JP4463992B2 - 防湿性の改良されたポリマーの製造に有用な水性ポリウレタン分散液 - Google Patents

防湿性の改良されたポリマーの製造に有用な水性ポリウレタン分散液 Download PDF

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Description

【０００１】
本発明は、ポリウレタンポリマーに関する。詳細には、本発明は、水性ポリウレタン分散液より得られるポリウレタンポリマーに関する。
【０００２】
ポリウレタン分散液は公知であり、様々な用途において有用であるポリウレタンポリマーを得るために用いられる。ポリウレタン／尿素分散液は、例えばカーペット基材、木材仕上用のコーティング、ガラス繊維サイジング、織物材料、接着剤、自動車トップコート及びプライマー、包装用フィルム、手袋及び他の用途を得るために用いられる。ポリウレタン分散液は、例えば米国特許第4,857,565号、米国特許第4,742,095号、米国特許第4,879,322号、米国特許第3,437,624号、米国特許第5,037,864号、米国特許第5,221,710号、米国特許第4,237,264号、及び米国特許第4,092,286号に記載されているように、様々な方法により製造することができる。
【０００３】
ポリウレタン分散液は、米国特許出願第09/039978号に記載の方法によって得ることができる。この方法により製造された分散液はポリウレタンカーペット基材及びポリウレタン織物基材を得るのに有用である。しかし、カーペットの下側の基材に液体が流出するもしくは吸収されるという流出が発生する問題が生ずる。水、飲料、食品、血液、及び糞便のような流出した液体はカーペット基材を浸透し、カーペットの裏側に達し、これは様々な洗浄法に対して許容されない。防湿性を有するポリマー材料は、手袋のような防湿性衣類又は包装において有用である。
【０００４】
様々な方法が、水性ポリマー分散液から得られるポリマーに防湿層を提供している。例えば、分散液のコーティング重量を多くし、ポリマーの厚さを高めることができる。また、水性ポリマー分散液にワックスを加えることにより、カーペットに防湿層が与えられる。防湿層を与える他の公知の方法は、カーペット基材に用いられる充填材の量を少なくすることである。米国特許第5,763,040号に記載されているように、不透過性布帛もしくはフィルムをカーペットに貼付することもできる。さらに他の方法は、第二の基材の下側にフルオロケミカルを塗布することを含み、これは米国特許第5,348,785号に記載されている。水不透過性を与えるためのフルオロケミカルの使用は米国特許第4,619,853号及び4,643,930号にも記載されている。水不透過性フィルムは米国特許第4,336,089号に記載されている。様々な疎水性組成物を第二の基材に塗布することは米国特許第5,558,916号に記載されている。
【０００５】
米国特許第4,096,127号及び米国特許第5,417,723号には、アニオンポリウレタン分散液並びに皮革の処理及び紙のサイジングにおけるその使用が開示されている。米国特許第4,777,224号の開示は米国特許第4,096,127の開示と同じである。これらの文献は、長鎖アルキル基を有するポリオールの混入を教示している。
米国特許第5,712,342号及びWO 98/12273には、湿潤抵抗性に優れたコーティング組成物を製造するために用いられるウレタン樹脂の水性分散液の調製について教示されている。
ポリウレタンポリマーの製造分野において、製造工程を複雑にすることなく、又はポリウレタンポリマーの他の特性を変えることなく、ポリウレタンポリマーに防湿層を与える成分を含むポリウレタン分散液を製造することが望ましい。また、ポリマー又はこのポリマーより製造される製品のコストをそれほど高めることのない方法によりそのようなポリマーを製造することが望ましい。
【０００６】
一態様において、本発明は、ポリイソシアネート及びポリオール混合物を含む組成物より製造されたイソシアネート末端プレポリマーを含む水性ポリウレタン分散液であって、前記ポリオール混合物が、５〜30個の炭素原子を含む脂肪族側鎖置換基を有する少なくとも１種の脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物を含み、前記脂肪族側鎖置換基を有する脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物がポリマーの0.5〜10wt％の濃度で存在する、水性ポリウレタン分散液である。
【０００７】
他の態様において、本発明は、ポリイソシアネート及びポリオール混合物を含む組成物より製造されたイソシアネート末端プレポリマーを含む水性ポリウレタン分散液の層を基材に塗布し、この分散液を硬化させることにより形成されたポリマー層を含む防湿性ポリウレタンポリマーであって、前記ポリオール混合物が、５〜30個の炭素原子を含む脂肪族側鎖置換基を有する少なくとも１種の脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物を含み、前記脂肪族側鎖置換基を有する脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物がポリマーの0.5〜10wt％の濃度で存在する、防湿性ポリウレタンポリマーである。
【０００８】
さらに他の態様において、本発明は、ポリイソシアネート及びポリオール混合物を含む組成物より製造されたイソシアネート末端プレポリマーを含む水性ポリウレタン分散液の層を織物に塗布し、この分散液を硬化させることにより形成されたポリマーと織物を含む防湿性織物であって、前記ポリオール混合物が、５〜30個の炭素原子を含む脂肪族側鎖置換基を有する少なくとも１種の脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物を含み、前記脂肪族側鎖置換基を有する脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物がポリマーの0.5〜10wt％の濃度で存在する、防湿性織物である。
【０００９】
本発明の防湿性ポリウレタンは、クッション性を有する床材、例えば広幅織り布、カーペットタイル、又はビニル床材；接着剤；コーティング；保護布もしくは保護具、例えば手袋及びエプロン；包装；又は防湿性ポリマーが有用である他の用途において有用である。
【００１０】
一実施態様において、本発明は、防湿性の優れたコーティングもしくはフォームを与えることのできる水性ポリウレタン分散液である。本発明のポリウレタン分散液は水と、ポリウレタン、ポリウレタンを形成することのできる混合物、又はこの両者の混合物のいずれかを含む。本発明のポリウレタン分散液は所望により、連鎖延長剤、界面活性剤、充填材、分散剤、フォーム安定剤、増粘剤、難燃剤、及び／又はポリウレタン組成物において有効な他の所望の材料を含む。
【００１１】
本発明の組成物のポリイソシアネート成分は、あらゆる有機ポリイソシアネート、変性ポリイソシアネート、イソシアネートをベースとするプレポリマー、及びこれらの混合物を用いて製造することができる。これらは脂肪族及び環式脂肪族イソシアネートを含むが、芳香族、特に多官能性芳香族イソシアネート、たとえば2,4-及び2,6-トルエンジイソシアネート及び対応する異性体混合物；4,4'-、2,4'-及び2,2'-ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及び対応する異性体混合物；4,4'-、2,4'-及び2,2'-ジフェニルメタンジイソシアネート及びポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートＰＭＤＩ；並びにＰＭＤＩとトルエンジイソシアネートの混合物が好ましい。最も好ましくは、本発明のプレポリマー組成物の製造に用いられるポリイソシアネートはＭＤＩ又はＰＭＤＩである。
【００１２】
本発明のポリウレタン分散液はポリウレタン及び／又はポリウレタン形成材料の水性分散液である。本発明において、ポリウレタン分散液は他のポリマー及び／又はオリゴマー化合物を含んでいてもよく、これは限定するものではないが、尿素、ビウレット、アロホネート、及びイソシアネートと組成物中に存在する様々な活性水素含有化合物との反応より得られる官能基を有する他の化合物を含む。ポリウレタン形成材料とは、ポリウレタンポリマーを形成することができる材料である。ポリウレタン形成材料は、例えばポリウレタンプレポリマーを含む。本発明の実施において有用なプレポリマーは、活性水素含有化合物を所定量のイソシアネートと反応させることにより製造される。イソシアネート官能基は分散液の0.2wt％〜40wt％の量存在する。好適なプレポリマーは100〜10,000の分子量を有する。
【００１３】
本発明の実施において有用なプレポリマーは分散条件において実質的に液体であるべきである。液体プレポリマーを得るために液体溶剤もしくは希釈剤、例えば揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を加えることも可能であるが、本発明においては溶剤もしくは希釈剤を用いないことが好ましい。それは、これらの成分の除去は余分な工程画必要でありかつＶＯＣの使用に伴う環境上の問題があるからである。好ましくは、本発明のポリウレタン分散液は有機溶剤を実質的に用いないで製造される。
【００１４】
活性水素化合物は、窒素、酸素もしくは硫黄のような電気陰性原子に直接結合した水素原子を少なくとも１個含む官能基を有する化合物である。様々なタイプの活性水素化合物、例えばアミン、アルコール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びメルカプタンがポリウレタンポリマーの製造分野において公知である。本発明の実施に用いるに適した活性水素化合物は、約10,000未満の分子量を有するポリオールである。
【００１５】
本発明において用いられる脂肪族置換ヒドロキシ官能性化合物は１〜30個の炭素原子を有する脂肪族置換基及び１以上のヒドロキシル基を有する化合物からなる。この化合物の例は、グリコール、例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、もしくはトリメチロールエタン（これは１〜30個の炭素を有するカルボン酸、好ましくは５〜22個の炭素を有するカルボン酸、より好ましくは10〜15個の炭素を有するカルボン酸で部分エステル化されている）。これらの化合物の例は、グリセロールモノオレエート、グリセロールモノベヘネート、グリセロールモノタレート、グリセロールモノステアレート、グリセロールモノパルミテート、トリメチロールプロパンモノステアレート、及びこれらの混合物を含む。他のタイプの化合物は、上記化合物のポリマー、及びこれらの化合物と他のグリコール、ジオール及び酸もしくは無水物とのコポリマーを含む。さらに、脂肪族置換基は酸素もしくは窒素のようなヘテロ原子を介してこの化合物のヒドロキシル部分に結合してもよく、そのような化合物はN,N-ビス(ヒドロキシアルキル)アルキルアミンを含み、その１例は、N-ステアリルジエタノールアミンである。分枝鎖ヒドロキシアルカン、例えば1,2-ジヒドロキシオクタデカンも用いてよい。さらに、ソルビタンをベースとするエステル、例えばソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、及びこれらの混合物も用いてよい。これらのうち、グリセロールモノエステルが好ましい。
【００１６】
本発明において用いる脂肪族置換ヒドロキシ官能性化合物は、防湿に有効なポリマーを製造するために驚くべきほど低い濃度で用いることができる。好ましくは、この脂肪族置換ヒドロキシ官能性化合物はポリマー分散液のポリマー質量の0.5〜10パーセントの濃度で存在する。より好ましくは、この脂肪族置換ヒドロキシ官能性化合物はポリマー分散液のポリマー質量の1.0〜4.5パーセントの濃度で存在し、さらに好ましくは、この脂肪族置換ヒドロキシ官能性化合物はポリマー分散液のポリマー質量の1.5〜2.5パーセントの濃度で存在する。
【００１７】
本発明のポリウレタン分散液と組み合わせて他のタイプの水生ポリマー分散液を用いることができる。本発明のポリウレタン分散液と混合するに有用な好適な分散液は、スチレン−ブタジエン分散液、スチレン−ブタジエン−塩化ビニリデン分散液、スチレン−アルキルアクリレート分散液、又はアクリル分散液及びこれらの混合物を含む。
【００１８】
本発明は所望により連鎖延長剤又は架橋剤を含む。連鎖延長剤は、ポリウレタンプレポリマー中のイソシアネート官能基とこの連鎖延長剤との反応によりポリウレタンプレポリマーの分子量を高める、すなわちポリウレタンプレポリマーの鎖延長を行うために用いられる。好適な連鎖延長剤又は架橋剤は、通常分子あたり約２以上の活性水素基を有する低当量活性水素含有化合物である。連鎖延長剤は通常２以上の活性水素基を有し、一方架橋剤は３以上の活性水素基を有する。活性水素基はヒドロキシル、メルカプチル、又はアミノ基であってよい。アミン連鎖延長剤はブロックされていてもよく、封入されていてもよく、又は反応性が低下されていてもよい。他の材料、特に水、は鎖を延長するように機能し、従って、連鎖延長剤となり得る。
【００１９】
ポリアミンが好ましい連鎖延長剤である。この連鎖延長剤はアミン末端ポリエーテル、例えばHuntsman Chemical Company製のJeffamine D-400、アミノエチルピペラジン、2-メチルピペラジン、1,5-ジアミノ-3-メチルペンタン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、アミノエチルエタノールアミン、トリエチレンテトラアミン、トリエチレンペンタアミン、エタノールアミン、立体異性体の形態のリシン及びその塩、ヘキサンジアミン、ヒドラジン及びピペラジンからなる群より選ばれる。本発明の実施において、連鎖延長剤は水溶液として用いられる。
【００２０】
本発明のポリウレタンポリマーの製造において、連鎖延長剤を用いることは所望ではあるが有利である。通常、連鎖延長剤は、連鎖延長剤の１当量と反応するイソシアネートの１当量を基準として、プレポリマー中に存在する０〜100パーセントのイソシアネート官能基と反応するに十分な量で用いられる。水を連鎖延長剤として作用させ、存在するイソシアネート官能基の一部もしくはすべてと反応させることが望ましい。連鎖延長剤とイソシアネートの間の反応を促進するために、所望により触媒が用いられる。
【００２１】
本発明の実施において触媒は所望の成分である。本発明において使用することが適した触媒は、３級アミン、有機金属化合物、及びこれらの混合物を含む。例えば、好適な触媒は、ジ-n-ブチル錫ビス（メルカプト酢酸イソオクチルエステル）、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫スルフィド、オクタン酸第一錫、オクタン酸鉛、アセチルアセトン酸第二鉄、ビスマスカルボキシレート、トリエチレンジアミン、N-メチルモルホリン、及びこれらの混合物を含む。触媒の量は有利には、不粘着状態までの比較的速い硬化が得られるような量で用いられる。有機金属触媒を用いる場合、その硬化はポリウレタン形成組成物の100質量部に対して0.01〜0.5部で用いて得られる。３級アミン触媒を用いる場合、この触媒は好ましくは、ポリウレタン形成組成物100質量部に対して0.01〜３部の量で用いて好適な硬化を与える。アミンタイプ触媒及び有機金属触媒の両者を組み合わせて用いることもできる。
【００２２】
本発明は所望により充填材を含む。この充填材は従来の充填材、例えば粉砕ガラス、炭酸カルシウム、三水和アルミニウム、タルク、ベントナイト、三酸化アンチモン、カオリン、フライアッシュ等を含む。本発明の実施において、ポリウレタン分散液中の好適な充填材量は、ポリウレタン100部に対して100〜1000部（pph)である。好ましくは、充填材は少なくとも約200pph、より好ましくは少なくとも約300pph、最も好ましくは少なくとも約400pphの量で混入される。
【００２３】
本発明は所望により湿潤剤を含む。湿潤剤は充填材及びポリウレタン形成組成物を互いに混和性にすることを促進する。有効な湿潤材は、リン酸塩、例えばヘキサメタリン酸ナトリウムを含む。湿潤剤は充填材100質量部に対して少なくとも約0.5部の濃度で本発明のポリウレタン形成組成物に含まれる。
【００２４】
本発明は所望により増粘剤を含む。増粘剤は低粘度ポリウレタン分散液の粘度を高めるために本発明において有効である。本発明において好適な増粘剤は、ポリウレタン分散剤の製造分野において公知のあらゆる増粘剤であってよい。例えば、好適な増粘剤は、ALCOGUM VEP-II(ALCOGUM VEP-IIはAlco Chemical Corporationの商品名である）及びPARAGUM 231(PARAGUM 231はPara-Chem Southern, INC.の商品名である）を含む。増粘剤は所望の粘度の分散液を得るために必要な量で用いられる。
【００２５】
本発明は他の所望の成分を含んでもよい。例えば、本発明のポリウレタン形成組成物は、界面活性剤、発泡剤、起泡剤、難燃剤、顔料、帯電防止剤、強化繊維、酸化防止剤、防腐剤、酸除去剤を含む。好適な発泡剤の例は、気体及び／又は気体の混合物、たとえば空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム；液体、例えば吸い、揮発性ハロゲン化アルカン、例えば様々なクロロフルオロメタン及びクロロフルオロエタン；アゾ発泡剤、例えばアゾビス（ホルムアミド）を含む。
【００２６】
起泡剤は通常、液体に気体を機械的に導入して起泡（機械的起泡）を形成する。ポリウレタンポリマーの機械的起泡はポリウレタンポリマーの製造分野において公知の方法である。起泡したポリウレタンフォームの製造において、Oakes又はFirestone発泡機のような装置を用いて、すべての成分を混合し、次いで気体をこの混合物に混入させることが好ましい。カーペット基材用の起泡の製造において、安定な起泡を得ることは必要ない。カーペット基材製造法において、起泡したフォームは、通常、起泡を破壊する延伸ツールを用いてカーペットの裏で広げられる。
【００２７】
界面活性剤は所望の成分であるが、本発明の実施において望ましい。有効な界面活性剤は、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、又はノニオン界面活性剤である。アニオン界面活性剤の例は、スルホネート、カルボキシレート、及びホスフェートを含む。カチオン界面活性剤の例は、４級アミンを含む。ノニオン界面活性剤の例は、シリコーン界面活性剤及びエチレンオキシドを含むブロックコポリマーを含む。本発明の実施において有効な界面活性剤は、外部界面活性剤又は内部界面活性剤のいずれであってもよい。外部界面活性剤は、分散液の製造の間にポリマーと化学的に反応して共有結合を形成することのない界面活性剤である。内部界面活性剤は、分散液の製造の間にポリマーに化学的に反応する界面活性剤である。界面活性剤は、ポリウレタン成分100質量部に対して0.01〜20部の量で本発明の組成物に含められる。好ましくは、本発明の組成物は内部界面活性剤ではないポリウレタンプレポリマーを含む。
【００２８】
通常、本発明の防湿性ポリマーを製造するために、ポリウレタン分散液の製造分野において公知の方法を本発明において用いることができる。本発明の防湿性ポリマーは、貯蔵安定性であるポリウレタン分散液又は貯蔵安定性ではないポリウレタン分散液より製造することができる。貯蔵安定性ポリウレタン分散液とは、平均粒度が約５μｍ未満であるポリウレタン分散液である。貯蔵安定性ではないポリウレタン分散液とは、平均粒度が５μｍより大きいものである。例えば、好適な分散液は、ポリウレタンプレポリマーを水と混合し、ブレンダーを用いてプレポリマーを水に分散させることにより製造される。又は、好適な分散液はプレポリマーを水と共に混合装置に入れ、ミキサー内で水とプレポリマーを分散させることにより製造される。ポリウレタンの水性分散液の連続製造法は公知であり、本発明において用いることができる。例えば、米国特許第4,857,565号、4,742,095号、4,879,322号、3,437,624号、5,037,864号、5,221,710号、4,237,264号及び4,092,286号はすべてポリウレタン分散液を得るに有効な連続法を記載している。さらに、米国特許第5,539,021号に記載の連続法によって内相比の高いポリウレタン分散液を製造することができる。さらに、米国特許出願第09/039978号に記載されているように、効率を最大にするために連続法と連続供給分散法を組み合わせることが有利である。
【００２９】
本発明のポリマーはあらゆる基材に適用することができるが、好ましくはこの基材は織物である。より好ましくは、この基材はカーペットであり、ポリマーは防湿性基材の形態である。本発明のカーペット基材は、ポリウレタン基材カーペットの分野において一般的なもしくは一般的ではない方法を用いて、本発明のポリウレタン分散液より製造することができる。本発明のポリウレタン基材カーペットの製造において、ポリウレタン形成組成物はカーペット基材の片面上に好ましくは均一な厚さの層として適用される。本発明のポリウレタン分散液は、プレコート、ラミネートコート又はフォームコートとして適用することができる。ポリウレタンプレコート、ラミネートコート、及びフォームコートは公知の方法により製造することができる。分散液より形成されたプレコート、ラミネートコート及びフォームコートは、例えば、P.L.Fitzgerald, "Integral Latex Foam Carpet Cushioning", J. Coat. Fab. 1977, Vol.7 (pp.107-120)及びR.P.Brentin, "Latex Coating Systems for Carpet Backing", J. Coat. Fab. 1982, Vol.12 (pp.82-91)に記載されている。
【００３０】
ポリウレタン形成組成物は、それが不粘着性状態に硬化する前にカーペット基材に適用される。又は、完全に反応したイソシアネート官能基を含むポリウレタン分散液は適当な基材に適用することができ、それによりポリマーを硬化させる必要性が排除される。通常、ポリウレタン形成組成物は１次基材に結合している表面に適用されるが、メッシュもしくはフリースのような２次基材に適用してもよい。この組成物はドクターナイフ、エアーナイフ、もしくは押出機のような装置を用いて適用してよい。又は、この組成物は移動しているベルトもしくは他の好適な装置上に層に形成し、脱水し、及び／又は一部硬化させ、次いでダブルベルト（ダブルバンドとしても知られている）ラミネーターもしくは移動するベルトのような装置を用いてカーペット基材に結合させる。用いられるポリウレタン形成組成物の量は、５〜500オンス／平方ヤード（0.17〜17kg/m2)であり、織物の特性によってきまる。層を形成した後、分散液から水を除去し、この層を適当な熱源、例えば赤外オーブン、対流オーブン又は加熱プレートから加熱して硬化させる。
【００３１】
本発明の実施において、ポリウレタンカーペット基材の製造に用いられる工程はすべて連続法で行うことができる。例えば、第一の工程において、連続法でプレポリマーを適当な活性水素含有化合物から製造し、このプレポリマーを第一工程で得られたままで水と共に混合装置に供給して水性分散液を得、この水性分散液を連続法でカーペット基材に適用してポリウレタン基材カーペットを得る。
【００３２】
以下の実施例は本発明を説明するものである。この実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００３３】
実施例１
プレポリマー（以後、プレポリマーＡとよぶ）を以下のようにして製造する。
195.7部（0.1957当量）のVORANOL 5287、1000g/eqの当量を有する12.5パーセントエチレンオキシドキャップポリプロピレンオキシド；93.02部（0.7442当量）のISONATE 250P、25パーセント2,4'-ＭＤＩと75パーセント4,4'-ＭＤＩの混合物；5.28部（0.02966当量）のEMEREST 2421グリセロールモノオレエート及び6.0部（6.316ミリ当量）の、950の分子量を有するポリエチレングリコールモノオール（ＭＰＥＧ）を、ガラス容器内で70℃に加熱して約15時間混合する。得られたプレポリマーは6.88のＮＣＯ含有率、610のイソシアネート当量、及び25℃において6040cpsの粘度を有している。上記のEMEREST 242はHenkel Corpの商品名であり、VORANOL 5287及びISONATE 250PはThe Dow Chemical Companyの商品名である。
【００３４】
ポリウレタン分散液を以下のようにして製造する。
75.58部のプレポリマーＡ；9.9部のDESULF DBS-25T、ドデシルベンゼンスルホン酸のトリエタノールアミン塩の25パーセント水溶液；及び20.08部の水を室温において混合し、次いでガラスフラスコ中で3000rpmにて攪拌する。この混合物に44.4部の10パーセントピペラジン水溶液を加え、3000rpmにて１分間攪拌を続ける。得られた混合物を攪拌棒により一晩攪拌し、ペイントフィルターを通してろ過し、粘度の低い、平均粒度が0.24μｍである55パーセント固体ポリウレタン分散液を得る。上記DESULF DBS-25TはDeForest Chemical Co.の商品名である。
【００３５】
ポリウレタン分散液により裏打ちされたカーペットを以下のようにして製造する。
178.6部の分散液（100部固体）及び200部の炭酸カルシウム充填材を混合することにより、上記分散液を配合する。次いで、3.0部のPARAGUM 241増粘剤を加える。これを38.5oz/yd2(1.3kg/m2)のコーティング重量で23oz/yd2(0.8kg/m2)のグレージ重量のナイロンレベルループスタイルカーペットの裏面に塗布する。ポリプロピレン織物、3.3oz/yd2(0.11kg/m2)、を２次基材として塗布する。このカーペットを132℃において12分間乾燥させ、次いでテストを行う前に一晩平衡にさせた。PARAGUM 241はPara-Chem Southern, Incの商品名である。
【００３６】
このカーペットを以下のようにしてテストする。
実施例１のカーペットは17.4ポンド（7.9kg)のタフトロック及び11.2ポンド（5.1kg)のリウェット(rewet)タフトロックを有する。タフトバインド値はASTM D1335により得る。実施例１のカーペットは10.1ポンド/in（1.8kg/cm)のドライ剥離及び5.0ポンド/in(0.89kg/cm)のリウェット剥離を有する。この剥離は加工したカーペットから二次ポリプロピレンスクリムを除くのに必要な力である。これはカーペットの３インチ×９インチ（7.6cm×22.9cm)のストリップを切り取り、必要な力を測定しながらカーペットの主要部から二次スクリムを剥がすことにより測定される。リウェット剥離は、カーペット片を吸いに１分間浸漬し、テストの前に水気をとることを除き、同様にして測定する。このカーペットは17.7ポンド（8.0kg)のハンドパンチを有する。このハンドパンチは９インチ×９インチ（22.9cm×22.9cm)のカーペット片に、ロードセルに接続した外径2.25インチ（5.7cm)の中実円筒形シリンダーを用いて、１分あたり12.0インチ（30.5cm)の速度で内径2.25インチ（5.7cm)のシリンダーに0.5インチ（1.27cm)押し込むのに必要な力である。このカーペットは、100mlのメチレンブルー染料の水溶液を１ｍの高さから12×12インチ（30.5×30.5cm)のカーペット片に注ぎ、24時間放置する、British spillテストとして知られている耐水性テストに合格する。このサンプルにカミソリによって刻みを付け、内部をあらわにする。内部にブルー染料が浸透していない場合に合格とする。
【００３７】
実施例２
実施例１と同様にしてプレポリマー及び分散液を製造する。100部の炭酸カルシウム、100部のGamma Sperse CS-11及び0.6部のPARAGUM 241を用いて分散液を配合することを除き、実施例１の方法を用い分散液を配合する。これをカーペットの裏面に37.1oz/yd2(1.26kg/m2)のコート重量で塗布し、得られたカーペットは以下のテスト結果を与える。
【００３８】
ハンド(lb.) 13.8(6.3kg)
タフトロック(lb.) 19.8(9.0kg)
リウェットタフトロック(lb.) 13.3(6.0kg)
British Spillテスト 合格
上記のGamma Sperse CS-11は、疎水性を高めるためにステアリン酸アンモニウムで処理された炭酸カルシウムであり、Georgia Marble Co.の商品名である。
【００３９】
比較例３
プレポリマーＢを以下のようにして製造する。
190.85部（0.1908当量）のVORANOL 5287；99.25部（0.794当量）のISONATE 250P、25パーセント2,4'-ＭＤＩと75パーセント4,4'-ＭＤＩの混合物；3.9部（0.07358当量）のジエチレングリコール；及び6.0部（6.316ミリ当量）の、950の分子量を有するポリエチレングリコールモノオール（ＭＰＥＧ）を、ガラス容器内で70℃に加熱して約15時間混合する。得られたプレポリマーは約7.3のＮＣＯ含有率、575のイソシアネート当量、及び25℃において約7000cpsの粘度を有している。上記のISONATE 250PはThe Dow Chemical Companyの商品名である。
【００４０】
ポリウレタン分散液を以下のようにして製造する。
75.5部のプレポリマーＢ；9.9部のドデシルベンゼンスルホン酸のトリエタノールアミン塩の25パーセント水溶液；及び19.3部の水を室温において混合し、次いでガラスフラスコ中で3000rpmにて攪拌する。この混合物に45.3部の10パーセントピペラジン水溶液を加え、3000rpmにて１分間攪拌を続ける。得られた混合物を攪拌棒により一晩攪拌し、ペイントフィルターを通してろ過し、粘度の低い、平均粒度が0.3μｍである55パーセント固体ポリウレタン分散液を得る。
【００４１】
ポリウレタン分散液により裏打ちされたカーペットを以下のようにして製造する。
178.6部の分散液（100部固体）及び200部の炭酸カルシウム充填材を混合することにより、上記分散液を配合する。次いで、4.1部のPARAGUM 241増粘剤を加える。これを38.5oz/yd2(1.3kg/m2)のコーティング重量で23oz/yd2(0.8kg/m2)のグレージ重量にてナイロンレベルループスタイルカーペットの裏面に塗布する。ポリプロピレン織物、3.3oz/yd2(0.11kg/m2)、を２次基材として塗布する。このカーペットを132℃において12分間乾燥させ、次いでテストを行う前に一晩平衡にさせた。
【００４２】
このカーペットを以下のようにしてテストする。
比較例３のカーペットは実施例１のカーペットと実質的に同じである。これは18.5ポンド（8.4kg)のタフトロック及び8.9ポンド（4.0kg)のリウェット(rewet)タフトロックを有する。比較例３のカーペットは10.1ポンド/in（1.8kg/cm)のドライ剥離及び5.0ポンド/in(0.89kg/cm)のリウェット剥離を有する。比較例３のカーペットは14.7ポンド（6.7kg)のハンドパンチを有する。このカーペットはBritish spillテストに合格しない。
【００４３】
比較例４
比較例３と同様にしてプレポリマー及び分散液を製造する。100部の（炭酸カルシウム、100部のGAMMA SPERSE CS-11、及び0.98部のPARAGUM 241を用いて分散液を配合することを除き、比較例３の方法を用いて分散液を配合する。これを38.5oz/yd2(1.3kg/m2)のコーティング重量でカーペットの裏面に塗布し、得られたカーペットは以下のテスト結果を与える。
【００４４】
ハンド(lb.) 11.8(5.4kg)
タフトロック(lb.) 18.9(8.6kg)
リウェットタフトロック(lb.) 12.4(5.6kg)
British Spillテスト 不合格

Claims (7)

  1. ポリイソシアネート及びポリオール混合物を含む組成物より製造されたイソシアネート末端プレポリマーを含む水性ポリウレタン分散液であって、前記ポリオール混合物が、５〜30個の炭素原子を含む脂肪族側鎖置換基を有する少なくとも１種の脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物を含み、前記脂肪族側鎖置換基を有する脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物が、ポリマーの0.5〜10wt％の濃度で存在しかつグリセリン、１〜３０個の炭素を有するカルボン酸で部分エステル化されているトリメチロールエタンもしくはトリメチロールプロパン、又はこれらのポリマー、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシアルキル）アルキルアミン、ソルビタンンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、及びこれらの混合物よりなる群から選ばれる、水性ポリウレタン分散液。
  2. 前記ポリイソシアネートが4,4'-、2,4'-及び2,2'-ジフェニルメタンジイソシアネートである、請求項１記載の水性ポリウレタン分散液。
  3. 前記５〜30個の炭素原子を含む脂肪族側鎖置換基を有する脂肪族モノ、ジもしくはポリヒドロキシ化合物がグリセロールモノエステルである、請求項１記載の水性ポリウレタン分散液。
  4. 分散液の調製の間に、共有結合を形成するような化学反応をしない界面活性剤を用いて調製される、請求項１記載の水性ポリウレタン分散液。
  5. 前記ポリオール混合物がポリエーテルグリコールを含む、請求項１記載の水性ポリウレタン分散液。
  6. 有機溶媒の実質的な非存在下において製造される、請求項１記載の水性ポリウレタン分散液。
  7. 充填材と配合される、請求項１記載の水性ポリウレタン分散液。
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