JP2019523790A - コーティングを有する粘弾性ポリウレタンフォーム - Google Patents
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Abstract
Description
ポリオール成分は、少なくとも1つのポリエーテルポリオールおよび/またはポリエステルポリオールを含む。例示的なポリエーテルポリオールは、アルキレンオキシド(例えば、少なくとも1つのエチレンオキシド、プロピレンオキシド、および/またはブチレンオキシド)と1分子当たり2〜8個の活性水素原子を含有する開始剤との反応生成物である。例示的な開始剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、エチレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ポリメチレンポリフェニレンポリアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、およびこのような開始剤の混合物が挙げられる。例示的なポリオールとしては、The Dow Chemical Companyから入手可能なVORANOL(商標)製品が挙げられる。ポリオール成分は、粘弾性ポリウレタンフォームを形成するために使用可能なポリオールを含んでもよい。
添加剤成分は、あらかじめ形成された水性分散物およびポリオール成分を形成する成分から分離される。添加剤成分は、イソシアネート反応性成分の一部であるが、他の添加剤はイソシアネート成分に組み込まれてもよい。添加剤成分は、触媒、硬化剤、架橋剤、界面活性剤、発泡剤(水性ポリマー分散物から分離された、水性および非水性)、ポリアミン、可塑剤、芳香剤、色素、抗酸化剤、UV安定剤、水(水性ポリマー分散物から分離された)、ならびに/または充填剤を含んでもよい。他の例示的な添加剤としては、鎖延長剤、難燃剤、煙抑制剤、乾燥剤、タルク、粉末、離型剤、ゴムポリマー(「ゲル」)粒子、ならびに粘弾性フォームおよび粘弾性フォーム製品で使用するための当技術分野において既知の他の添加剤が挙げられる。
イソシアネート成分は、少なくとも1つのイソシアネートを含む。イソシアネート成分は、50〜150(例えば、60〜140、65〜130、65〜100、65〜95、65〜90、および/または65〜85)のイソシアネート指数で存在する。イソシアネート指数は、100を乗算した、イソシアネート反応性単位(イソシアネート部分と反応するために利用可能な活性水素)のモル数に対する、反応混合物中のイソシアネート部分のモル化学量論的過剰量として定義される。100のイソシアネート指数は、100を乗算した、1.0モルのイソシアネート反応性基当たり1.0モルのイソシアネート基が存在するように、化学量論的過剰量が存在しないことを意味する。
水性ポリマー分散物は、少なくとも(a)酸性ポリマーおよび/または酸改質ポリオレフィンポリマーを含むベースポリマーと、(b)流体媒体(この場合、水)とを含み、ベースポリマーは、流体媒体中で分散される。あらかじめ形成された水性ポリマー分散物は、室温および気圧の周囲条件で連続液相成分であってもよく、液相(すなわち、流体媒体)および固相(すなわち、ベースポリマー)から誘導される。
あらかじめ形成された水性ポリマー分散剤は、少なくとも(a)20重量%〜100重量%(例えば、30重量%〜100重量%、40重量%〜100重量%、50重量%〜100重量%等)の、少なくとも1つのカルボニル基、リン酸基、ホスホン酸基、もしくはスルホニル基、または他の酸性基を有する、(任意の組み合わせを含む)少なくとも1つの親水性酸モノマーから誘導され、また任意選択で少なくとも1つの疎水性末端不飽和炭化水素モノマーから誘導されるベースポリマーを含むポリマー成分と、(b)少なくとも水を含む流体媒体と、を含み、この流体媒体中にベースポリマーが分散されている。本明細書で使用する場合、ポリマーとは、同じ種類であるかまたは異なる種類であるかにかかわらず、モノマーを重合させることによって調製される化合物を意味する。したがって、ポリマーという用語は、通常、1種類のみのモノマーから調製されるポリマーを指すのに用いられるホモポリマーという用語、およびインターポリマーという用語を包含する。それはまた、すべての形態のインターポリマー、例えば、ランダム、ブロック、均質、不均質等を包含する。コポリマー/インターポリマーとは、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを意味する。これらの用語は、古典的コポリマー、すなわち、2つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、および3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、例えばターポリマー、テトラポリマー等の両方を含む。ベースポリマーは、1つのモノマーから誘導されてもよいし、少なくとも2つの異なるモノマーから誘導されるコポリマーであってもよい。ベースポリマーは、制御された微細構造、分子量分布、および/または分子量を有してもよい。ベースポリマーは、1000〜25,000g/モルの数平均分子量(Mn)を有してもよい。
コーティングされた粘弾性ポリウレタンフォームは、様々な包装用途、コンフォート用途(例えば、マットレストッパー、枕、家具、シートクッション等を含む、マットレス)、緩衝用途(例えば、バンパーパッド、スポーツおよび医療器具、ヘルメットライナ等)、騒音および/または振動減衰用途(例えば、耳栓、自動車パネル等)、ならびにフィルター用途(例えば、真空エアフィルター、雨どい/雨受けを植物葉および融雪などの漂積物から保護するための雨どいガード)において有用であり得る。
コーティング材料は、水性組成物(例えば、ラテックスバインダー)を有する相変化材料(PCM)コーティングを含み、その結果コーティングをフォーム材料に浸透させることができる。対照的に、高粘度のコーティング組成物(例えば、水性組成物を含まない相変化材料)は、フォームの上に厚いコーティングを形成するので、フォームの通気性(ASTM D−3574気流試験に従って測定した)を実質的に低減させ得る。さらに、高い水ウィッキング性ポリウレタンフォーム形成組成物の使用は、例えば、寝具用マットレスおよびマットレストップ層(「トッパー」)に使用するために、そのようなフォームと相変化材料ベースのコーティングとを組み合わせた使用と同様の通気性を得るのに有益であり得る。
本明細書において提供されるデータおよび記述情報は、近似値に基づく。さらに、主に使用された材料は、以下の通りである。
実施例12は、多回空気流と組み合わせるとき、ウィッキングおよび水分/熱管理についてさらに評価する。ウィッキング湿潤効果を試験するために、比較例Dを、添加剤3を配合物に添加しないことを除けば、実施例12と同じ方法および配合物を使用して調製する。
本明細書において提供されるデータおよび記述情報は、近似値に基づく。さらに、主に使用された材料は、以下の通りである。
実施例12は、多回空気流と組み合わせるとき、ウィッキングおよび水分/熱管理についてさらに評価する。ウィッキング湿潤効果を試験するために、比較例Dを、添加剤3を配合物に添加しないことを除けば、実施例12と同じ方法および配合物を使用して調製する。
第1セットのコーティング試料は、添加剤を使用して調製された粘弾性フォームを使用する。本明細書において提供されるデータおよび記述情報は、近似値に基づく。さらに、主に使用された材料は、以下の通りである。
第2セットのコーティングされた試料は、成形フォーム配合物で調製された粘弾性フォームを使用する。本明細書において提供されるデータおよび記述情報は、近似値に基づく。さらに、主に使用された材料は、以下の通りである。
q=−λ(dT/dx)またはλ=−q(dx/dT)
Claims (10)
- コーティングされた粘弾性ポリウレタンフォームであって、
コーティングを上に有する粘弾性ポリウレタンフォームであって、前記粘弾性ポリウレタンフォームが、ASTM D3574に従って測定した場合に20%以下の弾力性を有し、少なくとも1つのイソシアネートを含むイソシアネート成分とポリオール成分を含むイソシアネート反応性成分とを有する反応系の生成物であり、前記反応系のイソシアネート指数が、50〜150である、粘弾性ポリウレタンフォームと、
前記粘弾性ポリウレタンフォーム上のおよびその内部に埋め込まれたコーティング材料であって、水性ポリマーエマルジョンおよびカプセル化相変化材料を含む、コーティング材料と、を含む、コーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。 - 前記反応系が、少なくとも1つの触媒と、
(i)混合物の総重量を基準にして0.1重量%〜6.0重量%のあらかじめ形成された水性ポリマー分散物であって、前記あらかじめ形成された水性ポリマー分散物が、前記あらかじめ形成された水性ポリマー分散物の総重量を基準にして10重量%〜80重量%の固体含有量を有し、水性酸ポリマー分散物または水性酸改質ポリオレフィンポリマー分散物のうちの1つであり、前記ポリオレフィンが、少なくとも1つのC2〜C20アルファオレフィンから誘導される、あらかじめ形成された水性ポリマー分散物、および
(ii)混合物の総重量を基準にして0.1重量%〜6.0重量%の、pHが6.0〜12.0であるあらかじめ形成された水性ポリマー分散剤であって、前記水性ポリマー分散剤が、5重量%〜60重量%のポリマー成分および40重量%〜95重量%の少なくとも水を含む流体媒体を含み、前記ポリマー成分が、少なくとも1つのカルボニル基、リン酸基、ホスホン酸基、またはスルホニル基を有する20重量%〜100重量%の少なくとも1つの親水性酸モノマーから誘導され、また任意選択で少なくとも1つの疎水性末端不飽和炭化水素モノマーから誘導される少なくとも1つのベースポリマーを含む、あらかじめ形成された水性ポリマー分散剤、の群から選択される少なくとも1つと、を含む添加剤成分をさらに含む、前記コーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。 - 前記あらかじめ形成された水性ポリマー分散物が、室温および大気圧の周囲条件で連続液相成分であり、かつ液相および固相から誘導され、前記液相が、水であり、前記固相が、酸または酸改質ポリオレフィンであり、前記ポリオレフィンが、少なくとも1つのC2〜C20アルファオレフィンから誘導される、請求項2に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。
- 前記あらかじめ形成された水性ポリマー分散物が、室温および大気圧の周囲条件で連続液相成分であり、かつ液相および固相から誘導され、前記液相が、水であり、前記固相が、エチレン−アクリル酸コポリマーを含む、請求項2に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。
- 前記ポリオール成分が、少なくとも50重量%のエチレンオキシド含有量を有し、2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、前記イソシアネート反応性成分の25重量%〜90重量%を占める少なくとも1つのポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリエーテルポリオールを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。
- 前記ポリオール成分が、少なくとも3つのポリオールのブレンドを含み、前記ブレンドが、
(i)少なくとも50重量%のエチレンオキシド含有量を有し、2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、700g/モル〜1500g/モルの分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の25重量%〜90重量%を占めるポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリエーテルポリオールと、
(ii)20重量%未満のエチレンオキシド含有量を有し、2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、1500g/モル超かつ6000g/モル未満の分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の5重量%〜50重量%を占めるポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンポリエーテルポリオールと、
(iii)2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、700g/モル〜1500g/モルの分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の5重量%〜50重量%を占めるポリオキシプロピレンポリエーテルポリオールと、を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。 - 前記ポリオール成分が、少なくとも4つのポリオールのブレンドを含み、前記ブレンドが、
(i)少なくとも50重量%のエチレンオキシド含有量を有し、2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、700g/モル〜1500g/モルの分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の25重量%〜85重量%を占める第1のポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリエーテルポリオールと、
(ii)少なくとも50重量%のエチレンオキシド含有量を有し、4〜8の名目ヒドロキシル官能価を有し、8,500g/モル〜14,500g/モルの分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の5重量%〜50重量%を占める第2のポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリエーテルポリオールと、
(iii)20重量%未満のエチレンオキシド含有量を有し、2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、3000g/モル〜6000g/モルの分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の5重量%〜50重量%を占めるポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンポリエーテルポリオールと、
(iv)2〜4の名目ヒドロキシル官能価を有し、700g/モル〜1500g/モルの分子量を有し、前記イソシアネート反応性成分の5重量%〜50重量%を占めるポリオキシプロピレンポリエーテルポリオールと、を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。 - 前記コーティング材料が、5重量%〜95重量%の1つ以上のカプセル化相変化材料および5重量%〜95重量%の1つ以上の水性ポリマーエマルジョンを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。
- 前記コーティング材料が、シリコーン界面活性剤およびシリカの群から選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。
- 前記コーティング材料が、水をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のコーティングされた粘弾性ポリウレタンフォーム。
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