(57)【要約】本発明は、その側面の１つにおいて、イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子、および発泡剤を含む反応混合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーであって、少なくとも１５重量％の樹枝状高分子が２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る発泡イソシアネート系ポリマーに関する。樹枝状高分子は、発泡イソシアネート系ポリマーに有益な対負荷抵抗特性を付与し、従来用いられたコポリマーポリオールの使用を部分的にまたは完全に置換するために用いられ得る。発泡イソシアネート系ポリマーの製造のための方法および発泡イソシアネート系ポリマーに対負荷抵抗特性を与えるための方法もまた記載されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子および発泡剤を含む反応混合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーであって、樹枝状高分子の少なくとも１５重量％が２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合され得る、発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項２】
イソシアネートおよび活性水素含有化合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーであって、ポリマーが複数の相互接続するストラットを含む気泡マトリックスを有し、活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約１５ニュートン／重量％活性水素含有化合物の負荷効率を与える、発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項３】
活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約１５から約５０ニュートン／重量％活性水素含有化合物の範囲の負荷効率を与える、請求項２記載の発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項４】
活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約２０から約４５ニュートン／重量％活性水素含有化合物の範囲の負荷効率を与える請求項２記載の発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項５】
活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約２５から約３５ニュートン／重量％活性水素含有化合物の範囲の負荷効率を与える請求項２記載の発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項６】
活性水素含有化合物から誘導された気泡マトリックスを有し、複数の相互接続するストラットを含み、気泡マトリックスは、（ｉ）少なくとも約１５ニュートン／重量％活性水素含有化合物の負荷効率を有し、（ｉｉ）実質的に粒子材料が存在しない、発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項７】
活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約１５から約５０ニュートン／重量％活性水素含有化合物の範囲の負荷効率を与える請求項６記載の発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項８】
活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約２０から約４５ニュートン／重量％活性水素含有化合物の範囲の負荷効率を与える請求項６記載の発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項９】
活性水素含有化合物が気泡マトリックスに少なくとも約２５から約３５ニュートン／重量％活性水素含有化合物の範囲の負荷効率を与える請求項６記載の発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項１０】
イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子、および発泡剤を含む反応混合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーであって、発泡イソシアネート系ポリマーは、ＡＳＴＭ　Ｄ３５７４にしたがって測定したとき、反応混合物中の樹枝状高分子をコポリマーポリオールに置換することにより作り出される基準発泡体の押し込み力撓み損失未満である押し込み力撓み損失を有し、発泡イソシアネート系ポリマーおよび基準発泡体は、実質的に同じ密度およびＡＳＴＭ　Ｄ３５７４に従って測定したとき実質的に同じ押し込み力撓みを有する、発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項１１】
イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子、および発泡剤を含む反応混合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーであって、発泡イソシアネート系ポリマーは、ＡＳＴＭ　Ｄ３５７４にしたがって測定したとき、反応混合物中の樹枝状高分子をコポリマーポリオールに置換することにより作り出される基準発泡体の厚さ損失未満である厚さ損失を有し、発泡イソシアネート系ポリマーおよび基準発泡体は、実質的に同じ密度およびＡＳＴＭ　Ｄ３５７４に従って測定したとき実質的に同じ押し込み力撓みを有する、発泡イソシアネート系ポリマー。
【請求項１２】
反応混合物を生成させるためにイソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子および発泡剤を接触させる工程、
発泡イソシアネート系ポリマーを製造するために反応混合物を膨張させる工程を備える発泡イソシアネート系ポリマーを製造するための方法であって、
樹枝状高分子の少なくとも１５重量％が２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る
方法。
【請求項１３】
活性水素含有化合物が、ポリオール、ポリアミン、ポリアミド、ポリイミンおよびポリオールポリアミンを含む群より選択される請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
活性水素含有化合物がポリオールを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
ポリオールが、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリジエンおよびポリカプロラクトンを含む群より選択される成員のヒドロキシル末端主鎖を含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
ポリオールが、ヒドロキシル末端ポリ炭化水素、ヒドロキシル末端ポリホルマール、脂肪酸トリグリセリド、ヒドロキシル末端ポリエステル、ヒドロキシメチル末端ポリエステル、ヒドロキシメチル末端ペルフルオロメチレン、ポリアルキレンエーテルグリコール、ポリアルキレンアリーレンエーテルグリコール、ポリアルキレンエーテルトリオールおよびそれらの混合物を含む群より選択される請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
ポリオールが、アジピン酸−エチレングリコールポリエステル、ポリ（ブチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）およびヒドロキシル末端ポリブタジエンを含む群より選択される請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
ポリオールがポリエーテルポリオールである請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
ポリエーテルポリオールが約２００から約１０，０００の範囲の分子量を有する請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
ポリエーテルポリオールが約２０００から約７，０００の範囲の分子量を有する請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
ポリエーテルポリオールが約２，０００から約６，０００の範囲の分子量を有する請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
活性水素含有化合物がポリアミンおよびポリアルカノールアミンを含む群より選択される請求項１２記載の方法。
【請求項２３】
ポリアミンが、１級および２級アミン末端ポリエーテルを含む群より選択される請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
ポリエーテルが約２３０を超える分子量を有する請求項１２記載の方法。
【請求項２５】
ポリエーテルが約２から約６の官能基を有する請求項１２記載の方法。
【請求項２６】
ポリエーテルが約２３０を超える分子量を有し、約１から約３の官能基を有する請求項１２記載の方法。
【請求項２７】
イソシアネートが一般式
Ｑ（ＮＣＯ）ｉ
（式中、ｉは２以上の整数であり、Ｑはｉの原子価を有する有機ラジカルである）により表される請求項１２記載の方法。
【請求項２８】
イソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアナト−ｐ−メタン、キシリルジイソシアネート、（ＯＣＮＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ２ ＯＣＨ２ Ｏ）２ 、１−メチル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、クロロフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４”−トリイソシアネート、イソプロピルベンゼン−アルファ−４−ジイソシアネートおよびそれらの混合物を含む群より選択される請求項１２記載の方法。
【請求項２９】
イソシアネートがプレポリマーを含む請求項１２記載の方法。
【請求項３０】
イソシアネートが、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ブチレンジイソシアネート、フルフリリデンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、４，４’−ジフェニル−３，３’−ジメチルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１−メチル−２，４−ジイソシアナト−５−クロロベンゼン、２，４−ジイソシアナト−ｓ−トリアジン、１−メチル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、ジアニジディンジイソシアネート、ビトリレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、ビス−（４−イソシアナトフェニル）メタン、ビス−（３−メチル−４−イソシアナトフェニル）メタン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートおよびそれらの混合物を含む群より選択される請求項１２記載の方法。
【請求項３１】
イソシアネートが２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネートおよびそれらの混合物を含む群より選択される請求項１２記載の方法。
【請求項３２】
イソシアネートが、本質的に、（ｉ）２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびそれらの混合物、および（ｉｉ）（ｉ）と２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネートおよびそれらの混合物を含む群より選択されるイソシアネートとの混合物からなる群より選択される請求項１２記載の方法。
【請求項３３】
発泡剤が水を含む請求項１２記載の方法。
【請求項３４】
水が、反応混合物において用いられる活性水素含有化合物の１００重量部あたり約０．５から約４０重量部の範囲の量で用いられる請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
水が、反応混合物において用いられる活性水素含有化合物の１００重量部あたり約１．０から約１０重量部の範囲の量で用いられる請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
樹枝状高分子が、以下の特性、
（ｉ）約３．８ｍｍｏｌ／ｇより大きい活性水素含有量、
（ｉｉ）少なくとも約８の活性水素官能基、および
（ｉｉｉ）樹枝状高分子の少なくとも１５重量％が２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得ること
を有する請求項１２記載の方法。
【請求項３７】
約１５重量％から約３０重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を形成する約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合され得る請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
少なくとも１５重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を形成するように約２５から３５ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
少なくとも１５重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を形成するように約２８から３２ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る請求項３６記載の方法。
【請求項４０】
活性水素が１以上のメルカプト基の形態で高分子中に存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４１】
活性水素が１以上の１級アミノ基の形態で高分子中に存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４２】
活性水素が１以上の２級アミノ基の形態で高分子中に存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４３】
活性水素が１以上のヒドロキシル基の形態で高分子中に存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４４】
活性水素が２以上のメルカプト基、１級アミノ基、２級アミノ基およびヒドロキシル基の形態で高分子中に存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４５】
高分子の活性水素含有量が約３．８から約１０ｍｍｏｌ／ｇの範囲で存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４６】
高分子の活性水素含有量が約３．８から約７．０ｍｍｏｌ／ｇの範囲で存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４７】
高分子の活性水素含有量が約４．４から約５．７ｍｍｏｌ／ｇの範囲で存在する請求項３６記載の方法。
【請求項４８】
高分子中の活性水素官能基が約８から約７０の範囲にある請求項３６記載の方法。
【請求項４９】
高分子中の活性水素官能基が約１０から約６０の範囲にある請求項３６記載の方法。
【請求項５０】
高分子中の活性水素官能基が約１５から約３５の範囲にある請求項３６記載の方法。
【請求項５１】
高分子中の活性水素官能基が約２０から約３０の範囲にある請求項３６記載の方法。
【請求項５２】
約１５重量％から約５０重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る請求項３６記載の方法。
【請求項５３】
約１５重量％から約４０重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る請求項３６記載の方法。
【請求項５４】
高分子が、少なくとも１つのエステル部分、エーテル部分、アミン部分、アミド部分およびそれらの混合物を含む本質的に分岐した構造を有する請求項３６記載の方法。
【請求項５５】
高分子が、任意にエーテル部分と組み合わせられたエステル部分を基本的に含む本質的に分岐した構造を有する請求項３６記載の方法。
【請求項５６】
高分子が、任意にエステル部分と組み合わせられたエーテル部分を基本的に含む本質的に分岐した構造を有する請求項３６記載の方法。
【請求項５７】
高分子が、任意にエーテル部分と組み合わせられたエステル部分を基本的に含む本質的に分岐した構造を有する請求項３６記載の方法。
【請求項５８】
高分子がさらに、該本質的に分岐した構造が化学的に結合している核を含む請求項５４記載の方法。
【請求項５９】
複数の本質的に分岐した構造が互いに化学的に結合している請求項５４記載の方法。
【請求項６０】
本質的に分岐した構造がさらに、該分岐した構造に化学的に結合した少なくとも１つの連鎖停止剤部分を含む請求項５４記載の方法。
【請求項６１】
本質的に分岐した構造がさらに、該分岐した構造に化学的に結合した少なくとも２つの異なる連鎖停止剤部分を含む請求項５４記載の方法。
【請求項６２】
本質的に分岐した構造がさらに、該分岐した構造に化学的に結合した少なくとも１つのスペーサ連鎖延長剤部分を含む請求項５４記載の方法。
【請求項６３】
スペーサ連鎖延長剤部分がモノマー性である請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
スペーサ連鎖延長剤部分がポリマー性である請求項６２記載の方法。
【請求項６５】
イソシアネート、活性水素含有化合物および発泡剤を含み、反応混合物に樹枝状高分子を含ませる工程を含む混合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーに対負荷抵抗特性を与えるための方法であって、
少なくとも１５重量％の樹枝状高分子が２３℃で安定な液体を形成するために約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る
方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、その側面の１つにおいて、改善された硬度特性を有する発泡イソシアネート系ポリマーに関する。本発明は、その側面のもう１つにおいて、そのような発泡イソシアネート系ポリマーの製造のための方法に関する。本発明は、その側面のさらにもう１つにおいて、イソシアネート系発泡体の硬度特性を改善するための方法に関する。本発明は、その側面のさらにもう１つにおいて、発泡イソシアネート系ポリマーの製造に有用な樹枝状高分子と活性水素含有化合物の分散液に関する。
【０００２】
背景技術
イソシアネート系ポリマーは、当該技術において公知である。一般的に、当業者は、イソシアネート系ポリマーは、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイソシアヌレートおよびそれらの混合物であると理解する。
【０００３】
発泡イソシアネート系ポリマーを製造することもまた当該技術において公知である。実際、他のポリマー系に比較してイソシアネート系ポリマーの利点の１つは、重合および発泡が現場でできることである。このことは、ポリマーが生成し、膨張するあいだにポリマーを成型する能力をもたらす。
【０００４】
ポリウレタン発泡体を製造するための従来の方法の１つは、「ワンショット」技術として公知である。この技術において、イソシアネート、適切なポリオール、触媒、水（これは、反応性「発泡」剤として機能し、任意に、１以上の物理的発泡剤で補足され得る）および他の添加剤が、例えば、衝突混合（例えば、高圧）を用いて一度に互いに混合される。一般的に、もし製造者がポリ尿素を製造しようとするならば、ポリオールは、適切なポリアミンと置換されるであろう。ポリシアヌレートは、イソシアネート成分の環状３量体化に由来し得る。ウレタン修飾ポリ尿素またはポリイソシアヌレートは当該技術において公知である。いずれの手法でも、反応物は、適切な混合技術を用いてきわめて急速に、緊密に混合されるであろう。
【０００５】
発泡イソシアネート系ポリマーを製造するためのもう１つの技術は、「プレポリマー」技術として公知である。この技術において、プレポリマーは、（例えばイソシアネート部分と活性水素部分のような）反応性基で終止する液体ポリマーを生成させるために不活性雰囲気中で（ポリウレタンの場合には、）ポリオールとイソシアネートとを反応させることにより作り出される。発泡ポリマーを製造するために、プレポリマーは、硬化剤と必要な他の添加剤の存在下で（ポリウレタンを製造する場合には）低分子量ポリオールまたは（修飾されたポリ尿素を製造する場合には）低分子量ポリアミンと徹底的に混合される。
【０００６】
用いられる技術に関わらず、反応混合物はフィラー材料を含むことは当該技術において公知である。これまで、フィラー材料は、液体イソシアネートおよび液体活性水素含有化合物（すなわち、ポリウレタンの場合のポリオール、ポリ尿素の場合のポリアミンなど）の一方または両方にフィラー材料を添加することにより発泡ポリマーに導入されてきた。一般的に、フィラー材料の含有は、得られる発泡体製品にいわゆる対負荷抵抗特性（ｌｏａｄｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）を与える目的を達成する。
【０００７】
反応混合物において用いられるフィラー材料の性質および相対量は、ある程度まで、発泡ポリマー製品の所望される物理特性、混合技術により強いられる限界、系の安定性と（たとえば、フィラー材料の粒子サイズが装置の狭い通路、オリフィスなどと合致しないことによる）装置に強いられる限界に依存して変化し得る。
【０００８】
硬度特性を改善する目的のために発泡体製品に固体材料を含ませる１つの公知技術には、ポリオール固体分散物、特にグラフトコポリマーポリオールの形態のものの使用が含まれる。当該技術において公知であるが、グラフトコポリマーポリオールは、他の有機ポリマーを含むポリオール、好ましくはポリエーテルポリオールである。そのようなグラフトコポリマーポリオールは、有機ポリマーを含ませることにより修飾されていないポリオールの使用と比較して、得られるポリウレタン発泡体に、硬度（すなわち、対負荷抵抗（ｌｏａｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ））を与えるために有用であることが公知である。グラフトコポリマーポリオールの中には、検討され得る２つの主たるカテゴリー、（ｉ）鎖成長（ｃｈａｉｎ−ｇｒｏｗｔｈ）コポリマーポリオール、および（ｉｉ）段階的成長（ｓｔｅｐ−ｇｒｏｗｔｈ）コポリマーポリオールが存在する。
【０００９】
一般的に、鎖成長コポリマーポリオールは、ポリオールキャリアの中に分散されたフリーラジカルポリマーを製造するために、ポリオールキャリアの中でのモノマーのフリーラジカル重合により調製される。これまでのところ、フリーラジカルポリマーは、アクリロニトリルまたはスチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）に基づき得る。ポリオールの固体含有量は、典型的には、組成（すなわち、フリーラジカルポリマーとポリオールキャリア）の全重量の約６０重量％まで、通常は、約１５重量％から約４０重量％の範囲にある。一般的に、それらの鎖成長コポリマーポリオールは、約２，０００から約８，０００センチポイズの範囲の粘度を有する。そのような鎖成長コポリマーポリオールを製造するとき、フリーラジカルポリマーへのポリオール鎖のグラフト化を誘導することは公知である。
【００１０】
段階的成長コポリマーポリオールは、一般的に、（ｉ）ＰＨＤ（ポリハルンストッフ（ｐｏｌｙｈａｒｎｓｔｏｆｆ）分散物）ポリオール、（ｉｉ）ＰＩＰＡ（ポリイソシアネートポリ付加）ポリオール、および（ｉｉｉ）エポキシ分散ポリオールとして特徴付けられる。ＰＨＤポリオールは、通常のポリオールのポリ尿素粒子の分散物であり、一般的に、ポリエーテルポリオールの存在下でジアミン（例えばヒドラジン）とジイソシアネート（例えば、トルエンジイソシアネート）の反応により生成する。ＰＨＤポリオールの固体含有量は、組成（ポリ尿素粒子とポリオールキャリア）の全重量の、典型的には約５０重量％まで、通常約１５重量％から約４０重量％の範囲にある。一般的に、ＰＨＤポリオールは、約２，０００から約６，０００センチポイズの範囲の粘度を有する。ＰＩＰＡポリオールは、ＰＨＤポリオールと同様であるが、しかし、ポリ尿素粒子の代わりにポリウレタン粒子を含む。ＰＩＰＡポリオールの中のポリウレタン粒子は、イソシアネートとアルカノールアミン（例えば、トリエタノールアミン）の反応により現場で（ｉｎ　ｓｉｔｕ）生成する。ＰＩＰＡポリオールの固体含有量は、組成（すなわち、ポリウレタン粒子とポリオールキャリア）の全重量の典型的には約８０重量％まで、通常約１５重量％から７０重量％の範囲にある。一般的に、ＰＩＰＡポリオールは、約４，０００から約５０，０００センチポイズの範囲の粘度を有する。例えば、米国特許第４，３７４，２０９号および第５，２９２，７７８号を参照されたい。エポキシ分散ポリオールは、通常の基剤のポリオール中に硬化されたエポキシ樹脂を分散させたもの基づく。エポキシ粒子は、優れた水素結合特性を有する高弾性率固体であるといわれている。
【００１１】
有用なグラフトコポリマーポリオールに関する更なる情報は、例えば、ヘリントンおよびホックによる「可撓性ポリウレタン発泡体」（１９９７）の第２章およびそこに引用される参照文献において見出され得る。
【００１２】
当該技術においてなされた進歩にもかかわらず、新規の対負荷抵抗技術の開発の必要が継続して存在する。特に、本明細書で上記された先行技術のアプローチの多くは、商業規模の設備で利用するには複雑であり得る比較的高価な材料（例えば、上記グラフトコポリマーポリオール）の使用に関わる。したがって、通常の対負荷抵抗技術に対する代替としてポリウレタン発泡体に簡便に適用されるであろう対負荷抵抗技術を有することは望ましいであろう。もし対負荷抵抗技術が相対的に廉価であるか、および／またはポリウレタン発泡体の他の特性を改善するか、および／または大きな困難なく現存する製造方式に組み込まれ得るならば、さらに望ましいであろう。
【００１３】
発明の開示
本発明の目的は、先行技術の上記不利益の少なくとも１つを回避し、または軽減する新規なイソシアネート系ポリマー発泡体を提供することである。
【００１４】
本発明のもう１つの目的は、イソシアネート系ポリマー発泡体に対負荷抵抗特性を与える新規なアプローチを提供することである。
【００１５】
本発明のさらにもう１つの目的は、イソシアネート系ポリマー発泡体の製造のための新規な方法を提供することである。
【００１６】
したがって、本発明は、その目的の１つにおいて、イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子および発泡剤を含む反応混合物であって、少なくとも１５重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合され得る反応混合物から誘導される発泡イソシアネート系ポリマーを提供する。
【００１７】
本発明は、その側面のもう１つにおいて、イソシアネートおよび活性水素含有化合物から誘導される発泡イソシアネート系ポリマーを提供し、ポリマーは複数の相互接続するストラットを含む気泡マトリックスを有し、活性水素含有化合物は、少なくとも約１５ニュートン（好ましくは約１５から約５０ニュートン、より好ましくは約２０から約４５ニュートン、最も好ましくは約２５から約３５ニュートン）の負荷効率を気泡マトリックスに与える。
【００１８】
本発明は、その側面のさらにもう１つにおいて、複数の相互接続するストラットを含む気泡マトリックスを有する発泡イソシアネート系ポリマーを提供し、気泡マトリックスは、（ｉ）少なくとも約１５ニュートンの負荷効率を有し、そして（ｉｉ）粒子物質が実質的に存在しない。
【００１９】
その側面のさらにもう１つにおいて、本発明は、
反応混合物を生成させるために、イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子および発泡剤を接触させる工程、および、
発泡イソシアネート系ポリマーを製造するために反応混合物を膨張させる工程を含む発泡イソシアネート系ポリマーを製造するための方法であって、
樹枝状高分子の少なくとも１５重量％が２３℃で安定な液体を形成するように約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得るものである
方法を提供する。
【００２０】
本発明は、その側面のさらにもう１つにおいて、イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子および発泡剤を含む反応混合物から誘導される発泡イソシアネート系ポリマーを提供し、発泡イソシアネート系ポリマーは、ＡＳＴＭ　Ｄ３５７４にしたがって測定したとき反応混合物の中の樹枝状高分子についてコポリマーポリオールと置換することにより製造される基準発泡体の押し込み力撓み（Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｆｏｒｃｅ　Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）損失未満である押し込み力撓み損失を有し、発泡イソシアネート系ポリマーと基準発泡体は、実質的に同じ密度を有し、ＡＳＴＭ　Ｄ３５７４にしたがって測定したとき実質的に同じ押し込み力撓みを有する（５０ｉｎ２ 押し込み器、１５″×１５″×４″試料サイズ、２５℃、５０％相対湿度）。
【００２１】
本発明は、その側面のさらにもう１つにおいて、イソシアネート、活性水素含有化合物、樹枝状高分子および発泡剤を含む反応混合物から誘導された発泡イソシアネート系ポリマーを提供し、発泡イソシアネート系ポリマーは、ＡＳＴＭ　Ｄ３５７４に従って測定したとき、反応混合物中の樹枝状高分子についてコポリマーポリオールを置換することにより製造される基準発泡体の厚さ損失未満である厚さ損失を有し、発泡イソシアネート系ポリマーと基準発泡体は、実質的に同じ密度およびＡＳＴＭ　Ｄ３５７４にしたがって測定されたとき実質的に同じ押し込み力撓みを有する。
【００２２】
この明細書全体で用いられる、「イソシアネート系ポリマー」という用語は、なかんづく、ポリウレタン、ポリ尿素およびポリイソシアヌレートを意味することが意図される。さらに、「樹枝状ポリマー」および「樹枝状高分子」という用語は、本明細書全体に互換的に用いられる。それらの材料は、一般的に、当該技術において公知である。例えば、
Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．２９、トマリアら、１３８〜１７５ページ（１９９０）；
米国特許第５，４１８，３０１号（ハルトら）、および
米国特許第５，６６３，２４７号（ゼーレンセンら）
のいずれか１つを参照されたい。
【００２３】
本発明者は、驚くべきことに、そして予想外に、樹枝状高分子のサブグループ（ｓｕｂ−ｇｒｏｕｐ）がイソシアネート系発泡体に対負荷抵抗特性を与えるのに特に有用であることを発見した。実際、本明細書の以下の例において展開されるが、イソシアネート系ポリマー発泡体に対負荷抵抗特性を与えるためにこれまで用いられたコポリマーポリオールを部分的にまたは完全に置換して樹枝状高分子のサブグループを利用することが可能である。樹枝状高分子のサブグループは、ペターソンらの名義で２０００年７月２８日に出願されたともに係属する米国特許出願シリアル番号第６０／２２１，５１２号において詳細に記載されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
本発明の好ましい側面は、２３℃で安定な液体を形成するように、少なくとも約１５重量％の樹枝状高分子と約４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のＯＨ価を有するポリエーテルポリオールとを混合する能力に関する。本明細書全体に用いられる、樹枝状高分子の溶解性パラメーターと関連して用いられるとき、「安定な液体」と言う用語は、樹枝状高分子とポリオールを混合して生成する液体が、混合物の製造の後、少なくとも２時間、好ましくは少なくとも３０日、より好ましくは何ヶ月も実質的に一定の光透過（一方の極端では透明で、他方の極端では乳白色である）を有することを意味することが意図される。実際には、１つの態様において、安定な液体は、長い間そのままの状態を維持する清澄で均質な液体（例えば溶液）の形態で存在し得る。もう１つの態様において、安定な液体は、長い間そのままの状態を維持するポリオール中の樹枝状高分子（の少なくとも一部）のエマルジョンの形態で存在し得る、すなわち、樹枝状高分子は長い間沈殿しない。
【００２５】
発明を実施するための最善の形態
本発明は、発泡イソシアネート系ポリマーおよびその製造のための方法に関する。好ましくは、イソシアネート系ポリマーは、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイソシアヌレート、尿素修飾ポリウレタン、ウレタン修飾ポリ尿素、ウレタン修飾ポリイソシアヌレートおよび尿素修飾ポリイソシアヌレートを含む群より選択される。当該技術において公知であるが、ポリウレタン、ポリ尿素またはポリイソシアヌレートと組み合わせて用いられるとき、「修飾」という用語は、ポリマー主鎖形成結合の５０％までが置換されたことを意味する。
【００２６】
本発明の発泡イソシアネート系ポリマーは、イソシアネートと活性水素含有化合物を含む反応混合物から製造される。
【００２７】
反応混合物における使用にとって適切なイソシアネートは特に限定されないし、その選択は、当業者の裁量範囲の中にある。一般的に、使用にとって適切なイソシアネート化合物は、一般式、
Ｑ（ＮＣＯ）ｉ
（式中、ｉは２以上の整数であり、Ｑはｉの原子価を有する有機ラジカルである）により表され得る。Ｑは、置換されているかまたは置換されていない炭化水素基であり得る（たとえば、アルキレンまたはアリーレン基）。さらに、Ｑは、一般式
Ｑ１ −Ｚ−Ｑ１
（式中Ｑ１ は、アルキレンまたはアリーレン基であり、Ｚは、−Ｏ−、−Ｏ−Ｑ１ −、−ＣＯ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｑ１ −Ｓ−および−ＳＯ２ −を含む群より選ばれる）により表され得る。この定義の範囲に収まるイソシアネート化合物の例には、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアナト−ｐ−メタン、キシリルジイソシアネート、（ＯＣＮＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ２ ＯＣＨ２ Ｏ）２ 、１−メチル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、クロロフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４”−トリイソシアネートおよびイソプロピルベンゼン−アルファ−４−ジイソシアネートが含まれる。
【００２８】
別態様において、Ｑはまた、ｉの原子価を有するポリウレタンラジカルをも表し得る。この場合において、Ｑ（ＮＣＯ）ｉ は、プレポリマーとして当該技術において一般的に言及される化合物である。一般的に、プレポリマーは、（本明細書で上記定義の）化学量論的に過剰のイソシアネート化合物と（本明細書で以後定義される）活性水素含有化合物、好ましくは以下に記載のポリヒドロキシ含有材料またはポリオールとを反応させることにより調製され得る。この態様において、ポリイソシアネートは、例えば、ポリオールのヒドロキシルの比率に対して約３０パーセントから約２００パーセント化学量論的に過剰の比率で用いられ得る。本発明の方法は、ポリ尿素発泡体の製造に関連し得るので、この態様において、プレポリマーは、ポリウレタン修飾ポリ尿素を調製するために用いられ得るであろうことが理解されうる。
【００２９】
別態様において、本発明の方法における使用にとって適切なイソシアネート化合物は、イソシアネートおよびジイソシアネートの二量体および三量体ならびに一般式、
［Ｑ”（ＮＣＯ）ｉ ］ｊ
（式中、ｉとｊの両方は２以上の値を有する整数であり、Ｑ”は多官能有機ラジカルである）を有するポリマージイソシアネートから選択され得るものであり、および／または反応混合物の添加成分として、化合物は、一般式、
Ｌ（ＮＣＯ）ｉ
（式中、ｉは１以上の値を有する整数であり、Ｌは単官能または多官能原子もしくはラジカルである）を有する。この定義の範囲に収まるイソシアネート化合物の例には、エチルホスホンジイソシアネート、フェニルホスホンジイソシアネート、＝Ｓｉ−ＮＣＯ基を含む化合物、スルホンアミド（ＱＳＯ２ ＮＣＯ）から誘導されたイソシアネート化合物、シアン酸およびチオシアン酸が含まれる。
【００３０】
また、例えば、適切なイソシアネートの検討については英国特許第１，４５３，２５８号も参照されたい。
【００３１】
適切なイソシアネートの発明を限定しない例には、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ブチレンジイソシアネート、フルフリリデンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、４，４’−ジフェニル−３，３’−ジメチルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１−メチル−２，４−ジイソシアネート−５−クロロベンゼン、２，４−ジイソシアナト−ｓ−トリアジン、１−メチル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、ビトリレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、ビス−（４−イソシアナトフェニル）メタン、ビス−（３−メチル−４−イソシアナトフェニル）メタン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートおよびそれらの混合物が含まれる。より好ましいイソシアネートは、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネートおよび、例えば、約７５から８５重量パーセントの２，４−トルエンジイソシアネートおよび約１５から約２５重量パーセントの２，６−トルエンジイソシアネートを含む混合物のようなそれらの混合物を含む群より選択される。もう１つのより好ましいイソシアネートは、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびそれらの混合物を含む群より選択される。最も好ましいイソシアネートは、約１５から約２５重量パーセントの２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび約７５から約８５重量％の４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを含む混合物である。
【００３２】
もし方法がポリウレタン発泡体を製造するために利用されるならば、活性水素含有化合物は、典型的にはポリオールである。ポリオールの選択は特に制限されず、当業者の裁量範囲の中にある。例えば、ポリオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリジエンおよびポリカプロラクトンを含む群より選択されるヒドロキシル末端主鎖の化合物であり得る。好ましくは、ポリオールは、ヒドロキシル末端ポリ炭化水素、ヒドロキシル末端ポリホルマール、脂肪酸トリグリセリド、ヒドロキシル末端ポリエステル、ヒドロキシメチル末端ポリエステル、ヒドロキシル末端ペルフルオロメチレン、ポリアルキレンエーテルグリコール、ポリアルキレンアリーレンエーテルグリコールおよびポリアルキレンエーテルトリオールを含む群より選択される。より好ましいポリオールは、アジピン酸−エチレングリコールポリエステル、ポリ（ブチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）およびヒドロキシル末端ポリブタジエンを含む群より選択される。例えば、適切なポリオールの検討については、英国特許第１，４８２，２１３号を参照されたい。好ましくは、そのようなポリエーテルポリオールは、約２００から約１０，０００、より好ましくは約２，０００から約７，０００、最も好ましくは約２，０００から約６，０００の範囲の分子量を有する。
【００３３】
もし方法がポリ尿素発泡体を製造するために利用されるならば、活性水素含有化合物は、水素が窒素に結合する化合物を含む。好ましくは、そのような化合物は、ポリアミン、ポリアミド、ポリイミンおよびポリオールアミン、より好ましくはポリアミンを含む群より選択される。そのような化合物の発明を限定しない例には、１級および２級アミン末端ポリエーテルが含まれる。好ましくは、そのようなポリエーテルは、約２３０を超える分子量および２から６の官能基を有する。そのようなアミン末端ポリエーテルは、典型的には、低級アルキレンオキシドが加えられる適切な開始剤から作られ、得られるヒドロキシル末端ポリオールは後にアミン化される。もし２以上のアルキレンオキシドが用いられるならば、それらは、ランダムな混合物としてか、または一方もしくは他方のポリエーテルのブロックとしてかのいずれかとして存在し得る。アミン化の容易さのために、ポリオールのヒドロキシル基は、本質的には、全て２級ヒドロキシル基であることが特に好ましい。典型的には、アミン化工程は、ポリオールのヒドロキシル基の全てではないが大半を置換する。
【００３４】
本発明の発泡イソシアネート系ポリマーを製造するために用いられる反応混合物は、典型的には、発泡剤もさらに含む。当該技術においては公知であるが、水は、発泡イソシアネート系ポリマーの製造において間接または反応性発泡剤として用いられ得る。特に、水は、最終発泡ポリマー製品において有効な発泡剤として機能する二酸化炭素を生成してイソシアネートと反応する。代わりに、二酸化炭素は、二酸化炭素を生成する不安定な化合物（例えば、カーバメートなど）のような他の手段により製造されうる。任意に、直接有機発泡剤は、そのような発泡剤の使用が一般的に、環境への配慮から削減されているけれども、水と一緒に用いられ得る。本発明の発泡イソシアネート系ポリマーの製造における使用にとって好ましい発泡剤には、水が含まれる。
【００３５】
発泡イソシアネート系ポリマーの調製における間接発泡剤として用いられる水の量は、通常、反応混合物における全活性水素含有化合物含有量の１００重量部に基づいて約０．５から約４０重量部以上ほどの大きさ、好ましくは約１．０から約１０重量部の範囲にあることは当該技術において公知である。当該技術において公知であるが、発泡イソシアネート系ポリマーの製造において用いられる水の量は、典型的には、発泡ポリマーにおいて考えられる固定された特性および自己構造形成に向かう膨張した発泡体の許容度により限定される。
【００３６】
本発明の発泡イソシアネート系ポリマーを製造するために用いられる反応混合物は、典型的にはさらに触媒も含む。反応混合物中で用いられる触媒は、重合反応を触媒することが可能な化合物である。そのような触媒は公知であり、反応混合物中でのその選択と濃度は、当業者の裁量範囲にある。例えば、適切な触媒化合物の検討については、米国特許第４，２９６，２１３号および第４，５１８，７７８号を参照されたい。適切な触媒の発明を限定しない例には、第３級アミンおよび／または有機金属化合物が含まれる。加えて、当該技術において公知であるが、目的がイソシアヌレートを製造することであるとき、ルイス酸は、単独でか、他の触媒との組み合わせでか、いずれかで触媒として用いられなければならない。もちろん、２以上の触媒の組み合わせが適切に用いられ得ることを当業者は理解するであろう。
【００３７】
本発明の好ましい側面において、樹枝状高分子は本発明の発泡イソシアネート系ポリマーの中に組み込まれる。好ましくは、樹枝状高分子は以下の特徴を有する。
【００３８】
（ｉ）約３．８ｍｍｏｌ／ｇを超え、より好ましくは約４．０ｍｍｏｌ／ｇを超え、さらにより好ましくは約３．８から約１０ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあり、さらにより好ましくは約３．８から約７．０ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあり、さらにより好ましくは約４．０から約８．０ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあり、最も好ましくは約４．４から約５．７ｍｍｏｌ／ｇの範囲の活性水素含有量。
【００３９】
（ｉｉ）少なくとも約８、より好ましくは少なくとも約１６、さらにより好ましくは約１６から約７０の範囲にあり、さらにより好ましくは約１８から約６０の範囲にあり、さらにより好ましくは約１７から約３５の範囲にあり、最も好ましくは約２０から約３０の範囲の活性水素官能基。
【００４０】
（ｉｉｉ）少なくとも約１５重量％、より好ましくは約１５重量％から約５０重量％、さらにより好ましくは約１５重量％から約４０重量％、さらにより好ましくは約１５重量％から約３０重量％の樹枝状高分子が、２３℃で安定な液体を生成するように約４０未満、より好ましくは約２５から約３５ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価を有するポリエーテルポリオールと混合し得る。
【００４１】
樹枝状高分子についての更なる詳細は、ともにペッターソンらの名義の２０００年７月２８日に出願されたともに係属する米国特許出願シリアル番号６０／２２１，５１２号および（’５１２出願から優先権を主張する）２００１年６月２９日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＳＥ・／・から得られるであろう。
【００４２】
当業者により明瞭に理解されうるように、ポリウレタン発泡体技術における通常の添加剤は、本発明の方法の間に作り出される反応混合物に含まれ得ることが企図されている。そのような添加剤の本発明を限定しない例には、界面活性剤（例えば、商品名Ｌ−５４０ユニオンカーバイドの下で入手可能な有機シリコーン化合物）、気泡開放剤（例えば、シリコーンオイル）、増量剤（例えば、セレクラーＳ４５として商業的に入手可能なハロゲン化パラフィン）、架橋剤（例えば、低分子量反応性水素含有組成物）、顔料／染料、難燃剤（例えば、ハロゲン化有機リン酸化合物）、阻害剤（例えば、弱酸）、核剤（例えば、ジアゾ化合物）、抗酸化剤、および可塑化剤／安定化剤（例えば、スルホン化芳香族化合物）が含まれる。通常用いられるそれらの添加剤の量は、当業者の裁量範囲にあるであろう。
【００４３】
以下の例は、典型的なイソシアネート系高弾性（ＨＲ）系発泡体の中での樹枝状ポリマーの使用を例示する。それぞれの例において、イソシアネート系発泡体は、ポリオール、コポリマーポリオール、触媒、水および界面活性剤ならびに問題の樹枝状高分子を含む全ての樹脂成分のプレブレンディング（ｐｒｅ−ｂｌｅｎｄｉｎｇ）により調製された。イソシアネートはこの混合物から排除された。樹脂混合物とイソシアネートは次いで、通常の２流（ｔｗｏ−ｓｔｒｅａｍ）混合技術を用いて１００のイソシアネート指数で混合され、寸法３８．１ｃｍ×３８．１ｃｍ×１０．１６ｃｍを有するあらかじめ加熱された金型（６５℃）に分配される。次いで金型は閉じられ、反応は、金型の全体積が満たされるまで続けられた。ほぼ６分後、適切な状態調製の後、イソシアネート系発泡体が取り出され、問題の特性が測定された。この方法は、一般手順として以下の例において言及されるであろう。
【００４４】
例において、以下の材料が用いられた。
【００４５】
Ｅ８３７、リヨンデルから商業的に入手可能な基剤ポリオール、
Ｅ８５０、リヨンデルから商業的に入手可能な４３％固形分含有量コポリマー（ＳＡＮ）ポリオール、
ＨＢＰ、本明細書で以下例Ａにおいて作り出され、ペッターソンらの名義で２０００年７月２８日に出願されたともに係属する米国特許出願シリアル番号第６０／２２１，５１２号においてより詳細に検討されている樹枝状高分子、
ＤＥＡＯＬＦ、ジエタノールアミン、エア・プロダクツから商業的に入手可能な架橋剤、
グリセリン、バン・ウォーターズ＆ロジャーズから商業的に入手可能な架橋剤、
水、間接発泡剤、
ダブコ　３３ＬＶ、エア・プロダクツから商業的に入手可能なゲル化触媒、
ナイアックスＡ−１、ウィトコから商業的に入手可能な発泡触媒、
ＤＣ５１６９、エア・プロダクツから商業的に入手可能な界面活性剤、
Ｙ−１０１８４、ウィトコから商業的に入手可能な界面活性剤、および
ルプラネートＴ８０、ＢＡＳＦから商業的に入手可能なイソシアネート（ＴＤＩ）。
【００４６】
別段の言及のない限り、例において記載されている全ての部は、重量部である。
【００４７】
例Ａ
６３０ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル値を有する１００．０ｋｇのアルコキシル化ペンタエリスリトール、１０５５ｋｇの２，２−ジメチロールプロピオン酸（Ｂｉｓ−ＭＰＡ、パーストープ・スペシャルティ・ケミカルズ）および８．５ｋｇのパラトルエンスルホン酸を、正確な温度制御の加熱システム、機械的攪拌子、圧力ゲージ、真空ポンプ、冷却機、窒素入口および受容器を備える反応器の中で冷却混合した。混合物を、１４０℃の温度まで遅い攪拌とともに注意深く加熱した。この温度での混合物の遅い攪拌を、全ての２，２−ジメチロールプロピオン酸が溶解し、反応混合物が完全に透明な溶液を形成するまで大気圧で維持した。次いで、攪拌速度をわずかに速くし、減圧を３０ミリバールの圧力まで適用した。反応水が即座に生成し始め、それは受容器に集められた。８．９ｍｇＫＯＨ／ｇの最終酸値が得られるまで、反応をさらに７時間継続させた。このことは、略９８％の化学的変換に対応する。
【００４８】
得られた樹枝状ポリマーは、以下の特性を有した。
【００４９】
最終酸値：８．９ｍｇＫＯＨ／ｇ
最終ヒドロキシル値：４８９ｍｇＫＯＨ／ｇ
ピーク分子量：３４９０ｇ／モル
Ｍｗ（ＳＥＣ）：３５２０ｇ／モル
Ｍｎ（ＳＥＣ）：２３１６ｇ／モル
ＰＤＩ（Ｍｗ／Ｍｎ）：１．５２
平均ヒドロキシル官能基：３０．４ＯＨ基／分子。
【００５０】
得られた特性は、１００％化学的変換での３６０７ｇ／モルの予測された理論的分子量および３２のＯＨ官能基に対応するであろう４９８ｍｇＫＯＨ／ｇの理論的ヒドロキシル値と良好に一致する。
【００５１】
２５．０ｋｇの樹枝状ポリマー、８．４ｋｇの３６３ｍｇＫＯＨ／ｇの酸値を有する９個の炭素の脂肪酸および３．３ｋｇのキシレンを、正確な温度制御のできる加熱システム、機械的攪拌子、圧力ゲージ、真空ポンプ、水の共沸除去のためのディーン・スターク装置、冷却装置、窒素入口および受容器を備える反応器に入れた。混合物を、反応混合物を通る５００〜６００ｌ／ｈの窒素流で攪拌しながら室温から１７０℃まで加熱した。この温度で、全てのキシレンを還流し、生成し始めた反応水を共沸蒸留により除去した。反応を１７０℃でさらに１．５時間継続させ、その後、反応温度を１８０℃に上げた。反応温度を、５．７ｍｇＫＯＨ／ｇの酸値が得られるまでさらに２．５時間この温度で維持した。次いで、最終生成物から全てのキシレンを除去するために完全な真空を反応器に適用した。
【００５２】
得られた派生（ｄｅｒｉｖａｔｉｚｅｄ）樹枝状ポリマーは、以下の特性を有した。
【００５３】
最終酸値：６．２ｍｇＫＯＨ／ｇ
最終ヒドロキシル値：２９３ｍｇＫＯＨ／ｇ
ピーク分子量：４３５１ｇ／モル
Ｍｗ（ＳＥＣ）：４３４７ｇ／モル
Ｍｎ（ＳＥＣ）：１８８０ｇ／モル
ＰＤＩ（Ｍｗ／Ｍｎ）：２．３１
平均ヒドロキシル官能基：２２．７ＯＨ基／分子。
【００５４】
得られた特性は、１００％化学的変換で４６９９ｇ／モルの予測された理論的分子量および２４のＯＨ官能基に対応するであろう２８７ｍｇＫＯＨ／ｇの理論的ヒドロキシ値と良好に合致した。
【００５５】
例１〜４
例１〜４において、表１に示される配合に基づくイソシアネート系発泡体を上記参照される一般的手順を用いて製造した。それらの例において、７重量％（例１および３）および１１重量％（例２および４）の樹脂のコポリマーポリオール濃度を有し、３１ｋｇ／ｍ３ の近似的発泡体心材密度をもたらす３．８０％の％Ｈ２ Ｏ濃度を有するイソシアネート系発泡体を調製した。それぞれのレベルのコポリマーポリオール濃度について、樹枝状高分子濃度を、２重量％の樹脂（例１および２）から５重量％の樹脂（例３および４）まで増加させた。
【００５６】
それぞれの発泡体について、表１の中ではまた密度およびＡＳＴＭ　Ｄ３５７４にしたがって測定された５０％撓みでの押し込み力撓み（ＩＦＤ）も報告されている。示されているように、イソシアネート系ポリマーマトリックスへの樹枝状高分子の導入は、７％コポリマーを含む発泡体（例１および３）について７０Ｎ硬度増加および１１％コポリマーポリオールを含む発泡体（例２および４）について１００Ｎ硬度増加をもたらす。
【００５７】
この分析により、ニュートン／樹脂ブレンド中の重量％樹枝状高分子の単位を有する「負荷効率」は、それぞれの発泡体について報告され得るものであり、それは、イソシアネート系発泡体マトリックス中に硬さを発生させる樹枝状高分子の能力を表す。本発明についての本明細書全体で用いられる「負荷効率」という用語は、基剤すなわち基準樹脂混合物（すなわち、典型的には、イソシアネートを除く発泡性組成物中の全ての成分を含む）に加えられる樹枝状高分子の重量％当たりの発泡体の硬度増加のニュートン数として定義される。本明細書全体で用いられる「負荷効率」という用語は、このパラグラフで記載される意味を有することが意図される。
【００５８】
例１および３については、樹枝状高分子の負荷効率は、２３．７８ニュートン／樹脂混合物中の重量％樹枝状高分子であると定量され、一方、例２および４については、負荷効率は、３３．４２ニュートン／樹脂混合物中の重量％樹枝状高分子であると定量された。
【００５９】
例５〜８
例５〜８において、表２に示される配合に基づくイソシアネート系発泡体は、上記言及された一般的手順を用いて製造された。
【００６０】
それらの例において、３６ｋｇ／ｍ３ の近似的心材発泡体密度をもたらす３．２％の％Ｈ２ Ｏ濃度を有する例１〜４において用いられるもののようなコポリマーポリオール濃度を有するイソシアネート系発泡体を調製した。用いられたそれぞれのコポリマーポリオールレベルについて、樹枝状高分子濃度は、２重量％から５重量％の樹脂に増加した。
【００６１】
物理的特性試験の結果が表２において報告されている。それらの例において示されているように、イソシアネート系ポリマーマトリックスへの樹枝状高分子の導入は、７％コポリマーポリオールを含む発泡体について６１ニュートン／樹脂混合物中の重量％樹枝状高分子の硬度増加をもたらし、１１％コポリマーポリオールを含む発泡体について７２ニュートン／樹脂混合物中の重量％樹枝状高分子の硬度増加をもたらす。例５および７について得られる負荷効率は、２０．４ニュートン／樹脂混合物中の重量％樹枝状高分子であると定量され、一方、例６および８については、負荷効率は、２３．９ニュートン／樹脂混合物中の重量％樹枝状高分子であると定量された。
【００６２】
例９〜１１
例９〜１１において、表３において示される配合に基づいてイソシアネート系発泡体を上記言及された一般的手順を用いて製造した。
【００６３】
それらの例において、イソシアネート系発泡体をコポリマーポリオールの不在下で調製した。イソシアネート系発泡体を、３１ｋｇ／ｍ３ の近似的発泡体心材密度をもたらす３．８％の％Ｈ２ Ｏ濃度で製剤した。樹枝状高分子のレベルは、樹脂中の６．６８重量％から１３．３５重量％に変化した。
【００６４】
物理的特性試験の結果は、表３において報告されている。示されているように、樹枝状高分子の導入は、１８１ニュートンの発泡体硬度増加をもたらす。負荷効率を、それぞれの例について、樹脂中の％ＨＰＢ（Ｘ軸）対５０％ＩＦＤ（Ｙ軸）をプロットし、最適適合の線をプロットするためにシグマ・プロット（登録商標）を用いることにより計算した。得られる曲線の勾配を得て、この場合において、２７ニュートン／樹脂ブレンド中の重量％樹枝状高分子を負荷効率として報告した。
【００６５】
例１２〜１４
例１２〜１４において、表４において示される配合に基づいてイソシアネート系発泡体を上記言及された一般的手順を用いて製造した。
【００６６】
それらの例において、イソシアネート系発泡体をコポリマーポリオールの不在下で調製した。イソシアネート系発泡体を、３６ｋｇ／ｍ３ の近似的発泡体心材密度をもたらす３．２％の％Ｈ２ Ｏ濃度で配合した。樹枝状高分子のレベルは、樹脂中で６．７２重量％から１３．４３重量％で変化した。
【００６７】
物理特性試験の結果を表４に報告している。示されるように、樹枝状高分子の導入は、２０２．５ニュートンの発泡体硬度増加をもたらす。負荷効率は、例９〜１１において記載されるのと同じ方法で得られ、３０．１８ニュートン／樹脂ブレンド中の重量％樹枝状高分子であることが見出された。
【００６８】
例１５〜１６
例１５および１６において、表５において示される配合に基づくイソシアネート系発泡体を、上記言及された一般的手順を用いて製造した。
【００６９】
それらの例においては、イソシアネート系発泡体を樹枝状高分子の不在下で調製し、発泡体硬度が増加する方法としてコポリマーポリオールのみを用いた。したがって、例１５および１６は、比較目的のみのために提供され、本発明の範囲外にあることが理解されるであろう。イソシアネート系発泡体を、３１ｋｇ／ｍ３ の近似的発泡体心材密度をもたらす３．８％の％Ｈ２ Ｏ濃度で配合した。コポリマーポリオールのレベルは、樹脂中で２６重量％から８重量％で変化した。
【００７０】
物理特性試験の結果を表４に報告した。示されるように、コポリマーポリオールの導入は、１９２．１ニュートンの発泡体硬度増加をもたらす。得られる負荷効率は、１０．６９ニュートン／樹脂ブレンド中の重量％樹枝状高分子である。明らかに、これは、有意に、例１〜１４で製造された発泡体で達成された負荷効率未満である。
【００７１】
本発明は、例示の態様と例を参照して記述されてきたけれども、その記述は、発明を限定する意味で解釈されることを意図していない。したがって、例示の態様の様々な修正ならびに本発明の他の態様は、この記述を参照する際に当業者にとって明らかであろう。それゆえ、特許請求の範囲は、いずれのそのような修正または態様もカバーすると考えられる。
【００７２】
本明細書で参照される全ての刊行物、特許および特許出願は、それぞれの個々の刊行物、特許または特許出願が具体的に、そして個別にその全体が参照により組み込まれることが指示されているかのように、同じ程度にその全体が参照により組み込まれる。
【表１】
2004505140.tif 000002
【００７３】
【表２】
2004505140.tif 000003
【００７４】
【表３】
2004505140.tif 000004
【００７５】
【表４】
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【００７６】
【表５】
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【００７７】
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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