(57)【要約】【課題】ポリウレタンフォーム製造のためのナノ粒子を提供する。【解決手段】本発明は、ナノ粒子を含むポリウレタンフォーム製造のための成核剤、ナノ粒子を含むポリウレタンフォーム、ポリウレタンフォームを製造するための成核剤の使用、成核剤を使用した、セル構造を調節するための方法、ポリウレタンフォームを製造するためのプロセス、および、独立した個々の成分を含むプロセスを実施するためのシステムに関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンフォーム製造のための成核剤（nucleating agent）であって、
ａ）０．５〜６０重量％の、平均直径が１〜４００ｎｍの範囲であるナノ粒子、
ｂ）０．５〜９９．５重量％の分散剤、および
ｃ）０〜９９重量％の溶媒、
（それぞれの割合は、成核剤の全量を基準としたもの）
を含む、成核剤。
【請求項２】
前記ナノ粒子の直径が、１０〜２００ｎｍ、特に１０〜５０ｎｍの範囲である、請求項１に記載の成核剤。
【請求項３】
前記分散剤の割合が、１〜４５重量％、特に２〜１０重量％、極めて特に好ましくは４〜５重量％の範囲である、請求項１に記載の成核剤。
【請求項４】
前記ナノ粒子の割合が、２５〜３５重量％、特に約３０重量％である、請求項１に記載の成核剤。
【請求項５】
前記ナノ粒子が、金属酸化物、特にＳｉＯ２、ＺｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２またはＴｉＯ２からなる群より選択される物質を含む、請求項１に記載の成核剤。
【請求項６】
ＰＵフォーム安定剤を含まない、請求項１に記載の成核剤。
【請求項７】
少なくとも１０ｃｍ−１のセル計測値（cell count）を有し、平均直径が１〜４００ｎｍの範囲のナノ粒子を０．０１〜５重量％含む、ポリウレタンフォーム。
【請求項８】
少なくとも１５ｃｍ−１のセル計測値を有する、請求項７に記載のポリウレタンフォーム。
【請求項９】
軟質フォーム、硬質フォームまたは微孔質（microcellular）フォームである、請求項７に記載のポリウレタンフォーム。
【請求項１０】
１０〜８０ｋｇ／ｍ３、特に１５〜５０ｋｇ／ｍ３、極めて特に好ましくは２２〜３０ｋｇ／ｍ３の範囲の密度を有する、請求項７に記載のポリウレタンフォーム。
【請求項１１】
エタノール柱０．１〜３０ｃｍ、特にエタノール柱０．７〜１０ｃｍの範囲のガス透過性を有する、請求項７に記載のポリウレタンフォーム。
【請求項１２】
０．０１〜５重量％、特に０．０１〜１重量％、極めて特に好ましくは０．１５〜０．７４重量％の範囲の割合のナノ粒子を有する、請求項７に記載のポリウレタンフォーム。
【請求項１３】
ポリウレタンフォームを製造するための、請求項１に記載の成核剤の使用。
【請求項１４】
ポリウレタンフォームのセル構造を調節する方法であって、前記ポリウレタンフォームのための製造プロセスにおいて、ジイソシアネートの添加よりも前に、請求項１に記載の成核剤を、前記ポリウレタンフォームの全量を基準にして、０．０１〜５重量％添加することを含み、前記セル構造を、実質的に、成核剤の量、前記成核剤中の分散剤の量、および前記成核剤中のナノ粒子の量および直径により調節する、方法。
【請求項１５】
前記成核剤を０．１５〜４重量％の量で添加する、請求項１４に記載のセル構造を調節する方法。
【請求項１６】
ａ）１００重量部のポリオール、０．２〜５重量部の化学的発泡剤（chemical blowing agent）、０．１〜５重量部の安定剤、および０．０１〜５重量部の請求項１に記載された成核剤を混合する工程、
ｂ）３０〜７０重量部のジイソシアネートを添加する工程、および
ｃ）得られた組成物を混合する工程、
の工程を少なくとも含む、ＰＵフォームを製造するためのプロセス。
【請求項１７】
０．５〜１．５重量部、特に０．５〜１重量部の成核剤を使用する、請求項１６に記載のＰＵフォームを製造するためのプロセス。
【請求項１８】
請求項４に記載のプロセスを実施するためのシステムであって、独立した個々の成分として、少なくとも
ａ）請求項１に記載の成核剤、
ｂ）ジイソシアネート、および
ｃ）ポリオール、ならびにポリウレタンフォームの製造に必要なその他の構成成分、
を含む、システム。
【請求項１９】
前記成核剤の成分の重量が、前記システムの全重量の０．０１〜５重量％、特に０．２〜１重量％の範囲の割合になるようにする、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ粒子を含むポリウレタンフォーム（ＰＵフォーム）製造のための成核剤（ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、ナノ粒子を含むポリウレタンフォーム、ポリウレタンフォームを製造するための成核剤の使用、成核剤を使用した、セル構造を調節するための方法、ポリウレタンフォームを製造するためのプロセス、および、独立した個々の成分を含むプロセスを実施するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の目的においては、ナノ粒子とは、１ミクロンよりも著しく小さい粒径を有する粒子である。ナノ粒子はこれまでにも、各種の用途に使用されている。かくして、ナノ粒子は表面コーティング産業においては、透明性には影響を与えずに硬度／引っ掻き抵抗性を向上させるための添加剤として使用されている。さらに、二酸化チタンナノ粒子は抗菌活性を有している。酸化亜鉛および二酸化チタンのナノ粒子は、ＵＶ保護のために使用することもできる。
【０００３】
ナノテクノロジー、すなわち、ナノメートル範囲の構造の研究と利用は、ＰＵフォーム製造の分野においても、長い間の関心事であった。第一には、ポリウレタンの構造は、ナノメートルスケールにおいて不均一系となることが非常に多い（ハードセグメントとソフトセグメントの相分離）。ナノテクノロジーにおける分析方法（たとえば、原子間力顕微鏡）は、この分野の分析においても広く使用されている。第二には、ナノ粒子は、広く使用されているミクロ粒子充填剤の場合と同様にして、ＰＵフォームのための充填剤としても使用されてきた。ミクロ粒子を使用する場合、ミクロ粒子の濃度が高い程（典型的には５〜２０重量％）、そのセル構造が細かくなることが判っている。ミクロ粒子をそのように高濃度で添加すると、そのＰＵフォームの機械的性質（硬度、弾性）に変化がもたらされることが多い。そのような変化は多くの場合好ましくない（たとえば、弾性の低下）。特定のナノ粒子、具体的にはインターカーレーテッドシート状シリケートもまた、ＰＵフォームに繰り返し使用されてきた。この場合には、セル密度が顕著に高くなるようなことは観察されていない。
【０００４】
従来技術においては、ナノ粒子は、これまで、安定剤のような他の成分およびポリウレタンフォーム製造のための残りの出発原料と混合されていた。従来の成核剤（たとえば、ポリマーポリオールまたは鉱物質ミクロ粒子）を使用した場合、これまでは、セル構造の微細さにおけるわずかな増加（１ｃｍあたりのセル数増加が２０％未満）が認められるだけであるか、または高い濃度で使用しなければならなかった。
【０００５】
したがって、セル構造に顕著な影響を与えるためには、ＰＵフォームのための公知の粒子状成核剤はこれまで、ポリウレタンフォーム中に典型的には少なくとも１０重量％の量で存在させなければならなかった。しかしながら、成核剤（ナノ粒子を含む）は、ガス担持熱可塑性ポリマーの溶融物の押出し加工において広く使用されてきた。しかしながら、そのプロセスはＰＵの発泡とは比較されるようなものではない。それは、１つのケースを挙げれば、熱可塑性ポリマーは純粋に物理的な方法により外部発泡剤を用いて発泡させるに対して、ＰＵフォームの製造においては、化学反応によって熱硬化性ポリマーのネットワークを形成させる。このケースにおいては、最も重要な発泡剤は、水とイソシアネートとの反応により発生する二酸化炭素である。このため、ＰＵフォームを生成させる際には、成核剤に対して異なった性能が求められる。
【０００６】
（非特許文献１）には、ポリスチレンナノ複合材料およびそれらからなるフォームについての記載がある。それらのフォームは、共押出しによりポリスチレンとナノ粒子との混合物を発泡させることにより得られる。そのセルサイズは、ナノ粒子を存在させた結果として、わずかに約１４％の減少を示した。
【０００７】
（非特許文献２）には、ポリウレタンフォームとグラファイトミクロ粒子とからの複合材料についての記載がある。
【０００８】
（非特許文献３）には、ポリウレタンフォームとＳｉＯ２ナノ粒子とからの複合材料であって、ナノ粒子の重量割合が少なくとも５重量％である複合材料が記載されている。
【０００９】
（非特許文献４）においては、ポリウレタンフォームとクラスターとからの複合材料が記載されており、そこでは、使用したポリオールを基準にして、少なくとも５重量％のクラスターを使用されている。そのクラスターは、ミクロンサイズであるが、それを構成しているのはナノ粒子であった。そのナノ粒子は、シート状シリケートである。
【００１０】
（特許文献１）には、ポリウレタンフォームとナノ粒子との複合材料が記載されていて、この場合のナノ粒子の割合は少なくとも２．５重量％である。
【００１１】
（特許文献２）には、ポリウレタンフォームとナノ粒子との複合材料が記載されているが、この場合、ナノ粒子を使用した結果としてのセル計測値（１ｃｍあたり）は約２６％増加したにとどまる。
【００１２】
（特許文献３）には、ポリウレタンフォームとミクロ粒子との複合材料が記載されている。
【００１３】
（特許文献４）には、ポリウレタンベースのエラストマーとナノ粒子との複合材料が記載されている。
【００１４】
（特許文献５）には、ポリウレタンフォームとＳｉＯ２エーロゲルを含むミクロ粒子との複合材料が記載されている。
【００１５】
（特許文献６）には、フォームと磁性ナノ粒子とを含む磁性複合材料が記載されているが、この場合のナノ粒子の割合は少なくとも２重量％である。
【００１６】
（特許文献７）には、ポリウレタンフォームとＳｉＯ２を含むナノ粒子との複合材料が記載されている。
【００１７】
【特許文献１】国際公開第０３／０５９８１７Ａ２号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０２０５８３２Ａ１号明細書
【特許文献３】欧州特許第０８５７７４０Ａ２号明細書
【特許文献４】国際公開第０１／０５８８３Ａ１号パンフレット
【特許文献５】米国特許第６１２１３３６Ａ号明細書
【特許文献６】ロシア連邦特許第２１８２５７９Ｃ２号明細書
【特許文献７】欧州特許第１２０９１８９Ａ１号明細書
【特許文献８】米国特許第４，２２４，２１２Ａ号明細書
【特許文献９】欧州特許第０  ２０８  ０４１Ａ号明細書
【特許文献１０】国際公開第００／２４５０３Ａ号パンフレット
【特許文献１１】国際公開第０１／２１２９８Ａ号パンフレット
【特許文献１２】独国特許第１９７  ３２  ２５１Ａ号明細書
【特許文献１３】欧州特許第１０２６１７８Ａ号明細書
【特許文献１４】欧州特許第０  ３１１  １５７Ｂ号明細書
【特許文献１５】欧州特許第０  ５９５  １２９Ｂ号明細書
【特許文献１６】独国特許第３９  ０６  ７０２Ｃ号明細書
【特許文献１７】欧州特許第０  ８７９  ８６０Ａ号明細書
【特許文献１８】米国特許第４  ７２０  ５１４Ａ号明細書
【特許文献１９】米国特許第６  ６８９  ７３１Ｂ２号明細書
【特許文献２０】欧州特許第０  ２５６  ４２７Ａ号明細書
【特許文献２１】独国特許第３  ５４２  ４４１Ａ号明細書
【特許文献２２】米国特許第４  ８７２  ９１６Ａ号明細書
【特許文献２３】米国特許第３  ８７４  ８９１Ａ号明細書
【非特許文献１】Ｘ．ハン（Ｘ．Ｈａｎ）ら、ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイエンス（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）、第４３巻、第６号、ｐ．１２６１〜１２７５、２００３年６月
【非特許文献２】Ｄ．クレンプナー（Ｄ．Ｋｌｅｍｐｎｅｒ）ら、『マルチフェース・ポリマーズ：ブレンズ・アンド・アイオノマー（Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ  Ｐｏｌｙｅｍｒｓ：Ｂｌｅｎｄｓ  ａｎｄ  Ｉｏｎｏｍｅｒｓ）』、（アメリカン・ケミカル・ソサイエティ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、１９８９）の「エネルギーアブソービング・マルチコンポーネント・インターペネトレーティング・ポリマー・ネットワーク・エラストマーズ・アンド・フォームス（Ｅｎｅｒｇｙ−Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｋｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ  ａｎｄ  Ｆｏａｍｓ）」章、ｐ．２６３〜３０８
【非特許文献３】Ｉ．ジャブニ（Ｉ．Ｊａｖｎｉ）ら、ジャーナル・オブ・セルラー・プラスチックス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、第３８巻、（２００２年５月）、ｐ．２２９〜２４０
【非特許文献４】Ｂ．クリシュナムルティ（Ｂ．Ｋｒｉｓｈｎａｍｕｒｔｈｉ）ら、カンファレンス・プロシーディングス−ポリウレタンズ・エキスポ（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ−Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ  Ｅｘｐｏ）、米国オハイオ州コロンバス（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ）、２００１年９月３０日〜１０月３日、ｐ．２３９〜２４４（２００１）（発行者：アライアンス・フォア・ザ・ポリウレタンズ・インダストリー（Ａｌｌｉａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）（バージニア州アーリントン（Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ，Ｖａ））
【非特許文献５】Ｋ．Ｒ．セドン（Ｋ．Ｒ．Ｓｅｄｄｏｎ）、ジャーナル・オブ・ケミカル・テクノロジー・アンド・バイオテクノロジー（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．）、第６８巻、ｐ．３５１〜３５６、１９９７
【非特許文献６】Ｇ．エルテル（Ｇ．Ｏｅｒｔｅｌ）編、『クンストストッフ・ハントブッフ（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−Ｈａｎｄｂｕｃｈ）』第３版、第ＶＩＩ巻、ｐ．１１０〜１２３（ハンザー・フェルラーク（Ｈａｎｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ）、ミュンヘン（Ｍｕｎｉｃｈ）、１９９３）
【非特許文献７】Ｇ．エルテル（Ｇ．Ｏｅｒｔｅｌ）編、『クンストストッフ・ハントブッフ（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−Ｈａｎｄｂｕｃｈ）』第３版、第ＶＩＩ巻、ｐ．１３９〜１９２（ハンザー・フェルラーク（Ｈａｎｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ）、ミュンヘン（Ｍｕｎｉｃｈ）、１９９３）
【非特許文献８】Ｄ．ランダール（Ｄ．Ｒａｎｄａｌｌ）およびＳ．リー（Ｓ．Ｌｅｅ）共編、『ザ・ポリウレタンズ・ブック（Ｔｈｅ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ  Ｂｏｏｋ）』第１版（Ｊ．ワイリー（Ｊ．Ｗｉｌｅｙ）、２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、極めて少量の成核剤を使用することにより、ＰＵフォームの機械的性質に顕著な変化を与えることなく、顕著に微細なセル構造を有するポリウレタンフォームを製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第一の実施態様において、この目的は、ポリウレタンフォーム製造のための成核剤によって達成されるが、それに含まれるのは、
ａ）０．５〜６０重量％の、平均直径が１〜４００ｎｍ、典型的には１〜２００ｎｍの範囲であるナノ粒子、
ｂ）０．５〜９９．５重量％の分散剤、および
ｃ）０〜９９．０重量％の溶媒、
であるが、ここでそれぞれの割合は、成核剤の全量を基準としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
驚くべきことには、本発明の成核剤を使用した結果として、セルの顕著な微細化（セルの細かさの向上）が観察できるようになった。ポリウレタンフォームのためのすべての出発原料を基準にして、たった０．０１〜５重量％の成核剤を使用することにより、ポリウレタンフォームにおける１ｃｍあたりのセル数を、７０％を超えて、通常はさらには９０％を超えて、多くすることが可能となった。
【００２１】
ナノ粒子が顕著に高い活性を有していることは、炭酸カルシウムのミクロ粒子を、アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）（登録商標）Ｏｘ５０ナノ粒子の分散体と直接比較することによっても、観察することができる。極めて少量のナノ粒子分散体（０．５〜１．０重量部）でも、極端に微細なフォームが得られる。２種類のセル微細化用添加剤を、添付の図面で比較している。ナノ粒子の場合には、３０％分散体を使用している。炭酸カルシウム（フルカ（Ｆｌｕｋａ）製、平均粒径：約１．５ミクロン）はそのままの形で使用している。使用した固形分の量を基準にすると、ナノ材料の方が約３倍の高い活性を有していることが、添付した図から判る。
【００２２】
本発明の目的においては、成核剤（ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）とは、ポリウレタンフォームの製造において、ガスの気泡とフォームのセルのための核化を促進するための添加剤である。その一方で、非発泡性の熱可塑性プラスチックの加工においては、成核剤を用いることにより、溶融物の結晶化の開始温度を高めたり、球晶の成長速度を上昇させたり、結晶化部分を増やし、球晶のサイズを小さくしたりする。使用される成核剤は通常、不溶性の無機充填剤、たとえば金属、金属酸化物、金属塩、シリケート、窒化ホウ素、またはその他の無機塩であるが、それらは、本発明においても使用することができる。物理的に発泡させる熱可塑性ポリマーの場合においては、ナノ粒子分散体は、技術的な問題（高温、高粘度）が原因で使用することができない。それに対して本発明においては、ナノ粒子分散体の場合と同様にしてナノ粒子を使用することができる。しかしながら、ポリウレタンフォームの場合、分散させていないナノ粒子の示す活性は比較的に低いが、それは、上述の引用文献からも確認できる。
【００２３】
驚くべきことには、本発明の成核剤を使用すると、得られたフォームをＵＶ照射に暴露させた時の黄変の程度も顕著に低くなった。
【００２４】
さらに、本発明の成核剤を使用すると、ＰＵフォームの燃焼挙動にも影響を与えることができる。この場合、選択されたナノ粒子が、防火性の改良を付与する。この目的のために特に好ましいのは、酸化アルミニウムの使用である。
【００２５】
従来技術とは対照的に、３０重量濃度％までのナノ粒子分散体（成核剤）の極めて少量の場合でも、セル構造の極めて顕著な微細化（約１０セル／ｃｍ〜１８セル／ｃｍ）が観察された。
【００２６】
成核剤中のナノ粒子の割合は、成核剤を基準にして、好ましくは２５〜３５重量％、特に好ましくは約３０重量％である。
【００２７】
成核剤中のナノ粒子の割合は、得られるＰＵフォームが、フォームの重量を基準にして、０．０１〜５重量％、特に０．０１〜１重量％、好ましくは０．２５〜０．７重量％のナノ粒子を含むように決めるのが有利である。
【００２８】
この微細化は、使用する量が少量（フォームの重量を基準にして、約０．６％のナノ粒子が効果的で特に好ましい）であることを考慮に入れれば、その他の添加剤の結果としてこれまで観察されたセルの微細化のいずれよりも、優れている。さらに、その変化が大きいこと（セル／ｃｍの約８０〜１００％増）も、並はずれている。
【００２９】
従来技術において使用されたナノ粒子とは対照的に、本発明においては、分散剤がさらに使用されている。本発明においては、ナノ粒子を、純然たる分散剤中に分散させたもの、および分散剤と溶媒（たとえば、水）の混合物に分散させたもののいずれにおいても、効果が観察された。したがって、有利には、分散剤を溶媒と同一物とすることもできる。分散剤を使用することによって明らかに、極めて微細で安定なナノ粒子の分散体が得られる。そのようにしない場合には、凝集物が形成され、ＰＵ発泡におけるそれの活性は極めて低い。たとえば、金属酸化物、特に好ましくは二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム（塩基性）、酸化アルミニウム（中性）、酸化ジルコニウムおよび酸化チタンを含むナノ粒子を使用した場合には、同程度の効果が観察された。本発明の目的においては、ナノ粒子はシート状シリケートではないのが好ましいが、その理由は、シート状シリケートは成核剤の粘度を著しく増大させ、そのために成核剤がナノ粒子をほんの少量しか含まない内にペースト状となってしまい、そのために、ポリウレタンフォームの製造にはもはや使用できなくなるからである。カーボンブラックのナノ粒子は、金属酸化物のナノ粒子程には強い効果を示さず、またフォームの変色を招く。したがって、本発明のナノ粒子には、カーボンブラックおよび／またはカーボンブラックのペーストを含まないのが好ましい。ナノ粒子が大表面積（小粒径）でもあることから生じる不均質性が、最も重要と考えられる。ナノ粒子の効果が、成核／核形成の改良をもたらすと考えられる。
【００３０】
ナノ粒子をより良好に分散させるためには、成核剤には、従来のＰＵフォーム安定剤を存在させないのが有利である。
【００３１】
本発明において使用されるナノ粒子の一次粒子の平均粒子直径は、１０〜２００ｎｍの範囲、好ましくは１０〜５０ｎｍの範囲とするのが好ましい。個々のナノ粒子分散体中に分散剤を使用する目的は、分散の間にもこの小さな一次粒子直径に極力近い状態に維持し、そのナノ粒子分散体を安定化させるためである。
【００３２】
好適な分散剤を使用することとは別に、ナノ粒子分散体に剪断エネルギーを加えることもまた、分散剤中または分散剤と溶媒の混合物中において、所望の微細なナノ粒子分散体を得るためには、有用である。したがって、成核剤のナノ粒子は、部分的に、または主として、または完全に解凝集されているのが好ましい。
【００３３】
当業者は、ナノ分散体を製造するために各種の分散装置を使用することができる。最も単純なケースとしては、ディスパーマット（Ｄｉｓｐｅｒｍａｔ）に剪断エネルギーを加えることにより粒子を分散させることにより、選択した分散剤の効果を、そのナノ分散体の粘度の低下から調べることができる。実験室においては、スキャンデックス（Ｓｃａｎｄｅｘ）（登録商標）ＬＡＵ・ディスパーサー（ＬＡＵ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｒ）ＤＡＳ２００（ＬＡＵ・ＧｍｂＨ製）の中で１０時間分散させるのが、スクリーニングには特に適していることが判った。ナノ分散体の大規模工業的生産は、実務的な条件下で、ウルトラツラックス（Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘ）、ビーズミル、または特に微細な分散体を得る場合には湿式ジェットミルを用いて実施する。上に列記した分散に関する原則は、言い尽くされている訳ではなく、したがって、それによりポリウレタンフォーム中で使用するための成核剤としてのナノ分散体を製造する手段は、それらの方法に限定されるものではない。
【００３４】
一方での分散剤／乳化剤と、他方でのＰＵフォーム安定剤との間の区別は重要である。いずれの物質群にも、表面活性を有する界面活性剤が含まれる。分散剤／乳化剤は典型的には、ナノ粒子に対する親和性または優先的な相互作用性と、さらには有機側鎖によってまわりのマトリックスに対する親和性を得るような基を有する高分子量の主鎖を有するか、または、界面活性剤、低分子量構造すなわち、その中で分子の特定のブロックがこのタイプのナノ粒子を引きつけている本質的に直鎖構造の中に親水性−親油性バランスを有するのに対して、ＰＵフォームのための安定剤はまた別な化学構造を有していて、典型的にはポリエーテルシロキサンとしての特徴を有している。そのようなポリエーテルシロキサンはナノ粒子に対しては特別な親和性は有さず、分散剤の場合とはまったく対照的に、その非相溶性を調節することができる。ナノ粒子は好ましくは、分散剤を用いることなく、ゼータ電位、ｐＨ、およびナノ粒子の表面上の電荷のマッチングによって、安定化させることもできる。
【００３５】
これらの理由から、ポリウレタンフォーム中で安定剤の存在下でナノ粒子を使用する従来技術においては、顕著な効果が得られなかったのである。
【００３６】
本発明においては、プロトン性もしくは非プロトン性溶媒またはそれらの混合物にナノ粒子を分散させたものが好ましく、それらの溶媒としては、たとえば水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ポリオール（たとえばエタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール）、ＴＨＦ、ジエチルエーテル、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、アセトン、２−ブタノン、フタル酸エステル、酢酸ブチル、エステル、特にトリグリセリドおよび植物油、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、さらには二塩基酸エステル、または、特に好ましくはポリオール中の、希釈酸たとえば塩酸、硫酸、酢酸またはリン酸などが挙げられる。液状化または超臨界の二酸化炭素もまた溶媒として使用することができる。特に好適な溶媒は、イオン性液体、たとえばＶＰ−Ｄ１０２またはＬＡ−Ｄ９０３（テゴ・ケミー・サービス・ＧｍｂＨ（Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨ）製）および／または水である。イオン性液体を追加の溶媒なしにそれだけで用いる場合は、その物質群は分散剤の機能も果たしていると考えられる。
【００３７】
イオン性液体は一般的には、低温（１００℃未満）で溶融する塩であって、非分子性でイオン特性を有する新しいタイプの液体とみなすことができる。高融点で、高粘度で非常に腐食性の強い媒体である古典的な塩溶融物とは対照的に、イオン性液体は比較的低い温度で液体であり、粘度も比較的に低い（（非特許文献５）参照）。
【００３８】
多くの場合、イオン性液体には、アニオンたとえば、ハライド、カルボキシレート、ホスフェート、アルキルスルホネート、テトラフルオロボレートまたはヘキサフルオロホスフェートと、カチオンたとえば、置換アンモニウム、ホスホニウム、ピリジニウムまたはイミダゾリウムの組合せが含まれる。上に挙げたアニオンとカチオンは、可能性のあるおびただしい数のアニオンとカチオンからほんの少し選択しただけであり、これで完全という訳ではなく、いかなる限定を設けるものでも決してない。
【００３９】
したがって、上述のイオン性液体の、イミダゾリニウム塩の群からのＬＡ−Ｄ９０３およびアルコキシクアット（ａｌｋｏｘｙｑｕａｔ）の群からのＶＰ−Ｄ１０２は、特に効果のある成分の単なる例である。
【００４０】
分散剤は、たとえば乳化剤、保護コロイド、濡れ剤および洗剤として、当業者には公知である。分散剤が溶媒とは別であるような場合には、本発明の成核剤には、好ましくは１〜４５重量％、特には２〜１０重量％の分散剤、極めて特に好ましくは４〜５重量％の分散剤が含まれる。
【００４１】
今日では、極めて各種の物質が固形物のための分散剤として使用されている。極めて単純で低分子量の化合物たとえば、レシチン、脂肪酸およびそれらの塩、ならびにアルキルフェノールエトキシレートなどとは別に、より複雑な高分子量構造物も分散剤として使用される。低分子量の分散剤としては、液状の酸エステル、たとえばリン酸ジブチル、リン酸トリブチル、スルホン酸エステル、ボレートまたはケイ酸誘導体、たとえばテトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、またはグリシジルオキシプロピルトリエトキシシランなどは、従来技術においてもしばしば使用されている。高分子量の分散剤としては、特にアミノ官能性およびアミド官能性の系が広く使用されている。（特許文献８）、（特許文献９）、（特許文献１０）、および（特許文献１１）にはたとえば、ポリエステル変性ポリアミンをベースとした分散剤の記載がある。（特許文献１２）には、ポリアミンの塩と、顔料および充填剤のための分散剤としてのそれらの使用が記載されている。アミンオキシド基を含む無水マレイン酸コポリマー、および顔料または充填剤のための分散剤としてのそれらの使用が、（特許文献１３）に記載されている。酸性基および／または塩基性基を含むポリアクリル系エステルも使用できるが、それらは塩の形態であってもよく、また対応するモノマー性のアクリル系エステルたとえばアクリル酸ブチル、アクリル酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチルおよびそれらのアルコキシル化生成物と、ビニル性二重結合を有する他のモノマーたとえば、スチレンまたはビニルイミダゾールとを重合させることにより得ることができる（たとえば、（特許文献１４）参照）。しかしながら、アクリル酸ポリアルキルにおいて、ポリマー類似反応を用いてそのアルキル基をアルコールまたはアミンによって置換するエステル交換反応により、そのような分散剤を製造することができることについての記述も存在する（たとえば、（特許文献１５）、（特許文献１６）、（特許文献１７）参照）。さらに、ホスフェリックエステルおよびそれらの分散剤としての使用もまた公知で、従来技術において開示されている。それに関しては、（特許文献１８）に、一連のアルキルフェノールエトキシレートのリン酸エステルについての記載があり、それらは水性顔料分散体の配合に好適に使用することができる。（特許文献１９）には、分散剤としての、ポリスチレン−ブロック−ポリアルキレンオキシドコポリマーをベースとしたリン酸エステルの記載がある。同様の用途のためのリン酸エステルは、（特許文献２０）に記載されている。ブロックコポリマーのビスリン酸モノエステルおよびそれらの塩は、（特許文献２１）から公知である。分散剤および乳化剤としてのそれらの使用可能性もまた記載されている。（特許文献２２）には、直鎖状または分岐状の脂肪族アルキレンオキシドをベースとしたリン酸エステルの顔料分散剤としての使用が記載されている。同様にして、対応する硫酸塩の使用も、（特許文献２３）に記述がある。三級アミンおよび四級アンモニウム塩もまた分散剤として使用することができるが、これらのものはさらに、ポリウレタンフォーム生成の際の化学反応における触媒活性を有していてもよい。さらに、使用した分散剤そのものがフォーム生成に影響を有していてもよい。そのような影響には、安定化作用、核生成作用、ＰＵフォームのための出発原料に対する乳化作用、セル連通化作用、あるいは、外側ゾーンにおけるフォームの均質性に関する作用などを含むことができる。
【００４２】
特に好適な分散剤としては、ＶＰ−Ｄ１０２、ＬＡ−Ｄ９０３、テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗ、テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）６５０、テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）６５１などが挙げられるが、上述の製品はすべてテゴ・ケミー・サービス・ＧｍｂＨ（Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨ）のカタログに見出すことができる。
【００４３】
上述の分散剤はいずれも、本発明の目的のために使用することも可能である。
【００４４】
さらなる実施態様においては、ＰＵ発泡に使用するポリオールにナノ粒子を直接添加することもできる。したがって、ナノ粒子は、ポリウレタンフォーム製造における主たる反応剤の１つの使用全量または一部に直接添加することができる。分散剤は、ナノ粒子とは独立して加えてもよいし、あるいはナノ粒子と同時に加えてもよい。（分散剤を用いて）分散させたナノ粒子を安定剤に添加することも可能ではあるが、これを行うと、すでに比較的高粘度となっている安定剤の粘度をさらに高くすることになるので、あまり好ましくない。さらに、これにより、（安定剤の量による）安定化と（ナノ粒子分散体の量による）セルサイズを、独立して調節することが不可能となってしまう。
【００４５】
ナノ粒子分散体をイソシアネートに添加することも可能ではあるものの、イソシアネートが反応性を有しているために、あまり推奨できない。
【００４６】
ナノ粒子分散体を難燃剤に加えることは、より可能性が高い。
【００４７】
さらなる実施態様においては、本発明の目的は、セル計測値が少なくとも１０、好ましくは１５セル・ｃｍ−１で、１〜４００ｎｍの範囲のナノ粒子を０．０１〜５重量％含む、ポリウレタンフォームによって達成される。セル計測値は、目盛付きの拡大鏡を用いることによって、目視により求めることができる。この場合、３つの異なった場所でセルを数えて、平均を取る。それに代わる方法では、フォームの表面に黒色のフェルトペンを用いて着色し（セルの最上層のみ）、フラットベッドスキャナーでその画像記録をしてから、それを画像解析プログラムを用いて調べる。この場合には、ユークリッド距離変換（ｅｕｃｌｉｄｉｃ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とバッサーシャイト再生（Ｗａｓｓｅｒｓｃｈｅｉｄ  ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実施する。画像解析ソフトウェアによってセルの平均フェレ直径（Ｆｅｒｅｔ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）が得られ、それからセル計測値を計算することができる。この２種の測定法では、多くの場合、少し異なった値が得られる（典型的には、約０〜２セルの差がある）。
【００４８】
本発明のポリウレタンフォームには、好ましくは０．０１〜１重量％、非常に好ましくは０．１５〜０．７４重量％のナノ粒子を含む。
【００４９】
ナノ粒子の粒度は、動的光散乱法によって求めるのが好ましい。そのような方法は当業者には公知である。添付した図５に、乳化剤としてテゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗを用いた水溶液中のアエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）（登録商標）Ｏｘ５０のナノ粒子（実施例５において使用したもの）の質量平均粒度分布を示す。粒度分布がバイモーダルになっていて、遊離の一次粒子（約４０〜５０ｎｍ）の比較的小さなピークに加えて、顕著により大きい直径（約１００〜２００ｎｍ）を有する大量の凝集物も存在していることが判る。ナノメートル範囲の大きさの、遊離の一次粒子と凝集物の両方が、本発明による効果を生むのに関連している。
【００５０】
本発明のポリウレタンフォームは、軟質フォーム（ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールのいずれかをベースとするもの）、硬質フォーム（ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールのいずれかをベースとするもの）または微孔質フォームであるのが好ましい。さらに、ポリウレタンフォームは、スラブフォームの形態であってもモールドフォームの形態であってもよい。本発明のポリウレタンフォームが軟質フォームであるのが特に好ましい。それは、ホットキュアフォーム、粘弾性フォームまたはＨＲ（高レジリエンス、コールドキュア）フォームでよい。圧力をかけたとき、軟質フォームの変形抵抗性は比較的低い（ＤＩＮ  ７７２６）。４０％圧縮時の圧縮応力の典型的な値は、２〜１０ｋＰａである（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ３３８６−１／２に従って測定）。軟質フォームのセル構造は、ほとんどが連通セルである。本発明のポリウレタンフォームの密度は、好ましくは１０〜８０ｋｇ／ｍ３の範囲、特には１５〜５０ｋｇ／ｍ３の範囲、特に好ましくは２２〜３０ｋｇ／ｍ３の範囲である（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ８４５、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ８２３に従って測定）。
【００５１】
本発明のポリウレタンフォームのガス透過性は、好ましくはエタノール柱０．１〜３０ｃｍの範囲、特にはエタノール柱０．７〜１０ｃｍの範囲である（フォーム試験片を通過させた流れの差圧を測定することによりもとめる）。この目的のためには、厚み５ｃｍのフォーム円板を滑らかな表面の上に置く。そのフォーム試験片の上に、重量８００ｇで、中央に穴（直径：２ｃｍ）がありホース連結部を有する板（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を置く。その中央の穴からフォーム試験片に、８Ｌ／分の速度で空気を通過させる。発生する差圧（妨害物の無い流れに対する）を、傾斜圧力計のエタノール柱を用いて測定する。フォームの密閉度が高いほど、発生する差圧が大きく、エタノール柱の表面が下に押さえられる程度が高くなって、より大きな値が測定される。
【００５２】
さらなる実施態様においては、本発明の目的は、ポリウレタンフォームを製造するために本発明の成核剤を使用することにより達成される。
【００５３】
本発明の成核剤は、軟質フォームを製造するのに使用するのが有利である。
【００５４】
さらなる実施態様においては、本発明の目的は、ポリウレタンフォームのセル構造を調節する方法により達成されるが、その方法には、ポリウレタンフォームの製造プロセスにおいてジイソシアネートの添加前または添加中に、上述の成核剤を、ポリウレタンフォームの全量を基準にして０．０１〜５重量％の量で添加することが含まれ、そのセル構造は実質的には、成核剤の量、成核剤中の分散剤の量、および成核剤中のナノ粒子の量と直径により調節される。
【００５５】
本発明の方法においては、ポリウレタンフォームの全量を基準にして、０．１５〜４重量％の成核剤を使用するのが有利である。
【００５６】
さらなる実施態様においては、本発明の目的は、ポリウレタンフォームを製造するためのプロセスにより達成されるが、それに含まれるのは少なくとも以下の工程である：
ａ）１００重量部のポリオール、０．２〜５重量部の化学的発泡剤、０．１〜５重量部の安定剤、および０．０１〜５重量部の先に定義した成核剤、を混合する工程、
ｂ）３０〜７０重量部のイソシアネートを添加する工程、および
ｃ）得られた組成物を混合する工程。
【００５７】
ポリオール１００重量部あたり、０．５〜１．５重量部、特に０．５〜１重量部の成核剤を使用するのが有利である。
【００５８】
好適なポリオールは、イソシアネート基と反応する少なくとも２個のＨ原子を有するものであり、ポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールが好ましい。そのようなポリエーテルポリオールは、公知の方法により調製することができるが、たとえば、触媒としてのアルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属アルコキシドの存在下に、２もしくは３個の活性水素原子を結合した形で含む少なくとも１種の開始分子を添加して、アルキレンオキシドをアニオン重合させるか、または、ルイス酸たとえば五塩化アンチモンまたはフッ化ホウ素エーテラートの存在下もしくは二重金属シアニド触媒により、アルキレンオキシドをカチオン重合させることにより、得られる。好適なアルキレンオキシドは、そのアルキレンラジカルの中に２〜４個の炭素原子を有するものである。例を挙げれば、テトラヒドロフラン、１，３−プロピレンオキシド、１，２−もしくは２，３−ブチレンオキシドなどがあるが、エチレンオキシドおよび／または１，２−プロピレンオキシドを使用するのが好ましい。それらのアルキレンオキシドは個別に使用することも、連続して交互に使用することも、混合物として使用することも可能である。開始分子として使用できるのは、水または２官能および３官能アルコール、たとえば、エチレングリコール、１，２−および１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパンなどである。多官能ポリオールたとえばショ糖を開始剤として使用することも可能である。
【００５９】
ポリエーテルポリオール、好ましくはポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンポリオールは、官能基数が２〜３で、数平均分子量が５００〜８０００、好ましくは８００〜３５００の範囲のものである。
【００６０】
好適なポリエステルポリオールは、たとえば、２〜１２個の炭素原子を有する有機ジカルボン酸、好ましくは４〜６個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と、多価アルコール、好ましくは２〜１２個の炭素原子、好ましくは２個の炭素原子を有するジオールとから、調製することができる。使用可能なジカルボン酸としては、たとえば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸が挙げられる。これらのジカルボン酸は単独で使用してもよいし、互いに混合して使用してもよい。遊離のジカルボン酸に代えて、対応するジカルボン酸の誘導体を使用することも可能であるが、そのようなものとしてはたとえばジカルボン酸の、１〜４個の炭素原子を有するアルコールのモノエステルおよび／またはジエステルや、ジカルボン酸無水物などがある。好ましいのは、コハク酸、グルタル酸およびアジピン酸をたとえば、２０〜３５／３５〜５０／２０〜３２重量部で混合したジカルボン酸混合物や、特にはアジピン酸である。２価および多価アルコールの例を挙げれば、エタンジオール、ジエチレングリコール、１，２−もしくは１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，１０−デカンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、およびペンタエリスリトールなどがある。使用するのに好ましいのは、１，２−エタンジオール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、または少なくとも２種の上述のジオールの混合物、特にエタンジオール、１，４−ブタンジオールおよび１，６−ヘキサンジオールの混合物、グリセロールおよび／またはトリメチロールプロパンである。ラクトン、たとえばε−カプロラクトン、または、ヒドロキシカルボン酸、たとえばｏ−ヒドロキシカプロン酸およびヒドロキシ酢酸から誘導したポリエステルポリオールを使用することも可能である。
【００６１】
安定剤には好ましくは、ウレタンフォームの製造において一般的に使用されているような、ポリジアルキルシロキサン−ポリオキシアルキレンコポリマーベースのフォーム安定剤が含まれる。それらの化合物は一般的には、たとえば、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの長鎖コポリマーがポリジメチルシロキサンラジカルに結合した構造を有している。ポリジアルキルシロキサンとポリエーテル部分とが、ＳｉＣ結合またはＳｉ−Ｏ−Ｃ結合を介して、結合されている。構造的には、各種のポリエーテルをポリジアルキルシロキサンに、末端または中間部で結合させることができる。単一のアルキルラジカルまたは各種のアルキルラジカルは、脂肪族、脂環族または芳香族であってよい。メチル基が特に有利である。さらに特に有用な実施態様においては、ポリエーテルシロキサン中のラジカルとしてフェニル基が存在する。ポリジアルキルシロキサンは直鎖状であっても分岐状であってもよい。
【００６２】
それらのフォーム安定剤の中でも、一般的に比較的強い安定作用を有し、軟質、半硬質、および硬質フォームの生成に使用されているものが、特に好ましい。
【００６３】
ＰＵフォームのためのフォーム安定剤の例を挙げれば、たとえば、ＧＥ・シリコーンズ（ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ）からのＬ６２０、Ｌ６３５、Ｌ６５０、Ｌ６９００、ＳＣ１５４、ＳＣ１５５、あるいは、Ｂｙｋ・ケミー（Ｂｙｋ  Ｃｈｅｍｉｅ）からの、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）９０００、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）９００１、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）９０２０、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）ＴＰ３７９４、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）ＴＰ３８４６、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）９７００、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）ＴＰ３８０５、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）９７０５、シルビク（Ｓｉｌｂｙｋ）（登録商標）９７１０などがある。ゴールドシュミット・ＧｍｂＨ（Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  ＧｍｂＨ）からのフォーム安定剤である、ＢＦ２７４０、Ｂ８２５５、Ｂ８４６２、Ｂ４９００、Ｂ８１２３、ＢＦ２２７０、Ｂ８００２、Ｂ８０４０、Ｂ８２３２、Ｂ８２４０、Ｂ８２２９、Ｂ８１１０、Ｂ８７０７、Ｂ８６８１、Ｂ８７１６ＬＦを使用することもまた可能である。
【００６４】
特に好ましいのは、ゴールドシュミット・ＧｍｂＨ（Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  ＧｍｂＨ）からの安定剤ＢＦ２３７０である。
【００６５】
本発明のプロセスにおいては、ポリオール１００重量部あたり、０．５〜１．５重量部の安定剤を使用するのが好ましい。
【００６６】
ポリウレタンフォームを製造するための化学的発泡剤として好ましいのは、水を使用することで、水がイソシアネート基と反応して二酸化炭素を発生する。水は、好ましくは０．２〜６重量部の量、特に好ましくは１．５〜５．０重量部の量で使用する。水と同時、または水に置きかえて物理的に作用する発泡剤、たとえば二酸化炭素、アセトン、炭化水素たとえばｎ−ペンタン、イソペンタンもしくはシクロペンタン、シクロヘキサン、またはハロゲン化炭化水素たとえば、塩化メチレン、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、ヘキサフルオロブタンまたはジクロロモノフルオロエタンなどを使用してもよい。物理的発泡剤の量は、好ましくは１〜１５重量部、特には１〜１０重量部の範囲であり、水の量は、好ましくは０．５〜１０重量部、特には１〜５重量部の範囲である。物理的作用のある発泡剤の中では、二酸化炭素が好ましく、それを化学的発泡剤としての水と組み合わせて使用するのが好ましい。
【００６７】
使用可能なイソシアネートは、自体公知の、脂肪族、脂環族、芳香脂肪族のものであるが、好ましいのは芳香族多官能イソシアネートである。イソシアネート基のイソシアネート反応性基に対する比率が０．８〜１．２の範囲になるような量で、イソシアネートを使用するのが、特に好ましい。
【００６８】
具体例を挙げれば、アルキレンラジカル中に４〜１２個の炭素原子を有するアルキレンジイソシアネート、たとえば、ドデカン１，１２−ジイソシアネート、２−エチルテトラメチレン１，４−ジイソシアネート、２−ペンタメチレン１，５−ジイソシアネート、テトラメチレン１，４−ジイソシアネート、および好ましくはヘキサメチレン１，６−ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートたとえば、シクロヘキサン−１，３−および１，４−ジイソシアネートならびにそれら異性体の各種混合物、１−イソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチルシクロヘキサン（ＩＰＤＩ）、ヘキサヒドロトリレン２，４−および２，６−ジイソシアネートおよびそれらの対応する異性体混合物、ジシクロヘキシルメタン４，４’−、２，２’−および２，４’−ジイソシアネートおよびそれらの対応する異性体混合物、および好ましくは芳香族ジイソシアネートおよびポリイソシアネートたとえば、トリレン２，４−および２，６−ジイソシアネートおよびそれらの対応する異性体混合物、ジフェニルメタン４，４’−、２，４’−および２，２’−ジイソシアネートおよびそれらの対応する異性体混合物、ジフェニルメタン４，４’−および２，２’−ジイソシアネートの混合物、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、ジフェニルメタン４，４’−、２，４’−および２，２’−ジイソシアネートの混合物、ならびにポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）、およびクルードＭＤＩとトリレンジイソシアネートの混合物などが挙げられる。これらの有機ジイソシアネートおよびポリイソシアネートは、単独で使用してもよいし、混合物の形で使用してもよい。特に好ましいのはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートとジフェニルメタンジイソシアネートの混合物で、その中でジフェニルメタン２，４’−ジイソシアネートの比率が３０重量％を超えているのが好ましい。
【００６９】
変性多官能イソシアネート、すなわち有機ジイソシアネートおよび／またはポリイソシアネートを化学反応させることにより得られる生成物もまた有利に使用することができる。例を挙げれば、エステル、ウレア、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、イソシアヌレート、ウレトジオンおよび／またはウレタン基を含むジイソシアネートおよび／またはポリイソシアネートである。具体例を挙げれば、変性ジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート、変性ジフェニルメタン４，４’−および２，４’−ジイソシアネート混合物、変性クルードＭＤＩまたはトリレン２，４−もしくは２，６−ジイソシアネート、ウレタン基を含み、ＮＣＯ含量が、全重量を基準として４３〜１５重量％、好ましくは３１〜２１重量％である、有機の、好ましくは芳香族ポリイソシアネートで、たとえば、低分子量のジオール、トリオール、ジアルキレングリコール、トリアルキレングリコールまたは分子量が６０００まで、特に分子量が１５００までのポリオキシアルキレングリコールとの反応生成物であって、それらのジアルキレンまたはポリオキシアルキレングリコールは個別に使用することも、混合物として使用することも可能である。例を挙げれば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンおよびポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレングリコール、トリオールおよび／またはテトロールである。ＮＣＯ基を有し、全重量を基準にして２５〜３．５重量％、好ましくは２１〜１４重量％のＮＣＯ含量を有するプレポリマーもまた、適しているが、それらは、以下に述べるポリエステルポリオールおよび／または好ましくはポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，４’−および４，４’−ジイソシアネートの混合物、トリレン２，４−および／または２，６−ジイソシアネートまたはクルードＭＤＩとから調製することができる。有用であることが判っているさらなる変性イソシアネートとしては、たとえばジフェニルメタン４，４’−、２，４’−および／または２，２’−ジイソシアネートおよび／またはトリレン２，４−および／または２，６−ジイソシアネートをベースとして、カルボジイミド基および／またはイソシアヌレート環を含み、全重量を基準にして４３〜１５重量％、好ましくは３１〜２１重量％のＮＣＯ含量を有する、液状ポリイソシアネートが挙げられる。
【００７０】
変性ポリイソシアネートは、互いに混合したり、未変性の有機ポリイソシアネートたとえば、ジフェニルメタン２，４’−、４，４’−ジイソシアネート、クルードＭＤＩ、トリレン２，４−および／または２，６−ジイソシアネートと混合したりすることができる。
【００７１】
特に有用であることが判明し、従って使用するのに好適な有機ポリイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる：トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート異性体の混合物、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートとの混合物、またはトリレンジイソシアネートとジフェニルメタンジイソシアネートおよび／またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートとの混合物、またはプレポリマー。本発明のプロセスにおいて特に好ましいのは、トリレンジイソシアネートを使用することである。
【００７２】
特に好適な変法においては、２０重量％を超える割合でジフェニルメタン２，４’−ジイソシアネートを含むジフェニルメタンジイソシアネート異性体の混合物を有機および／または変性有機ポリイソシアネートとして使用する。
【００７３】
難燃剤、特に液状であるかおよび／またはフォームを製造するために使用する成分の１種または複数に可溶性の難燃剤を、出発原料に添加することも可能である。市販されているリン含有難燃剤、たとえばトリクレジルホスフェート、トリス（２−クロロエチル）ホスフェート、トリス（２−クロロプロピル）ホスフェート、トリス（２，３−ジブロモプロピル）ホスフェート、トリス（１，３−ジクロロプロピル）ホスフェート、テトラキス（２−クロロエチル）エチレンジホスフェート、ジメチルメタンホスホネート、ジエチルエタンホスホネート、ジエチルジエタノールアミノメチルホスホネートなどを使用するのが好ましい。難燃作用を有するハロゲン含有および／またはリン含有ポリオールおよび／またはメラミンも同様に適している。さらに、メラミンもまた使用できる。難燃剤は、ポリオール成分を基準として、３５重量％以下、好ましくは２０重量％の量で使用するのが好ましい。同時に使用することが可能な、界面活性添加剤および火炎安定剤（ｆｌａｍｅ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）、さらには、セル調節剤、反応抑制剤、安定剤、燃焼抑制物質、染料、ならびに静真菌および静菌物質などのさらなる例や、それらの添加剤の使用と作用モードに関する詳細は、（非特許文献６）に記載がある。
【００７４】
さらに、本発明のプロセスにおける発泡反応のためには、０．０５〜０．５重量部、特には０．１〜０．２重量部の触媒を使用するのが好ましい。発泡反応のためのそれらの触媒は、以下のものからなる群より選択される：三級アミン［トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、テトラメチルブタンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、ジメチルアミノエトキシエタノール、ビス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、Ｎ（３−アミノプロピル）イミダゾール、１−メチルイミダゾール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、ビス（２−モルホリノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロトリアジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミンおよび／またはテトラメチルプロパンアミン］。酸でブロックされた三級アミンの誘導体もまた同様に適している。特定な実施態様においては、ジメチルエタノールアミンがアミンとして使用される。さらなる実施態様においては、トリエチレンジアミンがアミンとして使用される。
【００７５】
０．０５〜０．５重量部、特に０．１〜０．３重量部の、ゲル化反応と三量体化反応の両方のための触媒を、本発明のプロセスに使用するのも好ましい。ゲル化反応のための触媒は、有機金属化合物および以下の金属、すなわちスズ、亜鉛、タングステン、鉄、ビスマス、チタンの金属塩からなる群より選択される。特定の実施態様においては、カルボン酸スズからなる群よりの触媒が使用される。本明細書において極めて好ましいのは、２−エチルヘキサン酸スズおよびリシノール酸スズである。２−エチルヘキサン酸スズは、本発明による軟質ＰＵフォームにおいては特に重要である。三量化触媒たとえば２−エチルヘキサン酸カリウムや酢酸カリウムを使用するのが特に好ましい。完全または部分的に共有結合的に結合された有機ラジカルを有するスズ化合物もまた、好ましい。本明細書においては、ジブチルスズジラウレートを使用するのが、特に好ましい。
【００７６】
さらなる実施態様においては、本発明の目的は、上述のプロセスを実施するためのシステムにより達成されるが、それには、それぞれ個別の成分として、少なくとも
ａ）上述の成核剤、
ｂ）ジイソシアネート、および
ｃ）ポリオール、ならびにポリウレタンフォームの製造に必要なその他の構成成分、が含まれる。
【００７７】
本発明の成核剤の個々の成分の重量比は、個々の成分すべての合計を基準にして、０．０１〜５重量％、特には０．２〜１重量％の範囲である。
【００７８】
工業的には、本発明の成核剤は当業者公知の各種の加工システムにおいて用いることができる。総合的な概要は、（非特許文献７）および（非特許文献８）に記載されている。具体的には、本発明の成核剤は高圧マシンにおいて使用することができる。さらなる応用においては、ナノ粒子分散体は低圧マシンにおいて使用することができる。成核剤は、ミキシングチャンバーに独立して導入することができる。さらなるプロセスの変形例においては、本発明の成核剤を、ミキシングチャンバーに供給する成分の１つの中に、それがミキシングチャンバーに入る前に、混合することができる。発泡のために添加する水、またはポリオールと共に混合するのが、特に有利である。原料物質タンクの中で混合を実施することも可能である。
【００７９】
ポリウレタンフォームを製造するためのプラントは、連続式であっても、バッチ式であってもよい。本発明の成核剤を連続発泡に使用するのが、特に有利である。本明細書においては、その発泡プロセスは、水平方向であっても、垂直方向であってもよい。さらなる実施態様においては、本発明によるナノ粒子分散体はＣＯ２技術のために使用することができる。本明細書においては、そのナノ粒子分散体が、極めて高速の核生成に特に有用である。本発明の成核剤はさらに、他のガスを用いた反応生成物の充填にも特に適している。
【００８０】
さらなる実施態様においては、発泡を金型の中で実施することも可能である。
【実施例】
【００８１】
以下の原料を用いた：
【００８２】
使用したナノ粒子の特性：
−  Ａｌｕ  １：塩基性酸化アルミニウム、一次粒子：＜２０ｎｍ、メーカー：デグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）
−  Ａｌｕ  Ｃ：中性酸化アルミニウム、一次粒子：約１３ｎｍ、メーカー：デグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）（参照：図６、水中凝集物）
−  アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）（登録商標）Ｏｘ５０：二酸化ケイ素、一次粒子：約４０〜５０ｎｍ、メーカー：デグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）
−  ＺｎＯ  ２０：非変性親水性酸化亜鉛、一次粒子：＜５０ｎｍ、メーカー：デグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）
【００８３】
使用した分散剤の特性：
−  テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗ：くし形構造を有する無水マレイン酸コポリマー、テゴ・ケミー・サービス・ＧｍｂＨ（Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨ）製
−  テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）６５０：スチレンオキシドベースのポリエーテル、テゴ・ケミー・サービス・ＧｍｂＨ（Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨ）製
−  ＶＰ−Ｄ−１０２：アルコキシ−アルキルクアット、テゴ・ケミー・サービス・ＧｍｂＨ（Ｔｅｇｏ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨ）製
【００８４】
使用した炭酸カルシウムの特性：
炭酸カルシウム、沈降形、分析グレード、平均粒径：１〜２ミクロン、メーカー：フルカ（Ｆｌｕｋａ）
【００８５】
使用したポリマーポリオール、ボラルックス（Ｖｏｒａｌｕｘ）（登録商標）ＨＬ１０６の特性：
スチレン−アクリロニトリルポリマーポリオール、ダウ（Ｄｏｗ）製、ＯＨＮ＝４４
【００８６】
実験的な軟質ＰＵフォーム製造のための一般的配合：
−  １００重量部のポリオール（デスモフェン（Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ）（登録商標）ＰＵ７０ＲＥ３０、バイエル（Ｂａｙｅｒ）製、ＯＨ−Ｎｏ．５６）
−  ４．０重量部の水（化学的発泡剤）（本明細書においては、ナノ粒子の分散に溶媒として水を使用している場合には、それに応じて使用する水を減らす）
−  １．０重量部のＰＵフォーム安定剤（テゴスタブ（Ｔｅｇｏｓｔａｂ）（登録商標）ＢＦ２３７０、ゴールドシュミット・ＧｍｂＨ（Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  ＧｍｂＨ）製）
−  ０．１５重量部の発泡反応のための触媒（ジメチルエタノールアミン）
−  ０．２重量部のゲル化反応のための触媒（コスモス（Ｋｏｓｍｏｓ）（登録商標）２９、２−エチルヘキサン酸スズに相当）
−  ｘ重量部の先に定義した成核剤（ナノ粒子分散体）／（ミクロ粒子分散体）
−  ４９．８重量部のイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ＴＤＩ−８０、インデックス：＜１０５＞）
【００８７】
使用量［全配合物の％］＝ナノ粒子分散体の重量部×１００／配合全質量
【００８８】
手順：
ポリオール、水、触媒、安定剤、および任意成分のナノ粒子分散体を、厚紙のカップの中に入れ、マイザー・ディスク（Ｍｅｉｓｅｒ  ｄｉｓｋ）を用いて混合した（１０００ｒｐｍで６０秒）。次いでイソシアネート（ＴＤＩ−８０）を加え、その混合物を１５００ｒｐｍで７秒間撹拌した。次いでその混合物を箱（３０ｃｍ×３０ｃｍ×３０ｃｍ）の中に注いだ。発泡の際には、そのライズ高さ（ｒｉｓｅ  ｈｅｉｇｈｔ）を、超音波高さ計により測定した。全ライズ時間（ｆｕｌｌ  ｒｉｓｅ  ｔｉｍｅ）は、フォームが最高ライズ高さに達するまでにかかった時間である。セトリング（ｓｅｔｔｌｉｎｇ）とは、ＰＵフォームのブローイング・オフ（ｂｌｏｗｉｎｇ−ｏｆｆ）により、フォームが沈んだ大きさを表している。セトリングは、ブローイング・オフの３分後に測定し、最大ライズ高さに対する比率とする。ガス透過性は、圧力蓄積法（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｂｕｉｌｄｕｐ  ｍｅｔｈｏｄ）により測定した。
【００８９】
例の詳細：
比較例１：ナノ粒子を用いない実験
全ライズ時間：１１７秒
セトリング：＋０．３ｃｍ
ライズ高さ：２９．０ｃｍ
フォーム密度：２４．４ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱２．４ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：８〜９ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１０．１ｃｍ−１
破断時伸び：１８８％
破断時引張応力：１００ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．１ｋＰａ
【００９０】
比較例２：分散剤のテゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗの水溶液のみ、１．０重量部を用いた実験（水中、４．５％テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗ）
全ライズ時間：１２２秒
セトリング：＋０．０ｃｍ
ライズ高さ：２９．５ｃｍ
フォーム密度：２４．０ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱２．５ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１１ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１０．８ｃｍ−１
破断時伸び：１８１％
破断時引張応力：１０２ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．１ｋＰａ
【００９１】
比較例３：分散剤のテゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）６５０のみ、１．０部を用いた実験（１００％テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）６５０）
全ライズ時間：１２３秒
セトリング：＋０．０ｃｍ
ライズ高さ：３０．０ｃｍ
フォーム密度：２４．１ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱３．２ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１０ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１１．６ｃｍ−１
破断時伸び：１８１％
破断時引張応力：９５ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．２ｋＰａ
【００９２】
比較例４：炭酸カルシウム、１．０重量部（フルカ（Ｆｌｕｋａ）２１０６０、ポリオールのデスモフェン（Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ）（登録商標）ＰＵ７０ＲＥ３０中３０重量％）を用いた実験
全ライズ時間：１２０秒
セトリング：＋０．０ｃｍ
ライズ高さ：２９．８ｃｍ
フォーム密度：２４．０ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱３．１ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１１ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１２ｃｍ−１
破断時伸び：１３９％
破断時引張応力：９５ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−４％
圧縮強さ（４０％）：３．７ｋＰａ
【００９３】
比較例５：ポリマーポリオールのボラルックス（Ｖｏｒａｌｕｘ）（登録商標））ＨＬ１０６、１．０重量部を用いた実験
全ライズ時間：１１９秒
セトリング：＋０．０ｃｍ
ライズ高さ：２９．９ｃｍ
フォーム密度：２４．２ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱３．６ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：８ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１１ｃｍ−１
破断時伸び：１７６％
破断時引張応力：９４ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．０ｋＰａ
【００９４】
比較例６：ＥＭＩＭ  ＥＳ、１．０部を用いた実験
全ライズ時間：１１８秒
セトリング：＋０．１ｃｍ
ライズ高さ：２９．６ｃｍ
フォーム密度：２４．７５ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱１．１ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１２ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１２．８ｃｍ−１
破断時伸び：１６１％
破断時引張応力：１０３ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．６ｋＰａ
【００９５】
比較例７：ＶＰ−Ｄ１０２、１．０部を用いた実験
全ライズ時間：１１４秒
セトリング：０ｃｍ
ライズ高さ：３０．０ｃｍ
フォーム密度：２４．５５ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱１．０ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１２ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１１．９ｃｍ−１
破断時伸び：１５６％
破断時引張応力：９４ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．４ｋＰａ
【００９６】
実施例１：
１．０重量部［Ａｌｕ  Ｃナノ粒子（１５重量％）＋ＥＭＩＭ  ＥＳ（８５重量％；イオン性液体と分散剤）］
全ライズ時間：１２３秒
セトリング：＋０．４ｃｍ
ライズ高さ：２７．５ｃｍ
フォーム密度：２７．２ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱２．４ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１６〜１７ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１７．５ｃｍ−１
破断時伸び：１００％
破断時引張応力：７９ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．１ｋＰａ
【００９７】
実施例２：
１．０重量部［Ａｌｕ  １ナノ粒子（３０重量％）＋テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗ（４．５重量％）（分散剤）＋水（６５．５重量％）（溶媒）］
全ライズ時間：１１６秒
セトリング：＋０．１ｃｍ
ライズ高さ：２９．８ｃｍ
フォーム密度：２４．１ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱０．９ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１６〜１７ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１７．２ｃｍ−１
破断時伸び：１５５％
破断時引張応力：９２ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．２ｋＰａ
【００９８】
実施例３：
１．０重量部［酸化亜鉛ナノ粒子（３０重量％）＋ＶＰ−Ｄ１０２（７０重量％）（分散剤）］
全ライズ時間：１１０秒
セトリング：＋０．４ｃｍ
ライズ高さ：２７．２ｃｍ
フォーム密度：２７．８ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱１．９ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１７〜１８ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１８．２ｃｍ−１
破断時伸び：１００％
破断時引張応力：８２ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．２ｋＰａ
【００９９】
実施例４：
１．０重量部［アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）（登録商標）Ｏｘ５０（二酸化ケイ素）ナノ粒子（３０重量％）＋テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）６５０（７０重量％）（分散剤）］
全ライズ時間：１１５秒
セトリング：＋０．３ｃｍ
ライズ高さ：２７．１ｃｍ
フォーム密度：２７．４ｋｇ／ｍ３
ガス透過性：エタノール柱１．４ｃｍ
セル計測値（目視法計測）：１７〜１８ｃｍ−１
セル計測値（セル認識ソフトウェアを用いた自動計測）：１７．５ｃｍ−１
破断時伸び：９６％
破断時引張応力：７６ｋＰａ
圧縮永久歪み（９０％）：−５％
圧縮強さ（４０％）：３．１ｋＰａ
【０１００】
実施例５：ナノ粒子分散体を使用した濃度変化シリーズ
（アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）（登録商標）Ｏｘ５０（３０重量％）＋テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗ（４．５重量％）＋６５．５重量％水）
【０１０１】
【表１】
2006206903.tif 000002
【０１０２】
実施例６：純炭酸カルシウムミクロ粒子を使用した濃度変化シリーズ
【０１０３】
【表２】
2006206903.tif 000003
【０１０４】
硬質ＰＵフォームのための一般的配合
以下の比較のために、硬質フォームを、以下の構成成分を有するポリウレタン配合の手作業発泡により、１４５ｃｍ×１４ｃｍ×３．５ｃｍの寸法を有する密閉可能な金属製金型中で製造し、４５℃に加熱した：
１００．００部のソルビトール／グリセロール系ポリエーテルポリオール（４６０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
２．６０部の水
１．５０部のジメチルシクロヘキシルアミン
２．０部の安定剤Ｂ８４６２
１５．００部のシクロペンタン
１９８．５０部のジフェニルメタンジイソシアネート、異性体および同族体イソシアネート含量：３１．５％）
【０１０５】
得られた硬質フォームについて、顕微鏡を用いて目視により計測した。
【０１０６】
比較例８：ナノ粒子分散体を用いない硬質フォーム
フォーム密度：３３ｋｇ／ｍ３
熱伝導率：２３．８ｍＷ／ｍＫ
セル計測値（目視法計測）：３０ｃｍ−１
【０１０７】
実施例７：ナノ粒子分散体を用いた硬質フォーム
（ナノ粒子Ａｌｕ  Ｃ（３０重量％）＋テゴ（Ｔｅｇｏ）（登録商標）ディスパース（Ｄｉｓｐｅｒｓ）７５２Ｗ（４．５重量％）＋６５．５重量％水）
フォーム密度：３３ｋｇ／ｍ３
熱伝導率：２２．９ｍＷ／ｍＫ
セル計測値（目視法計測）：４５ｃｍ−１
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】各種粒子状添加剤の、ＰＵフォームにおけるセルサイズに及ぼす影響（目視法計測）を示すグラフである。
【図２】各種粒子状添加剤の、ＰＵフォームにおけるセルサイズに及ぼす影響（目視法計測）を示すグラフである。
【図３】各種粒子状添加剤の、ＰＵフォームにおけるセルサイズに及ぼす影響（自動法計測）を示すグラフである。
【図４】各種粒子状添加剤の、ＰＵフォームにおけるセルサイズに及ぼす影響（自動法計測）を示すグラフである。
【図５】実施例５において使用したナノ粒子の質量平均粒度分布を示すグラフである。
【図１】
2006206903.tif 000004
【図２】
2006206903.tif 000005
【図３】
2006206903.tif 000006
【図４】
2006206903.tif 000007
【図５】
2006206903.tif 000008