(57)【要約】【課題】１６〜４８０ｇ／Ｌの密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームを提供する。【解決手段】本発明の粘弾性ポリウレタンフォームは、トルエンジイソシアナートを実質的に含まないイソシアナート成分と、イソシアナート反応性成分と、重量平均分子量が１０００未満でありかつ骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤とを含む組成物から形成されている。鎖伸長剤はフォームの１００質量部に対して５〜５０質量部の量で使用されている。本発明の粘弾性ポリウレタンフォームは、５〜６５℃のガラス転移温度と０．４〜１．７５のタンデルタピークを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１６〜４８０ｇ／Ｌ（１〜３０ｌｂｓ／ｆｔ3）の密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームであって、
イソシアナート成分と、
イソシアナート反応性成分と、
重量平均分子量が１０００未満であり、骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤（ただし、鎖伸長剤はフォームの１００質量部に対して５〜５０質量部の量で使用されている。）と、
の反応生成物を含み、かつ、
５〜６５℃のガラス転移温度と０．４０〜１．７５のタンデルタピークを有する粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２】
鎖伸長剤が、フォームの１００質量部に対して５〜３０質量部の量で使用されていることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項３】
鎖伸長剤が２５〜２５０の重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項２に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項４】
鎖伸長剤が、フォームの１００質量部に対して５〜１５質量部の量で使用されていることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項５】
鎖伸長剤が１００未満の重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項４に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項６】
鎖伸長剤が２個のイソシアナート反応性の基を有していることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項７】
鎖伸長剤がイソシアナート反応性の基として水酸基を有するジオールであることを特徴とする、請求項６に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項８】
鎖伸長剤が２〜６個の炭素原子を有していることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項９】
鎖伸長剤が、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−プロピレングリコール、および１，５−ペンタンジオールの少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項８に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１０】
鎖伸長剤が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、および重量平均分子量が２００までのポリエチレングリコールの少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項９に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１１】
フォームが１５〜３５℃のガラス転移温度と、０．９〜１．５のタンデルタピークを有することを特徴とする、請求項９に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１２】
イソシアナート成分が、該イソシアナート成分の１００質量部に対して５０〜９９質量部の量の純ジフェニルメタンジイソシアナートおよび１〜５０質量部の量のポリマー状ジフェニルメタンジイソシアナートであることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１３】
純ジフェニルメタンジイソシアナートが、該純ジフェニルメタンジイソシアナートの１００質量部に対して１〜４５質量部の量のジフェニルメタン−２，４´−ジイソシアナートおよび５５〜９９質量部の量のジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアナートであることを特徴とする、請求項１２に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１４】
イソシアナート成分がイソシアナート末端を有するプレポリマーであることを特徴とする、請求項１３に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１５】
プレポリマーがイソシアナートと１０００より大きな重量平均分子量を有するポリオールとの反応による生成物を含み、前記ポリオールがイソシアナート成分の１００質量部に対して１〜２０質量部の量で使用されていることを特徴とする、請求項１４に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１６】
前記反応生成物がさらにフォームの１００質量部に対して２〜１８質量部の量の架橋剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１７】
架橋剤がアミンを基礎とした架橋剤であることを特徴とする、請求項１６に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１８】
アミンを基礎とした架橋剤が、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、および２５０より大きいヒドロキシル価を有するこれらのアルコキシル化物の少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１９】
イソシアナート反応性成分が、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールの少なくとも１種から選択されたポリオールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２０】
ポリオールが、ポリオール１ｇ当たり２０〜２００ｍｇＫＯＨのヒドロキシル価を有することを特徴とする、請求項１９に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２１】
前記反応生成物がさらにフォームの１００質量部に対して１〜１５質量部の量のモノオールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２２】
モノオールが、ベンジルアルコール、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール、およびアルコールエトキシラートの少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項２１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２３】
前記反応生成物がさらにパラフィン性炭化水素鎖、環式炭化水素鎖、および芳香族炭化水素鎖の少なくとも１種を有する気泡開口剤を含み、該気泡開口剤がフォームの１００質量部に対して１〜１５質量部の量で存在することを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２４】
気泡開口剤が鉱油であることを特徴とする、請求項２３に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２５】
１６〜４８０ｇ／Ｌ（１〜３０ｌｂｓ／ｆｔ3）の密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームの形成において使用するための組成物であって、
トルエンジイソシアナートを実質的に含まないイソシアナート成分と、
イソシアナート反応性成分と、
重量平均分子量が１０００未満であり、骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤（ただし、鎖伸長剤は組成物の１００質量部に対して５〜５０質量部の量で存在する。）と、
を含む組成物。
【請求項２６】
粘弾性ポリウレタンフォームを形成する方法であって、
難燃剤を実質的に含まないイソシアナート成分を導入する段階、
イソシアナート反応性成分を導入する段階、
重量平均分子量が１０００未満であり、骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤（ただし、鎖伸長剤はフォームの１００質量部に対して５〜５０質量部の量で使用される。）を導入する段階、および、
イソシアナート成分、イソシアナート反応性成分、および鎖伸長剤を反応させ、５〜６５℃のガラス転移温度と０．４０〜１．７５のタンデルタピークを有するフォームを形成する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１６〜４８０ｇ／Ｌ（１〜３０ｌｂｓ／ｆｔ3）の密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームに関し、特に、フォームの粘弾性および物理特性を改良する鎖伸長剤を有する組成物から形成された粘弾性ポリウレタンフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術分野における種々の粘弾性ポリウレタンフォームは、イソシアナート成分と該イソシアナート成分と反応するイソシアナート反応性混合物との反応生成物である組成物から形成される。これらの関連技術分野のフォームは、例えば、米国特許第６２０４３００号明細書、欧州特許出願第１１７８０６１号明細書、およびＰＣＴ公開ＷＯ第０１／３２７３６号パンフレットに記載されている。
【０００３】
粘弾性ポリウレタンフォームは、現在米国において特定分野に応用されている。このフォームは、自動車の用途のために多くの検討がなされてきたが、主として家庭用製品および事務用製品において使用されている。米国における家庭用製品における粘弾性フォームの市場は、現在のところ、年間約２５００万ポンドと概算されている。現在の市場は比較的小さいものの、１年間に約２０〜３０％の伸び率が見込まれている。
【０００４】
粘弾性フォームは、圧縮サイクルの間にゆっくりとした回復を示し、従って大きなヒステリシスを示す。これらはまた、典型的には、小さな反撥弾性値を示す。これらの特性は、上記回復がフォームへの空気の再導入速度によって制限されるから、低い通気度に起因しているか、あるいは、発泡されたポリマーの本来の特性に起因している。ポリマーの粘弾性は通常温度に敏感であり、ポリマーがガラス転移を経験する際に最大を示す。現在検討されている粘弾性フォームの場合には、このガラス転移はポリエーテル軟質セグメント相のガラス化に起因している。ガラス転移温度が物質の使用温度に一致するように軟質セグメント相の構造と組成とを制御することにより、物質の粘弾性能が最適化される。この材料をマットレス内でまたはシートクッションとして使用すると、使用者の体温が材料の一部を加温し、従ってその部分を柔らかくする。その結果、クッションがそれと接触している体の部分の形状に沿って変形し、より均一な圧力分布が達成され、快適性が増す。その上、材料の残りの部分が硬さを保ち、この部分が支持部となる。従って、温度に対する鋭敏性が材料の効果的な支持性能を向上させ、金属バネを必要としないマットレス構造にすることができるようになる。
【０００５】
ガラス転移がフォームの使用温度で起こるように、イソシアナート成分の種類、イソシアナート反応性成分の官能性およびヒドロキシル価が選択されて調合される。粘弾性フォームの物理特性のほとんどは慣用のフォームの特性と同等であるが、粘弾性フォームのレジリェンスは顕著に小さく、一般に約１５％未満である。粘弾性フォームの好適な用途は、その形状の順応性、エネルギー減衰性、および音響減衰性を利用している。これらの性能を得るための１方法として、低いレジリェンス、良好な軟質性、および適切な加工特性を得るために、米国特許第４３６７２５９号明細書に示されているようなイソシアナート反応性成分、イソシアナート成分、界面活性剤、触媒、充填剤の量および種類を調整する方法、または他の成分を調整する方法が挙げられる。しかしながら、得られた調合物の加工の許容幅は、一般に残念ながら狭い。これらの検討については、米国特許第６４９５６１１号明細書および米国特許第５４２０１７０号明細書に開示されている。他の関連特許のフォームは、米国特許第４３３４０３１号明細書、米国特許第４３７４９３５号明細書、米国特許第４５６８７０２号明細書、ＰＣＴ公開ＷＯ第０１／２５３０５号パンフレット、欧州特許第０９３４９６２号明細書、欧州特許出願第１１２５９５８号明細書、欧州特許出願第０７７８３０１号明細書に記載されている。しかしながら、いずれの関連特許も、本発明の新規で独創的な粘弾性ポリウレタンフォームを開示も示唆もしていない。
【０００６】
粘弾性フォームを製造するための他の検討は、ポリエーテルポリオールと他の成分との適切な混合物を見出すことにより行われている。例えば米国特許第４９８７１５６号明細書は、それぞれ少なくとも２のヒドロキシル官能性を有する低分子量ポリオールおよび高分子量ポリオールの混合物と−２０℃未満の固化温度を有する可塑剤により軟質の低レジリェンスを示すフォームを得ている。しかしながら、この特許は粘弾性フォームを開示しておらず、ポリオールとイソシアナートとを可塑剤の存在下で反応させることを要している。米国特許第５４２０１７０号明細書は、ヒドロキシル官能性が２．３〜２．８のポリオールと官能価が２〜３のポリオールとを含む混合物の使用を教示している。米国特許第５９１９３９５号明細書は、官能価が２．５〜６の２５００〜６５００の重量平均分子量を有するポリオールと官能価が２．５〜６の３００〜１０００の分子量を有する剛直ポリオールとを含むポリオール混合物により、同様の検討を行っている。しかしながら、米国特許第５４２０１７０号明細書も米国特許第５９１９３９５号明細書も、フォームのガラス転移温度を調整するために組成物に鎖伸長剤を添加することを開示していない。
【０００７】
関連技術分野の他の組成物が、ＬｕｔｔｅｒおよびＭｅｎｔｅによる題名“Ｎｏｖｅｌ  ＭＤＩ−Ｂａｓｅｄ  Ｓｌａｂｓｔｏｃｋ  Ｆｏａｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”の論文に開示されている。開示された組成物は、イソシアナート末端を有するプレポリマー、柔軟性ポリオール、およびエチレンオキサイドリッチのポリオールから粘弾性フォームを製造する。しかしながら、この論文は、改良された性能を有する粘弾性フォームを製造するために、多大な量で鎖伸長剤を存在させることを開示していない。
【０００８】
１価アルコールのようなモノオールも、様々な理由から柔軟性ポリウレタンフォームに含まれている。しかしながら、これらは米国特許第６３９１９３５号明細書に示されているような粘弾性フォームではあまり使用されていない。この特許はＴＤＩを基礎とした粘弾性フォームを開示しているが、ＴＤＩを実質的に含まないフォームを開示していない。この特許はまた、フォームのガラス転移温度を調整するために鎖伸長剤を使用することも開示していない。米国特許第４９８１８８０号明細書、米国特許第３８７５０８６号明細書、および米国特許第３４０５０７７号明細書におけるように、モノオールを含む多くの参考文献が高いレジリェンスを有するフォームを形成する組成物を教示している。しかしながら、これらの参考文献のいずれも、難燃剤を実質的に含まず粘弾性フォームを製造するための鎖伸長剤を含む組成物の使用を開示していない。
【０００９】
低分子量の１官能価物質の使用を教示している他の参考文献も存在する。例えば、米国特許第５６３１３１９号明細書は、非粘弾性フォームにおけるＣ1−Ｃ25−モノアルコールとヒドロキシルケトンとの組み合わせの使用を教示している。米国特許第４２０９５９３号明細書は、エネルギー吸収性フォームを製造するためのナフトールまたは他の“嵩高い”モノヒドロキシ化合物の使用を開示している。米国特許第５６３１３１９号明細書も米国特許第４２０９５９３号明細書も、本発明の粘弾性フォームを開示していない。粘弾性フォームに低分子量（＜１０００）、高ヒドロキシル価（＞６０ｍｇＫＯＨ／ｇ）のモノオールを含有させると、重要なフォームの特性、特に圧縮永久歪に悪影響を及ぼすことがある。さらに、特に低インデックスの調合物において、モノオールの多くが未反応のまま残留することがあり、油っぽい感触を示し、肌触りが悪いフォームが得られる。
【００１０】
欧州特許出願第０９１３４１４号明細書は、ポリエーテルモノオールを含むことができる粘弾性ポリウレタンフォームを開示している。分子量が１５００未満であるモノオールが、分子量が１８００より大きいポリオールと共に使用されている。全ての実施例において、９０未満の低いイソシアナートインデックスの条件で形成されたフォームが製造されている。米国特許第４９５０６９５号明細書は、柔軟性ポリウレタンフォームを軟質化させるための１価アルコールまたはポリエーテルの使用を教示している。この調合物はまた、２０００〜６５００の分子量のトリオールを含んでいる。この明細書は、他の難燃剤を添加しなくても難燃性を示す粘弾性フォームを開示していない。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６４９５６１１号明細書
【特許文献２】米国特許第５４２０１７０号明細書
【特許文献３】米国特許第４３３４０３１号明細書
【特許文献４】米国特許第４３７４９３５号明細書
【特許文献５】米国特許第４５６８７０２号明細書
【特許文献６】ＷＯ第０１／２５３０５号パンフレット
【特許文献７】欧州特許第０９３４９６２号明細書
【特許文献８】欧州特許出願第１１２５９５８号明細書
【特許文献９】欧州特許出願第０７７８３０１号明細書
【特許文献１０】米国特許第４９８７１５６号明細書
【特許文献１１】米国特許第５９１９３９５号明細書
【特許文献１２】米国特許第６３９１９３５号明細書
【特許文献１３】米国特許第４９８１８８０号明細書
【特許文献１４】米国特許第３８７５０８６号明細書
【特許文献１５】米国特許第３４０５０７７号明細書
【特許文献１６】米国特許第５６３１３１９号明細書
【特許文献１７】米国特許第４２０９５９３号明細書
【特許文献１８】欧州特許出願第０９１３４１４号明細書
【特許文献１９】米国特許第４９５０６９５号明細書
【非特許文献１】Ｌｕｔｔｅｒ、Ｍｅｎｔｅ著、“Ｎｏｖｅｌ  ＭＤＩ−Ｂａｓｅｄ  Ｓｌａｂｓｔｏｃｋ  Ｆｏａｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらのフォームは、ある問題点または複数の問題点を有している。従って、本発明の目的は、これらの問題点を解消する粘弾性ポリウレタンフォームを提供することである。また、他の目的は、イソシアナート成分とイソシアナート反応性混合物と鎖伸長剤との反応生成物である組成物であって、フォームの粘弾性と物理特性を改良するために鎖伸長剤を含む組成物から形成されている粘弾性フォームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、１６〜４８０ｇ／Ｌ（１〜３０ｌｂｓ／ｆｔ3）の密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームを提供する。このフォームは、トルエンジイソシアナートを実質的に含まないイソシアナート成分と、イソシアナート反応性成分と、骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤との反応生成物である。鎖伸長剤はまた重量平均分子量が１０００未満であるように選択され、組成物の１００質量部に対して５〜５０質量部の量で使用される。上記組成物は、５〜６５℃のガラス転移温度と０．４０〜１．７５のタンデルタピークを有するフォームを与える。
【００１４】
従って、本発明はイソシアナート成分、イソシアナート反応性成分、および鎖伸長剤の反応生成物としての粘弾性ポリウレタンフォームを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、鎖伸長剤は、フォームの使用温度に近い望ましいガラス転移温度を有するフォームを製造するために自由度を拡大する。また、鎖伸長剤を有する組成物から形成された粘弾性ポリウレタンフォームは、フォームの粘弾性が維持されたまま、改良された物理特性を示す。従って、本発明により、上述の関連技術における問題点が解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、１６〜４８０ｇ／Ｌ（１〜３０ｌｂｓ／ｆｔ3）の密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームを提供する。粘弾性ポリウレタンフォームは、好ましくは２．５〜２５ｌｂｓ／ｆｔ3、特に好ましくは３〜１８ｌｂｓ／ｆｔ3の密度を有する。フォームが粘弾性であるか否かを決定するために、様々な特性が測定される。そのひとつとして、フォームのガラス転移温度が挙げられる。ガラス転移温度は、動的機械熱分析（ＤＭＴＡ）によって測定される。ガラス転移温度は、典型的には約５〜５０℃であり、好ましくは１０〜４０℃であり、特に好ましくは１５〜３５℃である。ＤＭＴＡによりまた、フォームが圧縮サイクルの間にエネルギーを放散する能力を示し、フォームの回復時間に関係しているタンデルタ（ｔａｎ  δ）ピークが得られる。タンデルタピークは、約０．３〜１．８、好ましくは０．４〜１．７５、特に好ましくは０．９〜１．５である。ガラス転移温度とタンデルタピークは、フォームの軟質セグメント相のガラス化の結果である。ガラス転移温度がフォームの使用温度にほぼ一致し、それによってフォームの粘弾性が最適化されるように、軟質セグメント相の構造および組成が調整されてガラス化が調整される。
【００１７】
粘弾性に特に関係はないが、有効利用される他の特性には、密度、硬度、および回復性能が含まれる。回復性能に乏しいフォームには、指紋が残存するだろう。すなわち、指紋が長期間、例えばフォームを手で触ってから１分以上もの間、フォーム中に残るだろう。また、本発明により形成されたフォームは、べとつかず、触ると油っぽい残渣を有していない表面を有しているのが望ましい。
【００１８】
本発明のフォームは、トルエンジイソシアナートを実質的に含まないイソシアナート成分とイソシアナート反応性成分と鎖伸長剤との反応生成物である。イソシアナート成分とイソシアナート反応性成分と鎖伸長剤とを含む組成物からフォームが形成されることは当業者に知られている。以下に示す各成分の量は、フォームまたは組成物のいずれに当てはめてもよい。というのは、当業者に理解されるように、反応を通して質量収支が保たれていなければならないからである。
【００１９】
「トルエンジイソシアナートを実質的に含まない」とは、トルエンジイソシアナートがイソシアナート成分の１００質量部に対して８質量部未満、好ましくは５質量部未満の量であることを意味する。より好ましくは、イソシアナート成分はトルエンジイソシアナートを完全に含まず、すなわち、トルエンジイソシアナートがイソシアナート成分の１００質量部に対して０質量部の量である。
【００２０】
しかしながら、フォームはポリウレタンフォームの粘弾性能に影響を与えないような最小量のトルエンジイソシアナートを含むことができると理解されるべきである。当業者に公知のイソシアナートインデックスとは、イソシアナート成分のＮＣＯ基のイソシアナート反応性成分のＯＨ基に対する比を意味する。イソシアナートインデックスは、好ましくは７５〜１１０であり、特に好ましくは８０〜１０５である。イソシアナートインデックスと存在するイソシアナート反応性成分の量との組み合わせによりイソシアナート成分の量が決定できることは、当業者に理解されるであろう。
【００２１】
イソシアナート成分は、純ジフェニルメタンジイソシアナートおよびポリマー状ジフェニルメタンジイソシアナートの少なくとも１種から選択されるのが好ましい。純ジフェニルメタンジイソシアナートには、ジフェニルメタン−２，４´−ジイソシアナートおよびジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアナートが含まれることは、当業者に理解されている。ポリマー状ジフェニルメタンジイソシアナートには、３環化合物、４環化合物、５環化合物、およびより高次の類似体を有する多環ポリイソシアナートが含まれることは、当業者に理解されている。一形態において、純ジフェニルメタンジイソシアナートはイソシアナート成分の１００質量部に対して５０〜９９質量%の量で存在し、ポリマー状ジフェニルメタンジイソシアナートはイソシアナート成分の１００質量部に対して１〜５０質量部の量で存在する。純ジフェニルメタンジイソシアナートには、該純ジフェニルメタンジイソシアナートの１００質量部に対して１〜４５質量部の量で存在するジフェニルメタン−２，４´−ジイソシアナートおよび５５〜９９質量部の量で存在するジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアナートが含まれる。好適なイソシアナートの例としては、限定的ではないが、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＳ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０Ｓ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＩ、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ１０、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ７０、およびＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２００のイソシアナートおよびＮｏ．２３６イソシアナート、Ｎｏ．２３３イソシアナート、およびＮｏ．２７８イソシアナートが含まれる。
【００２２】
他の形態において、イソシアナート成分は、イソシアナートとポリオールの反応生成物であるイソシアナート末端を有するプレポリマーとして添加されていてもよい。ポリオールは、１０００より大きな重量平均分子量を有し、イソシアナート成分の１００質量部に対して１〜２０質量部の量で存在する。ポリオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリトリトール、およびソルビトールの少なくとも１種から選択されうる。ポリオールはまた、限定的ではないが、エチレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、およびポリメチレンポリフェニレンポリアミン、およびアミノアルコールから選択されるポリアミンであってもよい。アミノアルコールの例には、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびこれらの混合物が含まれる。好適なポリオールの例には、限定的ではないが、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１００、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１１５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１２０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１３０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１４５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）５９３、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）９４５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１５０９、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１０５１、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１３８５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）３８１、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）７２６、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２２０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）７１８、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１７１８、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１４４２、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１１１７のポリオールが含まれる。
【００２３】
イソシアナート反応性成分には、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールの少なくとも１種から選択されたポリオールが含まれる。好ましくは、ポリオールは、該ポリオール１ｇ当たり２０〜２００ｍｇＫＯＨのヒドロキシル価を有する。ポリオールは、当業者に知られているように開始剤により形成され、これはエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリトリトール、およびソルビトールの少なくとも１種から選択することができる。ポリオールはまた、限定的ではないが、エチレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、およびポリメチレンポリフェニレンポリアミン、およびアミノアルコールから選択されたポリアミンであることができる。アミノアルコールの例には、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびこれらの混合物が含まれる。
【００２４】
ポリエステルポリオールは、適当な割合のグリコールおよびさらに高い官能価を有するポリオールとポリカルボン酸の縮合による得ることができる。好適なポリオールにはさらに、水酸基末端を有するポリチオエーテル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリカルボナート、ポリアセタール、ポリオレフィンおよびポリシロキサンが含まれる。好ましいポリオールは、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド基を含むポリエーテルポリオールである。使用することができる他のポリオールには、上述の種類のポリオールに付加重合体または縮合重合体が分散または溶解したものが含まれる。このような変性ポリオールは、しばしば“ポリマー”ポリオールと言われるが、先行技術に十分に記載されており、この変性ポリオールには、ポリマー状ポリオール、例えばポリエーテルポリオール中で１種以上のビニルモノマー、例えばスチレンおよびアクリロニトリルをｉｎ−ｓｉｔｕで重合させることによって、または、ポリマー状ポリオール中でポリイソシアナートとアミノ−またはヒドロキシ−官能基を有する化合物、例えばトリエタノールアミンをｉｎ−ｓｉｔｕで反応させることによって、得られる生成物が含まれる。
【００２５】
イソシアナート反応性成分は、エチレンオキシドリッチのポリオールと柔軟性ポリオールを含むのが好ましい。エチレンオキシドリッチのポリオールは、当業者に理解されているように、４０〜９５％、好ましくは５０〜９０％、特に好ましくは６５〜８５％のエチレンオキシド基を含有する。柔軟なポリオールは、１１０未満のヒドロキシル価を有する。好適なエチレンオキシドリッチのポリオールの例には、限定的ではないが、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）５９３、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１１２３のポリオールが含まれる。好適な柔軟性ポリオールの例には、限定的ではないが、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１００、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）３８０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１１５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１２０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１３０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２１４５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）９４５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１５０９、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１０５１、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１３８５、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１５３８、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）３８１、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）７２６、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２２０、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）７１８、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１７１８、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１４４２、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１１１７、ＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）１１３５のポリオールが含まれる。
【００２６】
本発明の組成物はさらに、２〜８個の炭素原子を有する骨格鎖を有する鎖伸長剤を含む。骨格鎖は、２〜６個の炭素原子を有するのが好ましい。鎖伸長剤はまた、１０００未満の重量平均分子量を有する。好ましくは、鎖伸長剤は２５〜２５０の範囲、より好ましくは１００未満の重量平均分子量を有する。鎖伸長剤は、組成物の１００質量部に対して５〜５０質量部、好ましくは５〜３０質量部、特に好ましくは５〜１５質量部の量で存在することができる。
【００２７】
鎖伸長剤は２個のイソシアナート反応性の基を有する。好ましくは、鎖伸長剤はイソシアナート反応性の基として水酸基を有するジオールである。より好ましくは、鎖伸長剤は、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−プロピレンジオール、および１，５−ペンタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、および重量平均分子量が２００までのポリエチレングリコールの少なくとも１種から選択することができる。市販の鎖伸長剤の好適な一例としては、Ｃｒｏｍｐｔｏｎ  ＯＳＩから市販されているＮＩＡＸ（登録商標）ＤＰ−１０２２が挙げられる。
【００２８】
鎖伸長剤は、フォームのガラス転移温度Ｔｇを上昇させる。鎖伸長剤とイソシアナート成分が反応してフォームにおけるウレタン硬質セグメントが形成され、このセグメントが軟質セグメント内に組み込まれて軟質セグメントのＴｇを上昇させる。このことにより、従来は不可能であったが、フォームの密度とは独立に広い温度範囲にわたってＴｇを調整することができる。本発明は、鎖伸長剤の含有量を調整することによって広範囲のＴｇを有するフォームを製造する自由度を提供する。しかしながら、鎖伸長剤の含有量を調整することに加えて、イソシアナートインデックスを増加させることによってもＴｇを上昇させることができる。イソシアナートインデックスも同時に調整することによって、Ｔｇと硬度の両方を独立に変化させることができる。
【００２９】
本発明の組成物はさらに、架橋剤を含むことができる。架橋剤は、含まれる場合には、組成物の１００質量部に対して２〜１８質量部、好ましくは４〜１６質量部、特に好ましくは４〜１５質量部の量で存在する。好ましくは、架橋剤はアミンを基礎とした架橋剤であり、より好ましくは、アミンを基礎とした架橋剤がトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、および２５０より大きいヒドロキシル価を有するこれらのアルコキシル化物の少なくとも１種から選択される。しかしながら、アミンを基礎とした架橋剤以外の種類の架橋剤も本発明において使用することができる。２５０より大きなヒドロキシル価と２より大きな官能価を有するポリオールは、本発明において架橋剤として使用することができる。好適な架橋剤は、限定的ではないが、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）３５５である。
【００３０】
モノオールも本発明の組成物に含むことができ、モノオールが存在する場合には、フォームのタンデルタピークを増加させるために、組成物の１００質量部に対して１〜１５質量部の量で存在する。好ましくは、モノオールはベンジルアルコール、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール、およびアルコールエトキシラートの少なくとも１種から選択される。モノオールを増量すると、フォームのタンデルタピークが増加する一方、フォームが軟質化し、回復が遅延する。他の樹脂副成分と比較してより多くのウレタンを形成するモノオールの量が増加すると、モノオールが高い水酸基含有量を有しているため、Ｔｇもまた増加する。モノオールはまた他の典型的な界面活性剤を含んでいてもよい。好適なモノオールの例としては、限定的ではないが、Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ  Ｗｅｒｋｅ  Ｈｏｍｍｅｌ  ＧｍｂＨから市販されているＳｏｌｋｅｔａｌ、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＩＣＯＮＯＬ（商標）ＤＡ−４、ＩＣＯＮＯＬ（商標）ＤＡ−６、ＭＡＣＯＬ（登録商標）ＬＡ４、ＰＬＵＲＡＦＡＣ（登録商標）ＲＡ−４０、ＰＬＵＲＡＦＡＣ（登録商標）ＬＦ４０３０およびＩＮＤＵＳＴＲＯＬ（登録商標）ＴＦＡ−８が挙げられる。
【００３１】
本発明の組成物は、パラフィン性炭化水素鎖、環式炭化水素鎖、および芳香族炭化水素鎖の少なくとも１種を有する気泡開口剤を含むことができ、含まれる場合には、組成物の１００質量部に対して１〜１５質量部、好ましくは１〜１２質量部、特に好ましくは３〜１２質量部の量で存在する。好ましくは、気泡開口剤は鉱油である。しかしながら、他の気泡開口剤を使用してもよく、他の気泡開口剤としては、限定的ではないが、シリコーン油、コーン油、パーム油、亜麻仁油、大豆油、および、シリカのような粒子を基礎とした泡制止剤が挙げられる。気泡開口剤を使用して形成されたフォームは、気泡開口剤を使用しないで形成されたフォームに比較して、べとつきが極めて小さく、これらのフォームは油性の残渣を有さなかった。組成物の１００質量部に対して２．５質量部未満の気泡開口剤を含むフォームでは、フォームを手で触った後の指紋残存傾向が抑制されることがわかっている。しかしながら、組成物の他の成分の調整によっても、指紋残存性に影響を与えることができる。気泡開口剤はフォームの通気度を増加させ、フォームの回復時間を短縮する。圧縮永久歪もまた低下する。好適な気泡開口剤の一例としては、Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている白軽質鉱油が挙げられる。
【００３２】
本発明の組成物はまた、当業者に公知の安定化剤または触媒のような他の添加物を含むことができる。好適な安定化剤の例には、Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＴＥＧＯＳＴＡＢ（登録商標）Ｂ−８４０９およびＴＥＧＯＳＴＡＢ（登録商標）Ｂ−８４１８が含まれる。好適な触媒の例には、限定的ではないが、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔａ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．から市販されているＤＡＢＣＯ（登録商標）３３ＬＶおよびＤＡＢＣＯ（登録商標）ＢＬ−１１が挙げられる。
【００３３】
本発明の組成物から形成されるフォームは、以下により詳細に説明するように、５〜６５℃のガラス転移温度と、０．４０〜１．７５のタンデルタピークとを有している。上述のように、組成物中に存在する鎖伸長剤の量が、フォームのガラス転移温度に影響を与え、またフォームのタンデルタピークに影響を与える。鎖伸長剤が上述の好適な量で存在すると、ガラス転移温度が１５〜３５℃、タンデルタピークが０．９〜１．５のフォームが得られる。鎖伸長剤およびモノオールの量を、フォームがその使用温度でガラス転移を示すように選択し、調合し、調整するのが好ましい。特に、フォームが様々な温度領域で使用されることを考慮するとこの点が重要であり、フォームが特定の温度にさらに適合するように組成物を調整するのが好ましい。フォームの使用温度は、体温、季節、設置場所、またはこれらの全てに基礎を置いて考慮することができる。
【００３４】
本発明は、さらに、粘弾性ポリウレタンフォームを形成する方法であって、トルエンジイソシアナートを実質的に含まないイソシアナート成分を導入する段階、イソシアナート反応性成分を導入する段階、上述の鎖伸長剤を導入する段階を含む方法を提供する。本発明はさらに、イソシアナート成分、イソシアナート反応性成分、および鎖伸長剤を反応させ、５〜６５℃のガラス転移温度と０．４０〜１．７５タンデルタピークを有するフォームを形成する段階を含む。
【実施例】
【００３５】
本発明に従って、粘弾性ポリウレタンフォームを形成した。組成物を形成する各成分の量は、特に示さない限り、質量部で示している。上述したように、イソシアナートインデックスとは、イソシアナート成分のＮＣＯ基のイソシアナート反応性成分のＯＨ基に対する比を表している。
【００３６】
表１は、以下の例においてさらに示されている一般的な調合を示している。基本的な調合は、以下の例に示すように、ポリオールＣ、鎖伸長剤、架橋剤、モノオール、水の量を調整することによって、またイソシアナートインデックスを変更することによって、変更される。以下の表で特に示さない限り、使用された水の量は、１．４質量部であり、使用された触媒２の量は０．２質量部である。
【００３７】
【表１】
2007508399.tif 000002
【００３８】
上表において、ポリオールＡは、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）５９３ポリオールであり、このポリオールの官能価は２．９６、重量平均分子量は３６０６、ヒドロキシル価は４６０であり、７５％エチレンオキシド−２５％プロピレンオキシドの不均質性を有している。ポリオールＢは、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）２２０ポリオールであり、このポリオールの官能価は３、重量平均分子量は６０００、ヒドロキシル価は２５であり、５％エチレンオキシド−９５％プロピレンオキシドの不均質性を有している。架橋剤は、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）３３５ポリオールであり、このポリオールの官能価は３．９６、重量平均分子量は４９１、ヒドロキシル価は４５３であり、１０％エチレンオキシド−７７．９％プロピレンオキシドである。イソシアナート成分は、それぞれＢＡＳＦＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の、イソシアナートＮｏ．２３３が４８．７質量部、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＩイソシアナートが３１．６質量部、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０Ｓイソシアナートが１９．７質量部の混合物である。鎖伸長剤は１，４−ブタンジオールである。添加剤はＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の安定剤ＴＥＧＯＳＴＡＢ（登録商標）Ｂ−８４１８である。触媒１はＣｒｏｍｐｔｏｎ  ＯＳＩ製のＮＩＡＸ（登録商標）Ａ−１である。触媒２はＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．製のＤＡＢＣＯ（登録商標）３３ＬＶである。モノオールはベンジルアルコールである。
【００３９】
以下の例に示すように、フォームは標準的な手練法を用いて手練により製造された。手練において、イソシアナート以外の全ての成分を６４オンスの紙パックに導入し、３−インチの直径の円形混合羽根を使用して２２００ｒｐｍの回転速度で４８秒間予備混合した。次いで、イソシアナート成分を添加し、混合物を８秒間混合した。次いで、混合物を５ガロンのバケットに注ぎいれ、室温で少なくとも３０分間硬化させた。次いで、フォームをオーブン中に置き、２５０°Ｆで１６時間放置した。以下の表に示すように、いくつかのフォームは実験室規模のスラブ材用機器Ｍ−３０を使用して製造された。これらのスラブ材用機器で製造されたフォームは、２０分後にコンベヤーから取り出され、切断前に終夜硬化させられた。これらの例において記載されたフォームに対しては、圧潰は行われなかった。物理特性の試験は、以下に示すＡＳＴＭの基準に従って行った。
【００４０】
種々の物理特性を、本発明に従って製造されたフォームに関して測定した。密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２に従って測定した。窪み力によるたわみ（ＩＦＤ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４に従って２５％、５０％、６５％、および２５％戻りの条件で測定した。ブロック引裂強さは、ＡＳＴＭ  Ｄ１９３８に従って測定した。引張強さ試験は、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４に従って行った。落球レジリェンスは、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４に従って測定された。フラジール型通気度試験は、ＡＳＴＭ  Ｄ７３７に従って行った。圧縮永久歪はＡＳＴＭ  Ｄ３９５に従って測定し、加熱エージングはＤ３５７４に従って行った。ＤＭＴＡは、Ｄ４０６５に従って測定した。ＤＭＴＡは、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ  ＲＳＡＩＩを使用して行った。２ｃｍの幅で１／２インチの厚みの円盤型サンプルを、測定のためにダイス切断した。加熱速度５℃／分および周波数１Ｈｚ、０．５％の歪を使用した。
【００４１】
表２は、組成物の１００質量部に対して０〜７．５質量部の量で存在する鎖伸長剤、２．４２または２．８０の量で存在する水、および９０または９５のイソシアナートインデックスを有する、表１に示した基本調合物を示している。各例に対して測定された物理特性の結果が以下に示されている。
【００４２】
【表２】
2007508399.tif 000003
【００４３】
図１、２、および３に、表２の結果が図示されている。一般的に、鎖伸長剤の量が増加するにつれて、フォームのＴｇが増加する。また、イソシアナートインデックスが増加するにつれ、フォームのＴｇが増加する。フォームのピークタンデルタは一般にイソシアナートインデックスが増加するにつれて減少するが、鎖伸長剤の量はピークタンデルタにあまり影響しない。フォームの硬度は、イソシアナートインデックスが１００未満では、鎖伸長剤の量の増加によって実質的に影響を受けない。イソシアナートインデックスが１０５の場合は、鎖伸長剤の量が増えるにつれて硬度が増加する。水の量は、フォームの密度を調整するために変化させられる。
【００４４】
表３は、フォームの収縮に関する鎖伸長剤とイソシアナートインデックスの影響を示している。
【００４５】
【表３】
2007508399.tif 000004
【００４６】
表３から、イソシアナートインデックスの増加がフォームの収縮傾向を増すことことがわかる。しかしながら、鎖伸長剤の量を増加させることにより、高イソシアナートインデックスにおける収縮を減少させることができる。
【００４７】
表４は、フォームの粘弾性および物理特性に関するポリオールＣの量の変化の影響を示している。表４において、触媒２は０．１質量部の量で存在する。
【００４８】
【表４】
2007508399.tif 000005
【００４９】
ポリオールＣの量の増加により、フォームの密度が増加する傾向を示し、また引張強さおよび伸びが改良される。しかしながら、ポリオールＣの量が増加すると、フラジール型通気度が減少する。フォームの粘弾性は、ポリオールＣの量の増加によって影響を受けないようである。
【００５０】
表５は、組成物の１００質量部に対して１２質量部の量で存在する鎖伸長剤および９５のイソシアナートインデックスを有する表１に示した基本調合物から製造されたフォームの物理特性を示している。例１９には他の難燃剤が含まれておらず、例２０には組成物の１００質量部に対して６質量部の量で存在する難燃剤を有している。例１９および２０のフォームは、上述のスラブ材用機器を使用して製造された。
【００５１】
表５：１２質量部の鎖伸長剤を有するフォームの特性
【００５２】
【表５】
2007508399.tif 000006
【００５３】
【表６】
2007508399.tif 000007
【００５４】
例１９も例２０も垂直開放火炎試験に合格しなかったが、タバコくすぶり試験には合格した。これらの試験は、両方とも当業者に公知である。例２０は垂直火炎試験には合格しなかったものの、例１９に比較して炭化長と残炎時間の特性が改良されていた。
【００５５】
表６は、組成物に存在するモノオールの量を変更させた影響を示している。以下の例は、組成物の１００質量部に対して７質量部の量で存在する鎖伸長剤および１００のイソシアナートインデックスを有する表１に示した基本調合物により製造された。表６において、触媒２は０．１質量部の量で存在している。
【００５６】
【表７】
2007508399.tif 000008
【００５７】
図４に、上述の結果が図示されている。一般に、モノオールの量が増加すると、フォームのＴｇとピークタンデルタの両方が改良され、改良された粘弾性が得られる。しかしながら、増量されたモノオールはフォームの硬度を減少させ、フォームの柔軟性が増し、また、フォームの引張強さ、伸び、および引裂強さが減少する。
【００５８】
表７は、存在する架橋剤の影響および得られるＴｇに関する影響を示している。フォームは、ポリオールＢを使用しなかった点を除いて、表１の調合により製造された。鎖伸長剤は、組成物の１００質量部に対して７質量部の量で存在している。イソシアナートインデックスは１００である。表７において、触媒２のＤａｂｃｏ  ３３ＬＶは０．１質量部の量で存在している。また、架橋剤は、Ｐｌｕｒａｃｏｌ３５５の代わりにトリエタノールアミンを使用した。
【００５９】
【表８】
2007508399.tif 000009
【００６０】
表７から、架橋剤の量を増加させることにより、Ｔｇが上昇するが、ピークタンデルタが減少することがわかる。ピークタンデルタは、圧縮サイクルの間にフォームがエネルギーを放散する能力を示し、回復時間に関係するから、高いピークタンデルタを維持するのが好ましい。フラジール型通気度はまた、架橋剤の量の増加につれて減少する。表６の例２３と表７を考慮すると、６質量部のトリエタノールアミンを有する例２７が、１２質量部のＰｌｕｒａｃｏｌ３５５を有する例２３と同等の特性を示すことがわかる。
【００６１】
表８は、フォームに関する気泡開口剤の影響を示している。フォームは表１の調合により製造された。鎖伸長剤は組成物の１００質量部に対して７質量部の量で存在しており、イソシアナートインデックスは１００である。表８において、触媒２は０．１質量部の量で存在しており、イソシアナートは８０．７質量部の量で存在している。
【００６２】
【表９】
2007508399.tif 000010
【００６３】
気泡開口剤の量が増加しても、Ｔｇとピークタンデルタに基づくフォームの粘弾性に影響が認められない。しかしながら、気泡開口剤の量の増加は、フォームの通気度を増加させ、このことは圧縮からの回復が改良されることを示す。従って、得られたフォームは改良された回復性を有しており、他の物理特性または粘弾性は犠牲になっていない。
【００６４】
表９は、市販の高密度粘弾性フォームの比較例を示している。比較例は約５．３ｌｂｓ／ｆｔ3の密度を有している。
【００６５】
【表１０】
2007508399.tif 000011
【００６６】
表９の比較例を表５の例２０と比較すると、比較例も例２０も同等の密度を有している。比較例は８５ｇ／Ｌの密度を有しており、例２０は９１ｇ／Ｌの密度を有している。例２０は、向上した引張強さ、加熱エージング後の引張強さ、および引裂抵抗特性を有している。例２０は０％の高さ損失を示すが、比較例は１．５％の損失を示す。従って、例２０は比較例より良好な疲れ特性を有している。比較例は２８℃のＴｇを示し、例２０は３０．３℃のＴｇを有しており、両者が同等の粘弾性を示している。両者はタバコくすぶり試験に合格するが、例２０は垂直開放火炎試験に合格しない。図５は、Ｔｇが２３．９℃、ピークタンデルタが１．５６の他の比較例の粘弾性フォームのＤＭＴＡデータを示している。本発明に従った、Ｔｇが２３．５℃、ピークタンデルタが１．２３のフォームの他の例のＤＭＴＡデータも、同様に図５に示している。
【００６７】
本発明は、上述の例に限定されず、上述の教示に従って、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内での変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に従って形成された粘弾性ポリウレタンフォームのガラス転移温度に関する鎖伸長剤の量とイソシアナートインデックスの影響を示す図である。
【図２】本発明に従って形成された粘弾性ポリウレタンフォームのＤＭＴＡ特性の調整に関する鎖伸長剤の増量とイソシアナートインデックスの増加の影響を示す図である。
【図３】鎖伸長剤の増量とイソシアナートインデックスの増加に基づく粘弾性ポリウレタンフォームの硬度の変化を示す図である。
【図４】粘弾性ポリウレタンフォームのガラス転移温度に関するモノオールの量の増加の影響を示す図である。
【図５】市販の粘弾性フォーム製品のＤＭＴＡ特性と比較した本発明に従って製造された粘弾性ポリウレタンフォームのＤＭＴＡ特性を示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月4日(2006.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１６〜４８０ｇ／Ｌ（１〜３０ｌｂｓ／ｆｔ3）の密度を有する粘弾性ポリウレタンフォームであって、
イソシアナート成分と、
イソシアナート反応性成分と、
重量平均分子量が１０００未満であり、骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤（ただし、鎖伸長剤はフォームの１００質量部に対して５〜５０質量部の量で使用されている。）と、
の反応生成物を含み、かつ、
５〜６５℃のガラス転移温度と０．４０〜１．７５のタンデルタピークを有する粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２】
鎖伸長剤が、フォームの１００質量部に対して５〜３０質量部の量で使用されていることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項３】
鎖伸長剤が２５〜２５０の重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項２に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項４】
鎖伸長剤が、フォームの１００質量部に対して５〜１５質量部の量で使用されていることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項５】
鎖伸長剤が１００未満の重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項４に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項６】
鎖伸長剤が２個のイソシアナート反応性の基を有していることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項７】
鎖伸長剤がイソシアナート反応性の基として水酸基を有するジオールであることを特徴とする、請求項６に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項８】
鎖伸長剤が２〜６個の炭素原子を有していることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項９】
鎖伸長剤が、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−プロピレングリコール、および１，５−ペンタンジオールの少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項８に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１０】
鎖伸長剤が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、および重量平均分子量が２００までのポリエチレングリコールの少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項９に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１１】
フォームが１５〜３５℃のガラス転移温度と、０．９〜１．５のタンデルタピークを有することを特徴とする、請求項９に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１２】
イソシアナート成分が、該イソシアナート成分の１００質量部に対して５０〜９９質量部の量の純ジフェニルメタンジイソシアナートおよび１〜５０質量部の量のポリマー状ジフェニルメタンジイソシアナートであることを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１３】
純ジフェニルメタンジイソシアナートが、該純ジフェニルメタンジイソシアナートの１００質量部に対して１〜４５質量部の量のジフェニルメタン−２，４´−ジイソシアナートおよび５５〜９９質量部の量のジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアナートであることを特徴とする、請求項１２に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１４】
イソシアナート成分がイソシアナート末端を有するプレポリマーであることを特徴とする、請求項１３に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１５】
プレポリマーがイソシアナートと１０００より大きな重量平均分子量を有するポリオールとの反応による生成物を含み、前記ポリオールがイソシアナート成分の１００質量部に対して１〜２０質量部の量で使用されていることを特徴とする、請求項１４に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１６】
前記反応生成物がさらにフォームの１００質量部に対して２〜１８質量部の量の架橋剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１７】
架橋剤がアミンを基礎とした架橋剤であることを特徴とする、請求項１６に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１８】
アミンを基礎とした架橋剤が、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、および２５０より大きいヒドロキシル価を有するこれらのアルコキシル化物の少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項１９】
イソシアナート反応性成分が、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールの少なくとも１種から選択されたポリオールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２０】
ポリオールが、ポリオール１ｇ当たり２０〜２００ｍｇＫＯＨのヒドロキシル価を有することを特徴とする、請求項１９に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２１】
前記反応生成物がさらにフォームの１００質量部に対して１〜１５質量部の量のモノオールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２２】
モノオールが、ベンジルアルコール、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール、およびアルコールエトキシラートの少なくとも１種から選択されることを特徴とする、請求項２１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２３】
前記反応生成物がさらにパラフィン性炭化水素鎖、環式炭化水素鎖、および芳香族炭化水素鎖の少なくとも１種を有する気泡開口剤を含み、該気泡開口剤がフォームの１００質量部に対して１〜１５質量部の量で存在することを特徴とする、請求項１に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２４】
気泡開口剤が鉱油であることを特徴とする、請求項２３に記載の粘弾性ポリウレタンフォーム。
【請求項２５】
粘弾性ポリウレタンフォームを形成する方法であって、
難燃剤を実質的に含まないイソシアナート成分を導入する段階、
イソシアナート反応性成分を導入する段階、
重量平均分子量が１０００未満であり、骨格鎖に２〜８個の炭素原子を有している鎖伸長剤（ただし、鎖伸長剤はフォームの１００質量部に対して５〜５０質量部の量で使用される。）を導入する段階、および、
イソシアナート成分、イソシアナート反応性成分、および鎖伸長剤を反応させ、５〜６５℃のガラス転移温度と０．４０〜１．７５のタンデルタピークを有するフォームを形成する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2007508399.tif 000012
2007508399.tif 000013