JP2005325347A - 活性化可能な材料及び活性化可能な材料を形成及び利用するための方法 - Google Patents

活性化可能な材料及び活性化可能な材料を形成及び利用するための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 シーリング、バッフリング、減音、防音、補強またはこれに類するものを製品またはそれらのパーツに与えるために改善された材料およびこれを使用する方法を提供する。
【解決手段】 １）イソシアネートに対して反応性を有する成分と、２）ブロック化されたイソシアネート成分とを含む活性化可能な材料を提供し、自動車両のような製造品構造メンバによって形成されるキャビティーに前記活性化可能な材料を挿入し、ブロック化されたイソシアネート成分を非ブロック化することによって、前記活性化可能な材料を活性化して前記構造メンバの表面部に前記活性化可能な材料を接着する方法。
【選択図】 図９

Description

本願は、２００４年４月１５日に提出された米国仮特許出願番号６０／５６２，６６３号の優先権を主張するものであり、その内容は、本文に参照として包含される。本発明は概して、活性化可能な材料を形成するための方法に関し、及びこの活性化可能な材料をシーリング、バッフリング（baffling）、補強、防音、減音それらの組み合わせあるいはこれに類するものを与えるように自動車両のような製造品の成分に使用するための方法に関する。
長い間、産業界は、特に運送業界は、シーリング、バッフリング、減音、防音、補強又はこれに類するものを自動車両製品に与えるために活性化可能な材料を設計し、提供することに係わってきた。次に、産業界はそうした機能属性を提供するために多様な材料を開発してきた。
前述のような技術革新を続ける理由から、本発明は、シーリング、バッフリング、減音、防音、補強又はれに類するものを製造品又はそれらのパーツに与えるために改善された材料を提供することを目的としている。本発明は、又、改善された材料を形成し、及び使用するための方法が提供される。
従って、本発明は、自動車両のような製造品部分に活性可能な材料を与え、シーリング、バッフリング、減音、防音、補強、これらの組み合わせ、あるいはこれに類するものを活性化可能な材料によって与える方法が提供される。活性化可能な材料は、通常、１又はそれ以上のイソシアネートとポリオールのような１又はそれ以上のイソシアネートに対して反応性を有する化合物、即ちイソシアネート反応性化合物を含む。一実施形態において、１又はそれ以上のイソシアネートは、活性化可能な材料が比較的低温（例、約１００℃以下又はそれより高温か、約８０℃より低いか、約６０℃より低いか、あるいは約４０℃より低い温度）で実質的に安定する（即ち、反応しない）ようにブロック化される。この実施形態において、活性化可能な材料が膨張（例、発泡）、硬化、流動、又はそれらの組み合わせを行うように活性化するために、イソシアンネートは、イソシアンネート反応化合物と反応するように通常、比較的高温（約１００℃より高いか又はそれより低温、約１２０℃より高い（例、約１２７℃）、約１４０℃より高いかあるいは約１６０℃より高い、（例、約１７７℃又は約２００℃）ではブロック化されなくなる（例、不安定、又は反応性となる）。
活性化可能な材料は、キャリアメンバの表面部、製造品の成分の表面部又は他の全ての表面部に与えられてよい。活性化可能な材料は、車両の全ての場所に使用され得ることが考えられるが、好適な一実施形態に従って自動車両のキャビティ内に挿入される。そのような一実施形態において、必ずしも要請されないが、活性化可能な材料はキャビティに挿入される前にキャリアメンバに使用されてよい。活性化可能な材料は、使用された後、使用された全ての表面部に活性化可能な材料を接着するために好適に活性化される。
極めて好適な一実施形態に従って、活性化可能な材料が、粉末状に形成され、粘着性の表面部又は不粘着性の表面部を備えた合成物質を形成するように接着剤に使用される。従って、不粘着性の表面部が、製造品のコンポーネントと粘着性の表面部が接触するように接着され得る。
本発明は、活性化可能な材料の使用、及びこの活性化可能な材料が通常、ポリウレタン接着剤、ポリウレタン発泡剤、それらの組み合わせ又はこれに類するもののようなポリウレタン材料を形成するために活性化可能である同様なものを包含する製品を想定している。活性化可能な材料が、構造上の補強、接着バッフリング、シーリング、減音及び防音特性、それらの組み合わせあるいはこれに類するものを構造のキャビティ内又は表面部に、又は製造品（例、自動車両）の１又はそれ以上の構造上のメンバ（例、ボディパネル又は構造上のメンバ）に与えることを好適に補助する。本文に使用されるように活性化可能な材料というフレーズは、周囲の条件あるいは他の条件によって状態を変化するために活性化され得る全ての材料を含む。例えば、この材料は、加熱、圧力、化学的暴露（ケミカルエクスポージャ）、それらの組み合わせあるいはこれに類するもののような状態にさらされた場合、膨張、流動、溶融、硬化、それらの組み合わせあるいはこれに類するものを行い得る。好適な一実施形態において、活性化可能な材料は、比較的低温において相対的に安定性があり、以下に記載されるように比較的高温において活性化するようになる。
活性化可能な材料は、ビル、家具、家庭用器具、それらの組み合わせあるいはこれに類するものを含む多様な製造品に使用され得るが、これらに制限されるものではない。本発明の活性化可能な材料が、自動車両、ボート、飛行機、電車あるいはこれに類するもののような運送用車両に使用されるとき、特定的に有用性があることが見出されている。
活性化可能な材料は、通常、ポリオール又は他の樹脂又は化合物、及びイソシアネート、任意的に充てん剤を含む。本文に記載されるように“イソシアネート”とは、ブロック化されていようと、あるいはいなくとも１又はそれ以上のイソシアネート（ＮＣＯ）基を含む全ての化合物あるいは分子を称する意味に用いられる。この活性化可能な材料は、少なくとも以下の３つを含む。
（ａ）７０重量部までの１又はそれ以上のイソシアネート、必須ではないが、ブロック化される。
（ｂ）８０重量部までのポリオール樹脂のような１又はそれ以上のイソシアネート
（ｃ）鎖伸長剤、架橋剤、触媒、発泡剤、加工助剤、充てん剤、それらの組み合わせあるいはこれに類するもののような１又はそれ以上の添加剤を加えてもよい。
濃度は、活性化可能な材料の意図された使用に依存し、比較的高いか、あるいは低くてもよい。本発明の好適な態様において、イソシアネートに対するポリウレタン樹脂の重量は、大体１：１０から大体１０：１までであり、より好適には、大体１：５から大体５：１までであり、なお更に好適には大体１：３から大体３：１までである。活性化可能な材料は、上述した成分に加えて、発泡剤、発泡促進剤、硬化剤、硬化促進剤、反応性及び非反応性添加剤、レオロジー変性剤（rheology modifiers）、他のポリマー、触媒、界面活性剤、酸化安定剤、凝集剤、充てん剤、それらの組み合わせあるいはこれに類するものを含むことが考えられる。
本発明の活性化可能な材料は、製造品の一部又はメンバに構造的一体性を加え、製造品に防音又はシーリングを与えるために、多様な製造品に使用され得る。そのような製造品の例として、制限されないが、家庭用又は工業用器具、家具、貯蔵容器、ビル、建築あるいはこれに類するものを含む。好適な実施形態において、活性化可能な材料は、自動車両のボディ又はフレームメンバ（例、車両フレームレール）のような自動車両部分に使用される。本発明の一方法は、膨張されてない又は部分的に膨張されている状態で上述の一構造の表面部に活性化可能な材料を使用し、膨張してない状態の容積より大きな容積（例えば、元の容積から少なくとも５０％を超えて大きい、少なくとも１００％を超えて大きい、少なくとも５００％を超えて大きい、少なくとも１０００％を超えて大きい、少なくとも５０００％を超えて大きい）に膨張させるためにこの材料を活性化することが考えられる。しかし、活性化可能な材料は、それらの膨張がなくても、そのような表面に使用され得るし、硬化され得る。
本文に使用されるパーセンテージは、特に断りのない限り、重量パーセントを意味する。
イソシアネート反応性成分
イソシアネート反応性化合物を形成するために多様なイソシアネート反応性化合物を使用することができ、これらは、続いて活性化可能な材料を形成するために使用され得る。活性化可能な材料に適切なイソシアネート反応性化合物は、概して、約１〜約８又はそれ以上のイソシアネート反応性基を含み、好適には、約２〜約６のイソシアネート反応性基を含む。適切な化合物は、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステルエーテル、ポリエステルカーボネート、炭化水素、ポリチオエーテル、ポリアミドを含み、ポリエーテル、グリコール、ポリエステル及びキャスターオイル、ポリエステルアミド、ポリシロキサン、ポリブタジエン、及びポリアセトンのようなポリオール（例、ジアルコール又は多価アルコール）を含む。イソシアネート反応性化合物は、通常、約２あるいはそれより多少少ない数から約４あるいはそれより多くの反応性アミノ又はヒドロキシル基を含有する。イソシアネート反応性化合物は、（イソシアネート反応性成分の総重量に基づいて）重量の約５％〜約１００％までをイソシアネート反応性成分に含まれ得るし、より一般的に重量の約１０％〜約９０％までの量、更により一般的に重量の約４０％〜約８０％までの量が含まれ得る。好適に、必須ではないが、上述したイソシアネート反応性化合物は、イソシアネートと反応した直後、ガス（例、ＣＯ２）を排出することによって膨張効果を与える。
適切なヒドロキシル含有のポリエーテルは、知られており、商業的に入手可能である。そのようなポリエーテルポリオールは、例えば、任意的にＢＦ３の存在において、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、テトラヒドロフラン、酸化スチレン、又はエピクロロヒドリンのようなエポキシドの重合によって、あるいは、このようなエポキシドを、混合物としてあるいは連続的添加によって、出発成分あるいは出発材料に添加することによって得られる。この出発成分としては、水、アルコール、又はアミンのような、反応性水素原子を含むものが挙げられる。また、このような出発成分には、エチレングリコール、１,２-、又は１,３-プロパンジオール、１,２-、１,３-、又は１,４-ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、４,４'-ジヒドロキシジフェニルプロパン、アニリン、２,４-又は２,６-ジアミノトルエン、アンモニア、エタノールアミン、トリエタノールアミン、又はエチレンジアミンも含まれる。スクロースポリエーテルも又、使用されてよい。主に第１ヒドロキシル基（ポリエーテルにおける全てのヒドロキシル基をベースとして重量の約９０％まで）を含むポリエーテルが、ある種の例において好適である。入手される種類のビニールポリマーによって変性されるポリエーテルは、例えば、ポリエーテルの存在においてスチレンとアクリロニトリルの重合によって変性されたポリエーテルも又、ヒドロキシル基を含有するポリブタジエンと同様に適合可能である。特定的に好適なポリエーテルは、ポリオキシエチレンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシブチレンジオール、及びポリテトラメチレンジオールのようなポリオキシアルキレンポリエーテルポリオールを含む。
ヒドロキシル基を含有するポリエステルも又、イソシアネート反応性化合物における使用に適合可能である。適切なヒドロキシル基を含有するポリエステルは、多価アルコール（好適にはジオール）の反応生成物を含み、任意的に三価アルコール、多塩基（好適には二塩基）カルボキシル酸を含む。フリーなポリカルボン酸に代えて、対応するポリカルボン酸無水物又は対応するポリカルボン酸の低級アルコールのエステル、あるいはそれらの混合物を、ポリエステルを得るために用いてもよい。ポリカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、又は複素環式であってよいし、例えば、ハロゲン原子によって、置換され、及び／又は不飽和であってもよい。適切なポリカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、トリメリト酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水グルタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、脂肪酸二量体及び三量体、ジメチルテレフタル酸、及びテレフタル酸ビスグリコールエステルを含む。適切な多価アルコールは、エチレングリコール、１,２-及び１,３-プロパンジオール、１,４-及び２,３-ブタンジオール、１,６-ヘキサンジオール、１,８-オクタンジオール、ネオペンチルグリコール（neopentyl glycol）、１,３-及び１,４-ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、２-メチル-１,３-プロパンジオール、グリセロール、トリメロールプロパン、１,２,６-ヘキサントリオール、１,２,４-ブタントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、キニトール、マニトール、ソルビトール、メチルグリコシド、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、及びポリブチレングリコールを含む。ポリステルも又、カルボキシル基を含んでよい。イプシロン-ラクトンのようなラクトンのポリエステル、又はオメガヒドロキシカプロン酸のようなヒドロキシカルボン酸のポリエステルも、又、使用されてよい。加水分解的に安定したポリエステルは、完成品の加水分解の安定性に関連して最大の利点を得るために好適に用いられ得る。好適なポリエステルは、好適にはカプロンラクトンとジオールをベースとするラクトンポリエステルと同様に、アジピン酸又はイソフタル酸、及び直接連鎖あるいは分枝ジオールから得られたポリエステルも含む。
適切なポリアセタールとしては、これに限定されるわけではないが、ホルムアルデヒドとジチレングリコール、トリエチレンリコール、４,４'-ジヒドロキシジフェニルメチレン、及びヘキサンジオールのようなグリコールの縮合によって、又はトリオキサンのような環状アセタールの重合によって得られる化合物が挙げられる。
適切なポリカーボネートとしては、これに限定されるわけではないが、ホスゲン又は炭酸ジフェニルのようなジアリールカーボネートと１,３-プロパンジオール、１,４-ブタンジオール、１,６-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、又はチオジグリコールのようなジオールの反応によって用意されたポリカーボネートを含む。
適切なポリエステルカーボネートは、これに限定されるわけではないが、１,３-プロパンジオール、１,４-ブタンジオール、１,６-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、又はチオジグリコールのような他のジオールを用いて、あるいはこのような他のジオールを用いずに、ポリエステルジオールを、ホスゲン、環状カーボネート、又はジフェニルカーボネートのようなジアリールカーボネートと反応させることで用意されたものを含む。適切なポリエステルカーボネートは、より一般的に米国特許番号４，４３０，４８４に開示されたような化合物を含む。
適切なポリチオエーテルは、これに限定されるわけではないが、単独であるいは他のグリコール、ホルムアルデヒド、又はアミノアルコールとチオジグリコールの反応によって得られる縮合生成物を含む。この得られた生成物は、使用される化合物により、ポリチオ混合エーテル、ポリチオエーテルエステル、又はポリチオエーテルエステルアミドである。
適切なポリエステルアミドとポリアミドは、例えば、これに限定されるわけではないが、ポリベース飽和又は不飽和カルボン酸又はそれらの無水酸と、多価の飽和又は不飽和アミノアルコール、ジアミン、ポリアミン、及びそれらの混合物によって調製されたほぼ直鎖の縮合物を含む。
他の適切なヒドロキシル含有化合物としては、これに限定されるわけではないが、もともとウレタン基又は尿素基を含有するポリヒドロキシル化合物を含む。フェノールホルムアルデヒド樹脂又はウレアホルムアルデヒド樹脂に対する酸化アルキレンの添加生成物も適合可能である。
本発明では、ポリ付加物又はポリ縮合物又はポリマーが微細に分散又は溶融した形式で存在するポリヒドロキシル化合物を使用することができる。この形式のポリヒドロキシル化合物は、例えば、上述したヒドロキシル含有化合物におけるインシトゥ（in situ）でのポリ添加反応（例、ポリイソシアン酸とアミノ官能基化合物間の反応）又はポリ縮合反応（例、ホルムアルデヒドとフェノール又はアミン間の反応）を実行することによって得られ得る。適切な化合物は、又、米国特許番号３，８６９，４１３又は２，５５０，８６０に従って、予め用意された水性ポリマーディスパージョンとポリヒドロキシル化合物を混合し、この混合物から水分を除去することによって得られ得る。
例えば、ポリカーボネートポリオールの存在下でスチレンとアクリロニトリルの重合によって得られたようなビニールポリマーで変性されたポリヒドロキシール化合物（米国特許番号３，６３７，９０９）も又、本発明に適合可能であり得る。
本発明に従って使用され得る典型的なヒドロキシル含有化合物に関する総括的な論考は、例えば、“Polyurethanes,Chemistry and Technology”（１９６２年New York, London, Interscience出版発行によるSaunders and Frisch著）の第１巻３２頁〜４２頁と４４頁〜５４頁に、１９６４年発行の第２巻５頁〜６頁と１９８頁〜１９９頁に見出され得るし、又、１９６６年Vieweg-Hochtlen, Munich, Carl-Hanser出版発行による“Kunststoff-Handbuch”の第７巻４５頁〜７１頁に見出せ得る。
アミノ基を含有する適切なイソシアネート反応性化合物は、第１又は第２（好適に第１）芳香族的に又は脂肪族的に（好適に脂肪族的）アミノ基と結合したアミノ基端末ポリエーテルと称されるものを含む。アミノエンド基を含む化合物は、ウレタン又はエステル基を介してポリエーテル鎖に結合可能である。これらのアミン基端末ポリエーテルは、この技術分野で知られる多くの方法の全てによって用意され得る。例えば、アミン基端末ポリエーテルは、ラネーニッケルと水素の存在下でアンモニアとの反応によってポリヒドロキシルポリエーテル（例、ポリプロピレングリコールエーテル）によって用意され得る。ポリオキシアルキレンポリアミンは、対応するポリオールとニッケル、銅、クロム触媒の存在下でアンモニアと水素との反応によって用意され得る。アミノエンド基含有のポリエーテルは、シアンエチル化されたポリオキシプロピレンエーテルの水素化によって用意され得る。
本発明に適切な比較的高分子量のポリヒドロキシポリエーテルは、無水イサト酸との反応により対応するアントラニル酸エステルに変化され得る。アミノエンド基を含む比較的高分子量は、又、ポリヒドロキシルポリエーテルをベースとしたイソシアネートプレポリマーをヒドロキシール含有のエナミン、アルジミン、又はケチミンと反応させることによって得られ、次にこの反応生成物を加水分解することによって得られ得る。
イソシアネートエンド基含有の化合物の加水分解によって得られたアミノポリエーテルも又、好適なアミノ基端末ポリエーテルである。好適なアミノ基端末ポリエーテルは、重量の０．５％〜４０％のイソシアネート基成分を有するイソシアネート化合物を加水分解することによって用意され得る。最も好適なポリエーテルは、イソシアネート基端末プレポリマーを形成するために、最初、２〜４のヒドロキシル基を含有するポリエーテルを過剰の芳香族ポリイソシアネートと反応させ、その後イソシアネート基をアミノ基に加水分解することにより変化させることによって用意され得る。
本発明に有用であるアミノ基端末ポリエーテルは、多くの場合において適切な分子量を有する他のイソシアネートに対して反応性を有する化合物との混合物である。これらの混合物は、概して、（統計上の平均で）２〜４のイソシアネート反応性アミノエンド基を含まなければならない。
特定的に好適なイソシアネート反応性化合物（例、ポリオール、鎖伸長剤、架橋剤、及び他の反応物）の例は、制限されないが、以下のものを含む。トネポリオール：ＴＯＮＥＰＯＬＹＯＬ０２４０の商標名で販売されているポリカプロラクトンジオール、これはUnion Carbige Corporation., Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ４３９３、Houston, Texas７７２１０又はDow Chemical, Midland, Michiganから商業的に入手可能である。ジェフォル：ＪＥＦＦＯＬ ＰＰＧ−２０００の商標名で販売されている１ポリ（オキシプロピレン）グリコールであり、Huntsman-Polyurethanes,２８６Mantua Grove Road, West Deptford, NJ０８０６６から商業的に入手可能である。変性ポリオールトリオールをベースとしたキャスタで、商標名キャスポール：ＣＡＳＰＯＬR１９６２としてCasChem, Inc.４０ Avenue A, Bayonne, New Jersey ０７００２から商業的に入手可能である。商標名ステファンパール：ＳＴＥＰＡＮＰＡＬ ＰＳ−２００２の商標名で販売されているオルトフタル酸ジエチレングリコールポリエステルポリオールであり、Stephan ２２ W.Frontage Road, Northfield,Illinois ６００９３から商業的に入手可能である。変性ポリオール官能基＝４をベースにしたキャスタであり、商標名キャスポール：ＣＡＳＰＯＬR５００４としてCasChem, Inc.４０ Avenue A, Bayonne, New Jersey ０７００２から商業的に入手可能である。N,N,N'N'-テトラキス（２ヒドロキシールプロプリ）エチレンジアミンであり、商標名ポリキュー：ＰＯＬＹ−ＱR４０−７７０としてArch Chemicals, Inc.,５０１Merritt ７,Norwalk, Connecticut ０６８５１から商業的に入手可能である。１,４-ブタンジオールであり、商標名１,４ＢＤとしてBASF, ３０００ Continetal Drive-North, Mount Olive, New Jersey ０７８２８−１２３４から商業的に購入可能である。脂肪族ジアミンであり、商標名クリアリンク：ＣＬＥＡＲＬＩＮＫＴＭ１０００（ｇ）としてDorf Ketal Chemicals, India 又はUOP,２５E Algonquin Rd.,Des Plaines, Illinos ６００１７から商業的に購入可能である。ジエチルトルエンジアミンであり、商標名エタキュア：ＥＴＨＡＣＵＲＥ１００ＬＣとしてAlbemarle Corporation ４５１Florida Street, Baton Rouge, Lousiana ７０８０１から商業的に入手可能である。不飽和二量体（dimmers）であり商標名脂肪酸：ＦＡＴＴＹ ＡＣＩＤＳ Ｃ-１８としてArizona Chemical, P.O. Box ５５０８５０, Jacksonville, Florida３２２２５から商業的に入手可能である。
概して、本文に論じられた全てのイソシアネート反応性化合物は、化合物の混和剤として、及び本文に論じられるように他の添加剤としてイソシアネート反応性成分を形成するために結合される場合もあり得ることが理解されなければならない。
イソシアネート反応性成分
分子に２又はそれ以上のイソシアネート基を有する殆ど全てのイソシアネートは、ポリイソシアネートとして使用され得るし、本発明の活性化可能な材料を形成するために使用されるイソシアネート化合物内に包含され得る。ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ：hexamethylene diisocyanate）又はイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ：isophorone diisocyanate）のような脂肪族あるいは脂環式双方のイソシアネート、及び／又はトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ：toluene diisocyanate）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ：diphenylmethane diisocyanate ）又はジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ 粗ＭＤＩ）の混合物、、ＴＤＩとＭＤＩの混合物、それらの組み合わせあるいはそれに類するもののような芳香族イソシアネートが使用され得る。ウレタン、ウレジオン（uretdione）、イソシアヌル酸塩、アロファン酸塩、及び他の塩基即ち変性イソシアネートを含むことによって変性されたイソシアネートを使用することも可能である。
本発明に従って、イソシアネート添加反応によるポリウレタンを用意すると、イソシアネート反応性成分は、ポリイソシアネートと反応可能になる。適切なポリイソシアネートは、当技術分野で知られている。適切なポリイソシアネートは、変性されないイソシアネート、変性ポリイソシアネート又はイソシアネートプレポリマーであり得る。適切な有機ポリイソシアン酸は、脂肪族、 脂環式、アラリファティック（araliphatic）、芳香族及び複素環式ポリイソシアネートを含み、それらの形式のものは、例えば、W.Siefken著のJustus Liebigs Annalen der Chemie５６２の７５頁〜１３６頁に記載されている。そのようなイソシアネートは、以下の化学式によって表されるものを含む。
Ｑ（ＮＣＯ）ｎ
ただし、ｎは、２又はそれより多少少ない数から約５又はそれより多少大きい数まで（通常２〜３）であり、Ｑは、２又はそれより少ない数から約１８又はそれより大きい数まで（通常６〜１０）の炭素原子を有する脂肪式炭化水素、４又はそれより多少少ない数から約１５又はそれより多少大きい数まで（通常５〜１０）の炭素原子を有する脂環式炭化水素、８又はそれより少ない数から約１５又はそれより大きい数まで（通常８〜１３）の炭素原子を有する脂肪族又はアラリファティク炭化水素基、あるいは６又はそれより少ない数から約１５又はそれより大きい数まで（通常６〜１３）の炭素原子を有する芳香族炭化水素基である。適切なイソシアネートは、ジイソシアン酸エチレンであり、１，４-ジイソシアン酸テトラメチレン、１，６-ジイソシアン酸ヘキサメチレン、１，１２-ジイソシアン酸ドデカン、シクロブタン-１，３-ジイソシアン酸、シクロヘキサン-１，３-及び１，４-ジイソシアネート、及びこれらの異性体混合物、１-イソシアネート-３，３，５-トリメチル-５-イソシアネートメチル-シクロヘキサン（“ジイソシアネートイソホロン”）、２，４-及び２，６-ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート及びこれらの異性体混合物、ジシクロヘキシルメタン-４，４'-ジイソシアネート（“水素化されたＭＤＩ”、又は“ＨＭＤＩ”）、１，３-及び１，４-フェニレンジイソシアネート、２，４-及び２，６-ジイソシアネートトルエンとこれらの異性体（“ＴＤＩ”）混合物、ジフェニルメタン-２，４'-及び／又は-４，４'-ジイソシアネート（“ＭＤＩ”）、ナフチレン-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、ポリフェニル-ポリメチレン-ポリイソシアネートでアニリンとホルムアルデヒドで縮合、続いてフォスゲネーション（phosgenation）する（“粗ＭＤＩ”）ことによって得られる形式、ノルボナンイソシアン酸塩、ｍ-及びｐ-イソシアン酸塩フェニルスルホニル基イソシアネート、過塩素化アリールポリイソシアネート、カルボジイミド基を含有する変性ポリイソシアネート、ウレタン基を含有する変性ポリイソシアネート、アロファン酸塩基を含有する変性ポリイソシアネート、 イソシアヌル酸塩を含有する変性ポリイソシアネート、尿素基を含有する変性ポリイソシアネート、ビウレット基を含有するポリイソシアヌル酸塩、テロメリゼーション反応によって得られるポリイソシアヌル酸塩、エステル基を含有するポリイソシアヌル酸塩、アセタルとの上述したイソシアヌル酸塩の反応生成物、及び重合体脂肪酸基を含有するポリイソシアヌル酸塩を含む。商業規模でのイソシアネート生成物において蓄積するイソシアネート含有の蒸留残余を使用することも可能であり、任意的に上述した１又はそれ以上のポリイソシアネートにおける溶液においてである。上述したポリイソシアネートの混合物を使用することも可能である。
若干の特定的な容易に入手可能であるポリイソシアネートは、これに限定されるわけではないが、２,４-及び２,６'-ジイソシアネートトルエンとこれらの異性体混合物（“ＴＤＩ”）、アニリンとホルムアルデヒドを縮合し、続いてフォス化（“粗ＭＤＩ”）することによって得られる形式のポリフェニル-ポリメチレン-ポリイソシアネートと、カルボジイミド基、ウレタン基、アロファン酸塩基、イソシアヌル酸塩基、尿素基、又はビウレット基（“変性ポリイソシアネート”）を含有するポリイソシアネートを含む。
当然、上述したポリイソシアネートの全てとイソシアネート化合物のほぼ化学量論的な量との反応によって用意されるイソシアネートプレポリマーを用いることも可能である。
本発明のイソシアネート反応性成分に含まれ得る適切な架橋剤又は鎖伸長剤は、通常、分子量は３９９より小さいが、それより大きくすることも可能であり、また、約２又はそれより少ない数から約６又はそれより多い（好適に２〜４）官能基を有する。必須ではないが、鎖伸長剤は、通常、約２の官能基を有し、架橋剤は、通常、２より多い官能基を有する。そのような化合物は、通常、ヒドロキシル基、アミノ基、チオール基、又はそれらの組み合わせを含み、概して、２又はそれより少ない数から８又はそれより多い数（好適には２〜４）のイソシアン酸塩反応水素原子を含む。
鎖伸長剤及び／又は架橋剤は、概して、イソシアネート反応性成分の総重量に基づき、重量の約１〜約７５％、一般的に重量の約１０〜約６５％、より一般的に重量の約１５％〜約５５％の量でイソシアネート反応性成分に含まれる。
例示的なヒドロキシル含有鎖伸長剤と架橋剤は、１,２-エタンジオール、１,２-及び１,３-プロピレングリコール、１,４-及び２,３-ブチレングリコール、１,６-ヘキサンジオール、１,８-オクタンジオール、ネオペンチル（neopentyl）グリコール、シクロヘキサンジメタノール、１-メチル-１,３-プロパンジオール、２-メチル-１,３-プロパンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、１,２,６-ヘキサントリオール、ペンタエリトリトール、１,２,４-ブタントリオール、及びトリメチロールエタンのようなグリコールとポリオールを含む。
適切な鎖伸長剤は、ヒドロキシル含有ポリエーテルを含み、通常、その分子量は３９９より小さいが、それより高い分子量を有することもある。適切なヒドロキシル含有ポリエーテルは、例えば、低分子量のポリエーテルのみが使用される場合を除いて比較的高い分子量のヒドロキシル含有ポリエーテルの上述した方法によって調製され得る。例として、グリセロールをプロポキシレート化及び／又はエトキシレート化して分子量が３９９より小さいポリオールを生成するようにしたものが挙げられる。特に適切なポリエーテルは、必須の分子量を有するポリオキシエチレンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシブチレンジオール、及びポリテトラメチレンジオールのようなポリオキシアルキレンポリエーテルポリオールを含む。
アミン鎖伸長剤は、好適に、単独で芳香族的に結合した第１又は第２（好適に第１）アミノ基を含有し、好適に、アルキール置換基も含有する。そのような芳香族的ジアミンは、１,４-ジアミノベンゼン、２,４-及び／又は２,６-ジアミノトルエン、メタキシレンジアミン、２,４'-及び／又は４,４'-ジアミノ-ジフェニルメタン、３,３'-ジメチル-４,４'-ジアミノジフェニルメタン、１-メチル-３,５-ビス（メチルチオ）-２,４-及び／又は-２,６-ジアミノベンゼン、１,３,５-トリエチル-２,４-ジアミノベンゼン、１,３,５-トリイソプロピル-２,４-ジアミノベンゼン、１-メチル-３,５-ジエチル-２,４-及び／又は-２,６-ジアミノベンゼン、４,６-ジメチル-２-エチル-１,３-ジアミノベンゼン、３,５,３'５'-テトラエチル-４,４-ジアミノジフェニルメタン、３,５,３'５'-テトライソプロピル-４,４'-ジアミノジフェニルメタン及び３,５-ジエチル-３',５'-ジイソプロピル-４,４'-ジアミノジフェニルメタンを含む。概してそれほど好適ではないが、ある種の（環状）脂肪族ジアミンを用いてもよい。特に適切な（環状）脂肪族ジアミンは、１,３-ビス（アミノメチル）シクロヘキサンである。そのようなジアミンは、当然、混合物として使用され得る。
本発明のイソシアネート反応性成分において有用である適切な第３アミン又はアンモニア化合物は、イソシアネート反応性第３アミンポリエーテル、脂肪アミドアミン、脂肪アミドアミンとそれらの混合物のアンモニア誘導体を含む。
適切な触媒又は硬化剤は、当技術分野において知られる第３アミン及び金属化合物含む。適切な第３アミン触媒は、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、Ｎ,Ｎ,Ｎ',Ｎ'-テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、及びより高級の同族体、１,４-ジアザビシクロ［２,２,２］オクタン、Ｎ-メチル-Ｎ'-（ジメチルアミノエチル）ピペラジン、ビス（ジメチルアミノアルキル）ピペラジン、Ｎ,Ｎ-ジメチルベンジルアミン、Ｎ,Ｎ-ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ,Ｎ-ジエチルベンジルアミン、ビス（Ｎ,Ｎ-ジエチルアミノエチル）アジピン酸塩、Ｎ,Ｎ,Ｎ',Ｎ'-テトラメチル-１,３-ブタンジアミン、Ｎ,Ｎ-ジメチル-ベータ-フェニルエチルアミン、１-メチルイミダゾール、１,２-ジメチルイミダゾール、２-メチルイミダゾール、単環式及び二環式アミジン、ビス（ジアルキルアミノ）アルキルエーテル（米国特許番号３，３３０，７８２）、及びアミド基（好適にフォルムアミド基）を含有する第３アミンを含む。使用された触媒も、知られているマニッヒベースの（ジメチルアミンのような）第２アミンとアルデヒド（好適にホルムアルデヒド）又は（アセトンのような）ケトンとフェノールである。
適切な触媒としては、イソシアネート反応性水素原子を含有するある種の第３アミンが挙げられる。そのような触媒の例として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ-メチルジエタノールアミン、Ｎ-エチルジエタノールアミン、Ｎ,Ｎ-ジメチルエタノールアミン、前述のものと（酸化プロピレン及び／酸化エチレンのような）酸化アルキレン及び第２-第３アミンの反応生成物を含む。
他の適切な触媒としては、有機金属化合物、特に有機錫、ビスマス、及び亜鉛化合物が挙げられる。適切な有機スズ化合物は、ジオクチルスズメルカプチドのような硫黄を含有するもの、好適には、ジブチルスズジラウリン酸塩、ジブチルスズジクロリド、ジブチルスズジアセテート、マレイン酸ジブチルスズ、ジオクチルスズジアセテートのようなスズ（IV）化合物だけでなく、カルボン酸の塩化スズ（II）、スズ（II）アセテート、スズ（II）オクトアート、スズ（II）エチルヘキソトアート、及びスズ（II）ラウリン酸塩を含む。適切なビスマス化合物は、ネオデカノエート、ベルサレート（versalate）ビスマス、及び当技術分野で知られる様々なカルボキシル酸塩ビスマスを含む。適切なスズ化合物は、亜鉛ネオデカノエートと亜鉛ベルサレートを含む。１より多くの金属（例、亜鉛及びビスマスの双方を含有するカルボン酸塩）を含む混合金属塩も適切な触媒である。当然、上述した触媒の全ては混合物として使用され得る。
触媒は、概して、イソシアネート反応性成分総重量に基づく、重量の約０．０１％〜約７％の量で、好適には、重量の約０．５％〜約６％の量で、最も好適には重量の約１％〜約５％の量で、イソシアン酸反応成分に含まれてよい。
一実施形態において、活性化可能な材料の１又はそれ以上のイソシアネートが、ブロック化される。好適には、必須ではないが、このイソシアネートは、イソシアネート成分、活性化可能な材料又は双方が実質的に遊離した未反応の（ＮＣＯ）基を有さないようにブロック化される。例えば、上述したイソシアネートの１つは、ウレタン、尿素、アロホン酸塩ビウレット等のようなブロック化されたイソシアネート（不活性アダクト）を形成するために反応され得るし、高温で、接着剤、泡、それらの組み合わせあるいはそれに類するものであるポリウレタンを形成するために上述したイソシアネート応化合物とエステル交換反応を起こし得る。加熱によるブロック化されたイソシアネートとポリオール間の反応の一例は、以下に反応式として示される。
Figure 2005325347
通常、イソシアネートは、比較的低温（例、約８０℃より低い温度、より一般的に約６０℃より低く、なお更に一般的に約４０℃より低い）で活性化可能な材料においてイソシアネート反応性化合物と反応しないようにブロック化される。しかし、ブロック化されたイソシアネートは、通常、比較的高温（例、約１００℃より高く、より一般的に約１２０℃より高く、なお更に一般的に約１６０℃より高い温度）でブロック化されなくなる。ブロック化されたイソシアネートを非ブロック化するために、活性化可能な材料が、一般的に少なくとも約１０分間又はそれより多少短く、より一般的に少なくとも約２０分間（例、約３０分間）、なお更に一般的に少なくとも約４５分間（例、６０分間）、高温にさらされなければならない。
イソシアネートは、非ブロック化するための求められる温度に依存して、様々な化学化合物を用いてブロック化され得る。３,５ジメチルピラゾールのようなピラゾールは、非ブロック化の温度が約１００℃〜約１２０℃間に求められるとき、ブロッキング剤として使用され得る。メチルエチルケトキシムのようなケトキシムは、非ブロック化の温度が約１４０℃〜約２００℃に求められるとき、ブロッキング剤として使用され得る。マロン酸エステルのような酸エステルは、非ブロック化の温度が約８０℃〜約１００℃に求められるとき、ブロッキング剤として使用され得る。好適な一実施形態において、カプロラクタム、アルキレートフェニル又は双方のようなブロッキング剤が、約１５０℃〜約１７０℃の非ブロック化の温度を与えるために使用される。イソプロピルアルコールも、又、ブロッキング剤として使用され得る。概して、本発明の活性化可能な材料は、本文に論じられるイソシアネートの全てを含み得るし、これらのイソシアネートは、選択されたイソシアネートをブロック化するために適切な、上述した全てのブロッキング剤でブロック化し得る。
例示的なブロック化されたイソシアネートは、これに限定されるわけではないが、１又はそれ以上のアルキル化されたフェノールでブロック化され、任意的に可塑剤を含む無溶性ＴＤＩ-プリポリマーを含む。約１６０℃より高温の非ブロック化の温度を有するそのようなイソシアネートの例は、トリキシエン：ＴＲＩＸＥＮＥ ＢＩ７７７２又はトリキシエン：ＴＲＩＥＸＥＮＥ ＢＩ７７７９の商標名で販売されており、通常、Baxended Chemicals Ltd., Accrington, Lancashire BB5, 2SL, Enlandから商業的に入手可能である。もう１つの例示的なブロック化されたイソシアネートは、無溶性粉末二量体２,４-トルエンジイソシアネートであり、デスモジュール：ＤＥＳＭＯＤＵＲ４４Ｃの商標名で販売され、Rhein Chemie Corporationから商業的に入手可能である。更にもう１つの例示的なブロック化されたイソシアネートは、、無溶性１,６-ヘキサメチレンジイソシアン酸二量体／三量体であり、デスモジュール：ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ-３４００の商標名で販売され、Bayeer AG.51368 Leverkusen, Germanyから商業的に入手可能である。
他の例示的なブロック化されたイソシアネートは、オキシム（例、２-ブタノンオキシム）でブロック化されたプレポリマーベースのイソシアネートを含む。そのようなイソシアネートは、Ｐ-１イソネート：ＩＳＯＮＡＴＥ５０ＯＰＭＤＩ／ＰＰＧ２０００又はＰ-２イソネート：ＩＳＯＮＡＴＥ５０ＯＰ ＭＤＩ／Ｔｏｎｅ０２４０の商標名で販売されている。もう１つの例示的なブロック化されたイソシアネートは、イソプロピルアルコール（ＩＰＤＩ／ＩＰＡ）でブロック化されたイソホロンジイソシアネートである。
特定的な一実施形態において、活性化可能な材料は、ブロック化されたイソシアネートとイソシアネート反応性化合物を含有するシングル化合物を含むことが考えられる。例として、活性化可能な材料は、ポリオールとしても分類され得るブロック化されたイソシアネートを含むか、あるいは実質的に単独で形成され得る。そのようなイソシアネートの一例は、ヒドロキシル官能基ウレジオンであり、好適に遊離ＮＣＯ基を含有しない。通常、１５０℃より高温にさらされることによってポリウレタンに変化したそのようなイソシアネートの一例の反応式IIが、以下に表される。
Figure 2005325347
活性化可能な材料が加熱活性化されるとき、活性化のための加熱は、マイクロ波エネルギー、イオン照射、オーブン、熱電デバイス、電気エネルギー、化学反応、それらの組み合わせあるいはそれに類するもののような様々なソースによって供給され得る。好適な実施形態において、活性化可能な材料が製造品に合わせて処理され、製品を製作するために実行される通常のプロセス又はアセンブリステップが、加熱を与える。例えば、活性化可能な材料が、自動車両の構造に使用され得るし（例、以下に更に記載される技術に従って）、コーティング（例、電着コーティング）によって活性化され得るか、あるいは電着コートオーブン焼付、プリマーオーブン焼付、ペイントオーブン焼付、それらの組み合わせあるいはそれに類するもののようなペイントオペレーションによって活性化され得る。自動車両アセンブリボディショップオーブン、電着コートオーブン、ペイントオーブンあるいはそれに類するものにおける例示的な温度は、約１４８．８９℃〜約２０４．４４℃（華氏３００°〜４００°）の範囲であり得る。
エポキシ樹脂
概して、活性化可能な材料は、エポキシ（例、エポキシ樹脂）を含み得ることが考えられる。活性化可能な材料は、実質的に又は全体的にエポキシ樹脂の全てから遊離することが考えられる。本文に用いられるエポキシ樹脂という用語は、少なくとも１一つのエポキシ官能基を含有する従来知られている二量体、低重合体、又は多重合体のエポキシ材料の全てを意味する。ポリマーベースの材料は、開環反応によって重合可能である１又はそれ以上のオキシラン環を有するエポキシ含有の材料であり得る。
エポキシは、脂肪族、脂環式、芳香族あるいはそれに類するものであり得る。このエポキシは、固体（例、ペレット、チャンク、ピースあるいはそれに類するもの）又は液体（エポキシ樹脂）として供給され得る。エポキシは、α‐オレフィンを具備し得るエチレンコポリマー又はターポリマーを含む。コポリマー又はターポリマーとして、このポリマーは、２又は３の異なるモノマー、即ち、比較的小さな分子と架橋可能である高い化学反応性を有する小さな分子で構成されている。
好適に、エポキシ樹脂は、材料の接着（アドヒージョン）特性を増大させるために活性化可能な材料に添加される。加えて、エポキシ樹脂は、活性化可能な材料が発泡性の材料であるときセル構造を強化し得る。一つの例示的なエポキシ樹脂は、フェノール樹脂であり得るし、ノバラック形式又は他の形式の樹脂であり得る。他の好適なエポキシ含有材料は、ビスフェノールFエポキシ樹脂、ビスフェノール-Ａエピクロロヒドリンエーテルポリマー又はビスフェノール-Ａエポキシ樹脂を含み得るし、ブタジエン又は別のポリマー添加剤によって変性され得るかあるいは変性され得ない。一例示的な好適なエポキシ樹脂は、ビスフェノール-Ａエポキシ樹脂で、ＤＥＲ-３３２の商標名で販売され、ダウケミカル社（Dow Chemicals., Midland, Michigan）から商業的に入手可能である。
１又はそれ以上のエポキシ樹脂は、使用されるとき、活性化可能な材料の約０．１％又はそれより少ない量から約８０％又はそれより多少大きい量まで、より一般的には約４％又はそれより少ない量から約３５％又はそれより多少大きい量まで、なお更により一般的に約１０％又はそれより少ない量から約２０％又はそれより多少大きい量までを形成する。加えて、イミダゾールのような様々な触媒、硬化剤又は硬化促進剤が、エポキシ樹脂の重合、硬化、及び／架橋を補助し得ることに注目されたい。更に本文で論じられているエポキシ樹脂とポリウレタンに関する発泡剤と硬化剤は、自動車両に使用される電着コート又はペイントオーブンにおいて頻繁にさらされる高温で加熱活性化され得る。
他の添加剤又は充てん剤
本発明の活性化可能な材料は、様々な異なる添加剤又は充てん剤を含み得る。適切な添加剤、イソシアネート反応性であろうとなかろうと、発泡剤、プロセス補助、充てん剤、触媒又はパフォーマンス変性剤、紫外線抵抗剤、難燃剤、衝撃改質剤、熱安定剤、着色剤、滑剤、それらの組み合わせあるいはそれに類するものを含み得る。
ポリウレタン発泡の用意のために使用される適切な膨張剤又は発泡剤は、水分及び／又は容易に揮発する有機物質を含む。有機膨張剤は、イソシアネート基の加水分解又は水分とのイソシアネート基の反応によって生成された二酸化炭素と同様にアセトン、エチルアセテート、メタノール、エタノール、低沸点の炭化水素（ブタン、ヘキサン、又はヘプタンのような）又は過フッ化炭化水素、塩化フッ化炭素、ヒドロクロロフルオロカーボン、又は他のハロゲン置換されたアルカン（塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチリジン、塩化ビニリジン、モノフッ化トリ塩化メタン、塩化ジフッ化メタン、及びジクロロジフルオロメタンのような）、二量体酸、ジエチルエーテル、又は（ラクト酸、クエン酸、及びマロン酸）カルボキシル酸を含む。
膨張効果は、室温より高温で分解する化合物を添加することによって得られ得るし、それによって窒素（例えば、アゾイソブチルニトリロのようなアゾ化合物又は二酸化炭素（ジメチルジカーボネート））のようなガスを排出する。適切な膨張剤の例は、アゾジカーボアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン、４,４i- オキシ-ビス-（ベンゼンスルフォニルヒドラジド）、トリヒドラジノトリアジン（trihydrazinotriazine）及びＮ,Ｎi- ジニトロソテレフタルアミドを含む。追加の膨張剤として、アルミニウム三水和物、及び硫酸カルシウム水塩、ゼオライト、モレキュラーシーブあるいはそれに類するものような水和物を含み得る。
膨張促進剤は、活性化可能な材料に与えられ得る。様々な促進剤が、膨張剤の内部ガスを形成する比率を増大するために使用され得る。好適な一膨張促進剤は、金属塩、又は酸化物であり、例えば酸化亜鉛のような金属酸化物である。他の好適な促進剤は、変性又は非変性チアゾール又はイミダゾールを含む。
膨張が含まれるとき、概して、イソシアネート反応性成分の総重量に基づき、重量の約０．０５％〜約７％の量で、好適に重量の約０．１％〜約６％の量で、最も好適には重量の約０．５％〜約５％の量でイソシアネート反応性成分に含まれる。
本発明のイソシアネート反応性成分に任意的に含まれる他の添加剤は、例えば、難燃剤、内部離型剤、界面活性剤、脱酸剤、脱水剤、セルレギュレータ、顔料、染料、紫外線安定剤、可塑剤、静真菌性物質又は静菌性物質、及び充てん剤を含む。
適切な難燃剤（本文に用いられたように、発煙抑制剤及び他の知られている燃焼条件剤）がホスホネート、亜リン酸塩、及びホスフェート（当技術分野で知られるジメチルメチルホスホネート、アンモニウムポリホスフェート、及び様々な環式ホスフェート、及びホスホネートエステルのような）ホスフェート、当技術分野で知られる（臭素化されたジフェニルエーテルと他の臭素化された芳香族化合物のような）ハロゲン含有化合物、メラミン、（五酸化アンチモンと三酸化アンチモンのような）酸化アンチモン、（様々な知られているホウ酸亜鉛のような）亜鉛化合物、（酸化アルミニウム三水和物のような）アルミニウム化合物、（水酸化マグネシウムのような）マグネシウム化合物を含む。
内部離型剤は、イソシアネート添加反応の反応化合物に添加される化合物であり、通常、鋳型からポリウレタン製品を取り外すときに補助するためのイソシアネート反応性成分である。本発明に関する適切な内部離型剤は、少なくとも一部脂肪酸エステルに基づくもの（例、米国特許番号３，７２６，９５２、３，９２５，５２７、４，０５８，４９２、４，０９８，７３１、４，２０１，８４７、４，２５４，２２８、４，８６８，２２４、及び４，９５４，５３７）、金属及び／又はカルボキシル酸のアミン塩、アミドカルボキシ酸、リン含有酸、又はボロン含有酸（例、米国特許番号４，５１９，９６５、４，５８１，３８６、４，５８５，８０３、４，８７６，０１９及び４，８９５，８７９）、ポリシロキサン（例、米国特許番号４，５０４，３１３）、アミディン（例、米国特許番号４，７６４，５４０、４，７８９，６８８、及び４，８４７，３０７）、イソシアネートプレポリマーとポリアミン-ポリイミン成分（例、米国特許番号５，１９８，５０８）、及び米国特許番号５，２０８，２６８に記載されるある種のアミン出発テトラヒドキシル化合物を含む。
サーファクタント（又は界面活性剤）は、乳化剤と発泡安定剤を含む。適切なサーファクタントの例は、（ジエチル-アミンオレアート、又はジエタノールアミンステアラートのような）脂肪族酸の様々なアミン塩とリシノール酸のナトリウム塩と同様に当技術分野で知られる多くのシリコンサーファクタントの全て[例えば、ダウ社(Dow Coring Corporation, Union Carbide Chemical and Plastics Co., Inc.,)及びラインケミド社（Rhein Chemid Corporation）から商業的に入手可能であるもの]を含む。
脱酸剤（acid scavenger）は、本発明の組成の酸性度と水分濃度をコントロールする化合物である。好適な脱酸剤は、（オルトギ酸トリエチルのような）様々なオルトエステル、（スタボキサル：ＳＴＡＢＯＸＡＬ Ｉ及びＳＴＡＢＯＸＡＬ Ｐの商標名でRhein Chemid Corporationから商業的に入手可能である２,２'６,６'-テトライソプロピイジフェニルカルボジイミドのような）カルボジイミド、及び（ＥＲＬ-４２２１の商標名でUnion Carbiedから入手可能である３,４-エポキシシクロヘキシルメチル、３,４-エポキシ-シクロヘキシルカルボキシレートような）エポキシ化合物を含む。
脱水剤（又は脱湿剤）は、本発明の組成における低水分量を保持する化合物である。適切な脱水剤は、例えば、米国特許番号３,７５５,２２２及び４,６９５,６１８に記載されている。適切な脱水剤の例は、アルカリアルミノケイ酸塩（バイリツ：ＢＡＹＬＩＴＨ Ｌ、及びバイリツ：ＢＡＹＬＩＴＨ Ｗの商標名で粉末状又はペースト状でBayer AG.Germanyから入手可能である）、化学的に反応する脱水剤（Angus Chemical Company製造のゾルジン：ＺＯＬＤＩＮＥ ＭＳ-Ｐｌｕｓ）を含む。
活性化可能な材料に適合可能である充てん剤及び／又は物質補強剤は、制限されないが、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、ケイソウ土、重質炭酸カルシウム（whiting）、雲母、及び特定的にグラスファイバー、液晶ファイバー、ガラスフレーク、ガラスボール、ミクロスフェア、アラミドファイバー、アラミドパルプ、パティキュレート材（例、粉末）、及びカーボンファイバー、それらの組み合わせあるいはそれに類するものも活性化可能な材料に適合可能である。一般的に、充てん剤及び／材料補強剤は、使用されるとき、概して活性化可能な材料に存在する他の化合物と反応しない、比較的低密度材料を含む。充てん剤が、概して、低重量でスペースを保有するために活性化可能な材料内に存在しながら、充てん剤、材料補強剤又は双方は、活性化可能な材料に対して強度と耐衝撃性のような特性を与え得ることが考えられる。
添加の充てん剤の例は、ケイ酸、ケイソウ土、ガラス、クレー（例、ナノクレーを含む）、タルク、顔料、着色剤、グラスビーズ又は気泡、炭素又はセラミックファイバー、ナイロン又はポリアミドファイバー（例、ケブラー）、酸化防止剤あるいはそれに類するものを含む。そのような充てん剤、特定的なクレーは、材料の流動中、均質化において活性化可能な材料を補助可能である。充てん剤として使用され得るクレーは、カオリナイト、イライト、クロリテム（chloritem）、スメシタイト（smecitite）又はセピオライト基から生成されクレーを含み得るし、カ焼され得る。適切な充てん剤の例は、制限されないが、タルク、バーミキュライト、パイロフィライト、ソーコナイト、サポナイト、ノントロナイト、モンモリロナイト、又はそれらの組み合わせあるいはそれに類するものを含む。このクレーは、カルボネート、長石、雲母及び石英のような他の成分を微量含む。この充てん剤は、又、ジメチル塩化アンモニウム、ジメチルベンジール塩化アンモニウムのような塩化アンモニウムを含む。二酸化チタンも使用され得る。
好適な一実施形態において、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムあるいはそれに類するもののような１又はそれ以上のミネラル又はストーン形式の充てん剤が、充てん剤として使用され得る。もう１つの好適な実施形態において、雲母のようなシリケートミネラルが充てん剤として使用され得る。
活性化可能な材料において充てん剤が使用される場合、活性化可能な材料の重量の約１０％〜約９０％の範囲であり得る。若干の実施形態において、活性化可能な材料は、重量の約０％〜３％まで、より好適に重量の１％よりわずかに少ないクレー又は同様の充てん剤を含み得る。粉末状のミネラル形式（例、平均パーティクル直径が約０．０１ミクロン〜約５０ミクロン、及びより好適に約１ミクロン〜２５ミクロン）の充てん剤は、重量の約５％〜約７０％を含有し得るし、より好適に重量の約１０％〜約５０％を含み得る。
活性化可能な材料の形成と使用
活性化可能な材料の形成は、様々な新しい又は知られる技術に従って実現され得る。好適に、活性化可能な材料は、実質的に均質な組成である材料として形成される。しかし、様々な技術の組み合わせが、活性化可能な材料のある種の場所におけるある種の成分の濃度を増大又は減少するために使用され得る。
活性化可能な材料は、通常、ブロック化された状態で、イソシアネート化合物をイソシアネート成分と組み合わせることによって、及び他の全ての添加剤と組み合わせることによって形成される。代替実施例として、特定的に、イソシアネート反応性成分とイソシアネート成分がシングル化合物で形成され、他の全ての求められる又は要請される添加剤は、化合物に添加される。当然、追加のブロック化されたイソシアネートとイソシアネート反応性化合物も又、そのようなシングル化合物に添加され得ることが考えられる。概して、この成分は、液体、固体、半固体、それらの組み合わせあるいはそれに類するものとして供給され得ることが考えられる。しかし、活性化可能な材料は、通常、一度形成されると、固体又は半固体（例、ペースト状に類する）である。活性化可能な材料が成分の組み合わせ直後に活性化され得ることが考えられるが、好適に、活性化可能な材料は、固体、液体又はそれらの組み合わせとして形成され、環境条件（例、加熱）にさらされた直後、膨張（例、発泡）、硬化又は双方を実行するために形成される。一好適な実施形態において、活性化可能な材料は、実質的に非粘着性であり、及び／又は実質的にタックフリー、即ち、触れてもくっつかない、いわゆるサラサラした状態である。
コンポーネントは、通常、大きな箱又は他の容器のような１又はそれ以上の数の容器にて組み合わされる。好適に、この容器は、容器を回転させる又は動かす、あるいは容器内のコンポーネントを動かすことによってコンポーネントを混合するために使用され得る。その後、例えば撹拌その他によってシングルの均質な組成にするために混合され得るように、コンポーネントを軟化、あるいは液化するために加熱、圧力又はそれらの組み合わせが与えられる。
もう１つの実施形態に従って、活性化可能な材料が、概して、これらの成分を混合可能な状態に導入するために、例えばポリマーベース材料を軟化又は液体化することを比較的容易にする１又はそれ以上の成分を加熱することによって、形成され得る。その後、残余の成分は、軟化された成分と混合され得る。
一例として、このコンポーネントは、エクストルーダ（例、ツインスクリューエクストルーダ、協働ニーダーあるいはそれに類するもの）に供給されてよいし、混合されてよい。
使用されるコンポーネントに依存して、コンポーネントの温度が、活性化可能な材料を活性化（例、ガスを生成、流動化又は活性化）、硬化（例、硬化、凝固又は状態を変化させる）、又は双方を行うことを生じさせ得る所定の活性化温度より低温状態を維持することを確実にすることが重要であり得る。明らかに、活性化可能な材料が膨張剤又はブロック化されたイソシアネートを含有するとき、通常、活性化可能な材料の温度を活性化可能な材料の形成中、あるいは活性化可能な材料が表面部に使用される前、活性化又は非ブロック化する温度より低温に維持することが求められる。比較的低温で活性化可能な材料を維持することが求められる状況では、活性化可能な材料の成分を混合するために圧力又は圧力と加熱の組み合わせを用いて半固体又は粘弾性状態で成分を維持することが求められ得る。エクストルーダような様々なマシンは、材料に加熱、圧力又は双方を使用するために設計されている。
エポキシ／ポリウレタン活性化可能な材料を形成することにおいて、ブロック化されたイソシアネート（例、比較的低当量のブロック化されたイソシアネート）が１又はそれ以上のポリオールと１又はそれ以上のエポキシ樹脂と混合される。このポリオールは、本文に論じられている全てのポリオールを含み、特定的に通常、鎖伸長剤／架橋剤を含み得る。エポキシ樹脂は、本文に論じられている全ての１又は組み合わせであり得るし、特定的に通常、ジエポキシモノマーを含む。
一実施形態において、エポキシ／ポリウレタン活性化可能な材料の活性化、重合又は双方の実行中、何れの特定的な理論に支配されることなく、エポキシ樹脂は、華氏約３００°〜華氏約４００°の活性化温度で耐熱性オキサゾリドン結合を形成するためにイソシアネート（例、ブロック化されたイソシアネート）の触媒を形成するオキサゾリドンの存在下で反応することが考えられる。更に、そのような活性化可能な材料のセル構造が、ブロック化されたイソシアネートで二量体の酸の膨張反応（ＣＯ２形成）を介して形成され得る。
試験例
活性化可能な材料の形成の以下の記載は、例として意図されており、本発明の範囲を制限するために用いられてはならない。
一実施例において、活性化可能な材料が、以下のプロトコルを用いて比較的柔軟性のあるポリウレタンフォームを形成するために形成され、活性化される。アルキル化されたフェノールでブロック化されたＴＤＩベースのプレポリマーは、可塑剤（トリキシエンＢ１：Ｔｒｉｘｅｎｅ Ｂ１ ７７７９：Basenden Chemicals社製造）を含み、最初の混合を形成するために室温で官能基４の変性ポリオールベースのキャスタ（キャスポール：ＣＡＳＰＯＬ ５００４：CasChem Inc.製造と予め混合された抗酸化剤イルガノックス（irganox）１０１０（Ciba Specialty Chemicals社製造））と混合される。
その後、遊離ＮＣＯ基を含有する１,６ヘキサメチルジイソシアネートの二量体／三量体（デスモジュール：ＤｅｓｍｏｄｕｒＮ３４００：Bayer社製造）と脂肪族ジアミン鎖伸長剤（クリアリンク：Ｃｌｅａｒｉｎｋ１０００；ＵＯＰ社又はDorf Ketal社製造）が最初の混合に添加される。少なくとも１０分間混合された後、デスモジュール：ＤｅｓｍｏｄｕｒＮ３４００のイソシアネートは、実質的に完全にクリアリンク：Ｃｌｅａｒｉｎｋの等モル量と反応し、その後、触媒（例、ダブコ：Ｄａｂｃｏｔ−１２（Air Products社製造）のようなジブチルスズジラウレート）が混合物に添加される。
二量体の酸:ＤｉｍｍｅｒＡｃｉｄ（脂肪酸Ｃ−１８：Arizona Chemical社製造）が、その後混合物に添加され、活性化可能な材料を形成するために約１０分間、均質化される。活性化可能な材料が形成されると、例えば３０分間、１８０℃にさらされることによって活性化可能になる。均質なセル構造を備えた柔軟性と弾性を有するポリウレタンフォームが得られる。フォームは、アミド結合を形成する二量体の酸のカルボキシル基でデスモジュール：ＤｅｓｍｏｄｕｒＮ３４００から生成したウレトジオン基の解離によって遊離されたＮＣＯ基の生成物としてその場（in-situ）で形成されたＣＯ２で実現される。
もう１つの例において、活性化可能な材料は、以下の手順を実行して比較的柔軟性があるポリウレタンフォームを形成するために形成され得るし、活性化され得る。ＮＣＯ基を包含する１,６ヘキサメチレンジイソシアネートの二量体／三量体（デスモジュール：ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ-３４００Ｂａｙｅｒ社製造）が室温で低当量のポリエーテルポリオール（ボラノール：Ｖｏｒａｎｏｌ ３６０：Ｄｏｗ社製造）と混合される。
その後、第２脂肪族ジアミンの等モル量（クリアリンク：Ｃｌｅａｒｉｎｋ１０００、ＵＯＰ製造）が、混合物に添加される。少なくとも１０分間混合した後、デスモジュール：ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ-３４００のイソシアネートは、実質的に完全にクリアリンク：Ｃｌｅａｒｉｎｋ１０００の第２アミン基と反応し、その後、サーファクタント（例、Air Products社製造のダブコ：ＤａｂｃｏＤＣ１９３のようなシリコンサーファクタント）と触媒（例、Air Products社製造のダブコ：ＤａｂｃｏＴ-１２のようなジブチルチンジラウリナート）が混合物に添加される。その後、二量体の酸（例、脂肪酸Ｃ-１８：Adrizona Chemicals社製）が、混合物に添加され、活性化可能な材料を形成するために約１０分間均質化される。活性化可能な材料が形成されると、例えば、３０分間、約１８０℃の温度にさらされることによって活性化可能である。均質なセル構造によって硬質なフォームが得られる。フォーミングは、アミド結合を形成する二量体の酸のカルボキシル基でデスモジュール：ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ-３４００のウレジオン基の解離により遊離されるＮＣＯ基の生成物としてのＣＯ２がその場（in-situ）で形成されることによって実現される。
もう１つの例において、以下の手順を実行してクリアな固体（非発泡）のエラストマーポリウレタンを形成するために、活性化可能な材料が形成され得るし、活性化され得る。アルキル化されたフェノール、無溶剤及び無可塑剤（トリキシエン：ＴｒｉｘｅｎｅＢＩ７７７０：Ｂａｘｅｎｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｔｄ．）でブロック化されたＴＤＩベースのプレポリマーが室温でジエチールトルエンジアミン（エタキュール１００ＬＣ：Ａｌｂｅｍａｒｉｅ社製）と混合され、その後触媒（例、ダブコ：ＤａｂｃｏＴ-１２（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ社製）のようなジブチルスズ）が混合物に添加される。この混合物は、活性化可能な材料を形成するために約１０分間、均質化される。活性化可能な材料は、一端形成されると、例えば、３０分間、約１８０℃にさらされることによって活性化され得る。固体（非発泡）で明りょうなエラストマーポリウレタンが得られる。
活性化可能な材料の他の例示的な組成は、以下の表１に示される。
│名称 │成分 │PU │PU │PU/エポキシ │
│Desmodur N-3400│ブロック化された │33.5 │19.8 │19.8 │
│ │イソシアネート │ │ │ │
│IPDI/IPA │ブロック化された │− │− │ 8.6 │
│ │イソシアネート │ │ │ │
│DER-332（％) │ジエポキシモノマー│− │− │17.5（22％）│
│Caspol 5400 │架橋剤/ポリオール │11.01 │6.6 │ − │
│Poly Q-40-800 │架橋剤/ポリオール │1.6 │0.96 │ − │
│Dimer acid │膨張反応物質 │24.5 │14.7 │14.7 │
│Clearling 1000 │鎖伸長剤 │28.8 │16.9 │17.0 │
│DC-193 │界面活性剤（サー │0.2 │0.6 │0.6 │
│ │ファクタント） │ │ │ │
│Dabco T-12 │触媒 │0.1 │0.3 │0.3 │
│ImicureR Ami-1 │触媒 │− │− │0.34 │
表I、表II、表IIIに記載されている量は、例示的な意味であり、重量比率±０．５％ポイント、重量比率±２％ポイント、重量比率±１０％ポイント、重量比率±２０％ポイント又はそれより多少多いポイントで変化し得る。表I、II、及びIIIに記載されている量は例示的なものを意味しており、記載されている数値あるいはそれ以上の±０．５％、±２％、±１０％、±２０％で変化し得る。
使用（application）
活性化可能な材料が形成された後、この材料は、通常、表面部又は基板に与えられ、活性化される。材料の活性化は、必須ではないが、活性化可能な材料の少なくとも若干の程度のフォーミングあるいはバブリングを含む。そのようなフォーミングあるいはバブリングは、基板を湿らせ、基板と密に接着することにおいて活性化可能な材料を補助し得る。しかし、他の例として、活性化可能な材料がフォーミングあるいはバブリングすることなしに流動するために活性化され得るし、なお実質的に密に接着するために基板を湿らし得ることが認識されよう。密に接着することは、通常、必ずしも必須でないが、活性化可能な材料の硬化直後生じる。
この意図された使用に依存し、活性化可能な材料は、異なる方法において、異なる時間に与えられ得るし、活性化され得る。従って、活性化可能な材料の例示的な使用は、活性化可能な材料の使用と活性化の好適な方法を説明するために以下に論じられる。特定的に、活性化可能な材料は、とりわけ、補強、シーリング、及び接着、防音あるいはこれに類するもののために使用され得る。
補強
活性化可能な材料は、製造品の構造上のメンバを補強するために使用され得る。補強に使用されるとき、活性化可能な材料が単独で使用され得るし、他の材料（例、バッキング）と関連して使用され得るし、キャリアメンバあるいはそれに類するものに使用され得る。
一実施形態に従って、本発明の活性化可能な材料が、補強メンバを形成するためにキャリアメンバに使用され、補強メンバは自動車両の構造メンバによって形成されるキャビティ内に挿入される。自動車両の構造メンバは、殆ど全ての車両のメンバであり得るし、制限されないが、フレームメンバ、ボディメンバ、ピラー構造、密閉パネル、ルーフアセンブリ、バンパ、それらの組み合わせあるいはそれに類するものを含む。
キャリアメンバは、従来のあるいは新規の構築のものから選択され得る。従って、活性化可能な材料は、キャリアメンバに与え得るし、成形された、押し出されたあるいは型打ちしたメンバに使用され得る。（例、金属又はプラスティック、発泡又は非発泡：アルミニウム、マグネシウム、チタン、スチール、成形コンパウンド（例、シート又はバルク成形コンパウンド）、ポリアミド（例、ナイロン６、又はナイロン６,６）、ポリスルホン、熱可塑性イミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン又はそれらの混合物を含む例示的な材料）
本発明において実施され得るキャリアメンバ、構造上の補強の実施あるいはこれに類するものの例は、米国特許番号６，４７４，７２３、６，４６７，８３４、６，４１９，３０５、６，３５８，５８４、６，３１１，４５２、６，２９６，２９８、６，２３６，６３５に開示され、それらの全ては本文に参照として包含される。他の例は、米国出願シリアル番号１０／２３６，３１５、１０／０９８，９５２、１０／３３７，４４６、０９／９３９，１５２、０９／４５９，７５６、６０／４０９，６２５、６０／３３３，２７３、６０／３１７，２０１に開示され、これら全ても本文において参照として包含される。
説明目的のために、図１は、本文に開示された活性化可能な材料の塊１４を有するキャリアメンバ１２を含む補強メンバ１０を示す。図示されるように、キャリアメンバ１２は、骨格構造であり、複数のリブ２０を含む。更に、活性化可能な材料は、実質的に均質な厚みでキャリアメンバ１２に配置されている。しかし、キャリアメンバと活性化可能な材料が意図された使用に依存して、適切な形式又は構築に従って形成され得ることが考えられる。
図２に示される例示的な補強メンバ１０は、自動車両２６のピラー構造２４によって定義されるキャビティ２２に挿入されている。活性化可能な材料の塊１４は、キャビティ２２に挿入後、キャビティ２２を定義するピラー構造２４の壁面に接着するために好適に活性化され得る。例えば、塊１４は、電着コーティングあるいはペイントオペレーションにおける高温にさらされてよいし、それによって活性化可能な材料の塊１４がピラー構造の壁面と接合接着するために流動可能になり、膨張することを生じさせる。同時にあるいはその後、塊１４は、ピラー構造２４の壁面と接合接着するために硬化され得るし、それによって車両２６の補強された構造システム２８を形成する。
また、説明目的のためであるが、図３と図４は、パネル３６、活性化可能な材料層３８とバッキング材４２で構成される補強パネル３４の形成を示す。パネル３６は、自動車両の全ての適切な成分によって与えられる。好適な実施形態に従って、パネル３６は、車両の内部あるいは外部のボディパネル（例、ドアパネル、ルーフパネル、サイドパネル、密閉パネルあるいはこれに類するもの）として配置される。
バッキング材４２は、様々な材料から選択され得る。例えば、制限されなることなく、バッキング材は、金属ホイル、金属シート、金属スクリーンあるいはこれに類するもので形成され得る。他の例として、バッキング材は、ポリマー（例、熱可塑性）フィルム、ポリマーシート又はメッシュで形成され得る。更に代替実施形態において、バッキング材は、例えば含浸紙又は非含浸紙、木材あるいはこれに類するもののようなセルロース繊維で形成され得る。
補強されたパネル３４は、自動車両パネル３６の表面部４４に活性化可能な材料の層３８を与え、バッキング材４２を活性化可能な材料層３８に与えることによって形成されるる。活性化可能な材料層３８は、バッキング材４２が層３８に与えられた後、又は同時に、自動車両パネル３６に与えられることが理解されなくてはならない。
活性化可能な材料層３８は、与えられた後、パネル３６とバッキング材４２に接合接着するために好適に活性化され得る。例えば、活性化可能な材料層３８は、電着コートあるいはペイントオペレーションにおける高温にさらされてよいし、それによって層３８を流動的にし、パネル３６とバッキング材４２に密着し、湿らすために膨張することを生じさせる。同時にあるいはその後、層３８がパネル３６とバッキング材４２に接着するために硬化してよいし、それによって補強されたパネル３４を形成する。
バッフリング
活性化可能な材料は、バッフリングに使用されるとき、単独でも用いられ得るか、あるいはキャリアに配置され得る。一般的に、活性化可能な材料、キャリア、あるいは双方は製造品の構造のキャビティ内に配置され、活性化直後、活性化可能な材料、キャリアあるいは双方が通常、材料の通過あるいはキャビティ中に音が響くのをを遮断するためにキャビティの横断面に延びる。
構造接着剤
もう１つの実施形態に従って、本発明による活性化可能な材料が構造上の接着剤として使用され得ることが考えられる。そのような実施形態において、この材料は、通常、第１メンバ及び第２メンバに接着するために（例、電着コートあるいは自動車のペイントオペレーションに共通している温度で）活性化され、硬化される。第１メンバと第２メンバの表面部の接合接触は、前述の材料の活性化と硬化前あるいは最中に生じ得る。構造接着剤使用は、米国特許出願１０／２３４，９０２、１０／３８６，２８７、６０／４５１，８１１に開示され、これらの全ては、本文において参照として包含される。
図５〜図７を参照すると、第１メンバ５０と第２メンバ５２がまとまってジョイント５４（例、ヘムフランジジョイント）ヘムフランジを形成しているのが示される。図示されるように第１メンバ５０は、第２メンバ５２の 自由端部６４を受容するためにキャビティ６０を形成する端部５８を有し、求めに応じてキャビティ６０内に配置され得る。材料６８の活性化あるいは硬化直後、第１メンバ５０が第２メンバ５２に接着されるように本発明に従った活性化可能な材料６８も又、キャビティ６０内に配置される。当然、本発明の活性化可能な材料が全てのメンバに構造上、接着するために使用され得ることが考えられる。本発明の活性化可能な材料から利点を得られ得る適切な使用の例は、米国特許番号５，９８５，４３５に含まれ、本文に包含される。
不粘着性表面部
本発明のもう１つの実施形態において、本発明の外部表面部は、意に反する材料の移動あるいは粘着を行わずに取り扱われ得るように処理される。従って、概して取扱いを容易にする不粘着性である（約１０ミクロン未満〜約２ｃｍ（例、大体約１ｍｍ未満）の）層で合成物質が与えられ得ることが可能である。この層は、プラスティック運搬フィルム、水分ベースのコーティング、粉末コーティングあるいは他の形式を取り得る。それ故、本発明は、概してタックフリーである取扱い表面部を与える層を有する粘着性の構造接着材も考察する。また、構造接着材、前述の層、又は双方が本発明の活性化可能な材料で形成されてよいことも考えられる。
図８を参照すると、構造接着材層８０を有する合成物質７８が表され、その上に配置された実質的に不粘着性材料である層８２（即ち、約２０℃の室温で不粘着性になる）を有する。図９に示されるように接着材料の層８０と密着接触するように押圧される（例、ローラーによってロールされる）粉末８６あるいは他のパティキュレートの形式を使用することによって実質的に不粘着の材料の層８２が押し出される。
本発明の活性化可能な材料の使用によって利点を得る用途は、係属特許出願番号１０／２１７，９９１、６０／４１５，５１１に開示され、それらの全ては本文に包含される。更に、実質的に不粘着性の材料層と構造接着材層は、上述した出願に記載されたように対応する成分を含み得る。
有利的に、実質的に不粘着性の材料層８２は実質的に不粘着性の表面部を与え、接着材の粘着性表面部９０が（例、自動車両）製造品あるいはこれに類するもののキャリアメンバ、メンバの表面部と接触してよいように、個々にマシンあるいは他のものによって密着可能である。図８と図９に示されるように、粘着性の表面部は、材料が表面部に与えられるまで保護層（例、リリーステープ）によって一時的に覆われてよい。
予め形成された活性化可能な材料
本発明の活性化可能な材料は、実質的に全体的に活性化可能な材料で構成されるメンバを形成するために形成され、あるいは成形（例、注入成形）され得るし、自動車両あるいは他の製造品の構造のキャビティ内に挿入されるために設計又は構築される得る。本文に用いられたように実質的に全体的に活性化可能な材料で構成されることは、メンバがファスナー、サポート、それらの組み合わせあるいはそれに類するもののような追加の成分としてキャビティに挿入されるとき、メンバの容積の活性化可能な材料は少なくとも７０％、より一般的に少なくとも８５％、及びなお更に一般的に少なくとも９５％（例、１００％）を表す意味であることが意図されている。
好適に、そのようなメンバは、メンバが挿入されるキャビティに実質的に適合する外部表面部を含む。例えば、構造が、キャビティを定義する内部に円柱状の表面部を有すれば、メンバは、通常、そのような内部表面部に対応する円筒状の外部表面部を有する。
メンバが実質的に全体的に活性化可能な材料で構成される場合、通常、特定的に補強あるいはバッフルとして使用するのに適合可能であるが、他の目的のためにも使用し得る。補強として使用された場合、メンバは通常、延長され、膨張直後、キャビティの長さの実質的部分を充てんする。バッフルとして使用された場合、メンバは、より短くなり得るが、通常、膨張直後、音の通過あるいは他の材料の通過を防ぐために継続してキャビティの横断面に延びる。メンバが、補強とバッフルの双方として使用し得ることが追加として考えられる。
排出（extrusion）
特定的な使用に係わらず、本発明に従った活性化可能な材料は、排出によるプロセス及び／又は使用のために適合可能であることが見出されている。本発明の好適な一実施形態に従って、様々な成分は、１、２又はそれ以上のプレミックスに予め混合され得るし、シングル又はツインスクリューエクストルーダにおける１又は様々な箇所において導入され得る。従って、エクストルーダによって与えられた加熱と圧力は、活性化可能な材料を通常、シングルの均質な組成へと混合し、好適に、材料を活性化することなしにそのような混合を行う。本発明の材料は、排出によってキャリア、製造品（例、自動車両）のメンバあるいはそれに類するものの全ての適切な表面部に与えられ得る。一実施形態において、自動化されたあるいはロボットによる排出アプリケータ（例、ミニアプリケータ）が使用される。これらの使用及びアプリケータの形式の例は、米国特許番号５,３５８,３９７及び米国特許出願シリアル番号１０／３４２，０２５に開示され、双方とも本文に参照として包含される。
本発明のもう１つの好適な実施形態、活性化可能な材料は、塊（例、ロープ状、帯状あるいはこれに類するもの）として形成され得るので、相互にまとまって接着してあるいは分離された状態でパッケージされ得る[例、リリーステープrelease tape）]。そのような実施形態に従うと、塊は、好適に、隣接する塊との接着による実質的な粘着故障を生じることなく相互に分離可能である。それ故、塊が１つ１つはがれ得るし、本文に記載された方法によって基板（例、キャリア、メンバ又は他のもの）に与えられ得る。好適にそのような活性化可能な材料は、必ずしも要請されないが、本文に同様に記載されたように膨張、硬化のために加熱され得る。
本発明の活性化可能な材料は、その使用において有用性のある特性を示すという利点が得られる。特定的に、本文に記載されたように熱可塑性のポリエーテルの様々な量の添加は、硬化直後に比較的良好な接着特性を有する活性化可能な材料を生成し得ることが見出されている。更に、本発明に従った活性化可能な材料は、故障率に対して比較的高い引張度を示しながら、比較的高い強度率を示し得る。
一例として、発泡した活性化可能な材料は、約３Ｍｐａより高いかあるいはそれより多少少なく、より一般的に約５Ｍｐａより高く、更により一般的に８Ｍｐａより高い引張強度を呈するように構築され得る。もう１つの例として、発泡した活性化可能な材料は、約５０Ｍｐａより高いかあるいはそれより多少少なく、より一般的に約１５０Ｍｐａより高く、更により一般的に約３００Ｍｐａより引張比率を呈するように構築され得る。もう１つの例として、発泡した活性化可能な材料は、約３Ｍｐａより高いかあるいはそれより多少少なく、より一般的に約６Ｍｐａより高く、更により一般的に１０Ｍｐａより高い圧縮応力を示すために構築され得る。もう１つの例として、発泡した活性化可能な材料は、約３０Ｍｐａより高いかあるいはそれより多少少なく、より一般的に約１００Ｍｐａより高く、更により一般的に１５０Ｍｐａより高い圧縮比率を呈するように構築され得る。
活性化可能な材料の活性化は、フォームの求められる使用に依存し、多様な異なる密度で多様なフォーム形成され得る。一例として、フォームの密度は、約０．０５ｇ／ｃｃより高く、又はそれより少なく、より一般的に約０．１ｇ／ｃｃより高く、なお更に一般的に約０．３ｇ／ｃｃより高く、通常、約１．５ｇ／ｃｃ未満、あるいはそれより大きく、より一般的には、約１．０ｇ／ｃｃ未満でなお更に一般的には、約０．６ｇ／ｃｃ未満の密度を有し得る。
概して、ある種の実施形態において、活性化可能な材料が活性化する前に（例、キャリアメンバ、油性金属基板あるいはこれに類するもの）基板に接着し得るように室温より高温だが、活性化温度より低温で接着特性を示すことが、活性化可能な材料に求められ得る。
限定されない限り、本文に表された様々な構造のサイズ又は形状は、本発明のものに限定されることは意図されておらず、他のサイズ又は形状が可能である。複数の構造成分が、シングルの統合された構造によって与えられ得る。他の例として、シングルの統合された構造が、別々の複数の成分に分けられ得る。追加として、本発明のフィーチャが本文に表された１実施形態のみに記載されている可能性がある一方で、そのようなフィーチャは、全ての所定の使用において、他の実施形態の１又はそれ以上の他のフィーチャと組み合わせられ得る。本文の固有な構造の製造とそのオペレーションも又、本発明に従った方法を構成することが上記から理解されよう。
本発明の好適な実施形態が開示されている。しかし、当業者であれば、ある種の改変が本発明の教示内で可能であることを認識するだろう。従って、添付の請求項は、本発明の実際の範囲と内容を判断するために考察されなければならない。
本発明の一態様に従って形成された補強メンバの透視図である。 本発明の一態様に従った自動車両の透視図である。 本発明の一態様に従って補強されたパネルの透視図である。 本発明の一態様に従って形成された補強パネルの透視図である。 本発明の一態様に従って接着されたメンバの説明図である。 本発明の一態様に従って接着されたメンバの説明図である。 本発明の一態様に従って接着されたメンバの説明図である。 本発明の一態様に従って形成された合成物質の断面図である。 本発明の一態様に従って形成された合成物質の概略図である。

Claims (12)

  1. 製造された物品にシーリング、バッフリング、又は補強を与えるための方法であって、
    活性化可能な材料を提供し、この活性化可能な材料は、
    i）イソシアネートに対して反応性を有する成分と、
    ii）ブロック化されたイソシアネート成分と、を含むものであり、
    前記製造された物品の構造メンバによって少なくとも部分的に形成されるキャビティに前記活性化可能な材料を挿入し、
    ブロック化されたイソシアネート成分を非ブロック化することによって、前記活性化可能な材料を活性化して前記構造メンバの表面部に前記活性化可能な材料を接着する、方法。
  2. 前記活性化可能な材料は、実質的にタックフリーである、
    請求項１記載の方法。
  3. 前記活性化可能な材料は、非ブロック化した直後、約５Ｍｐａより高い引張強度を呈するフォームを形成する、
    請求項１又は２記載の方法。
  4. 前記活性化可能な材料は、非ブロック化した直後、約６Ｍｐａより高い圧縮強度を呈するフォームを形成する、
    請求項１、２又は３のいずれかに記載の方法。
  5. 前記活性化可能な材料は、非ブロック化時に、約０．１ｇ／ｃｃより高く約１．０ｇ／ｃｃより低い密度を有するフォームを形成する、
    請求項１から４のいずれかに記載の方法。
  6. 前記活性化可能な材料は、非ブロック化時に、膨張してない状態における前記活性化可能な材料の容積の少なくとも５０％大きい容積に膨張する、
    請求項１から５のいずれかに記載の方法。
  7. 前記イソシアネート成分は、ピラゾール、 ケトキシム、エステル酸、カプロラクタム、アルキル化されたフェノール又はそれらの組み合わせから選択されるブロック剤でブロック化される、
    請求項１から６のいずれかに記載の方法。
  8. 前記活性化可能な材料は、エポキシ樹脂を含む、
    請求項１から７のいずれかに記載の方法。
  9. キャリアメンバ表面部に前記活性化可能な材料を使用し、
    i）前記製造品は、自動車両であり、
    ii）前記キャビティに前記活性化可能な材料を挿入する前記ステップは、前記キャリアメンバに前記活性化可能な材料をその上に配置してで前記キャビティに挿入するステップを含み、
    iii）前記活性化可能な材料を活性化するための前記ステップは、前記活性化可能な材料を１００℃より高温にさらすステップを含み、前記活性化可能な材料が発泡して前記構造メンバの表面部への接着を生じさせる、
    請求項１から８のいずれかに記載の方法。
  10. 前記キャリアは、ポリアミドで形成される、
    請求項９記載の方法。
  11. i）前記キャリアメンバは、複数のリブを含み、
    ii）前記フォームは、約８Ｍｐａより高い引張強度を示し、
    iii）前記フォームの密度は約０．３ｇ／ｃｃより高いものである、
    請求項９又は１０記載の方法。
  12. i）前記フォームは、約１０Ｍｐａより高い圧縮強度を示し、
    ii）前記フォームの密度は、約０．６ｇ／ｃｃ未満である、
    請求項９，１０，又は１１のいずれかに記載の方法。
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