量比（ＯＨ／ＮＣＯ）が１を超過する割合で、上記したポリイソシアネートと反応させることによって得られる、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリウレタンポリオール、あるいは、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオールなどが挙げられる。
【００７７】
ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとしては、例えば、特公昭４８−１００７８号公報に記載されているように、ポリオキシアルキレンポリオールにポリエステル鎖をブロックした構造のもの、すなわち、ポリオキシアルキレンポリオールまたは水酸基を有するその誘導体の各ヒドロキシ基の水素原子と置換する部分が、一般式（Ａ）
（−ＣＯ−Ｒ５−ＣＯＯ−Ｒ６−Ｏ−）ｎ （Ａ）
（式中、Ｒ５およびＲ６はそれぞれ２価の炭化水素基であり、ｎは平均１より大きい数を示す。）で表されるものが含まれる。
【００７８】
一般式（Ａ）中、Ｒ５で示される２価の炭化水素基としては、例えば、飽和脂肪族または芳香族ポリカルボン酸残基、Ｒ６で示される２価の炭化水素基としては、例えば、環状エーテル基をもつ化合物が開裂した残基が挙げられ、ｎは、好ましくは１〜２０の整数である。
【００７９】
このポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールは、上記したポリオキシアルキレンポリオール（ポリエーテルポリオール）に、ポリカルボン酸無水物とアルキレンオキシドを反応させることにより得られる。
【００８０】
高分子量ポリオールの平均水酸基価は、８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは、１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００８１】
高分子量ポリオールの水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、ＪＩＳ Ｋ １５５７−１のＡ法またはＢ法に準拠するアセチル化法またはフタル化法などから求めることができる。
【００８２】
そして、高分子量ポリオールの平均水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、高分子量ポリオールが単独使用される場合には、その高分子量ポリオールの水酸基価と同一である。一方、高分子量ポリオールの平均水酸基価は、高分子量ポリオールが併用される場合には、それらの平均値である。
【００８３】
高分子量ポリオールの平均水酸基価が上記した範囲を超過すると、ポリウレタン成形体において、ヤング率が高くなり過ぎ、所望の光弾性定数を得ることができない場合がある。一方、平均水酸基価が上記した範囲未満であると、ガラス転移温度が過度に低くなり、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。
【００８４】
高分子量ポリオールの平均官能基数は、例えば、１．９〜３、好ましくは、１．９〜２．５、さらに好ましくは、２．０〜２．２である。
【００８５】
高分子量ポリオールの官能基数は、高分子量ポリオールの水酸基数であって、具体的には、１分子当たりの活性な水酸基の数である。
【００８６】
そして、高分子量ポリオールの平均官能基数は、高分子量ポリオール１分子当たりの活性な水酸基の平均値である。つまり、異なる官能基数を有する高分子量ポリオールが混合（併用）される場合は、その高分子量ポリオールの混合物の分子数に対する混合物の活性な水酸基の数の割合を示した数値が、高分子量ポリオールの平均官能基数である。
【００８７】
なお、高分子量ポリオールの平均官能基数は、次式（Ｂ）から求めることもできる。
【００８８】
平均官能基数＝（各高分子量ポリオールの官能基数×当量数）の総和／各高分子量ポリオールの当量数の総和 （Ｂ）
高分子量ポリオールの数平均分子量は、例えば、２２５〜２０，０００、好ましくは、５００〜１５，０００である。
【００８９】
数平均分子量は、次式（Ｃ）から求めることができる。
【００９０】
数平均分子量＝５６１００×平均官能基数／平均水酸基価 （Ｃ）
高分子量ポリオールの平均官能基数が上記した範囲を超過すると、ポリウレタン成形体において、所望の光弾性定数を得にくい場合がある。一方、平均官能基数が上記した範囲未満であると、ヤング率が低くなり過ぎ、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。
【００９１】
高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールが挙げられる。
【００９２】
さらに好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール（具体的には、ポリカーボネートジオール）が挙げられる。
【００９３】
ポリテトラメチレンエーテルグリコールの平均水酸基価は、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、１００〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリテトラメチレンエーテルグリコールの平均水酸基価が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。
【００９４】
ポリカーボネートジオールの平均水酸基価は、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、１５０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリカーボネートジオールの平均水酸基価が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。
【００９５】
これら高分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００９６】
また、ポリオールは、上記した高分子量ポリオールに加え、上記した低分子量ポリオールを含有することもできる。
【００９７】
ポリオールが低分子量ポリオールを含有することにより、ポリオールの平均水酸基価を増大させて、その分、イソシアネートインデックス（後述）を所望の値に調整すべく、上記したポリイソシアネート（好ましくは、芳香環含有ポリイソシアネート）をポリウレタン樹脂組成物に多く配合することができる。そのため、ポリイソシアネート成形体の光弾性定数を高めることができる。
【００９８】
低分子量ポリオールとしては、好ましくは、ジオール、トリオール、テトラオールが挙げられ、具体的には、炭素数２〜１０のジオール、炭素数３〜１０のトリオール、炭素数５〜１０のテトラオールが挙げられる。
【００９９】
炭素数２〜１０のジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、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、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、アルカン（炭素数７〜１０）ジオールや、１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、２，６−ジメチル−１−オクテン−３，８−ジオールなどアルケン（炭素数４〜１０）ジオール、などの脂肪族ジオール（炭素数２〜１０）や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール（炭素数６〜１０）、例えば、キシレングリコールなどの芳香族ジオール（炭素数６〜１０の芳香環含有ジオール）、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール（炭素数２〜１０）などが挙げられる。
【０１００】
炭素数３〜１０のトリオールとしては、例えば、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−３−ブタノールなどの炭素数３〜６の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール（炭素数７〜１０）などのトリオールなどが挙げられる。
【０１０１】
炭素数５〜１０のテトラオールとしては、例えば、テトラメチロールメタン、ジグリセリンなどのテトラオールなどが挙げられる。
【０１０２】
低分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。
【０１０３】
好ましくは、トリオールが少なくとも用いられ、具体的には、炭素数３〜１０のトリオールの単独使用、炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールの併用が挙げられる。
【０１０４】
低分子量ポリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．１〜３０質量部、好ましくは、０．５〜２５質量部である。
【０１０５】
炭素数３〜１０のトリオールが単独使用される場合には、炭素数３〜１０のトリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、１０質量部以下、好ましくは、９質量部以下、さらに好ましくは、０．５〜６質量部である。
【０１０６】
炭素数３〜１０のトリオールの配合割合が上記した範囲を超える場合は、ポリウレタン成形体が不透明になり、光がポリウレタン成形体を透過しない場合や、ポリウレタン成形体のヤング率が高くなり過ぎる場合がある。
【０１０７】
炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールが併用される場合において、炭素数３〜１０のトリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．５〜１０質量部、好ましくは、１〜６質量部であり、炭素数２〜１０のジオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、２５質量部以下、好ましくは、０．１〜１０質量部である。炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールの配合割合が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。
【０１０８】
また、炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールが併用される場合において、それらの総量の配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．１〜３０質量部、好ましくは、０．５〜２５質量部、さらに好ましくは、０．７〜６質量部である。
【０１０９】
トリオールおよびジオールの総量が上記した範囲未満であると、ヤング率が過度に低下して、成形性や耐傷付性が低下したり、光弾性定数が低下する場合がある。トリオールおよびジオールの総量が上記した範囲を超過すると、ヤング率が過度に高くなる場合がある。
【０１１０】
そして、高分子量ポリオールの配合割合は、ポリイソシアネート１００質量部に対して、例えば、１２０〜４００質量部、好ましくは、１２５〜３３３質量部である。
【０１１１】
換言すれば、ポリイソシアネートの含有割合が、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、２５〜８５質量部、好ましくは、３０〜８０質量部である。ポリイソシアネートの含有割合が上記した範囲内にあれば、高い剛性と高い剛性とを両立することができる。
【０１１２】
ポリイソシアネートの含有割合が上記した範囲を超過する場合には、ヤング率が過度に高くなり、ポリウレタン成形体における所望の光弾性定数を得られない場合がある。
【０１１３】
ポリイソシアネートの含有割合が上記した範囲未満である場合には、ポリウレタン成形体における所望の光弾性定数を得られない場合がある。
【０１１４】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物には、可塑剤を含有させることができる。
【０１１５】
可塑剤は、ポリウレタン成形体のガラス転移温度を低下させるべく、ポリウレタン樹脂組成物に必要により配合され、例えば、シアノ化合物、フタル酸エステル（例えば、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）、例えば、アジピン酸エステル（例えば、アジピン酸ジオクチル）、例えば、セバシン酸エステル（例えば、セバシン酸ジオクチル）、リン酸トリグリシジル、アセチルクエン酸トリブチル、エポキシ化大豆油、トリメリット酸トリオクチル、アルキルベンゼン、アルキルビフェニル（例えば、４−ペンチルビフェニル）、塩素化パラフィン、高沸点溶剤、イオン液体（例えば、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）、ポリステル系可塑剤などが挙げられる。好ましくは、シアノ化合物が挙げられる。
【０１１６】
シアノ化合物をポリウレタン樹脂組成物に配合すれば、成形体のヤング率を低減することができ、それによって、ポリウレタン成形体の加工性を向上することができるとともに、光弾性定数を増大させることもできる。
【０１１７】
シアノ化合物は、例えば、炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有している。
【０１１８】
シアノ化合物が、４−シアノフェニル基を有することによって、光弾性定数をより一層増大させることができる。
【０１１９】
４−シアノフェニル基において、フッ素原子が置換する水素原子としては、例えば、２位〜６位の水素原子であって、好ましくは、２位の水素原子である。
【０１２０】
シアノ化合物としては、具体的には、下記式（１）で示されるビフェニル化合物、
【０１２１】
【化１】
【０１２２】
（式中、Ｒ１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）
下記式（２）で示されるエーテル化合物、
【０１２３】
【化２】
【０１２４】
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）
下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、
【０１２５】
【化３】
【０１２６】
（Ｒ３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）
下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物が挙げられる。
【０１２７】
【化４】
【０１２８】
（Ｒ４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）
上記式（１）中、Ｒ１として示される炭素数１〜１１のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、イソノニル、デシル、ドデシルなどの直鎖または分岐のアルキル基が挙げられる。好ましくは、炭素数２〜７のアルキル基が挙げられる。
【０１２９】
上記式（１）中、Ｒ１として示される炭素数７〜１１の４−アルキルフェニル基としては、例えば、４−メチルフェニル、４−エチルフェニル、４−プロピルフェニル、４−イソプロピルフェニル、４−ペンチルフェニル、４−イソペンチルフェニル、４−ｔｅｒｔペンチルフェニルなどの、炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル部分を有する、４−アルキルフェニル基が挙げられる。好ましくは、炭素数３〜５のアルキル部分を有する、炭素数９〜１１の４−アルキルフェニル基が挙げられる。
【０１３０】
炭素数７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基としては、例えば、４−メチルシクロヘキシル、４−エチルシクロヘキシル、４−プロピルシクロヘキシル、４−イソイプロピルシクロヘキシル、４−ペンチルシクロヘキシル、４−イソペンチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔペンチルシクロヘキシル、炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル部分を有する、４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。好ましくは、炭素数３〜５のアルキル部分を有する、炭素数９〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。
【０１３１】
上記式（１）で示されるＲ１として、好ましくは、炭素数１〜１１のアルキル基、炭素数７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。
【０１３２】
上記式（１）で示されるビフェニル化合物として、具体的には、４−シアノ−４´−メチルビフェニル、４−シアノ−４´−ペンチルビフェニル、４−シアノ−４´−（４−ペンチルシクロヘキシル）ビフェニルなどが挙げられる。
【０１３３】
上記式（２）中、Ｒ２で示される炭素数１〜１１のアルキル基としては、上記式（１）のＲ１で示される炭素数１〜１１のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。
【０１３４】
上記式（２）で示されるエーテル化合物としては、具体的には、４−シアノ−４´−ペンチルオキシビフェニルなどが挙げられる。
【０１３５】
上記式（３）中、Ｒ３で示される炭素数が１〜１１のアルキル基としては、上記式（１）のＲ１で示される炭素数１〜１１のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。
【０１３６】
上記式（３）中、Ｒ３で示される炭素数が５〜１１のアルケニル基としては、例えば、例えば、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デシニル、ドデシニルなどが挙げられる。
【０１３７】
上記式（３）中、Ｒ３として、好ましくは、炭素数が１〜１１のアルキル基が挙げられる。
【０１３８】
上記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物としては、具体的には、４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル、４−（（３−ペンテニル）−４−シクロヘキシル）ベンゾニトリル、２−フルオロ−４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリルなどが挙げられる。
【０１３９】
上記式（４）中、Ｒ４で示される炭素数が１〜１０のアルキル基は、上記式（１）のＲ１で示される炭素数１〜１１のアルキル基として例示したアルキル基のうち、炭素数１〜１０のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。
【０１４０】
上記式（４）で示されるフェニルエステル化合物としては、例えば、４−プロピル安息香酸４−シアノフェニル、４−ヘプチル安息香酸４−シアノフェニル、４−ペンチル安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルロオフェニルなどが挙げられる。
【０１４１】
また、シアノ化合物として、例えば、シアノベンゼン、４−メトキシベンゼンなども挙げられる。
【０１４２】
シアノ化合物は、単独使用または２種以上併用することができる。
【０１４３】
シアノ化合物のうち、好ましくは、ビフェニル化合物が挙げられる。
【０１４４】
可塑剤の配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、１００質量部以下、好ましくは、１〜６０質量部、さらに好ましくは、５〜３０質量部である。
【０１４５】
可塑剤の配合割合が上記した範囲を超過する場合には、ポリウレタン成形体のヤング率が過度に低下して、ポリウレタン成形体の外観が不透明となる場合がある。
【０１４６】
そして、上記したポリイソシアネートとポリオールと必要により可塑剤とを処方（配合）することにより、本発明のポリウレタン樹脂組成物を得る。
【０１４７】
ポリウレタン樹脂組成物に配合される各成分の好適な組合せ（後述する実施例１６、１８〜２０などで例示される第１の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１４８】
また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例３６、３９および４１などで例示される第２の組合せ。）として、例えば、複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートおよびナフタレン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せ、あるいは、異なる２種類のベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１４９】
さらに、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例３３および３４などで例示される第３の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物との組合せが挙げられる。
【０１５０】
さらにまた、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例５０、５２および５３などで例示される第４の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリカーボネートジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物との組合せが挙げられる。
【０１５１】
また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例４２および４６などで例示される第５の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、異なる２種類のベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物またはエーテル化合物との組合せが挙げられる。
【０１５２】
また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例５３で例示される第６の組合せ）として、例えば、複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートおよびナフタレン環含有ジイソシアネートと、ポリカーボネートジオールと、炭素数３〜１０の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１５３】
さらに、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例５８および５９で例示される第７の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエステルポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ポリイソシアネートと、ジカルボン酸およびジオールの重縮合物であるポリエステルジオールと、炭素数３〜１０の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１５４】
そして、本発明のポリウレタン成形体は、このようにして得られる本発明のポリウレタン樹脂組成物から、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて、ポリウレタン樹脂組成物を硬化および成形することにより、得ることができる。
【０１５５】
ポリイソシアネートとポリオールとを反応させるには、例えば、ワンショット法やプレポリマー法などの公知の成形方法に準拠することができる。
【０１５６】
ワンショット法では、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを、イソシアネートインデックス（水酸基濃度に対するイソシアネート基濃度の比に１００を乗じた値、ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、７０〜４００、好ましくは、８０〜１５０となるように処方（混合）して、それらを成形型に注入して、例えば、０℃〜２５０℃、好ましくは、室温（２０℃）〜１５０℃で、例えば、１分間〜７日間、好ましくは、１０分間〜２日間、硬化反応させる。
【０１５７】
この硬化反応では、ウレタン化触媒を添加することができる。ウレタン化触媒としては、例えば、錫系触媒（例えば、オクチル酸錫など）、鉛系触媒（例えば、オクチル酸鉛など）、ビスマス系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒、有機金属系触媒、アミン系触媒などが挙げられ、好ましくは、高い光弾性定数を得る観点から、鉛系触媒が挙げられる。
【０１５８】
ウレタン化触媒の配合割合は、ポリイソシアネート１００質量部に対して、例えば、０．０００１〜２．０質量部、好ましくは、０．０００５〜１．０質量部である。
【０１５９】
また、上記した硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。
【０１６０】
そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型すれば、所定形状に成形されたポリウレタン成形体を得ることができる。
【０１６１】
あるいは、ポリウレタン樹脂組成物を、例えば、ガラス基板、樹脂フィルムなどの基材の上に均一な厚みで塗布して皮膜を形成し、続いて、硬化させることにより、所定の厚みのポリウレタン成形体を形成することができる。
【０１６２】
なお、ポリウレタン成形体は、硬化後、基材から剥離することができる。あるいは、ポリウレタン成形体は、基材から剥離することなく、基材に付着させたままで使用することもできる。
【０１６３】
プレポリマー法は、例えば、まず、ポリイソシアネートとポリオールの一部（例えば、高分子量ポリオール）とを反応させて、分子末端にイソシアネート基を有するイソシアネート基末端プレポリマーを合成する。次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、ポリオールの残部（鎖伸長剤：例えば、低分子量ポリオール）とを反応（鎖伸長）させて、硬化反応させる。
【０１６４】
イソシアネート基末端プレポリマーを合成するには、ポリイソシアネートとポリオールの一部とを、イソシアネートインデックス（ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、１１０〜２，０００、好ましくは、１５０〜１，０００となるように処方（混合）し、反応容器中にて、例えば、室温〜１５０℃、好ましくは、４０〜１２０℃で、例えば、０．５〜１８時間、好ましくは、２〜１０時間、反応させる。
【０１６５】
上記したイソシアネート基末端プレポリマーは、公知の溶媒の存在下で、合成することができる。
【０１６６】
また、上記したイソシアネート基末端プレポリマーの合成後に、例えば、薄膜蒸留法などの蒸留法、例えば、液−液抽出法などの抽出法などの除去方法によって、未反応のポリイソシアネートを除去することもできる。
【０１６７】
得られたイソシアネート基末端プレポリマーは、そのイソシアネート当量が、例えば、８０〜２，０００、好ましくは、１００〜１，０００である。
【０１６８】
次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、ポリオールの残部とを反応させるには、イソシアネート基末端プレポリマーと、ポリオールの残部とを、イソシアネートインデックス（ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、５０〜２００、好ましくは、７５〜１２５となるように処方（混合）し、成形型に注入して、例えば、０〜２５０℃、好ましくは、室温（２０℃）〜１５０℃で、例えば、１分間〜７日間、好ましくは、１０分間〜２日間、硬化反応させる。
【０１６９】
この硬化反応においても、上記と同様のウレタン化触媒を、上記と同様の配合割合で添加することができる。また、この硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。
【０１７０】
そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型すれば、所定形状に成形されたポリウレタン成形体を得ることができる。
【０１７１】
本発明のポリウレタン成形体は、光弾性、つまり、応力の発生により、成形体の内部を通過する光（例えば、レーザー光など）に複屈折を生じさせることができる。
【０１７２】
具体的には、ポリウレタン成形体は、２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、好ましくは、５，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、さらに好ましくは、７，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、とりわけ好ましくは、８，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、より好ましくは、９，０００×１０−１２Ｐａ−１以上であり、通常、１００，０００×１０−１２Ｐａ−１以下である。
【０１７３】
光弾性定数が上記した下限を超過することにより、優れた光弾性、とりわけ、次に説明する感圧センサにおいて必要とされる優れた光弾性を確保することができる。
【０１７４】
ポリウレタン成形体の光弾性定数は、「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌７３、２５３−２５８（２００７）」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定することができる。
【０１７５】
また、光弾性定数の測定とともに、ポリウレタン成形体の歪光学定数とヤング率とが求められる。
【０１７６】
ポリウレタン成形体の歪光学定数は、ポリウレタン成形体の変形量に対する、かかる変形によって発生する複屈折の強さの割合を示す。
光弾性定数、歪光学定数およびヤング率は、下記式（５）を満足する。
【０１７７】
光弾性定数＝歪光学定数÷ヤング率 （５）
従って、ポリウレタン成形体の光弾性定数を上記した所望の範囲に設定するには、歪光学定数およびヤング率を調整する。
【０１７８】
具体的には、歪光学定数が高いほど、また、ヤング率が低いほど、光弾性定数が高くなるが、ヤング率が過度に低いと、成形性が低下する場合がある。
【０１７９】
そのため、ポリウレタン成形体の２５℃のヤング率は、２〜１０ＭＰａ（２×１０６〜１０×１０６Ｐａ）、好ましくは、３〜９ＭＰａ、さらに好ましくは、３〜６ＭＰａである。
【０１８０】
ポリウレタン成形体のヤング率が上記した範囲未満である場合には、ポリウレタン成形体が軟らか過ぎて傷付き易く、加工性が低下する場合がある。ポリウレタン成形体のヤング率が上記した範囲を超過する場合には、ポリウレタン成形体が硬すぎるため、光弾性が低下する場合がある。
【０１８１】
好ましくは、上記した所望の光弾性定数を得るには、ポリウレタン成形体の２５℃のヤング率が２〜６ＭＰａの場合には、２５℃の歪光学定数が、例えば、８，０００×１０−６以上（通常、１００，０００×１０−６以下）であり、ポリウレタン成形体の２５℃のヤング率が３〜１０ＭＰａの場合には、２５℃の歪光学定数は、例えば、４０，０００×１０−６以上（通常、１００，０００×１０−６以下）である。
【０１８２】
ポリウレタン成形体のガラス転移温度は、例えば、−２５〜４０℃、好ましくは、−２０〜３７℃、さらに好ましくは、−２０〜３０℃である。
【０１８３】
ポリウレタン成形体のガラス転移温度が、上記した上限を超過する場合には、上記した所望の光弾性定数を得にくくなる場合がある。ポリウレタン成形体のガラス転移温度が上記した下限未満である場合には、ポリウレタン成形体の加工性および耐傷付き性が低下する場合がある。
【０１８４】
ポリウレタン成形体のガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚで、温度分散モードの測定により、得ることができる。
【０１８５】
また、上記したガラス転移温度の測定では、同時に、貯蔵伸長弾性率Ｅ’、損失伸長弾性率Ｅ’’および損失正接ｔａｎδが得られる。
【０１８６】
ポリウレタン成形体の２５℃における貯蔵伸長弾性率Ｅ’は、例えば、４×１０６〜５×１０８Ｐａであり、２５℃における損失伸長弾性率Ｅ’’は、例えば、５×１０４〜５×１０８Ｐａであり、２５℃における損失正接ｔａｎδは、例えば、０．０３〜１．５である。
【０１８７】
なお、このようなポリウレタン樹脂組成物またはポリウレタン成形体には、必要に応じて、例えば、消泡剤、可塑剤、レベリング剤、艶消し剤、難燃剤、揺変剤、粘着付与剤、増粘剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、反応遅延剤、脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、耐候安定剤などの公知の添加剤を適宜配合することができる。
【０１８８】
図１は、本発明のタッチパネルの一実施形態（発光部および受光部がポリウレタン成形体の外側に配置される態様）の平面図を示す。
【０１８９】
次に、上記したポリウレタン成形体を備える感圧センサおよびそれを備えるタッチパネルを、図１を参照して説明する。なお、図１において、紙面上下方向を「縦方向」、紙面左右方向を「横方向」とする。
【０１９０】
図１において、このタッチパネル１は、感圧センサ２と、感圧センサ２によりセンシングした信号を処理する処理部３とを備えている。
【０１９１】
感圧センサ２は、ポリウレタン成形体４と、ポリウレタン成形体４における応力発生を検知するための応力発生検知部１５とを備えている。
【０１９２】
ポリウレタン成形体４は、所定形状の成形型（注形型）によりシート状に形成されているか、あるいは、脱型後の裁断によって所定形状のシート状に形成されている。具体的には、ポリウレタン成形体４は、平面視略矩形平板形状に形成されている。ポリウレタン成形体４の厚みは、特に限定されず、例えば、０．００５〜５０ｍｍ、好ましくは、０．０１〜１０ｍｍ、さらに好ましくは、０．１〜５ｍｍである。
【０１９３】
応力発生検知部１５は、光センサからなり、ポリウレタン成形体４の両側を挟むように設けられる１対の発光部５および受光部８を備えている。
【０１９４】
発光部５は、ポリウレタン成形体４における縦方向一方側に配置され、横方向に沿って複数並列配置される縦側発光部６と、ポリウレタン成形体４における横方向一方側に配置され、縦方向に沿って複数並列配置される横側発光部７とを備えている。
【０１９５】
縦側発光部６は、横方向他方側から一方側に向かって順次配置される、第１発光部５Ａ、第２発光部５Ｂおよび第３発光部５Ｃを備えている。横側発光部７は、縦方向一方側から他方側に向かって順次配置される、第４発光部５Ｄ、第５発光部５Ｅおよび第６発光部５Ｆを備えている。
【０１９６】
受光部８は、各発光部５に対応して設けられており、縦側発光部６および横側発光部７とポリウレタン成形体４を挟むように対向配置される、縦側受光部９および横側受光部１０を備えている。
【０１９７】
縦側受光部９は、ポリウレタン成形体４の縦方向他方側において、横方向に沿って複数並列配置されている。つまり、縦側受光部９は、第１発光部５Ａ、第２発光部５Ｂおよび第３発光部５Ｃに対応し、横方向他方側から一方側に向かって順次配置される、第１受光部８Ａ、第２受光部８Ｂおよび第３受光部８Ｃを備えている。
【０１９８】
横側受光部１０は、ポリウレタン成形体４の横方向他方側において、縦方向に沿って複数並列配置されている。つまり、横側受光部１０は、第４発光部５Ｄ、第５発光部５Ｅおよび第６発光部５Ｆに対応し、縦方向一方側から他方側に向かって順次配置される、第４受光部８Ｄ、第５受光部８Ｅおよび第６受光部８Ｆを備えている。
【０１９９】
これにより、ポリウレタン成形体４における、各発光部５と各受光部８とを結ぶ線上、より具体的には、縦側発光部６および縦側受光部９を結ぶ線と、横側発光部７および横側受光部１０を結ぶ線との交点上には、指などに接触されたとき、それを検知するための複数（９つ）の検知部（実線および破線の円にて示される）１１（１１ａ〜１１ｉ）が区画されている。
【０２００】
また、感圧センサ２には、ポリウレタン成形体４と、発光部５および受光部８との間に介在される偏光フィルム１３が複数（４つ）設けられている。具体的には、各偏光フィルム１３は、ポリウレタン成形体４および縦側発光部６の間と、ポリウレタン成形体４および横側発光部７の間と、ポリウレタン成形体４および縦側受光部８の間と、ポリウレタン成形体４および横側発光部９の間とに、それぞれ配置されている。
【０２０１】
処理部３は、例えば、ＬＥＤ１４などを備え、各受光部８と配線１２を介して電気的に接続されている。処理部３は、縦側受光部９において検知されるレーザー光の複屈折の検知信号と、横側受光部１０において検知されるレーザー光の複屈折の検知信号とから、ポリウレタン成形体４のいずれの検知部１１に指が接触されているかを判断し、ＬＥＤ１４に表示する。
【０２０２】
次に、このタッチパネル１を用いて、ポリウレタン成形体４の応力発生箇所をセンシングする方法について説明する。
【０２０３】
まず、応力発生検知部１５において、発光部５から受光部８に向けて、ポリウレタン成形体４の内部を通過するように、レーザー光を出射する。このとき、ポリウレタン成形体４においては、レーザー光に複屈折が生じていないため、偏光フィルム１３により、レーザー光が遮断されており、受光部８では、受光されていない。
【０２０４】
次いで、検知部１１（１１ａ、実線）に指を接触させ、検知部１１に応力を発生させる。
【０２０５】
すると、検知部１１において複屈折が生じるので、複屈折したレーザー光が、受光部８によって受光される。
【０２０６】
より具体的には、検知部１１ａの縦方向他方側および横方向他方側にそれぞれ配置される第１受光部８Ａおよび第４受光部８Ｄが、検知部１１ａにおける複屈折の有無を検知する。
【０２０７】
続いて、処理部３には、第１受光部８Ａおよび第４受光部８Ｄの複屈折の検知に基づく電気信号が入力され、これにより、処理部３が、応力発生箇所が検知部１１ａであることを検知する。
【０２０８】
また、その他の検知部１１（１１ｂ〜１１ｉ）についても、上記と同様にして、応力発生箇所を検知する。
【０２０９】
そして、ポリウレタン成形体４は、軽薄化および軽量化を図りながら、優れた光弾性、優れた剛性を有している。
【０２１０】
従って、上記したポリウレタン成形体を備える本発明の感圧センサでは、剛性の向上を図り、軽薄化および軽量化を図りながら、ユーザーが通常加える圧力に基づく応力歪みをセンシングすることができ、ポリウレタン成形体における応力発生箇所を確実に特定することができる。
【０２１１】
ユーザーが感圧センサ２に通常加える圧力は、例えば、０．００９８Ｎ以上９．８Ｎ未満（つまり、１ｇ重以上１０００ｇ重未満）、さらには、０．０９８Ｎ以上０．９８０Ｎ以下（つまり、１０ｇ重以上１００ｇ重以下）である。
【０２１２】
また、上記した感圧センサ２は、優れた耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性を有している。そのため、濡れた指で、ポリウレタン成形体４に触れた場合でも、応力発生箇所の誤検知の発生を有効に防止することができる。
【０２１３】
そのため、ポリウレタン成形体４を備える感圧センサ２では、軽薄化および軽量化を図りながら、ユーザーが通常加える圧力に基づく応力歪みのセンシングによって、ポリウレタン成形体４における応力発生箇所を確実に特定することができる。
【０２１４】
その結果、感圧センサ２を備えるタッチパネル１は、装置の軽薄化および軽量化を図り、機械強度を向上させながら、容易かつ確実なセンシングを達成することができる。
【０２１５】
図１の実施形態では、検知部１１の１箇所（１１ａ）に指を接触させる場合について説明している。
【０２１６】
次に、検知部１１において、例えば、２箇所（１１ａおよび１１ｉ）に２つの指で同時に接触させる場合を説明する。
【０２１７】
図１において、例えば、検知部１１ａおよび１１ｉの２箇所に指を順次接触させる場合には、まず、指による検知部１１ａの接触に基づいて、第１受光部８Ａおよび第４受光部８Ｄが、複屈折を検知し、指が検知部１１ａから離間する。
【０２１８】
その後、指による検知部１１ｉの接触に基づいて、第３受光部８Ｃおよび第６受光部８Ｆが、複屈折を検知する。これによって、処理部３が、応力発生箇所が検知部１１ａであることを検知した後、応力発生箇所が検知部１１ｉであることを検知する。
【０２１９】
一方、検知部１１ａおよび１１ｉの２箇所に指を同時に接触させると、第１受光部８Ａ、第３受光部８Ｃ、第４受光部８Ｄおよび第６受光部８Ｆが複屈折を検知する。
【０２２０】
そうすると、処理部３が、応力発生箇所が、４つの検知部１１ａ、１１ｃ、１１ｇおよび１１ｉにあると誤検知する場合がある。
【０２２１】
そのため、図１において図示しないが、感圧センサ４に、圧電体シートを、ポリウレタン成形体４の表面に設けるとともに、電極を圧電体シートの周端部に設ける。電極は、外部の電圧検知器（図示せず）に接続されている。
【０２２２】
そして、指が検知部１１ａに接触すると、圧電体シートにおいて、圧電効果に基づき、縦方向一端部および横方向他端部において発生する電圧が、その近傍の電極を介して電圧検知器に検知される。
【０２２３】
また、指が検知部１１ｉに接触すると、圧電体シートにおいて、圧電効果に基づき、縦方向他端部および横方向一端部において発生する電圧が、その近傍の電極を介して電圧検知器に検知される。
【０２２４】
そして、処理部３は、ポリウレタン成形体４における複屈折の検知と、上記した圧電体シートにおける電圧の検知とを組み合わせることによって、応力発生箇所が、検知部１１ａおよび１１ｉの２箇所であると正しく検知することができる。
【０２２５】
なお、圧電体シートにおいて発生した電圧（信号）を利用して、発光部５および受光部８、さらには、処理部３に、電源が投入される回路を設計すれば、指がタッチパネルに触れるまでは、発光部５、受光部８および処理部３で消費される電力を省略（節約）することができる。そのため、タッチパネル１に搭載されるバッテリーの使用期間を延長することができる。
【０２２６】
なお、図１の実施形態では、発光部５および受光部８をともに、平面視において、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の外側に設けているが、その配置は、特に限定されず、例えば、図２に示すように、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の内側に設けることもできる。
【０２２７】
図２において、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の周端部には、ミラー１６が設けられている。ミラー１６は、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の縦方向外側および横方向外側に隣接配置され、下方に向かうに従って外側に略４５度で傾斜して配置される上部ミラー面１９と、上部ミラー面１９の下端に連続し、下方に向かうに従って内側に略４５度で傾斜して配置される下部ミラー面２０とを備えている。
【０２２８】
発光部５は、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の下側において、下部ミラー面１９と内側（縦方向他方側および横方向他方側、図１参照）に間隔を隔てて配置されている。
【０２２９】
受光部８は、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の下側において、下部ミラー面１９と内側（縦方向一方側および横方向一方側、図１参照）に、偏光板１３を挟んで対向配置されている。
【０２３０】
そして、このタッチパネル１では、検知部１１に指を接触させて、検知部１１に応力を発生させると、検知部１１において複屈折が生じるので、複屈折したレーザー光が、ミラー１６によって反射された後、受光部８によって受光される。これにより、処理部３（図１参照、図２において図示されない）が、検知部１１における応力発生箇所を検知する。
【０２３１】
このタッチパネル１では、発光部５および受光部８が感圧センサ用ポリウレタン成形体４の内側に設けられているので、装置のコンパクト化を図ることができる。
【０２３２】
なお、図１および図２の実施形態では、本発明の感圧センサ用ポリウレタン成形体を、感圧センサ２を備えるタッチパネル１に用いているが、その用途は、特に限定されず、図示しないが、例えば、光シャッター、収差補正素子（レンズ収差補正素子）などの光学用途に用いることもできる。
【実施例】
【０２３３】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明は、実施例および比較例に限定されない。
【０２３４】
なお、実施例および比較例および表１〜表９において記載する略号の詳細を記載する。
ＰＴＭＥＧ−６５０：ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１６３〜１７５、官能基数２、保土谷化学工業社製「ＰＴＧ−６５０ＳＮ」
ＰＴＭＥＧ−１０００：ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１０８、官能基数２、保土谷化学工業社製「ＰＴＧ−１０００」
トリオール−１０００：ポリプロピレントリオール、開始剤：グリセリン、数平均分子量１０００、水酸基価１６８ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数３
ジオール−１０００：ポリプロピレンジオール、開始剤：エチレングリコール、数平均分子量１０００、水酸基価１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２
ジオール−４００：ポリプロピレンジオール、開始剤：エチレングリコール、数平均分子量４００、水酸基価２８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２
ポリカーボネートジオール：開始剤：１，５−ペンタンジオールおよび１，６−ヘキサンジオール、水酸基価２２４ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、旭化成社製「デュラノールＴ５６５０Ｅ」
ビスフェノールＡ−エトキシレート：ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物、水酸基価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、アルドリッチ社製試薬
ポリブタジエンポリオール：水酸基価１０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２．２、出光興産社製「Ｒ−１５ＨＴ」
ポリカプロラクトンジオール：水酸基価２２２ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、ダイセル化学工業社製「プラクセルＬ２０５ＡＬ」
ポリエステルジオール−Ａ：アジピン酸およびテレフタル酸と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとの重縮合物、水酸基価１１１ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、クラレ社製「クラレポリオールＰ−１０１１」
ポリエステルジオール−Ｂ：アジピン酸およびイソフタル酸と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとの重縮合物、水酸基価１０８ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、クラレ社製「クラレポリオールＰ−１０１２」
ポリエステルジオール−Ｃ：アジピン酸と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとの重縮合物、水酸基価１１２ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、クラレ社製「クラレポリオールＰ−１０１０」
４，４’−ＭＤＩ：４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
ＴＤＩ−６５：２，４−および２，６−トリレンジイソシアネートの異性体混合物（２，４／２，６異性体混合比６５：３５）（質量比）
ＴＯＤＩ：３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート
１，５−ＮＤＩ：１，５−ナフタレンジイソシアネート
ＤＯＰ：フタル酸ジ−２−エチルヘキシル
イオン液体：１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド
オクチル酸鉛：商品名「ヘキソエート鉛２４％」、触媒、東栄化工社製
ＢＹＫ−０７０：消泡剤、ビックケミー・ジャパン社製
イルガノックス１１３５：酸化防止剤、ＢＡＳＦ社製
ハイパーゲル：２ｍｍ厚のシート状ゲル、アスカーＣ硬度３０、エクシールコーポレーション社製
（ポリウレタン成形体の成形）
実施例１〜６０および比較例１〜４
表１〜表８に基づいて、ポリイソシアネートとポリオールと（必要により配合される可塑剤および添加剤と）を処方して、実施例１〜６０および比較例１〜４のポリウレタン成形体を成形した。
【０２３５】
具体的には、まず、ポリイソシアネートとポリオールと（必要により配合される可塑剤および添加剤と）を、所定の温度（混合前の液温）にて、混合ポットに、所定のイソシアネートインデックスとなる割合で投入し、混合しながら減圧下にて３０秒間脱泡した。
【０２３６】
その後、これを、注形型の空隙に流し込み、所定の温度（硬化温度）にて、２４時間、硬化させた。これにより、厚み２．０ｍｍのシート状のポリウレタン成形体を得た。なお、注形型は、厚み方向に対向する２枚の平坦な金属板と、それらの周端部の間（空隙）に挟み込まれた切片状のスペーサーとから形成されている。
【０２３７】
【表１】
【０２３８】
【表２】
【０２３９】
【表３】
【０２４０】
【表４】
【０２４１】
【表５】
【０２４２】
【表６】
【０２４３】
【表７】
【０２４４】
【表８】
【０２４５】
表１〜８において、特に単位などを特記しない限り、配合処方の数値は、質量部数を示す。
【０２４６】
（成形体の用意）
比較例５
非特許文献２に記載されるゲル（ハイパーゲル）を比較例５の成形体として供した。
【０２４７】
（ポリウレタン成形体の評価）
（１）光弾性定数、歪み光学定数およびヤング率
実施例１〜６０、比較例１〜４のポリウレタン成形体と、比較例５の成形体とに関し、「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌７３、２５３−２５８（２００７）」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定し、２５℃における歪み光学定数およびヤング率を得るとともに、それらから２５℃における光弾性定数を算出した。上記測定には、波長６３０ｎｍのレーザー光を使用した。
【０２４８】
それらの結果を表１〜表８に示す。
（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）、貯蔵伸長弾性率（Ｅ’）、損失伸長弾性率（Ｅ’’）および損失正接（ｔａｎδ）
実施例１〜６０、比較例１〜４のポリウレタン成形体と、比較例４との成形体について、動的粘弾性測定装置（ＶＥＳ−Ｆ−ＩＩＩ、ＶＩＳＣＯ−ＥＬＡＳＴＩＣＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ、岩本製作所社製）を用いて、長さ２．５ｃｍ、幅５．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍの短冊状に裁断したサンプル片を、昇温速度５℃／分、振動数１０Ｈｚ、振幅±０．０１ｍｍの温度分散モードにて測定し、貯蔵伸長弾性率（Ｅ’）、損失伸長弾性率（Ｅ’’）および損失正接（ｔａｎδ）を求めるとともに、得られたデータの損失正接（ｔａｎδ）のピーク値の温度を、ガラス転移温度とした。
【０２４９】
それらの結果を表１〜表８に示す。
（３）外観
実施例１〜６０、比較例１〜４のポリウレタン成形体と、比較例４の成形体との透明の度合いを、肉眼にて観察した。
【０２５０】
それらの結果を、表１〜表８に記載する。
【０２５１】
（試験用感圧センサの作成および試験）
実施例６１
（試験用感圧センサの作成）
実施例１７のポリウレタン成形体から試験用感圧センサを作成し、これを実施例６１とした。
【０２５２】
図３において、試験用感圧センサ２２は、ポリウレタン成形体４と、ポリウレタン成形体４における応力発生を検知するための応力発生検知部１５とを備えている。
【０２５３】
ポリウレタン成形体４は、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ、厚み２ｍｍの矩形状のシート状に成形されている。
【０２５４】
応力発生検知部１５は、光センサであって、ポリウレタン成形体４の両側を挟むように設けられる発光部５および受光部８を備えている。
【０２５５】
発光部５は、レーザー光（波長６３０ｎｍ）を出射する光源である。
【０２５６】
受光部８は、発光部５から出射されたレーザー光を受光（検知）する光強度検出器である。なお、受光部８は、受光するレーザー光の光量（光強度）を測定する。
【０２５７】
応力発生検知部１５は、発光部５から出射されたレーザー光が、ポリウレタン成形体４を面方向（厚み方向に直交する方向）に通過し、ポリウレタン成形体４を通過した光が受光部８に受光するように、配置されている。
【０２５８】
また、感圧センサ２２には、ポリウレタン成形体４と、発光部５および受光部８との間に介在される偏光フィルム１３が２つ設けられている。具体的には、偏光フィルム１３は、ポリウレタン成形体４と、発光部５との間に介在される発光側偏光フィルム２３と、ポリウレタン成形体４と、受光部８との間に介在される受光側偏光フィルム３３とを備える。
【０２５９】
発光側偏光フィルム２３は、偏光面が、ポリウレタン成形体４の面方向（図３において紙面に沿う方向）に対して４５度傾斜するように設けられ、受光側偏光フィルム３３は、発光側偏光フィルム２３により偏光されたレーザー光を遮断するように（つまり、ポリウレタン成形体４の面方向に対して１３５度傾斜するように）設けられている。
【０２６０】
（試験用感圧センサの評価）
応力発生検知部１５において、発光部５から、光強度３００μＷのレーザー光を出射するとともに、ポリウレタン成形体においてレーザー光が通過する部分を、検知部１１（直径１ｍｍの円形領域）として、表９に記載の圧力で、厚み方向一方側に押し下げた。
【０２６１】
発光部５から照射されたレーザー光は、発光側偏光フィルム２３を通過すると、ポリウレタン成形体のシートの面方向に対して４５度傾斜する偏光面を有し、その後、ポリウレタン成形体４に入射する。
【０２６２】
続いて、かかるレーザー光が、検知部１１に至ると、検知部１１では、上記した押し下げによって、複屈折を所定割合で生じることから、偏光面がさらに９０度傾斜する。つまり、押し下げ部分より受光側のレーザー光は、ポリウレタン成形体４の面方向に対して１３５度傾斜する偏光面を有する。
【０２６３】
次いで、そのようなレーザー光は、ポリウレタン成形体４から出射し、続いて、受光側フィルム３３を通過して、受光部８に受光され、受光部８において、光強度を測定する。
【０２６４】
その結果を表９に示す。
【０２６５】
【表９】
【０２６６】
表９から明らかなように、荷重のない状態（無荷重状態）で検出された光強度（１２．０μＷ）は、荷重０．１２Ｎ（１２ｇ）の状態で検出された光強度（０．３μＷ）に対して、４０倍であり、それによって、圧力を検出することができた。
【符号の説明】
【０２６７】
１ タッチパネル
２ 感圧センサ
４ ポリウレタン成形体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体、感圧センサおよびタッチパネル、詳しくは、入力デバイスとして好適に用いられるタッチパネル、ならびに、それに用いられるポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体および感圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感圧センサが用いられる入力デバイスとして、タッチパネルが広く知られている。
【０００３】
そのようなタッチパネルの方式として、例えば、抵抗膜式、静電容量方式、光学方式、超音波式などの各種方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
非特許文献１で提案されるタッチパネルのうち、抵抗膜式および静電容量方式のタッチパネルは、耐湿性および耐水性が低く、そのため、湿った指または濡れた指で触れると、誤検知を生じる場合がある。また、抵抗膜式および静電容量方式のタッチパネルは、耐電気ノイズ性および耐電磁波性も低く、そのため、工場内またはモータの周囲など、電気ノイズおよび電磁波を生じる環境で使用すると、誤検知を生じる場合がある。
【０００５】
また、光学方式のタッチパネルは、指を光学的に読み取る必要があり、そのため、検知光を通過させるためのスペースが必要であり、装置が厚くなるという不具合がある。
【０００６】
さらに、超音波式のタッチパネルでは、超音波発生装置が必要であり、重量が増大して、コストが増大するという不具合がある。
【０００７】
そこで、上記した不具合を解消すべく、ＰＥＴシートと、その周囲に、互いに間隔を隔てて配置される光源およびセンサアレイとを備える感圧式のタッチパネルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１のタッチパネルでは、光源から出射され、ＰＥＴシート内を通過する光が、ＰＥＴシートが押圧された時に、かかる位置において複屈折を生じ、かかる光をセンサアレイが検知することによって、ＰＥＴシートにおける押圧位置を特定している。
【０００８】
また、液晶ディスプレイと、その前面に形成され、ポリエチレン系またはシリコーン系の粘弾性体からなるゲルと、ゲルの前方に配置されるカメラとを備えるタッチシステムが提案されている（例えば、非特許文献２参照。）。非特許文献２のタッチシステムでは、液晶ディスプレイから発光された光がゲル内を通過する際、ゲルに圧力が加えられることよって、圧力が加えられた位置で複屈折を生じ、かかる光をカメラが撮影することにより、ゲルにおける圧力位置を特定している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「フジクラ技報」第１０２号、２００２年４月、ｐ．４２−４６
【非特許文献２】コンピュータソフトウェア、Ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．１、２０１０年、２月、ｐ．３７−４７
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１４７７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般的なＰＥＴシートのヤング率は、数ＧＰａであり、特許文献１の感圧式のタッチパネルに用いた場合、指による押圧により僅かに変形するのみであり、実用的なタッチパネルに十分な光弾性を示さないという不具合がある。
【００１２】
そこで、特許文献１の感圧式のタッチパネルにおいて、ＰＥＴシートに代えて非特許文献２のゲルを用いて、カメラによって撮影することなく、押圧位置を特定することが試案される。しかしながら、その場合において、非特許文献２のゲルは、光弾性定数が低いため、ユーザーが通常加える圧力（例えば、数〜数十ｇ重）を大きく超える圧力（例えば、３００ｇ重程度）をゲルに加える必要がある。そのため、上記した感圧式のタッチパネルの実用化は困難である。
【００１３】
さらに、非特許文献２のゲルは、軟らかいため、タッチペンの先端などの鋭利部と接触すると、容易に損傷するという不具合がある。
【００１４】
本発明の目的は、光弾性、剛性、耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性に優れ、薄型化および軽量化を図ることができ、コストを低減することのできる、ポリウレタン樹脂組成物、ポリウレタン成形体、感圧センサおよびタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネートと、ポリオールとを含有するポリウレタン樹脂組成物であって、前記ポリイソシアネートは、１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、１，５−ナフチレン基を有する芳香環含有ポリイソシアネートを含有し、前記ポリオールは、平均水酸基価が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールを含有し、前記ポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られるポリウレタン成形体は、２５℃におけるヤング率が、２〜１０ＭＰａであり、２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記芳香環含有ポリイソシアネートが、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート、および、１，５−ナフタレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも１種のジイソシアネートであることが好適である。
【００１７】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ポリオールが、炭素数が２〜１０のジオール、炭素数が３〜１０のトリオール、および、炭素数が５〜１０のテトラオールからなる群から選択される少なくとも１種の、平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する低分子量ポリオールを含有することが好適である。
【００１８】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ポリオールが、炭素数が２〜１０のジオールと、炭素数が３〜１０のトリオールとを含有することが好適である。
【００１９】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ジオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５質量部以下であり、前記トリオールおよび前記テトラオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であることが好適である。
【００２０】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリテトラメチレンエーテルグリコールを含有することが好適である。
【００２１】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカーボネートジオールを含有することが好適である。
【００２２】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記ポリイソシアネートの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５〜８５質量部であることが好適である。
【００２３】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物は、炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有するシアノ化合物をさらに含有することが好適である。
【００２４】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物では、前記シアノ化合物が、下記式（１）で示されるビフェニル化合物、
【００２５】
【化１】
【００２６】
（式中、Ｒ１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）
下記式（２）で示されるエーテル化合物、
【００２７】
【化２】
【００２８】
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）
下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、および
【００２９】
【化３】
【００３０】
（Ｒ３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）
下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物
【００３１】
【化４】
【００３２】
（Ｒ４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）
からなる群から選択される少なくとも１種のシアノ化合物であることが好適である。
【００３３】
また、本発明のポリウレタン成形体は、上記したポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られることを特徴としている。
【００３４】
また、本発明の感圧センサは、上記したポリウレタン成形体を備えることを特徴としている。
【００３５】
また、本発明のタッチパネルは、上記した感圧センサを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のポリウレタン樹脂組成物から得られる本発明のポリウレタン成形体は、軽薄化および軽量化を図りながら、優れた光弾性、優れた剛性、さらには、優れた耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性を有している。
【００３７】
そのため、上記したポリウレタン成形体を備える本発明の感圧センサでは、剛性の向上を図り、軽薄化および軽量化を図りながら、ユーザーが通常加える圧力に基づく応力歪みをセンシングすることができ、ポリウレタン成形体における応力発生箇所を確実に特定することができる。
【００３８】
その結果、本発明の感圧センサを備える本発明のタッチパネルは、装置の軽薄化および軽量化を図って、機械強度を向上させながら、容易かつ確実なセンシングを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明のタッチパネルの一実施形態（発光部および受光部がポリウレタン成形体の外側に配置される態様）の平面図を示す。
【図２】図２は、本発明のタッチパネルの他の実施形態（発光部および受光部がポリウレタン成形体の内側に配置される態様）の断面図を示す。
【図３】図３は、実施例の試験用感圧センサの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明のポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネートとポリオールを含有している。
【００４１】
ポリイソシアネートは、芳香環含有ポリイソシアネートを含み、そのような芳香環含有ポリイソシアネートとしては、１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、１，５−ナフチレン基を含有している。
【００４２】
１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４′−ＭＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの重合物（カルボジイミド変性ＭＤＩ、ウレトンイミン変性ＭＤＩ、アシル尿素変性ＭＤＩなど）、２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、３，３′−ジメトキシビフェニル−４，４′−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルジイソシアネート、４，４′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、１，４−キシリレンジイソシアネート（１，４−ＸＤＩ）などのベンゼン環含有ポリイソシアネート（具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネート）などが挙げられる。
【００４３】
また、１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）などのナフタレン環含有ポリイソシアネート（具体的には、ナフタレン環含有ジイソシアネート）などが挙げられる。
【００４４】
１，４−フェニレン基および／または１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートのうち、好ましくは、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４′−ＭＤＩ）、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）が挙げられる。
【００４５】
ポリイソシアネートは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００４６】
また、ポリイソシアネートは、上記した芳香環含有ポリイソシアネートを必須成分とし、その他のポリイソシアネートを任意成分として含有することもできる。
【００４７】
その他のポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート（上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く）、芳香脂肪族ポリイソシアネート、（上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く）、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。
【００４８】
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、２，２’−ＭＤＩ、２，６−ＴＤＩ、ｍ−フェニレンジイソシアネート、２，６−ＮＤＩなどの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。
【００４９】
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、１，３−キシリレンジイソシアネート（１，３−ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
【００５０】
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、４，４′−、２，４′−または２，２′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートもしくはその混合物（Ｈ１２ＭＤＩ）、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（水添キシリレンジイソシアネート、Ｈ６ＸＤＩ）、２，５−または２，６−ビス（イソシアナトメチル）ノルボルナンもしくはその混合物（ＮＢＤＩ）、１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−または１，３−シクロヘキサンジイソシアネートもしくはその混合物、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネートが挙げられる。
【００５１】
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，２−、２，３−または１，３−ブチレンジイソシアネート、２，４，４−または２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
【００５２】
ポリイソシアネートのうち、１，４−フェニレン基および／または１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートの配合割合は、ポリイソシアネートの総量に対して、例えば、３０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上、とりわけ好ましくは、９０質量％以上である。
【００５３】
ポリイソシアネートの芳香環濃度は、ポリウレタン樹脂組成物に対して、例えば、１０質量％以上、好ましくは、１３質量％以上であり、通常、例えば、３０質量％以下、好ましくは、２６質量％以下である。
【００５４】
ポリイソシアネートの芳香環濃度が上記した下限以上であれば、優れた光弾性を得ることができる。
【００５５】
ポリイソシアネートの芳香環濃度が上記した上限以下であれば、優れた光弾性を得ることができる。
【００５６】
ポリイソシアネートの芳香環濃度は、ポリイソシアネートに由来する芳香環の、ポリウレタン樹脂組成物における質量割合であって、後述するシアノ化合物に由来する芳香環を含まない。
【００５７】
また、芳香環濃度は、ポリイソシアネートが１，４−フェニレン基を含有する場合には、そのポリイソシアネートの分子量を７８（ｇ／モル）とし、また、ポリイソシアネートが１，５−ナフチレン基を含有する場合には、そのポリイソシアネートの分子量を１２８（ｇ／モル）として算出される。
【００５８】
ポリオールは、高分子量ポリオールを含有している。
【００５９】
高分子量ポリオールは、水酸基を２つ以上有し、平均水酸基価（後述）が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの化合物であり、かつ、平均官能基数（後述）が２の場合には、数平均分子量が２２５以上の化合物であり、あるいは、平均官能基数が３の場合には、数平均分子量３３７以上の化合物である。
【００６０】
そのような高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ダイマーポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、天然油ポリオール、シリコーンポリオール、フッ素ポリオールなどが挙げられる。
【００６１】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどのポリオキシアルキレンポリオールなどが挙げられる。
【００６２】
ポリプロピレンポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールを開始剤とする、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの付加重合物（２種以上のアルキレンオキサイドのランダムおよび／またはブロック共重合体を含む）が挙げられる。
【００６３】
低分子量ポリオールは、水酸基を２つ以上有し、平均水酸基価（後述）が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する化合物であり、かつ、官能基数（後述）が２の場合には、分子量が４０以上２２５未満のジオールであり、あるいは、官能基数が３の場合には、分子量４０以上３３７未満のトリオールである。
【００６４】
そのような低分子量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（１，２−プロパンジオール）、トリメチレングリコール（１，３−プロパンジオール）、１，４−ブチレングリコール（１，４−ブタンジオール）、１，３−ブチレングリコール（１，３−ブタンジオール）、１，２−ブチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、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、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、アルカン（炭素数７〜１３）ジオールや、１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、２，６−ジメチル−１−オクテン−３，８−ジオールなどアルケン（炭素数４〜１３）ジオールなどの脂肪族ジオール（炭素数２〜１３）や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール（炭素数６〜１３）、さらには、例えば、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、キシレングリコールなどの芳香族ジオール（芳香環を含有する炭素数６〜１３の芳香環含有ジオール）、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール（炭素数２〜９）（２価アルコール）、例えば、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−３−ブタノールなどの炭素数３〜６の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール（炭素数７〜２０）などのトリオール（３価アルコール）、例えば、テトラメチロールメタン（ペンタエリスリトール）、ジグリセリン（ジグリセロール）などのテトラオール（４価アルコール）（炭素数５〜２７）、例えば、キシリトールなどのペンタオール（５価アルコール）（炭素数５〜３３）、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどのヘキサオール（６価アルコール）（炭素数６〜４０）、例えば、ペルセイトールなどの７価アルコール（ヘプタオール）（炭素数７〜４７）、例えば、ショ糖などのオクタオール（８価アルコール）（炭素数８〜５４）などが挙げられる。
【００６５】
これら低分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００６６】
ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物、例えば、テトラヒドロフランの重合単位に上記したジオールなどを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール、例えば、テトラヒドロフランの重合単位に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロヒドリンおよび／またはベンジルグリシジルエーテルなどを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。
【００６７】
また、ポリエーテルポリオールとして、例えば、上記した炭素数６〜１３の芳香環含有ジオール（具体的には、ビスヒドロキシエトキシベンゼンなど）、水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の芳香環含有ジオール（具体的には、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、ビスフェノールＡなど）などの芳香族ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび／またはテトラヒドロフランなどを付加重合した芳香環含有ポリオールも挙げられる。
【００６８】
ポリエーテルポリオールとしては、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。
【００６９】
ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した低分子量ポリオールと、多塩基酸またはその酸無水物あるいはその酸ハライドとの反応により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
【００７０】
多塩基酸およびその酸無水物またはその酸ハライドとしては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、１，１−ジメチル−１，３−ジカルボキシプロパン、３−メチル−３−エチルグルタール酸、アゼライン酸、セバチン酸、その他の脂肪族ジカルボン酸（Ｃ１１〜Ｃ１３）、水添ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トルエンジカルボン酸、ダイマー酸、ヘット酸などのカルボン酸（ジカルボン酸）、および、これらのカルボン酸などから誘導される酸無水物、例えば、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水２−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１８）コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、さらには、これらの無水カルボン酸などから誘導される酸ハライド、例えば、シュウ酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、セバチン酸ジクロライドなどが挙げられる。
【００７１】
また、ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン類を開環重合して得られる、ポリカプロラクトンポリオール、ポリバレロラクトンポリオールなどのラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
【００７２】
さらに、ポリエステルポリオールとして、例えば、上記した低分子量ポリオールと、水酸基含有植物油脂肪酸（例えば、リシノレイン酸を含有するひまし油脂肪酸、１２−ヒドロキシステアリン酸を含有する水添ひまし油脂肪酸など）などのヒドロキシカルボン酸とを、公知の条件下、縮合反応させて得られる植物油系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
【００７３】
ポリカーボネートポリオールは、例えば、上記した低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、触媒の存在下または不在下に、ホスゲン、ジアルキルカーボネート、ジアリルカーボネート、アルキレンカーボネートなどを反応させることにより、得ることができる。ポリカーボネートポリオールは、好ましくは、ジオールを開始剤とするポリカーボネートジオールが挙げられる。
【００７４】
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ブタジエン、イソプレンなどの共役二重結合含有モノマーの重合体の末端に水酸基を付加した、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンジオールなどが挙げられる。
【００７５】
ダイマーポリオールとしては、通常、工業用原料として入手し得る、主成分が炭素数１８の不飽和脂肪酸の２量体を還元して得られるダイマージオールなどが挙げられる。
【００７６】
ポリウレタンポリオールとしては、上記により得られたポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよび／またはポリカーボネートポリオールを、イソシアネート基に対する水酸基の当量比（ＯＨ／ＮＣＯ）が１を超過する割合で、上記したポリイソシアネートと反応させることによって得られる、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリウレタンポリオール、あるいは、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオールなどが挙げられる。
【００７７】
ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとしては、例えば、特公昭４８−１００７８号公報に記載されているように、ポリオキシアルキレンポリオールにポリエステル鎖をブロックした構造のもの、すなわち、ポリオキシアルキレンポリオールまたは水酸基を有するその誘導体の各ヒドロキシ基の水素原子と置換する部分が、一般式（Ａ）
（−ＣＯ−Ｒ５−ＣＯＯ−Ｒ６−Ｏ−）ｎ （Ａ）
（式中、Ｒ５およびＲ６はそれぞれ２価の炭化水素基であり、ｎは平均１より大きい数を示す。）で表されるものが含まれる。
【００７８】
一般式（Ａ）中、Ｒ５で示される２価の炭化水素基としては、例えば、飽和脂肪族または芳香族ポリカルボン酸残基、Ｒ６で示される２価の炭化水素基としては、例えば、環状エーテル基をもつ化合物が開裂した残基が挙げられ、ｎは、好ましくは１〜２０の整数である。
【００７９】
このポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールは、上記したポリオキシアルキレンポリオール（ポリエーテルポリオール）に、ポリカルボン酸無水物とアルキレンオキシドを反応させることにより得られる。
【００８０】
高分子量ポリオールの平均水酸基価は、８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは、１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００８１】
高分子量ポリオールの水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、ＪＩＳ Ｋ １５５７−１のＡ法またはＢ法に準拠するアセチル化法またはフタル化法などから求めることができる。
【００８２】
そして、高分子量ポリオールの平均水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、高分子量ポリオールが単独使用される場合には、その高分子量ポリオールの水酸基価と同一である。一方、高分子量ポリオールの平均水酸基価は、高分子量ポリオールが併用される場合には、それらの平均値である。
【００８３】
高分子量ポリオールの平均水酸基価が上記した範囲を超過すると、ポリウレタン成形体において、ヤング率が高くなり過ぎ、所望の光弾性定数を得ることができない場合がある。一方、平均水酸基価が上記した範囲未満であると、ガラス転移温度が過度に低くなり、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。
【００８４】
高分子量ポリオールの平均官能基数は、例えば、１．９〜３、好ましくは、１．９〜２．５、さらに好ましくは、２．０〜２．２である。
【００８５】
高分子量ポリオールの官能基数は、高分子量ポリオールの水酸基数であって、具体的には、１分子当たりの活性な水酸基の数である。
【００８６】
そして、高分子量ポリオールの平均官能基数は、高分子量ポリオール１分子当たりの活性な水酸基の平均値である。つまり、異なる官能基数を有する高分子量ポリオールが混合（併用）される場合は、その高分子量ポリオールの混合物の分子数に対する混合物の活性な水酸基の数の割合を示した数値が、高分子量ポリオールの平均官能基数である。
【００８７】
なお、高分子量ポリオールの平均官能基数は、次式（Ｂ）から求めることもできる。
【００８８】
平均官能基数＝（各高分子量ポリオールの官能基数×当量数）の総和／各高分子量ポリオールの当量数の総和 （Ｂ）
高分子量ポリオールの数平均分子量は、例えば、２２５〜２０，０００、好ましくは、５００〜１５，０００である。
【００８９】
数平均分子量は、次式（Ｃ）から求めることができる。
【００９０】
数平均分子量＝５６１００×平均官能基数／平均水酸基価 （Ｃ）
高分子量ポリオールの平均官能基数が上記した範囲を超過すると、ポリウレタン成形体において、所望の光弾性定数を得にくい場合がある。一方、平均官能基数が上記した範囲未満であると、ヤング率が低くなり過ぎ、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。
【００９１】
高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールが挙げられる。
【００９２】
さらに好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール（具体的には、ポリカーボネートジオール）が挙げられる。
【００９３】
ポリテトラメチレンエーテルグリコールの平均水酸基価は、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、１００〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリテトラメチレンエーテルグリコールの平均水酸基価が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。
【００９４】
ポリカーボネートジオールの平均水酸基価は、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、１５０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリカーボネートジオールの平均水酸基価が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。
【００９５】
これら高分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００９６】
また、ポリオールは、上記した高分子量ポリオールに加え、上記した低分子量ポリオールを含有することもできる。
【００９７】
ポリオールが低分子量ポリオールを含有することにより、ポリオールの平均水酸基価を増大させて、その分、イソシアネートインデックス（後述）を所望の値に調整すべく、上記したポリイソシアネート（好ましくは、芳香環含有ポリイソシアネート）をポリウレタン樹脂組成物に多く配合することができる。そのため、ポリイソシアネート成形体の光弾性定数を高めることができる。
【００９８】
低分子量ポリオールとしては、好ましくは、ジオール、トリオール、テトラオールが挙げられ、具体的には、炭素数２〜１０のジオール、炭素数３〜１０のトリオール、炭素数５〜１０のテトラオールが挙げられる。
【００９９】
炭素数２〜１０のジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、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、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、アルカン（炭素数７〜１０）ジオールや、１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、２，６−ジメチル−１−オクテン−３，８−ジオールなどアルケン（炭素数４〜１０）ジオール、などの脂肪族ジオール（炭素数２〜１０）や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール（炭素数６〜１０）、例えば、キシレングリコールなどの芳香族ジオール（炭素数６〜１０の芳香環含有ジオール）、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール（炭素数２〜１０）などが挙げられる。
【０１００】
炭素数３〜１０のトリオールとしては、例えば、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−３−ブタノールなどの炭素数３〜６の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール（炭素数７〜１０）などのトリオールなどが挙げられる。
【０１０１】
炭素数５〜１０のテトラオールとしては、例えば、テトラメチロールメタン、ジグリセリンなどのテトラオールなどが挙げられる。
【０１０２】
低分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。
【０１０３】
好ましくは、トリオールが少なくとも用いられ、具体的には、炭素数３〜１０のトリオールの単独使用、炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールの併用が挙げられる。
【０１０４】
低分子量ポリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．１〜３０質量部、好ましくは、０．５〜２５質量部である。
【０１０５】
炭素数３〜１０のトリオールが単独使用される場合には、炭素数３〜１０のトリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、１０質量部以下、好ましくは、９質量部以下、さらに好ましくは、０．５〜６質量部である。
【０１０６】
炭素数３〜１０のトリオールの配合割合が上記した範囲を超える場合は、ポリウレタン成形体が不透明になり、光がポリウレタン成形体を透過しない場合や、ポリウレタン成形体のヤング率が高くなり過ぎる場合がある。
【０１０７】
炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールが併用される場合において、炭素数３〜１０のトリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．５〜１０質量部、好ましくは、１〜６質量部であり、炭素数２〜１０のジオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、２５質量部以下、好ましくは、０．１〜１０質量部である。炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールの配合割合が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。
【０１０８】
また、炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールが併用される場合において、それらの総量の配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．１〜３０質量部、好ましくは、０．５〜２５質量部、さらに好ましくは、０．７〜６質量部である。
【０１０９】
トリオールおよびジオールの総量が上記した範囲未満であると、ヤング率が過度に低下して、成形性や耐傷付性が低下したり、光弾性定数が低下する場合がある。トリオールおよびジオールの総量が上記した範囲を超過すると、ヤング率が過度に高くなる場合がある。
【０１１０】
そして、高分子量ポリオールの配合割合は、ポリイソシアネート１００質量部に対して、例えば、１２０〜４００質量部、好ましくは、１２５〜３３３質量部である。
【０１１１】
換言すれば、ポリイソシアネートの含有割合が、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、２５〜８５質量部、好ましくは、３０〜８０質量部である。ポリイソシアネートの含有割合が上記した範囲内にあれば、高い剛性と高い剛性とを両立することができる。
【０１１２】
ポリイソシアネートの含有割合が上記した範囲を超過する場合には、ヤング率が過度に高くなり、ポリウレタン成形体における所望の光弾性定数を得られない場合がある。
【０１１３】
ポリイソシアネートの含有割合が上記した範囲未満である場合には、ポリウレタン成形体における所望の光弾性定数を得られない場合がある。
【０１１４】
また、本発明のポリウレタン樹脂組成物には、可塑剤を含有させることができる。
【０１１５】
可塑剤は、ポリウレタン成形体のガラス転移温度を低下させるべく、ポリウレタン樹脂組成物に必要により配合され、例えば、シアノ化合物、フタル酸エステル（例えば、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）、例えば、アジピン酸エステル（例えば、アジピン酸ジオクチル）、例えば、セバシン酸エステル（例えば、セバシン酸ジオクチル）、リン酸トリグリシジル、アセチルクエン酸トリブチル、エポキシ化大豆油、トリメリット酸トリオクチル、アルキルベンゼン、アルキルビフェニル（例えば、４−ペンチルビフェニル）、塩素化パラフィン、高沸点溶剤、イオン液体（例えば、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）、ポリステル系可塑剤などが挙げられる。好ましくは、シアノ化合物が挙げられる。
【０１１６】
シアノ化合物をポリウレタン樹脂組成物に配合すれば、成形体のヤング率を低減することができ、それによって、ポリウレタン成形体の加工性を向上することができるとともに、光弾性定数を増大させることもできる。
【０１１７】
シアノ化合物は、例えば、炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有している。
【０１１８】
シアノ化合物が、４−シアノフェニル基を有することによって、光弾性定数をより一層増大させることができる。
【０１１９】
４−シアノフェニル基において、フッ素原子が置換する水素原子としては、例えば、２位〜６位の水素原子であって、好ましくは、２位の水素原子である。
【０１２０】
シアノ化合物としては、具体的には、下記式（１）で示されるビフェニル化合物、
【０１２１】
【化１】
【０１２２】
（式中、Ｒ１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）
下記式（２）で示されるエーテル化合物、
【０１２３】
【化２】
【０１２４】
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）
下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、
【０１２５】
【化３】
【０１２６】
（Ｒ３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）
下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物が挙げられる。
【０１２７】
【化４】
【０１２８】
（Ｒ４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）
上記式（１）中、Ｒ１として示される炭素数１〜１１のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、イソノニル、デシル、ドデシルなどの直鎖または分岐のアルキル基が挙げられる。好ましくは、炭素数２〜７のアルキル基が挙げられる。
【０１２９】
上記式（１）中、Ｒ１として示される炭素数７〜１１の４−アルキルフェニル基としては、例えば、４−メチルフェニル、４−エチルフェニル、４−プロピルフェニル、４−イソプロピルフェニル、４−ペンチルフェニル、４−イソペンチルフェニル、４−ｔｅｒｔペンチルフェニルなどの、炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル部分を有する、４−アルキルフェニル基が挙げられる。好ましくは、炭素数３〜５のアルキル部分を有する、炭素数９〜１１の４−アルキルフェニル基が挙げられる。
【０１３０】
炭素数７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基としては、例えば、４−メチルシクロヘキシル、４−エチルシクロヘキシル、４−プロピルシクロヘキシル、４−イソイプロピルシクロヘキシル、４−ペンチルシクロヘキシル、４−イソペンチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔペンチルシクロヘキシル、炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル部分を有する、４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。好ましくは、炭素数３〜５のアルキル部分を有する、炭素数９〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。
【０１３１】
上記式（１）で示されるＲ１として、好ましくは、炭素数１〜１１のアルキル基、炭素数７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。
【０１３２】
上記式（１）で示されるビフェニル化合物として、具体的には、４−シアノ−４´−メチルビフェニル、４−シアノ−４´−ペンチルビフェニル、４−シアノ−４´−（４−ペンチルシクロヘキシル）ビフェニルなどが挙げられる。
【０１３３】
上記式（２）中、Ｒ２で示される炭素数１〜１１のアルキル基としては、上記式（１）のＲ１で示される炭素数１〜１１のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。
【０１３４】
上記式（２）で示されるエーテル化合物としては、具体的には、４−シアノ−４´−ペンチルオキシビフェニルなどが挙げられる。
【０１３５】
上記式（３）中、Ｒ３で示される炭素数が１〜１１のアルキル基としては、上記式（１）のＲ１で示される炭素数１〜１１のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。
【０１３６】
上記式（３）中、Ｒ３で示される炭素数が５〜１１のアルケニル基としては、例えば、例えば、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デシニル、ドデシニルなどが挙げられる。
【０１３７】
上記式（３）中、Ｒ３として、好ましくは、炭素数が１〜１１のアルキル基が挙げられる。
【０１３８】
上記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物としては、具体的には、４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル、４−（（３−ペンテニル）−４−シクロヘキシル）ベンゾニトリル、２−フルオロ−４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリルなどが挙げられる。
【０１３９】
上記式（４）中、Ｒ４で示される炭素数が１〜１０のアルキル基は、上記式（１）のＲ１で示される炭素数１〜１１のアルキル基として例示したアルキル基のうち、炭素数１〜１０のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。
【０１４０】
上記式（４）で示されるフェニルエステル化合物としては、例えば、４−プロピル安息香酸４−シアノフェニル、４−ヘプチル安息香酸４−シアノフェニル、４−ペンチル安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルロオフェニルなどが挙げられる。
【０１４１】
また、シアノ化合物として、例えば、シアノベンゼン、４−メトキシベンゼンなども挙げられる。
【０１４２】
シアノ化合物は、単独使用または２種以上併用することができる。
【０１４３】
シアノ化合物のうち、好ましくは、ビフェニル化合物が挙げられる。
【０１４４】
可塑剤の配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、１００質量部以下、好ましくは、１〜６０質量部、さらに好ましくは、５〜３０質量部である。
【０１４５】
可塑剤の配合割合が上記した範囲を超過する場合には、ポリウレタン成形体のヤング率が過度に低下して、ポリウレタン成形体の外観が不透明となる場合がある。
【０１４６】
そして、上記したポリイソシアネートとポリオールと必要により可塑剤とを処方（配合）することにより、本発明のポリウレタン樹脂組成物を得る。
【０１４７】
ポリウレタン樹脂組成物に配合される各成分の好適な組合せ（後述する実施例１６、１８〜２０などで例示される第１の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１４８】
また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例３６、３９および４１などで例示される第２の組合せ。）として、例えば、複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートおよびナフタレン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せ、あるいは、異なる２種類のベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１４９】
さらに、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例３３および３４などで例示される第３の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物との組合せが挙げられる。
【０１５０】
さらにまた、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例５０、５２および５３などで例示される第４の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリカーボネートジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物との組合せが挙げられる。
【０１５１】
また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例４２および４６などで例示される第５の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、異なる２種類のベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物またはエーテル化合物との組合せが挙げられる。
【０１５２】
また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例５３で例示される第６の組合せ）として、例えば、複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートおよびナフタレン環含有ジイソシアネートと、ポリカーボネートジオールと、炭素数３〜１０の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１５３】
さらに、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せ（後述する実施例５８および５９で例示される第７の組合せ）として、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエステルポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ポリイソシアネートと、ジカルボン酸およびジオールの重縮合物であるポリエステルジオールと、炭素数３〜１０の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。
【０１５４】
そして、本発明のポリウレタン成形体は、このようにして得られる本発明のポリウレタン樹脂組成物から、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて、ポリウレタン樹脂組成物を硬化および成形することにより、得ることができる。
【０１５５】
ポリイソシアネートとポリオールとを反応させるには、例えば、ワンショット法やプレポリマー法などの公知の成形方法に準拠することができる。
【０１５６】
ワンショット法では、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを、イソシアネートインデックス（水酸基濃度に対するイソシアネート基濃度の比に１００を乗じた値、ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、７０〜４００、好ましくは、８０〜１５０となるように処方（混合）して、それらを成形型に注入して、例えば、０℃〜２５０℃、好ましくは、室温（２０℃）〜１５０℃で、例えば、１分間〜７日間、好ましくは、１０分間〜２日間、硬化反応させる。
【０１５７】
この硬化反応では、ウレタン化触媒を添加することができる。ウレタン化触媒としては、例えば、錫系触媒（例えば、オクチル酸錫など）、鉛系触媒（例えば、オクチル酸鉛など）、ビスマス系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒、有機金属系触媒、アミン系触媒などが挙げられ、好ましくは、高い光弾性定数を得る観点から、鉛系触媒が挙げられる。
【０１５８】
ウレタン化触媒の配合割合は、ポリイソシアネート１００質量部に対して、例えば、０．０００１〜２．０質量部、好ましくは、０．０００５〜１．０質量部である。
【０１５９】
また、上記した硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。
【０１６０】
そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型すれば、所定形状に成形されたポリウレタン成形体を得ることができる。
【０１６１】
あるいは、ポリウレタン樹脂組成物を、例えば、ガラス基板、樹脂フィルムなどの基材の上に均一な厚みで塗布して皮膜を形成し、続いて、硬化させることにより、所定の厚みのポリウレタン成形体を形成することができる。
【０１６２】
なお、ポリウレタン成形体は、硬化後、基材から剥離することができる。あるいは、ポリウレタン成形体は、基材から剥離することなく、基材に付着させたままで使用することもできる。
【０１６３】
プレポリマー法は、例えば、まず、ポリイソシアネートとポリオールの一部（例えば、高分子量ポリオール）とを反応させて、分子末端にイソシアネート基を有するイソシアネート基末端プレポリマーを合成する。次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、ポリオールの残部（鎖伸長剤：例えば、低分子量ポリオール）とを反応（鎖伸長）させて、硬化反応させる。
【０１６４】
イソシアネート基末端プレポリマーを合成するには、ポリイソシアネートとポリオールの一部とを、イソシアネートインデックス（ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、１１０〜２，０００、好ましくは、１５０〜１，０００となるように処方（混合）し、反応容器中にて、例えば、室温〜１５０℃、好ましくは、４０〜１２０℃で、例えば、０．５〜１８時間、好ましくは、２〜１０時間、反応させる。
【０１６５】
上記したイソシアネート基末端プレポリマーは、公知の溶媒の存在下で、合成することができる。
【０１６６】
また、上記したイソシアネート基末端プレポリマーの合成後に、例えば、薄膜蒸留法などの蒸留法、例えば、液−液抽出法などの抽出法などの除去方法によって、未反応のポリイソシアネートを除去することもできる。
【０１６７】
得られたイソシアネート基末端プレポリマーは、そのイソシアネート当量が、例えば、８０〜２，０００、好ましくは、１００〜１，０００である。
【０１６８】
次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、ポリオールの残部とを反応させるには、イソシアネート基末端プレポリマーと、ポリオールの残部とを、イソシアネートインデックス（ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、５０〜２００、好ましくは、７５〜１２５となるように処方（混合）し、成形型に注入して、例えば、０〜２５０℃、好ましくは、室温（２０℃）〜１５０℃で、例えば、１分間〜７日間、好ましくは、１０分間〜２日間、硬化反応させる。
【０１６９】
この硬化反応においても、上記と同様のウレタン化触媒を、上記と同様の配合割合で添加することができる。また、この硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。
【０１７０】
そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型すれば、所定形状に成形されたポリウレタン成形体を得ることができる。
【０１７１】
本発明のポリウレタン成形体は、光弾性、つまり、応力の発生により、成形体の内部を通過する光（例えば、レーザー光など）に複屈折を生じさせることができる。
【０１７２】
具体的には、ポリウレタン成形体は、２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、好ましくは、５，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、さらに好ましくは、７，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、とりわけ好ましくは、８，０００×１０−１２Ｐａ−１以上、より好ましくは、９，０００×１０−１２Ｐａ−１以上であり、通常、１００，０００×１０−１２Ｐａ−１以下である。
【０１７３】
光弾性定数が上記した下限を超過することにより、優れた光弾性、とりわけ、次に説明する感圧センサにおいて必要とされる優れた光弾性を確保することができる。
【０１７４】
ポリウレタン成形体の光弾性定数は、「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌７３、２５３−２５８（２００７）」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定することができる。
【０１７５】
また、光弾性定数の測定とともに、ポリウレタン成形体の歪光学定数とヤング率とが求められる。
【０１７６】
ポリウレタン成形体の歪光学定数は、ポリウレタン成形体の変形量に対する、かかる変形によって発生する複屈折の強さの割合を示す。
光弾性定数、歪光学定数およびヤング率は、下記式（５）を満足する。
【０１７７】
光弾性定数＝歪光学定数÷ヤング率 （５）
従って、ポリウレタン成形体の光弾性定数を上記した所望の範囲に設定するには、歪光学定数およびヤング率を調整する。
【０１７８】
具体的には、歪光学定数が高いほど、また、ヤング率が低いほど、光弾性定数が高くなるが、ヤング率が過度に低いと、成形性が低下する場合がある。
【０１７９】
そのため、ポリウレタン成形体の２５℃のヤング率は、２〜１０ＭＰａ（２×１０６〜１０×１０６Ｐａ）、好ましくは、３〜９ＭＰａ、さらに好ましくは、３〜６ＭＰａである。
【０１８０】
ポリウレタン成形体のヤング率が上記した範囲未満である場合には、ポリウレタン成形体が軟らか過ぎて傷付き易く、加工性が低下する場合がある。ポリウレタン成形体のヤング率が上記した範囲を超過する場合には、ポリウレタン成形体が硬すぎるため、光弾性が低下する場合がある。
【０１８１】
好ましくは、上記した所望の光弾性定数を得るには、ポリウレタン成形体の２５℃のヤング率が２〜６ＭＰａの場合には、２５℃の歪光学定数が、例えば、８，０００×１０−６以上（通常、１００，０００×１０−６以下）であり、ポリウレタン成形体の２５℃のヤング率が３〜１０ＭＰａの場合には、２５℃の歪光学定数は、例えば、４０，０００×１０−６以上（通常、１００，０００×１０−６以下）である。
【０１８２】
ポリウレタン成形体のガラス転移温度は、例えば、−２５〜４０℃、好ましくは、−２０〜３７℃、さらに好ましくは、−２０〜３０℃である。
【０１８３】
ポリウレタン成形体のガラス転移温度が、上記した上限を超過する場合には、上記した所望の光弾性定数を得にくくなる場合がある。ポリウレタン成形体のガラス転移温度が上記した下限未満である場合には、ポリウレタン成形体の加工性および耐傷付き性が低下する場合がある。
【０１８４】
ポリウレタン成形体のガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚで、温度分散モードの測定により、得ることができる。
【０１８５】
また、上記したガラス転移温度の測定では、同時に、貯蔵伸長弾性率Ｅ’、損失伸長弾性率Ｅ’’および損失正接ｔａｎδが得られる。
【０１８６】
ポリウレタン成形体の２５℃における貯蔵伸長弾性率Ｅ’は、例えば、４×１０６〜５×１０８Ｐａであり、２５℃における損失伸長弾性率Ｅ’’は、例えば、５×１０４〜５×１０８Ｐａであり、２５℃における損失正接ｔａｎδは、例えば、０．０３〜１．５である。
【０１８７】
なお、このようなポリウレタン樹脂組成物またはポリウレタン成形体には、必要に応じて、例えば、消泡剤、可塑剤、レベリング剤、艶消し剤、難燃剤、揺変剤、粘着付与剤、増粘剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、反応遅延剤、脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、耐候安定剤などの公知の添加剤を適宜配合することができる。
【０１８８】
図１は、本発明のタッチパネルの一実施形態（発光部および受光部がポリウレタン成形体の外側に配置される態様）の平面図を示す。
【０１８９】
次に、上記したポリウレタン成形体を備える感圧センサおよびそれを備えるタッチパネルを、図１を参照して説明する。なお、図１において、紙面上下方向を「縦方向」、紙面左右方向を「横方向」とする。
【０１９０】
図１において、このタッチパネル１は、感圧センサ２と、感圧センサ２によりセンシングした信号を処理する処理部３とを備えている。
【０１９１】
感圧センサ２は、ポリウレタン成形体４と、ポリウレタン成形体４における応力発生を検知するための応力発生検知部１５とを備えている。
【０１９２】
ポリウレタン成形体４は、所定形状の成形型（注形型）によりシート状に形成されているか、あるいは、脱型後の裁断によって所定形状のシート状に形成されている。具体的には、ポリウレタン成形体４は、平面視略矩形平板形状に形成されている。ポリウレタン成形体４の厚みは、特に限定されず、例えば、０．００５〜５０ｍｍ、好ましくは、０．０１〜１０ｍｍ、さらに好ましくは、０．１〜５ｍｍである。
【０１９３】
応力発生検知部１５は、光センサからなり、ポリウレタン成形体４の両側を挟むように設けられる１対の発光部５および受光部８を備えている。
【０１９４】
発光部５は、ポリウレタン成形体４における縦方向一方側に配置され、横方向に沿って複数並列配置される縦側発光部６と、ポリウレタン成形体４における横方向一方側に配置され、縦方向に沿って複数並列配置される横側発光部７とを備えている。
【０１９５】
縦側発光部６は、横方向他方側から一方側に向かって順次配置される、第１発光部５Ａ、第２発光部５Ｂおよび第３発光部５Ｃを備えている。横側発光部７は、縦方向一方側から他方側に向かって順次配置される、第４発光部５Ｄ、第５発光部５Ｅおよび第６発光部５Ｆを備えている。
【０１９６】
受光部８は、各発光部５に対応して設けられており、縦側発光部６および横側発光部７とポリウレタン成形体４を挟むように対向配置される、縦側受光部９および横側受光部１０を備えている。
【０１９７】
縦側受光部９は、ポリウレタン成形体４の縦方向他方側において、横方向に沿って複数並列配置されている。つまり、縦側受光部９は、第１発光部５Ａ、第２発光部５Ｂおよび第３発光部５Ｃに対応し、横方向他方側から一方側に向かって順次配置される、第１受光部８Ａ、第２受光部８Ｂおよび第３受光部８Ｃを備えている。
【０１９８】
横側受光部１０は、ポリウレタン成形体４の横方向他方側において、縦方向に沿って複数並列配置されている。つまり、横側受光部１０は、第４発光部５Ｄ、第５発光部５Ｅおよび第６発光部５Ｆに対応し、縦方向一方側から他方側に向かって順次配置される、第４受光部８Ｄ、第５受光部８Ｅおよび第６受光部８Ｆを備えている。
【０１９９】
これにより、ポリウレタン成形体４における、各発光部５と各受光部８とを結ぶ線上、より具体的には、縦側発光部６および縦側受光部９を結ぶ線と、横側発光部７および横側受光部１０を結ぶ線との交点上には、指などに接触されたとき、それを検知するための複数（９つ）の検知部（実線および破線の円にて示される）１１（１１ａ〜１１ｉ）が区画されている。
【０２００】
また、感圧センサ２には、ポリウレタン成形体４と、発光部５および受光部８との間に介在される偏光フィルム１３が複数（４つ）設けられている。具体的には、各偏光フィルム１３は、ポリウレタン成形体４および縦側発光部６の間と、ポリウレタン成形体４および横側発光部７の間と、ポリウレタン成形体４および縦側受光部８の間と、ポリウレタン成形体４および横側発光部９の間とに、それぞれ配置されている。
【０２０１】
処理部３は、例えば、ＬＥＤ１４などを備え、各受光部８と配線１２を介して電気的に接続されている。処理部３は、縦側受光部９において検知されるレーザー光の複屈折の検知信号と、横側受光部１０において検知されるレーザー光の複屈折の検知信号とから、ポリウレタン成形体４のいずれの検知部１１に指が接触されているかを判断し、ＬＥＤ１４に表示する。
【０２０２】
次に、このタッチパネル１を用いて、ポリウレタン成形体４の応力発生箇所をセンシングする方法について説明する。
【０２０３】
まず、応力発生検知部１５において、発光部５から受光部８に向けて、ポリウレタン成形体４の内部を通過するように、レーザー光を出射する。このとき、ポリウレタン成形体４においては、レーザー光に複屈折が生じていないため、偏光フィルム１３により、レーザー光が遮断されており、受光部８では、受光されていない。
【０２０４】
次いで、検知部１１（１１ａ、実線）に指を接触させ、検知部１１に応力を発生させる。
【０２０５】
すると、検知部１１において複屈折が生じるので、複屈折したレーザー光が、受光部８によって受光される。
【０２０６】
より具体的には、検知部１１ａの縦方向他方側および横方向他方側にそれぞれ配置される第１受光部８Ａおよび第４受光部８Ｄが、検知部１１ａにおける複屈折の有無を検知する。
【０２０７】
続いて、処理部３には、第１受光部８Ａおよび第４受光部８Ｄの複屈折の検知に基づく電気信号が入力され、これにより、処理部３が、応力発生箇所が検知部１１ａであることを検知する。
【０２０８】
また、その他の検知部１１（１１ｂ〜１１ｉ）についても、上記と同様にして、応力発生箇所を検知する。
【０２０９】
そして、ポリウレタン成形体４は、軽薄化および軽量化を図りながら、優れた光弾性、優れた剛性を有している。
【０２１０】
従って、上記したポリウレタン成形体を備える本発明の感圧センサでは、剛性の向上を図り、軽薄化および軽量化を図りながら、ユーザーが通常加える圧力に基づく応力歪みをセンシングすることができ、ポリウレタン成形体における応力発生箇所を確実に特定することができる。
【０２１１】
ユーザーが感圧センサ２に通常加える圧力は、例えば、０．００９８Ｎ以上９．８Ｎ未満（つまり、１ｇ重以上１０００ｇ重未満）、さらには、０．０９８Ｎ以上０．９８０Ｎ以下（つまり、１０ｇ重以上１００ｇ重以下）である。
【０２１２】
また、上記した感圧センサ２は、優れた耐湿性、耐水性、耐電気ノイズ性および耐電磁波性を有している。そのため、濡れた指で、ポリウレタン成形体４に触れた場合でも、応力発生箇所の誤検知の発生を有効に防止することができる。
【０２１３】
そのため、ポリウレタン成形体４を備える感圧センサ２では、軽薄化および軽量化を図りながら、ユーザーが通常加える圧力に基づく応力歪みのセンシングによって、ポリウレタン成形体４における応力発生箇所を確実に特定することができる。
【０２１４】
その結果、感圧センサ２を備えるタッチパネル１は、装置の軽薄化および軽量化を図り、機械強度を向上させながら、容易かつ確実なセンシングを達成することができる。
【０２１５】
図１の実施形態では、検知部１１の１箇所（１１ａ）に指を接触させる場合について説明している。
【０２１６】
次に、検知部１１において、例えば、２箇所（１１ａおよび１１ｉ）に２つの指で同時に接触させる場合を説明する。
【０２１７】
図１において、例えば、検知部１１ａおよび１１ｉの２箇所に指を順次接触させる場合には、まず、指による検知部１１ａの接触に基づいて、第１受光部８Ａおよび第４受光部８Ｄが、複屈折を検知し、指が検知部１１ａから離間する。
【０２１８】
その後、指による検知部１１ｉの接触に基づいて、第３受光部８Ｃおよび第６受光部８Ｆが、複屈折を検知する。これによって、処理部３が、応力発生箇所が検知部１１ａであることを検知した後、応力発生箇所が検知部１１ｉであることを検知する。
【０２１９】
一方、検知部１１ａおよび１１ｉの２箇所に指を同時に接触させると、第１受光部８Ａ、第３受光部８Ｃ、第４受光部８Ｄおよび第６受光部８Ｆが複屈折を検知する。
【０２２０】
そうすると、処理部３が、応力発生箇所が、４つの検知部１１ａ、１１ｃ、１１ｇおよび１１ｉにあると誤検知する場合がある。
【０２２１】
そのため、図１において図示しないが、感圧センサ４に、圧電体シートを、ポリウレタン成形体４の表面に設けるとともに、電極を圧電体シートの周端部に設ける。電極は、外部の電圧検知器（図示せず）に接続されている。
【０２２２】
そして、指が検知部１１ａに接触すると、圧電体シートにおいて、圧電効果に基づき、縦方向一端部および横方向他端部において発生する電圧が、その近傍の電極を介して電圧検知器に検知される。
【０２２３】
また、指が検知部１１ｉに接触すると、圧電体シートにおいて、圧電効果に基づき、縦方向他端部および横方向一端部において発生する電圧が、その近傍の電極を介して電圧検知器に検知される。
【０２２４】
そして、処理部３は、ポリウレタン成形体４における複屈折の検知と、上記した圧電体シートにおける電圧の検知とを組み合わせることによって、応力発生箇所が、検知部１１ａおよび１１ｉの２箇所であると正しく検知することができる。
【０２２５】
なお、圧電体シートにおいて発生した電圧（信号）を利用して、発光部５および受光部８、さらには、処理部３に、電源が投入される回路を設計すれば、指がタッチパネルに触れるまでは、発光部５、受光部８および処理部３で消費される電力を省略（節約）することができる。そのため、タッチパネル１に搭載されるバッテリーの使用期間を延長することができる。
【０２２６】
なお、図１の実施形態では、発光部５および受光部８をともに、平面視において、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の外側に設けているが、その配置は、特に限定されず、例えば、図２に示すように、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の内側に設けることもできる。
【０２２７】
図２において、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の周端部には、ミラー１６が設けられている。ミラー１６は、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の縦方向外側および横方向外側に隣接配置され、下方に向かうに従って外側に略４５度で傾斜して配置される上部ミラー面１９と、上部ミラー面１９の下端に連続し、下方に向かうに従って内側に略４５度で傾斜して配置される下部ミラー面２０とを備えている。
【０２２８】
発光部５は、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の下側において、下部ミラー面１９と内側（縦方向他方側および横方向他方側、図１参照）に間隔を隔てて配置されている。
【０２２９】
受光部８は、感圧センサ用ポリウレタン成形体４の下側において、下部ミラー面１９と内側（縦方向一方側および横方向一方側、図１参照）に、偏光板１３を挟んで対向配置されている。
【０２３０】
そして、このタッチパネル１では、検知部１１に指を接触させて、検知部１１に応力を発生させると、検知部１１において複屈折が生じるので、複屈折したレーザー光が、ミラー１６によって反射された後、受光部８によって受光される。これにより、処理部３（図１参照、図２において図示されない）が、検知部１１における応力発生箇所を検知する。
【０２３１】
このタッチパネル１では、発光部５および受光部８が感圧センサ用ポリウレタン成形体４の内側に設けられているので、装置のコンパクト化を図ることができる。
【０２３２】
なお、図１および図２の実施形態では、本発明の感圧センサ用ポリウレタン成形体を、感圧センサ２を備えるタッチパネル１に用いているが、その用途は、特に限定されず、図示しないが、例えば、光シャッター、収差補正素子（レンズ収差補正素子）などの光学用途に用いることもできる。
【実施例】
【０２３３】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明は、実施例および比較例に限定されない。
【０２３４】
なお、実施例および比較例および表１〜表９において記載する略号の詳細を記載する。
ＰＴＭＥＧ−６５０：ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１６３〜１７５、官能基数２、保土谷化学工業社製「ＰＴＧ−６５０ＳＮ」
ＰＴＭＥＧ−１０００：ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１０８、官能基数２、保土谷化学工業社製「ＰＴＧ−１０００」
トリオール−１０００：ポリプロピレントリオール、開始剤：グリセリン、数平均分子量１０００、水酸基価１６８ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数３
ジオール−１０００：ポリプロピレンジオール、開始剤：エチレングリコール、数平均分子量１０００、水酸基価１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２
ジオール−４００：ポリプロピレンジオール、開始剤：エチレングリコール、数平均分子量４００、水酸基価２８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２
ポリカーボネートジオール：開始剤：１，５−ペンタンジオールおよび１，６−ヘキサンジオール、水酸基価２２４ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、旭化成社製「デュラノールＴ５６５０Ｅ」
ビスフェノールＡ−エトキシレート：ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物、水酸基価２２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、アルドリッチ社製試薬
ポリブタジエンポリオール：水酸基価１０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２．２、出光興産社製「Ｒ−１５ＨＴ」
ポリカプロラクトンジオール：水酸基価２２２ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、ダイセル化学工業社製「プラクセルＬ２０５ＡＬ」
ポリエステルジオール−Ａ：アジピン酸およびテレフタル酸と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとの重縮合物、水酸基価１１１ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、クラレ社製「クラレポリオールＰ−１０１１」
ポリエステルジオール−Ｂ：アジピン酸およびイソフタル酸と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとの重縮合物、水酸基価１０８ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、クラレ社製「クラレポリオールＰ−１０１２」
ポリエステルジオール−Ｃ：アジピン酸と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとの重縮合物、水酸基価１１２ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２、クラレ社製「クラレポリオールＰ−１０１０」
４，４’−ＭＤＩ：４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
ＴＤＩ−６５：２，４−および２，６−トリレンジイソシアネートの異性体混合物（２，４／２，６異性体混合比６５：３５）（質量比）
ＴＯＤＩ：３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート
１，５−ＮＤＩ：１，５−ナフタレンジイソシアネート
ＤＯＰ：フタル酸ジ−２−エチルヘキシル
イオン液体：１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド
オクチル酸鉛：商品名「ヘキソエート鉛２４％」、触媒、東栄化工社製
ＢＹＫ−０７０：消泡剤、ビックケミー・ジャパン社製
イルガノックス１１３５：酸化防止剤、ＢＡＳＦ社製
ハイパーゲル：２ｍｍ厚のシート状ゲル、アスカーＣ硬度３０、エクシールコーポレーション社製
（ポリウレタン成形体の成形）
実施例１〜６０および比較例１〜４
表１〜表８に基づいて、ポリイソシアネートとポリオールと（必要により配合される可塑剤および添加剤と）を処方して、実施例１〜６０および比較例１〜４のポリウレタン成形体を成形した。
【０２３５】
具体的には、まず、ポリイソシアネートとポリオールと（必要により配合される可塑剤および添加剤と）を、所定の温度（混合前の液温）にて、混合ポットに、所定のイソシアネートインデックスとなる割合で投入し、混合しながら減圧下にて３０秒間脱泡した。
【０２３６】
その後、これを、注形型の空隙に流し込み、所定の温度（硬化温度）にて、２４時間、硬化させた。これにより、厚み２．０ｍｍのシート状のポリウレタン成形体を得た。なお、注形型は、厚み方向に対向する２枚の平坦な金属板と、それらの周端部の間（空隙）に挟み込まれた切片状のスペーサーとから形成されている。
【０２３７】
【表１】
【０２３８】
【表２】
【０２３９】
【表３】
【０２４０】
【表４】
【０２４１】
【表５】
【０２４２】
【表６】
【０２４３】
【表７】
【０２４４】
【表８】
【０２４５】
表１〜８において、特に単位などを特記しない限り、配合処方の数値は、質量部数を示す。
【０２４６】
（成形体の用意）
比較例５
非特許文献２に記載されるゲル（ハイパーゲル）を比較例５の成形体として供した。
【０２４７】
（ポリウレタン成形体の評価）
（１）光弾性定数、歪み光学定数およびヤング率
実施例１〜６０、比較例１〜４のポリウレタン成形体と、比較例５の成形体とに関し、「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌７３、２５３−２５８（２００７）」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定し、２５℃における歪み光学定数およびヤング率を得るとともに、それらから２５℃における光弾性定数を算出した。上記測定には、波長６３０ｎｍのレーザー光を使用した。
【０２４８】
それらの結果を表１〜表８に示す。
（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）、貯蔵伸長弾性率（Ｅ’）、損失伸長弾性率（Ｅ’’）および損失正接（ｔａｎδ）
実施例１〜６０、比較例１〜４のポリウレタン成形体と、比較例４との成形体について、動的粘弾性測定装置（ＶＥＳ−Ｆ−ＩＩＩ、ＶＩＳＣＯ−ＥＬＡＳＴＩＣＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ、岩本製作所社製）を用いて、長さ２．５ｃｍ、幅５．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍの短冊状に裁断したサンプル片を、昇温速度５℃／分、振動数１０Ｈｚ、振幅±０．０１ｍｍの温度分散モードにて測定し、貯蔵伸長弾性率（Ｅ’）、損失伸長弾性率（Ｅ’’）および損失正接（ｔａｎδ）を求めるとともに、得られたデータの損失正接（ｔａｎδ）のピーク値の温度を、ガラス転移温度とした。
【０２４９】
それらの結果を表１〜表８に示す。
（３）外観
実施例１〜６０、比較例１〜４のポリウレタン成形体と、比較例４の成形体との透明の度合いを、肉眼にて観察した。
【０２５０】
それらの結果を、表１〜表８に記載する。
【０２５１】
（試験用感圧センサの作成および試験）
実施例６１
（試験用感圧センサの作成）
実施例１７のポリウレタン成形体から試験用感圧センサを作成し、これを実施例６１とした。
【０２５２】
図３において、試験用感圧センサ２２は、ポリウレタン成形体４と、ポリウレタン成形体４における応力発生を検知するための応力発生検知部１５とを備えている。
【０２５３】
ポリウレタン成形体４は、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ、厚み２ｍｍの矩形状のシート状に成形されている。
【０２５４】
応力発生検知部１５は、光センサであって、ポリウレタン成形体４の両側を挟むように設けられる発光部５および受光部８を備えている。
【０２５５】
発光部５は、レーザー光（波長６３０ｎｍ）を出射する光源である。
【０２５６】
受光部８は、発光部５から出射されたレーザー光を受光（検知）する光強度検出器である。なお、受光部８は、受光するレーザー光の光量（光強度）を測定する。
【０２５７】
応力発生検知部１５は、発光部５から出射されたレーザー光が、ポリウレタン成形体４を面方向（厚み方向に直交する方向）に通過し、ポリウレタン成形体４を通過した光が受光部８に受光するように、配置されている。
【０２５８】
また、感圧センサ２２には、ポリウレタン成形体４と、発光部５および受光部８との間に介在される偏光フィルム１３が２つ設けられている。具体的には、偏光フィルム１３は、ポリウレタン成形体４と、発光部５との間に介在される発光側偏光フィルム２３と、ポリウレタン成形体４と、受光部８との間に介在される受光側偏光フィルム３３とを備える。
【０２５９】
発光側偏光フィルム２３は、偏光面が、ポリウレタン成形体４の面方向（図３において紙面に沿う方向）に対して４５度傾斜するように設けられ、受光側偏光フィルム３３は、発光側偏光フィルム２３により偏光されたレーザー光を遮断するように（つまり、ポリウレタン成形体４の面方向に対して１３５度傾斜するように）設けられている。
【０２６０】
（試験用感圧センサの評価）
応力発生検知部１５において、発光部５から、光強度３００μＷのレーザー光を出射するとともに、ポリウレタン成形体においてレーザー光が通過する部分を、検知部１１（直径１ｍｍの円形領域）として、表９に記載の圧力で、厚み方向一方側に押し下げた。
【０２６１】
発光部５から照射されたレーザー光は、発光側偏光フィルム２３を通過すると、ポリウレタン成形体のシートの面方向に対して４５度傾斜する偏光面を有し、その後、ポリウレタン成形体４に入射する。
【０２６２】
続いて、かかるレーザー光が、検知部１１に至ると、検知部１１では、上記した押し下げによって、複屈折を所定割合で生じることから、偏光面がさらに９０度傾斜する。つまり、押し下げ部分より受光側のレーザー光は、ポリウレタン成形体４の面方向に対して１３５度傾斜する偏光面を有する。
【０２６３】
次いで、そのようなレーザー光は、ポリウレタン成形体４から出射し、続いて、受光側フィルム３３を通過して、受光部８に受光され、受光部８において、光強度を測定する。
【０２６４】
その結果を表９に示す。
【０２６５】
【表９】
【０２６６】
表９から明らかなように、荷重のない状態（無荷重状態）で検出された光強度（１２．０μＷ）は、荷重０．１２Ｎ（１２ｇ）の状態で検出された光強度（０．３μＷ）に対して、４０倍であり、それによって、圧力を検出することができた。
【符号の説明】
【０２６７】
１ タッチパネル
２ 感圧センサ
４ ポリウレタン成形体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイソシアネートと、ポリオールとを含有するポリウレタン樹脂組成物であって、
前記ポリイソシアネートは、
１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、
１，５−ナフチレン基を有する芳香環含有ポリイソシアネートを含有し、
前記ポリオールは、平均水酸基価が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールを含有し、
前記ポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られるポリウレタン成形体は、
２５℃におけるヤング率が、２〜１０ＭＰａであり、
２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上である
ことを特徴とする、ポリウレタン樹脂組成物。
【請求項２】
前記芳香環含有ポリイソシアネートが、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート、および、１，５−ナフタレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも１種のジイソシアネートであることを特徴とする、請求項１に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリオールが、
炭素数が２〜１０のジオール、
炭素数が３〜１０のトリオール、および、
炭素数が５〜１０のテトラオール
からなる群から選択される少なくとも１種の、平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する低分子量ポリオールを含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項４】
前記ポリオールが、
炭素数が２〜１０のジオールと、
炭素数が３〜１０のトリオールと
を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項５】
前記ジオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５質量部以下であり、
前記トリオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であることを特徴とする、請求項３または４に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項６】
前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリテトラメチレンエーテルグリコールを含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項７】
前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカーボネートジオールを含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項８】
前記ポリイソシアネートの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５〜８５質量部であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項９】
炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有するシアノ化合物をさらに含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項１０】
前記シアノ化合物が、
下記式（１）で示されるビフェニル化合物、
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）
下記式（２）で示されるエーテル化合物、
【化２】
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）
下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、および
【化３】
（Ｒ３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）
下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物
【化４】
（Ｒ４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）
からなる群から選択される少なくとも１種のシアノ化合物であることを特徴とする、請求項９に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られることを特徴とする、ポリウレタン成形体。
【請求項１２】
請求項１１に記載のポリウレタン成形体を備えることを特徴とする、感圧センサ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の感圧センサを備えることを特徴とする、タッチパネル。
【請求項１】
ポリイソシアネートと、ポリオールとを含有するポリウレタン樹脂組成物であって、
前記ポリイソシアネートは、
１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、
１，５−ナフチレン基を有する芳香環含有ポリイソシアネートを含有し、
前記ポリオールは、平均水酸基価が８０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールを含有し、
前記ポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られるポリウレタン成形体は、
２５℃におけるヤング率が、２〜１０ＭＰａであり、
２５℃における光弾性定数が、４，０００×１０−１２Ｐａ−１以上である
ことを特徴とする、ポリウレタン樹脂組成物。
【請求項２】
前記芳香環含有ポリイソシアネートが、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート、および、１，５−ナフタレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも１種のジイソシアネートであることを特徴とする、請求項１に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリオールが、
炭素数が２〜１０のジオール、
炭素数が３〜１０のトリオール、および、
炭素数が５〜１０のテトラオール
からなる群から選択される少なくとも１種の、平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する低分子量ポリオールを含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項４】
前記ポリオールが、
炭素数が２〜１０のジオールと、
炭素数が３〜１０のトリオールと
を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項５】
前記ジオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５質量部以下であり、
前記トリオールの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であることを特徴とする、請求項３または４に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項６】
前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリテトラメチレンエーテルグリコールを含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項７】
前記高分子量ポリオールが、平均水酸基価が１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリカーボネートジオールを含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項８】
前記ポリイソシアネートの含有割合が、前記高分子量ポリオール１００質量部に対して、２５〜８５質量部であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項９】
炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有するシアノ化合物をさらに含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項１０】
前記シアノ化合物が、
下記式（１）で示されるビフェニル化合物、
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）
下記式（２）で示されるエーテル化合物、
【化２】
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）
下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、および
【化３】
（Ｒ３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）
下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物
【化４】
（Ｒ４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）
からなる群から選択される少なくとも１種のシアノ化合物であることを特徴とする、請求項９に記載のポリウレタン樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポリウレタン樹脂組成物を成形することにより得られることを特徴とする、ポリウレタン成形体。
【請求項１２】
請求項１１に記載のポリウレタン成形体を備えることを特徴とする、感圧センサ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の感圧センサを備えることを特徴とする、タッチパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１９３２９３（Ｐ２０１２−１９３２９３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８９１３（Ｐ２０１１−５８９１３）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【出願人】（３９９０３００６０）学校法人 関西大学 (208)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【出願人】（３９９０３００６０）学校法人 関西大学 (208)
【Ｆターム（参考）】
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