(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香環含有ポリイソシアネートと、平均水酸基価が２０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリテトラメチレンエーテルポリオールと、平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過するトリオールとが反応した生成物であって、
２５℃におけるヤング率が、２〜５ＭＰａであり、
２５℃における光弾性定数が、１０００×１０−１２Ｐａ−１〜１０００００×１０−１２Ｐａ−１であり、
ガラス転移温度が、−６０℃〜−２１℃であることを特徴とする、光弾性ポリウレタン樹脂。
【請求項２】
前記ガラス転移温度が、−６０℃〜−２７℃であることを特徴とする、請求項１に記載の光弾性ポリウレタン樹脂。
【請求項３】
少なくとも−１０℃の環境で使用可能である検知部材に用いられることを特徴とする、請求項１に記載の光弾性ポリウレタン樹脂。
【請求項４】
請求項１に記載の光弾性ポリウレタン樹脂と、
前記光弾性ポリウレタン樹脂に対して光を入射可能な第１位置に配置された発光部材と、
前記第１位置と異なる第２位置であって、前記発光部材から出射され、前記光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光を受光可能な第２位置に配置された受光部材と
を備えることを特徴とする、検知部材。
【請求項５】
前記光弾性ポリウレタン樹脂は、シート形状であることを特徴とする、請求項４に記載の検知部材。
【請求項６】
前記光弾性ポリウレタン樹脂は、棒形状であることを特徴とする、請求項４に記載の検知部材。
【請求項７】
前記光弾性ポリウレタン樹脂に対する加圧を検知することを特徴とする、請求項４に記載の検知部材。
【請求項８】
前記光弾性ポリウレタン樹脂の屈曲を検知することを特徴とする、請求項４に記載の検知部材。
【請求項９】
前記光弾性ポリウレタン樹脂に積層されるクッション材をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の検知部材。
【請求項１０】
請求項４に記載の検知部材を備えることを特徴とする、ロボット。
【請求項１１】
請求項７に記載の検知部材と、
前記検知部材の検知に基づいて、前記検知部材に加わる圧力を測定する処理部とを備えることを特徴とする、ロボット。
【請求項１２】
芳香環含有ポリイソシアネートと、
平均水酸基価が２０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリテトラメチレンエーテルポリオールと、
平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過するトリオールと
を反応させる、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法であって、
前記光弾性ポリウレタン樹脂は、
２５℃におけるヤング率が、２〜５ＭＰａであり、
２５℃における光弾性定数が、１０００×１０−１２Ｐａ−１〜１０００００×１０−１２Ｐａ−１であり、
ガラス転移温度が、−６０℃〜−２１℃であることを特徴とする、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光弾性ポリウレタン樹脂、検知部材、ロボット、および、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法、詳しくは、光弾性ポリウレタン樹脂、その光弾性ポリウレタン樹脂を備える検知部材、その検知部材を備えるロボット、および、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光弾性を有するポリウレタン樹脂を感圧センサなどのセンサとして用いることが提案されている。【０００３】
例えば、ポリウレタン樹脂からなる感圧センサ用ポリウレタン成形体と、感圧センサ用ポリウレタン成形体を挟むように設けられる発光部および受光部とを備えるタッチパネルが提案されている（下記特許文献１参照）。【０００４】
このタッチパネルでは、指などで加圧されたときに感圧センサ用ポリウレタン成形体の内部に生じる複屈折を、発光部から出射され受光部で受光される光の減衰によって検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１９３２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した特許文献１に記載のポリウレタン樹脂では、加圧されたときに速やかに複屈折が生じず、センサとして用いたときに、応答性に劣る場合がある。【０００７】
特に、寒冷地において、応答性が低下する傾向にある。【０００８】
そこで、本発明の目的は、応答性、特に寒冷地における応答性が優れた検知部材を得ることができる光弾性ポリウレタン樹脂、その光弾性ポリウレタン樹脂を備える検知部材、その検知部材を備えるロボット、および、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］第１の本発明は、２５℃におけるヤング率が、２〜５ＭＰａであり、２５℃における光弾性定数が、１０００×１０−１２Ｐａ−１〜１０００００×１０−１２Ｐａ−１であり、ガラス転移温度が、−６０℃〜−２１℃である、光弾性ポリウレタン樹脂である。
［２］第１の本発明は、前記ガラス転移温度が、−６０℃〜−２５℃である、上記［１］の光弾性ポリウレタン樹脂を含む。
［３］また、第２の本発明は、上記［１］または[２]に記載の光弾性ポリウレタン樹脂と、前記光弾性ポリウレタン樹脂に対して光を入射可能な第１位置に配置された発光部材と、前記第１位置と異なる第２位置であって、前記発光部材から出射され、前記光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光を受光可能な第２位置に配置された受光部材とを備える、検知部材である。
［４］第２の本発明は、前記光弾性ポリウレタン樹脂がシート形状である、上記［３］の検知部材を含む。
［５］第２の本発明は、前記光弾性ポリウレタン樹脂が棒形状である、上記［３］の検知部材を含む。
［６］第２の本発明は、前記光弾性ポリウレタン樹脂に対する加圧を検知する、上記［３］〜［５］のいずれか１つの検知部材を含む。
［７］第２の本発明は、前記光弾性ポリウレタン樹脂の屈曲を検知する、上記［３］〜［５］のいずれか１つの検知部材を含む。
［８］第２の本発明は、前記光弾性ポリウレタン樹脂に積層されるクッション材をさらに備える、上記［３］〜［７］のいずれか１つの検知部材を含む。
［９］第３の本発明は、上記［３］〜［８］のいずれか１つの検知部材を備える、ロボットである。
［１０］第４の本発明は、上記［６］に記載の検知部材と、前記検知部材の検知に基づいて、前記検知部材に加わる圧力を測定する処理部とを備える、ロボットである。
［１１］第５の本発明は、芳香族ポリイソシアネートと、平均水酸基価が２０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである高分子量ポリオールと、平均水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する低分子量ポリオールとを反応させる、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法であって、前記光弾性ポリウレタン樹脂は、２５℃におけるヤング率が、２〜５ＭＰａであり、２５℃における光弾性定数が、１０００×１０−１２Ｐａ−１〜１０００００×１０−１２Ｐａ−１であり、ガラス転移温度が、−６０℃〜−２１℃である、光弾性ポリウレタン樹脂の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光弾性ポリウレタン樹脂は、２５℃におけるヤング率が、２〜５ＭＰａに調整され、２５℃における光弾性定数が、１０００×１０−１２Ｐａ−１〜１０００００×１０−１２Ｐａ−１に調整され、ガラス転移温度が、−６０℃〜−２１℃に調整されている。【００１１】
そのため、応答性、特に寒冷地における応答性が優れた検知部材を得ることができる。【００１２】
また、本発明の検知部材は、上記した光弾性ポリウレタン樹脂を備えているので、応答性、特に寒冷地における応答性が優れている。【００１３】
また、本発明のロボットは、上記した検知部材を備えているので、寒冷地においても応答性よく作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の検知部材の第１実施形態としてのセンサを示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すセンサに対する加圧を説明する説明図である。
【図３】図３は、図１に示すセンサのクッション材を備える態様での変形例を説明する説明図である。
【図４】図４は、図１に示すセンサのカバーを備えない態様の変形例を説明する説明図である。
【図５】図５は、図４に示すセンサに対する加圧を説明する説明図である。
【図６】図６は、図１に示すセンサを備えるロボットの概略構成図である。
【図７】図７は、図６に示すセンサとバンパの押圧部材との接触を説明する説明図である。
【図８】図８は、図７に示すセンサとバンパの押圧部材との接触において、クッション材を備える態様の変形例を説明する説明図である。
【図９】図９は、本発明の検知部材の第２実施形態としての感圧マットを示す斜視図である。
【図１０】図１０Ａは、図９に示す感圧マットの長手方向の断面図である。図１０Ｂは、図９に示す感圧マットの幅方向の断面図である。
【図１１】図１１は、感圧マットの変形例を説明する説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の検知部材の第３実施形態としてのセンサを示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すセンサをアームに設置した状態を示す説明図である。
【図１４】図１４は、−１０℃における光弾性定数と周波数との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例１、４〜６、８の光弾性ポリウレタン樹脂を感圧センサに用いた場合における、荷重と電圧との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、実施例１０〜１２の光弾性ポリウレタン樹脂を感圧センサに用いた場合における、荷重と電圧との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、実施例１３〜１５の光弾性ポリウレタン樹脂を感圧センサに用いた場合における、荷重と電圧との関係を示すグラフである。
【図１８】図１８は、光弾性ポリウレタン樹脂を感圧センサに用いた場合における、荷重と電圧の逆数との関係を示すグラフである。
【図１９】図１９は、光弾性ポリウレタン樹脂を角度センサとして用いた場合における、角度と電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
本発明の光弾性ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを含有するポリウレタン樹脂組成物を、反応および硬化させることにより、得ることができる。
【００１６】
ポリイソシアネート成分は、必須成分として、芳香環含有ポリイソシアネートを含む。芳香環含有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−ナフチレン基を含有している。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
ポリイソシアネート成分は、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、４，４′−ＭＤＩとＴＯＤＩとを併用する。
【００２１】
また、ポリイソシアネート成分は、芳香環含有ポリイソシアネート以外の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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ポリイソシアネート成分のうち、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成分の総量に対して、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。
【００２８】
ポリイソシアネート成分の芳香環濃度は、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、１２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、さらに好ましくは、１６質量％以下である。
【００２９】
ポリイソシアネート成分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。
【００３０】
ポリイソシアネート成分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。
【００３１】
ポリイソシアネート成分の芳香環濃度は、ポリイソシアネート成分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。
【００３２】
また、芳香環濃度は、ポリイソシアネート成分が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成分が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。
【００３３】
活性水素基含有成分は、活性水素基（例えば、水酸基、アミノ基など）を有する化合物であって、例えば、ポリオール、ポリアミンなどが挙げられ、好ましくは、ポリオールが挙げられる。
【００３４】
ポリオールは、好ましくは、高分子量ポリオールを含有している。
【００３５】
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２０〜５００ｍｇＫＯＨ／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。
【００３６】
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。
【００３７】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリアルキレン（Ｃ２〜３）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。
【００３８】
ポリアルキレン（Ｃ２〜３）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。具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体（ランダムおよび／またはブロック共重合体）などが挙げられる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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成分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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
高分子量ポリオールの平均水酸基価は、２０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは、８０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは、１００〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、光弾性ポリウレタン樹脂において、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
数平均分子量は、次式（Ｃ）から求めることができる。
【００６６】
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、光弾性ポリウレタン樹脂において、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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成分（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、光弾性ポリウレタン樹脂の光弾性定数を高めることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
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（１，３−プロパンジオール）、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
また、低分子量ポリオールとしては、例えば、数平均分子量４００以下のポリアルキレンオキサイドなども挙げられる。そのようなポリアルキレンオキサイドは、例えば、上記した低分子量ポリオール（ジオール、トリオールなど）を開始剤として、エチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加反応させることによって、ポリエチレングリコール（ポリオキシエチレンエーテルグリコール）、ポリプロピレングリコール（ポリオキシプロピレンエーテルグリコール）、ポリエチレンポリプロピレングリコール（ランダムまたはブロック共重合体）などとして得ることができる。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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、光弾性ポリウレタン樹脂が不透明になり、光が光弾性ポリウレタン樹脂を透過しない場合や、光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が高くなり過ぎる場合がある。
【００８４】
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、０．６〜６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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
そして、活性水素基含有成分の配合割合としては、ポリイソシアネート成分１００質量部に対して、活性水素基含有成分中の高分子量ポリオールが、例えば、１２０〜４００質量部、好ましくは、１２５〜３３３質量部である。
【００８８】
換言すれば、ポリイソシアネート成分の含有割合が、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成分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。
【００８９】
ポリイソシアネート成分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、光弾性ポリウレタン樹脂における所望の光弾性定数を得られない場合がある。
【００９０】
ポリイソシアネート成分の含有割合が上記した範囲未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂における所望の光弾性定数を得られない場合がある。
【００９１】
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。
【００９２】
可塑剤は、光弾性ポリウレタン樹脂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、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ））、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。
【００９３】
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、光弾性ポリウレタン樹脂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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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、
【００９８】
【化１】
0006462009.tif 000002
【００９９】
（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、
【０１００】
【化２】
0006462009.tif 000003
【０１０１】
（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、
【０１０２】
【化３】
0006462009.tif 000004
【０１０３】
（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。
【０１０４】
【化４】
0006462009.tif 000005
【０１０５】
（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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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、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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
可塑剤の配合割合が上記した範囲を超過する場合には、光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が過度に低下して、光弾性ポリウレタン樹脂の外観が不透明となる場合がある。
【０１２３】
そして、上記したポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分と必要により可塑剤とを処方（配合）することにより、ポリウレタン樹脂組成物を得る。
【０１２４】
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３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられ、好ましくは、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３〜６の脂肪族トリオールとの組合せのみからなる。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
そして、光弾性ポリウレタン樹脂は、このようにして得られる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。
【０１３３】
ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分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。
【０１３４】
ワンショット法では、例えば、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを、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。
【０１３５】
なお、ポリイソシアネート成分として、４，４′−ＭＤＩとＴＯＤＩとを併用する場合、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを反応させるには、まず、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとを反応させて、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）を得る。このとき、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとのイソシアネートインデックスは、例えば、１以上であり、例えば、１００未満、好ましくは、５０以下である。
【０１３６】
次いで、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）に、低分子量ポリオールを配合し、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）、および、低分子量ポリオールと、４，４′−ＭＤＩとを処方（混合）する。このとき、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）、および、低分子量ポリオールと、４，４′−ＭＤＩとのイソシアネートインデックスは、例えば、１００を超過、好ましくは、１００．１以上であり、例えば、１１０以下である。
【０１３７】
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。
【０１３８】
ウレタン化触媒の配合割合は、ポリイソシアネート成分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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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光弾性ポリウレタン樹脂を得ることができる。
【０１４１】
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、所定の厚みの光弾性ポリウレタン樹脂を形成することができる。
【０１４２】
なお、光弾性ポリウレタン樹脂は、硬化後、基材から剥離することができる。あるいは、光弾性ポリウレタン樹脂は、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。
【０１４３】
プレポリマー法は、例えば、まず、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分の一部（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、活性水素基含有成分の残部（鎖伸長剤：例えば、低分子量ポリオール（および必要により高分子量ポリオール、モノオール））とを反応（鎖伸長）させて、硬化反応させる。
【０１４４】
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成分と活性水素基含有成分の一部とを、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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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、溶媒および未反応のポリイソシアネート成分を除去することもできる。
【０１４７】
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。
【０１４８】
次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有成分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、活性水素基含有成分の残部とを、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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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光弾性ポリウレタン樹脂を得ることができる。
【０１５１】
このような光弾性ポリウレタン樹脂は、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。そのため、センサ１として好適に用いることができる。
【０１５２】
また、上記のポリウレタン樹脂組成物または光弾性ポリウレタン樹脂には、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。
【０１５３】
光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃における光弾性定数は、例えば、１０００×１０−１２Ｐａ−１以上、好ましくは、２０００×１０−１２Ｐａ−１以上、より好ましくは、３０００×１０−１２Ｐａ−１以上、より一層好ましくは、３５００×１０−１２Ｐａ−１以上であり、さらに好ましくは、４０００×１０−１２Ｐａ−１以上であり、例えば、１０００００×１０−１２Ｐａ−１以下、好ましくは、１００００×１０−１２Ｐａ−１以下、より好ましくは、６０００×１０−１２Ｐａ−１以下、より一層好ましくは、５５００×１０−１２Ｐａ−１以下である。
【０１５４】
光弾性定数が上記した下限を超過することにより、優れた光弾性を確保することができる。
【０１５５】
光弾性ポリウレタン樹脂の光弾性定数は、「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。
【０１５６】
また、光弾性定数の測定とともに、光弾性ポリウレタン樹脂の歪光学定数とヤング率とが求められる。
【０１５７】
光弾性ポリウレタン樹脂の歪光学定数は、光弾性ポリウレタン樹脂の変形量に対する、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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
光弾性定数＝歪光学定数÷ヤング率    （５）
従って、光弾性ポリウレタン樹脂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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
そのため、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃におけるヤング率は、例えば、２ＭＰａ以上、好ましくは、３ＭＰａ以上であり、例えば、５ＭＰａ以下である。
【０１６２】
光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が上記した範囲未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂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。光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が上記した範囲を超過する場合には、光弾性ポリウレタン樹脂が硬すぎるため、光弾性が低下する場合がある。
【０１６３】
好ましくは、上記した所望の光弾性定数を得るには、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃のヤング率が２ＭＰａ以上３ＭＰａ以下の場合には、２５℃の歪光学定数が、例えば、６０００×１０−６以上（通常、１００００×１０−６以下）であり、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃のヤング率が３ＭＰａを超過し５ＭＰａ以下の場合には、２５℃の歪光学定数は、例えば、１００００×１０−６以上（通常、２００００×１０−６以下）である。
【０１６４】
光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、例えば、−６０℃以上、好ましくは、−４０℃以上、より好ましくは、−３５℃以上、より一層好ましくは、−３０℃以上であり、例えば、−２１℃以下、好ましくは、−２５℃以下である。
【０１６５】
光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が上記した下限未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂の加工性および耐傷付き性が低下する場合がある。
【０１６６】
また、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記した上限以上である場合には、上記した所望の光弾性定数を得にくくなる場合がある。
【０１６７】
光弾性ポリウレタン樹脂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（昇温速度５℃／ｍｉｎ）の測定により、得ることができる。
【０１６８】
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。
【０１６９】
光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃における貯蔵伸長弾性率Ｅ’は、例えば、１×１０６〜１×１０８Ｐａであり、２５℃における損失伸長弾性率Ｅ’’は、例えば、１×１０４〜１×１０８Ｐａであり、２５℃における損失正接ｔａｎδは、例えば、０．０１〜０．２である。
【０１７０】
また、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記した上限以上である場合には、低温でのセンサ（後述するセンサ１など）の応答時間が長くなる（応答速度が遅くなる）場合がある。
【０１７１】
なお、センサの応答時間は、好ましくは、１０ミリ秒以内である。センサの応答時間が上記範囲内であると、障害物に対する後述の掃除機ロボットの衝突を確実に検知できる。
【０１７２】
また、センサの使用環境の温度は、例えば、−１０℃以上であり、例えば、４０℃以下である。
【０１７３】
ここで、センサの使用環境の温度が低下し、センサの使用環境の温度と、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度とが近似すると、光弾性ポリウレタン樹脂の損失伸長弾性率Ｅ’’が上昇し、外力に対する応答速度が遅くなる傾向がある。
【０１７４】
光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記した上限以上である場合には、使用環境の温度が−１０℃であっても、外力に対する応答速度を確保することができ、障害物に対する後述の掃除機ロボットの衝突を速やかに検知できる。
【０１７５】
なお、センサの応答速度は、光弾性定数の周波数依存性を測定することで評価できる。センサの使用環境の温度が低下し、光弾性ポリウレタン樹脂の損失伸長弾性率Ｅ’’が上昇すると、周波数が０．１Ｈｚから１００Ｈｚの範囲において、周波数が高くなるにつれて光弾性定数が減少する。周波数が高い領域で光弾性定数が小さくなると、センサの応答速度が低下する。例えば、使用環境の温度が−１０℃である場合において、センサの十分な応答速度を得るためには、温度が−１０℃でも周波数が０．１Ｈｚから１００Ｈｚの範囲で、光弾性定数が一定であることが好ましい。周波数が１００Ｈｚ（周期が１０ｍ秒）まで光弾性定数が一定であると、応答時間が１０ｍ秒未満であると推測される。
【０１７６】
上記の通り、本発明の光弾性ポリウレタンは、応答速度が速いことや使用温度範囲が広いことが期待されるので、後述するように、検知部材、センサ、特に感圧センサの材料として好適に使用できる。また、そのような検知部材は、後述するように、ロボットの部品として好適に使用できる。
【０１７７】
次いで、図１を参照して、本発明の検知部材の第１実施形態としてのセンサ１の構成について説明する。
【０１７８】
センサ１は、一方（図１における紙面右方向）および他方（図１における紙面左方向）に延びる棒形状（例えば、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状など）に形成されている。センサ１は、樹脂部材２と、発光部３と、受光部４と、カバー５とを備えている。
【０１７９】
樹脂部材２は、センサ１の内部に配置されている。樹脂部材２は、センサ１の長手方向（すなわち、一方および他方）に延びる棒形状（例えば、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状など）に形成されている。樹脂部材２は、上記した光弾性ポリウレタン樹脂からなる。なお、樹脂部材２は、例えば、所定形状の成形型（注形型）により棒形状に形成されるか、あるいは、脱型後の裁断によって棒形状に形成される。
【０１８０】
発光部３は、センサ１の一方の端部に配置されている。発光部３は、キャップ部材３Ａと、発光部材の一例としてのＬＥＤ３Ｂと、配線３Ｃとを備えている。
【０１８１】
キャップ部材３Ａは、センサ１の長手方向に延びる略円柱形状に形成されている。キャップ部材３Ａには、凹部３Ｄが形成されている。
【０１８２】
凹部３Ｄは、キャップ部材３Ａの他方側の端面から一方へ凹んでいる。凹部３Ｄ内には、樹脂部材２の一方の端部が嵌まっている。
【０１８３】
ＬＥＤ３Ｂは、凹部３Ｄの底面（一方側の内面）に埋設されている。ＬＥＤ３Ｂは、樹脂部材２の一方側の端面に対して対向配置されている。これにより、ＬＥＤ３Ｂは、樹脂部材２の一方側の端面に対して光を入射可能である。ＬＥＤ３Ｂの位置、すなわち、樹脂部材２の一方側の端面に対向する位置が、第１位置の一例である。
【０１８４】
配線３Ｃは、ＬＥＤ３Ｂに電気的に接続されている。
【０１８５】
受光部４は、キャップ部材４Ａと、受光部材の一例としてのフォトダイオード４Ｂと、配線４Ｃとを備えている。
【０１８６】
キャップ部材４Ａは、センサ１の長手方向に延びる略円柱形状に形成されている。キャップ部材４Ａには、凹部４Ｄが形成されている。
【０１８７】
凹部４Ｄは、キャップ部材４Ａの一方側の端面から他方へ凹んでいる。凹部４Ｄ内には、樹脂部材２の他方の端部が嵌まっている。
【０１８８】
フォトダイオード４Ｂは、凹部４Ｄの底面（他方側の内面）に埋設されている。フォトダイオード４Ｂは、樹脂部材２の他方側の端面に対して対向配置されている。これにより、フォトダイオード４Ｂは、樹脂部材２を一方から他方へ通過した光を受光可能である。フォトダイオード４Ｂの位置、すなわち、樹脂部材２の他方側の端面に対向する位置が、第２位置の一例である。
【０１８９】
配線４Ｃは、フォトダイオード４Ｂに電気的に接続されている。
【０１９０】
カバー５は、発光部３と受光部４との間において、樹脂部材２を被覆している。カバー５は、センサ１の長手方向に延びる略円筒形状に形成されている。カバー５の内部には、樹脂部材２が挿通されている。カバー５の一方側の端面は、凹部３Ｄの周縁部において、発光部３のキャップ部材３Ａに接触している。カバー５の他方側の端面は、凹部４Ｄの周縁部において、受光部４のキャップ部材４Ａに接触している。カバー５は、好ましくは、樹脂部材２よりも硬度が低い樹脂、例えば、シリコーン樹脂、イソプレン樹脂、ブタジエン樹脂、クロロプレン樹脂、アクリル樹脂、光弾性ポリウレタン樹脂などからなる。カバー５は、着色されていてもよく、また、透明または半透明であってもよい。
【０１９１】
次いで、図２〜図８を参照して、本発明の第１実施形態としてのセンサ１の使用態様について説明する。
【０１９２】
センサ１は、感圧センサとして使用することができる。
【０１９３】
例えば、図２に示すように、センサ１は、平坦な支持部材Ｓの上に、カバー５が支持部材Ｓに接触するように載置される。センサ１は、発光部３の配線３Ｃ、および、受光部４の配線４Ｃを介して、制御部に電気的に接続される。
【０１９４】
また、押圧部材Ｐが、センサ１の長手方向中央部に接触される。押圧部材Ｐは、一方と他方とを結ぶ方向における中央部が下方へ膨らむように湾曲されている。
【０１９５】
押圧部材Ｐからの押圧力がセンサ１に加わっていないときには、センサ１の樹脂部材２は、加圧されておらず、変形していないので、複屈折を生じていない。そのため、センサ１のＬＥＤ３Ｂからの光は、ほとんど減衰することなく、樹脂部材２を透過してフォトダイオード４Ｂに受光される。
【０１９６】
そして、押圧部材Ｐにより、センサ１の長手方向中央部が下方へ押圧されると、センサ１の樹脂部材２の上下方向中央部は、押圧部材Ｐと支持部材Ｓとの間で圧縮（変形）され、複屈折を生じる。なお、このとき、センサ１にカバー５が設けられていると、カバー５によって、樹脂部材２に対する押圧部材Ｐの押圧力が緩衝され、樹脂部材２の変形が抑制される。これにより、小さな衝撃（例えば、押圧部材Ｐに加わる外乱など）で樹脂部材２に複屈折が生じることを防止できる。
【０１９７】
樹脂部材２の上下方向中央部に複屈折が生じることにより、センサ１のＬＥＤ３Ｂからの光は、樹脂部材２の上下方向中央部において散乱し、樹脂部材２を透過してフォトダイオード４Ｂに受光される光量が減衰する。
【０１９８】
そして、フォトダイオード４Ｂに受光される光量が減衰から、樹脂部材２に加わる圧力を測定できる。
【０１９９】
なお、図３に示すように、センサ１は、さらに、クッション材Ｃを備えることもできる。
【０２００】
クッション材Ｃは、樹脂部材２と支持部材Ｓとの間に配置されるように、樹脂部材２に積層される。クッション材Ｃは、樹脂部材２よりも柔軟な材料、例えば、ポリウレタンスポンジなどの発泡体からなる。
【０２０１】
樹脂部材２と支持部材Ｓとの間にクッション材Ｃが配置されていると、押圧部材Ｐによって樹脂部材２の上下方向中央部が加圧されたときに、樹脂部材２の上下方向中央部を撓める（湾曲させる）ことができる。
【０２０２】
これにより、樹脂部材２の上下方向中央部に、より大きな複屈折を生じさせることができる。
【０２０３】
その結果、樹脂部材２に対する押圧部材Ｐの加圧を、より確実に、検知することができる。
【０２０４】
また、図４および図５に示すように、センサ１にカバー５を設けないこともできる。
【０２０５】
この場合、押圧部材Ｐおよび支持部材Ｓは、樹脂部材２に直接接触する。
【０２０６】
これにより、樹脂部材２に対する押圧部材Ｐの加圧を、より鋭敏に検知することができる。
【０２０７】
そして、センサ１は、図６および図７に示すように、自律走行可能な掃除機ロボット２１（ロボットの一例）の感圧センサとして使用することができる。
【０２０８】
詳しくは、掃除機ロボット２１は、上下方向に厚みを有する略円板形状に形成されている。掃除機ロボット２１は、本体２２と、複数（６つ）のセンサ１と、バンパ２３とを備えている。
【０２０９】
本体２２は、掃除機ロボット２１の径方向中央に配置されている。本体２２は、上下方向に厚みを有する略円板形状に形成されている。本体２２は、内部において、自律走行を制御する図示しない処理部の一例としての制御部、図示しないモーター、粉塵を吸引するための図示しない吸引装置、および、吸引した粉塵を溜める貯留部などを備えている。また、本体２２は、底部において、車輪や、粉塵を掻き取るためのクリーニングブラシなどを備えている。
【０２１０】
複数のセンサ１は、本体２２の径方向外方において、周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。センサ１は、図７に示すように、長手方向が上下方向に沿うように配置されている。センサ１は、平坦な支持部材Ｓを介して、本体２２の外周面に固定されている。センサ１は、発光部３の配線３Ｃ、および、受光部４の配線４Ｃを介して、本体２２内の制御部に電気的に接続されている。なお、センサ１の個数は、特に限定されず、例えば、３〜１０個である。
【０２１１】
バンパ２３は、本体２２との間にセンサ１を挟むように、本体２２の径方向外方に配置されている。バンパ２３は、本体２２の径方向において、本体２２に近づく方向と、本体２２から離れる方向とに移動可能である。バンパ２３は、押圧部材Ｐを備える。
【０２１２】
押圧部材Ｐは、バンパ２３の内面に配置されている。押圧部材Ｐの径方向内面は、上下方向中央部が径方向内方へ膨らむように湾曲されている。押圧部材Ｐは、径方向内面の上下方向中央部において、センサ１の上下方向中央部に接触している。
【０２１３】
次いで、掃除機ロボット２１の動作を説明する。
【０２１４】
掃除機ロボット２１は、制御部の制御により、底部のクリーニングブラシで床を清掃しながら走行する。
【０２１５】
このとき、センサ１の樹脂部材２は、加圧されておらず、変形していないので、複屈折を生じていない。そのため、センサ１のＬＥＤ３Ｂからの光は、ほとんど減衰することなく、樹脂部材２を透過してフォトダイオード４Ｂに受光される。
【０２１６】
すると、掃除機ロボット２１の制御部は、障害物（部屋の壁など）に衝突していないと判断する。
【０２１７】
そして、バンパ２３が部屋の壁などの障害物に衝突すると、バンパ２３の押圧部材Ｐは、センサ１の上下方向中央部を押圧する。
【０２１８】
すると、センサ１の樹脂部材２の上下方向中央部は、押圧部材Ｐと支持部材Ｓとの間で圧縮（変形）され、複屈折を生じる。なお、このとき、センサ１にカバー５が設けられていると、カバー５によって、樹脂部材２に対する押圧部材Ｐの押圧力が緩衝され、樹脂部材２の変形が抑制される。これにより、小さな衝撃（例えば、走行中の外乱など）で樹脂部材２に複屈折が生じることを防止できる。
【０２１９】
樹脂部材２の上下方向中央部に複屈折が生じることにより、センサ１のＬＥＤ３Ｂからの光は、樹脂部材２の上下方向中央部において散乱し、樹脂部材２を透過してフォトダイオード４Ｂに受光される光量が減衰する。
【０２２０】
このとき、掃除機ロボット２１の制御部は、フォトダイオード４Ｂに受光される光量が減衰から、樹脂部材２に加わる圧力を測定する。
【０２２１】
すると、掃除機ロボット２１の制御部は、樹脂部材２に加わる所定の圧力、すなわち、樹脂部材２に対する加圧を検知したときに、障害物に衝突したと判断する。すると、掃除機ロボット２１は、制御部の制御により、障害物を回避するように方向転換する。
【０２２２】
このようにして、掃除機ロボット２１は、障害物を回避しながら床を清掃する。
【０２２３】
なお、図８に示すように、掃除機ロボット２１は、クッション材Ｃを備えたセンサ１（図３参照）を備えることもできる。
＜第２実施形態＞
以下、本発明の検知部材の第２実施形態としての感圧マット３１について説明する。なお、第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２４】
第２実施形態では、図９に示すように、感圧マット３１は、発光部材の一例としてのＬＥＤ３６を備えるシートセンサ３０と、受光部材の一例としてのフォトダイオードを備えるロッドセンサ３８とを備える。
【０２２５】
詳しくは、感圧マット３１は、上下方向に厚みを有する平面視矩形状に形成されている。感圧マット３１は、第１層３２と、第２層３３と、カバー層３４とを備えている。
【０２２６】
第１層３２は、感圧マット３１の上側半分に配置されている。第１層３２は、シートセンサ３０を備えている。シートセンサ３０は、樹脂シート３５と、複数のＬＥＤ３６とを備えている。
【０２２７】
樹脂シート３５は、上記した光弾性ポリウレタン樹脂からなり、感圧マット３１の長手方向（感圧マット３１の厚み方向と直交する方向）および幅方向（感圧マット３１の厚み方向および長手方向の両方と直交する方向）に延びる平面視矩形のシート形状に形成されている。
【０２２８】
複数のＬＥＤ３６は、樹脂シート３５の長手方向の一方端部に配置される６つのＬＥＤ３６と、樹脂シート３５の長手方向の他方端部に配置される６つのＬＥＤ３６とを含む。長手方向一方端部の６つのＬＥＤ３６は、幅方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。また、長手方向他方端部の６つのＬＥＤ３６は、長手方向に投影したときに長手方向一方端部の６つのＬＥＤ３６と一致するように、幅方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。これにより、ＬＥＤ３６は、樹脂シート３５の長手方向の端部に対して光を入射可能である。ＬＥＤ３６の位置、すなわち、樹脂シート３５の長手方向の端部が、第１位置の一例である。各ＬＥＤ３６は、図示しない処理部の一例としての制御部に電気的に接続されている。
【０２２９】
第２層３３は、感圧マット３１の下側半分において、第１層３２の下面に接触した状態で配置されている。第２層３３は、クッション材３７と、複数（６つ）のロッドセンサ３８とを備えている。
【０２３０】
クッション材３７は、樹脂シート３５と同様に、平面視矩形状に形成されている。クッション材３７は、樹脂シート３５よりも柔軟な材料、例えば、ポリウレタンスポンジなどの発泡体からなる。クッション材３７の長手方向長さおよび幅方向長さは、樹脂シート３５の長手方向長さおよび幅方向長さと同じである。クッション材３７の厚みは、ロッドセンサ３８の上下方向長さ以上である。クッション材３７の上面は、樹脂シート３５の下面に接触している。
【０２３１】
複数（６つ）のロッドセンサ３８は、クッション材３７に埋設されており、感圧マット３１の長手方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。ロッドセンサ３８は、感圧マット３１の幅方向に延びる略円柱形状を有している。ロッドセンサ３８は、樹脂ロッド３９と、２つのフォトダイオード４０と、カバー４１とを備えている。
【０２３２】
樹脂ロッド３９は、第１実施形態の樹脂部材２と同様に、上記した光弾性ポリウレタン樹脂からなり、感圧マット３１の幅方向に延びる棒形状に形成されている。
【０２３３】
２つのフォトダイオード４０は、樹脂ロッド３９の幅方向両端部に１つずつ埋設されている。これにより、各フォトダイオード４Ｂは、樹脂ロッド３９を幅方向内側から幅方向外側へ通過した光を受光可能である。各フォトダイオード４Ｂの位置、すなわち、樹脂ロッド３９の幅方向の端部が、第２位置の一例である。
【０２３４】
カバー４１は、第１実施形態のカバー５と同様に、ロッドセンサ３８の長手方向に延びる略円筒形状に形成され、樹脂ロッド３９を被覆している。カバー４１は、透明で、光弾性ポリウレタン樹脂よりも屈折率が低い樹脂材料からなる。カバー４１の上端部は、樹脂シート３５の下面に接触している。なお、カバー４１の屈折率が樹脂シート３５の屈折率よりも高い場合には、感圧マット３１が加圧されたときに、樹脂シート３５内を通過する光が樹脂ロッド３９に伝わりにくい場合がある。また、カバー４１の屈折率が樹脂シート３５の屈折率と同等である場合には、感圧マット３１が加圧されていないときにも、樹脂シート３５内を通過する光の一部が樹脂ロッド３９に伝わってしまう場合がある。
【０２３５】
カバー層３４は、感圧マット３１の表皮部分を構成する。カバー層３４は、第１層３２および第２層３３を一括して被覆する。カバー層３４は、肌触りなどを考慮して、例えば、綿やポリエステルなどの布帛からなる。
【０２３６】
次いで、感圧マット３１の動作を説明する。
【０２３７】
感圧マット３１が加圧されていないとき、シートセンサ３０の樹脂シート３５、および、ロッドセンサ３８の樹脂ロッド３９は、いずれも加圧されておらず、変形していない。そのため、樹脂シート３５および樹脂ロッド３９は、いずれも複屈折を生じていない。これにより、シートセンサ３０のＬＥＤ３６からの光は、樹脂ロッド３９に伝わらず、フォトダイオード４０に受光されない。
【０２３８】
すると、感圧マット３１の処理部の一例としての制御部は、感圧マット３１が加圧されていないと判断する。
【０２３９】
そして、感圧マット３１が加圧されると、加圧された部分において、樹脂シート３５および樹脂ロッド３９が圧縮（変形）され、複屈折を生じる。
【０２４０】
すると、シートセンサ３０のＬＥＤ３６からの光は、樹脂シート３５の複屈折が生じている部分Ａ１において散乱される。部分Ａ１で散乱した光は、樹脂ロッド３９の複屈折が生じている部分Ａ２に伝わる。
【０２４１】
樹脂ロッド３９に伝わった光は、部分Ａ２において散乱される。部分Ａ２で散乱した光は、樹脂ロッド３９内を透過して、その樹脂ロッド３９の両端の２つのフォトダイオード４０にそれぞれ受光される。
【０２４２】
このとき、加圧された部分に近いと、フォトダイオード４０において、より強い光が検出され、加圧された部分から離れるにつれて、フォトダイオード４０に検出される光の強度は弱くなる。
【０２４３】
そして、制御部は、受光したフォトダイオード４０を有する樹脂ロッド３９の長手方向の位置から、加圧された部分の長手方向における位置を判断する。
【０２４４】
また、制御部は、２つのフォトダイオード４０のそれぞれに検知された光強度の差から、加圧された部分の幅方向における位置を判断する。
【０２４５】
これにより、加圧された部分の長手方向位置および幅方向位置を特定できる。
【０２４６】
また、第１実施形態と同様に、制御部は、２つのフォトダイオード４０で検知された光強度から、感圧マット３１に加わる圧力を計測することもできる。
【０２４７】
このような感圧マット３１は、例えば、介護用ベッドの床に設置し、被介護者がベッドから床に降りたことを検知する用途に用いること、被介護者への見守りに好適である。また、感圧マット３１を、玄関のマットとして用いれば、玄関からの人の出入りを検知することができ、防犯などに好適である。
【０２４８】
また、図１１に示すように、上記した第２実施形態において、第１層３２のシートセンサ３０に代えて、第２層３３と同様に、複数のロッドセンサ３８を用いることもできる。この場合、第１層３２のロッドセンサ３８と第２層３３のロッドセンサ３８とを格子状に重ねる。なお、この変形例では、各ロッドセンサ３８の間には、クッション材３７を設けない。
【０２４９】
この変形例では、第１層３２のロッドセンサ３８と第２層３３のロッドセンサ３８との交点において、第１層３２のロッドセンサ３８から第２層３３のロッドセンサ３８へ光が伝わり、上記した感圧マット３１と同様に、加圧された部分の長手方向位置および幅方向位置を特定し、感圧マット３１に加わる圧力を計測できる。
【０２５０】
また、この変形例では、各ロッドセンサ３８の間を空気が流通するため、介護用ベッドのマットレスの上や内部に設置した場合でも、ベッドが蒸れることを抑制できる。
＜第３実施形態＞
以下、本発明の検知部材の第３実施形態としてのセンサ５０について説明する。なお、第３実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０２５１】
第３実施形態では、センサ５０を、樹脂部材２の屈曲を検知する屈曲センサとして構成する。
【０２５２】
センサ５０は、図１２に示すように、発光部３のキャップ部材３Ａ、および、受光部４のキャップ部材４Ａが、樹脂部材２の屈曲を規制する規制部５１を備える以外は、第１実施形態のセンサ１と同様に構成されている。
【０２５３】
発光部３の規制部５１は、キャップ部材３Ａの他方端部から他方へ延びる略円筒形状に形成されている。発光部３の規制部５１は、カバー５の一方端部を被覆する。発光部３の規制部５１は、硬質の樹脂などから形成され、樹脂部材２の一方端部およびカバー５の一方端部の屈曲を規制する。
【０２５４】
受光部４の規制部５１は、キャップ部材４Ａの一方端部から一方へ延びる略円筒形状に形成されている。受光部４の規制部５１は、カバー５の他方端部を被覆する。受光部４の規制部５１は、硬質の樹脂などから形成され、樹脂部材２の他方端部およびカバー５の他方端部の屈曲を規制する。受光部４の規制部５１は、発光部３の規制部５１に対して、間隔を隔てて対向配置されている。
【０２５５】
これにより、樹脂部材２の長手方向中央部（以下、屈曲部分Ｂと記載する。）のみが、発光部３のキャップ部材３Ａ、および、受光部４のキャップ部材４Ａから露出されており、屈曲可能である。
【０２５６】
次いで、図１３を参照して、センサ５０を備えるアーム６１について説明する。
【０２５７】
アーム６１は、第１アーム部６２と、第２アーム部６３と、関節部６４と、センサ５０とを備える。
【０２５８】
第１アーム部６２は、アーム６１の一方半分を構成し、一方および他方に延びる略柱形状に形成されている。
【０２５９】
第２アーム部６３は、アーム６１の他方半分を構成し、一方および他方に延びる略柱形状に形成されている。
【０２６０】
関節部６４は、第１アーム部６２と第２アーム部６３との間に配置されている。関節部６４は、第１アーム部６２と第２アーム部６３とを回動可能に接続している。
【０２６１】
センサ５０は、屈曲部分Ｂが関節部６４の上に配置されるように、発光部３において第１アーム部６２に固定され、受光部４において第２アーム部６３に固定されている。
【０２６２】
次いで、センサ５０の動作を説明する。
【０２６３】
アーム６１が関節部６４において屈曲されると、アーム６１の屈曲に追従して、センサ５０が、屈曲部分Ｂで屈曲される。
【０２６４】
すると、屈曲部分Ｂは、その屈曲度合いが増大するにつれて、大きな複屈折を生じる。これにより、屈曲部分Ｂの屈曲度合いが増大するにつれて、上記した第１実施形態と同様に、フォトダイオード４Ｂに受光される光量が減衰する。
【０２６５】
フォトダイオード４Ｂに受光される光量の減衰から、アーム６１の屈曲角度を正確に計測することができる。
＜その他の変形例＞
発光部材としては、上記したＬＥＤの他、例えば、半導体レーザー（波長４０５ｎｍ〜１０６４ｎｍ）、蛍光灯、ハロゲンランプ、タングステンランプなどを用いることができる。
【０２６６】
また、発光部材としてＬＥＤを使用する場合、例えば、赤色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどを用いることができる。
【０２６７】
また、受光部材としては、通常のフォトダイオードの他、フォトＩＣダイオードを用いることもできる。フォトＩＣダイオードは、通常のフォトダイオードの内部に、光電流の増幅回路が内蔵され、フォトダイオードで発生した光電流を１０００倍〜数１０００倍に増幅し、外部に出力する。なお、通常のフォトダイオードを用いる場合、フォトダイオードに公知の増幅回路を接続し、光電流を１０００倍〜１００００倍程度に増幅することが好ましい。
【０２６８】
また、受光部材としては、フォトダイオード以外の検知器、例えばＣｄＳセルなどの光導電型の検知器や、ボロメータなどの感熱型の光検知器などを用いることもできる。
【０２６９】
また、光弾性ポリウレタン樹脂と発光部の間、および、光弾性ポリウレタン樹脂と受光部の間には、それぞれ直線偏光板を設置することができる。その場合、二枚の直線偏光板は各々の偏光面が一致するように設置することが好ましい。あるいは二枚の直線偏光板の替りに、二枚の円偏光板を設置してもよい。円偏光板を用いる場合には、電場ベクトルの回転方向の同じ二枚の円偏光板を用いることが好ましい。例えば、発光部側に右回転円偏光板を設置したら、受光側にも右回転円偏光板を設置するのが好ましい。
【実施例】
【０２７０】
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
＜原料の説明＞
Ａ．高分子量ポリオール
（１）ＰＴＧ−６５０ＳＮ（ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１６２．９ｍｇＫＯＨ／ｇ、保土谷化学社製）
（２）ＰＴＧ−１０００（ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１１１．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、保土谷化学社製）
（３）ＰＴＧ−２０００ＳＮ（ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価５７．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、保土谷化学社製）
Ｂ．低分子量ポリオール
（１）１，２，６−ヘキサントリオール
（２）トリメチロールプロパン
（３）３−メチル−１，５−ペンタンジオール
Ｃ．イソシアネート
（１）３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ、日本曹達社製）
（２）４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ−ＰＨ、三井化学社製）
Ｄ．添加剤
（１）酸化防止剤
（２）可塑剤（フタル酸ジイソノニル、ＤＩＮＰ）
（３）可塑剤（４−シアノ−４′−ペンチルビフェニル、液晶５ＣＢ）
＜光弾性ポリウレタン樹脂の作製＞
実施例１
ガラス製フラスコに、ＰＴＧ−６５０ＳＮ、ＰＴＧ−１０００および酸化防止剤を、表１に示す配合量で仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、温度を８０℃に下げ、窒素で常圧に戻した。【０２７１】
次いで、撹拌しながら３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが３５となるように、表１に示す配合量で投入し、４時間反応させた。【０２７２】
次いで、撹拌しながらトリメチロールプロパンを表１に示す配合量で加え、温度を７０℃に調整した。【０２７３】
次いで、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが１０５となるように、表１に示す配合量、投入し、撹拌混合した。【０２７４】
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。【０２７５】
次いで、得られたポリウレタン組成物を、成形型（３０ｃｍ×１０ｃｍ×２ｍｍ）に流し込み、５０℃で４８時間硬化させることにより、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２７６】
また、別途、得られたポリウレタン組成物を、シリコーンチューブ（外径１０ｍｍ、内径７ｍｍ、長さ６０ｃｍ）に充填し、片方の端をピンチコックで締め、５０℃のオーブン中に吊るして４８時間硬化させることにより、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２７７】
実施例２
ガラス製フラスコに、ＰＴＧ−６５０ＳＮ、ＰＴＧ−１０００および酸化防止剤を表１に示す配合量で仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、温度を８０℃に下げ、窒素で常圧に戻した。【０２７８】
次いで、撹拌しながら１、２、６−ヘキサントリオールを表１に示す配合量加え、温度を７０℃に調整した。【０２７９】
次いで、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが１０５となるように、表１に示す配合量、投入し、撹拌混合した。【０２８０】
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。【０２８１】
得られたポリウレタン組成物を、実施例１と同様に硬化させて、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２８２】
実施例３
ガラス製フラスコに、ＰＴＧ−１０００および酸化防止剤を表１に示す配合量で仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、温度を８０℃に下げ、窒素で常圧に戻した。【０２８３】
次いで、撹拌しながら１、２、６−ヘキサントリオールを表１に示す配合量で加え、温度を７０℃に調整した。【０２８４】
次いで、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが１０５となるように、表１に示す配合量、投入し、撹拌混合した。【０２８５】
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。【０２８６】
得られたポリウレタン組成物を、実施例１と同様に硬化させて、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２８７】
実施例４
ガラス製フラスコに、ＰＴＧ−１０００および酸化防止剤を、表２に示す配合量で仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、温度を８０℃に下げ、窒素で常圧に戻した。【０２８８】
次いで、撹拌しながら３，３′−ジメチルビフェニル−４，４′−ジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが３５．３となるように、表２に示す配合量で投入し、４時間反応させた。【０２８９】
次いで、撹拌しながらトリメチロールプロパンを表２に示す配合量で加え、温度を７０℃に調整した。【０２９０】
次いで、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが１０５となるように、表２に示す配合量、投入し、撹拌混合した。【０２９１】
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。【０２９２】
得られたポリウレタン組成物を、実施例１と同様に硬化させて、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２９３】
実施例５
各原料を表２で示す配合量で配合した以外は、実施例４と同様にして、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２９４】
実施例６
ガラス製フラスコに、ＰＴＧ−１０００および酸化防止剤を表２に示す配合量で仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、温度を８０℃に下げ、窒素で常圧に戻した。【０２９５】
次いで、撹拌しながらトリメチロールプロパンを表２に示す配合量加え、温度を７０℃に調整した。【０２９６】
次いで、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが１０５となるように、表２に示す配合量、投入し、撹拌混合した。【０２９７】
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。【０２９８】
得られたポリウレタン組成物を、実施例１と同様に硬化させて、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。【０２９９】
実施例７〜９
各原料を表２で示す配合量で配合した以外は、実施例５と同様にして、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。なお、可塑剤は、得られたポリウレタン組成物に配合した。【０３００】
実施例１０〜１５
各原料を表３で示す配合量で配合した以外は、実施例５と同様にして、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。なお、可塑剤は、得られたポリウレタン組成物に配合した。【０３０１】
比較例１
ガラス製フラスコに、ＰＴＧ−６５０ＳＮおよび酸化防止剤を表１に示す配合量で仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、窒素で常圧に戻した。【０３０２】
次いで、撹拌しながら１、２、６−ヘキサントリオールを表１に示す配合量で加え、温度を７０℃に調整した。【０３０３】
次いで、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、イソシアネートインデックスが１０５となるように、表１に示す配合量、投入し、撹拌混合した。【０３０４】
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。【０３０５】
得られたポリウレタン組成物を、実施例１と同様に硬化させて、厚さ２ｍｍのシート形状の光弾性ポリウレタン樹脂、および、直径７ｍｍの棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。
＜光弾性ポリウレタン樹脂の物性評価＞
（１）光弾性定数およびヤング率
「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。各実施例および比較例の光弾性定数およびヤング率を表１、表２および表３に示す。
（２）動的粘弾性
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。各実施例および比較例の貯蔵伸長弾性率（Ｅ’）、損失伸長弾性率（Ｅ’’）、損失正接（ｔａｎδ）およびガラス転移温度を表１、表２および表３に示す。
（３）４０℃、２０℃および−１０℃での光弾性定数の周波数依存性
測定周波数を０．１〜１００Ｈｚの間で変えながら、実施例１〜３および比較例１の光弾性定数の周波数依存性を測定した。０．１Ｈｚでの値を１００としたときの、周波数１００Ｈｚにおける光弾性定数の割合を、表１に示す。また、実施例１〜３および比較例１の、−１０℃での光弾性定数の周波数依存性を図１４に示す。【０３０６】
比較例１では、周波数が５０Ｈｚ以上になると、光弾性定数が急激に減少している。【０３０７】
対して、実施例１〜３では、周波数０．１Ｈｚから１００Ｈｚの範囲において、光弾性定数の大幅な低下は認められなかった。特に、実施例２、３では、周波数に依存せず光弾性定数はほぼ一定の値であった。【０３０８】
【表１】
0006462009.tif 000006
【０３０９】
【表２】
0006462009.tif 000007
【０３１０】
【表３】
0006462009.tif 000008
【０３１１】
＜圧力センサ＞
実施例１、４〜６、８、１０〜１５の棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂を用いて、図１に示すように、感圧センサを作製した。【０３１２】
棒形状の光弾性ポリウレタン樹脂からなる樹脂部材２は、直径７ｍｍ、長さ７ｃｍの棒柱状であり、シリコーンチューブは剥がされている。【０３１３】
ＬＥＤ３Ｂは、赤色ＬＥＤである。また、フォトダイオード４Ｂは、フォトＩＣダイオードである。【０３１４】
ＬＥＤ３Ｂは、図２に仮想線で示すように、電池７１（直流３Ｖ）および可変抵抗器７２を有する直列回路７０に接続されている。また、直列回路７０には、電圧計７３が接続されている。そして、ＬＥＤ３Ｂを点灯させた状態で、電圧計７３の電圧が２Ｖになるように可変抵抗器７２を調節した。【０３１５】
この圧力センサを、図２に示すように、支持部材Ｓと押圧部材Ｐの間に配置した。次いで、押圧部材Ｐに荷重を印加し、押圧部材Ｐが０．２ｍｍ降下するごとに、その時の荷重と、電圧計７３で測定された電圧とを記録し、押圧部材Ｐが４ｍｍ降下するまで計測した。測定結果を図１５〜図１７に示す。【０３１６】
また、同様に、実施例１で得られた光弾性ポリウレタン樹脂からサンプルを５つ作製し、荷重と電圧とを測定した。縦軸を電圧の逆数として、測定結果を図１８に示す。【０３１７】
また、表４に、実施例１、４、６、１０〜１５の光弾性ポリウレタン樹脂を用いた感圧センサの荷重３００Ｎにおける電圧（Ｖ３００）、感度を示す。【０３１８】
なお、感度は、荷重３００Ｎでの電圧を無荷重での電圧（すなわち２Ｖ）から差し引いた値であり、感度が大きいほど小さな荷重を精度よく測定できる。【０３１９】
また、表４に、変異量（押圧部材Ｐが降下した長さ）が５ｍｍでの荷重と電圧を示す。【０３２０】
測定したすべての感圧センサで、変異量が５ｍｍまでは押圧部材が降下するに伴って電圧が低下したが、変異量が５ｍｍを超えると電圧の変化は微小となった。【０３２１】
このことから、変異量が５ｍｍでの電圧を、これらの感圧センサが計測できる最大の荷重と見なすことができる。【０３２２】
また、表４に変異量５ｍｍでの電圧を測定後に、除圧（押圧部材Ｐを元の位置に戻す）した際の、除圧直後と除圧から１０分後に計測した電圧を示す。【０３２３】
【表４】
0006462009.tif 000009
【０３２４】
表４から、光弾性定数が６０００×１０−１２Ｐａ−１より高いと、感度が低くなり易く、一方、光弾性定数が３５００×１０−１２Ｐａ−１より低いと、計測できる最大の荷重すなわち変異量５ｍｍでの荷重が小さくなる傾向があることが分かる。【０３２５】
さらに、光弾性定数が３０００×１０−１２Ｐａ−１より低いと、除圧後の電圧が１０分後でも２Ｖまで回復しない場合があった。
＜屈曲センサ＞
実施例１で得られた光弾性ポリウレタン樹脂を用いて、図１２に示すように、屈曲センサを作製した。【０３２６】
センサ５０の屈曲部分Ｂの長さは３０ｍｍであった。【０３２７】
そして、センサ５０を、図１３に示したように、アーム６１に設置し、アーム６１の角度を０°（水平）から９０°（垂直）まで変化させながら、連続的に角度と電圧を記録した。【０３２８】
その後、アーム６１の角度を９０°から０°まで戻しながら、同様に角度と電圧を記録した。結果を図１７に示す。【０３２９】
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは、単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０３３０】
本発明の光弾性ポリウレタン樹脂は、感圧センサや屈曲センサなどの検知部材として、各種産業分野のロボット、機器等に用いることができる。
【符号の説明】
【０３３１】
１  センサ
２  樹脂部材
３Ｂ  ＬＥＤ
４Ｂ  フォトダイオード
３１  感圧マット
３５  樹脂シート
３６  ＬＥＤ
３９  樹脂ロッド
４０  フォトダイオード
５０  センサ
Ｃ  クッション材
【図１】
0006462009.tif 000010
【図２】
0006462009.tif 000011
【図３】
0006462009.tif 000012
【図４】
0006462009.tif 000013
【図５】
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【図６】
0006462009.tif 000015
【図７】
0006462009.tif 000016
【図８】
0006462009.tif 000017
【図９】
0006462009.tif 000018
【図１０】
0006462009.tif 000019
【図１１】
0006462009.tif 000020
【図１２】
0006462009.tif 000021
【図１３】
0006462009.tif 000022
【図１４】
0006462009.tif 000023
【図１５】
0006462009.tif 000024
【図１６】
0006462009.tif 000025
【図１７】
0006462009.tif 000026
【図１８】
0006462009.tif 000027
【図１９】
0006462009.tif 000028