(57)【要約】  壁の空洞を満たして建物の密封特性及び遮断特性を高めるためのスプレーラテックスフォームが提供される。スプレーラテックスフォームは、ラテックス系及びガス状凝固成分を含む。少なくとも１つの模範的な態様において、二酸化炭素がガス状凝固剤として含まれる。スプレーフォームにおける使用に適した１種のラテックスは、塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＣ）であり、これは難燃性及び環境耐久性を有する。しかしながら、好ましいラテックスはスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。ラテックス系はまた、チキソトロープ剤、例えば、Laponite(登録商標)RD合成クレイを含んでもよい。スプレーラテックスフォームはポリウレタンフリーである。また、ラテックス系を供給する工程、及びガス状凝固成分を該ラテックスに添加する工程を含む、スプレーラテックスフォームを調製する方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の密封特性及び遮断特性を高めるためのスプレーラテックスフォームであって、
チキソトロープ剤を含むラテックス系、及び
ガス状凝固成分、
を含むことを特徴とするスプレーラテックスフォーム。
【請求項２】
前記ラテックス系が、天然ゴム、合成ゴム及びその混合物から選択されるラテックスを含む、請求項１に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項３】
前記ラテックスが、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である、請求項２に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項４】
前記ガス状凝固成分が、二酸化炭素を含む、請求項１に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項５】
前記チキソトロープ剤が、クレイ、ヒュームドシリカ、カーボンブラック、メトセルロース、官能化されたベントナイト及び合成層状シリケートから選択される、請求項１に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項６】
前記チキソトロープ剤が、合成層状シリケートである、請求項５に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項７】
前記ラテックス系が、更に、フォーム促進剤、乳白剤、増進剤、発泡剤及びフォーム安定剤から選択される少なくとも１種のメンバーを含む、請求項１に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項８】
更に、染料、変色指示薬、ゲル化剤、フォーム安定剤、フォーム促進剤、発泡剤及び増進剤から選択される少なくとも１種のメンバーを含む、請求項１に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項９】
１種以上の前記染料、変色指示薬、ゲル化剤、フォーム安定剤、フォーム促進剤、発泡剤、及び増進剤が、カプセルに封入され、かつ前記ラテックス系中に分散されている、請求項８に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項１０】
８〜３２ｋｇ／ｍ3(０．５〜２．０ｌｂ／ｆｔ3)の密度を有する、請求項１に記載のスプレーラテックスフォーム。
【請求項１１】
スプレーラテックスフォームを調製する方法であって、
ラテックス系を供給する工程であって、前記ラテックス系がラテックスエマルジョン及びチキソトロープ剤を含む工程、及び
ガス状凝固成分を前記ラテックス系に添加してスプレーラテックスフォームを形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
更に、染料、変色指示薬、ゲル化剤、フォーム安定剤、フォーム促進剤、発泡剤、及び増進剤からなる群から選択される少なくとも１種のメンバーを前記ラテックス系に添加する工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
１種以上の前記染料、変色指示薬、ゲル化剤、フォーム安定剤、フォーム促進剤、発泡剤、及び増進剤が、カプセルに封入され、かつ前記ラテックス系中に分散されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ラテックスエマルジョンが、天然ゴム、合成ゴム及びその混合物から選択されるラテックスを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ラテックスが、スチレン−ブタジエンゴムである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記チキソトロープ剤が、クレイ、ヒュームドシリカ、カーボンブラック、メトセルロース、官能化されたベントナイト及び合成層状シリケートから選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガス状凝固成分が、二酸化炭素を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
壁の空洞を満たす方法であって、前記空洞にスプレーラテックスフォームをスプレーする工程を含み、前記スプレーラテックスフォームがラテックス系及びガス状凝固成分を含み、前記ラテックス系がチキソトロープ剤を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記ラテックス系が、天然ゴム、合成ゴム及びその混合物から選択されるラテックスを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２０】
前記ガス状凝固成分が、二酸化炭素を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してラテックスフォームに関し、とりわけ、壁の空洞を満たして建物の密封特性及び遮断特性を高めるために使用されるスプレーラテックスフォームに関する。スプレーラテックスフォームを製造する方法、及びスプレーラテックスフォームを使用して壁の空洞を満たす方法もまた提供される。
【背景技術】
【０００２】
スプレーフォームには、遮断及び構造強化の分野において広範囲に及ぶ有用性が見出されている。例えば、スプレーフォームは一般に、遮断する(insulate)ため、又は品目、例えば、自動車、温水浴槽、冷蔵庫、ボート、及び建造物に構造強度を与えるために使用される。また、スプレーフォームは、例えば、家具及び寝具に対するクッション、カーペット下地、吸音材、生地積層品(textile laminate)、及びエネルギー吸収材パッドの用途において使用される。現在、スプレーフォーム、特に家の壁用の遮断材(insulator)又は密封材(sealant)として使用されるスプレーフォームは、ポリウレタンスプレーフォームである。
【０００３】
ポリウレタンスプレーフォーム及びそれらの製造方法はよく知られている。典型的には、ポリウレタンスプレーフォームは、２つの別個の成分から形成される。その２つの成分は一般に「Ａ」サイド及び「Ｂ」サイドと呼ばれ、互いに接触すると反応する。第一成分、すなわち「Ａ」サイドは、イソシアネート、例えば、分子上に高い割合のＮＣＯ（窒素、炭素及び酸素）官能基を有するジ−又はポリ−イソシアネートを含む。第二成分、すなわち「Ｂ」サイドは、２以上の活性水素を含むポリオール、シリコーンベースの界面活性剤、発泡剤、触媒、及び／又は他の補助剤を含む。活性水素含有化合物は、一般的に、ポリオール、第一級及び第二級ポリアミン、及び／又は水である。好ましくは、所望の起泡性を得るためにジオールとトリオールの混合物が使用される。全体のポリオールヒドロキシル数は、第一成分と第二成分の比率（Ａ：Ｂ）で１：１となるように設計される。
【０００４】
２つの成分は、典型的には、別々のラインを通してスプレーガン、例えば、衝突(impingement)型スプレーガンに供給される。第一成分及び第二成分は、高圧で、小さいオリフィスを通して送られ、個々の成分の別々の流れを形成する。第一成分及び第二成分の流れは、ガンの中で互いに交差し、混合し、反応が始まる。その反応熱は、第一成分及び第二成分中の反応物質の温度の増大を引き起こす。この温度上昇は、第二成分（「Ｂ」サイド）中にある発泡剤の気化を引き起こし、フォーム混合物の形成をもたらす。混合物がガンを離れるにつれて、混合物は表面と接触し、それにくっつき、イソシアネート基が完全に反応するまで反応し続ける。その結果もたらされる熱伝導に対する抵抗性、すなわちＲ値は、２．５ｃｍ(１インチ)当たり４〜８であり得る。
【０００５】
従来のポリウレタンスプレーフォームに関連するいくつかの課題がある。例えば、そのようなポリウレタンスプレーフォームで建物を密封すると、隙間風が減少し、建物の中の調整された空気と建物の外の外気が保たれるが、水分が建物に浸透する能力を減少させる。結果として、もはや建物の中への水分浸透が許されない、これらの堅く密封された建物の中で、水分及び大気汚染物質のレベルが上昇する。
従来のポリウレタンスプレーフォームに関連する別の課題は、第一成分（「Ａ」サイド）が高レベルのメチレン−ジフェニル−ジ−イソシアネート（ＭＤＩ）モノマーを含んでいることである。フォーム反応物質がスプレーされると、ＭＤＩモノマーは水滴を形成し、その水滴は、もし厳重な安全対策が取られていない場合には、そのフォームを取り付ける(install)作業者により吸い込まれるかもしれない。短期間のイソシアネートモノマーへの曝露でさえ、呼吸困難、皮膚刺激、水疱形成、及び／又は鼻、のど、及び肺に対する刺激を引き起こすかもしれない。これらのモノマーの長期間の曝露は気道の過敏化をもたらし得、結果として喘息様反応を引き起こすかもしれず、死を招く可能性がある。
【０００６】
そのような従来のポリウレタンスプレーフォームにおける追加的な課題は、使用されない残留高分子メチレン−ジフェニル−ジ−イソシアネート（ＰＭＤＩ）は有害廃棄物であると考えられていることである。ＰＭＤＩは、典型的には、２０％のＮＣＯを有している。また、ＰＭＤＩは、数年間、環境中で液体状態を保持し得る。それ故、ＰＭＤＩ廃棄生成物が許可された埋立地で適切かつ安全に処分されることを確実にするために、特定の手順に従わなければならない。そのような予防措置は、費用と時間の両方とも消費する。
【０００７】
そのような従来のポリウレタンスプレーフォームにおける更に別の課題は、「Ａ］サイド中のイソシアネートと「Ｂ」サイド中のポリオールの反応は「二成分(two-part)」比例反応(proportioning reaction)であり、この反応はフォームの形成及び適用の間、複合的な装置を必要とすることである。そのようなフォームはまた、しばしば装置に詰まりを引き起こし、結果として、掃除するのに時間を消費することになるという点で問題である。特に、典型的に使用される衝突型スプレーガンは、同じ粘度の液体１：１の比率でもって適度に良く機能する。しかしながら、より高い比率の混合物は、より大きい流れがより小さい流れを圧倒すると、詰まりを引き起こす傾向にあり、「Ａ」及び「Ｂ」サイドの成分の反応がオリフィス内で起こることが可能になる。いったんこれが起こると、ガンを分解し、掃除しなければならず、これは特別な化学品を必要とする。また、詰まりの問題を解決するのには数時間かかるかもしれないため、ガンの分解は、分離請負人(insulation contractor)にかなりの修理時間を費やさせ得る。
【０００８】
ラテックスフォーム枕や同じような品が、Talalayプロセスとして技術的に知られているものを使用して生産されている。特に、Talalayプロセスは、わずかに発泡したラテックスが型の中に注がれて部分的にそれを充填するバッチプロセスである。このプロセスでは、揮発性又はガス発生物質をラテックスと混ぜ合わせてフォームを発生させる。添加物は過酸化水素か低沸点溶剤のどちらかであってもよい。次いで、発泡していないラテックスを型の中に入れる。型を冷却し、減圧によりラテックスを膨張させて型を完全に満たす。発泡後、ラテックスを水の凝固点以下にまで冷却し、排水及びフォームの崩壊傾向を抑える。二酸化炭素ガスをフォームに通す。次いで、温度を１１５℃まで上昇させて加硫を達成する。二酸化炭素添加の間、系のｐＨは１１から９まで低下してもよい。今日のより現代的なTalalayプロセスでは、ラテックスは機械的に発泡させるが、他のプロセスは同じままである。このより新しいプロセスによれば、フォームは型の中で圧縮空気とともに生成され、二酸化炭素は別の時に型に導入される。圧縮空気だけではラテックスを凝固(coagulate)させないであろう。さらに、Talalayプロセスはバッチプロセスであって、ラテックスは型に注がれ、スプレーフォームでない。
【０００９】
Koらの米国特許7,053,131号明細書は、超臨界流体処理したフォームを含む吸収性物品を開示する。特に、物理的及び界面特性を断定的に改良したフォームを作り出すために超臨界二酸化炭素が使用される。
Taylorの米国特許6,414,044号明細書は、ラテックスエマルジョン及び液体ガス状推進成分を含む、発泡したコーキング及びシーラント組成物を教示する。発泡組成物はガス状凝固成分を含まない。
Blandらの米国特許6,071,580号明細書は、吸収性の、二酸化炭素を含む発泡剤を用いて作られた押し出し熱可塑性フォームを開示する。フォームは、その理論的な容積容量の５０％以上、液体を吸収する能力があるとされる。
Hsuの米国特許5,741,823号明細書は、木製基板上の滑らかな硬いコーティングの産生を教示する。コーティングは、発泡した重合ラテックスエマルジョンから作られ、木製基板の表面で適用される。
【００１０】
Natoliらの米国特許5,585,412号明細書は、カプセルに封入された発泡剤を使用して、可塑性のあるCFCフリーなポリウレタンフォームを調製する方法を開示する。その方法は所望の密度を有するポリウレタンフォームを提供し、クロロフルオロカーボン又は他の揮発性有機発泡剤の使用を避ける。カプセルに封入された発泡剤は、水で膨れたポリウレタンフォームの製造において、水によりもたらされる主要な発泡作用を断定的に補い、所望の密度を有するフォームの生産を促進する。
Coglianoの米国特許4,306,548号明細書は、軽量の発泡多孔性キャストを開示する。キャストの製造のために、膨張した無孔性ポリスチレンフォームビーズ又は他の形がネオプレン、天然ゴム、又は他のラテックスの層でコートされる。次いで、コートされたポリスチレンは多孔性のエンベロープに包み込まれ、エンベロープは損傷した肢(broken limb)に適用される。追加のコートされたポリスチレンがエンベロープ上に添加され、ガス状凝固剤がゲルラテックスに添加され、これはポリスチレンビーズが互いに接着することを引き起こし、統一された剛構造を生成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、作業者に対して安全で、かつ環境にやさしいだけでなく、水分浸透を可能にさせるスプレーラテックスフォームに対する技術的な要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、壁の空洞を満たすのに使用して、建物の密封特性及び遮断特性を高めるためのスプレーラテックスフォームを提供することである。本発明のスプレーラテックスフォームは、ラテックス系及びガス状凝固成分を含む。ラテックス系はまた、チキソトロープ剤を含む。
本発明の別の目的は、スプレーラテックスフォームを調製する方法を提供することである。スプレーラテックスフォームを調製する方法は、一般的に、スプレーラテックスフォームを調製するために、ラテックス系を供給すること、及びガス状凝固成分を該ラテックス系に添加することを含む。ラテックス系はラテックスエマルジョンを含み、任意にチキソトロープ剤を含んでもよい。
本発明の更に別の目的は、壁の空洞を満たす方法であって、スプレーラテックスフォームを該空洞にスプレーすることを含む方法を提供することである。スプレーラテックスフォームは、ラテックス系及びガス状凝固成分を含む。ラテックス系はラテックスエマルジョンを含み、更にチキソトロープ剤を含んでもよい。
【００１３】
本発明のスプレーラテックスフォームの一利点は、フォームが、従来のポリウレタンスプレーフォームで見出される有害な化学物質、例えば、ＭＤＩモノマーを含まないことである。結果として、本発明のスプレーラテックスフォームは、皮膚若しくは肺の過敏化を引き起こすかもしれない有害な蒸気を含まないか、又は毒性廃棄物を発生させない。さらに、ラテックスフォームがスプレーされる場合、例えば、建物の外面(envelope)を密封し、及び／又は遮断するために壁の空洞を満たす場合、スプレーラテックスフォームは有害な蒸気を大気中に放出しない。本発明のフォームは、取り付けるための作業者に対して安全であり、それ故、住宅改築マーケット、及び居住者のいる住宅で使用され得る。スプレーラテックスフォーム中に化学物質がないということはまた、それは何らかの厳しい有害廃棄物処分措置に従う必要なく、安全に処分され得るということを意味する。
【００１４】
本発明のスプレーラテックスフォームの別の利点は、従来の二成分スプレーポリウレタンフォーム系のために設計された現存するスプレー装置を使用して、スプレー装置を詰まらせることなく、フォームが利用され得るということである。従って、本発明のスプレーラテックスフォームが利用される場合、使用するガンは、詰まり及びその結果として必要になる掃除をすることなく、繰り返し使用することができる。
本発明の前述の及び他の目的、特徴、並びに利点は、以下に続く詳細な説明を考慮してより十分理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の二酸化炭素硬化したＳＢＲラテックス試料で行われた応力対ひずみ試験の結果を描いたグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（本発明の詳細な説明及び好ましい態様）
別に定義されない限り、本明細書中で使用される技術用語及び科学用語は、本発明の属する技術における当業者により一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中で説明される方法及び材料と同様又は等価ないずれの方法及び材料は、本発明の実施又は試験において使用され得るが、好ましい方法及び材料は以下に説明される。公開された若しくは対応する米国又は外国特許出願、米国特許又は外国特許、及びいずれの他の参考文献を含む、本明細書中で引用される全ての参考文献を、引用文献中に表されるデータ、表、図、及び本文を全て含む全体としてそれぞれ参考として取り入れる。
【００１７】
本発明は、建物の壁の空洞を満たすのに使用する、密封特性及び遮断特性を改良するためのポリウレタンフリーのスプレーラテックスフォームに関する。本発明のスプレーラテックスフォームは、ラテックス系及びガス状凝固成分を含む。また、ラテックス系はチキソトロープ剤を含んでもよい。従来のスプレーポリウレタンフォームと違い、本発明のスプレーラテックスフォームはイソシアネートを含まない。それ故、本発明のスプレーラテックスフォーム中にＭＤＩモノマーは存在しない。本発明のスプレーラテックスフォームはイソシアネートを含まないため、フォームの取り付け(installation)の間、有害な化学物質は放出されない。
【００１８】
本発明のスプレーラテックスフォームもその成分も、特定の性能特性、すなわち、使用適合性（「ＦＦＵ」）基準を満たすことが好ましい。特に、スプレーラテックスフォームが満たすべき化学的特性ＦＦＵは、以下の基準を含む。
フォームは、様々な材料、例えば、木、金属、コンクリートおよびプラスチックに接着するべきである。
化学成分は、できるだけ安全であるべきである。もし有害な化学物質が使用されるならば、吸入され得る空気中に導入又は噴霧されるべきでない。
フォームは、発泡剤の使用を通して化学的に発泡されてもよいし、又はガスで機械的に発泡されてもよい。
スプレーラテックスフォームの取り付け者(installer)が、何ら特殊な個人用保護具（「ＰＰＥ」）、例えば、保護眼鏡、防塵マスク、及び手袋は許容されるが、呼吸装置なしで、材料を扱う作業をすることが可能であるべきである。
フォームは、かびの生育(molding)又は真菌増殖（ASTM C1338）に助力すべきでない。 
フォームは、虫又は齧歯動物のための食料源を含むべきでない。
未反応成分の保存寿命は最低１２ヶ月あるべきである.
【００１９】
本発明のスプレーラテックスフォームは、特定の物理的特性ＦＦＵを満たすことがまた望ましい。本発明のスプレーラテックスフォームが満たすべき物理的特性ＦＦＵは、以下のものを含む。
フォームの重さは、８〜３２ｋｇ／ｍ3(０．５〜２．０ｌｂ／ｆｔ3)であるべきである。
フォームは、室温においてか又は加熱によってかのどちらかでスプレーされるのに十分な流体であるべきである（高せん断速度において＜１０Ｐａ・ｓ(１０，０００センチポアズ)の粘度）。
フォームは、空洞中にたわんだり、又は落ち込んだりするべきでない。
フォームは、全体の空洞を満たしたり、又は空気障壁で空洞を覆うために使用されたりするべきである。
理想的には、フォームは、クローズドセル種であるべきであるが、もし他のＦＦＵを得るのにオープンセル種が必要であるならば、オープンセル種は許容される。
フォームは、２．５ｃｍ(１インチ)当たり少なくとも３．７°Ｆｆｔ2ｈ／ＢＴＵの耐熱性（Ｒ値）を有するべきである。
フォームは、火をつけてもたわまず、滴り落ちない（すなわち、難燃性である）べきである。
フォームは、金属性の物、例えば、ねじ、くぎ、電気箱(electrical box)などを腐食しないべきである。
空気の浸透は、ごくわずかであるべきである（ASTM E283-04）（スペック０．４ｃｆｍ／ｓｑ  ｆｔ）。
水蒸気の浸透は、１ｐｅｒｍ又は５．７２×１０-8ｇ／Ｐａ‐ｓ‐ｍ2より多いべきである。
フォームは、赤／ピンク色であるべきである。
フォームは、弱いにおいを有するべきである。
【００２０】
上述のように、本発明のスプレーラテックスフォームはラテックス系を含む。好ましくは、ラテックス系は水性ラテックスエマルジョンである。ラテックスエマルジョンは、エマルジョン重合により典型的に生成されるラテックス粒子を含む。ラテックス粒子に加えて、ラテックスエマルジョンは水、安定剤、例えばアンモニア、及び界面活性剤を含んでもよい。
【００２１】
ラテックスエマルジョンに使用されてもよいラテックスには非常に多くの種類がある。適切なラテックスの例は、これに限定されないが、以下のものを含む。天然及び合成ゴム樹脂、及びその混合物、これは熱硬化性ゴムを含み、熱可塑性ゴム及びエラストマー、例えば、これはニトリルゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエン）を含み、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、ポリプロピレン−ＥＰＤＭエラストマー、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、シリコーンゴム、例えば、これはポリシロキサンを含み、メタクリレートゴム、ポリアクリレートゴム、例えば、これはイソオクチルアクリレートとアクリル酸のコポリマーを含み、ポリエステル、ポリエーテルエステル、塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリウレタン及び混合物、並びにその組み合わせ、例えば、これはその線状、放射状、星型、及びテーパーブロックコポリマーを含む。特別な関心が持たれる一ラテックスは、その難燃性及びその環境耐久性の理由から、塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＣ）である。本発明における使用に好ましいラテックスは、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。.
【００２２】
本発明の組成物が得られる限り、いずれの反応性ラテックス固形分がラテックス中に用いられてもよい。エマルジョンの反応性ラテックス固形分は、エマルジョンの総質量に基づいて３０質量％より多くてもよく、好ましくは、４０質量％より多く、より好ましくは、５０質量％より多い。加えて、エマルジョンの反応性ラテックス固形分は、エマルジョンの総質量を基にして８０質量％よりも少なくてもよく、好ましくは、７０質量％よりも少なく、より好ましくは、６２質量％よりも少ない。
ラテックスエマルジョン中に用いられるラテックスは安定化されることが好ましい。許容可能な安定性を得るために、上述のようにラテックスエマルジョンは安定剤を含んでもよい。安定剤は、ラテックスに対して塩基性の環境を作り出すことが望ましい。アンモニアは、好ましい安定剤である。好ましくは、ｐＨ８〜１２、好ましくは１０の塩基性アンモニア溶液が使用される。ラテックスを安定化するために使用され得る他の腐食性物質は、例えば、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムを含む。
【００２３】
加えて、ラテックスエマルジョンは界面活性剤を含んでもよい。理論により拘束されることは望まないが、界面活性剤は、ラテックス（すなわち「格子」）粒子に対して、それから離れる方向に向く負に荷電した尾部で覆い、そのため正に荷電した漿液(serum)は、粒子が互いに反発し合う環境を作り出すと考えられる。また、界面活性剤層は、粒子の周りに水で界面膜（すなわち、水和層）を形成すると考えられる。そのままの格子は、この膜が損なわれていない場合のみ安定である。格子粒子はミクロ範囲中にあるため、ブラウン運動により更に安定化される。更にまた、格子粒子は負に荷電しているため、ラテックスはアニオン性であると考えられる。
ラテックスエマルジョンは、スプレーラテックスフォームの６０〜９５質量％量で存在する。好ましくは、ラテックスエマルジョンは、スプレーラテックスフォームの７０〜８５質量％量で存在する。
【００２４】
上述したラテックスエマルジョンに加えて、ラテックス系はチキソトロープ剤を含んでもよく、特には、低密度フォーム（すなわち、３２ｋｇ／ｍ3(２．０ｌｂ／ｆｔ3)以下）に対してである。構造の崩壊を防ぐために構造が硬化している間に、チキソトロープ剤はフォーム構造を「事実上固定する(freeze)」。本明細書中で使用される、語句 「事実上固定する」は、水の凝固点以下にまで温度を下げることによっては構造の凝固が達成されないことを示すものと意味される。代わりに、「固定した(frozen)」は、内部の足場様構造により今実質的に固定化されている、この場合ではチキソトロープ剤により提供されるすでに流体の／粘性のある物質を示すものと意味される。好ましいチキソトロープ剤は、合成層状シリケート(synthetic layered silicate)、例えば、Laponite(登録商標)RD合成クレイである。Laponite(登録商標)製品は、Southern Clay Products Corporationにより生産される、合成の、層状シリケートのファミリーに属する。ラテックスが凝固し硬化し終える間に、チキソトロープ剤が水の構造を「凝固させる」限り、他のチキソトロープ剤が本発明に使用されてもよい。本発明において有用である他のチキソトロープ剤は、クレイ、ヒュームドシリカ、カーボンブラック、メトセルロース(methocellulose)、及び官能化されたベントナイトクレーを含む。もしラテックス系のいずれかの他の成分の添加前にそれが添加され、膨潤できるならば、チキソトロープ剤は最適に使用される。チキソトロープ剤は、２％の負荷において膨潤し非常にチキソトロピックなゲルを作り出し得る。チキソトロープ剤は、スプレーラテックスフォームの１５質量％までの量で存在してもよい。好ましくは、チキソトロープ剤の量は、スプレーラテックスフォームに基づいて１〜１０質量％である。
【００２５】
ラテックスエマルジョン中に使用される格子粒子の種類に依存して、ラテックス系はまた他に任意の、追加の成分、例えば、フォーム促進剤(foam promoter)、乳白剤、増進剤(accelerator)、フォーム安定剤、及び／又は発泡剤を含んでもよい。たとえ材料が、本明細書中で１つの機能的表題の下で主として述べられるにすぎないかもしれないにしても、当業者にとって明らかであり得るように、材料はしばしば前述の機能のうちの１つよりも多くを供給するだろう、ということが理解されるべきである。
【００２６】
任意に、１種以上のフォーム促進剤がラテックス系中に含まれてもよい。フォーム促進剤は、安定したフォームセル構造を形成するのに役立つ。フォーム促進剤は、第四級アンモニウムせっけん及びベタイン、アミン及びタンパク質、カルボキシレートせっけん、例えば、オレエート、リシノレエート、ヒマシ油せっけん及びロジネート、並びにその組み合わせから選択されてもよい。好ましいフォーム促進剤は、カルボキシレートせっけんである。好ましいカルボキシレートせっけんは、オレイン酸カリウムである。フォーム促進剤は、スプレーラテックスフォームの３質量％までの量、好ましくはスプレーラテックスフォームの０．５〜２．５質量％の量で使用されてもよい。
【００２７】
耐熱性、すなわち断熱値(insulation value)（Ｒ値）を改良するために、１種以上の乳白剤がラテックス系中で使用されてもよい。ラテックス系中で使用されてもよい乳白剤は、炭素、酸化鉄、並びにグラファイト、例えば、ミクロサイズのグラファイト及びナノサイズのグラファイトを含むが、これに限定されない。乳白剤は、スプレーラテックスフォームの１０質量％までの量、好ましくは１〜４質量％でラテックス系中に存在してもよい。
【００２８】
任意に、１種以上の増進剤がまた、本発明のスプレーフォームのラテックス系中に存在してもよい。増進剤の存在は、凝固(coagulation)プロセスにおいて役立つ。凝固とは、ラテックス粒子が集合する現象、及びポリマー鎖が互いに連結する現象のことを言う。本発明において有用な増進剤の例は、これに限定されないが、チオゾール(thiozole)化合物、例えば、亜鉛メルカプトベンジチアゾレート(zinc mercaptobenzythiazolate)、多官能性オキシム化合物、例えば、ｐ，ｐ’−ジベンゾイルキノンジオキシム、並びにジチオカルバメート、例えば、亜鉛ジメチルジチオカルバメート及びナトリウムジブチルジチオカルバメートを含む。もし使用されるのであれば、増進剤は、スプレーラテックスフォームの１０質量％までの量、好ましくは１．５〜８質量％の量でラテックス系中に含まれてもよい。
【００２９】
更に、１種以上のフォーム安定剤がラテックス系中に存在してもよい。フォーム安定剤は、成形及び硬化(setting)プロセスにおいてフォームの完全性を高める傾向にあり、また発泡の補助としても作用するかもしれない。フォーム安定剤の例は、これに限定されないが、例えば、酸化亜鉛及び酸化マグネシウムを含む。もし使用されるのであれば、安定剤は、スプレーラテックスフォームの１５質量％までの量、好ましくは３〜１０質量％の量で含まれてもよい。好ましい安定剤の量は、ｐＨが酸性になるにつれてフォーム安定剤が漿液中で溶解性になること、かつ脂肪酸せっけん（すなわち、フォーム促進剤)と協働して安定セル構造を形成することを可能にする量である。
【００３０】
また、ラテックス系は、任意に１種以上の発泡剤を含んでもよい。ラテックス系中に使用される発泡剤の例は、低沸点炭化水素、例えば、シクロペンタン及びｎ−ペンタン、水、ヒドロフルオロカーボン、並びに不活性ガス、例えば、空気、二酸化炭素及び窒素を含む。ラテックス系中に使用されてもよい発泡剤の量は、スプレーラテックスフォームの５〜３０質量％の範囲内にあってもよい。適当なヒドロフルオロカーボン発泡剤の具体例は、HFC 236ca (1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロプロパン)、HFC-236ea (1,1,1,2,3,3-ヘキサフルオロプロパン)、HFC-236fa (1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン)、HFC-245ca (1,1,1,2,2,3-ヘキサフルオロプロパン)、HFC-245ea (l,l,2,3,3-ペンタフルオロプロパン)、 HFC-245eb (1,1,1,2,3-ペンタフルオロプロパン)、HFC-245fa (1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン)、HFC-356mff (1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロブタン)、HFC-365mfc (1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン)、及びHCFC141b (2-フルオロ 3,3-クロロプロパン)を含む。
【００３１】
上記に詳述されたラテックス系に加えて、本発明のラテックスフォームは、ラテックスを凝固させるために使用されるガス状凝固成分を含む。様々なガス状凝固剤が本発明において用いられ得る。好ましい態様では、ガス状凝固成分は二酸化炭素である。二酸化炭素は発泡剤(foamant)として作用し、またスプレーラテックスフォームの凝固を促進する。二酸化炭素の存在は、ラテックスの水性マトリックスを酸性化し、ラテックス粒子が溶液から脱却し凝固することを引き起こす。二酸化炭素が存在することにより、炭化水素推進剤(hydrocarbon propellant)が任意の発泡剤として含まれていても、それらの必要性を取り除く。本発明において使用される二酸化炭素は、純炭酸ガスであってもよいし、又は化学反応中に二酸化炭素を放出する他の源に由来してもよい。そのような適当な二酸化炭素を生成する代替源は、例えば、炭酸アンモニウムのようなカーボネート、及び重炭酸ナトリウムのようなビカーボネートを含む。
【００３２】
本発明の模範的な一態様に従えば、二酸化炭素はガス状凝固剤として含まれ、二酸化炭素が漿液（すなわち、水）相中で可溶化するように、高圧（例えば、０．６８９〜３．４５ＭＰａ(１００〜５００ｐｓｉ)）で提供される。本発明のスプレーラテックスフォームにおいて、二酸化炭素はアンモニア水と反応してカルバメートを生成する。二酸化炭素は、ラテックス系を凝固させるためにラテックス系とともに混合され、ラテックスを硬化させるために適用後(post-application)には使用されないということが注目されるべきである。
本発明のスプレーラテックスフォームにおいて二酸化炭素を使用することの利点は非常に多い。例えば、ラテックスは一般的に、硬化するために高価な化学物質及び熱処理を必要とする。しかしながら、スプレーラテックスフォームにおいて利用される二酸化炭素は低価格で、比較的安全な化学物質である。本発明の少なくとも１つの態様によれば、二酸化炭素はラテックスを発泡させるため、かつ凝固させるために使用され、それによって、より高価な化学物質及び熱処理の必要性が取り除かれる。高価な化学物質及び熱処理の削除は、スプレーラテックスフォームに関連する製造費用を減少させ、それによって、より費用効率が高い本発明のフォームが作られる。二酸化炭素は一般的に発電又は製造プロセスから回収されるという事実が、二酸化炭素を、より容易に利用可能な資源にする。
【００３３】
Talalayプロセスとは違い、二酸化炭素が凍結水に遭遇しないため、二酸化炭素はラテックスフォーム中ですぐに作用し得る。本発明のスプレーラテックスフォームにおいて、二酸化炭素はいくらかの圧力下で水中に拡散し、炭酸を形成する。これはすぐにアンモニアと反応してカルバメートを形成する。カルバメートは、架橋剤として、かつフォームを硬化させるための増進剤として作用し、最終的なフォーム生成物を生成すると考えられる。炭酸はまた、ラテックス中で水のｐＨをシフトして酸性領域へと下げるだろう。このｐＨのシフトは、ラテックス粒子を不安定化し、それらが凝固する（例えば、ともに移動して合体する）ことを引き起こすだろう。ゼロせん断下で、フォーム中の水は、チキソトロープ剤によって事実上凝固するだろう。この「凝固(freezing)」は、フォームにおける排水及び崩壊挙動の発生を減少させ、又は防ぎさえもするだろう。
【００３４】
好ましい態様において、二酸化炭素と圧縮空気の組み合わせが、フォームを凝固し発泡させるために使用される。１００％の二酸化炭素は、本発明のスプレーフォームを利用する人に危険な作業環境をもたらし得るため、二酸化炭素と圧縮空気を混合することの１つの利点は安全であることである。加えて、スプレーラテックスフォームが使用される場所における二酸化炭素のレベルは、スプレーラテックスフォーム中の１００％の二酸化炭素で容易に上昇するかもしれない。一方、もし二酸化炭素と圧縮空気の両方が使用されるならば、二酸化炭素は、混合装置中の空気の気流中に、又は混合装置中でフォームそれ自体に導入されるかもしれない。好ましくは、二酸化炭素は、フォームを作り出すためにミキサー中で圧縮空気と混合される。
【００３５】
本発明の少なくとも１つの模範的な態様によれば、ラテックス系の実際の発泡は、混合装置、例えば、連続ミキサーで成し遂げられ得る。 ガス状凝固剤及びラテックス系は、ミキサーのミキシングヘッドに送り込まれてもよい。連続ミキサーを利用することの１つの利点は、それは、時期尚早にラテックスの凝固を引き起こし得る大量の熱を発生させることなく、集中的に混合するということである。また、第二混合装置、例えば静的ミキサーは、連続ミキサーの出口に設置されてもよい。第二ミキサーを囲むのは、多孔性シリンダー、及びガス状凝固成分の一定の導入を可能にする固体円筒殻(solid cylindrical shell)であってもよい。これとは別に、ガス状凝固成分は、直接連続ミキサーに導入されてもよい。本発明において有用であるミキサーの例は、オークスタイプ(Oakes-type)連続ミキサーである。
【００３６】
ラテックス系及びガス状凝固成分に加えて、本発明のスプレーラテックスフォーム中に含まれてもよい他の成分は、染料、変色指示薬、ゲル化剤、フォーム安定剤及び促進剤、増進剤、発泡剤を含む。前述のとおり、たとえ材料が、本明細書中で１つの機能的表題の下で主として述べられるにすぎないかもしれないにしても、当業者にとって明らかであり得るように、材料はしばしば前述の機能のうちの１つよりも多くを供給し得る。
【００３７】
任意に、フォームの色を変えるために染料がまた使用されてもよい。フォームの色は赤／ピンク色が好ましい。使用された後にフォームが乾燥したことの視覚的な確認を提供するために、変色指示薬が用いられてもよい。
加えて、１種以上のフォーム安定剤が、スプレーラテックスフォームのラテックス系中に任意に含まれてもよい。フォーム安定剤は、成形及び硬化プロセスにおいてフォームの完全性を高め、また発泡の補助としても作用するかもしれない。スプレーラテックスフォーム中に使用されてもよいフォーム安定剤の例は、これに限定されないが、上述の安定剤、すなわち、酸化亜鉛及び酸化マグネシウム、並びにジフェニルグアニジン及び塩化アンモニウムを含む。もし使用されるのであれば、存在するフォーム安定剤の種類に依存して、安定剤は、スプレーラテックスフォームの１０質量％までの量、好ましくはスプレーラテックスフォームの０．５〜６質量％の量で含まれるだろう。
【００３８】
任意に、半液体状粘性フォームのゲル化を促進し、凝固と同時に安定した(solid)気泡構造(cellular structure)を形成することを促進するために、１種以上のゲル化剤がスプレーラテックスフォーム中に含まれてもよい。フォームのゲル化は、比較的不溶性な酸発生化学物質(acid-forming chemical)、例えば、ケイフッ化物(silicofluoride)のアンモニウム、ナトリウム、又はカリウム塩の加水分解に起因してもよい。フォームのゲル化はまた、適当な熱に敏感なアンモニウム塩、例えば、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、チオシアン酸アンモニウム、 ギ酸アンモニウム、及び酢酸アンモニウムの分解に起因し得る。ゲル化剤の導入は、液体のフォームを作り、発泡させた後に行われてもよい。典型的には、ゲル化剤は、発泡後であるが、泡を所望の形状に描く前に、泡に注意深く計量して提供される。もし使用されるのであれば、用いられるゲル化剤の量は、選択されたゲル化剤のゲル化能力、及び使用されるラテックス粒子の種類に基づいて選択されてもよい。ゲル化剤は、スプレーラテックスフォームに基づいて１５質量％までの量、好ましくは５〜１３質量％の量で含まれてもよい。漿液のｐＨをシフトし、凝固作用をもたらすだけでなく、ラテックスを架橋(crosslink)するであろう二酸化炭素とは違い、ゲル化剤はラテックスを加硫しないということが注目されるべきである。
【００３９】
１種以上の増進剤がまた、本発明のスプレーラテックスフォーム中に含まれてもよい。本発明において有用である増進剤の例は、これに限定されないが、上述の増進剤、及び有機フェノールを含む。もし使用されるのであれば、増進剤は、スプレーラテックスフォームの１０質量％までの量、好ましくは０．５〜５質量％の量で含まれてもよい。
任意に、本発明のスプレーラテックスフォームは、１種以上の追加の発泡安定剤を含んでもよい。発泡安定剤は、フォームの形成を促し、従来の界面活性剤などの物質を含む。有用な界面活性剤は、カチオン性、アニオン性、両性及び非イオン性界面活性剤、例えば、前述のカルボキシレートせっけん、第四級アンモニウムせっけん及びベタイン、アミン及びタンパク質、オレエート、リシノレエート、ヒマシ油せっけん及びロジネート、並びにアルキルスルフェートを含む。もし使用されるのであれば、発泡安定剤は、存在する発泡安定剤の種類に依存して、スプレーラテックスフォームの５質量％までの量、好ましくは０．２５〜３質量％の量で含まれるだろう。
【００４０】
発泡剤がまた、本発明のスプレーラテックスフォーム中に含まれてもよい。スプレーラテックスフォーム中に存在してもよい適当な発泡剤は、ラテックス中における使用に適当であると上述した発泡剤、すなわち、低沸点炭化水素、水、ヒドロフルオロカーボン、及び不活性ガスを含む。ラテックス系中に使用されてもよい発泡剤の量は、スプレーラテックスフォームの５〜３０質量％の範囲内にあってもよい。また、発泡剤として、過酸化水素が本発明のスプレーラテックスフォーム中で使用されてもよい。
これらの任意成分は、ラテックス系中に分散されるポリマー又はワックス殻中にカプセル化されてもよいしされなくてもよい。適当なカプセル化法の一例は、Owens Corningの、「疑似一成分フォーム(Pseudo One Part Foam)」という名称の米国特許出願公報2006/0047010号で説明される。その内容をここで参考として全体において取り入れる。好ましくは、追加の任意成分は、 スプレーラテックスフォームが使用されるその時まで、ラテックスの凝固に作用しないようにカプセルに封入される。
【００４１】
本発明において、望ましくは、スプレーラテックスフォームは低密度である。特に、フォームの密度は、８〜３２ｋｇ／ｍ3(０．５〜２．０ｌｂ／ｆｔ3)であるべきである。８ｋｇ／ｍ3(０．５ｌｂ／ｆｔ3)の密度であることが好ましい。より低い密度は、高い耐熱性及び低い通気性を有するラテックスフォームを生成するために好ましい。その性質は両方とも、遮断材の望ましい性質である。低密度フォームが望ましいが、本発明のプロセスは、いずれの密度のフォームを生成するために使用されてもよい。フォームの密度は、圧縮空気を混合装置中に計量して提供することにより増加するだろう。それ故、本発明のまた別の模範的な態様において、フォームは高密度（すなわち、３２ｋｇ／ｍ3(２．０ｌｂ／ｆｔ3)以上）であってもよく、遮断材としてではなく、空気障壁としてのみ使用されてもよい。
【００４２】
一態様によれば、本発明のスプレーラテックスフォームは、従来の二成分スプレーポリウレタンフォーム（「Ａ」サイド及び「Ｂ］サイド）と同様に、２つの別個の成分（すなわち、ラテックス系及びガス状凝固剤）を含む。本発明の二成分スプレーラテックスフォームは、従来の二成分スプレーポリウレタンフォームのために設計された現在のスプレー装置を使用して取り付けられる。
【００４３】
別の模範的な態様によれば、本発明のスプレーラテックスフォームは、「一成分」変種である。より具体的には、スプレーラテックスフォームは、１種以上の反応物質をポリマー又はワックス殻中に封入したスプレーフォーム系であってもよく、これはラテックス系中に分散される。このカプセル化は、反応物質が有意な反応をすることなく１つの入れ物中に混合されることを可能にする。この混合／懸濁が適用ガンを通して処理されると、１種以上のカプセル化された反応物質は、例えば加熱又はせん断により実質的に放出され、ラテックス系と混合される。ラテックス構成成分の割合は、１：１〜ずっと高い割合、例えば、１：２０の範囲であってもよく、これは、それ自体が、ワックス／ポリマー殻中に副次成分をカプセル化し、主要構成成分（すなわち、ラテックス系）中に懸濁させる考えに役立つ。
本発明の「一成分」スプレーラテックスフォームは、高価な又は複雑なスプレー装置、例えば、従来の二成分スプレーポリウレタンフォームにおいて必要とされる型式を必要としない。「一成分」スプレーラテックスフォーム用のスプレー装置は、単純なガン、例えば、単純なダイヤフラム又はドラムポンプであってもよい。これらの種類のガンは詰まりにくく、また、整備や掃除がはるかに簡単である。
【００４４】
本発明の別の態様によれば、第三化学物質がまたカプセルに封入されてもよい。例えば、本発明のプロセスを単純なままにするため、成分がスプレープロセスにより活性化されるように、ケイフッ化ナトリウム及び／又は酸化亜鉛のような特定の成分をカプセル化することが有利であってもよい。これらの成分は、スプレープロセスの間に融解されるワックス殻中、又は発泡のせん断作用下で破砕する殻中に封入されてもよい。
【００４５】
本発明に従えば、本発明のスプレーラテックスフォームは、まずラテックス系を供給することにより作られてもよく、これは、好ましくはラテックスエマルジョン及びチキソトロープ剤を含む。ラテックス系にガス状凝固成分が添加され、スプレーラテックスフォームを形成する。所望の、低いフォーム密度を得るために、発泡させるのに空気を使用してもよい。従って、密度を下げるために空気がラテックス系に注入され／混入され、その後、より多くのガスをラテックス系に添加し構造を凝固させるため、ガス状凝固成分を注入する。
使用において、本発明のスプレーラテックスフォームは、開いた空洞、例えば壁の間柱(stud)の間、又はそれが広がっていずれかの開いている空間を密封する閉じた空洞のどちらにスプレーされてもよい。望ましくは、その適用は連続的なスプレープロセスである。
【００４６】
本発明のスプレーインラテックスフォームは、建物を、例えば家を、建物の外面の外の気温変動から遮断するために使用されてもよい。スプレーラテックスフォームは、伝導性のある、及び対流的な熱障壁としての両方に役立ってもよい。本発明のスプレーラテックスフォームはまた、建物の屋根又は壁のクラック及び／又はクレビスを満たすことにより、空気の浸透に対する密封剤として役立ってもよい。
本発明のスプレーラテックスフォームは、好ましくは、非構造性のフォームである。ラテックスの柔らかいフォームの性質により、容易に圧縮され得る。そのようなものとして、本発明のスプレーラテックスフォームはいくつかの利点を有している。例えば、開いた壁の空洞に適用した後の廃棄物がない。もし空洞を過剰に満たすことがあれば、乾いた壁は簡単にフォームを圧縮し空洞に戻るだろう。乾いた壁に著しい圧力をかけないように、本発明のフォームを与えるため、乾いた壁の反り(bowing)又は分離(detachment)はほとんど起きないか、又は全く起きないだろう。
【００４７】
本発明のスプレーラテックスフォームの１つの利点には、壁の空洞へのフォームの安全な取り付けがある。スプレーラテックスフォームは、適用され又はスプレーされるときに何ら有害な蒸気を空気中に放出しない。それ故、本発明のスプレーラテックスフォームは、フォームに伴う又は近くにある個別の作業に対する、危害の脅威を減少させる。また、スプレーラテックスフォームの適用は、取り付けの間に特殊な呼吸装置をつける必要がないため、取り付け者により受け入れられる。
本発明のフォームの別の利点は、それは改築マーケット、及び人又は動物の住んでいる住宅で使用され得るということである。既存の、従来のスプレーポリウレタンフォームをこれらの用途において使用することはできない。居住者に悪影響を与え得る多量の遊離イソシアネートモノマーが発生するためである。上述したように、イソシアネートモノマーの曝露により、鼻、のど、及び肺に対する刺激、呼吸困難、皮膚刺激及び／又は水疱形成、並びに気道の過敏化が引き起こされるかもしれない。
【００４８】
本発明のまた別の利点は、スプレーラテックスフォームの成分が、スプレーラテックスフォームが使用されるその時まで有意な反応をすることなく、１つの入れ物中で混合され、蓄えられてもよいということである。適用時に他の成分が加えられることはないため、これはスプレーフォームの適用を簡単にする。代わりに、カプセル化された成分は適用時に活性化される。
本発明を一般的に説明したが、以下に説明される特定の具体的な実施例を参照することにより更なる理解を得ることができ、以下の記載は、説明目的のためにのみ提供され、別に特定されない限り、全てを含む又は制限するものと意図するものではない。
【実施例】
【００４９】
本発明に従うスプレーラテックスフォーム組成物の仮想例(prophetic example)が、以下の実施例１〜３で説明される。これらの実施例は、本発明のラテックス系において使用されてもよい異なる格子粒子を説明する。各実施例１〜３において、パートＡはラテックス系に言及し、一方パートＣは、フォームを発泡させ凝固させるために使用されるガス状凝固成分に言及する。パートＢは、カプセルに封入してもしなくてもよい二次的な添加剤に言及する。パートＢの成分を、熱又はせん断のどちらかに敏感なカプセル材料、例えば、低融点パラフィンワックス又はアクリル中に封入し得る。次いで、パートＢを、パートＡ容器中、低せん断下でパートＡに添加し得る。次いで、２つの成分（Ａ及びＢ）を、定量した空気とともに混合装置、例えば、高せん断動的ミキサー又はフォーミングヘッド中に送ってもよい。フォーミングヘッドの出口付近、又はその代わりにスプレーノズル部（フォーミングヘッドの後）において、二酸化炭素を計量してフォームに提供する。全体の系は、二酸化炭素がラテックスの水相中に溶解するように、０．３４〜０．５５ＭＰａ(５０〜８０ｌｂ／ｉｎ2)の圧力下にある。二酸化炭素とフォームの混合を助けるために、フォームヘッドの端部又はスプレーノズルにおいて静的ミキサーを取り付けてもよい。
【００５０】
もしパートＢの成分をカプセルに封入しないならば、次いで、フォームヘッドの後（静的ミキサーの前）又はスプレーノズルにおいて（静的ミキサーの前）のどちらかで、それらを計量してフォーム中に提供してもよい。水がフォーム構造からどのくらい速く拡散することができるかに依存して、凝固プロセスが完了するのに数時間かかり得る。任意に、フォーム構造を、完全な凝固後に硬化プロセスにさらし得る。一般的に、硬化プロセスには、ポリマーを加硫（架橋）させるためにオーブンでの長時間の加熱工程が必要となる。硬化工程は、特定の用途、例えば、座席クッション又は寝具に対して必要であるかもしれないフォームに、付加的な弾力性及び強度を与える。
【００５１】
実施例１：スチレンブタジエンラテックスフォーム組成物
表１
2010514899.tif 000003
この実施例において、ラテックス系はＳＢＲラテックスエマルジョンを含む。典型的には、アンモニアはすでにラテックスエマルジョンの一部であるが、この実施例において、別個の成分として示す。前述のように、ラテックスのｐＨを調整して安定なコロイドを作り出すためにアンモニアを使用する。ＳＢＲラテックスエマルジョンに加えて、この実施例におけるラテックス系はまた、チキソトロープ剤を含む。この実施例においてLaponite(登録商標)RDチキソトロピッククレイを使用しているが、二酸化炭素がラテックスを凝固し終える間に、クレイが水構造を「固定する」限りは、他のLaponite(登録商標)クレイ製品がこの実施例において使用され得ることが理解されるべきである。ラテックス系はまた、フォーム促進剤としてオレイン酸カリウム、乳白剤としてナノサイズグラファイト、及びフォーム安定剤として酸化亜鉛を含む。ガス状凝固剤として二酸化炭素を使用し、発泡剤として空気を使用する。
【００５２】
実施例２：ポリクロロプレンラテックスフォーム組成物
表２
2010514899.tif 000004
この実施例において、ラテックスエマルジョンはポリクロロプレンラテックスを含む。ラテックスエマルジョンに加えて、この実施例におけるラテックス系はまた、チキソトロープ剤を含む。ラテックス系はまた、フォーム安定剤として酸化亜鉛、並びに凝固プロセスの増進剤としてｐ，ｐ’−ジベンゾイルキノン及びナトリウムジブチルジチオカルバメートを含む。カテコールはゲル増感剤として、及び増進剤として機能する。フォーム安定剤は、Ｃ−セチルベタインと、湿潤剤及びアルキル硫酸ナトリウムを含んでもよい。ガス状凝固剤である二酸化炭素、及び空気を計量してミキシングヘッド中に提供する。全てのＢ成分を、個別に、又は一緒にカプセルで封入してもよい。
【００５３】
実施例３：天然ゴムラテックスフォーム組成物
表３
2010514899.tif 000005
この実施例において、ラテックス系は天然ゴムラテックスエマルジョンを含む。ラテックス系はまた、チキソトロープ剤としてLaponite(登録商標)RDSチキソトロピッククレイを含む。ラテックス系の追加の成分は乳白剤（ナノサイズグラファイト）、フォーム促進剤（オレイン酸カリウム）、及び増進剤である。この実施例において、ジフェニルグアニジン及び塩化アンモニウムはフォーム安定剤として作用する。全てのＢ成分をカプセルで封入してもしなくてもよい。
【００５４】
実施例４：天然ゴム及びＳＢＲラテックスフォーム組成物
ラテックス応力ひずみ試料を本発明に従って作製した。ラテックスエマルジョンは、天然ラテックスとＳＢＲの混合物を含む。アンモニアで安定化された、３．２ｍｍ(１／８インチ)厚のラテックス層（天然ラテックスとＳＢＲの混合物）を、直径７６ｍｍ(３インチ)のアルミ製の鍋に注いだ。次いで、鍋を圧力容器の底部に配置し、容器を密封した。次いで、１．０３ＭＰａ(１５０ｐｓｉ)の二酸化炭素を容器に導入し、５分間、周囲温度でラテックスエマルジョンと相互作用させた。第二セットのラテックス応力ひずみ試料を、二酸化炭素の導入前に温度を５０℃まで上昇させることを除いては同じ方法で作製した。次いで、容器をガス抜きし、開けて、試料を取り除いた。次いで、厚いラテックス膜をアルミ製の鍋から取り出し、ペーパータオルでパッドして乾燥させた。それを周囲温度中に置いておき、４日間乾燥し続けた。これらの試料から、おおよそ幅２．５ｃｍ(１インチ)長さ２．５ｃｍ(１インチ)の寸法にストリップを切り取った。これらのストリップを、Instron(登録商標)マシンを用いて負荷対伸長（すなわち、応力対ひずみ）を測定するために使用した。
【００５５】
図１は、実施例４で説明されるように作製した、本発明の二酸化炭素硬化したＳＢＲラテックス試料で行われた応力対ひずみ試験の結果を図示する。図１は、架橋された材料の指標となるひずみとともに、応力が増大していることを示す。図１はさらに、二酸化炭素とともに混合物に熱を加えると、強度を増大させるようであるということを示す。同時期の同等な風乾したラテックス試料は完全性を有していない（すなわち、それらは処理するとバラバラに壊れた）ため、同等の風乾した試料を試験することはできなかった。一方、本発明の試料は、試験中に壊れなかった。その代わりに、本発明の試料がInstron(登録商標)マシンのジョー(jaw)から開放されると、試料は元の長さの２倍の状態に立ち戻った。これらの結果は、本発明のスプレーラテックスフォーム試料は結合力のある(cohesive)エラストマー材料であり、空洞を満たすための密封／遮断材としての用途のために必要とされる性質を有している、ということを示した。さらに、試料がバラバラに壊れなかったという事実は、本発明のスプレーラテックスフォームは適切に凝固したということを示した。そうでなければ、試料はバラバラに壊れたであろう。
【００５６】
この出願に係る発明について、一般的に及び特定の態様に関しての両方とも上述した。本発明を、好ましい態様であると考えられるものについて説明したが、当業者に知られている多種多様な代替案は、包括的な開示の範囲内で選択され得る。本発明は、特許請求の範囲の記載を除いて、これとは別の点で制限されない。
【図１】
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【国際調査報告】
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