KR20130028071A - 가요성 폴리우레탄 발포체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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레이몬드 에이. 네프
테오도르 엠. 스미친스키
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바스프 에스이
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Abstract

가요성 폴리우레탄 발포체는 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분의 발포제 존재 하의 반응 생성물을 포함한다. 이소시아네이트 성분에는 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분 및 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분이 포함된다. 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분에는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트가 포함된다. 이소시아네이트-반응성 성분에는 약 700 내지 약 20,000의 분자량 및 에틸렌 옥시드 기가 실질적으로 부재한 복수의 말단 캡을 갖는 폴리에테르 폴리올이 포함된다. 가요성 폴리우레탄 발포체는 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재하고 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타낸다.

Description

가요성 폴리우레탄 발포체 및 그의 제조 방법{FLEXIBLE POLYURETHANE FOAM AND METHOD OF PRODUCING SAME}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 특허 출원은 2008년 12월 23일에 출원된 미국 특허 출원 일련번호 12/342,397의 일부 계속 출원인, 2010년 2월 24일에 출원된 미국 특허 출원 일련번호 12/711,849의 모든 이점 및 우선권을 주장한다.
1. 발명의 분야
본 발명은 일반적으로 가요성 폴리우레탄 발포체 및 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 난연성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 발포체에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
폴리우레탄 발포체는 광범위한 강성, 경도 및 밀도를 나타낸다. 폴리우레탄 발포체의 한 유형인 가요성 폴리우레탄 발포체는 가구 물품에 쿠션감, 지지감 및 안락함을 제공하는데 특히 유용하다. 예를 들면, 가요성 폴리우레탄 발포체는 쿠션, 패딩, 매트리스, 토퍼 패드, 및 베개와 같은 가구 안락 물품 뿐만 아니라 소파, 2인용 안락의자, 및 의자와 같은 가구 지지 물품에 자주 도입된다.
가요성 폴리우레탄 발포체는 특히 반복 압축 및 굽힘이 실시되는 경우 통상적으로 가연성이지만, 작은 나화 점화원에 견디도록 배합될 수 있다. 반복 압축 및 굽힘은 대개 일반적으로 굴곡 피로라 불리는 가요성 폴리우레탄 발포체의 셀 구조와 절충하게 된다. 가구 안락 및 지지 물품에서 사용된 경우 가요성 폴리우레탄 발포체에 반복적으로 압축 및 굽힘이 실시되어, 시간이 지남에 따라 굴곡 피로를 경험하게 되므로, 미국 연방정부 및 주정부 법규는 현재 가요성 폴리우레탄 발포체에 대해 가연성 제한을 금하고 있다. 이러한 주정부 법규 중 하나인, 캘리포니아주 기술 회보(California Technical Bulletin) 117에는 천갈이한 가구에서 탄성 충전 재료, 예를 들어 가요성 폴리우레탄 발포체의 난연성을 시험하기 위한 요건, 시험 절차, 및 설비가 명시되어 있다.
난연성 및 가요성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하기 위한 다양한 접근법이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들면, 난연성을 나타내는 수많은 기존의 가요성 폴리우레탄 발포체를 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI)와 하나 이상의 폴리올을 포함하는 이소시아네이트-반응성 성분 사이의 반응을 통해 제조하였다. TDI는 낮은 밀도에서 폴리우레탄 발포체가 바람직한 물리적 특성 및 굴곡 피로 특성을 갖도록 제공하는 것으로 알려져 있기 때문에 TDI가 다른 이소시아네이트에 비해 일반적으로 사용되었다.
난연성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하기 위한 더 통상적인 접근법은 이소시아네이트-반응성 성분에 보조 난연 첨가제를 포함시키는 것에 의존한다. 예를 들면, 광물, 예컨대 알루미늄 삼수화물; 염, 예컨대 히드록시메틸 포스포늄 염; 인 화합물; 인산 에스테르; 및 할로겐화탄소 또는 다른 할로겐화 화합물, 예컨대 브롬 및/또는 염소를 함유하는 것들을 비롯한 난연 첨가제가 이소시아네이트-반응성 성분에 포함될 수 있다.
발명의 개요 및 이점
본 발명은 발포제 존재 하의 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함하는 가요성 폴리우레탄 발포체를 제공한다. 이소시아네이트 성분에는 톨루엔 디이소시아네이트가 실질적으로 부재하고, 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분이 포함된다. 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분에는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트가 포함된다. 이소시아네이트-반응성 성분에는 약 700 내지 약 20,000의 분자량 및 에틸렌 옥시드 기가 실질적으로 부재한 복수의 말단 캡을 갖는 폴리에테르 폴리올이 포함된다. 가요성 폴리우레탄 발포체는 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재하고 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타낸다. 본 발명은 또한 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 이소시아네이트 성분을 제공하는 단계, 이소시아네이트-반응성 성분을 제공하는 단계, 및 발포제의 존재 하에 이소시아네이트 성분을 이소시아네이트-반응성 성분과 반응시켜 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 보조 난연 첨가제의 필요함 없이 캘리포니아주 기술 회보 117에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는데, 이는 이러한 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조와 관련된 가공처리 단계 및 비용을 감소시켜 준다. 또한, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 탁월한 안락 및 지지 특성을 나타내고, 난연성을 달성하기 위해 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI)를 사용해야 할 필요성을 없애준다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 가요성 폴리우레탄 발포체 및 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법을 포함한다. 가요성 폴리우레탄 발포체는 쿠션, 패딩 및 매트리스와 같은 가구 물품에 쿠션감, 지지감 및 안락함을 제공하는데 특히 적합하다. 그러나, 알아두어야 할 점은 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체가 가구 물품 이외에 차량용 소음, 진동 및 잡음 (NVH) 감소 물품과 같은 용도를 가질 수 있다는 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, "가요성 폴리우레탄 발포체"란 용어는 가요성 폴리우레탄 발포체의 한 종류를 나타내고 경질 가요성 폴리우레탄 발포체와 대조가 된다. 가요성 폴리우레탄 발포체는 일반적으로 개방 셀 및 공기압 특성을 가진 다공성이고, 한편 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 일반적으로 폐쇄 셀을 갖고 고무-유사 특성을 전혀 갖지 않는 비-다공성이다. 특히, 가요성 폴리우레탄 발포체는 200 ㎜×25 ㎜×25 ㎜ 견본이 ASTM D3574-03에 의해 정의되는 바와 같이 5 초 내에 18 내지 29℃의 온도에서 1 lap의 균일한 속도로 25-㎜ 직경 맨드릴 둘레로 굽혀질 경우 파열되지 않을 가요성 셀형 제품이다. 또한, 폴리올 선택은 가요성 폴리우레탄 발포체의 강성에 영향을 미친다. 즉, 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 약 1,000 내지 약 10,000 g/mol의 중량평균 분자량 및 약 10 내지 약 200 ㎎ KOH/g의 히드록실가를 갖는 폴리올로부터 제조된다. 그에 반해서, 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 약 250 내지 약 700 g/mol의 중량평균 분자량 및 약 300 내지 약 700 ㎎ KOH/g의 히드록실가를 갖는 폴리올로부터 제조된다. 또한, 가요성 폴리우레탄 발포체는 일반적으로 경질 가요성 폴리우레탄 발포체와 비교해서 더 많은 우레탄 결합을 포함하지만, 한편 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 가요성 폴리우레탄 발포체와 비교해서 더 많은 이소시아누레이트 결합을 포함할 수 있다. 또한, 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 저-관능가 (f), 즉 f가 4 미만인 개시제, 예컨대 디프로필렌 글리콜 (f=2) 또는 글리세린 (f=3)을 갖는 폴리올로부터 제조된다. 비교해 보면, 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 고-관능가, 즉 f가 4 이상인 개시제, 예컨대 만니히(Mannich) 염기 (f=4), 톨루엔디아민 (f=4), 소르비톨 (f=6), 또는 수크로스 (f=8)를 갖는 폴리올로부터 제조된다. 추가로, 당업계에 공지된 바와 같이, 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 글리세린-기재 폴리에테르 폴리올로부터 제조되고, 한편 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 3차원 가교된 셀 구조를 생성시키는 다관능성 폴리올로부터 제조되어, 경질 가요성 폴리우레탄 발포체의 강성을 증가시킨다. 마지막으로, 가요성 폴리우레탄 발포체 및 경질 가요성 폴리우레탄 발포체 둘 다 셀 구조를 포함하지만, 가요성 폴리우레탄 발포체는 경질 가요성 폴리우레탄 발포체와 비교해서 통상적으로 보다 많은 개방 셀 벽을 포함하여, 힘이 인가된 경우 공기가 가요성 폴리우레탄 발포체를 통과하게 한다. 따라서, 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 압축 후 형태를 복원한다. 그에 반해서, 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 보다 많은 폐쇄 셀 벽을 포함하여, 힘이 인가된 경우 경질 가요성 폴리우레탄 발포체를 통하는 공기 흐름을 제한시킨다. 따라서, 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 쿠션감 및 지지 용도, 예를 들어 가구 안락 및 지지 물품에 유용하고, 한편 경질 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 열적 단열을 요하는 용도, 예를 들어 기기 및 건축용 패널에 유용하다.
본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함한다. 알아두어야 할 점은 본원에서 사용된 바와 같이 "이소시아네이트 성분"이란 용어가 단량체 이소시아네이트에 한정되지 않고, 즉 이소시아네이트 성분이 단량체 이소시아네이트 및 중합체 이소시아네이트를 포함할 수 있다는 것이다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이 "이소시아네이트 성분"이란 용어에는 예비중합체가 포함된다. 달리 말해서, 예비중합체, 예를 들어 과량의 이소시아네이트와 반응한 폴리올은 본 발명에서 이소시아네이트 성분으로서 사용될 수 있다.
이소시아네이트 성분에는 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 (pMDI)가 포함된다. PMDI는 하기에 보다 상세히 기재된 바와 같이, 가요성 폴리우레탄 발포 반응 동안에 통상적으로 이소시아네이트 성분에 존재하여 반응 기, 즉 NCO 기를 제공한다. PMDI는 통상적으로 올리고머 디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물, 즉 MDI와 그의 이량체 및/또는 삼량체의 혼합물이다. PMDI에는 NCO 기를 포함하는 3개 이상의 벤젠 고리를 갖는 조질 MDI가 포함된다. PMDI는 통상적으로 산 촉매의 존재 하의 아닐린과 포름알데히드의 축합, 이어서 생성된 중합체 아민 혼합물의 포스겐화 및 증류를 통해 얻어진다. PMDI는 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 1 내지 약 30 중량부, 더욱 전형적으로는 약 5 내지 약 25 중량부, 보다 더 전형적으로는 약 8 내지 약 12 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재한다.
이소시아네이트 성분에는 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI) 성분이 추가로 포함된다. 당업계에서 이해되는 바와 같이, "단량체 MDI"란 용어는 2,4'-MDI, 4,4'-MDI 및/또는 2,2'-MDI와 같은 MDI 이성체를 포함하는 성분을 나타낸다. 본 발명의 단량체 MDI 성분에는 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI가 포함된다. 4,4'-MDI와 비교해 보면, 2,4'-MDI는 비대칭 분자이고, 반응성이 다른 두 개의 NCO 기를 제공한다. 이론에 의해 제한하고자 의도함 없이, 2,4'-MDI는 가요성 폴리우레탄 발포체의 안정성 및 경화 시간과 같은 가요성 폴리우레탄 발포 반응 파라미터에 영향을 미치는 것으로 생각된다.
단량체 MDI 성분은 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 70 내지 약 99 중량부, 더욱 전형적으로는 약 75 내지 약 95 중량부, 보다 더 전형적으로는 약 88 내지 약 92 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재한다. 상기 기재된 바와 같이, 단량체 MDI 성분에는 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI가 포함된다. 전체 이소시아네이트 성분 면에서, 2,4'-MDI는 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 10 내지 약 50 중량부, 더욱 전형적으로는 약 30 내지 약 48 중량부, 보다 더 전형적으로는 약 39 내지 약 45 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재한다. 일반적으로, 이소시아네이트 성분의 나머지 (즉, pMDI 및 2,4'-MDI와 다른 이소시아네이트 성분)에는 4,4'-MDI가 포함된다.
주목할 만하게도, 이소시아네이트 성분에는 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재한다. 이소시아네이트 성분에 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재한다는 것과 관련해서 본원에서 사용된 바와 같이 "실질적으로 부재한다"라는 것은 이소시아네이트 성분에 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 1.0 중량부 미만, 더욱 전형적으로는 약 0.5 중량부 미만, 보다 더 전형적으로는 0 중량부의 양으로 보조 난연 첨가제가 포함되어 있다는 것을 의미한다. 보조 난연 첨가제는 이소시아네이트 성분 또는 이소시아네이트-반응성 성분에 개별적으로, 즉 따로따로 첨가되어 이들로부터 제조된 종래의 폴리우레탄 발포체가 난연성 특성을 갖도록 제공하는 난연 첨가제가다. 보조 난연 첨가제의 예에는, 특별한 용도에서 난연 첨가제로서 또한 사용되는, 광물, 예컨대 알루미늄 삼수화물; 염, 예컨대 히드록시메틸 포스포늄 염; 인-함유 화합물; 할로겐화 난연 첨가제, 예컨대 할로겐화탄소; 및 멜라민이 포함되지만 이들로 제한되지 않는다. 난연 첨가제는 통상적으로 고가이고, 추가의 가공처리 단계를 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법에 도입시킬 수 있기 때문에, 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함하는 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체가 종래의 난연성 폴리우레탄 발포체에 비해 제조에 있어서 비용 효과적이다.
본 발명의 이소시아네이트 성분에는 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI), 구체적으로 2,4'-TDI 및 2,6'-TDI가 실질적으로 부재한다. TDI가 통상적으로 MDI보다 인간 및 환경에 덜 바람직하기 때문에, 본 발명의 이소시아네이트 성분은 TDI를 포함하는 종래의 이소시아네이트 성분과 비교해서 더 허용가능한 가공처리 특성을 나타낸다. 이소시아네이트 성분에 TDI가 실질적으로 부재한다는 것과 관련해서 본원에서 사용된 바와 같이 "실질적으로 부재한다"라는 것은 이소시아네이트 성분에 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 25 중량부 미만, 더욱 전형적으로는 약 10 중량부 미만, 보다 더 전형적으로는 0 중량부의 양으로 TDI가 포함되어 있다는 것을 의미한다. 그러나, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 하기에 더 상세히 기재된 바와 같이 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타낸다.
이론에 의해 제한하고자 의도함 없이, 단량체 MDI 성분 및 pMDI가 가요성 폴리우레탄 발포체의 용융 특성을 변경시키기 때문에, pMDI 성분 및 단량체 MDI 성분을 포함하는 이소시아네이트 성분이 이들로부터 제조된 가요성 폴리우레탄 발포체의 탁월한 난연성에 기여하는 것으로 생각된다. 예를 들면, 단량체 MDI 성분 및 pMDI가 가요성 폴리우레탄 발포체의 연소 동안에 추가의 차르 형성을 제공하는 것으로 생각된다. 추가의 차르 형성은 통상적으로 화염이 밑에 있는 가요성 폴리우레탄 발포체에 접근하는 것을 막는 안정된 탄소질 장벽을 형성한다. 보다 특히, 이소시아네이트 성분이 가요성 폴리우레탄 발포체의 결정도에 영향을 미쳐, 화염에 노출된 경우 가요성 폴리우레탄 발포체가 화염에 남아 있기보다는 화염으로부터 떨어져 용융되는 것으로 생각된다. 달리 말해서, 이소시아네이트 성분은 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체가 화염 전파에 대해 차르 장벽을 제공하는 연속 결정질 매트릭스를 갖도록 제공한다. 또한, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체가 열에 노출된 경우 이소시아네이트 성분이 증기 형성을 최소화하는 것으로 생각된다. 화염 전파가 증기 상을 요하므로, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 캘리포니아주 기술 회보 117에 따른 난연성 시험에서 탁월한 난연성을 나타낸다.
이소시아네이트 성분은 통상적으로 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 33 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재하는 NCO 기를 갖는다. 또한, 이소시아네이트 성분은 통상적으로 25℃에서 약 17 cps의 점도 및 약 2.1의 평균 관능가를 갖는다. 이소시아네이트 성분은 통상적으로 약 200℃의 인화점 및 25℃에서의 약 1.20 g/㎤의 밀도를 가져, 이는 용이한 성분 혼합과 같은 가공처리 효율을 가능하게 함으로써 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 비용 효과에 기여하게 된다. 본 발명의 목적에 적합한 이소시아네이트 성분으로는 뉴저지주 플로햄 파크 소재 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상업적으로 입수가능한 루프라네이트(Lupranate)? 280이 있다.
일부 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 본질적으로 pMDI 및 단량체 MDI 성분으로 이루어져 있다. 이들 실시양태에서, pMDI는 통상적으로 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 약 25 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재하고, 단량체 MDI 성분은 통상적으로 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 75 내지 약 95 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재한다. 이들 실시양태에서, 이소시아네이트 성분에는 pMDI 및 단량체 MDI 성분과 다른 이소시아네이트가 통상적으로 부재하고, 전술한 바와 같이 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI가 포함된다.
본 발명의 이소시아네이트-반응성 성분에는 약 700 내지 약 20,000의 분자량 및 에틸렌 옥시드 기가 실질적으로 부재한 복수의 말단 캡을 갖는 폴리에테르 폴리올이 포함된다. 폴리에테르 폴리올은 전형적으로는 약 1,000 내지 약 5,000, 및 더욱 전형적으로는 약 2,000 내지 약 4,000의 분자량을 갖는다. 폴리에테르 폴리올의 분자량은 중량-평균 분자량이다. 일부 실시양태에서, 폴리에테르 폴리올은 폴리에테르 트리올이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 폴리에테르 폴리올은 일반적으로 알킬렌 옥시드를 촉매, 예컨대 염기성 촉매 또는 이중 금속 시아나이드 (DMC) 촉매의 존재 하에 개시제와 반응시킴으로써 제조된다. 보다 더 통상적으로, 에틸렌 옥시드 (EO)는 생성된 폴리에테르 폴리올을 EO-캡핑하기 위해 사용된다. 그러나, 상기 기재된 바와 같이, 이소시아네이트-반응성 성분의 폴리에테르 폴리올은 EO 기가 실질적으로 부재한 다수의 말단 캡을 갖는다. 일부 실시양태에서, 폴리에테르 폴리올의 말단 캡에는 프로필렌 옥시드 (PO) 기가 포함된다. 그러나, 알아두어야 할 점은 폴리에테르 폴리올의 말단 캡에는 다른 알킬렌 옥시드 기, 예컨대 부틸렌 옥시드 (BO) 기, 또는 이러한 알킬렌 옥시드 기의 조합이 포함될 수 있다는 것이다. 달리 말해서, 폴리에테르 폴리올의 다수의 말단 캡에는 통상적으로 PO 기, BO 기 및 그의 조합으로부터 선택된 알킬렌 옥시드 기가 포함된다. 예를 들면, 이소시아네이트-반응성 조성물의 폴리에테르 폴리올이 폴리에테르 트리올을 포함하는 일부 실시양태에서, 폴리에테르 트리올은 하기 구조를 갖는다.
Figure pct00001
여기서, 각각의 A는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 독립적으로 선택되는 이가 탄화수소 기이고; 각각의 B는 3개의 탄소 원자를 갖는 이가 탄화수소 기이고; x, y 및 z는 각각 1 초과의 정수이다. 이 실시양태에서, 폴리에테르 트리올의 사슬은 EO, PO, 및/또는 BO로부터 형성되는 랜덤 및/또는 반복 유닛을 포함하고, 폴리에테르 트리올의 말단 캡은 PO 기를 포함하는 유닛을 포함한다. 폴리에테르 폴리올은 전형적으로는 약 20 내지 약 100 ㎎ KOH/g, 더욱 전형적으로는 약 25 내지 약 75 ㎎ KOH/g의 히드록실가를 갖는다.
폴리에테르 폴리올은 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 20 내지 약 100 중량부, 더욱 전형적으로는 약 25 내지 약 75 중량부, 보다 더 전형적으로는 약 30 내지 약 65 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다.
일부 실시양태에서, 이소시아네이트-반응성 성분에는, 담체 폴리올에 화학적으로 그래프팅된 분산된 중합체 고체를 의미하는 그래프트 폴리올이 추가로 포함된다. 이소시아네이트-반응성 성분의 그래프트 폴리올은, 하기에 보다 상세히 기재된 바와 같이, 담체 폴리올 및 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자(여기서, 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자는 담체 폴리올에 분산됨)를 포함한다. 통상적으로, 그래프트 폴리올의 담체 폴리올은 폴리에테르 폴리올이다. 그래프트 폴리올은 통상적으로 약 2 내지 약 4, 더욱 전형적으로는 약 2.5 내지 약 3.5의 관능가를 갖는다.
통상적으로, 그래프트 폴리올의 담체 폴리올은 폴리에테르 폴리올이다. 담체 폴리올은 당업계에 공지된 임의의 폴리에테르 폴리올일 수 있고, 바람직하게는 분산된 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴 입자를 위한 연속 상으로서 작용한다. 즉, 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자는 담체 폴리올에 분산되어 분산액을 형성한다, 즉 그래프트 폴리올을 형성한다. 일부 실시양태에서, 담체 폴리올은 약 700 내지 약 20,000, 더욱 전형적으로는 약 1,000 내지 약 5,000, 및 더욱 전형적으로는 약 2,000 내지 약 4,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 트리올이다. 담체 폴리올은 통상적으로 하기에 보다 상세히 기재된 바와 같이 가요성 및 바람직한 밀도를 갖는 가요성 폴리우레탄 발포체를 제공하도록 분자량을 갖는다. 담체 폴리올의 분자량은 통상적으로 랜덤-크기, 불규칙한-형태의 셀, 예를 들어 이웃 셀과 크기 및 형태가 둘 다 다른 셀을 제공한다.
공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자는, 담체 폴리올 100 중량부를 기준으로 입자 약 30 내지 약 60 중량부, 전형적으로는 약 40 내지 약 55 중량부, 더욱 전형적으로는 약 42 내지 약 50 중량부, 보다 더 전형적으로는 약 44 중량부의 양으로 담체 폴리올에 분산된다. 담체 폴리올 100 중량부를 기준으로 44 중량부의 양으로 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자가 그 안에 분산된 담체 폴리올의 예로는 뉴저지주 플로햄 파크 소재 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능한 플루라콜(Pluracol)? 4600이 있다.
이론에 의해 제한하고자 의도함 없이, 그래프트 폴리올은 통상적으로 최적의 단면 밀도를 갖는 가요성 폴리우레탄 발포체를 제공하고 가요성 폴리우레탄 발포체의 고체 수준을 조정하도록 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 그래프트 폴리올은 또한 통상적으로 가요성 폴리우레탄 발포체의 가공성 및 경도에 기여한다. 그래프트 폴리올은 또한 가요성 폴리우레탄 발포체의 탄력률에 어떠한 역효과도 미치지 않으면서 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 동안 최적의 셀 개방을 가능하게 한다. 또한, 그래프트 폴리올이 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체의 난연성에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 그러나, 알아두어야 할 점은 본 발명에서는 가요성 폴리우레탄 발포체가 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는데 그래프트 폴리올이 필요하지 않다는 것이다. 존재하는 경우, 그래프트 폴리올은 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 0 초과 내지 100 중량부, 더욱 전형적으로는 약 5 내지 약 50 중량부, 보다 더 전형적으로는 약 10 내지 약 30 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 그래프트 폴리올 100 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 경우, 이소시아네이트-반응성 성분에는 여전히 그래프트 폴리올 중에 담체 폴리올로서 폴리에테르 폴리올이 포함된다. 그래프트 폴리올의 담체 폴리올에는 상기 예시되고 기재된 폴리에테르 트리올이 포함될 수 있다. 또한, 그래프트 폴리올은 전형적으로는 약 10 내지 약 60, 더욱 전형적으로는 약 20 내지 약 40 mg KOH/g의 히드록실가를 갖는다. 또한, 그래프트 폴리올은 통상적으로 용이한 성분 혼합과 같은 가공처리 효율을 가능하게 하는 25℃에서의 약 1,000 내지 약 7,000 센티포아즈의 점도를 가져, 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 비용 효과에 기여하게 된다.
이소시아네이트-반응성 성분에는 통상적으로 4 미만의 공칭 관능가를 갖는 가교제가 추가로 포함된다. 이소시아네이트-반응성 성분에 사용되는 경우, 가교제는 일반적으로 가요성 폴리우레탄 발포체의 공중합체 분절 사이에서 상 분리를 허용한다. 즉, 가요성 폴리우레탄 발포체에는 통상적으로 경질 우레아 공중합체 분절 및 가요성 폴리올 공중합체 분절이 둘 다 포함된다. 가교제는 통상적으로 화학적으로 및 물리적으로 경질 우레아 공중합체 분절을 가요성 폴리올 공중합체 분절에 결합시킨다. 따라서, 가교제는 통상적으로 경도를 변경시키고, 안정성을 증가시키고, 가요성 폴리우레탄 발포체의 수축을 감소시키도록 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 사용되는 경우, 가교제는 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 0 초과 내지 약 2 중량부, 더욱 전형적으로는 약 0.1 내지 약 1 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다.
적합한 가교제에는 당업계에 공지된 임의의 가교제, 예컨대 디에탄올아민이 포함된다. 사용되는 경우, 디에탄올아민은 가교제 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 85 중량부의 양으로 가교제에 존재한다. 본 발명의 목적에 적합한 가교제의 구체적인 예로는 펜실베니아주 알렌타운 소재 에어 프로덕츠 앤 케미칼즈, 인크.(Air Products and Chemicals, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능한 다브코(Dabco)™ DEOA-LF가 있다.
이소시아네이트-반응성 성분에는 통상적으로 촉매 성분이 추가로 포함된다. 촉매 성분은 통상적으로 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트-반응성 성분 사이의 가요성 폴리우레탄 발포 반응을 촉매화하기 위해 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 알아두어야 할 점은 촉매 성분이 통상적으로 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 형성하는데 소모되지 않는다는 것이다. 즉, 촉매 성분은 통상적으로 가요성 폴리우레탄 발포 반응에 참여하지만, 이에 의해 소모되지 않는다. 사용되는 경우, 촉매 성분은 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 0 초과 내지 약 2 중량부, 더욱 전형적으로는 약 0.10 내지 약 1 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 촉매 성분에는 당업계에 공지된 임의의 적합한 촉매 또는 촉매 혼합물이 포함될 수 있다. 적합한 촉매의 예로는 겔화 촉매, 예를 들어 디프로필렌 글리콜 중 결정질 촉매; 발포 촉매, 예를 들어 디프로필렌 글리콜 중 비스(디메틸아미노에틸)에테르; 및 주석 촉매, 예를 들어 주석 옥토에이트가 포함되지만, 이들로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적에 적합한 촉매 성분으로는 펜실베니아주 알렌타운 소재 에어 프로덕츠 앤 케미칼즈로부터 상업적으로 입수가능한 다브코™ 33LV가 있다. 다브코™ 33LV는 33% 트리에틸렌디아민 및 67% 디프로필렌 글리콜의 용액이고, 겔화 촉매로서 통상적으로 사용된다.
일부 실시양태에서, 이소시아네이트-반응성 성분에는 셀 개방 첨가제가 추가로 포함된다. 통상적으로, 셀 개방 첨가제는 하기 화학식을 갖는 이치환된 지방족 에스테르이다:
Figure pct00002
상기 식에서, R1은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 독립적으로 선택된 알킬 기이고, R2는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 이가 알킬 기이다. 셀 개방 첨가제의 구체적인 예에는 디메틸 아디페이트, 디메틸 글루타레이트, 디메틸 숙시네이트, 이염기성 에스테르 및 그의 조합이 포함되고 이들로 제한되지 않는다. 디메틸 아디페이트는 미시건주 미들랜드 소재 다우 케미칼 컴파니(Dow Chemical Company)로부터 상업적으로 입수가능하다.
이소시아네이트-반응성 성분에는 첨가제 성분이 추가로 포함될 수 있다. 첨가제 성분은 통상적으로 계면활성제, 블로킹제, 염료, 안료, 희석제, 용매, 특별 관능성 첨가제, 예컨대 항산화제, 자외선 안정화제, 살생물제, 접착 증진제, 대전방지제, 이형제, 항료로 이루어진 군, 및 이 군의 조합으로부터 선택된다. 사용되는 경우, 첨가제 성분은 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 0 초과 내지 약 15 중량부, 더욱 전형적으로는 약 1 내지 약 10 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다.
계면활성제는 통상적으로 가요성 폴리우레탄 발포체의 셀 구조를 조절하고 성분 혼화성 및 가요성 폴리우레탄 발포체 안정성을 개선하도록 이소시아네이트-반응성 성분의 첨가제 성분에 존재한다. 적합한 계면활성제로는 당업계에 공지된 임의의 계면활성제, 예컨대 실리콘 및 노닐페놀 에톡실레이트가 포함된다. 통상적으로, 계면활성제는 실리콘이다. 보다 특히, 실리콘은 통상적으로 폴리디메틸실록산-폴리옥시알킬렌 블록 공중합체이다. 계면활성제는 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다면, 폴리에테르 폴리올 및/또는 그래프트 폴리올의 반응성에 따라 선택할 수 있다. 사용되는 경우, 계면활성제는 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 통상적으로 약 0.5 내지 약 2 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 본 발명의 목적을 위한 계면활성제의 구체적인 예로는 웨스트 버지니아주 프렌들리 소재 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터 상업적으로 입수가능한 나이액스(Niax)? 실리콘 L-650이 있다.
이소시아네이트-반응성 성분의 첨가제 성분에는 블로킹제가 또한 포함될 수 있다. 블로킹제는 통상적으로 가요성 폴리우레탄 발포체의 크림(cream) 시간을 지연시키고 경화 시간을 늘리기 위해 이소시아네이트-반응성 성분의 첨가제 성분에 존재한다. 적합한 블로킹제에는 당업계에 공지된 임의의 블로킹제가 포함된다. 통상적으로, 블로킹제는 중합체성 산, 즉 반복 유닛 및 다수의 산-관능기를 가진 중합체이다. 당업자는 통상적으로 이소시아네이트 성분의 반응성에 따라 블로킹제를 선택한다.
이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 발포제의 존재 하에 반응시켜 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트-반응성 성분 사이의 가요성 폴리우레탄 발포 반응 동안에, 발포제는 가요성 폴리우레탄 발포체에서 셀 공극을 형성시키는 발포 기체의 방출을 촉진시킨다. 발포제는 물리적 발포제, 화학적 발포제, 또는 물리적 발포제 및 화학적 발포제의 조합일 수 있다.
물리적 발포제란 용어는 발포 기체를 제공하기 위해 이소시아네이트 성분 및/또는 이소시아네이트-반응성 성분과 화학적으로 반응하지 않는 발포제를 지칭한다. 물리적 발포제는 기체 또는 액체일 수 있다. 액체 물리적 발포제는 가열될 경우 통상적으로 기체로 증발하고, 냉각될 경우 통상적으로 액체로 복귀한다. 물리적 발포제는 통상적으로 가요성 폴리우레탄 발포체의 열 전도율을 감소시킨다. 본 발명의 목적에 적합한 물리적 발포제로는 액체 CO2, 아세톤, 메틸 포르메이트 및 그의 조합을 들 수 있다. 가장 통상적인 물리적 발포제는 통상적으로 제로 오존층 파괴 가능성을 갖는다.
화학적 발포제란 용어는 발포를 위해 기체를 방출하도록 이소시아네이트 성분 또는 다른 성분과 화학적으로 반응하는 발포제를 지칭한다. 본 발명의 목적에 적합한 화학적 발포제의 예로는 포름산, 물 및 그의 조합이 포함된다.
발포제는 통상적으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 약 0.5 내지 약 20 중량부의 양으로 이소시아네이트-반응성 성분에 존재한다. 일부 실시양태에서, 화학적 및 물리적 발포제의 조합, 예컨대 물 및 액체 CO2가 사용된다.
이소시아네이트 성분과 마찬가지로, 이소시아네이트-반응성 성분에는 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재한다. 따라서, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체에는 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재한다. 가요성 폴리우레탄 발포체에 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재한다는 것과 관련해서 본원에서 사용된 바와 같이 "실질적으로 부재한다"라는 것은 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는데 사용되는 모든 성분들 100 중량부를 기준으로 전형적으로는 약 1.0 중량부 미만, 더욱 전형적으로는 약 0.5 중량부 미만, 보다 더 전형적으로는 0 중량부의 양으로 보조 난연 첨가제가 가요성 폴리우레탄 발포체에 포함되어 있는 것을 의미한다. 보조 난연 첨가제는 이소시아네이트 성분 또는 이소시아네이트-반응성 성분에 개별적으로, 즉 따로따로 첨가되어 이들로부터 제조된 종래의 폴리우레탄 발포체가 난연성 특성을 갖도록 제공하는 난연 첨가제가다. 전술한 바와 같이, 보조 난연 첨가제의 예에는, 특별한 용도에서 난연 첨가제로서 또한 사용되는, 광물, 예컨대 알루미늄 삼수화물; 염, 예컨대 히드록시메틸 포스포늄 염; 인-함유 화합물; 할로겐화 난연 첨가제, 예컨대 할로겐화탄소; 및 멜라민이 포함되지만 이들로 제한되지 않는다. 예상외로, 보조 난연 첨가제의 포함 없이도, 가요성 폴리우레탄 발포체는 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타낸다. 가요성 폴리우레탄 발포체에 난연성을 부여하기 위해 종래에 사용되었던 TDI 보다, pMDI 및 단량체 MDI를 전술한 양으로 이소시아네이트-반응성 성분의 폴리에테르 폴리올과 조합하여 포함시키면 예상외로 탁월한 난연성을 가진 가요성 폴리우레탄 발포체를 제공하는 것으로 생각된다. 특히, 전술한 바와 같이, 이론에 의해 제한하고자 의도함 없이, 단량체 MDI 성분 및 pMDI가 가요성 폴리우레탄 발포체의 용융 특성을 변경시키기 때문에, pMDI 및 단량체 MDI 성분을 포함하는 이소시아네이트 성분이 가요성 폴리우레탄 발포체의 탁월한 난연성에 기여하는 것으로 생각된다. 보다 특히, 이소시아네이트 성분은 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체가 화염 전파에 대해 차르 장벽을 제공하는 연속 결정질 매트릭스를 갖도록 제공하는 것으로 생각된다. 또한, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체가 열에 노출된 경우 이소시아네이트 성분은 증기 형성을 최소화하는 것으로 생각된다. 화염 전파가 증기 상을 요하므로, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 탁월한 난연성을 나타낸다. 또한, 가요성 폴리우레탄 발포체는 입방 피트 당 전형적으로는 약 1.0 내지 약 4.0 파운드, 더욱 전형적으로는 약 1.5 내지 약 2.5 파운드의 밀도를 갖는다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 또한 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법을 제공한다. 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법은 이소시아네이트 성분을 제공하는 단계, 이소시아네이트-반응성 성분을 제공하는 단계, 및 이소시아네이트 성분을 이소시아네이트-반응성 성분과 반응시켜 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 촉매 성분을 제공하는 단계 및 이소시아네이트 성분을 촉매 성분의 존재 하에 이소시아네이트-반응성 성분과 반응시켜 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 전형적으로는 약 90 이상, 더욱 전형적으로는 약 100 이상, 보다 더 전형적으로는 약 110의 이소시아네이트 지수로 반응시킨다. 이소시아네이트 지수란 용어는 이소시아네이트-반응성 성분 내 히드록실 기에 대한 이소시아네이트 성분 내 NCO 기의 비에 100을 곱한 것으로서 정의된다. 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 실온에서 또는 약간 높은 온도, 예를 들어 15 내지 30℃에서 혼합물을 형성하도록 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 혼합함으로써 생성될 수 있다. 가요성 폴리우레탄 발포체가 금형에서 생성되는 일부 실시양태에서, 알아두어야 할 점은 혼합물을 금형에 배치하기 전에 혼합물을 형성하도록 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 혼합할 수 있다는 것이다. 예를 들면, 혼합물을 개방 금형에 붓거나 혼합물을 폐쇄 금형에 사출시킬 수 있다. 대안적으로, 혼합물을 금형 내에서 형성하도록 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 혼합할 수 있다. 이들 실시양태에서, 가요성 폴리우레탄 발포 반응의 완료시, 가요성 폴리우레탄 발포체는 금형의 형태를 취하게 된다. 가요성 폴리우레탄 발포체는, 예를 들어 저압 금형기, 저압 슬래브스톡 컨베이어 시스템, 다부품 기기, 고압 슬래브스톡 컨베이어 시스템을 비롯한 고압 금형기로, 및/또는 수동 혼합에 의해 생성될 수 있다.
일부 실시양태에서, 가요성 폴리우레탄 발포체는 긴 직사각형 또는 원형 형태를 갖는 가요성 폴리우레탄 발포체를 통상적으로 형성시키는 슬래브스톡 컨베이어 시스템으로 생성되거나 배치될 수 있다. 가요성 폴리우레탄 발포체의 탁월한 가공성으로 인해 가요성 폴리우레탄 발포체를 슬래브스톡 컨베이어 시스템으로 생성하는 것이 특히 유리하다. 당업계에 공지된 바와 같이, 슬래브스톡 컨베이어 시스템은 통상적으로 각각의 성분들, 예를 들어 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 혼합하기 위한 기계적 혼합 헤드, 가요성 폴리우레탄 발포 반응을 함유하기 위한 트로프(trough), 가요성 폴리우레탄 발포체 성장 및 경화를 위한 이동식 컨베이어, 및 이동식 컨베이어 상으로 팽창하는 가요성 폴리우레탄 발포체를 유도하기 위한 낙하 판 유닛을 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 입방 피트 당 약 1.0 내지 약 4.0 파운드, 더욱 전형적으로는 약 1.5 내지 약 2.5 파운드의 밀도를 갖는다. 예상외로, 이러한 밀도를 갖고 보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재함에도 불구하고, 가요성 폴리우레탄 발포체는 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타낸다. 즉, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 탁월한 난연성을 나타내고, 캘리포니아주 기술 회보 117의 섹션 A에 명시된 바와 같이 수직 나화 시험 (Vertical Open Flame test)의 요건을 만족시킨다. 또한, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 캘리포니아주 기술 회보 117의 섹션 D에 명시된 바와 같이 훈소 스크리닝 시험(Smoldering Screening Test)의 요건도 만족시킨다.
보다 특히, 캘리포니아주 기술 회보 117의 수직 나화 시험은 가요성 폴리우레탄 발포체가 나화가 제거된 후 화염을 나타내는 시간의 양, 즉 잔염 시간을 측정한다. 수직 나화 시험의 결과는 잔염 시간과 함께, 차르 길이, 즉 가요성 폴리우레탄 발포체의 화염-노출 말단부터 생성된 공극 면적의 위쪽 모서리까지의 거리로서 기록한다.
예상외로, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 통상적으로 약 5초 미만, 전형적으로는 약 3초 미만, 더욱 전형적으로는 약 1초 미만, 보다 더 전형적으로는 0초의 잔염 시간을 나타낸다. 즉, 가요성 폴리우레탄 발포체는 나화가 제거된 후 5초 보다 오랫동안 화염이 계속되지 않아, 가요성 폴리우레탄 발포체가 가구 안락 및 지지 물품에 사용되는 경우 화상으로부터의 위험을 최소화한다. 추가로, 가요성 폴리우레탄 발포체는 예상외로 4 인치 미만, 전형적으로는 3 인치 미만, 보다 더 전형적으로는 2 인치 미만의 차르 길이, 즉 화염에 노출된 가요성 폴리우레탄 발포체의 말단부터 가요성 폴리우레탄 발포체의 공극 면적의 위쪽 모서리까지의 거리를 갖는다. 즉, 화염에 노출된 가요성 폴리우레탄 발포체의 말단부터 생성된 공극 면적의 위쪽 모서리까지의 거리는 4 인치 미만이다. 따라서, 가요성 폴리우레탄 발포체는 가구 물품이 양초, 성냥갑 또는 담배 라이터와 같은 나화에 노출되어 생기는 화상으로부터의 위험을 최소화한다. 또한, 본 발명의 가요성 폴리우레탄 발포체는 난연성을 나타낼 뿐만 아니라 탁월한 안락 및 지지 특성, 예를 들어 가요성 및 안정성을 나타낸다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 의도되고, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
실시예
가요성 폴리우레탄 발포체는 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함한다. 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분은 각각 형성된다. 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분에 관한 각각의 조성은 하기에 예시되어 있다.
이소시아네이트-반응성 성분 1 내지 5:
각각의 이소시아네이트-반응성 성분을 형성하는데 사용되는 각각의 성분의 양 및 유형을 하기 표 1에 나타내고, 여기서 모든 값들은 각각의 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 한 중량부로 포함되고, 즉 각 성분에 대한 중량부는 이소시아네이트-반응성 성분 총 100 중량부로 정규화되지 않는다.
<표 1>
Figure pct00003
폴리에테르 폴리올은 프로필렌 옥시드 (PO) 기, 3,000의 공칭 분자량 및 56의 히드록실가를 포함하는 말단 캡을 다수 갖는 폴리에테르 트리올이다.
촉매 1은 33% 트리에틸렌디아민 및 67% 디프로필렌 글리콜의 용액이다.
촉매 2는 70% 비스(디메틸아미노에틸)에테르 및 30% 디프로필렌 글리콜의 용액이다.
촉매 3은 주석 옥토에이트이다.
계면활성제는 유기규소 계면활성제이다.
발포제 1은 물이다.
발포제 2는 CO2이다.
이소시아네이트 성분 1 내지 5:
각각의 이소시아네이트 성분을 형성하는데 사용되는 각각의 성분의 양 및 유형을 하기 표 2에 나타내고, 여기서 모든 값들은 각각의 이소시아네이트 성분의 총 중량을 기준으로 한 중량부로 포함된다. 각각의 이소시아네이트 성분에는 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI를 포함하는 단량체 MDI 성분 및 pMDI가 포함된다. 표 2에서, 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI의 양은 개별적으로 목록으로 기재되어 있고, 함께 첨가된 경우 각각의 이소시아네이트 성분에 대한 각각의 단량체 MDI 성분의 양을 나타낸다.
<표 2>
Figure pct00004
가요성 폴리우레탄 발포체는 전술한 이소시아네이트-반응성 성분 및 이소시아네이트 성분으로부터 제조된다. 구체적으로, 가요성 폴리우레탄 발포체 1은 이소시아네이트-반응성 성분 1 및 이소시아네이트 성분 1을 반응시킴으로써 제조된다. 가요성 폴리우레탄 발포체 2는 이소시아네이트-반응성 성분 2 및 이소시아네이트 성분 2를 반응시킴으로써 제조된다. 가요성 폴리우레탄 발포체 3은 이소시아네이트-반응성 성분 3 및 이소시아네이트 성분 3을 반응시킴으로써 제조된다. 가요성 폴리우레탄 발포체 4는 이소시아네이트-반응성 성분 4 및 이소시아네이트 성분 4를 반응시킴으로써 제조된다. 가요성 폴리우레탄 발포체 5는 이소시아네이트-반응성 성분 5 및 이소시아네이트 성분 5를 반응시킴으로써 제조된다.
구체적으로, 각각의 배합물은 캐논-바이킹 맥스폼(Cannon-Viking Maxfoam) 기기로 가공처리되었다. 캐논-바이킹 맥스폼 기기는 각 성분들을 혼합하기 위한 기계적 혼합 헤드, 가요성 폴리우레탄 발포 반응을 함유하기 위한 트로프, 가요성 폴리우레탄 발포체 성장 및 경화를 위한 컨베이어, 및 이동식 컨베이어 상으로 팽창하는 가요성 폴리우레탄 발포체를 유도하기 위한 낙하 판 유닛을 갖는다.
특히, 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5를 형성하기 위해, 각각의 이소시아네이트 성분 1 내지 5의 제1 스트림을 약 73℉의 온도 및 805 psi의 압력에서 기계적 혼합 헤드로 이동시켰다. 각각의 이소시아네이트-반응성 성분 1 내지 5의 제2 스트림을 또한 약 80℉의 온도에서 기계적 혼합 헤드로 이동시켰다. 기계적 혼합 헤드는 제1 스트림 및 제2 스트림을 4,000 rpm의 속도로 혼합하여 반응 혼합물을 형성하였다. 반응 혼합물을 폴리이소시아네이트 조성물 및 이소시아네이트-반응성 조성물이 계속해서 반응하는 트로프로 공급하였다. 팽창하는 가요성 폴리우레탄 발포체는 트로프의 상부에서부터 낙하 판 유닛 상으로 통과시켰다. 낙하 판 유닛은 가요성 폴리우레탄 발포체 성장 및 경화의 완료를 위해 팽창하는 가요성 폴리우레탄 발포체를 컨베이어 위로 그리고 컨베이어를 따라 유도해 주었다.
생성된 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5를 24 내지 48 시간동안 경화시켰다. 그리고 나서, 각각의 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5를 다양한 시험에 사용하기 위해 4" 두께 샘플로 절단하여 다양한 안락 및 지지 특성, 즉 물리적 특성, 및 가연성 특성을 측정하였다.
샘플을 시험하여 ASTM D3574에 따라 68℃ 및 50% 상대 습도에서 밀도, 및 25% 압입력 변형 (IFD)을 측정하였다. 25% IFD는 50 in2 원형 압입자 피트를 샘플 두께의 25%의 거리에서 샘플로 압입하는데 필요한 힘의 양(파운드)으로 정의된다. 유사하게, 65% IFD는 압입자 피트를 샘플 두께의 65%의 거리에서 샘플로 압입하는데 필요한 힘의 양(파운드)으로 정의된다.
샘플을 ASTM D3574에 따라 인장 강도, 신율 및 인열 강도에 대해 시험하였다. 인장 강도, 인열 강도 및 신율 특성은 제조 또는 조립 작동 동안에 취급을 견디는 가요성 폴리우레탄 발포체의 능력을 기술하는 것이다. 구체적으로, 인장 강도는 가요성 폴리우레탄 발포체를 파괴점으로 신장시키는데 필요한 힘(lbs/in2)이다. 인열 강도는 분할 또는 파괴가 시작된 후 가요성 폴리우레탄 발포체를 계속해서 인열시키는데 필요한 힘의 측정치이고, lbs/in (ppi)로 나타낸다. 1.0 ppi 초과의 인열 강도 값은 가요성 폴리우레탄 발포체가 안락 및 지지 물품인 가구 또는 침구와 같은 고체 기재에 스테이플, 재봉 또는 시침질되는 것이 필요한 용도에 특히 바람직하다. 마지막으로, 신율은 가요성 폴리우레탄 발포체를 파괴 전에 본래 길이로부터 신장시킬 수 있는 백분율 측정치이다.
가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5의 탄력률은 강철 볼을 기준 높이로부터 샘플 위로 떨어뜨리고 튀어오른 볼의 피크 높이를 측정함으로써 ASTM D3574에 따라 측정되었다. 기준 높이의 백분율로서 나타낸 튀어오른 볼의 피크 높이가 가요성 폴리우레탄 발포체의 탄력률이다.
가요성 폴리우레탄 발포체를 또한 각각 ASTM D3574에 따라 압축 변형 및 압축력 변형 (CFD)에 대해 평가하였다. 정적 피로는 가요성 폴리우레탄 발포체의 하중을-견디는 성능 손실의 측정치이다. 압축 변형은 압축 후 가요성 폴리우레탄 발포체 내의 셀 구조의 굽힘 또는 붕괴로 인한 가요성 폴리우레탄 발포체의 본래 높이의 영구적인 부분 손실의 측정치이다. 가요성 폴리우레탄 발포체를 90%, 즉 본래 두께의 10%로 압축하고, 70℃에서 22 시간 동안 이러한 압축 하에 가요성 폴리우레탄 발포체를 유지함으로써 압축 변형을 측정하였다. 압축 변형은 본래 압축의 백분율로서 나타낸다. 마지막으로, CFD는 가요성 폴리우레탄 발포체의 하중을-견디는 성능의 측정치이고, 가요성 폴리우레탄 발포체를 샘플보다 큰 편평 압축 피트로 압축함으로써 측정되었다. CFD는 편평 압축 피트가 발휘하는 힘의 양이고, 통상적으로 가요성 폴리우레탄 발포체의 25%, 40%, 50% 및/또는 65% 압축으로 나타낸다.
부가적으로, 가요성 폴리우레탄 발포체에 또한 ASTM D3547에 따라 압축 변형 및 CFD에 대해 습식 노화를 수행하고, 인장 강도 및 신율에 대해 열 노화를 수행하였다. 습식 노화는 100% 상대 습도에서 3 시간 동안 220℉의 조건 하의 촉진 노화 시험 방법이다. 열 노화는 3 시간 동안 220℉의 조건 하의 촉진 노화 시험 방법이다.
또한, 샘플을 ASTM D2574의 공기 흐름 시험에 따라 다공성에 대해 측정하였다. 공기 흐름 시험은 공기가 가요성 폴리우레탄 발포체를 통과하는 용이성을 측정하는 것이다. 공기 흐름 시험은 챔버 위 빈 부분에 샘플을 두고 명시된 일정한 공기-압 차이를 일으키는 것으로 이루어진다. 공기-유동 값은 일정한 공기-압 차이를 유지하는데 필요한 분 당 입방 피트의 공기 흐름의 속도이다. 달리 말해서, 공기 흐름 값은 2"×2"×1" 샘플 전반에 걸쳐 125 Pa의 일정한 공기-압 차이를 유지하는데 필요한 표준 온도 및 압력에서의 초 당 공기의 부피이다.
샘플을 또한 ASTM D3574-03에 따라 파운딩(pounding) 피로 저항에 대해 시험하였다. 동적 파운딩 피로는 80,000번 순환 후 마모 특성을 측정한 것이다.
중요한 것은, 샘플을 또한 가연성에 대해 평가하는 것이다. 캘리포니아주 기술 회보 117 섹션 A 요건, 즉 수직 나화 시험에 따른 준수사항을 측정하기 위해 각각의 샘플을 시험하였다. 구체적으로, 수직 나화 시험은 샘플이 나화가 제거된 후 화염을 나타내는 시간의 양, 즉 잔염 시간을 측정하는 것이다. 수직 나화 시험을 위해, 버너 위 0.75 인치에 샘플을 수직으로 매달고, 샘플의 아래쪽 모서리의 중간에서 수직으로 화염을 12 초 동안 적용하였다. 수직 나화 시험의 결과를 차르 길이, 즉 화염에 노출된 샘플의 말단부터 생성된 공극 면적의 위쪽 모서리까지의 거리로서 기록하였다. 본래 샘플 및 열 노화된 상태의 발포체 샘플 상에서 수직 나화 시험을 수행하였다.
담배 저항 및 훈소 스크리닝 시험은 연소 및 훈소 뿐만 아니라 담배 점화에 대한 가요성 폴리우레탄 발포체의 저항을 측정한 것이다. 담배 저항 및 훈소 스크리닝 시험 둘 다를 위해, 각각의 샘플을 시험 전 70±5℉ 및 55% 미만의 상대 습도에서 24 시간 이상 동안 조건화하였다.
훈소 스크리닝 시험을 위해, 발포체 샘플을 굴곡 피로 경험 전 그리고 후에 둘 다 시험하였다. 샘플이 굴곡 피로를 경험하기 전 기준 값을 확립하기 위해, 가요성 폴리우레탄 발포체의 각각의 샘플을 칭량하고 예비-시험 중량을 기록하였다. 샘플을 L-형 배치로 배열시키고, 즉 샘플의 수평 부분을 샘플의 수직 부분에 인접하게 배치하여 이와 접촉시켰다. 불붙인 담배를 샘플의 수평 부분 및 수직 부분 둘 다에 인접하게 배치하여 이와 접촉시키고, 샘플 및 불붙인 담배를 면 또는 면/폴리에스테르 베드 시팅 재료로 덮었다. 모든 연소의 증거가 5 분 이상 동안 중단될 때까지 불붙인 담배가 훈소하게 하였다. 연소가 중단된 후, 샘플의 비-연소 부분을 칭량하고 예비-시험 중량과 비교하여 훈소되지 않은 가요성 폴리우레탄 발포체의 백분율을 결정하였다. 결과를 파운딩 피로 전에 유지된 중량%로서 기록하였다.
가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5에 대한 이들 물리적 특성의 요약을 표 3에 기재하였다.
<표 3>
Figure pct00005
주목할 점은, 각각의 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5가 난연 첨가제의 포함 없이도 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타낸다는 것이다. 또한, 각각의 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5에는 난연 첨가제가 부재하기 때문에, 가요성 폴리우레탄 발포체는 제조에 있어서 비용 효과적이다.
비교 실시예:
비교 이소시아네이트-반응성 성분 1 내지 4:
각각의 비교 이소시아네이트-반응성 성분을 형성하는데 사용되는 각각의 성분의 양 및 유형을 하기 표 4에 나타내고, 여기서 모든 값들은 각각의 비교 이소시아네이트-반응성 성분에 존재하는 총 폴리올 100 중량부를 기준으로 한 중량부로 포함되고, 즉 각 성분에 대한 중량부는 비교 이소시아네이트-반응성 성분 총 100 중량부로 정규화되지 않는다.
<표 4>
Figure pct00006
비교 이소시아네이트 성분 1 내지 4:
각각의 비교 이소시아네이트 성분을 형성하는데 사용되는 각각의 성분의 양 및 유형을 하기 표 5에 나타내고, 여기서 모든 값들은 각각의 비교 이소시아네이트 성분의 총 중량을 기준으로 한 중량부로 포함된다. 각각의 비교 이소시아네이트 성분에는 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI를 포함하는 단량체 MDI 성분, 및 pMDI가 포함된다. 표 5에서, 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI의 양은 개별적으로 목록으로 기재되어 있고, 함께 첨가된 경우 각각의 비교 이소시아네이트 성분 (TDI를 포함하는 이소시아네이트 성분 4의 예외가 포함됨)에 대한 각각의 단량체 MDI 성분의 양을 나타낸다.
<표 5>
Figure pct00007
4개의 비교 가요성 폴리우레탄 발포체는 전술한 비교 이소시아네이트-반응성 성분 및 비교 이소시아네이트 성분으로부터 제조된다. 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5와 마찬가지로, 비교 가요성 폴리우레탄 발포체 1은 비교 이소시아네이트-반응성 성분 1 및 비교 이소시아네이트 성분 1을 반응시킴으로써 기타 등등 제조된다.
비교 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 4의 물리적 특성은 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 5와 관련해서 상기에 개요를 서술한 바와 동일한 방법 및 절차에 따라 측정되었다. 결과를 하기 표 6에 기재하였다.
<표 6>
Figure pct00008
주목할 점은, 비교 가요성 폴리우레탄 발포체 1 내지 4는 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는 않는다는 것이다.
사실상, 이소시아네이트-반응성 성분 1 내지 5 각각은 비교 이소시아네이트-반응성 성분 1 내지 4와 동일한 폴리에테르 폴리올을 동일한 상대적인 양으로 포함한다. 그러나, 비교 이소시아네이트-반응성 성분 1 내지 4는 비교 이소시아네이트 성분 1 내지 4와 반응하는데, 이는 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분 및 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분의 상대적인 양과 관련해서 이소시아네이트 성분 1 내지 5와 다르고, 생성된 비교 폴리우레탄 발포체는 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는데 실패했다. 이는, 이소시아네이트 성분이 비교 이소시아네이트 4에서 예시된 바와 같은 TDI 및 비교 가요성 폴리우레탄 발포체 4로부터 얻은 물리적 특성을 포함하는 경우에도 사실이다.
본 발명은 예시하는 방식으로 기재되었고, 사용되는 용어는 제한하기보다 설명하는 단어의 특성인 것으로 이해되어야 한다. 분명한 것은, 본 발명의 많은 변형 및 변경이 상기 교시내용을 고려하여 가능하다는 것이다. 본 발명은 구체적으로 기재된 것과 달리 실행될 수도 있다.

Claims (19)

  1. 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하는 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분을 포함하고 톨루엔 디이소시아네이트가 실질적으로 부재한 이소시아네이트 성분이며, 여기서 상기 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트는 상기 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 25 중량부의 양으로 상기 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 이소시아네이트 성분; 및
    약 700 내지 약 20,000의 분자량 및 에틸렌 옥시드 기가 실질적으로 부재한 복수의 말단 캡을 갖는 폴리에테르 폴리올, 및 담체 폴리올 및 상기 담체 폴리올에 분산된 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자를 포함하는 그래프트 폴리올을 포함하는 이소시아네이트-반응성 성분
    의 발포제 존재 하의 반응 생성물을 포함하며,
    보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재하고 캘리포니아주 기술 회보(California Technical Bulletin) 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 발포체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트-반응성 성분의 상기 폴리에테르 폴리올이 하기 구조를 갖는 폴리에테르 트리올로서 추가로 한정되는 것인 가요성 폴리우레탄 발포체.
    Figure pct00009

    여기서, 각각의 A는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 독립적으로 선택되는 이가 탄화수소 기이고; 각각의 B는 3개의 탄소 원자를 갖는 이가 탄화수소 기이고; x, y 및 z는 각각 1 초과의 정수이다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리에테르 트리올이 약 1,000 내지 약 5,000의 분자량을 갖는 것인 가요성 폴리우레탄 발포체.
  4. (삭제)
  5. 제1항에 있어서, 상기 담체 폴리올이 약 1,000 내지 약 5,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 트리올로서 추가로 한정되는 것인 가요성 폴리우레탄 발포체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자가 상기 그래프트 폴리올 100 중량부를 기준으로 약 40 내지 약 55 중량부의 양으로 상기 그래프트 폴리올의 상기 담체 폴리올에 분산되어 있는 것인 가요성 폴리우레탄 발포체.
  7. (삭제)
  8. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분이 상기 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 75 내지 약 95 중량부의 양으로 상기 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 가요성 폴리우레탄 발포체.
  9. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트가 상기 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 약 50 중량부의 양으로 상기 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 가요성 폴리우레탄 발포체.
  10. 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하는 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분을 포함하고 톨루엔 디이소시아네이트가 실질적으로 부재한 이소시아네이트 성분을 제공하는 단계이며, 여기서 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트는 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 25 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 단계;
    약 700 내지 약 20,000의 분자량 및 에틸렌 옥시드 기가 실질적으로 부재한 복수의 말단 캡을 갖는 폴리에테르 폴리올, 및 담체 폴리올 및 상기 담체 폴리올에 분산된 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자를 포함하는 그래프트 폴리올을 포함하는 이소시아네이트-반응성 성분을 제공하는 단계; 및
    이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 발포제의 존재 하에 반응시켜, 가요성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 단계를 포함하는,
    보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재하고 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 이소시아네이트-반응성 성분의 폴리에테르 폴리올이 하기 구조를 갖는 폴리에테르 트리올로서 추가로 한정되는 것인 방법.
    Figure pct00010

    여기서, 각각의 A는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 독립적으로 선택되는 이가 탄화수소 기이고; 각각의 B는 3개의 탄소 원자를 갖는 이가 탄화수소 기이고; x, y 및 z는 각각 1 초과의 정수이다.
  12. 제11항에 있어서, 폴리에테르 트리올이 약 1,000 내지 약 5,000의 분자량을 갖는 것인 방법.
  13. (삭제)
  14. 제10항에 있어서, 담체 폴리올이 약 1,000 내지 약 5,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 트리올로서 추가로 한정되는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 공중합된 스티렌 및 아크릴로니트릴의 입자가 그래프트 폴리올 100 중량부를 기준으로 약 40 내지 약 55 중량부의 양으로 그래프트 폴리올의 담체 폴리올에 분산되어 있는 것인 방법.
  16. (삭제)
  17. 제10항 내지 제12항, 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분이 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 75 내지 약 95 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 방법.
  18. 제10항 내지 제12항, 제14항, 제15항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트가 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 약 50 중량부의 양으로 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 방법.
  19. 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분, 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하는 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분으로 본질적으로 이루어지고 톨루엔 디이소시아네이트가 실질적으로 부재한 이소시아네이트 성분이며, 여기서 상기 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분은 상기 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 약 25 중량부의 양으로 상기 이소시아네이트 성분에 존재하고, 상기 단량체 디페닐메탄 디이소시아네이트 성분은 상기 이소시아네이트 성분 100 중량부를 기준으로 약 75 내지 약 95 중량부의 양으로 상기 이소시아네이트 성분에 존재하는 것인 이소시아네이트 성분; 및
    약 700 내지 약 20,000의 분자량을 갖고 하기 구조를 갖는 폴리에테르 트리올을 포함하는 이소시아네이트-반응성 성분
    의 발포제 존재 하의 반응 생성물을 포함하며,
    보조 난연 첨가제가 실질적으로 부재하고 캘리포니아주 기술 회보 117 규제에 따른 난연성 시험에서 난연성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 발포체.
    Figure pct00011

    여기서, 각각의 A는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 독립적으로 선택되는 이가 탄화수소 기이고; 각각의 B는 3개의 탄소 원자를 갖는 이가 탄화수소 기이고; x, y 및 z는 각각 1 초과의 정수이다.
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