(57)【要約】  ポリウレタンカーペット裏地がポリウレタン形成組成物を用いて製造され、このポリウレタン形成組成物は、ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールを含む。この調合は、重要な特性、例えば縁反り、タフトバインド、粘度および良好な硬化速度などを維持しながら、毎年再生可能な資源から誘導されるポリオールによる従来のポリオールの有意義な置き換えを可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に細胞構造のないポリウレタンカーペット裏地を有するカーペットであって、ここで、該ポリウレタンが、ポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとの反応生成物であり、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが重量で約２５−９０％を構成している、カーペット。
【請求項２】
カーペットであって当該カーペットが：（Ｉ）一次裏地；（ＩＩ）前記一次裏地を通じてタフティングまたは織り込みされた糸であって、これにより、結果としてもたらされる該カーペットの下側に糸の束を創出する、糸；および（ＩＩＩ）該カーペットの下側に適用されたポリウレタンであって、これにより、上記糸の束を該一次裏地に付着させているポリウレタン；を含み、ここで、該ポリウレタンが、ポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとの反応生成物であり、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが重量で約２５−９０％を構成している、カーペット。
【請求項３】
アルコキシル化する前の段階で、一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、以下の平均構造：
［Ｈ−Ｘ］(z-p)−Ｒ−［Ｘ−Ｚ］p  （Ｉ）
［式中、Ｒはｚ個のヒドロキシル基及び／又は第一級アミン基もしくは第二級アミン基を有する開始剤化合物の残基であって、ここで、ｚは少なくとも２であり；各Ｘは、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−または−ＮＲ’−であって、ここで、Ｒ’は不活性的に置換されたアルキル、アリール、シクロアルキルまたはアラルキル基であり、ｐは、一つのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオール分子当たりの［Ｘ−Ｚ］基の平均個数を表す１からｚまでの数字であり、Ｚは、一分子当たりのＡ基の平均個数がｚの≧１．３倍であることを条件とし、且つ、それぞれのＡが、少なくとも幾つかのＡ基がＡ１、Ａ２またはＡ３であることを前提としてＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５からなるグループから独立して選択されることを条件とし、一つもしくはそれ以上のＡ基を含有する直鎖または分枝鎖であり、ここで、Ａ１は：
【化１】
2008517667.tif 000011
［式中、Ｂは、Ｈ、または別のＡ基のカルボニル炭素原子への共有結合であり；ｍは３より大きい数字であり、ｎはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｍ＋ｎは８から２２までである］であり、Ａ２は：
【化２】
2008517667.tif 000012
［式中、Ｂは前記説明の通りであり、ｖは３より大きい数字であり、ｒおよびｓは、それぞれ、ｖ＋ｒ＋ｓが６から２０までであることを条件として、ゼロより大きいか、またはゼロに等しい］であり、Ａ３は：
【化３】
2008517667.tif 000013
［式中、Ｂ、ｖ、各ｒおよびｓは前記定義の通りであり、ｔはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｖ、ｒ、ｓおよびｔの合計は５から１８までである］であり、Ａ４は
【化４】
2008517667.tif 000014
［式中、ｗは１０−２４である］であり、Ａ５は
【化５】
2008517667.tif 000015
［式中、Ｒ’は、少なくとも一つの環状エーテル基および場合によって一つもしくはそれ以上のヒドロキシル基または他のエーテル基で置換されている直鎖状または分枝鎖状のアルキル基である］である］
を有している、請求項２に記載のカーペット。
【請求項４】
上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールがアルコキシル化されていない、請求項３に記載のカーペット。
【請求項５】
上記Ｒがポリエーテル基である、請求項４に記載のカーペット。
【請求項６】
場合によってアルコキシル化された上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、平均で２．０個から約２．５個までのヒドロキシル基／分子を有している、請求項２−５のいずれかに記載のカーペット。
【請求項７】
場合によってアルコキシル化された上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、４００から約１３００までの平均当量を有している、請求項２から５のいずれかに記載のカーペット。
【請求項８】
場合によってアルコキシル化された一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、前記イソシアナート反応性材料のうち、重量で約２５−６０％を構成している、請求項２に記載のカーペット。
【請求項９】
場合によってアルコキシル化された一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、前記イソシアナート反応性材料のうち、重量で約３０−５５％を構成している、請求項８に記載のカーペット。
【請求項１０】
上記イソシアナート反応性材料が付加的な高い当量のポリオールを含む、請求項２に記載のカーペット。
【請求項１１】
上記高い当量のポリオールがポリエーテルポリオールである、請求項１０に記載のカーペット。
【請求項１２】
上記イソシアナート反応性材料が鎖延長剤を含む、請求項２に記載のカーペット。
【請求項１３】
上記ポリイソシアナートコンポーネントおよび上記イソシアナート反応性コンポーネントが、それぞれ、界面活性剤または気泡安定剤を含んでいない、請求項２に記載のカーペット。
【請求項１４】
更に二次裏地を含む、請求項２に記載のカーペット。
【請求項１５】
上記二次裏地がポリウレタンにより該カーペットに付着されている、請求項１４に記載のカーペット。
【請求項１６】
上記二次裏地を該カーペットに付着させている前記ポリウレタンが、ポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとの反応生成物であり、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが重量で約５−７０％を構成している、請求項１５に記載のカーペット。
【請求項１７】
（Ｉ）ポリウレタン形成組成物をカーペットの下側に適用するステップであって、前記カーペットが一次裏地と該カーペットの下側に糸の束を形成すべく前記一次裏地を通じてタフティングまたは織り込みされた糸を有する、ポリウレタン形成組成物の適用ステップ；および（ＩＩ）前記ポリウレタン形成組成物を硬化させてポリウレタンコーティングを形成するステップであって、該ポリウレタンコーティングが前記糸の束を該一次裏地に付着させる、ポリウレタン形成組成物の硬化ステップ；を含み、ここで、前記ポリウレタン形成組成物がポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとを含み、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが重量で約２５−９０％を構成する、方法。
【請求項１８】
アルコキシル化する前の段階で、一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、以下の平均構造：
［Ｈ−Ｘ］(z-p)−Ｒ−［Ｘ−Ｚ］p  （Ｉ）
［式中、Ｒはｚ個のヒドロキシル基及び／又は第一級アミン基もしくは第二級アミン基を有する開始剤化合物の残基であって、ここで、ｚは少なくとも２であり；各Ｘは、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−または−ＮＲ’−であって、ここで、Ｒ’は不活性的に置換されたアルキル、アリール、シクロアルキルまたはアラルキル基であり、ｐは、一つのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオール分子当たりの［Ｘ−Ｚ］基の平均個数を表す１からｚまでの数字であり、Ｚは、一分子当たりのＡ基の平均個数がｚの≧１．３倍であることを条件とし、且つ、それぞれのＡが、少なくとも幾つかのＡ基がＡ１、Ａ２またはＡ３であることを前提としてＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５からなるグループから独立して選択されることを条件とし、一つもしくはそれ以上のＡ基を含有する直鎖または分枝鎖であり、ここで、Ａ１は：
【化６】
2008517667.tif 000016
［式中、Ｂは、Ｈ、または別のＡ基のカルボニル炭素原子への共有結合であり；ｍは３より大きい数字であり、ｎはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｍ＋ｎは８から２２までである］であり、Ａ２は：
【化７】
2008517667.tif 000017
［式中、Ｂは前記説明の通りであり、ｖは３より大きい数字であり、ｒおよびｓは、それぞれ、ｖ＋ｒ＋ｓが６から２０までであることを条件として、ゼロより大きいか、またはゼロに等しい］であり、Ａ３は：
【化８】
2008517667.tif 000018
［式中、Ｂ、ｖ、各ｒおよびｓは前記定義の通りであり、ｔはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｖ、ｒ、ｓおよびｔの合計は５から１８までである］であり、Ａ４は
【化９】
2008517667.tif 000019
［式中、ｗは１０−２４である］であり、Ａ５は
【化１０】
2008517667.tif 000020
［式中、Ｒ’は、少なくとも一つの環状エーテル基および場合によって一つもしくはそれ以上のヒドロキシル基または他のエーテル基で置換されている直鎖状または分枝鎖状のアルキル基である］である］
を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールがアルコキシル化されない、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
上記Ｒがポリエーテル基である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
場合によってアルコキシル化された上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、平均で２．０個から約２．５個までのヒドロキシル基／分子を有する、請求項１７−２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
場合によってアルコキシル化された上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、４００から約１３００までの平均当量を有する、請求項１７−２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
上記イソシアナート反応性材料が高い当量のポリオールを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
上記高い当量のポリオールがポリエーテルポリオールである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
上記ポリイソシアナートコンポーネントおよび上記イソシアナート反応性コンポーネントが、それぞれ、界面活性剤または気泡安定剤を含まない、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
更に二次裏地を該カーペットに付着させるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
上記二次裏地が、該カーペットと該二次裏地との間にポリウレタン形成組成物の層を適用し、前記ポリウレタンを硬化させることにより、該カーペットに付着される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
該カーペットと該二次裏地との間に適用される上記ポリウレタン組成物が、ポリイソシアナートコンポーネントおよびイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントを含み、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリオールが重量で約５−７０％を構成する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
カーペットであって、当該カーペットが、一次裏地およびポリウレタンラミネート層で該一次裏地に直接的または間接的に付着されている二次裏地を含み、ここで、前記ポリウレタンラミネート層がポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとの反応生成物であり、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが重量で約２５−９０％を構成している、カーペット。
【請求項３０】
アルコキシル化する前の段階で、一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、以下の平均構造：
［Ｈ−Ｘ］(z-p)−Ｒ−［Ｘ−Ｚ］p  （Ｉ）
［式中、Ｒはｚ個のヒドロキシル基及び／又は第一級アミン基もしくは第二級アミン基を有する開始剤化合物の残基であって、ここで、ｚは少なくとも２であり；各Ｘは、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−または−ＮＲ’−であって、ここで、Ｒ’は不活性的に置換されたアルキル、アリール、シクロアルキルまたはアラルキル基であり、ｐは、一つのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオール分子当たりの［Ｘ−Ｚ］基の平均個数を表す１からｚまでの数字であり、Ｚは、一分子当たりのＡ基の平均個数がｚの≧１．３倍であることを条件とし、且つ、それぞれのＡが、少なくとも幾つかのＡ基がＡ１、Ａ２またはＡ３であることを前提としてＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５からなるグループから独立して選択されることを条件とし、一つもしくはそれ以上のＡ基を含有する直鎖または分枝鎖であり、ここで、Ａ１は：
【化１１】
2008517667.tif 000021
［式中、Ｂは、Ｈ、または別のＡ基のカルボニル炭素原子への共有結合であり；ｍは３より大きい数字であり、ｎはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｍ＋ｎは８から２２までである］であり、Ａ２は：
【化１２】
2008517667.tif 000022
［式中、Ｂは前記説明の通りであり、ｖは３より大きい数字であり、ｒおよびｓは、それぞれ、ｖ＋ｒ＋ｓが６から２０までであることを条件として、ゼロより大きいか、またはゼロに等しい］であり、Ａ３は：
【化１３】
2008517667.tif 000023
［式中、Ｂ、ｖ、各ｒおよびｓは前記定義の通りであり、ｔはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｖ、ｒ、ｓおよびｔの合計は５から１８までである］であり、Ａ４は
【化１４】
2008517667.tif 000024
［式中、ｗは１０−２４である］であり、Ａ５は
【化１５】
2008517667.tif 000025
［式中、Ｒ’は、少なくとも一つの環状エーテル基および場合によって一つもしくはそれ以上のヒドロキシル基または他のエーテル基で置換されている直鎖状または分枝鎖状のアルキル基である］である］
を有している、請求項２７に記載のカーペット。
【請求項３１】
上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールがアルコキシル化されていない、請求項３０に記載のカーペット。
【請求項３２】
上記Ｒがポリエーテル基である、請求項３１に記載のカーペット。
【請求項３３】
場合によってアルコキシル化された上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、平均で２．０個から約２．５個までのヒドロキシル基／分子を有している、請求項２９−３２のいずれかに記載のカーペット。
【請求項３４】
場合によってアルコキシル化された上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、４００から約１３００までの平均当量を有している、請求項２９−３２のいずれかに記載のカーペット。
【請求項３５】
場合によってアルコキシル化された一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、前記イソシアナート反応性材料のうち、重量で約２５−６０％を構成している、請求項２７に記載のカーペット。
【請求項３６】
場合によってアルコキシル化された一つまたは複数の上記ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、前記イソシアナート反応性材料のうち、重量で約３０−５５％を構成している、請求項３５に記載のカーペット。
【請求項３７】
上記イソシアナート反応性材料が付加的な高い当量のポリオールを含む、請求項２７に記載のカーペット。
【請求項３８】
上記高い当量のポリオールがポリエーテルポリオールである、請求項３７に記載のカーペット。
【請求項３９】
上記イソシアナート反応性材料が鎖延長剤を含む、請求項２７に記載のカーペット。
【請求項４０】
上記ポリイソシアナートコンポーネントおよび上記イソシアナート反応性コンポーネントが、それぞれ、界面活性剤または気泡安定剤を含んでいない、請求項２７に記載のカーペット。
【請求項４１】
二次裏地をカーペットに付着するための方法であって、当該方法が：ポリウレタン形成組成物を該二次裏地または該カーペットに適用するステップ；前記ポリウレタン形成組成物が該二次裏地と該カーペットとの中間に介在するような仕方で該カーペットを該二次裏地に接合するステップ；および該ポリウレタン形成組成物を硬化させるステップ；を含み、ここで、前記ポリウレタン形成組成物がポリイソシアナートコンポーネントおよびイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントを含み、前記イソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上の脂肪酸アミドポリオールが重量で約２５−９０％を構成する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）  
本出願は、２００４年１０月２５日に出願された米国仮特許出願第６０／６２２２１９号の恩典を主張するものである。
【０００２】
本発明は、ポリウレタン裏地を有するタフテッドカーペットまたは織物カーペット、およびそのようなカーペットを製造する方法に関係する。
【背景技術】
【０００３】
タフテッドカーペットは、一次裏地を通じて繊維束をタフティング（tufting）し、それらをプレコートで一次裏地に確保することにより製造される。また、タフテッドカーペットは、付加的な層、例えばラミミネート層、二次裏地層およびフォーム層なども有している場合がある。織物カーペットは、繊維束が一次裏地を通じて織り込まれる点を除き、同様な仕方で製造されることが多い。
【０００４】
プレコートは、繊維束を一次裏地にしっかりと固定し、繊維ロック特性、例えば良好なピリングおよびファジング抵抗性、良好なタフトバインド（tuftbind）、ならびに良好な縁解れ抵抗性（edge ravel）などをもたらす。これに加え、プレコートは、通常、カーペットの他の望ましい属性、例えば寸法安定性、難燃性、抗菌／抗真菌活性および液体バリヤー機能性などを助長することが求められる。
【０００５】
タフテッドカーペットまたは織物カーペットは、いわゆる「二次裏地」にラミネートされることが多く、この二次裏地は、様々な特徴、例えば改善された寸法安定性などをもたらし、及び／又はグルーダウン（glue-down）取り付けからカーペットを容易に取り外すことを可能にする剥離用裏地として作用する。ラミネート層は、通常、この二次裏地をカーペットに接着するために使用される。
【０００６】
上述のプレコート及び／又はラミネート層としてポリウレタンを使用することができる。ポリウレタンプレコートシステムは、例えばＪｅｎｋｉｎｅｓらに付与された米国特許第４，２９６，１５９号およびＭｏｂｌｅｙらに付与された米国特許第４，６９６，８４９号に記載されている。このタイプのポリウレタンプレコートシステムは、ラミネート層としても有用である。これらの特許に記載されているポリウレタンはポリイソシアナートおよびポリオール化合物から形成される。カーペットのプレコートを含めたポリウレタンの適用分野において最も広く使用されているポリオール化合物は、主に石油をベースとした原料から誘導されるポリエーテルまたはポリエステルポリオールである。従来の石油をベースとしたポリオールのすべてまたは一部を再生可能な原料に基づく代替的なポリオールで置き換えることが望ましい。従来用いられているポリオールの価格は原油価格によって変動しがちであり、その原油価格は、減少する確定埋蔵量、増大する世界的需要および不明確な地政学的風潮によりますます不安定になっている。更に、多くの国々は、国内に石油埋蔵量を保有していないものの、大きな農産業を有しており、これらの農産業は、それらのポリオールが技術的および経済的の両観点からうまく折り合いがつけば、代替的なポリオールを製造するための植物油原料をもたらすことができよう。
【０００７】
ほとんどの植物油は、イソシアナート反応性官能基を持たない脂肪酸トリグリセリドの混合物である。従って、必要とされる官能基を導入すべく、これらのトリグリセリドを修飾する必要がある。この修飾は、通常、ポリオール化合物とトリグリセリド自体、またはトリグリセリドから得られる脂肪酸もしくは脂肪酸エステルのいずれかとの間でエステル交換反応を実施することにより果たされる。この反応は、一個または二個の脂肪酸エステル基および一つまたはそれ以上の遊離ヒドロキシル基を有する化合物を創出する。ヒドロキシル官能性を高めるため、これらのトリグリセリドまたは対応する脂肪酸に湿った空気を「吹き込み（blown）」、または湿った空気と反応させ、それらを結合させることができる。
【０００８】
ほとんどのポリウレタン適用分野において、これらの植物油をベースとしたポリオールが従来の石油をベースとした生成物に対する手軽な（drop-in）代替品となることはめったにない。これには数多くの理由が存在する。一つの問題は、オイルをベースとしたこれらのポリオールにおける官能性（ヒドロキシル基の個数／分子）を調節するのが難しかったことである。多くの植物油をベースとしたポリオールは、ゼロ個または一個のイソシアナート反応性基を有するかなりの割合の分子を含んでいる。これらの分子は、ポリイソシアナートと全く反応しないか、またはポリマーの分子量および架橋密度を低減させる連鎖停止剤として作用するかのいずれかである。別の問題は、植物油をベースとしたポリオールのヒドロキシル基が、従来のポリエーテルおよびポリエステルポリオールのヒドロキシル基の場合とは異なる仕方で配列される傾向を有することである。従来のポリオールは、ほとんどが、鎖末端に配置されたヒドロキシル基を有している。上で説明されているような植物油をベースとしたポリオールは、通常、狭い間隔で配列されたヒドロキシル基および遊離炭化水素尾部を有しており、この炭化水素尾部は、一方の端部がイソシアナート反応性ではない。これが、ポリウレタンの鎖状構造における意味深長な相違をもたらす。
【０００９】
更に別の問題は、植物油をベースとしたポリオールがかなり様々な構造を有する分子の混合物であることである。これは、従来のポリオールを用いて製造されるポリウレタンに比べ、その後のポリウレタンの構造に尚も更なる相違をもたらす。これらの構造的多様性は、得られるポリウレタンの特性が予測できないという事態をもたらし得る。これに加え、植物油に含まれている脂肪酸は、中でもとりわけ植物油のタイプが異なっている場合には、更には単一タイプのオイルのロット内においてさえ、不飽和部位及び／又は官能基（ヒドロキシル基など）の鎖長、個数および位置の観点から見て様々に異なっている。この多様性は、更に一層、これらのポリオールの性能を予測できない事態をもたらす。
【００１０】
特定の植物油をベースとしたポリオールを用いてカーペット用のプレコートを製造することが示唆されている。例えば、ＵＳ公開特許出願出願第２００２／０１２１３２８号、第２００２／０１１９３２１号および第２００２／００９０４８８号は、エステル交換された特定の「吹込」植物油がタフテッドカーペット用プレコートシステムのポリオールコンポーネントとして使用されることを示唆している。しかし、商業的に受け入れ可能なカーペットを製造することにおけるこれらのポリオールの適切性は、比較的少量で使用される場合を除き、立証されていない。カーペット用プレコートに対する要望は、そのようなプレコート調合物の場合には、できるだけ安価でありながら、（商業的に実行可能なライン速度を得るため）迅速に硬化し、作業可能な粘度を有し、良好なタフトバインディング強度を提供し、寸法的に安定したカーペット製品をもたらさなければならないため、多くの他のタイプのポリウレタンシステムに比べて特に高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、少なくとも幾分かの従来のポリオール材料を植物油または動物性脂肪をベースとしたポリオールで置き換えながら、許容可能な一組の性能特性をもたらす、タフテッドカーペットまたは織物カーペット用のポリウレタンプレコート及び／又はラミネート調合物を創出することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一つの態様においては、本発明は実質的に細胞構造のない（noncellular）ポリウレタンカーペット裏地を有するカーペットであり、ここで、前述のポリウレタンは、ポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとの反応生成物であり、また、前述のイソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、重量で２５％から９０％までを構成している。
【００１３】
第二の態様においては、本発明はカーペットであり、そのカーペットは：（Ｉ）一次裏地；（ＩＩ）一次裏地を通じてタフティングまたは織り込みされた糸であって、これにより、結果としてもたらされるカーペットの下側に糸の束が創出される、糸；および（ＩＩＩ）カーペットの下側に適用されるポリウレタンであって、これにより、上述の糸の束が一次裏地に付着される、ポリウレタン；を含み、ここで、前述のポリウレタンは、ポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオール化合物との反応生成物であり、また、前述のイソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、重量で２５％から９０％までを構成している。
【００１４】
本発明はある方法であり、その方法は：（Ｉ）ポリウレタン形成組成物をカーペットの下側に適用するステップであって、前述のカーペットが一次裏地およびカーペットの下側に糸の束を形成すべく一次裏地を通じてタフティングまたは織り込みされた糸を有する、ポリウレタン形成組成物の適用ステップ；および（ＩＩ）ポリウレタン形成組成物を硬化させてポリウレタンコーティングを形成するステップであって、このポリウレタンコーティングが前述の糸の束を一次裏地に付着させる、ポリウレタン形成組成物の硬化ステップ；を含み、ここで、前述のポリウレタン形成組成物がポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとを含み、また、前述のイソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上の脂肪酸アミドポリオールが重量で２５％から９０％までを構成している。
【００１５】
また、本発明はカーペットであり、そのカーペットは一次裏地および二次裏地を含み、前述の二次裏地はポリウレタンラミネート層により一次裏地に直接的または間接的に付着されており、ここで、前述のポリウレタンラミネート層は、ポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとの反応生成物であり、また、前述のイソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、重量で２５％から９０％までを構成している。
【００１６】
また、本発明は、二次裏地をカーペットに付着させるための方法であり、その方法は：ポリウレタン形成組成物を二次裏地またはカーペットに適用するステップ；ポリウレタン形成組成物が二次裏地とカーペットとの中間に位置するような仕方でカーペットを二次裏地に接合するステップ；およびポリウレタン形成組成物を硬化させるステップ；を含み、ここで、前述のポリウレタン形成組成物はポリイソシアナートコンポーネントとイソシアナート反応性材料の混合物を含有するポリオールコンポーネントとを含み、また、前述のイソシアナート反応性材料混合物のうち、場合によってアルコキシル化された一つまたはそれ以上の脂肪酸アミドポリオールが、重量で２５％から９０％までを構成している。
【発明の効果】
【００１７】
驚くべきことに、本発明により、再生可能な資源、例えば植物油または動物性脂肪などから誘導されるかなりな割合のポリオールを用いて、商業的に適用するのに必要な性能基準を満たすカーペットを製作できることが判明した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本カーペットは、カーペット面をもたらすべく対面繊維（facing fiber）がそこを通じてタフティングまたは織り込みされる多数の開口を定めた一次裏地を含んでいる。この一次裏地は、一般的に、織りスクリムまたは不織スクリムの形態を成しており、あらゆる通常の材料、例えばジュート、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリアクリラート、コットン、ウール、または他の材料などでできていてよい。また、前述の対面繊維もあらゆる通常の材料であってよく、例えばウール、コットン、ナイロン、ポリエステル、アクリル繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらのうちのいずれか二つまたはそれ以上のブレンドなどであってよい。これらの一次裏地および対面繊維は、本ポリウレタンプレコートの適用条件下および硬化条件下において、本カーペットが劣質化または変形することがないように、安定していなければならない。対面繊維は、典型的には、繊維束の形態を成しており、これらの繊維束が、カーペット面および反対側の裏面をもたらすべく、一次裏地を通じてタフティングまたは織り込みされる。
【００１９】
ポリウレタン形成組成物をカーペットの下側に適用して、上述の繊維束を湿らせ、一次裏地にそれらの繊維束を付着させる。この操作は、カーペットの下側にポリウレタン形成組成物のたまりを創出し、その組成物を前述の裏面に機械的に拡散することにより都合よく果たされる。泡立てることによりコーティング重量を制御しやすくできるため、適用する前にその組成物を泡立たせるのが都合がよいことが多い。ドクターブレード法はポリウレタン形成組成物を繊維束内および繊維束間に機械的に押しやり、一次裏地と接触させ、これにより、これらの繊維と一次裏地との間の結合状態を改善することから、ポリウレタン形成組成物を拡散させるためにドクターブレードまたは同様な器具を使用することが好適である。適用および拡散後、ポリウレタンポリマーを形成すべく、本ポリウレタン形成組成物を硬化させることができる。この硬化は、室温（〜２２℃）で行われてもよいが、一般的には、熱を加えて硬化を促進させることが望ましい。適切な硬化温度は、１００℃から２００℃まで、例えば１１０℃から１５０℃までなどである。硬化温度は、本調合物が硬化して、４分間またはそれ未満で、好適には２．５分間またはそれ未満で、より好適には２分間またはそれ未満で不粘着状態になるような温度である。
【００２０】
上述の拡散および硬化プロセスは、本組成物が適用前に泡立てられた場合には、本組成物が界面活性剤または他の気泡安定剤を含有している場合を除き、一般的に、本ポリウレタン形成組成物中に閉じこめられた気体を除去するであろう。通常、本プレコートは細胞構造のないことが好適である。
【００２１】
機械的応力はしばしばその後の寸法不安定性をもたらすため、ポリウレタンプレコートの適用および硬化中にカーペットに及ぼされる機械的な応力を最小化すべく注意を払うべきである。本カーペットは、好適には、プレコーティングプロセス中に、横糸（クロスマシン）方向または縦糸（マシン）方向のいずれの方向においても２％を超えて伸ばされず、より好適には０．７５％を超えて伸ばされない。本カーペットは、ポリウレタン形成組成物を適用する前に若干加熱されてよい。本カーペットは、残留湿気がポリウレタン形成組成物のポリイソシアナートコンポーネントと反応してガスを発生させ得るため、好適には乾燥している。ガスの発生は、プレコート内またはプレコートとカーペットとの界面における細胞構造の形成をもたらし、そのような細胞構造の形成は一般的に望ましくない。
【００２２】
本ポリウレタン形成組成物はポリイソシアナートコンポーネントおよびポリオールコンポーネントを含む。ポリイソシアナートコンポーネントは少なくとも一つの有機ポリイソシアナートを含み、その有機ポリイソシアナートは、芳香族、脂環式、または脂肪族のイソシアナートであってよい。適切なポリイソシアナートの例は、ｍ−フェニレンジイソシアナート、トリレン−２，４−ジイソシアナート、トリレン−２，６−ジイソシアナート、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアナート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアナート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアナート、ヘキサヒドロトリレンジイソシアナート、ナフチレン−１，５−ジイソシアナート、メトキシフェニル−２，４−ジイソシアナート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアナート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジイソシアナート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、４，４’，４’’−トリフェニルメタントリイソシアナート、ポリメチレンポリフェニルイソシアナート（ＰＭＤＩ）、トリレン−２，４，６−トリイソシアナートおよび４，４’−ジメチルジフェニルメタン−２，２’，５，５’−テトライソシアナートを含む。好適には、このポリイソシアナートは、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアナート、ＰＭＤＩ、トリレン−２，４−ジイソシアナート、トリレン−２，６−ジイソシアナートまたは前述のものの混合物である。ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアナートおよび前述のものの混合物は一般的にＭＤＩと呼ばれており、これらすべてを使用することができる。トリレン−２，４−ジイソシアナート、トリレン−２，６−ジイソシアナートおよび前述のものの混合物は一般的にＴＤＩと呼ばれており、これらすべてを使用することができる。平均で約１．８個から約２．５個までのイソシアナート基／分子を有するポリイソシアナート化合物またはポリイソシアナート化合物の混合物が好適であり、特に平均で約１．９個から約２．３個までのイソシアナート基／分子を有するものが好適である。化学量論的に過剰な前述のいずれかのポリイソシアナートをイソシアナート反応性化合物、例えば以下で述べられている化合物などと反応させることにより生成されたプレポリマーも同様に使用することができる。
【００２３】
本ポリオールコンポーネントはイソシアナート反応性化合物の混合物を含む。合計重量のうち２５％から９０％まで、例えば２５％から７５％まで、３０％から６０％まで、または３０％から５０％までなどのイソシアナート反応性化合物は、一つまたはそれ以上のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールである。
【００２４】
上述の一つまたは複数のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、一分子当たり、平均で、結合された少なくとも１．８個、好適には少なくとも２．０個のヒドロキシル基、第一級アミン基および第二級アミン基を有している。ヒドロキシル基が好適である。このヒドロキシメチル基含有ポリエステルポリオールは、一分子当たり、平均で、結合された３個までのヒドロキシル基、第一級アミン基および第二級アミン基を有していてよいが、好適には約２．５個を超えないそのような基を有しており、更に一層好適には約２．２５個を超えないそのような基を有している。また、このヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、少なくとも４００、例えば少なくとも約６００、少なくとも約６５０、少なくとも約７００、または少なくとも約７２５などから、約１５，０００まで、例えば約６０００まで、約３５００まで、約１７００まで、約１３００まで、または約１０００までなどの当量を有している。当量は、ヒドロキシル基、第一級アミン基および第二級アミン基の結合個数で割り算されたその分子の数平均分子量に等しい。
【００２５】
このタイプのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、ＷＯ第０４／０９６８８２号およびＷＯ第０４／０９６８８３号で詳しく説明されている。このヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、都合よくは、１２個から２６個までの炭素原子を有するヒドロキシメチル基含有脂肪酸、またはそのようなヒドロキシメチル化脂肪酸のエステルを、平均で少なくとも２．０個のヒドロキシル基、第一級アミン基及び／又は第二級アミン基／分子を有するポリオール、ヒドロキシルアミンまたはポリアミン開始剤化合物と反応させることにより調製される。開始材料の割合および反応条件は、結果としてもたらされるヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが、開始剤化合物中におけるそれぞれのヒドロキシル基、第一級アミン基および第二級アミン基に対するヒドロキシメチル基含有脂肪酸またはその脂肪酸のエステルから誘導される少なくとも平均で１．３個の反復単位を含み、且つ、そのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールが少なくとも４００から約１５，０００までの当量を有するように選択される。
【００２６】
本ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、有利には、以下の平均構造：
［Ｈ−Ｘ］(z-p)−Ｒ−［Ｘ−Ｚ］p  （Ｉ）
［式中、Ｒはｚ個のヒドロキシル基及び／又は第一級アミン基もしくは第二級アミン基を有する開始剤化合物の残基であって、ここで、ｚは少なくとも２であり；各Ｘは、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−または−ＮＲ’−であって、ここで、Ｒ’は不活性的に置換されたアルキル、アリール、シクロアルキルまたはアラルキル基であり、ｐは、一つのヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオール分子当たりの［Ｘ−Ｚ］基の平均個数を表す１からｚまでの数字であり、Ｚは、一分子当たりのＡ基の平均個数がｚの≧１．３倍であることを条件とし、且つ、それぞれのＡが、少なくとも幾つかのＡ基がＡ１、Ａ２またはＡ３であることを前提としてＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５からなるグループから独立して選択されることを条件とし、一つもしくはそれ以上のＡ基を含有する直鎖または分枝鎖である］を有する化合物の混合物である。Ａ１は：
【化１６】
2008517667.tif 000002
［式中、Ｂは、Ｈ、または別のＡ基のカルボニル炭素原子への共有結合であり；ｍは３より大きい数字であり、ｎはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｍ＋ｎは８から２２まで、特には１１から１９までである］である。Ａ２は：
【化１７】
2008517667.tif 000003
［式中、Ｂは前と同じであり、ｖは３より大きい数字であり、ｒおよびｓは、それぞれ、ｖ＋ｒ＋ｓが６から２０まで、特には１０から１８までであることを条件として、ゼロより大きいか、またはゼロに等しい］である。Ａ３は：
【化１８】
2008517667.tif 000004
［式中、Ｂ、ｖ、各ｒおよびｓは前に定義されている通りであり、ｔはゼロより大きいか、またはゼロに等しく、ｖ、ｒ、ｓおよびｔの合計は５から１８まで、特には１０から１８までである］である。Ａ４は
【化１９】
2008517667.tif 000005
［式中、ｗは１０−２４である］であり、Ａ５は
【化２０】
2008517667.tif 000006
［式中、Ｒ’は、少なくとも一つの環状エーテル基および場合によって一つもしくはそれ以上のヒドロキシル基または他のエーテル基で置換されている直鎖状または分枝鎖状のアルキル基である］である。この環状エーテル基は、飽和していてもよいし、不飽和であってもよく、また、他の不活性な置換基を含んでいてもよい。これらのヒドロキシル基は、アルキル鎖上もしくは環状エーテル基上にあってよく、またはこれらの両方にあってもよい。このアルキル基は、第二の末端−Ｃ（Ｏ）−基または−Ｃ（Ｏ）Ｏ−基を含んでいてよく、この末端基を通じてアルキル基が別の開始剤分子に結合していてよい。Ａ５基は、一般的には、ラクトール、ラクトン、飽和もしくは不飽和の環状エーテルまたはダイマーであり、それらはヒドロキシルメチル基含有脂肪酸またはエステルの製造中に不純物として形成される。Ａ５基は１２個から５０個までの炭素原子を含んでいてよい。
【００２７】
式Ｉにおいて、ｎは好適には２から８までであり、より好適には２から６までであり、更に一層好適には２から５までであり、特には約３から５までである。各Ｘは好適には−Ｏ−である。一つのヒドロキシメチル化ポリエステルポリオール分子当たりのＡ基の合計平均個数は、好適にはｚの値の少なくとも１．５倍であり、例えばｚの値の約１．５倍から約１０倍まで、ｚの値の約２倍から約１０倍まで、またはｚの値の約２倍から約５倍までなどである。
【００２８】
Ａは好適にはＡ１、Ａ１およびＡ２の混合物、Ａ１およびＡ４の混合物、Ａ１、Ａ２およびＡ４の混合物、Ａ１、Ａ２およびＡ３の混合物、またはＡ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４の混合物であり、それぞれのケースにおいて、場合によりある量のＡ５を含む。Ａ１およびＡ２の混合物は、好適には１０：９０から９５：５までのモル比でＡ１およびＡ２基を含み、特には６０：４０から９０：１０までのモル比でＡ１およびＡ２基を含む。Ａ１およびＡ４の混合物は、好適には９９．９：０．１から７０：３０までのモル比でＡ１およびＡ４基を含み、特には９９．９：０．１から８５：１５までのモル比でＡ１およびＡ４基を含む。Ａ１、Ａ２およびＡ４の混合物は、好適には、約１０モルパーセントから９５モルパーセントまでのＡ１基、５パーセントから９０パーセントまでのＡ２基、および約３０パーセントまでのＡ４基を含む。Ａ１、Ａ２およびＡ４の一層好適な混合物は、約２５−７０モル％のＡ１基、１５−４０％のＡ２基、および３０％までのＡ４基を含む。Ａ１、Ａ２およびＡ３の混合物は、好適には約３０−８０モル％のＡ１基、１０−６０％のＡ２基、および０．１％から１０％までのＡ３基を含む。Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４基の混合物は、好適には、２０モルパーセントから５０モルパーセントまでのＡ１、１パーセントから約６５パーセントまでのＡ２、０．１パーセントから約１０パーセントまでのＡ３、および３０パーセントまでのＡ４基を含む。本発明の特に好適なポリエステルポリオールは、約２０−５０％のＡ１基、２０−５０％のＡ２基、０．５％から４％までのＡ３基および１５−３０％のＡ４基の混合物を含む。すべてのケースにおいて、Ａ５基は、有利には、すべてのＡ基のうちの０−７％、特には０−５％を構成する。
【００２９】
Ａ基の好適な混合物は、都合よくは、平均で約０．８個から約１．５個までの−ＣＨ2ＯＨ及び／又は−ＣＨ2ＯＢ基／Ａ基を含み、例えば約０．９個から約１．３個までの−ＣＨ2ＯＨ及び／又は−ＣＨ2ＯＢ基／Ａ基、または約０．９５個から約１．２個までなどの−ＣＨ2ＯＨ及び／又は−ＣＨ2ＯＢ基／Ａ基を含む。Ａ基のこのような割合は、（１）主に開始剤の官能性により本ポリエステルポリオールの官能性が決まることを可能にし、且つ、（２）あまり密度高く分岐していないポリエステルポリオールを形成する傾向を有する。
【００３０】
「不活性的に置換された」基は、イソシアナート基と反応せず、また、ヒドロキシメチル基含有ポリエステルポリオールの調製中に生じる副反応における別な仕方での関与もしない基である。このような不活性置換基の例は、アリール、シクロアルキル、シリル、ハロゲン（特にフッ素、塩素または臭素）、ニトロ、エーテル、エステルなどを含む。
【００３１】
本ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、一般的に、幾分かの未反応開始剤化合物を含み、また、未反応のヒドロキシメチル化脂肪酸（またはエステル）を含んでよい。開始剤化合物は、しばしば、脂肪酸（またはエステル）と単官能的または二官能的にのみ反応し、結果として生じるポリエステルポリオールは、開始剤化合物の残基に直接的に結合された遊離ヒドロキシル基またはアミノ基を含むことが多い。
【００３２】
本ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、望ましい場合には、それらのヒドロキシメチル基のうちの一つまたはそれ以上にポリエーテル鎖を導入するため、アルコキシル化されてよい。また、本ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールは、それらのヒドロキシル基を第一級アミン基または第二級アミン基で置換するため、アンモニアまたは第一級アミンと反応させ、続いて水素化することにより、アミノ化されてもよい。第一級アミン基または第二級アミン基は、本ポリエステルポリオールをジイソシアナートでキャッピングし、その後、水との反応を通じてアミノ基を導入することができるようにそれらの末端イソシアナート基を変換することによって導入することもできる。
【００３３】
本ポリオールコンポーネントは、ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールに加え、他のイソシアナート反応性材料を含む。これらの他の材料は、すべてのイソシアナート反応性材料（上で説明されているヒドロキシメチル化ポリエステルポリオール材料を含む）の合計重量のうち１０％から８０％までを構成していてよい。これらの他のイソシアナート反応性材料は、一分子当たり、平均で、２個から６個までのイソシアナート反応性基を有する材料、特には２個から３個までのイソシアナート反応性基を有する材料を含む。これらのイソシアナート反応性基は、好適には第一級または第二級ヒドロキシル基であるが、アミノ基または他のイソシアナート反応性基であってもよい。
【００３４】
これらの付加的なイソシアナート反応性材料は、好適には、少なくとも４００のヒドロキシル当量、特には約５００から約１５００までのヒドロキシル当量、好適には８００から１２００までのヒドロキシル当量を有する、少なくとも一つの高い当量のポリオールを含む。このポリオールは、好適には２から３までの見掛け（nominal）官能性を有しており、１．８から３．０までの範囲の実質（actual）官能性を有している。「見掛け」官能性は、出発物質の組成に基づき本ポリオールに存在しているものと期待される官能基の個数である。実質官能性は、時として、それよりも多少低く、特に平均官能性を若干低減させる幾分かの末端不飽和を含む傾向を有するポリエーテルポリオールの場合には、それよりも多少低い。
【００３５】
この付加的な高い当量のポリオールはポリエーテルポリオールであってよく、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフランもしくはブチレンオキシドのポリマー、またはこれらのうちの二つもしくはそれ以上の混合物などであってよい。特に適切なポリエーテルポリオールは、プロピレンオキシドのポリマー、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシドのランダムコポリマー、特に重量で約１５％までのランダムに重合されたエチレンオキシドを含有するプロピレンオキシドとエチレンオキシドとのランダムコポリマー、およびプロピレンオキシドまたはプロピレンオキシド−エチレンオキシドランダムコポリマーのオキシエチレンキャップド（capped）ポリマーを含む。これらのポリオールは、都合よくは、対応するアルキレンオキシドを、開始材料、例えば二つもしくはそれ以上のヒドロキシル基及び／又は第一級アミン基もしくは第二級アミン基を含有する低分子量化合物などに加えることにより調製される。
【００３６】
ポリエステルポリオール、例えばポリカプロラクトンおよびブタンジオール／アジパートポリエステルなども付加的な高い当量のポリオールとして使用することができる。
【００３７】
この付加的な高い当量のポリオールは、一般的に、イソシアナート反応性材料の合計重量のうち約１０％から約８０％までを構成する。好適には、付加的な高い当量のポリオールは、イソシアナート反応性材料のうち、重量で約３０−６５％を構成し、特には、重量で約４０−６５％を構成するであろう。
【００３８】
好適には、本ポリオール組成物中には鎖延長剤も存在する。本発明の目的上、鎖延長剤は、上で検討されているヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールおよび付加的な高い当量のポリオール以外の材料であって、二個のイソシアナート反応性基／分子を有し、一つのイソシアナート反応性基当たり約３０から１５０までの当量を有する材料である。二個のヒドロキシル基を有する鎖延長剤が好適である。適切な鎖延長剤の例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，４−ジメチロールシクロヘキサン、ジエチルトルエンジアミン、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−プロパンジオール、アミン末端ポリエーテル、例えばＪｅｆｆａｍｉｎｅ  Ｄ−４００（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）など、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、ヘキサンジアミン、ヒドラジン、ピペラジン、および前述のものの混合物などを含む。アミン鎖延長剤は、ブロックされてよく、封入（encapsulated）されてよく、または別な仕方で反応性を低くされてよい。鎖延長剤は、有利には、すべてのイソシアナート反応性材料を合わせた重量のうち約２０％までを構成し、特には約１５％までを構成する。
【００３９】
また、本ポリオール組成物に架橋剤を含めることも本発明の範囲内である。架橋剤は、本発明の目的上、三個またはそれ以上のイソシアナート反応性基を有し、且つ、一つのイソシアナート反応性基当たり１５０またはそれ以下の当量を有する化合物である。しかし、架橋剤の使用は、それらの使用が縁反りを増大させる傾向があるため、一般的には推奨されない。それ故、架橋剤は、最も好適には除外され、または少量で使用される。これらのイソシアナート反応性基はヒドロキシル基、第一級アミン基または第二級アミン基であってよい。
【００４０】
好適には、これらの反応性成分（即ち、ポリイソシアナートおよびイソシアナート反応性化合物）は、集合的にそれらの反応性基が、一分子当たり、平均で約１．８個から約２．５個までの反応性基を有し、特には約１．８個から約２．３個までの反応性基を有するように選択される。この若干低い平均官能性は、高々僅かに架橋されるにすぎないポリウレタンをもたらし、低い縁反り値により実証されるように、本カーペットにおける寸法安定性を促進する。
【００４１】
バランスのとれた全体的な官能性、例えば米国特許第４，６９６，８４９号に記載されているような全体的な官能性が得られるようにこれらの反応性コンポーネントおよびポリイソシアナート指数（index）を選択することが最も好適である。本イソシアナート反応性コンポーネントに対する特に好適な平均実質官能性は１．９７から２．０３までである。特に好適なイソシアナート指数は８５から約１２５までである。
【００４２】
本ポリウレタン形成組成物は、好適には、全体的なコストを低減し、且つ、難燃性および他の物理的特性を改善し得る充填剤を含む。充填剤は、有利には、本ポリウレタン形成組成物の合計重量のうち約２０パーセントから約８０パーセントまで、例えば３０パーセントから７０パーセントまで、５０パーセントから６５パーセントまで、または５５パーセントから６０パーセントまでなどを構成する。適切な充填剤は、タルク、雲母、モンモリロナイト、大理石、粉砕ガラス花崗岩、粉砕ガラス、カルシウムカルボナート、アルミニウム三水和物、炭素、アラミド、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、タルク、ベントナイト、アンチモントリオキシド、カオリン、石炭ベースのフライアッシュおよびホウ素ニトリドを含む。
【００４３】
また、本ポリウレタン形成組成物は、好適には、ポリイソシアナートとイソシアナート反応性材料との反応を促進させる一つまたはそれ以上の触媒も含む。適切な触媒は第三級アミン、有機金属化合物または前述のものの混合物を含む。これらの触媒の特定の例は、ジ−ｎ−ブチルスズビス（メルカプト酢酸イソオクチルエステル）、ジメチルスズジラウラート、ジブチルスズジラウラート、ジブチルスズジアセタート、ジブチルスズスルフィド、第一スズオクトアート、鉛オクトアート、第二鉄アセチルアセトナート、ビスマスカルボキシラート、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、前述のものと同様な化合物および前述のものの混合物を含む。アミンブロックド（amine-blocked）スズ（ＩＶ）触媒、例えば米国特許第５，４９１，１７４号に記載されているものなどを使用することができる。有利には、硬化する前に本ポリウレタン組成物をカーペット裏地上に分配し、且つ、拡散させることができる、充分なオープンタイム（open time）を提供しながら、不粘着状態への比較的急速な硬化を得ることができるようなある量の触媒が使用される。有機金属触媒が使用される場合には、そのような硬化は、重量で、１００部の本ポリウレタン形成組成物当たり約０．０１部から約０．５部までの触媒を使用することにより得ることができる。第三級アミン触媒が使用される場合には、その触媒は、好適には、重量で、１００部の本ポリウレタン形成組成物当たり約０．０１部から約３部までの第三級アミン触媒を使用することにより、適切な硬化を提供する。アミン型触媒と有機金属触媒を組み合わせて使用することもできる。
【００４４】
他の添加剤も使用されてよく、そのような添加剤は、難燃剤、顔料、帯電防止剤、強化用繊維、酸化防止剤、保存剤および酸捕捉剤などを含む。通常は、発泡剤を含めないことが好適である。好適には、種々のコンポーネントを乾燥させ、残留水分が取り除かれる。本ポリウレタン形成組成物は、好適には、ポリイソシアナートとのガス発生反応を回避するため、重量で０．１％未満の水分を含む。細胞構造のないコーティングを提供するため、界面活性剤および気泡安定剤を排除するか、またはそれらの存在を最小化することが好適である。これらの材料を排除することにより、本調合物がコーティング重量を調節するために泡立てられることが許容され、その後、本調合物を硬化させる前に、それらの閉じ込められたガスを逃がすことが可能になる。
【００４５】
本ポリウレタン組成物は、都合よくは、すべてのイソシアナート反応性材料を含むブレンドポリオールコンポーネントおよびポリイソシアナートコンポーネントで形成される。充填剤は、典型的には、ポリオールコンポーネント中にブレンドされる。触媒は、ポリオールコンポーネントもしくはポリイソシアナートコンポーネントのどちらに加えられてもよく（好適にはポリオールコンポーネント）、または一つもしくはそれ以上の別個の流れ（streams）として加えられてもよい。使用されるポリイソシアナートの量は、都合よくは、あるイソシアナート指数をもたらすのに充分な量、即ち、約９５から約１４０まで、好適には約８５から１２５まで、特には約１００から１１５までの反応混合物中におけるＮＣＯ基とイソシアナート反応性基との比の１００倍の量である。
【００４６】
都合のよいコーティング重量は、約２０オンス／平方ヤードから４５オンス／平方ヤードまで（０．６８−１．５３ｋｇ／ｍ2）であり、特には一平方ヤード当たり約２５−３５オンス（０．８５−１．１９ｋｇ／ｍ2）である。このようなコーティング重量でプレコーティングされたカーペットは、ＡＳＴＭ  Ｄ１３３５により測定したときに、有利には少なくとも１０ｌｂ（４４．５Ｎ）のタフトバインドを呈し、より好適には少なくとも１３ｌｂ（５８Ｎ）のタフトバインドを呈し、更に一層好適には少なくとも１５ｌｂ（６７Ｎ）のタフトバインドを呈する。コーティング重量に正規化すると、このタフトバインドは、２５−３５オンス／平方ヤード（０．８５−１．１９ｋｇ／ｍ2）の範囲におけるコーティング重量の場合、有利には少なくとも０．４０ｌｂ／オンス／平方ヤード（５．３８ｍ-2）であり、好適には少なくとも０．４８ｌｂ／オンス／平方ヤード（６．４６ｍ-2）であり、より好適には少なくとも約０．５２ｌｂ／オンス／平方ヤード（７ｍ-2）である。湿潤（wet）タフトバインド値は、有利には少なくとも５．５ｌｂ（２４Ｎ）であり、より好適には少なくとも８．８ｌｂ（３９Ｎ）であり、更に一層好適には少なくとも１１ｌｂ（４９Ｎ）である。コーティング重量（２５−３５オンス／平方ヤード（０．８５−１．１９ｋｇ／ｍ2）の範囲におけるコーティング重量に対して）に規格化すると、少なくとも０．２６ｌｂ／オンス／平方ヤード（３．５ｍ-2）の湿潤タフトバインド、例えば少なくとも０．３５ｌｂ／オンス／平方ヤード（４．７１ｍ-2）または少なくとも０．４０ｌｂ／オンス／平方ヤード（５．３８ｍ-2）などの湿潤タフトバインドが望ましい。湿潤タフトバインドは、カーペットサンプルを室温の水道水に２０分間浸漬した後、ＡＳＴＭ  Ｄ１３３５により測定される。
【００４７】
プレコーティングされた本カーペットは、マシン方向およびクロスマシン方向のそれぞれにおいて、望ましくは２．５４ｃｍを超えない縁反りを有し、好適には１．８ｃｍを超えない縁反りを有し、より好適には１．３ｃｍを超えない縁反りを有し、更に一層好適には０．８ｃｍを超えない縁反りを有する。
【００４８】
また、プレコーティングされた本カーペットは、有利なことに、優れたピリングおよびファジング抵抗性、ならびに高い縁解れ抵抗性（例えば、以下で説明されている試験で、＞７８Ｎより大きい縁解れ抵抗性、特には９８Ｎより大きい縁解れ抵抗性または１０８Ｎより大きい縁解れ抵抗性など）も呈示する。コーティングされた本カーペットは、好適には、１３３Ｎまたはそれ以下の「ハンドパンチ（hand punch）」（以下で説明されている柔軟性の測度）を呈示する。また、プレコーティングされた本カーペットは、有利なことに、良好な難燃性、抗菌／抗真菌活性、低量の２４時間全揮発性有機コンポーネント（ＴＶＯＣ）、英国流出物通過（spill passage）試験（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｃａｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｅ）により測定したときの良好な液体バリヤー機能性、ならびに裏地の層間剥離およびジッパリングに対する優れたキャスターチェアー抵抗性（Ｆｅｉｎｇｅｒａｔｅ  Ｂａｕｍｂｅｒｇ  Ｒｏｌｌｅｒ  Ｃｈａｉｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ，ＡＳＴＭ  Ｄ６９６２により測定）も呈示する。
【００４９】
本発明のカーペットは、上で述べられているコンポーネントに加え、種々のコンポーネントを含んでいてよい。これらのコンポーネントの例は、二次裏地、付着されたフォームクッション、二次不織布、剥離層、一つまたはそれ以上の水分バリヤー層などを含む。本明細書で開述されているプレコート調合物は、これらのいずれかの付加的なコンポーネントを本カーペット構造物に付着するために使用されてよい。例えば、二次裏地は、硬化ステップに先立って、プレコート層に置かれてよい。次いで、その後に行われるプレコート層の硬化ステップにより、二次裏地がカーペットに結合されるであろう。プレコートを初めに二次裏地に適用し、その後、タフテッドまたはカーペットをそのプレコーティングされた二次裏地と接触させ、続いて、硬化ステップを果たすことも可能である。しかし、この後者の方法は、しばしば、繊維束内および繊維束周りへのプレコートの良好な浸透を許さず、その結果、時としてタフトバインドおよび他の特性が損なわれることがある。
【００５０】
プレコーティングステップおよび硬化ステップと二次裏地及び／又は他のコンポーネントを本構造物に付着させるステップとを別個にすることが好適である。従って、一つの好適なプロセスにおいては、本発明のプレコート調合物は、カーペットの裏側にコーティングされ、その調合物がタフティングまたは織り込みされた繊維束を通じて浸透し、且つ、それらの繊維束間に浸透するように拡散され、硬化される。次いで、このポリウレタン調合物が二次裏地または他のコンポーネントを付着させるためのラミネーション層として使用することが望まれている場合には、この後、本調合物の付加的な層が（プレコート層の上に、または他のコンポーネント上に）適用され、本カーペットと二次裏地または他のコンポーネントとが一体に成され、そのポリウレタンが硬化される。
【００５１】
本発明のカーペット裏地は、住宅用および商業用カーペット産業に特別な適用可能性を有しており、更には、レクリエーション用のカーペット使用（carpeting）、例えばボート、自動車、テラス、合成タフトなどでのカーペット使用においても格別な適用可能性を有している。一つの好適な実施は、本発明のプレコート調合物をフットボール競技場、サッカー競技場などのための人工または合成タフト用のスクレープダウンユニタリーコーティング（scrape-down unitary coatings）として使用することである。
【００５２】
以下の実施例が、好適な実施形態における本発明の実施を例証するであろう。すべての部数およびパーセンテージは、別な具合に指示されていない限り、重量に基づくものである。また、別な具合に述べられていない限り、ここで表されているすべての分子量は重量平均分子量である。
【実施例】
【００５３】
これらの実施例では、以下の材料が使用される：
ヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールＡ（ＨＭＰＰ Ａ）は、２０４８．６ｇ（６．２３モル）のヒドロキシメチル化ダイズ油および４６７．２ｇ（１．１６８モル）の二官能性で分子量が４００のポリ（エチレンオキシド）を反応させることにより調製される。ＨＭＰＰ Ａは、７１．２８のＯＨ数および約２．４の官能性を有している。
【００５４】
ダイズ油ポリオールＡは、スクロースおよびグリセリンのブレンドでエステル交換された、１３０−ＯＨ−数の官能性吹込ダイズ油ポリオールであり、Ｕｒｅｔｈａｎｅ  Ｓｏｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＳｏｙＯｙｌ（商標）  ＧＣ５Ｎとして販売されている。
【００５５】
ポリエーテルポリオールＡは、分子量が２０００の見掛け上二官能性のポリ（プロピレンオキシド）である。ポリエーテルポリオールＡは、Ｄｏｗ  ＣｈｅｍｉｃａｌからＶｏｒａｎｏｌ（登録商標）９１２０Ａポリオールとして商業的に入手することができる。
【００５６】
ポリエーテルポリオールＢは、１２パーセントのエチレンオキシドでエンドキャップされた（end-capped）、分子量が２０００の見掛け上二官能性のポリ（プロピレンオキシド）であり、Ｄｏｗ  ＣｈｅｍｉｃａｌからＶｏｒａｎｏｌ（登録商標）９２８７Ａポリオールとして商業的に入手することができる。
【００５７】
カルシウムカルボナートＡは、７０重量パーセントが３２５メッシュのスクリーンを通過するようにして粉砕された採石（quarried）カルシウムカルボナートである。カルシウムカルボナートＡは、Ｇｅｏｒｇｉａ  Ｍａｒｂｌｅ  ＣｏｍｐａｎｙからＧｅｏｒｇｉａ  Ｍａｒｂｌｅ  Ｄ７０として商業的に入手することができる。
【００５８】
ポリイソシアナートＡは、２．３の官能性の３２％−ＮＣＯ高分子ＭＤＩとＭＤＩプレポリマー（１８１  Ｉ．Ｅ．）との５０／５０のブレンドである。２，４’−ＭＤＩは、高分子ＭＤＩの合計重量のうち１４％を構成する。ＭＤＩプレポリマーは、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよび２．６重量パーセントの２，４’−異性体を含有する純粋なＭＤＩから生成される。ポリイソシアナートＡは、Ｄｏｗ  ＣｈｅｍｉｃａｌからＩｓｏｎａｔｅ（登録商標）７５９４Ａイソシアナートとして商業的に入手することができる。
【００５９】
触媒Ａは、ポリエーテルポリオールＢ中における１０％のジブチルスズジイソオクチルメルカプトアセタート遅延作用触媒（ＯＳＩ  ＳｐｅｃｉａｌｔｉｅｓからＦｏｍｒｅｚ（商標）  ＵＬ６として商業的に入手することができる）のブレンドである。
【００６０】
触媒Ｂは、ポリエーテルポリオールＢ中における２０％のジブチルスズジラウラート（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｉｎｃ．から入手可能なＤａｂｃｏ（商標）  Ｔ１２）のブレンドである。
【００６１】
（実施例１および比較サンプルＡ）
ポリオールブレンドが以下のコンポーネントから調製される：
【表１】
2008517667.tif 000007
【００６２】
それぞれのケースにおいて、ポリオール、鎖延長剤および充填剤が、約４９℃において、直径２．５４ｃｍのＣｏｗｅｌｓブレードを用いてブレンドされる。次いで、化合されたこのポリオールブレンドが２５℃に冷却される。この温度において、実施例１の化合ポリオールブレンドは、２３，８００ｃｐｓのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度（＃６のスピンドル、２０ｒｐｍ）を有する。比較サンプルＡの粘度は９，９００ｃｐｓである。
【００６３】
３０５部の化合ポリオールブレンドがポリイソシアナートおよび触媒と混合される。この混合物を、Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅスタイル２４８５（Ｊ＆Ｊ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．）と呼ばれるタフテッドカーペットの裏側に直ちに被覆する。コーティングナイフを用いて、この混合物を拡散し、繊維束内に入り込ませる。次いで、このコーティングされたカーペットを、オーブン内において、１３０℃で６分間加熱する。
【００６４】
プレコーティングされたこのカーペットをＡＳＴＭ  Ｄ１３３５条件の下で一日間コンディショニングし、コーティング重量、手触り（hand）、タフトバインド、湿潤タフトバインド、縁解れおよび縁反りについて試験する。タフトバインドはＡＳＴＭ  Ｄ１３３５により測定される。湿潤タフトバインドは、最初に、サンプルを室温の水道水中に２０分間浸漬した後、ＡＳＴＭ  Ｄ１３３５により測定される。
【００６５】
縁反りは、最初に、三つの２”×６”（５ｃｍ×１５ｃｍ）のカーペットサンプルを室温の水中に３０秒間浸すことにより測定される。過剰な水分を、振り払って、サンプルから取り除き、それらのサンプルを表向きにして平らな表面に載せる。２”×２”（５ｃｍ×５ｃｍ）の部分を露出させたまま、サンプル上にパネルが設置される。３０分後、平らな表面からカーペットサンプルの外側の露出された縁の裏面までの距離が測定される。三つの測定値の平均値が縁反りとして報告される。
【００６６】
ハンドパンチは、据え付け中にカーペットを隅に押し入れる動作をシミュレーションする試験により測定される。カーペットの９”×１２”（２１．６ｃｍ×３０．５ｃｍ）のサンプルが、相対湿度５０％および温度２５℃において、二時間コンディショニングされる。このカーペットを表向きにして、内径が５．５”（１４ｃｍ）の中空の円筒上に載せる。Ｉｎｓｔｒｏｎ  ４４６５引張試験機は、１ｋＮの圧縮／伸展ロードセルおよび２．２５”（５．７ｃｍ）の外径を有する圧縮用底部（compression foot）を備えている。次いで、この圧縮用底部が、１２インチ／分（３０ｃｍ／分）の速度でカーペット内に０．６５インチ（１．６５ｃｍ）押し入れられる。０．５インチ（１．２７ｃｍ）屈折させた段階での力が報告される。毎回カーペットを反転させて、この試験が更に三回繰り返される。「手触り」はこれら四つの測定値の平均値である。
【００６７】
縁解れは、〜２１℃の温度および〜５０％の相対湿度で２４時間コンディショニングされたサンプルで測定される。二つの完全な列が引き抜かれるまで、タフト列（tuft rows）がサンプルから引っ張られる。結果的に生じる、部分的に引っ張られた列が別な具合にカーペットに付着されている状態で残し、第三の列が約１−１／２インチから２インチまで（４−５ｃｍ）だけ引き抜かれる。このサンプルが、１００ｌｂ（４５ｋｇ）の引張セルを備えたＩｎｓｔｒｏｎ  ４４６５引張試験機の下方ジョーに設置され、部分的に引っ張られたタフト列の自由端が上方ジョーに取り付けられる。この後、これらのジョーが、１０インチ（２５．４ｃｍ）／分の速度で離れる方向に引っ張られる。三回の重複サンプルでその力が測定され、平均値が縁解れ抵抗性として報告される。
【００６８】
結果は表２で与えられている通りである。
【表２】
2008517667.tif 000008
【００６９】
本発明により作られたプレコートは、再生可能な材料からのポリオールを比較的高いレベルで含み、且つ、比較的高レベルの充填剤を有しているにもかかわらず、吹込ダイズ油ポリオールを含有しているプレコートに比べ、有意に高いタフトバインド値および縁解れ値を示している。縁反り値は実施例１の方が少し高いが、商業的に受け入れ可能である。２．０近くにヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールの官能性を低減することにより、見られている縁反りの量が低減するものと期待される。
【００７０】
（実施例２および比較サンプルＢ）
プレコート実施例２および比較サンプルＢは、表３に記載されている通りの調合物を用いて、実施例１で説明されているのと同じ一般的な仕方で調製され、試験される。このケースにおいては、これらの調合物は、各ポリマーが、再生可能な資源から作られた約１９％のポリオールを含み、それぞれが約５６％の充填剤を含有するように調節されている。試験結果は表４に記載されている通りである。
【表３】
2008517667.tif 000009
【表４】
2008517667.tif 000010
【００７１】
実施例２は、比較サンプルＢに比べ、有意に優れた手触りおよびタフトバインドを示している。縁反り値は比較的高いが、受け入れ可能であり、これより低い官能性のヒドロキシメチル含有ポリエステルポリオールを使用することにより、縁反り値が低減するものと期待される。
【００７２】
前述の説明から、本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱することなく、数多くの変形および変更を果たし得ることが認識されよう。
【国際調査報告】
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