JP7508564B2 - ポリマー混合物、それを含有する多層物品、及び多層物品の調製プロセス - Google Patents

ポリマー混合物、それを含有する多層物品、及び多層物品の調製プロセス Download PDF

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Description

本発明は、ポリマー混合物及び乾燥させたポリマー混合物を含む多層物品、並びに多層物品を調製する方法に関する。
序論
ランニング用トラック表面などの合成スポーツトラック表面は、典型的には、バインダーシステムとゴムとの混合物から作製される。
従来の２成分ポリウレタンバインダーから作製されたスポーツトラック表面は、それらの満足のいく可撓性、耐摩耗性、滑り防止特性、及び容易なメンテナンスのために、市場において支配的である。これらの従来の２成分ポリウレタンバインダーは、通常、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はメチレンジフェニルジイソシアネート、有機溶媒、及び／又は重金属含有触媒を含み、これらは有毒である又は環境に優しくない可能性がある。
従来の２成分ポリウレタンバインダーと比較して、アクリルラテックスバインダーは、環境上の懸念がはるかに少ない。アクリルラテックスバインダーは、複数の薄層のアクリルバインダーを含み得、各層の厚さは、典型的には１ミリメートル（ｍｍ）未満である。しかしながら、アクリルラテックスバインダーは、通常、厚く塗布される場合、室温、例えば、２１℃～２５℃の温度で乾燥するのに時間がかかりすぎる。したがって、アクリルラテックスバインダーは、ランニング用トラック又はジョギングトラックなどの用途では稀にしか使用されず、その表面は典型的には１３ｍｍ以上の厚さを有する。
したがって、従来のアクリルラテックス系組成物よりも室温でより速く乾燥する、また十分な引張強度、破断点伸び、及びプルオフ強度を有する合成スポーツトラック表面を調製するのに好適である、新規のポリマー混合物を提供することが望ましい。
本発明は、異なるガラス転移温度を有する少なくとも２つのアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、加硫又は架橋されたゴムと、ココナツ殻繊維、木繊維、又はそれらの混合物から選択される繊維と、を含む新規なポリマー混合物を提供する。本発明のポリマー混合物は、溶媒を実質的に含まず、室温で、従来のアクリルラテックスバインダー及びゴムのみを含む組成物よりも速く乾燥する。本発明のポリマー混合物は、望ましい引張強度、破断点伸び、及び乾燥速度特性を示す。
本発明はさらに、ポリマー混合物から作製されたベース層及び上層を含む多層物品を提供する。本発明の多層物品は、望ましい引張強度、破断点伸び、及びプルオフ強度特性を示す。
第１の態様では、本発明は、水性バインダー組成物と、加硫又は架橋されたゴムと、繊維と、を含むポリマー混合物であって、
水性バインダー組成物が、
（ａ）－５℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１５℃のＴｇを有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、を含み、
加硫又は架橋されたゴムが、１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒子サイズを有し、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：７～１：２であり、
繊維が、１ｍｍ～５ｍｍの長さ及び５マイクロメートル～１０ｍｍの平均直径を有し、ココナツ殻繊維、木繊維、又はそれらの混合物から選択され、繊維と加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：４０～１：６である、ポリマー混合物である。
第２の態様では、本発明は、多層物品であって、
（１）第１の態様の乾燥させたポリマー混合物のベース層と、
（２）水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムを含む乾燥させた水性トップコーティング組成物の上層と、を含む、多層物品である。
第３の態様では、本発明は、第２の態様の多層物品を調製する方法である。この方法は、
（１）第１の態様のポリマー混合物を提供することと、
（２）ポリマー混合物を基材に塗布することと、
（３）ポリマー混合物を乾燥及び硬化させて、ベース層を形成することと、
（４）第２の態様の水性コーティング組成物を提供することと、
（５）水性トップコーティング組成物をベース層に塗布することと、
（６）ベース層が基材と上層との間に存在するように、水性トップコーティング組成物を乾燥及び硬化させて上層を形成することと、を含む。
本発明の一実施形態の概略断面図である。
本発明のポリマー混合物は、水性バインダー組成物と、加硫又は架橋されたゴムと、繊維とを含む。
本発明において有用な水性バインダー組成物は、（ａ）－５℃以下のＴｇを有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、（ｂ）少なくとも１５℃のＴｇを有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、を含む。本発明におけるＴｇの値は、フォックス方程式（Ｔ．Ｇ．Ｆｏｘ、Ｂｕｌｌ．Ａｍ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．１，１２３（１９５６）により計算される。本明細書における「水性」という用語は、混合物の重量を基準にして、５０重量％（ｗｔ％）以下の水混和性溶媒を含む、水又は水混合物を意味する。本明細書における「アクリル」という用語は、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキル、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、及びこれらの変性形態、例えば（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルを指す。「（メタ）アクリル」という用語は、アクリル、メタアクリル、及びこれらの混合物のいずれかを指す。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、１つ以上の共重合したエチレン性不飽和非イオン性モノマーを含んでもよい。本明細書における「非イオン性モノマー」とは、ｐＨ＝１～１４の間にイオン電荷を持たない重合性モノマーを指す。好適なエチレン性不飽和非イオン性モノマーの例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、ジメタクリル酸１，３－ブタンジオール、及びメタクリル酸ヒドロキシプロピルなどの（メタ）アクリル酸エステルモノマー；アクリルアミド；（メタ）アクリロニトリル；スチレン及び置換スチレン；又はこれらの混合物が挙げられる。エチレン性不飽和非イオン性モノマーは、好ましくは、（メタ）アクリル酸エステルモノマー、又はこれらのスチレンとの組み合わせを含む。好ましい実施形態では、エチレン性不飽和非イオン性モノマーは、（メタ）アクリル酸エステルモノマーのみを含む。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、１つ以上の官能基を有する１つ以上の共重合したエチレン性不飽和モノマーをさらに含んでもよい。官能基は、カルボニル、アセトアセテート、アルコキシシラン、カルボキシル、ウレイド、アミド、イミド、アミノ基、又はこれらの混合物から選択されてもよい。好ましくは、ジアセトンアクリルアミドなどのカルボニル基を有するエチレン性不飽和モノマーが使用される。好適な官能基含有エチレン性不飽和モノマーの例としては、アクリル酸若しくはメタクリル酸、イタコン酸、及びマレイン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸又はジカルボン酸；アミド、好ましくは、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミド、Ｎ－メチロールメタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルアクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、及びヒドロキシプロピルメタクリレートなどの上記カルボン酸のアミド、好ましくはＮ－アルキルアミド又はヒドロキシアルキルエステル；又はこれらの混合単位から構成され得る。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、それぞれ第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの重量を基準にして、０．０１重量％以上、０．０５重量％以上、又はさらに０．１重量％以上で、同時に、２０重量％以下、１０重量％以下、又はさらに５重量％以下の共重合した官能基含有エチレン性不飽和モノマーを含んでもよい。
好ましい実施形態では、第１及び第２のエマルジョンアクリル（コ）ポリマーは各々、それぞれ第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの重量を基準にして、７０重量％～９９．５重量％の上記共重合したエチレン性不飽和非イオン性モノマー、及び０．５重量％～１０重量％の上記１つ以上の官能基を有する共重合したエチレン性不飽和モノマーを含む。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、１つ以上の共重合した界面活性剤をさらに含んでもよい。界面活性剤は、好ましくはアリル基を有する。適切な市販の界面活性剤としては、例えば、Ｃｏｇｎｉｓから入手可能なアルキルアリルスルホコハク酸ナトリウムをベースとするＴＲＥＭ ＬＦ－４０界面活性剤、Ａｄｅｋａから入手可能なＡＤＥＫＡ Ｒｅｓｏａｐ ＳＲ－１０反応性アニオン乳化剤、Ｄｅｘｔｅｒから入手可能なリン酸アンモニウムエステルノニルフェノールエトキシレートをベースとするＤＥＸＴＲＯＬ ＯＣ－１５２５界面活性剤、Ｋａｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＬＡＴＥＭＵＬ ＰＤ－１０４アニオン重合性界面活性剤、第一工業製薬から入手可能なＨＩＴＥＮＯＬ ＫＨ－１０アニオン重合性界面活性剤、又はこれらの混合物が挙げられる。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、それぞれ第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの重量を基準にして、０．０１重量％以上、０．３重量％以上、又はさらに０．５重量％以上、同時に、１０重量％以下、５重量％以下、又はさらに２重量％以下の共重合した界面活性剤を含んでもよい。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、連鎖移動剤をさらに含んでもよい。好適な連鎖移動剤の例としては、３－メルカプトプロピオン酸、ドデシルメルカプタン、３－メルカプトプロピオン酸メチル、ベンゼンチオール、アゼライン酸アルキルメルカプタン、又はこれらの混合物が挙げられる。存在する場合、連鎖移動剤の濃度は、それぞれ第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの重量を基準にして、０．０１重量％～２０重量％、０．１重量％～１０重量％、０．２重量％～２重量％、又は０．３重量％～１重量％であってもよい。
本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、当該技術分野で既知の乳化重合によって調製され得る。本発明において有用な第１又は第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、エマルジョンの形態であってもよい。本発明のエマルジョンは、エマルジョンの総重量を基準にして、３０重量％～７０重量％、３５重量％～６８重量％、又は４０重量％～６５重量％の固形分を含んでもよい。
本発明において有用な第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、－５℃以下、－６℃以下、－８℃以下、又はさらに－１０℃以下、同時に、－５０℃以上、－４５℃以上、又はさらに－４０℃以上のＴｇを有してもよい。適切な市販の第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーのエマルジョンとしては、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、ＥＬＡＳＴＥＮＥ（商標）２８４８ＮＧ及びＰＨＯＰＬＥＸ（商標）ＥＣ－２５４０アクリルエマルジョンの両方（ＥＬＡＳＴＥＮＥ及びＰＨＯＰＬＥＸは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）、又はこれらの混合単位から構成され得る。
水性バインダー組成物中の第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの濃度は、水性バインダー組成物中のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー総重量を基準にして、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上、又はさらに２０重量％以上、同時に、９５重量％以下、９０重量％以下、又はさらに８０重量％以下であってもよい。
第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーは、少なくとも１５℃、１８℃以上、又はさらに２０℃以上、同時に、６０℃以下、５０℃以下、又はさらに４０℃以下のＴｇを有してもよい。適切な市販の第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーのエマルジョンとしては、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰＲＩＭＡＬ（商標）ＡＣ２６１Ｐ及びＰＲＩＭＡＬ ＴＸ－１００アクリルエマルジョン（ＰＲＩＭＡＬはＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）、又はこれらの混合物が挙げられる。
水性バインダー組成物中の第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの濃度は、水性バインダー組成物中のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー総重量を基準にして、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上、又はさらに２０重量％以上、同時に、９５重量％以下、９０重量％以下、又はさらに８０重量％以下であってもよい。
水性バインダー組成物中のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー全体は、水性バインダー組成物の総重量を基準にして、２０重量％以上、３０重量％以上、又はさらに４０重量％以上、同時に、７０重量％以下、６５重量％以下、又はさらに６０重量％以下の量であってもよい。
本発明において有用な水性バインダー組成物は、架橋剤をさらに含んでもよい。本明細書における「架橋剤」は、２つ以上の反応性基を有し、ポリマー鎖に結合した反応性基と反応して、ポリマー鎖間に架橋を形成することができる化合物を指す。架橋剤上の反応性基は、ポリマー鎖に結合した反応性基と同じであっても異なっていてもよい。
本発明において有用な架橋剤は、水分散性イソシアネート組成物を含む。本発明において有用な水分散性イソシアネート組成物は、イソシアネート化合物、及び少なくとも１つのアニオン性基、少なくとも１つのポリエチレンオキシドセグメント、又はアニオン性基とポリエチレンオキシドセグメントの両方を含む変性イソシアネート化合物を含んでもよい。いくつかの実施形態において、水分散性イソシアネート組成物は、イソシアネート化合物、アニオン性基を含む変性イソシアネート化合物、及びポリエチレンオキシドセグメントを含む変性化合物を含む。本明細書で使用される場合、アニオン性基は、負電荷を有する化学基である。負電荷は、－１、－２、又は－３であってもよい。アニオン性基を有する化合物は、１つ以上のカチオンと会合する。会合するカチオンは、金属カチオン又はカチオン性基、＋１、＋２、又は＋３の正電荷を有する基を有する有機化合物であってもよい。アニオン性基を有する化合物が、固体形態であるか又は非極性環境にある場合、会合するカチオンは、アニオン性基に隣接して位置する。そのような化合物が水に溶解又は分散される場合、アニオン性基及び会合するカチオンは分離されてもよい。好ましいアニオン性基は、スルホネート、カルボキシレート、カルボン酸基、ホスホネート、又はこれらの混合物である。適切な市販の水分散性イソシアネート組成物としては、例えば、Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＡＧから入手可能なヘキサメチレンジイソシアネートをベースとするＢＡＹＨＹＤＵＲ ＸＰ２６５５親水性脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。
好ましくは、水分散性イソシアネート組成物中のイソシアネート化合物は、２つ以上のイソシアネート（ＮＣＯ）基を有するポリイソシアネート化合物である。ポリイソシアネート化合物は、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート又はそれらの混合物であり得る。好適な脂肪族ポリイソシアネートの例は、１、６－ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１－イソシアナト－３－イソシアナトメチル－３，５，５－トリメチル－シクロヘキサン（ＩＰＤＩ）、４，４’－ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン（Ｈ１２ＭＤＩ）、ジイソシアナトメチル－シクロヘキサン（ＡＤＩ）、それらの異性体、それらのポリマー、又はそれらの混合物である。イソシアネート化合物は、好ましくは芳香族ポリイソシアネートである。好適な芳香族ポリイソシアネートの例は、トルイレン－２，４－ジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）、トルイレン－２，６－ジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）、ナフチレン－１，５－ジイソシアネート、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート（ＭＤＩ）、それらの異性体、それらのポリマー、及びそれらの混合物である。好ましいポリイソシアネート化合物は、ＨＤＩ三量体、ポリマーＭＤＩ、又はそれらの混合物を含む。本明細書における「ポリマーＭＤＩ」は、ジフェニルメタンジイソシアネートとそのオリゴマー又はポリマーとの混合物を指す。
水分散性イソシアネート組成物中のイソシアネート化合物の濃度は、水分散性イソシアネート組成物の総固形分重量を基準にして、１重量％以上、２０重量％以上、又はさらに５０重量％以上、同時に、９５重量％以下、９０重量％以下、又はさらに８０重量％以下であってもよい。
いくつかの実施形態では、水分散性イソシアネート組成物中の変性イソシアネート化合物は、式（Ｉ）の構造を有する１つ以上の化合物を含み得る。
式中、Ａ１は、以下の構造を有する。
Ｌ１はイソシアネート基とイソシアネート反応性基との反応によって形成される連結基であり、ｎは５～２５であり、Ｚはアルキル基である。
ｎは、７以上、又はさらには１０以上であり得、同時に、１８以下、又はさらに１４以下であり得る。Ｚは、直鎖状、分岐鎖状、環状又はそれらの組み合わせであってもよい。Ｚは、１～８個の炭素原子、又は１～４個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖アルキル基であり得る。好ましくは、Ｚはメチルである。
Ａ１は、ジイソシアネート三量体（ａ１）の残基である。ジイソシアネート三量体（ａ１）は、脂肪族ジイソシアネートであってもよい。好ましくは、ジイソシアネート三量体（ａ１）は、ＨＤＩ三量体、ＩＰＤＩ三量体、Ｈ１２ＭＤＩ三量体、ＡＤＩ三量体、又はそれらの混合物である。より好ましくは、ジイソシアネート三量体（ａ１）は、ＨＤＩ三量体又はＡＤＩ三量体である。
Ｌ１は、尿素基又はウレタン基であってもよい。好ましくは、Ｌ１はウレタン基である。例えば、イソシアネート基がヒドロキシル基又はアミン基と反応する場合、結果として生じる連結基Ｌ１はそれぞれ、式（ＩＩＩ）－１の構造を有するウレタン基又は式（ＩＩＩ）－２の構造を有する尿素基である。
式中、Ｒ１は有機基である。
いくつかの実施形態では、水分散性イソシアネート組成物中の変性イソシアネート化合物は、式（ＩＶ）の構造を有する１つ以上の化合物を含んでもよい。
式中、残基Ａ２は、Ａ１と同一であっても異なっていてもよく、Ａ２は、上記の式（ＩＩ）の構造を有する。Ｌ２は、イソシアネート基とイソシアネート反応性基との反応によって形成される連結基であり、Ｑは有機基であり、ｇはアニオン性基である。
Ｌ２は、尿素基又はウレタン基であってもよい。好ましくは、Ｌ２は、式（ＩＩＩ）－２の構造を有する尿素基である。より好ましくは、Ｌ２は、式（ＩＩＩ）－２の構造を有する尿素基であり、式中、Ｒ１は、非置換アルキル基であり、好ましくは４～８個の炭素原子を有するアルキル基、より好ましくはシクロヘキシルである。Ｑは、直鎖状、分岐鎖状、環状、又はそれらの組み合わせであるアルキル基であってもよい。好ましくは、Ｑは直鎖アルキル基である。より好ましくは、Ｑは－（ＣＨ２）ｎであり、ｎは１～８であり、好ましくはｎは３である。Ｇは、スルホネート、カルボキシレート、カルボン酸基、又はホスホネートであってもよい。好ましくは、Ｇは、スルホネートである。
好ましい実施形態では、本発明において有用な水分散性イソシアネート組成物は、式（Ｉ）及び式（ＩＶ）の変性イソシアネート化合物の混合物を含む。式（Ｉ）の修飾イソシアネート化合物と式（ＩＶ）の変性イソシアネート化合物との重量比は、０．０１：１以上、０．２５：１以上、０．４３：１以上、又はさらには０．６７：１以上、同時に、１００：１以下、４：１以下、２．３：１以下、又はさらには１．５：１以下であってもよい。
本発明において有用な水分散性イソシアネート組成物は、任意の既知の方法に従って調製され得る。水分散性イソシアネート組成物を調製する方法は、イソシアネート化合物をアニオン性化合物及び／又は非イオン性化合物と反応させることを含んでもよい。水分散性イソシアネート組成物を調製するための好適なイソシアネート化合物の例としては、水分散性イソシアネート組成物中の上記のイソシアネート化合物が挙げられる。アニオン性化合物は、上記のアニオン性基を含んでもよい。非イオン性化合物は、上記のポリエチレンオキシドセグメントを含んでもよい。好ましい実施形態では、水分散性イソシアネート組成物は、非イオン性及び／又はアニオン性化合物を第１のイソシアネート化合物と反応させ、次いで得られた変性イソシアネートを第２のイソシアネート化合物と混合することによって調製される。第１のイソシアネート化合物及び第２のイソシアネート化合物は、同一であっても異なっていてもよい。
水性バインダー組成物中の架橋剤は、１つ以上のエポキシシランをさらに含む。驚くべきことに、エポキシシランと水分散性イソシアネート組成物との組み合わせは、得られる硬化ポリマー混合物の耐水性をさらに向上させ得る。エポキシシランとは、少なくとも１つのエポキシ基を有する官能性シランを意味する。好ましいエポキシシランは、式（Ｖ）の構造を有する。
式中、Ｒ２は、１～６個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ３は、２００以下の分子量を有する二価有機基であり、Ｒ４は、水素原子、又は１～２０個の炭素原子を有するアルキル、アリール、若しくはアラルキル基であり、ｍは、１、２、又は３である。
好適なエポキシシランの例としては、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、又はこれらの混合物が挙げられる。好適な市販のエポキシシランとしては、例えば、全てＭｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから入手可能である、ＳＩＬＱＵＥＳＴ Ａ－１８７、ＳＩＬＱＵＥＳＴ ＷｅｔＬｉｎｋ７８、ＳＩＬＱＵＥＳＴ Ａ－１８６、及びＣＯＡＴＯＳＩＬ２２８７エポキシシラン、又はこれらの混合物が挙げられる。エポキシシランを使用する場合、水分散性イソシアネート組成物とエポキシシランとの重量比は、０．１：１以上、０．５：１以上、又はさらに１．５：１以上で、同時に、１０：１以下、５：１以下、又はさらに２．５：１以下であってもよい。
水性バインダー組成物中の全架橋剤の濃度は、アクリルエマルジョン（コ）ポリマーの総重量を基準にして、１重量％以上、２重量％以上、又はさらに３重量％以上、同時に、２０重量％以下、１５重量％以下、又はさらに８重量％以下であってもよい。
本発明において有用な水性バインダー組成物は、１つ以上の消泡剤をさらに含んでもよい。「消泡剤」は、本明細書では、泡の形成を減少させ、妨げる化学添加剤を指す。消泡剤は、シリコーン系消泡剤、鉱油系消泡剤、エチレンオキシド／プロピレンオキシド系消泡剤、アルキルポリアクリレート、又はそれらの混合物であってもよい。好適な市販の消泡剤には、例えば、ＮＯＰＣＯ ＮＸＺ金属石鹸タイプ消泡剤、両方ともＴＥＧＯから入手可能なＴＥＧＯ Ａｉｒｅｘ ９０２ Ｗ及びＴＥＧＯ Ｆｏａｍｅｘ １４８８ポリエーテルシロキサンコポリマーエマルジョン、ＢＹＫから入手可能なＢＹＫ－０２４シリコーン消泡剤、又はそれらの混合物が含まれる。存在する場合、消泡剤の濃度は、水性バインダー組成物の総重量を基準にして、０．０１重量％～１重量％、０．０５重量％～０．８重量％、又は０．１重量％～０．３重量％であってもよい。
本発明において有用な水性バインダー組成物は、１つ以上の増粘剤をさらに含んでもよい。増粘剤には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、粘土材料、酸誘導体、酸コポリマー、ウレタン会合型増粘剤（ＵＡＴ）、ポリエーテル尿素ポリウレタン（ＰＥＵＰＵ）、ポリエーテルポリウレタン（ＰＥＰＵ）、又はそれらの混合物が含まれ得る。好適な増粘剤の例としては、ナトリウム又はアンモニウム中和アクリル酸ポリマーなどのアルカリ膨潤性エマルジョン（ＡＳＥ）、疎水変性アクリル酸コポリマーなどの疎水変性アルカリ膨潤性エマルジョン（ＨＡＳＥ）、疎水性変性エトキシル化ウレタン（ＨＥＵＲ）などの会合性増粘剤、並びにメチルセルロースエーテル、ヒドロキシメチルセルロース（ＨＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、疎水性変性ヒドロキシエチルセルロース（ＨＭＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＳＣＭＣ）ナトリウム、カルボキシメチル２－ヒドロキシエチルセルロースナトリウム、２－ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２－ヒドロキシエチルメチルセルロース、２－ヒドロキシブチルメチルセルロース、２－ヒドロキシエチルエチルセルロース、及び２－ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース増粘剤が挙げられる。好ましくは、増粘剤は、ＨＥＵＲ、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＲＭ－８Ｗ非イオン性レオロジー調整剤（ＡＣＲＹＳＯＬはＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）に基づく。存在する場合、増粘剤の濃度は、水性バインダー組成物の総重量を基準にして、０．０１重量％～３重量％、０．０５重量％～２重量％、又は０．１重量％～０．３重量％であってもよい。
本発明において有用な水性プライマー組成物は、水をさらに含んでもよい。水の濃度は、水性バインダー組成物の総重量を基準にして、１０重量％～９０重量％、２０重量％～８０重量％、又は３０重量％～７０重量％であってもよい。
上記の成分に加えて、本発明において有用な水性バインダー組成物は、以下の添加剤：無機増量剤、顔料、充填剤、融合助剤、共溶媒、緩衝剤、中和剤、分散剤、湿潤剤、防かび剤、殺生物剤、滑り止め剤、着色剤、流動剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、分散剤、接着促進剤、希釈剤、及び粉砕展色剤のうちのいずれか１つ又は組み合わせをさらに含んでもよい。存在する場合、これらの添加剤は、水性バインダー組成物の総重量を基準にして、０．００１重量％～１０重量％、又は０．０１重量％～２重量％の量であってもよい。
本発明のポリマー混合物は、加硫又は架橋されたゴムをさらに含む。本発明において有用な好適な加硫又は架橋されたゴムの例としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンコポリマー、水素化ニトリル、ニトリルゴム、ネオプレン、ポリクロロプレン、粉砕タイヤゴム（ＧＴＲ）、廃ゴム、廃ゴム加硫物、又はこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、加硫又は架橋された廃ゴムが使用される。そのような廃ゴムは、例えば、タイヤ、靴底、及び粉砕タイヤゴムなどの任意の既知の供給源に由来し得る。
本発明において有用な加硫又は架橋されたゴムは、１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以上、２ｍｍ以上、又はさらに２．５ｍｍ以上、同時に、４ｍｍ以下、３．５ｍｍ以下、又はさらに３ｍｍ以下のふるい粒径を有するゴム粒子を含んでもよい。
本発明のポリマー混合物中の総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと加硫又は架橋されたゴムとの重量比は、１：２以下、１：３．５以下、又はさらに１：３．９以下、同時に、１：７以上、１：６以上、又はさらに１：４．３以上であってもよい。アクリルエマルジョン（コ）ポリマーラテックスが使用される場合、本明細書における重量比は、ラテックスの固形分と加硫又は架橋されたゴムとの重量比を指す。
本発明のポリマー混合物は、ココナツ殻繊維、木繊維、又はそれらの混合物から選択される繊維をさらに含む。
本発明に有用な繊維は、一般に、長さが１ｍｍ～５ｍｍ、平均直径が５マイクロメートル～１０ｍｍである。好ましくは、繊維は、平均直径が０．５ｍｍ～５ｍｍである。
本明細書における「平均直径」という用語は、以下の式によって与えられる計算された直径ｄを意味する。
式中、Ｖは、繊維の体積である。Ｌは、繊維の長さであり、πは、円周率（ｐｉ）である。繊維の体積Ｖを計算するための、当該分野の当業者に既知である一般的な方法のうちの１つは、以下の通りである。
式中、ｍは繊維の質量であり、ρは、繊維の密度である。
ココナツ殻繊維の一般名、科学名、及び植物科はそれぞれ、ｃｏｉｒ、ｃｏｃｏｓ ｎｕｃｉｆｅｒａ、及びａｒｅｃａｃｅａｅ（ヤシ）である。成熟ココナツから抽出される褐色繊維と、未成熟ココナツから抽出される白色繊維との２種類のココナツ殻繊維がある。ココナツ殻繊維は、繊維抽出機を使用することにより、ココナツの外殻から抽出することができる。褐色繊維は、厚く、強靭であり、高い耐摩耗性を有する。白色繊維は、より滑らかで、より微細であるが、より弱い。
ココナツ殻繊維は、３つの形態で、すなわち剛毛、マットレス、及び装飾繊維として市販されている。剛毛繊維は、ココナツの殻からの比較的長く粗い繊維からなり、マットレス繊維は、ココナツの殻からの比較的短く微細な繊維からなる。装飾繊維は、剛毛繊維とマットレス繊維との混合繊維であり、マットレス繊維と非常によく似ているが、この場合、剛毛繊維が分離されていないため、より清潔で強靭である。これらの異なる種類の繊維は、要件に応じて異なる用途を有する。工学では、褐色繊維が主に使用される。
木繊維は、豊富さ及び適合性の観点から、軟材若しくは常緑樹、又は広葉落葉樹として一般的に知られている硬材から得ることができる。結果として得られる繊維が、硬材よりも長く、高いパーセンテージのリグニンとより低いパーセンテージのヘミセルロースを含有するため、繊維製造には軟材の方が概して好ましい。軟材は、本発明の繊維の主要な供給源であるが、追加の繊維補給は、竹、米、サトウキビ、新聞、箱、コンピュータプリントアウトなどからリサイクルされた繊維などのいくつかの二次的又は繊維再利用源から得ることができる。
好適な木繊維の例としては、おがくず又は粉砕くずとして一般に知られている鋸引き又は粉砕軟材の木繊維副生成物が挙げられる。そのような木繊維は、規則的な再現性のある形状及びアスペクト比を有する。
本発明で使用するための好ましい木繊維の例は、窓及びドアの製造において一般的なプロセスから得られる繊維である。木部材は、一般に、板目方向にあるサイズに鋸引き又は縦引きされて、適切な長さと幅の木質材料を形成する。このような鋸引き動作の副産物は、相当量のおがくずである。規則的な成形木片を有用な粉砕形状に成形する際に、木材は一般に、有用な形状を残すように、片から木材を選択的に除去する機械を通過する。そのような粉砕動作は、相当量のおがくず又は粉砕くずの副産物を生成する。最後に、成形された材料があるサイズに切断され、斜め継手、重複継手、ほぞ継手が予め成形された木部材から製造されるとき、かなりの切り落としくずが生成される。そのような大きな切り落とし片は、一般に、切断及び機械加工されて、比較的大きな物体を、おがくず又は粉砕くずの寸法に近似する木繊維に変換する。
本発明のポリマー混合物中の繊維と加硫又は架橋されたゴムとの重量比は、１：６以下、１：７．５以下、又はさらに１：２６以下、同時に、１：４０以上、１：３５以上、又はさらに１：３０以上であってもよい。
本発明のポリマー混合物は、最初に水性バインダー組成物を調製し、次いでそれを加硫又は架橋されたゴム及び繊維と混合することによって得られてもよい。水性バインダー組成物は、第１及び第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーの２つの部で供給されてもよく、任意選択で、増粘剤及び消泡剤などの添加成分が、通常「Ａ部」を形成し、水分散性イソシアネート組成物を含む架橋剤が、通常「Ｂ部」を形成する。使用される場合、エポキシシランは、Ａ部及び／又はＢ部に存在し得る。本発明のポリマー混合物は、Ａ部及びＢ部を混合して、水性バインダー組成物を形成し、次いで加硫又は架橋されたゴム及び繊維と混合することによって調製されてもよい。
驚くべきことに、本発明のポリマー混合物は、室温で、繊維を含まないポリマー混合物よりもはるかに速く乾燥する。
本開示のポリマー混合物は、概して、５℃～８０℃、１０℃～５０℃、１５℃～４０℃、又は２０℃～３５℃の温度で硬化され得る。ポリマー混合物を硬化させる時間は、３０分～２４時間、１時間～２０時間、又は２時間～１０時間で選択されてもよい。また、ポリマー混合物を部分的に硬化させ、次いでその後硬化プロセスを完了させることもできる。
本発明の多層物品は、本発明のポリマー混合物から作製されたベース層と、水性トップコーティング組成物から作製された上層とを含み得る。水性トップコーティングは、水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムを含む。適切な水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムの例は、ベース層にも適した上記ポリマー混合物に記載されている通りである。水性トップコーティング組成物は、好ましくは、上述の消泡剤、増粘剤、顔料、又はそれらの混合物を含む。水性トップコーティング組成物中の加硫又は架橋されたゴムは、好ましくはＥＰＤＭゴムである。
本発明の多層物品のベース層において、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと加硫又は架橋されたゴムとの重量比は、１：２以下、１：３．５以下、又はさらに１：３．９以下、同時に、１：７以上、１：６以上、又はさらに１：４．３以上であってもよく、繊維と加硫又は架橋されたゴムとの重量比は、１：６以下、１：７．５以下、又はさらには１：２６以下、同時に、１：４０以上、１：３５以上、又は１：３０以上であってもよい。ベース層中の加硫又は架橋されたゴムは、１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以上、２ｍｍ以上、又はさらに２．５ｍｍ以上、同時に、４ｍｍ以下、３．５ｍｍ以下、又はさらに３ｍｍ以下のふるい粒径を有し得る。ベース層中の加硫又は架橋されたゴムは、好ましくは、加硫又は架橋された廃ゴムである。ベース層中の繊維は、１ｍｍ～５ｍｍの長さ及び５マイクロメートル～１０ｍｍの平均直径を有してもよい。
本発明の多層物品の上層において、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーとＥＰＤＭゴム又は加硫若しくは架橋されたゴムとの重量比は、１：０．５以下、１：１以下、１：２以下、又はさらには１：２．５以下、同時に、１：４以上、１：３．５以上、又はさらに１：３以上であってもよい。上層中のＥＰＤＭゴム又は加硫又は架橋されたゴムは、１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以上、２ｍｍ以上、又はさらには２．５ｍｍ以上、同時に、４ｍｍ以下、３．５ｍｍ以下、又はさらに３ｍｍ以下のふるい粒径を有してもよい。
本発明の多層物品は、ベース層が上層とプライマー層との間に存在するように、プライマー層をさらに含んでもよい。プライマー層は、多層物品の基材への接着をさらに向上させ得る。プライマー層は、水性プライマー組成物から作製されてもよい。
本発明において有用な水性プライマー組成物は、上記の第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー、上記の第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー、又はそれらの混合物を含んでもよい。水性プライマー組成物は、上記のエポキシシランをさらに含んで、湿潤条件下で、得られた多層物品の基材への接着をさらに改善し得る。水性プライマー組成物はまた、上記の水分散性イソシアネート組成物を含んでもよい。好ましい実施形態では、水性プライマー組成物は、第１及び第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー、エポキシシラン、水分散性イソシアネート組成物、及び任意選択で消泡剤を含む。水性プライマー組成物中の上記の成分の濃度は、それらが水性バインダー組成物中にあるときに上記の範囲を有し得る。
本発明の多層物品は、他の機能層をさらに含んでもよい。例えば、多層物品は保護層をさらに含んでもよく、上層は、保護層とベース層との間に存在する。保護層の存在は、多層物品の耐摩耗性及び老化耐性をさらに改善するのに有用であり得る。
本発明の多層物品は、少なくとも１０ｍｍ、１２ｍｍ以上、又はさらには１３ｍｍ以上の厚さを有してもよい。ベース層の多層物品に対する体積比は、４０％～９５％、５０％～９０％、又は７０％～８０％であってもよく、上層の多層物品に対する体積比は、５％～６０％、１０％～４０％、又は２０～３０％であってもよい。
本発明の多層物品を調製する方法は、
（１）総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：７～１：２であり、繊維と加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：４０～１：６である、本発明のポリマー混合物を提供することと、（２）ポリマー混合物を基材に塗布することと、（３）ポリマー混合物を乾燥及び硬化させて、ベース層を形成することと、（４）総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：０．５～１：４である、本発明のトップコーティング組成物を提供することと、（５）トップコーティング組成物をベース層に塗布することと、（６）ベース層が基材と上層との間に存在するように、トップコーティング組成物を乾燥及び硬化させて、上層を形成することと、を含む。
多層物品の調製において、本発明のポリマー混合物又はトップコーティング組成物はそれぞれ、任意の既知の方法、例えば、ＴＰＪ－２．５タイプの合成の陸上競技用トラック舗装機械などの従来の機器を使用する手動式のこて塗り又は機械塗布によって、基材又はベース層に塗布することができる。得られた表面は、こて塗りによってさらに平滑化されてもよい。好ましくは、トップコーティング組成物は、噴霧によってベース層に塗布される。基材は、例えば、コンクリート、ビチューメン、金属、又は木材を含む任意の基材であり得る。好ましくは、基材は、本発明のポリマー混合物を塗布する前に、上記の水性プライマー組成物によってプライミングされる。
多層物品の調製において、本発明のポリマー組成物及びトップコーティング組成物の乾燥及び硬化は、水を蒸発させるのに十分な、所定の温度及び所定の時間で実施してもよい。乾燥及び硬化は、周囲温度、例えば、５℃～５０℃、１５℃～４０℃、又は２０℃～３０℃の温度で行うことができる。ポリマー混合物及びトップコーティング組成物を乾燥及び硬化させる時間は、例えば、ポリマー混合物、又は基材若しくはベース層に塗布されるトップコーティング組成物の厚さ、並びに温度、相対湿度、及び風などの屋外条件を含む様々な要因に依存し得る。例えば、ポリマー混合物及びトップコーティング組成物を乾燥及び硬化させる時間は、１分～２４時間、５分～１２時間、２０分～８時間、又は３０分～６時間で選択されてもよい。
本発明の多層物品を調製する方法は、本発明のポリマー混合物の速い乾燥速度により、かなり短時間で実施され得る。ポリマー混合物の基材への塗布、及びトップコーティング組成物のベース層への塗布の間の時間は様々であってもよく、例えば、その時間は、８時間以下、６時間以下、又はさらに５時間以下、同時に、２時間以上、２．５時間以上、又はさらに３時間以上であり得る。
本発明の多層物品を調製する方法は、本発明のポリマー混合物を基材に塗布してベース層を形成することと、トップコーティング組成物をベース層に塗布して上層を形成することの前に、水性プライマー組成物を基材に塗布してプライマー層を形成することをさらに含んでもよい。
多層物品を作製するプロセスにおいて溶媒をほとんど又は全く使用しなかったため、多層物品を調製する方法は、溶媒を実質的に含まない。この方法は、繊維を含有しないポリマー混合物よりも短い時間で行うことができる。
本発明の多層物品は、様々な用途、例えば、防音材料、音響下敷、床下敷、及び艶消し、人口トラック及び遊び場の表面、マット及びパッド、ボールコアなどの工業及びスポーツ用品、並びに床タイル、カバー、成形製品などの消費者製品に、また道路の舗装及び保守用途に使用されてもよい。特に、多層物品は、透水性陸上競技用トラック表面としての使用に好適である。本明細書における「透水性陸上競技用トラック表面」とは、樹脂バインダーによって接着されたゴム粒子からなり、ゴム粒子間に空隙を有する合成トラック表面材料を指し、これは、表面水の流出を可能にするだけでなく、水が表面材料に浸透することを可能にする。
本発明の望ましい実施形態は、多層構造を含む。図１を参照すると、上層１１、ベース層１２、プライマー層１３、及び任意選択で１つ以上の他の層を含む本発明の多層物品１０の一実施形態の概略斜視図が示されている。各層は、２つの対向する主面を含む。上層１１は、ベース層１２の１つの主面に接触し、プライマー層１３は、ベース層１２の反対側の主面と接触し、それにより、ベース層１２は、上層１１とプライマー層１３との間に存在する。任意選択的な保護層（図示せず）を、上層１１の１つの主面に塗布することができ、それにより、上層１１は、保護層とベース層１２との間に存在する。概して、ベース層の厚さは、６ｍｍ以上、７ｍｍ以上、又はさらに８ｍｍ以上、同時に、１６ｍｍ以下、１５ｍｍ以下、又はさらに１４ｍｍ以下であってもよい。概して、上層の厚さは、１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以上、又はさらに２ｍｍ以上、同時に、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、又はさらに３ｍｍ以下であってもよい。存在する場合、プライマー層は、概して、５０マイクロメートル～５００マイクロメートル、７５マイクロメートル～４００マイクロメートル、又は１００マイクロメートル～３００マイクロメートルの範囲の厚さを有してもよい。
Ｉ．使用される原材料
本発明のいくつかの実施形態は、以下の実施例においてここに記載され、全ての部及びパーセンテージは、他に特定されない限り、重量による。以下の材料及び略語を実施例に使用する。
「ＡＡ」は、アクリル酸を表す。
「ＭＡＡ」は、メタクリル酸を表す。
「ＢＡ」は、アクリル酸ブチルを表す。
「ＭＭＡ」は、メタクリル酸メチルを表す。
「ＡＮ」は、アクリロニトリルを表す。
＊ラテックスは全てＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。
Ｔｇは、Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１，１２３（１９５６）にＦｏｘによって記載されているように、フォックス方程式により求められる。
「ＭＦＦＴ」は、最小のフィルム形成温度を指し、ＡＳＴＭ Ｄ２３５４－１０に従って測定される。
Ｈｅｎｋｅｌから入手可能なＮＯＰＣＯ ＮＸＺ消泡剤は、金属石鹸タイプの消泡剤である。
Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＲＭ－８Ｗ増粘剤は、非イオン性ウレタン増粘剤である。
Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰＯＬＹＯＸ（商標）ＷＳＲ３０１樹脂は、水溶性ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）樹脂であり、潤滑剤として使用される（ＰＯＬＹＯＸは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）。
Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＡＧから入手可能なＢＡＹＨＹＤＵＲ ＸＰ２６５５Ｅ水分散性ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）に基づく親水性脂肪族ポリイソシアネートであり、架橋剤として使用される。
Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．から入手可能なＣＯＡＴＯＳＩＬ２２８７エポキシ官能性シランは、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシランであり、架橋剤として使用される。
黒色廃タイヤゴム粒子は、１ｍｍ～３ｍｍのふるい粒径を有し、Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｅｒｒａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。
黒色廃タイヤゴム粒子は、２ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｅｒｒａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。
ＥＰＤＭゴム粒子は、１ｍｍ～３ｍｍのふるい粒径を有し、Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｕａｎａｏ Ｓｐｏｒｔｓ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。
ココナツ殻繊維は、１ｍｍ～２ｍｍの長さ及び１ｍｍ～５ｍｍの平均直径を有し、ＫＮＡＡＰ（タイ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。
ココナツ殻繊維は、２ｍｍ～５ｍｍの長さ及び１ｍｍ～５ｍｍの平均直径を有し、ＫＮＡＡＰ（タイ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。
木繊維は、１ｍｍ～２ｍｍの長さ及び１ｍｍ～５ｍｍの平均直径を有し、Ｈｅｂｅｉ Ｌｉｎｇｓｈｏｕ Ｘｉｎｇｙｕａｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙから入手可能である。
木繊維は、２ｍｍ～５ｍｍの長さ及び１ｍｍ～５ｍｍの平均直径を有し、Ｈｅｂｅｉ Ｌｉｎｇｓｈｏｕ Ｘｉｎｇｙｕａｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙから入手可能である。
ＩＩ．試験方法
実施例では、以下の標準的な分析機器及び方法を使用する。
１．引張強度及び破断点伸びの特性
層又は陸上競技用トラック試料の引張強度及び破断点伸びの特性は、ＧＢ／Ｔ１４８３３－２０１１規格の項目５．４、３ページに従って評価する。値が高いほど、通常、より高い耐久性を示す。
本発明のベース層には０．０９メガパスカル（ＭＰａ）を超える引張強度が望まれ、本発明のスポーツトラックには０．１８ＭＰａを超える引張強度が望まれている。そうでない場合、それは引張強度の要件を満たしていない。
本発明のベース層には１０％を超える破断点伸びが望まれ、本発明の陸上競技用トラックには１５％より大きい破断点伸びが望まれている。そうでない場合、それは破断点伸びの要件を満たしていない。
２．乾燥残留率
ベース層の乾燥残留率特性は、４時間後に剥離紙からベース層を剥離した後、剥離紙上に残るベース層の残留物のパーセンテージによって定量化される。プロセスは、（１）剥離紙上にポリマー混合物を塗布して、ベース層を形成することと、（２）４時間後に剥離紙からベース層を剥がすことと、（３）剥離紙上のベース層の残留物のパーセンテージを測定することと、を含む。値が低いほど、通常、乾燥速度が速くなる。
本発明のベース層には、８５％未満の乾燥残留比が望ましい。
３．破断点プルオフ強度
ベース層及び上層を含む多層物品の破断点プルオフ強度特性は、ベース層と上層が互いに分離するとき、又はいずれかの層が２つの部分に分離するときのプルオフ強度によって定量化される。プロセスは、（１）ベース層及び上層を含む乾燥させた多層物品を５センチメートル（ｃｍ）×５ｃｍ平方の片に切断することと、（２）エポキシ接着剤によってベース層側をコンクリートスラブ上に接着することと、（３）エポキシ接着剤によって鋼ブロックを上層に接着することと、（４）破断するまで５０ニュートン／秒での接着強度試験システムＨＰ１０００によってプルオフ強度を試験することと、を含む。値が高いほど、通常、より高い耐久性を示す。
本発明のスポーツトラックには、０．１ＭＰａを超える破断点プルオフ強度が望まれている。
ＩＩＩ．実施例
１．ベース層試料及びスポーツトラック試料の調製
実施例（Ｅｘ）１
バインダー－１は、まずＡ部及びＢ部を混合し、次いで、表１に記載の配合に基づいて、廃タイヤゴム粒子及び繊維と混合することによって調製した。次いで、得られた第１のポリマー混合物をプラスチックフィルム上にキャストし、室温（２３℃±２℃）で１日間乾燥させて、約１０ｍｍ～１２ｍｍの厚さのベース層を形成した。次いで、得られたベース層試料の特性を上記の試験方法に従って評価し、表１に報告した。
バインダー－２は、まずＡ部及びＢ部を混合し、次いで、表５に記載の配合に基づいてＥＰＤＭゴム粒子と混合することによって調製した。得られた第２のポリマー混合物をベース層上に噴霧し、約３ｍｍの厚さで上層を形成した。得られた試料を乾燥条件（２３℃で１日＋７０℃で１日＋２３℃で１日）に曝露し、ベース層及び上層を含むスポーツトラック試料を、７０℃で硬化させる前にプラスチックフィルムから剥離した。次いで、得られたスポーツトラック試料の特性を上記の試験方法に従って評価し、表１に報告した。
実施例２～１２
ベース層試料を、表１～４に記載される配合に基づいて、実施例１に記載されるものと同じ手順に従って調製した。上層試料及びスポーツトラック試料を、表５に記載の配合に基づいて、実施例１に記載されている手順と同じ手順に従って調製した。実施例２～１２のベース層試料及び実施例２～５、７～８及び１０～１１のスポーツトラック試料を、上記の試験方法に従って評価し、表１～４に報告した。
比較例（Ｃｏｍｐ Ｅｘ）Ａ
バインダー－１は、まずＡ部及びＢ部を混合し、次いで、表１に記載の配合に基づいて廃タイヤゴム粒子と混合することによって調製した。次いで、得られた第１のポリマー混合物をプラスチックフィルム上にキャストし、室温（２３℃±２℃）で１日間乾燥させて、約１０ｍｍ～１２ｍｍの厚さのベース層を形成した。次いで、得られたベース層試料の特性を上記の試験方法に従って評価し、表１に報告した。
バインダー－２は、まずＡ部及びＢ部を混合し、次いで、表５に記載の配合に基づいてＥＰＤＭゴム粒子と混合することによって調製した。得られた第２のポリマー混合物をベース層上に噴霧し、約３ｍｍの厚さで上層を形成した。得られた試料を乾燥条件（２３℃で１日＋７０℃で１日＋２３℃で１日）に曝露し、ベース層及び上層を含むスポーツトラック試料を、７０℃で硬化させる前にプラスチックフィルムから剥離した。次いで、得られたスポーツトラック試料の特性を上記の試験方法に従って評価し、表１に報告した。
比較例Ｂ～Ｄ
ベース層試料を、表２～４に記載の配合に基づいて、比較例Ａに記載されている手順と同じ手順に従って調製した。上層試料及びスポーツトラック試料を、表５に記載の配合に基づいて、比較例Ａに記載されている手順と同じ手順に従って調製した。ベース層試料及びスポーツトラック試料を、上記の試験方法に従って評価し、表２～４に報告した。
２．分析結果
上記の表１～４は、上記の試験方法に従って決定された、実施例１～１２（本発明の実施例）及び比較例Ａ～Ｄ（比較例）のベース層試料及び陸上競技用トラック試料の特性を要約する。
表１～４は、同じ量及び配合のバインダー、並びに同じ量のベース層のＣ部に関して、本発明のポリマー混合物で作製されたベース層は、各群（群１：実施例１～２及び比較例Ａ；群２：実施例３～６及び比較例Ｂ；群３：実施例７～９及び比較例Ｃ；群４：実施例１０～１２及び比較例Ｄ）において従来のポリマー混合物を使用して作製されたベース層よりも低い乾燥残留率比を示す一方で、本発明のポリマー混合物で作製されたベース層は、所望の許容可能な引張強度及び破断点伸び特性を維持し得ることを示す。
表１～４はまた、同じ量及び配合のバインダー、同じ量のベース層のＣ部、同じ量及び配合の上層に関して、本発明の多層物品で作製された陸上競技用トラック試料は、各群（群１：実施例１～２及び比較例Ａ；群２：実施例３～５及び比較例Ｂ；群３：実施例７～８及び比較例Ｃ；群４：実施例１０～１１及び比較例Ｄ）において所望の許容可能な引張強度、破断点伸び、破断点プルオフ強度特性を示すことを示す。

以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 水性バインダー組成物と、加硫又は架橋されたゴムと、繊維と、を含むポリマー混合物であって、前記水性バインダー組成物が、
（ａ）－５℃以下のガラス転移温度を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１５℃のガラス転移温度を有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
を含み、
前記加硫又は架橋されたゴムが１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、前記繊維が、１ｍｍ～５ｍｍの長さ及び５マイクロメートル～１０ｍｍの平均直径を有し、ココナツ殻繊維、木繊維、又はそれらの混合物から選択される、ポリマー混合物。
［２］ 総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：７～１：２であり、前記繊維と前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：４０～１：６である、［１］に記載のポリマー混合物。
［３］ 総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：６～１：３．５であり、前記繊維と前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：３５～１：７．５である、［２］に記載のポリマー混合物。
［４］ 前記水性バインダー組成物が、前記アクリルエマルジョン（コ）ポリマーの総重量を基準にして、５重量％～９５重量％の前記第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー、及び５重量％～９５重量％の前記第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーを含む、［１］～［３］のいずれかに記載のポリマー混合物。
［５］ 前記第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーが各々、重合単位として、少なくとも１つのエチレン性不飽和非イオン性モノマーと、カルボニル、アセトアセテート、アルコキシシラン、カルボキシル、ウレイド、アミド、イミド、若しくはアミノ基、又はこれらの混合物から選択される少なくとも１つの官能基を有する少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマーと、を含む、［１］～［４］のいずれかに記載のポリマー混合物。
［６］ （ｉ）［１］～［５］のいずれかに記載の乾燥させたポリマー混合物のベース層と、（ｉｉ）乾燥させたトップコーティング組成物の上層と、を含む多層物品であって、前記トップコーティング組成物が、水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムを含み、前記水性バインダー組成物が、
（ａ）－５℃以下のガラス転移温度を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１５℃のガラス転移温度を有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
を含み、
前記トップコーティング組成物中の前記加硫又は架橋されたゴムが、１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：０．５～１：４である、多層物品。
［７］ 前記多層物品が、少なくとも１０ｍｍの厚さを有し、前記ベース層の前記多層物品に対する体積比が、４０％～９５％であり、前記上層の前記多層物品に対する体積比が、５％～６０％である、［６］に記載の多層物品。
［８］ ［６］に記載の多層物品を調製する方法であって、
（１）［１］に記載のポリマー混合物を提供することと、
（２）前記ポリマー混合物を基材に塗布することと、
（３）前記ポリマー混合物を乾燥及び硬化させて、ベース層を形成することと、
（４）トップコーティング組成物を提供することであって、前記トップコーティング組成物が、水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムを含み、前記水性バインダー組成物が、（ａ）－５℃以下のガラス転移温度を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、（ｂ）少なくとも１５℃のガラス転移温度を有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーとを含み、前記トップコーティング組成物中の前記加硫又は架橋されたゴムが、１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：０．５～１：４である、ことと、
（５）前記トップコーティング組成物を前記ベース層に塗布することと、
（６）前記ベース層が前記基材と前記上層との間に存在するように、前記トップコーティング組成物を乾燥及び硬化させて、上層を形成することと、を含む、方法。

Claims (8)

  1. 水性バインダー組成物と、加硫又は架橋されたゴムと、繊維と、を含むポリマー混合物であって、前記水性バインダー組成物が、
    （ａ）－５℃以下のガラス転移温度を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
    （ｂ）少なくとも１５℃のガラス転移温度を有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
    を含み、
    前記加硫又は架橋されたゴムが１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、前記繊維が、１ｍｍ～５ｍｍの長さ及び５マイクロメートル～１０ｍｍの平均直径を有し、ココナツ殻繊維、木繊維、又はそれらの混合物から選択される、ポリマー混合物。
  2. 総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：７～１：２であり、前記繊維と前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：４０～１：６である、請求項１に記載のポリマー混合物。
  3. 総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：６～１：３．５であり、前記繊維と前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：３５～１：７．５である、請求項２に記載のポリマー混合物。
  4. 前記水性バインダー組成物が、前記アクリルエマルジョン（コ）ポリマーの総重量を基準にして、５重量％～９５重量％の前記第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマー、及び５重量％～９５重量％の前記第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマー混合物。
  5. 前記第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーが各々、重合単位として、少なくとも１つのエチレン性不飽和非イオン性モノマーと、カルボニル、アセトアセテート、アルコキシシラン、カルボキシル、ウレイド、アミド、イミド、若しくはアミノ基、又はこれらの混合物から選択される少なくとも１つの官能基を有する少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマーと、を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマー混合物。
  6. （ｉ）請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマー混合物を乾燥させてなるベース層と、（ｉｉ）乾燥させたトップコーティング組成物の上層と、を含む多層物品であって、前記トップコーティング組成物が、水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムを含み、前記水性バインダー組成物が、
    （ａ）－５℃以下のガラス転移温度を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
    （ｂ）少なくとも１５℃のガラス転移温度を有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、
    を含み、
    前記トップコーティング組成物中の前記加硫又は架橋されたゴムが、１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：０．５～１：４である、多層物品。
  7. 前記多層物品が、少なくとも１０ｍｍの厚さを有し、前記ベース層の前記多層物品に対する体積比が、４０％～９５％であり、前記上層の前記多層物品に対する体積比が、５％～６０％である、請求項６に記載の多層物品。
  8. 請求項６に記載の多層物品を調製する方法であって、
    （１）請求項１に記載のポリマー混合物を提供することと、
    （２）前記ポリマー混合物を基材に塗布することと、
    （３）前記ポリマー混合物を乾燥及び硬化させて、ベース層を形成することと、
    （４）トップコーティング組成物を提供することであって、前記トップコーティング組成物が、水性バインダー組成物及び加硫又は架橋されたゴムを含み、前記水性バインダー組成物が、（ａ）－５℃以下のガラス転移温度を有する第１のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーと、（ｂ）少なくとも１５℃のガラス転移温度を有する第２のアクリルエマルジョン（コ）ポリマーとを含み、前記トップコーティング組成物中の前記加硫又は架橋されたゴムが、１ｍｍ～４ｍｍのふるい粒径を有し、総アクリルエマルジョン（コ）ポリマーと前記加硫又は架橋されたゴムとの重量比が、１：０．５～１：４である、ことと、
    （５）前記トップコーティング組成物を前記ベース層に塗布することと、
    （６）前記トップコーティング組成物を乾燥及び硬化させて上層を形成し、前記ベース層が前記基材と前記上層との間に存在するようにすることと、を含む、方法。
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