JP5089014B2 - 通気性ポリウレタン、ブレンドおよび成品 - Google Patents
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Description
本発明は、優れた通気性、すなわち、高い水蒸気透過率(MVTR)を有するポリウレタンを製造するのに用いられる水系ポリウレタン分散液に関する。そのようなポリウレタンは、(a)前記ポリウレタンの約12〜約80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、(b)前記ポリウレタンの約25重量%未満の量のポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位とを含んでなり、そして(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基が2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも約50重量%がエチレンオキサイドであり、そして(iii)側鎖単位の分子量が約600グラム/モルよりも低いとき、側鎖単位の量は少なくとも約30重量%であり、側鎖単位の分子量が約600〜約1,000グラム/モルのとき、側鎖単位の量は少なくとも約15重量%であり、そして側鎖単位の分子量が約1,000グラム/モルよりも高いとき、側鎖単位の量は少なくとも約12重量%である、ことを特徴とする。
従来技術のポリウレタンと比較して水蒸気透過率および他の特性が向上したフィルム、被膜剤および他の組成物を製造するのに用いることができる水系ポリウレタン分散液が望まれている。
(A)(1)平均して約2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)(a)前記ポリウレタンの約12〜約80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、(b)前記ポリウレタンの約25重量%未満の量のポリ(アルキレンオキサイド)主鎖単位とを含んでなる少なくとも1種の活性水素含有化合物であって、(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基が2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも約50重量%がエチレンオキサイドであり、そして(iii)前記側鎖単位の分子量が約600グラム/モルよりも低いとき、前記側鎖単位の量は少なくとも約30重量%であり、前記側鎖単位の分子量が約600〜約1,000グラム/モルのとき、前記側鎖単位の量は少なくとも約15重量%であり、そして前記側鎖単位の分子量が約1,000グラム/モルよりも高いとき、前記側鎖単位の量は少なくとも約12重量%である、ことを特徴とする前記活性水素含有化合物と、(3)好ましくは、ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位を含有していない少なくとも1種の他の活性水素含有化合物と、(4)任意に、少なくとも1種の架橋性官能基を有する少なくとも1種の化合物とを反応させることによって、イソシアネート末端封止プレポリマーを形成する工程と、
(B)前記プレポリマーを水中に分散させ、そして水、平均して約2個以上の第1級および/もしくは第2級アミン基を有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、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前記プレポリマーを連鎖延長させる工程と、
(C)工程(B)の連鎖延長された分散液をさらに加工することによって、約500gms/m2/24hrを上回る垂直水蒸気透過率(MVTR)を有する組成物または成品を形成する工程と、
を含んでなる。
(A)(1)平均して約2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)(a)前記ポリウレタンの約12〜約80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、(b)前記ポリウレタンの約25重量%未満の量のポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位とを含んでなる少なくとも1種の活性水素含有化合物であって、(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基が2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも約50重量%がエチレンオキサイドであり、そして(iii)前記側鎖単位の分子量が約600グラム/モルよりも低いとき、前記側鎖単位の量は少なくとも約30重量%であり、前記側鎖単位の分子量が約600〜約1,000グラム/モルのとき、前記側鎖単位の量は少なくとも約15重量%であり、そして前記側鎖単位の分子量が約1,000グラム/モルよりも高いとき、前記側鎖単位の量は少なくとも約12重量%である、ことを特徴とする前記活性水素含有化合物と、(3)好ましくは、ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位を含有していない少なくとも1種の他の活性水素含有化合物と、(4)任意に、少なくとも1種の架橋性官能基を有する少なくとも1種の化合物とを反応させることによって、イソシアネート末端封止プレポリマーを形成する工程と、
(B)前記プレポリマーを水中に分散させ、そして水、平均して約2個以上の第1級および/もしくは第2級アミン基を有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、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前記プレポリマーを連鎖延長させる工程と、
(C)工程(B)の連鎖延長された分散液をさらに加工することによって、約500gms/m2/24hrを上回る垂直水蒸気透過率(MVTR)を有する組成物または成品を形成する工程と、
を含んでなる。
前記好ましい方法についての説明を続ける前に、他の方法を用いても本発明の通気性ポリウレタンを製造することができることが知られている。その例としては、以下の方法が挙げられるが、それらに限定されるわけではない。
2.アセトン法 アセトン、MEKおよび/または非反応性であって容易に蒸留される他の極性溶媒の存在または非存在下においてプレポリマーを形成する。前記プレポリマーを必要に応じて前記溶媒でさらに希釈し、活性水素含有化合物で連鎖延長する。連鎖延長されたポリウレタンに水を添加し、溶媒を留去した。この方法の亜流としては、プレポリマーを水に分散させた後に連鎖延長する。
3.溶融分散法 イソシアネート末端封止プレポリマーを形成した後、過剰のアンモニアまたは尿素と反応させることによって、尿素またはビウレット末端基を有する低分子量オリゴマーを形成する。このオリゴマーを水中に分散させ、ホルムアルデヒドによる前記ビウレット基のメチロール化によって連鎖延長する。
4.ケタジンおよびケチミン法 ヒドラジンまたはジアミンをケトンと反応させることによってケタジンまたはケチミンを形成する。これらをプレポリマーに添加しても、イソシアネートに対して不活性なままである。前記プレポリマーを水中に分散させると、ヒドラジンまたはジアミンが遊離し、前記分散が生じると同時に連鎖延長が生じる。
6.逆供給法 水および任意の中和剤および/または延長剤アミンをプレポリマーに攪拌しながら添加する。このプレポリマーは、水および/またはジアミン連鎖延長剤を添加する前に中和してもよい。
7.溶液重合
8.バルク重合 例えば押出法が挙げられるが、これに限定されるわけではない。
本願明細書において用いられる「重量%」という用語は、乾燥重量を基準として、ポリマー100重量部当たりのモノマーの重量部数、または、特定の組成物100重量部当たりの材料の重量部数を意味する。本願明細書において用いられる「分子量」という用語は、数平均分子量を意味する。
好適なポリイソシアネートは、平均して約2個以上のイソシアネート基、好ましくは平均して約2〜約4個のイソシアネート基を有する。その例としては、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートおよび芳香族ポリイソシアネートが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を混ぜ合わせて用いられる。
好適な脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、1,12−ドデカンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネートなどのごとき、炭素数が5〜20であるα,ω−アルキレンジイソシアネートが挙げられる。炭素数が5未満であるポリイソシアネートを用いることもできるが、揮発性および毒性が高いため、あまり好ましくない。好ましい脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよび2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。
好適な芳香族ポリイソシアネートの例としては、4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、それらの異性体、ナフタレンジイソシアネートなどが挙げられる。好ましい芳香族ポリイソシアネートは、トルエンジイソシアネートである。
「活性水素含有」という用語は、活性水素源であり、かつ、下記反応、すなわち、−NCO + H−X → −NH−C(=O)−Xによってイソシアネート基と反応することができる化合物を指す。好適な活性水素含有化合物の例としては、ポリオール、ポリチオールおよびポリアミンが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
本願明細書において用いられる「アルキレンオキサイド」という用語には、炭素数が2〜10であるアルキレンオキサイドおよび置換アルキレンオキサイドの両方が包含される。本発明において用いられる活性水素含有化合物は、乾燥重量を基準としてポリ(アルキレンオキサイド)単位が完成したポリウレタンの約12〜約80重量%、好ましくは約15〜約60重量%、より好ましくは約20〜約50重量%を占めるのに十分な量でポリ(アルキレンオキサイド)側鎖を有する。前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位の少なくとも約50重量%、好ましくは少なくとも約70重量%、より好ましくは少なくとも約90重量%がポリ(エチレンオキサイド)を含んでなる。前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位の残りは、プロピレンオキサイド、テトラメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、アリルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド等およびこれらの混合物のごとき、炭素数が3〜約10であるアルキレンオキサイド単位および置換アルキレンオキサイド単位を含んでなっていてもよい。「完成したポリウレタン」という用語は、プレポリマーの形成後、以下に詳述する連鎖延長工程を経て製造されたポリウレタンを指す。
プレポリマー中の活性水素に対するイソシアネートの比は、一般に約1.3/1〜約2.5/1、好ましくは約1.5/1〜約2.1/1、さらに好ましくは約1.7/1〜約2/1の範囲である。
少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物としては、カルボン酸基、カルボニル基、アミン基、ヒドロキシル基、ヒドラジン基等およびそのような基の組み合わせを有する化合物が挙げられる。そのような任意の化合物の量は、乾燥重量に基づいて、完成したポリウレタンの1グラム当たり、一般に約1ミリ当量以下、好ましくは約0.05〜約0.5ミリ当量、さらに好ましくは約0.1〜約0.3ミリ当量である。
架橋性を与える他の好適な化合物としては、チオグリコール酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸等、およびこれらの混合物が挙げられる。
前記イソシアネート末端封止プレポリマーの形成は、触媒を用いずに実現することができる。しかしながら、触媒が好ましい場合もある。好適な触媒の例としては、オクタン酸スズ、ジブチルスズジラウラート、第3級アミン化合物、例えばトリエチルアミンおよびビス−(ジメチルアミノエチル)エーテル、モルホリン化合物、例えばβ,β’−ジモルホリノジエチルエーテル、カルボン酸ビスマス、カルボン酸ビスマス亜鉛、塩化鉄(III)、オクタン酸カリウム、酢酸カリウム、およびAir Products社から入手可能なDABCO(登録商標)(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)が挙げられる。好ましい触媒は、2−エチルヘキサン酸とオクタン酸スズとの混合物、例えばElf Atochem North America社から入手可能なFASCAT(登録商標)2003である。触媒の使用量は、プレポリマー反応物質の総重量の100万当たり、一般に約5〜約200部である。
ペンダントカルボキシル基を有するプレポリマーを任意に中和することによって前記カルボキシル基がカルボキシレートアニオンへと転化するので、水分散性強化作用が得られる。好適な中和剤としては、第3級アミン、金属水酸化物、水酸化アンモニウム、ホスフィン、および当業者らに周知の他の剤が挙げられる。第3級アミンおよび水酸化アンモニウム、例えばトリエチルアミン(TEA)、ジメチルエタノールアミン(DMEA)、N−メチルモルホリン等およびこれらの混合物、が好ましい。第1級または第2級アミンを第3級アミンの代わりに用いることもできるが、その場合、第1級または第2級アミンは連鎖延長工程を妨げないように十分に阻害されていなければならないことは理解される。
連鎖延長剤として、水、平均して約2個以上の第1級および/もしくは第2級アミン基を有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも1種が本発明において好適に用いられる。連鎖延長剤としての使用に好適な有機アミンとしては、ジエチレントリアミン(DETA)、エチレンジアミン(EDA)、メタキシリレンジアミン(MXDA)、アミノエチルエタノールアミン(AEEA)、2−メチルペンタンジアミン等、およびこれらの混合物が挙げられる。また、本発明における実施に好適なものとして、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、3,3−ジクロロベンジデン、4,4’−メチレン−ビス−(2−クロロアニリン)、3,3−ジクロロ−4,4−ジアミノジフェニルメタン、スルホン化1級および/または2級アミン等、並びにこれらの混合物も挙げられる。好適な無機アミンとしては、ヒドラジン、置換ヒドラジン、ヒドラジン反応生成物等、およびこれらの混合物が挙げられる。好適なポリアルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等およびこれらの混合物のごとき、炭素数が2〜12、好ましくは2〜8であるポリアルコールが挙げられる。好適な尿素としては、尿素およびその誘導体等、並びにそれらの混合物が挙げられる。ヒドラジンが好ましく、水中の溶液として最も好ましく用いられる。連鎖延長剤の量は、得られるイソシアネートに基づいて、一般に約0.5〜約0.95当量の範囲である。
ポリマーのある程度の分岐は有益となり得るが、高い引張強さを維持するため、および、耐クリープ性、すなわち延伸後にその元の長さまたはそれに近い長さまで戻ろうとする復元性を高めるためには必要ではない。このある程度の分岐は、プレポリマー工程または延長工程において実現することができる。延長工程における分岐の場合、連鎖延長剤DETAが好ましいが、平均して約2個以上の第1級および/または第2級アミン基を有する他のアミンを用いることもできる。プレポリマー工程における分岐の場合、トリメチロールプロパン(TMP)および平均して約2個以上のヒドロキシル基を有する他のポリオールを用いることが好ましい。分岐モノマーは、ポリマー主鎖の約4重量%以下の量で存在することができる。
本発明のポリウレタンは、可塑剤の存在下において調製することができる。可塑剤は、プレポリマーの調製または分散中の任意の時点で添加してもよいし、ポリウレタンの製造中または製造後に前記ポリウレタンに添加してもよい。特定のポリウレタンとの親和性および(その開示内容全体が本願明細書に引用されて援用される)国際公開第WO02/08327 A1に記載されている特性のごとき完成した組成物の所望の特性のごときパラメータに応じて、当該技術分野において周知である可塑剤を本発明において用いるために選択することができる。例えば、ポリエステル可塑剤は、ポリエステル系ポリウレタンとの親和性が他の可塑剤よりも高い傾向がある。材料の官能基と反応する反応性可塑剤を用いてもよい。例えば、アミン化化合物および水酸化化合物のごとき他の化合物と反応する反応性可塑剤中にエポキシ基が存在していてもよい。エチレン性不飽和基は、エチレン性不飽和を有する化合物と反応する反応性可塑剤中に存在していてもよい。また、難燃性のごとき特定の性質をポリウレタンに付与するための可塑剤または最終使用パーソナルケア用途における湿潤性、乳化性、調整性および紫外線吸収性のごとき特定の性質を向上させるための可塑剤を選択することもできる。可塑剤は、ポリウレタンの乾燥重量に基づいて、一般に約2〜約100重量%、好ましくは約5〜約50重量%、さらに好ましくは約5〜約30重量%の量で用いられる。可塑剤の最適な量は、当業者らに周知であるように、特定の利用目的に応じて決定される。
本発明の分散液の調製を補助する目的で、当業者らに周知な他の添加剤を用いることができる。そのような添加剤としては、界面活性剤、安定剤、消泡剤、抗菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、カルボジイミドなどが挙げられる。本発明の分散液は、一般に少なくとも約20重量%、好ましくは少なくとも約25重量%、さらに好ましくは少なくとも約30重量%の全固形分を有する。
本発明の水系ポリウレタン分散液は、優れた通気性、すなわち、水蒸気透過率(MVTR)を有するコーティング、フィルムおよび他の成品を製造するための当業者らに周知である方法(他のポリマーおよび材料と混ぜ合わせることを含む)によって加工することができる。好適なMVTRは、一般に少なくとも約500gms/m2/24hr、好ましくは少なくとも約600gms/m2/24hr、さらに好ましくは少なくとも約700gms/m2/24hrの垂直MVTRである。本願明細書において用いられる「通気性がある」という用語は、そのような優れたMVTRを指す。同様に、「通気性」という用語は、特定の組成物または成品のMVTRを示すために用いられ、より具体的には「優れている」(約500gms/m2/24hrよりも高い)または「劣っている」(約500gms/m2/24hrよりも低い)と評される。
本発明の組成物は接着剤として用いることもできるし、当業者らに周知である粘着類を補強または補完する目的で用いることもできる。例えば、特定の粘着性は、イソシアネートの種類および量、ポリオールの種類、量および分子量、並びにポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位の量を変えることによって得ることができる。他の材料と混ぜ合わせることは当業者らに周知である。
本発明の水系ポリウレタン分散液および完成した(乾燥)ポリウレタンは、当業者らに周知の方法によって、市販のポリマーおよびポリマー分散液と混ぜ合わせることができる。そのようなポリマーおよび分散液としては、(その開示内容全体が本願明細書に引用されて援用される)国際公開第WO02/02657 A2に記載されているものが挙げられる。混合は、分散液またはエマルジョンを単純に機械的に混ぜ合わせることによって、または、プレポリマーを別のポリマーの予め調製しておいた分散液またはエマルジョンに分散させて様々な構造の複合体を形成することによって行うことができる。そのような他のポリマーおよびポリマー分散液としては、天然ゴム、共役ジエン含有ポリマー、例えば(ノベオン社から入手可能なHycar(登録商標)ニトリル共重合体エマルジョンおよびSBR共重合体エマルジョンのごとき)アクリロニトリルおよび/またはスチレンとのブタジエン含有共重合体、ポリクロロブタジエン(ネオプレン)、(Shell Chemical社から入手可能なKraton(登録商標)共重合体のごとき)水素化スチレン−ブタジエントリブロック共重合体、(E.I.duPont社から入手可能なHypalon(登録商標)ポリマーのごとき)クロロスルホン化ポリエチレン、(EPDM共重合体のごとき)エチレン共重合体、(ノベオン社から入手可能なHycar(登録商標)アクリル共重合体のごとき)アクリル酸および/またはメタクリル酸エステル共重合体、(ノベオン社から入手可能なVycar(登録商標)共重合体のごとき)塩化ビニルおよび塩化ビニリデン共重合体、ポリイソブチレン、(ノベオン社から入手可能なSancure(登録商標)ポリウレタンのごとき)ポリウレタン、ポリ尿素、およびポリ(ウレタン−尿素)が挙げられる。好ましい組成物としては、アクリル共重合体およびポリウレタンを含んでなるものが挙げられる。
本発明の水系ポリウレタン分散液は、特に化粧品のごときスキンケア製品におけるNMPの存在に対して利用者が否定的な見解を示しているため、パーソナルケア組成物において望ましいとされる。前記水系ポリウレタン分散液は、以下のような望ましい特性、例えば耐水性または耐湿性、光沢、日焼け防止活性剤のより良い展延性などを実現するために、パーソナルケア配合物中で膜形成剤として用いることができる。そのような分散液は、デイリースキンケア製品(化粧品、リップクリーム、保湿剤、アイライナー、口紅、リップクリーム、日焼け止め剤など)、並びにネイルケア製品、ヘアケア製品などのごときパーソナルケア製品に導入することができる。そのようなパーソナルケア製品としては、ローション、ジェル、スプレー、スティック、圧縮液、液体懸濁液などが挙げられる。
パーソナルケア組成物は、局所的に許容できる相と混ぜ合わされて、さらに任意に反応させられた本発明の水系ポリウレタン分散液を含有することができる。「局所的に許容できる相」という用語は、前記可塑化された水系ポリウレタン分散液と組み合わされた(および場合によっては反応した)所望のパーソナルケア組成物に好適な任意の液体または固体材料の任意の組み合わせを意味する。そのような任意の材料は、当業者らに周知である各種成分、例えばキレート剤、調整剤、希釈剤、芳香剤、湿潤剤、スキンまたはヘアコンディショナー、滑剤、防湿層/皮膚軟化剤、中和剤、乳白剤、薬剤活性物質、防腐剤、溶媒、展延助剤、日焼け止め剤、界面活性剤、コンディショニングポリマー、ビタミン、粘度調整剤/乳化剤など、並びに、パーソナルケア組成物の特性を強化および維持するための数多くの他の任意の成分、のうちの1種以上を含んでなっていてもよい。そのような成分を用いたスキンケア組成物の例としては、開示内容全体が本願明細書に引用されて援用される米国特許第5,073,372号、5,380,528号、5,599,549号、5,874,095号、5,883,085号、6,013,271号および5,948,416号に記載されているものが挙げられる。そのような成分は、公知の参考文献、例えばMitchell C. Schlossman, The Chemistry and Manufacture of Cosmetics, Volumes I and II, Allured Publishing Corporation, 2000にも詳しく説明されている。
水(脱イオン水であることが多い)のごとき希釈剤を用いることができ、一般に、本発明のパーソナルケア組成物の総重量の約5〜約99重量%、好ましくは約20〜約99重量%を占める。
好適な滑剤としては、環状または線状ポリジメチルシロキサンなどのごとき揮発性シリコーンが挙げられる。環状シリコーンのケイ素原子の数は、好ましくは約3〜約7、さらに好ましくは4または5である。環状および線状揮発性シリコーンは、例えば、ダウ コーニング社からDow Corning 344、345および200液として、Union Carbide社からSilicone 7202およびSilicone 7158として、およびStauffer Chemical社からSWS−03314として入手可能である。
SPFは、一般に用いられる紅斑に対する日焼け止め剤の光防護の指標である。この数値は、別のパラメータである最小紅斑量(MED)から導き出される。MEDは、遅延紅斑反応を誘発する特定の波長における最少照射線量として定義される。MEDは、皮膚に到達するエネルギーの量および放射線に対する皮膚の感応性を示す。特定の光防護体のSPFは、保護されている皮膚のMEDを保護されていない皮膚のMEDで割ることによって得られる。SPFが高いほど、日焼け止め剤の日焼け防止効果は高い。SPF値は、日焼け止め剤を用いた使用者が1MEDを感じるまで(皮膚を保護されていない場合の同一の使用者と比較して)何倍長く日光を浴びていることができるのかを示す。例えば、SPFが6である日焼け止め剤を用いた使用者は、MEDを受けるまでに6倍長く日光を浴びていることができる。日焼け止め剤のSPF値が高くなるにつれて、皮膚の日焼けする確率が低くなる。市販の日焼け止め製品のSPF値は2〜50の範囲である。
下記実施例によって、本願明細書に開示される発明をさらに詳しく説明する。しかしながら、これらの実施例は決して本発明を限定するものと解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって規定される。
DBA = Air Products and Chemicals社から入手可能なジブチルアミン
DeeFo 97−3 = Ultra Additives社から入手可能な消泡剤
DeeFo XHD−47J = Ultra Additives社から入手可能な消泡剤
Desmodur W = バイエル社から入手可能な1,1’−メチレンビス−(4−イソシアナートシクロヘキサン)
Aldrich Chemical Company, Inc.社から入手可能なジエタノールアミン
DF−58 = Air Products and Chemicals社から入手可能な消泡剤
ダウコーニング社から入手可能なDow 345シリコーン油
DMPA = Geo Specialty Chemicals Inc.社から入手可能なジメチロールプロパン酸
FASCAT(登録商標)2003 = Elf Atochem North America社から入手可能な2−エチルヘキサン酸およびオクタン酸スズ
HCl = J.T.Baker社から入手可能な塩酸
Hycar(登録商標)2671 = ノベオン社から入手可能なアクリルエマルジョンコポリマー
ヒドラジン溶液 = バイエル社から入手可能な水中の35重量%溶液
IPDI = バイエル社から入手可能なイソホロンジイソシアネート
KF−6001 = 信越社から入手可能なヒドロキシル末端封止ポリメチルシロキサントリブロックコポリマー
MDI = 4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート
MPEG 550 = ダウケミカル社から入手可能なCarbowax(登録商標)Sentry(登録商標)メトキシポリエチレングリコール550(数平均分子量 = 550)
MPEG 2000 = ダウケミカル社から入手可能なCarbowax(登録商標)Sentry(登録商標)メトキシポリエチレングリコール2000(数平均分子量 = 2000)
Poly G−2177 = Arch Chemical社から入手可能なポリエチレングリコール(平均分子量 = 1450)
PPG−1025 = バイエル社から入手可能なポリプロピレングリコール(平均分子量 = 1025)
PPG−2025 = バイエル社から入手可能なポリプロピレングリコール(平均分子量 = 2025)
Printrite PM = ノベオン社から入手可能なポリウレタン結合性増粘剤
PTHF 1000 = BASF社から入手可能なポリテトロヒドロフラン (平均分子量 = 1,000)
PTHF 2000 = BASF社から入手可能なポリテトロヒドロフラン (平均分子量 = 2,000)
Rucoflex S−102−210 = バイエル社から入手可能なポリ(ブタンジオールアジペート)
ヒマワリ種油 = Lipo Chemicals社から入手可能なLipovol Sun
TDI = バイエル社から入手可能なトルエンジイソシアネート
Tegomer D−3403 = Degussa−Goldschmidt社から入手可能なトリメチロールプロパンモノエトキシレートメチルエーテル(数平均分子量 = 1,220)
TMP = Celanese社から入手可能なトリメチロールプロパン
信越社から入手可能なX−22−160ASシリコーン
67−1000 HNA = Panolam Industries社から入手可能なヘキサンネオペンチルアジペートポリエステル(平均分子量 = 1,000)
67−3000 HNA = Panolam Industries社から入手可能なヘキサンネオペンチルアジペートポリエステル(平均分子量 = 3,000)
70−500 HAI = Panolam Industries社から入手可能なヘキサンアジペートイソフタレートポリエステル(平均分子量 = 500)
500 DI = Panolam Industries社から入手可能なジエチレングリコールイソフタレートポリエステル(平均分子量 = 500)
1. 水蒸気透過率(MVTR): 約150グラムのポリウレタン分散液を8オンスのガラスジャーに投入した後、約5グラムのPrintrite PMを添加して増粘したポリウレタンを生成することによって、各実施例の試験用の分散液を調製した。分散液およびPrintrite PMの実際の量は、ナイフコーティング用に十分な粘度が得られるように、それぞれ、約145〜160グラムおよび約4.5〜6.0グラムの範囲で変動させた。前記混合物を、増粘が最高に達するまで、1インチのマリーンインペラーを備えたCaframo RZR50実験攪拌器を用いて攪拌した。通常、増粘が最高に達するまでには約10〜15分間かかる。
2. ブルックフィールド粘度: ブルックフィールド粘度試験は、ブルックフィールドRV粘度計および(粘度に応じて)スピンドル#3〜#6を用いて、20rpmおよび約77°Fにおいて、実施した。
実施例1〜14の各ポリウレタンの垂直水蒸気透過率(MVTR)を試験し、その試験結果を表1の対応する実施例1〜14にまとめた。実施例1は、(約500gms/m2/24hrよりも低い)不十分な通気性を有するコーティングを製造する際の、本発明の最低必要条件を下回るポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量の効果を示す。実施例2〜14は、(約500gms/m2/24hrよりも高い)優れた通気性を有する本発明のコーティングを製造する際に有用であることが分かったポリウレタン分散液の製造を示す。
実施例15〜17では、ポリウレタン主鎖中のポリ(エチレンオキサイド)単位の量が本発明の範囲外であるため、不十分な結果(MVTR試験中の織物からのコーティングの剥離、層状の分散液、過剰な粘度など)が得られた。
実施例18〜25および27は、(約500gms/m2/24hrよりも高い)優れた通気性を有する本発明のコーティングを製造する際に有用であることが分かったポリウレタン分散液の製造を示す。
実施例26は、ポリ(エチレンオキサイド)側鎖の分子量および量が、それぞれ、(乾燥ポリウレタン重量に基づいて)600グラム/モルおよび30重量%を下回るため、(約500gms/m2/24hrよりも低い)不十分な通気性を有するコーティングを形成したポリウレタン分散液の製造を示す。
実施例28は、本発明のポリウレタンとアクリル共重合体とをブレンドすることによって、前記アクリル共重合体単独の場合と比較して優れた通気性を有する組成物を組成物を製造することを示す。そのようなブレンドを用いることによって通気性のある織物被覆を製造することができる。
実施例29および30は、本発明のポリウレタンエマルジョンと、アクリル共重合体エマルジョンおよびニトリル共重合体エマルジョンとをそれぞれブレンドすることによって、安定したコロイド混合物を製造することを示す。そのような安定したコロイド混合物を用いることによって、本発明の組成物のスグレタ通気性を有するハイブリッドコーティングを製造することができる。
実施例31および32は、保湿剤、治療成分および滋養成分などのための運搬手段として通気性のあるパーソナルケアコーティングを製造する際に有用な分散液の製造を示す。
実施例33および34は、通気性の高い組成物を製造する際に有用な(芳香族ポリオールからの)分散液の製造を示す。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、364グラムのPTHF1000と60グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、177グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留イソシアネート(NCO)は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.2%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、混合物を170°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、750グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を20分間攪拌することによって分散液を形成し、16グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=40.2重量%、pH=5.4、ブルックフィールド粘度 =20cP、粒径=205nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、335グラムのPTHF1000と90グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、175グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、40分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.8%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を165°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、750グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を20分間攪拌することによって分散液を形成し、13グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=40.6重量%、pH=5.5、ブルックフィールド粘度=25cP、粒径=140nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、307グラムのPTHF1000と120グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、173グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、40分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.6%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を165°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、750グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を20分間攪拌することによって分散液を形成し、17グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=40.8重量%、pH=5.5、ブルックフィールド粘度=50cP、粒径=112nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、320グラムのPTHF2000と154グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、121グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、40分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において4時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、3.1%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を145°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、930グラムの水が入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を20分間攪拌することによって分散液を形成し、11.5グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=34.1重量%、pH=5.1、ブルックフィールド粘度=22cP、粒径=86nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、222グラムのPTHF1000と210グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、168グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.3%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を150°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、815グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を30分間攪拌することによって分散液を形成し、15グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=38.5重量%、pH=5.8、ブルックフィールド粘度=620cP、粒径=136nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、166グラムのPTHF1000と270グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、164グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.0%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を150°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、930グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を30分間攪拌することによって分散液を形成し、15グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=35重量%、pH=6.2、ブルックフィールド粘度=840cP、粒径=56nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、350.9グラムのPTHF−1000と193.6グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、255.5グラムのDesmodur Wを投入した。得られたバッチを200°Fまで加熱した後、FASCAT(登録商標)2003を2滴添加した。前記バッチを200〜267°Fで約2.5時間保持した。イソシアネート含有率は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.17%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を160°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(750グラム)を、77°Fにおいて1,222グラムの水に投入した。約1時間攪拌した後、26.43グラムのヒドラジン溶液をゆっくりと投入した。得られた分散液の理論固形分は38重量%であった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、216グラムのPTHF1000と192グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、192グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、40分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.7%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を170°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(450グラム)を、876グラムの水と0.5グラムのDeeFo 97−3消泡剤とが入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を1.5時間攪拌することによって分散液を形成し、17グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=34.6重量%、pH=5.6、ブルックフィールド粘度=130cP、粒径=71nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、171グラムのPTHF1000と240グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、189グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、40分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.1%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を200°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(450グラム)を、957グラムの水と0.5グラムのDeeFo 97−3消泡剤とが入った反応器に、88°Fで攪拌しながら約5分間にわたって投入した。得られた混合物を2時間攪拌することによって分散液を形成し、14グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=32.2重量%、pH=5.8、ブルックフィールド粘度=150cP、粒径=84nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、102グラムのPTHF650と、17グラムのPTHF250と、258グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、222グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において2時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.0%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を200°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、971グラムの水と0.5グラムのDeeFo 97−3消泡剤とが入った反応器に、90°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を1.5時間攪拌することによって分散液を形成し、19グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=34.0重量%、pH=5.5、ブルックフィールド粘度=900cP、粒径=30nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、280グラムのPPG1025と、151グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、169グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、1.5時間後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.7%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を140°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、931グラムの水と0.5グラムのDeeFo 97−3消泡剤とが入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を1時間攪拌することによって分散液を形成し、15グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=35.7重量%、pH=5.1、ブルックフィールド粘度=40cP、粒径=84nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、327グラムのポリオールPPG2025と、154グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、121グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において4時間攪拌した。残留NCOは、ジブチルアミンと1.0M塩化水素とによる滴定を用いて、2.15%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を140°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、931グラムの水と1.4グラムのDeeFo XHD−47J消泡剤とが入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約15分間にわたって投入した。得られた混合物を30分間攪拌することによって分散液を形成し、12グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=35重量%、pH=5.7、ブルックフィールド粘度=34cP、粒径=76nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、249グラムの67−3000HNAと、78グラムの67−1000HNAと、154グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、121グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3.5時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、3.4%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を140°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、931グラムの水が入った反応器に、74°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を1時間攪拌することによって分散液を形成し、12グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=35.0重量%、pH=5.3、ブルックフィールド粘度=22cP、粒径=80nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、121グラムのRucoflex S−102−210と、258グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、221グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3.5時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.3%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を190°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、1,020グラムの水と0.5グラムのDeeFo XHJ消泡剤とが入った反応器に、80°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を2時間攪拌することによって分散液を形成し、17グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=31.7重量%、pH=6.9、ブルックフィールド粘度=300cP、粒径=24nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、380グラムのポリG−2177と、233グラムのPPG−2025とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、180グラムのIPDIを投入した。反応器を202°Fまで加熱し、FASCAT(登録商標)2003触媒を1滴添加した。202〜234°Fにおいて約1.5時間後、6.2グラムのDMPAを添加した。さらに209〜223°Fにおいて30分後、触媒をもう一滴添加した。さらに約2時間後、残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.26%であった。さらに205〜220°Fにおいて約2時間後、残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、3.88%であった。反応サイクル全体を通じて窒素雰囲気生成装置を用いた。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を143°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(329グラム)を、702グラムの水が入った反応器に、58°Fで攪拌しながらゆっくりと投入した。得られた分散液に消泡剤(0.16グラムのDF−58)を添加した。ヒドラジン溶液(8.03グラム)と水(639グラム)とを前記分散液に添加することによって、約20重量%の全固形分を得た。最終粘度を測定したところ、約5,000〜10,000cpsであった。前記ポリウレタンは、ポリマー主鎖中に約47重量%のポリ(エチレンオキサイド)を有することが算出された。
分散液を調製し、前記方法を用いてMVTR試験を始めた。しかしながら、織物からのポリウレタン試験片の剥離がMVTR試験中に生じた。この剥離の発生は、ポリウレタン主鎖中の過剰なポリ(エチレンオキサイド)の悪い影響を示している。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、209.6グラムのPPG−2025と、92.4グラムのPPG−1025と、224.8グラムのポリG−2177とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、168.0グラムのIPDIを添加した。反応器を200°Fまで加熱し、FASCAT(登録商標)2003触媒を1滴添加した。198〜209°Fにおいて約45分後、5.2グラムのDMPAと一滴のFASCAT(登録商標)2003を添加した。190〜205°Fにおいて2.5時間後、残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.6%であった。さらに188〜218°Fにおいて80分後、残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.17重量%であった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を133°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマーを、1.4グラムのDF−58を含んだ929グラムの水に、64°Fで攪拌しながら投入した。不十分な分散液が形成されたため、プレポリマーを94グラム投入した時点で上記処理を中止した。残っているプレポリマーを1当量のTEAで中和し、攪拌しながら水に投入した。水を添加して26.8重量%の理論固形分を得た後、15分間攪拌した。残留イソシアネートが少量になるまで水とヒドラジン溶液とを交互に添加した。得られた分散液の理論固形分は15重量%であった。この「分散液」は、2つの層、すなわち、泡からなる上層と透明な液体からなる下層とに分離した。過剰な粘度は、ポリウレタン主鎖中の過剰なポリ(エチレンオキサイド)の悪い影響を示している。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、382.0グラムのポリG−2177と、179.6グラムのPTHF−2000と、46.5グラムのKF−6001とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、185.7グラムのIPDIを添加した。このバッチを184°Fまで加熱し、FASCAT(登録商標)2003を2滴添加した。188〜248°Fにおいて約1.5時間後、6.3グラムのDMPAを添加した。さらに210〜218°Fにおいて1.5時間後、残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.00%であった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を166°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(300グラム)を、449グラムの水に、63°Fで攪拌しながら約10分間かけて投入した。約0.6グラムのDeeFo XHD−47J消泡剤を前記水に投入した。このバッチに約6.4グラムのヒドラジン溶液を投入し、水を添加して約25重量%の理論全固形分を得た。実際の粘度は、24.7%の固形分において、36,500cpsであった。この粘度を10,000cpsよりも低くするためには、分散液を約21%の固形分まで水で希釈しなければならなかった。この事実は、ポリウレタン主鎖中の過剰なポリ(エチレンオキサイド)の悪い影響を示している。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、67グラムのPTHF1000と300グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、133グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、3.7%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、混合物を150°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(400グラム)を、915グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を30分間攪拌することによって分散液を形成し、10グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=29重量%、pH=6.4、ブルックフィールド粘度=100cP、粒径=165nm
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は60重量%であり、垂直MVTRは850gms/m2/24hrであった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、22グラムのKF−6001と277グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、101グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、10分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、3.7%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、混合物を140°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(300グラム)を、1,205グラムの水が入った反応器に、65°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を20分間攪拌することによって分散液を形成し、7グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=20.2重量%、pH=6.5、ブルックフィールド粘度=20cP
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は70重量%であり、垂直MVTRは750gms/m2/24hrであった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、322グラムのPTHF1000と、27グラムのKF−6001と、195グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、256グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、15分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において1.5時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.8%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、混合物を160°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(770グラム)を、1,180グラムの水が入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約15分間にわたって投入した。得られた混合物を1時間20分攪拌することによって分散液を形成し、33グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=40重量%、pH=5.9、ブルックフィールド粘度=225cP
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンは、その主鎖中に反応性シリコーン化合物が重合されており、25.4重量%のポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量と、640gms/m2/24hrの垂直MVTRとを有していた。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、147グラムのPTHF−2000と、215グラムのPTHF−1000と、34.4グラムのKF−6001と、202.8グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、201グラムのIPDIを添加した。このバッチを200°Fまで加熱し、FASCAT(登録商標)2003を2滴投入した。200〜247°Fにおいて1時間45分後、残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.3%であることが分かった。別の反応器に移すため、得られたプレポリマーを150°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(785グラム)を、1,060グラムの水に、73°Fで投入した。約45分間攪拌した後、23.4グラムのヒドラジン溶液を投入した。最終的な全固形分は約43重量%であった。
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンは、その主鎖中に反応性シリコーン化合物が重合されており、21.5重量%のポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量と、740gms/m2/24hrの垂直MVTRとを有していた。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、335グラムのPTHF−1000と、28.2グラムのKF−6001と、202.4グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、173.2グラムのIPDIと61.3グラムのDesmodur Wとを添加した。反応器を180°Fまで加熱し、FASCAT(登録商標)2003を2滴投入した。このバッチを191〜257°Fで約3時間保持した。残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、5.0%であった。別の反応器に移すため、得られたプレポリマーを135°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(770グラム)を、1,140グラムの水に、76°Fで投入した。約50分間攪拌した後、32.2グラムのヒドラジン溶液を投入した。得られた分散液の理論固形分は40.4重量%であった。
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンは、その主鎖中に反応性シリコーン化合物が重合されており、21.5重量%のポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量と、680gms/m2/24hrの垂直MVTRとを有していた。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、294.2グラムのPPG−1025と、176.6グラムのTegomerD−3403と、2.23グラムのTMPとを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、250.5グラムのDesmodur Wを添加した。次に、57.5グラムのポリG1450を添加した。このバッチを186°Fまで加熱し、FASCAT(登録商標)2003を2滴投入した。このバッチを190〜228°Fで約4.5時間保持した。残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.8%であった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を160°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(720グラム)を1,317グラムの水に73°Fで投入し、滑らかになるまで攪拌した。水とヒドラジン溶液とを交互に投入してゆき、合計で522グラムの水と28.2グラムのヒドラジン溶液とを添加した。分散液を3日間寝かせた後、さらに434グラムの水を添加した。分散液の特性:全固形分=23.63重量%、ブルックフィールド粘度=185cP、pH=6.4
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は19.2重量%であり、ポリ(エチレンオキサイド)主鎖含有量は7.4重量%であり、そして垂直MVTRは870gms/m2/24hrであった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、89.1グラムのPTHF−1000と、187.7グラムのPPG−1025と、50.4グラムのポリG1450と、182.7グラムのTegomerD−3403と、3.6グラムのTMPとを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、259.7グラムのDesmodur Wを添加した。このバッチを196〜201°Fにおいて約1時間反応させ、FASCAT(登録商標)2003を2滴添加した。次に、このバッチを195〜235°Fにおいて約2.5時間反応させた。残留イソシアネートをDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、4.8%であった。別の反応器に移すため、得られたプレポリマーを137°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(650グラム)を、1.0グラムのDeeFo 97−3消泡剤を含んだ1,207グラムの水に72°Fで投入した。約30分間攪拌した後、176グラムの水を分散液に添加した。さらに1時間攪拌した後、16.8グラムのヒドラジン溶液を添加した。さらに、水とヒドラジン溶液とを交互に添加してゆき、合計でさらに446グラムの水と、さらに8グラムのヒドラジン溶液とを添加した。得られた分散液の最終的な理論固形分は26重量%であった。
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は20.1重量%であり、ポリ(エチレンオキサイド)主鎖含有量は6.5重量%であり、そして垂直MVTRは830gms/m2/24hrであった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、216グラムのPTHF1000と、21.5グラムのDMPAと、150グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、212グラムのIPDIを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3.5時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.5%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、140°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、850グラムの水と0.5グラムのDeeFo 97−3消泡剤とが入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を25分間攪拌することによって分散液を形成し、19グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=37.3重量%、pH=5.5、ブルックフィールド粘度=480cP、粒径=155nm
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンは、その主鎖中に架橋性カルボキシル官能基(DMPA)を有する化合物が組み込まれており、21.3重量%のポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量と、570gms/m2/24hrの垂直MVTRとを有していた。
ポリ(エチレンオキサイド)側鎖を有するモノマーの合成
67グラムのTDIの入った反応器に、190グラムのMPEG550を窒素雰囲気生成装置下において80〜86°Fで攪拌しながら約1時間添加した。得られた反応混合物を95〜120°Fで2時間攪拌した後、残留イソシアネート含有量をDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、6.5%であった。反応器を90°Fまで冷却し、43グラムのジエタノールアミンを3分間かけて添加した。発熱性の高い反応の結果として、温度が176°Fに上昇した。反応器を冷却し、その内容物を140〜150°Fで2.5時間攪拌した。この処理が終了した時点では、試料のIR分析によって証明されたように、未反応のイソシアネートは残っていなかった。反応器の内容物をプラスチック製の保存容器に移した後、反応生成物は室温まで冷める間に固化した。
ポリ(エチレンオキサイド)側鎖を有するモノマーの水酸基価を調べたところ、約250であった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、203グラムの前記モノマーと、115グラムのPTHF1000と、282グラムのDesmodur Wとを窒素雰囲気生成装置下において反応器に投入した。次に、攪拌しながら、反応器を210〜220°Fまで加熱し、1時間15分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を3時間攪拌した。残留イソシアネート含有量は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、9.7%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を200°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、970グラムの水と1.4グラムのDeeFo XHD−47J消泡剤とが入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約5分間にわたって投入した。得られた混合物を1時間10分攪拌することによって分散液を形成し、32グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=33.9重量%、pH=9.4、ブルックフィールド粘度=11cP、粒径=42nm
ポリウレタンのMVTR試験
ポリウレタンを調製し、MVTRについて前述のようにして試験した。前記ポリウレタンの垂直MVTRは450gms/m2/24hrであり、不十分であった。
ポリ(エチレンオキサイド)側鎖を有するモノマーの合成
120°Fの260グラムのMPEG2000の入った反応器に、24グラムのTDIを窒素雰囲気生成装置下において添加し、得られた混合物を120〜140°Fで4時間攪拌した。残留イソシアネート含有量をDBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって測定したところ、1.7%であった。140°Fにおいて、16グラムのジエタノールアミンを添加した。発熱反応の結果として、温度が170°Fに上昇した。反応器を冷却し、その内容物を140〜150°Fで4時間攪拌した。この処理が終了した時点では、試料のIR分析によって証明されたように、未反応のNCOは残っていなかった。反応器の内容物をプラスチック製の保存容器に移した後、反応生成物は室温まで冷める間に固化した。
ポリ(エチレンオキサイド)側鎖を有するモノマーの水酸基価を調べたところ、約103であった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、164グラムの前記モノマーと、240グラムのPTHF1000と、196グラムのDesmodur Wとを窒素雰囲気生成装置下において反応器に投入した。次に、攪拌しながら、反応器を210〜220°Fまで加熱し、30分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を5時間攪拌した。残留イソシアネート含有量は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.4%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、反応器を200°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、970グラムの水が入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を45分間攪拌することによって分散液を形成し、18グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=34.1重量%、pH=8.5、ブルックフィールド粘度=400cP、粒径=320nm
ポリウレタンのMVTR試験
ポリウレタンを調製し、MVTRについて前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は25重量%であり、垂直MVTRは735gms/m2/24hrであった。
実施例14の連鎖延長されたポリウレタン分散液と、(ノベオン社から入手可能な)Hycar(登録商標)2671アクリルポリマーエマルジョンとを(固形分に基づいて)60/40の割合で混ぜ合わせることによって、安定したコロイド混合物を製造した。得られた混合物をMVTRについて前述のようにして試験した。前記混合物は、前述と同じようにして調製および試験された単独のHycar(登録商標)2671のMVTRが160gms/m2/24hrであるのに対し、720gms/m2/24hrのMVTRを有していた。
実施例14の連鎖延長されたポリウレタン分散液と、国際公開WO02/02657 A2の実施例20の工程(1)のアクリルコポリマーエマルジョンとを(固形分に基づいて)60/40の割合で混ぜ合わせることによって、安定したコロイド混合物を製造した。得られた混合物をMVTRについて前述のようにして試験した。前記混合物は、前述のようにして試験用に調製されかつMVTRについて試験された単独の実施例20のアクリルポリマーエマルジョンのMVTRが440gms/m2/24hrであるのに対し、800gms/m2/24hrのMVTRを有していた。
実施例14の連鎖延長されたポリウレタン分散液と、国際公開WO02/02657 A2の実施例13の工程(1)のニトリルコポリマーエマルジョンとを(固形分に基づいて)60/40の割合で混ぜ合わせることによって、安定したコロイド混合物を製造した。得られた混合物をMVTRについて前述のようにして試験した。前記混合物は、前述のようにして試験用に調製されかつMVTRについて試験された単独の実施例13の工程(1)のニトリルポリマーエマルジョンのMVTRが480gms/m2/24hrであるのに対し、790gms/m2/24hrのMVTRを有していた。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、87グラムのX−22−160ASと、10グラムのTMPと、222グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、191グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を225〜235°Fまで加熱した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留イソシアネート(NCO)は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.6%であることが分かった。次に、90グラムのDow 345を混合物に添加し、温度を200°Fまで下げた。30分間攪拌した後、プレポリマーを分散させるために別の容器に移した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、820グラムの水が入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を30分間攪拌することによって分散液を形成し、21グラムの25%エチレンジアミン水溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=31.3重量%、pH=6.9、ブルックフィールド粘度=270cP、粒径=450nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、196グラムのPPG2025と168グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、116グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、40分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3時間攪拌した。残留NCOは、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、2.3%であることが分かった。ヒマワリ油(120グラム)を添加し、反応器を180°Fまで冷却した。30分間攪拌した後、プレポリマーを分散させるために別の容器に移した。
延長工程
プレポリマー(450グラム)を、670グラムの水が入った反応器に、70°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を20分間攪拌することによって分散液を形成し、5グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=42重量%、pH=6.2、ブルックフィールド粘度=800cP、粒径=274nm
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、118グラムの70−500HAIと258グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、224グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、15分後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において4時間攪拌した。残留イソシアネート(NCO)は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、4.8%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、混合物を200°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(500グラム)を、1,120グラムの水と0.5グラムのDeeFo XHD−47Jとが入った反応器に、80°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を2時間攪拌することによって分散液を形成し、16グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=31.8重量%、pH=6.4、ブルックフィールド粘度=300cP、粒径=25nm
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は36.7重量%であり、垂直MVTRは830gms/m2/24hrであった。
プレポリマー工程
下記材料、すなわち、119グラムの500 DIと258グラムのTegomerD−3403とを反応器に投入した。次に、攪拌しながら、223グラムのDesmodur Wを投入した。反応器を210〜220°Fまで加熱し、1時間後、FASCAT(登録商標)2003触媒を2滴添加した。得られた混合物を窒素雰囲気生成装置下において3.5時間攪拌した。残留イソシアネート(NCO)は、DBAと1.0M塩化水素とによる滴定によって、5.3%であることが分かった。得られたプレポリマーを別の反応器に移すため、混合物を200°Fまで冷却した。
延長工程
プレポリマー(510グラム)を、1,110グラムの水と1グラムのDeeFo XHD−47Jとが入った反応器に、75°Fで攪拌しながら約10分間にわたって投入した。得られた混合物を3時間攪拌することによって分散液を形成し、17グラムのヒドラジン溶液を約10分間にわたって添加した。
分散液の特性:全固形分=31.4重量%、pH=7.1、ブルックフィールド粘度=470cP、粒径=26nm
ポリウレタンのMVTR試験
MVTR試験用に、連鎖延長されたポリウレタンを調製し、前述のようにして試験した。前記ポリウレタンのポリ(エチレンオキサイド)側鎖含有量は36.7重量%であり、垂直MVTRは840gms/m2/24hrであった。
特許法に従って最良の形態および好ましい形態を説明してきたが、本発明の範囲はそれらには限定されず、むしろ添付の請求の範囲によって限定される。
Claims (100)
- 500グラム/m2/24hrを上回る垂直水蒸気透過率(MVTR)を有するポリウレタン組成物であって、
(但し、MVTRは、ポリウレタン組成物(乾燥重量で1.25オンス/ヤード2)でコーティングされた乾燥織物(Style 306Aフィラメントナイロン6,6Semi−Dull Taffeta)の試験片で、
最上部の1/2インチ以内まで脱塩水を満たした容器(4オンスのボールメーソンジャー)の口を、コーティングされた側を容器の内側に向けた状態で覆い固定し、72°F、相対湿度50%の500〜575リニアーフィート/分の強制空気に24時間さらし、通過する水蒸気の重量を測定することにより決められる。)
(a)前記ポリウレタンの29.9〜80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、
(b)前記ポリウレタンの25重量%未満の量のポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位と、
を含んでなる前記ポリウレタン組成物において、
(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基は2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、
(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも50重量%はエチレンオキサイドであり、そして
(iii)前記側鎖単位の分子量が600グラム/モルよりも低いとき、前記側鎖単位の量は完成したポリウレタンの乾燥重量に基づいて少なくとも30重量%である、
ことを特徴とする、前記ポリウレタン組成物。 - 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの29.9〜60重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの15重量%未満を占める、請求項1に記載の組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの29.9〜50重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの5重量%未満を占める、請求項2に記載の組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項2に記載の組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項3に記載の組成物。
- 前記ポリウレタンは、(1)平均して2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)1分子当たり平均して2個以上のヒドロキシル基を有する少なくとも1種のポリオールとの反応生成物を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
- 前記ポリウレタンは、(1)平均して2〜4個のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)少なくとも1種のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、またはそれらの組み合わせと、(3)水、平均して2個以上の第1級アミン基もしくは第2級アミン基またはそれらの組み合わせを有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、またはこれらの組み合わせを含んでなる少なくとも1種の連鎖延長剤との反応生成物を含んでなる、請求項7に記載の組成物。
- 前記連鎖延長剤はヒドラジンを含んでなる、請求項8に記載の組成物。
- 前記ポリウレタンは、前記側鎖を有していない少なくとも1種の活性水素含有化合物残基を含有し、そして前記化合物は50〜10,000グラム/モルの分子量を有する、請求項8に記載の組成物。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、200〜6,000グラム/モルの分子量を有する、請求項10に記載の組成物。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、300〜3,000グラム/モルの分子量を有するポリオールまたはポリアミンを含んでなる、請求項11に記載の組成物。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(ブタンジオールアジペート)、ヘキサンアジペートイソフタレートポリエステル、ヘキサンネオペンチルアジペートポリエステル、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項12に記載の組成物。
- 前記ポリイソシアネートはジイソシアネートを含んでなる、請求項12に記載の組成物。
- 前記ジイソシアネートは、1,1’−メチレンビス−4−(イソシアナートシクロヘキサン)、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項14に記載の組成物。
- 前記ポリウレタンは、少なくとも1種の架橋性官能基を有する少なくとも1種の化合物残基も含有する、請求項10に記載の組成物。
- 前記架橋性官能基は、カルボキシル、カルボニル、アミン、ヒドロキシル、ヒドラジン、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項16に記載の組成物。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、Qが炭素数が1〜12である直鎖または分岐鎖炭化水素基であり、xおよびyが1〜3である式(HO)xQ(COOH)yを有する、請求項17に記載の組成物。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、少なくとも1種のジヒドロキシカルボン酸を含んでなる、請求項18に記載の組成物。
- 前記ジヒドロキシカルボン酸がジメチロールプロパン酸を含んでなる、請求項19に記載の組成物。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項13に記載の組成物。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項19に記載の組成物。
- 請求項1に記載の組成物と、少なくとも1種の他のポリマーとのブレンドを含んでなる組成物。
- 前記他のポリマーが、天然ゴム、共役ジエン含有ポリマー、ポリクロロブタジエン、水素化スチレン−ブタジエントリブロックコポリマー、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンコポリマー、アクリル酸エステルコポリマー、メタクリル酸エステルコポリマー、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンコポリマー、ビニリデンコポリマー、ポリイソブチレン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ(ウレタン/尿素)、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項23に記載の組成物。
- 前記他のポリマーは、アクリル酸エステルコポリマー、メタクリル酸エステルコポリマー、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項24に記載の組成物。
- 500グラム/m2/24hrを上回る垂直水蒸気透過率(MVTR)を有するポリウレタンを含んでなる成品であって、
(但し、MVTRは、ポリウレタン(乾燥重量で1.25オンス/ヤード 2 )でコーティングされた乾燥織物(Style 306Aフィラメントナイロン6,6Semi−Dull Taffeta)の試験片で、
最上部の1/2インチ以内まで脱塩水を満たした容器(4オンスのボールメーソンジャー)の口を、コーティングされた側を容器の内側に向けた状態で覆い固定し、72°F、相対湿度50%の500〜575リニアーフィート/分の強制空気に24時間さらし、通過する水蒸気の重量を測定することにより決められる。)
前記ポリウレタンは、
(a)前記ポリウレタンの29.9〜80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、
(b)前記ポリウレタンの25重量%未満の量のポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位と、
を含んでなり、
(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基は2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、
(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも50重量%はエチレンオキサイドであり、そして
(iii)前記側鎖単位の分子量が600グラム/モルよりも低いとき、前記側鎖単位の量は完成したポリウレタンの乾燥重量に基づいて少なくとも30重量%である、
ことを特徴とする、前記成品。 - 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの29.9〜60重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの15重量%未満を占める、請求項26に記載の成品。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの29.9〜50重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの5重量%未満を占める、請求項27に記載の成品。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項26に記載の成品。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項27に記載の成品。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項28に記載の成品。
- 前記ポリウレタンは、(1)平均して2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)1分子当たり平均して2個以上のヒドロキシル基を有する少なくとも1種のポリオールとの反応生成物を含んでなる、請求項26に記載の成品。
- 前記ポリウレタンは、(1)平均して2〜4個のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、またはそれらの組み合わせと、(3)水、平均して2個以上の第1級アミン基もしくは第2級アミン基またはそれらの組み合わせを有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、またはこれらの組み合わせを含んでなる連鎖延長剤との反応生成物を含んでなる、請求項32に記載の成品。
- 前記連鎖延長剤はヒドラジンを含んでなる、請求項33に記載の成品。
- 前記ポリウレタンは、前記側鎖を有していない少なくとも1種の活性水素含有化合物残基を含有し、そして前記化合物は50〜10,000グラム/モルの分子量を有する、請求項33に記載の成品。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、200〜6,000グラム/モルの分子量を有するポリオールまたはポリアミンを含んでなる、請求項35に記載の成品。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、300〜3,000グラム/モルの分子量を有する、請求項36に記載の成品。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(ブタンジオールアジペート)、ヘキサンアジペートイソフタレートポリエステル、ヘキサンネオペンチルアジペートポリエステル、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項37に記載の成品。
- 前記ポリイソシアネートはジイソシアネートを含んでなる、請求項37に記載の成品。
- 前記ジイソシアネートは、1,1’−メチレンビス−4−(イソシアナートシクロヘキサン)、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項39に記載の成品。
- 前記ポリウレタンは、少なくとも1種の架橋性官能基を有する少なくとも1種の化合物残基も含有する、請求項35に記載の成品。
- 前記架橋性官能基は、カルボキシル、カルボニル、アミン、ヒドロキシル、ヒドラジンまたはこれらの組み合わせのうちの1種を含んでなる、請求項41に記載の成品。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、Qが炭素数が1〜12である直鎖または分岐鎖炭化水素基であり、xおよびyが1〜3である式(HO)xQ(COOH)yを有する、請求項42に記載の成品。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、少なくとも1種のジヒドロキシカルボン酸を含んでなる、請求項43に記載の成品。
- 前記ジヒドロキシカルボン酸がジメチロールプロパン酸を含んでなる、請求項44に記載の成品。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項38に記載の成品。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項44に記載の成品。
- 請求項26に記載のポリウレタンと、少なくとも1種の他のポリマーとのブレンドを含んでなる成品。
- 前記他のポリマーが、天然ゴム、共役ジエン含有ポリマー、ポリクロロブタジエン、水素化スチレン−ブタジエントリブロックコポリマー、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンコポリマー、アクリル酸エステルコポリマー、メタクリル酸エステルコポリマー、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンコポリマー、ビニリデンコポリマー、ポリイソブチレン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ(ウレタン/尿素)、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項48に記載の成品。
- 前記他のポリマーは、アクリル酸エステルコポリマー、メタクリル酸エステルコポリマー、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項49に記載の成品。
- 前記ポリウレタンで処理された多孔性または非多孔性支持体を含んでなる、請求項26に記載の成品。
- 前記ポリウレタンで処理された多孔性支持体を含んでなる、請求項51に記載の成品。
- 前記ポリウレタンを染み込ませた、前記ポリウレタンを含浸させた、前記ポリウレタンを吹き付けられたまたは前記ポリウレタンで被覆された織物を含んでなる、請求項52に記載の成品。
- 局所的に許容できる相と、500グラム/m2/24hrを上回る垂直水蒸気透過率(MVTR)を有するポリウレタンとを含んでなるパーソナルケア組成物であって、
(但し、MVTRは、ポリウレタン(乾燥重量で1.25オンス/ヤード2)でコーティングされた乾燥織物(Style 306Aフィラメントナイロン6,6Semi−Dull Taffeta)の試験片で、
最上部の1/2インチ以内まで脱塩水を満たした容器(4オンスのボールメーソンジャー)の口を、コーティングされた側を容器の内側に向けた状態で覆い固定し、72°F、相対湿度50%の500〜575リニアーフィート/分の強制空気に24時間さらし、通過する水蒸気の重量を測定することにより決められる。)
前記ポリウレタンは、
(a)前記ポリウレタンの12〜80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、
(b)前記ポリウレタンの25重量%未満の量のポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位と、
を含んでなり、
(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基は2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、
(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも50重量%はエチレンオキサイドであり、そして
(iii)前記側鎖単位の分子量が600グラム/モルよりも低いとき、前記側鎖単位の量は完成したポリウレタンの乾燥重量に基づいて少なくとも30重量%であり、前記側鎖単位の分子量が600〜1,000グラム/モルのとき、前記側鎖単位の量は完成したポリウレタンの乾燥重量に基づいて少なくとも15重量%であり、そして前記側鎖単位の分子量が1,000グラム/モルよりも高いとき、前記側鎖単位の量は完成したポリウレタンの乾燥重量に基づいて少なくとも12重量%である、
ことを特徴とする、前記組成物。 - 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの15〜60重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの15重量%未満を占める、請求項54に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの20〜50重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの5重量%未満を占める、請求項55に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項54に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項55に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項56に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリウレタンは、(1)平均して2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)1分子当たり平均して2個以上のヒドロキシル基を有する少なくとも1種のポリオールとの反応生成物を含んでなる、請求項54に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリウレタンは、(1)平均して2〜4個のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、またはそれらの組み合わせと、(3)水、平均して2個以上の第1級アミン基もしくは第2級アミン基またはそれらの組み合わせを有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、またはこれらの組み合わせを含んでなる連鎖延長剤との反応生成物を含んでなる、請求項60に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記連鎖延長剤はヒドラジンを含んでなる、請求項61に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリウレタンは、前記側鎖を有していない少なくとも1種の活性水素含有化合物残基を含有し、そして前記化合物は50〜10,000グラム/モルの分子量を有する、請求項61に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、200〜6,000グラム/モルの分子量を有するポリオールまたはポリアミンを含んでなる、請求項63に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、300〜3,000グラム/モルの分子量を有する、請求項64に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(ブタンジオールアジペート)、ヘキサンアジペートイソフタレートポリエステル、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項65に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリイソシアネートはジイソシアネートを含んでなる、請求項65に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ジイソシアネートは、1,1’−メチレンビス−4−(イソシアナートシクロヘキサン)、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項67に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ポリウレタンは、少なくとも1種の架橋性官能基を有する少なくとも1種の化合物残基も含有する、請求項63に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記架橋性官能基は、カルボキシル、カルボニル、アミン、ヒドロキシル、ヒドラジン、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項69に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、Qが炭素数が1〜12である直鎖または分岐鎖炭化水素基であり、xおよびyが1〜3である式(HO)xQ(COOH)yを有する、請求項70に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、少なくとも1種のジヒドロキシカルボン酸を含んでなる、請求項71に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記ジヒドロキシカルボン酸がジメチロールプロパン酸を含んでなる、請求項72に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項66に記載のパーソナルケア組成物。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項72に記載のパーソナルケア組成物。
- ポリウレタン成品を製造するための方法であって、
(A)(1)平均して2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)(a)前記ポリウレタンの29.9〜80重量%の量のポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位と、(b)前記ポリウレタンの25重量%未満の量のポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位とを含んでなる少なくとも1種の活性水素含有化合物であって、(i)前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位中のアルキレンオキサイド基が2〜10個の炭素原子を有し、かつ、非置換、置換、または非置換および置換されており、(ii)前記アルキレンオキサイド基の少なくとも50重量%がエチレンオキサイドであり、そして(iii)前記側鎖単位の分子量が600グラム/モルよりも低いとき、前記側鎖単位の量は完成したポリウレタンの乾燥重量に基づいて少なくとも30重量%である前記活性水素含有化合物とを反応させることによって、イソシアネート末端封止プレポリマーを形成する工程と、
(B)前記プレポリマーを水中に分散させ、そして水、平均して2個以上の第1級および/もしくは第2級アミン基を有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、またはこれらの組み合わせとの反応によって前記プレポリマーを連鎖延長させる工程と、
(C)工程(B)の連鎖延長された分散液を多孔性支持体または非多孔性支持体に対して、染み込ませると、含浸、噴霧、または塗布により、さらに加工することによって、500グラム/m2/24hrを上回る垂直水蒸気透過率(MVTR)を有する成品を形成する工程と、
を含んでなる前記方法。
(但し、MVTRは、ポリウレタン(乾燥重量で1.25オンス/ヤード2)でコーティングされた乾燥織物(Style 306Aフィラメントナイロン6,6Semi−Dull Taffeta)の試験片で、
最上部の1/2インチ以内まで脱塩水を満たした容器(4オンスのボールメーソンジャー)の口を、コーティングされた側を容器の内側に向けた状態で覆い固定し、72°F、相対湿度50%の500〜575リニアーフィート/分の強制空気に24時間さらし、通過する水蒸気の重量を測定することにより決められる。) - 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの29.9〜60重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの15重量%未満を占める、請求項76に記載の方法。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位は前記ポリウレタンの29.9〜50重量%を占め、そして前記ポリ(エチレンオキサイド)主鎖単位は前記ポリウレタンの5重量%未満を占める、請求項77に記載の方法。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項76に記載の方法。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項77に記載の方法。
- 前記ポリ(アルキレンオキサイド)側鎖単位はポリ(エチレンオキサイド)単位を含んでなる、請求項78に記載の方法。
- (1)平均して2個以上のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)1分子当たり平均して2個以上のヒドロキシル基を有する少なくとも1種のポリオールとの反応を含んでなる、請求項76に記載の方法。
- (1)平均して2〜4個のイソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネートと、(2)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、またはそれらの組み合わせと、(3)水、平均して2個以上の第1級アミン基もしくは第2級アミン基またはそれらの組み合わせを有する無機もしくは有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、またはこれらの組み合わせを含んでなる連鎖延長剤との反応を含んでなる、請求項82に記載の方法。
- 前記連鎖延長剤はヒドラジンを含んでなる、請求項83に記載の方法。
- 前記ポリウレタンは、前記側鎖を有していない少なくとも1種の活性水素含有化合物残基を含有し、そして前記化合物は50〜10,000グラム/モルの分子量を有する、請求項83に記載の方法。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、200〜6,000グラム/モルの分子量を有する、請求項85に記載の方法。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、300〜3,000グラム/モルの分子量を有する、請求項86に記載の方法。
- 前記側鎖を有していない前記活性水素含有化合物は、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド)、ポリ(ブタンジオールアジペート)、ヘキサンアジペートイソフタレートポリエステル、ヘキサンネオペンチルアジペートポリエステル、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項87に記載の方法。
- 前記ポリイソシアネートはジイソシアネートを含んでなる、請求項87に記載の方法。
- 前記ジイソシアネートは、1,1’−メチレンビス−4−(イソシアナートシクロヘキサン)、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項89に記載の方法。
- 前記ポリウレタンは、少なくとも1種の架橋性官能基を有する少なくとも1種の化合物残基も含有する、請求項85に記載の方法。
- 前記架橋性官能基は、カルボキシル、カルボニル、アミン、ヒドロキシル、ヒドラジン、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項91に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、Qが炭素数が1〜12である直鎖または分岐鎖炭化水素基であり、xおよびyが1〜3である式(HO)xQ(COOH)yを有する、請求項92に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の架橋性官能基を有する化合物は、少なくとも1種のジヒドロキシカルボン酸を含んでなる、請求項93に記載の方法。
- 前記ジヒドロキシカルボン酸がジメチロールプロパン酸を含んでなる、請求項94に記載の方法。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項88に記載の方法。
- 前記連鎖延長剤がヒドラジンを含んでなる、請求項94に記載の方法。
- 請求項76に記載のポリウレタンと少なくとも1種の他のポリマーとを混ぜ合わせることを含んでなる方法。
- 前記他のポリマーが、天然ゴム、共役ジエン含有ポリマー、ポリクロロブタジエン、水素化スチレン−ブタジエントリブロックコポリマー、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンコポリマー、アクリル酸エステルコポリマー、メタクリル酸エステルコポリマー、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンコポリマー、ビニリデンコポリマー、ポリイソブチレン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ(ウレタン/尿素)、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項98に記載の方法。
- 前記他のポリマーは、アクリル酸エステルコポリマー、メタクリル酸エステルコポリマー、またはこれらの組み合わせを含んでなる、請求項99に記載の方法。
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