(57)【要約】  熱硬化性マトリクスを形成することができる１種類以上の成分、並びに水のような少なくとも１種類の化学的発泡剤、及びＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ（好ましくはＥ−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ）、及びＨＦＯ−１４４７ｆｚの少なくとも１つを含む少なくとも１種類の物理的発泡剤を含む発泡剤を含む熱硬化性組成物を用いて軟質フォームを形成する、軟質連続気泡フォームを形成するための方法及び組成物を開示する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（ｉ）熱硬化性マトリクスを形成することができる１種類以上の成分；並びに、（ｉｉ）少なくとも１種類の化学的発泡剤、及びＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを含む少なくとも１種類の物理的発泡剤を含む、マトリクス内に連続気泡を形成するための発泡剤；を含む、連続気泡軟質フォームを形成することができる発泡性の熱硬化性組成物を与え；そして
（ｂ）かかる発泡性組成物から、熱硬化性ポリマーを含むマトリクス、及びマトリクス内の複数の連続気泡を含み、約４ポンド／立方フィート以下の密度を有する軟質フォームを形成する；
ことを含む、軟質の連続気泡フォームを形成する方法。
【請求項２】
（ａ）（ｉ）少なくとも１種類のＭＤＩ；（ｉｉ）少なくとも１種類のポリオール；（ｉｉｉ）触媒；及び（ｉｖ）約７０〜約９９モル％の水及び約１〜約３０モル％のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを含む共発泡剤を含む、フォーム内に連続気泡を形成するための発泡剤；を含む、連続気泡軟質ポリウレタンフォームを形成することができる発泡性組成物を与え；そして
（ｂ）かかる発泡性組成物を、（ｉ）約４ポンド／立方フィート以下で、同じ方法を用いるがかかる共発泡剤を用いないで製造されるフォームの密度よりも少なくとも約８相対％低い密度；（ｉｉ）約１５以下の圧縮永久歪み；（ｉｉｉ）約２〜約３の快適値；を有する軟質連続気泡ポリウレタンフォームに成形する；
ことを含む、軟質の連続気泡フォームを自動車シートクッションの形状に成形する方法。
【請求項３】
（ａ）連続気泡を有する熱硬化性マトリクスを形成することができる１種類以上の成分；並びに（ｂ）約８０モル％〜約９７モル％の水及び約３モル％〜約２０モル％のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを含む共発泡剤を含む、マトリクス内に連続気泡を形成するための発泡剤；を含む発泡性組成物。
【請求項４】
８０モル％〜約９７モル％の水、及び約３モル％〜約２０モル％の共発泡剤から実質的に構成され、共発泡はモル基準で主要割合のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを含む発泡剤組成物。
【請求項５】
（ａ）（ｉ）熱硬化性マトリクスを形成することができる１種類以上の成分；及び（ｉｉ）水を含み、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを含む、マトリクス内に連続気泡を形成するための発泡剤；を含む、連続気泡軟質フォームを形成することができる発泡性の熱硬化性組成物を与え；そして
（ｂ）かかる発泡性組成物から、熱硬化性ポリマーを含むマトリクス、及びマトリクス内の複数の連続気泡を含み、約２．６ポンド／立方フィート以下の密度を有する軟質フォームを形成する；
ことを含む、軟質連続気泡フォームを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１４年９月１９日出願の米国仮出願６２／０５３，０６０（その全ての内容を参照として本明細書中に包含する）に対する優先権を主張する。
本発明は、改良された連続気泡の軟質熱硬化性フォーム、並びにかかるフォームを形成するための組成物及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最も通常的な熱硬化性軟質フォームの１つはポリウレタンフォームである。かかるフォームは、通常は、ポリイソシアネートを、発泡剤及び他の随意的な成分の存在下でポリオールのような活性水素含有化合物と反応させることによって製造される。
【０００３】
フォームを製造する２つの主要な反応を促進するために触媒が用いられる。１つの反応は、主として、ヒドロキシル含有分子をイソシアネート含有分子と反応させてウレタン結合を形成する連鎖延長イソシアネート−ヒドロキシル反応又はゲル化反応である。この反応の進行によって混合物の粘度が増加し、一般に多官能性ポリオール（即ち２より高い見かけの官能基数を有するポリオール）との架橋の形成が起こる。第２の主要な反応は、反応生成物として二酸化炭素を形成するイソシアネート−水反応を含む。かくして生成したＣＯ２は、フォームを「発泡させる」か、又はフォームの「発泡」を支援する。この反応による二酸化炭素のin-situ生成は、連続気泡軟質フォームなどの多くの軟質ポリウレタンフォームの製造において重要な役割を果たす。従来、このようなフォームはしばしば「水発泡」軟質ポリウレタンフォームと呼ばれている。
【０００４】
かかるフォームにおける発泡剤の主要供給源として水を用いることは通常的であり、しばしば適切であるが、かかる水発泡軟質フォームには問題及び／又は欠陥が付随する可能性がある。例えば、かかるフォームの密度を減少させる（これは多くの用途において非常に望ましい結果である）ためには、発泡剤の量を増加させることによってフォーム密度の減少を達成することが可能であるかもしれないことが一般的に知られている。水発泡フォームに関しては、発泡組成物中の更なる水は一般により多いＣＯ２をもたらし、したがって発泡剤の量が増加するので、発泡性混合物中の水の量を増加させることはフォーム密度を減少させるための通常的なアプローチである。しかしながら、二酸化炭素発泡剤を生成するイソシアネート−水反応（即ち水反応）は発熱性である。その結果、更なる水を用いて更なるＣＯ２発泡剤を生成させることは、その結果として発泡反応において生成する熱を増加させる。多くの場合において、この更なる熱は、発泡プロセス及び／又は製造されるフォーム生成物にとって重大な問題を引き起こす可能性がある。軟質フォームに関する所期の用途のタイプ、及びフォームを形成するために用いられるプロセスのタイプに関連して、これらの潜在的な欠点を理解することができる。その結果、水レベルを増加させる可能性に関しては、概して約３．８％までの限界値が観察され、このレベルより高いと、フォームが硬質になる傾向を有し、ざらざらした感触を有して劣った圧縮永久歪みをもたらすなどの問題が発生することが知られている。
【０００５】
軟質の連続気泡ポリウレタンフォームは種々の製品における用途を有しており、最終用途に応じて、特定の用途及び所望の物理特性に適合させるように調整して製造することができる。ポリウレタン産業は、軟質フォーム製品の２つの概して別個のカテゴリー：高反発弾性フォーム、及び従来の低反発弾性フォーム：を認識するに至った。高反発弾性（ＨＲ）フォームは、家具用クッション、マットレス、自動車用クッション、及びパッドのために広く用いられており、フォームを必要とする数多くの他の用途は上記に記載のものと同様の性質を有する。従来のフォームもこれらの用途において用いられており、カーペット裏打ち材及び包装材料の領域において更なる用途が見出されている。
【０００６】
ＨＲフォームの１つの特定のタイプは、軟質で粘弾性のポリウレタンフォーム（「デッド」フォーム、「スローリカバリー」フォーム、又は「高減衰」フォームとしても知られる）である。このタイプのフォームは、圧縮からのゆっくりとした漸次の回復によって特徴付けられる。粘弾性フォームの物理特性の殆どは従来のフォームのものと類似しているが、粘弾性フォームの反発弾性は非常に低く、一般に約１５％未満である。粘弾性フォームのために好適な用途は、その形状順応性、エネルギー減衰性、及び音響減衰性を利用する。例えば、このフォームは、マットレスにおいて圧点を減少させるために、運動用パッド又はヘルメットにおいて衝撃吸収材として、及び自動車内装において防音のために用いることができる。
【０００７】
粘弾性フォームを製造するために種々の合成方法が用いられている。配合会社は、１種類又は複数のポリオール、ポリイソシアネート、界面活性剤、発泡触媒、充填剤（例えば、米国特許４，３６７，２５９（参照として本明細書中に包含する）を参照）、又は他の成分の量及びタイプを修正して、低い反発弾性、良好な柔軟性、及び適切な加工特性を有するフォームに到達している。しかしながらあまりにも頻繁に、これらの配合物を加工するための方法は望ましくなく範囲が狭い。他の粘弾性フォームの配合及び加工方法は、ＵＳ−６３９１９３５、ＵＳ−６５８６４８５、ＵＳ−６７３４２２０、及びＵＳ−２００５０２１０５９５（これらのそれぞれを参照として本明細書中に包含する）において開示されている。
【０００８】
商業的には、水発泡軟質ポリウレタンフォームは、モールド成形及びフリーライズ（スラブフォーム）プロセスの両方によって製造されている。従来のフォームは、最も頻繁にはフリーライズプロセスを用いて製造されている。ＨＲフォームはしばしば密閉金型を用いて製造される。スラブフォームは、一般にフリーライズプロセスによって大きなバン(bun)で多かれ少なかれ連続的に製造され、これを硬化させた後に有用な形状に切り出すか又は他の形態で成形される。例えば、カーペットの裏打ち材は、ポリウレタンフォームの大きなバンから切り出される。通常は、実質的にバッチ式のプロセスであるモールド成形を用いて、物品を実質的にその最終的な寸法で製造する。自動車用シート及び幾つかの家具用クッションは、モールド成形プロセスを用いる例である。フリーライズプロセスを用いて製造されるスラブフォームのバンは、モールドフォームよりも遙かに大きい傾向がある。モールドフォームの物体は通常は体積が約１０立方フィート未満であるのに対して、スラブフォームのバンは体積が５０立方フィート未満であることはめったにない。
【０００９】
それぞれのプロセスはその有利性及び欠点を有しており、密度の減少を達成するために水含量を増加させることの影響はそれぞれにおいて相違する可能性がある。しかしながら、密度の減少が硬さの実質的な増加に関係している場合には、これは一般的に許容できないと考えられている。これは、より低い密度は一般に望ましいが、この結果を達成するために用いる手段が最終フォームの硬さの増加を生起する場合には、このフォームは許容できないか、又は少なくともより低い品質／より低い価値のものであると考えられるためである。これは、硬さは、主としてシートクッション、マットレス、ソファークッション、カーペット裏打ち材などとして用いるためのかかるフォームの所期の目的に反するからである。
【００１０】
一般に、連続気泡の軟質フォームの密度を向上（即ち低下）させるために水を用いることは、硬さの許容できない増加のような他の問題をフォームに引き起こす傾向があるので、特定の点を超えると実行可能なオプションではない。更に、更なる水を用いて減少した密度を有するフォームを発泡させることによってフォームの過熱が引き起こされる可能性があり、特にスラブフォームの場合には大きな体積のフォームが製造されるので、火災の危険性が大きく増加する。モールドフォームを製造する場合には、小さい体積の物品が製造され、このためにそれらの迅速な冷却が容易であるので、火災の危険性は減少する。しかしながら、いずれの場合においても、増加した水を用いることは、フォームの分離、即ちフォームの表面及び内部のいずれか又は両方の中における相当に大きい開口又は空洞部のような他の問題を引き起こす可能性がある。
【００１１】
軟質フォームの形成において、水に加えて他の不活性発泡剤を用いることができることが示唆されている。例えば米国特許７，２６８，１７０を参照。‘１７０特許においては、かかる他の発泡剤として、ハロゲン化炭化水素、液体二酸化炭素、例えばペンタンのような低沸点溶剤、及び他の公知の発泡剤を挙げることができることが開示されている。しかしながら、可能な発泡剤のこの大きな群の中から注意深く選択したものを水と共に用いて、許容できるレベルのＩＦＤ２５％、ＩＦＤ６５％、引張り強さ及び伸び、圧縮永久歪みのような他の重要なフォーム特性の１以上、好ましくはこれらの全部を維持しながらフォーム密度の減少を達成することができることは示されていない。本出願人らは、下記において説明するように、発泡剤として水と組み合わせて用いるための幾つかのハロゲン化炭化水素を注意深く選択することによって、これ及び／又は他の有利な非常に望ましく予期しなかった結果を達成することができることを見出した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，３６７，２５９号明細書
【特許文献２】米国特許第６３９１９３５号明細書
【特許文献３】米国特許第６５８６４８５号明細書
【特許文献４】米国特許第６７３４２２０号明細書
【特許文献５】米国特許出願第２００５／０２１０５９５号明細書
【特許文献６】米国特許第７，２６８，１７０号明細書
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、新規な連続気泡の軟質熱硬化性フォーム、かかるフォームを形成するための組成物及び方法、並びにかかるフォームから形成される物品に関する。本発明は、フォームの加工及び得られるフォームの特性の点でいくつかの予期しなかった有利性を有する発泡性組成物を形成するために、水発泡剤、並びに特定のＨＦＣ、ＨＦＯ、及び／又はＨＦＣＯ化合物を包含する特定の有機不活性共発泡剤を含む発泡性組成物を使用することを含む。発泡剤の関連で用いる「不活性」という用語は、発泡剤が、主として、そして好ましくは実質的に完全に（化学的発泡剤と対比して）物理的発泡剤として作用することを意味する。
【００１４】
幾つかの非常に好ましい態様においては、本発明は、（ａ）（ｉ）熱硬化性マトリクス、好ましくはポリウレタンマトリクスを形成することができる１種類以上の成分；及び（ｉｉ）少なくとも７５重量％、より好ましくは少なくとも約８５％の、水と、トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＣＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ））、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（３６５ｍｆｃ）、及び少なくとも約８０％のＨＦＣ−３６５ｍｆｃ及び１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（２２７ｅａ）から実質的に構成されるブレンド、式Ｉの少なくとも１種類の化合物（１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２-ブテン（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ）を包含する）、並びにこれらの任意の２以上の組合せからなる群から選択される共発泡剤の組合せを含み、幾つかの態様においてはこれらから実質的に構成され、幾つかの態様においてはこれらから構成される、かかるマトリクス中に連続気泡を形成するための発泡剤；を含む、連続気泡の軟質フォームを形成することができる発泡性の熱硬化性組成物を与え；そして（ｂ）かかる発泡性組成物から、熱硬化性ポリマーを含むマトリクス、及びマトリクス中の複数の連続気泡を含む軟質フォームを形成する；ことを含む、軟質の連続気泡フォームを形成する方法を提供する。
【００１５】
式Ｉの少なくとも１種類の化合物は、
ＣＦ３ＣＸ＝ＣＨＲａ    式Ｉ
（式中、ＸはＨ又はＦであり、Ｒａは、ＣＦ３ＣＦ２、ＣＦ３、又はＣｌである）
である。
【００１６】
幾つかの好ましい態様においては、式Ｉの化合物は、（ｉ）ＸがＦである場合には、ＲａはＣｌであり；（ｉｉ）ＲａがＣＦ３ＣＦ２又はＣｌである場合には、式：ＣＦ３ＣＸ＝ＣＨＲａの化合物はＥ構造異性体であり；そして（ｉｉｉ）ＲａがＣＦ３である場合には、式：ＣＦ３ＣＸ＝ＣＨＲａの化合物はＺ構造異性体である化合物から選択される。
【００１７】
１つの好ましい態様においては、式Ｉの化合物は、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２-ブテン（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ）を含み、幾つかの態様においてはこれから実質的に構成され、又はこれから構成される。
【００１８】
他の好ましい態様においては、式Ｉの化合物は、１，１，１，４，４，５，５，５−オクタフルオロ−２−ペンテン（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ）、好ましくはＥ−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚを含み、幾つかの態様においてはこれから実質的に構成され、又はこれから構成される。
【００１９】
他の好ましい態様においては、式Ｉの化合物は、３，３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロ−１−ペンテン（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２、ＨＦＯ−１４４７ｆｚ）を含み、幾つかの態様においてはこれから実質的に構成され、又はこれから構成される。
【００２０】
幾つかの好ましい態様においては、１種類又は複数の共発泡剤に対する水の相対量は、かかる方法によって（１）同じであるが共発泡剤を存在させない方法と比べてフリーライズ密度の実質的な密度減少を有するフォームが生成し；及び／又は（２）かかる提供工程において、特に及び好ましくはモールド成形軟質フォームを形成する方法において、同じであるが共発泡剤を存在させない方法と比べて実質的に減少した量の発泡性組成物を用いるのに有効なものである。非常に好ましい態様においては、実質的な密度の減少及び／又は発泡性組成物の減少は、実質的に許容しうる値の以下の特性：
（ａ）ＩＦＤ２５％；
（ｂ）ＩＦＤ６５％；
（ｃ）快適さファクター；
（ｄ）圧縮永久歪み；
（ｅ）反発弾性；
の１以上、好ましくはこれらの特性の少なくとも任意の２つ、より好ましくはこれらの特性の任意の３つを与えながら達成される。
【００２１】
本明細書において用いる「実質的な密度の減少」という用語は、共発泡剤を用いないで製造される同じフォームの密度と比べて少なくとも５％の密度の減少を意味する。
本明細書において用いる「実質的に減少した量の発泡性組成物」という用語は、かかる共発泡剤を存在させないで物品を形成するのに必要な発泡性組成物の量と比べて少なくとも約５％少ない発泡性組成物を意味する。
【００２２】
本発明を用いて多くのタイプ及び種類の軟質の連続気泡フォームにおいて利益を得ることができると意図される。しかしながら、本発明によるフォームは、約８ポンド／立方フィート（以下「ＰＣＦ」）未満、より好ましくは約７ＰＣＦ未満、幾つかの好ましい態様においては約６ＰＣＦ未満の密度を有することが一般に好ましい。粘弾性フォームを伴う態様に関しては、フォームの密度は、好ましくは約７ポンド／立方フィート未満、より好ましくは約６ＰＣＦ未満、幾つかの好ましい態様においては約３ＰＣＦ〜約７ＰＣＦの範囲、より好ましくは幾つかの態様においては約４ＰＣＦ〜約６ＰＣＦの範囲である。
【００２３】
特にＨＲフォームなどの幾つかの態様においては、フォームの密度は、約４．５ＰＣＦ以下（特にＭＤＩベースのフォーム、更により特にはモールド成形のＭＤＩベースのフォームなどに関する）、より好ましくは約３ＰＣＦ以下、幾つかの態様においては更により好ましくは２．５ＰＣＦ以下（特にＭＤＩベースのフォーム、更により特にはモールド成形のＭＤＩベースのフォームなどに関する）である。従来技術の方法によってかかる密度の減少を達成することが困難なことは、少なくとも部分的に、ＴＤＩにおけるものと比べたＭＤＩにおける硬質セグメントポリマードメインの大きな寸法に起因し、またポンドベースでのＭＤＩのより低いＮＣＯのためでもあると考えられる。
【００２４】
幾つかの好ましい態様においては、本方法は、少なくとも約５相対％、より好ましくは幾つかの態様においては少なくとも約８相対％、より好ましくは幾つかの態様においては少なくとも約１０相対％、更により好ましくは幾つかの態様においては少なくとも約１２相対％減少したフリーライズ密度の減少を達成する。前のセンテンスにおいて記載されている好ましい態様のそれぞれなどの幾つかの非常に好ましい態様においては、約１５相対％までの量のフリーライズ密度の減少が達成される。本明細書において用いる「フリーライズ密度の減少」という用語は、同じ方法を用いるがかかる共発泡剤を用いないで製造されるフリーライズフォームの密度と比較した、本明細書の実施例１において記載するタイプのフリーライズにおいて測定される、本方法及び／又は組成物にしたがって製造されるフォームの密度を意味する。
【００２５】
好ましい態様、特に粘弾性フォームに関する態様においては、低い反発弾性、即ち標準ボールリバウンド試験（ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４-９５試験Ｈ）において測定して１５％未満の反発弾性を有する粘弾性フォームも達成しながら、好ましい密度の減少が達成され；より好ましくは幾つかの態様においてはフォームは１０％未満の反発弾性を有し；更により好ましくは幾つかの態様においてはフォームは５％未満の反発弾性を有する。更に、好ましい粘弾性フォームは、好ましくは約２２ポンド（約１００ニュートン（Ｎ））未満の２５％ＩＦＤ（２５％圧縮時における押込力撓み：ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｂ１）の値によって示される高い程度の柔軟性を有する。好ましいフォームはまた、低い圧縮永久歪みも有する。例えば、好ましいフォームは、約１５％未満、より好ましくは約１０％未満、更により好ましくは約５％未満の９０％圧縮永久歪み値（Ｃｔ：ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｄ：７０℃及び周囲湿度）を示す。
【００２６】
幾つかの好ましい態様、特に粘弾性フォームに関する態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、９０％圧縮永久歪み値：Ｃｔ（ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｄ）を約２０相対％より多く、より好ましくは約１０相対％以下減少させることなく達成される。幾つかの好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、標準ボールリバウンド試験（ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４−９５試験Ｈ）において測定される反発弾性を、約２０相対％より多く、より好ましくは約１０相対％以下増加させることなく達成される。
【００２７】
幾つかの好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｅによって測定される伸びを、約２５相対％、より好ましくは２０相対％より多く、更により好ましくは約１０相対％以下減少させることなく達成される。幾つかの好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、快適さファクターを約２０相対％より多く、より好ましくは約１０相対％以下低下させることなく達成される。
【００２８】
幾つかの好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｂ１によって測定される２５％における押込力撓み（ＩＦＤ）を、２５相対％、より好ましくは２０相対％より多く、更により好ましくは１０相対％より多く変化させることなく達成される。幾つかの好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、ＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｂ１によって測定される６５％における押込力撓み（ＩＦＤ）を、２５相対％、より好ましくは２０相対％より多く、更により好ましくは１０相対％より多く変化させることなく達成される。
【００２９】
幾つかの好ましい態様においては、特に粘弾性フォームに関しては、好ましい密度の減少のそれぞれは、高反発弾性ＨＲフォームに関して約１．２５〜２．８の快適さファクター（「ＣＦ」、時には快適さ値（ＣＶ）とも呼ばれる）をフォームにおいて達成しながら達成される。幾つかの態様においては、ＣＶは約２〜約４、より好ましくは約２〜約３、更により好ましくは約２．２〜約２．８である。本明細書において用いる快適さファクター及びＣＦという用語は、２５％におけるＩＦＤに対する６５％におけるＩＦＤの比を意味する。ＣＦは、柔軟であるが同時に支持することができるフォームの好ましいバランスを表すと考えられている点で、例えば自動車用シートクッション製造のような幾つかの用途において重要な特性指標である。
【００３０】
幾つかの好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、１５％以下、より好ましくは１２％以下のＡＳＴＭ−Ｄ３５７４試験Ｄによって測定される７０℃及び周囲相対湿度における５０％圧縮永久歪み（本明細書において他に示さない限りにおいて、時には簡単に圧縮永久歪みと呼び、「一定変形圧縮永久歪み」としても知られる）を有するフォームを達成しながら達成される。５０℃、９５％ＲＨにおける湿潤圧縮永久歪みは、１２％未満、より好ましくは１０％未満であることが好ましい。
【００３１】
幾つかの非常に好ましい態様においては、好ましい密度の減少のそれぞれは、本明細書において言及する好ましい値の次のフォーム特性：２５％におけるＩＦＤ；６５％におけるＩＦＤ；伸び；圧縮永久歪み；及び快適さファクター；の少なくとも２つ、より好ましくは少なくとも３つ、幾つかの好ましい態様においては好ましくは全部を同時に達成しながら達成される。
【００３２】
幾つかの非常に好ましい態様、特にスラブフォーム、更により好ましくはＴＤＩベース又はＴＤＩ／ＭＤＩベースのスラブフォームを伴うものにおいては、好ましい密度の減少のそれぞれは、好ましくは幾つかの態様においては少なくとも約１０、好ましくは約１０〜約２０相対％のフォームを製造するプロセスに付随する発熱の減少を同時に達成しながら達成される。
【００３３】
本発明はまた幾つかの態様においては、（ａ）熱硬化性マトリクス、好ましくはポリウレタンマトリクスを形成することができる１種類以上の成分；及び（ｂ）水と、トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＣＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ））、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（３６５ｍｆｃ）、少なくとも約８０％のＨＦＣ−３６５ｍｆｃ及び１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（２２７ｅａ）から実質的に構成されるブレンド、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ（好ましくはＥ−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ）、及びＨＦＯ−１４４７ｆｚから選択される少なくとも１つを含む式Ｉの化合物、並びにこれらの任意の２以上の組合せからなる群から選択される共発泡剤を含み、幾つかの態様においてはこれらから実質的に構成される、かかるマトリクス中に連続気泡を形成するための発泡剤；を含む発泡性組成物も提供する。
【００３４】
本発明はまた幾つかの態様においては、水と、トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＣＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ））、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（３６５ｍｆｃ）、少なくとも約８０％のＨＦＣ−３６５ｍｆｃ及び１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（２２７ｅａ）から実質的に構成されるブレンド、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ（好ましくはＥ−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ）、及びＨＦＯ−１４４７ｆｚから選択される少なくとも１つを含む式Ｉの化合物、並びにこれらの任意の２以上の組合せからなる群から選択される共発泡剤を含み、幾つかの態様においてはこれらから実質的に構成される、軟質の連続気泡熱硬化性フォーム、好ましくはポリウレタンフォームを形成するのに用いるための発泡剤組成物も提供する。
【００３５】
本発明にしたがって達成することができる１つの有利性は、望ましい物理特性、幾つかの態様においては従来の方法及び組成物にしたがって製造されるフォームとほぼ同等に良好であるか又はそれよりも良好である１以上の特性（上記に示す特性を含む）を有し、同時に従来の方法及び組成物と比べて少なくとも約５％、より好ましくは少なくとも約１０％、幾つかの態様においては約１２％の原材料（例えばポリウレタン）の使用量における実質的な有利性を達成する、低密度の連続気泡ポリウレタンフォームを形成する能力である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
概して、本発明は、スラブストック法及びスラブストック法に関して用いるための発泡性組成物、或いは軟質ポリウレタンフォームを形成し、更により好ましくは幾つかの態様においては軟質の連続気泡フォームをコールドキュアモールド成形するモールド成形法、及びモールド成形法に関して用いるための発泡性組成物のいずれかに関して用いるように適合させることができる。好ましくは、本発明のフォームはポリウレタンフォームである。本明細書において用いる「ポリウレタンフォーム」という用語は、概してポリイソシアネートを、発泡剤の存在下で１種類以上のイソシアネート反応性水素含有化合物と反応させることによって得られるセルラー生成物を指し、特に、反応性又は化学的発泡剤として水を用いて（尿素結合及び二酸化炭素を生成する水とイソシアネート基との反応を伴って）得られるセルラー生成物がを包含する。「ポリウレタン発泡性組成物」という用語は、ポリウレタンフォームに成形することができる組成物を指す。
【００３７】
本明細書において用いる「軟質ポリウレタンフォーム」という用語は、相当割合の連続気泡を有し、更により好ましくは連続気泡から実質的に構成され、変形した後に実質的な形状回復を示すセルラー生成物を指す。
【００３８】
好ましいポリウレタンフォームは、芳香族ポリイソシアネート成分と、好ましくは１種類以上のヒドロキシル官能性材料、例えば好ましくはポリオキシアルキレンポリエーテルポリオールを含むイソシアネート反応性成分との反応生成物を含む。一般に、反応混合物は好ましくは、１種類以上の触媒、１種類以上の界面活性剤、及び発泡剤成分を含む。
【００３９】
発泡性組成物：
スラブストック法及びモールド成形法の両方に関して、好ましい発泡性組成物及びフォームはポリウレタンベースであり、一般に次の成分：
（Ａ）１種類以上のポリイソシアネート；
（Ｂ）１種類以上のイソシアネート反応性水素含有化合物；
（Ｃ）発泡剤；
（Ｄ）触媒；
（Ｅ）界面活性剤；
（Ｆ）フォーム変性剤；
（Ｇ）他の添加剤；
を含む。
【００４０】
一般に、当業者であれば、本明細書に含まれる教示事項を考慮して、本発明の有利なフォーム、発泡性組成物、及び方法を達成するためにこれらの成分のそれぞれのタイプ及び量を選択及び調節することができ、全てのかかる選択及び調節は本発明の広い範囲内であると意図される。本発明の好ましい形態によれば、下記に記載する材料及び量は幾つかの有利性を有する。
【００４１】
Ａ．イソシアネート：
当業者であれば、発泡性組成物をスラブストック法又はモールド成形法のいずれにおいて用いるか、並びに関係する方法の特定の要件、及び形成するフォームに関して期待される最終用途などの多くのファクターに応じて、イソシアネートのタイプ及び量を広く変化させることができることを認識する。
【００４２】
一般的に多くのタイプのイソシアネートを使用するように適合させることができるが、好ましい組成物は、好ましくはＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）、ポリマーＭＤＩとＴＤＩの混合物、及びこれらの変成体、並びにこれらの組合せをベースとする成分などの１種類以上の芳香族ポリイソシアネート成分を含むと意図される。
【００４３】
「ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート」及び「ＭＤＩ」という用語は、本発明においては、ジフェニルメタンジイソシアネート異性体、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、及び、少なくとも２つのイソシアネート基を有し、カルボジイミド基、ウレトンイミン基、イソシアヌレート基、ウレタン基、アロファネート基、尿素基、又はビウレット基を含むこれらの誘導体から選択されるポリイソシアネートを指すように用いられる。これらは、例えばアニリンをホルムアルデヒドと縮合し、次にホスゲン化することによって得ることができ、このプロセスは粗ＭＤＩと呼ばれるものを生成し、かかる粗ＭＤＩを分別することによって、このプロセスは純ＭＤＩ及びポリマーＭＤＩを生成し、粗ＭＤＩ、純ＭＤＩ、又はポリマーＭＤＩを自己縮合させることによるか、或いは過剰の粗ＭＤＩ、純ＭＤＩ、又はポリマーＭＤＩをポリオール又はポリアミンと反応させることによって、このプロセスはカルボジイミド、ウレトンイミン、イソシアヌレート、ウレタン、アロファネート、尿素、又はビウレット基を含む変性ＭＤＩを生成する。本発明にしたがって用いるように適合させることができるＭＤＩの例は、米国特許５，３９９，５９４（参照として本明細書中に包含する）に与えられている。
【００４４】
幾つかの態様においては、イソシアネートとして、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ），４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、Ｈ１２ＭＤＩ（水素化ＭＤＩ）を挙げることができると意図される。
【００４５】
「ＴＤＩ」という用語は、本発明においては概してトルエンジイソシアネートを指すように用いられ、２，４−トルエンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、Ｈ６ＴＤＩ（水素化ＴＤＩ）、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されないと意図される。
また、概してイソシアネート、特にＭＤＩ及びＴＤＩ成分には、かかるイソシアネート化合物を下記に記載するものなどの１種類以上のポリオール化合物と予備反応／反応させることによって得られるウレタンプレポリマーとして知られる材料を含めることができるとも意図される。
【００４６】
ＭＤＩ成分又はＴＤＩ成分の１以上に代えてか又はこれに加えて、１，４−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、及び１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、リシンジイソシアネート、及びノルボルネンジイソシアネートメチル（ＮＢＤＩ）のような脂肪族ポリイソシアネート；トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、Ｈ６ＸＤＩ（水素化ＸＤＩ）のような脂環式ポリイソシアネートなどの他のイソシアネートを用いることができる。
【００４７】
ここでも再び、含ませる種々のイソシアネート成分のタイプ及び量は、本明細書に含まれる教示事項を考慮して当業者によって決定することができる。
【００４８】
本発明による発泡性組成物の他の成分に対するイソシアネートの量は本発明の範囲内で広く変化させることができ、全てのかかる相対量は本発明の広い範囲内であることも意図される。しかしながら一般に、イソシアネートの量は、約７５〜約１１５、より好ましくは約８０〜約１１０、更により好ましくは約８５〜約１０５のインデックスが得られるように、１種類以上のイソシアネート反応性水素含有化合物の量に対して選択することが好ましい。「インデックス」という用語は、フォーム中におけるＯＨ、水、及び他のイソシアネート反応性基に対するＮＣＯ（イソシアネート）基の比を示す略語として当業者によって用いられている。例えば、８５のインデックスは０．８５の比を示し、一方、１０５のインデックスは１．０５の比を示す。
【００４９】
好ましい態様においては、イソシアネートは本発明の範囲内で広く変化させることができるＮＣＯの割合を有する。幾つかの好ましい態様においては、発泡性組成物中のイソシアネートのＮＣＯは約２０〜約３２％、より好ましくは約２５〜約３２であり、フォーム中のＮＣＯは１２〜約２９％である。
【００５０】
Ｂ．イソシアネート反応性水素含有化合物：
本明細書において用いる「イソシアネート反応性水素含有化合物」又は「イソシアネート反応性化合物」という用語は、ポリオール及びポリアミン並びにこれらの組合せを包含する。而して、「ポリウレタンフォーム」という用語はまた、ウレタン結合を尿素結合と共に含む生成物、及び更には実質的に尿素結合から構成され、ウレタン結合を僅かしか含まないか又は全く含まない生成物も包含するように意図される。イソシアネート反応性水素含有化合物は、好ましくは、１種類以上のヒドロキシル官能性材料、例えば好ましくはポリオキシアルキレンポリエーテルポリオールを含む。
【００５１】
ここでも再び、ポリオールなどのイソシアネート反応性水素含有化合物のタイプ及び量は、本明細書に含まれる教示事項を考慮して本発明に関して用いるために容易に選択することができると意図される。幾つかの好ましい態様においては、ポリオールを用い、好ましくはこれはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、又はポリオール連鎖延長剤から選択される。
【００５２】
非常に好ましい態様においては、イソシアネート反応性水素含有化合物は、１種類又は複数のポリエーテルポリオールを含み、より好ましくはこれを主要割合で含む。ポリエーテルポリオールの代表例は、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びポリテトラメチレングリコールのようなポリエーテルジオール；グリセロールトリオールのようなポリエーテルトリオール；脂肪族アミンテトラオール、及び芳香族アミンテトラオールのようなポリエーテルテトラオール及びペンタオール；スクロースオクタオールのようなポリエーテルオクタオール；並びにソルビトール、トリメチロールプロパン、及びペンタエリトリトールのような他のものである。勿論、これらの任意の２以上の任意の組合せを用いることができ、他のイソシアネート反応性水素含有化合物と組み合わせるか又は組み合わせないことができる。
【００５３】
好ましい態様においては、イソシアネート反応性成分は、ポリオール、更により好ましくは複数のポリオールのブレンドを含む。幾つかの好ましい態様においては、ポリオールは、ポリエーテルポリオール（例えばポリプロピレンオキシドとグリセロールを反応させることによって形成することができる）、更により好ましくは幾つかの態様においては約２，０００〜約１０，０００、好ましくは３０００〜８０００、最も好ましくは４５００〜７５００の分子量（ＭＷ）を有するポリエーテルポリオールを含む。官能価に関しては、ポリオール成分は約１〜約６、より好ましくは約２〜約５、更により好ましくは約２〜約４の官能価を有することが好ましい。
【００５４】
Ｃ．発泡剤：
本出願人らは、（ａ）少なくとも１種類の化学的発泡剤、好ましくは水；及び（ｂ）好ましくは、トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＣＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ））、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（３６５ｍｆｃ）、少なくとも約８０％のＨＦＣ−３６５ｍｆｃ及び１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（２２７ｅａ）から実質的に構成されるブレンド、式Ｉの少なくとも１種類の化合物（１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２-ブテン（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを包含する）、並びにこれらの任意の２以上の組合せからなる群から選択される少なくとも１種類の共発泡剤を含み、幾つかの態様においてはこれから実質的に構成される少なくとも１種類の物理的発泡剤；を含む発泡剤を、特に本発明の他の好ましい形態と組み合わせて用いることによって、予期しなかったことに非常に望ましい有利性を達成することができることを見出した。
【００５５】
一般に、発泡剤成分は、反応混合物（芳香族ポリイソシアネート成分及びイソシアネート反応性成分を含む）の全重量を基準として約０．５重量％〜約１０重量％、より好ましくは約１重量％〜約８重量％、更により好ましくは約１．３〜約４重量％の量で反応混合物中に存在することが好ましい。
【００５６】
幾つかの態様においては、発泡剤は、好ましくは、約５５モル％〜約９８モル％の好ましくは水から実質的に構成される化学的又は反応性発泡剤、及び約２モル％〜約４５モル％の物理的発泡剤を含む。好ましい態様においては、物理的発泡剤は、トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＣＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ））、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（３６５ｍｆｃ）、少なくとも約８０％のＨＦＣ−３６５ｍｆｃ及び１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（２２７ｅａ）から実質的に構成されるブレンド、並びにこれらの任意の２以上の組合せからなる群から選択される。幾つかの好ましい態様においては、化学的又は反応性発泡剤、好ましくは水は、全発泡剤成分を基準として約５５〜約９８モル％、より好ましくは約７０〜約９６モル％の量、更により好ましくは幾つかの態様においては約８０モル％〜約９５モル％の量で存在し、好ましくは本明細書に示す群から選択される物理的発泡剤は、全発泡剤成分を基準として約２モル％〜約５０モル％、より好ましくは２〜約３０モル％の量、更により好ましくは約３モル％〜約２０モル％の量で存在する。幾つかの態様においては、化学的又は反応性発泡剤、好ましくは水は、全発泡剤成分を基準として約８５モル％〜約９５モル％の量で存在し、好ましくは本明細書に示す群から選択される物理的発泡剤は、全発泡剤成分の約５モル％〜約１５モル％の量で存在する。
【００５７】
Ｄ．フォーム変性剤：
本出願人らは、予期しなかったことに、発泡性組成物中に１種類以上のフォーム変性剤を導入することによって、本発明にしたがって形成されるフォームの幾つかの物理特性を維持及び／又は向上させることができることを見出した。より具体的には、本出願人らは、幾つかの態様においては一定レベルの密度の減少が望ましく、これは本明細書に記載する発泡剤を用いることによって本発明にしたがって達成することができるが、１以上のフォーム特性が幾つかの用途に関して望ましくないか及び／又は許容できないように変性されることを見出した。かかる状況において悪影響を受ける可能性がある特性としては、（ａ）２５％におけるＩＦＤ；（ｂ）６５％におけるＩＦＤ；（ｃ）快適さファクター；（ｄ）圧縮永久歪み；及び（ｅ）反発弾性；が挙げられる。本出願人らは、本組成物中に幾つかの選択される化合物又は複数の化合物の組合せ（便宜上、本発明の「フォーム変性剤」と呼ぶが、これは限定の目的ではない）を含ませることによって、発泡プロセス中に組成物の他の成分と予期しなかった形態で相互作用させて、これらの特性の１以上、好ましくは少なくとも２つの向上をもたらすことができることを見出した。
【００５８】
本出願人らは、特定のジオール、トリオール、及びこれらの組合せは、本発明の好ましい形態にしたがって有効な強化剤として作用させることができることを見出した。ジオールを含む発泡変性剤に関しては、ジオールの分子量は、好ましくは約６０〜約２５０、より好ましくは約８５〜約１８０である。特に好ましい態様においては、ジオールは１，４−ブタンジオールである。トリオールを含む発泡変性剤に関しては、トリオールの分子量は、好ましくは約７０〜約５０００、より好ましくは約８０〜約２６５である。特に好ましい態様においては、トリオールは少なくとも第２級、より好ましくは第３級アミンを有する。非常に好ましい態様においては、トリオールは、グリセロール、トリイソプロパノールアミン、及び約２５０〜２７５、好ましくは約２６５の分子量を有するポリエーテルトリオールから選択される。好ましい態様においては、フォーム変性剤の量は、約０より多く約１％までの量で組成物中に存在する。
【００５９】
Ｅ．触媒：
好ましい態様においては、触媒は、ヒドロキシルを含む第３級アミン、第１級又は第２級アミンを含み、幾つかの態様においては大部分がこれから構成される。好ましくは、ＴＥＤＡ及びDabco BL-11のようなアミン触媒、更には、連続気泡軟質フォーム、更により好ましくは自動車用又は他の輸送用シートフォーム用に用いられているモールドフォームにおいて通常用いられている低放出性又は更には「非放出性」触媒を用いる。本発明にしたがって有用である可能性がある触媒の例は、Dabco NE300、NE600、NE310、Polycat 140、NE1070及びNE1190、Jeffcat ZF-10、トリエチレンジアミン、及び２−（２−ジメチルアミノエチルオキシ）−Ｎ，Ｎ−ジメチルエタナミン（Dabco Bl-11）である。触媒にはまた、幾つかの態様においては、軟質フォーム用途において少量用いることが知られている他の触媒材料、例えばスズ、亜鉛、及びビスマスをベースとするもののような硬質フォーム用に用いられる有機金属触媒も含ませることができる。
【００６０】
発泡方法：
（Ａ）モールド成形方法：
連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成する全ての公知の方法を本発明にしたがって用いるように適合させることができ、全てのかかる方法は本発明の広い範囲内であると意図される。一般に、本発明のモールド成形の形態は、好ましくはポリオール成分及びイソシアネート成分を混合して反応性混合物を形成することによって発泡性組成物を与え、発泡性組成物を、好ましくは加熱金型である金型中に導入し、金型を閉止する工程を含む。好ましい態様においては、約２秒間より多い時間、更により好ましくは約３秒間より多い時間、更により好ましくは約４秒間より多い時間で金型を実質的に充填するのに十分に反応性の発泡性組成物を用いる。幾つかの態様においては、金型を充填するのに必要な時間は、好ましい最小金型充填時間の１以上よりも長いが、約１５秒間未満、より好ましくは約１０秒間未満、更により好ましくは約８秒間未満である。
【００６１】
好ましい態様においては、金型は、少なくとも約１２０℃、更により好ましくは約１２０°Ｆ〜約１４０°Ｆの温度に加熱した加熱金型である。
【００６２】
好ましい態様においては、金型に導入する発泡性組成物の量は、約０％〜約２０％のオーバーパックを生成させるものである。本明細書において用いる０％オーバーパックという用語は、発泡性組成物のフリーライズ密度に基づくフォーム体積を充填するのに必要な発泡性組成物の理論量を金型中に導入することを意味する。他のオーバーパック値は、このように計算される０％オーバーパックを基準とする。
【００６３】
本出願人らは、幾つかの好ましい態様においては、少なくとも約５％、より好ましくは少なくとも約１０％、更により好ましくは少なくとも約１５％であるオーバーパックを用いることによってモールド成形工程を行うことにより、予期しない有利性を達成することができることを見出した。より詳しくは、本出願人らは、好ましくは約１０％より高く、より好ましくは約１２％より高く、更により好ましくは約１３％より高いオーバーパック値などの比較的高いオーバーパックを選択することによって、より低いオーバーパック値と比べて（フォームがＭＤＩベースであるか、ＴＤＩベースであるか、又はＭＤＩとＴＤＩの混合物であるかにかかわらず）フォームの圧縮永久歪みの実質的な減少をもたらすことができることを見出した。本出願人らは、幾つかの態様においては所望のフリーライズ密度の減少を達成するために好ましい共発泡剤を用いることによって、圧縮永久歪みの望ましくない増加、及び幾つかの場合においては許容できない増加がもたらされる可能性があるので、これは予期しなかった有利性であることを見出した。この結果は、本発明の好ましい態様においては１５％未満、より好ましくは１３％未満、非常に好ましい態様においては１０％未満である湿潤圧縮永久歪み（５０℃及び５０％の変形）に関して、特に予期しなかったものであり、有利である。
【００６４】
（Ｂ）スラブフォーム法：
好ましい態様によれば、本発明は、連続気泡の軟質スラブフォームを形成する方法を提供する。連続気泡の軟質ポリウレタンスラブフォームを形成する全ての公知の方法を本方法にしたがって用いるように適合させることができ、全てのかかる方法は本発明の広い範囲内であると意図される。一般、本発明のスラブフォーム法の幾つかの形態は、本発明による発泡性組成物をコンベヤ又は他の適当な基材上に供給し、所望の条件下で所望の時間フォームをライズさせる工程を含む。
【００６５】
本出願人らは、本発明の１つの予期しなかった有利性は、スラブフォームを形成するために発泡剤を用いることによって、有利な密度の減少を与えるだけでなく、好ましい態様においては発泡プロセスに付随する発熱も減少させることであることを見出した。好ましくは少なくとも約２％、より好ましくは少なくとも約３％、最も好ましくは少なくとも約４％のこの発熱の減少は、スラブフォームの加工に関連して多くの有利性を有する。例えば、かかる発熱の減少によって発泡性組成物中において異なる量又はタイプの触媒を用いることを可能にすることができ、これは相当な有利性を与える可能性がある。これはまた、本明細書において上記に記載した高い発熱に関係する問題を回避するように機能させることもできる。かかる発熱の減少を伴う方法の他の有利性は、当業者によって理解されるであろう。
【００６６】
本発明によるスラブフォーム配合物はＴＤＩベースのフォームであることが一般に好ましいが、ＭＤＩベースのフォーム及びＭＤＩ／ＴＤＩの組合せのフォームも、本発明の好ましいスラブフォームの形態に関連して有利性を認めることができる。ＭＤＩとＴＤＩの組合せを用いる態様に関しては、これらの成分の全ての比が意図される。しかしながら、ＴＤＩ：ＭＤＩの組合せを用いる場合には、配合物中における重量比は、約９９．９：０．１〜約５０：５０、より好ましくは９９．８：０．１〜約５０：４０、更により好ましくは９９．８：０．１〜約８０：２０であることが好ましい。
【００６７】
本発明の一形態によれば、本発明の最も有利な使用は、スラブフォーム法を用いて連続気泡の軟質フォーム生成物を形成する方法、特に、約７ＰＣＦ以下、好ましくは６ＰＣＦ以下、より好ましくは約５ＰＣＦ未満、更により好ましくは幾つかの態様においては約４ＰＣＦ未満の密度を有する粘弾性軟質フォームを製造する方法に関して達成することができると考えられる。更に、幾つかの態様においては、本発明にしたがって製造される粘弾性フォームは、１５％以下、より好ましくは１２％以下、更により好ましくは１０％以下、最も好ましくは幾つかの態様においては約８％以下の圧縮永久歪みを有することが好ましい。また、幾つかの態様においては、本発明の粘弾性フォームは、約２〜約４、より好ましくは約２〜約３、更により好ましくは約２．２〜約２．８の快適さファクターを有することも好ましい。
【００６８】
物品：
軟質の連続気泡フォームから現在形成されている任意の物品を、本発明のフォームから形成することができると意図される。しかしながら、本発明のモールドフォーム配合物及びモールド成形方法は、自動車用フォーム、例えばシートクッション用フォーム、シートバック用フォーム、アームレスト、ダッシュボード、ヘッドレスト、及びヘッドレスト用フォーム、並びに家具用フォーム、例えば特にオフィス家具用フォームを形成するのに良く適していると考えられる。
【００６９】
しかしながら、本発明のスラブフォーム配合物及びスラブ形成法は、マットレス用フォーム、家具用フォーム、例えばソファ及び大型チェア、並びに航空機シート用フォームを形成するのによく適していると考えられる。
【実施例】
【００７０】
下記の実施例１〜７及びＣ１〜Ｃ８においては、ベンチスケールのフォームを調製した。発泡性組成物は全て、ここで具体的に示していない限りにおいて、イソシアネート成分としてＭＤＩのLUPRINATE M10（５gal＝３１．８％ＮＣＯ）、及び下記の表Ａに示されているポリオールマスターバッチの成分を用いて調製した。
【００７１】
【表１】
2017529442.tif 000002
【００７２】
ポリオールＡ〜Ｃ並びに界面活性剤Ａ及びＢを容器中に導入することによって、ポリオールマスターバッチを生成した。次に、これらの材料を均一になるまで混合した。次に、フォーム変性剤（ジプロピレングリコール）、水、及び触媒を加えた。混合を数分間再開して、下記の対照表１に示すポリオールマスターバッチを生成させた。フォームを生成させるために、２２０．７グラムのイソシアネート及び４００グラムのポリオールマスターバッチ（それぞれの実施例にしたがって変性した）を、６０００ＲＰＭにおいて約６秒間混合して、機械モールド成形プロセスの結果をシミュレートした。次に、発泡性の反応性組成物を形成している混合した成分を、１２×１２×５インチのボックス中に注入して発泡させた。表面が非粘着性になるまで、反応プロファイルを監視した。フォームを周囲条件で約２０分間硬化させ、次に粉砕して、残留している独立気泡の多く、好ましくは実質的に全部を開放した。粉砕の後、フォームを周囲条件で約２４時間硬化させた。この時間の後にフォームの収縮の兆候が見られ、次にフォームを物理特性の測定のために１２×１２×４インチに切断した。
【００７３】
対照実験１：
次の１００インデックスのフォーム配合物を用いて、実施例１〜４及びＣ１〜Ｃ４に対する対照試料として用いる連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００７４】
【表２】
2017529442.tif 000003
【００７５】
上記に示すようにして処理して第１のフォームを形成した後、同じように手順を繰り返して第２のフォーム及び第３のフォームを形成した。かくして製造されたフォームを試験したところ、平均で次の物理特性を有することが分かった。
密度（ＰＣＦ）＝２．２３；
ＩＦＤ２５％＝１２５；
ＩＦＤ６５％＝３３０；
ＣＶ＝２．６４；
引張り強さ（ｐｓｉ）＝１５．３７；
伸び＝８８．８；
一定変形圧縮（４５〜５０℃）＝１３．９７。
【００７６】
実施例１Ａ：
４つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、共発泡剤のＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを、全発泡剤が次の濃度を有するような量で含ませるように発泡剤を変更し、配合物中の水の全重量を変化させずに維持した他は、対照実験に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００７７】
【表３】
2017529442.tif 000004
【００７８】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【００７９】
【表４】
2017529442.tif 000005
【００８０】
実施例２：
５つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてＨＦＣ−１４４７を、ＨＦＣ−１４４７が実施例１における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で含ませるように発泡剤を変更した他は、対照実験に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００８１】
【表５】
2017529442.tif 000006
【００８２】
かくして製造されたフォームを試験したところ、許容できる物理特性及び対照実験との比較値を有するが、実質的に減少した密度を有することが分かった。
【００８３】
実施例３：
３つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてＥ−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚを、共発泡剤が実施例１における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で含ませるように発泡剤を変更した他は、対照実験に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００８４】
【表６】
2017529442.tif 000007
【００８５】
かくして製造されたフォームを試験したところ、許容できる物理特性及び対照実験との比較値を有するが、実質的に減少した密度を有することが分かった。
【００８６】
比較例Ｃ１：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、共発泡剤に代えて、実施例１〜３において存在する発泡剤の全モル数と同じ全モル数の水が組成物中に存在するように増加した量の水を発泡剤に含ませた他は、実施例１〜３に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。而して、比較配合物は、対照実験における２７．５グラムと比べて、４８．９２グラムの水を含んでいた。
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【００８７】
【表７】
2017529442.tif 000008
【００８８】
比較例Ｃ２：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてアセトンを、共発泡剤が実施例１における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例１〜３に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００８９】
【表８】
2017529442.tif 000009
【００９０】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【００９１】
【表９】
2017529442.tif 000010
【００９２】
比較例Ｃ３：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてジメトキシメタンを、共発泡剤が実施例１〜３における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例１〜３に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００９３】
【表１０】
2017529442.tif 000011
【００９４】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【００９５】
【表１１】
2017529442.tif 000012
【００９６】
比較例Ｃ４：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてギ酸メチルを、共発泡剤が実施例１〜３における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例１〜３に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【００９７】
【表１２】
2017529442.tif 000013
【００９８】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【００９９】
【表１３】
2017529442.tif 000014
【０１００】
実施例４：
本発明にしたがって用いた場合に、圧縮永久歪みなど（しかしながらこれに限定されない）の幾つかのフォームの物理特性を向上させる能力を有することが見出された化合物、即ち１，４−ブタンジオールを約（０．９５ｐｐｈｐ）の量で加えた他は、実施例１に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料（発泡剤は水及びＨＦＯ−１３３６ｍｚｚから構成した）を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１０１】
【表１４】
2017529442.tif 000015
【０１０２】
対照実験２：
次の１００インデックスのフォーム配合物を用いて、実施例５〜８及びＣ５〜Ｃ８に対する対照試料として用いる連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１０３】
【表１５】
2017529442.tif 000016
【０１０４】
上記に示すようにして処理して第１のフォームを形成した後、同じように手順を繰り返して第２のフォーム及び第３のフォームを形成した。かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性を有することが分かった。
密度（ＰＣＦ）＝２．５４；
ＩＦＤ２５％＝１５７；
ＩＦＤ６５％＝３６０；
ＣＶ＝２．３１；
一定変形圧縮（７０℃で測定）＝９．９２。
【０１０５】
実施例５：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、共発泡剤としてＨＦＯ−１３３６ｍｚｚを、発泡剤が次の濃度を有するような量で発泡剤に含ませた他は、対照実験に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１０６】
【表１６】
2017529442.tif 000017
【０１０７】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１０８】
【表１７】
2017529442.tif 000018
【０１０９】
実施例６：
それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてＨＦＣ−１４４７ｆｚを、ＨＦＣ−１４４７ｆｚが実施例５における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、対照実験に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１１０】
【表１８】
2017529442.tif 000019
【０１１１】
かくして製造されたフォームを試験したところ、実質的に減少した密度を有する他は許容しうる物理特性を有することが分かった。
【０１１２】
実施例７：
それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてＨＦＣ−１４３８ｍｚｚを、ＨＦＣ−１４３８ｍｚｚが実施例５における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、対照実験に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１１３】
【表１９】
2017529442.tif 000020
【０１１４】
かくして製造されたフォームを試験したところ、実質的に減少した密度を有する他は許容しうる物理特性を有することが分かった。
【０１１５】
比較例Ｃ５：
共発泡剤としてトランス−１，３，３，３−テトラフルオロエチレン（トランス−ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）（それをポリオールと共に溶液としてマスターバッチ中に導入することによってポリオールマスターバッチに加えた）を、共発泡剤が下記に示すように存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例５〜７に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１１６】
【表２０】
2017529442.tif 000021
【０１１７】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１１８】
【表２１】
2017529442.tif 000022
【０１１９】
比較例Ｃ６：
それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてアセトンを、共発泡剤が実施例５における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例５〜７に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１２０】
【表２２】
2017529442.tif 000023
【０１２１】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１２２】
【表２３】
2017529442.tif 000024
【０１２３】
比較例Ｃ７：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてジメトキシメタンを、共発泡剤が実施例５〜７における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例５〜７に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１２４】
【表２４】
2017529442.tif 000025
【０１２５】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１２６】
【表２５】
2017529442.tif 000026
【０１２７】
比較例Ｃ８：
２つの試料を調製し、それぞれの試料に関して、下記に示すように、共発泡剤としてギ酸メチルを、共発泡剤が実施例５〜７における共発泡剤と同じモル量で存在するような量で発泡剤に含ませた他は、実施例５〜７に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
【０１２８】
【表２６】
2017529442.tif 000027
【０１２９】
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１３０】
【表２７】
2017529442.tif 000028
【０１３１】
対照実験３
９０インデックスであった他は対照実験１と同じ配合物を用いて、実施例８〜１１に対する対照試料として用いる連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
上記に示すようにして処理して第１のフォームを形成した後、同じように手順を繰り返して第２のフォーム及び第３のフォームを形成した。かくして製造されたフォームを試験したところ、平均で次の物理特性を有することが分かった。
密度（ＰＣＦ）＝２．４８；
ＩＦＤ２５％＝１２９；
ＩＦＤ６５％＝３１４；
ＣＶ＝２．４３；
引張り強さ，ｐｓｉ＝１５．５；
伸び＝８４．５；
一定変形圧縮（７０℃）＝１３．５。
【０１３２】
実施例８：
実施例１に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用い、しかしながら実施例１のように変更した発泡剤を有する対照実験３のフォーム配合物を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１３３】
【表２８】
2017529442.tif 000029
【０１３４】
実施例９：
実施例１に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用い、しかしながら、本発明にしたがって用いた場合に、圧縮永久歪み及び快適さファクターなど（しかしながらこれらに限定されない）の幾つかのフォームの物理特性を向上させる能力を有することが見出された化合物、即ちグリセロールを約５％当量の量で加えた他は対照実験３のフォーム配合物を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１３５】
【表２９】
2017529442.tif 000030
【０１３６】
実施例１０：
実施例１に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用い、しかしながらグリセロールを約７．５％当量の量で加えた他は実施例１０のフォーム配合物を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性及び対照実験との比較値を有することが分かった。
【０１３７】
【表３０】
2017529442.tif 000031
【０１３８】
実施例１１：
実施例１に関連して上記に示したものと同じ手順及び材料を用い、しかしながら、本発明にしたがって用いた場合に、圧縮永久歪みなど（しかしながらこれに限定されない）の幾つかのフォームの物理特性を向上させる能力を有することが見出された化合物、即ちポリエーテルトリオールを約１５当量の量で加えた他は対照実験３のフォーム配合物を用いて、連続気泡の軟質ポリウレタンフォームを形成した。ポリエーテルトリオールは、約２６５の分子量（平均）、約６４８のヒドロキシル価（平均）、及び約０．０５（ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ）の最大酸価、約０．０３の最大含水量、約６．３のｐＨ（平均）、約５０の色値（最大、ＡＰＨＡ）、約９３０の粘度（ｃｐｓ、２５℃における）、並びに約１．０９１の比重（２５℃）を有し、Arch Chemicals, Inc.によってPoly-G76-635の商品名で販売されているものであった。
かくして製造されたフォームを試験したところ、次の平均物理特性を有することが分かった。
【０１３９】
【表３１】
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【０１４０】
本発明を説明及び例示などの目的で上記において詳細に記載したが、示されている詳細は全て必ずしも本発明を限定するものではなく、下記においてここに現在示されており、今後補正される特許請求の範囲によって限定される可能性がある場合を除いて、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって本発明において修正を行うことができることを理解すべきである。
【国際調査報告】
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