JP3923254B2 - カルバメート官能性化合物の配合物を含有する硬化性コーティング組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
これは以下の各々の出願の一部継続出願である。出願番号第０８／８８６，３２１号（１９９７年７月１日出願）、それは仮出願番号第６０/０２１，０６８号（１９９６年７月１日出願）を基礎とする、 出願番号第０８／３３３,９１５号（１９９４年１１月３日出願）で現在特許第５,７１９,２３７号、それは第０９８,１７６号（１９９３年７月２８日出願）で現在特許第５,５１２,６３９号の一部継続出願である、出願番号第０８／３３３,９１７号（１９９４年１１月３日出願）、出願番号第０８／８０４,２３９号（１９９７年２月２０日出願）で現在特許第５,７２６,２４６号、それは,出願番号第０８／３３３,９１６号（１９９４年１１月３日出願）で現在特許第５,６０５,９６５号の一部継続出願であり、それは出願番号第０８／２４１,９２５号（１９９４年５月１１日出願）で現在特許第５,４７４,８１１号の一部継続出願であり、それは出願番号第０７／９６５,５７７号（１９９２年１０月２３日出願）で現在特許第５,３５６,６６９号の継続出願である、出願番号第０８／３３３,８０４号（１９９４年１１月３日出願）、出願番号第０８／６７３,９３５号（１９９６年７月１日出願）。
【０００２】
発明の分野
本発明は硬化性コーティング組成物に関し、とくに高光沢トップコート用、とくにはカラー-プラス-クリア複合コーティングのクリアコート用の組成物に関するものである。
【０００３】
発明の背景
硬化性、または熱硬化性の、コーティング組成物はコーティング業界、特に自動車業界および工業用コーティング業界、においてトップコート用に広く使用されている。カラー−プラス−クリア複合コーティングは、特にすぐれた光沢、色の深み、イメージの鮮明度、または特殊な金属効果が望まれる場合のトップコート（仕上げ塗り）としてとくに有用である。自動車業界ではこれらのコーティングを自動車ボディーパネル用として広く使用している。
【０００４】
しかしながら、カラー−プラス−クリア複合コーティングの単層トップコートおよびクリアコートは、所望の目視効果を達成するためには、透明性および光沢が極めて高いグレードであることが要求される。そのようなコーティングはまた、所望の目視効果、例えばイメージの高鮮明度（ＤＯＩ）、を達成するために、塗膜面における目視収差の度合が低いことも要求される。そのようなものとして、これらのコーティングは環境腐食として知られる現象にはとくに敏感である。環境腐食自体は最終塗膜上または最終塗膜内のスポットまたはマークとして現れ、こすり取ることができない場合が多い。高光沢トップコートあるいはカラー−プラス−クリア複合コーティングが示す環境腐食への抵抗性の程度は、予測することがしばしば困難である。公知の高固形エナメルのような外部用コーティングに用いられるときにその耐久性および／または耐候性で知られている多くのコーティング組成物は、カラー-プラス-クリア複合コーティングのクリアコートのような高光沢コーティングに使用された場合、環境腐食に対する抵抗性は、望まれるレベルとはならない。
【０００５】
トップコーティングやカラー-プラス-クリア複合コーティングのクリアコートとして使用するための上記の要件を満たすべく種々の組成物が提案されており、そのようなものに、ポリウレタン、酸−エポキシ系やその他のものが含まれている。しかしながら、多くの従来技術の系は、塗布性の問題、顔料入りベースコートとの低い適合性、溶解性の問題、および許容限界の外観等の欠点を持っている。さらに、１パックの組成物が２パックの組成物（時期尚早な反応を防止するために、塗布前には反応性成分を分離しておかなくてはならない）よりも好ましいが、とくに自動車用コーティングの環境に要求される、環境腐食への抵抗性を満足するような１パック組成物は極めて少ない。
【０００６】
コーティング組成物中の揮発性有機物含量（ＶＯＣ）を低減することも引き続き望まれている。従来の低ＶＯＣコーティング組成物は、一般に環境腐食抵抗性が低い。ＶＯＣの低減は、望ましいレベルの外観を保ちながら、組成物を問題なく塗布するために求められるコーティング組成物のレオロジー特性を犠牲にすることなくなされなければならない。さらに、諸特性、例えば耐久性、硬度、柔軟性、ならびに、引っ掻き、擦傷、溶剤、および酸に対する抵抗性等の良好な組合せを持つコーティングを提供することが望ましい。
【０００７】
カルバメート官能性樹脂を用いた硬化性コーティング組成物は、例えば、米国特許第５，６９３，７２４号、第５，６９３，７２３号、第５，６３９，８２８号、第５，５１２，６３９号、第５，５０８，３７９号、第５，４５１，６５６号、第５，３５６，６６９号、第５，３３６，５６６号、および第５，５３２，０６１号の各明細書、ならびに米国特許出願第０８／８８６，３２１号（１９９７年７月１日出願）、第０８／６９８，５２９号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／７１９，６７０号（１９９６年９月２５日出願）、第０８／１６６，２７７号（１９９３年１２月１３日出願）、第０８／３３９，９９９号（１９９４年１１月１５日出願）、第０８／３３３，９１７号（１９９４年１１月３日出願）、第０８／１７６，６０８号（１９９４年１月３日出願）、第０８／２８７，３５１号（１９９４年８月８日出願）、第０８／８０４，２３９号（１９９７年２月２０日出願）、第０８／３３３，８０４号（１９９４年１１月３日出願）、第０８／８８４，６１３号（１９９７年６月３０日出願）、第０８／８８５，６３８号（１９９７年６月３０日出願）、第０８／５１３，５８７号（１９９５年８月１０日出願）、第０８／８６７，５４７号（１９９７年６月２日出願）、第０８／５４７，５１４号（１９９４年１０月２４日出願）、第０８／５４７，５１３号（１９９４年１０月２４日出願）、第０８／５４７，１７４号（１９９４年１０月２４日出願）、第０８／６９８，５２４号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／６９８，５２６号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／６６７，２６１号（１９９６年６月２０日出願）、第０８／６９８，５２８号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／６９８，５２２号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／６９８，５７２号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／６９８，５２３号（１９９６年８月１５日出願）、第０８／６７３，９３５号（１９９６年７月１日出願）、第０８／８８６，３２１号（１９９７年７月１日出願）、および第０８／８３１，８１０号（１９９７年４月２日出願）の各明細書に記載されており、これらの各々は参照として本明細書に含まれる。これらのコーティング組成物は、ヒドロキシ官能性アクリル／メラニンコーティング組成物のような他のコーティング組成物よりも、腐食に対する有意な優位性をもたらし得る。しかしながら、上記のコーティング特性について更なる改善を付与することがしばしば望まれている。とくに、改善された特性を有するコーティング組成物が、カルバメートもしくは尿素官能性樹脂にカルバメート、尿素、および／または異なる官能性を有する樹脂を配合することによって、あるいは異なる特性をその組合せから生じる硬化性コーティングにもたらすことによって、得られる。本発明の配合物は、低い揮発性有機物含量（ＶＯＣ）と共に、改善された環境腐食抵抗性および改善された外部耐久性（耐候性または暴露耐久性）を有するコーティングを提供する。
【０００８】
発明の要約
本発明は、下記の成分を含んでなる硬化性コーティング組成物を提供する。
（ａ）少なくとも２つの官能基を含んでなり、その少なくとも１つが、下記の成分の反応生成物であるカルバメートまたは尿素基である、第一成分、
（１）エポキシ基と有機酸基との開環反応の結果であるヒドロキシル基および、
（２）シアン酸またはカルバメートもしくは尿素基、
（ｂ）成分（ａ）と反応する官能基を複数有する硬化剤、ならびに
（ｃ）成分（ａ）もしくは成分（ｂ）、または成分（ａ）および（ｂ）の双方と反応する官能基を有する第二成分。
【０００９】
詳細な説明
本発明の組成物は、（ａ）分子あたり平均して少なくとも２つの官能基、好ましくは分子あたり少なくとも２つの官能基を有し、その少なくとも１つがカルバメートまたは尿素基、好ましくはカルバメート基である、第一成分、（ｂ）分子あたり平均して、第一成分と反応する官能基を複数有する硬化剤、および（ｃ）第一成分か硬化剤のいずれか、または双方と反応する基を有する第二成分、を含む。好ましくは、第二成分は、分子あたり平均して、成分（ａ）および／または硬化剤（ｂ）と反応する２つまたはそれより多い官能基を有する。
【００１０】
第一成分は、分子あたり平均して少なくとも２つの官能基を有し、その少なくとも１つが、ヒドロキシル基と、シアン酸またはカルバメートもしくは尿素基を含んでなる化合物との反応生成物であるカルバメートまたは尿素基である。好ましくは、第一成分は、ヒドロキシル基とシアン酸またはカルバメート基を含んでなる化合物との反応生成物であるカルバメート基を少なくとも１つ有する。この反応生成物を生成するために用いられるヒドロキシル基は、それ自体、エポキシ基と有機酸との反応により形成される。
【００１１】
第一成分のヒドロキシ基を有する前駆体は、種々の方法で製造される。有機酸はエポキシ基と反応して、β−ヒドロキシエステル基を形成する。この反応では、フェノール性化合物のような他の有機酸も用いられ得るが、しばしばカルボン酸が用いられる。酸／エポキシ反応は、溶媒中あるいは無溶媒で、そのままの条件で自発的に進行するが、加熱および／またはアミン触媒のような触媒で有利に促進し得る。可能な合成経路の例として、モノエポキシドとモノ酸との反応、モノエポキシドとヒドロキシ酸との反応、モノエポキシドとポリ酸との反応、ポリエポキシドとモノ酸との反応、ポリエポキシドとヒドロキシ酸との反応、およびポリエポキシドとポリ酸との反応が挙げられる。好ましい実施態様においては、ヒドロキシ酸もしくはポリ酸またはこれらの混合物がモノエポキシドと反応される。本明細書で用いられるように、用語「モノエポキシド」は、１つのエポキシドまたはオキシラン官能基を有する化合物のことを指す。用語「ポリエポキシド」は、複数のエポキシド官能基を有する化合物を指す。用語「モノ酸」は、１つの酸官能基を有する化合物を指す。用語「ポリ酸」は、複数の酸官能基を有する化合物を指す。用語「ヒドロキシ酸」は、少なくとも１つの酸官能基と少なくとも１つのヒドロキシル官能基を有する化合物を指す。
【００１２】
本発明の実施において有用なエポキシドは、一般に下記の構造で特徴付けることができる。
【化３】

〔式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は各々独立に、Ｈ（ただし、Ｒ^１〜Ｒ^４の少なくとも１つはＨ以外である）、ポリマー状または非ポリマー状で、不飽和および／またはヘテロ原子を含んでいてもよい有機基であるか、あるいはＲ^１またはＲ^２の１つはＲ^３またはＲ^４の１つと共に、不飽和および／またはヘテロ原子を含んでいてもよい環を形成してもよい。〕
【００１３】
有用なエポキシドは種々の方法により製造され、、アルコールまたは酸とエピハロヒドリン化合物（例えばエピクロロヒドリン）との反応により、対応するグリシジルエーテルまたはグリシジルエステルが生成する。そのようなグリシジルエーテルまたはグリシジルエステルの生成に有用なアルコールおよび酸含有化合物として、例えば、限定されるものではないが、ブタノール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ビスフェノールＡ、およびネオデカン酸のようなネオアルカン酸が挙げられる。他の例において、有用なエポキシドは炭素−炭素二重結合と過酸化物との反応によって製造される。
【００１４】
エポキシドは単官能性でも多官能性でもよく、それは出発物質の選択により調整することができる。例えば、モノエポキシドは、モノアルコールまたはモノ酸をエピハロヒドリンと、あるいはモノ不飽和を過酸化物と反応させることにより製造することができ、ポリエポキシドは、ポリオール（ジオール、トリオール、および官能性がより高いポリオールを包含する）またはポリ酸をエピハロヒドリンと、あるいはポリ不飽和化合物を過酸化物と反応させることにより製造することができる。オリゴマー状またはポリマー状のポリエポキシド、例えばメタクリル酸グリシジルを含むモノマーから重合されたアクリル樹脂、あるいはエポキシ末端を有するポリグリシジルエーテル、例えばビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＰＡ）、およびエポキシ末端を有するＤＧＥＢＰＡとビスフェノールＡのようなポリフェノールまたはエチレンジアミンもしくはジエチレントリアミンのようなポリアミンとのオリゴマーも使用できる。エポキシド化されたポリウレタン樹脂またはポリエステル樹脂は、上記のように、ＯＨ基を含むポリウレタンまたはポリエステルをエピハロヒドリンと反応させることにより、あるいはポリエステルまたはポリウレタンの不飽和基をエポキシド化することにより製造することができる。エポキシドは、イソシアネート末端を有する成分、例えばモノマー状のポリイソシアネート（イソシアヌレート、例えばイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレートを包含する）、またはイソシアネート官能性ポリマーもしくはオリゴマーをグリシドールと反応させることによっても製造することができる。他の公知のポリエポキシド、例えばエポキシ−ノボラック樹脂も使用できる。
【００１５】
好ましい実施態様の１つでは、エポキシドはモノエポキシド、好ましくはグリシジルエステルである。グリシジルエステルは、単官能性カルボン酸、例えば限定されるものではないが、オクタン酸、安息香酸、ベンジル酸(benzylic acid)、シクロヘキサンカルボン酸および、ネオデカン酸のようなネオアルカン酸を、エピハロヒドリン、例えばエピクロロヒドリンと、この分野で周知の条件下で反応させることにより製造することができる。ネオアルカン酸またはネオアルカン酸混合物のグリシジルエステルがとくに好ましい。グリシジルエステルは市販されており、例えばShell Oil Companyからの商品名Cardura^R E、Exxon からの商品名Glydexx^R N-10またはCiba-Geigyからの商品名Araldite^R PT910 がある。グリシジルエステルは、一般に、下式で表される。
【化４】

（式中、Ｒは炭素原子数１〜４０、好ましくは炭素原子数１〜２０、最も好ましくは炭素原子数１〜１２、の炭化水素基である。）この炭化水素基は、分枝状であってもよく、また置換されていてもよい。ポリグリシジルエステルも使用することができ、多官能性カルボン酸、例えば限定されるものではないが、フタル酸、チオグリコール酸、またはアジピン酸を、エピハロヒドリンと反応させることにより製造することができる。ポリグリシジルエステルも上記の式で表すことができるが、その際、Ｒは他のグリシジルエステル基で置換されている。オリゴマー状またはポリマー状のポリグリシジルエステルは、２つまたはそれより多いカルボン酸基を有するオリゴマーまたはポリマーとエピハロヒドリンとの反応により形成される。適切なオリゴマー状またはポリマー状のポリ酸の例としては、限定されるものではないが、末端に酸基を有するポリエステル、あるいはアクリル酸および／またはメタクリル酸のコポリマーであるアクリル樹脂が挙げられる。オリゴマー状またはポリマー状のポリグリシジルエステルは、少なくとも１つのグリシジルエステルを有するモノマーの重合によっても形成される。例えば、限定されるものではないが、そのような物質は、例えば限定されるものではないが、アクリル酸グリシジルまたはメタクリル酸グリシジルを含むモノマー混合物の付加重合により製造され、グリシジルエステル官能性アクリル樹脂が得られるか、あるいはジメチロールプロピオン酸のグリシジルエステルのようなモノマーの逐次的または縮合重合により製造され、例えばエポキシド官能性ポリエステルまたはポリウレタンが得られる。
【００１６】
他の有用な種類のモノエポキシドはグリシジルエーテルである。グリシジルエーテルは単官能性アルコール（例えば限定されるものではないが、ｎ−ブタノール、プロパノール、２−エチルヘキサノール、ドデカノール、フェノール、クレゾール、シクロヘキサノールおよびベンジルアルコール）とエピハロヒドリン（例えばエピクロロヒドリン）との反応により製造することができる。有用なグリシジルエーテルとしては、２−エチルヘキサノールのグリシジルエーテル、ドデカノールのグリシジルエーテル、フェノールのグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの化合物は、CVC Specialties から商品名Erisys^R として市販されている。ポリグリシジルエーテルも使用することができ、多官能性アルコール（例えば限定されるものではないが、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、または１，６−ヘキサンジオール）とエピハロヒドリンとの反応により製造することができる。フェノール性ヒドロキシルは一般に酸性であると考えられているが、反応の生成物は、グリシジルエステルではなく、グリシジルエーテルである。
【００１７】
エポキシドはまた、１つまたはそれより多い二重結合を含む化合物を過酸化物または過酢酸と、この分野では周知の条件下で反応させることにより製造することができる。事実上、どのような二重結合含有化合物であっても使用することができる。望ましいエポキシド官能性物質として、環状脂肪族ポリエポキシド、例えば
【化５】

が挙げられ、これらはUnion Carbide から商品名Cyracure^R として市販されている。本発明の実施に有用なエポキシドを製造するために用いられる他の二重結合含有化合物としては、エチレン、プロピレン、スチレン、スチレンオキシド、シクロヘキセン、ポリブタジエン等およびこれらの誘導体が挙げられる。
【００１８】
エポキシドは、ポリマー状またはオリゴマー状、例えばアクリル含有ポリマーまたはオリゴマーであってもよい。エポキシ官能性アクリル樹脂は、好ましくは、そのエポキシ基がメタクリル酸グリシジルモノマー、アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、シクロヘキシルモノエポキシメタクリレート、シクロペンタジエンメタクリレートの二量体のエポキシド、またはエポキシド化されたブタジエンから誘導される。とくに好ましいものはメタクリル酸グリシジルから誘導されるアクリル樹脂である。
【００１９】
上記のエポキシド官能性化合物は、有機酸基を含む化合物と反応して、エポキシド化合物上のオキシラン環を開環する。有用な酸として、限定されるものではないが、モノ酸、ポリ酸、ヒドロキシ酸、およびその他が挙げられる。有用なモノ酸としては、限定されるものではないが、安息香酸、ピバル酸、Versatic^R 酸、オクタン酸、酪酸、ドデカン酸、ベンジルフェノール、ならびにネオオクタン酸、ネオデカン酸、およびネオドデカン酸等のネオアルカン酸を含む混合物が挙げられる。有用なヒドロキシ酸としては、限定されるものではないが、ジメチロールプロピオン酸、ヒドロキシピバル酸、リンゴ酸、酒石酸、およびクエン酸が挙げられる。ヒドロキシ酸を使用する場合、ヒドロキシル基とエポキシ基との望ましくない反応が最少限に抑えられるように、反応は適切な条件下で行なうのが好ましい。有用なポリ酸としては、限定されるものではないが、トリカルバリル酸、アジピン酸、アゼライン酸、無水トリメリト酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、およびイソフタル酸が挙げられる。ポリエポキシドをヒドロキシ酸またはポリ酸と反応させることもできる。ただし、ポリ酸／ポリエポキシド反応の場合、ＶＯＣを増加させるまたはゲル化を引き起こす可能性がある高分子量化合物を生じ得る、望ましくない連鎖延長または分枝鎖形成を避けるために、原料および反応条件を調節すべきである。
【００２０】
酸／エポキシ開環反応から誘導される第一成分のヒドロキシ基含有前駆体は次いで、第一成分を生成するために、シアン酸および／またはカルバメート基もしくは尿素基を含んでなる化合物と反応される。第一成分は、分子あたり平均して少なくとも1つのカルバメート基または尿素基を有する。シアン酸は、良く知られている尿素の熱分解反応により、または米国特許第４，３８９，３８６号または第４，３６４，９１３号各明細書に記載されているような、他の方法により形成され得る。カルバメート基または尿素基を含んでなる化合物を用いる場合には、ヒドロキシル基との反応は、ＯＨ基とカルバメート基または尿素基との間のエステル交換反応であると考えられる。カルバメート化合物は、ヒドロキシル基と反応（エステル交換反応）を行なうことができるカルバメート基を有するなら、どのような化合物であってもよい。これらの化合物としては、例えばメチルカルバメート、ブチルカルバメート、プロピルカルバメート、２−エチルヘキシルカルバメート、シクロヘキシルカルバメート、フェニルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート等が挙げられる。有用なカルバメート化合物は、下記式で表すことができる。
Ｒ^５−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＨＲ^６
〔式中、Ｒ^５は置換または非置換アルキル（好ましくは炭素原子数が１〜８、より好ましくは炭素原子数が１〜４）であり、Ｒ^６はＨ、置換または非置換アルキル（好ましくは炭素原子数が１〜８、より好ましくは炭素原子数が１〜４）、置換または非置換シクロアルキル（好ましくは炭素原子数が６〜１０）、あるいは置換または非置換アリール（好ましくは炭素原子数が６〜１０）である。〕好ましくは、Ｒ^６はＨである。
【００２１】
尿素基は、一般に下記式で表すことができる。
Ｒ^７−ＮＲ^８−（Ｃ＝Ｏ）−ＮＨＲ^９
〔式中、Ｒ^８とＲ^９は各々独立に、Ｈまたは置換または非置換アルキル（好ましくは炭素原子数が１〜４）を表すか、またはＲ^８とＲ^９はが一体となってヘテロ環構造を形成してもよく（例えば、式中、Ｒ^８とＲ^９はエチレンブリッジを形成する）、そしてＲ^７は置換または非置換アルキル（好ましくは炭素原子数が１〜８、より好ましくは炭素原子数が１〜４）を表す。〕
【００２２】
カルバメートまたは尿素とヒドロキシル基含有化合物との間のエステル交換反応は、代表的なエステル交換反応条件下で、例えば室温〜１５０℃の温度で、エステル交換反応触媒、例えばオクタン酸カルシウム、金属水酸化物（例えばＫＯＨ）、ＩまたはII族金属（例えばナトリウム、リチウム）、金属炭酸塩（例えば炭酸カリウムもしくは炭酸マグネシウム）、と共に行なうことができ、この反応はクラウンエーテル、金属酸化物（例えば酸化ジブチル錫）、金属アルコキシド（例えばＮａＯＣＨ₃、およびＡｌ（ＯＣ₃Ｈ₇ ）₃）、金属エステル（例えばオクタン酸第一スズ、オクタン酸カルシウム）、またはプロトン酸（例えばＨ₂ＳＯ₄）、あるいはＰｈ₄ＳｂＩと組合せて用いることにより促進し得る。反応はまた、その記載を本明細書に参照として含めるR. Anand, Synthetic Communications, 24(19), 2743-47 (1994)に記載されているように、室温でポリマーに担持された触媒、例えばAmberlyst-15^R (Rohm & Haas) を用いて行ない得る。
【００２３】
エポキシド化合物のオキシラン環をカルボン酸で開環させることにより、ヒドロキシエステル構造が得られる。この構造上にあるヒドロキシル基のエステル交換反応をカルバメート化合物により引き続き行うことによって、下記の構造のいずれか、またはそれらの組合せで表されるカルバメート官能性成分が得られる。
【化６】

（式中、ｎは少なくとも１の正の整数であり、Ｒ_１はＨ、アルキルまたはシクロアルキルを表し、Ｒ_２はアルキル、アリールまたはシクロアルキルを表し、Ｘはエポキシド化合物の残基である有機基を表す。）
【００２４】
本明細書中で用いられているように、これらのアルキル、アリールまたはシクロアルキル基は置換されていてもよい。例えば、モノエポキシドをポリ酸と反応させる場合、上記構造中のＲ^２はポリ酸の残基を表し、そして、モノエポキシドと反応し、次いでカルバメート化合物とエステル交換反応するポリ酸上の他の酸基から得られる他のカルバメート基で置換され得る。
【００２５】
２つの異なる種類の官能基が第一成分中の各分子上に存在していてもよい。好ましい実施態様の１つにおいては、エポキシド官能性化合物と有機酸との反応生成物は、平均して、化合物あたり１つを超えるヒドロキシル基を有し、そして、平均して、ヒドロキシル基のうちすべてより少ない基がシアン酸またはカルバメートもしくは尿素基を含んでなる化合物と反応する。とくに好ましい実施態様においては、エポキシド官能性化合物と有機酸との反応生成物は、分子あたり、約２〜約４個のヒドロキシル基を有し、平均してこれらの基のうち一部だけが反応して、成分（ａ）の化合物上のカルバメート基または尿素基を形成する。他の好ましい実施態様においては、エポキシド官能性化合物と有機酸との反応の前駆体生成物は、当量的に過剰の酸基の反応から生じる残存酸基を有するか、あるいは当量的に過剰のエポキシド基の反応から生じる残存エポキシド基を有する。ヒドロキシル基または生成した基は、次いで、シアン酸またはカルバメートもしくは尿素基を含んでなる化合物と反応して、エポキシドもしくは酸官能性と共に、カルバメートもしくは尿素官能性を有する成分（ａ）の化合物を形成する。
【００２６】
本発明の組成物はまた、第一成分（ａ）上の官能基と反応する複数の基を有する硬化剤（ｂ）をも含有する。第一成分はカルバメートまたは尿素官能性を有するが、ヒドロキシル、エポキシド、またはカルボキシル基やこれらの組合せのような異なる種類の１以上の官能基をも有していてもよい。有用な硬化剤は、成分（ａ）の１つまたはそれより多い官能基と反応し得る、この分野で公知のものである。
【００２７】
有用な硬化剤としては、活性メチロールまたはメチルアルコキシ基を有する物質（例えばアミノプラスト架橋剤またはフェノール／ホルムアルデヒド付加物、イソシアネート基を有する硬化剤、とくにブロックされたイソシアネート硬化剤）、エポキシド基、アミン基、酸基、シロキサン基、環状カーボネート基、および酸無水物基を有する硬化剤、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい硬化剤化合物の例としては、限定されるものではないが、メラミンホルムアルデヒド樹脂（モノマー状またはポリマー状メラミン樹脂および部分的に、または完全にアルキル化されたメラミン樹脂を含む）、ブロックされたまたはブロックされていないポリイソシアネート（例えば、ＴＤＩ、ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびこれらのイソシアヌレート三量体、これらは例えばアルコールまたはオキシムでブロックされていてもよい）、尿素樹脂（例えば、尿素ホルムアルデヒド樹脂のようなメチロール尿素、ブチル化尿素ホルムアルデヒド樹脂のようなアルコキシ尿素）、ポリ無水物（例えば、ポリ無水コハク酸）、およびシロキサン（例えば、トリメトキシシロキサン）が挙げられる。他の適切な架橋剤として、トリス（アルコキシカルボニルアミノ）トリアジン（ＴＡＣＴの商品名でCytec Industriesから入手可能）が挙げられる。硬化剤は、これらの組合せ、とくにアミノプラスト架橋剤を含む組合せであってもよい。メラミンホルムアルデヒド樹脂または尿素ホルムアルデヒド樹脂のようなアミノプラスト樹脂がとくに好ましい。ＴＡＣＴとメラミンホルムアルデヒド樹脂および／またはブロックされたイソシアネート硬化剤の組合せが適切であり、望ましい。
【００２８】
本発明によれば、成分（ａ）、成分（ｂ）、または成分（ａ）および（ｂ）は、成分（ｃ）上の官能基と反応する基を分子あたり少なくとも１個有する必要がある。このことは、成分（Ｃ）が尿素、カルバメート、もしくはヒドロキシ官能性を有する場合には、アミノプラストを成分（Ｃ）として選択することにより、または成分（ｃ）がエポキシド基を有する場合には、成分（ａ）もしくは（ｂ）の１つに酸基を含ませること、あるいは成分（ｃ）が酸基を有する場合には成分（ａ）もしくは（ｂ）の１つにエポキシド基を含ませることにより、好適に達成される。硬化条件によっては、成分（ｂ）として示された他の化合物も、成分（Ｃ）上のカルバメートまたは尿素基と反応し得る。成分（ｃ）もまた、成分（ａ）のカルバメート基と反応する基、例えば重合したイソブトキシメチルアクリルアミド基を含有するアクリルポリマー、を含んでいてもよい。さらに他の好ましい実施態様においては、化合物（Ｃ）はオキサゾリジン官能性を有する。
【００２９】
一般に、次いで、成分（ｃ）の第二の化合物は、第一の化合物かまたは硬化剤のいずれかと反応する官能基を有する。第二の化合物は単純な化合物、オリゴマー、またはポリマー状の物質であり得る。（ｃ）の第二の化合物は、好ましくはオキサゾリジン、エポキシド、または活性水素含有官能性基から選択される官能性を有している。そのような基として、例えば、ヒドロキシル基、カルバメート基、尿素基、アミノ基、チオール基、ヒドラジド基、および活性メチレン基が挙げられる。
【００３０】
成分（ｃ）は、オリゴマー状のまたはポリマー状の樹脂を含んでいてもよい。そのような樹脂として、例えば、アクリル樹脂、変性アクリル樹脂、ポリエステル、ポリエポキシド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、およびポリシロキサンが挙げられ、これらの全てはこの分野で周知である。好ましくは、その樹脂は、アクリル、変性アクリル、またはポリエステルである。より好ましくは、その樹脂は、アクリル樹脂である。本発明の１つの好ましい実施態様において、第二の化合物はアクリル樹脂またはポリマーである。アクリル樹脂は、好ましくは５００〜１，０００，０００、より好ましくは１５００〜５０，０００、の分子量を有する。本明細書で用いられるように、「分子量」は数平均分子量を指し、それはポリスチレン標準を用いてＧＰＣ法により測定される。そのようなポリマーは、モノマー、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、およびその他、から製造される。官能基は、アクリルモノマーのエステル部位に導入される。例えば、そのようなポリマーを形成するために用いることができるヒドロキシ官能性アクリルモノマーとして、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル等が挙げられ、アミノ官能性アクリルモノマーとして、メタクリル酸ｔ−ブチルアミノエチルおよびアクリル酸ｔ−ブチルアミノエチルが挙げられ、酸官能性モノマーとして、アクリル酸、メタクリル酸、およびイタコン酸が挙げられ、エポキシド官能性モノマーとして、アクリル酸グリシジルおよびメタクリル酸グリシジルが挙げられる。
【００３１】
変性アクリルもまた、本発明におけるポリマー（ａ）として用いることができる。そのようなアクリルは、この分野で周知の、ポリエステル変性アクリルまたはポリウレタン変性アクリルであり得る。ｅ−カプロラクトンで変性されたポリエステル変性アクリルはEtzellらの米国特許第４，５４６，０４６号明細書に記載されており、その記載は参照として本明細書に含まれる。ポリウレタン変性アクリルもまた、この分野で周知である。それらは、例えば、米国特許第４，５８４，３５４号明細書に記載されており、その記載は参照として本明細書に含まれる。
【００３２】
エポキシド基または活性水素基（例えば、ヒドロキシル基、酸基、もしくはカルバメート基）を有するポリエステルもまた、本発明による組成物中のポリマーとして用いることができる。そのようなポリエステルはこの分野で周知であり、有機ポリカルボン酸（例えば、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸、マレイン酸）またはそれらの酸無水物を、第一級もしくは第二級ヒドロキシル基を含む有機ポリオール（例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール）とポリエステル化することにより製造し得る。カルバメート官能性ポリエステルは、米国特許第５，５０８，３７９号明細書、第５，４５１，６５６号明細書、および第５，５３２，０６１号明細書に記載されており、その記載は参照として本明細書に含まれる。エポキシド基を有するポリエステルは、成分（ａ）の合成について上記した方法に従って、不飽和ポリエステルまたはヒドロキシもしくは酸官能性ポリエステルから形成される。
【００３３】
活性水素官能基を有するポリウレタンもまた、この分野で周知である。それらは、ポリイソシアネート（例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ＭＤＩ、およびその他）とポリオール（例えば、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン）との連鎖延長反応により製造される。それらは、ポリウレタン鎖を過剰量のジオール、ポリアミン、アミノアルコール、およびその他でキャッピングすることにより、活性水素官能性基をもたらし得る。エポキシド基を有するポリウレタンは、成分（ａ）の合成について上記した方法に従って、不飽和ポリウレタンまたはヒドロキシもしくは酸官能性ポリウレタンから形成される。酸官能性ポリウレタンは、例えば限定されるものではないが、ジメチロールプロピオン酸のような酸官能性を有するモノマーを含ませることによって合成される。酸基はポリウレタン重合において反応することなく残るが、ヒドロキシル基は反応して、ウレタン結合を生成する。
【００３４】
１つの実施態様において、第二成分はカルバメート官能性樹脂またはポリマーを含む。カルバメート官能性樹脂またはポリマーは、種々の方法で製造することができる。そのようなポリマーを製造するための一方法では、モノマーのエステル部分にカルバメート官能基を有するアクリルモノマーを製造する。そのようなモノマーはこの分野では周知であり、例えば本明細書にその記載を参照として含まれる、米国特許第３，４７９，３２８号、第３，６７４，８３８号、第４，１２６，７４７号、第４，２７９，８３３号、および第４，３４０，４９７号、第５，３５６，６６９号、およびWO９４／１０２１１号各明細書に記載されている。合成の一方法では、ヒドロキシ官能性モノマーをシアン酸（これは尿素の熱分解により生成される）と反応させ、カルバミルオキシカルボキシレート（すなわち、カルバメート変性（メタ）アクリレート）を形成させる。他の合成方法では、α，β−不飽和酸エステルをヒドロキシカルバミン酸エステルと反応させて、カルバミルオキシカルボキシレートを形成させる。さらに他の方法では、第一級もしくは第二級アミンまたはジアミンを環状カーボネート、例えば炭酸エチレンと反応させてヒドロキシアルキルカルバメートを形成させることを含む。次いでヒドロキシアルキルカルバメート上のヒドロキシル基をアクリル酸またはメタクリル酸との反応によりエステル化してモノマーを形成させる。カルバメート変性アクリルモノマーを製造する他の方法もこの分野で開示されており、同様に使用することができる。必要に応じて、この分野では周知の技術により、アクリルモノマーをその後、他のエチレン性不飽和モノマーと共に重合させることができる。
【００３５】
カルバメート官能性ポリマーを製造するための別のルートでは、本明細書にその記載を参照として含める、米国特許第４，７５８，６３２号明細書に記載されているように、すでに形成されたポリマー、例えばアクリルポリマーを他の成分と反応させ、ポリマー骨格に付加したカルバメート官能性基を形成させる。成分（ｃ）として有用なポリマーを製造するための一技術では、ヒドロキシ官能性アクリルポリマーの存在下で尿素を熱的に分解し（アンモニアおよびＨＮＣＯを放出する）、カルバメート官能性アクリルポリマーを形成することを含む。他の方法では、ヒドロキシアルキルカルバメートのヒドロキシル基を、イソシアネート官能性アクリルまたはビニルモノマーのイソシアネート基と反応させ、カルバメート官能性アクリルを形成させることを含む。イソシアネート官能性アクリルは、この分野で公知であり、例えば本明細書にその記載を参照として含める、米国特許第４，３０１，２５７号明細書に記載されている。イソシアネートビニルモノマーはこの分野では周知であり、不飽和ｍ−テトラメチルキシレンイソシアネートおよびメタクリル酸イソシアナトエチルが含まれる。さらに他の方法では、環状カーボネート官能性アクリル上の環状カーボネート基をアンモニアと反応させ、カルバメート官能性アクリルを形成させる。環状カーボネート官能性アクリルポリマーは、この分野で公知であり、例えば本明細書にその開示を参照として含める米国特許第２，９７９，５１４号明細書に記載されている。他の方法は、ヒドロキシ官能性アクリルポリマーをアルキルカルバメートでカルバミル交換することである。より難しいが、効果的なポリマー製造法は、アクリレートポリマーをヒドロキシアルキルカルバメートでエステル交換させることである。
【００３６】
カルバメート官能性付加ポリマー成分は、下記式のランダムに繰返す単位により表すことができる。
【化７】

上記の式中、Ｒ_１はＨまたはＣＨ₃を表し、Ｒ_２はＨ、アルキル、好ましくは炭素原子数１〜６のアルキル、またはシクロアルキル、好ましくは環の炭素原子数が６までのシクロアルキルを表す。アルキルおよびシクロアルキルの用語は、置換されたアルキルおよびシクロアルキル、例えばハロゲン置換されたアルキルまたはシクロアルキルを包含するものとする。しかしながら、硬化した材料の特性に悪影響を及ぼす置換基は避けるべきである。例えば、エーテル結合は加水分解を受け易いと考えられ、架橋マトリックス中にエーテル結合をもたらすような位置では避けるべきである。ｘおよびｙの値は重量％を表し、ｘは１０〜９０％、好ましくは４０〜６０％、であり、ｙは９０〜１０％、好ましくは６０〜４０％、である。
【００３７】
上記の式中、Ａは、１個またはそれより多いエチレン性不飽和コモノマーから誘導される繰返し単位を表す。共重合のためのそのようなモノマーは、この分野では公知である。それらとしては、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル、例えばアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、およびその他、およびビニルモノマー、例えば不飽和ｍ−テトラメチルキシレンイソシアネート、スチレン、ビニルトルエン、およびその他が挙げられる。適切なコモノマーとして、また、ヒドロキシル、酸、およびエポキシド官能性を始めとする他の官能性を有するモノマーも挙げられる。
【００３８】
Ｌは、二価の結合基、好ましくは炭素原子数１〜８の脂肪族、環状脂肪族、または炭素原子数６〜１０の芳香族の結合基を表す。Ｌの例としては、
【化８】

−（ＣＨ₂）−、−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₄−、などが挙げられる。１つの好ましい実施態様においては、−Ｌ−は、−ＣＯＯ−Ｌ’−（式中、Ｌ’は二価の結合基である）で表される。したがって、本発明の好ましい実施態様では、ポリマー成分（ａ）は、下記式のランダムに繰返す単位により表される。
【化９】

【００３９】
この式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ａ、ｘおよびｙは上記の通りである。Ｌ’は二価の脂肪族結合基、好ましくは炭素原子数１〜８のもの、例えば−（ＣＨ₂）−、−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₄−など、あるいは二価の環状脂肪族結合基、好ましくは炭素原子数８までのもの、例えばシクロヘキシルなどである。しかしながら、ポリマーの製造に用いる技術に応じて、他の二価の結合基も使用できる。例えば、ヒドロキシアルキルカルバメートがイソシアネート官能性アクリルポリマー上に付加物として形成されている場合、結合基Ｌ’はイソシアネート基の残基として−ＮＨＣＯＯ−ウレタン結合を含み得る。
【００４０】
成分（ｃ）は、第二の活性水素官能基を有する尿素またはカルバメートをベースとする化合物、例えばヒドロキシアルキルカルバメート又はヒドロキシアルキル尿素を挙げることができる。ヒドロキシアルキルカルバメートは、例えば限定されるものではないが、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、およびこれらのカルバメート化合物の混合物である。ヒドロキシアルキル尿素は、例えば、ヒドロキシエチルエチレン尿素である。第一の好ましい実施態様においては、成分（ｃ）化合物は、カルバメートもしくは尿素基（好ましくは、第一級、つまり上記の構造中、Ｒ^６もしくはＲ^９がＨである、不飽和カルバメートまたは尿素基）またはカルバメートもしくは尿素基および活性水素基に変換できる基を有する化合物、例えばヒドロキシアルキルカルバメートまたはヒドロキシアルキル尿素と、ラクトンまたはヒドロキシ酸化合物、好ましくはラクトン、とくに好ましくはε−カプロラクトン、との反応生成物である。第二の好ましい実施態様においては、第一の好ましい実施態様の反応生成物をさらに、第一の反応生成物の複数の分子上にあるヒドロキシル基と反応するが、カルバメートまたは尿素基とは反応しない化合物と反応させる。複数のヒドロキシル基と反応するそのような化合物は、好ましくはイソシアネートであり、例えば、限定されるものではないが、ジイソシアネート、トリイソシアネート、ビウレット、またはイソシアヌレートである。第三の好ましい実施態様においては、成分（ｃ）化合物は、ヒドロキシアルキルカルバメートまたはヒドロキシアルキル尿素と、イソシアネートのようなヒドロキシル基と反応する化合物、例えば、限定されるものではないが、ジイソシアネート、トリイソシアネート、ビウレット、またはイソシアヌレートとの反応生成物である。第四の好ましい実施態様においては、成分（ｃ）化合物は、ヒドロキシアルキルカルバメートまたはヒドロキシアルキル尿素と、イソシアネートのようなヒドロキシル基と反応する化合物、例えば、限定されるものではないが、ジイソシアネート、トリイソシアネート、ビウレット、またはイソシアヌレートとの反応生成物であり、その中に、１分子あたり少なくとも１個のイソシアネート基（またはヒドロキシル基と反応する他の基）が反応せずに残存していて、ジオールやトリオールのようなポリオールと反応するものである。ポリオールは直鎖状であっても、分枝状であってもよい。好ましいポリオールは、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、Esterdiol 204（Eastman Chemical Co. より入手できる）、およびシクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）である。第五の好ましい実施態様においては、（ｃ）は、カルバメート化ポリオール、とくに約１５０以上の分子量、好ましくは約２００以上の分子量、また好ましくは約１５００以下の分子量、好ましくは約１２００以下の分子量、とくに好ましくは約９００以下の分子量、を有するジオールまたはトリオールを含有し、それはヒドロキシル官能性樹脂からのカルバメート物質の製造について上記した方法に従って合成され得る。例えば、カルバメート化ポリオールは、錫触媒の存在下に、メチルカルバメートとポリオールとの反応により製造され得る。
【００４１】
成分（ｃ）に好ましい他の物質として、１−アザ−３，７−ジオキソビシクロ−２，８−ジイソプロピル−５−エチル（３．３．０）−オクタン（Angus Chemical Company（米国イリノイ州バッファローグローブ）より、商品名Zoldine^R RD-20で入手できる）のようなオキサゾリジン官能性物質、カルボキシル官能性アクリル、およびエポキシド官能性アクリルが挙げられる。
【００４２】
成分（ｃ）として、あるいは成分（ｃ）としての化合物の混合物の一部として好ましい他の化合物は、米国特許出願第０８／６９８，５２９号、米国特許第５，５３２，０６１号、および米国特許第５，４５１，６５６号の各明細書に記載されている低分子量カルバメートまたは尿素成分であり、これら３つの文献の各々の記載は参照として本明細書中に含まれる。とくに、そのような有用な低分子量成分の例は、カルバメートもしくは尿素基に加えて、他の官能基、例えば、限定されるものではないが、ヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、シロキサンもしくはシラン基、メルカプト基、置換もしくは非置換のアミド、酸無水物、活性化メチレン基（例えばアセトアセテート基で活性化されたもの）を有する。
【００４３】
成分（ｃ）はまた、複数の官能性架橋基を含む化合物を含んでいてもよく、その少なくとも１つはカルバメート官能性基または尿素官能性基であり、その化合物はまた、少なくとも１個のカーボネート基を含む。カーボネート基は、下記の構造で表される。
【化１０】

【００４４】
成分（ｃ）はまた、第一の実施態様の反応生成物を含んでいてもよく、その生成物は、それと反応する成分とさらに反応して、そのヒドロキシル基を、カルバメートもしくは尿素基または第二の反応段階でカルバメートもしくは尿素基にその後変換できる基に変換するか、あるいはそのヒドロキシルで化合物上に付加物を形成する。
【００４５】
少なくとも１つのカルバメート官能基または尿素官能基を有する多官能性化合物を製造するための合成経路は種々多数存在する。以下に記載の経路は、そのような化合物を製造する技術が実施可能であること示すこと、および製造技術を例示することを意図するものであって、これらに限定されることを意味するものではない。当業者にとって、本発明の知識を一度得たならば、以下に説明するものとは異なった方法で異なったタイプの化合物を製造することができるはずである。
【００４６】
本発明の第六の好ましい実施態様では、化合物（ｃ）は、ヒドロキシカルボン酸（例えば、ジメチルヒドロキシプロピオン酸、酒石酸、乳酸、ヒドロキシステアリン酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミントリ酢酸、２−ヒドロキシエチル安息香酸）をヒドロキシカルバメートまたはヒドロキシ尿素と反応させてカルバメートまたは尿素化合物上のヒドロキシルを、ヒドロキシカルボン酸上の酸基でエステル化して製造することができる。得られた化合物は、カルバメートまたは尿素官能基、ヒドロキシル官能基、およびエステル水素結合受容体基を有している。この反応は、室温〜１５０℃の温度で、好ましくはAmberlyst^R 15 (Rohm & Haas)のようなポリマー上に担持された触媒を用いて好適に行うことができる。この反応混合物は、ヒドロキシカルボン酸の自己縮合を最少限に抑えるために、過剰のアルコールを含有すべきである。
【００４７】
上記の多くの好ましい実施態様においては、エステル含有カルバメートまたは尿素官能性化合物は、ラクトンの開環反応を経由して、あるいはヒドロキシ酸化合物との反応により製造できる。成分（ｃ）の化合物は、例えば限定されるものではないが、ラクトンを開環させ得る活性水素基（例えば、ヒドロキシル、第一級アミン、酸）およびカルバメートもしくは尿素基またはカルバメートもしくは尿素に変換し得る基を有する化合物と、ラクトンとを反応させることにより形成させることができる。活性水素基、およびカルバメートもしくは尿素に変換し得る基を有する化合物をラクトンの開環に使用する場合、この基のカルバメートもしくは尿素への変換は開環反応の間もしくは反応後に達成できる。
【００４８】
カルバメートもしくは尿素基および活性水素基を有する化合物はこの分野で公知である。例えば、ヒドロキシプロピルカルバメートおよびヒドロキシエチルエチレン尿素は周知であり、市販されている。アミノカルバメートは米国特許第２，８４２，５２３号明細書に記載されている。ヒドロキシル尿素もオキサゾリドンをアンモニアもしくは第一級アミンと反応させることにより、またはエチレンオキシドをアンモニアと反応させてアミノアルコールを形成後、上記化合物のアミン基もしくは他のアミノアルコールを塩化水素酸と反応させ、次いで尿素と反応させてヒドロキシ尿素を形成させることにより製造することができる。アミノ尿素は例えば、ケトンを、反応から保護（例えば立体障害により）された１つのアミン基を有するジアミンと反応させ、次いでＨＮＣＯ（すなわち、尿素の熱分解生成物）および引き続く水との反応により製造できる。別法として、これらの化合物は、以下に記載されているような、カルバメートもしくは尿素に変換し得る基と活性水素とを有する化合物を原料とし、次いでラクトン開環反応の開始に先立って当上記基をカルバメートもしくは尿素に変換することにより製造できる。
【００４９】
カルバメートへ変換し得る基としては、環状カーボネート基、エポキシ基、および不飽和結合が挙げられる。環状カーボネート基は、アンモニアまたは第一級アミンと反応させることにより、環状カーボネートが開環してβ−ヒドロキシカルバメートを形成させて、カルバメート基に変換できる。エポキシ基は、ＣＯ_２との反応で環状カーボネート基に先ず変換することによりカルバメート基へ変換できる。この反応は常圧から超臨界ＣＯ_２圧の間の、いかなる圧力下でも実施できるが、加圧下（例えば６０〜１５０ｐｓｉ）で実施するのが好ましい。この反応の温度は好ましくは６０〜１５０℃である。有用な触媒としては、第三級アミンもしくは第四級塩（例えば、臭化テトラメチルアンモニウム）、錯化有機錫ハロゲン化物とアルキルホスホニウムハロゲン化物との組合せ［例えば、（ＣＨ_３）_３ＳｎＩ、Ｂｕ_４ＳｎＩ、Ｂｕ_４ＰＩ、および（ＣＨ_３）_４ＰＩ］、カリウム塩（例えば、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＩ）好ましくはクラウンエーテルとの組合せ、オクタン酸錫、オクタン酸カルシウム、およびその他の、オキシラン環を活性化させるどのようなものも挙げることができる。次いで環状カーボネート基は上記のようにカルバメート基に変換できる。不飽和結合はいずれも過酸化物と先ず反応させてエポキシ基に変換し、次いでＣＯ_２と反応させて環状カーボネートとし、さらにアンモニアもしくは第一級アミンと反応させてカルバメートを形成させることにより、カルバメート基に変換させることができる。
【００５０】
ヒドロキシル基またはイソシアネート基のような他の基もカルバメート基に変換させることができる。しかしながら、もしこのような基を化合物上に存在させ、そしてラクトンでの開環反応後にカルバメートに変換させなければならない場合には、これらの基はブロックして、ラクトンとあるいはラクトン開環反応に関与する活性水素基と反応しないようにする必要がある。これらの基のブロッキングが可能でない場合には、カルバメートまたは尿素への変換は、ラクトン開環反応に先立って完結させておかなくてはならない。ヒドロキシル基は、モノイソシアネート（例えば、メチルイソシアネート）と反応して第二級カルバメートを形成するか、あるいはシアン酸（このものは尿素の熱分解によりその場で生成し得る）と反応して第一級カルバメート基（すなわち、非置換カルバメート）を形成することにより、カルバメート基に変換し得る。この反応は、この分野で公知の触媒の存在下で好適に進行する。ヒドロキシル基はまた、ホスゲンおよび引き続いてアンモニアと反応して第一級カルバメート基を有する化合物を形成し、あるいはヒドロキシルをホスゲンおよび引き続いて第一級アミンと反応して第二級カルバメート基を有する化合物を形成し得る。他の経路は、イソシアネートをヒドロキシアルキルカルバメートのような化合物と反応させてカルバメートでキヤップされたイソシアネート誘導体を形成するものである。例えば、トルエンジイソシアネート上の１つのイソシアネート基をヒドロキシプロピルカルバメートと反応させ、次いで他のイソシアネートを過剰のポリオールと反応させてヒドロキシカルバメートを形成させることができる。最後に、カルバメートは、上記したように、ヒドロキシル基をアルキルカルバメート（例えば、メチルカルバメート、エチルカルバメート、ブチルカルバメート）と反応させるエステル交換経路で第一級カルバメート含有化合物を形成させることにより製造することができる。この反応は、好ましくは有機金属触媒（例えばジブチル錫ラウレート）の存在下で、加熱下に実施される。カルバメート製造の他の方法はこの分野で公知であり、例えばP. Adams & F. Baron,"Esters of Carbamic Acid", Chemical Review、６５巻（１９６５）に記載されている。
【００５１】
オキサゾリドンのような基も上記ラクトンでの開環反応後に尿素に変換することができる。例えば、ヒドロキシエチルオキサゾリドンはラクトンとの開環反応を開始するために使用でき、次いでオキサゾリドンとアンモニアまたは第一級アミンとの反応により、尿素官能基が形成される。アミノ基またはイソシアネート基のような他の基も尿素基へと変換して化合物を形成させることができる。しかしながら、もしこれらの基が化合物上に存在し、そしてラクトンとの開環反応後に尿素に変換させなければならない場合には、これらの基をブロックして、ラクトンとあるいはラトクトンの開環に関与する活性水素基と反応させないようにする必要がある。これらの基のブロッキングが可能でない場合には、カルバメートまたは尿素への変換は、ラクトン開環反応に先立って完結しておく必要がある。アミノ基は、モノイソシアネート（例えばメチルイソシアネート）との反応により第二級尿素基を、またはシアン酸（これは尿素の熱分解によりその場で形成させることができる）との反応により第一級尿素基を形成させることにより、尿素基へ変換することができる。この分野で公知にように、この反応は触媒の存在下で好適に進行する。アミノ基も、ホスゲン、次いでアンモニアと反応させて第一級尿素基を有する化合物を、あるいはアミノ基をホスゲン、次いで第一級アミンと反応させて第二級尿素基を有する化合物を形成させることができる。他の経路は、イソシアネートをヒドロキシ尿素化合物と反応させて尿素でキヤップされたイソシアネート誘導体を形成させるものである。例えば、トルエンジイソシアネート上の１つのイソシアネート基は、ヒドロキシエチルエチレン尿素と反応させ、次いで他のイソシアネート基を過剰のポリオールと反応させてヒドロキシカルバメートを形成させることができる。
【００５２】
カルバメートに変換できる基および活性水素基を有する化合物の好ましい一つのクラスは、ヒドロキシアルキル環状カーボネートである。ヒドロキシアルキル環状カーボネートは、多くの経路によって製造することができる。３−ヒドロキシプロピルカーボネート（すなわちグリセリンカーボネート）のようなある種のヒドロキシアルキル環状カーボネートは市販されている。環状カーボネート化合物は種々の異なった経路で合成できる。１つの経路は、エポキシ基含有化合物をＣＯ_２と、上記のような条件下および触媒を用いて反応させる方法を含むものである。そのような触媒の存在下で、エポキシドもβ−ブチロラクトンと反応させることができる。他の経路では、グリセリンのようなグリコールを８０℃以上で、触媒（例えば炭酸カリウム）の存在下にジエチルカーボネートと反応させて、ヒドロキシアルキルカーボネートを形成させるものである。別法では、下記の構造
【化１１】

を有する１，２−ジオールのケタールを含む官能性化合物を、水、好ましくは痕跡量の酸を用いて開環して１，２−グリコールを形成させ、これをさらにジエチルカーボネートと反応させて環状カーボネートを形成させることができる。
【００５３】
この分野で公知のように、環状カーボネートは典型的には５〜６員環を有する。合成の容易さおよび市販品としてより入手しやすいとの理由で５員環が好ましい。６員環は、環状カーボネートを生成するための公知の条件下で、ホスゲンと１，３−プロパジオールとを反応させることにより合成することができる。好ましいヒドロキシアルキル環状カーボネートは下記式で表される。
【化１２】

［式中、Ｒ（または、ｎが１より大きい場合にはＲの各々）は炭素原子数１〜１８、好ましくは炭素原子数１〜６、より好ましくは炭素原子数１〜３、の直鎖状もしく分枝状ヒドロキシアルキル基であって、ヒドロキシル（それ自体は第一級、第二級、または第三級）に加えて置換基を有していてもよく、ｎは１または２であり、それはブロックされたアミンまたは不飽和基等の１以上の他の置換基により置換されていてもよい］。より好ましくは、Ｒは−Ｃ_ｍＨ_2mＯＨ（式中、ヒドロキシルは第一級もしくは第二級であり、ｍは１〜８である）であり、さらにより好ましくは、Ｒは−（ＣＨ_２）_ｐ−ＯＨ（式中、ヒドロキシルは第一級であり、ｐは１〜２である）である。
【００５４】
活性水素で開環し得るラクトンはこの分野で周知である。そのようなものとしては、ｅ−カプロラクトン、ｇ−カプロラクトン、ｂ−ブチロラクトン、ｂ−プロピオラクトン、ｇ−ブチロラクトン、ａ−メチル−ｇ−ブチロラクトン、ｂ−メチル−ｇ−ブチロラクトン、ｇ−バレロラクトン、ｄ−バレロラクトン、ｇ−ノナン酸ラクトン、ｇ−オクタン酸ラクトン、およびペントラクトンが挙げられる。1つの好ましい実施態様では、ラクトンはｅ−カプロラクトンである。本発明の実施において有用なラクトンはまた、次式により特徴付けられる。
【化１３】

（式中、ｎは１〜７の正の整数であり、Ｒは１以上のＨ原子であるか、または炭素原子数１〜７の置換もしくは非置換のアルキル基である）。
【００５５】
ラクトンの開環反応は、典型的には例えば８０〜１５０℃の加温下で実施される。反応物は通常は液体であるため、溶媒は必要ではない。しかしながら、溶媒は反応物が液体であっても、反応について良好な条件を促進する上で有用である。極性および非極性溶媒を包含して、非反応性溶媒であれば、どのようなものであっても使用し得る。有用な溶媒の例としては、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。好ましくは触媒を存在させる。有用な触媒の例として、プロトン酸（例えば、オクタン酸、Amberlyst^R 15 (Rohm & Haas))および錫触媒（例えばオクタン酸第一錫）が挙げられる。あるいは、反応は、ラクトン環と反応し得る分子上のヒドロキシル基のナトリウム塩を生成させることにより開始できる。
【００５６】
もし充分量のラクトンが存在するならば、ラクトン開環反応により分子の連鎖延長がもたらされる。カルバメートまたは尿素化合物とラクトンの相対量を変更することにより、連鎖延長の程度を制御することができる。ラクトン環を、ヒドロキシルもしくはアミン基で開環すると、エステルまたはアミドおよびＯＨ基が生成する。次いでこのＯＨ基が、他のラクトン環と反応して連鎖延長がもたらされる。開始剤化合物の量に対するラクトンの割合を変えることにより、反応が制御される。本発明の好ましい実施態様においては、活性水素基の当量に対するラクトンの当量比は、好ましくは０．１：１〜１０：１であり、より好ましくは１：１〜５：１である。酸でラクトンを開環した場合、得られた化合物は酸基を有し、この基は次いで、エチレンオキシドとの反応等の周知の技術によりヒドロキシル基に変換され得る。
【００５７】
上記の実施態様の他のものでは、上記のような少なくとも１つのカルバメートもしくは尿素基（またはカルバメートもしくは尿素へ変換し得る基）および活性水素基を有する化合物とラクトンとの反応生成物である上記化合物は、この反応生成物の複数の分子上のヒドロキシル基とは反応し、カルバメートもしくは尿素基とは反応しない化合物とさらに反応させることができる。このようにして、最終生成物において、化合物の残基は、反応生成物の複数のカルバメートもしくは尿素官能残基が結合しているコアとして記述することができる。化合物との反応に先立って、反応生成物はまた、カルバメートもしくは尿素基（例えば、ヒドロキシプロピルカルバメート）＋ヒドロシル基を含んでなる他の化合物と混合してもよい。この場合、得られた反応生成物混合物は、そのような他の化合物に対する反応生成物の化学量論的比率を反映する。
【００５８】
ラクトンまたはヒドロキシ酸反応から得られる複数の分子上のヒドロキシル基と反応する化合物として有用な化合物としては、ポリイソシアネート、ジアルキルカーボネート、環状カーボネート、ＣＯ_２、アセタール、ホスゲン、環状もしくは直鎖ホスファゼン、置換もしくは非置換環状シロキサンもしくはシラン、または置換もしくは非置換直鎖シロキサンもしくはシラン［このものは、ＳｉＸ_ｍＲ_ｎで表される。式中、Ｘはハロゲン化物、アルコキシ、水素化物、またはアセテート等のプロトンと反応する基であり、Ｒはアルキル、シラン、またはシロキサン。およびその他のプロトンと反応しない基であり、ｍは２〜４であり、またｍ＋ｎ＝４である］、ＳＯ_２、ＰＯＣｌ_３、ＰＯＣｌ_２Ｒ（式中、Ｒはアルキルまたはアリール）が挙げられる。ある種の化合物と共に、ジオールを反応混合物中に添加して、カルバメートまたは尿素末端を有する連鎖延長を行うこともできる。この反応は、例えばホスゲンを用いて行うことができ、ここでホスゲン／ジオール反応では連鎖延長が生起し、ホスゲンとその反応生成物との反応ではカルバメートまたは尿素基での連鎖の停止が生起する。
【００５９】
ポリイソシアネートは、環状脂肪族ポリイソシアネートを含む脂肪族ポリイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートであり得る。有用な脂肪族ポリイソシアネートとしては、エチレンジイソシアネート、１，２−ジイソシアナトプロパン、１，３−ジイソシアナトプロパン、１，６−ジイソシアナトヘキサン、１，４−ブチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート、１，４−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）およびイソホロンジイソシアネート、およびその他の脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。有用な芳香族ジイソシアネートおよびアラリファティック（araliphatic）ジイソシアネ−トとしては、トルエンジイソシアネートの各種異性体、メタキシレンジイソシアネ−ト、およびパラキシレンジイソシアネートが挙げられ、また４−クロロ−１，３−フエニレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネ−ト、４，４’−ジベンジルジイソシアネートおよび１，２，４−ベンゼントリイソシアネートも使用できる。さらに、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−トの各種異性体が使用できる。過剰のモノマー状ポリイソシアネートをポリオールと反応させて製造されるオリゴマー状またはポリマー状ポリイソシアネートも使用し得る。また、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレートまたはヘキサメチレンジイソシアネ−トのイソシアヌレートのようなイソシアヌレートまたはビウレットなどの他のモノマー状イソシアネートも使用し得る。BayerのDESMODUR^R N100のようなイソシアヌレートのビウレットも有用である。
【００６０】
カー ボネート結合基を介して２つまたはそれより多い反応生成化合物と反応、結合する化合物としては、ジアルキルカーボネート、環状カーボネート、ＣＯ_２、ジフェニルカーボネート、またはホスゲンが使用される。ホスゲンを使用する場合には、ホスゲンは、２モルの反応生成物［または２モルの反応生成物＋他のヒロキシカルバメートもしくは尿素化合物、例えばヒドロキシプロピルカルバメート］に対して約１モルのホスゲンのモル比で、反応生成物の溶液に添加する。この反応は７℃未満の温度で、またはホスゲンを液体状態に維持するために加圧下で行うか、あるいは反応系にガス状のホスゲンをバブルさせてもよい。塩生成用塩基（例えばＮａＯＨ）を、反応を促進するために用いてもよい。反応は、−２０℃〜８０℃の温度で、また大気圧〜４０ｐｓｉの圧力で、事実上いかなる非プロトン性溶媒中においても行うことができる。
【００６１】
環状カーボネートまたはジアルキルカーボネートは、適切なモル量での混合物［２モルの反応生成物＋他のヒドロキシカルバメートもしくは尿素および１モルの環状カーボネートもしくはジアルキルカーボネート］を、オクタン酸カルシウム等のエステル交換触媒と共に、例えば８０〜２００℃に加熱することにより、反応生成物と反応させることができる。有用なジアルキルカーボネートとしては、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジフェニルカーボネート、およびジブチルカ−ボネートが挙げられる。有用な環状カーボネートとしては、プロピレンカーボネート、グリセリンカーボネート、およびジメチルエチレンカーボネートが挙げられる。環状カーボネートはまた、不飽和結合と過酸化物との反応によりオキシラン環を形成させ、次いでＣＯ_２と反応させて環状カ−ボネートを形成させることにより、どのような不飽和結合からでも形成させ得る。有用な触媒としては、金属水酸化物（例えば、ＫＯＨ）、IまたはII族金属（例えば、Ｎａ、Ｌｉ）、金属炭酸塩（例えばＫ_２ＣＯ_３）（これは、クラウンエーテルと組合わせて用いることにより促進し得る）、金属酸化物（例えば、酸化ジブチル錫）、金属アルコキシド（例えば、ＮａＯＣＨ_３、Ａｌ（ＯＣＨ_３Ｈ_７）_３）、金属エステル（例えば、オクタン酸第一錫、オクタン酸カルシウム）、またはプロトン酸（例えば、Ｈ_２ＳＯ_４）、ＭｇＣＯ_３、またはＰｈ_４ＳｂＩが挙げられる。使用する溶媒は、エステル交換に対して不活性な溶媒であるべきである。触媒および／または反応条件は、反応生成物中の開環したラクトンからのエステル基のエステル交換を最小限に抑えるように調整することが必要である。ＣＯ_２も、同様の触媒の存在下、同様の条件下で化合物として用いられ、１〜４０気圧の圧力で用い得る。
【００６２】
無機の反応基を有する化合物も、反応生成物のヒドロキシル基と反応させるために使用され得る。これらの例として、燐化合物、例えばＰＯＣｌ_３もしくはヘキサクロロシクロトリホスファゼン、ＳＯ_２源、例えばＳＯ_３もしくはＳＯ_２Ｃｌ_２、あるいは置換もしくは非置換の環状シロキサンもしくはシラン、または式ＳｉＸ_ｍＲ_ｎ（式中、Ｘはプロトンと反応する基、例えばハロゲン化物、アルコキシ、水素化物、またはアセテート、であり、Ｒはプロトンと反応しない基、例えばアルキル、シラン、またはシロキサン、であり、ｍは２〜４であり、またｍ＋ｎ＝４である）で表される置換もしくは非置換の直鎖状シロキサン類もしくはシラン類のシランベース系が挙げられる。
【００６３】
燐含有化合物、例えばホスファゼンベース系化合物（例えばヘキサクロロシクロトリホスファゼン）またはＰＯＣｌ_３、も、反応生成物と反応させる化合物として使用される。典型的な反応では、燐反応剤１当量（塩素含量基準）を乾燥エーテル溶媒、例えばジエチルエーテルまたはテトロヒドロフラン、の中に溶解させて、約５０％溶液を作成する。１．５当量の水素化ナトリウムを加え、次いで１当量の反応生成物（または反応生成物＋他のヒドロキシカルバメートもしくは尿素化合物）を加える。反応生成物の添加速度によって反応温度を制御しつつ、この混合物が発熱により溶媒の還流温度となるようにする。反応生成物の添加が完了した後、反応混合物を加熱還流し、２〜３時間維持する。次いで混合物を冷却、濾過して塩化ナトリウムおよび全ての未反応水素化ナトリウムを除去し、減圧下に溶媒を留去する。
【００６４】
シランベース系化合物も、ＯＨ官能性生成物に対する結合用化合物として使用し得る。そのような化合物は、式ＳｉＸ_ｍＲ_ｎ（式中、Ｘはプロトンと反応する基、例えばハロゲン化物、アルコキシ、水素化物、またはアセテート、であり、Ｒはプロトンと反応しない基、例えばアルキル、シラン、またはシロキサン、であり、ｍは２〜４であり、またｍ＋ｎ＝４である）で表される。これらの化合物は、全ての乾燥非プロトン性溶媒（例えば、テトラヒドロフラン）中、この分野で公知の条件下に反応生成物と反応し、その条件はＸ基の性質に依存する。Ｘが水素化物の場合、反応は、錫触媒等の触媒を用いて、不活性雰囲気下、例えば０℃に冷却した反応物を用いて好適に開始される。物質の添加終了後、乾燥メタノールを加えて遊離の残留Ｓｉ−Ｈ結合の全てを反応させる。Ｘがハロゲン化物である場合には、反応は室温で、不活性雰囲気下に好適に開始される。次いで上記混合物を加熱還流して反応を完結させる。ＨＣｌが副生物として生じる。Ｘがアルコキシの場合には、反応は室温で、不活性雰囲気下に好適に開始され、反応中は室温に維持する。生成する副生物であるアルコールを吸着するために、モレキュラーシーブを使用してもよい。この反応は、僅かに塩基性もしくは酸性のｐＨで促進される。しかし、そのｐＨは同時にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の生成をも促進する。
【００６５】
ＳＯ_２源については、反応生成物が液状であればそれにＳＯ_３をバブルさせることにより、または反応生成物を溶媒中に溶解し、次いでその溶媒中にＳＯ_３をバブルさせることにより、ＳＯ_３は化合物と反応させることができる。ＳＯ_２Ｃｌ_２と化合物との反応は、化合物をＮａまたはＮａＯＲ（Ｒは有機基である）と予備反応させることにより促進され得る。
【００６６】
他の実施態様においては、反応生成物上のヒドロキシル基は、化合物との反応によりカルバメートまたは尿素に変換させることができ、ここで化合物とは、反応生成物と反応して、その上のヒドロキシル基をカルバメートもしくは尿素基に変換させるものであるか、あるいはその上のヒドロキシル基と反応する基、および、同時にカルバメートもしくは尿素基、またはカルバメートもしくは尿素に変換し得る基を含んでなるものである。多くの化合物が、反応生成物上のヒドロキシル基をカルバメート基へ変換するための化合物として用い得る。ヒドロキシル基は、モノイソシアネート（例えば、メチルイソシアネート）との反応で第二級カルバメート基を形成することによりカルバメート基へ変換することができ、あるいはシアン酸との反応で第一級カルバメート基（すなわち、非置換カルバメート）を形成することによりカルバメート基に変換させることができる。この反応は、この分野で公知のように、好ましくは触媒の存在下、加熱下に行われる。ヒドロキシル基はまた、ホスゲン、次いでアンモニアと反応させて第一級カルバメート基を形成させることができ、あるいはヒドロキシルとホスゲンとの反応、次いで第一級アミンとの反応により、第二級カルバメート基を有する化合物を生成させることができる。
【００６７】
種々の化合物が、反応生成物上のヒドロキシル基と反応する基および同時にカルバメートもしくは尿素基、またはカルバメートもしくは尿素に変換し得る基を有する化合物として使用できる。アルキルカルバメート（例えば、メチルカルバメート、ブチルカルバメート）または置換アルキルカルバメート（例えば、ヒドロキシプロピルカルバメート）は、前記のように、反応生成物上のヒドロキシル基とエステル交換し得る。この反応は、好ましくは触媒、例えば有機金属触媒（例えば、ジブチル錫ジラウレート）の存在下、加熱して行われる。メチロールアクリルアミドは、反応生成物上のヒドロキシル基と反応させ、次いでカルバメートに変換することができる。この反応において、不飽和結合はその後、過酸化物、ＣＯ_２、およびアンモニアと上記のように反応させる。次いでエポキシ基をＣＯ_２と反応させて環状カーボネート基を形成させ、このものはアンモニアとの反応によりカルバメート基に変換される。部分的にブロックされたトルエンジイソシアネ−トも化合物として使用できる。１つの実施態様では、部分的にブロックされたトルエンジイソシアネート上のブロックされていないイソシアネートは、反応生成物上のヒドロキシル基と反応させることができる。その後、他のイソシアネートのブロックを除去して、ヒドロキシアルキルカルバメート（例えば、ヒドロキシプロピルカルバメート）またはヒドロキシ尿素（例えば、ヒドロキシエチレン尿素）と反応させることができる。あるいは、ブロックされていないイソシアネートを、ヒドロキシアルキルカルバメート（例えば、ヒドロキシプロピルカルバメート）またはヒドロキシ尿素（例えば、ヒドロキシエチレン尿素）と反応させ、次いで他のイソシアネート基のブロックを除去し、さらに反応生成物上のヒドロキシル基との反応を行うことができる。他のポリイソシアネートは、カルバメートもしくは尿素基を反応生成物上のヒドロキシル基上に付加させるために使用できるが、それらは、ポリイソシアネートが１分子を超える、または１つを超えるヒドロキシアルキルカルバメートもしくはヒドロキシ尿素と反応するという競合的副反応を生起するであろう。
【００６８】
さらに他の実施態様においては、ポリオール、アミノアルコール、またはポリアミン（官能性のより高いポリオールもしくはポリアミンも使用できるが、典型的にはジオールもしくはジアミン）をラクトンもしくはヒドロキシカルボン酸と反応させて、ラクトンの開環またはヒドロキシカルボン酸の縮合反応に由来する少なくとも１つのエステルまたはアミド基を有するポリオールを形成させる。次いで、その上のヒドロキシル基は、カルバメートもしくは尿素基に変換することができ、あるいは上記いずれかの技術により、カルバメートもしくは尿素基またはカルバメートもしくは尿素に変換し得る基を有する化合物と反応させることができる。ラクトン環の開環反応から誘導されるポリオールは市販されており（例えば、Union Carbide CorporationのTone^Rポリオール製品系列下のTone^R 0200、Tone^R 2221、Tone^R 0301、またはTone^R 0310）、あるいはラクトン開環反応について上記した条件下、実質上いかなるものでもよいポリオールもしくはポリアミンを用いてのラクトンの開環により製造し得る。有用なポリオールとしては、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ウレタンポリオール（このものは、過剰のポリオールをポリイソシアネートと反応させるか、あるいはBlankの米国特許第５，１３４，２０５号明細書に記載の技術により形成させ得る）、ダイマー脂肪アルコール、およびその他が挙げられる。有用なポリアミンとしては、イソホロンジアミン、ビス［ジアミノメチルシクロヘキサン］、ビス［４−アミノフェニルメタン］、ポリエチレンイミン（BASF社からPolymin^Rとして市販）、およびトリアミノノナンが挙げられる。有用なアミノアルコールとしては、ヒドロキシエチルアミン、５−アミノペンタン−１−オール、およびアミノメチルプロパノールが挙げられる。
【００６９】
カーボネート基はまた、カルバメートもしくは尿素官能性化合物中に導入することができる。１つの方法において、カルバメートもしくは尿素基（またはカルバメートもしくは尿素に変換し得る基）およびヒドロキシル基を有する上記のような化合物は、ＣＯ_２源（例えば、ＣＯ_２、ジアルキルカーボネート、環状カーボネート、ホスゲン、ジフェニルカーボネート）と反応させることができる。このヒドロキシカルバメートもしくはヒドロキシ尿素化合物は、上記いずれのタイプでもよく、または反応生成物であってもよい。ＣＯ_２源および反応条件は、反応生成物の反応に関して上記したとおりであり、この際はＣＯ_２、ジアルキルカーボネート、環状カーボネート、ホスゲン、またはジフェニルカーボネートである。
【００７０】
本発明の他の実施態様において、化合物（ｃ）は、置換もしくは非置換のアルキルカルバメート（例えば、メチルカルバメート、ブチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート）と、それに結合した複数のヒドロキシル基を有するポリカーボネートとの反応生成物である。そのようなポリカーボネートポリオールはこの分野で公知であり、例えば米国特許第４，０２４，１１３号明細書に記載があり、この記載は本明細書に参照として含められる。それらは、ＣＯ_２、ジアルキルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ホスゲン、またはジオキソラノンを上記のような技術および触媒を用いて、過剰のポリオールとエステル交換反応させることにより製造することができる。有用なポリオールの例としては、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメチロール、ビスフェノールＡ、ポリエーテルポリオール、例えばBASF Corporationから市販されているPluronic^Rポリオール、１，２−ヘキサンジオール、およびその他などが挙げられる。より多くの官能性を有する有用なポリオールとしては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、アクリル系ポリオール、およびその他が挙げられる。
【００７１】
カルバメート化合物とポリカーボネートポリオールとの間のエステル交換反応は、一般的に先に記述したように、触媒を使用すべきである。そのような触媒はこの分野で公知であり、有機金属錯体が好ましい。適切な触媒としては、錫錯体、例えば酸化ジブチル錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジメトキシド、が挙げられる。他の触媒、例えばアルミニウム錯体（例えば、アルミニウムイソプロポキシド）、亜鉛錯体、チタネート、または酸触媒（例えば、オクタン酸）、もまた使用できる。触媒および／または反応条件は、化合物中のカーボネート基との相互作用を最小限に抑えるように調整することが必要である。
【００７２】
さらに他の実施態様では、カーボネート基を含む化合物（ｃ）は、ポリオールおよびＣＯ_２源（例えば、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ＣＯ_２）またはホスゲンが関与する上記の標準エステル交換技術により生成させることができ、この場合のポリオールには、側鎖カルバメート基または側鎖尿素基を有するジオールが包含される。側鎖カルバメート基を有するジオールは、アンモニアまたは第一級アミンによるヒドロキシアルキル置換環状カーボネートの公知技術を用いての開環反応によって形成させることができる。側鎖尿素基を有するジオールは、アンモニアもしくは第一級アミンによるヒドロキシアルキル置換オキサゾリドンの公知技術を用いての開環反応によって形成させることができる。
【００７３】
成分（ｃ）として好適な化合物はまた、基としてエーテル基を含んでいてもよい。カルバメートまたは尿素官能性エーテル含有化合物は、カルバメートもしくは尿素基（またはカルバメートもしくは尿素に変換し得る基）および活性水素基を有する上記化合物を用いて、先に述べたエポキシド反応におけると同様に、触媒の存在下でエチレンオキシドもしくはプロピレンオキシド上のオキシラン基を開環させることによって製造できる。ラクトンの開環反応については、ポリエーテル延長の度合を、エチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドの量に比例した連鎖延長の度合いで、化学量論量により制御することができる。あるいは、ポリエーテルポリオール上のヒドロキシル基は、アルキルカルバメートとエステル交換することができ、または上記のようにシアン酸と反応させてカルバメート官能性を付与することができる。
【００７４】
カルバメートもしくは尿素官能性ポリウレタンは、ＮＣＯ末端ポリウレタンをヒドロキシカルバメート（例えば、ヒドロキシプロピルカルバメート）またはヒドロキシ尿素（例えば、ヒドロキシエチルエチレン尿素）と、米国特許第５，３７３，０６９号明細書に記載の方法を用いて反応させることにより、あるいはカルバメートもしくは尿素ジオール（これは、アンモニアもしくは第一級アミンを用いてヒドロキシアルキル環状カーボネートまたはヒドロキシアルキルオキサゾリドンを開環して形成し得る）を含有させることにより、製造することができる。水素結合受容体基を含む、ポリエステルポリオール以外のポリオール（例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ただし本発明の１つの実施態様では、ポリエーテルポリオールから誘導されたポリウレタンも化合物の範囲から除外することが考慮されている）は、ポリウレタン形成におけるポリオール成分に包含され得る。別法として、水素結合受容体基は、ヒドロキシル基および水素結合受容体基を含む化合物をイソシアヌレート上の１つのＮＣＯ基上で反応させ、次いで他の２つのＮＣＯ基を利用してポリオールとのポリウレタン反応を起こさせることにより導入できる。
【００７５】
他の水素結合受容体基は、所望の水素結合受容体基を含むポリオールをシアン酸またはホスゲンと反応させ、次いでアンモニアと反応させてカルバメート誘導体を形成させるというような、この分野で周知の種々の方法でカルバメートまたは尿素官能性化合物中に導入することができる。例えば、硫化物含有化合物（ｃ）は、硫化物含有ポリオール（例えば、２，２’−チオジエタノール）をシアン酸またはホスゲン／アンモニアと反応させることにより製造できる。同様に、スルホン含有化合物は、スルホン含有ポリオール（例えば、２，２’−スルホニルジエタノール）をシアン酸またはホスゲン／アンモニアと反応させることにより製造できる。また、第三級アミン含有カルバメート化合物は、第三級アミンポリオール（例えば、トリエタノールアミン）をシアン酸またはホスゲン／アンモニアと反応させてカルバメート誘導体を形成させることにより製造できる。グリコールアルデヒドダイマーは、シアン酸またはホスゲン／アンモニアと反応させて複素環式エーテル含有カルバメート化合物を形成することができる。第三級アミド化合物は、第三級アミドポリオール（例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−Ｄ−酒石酸アミド）をシアン酸またはホスゲン／アンモニアと反応させることにより製造できる。不飽和基含有カルバメート化合物は、不飽和ポリオール（例えば、５−ヘキセン−１，２−ジオール）をシアン酸またはホスゲン／アンモニアと同様に反応させることにより製造できる。ケトン含有化合物は、ケトンポリオール（例えば、エリスルロース）をシアン酸またはホスゲン／アンモニアと反応させることにより製造し得る。
【００７６】
このような他の水素結合受容体基を含むカルバメートまたは尿素官能性化合物も、イソシアヌレート化合物を、ヒドロキシプロピルカルバメートまたはヒドロキシエチルエチレン尿素等の化合物２モルおよび水素結合受容体化合物１モルと部分的に反応させることにより、水素結合受容体基と単一の活性水素基を含む化合物から製造することができる。このような合成技術に有用な水素結合受容体化合物の例として、１−ヒドロキシルシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、３−ヒドロキシルメチルピペリジン、ジアセトンアルコール、ジアセチン、２−ヒドロキシメチル−１２−クラウン−４，４−（２−ヒドロキシエチル）モルホリンが挙げられる。
【００７７】
上記タイプの水素結合受容体基の組合せは、本発明のカルバメートまたは尿素官能性化合物において使用し得る。このようなことは、例えば、４−（２−ヒドロキシエチル）モルホリンが上記のようにカルバメートまたは尿素官能性化合物中に導入される場合に生じる。水素結合受容体基の組合せの他の例は、２つのエステル含有カルバメート化合物がＣＯ_２と互いに結合してカーボネート結合を形成し、それでエステルおよびカーボネート水素結合受容体基の双方を含む化合物が形成される場合に生じる。
【００７８】
他の好ましい実施態様においては、成分（ｃ）は、モノマー状、オリゴマー状、またはポリマー状であってもよい第一の物質を含んでなる混合物と、上記の第一の物質と反応する基、およびカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基を含んでなる化合物との反応生成物であるカルバメート官能性物質を含んでなり、ここで、第一の物質は、ポリイソシアネートと活性水素含有連鎖延長剤を含む混合物の反応生成物である。このような物質は、本明細書に参照として含まれる米国特許第５，３７３，０６９号明細書に記載されている。好ましいものは、ヒドロキシカルバメート化合物と反応したイソシアネート官能性の第一の物質である。ポリイソシアネートは、環状脂肪族ポリイソシアネートを含む脂肪族ポリイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートであり得る。有用な脂肪族ポリイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネートエチレンジイソシアネート、例えば１，２−ジイソシアナトプロパン、１，３−ジイソシアナトプロパン、１，６−ジイソシアナトヘキサン、１，４−ブチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート、１，４−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）およびイソホロンジイソシアネート、が挙げられる。有用な芳香族ジイソシアネートおよびアラリファティック（araliphatic）ジイソシアネ−トとしては、トルエンジイソシアネートの各種異性体、メタキシレンジイソシアネ−ト、およびパラキシレンジイソシアネートが挙げられ、また４−クロロ−１，３−フェニレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネ−ト、４，４’−ジベンジルジイソシアネートおよび１，２，４−ベンゼントリイソシアネートも使用できる。さらに、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−トの各種異性体が使用できる。ポリイソシアネートとして同様に有用なものは、MobayよりのDESMODUR^R 3300のようなイソシアヌレートおよびMobayよりのDESMODUR^R N100のようなイソシアネートのビウレットである。とくに好ましいものは、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、および１，４−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）である。
【００７９】
有用な活性水素含有連鎖延長剤は一般に、少なくとも２個の活性水素基を含み、例えばジオール、ジチオール、ジアミン、あるいはヒドロキシル、チオール、およびアミン基の混ざりを有する化合物であり、アルカノールアミン、アミノアルキルメルカプタン、およびヒドロキシアルキルメルカプタン等である。本発明のこの面の目的に対しては、第一級および第二級アミンのいずれも１個の活性水素を有していると考えられる。活性水素含有連鎖延長剤は水をも包含する。本発明の好ましい態様においては、枝分かれを最少限に抑えるために、ジオールが連鎖延長剤として用いられ、それ以上のポリオールは殆んどまたはまったく用いられない。ポリウレタン連鎖延長剤として用いられる好ましいジオールの例として、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭとしてEastman Chemicalより販売）、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、Esterdiol 204（Eastman Chemical Co. より販売）、および１，４−ブタンジオールが挙げられる。少なくとも３つのヒドロキシル基を含むポリヒドロキシ化合物を連鎖延長剤として用いることはできるが、これらの化合物を使用すると、分枝状のポリウレタン樹脂が得られる。これらの高度に官能性のポリヒドロキシ化合物としては、例えばトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールやその他の化合物が挙げられる。
【００８０】
第一の物質は、少なくとも２つの活性水素基を有するこれらの化合物を用いて、どのような方法ででも連鎖を延長し得る。すなわち、これらの化合物は、ポリイソシアネート、ポリオール、および多官能性化合物の混合物に加えるか、あるいは中間段階で反応させて、中間体ポリマーの末端に存在する２個の遊離イソシアネート基に結合させてもよい。ポリマー状の連鎖延長剤もまた、使用することができ、例えばこの分野で公知の、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール、またはポリマー状アミノ基含有ポリマーが使用できる。また、上記の連鎖延長剤のいずれの混合物も使用することができる。
【００８１】
ポリイソシアネートとポリオールとの反応は、適切な反応媒体、例えばキシレンまたはプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、の中で、成分を加熱することによって行われる。この反応用の触媒、例えばジブチル錫ジアセテート等の有機錫触媒を使用することは、この分野で周知である。重合度は、加温反応条件を維持する時間によって調節される。第一の物質として有用な物質は、６００〜６０００の数平均分子量を有する。非イオン性ポリエーテル安定化基、イオン性安定化基（例えば、カルボキシル基）、不飽和結合基などの各種の基を、この分野で公知なように、物質に導入または付加し得る。
【００８２】
本発明の成分（ｃ）を製造する上で用い得る第一の物質は、カルバメート含有化合物と反応するための１以上の官能基を含んでいる。これらの基の例として、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基、不飽和二重結合、カルボン酸基、およびケタールが挙げられる。好ましい実施態様において、第一の物質上の官能基は、末端イソシアネート基である。反応混合物中の活性水素：ＮＣＯのモル比が１未満であると、イソシアネート末端ポリマーが得られがちになる。第一の物質上の官能基は、末端基であっても、あるいは側鎖（ペンダント）基であってもよい。活性水素またはイソシアネート末端基は、反応混合物中の連鎖延長剤とポリイソシアネートの化学量論量を調整することによりもたらされる。他の末端基は、キャッピング剤を用いることによりもたらされる。例えば、酸末端基は、ポリマーをヒドロキシ酸でキャップすることによりもたらされる。側鎖の官能基は、この分野で周知なように、２個の活性水素基と望まれる官能基とを有する連鎖延長剤、例えばジメタノールプロピオン酸を用いることによってもたらされる。
【００８３】
第一の物質上の官能基と反応する基を有する化合物はまた、カルバメート基か、カルバメート基を形成させ得る基のいずれかを有する。カルバメート基を形成させ得る基としては、環状カーボネート基、エポキシド基、および不飽和二重結合基が挙げられる。環状カーボネート基は、アンモニアとの反応により、カルバメート基に変換できる。エポキシド基は、ＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換できる。不飽和二重結合基は、過酸化物との反応、次いでＣＯ_２およびアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換できる。第一の物質と反応する化合物上の基は、反応する第一の物質上の特定の官能基に依存する。その官能基がイソシアネートである場合には、カルバメート含有化合物上の基は、好ましくはヒドロキシルまたはアミノのような活性水素含有基である。例えば、第一の物質上のイソシアネート基は、ヒドロキシアルキルカルバメートと反応させることができ、あるいはヒドロキシ含有エポキシドと反応させ、次いでエポキシ基をＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換させることができる。第一の物質は、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、またはそれらの混合物と反応させることが好ましい。官能基がヒドロキシルである場合には、カルバメート含有化合物上の反応性基は、アルキルカルバメートまたはメチロールアクリルアミド（ＨＯ−ＣＨ_２＝ＮＨ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２）のようなメチロール上のカルバメート基のＣＯＯ部位の酸素原子である。アルキルカルバメート上のＣＯＯ基の場合には、第一の物質上のヒドロキシル基は、ＣＯＯ基でエステル交換を受け、ポリマーに付加したカルバメート基を与える。メチロールアクリルアミドの場合には、上記のように、その不飽和二重結合は次いで、過酸化物、ＣＯ_２およびアンモニアと反応させる。第一の物質上の官能基がカルボキシル基である場合には、酸基はエピクロルヒドリンと反応させてモノグリシジルエステルを形成させることができ、このエステルはＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換させることができる。別法として、第一の物質上の酸官能性基は、無水酢酸と反応させて酸無水物を形成させることができ、この酸無水物は次いで、ヒドロキシルのような活性水素基およびカルバメート基またはカルバメート基に変換し得る基を有する化合物と反応させることができる。
【００８４】
好適なカルバメート基に変換し得る基を有する化合物の例としては、アンモニアとの反応でカルバメートに変換し得る活性水素含有環状カーボネート化合物（例えば、グリシドールとＣＯ_２との反応生成物）、ＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換し得るモノグリシジルエーテル（例えば、Cardura E^R）、ＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換し得るモノグリシジルエステル（例えば、カルボン酸とエピクロルヒドリンとの反応生成物）、アルコール基がＮＣＯと反応し、また二重結合が過酸化物との反応でカルバメートに変換し得るアリルアルコール、およびエステル基がＮＣＯと反応し、またビニル基が過酸化物、次いでＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応でカルバメートに変換し得るビニルエステル、が挙げられる。上記の化合物のいずれもが、ポリマーとの反応に先立ってその基をカルバメートに変換することによって、カルバメートに変換し得る基というよりはむしろ、カルバメート基を含む化合物として使用することができる。
【００８５】
同様に成分（ｃ）に好適な化合物は、上記の活性水素含有連鎖延長剤と、カルバメート基またはカルバメートに変換し得る基およびイソシアネート反応性基を有する化合物と上記したようなポリイソシアネートとの第一反応生成物との反応生成物であり、その第一反応生成物は少なくとも１つの未反応で残っているイソシアネート基を有している。
【００８６】
化合物はまた、カルバメート基およびポリマー上のＮＣＯと反応する基を含んでいてもよい。カルバメート基およびＮＣＯと反応する基を含む化合物の例として、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメートが挙げられる。
【００８７】
同じく成分（ｃ）として好適なものは、モノマー状ポリイソシアネートと、イソシアネートと反応する基およびカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基を含んでなる化合物との反応生成物であるアルバメート官能性化合物である。このような化合物は、その全体の記載が本明細書に参照として含まれる米国特許第５，５１２，６３９号明細書に記載されている。そのモノマー状イソシアネートが、イソシアネートと反応する基およびカルバメートに変換し得る基を有する化合物と反応されると、続いて、後者の基をカルバメート基に変換する第二のステップがモノマー状イソシアネートとの反応の後に行われる。モノマー状ポリイソシアネートは、環状脂肪族ポリイソシアネートを含む脂肪族ポリイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートであり得る。有用な脂肪族ポリイソシアネートとしては、エチレンジイソシアネート、１，２−ジイソシアナトプロパン、１，３−ジイソシアナトプロパン、１，６−ジイソシアナトヘキサン、１，４−ブチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート、１，４−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）およびイソホロンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。有用な芳香族ジイソシアネートおよびアラリファティックジイソシアネ−トとしては、トルエンジイソシアネートの各種異性体、メタキシレンジイソシアネ−ト、およびパラキシレンジイソシアネートが挙げられ、また４−クロロ−１，３−フェニレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネ−ト、４，４’−ジベンジルジイソシアネートおよび１，２，４−ベンゼントリイソシアネートも使用できる。さらに、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−トの各種異性体が使用できる。MobayよりのDESMODUR^R N100のようなイソシアネートのビウレットも有用である。
【００８８】
本発明の１つの実施態様においては、モノマー状のポリイソシアネートは、イソシアネート反応性基およびカルバメート基を含む化合物、例えばヒドロキシプロピルカルバメートまたはヒドロキシエチルカルバメート等のヒドロキシアルキルカルバメートと反応される。あるいは、ポリイソシアネートは、ポリイソシアネート化合物との反応が完結した後、カルバメート基を形成し得る置換基と付加物を形成し得る。例えば、ポリイソシアネートは、活性水素基（例えば、ヒドロキシル）および環状カーボネート基（例えば、グリシドールとＣＯ_２との反応生成物）を有する化合物と反応させることができ、次いで環状カーボネート基は、アンモニアと反応してカルバメート官能性基を形成する。別法として、ポリイソシアネートは、活性水素基（例えば、ヒドロキシル）およびエポキシ基と反応させ、次いでＣＯ_２と反応させてエポキシ基を環状カーボネート基に変換させ、その後、環状カーボネート基をアンモニアと反応させてカルバメート官能性基を形成させることができる。
【００８９】
他の合成法は、ポリイソシアネート上のイソシアネート基を、イソシアネートと反応する基および同時に非ＮＣＯ官能性基を有する化合物と、まず反応させることである。次いで、この付加物を、少なくとも１つのカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基、および非ＮＣＯ官能性基と反応する少なくとも１つの基を含んでなる化合物と反応させる。非ＮＣＯ官能性基の例として、カルボキシ、エポキシ、ヒドロキシ、アミノが挙げられる。例えば、ＯＨ官能性ポリイソシアネート（これはポリイソシアネートとアミノアルコールとの反応により生成する）は、アルキルカルバメート上のカルバメート基のＣＯＯ部位の酸素原子、またはメチロールアクリルアミド（ＨＯ−ＣＨ_２＝ＮＨ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２）のメチロール基と反応させることができる。アルキルカルバメート上のＣＯＯ基の場合には、ポリウレタン上のヒドロキシル基は、ＣＯＯ基でエステル交換を受け、ポリウレタンに付加したカルバメート基を与える。メチロールアクリルアミドの場合には、上記のように、その不飽和二重結合は次いで、過酸化物、ＣＯ_２およびアンモニアと反応させる。エポキシ基は次いで、ＣＯ_２と反応して環状カーボネート基を形成し、アンモニアとの反応によりカルバメート基に変換される。別法として、酸官能性ポリイソシアネート（これはポリイソシアネートとヒドロキシ官能性カルボン酸との反応により形成させることができる）は、無水酢酸と反応させて酸無水物官能性トリイソシアネートを形成させることができ、次いで、ヒドロキシカルバメートと反応させることができる。
【００９０】
上記のモノマー状ポリイソシアネートは、カルバメート基またはカルバメートに変換し得る基およびポリイソシアネート上のＮＣＯもしくは非ＮＣＯ官能性基と反応する基を含む化合物と付加物を形成する。ジイソシアネートまたはイソシアヌレートのＮＣＯ基上で付加物を形成し得るカルバメート含有化合物は、好ましくはヒドロキシアルキルカルバメート（例えば、ヒドロキシプロピルカルバメートまたはヒドロキシエチルカルバメート）のような活性水素含有カルバメートである。カルバメートに変換し得る基およびＮＣＯと反応する基を含む化合物としては、アンモニアとの反応でカルバメートに変換し得る活性水素含有環状カーボネート化合物（例えば、グリシドールとＣＯ_２との反応生成物）、ＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換し得るモノグリシジルエーテル（例えば、Cardura E^R）、ＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応によりカルバメート基へ変換し得るモノグリシジルエステル（例えば、カルボン酸とエピクロルヒドリンとの反応生成物）、アルコール基がＮＣＯと反応し、また二重結合が過酸化物との反応でカルバメートに変換し得るアリルアルコール；およびエステル基がＮＣＯと反応し、またビニル基が過酸化物、次いでＣＯ_２および引き続くアンモニアとの反応でカルバメートに変換し得るビニルエステル、が挙げられる。
【００９１】
とくに好ましいものは、ヒドロキシプロピルカルバメート、もしくはヒドロキシブチルカルバメート、またはこれらの混合物と、脂肪族ジイソシアネート、とくにイソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート、またはこれらのジイソシアネートのイソシアヌレートの混合物との反応生成物である。
【００９２】
さらに他の好ましい実施態様においては、成分（ｃ）は、有効なイソシアネート基のうちの全てではない基がカルバメート含有化合物と反応したものである点を除いて上記したものと同様の、モノマー状ポリイソシアネートと、イソシアネートと反応する基およびカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基を含んでなる化合物との反応生成物であるカルバメート官能性化合物である。残りのイソシアネート基は、ポリオールと反応させる。好ましいポリオールとしては、限定されるものではないが、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール（Eastman Chemical Co. よりＣＨＤＭとして市販）、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、Esterdiol 204 （Eastman Chemical Co. より市販）、および１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオールおよびネオペンチルグリコールが挙げられる。とくに好ましい実施態様においては、モノマー状のイソシアネートはジイソシアネート、とくにイソホロンまたはヘキサメチレンジイソシアネートであり、有効なイソシアネート基の半分は、イソシアネートと反応する基およびカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基を含んでなる化合物、好ましくはヒドロキシプロピルカルバメートと反応され、残りのイソシアネート基は、ポリオール、とくに２−エチル−１，６−ヘキサンジオールと反応される。
【００９３】
他の適切なコーティング剤は、Exxon Chemical Co.より入手できる、Exx-RD^TM 100反応性希釈剤である。Exx-RD^TM 100は、グリセリンのヒドロキシベンゾエート（ヒドロキシ安息香酸エステル）およびネオアルカノエート（ネオアルカン酸エステル）である。
【００９４】
成分（ｃ）はまた、成分（ｃ）として適切であると上記されたどのような物質の混合物をも含み得る。
【００９５】
本発明の実施に際して用いるコーティング組成物中には、任意に溶剤を利用できる。本発明にしたがって使用される組成物は、例えば実質的に固体粉末あるいはヂスパージョン（分散液）の形態で利用することもできるが、組成物は実質的に液体状態であることが望ましく、これは溶剤を使用することにより達成することができる。この溶剤は、組成物の成分に関して溶媒として働く必要がある。１つの好ましい実施態様においては、溶剤は極性有機溶剤である。より好ましくは極性脂肪族溶剤または極性芳香族溶剤である。さらにより好ましい溶剤として、ケトン、エステル、アセテート、非プロトン性アミド、非プロトン性スルホキシド、非プロトン性アミン、またはこれらのいずれかの組合せが挙げられる。有用な溶剤としては、限定されるものではないが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ｍ−アミルアセテート、エチレングリコールブチルエーテル−アセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン、芳香族炭化水素の配合物、およびこれらの混合物が挙げられる。他の好ましい実施態様において、溶剤は水または水と少量の共溶剤との混合物である。
【００９６】
本発明の実施において用いるコーティング組成物中には、硬化反応を増強するための触媒を含有していてもよい。例えばアミノプラスト化合物、とくにモノマー状メラミンを硬化剤として使用する場合は、強酸触媒が、硬化反応を増強するために用いられる。このような触媒はこの分野で周知であり、限定されることなく、ｐ−トルエンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、フェニル酸ホスフェート、モノブチルマレエート、ブチルホスフェート、およびヒドロキシホスフェートエステルが挙げられる。本発明の組成物中で有用な他の触媒として、ルイス酸、亜鉛塩、および錫塩が挙げられる。
【００９７】
本発明の好ましい実施態様においては、溶剤は、約０．０１〜約９９重量％、好ましくは約１０〜約６０重量％、より好ましくは約３０〜約５０重量％、の範囲でコーティング組成物中に存在する。
【００９８】
コーティング組成物は、多くのこの分野で周知のいずれの手法を用いてでも物体上に塗装できる。これらの例として、スプレーコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、およびその他が挙げられる。自動車のボデイパネルに対しては、スプレーコーティングが好ましい。
【００９９】
コーティング組成物中には、例えば界面活性剤、フィラー、安定剤、湿潤剤、分散剤、接着促進剤、ＵＶ吸収剤、ＨＡＬＳ、およびその他のどのような追加の添加剤をも添加し得る。これらの添加剤はこの分野で周知であり、使用量はコーティング特性に悪影響を与えないように調節しなければならない。
【０１００】
本発明の組成物は、好ましくは、高光沢（ハイグロス）コーティング中で、および／または複合カラー-プラス-クリヤコーティングのクリアコートとして使用する。本明細書において使用する高光沢コーティングとは、２０度グロス（ＡＳＴＭ Ｄ５２３−８９）またはＤＯＩ（ＡＳＴＭ Ｅ４３０−９１）が少なくとも８０を示すコーティングである。
【０１０１】
本発明のコーティング組成物を顔料入り高光沢ペイントコーティングとして使用する場合、顔料としては、有機もしくは無機化合物または着色材料、フィラー、金属もしくは他の無機フレーク材料、例えばマイカもしくはアルミニウムフレーク、およびこの分野で通常に顔料と呼称する他の種類の材料が挙げられる。顔料は、通常、組成物中で、結合剤（バインダー）成分の全固体重量基準で１〜１００％の量（すなわち、顔料対結合剤比が０．１〜１）で使用される。
【０１０２】
本発明のコーティング組成物を複合カラ−-プラス-クリアコーティングのクリアコートに使用する場合、顔料入りベースコート（下塗り）組成物はこの分野で周知の多くのタイプのいずれでもよく、本明細書中で詳細を説明する必要はない。ベースコート組成物に有用なこの分野で公知のポリマーとしては、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエステル、アルキド、およびポリシロキサンが挙げられる。好ましいポリマーとして、アクリル樹脂およびポリウレタンが挙げられる。本発明の好ましい１つの実施態様においては、ベースコート組成物はまた、カルバメート官能性アクリルポリマーも使用する。ベースコートポリマーは、熱可塑性プラスチックであってもよいが、好ましくは架橋性であり、１種類またはそれより多くの架橋性官能基を含んでなる。そのような基としては、例えばヒドロキシル基、イソシアネート基、アミン基、エポキシ基、アクリレート基、ビニル基、シラン基、およびアセトアセテート基が挙げられる。これらの基は、望ましい硬化条件下、一般的には加温された温度下で、ブロックを外して架橋反応で用い得るような方法で、マスクまたはブロックしておくことができる。有用な架橋性官能基には、ヒドロキシ基、エポキシ基、酸基、無水物基、シラン基、およびアセトアセテート基がある。好ましい架橋性官能基として、ヒドロキシ官能基およびアミノ官能基が挙げられる。
【０１０３】
ベースコートポリマーは、自己架橋性であるか、またはポリマーの官能基と反応する別の架橋剤を必要とすることがある。ポリマーがヒドロキシ官能基を含んでなる場合、例えば、架橋剤は、アミノプラスト樹脂、イソシアネートおよびブロックされたイソシアネート（イソシアヌレートを含む）、および酸または無水物官能性架橋剤であってよい。
【０１０４】
本明細書に記載のコーティング組成物は、好ましくはコーティング層を硬化させる条件に付される。種々の硬化方法を使用し得るが、熱硬化が好ましい。一般的に、熱硬化は、塗装した物体を、主として放射熱源によりもたらされる高温にさらすことにより行なわれる。硬化温度は、架橋剤に使用する特定のブロッキング基により異なるが、一般的に９３℃〜１７７℃である。本発明の第一の化合物は、比較的低い硬化温度でも好適に反応する。すなわち、好ましい実施態様においては、ブロックされた酸触媒系では、硬化温度は好ましくは１１５℃〜１５０℃、より好ましくは１１５℃〜１３８℃、の間である。ブロックされていない酸触媒系では、硬化温度は好ましくは８２℃〜９９℃の間である。硬化時間は、使用する特定の成分、および物理的パラメーター、例えば層の厚さ、により異なるが、典型的な硬化時間は、ブロックされた酸触媒系では１５〜６０分間、好ましくは１５〜２５分間、であり、またブロックされていない酸触媒系では１０〜２０分間である。
【０１０５】
本発明を以下の諸例でさらに説明する。諸例は本発明を単に説明するためのものであり、記載され、特許請求された発明の範囲を一切限定するものではない。全ての部は、特に示されない限り、重量部である。
【０１０６】
製造１
第一工程において、化学量論比の２５％である８９部のクエン酸を、１４７０部のGlydexx^R N-10ネオデカン酸グリシジルと共に反応容器に入れた。この混合物を温度１２８℃に加熱した。少しの発熱の後、さらに２５％に相当するクエン酸８９部を３回、４時間の間に加え、温度を１３０℃に保持した。反応を酸価により、その値が＜３になり、そして残留エポキシ基が含まれなくなるまでモニターした。
【０１０７】
第二工程において、５０％過剰のメチルカルバメート８４０部を、１２．８部の酸化ジブチルスズ触媒および１２００部のトルエンと共に加えた。メタノールを除去しながら、還流温度１０９〜１１７℃を３２時間維持した。反応の進行をヒドロキシル価により、少なくとも９５％完了になるまでモニターした。過剰のメチルカルバメートおよび溶剤をストリッピングして除去し、４２５部の酢酸アミルを加えて不揮発性成分含有量８０％に希釈した。
【０１０８】
製造２
５９４０ｇのε−カプロラクトン、２６１０ｇのヒドロキシカルバメート、および４５０ｇのキシレンを、撹拌器、温度計、および不活性ガス導入器を備えたガラス製の丸底フラスコに加えた。不活性雰囲気下で十分に混合した後、１５.３ｇのオクタン酸第一錫を加えた。混合物を１３０℃に加熱し、その温度で４．５時間保持し、次いで室温まで冷却した。
【０１０９】
製造３
１８００ｇのCardura E エステル（Shell Chemical Co.より入手できる第三級カルボン酸のグリシジルエステル）および１０９.５ｇのクエン酸を、撹拌器、温度計、加熱マントルおよび不活性ガス導入器を備えた丸底フラスコに入れた。この混合物を不活性雰囲気下で１２７℃に加熱し、マントルを下げて、約１４０℃に発熱するままにした。約１２５℃に冷却した後、さらに１０９.５ｇのクエン酸を加え、３０分間撹拌した。後者の工程を、合計４３８ｇのクエン酸を加えてしまうまで、あと２回繰り返した。混合物をさらに３０分間撹拌し、次いで冷却した。酸価は、１.６ｍｇＫＯＨ／ｇＮＶと測定された。
【０１１０】
製造４
１９３１ｇのCardura E エステル（Shell Chemical Co.より入手できる第三級カルボン酸のグリシジルエステル）および１１６.３ｇの酒石酸を、撹拌器、温度計、加熱マントルおよび不活性ガス導入器を備えた丸底フラスコに入れた。この混合物を不活性雰囲気下で１３０℃に加熱し、マントルを下げて、約１４５℃に発熱するままにした。約１２５℃に冷却した後、さらに１１６.３ｇの酒石酸を加え、３０分間撹拌した。後者の工程を、合計４６５ｇの酒石酸を加えてしまうまで、あと２回繰り返した。混合物をさらに３０分間撹拌し、次いで冷却した。測定された酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇＮＶであった。
【０１１１】
例１
クリアコートコーティング組成物は、１４７.４ｇの製造１の樹脂、１３１.７ｇの製造２の樹脂、４９．２ｇのResimene^R 747（Solutia Inc., Springfield MAより入手できるヘキサメトキシメチルメラミン樹脂）、３.０ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分８５重量％）、４７.１ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分１４重量％）、４．５ｇの立体障害性アミン光安定剤、０.５ｇのレオロジー調節剤（不揮発分６０重量％）、１８．０ｇのブロックされたスルホン酸触媒（活性分２５重量％）、２１.０ｇのｎ−ブタノール、および２５.２ｇのExxate 600（Exxon Chemical Co.より入手できるオキソ-ヘキシルアセテート）を一緒に混合することにより製造した。組成物の計算された理論上の固形分は６７.０重量％ＮＶであった。
【０１１２】
例２
クリアコートコーティング組成物は、１４０.３ｇの製造１の樹脂、１１０.５ｇのZolidine^R RD（Angus Chemical Co.（米国イリノイ州バッファローグローブ）より入手できる）、６０.６ｇのResimene^R 747、３.０ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分８５重量％）、４７.１ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分１４重量％）、４．５ｇの立体障害性アミン光安定剤、０.５ｇのレオロジー調節剤（不揮発分６０重量％）、１８．０ｇのブロックされたスルホン酸触媒（活性分２５重量％）、２１.０ｇのｎ−ブタノール、および３２.５ｇのExxate 600（Exxon Chemical Companyより入手できるオキソ-ヘキシルアセテート）を一緒に混合することにより製造した。組成物の計算された理論上の固形分は６８.５重量％ＮＶであった。
【０１１３】
例３
クリアコートコーティング組成物は、１３４.０ｇの製造１の樹脂、１０５.６ｇの製造４の樹脂、７０.４ｇのResimene^R 747、３.０ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分８５重量％）、４７.１ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分１４重量％）、４．５ｇの立体障害性アミン光安定剤、０.５ｇのレオロジー調節剤（不揮発分６０重量％）、１８．０ｇのブロックされたスルホン酸触媒（活性分２５重量％）、２１.０ｇのｎ−ブタノール、および５５.３ｇのExxate 600（Exxon Chemical Co.より入手できるオキソ-ヘキシルアセテート）を一緒に混合することにより製造した。組成物の計算された理論上の固形分は６５.３重量％ＮＶであった。
【０１１４】
例４
クリアコートコーティング組成物は、１２４.７ｇの製造１の樹脂、９８.２ｇの製造３の樹脂、４２.６ｇのResimene^R 747、５６.８ｇのヘキサメチレンジイソシアネートとイソホロンジイソシアネートのメチルエチルケトキシム-ブロックされた混合物（不揮発分７５重量％、Bayer Corp.より入手できる）、３.０ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分８５重量％）、４７.１ｇのＵＶＡ溶液（不揮発分１４重量％）、４．５ｇの立体障害性アミン光安定剤、０.５ｇのレオロジー調節剤（不揮発分６０重量％）、１８．０ｇのブロックされたスルホン酸触媒（活性分２５重量％）、２１.０ｇのｎ−ブタノール、および４８.８ｇのExxate 600（Exxon Chemical Co.より入手できるオキソ-ヘキシルアセテート）を一緒に混合することにより製造した。組成物の計算された理論上の固形分は６４.５重量％ＮＶであった。
【０１１５】
本発明を、その好ましい実施態様を示して詳細に説明した。しかし、本発明の精神および範囲内で変形および変更が可能である。

Claims (40)

1. 下記の成分を含んでなる硬化性コーティング組成物。
   （ａ）変性アクリル、ポリエステルおよびポリウレタンからなる群から選ばれ、少なくとも２つの官能基を含んでなり、その少なくとも１つが、下記の成分：
   （１）エポキシ基と有機酸基との開環反応の結果であるヒドロキシル基および、
   （２）シアン酸またはカルバメートもしくは尿素基、
   の反応生成物であるカルバメートまたは尿素基であり、他の少なくとも１つがヒドロキシル基、エポキシド基または酸基である第一成分、
   （ｂ）成分（ａ）と反応する官能基を複数有する硬化剤、
   および
   （ｃ）成分（ａ）もしくは成分（ｂ）、または成分（ａ）および（ｂ）の双方と反応する官能基を有し、下記（イ）〜（チ）から選択されるものを含んでなる第二成分。
   （イ）下記（１）および（２）の反応生成物：
   （１）第一級カルバメートおよび（ｃ）（２）と反応する活性水素基を含んでなる化合物
   および、
   （２）ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸、
   （ロ）下記（１）および（２）の反応生成物：
   （１）カルバメート、ならびに、下記の成分の反応生成物であるヒドロキシル官能基を含んでなる化合物、
   （Ａ）カルバメート、およびラクトンまたはヒドロキシカルボン酸と反応する活性水素基を含んでなる化合物および、
   （Ｂ）ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸、
   ならびに
   （２）化合物（ｃ）（１）の複数の分子上のヒドロキシル基と反応するが、化合物（ｃ）（１）上のカルバメートと反応しない化合物であって、ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびイソシアヌレートおよびそれらのビウレット、ならびにそれらの混合物から選択される１種を含んでなる化合物、
   （ハ）カルバメート官能基である複数の官能性架橋基を含んでなる化合物であり、その化合物が下記構造を有する少なくとも１つのカーボネート基をも含んでいる化合物：
   

   

   （ニ）下記（１）および（２）の反応生成物：
   （１）少なくとも１つのカルバメート、ならびに下記の成分の反応生成物である少なくとも１つのヒドロキシル官能基を含んでなる化合物、
   （Ａ）カルバメート、およびラクトンまたはヒドロキシカルボン酸と反応する活性水素基を含んでなる化合物、および
   （Ｂ）ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸、
   ならびに
   （２）化合物（ｃ）（１）と反応して化合物（ｃ）（１）上のヒドロキシル基をカルバメート基に変換する成分、あるいは化合物（ｃ）（１）上のヒドロキシル基と反応する基およびカルバメートを含んでなる成分。
   （ホ）ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、ヒドロキシエチルエチレン尿素、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物と、ヒドロキシ酸またはラクトンとの反応生成物：
   （へ）ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物と、ε−カプロラクトンとの反応生成物：
   （ト）下記の成分の反応生成物：
   （１）カルバメート、およびヒドロキシル官能基を含んでなる化合物、
   および
   （２）化合物（１）の複数の分子上のヒドロキシル基と反応するが、化合物（１）上のカルバメートと反応しない化合物であって、ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびイソシアヌレートおよびそれらのビウレット、ならびにそれらの混合物から選択される１種を含んでなる化合物、
   ならびに
   （チ）下記の成分の反応生成物であるカルバメート官能性物質：
   （１）下記を含有する混合物の反応生成物である第一の物質、
   （Ａ）ポリイソシアネート、および
   （Ｂ）活性水素を含む連鎖延長剤、
   ならびに、
   （２）上記第一の物質と反応する基および環状カーボネート基、エポキシ基、不飽和結合、ヒドロキシル基、イソシアネート基、オキサゾリドン基からなる群から選ばれるカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基を含んでなる化合物。
2. 第二成分（ｃ）が少なくとも活性水素、オキサゾリジン、またはエポキシド官能基を有する化合物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
3. 第二成分（ｃ）が、下記の成分の反応生成物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
   （１）第一級カルバメートおよび（ｃ）（２）と反応する活性水素基を含んでなる化合物
   および、
   （２）ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸。
4. 第二成分（ｃ）が、下記の成分の反応生成物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
   （１）カルバメート、ならびに、下記の成分の反応生成物であるヒドロキシル官能基を含んでなる化合物、
   （Ａ）カルバメート、およびラクトンまたはヒドロキシカルボン酸と反応する活性水素基を含んでなる化合物および、
   （Ｂ）ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸、
   ならびに
   （２）化合物（ｃ）（１）の複数の分子上のヒドロキシル基と反応するが、化合物（ｃ）（１）上のカルバメートと反応しない化合物であって、ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびイソシアヌレートおよびそれらのビウレット、ならびにそれらの混合物から選択される１種を含んでなる化合物。
5. 第二成分（ｃ）が、その少なくとも１つがカルバメート官能基である複数の官能性架橋基を含んでなる化合物であり、その化合物が下記構造を有する少なくとも１つのカーボネート基をも含んでいる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
   

   
6. 第二成分（ｃ）が、下記の成分の反応生成物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
   （１）少なくとも１つのカルバメートまたは尿素基、ならびに下記の成分の反応生成物である少なくとも１つのヒドロキシル官能基を含んでなる化合物、
   （Ａ）カルバメート、およびラクトンまたはヒドロキシカルボン酸と反応する活性水素基を含んでなる化合物、および
   （Ｂ）ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸、
   ならびに
   （２）化合物（ｃ）（１）と反応して化合物（ｃ）（１）上のヒドロキシル基をカルバメート基に変換する成分、あるいは化合物（ｃ）（１）上のヒドロキシル基と反応する基およびカルバメートを含んでなる成分。
7. 第二成分（ｃ）が、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、ヒドロキシエチルエチレン尿素、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物と、ヒドロキシ酸またはラクトンとの反応生成物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
8. 第二成分（ｃ）が、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物と、ε−カプロラクトンとの反応生成物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
9. 第二成分（ｃ）が、下記の成分の反応生成物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
   （１）カルバメート、およびヒドロキシル官能基を含んでなる化合物、
   および
   （２）化合物（１）の複数の分子上のヒドロキシル基と反応するが、化合物（１）上のカルバメートと反応しない化合物であって、ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびイソシアヌレートおよびそれらのビウレット、ならびにそれらの混合物から選択される１種を含んでなる化合物。
10. 成分（ｃ）が、下記の成分の反応生成物であるカルバメート官能性物質を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
    （１）下記を含有する混合物の反応生成物である第一の物質、
    （Ａ）ポリイソシアネート、および
    （Ｂ）活性水素を含む連鎖延長剤、
    ならびに、
    （２）上記第一の物質と反応する基および環状カーボネート基、エポキシ基、不飽和結合、ヒドロキシル基、イソシアネート基、オキサゾリドン基からなる群から選ばれるカルバメート基またはカルバメートに変換し得る基を含んでなる化合物。
11. 成分（ｃ）がエポキシド官能性樹脂を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
12. 硬化剤（ｂ）がアミノプラストである、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
13. アミノプラストがメラミンホルムアルデヒド樹脂である、請求項１２に記載の硬化性コーティング組成物。
14. 成分（ａ）がコーティング組成物中の全樹脂固形分の３〜５０重量％存在する、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
15. 成分（ｃ）が単一のカルバメート基を有する化合物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
16. 成分（ｃ）が少なくとも２つのカルバメート基を有する化合物を含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
17. コーティング組成物が有機溶媒由来の組成物である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
18. コーティング組成物が水性ディスパージョンである、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
19. コーティング組成物が粉末コーティング組成物である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
20. 成分（ａ）が下記の構造式のいずれかに表される化合物、またはそれらの組合せを含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
    

    

    （式中、ｎは少なくとも１の正の整数であり、Ｒ１はＨ、アルキル、またはシクロアルキルを表し、Ｒ２はアルキル、アリール、またはシクロアルキルを表し、またＸは有機基を表す）
21. ｎが１である、請求項２０に記載の硬化性コーティング組成物。
22. ｎが２〜６の正の整数である、請求項２０に記載の硬化性コーティング組成物。
23. ４．６×１０２ｋｇ／ｍ^３（３．８ lbs/gal）未満のＶＯＣを有する、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
24. ３．６×１０２ｋｇ／ｍ^３（３．０ lbs/gal）未満のＶＯＣを有する、請求項２３に記載の硬化性コーティング組成物。
25. ２．４×１０２ｋｇ／ｍ^３（２．０ lbs/gal）未満のＶＯＣを有する、請求項２４に記載の硬化性コーティング組成物。
26. １.２×１０２ｋｇ／ｍ^３（１．０ lbs/gal）未満のＶＯＣを有する、請求項２５に記載の硬化性コーティング組成物。
27. 上記有機酸基がカルボン酸基である、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
28. 請求項１に記載のコーティング組成物の反応生成物を含んでなる硬化したコーティング。
29. ＡＳＴＭ Ｄ５２３−８９で規定された２０度グロスが少なくとも８０を有する、請求項２８に記載の硬化したコーティング。
30. ＡＳＴＭ Ｅ４３０−９１で規定されたＤＯＩが少なくとも８０を有する、請求項２８に記載の硬化性コーティング。
31. クリアコーティングが請求項１に記載のコーティング組成物に由来するものである、複合カラー−プラス−クリアコーティング。
32. 活性水素基がヒドロキシル基であり、さらに成分（２）がε−カプロラクトンである、請求項３に記載の硬化性コーティング組成物。
33. 成分（２）がイソシアヌレートである、請求項４に記載の硬化性コーティング組成物。
34. イソシアヌレートがイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレートである、請求項３３に記載の硬化性コーティング組成物。
35. 成分（ｃ）がカルバメート化ポリオールである、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
36. 成分（ｂ）がトリス（アルコキシカルボニルアミノ）トリアジンを含んでなる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
37. 成分（ｃ）がオキサゾリジン官能性を有する、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物。
38. 成分（ｃ）が１−アザ−３，７−ジオキソ−ビシクロ−２，８−ジイソプロピル−５−エチル（３．３．０）−オクタンを含んでなる、請求項３７に記載の硬化性コーティング組成物。
39. ポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネートであり、かつ連鎖延長剤が、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメチロール、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピオネート、１，４−ブタンジオール、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の硬化性コーティング組成物。
40. 成分（２）が、ヒドロキシエチルカルバメート、ヒドロキシブチルカルバメート、ヒドロキシプロピルカルバメート、およびそれらの混合物から選択される、請求項３９に記載の硬化性コーティング組成物。