発泡組成物
【課題】表面修飾ナノ粒子を含む接着剤発泡組成物を提供する。
【解決手段】接着剤発泡組成物であって、発泡性組成物が形成された後１分以上の期間、該組成物中に保持された気孔を含有するものであって、モノマー、オリゴマー、ポリマーまたはそれらの組み合わせを含む発泡性ビヒクル、表面修飾ナノ粒子を含み、該粒子は１００ナノメートル未満の粒径を有しており、かつ、０．１〜７０重量％の範囲の量で存在している接着剤発泡組成物。
【解決手段】接着剤発泡組成物であって、発泡性組成物が形成された後１分以上の期間、該組成物中に保持された気孔を含有するものであって、モノマー、オリゴマー、ポリマーまたはそれらの組み合わせを含む発泡性ビヒクル、表面修飾ナノ粒子を含み、該粒子は１００ナノメートル未満の粒径を有しており、かつ、０．１〜７０重量％の範囲の量で存在している接着剤発泡組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面修飾ナノ粒子を含む発泡組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
純粋な液体は一般的に界面活性剤が液体中に存在しなければ発泡することができない。界面活性剤は、液体の表面下に導入された気泡を液体中に維持できるように液体の表面張力を低下することによって機能する。界面活性剤は、また発泡した後、その発泡体を安定化することもできる。そのような界面活性剤には例えばイオン性、非イオン性およびポリマー性界面活性剤などがある。
【０００３】
用途によっては、界面活性剤が組成物の表面に移動し、望ましくない結果になることもある。感圧接着剤組成物では、例えば界面活性剤が組成物の接着特性に影響を及ぼし、また貼薬の場合には、例えば包帯などの物品の表面に界面活性剤が存在すると、衛生上有害な結果をもたらすこともある。
【０００４】
多くの発泡組成物には、さまざまな理由で無機粒子が含有されている。これらの粒子の中には、核剤として機能するものもある。例えば組成物のレオロジーの変更をはじめとする組成物の物理的特性を変化させるための充填剤として働くものもある。さらに、例えば疎水性ヒュームドシリカのように消泡剤として機能することがわかった粒子もある。ヒュームドシリカは、熱分解法シリカとしても知られているが、不可逆に結合して凝結体の形態となる平均サイズ２００ｎｍ〜３００ｎｍの一次粒子を含む。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの面において、本発明は、ビヒクルおよびビヒクル中に配置された表面修飾ナノ粒子を含む発泡組成物を特徴とし、ナノ粒子はそれぞれ約１００ナノメートル未満の粒径を有する。一実施形態において、発泡体は、本質的に界面活性剤を含まない。別の実施例において、発泡組成物は、さらに界面活性剤を含有する。さまざまな実施形態において、発泡組成物は、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約１重量％、少なくとも約２重量％、少なくとも約５重量％または少なくとも約１０重量％の表面修飾ナノ粒子を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
さまざまな実施形態において、ナノ粒子は、それぞれ約５０ナノメートル以下、３ナノメートル〜５０ナノメートル、約２０ナノメートル以下、３ナノメートル〜２０ナノメートル、および３ナノメートル〜１０ナノメートルの粒径を有する。
【０００７】
一実施形態において、ナノ粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、バナジア、セリア、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミニウム／シリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００８】
ある実施形態には、ナノ粒子が疎水基、親水基、およびそれらの組合せからなる群から選択された表面基を含有するものもある。ナノ粒子がシラン、有機酸、有機塩基、およびそれらの組合せからなる群から選択された薬剤から誘導された表面基を含有する実施形態もある。ナノ粒子がアルキルシラン、アリールシラン、アルコキシシラン、およびそれらの組合せからなる群から選択された薬剤から誘導されたオルガノシリル表面基を含有する実施形態もある。
【０００９】
一実施形態において、ナノ粒子は、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、およびそれらの組合せからなる群から選択された薬剤から誘導された表面基を含有する。
【００１０】
実施形態の中には、ビヒクルがモノマー、オリゴマー、ポリマー、またはそれらの組合せを含有するものもある。ビヒクルが熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、エラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されたポリマーを含有する実施形態もある。ビヒクルが、天然ゴム、合成ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン‐ジエンモノマーゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、シリコーンゴム、ポリビニルエーテル、およびそれらの組合せからなる群から選択されたポリマーを含有する実施形態もある。一実施形態において、ビヒクルはポリエステル、ポリウレタン、アミノ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、ポリシロキサン樹脂およびそれらの混合物からなる群から選択されたポリマーを含有する。ビヒクルがポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、セルロースポリマー、塩素化ポリエーテル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデンおよびそれらの混合物からなる群から選択されたポリマーを含有する実施形態もある。
【００１１】
一実施形態において、ビヒクルは、アクリル樹脂を含有する。実施形態の中には、アクリル樹脂が炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルを含有することもある。
【００１２】
実施形態の中には、ビヒクルが非重合性であるものもある。ビヒクルが本質的にポリマーを含有しない実施形態もある。一実施形態において、ビヒクルはポリオレフィンを含有する。実施形態の中には、ビヒクルがメタロセン重合ポリオレフィンを含有するものもある。
【００１３】
ビヒクルがノボラック、レゾール樹脂、ポリ尿素樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択された樹脂を含有する実施形態もある。
【００１４】
一実施形態において、ビヒクルは水、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、エーテル、アミン、アミド、炭化水素、ハロカーボン、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００１５】
別の実施形態において、発泡組成物はさらに発泡剤を含有する。
【００１６】
一実施形態において、表面修飾ナノ粒子は統計的平均化ランダム表面修飾ナノ粒子を含む。
【００１７】
一実施形態において、表面修飾ナノ粒子は、ビヒクルの溶解パラメーターと同様の溶解パラメーターを有する表面基を含有する。
【００１８】
一実施形態において、表面修飾ナノ粒子はビヒクルに溶解するように見える。
【００１９】
別の実施形態において、ビヒクルは接着剤組成物を含有する。ビヒクルが感圧接着剤組成物を含有する実施形態もある。一実施形態において、感圧接着剤組成物はアクリル樹脂を含有する。実施形態の中には、アクリル樹脂が炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルを含有するものもある。一実施形態において、感圧接着剤組成物はアクリル酸イソオクチルおよびアクリル酸コポリマーを含有する。
【００２０】
別の実施形態において、ビヒクルはホットメルト接着剤組成物を含有する。
【００２１】
もう１つの面において、本発明は、上記した発泡組成物を含有する接着テープ（例えば、感圧接着テープ）を特徴とする。接着テープはさらに支持体を有し、また発泡組成物は支持体上に配置されている実施形態もある。実施形態の中には、発泡組成物がアクリル樹脂を含有するものもある。一実施形態において、アクリル樹脂は、炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルを含有する。
【００２２】
別の面において、本発明は、上記した発泡組成物を含有する物品を特徴とする。一実施形態において、物品はガスケットである。物品が車体成形品である実施形態もある。
【００２３】
他の面において、本発明は、組成物中にボイドを形成するのに十分な量で発泡剤を本発明の組成物に導入することを含む発泡体の製造方法を特徴とする。ここで、本組成物は、ビヒクルおよびビヒクル中に配置された表面修飾ナノ粒子を含有し、表面修飾ナノ粒子が粒径約１００ナノメートル以下である。実施形態の中には、発泡剤を導入する工程が組成物の機械的攪拌を含有するものもある。実施形態の中には、発泡剤を導入する工程が組成物の少なくとも１成分の化学的反応を含有するものもある。
【００２４】
一実施形態において、発泡剤は、液体、気体および固体の発泡剤からなる群から選択される。発泡剤が空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、亜酸化窒素、およびそれらの混合物からなる群から選択された気体を含有する実施形態もある。発泡剤がビヒクルの成分の分解生成物を含有する実施形態もある。
【００２５】
別の面において、本発明は、テープの製造方法を特徴とし、この方法では、ａ）ビヒクルおよび粒径約１００ナノメートル未満の複数の表面修飾ナノ粒子を含む組成物を発泡させること、およびｂ）支持体上に組成物を塗布することを実質的に同時に行う。
【００２６】
一面において、本発明は、所定のビヒクルと表面修飾ナノ粒子との相溶性の決定方法を特徴とし、この方法では、ａ）表面修飾ナノ粒子を選択すること、ｂ）表面修飾ナノ粒子をビヒクルと混合し組成物を形成すること、およびｃ）発泡剤を組成物に導入することを含み、組成物が持続性発泡体を形成すれば、表面修飾ナノ粒子はビヒクルと相溶である。
【００２７】
他の面において、本発明は、所定のビヒクルと表面修飾ナノ粒子との相溶性の決定方法を特徴とし、この方法では、ａ）表面修飾ナノ粒子を選択すること；およびｂ）表面修飾ナノ粒子をビヒクルと混合し組成物を形成することを含み、表面修飾ナノ粒子がビヒクルに溶解するように見える場合に、表面修飾ナノ粒子はビヒクルと相溶である。
【００２８】
ある面では、本発明は、所定のビヒクル用の相溶表面修飾ナノ粒子の選択方法を特徴とし、この方法は、約１００ナノメートル未満の粒径を有し、かつ所定のビヒクルの溶解パラメーターと実質的に同様の溶解パラメーターを有する表面基が結合した表面修飾ナノ粒子を選択すること、ビヒクルに表面修飾ナノ粒子を分散させること、およびビヒクルを形成することを含み、持続性発泡体が存在すれば、表面修飾ナノ粒子はビヒクルと相溶であることを意味する。
【００２９】
別の面において、本発明は、ａ）上記した方法によって特定した表面修飾ナノ粒子を所定のビヒクルに添加すること、およびｂ）ビヒクルを発泡させることを含む組成物の発泡方法を特徴とする。
【００３０】
「表面修飾ナノ粒子」という用語は、粒子の表面に結合した表面基を含有する粒子を指す。表面基は粒子の性質を変更する。
【００３１】
「持続性発泡体」という用語は、組成物が形成された後１分以上の期間、組成物中に気孔が存在することを意味する。
【００３２】
「粒径」および「粒度」という用語は、粒子の最大断面寸法を意味する。粒子が凝結体の形態で存在すれば、「粒径」および「粒度」という用語は、凝結体の最大断面寸法を意味する。
【００３３】
本発明者らは、表面修飾ナノ粒子を含む組成物は持続性発泡体を形成することができることを発見した。驚くべきことに、これらの組成物は界面活性剤の不存在下で持続性発泡体を形成することができる。本発明は、適切な表面修飾ナノ粒子が組成物中に分散されるときに発泡可能なさまざまな組成物によって広範な用途を有する。
【００３４】
表面修飾ナノ粒子を含有しない組成物に比べて、例えば、空隙数の増加、空隙の大きさの均一化、およびそれらの組合せなど発泡を改良するために表面修飾ナノ粒子含有組成物を配合することも可能である。
【００３５】
揮発性有機化合物および揮発性溶媒を含まない発泡組成物を配合することも可能である。
【００３６】
本発明の他の特徴は、下記の好ましい実施形態の説明および請求項から明らかとなろう。
【００３７】
発泡組成物は、表面修飾ナノ粒子、例えば粒径１００ナノメートル未満の無機ナノ粒子をビヒクル中に配置して含有する。発泡組成物は、気孔、すなわち気泡を組成物の表面に、組成物中に分散して、またはそれらの組合せで含有する。用途によっては、気孔が組成物中に均一に分散されている。発泡体は持続し、好ましくは気孔が独立気泡の形態で存在する気泡構造を含む。
【００３８】
表面修飾ナノ粒子は、好ましくはビヒクル中に分散された個々の非会合（すなわち、非凝結）ナノ粒子であり、かつ好ましくは非可逆には相互に会合しない。「会合する」または「会合している」という用語は、例えば、共有結合、水素結合、静電気引力、ロンドン力、疎水性相互作用などを含む。
【００３９】
表面修飾ナノ粒子で形成される組成物に、発泡する組成物の性能をはじめとする組成物の望ましい特性に支障をきたすことになる粒子凝集または凝結がないように、表面修飾ナノ粒子は選択される。表面修飾ナノ粒子は発泡するビヒクルと相溶であるように選択される。さまざまな成分を含有するビヒクルに対して、表面修飾ナノ粒子はビヒクルの少なくとも１成分と相溶であるように選択してもよい。
【００４０】
表面修飾ナノ粒子は、ナノ粒子の溶解性特徴を変更する表面基を有する。粒子を、例えば得られた組成物が発泡したら持続性発泡体を形成するように粒子が配置されているビヒクルの成分をはじめとするビヒクルと相溶にするように、表面基は選択される。組成物が重合可能である場合、例えば表面基はビヒクルの少なくとも一成分と会合または反応して組成物のポリマー網の一部になるように選択される。
【００４１】
表面修飾ナノ粒子のビヒクルとの相溶性の一評価法は、発泡剤が組成物に導入されるとき、得られた組成物が持続性発泡体を形成するかどうかを決定することを含む。透明ビヒクルに対して、表面修飾ナノ粒子の透明ビヒクルとの相溶性の有用な一評価法は、表面修飾ナノ粒子とビヒクルを結合させることと、得られた組成物が透明であるように表面修飾ナノ粒子がビヒクルに溶解するように見えるかどうかを観察することを含む。表面修飾粒子の無機粒子成分の性質により、表面修飾粒子はビヒクルに実際には溶解しない、すなわち表面基のビヒクルとの相溶性により、表面修飾ナノ粒子はビヒクルに溶解しているように見えるが、表面修飾ナノ粒子はビヒクルに分散されている。表面修飾ナノ粒度が増加するにつれて、ビヒクルのもやは一般的に増加する。好ましい表面修飾ナノ粒子はビヒクルから沈殿しないように選択される。ビヒクルと表面修飾ナノ粒子の相溶性を評価するさらなる工程は、発泡剤を続いて導入すると、組成物が発泡するかどうかを決定することを含む。
【００４２】
好適な表面基は、表面基とビヒクルの溶解パラメーターに基づいて選択することもできる。好ましくは、表面基、または表面基が誘導される薬剤は、発泡されるビヒクルの溶解パラメーターと同様の溶解パラメーターを有する。発泡されるビヒクルが疎水性である場合、例えば当業者は疎水性ビヒクルと相溶である表面修飾粒子を実現するためにさまざまな疎水性表面基の中から選択することができる。同様に、発泡されるビヒクルが親水性である場合、当業者は親水性表面基から選択することができ、発泡されるビヒクルがフルオロカーボンである場合、当業者はさまざまなフルオロカーボン表面基の中から選択することができる。粒子は、結合して、ビヒクルの溶解パラメーターと同様な溶解パラメーターを有する粒子を提供する少なくとも２つの異なる表面基を含有する。
【００４３】
表面基は、統計的平均化ランダム表面修飾ナノ粒子を提供するように選択してもよい。
【００４４】
凝結することなくその後ビヒクル中に分散することができる表面修飾ナノ粒子を提供するのに十分量の表面基が粒子の表面上に存在する。単層、好ましくは連続単層を形成するのに十分量の表面基が粒子の表面上に存在するのが好ましい。
【００４５】
表面修飾基は、表面修飾剤から誘導してもよい。概略的に、表面修飾剤は式Ａ−Ｂによって表され、式中、Ａ基は粒子の表面に結合することが可能で、Ｂ基は組成物の成分に反応するかまたは反応しなくてもよい相溶基である。相溶基は、粒子を相対的により極性に、相対的により極性でない、つまり相対的に非極性にするように選択することができる。
【００４６】
表面修飾剤の好適なクラスには、例えば、シラン、有機酸、有機塩基、およびアルコールがある。
【００４７】
特に有用な表面修飾剤には、シランがある。有用なシランの例には、例えば、アルキルクロロシラン、アルコキシシラン、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ポリトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ（ｔ−ブトキシ）シラン、ビニルトリス（イソブトキシ）シラン、ビニルトリス（イソプロペノキシ）シラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シランなど；トリアルコキシアリールシラン；イソオクチルトリメトキシ−シラン；Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカーバメート；Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカーバメート；シラン官能性（メタ）アクリレート、例えば３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルメチルジメトキシシラン、３−（アクリロイルオキシプロピル）メチルジメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）メチルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）メチルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロペニルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシランなど；ポリジアルキルシロキサン、例えば、ポリジメチルシロキサンなど、アリールシラン、例えば置換または非置換アリールシランなど、アルキルシラン、例えば置換または非置換アルキルシラン、例えばメトキシおよびヒドロキシ置換アルキルシラン、およびそれらの組合せを含むオルガノシランがある。
【００４８】
シラン官能性（メタ）アクリレートを使用するシリカの表面修飾法は、例えば米国特許第４，４９１，５０８号および同第４，４５５，２０５号（Ｏｌｓｅｎら）；米国特許第４，４７８，８７６号および同第４，４８６，５０４号（Ｃｈｕｎｇ）、および米国特許第５，２５８，２２５号（Ｋａｔｓａｍｂｅｒｉｓ）に記載がある。
【００４９】
有用な有機酸性表面修飾剤は、例えば、炭素の酸素酸（例えば、カルボン酸）、硫黄、リン、およびそれらの組合せを包含する。
【００５０】
カルボン酸官能性を有する極性表面修飾剤の代表例には、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）2ＣＨ2ＣＯＯＨ（以下、ＭＥＥＡＡ）、化学構造ＣＨ3ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＯＯＨ（以下、ＭＥＡＡ）を有する２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、および琥珀酸モノ（ポリエチレングリコール）がある。
【００５１】
カルボン酸官能性を有する非極性表面修飾剤の代表例には、オクタン酸、ドデカン酸、オレイン酸がある。
【００５２】
好適なリン含有酸の例には、ホスホン酸、例えばオクチルホスホン酸、ラウリルホスホン酸、デシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸がある。
【００５３】
有用な有機塩基性表面修飾剤は、例えば、アルキルアミン、例えばオクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミンを包含する。
【００５４】
他の有用な非シラン表面修飾剤の例には、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸β−カルボキシエチル、琥珀酸モノ−２−（メタクリロイルオキシエチル）、およびそれらの組合せがある。極性特徴と反応性とをナノ粒子に付与する有用な表面修飾剤は、琥珀酸モノ（メタクリロイルオキシポリエチレングリコール）である。
【００５５】
好適な表面修飾アルコールの例には、例えば、脂肪族アルコール、例えばオクタデシル、ドデシル、ラウリルおよびフルフリルアルコール、脂環式アルコール、例えばシクロヘキサノール、芳香族アルコール、例えばフェノール、ベンジルアルコール、およびそれらの組合せがある。
【００５６】
ビヒクルが芳香族環含有エポキシ樹脂を包含する場合、有用な表面修飾基は芳香族環を包含することができる。エポキシ樹脂組成物に特に好適な表面修飾基の例は米国特許第５，６４８，４０７号（Ｇｏｅｔｚら）に記載されている。
【００５７】
ナノ粒子の表面修飾にはさまざまな方法が有効であり、例えばナノ粒子（例えば、粉末またはコロイド分散物の形態）に表面修飾剤を添加し、表面修飾剤とナノ粒子とを反応させることを包含する。他の有用な表面修飾法は、例えば米国特許第２，８０１，１８５号（Ｉｌｅｒ）および同第４，５２２，９５８号（Ｄａｓら）に記載されている。
【００５８】
好ましくは、ナノ粒子は無機である。好適な無機ナノ粒子の例には、シリカ、およびジルコニア、チタニア、セリア、アルミナ、酸化鉄、バナジア、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミナ／シリカ、およびそれらの組合せを含む金属酸化物ナノ粒子がある。ナノ粒子は、約１００ｎｍ未満、好ましくは約５０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ〜５０ｎｍ、さらにより好ましくは３ｎｍ〜２０ｎｍ、最も好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの平均粒径を有する。ナノ粒子が凝結すると、凝結粒子の最大断面寸法はこれらの粒子範囲のいずれかにある。
【００５９】
有用な表面修飾ジルコニアナノ粒子には、粒子の表面に吸着したオレイン酸とアクリル酸の組合せがある。
【００６０】
有用な表面修飾シリカナノ粒子には、例えばアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、およびそれらの組合せを含む、シラン表面修飾剤で表面修飾したシリカナノ粒子がある。シリカナノ粒子は、例えばアルコール、オルガノシラン、例えばアルキルトリクロロシラン、トリアルコキシアリールシラン、トリアルコキシ（アルキル）シラン、それらの組合せ、およびオルガノチタネートおよびそれらの混合物を含む多数の表面修飾剤で処理できる。
【００６１】
ナノ粒子は、コロイド分散物の形態でもよい。市販の有用な未修飾シリカ出発原料の例には、ＮＡＬＣＯ １０４０、１０５０、１０６０、２３２６、２３２７、２３２９コロイド状シリカの製品名でＮａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬから入手可能なナノサイズのコロイド状シリカがある。
【００６２】
有用な金属酸化物コロイド分散物として、コロイド状酸化ジルコニウムの好適な例が米国特許第５，０３７，５７９号に記載され、コロイド状酸化チタニウムの有用な例が１９９８年７月３０日出願の発明の名称「透明金属酸化物コロイドおよびセラマーを製造するためのナノサイズの金属酸化物粒子」（Ａｒｎｅｙら）のＰＣＴ公開第ＷＯ００／０６４９５号に記載されている。
【００６３】
表面修飾ナノ粒子とビヒクルを結合させるために、さまざまな方法を採用することができる。一方法には、表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物とビヒクルが結合される。組成物中に存在する溶媒はその後除去され、表面修飾ナノ粒子がビヒクル中に分散して残存する。溶媒は、蒸発、例えば蒸留、回転蒸発またはオーブン乾燥などによって除去することができる。コロイド分散物、例えば水性コロイド分散物には、任意でビヒクルの添加前に、共溶媒（例えば、メトキシ−２−プロパノールまたはＮ−メチルピロリドン）をコロイド分散に添加し、水の除去を補助する。ビヒクルが添加された後、水と共溶媒は除去される。
【００６４】
表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物をビヒクルに導入するための別法は、表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物を乾燥して粉末にし、続いてナノ粒子が分散されることになるビヒクルまたはビヒクルの少なくとも一成分を添加することを含む。乾燥工程はオーブン乾燥または噴霧乾燥などのスプレー従来手段などによって達成することができる。表面修飾ナノ粒子は、好ましくは乾燥時の非可逆凝集または非可逆凝結を避けるために十分量の表面基を有する。乾燥時間および乾燥温度は、好ましくは１００％未満の表面被覆を有するナノ粒子のために最小限に抑える。
【００６５】
発泡可能な組成物を提供するのに十分量の、好ましくは持続性発泡体を形成可能な組成物を提供するのに十分量の表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物をビヒクルに添加することができる。表面修飾ナノ粒子は、組成物中にさまざまな量、組成物の総重量に基づいて例えば０．１乾燥重量％〜７０乾燥重量％、好ましくは０．５乾燥重量％〜３０乾燥重量％、より好ましくは０．８乾燥重量％〜３０乾燥重量％、より好ましくは１乾燥重量％〜１０乾燥重量％、最も好ましくは２乾燥重量％〜１０乾燥重量％で存在してもよい。表面修飾ナノ粒子は、好ましくはビヒクル中に分散、より好ましくはビヒクル中に均一に分散する。
【００６６】
表面修飾剤および表面修飾粒子と組成物の他成分との相溶性（例えば、溶解性または混和性）を改良するため、共溶媒を組成物に添加することができる。
【００６７】
発泡組成物のビヒクルはさまざまな成分を包含することができ、かつ固体、液体、およびそれらの混合物の形態でよい。好ましくは、発泡前に、ビヒクルは例えば溶液、乳濁液、懸濁液、分散液、シロップ、融液を含む液体である。ビヒクルは、例えば粘着性、剛性、硬度、密度、体積、透明性、柔軟性、追従性、弾性、クリープ、強度モジュラス伸び、耐薬品性、耐熱性、耐環境性、圧縮性を含む発泡組成物の望ましい特性に基づいて選択される。
【００６８】
ビヒクルの例には、水のような無機液体、および例えば酸、アルコール、ケトン、アルデヒド、アミン、エーテル、炭化水素、ハロカーボン、モノマー、オリゴマー、ポリマーを含む有機液体がある。
【００６９】
有用な有機ビヒクルの例には、熱硬化性ゴム、熱可塑性ゴム、およびエラストマー、例えばニトリルゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエン）、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、サントプレン（登録商標）ポリプロピレンＥＰＤＭエラストマー、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン酢酸ビニルゴムなど、シリコーンゴム、例えばポリシロキサン、メタクリレートゴムなど、ポリアクリレートゴム、例えばアクリル酸イソオクチルとアクリル酸のコポリマー、ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリビニルエーテル、ポリウレタンおよびそれらのブレンドと組合せ、例えばそれらの線形、ラジアル形、星形、テーパー形ブロックコポリマーを含む天然および合成ゴム樹脂がある。
【００７０】
他の有用なエラストマーには、例えばフルオロエラストマー、例えばポリトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ素化エチレン‐プロピレンコポリマー、フルオロシリコーン、クロロエラストマー、例えば塩化ポリエチレン、およびそれらの組合せがある。
【００７１】
有用な熱可塑性樹脂の例には、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、セルロース、塩化ポリエーテル、エチレン酢酸ビニル、フルオロカーボン、例えばポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン‐プロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、例えばポリカプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリウンデカノアミド、ポリラウロアミド、ポリアクリルアミド、ポリイミド、例えばポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ−４−メチルペンテン、ポリアルキレンテレフタレート、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリアルキレンオキサイド、例えばポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、ビニルポリマー、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデン、およびそれらの組合せがある。
【００７２】
有用な熱硬化性樹脂には、例えばポリエステル、ポリウレタン、およびそれらのハイブリッドとコポリマー、例えばアシル化ウレタンおよびアシル化ポリエステル、アミノ樹脂（例えばアミノプラスト樹脂）、例えばアルキル化尿素型アルデヒド樹脂、メラミン型アルデヒド樹脂など、アクリレート樹脂、例えば、アクリレートおよびメタクリレート、アクリル酸ビニル、アクリル化エポキシ、アクリル化ウレタン、アクリル化ポリエステル、アクリル化アクリル樹脂、アクリル化ポリエーテル、ビニルエーテル、アクリル化オイル、アクリル化シリコーン、アルキド樹脂、例えばウレタンアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、反応性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、例えばレゾール樹脂、ノボラック樹脂、フェノール型アルデヒド樹脂、フェノール／ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、例えばビスフェノールエポキシ樹脂、脂肪族および脂環式エポキシ樹脂、エポキシ／ウレタン樹脂、エポキシ／アクリレート樹脂、エポキシ／シリコーン樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、アルキルアルコキシシラン樹脂を含むポリシロキサン樹脂、反応性ビニル樹脂、およびそれらの混合物がある。
【００７３】
ビヒクルは、接着剤組成物、例えば、感圧、ホットメルト、熱硬化性および熱可塑性接着剤組成物を提供するように選択されてもよい。ビヒクルは感圧接着剤組成物、例えば溶媒塗布可能、ホットメルト塗布可能、放射線（電子ビーム、化学線、例えば、可視、ＵＶ、熱線）硬化可能な水性乳濁型接着剤、およびそれらの組合せのどれでも含有することができる。好適な感圧接着剤組成物には、例えば、粘着ゴム接着剤、例えば天然ゴム、オレフィン、シリコーン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリウレタン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、他のエラストマー、およびアクリル酸イソオクチルとアクリル酸のコポリマーを含む粘着および非粘着アクリル系接着剤組成物などがある。
【００７４】
アクリレート感圧接着剤は、当技術分野では公知である。これらの接着剤の多くはアクリル酸アルキルエステルのコポリマー、および任意にはコモノマーの小部分である。有用なアクリル酸エステルには、炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸またはメタアクリル酸エステル、例えばアクリル酸イソオクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクタデシル、およびそれらの組合せがある。アクリレート系接着剤組成物用の他の有用なモノマーには、エチレン性不飽和モノマー、例えばアクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソボルニル、Ｎ−オクチルアクリルアミド、アクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、およびそれらの組合せがある。他の有用なエチレン性不飽和モノマーには、例えばアクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、置換アクリルアミド、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロニトリル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸２‐フェノキシエチル、アクリル酸ベンジル、およびそれらの組合せがある。
【００７５】
ビヒクルは、他の構成要素、例えば開始剤、硬化剤、硬化促進剤、触媒、架橋剤、粘着付与剤、可塑剤、染料、難燃剤、カップリング剤、顔料、耐衝撃性改良剤、流れ調整剤、発泡剤、充填剤、ガラスおよびポリマーの微小球・微粒子、他の粒子、例えば導電性粒子、熱導電性粒子、繊維、帯電防止剤、酸化防止剤、およびＵＶ吸収剤を包含することもできる。
【００７６】
ビヒクルがモノマーを包含する場合、重合は、例えば溶媒重合、乳化重合、懸濁重合、バルク重合、例えば化学線、例えば可視、紫外線、電子ビーム、およびそれらの組合せを使用するプロセスを含む放射線重合をはじめとして、化学重合または放射線重合できるさまざまな従来フリーラジカリル重合法によって達成することができる。
【００７７】
有用なフリーラジカル開始剤には、熱および光活性開始剤がある。使用される開始剤の種類は重合法によって異なる。光開始剤の例には、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルのようなベンゾインエーテル、アニソインメチルエーテルのような置換ベンゾインエーテル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンのような置換アセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノンのような置換α−ケトールなどがある。
【００７８】
ビヒクルは、コポリマー性光開始剤、例えば２−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロペノイル）フェノキシ］エチル−２−メチル−２−Ｎ−プロペノイルアミノプロパノエート、およびＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙから商品名ＤＡＲＯＣＵＲ ＺＬＪ ３３３１で入手可能な重合性光開始剤、光酸生成開始剤、例えばＳａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から商品名ＳａｒＣａｔ ＣＤ−１０１２で入手可能なジアリールヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、および商品名ＳａｒＣａｔ ＣＤ−１０１１（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）で入手可能なトリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェートを含有することもできる。
【００７９】
好適な熱開始剤の例には、ベンゾイルペルオキサイド、ジベンゾイルペルオキサイド、ジラウリルペルオキサイド、シクロヘキサンペルオキサイド、メチルエチルケトン ペルオキサイド、ヒドロペルオキサイド、例えばブチルヒドロペルオキサイド、クメンヒドロペルオキサイド、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、過安息香酸ｔ−ブチル、アゾ化合物、例えば２，２−アゾ‐ビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、およびそれらの組合せのような過酸化物がある。市販の熱開始剤の例には、ＶＡＺＯ ６４（２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル））、ＶＡＺＯ ５２、ＶＡＺＯ ６５、ＶＡＺＯ ６８などＤｕＰｏｎｔ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から「ＶＡＺＯ」の商品名で入手可能な開始剤、およびＥｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から商品名「Ｌｕｃｉｄｏｌ」で入手可能な熱開始剤、およびＵｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴ）から商品名Ｃｅｌｏｇｅｎで入手可能な開始剤などがある。
【００８０】
組成物に存在するモノマーの重合を促進するのに有効量の開始剤が使用され、その使用量は、例えば開始剤の種類、開始剤の分子量、得られる接着剤組成物の対象とする用途、例えば重合温度を含む重合法によって変動するであろう。
【００８１】
組成物は、組成物の特性を変化させるように架橋されてもよい。架橋は、γまたは電子ビーム光線のような高エネルギー光線を利用することによって、架橋剤を使用するかまたは使用しないで達成される。架橋剤または架橋剤の組合せは、重合性モノマーの混合物に添加され、架橋を促進する。
【００８２】
有用な放射線硬化架橋剤には、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，２−エチレングリコールジアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、１，１２−ドデカノールジアクリレート、およびそれらの組合せを含む米国特許第４，３７９，２０１号（Ｈｅｉｌｍａｎｎら）に記載されているような多官能性アクリレート、および米国特許第４，７３７，５５９号（Ｋｅｌｌｅｎら）に記載されているような共重合性芳香族性ケトンコモノマーがある。好適な紫外線源には、例えば中圧水銀ランプと紫外線ブラックライトがある。
【００８３】
重合性モノマー組成物は、連鎖移動剤を包含してもよい。好ましくは、連鎖移動剤は重合前のモノマー混合物に溶解する。好適な連鎖移動剤の例には、トリエチルシランとメルカプタンがある。
【００８４】
好ましくは、組成物は、表面修飾ナノ粒子がビヒクル中に分散された後、より好ましくは表面修飾ナノ粒子がビヒクル中に均一に分散した後、発泡する。組成物は、例えば米国特許第５，０２４，８８０号、同第４，８９５，７４５号、同第４，７４８，０６１号（Ｖｅｓｌｅｙら）に記載されているようなさまざまな発泡方法によって発泡できる。
【００８５】
組成物は、さまざまな機構、例えば、機械的機構、化学的機構、およびそれらの組合せなどを使用して組成物に気泡を形成することによって発泡される。
【００８６】
有用な機械的発泡機構は、例えば、組成物の攪拌、例えば振盪、攪拌、高速攪拌、およびそれらの組合せと、組成物への気体の注入、例えばノズルの組成物表面下への挿入および組成物への気体の吹込みと、それらの組合せとを含む。
【００８７】
有用な化学的発泡機構は、例えば化学反応、例えば熱分解の際に気体を放出する成分を含む組成物成分の分解を介する現場での気体の発生と、例えば液体ガスを含む組成物成分の蒸発と、組成物の減圧または組成物の加熱による組成物中の気体の揮発と、それらの組合せとを含む。
【００８８】
原則として、組成物を発泡させるために、例えば化学的発泡剤と、無機および有機発泡剤などの物理的発泡剤などいかなる発泡剤も使用できる。
【００８９】
化学的発泡剤の例には、水およびアゾ系、カーボネート系、ヒドラジド系分子、例えば４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド、４，４’−オキシベンゼンスルホニルセミカルバジド、アゾジカルボンアミド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、アゾジカルボン酸バリウム、アゾジイソブチロニトリル、ベンゼンスルホンヒドラジド、トリヒドラジノトリアジン、アゾジカルボン酸の金属塩、シュウ酸ヒドラジド、ヒドラゾカルボン酸、ジフェニルオキサイド−４，４’−ジスルホヒドラジド、テトラゾール化合物、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸化合物とポリ炭酸の調製品、クエン酸と重炭酸ナトリウムの混合物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ‐テレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、およびそれらの組合せがある。
【００９０】
好適な物理的無機発泡剤には、例えば窒素、アルゴン、酸素、水、空気、ヘリウム、六フッ化硫黄、およびそれらの組合せがある。
【００９１】
有用な物理的有機発泡剤には、二酸化炭素、脂肪族炭化水素、脂肪族アルコール、例えば塩化メチレンなど完全または部分ハロゲン化脂肪族炭化水素、およびそれらの組合せがある。好適な脂肪族炭化水素発泡剤の例には、例えばメタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、およびそれらのブレンドを含む炭化水素のアルカン系列がある。有用な脂肪族アルコールには、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、およびそれらの組合せがある。好適な完全または部分ハロゲン化脂肪族炭化水素には、例えばフルオロカーボン、クロロカーボン、クロロフルオロカーボン、およびそれらの組合せがある。
【００９２】
フルオロカーボン発泡剤の例には、フッ化メチル、パーフルオロメタン、フッ化エチル、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、フルオロエタン（ＨＦＣ−１６１）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、パーフルオロエタン、２，２−ジフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、パーフルオロプロパン、ジクロロプロパン、ジフルオロプロパン、パーフルオロブタン、パーフルオロシクロブタン、およびそれらの組合せがある。
【００９３】
有用な部分ハロゲン化クロロカーボンおよびクロロフルオロカーボン発泡剤には、塩化メチル、塩化メチレン、塩化エチル、１，１，１−トリクロロエタン、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）、およびそれらの組合せがある。
【００９４】
有用な完全ハロゲン化クロロフルオロカーボンの例には、トリクロロモノフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、トリクロロ‐トリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）、ジクロロテトラフルオロエタン（ＣＦＣ−１１４）、クロロヘプタフルオロプロパン、ジクロロヘキサフルオロプロパン、およびそれらの組合せがある。
【００９５】
発泡剤は、単一の成分で、混合物で、およびそれらの組合せで、ならびに他の共発泡剤との混合物で使用できる。望ましい発泡密度を実現するのに十分な量で発泡剤が組成物に添加される。
【００９６】
ビヒクルは核剤を包含してもよい。核剤は常用の核剤のどれでもよい。核剤の添加量は望ましい気泡の大きさ、選択された発泡剤、ビヒクルの密度によって異なる。小粒子形態の無機核剤の例には、クレー、タルク、シリカ、珪藻土がある。有機核剤は所定の温度で分解または反応することができる。
【００９７】
有機核剤の一例は、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩と炭酸塩または重炭酸塩との組合せである。有用なポリカルボン酸のアルカリ金属塩の例には、２，３−ジヒドロキシ−ブタン二酸一ナトリウム塩（すなわち、重酒石酸ナトリウム）、ブタン二酸一カリウム塩（すなわち、重琥珀酸カリウム）、２−ヒドロキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸三ナトリウム塩および三カリウム塩（すなわち、それぞれクエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム）、エタン二酸二ナトリウム塩（すなわち、シュウ酸ナトリウム）、２−ヒドロキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸などのポリカルボン酸、およびそれらの組合せがある。炭酸塩または重炭酸塩の例には、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、およびそれらの組合せがある。検討された一組合せは、クエン酸一ナトリウムまたは酒石酸一ナトリウムなどのポリカルボン酸モノアルカリ金属塩と、炭酸塩または重炭酸塩との組合せである。異なる核剤の混合物をビヒクルに添加することが考えられる。他の有用な核剤には、クエン酸と重炭酸ナトリウムの化学量論的混合物がある。
【００９８】
発泡組成物の成分は、さまざまな用途に使用するのに好適な発泡組成物を提供するように選択することができる。発泡用途の代表例には、接着剤、浮揚物、自動車産業用途、例えば車体成形品、自動車板ガラスに関連する用途、例えばガスケット、シーラント、建設業用途、例えば構造構成材、例えば目止め材木、成形木部、支柱、梁、成形構造部材、軽量セラミック、例えばブロック、ボード、パネル、ルーフデッキ、フローリングのような予備流延および現場流延建設材料、例えばセメント質および石膏材料、埋立地カバー、臭気遮蔽物、ダストカバー、消化泡、耐火泡、液体閉じ込め材（例えば、オイルフェンス）、油井、トンネルのような空隙、および地盤に存在する空隙のための充填剤がある。他の発泡用途には、パッキング、商業用クリーニング製品、例えば垂直型クリーニング施工用クリーナー、墨、脱墨組成物、表面被覆、例えば紙および織物処理用発泡被膜がある。
【００９９】
発泡組成物は、発泡パーソナルケア製品、例えばヘアトリートメント組成物、シェービング組成物、スキントリートメント組成物；医療用途、例えば包帯、創傷被覆材；家庭用および工業用用途、例えばカップ、皿、耳栓、クッション、枕、絶縁材、音の抑制、振動の吸収のための緩衝材（例えば、マシンカバーの振動の緩衝）、およびそれらの組合せ、およびバッフルを含む用途に使用するために配合することもできる。
【０１００】
別の実施形態において、発泡組成物は、煤塵、湿気、有機蒸気、およびそれらの組合せからある区域を密封するガスケットあるいはシールとして有用であるように配合される。封止用途の例には、ラインプリンタの部品間の間隙の封止、電子装置の封止、天空アセンブリの封止がある。
【０１０１】
発泡組成物は、柔軟で追従性があり、間隙を充填したり不規則な表面を接着させるのに好適な発泡体を提供するように配合できる。粗いまたは不規則な表面を接着する場合、好ましくは発泡テープの特性と配合はさらに接着区域にわたって均一に圧力を配分する発泡テープを提供するように選択される。発泡体は、密封し、振動を緩衝し、振動を弱め、衝撃に抵抗し、広範囲の温度に耐え、良好な絶縁特性を提供するかまたはこれらの特性の組合せを提供するボンドラインを提供するように配合される。
【０１０２】
発泡組成物は、テープの形態、例えば感圧接着テープでもよい。有用な発泡テープ構成は、例えば裏当てまたは剥離ライナーなどの支持体上に配置された、または任意でロール状に巻かれた発泡組成物を含む。実施例の中には、発泡テープ構成が発泡テープの表面上に配置された接着剤組成物を含み、発泡テープの一面に接着層を有するテープ、すなわち片面塗布接着発泡テープを形成するものもある。別の実施形態においては、発泡組成物が、発泡テープの主な２面上に接着層を有し、両面塗布発泡テープとして知られるテープの形態であり得る。
【０１０３】
接着発泡体には、例えば、２つの基材の接着、例えばフック、ハンガー、ホルダーを含む物品を使用する搭載用途、例えば箱のような容器を２つ以上付着させて後に剥がす接合用途、例えば壁、床、天井、カウンターを含む表面への物品の接着、および機械的締結物、マスチック樹脂、液状糊の代替などさまざまな有用な用途がある。他の接着発泡用途には、例えば構造的接着剤あるいは現場発泡接着剤としての用途がある。
【０１０４】
他の実施形態において、発泡組成物は、例えばスクリム、フィルム、繊維、およびそれらの組合せを発泡体に分散して、または例えば交互層、相互貫入層、およびそれらの組合せの形態で発泡組成物とともに層状構成に配置されるものも含めて、他の成分を包含する。他の有用な発泡構成には、発泡の層を含む多層発泡構成があり、ここで、複数の層は、例えば密度、組成物など少なくとも１つの特性において異なる。
【０１０５】
発泡組成物は、例えば打抜き、架橋、滅菌など後処理にかけることもできる。
【実施例】
【０１０６】
本発明は、下記の実施例によってさらに説明される。実施例で使用されている部、割合、パーセント、量は、断りのない限りすべて重量に基づくものである。
【０１０７】
実施例
試験方法
実施例で使用される試験方法を以下に示す。
【０１０８】
Ｌ値の測定
試料のＬ値は、Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ Ｄ２５Ａ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒ比色計（Ｈｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｒｅｓｔｏｎ，ＶＡ）を使用して測定する。Ｌ値は、１〜１００の評価で試料の明度または暗度を示すものである（値１は黒、値１００は白である）。試料を比色計に置き、比色計の校正に使用される「黒」コントロールパネルを試料の後ろに置く。「Ｌ」値は測定機器から読み取られる。この試験方法によれば、試料中の窒素含量が相対的に高いと気泡は相対的により分散し、相応してより光散乱し、その結果「Ｌ」値は高くなる。
【０１０９】
ペンタメチル（２−［トリス（２−メトキシエトキシ）シリル］エチル）ジシロキサンカップリング剤の調製
ペンタメチル（２−［トリス（２−メトキシエトキシ）シリル］エチル）ジシロキサンカップリング剤（「シランカップリング剤Ａ」）は、１４３．８６ｇのトリス（２−メトキシエトキシ）ビニルシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と７６．１４ｇのペンタメチルジシロキサン（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．，Ｔｕｌｌｙｔｏｗｎ，ＰＡ）を１４５ｇのヘプタン中で混合反応させて調製した。白金（０）ジビニルテトラメチルジシロキサン触媒（米国特許第３，８１４，７３０号の方法によって調製）の１滴を０．３ｇのヘプタンに添加し、溶液とした。この溶液の０．１ｇを上記の反応混合物に添加し、加熱することなく、窒素雰囲気中で一晩攪拌した。赤外分光法（ＩＲ）を使用し、Ｓｉ−Ｈのピークの消失によって完結が確認されるまでこの反応を続けた。減圧蒸留によって、組成物からヘプタンを除去し、シランカップリング剤Ａを得た。
【０１１０】
シランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子の調製
シランカップリング剤Ａで表面修飾したシリカナノ粒子は下記のように調製された。５２５ｇの平均粒度５ｎｍ、表面積約６００平方メートル／グラムを有する１５重量％固形分のアンモニア安定化コロイド状シリカＮＡＬＣＯ２３２６ （製造業者Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬの報告）、８３．７ｇのシランカップリング剤Ａ、１０１０ｇの１−メトキシ−２−プロパノール（Ａｌｄｒｉｃｈ）を容積１ガロンのガラスジャー中で混合反応させた。混合物の入ったジャーを密封し、ベント式オーブンに入れ、一晩８０℃で加熱した。それから混合物を乾燥用蒸発皿に移し、流動オーブン中で１５０℃で乾燥させ、１１８．８ｇの白色粒子状固体を得た。
【０１１１】
シランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子の調製
シランカップリング剤Ａとγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面修飾されたシリカナノ粒子は下記のように調製された。１０６．９３ｇのシランカップリング剤Ａ、３．２５ｇのＳＩＬＱＵＥＳＴ Ａ−１７４ γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃ．，Ｅｎｄｉｃｏｔｔ，ＮＹ）、１９４０ｇの１−メトキシ−２−プロパノール、１０００ｇのＮＡＬＣＯ ２３２６コロイド状シリカを容積１ガロンのガラスジャー中で反応させた。混合物の入ったジャーを密封した。それから混合物を振盪して十分混合し、オーブンに入れ、一晩８０℃で加熱した。それから、混合物を流動オーブン中１５０℃で乾燥させ、白色粒子状固体を得た。
【０１１２】
イソオクチルシラン表面修飾シリカナノ粒子の調製
イソオクチルトリメトキシシランで表面修飾したシリカナノ粒子は下記のように調製された。６１．４２ｇのＢＳ１３１６ イソオクチルトリメトキシシラン（Ｗａｃｋｅｒ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ Ｃｏｒｐ．，Ａｄｒｉａｎ，ＭＩ）、１９４０ｇの１−メトキシ−２−プロパノール、１０００ｇのＮＡＬＣＯ ２３２６コロイド状シリカを容積１ガロンのガラスジャー中で反応させた。混合物を振盪して十分混合し、それから一晩８０℃のオーブン中に入れた。混合物を流動オーブン中１５０℃で乾燥させ、白色粒子状固体を得た。
【０１１３】
メトキシエトキシエトキシエトキシウレイドプロピルトリエトキシシランカップリング剤の調製
メトキシエトキシエトキシエトキシウレイドプロピルトリエトキシシランカップリング剤（「シランカップリング剤Ｂ」）は、５０．０２ｇのトリエチレングリコールモノメチルエーテル（Ａｌｄｒｉｃｈ）と４６ｇのメチルエチルケトンを電磁攪拌棒を装備した容積２５０ｍｌの丸底フラスコに仕込んで調製した。メチルエチルケトンの大半は回転蒸発で除去した。７６．０３ｇの３−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン（Ｕｎｉｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｂｒｉｓｔｏｌ，ＰＡ）と約３ｍｇのジブチル錫ジラウレート（Ａｌｄｒｉｃｈ）をフラスコに添加し、混合物を攪拌した。反応は穏やかに発熱しながら進行した。反応を約１６時間行ったところ、赤外分光法によるイソシアネートのピークは小さかった。さらに０．１ｇのトリエチレングリコールモノメチルエーテルを組成物に追加し、残りのメチルエチルケトンを減圧下７０℃で回転蒸留によって除去し、シランカップリング剤Ｂを得た。赤外分光法を使用した検出では、イソシアネートのピークは観察されなかった。
【０１１４】
シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子の調製
シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子は、２００．０ｇの平均粒度２０ｎｍ、表面積約１５０平方メートル／グラムを有する４０重量％固形分のアンモニア安定化コロイド状シリカＮａｌｃｏ２３２７（製造業者Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬの報告）を容積１クオートのガラスジャー中に仕込んで調製した。攪拌しながら、２２６ｇの脱イオン水と８．４７ｇのシランカップリング剤Ｂをコロイド分散物に添加した。ジャーを密封し、１８時間８０℃に過熱し、透明な青色がかった１８重量％のシランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のコロイド分散水を得た。
【０１１５】
シランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のアクリル酸イソオクチル／アクリル酸（８１．５／１８．５）液の調製
シランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子は、４００．４３ｇのＮａｌｃｏ２３２６コロイド状シリカを容積１クオートのガラスジャー中に仕込んで調製した。４５２．９７ｇの１−メトキシ−２−プロパノール、６．４３ｇのシランカップリング剤Ｂ、３１．４０ｇのシランカップリング剤Ａを混合し、攪拌しながらコロイド状シリカに添加した。ジャーを密封し、１８時間８０℃に加熱し、シランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のスラリー（「スラリーＡ」）を得た。
【０１１６】
容積１リットルの丸底フラスコに、２３９．０７ｇのスラリーＡと３０．０３ｇのアクリル酸イソオクチルを仕込んだ。減圧下回転蒸発で、組成物から水とアルコールを除去した。ロータリーエバポレータからフラスコをはずし、２６６．５６ｇのスラリーＡと３０．１７ｇのアクリル酸イソオクチルを追加した。減圧下回転蒸発で、残っているアルコールと水を除去した。再びロータリーエバポレータからフラスコをはずし、３２３．２８ｇのスラリーＡと３０．０４ｇのアクリル酸イソオクチルを追加した。減圧下回転蒸発で、残っているアルコールと水を除去した。
【０１１７】
約３８．４％シリカ含有の粘性コロイド分散物が１４７．０３ｇ得られた。２０．５６ｇのアクリル酸を１４４ｇの粘性コロイド分散物に添加し、十分混合した。
【０１１８】
実施例１
１８重量％シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のコロイド分散水０．１ｇを脱イオン水０．９ｇに添加して、実施例１を調製した。それから、試料を手で振盪し発泡させた。発泡は１分を超えて安定していることが観察された。
【０１１９】
比較例１
実施例１で振盪させた時間と同時間１ｇの脱イオン水を振盪させて、比較例１を調製した。発泡は視認されなかった。
【０１２０】
実施例２
０．０４ｇのイソオクチルシラン表面修飾シリカナノ粒子を１．９６ｇのトルエンに添加して、実施例２を調製した。それから、試料を手で振盪し発泡させた。発泡は１分を超えて安定していることが観察された。
【０１２１】
比較例２
実施例２で振盪させた時間と同時間２ｇのトルエンを振盪させて、比較例２を調製した。発泡は視認されなかった。
【０１２２】
実施例３
０．０４ｇのシランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子を１．９６ｇの酢酸エチルに添加して、実施例３を調製した。それから、試料を振盪し発泡させた。発泡は１分以上安定していることが観察された。
【０１２３】
比較例３
実施例３で振盪させた時間と同時間２ｇの酢酸エチルを振盪させて、比較例３を調製した。発泡は視認されなかった。
【０１２４】
組成物Ａの調製
８７．５部のアクリル酸イソオクチル、１２．５部のアクリル酸、０．０４部のイルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）６５１ ２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン光開始剤（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）を反応させ、それから混合物を紫外線を使用して部分重合して、シロップを調製し、約３０００ｃＰｓの粘度を有するシロップを得た。０．１９ｇのイルガキュア６５１と０．５５ｇの１，６−ヘキサンジオールジアクリレートをシロップに追加して、組成物Ａを調製した。対照１〜６および実施例４〜１１のために、３０ｇの組成物Ａを使用した。
【０１２５】
対照１〜６
対照１は組成物Ａであった。
【０１２６】
窒素を低圧（すなわち、２ｐｓｉ未満）でガラスろ過管を経由して組成物に通して組成物を攪拌し、対照１を発泡させた。ガラスろ過管は約６インチの長さで、名目上直径１０ｍｍ、長さ１６ｍｍガラスノズル端を有し、窒素源に取り付けられていた。組成物を約２分攪拌するかまたは試料の泡立ちが視認できなくなるまで攪拌した。
【０１２７】
それから、ノッチ付バーコーターを使用して３ミル厚のシリコーン塗布透明ポリエチレンテレフタレート剥離ライナー間に発泡した試料を４０ミル厚に塗布し、電球から試料までの距離が約６．３ｍｍになるように２球収納照明器具（Ｍｏｄｅｌ ＸＸ−１５Ｌ（ＵＶＰ Ｓａｎ Ｇａｂｒｉｅｌ，ＣＡ））中の１５ワットＢｌａｃｋｌｉｇｈｔ Ｆ１５Ｔ８−ＢＬ電球（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）１個の直下に塗布した試料をただちに置いて、硬化させた。それから、試料を約３分光線に暴露し、現場発泡を不可逆的に固定した。
【０１２８】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のダウコーニング１２５０界面活性剤（ダウコーニング，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）を反応させて、対照２を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１２９】
９８重量％の組成物Ａと２重量％の乾燥ＮＡＬＣＯ２３２６シリカナノ粒子を反応させて、対照３を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３０】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ−９７２ジチルシリル修飾ヒュームドシリカ（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ．，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）を反応させて、対照４を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３１】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のＣＡＢＯＳＩＬ Ｍ−５疎水性ヒュームドシリカ（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）を反応させて、対照５を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３２】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ８０５ ｎ−オクチルシリル修飾ヒュームドシリカ（ＤｅＧｕｓｓａ）を反応させて、対照６を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３３】
実施例４〜１１
９８重量％の組成物Ａと２重量％のイソオクチルシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例４を調製した。
【０１３４】
その後、窒素を低圧（すなわち、２ｐｓｉ未満）でガラスろ過管を経由して組成物に通して組成物を攪拌し、実施例４の組成物を発泡させた。ガラスろ過管は約６インチの長さで、名目上直径１０ｍｍ、長さ１６ｍｍガラスノズル端を有し、窒素源に取り付けられていた。組成物を約２分攪拌するかまたは試料の泡立ちが視認できなくなるまで攪拌した。
【０１３５】
それから、ノッチ付バーコーターを使用して３ミル厚のシリコーン塗布ＰＥＴ剥離ライナー間に発泡した試料を４０ミル厚に塗布し、電球から試料までの距離が約６．３ｍｍになるように２球収納照明器具（Ｍｏｄｅｌ ＸＸ−１５Ｌ（ＵＶＰ Ｓａｎ Ｇａｂｒｉｅｌ，ＣＡ））中の１５ワットＢｌａｃｋｌｉｇｈｔ Ｆ１５Ｔ８−ＢＬ電球（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）１個の直下に塗布した試料をただちに置いて、硬化させた。それから、試料を約３分光線に暴露し、現場発泡を不可逆的に固定した。
【０１３６】
９９．７重量％の組成物Ａと０．３重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例５を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３７】
９９．３重量％の組成物Ａと０．７重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例６を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３８】
９８．５重量％の組成物Ａと１．５重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例７を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３９】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例８を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４０】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のシランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子／アクリル酸イソオクチル／アクリル酸組成物を反応させて、実施例９を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４１】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のシランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例１０を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４２】
９７重量％の組成物Ａ、２重量％のシランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子、１重量％のダウコーニング１２５０界面活性剤を反応させて、実施例１１を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４３】
対照１〜６と実施例４〜１１の発泡硬化させた試料のＬ値は、Ｌ値試験法によって測定された。結果を第１表に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
熱可塑性組成物の発泡
対照７〜８および実施例１２〜１３
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８で測定される融点６０℃、溶融流量５ｇ／１０分を有するＥＮＧＡＧＥ８２００熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗエラストマー，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）約４５ｇをＰＬＡＳＴＩ−ＣＯＲＤＥＲ２軸ローターニーダー（Ｃ．Ｗ．Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｓｏｕｔｈ Ｈａｃｋｅｎｓａｃｋ，ＮＪ）で溶融させて、試料を調製した。一旦試料が溶融すると、２重量％のＣＥＬＯＧＥＮ７５４−Ａ発泡剤（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）をポリマー溶融物に混合した。ナノ粒子を含有した組成物に対して、発泡剤が完全にポリマーに混合した後、２重量％のナノ粒子（第２表に特定された種類）をポリマー混合物に添加した。それから、混合物をニーダーから取り出した。
【０１４６】
それから、ポリマー混合物を２枚のポリエステルフィルムの間に置き、油圧プレスで（上部と下部を約１３５℃に加熱）平坦化して、厚さを約０．１ｍｍ〜１．３ｍｍした。
【０１４７】
それから、試料を約１インチ×１インチ片に切断した。各試料の厚さをキャリパーゲージを使用して測定した。それから、試料を約１８０℃のオーブンに入れ、発泡剤を活性化し、試料を発泡させた。それから、発泡試料を２、５、１０、または１５分後にオーブンから取り出し、室温まで冷却した。キャリパーゲージを使用して、試料厚みを再び測定した各時間間隔で厚さの平均成長率を測定した。成長率が高いほど発泡性が高い。測定結果を第２表に示す。
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
他の実施形態は請求項の範囲内である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面修飾ナノ粒子を含む発泡組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
純粋な液体は一般的に界面活性剤が液体中に存在しなければ発泡することができない。界面活性剤は、液体の表面下に導入された気泡を液体中に維持できるように液体の表面張力を低下することによって機能する。界面活性剤は、また発泡した後、その発泡体を安定化することもできる。そのような界面活性剤には例えばイオン性、非イオン性およびポリマー性界面活性剤などがある。
【０００３】
用途によっては、界面活性剤が組成物の表面に移動し、望ましくない結果になることもある。感圧接着剤組成物では、例えば界面活性剤が組成物の接着特性に影響を及ぼし、また貼薬の場合には、例えば包帯などの物品の表面に界面活性剤が存在すると、衛生上有害な結果をもたらすこともある。
【０００４】
多くの発泡組成物には、さまざまな理由で無機粒子が含有されている。これらの粒子の中には、核剤として機能するものもある。例えば組成物のレオロジーの変更をはじめとする組成物の物理的特性を変化させるための充填剤として働くものもある。さらに、例えば疎水性ヒュームドシリカのように消泡剤として機能することがわかった粒子もある。ヒュームドシリカは、熱分解法シリカとしても知られているが、不可逆に結合して凝結体の形態となる平均サイズ２００ｎｍ〜３００ｎｍの一次粒子を含む。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの面において、本発明は、ビヒクルおよびビヒクル中に配置された表面修飾ナノ粒子を含む発泡組成物を特徴とし、ナノ粒子はそれぞれ約１００ナノメートル未満の粒径を有する。一実施形態において、発泡体は、本質的に界面活性剤を含まない。別の実施例において、発泡組成物は、さらに界面活性剤を含有する。さまざまな実施形態において、発泡組成物は、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約１重量％、少なくとも約２重量％、少なくとも約５重量％または少なくとも約１０重量％の表面修飾ナノ粒子を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
さまざまな実施形態において、ナノ粒子は、それぞれ約５０ナノメートル以下、３ナノメートル〜５０ナノメートル、約２０ナノメートル以下、３ナノメートル〜２０ナノメートル、および３ナノメートル〜１０ナノメートルの粒径を有する。
【０００７】
一実施形態において、ナノ粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、バナジア、セリア、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミニウム／シリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【０００８】
ある実施形態には、ナノ粒子が疎水基、親水基、およびそれらの組合せからなる群から選択された表面基を含有するものもある。ナノ粒子がシラン、有機酸、有機塩基、およびそれらの組合せからなる群から選択された薬剤から誘導された表面基を含有する実施形態もある。ナノ粒子がアルキルシラン、アリールシラン、アルコキシシラン、およびそれらの組合せからなる群から選択された薬剤から誘導されたオルガノシリル表面基を含有する実施形態もある。
【０００９】
一実施形態において、ナノ粒子は、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、およびそれらの組合せからなる群から選択された薬剤から誘導された表面基を含有する。
【００１０】
実施形態の中には、ビヒクルがモノマー、オリゴマー、ポリマー、またはそれらの組合せを含有するものもある。ビヒクルが熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、エラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されたポリマーを含有する実施形態もある。ビヒクルが、天然ゴム、合成ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン‐ジエンモノマーゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、シリコーンゴム、ポリビニルエーテル、およびそれらの組合せからなる群から選択されたポリマーを含有する実施形態もある。一実施形態において、ビヒクルはポリエステル、ポリウレタン、アミノ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、ポリシロキサン樹脂およびそれらの混合物からなる群から選択されたポリマーを含有する。ビヒクルがポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、セルロースポリマー、塩素化ポリエーテル、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデンおよびそれらの混合物からなる群から選択されたポリマーを含有する実施形態もある。
【００１１】
一実施形態において、ビヒクルは、アクリル樹脂を含有する。実施形態の中には、アクリル樹脂が炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルを含有することもある。
【００１２】
実施形態の中には、ビヒクルが非重合性であるものもある。ビヒクルが本質的にポリマーを含有しない実施形態もある。一実施形態において、ビヒクルはポリオレフィンを含有する。実施形態の中には、ビヒクルがメタロセン重合ポリオレフィンを含有するものもある。
【００１３】
ビヒクルがノボラック、レゾール樹脂、ポリ尿素樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択された樹脂を含有する実施形態もある。
【００１４】
一実施形態において、ビヒクルは水、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、エーテル、アミン、アミド、炭化水素、ハロカーボン、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００１５】
別の実施形態において、発泡組成物はさらに発泡剤を含有する。
【００１６】
一実施形態において、表面修飾ナノ粒子は統計的平均化ランダム表面修飾ナノ粒子を含む。
【００１７】
一実施形態において、表面修飾ナノ粒子は、ビヒクルの溶解パラメーターと同様の溶解パラメーターを有する表面基を含有する。
【００１８】
一実施形態において、表面修飾ナノ粒子はビヒクルに溶解するように見える。
【００１９】
別の実施形態において、ビヒクルは接着剤組成物を含有する。ビヒクルが感圧接着剤組成物を含有する実施形態もある。一実施形態において、感圧接着剤組成物はアクリル樹脂を含有する。実施形態の中には、アクリル樹脂が炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルを含有するものもある。一実施形態において、感圧接着剤組成物はアクリル酸イソオクチルおよびアクリル酸コポリマーを含有する。
【００２０】
別の実施形態において、ビヒクルはホットメルト接着剤組成物を含有する。
【００２１】
もう１つの面において、本発明は、上記した発泡組成物を含有する接着テープ（例えば、感圧接着テープ）を特徴とする。接着テープはさらに支持体を有し、また発泡組成物は支持体上に配置されている実施形態もある。実施形態の中には、発泡組成物がアクリル樹脂を含有するものもある。一実施形態において、アクリル樹脂は、炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステルを含有する。
【００２２】
別の面において、本発明は、上記した発泡組成物を含有する物品を特徴とする。一実施形態において、物品はガスケットである。物品が車体成形品である実施形態もある。
【００２３】
他の面において、本発明は、組成物中にボイドを形成するのに十分な量で発泡剤を本発明の組成物に導入することを含む発泡体の製造方法を特徴とする。ここで、本組成物は、ビヒクルおよびビヒクル中に配置された表面修飾ナノ粒子を含有し、表面修飾ナノ粒子が粒径約１００ナノメートル以下である。実施形態の中には、発泡剤を導入する工程が組成物の機械的攪拌を含有するものもある。実施形態の中には、発泡剤を導入する工程が組成物の少なくとも１成分の化学的反応を含有するものもある。
【００２４】
一実施形態において、発泡剤は、液体、気体および固体の発泡剤からなる群から選択される。発泡剤が空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、亜酸化窒素、およびそれらの混合物からなる群から選択された気体を含有する実施形態もある。発泡剤がビヒクルの成分の分解生成物を含有する実施形態もある。
【００２５】
別の面において、本発明は、テープの製造方法を特徴とし、この方法では、ａ）ビヒクルおよび粒径約１００ナノメートル未満の複数の表面修飾ナノ粒子を含む組成物を発泡させること、およびｂ）支持体上に組成物を塗布することを実質的に同時に行う。
【００２６】
一面において、本発明は、所定のビヒクルと表面修飾ナノ粒子との相溶性の決定方法を特徴とし、この方法では、ａ）表面修飾ナノ粒子を選択すること、ｂ）表面修飾ナノ粒子をビヒクルと混合し組成物を形成すること、およびｃ）発泡剤を組成物に導入することを含み、組成物が持続性発泡体を形成すれば、表面修飾ナノ粒子はビヒクルと相溶である。
【００２７】
他の面において、本発明は、所定のビヒクルと表面修飾ナノ粒子との相溶性の決定方法を特徴とし、この方法では、ａ）表面修飾ナノ粒子を選択すること；およびｂ）表面修飾ナノ粒子をビヒクルと混合し組成物を形成することを含み、表面修飾ナノ粒子がビヒクルに溶解するように見える場合に、表面修飾ナノ粒子はビヒクルと相溶である。
【００２８】
ある面では、本発明は、所定のビヒクル用の相溶表面修飾ナノ粒子の選択方法を特徴とし、この方法は、約１００ナノメートル未満の粒径を有し、かつ所定のビヒクルの溶解パラメーターと実質的に同様の溶解パラメーターを有する表面基が結合した表面修飾ナノ粒子を選択すること、ビヒクルに表面修飾ナノ粒子を分散させること、およびビヒクルを形成することを含み、持続性発泡体が存在すれば、表面修飾ナノ粒子はビヒクルと相溶であることを意味する。
【００２９】
別の面において、本発明は、ａ）上記した方法によって特定した表面修飾ナノ粒子を所定のビヒクルに添加すること、およびｂ）ビヒクルを発泡させることを含む組成物の発泡方法を特徴とする。
【００３０】
「表面修飾ナノ粒子」という用語は、粒子の表面に結合した表面基を含有する粒子を指す。表面基は粒子の性質を変更する。
【００３１】
「持続性発泡体」という用語は、組成物が形成された後１分以上の期間、組成物中に気孔が存在することを意味する。
【００３２】
「粒径」および「粒度」という用語は、粒子の最大断面寸法を意味する。粒子が凝結体の形態で存在すれば、「粒径」および「粒度」という用語は、凝結体の最大断面寸法を意味する。
【００３３】
本発明者らは、表面修飾ナノ粒子を含む組成物は持続性発泡体を形成することができることを発見した。驚くべきことに、これらの組成物は界面活性剤の不存在下で持続性発泡体を形成することができる。本発明は、適切な表面修飾ナノ粒子が組成物中に分散されるときに発泡可能なさまざまな組成物によって広範な用途を有する。
【００３４】
表面修飾ナノ粒子を含有しない組成物に比べて、例えば、空隙数の増加、空隙の大きさの均一化、およびそれらの組合せなど発泡を改良するために表面修飾ナノ粒子含有組成物を配合することも可能である。
【００３５】
揮発性有機化合物および揮発性溶媒を含まない発泡組成物を配合することも可能である。
【００３６】
本発明の他の特徴は、下記の好ましい実施形態の説明および請求項から明らかとなろう。
【００３７】
発泡組成物は、表面修飾ナノ粒子、例えば粒径１００ナノメートル未満の無機ナノ粒子をビヒクル中に配置して含有する。発泡組成物は、気孔、すなわち気泡を組成物の表面に、組成物中に分散して、またはそれらの組合せで含有する。用途によっては、気孔が組成物中に均一に分散されている。発泡体は持続し、好ましくは気孔が独立気泡の形態で存在する気泡構造を含む。
【００３８】
表面修飾ナノ粒子は、好ましくはビヒクル中に分散された個々の非会合（すなわち、非凝結）ナノ粒子であり、かつ好ましくは非可逆には相互に会合しない。「会合する」または「会合している」という用語は、例えば、共有結合、水素結合、静電気引力、ロンドン力、疎水性相互作用などを含む。
【００３９】
表面修飾ナノ粒子で形成される組成物に、発泡する組成物の性能をはじめとする組成物の望ましい特性に支障をきたすことになる粒子凝集または凝結がないように、表面修飾ナノ粒子は選択される。表面修飾ナノ粒子は発泡するビヒクルと相溶であるように選択される。さまざまな成分を含有するビヒクルに対して、表面修飾ナノ粒子はビヒクルの少なくとも１成分と相溶であるように選択してもよい。
【００４０】
表面修飾ナノ粒子は、ナノ粒子の溶解性特徴を変更する表面基を有する。粒子を、例えば得られた組成物が発泡したら持続性発泡体を形成するように粒子が配置されているビヒクルの成分をはじめとするビヒクルと相溶にするように、表面基は選択される。組成物が重合可能である場合、例えば表面基はビヒクルの少なくとも一成分と会合または反応して組成物のポリマー網の一部になるように選択される。
【００４１】
表面修飾ナノ粒子のビヒクルとの相溶性の一評価法は、発泡剤が組成物に導入されるとき、得られた組成物が持続性発泡体を形成するかどうかを決定することを含む。透明ビヒクルに対して、表面修飾ナノ粒子の透明ビヒクルとの相溶性の有用な一評価法は、表面修飾ナノ粒子とビヒクルを結合させることと、得られた組成物が透明であるように表面修飾ナノ粒子がビヒクルに溶解するように見えるかどうかを観察することを含む。表面修飾粒子の無機粒子成分の性質により、表面修飾粒子はビヒクルに実際には溶解しない、すなわち表面基のビヒクルとの相溶性により、表面修飾ナノ粒子はビヒクルに溶解しているように見えるが、表面修飾ナノ粒子はビヒクルに分散されている。表面修飾ナノ粒度が増加するにつれて、ビヒクルのもやは一般的に増加する。好ましい表面修飾ナノ粒子はビヒクルから沈殿しないように選択される。ビヒクルと表面修飾ナノ粒子の相溶性を評価するさらなる工程は、発泡剤を続いて導入すると、組成物が発泡するかどうかを決定することを含む。
【００４２】
好適な表面基は、表面基とビヒクルの溶解パラメーターに基づいて選択することもできる。好ましくは、表面基、または表面基が誘導される薬剤は、発泡されるビヒクルの溶解パラメーターと同様の溶解パラメーターを有する。発泡されるビヒクルが疎水性である場合、例えば当業者は疎水性ビヒクルと相溶である表面修飾粒子を実現するためにさまざまな疎水性表面基の中から選択することができる。同様に、発泡されるビヒクルが親水性である場合、当業者は親水性表面基から選択することができ、発泡されるビヒクルがフルオロカーボンである場合、当業者はさまざまなフルオロカーボン表面基の中から選択することができる。粒子は、結合して、ビヒクルの溶解パラメーターと同様な溶解パラメーターを有する粒子を提供する少なくとも２つの異なる表面基を含有する。
【００４３】
表面基は、統計的平均化ランダム表面修飾ナノ粒子を提供するように選択してもよい。
【００４４】
凝結することなくその後ビヒクル中に分散することができる表面修飾ナノ粒子を提供するのに十分量の表面基が粒子の表面上に存在する。単層、好ましくは連続単層を形成するのに十分量の表面基が粒子の表面上に存在するのが好ましい。
【００４５】
表面修飾基は、表面修飾剤から誘導してもよい。概略的に、表面修飾剤は式Ａ−Ｂによって表され、式中、Ａ基は粒子の表面に結合することが可能で、Ｂ基は組成物の成分に反応するかまたは反応しなくてもよい相溶基である。相溶基は、粒子を相対的により極性に、相対的により極性でない、つまり相対的に非極性にするように選択することができる。
【００４６】
表面修飾剤の好適なクラスには、例えば、シラン、有機酸、有機塩基、およびアルコールがある。
【００４７】
特に有用な表面修飾剤には、シランがある。有用なシランの例には、例えば、アルキルクロロシラン、アルコキシシラン、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ポリトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ（ｔ−ブトキシ）シラン、ビニルトリス（イソブトキシ）シラン、ビニルトリス（イソプロペノキシ）シラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シランなど；トリアルコキシアリールシラン；イソオクチルトリメトキシ−シラン；Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカーバメート；Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカーバメート；シラン官能性（メタ）アクリレート、例えば３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルメチルジメトキシシラン、３−（アクリロイルオキシプロピル）メチルジメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）メチルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）メチルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロペニルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシランなど；ポリジアルキルシロキサン、例えば、ポリジメチルシロキサンなど、アリールシラン、例えば置換または非置換アリールシランなど、アルキルシラン、例えば置換または非置換アルキルシラン、例えばメトキシおよびヒドロキシ置換アルキルシラン、およびそれらの組合せを含むオルガノシランがある。
【００４８】
シラン官能性（メタ）アクリレートを使用するシリカの表面修飾法は、例えば米国特許第４，４９１，５０８号および同第４，４５５，２０５号（Ｏｌｓｅｎら）；米国特許第４，４７８，８７６号および同第４，４８６，５０４号（Ｃｈｕｎｇ）、および米国特許第５，２５８，２２５号（Ｋａｔｓａｍｂｅｒｉｓ）に記載がある。
【００４９】
有用な有機酸性表面修飾剤は、例えば、炭素の酸素酸（例えば、カルボン酸）、硫黄、リン、およびそれらの組合せを包含する。
【００５０】
カルボン酸官能性を有する極性表面修飾剤の代表例には、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）2ＣＨ2ＣＯＯＨ（以下、ＭＥＥＡＡ）、化学構造ＣＨ3ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＯＯＨ（以下、ＭＥＡＡ）を有する２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、および琥珀酸モノ（ポリエチレングリコール）がある。
【００５１】
カルボン酸官能性を有する非極性表面修飾剤の代表例には、オクタン酸、ドデカン酸、オレイン酸がある。
【００５２】
好適なリン含有酸の例には、ホスホン酸、例えばオクチルホスホン酸、ラウリルホスホン酸、デシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸がある。
【００５３】
有用な有機塩基性表面修飾剤は、例えば、アルキルアミン、例えばオクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミンを包含する。
【００５４】
他の有用な非シラン表面修飾剤の例には、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸β−カルボキシエチル、琥珀酸モノ−２−（メタクリロイルオキシエチル）、およびそれらの組合せがある。極性特徴と反応性とをナノ粒子に付与する有用な表面修飾剤は、琥珀酸モノ（メタクリロイルオキシポリエチレングリコール）である。
【００５５】
好適な表面修飾アルコールの例には、例えば、脂肪族アルコール、例えばオクタデシル、ドデシル、ラウリルおよびフルフリルアルコール、脂環式アルコール、例えばシクロヘキサノール、芳香族アルコール、例えばフェノール、ベンジルアルコール、およびそれらの組合せがある。
【００５６】
ビヒクルが芳香族環含有エポキシ樹脂を包含する場合、有用な表面修飾基は芳香族環を包含することができる。エポキシ樹脂組成物に特に好適な表面修飾基の例は米国特許第５，６４８，４０７号（Ｇｏｅｔｚら）に記載されている。
【００５７】
ナノ粒子の表面修飾にはさまざまな方法が有効であり、例えばナノ粒子（例えば、粉末またはコロイド分散物の形態）に表面修飾剤を添加し、表面修飾剤とナノ粒子とを反応させることを包含する。他の有用な表面修飾法は、例えば米国特許第２，８０１，１８５号（Ｉｌｅｒ）および同第４，５２２，９５８号（Ｄａｓら）に記載されている。
【００５８】
好ましくは、ナノ粒子は無機である。好適な無機ナノ粒子の例には、シリカ、およびジルコニア、チタニア、セリア、アルミナ、酸化鉄、バナジア、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミナ／シリカ、およびそれらの組合せを含む金属酸化物ナノ粒子がある。ナノ粒子は、約１００ｎｍ未満、好ましくは約５０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ〜５０ｎｍ、さらにより好ましくは３ｎｍ〜２０ｎｍ、最も好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの平均粒径を有する。ナノ粒子が凝結すると、凝結粒子の最大断面寸法はこれらの粒子範囲のいずれかにある。
【００５９】
有用な表面修飾ジルコニアナノ粒子には、粒子の表面に吸着したオレイン酸とアクリル酸の組合せがある。
【００６０】
有用な表面修飾シリカナノ粒子には、例えばアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、およびそれらの組合せを含む、シラン表面修飾剤で表面修飾したシリカナノ粒子がある。シリカナノ粒子は、例えばアルコール、オルガノシラン、例えばアルキルトリクロロシラン、トリアルコキシアリールシラン、トリアルコキシ（アルキル）シラン、それらの組合せ、およびオルガノチタネートおよびそれらの混合物を含む多数の表面修飾剤で処理できる。
【００６１】
ナノ粒子は、コロイド分散物の形態でもよい。市販の有用な未修飾シリカ出発原料の例には、ＮＡＬＣＯ １０４０、１０５０、１０６０、２３２６、２３２７、２３２９コロイド状シリカの製品名でＮａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬから入手可能なナノサイズのコロイド状シリカがある。
【００６２】
有用な金属酸化物コロイド分散物として、コロイド状酸化ジルコニウムの好適な例が米国特許第５，０３７，５７９号に記載され、コロイド状酸化チタニウムの有用な例が１９９８年７月３０日出願の発明の名称「透明金属酸化物コロイドおよびセラマーを製造するためのナノサイズの金属酸化物粒子」（Ａｒｎｅｙら）のＰＣＴ公開第ＷＯ００／０６４９５号に記載されている。
【００６３】
表面修飾ナノ粒子とビヒクルを結合させるために、さまざまな方法を採用することができる。一方法には、表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物とビヒクルが結合される。組成物中に存在する溶媒はその後除去され、表面修飾ナノ粒子がビヒクル中に分散して残存する。溶媒は、蒸発、例えば蒸留、回転蒸発またはオーブン乾燥などによって除去することができる。コロイド分散物、例えば水性コロイド分散物には、任意でビヒクルの添加前に、共溶媒（例えば、メトキシ−２−プロパノールまたはＮ−メチルピロリドン）をコロイド分散に添加し、水の除去を補助する。ビヒクルが添加された後、水と共溶媒は除去される。
【００６４】
表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物をビヒクルに導入するための別法は、表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物を乾燥して粉末にし、続いてナノ粒子が分散されることになるビヒクルまたはビヒクルの少なくとも一成分を添加することを含む。乾燥工程はオーブン乾燥または噴霧乾燥などのスプレー従来手段などによって達成することができる。表面修飾ナノ粒子は、好ましくは乾燥時の非可逆凝集または非可逆凝結を避けるために十分量の表面基を有する。乾燥時間および乾燥温度は、好ましくは１００％未満の表面被覆を有するナノ粒子のために最小限に抑える。
【００６５】
発泡可能な組成物を提供するのに十分量の、好ましくは持続性発泡体を形成可能な組成物を提供するのに十分量の表面修飾ナノ粒子のコロイド分散物をビヒクルに添加することができる。表面修飾ナノ粒子は、組成物中にさまざまな量、組成物の総重量に基づいて例えば０．１乾燥重量％〜７０乾燥重量％、好ましくは０．５乾燥重量％〜３０乾燥重量％、より好ましくは０．８乾燥重量％〜３０乾燥重量％、より好ましくは１乾燥重量％〜１０乾燥重量％、最も好ましくは２乾燥重量％〜１０乾燥重量％で存在してもよい。表面修飾ナノ粒子は、好ましくはビヒクル中に分散、より好ましくはビヒクル中に均一に分散する。
【００６６】
表面修飾剤および表面修飾粒子と組成物の他成分との相溶性（例えば、溶解性または混和性）を改良するため、共溶媒を組成物に添加することができる。
【００６７】
発泡組成物のビヒクルはさまざまな成分を包含することができ、かつ固体、液体、およびそれらの混合物の形態でよい。好ましくは、発泡前に、ビヒクルは例えば溶液、乳濁液、懸濁液、分散液、シロップ、融液を含む液体である。ビヒクルは、例えば粘着性、剛性、硬度、密度、体積、透明性、柔軟性、追従性、弾性、クリープ、強度モジュラス伸び、耐薬品性、耐熱性、耐環境性、圧縮性を含む発泡組成物の望ましい特性に基づいて選択される。
【００６８】
ビヒクルの例には、水のような無機液体、および例えば酸、アルコール、ケトン、アルデヒド、アミン、エーテル、炭化水素、ハロカーボン、モノマー、オリゴマー、ポリマーを含む有機液体がある。
【００６９】
有用な有機ビヒクルの例には、熱硬化性ゴム、熱可塑性ゴム、およびエラストマー、例えばニトリルゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエン）、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、サントプレン（登録商標）ポリプロピレンＥＰＤＭエラストマー、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンゴム、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレン酢酸ビニルゴムなど、シリコーンゴム、例えばポリシロキサン、メタクリレートゴムなど、ポリアクリレートゴム、例えばアクリル酸イソオクチルとアクリル酸のコポリマー、ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリビニルエーテル、ポリウレタンおよびそれらのブレンドと組合せ、例えばそれらの線形、ラジアル形、星形、テーパー形ブロックコポリマーを含む天然および合成ゴム樹脂がある。
【００７０】
他の有用なエラストマーには、例えばフルオロエラストマー、例えばポリトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ素化エチレン‐プロピレンコポリマー、フルオロシリコーン、クロロエラストマー、例えば塩化ポリエチレン、およびそれらの組合せがある。
【００７１】
有用な熱可塑性樹脂の例には、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、セルロース、塩化ポリエーテル、エチレン酢酸ビニル、フルオロカーボン、例えばポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン‐プロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、例えばポリカプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリウンデカノアミド、ポリラウロアミド、ポリアクリルアミド、ポリイミド、例えばポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ−４−メチルペンテン、ポリアルキレンテレフタレート、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリアルキレンオキサイド、例えばポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、ビニルポリマー、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデン、およびそれらの組合せがある。
【００７２】
有用な熱硬化性樹脂には、例えばポリエステル、ポリウレタン、およびそれらのハイブリッドとコポリマー、例えばアシル化ウレタンおよびアシル化ポリエステル、アミノ樹脂（例えばアミノプラスト樹脂）、例えばアルキル化尿素型アルデヒド樹脂、メラミン型アルデヒド樹脂など、アクリレート樹脂、例えば、アクリレートおよびメタクリレート、アクリル酸ビニル、アクリル化エポキシ、アクリル化ウレタン、アクリル化ポリエステル、アクリル化アクリル樹脂、アクリル化ポリエーテル、ビニルエーテル、アクリル化オイル、アクリル化シリコーン、アルキド樹脂、例えばウレタンアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、反応性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、例えばレゾール樹脂、ノボラック樹脂、フェノール型アルデヒド樹脂、フェノール／ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、例えばビスフェノールエポキシ樹脂、脂肪族および脂環式エポキシ樹脂、エポキシ／ウレタン樹脂、エポキシ／アクリレート樹脂、エポキシ／シリコーン樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、アルキルアルコキシシラン樹脂を含むポリシロキサン樹脂、反応性ビニル樹脂、およびそれらの混合物がある。
【００７３】
ビヒクルは、接着剤組成物、例えば、感圧、ホットメルト、熱硬化性および熱可塑性接着剤組成物を提供するように選択されてもよい。ビヒクルは感圧接着剤組成物、例えば溶媒塗布可能、ホットメルト塗布可能、放射線（電子ビーム、化学線、例えば、可視、ＵＶ、熱線）硬化可能な水性乳濁型接着剤、およびそれらの組合せのどれでも含有することができる。好適な感圧接着剤組成物には、例えば、粘着ゴム接着剤、例えば天然ゴム、オレフィン、シリコーン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリウレタン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、他のエラストマー、およびアクリル酸イソオクチルとアクリル酸のコポリマーを含む粘着および非粘着アクリル系接着剤組成物などがある。
【００７４】
アクリレート感圧接着剤は、当技術分野では公知である。これらの接着剤の多くはアクリル酸アルキルエステルのコポリマー、および任意にはコモノマーの小部分である。有用なアクリル酸エステルには、炭素数１〜２０の一価アルコールのアクリル酸またはメタアクリル酸エステル、例えばアクリル酸イソオクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクタデシル、およびそれらの組合せがある。アクリレート系接着剤組成物用の他の有用なモノマーには、エチレン性不飽和モノマー、例えばアクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソボルニル、Ｎ−オクチルアクリルアミド、アクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、およびそれらの組合せがある。他の有用なエチレン性不飽和モノマーには、例えばアクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、置換アクリルアミド、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロニトリル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸２‐フェノキシエチル、アクリル酸ベンジル、およびそれらの組合せがある。
【００７５】
ビヒクルは、他の構成要素、例えば開始剤、硬化剤、硬化促進剤、触媒、架橋剤、粘着付与剤、可塑剤、染料、難燃剤、カップリング剤、顔料、耐衝撃性改良剤、流れ調整剤、発泡剤、充填剤、ガラスおよびポリマーの微小球・微粒子、他の粒子、例えば導電性粒子、熱導電性粒子、繊維、帯電防止剤、酸化防止剤、およびＵＶ吸収剤を包含することもできる。
【００７６】
ビヒクルがモノマーを包含する場合、重合は、例えば溶媒重合、乳化重合、懸濁重合、バルク重合、例えば化学線、例えば可視、紫外線、電子ビーム、およびそれらの組合せを使用するプロセスを含む放射線重合をはじめとして、化学重合または放射線重合できるさまざまな従来フリーラジカリル重合法によって達成することができる。
【００７７】
有用なフリーラジカル開始剤には、熱および光活性開始剤がある。使用される開始剤の種類は重合法によって異なる。光開始剤の例には、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルのようなベンゾインエーテル、アニソインメチルエーテルのような置換ベンゾインエーテル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンのような置換アセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノンのような置換α−ケトールなどがある。
【００７８】
ビヒクルは、コポリマー性光開始剤、例えば２−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロペノイル）フェノキシ］エチル−２−メチル−２−Ｎ−プロペノイルアミノプロパノエート、およびＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙから商品名ＤＡＲＯＣＵＲ ＺＬＪ ３３３１で入手可能な重合性光開始剤、光酸生成開始剤、例えばＳａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から商品名ＳａｒＣａｔ ＣＤ−１０１２で入手可能なジアリールヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、および商品名ＳａｒＣａｔ ＣＤ−１０１１（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）で入手可能なトリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェートを含有することもできる。
【００７９】
好適な熱開始剤の例には、ベンゾイルペルオキサイド、ジベンゾイルペルオキサイド、ジラウリルペルオキサイド、シクロヘキサンペルオキサイド、メチルエチルケトン ペルオキサイド、ヒドロペルオキサイド、例えばブチルヒドロペルオキサイド、クメンヒドロペルオキサイド、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、過安息香酸ｔ−ブチル、アゾ化合物、例えば２，２−アゾ‐ビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、およびそれらの組合せのような過酸化物がある。市販の熱開始剤の例には、ＶＡＺＯ ６４（２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル））、ＶＡＺＯ ５２、ＶＡＺＯ ６５、ＶＡＺＯ ６８などＤｕＰｏｎｔ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から「ＶＡＺＯ」の商品名で入手可能な開始剤、およびＥｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から商品名「Ｌｕｃｉｄｏｌ」で入手可能な熱開始剤、およびＵｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴ）から商品名Ｃｅｌｏｇｅｎで入手可能な開始剤などがある。
【００８０】
組成物に存在するモノマーの重合を促進するのに有効量の開始剤が使用され、その使用量は、例えば開始剤の種類、開始剤の分子量、得られる接着剤組成物の対象とする用途、例えば重合温度を含む重合法によって変動するであろう。
【００８１】
組成物は、組成物の特性を変化させるように架橋されてもよい。架橋は、γまたは電子ビーム光線のような高エネルギー光線を利用することによって、架橋剤を使用するかまたは使用しないで達成される。架橋剤または架橋剤の組合せは、重合性モノマーの混合物に添加され、架橋を促進する。
【００８２】
有用な放射線硬化架橋剤には、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，２−エチレングリコールジアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、１，１２−ドデカノールジアクリレート、およびそれらの組合せを含む米国特許第４，３７９，２０１号（Ｈｅｉｌｍａｎｎら）に記載されているような多官能性アクリレート、および米国特許第４，７３７，５５９号（Ｋｅｌｌｅｎら）に記載されているような共重合性芳香族性ケトンコモノマーがある。好適な紫外線源には、例えば中圧水銀ランプと紫外線ブラックライトがある。
【００８３】
重合性モノマー組成物は、連鎖移動剤を包含してもよい。好ましくは、連鎖移動剤は重合前のモノマー混合物に溶解する。好適な連鎖移動剤の例には、トリエチルシランとメルカプタンがある。
【００８４】
好ましくは、組成物は、表面修飾ナノ粒子がビヒクル中に分散された後、より好ましくは表面修飾ナノ粒子がビヒクル中に均一に分散した後、発泡する。組成物は、例えば米国特許第５，０２４，８８０号、同第４，８９５，７４５号、同第４，７４８，０６１号（Ｖｅｓｌｅｙら）に記載されているようなさまざまな発泡方法によって発泡できる。
【００８５】
組成物は、さまざまな機構、例えば、機械的機構、化学的機構、およびそれらの組合せなどを使用して組成物に気泡を形成することによって発泡される。
【００８６】
有用な機械的発泡機構は、例えば、組成物の攪拌、例えば振盪、攪拌、高速攪拌、およびそれらの組合せと、組成物への気体の注入、例えばノズルの組成物表面下への挿入および組成物への気体の吹込みと、それらの組合せとを含む。
【００８７】
有用な化学的発泡機構は、例えば化学反応、例えば熱分解の際に気体を放出する成分を含む組成物成分の分解を介する現場での気体の発生と、例えば液体ガスを含む組成物成分の蒸発と、組成物の減圧または組成物の加熱による組成物中の気体の揮発と、それらの組合せとを含む。
【００８８】
原則として、組成物を発泡させるために、例えば化学的発泡剤と、無機および有機発泡剤などの物理的発泡剤などいかなる発泡剤も使用できる。
【００８９】
化学的発泡剤の例には、水およびアゾ系、カーボネート系、ヒドラジド系分子、例えば４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド、４，４’−オキシベンゼンスルホニルセミカルバジド、アゾジカルボンアミド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、アゾジカルボン酸バリウム、アゾジイソブチロニトリル、ベンゼンスルホンヒドラジド、トリヒドラジノトリアジン、アゾジカルボン酸の金属塩、シュウ酸ヒドラジド、ヒドラゾカルボン酸、ジフェニルオキサイド−４，４’−ジスルホヒドラジド、テトラゾール化合物、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸化合物とポリ炭酸の調製品、クエン酸と重炭酸ナトリウムの混合物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ‐テレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、およびそれらの組合せがある。
【００９０】
好適な物理的無機発泡剤には、例えば窒素、アルゴン、酸素、水、空気、ヘリウム、六フッ化硫黄、およびそれらの組合せがある。
【００９１】
有用な物理的有機発泡剤には、二酸化炭素、脂肪族炭化水素、脂肪族アルコール、例えば塩化メチレンなど完全または部分ハロゲン化脂肪族炭化水素、およびそれらの組合せがある。好適な脂肪族炭化水素発泡剤の例には、例えばメタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、およびそれらのブレンドを含む炭化水素のアルカン系列がある。有用な脂肪族アルコールには、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、およびそれらの組合せがある。好適な完全または部分ハロゲン化脂肪族炭化水素には、例えばフルオロカーボン、クロロカーボン、クロロフルオロカーボン、およびそれらの組合せがある。
【００９２】
フルオロカーボン発泡剤の例には、フッ化メチル、パーフルオロメタン、フッ化エチル、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、フルオロエタン（ＨＦＣ−１６１）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、パーフルオロエタン、２，２−ジフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、パーフルオロプロパン、ジクロロプロパン、ジフルオロプロパン、パーフルオロブタン、パーフルオロシクロブタン、およびそれらの組合せがある。
【００９３】
有用な部分ハロゲン化クロロカーボンおよびクロロフルオロカーボン発泡剤には、塩化メチル、塩化メチレン、塩化エチル、１，１，１−トリクロロエタン、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）、およびそれらの組合せがある。
【００９４】
有用な完全ハロゲン化クロロフルオロカーボンの例には、トリクロロモノフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、トリクロロ‐トリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）、ジクロロテトラフルオロエタン（ＣＦＣ−１１４）、クロロヘプタフルオロプロパン、ジクロロヘキサフルオロプロパン、およびそれらの組合せがある。
【００９５】
発泡剤は、単一の成分で、混合物で、およびそれらの組合せで、ならびに他の共発泡剤との混合物で使用できる。望ましい発泡密度を実現するのに十分な量で発泡剤が組成物に添加される。
【００９６】
ビヒクルは核剤を包含してもよい。核剤は常用の核剤のどれでもよい。核剤の添加量は望ましい気泡の大きさ、選択された発泡剤、ビヒクルの密度によって異なる。小粒子形態の無機核剤の例には、クレー、タルク、シリカ、珪藻土がある。有機核剤は所定の温度で分解または反応することができる。
【００９７】
有機核剤の一例は、ポリカルボン酸のアルカリ金属塩と炭酸塩または重炭酸塩との組合せである。有用なポリカルボン酸のアルカリ金属塩の例には、２，３−ジヒドロキシ−ブタン二酸一ナトリウム塩（すなわち、重酒石酸ナトリウム）、ブタン二酸一カリウム塩（すなわち、重琥珀酸カリウム）、２−ヒドロキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸三ナトリウム塩および三カリウム塩（すなわち、それぞれクエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム）、エタン二酸二ナトリウム塩（すなわち、シュウ酸ナトリウム）、２−ヒドロキシ−１，２，３−プロパントリカルボン酸などのポリカルボン酸、およびそれらの組合せがある。炭酸塩または重炭酸塩の例には、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、およびそれらの組合せがある。検討された一組合せは、クエン酸一ナトリウムまたは酒石酸一ナトリウムなどのポリカルボン酸モノアルカリ金属塩と、炭酸塩または重炭酸塩との組合せである。異なる核剤の混合物をビヒクルに添加することが考えられる。他の有用な核剤には、クエン酸と重炭酸ナトリウムの化学量論的混合物がある。
【００９８】
発泡組成物の成分は、さまざまな用途に使用するのに好適な発泡組成物を提供するように選択することができる。発泡用途の代表例には、接着剤、浮揚物、自動車産業用途、例えば車体成形品、自動車板ガラスに関連する用途、例えばガスケット、シーラント、建設業用途、例えば構造構成材、例えば目止め材木、成形木部、支柱、梁、成形構造部材、軽量セラミック、例えばブロック、ボード、パネル、ルーフデッキ、フローリングのような予備流延および現場流延建設材料、例えばセメント質および石膏材料、埋立地カバー、臭気遮蔽物、ダストカバー、消化泡、耐火泡、液体閉じ込め材（例えば、オイルフェンス）、油井、トンネルのような空隙、および地盤に存在する空隙のための充填剤がある。他の発泡用途には、パッキング、商業用クリーニング製品、例えば垂直型クリーニング施工用クリーナー、墨、脱墨組成物、表面被覆、例えば紙および織物処理用発泡被膜がある。
【００９９】
発泡組成物は、発泡パーソナルケア製品、例えばヘアトリートメント組成物、シェービング組成物、スキントリートメント組成物；医療用途、例えば包帯、創傷被覆材；家庭用および工業用用途、例えばカップ、皿、耳栓、クッション、枕、絶縁材、音の抑制、振動の吸収のための緩衝材（例えば、マシンカバーの振動の緩衝）、およびそれらの組合せ、およびバッフルを含む用途に使用するために配合することもできる。
【０１００】
別の実施形態において、発泡組成物は、煤塵、湿気、有機蒸気、およびそれらの組合せからある区域を密封するガスケットあるいはシールとして有用であるように配合される。封止用途の例には、ラインプリンタの部品間の間隙の封止、電子装置の封止、天空アセンブリの封止がある。
【０１０１】
発泡組成物は、柔軟で追従性があり、間隙を充填したり不規則な表面を接着させるのに好適な発泡体を提供するように配合できる。粗いまたは不規則な表面を接着する場合、好ましくは発泡テープの特性と配合はさらに接着区域にわたって均一に圧力を配分する発泡テープを提供するように選択される。発泡体は、密封し、振動を緩衝し、振動を弱め、衝撃に抵抗し、広範囲の温度に耐え、良好な絶縁特性を提供するかまたはこれらの特性の組合せを提供するボンドラインを提供するように配合される。
【０１０２】
発泡組成物は、テープの形態、例えば感圧接着テープでもよい。有用な発泡テープ構成は、例えば裏当てまたは剥離ライナーなどの支持体上に配置された、または任意でロール状に巻かれた発泡組成物を含む。実施例の中には、発泡テープ構成が発泡テープの表面上に配置された接着剤組成物を含み、発泡テープの一面に接着層を有するテープ、すなわち片面塗布接着発泡テープを形成するものもある。別の実施形態においては、発泡組成物が、発泡テープの主な２面上に接着層を有し、両面塗布発泡テープとして知られるテープの形態であり得る。
【０１０３】
接着発泡体には、例えば、２つの基材の接着、例えばフック、ハンガー、ホルダーを含む物品を使用する搭載用途、例えば箱のような容器を２つ以上付着させて後に剥がす接合用途、例えば壁、床、天井、カウンターを含む表面への物品の接着、および機械的締結物、マスチック樹脂、液状糊の代替などさまざまな有用な用途がある。他の接着発泡用途には、例えば構造的接着剤あるいは現場発泡接着剤としての用途がある。
【０１０４】
他の実施形態において、発泡組成物は、例えばスクリム、フィルム、繊維、およびそれらの組合せを発泡体に分散して、または例えば交互層、相互貫入層、およびそれらの組合せの形態で発泡組成物とともに層状構成に配置されるものも含めて、他の成分を包含する。他の有用な発泡構成には、発泡の層を含む多層発泡構成があり、ここで、複数の層は、例えば密度、組成物など少なくとも１つの特性において異なる。
【０１０５】
発泡組成物は、例えば打抜き、架橋、滅菌など後処理にかけることもできる。
【実施例】
【０１０６】
本発明は、下記の実施例によってさらに説明される。実施例で使用されている部、割合、パーセント、量は、断りのない限りすべて重量に基づくものである。
【０１０７】
実施例
試験方法
実施例で使用される試験方法を以下に示す。
【０１０８】
Ｌ値の測定
試料のＬ値は、Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ Ｄ２５Ａ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒ比色計（Ｈｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｒｅｓｔｏｎ，ＶＡ）を使用して測定する。Ｌ値は、１〜１００の評価で試料の明度または暗度を示すものである（値１は黒、値１００は白である）。試料を比色計に置き、比色計の校正に使用される「黒」コントロールパネルを試料の後ろに置く。「Ｌ」値は測定機器から読み取られる。この試験方法によれば、試料中の窒素含量が相対的に高いと気泡は相対的により分散し、相応してより光散乱し、その結果「Ｌ」値は高くなる。
【０１０９】
ペンタメチル（２−［トリス（２−メトキシエトキシ）シリル］エチル）ジシロキサンカップリング剤の調製
ペンタメチル（２−［トリス（２−メトキシエトキシ）シリル］エチル）ジシロキサンカップリング剤（「シランカップリング剤Ａ」）は、１４３．８６ｇのトリス（２−メトキシエトキシ）ビニルシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と７６．１４ｇのペンタメチルジシロキサン（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．，Ｔｕｌｌｙｔｏｗｎ，ＰＡ）を１４５ｇのヘプタン中で混合反応させて調製した。白金（０）ジビニルテトラメチルジシロキサン触媒（米国特許第３，８１４，７３０号の方法によって調製）の１滴を０．３ｇのヘプタンに添加し、溶液とした。この溶液の０．１ｇを上記の反応混合物に添加し、加熱することなく、窒素雰囲気中で一晩攪拌した。赤外分光法（ＩＲ）を使用し、Ｓｉ−Ｈのピークの消失によって完結が確認されるまでこの反応を続けた。減圧蒸留によって、組成物からヘプタンを除去し、シランカップリング剤Ａを得た。
【０１１０】
シランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子の調製
シランカップリング剤Ａで表面修飾したシリカナノ粒子は下記のように調製された。５２５ｇの平均粒度５ｎｍ、表面積約６００平方メートル／グラムを有する１５重量％固形分のアンモニア安定化コロイド状シリカＮＡＬＣＯ２３２６ （製造業者Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬの報告）、８３．７ｇのシランカップリング剤Ａ、１０１０ｇの１−メトキシ−２−プロパノール（Ａｌｄｒｉｃｈ）を容積１ガロンのガラスジャー中で混合反応させた。混合物の入ったジャーを密封し、ベント式オーブンに入れ、一晩８０℃で加熱した。それから混合物を乾燥用蒸発皿に移し、流動オーブン中で１５０℃で乾燥させ、１１８．８ｇの白色粒子状固体を得た。
【０１１１】
シランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子の調製
シランカップリング剤Ａとγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面修飾されたシリカナノ粒子は下記のように調製された。１０６．９３ｇのシランカップリング剤Ａ、３．２５ｇのＳＩＬＱＵＥＳＴ Ａ−１７４ γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｉｎｃ．，Ｅｎｄｉｃｏｔｔ，ＮＹ）、１９４０ｇの１−メトキシ−２−プロパノール、１０００ｇのＮＡＬＣＯ ２３２６コロイド状シリカを容積１ガロンのガラスジャー中で反応させた。混合物の入ったジャーを密封した。それから混合物を振盪して十分混合し、オーブンに入れ、一晩８０℃で加熱した。それから、混合物を流動オーブン中１５０℃で乾燥させ、白色粒子状固体を得た。
【０１１２】
イソオクチルシラン表面修飾シリカナノ粒子の調製
イソオクチルトリメトキシシランで表面修飾したシリカナノ粒子は下記のように調製された。６１．４２ｇのＢＳ１３１６ イソオクチルトリメトキシシラン（Ｗａｃｋｅｒ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ Ｃｏｒｐ．，Ａｄｒｉａｎ，ＭＩ）、１９４０ｇの１−メトキシ−２−プロパノール、１０００ｇのＮＡＬＣＯ ２３２６コロイド状シリカを容積１ガロンのガラスジャー中で反応させた。混合物を振盪して十分混合し、それから一晩８０℃のオーブン中に入れた。混合物を流動オーブン中１５０℃で乾燥させ、白色粒子状固体を得た。
【０１１３】
メトキシエトキシエトキシエトキシウレイドプロピルトリエトキシシランカップリング剤の調製
メトキシエトキシエトキシエトキシウレイドプロピルトリエトキシシランカップリング剤（「シランカップリング剤Ｂ」）は、５０．０２ｇのトリエチレングリコールモノメチルエーテル（Ａｌｄｒｉｃｈ）と４６ｇのメチルエチルケトンを電磁攪拌棒を装備した容積２５０ｍｌの丸底フラスコに仕込んで調製した。メチルエチルケトンの大半は回転蒸発で除去した。７６．０３ｇの３−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン（Ｕｎｉｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｂｒｉｓｔｏｌ，ＰＡ）と約３ｍｇのジブチル錫ジラウレート（Ａｌｄｒｉｃｈ）をフラスコに添加し、混合物を攪拌した。反応は穏やかに発熱しながら進行した。反応を約１６時間行ったところ、赤外分光法によるイソシアネートのピークは小さかった。さらに０．１ｇのトリエチレングリコールモノメチルエーテルを組成物に追加し、残りのメチルエチルケトンを減圧下７０℃で回転蒸留によって除去し、シランカップリング剤Ｂを得た。赤外分光法を使用した検出では、イソシアネートのピークは観察されなかった。
【０１１４】
シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子の調製
シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子は、２００．０ｇの平均粒度２０ｎｍ、表面積約１５０平方メートル／グラムを有する４０重量％固形分のアンモニア安定化コロイド状シリカＮａｌｃｏ２３２７（製造業者Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬの報告）を容積１クオートのガラスジャー中に仕込んで調製した。攪拌しながら、２２６ｇの脱イオン水と８．４７ｇのシランカップリング剤Ｂをコロイド分散物に添加した。ジャーを密封し、１８時間８０℃に過熱し、透明な青色がかった１８重量％のシランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のコロイド分散水を得た。
【０１１５】
シランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のアクリル酸イソオクチル／アクリル酸（８１．５／１８．５）液の調製
シランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子は、４００．４３ｇのＮａｌｃｏ２３２６コロイド状シリカを容積１クオートのガラスジャー中に仕込んで調製した。４５２．９７ｇの１−メトキシ−２−プロパノール、６．４３ｇのシランカップリング剤Ｂ、３１．４０ｇのシランカップリング剤Ａを混合し、攪拌しながらコロイド状シリカに添加した。ジャーを密封し、１８時間８０℃に加熱し、シランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のスラリー（「スラリーＡ」）を得た。
【０１１６】
容積１リットルの丸底フラスコに、２３９．０７ｇのスラリーＡと３０．０３ｇのアクリル酸イソオクチルを仕込んだ。減圧下回転蒸発で、組成物から水とアルコールを除去した。ロータリーエバポレータからフラスコをはずし、２６６．５６ｇのスラリーＡと３０．１７ｇのアクリル酸イソオクチルを追加した。減圧下回転蒸発で、残っているアルコールと水を除去した。再びロータリーエバポレータからフラスコをはずし、３２３．２８ｇのスラリーＡと３０．０４ｇのアクリル酸イソオクチルを追加した。減圧下回転蒸発で、残っているアルコールと水を除去した。
【０１１７】
約３８．４％シリカ含有の粘性コロイド分散物が１４７．０３ｇ得られた。２０．５６ｇのアクリル酸を１４４ｇの粘性コロイド分散物に添加し、十分混合した。
【０１１８】
実施例１
１８重量％シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子のコロイド分散水０．１ｇを脱イオン水０．９ｇに添加して、実施例１を調製した。それから、試料を手で振盪し発泡させた。発泡は１分を超えて安定していることが観察された。
【０１１９】
比較例１
実施例１で振盪させた時間と同時間１ｇの脱イオン水を振盪させて、比較例１を調製した。発泡は視認されなかった。
【０１２０】
実施例２
０．０４ｇのイソオクチルシラン表面修飾シリカナノ粒子を１．９６ｇのトルエンに添加して、実施例２を調製した。それから、試料を手で振盪し発泡させた。発泡は１分を超えて安定していることが観察された。
【０１２１】
比較例２
実施例２で振盪させた時間と同時間２ｇのトルエンを振盪させて、比較例２を調製した。発泡は視認されなかった。
【０１２２】
実施例３
０．０４ｇのシランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子を１．９６ｇの酢酸エチルに添加して、実施例３を調製した。それから、試料を振盪し発泡させた。発泡は１分以上安定していることが観察された。
【０１２３】
比較例３
実施例３で振盪させた時間と同時間２ｇの酢酸エチルを振盪させて、比較例３を調製した。発泡は視認されなかった。
【０１２４】
組成物Ａの調製
８７．５部のアクリル酸イソオクチル、１２．５部のアクリル酸、０．０４部のイルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）６５１ ２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン光開始剤（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）を反応させ、それから混合物を紫外線を使用して部分重合して、シロップを調製し、約３０００ｃＰｓの粘度を有するシロップを得た。０．１９ｇのイルガキュア６５１と０．５５ｇの１，６−ヘキサンジオールジアクリレートをシロップに追加して、組成物Ａを調製した。対照１〜６および実施例４〜１１のために、３０ｇの組成物Ａを使用した。
【０１２５】
対照１〜６
対照１は組成物Ａであった。
【０１２６】
窒素を低圧（すなわち、２ｐｓｉ未満）でガラスろ過管を経由して組成物に通して組成物を攪拌し、対照１を発泡させた。ガラスろ過管は約６インチの長さで、名目上直径１０ｍｍ、長さ１６ｍｍガラスノズル端を有し、窒素源に取り付けられていた。組成物を約２分攪拌するかまたは試料の泡立ちが視認できなくなるまで攪拌した。
【０１２７】
それから、ノッチ付バーコーターを使用して３ミル厚のシリコーン塗布透明ポリエチレンテレフタレート剥離ライナー間に発泡した試料を４０ミル厚に塗布し、電球から試料までの距離が約６．３ｍｍになるように２球収納照明器具（Ｍｏｄｅｌ ＸＸ−１５Ｌ（ＵＶＰ Ｓａｎ Ｇａｂｒｉｅｌ，ＣＡ））中の１５ワットＢｌａｃｋｌｉｇｈｔ Ｆ１５Ｔ８−ＢＬ電球（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）１個の直下に塗布した試料をただちに置いて、硬化させた。それから、試料を約３分光線に暴露し、現場発泡を不可逆的に固定した。
【０１２８】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のダウコーニング１２５０界面活性剤（ダウコーニング，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）を反応させて、対照２を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１２９】
９８重量％の組成物Ａと２重量％の乾燥ＮＡＬＣＯ２３２６シリカナノ粒子を反応させて、対照３を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３０】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ−９７２ジチルシリル修飾ヒュームドシリカ（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ．，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）を反応させて、対照４を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３１】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のＣＡＢＯＳＩＬ Ｍ−５疎水性ヒュームドシリカ（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）を反応させて、対照５を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３２】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ８０５ ｎ−オクチルシリル修飾ヒュームドシリカ（ＤｅＧｕｓｓａ）を反応させて、対照６を調製した。それから、対照１に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３３】
実施例４〜１１
９８重量％の組成物Ａと２重量％のイソオクチルシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例４を調製した。
【０１３４】
その後、窒素を低圧（すなわち、２ｐｓｉ未満）でガラスろ過管を経由して組成物に通して組成物を攪拌し、実施例４の組成物を発泡させた。ガラスろ過管は約６インチの長さで、名目上直径１０ｍｍ、長さ１６ｍｍガラスノズル端を有し、窒素源に取り付けられていた。組成物を約２分攪拌するかまたは試料の泡立ちが視認できなくなるまで攪拌した。
【０１３５】
それから、ノッチ付バーコーターを使用して３ミル厚のシリコーン塗布ＰＥＴ剥離ライナー間に発泡した試料を４０ミル厚に塗布し、電球から試料までの距離が約６．３ｍｍになるように２球収納照明器具（Ｍｏｄｅｌ ＸＸ−１５Ｌ（ＵＶＰ Ｓａｎ Ｇａｂｒｉｅｌ，ＣＡ））中の１５ワットＢｌａｃｋｌｉｇｈｔ Ｆ１５Ｔ８−ＢＬ電球（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）１個の直下に塗布した試料をただちに置いて、硬化させた。それから、試料を約３分光線に暴露し、現場発泡を不可逆的に固定した。
【０１３６】
９９．７重量％の組成物Ａと０．３重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例５を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３７】
９９．３重量％の組成物Ａと０．７重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例６を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３８】
９８．５重量％の組成物Ａと１．５重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例７を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１３９】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のシランカップリング剤Ａ／γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例８を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４０】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のシランカップリング剤Ａ／シランカップリング剤Ｂ表面修飾シリカナノ粒子／アクリル酸イソオクチル／アクリル酸組成物を反応させて、実施例９を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４１】
９８重量％の組成物Ａと２重量％のシランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子を反応させて、実施例１０を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４２】
９７重量％の組成物Ａ、２重量％のシランカップリング剤Ａ表面修飾シリカナノ粒子、１重量％のダウコーニング１２５０界面活性剤を反応させて、実施例１１を調製した。それから、実施例４に記載のように、試料組成物を発泡させ、硬化させた。
【０１４３】
対照１〜６と実施例４〜１１の発泡硬化させた試料のＬ値は、Ｌ値試験法によって測定された。結果を第１表に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
熱可塑性組成物の発泡
対照７〜８および実施例１２〜１３
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８で測定される融点６０℃、溶融流量５ｇ／１０分を有するＥＮＧＡＧＥ８２００熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗエラストマー，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）約４５ｇをＰＬＡＳＴＩ−ＣＯＲＤＥＲ２軸ローターニーダー（Ｃ．Ｗ．Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｓｏｕｔｈ Ｈａｃｋｅｎｓａｃｋ，ＮＪ）で溶融させて、試料を調製した。一旦試料が溶融すると、２重量％のＣＥＬＯＧＥＮ７５４−Ａ発泡剤（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）をポリマー溶融物に混合した。ナノ粒子を含有した組成物に対して、発泡剤が完全にポリマーに混合した後、２重量％のナノ粒子（第２表に特定された種類）をポリマー混合物に添加した。それから、混合物をニーダーから取り出した。
【０１４６】
それから、ポリマー混合物を２枚のポリエステルフィルムの間に置き、油圧プレスで（上部と下部を約１３５℃に加熱）平坦化して、厚さを約０．１ｍｍ〜１．３ｍｍした。
【０１４７】
それから、試料を約１インチ×１インチ片に切断した。各試料の厚さをキャリパーゲージを使用して測定した。それから、試料を約１８０℃のオーブンに入れ、発泡剤を活性化し、試料を発泡させた。それから、発泡試料を２、５、１０、または１５分後にオーブンから取り出し、室温まで冷却した。キャリパーゲージを使用して、試料厚みを再び測定した各時間間隔で厚さの平均成長率を測定した。成長率が高いほど発泡性が高い。測定結果を第２表に示す。
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
他の実施形態は請求項の範囲内である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビヒクル、および
前記ビヒクル中に配置された表面修飾ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子がそれぞれ約１００ナノメートル未満の粒径を有する発泡組成物。
【請求項２】
前記発泡体が本質的に界面活性剤を含有しない、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項３】
界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項４】
前記表面修飾ナノ粒子が前記組成物の少なくとも約０．５重量％を占める、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項５】
前記ナノ粒子がそれぞれ約５０ナノメートル以下の粒径を有する、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項６】
前記ナノ粒子が、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、バナジア、セリア、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミニウム／シリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項７】
前記ナノ粒子が、疎水基、親水基、およびそれらの組合せからなる群から選択される表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項８】
前記ナノ粒子が、シラン、有機酸、有機塩基、およびそれらの組合せからなる群から選択される薬剤から誘導された表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項９】
前記ナノ粒子が、アルキルシラン、アリールシラン、アルコキシシラン、およびそれらの組合せからなる群から選択される薬剤から誘導されたオルガノシリル表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１０】
前記ナノ粒子が、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、およびそれらの組合せからなる群から選択される薬剤から誘導された表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１１】
前記ビヒクルが、モノマー、オリゴマー、ポリマー、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１２】
前記ビヒクルが、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、エラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１３】
前記ビヒクルが、ポリエステル、ポリウレタン、アミノ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、ポリシロキサン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１４】
前記ビヒクルがアクリル樹脂を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１５】
前記ビヒクルが非重合性である、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１６】
前記ビヒクルが本質的にポリマーを含有しない、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１７】
前記ビヒクルがポリオレフィンを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１８】
前記ビヒクルがメタロセン重合ポリオレフィンを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１９】
前記ビヒクルが、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリ尿素樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される樹脂を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２０】
前記ビヒクルがアクリル酸イソオクチルおよびアクリル酸を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２１】
前記ビヒクルが、水、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、エーテル、アミン、アミド、炭化水素、ハロカーボン、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１に記載の発泡組成物。
【請求項２２】
発泡剤をさらに含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２３】
前記表面修飾ナノ粒子が、前記ビヒクルの溶解パラメーターと同様の溶解パラメーターを有する表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２４】
前記表面修飾ナノ粒子が前記ビヒクルに溶解するように見える、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２５】
前記ビヒクルが接着剤組成物を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２６】
前記ビヒクルが感圧接着剤組成物を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２７】
前記感圧接着剤組成物がアクリル樹脂を含む、請求項２６に記載の発泡組成物。
【請求項２８】
前記ビヒクルがホットメルト接着剤組成物を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２９】
請求項１に記載の発泡組成物を含む接着テープ。
【請求項３０】
請求項１に記載の発泡組成物を含む感圧接着テープ。
【請求項３１】
前記発泡組成物がアクリル樹脂を含む、請求項３０に記載の感圧接着テープ。
【請求項３２】
請求項１に記載の発泡組成物を含む物品。
【請求項３３】
発泡組成物の製造方法であって、前記方法が前記組成物中にボイドを形成するのに十分な量で発泡剤を請求項１に記載の組成物に導入する工程を含む、方法。
【請求項３４】
前記発泡剤を導入する工程が前記組成物を攪拌することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記発泡剤を導入する工程が前記組成物の少なくとも１成分の化学反応を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記発泡剤が、液体、気体および固体の発泡剤からなる群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記発泡剤が、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、亜酸化窒素、およびそれらの混合物からなる群から選択される気体を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記発泡剤が前記組成物の１成分の分解生成物を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
テープの製造方法であって、前記方法が、
ａ） 請求項１に記載の組成物を形成する工程、および
ｂ） 前記組成物を支持体上に塗布する工程
を実質的に同時に含む、方法。
【請求項４０】
所定のビヒクルと表面修飾ナノ粒子との相溶性の決定方法であって、前記方法が
ａ） 表面修飾ナノ粒子を選択する工程、
ｂ） 前記表面修飾ナノ粒子を前記ビヒクルと混合して組成物を形成する工程、および
ｃ） 発泡剤を前記組成物に導入する工程
を含み、ここで、前記組成物が持続性発泡体を形成するかまたは前記ビヒクルに溶解するように見える場合に、前記表面修飾ナノ粒子が前記ビヒクルと相溶性である、方法。
【請求項４１】
組成物を発泡させる方法であって、
ａ） 請求項４０に記載の方法によって同定された表面修飾ナノ粒子を請求項４０に記載の所定のビヒクルに添加する工程、および
ｂ） 前記ビヒクルを発泡させる工程
を含む、方法。
【請求項１】
ビヒクル、および
前記ビヒクル中に配置された表面修飾ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子がそれぞれ約１００ナノメートル未満の粒径を有する発泡組成物。
【請求項２】
前記発泡体が本質的に界面活性剤を含有しない、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項３】
界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項４】
前記表面修飾ナノ粒子が前記組成物の少なくとも約０．５重量％を占める、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項５】
前記ナノ粒子がそれぞれ約５０ナノメートル以下の粒径を有する、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項６】
前記ナノ粒子が、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、バナジア、セリア、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミニウム／シリカ、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項７】
前記ナノ粒子が、疎水基、親水基、およびそれらの組合せからなる群から選択される表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項８】
前記ナノ粒子が、シラン、有機酸、有機塩基、およびそれらの組合せからなる群から選択される薬剤から誘導された表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項９】
前記ナノ粒子が、アルキルシラン、アリールシラン、アルコキシシラン、およびそれらの組合せからなる群から選択される薬剤から誘導されたオルガノシリル表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１０】
前記ナノ粒子が、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、およびそれらの組合せからなる群から選択される薬剤から誘導された表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１１】
前記ビヒクルが、モノマー、オリゴマー、ポリマー、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１２】
前記ビヒクルが、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、エラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１３】
前記ビヒクルが、ポリエステル、ポリウレタン、アミノ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、ポリシロキサン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１４】
前記ビヒクルがアクリル樹脂を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１５】
前記ビヒクルが非重合性である、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１６】
前記ビヒクルが本質的にポリマーを含有しない、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１７】
前記ビヒクルがポリオレフィンを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１８】
前記ビヒクルがメタロセン重合ポリオレフィンを含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項１９】
前記ビヒクルが、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリ尿素樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される樹脂を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２０】
前記ビヒクルがアクリル酸イソオクチルおよびアクリル酸を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２１】
前記ビヒクルが、水、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、エーテル、アミン、アミド、炭化水素、ハロカーボン、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１に記載の発泡組成物。
【請求項２２】
発泡剤をさらに含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２３】
前記表面修飾ナノ粒子が、前記ビヒクルの溶解パラメーターと同様の溶解パラメーターを有する表面基を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２４】
前記表面修飾ナノ粒子が前記ビヒクルに溶解するように見える、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２５】
前記ビヒクルが接着剤組成物を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２６】
前記ビヒクルが感圧接着剤組成物を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２７】
前記感圧接着剤組成物がアクリル樹脂を含む、請求項２６に記載の発泡組成物。
【請求項２８】
前記ビヒクルがホットメルト接着剤組成物を含む、請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項２９】
請求項１に記載の発泡組成物を含む接着テープ。
【請求項３０】
請求項１に記載の発泡組成物を含む感圧接着テープ。
【請求項３１】
前記発泡組成物がアクリル樹脂を含む、請求項３０に記載の感圧接着テープ。
【請求項３２】
請求項１に記載の発泡組成物を含む物品。
【請求項３３】
発泡組成物の製造方法であって、前記方法が前記組成物中にボイドを形成するのに十分な量で発泡剤を請求項１に記載の組成物に導入する工程を含む、方法。
【請求項３４】
前記発泡剤を導入する工程が前記組成物を攪拌することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記発泡剤を導入する工程が前記組成物の少なくとも１成分の化学反応を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記発泡剤が、液体、気体および固体の発泡剤からなる群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記発泡剤が、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、亜酸化窒素、およびそれらの混合物からなる群から選択される気体を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記発泡剤が前記組成物の１成分の分解生成物を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
テープの製造方法であって、前記方法が、
ａ） 請求項１に記載の組成物を形成する工程、および
ｂ） 前記組成物を支持体上に塗布する工程
を実質的に同時に含む、方法。
【請求項４０】
所定のビヒクルと表面修飾ナノ粒子との相溶性の決定方法であって、前記方法が
ａ） 表面修飾ナノ粒子を選択する工程、
ｂ） 前記表面修飾ナノ粒子を前記ビヒクルと混合して組成物を形成する工程、および
ｃ） 発泡剤を前記組成物に導入する工程
を含み、ここで、前記組成物が持続性発泡体を形成するかまたは前記ビヒクルに溶解するように見える場合に、前記表面修飾ナノ粒子が前記ビヒクルと相溶性である、方法。
【請求項４１】
組成物を発泡させる方法であって、
ａ） 請求項４０に記載の方法によって同定された表面修飾ナノ粒子を請求項４０に記載の所定のビヒクルに添加する工程、および
ｂ） 前記ビヒクルを発泡させる工程
を含む、方法。
【公開番号】特開２００８−２０８３４１（Ｐ２００８−２０８３４１Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−１０８６２（Ｐ２００８−１０８６２）
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【分割の表示】特願２００２−５６３２２７（Ｐ２００２−５６３２２７）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０８６２（Ｐ２００８−１０８６２）
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【分割の表示】特願２００２−５６３２２７（Ｐ２００２−５６３２２７）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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