(57)【要約】  本発明は、ポリイソシアネート、ポリエーテルポリオール混合物、および水を９０〜１５０のイソシアネートインデックスにて反応させることによる、植物成長培地として好適なフォームの製造方法であって、このとき使用されるポリオール混合物が少なくとも２種のポリオールを含んでなり、ポリオール混合物が、ポリオール混合物の重量を基準として５０重量％未満のオキシエチレンを含む上記製造方法を提供する。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジリエンスが４０％以下、４０％圧縮における圧縮荷重たわみ（ＣＬＤ）が１６ｋＰａ以上、フリーライズコア密度が２０ｋｇ／ｍ３以上、水飽和における体積増加率が２５％以下である、ポリウレタンフォームで製造される植物成長培地。
【請求項２】
ＣＬＤが２０ｋＰａ以上、好ましくは２５ｋＰａ以上であり、フリーライズコア密度が２０〜５０ｋｇ／ｍ３であり、レジリエンスが３０％以下であり、体積増加率が２０％以下である、請求項１に記載の植物成長培地。
【請求項３】
０ｃｍ水柱の圧力にて処理した場合、水で飽和された１００×１２０×７５ｍｍの寸法を有するフォーム中に保持される水の体積（ｐＦ０とする）が少なくとも７０％であり、
−１０ｃｍ水柱の圧力にて処理した場合、水で飽和された１００×１２０×７５ｍｍの寸法を有するフォーム中に保持される水の体積（ｐＦ１とする）が１０〜９０％であり、
ｐＦ０とｐＦ１は、
【数１】
2014532397.tif 000013
［式中、Ｖｆは、フォームサンプルの体積（ｍｌ）であり；Ｖｕは、水で飽和され、０ｃｍ水柱の圧力にて３０分処理されたフォームサンプルの水取り込み量（ｍｌ）であり；Ｖｒ−１は、水で飽和され、−１０ｃｍ水柱の圧力にて２４時間処理されたフォームサンプル中に保持される水の体積（ｍｌ）である］
と定められる、請求項１〜２に記載の植物成長培地。
【請求項４】
ｐＦ０が、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である、請求項１〜３に記載の植物成長培地。
【請求項５】
苗を成長させるための植物基材として使用するための、及び／又は、繁殖ブロックとして使用するための植物成長培地であって、ｐＦ１が５０％以上であり、さらに好ましくは６０％以上であり、最も好ましくは７０％以上である、請求項１〜４に記載の植物成長培地。
【請求項６】
ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と３以上のイソシアネート官能価を有するその同族体とを含むポリイソシアネート、ここでジイソシアネートと同族体の総量を基準として算出されるジイソシアネートの量が２０〜８０重量％の範囲、好ましくは２５〜７０重量％の範囲である；
２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜１２０００の平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準とする算出にて５０重量％超のオキシエチレン含量、を有する第１のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール；
２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜６０００の平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準とする算出にて２０〜４５重量％のオキシエチレン含量、を有する第２のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール；および
２〜７ｐｂｗの水分；
を９０〜１５０のイソシアネートインデックスにて反応させることを含み、使用される第１と第２のポリオールとの重量比が６０：４０〜２０：８０の範囲である、請求項１〜５に記載のポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項７】
イソシアネートインデックスが、好ましくは９５〜１２０であり、さらに好ましくは１００〜１１０である、請求項６に記載のフォームの製造方法。
【請求項８】
ジイソシアネートと同族体の総量を基準として算出されるジイソシアネートの量が２５〜５５重量％である、請求項６または７に記載のフォームの製造方法。
【請求項９】
ポリイソシアネートが、６２〜７０００の、好ましくは２５０〜１０００の平均分子量、２〜６の、好ましくは２〜４の、さらに好ましくは３の平均公称ヒドロキシル官能価、及び少なくとも５０％のオキシエチレン含量を有するポリオールと、ポリイソシアネートとを先ず反応させることによって製造される、１０〜３０重量％のＮＣＯ値を有するプレポリマーである、請求項６〜８のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１０】
ポリイソシアネートが、第１及び／又は第２のポリオールの少なくとも一部とポリイソシアネートとを先ず反応させることによって製造される、１０〜３０重量％のＮＣＯ値を有するプレポリマーである、請求項６〜８のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１１】
第１のポリエーテルポリオールが、２〜４の、好ましくは３の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜８０００の、好ましくは３０００〜６０００の平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準として６０重量％超のオキシエチレン含量を有し、第２のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールが、２〜４の、好ましくは３の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜４０００の平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準として２０〜３５重量％のオキシエチレン含量を有し、水分が３．５〜６ｐｂｗであり、第１と第２のポリオール中のオキシエチレン基が好ましくはランダムに分散されている、請求項６〜１０のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１２】
全オキシエチレン含量が、第１と第２のポリエーテルの総重量を基準として好ましくは５０重量％未満である、請求項６〜１１のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１３】
使用される第１と第２のポリオールの重量比が、好ましくは４９：５１〜２０：８０の範囲であり、さらに好ましくは４９：５１〜３０：７０の範囲である、請求項６〜１２のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１４】
第１と第２のポリエーテルポリオールを先ず混合して、ポリエーテルポリオールの安定分散液を形成させてから、これをポリイソシアネートに加える、請求項６〜１３のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１５】
ポリエーテルポリオールの安定分散液中のオキシエチレン含量の平均重量比率が、分散液の重量を基準として５０％未満である、請求項１４に記載のフォームの製造方法。
【請求項１６】
イソシアネート反応性の連鎖延長剤、及び／又は、６０〜１９９９の平均分子量を有する架橋剤、ならびに他の助剤と添加剤を加えることをさらに含む、請求項６〜１５のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１７】
フォームが、金型中にて、多くても１００％の、好ましくは多くても５０％のオーバーパックで製造される、請求項６〜１６のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１８】
請求項６〜１７のいずれかに従って製造されたフォームの、温室、グリーンルーフ、グリーンウォール、及び／又は幾つかの造園装備における植物成長培地としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタンフォームの製造方法、該フォームを含む植物成長培地、該フォームの植物成長培地としての使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンフォームを含む植物成長培地が知られている。
米国特許第3,798,836号は、熱可塑性粒子を分散させた、水不溶性で連続気泡の発泡ポリウレタンマトリックス開示している。
【０００３】
米国特許第3,889,417号は、プレポリマーと多量の水とを反応させることによって親水性フォームを製造している。このフォームは、園芸用途に使用することができる。適用される水インデックスは１３００〜７８０００である。類似の方法が国際特許出願第９６／１６０９９号に開示されおり、該特許出願では、イソシアネートインデックスと水インデックスについては特に説明されておらず、実施例においては、水インデックスが１７００超、イソシアネートインデックスが６未満であった。使用するプレポリマーは、少なくとも１０００の分子量を有するポリオールから製造される。
【０００４】
米国特許第3,970,618号は、植物を栽培するための基材を開示しており、該基材は、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）タイプのポリイソシアネートと９００〜１８００のヒドロキシル価を有するポリオールとを低ＮＣＯインデックスにて反応させることによって製造される、低密度（１８ｋｇ／ｍ３）の親水性ポリウレタンフォームである。
【０００５】
米国特許第5,155,931号は、フォームを植物マットとして使用しており、該フォームは、有機イソシアネート（好ましくはＴＤＩ）とポリオールとを９０〜１２０のＮＣＯインデックスにて反応させることによって製造される。
【０００６】
米国特許第6,479,433号は、プレポリマーと水とを、選ばれたフィラー材料の存在下で反応させることによって製造される園芸用成長培地を開示している。
米国特許出願第2005/0131095号は、ポリウレタンフォームを４０〜１５０のＮＣＯインデックスにて製造する方法を開示している。水インデックスに対して特別な注意は払われておらず、実施例においては、ＮＣＯインデックスが８５〜１０６、水インデックスが９３〜１２０であった。しかしながらこの方法では、使用されるポリオール混合物が、全体として高いオキシエチレン含量（５０〜９０重量％）を有し、中程度のオキシエチレン含量（＜５０重量％）を有するポリオールを含まない。実施例に記載の得られたフォームは、少なくとも６０％のレジリエンスと４０％圧縮にて１０ｋＰａ未満の圧縮荷重たわみを有する軟質フォームである。
【０００７】
国際特許出願第2011/042284号は、植物基材として使用するための軟質ポリウレタンフォームを開示している。これらのフォームは、２５〜７０ｋｇ／ｍ３の密度、４０％圧縮にて５〜１５ｋＰａの圧縮荷重たわみ、および水飽和にて多くても２５％の体積増加率を有する。これらのフォームは、２０〜７０という低いイソシアネートインデックスおよび２００〜４００という高い水インデックスにて製造され、このことは、利用可能なイソシアネート成分と反応させるのに、配合処方中のイソシアネート反応性成分間で極めて大きな差のある競争反応がある、ということを意味している〔したがって、該フォームが基材として使用されるとき、（流れ出る水の）泡立ちを引き起こすことがある〕。
【０００８】
上記のポリウレタンフォームは、特に、水の取り込みと保持特性（ｐＦ０およびｐＦ１としてさらに特徴化される）、低密度での高い圧縮荷重たわみと一緒になった１００％水飽和でのフォームの安定性と膨潤、泡立ちの防止、及びとりわけ若い植物（苗）の成長阻害の防止、に関してさらに改良することができると思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第3,798,836号
【特許文献２】米国特許第3,889,417号
【特許文献３】国際特許出願第96/16099号
【特許文献４】米国特許第3,970,618号
【特許文献５】米国特許第5,155,931号
【特許文献６】米国特許第6,479,433号
【特許文献７】米国特許出願第2005/0131095号
【特許文献８】国際特許出願第2011/042284号
【発明の概要】
【００１０】
驚くべきことに、９０〜１５０の範囲のイソシアネートインデックスにて製造したポリウレタンフォームを、イソシアネートとポリエーテルポリオールの特定の選択と組み合わせて使用することによって上記の望ましくない副作用を全て避けることができる、ということを本発明者らは見出した。
【００１１】
さらに、本発明のフォームは優れた硬度を示し、このため例えばグリーンルーフ用途や造園用途に特に適したものとなる。本発明のフォームはさらに、優れた水分持特性と１００％水飽和での低い膨潤率を示し、このため種子の発芽と苗の成長を促進させるための植物成長基材として使用するのに極めて適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは、個別の容器〔栽培（繁殖）ブロック２とも呼ぶ〕の形態である植物成長培地であり、図１Ｂは、幾つかの栽培ブロック２をスラブ１上に配置した植物成長システムである。
【図２Ａ】図２Ａは、スラブと繁殖ブロックに対する好ましいｐＦ特性を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、表２に言及されている植物基材に対するｐＦ曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
したがって本発明は、植物の成長に適していて、高くても４０％のレジリエンス、４０％圧縮にて少なくとも１６ｋＰａの圧縮荷重たわみ（ＣＬＤ）、少なくとも２０ｋｇ／ｍ３のフリーライズコア密度、および水飽和にて多くても２５％の体積増加率、を有するポリウレタンフォームに関する。
【００１４】
本発明のポリウレタンフォームは、少なくとも２０ｋＰａ（さらに好ましくは少なくとも２５ｋＰａ）のＣＬＤ、２０〜５０ｋｇ／ｍ３の密度、高くても３０％のレジリエンス、および水飽和にて多くても２０％の体積増加率、を有するのが好ましい。
【００１５】
本発明のポリウレタンフォームは、特に良好な吸水量（取り込み量）と保水量を有する。ポリウレタンフォームの水取り込み量および特に保水量は、ｐＦ値を求めることによって測定することができ、保水量曲線〔フォーム中に保持されている体積含水量測定値（Ｙ軸上）を、加えたアンダープレッシャー(under pressure)（Ｘ軸上）に対してプロットして得られる曲線（図２Ａを参照）〕によって視覚化することができる。
【００１６】
本発明のポリウレタンフォームは、好ましくは少なくとも７０％の、さらに好ましくは少なくとも８０％の、さらに好ましくは少なくとも９０％のｐＦ０値を有し、ここでｐＦ０値は、１００×１２０×７５ｍｍの寸法を有する水飽和フォームサンプルを０ｃｍ水柱の圧力にて３０分処理した後に測定される。
【００１７】
本発明のポリウレタンフォームは、１０％〜９０％の範囲のｐＦ１値を有してよく、ここでｐＦ１値は、１００×１２０×７５ｍｍの水飽和フォームサンプルを−１０ｃｍ水柱の圧力にて２４時間処理した後に測定される。
【００１８】
苗を成長させるのに適した本発明のポリウレタンフォームは、好ましくは少なくとも５０％の、さらに好ましくは少なくとも６０％の、最も好ましくは少なくとも７０％のｐＦ１値を有し、ここでｐＦ１値は、１００×１２０×７５ｍｍの水飽和フォームサンプルを−１０ｃｍ水柱の圧力にて２４時間処理した後に測定される。
【００１９】
５０％〜７５％超の範囲のｐＦ１を有する本発明のフォームは、苗を成長させるための植物成長培地として理想的に適している。苗を成長させるのに適した本発明の植物成長培地は、個別の容器〔栽培（繁殖）ブロック２とも呼び、図１Ａに示す〕の形態であってよい。該栽培ブロック２は、本発明に従ったより大きな植物成長培地（スラブ１の形態であってよい）上に配置することができる。図１Ｂに示すような、幾つかの栽培ブロック２をスラブ１上に配置した植物成長システムの組み合わせが知られており、温室中にて野菜、果物、花などを栽培するのに特に適している。本発明の栽培（繁殖）ブロックは５０％〜７５％超の範囲のｐＦ１値を有するのが好ましいのに対して、本発明のより大きな植物成長培地（スラブ）は１０％〜５０％の範囲のｐＦ１値を有するのが好ましい。図２Ａは、スラブと繁殖ブロックに対する好ましいｐＦ特性を示す。
【００２０】
本発明はさらに、ポリウレタンフォームの製造方法に関する。
本発明に開示の方法を使用して、ポリウレタフォームで造られる上記植物成長培地を製造することができる。
【００２１】
本発明の方法は、
−  ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と３以上のイソシアネート官能価を有するその同族体とを含むポリイソシアネート、ここでジイソシアネートと同族体の総量を基準として算出されるジイソシアネートの量が２０〜８０重量％（好ましくは２５〜７０重量％）である；
−  ２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜１２０００の平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準とする算出にて５０重量％超のオキシエチレン含量、を有する第１のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール；
−  ２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜６０００の平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準とする算出にて２０〜４５重量％のオキシエチレン含量、を有する第２のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール；および
−  ２〜７ｐｂｗの水分；
を９０〜１５０のイソシアネートインデックスにて反応させることを含み、このとき使用される第１と第２のポリオールの重量比は６０：４０〜２０：８０の範囲である。
【００２２】
フォームとポリウレタンフォームの製造方法は広く開示されている。しかしながら、本発明によるフォームと製造方法は開示されていない。本発明のフォームは、良好な水分保持特性と優れたフォーム特性（例えば、安定性、硬度、および１００％水飽和での限定されたフォーム膨潤率）とが組み合わさっているのでユニークである。本発明のフォームは、良好な湿潤特性、水分保持特性、および水放出特性を有しているので、植物成長培地として使用するのに極めて適している。
【００２３】
ポリイソシアネート（プレポリマー）を製造するのに使用されるポリイソシアネートは当業界に公知である。これらは、ポリメリックＭＤＩもしくはクルードＭＤＩ、およびポリメリックもしくはクルードＭＤＩとＭＤＩとの混合物、と広く呼ばれている。
【００２４】
ポリメリックもしくはクルードＭＤＩは、ＭＤＩと３以上のイソシアネート官能基を有する同族体を含み、当業界によく知られている。これらは、アニリンとホルムアルデヒドとの酸縮合反応によって得られるポリアミンの混合物をホスゲン化することにより製造される。
【００２５】
ポリアミン混合物とポリイソシアネート混合物の製造はよく知られている。強酸（例えば塩酸）の存在下でのアニリンとホルムアルデヒドの縮合反応により、ジアミノジフェニルメタンと、より高い官能価のポリメチレンポリフェニレンポリアミンとを含有する反応生成物が得られる（このとき正確な組成は、公知の方法では、とりわけアニリン／ホルムアルデヒド比に依存する）。ポリイソシアネートは、ポリアミン混合物のホスゲン化によって製造され、種々の割合のジアミン、トリアミン、およびより高級のポリアミンにより、それに関連した割合のジイソシアネート、トリイソシアネート、およびより高級のポリイソシアネートがもたらされる。このようなクルードもしくはポリメリックＭＤＩ組成物中のジイソシアネート、トリイソシアネート、およびより高級のポリイソシアネートの相対的割合により、該組成物の平均官能価（すなわち、１分子当たりのイソシアネート基の平均数）が決まる。出発物質の割合を変えることによって、ポリイソシアネート組成物の平均官能価を、ほぼ２〜３以上まで変えることができる。しかしながら実際には、平均イソシアネート官能価は２．３〜２．８の範囲であるのが好ましい。これらのポリメリックもしくはクルードＭＤＩのＮＣＯ値は少なくとも３０重量％である。ポリメリックもしくはクルードＭＤＩは、ジフェニルメタンジイソシアネートを含有していて、残部は、２より大きい官能価のポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートである。ポリイソシアネートが、ジイソシアネートと３以上のイソシアネート官能価を有する同族体とを必要な量にて含有するという条件で、必要に応じて、このポリメリックもしくはクルードＭＤＩをＭＤＩと混合することができる。本発明の方法において使用されるポリイソシアネートは、ＭＤＩを２０〜８０重量％、好ましくは２５〜７０重量％、さらに好ましくは２５〜５５重量％含み、ＭＤＩの同族体を８０〜２０重量％、好ましくは７５〜３０重量％、さらに好ましくは７５〜４５重量％含み、ここで該同族体が３以上のイソシアネート官能価を有し、いずれの量も、ポリイソシアネートの総量を基準として算出されている。
【００２６】
例えば、このようなポリイソシアネートは、SUPRASEC（登録商標）ＭＰＲ（Huntsman社から市販；４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）とSUPRASEC（登録商標）２１８５（Huntsman社から市販；約３７．７重量％のジイソシアネートを含む、３０．７重量％のＮＣＯ値を有するポリメリックＭＤＩ）を適切な相対量にて混合することによって製造することができる。SUPRASEC（登録商標）２１８５とSUPRASEC（登録商標）ＭＩ２０（Huntsman社から市販）との混合物（約８０重量部の４，４’−ＭＤＩ、約２０重量部の２，４’−ＭＤＩ、および２重量部未満の２，２’−ＭＤＩを含有）も使用することができる。
【００２７】
３以上の官能価を有するイソシアネートは、比較的より閉じた気孔（気泡膜）を有するフォームを、したがってより良好な水分保持特性を有するフォームをもたらすので、３以上の官能価を有するポリイソシアネートの使用は、高いｐＦ１値（ｐＦ１値＞５０％）を有する植物成長基材として使用するためのポリウレタンフォームを製造するのに有益である。
【００２８】
上記のポリイソシアネートで製造されるプレポリマーを使用することができる。プレポリマーは、１０〜３０重量％のＮＣＯ値を有するのが好ましく、２０〜８０重量％（好ましくは２５〜５５重量％）のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と８０〜２０重量％（好ましくは７５〜４５重量％）のジフェニルメタンジイソシアネートの同族体を含むポリイソシアネート（ここで該同族体は３以上のイソシアネート官能価を有し、どちらの量もポリイソシアネートの量を基準として算出）と、６２〜７０００の平均分子量と２〜６の平均公称ヒドロキシル官能価を有するポリオールとを反応させることによって製造される。
【００２９】
ポリイソシアネートプレポリマーでの使用に適したポリオールは、６２〜７０００の平均分子量と２〜６の平均公称ヒドロキシル官能価を有する。例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、トリプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、トリエタノールアミン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、およびこれらの混合物などがある。好ましいのは、必要に応じて多官能性開始剤の存在下にて、エチレンオキシドと必要に応じてプロピレンオキシドの重合によって得られるポリオールである。適切な開始剤化合物は、複数の活性水素原子を含み、水、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、シクロヘキサンジメタノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、およびソルビトールなどがある。開始剤及び／又は環状オキシドの混合物も使用することができる。ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールは、先行技術において充分に説明されているように、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの開始剤への同時的もしくは逐次的付加によって得られる。ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、およびこれらの組み合わせ物を使用することができる。好ましいのは、オキシエチレン基の少なくとも一部を、そして好ましくは全部を、ポリマー鎖の末端に有するポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール（キャップトポリオールまたはチップトポリオール）である。該ポリオールの混合物も使用することができる。ポリイソシアネートプレポリマーに使用するのに適した好ましいポリオールは、２〜４（最も好ましくは３）の平均公称ヒドロキシル官能価、２５０〜１０００の平均分子量、およびポリオールの重量を基準として少なくとも５０重量％のオキシエチレン含量、を有するポリオキシエチレンポリオールとポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールである。このようなポリオールは市販されている。一つの例は、Perstorp社から市販のPolyol3380である。
【００３０】
さらに、本発明によれば、ポリオール１及び／又はポリオール２の一部を、イソシアネートの全部もしくは一部と予め反応させることができる。したがってポリオール１及び／又はポリオール２の一部を使用してポリイソシアネートプレポリマー組成物を製造することができる。したがって、本発明に従ったポリイソシアネートと第１及び／又は第２のポリオールの少なくとも一部とを最初に反応させることによって、適切なプレポリマーを製造することができる。
【００３１】
本発明のポリイソシアネートプレポリマーは、ポリイソシアネートとポリオールを組み合わせて混合し、それらを反応させることによって周知の方法で製造される。ポリイソシアネートとポリオールとの比は、反応後に１０〜３０重量％のＮＣＯ値を有するプレポリマーが得られるような比である。必要であれば、ウレタン基の形成を増大させる触媒を使用することができる。
【００３２】
本発明のフォームを製造するためには、ポリイソシアネートプレポリマーを使用するのが好ましい。プレポリマーの使用は、ポリウレタンフォーム中の架橋形成に対して有用であり、その場合にはより高硬度のフォームが得られる。
【００３３】
第１および第２のポリオールとして使用できるポリオールは、必要に応じて多官能性開始剤の存在下で、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとを重合させることによって得られる生成物を含む。適切な開始剤化合物は複数の活性水素原子を含み、水、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、シクロヘキサンジメタノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、およごソルビトールなどがある。開始剤の混合物も使用することができる。先行技術において充分に説明されているように、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンホリオールは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの開始剤への同時的もしくは逐次的付加によって得られる。指定量のオキシエチレン基を有するランダムコポリマーとブロックコポリマー、およびこれらの組み合わせ物を使用することができる。
【００３４】
本発明によるフォームの製造方法において使用される第１のポリエーテルポリオールは、２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜１２０００の平均分子量、およびこのポリオールの重量を基準として５０重量％超のオキシエチレン含量を有する。
【００３５】
幾つかの実施態様によれば、本発明のフォームの製造方法において使用される第１のポリエーテルポリオールは、２〜４の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜８０００の平均分子量、およびこのポリオール重量を基準として６０重量％超のオキシエチレン含量を有するのが好ましく、３の平均公称ヒドロキシ官能価と３０００〜６０００の平均分子量を有するのがさらに好ましい。
【００３６】
幾つかの実施態様によれば、第１のポリエーテルポリオールの不飽和含量は、多くても０．０３ｍｅｑ／ｇであり、好ましくは多くても０．０２ｍｅｑ／ｇであり、さらに好ましくは多くても０．０１ｍｅｑ／ｇである。
【００３７】
本発明によるフォームの製造方法において使用される第２のポリエーテルポリオールは、２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜６０００の平均分子量、およびこのポリオールの重量を基準として２０〜４５重量％のオキシエチレン含量を有する。
【００３８】
幾つかの実施態様によれば、本発明のフォームの製造方法において使用される第２のポリエーテルポリオールは、２〜４の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜４０００の平均分子量、およびこのポリオール重量を基準として２０〜３０重量％のオキシエチレン含量を有するのが好ましく、３の平均公称ヒドロキシ官能価とこのポリオール重量を基準として２５〜３０重量％のオキシエチレン含量を有するのがさらに好ましい。
【００３９】
幾つかの実施態様によれば、第１と第２のポリオール中のオキシエチレン基はランダムに分散されている。
幾つかの実施態様によれば、第２のポリエーテルポリオールの不飽和含量は、多くても０．０３ｍｅｑ／ｇであり、好ましくは多くても０．０２ｍｅｑ／ｇであり、さらに好ましくは多くても０．０１ｍｅｑ／ｇである。
【００４０】
幾つかの実施態様によれば、本発明のフォームの製造方法において使用される第１のポリオール対第２のポリオールの重量比は、６０：４０〜２０：８０の範囲であり、好ましくは４９：５１〜３０：７０の範囲である。
【００４１】
幾つかの実施態様によれば、使用される第２のポリエーテルポリオールの重量比率は、第１と第２のポリエーテルポリオールの総量を基準として好ましくは少なくとも５０％である。あるいは言い換えると、使用される第１と第２のポリオールの重量比は、４９：５１〜２０：８０の範囲であり、さらに好ましくは４９：５１〜３０：７０の範囲である。
【００４２】
全オキシエチレン含量は、第１と第２のポリエーテルポリオールの総量を基準として５０重量％未満であるのが好ましい。
幾つかの実施態様によれば、第１と第２のポリエーテルポリオールをポリイソシアネート組成物に加える前に、先ず第１と第２のポリエーテルポリオールを混合してポリエーテルポリオールの安定な分散液を作製することができる。
【００４３】
ポリエーテルポリオールの安定分散液中のオキシエチレン含量の平均重量比率は、分散液の重量を基準として５０％未満であるのが好ましい。
第１と第２のポリエーテルポリオールは、当業界に公知である及び／又は市販されている。第１のタイプのポリエーテルポリオールの例は、Daltocel（登録商標）Ｆ４４２、Ｆ４４４、およびＦ５５５であり、いずれもHuntsman社から市販されていて、６０重量％超のオキシエチレン含量を有する。第２のタイプのポリエーテルポリオールの例は、Huntsman社から市販のJeffol（登録商標）Ｇ１１−５６である。DaltocelとJeffolは、１つ以上の国（全てではない）に登録されている、Huntsman社またはその系列会社の商標である。
【００４４】
幾つかの実施態様によれば、本発明によるフォームの製造方法は、９５〜１２０のイソシアネートインデックスにて、さらに好ましくは１００〜１１０のイソシアネートインデックスにて実施される。
【００４５】
さらに、６０〜１９９９の平均分子量を有する、イソシアネート反応性の連鎖延長剤及び／又は架橋剤を加えることができる。このような化合物の例としては、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、シクロヘキサンジメタノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、約２００、約６００、および約１０００の平均分子量を有するこれらの混合物、ならびにこのような化合物の混合物；などがある。これらの連鎖延長剤及び／又は架橋剤の使用量は、２０００以上の平均分子量を有する上記ポリエーテルポリオール混合物１００ｐｂｗ当たり２０ｐｂｗ以下（好ましくは１０ｐｂｗ以下）である。
【００４６】
イソシアネートインデックスが９０〜１５０（好ましくは９５〜１２０、さらに好ましくは１００〜１１０）の範囲となるような量にて、水を反応系に加えることができる。本発明の方法において使用される水（水分）の量は、２〜７ｐｂｗの範囲であるのが好ましく、３．５〜６ｐｂｗの範囲であるのがさらに好ましい。
【００４７】
さらに、ウレタン基の形成を増大させる触媒を使用することができる。触媒は、０．１〜２重量％（全イソシアネート反応性成分を基準として）の量にて使用するのが好ましい。このような触媒は、当業界に一般的に知られている。例としては、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）エーテル、２−（２−ジメチルアミノエトキシ）−エタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルビスアミノエチル−エーテル、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルピペラジン、および１−（ビス（３−ジメチル−アミノプロピル）アミノ−２−プロパノール等のアミン触媒、ならびにオクタン酸第一錫やジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物がある。
【００４８】
必要に応じて、フォームは、ポリウレタン業界において使用されている添加剤や助剤（例えば、難燃剤、界面活性剤、他の発泡剤、煙抑制剤、着色剤、カーボンブラック、抗菌剤、酸化防止剤、離型剤、フィラー、および肥料）の存在下で製造することができる。
【００４９】
フォームは、全ての成分を組み合わせて混合し、反応を起こさせることによって製造される。フォームは、フリーライズプロセス、成形プロセス、スラブストックプロセス、積層プロセス、または噴霧プロセスに従って製造することができる。フォームを金型中で製造する場合、多くても１００％（好ましくは多くても５０％）のオーバーパックが使用される。成形プロセスを使用すると、フォームは有利なモルホロジーを示すことがある。すなわち、同じフォームの２ピースを互いに上下に配置すると、どちらも水で飽和され、そして下側のピースは、こうしたオーバーパックなしで製造される先行技術のフォームより、上側のフォームからの水の吸収がより少ない。
【００５０】
成分は、発泡機のミキシングヘッドに個別に供給することができる。イソシアネート反応性成分は、ポリイソシアネートと混合する前に、必要に応じて、ポリウレタン業界において使用されている添加剤や助剤と予備混合するのが好ましい。
【００５１】
本発明の方法によって得られるフォームは、少なくとも２０ｋｇ／ｍ３（好ましくは２０〜５０ｋｇ／ｍ３）の総合フリーライズコア密度(an overall free-rise core density)、高くても４０％（好ましくは高くても３０％）のレジリエンス、および水飽和にて多くても２５％（好ましくは多くても２０％）の体積増加率を有する。
【００５２】
本発明の方法によって得られるフォームは、４０％圧縮にて少なくとも１６ｋＰａ（さらに好ましくは２０ｋＰａ超）の圧縮荷重たわみを有するのが好ましい。
本発明の方法によって得られるフォームは、４０％圧縮にて最高２００ｋＰａまでの圧縮荷重たわみを有することがある。
【００５３】
本発明の方法によって得られるフォームはさらに、ある吸水率、あるレベルの空気流量、および気泡連通性（これにより本発明のフォームは植物成長培地として使用するのに適したものとなる）を有する。
【００５４】
本発明の方法によって得られるフォームは、花、果実、野菜、および他の適切な草木を栽培するためだけでなく、グリーンウォール、グリーンルーフ、および植物のための水経済マネジメントに関連した他の用途にて適切な草木を栽培するための温室において使用することができる。
【００５５】
温室にて使用する場合、本発明のフォームを、追加の養分を供給できる細流かんがいシステムによってさらに補完することができる。
グリーンルーフおよび造園カバレージ(landscape coverage)にて使用する場合、本発明のフォームを、純然たるポリウレア（例えば、Tecnocoat P-2049）をベースとする防水システムによってさらに補完することができる。
【００５６】
グリーンルーフにて使用する場合、本発明によって得られるフォームは、建物の覆いの隔離を改善することがある。断熱層を追加すれば、エネルギー効率がさらに向上し、加熱と冷却のコストが最大で５％まで低減されることがある。
【００５７】
さらに、本発明のフォームをグリーンルーフ、グリーンウォール、およびランドスケープ・カバレージに使用すると、音の減弱により音響汚染(acoustic contamination)が低減することがあり、このため、音の反響に利用できる「硬い」表面の数が減少する。
【００５８】
本発明の親水性基材フォームは、極めて効率的な操作ができること、および水を保持する能力が高いことを特徴とする。本発明のフォームは、エンドユーザーの最終的な要求に適合するよう、種々の厚さと形材にて使用することができる。
【００５９】
従来の植物（栽培）基材と比較したときの、本発明のフォームの主要な利点は以下のとおりである：
−  本発明のフォームは、最大で自重の３０倍までの水を保持することができ、このとき膨潤率は限定されている（＜２５％）；
−  本発明のフォームは、天然の植物成長培地（例えば土壌）に匹敵する水分保持特性を有する；
−  本発明のフォームは、取扱いと据え付けが容易である（エンドユーザーの最終的な要求を満たすように種々の厚さと輪郭を形成させることができる）；
−  本発明のフォームは、軽量であるために（２０〜５０ｋｇ／ｍ３）、構造特性の弱い老朽化した建物上のグリーンルーフに理想的に適している；
−  本発明のフォームを使用すると、建物の断熱が改良され、従って加熱コストと冷却コストが最大で５％まで低減される。
【００６０】
本特許出願の文脈では、下記の用語は下記に記載の意味を有する：
１）イソシアネートインデックスまたはＮＣＯインデックスまたはインデックス：配合処方中に存在するＮＣＯ基とイソシアネート反応性水素原子との比であり（［ＮＣＯ］／［活性水素］×１００）、パーセント値として表わす。
【００６１】
つまり、ＮＣＯインデックスは、配合処方中のイソシアネート反応性水素の使用量と反応させるのに理論的に必要とされるイソシアネートの量に対して、配合処方中の実際に使用されるイソシアネートのパーセント値を表わす。
【００６２】
注意しておかねばならないことは、本明細書で使用しているイソシアネートインデックスは、反応工程において使用されるイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分を含めた実際の発泡プロセスという観点から考えられてる、という点である。実際の発泡段階において存在する遊離のイソシアネート基と遊離のイソシアネート反応性水素（水の水素原子も含める）だけが考慮されている。
【００６３】
水インデックスは比１００Ｙ／Ｘ（％）であり、ここでＹは、配合処方中の実際に使用される水の量（ｇ）であり、Ｘは、１００のイソシアネートインデックスを得るために、同じ配合処方中の理論的に必要とされる水の総量（ｇ）である。
【００６４】
２）イソシアネートインデックスを算出するために本明細書で使用している「イソシアネート反応性水素原子」とは、ポリオール、ポリアミン、及び／又は水の形態での反応性組成物中に存在するヒドロキシル水素原子とアミン水素原子の合計を表わしている。このことは、実際の発泡プロセスでのイソシアネートインデックスを算出する上で、１つのヒドロキシル基は１つの反応性水素を含むと見なされ、そして１つの水分子は２つの活性水素を含むと見なされている、ということを意味している。
【００６５】
３）本明細書で使用している「ポリウレタンフォーム」とは、一般には、ポリイソシアネートとイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物とを、発泡剤を使用して反応させることによって得られる気泡生成物を表わし、特に、水を反応性発泡剤として使用して得られる気泡生成物を含む（水とイソシアネート基との反応を含み、ウレア結合と二酸化炭素が生成し、ポリウレタンフォームが得られる）。
【００６６】
４）「公称ヒドロキシル官能価」または「公称官能価」または「ヒドロキシル官能価」という用語は、本明細書では、これが、ポリオールの製造において使用される開始剤の官能価（１分子当たりの活性水素原子の数）であるという仮定の下に、ポリオール組成物の官能価（１分子当たりのヒドロキシル基の数）を示すのに使用される（しかしながら実際には、幾らかの末端不飽和のためにやや低いことが多い）。「当量」とは、分子中のイソシアネート反応性水素原子１つ当たりの分子量を表わす。
【００６７】
５）「平均」とは「数平均」を表わす。
６）密度は、発泡助剤を使用せずに大気条件下で製造されるフォームサンプルに関して、ＩＳＯ８４５に従って測定される。
【００６８】
７）硬度ＣＬＤ：  硬度が、最初のサイクル時に、乾燥していて押しつぶされていないサンプルに関して測定されるという条件でＩＳＯ３３８６／１に従って測定される、４０％圧縮での圧縮荷重たわみ。
【００６９】
８）フォームの膨潤率ΔＶ（％）は、フォームサンプルの１００％水飽和での体積増加率である：
【００７０】
【数１】
2014532397.tif 000002
【００７１】
［式中、Ｖ２は、水の取り込みのないフォームの体積であり、Ｖ１は、２３℃および５０％相対湿度における最大水吸収時のフォームの体積である］。
９）レジリエンスは、レジリエンスが、乾燥していて押しつぶされていないサンプルに関して測定されるという条件でＩＳＯ８３０７に従って測定される。
【００７２】
１０）水分保持値は、本発明ではｐＨ値によって測定される。本発明の文脈では、ｐＦ値は、水飽和したフォームサンプルを得るべくフォームサンプルを水中に所定時間浸漬し、次いで水飽和したフォームを種々のアンダープレッシャーにて所定時間処理した後に、フォーム中に保持される水の体積に相当する。ｐＨ曲線では、フォーム中に保持されている実測体積含水量をＹ軸に関して、これに対し加えたアンダープレッシャーを（負の）Ｘ軸に関してプロットする。ｐＦ曲線上で、ｐＦ０値は、該フォームサンプルを０ｃｍ水柱の圧力にて所定時間処理した後の、水飽和したフォームサンプル中に保持されている水の体積に相当する。ｐＦ曲線上で、ｐＦ１値は、該フォームサンプルを−１０ｃｍ水柱の圧力にて所定時間処理した後の、水飽和したフォームサンプル中に保持されている水の体積に相当する。ｐＦ曲線上で、ｐＦ１．５値は、該フォームサンプルを−３２ｃｍ水柱の圧力にて所定時間処理した後の、水飽和したフォームサンプル中に保持されている水の体積に相当する。
【００７３】
ｐＦ曲線から求められるｐＦ０値とｐＦ１値は、ポリウレタンフォーム中の水分保持量を、従って水の利用可能性を算出するのに適している。ｐＦ０値とｐＦ１値はさらに、
【００７４】
【数２】
2014532397.tif 000003
【００７５】
と定義され、ここでＶｆは、（乾燥）フォームサンプルの初期体積（ｍｌ表示）であり；Ｖｕは、水飽和したフォームサンプルの水取り込み量（ｍｌ表示）であり；Ｖｒ−１は、水飽和したフォームサンプルを−１０ｃｍ水柱の圧力にて所定時間処理した後の、保持されている水の体積（ｍｌ表示）である。
【００７６】
Ｖｆ、Ｖｕ、およびＶｒ−１は、下記のようにして求められる：フォームサンプルを、指定された寸法〔例えば、１００×１２０×７５ｍｍまたは１００×１２０×６０ｍｍ（長さ×幅×高さ）〕が得られるようにカットする。従って、フォームサンプルのＶｆは９００ｍｌまたは７２０ｍｌである。フォームサンプルの乾燥重量を１０５℃にて測定する。次いでフォームサンプルを、２３℃の水浴中に、高さ方向のサンプルの１ｃｍが水面より上に延びるように大気圧にて所定の６時間浸漬する。次いでサンプルを完全に水浴中に、大気圧にて２３℃で１８時間浸漬する。引き続き、サンプルを０．５〜１ｃｍのメッシュの篩上に同じ温度と圧力にて置き、水を３０分放出させる。最後に、フォームサンプル（残留水を含有）の重量を再び測定し、Ｈ２Ｏの密度が１ｋｇ／ｄｍ３であると仮定してＶｕを算出する。
【００７７】
次いで、水飽和したサンプルを、閉じた環境中に２３℃で２４時間置き、サンプルの底部表面に減圧を施す（例えば、ｐＦ１を測定するために、フォームサンプルの１／２高さから測定される−１０ｃｍ水柱の圧力にする）。最後に、サンプルの重量を再び測定し、サンプル中に保持されている水の体積Ｖｒ−１を算出する（水の密度を１ｋｇ／ｄｍ３と仮定して）。
【００７８】
ｐＦ値を測定するのに使用することができて、サンプルの底部表面に減圧環境をつくり出すのに適した装置が、オランダの会社であるEijkelkamp社（www.eijkelkamp.com）から入手できるいわゆるSandboxであり、ｐＦの測定に使用される。
【００７９】
体積基準に基づく含水量の算出が、土壌サンプルをメートルプレッシャー(a metric pressure)にて処理した後の、土壌サンプルに関してＩＳＯ１１２７４にも説明されており（セクション５．５を参照）、本発明のフォームサンプル中の含水量を算出するのにも適用することができる。メートルプレッシャーは、ここでは加えられたアンダープレッシャー（ｃｍ水柱にて表示）を表わす。
【００８０】
１１）水緩衝能(water buffer capacity)（ＷＢＣ，％）は、ｐＦ０−ｐＦ１．５（先行技術ではΦ０−Φ３２とも呼ばれる）と定義することができ、ここで
【００８１】
【数３】
2014532397.tif 000004
【００８２】
上記式中、Ｖｆは、（乾燥）フォームサンプルの初期体積（ｍｌ）であり、Ｖｕは、水で飽和したフォームサンプルの水取り込み量（ｍｌ）であり、Ｖｒ−１．５は、水で飽和したフォームサンプルを−３２ｃｍ水柱の圧力にて所定時間（ｍｌ）処理した後の、保持されている水の体積である。Ｖｆ、Ｖｕ、およびＶｒ−１．５は、１０）に記載のように決定される。
【００８３】
１２）本発明に従ったプロセスにおいて使用されるポリオール混合物の不飽和度〔ｍｅｑ／ｇ（ポリオール１グラム当たりの不飽和基のミリ当量）で表示〕は、ＩＳＯ１７７１０によって決定される。
【００８４】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００８５】
実施例１〜８
フォームは、表示の配合物をフリーライズ条件下で反応させることによって製造した（成形サンプルとフリーライズサンプルとを比較している実施例６は除く）。
【００８６】
下記の成分が使用されている。
ポリイソシアネート１：  ９３ｐｂｗのSuprasec（登録商標）２１８５（Huntsuman社から市販）と７ｐｂｗのPerstorp社市販のＰ３３８０（トリメチロールプロパンを開始剤とする、３８２ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ値のポリオキシエチレンポリオール）とを反応させることによって製造される、２６．８２重量％のＮＣＯ値を有するプレポリマー。このプレポリマーは、繁殖ブロックに使用するための、＞７０％のｐＦ１値を有する基材フォームを製造するのに特に適している。
【００８７】
ポリイソシアネート２は、５４ｐｂｗのSuprasec（登録商標）２１８５と３６ｐｂｗのSuprasec（登録商標）ＭＰＲと１０ｐｂｗのPolyol３３８０（３８２ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ値を有するPerstorp社市販のポリオキシエチレントリオール）とを反応させることによって得られる、約２５．９重量％のＮＯＣ値を有するプレポリマーである。このプレポリマーは、栽培マットに使用するための、１０〜６０％の範囲のｐＦ１値を有する基材フォームを製造するのに特に適している。
【００８８】
ポリイソシアネート３は、Huntsuman社から市販のSuprasec（登録商標）２１８５である。
ポリイソシアネート４は、４，４’−ＭＤＩ３０ｐｂｗと、オキシエチレンとオキシプロピレンのランダム残基を有していてオキシエチレン含量が７５重量％の、トリオールを開始剤とするポリオキシエチレン７０ｐｂｗとを反応させることによって得られるプレポリマーである。このプレポリマーは約７．８５重量％のＮＣＯ値を有する。
【００８９】
ポリオール１：  Daltocel（登録商標）Ｆ５５５。約２８ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価と約７７重量％（ポリオールを基準として）のオキシエチレン含量を有するHuntsuman社から市販のポリエーテルポリオール。ポリオール１は、本発明において言及の第１のポリエーテルポリオールとして使用するのに適している。
【００９０】
ポリオール２：  Jeffol（登録商標）Ｇ１１−５６〔Huntsuman社から市販のポリエーテルポリオールであるDaltocel（登録商標）Ｆ４５０に類似〕。約５６ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価、２５〜３０重量％（ポリオールを基準として）のオキシエチレン含量、および約３０００の平均分子量を有するポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール。ポリオール２は、本発明において言及の第２のポリエーテルポリオールとして使用するのに適している。
【００９１】
ポリオール３：  Daltocel（登録商標）Ｆ４４２。３の公称官能価と約４２ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価を有していて、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含み、オキシエチレン基の量が約７５重量％（ポリオールを基準として）であるHuntsuman社から市販のポリエーテルポリオール。ポリオール３は、本発明において言及の第３のポリエーテルポリオールとして使用するのに適している。
【００９２】
ポリオール４：  Daltocel（登録商標）Ｆ４８９。３の公称官能価と約２８ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価を有し、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含んでいて、オキシエチレン基の量が約２７．５重量％（ポリオールを基準として）である、Huntsuman社から市販のポリエーテルポリオール。
【００９３】
触媒１：  Huntsuman社から市販のJeffcat（登録商標）ＤＰＡ。
触媒２：  Huntsuman社から市販のJeffcat（登録商標）ＺＦ−１０。
界面活性剤１：  Evonik社から市販のTegostab（登録商標）Ｂ８７２４ＬＦ。
【００９４】
界面活性剤２：  Air Products社から市販のDabco（登録商標）ＤＣ１９８。
Suprasec、Daltocel、Jeffol、およびJeffcatは、１つ以上の国（全ての国ではないが）に登録されているHuntsuman社またはその系列会社の商標である。
【００９５】
密度、レジリエンス、硬度（ＣＬＤ）、フォームの寸法安定性もしくは膨潤度（ΔＶ）、および水分保持値（ｐＦ０、ｐＦ０．７、ｐＦ１、ｐＦ１．５、ｐＦ２）を測定するために、フォームを物理試験に付した。水分保持値は、特に明記しない限り、１００×１２０×７５ｍｍの寸法を有する圧潰されていないフォームサンプルに関して測定する。
【００９６】
配合処方中の量は、常に重量部（ｐｂｗ）で表示される。
実施例１：  ポリウレタンで造られ、低イソシアネートインデックスで製造された現行技術の植物基材フォームとの比較
表１では、フォーム１と２は、ポリウレタンで造られ、低イソシアネートインデッスで製造された先行技術の植物基材フォームである。従って、フォーム１とフォーム２は比較例であり、フォーム３とフォーム４は本発明によるものである。フォーム１は、フォーム中の気泡を連続気泡にするために、ｐＦ測定を行う前に先ず圧潰した（そうしないと、フォームは独立気泡が多すぎて水を吸収しない）。フォーム２、３、および４は、あらかじめ圧潰する必要はなかった。
【００９７】
実施例２：  水分保持値
表２では、フォーム５と６は、ポリウレタンで造られ、低イソシアネートインデッスで製造された先行技術の植物基材フォームである。ロックウールは、鉱物繊維をベースとする市販の植物成長基材である。従って、ロックウールおよびフォーム５と６は比較例であり、フォーム７と８は本発明によるものであり、低圧の計量分配機により製造された。フォーム５（実施例１における先行技術のフォーム１に相当する）は、フォーム中の気泡を連続気泡にするために、ｐＦ測定を行う前に先ず圧潰した（そうしないと、フォームは独立気泡が多すぎて水を吸収しない）。
【００９８】
図２Ｂは、表２に言及されている植物基材に対するｐＦ曲線を示す。ｐＦ値は、１００×１００×６０ｍｍ（長さ×幅×高さ）の寸法を有するサンプルに対して測定される。フォーム５の場合、図２Ｂ中のｐＦデータは、圧潰されたサンプルから得られている。
【００９９】
実施例３：  本発明のポリウレタンフォームを製造するのに使用されるポリエーテルポリオールの比率と組成の影響
表３では、フォーム９〜１７は、ポリウレタンで造られ、本発明の反応性成分を使用しているが、ポリイソシアネート反応性成分（ポリエーテルポリオール）の比率を種々変えて製造されたフォームである。フォーム１０、１１、１２、１３、および１４は、本発明の配合処方（比率）を使用して製造され、フォーム９、１５、１６、および１７は、異なる比率を使用して製造された。したがって、フォーム９、１５、１６、および１７は比較例である。フォーム９はｐＦ０値が低すぎ、したがって植物成長のための水分保持性が良くない。フォーム１６と１７は崩壊し、フォーム１５は気泡構造がより粗大である。
【０１００】
実施例４：  本発明のポリウレタンフォームを製造するのに使用されるプロセスにおける含水量の影響
表４では、フォームは全て、同じイソシアネート組成物を使用して、１１０という同一のイソシアネートインデックスにて本発明に従って製造された。フォーム１８、２０、および２２は、５．５ｐｂｗの水を使用して製造されたフォームであり、フォーム１９、２１、および２３は、６．５ｐｂｗの水を使用して製造されたフォームである。より多くの量の水を使用して製造されるフォームは、より膨潤度の低いフォームとなる。
【０１０１】
実施例５：  本発明のポリウレタンフォームを製造するのに使用されるプロセスにおけるイソシアネート組成の影響
表５では、フォームは全て、同じポリエーテル組成物を使用しているが、異なるイソシアネート組成物を使用して本発明に従って製造された。フォーム２４、２５、２７、および２８は、ポリイソシアネートプレポリマーを使用して製造されたフォームである。フォーム２６と２９は、プレポリマーではないポリイソシアネート組成物を使用して製造されたフォームである。プレポリマーイソシアネートを使用して製造されたフォームはより高い硬度を有する。プレポリマーイソシアネート組成物を使用して製造されたフォームは、水分保持能力（ｐＦ１値）がより高いことから、苗のための植物成長培地を製造する上でより好適である。
【０１０２】
実施例６：  本発明のポリウレタンフォーム製造時の成形の影響
表６では、フォームは全て、同じ配合処方（本発明による）を使用して製造された。オーバーパックの量は、０％（成形なし、フリーライズプロセス）、３０％、４５％、および５５％であった。
【０１０３】
実施例７：  本発明のフォームを製造するのに使用され、植物成長培地として好適な代表的配合処方
表７では、本発明のフォームを製造するのに適した代表的配合処方が示されている。フォーム３４〜３９はいずれも、極めて良好な水分保持値を有し、植物成長培地として使用するのに極めて適している。これらのフォームはｐＦ１値が高い（ｐＦ１＞５０％）ので、苗を成長させるのに特に適している（水の要求量が多い）。表７のフォームは、大型の低圧計量分配機（手混合の実験室規模のフォームと比較して、幾らかより「連続気泡」のフォームをもたらす）により製造された。
【０１０４】
実施例８：  成長結果
キュウリの種子を、比較例のフォーム１、ならびに本発明によるフォーム７と８（配合処方に関しては表２を参照）にて成長させた。２１日後に、基材フォームより上で植物をカットし、植物の重量を測定した（表８を参照）。本発明のフォームは、比較例のフォーム１で成長した植物と比較して、植物重量が大幅に増大した植物をもたらした。
【０１０５】
【表１】
2014532397.tif 000005
【０１０６】
【表２】
2014532397.tif 000006
【０１０７】
【表３】
2014532397.tif 000007
【０１０８】
【表４】
2014532397.tif 000008
【０１０９】
【表５】
2014532397.tif 000009
【０１１０】
【表６】
2014532397.tif 000010
【０１１１】
【表７】
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【０１１２】
【表８】
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【符号の説明】
【０１１３】
１  スラブ
２  栽培ブロック
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月16日(2014.6.16)
【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】
ＩＳＯ８３０７によって測定されるレジリエンスが４０％以下、ＩＳＯ３３８６／１によって測定される４０％圧縮における圧縮荷重たわみ（ＣＬＤ）が１６ｋＰａ以上、ＩＳＯ８４５によって測定されるフリーライズコア密度が２０ｋｇ／ｍ３以上、水飽和における体積増加率が２５％以下である、ポリウレタンフォームで製造される植物成長培地。
【請求項２】
ＣＬＤが２０ｋＰａ以上、好ましくは２５ｋＰａ以上であり、フリーライズコア密度が２０〜５０ｋｇ／ｍ３であり、レジリエンスが３０％以下であり、体積増加率が２０％以下である、請求項１に記載の植物成長培地。
【請求項３】
０ｃｍ水柱の圧力にて処理した場合、水で飽和された１００×１２０×７５ｍｍの寸法を有するフォーム中に保持される水の体積（ｐＦ０とする）が少なくとも７０％であり、
−１０ｃｍ水柱の圧力にて処理した場合、水で飽和された１００×１２０×７５ｍｍの寸法を有するフォーム中に保持される水の体積（ｐＦ１とする）が１０〜９０％であり、
ｐＦ０とｐＦ１は、
【数１】
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［式中、Ｖｆは、フォームサンプルの体積（ｍｌ）であり；Ｖｕは、水で飽和され、０ｃｍ水柱の圧力にて３０分処理されたフォームサンプルの水取り込み量（ｍｌ）であり；Ｖｒ−１は、水で飽和され、−１０ｃｍ水柱の圧力にて２４時間処理されたフォームサンプル中に保持される水の体積（ｍｌ）である］
と定められる、請求項１〜２に記載の植物成長培地。
【請求項４】
ｐＦ０が、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である、請求項１〜３に記載の植物成長培地。
【請求項５】
苗を成長させるための植物基材として使用するための、及び／又は、繁殖ブロックとして使用するための植物成長培地であって、ｐＦ１が５０％以上であり、さらに好ましくは６０％以上であり、最も好ましくは７０％以上である、請求項１〜４に記載の植物成長培地。
【請求項６】
ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と３以上のイソシアネート官能価を有するその同族体とを含むポリイソシアネート、ここでジイソシアネートと同族体の総量を基準として算出されるジイソシアネートの量が２０〜８０重量％の範囲、好ましくは２５〜７０重量％の範囲である；
２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜１２０００の数平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準とする算出にて５０重量％超のオキシエチレン含量、を有する第１のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール；
２〜６の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜６０００の数平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準とする算出にて２０〜４５重量％のオキシエチレン含量、を有する第２のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール；および
２〜７ｐｂｗの水分；
を９０〜１５０のイソシアネートインデックスにて反応させることを含み、使用される第１と第２のポリオールとの重量比が６０：４０〜２０：８０の範囲である、請求項１〜５に記載のポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項７】
イソシアネートインデックスが、好ましくは９５〜１２０であり、さらに好ましくは１００〜１１０である、請求項６に記載のフォームの製造方法。
【請求項８】
ジイソシアネートと同族体の総量を基準として算出されるジイソシアネートの量が２５〜５５重量％である、請求項６または７に記載のフォームの製造方法。
【請求項９】
ポリイソシアネートが、６２〜７０００の、好ましくは２５０〜１０００の平均分子量、２〜６の、好ましくは２〜４の、さらに好ましくは３の平均公称ヒドロキシル官能価、及び少なくとも５０％のオキシエチレン含量を有するポリオールと、ポリイソシアネートとを先ず反応させることによって製造される、１０〜３０重量％のＮＣＯ値を有するプレポリマーである、請求項６〜８のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１０】
ポリイソシアネートが、第１及び／又は第２のポリオールの少なくとも一部とポリイソシアネートとを先ず反応させることによって製造される、１０〜３０重量％のＮＣＯ値を有するプレポリマーである、請求項６〜８のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１１】
第１のポリエーテルポリオールが、２〜４の、好ましくは３の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜８０００の、好ましくは３０００〜６０００の数平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準として６０重量％超のオキシエチレン含量を有し、第２のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールが、２〜４の、好ましくは３の平均公称ヒドロキシ官能価、２０００〜４０００の数平均分子量、及びこのポリオールの重量を基準として２０〜３５重量％のオキシエチレン含量を有し、水分が３．５〜６ｐｂｗであり、第１と第２のポリオール中のオキシエチレン基が好ましくはランダムに分散されている、請求項６〜１０のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１２】
全オキシエチレン含量が、第１と第２のポリエーテルの総重量を基準として好ましくは５０重量％未満である、請求項６〜１１のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１３】
使用される第１と第２のポリオールの重量比が、好ましくは４９：５１〜２０：８０の範囲であり、さらに好ましくは４９：５１〜３０：７０の範囲である、請求項６〜１２のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１４】
第１と第２のポリエーテルポリオールを先ず混合して、ポリエーテルポリオールの安定分散液を形成させてから、これをポリイソシアネートに加える、請求項６〜１３のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１５】
ポリエーテルポリオールの安定分散液中のオキシエチレン含量の平均重量比率が、分散液の重量を基準として５０％未満である、請求項１４に記載のフォームの製造方法。
【請求項１６】
イソシアネート反応性の連鎖延長剤、及び／又は、６０〜１９９９の数平均分子量を有する架橋剤、ならびに他の助剤と添加剤を加えることをさらに含む、請求項６〜１５のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１７】
フォームが、金型中にて、多くても１００％の、好ましくは多くても５０％のオーバーパックで製造される、請求項６〜１６のいずれかに記載のフォームの製造方法。
【請求項１８】
請求項６〜１７のいずれかに従って製造されたフォームの、温室、グリーンルーフ、グリーンウォール、及び／又は幾つかの造園装備における植物成長培地としての使用。
【国際調査報告】
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