(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品であって、超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティング組成物によって被覆された前記物品の少なくとも１の表面を有し、前記コーティング組成物が、
(i) 前記コーティング組成物が前記少なくとも１の表面に適用されると硬化して超吸収性ポリアクリレートポリマーを形成する、水溶液中の水溶性超吸収性ポリアクリレートポリマー前駆体；
(ii) ポリマー溶液又は分散体である粘性変性剤；
(iii) スルホン化鉱油；及び
(iv) 前記超吸収性ポリアクリレートポリマー及び前記粘性変性剤と相溶性の、水溶液中のフィルム形成性バインダー
を含み、ここで、前記フィルム形成性バインダーは、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ、ポリマーラテックス又はこれらの混合物からなる群より選択され、及び前記超吸収性ポリアクリレートポリマーは、最初の乾燥質量の少なくとも５０倍の膨潤容量を有する、物品。
【請求項２】
前記物品が、テープ、マット、ファブリック、粗糸、繊維ストランド、ラミネート、シート、ロッド及びケーブルからなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記物品が、成形品、織布、スクリム、木材及び紙製品、並びに構造材料からなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記物品が、繊維補強材を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
繊維補強材が、ガラス繊維、ポリマー繊維、炭素繊維、天然繊維、及びこれらの混合物からなる補強繊維の群より選択される、請求項４に記載の物品。
【請求項６】
補強繊維が、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、及びこれらの組合せからなる群より選択されるポリマー繊維を含む、請求項５に記載の物品。
【請求項７】
ポリマー繊維が、アラミド繊維を含む、請求項６に記載の物品。
【請求項８】
前記超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティング組成物が、最初の１分間で、乾燥コーティング組成物のグラム当たり、脱イオン水５０ｇ〜３４０ｇの膨潤率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
前記超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティング組成物が、最初の１分間で、乾燥コーティング組成物のグラム当たり、塩水３３ｇ〜６６ｇの膨潤率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティング組成物が、最初の１分間で、乾燥コーティング組成物のグラム当たり、水１２６ｇの膨潤率、及び、乾燥コーティング組成物のグラム当たり、塩水５０ｇの膨潤率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
前記粘性変性剤が、アクリルアミドポリマーである、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティング組成物が、さらに湿潤剤を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
水溶性超吸収性ポリアクリレートポリマー前駆体が、ポリ(アクリル酸)のアルカリ塩及びアルカリ金属塩からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティング組成物が、前記物品の表面全体を被覆する、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
物品であって、超吸収性ポリアクリレートポリマーコーティングによって被覆された前記物品の少なくとも１の表面を有し、前記コーティング組成物が、
(i) 前記コーティング組成物が前記少なくとも１の表面に適用されると硬化して超吸収性ポリアクリレートポリマーを形成する、水溶液中の水溶性超吸収性ポリアクリレートポリマー前駆体；
(ii) ポリマー溶液又は分散体である粘性変性剤；
(iii) スルホン化鉱油；及び
(iv) 前記超吸収性ポリアクリレートポリマー及び前記粘性変性剤と相溶性の、水溶液中のフィルム形成性バインダー
を含み、ここで、前記超吸収性ポリアクリレートポリマーは、最初の乾燥質量の少なくとも５０倍の膨潤容量を有する、物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の発明の技術分野及び産業の適応性
本発明は、水を素速く吸収することができる高強力超吸収性コーティングに関する。これは、耐水性の表面を必要とする種々の物品、例えば、以下に限定されないが、補強又は成型品、並びにこれらの品の製造において使用される補強材にコーティングするために好適である。より詳しくは、このコーティングは、硬化するときに、高い水膨潤能を有するポリマー；及びフィルム形成性ポリマーを形成する超吸収性ポリマー前駆体を含む組成物から形成される。このコーティング組成物は、更に粘性変性剤を含んでもよい。
本発明の概念は、さらに、補強しかつ成型した製品及び繊維補強材を含む超吸収性コーティング組成物でコーティングされた物品；並びにこのようなコーティングを適用する方法に関する。本発明のコーティングは、真水及び塩水環境における高いレベルの吸水性、及び基体に適用したときの優れた延展性、及びコーティング能力を示す。
【０００２】
【従来の技術】
発明の背景
アウトドア環境で使用される物品の暴露された表面の下に水分が侵入することによって引き起こされる劣化は、周知の問題である。この劣化は、水と、これらの物品で使用される補強繊維の表面との反応によって引き起こされる酸化的劣化、並びに水起因性腐食を含む。海環境において、例えば、浸水に関する問題は、周囲の塩分によっていっそうひどくなる。このような水環境において塩があると、酸化的分解が促進される。非塩分環境、例えば、高い大気湿度の環境において、耐水性コーティングは、構造及び装置表面を水起因性分解から保護するのに必要である。
上記劣化を受けた物品は、高い水分又は湿度に暴露された表面を有する部材を含む。このような物品の例としては、補強されたロッド及びケーブル、例えば光ファイバー又は遠距離通信ケーブルを含む。これらの遠距離通信ケーブルは、しばしば、長い間地下に埋められ又は浸水される状況において使用される。このように、水被害からの保護は、これらのケーブルの構造保全及びケーブルが果たそうとする機能の成功にとって重大である。例えば、遠距離通信ケーブルは、硬化用又は補強用部材として作用するガラスロッドを有するコアを含んでもよい。このロッドは、ケーブルの剛性に寄与する。水が侵入してケーブルのコア要素に接触すると、ケーブル基盤の腐食又は化学的劣化がおこるだろう。
【０００３】
この浸水被害に関する問題と戦うために、耐水性をケーブル及び他の補強物品に与るため、及び、それらの敏感な内部表面を周辺環境に存在する水又は水蒸気との接触から保護するための試みとして、いくつかの戦略が案出された。撥水物品を製造するための技術は、物品を保護被覆材料で包むこと；又は保護する表面をシールすることを含む。シール技術は、その物品の表層を化学的に処理して吸水に耐性とするか、又は、撥水コーティングを適用することを含んでもよい。
表面を保護被覆材料でおおう技術は、自明である。これは、例えば、水ブロッキング能を有する不透水性ポリマーでできたラップ又はテープを使用すること、又は、ラッピング材料を水ブロッキングポリマーのエマルション又は溶液で処理することを含む。被覆方法は、化合物の適用又は物品表面の処理を必要とせず、むしろ、保護は、被覆材料による適用だけに由来する。
【０００４】
水をはじくために使用されるコーティングは、伝統的に、水不溶性でかつ水を通さない物質からなり、これにより、水分の侵入に対する物理的バリヤーが存在する。このようなバリヤーコーティングは、例えば、グリース又はゲルのような材料を含む。ケーブルの場合、例えば、これらのコーティングは、圧力下で押出すことによって適用される。しかしながら、このタイプのコーティングと関連するある欠点が存在する。グリース又はゲルは、滑りやすいので、取扱いが困難であり、かつ、コーティングされた物品に不快感を与える。これは、生産工程において考慮されるべき重要なファクターである。切継ぎを実施するときに、ケーブルの取り扱いの容易性に影響を及ぼすからである。グリース及びゲルは、さらに、低温又は高温で粘性が変化する。これらの粘性変化は、コーティングの凍結/解凍性及びそれに従う安定性に影響する。従って、これらに関する低い性能は、ケーブルの安定性に影響を及ぼす。
【０００５】
近年、グリースレスで耐水性の乾燥コーティングが、それ自身、ある程度の吸水度を有するものとして考え出された。この水を吸収する能力は、コーティングが物品と接触している水分を吸収できるのに対し、敏感な表面に直接接触しないようにする。これらの乾燥した水ブロッキングコーティング中の吸収性成分は、水と接触して膨潤しかつ吸収する、乾燥した粒状の超吸収性ポリマーである。超吸収性ポリマーは、通常、膨潤率、膨潤容量及びゲル強度という点から特徴づけられる。これら乾燥超吸収性ポリマーの従来の使用は、最初に個人的衛生製品、食品包装品及び化学汚染浄化組成物を含む。しかしながら、最近の実験では、これら乾燥ポリマーを使用して補強ケーブルのような他の物品にコーティングを形成することを含む。例えば、Hagerの米国特許第5,689,601号明細書は、１以上の被覆ポリマーの薄層に入っている粉末状又は粒状の水溶性乾燥ブロッキング成分を使用する補強繊維物品のための乾燥水ブロッキングコーティングを開示する。この包装材は、粒状ポリマーによって達成され得る吸水の程度を制限する。従って、このコーティングの膨潤容量は制限される。
【０００６】
乾燥水ブロッキングケーブルコーティングの用途に伝統的に使用される超吸収性ポリマーは、乾燥し、水不溶性で、粒状のポリマーであって、種々の基体、例えばヤーン、バインダー及びテープに組み込まれている。基体は、典型的に、さらにガラス繊維を補強材の形態として含む。しかしながら、上で示したように、乾燥した粒状のブロッキング剤で形成されたコーティングは、ゲル強度を最適化するために、必然的に水膨潤能及び膨潤率が制限される。表面被覆という点において、ゲル強度は、特に高い水圧に暴露される水性環境でケーブルが使用される場合、水がケーブル軸に運ばれるのを防止する能力として定義される。膨潤能力は、超吸収性ポリマーの架橋度に直接関連する。架橋度が増加するにつれて、ゲル強度もそうであるが、ポリマーの膨潤率及び膨潤容量が相関して減少する。膨潤率は、コーティングが一定時間に吸収する水の量を定義する。膨潤容量は、コーティングの乾燥質量基準に基づく、コーティングによって吸収された水又は流体の最大量を示す。従って、膨潤率及び膨潤容量について測定したように、乾燥し、粒状の、水不溶ポリマーでできたコーティングは、その水吸収性が制限される。
【０００７】
一般的に、強化繊維、ストランド及び物品、例えば、これらの繊維状物質から製造されるケーブルのためのコーティングは、繊維状物質の表面に適用され、もしあれば、更なる処理が起こる前に硬化する。コーティングを適用する方法は、一般に、流体コーティングが使用されるかどうか、又は固体粒子コーティングが適用されているかどうかにによって相違する。粉末状のコーティングの場合、粒状の水ブロッキング剤を使用するコーティングプロセスは、粒状ポリマーの使用に直接関連がある、時間消費的かつ労働並びに装置集約型の工程を含む。これらの工程は、結合樹脂で１回以上処理すること、及び、粉末コーティング位置で流動床のような装置を使用して粉末状の樹脂を１回以上適用することが必要である。
【０００８】
流体コーティングを適用するための方法は、繊維又はケーブルを、例えば、樹脂浴中において、フラッディング(flooding)又はディップして、過剰の樹脂を除去し、処理された表面の上にしっかりした(consistent)層を形成することを含んでもよい。ストランド、粗糸又はケーブルの場合、製品は連続フィラメントの形であるので、ストリッパーダイを通過させて過剰の樹脂を除去し得る。これとは別に、コーティングを物品の表面の上にスプレーしてもよい。良好な適用範囲及び水浸透からの保護を十分に提供する厚さのコーティング層を形成するために、コーティング組成物は、コーティング装置に１回通すことで物品に適切にコーティングできるような十分な厚さである必要がある。しかしながら、厚さに加えて、組成物は、物品の表面上に均一なコーティングを容易に形成でき、及び、コーティング装置、色素口又はポリマーコーティングされた繊維物品を製造するために使用される他の機械類の詰まりを防止するための、十分な流動能力を有しなければならない。当該技術において伝統的に、組成物にコーティングしている流体の粘性を修正するために、凝集ポリマー又はデンプンのような乾燥微粒子成分が、使用される。このような組成物における困難性は、この固体成分の添加後に得られた組成物が、同質でないことにある。さらに、この組成物は、可変レベルの粒子材料を含み、これは取扱いが困難になり、かつ、組成物の延展性を損なう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
当該技術において、補強物品又は補強材に適用するための水ブロッキングコーティング組成物であって、優れたゲル強度及び運搬能力、並びに、高度な吸水性及び同時発生的で急激な膨潤率を有するものが求められている。同時に、粉末状のポリマーを含まず、その結果、高価でかつ労働集約的な適用プロセスを必要としないコーティング組成物が、当該技術において更に求められている。さらに、このようなコーティング組成物は、良好な延展性及び表面性能特性を示すことが望ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明の要約
優れた水膨潤容量及び急激な膨潤率を有する高吸収性の水ブロッキングコーティングは、超吸収性ポリマー前駆体の溶液を、繊維の補強材及び１種以上の補強繊維材料を含む物品をコーティングするために使用される水溶液に取り入れることによって形成され得ることが、今回意外にも発見された。ポリマー前駆体は、硬化すると、超吸収性ポリマーを形成する。この超吸収性ポリマーを含むコーティングは、水性環境に暴露されると、実質的に瞬間的に吸水することができる。  意図する用途によって、超吸収性コーティングは、粘性変性剤を加えることによって増強されてもよい。例えば、コーティング組成物を、粘性剤(viscosifier)を含め、ガラス、炭素、ポリマー又はその混合物を有するロッド又はケーブルに適用することにより、優れた延展能力がこの配合物に与えられる。コーティングされた物品が、適用方法として浸漬又はスプレーできる、よりしなやかな製品であるところ、コーティング製剤の粘性は、これら又は同様の方法で適用できるように減少してもよい。
別の態様においては、本発明は、さらに、コーティングを物品、例えば繊維補強成形製品の表面上、又は繊維補強材の表面上に形成するプロセスに関する。一般的に、このプロセスは、コーティング組成物を繊維、ストランド又は物品の表面に適用する工程、ストリッパーダイを通過して過剰のコーティングを除去する工程、続く乾燥又は硬化工程含む。
本発明の概念は、更に、水吸収剤コーティングを使用して処理される補強繊維を含む物品に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の好ましい態様の詳細な説明
本発明の組成物は、水に対して耐性がある表面が要求される物品又は材料の表面に、超吸収性コーティングを形成するために好適であり、これによって、このコーティングで処理された表面の基礎をなす材料を保護するものである。
ここで使用する「物品」の語は、具体的には、基礎をなす構造を、水分にさらすことによって引き起こされる劣化から保護するための耐水性コーティングを要する表面を有するすべての製品又は材料を含むことを意図する。このような物品は、繊維補強されたコンポジット品、ラミネート、シート、公知の補強繊維材料、及びこれらの繊維材料の一つ以上を使用して製造される製品を、すべてのタイプのマトリックス内に集合的又は分散的に含む成形品を含む。この用語は、さらに補強された繊維製品、例えば構造材料又は装置を使用して製造される物品を含む。
【００１２】
本発明の組成物でコーティングされる物品は、繊維補強材、例えば、ガラス繊維、ポリマー繊維、炭素繊維、天然繊維又はその混合物を含んでもよい。好ましくは、ポリマー繊維は、アラミド繊維、ナイロン繊維、ケブラー繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維及びその組み合わせからなる群から選ばれる１種以上の繊維を含む。これらの繊維材料は、連続又はチョップド繊維、ストランド又はペレットの形態の繊維、ストランド又は粗糸；ガラス、ポリマー又は天然繊維を含有するテープ、マット及びファブリック；プルトルーデッド(pultruded)ロッド又はケーブル、ラミネート及び他の成形品のようなコンポジットの形で使用されてもよい。さらに、コーティングは、水浸透に耐性である表面を要する物品、例えば、光ファイバーケーブルにおいて齧歯動物保護のために使用される波状の金属管及びテープの表面に適用されてもよい。さらに、超吸収性コーティングは、従来の補強材を含まないが、なおもこのコーティングの優れた水吸収保護特性の恩恵を受ける物品の表面に適用されてもよい。例えば、成形品、織布、スクリム、木材及び紙製品及びスチールビームのような構造材料は、多く物品の中で、本発明の適用によって保護増強されてもよい。
【００１３】
１つの態様として、本発明のコーティングのための物品は、補強繊維物質を少なくともその１成分として含む。実施例は、プルトルーション(pultrusion)操作で形成される物品を含む。例えば、本発明のコーティングは、少なくとも部分的に補強ガラス繊維/ポリマーコンポジットを含むプルトルーデッドロッド又はケーブルに、成功裡に適用され得る。これらのプルトルーデッド品を成形するために使用してもよいポリマーは、熱硬化性樹脂、例えばエポキシ、ポリエステル及びビニルエステルを含む。プルトルーデッド品のポリマー成分は、さらに熱処理された熱可塑性樹脂であってもよいが、熱硬化性樹脂が好ましい。例えば、ビニルエステルのような熱硬化性エポキシ樹脂は、プルトリューション操作においてガラスストランドと結合し、遠距離通信ケーブルにおける硬化部材として使用され得るロッドを形成してもよい。
【００１４】
他の態様として、上述の第１カテゴリにおける繊維補強材製品の例は、繊維形成材料、例えば、ガラス、炭素、ポリマー又はその混合物から製造されるストランド又は粗糸を含む。これらの製品に対するコーティング製剤は、好ましくは少量の潤滑剤を含む。
本発明のコーティングの耐水特性は、無毒で環境的に安全な超吸収性ポリマー前駆体の溶液と、基体物品をコーティングするために使用するバインダー樹脂とを結合することによって得られる。この前駆体によって形成される超吸収性ポリマーは、意外にも高い水吸収容量を有し、同時に、架橋性の増加によって硬化したコーティングにおける高ゲル強度を維持する。前述の通り、このポリマーは、非常に多量の水を吸収することによって、独特の耐水性を提供する。水が、保護されるべき物品のコーティングされた表面と接触するように、コーティングは、水を吸収し、かつ、大量に膨潤する。水を吸収することによって、コーティングは、効果的に水分を逃がし、及びそれによって、コーティングが保護されている物品の内部表面と接触しないようにする。その結果、敏感な内部表面は、乾燥したままになり、浸水劣化(waterlogging deterioration)から保護される。本発明のコーティングは、コーティング層の下に水分浸透することを防ぐために水を吸収することによって、独特の耐水性保護を達成する。この機能は、当該技術においてより一般に知られたバリヤーコーティングにより、つまり、不浸透性のバリヤーを形成して基体を保護することによって達成される保護のタイプとは、明らかに異なる。
【００１５】
本発明のコーティングにおいて使用した無毒で環境的に安全な超吸収性ポリマー前駆体は、コーティング混合物で使用するための水溶液を形成することができ、及び、硬化において、大量の水の迅速な吸収を可能にする膨潤容量及び膨潤率を有し、続いてコーティングが乾燥するときにポリマー自体が損失することなく脱離する、全てのポリマーから選ばれてもよい。このコーティングにおいて好適に使用されるポリマー前駆体は、コーティングが補強繊維又はストランドに適用されて硬化した場合、その最初の乾燥質量の最高で約400倍の膨潤容量を示すだろう。
以前言及したように、本発明に用いられる超吸収性ポリマー前駆体は、例えば、大量の水を吸収及び脱着するのに必要な能力を有する水溶性ポリアクリレートの群から選択されてもよい。超吸収性ポリマー前駆体は、その陰イオンの形で、対応するアルカリ又はアルカリ金属塩の塩として、好ましくは使用される。ポリマー塩は、外観上は透明又はわずかに濁っている水溶液の形で存在する。望ましい固形分は、30〜35質量％である。溶液は、さらに、約1.1グラム／ミリリットルの比重、及び約20℃で約1000mPasの粘性を有する。溶液は、典型的にわずかにアニオン性であり、約6〜約8pHである。良好な超吸収性ポリマー前駆体の1つの例は、水溶性アニオン性ポリアクリレートの水溶液である。本発明の高膨潤超吸収性ポリマーを含むコーティングは、より多量の水を吸収することが想像でき、乾燥質量の600倍かそれ以下の膨潤率を示す。
【００１６】
さらに、粘性変性剤をコーティング組成物に加えてもよい。この粘性剤の役割は、物品を適切にコーティングし得る延展硬度を作ることにある。例えば、プルトルーデッド品にコーティングする場合、コーティングされた物品は、しばしばストリッパーダイを通過する。したがって、粘性は、良好な流動能力を提供し、かつ、コーティング装置及びダイ口の詰まりを防ぐのに十分であるべきである。粘性変性剤は、不溶解性の粉末状の成分でなく、むしろ、簡単にコーティング組成物に混合し得るポリマー溶液又は分散体である。従って、これまでの公知技術である水ブロッキングコーティングと異なり、本発明のコーティング組成物は、実質的に粒状成分を有さない真正溶液(true solution)の形である。真正溶液を形成し得る粘性変性剤、例えばアルキルセルロース又はアクリルアミドポリマーを、本発明のコーティングにおいて使用してもよい。本コーティングに用いられる好ましい粘性剤は、ポリアクリルアミドの水溶液である。超吸収性ポリマー前駆体溶液とフィルム形成性バインダー成分との相溶性からして、ポリアクリルアミド溶液が特に好適である。
【００１７】
本発明のコーティング組成物において使用されるバインダー成分は、補強繊維含有品用のコーティング組成物のバインダーとして、慣習的に使用されるいかなるポリマー材料も含み得る。バインダーは、好ましくは、コーティングの可撓性を増強するいくらかの熱可塑特性を有する熱硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂である、フィルム形成性ポリマー又はポリマーラテックスを含む。フィルム形成性バインダーは、さらに、水吸収性ポリマー及び粘性変性剤と、必然的に互換性を持ち、コーティング組成物の成分の組み合わせを促進し、更に、適用されると表面に対するコーティングの付着が容易になるものである。フィルム形成物は、さらに、頑固なフィルムに表面粘着性を与えず、又は、硬化後にコーティングが剥離するのが好ましい。バインダーに含まれるフィルム形成性ポリマーは、例えば、ポリエステル、ウレタン、エポキシ、ラテックス又はこれらの混合物であってもよい。ラテックスは、アクリルラテックス、スチレンブタジエンラテックス又はこれらの混合物から選択されてもよい。好ましくは、バインダーは、それが乾燥した後、水吸収性ポリマーと処理表面との接着を促進するフィルム形成性ウレタンである。望ましいフィルム形成性バインダーの例は、Witco Chemical Co.から入手可能なポリウレタンフィルム形成物であるWitcobond W320である。
【００１８】
任意に、コーティング組成物は、さらに潤滑剤及び湿潤剤からなる群から選択される１種以上の添加剤を含んでもよい。潤滑剤は、次の処理においてポリマー含浸ストランドの取り扱い性を向上するために加える。コーティングがガラスストランドのような繊維補強材に適用されるときは、潤滑剤を好ましくは加えて、吸水率を向上するストランドの硬化を減少する。
湿潤剤は、分散体と繊維表面との間の接触を促進するために加えられる。サイジング組成物の他の成分と互換性のあるすべての従来の湿潤剤が使用され得る。
本発明のコーティングが、補強繊維ストランドの表面に適用され及び硬化する場合、コーティングは、最高で水膨潤性ポリマーの最初の乾燥質量の約400倍の膨潤容量を示す。好ましくは、このタイプの適用に対する膨潤容量は、水膨潤性ポリマーの最初の乾燥質量の約200倍〜約400倍である。コーティングが物品表面上、例えば、ロッド又はケーブル上に適用され及び硬化する場合、膨潤容量は、最高で、水膨潤性ポリマーの最初の乾燥質量の120倍の範囲にある。この点において、好ましくは、膨潤容量は、水膨潤性ポリマーの最初の乾燥質量の約50〜約100倍である。
【００１９】
コーティングの膨潤率は、高くあるべきである。本発明のコーティングは、例外的に高い膨潤率を示す。最初の１分で、ポリマー及び繊維基体の全質量に基づいて、真水環境をシミュレーションするために、例えば、脱イオン水が使用して、ほぼ約50g〜約340gの水（約300%〜約2000%）である。膨潤率は、イオン種又は種々の真水環境の他の添加剤の存在に従い、この範囲から僅かに変化してもよい。しかしながら、一般的に、真水において、膨潤率は、海環境のような食塩溶液で達成されるよりも高い。塩水環境では、例えば、水吸収率は、コーティングが使用される水性環境の塩分に従い変化する。典型的に、本発明のコーティングは、最初の１分で、塩水のグラム当たり、約33g〜約66g(約300%〜約760%)の吸収性を示す。しかしながら、コーティングが使用されるのが真水環境か塩水環境かにかかわらず、その性能は、膨潤率によって測定されるように、公知技術である乾燥した水ブロッキングコーティングによってこれまで達成されたものよりも明らかに高い。好適な態様において、本発明の耐水性コーティングは、最初の１分間の曝露で、乾燥コーティングのグラム当たり、約126gの脱イオン水、又は約50gの塩水を吸収する能力を有する。
【００２０】
本発明の中でコーティング組成物を製造する方法において、成分は、液体状態で混合され、コーティング溶液が調製される。超吸収性ポリマー前駆体の溶液をまず撹拌して均一性を保ち、その後、混合タンクに加える。その後、脱イオン水をタンクに加え、必要であれば、その後、潤滑剤を導入する。次に、水性エマルションの形態のポリウレタンを、ポンプでタンクに送りこむ。粘性変性剤を最初にプレ混合して1質量％水溶液を作り、十分な量のこの水溶液を混合タンクに加える。最終的な工程として、その後、混合物を加熱せずに撹拌し、得られた組成物を適用のために準備する。
組成物は、コーティングされる物品の表面に、液体コーティングを適用するのに好適な方法によって接触される。例えば、コーティング組成物は、補強繊維ストランドを樹脂浴に通過させることによって適用されてもよい。これとは別に、組成物は、スプレー、フラッディング、又は他の、液体コーティングを物品表面全体に接触させるいかなる方法によってもコーティングされる物品に適用される。その後、更なる処理手段を使用して、コーティング層の均一かつ適切な分布を確保してもよい。例えば、コーティング組成物でコーティングされた繊維ストランド又はロッドは、ストリッパーダイを通過する。
【００２１】
コーティングされた物品を、その後、乾燥及び硬化する。超吸収性ポリマー前駆体でコーティングされる物品を、ほとんどの水を揮発させるために十分な時間、212°Ｆ（100℃）に加熱し得る。ポリマー前駆体コーティング品を、約280°Ｆ（138℃）に加熱して、架橋によってポリマーを硬化する。典型的に、約300°Ｆ（149℃）に加熱されたポリマーは、所望の超吸収性特性を失う。乾燥/硬化工程は、インラインオーブンで行われてもよい。約600°Ｆ（316℃）にセットした長さ38フィート（11.58メートル）のオーブンにおいて、ポリマーを、毎分380-490フィート（115〜149メートル）、好ましくは、毎分440-465フィート（134〜142メートル）で硬化する。
ここで記載した耐水性コーティングを有するガラス繊維補強品を、水又は水蒸気に曝露され得る場所、並びに良好な防水加工特性を有し、耐久性、弾力性、及び可撓性のコーティングの形成が要求される場所での用途に使用してもよい。以下の例は、代表的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２２】
【実施例】
例示的なコーティング製剤を、フィルム形成性バインダーポリマー、水吸収性ポリマー前駆体溶液及びポリアクリルアミド溶液を混合して調製した。コーティング組成物は、その後、フラッディングプロセスを使用するプルトルーデッドガラス-ビニルエステルロッドに適用した。コーティング組成物を適用した後、ロッドを、所望の口サイズのストリッパーに通し、ロッド表面に堆積するコーティング組成物の量を調節した。その後、ロッドを加熱して水成分を揮発させ、そして更に約270°Ｆ（132℃）に加熱してコーティングを硬化し、超吸収性ポリマー前駆体を活性化した。
実施例１
この例において、プルトルーデッドガラス/ポリマーロッドを処理するためのコーティング組成物を、成分を下記の配合でミックスすることによって処方した：
超吸収性ポリアクリレート前駆体（水）溶液        33.3質量％、
Stockhausen Inc.からCabloc FLとして、又は、Emerging Technologies Inc. (ETI)からProduct XP-99.01として入手可能；
ウレタンフィルム形成性ポリマー                  25.0質量％、
Witco Chemical Co.からWitcobond W290Hとして入手可能；及び、
１質量％アクリルアミド水溶液                    41.7質量％、
Ashland Chemical Inc.からDrewfloc 270として入手可能。
【００２３】
実施例２
プルトルーデッドロッド用のこのコーティング組成物において、成分を次のように混合した：
Stockhausen 63815の超吸収性ポリアクリレート前駆体溶液   28.6質量％；
ウレタンフィルム形成性ポリマー                          35.7質量％、
Witco Chemical Co.からWitcobond W320として入手可能；及び、
１質量％Drewfloc 270の水溶液                            35.7質量％。
【００２４】
実施例３−耐水性試験
例示的なコーティング組成物を、以下の配合に従って開発した：
Stockhausen 63815超吸収性ポリアクリレート前駆体溶液     40.0質量％；
Witcobond W320ポリウレタンフィルム形成性ポリマー         7.5質量％；
Emerlube 7440(Henkel Corp.から入手可能なスルホン化鉱油)  2.0質量％、
Drewfloc 270の１％水溶液                               2.0質量％；及び
脱イオン水                                              48.5質量％。
組成物を、光ケーブルに使用するように設計されたガラス繊維補強ストランドに適用した。補強材を、その後、脱イオン水又は１質量％食塩溶液に浸漬した。真水及び海環境における双方の膨潤率は、0〜20分の時間間隔で、膨張割合又は質量の増加を測定することによって決定した。比較として、粒状のポリマー粉末を使用した乾燥水ブロッキングコーティングでコーティングされたストランドを、同一時間、真水及び塩水環境に浸漬した。
【００２５】
本発明に従ってコーティングされかつ脱イオン水又は真水に浸漬されたストランドは、曝露の最初の１分で、乾燥した粒状のポリマーでコーティングされたロッドの膨潤率と比べて最高7倍の膨潤率を示した。膨潤容量又は膨潤の全量は、乾燥コーティングと比較して最高で270％高い。塩水環境において、本発明のコーティングは、曝露の最初の１分で、乾燥した粒状のコーティングより6倍を超える膨潤率を示した。コーティングは、さらに乾燥コーティングより最高で50％多い膨潤容量を示した。
これらの結果により、本発明のコーティング溶液が、長期にわたって水性の真水又は塩水環境に暴露される物品に適用される場合、優れた吸水と、これに対応した優れた耐水性を達成することが明らかになった。
【００２６】
実施例４−５
本発明のコーティングを、補強繊維材料、例えば、ストランド又は粗糸に適用される場合の有効性を測定するために更に調査した。ガラス補強繊維のストランドを、このコーティングでコーティングし、時間に対する膨潤割合を、コーティング及び繊維の合計質量に基づいて計算し、測定した。比較のため、乾燥した粒状のコーティングでコーティングされたストランドを、コーティングの膨潤率を測定するために試験した。実施例４において、補強材を脱イオン水に浸漬した。実施例５に対し、補強材を、１質量％塩化ナトリウム溶液に暴露した。得られた結果を、以下の表１及び２に示す：
【００２７】
表１
実施例４−脱イオン水の水吸収
0004934259.tif 000002
1ｎｒ＝記録なし
ａ  膨潤率は、単位時間あたりのコーティングしたストランド質量を％に変えて測定した。
【００２８】
表２
実施例５−１質量％塩化ナトリウム溶液中の水吸収（およそ海塩水環境）
0004934259.tif 000003
【００２９】
出願人の発明は、ここで具体的に示されていない多くの他の態様を含むので、この開示は、前記実施例又は好ましい態様に限定するように判断されるべきものではない。