(57)【要約】  ポリエーテルカーボネートポリオールから形成したポリウレタン基布コーティングを含む、人工草構造物といった人工芝構造物を含むパイルカーペットを開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）繊維束の列；
（ｂ）繊維束の列が一次基布に対してタフティングされている、一次基布；並びに
（ｃ）少なくとも一部の一次基布上に沈着され、一次基布に対してタフティングされている一部の繊維束を覆うコーティングであって、以下：
（１）ポリイソシアネート、および
（２）取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含んでなる、イソシアネート反応性組成物
の反応産物であるポリウレタンを含んでなる、コーティング；
を含んでなる、カーペット。
【請求項２】
前記カーペットが、人工芝であり、前記繊維束の繊維が、アクリルポリマー、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、またはこれら２つ以上の混合物、を含んでなる合成材料で作られるものである、請求項１に記載のカーペット。
【請求項３】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールが、Ｈ官能性スターターに対する二酸化炭素およびアルキレンオキシドの付加反応産物である、請求項１に記載のカーペット。
【請求項４】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールにおいてＣＯ２として算出される炭酸塩基の含量が、３〜３５重量％の範囲である、請求項１に記載のカーペット。
【請求項５】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールにおいてＣＯ２として算出される炭酸塩基の含量が、１０〜２８重量％の範囲である、請求項１に記載のカーペット。
【請求項６】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールが、複金属シアン化触媒（ＤＭＣ触媒）の存在下における、Ｈ官能性スターターに対する二酸化炭素およびアルキレンオキシドの付加反応産物である、請求項３に記載のカーペット。
【請求項７】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールが、前記イソシアネート反応性組成物の全重量に基づき、４〜２０重量％の量で存在している、請求項１に記載のカーペット。
【請求項８】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールが、前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、１０〜５０重量％の量で存在している、請求項１に記載のカーペット。
【請求項９】
前記イソシアネート反応性組成物が、ポリエーテルカーボネートポリオールではなく、かつ少なくとも３の表示官能価および平均ＯＨ２０〜１００を有するポリエーテルポリオールをさらに含んでなる、請求項１に記載のカーペット。
【請求項１０】
ポリエーテルカーボネートポリオールではなく、かつ少なくとも３の表示官能価を有する前記ポリエーテルポリオールが、前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、２０〜８０重量％の量でイソシアネート反応性組成物中に存在している、請求項９に記載のカーペット。
【請求項１１】
前記イソシアネート反応性組成物が、ポリエーテルカーボネートジオールではなく、かつ少なくとも１０００グラム／モルのＭｎを有するポリエーテルジオールをさらに含んでなる、請求項９に記載のカーペット。
【請求項１２】
ポリエーテルカーボネートジオールではない前記ポリエーテルジオールが、前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、５〜２５重量％の量でイソシアネート反応性組成物中に存在している、請求項１１に記載のカーペット。
【請求項１３】
前記イソシアネート反応性組成物が、６０〜４９０ｇ／ｍｏｌの分子量および分子あたり２つのイソシアネート反応性基を有する連鎖延長剤をさらに含んでなる、請求項１１に記載のカーペット。
【請求項１４】
前記連鎖延長剤が、前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、５〜２５重量％の量で存在している、請求項１３に記載のカーペット。
【請求項１５】
前記イソシアネート反応性組成物が、ケイ酸塩、ＴｉＯ２、グラスファイバー、カーボンブラック、グラファイト、炭酸カルシウム、滑石、雲母、および／または粘土、を含む充填剤をさらに含んでなり、前記充填剤が、イソシアネート反応性組成物の全重量に基づき、２０〜８０重量％の量でイソシアネート反応性組成物中に存在している、請求項１４に記載のカーペット。
【請求項１６】
ゴム粒子を含む充填物をさらに含んでなる、請求項２に記載のカーペット。
【請求項１７】
基布から延びる末端部を有する合成草葉を含んでなる人工芝生であって、前記基布が、以下：
（１）ポリイソシアネート；および、
（２）取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含む、イソシアネート反応性組成物；
の反応産物であるポリウレタンを含むコーティングが少なくともその片面に沈着される基布である、人工芝生。
【請求項１８】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールにおいてＣＯ２として算出される炭酸塩基の含量が、３〜３５重量％の範囲である、請求項１７に記載の人工芝生。
【請求項１９】
前記ポリエーテルカーボネートポリオールが、前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、１０〜５０重量％の量で存在する、人工芝生であって、前記イソシアネート反応性組成物がさらに、以下：
（ａ）ポリエーテルカーボネートポリオールではなく、かつ前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、２０〜８０重量％の量で存在している少なくとも３の表示官能価および平均ＯＨ２０〜１００を有する、ポリエーテルポリオール；
（ｂ）ポリエーテルカーボネートジオールではなく、かつ前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、５〜２５重量％の量で存在している少なくとも１０００グラム／モルのＭｎを有する、ポリエーテルジオール；
（ｃ）６０〜４９０ｇ／ｍｏｌの分子量、および前記イソシアネート反応性組成物中におけるイソシアネート反応性成分の全重量に基づき、５〜２５重量％の量で存在している分子あたり２つのイソシアネート反応性基を有する、連鎖延長剤；ならびに、
（ｄ）イソシアネート反応性組成物の全重量に基づき、２０〜８０重量％の量でイソシアネート反応性組成物中に存在し、ケイ酸塩、ＴｉＯ２、グラスファイバー、カーボンブラック、グラファイト、炭酸カルシウム、滑石、雲母、および／または粘土、を含む、充填剤；
を含んでなるものである、請求項１７に記載の人工芝生。
【請求項２０】
ゴム粒子を含む充填物をさらに含んでなる、請求項１７に記載の人工芝生。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエーテルカーボネートポリオールから形成したポリウレタン基布コーティングを含む、人工草構造物といった人工芝構造物を含むカーペットに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工芝のようなパイルカーペット構造物は、天然の芝生といった自然表面の維持に関連する、労働および他の費用を低減するためしばしば使用される。このようなパイルカーペット構造物は、時として、運動場、遊び場用地表、安全用地表、走行／歩行用道路地表、景観歩道用地表、および乗馬用地表として使用される。
【０００３】
人工芝を含むパイルカーペットは、織布であることが多い一次基布材料を介して、繊維束をタフティングすることによって製造される。次いで、これらの繊維束は、一次基布に対してタフティングされた繊維束の部分を覆うコーティングを適用することによって、一次基布に固定される。多くの場合、コーティングはポリウレタンを含む。コーティングは繊維束を一次基布へ固定するのに重要であり、しばしばタフト結合（tuftbind）としての特性が知られている。ポリウレタンコーティングはまた、カーペットに対し、寸法安定性、耐湿性、および難燃性といった他の重要な特性を与えることが多い。繊維束、一次基布、およびコーティングに加えて、カーペットはまた、二次基布および発泡層といった他の層を含んでいてもよい。
【０００４】
タフト結合は、タフトが一次基布に結合またはロックされる程度を反映するため、カーペット、特に人工芝の重要な特徴である。理解されるように、特に人工芝は、構造体上で行われる身体活動の結果として、ストレスを受け得る。構造体がそのようなストレスに耐え、かつ一次基布に対するタフトの結合、すなわちロックを維持することができる程度は、人工芝の耐久性および外観に重要な特性である。
【０００５】
結果として、ポリウレタン基布コーティングを使用するカーペットの他の利点を維持しながら、カーペットが改善されたタフト結合を有することを可能にする、ポリウレタンコーティングを含むカーペット、特に人工芝を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
ある点において、本発明は、人工芝などのカーペットに関する。これらのカーペットは、以下：（ａ）繊維束の列；（ｂ）繊維束の列が一次基布に対してタフティングされている、一次基布；ならびに、（ｃ）少なくとも一部の一次基布上に沈着され、一次基布に対してタフティングされている一部の繊維束を覆うコーティングであって、以下の反応産物であるポリウレタンを含んでなる、コーティング；（１）ポリイソシアネート；および、（２）取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含んでなる、イソシアネート反応性組成物；を備える。
【０００７】
その他の点において、本発明は、基布から延びる末端部を有する合成草葉を供えた人工芝生に関する。基布は、以下：（１）ポリイソシアネート；および、（２）取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含んでなる、イソシアネート反応性組成物；の反応産物であるポリウレタンを含んでなるコーティングが少なくともその片面に沈着される。
【０００８】
本発明はまた、とりわけ、そのようなカーペット、人工芝構造物、および人工芝生を、製造および使用する方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明のいくつかの実施態様によるカーペットを示す。
【発明の具体的説明】
【００１０】
開示された発明の構造、機能、特性、および用途の全体的な理解を提供するために、様々な実施態様が本明細書において説明および図示される。本明細書において説明および図示される様々な実施態様は、非限定的かつ非包括的であることが理解される。したがって、本発明は、本明細書に開示される種々の非限定的かつ非包括的な実施態様の説明によって限定されない。様々な実施態様に関連して説明される特色および特徴は、他の実施態様の特色および特徴と組み合わせることができる。このような改変および変形は、本明細書の範囲内に含まれることが意図される。そのようなものとして、請求項を補正して、本明細書に明示的にもしくは本質的に記載されているか、または他の方法で明示的にもしくは本質的に支持されている、特色または特徴を記載することができる。さらに、出願人は、先行技術に存在する可能性のある特色または特徴を積極的に否認するために、請求項を補正する権利を留保する。したがって、あらゆるその様な補正は、米国特許法第１１２条および米国特許法第１３２条（ａ）の要件を遵守している。本明細書に開示され、かつ説明される様々な実施態様は、本明細書に様々に記載される特色および特徴を、含むか、それらから構成されるか、またはそれらから本質的に構成され得る。
【００１１】
本明細書中において特定されるあらゆる特許、刊行物、または他の開示資料は、特に示されない限り、組み込まれた資料が、本明細書中に明示的に記載される既存の定義、記述、または他の開示資料と明白に矛盾しない範囲でのみ、その全体が参照によって本明細書中に組み込まれる。したがって、必要な範囲で、本明細書に記載されている明示的開示は、本明細書において参照によって組み込まれるあらゆる矛盾した資料にも取って代わる。参照によって本明細書に組み込まれているが、本明細書中に記載されている既存の定義、声明、もしくは他の開示資料と矛盾する、あらゆる資料、またはその一部は、その組み込まれた資料と既存の開示資料との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれる。出願人は、参照により本明細書に組み込まれる、あらゆる主題、またはその一部を明示して記載するために、本明細書を補正する権利を留保する。
【００１２】
本明細書において、他に示されている場合を除き、全ての数値パラメータは、全ての場合において、用語「約」によって前置および修正されるものと理解されるべきであり、この場合、数値パラメータは、パラメータの数値を決定するために使用される基本的な測定技術の固有の変動特性を有する。少なくとも、均等論の適用を請求項の範囲に限定する試みとしてではなく、本説明に記載される各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁数に照らして、かつ通常の丸め手法を適用することによって解釈されるべきである。
【００１３】
また、本明細書に記載されるあらゆる数値範囲は、記載される範囲内に包含される同じ数値精度の全ての部分範囲を含むことが意図される。例えば、「１．０〜１０．０」の範囲は、記載された最小値１．０と記載された最大値１０．０との間（これらの値も含む）の全ての部分範囲、すなわち、１．０以上の最小値および１０．０以下の最大値、例えば２．４〜７．６のような部分範囲を含むことを意図している。本明細書に記載するあらゆる最大数値限定は、本明細書に包含される全てのより低い数値限定を含むことを意図し、かつ本明細書に記載するあらゆる最小数値限定は、本明細書に包含される全てのより高い数値限定を含むことを意図する。従って、出願人は、請求項を含む本明細書を補正して、本明細書に明示的に記載されている範囲内に包含される、いかなる部分範囲も明示的に記載する権利を留保する。全てのこのような範囲は、本明細書に本質的に記載されることを意図しているため、あらゆるこのような部分範囲を明示的に記載するように補正することは、米国特許法第１１２条および同第１３２条（ａ）の要件を満たすことになる。
【００１４】
本明細書中で使用される、文法上の冠詞「１つ（one）」、「１つの（a）」、「１つの（an）」、および「その（the）」とは、別段の指示がない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を含むことが意図される。したがって、冠詞は、本明細書では、その冠詞の文法上の目的語の１つまたは１つ以上（すなわち、「少なくとも１つ」）を参照するために、本明細書中で使用される。一例として、「ひとつの構成要素（a component）」とは、１つ以上の構成要素を意味し、したがって、おそらく１つ以上の構成要素が企図され、かつ説明された実施態様の実施において採用または使用され得る。さらに、単数名詞の使用は複数を含み、複数名詞の使用は、用法の文脈が他を要求しない限り、単数を含む。
【００１５】
示されているように、本発明の特定の実施態様は、人工草といった人工芝のようなカーペットに関する。本発明の一つの実施態様を、図１を参照して説明する。特定の実施態様において、このような人工芝は、運動場、遊び場用地表、安全用地表、走行／歩行用道路地表、景観歩道用地表、または乗馬用地表として具体化される。
【００１６】
図示されているように、特定の実施態様において、本発明の人工芝といったカーペット１０は、繊維束２０の列を備える。繊維束２０における繊維は細長い形態であり、木綿および／または羊毛のような天然材料を含む種々の材料のいずれかで作ることができる。人工芝の場合といった、その他の実施態様において、繊維束２０における繊維は、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレンおよび／もしくはポリプロピレンといったポリオレフィン、またはこれら２つ以上の混合物でのような合成材料で作られる。繊維束２０における繊維は、前述の天然材料および合成材料のいずれかの混合物から構成することもできる。繊維束２０における繊維は、一次基布４０に対してタフティングされ、一次基布４０から突出する末端部を有する。
【００１７】
繊維は、幅１／８〜１インチ（０．３２〜２．５４センチメートル）、厚さ１／１６〜１／２インチ（０．１６〜１．２７センチメートル）、および／または長さ３／４〜５インチ（１．９１〜１２．７センチメートル）であることが多い。カーペットの所望の外観を提供するために、繊維を所望の通りに着色する。人工芝の場合、例えば、緑色（天然草を再現するため）、灰色、青色、または黒色が、しばしば用いられる色である。
【００１８】
いくつかの実施態様において、繊維は、１／８インチ（０．３２センチメートル）以上の厚さに分割される。構造体における繊維束２０の列の間隔もまた、所望に応じて変えることができる。例えば、いくつかの実施態様において、繊維束２０の列は、１／２〜３インチ（１．２７〜７．６２センチメートル）の間隔をあけて配置される。
【００１９】
いくつかの実施態様において、一次基布４０から突出する繊維束２０の末端部と、一次基布４０との距離は、繊維束２０の列間隔の少なくとも二倍、例えば繊維束２０の列間隔の３〜６倍である。
【００２０】
図１に示されるように、本発明の人工芝といったカーペットの実施態様は、例えば、織物または不織布材料を含んでなり、かつ頂部５０および頂部に対する底部６０を備える一次基布４０を含んでなる。繊維束２０の列は、一次基布４０に対してタフティングされ、繊維束２０の末端部は、一次基布４０の頂部５０端部から突出する。特定の実施態様において、繊維束２０の列の１インチあたり、２〜８房（１センチあたり１〜３房）が形成される。いくつかの実施態様において、一次基布４０は、図１に示されるような材料の単一層であるが、理解されているように、一次基布４０が２つ以上の材料層を含んでなることもまた可能である。一次基布４０は、羊毛、黄麻、もしくは木綿のような天然材料、またはこれらの混合物を含むが、これらに限定されない、様々な材料のいずれかで作ることができる。一次基布４０はまた、ポリエチレンおよび／もしくはポリプロピレンを含むポリオレフィン、ポリエステル、ならびに／またはポリウレタンといった、織物または不織布材料で作ることもできる。いくつかの実施態様において、一次基布４０は、グラスファイバーおよび／またはポリエステルスクリム織物、ならびにポリプロピレンフリースを有する、マルチフィラメント合成構造である。一次基布４０はまた、前述の天然材料および合成材料のいずれかの混合物から作成することもできる。
【００２１】
本発明のカーペットにおいて、コーティング７０は、図１に示されるように、一次基布４０の底部６０の少なくとも一部の上に沈着され、一次基布４０に対してタフティングされた繊維束２０の一部を覆う。
【００２２】
本発明の人工芝といったカーペットにおいて、コーティング７０は、ポリイソシアネートとイソシアネート反応性組成物との反応産物である、ポリウレタンを含んでなる。既知の有機イソシアネート、修飾イソシアネート、または既知の有機イソシアネートのいずれかから作成されたイソシアネート末端プレポリマーのいずれかを使用することができる。好適な有機イソシアネートには、芳香族、脂肪族、および脂環式ポリイソシアネート、ならびにこれらの組合せが含まれる。有用なイソシアネートとしては、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジイソシアネート、１，４−シクロ−ヘキサンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−トルエンジイソシアネートの異性体、イソホロンジイソシアネート、ジシクロ−ヘキシルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１，５−ペンタメチレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、および３，３’−ジメチル−ジフェニル−プロパン−４，４’−ジイソシアネートといった、ジイソシアネート；２，４，６−トルエントリイソシアネートといった、トリイソシアネート；ならびに、４，４’−ジメチル−ジフェニルメタン−２，２’，５，５’−テトライソシアネート、およびポリメチレンポリフェニル−ポリイソシアネートといった、ポリイソシアネートが挙げられる。
【００２３】
未加工または未精製のポリイソシアネートもまた使用することができる。トルエンジアミンの混合物をホスゲン化することによって得られる粗トルエンジイソシアネート、および粗ジフェニルメタンジアミン（ポリメリックＭＤＩ）をホスゲン化することによって得られる粗ジフェニルメタンジイソシアネートは、好適な粗ポリイソシアネートの例である。好適な未加工または未精製のポリイソシアネートは、米国特許第３，２１５，６５２号に開示されている。
【００２４】
ジイソシアネートおよび／またはポリイソシアネートの化学反応によって得られた修飾イソシアネートを使用することができる。本発明の実施において有用な修飾イソシアネートには、エステル基、尿素基、ビウレット基、アロファネート基、カルボジイミド基、イソシアヌレート基、ウレトジオン基、および／またはウレタン基を含有する、イソシアネートが含まれる。修飾されたイソシアネートの例には、ＮＣＯ基を含有し、かつ２５〜３５重量％、例えば２５〜３０重量％のＮＣＯ含有量を有するような、例えばポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールおよびジフェニルメタンジイソシアネートをベースとするプレポリマーが含まれる。
【００２５】
いくつかの実施態様において、ポリイソシアネートは、ポリウレタンを架橋結合する能力のために、平均官能価が１．８〜３．５、例えば２．０〜３．１または２．４〜２．６であり、分子あたりイソシアネート部分および２５〜３５重量％、例えば２５〜２８重量％のＮＣＯ含有量を有する、修飾ポリマージフェニルメタンジイソシアネートを含む。
【００２６】
示されているように、ポリウレタンコーティングは、ポリイソシアネートとイソシアネート反応性組成物との反応産物である。本発明において、イソシアネート反応性組成物は、取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含んでなる。驚くべきことに、人工芝といった特定のカーペットにおけるコーティング７０の製造では、取り込まれた二酸化炭素含量を有する充分な量のポリエーテルカーボネートポリオールを含んでなるイソシアネート反応性組成物を利用することによって、人工芝といったカーペットのタフト結合特性は、取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含まない同様のイソシアネート反応性組成物の使用に関する、少なくともいくつかの場合において、実質的に改善されたことが発見された。
【００２７】
本発明で使用するのに好適なポリエーテルカーボネートポリオールは、例えば、二酸化炭素およびアルキレンオキシドのＨ官能性スターター物質に対する付加反応によって得られるものを含む。本発明の目的に対し、「Ｈ官能性」とは、アルコキシル化に関して活性であるＨ原子を有する、スターター化合物を意味する。
【００２８】
アルキレンオキシドおよびＣＯ２のＨ官能性スターターに対する付加反応によるポリエーテルカーボネートポリオールの生産は、例えば、米国特許第４，８２６，８８７号、同第７，９７７，５０１号、同第８，１３４，０２２号、および同第８，３２４，４１９号に記載されている。
【００２９】
本発明のある実施態様において、ポリエーテルカーボネートポリオール中のＣＯ２として算出されるカーボネート基の含有量は、３〜３５重量％の範囲、例えば、５〜３０重量％、１０〜２８重量％、または場合によっては、１０〜２０重量％、もしくは１０〜１５重量％である。定量方法は、参照により本明細書にその一部が組み込まれる、段落００７１〜００７３に記載の米国特許出願公開第２０１５／０２３２６０６Ａ１号にて特定している分析方法を用いる、ＮＭＲである。特に、このような方法によれば、試料を重水素化クロロホルムに溶解した、１Ｈ  ＮＭＲ（Ｂｒｕｋｅｒ、ＤＰＸ４００、４００Ｍｈｚ：パルスプログラムｚｇ３０、遅延５秒、スキャン１００回）により、ポリエーテルカーボネートポリオール中に取り込まれたＣＯ２含量を測定する。ジメチルテレフタレート（２ｇ／ＣＤＣｌ３あたり２ｍｇ）からなる重水素化溶媒に内部標準物質を添加する。１Ｈ  ＮＭＲ（ＭＣＩに基づく；＝７．２４ｐｐｍ）における関連共鳴は、以下の通りである：ポリエーテルカーボネートポリオールに取り込まれた二酸化炭素から生じる、炭酸塩（５．２〜４．８ｐｐｍにて共鳴）；２．４ｐｐｍでの共鳴との反応にて消費されないＰＯである、１．２〜１．０ｐｐｍでの共鳴を有するポリエーテルポリオール（すなわち、二酸化炭素を取り込まない）。ポリエーテルポリオール画分のモル含有量、および反応で消費されなかったＰＯのモル含有量のポリマー内に取り込まれた炭酸塩のモル含有量は、対応するシグナルの積分によって決定される。
【００３０】
本発明のいくつかの実施態様において、ポリエーテルカーボネートポリオールの数平均モル質量（本明細書では、Ｍｎとも呼ばれる）は、５００〜１００００ｇ／ｍｏｌ、例えば、５００〜７５００ｇ／ｍｏｌ、７５０〜６０００ｇ／ｍｏｌ、１０００〜５０００ｇ／ｍｏｌ、またはいくつかの場合において、１５００〜４０００ｇ／ｍｏｌの範囲内である。定量方法は、参照により本明細書にその一部が組み込まれる、段落００７４に記載の米国特許出願公開第２０１５／０２３２６０６Ａ１号にて特定している分析方法を用いる、末端ＯＨ基の滴定である。特に、Ｍｎは以下の通りに決定される：ＯＨ数は、最初にエステル化を介して実験的に決定され、次いで過剰のエステル化試薬をＤＩＮ５３２４０−２に従って標準アルコール性水酸化カリウム溶液で逆滴定する。ＯＨ価は、ポリオール１ｇあたりのｍｇＫＯＨで表される。Ｍｎは次の式：
【数１】
2019525804.tif 000002
［ｆは、化合物のＯＨ官能価であり（すなわち、分子あたりのヒドロキシル基の数）、ＯＨ＃は、ポリオールのヒドロキシル基数であり、かつポリオール化合物１ｇ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）におけるヒドロキシル基含量に相当する水酸化カリウム（５６．１グラム／モル）のミリグラム単位の質量に等しい。］
によってＯＨ数から算出される。本明細書で言及されるＯＨ官能価とは、ポリオールの理論的な表示官能価の平均、すなわち、ポリオールを製造するために使用されるスターターの分子当たりのヒドロキシル基の平均数に基づいて算出される官能価である。一方で、一定の構造を有するモノマーポリオールの場合、モル質量は分子式から算出される。
【００３１】
本発明のある実施態様において、ポリエーテルカーボネートポリオールのＯＨ官能性価は、少なくとも１であり、例えば、１〜８、１〜６、２〜４、２．５〜３．５、または場合によって、２．８〜３．２である。
【００３２】
ポリエーテルカーボネートポリオールの生産には通常、２〜２４個の炭素原子を有するアルキレンオキシド（エポキシド）を使用することができる。アルキレンオキシド（エポキシド）の具体例として、これらに限定する必要はないが、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、１−ブタンオキシド、２，３−ブタンオキシド、２−メチル−１，２−プロパンオキシド（イソブタンオキシド）、１−ペンテンオキシド、２，３−ペンテンオキシド、２−メチル−１，２−ブタンオキシド、３−メチル−１，２−ブタンオキシド、１−ヘキセンオキシド、２，３−ヘキセンオキシド、３，４−ヘキセンオキシド、２−メチル−１，２−ペンテンオキシド、４−メチル−１，２−ペンテンオキシド、２−エチル−１，２−ブタンオキシド、１−ヘプテンオキシド、１−オクテンオキシド、１−ノネンオキシド、１−デセンオキシド、１−ウンデセンオキシド、１−ドデセンオキシド、４−メチル−１，２−ペンテンオキシド、ブタジエンモノキシド、イソプレンモノキシド、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロヘプテンオキシド、シクロオクテンオキシド、スチレンオキシド、メチルスチレンオキシド、ピネンオキシド、モノ、ジ、およびトリグリセリドの形態であるモノまたはポリエポキシ化脂肪、エポキシ化脂肪酸、エポキシ化脂肪酸のＣ１−Ｃ２４エステル、エピクロロヒドリン、グリシドール、ならびにグリシドールの誘導体、例えば、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、およびまた、エポキシ官能性アルコキシシラン、例えば、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリプロポキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルエチルジエトキシシラン、および３−グリシジルオキシプロピルトリイソプロポキシシランが挙げられる。上記のいずれかの２種以上の混合物を使用してもよい。いくつかの場合において、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシドを使用する。
【００３３】
特定の実施態様において、使用されるエチレンオキシドの比率は、使用されるアルキレンオキシドの全重量に基づき、０〜５０重量％、または場合によっては、０〜２５重量％といった、０〜９０重量％である。特定の実施態様において、使用されるプロピレンオキシドの比率は、使用されるアルキレンオキシドの全重量に基づき、５０〜１００重量％、または場合によっては、７５〜１００重量％といった、１０〜９０重量％である。
【００３４】
アルコキシル化に関して活性であるＨ原子を有する化合物は、Ｈ官能性スターターとして使用される。そのような化合物の具体例は、−ＯＨ、−ＮＨ２（第一級アミン）、−ＮＨ−（第二級アミン）、−ＳＨ、および／または−ＣＯ２Ｈ基を有するものである。特に、好適なこのようなスターターは、これらに限定する必要はないが、多価アルコール、多官能価アミン、多官能価チオール、アミノアルコール、希薄アルコール、ヒドロキシエステル、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール、ポリエーテルカーボネートポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカーボネート、ポリエチレンイミン、ポリエーテルアミン（Ｈｕｎｔｓｍａｎより販売されているＪｅｆｆａｍｉｎｅ（登録商標）としても周知のものなど）、ポリテトラヒドロフラン（ＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）２５０、６５０、１０００、１０００、１４００、１８００、２０００を含む、ＢＡＳＦより販売されているＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）など）、ポリテトラヒドロフランアミン（ＢＡＳＦ製品ポリテトラヒドロフランアミン１７００）、ポリエーテルチオール、ポリアクリレートポリオール、ヒマシ油、リシノール酸のモノまたはジグリセリド、脂肪酸のモノグリセリド、脂肪酸の化学修飾モノ、ジ、および／またはトリグリセリド、ならびに平均して分子あたり少なくとも２つのＯＨ基を有するアルキル脂肪酸アステルである。平均して分子あたり少なくとも２つのＯＨ基を有するＣ１〜Ｃ２４アルキル脂肪酸エステルは、例えば、Ｌｕｐｒａｎｏｌ  Ｂａｌａｎｃｅ（登録商標）（ＢＡＳＦ  ＡＧ）、Ｍｅｒｇｉｎｏｌ（登録商標）グレード（Ｈｏｂｕｍ  Ｏｌｅｏｃｈｅｉｎｉｃａｌｓ  ＧｍｂＨ）、Ｓｏｖｅｒｍｏｌ（登録商標）グレード（Ｃｏｇｎｉｓ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ）、およびＳｏｙｏｌ（登録商標）ＴＭグレード（ＵＳＳＣ  Ｃｏ．）といった、市販の製品である。
【００３５】
特に、限定する必要はないが、Ｈ官能性スターターとして使用するのに好適な多価アルコールの例として、２価アルコール、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレン１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブチンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、メチルペンタンジオール（例えば、３−メチル−１，５−ペンタンジオール）、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン（例えば、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン）、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、およびポリブチレングリコール、またならびに種々の量のε−カプロラクトンを有するこれら前述したアルコールの修飾産物の全てが挙げられる。Ｈ官能性スターターの混合物はまた、３価アルコール、例えば、トリメチロールプロパン、グリセロール、トリシドロキシエチルイソシアヌレート、およびヒマシ油を使用することができる。
【００３６】
Ｈ官能性スターターはまた、２００〜４０００ｇ／ｍｏｌの範囲、例えば２５０〜２０００ｇ／ｍｏｌの数平均モル質量Ｍｎを有するポリエーテルポリオールを含むこともできる。特定の実施態様において、このようなポリエーテルポリオールは、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの反復単位からなり、しばしばプロピレンオキシド単位の３５〜１００％の割合、例えばプロピレンオキシド単位の５０〜１００％の割合を有する。これらは、ランダムコポリマー、勾配コポリマー、またはエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの交互もしくはブロックコポリマーであり得る。プロピレンオキシドおよび／またはエチレンオキシドの反復単位からなる好適なポリエーテルポリオールの例は、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ  ＡＧから販売されている、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）、Ａｃｃｌａｉｍ（登録商標）、Ａｒｃｏｌ（登録商標）、Ｂａｙｃｏｌｌ（登録商標）、Ｂａｙｆｉｌｌ（登録商標）、Ｂａｙｆｌｅｘ（登録商標）、Ｂａｙｇａｌ（登録商標）、ＰＥＴ（登録商標）、およびポリエーテルポリオールである（例えば、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）３６００Ｚ、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）１９００Ｕ、Ａｃｃｌａｉｍ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ２２００、Ａｃｃｌａｉｍ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ４０００１、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ１００４、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ１０１０、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  １０３０、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ１０７０、Ｂａｙｃｏｌｌ（登録商標）ＢＤ１１１０、Ｂａｙｆｉｌｌ（登録商標）ＰＰＵ０７８９、Ｂａｙｇａｌ（登録商標）Ｋ５５、およびＰＥＴ（登録商標）１００４）。他の好適なホモポリエチレンオキシドの例はＢＡＳＥ  ＳＥより販売されているＰｌｕｒｉｏｌ（登録商標）Ｆグレードであり、好適なホモポリプロピレンオキシドの例はＢＡＳＦ  ＳＥより販売されているＰｌｕｒｉｏｌ（登録商標）Ｐグレードであり、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの好適な混合コポリマーの例はＢＡＳＦ  ＳＥより販売されているＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）ＰＥまたはＰｌｕｒｉｏｌ（登録商標）ＲＰＥグレードである。
【００３７】
好適なＨ官能性スターターはまた、２００〜４５００ｇ／ｍｏｌの範囲、例えば４００〜２５００ｇ／ｍｏｌのＭｎを有するポリエステルポリオールを含むこともできる。ポリエステルポリオールはしばしば、酸単位とアルコール単位とが交互に存在する。使用される酸成分の例は、コハク酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アジピン酸、無水フタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ならびに記載した酸および／または無水物の混合物であるが、これらに限定されない。使用したアルコール成分の例として、これらに限定する必要はないが、１，２−エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセロール、および前述した成分のいずれか２つ以上の混合物が挙げられる。２価または多価ポリエーテルポリオールがアルコール成分として使用される場合、ポリエステルエーテルポリオールが得られ、同様にポリエーテルカーボネートポリオールを産生するためのＨ官能性スターターとして働くことができる。ポリエーテルポリオールがポリエステルエーテルポリオールの産生に使用される場合、Ｍｎが１５０〜２０００ｇ／ｍｏｌのポリエーテルポリオールを用いることが望ましいことがある。
【００３８】
使用することができる他のＨ官能性スターターは、ポリカーボネートポリオール、例えば、ホスゲン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、またはジフェニルカーボネートと、２価および／もしくは多価アルコール、またはポリエステルポリオール、またはポリエーテルポリオールとの反応を介して生成される、例えば５００〜２５００ｇ／ｍｏｌといった１５０〜４５００ｇ／ｍｏｌのＭｎを有するような、ポリカーボネートジオールである。ポリカーボネートポリオールの例は、参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，７６７，９８６号に記載されている。使用されるポリカーボネートジオールは、例えば、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ  ＡＧ製のＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ｃグレード、例としては、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ｃ１１００、またはＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ｃ２２００が市販されており、かつ含まれる。
【００３９】
ポリエーテルカーボネートポリオールも同様に、Ｈ官能性スターターとして使用することができる。特に、本明細書に記載されているポリエーテルカーボネートポリオール自体をＨ官能性スターターとして用いることができる。Ｈ官能性スターターとして使用されるこれらのポリエーテルカーボネートポリオールは、この目的のために予め別々の反応工程で製造される。
【００４０】
Ｈ官能性スターターの官能価（すなわち、重合に関して活性である分子あたりのＨ原子の数）は、一般に１〜４、例えば２または３である。Ｈ官能性スターターは、個々で、または少なくとも２つのＨ官能性スターターの混合物の形態でのいずれかで使用される。
【００４１】
本発明のいくつかの実施態様において、Ｈ官能性スターターは、次の一般式（Ｉ）：
【化１】
2019525804.tif 000003
［式中、ｘは、１〜２０の数、例えば２〜２０の偶数である。］
のアルコールを含んでなる。式（Ｉ）のアルコールの非限定的な例は、エチレングリコール、１，４ブタンジオール、１，６ヘキサンジオール、１，８オクタンジオール、１，１０デカンジオール、および１，１２ドデカンジオールである。他の好適なＨ−官能性スターターは、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、式（Ｉ）のアルコールの反応産物、例えばε−カプロラクトンとトリメチロールプロパンとの反応産物、ε−カプロラクトンとグリセロールとの反応産物、およびまたε−カプロラクトンとペンタエリスリトールとの反応産物である。場合によっては、Ｈ官能性スターターは、水、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ヒマシ油、ソルビトール、およびポリアルキレンオキシドの反復単位からなるポリエーテルポリオールを含んでなる。
【００４２】
いくつかの実施態様において、Ｈ官能性スターターは、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチルプロパン−１，３−ジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ならびに／または２価および３価ポリエーテルポリオールを含んでなり、ポリエーテルポリオールは、２価もしくは３価Ｈ官能性スターター物質およびプロピレンオキシド、または２価もしくは３価Ｈ官能性スターター物質、プロピレンオキシド、およびエチレンオキシドからなる。ポリエーテルポリオールのＭｎは、特定の実施態様において、６２〜４５００ｇ／ｍｏｌ、例えば６２〜３０００ｇ／ｍｏｌ、または６２〜１５００ｇ／ｍｏｌの範囲である。ポリエーテルポリオールのＯＨ官能価は、多くの実施態様において、２〜３である。
【００４３】
本発明の特定の実施態様において、取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールは、複金属シアン化触媒（ＤＭＣ触媒）の使用による、Ｈ官能性スターターに対する二酸化炭素およびアルキレンオキシドの付加反応産物である。
【００４４】
このようなポリエーテルカーボネートポリオールの調製に使用するのに好適なＤＭＣ触媒は、例えば、米国特許第３，４０４，１０９号、同第３，８２９，５０５号、同第３，９４１，８４９号、および同第５，１５８，９２２号に開示されている。米国特許第５，４７０，８１３号、欧州特許出願公開第７００９４９Ａ号、同第７４３０９３Ａ号、同第７６１７０８Ａ号、国際公開第９７／４００８６Ａ号、同第９８／１６３１０Ａ号、および同第００／４７６４９号に例として記載されているＤＭＣ触媒は、エポキシドの単独重合において非常に高い活性を有し、かつ非常に低い触媒濃度（２５ｐｐｍ以下）でポリエーテルポリオールの生産を可能にする。欧州特許出願公開第７００９４９Ａ号に記載された高活性ＤＭＣ触媒は、典型的な例であり、二重金属青酸化合物（例えば、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸亜鉛）および有機配位子（例えば、ｔｅｒｔ−ブタノール）だけでなく、５００ｇ／ｍｏｌを超える数平均モル質量を有するポリエーテルも含んでなる。
【００４５】
使用されるＤＭＣ触媒の量は、特定の実施態様において、ポリエーテルカーボネートポリオールの全重量に基づき、１重量％未満、例えば、０．５重量％未満、５００ｐｐｍ未満、または場合によっては３００ｐｐｍ未満などである。
【００４６】
特定の実施態様において、ポリエーテルカーボネートポリオールは圧力反応器で製造される。そのような実施態様において、１つ以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素は、スターター物質または複数のスターター物質の混合物の随意乾燥後、ならびにＤＭＣ触媒および任意の添加剤の添加後に、システム内に計量され、乾燥プロセスの前または後に固体の形態または懸濁液の形態で添加される。原理的には、１種以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素のシステムへの計量には、種々の方法を用いることができる。計量は、真空または予め選択された導入圧で開始することができる。圧力設定が１０ｍｂａｒ〜５ｂａｒ、例えば１００ｍｂａｒ〜３ｂａｒ、または場合によっては５００ｍｂａｒ〜２ｂａｒである不活性ガス、例えば窒素の導入を介して導入圧力を設定することが望ましい場合がある。
【００４７】
１つ以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素のシステムへの計量は、同時にまたは連続的に行うことができ、システムへ二酸化炭素の全量を一度に添加するか、または反応時間中に計量することができる。１つ以上のアルキレンオキシドは、システムへの二酸化炭素の計量に関して、同時にまたは連続的にシステムへ計量される。複数のアルキレンオキシドがポリエーテルカーボネートポリオールの合成のために使用される場合、これらは、それぞれ別々の供給物によって、または少なくとも２つのアルキレンオキシドが混合物の形態でシステムに計量される１つ以上の供給物によって、同時にまたは連続的にシステムへ計量され得る。アルキレンオキシドおよび二酸化炭素をシステムへ計量する方法を変えることにより、ランダム、交互、ブロック型、または勾配型のポリエーテルカーボネートポリオールを合成することができる。
【００４８】
一部の実施態様において、過剰の二酸化炭素が使用され、この場合、二酸化炭素の量は、反応条件下の全圧によって決定される。過剰の二酸化炭素は、二酸化炭素が非反応性であるために有利であり得る。この反応により、６０〜１５０℃、例えば７０〜１４０℃、または場合によっては８０〜１３０℃、および０〜１００バール、例えば１〜９０バール、または場合によっては３〜８０バールの圧力で、ポリエーテルカーボネートポリオールを製造することができる。
【００４９】
本発明の特定の実施態様において、ポリエーテルカーボネートポリオールは、イソシアネート反応性組成物の全量に基づき、少なくとも１重量％、少なくとも２重量％、少なくとも５重量％、例えば２〜５０重量％、２〜３０重量％、２〜２０重量％、４〜２０重量％、または場合によっては、４〜１０重量％の量で存在する。本発明の特定の実施態様においてポリエーテルカーボネートポリオールは、イソシアネート反応性組成物中に存在するポリオールといったイソシアネート反応性組成物の全量に基づき、２〜８０重量％、５〜５０重量％、１０〜５０重量％、または場合によっては、１０〜３０重量％もしくは２０〜３０重量％を含む、少なくとも２重量％、少なくとも４重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％の量で存在する。認識されているように、イソシアネート反応性組成物は、２つ以上の異なるポリエーテルカーボネートポリオールの混合物を含み得る。
【００５０】
特定の実施態様において、上記のポリエーテルカーボネートポリオールに加えて、イソシアネート反応性組成物は、他のポリオールといったその他のイソシアネート反応性成分を含んでなる。例えば、特定の実施態様において、イソシアネート反応性組成物はさらに、例えば３〜８、３〜６、場合によっては３〜４、またはさらに他の場合では、３（トリオール）の表示官能価を有するものを含む、少なくとも３の表示官能価を有するポリエーテルポリオール（ポリエーテルカーボネートポリオールではない）を含んでなる。本明細書にて使用される場合、「表示官能価」とは、ポリオールを製造するのに使用される、開始剤または開始剤ブレンドにおける活性水素基の平均数を意味する。特定の実施態様において、そのようなポリエーテルポリオールの平均ＯＨ（ヒドロキシル）数は、少なくとも２５、例えば少なくとも２０であり、または場合によっては、少なくとも３０および１００以下、例えば８０以下、もしくは場合によっては７５以下である。
【００５１】
特定の実施態様において、そのようなポリエーテルポリオールは、１つ以上の好適なＨ官能性スターターと、１つ以上のアルキレンオキシドとの反応産物である。好適なＨ官能性スターターおよびアルキレンオキシドは、ポリエーテルカーボネートポリオールの製造に関して、上記のいずれかを含む。特定の実施態様において、アルキレンオキシドは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの混合物を含んでなる。得られるポリエーテルポリオール中の共重合オキシエチレンの全量は、使用されるオキシアルキレンの全量に基づき、３０％未満、場合によっては２５％以下である。
【００５２】
このようなポリオールを重合するための一般的な方法は、Ｈ官能性スターターの活性水素基に対する酸化物モノマーの塩基触媒付加、続いてオリゴマーポリオール部分に対する酸化物モノマーの塩基触媒付加である。水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが、使用される一般的な塩基触媒である。このプロセスによって製造されたポリオールは、反応条件下において、オキシプロピレンモノマーのアリルアルコールへの異性化から生じる、有意な量の不飽和を含有することができる。この単官能アルコールはその後、さらなる酸化物付加のための活性水素部位として機能することができる。
【００５３】
あるいは、ＤＭＣ触媒を用いて製造された低不飽和（低モノール）ポリ（オキシプロピレン／オキシエチレン）ポリオールである、ポリエーテルポリオールを使用することができる。これらのポリ（オキシプロピレン／オキシエチレン）低不飽和ポリオールは、ポリエーテルカーボネートポリオールの製造に関して上述したＤＭＣ触媒のいずれかのようなＤＭＣ触媒の存在下において、好適なＨ官能性スターターをプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドでオキシアルキル化することによって調製される。エチレンオキシド／プロピレンオキシド混合物中のエチレンオキシドの量は、ポリオールの一次ヒドロキシル含量を増加させるため、重合の後期段階中に増加してもよい。あるいは、低不飽和ポリオールは、非ＤＭＣ触媒を用いてエチレンオキシドでキャップすることができる。
【００５４】
オキシアルキル化をＤＭＣ触媒の存在下で行う場合、第一級および第二級アミンのような強塩基性基を含有する開始剤分子を避けることが望ましいことがある。さらに、ＤＭＣ錯体触媒を用いる場合、以前にオキシアルキル化された「モノマーの」開始剤分子を含んでなるオリゴマーをオキシアルキル化することが望ましいことがある。ポリオキシアルキレンオリゴマー開始剤は、「モノマーの」開始剤を、水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムのような従来の塩基触媒、または他の非ＤＭＣ触媒の存在下でオキシアルキル化することによって、調製することができる。ＤＭＣ触媒の添加および開始の前に、これらの塩基性触媒を中和および／または除去することが必要であり得る。
【００５５】
特定の実施態様において、少なくとも３の表示官能価を有するこのようなポリエーテルポリオールは、イソシアネート反応性組成物中のイソシアネート反応性成分の全量に基づき、１０〜９０重量％、例えば２０〜８０重量％、３０〜７０重量％、または場合によっては、４０〜６０重量％の量で、イソシアネート反応性組成物中に存在する。本発明の特定の実施態様において、このようなポリエーテルポリオールは、イソシアネート反応性組成物の全量に基づき、２〜５０重量％、例えば２〜２５重量％、５〜２０重量％、または場合によっては、１０〜２０重量％の量で存在する。
【００５６】
本発明の特定の実施態様において、イソシアネート反応性組成物は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびこれらの混合物などの１つ以上のポリエーテルジオール（ポリエーテルカーボネートジオールではない）を、さらに含んでなる。特定の実施態様において、ポリエーテルジオールは、少なくとも１０００グラム／モルおよび／または４０００グラム／モル以下、例えば１５００〜２５００グラム／モルといったＭｎを有する。
【００５７】
特定の実施態様において、ポリエーテルジオールは、イソシアネート反応性組成物中のイソシアネート反応性成分の全量に基づき、５〜２５重量％、例えば１０〜２０重量％の量で、イソシアネート反応性組成物中に存在する。本発明の特定の実施態様において、このようなポリエーテルジオールは、イソシアネート反応性組成物の全量に基づき、１〜２０重量％、例えば２〜１０重量％、２〜８重量％、または場合によっては、４〜６重量％の量で存在する。
【００５８】
本発明の特定の実施態様において、イソシアネート反応性組成物はまた、６０〜４９０ｇ／ｍｏｌ、例えば６２〜４００ｇ／ｍｏｌ、または場合によっては、６２〜３００ｇ／ｍｏｌの分子量、ならびにジオール、ジアミン、およびジオール／ジアミン混合物といった２つのイソシアネート反応性基を有する、１つ以上の連鎖延長剤も含んでなる。
【００５９】
好適な連鎖延長剤の具体例として、ジオール、例えば、エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、２〜４個の炭素原子を有するグリコールを伴うテレフタル酸のジエステル、例えば、ビス（エチレングリコール）テレフタレートまたはビス（１，４−ブタンジオール）テレフタレート、ヒドロキノンのヒドロキシアルキレンエーテル、例えば、１，４−ジ（ヒドロキシエチル）ヒドロキノン、およびエトキシ化ビスフェノール、またならびにε−カプロラクトンとこれらとの反応産物が挙げられる。いくつかの実施態様において、連鎖延長剤は、２〜１４個の炭素原子を有する脂肪族ジオール、例えば、エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、および１，４−ジ（ヒドロキシエチル）ヒドロキノンを含んでなる。他の好適な連鎖延長剤は、（シクロ）脂肪族ジアミン、例えば、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、１，２−プロピレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、Ｎ−メチルプロピレン−１，３−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、ならびに芳香族ジアミン、例えば、２，４−トリレンジアミンおよび２，６−トリレンジアミン、３，５−ジエチル−２，４−トリレンジアミン、および３，５−ジエチル−２，６−トリレンジアミン、および第一級モノ−、ジ−、トリ−、またはテトラアルキル−置換４，４’−ジアミノジフェニルメタンである。
【００６０】
特定の実施態様において、連鎖延長剤は、イソシアネート反応性組成物中のイソシアネート反応性成分の全量に基づき、５〜２５重量％、例えば１０〜２０重量％の量で、イソシアネート反応性組成物中に存在する。本発明の特定の実施態様において、連鎖延長剤は、イソシアネート反応性組成物の全量に基づき、１〜２０重量％、例えば２〜１０重量％、２〜８重量％、または場合によっては、４〜６重量％の量で存在する。
【００６１】
本発明の特定の実施態様において、イソシアネート反応性組成物およびポリイソシアネートは各々、一次基布に対してタフティングされた繊維束の部分を覆うポリウレタンコーティングを作るために使用される反応混合物が、ＮＣＯ指数（すなわち、イソシアネートと反応することができるイソシアネート反応性基の全数に対し存在する反応性イソシアネート基の総数の比に、１００を乗じたもの）９０〜３００、例えば９９〜１２０、１００〜１１０、または場合によっては、ＮＣＯ指数１０５を有するような量で、使用される。
【００６２】
イソシアネート反応性組成物はまた、本発明のいくつかの実施態様において、触媒、界面活性物質、発泡剤、剥離剤、顔料、細胞調節剤、難燃剤、可塑剤、染料、帯電防止剤、抗菌剤、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、鉱油、充填剤、および繊維、またはフレーク、または炭素繊維の形態であるガラスといった強化剤を含むが、これらに限定される必要のない、他の成分も含んでなる。
【００６３】
イソシアネート反応性組成物に使用するために好適な触媒としては、例えば、ポリイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との間の反応を促進することができることが知られている、種々のポリウレタン触媒が挙げられる。このような触媒の例としては、第三級アミンおよび金属化合物が挙げられるが、これらに限定されない。好適な第四級アミン触媒のいくつかの例として、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチル−モルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−メチルエチレンジアミン、ペンタメチル−ジエチレントリアミン、および高級同族体、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、Ｎ−メチル−Ｎ’−（ジメチルアミノエチル）ピペラジン、ビス（ジメチルアミノアルキル）−ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、ビス（Ｎ，Ｎ−ジエチル−アミノエチル）アジペート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−β−フェニルエチルアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、単環式および二環式アミジン、ビス（ジアルキルアミノ）アルキルエーテル、ならびにアミド基（ホルムアミド基など）を含有する第三級アミンが挙げられる。使用される触媒はまた、第二級アミン（ジメチルアミンなど）およびアルデヒド（ホルムアルデヒドなど）、またはケトン（アセトンなど）およびフェノールの、公知のマンニッヒ塩基であってもよい。
【００６４】
本発明の特定の実施態様において、触媒組成物は、ポリウレタンマトリックスと反応し、それによって放出に寄与しないイソシアネート反応性官能基を有する「非発光アミン触媒」の混合物を含んでなる。このような触媒の例としては、トリエタノールアミン、トリイソプロパノアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチル−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、アルキレンオキシド（プロピレンオキシドおよび／またはエチレンオキシドなど）と第二級−三級アミンとのこれらの反応産物が挙げられる。このような「非発光アミン触媒」の一具体例は、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．からＤａｂｃｏ（登録商標）ＮＥ３００として市販されている、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−３−アミノプロピル−ビス（アミノエチル）エーテルである。
【００６５】
他の好適な触媒は、有機スズ、ビスマス、および亜鉛化合物などの有機金属化合物を含む。好適な有機スズ化合物には、ジオクチルスズメルカプチドといった硫黄、および場合によっては、酢酸スズ（ＩＩ）、オクトイン酸スズ（ＩＩ）、エチルヘキソ酸スズ（ＩＩ）、およびラウリン酸スズ（ＩＩ）といったカルボン酸のスズ（ＩＩ）塩、ならびにジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジクロリド、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズマレエート、およびジオクチルスズジアセテートといったスズ（ＩＶ）化合物を含有する、有機スズ化合物が挙げられる。好適なビスマス化合物には、ビスマスネオデカノート、ビスマスベルサレート、および当技術分野で公知の種々のビスマスカルボキシレートが含まれる。好適な亜鉛化合物には、ジンクネオデカノエートおよびジンクベルサレートが含まれる。複数の金属（亜鉛およびビスマスの両方を含有するカルボン酸塩など）を含有する混合金属塩も、また好適な触媒である。
【００６６】
イソシアネート反応性組成物に使用するために好適な界面活性物質としては、例えば、種々の構造および分子量のポリシロキサンおよびシロキサン／ポリ（アルキレンオキシド）コポリマーといった、シリコーン界面活性物質が挙げられる。これらの化合物の構造は、一般に、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのコポリマーがポリジメチルシロキサンラジカルに結合するような構造である。このような界面活性物質は周知であり、例えば、参照によち本明細書に組み込まれる開示である、米国特許第２，７６４，５６５号、同第３，８８７，５００号、および同第３，９５７，８４２号に記載されている。イソシアネート反応性組成物の全量に基づき、０．０５〜５重量％、例えば０．２〜３重量％の量の界面活性物質を使用することが望ましい場合がある。
【００６７】
好適な市販の界面活性物質の例には、ＤｅＧｕｓｓａ／Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔより入手可能である、シリコーン界面活性物質Ｂ−４６９０、Ｂ−４１１３およびＢ−８２５０、Ｂ−２３７０、Ｂ−８７０７、Ｂ−８２２８、Ｂ−８００２、ならびにこれらの低フォギング（ＬＦ）バージョン、ならびにＭｏｍｅｎｔｉｖｅより入手可能である、シリコーン界面活性物質Ｎｉａｘ  Ｕ−２０００、Ｌ−６２０、Ｌ−６３６、Ｌ−５６１４、Ｌ−５６３９、Ｌ−６２６、およびＬ−６２７、ならびにＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓより入手可能である、シリコーン界面活性物質Ｄａｂｃｏ  ＤＣ５１６４、ＤＣ５１６９、およびＤＣ５０４３が挙げられる。
【００６８】
本発明の特定の実施態様において、イソシアネート反応性組成物は、例えば、コスト低減、耐火性、または他の特性のために、しばしば実質的な量の充填剤をさらに含んでなる。好適な充填剤としては、ケイ酸塩、ＴｉＯ２、グラスファイバー、カーボンブラック、グラファイト、炭酸カルシウム、滑石、雲母、および粘土が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施態様において、このような充填剤は、イソシアネート反応性組成物の全量に基づき、２０〜８０重量％、４０〜８０重量％、または５０〜７０重量％の量で、イソシアネート反応性組成物中に存在する。
【００６９】
繊維束、一次基布、およびコーティングに加えて、カーペットはまた、二次基布および発泡層といった他の層を含んでいてもよい。典型的には、カーペット１０は内層面８０に沈着される。
【００７０】
さらに、人工芝の場合は特に、人工芝は、充填物３０も含んでなることができる。本明細書において、「充填物」とは、垂直に配向された繊維束２０の間に配置され分散された粒子を意味する。充填物の機能の１つは、繊維を一次基布４０から実質的に垂直に延びるような位置に維持し、それによって天然の芝または草を模倣する外観を可能にすることである。
【００７１】
好適な充填物粒子としては、例えば、ゴム粒子が挙げられる。いくつかの実施態様において、ゴム粒子は、ポリウレタンコーティングなどのコーティングを有し、ゴム粒子の少なくとも一部の上に沈着される。例えば、場合によっては、ポリウレタンコーティングは、（１）以下の反応混合物の反応産物である、ポリウレタン：（ｉ）Ｍｎ１８００〜１２，０００のポリオール；（ｉｉ）芳香族ジアミン；（ｉｉｉ）ポリイソシアネート；および、（ｉｖ）ヒドロキシル基とイソシアネート基との反応の触媒；ならびに、（２）固体粒子凝集防止剤を、含んでなっていてもよい。
【００７２】
充填物粒子は、例えば、一般的に球形または細長い形状を含む様々な形状のいずれかであってもよい、分散し閉じた３次元形状の物体である。特定の実施態様において、粒子は、アスペクト比１：１（完全な球体）〜１：１００まで、１：５０まで、１：２０まで、または場合によっては、１：１０まで、もしくは１：５までを有する。本明細書にて使用される場合、粒子の「アスペクト比」とは、粒子の最短寸法の長さに対する、粒子の最長寸法の長さの比である。
【００７３】
特定の実施態様において、充填物粒子は自由流動粒子であり、本明細書にて使用される場合、凝集体を形成するように互いに固着または付着した粒子の集合体ではない粒子を意味する。いくつかの実施態様において、「自由流動粒子」は、粒子が１０メッシュ篩を通過する場合、例えば、６０°未満である安息角を有する。さらに、いくつかの実施態様において、自由流動粒子は、粒子の少なくとも８５重量％、例えば少なくとも９０重量％、または場合によっては、少なくとも９５重量％が、１週間後に相対湿度１４０°Ｆ／９５％で流動可能となるような粒子である。
【００７４】
用語「ゴム」とは、本明細書にて使用される場合、低ストレスで、大きく可逆的伸長を示す加硫エラストマー材料を指す。ゴムは一般に非晶質であり、ガラス転移温度が低く、ある程度の架橋度（加硫）を有し、弾性材料特性を付与する。ゴムとしては、天然および合成ポリイソプレン、ポリクロロプレン（ネオプレン）、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリル、ポリ（スチレン−ブタジエン共重合体）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合体）、ポリ（イソブチレン−イソプレン共重合体）、ポリスルフィドゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、および同様のものが挙げられるが、これらに限定されない。ゴムはまた、タイヤゴムを含むがこれに限定されない加硫エラストマー材料の、ブレンドおよび他の組み合わせも含む。
【００７５】
いくつかの実施態様において、ゴム粒子は、「クラムラバー」である。本明細書にて使用される場合、用語「クラムラバー」とは、スクラップゴムタイヤまたは他のゴム材料を粒子に還元することによって誘導される粒子を指す。一般的に、タイヤをリサイクルするためのクラムゴム製造プロセスは、粉塵、ガラス、岩石、および同様のものなど他の汚染物質と共に、鋼および繊維のようなあらゆる補強材料を除去する操作を含む。クラムゴム製造プロセスには、加硫した（架橋した）ゴム（例えば、タイヤゴム）を粉砕して、周囲または極低温条件下において種々のサイズのクラムゴム粒子にすることが含まれるが、これに限定されない。
【００７６】
再生タイヤからゴム粒子を生成する極低温粉砕プロセスおよび装置の非限定的な例は、本明細書において参照により組み込まれる、米国特許第７，０９３，７８１号、および同第７，４４５，１７０号に記載されている。いくつかの実施態様において、粒子は、米国特許第７，０９３，７８１号、同第７，１０８，２０７号、および／または同第７，４４５，１７０号に記載のプロセスおよび／または装置によって製造される、クラムゴム粒子を含んでなる。このようなクラムゴム粒子はまた、市販されており、かつ例えば、米国ジョージア州タッカーのＬｅｈｉｇｈ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．より市販されている商品の、ＰｏｌｙＤｙｎｅ（登録商標）およびＭｉｃｒｏＤｙｎｅ（登録商標）ラインを含む。
【００７７】
タイヤゴムは、例えば、配合、タイヤのタイプ、およびタイヤ構造内のゴム材料の空間的位置に依存する、様々な異なるタイプのゴムを含む。再生タイヤから製造されるゴム粒子のいくつかの実施態様において、ゴム粒子は、数種の異なるゴムと、他のタイヤ材料成分、例えば、熱可塑性ポリマー、カーボンブラック、シリカ、粘土、抗酸化剤化合物、オゾン劣化防止化合物、遊離硫黄、他の遊離加硫剤、油、残留繊維、残留鋼、他の残留物、および同様のものとの組み合わせを含んでもよい。
【００７８】
特定の実施態様において、ゴム粒子は非タイヤ源からリサイクルされたゴムから製造されるか、またはいくつかの実施態様において、ゴム粒子は、バージンゴムまたはバージンゴムの組み合わせから製造される。本発明での使用に好適なゴム粒子はまた、種々の添加剤、例えば、ゴム材料の製造および加工の分野において周知の成分を含んでもよい。
【００７９】
いくつかの実施態様において、ゴム粒子は、ＡＳＴＭ  Ｄ５６４４−０１に従って決定されるように、４０〜３００メッシュの平均粒径を有する。例えば、様々な実施態様において、本発明で使用されるゴム粒子の平均粒径は、ＡＳＴＭ  Ｄ５６４４−０１に従って決定されるように、４０メッシュ（およそ４００ミクロン）、８０メッシュ（およそ１７７ミクロン）、１４０メッシュ（およそ１０５ミクロン）、２００メッシュ（およそ７４ミクロン）、または３００メッシュ（およそ５０ミクロン）以下であり得る。
【００８０】
特定の実施態様において、ゴム粒子は、５０〜５００ミクロンの範囲の平均粒径を有する。
【００８１】
いくつかの実施態様において、充填物は、ゴム粒子の少なくとも一部の上に沈着されるコーティングを含んでなるゴム粒子を含んでなる。特定の実施態様において、コーティングは、ゴム粒子の表面の少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または場合によっては、少なくとも１００％を覆う、実質的にまたは場合によっては完全に連続した、フィルムである。特定の実施態様において、コーティングは、１０ミクロン以下、８ミクロン以下、７ミクロン以下、または場合によっては、６ミクロン以下といった、２０ミクロン以下の最大膜厚を有する。
【００８２】
ゴム粒子の少なくとも一部の上に沈着されるコーティングは、特定の実施態様において、反応混合物、例えば：（ａ）イソシアネート反応性組成物；（ｂ）ポリイソシアネート；および、（ｃ）ヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための触媒、を含んでなる反応混合物といった、反応混合物の反応産物であるポリウレタン尿素樹脂を含む。
【００８３】
いくつかの実施態様において、イソシアネート反応性組成物は、１８００〜１２，０００、例えば、３０００〜７０００または５０００〜７０００といったＭｎを有するポリオールを含んでなる。
【００８４】
特定の実施態様において、このようなポリオールは、分子辺り２または３個といった少なくとも２個のヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオールを含んでなり、かつ例えば、ＢＦ３の存在下における、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、スチレンオキシド、またはエピクロロヒドリンといった、これら自身のエポキシドいずれかの重合によって、またはこれらのエポキシドを、随意に混合物（エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの混合物など）としてもしくは連続的に、反応性水素原子、例えば、水、アンモニア、アルコール、またはアミンを有する出発成分に対して化学付加するプロセスによって、調製してもよい。好適な出発成分の例には、エチレングリコール、プロピレングリコール−（１，３）もしくは−（１，２）、グリセロール、トリメチロールプロパン、４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニルプロパン、アニリン、エタノール、アミンまたはエチレンジアミンが含まれる。ショ糖ベースのポリエーテルポリオールもまた使用することができる。多くの場合、主要な量の第一級ＯＨ基（ポリエーテル中に存在する全てのＯＨ基に基づき、最大９０重量％）を含有するポリエーテルを使用することが好ましい。
【００８５】
また、微細に分散した形態または溶液中で、高分子量の重付加物（polyadduct）または重縮合物を含有するポリオールも好適である。このような化合物は、重付加反応（例えば、ポリイソシアネートとアミノ官能性化合物との反応）、または重縮合反応（例えば、ホルムアルデヒドとフェノールおよび／またはアミンとの反応）を、上述したヒドロキシル化合物中においてｉｎ  ｓｉｔｕで直接行った場合に得られる。このタイプの材料の製造プロセスは、独国特許広報第１，１６８，０７５号および同第１，２６０，１４２号、ならびに独国特許公開広報第２，３２４，１３４号、同第２，４２３，９８４号、同第２，５１２，３８５号、同第２，５１３，８１５号、同第２，５５０，７９６号、同第２，５５０，７９７号、同第２，５５０，８３３号、および同第２，５５０，８６２号に、記載されている。このようなポリヒドロキシ化合物はまた、米国特許第３，８６９，４１３号または独国特許公開広報第２，５５０，８６０号に従って、水性ポリマー分散液をポリヒドロキシル化合物と混合し、次いで混合物から水を除去することによって、得ることもできる。
【００８６】
特定の実施態様において、このようなポリオールは、２価アルコールおよび／または３価アルコールのような多価の反応産物といったポリエステルポリオール、ならびに二塩基などの、多塩基カルボン酸を含んでなる。遊離ポリカルボン酸の代わりに、低級アルコールの対応するポリカルボン酸無水物もしくは対応するポリカルボン酸エステル、またはこれらの混合物を、使用することができる。ポリカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、および／または複素環式であってもよく、かつ例えば、ハロゲン原子によって置換されるか、および／または不飽和であってもよい。好適な例示的ポリカルボン酸として、これらに限定されないが、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、トリメリト酸、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラクロロフタル酸無水物、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、グルタル酸無水物、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、モノマー脂肪酸と随意に混合された、オレイン酸などの二量体および三量体脂肪酸、ジメチルテレフタレート、ならびにテレフタル酸−ビス−グリコールエステルが挙げられる。好適な多価アルコールの例として、これらに限定されないが、エチレングリコール、プロピレングリコール−（１，２）および−（１，３）、ブチレングリコール−（１，４）および−（２，３）、ヘキサンジオール−（１，６）、オクタンジオール−（１，８）、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール（１，４−ビス−ヒドロキシ−メチルシクロヘキサン）、２−メチル−１，３−プロパン−ジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール−（１，２，６）、ブタントリオール−（１，２，４）、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、キニトール（ｑｕｉｎｉｔｏｌ）、マンニトールおよびソルビトール、メチルグリコシド、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、ならびにポリブチレングリコールが挙げられる。ポリエステルはまた、一定の割合のカルボキシル末端基を含有してもよい。ε−カプロラクトンといったラクトンのポリエステル、またはω−ヒドロキシカプロン酸といったヒドロキシカルボン酸もまた、使用することができる。
【００８７】
このようなポリオールはまた、プロパンジオール−（１，３）、ブタンジオール−（１，４）、および／もしくはヘキサンジオール−（１，６）などのジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、またはテトラエチレングリコールと、ジフェニルカーボネートまたはホスゲンなどのジアリールカーボネートとの反応生成物といった、ポリカーボネートポリオールを含んでなっていてもよい。
【００８８】
特定の実施態様において、上述のように、数平均分子量１８００〜１２，０００を有するポリオールは、ゴム粒子上にコーティングを作成するために使用されるイソシアネート反応性組成物の全重量に基づき、少なくとも５０重量％、例えば少なくとも６０重量％の量で存在する。
【００８９】
いくつかの実施態様において、充填物粒子を作成するために使用されるイソシアネート反応性組成物はまた、第１のアミノ基に対しオルト位に少なくとも１つのアルキル置換基、および第２のアミノ基に対しオルト位に２つのアルキル置換基を含有するような芳香族ジアミン、またはこれらの混合物も含んでなる。いくつかの実施態様において、該アルキル置換基の少なくとも２つは、少なくとも２個の炭素原子を含有する。特定の実施態様において、該ジアミンのイソシアネートに対する反応性は、例えばメチレン−ビス−クロロアニリン（ＭＯＣＡ）との場合のように、ハロゲン、エステル、エーテル、またはジスルフィド基といった電子吸引置換基によって低下しない。特定の実施態様において、このようなジアミンは、イソシアネートと反応する他の官能基を含有しない。特定の実施態様において、前述のアルキル置換基は、２０個もの炭素原子を有することができ、かつ直鎖または分枝長鎖であり得る。
【００９０】
特定の実施態様において、芳香族ジアミンは、第１のアミノ基に対しオルト位に少なくとも１つのアルキル置換基、および第２のアミノ基に対しオルト位に１〜３個の炭素原子を有する２つのアルキル置換基を含有するが、但しこれらのアルキル置換基のうちの２つは、２または３個の炭素原子を含有する。このような芳香族ジアミンの例としては、１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、１，３，５−トリエチル−２，６−ジアミノベンゼン、および３，５，３’，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタンが挙げられる。
【００９１】
上述の芳香族アミンは、当然ながら、互いに混合して用いてもよいし、または他の活性芳香族アミンと組み合わせて用いてもよい。
【００９２】
特定の実施態様において、各アミノ基のオルト位の両方に１〜３個の炭素原子を有する、直鎖アルキル置換基を有する芳香族ジアミンを使用するが、但し、アルキル置換基のうちの２つは、２または３個の炭素原子を含有する。いくつかの実施態様において、ジアミンは室温で液体であり、ポリオール、特にポリエーテルポリオールと混和性である。このような化合物の例は、１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン、またはこの化合物と１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンとの混合物である。
【００９３】
特定の実施態様において、芳香族アミンは、充填物粒子を作成するために使用するイソシアネート反応性組成物の全量に基づき、５〜５０重量％、例えば１０〜３０重量％、または場合によっては、１５〜２５重量％の量で存在する。
【００９４】
特定の実施態様において、充填物粒子を作成するために使用するイソシアネート反応性組成物はまた、以下の式：
【化２】
2019525804.tif 000004
［式中、（Ａ）各Ｘは、同一であっても異なっていてもよく、１００℃未満ではイソシアネート基に不活性である有機基であるが、但しこれらの基の少なくとも１つは、アルコキシ基またはアシルオキシ基であり、例えば、各Ｘは１〜４個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、例えば、各Ｘは２個の炭素原子を有するアルコキシ基である；（Ｂ）Ｙは、１〜８個の炭素原子を含有する直鎖または分枝鎖のアルキレン基であり、例えば、２〜４個の炭素原子を含有する直鎖の基または５〜６個の炭素原子を含有する分枝鎖の基であり、例えば、３個の炭素原子を含有する直鎖の基である；ならびに、（Ｃ）Ｒ１は、水素、または炭素数１〜１２のアルキル基、シクロアルキル基、もしくは香族基といった、１００℃以下ではイソシアネート基に対して不活性な有機基であるか、またはＲ１は以下の式：
【化３】
2019525804.tif 000005
（式中、ＸおよびＹは、上述した意味と同じ意味を持つ。）
に対応する基を表す。］
を有するアミノシランを含んでなる。
【００９５】
特定の実施態様において、各Ｘは、メトキシ、エトキシ、またはプロポキシ基を表し、Ｙは、３個の炭素原子を含有する線状アルキレン基（すなわち、プロピレン基）であり、かつＲ１は、水素である。
【００９６】
特定の実施態様において、アミノシランは、充填物粒子を作成するために使用するイソシアネート反応性組成物の全量に基づき、０．１〜１０重量％、例えば１〜５重量％、または場合によっては、２〜４重量％の量で存在する。
【００９７】
いくつかの実施態様において、充填物粒子を作成するために使用するイソシアネート反応性組成物はまた、Ｍｎ２５０〜１，８００未満、例えば、２５０〜１，５００未満、または２５０〜８００；数平均等数８０〜７５０、例えば８５〜３００；および、数平均イソシアネート反応性基官能価２〜１０、例えば２〜４または２〜３である、低分子量ポリオールも含んでなる。そのような化合物は、例えば、第一および／または第二ヒドロキシル基を含有する、ポリエーテルまたはポリエステルポリオールを含む。
【００９８】
特定の実施態様において、このような低分子量ポリオールは、充填物粒子を作成するために使用されるイソシアネート反応性組成物の全重量に基づき、１〜１５重量％、例えば５〜１５重量％の量で存在する。
【００９９】
示されているように、ゴム粒子の少なくとも一部の上に沈着されるコーティングは、ポリイソシアネートを含んでなる反応混合物の生成物を含む。好適なポリイソシアネートには、前述したコーティング７０の製造に関して上述したものを含む、あらゆる芳香族、脂肪族、および／または脂環式ポリイソシアネートが含まれる。特定の実施態様において、しかしながら、ゴム粒子上にコーティングを作成するために使用されるポリイソシアネートは、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＤＶＥ粘度計スピンドル第６号を使用して測定した場合、２５℃で３００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有するように選択される。好適なポリイソシアネートの一例は、Ｍｏｎｄｕｒ（登録商標）ＭＲ５の名称でＣｏｖｅｓｔｒｏ  ＬＬＣより市販されているポリイソシアネートである（ＮＣＯ含有量少なくとも３１．８重量％、および２５℃での粘度５０〜９０ｍＰａ・ｓである、純粋な（モノマーの）ＭＤＩを含有する、ポリマージフェニルメタンジイソシアネート（ｐＭＤＩ））。
【０１００】
特定の実施態様において、被覆ゴム粒子の製造では、ポリイソシアネートおよびイソシアネート反応性組成物はそれぞれ、反応混合物が、少なくとも９０、例えば少なくとも９９、または少なくとも１００および３００以下、例えば１１０以下、または場合によっては、１０５以下のＮＣＯ指数であるような量で、使用される。特定の実施態様において、ＮＣＯ指数は、１０５である。
【０１０１】
被覆ゴム粒子を作成するために使用される反応混合物はまた、いくつかの実施態様において、ヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための触媒も含んでなる。好適な触媒として、例えば、カルボン酸のスズ（ＩＩ）塩といった有機スズ化合物（酢酸スズ（ＩＩ）、オクタン酸スズ（ＩＩ）、エチルヘキサン酸スズ（ＩＩ）、またはラウリン酸スズ（ＩＩ）など）、およびカルボン酸のジアルキルスズ塩（ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、またはジオクチルスズジアセテートなど）が挙げられ、いずれも単独、または２，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、もしくは２−メチル−３−シクロヘキシル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、アミノフェニル、アミノピリミジン、ヒドラジノフェニル、もしくはヒドラジノピリミジンといった、アミジンとの複合体である。
【０１０２】
使用され得る他の触媒として、第三級アミン、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−ココモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−エチレンジアミン、１，４−ジアザ−ビシクロ−（２，２，２）−オクタン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ジメチルアミノエチル−ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、ビス−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−エチル）−アジペート、Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、ペンタメチル−ジエチレン−トリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−β−フェニルエチルアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、および２−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
【０１０３】
イソシアネート反応性水素原子を有する第三級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、Ｎ−エチル−ジエタノールアミン、およびＮ，Ｎ−ジメチル−エタノールアミンもまた挙げることができる。これらの化合物と、プロピレンオキシドおよび／またはエチレンオキシドなどのアルキレンオキシドとの反応生成物もまた、好適である。
【０１０４】
例えば、独国特許第１，２２９，２９０号に記載されているような炭素−ケイ素結合を有するシラアミンはまた、触媒としても使用することもできる。例としては、２，２，４−トリメチル−２−シラモルホリン、または１，３−ジエチルアミノメチル−テトラメチル−ジシロキサンが挙げられる。
【０１０５】
水酸化テトラアルキルアンモニウムのような塩基性窒素化合物、水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属水酸化物、ナトリウムフェノラートのようなアルカリ金属フェノラート、およびナトリウムメチレートのようなアルカリ金属アルコラートもまた、触媒として使用することができる。ヘキサヒドロトリアジンもまた、好適な触媒である。
【０１０６】
特定の実施態様において、触媒は、（ｉ）有機スズ化合物、例えばカルボン酸のジアルキルスズ塩、例えばジブチルスズジラウレート、および（ｉｉ）第三級アミン、例えば１，４−ジアザ−ビシクロ−（２，２，）−オクタンを含んでなる。特定の実施態様において、（ｉ）と（ｉｉ）の相対重量比は、２０：８０〜８０：２０、例えば４０：６０〜６０：４０である。
【０１０７】
被服ゴム粒子の製造に使用される反応混合物は、随意の成分、例えば、これらに限定されないが、水および／もしくは揮発性有機物質などの発泡剤、ならびに／または溶解した不活化ガスのいずれかを含んでなり、例として、エチルアセテート；メタノール；エタノール；メチレンクロリド、クロロホルム、エチリデンクロリド、ビニリデンクロリド、モノフルオロトリクロロメタン、クロロジフルオロメタン、またはジクロロジフルオロメタンといった、ハロゲン置換アルカン；ブタン；ヘキサン；ヘプタン；ジエチルエーテル；窒素；空気；および二酸化炭素などが挙げられる。
【０１０８】
界面活性添加剤（乳化剤および泡安定剤）もまた、使用してもよい。例として、リシノール酸スルフォネートもしくは脂肪酸のナトリウム塩、またはオレイン酸ジエチルアミンもしくはステアリン酸ジエタノールアミンなどのアミンを有する脂肪酸の塩、ドデシルベンゼンスルホン酸もしくはジナフチルメタンジスルホン酸などのスルホン酸のアルカリ金属もしくはアンモニウム塩、またはリノシール酸などの脂肪酸の塩、またはポリマー脂肪酸の塩、ならびにエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのコポリマーと結合したポリジメチルシロキサン基を有する、水溶性ポリエーテルシロキサンが挙げられる。
【０１０９】
パラフィンまたは脂肪アルコールまたはジメチルポリシロキサンなどの細胞調節剤、顔料、染料、ビス−クロロエチルホスフェートまたはアンモニウムホスフェートおよびポリホスフェートなどの難燃剤、エイジングおよび風化に対する安定剤、可塑剤、制菌性および静菌性物質、ならびに硫酸バリウム、カーボンブラック、またはホワイティングなどの充填剤もまた、使用することができる。
【０１１０】
本発明の特定の実施態様において、反応混合物は、ゴム粒子の全量に基づき、少なくとも０．５重量％、例えば、少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、および最大２０重量％、最大１０重量％、または場合によっては、最大６重量％の量で存在する。
【０１１１】
前述したように、ゴム粒子の少なくとも一部の上に沈着されたコーティングはまた、固体粒子抗凝集剤を含んでもよい。抗凝集剤は、コーティング中に有効量で存在する場合、自由流動粒子が凝集または集合するのを防止するように作用し、それによって１４０°Ｆ／相対湿度９５％にて１週間貯蔵した後でも本明細書に記載の自由流動および注入可能粒子の生成を可能にする、材料である。
【０１１２】
好適な固体抗凝集剤は、例えば、ヒュームドシリカ、有機ベントナイト、水素化ヒマシ油、およびポリアミドのようなシリカを含む。特定の実施態様において、抗凝集剤は、肉眼で見た場合コーティングにいかなる色も与えず、着色剤として作用しない。
【０１１３】
特定の実施態様において、固体粒子抗凝集剤は、少なくとも０．１ミクロン、例えば少なくとも０．５ミクロン、および１０ミクロン以下、例えば５ミクロン以下の平均粒径を有する。
【０１１４】
固体粒子抗凝集剤は、本明細書に記載されている自由流動性の注入可能な粒子を生成するのに有効な量で使用される。特定の実施態様において、ヒュームドシリカなどの固体粒子抗凝集剤は、反応混合物の全重量に基づき、少なくとも約０．５重量％、例えば少なくとも１重量％、または場合によっては、少なくとも５重量％および最大２０重量％、例えば最大１０重量％までの量で存在する。本発明の特定の実施態様において、固体粒子抗凝集剤は、反応混合物とゴム粒子との合計の全量に基づき、少なくとも０．０５重量％、例えば、少なくとも０．１重量％、または場合によっては、少なくとも０．２重量％および最大２重量％、例えば最大１重量％、または場合によっては、最大０．５重量％の量で存在する。
【０１１５】
本発明の人工芝構造体において充填物として使用するのに好適である、被覆ゴムクラム粒子は、米国特許出願第１４／７１３，６９９号に記載されており、これを参照により本明細書に組み込む。
【０１１６】
充填物層の厚さは、例えば、表面の最終用途に応じて、１〜４インチ（２．５４〜１０．１６センチメートル）の範囲内とすることができる。
【０１１７】
上述するように、人工芝といった特定のカーペットにおけるコーティング７０の製造では、取り込まれた二酸化炭素含量を有する充分な量のポリエーテルカーボネートポリオールを含んでなるイソシアネート反応性組成物を利用することによって、人工芝といったカーペットのタフト結合特性は、取り込まれた二酸化炭素含量を有するポリエーテルカーボネートポリオールを含まない同様のイソシアネート反応性組成物の使用に関する、実質的に改善されたことが、驚くべきことに発見された。
【０１１８】
以下の非限定的および非包括的な実施例は、本明細書に記載される実施態様の範囲を制限することなく、種々の非限定的および非包括的な実施態様をさらに説明することを意図する。
【実施例】
【０１１９】
生繊維材料（一次および二次織ポリエステル基布に対してタフティングされ、基布からおよそ２インチ（５．０８ｃｍ）伸びている、長いストランドのポリエチレン表面繊維）を、バインダークリップを用いて１５インチ×１５インチ（３８．１ｃｍ×３８．１ｃｍ）の金属板へ取り付けるのに好適なサイズに切断した。次に、バインダークリップがよく固定された生繊維材料を伴う金属板を、１８０〜２００°Ｆ（８２．２〜９３．３℃）の温度のオーブンに入れた。
【０１２０】
組成物は、以下の表に示す成分および量（重量部）を用いて調製した。 
【表１】
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【０１２１】
以下の手順を用いて各実施例を作成した。成分を組み合わせるために、混合物中へ迅速に空気を取り込む、６線ホイップを利用する傾頭式カウンタートップスタンドミキサーを使用した。傾頭式３クォートステンレス鋼混合ボウルを使用した。
【０１２２】
空の傾頭式ステンレス鋼ボウルで開始し、各ポリオールを個々に添加し、次のポリオール成分添加の前に３０秒間高速で混合した。続いて、湿潤剤をポリオール混合物に加え、スタンドミキサー上において高速で１分間混合した。その後炭酸カルシウムを、非常に低速で混合しながらブレンドにゆっくりと添加した。充填剤を湿潤させてから、混合物を高速で６分間混合した。充填剤を充分に混合した後、イソシアネートを加えて１分間混合した。次いで、ミキサーを停止し、ボウル内部の壁をこすり、成分がステンレス鋼ボウルの側面に付着しないようにした。ボウルをこすった後、傾頭式スタンドミキサー中にて、高速でさらに１分間成分を混合した。続いて混合物に触媒を添加するためにミキサーを停止し、次いで３０秒間再び混合した。再度ミキサーを停止してボウル内部の壁をこすり取り、その後高速でさらに３０秒間再び混合した。ステンレス鋼ボウルを傾頭式カウンタートップスタンドミキサーから迅速に取り出し、充分な量の混合物を調製した生繊維材料上に注ぎ、そして生繊維材料を湿潤させるために数回こすり落とした。次いで、試料を、１８０〜２００°Ｆ（８２．２〜９３．３°Ｃ）の温度であるオーブンに入れた。オーブン中で１０分間硬化した後、試料を取り出し、室温まで冷却させた。試料は、ＡＳＴＭ  Ｄ１３３５−１２に従って、タフト結合について試験した。実施例Ｂのタフト結合は実施例Ａより４％大きく、実施例Ｃのタフト結合は実施例Ａより１５％大きかった。
【０１２３】
本明細書は、種々の非限定的かつ非包括的な実施態様を参照して記載されている。しかしながら、開示された実施態様（またはその一部）のいずれかの、種々の置換、修正、または組み合わせが、本明細書の範囲内で行われ得ることは、当業者によって認識されるであろう。したがって、本明細書は、本明細書に明示的に記載されていない追加の実施態様を支持すると考えられ、かつ理解される。そのような実施態様は、例えば、本明細書に記載された種々の非限定的な実施態様の、開示されたステップ、構成部分、要素、特色、態様、特徴、制限、および同様のものなどのいずれかを、組み合わせ、修正し、または再構成することによって、得ることができる。このようにして、出願人は、本明細書に様々に記載されている特徴を追加するために、手続中に請求項を補正する権利を留保し、そのような補正は、米国特許法第１１２条第一段落および米国特許法第１３２条（ａ）の要件を遵守する。
【図１】
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【国際調査報告】
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