(57)【要約】  表面をコートするための組成物であって、この組成物は、ポリ尿素およびポリウレタンの群から選択された少なくとも１つのポリマーと、０．０１〜２００マイクロメートルの体積平均長さを有する、上記ポリマー中に分散されたパラアラミドマイクロパルプとを有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面をコートするための組成物であって、
ポリ尿素およびポリウレタンからなる群から選択された少なくとも１つのポリマーと、
０．０１〜２００マイクロメートルの体積平均長さを有する、前記ポリマー中に分散されたパラアラミドマイクロパルプとを含む、組成物。
【請求項２】
前記マイクロパルプの重量パーセントが、前記ポリマーと前記マイクロパルプとの合計の０．０１〜３．０重量パーセントである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記パラアラミドが、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）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に記載の組成物。
【請求項４】
前記パラアラミドがポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
０．０８０インチ（２．０３ｍｍ）以下のオリフィスを有する吹付け機によって、前記オリフィスを詰まらせずに吹付けられて表面上にマイクロパルプ強化ポリマー保護構造物を形成することができる、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記表面が、金属、ガラス繊維、およびプラスチックからなる群から選択された材料から製造される、請求項２に記載の保護層でコートされた表面。
【請求項７】
前記表面が車両の荷台のための保護ライナーである、請求項２に記載の保護層でコートされた表面。
【請求項８】
保護ポリマー構造物で表面をコートするための方法であって、
有機繊維と、固体成分と、ポリオール、ポリアミン、ジアミン、およびそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも第１の反応成分とを接触させる工程と、
前記有機繊維と、前記固体成分と、前記第１の反応成分とを攪拌して、前記有機繊維を、前記第１の反応成分中に分散される０．０１〜２００マイクロメートルの体積平均長さを有するマイクロパルプに変化させる工程と、
前記固体成分を除去して第１の反応混合物を形成する工程と、
前記第１の反応混合物をポリイソシアネート、ジイソシアネート、およびイソシアネート官能基を有するジイソシアネートの反応生成物からなる群から選択された第２の反応成分と接触させる工程と、
前記第１の反応混合物を前記第２の反応成分と混合して、ポリウレタン、ポリ尿素、およびそれらの混合物からなる群から選択された液体ポリマーを形成し、前記マイクロパルプが前記液体ポリマー中に分散される工程と、
前記液体ポリマーを、ノズルを通して前記表面上に、前記ノズルを詰まらせずに吹付ける工程と、
前記液体ポリマーを乾燥させて可撓性固体保護ポリマー構造物を前記表面上に形成する工程とを含む方法。
【請求項９】
前記硬化工程が乾燥である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機繊維が、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）およびポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）からなる群から選択されたパラアラミドである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記パラアラミドがポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックの荷台において使用するための組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のベッドライナーはピックアップトラックの荷台を貨物破損から保護する予備成形インサートであり、典型的に、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリ塩化ビニルなどの材料から製造される。取り付け後、このようなライナーは、極端な環境条件に暴露した後に割れる傾向があり、それによってトラックの荷台自体から分離する。これらの「差込み式（drop-in）」ライナーは、ほこりおよび湿分がトラックの荷台とライナーとの間に集まってしまうという問題を生じることがある。これは、ライナーの下の支持体の腐蝕の加速環境をもたらす。
【０００３】
吹付可能なベッドライナーは、ほこり、湿分、および泥詰まり問題を避けながら改良された耐腐蝕性および耐亀裂性など、差込み式ライナーよりも多数の改良を提供する。しかしながら、このような望ましい耐久性を提供するために、このようなコーティングは、非常に高い薄膜塗り厚で塗布されなければならない。それ故に、それらはトラックの荷台に、場合によっては危険で非常に可燃性である有機材料のかなりの量を増す。このため、難燃性であるコーティング組成物が必要とされる。さらに、スプレー・イン（spray-in）製品は概して、それらの差込み式競合品ほど強靭であると考えられていない。市場調査は、改良された切断抵抗および破壊抵抗、改良された引裂強さおよび増加した弾性率によって示されるような改良された靭性および耐久性を有する高級スプレー・インベッドライナーに対する需要があることを示している。スプレー・インベッドライナーは、いくつかの性能の利点を有する、より低騒音、より好適合の代替物を提供する。吹付可能なエポキシ、ポリウレタン、またはポリ尿素は、このような組成物において用いられる化学的成分の例である。これらのコーティングは典型的に、主な薄膜形成成分としての硬化性樹脂、エラストマー成分、および強化用充填剤を含有する。
【０００４】
標準Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パルプがこの市場において使用されており、強化の利点を提供する。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ（ＤｕＰｏｎｔ）から入手可能な芳香族ポリアミド（またはアラミド）、具体的にはポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である。本明細書中で用いられるとき、「アラミド」は、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合しているポリアミドを意味する。しかしながら、標準Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パルプの繊維サイズは適用の問題を生じ、吹付ノズルを詰まらせ、非効率および不均一性をもたらすことがある。ノズルに加えて、逆止め弁、スプリング等の吹付装置の他の部品に悪影響を与える場合がある。
【０００５】
米国特許公開第２００２／０１３７８７１Ａ１号明細書に記載されているように、ポリウレタン樹脂を強化するための標準Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パルプの使用に関する問題は、例えば、繊維がポリウレタンから分離し、および／または劣化することがあり、それによって、減少した強度および安定性によって示されるようにＫｅｖｌａｒ（登録商標）繊維を加える利点を損なうことがあるということである。
【０００６】
国際特許公開第０３／０４４２５０号パンフレットに開示されているように、標準Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）繊維を０．０１マイクロメートル〜１００マイクロメートルの範囲の体積平均長さを有するマイクロパルプに変換することができる。国際特許公開第０３／０４４１００号パンフレットに開示されているように、このようなマイクロパルプをコーティング組成物中で用いて、コーティングの外観に相当な悪影響を与えず改良されたチップ抵抗を有するコーティングを製造することができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、０．０１〜３．０％のマイクロパルプ、好ましくは０．０５〜１．０％のマイクロパルプおよびより好ましくは０．１〜０．５％のマイクロパルプを含有する吹付可能なトラックベッドライナーを包含する。マイクロパルプの体積重み付き平均長さは、０．１〜２００マイクロメートル、好ましくは１〜１５０マイクロメートル、より好ましくは５〜１００マイクロメートルおよび最も好ましくは５〜５０マイクロメートルであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
難燃性を有すると共にトラックの荷台の摩擦および耐久性要求条件に耐える能力を有する吹付可能なコーティング組成物を提供することが本発明の目的である。このような組成物を伝導性にして、トラックの荷台に貯蔵されることがあるガソリンに点火することがあるかまたはガソリン充填作業の間に危険源になることがある静電気を発生する可能性を最小限に抑えることが本発明の別の目的である。また、このようなコーティングが、様々なトップコートの上に塗布されうると共に従来の吹付装置を用いることによってすぐれた接着力を有することが望ましい。さらに、典型的に０．０２〜０．０８インチ（０．５１〜２．０３ｍｍ）の範囲の吹付装置のオリフィスが作業中に詰まらないことが本発明の目的である。
【０００９】
新たに開発されたマイクロパルプ技術の使用は、特別な吹付装置の改良または適用の問題を全く伴わずに材料の強度、弾性率、切断抵抗、破壊抵抗、および引裂強さの改良を提供することができることが見出された。吹付装置を詰まらせる商用パルプは典型的に約５００マイクロメートルの長さを有するが、２００マイクロメートル程度の長さを有するマイクロパルプは同様な装置を詰まらせない。
【００１０】
マイクロパルプ
本明細書中で用いられるとき、マイクロパルプは、０．０１〜２００マイクロメートルまたは０．１〜２００マイクロメートルまたは１〜１５０マイクロメートルまたは５〜１５０マイクロメートルまたは５〜５０マイクロメートルの範囲の体積平均長さを有する加工有機繊維である。このようなマイクロパルプは概して、１グラム当たり２５〜５００平方メートルの範囲の平均表面積を有する。本発明のマイクロパルプは、２つ以上のウェブ状、樹状、分岐状、マッシュルーム状またはフィブリル構造物のかみ合い結合物を含有する繊維有機材料である。
【００１１】
マイクロパルプは、有機繊維を液体成分および固体成分からなる媒体と接触させる工程と、次いでその組合せを攪拌して有機繊維のサイズを低減して改質する工程とによって製造される。出発原料として用いられた有機繊維は、パルプ、短繊維、フィブリド、またはこれらの形態の混合物を含有することができる。この処理によってマイクロパルプが液体成分中に均一に分散される。
【００１２】
パルプは、回転円板の間で短繊維を精製して繊維をより小さな部分に切断および剪断することによって製造することができる。パルプ粒子は、各パルプ粒子の本体から延在する多数のフィブリルまたは触毛を有することによって短繊維と異なる。これらのフィブリルまたは触毛は、複合材料を強化するための微細な毛状アンカーを提供し、パルプに非常に高い表面積をもたせる。特に有用な出発原料がアラミドパルプであることは当該技術分野で公知であり、アラミド繊維を精製してアラミド繊維材料の短部分をフィブリル化することによって製造することができる。このようなパルプは、４．２〜１５平方メートル／グラムの範囲の表面積および０．６〜１．１ミリメートル（ｍｍ）の範囲のＫａｊａａｎｉ重量平均長さを有することが報告されている。このようなパルプは、マイクロパルプと比べて高い体積平均長さを有する。例えば、スタイル１Ｆ５４３  Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パルプ（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）は、０．６〜０．８ｍｍの範囲のＫａｊａａｎｉ重量平均長さを有し、レーザー回折（ｄｅｆｒａｃｔｉｏｎ）を用いてこのパルプを測定するとき、体積平均長さは５００〜６００マイクロメートル（０．５〜０．６ｍｍ）である。アラミドパルプを重合溶液から直接製造する別の方法が米国特許第５，０２８，３７２号明細書に開示されている。
【００１３】
ポリマー
本発明のマイクロパルプと共に使用するために適したポリマーには、ポリウレタン、ポリ尿素の他、脂肪族および芳香族の両方の組成物を含めることができるその他の適した組成物がある。
【００１４】
ポリウレタンは、イソシアネート成分／材料とポリオール成分／材料とを接触させることによって製造される。ポリウレタンを製造するための適したイソシアネート成分は、米国特許第６，６１３，３８９号明細書に記載されている。ポリウレタンを製造するための適したポリオール成分には、限定せずに、アルキルジオール、トリオール、またはポリオール、ポリエステル、ポリエステルポリオール、ポリエーテル（エチレンまたはプロピレン鎖）ポリオール、アクリルポリオール、およびカプロラクタム系ポリオールなど、直鎖状または分岐状ジオールまたはポリオールなどがある。
【００１５】
ポリ尿素は、ポリエーテルアミン成分／材料とイソシアネート成分／材料とを接触させることによって製造される。ポリ尿素を製造するための適したイソシアネート成分は、米国特許第６，６１３，３８９号明細書に記載されている。
【００１６】
ポリ尿素を製造するための適したアミン成分には、限定せずに、ジアミン、ポリアミン、ポリエーテルアミン、およびヒンダード第二アミン付加体などがある。また、適したアミンは、米国特許第６，６１３，３８９号明細書および米国特許第６，３６９，１８９号明細書に記載されている。
【００１７】
本発明によって保護ポリマー構造物で表面をコートするための１つの方法において、有機繊維、固体成分、および第１の反応成分を必要とする。有機繊維は、マイクロパルプの形のアラミド繊維であってもよい。好ましいアラミドには、ポリ（ｐ−ヘニレン（ｈｅｎｙｌｅｎｅ）テレフタルアミド）、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド、およびそれらの混合物がある。固体成分は、酸化ジルコニウムなどの粉砕のために適した任意の媒体であってもよい。第１の反応成分は、ポリオール、ポリアミン、ジアミン、およびそれらの混合物であってもよい。
【００１８】
有機繊維、固体成分、および第１の反応成分を一緒に攪拌して、有機繊維を０．０１〜２００マイクロメートルの体積平均長さを有するマイクロパルプに変化させ、その結果、それを第１の反応成分中に分散させる。固体成分を除去した後、第１の反応混合物が残り、次にそれを第２の反応成分と接触させる。第２の反応成分は、ポリイソシアネート、ジイソシアネート、またはイソシアネート官能基を有するジイソシアネートの反応生成物であってもよい。第１の反応混合物を第２の反応成分と混合することによって液体ポリマーを形成する。液体ポリマーは、ポリウレタン、ポリ尿素、またはそれらの混合物であってもよく、次にマイクロパルプは液体ポリマー中に分散される。マイクロパルプが液体ポリマー中に分散されるとき、マイクロパルプの重量パーセントは、ポリマーとマイクロパルプとの合計の０．０１〜３．０重量パーセントまたは０．０５〜１重量パーセントまたはさらに０．１〜０．５重量パーセントである。分散されたマイクロパルプを有する液体ポリマーは、ノズルまたは吹付け装置の他の部品を詰まらせずに次に表面上にノズルを通して良好に吹付けることができる混合物を形成する。表面に塗布した後、液体ポリマー／マイクロパルプ混合物を硬化および／または乾燥させて、トラックの荷台などの表面上に可撓性固体保護ポリマー構造物を形成する。
【００１９】
試験方法
以下の試験方法は以下の実施例において用いられる。
【００２０】
引張強さは、単位断面積当たりの力として表された材料の最大応力または破断応力であり、ＡＳＴＭ  Ｄ  ４１２によって定量される。引張強さは、Ｉｎｓｔｒｏｎ（Ｃａｎｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なＩｎｓｔｒｏｎモデル１１３０で測定され、ポンド／平方インチ（Ｍｐａ）として記録される。
【００２１】
破壊抵抗はポンド単位で表され、ＡＳＴＭ  Ｆ−１３４２によって定量された。
【００２２】
引裂抵抗はポンド／インチ単位で表され、ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４によって測定された。
【００２３】
Ｋａｊａａｎｉ重量平均長さは、Ｋａｊａａｎｉ繊維長さ分析器を用いて標準作業手順に従って定量される。
【００２４】
体積重み付き平均長さは、Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２００レーザー回折粒度分析器を用いて定量された。
【実施例】
【００２５】
本発明は以下の特定の実施例によって示される。特に記載しない限り、全ての部およびパーセンテージは重量に基づいている。本発明の方法によって行なわれた実施例は数字によって示され、比較例または対照用実施例はアルファベットによって示される。
【００２６】
６９ｇの（約１１０℃の炉内で予備乾燥された）Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パルプマージ１Ｆ５４３を６８２２ｇのＤｕＰｏｎｔによって開発されたＰＬ−５２６４ポリエステル樹脂に添加することによって、パルプの１．０重量％混合物を製造した。（重量に基づいて）９．１３％のトリメチロールプロパン、２２．２０％のネオペンチルグリコール、４２．８６％のアジピン酸、および２５．８１％の１，６−ヘキサンジオールの混合物を反応させることによって、ＰＬ−５２６４組成物を製造した。混合物を、水分離器を有する反応器内で最高２２５℃まで加熱し、副生水を集め、そして５未満の酸価が得られた。最終生成物は、約１７６ｇ／当量のヒドロキシル当量を有した。パルプおよびポリエステルをＰｒｅｍｉｅｒ  Ｍｉｌｌ（Ｒｅａｄｉｎｇ，ＰＡ）から入手可能なＣｏｗｌｅｓタイプ撹拌器で約２００〜５００ｒｐｍの速度で約１０リットルのタンク内で攪拌した。窒素を密閉タンクの上部でパージして吸水を最小にした。約５分間の撹拌後に、商用Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パルプの代表として２リットルをタンクから直接ポンプで汲み出した。Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ（Ｆｕｌｌｅｒｔｏｎ，ＣＡ）から入手可能なＢｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２００粒度分析器を用いて繊維長さを測定した。この混合物はＴＢＬ−１と呼ばれ、３７０．６マイクロメートルの体積重み付き平均長さを有した。
【００２７】
５４８８ｇのポリエステル樹脂および５５．５ｇの乾燥されたＫｅｖｌａｒ（登録商標）パルプからなる第２の投入材料を、上からのタンク内の残りの材料に添加し、さらに５分間攪拌した。完全に混合して、混合物を、７５％の体積投入量において１．０ｍｍ酸化ジルコニウム媒体を有するＰｒｅｍｉｅｒ  Ｍｉｌｌ（Ｒｅａｄｉｎｇ，ＰＡ）から入手可能な１．５リットルのＰｒｅｍｉｅｒ媒体ミルに通過させた。ミルは、毎分２２５０フィート、７．２ｋｗ、１２８ｇ／分の流量で運転された。１リットルのこの混合物をミルに通してパージし、廃棄した。次に２リットルの材料をミルの出口から集めた（生成物を一回ミルに通す）。この混合物はＴＢＬ−２と呼ばれ、１８５．１マイクロメートルの体積重み付き平均長さを有した。
【００２８】
上の２リットルを集めた後、ミルの出口をタンクに戻して流れを再循環に設定した。３０分間の再循環の後、さらに２リットルを集めた。この混合物はＴＢＬ−３と呼ばれ、６７．３マイクロメートルの体積重み付き平均長さを有した。
【００２９】
次に、ミルを再循環に戻し、混合物をさらに２時間（または合計２．５時間）再循環させ、約３リットルを集めた。この混合物はＴＢＬ−４と呼ばれ、体積重み付き平均長さは３４マイクロメートルであった。
【００３０】
実施例１〜２および比較例Ａ〜Ｃ
ＴＢＬ−１およびＴＢＬ−３を付加的な樹脂で希釈し、Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手可能な７５重量％のＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ−３４００および２５％のＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００のイソシアネート混合物と反応させ、その結果、最終ウレタン組成物はそれぞれ、０．１％および０．３％のパルプ（またはマイクロパルプ）を含有した。組成物を型内にキャストしてウレタンスラブを形成した。しかしながら、１つのスラブをＫｅｖｌａｒ（登録商標）を全く用いずに製造し、機械的性質について試験し、比較例Ａとして以下の表に示す。０．１％のパルプおよび０．３％のパルプを有するＴＢＬ−１からスラブを製造し、機械的性質について試験し、それぞれ、比較例ＢおよびＣとして以下の表に示す。０．１重量％および０．３重量％のＫｅｖｌａｒ（登録商標）マイクロパルプを有するＴＢＬ−３からスラブを製造し、機械的性質について試験し、それぞれ、実施例１および２として以下の表に示す。
【００３１】
表１
2009525393.tif 000002
【００３２】
上の表の結果は、本発明のマイクロパルプは吹付可能であるが、ベッドライナーのために望ましい機械的性質の妥協点がない（そして場合によっては改良点がある）ことを示す。
【国際調査報告】
2009525393.tif 000003
2009525393.tif 000004
2009525393.tif 000005