JP2010504391A - 高い通気量を有する粘弾性フォーム - Google Patents

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Abstract

粘弾性ポリウレタンフォームは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールと平均で１つより多くのイソシアネート基を有する少なくとも１種の芳香族化合物との反応生成物である。粘弾性ポリウレタンフォームは、少なくとも約０．５Ｌ／秒の通気量を有し、前記フォームは、コポリマーポリオールが実質的に存在しない状態で作られ、（未だ）機械で網状化されておらず、および好ましくは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールを使用して、さらに好ましくは使用されるポリオールの少なくとも約２０重量パーセントの量で、使用して作製される。粘弾性フォームの製造方法は、（Ａ）少なくとも１種のポリオールと少なくとも１種のポリイソシアネートと水と少なくとも１種の触媒とを含む反応混合物を作る段階（この場合、前記ポリオールは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールを含む）と；（Ｂ）前記反応混合物を、発泡および硬化させるために十分な条件に付して、粘弾性ポリウレタンフォームを作る段階と、を含む。もう１つの実施形態において、製造方法は、（ａ）少なくとも１種の天然油由来ポリオールおよび水を含む、天然油由来ポリオール組成物を作る段階と；（ｂ）少なくとも１種のゲル化触媒および少なくとも１種の発泡触媒と前記天然油由来ポリオール組成物を混合して、触媒ポリオール混合物を作る段階と；（ｃ）ｐＭＤＩの場合には少なくとも約６５および多くとの約９５、あるいはそのイソシアネートがＴＤＩもしくはＭＤＩまたはその組み合わせであるときには少なくとも約８０および多くとも約１０５、のイソシアネート指数に相当する量でイソシアネートを供給する段階と；（ｃ）前記イソシアネートと前記触媒ポリオール混合物を混合する段階と、を含む。

Description

本発明は、ポリウレタンフォーム、好ましくは、粘弾特性を有するそのようなフォームに関する。
発泡品、特にポリウレタン発泡品は長年にわたって公知であり、多くの用途、特にクッション材料およびマットレスに使用されている。当分野において公知のフォームの中には、反発弾性フォームおよび粘弾性フォームまたは「記憶フォーム」がある。粘弾性フォームは、多くの異なる化学的アプローチによって製造することができ、それらのアプローチのすべてがポリオール化合物とイソシアネート化合物の反応を含む。通常、それらの製品は、分子１個につき平均で約３個のヒドロキシル基の官能価と約４００から１５００の分子量範囲とを有するポリオールを使用して発泡される。前記フォームは、気泡構造を制御するために特別なシリコーン界面活性剤を通常は用い、１００重量部のポリオールあたり多くとも２．５重量部（ｐｐｈｐ）、多くの場合、０．８から１．５ｐｐｈｐの範囲内の水分レベルを一般に使用して、他のポリウレタンフォームと比較して低いイソシアネート指数、約９５未満、多くの場合６０から９５、で製造される。前記シリコーン界面活性剤は、気泡開放プロセスを助長し、ならびにポリウレタン気泡の全構造を制御する。低いイソシアネート指数での配合により、寝具用の柔軟性および感触レベルが向上したフォームも得られる。利用できるイソシアネートは限れているのでまたは「インデックスがつけられている」ので、これは、水とポリオール系の間のこれらの分子に対する競合を促進し、そのために、この配合技術は従来のウレタンとは非常に異なるものになる。一般的なスラブフォームと比較して低い水分レベルは、結果として、イソシアネート基との反応に利用できるポリオールヒドロキシル基をより多くし、発泡のための水をより少なくし、従って、フォームの密度をより高くする。
水分レベルが高いほど、低い密度のフォームが生じ、および同等のフォーム密度ででは高い硬度（高い支持力）のフォームが生じることとなるため、粘弾特性を保持しながらより高い水分レベルを用いることが望ましい。より高いイソシアネートレベルは、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）と２当量の水との反応から得られるフォーム中の残留トルエンジアミン（ＴＤＡ）レベルを減少させるのに役立つため、粘弾特性を犠牲にせずにより高いイソシアネート指数を用いることが望ましい。
従来のポリオール、特にポリエーテルポリオール、とイソシアネートから製造されるこれらの粘弾性ポリウレタンフォームは、望ましくない低い通気特性、室温（２２℃）および大気圧（１気圧）の条件下で最高でも約１．０標準立方フィート毎分（ｓｃｆｍ）（０．４７Ｌ／秒）未満、を有し、従って、コンフォートフォーム（例えば、寝具、座席および他のクッション材料）として使用すると、発汗を促進する。劣った通気は、そのフォームから不良な熱伝導および水分伝導も招き、それに起因して、（１）上昇したフォーム（ベッド）温度および（２）湿分レベルが生じることとなる。より高い温度の帰結は、より高い反発弾性および低減された粘弾性である。熱と湿度が併さると、フォーム（ベッド）の疲労が加速されることとなる。加えて、フォームの通気量が十分に低いと、フォームは製造中に収縮を起こし得る。さらに、従来のポリエーテルポリオールから製造された粘弾性フォームの支持因子の改善は、粘弾特性について妥協しない限り、制限される。これらの欠点は、例えば「Dow Polyurethanes Flexible Foams」, 2nd edition, R.L. Herrington and K. Hock, ed. (1997)において教示されているように、コポリマーポリオール、例えばスチレン／アクリロニトリル（ＳＡＮ）を含有するものの添加によってもたらされることがある。それらの複雑な製造（高い費用を生じさせる結果となる）に加えて、ＳＡＮコポリマーポリオールは、反発弾性を増加させ、フォーム製品の回復時間を減少させるという欠点をもたらし、これは粘弾性フォームの望ましい特性を弱める。
好ましくは、コポリマーポリオール（特に、スチレン／アクリロニトリルポリマーを含有するもの）が実質的に存在しない状態で、フォームの粘弾特性、好ましくは、２２℃および１気圧の条件下で１．０ｓｃｆｍ（０．４７）Ｌ／秒より大きい通気量、を保持しながら、従来のポリエーテルポリオールを使用して現在達成されるものより高い通気値を達成することが望ましい。さらに、支持因子を犠牲にせずに、さらに好ましくは支持因子を改善しながら、それを行うことが望ましい。支持因子は、発泡製品のより長期の耐久性の指標となると考えられる。
標準条件下で１．０ｓｃｆｍ（０．４７Ｌ／秒）より大きい通気量を有する粘弾性フォームを作製できることが、今般、判明している。例えば、粘弾性ポリウレタンフォームを作る際に少なくとも１種の天然油由来ポリオールを使用することにより、天然油由来ポリオールの代わりに従来のポリエーテルポリオールを用いることを除いて同じ配合から作られたフォームと比較して、粘弾特性を犠牲にせずに以下のうちの少なくとも１つを達成することができ、また（ａ）および（ｂ）の場合には示されている配合変更を行うことができる。（ａ）より高い水分レベルの使用、（ｂ）より高いイソシアネート指数の使用、（ｃ）通気量の増加、（ｄ）支持因子の増大または（ｅ）それらの組み合わせ。
本発明は、少なくとも１種の天然油由来ポリオールと１個より多くのイソシアネート基を有する少なくとも１種の芳香族化合物との反応生成物である、粘弾性ポリウレタンフォームを含む。
もう１つの態様において、本発明は、少なくとも約０．５Ｌ／分の通気量を有する粘弾性ポリウレタンフォームであり、前記フォームは、コポリマーポリオールが実質的に存在しない状態で作られ、機械で網状化されておらず、および好ましくは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールを使用して、さらに好ましくは使用される全ポリオールの少なくとも約２０重量パーセントの量で使用して作製される。
もう１つの態様において、本発明は、粘弾性フォームの製造方法であり、このプロセスは、Ａ）少なくとも１種のポリオールと少なくとも１種のポリイソシアネートと水と少なくとも１種の触媒とを含む反応混合物を作る段階（この場合、前記ポリオールは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールを含む）と；Ｂ）前記反応混合物を、その反応混合物を発泡および硬化させるために十分な条件に付して、粘弾性ポリウレタンフォームを作る段階と、を含む。
さらにもう１つの態様において、本発明は、（ａ）少なくとも１種の天然油由来ポリオールと水とを含む天然油由来ポリオール組成物を作る段階と；（ｂ）少なくとも１種のゲル化触媒および少なくとも１種の発泡触媒と前記天然油由来ポリオール組成物とを混合して、触媒ポリオール混合物を作る段階と；（ｃ）ｐＭＤＩの場合は少なくとも６５および多くとも９５、あるいはそのイソシアネートがＴＤＩもしくはＭＤＩまたはそれらの組み合わせであるときには少なくとも約８０および多くとも１０５、のイソシアネート指数に相当する量でイソシアネートを供給する段階と；（ｃ）前記イソシアネートと前記触媒ポリオール混合物とを混合する段階と、を含むプロセスである。
本発明のフォームの特性と、天然油由来ポリオール組成物を使用せずに製造した比較フォームの特性の円グラフである。
図１におけるフォームとは異なる本発明のフォームの特性と、天然油由来ポリオール組成物を使用せずに製造した比較フォームの特性の円グラフである。
定義
本明細書において用いる場合、用語「粘弾性」は、その材料に弾性（固体）の特性と粘性（液体）の特性が共存することに起因する、加えられた定荷重（圧力）に対する材料の時間依存性応答である。これは、初期瞬間変形値（弾性成分）で始まり、その後、時間に伴って幾つかの急速変形領域（粘弾性成分）を経て、最終的に定常歪速度値（液体成分）またはゼロ歪値（高架橋網状材料）に達する、変形速度が時間に伴って変わるクリープ実験（夜、人がベッドに横たわるプロセスに似ている−定荷重）において最もよく観察される。動的機械的特性付けにおいて、粘弾性レベルは、その材料のタンデルタによって測定される減衰係数に比例する。タンデルタは、粘性散逸損失弾性率Ｇ’’の貯蔵弾性率Ｇ’に対する比である。高いタンデルタ値は、その材料の挙動の中に高粘性成分があり、従って、任意の変動に対する強い減衰が観察されるということを意味する。
用語「粘弾性フォーム」は、ＡＳＴＭ Ｄ３５４７ Ｔｅｓｔ Ｈに従って測定したときに多くとも２５％の反発弾性を有するフォームを表すと解釈する。反発弾性フォームは少なくとも２５％の反発弾性を有するものであり、高反発弾性フォームは、５０％より高い反発弾性を有する。粘弾性（ＶＥ）フォームは、加えられた応力に対して時間遅れの、速度依存的な応答を示す。低い反発弾性に加えて、それらは、圧縮されたときに遅い回復を有する。ポリウレタンフォームにおけるこれらの特性は、多くの場合、そのポリウレタンのガラス転移温度（Ｔg）と関係がある。多くの場合、粘弾性は、そのポリマーが使用温度（これは、多くの用途について室温である）にまたはその付近にＴｇを有するときに明示される。粘弾性または「記憶」フォームは、多くの非常に望ましい性能特性を有する。粘弾性フォームは、低反発弾性である、形状または体に順応する、ならびに音と振動または衝撃の両方を減衰させることができる傾向がある。
用語「反発弾性」は、弾力性として知覚されるフォームの質を指すために用いる。それは、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４ Ｔｅｓｔ Ｈの手順に従って測定される。このボールリバウンド試験は、規定条件下で落下させたとき、重量が判っているその落下させた鋼球がフォームの表面からリバウンドする高さを測るものであり、その結果を最初の落高の百分率として表す。前記ＡＭＳＴ試験に従って測定した場合、硬化ＶＥフォームは、有利には、多くとも約２０％、好ましくは多くとも約１０％、さらに好ましくは多くとも約５％、最も好ましくは多くとも約３％の反発弾性を示す。
用語「ボールリバウンド」は、前に説明したとおりのＡＳＴＭ Ｄ３５７４ Ｔｅｓｔ Ｈの試験手順の結果を指すために本明細書では用いている。
「ガラス転移温度」（Ｔｇ）は、動的機械的温度分析（ＤＭＴＡ）測定におけるタンデルタ曲線のピーク値に対応する温度点である。一般に、直径２５ミリメートルで高さ２５ミリメートルの一片のフォームサンプルを、１ヘルツの周波数および１％の初期歪速度での振動剪断変形に付す。５℃の間隔で−１５０℃から＋１５０℃の温度範囲にわたってデータを収集する。それぞれの読取値を取る前に２分間、温度を平衡させる。貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’、および損失正接またはタンデルタとして公知である、損失弾性率の貯蔵弾性率に対する比（Ｇ’’／Ｇ’）を温度に対して測定する。タンデルタ曲線のピークに対応する温度を、試験した試験片のガラス転移温度（Ｔｇ）と解する。
本明細書において用いる場合、用語「支持因子」は、６５％押込力たわみ（Indentation Force Deflection）を２５％押込力たわみで割った比率を指す。用語「押込力たわみ」（ＩＦＤ）は、２４平方インチ（１５５ｃｍ2）以上の４インチ（１０ｃｍ）厚サンプルを、用語２５％ＩＦＤおよび６５％ＩＦＤによってそれぞれ示されるようなそのサンプルの最初の高さの２５または６５％に圧縮するために必要な力（単位：ポンド）（ｋＰａに換算）として測定される、軟質材料（例えば、フォーム）の支持力の測度を指す。軟質フォームＩＦＤ測定値は、約５ポンド（２２Ｎ）（プラッシュ）から約８０ポンド（３５６Ｎ）（非常に硬い）の範囲であり得る。前記ＩＦＤは、ＡＳＴＭ ３５７４−０１、Ｔｅｓｔ Ｂの手順に従って測定する。
用語「密度」は、フォームの単位体積あたりの重量を指すために本明細書では用いている。粘弾性ポリウレタンフォームの場合、密度は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４０１、Ｔｅｓｔ Ａの手順に従って決定する。有利には、粘弾性フォームは、有利には少なくとも約３、好ましくは少なくとも約３．５、さらに好ましくは少なくとも約４ポンド／ｆｔ3で、好ましくは多くとも約８、さらに好ましくは多くとも約６、最も好ましくは多くとも約５．５ポンド／ｆｔ3（それぞれ、４８、５６、６４、１２８、９６、８８ｋｇ／ｍ3）の密度を有する。
用語「引張強度」は、フォームに適用する場合、犬の骨の形をしたフォームサンプルが直線（一軸）伸張力のもとで伸張されている間に有し得る最大の力を指すために本明細書では用いている。材料が破断点に達するまで応力を増加させ、その破断点での破断時の荷重および伸張を用いて引張強度および伸びを計算する（すべて、ＡＳＴＭ Ｄ−３５７４、Ｔｅｓｔ Ｅの手順に従って決定し、平方インチ（ＰＳＩ）またはキロパスカル（ｋＰａ）あたりのポンドで測定する）。
用語「極限伸び」は、フォームに適用する場合、フォームのサンプルが破断前に達成することができる直線伸張を指すために本明細書では用いている。引張強度を決定するために用いた同じ方法によってフォームを試験し、その結果を、ＡＳＴＭ Ｄ−３５７４、Ｔｅｓｔ Ｅの手順に従ってフォームサンプルの原長の百分率として表す。
用語「引裂強度」は、フォームサンプルに縦方向の細長い切れ目を入れた予めノッチが付いているフォームサンプルを引裂くために必要な最大平均力を指すために本明細書では用いている。試験結果は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４−Ｆの手順に従って、線形インチあたりのポンド（ＰＬＩ）でまたはメートルあたりのニュートン（Ｎ／ｍ）で決定される。
用語「２５％たわみ時の荷重」は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４ Ｂの手順に従って決定される、寸法４インチ×４インチ×２インチ厚（１０．１６×１０．１６×５．０８ｃｍ）のフォームサンプルをその原厚の７５％に移すために必要な、ポンド力（ｌｂＦ）でまたはニュートン（Ｎ）で測定される力を指すために本明細書では用いている。同様に、６５％および７５％たわみ時の荷重は、寸法（４インチ×４インチ×２インチ厚）（１０．１６×１０．１６×５．０８ｃｍ）のフォームをその最初のフォームの高さのそれぞれ３５％または２５％に圧縮するために必要な力を指す。
用語「回復時間」は、フォームが圧縮（１ポンド力（４．４５Ｎ）の加力）後に回復するためにかかる時間を指すために本明細書では用いており、これは、ＡＳＴＭ Ｄ−３５７４Ｍの手順に従って決定され、秒で測定される。粘弾性フォームの場合、この時間は、望ましくは少なくとも約３秒、好ましくは少なくとも約５秒、さらに好ましくは少なくとも約７秒、および最も好ましくは少なくとも約１０秒であるが、有利には約３０秒未満および好ましくは約２０秒未満である。
用語「ＣＳ ７５％ Ｐａｒａｌｌｅｌ−ＣＴ」は、７５％圧縮変形レベルでそのフォームの上昇方向と同方向に測定される圧縮永久歪試験を表す。この試験は、使用中のクッション厚損失とフォーム硬度の変化を相関させるために本明細書では用いている。圧縮永久歪は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４−９５、Ｔｅｓｔ Ｉの手順に従って決定し、サンプルの原厚の百分率として測定する。同様に、「ＣＳ ９０％ Ｐａｒａｌｌｅｌ−ＣＴ」は、上記（圧縮永久歪）と同じ測定を指すが、これは、サンプルの９０％圧縮変形レベルでフォームの上昇方向と同方向に測定する。
用語「通気量」は、１２５Ｐａ（０．０１８ｐｓｉ）の圧で１．０インチ（２．５４ｃｍ）厚の２インチ×２インチ（５．０８ｃｍ）方形切片フォームを通過する空気の量を指す。単位は、秒あたりの立方デシメートルで表され、分あたりの標準平方フィートに換算される。通気量を測定するための代表的な市販ユニットは、スイス、チューリッヒのＴｅｘＴｅｓｔ ＡＧによって製造されており、ＴｅｘＴｅｓｔ Ｆｘ３３００として認定されている。この測定は、ＡＳＴＭ Ｄ ３５７４ Ｔｅｓｔ Ｇに準拠する。
用語「硬度」は、ＩＦＤに対応するＡＳＴＭ Ｄ ３５７４、Ｔｅｓｔ Ｂの手順によって測定される特性を指す。特に、本明細書では６５％ＩＦＤを硬度の測度として用いている。
用語「弾性率（modulus of erasticityまたはerasticity modulus）」は、材料の剛性の測度である。弾性率とは、線形弾性限界内の単位応力に応じた材料の単位長の変化に関係する、およびその材料に固有のものである、比例定数である。弾性率は、加えられた力をその加えられた力に対して垂直な材料の断面積で割って、加えられた応力を得、その後、この応力を結果として生じた歪で割って率を得ることにより得られる。弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ−６３８の手順に従って測定する。
用語「ＮＣＯ指数」は、この用語がポリウレタン分野において一般に用いられているとおり、イソシアネート指数を意味する。本明細書において用いる場合、イソシアネートの当量をイソシアネート反応性水素含有材料の全当量で割り、１００をかけたものとして用いる。別の考え方をすると、百分率として与えられる、配合物中に存在するイソシアネート反応性水素原子に対するイソシアネート基の比である。従って、イソシアネート指数は、配合物に使用されているイソシアネート反応性水素量と反応するために理論的に必要なイソシアネートの量に対する、配合物に実際に使用されているイソシアネートの百分率を表す。
本明細書において用いる場合、「ポリオール」は、分子１個につき平均で１．０個より多いヒドロキシル基を有する有機分子を指す。それは、他の官能価、すなわち、他のタイプの官能基も含むことがある。
本明細書において用いる場合、用語「従来のポリエーテルポリオール」は、少なくとも１種のアルキレンオキシド、好ましくはエチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはこれらの組み合わせから作られ、植物または動物油に由来する分子（ポリウレタンフォーム、特に本発明の実施のための粘弾性ポリウレタンフォーム、の製造に一般に使用されるタイプのポリオール）の一部を有さないポリオールである。ポリエーテルポリオールは、公知の方法によって、例えば、適する出発分子のアルコキシル化によって、作製することができる。そのような方法は、一般に、触媒の存在下での開始剤、例えば水、エチレングリコールまたはプロピレングリコールと、アルキレンオキシドとの反応を含む。エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、またはこれらのオキシドの組み合わせは、アルコキシル化反応に特に有用である。ポリエーテルポリオール、例えば、ポリオキシエチレンポリオールは、アルキル置換基を含有することがある。ポリエーテルポリオールを製造するためのプロセスは、アルキレンオキシドの混合物の不均一供給物、単一成分のブロックを有するポリオールを製造するために純粋なまたはほぼ純粋なアルキレンオキシドポリオールの逐次供給物、または例えばエチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドでキャップされているポリオールを含むことがある。これらのタイプのポリオールは、すべて公知であり、ポリウレタン化学において使用されている。
用語「天然油ポリオール」（以後、ＮＯＰ）は、動物および植物油、好ましくは植物油、を包含する天然油から単離される、前記天然油に由来する、または前記天然油から製造される、ヒドロキシル基を有する化合物を指すために本明細書では用いている。使用することができる植物および動物油の例としては、大豆油、紅花油、亜麻仁油、コーン油、ひまわり油、オリーブ油、カノーラ油、ごま油、綿実油、パーム油、菜種油、桐油、魚油、またはこれらの油の任意のブレンドが挙げられるが、それらに限定されない。あるいは、任意の部分硬化またはエポキシ化天然油または遺伝子修飾天然油を使用して、所望のヒドロキシル含有量を得ることができる。そのような油の例としては、高オレイン酸紅花油、高オレイン酸大豆油、高オレイン酸落花生油、高オレイン酸ひまわり油（例えば、ＮｕＳｕｎひまわり油）、高オレイン酸カノーラ油、および高エルカ酸菜種油（例えば、Ｃｒｕｍｂｅオイル）が挙げられるが、これらに限定されない。天然油ポリオールは、十分に当業者の知識の範囲内であり、例えば、Colvin et al., UTECH Asia, Low Cost Polyols from Natural Oils. Paper 36, 1995および「Renewable raw materials--an important basis for urethane chemistry」: Urethane Technology: vol. 14, No. 2, Apr/May 1997, Crain Communications 1997、ＷＯ ０１／０４２２５、ＷＯ ０４０／９６８８２；ＷＯ ０４０／９６８８３；ＵＳ ６６８６４３５、ＵＳ ６４３３１２１、ＵＳ ４５０８８５３、ＵＳ ６１０７４０３、米国特許公開２００６００４１１５７および２００４０２４２９１０などに開示されている。
用語「天然油由来ポリオール」は、天然油に由来するＮＯＰ化合物を指すために本明細書では用いている。例えば、天然油またはそれらの単離物を化合物（空気または酸素から、アミンおよびアルコールをはじめとする有機化合物にわたる）と反応させる。多くの場合、天然油中の不飽和を、ヒドロキシル基に、またはポリオールが得られるようにヒドロキシル基を有する化合物を後に反応させることができる基に転化させる。そのような反応は、前の段落の参考文献の中で論じられている。
用語「ヒドロキシル数」は、ポリマー、特にポリオール、の組成物中のヒドロキシル部分の濃度を示す。ヒドロキシル数は、ｍｇ ＫＯＨ／（ポリオールのｇ）を表す。ヒドロキシル数は、ピリジンおよび無水酢酸でのアセチル化によって決定され、その結果は、ＫＯＨ溶液での２回の滴定間の差として得られる。従って、ヒドロキシル数は、アセチル化によって１グラムのポリオールと結合させることができる無水酢酸を中和するミリグラムでのＫＯＨの重量と定義することができる。より大きなヒドロキシル数は、組成物中のヒドロキシル部分のより高い濃度を示す。組成物のヒドロキシル数を決定する方法の説明は、当分野において周知のテキスト、例えば、Woods, G., The ICI Polvurethanes Book--2nd ed.（ICI Polyurethanes, Netherlands, 1990）の中で見つけることができる。
用語「第一ヒドロキシル基」は、付いている他の炭素が１個だけである炭素原子上のヒドロキシル基（−ＯＨ）（好ましくは、前記炭素原子には水素原子しか付いていない）（−ＣＨ2−ＯＨ）を意味する。
用語「硬化する」または「硬化した」は、粘弾性フォームに適用する場合、すべてのイソシアネート官能基が化学反応によって他の化学種に転化された状態を指す。
用語「官能価」、特に「ポリオール官能価」は、ポリオール中のヒドロキシル基の数を指す。
本明細書におけるすべての百分率、好ましい量または測定値、範囲およびそれらの終点は、包括的であり、すなわち、「約１０未満」は約１０を含む。「少なくとも」は、例えば、「〜より大きいまたは〜と等しい」と等価であり、したがって、「多くとも」は、例えば、「〜より小さいまたは〜と等しい」と等価である。本明細書における数は、示されているものより高い精度を有さない。従って、「１０５」は、少なくとも１０４．５から１０５．４９を含む。さらに、すべてのリストは、そのリストの２つまたはそれ以上の構成員の組み合わせを含む。「少なくとも」、「〜より大きい」、「〜より大きいまたは〜と等しい」とまたは同様に記載するパラメータから、「多くとも」、「〜までの」、「〜より小さい」、「〜より小さいまたは〜と等しい」とまたは同様に記載されているパラメータまでのすべての範囲は、それぞれのパラメータについて示されている好ましさの相対的な程度に関係なく、好ましい範囲である。従って、最も好ましい上限と併せて有利な下限を有する範囲が本発明の実施には好ましい。すべての量、比率、割合および他の測定値は、別様に述べていなければ重量によるものである。すべての百分率は、別様に述べていない限り、本発明の実施に従って全組成物に基づく重量パーセントを指す。別様に述べていない限り、またはそうでなければ不可能であると当業者に認識されない限り、本明細書に記載するプロセスの段階は、場合によっては、本明細書においてそれらの段階を論じている順序とは異なる順序で行われる。さらに、場合によっては、段階は、タイミングの点で別々に、同時にまたはオーバーラップさせて行われる。例えば、段階、例えば加熱および混合は、当分野では、多くの場合、タイミングの点で、別々であり、同時であり、または部分的にオーバーラップしている。別様に述べていない限り、望ましくない作用を生じさせ得る要素、材料または段階が、その作用を許容しがたい程に生じさせないような量または形態で存在するとき、それは本発明の実施においては実質的に存在しないとみなす。さらに、用語「許容しがたい」および「許容しがたく」は、商業的に有用であり得ることからの逸脱、与えられた状況で別様に有用であり得ることからの逸脱、または所定の範囲外であること（この範囲は、具体的な状況および用途に伴って変わり、作業明細書などの事前決定によって設定され得る）を指すために用いている。許容可能範囲は、装置、条件、用途および他の可変要因によって変わるが、それらを適用できるそれぞれの状況で過度の実験を伴わずにそれらを決定できることは、当業者には理解される。場合によっては、あるパラメータにおける変動またはずれが、別の望ましい結果を達成するために許容されることもある。
用語「含む（comprising）」は、「含む（including）」、「含有する」、または「によって特徴付けられる」と同義であり、包括的でありすなわちオープンエンドであり、追加の、列挙されていない要素、材料または段階を除外しない。用語「から本質的に成る」は、指定要素、材料または段階に加えて、要素、列挙されていない材料または段階が、主題の少なくとも１つの基本的なまたは新規の特徴に許容しがたい著しい影響を及ぼさない量で存在し得ることを示す。用語「から成る」は、述べられている要素、材料または段階のみが存在することを示す。
本発明は、少なくとも１種の天然油由来ポリオールおよび少なくとも１種のイソシアネートから製造される粘弾性フォームを含む。好適には、前記天然油由来ポリオールは、当業者が本発明の実施に従って使用して、粘弾性フォーム、好ましくは、その天然油由来ポリオールの代わりに同じ当量、同じ平均官能価および第一ヒドロキシル基の全ヒドロキシル基に対する同じ比率を有するポリエーテルポリオールを用いることを除いて同じ配合を用いて製造したフォームのものより大きな通気量を有する粘弾性フォーム、を製造することができるような任意の化合物である。これらの３つの特性について同じ値を有するポリエーテルポリオールと比較することは好ましいが、それぞれの特性、好ましくはそれらの特性の多くとも２つ、さらに好ましくはそれらの特性の多くとも１つに関して、好ましくは多くとも約５０％、さらに好ましくは多くとも約２５％、最も好ましくは多くとも約１０％の変動があるときには、通気量の比較が有意であると考えられる。有利には、前記天然油由来ポリオールは、分子１個につき、少なくとも約２．０個、好ましくは少なくとも約２．４個、さらに好ましくは少なくとも約２．７個、最も好ましくは少なくとも約３．０個で、好ましくは多くとも約１２個、さらに好ましくは多くとも約８個、最も好ましくは多くとも約６個のヒドロキシル基を有する。有利には、前記天然油由来ポリオールは、粘弾性であるフォームを形成するために少なくとも十分な当量を有し、これは、有利には少なくとも約２００、好ましくは少なくとも約３００、さらに好ましくは少なくとも約５００で、好ましくは多くとも約２０００、さらに好ましくは多くとも約１５００、最も好ましくは多くとも約１０００である。これらの好ましいヒドロキシル官能価、当量またはこれらの組み合わせを有する天然油由来ポリオールを、本発明の実施の際に単独でまたは従来のポリエーテルポリオールとのブレンドで適切に使用する。好ましくは、約２００より大きく、約７００より小さい当量を有するポリオールを、約１０００より大きく、約２５００より小さい当量のポリオールとのブレンドで使用する。ＷＯ ０４／０９６８８２およびＷＯ ０４／０９６８８３に開示されているポリオールが最も好ましい。これらは、活性水素を有する開始剤、例えばポリオールもしくはポリアミン、アミノアルコールまたはそれらの混合物と、不飽和脂肪酸またはエステルのヒドロホルミル化、それに続く、結果として生じたホルミル基の少なくとも一部の水素化のようなプロセスによって作製された植物油ベースのモノマーとの反応生成物である。このようなポリオールを、以後、「開始脂肪酸ポリエステルアルコール」と呼ぶ。これらの中で、さらに好ましいポリオールとしては、アルコキシル化された、好ましくはエトキシル化された、ポリヒドロキシ化合物、好ましくはグリセリン、スクロースまたはこれらの組み合わせで開始され、ならびに有利には少なくとも約４００、さらに好ましくは少なくとも約６００で、好ましくは多くとも約１０００、さらに好ましくは多くとも約８００の分子量を有するものが挙げられる。本発明の実施のための他のさらに好ましいポリオールとしては、Ｇｒｏｓｃｈ，Ｇ．Ｈ．ら、ＷＯ００１４０４５（Ａ１）（２０００年３月１６日）；Ｄａｖｉｄ Ｍ．Ｃａｓｐｅｒ、ＵＳ２００６００４１１５５（Ａ１）、２００４年８月２３日；Ｄａｖｉｄ Ｍ．ＣａｓｐｅｒおよびＴｒｅｖｏｒ Ｎｅｗｂｏｌｄ、ＵＳ２００６００４１１５６（Ａ１）；Ａｓｈｖｉｎ ＳｈａｈおよびＴｉｌａｋ Ｓｈａｈ、ＷＯ ０１０４２２５（Ａ１）、（２０００年７月１２日）；Ｒｏｎ ＨｅｒｒｉｎｇｔｏｎおよびＪｅｆｆｒｅｙ Ｍａｌｓａｍ、ＵＳ２００５００７０６２０（Ａ１）、（２００４年６月２５日）；Ｄｗｉｇｈｔ Ｅ．ＰｅｅｒｍａｎおよびＥｄｇａｒ Ｒ．Ｒｏｇｉｅｒ、ＥＰ１０６４９１（１９８３年９月６日）；ＵＳ４４９６４８７（１９８２年９月７日）；ＵＳ４４２３１６２（１９８３年１２月２７日）；およびＵＳ４５４３３６９（１９８４年１０月２６日）；Ｚｏｒａｎ Ｓ．Ｐｅｔｒｏｖｉｃら、ＵＳ２００６００４１１５７（Ａ１）、（２００５年６月２４日）のような参考文献に開示されているものが挙げられ、前記参考文献には、エポキシ化大豆油とアルコール、例えばメタノール、エタノールなど、との反応生成物、またはアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシドなど、とヒマシ油との反応生成物が教示されている。そのようなポリオールを、以後、「ヒマおよびダイズエポキシド生成物」と呼ぶ。アルキレンオキシドは、別の第二ヒドロキシルではなく脂肪酸の第二ヒドロキシルへのＥＯ付加からのエトキシド基に優先的に付加する。そのようなポリオールは、ＥＯの長い鎖と、残存第二アルコール基を有するばかりでなく粘弾性フォームを製造するために最適と考えられる、より高い当量とを有する。当分野の技術の範囲内の複合金属シアン化物触媒および他の触媒を使用して、第二アルコール基への付加率を改善する。そのようなポリオールを、以後、「第二アルコールアルコキシル化生成物」と呼ぶ。場合によっては、天然油由来ポリオールのいずれかを、エポキシド、好ましくはアルキレンオキシド、さらに好ましくはエチレンオキシドまたはプロピレンオキシド、でアルコキシル化して、分子量を増加させる。
本発明の実施の際に好ましい開始脂肪酸ポリエステルアルコールを製造する場合、ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、１２から２６個の炭素原子を有するヒドロキシメチル基含有脂肪酸またはそうしたヒドロキシルメチル化脂肪酸のエステルと、分子１個あたり平均で少なくとも２０個のヒドロキシル、第一アミンおよび／または第二アミン基を有するポリオール、ヒドロキシルアミンまたはポリアミン開始剤化合物とを反応させることによって、従来どおり作製する。出発原料の割合および反応条件は、結果として生じるヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、開始剤化合物中のヒドロキシル、第一アミンおよび第二アミン基それぞれについてヒドロキシメチル含有脂肪酸またはそのエステルに由来する繰り返し単位を平均で少なくとも１．３個有するように、ならびにそのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが少なくとも４００から約１５，０００までの当量を有するように、選択する。有利には、前記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、下記の平均構造（構造１）を有する化合物の混合物である。
［Ｈ−Ｘ］(n-p)−Ｒ−［Ｘ−Ｚ］p （Ｉ）
式中、Ｒは、ｎ個のヒドロキシルおよび／または第一もしくは第二アミン基を有する開始剤化合物の残基であり、この場合、ｎは、少なくとも２であり；それぞれのＸは、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−または−ＮＲ’−であり、この場合、Ｒ’は、不活性置換されているアルキル、アリール、シクロアルキルまたはアラルキル基であり；ｐは、ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオール分子１個あたりの［Ｘ−Ｚ］基の平均数を表す１からｎの数であり；Ｚは、脂肪酸の残基を含む線状または分岐鎖である。「不活性置換されている」基は、イソシアネート基と反応しない、およびヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールの作製中に副反応に別様に関与しない基である。そのような不活性置換基の例としては、アリール、シクロアルキル、シリル、ハロゲン（特に、フッ素、塩素または臭素）、ニトロ、エーテル、エステルなどが挙げられる。
式Ｉ中、ｎは、好ましくは２から８、さらに好ましくは２から６、さらにいっそう好ましくは２から５、およびとりわけ約３から５である。それぞれのＸは、好ましくは−Ｏ−である。ヒドロキシメチル化ポリオール分子１個あたりの脂肪酸残基の総平均数は、好ましくはｎの値の少なくとも１．５倍、例えば、ｎの値の約１．５から約１０倍、ｎの値の約２から約１０倍、またはｎの値の約２から約５倍である。
構造式Ｉのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、少なくとも１つの構成脂肪酸鎖中に１つまたはそれ以上の炭素−炭素二重結合を含有する植物または動物脂肪から多段プロセスで作製することができる。適する脂肪としては、例えば、にわとり脂肪、カノーラ油、柑橘類種子油、カカオ脂、コーン油、綿実油、ラード、亜麻仁油、オート麦油、オリーブ油、パーム油、落花生油、菜種油、米ぬか油、紅花油、ごま油、大豆油、ひまわり油または牛脂が挙げられる。
適便には、前記植物または動物脂肪を、先ず、低級アルカノール、とりわけメタノールまたはエタノール、とのトランスエステル化反応に付して、構成脂肪酸のアルキルエステルを生成する。所望される場合には、結果として生じたアルキルエステルを対応する脂肪酸に加水分解してもよいが、この段階は、通常、必要なく、望ましくない。好都合には、それらのアルキルエステル（または脂肪酸）を、一酸化炭素および水素との反応によってヒドロホルミル化する。これによって、脂肪酸鎖の炭素−炭素不飽和部位に−ＣＨＯ基が導入される。適するヒドロホルミル化法は、例えば米国特許第４，７３１，４８６号および４，６３３，０２１号に、ならびに２００３年４月２５日出願の米国特許仮出願６０／４６５，６６３に記載されており、すべて本明細書に参照として組み込まれている。一部の脂肪酸基は、多数の炭素−炭素二重結合部位を含有する。そのような場合、ヒドロホルミル化反応によってそれらの二重結合部位のすべてに−ＣＨＯ基が導入されないことがある。その後の水素化段階によって、残存炭素−炭素結合を水素化して本質的にすべての炭素−炭素不飽和を除去しながら、それらの−ＣＨＯ基をヒドロキシメチル（−ＣＨ2ＯＨ）に転化させる。その後、結果として生じたヒドロメチル化脂肪酸混合物を開始剤化合物と反応させ、水または低級アルカノールを除去して、ポリエステルポリオールを形成する。
前記開始剤は、２個またはそれ以上のヒドロキシル、第一アミンまたは第二アミン基を含有し、ポリオール、アルカノールまたはポリアミンであり得る。特に興味深い開始剤はポリオールである。分子１個あたり２から８個、とりわけ２から４個のヒドロキシル基を有し、約１５０から３０００、とりわけ２００から１０００の分子量を有するエチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシドのポリマーをはじめとするポリエーテルポリオール開始剤は、有用である。
上述のプロセスで製造されたヒドロキシメチル含有脂肪酸は、ヒドロキシメチル基を有さない材料と、１、２または３個のヒドロキシメチル基を有する材料との混合物である傾向がある。２および３個のヒドロキシメチル基を有する材料の割合は、２つおよび３つの炭素−炭素二重結合を含有する出発脂肪酸（またはアルキルエステル）の割合より、一般には多少低い。ヒドロホルミル化反応は、ストリンジェントな反応条件を用いない限り、すべての炭素−炭素二重結合にわたって起こらないことが多いからである。一般に、ヒドロホルミル化されない炭素−炭素二重結合が水素化されることとなる。
そのようなヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールを製造する方法は、ＷＯ２００４／０９６８８２に記載されている。
そのようにして製造されたヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、一般に、多少の未反応開始剤化合物を含有し、および未反応ヒドロキシメチル化脂肪酸（またはエステル）を含有することもある。開始剤化合物は、脂肪酸（またはエステル）と一官能価的または二官能価的にしか反応しないことが多く、結果として生じるポリエステルポリオールは、その開始剤化合物の残基に直接結合している遊離ヒドロキシルまたはアミノ基を含有することが多い。
場合によっては、前記天然油由来ポリオールを、天然油由来ポリオールとは異なるポリオール、例えば、ポリウレタンフォーム、とりわけ粘弾性フォーム、の形成に一般に使用されるポリエーテルポリオール（以後、従来のポリオールまたは追加のポリオールと呼ぶ）と共に使用する。粘弾性フォームを製造するために、前記従来のポリオールは、有利には、分子１個につき約２．５から約６個のヒドロキシル基の官能価、および約２００から約１０００の当量を有する。これらのポリオールは、好ましくは、少なくとも約６００、好ましくは少なくとも約６５０から、多くとも約４５００、さらに好ましくは多くとも約３０００の分子量を有する。ここでのポリオール分子量は、すべて、数平均分子量である。前記ポリオールは、１つまたはそれ以上のアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび１，２−ブチレンオキシド、またはそのようなアルキレンオキシドの混合物のポリマーであり得る。好ましいポリエーテルは、ポリプロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドの混合物のポリマーである。前記追加のポリオールは、ポリエステルポリオールであってもよい。これらのポリエステルポリオールは、ポリオール、好ましくはジオール、と、ポリカルボン酸またはそれらの無水物、好ましくはジカルボン酸またはジカルボン酸無水物、との反応生成物を含む。前記ポリカルボン酸または無水物は、脂肪族、脂環式、芳香族および／または複素環式のものであってよく、ならびにハロゲン原子などで置換されていてもよい。前記ポリカルボン酸は、不飽和であってもよい。これらのポリカルボン酸の例としては、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸およびフマル酸が挙げられる。前記ポリエステルポリオールの製造に使用されるポリオールは、好ましくは１５０またはそれ以下の当量を有し、それらとしては、エチレングリコール、１，２−および１，３−プロピレングリコール、１，４−および２，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、キニトール、マンニトール、ソルビトール、メチルグリコシド、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコールなどが挙げられる。Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって商品名「Ｔｏｎｅ」で販売されているものなどのポリカプロラクトンポリオールも有用である。いずれの従来のポリオールも好適に使用されるが、好ましいポリオールは、脂肪族ポリオール、さらに好ましくはポリエステルポリオール、さらに好ましくはポリエーテルポリオールであるものである。
粘弾性フォームの製造には多くのアプローチがある。前記天然油由来ポリオールは、当分野の技術の範囲内の方法のいずれにおいても好適に使用される。１つの一般的な実施形態では、平均で約３個の官能基から約６個のヒドロキシル基および約３０００から約４５００の分子量を有する少なくとも１種のより高い分子量（ＭＷ）のポリオールを、分子１個につき約２から約３個のヒドロキシル基および約４５０から約８００の分子量を有する少なくとも１種のより小さい分子量のポリオールと共に使用する。もう１つの実施形態では、分子１個につき約３個のヒドロキシル基および約１０００の分子量を有する少なくとも１種の中等度の分子量ポリオールを使用する。前記天然油由来ポリオールは、より高い、より低いもしくは中等度の分子量のポリオールとして単独で、または別の天然油由来ポリオールもしくは前に説明したような従来のポリオールとの混合物で、好適に使用される。それぞれの天然油由来ポリオールは、場合により、すべて第一級のヒドロキシル基、またはすべて第二級のヒドロキシル基、または第一ヒドロキシル基と第二ヒドロキシル基の組み合わせを有する。前記天然油由来ポリオールを少なくとも１種の従来のポリオールと併用するとき、それは、すべて第一級のヒドロキシル基、またはすべて第二級のヒドロキシル基、または第一ヒドロキシル基と第二ヒドロキシル基の組み合わせを適切に有する。好ましくは、本発明の実施の際、ポリオールブレンド中の少なくとも１種のポリオール（これは、前記天然油由来ポリオールである場合もあり、または従来のポリオールである場合もある）は、第一ヒドロキシル基を有し、さらに好ましくは、少なくとも１種のポリオールのヒドロキシル基の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも５０％、最も好ましくはすべてが、第一ヒドロキシル基である。
本発明のために、本発明の粘弾性フォームを製造するために使用するポリオールまたはポリオールの組み合わせを、天然油由来ポリオール組成物と呼ぶ。天然油由来ポリオール組成物中の天然油由来ポリオールは、存在するポリオールの総重量（ｐｐｈｐ全ポリオールにも相当する）に基づいて、有利には少なくとも約１、さらに有利には少なくとも約１０、好ましくは少なくとも約２０、さらに好ましくは少なくとも約３０、最も好ましくは少なくとも約５０重量パーセントで、多くとも約１００、さらに有利には多くとも約９０、好ましくは多くとも約８０、さらに好ましくは多くとも約７５、最も好ましくは多くとも約７０重量パーセントが少なくとも１種の天然油由来ポリオールまたは天然油由来ポリオールの組み合わせである。
前記天然油由来ポリオール組成物を、分子１個につき平均で１．８個またはそれ以上のイソシアネート基を有する少なくとも１種のイソシアネートと反応させる。前記イソシアネート官能価は、好ましくは少なくとも約１．９で、好ましくは多くとも約４、多くとも約３．５、最も好ましくは多くとも約２．５である。生成物ポリウレタンに付与される特性に基づいて、一般には芳香族ポリイソシアネートが好ましい。例示的ポリイソシアネートとしては、例えば、ｍ−フェニレンジイソシアネート、２，４−および／または２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の様々な異性体、ならびに２個より多くのイソシアネート基を有するポリイソシアネート、好ましくは、ＭＤＩおよびＭＤＩの誘導体、例えばビウレット修飾「液体」ＭＤＩ生成物および高分子量ＭＤＩ（ＰＭＤＩ）、ならびにＴＤＩの２，４−および２，６−異性体（後者が本明細書の実施に最も好ましい）が挙げられる。一般に、粘弾性フォームには２，４異性体と２，６ＴＤＩ異性体の６５／３５重量パーセント混合物が使用されるが、２，４異性体と２，６ＴＤＩ異性体の８０／２０重量パーセント混合物も本発明の実施には有用であり、入手可能性に基づき好ましい。本発明のフォームを製造するために、他の好ましいイソシアネートとしては、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）およびまたはその高分子形（ＰＭＤＩ）が挙げられる。
前記天然油由来ポリオール組成物、およびイソシアネートに加えて、本発明のフォームを製造するために使用される組成物中に水を使用する。この水は、フォームの発泡を達成するためにおよびイソシアネートとの反応によって尿素セグメント（ハードセグメント）を作るために使用される。スラブストックポリウレタンフォームは、一般に、１００重量部の全ポリオールにつき（ｐｐｈｐ）約２．５から約６重量部の量の水を利用するが、本発明の粘弾性フォームは、ポリオール成分の全重量の百分率（ｐｐｈｐ）として計算して、有利には少なくとも約０．５、好ましくは少なくとも約０．６、さらに好ましくは少なくとも約０．８、最も好ましくは少なくとも約１．０重量パーセント、およびポリオール成分の全重量に基づいて有利には多くとも約２．５、好ましくは多くとも約２．０、さらに好ましくは多くとも１．８、最も好ましくは多くとも約１．５ｐｐｈｐの水を利用する。場合によっては、前記発泡反応または密度制御は、他の発泡剤、例えば炭化水素（例えば、シクロ、イソもしくはｎ−ペンタン）またはヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、および他の揮発性分子（ガス状または液体）と水を併用することによって達成する。
全オポリオールおよび水に対する割合でのイソシアネートの量は、イソシアネート指数によって示される。本発明の粘弾性フォームにおいて、ＴＤＩまたはＭＤＩを使用するとき、そのイソシアネート指数は、好ましくは少なくとも約８０、さらに好ましくは少なくとも約８５、最も好ましくは少なくとも約９０で、多くとも約１１０、さらに好ましくは多くとも１０５、最も好ましくは多くとも約１００である。ｐＭＤＩを使用するとき、そのイソシアネート指数は、有利には少なくとも約６５、好ましくは少なくとも約７０、さらに好ましくは少なくとも約８０、最も好ましくは少なくとも約８５で、好ましくは多くとも約１００、さらに好ましくは多くとも約９５、最も好ましくは多くとも約９０である。イソシアネートのブレンドの場合、併せたイソシアネート指数は、有利には少なくとも約７０、さらに有利には少なくとも約７５、好ましくは少なくとも約８０、さらに好ましくは少なくとも約８５、最も好ましくは少なくとも約９０で、有利には多くとも約１１０、さらに有利には多くとも約１０５、好ましくは多くとも約１００、さらに好ましくは多くとも約９５、最も好ましくは多くとも約９０である。
少なくとも１種の天然油由来ポリオール組成物と少なくとも１種のイソシアネートを、１種またはそれ以上の触媒の存在下で互いに反応させる。一般に、ウレタンフォームの形成には、ポリオール−イソシアネート（ゲル化）反応を触媒することができる少なくとも１種の触媒、もしくは水−イソシアネート（発泡）反応（水を発泡剤として使用するとき）を触媒することができる少なくとも１種の触媒、またはその両方を利用する。水発泡フォームを製造する際、発泡反応に好適な少なくとも１種の触媒とゲル化反応に好適な少なくとも１種の触媒の混合物、または両方に好適な１種の触媒を一般に使用する。これらを、その配合物を発泡させるためにおよび好ましくはそのフォーム中の気泡の多くを開放させるために十分な発泡を達成しながら、望ましい気泡構造を維持するために十分なゲル化（粘性）を達成するように均衡させる。粘弾性フォームを製造する際、錫触媒、例えばジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）が一般に使用される。驚くべきことに、本発明の実施では、ＤＢＴＤＬは有用であるが、第一錫オクトアート（ＳＯ）も好ましい錫触媒であり、一部の実施形態ではより好ましい。アミンポリオールの組み合わせを使用する粘弾性フォームの製造も一般的であり、この組み合わせは本発明の実施に有用であるが、本発明の実施の際、発泡反応を促進する単一アミン触媒の使用が、最終フォーム製品の悪臭を低減するために、および前記フォーム製品を製造するための配合物を単純にするために好ましい。
多種多様な材料がポリウレタン形成反応を触媒することは公知であり、それらとしては、第三アミン；ｔ−ホスフィン、例えば、トリアルキルホスフィンおよびジアルキルベンジルホスフィン；様々な金属キレート、例えば、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、エチルアセトアセテートなどと、金属、例えばＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉから得ることができるもの；強酸の酸金属塩、例えば、塩化第二鉄、塩化第二錫、塩化第一錫、三塩化アンチモン、硝酸ビスマスおよび塩化ビスマス；強塩基、例えば、アルカリおよびアルカリ土類金属水酸化物、アルコキシドおよびフェノキシド、様々な金属アルコラートおよびフェノラート、例えば、Ｔｉ（ＯＲ）4、Ｓｎ（ＯＲ）4およびＡｌ（ＯＲ）4（この場合、Ｒは、アルキルまたはアリールである）、ならびに前記アルコラートとカルボン酸、ベータ−ジケトンおよび２−（Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノ）アルコールの反応生成物；アルカリ土類金属、Ｂｉ、Ｐｂ、ＳｎまたはＡｌカルボン酸塩；ならびに四価錫化合物、および三または五価ビスマス、アンチモンまたは砒素化合物が挙げられる。好ましい触媒としては、第三アミン触媒および有機錫触媒が挙げられる。市販されている第三アミン触媒の例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，４−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、１，４−ジアゾビシクロ−２，２，２−オクタン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、トリエチレンジアミンおよびジメチルアルキルアミン（この場合のアルキル基は、４から１８個の炭素原子を含有する）が挙げられる。これらの第三アミン触媒の混合物を使用することが多い。市販されているアミン触媒の例としては、Ｎｉａｘ（商標）Ａ１およびＮｉａｘ（商標）Ａ９９（ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手できる、プロピレングリコール中のビス（ジメチルアミノエチル）エーテル）、Ｎｉａｘ（商標）Ｂ９（ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手できる、ポリアルキレンオキシドポリオール中のＮ，Ｎ−ジメチルピペラジンおよびＮ−Ｎ−ジメチルヘキサデシルアミン）、Ｄａｂｃｏ（商標）８２６４（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる、ジプロピレングリコール中のビス（ジメチルアミノエチル）エーテルとトリエチレンジアミンとジメチルヒドロキシエチルアミンの混合物）、およびＤａｂｃｏ（商標）３３ＬＶ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる、ジプロピレングリコール中のトリエチレンジアミン）、Ｎｉａｘ（商標）Ａ−４００（ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手できる、水および有標ヒドロキシル化合物中の有標第三アミン／カルボン酸塩およびビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル）；Ｎｉａｘ（商標）Ａ−３００（ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手できる、水中の有標第三アミン／カルボン酸塩およびトリエチレンジアミン）；Ｐｏｌｙｃａｔ（商標）５８（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる、有標アミン触媒）、Ｐｏｌｙｃａｔ（商標）５（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる、ペンタメチルジエチレントリアミン）およびＰｏｌｙｃａｔ（商標）８（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロへキシルアミン）が挙げられる。
有機錫触媒の例は、塩化第二錫、塩化第一錫、第一錫オクトアート、オレイン酸第一錫、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、式ＳｎＲｎ（ＯＲ）4-nの他の有機錫化合物（この式中、Ｒは、アルキルまたはアリールであり、ならびにｎは、０から２である）などである。一般に、有機錫触媒は、使用されるとしても、１種またはそれ以上の第三アミン触媒と共に使用される。対象となる市販の有機錫触媒としては、Ｄａｂｃｏ（商標）Ｔ−９およびＴ−９５触媒（両方とも、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手できる第一錫オクトアート）が挙げられる。
触媒は、一般に、少量で使用し、例えば、それぞれの触媒は、前記天然油由来ポリオール組成物の約０．００１５から約５重量％で利用する。この量は、触媒または触媒の混合物、特定の装置についてのゲル化反応と発泡反応の望ましいバランス、ポリオールとイソシアネートの反応性、ならびに当業者によく知られている他の要因に依存する。
多くの場合、有利には、ＶＥフォーム配合物に、それが発泡および硬化するときのフォームの安定化を助長するために、界面活性剤が含まれる。界面活性剤の例としては、非イオン性界面活性剤および湿潤剤、例えば、プロピレンオキシドそして次にエチレンオキシドをプロピレングリコールに逐次的に添加することによって調製されたもの、固体または液体有機シリコーン、および長鎖アルコールのポリエチレングリコールエーテルが挙げられる。イオン性界面活性剤、例えば、長鎖アルキル酸硫酸エステル、アルキルスルホン酸エステルおよびアルキルアリールスルホン酸の第三アミンまたはアルキロールアミン塩も使用することができる。プロピレンオキシドそして次にエチレンオキシドをプロピレングリコールに逐次的に添加することによって調製された界面活性剤が好ましく、固体または液体有機シリコーンも好ましく、これらが最も好ましい。有用な有機シリコーン界面活性剤の例としては、市販のポリシロキサン／ポリエーテルコポリマー、例えば、Ｔｅｇｏｓｔａｂ（Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．の商標）Ｂ−８４６２およびＢ−８４０４、ならびにＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから入手できるＤＣ−１９８およびＣＤ−５０４３界面活性剤、ならびにＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｉｌｉｃｏｎｅｓからのＮｉａｘ（商標）６２７界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の量は、特定の界面活性剤の界面活性、およびフォーム気泡構造を安定化または開放するその能力、ならびにポリオールの混合物の反応性、表面張力および粘度によって変わるが、一般には、ポリオールの総重量に基づき約０．００１５ｐｐｈｐと３ｐｐｈｐの間の量で使用する。
前記発泡性組成物は、連鎖延長剤または架橋剤を含有することがあるが、それらの使用は一般に好ましくなく、これらの材料は、存在するにしても、一般には少量（例えば、１００重量部のポリオールまたはポリオール混合物あたり１０重量部まで、とりわけ２重量部まで）である。連鎖延長剤は、正確に２個のイソシアネート反応性基／分子を有する材料であり、これに対して架橋剤は、平均で２個より多いイソシアネート反応性基／分子を含有する。いずれの場合も、イソシアネート反応性基１個あたりの当量は、約３０から約１２５の範囲であり得るが、好ましくは３０から７５である。前記イソシアネート反応性基は、好ましくは、脂肪族アルコール、第一アミンまたは第二アミン基であり、脂肪族アルコール基が特に好ましい。連鎖延長剤および架橋剤の例としては、アルキレングリコール、例えば、エチレングリコール、１，２−または１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど；グリコールエーテル、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールなど；シクロヘキサンジメタノール；グリセリン；トリメチロールプロパン；トリエタノールアミン；ジエタノールアミンなどが挙げられる。
前記発泡性ポリウレタン組成物に含まれる追加の発泡剤（水以外）がない、故意量に満たない、または好ましくは約０．５ｐｐｈｐ未満であるほうが好ましいが、追加の物理的または化学的発泡剤を含むことは、本発明の範囲内である。物理的発泡剤の中には、ＣＯ2および様々な炭化水素、フルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、クロロカーボン（例えば、塩化メチレン）、クロロフルオロカーボンおよびヒドロクロロフルオロカーボン、ケトン、例えば、メチル；エチルケトンまたはアセトン、およびエステル、例えば、ギ酸メチルなどがある。化学的発泡剤は、高温で分解または（イソシアネート基以外と）反応して、二酸化炭素および／または窒素を生成する材料である。
本発明の粘弾性フォームを製造するために使用する組成物は、ポリウレタンポリマーの製造のための当分野において一般に公知の任意の添加剤を場合によっては含む。一定範囲の添加剤、例えば、界面活性剤、気泡開放剤、着色剤、フィラー、支持力強化用添加剤、例えばコポリマーポリオール、内部用離型剤、静電防止剤、抗菌剤、可燃性を低下させるための添加剤、分散剤、および当業者に公知の他の添加剤、のいずれもが本発明の範囲内で有用である。
本発明の実施に従って粘弾性フォームを作るための組成物での使用に適する添加剤の中には、２００６年８月１０日出願の米国特許同時係属出願６０／８３６，８１０およびその孫出願（２００７年８月３日出願の「METHOD FOR PREPARING VISCOELASTIC POLYURETHANE FOAM」と題するＰＣＴ／ＵＳ０７／１７４１９（代理人ドケット番号６４８０９））において教示されている加工性を改善するための添加剤がある。この出願は、法律によって許される最大限に本明細書に組み込まれている。前記添加剤は、前記触媒またはその組み合わせとは異なる少なくとも１種の化合物であり、少なくとも１種の（ｅ１）カルボン酸のアルカリ金属または遷移金属塩、（ｅ２）１，３，５−トリスアルキル−または１，３，５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル）−ヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン化合物；および（ｅ３）第四アンモニウム化合物のカルボン酸塩から選択される。タイプ（ｅ１）の添加剤は、場合によっては、モノまたはポリカルボン酸の塩である。好ましくは、それは、水溶性であるか、本発明の実施の際に使用される少なくとも１種のポリオールに可溶性である。タイプ（ｅ１）の添加剤は、好ましくは、Ｃ2-24モノカルボン酸の塩、特に、Ｃ2-18モノカルボン酸の塩、およびとりわけ、Ｃ2-18カルボン酸と金属、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、亜鉛、銅、ニッケル、銀などの塩である。具体的な例としては、酢酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸カリウム、ヘキサン酸ナトリウム、オクタン酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、オクタン酸亜鉛、オクタン酸ニッケルなどが挙げられる。あるいは、タイプ（ｅ１）添加剤は、好ましくは、カルボキシル官能性有機ポリマー、例えば、アクリル酸ポリマーまたはコポリマー、の塩である。タイプ（ｅ２）添加剤の例は、１，３，５−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−ｓ−トリアジンである。タイプ（ｅ３）添加剤は、場合によっては、モノまたはポリカルボン酸の第四アンモニウム塩である。好ましくは、それは、水溶性であるか、本発明の実施の際に使用される少なくとも１つのポリオールに可溶性である。１つの実施形態において、好ましい（ｅ３）添加剤は、Ｃ1-12モノカルボン酸の塩、とりわけ、Ｃ2-12モノカルボン酸の塩、例えば、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムカルボン酸塩である。もう１つの実施形態において、好ましいタイプ（ｅ３）添加剤は、（ｅ１）添加剤に関して説明したようなカルボキシル官能性有機ポリマーの第四アンモニウム塩である。そのような添加剤は、１００重量部のポリオールまたはポリオール混合物あたり、好ましくは約０．０１から１．０、さらに好ましくは０．０１から０．５、最も好ましくは０．０２５から０．２５重量部の量で使用する。一部のケースでは、例えば、（ｅ１）または（ｅ３）添加剤がカルボキシル官能性有機ポリマーに基づくとき、場合によっては、より多い量の添加剤を使用し、このケースでの前記添加剤の量は、場合により、１００重量部のポリオールまたはポリオール混合物あたり、好ましくは２５重量部ほどであり、さらに好ましくは１０重量部までであり、および最も好ましくは５重量部までである。前記添加剤は、その反応混合物の少なくとも１種の他の成分に溶解し、好ましくは水、任意のポリオール、触媒、界面活性剤、架橋剤もしくは連鎖延長剤、または非反応性溶剤に溶解する。イソシアネートへの溶解は、通常、最も好ましくない。
天然油由来ポリオール組成物からポリウレタンを作る際、その天然油由来ポリオール組成物を適切な添加剤、例えば、発泡剤、乾燥剤、フィラー、顔料、触媒などまたはそれらの組み合わせとブレンドして、配合ポリオールを製造することができる。前に論じたイソシアネート指数に相当するイソシアネート量を添加し、ポリオールと共に攪拌する。発泡が停止するまで、そのポリオール／イソシアネート混合物を真空下で維持し、その後、金型に注入する。結果として生じたポリウレタンフォームは、室温でまたはより高い温度で硬化させることができる。
１つの実施形態において、粘弾性フォームを作るためのプロセスは、（ａ）少なくとも１種の天然油由来ポリオールおよび水を含む天然油由来ポリオール組成物を作る段階と；（ｂ）少なくとも１種のゲル化触媒および少なくとも１種の発泡触媒と前記天然油由来ポリオール組成物とを混合して、触媒ポリオール混合物を作る段階と；（ｃ）ｐＭＤＩの場合は少なくとも約６５および多くとも９５、あるいはそのイソシアネートがＴＤＩもしくはＭＤＩまたはそれらの混合物であるときには少なくとも８０および多くとも１０５、のイソシアネート指数に相当する量でイソシアネートを供給する段階と；（ｃ）前記イソシアネートと前記触媒ポリオール混合物とを混合する段階と、を含む。場合により、これらの段階を同時にまたは任意の順序で行う。場合により、追加の成分、例えば発泡助剤も添加する。説明したようなプロセスは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールと他のポリオールを混合して天然油由来ポリオール組成物を作る段階を含むが、天然油由来ポリオール組成物に少なくとも１種の天然油由来ポリオールを添加剤として添加する段階も含むことに留意しなければならない。
ＶＥフォームは、いわゆるスラブストックプロセスで、または様々な成形プロセスによって作製することができる。スラブストックプロセスは、最も興味深い。スラブストックプロセスでは、それらの成分を混合し、トラフまたは他の領域に注入し、そこでその配合物は反応し、少なくとも１方向に自由に発泡し、硬化する。スラブストックプロセスは、一般に、商業規模で連続的に運転されるが、不連続またはボックスフォームプロセスで運転されることもある。
スラブストックプロセスでは、様々な成分を個々に、または様々な部分的組み合わせ（subcombination）で、混合ヘッドに導入し、そこでそれらを混合し、計量分配する。混合前の成分温度は、一般に、１５から３５℃の範囲内である。一般には、熱をかけずともその計量分配混合物は発泡し、硬化する。スラブストックプロセスでは、反応混合物が自由にまたは最小限の拘束（例えば、カバーシートまたはフィルムの重量のために掛けられることがある拘束）下で発泡する。あるいは、粘弾性フォームを製造するための成分を、同時に、例えば、スラブストックフォームの連続製造用に設計された装置、例えばＭａｘｆｏａｍ ｍａｃｈｉｎｅで、または当分野における技術の範囲内の他の方法、例えばＦｏａｍｅｘ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手できる、１９９５年１０月のＩｎｓｉｇｈｔ ９５ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅにおいて提出された「Polyurethane Foam: Polymers' Cinderella Product」にＨｅｂｎｅｒが記載しているもので、併せることができる。そのようなプロセスは、発泡助剤、例えばＣＯ2の噴射を場合によっては利用する、高圧噴射ヘッド技術を用いて実行することができ、または低圧噴射システムでのインライン成分混合で実行することもできる。両方の技術が当業者に公知である。反応混合物を密閉金型に導入し、そこでそれが発泡し、硬化することによる成形プロセスで、ＶＥフォームを製造することもできる。他のプロセス、例えば、手動スプレー装置の使用によりまたはロボット式フォームスプレー装置、例えば、自動車の車内に騒音減衰用フォームをスプレーするために使用されるタイプ、により発泡混合物を基材に向かって空間にスプレーするスプレーフォーム技術を用いることもできる。加えて、フォームを減圧下で製造して、大気圧で同じ配合物を用いて得ることができるものより低い密度で低い硬度を有するフォームを製造する、変圧発泡（ＶＰＦ）などのプロセスを用いてもよい。あるいは、ＶＰＦプロセスを上昇圧下で行って、大気圧で同じ配合物を用いて得ることができるものより高い硬度を有する高密度のフォームを得ることもできる。
有利なことに、本発明の粘弾性フォームは、粘弾性ポリウレタンフォームでは滅多に観察されない特性を有する。ポリエーテルポリオールから作られる典型的な粘弾性ポリウレタンが、約０．１ｓｃｆｍ（０．０５Ｌ／秒）から約１．０ｓｃｆｍ（０．４７Ｌ／秒）の通気量値を有するのに対し、本発明のフォームは、天然油由来ポリオールの代わりにほぼ同じ官能価、当量、および第一ヒドロキシル官能価の第二ヒドロキシル官能価に対する比率の少なくとも１種のポリエーテルポリオールが用いることを除いて同じ組成のフォーム（以後、比較フォームと呼ぶ）より、大きい通気量値を有することが観察される。天然油由来ポリオール組成物を使用して作られる本発明のフォームは、比較フォームのものより、好ましくは少なくとも約１００、さらに好ましくは少なくとも約２００、最も好ましくは少なくとも約３００パーセント大きい通気量を有する。本発明の粘弾性フォームの通気量は、有利には少なくとも約０．５、さらに有利には少なくとも約０．６、好ましくは少なくとも約０．８．さらに好ましくは少なくとも約１．０、最も好ましくは少なくとも約１．２Ｌ／秒である。有利なことに、この通気量改善は、通気量を増加させるために用いられる機械的網状化を伴わず、およびコポリマーポリオールの使用を伴わずに達成される。しかし、比較のために使用するフォームにおいても同機械的網状化、コポリマーポリオール、または両方が用いられるとき、場合によっては一方または両方を用いる。
大気圧で作られたＴＤＩをイソシアネートとして用いて９０の指数で製造される、約０．１０Ｌ／秒より大きい通気量および４．０ ｌｂ／ｆｔ3（６４ｋｇ／ｍ3）の密度を有するポリエーテルポリオールから作られる典型的な粘弾性ポリウレタンフォームが、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４試験Ｂ1に概説されているような６５％押込力たわみ（ＩＦＤ）によって判断して、約８．０ ｌｂｆ（３６Ｎ）から約８．５ ｌｂｆ（３８Ｎ）の硬度値を有するのに対し、本発明のフォームは、天然油由来ポリオールの代わりにほぼ同じ官能価、当量、および第一ヒドロキシル官能価の第二ヒドロキシル官能価に対する比率の少なくとも１つのポリエーテルポリオールが用いることを除いて同じ組成のフォーム（以後、比較フォームと呼ぶ）より、大きい硬度値を有することが観察される。天然油由来ポリオール組成物を使用して、大気圧で、ＴＤＩをイソシアネートとして用いて９０の指数で製造される、３．２から３．５ ｌｂ／ｆｔ3（５１から５６ｋｇ／ｍ3）の密度で作られる本発明のフォームは、比較フォームのものより、少なくとも約５０、さらに好ましくは少なくとも約１００、最も好ましくは少なくとも約２００パーセント大きい通気量を有する。本発明の粘弾性フォームの硬度は、有利には少なくとも約９．０ ｌｂｆ（４０Ｎ）、さらに有利には少なくとも約１１ ｌｂｆ（４９Ｎ）、好ましくは少なくとも約１５ ｌｂｆ（６７Ｎ）、さらに好ましくは少なくとも約１８ ｌｂｆ（８０Ｎ）、最も好ましくは少なくとも約２０ ｌｂｆ（８９Ｎ）であり、従って、約４０から約８５ｋｇ／ｍ3の一般的な密度の粘弾性フォームの場合、本発明の実施は、有利には少なくとも約３０Ｎ、さらに有利には少なくとも約４５Ｎ、好ましくは少なくとも約６０Ｎ、さらに好ましくは少なくとも約７５Ｎ、最も好ましくは少なくとも約９０Ｎの、６５％ＩＦＤによって示される硬度を有するフォームを生じさせ、特にこの場合、密度の高いフォームのほうが、密度の低いフォームより高い硬度を有する。一般に、好ましい硬度に制限はないが、枕などの特定の用途については、望ましい硬度に制約がある場合もあることは理解される。本発明の実施の際、とりわけ８０から８５ｋｇ／ｍ3のような高い密度のフォームの場合、硬度が９０Ｎをはるかに超えることがあることも、当業者には理解される。
本発明の粘弾性フォームは、既存の粘弾性フォームの使用目的、例えば、コンフォート用途、例えば座席用、吸音用、振動減衰用およびこれらの組み合わせのためのマットレス、枕およびクッション材料、のいずれにも有用である。加えて、本発明のフォームは、様々な包装およびクッション材料用途、例えば、マットレス、包装、バンパーパッド、スポーツ用具、医療器具、ヘルメットライナー、操縦席、耳栓、ならびに様々な騒音および振動減衰用途において有用である。
本発明の目的および利点を図によってさらに説明する。
図１は、本発明のフォームの特性および天然油由来ポリオール組成物を使用せずに製造した比較フォームの特性の円グラフである。図１では、下記実施例４に対応するフォームの特性を、下記比較サンプル（ＣＳ）Ｂに対応するフォームの特性と比較する。図１において、実施例４のフォームは、ＣＳ Ｂのものと同様の指数で作ったものであり、ＣＳ Ｂのものより多少低い密度およびＣＳ Ｂのものとほぼ同じ伸び率を有する。他の点では、通気量、引張、引裂、反発弾性、ＩＦＤ６５％の改善と、低減された圧縮永久歪９０％を示す。
図２は、図１におけるフォームとは異なる本発明のフォームの特性と、天然油由来ポリオール組成物を使用せずに製造した比較フォームの特性の円グラフである。図１では、下記の実施例５に対応するフォームの特性を、下記のＣＳ Ｂに対応するフォームの特性と比較する。実施例５のフォームは、ＣＳ Ｂよりはるかに低い密度を有するが、他の特性に関しては非常に類似しており、引張は高く、９０％での圧縮永久歪は多少低い。この図は、本発明のフォームが、はるかに低い密度（重量）で、先行技術フォームと非常に類似したまたは改善された特性、必要な材料の実質的な低減、をもたらすことができることを示している。なお、図１と図２の尺度が異なることに留意しなければならない。
本発明の目的および利点を以下の実施例によってさらに説明する。これらの実施例において列挙する特定の材料およびそれらの量ならびに他の条件および詳細を、本発明を限定するために用いるべきでない。別様に述べていない限り、すべての百分率、部および比率は、重量によるものである。本発明の実施例には番号を付け、一方、本発明の実施例でない比較例はアルファベット順に示す。
実施例
本発明のフォームを製造する際に以下の材料を使用する。
ＰＥＰＯ−１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから商品呼称Ｖｏｒａｎｏｌ ３１５０ポリオールで市販されている、３官能価、３３６当量 １００％パーセントプロピレンオキシドポリエーテルポリオールである；
ＰＥＰＯ−２は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから商品呼称Ｖｏｒａｎｏｌ ４０５３ポリオールで市販されている、プロピレンオキシドとエチレンオキシドの６．９官能価、１８００当量 ランダムコポリマーである；
ＰＥＰＯ−３は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから商品呼称Ｖｏｒａｎｏｌ ３９４３ポリオールで市販されている、４３重量％のスチレンとアクリロニトリルのコポリマーを含有する、３官能価、１０３０当量 ポリエーテルポリオールである；
ＰＥＰＯ−４は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから商品呼称ＤＷＫ ４０６６．０１ポリオールで市販されている、１５３から１７１ｍｇ ＫＯＨ／（ｇ ポリオール）のヒドロキシル数を有する、３．０８官能価 ポリエーテルポリオールである；
ＮＯＰＯ−１は、大豆油からの脂肪酸を使用して調製した、１００％の第一ヒドロキシル含有量と８６から９２のヒドロキシル数（ＯＨ＃）を有する、３−官能性天然油ポリオールである。５００ｐｐｍの第一錫オクトアート（Ｃｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から市販されている）を触媒として使用して、ヒドロキシメチル化大豆脂肪酸メチルエステルと分子量６２４のポリ（エチレンオキシド）トリオールを４．１：１のモル比で反応させることによって製造する。得られたポリエステルは、２５℃で２０００ｃＰの粘度、６２０のヒドロキシ当量、１８６０のＭｎ、３６１２のＭｗ、および１．５４の多分散性を有する。ＮＯＰＯ−１は、平均で約３．０個のヒドロキシル基／分子を有する。ＮＯＰＯ−１は、構造式Ｉ（式中、Ｘは、−Ｏ−であり、およびｎ＝３）に対応する。
水は、脱イオン水である。
ＭＯＤ−１は、ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから商品呼称Ｎｉａｘ Ｌ−６２７で市販されている有機シリコーン界面活性剤である。
ＭＯＤ−２は、ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから商品呼称Ｎｉａｘ Ｌ−５４０で市販されている有機シリコーン界面活性剤である。
ＭＯＤ−３は、ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅから商品呼称ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ １９０（商標）１９０分散剤で市販されている水溶性ブロックコポリマーである。
ＭＯＤ−４は、ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから商品呼称Ｎｉａｘ Ｌ−６２５で市販されている有機シリコーン界面活性剤である。
ＭＯＤ−５は、ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから商品呼称Ｎｉａｘ Ｌ−５６１４で市販されている有機シリコーン界面活性剤である。
ＭＯＤ−６は、Ａｍｉｎｏｑｕｉｍｉｃａからの商品名Ａｍｉｆｌｅｘ ＨＰでのフォーム硬化剤製品である。
ＣＡＴ−１は、ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから商品呼称Ｎｉａｘ（商標）Ａ１触媒で市販されているビス（ジメチルアミノエチル）エーテル触媒である。
ＣＡＴ−２は、ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから商品呼称Ｎｉａｘ（商標）Ａ３００で市販されているアミン触媒である。
ＣＡＴ−３は、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から商品呼称Ｄａｂｃｏ（商標）３３ＬＶ触媒で市販されている、６７パーセントジプロピレングリコール中のジエチレントリアミンの３３パーセント溶液である；
ＣＡＴ−４は、安定化第一錫オクタノエート（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から商品呼称Ｄａｂｃｏ（商標）Ｔ９触媒で市販されており、入手できる、軟質スラブストックフォームにおいて使用されるゲル化剤）である。
ＣＡＴ−５は、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から商品呼称Ｄａｂｃｏ（商標）ＴＬ触媒で市販されているアミン触媒である。
ＣＡＴ−６は、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．からＤａｂｃｏ（商標）ＤＭＥＡとして入手できるアミン触媒）である。
ＮＣＯ−１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから商品呼称ＩＳＯＮＡＴＥ（商標）ＴＤＩ−８０で市販されている、軟質フォームの製造に使用されるトルエンジイソシアネートの２，４−異性体と２，６−異性体の８０／２０ブレンドである。
「プロセスＡ」に従って調製したそれぞれの実施例および比較サンプルでは、触媒を除き、所与の配合物のすべての成分および添加剤（ＭＯＤ−１、ＭＯＤ−２およびＭＯＤ−３として示した）を個々に計量し、それらを１クォート（０．９６５Ｌ）容量の金属カップに入れることによってフォームを調製する。成分温度は、約２０から３０℃である。３０００ｒｐｍの混合速度が可能な高剪断ミキサーを使用して１８００ｒｐｍで１５秒間、その内容物を予混する。表に示す触媒を重量で計量分配し、その後、前記攪拌成分に添加し、さらに１５秒間、１８００ｒｐｍで混合する。その後、表に示す量のトルエンジイソシアネート（ＮＣＯ−１）をカップに添加し、３秒間、２４００ｒｐｍで激しく攪拌する。その後、カップの内容物を、ポリエチレンバッグで内側を覆った１５’’×１５’’×１０’’（４５×４５×２５ｃｍ）木製ボックスに注入する。発泡時間および任意の他の特異的反応特性を目で観察し、記録する。得られたフォームバンを換気フードのもとで一晩放置して硬化させる。その後、それらを７日間、周囲温度で保管した後、ＡＳＴＭ試験法名Ｄ ３５７４−０３を用いる物理的性質の評定に付す。
「プロセスＢ」に従って調製したそれぞれの実施例および比較サンプルにおいて、すべての実験に使用した装置は、Ｓｃｈｍｕｚｉｇｅｒから市販されている５０リットル混合容器（予め計量した成分のすべてをここに添加する）、５ｈｐ（３．７３ｋＷ）モーターによって駆動する機械攪拌器（この攪拌器は、ＷＥＧから商品呼称１００Ｌ０５０１で市販されている）、およびＳｃｈｍｕｚｉｇｅｒから市販されている１立方メートル金属ボックスから成る。その金属ボックスを離型剤、例えばＣｈｅｍＴｒｅｎｄから商品呼称ＣＴ６００４で市販されている離型剤、で前処理する。オペレーターが混合速度および一連の混合段階の時間を変えることができる自動パネルによって、混合操作を制御する。
個別に計量したポリオールおよび界面活性剤を５０リットル混合容器に入れ、３０秒間、１２００ｒｐｍで攪拌する。表に示すとおりの水、アミン触媒および他の添加剤の量を添加し、３０秒間、１２００ｒｐｍで攪拌する。錫触媒（ＣＡＴ−４）を添加し、それらの成分を３０秒間、１２００ｒｐｍで混合する。表に示すイソシアネート量を添加し、最終混合を１５００ｒｐｍで５から７秒間行う。その後、その発泡混合物を金属ボックスに計量分配し、そこで９０秒と３００秒の間の期間にフォームが膨れ上がる。得られたフォームブロックを型から取り出し、２４時間、周囲条件で硬化させる。その後、ＡＳＴＭ Ｄ−３５７４−０３に概説されている準備および試験手順に従って、そのフォームを小片に切り分け、試験する。
実施例１から８ならびに比較サンプルＡおよびＢ：
実施例１から８ならびに比較サンプルＡおよびＢは、表１に示す材料を使用して「プロセスＡ」に従って調製する。
表１のデータは、幾つか配合の異なるＮＯＰＯ−１を従来のポリエーテルポリオールの代わりに用いた影響を例証するものである。指数、水分レベルおよび触媒バランスの変化を超えて、５０％のＮＯＰＯ−１を含有するフォームは、天然油由来ポリオールを含有しない対照より高い通気量を維持する。加えて、回復時間およびフォームの硬度は維持されるが、反発弾性およびコンフォート因子の増大が観察される。
実施例９から１２ならびに比較サンプルＣ：
実施例９から１２ならびに比較サンプルＣは、表２に示す材料を使用して「プロセスＢ」に従って調製する。
表２における量は、イソシアネートをイソシアネート指数として表される当量によって記載したことを除き、１００重量部のポリオールあたりの重量部での量である。すべてのフォームが粘弾性である。Ｃ．Ｓ．Ｃは、通気量を増加させるためのコポリマーポリオール（ＰＥＰＯ−３）をはじめとする、この目的のための当分野において認められているポリオールからの粘弾性フォームである。
表２は、従来のポリエーテルの５０％を上記天然油由来ポリオールに代えて用いた結果を例証するものである。フォームの指数を増加させることができ、それによって、悪臭を低減することができ、その上、機械的特性を維持し、通気量に改善をもたらすことができる。特に、フォーム密度が１０％低減されると同時に、ＩＦＤによって判断してフォーム硬度の有意な増加が観察され（実施例１１）、または同じフォーム硬度が、２５％のフォーム密度の低減と共に観察され（実施例１２）、またはコポリマーポリオールＰＥＰＯ−３を完全に除去することおよび全ポリオール成分の５０％をＮＯＰＯ−１に代えて用いることを除いて同一の配合条件下で、同一の密度で、フォーム硬度の５０％増加が達成される（実施例９をＣＳ Ｃと比較）。
実施例１３から１６：
実施例１３から１６は、表３に示す材料を使用して「プロセスＢ」に従って調製する。
表３における量は、イソシアネートをイソシアネート指数として表される当量によって記載したことを除き、１００重量部のポリオールあたりの重量部での量である。すべてのフォームは、粘弾性である。
表３は、天然油由来ポリオールＮＯＰＯ−１を含有する粘弾性フォームの調製のための４つの異なる配合物を例証するものである。４９ｋｇ／ｍ3（３．１ ｌｂ／ｆｔ3）から６２ｋｇ／ｍ3（３．８８ ｌｂ／ｆｔ3）のフォーム密度を２．２ｓｃｆｍから０．８ｓｃｆｍ（１．０４から０．３８Ｌ／秒）の通気量で調製する。
実施例１７から２０：
実施例１７から２０は、表４に示す材料を使用して「プロセスＢ」に従って調製する。
表４における量は、イソシアネートをイソシアネート指数として表される当量によって記載したことを除き、１００重量部のポリオールあたりの重量部での量である。すべてのフォームは、粘弾性である。
表４におけるデータは、５０重量％のポリオールから７０重量％ほどのポリオールまで配合物中のＮＯＰＯ−１の含有量を増加させた結果を例証するものである。ＩＦＤによって判断してフォーム硬度の有意な増加が観察される一方で、通気量、良好な引張強度、低い圧縮永久歪および低い反発弾性といった望ましい特性を維持している。
本発明の実施形態としては、次のものが挙げられる。
１．少なくとも１種の天然油由来ポリオールと１つより多くのイソシアネート基を有する少なくとも１種の芳香族化合物との反応生成物である、粘弾性ポリウレタンフォーム。
２．少なくとも約０．５、０．６、０．８、１．０または１．２Ｌ／秒のいずれかの通気量を有する粘弾性ポリウレタンフォーム。この場合、前記フォームは、コポリマーポリオールが実質的に不在の状態で作り、機械で網状化しておらず、すなわち網状化する前であり、ならびに好ましくは、前記フォームを製造する際に少なくとも１つの天然油由来ポリオールを使用し、ならびに好ましくは前記フォームは、６５％ＩＦＤによって示される、少なくとも約３０Ｎ、４５Ｎ、６０Ｎ、７５Ｎもしくは９０Ｎのいずれかの硬度（さらに好ましくは、約４０から約８５ｋｇ／ｍ3の密度で）；または少なくとも約４０Ｎ、５０Ｎ、６７Ｎ、８０Ｎもしくは９０Ｎのいずれかの硬度（さらに好ましくは、少なくとも約５０ｋｇ／ｍ3から多くとも５６ｋｇ／ｍ3の密度で、もしくはＴＤＩを用いて約９０のＮＣＯ指数で製造して、さらに好ましくはその両方で）を有する。
３．Ａ）少なくとも１種のポリオールと少なくとも１種のポリイソシアネートと水と少なくとも１種の触媒を含む反応混合物を作る段階（この場合、前記ポリオールは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールを含む）と；
Ｂ）前記反応混合物を、その反応混合物を発泡および硬化させるために十分な条件に付して、粘弾性ポリウレタンフォームを作る段階と、
を含む粘弾性フォームの製造方法。
４．実施形態３のプロセスによって製造された実施形態１もしくは２のフォームまたはそれらの組み合わせを含む物品。
５．フォームが、天然油由来ポリオールの代わりに、当量、平均官能価、および第一ヒドロキシル基の全ヒドロキシル基に対する比率について同様のまたは同じ値を有する少なくとも１つの従来のポリエーテルポリオールが用いられることを除いて同じ配合から作られたフォームのものより大きい、少なくとも通気量およびまた好ましくはＩＦＤによって示される硬度を有し、好ましくは、前記ポリエーテルポリオールのこれらの値の少なくとも１つ、好ましくは２つ、最も好ましくは３つが、天然油ポリオールのものの少なくとも約５０、２５または１０パーセントのいずれかの範囲内である、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
６．少なくとも１種の天然油由来ポリオールが、（ａ）開始脂肪酸ポリエステルアルコール、（ｂ）ヒマおよびダイズエポキシド生成物、（ｃ）第二アルコールアルコキシル化生成物、（ｄ）他のアルコキシル化天然油化合物または（ｅ）（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の任意の選択物もしくは組み合わせ、のうちの少なくとも１つから選択される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
７．天然油由来ポリオールが、脂肪酸誘導体と、少なくとも１種のグリシン、スクロースまたはこれらの組み合わせから好ましくは選択される、少なくとも１種のポリオール、ポリアミン、アミノアルコールまたはこれらの組み合わせのうちの少なくとも１種との反応によって作られたポリエステルである、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
８．天然油由来ポリオールが、アルコキシル化天然油ポリオールであり、前記アルコキシル化剤が、エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはこれらの組み合わせから好ましくは選択されるアルキレンオキシドである、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
９．少なくとも１種の天然油由来ポリオールが、以下の特徴、
（ａ）分子１個につき、平均で少なくとも約２．０、２．４、２．７もしくは３個のいずれかから、多くとも約６、８もしくは１２個のいずれかのヒドロキシル基；
（ｂ）少なくとも約２００、３００もしくは５００のいずれかから、多くとも約１０００、１５００もしくは２０００のいずれかの当量；または
（ｃ）少なくとも約４００もしくは６００から、多くとも約８００または１０００の分子量、
のうちの少なくとも１つ、好ましくは２つ、さらに好ましくは３つを有する、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１０．天然油由来ポリオールとは異なる少なくとも１種の従来のポリエーテルポリオールが追加で使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、プロセスまたは物品。
１１．少なくとも１種の従来のポリエーテルポリオールが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールまたはこれらの組み合わせから選択される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１２．従来のポリオールが、有利には、以下のこと、
（ａ）分子１個につき約２．５から約６個のヒドロキシル基の官能価；
（ｂ）約２００から約１０００の当量；または
（ｃ）約６００または６５０のいずれかから、約３０００または４５００の分子量、
の少なくとも１つ、好ましくは２つ、さらに好ましくは３つを有する、上記実施形態のいずれかのフォーム、プロセスまたは物品。
１３．少なくとも１種のポリオール、好ましくは天然油由来ポリオールが、第一ヒドロキシル基、さらに好ましくは少なくとも２０、５０または１００のいずれかのパーセント第一ヒドロキシル基を有する、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１４．少なくとも１種の第一ポリオールが、約３から約６個の官能基および約３０００から約４５００の分子量を有し、ならびに第二ポリオールが、約２から約３個のヒドロキシル基および約４５０から約８００の分子量を有し、ならびに第一および第二ポリオールの少なくとも一方が、天然油由来ポリオールである、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１５．少なくとも約３個のヒドロキシル基の官能価および少なくとも約１０００の分子量を有する少なくとも１種の天然油由来ポリオールが使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１６．天然油由来ポリオールまたはその組み合わせが、そのフォームを製造するために使用される全ポリオール（併せたポリオール成分の重量とも呼ばれる）の約１、１０、２０、３０または５０のいずれかの重量パーセントから、約７０、７５、８０、９０または１００のいずれかの重量パーセントである、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１７．イソシアネートが、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリジフェニルメタンジイソシアネートまたはこれらの組み合わせから選択される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１８．イソシアネートが、分子１個につき、平均で、少なくとも約１．８または１．９個から、約４、３．５または２．５個のいずれかまでのイソシアネート、またはこれらの組み合わせを有する、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
１９．イソシアネートが、約８０重量パーセントの２，４ＴＤＩと２０重量パーセントの２，６ＴＤＩの混合物である、上記実施形態のいずれかのフォーム、プロセスまたは物品。
２０．水が、併せたポリオール成分全体の重量に基づき、約０．５、０．６、０．８、１．０ｐｐｈｐのいずれかから、約１．５、１．８、２．０、２．５ｐｐｈｐのいずれかの量で、フォームを製造するために使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２１．イソシアネートまたはその組み合わせが、７０、７５、８０もしくは８５のいずれかから、約９０、９６、１００、１０５もしくは１１０のいずれか、好ましくは、イソシアネートがＴＤＩの異性体、ＭＤＩの異性体もしくはそれらの組み合わせから選択されるときには約８０、８５もしくは９０のいずれかから、約１００、１０５もしくは１１０のいずれか、または好ましくは、イソシアネートがＰＭＤＩもしくはその組み合わせであるときには約６５、７０、８０もしくは８５のいずれかから、約９０、９５もしくは１００のいずれか、のイソシアネート指数に相当する量で使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２２．フォームが、少なくとも１種のゲル化触媒および少なくとも１種の発泡触媒が存在する状態で作られる、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２３．触媒が、アミンおよび錫触媒から選択され、好ましくは、前記錫触媒が、第一錫オクトアート、 ジブチル錫ジラウレートまたはこれらの組み合わせであり、さらに好ましくは、１つの実施形態ではジブチル錫ジラウレート、さらに好ましくはもう１つの実施形態では第一錫オクトアートであり；好ましくは、アミン触媒が１種のみで使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２４．フォームが、少なくとも１種の界面活性剤または混和剤が存在する状態で作られる、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２５．連鎖延長剤または架橋剤のいずれか、好ましくはその両方が、実質的に存在しないまたは避けられる、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２６．水が、使用される唯一の発泡剤である、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２７．水以外の発泡剤が、使用されない、または故意量に満たない量、好ましくは約０．５ｐｐｈｐ未満の量で存在する、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２８．水が、少なくとも１種の追加の発泡剤と共に使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
２９．フォームが、有利には、以下のこと、
（ａ）少なくとも約０．５、０．６、０．８、１．０もしくは１．２Ｌ／秒のいずれかの通気量（好ましくは、この場合、コポリマーポリオールが実質的に存在しない状態で作られ、機械で網状化されていない（もしくは、機械で網状化される前である））；
（ｂ）天然油由来ポリオールの代わりに、当量、平均官能価、および第一ヒドロキシル基の全ヒドロキシル基に対する比率について同様のまたは同じ値を有する少なくとも１種の従来のポリエーテルポリオールが用いられていることを除いて同じ配合から作られたフォームのものより、少なくとも約５０、１００もしくは２００のいずれかのパーセント大きい通気量（好ましくは、この場合、前記ポリエーテルポリオールのこれらの値の少なくとも１つ、好ましくは２つ、最も好ましくは３つは、天然油ポリオールのものの少なくとも約５０、２５または１０のいずれかのパーセントの範囲内である）；
（ｃ）天然油由来ポリオールの代わりに、当量、平均官能価、および第一ヒドロキシル基の全ヒドロキシル基に対する比率について同様のまたは同じ値を有する少なくとも１種の従来のポリエーテルポリオールが用いられていることを除いて同じ配合から作られたフォームのものより大きい硬度（好ましくは、この場合、前記ポリエーテルポリオールのこれらの値の少なくとも１つ、好ましくは２つ、最も好ましくは３つは、天然油ポリオールのものの少なくとも約５０、２５または１０のいずれかのパーセントの範囲内である）；
（ｄ）少なくとも約３０Ｎ、４５Ｎ、６０Ｎ、７５Ｎもしくは９０Ｎのいずれか（さらに好ましくは、約４０から約８５ｋｇ／ｍ3の密度で）；または少なくとも約４０Ｎ、５０Ｎ、６７Ｎ、８０Ｎもしくは９０Ｎのいずれか（さらに好ましくは、少なくとも約５０ｋｇ／ｍ3から多くとも５６ｋｇ／ｍ3の密度で、もしくはＴＤＩを用いて約９０のＮＣＯ指数で製造して、さらに好ましくはその両方で）、の６５％ＩＦＤによって示される硬度、
の少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、さらに好ましくは少なくとも３つ、最も好ましくは４つを有する、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
３０．フォームが、（ａ）少なくとも１種の天然油由来ポリオールおよび水を含む天然油由来ポリオール組成物を作る段階と；（ｂ）少なくとも１種のゲル化触媒および少なくとも１種の発泡触媒と前記天然油由来ポリオール組成物を混合して、触媒ポリオール混合物を作る段階と；（ｃ）ｐＭＤＩの場合は少なくとも約６５および多くとも約９５、あるいはイソシアネートがＴＤＩもしくはＭＤＩまたはこれらの組み合わせであるときには少なくとも約８０および多くとも１０５、のイソシアネート指数に相当する量でイソシアネートを供給する段階と；（ｃ）前記イソシアネートと前記触媒ポリオール混合物を混合する段階と、を含むプロセスによって作られる、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。
３１．フォームが、コンフォート用途、マットレス、枕、座席、吸音、振動減衰、ハーシュネス低減、包装、バンパーパッド、スポーツ用具、医療器具、安全装置、ヘルメットライナー、操縦席、耳栓、騒音減衰、またはこれらの組み合わせにおいて使用される、上記実施形態のいずれかのフォーム、方法または物品。

Claims (14)

  1. 少なくとも１種の天然油由来ポリオールと平均で１つより多くのイソシアネート基を有する少なくとも１種の芳香族化合物との反応生成物である、粘弾性ポリウレタンフォーム。
  2. コポリマーポリオールが実質的に存在しない状態で作られ、機械で網状にされていない場合、または機械的に網状化される前に測定されたとき、少なくとも約０．５Ｌ／秒の通気量と、少なくとも約３０Ｎの６５％ＩＦＤによって示されるような硬度とを有する、粘弾性ポリウレタンフォーム。
  3. 少なくとも１種の天然油由来ポリオールが、フォームの製造に使用される、請求項２に記載のフォーム。
  4. 天然油由来ポリオールの代わりに、当量、平均官能価および第一ヒドロキシル基の全ヒドロキシル基に対する比率について類似したまたは同じ値を有する少なくとも１種の従来のポリエーテルポリオールが用いられることを除いて同じ配合から作られたフォームのものより大きい通気量を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォーム。
  5. 少なくとも１種の天然油由来ポリオールが、（ａ）開始脂肪酸ポリエステルアルコール、（ｂ）ヒマおよびダイズエポキシド生成物、（ｃ）第二アルコールアルコキシル化生成物、（ｄ）他のアルコキシル化天然油化合物または（ｅ）（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の任意の選択物もしくは組み合わせ、のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォーム。
  6. 少なくとも１種の天然油由来ポリオールが、少なくとも１種の開始脂肪酸ポリエステルアルコールである、請求項５に記載のフォーム。
  7. 天然油由来ポリオールまたはその組み合わせが、フォームを製造するために使用される全ポリオールの少なくとも約２０重量パーセントおよび多くとも約８０重量パーセントであり、ポリオールの残分が、少なくとも１種のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールまたはそれらの組み合わせである、請求項１または３に記載のフォーム。
  8. 少なくとも１種の天然油由来ポリオールが、以下の特徴、
    （ａ）分子１個につき平均で少なくとも約２．０個から多くとも約１２個のヒドロキシル基；
    （ｂ）少なくとも約２００から多くとも約２０００の当量；または
    （ｃ）少なくとも約４００、多くとも約１０００の分子量、
    のうちの少なくとも１つを有する、請求項７に記載のフォーム。
  9. 少なくとも１種の第一ポリオールが、３から６個の官能基および３０００から４５００の分子量を有し、第二ポリオールが、２から３個のヒドロキシル基の官能価および４５０から８００の分子量を有し、ならびに第一または第二ポリオールの少なくとも一方が、天然油由来ポリオールである、請求項８に記載のフォーム。
  10. イソシアネートが、約８０重量パーセントの２，４ＴＤＩと２０重量パーセントの２，６ＴＤＩの混合物である、請求項９に記載のフォーム。
  11. Ａ）少なくとも１種のポリオールと少なくとも１種のポリイソシアネートと水と少なくとも１種の触媒とを含む反応混合物を作る段階（この場合、前記ポリオールは、少なくとも１種の天然油由来ポリオールを含む）と；
    Ｂ）前記反応混合物を、発泡および硬化させるために十分な条件に付して、粘弾性ポリウレタンフォーム、すなわち、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４−Ｔｅｓｔ Ｈの手順に従って測定して多くとも２５パーセントの反発弾性を有するフォームを作る段階と、
    を含む粘弾性フォームの製造方法。
  12. フォームを製造するために、併せるポリオール成分全体の重量に基づき少なくとも０．５から多くとも２．５ｐｐｈｐの量で水が使用される、請求項１１に記載の方法。
  13. イソシアネートまたはその組み合わせが、６５から１０５のイソシアネート指数に相当する量で使用される、請求項１１に記載の方法。
  14. コンフォート用途、マットレス、枕、座席、吸音、振動減衰、ハーシュネス低減、包装、バンパーパッド、スポーツ用具、医療器具、安全装置、ヘルメットライナー、操縦席、耳栓、騒音減衰、またはこれらの組み合わせにおいて使用される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフォームを含む物品。
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