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公開番号2025062409
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171456
出願日2023-10-02
発明の名称ポリウレタンエラストマー及びポリウレタン成形体
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類C08G 18/40 20060101AFI20250407BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】柔軟でありながら、圧縮変形歪みが小さく、かつ、耐摩耗性に優れた成形体を与えるポリウレタンエラストマーの提供。
【解決手段】マトリックスと、該マトリックス中に分散された複数個のドメインとを有するポリウレタンエラストマーであって、該ドメインの粘弾性項を示すパラメータAと、該マトリックスの粘弾性項を示すパラメータBとの関係が、A<Bであり、マイクロゴム硬度及び除荷5秒後の歪みが所定の範囲であり、所定の耐摩耗試験における摩耗試験片の質量減少率が、10.0質量%以下であるポリウレタンエラストマー。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
マトリックスと、該マトリックス中に分散された複数個のドメインとを有するポリウレタンエラストマーであって、
該ポリウレタンエラストマーからなる、一辺が１００μｍの立方体形状の第１成形体の一つの面に対して平行な切断面の、走査型プローブ顕微鏡による粘弾性像において測定される、該ドメインの粘弾性項を示すパラメータＡと、該マトリックスの粘弾性項を示すパラメータＢとの関係が、Ａ＜Ｂであり、
該ポリウレタンエラストマーからなる第２成形体の温度２３℃におけるマイクロゴム硬度が２０～５０度であり、かつ、
該第２成形体の温度２３℃におけるナノインデンターを用いた押し込み試験において、ビッカース圧子を荷重速度１０ｍＮ／３０秒で該第２成形体に押し込み、荷重１０ｍＮで６０秒間維持した後、除荷した時に、除荷５秒後の歪みが１．０μｍ以下であり、
該ポリウレタンエラストマーからなる縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのシート形状を有する摩耗試験片の表面について、下記の条件（１）～（６）によって、ＪＩＳＲ１６１３：２０１０に準拠したボールオンディスク摩耗試験を行ったときの該摩耗試験片の質量減少率が、１０．０質量％以下であることを特徴とする、ポリウレタンエラストマー：
（１）ボール
材質：ステンレス鋼
直径：１０ｍｍ
（２）荷重：１００ｇ
（３）環境：温度２３℃、５０％ＲＨ
（４）時間：６０分
（５）摺動円直径：１０ｍｍ
（６）試験片を載置した円盤の回転速度：３００ｒｐｍ。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記ポリウレタンエラストマーが、
下記式（１）で表される第１の構造と、下記式（２）で示される第２の構造と、を有し、前記マトリックスは、該第１の構造を含み、前記ドメインは、該第２の構造を含む、請求項１に記載のポリウレタンエラストマー：
TIFF
2025062409000007.tif
26
170
（式（１）中、Ｒ
１
は、炭素数３～１２のアルキレン基を示す。）
TIFF
2025062409000008.tif
16
170
（式（２）中、Ｒ
２
は、炭素数３～６のアルキレン基を示す。）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のポリウレタンエラストマーを含む、ポリウレタン成形体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ポリウレタンエラストマー及びポリウレタン成形体に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンエラストマーは、人工皮革や合成皮革、塗料、コーティング剤、接着剤など幅広い用途において使用される。一般的に、ポリウレタンエラストマーは、ポリイソシアネートとポリオールの反応物からなり、ポリイソシアネートに由来するハードセグメントと、ポリオールに由来するソフトセグメントとから構成されている。
ポリウレタンエラストマー原料の一つであるポリオールは、分子鎖構造の違いにより、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などに分類され、要求性能に応じてポリオールの種類が選択される。中でも、ポリカーボネートポリオールを原料とした、ポリカーボネート構造を有するポリウレタンエラストマーは、耐摩耗性に優れる。その上、ポリエーテル構造やポリエステル構造を有するポリウレタンエラストマーに比べて、耐熱性や耐候性、耐加水分解性などにも優れることが知られている。
【０００３】
一方、ポリカーボネート構造を有するポリウレタンエラストマーでは、ポリカーボネート構造間に強い分子間力が働き、ポリウレタンエラストマーの顕著な硬度上昇を引き起こす。このため、ポリカーボネート構造を有するポリウレタンエラストマーは、低硬度が要求されるような用途に適用することは困難であった。
【０００４】
また、低硬度エラストマーの代表例としてシリコーンエラストマーが挙げられる。該シリコーンエラストマーは、ポリカーボネート構造を有するポリウレタンエラストマーと比較して圧縮永久歪みには優れているが、耐摩耗性に劣る。
このような背景から、ポリカーボネート構造を有するポリウレタンエラストマーと同様の優れた耐摩耗性を有し、シリコーンエラストマーに匹敵する低い圧縮永久歪みのエラストマーが求められている。
【０００５】
特許文献１には、ポリオールに由来する構造単位、特定の構造を有するポリエーテルカーボネートジオールに由来する構造単位、及び、特定の構造を有する２つの繰り返し単位を有するポリカーボネートジオール及び／又は特定の構造を有する２つの繰り返し単位を有するポリアルキレンエーテルグリコールに由来する構造を含むポリウレタンエラストマーが開示されている。
また、特許文献２には、ブレード部材を支持体に接着してなる電子写真装置用現像ブレードが開示されている。そして、該ブレード部材の材料が、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であるポリウレタンエラストマーであって、該ポリオール化合物が少なくとも分子の両末端に活性水素を有するポリジメチルシロキサンとポリプロピレングリコールのブレンド体であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－１２８４６１号公報
特開２０００－２９３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らの検討によれば、特許文献１に係るポリウレタンエラストマーは、従来のポ
リカーボネートポリウレタンと比べて柔軟性に優れるものの、シリコーンエラストマーに匹敵するような低硬度の実現は困難であった。また、特許文献１に係るポリウレタンエラストマーは、ポリエーテルのセグメントが、ポリウレタンエラストマー中で均一に存在しているためか、一般的なポリカーボネートポリウレタンに匹敵する良好な摩擦特性の実現も困難であった。また、特許文献２に係るポリウレタンエラストマーは、硬度と摩擦特性の観点では優れているものの、シリコーンエラストマーに匹敵する低圧縮永久歪みの実現は困難であった。
【０００８】
本開示の少なくとも一の態様は、柔軟でありながら、圧縮永久歪みが小さく、かつ、高い耐摩耗性を示す成形体を与えるポリウレタンエラストマーの提供に向けたものである。
また本開示の少なくとも一の態様は、柔軟でありながら、圧縮永久歪みが小さく、かつ、摩耗しにくいポリウレタンエラストマー成形体の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の少なくとも一の態様によれば、マトリックスと、該マトリックス中に分散された複数個のドメインとを有するポリウレタンエラストマーであって、該ポリウレタンエラストマーからなる、一辺が１００μｍの立方体形状の第１成形体の一つの面に対して平行な切断面の、走査型プローブ顕微鏡による粘弾性像において測定される、該ドメインの粘弾性項を示すパラメータＡと、該マトリックスの粘弾性項を示すパラメータＢとの関係が、Ａ＜Ｂであり、該ポリウレタンエラストマーからなる第２成形体の温度２３℃におけるマイクロゴム硬度が２０～５０度であり、かつ、該第２成形体の２３℃におけるナノインデンターを用いた押し込み試験において、ビッカース圧子を荷重速度１０ｍＮ／３０秒で該第２成形体に押し込み、荷重１０ｍＮで６０秒間維持した後、除荷した時に、除荷５秒後の歪みが１．０μｍ以下であり、該ポリウレタンエラストマーからなる縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのシート形状を有する摩耗試験片の表面について、下記の条件（１）～（６）によって、ＪＩＳＲ１６１３：２０１０に準拠したボールオンディスク摩耗試験を行ったときの該摩耗試験片の質量減少率が、１０．０質量％以下であるポリウレタンエラストマーが提供される。
（１）ボール
材質：ステンレス鋼
直径：１０ｍｍ
（２）荷重：１００ｇ
（３）環境：温度２３℃、５０％ＲＨ
（４）時間：６０分
（５）摺動円直径：１０ｍｍ
（６）試験片を載置した円盤の回転速度：３００ｒｐｍ。
【００１０】
本開示の少なくとも一の態様によれば、上記のポリウレタンエラストマーを含む成形体が提供される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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