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JP2002533538A - 機械的に起泡させたポリウレタン分散液から製造されたポリウレタンフォーム - Google Patents

機械的に起泡させたポリウレタン分散液から製造されたポリウレタンフォーム

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JP2002533538A
JP2002533538A JP2000591089A JP2000591089A JP2002533538A JP 2002533538 A JP2002533538 A JP 2002533538A JP 2000591089 A JP2000591089 A JP 2000591089A JP 2000591089 A JP2000591089 A JP 2000591089A JP 2002533538 A JP2002533538 A JP 2002533538A
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foam
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polyol
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、機械的に起泡させ、弾性の優れたフォームを与えることのできるポリウレタン分散液組成物である。本発明の起泡したフォームはクッション付き床材、例えばクッション付き織布、カーペットタイル、カーペット下敷、又はビニル床材において有用である。本発明の起泡したフォームは様々な織物及びオムツ用のコーティングとしても有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はポリウレタンフォームに関する。詳細には、本発明は水性ポリウレタ
ン分散液から製造されたポリウレタンフォーム及びその製造方法に関する。
【０００２】 ポリウレタン分散液はよく知られており、様々な用途において有用であるポリ
ウレタンポリマーの製造に有用である。ポリウレタン分散液は、例えば皮革用の
コーティング、木材仕上、ガラス繊維サイジング、織物、接着剤、並びに自動車
トップコート及びプライマーの製造に用いることができる。ポリウレタン分散液
は、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号に記載されているよう
な様々な方法によって製造することができる。
【０００３】 カーペット裏地はポリウレタン分散液から製造されることが知られている。例
えば、米国特許出願第09/039978号の方法により製造されたポリウレタン分散液
はポリウレタンカーペット裏地およびポリウレタン織物裏地の製造に有用である
。通常、カーペット裏地に１次もしくは２次バインダとして塗布される分散液の
泡は充填材の濃度が高くかつフォーム安定剤が存在しないため不安定である。安
定な泡を形成するための機械的起泡は、用いる充填材及びフォーム安定剤を少な
くすることが必要であり、従ってカーペットの裏面をコートするために従来用い
られている方法とは異なる方法である。例えば空気を用いる現在有効なポリウレ
タン分散液の機械的起泡は、例えば安定化石鹸、無機充填材、及びワックス分散
液のような添加剤を用いて行われる。優れた物性及び厚さが10mm以下の安定な微
細な気泡を有するフォームを製造することができるが、このフォームは弾性がな
い。
【０００４】 弾性はカーペット裏地のような用途に用いられるフォームに望ましい特性であ
る。そのようなフォームの弾性を高めると、フォームの耐久性及び快適性がとも
に高まる。例えば、例えば、より弾性の高いフォーム、又は換言すると「ばねの
ような」フォームは非弾性フォームよりも快適である。より弾性の高いフォーム
は、非弾性フォームによる熱としてではなく、ばね戻しにより機械的にエネルギ
ーを分散させる。熱としてエネルギーを分散あせることは、ポリマー分解を引き
起こし、これはフォームをその当初の形状に戻さないことになる。カーペットに
おいてこれが起こると、通常の通行領域におけるカーペットの表面のパターンは
早期に磨耗することになる。
【０００５】 ポリウレタンフォームの製造分野において、安定な微細気泡構造及び優れた特
性（弾性を含む）を有するフォームを製造することのできる、機械的に起泡する
ことのできるポリウレタン分散液組成物が望ましい。当該分野において、ポリウ
レタン分散液を機械的に起泡することによりポリウレタン分散液から弾性の優れ
たポリウレタンフォームを製造する方法も望ましい。
【０００６】 一態様において、本発明は、水性ポリウレタン分散液を起泡させること、この
泡を基材に塗布すること、及びこの泡をフォームに乾燥すること、を含む方法に
より製造されるフォームを含む弾性ポリウレタンフォームであって、前記ポリウ
レタン分散液が、安定な分散液を得るに十分な混合条件において水、連鎖延長剤
、界面活性剤、及びポリウレタンプレポリマーを混合することにより製造され、
前記ポリウレタンが、約2.2より高いヒドロキシル官能価を有するポリオール及
びポリイソシアネートを含む組成物より製造され、前記ポリウレタンフォームが
５〜80パーセントの弾性率を有するポリウレタンフォームである。
【０００７】 他の態様において、本発明は、基材と、この基材に接着した、水性ポリウレタ
ン分散液を起泡させること、この泡を基材に塗布すること、及びこの泡をフォー
ムに乾燥すること、を含む方法により製造されるフォームを含む弾性ポリウレタ
ンフォームであって、前記ポリウレタン分散液が、安定な分散液を得るに十分な
混合条件において水、連鎖延長剤、界面活性剤、及びポリウレタンプレポリマー
を混合することにより製造され、前記ポリウレタンが、約2.2より高いヒドロキ
シル官能価を有するポリオール及びポリイソシアネートを含む組成物より製造さ
れ、前記ポリウレタンフォームが５〜80パーセントの弾性率を有する弾性ポリウ
レタンフォームを含む、フォーム裏地基材である。
【０００８】 本発明の起泡されたフォームはクッション性床用途、例えばクッション床材布
、カーペットタイル、カーペット下張り、又はビニル床材において有用である。
本発明の起泡されたフォームは様々な織物及び使い捨て製品用のクッションもし
くは吸収層として有用である。
【０００９】 一態様において、本発明は、機械的に起泡して弾性の優れたポリウレタンフォ
ームを形成することのできる水性ポリウレタン分散液組成物を用いて製造される
弾性ポリウレタンフォームである。本発明において有用なポリウレタン分散液は
、水、及びポリウレタン、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。本発明におけるポリウレタン形成材料とは、
ポリウレタンポリマーの製造に用いることのできる材料である。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。ポリウレタンプレポリマー
は分散後に一定時間反応性を保持するが、本発明においては、ポリウレタンプレ
ポリマー分散液は完全に反応したポリウレタンポリマー分散液であるべきである
。また、ポリウレタンプレポリマー又はポリウレタンポリマーは他のタイプの構
造、例えばウレア基を含んでいてもよい。
【００１０】 本発明において有用なポリウレタンプレポリマーは、活性水素化合物と、この
活性水素材料に対して理論過剰量のイソシアネートとの反応により製造される。
本発明において有用なプレポリマー中のイソシアネート官能基は、0.2〜20wt％
の量存在してよい。好適なプレポリマーは100〜10,000の範囲の分子量を有する
。本発明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。
【００１１】 本発明のプレポリマー組成物は、ポリオール成分を含む。ポリウレタン製造に
おいて最も一般に用いられている活性水素含有化合物は、少なくとも２個のヒド
ロキシル基又はアミン基を有する化合物である。この化合物をポリオールと呼ぶ
。好適なポリオールの例は一般的に知られており、High Polymers, Vol.XVI, "P
olyurethanes, Chemistry and Technology" by Saunders and Frisch, Intersci
ence Publishers, New York, Vol.I, pp.32-42, 44-54 (1962)及びVol.II, pp.5
-6, 198-199 (1964); Organic Polymer Chemistry by K.J.Saunders, Chapmann
and Hall, London, p.323-325 (1973); 及びDevelopments in Polyurethanes, V
ol.I, J.M.Burst, ed., Applied Science Publishers, pp.1-76 (1978)のような
文献に記載されている。しかし、本発明においてあらゆる活性水素含有化合物を
用いることができる。そのような材料の例は、以下のものの単独で又は組み合わ
せて選ばれる。(a)ポリヒドロキシアルキレンのアルキレノキシド付加物、(b)非
還元糖及び糖誘導体のアルキレンオキシド付加物、(c)リン及びポリリン酸のア
ルキレンオキシド付加物、(d)ポリフェノールのアルキレンオキシド付加物。こ
れらのタイプのポリオールは「ベースポリオール」と呼ばれる。有用なポリヒド
ロキシアルカンのアルキレンオキシド付加物の例は、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、1,3-ジヒドロキシプロパン、1,4-ジヒドロキシブタン、1,6-
ジヒドロキシヘキサン、グリセロール、1,2,4-トリヒドロキシブタン、1,2,6-ト
リヒドロキシヘキサン、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリトリトール、ポリカプロラクトン、キシリトール、アラビト
ール、ソルビトール、マンニトールの付加物である。好ましいポリヒドロキシア
ルカンのアルキレンオキシド付加物は、ジヒドロキシ及びトリヒドロキシアルカ
ンのプロピレンオキシド付加物及びエチレンオキシドキャッププロピレンオキシ
ド付加物である。他の有用なアルキレンオキシド付加物は、エチレンジアミン、
グリセリン、ピペラジン、水、アンモニア、1,2,3,4-テトラヒドロキシブタン、
フルクトース、スクロースの付加物を含む。
【００１２】 また、本発明においては、ポリ（オキシプロピレン）グリコール、トリオール
、テトラオール及びヘキサオールならびにこれらのエチレンオキシドでキャップ
されたものも有用である。これらのポリオールはポリ（オキシプロピレンオキシ
エチレン）ポリオールを含む。オキシエチレン含有量は好ましくは全ポリオール
質量の約80wt％未満であり、より好ましくは約40wt％未満である。エチレンオキ
シドは、用いる場合、ポリマー鎖のいずれに混入してもよく、例えば内部ブロッ
ク、末端ブロック、又はランダムに分布したブロック、又はこれらの組み合わせ
として混入してもよい。
【００１３】 本発明において用いることのできる他のポリオールは、「コポリマーポリオー
ル」であり、これはアクリロニトリル−スチレンコポリマーのような分散したポ
リマーを含むベースポリオールである。このコポリマーポリオールは、例えばア
ゾビスイソブチロニトリルのような触媒、コポリマーポリオール安定剤、及びイ
ソプロパノールのような連鎖移動剤を含む様々な材料を含む反応混合物より製造
される。
【００１４】 本発明のポリウレタン分散液を製造するためにポリエステルポリオールを用い
ることができる。ポリエステルポリオールは通常繰り返しエステル単位を特徴と
し、これは芳香族であっても脂肪族であってもよく、また末端１級もしくは２級
ヒドロキシル基を特徴とするが、本発明においては少なくとも２つの活性水素基
を末端とするポリエステルを用いることができる。たとえば、グリコールとポリ
（エチレンテレフタレート）のエステル交換の反応生成物（を用いて本発明の分
散液を製造することができる。
【００１５】 ポリアミン、アミン末端ポリエーテル、ポリメルカプタン及び他のイソシアネ
ート反応性化合物も本発明において適している。ポリイソシアネートポリ付加活
性水素含有化合物（ＰＩＰＡ）を本発明において用いることができる。ＰＩＰＡ
は通常ＴＤＩとトリエタノールアミンの反応生成物である。ＰＩＰＡ化合物の製
造方法は、例えばRowlandsに付与された米国特許第4,374,209号にみられる。
【００１６】 本発明の実施において、好ましくはポリウレタンもしくはポリウレタンプレポ
リマーの製造に用いられる活性水素化合物の少なくとも50wt％は600〜20,000、
より好ましくは1,000〜10,000、最も好ましくは3,000〜8,000の分子量を有する
ポリエーテルポリオールである。本発明の実施において、好ましくは、このポリ
オールは少なくとも2.2のヒドロキシル官能価を有する。好ましくは、このポリ
オールは2.2〜5.0、より好ましくは2.3〜4.0、さらにより好ましくは2.5〜3.8の
ヒドロキシル官能価を有する。最も好ましくは、ポリウレタンもしくはポリウレ
タンプレポリマーの製造に用いられる活性水素化合物は2.6〜3.5のヒドロキシル
官能価及び3,000〜8,000の分子量を有するポリエーテルポリオールである。本発
明において、官能価は、ポリオールの製造の間に官能価に影響を与えるあらゆる
公知の副反応について調整されたすべてのポリオール開始剤の平均計算官能価を
意味する。
【００１７】 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、改質ポリイソシアネート、イソシアネートベースプレポリマー、及びこれら
の混合物を用いて製造される。これには脂肪族及び環式脂肪族イソシアネートを
含むが、芳香族および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とポリフェニルポリメチレ
ンポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）の混合物、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。
【００１８】 本発明は、連鎖延長剤又は架橋剤を含む。連鎖延長剤は、この連鎖延長剤とポ
リウレタンプレポリマー中のイソシアネート官能基の反応によりポリウレタンの
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を伸ばすために用いら
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
有するが、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、また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、又は反応性を低くされていてもよい。他
の材料、特に水は鎖長を伸ばすように機能し、従って本発明において連鎖延長剤
となり得る。
【００１９】 ポリアミンは好ましい連鎖延長剤である。連鎖延長剤は、アミン末端ポリエー
テル、例えばHuntsman Chemical Company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、リシン（あらゆる立体異性体及びその塩）、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ことが特に好ましい。本発明の実施にお
いて、連鎖延長剤は水溶液として用いることができる。
【００２０】 本発明の実施において、連鎖延長剤は、１当量の連鎖延長剤と反応する１当量
のイソシアネートを基準とし、プレポリマーに存在するイソシアネート官能基の
０〜100パーセント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。所望により、連鎖延長剤とイソシアネートの反応を促進するため
に触媒を用いてもよい。本発明の連鎖延長剤が２より多くの活性水素基を有する
場合、これは同時に架橋剤としても機能する。
【００２１】 本発明のフォームの製造に適したポリウレタン組成物は、ポリウレタン分散液
とフォーム安定剤より製造される。ポリウレタン分散液及びフォーム安定剤に加
え、本発明の組成物は所望により架橋剤、界面活性剤、充填材、分散剤、増粘剤
、難燃剤、吸収剤、香料及び／又はポリマーフォーム製品の製造において有用で
あることが知られている他の材料を含む。この「組成物」とは、乾燥してフォー
ムを形成することができる起泡を形成するために起泡機に入れられる材料を意味
する。
【００２２】 本発明の組成物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、又は他の公知の充填材を含む
。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添加量は、ポリ
ウレタン100部に対して０〜500部である。好ましくは、充填材は約250pph未満、
より好ましくは約200pph未満、最も好ましくは約150pph未満の量添加される。
【００２３】 本発明は所望により充填湿潤剤を含む。充填湿潤剤は通常充填材とポリウレタ
ン分散英を相溶性にすることを助ける。有用な湿潤剤はリン酸塩、例えばヘキサ
メタリン酸ナトリウムを含む。充填湿潤剤は充填材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。増粘剤は低粘性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用である。本発明の実施において好適な増粘剤
は当該分野において公知である。例えば、好適な増粘剤は、ALCOGUM VEP-II(Alc
o Chemical Corporationの商品名）及びPARAGUM 241(Para-Chem Southern, Inc.
の商品名）を含む。増粘剤は所望の粘度の組成物を形成するために必要な量で用
いることができる。
【００２５】 本発明旗の所望の成分を含んでもよい。例えば、本発明の組成物は、界面活性
剤、起泡剤、分散剤、増粘剤、難燃剤、顔料、帯電防止剤、強化繊維、酸化防止
剤、防腐剤、殺菌剤、酸除去剤を含んでもよい。好適な起泡剤の例は、ガス及び
／又はガスの混合物、例えば空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウムを含
む。本発明において所望ではあるが、ある種の成分は製造の間もしくは製造後に
製品を安定にするために用いることが有利である。例えば、酸化防止剤、殺菌剤
、及び防腐剤を混入することは本発明において有利である。
【００２６】 本発明において、起泡剤としてガスを用いることが好ましい。起泡剤として空
気を用いることが特に好ましい。起泡剤は通常ガスの機械的導入により液体に混
入され、起泡を形成する。すなわち、機械的起泡である。起泡したポリエチレン
裏地の製造において、OAKES又はFIRESTONE起泡機を用いてすべての成分を混合し
、次いでガスをこの混合物に混合することが好ましい。
【００２７】 本発明の安定な分散液を形成するために、及び／又は安定な起泡を形成するた
めに界面活性剤が有用である。安定な分散液の形成に有用な界面活性剤は本発明
の実施において所望の成分であり、これ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ってよい。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
用な界面活性材は、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、分散液製造の間にポリマーに化学的に反応しない界面活性
剤である。有用な外部界面活性剤の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩、及
びラウリルスルホン酸塩を含む。内部界面活性剤は、分散液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。有用な内部界面活性剤の例は、2,2-ジメ
チロールプロピオン酸及びその塩を含む。界面活性剤は本発明の組成物中に、ポ
リウレタン成分100質量部に対して0.01〜８部の量で含まれる。
【００２８】 安定な起泡の形成に有用な界面活性剤をフォーム安定剤とよぶ。フォーム安定
剤は本発明の実施において必須である。上記界面活性剤に加え、フォーム安定剤
は、例えばスルフェート、スクシナメート、及びスルホスクシナメートを含む。
ポリウレタンフォームの製造分野における当業者に有用であることが知られてい
るあらゆるフォーム安定剤を本発明に用いることができる。
【００２９】 触媒は、本発明の実施において所望の成分である。本発明のポリウレタン及び
ポリウレタンプレポリマーの製造に用いるに適した触媒は、３級アミン、及び有
機金属化合物、並びに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、不粘
着状態に比較的速く硬化するように選ばれる。有機金属触媒を用いる場合、その
ような硬化はポリウレタンプレポリマー100質量部に対して0.01〜0.5部を用いて
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部を用いて好適な硬化が得られる。アミン
タイプ触媒と有機金属触媒の両者を組み合わせて用いることができる。
【００３０】 通常、ポリウレタン分散液の製造分野における当業者に公知のあらゆる方法を
、例えば本発明のカーペットの製造に適するポリウレタン分散液の製造に用いる
ことができる。好適な貯蔵安定なポリウレタン分散液は、平均粒度が約５μｍ未
満であるポリウレタン分散液である。貯蔵安定ではないポリウレタン分散液の平
均粒度は５μｍより大きい。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、ミキサーを用いてプレポリマーを水中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、静混合装置に水と共にプレポリマーを供給
し、水とプレポリマーをミキサー中で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号にはポリウレタン分散
液の製造に有用な連続法が記載されている。さらに、米国特許第5,539,021号に
記載の連続法により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。
【００３１】 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性分散液を用いる
ことができる。本発明のポリウレタン分散液と混合するのに有用な分散液は、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、エチレン酢酸ビニル分散液、ポリクロロ
プロピレンラテックス、ポリエチレンコポリマーラテックス、エチレンスチレン
コポリマーラテックス、ポリ塩化ビニルラテックス、又はアクリル分散液、及び
これらの混合物を含む。
【００３２】 本発明のポリウレタンフォームは弾性である。本発明において、弾性フォーム
は、落下球テストによりテストを行った場合に５パーセントの最小弾性率を有す
るものである。この方法ASTM D1564-64Tは通常、既知の重量の球を標準高さから
フォームのサンプル上に落下させ、次いでその落下させた高さから球が跳ね返っ
た高さの比率を測定することからなる。好ましくは、本発明のフォームは５〜80
パーセント、より好ましくは10〜60パーセント、最も好ましくは15〜50パーセン
トの弾性率を有する。本発明のフォームの弾性率は、このフォームを含む製品に
、水性ポリウレタン分散液より製造した従来のポリウレタンフォームを含む製品
よりも優れた快適性を与える。
【００３３】 本発明のポリウレタン分散液は基材、例えばカーペットの背面に塗布するまで
貯蔵することができる。このための貯蔵は、分散液が貯蔵安定であることが必要
である。又は、ポリウレタン分散液はカーペット基材の裏面に連続法で塗布する
こともできる。すなわち、この分散液を、本発明によって分散液を製造したまま
にカーペットの裏面に塗布することができる。
【００３４】 本発明の実施において、起泡したポリウレタン層を乾燥させてフォームを製造
する。本発明において、このことは起泡構造を維持し、起泡から水がなくなった
後に得られる材料が弾性ポリウレタン気泡フォームであるようにこの気泡を処理
することを意味する。乾燥は周囲温度において行ってよいが、好ましくは50〜20
0℃の温度のオーブン中で行われる。
【００３５】 本発明のポリマー裏地カーペットの製造において、ポリウレタン分散液は、好
ましくは均一な厚さの層としてカーペット基材の非パイル表面に塗布される。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そのような基
材の製造分野の当業者に公知の方法により製造することができる。分散液より製
造されたプレコート、ラミネートコートおよびフォームコートは、P.L.Fitzgera
ld, "Integral Dispersion Foam Carpet Cushioning", J.Coat.Fab. 1977, Vol.
7 (pp.107-120)及びR.P.Brentin, "Dispersion Coating Systems for Carpet Ba
cking", J.Coat.Fab. 1982 Vol.12 (pp.82-91)に記載されている。
【００３６】 触媒及び発泡剤の存在下においてポリイソシアネートとポリオールの反応によ
り形成されるような、Ａ＋Ｂ裏地としても知られている反応性ポリウレタン裏地
は、それが不粘着状態まで硬化する前にカーペット基材の片面に貼り付けてカー
ペットを形成することができる。又は、本発明の実施において、未反応イソシア
ネート官能基を含まないポリウレタン分散液をカーペット基材の表面に塗布し、
現場でポリウレタン前駆体を反応させてポリウレタンポリマーを形成する必要性
を排除することが有利である。通常、ポリウレタン分散液（これは通常組成物の
形態である）を安定な気泡として、１次裏地もしくはプレコートをコートいてお
いたカーペット表面に塗布する。ポリウレタン分散液は、ドクターナイフもしく
はロール、エアーナイフ、又は押出機のような装置を用いて適当な基材に塗布し
てよい。織物のコートに用いられるポリウレタン分散液の量は、この織物の特性
に応じて、乾燥質量で1.5〜300オンス／平方ヤード（53g/m2〜10.7kg/m2)である
。好ましくは、本発明のフォームは乾燥ポリマー質量で５〜50オンス／平方ヤー
ド（170g/m2〜1.8kg/m2)のレベルで塗布される。層を形成後、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の熱を用いて乾燥
する。
【００３７】 本発明のポリウレタンフォーム裏地基材、特に裏地織物の製造において、ポリ
ウレタン分散液を基材に塗布した後できるだけ速やかに乾燥することが有利であ
る。ゆっくり加熱すると、フォームの中央において気泡構造が粗くなることが観
察された。赤外線ヒータを用いて本発明のポリウレタン分散液の当初の加熱を行
うことが特に有利である。それは、ヒータに面するフォームの表面上のスキンが
滑らかになるからである。
【００３８】 本発明のポリウレタンフォームの１つの独特な特性は、黄変に対して耐性であ
ることである。従来のポリウレタンフォーム、特にＭＤＩやＴＤＩのような芳香
族出発材料を用いて製造されたものは、空気及び紫外線に暴露すると黄変する。
本発明のフォームは従来のポリウレタンフォームが黄変するような条件において
も黄変に対して耐性を示す。
【００３９】 以下の例は本発明を説明するものである。この例は本発明の範囲を制限するも
のではない。パーセントはすべて、特に示さない質量基準である。
【００４０】 実施例 この例において用いる材料 VORANOL 4701（The Dow Chemical Companyの商品名）−15パーセントＥＯキャッ
プを有する分子量4950のトリオール ISONATE 125M(The Dow Chemical Companyの商品名）−2.0の官能価及び125g/当
量の当量を有する4,4'-メチレンジフェニルイソシアネート ISONATE 50OP(The Dow Chemical Companyの商品名）−2.0の官能価及び125g/当
量の当量を有する50パーセント2,4'-メチレンジフェニルイソシアネート混合物
MPEG950(The Dow Chemical Companyの商品名）−950g/当量の当量までエチレン
オキシドとメタノールを反応させることにより製造されるモノオール BIO-TERGE AS-40(Stepan Corporationの商品名）−混合オレフィン（Ｃ14−Ｃ16 ) EMPIMIN MK/B(Albright & Wilson UKの商品名）−35パーセント水溶液として得
られるジナトリウムN-タロースルホスクシネート ACUSOL A810増粘剤(Rohm & Haas Coの商品名）−19パーセント水溶液として得ら
れるアクリレート増粘剤 抗酸化剤Ｌ−p-クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物である
WINGSTAY L(Goodyear Rubber Companyの商品名）６部、水40部及びβ,β-ジトリ
デシルチオジプロピオネート54部のエマルジョン
【００４１】 実施例１ プレポリマーの製造 504gのVORANOL 4701、14gのMPEG 950、9.1gのジエチレングリコール、86.45g
のISONATE 125M、及び86.45gのISONATE 50OPをガラス瓶に加えることによりプレ
ポリマーを製造する。このガラス瓶はふたが瓶に接着するのを防ぐため、瓶のね
じ山をテフロン（DuPontの商標）で覆っている。この瓶をシールし、成分が均一
になるまで激しく振盪し、次いでボトルローラー上で約10分間転がす。次いでこ
の瓶を70℃のオーブンに15時間入れ、その後瓶を取り出し、室温まで冷却した後
使用する。
【００４２】 水性ポリウレタン分散液の製造 75gのプレポリマーを内径が5.6cmである８オンスのガラス瓶に入れる。この瓶
を固定し、タイプＡ混合ブレード（直径4.3cm、INDCO, INC製）をプレポリマー
に挿入し、ブレードが液体で覆われるようにする。水を14g/minの速度で２分19
秒間、3000rpmで攪拌しながらプレポリマーに供給する。水供給30秒において、6
.1gのBIO-TERGE AS-40をシリンジにより５秒以内で導入する。水添加終了後、ピ
ペラジンの10パーセント水溶液（32.9g、プレポリマーイソシアネート当量を基
準として80パーセント理論量）をシリンジにより約15分かけて加える。次いで得
られた分散液をプラスチックビーカーに注ぎ、アルミニウムホイルでしっかり覆
い、磁気攪拌器により穏やかに一晩攪拌する。翌日、この55パーセント固体分散
液を粗いペイントフィルターを通して濾過する。
【００４３】 弾性ポリウレタン起泡フォームの製造 200gの水性ポリウレタン分散液を4.7gの25パーセントラウリル硫酸ナトリウム
水溶液、18.7gのEMPIMIN MK/B、及び3.6gのACUSOL A810増粘剤と、起泡が観察さ
れるまでブレンダーを用いて混合する。この泡をポリエステルフィルムのシート
に注ぎ、150℃のオーブン内で20分間加熱し、弾性の低密度フォームを得る。
【００４４】 実施例２ プレポリマーの製造 ２部のMPEG 950、72部のVORANOL 4701、1.3部のジエチレングリコール、12.35
部のISONATE 50OP及び12.35部のISONATE 125Mからなる組成物を用いてポリウレ
タンプレポリマーを製造する。
【００４５】 ポリウレタン分散液の製造 水中の上記プレポリマーをピペラジンにより0.75の理論量で52.7パーセントの
固体含有率に連鎖延長することによりポリウレタン分散液を製造する。この分散
液を、プレポリマー固体を基準として３パーセントBIO-TERG AS-40界面活性剤に
より処理する。このポリウレタン分散液は0.229μｍの体積平均粒度を有する。
【００４６】 弾性ポリウレタン起泡フォームの製造 215部の上記ポリウレタン分散液、2.1部の抗酸化剤Ｌ、10部のEMPIMIN MK/B、
及び3.6部のラウリル硫酸ナトリウムの25パーセント水溶液を用いて組成物を製
造する。この組成物をCOWIE RIDING FOAM MACHINE(Cowie & Riding Ltd.の商品
名）を用いて起泡させ、テフロンシート上に注ぐ。このフォームを赤外線下で30
秒間加熱し、次いで150℃のオーブン内で20分間加熱する。このフォームをテス
トし、その結果を以下の表に示す。
【００４７】 実施例３ 組成物が180部の炭酸カルシウムを含むことを除き、実施例２と同様にしてフ
ォームを製造し、テストを行う。
【００４８】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャコボースキー，ジェームズ ジェイ． アメリカ合衆国，ミシガン 48642，ミッ ドランド，ジェーン ドライブ 3616 (72)発明者 シュロック，アラン ケー． アメリカ合衆国，テキサス 77566，レイ ク ジャクソン，ローズウッド 97 (72)発明者 バン ベルゲン，パウルス セー．イェ ー．エム． オランダ国，エンエル−4553 ベーセー フィリピーネ，スプイコンパルク 14 (72)発明者 ケネディー，ジェームズ ジー． オランダ国，エンエル−4561 ハーエー フルスト，モエルスルイスストラート 12 Ｆターム(参考） 4J034 CA01 CA03 CA04 CA05 CA15 CA16 CA17 CA19 CB01 CB02 CB03 CB04 CB07 CB08 CC05 CC23 CC26 CC29 CC34 CC45 CC52 CC61 CC62 CC65 CD01 CD07 DF01 DG00 HA01 HA06 HA07 HC12 HC64 HC67 HC71 QC01 RA10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (1)水性ポリウレタン分散液を起泡させること、(2)この泡を
    基材に塗布すること、及び(3)この泡をフォームに乾燥すること、を含む方法に
    より製造されるフォームを含む弾性ポリウレタンフォームであって、 (a)前記ポリウレタン分散液が、安定な分散液を得るに十分な混合条件において
    水、連鎖延長剤、界面活性剤、及びポリウレタンプレポリマーを混合することに
    より製造され、 (b)前記ポリウレタンが、約2.2より高いヒドロキシル官能価を有するポリオール
    及びポリイソシアネートを含む組成物より製造され、 (c)前記ポリウレタンフォームが５〜80パーセントの弾性率を有するポリウレタ
    ンフォーム。
  2. 【請求項２】 10〜60パーセントの弾性率を有する、請求項１記載のポリウ
    レタンフォーム。
  3. 【請求項３】 15〜50パーセントの弾性率を有する、請求項２記載のポリウ
    レタンフォーム。
  4. 【請求項４】 2.2〜5.0のヒドロキシル官能価を有するポリオールを含む組
    成物より製造される、請求項１記載のポリウレタンフォーム。
  5. 【請求項５】 2.3〜4.0のヒドロキシル官能価を有するポリオールを含む組
    成物より製造される、請求項４記載のポリウレタンフォーム。
  6. 【請求項６】 2.6〜3.5のヒドロキシル官能価を有するポリオールを含む組
    成物より製造される、請求項５記載のポリウレタンフォーム。
  7. 【請求項７】 2.6〜3.5のヒドロキシル官能価を有するポリオールを含む組
    成物より製造され、このポリオールが組成物中に含まれる唯一のポリオールであ
    る、請求項６記載のポリウレタンフォーム。
  8. 【請求項８】 唯一のポリイソシアネートとしてＭＤＩを含む組成物より製
    造される、請求項１記載のポリウレタンフォーム。
  9. 【請求項９】 基材と、この基材に接着した請求項１に記載の弾性ポリウレ
    タンフォームを含む、フォーム裏地基材。
  10. 【請求項１０】 前記基材がカーペットであり、前記フォームが充填材入り
    フォームである、請求項９記載のフォーム裏地基材。
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