(57)【要約】  フォームを製造する方法が開示される。本方法は、エポキシ−含有化合物と、カチオン性触媒と、任意的な発泡剤と、少なくとも一つの添加剤とを用意するステップ；ならびにエポキシ含有化合物をカチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤と混合するステップ、ここでエポキシ−含有化合物およびカチオン性触媒は反応して、エポキシ含有化合物を重合させて、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有するフォームを与える、を含む。さらに開示されているのは、フォームおよびフォームを設置するための方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォームを製造する方法において、
エポキシ−含有化合物と、カチオン性触媒と、任意的な発泡剤と、少なくとも一つの添加剤とを用意するステップ；ならびに
前記エポキシ−含有化合物を前記カチオン性触媒、前記任意的な発泡剤、および前記少なくとも一つの添加剤と混合するステップ、ここで前記エポキシ−含有化合物および前記カチオン性触媒は反応し、前記エポキシ−含有化合物を重合させ、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有するフォームを与える、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記エポキシ−含有化合物が、バイオ系、石油化学系、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バイオ系エポキシ化合物が、亜麻仁油、コーン油、大豆油、ひまわり油、サフラワー油、キャノーラ油、菜種油、ヤシ油、カメリナ油、魚油、トール油、藻油、またはそれらの組み合わせから誘導される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記バイオ系エポキシ化合物が、亜麻仁油から誘導される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記カチオン性触媒が酸である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記酸が、超酸、酸の部分エステル、ボラン触媒、リン酸、またはそれらの組み合わせである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記超酸が、ＨＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｈ（トリフル酸）、ＨＳｂＦ６、ＨＰＦ６、ＦＳＯ３Ｈ、ＨＣｌＯ４、ＣＦ３（ＣＦ２）ｘ−ＳＯ３Ｈ、ＦＳＯ３Ｈ−ＳｂＦ５（マジック酸）、またはそれらの組み合わせである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記超酸が約−８〜約−２５のｐＫａを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記酸がルイス酸、たとえばＢＦ３錯体、である、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記フォームが、実質的に開放型気泡フォームである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フォームが、実質的に密閉型気泡フォームである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記カチオン性触媒が、全組成物に基づいて約０．０５重量％〜約２．０重量％の量で存在する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記発泡剤が、全組成物に基づいて約５．０重量％〜約３０．０重量％の量で存在する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記添加剤が界面活性剤を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記添加剤が難燃剤を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記添加剤が、ジオール、グリセリン、またはそれらの組み合わせを含む共−反応物を含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記カチオン性触媒が約５秒〜約１８０秒のゲル化時間を与える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記カチオン性触媒が、約１０秒〜約５０秒のゲル化時間を与える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
フォームを製造する方法において、
バイオ系エポキシ樹脂、カチオン性触媒、発泡剤、界面活性剤、難燃剤、および少なくとも一つの添加剤を用意するステップ；ならびに
前記バイオ系エポキシ樹脂を、前記カチオン性触媒、前記発泡剤、前記難燃剤、および前記少なくとも一つの添加剤と混合するステップ、ここで前記バイオ系エポキシ化合物および前記カチオン性触媒は反応し、前記バイオ系エポキシ化合物を重合させ、フォームを与える、
を含む前記方法。
【請求項２０】
エポキシ−含有樹脂、カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤を含む組成物を含むフォームにおいて、前記フォームがＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定した場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度有する、前記フォーム。
【請求項２１】
前記エポキシ−含有樹脂がバイオ系、石油化学系、またはそれらの組み合わせである、請求項２０に記載のフォーム。
【請求項２２】
前記バイオ系エポキシ樹脂が、亜麻仁油、コーン油、大豆油、ひまわり油、サフラワー油、キャノーラ油、菜種油、ヤシ油、カメリナ油、魚油、トール油、藻油、またはそれらの組み合わせから誘導される、請求項２１に記載のフォーム。
【請求項２３】
前記バイオ系エポキシ樹脂が亜麻仁油から誘導される、請求項２２に記載のフォーム。
【請求項２４】
前記カチオン性触媒が酸である、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項２５】
前記酸が超酸、酸の部分エステル、ボラン触媒、リン酸、またはそれらの組み合わせである、請求項２４に記載のフォーム。
【請求項２６】
前記超酸がＨＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｈ（トリフル酸）、ＨＳｂＦ６、ＨＰＦ６、ＦＳＯ３Ｈ、ＨＣｌＯ４、ＣＦ３（ＣＦ２）ｘ−ＳＯ３Ｈ、ＦＳＯ３Ｈ−ＳｂＦ５（マジック酸）、またはそれらの組み合わせである、請求項２５に記載のフォーム。
【請求項２７】
前記超酸が約−８〜約−２５のｐＫａを有する、請求項２６に記載のフォーム。
【請求項２８】
前記酸がルイス酸、たとえばＢＦ３錯体、である、請求項２４に記載のフォーム。
【請求項２９】
前記フォームが、実質的に開放型気泡フォームである、請求項２０〜２８のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３０】
前記フォームが実質的に密閉型気泡フォームである、請求項２０〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記カチオン性触媒が、全組成物に基づいて約０．０５重量％〜約２．０重量％の量で存在する、請求項２０〜３０のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３２】
前記発泡剤が、全組成物に基づいて約５．０重量％〜約３０．０重量％の量で存在する、請求項２０〜３１のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３３】
前記添加剤が界面活性剤を含む、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３４】
前記添加剤が難燃剤を含む、請求項２０〜３３のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３５】
前記添加剤が、ジオール、グリセリン、またはそれらの組み合わせを含む共−反応物を含む、請求項２０〜３４のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３６】
前記カチオン性触媒が、約５秒〜約１８０秒のゲル化時間を与える、請求項２０〜３５のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項３７】
前記カチオン性触媒が、約１０秒〜約５０秒のゲル化時間を与える、請求項３６に記載のフォーム。
【請求項３８】
バイオ系エポキシ−含有樹脂、カチオン性触媒、界面活性剤、難燃剤、発泡剤、および少なくとも一つの添加剤を含む組成物を含むフォーム。
【請求項３９】
フォームを設置する方法において、
エポキシ−含有樹脂を、カチオン性触媒、界面活性剤、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤と混合してフォーム組成物を形成するステップ；ならびに
前記フォーム組成物を、フォームを形成する材料に適用するステップ、ここで前記フォームは、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する、
を含む前記方法。
【請求項４０】
前記エポキシ−含有樹脂が、バイオ系、石油化学系、またはそれらの組み合わせである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記バイオ系エポキシ樹脂が、亜麻仁油、コーン油、大豆油、ひまわり油、サフラワー油、キャノーラ油、菜種油、ヤシ油、カメリナ油、魚油、トール油、藻油、またはそれらの組み合わせから誘導される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記バイオ系エポキシ樹脂が亜麻仁油から誘導される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記カチオン性触媒が酸である、請求項３９〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記酸が、超酸、酸の部分エステル、ボラン触媒、リン酸、またはそれらの組み合わせである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記超酸がＨＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｈ（トリフル酸）、ＨＳｂＦ６、ＨＰＦ６、ＦＳＯ３Ｈ、ＨＣｌＯ４、ＣＦ３（ＣＦ２）ｘ−ＳＯ３Ｈ、ＦＳＯ３Ｈ−ＳｂＦ５（マジック酸）、またはそれらの組み合わせである、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記超酸が約−８〜約−２５のｐＫａを有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記酸がルイス酸、たとえばＢＦ３錯体、である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記フォームが、実質的に開放型気泡フォームである、請求項３９〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
前記フォームが実質的に密閉型気泡フォームである、請求項３９〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記カチオン性触媒は、全組成物に基づいて約０．０５重量％〜約２．０重量％の量で存在する、請求項３９〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記発泡剤が、全組成物に基づいて約５％〜約３０％の量で存在する、請求項３９〜５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
噴霧されたフォーム組成物が、約３０秒〜約５分で硬くなる、請求項３９〜５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
前記添加剤が界面活性剤を含む、請求項３９〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
添加剤が難燃剤を含む、請求項３９〜５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記添加剤が、ジオール、グリセリン、またはそれらの組み合わせを含む共−反応物を含む、請求項３９〜５４のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項５６】
前記フォーム組成物を適用するステップが、噴霧、注入、または成形を含む、請求項３９〜５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記材料が、建物、家具物品、または自動車物品のための構造である、請求項３９〜５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
フォームを設置する方法において、
バイオ系エポキシ化合物を、カチオン性触媒、界面活性剤、発泡剤、難燃剤、および少なくとも一つの添加剤と混合してフォーム組成物を形成するステップ；ならびに
前記フォーム組成物を、フォームを形成する材料に噴霧するステップ、
を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、建物もしくは気泡絶縁を必要とする他の最終用途、クッション材または梱包材への適用およびそれらにおける設置のためのフォームを提供すること、ならびに特に該フォームの噴霧または製造のための方法に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
ポリウレタンフォームは建築産業においてならびに家具および寝具産業におけるクッション材として、人気のある断熱形態である。ポリウレタンフォームは一般的に、アミンまたは有機金属触媒ならびに水およびハイドロフルオロカーボン発泡剤の組み合わせとともにポリオールおよびイソシアネートを混合することにより製造される。硬質フォームは、イソシアネート成分としてメチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）を使用する。高濃度のイソシアネートへの暴露は、咳、胸痛、肺における増加した液体、およびおそらく呼吸困難のような症状を伴い得る直接的な刺激反応を引き起こすだろう。ポリウレタン噴霧フォームは、フォームのかなりの市場占有率をもって、約３０年間使用されてきたが、より安全、かつ環境にやさしい噴霧フォーム系を開発することにおいて、満たされていない必要性がある。
【０００３】
安全なフォームとは、安全ゴーグル、空気濾過保護マスクおよび耐薬品性手袋を必要とするだけで、インストーラへ新鮮な空気の供給なしで設置されることができる非イソシアネートポリウレタンまたは非ポリウレタン噴霧フォームとして定義される。目標とする発泡／硬化速度およびフォーム密度は、市販入手可能な噴霧フォームポリウレタン製品に類似しているべきである。
【０００４】
従って、改良された噴霧フォーム組成物が所望される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの実施態様において、フォームを製造する方法は、エポキシ−含有化合物、カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤を用意するステップ；ならびにエポキシ−含有化合物をカチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤と混合するステップを含み、ここでエポキシ−含有化合物およびカチオン性触媒は反応して、エポキシ−含有化合物を重合させて、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有するフォームを与える。
【０００６】
別の実施態様においては、フォームはエポキシ−含有化合物、カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤を含む組成物を含み、フォームはＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する。
【０００７】
一つの実施態様において、フォームを設置する方法は、エポキシ−含有組成物を、カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤と混合してフォーム組成物を形成するステップ；ならびにフォーム組成物を、フォームを形成する材料に適用するステップを含み、ここでフォームは、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する。
【０００８】
前述および他の目的ならびにこれらの実施態様の利点は、添付の特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明を見れば、当業者には明らかになるだろう。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
フォームを製造するための方法、フォーム、および前記フォームを設置する方法の実施態様を開示する。一つの実施態様において、フォームを製造するための組成物は、エポキシ−含有化合物、カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤を含む。一つの実施態様において、少なくとも一つの添加剤は、界面活性剤、難燃剤、およびそれらの組み合わせを含む。得られたフォーム組成物は、望ましい硬化時間と同様に望ましい密度を有するフォームを与える。特定の実施態様においては、フォームはＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３である密度を有する。別の特定の実施態様においては、フォーム組成物は、非毒性であるフォームを製造する。本明細書において使用される「非毒性の」は、イソシアネート化合物を含まない組成物を意味する。一つの実施態様において、フォームは絶縁用途のために使用され得る。
【００１０】
一つの実施態様において、エポキシ−含有化合物はフォームのためのマトリックスを与える。末端のエポキシ基、エポキシ−含有化合物の内部の化学構造内に含まれるエポキシ基、またはそれらの組み合わせを有する、任意の合理的なエポキシ−含有化合物が想定され得る。例示的なエポキシ−含有化合物はバイオ系エポキシ化合物、たとえばエポキシ化された生物学的油、石油化学エポキシ樹脂、またはそれらの組み合わせを含む。特定の実施態様において、エポキシ−含有化合物はエポキシ化された生物学的油と石油化学エポキシ樹脂の組み合わせである。たとえば、バイオ系エポキシ樹脂および石油化学エポキシ樹脂は約１００：０重量％〜約０：１００重量％、たとえば約１０：９０重量％〜約５０：５０重量％の比において存在する。
【００１１】
一つの実施態様において、エポキシ−含有化合物は石油化学系エポキシ樹脂であってもよい。石油化学エポキシ樹脂は典型的には、石油化学物質から誘導された脂環式および芳香族エポキシ化合物を含む。石油化学樹脂は、たとえば、ポリフェノール化合物、たとえばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよび１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、のグリシジルエーテルのエポキシ樹脂；多価フェノール、たとえばカテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、およびフロログルシノール、のグリシジルエーテルのエポキシ樹脂；多価アルコール、たとえばエチレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、エリスリトール、およびポリオキシアルキレングリコール、のグリシジルエーテルのエポキシ樹脂；ノボラック型エポキシ樹脂：脂環式エポキシ樹脂、たとえばビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイドおよびジシクロペンタジエンジオキサイド；ポリカルボン酸、たとえばフタル酸およびシクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸の縮合物のポリグリシジルエステルのエポキシ樹脂；ポリグリシジルアミン型エポキシ樹脂；ならびにメチルエピクロロヒドリン型エポキシ樹脂を含むことができる。特定の実施態様においては、エポキシ樹脂は、ポリフェノール化合物のグリシジルエーテルのエポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂である。別の特定の実施態様においては、エポキシ樹脂はビスフェノールＡまたはビスフェノールＦのグリシジルエーテルのエポキシ樹脂である。
【００１２】
バイオ系エポキシ化合物は、エポキシ−含有成分としてもまた使用され得る。任意の合理的なバイオ系エポキシ化合物が想定され得る。一つの実施態様において、バイオ系エポキシ化合物は少なくとも部分的にエポキシ化された生物学的油である。適切な生物学的油の例は、植物油たとえば大豆油、サフラワー油、亜麻仁油、コーン油、ひまわり油、オリーブ油、キャノーラ油、ゴマ油、綿実油、ヤシ油、菜種油、キリ油、魚油、ピーナッツ油、およびそれらの組み合わせを含む。天然の植物油が使用され得るが、また、有用なのは、部分的に水素化された植物油ならびに高オレイン酸サフラワー油、高オレイン酸大豆油、高オレイン酸ピーナッツ油、高オレイン酸ひまわり油、および高エルカ酸油、たとえば菜種油およびハマナ油、などの遺伝子学的に修飾された植物油である。特定の実施態様においては、バイオ系エポキシ化合物は、亜麻仁油から誘導される。部分的にエポキシ化された植物油は、植物油の二重結合の１００％未満をエポキシ基に転化する条件下で、植物油を過酸と反応させるステップを含む方法により製造されてもよい。典型的には、部分的にエポキシ化された植物油の製造は、他の酸を植物油および過酸成分と混合して、反応して部分的にエポキシ化された植物油を形成する混合物を形成するステップもまた含む。部分的にエポキシ化された植物油は、植物油に存在する二重結合の元の量の約１０％以上、約２０％以上、約２５％以上、約３０％以上、約３５％以上、約４０％以上を含んでもよい。部分的にエポキシ化された植物油は、植物油に存在する二重結合の元の量の、約９０％以下まで、約８０％以下まで、約７５％以下まで、約７０％以下まで、約６５％以下まで、約６０％以下までを含んでもよい。
【００１３】
フォーム組成物は、カチオン性触媒をさらに含む。エポキシ−含有化合物と反応して重合させる任意の合理的なカチオン性触媒が想定される。特定の実施態様においては、カチオン性触媒は、望ましい時間内に反応してエポキシ−含有化合物を硬化させる。例示的な実施態様においては、カチオン性触媒は、エポキシ−含有樹脂を重合させ、存在するときには発泡剤を蒸発させ、かつエポキシ−含有化合物の硬化の両方を行う。たとえば、カチオン性触媒は、酸、たとえばルイス酸（たとえばＢＦ３錯体）またはブレンシュテッド酸を含む。一つの実施態様においては、酸は超酸、酸の部分エステル、ボラン触媒、リン酸誘導体、またはそれらの任意の組み合わせである。超酸の例は、ＨＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｈ（トリフル酸）、ＨＳｂＦ６、ＨＰＦ６、ＦＳＯ３Ｈ、ＨＣｌＯ４、ＣＦ３（ＣＦ２）ｘ−ＳＯ３Ｈ、ＦＳＯ３Ｈ−ＳｂＦ５（マジック酸）、またはそれらの組み合わせを含む。一つの実施態様において、スーパー酸は約−８〜約−２５のｐＫａを有する。一つの実施態様において、ボラン触媒は、たとえばトリメトキシボロキシン、ピリジンボラン、またはそれらの組み合わせを含む。例示的なリン酸誘導体は、リン酸グリセリル（ｇｌｙｃｅｒｙｌ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ）、二リン酸グリセリル、グリセロール−ホスフィック酸溶液  （ｇｌｙｃｅｒｏｌ−ｐｈｏｓｐｈｉｃ  ａｃｉｄ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、グリセロールプロポキシレート−ホスフェート、またはそれらの組み合わせを含む。一つの実施態様において、カチオン性触媒は、エポキシ−含有化合物を重合させる量で存在する。一つの実施態様において、カチオン性触媒は、組成物の総重量に基づいて約５．０重量％未満、たとえば４．０重量％未満、たとえば３．０重量％未満、またはたとえば２．０重量％未満さえの量で存在する。特定の実施態様において、カチオン性触媒は、組成物の総重量に基づいて約０．０５重量％〜約２．０重量％の量で存在する。たとえば、超酸は、組成物の総重量に基づいて約０．０５重量％〜約２．０重量％の量で存在する。
【００１４】
フォーム組成物は、任意的な発泡剤を含んでもよい。フォームのために使用される任意の合理的な発泡剤が想定される。発泡剤は、化学作用を有する化合物および／または物理的作用を有する化合物を含んでもよい。用語物理的発泡剤は、エポキシ−含有化合物の重合のための出発物質に乳化または溶解されており、重合の条件下で蒸発する化合物を意味する。用語化学発泡剤は、化学反応により気体状生成物を形成する化合物を意味する。化学発泡剤は、熱分解すると気体を放出する種々の化学物質の任意のものであることができる。化学発泡剤はフォーミング剤ともまた呼ばれる。一つの発泡剤またはもし一つより多い発泡剤が使用されるならば複数の発泡剤は、分解可能な基、たとえばアゾ、Ｎ−ニトロソ、カルボキシレート、カーボネート、ヘテロ−環状窒素含有およびスルホニルヒドラジド基を含む化学物質から選択されることができる。特定の実施態様においては、発泡剤は吸熱性および発熱性の種類、たとえばジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、５−フェニルテトラゾール、シュウ酸カルシウム、トリヒドラジノ−ｓ−トリアジン、５−フェニル−３，６−ジヒドロ−１，３，４−オキサンジアジン−２−オン、３，６−ジヒドロ５，６−ジフェニル−１，３，４オキサジアジン−２−オン、アゾジカルボンアミド、重炭酸ナトリウム、およびそれらの混合物から選択される。一つの実施態様において、発泡剤は、化学反応により加熱されたときまたは分解すると気体を放出する物質である。発泡剤は、たとえば、水、二酸化炭素、ブタン、ペンタンなど、またはそれらの組み合わせをさらに含む。
【００１５】
発泡剤は、当業者に公知であるいくつかの種々の方法、たとえばフォーム組成物における発泡剤の均一な分散を得るために、固体の粉末、液状または気体状の発泡剤を液状の樹脂状態におけるエポキシ−含有化合物に直接、添加することにより、エポキシ−含有化合物に添加されてもよい。フォームを与えるために、本発明の組成物が付される温度および圧力は、使用される発泡剤、エポキシ−含有化合物、およびカチオン性触媒の量およびタイプに依存して広い範囲内で変化する。特定の実施態様においては、発泡剤は、上記の密度を有するフォームを与える量で存在する。組成物の総重量に基づいて少なくとも約１．０重量％、たとえば約５．０重量％〜約３０．０重量％、の量で存在してもよい。
【００１６】
一つの実施態様において、フォーム組成物は、添加剤、たとえば難燃剤、を含む。任意の合理的な難燃剤が想定される。一つの実施態様において、難燃剤は、有機ハロゲン系または有機リン系難燃剤、たとえばトリス（ジクロロプロピル）ホスフェート、トリス（クロロエチル）ホスフェート、ポリリン酸メラミン、ジブロモネオペンチルグリコール、テトラブロモもしくはテトラクロロフタル酸無水物、テトラブロモフタレートジオールから誘導されたグリコールエステルもしくはエーテル、を含み、Ｐ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＮの組み合わせを含む他の反応性または非反応性添加剤タイプの難燃剤も、フォームおよびフォーム組成物に難燃性を付与するために添加されることができる。一つの実施態様において、難燃剤はフォームの自己消火性を与える量で添加される。たとえば、難燃剤は組成物の総重量に基づいて約５．０重量％〜約３０．０重量％で存在する。
【００１７】
一つの実施態様において、物質は最終フォームにおいて所望される性質を与えるまたは増強するためにいかなる数の他の添加剤を含んでもよい。そのような添加剤は、たとえば、界面活性剤、触媒担体、共−反応物、潤滑剤、静真菌性作用および静細菌作用を有する物質、フィラーなどを含んでもよい。たとえば、任意の合理的な界面活性剤が想定され得る。特定の実施態様においては、界面活性剤が、気泡サイズ、フォーム密度またはそれらの組み合わせを制御するために使用されてもよい。例示的な界面活性剤は、シリコーン系界面活性剤、たとえば米国、ミシガン州、ミッドラッドのＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびカナダ、オンタリオ州、トロントのＳｉｌｔｅｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販入手可能なものを含む。例示的な界面活性剤は、米国、ペンシルバニア州、アレンタウンのＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｉｎｃ．から市販入手可能なＤａｂｃｏ（登録商標）−印の界面活性剤および米国、ジョージア州、アトランタのＣｅｌｌＣｈｅｍ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣから市販入手可能なＳｔｒｕｋｔｏｌ（登録商標）−印の界面活性剤をさらに含む。例示的な触媒担体はたとえばフタル酸エステル、たとえばフタル酸ジメチル、ポリヒドロキシ化合物、またはそれらの組み合わせであってもよい。特定の実施態様においては、触媒担体はフタル酸ジメチルである。一つの実施態様において、少なくとも一つの添加剤が、エポキシ−含有樹脂の重合の反応速度を制御するために使用されてもよい。たとえば、エポキシ官能基の開環を制御するために共−反応物が使用されてもよい。例示的な共−反応物は、たとえばジオール、グリセリン、またはそれらの組み合わせを含む。一つの実施態様において、フィラーは、繊維、たとえばガラス繊維および天然の繊維、を含んでいてもよい。フィラーは、粘土、炭酸カルシウム、シリカ、水晶、グラファイト、帯電防止性グラフェン、カーボンブラックおよびその他のものなどの、ミクロンおよびナノサイズの粒子をさらに含む。
【００１８】
一つの実施態様において、フォームは絶縁用途のために望ましい性質を有することができる。たとえば、フォームは望ましい物理的性質、たとえばインチ当たりＲ３．０〜インチ当たりＲ７．０の範囲の耐熱性（Ｒ＝ｈｒ°Ｆｆｔ２／ＢＴＵ）、密度、圧縮強度、引張強度、水蒸気透過性、空気透過性、および寸法安定性、を有することができる。上記の通り、フォームの密度は典型的にはＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定した場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３である。一つの実施態様においては、フォームの気泡の形態は、実質的に開放型の気泡構造であるか、または実質的に密閉型の気泡構造であり得る。特定の実施態様において、フォームは実質的に密閉型の気泡構造である。本明細書において使用される「実質的に密閉型の気泡」は、気泡（ｃｅｌｌ）の少なくとも約５０％超が各個々の気泡内で開いている窓または窓枠（ｐａｎｅ）を有していない、個々の多面体の気泡からフォームの気泡構造が形成されているフォームを意味する。特定の実施態様において、フォームは実質的に開放型の気泡構造を有する。本明細書において使用される「実質的に開放型の気泡」は、気泡の少なくとも約５０％超が各個々の気泡内で開いている窓または窓枠を有している、個々の多面体の気泡からフォームの気泡構造が形成されているフォームを意味する。特定の実施態様において、気泡構造は実質的に均一である。本明細書において使用される「実質的に均一である」は、フォーム全体を通して、気泡のサイズが約５０％未満、たとえば約４０％未満、たとえば約３０％未満、変動する気泡構造を意味する。
【００１９】
一つの実施態様において、フォームは、望ましい性質、たとえば基体への接着結合、機械的性質、気候および熱安定性、ならびに望ましい難燃性をさらに有することができる。たとえば、フォームはそれが適用される基体に密着して結合する。一つの実施態様において、本明細書において使用される「密着して結合する」は、基体へのフォームの目視可能な層間剥離がないことを意味する。
【００２０】
フォームを製造する方法については、エポキシ−含有化合物はカチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤と混合されることができる。成分を混合し、フォーム組成物を形成するために任意の適切な組み合わせが使用され得る。たとえば、成分はシングル・パート・システムまたはマルチ・パート・システムにおいて混合され得る。一つの実施態様において、成分は２パート・システムにおいて混合され、各パートは成分の任意の適切な組み合わせを有する。２パート・システムはフォーム組成物を形成するために一緒に混合されることができる。特定の実施態様において、エポキシ−含有化合物およびカチオン性触媒は反応して、エポキシ−含有化合物を重合させる。一つの実施態様において、フォーム組成物は反応して、発泡剤なしのフォームを形成することができる。代替の実施態様において、発泡剤は、重合されたエポキシ−含有化合物を発泡させて、フォームを与えるために存在する。一つの実施態様において、カチオン性触媒は、エポキシ−含有化合物を硬化させ、かつ発泡剤を蒸発させることの両方をするような、エポキシ−含有化合物の重合速度を与えるように選択される。特定の実施態様において、カチオン性触媒は、約５秒〜約１８０秒、たとえば約１０秒〜約５０秒、のゲル化時間を与える。本明細書において使用される「ゲル化時間」は、混合された成分が、液体の形態と固体の形態の間に起きる遷移変化に到達するのにかかる時間を意味する。
【００２１】
特定の実施態様においては、フォームは、材料の上に；または連続的なコンベヤーの上に；または形状を画定する容器、空洞もしくは型の中へと、フォーム組成物を適用することにより設置され得る。一つの実施態様において、材料は建物、家具物品、自動車物品などの構造であってもよい。適用は、任意の合理的な手段、たとえば噴霧、注入たとえば現場注入、または成形、によることができる。噴霧は、想定される任意の合理的な手段、たとえばエア・アトマイザー付スプレー・ガンまたは静的ミキサーでされ得る。特定の実施態様においては、フォーム組成物の成分は混合され、次に組成物は、材料上に直接、現場で噴霧される。特定の実施態様においては、噴霧されたフォーム組成物は硬くなり、スプレー・ガンからフォーム組成物が出た時間から約３０秒〜約５分間でフォームを形成する。噴霧の条件は、用途と同様に、選択された材料に依存し得る。典型的には、スプレー・ガンはエア・アトマイザーを使用して、フォーム組成物を適用する。エア・アトマイザーは、低圧アトマイザーまたは高圧アトマイザーであり得る。本明細書において使用される「低圧」は約１０ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉの圧力を意味する。本明細書において使用される「高圧」は約２００ｐｓｉ〜約１５００ｐｓｉの圧力を意味する。
【００２２】
フォーム組成物およびフォームは、上記の性質が所望される任意の用途において使用されることができる。フォーム組成物およびフォームの任意の用途は、たとえば、性質、たとえば上記の物理的性質、ゲル化時間および硬化の速度、ならびに／または機械的性質、が所望されるときの使用を含む。フォーム組成物およびフォームは、想定される任意の特定の用途のために所望される他の性質をもまた有し得る。特定の実施態様において、フォーム組成物およびフォームは断熱構造のために望ましい。さらなる実施態様において、フォーム組成物およびフォームは、防音、気密、ガスケット、クッション材、寝具、梱包用途および水に浮く製品を必要とする用途のために使用されることができる。
【実施例】
【００２３】
フォーム組成物の５つの試料を製造する。表１〜５において組成物を見ることができる。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
【表３】
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【００２７】
【表４】
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【００２８】
【表５】
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【００２９】
次に組成物を低圧エア・アトマイザー（８０ｐｓｉ）または高圧エア・アトマイザー（１２００ｐｓｉ）の両方を使用して木の表面に適用する。フォームは優れた反応性を有し、層間剥離または収縮はない。さらに、フォームはすべて、約０．５  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約２．５  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有する。
【００３０】
以上の一般的な説明または実施例において記載した活動のすべてが必要とされるわけではなく、特定の活動の一部は必要でない場合があり、記載したものに加えて１以上のさらなる活動を行ってもよいことに注意されたい。さらに、活動を列挙した順序は、必ずしも、それらを行う順序ではない。
【００３１】
前述の明細書において、特定の実施態様に関して概念を述べた。しかし、以下の特許請求の範囲において述べる本発明の範囲から離れることなく種々の改良および変更を行うことができることを当業者は理解する。したがって、明細書および図面は制限的な意味というよりはむしろ例とみなすべきであり、そのような改良はすべて本発明の範囲内に含まれることを意図している。
【００３２】
本明細書において用いている通り、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」またはそれらの任意の他の変形は、非排他的包含を含めることを意図している。たとえば、特徴のリストを含む工程、方法、物品、もしくは装置は、必ずしもそれらの特徴にだけ制限されるのではなく、はっきりとはリストされていない他の特徴、またはそのような工程、方法、物品、もしくは装置に固有の他の特徴を含んでもよい。さらに、反対のことがはっきりと述べられていない限り、「または」は排他的な「または」ではなく両立的な「または」を意味する。たとえば、条件ＡまたはＢとは、以下のいずれか一つを満たす：Ａは真であり（または存在し）かつＢは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在せず）かつＢは真である（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両者ともに真である（または存在する）。
【００３３】
また、「一つの（ａ）」または「一つの（ａｎ）」の使用は、本明細書に記載された要素および成分を記載するために用いられる。これは単に便宜上かつ本発明の範囲の一般的な意味を与えるためにされるのである。この記載は、一つまたは少なくとも一つを含むと読むべきであり、単数形は、他の意味であることが自明でない限り、複数形をもまた含む。
【００３４】
以上、利益、他の利点、および課題の解決を、特定の実施態様に関して記載した。しかし、利益、利点、課題の解決、および利益、利点、または解決を生じさせ得るまたはより明白にし得るいかなる特徴も、一部または全部の請求項の、重大であり、必要とされ、または必須の特徴であると理解するべきではない。
【００３５】
当業者は明細書を読んだ後、明確性のために、本明細書において別々の実施態様の文脈で記載されている複数のある特徴は、単独の実施態様において組み合わせで与えられてもよいことを理解するだろう。反対に、簡潔性のために、単独の実施態様の文脈において記載されている種々の特徴は、独立してまたは任意のサブコンビネーションにおいても与えられてもよい。さらに、範囲で述べられた値への参照は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月28日(2014.7.28)
【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】
フォームを製造する方法において、
エポキシ−含有化合物と、カチオン性触媒と、任意的な発泡剤と、少なくとも一つの添加剤とを用意するステップ；ならびに
前記エポキシ−含有化合物を前記カチオン性触媒、前記任意的な発泡剤、および前記少なくとも一つの添加剤と混合するステップ、ここで前記エポキシ−含有化合物および前記カチオン性触媒は反応し、前記エポキシ−含有化合物を重合させ、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定された場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度を有するフォームを与える、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記エポキシ−含有化合物が、バイオ系、石油化学系、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バイオ系エポキシ化合物が、亜麻仁油、コーン油、大豆油、ひまわり油、サフラワー油、キャノーラ油、菜種油、ヤシ油、カメリナ油、魚油、トール油、藻油、またはそれらの組み合わせから誘導される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記カチオン性触媒が酸である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記酸が、超酸、酸の部分エステル、ボラン触媒、リン酸、またはそれらの組み合わせである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記カチオン性触媒が、全組成物に基づいて約０．０５重量％〜約２．０重量％の量で存在し、前記発泡剤が、全組成物に基づいて約５．０重量％〜約３０．０重量％の量で存在する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記添加剤が、界面活性剤、難燃剤、共−反応物、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記カチオン性触媒が約５秒〜約１８０秒のゲル化時間を与える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記エポキシ−含有樹脂を、前記カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および前記少なくとも一つの添加剤と混合してフォーム組成物を形成するステップ；ならびに
前記フォーム組成物を、フォームを形成する材料に適用するステップ、
を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記フォーム組成物を適用するステップが、噴霧、注入、または成形を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記フォーム組成物を防音、断熱、気密および／またはガスケットとして利用するステップを含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
エポキシ−含有樹脂、カチオン性触媒、任意的な発泡剤、および少なくとも一つの添加剤を含む組成物を含むフォームにおいて、前記フォームがＡＳＴＭ  Ｄ１６２２により測定した場合、約０．３  ｌｂｓ／ｆｔ３〜約５．０  ｌｂｓ／ｆｔ３の密度有する、前記フォーム。
【請求項１３】
前記エポキシ−含有樹脂が、亜麻仁油、コーン油、大豆油、ひまわり油、サフラワー油、キャノーラ油、菜種油、ヤシ油、カメリナ油、魚油、トール油、藻油、もしくはそれらの組み合わせから誘導されるバイオ系樹脂、石油系、またはそれらの組み合わせである、請求項１２に記載のフォーム。
【請求項１４】
前記カチオン性触媒が酸である、請求項１２〜１３のいずれか１項に記載のフォーム。
【請求項１５】
前前記酸が、ＨＢＦ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｈ（トリフル酸）、ＨＳｂＦ６、ＨＰＦ６、ＦＳＯ３Ｈ、ＨＣｌＯ４、ＣＦ３（ＣＦ２）ｘ−ＳＯ３Ｈ、ＦＳＯ３Ｈ−ＳｂＦ５（マジック酸）、もしくはそれらの組み合わせから選択される超酸、酸の部分エステル、ボラン触媒、リン酸、またはそれらの組み合わせである、請求項１４に記載のフォーム。
【請求項１６】
前記添加剤が、界面活性剤、難燃剤、共−反応物、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のフォーム。
【国際調査報告】
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