(57)【要約】  強化された特性を有するポリウレタンは、不揮発性で非反応性の特性強化水溶性（ＮＮＰＥＷ）化合物、たとえば尿素を中に有する水性ポリウレタン分散物より形成される。ＮＮＰＥＷが水溶性であっても、ＮＮＰＥＷは水に暴露された後にポリウレタン中に残存する。別の実施形態において、ＮＮＰＥＷは、ポリウレタンを生成するために分散物の水を除去するときに、または次の加熱時に、分散物のポリウレタン粒子以外の分散物中に存在する化合物と反応する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水およびその中に分散されたポリウレタン粒子および不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を含有する水性ポリウレタン分散物。
【請求項２】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が
（ａ）式：
【化１】
2007525582.tif 000009
（式中、Ｘは、ＮＨ、ＯまたはＳであり、各Ｒ1は独立して、Ｈ、あるいは、酸素、窒素、硫黄、リン、ハロゲンおよびその組合せから成る群より選択される５個までの原子によって置換されてもよい、脂肪族、芳香族、またはその組合せである１〜３５個の炭素を含有する一価ラジカルであり、Ｒ3は、−Ｎ（Ｒ1）2または−Ｃ（Ｒ1）3である）のアミド化合物；
（ｂ）該アミド化合物の塩；
（ｃ）糖；または
（ｄ）その組合せ；
である、請求項１に記載の水性ポリウレタン分散物。
【請求項３】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が尿素、チオ尿素、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、Ｃ6糖、Ｃ12糖、グアニジン、チオグアニジン、またはその組合せである、請求項１に記載の水性ポリウレタン分散物。
【請求項４】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が、尿素、グルコース、スクロース、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、またはその組合せである、請求項１に記載の水性ポリウレタン分散物。
【請求項５】
前記ポリウレタン粒子が非イオン化ポリウレタンである、請求項１に記載の水性ポリウレタン分散物。
【請求項６】
前記ポリウレタン粒子が芳香族ポリイソシアネートのポリウレタン粒子である、請求項５に記載の水性ポリウレタン分散物。
【請求項７】
（ａ）実質的にすべてのイソシアネートが反応してポリウレタン分散物を形成するまで水中でイソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーおよび鎖伸長剤を反応させる工程と、
（ｂ）該ポリウレタン分散物に不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を添加して改良ポリウレタン分散物を形成する工程と、
を含む、改良ポリウレタン分散物を生成する方法。
【請求項８】
前記分散物を形成した直後に、前記特性を強化した水溶性の化合物を添加して、前記分散物の温度を低下させる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物、該非反応性の特性を強化した水溶性の化合物の分解生成物あるいは該非反応性の特性を強化した水溶性の化合物と前記ポリウレタン以外の別の化合物または前記ポリウレタンを形成する前駆物質との反応生成物を中に有するポリウレタンを含むポリウレタン。
【請求項１０】
不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が
（ａ）式：
【化２】
2007525582.tif 000010
（式中、Ｘは、ＮＨ、ＯまたはＳであり、各Ｒ1は独立して、Ｈ、あるいは、酸素、窒素、硫黄、リン、ハロゲンおよびその組合せから成る群より選択される５個までの原子によって置換されてもよい、脂肪族、芳香族、またはその組合せである１〜３５個の炭素を含有する一価ラジカルであり、Ｒ3は、−Ｎ（Ｒ1）2または−Ｃ（Ｒ1）3である）のアミド化合物；
（ｂ）該アミド化合物の塩；
（ｃ）糖；
（ｄ）上述の分解生成物；
（ｅ）上述の反応生成物；または
（ｆ）その組合せ；
である、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１１】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が尿素、チオ尿素、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、Ｃ6糖、Ｃ12糖、グアニジン、チオグアニジン、上述の分解生成物、上述の反応生成物またはその組合せである、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１２】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が尿素、グルコース、スクロース、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、上述の分解生成物、上述の反応生成物またはその組合せである、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１３】
前記ポリウレタンがその中に不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を有する、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１４】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が尿素、グルコース、スクロース、Ｎ，Ｎ’−ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、またはその組合せである、請求項１３に記載のポリウレタン。
【請求項１５】
前記ポリウレタンが、前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を含まない同様のポリウレタンよりも粘着性である、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１６】
前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物が水への暴露後に前記ポリウレタン中に残存している、請求項１３に記載のポリウレタン。
【請求項１７】
前記ポリウレタンの伸長％が、前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を含まない同様のポリウレタンよりも少なくとも約５％大きい、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１８】
前記ポリウレタンの引張強度が、前記不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を含まない同様のポリウレタンの引張強度よりも少なくとも約５％大きい、請求項９に記載のポリウレタン。
【請求項１９】
（ａ）水およびポリウレタン粒子およびその中に不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を有する水性ポリウレタン分散物から物体を形成する工程と；
（ｂ）不揮発性で有機の特性強化化合物が分解するか、またはポリウレタン粒子以外の水性ポリウレタン分散物の成分と反応するような温度まで、形成した物体を加熱して、ポリウレタン物体中に結果としての不揮発性化合物を形成する工程と；
を含む、ポリウレタン物体を形成する方法。
【請求項２０】
ＮＮＰＥＷがレオロジー調節剤、消泡剤、抗酸化剤、顔料、水不溶性フィラー、染料、およびその組合せから成る群より選択される添加剤と反応する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ＮＮＰＥＷが尿素、チオ尿素、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、Ｃ6糖、Ｃ12糖、グアニジン、チオグアニジン、またはその組合せである、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良水性ポリウレタン分散物に関する。特に本発明は、改良された粘着性およびコーティング特性を有する水性ポリウレタン分散物に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中で鎖伸長されるイソシアネート末端プレポリマーから形成された水性ポリウレタン分散物は周知である。一般にこれらのポリウレタン分散物は、ポリウレタン分散物を生成するためにある量の有機溶媒を使用している。溶媒は、たとえば分散物を生成するために使用する固体反応物を溶解させるために、水または添加した鎖伸長剤、たとえばアミンとの反応を遅延させるために、そして反応粒子と他の粒子との反応を阻害するために必要となっている。
【０００３】
加えて、溶媒は、水性ポリウレタン分散物から形成された硬質でよく付着するコーティングを形成するために必要となっている。溶媒は、ポリウレタン粒子が基材上に均一に広がり、基材と十分に相互作用して結合できる（すなわち硬質球体として作用しない）ように軟化させる。このことはもちろん、環境内へ蒸発する有機化合物を揮発させる。
【０００４】
したがって、従来技術における１つまたはそれ以上の問題、たとえば上述の問題の１つ（たとえば有機溶媒の使用）を回避する良好な付着性およびフィルム形成特性を有するポリウレタン分散物を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の第１の態様は、分散したポリウレタン粒子を有する水および不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の（ＮＮＰＥＷ）化合物を含有する水性ポリウレタン分散物である。驚くべきことに、周囲温度にて固体のある水溶性化合物は、ポリウレタン分散物に添加されたときにそれらがポリウレタンと相互作用しなくても、ポリウレタン分散物から生成されたポリウレタンコーティングの粘着性、付着性および特性を向上させうることが見出されている。加えて、これらがコーティング内に結合することができ、そのためコーティングから水によって浸出しないことが見出されている。別の利点は、これらのＮＮＰＥＷが分散物の粘度に影響を及ぼさずに乾燥速度を加速することである。これらの化合物が水素結合によって結合され、特性の強化がポリウレタンポリマー内の硬質セグメントの崩壊から生じると考えられる。
【０００６】
本発明の第２の態様は、
（ａ）実質的にすべてのイソシアネートが反応してポリウレタン分散物を形成するまで水中でイソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーおよび鎖伸長剤を反応させる工程と、
（ｂ）ポリウレタン分散物に、不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を添加して、改良ポリウレタン分散物を形成する工程と、
を含む、改良ポリウレタン分散物を形成する方法である。
【０００７】
本発明の第３の態様は、不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を中に有するポリウレタンを含有するポリウレタンである。驚くべきことに、ＮＮＰＥＷが水溶性であり、水の除去時にたとえば加熱によってポリウレタン粒子と反応しなくても、ＮＮＰＥＷはポリウレタン物体中に残存して、たとえばポリウレタン物体（たとえばフィルム）の伸長特性を改良する。
【０００８】
本発明の第４の態様は：
（ａ）水およびポリウレタン粒子およびその中に不揮発性で非反応性の特性を強化した水溶性の化合物を有する水性ポリウレタン分散物から物体を形成する工程と；
（ｂ）不揮発性で有機の特性強化化合物が分解するか、またはポリウレタン粒子以外の水性ポリウレタン分散物の成分と反応するような温度まで、作製した物体を加熱して、ポリウレタン物体中に結果としての不揮発性化合物を形成する工程と；
を含む、ポリウレタン物体を形成する方法である。
【０００９】
分散物およびポリウレタンの発明は、ポリウレタンが使用されるいずれの用途でも使用できる。結果としてのポリウレタン物体は、たとえばコーティング、フォーム、ファイバー、シート、手袋、バッグ、容器、積層体、カーペット裏当て材、家具用裏当て材、シーラントおよび接着剤でありうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の改良ポリウレタン分散物は、水性ポリウレタン分散物にＮＮＰＥＷ化合物を添加することによって生成される。改良ポリウレタン分散物を生成するために使用するポリウレタン分散物はいずれの適切なポリウレタン分散物、たとえば当分野で既知のものでよい。ＮＮＰＥＷ化合物がポリウレタン粒子と実質的に反応できない限り、ポリウレタン分散物が改良ポリウレタン分散物を形成するのに適切ないずれかの方法によってこの分散物にＮＮＰＥＷ化合物が添加される。
【００１１】
一般に、ポリウレタン粒子と実質的に反応できないとは、分散物に添加した多くても１％のＮＮＰＥＷしかポリウレタン粒子と反応しないことを意味する。好ましくは、多くても約０．５％の、さらに好ましくは多くても約０．１％の、なおさらに好ましくは多くても微量のＮＮＰＥＷしかポリウレタン粒子と反応せず、最も好ましくはＮＮＰＥＷのいずれもポリウレタン粒子と反応しない。
【００１２】
ポリウレタン形成反応による温度上昇のためにポリウレタン分散物が形成された後にできるだけ早くＮＮＰＥＷを添加することも好ましい。あるいは、上昇した周囲温度のために使用前に添加してもよい。驚くべきことに化合物の添加が、分散物を冷却させ、分散物を冷却するために必要なエネルギーを減少させ、たとえば高温のポリウレタン粒子の凝固から分散物を安定させるのに役立つことが見出されている。
【００１３】
ポリウレタン分散物はたとえば、内部安定化ポリウレタン分散物である。内部安定化ポリウレタン分散物は、液体溶媒中に分散された粒子のポリウレタン内へのイオン性または非イオン性の親水性側基の取り込みによって安定化されるポリウレタン分散物である。非イオン性内部安定化ポリウレタン分散物の例は、米国特許第３，９０５，９２９号および第３，９２０，５９８号によって述べられている。イオン性内部安定化ポリウレタン分散物は周知であり、米国特許第６，２３１，９２６号の５欄４−６８行および６欄１および２行に述べられている。通例、米国特許第３，４１２，０５４号で述べられているようなジヒドロキシアルキルカルボン酸を使用して、アニオン性内部安定化ポリウレタン分散物を生成する。アニオン性内部安定化ポリウレタン分散物を生成するために使用される共通のモノマーは、ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）である。
【００１４】
外部安定化ポリウレタン分散物も使用できる。外部安定化ポリウレタン分散物は、イオン性または非イオン性の親水性側基を実質的に有することができず、それゆえポリウレタン分散物を安定化するために界面活性剤の添加を必要とするポリウレタン分散物である。外部安定化ポリウレタン分散物の例は、米国特許第２，９６８，５７５号；同第５，５３９，０２１号；同第５，６８８，８４２号および同第５，９５９，０２７号に述べられている。内部および外部安定化ポリウレタン分散物の組合せが使用できる。
【００１５】
好ましくは、ポリウレタン分散物は、非イオン化ポリウレタンおよび外部安定化界面活性剤を含有する。非イオン化ポリウレタンは、親水性イオン化基を含有しないポリウレタンである。親水性イオン化基は、水中でただちにイオン化する基、たとえばＤＭＰＡである。他のイオン化基の例は、アニオン性基、たとえばカルボン酸、スルホン酸およびそのアルカリ金属塩を含む。カチオン基の例は、第３級アミンおよび強無機酸、たとえばリン酸、硫酸、ハロゲン化水素酸または強有機酸の、または適切な４級化剤、たとえばＣ1−Ｃ6アルキルハライドまたはベンジルハライド（たとえばＢｒまたはＣｌ）との反応による、アンモニア塩反応を含む。
【００１６】
ポリウレタン分散物は、分散物の大部分がポリウレタン分散物である限り、別のポリマー分散物またはエマルジョンと混合できる。ポリウレタン分散物と混合したときに有用である他のポリマー分散物またはエマルジョンは、ポリマー、たとえばポリアクリレート、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ニトリルゴム、天然ゴムならびにスチレンおよびブタジエンのコポリマーを含む。最も好ましくは、ポリウレタン分散物は単独のポリマー分散物である。
【００１７】
一般に、好ましい非イオン化ポリウレタンは、ポリウレタン／尿素／チオ尿素プレポリマーを鎖伸長試薬と水性溶媒中で、安定化量の外部界面活性剤の存在下で反応させることによって調製される。ポリウレタン／尿素／チオ尿素プレポリマーは、いずれかの適切な方法、たとえば当分野で周知の方法によって調製できる。プレポリマーは、本明細書中に参考として援用される米国特許第５，９５９，０２７号述べられているように、少なくとも２個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物を十分なポリイソシアネートと、プレポリマーがイソシアネート末端化されるような条件下で接触させることによって好都合に調製される。
【００１８】
ポリイソシアネートは好ましくは、有機ジイソシアネートであり、芳香族、脂肪族、または脂環式である。プレポリマーの調製に適したジイソシアネートの代表的な例は本明細書中に参考として援用される米国特許第３，２９４，７２４号，１欄５５〜７２行、および２欄１〜９行はもちろんのこと、参照によりまた本明細書に組み入れられている米国特許第３，４１０，８１７号、２欄６２〜７２行、および３欄１〜２４行に開示されたものを含む。好ましいジイソシアネートは、４，４’−ジイソシアネートジフェニルメタン、２，４’−ジイソシアネートジフェニルメタン、イソホロンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，６トルエンジイソシアネート、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１，４−ジイソシアネートシクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン、２，４’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン、および２，４−トルエンジイソシアネート、またはその組合せを含む。さらに好ましいジイソシアネートは、４，４’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジイソシアネートジフェニルメタン、２，４’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン、および２，４’−ジイソシアネートジフェニルメタンである。最も好ましいのは、４，４’−ジイソシアネートジフェニルメタンおよび２，４’−ジイソシアネートジフェニルメタンである。
【００１９】
本明細書で使用するように、「活性水素基」という用語は、一般反応：
【化３】
2007525582.tif 000002
（式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、またはＮであり、かつＲおよびＲ’は、脂肪族、芳香族、または脂環式、あるいはその組合せである接続基である）によって表されるように、イソシアネート基と反応して尿素基、チオ尿素基、またはウレタン基を形成する基を指す。少なくとも２個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物は通例、少なくとも５００ダルトンの分子量を有する。
【００２０】
少なくとも２個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物は、ポリオール、ポリアミン、ポリチオール、またはアミン、チオール、およびエーテルの組合せを含有する化合物である。所望の特性に応じて、ポリオール、ポリアミン、またはポリチオール化合物は主に、より大きな活性水素官能価を有するジオール、トリオールまたはポリオールあるいはその混合物である。これらの混合物が、たとえばポリオール混合物中の少量のモノオールによる、わずか２未満である全体の活性水素官能価を有することも理解される。
【００２１】
好ましくは、少なくとも２個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物は、一般式：
【化４】
2007525582.tif 000003
（式中、各Ｒは独立して、アルキレンラジカルであり；Ｒ’は、アルキレンまたはアリーレンラジカルであり；各Ｘは独立して、ＳまたはＯ、好ましくはＯであり；ｎは正の整数であり；そしてｎ’は負でない整数である）を有する、ポリアルキレングリコールエーテルまたはチオエーテルまたはポリエステルポリオールまたはポリチオールである。
【００２２】
一般に、少なくとも２個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物は、少なくとも約５００ダルトンの、好ましくは少なくとも約７５０ダルトンの、さらに好ましくは少なくとも約１０００ダルトンの重量平均分子量を有する。好ましくは、重量平均分子量は、多くても約２０，０００ダルトン、さらに好ましくは多くても約１０，０００ダルトン、さらに好ましくは多くても約５０００ダルトン、最も好ましくは多くても約３０００ダルトンである。
【００２３】
ポリアルキレンエーテルグリコールおよびポリエステルポリオールが好ましい。ポリアルキレンエーテルグリコールの代表的な例は、ポリエチレンエーテルグリコール、ポリ−１，２−プロピレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ−１，２−ジメチルエチレンエーテルグリコール、ポリ−１，２−ブチレンエーテルグリコール、およびポリデカメチレンエーテルグリコールである。好ましいポリエステルポリオールは、ポリブチレンアジペート、カプロラクトンベースポリエステルポリオールおよびポリエチレンテレフタレートを含む。
【００２４】
ＮＣＯ：ＸＨ比は、ポリウレタン分散物を形成するのに適しているいずれでもよい。好ましくはＮＣＯ：ＸＨ比は、少なくとも１．１：１、さらに好ましくは少なくとも１．２：１、好ましくは５：１以下である。
【００２５】
ポリウレタンプレポリマーは、バッチまたは連続工程によって調製される。有用な方法は、当分野で周知のような方法を含む。たとえば化学量論的過剰量のジイソシアネートおよびポリオールを独立したストリームにて、試薬の制御反応に適した温度、通例約４０℃〜約１００℃にてスタティックミキサーまたはアクティブミキサーに導入できる。触媒を使用して、試薬、たとえば有機スズ触媒（たとえばオクチル酸スズ）の反応を促進できる。反応は一般に、混合タンク内で実質的な完了に到達してプレポリマーを形成する。
【００２６】
外部安定化界面活性剤は、使用される場合、カチオン性、アニオン性、または非イオン性である。界面活性剤の適切なクラスは、これに限定されるわけではないが、エトキシル化フェノールのサルフェート、たとえばポリ（オキシ−１，２−エチレンジイル）α−スルホ−ω（ノニルフェノキシ）アンモニウム塩；アルカリ金属脂肪酸塩、たとえばアルカリ金属オレアートおよびステアレート；非イオン性ポリオキシアルキレン、たとえばポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、およびそのコポリマー；アルコールアルコキシレート；エトキシル化脂肪酸エステルおよびアルキルフェノールエトキシレート；アルカリ金属ラウリルサルフェート；アミンラウリルサルフェート、たとえばトリエタノールアミンラウリルサルフェート；第４級アンモニウム界面活性剤；アルカリ金属アルキルベンゼンスルホネート、たとえば分岐および直鎖ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート；アミンアルキルベンゼンスルホネート、たとえばトリエタノールアミンドデシルベンゼンスルホネート；アニオン性および非イオン性フルオロカーボン界面活性剤、たとえばフッ化アルキルエステルおよびアルカリ金属パーフルオロアルキルスルホネート；有機ケイ素界面活性剤、たとえば修飾ポリジメチルシロキサン；および修飾樹脂のアルカリ金属石鹸を含む。
【００２７】
ポリウレタン分散物は、いずれかの適切な方法、たとえば当分野で周知の方法によって調製できる（たとえばその教示が本明細書中に参考として援用される、米国特許第５，５３９，０２１号、１欄９〜４５行を参照）。
【００２８】
ポリウレタン分散物を生成するとき、プレポリマーは水のみによって伸長できるか、または鎖伸長剤、たとえば当分野で既知の鎖伸長剤を使用して伸長できる。鎖伸長剤は使用される場合、いずれかのイソシアネート反応性ジアミンまたは別のイソシアネート反応性基および約６０〜約４５０の分子量を有するアミンであるが、好ましくは：アミノ化ポリエーテルジオール；ピペラジン、アミノエチルエタノールアミン、エタノールアミン、エチレンジアミンおよびその混合物から成る群より選択される。好ましくは、アミン鎖伸長剤は、分散物を生成するために使用される水に溶解させる。
【００２９】
ポリウレタン分散物は、ポリウレタン粒子のいずれの適切な装填量を有してもよいが一般に適切な装填量は用途に応じて、全分散物の重量の約１％〜約７０％である。
【００３０】
ＮＮＰＥＷ化合物は、分散物内での通例の条件下で、そしてコーティングを形成するときにポリウレタンとの化学結合を形成するために、ポリウレタン粒子と反応しない化合物である。ポリウレタン分散物を生成するために使用されたプレポリマーの実質的にすべてのイソシアネート基が反応して、たとえばＮＮＰＥＷ化合物ともはや反応できないときに、ＮＮＰＥＷ化合物をポリウレタン分散物に添加する。
【００３１】
通例、残存するイソシアネート（NCO）の量は、ポリウレタンの重量の多くても約０．１％、好ましくは多くても約０．０５％、さらに好ましくは多くても約０．０２５％および最も好ましくは多くても約０．０１％である。残存している場合には、少量のＮＮＰＥＷがポリウレタン粒子のＮＣＯ基と反応することが理解される。しかしながら、ポリウレタン分散物中のＮＣＯの赤外線吸収を使用して、ＮＣＯ基が検出されないことが好ましい。
【００３２】
ＮＮＰＥＷは、周囲温度（すなわち約２０℃）にて固体である不揮発性化合物である。不揮発性とは、たとえば改良ポリウレタン分散物のコーティングの形成時に、水の沸点より高い温度でしかしポリウレタンの分解温度より低い温度で、水を除去するのに十分な時間に渡って加熱した後ですら、実質的にすべての化合物がコーティング中に残存していることを意味する。しかしながらＮＮＰＥＷは、分解するか、または分散物中のポリウレタン粒子以外の成分（たとえば別のＮＮＰＥＷ化合物）と反応して、他の不揮発性化合物を形成する。たとえばＮＮＰＥＷ化合物は尿素であり、尿素は約１３０℃を超えて加熱すると分解して、特にビウレットを形成する。この新たに生成された不揮発性化合物は水溶性であるか、または水溶性でない。
【００３３】
ＮＮＰＥＷ化合物が水溶性であるとは、本明細書では、ＮＮＰＥＷ化合物が分散物に添加される濃度において、ＮＮＰＥＷ化合物が水に溶解することを意味する。一般にこのことは、ＮＮＰＥＷ  ２０重量部が水８０重量部に少なくとも溶解することを意味する。好ましくは、ＮＮＰＥＷは重量による等量の水に溶解する。
【００３４】
ＮＮＰＥＷ化合物の例は
（ａ）式：
【化５】
2007525582.tif 000004
（式中、Ｘは、ＮＨ、ＯまたはＳであり、各Ｒ1は独立して、Ｈ、あるいは、酸素、窒素、硫黄、リン、ハロゲンおよびその組合せから成る群より選択される５個までの原子によって置換されてもよい、脂肪族、芳香族、またはその組合せである１〜３５個の炭素を含有する１価ラジカルであり、Ｒ3は、−Ｎ（Ｒ1）2または−Ｃ（Ｒ1）3である）のアミド化合物；
（ｂ）上記アミド化合物の塩；
（ｃ）糖；または
（ｄ）その組合せ；
を含む。
【００３５】
好ましくは、Ｒ1は、Ｈ、メチルまたはエチルである。最も好ましくは、Ｒ1は、Ｈである。好ましくは、Ｒ3は、−Ｃ（Ｒ1）3または−Ｎ（Ｒ1）2であり、ここでＲ1はＨ、メチルまたはエチルである。さらに好ましくは、Ｒ3は−Ｎ（Ｒ1）2であり、ここでＲ1はＨである。好ましくは、ＸはＯである。
【００３６】
適切なＮＮＰＥＷ化合物の例は、尿素、チオ尿素、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素、Ｃ6糖（たとえばグルコースおよびフルクトース）、Ｃ12糖（たとえばスクロース、ラクトースおよびマルトース）、グアニジン、チオグアニジン、またはその組合せを含む。好ましくは、ＮＮＰＥＷ化合物は、尿素、グルコース、スクロース、Ｎ，Ｎ’ジメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチル尿素またはその組合せである。さらに好ましくは、ＮＮＰＥＷは尿素、スクロース、またはその組合せである。
【００３７】
分散物中のＮＮＰＥＷの量は、使用した分散物および強化されることが望ましい特性によって広い範囲に渡って変化する。一般にＮＮＰＥＷの量は、分散物の総乾燥重量の少なくとも約０．１重量％〜約２０重量％である。好ましくは、ＮＮＰＥＷの量は、分散物の乾燥重量の少なくとも約０．２％、さらに好ましくは少なくとも約０．５重量％、さらに好ましくは少なくとも約１％〜好ましくは多くても約１５％、さらに好ましくは多くても約１２％、最も好ましくは多くても約１０％である。分散物の乾燥重量は、ポリウレタン物体を形成するために分散物から水を除去した後に残存している固体の量である。
【００３８】
分散物が形成されると、そこからポリウレタン物体を作製できる。ポリウレタン物体は、ポリウレタン分散物から物体を形成するための既知の方法によって生成されうる。たとえば分散物を基材にコーティングして、乾燥または凝固させて、ポリウレタンフィルムまたはコーティングを形成する。加えて他の形状および形態は、ファイバー延伸などの同様の方法で生成できる。
【００３９】
分散物から物体を生成するとき、水は好ましくはポリウレタンを分解できない温度にて、しかし水を除去する温度にて、実際的な時間（たとえば約４時間）未満で除去される。一般に、物体を形成するために分散物から水を除去する温度は、少なくとも周囲温度〜約２００℃である。好ましくは、温度は低くとも約４０℃、さらに好ましくは低くとも約６０℃、最も好ましくは低くとも約８０℃〜好ましくは高くとも約１８０℃、さらに好ましくは高くとも約１６０℃、最も好ましくは高くとも約１４０℃である。
【００４０】
好ましい実施形態において、水を除去する温度は、ＮＮＰＥＷを分散物中で分解または反応させない温度である。たとえばＮＮＰＥＷが尿素である場合、温度は高くとも約１３０℃である。しかしながら、結果としての不揮発性化合物がポリウレタン物体内で形成されるようにするために、ＮＮＰＥＷを分解させる、または別のＮＮＰＥＷまたは分散物中の他の成分（たとえば界面活性剤）と反応させる温度を利用することが好都合な場合もある。ＮＮＰＥＷが分解する、またはポリウレタン粒子以外の分散物中の他の成分と反応するこの温度は、ポリウレタンの分解温度より低い限り、特定のＮＮＰＥＷおよび分散物中の他の成分によって変る。
【００４１】
ＮＮＰＥＷを使用する場合、たとえばＮＮＰＥＷを使用して製造されるフィルムの粘着性が大きく改善されることが見出されている。実例として、ＮＮＰＥＷを含む分散物は、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）基材に付着できるが、ＮＮＰＥＷを含まない分散物はＰＶＣには全く十分に付着できない。
【００４２】
加えてＮＮＰＥＷは、発明の分散物を使用して製造したフィルムの引張強度および弾性率も改善している。通例、引張強度は、ＮＮＰＥＷ非存在時の同様の分散物と比較して、少なくとも約１％上昇する。好ましくは、本発明のポリウレタン物体は、ＮＮＰＥＷを含まない分散物を使用して生成された同様の物体よりも、少なくとも約２％大きい、さらに好ましくは少なくとも約５％大きい、最も好ましくは１０％大きい引張強度を有する。同様に、本発明のポリウレタン物体は通例、ＮＮＰＥＷを含まない同様の分散物を使用して生成成されたポリウレタンよりも、少なくとも約２％大きい破断前伸びパーセントを有する。好ましくは、ポリウレタンは、ＮＮＰＥＷを含まない同様の分散物を使用して生成されたポリウレタンよりも、少なくとも約５％大きい、さらに好ましくは少なくとも約１０％大きい、なおさらに好ましくは少なくとも約２０％大きい、最も好ましくは少なくとも約３０％大きい破断前伸び％を有する。
【００４３】
所望の特徴を付与するために、他の添加剤、たとえば当分野で既知の添加剤をポリウレタン分散物に添加できる。そのような添加剤の例は、レオロジー調節剤、消泡剤、抗酸化剤、顔料、水不溶性フィラー、染料、およびその組合せを含む。これらの他の添加剤は、分散物からポリウレタン物体を形成するときと、形成されたポリウレタン物体から水を除去するために加熱するときにＮＮＰＥＷ化合物と反応する。
【実施例】
【００４４】
（実施例１〜４および比較例１）
ミシガン州ミッドランドのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手できる市販のポリウレタン分散物ＳＹＮＴＥＧＲＡ（登録商標）  ＹＡ  ５００に、尿素を表１に示す量で添加した。ＳＹＮＴＥＧＲＡ（登録商標）  ＹＡ  ５００は、約５６．７重量パーセントの固体を有する。溶解した尿素を含有する分散物を表１に示す基材上に成型した。成型した後、フィルムを対流式オーブンで１３０℃にて２０分間乾燥させた。これらのフィルムの除去し易さおよび機械的特性も表１に示す。
【００４５】
比較例１は、尿素を添加しないことを除いて、上述と同じＰＵＤおよびキャストフィルムの生成手順を使用した。このフィルムの付着挙動および機械的特性を表１に示す。
【００４６】
試験後に実施例３を水に浸漬して、尿素がフィルムから除去されたかどうかを判定した。浸漬後のフィルムは４．４重量パーセントだけ減少し、尿素が何らかの形でフィルムに結合していることが示されている。最後に、浸出フィルムおよび他の実施例のフィルムにＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry、示差走査熱量測定）を受けさせた。尿素分解ピークは、５％までの尿素が不明瞭であることを示し、尿素が何らかの方法でフィルム内に結合していることが示されている。実施例３および４（１０重量％の尿素を含有しているもの）は、浸出フィルムと同様に実施例２（５％尿素装填）と似た明瞭なピークを有していた。このことは、ＳＹＮＴＥＧＲＡ（登録商標）  ＹＡ  ５００  ポリウレタンフィルムが約５重量％の尿素をフィルム構造内に含むことを示した。
【表１】
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（実施例５〜７および比較例２）
【００４７】
ＳＹＮＴＥＧＲＡ（登録商標）  ＹＡ  ５００（ポリウレタン固体）１００重量部（ｐｂｗ）、カルシウムカーボネート２５０ｐｂｗおよびペンシルベニア州フィラデルフィアのＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  ＣｏｍｐａｎｙによるＡＣＲＹＳＯＬ（登録商標）  ＲＭ−８Ｗ増粘剤０．２より成るカーペット裏当て調合物を簡単なパドル撹拌によって調製した。カーペット裏当て調合物は、約８０重量％の固体装填量を有するように調整した。
【００４８】
カーペット裏当て調合物に各種のレベルの尿素を添加した。次にＰＵＤ調合物をカーペット構造上に引き下ろすことによって、この調合物をカーペット構造へコーティングした。カーペット構造は、製織ポリプロピレンファブリックへ房付けされたナイロン糸で構成されていた。コーティングは対流式オーブンで１３０℃にて乾燥させた。乾燥後、コーティングしたカーペットのサンプルを１３０℃にて再加熱し、８０℃の温度に予熱したＰＶＣロール品（シート）を、ローラーを用いて積層した。生じたカーペットの特性を表２に示す。
【表２】
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予備コーティング重量は、カーペット構造上に存在する乾燥ポリウレタンの量である。
ハンドは、内径スパンが２．２５インチであり、外径スパンが５．５インチである円形４点試験装置を使用して、９ｘ９平方インチのサンプルをたわませるための力の量（ポンド）である。
タフトバインドは、ＡＳＴＭ  Ｄ１３３５によって決定した。
湿潤タフトバインドは、試験前にサンプルを水に１０分間浸漬することを除いて、ＡＳＴＭ  Ｄ１３３５によって決定した。
（実施例８〜１１）
【００４９】
実施例８〜１１は、尿素の代わりにスクロースを使用することを除いて、実施例１〜４と同じ方法で生成した。フィルムのフィルム特性を表３に示す。
【表３】
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（実施例１２〜１７および比較例３）
【００５０】
実施例１２〜１７および比較例３は、ＳＹＮＴＥＧＲＡ（登録商標）  ＹＡ  ５００  ポリウレタン分散物、ニューハンプシャー州、シーブルックのＢｏｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＬＬＣから入手できるＢＯＮＤＴＨＡＮＥ  ＵＤ  ２２０  ポリウレタン分散物を使用することを除いて、実施例１〜４および比較例１と同じ方法で調製した。このポリウレタン分散物は、約３５％の固体含有率を有し、共溶媒を有し、脂肪族イソシアネートおよびポリエステルポリオールの分散物である。これらの実施例のフィルムの機械的特性を使用した特定のＮＮＰＥＷと共に表４に示す。
【表４】
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【００５１】
実施例より、どの特定のフィルムの特性も使用したポリウレタン分散物およびＮＮＰＥＷ化合物に依存することがただちに明らかとなる。
【国際調査報告】
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