機能性ポリウレタンの開発と応用

Development and Applications of Polyurethane

【ポリウレタン科学の基礎 編】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
第1章　ポリウレタンの歴史と需要動向　 　　　　　　　　　　　　　　
1　はじめに
2　ポリウレタンの歴史
3　ポリウレタンの市場
4　ポリウレタンの需要動向
4. 1　ポリウレタン製品の市場
4. 2　ポリウレタン原料の市場
5　おわりに

第2章　ポリウレタンの合成と設計　 　　　　　　　　　　　　　　
1　ポリウレタンの特長と多様性
2　末端官能基とポリウレタンの分子設計
2. 1　官能基等量とその計算方法
2. 2　配合計算
3　分子構造のモデル化と応用
3. 1　架橋の影響
3. 2　直鎖状構造
3. 2. 1　1 次構造と凝集構造
3. 2. 2　エラストマーの製造
3. 3　緩い化学架橋構造
3. 4　密度の高い架橋構造
4　まとめ

第3章　ポリウレタンの設計と成形 　
1 はじめに
2 イソシアネートモノマーを基幹とするプレポリマー設計
2.1 ポリウレタン樹脂におけるプレポリマー
2.2 ワンショット法とプレポリマー法
2.2.1 原料系における関係性
2.2.2 ワンショット法とプレポリマー法との差異
2.2.3 ポリウレタン樹脂の種類と成形法の関係
2.2.4 プレポリマー法のその他の特徴
3　おわりに

【ポリウレタンの原料 編】
第1 章　イソシアネート
1　はじめに
2　イソシアネート基の化学
2. 1　イソシアネート基の反応性
2. 2　イソシアネートの合成方法
2. 2. 1　ホスゲン法
2. 2. 2　ノンホスゲン法
3　イソシアネートの市場
4　芳香族イソシアネートの構造と用途
4. 1　芳香族イソシアネートの特徴
4. 2　MDIの構造と用途
4. 3　TDIの構造と用途　
4. 4　特殊芳香族系イソシアネートの構造と用途
5　脂肪族/脂環式イソシアネートの構造と用途
5. 1　脂肪族/脂環式イソシアネートの特徴
6　特殊芳香脂肪族イソシアネートの特徴
6. 1　オリゴマーのアルコールとの反応性　
6. 2　アクリルウレタン塗料分野での特徴
7　新規イソシアネートの動向
8　各種ジイソシアネートモノマーの物性

第2章 ポリオール　 　 　　　
1　はじめに
2　ポリエーテルポリオール
2. 1　PPG
2. 1. 1　PPGの種類と構造
2. 1. 2　高純度・高分子量PPG
2. 1. 3　その他の機能性PPG
2. 2　変性PPG
2. 2. 1　ポリマーポリオール(POP)
2. 2. 2　ポリPHD(Polyharnstoff dispersion)ポリオール
2. 3　ポリオキシテトラメチレングリコール
3　ポリエステルポリオール
3. 1　重縮合系ポリエステルポリオール
3. 2　ポリカプロラクトンポリオール
4　ポリカーボネートジオール
5　ポリオレフィン系ポリオール
5. 1　ポリブタジエンポリオール
6　各種ポリオールの性状とそのポリウレタンの特徴
7　ポリオールの環境対応
7. 1　ポリエステルポリオール
7. 1. 1　ヒマシ油系ポリオール
7. 2　二酸化炭素を原料にしたポリオール
7. 2. 1　二酸化炭素とアルキレンオキシドの共重合ポリオール
7. 3　その他のバイオマスポリオール
8　おわりに

第3章　触媒　
はじめに
1　ポリウレタンフォーム用触媒の活性機構
1. 1　無触媒系における反応機構
1. 1. 1　樹脂化反応
1. 1. 2　泡化反応
1. 2　触媒存在下における反応機構
1. 2. 1　樹脂化反応
1. 2. 2　泡化反応
2　ポリウレタンフォーム用触媒の種類
2. 1　樹脂化反応活性と泡化反応活性
2. 2　温度依存性
2. 3　架橋反応活性
3　開発動向
3. 1　軟質フォーム用エミッション低減触媒(RZETA)
3. 1. 1　背景
3. 1. 2　高活性反応型触媒の設計
3. 1. 3　評価処方
3. 1. 4　触媒活性
3. 1. 5　アミンエミッション量
3. 1. 6　臭気
3. 1. 7　樹脂汚染性
3. 1. 8　アルデヒドエミッション量
3. 1. 9　まとめ
3. 2　硬質フォーム用HFO発泡剤対応触媒(TOYOCAT-SX70)
3. 2. 1　背景
3. 2. 2　HFO発泡剤対応泡化アミン触媒の設計
3. 2. 3　評価処方
3. 2. 4　触媒活性
3. 2. 5　貯蔵安定性
3. 2. 6　従来の触媒との相溶性
3. 2. 7　まとめ
おわりに

第4章 界面活性剤・発泡剤
〈界面活性剤〉
1 はじめに
2　発泡のメカニズム及び界面活性剤の作用
2. 1　概要
2. 1. 1　「シャボン玉理論」の展開(従来の考え方)
2. 1. 2　統括的な考え方
2. 2　原料成分の相溶性の向上,分散性の向上
2. 3　気泡の発生(気泡核の発生)
2. 4　気泡の成長
2. 5　気泡の安定化
2. 6　気泡の連通化,独立気泡としての安定化
3　シリコーン系界面活性剤の構造
3. 1　一般的な構造
3. 2　分類
4　界面活性剤の応用
4. 1　シリコーン系界面活性剤の応用概要
4. 2　シリコーン系界面活性剤の主な用途(応用)
4. 2. 1　一般の軟質フォーム用途
4. 2. 2　高弾性(HR)フォーム用途
4. 2. 3　硬質フォーム用途
4. 3　シリコーン系以外の界面活性剤の応用
5　界面活性剤の技術動向,市場動向
5. 1　技術動向
5. 2　市場動向
6　おわりに
〈発泡剤〉
1 はじめに
2　発泡剤の分類
2. 1　反応型発泡剤
2. 2　揮発型発泡剤
2. 3　その他
3　各種発泡剤の使用状況(各論)
3. 1　水発泡剤(反応型発泡剤)
3. 2　フロン系発泡剤(揮発型発泡剤)
3. 3　炭化水素系発泡剤(揮発型発泡剤)
3. 4　その他の発泡剤
4　用途別発泡剤の使用状況(まとめ)
5　おわりに

第5章 ウレタンフォームに用いられる難燃剤
1　はじめに
2　1970年代からのウレタンフォームの難燃技術
2. 1　原料自身を難燃化して用いる方法
2. 2　難燃剤を原料に加えておく方法
2. 3　後加工で難燃剤を含浸する方法
3　難燃剤としての赤リン ─ウレタンフォームに著効─
4　新しいホウ酸系難燃剤によるウレタンフォームの難燃化
4. 1　特長
4. 2　ポリホウ酸ナトリウム水溶液の含浸による硬質ウレタンフォームの不燃化
4. 3　新しい難燃塗布剤「デンプン・ポリホウ酸ナトリウム混合液」の塗布による硬質ウレタンフォームの難燃処理
5　まとめ

第6章 添加剤　
1　はじめに
2　高分子の劣化
3　高分子の安定化
4　ポリウレタン用添加剤
4. 1　スパンデックスの特許例
4. 2　スパンデックス用添加剤の特徴
4. 2. 1　基本配合
4. 2. 2　酸化防止剤(AO)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
4. 2. 3　紫外線吸収剤(UVA)
4. 2. 4　HALS
4. 2. 5　NOx変色防止剤
4. 2. 6　染色向上剤
4. 2. 7　無機系添加剤
4. 2. 8　ゼネリック品　
5　高分子の変色問題
5. 1　変色原因
5. 2　変色メカニズム
5. 3　何故片ヒンダードフェノール系AOが変色しにくいか?
6　ポリウレタンに用いられている添加剤の例
7　まとめ

【ポリウレタンの応用展開 編】　　　　
第1章　自動車用内装材料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1　はじめに
2　ポリウレタンの特徴
3　シート・ヘッドレスト
4　インストルメントパネル
5　内装天井
6　ステアリングホイール
7　ロードフロア
8　衝撃吸収材
9　ドアトリムパネル
10　おわりに

第2章 自動車用途ポリウレタン系接着剤
はじめに
1　一液常温湿気硬化型ポリウレタン系接着剤
2　二液反応型ポリウレタン系接着剤
3　一液ポリウレタン系ホットメルト接着剤
おわりに

第3章　ポリウレタン塗料
1　はじめに
2 ポリウレタン塗料の市場
3　ポリウレタン塗料の分類と原料
3. 1　ポリイソシアネート
3. 2　熱活性ポリウレタン樹脂(ブロックポリイソシアネート)
3. 3　水分散型ポリイソシアネート
3. 4　脂肪族二液型ポリウレア(パスクイック)
4　サスティナブルソリューション
4. 1　原料の選択
4. 2　塗装作業時の安全性・効率化
4. 3　塗膜としての物性・耐久性
4. 4　廃棄
5　おわりに
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
第4 章　接着剤・シーリング材
1　複合パネル用途
1. 1　はじめに
1. 2　2液ウレタンの設計ポイント
1. 3　2液ウレタンの使用手順
1. 4　2液ウレタンの製品一覧
1. 5　おわりに
2　電気電子材料封止用途
2. 1　はじめに
2. 2　電気電子材料封止用2液ウレタン樹脂の設計
2. 3　封止材としてのウレタン樹脂の選定ポイント
2. 4　おわりに
3　PUR(Poly Urethane Reactive)
3. 1　はじめに
3. 2　PUR接着剤の設計について
3. 3　使用方法について
3. 4　おわりに
4　建築用接着剤
4. 1　はじめに
4. 2　反応機構(1液湿気硬化)
4. 3　接着剤の特徴
4. 4　建築用としてのウレタン樹脂系接着剤の使用例
4. 5　おわりに
5　建築用シーリング材
5. 1　はじめに
5. 2　ポリウレタン系シーリング材の特徴
5. 3　ポリウレタン系シーリング材の用途
5. 4　ポリウレタン系シーリング材の配合
5. 5　おわりに

第5章 硬質ウレタンフォーム断熱材
1　はじめに
2　硬質ウレタンフォーム断熱材とは
2. 1　硬質ウレタンフォームの特長
2. 1. 1　用途に応じた製品設計が可能
2. 1. 2　自己接着力がある
2. 1. 3　耐薬品性
2. 1. 4　耐熱性
2. 2　硬質ウレタンフォーム製品の種類
3　硬質ウレタンフォームの用途
4　製品仕様と断熱性能
5　発泡剤の変遷
6　吹付け硬質ウレタンフォームの行政・業界動向
6. 1　フロン排出抑制法
6. 2　JIS A9526の改正
7　準建材トップランナー制度について
8　省エネ基準適合義務化について
9　まとめ

第6章 防水材　
1　建築物に対する防水施工の必要性
2　防水材種類
3　ウレタン防水材市場,需要動向
4　ウレタン防水材の特長
5　ウレタン防水材の歴史,組成
6　防水材の性能,規格
7　主な仕様(工法)と施工例
7. 1　密着工法
7. 2　通気緩衝工法(絶縁工法)
7. 3　ウレタン断熱材との組み合わせによる工法(外断熱・機械固定AIM工法)
8　最近の防水材動向

第7章 熱可塑性ポリウレタンエラストマー　
1　概要
2　市場
3　TPUの構造
4　TPUの製造
4. 1　原料
4. 2　製造方法
5　TPUの高機能化
5. 1　低硬度タイプ
5. 2　ノンハロゲン難燃タイプ
5. 3　ホットメルト
5. 4　溶解用
5. 5　帯電防止
5. 6　抗菌・防カビ
5. 7　バイオマス原料の使用
6　TPUの将来

第8章 熱硬化性ポリウレタンエラストマー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1　はじめに
2　注型法
2. 1　プレポリマー法(安定型:アジプレンタイプ)
2. 2　セミプレポリマー法(不安定型:ブルコランタイプ)
2. 3　ワンショット法
2. 4　その他
3　混練法
3. 1　合成ゴム型
3. 2　低分子熱可塑型
3. 3　低分子熱硬化型
4　おわりに

第9章　人工皮革・合成皮革に用いられるポリウレタン樹脂の高性能化・高機能化
はじめに
1　試作PUの配合と合成
2　表皮層用樹脂として使用した際のシボ付け加工適性に関する検討
2. 1　試作フィルムのS-S曲線とガラス転移点(Tg)
2. 2　揉み加工試験と生成したシボの数値化
2. 3　シボ付け加工適性評価
2. 4　消費耐久性評価結果
3　表面処理剤として使用した際の汚染防止性能に関する検討
3. 1　試作フィルムのS-S曲線とガラス転移点(Tg)
3. 2　試験片レザーの作製と汚染防止性試験
3. 3　染色布に対する汚染防止性評価結果
3. 3. 1　インジゴ染色布に対する汚染防止性
3. 3. 2　分散染料染色布に対する汚染防止性
3. 4　消費耐久性評価
おわりに

第10章　ポリウレタンの3Dプリンティング　
1　緒言
2　3Dプリンティングとは
3　熱可塑性ポリウレタン樹脂の3Dプリンティング
3. 1　材料押出し法(MEX)によるTPUの3Dプリンティング
3. 2　粉末床溶融結合法(PBF)によるTPUの3Dプリンティング
4　光硬化性樹脂ポリウレタンの3Dプリンティング
4. 1　高速DLP-VPP(光造形)法
4. 2　MJT法による光硬化性ポリウレタン
4. 3　反応性ポリウレタン3Dプリンティング
5　まとめ

第11章　生分解性高分子を主構造とするポリウレタンエラストマー　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
1　はじめに
2　生分解性高分子を用いたポリウレタンの合成
2. 1　前駆体ポリマーの合成
2. 2　生分解性高分子を主構造とするポリウレタンPILCの合成と特性
3　PILCとHApの複合化
4　まとめ

第12章　ポリウレタンのミクロ相分離構造・結晶構造と力学特性　　 　　　　　 　　　　　
1　はじめに
2　熱処理
3　溶融結晶化
4　熱延伸
5　おわりに

第13章 ポリウレタンのケミカルリサイクル　 　　　　　　　 　　　
1　はじめに
2　PUのケミカルリサイクル
2. 1　グリコリシス
2. 2　アシドリシス
2. 3　加水分解
3　最後に

第14章　クロロホルムを原料とする光オン・デマンドホスゲン化反応を用いるイソシアネートおよびポリウレタンの合成　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1　はじめに
2　クロロホルムの光酸化の予想反応機構
3　クロロギ酸エステルを経由するウレタン合成
4　イソシアネート合成
5　可視光を用いるイソシアネート合成
6　ビスカルバメートとポリウレタンのワンポット合成
7　まとめ