JP5756012B2 - 天然資源を基質とする粘弾性発泡体 - Google Patents
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Description
本願は、2008年7月18日に出願され、「天然資源を基質とする粘弾性発泡体」と題された米国特許仮出願第61/081,996号(参照により本明細書に組み込まれる)の恩典を主張する。
本発明の実施形態は、概して、粘弾性ポリウレタン発泡体、およびこれらの発泡体の調製方法に関する。特に、実施形態は、再生可能な天然資源を基質とする成分を含む粘弾性発泡体に関する。
本発明の実施形態は、開口セル構造、このような構造を組み込んだ粘弾性発泡体、このような発泡体を製造する反応系および方法を含む。
本明細書で使用する「粘弾性発泡体」という用語は、ASTM D3574テストHに従って測定した際に25%未満の弾性を有する発泡体を指すことを意図する。発泡体は、20%未満の弾性を有することが好ましい。さらなる実施形態では、発泡体は、15%未満またはさらには10%未満の弾性を有する。特定の実施形態では、発泡体は、5%未満、さらには3%未満の弾性を有する。
以下の実施例は、本発明の実施形態を例示するために提供されるが、その範囲を限定することを意図したものではない。全ての部およびパーセントは、特に明記しない限り重量である。
特に明記しない限り、発泡体特性はASTM 3574-05で測定した。
発泡体は、まず、ポリオール、水、およびアミン触媒を、高速剪断混合ヘッド中で混合することにより調製される。成分温度は、およそ22℃である。次に、この混合物を界面活性剤およびスズ触媒と同様に混合し、得られた混合物をポリイソシアネートと再び同様に混合する。最終的な混合物をすぐに開放ボックス(open box)に注いで、加熱無しで反応させる。製剤の合計重量は2000〜2700グラムである。ポリウレタン発泡体を生成するためにに使用される製剤を表1に示す。実施例Clは、粘弾性発泡体を生成するための製剤を基質とする対照発泡体である。硬化した製剤を少なくとも7日間おいて、特性テストに供した。生成した発泡体の特性を表1に示す。
(1)25%の圧縮力撓み(CFD)に対する20℃での弾性率(E')の比率が25〜125である粘弾性発泡体であって、再生可能な資源の含量が発泡体の約1%〜約25重量%である発泡体である。
(2)25%圧縮力撓みに対する弾性率E'の比率が28を上回る、上記(1)に記載の発泡体である。
(3)ASTM D-3574テストGにより測定される空気の流量が2scfmを上回る、上記(1)および(2)のいずれかに記載の発泡体である。
(4)0〜40℃の温度範囲にわたって0.3を上回る損失正接を有する、上記(3)に記載の発泡体である。
(5)1 lb/ft 3 〜30 lb/ft 3 の密度を有する、上記(1)に記載の発泡体である。
(6)少なくとも2 lb/ft 3 の密度を有する、上記(1)に記載の発泡体である。
(7)ATSM D-3574-Hボールリバウンドテストに従って測定した際に20%以下の弾性を示す、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の発泡体である。
(8)2.25〜6scfmの空気の流量を有する、上記(1)に記載の発泡体である。
(9)a1)100〜2000の平均当量、および2〜4の平均公称ヒドロキシ官能価を有する(ただし、ポリオールがポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオールの場合、ポリオキシプロピレン含量はポリオールの少なくとも70重量%である)、30〜80重量%の少なくとも1つのポリオキシプロピレンまたはポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオール;
a2)100〜1000の平均当量、および2〜4の平均公称ヒドロキシ官能価を有する(ただし、ポリオールがポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオールの場合、ポリオキシエチレン含量はポリオールの少なくとも70重量%である)、5〜50重量%のポリオキシエチレンまたはポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオール;ならびに
a3)再生可能な天然資源に由来する、1〜40重量%の少なくとも1つのイソシアネート反応化合物、
を含むポリオール組成物である。
(10)前記少なくとも1つのイソシアネート反応化合物が、重合したヒドロキシメチル化脂肪酸またはヒドロキシメチル化エステルの少なくとも1つを含む、上記(9)に記載の組成物である。
(11)前記ポリオールa1)が、200〜700の当量を有するa1)、および700を上回る当量を有するa2)の2つの個別のポリオールを含む、上記(9)に記載の組成物である。
(12)a1)およびa2)に基づく前記ポリオキシプロピレン含量が、少なくとも75重量%である、上記(9)または(11)のいずれかに記載のポリオール組成物である。
(13)a) 上記(9)〜(12)のいずれかに記載のポリオール組成物;
b)ポリイソシアネート組成物;
c)a)の総重量に基づいて0.5〜3.5重量%の水;ならびに、
任意にd)それ自体で公知の添加剤および補助剤
を含む、粘弾性ポリウレタン発泡体を調製するための反応系である。
(14)イソシアネート指数が70〜115である、上記(13)に記載の反応系である。
(15)前記ポリイソシアネートが、TDIの2,4-および2,6-異性体の混合物である、上記(13)または(14)のいずれかに記載の反応系である。
(16)前記ポリイソシアネートは、イソシアネート基の数平均官能価が2.1を上回り、重量ベースでは主にMDI系の1つ以上のポリイソシアネートで構成される、上記(13)〜(15)のいずれかに記載の反応系である。
(17)上記(13)〜(16)のいずれかに記載の反応系から生成される粘弾性ポリウレタン物質である。
(18)A)a) 上記(9)〜(12)のいずれかに記載のポリオール組成物を含むイソシアネート反応成分;
b)少なくとも1つのポリイソシアネート;
c)a)の0.5〜3.5重量%の量の水;ならびに
d)任意に、それ自体で公知の添加剤および補助剤、
を少なくとも含む反応混合物を形成すること;ならびに
B)該反応混合物を膨張および硬化させて粘弾性ポリウレタン発泡体を形成するのに十分な条件に該反応混合物を供すること、
を含む粘弾性ポリウレタン発泡体を調製するプロセスである。
Claims (9)
- ポリイソシアネート組成物、およびポリオール組成物の総重量に基づいて0.5〜3.5重量%の水とともに粘弾性発泡体を生成するためのポリオール組成物であって、
前記粘弾性発泡体が、ASTM D-3574-Hボールリバウンドテストに従って測定した際に20%未満の弾性を示し、
前記ポリオール組成物が、
a1)100〜2000の平均当量、および2〜4の平均公称ヒドロキシ官能価をそれぞれ有する、30〜80重量%のポリオキシプロピレンポリオールおよびポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオールであって、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオールのポリオキシプロピレン含量は前記ポリオールの少なくとも70重量%である、ポリオキシプロピレンポリオールおよびポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオール;
a2)100〜1000の平均当量、および2〜4の平均公称ヒドロキシ官能価を有する、5〜50重量%のポリオキシエチレンまたはポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオール、ただし、前記ポリオールがポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオールである場合、ポリオキシエチレン含量は前記ポリオールの少なくとも70重量%である;ならびに
a3)再生可能な天然資源に由来する、1〜40重量%の少なくとも1つのイソシアネート反応化合物、
を含むポリオール組成物。 - 前記少なくとも1つのイソシアネート反応化合物が、重合したヒドロキシメチル化脂肪酸またはヒドロキシメチル化エステルの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の組成物。
- a1)およびa2)に基づく前記ポリオキシプロピレン含量が、少なくとも75重量%である、請求項1または2に記載のポリオール組成物。
- ASTM D-3574-Hボールリバウンドテストに従って測定した際に20%未満の弾性を示す粘弾性ポリウレタン発泡体を調製するための反応系であって、
a)請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリオール組成物;
b)ポリイソシアネート組成物;
c)a)の総重量に基づいて0.5〜3.5重量%の水;ならびに、
任意にd)それ自体で公知の添加剤および補助剤
を含む、粘弾性ポリウレタン発泡体を調製するための反応系。 - イソシアネート指数が70〜115である、請求項4に記載の反応系。
- 前記ポリイソシアネートが、TDIの2,4-および2,6-異性体の混合物である、請求項4または請求項5のいずれか一項に記載の反応系。
- 前記ポリイソシアネートは、イソシアネート基の数平均官能価が2.1を上回り、重量ベースでは主にMDI系の1つ以上のポリイソシアネートで構成される、請求項4〜6のいずれか一項に記載の反応系。
- ASTM D-3574-Hボールリバウンドテストに従って測定した際に20%未満の弾性を示し、請求項4〜7のいずれか一項に記載の反応系から生成される粘弾性ポリウレタン物質。
- ASTM D-3574-Hボールリバウンドテストに従って測定した際に20%未満の弾性を示す粘弾性ポリウレタン発泡体を調製するためのプロセスであって、
A)a)請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリオール組成物を含むイソシアネート反応成分;
b)少なくとも1つのポリイソシアネート;
c)a)の0.5〜3.5重量%の量の水;ならびに
d)任意に、それ自体で公知の添加剤および補助剤、
を少なくとも含む反応混合物を形成すること;ならびに
B)該反応混合物を膨張および硬化させて粘弾性ポリウレタン発泡体を形成するのに十分な条件に該反応混合物を供すること、
を含む粘弾性ポリウレタン発泡体を調製するプロセス。
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