JPS62501078A - ポリウレタンカ−ペット裏張り組成物及び合成繊維一次裏張り付きのカ−ペット基材に二次裏張りを適用する方法 - Google Patents
ポリウレタンカ−ペット裏張り組成物及び合成繊維一次裏張り付きのカ−ペット基材に二次裏張りを適用する方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ポリウレタンカーペット裏張り組成物及び合成繊維−次裏張り付きのカーペ・ン
ト基材に二次裏張りを適用する方法
本発明は、ポリウレタンの裏張りを有していて、その裏張り組成物がそれ中に混
入せしめられた熱可塑性重合体を含有するカーペットに関する。
ポリウレタンで裏張りされた合成繊維ベースのカーぺ、7トは、一般に、水分あ
るいは特定の有機溶剤を吸収した時、それらの周辺部においてカーリング(わん
曲)を被る傾向にある。
このエツジカール現象は、ポリウレタン四張り材料によって強固に埋封せしめら
れているところのカーペット繊維の裏面ステッチループに直接に係るものと、考
えられる。例えばナイロンのような特定のカーペット繊維は、それらの裏面ステ
ッチループが系の高強度構成員であるにもかかわらず、水分や有機溶剤に対して
非常に敏感である。水分に関してネ漫透性を有するところのポリプロピレン−次
裏張りは系の高張力構成員である。表面風維及び/又は裏面ステンチループが水
分あるいは取り付は用接着剤中□に存在する有機溶剤を吸収する場合、ループが
膨潤するかもしくは大きくなる傾向が存在する。集合的にみると、大きくなった
ループは、−次裏張りに対して垂直な1IIIげモーメントを発生し、したがっ
て、カーペットはその周辺部においてカーリングを生じか°つ極端な場合には腰
折れ(ハックリング)を生じる。しかし、本発明に従うと、合成繊維織物、特に
ポリプロピレンの一次裏張りを有するカーイソ1−は、1種類もしくはそれ以上
のエチレン系不飽和単量体の熱可塑性重合′体の少量をウレタン形成性組成物中
に混入することによって、例えばエツジカール現象あるいはタフトロックのよう
なその性質の1つもしくはそれ以上を改良することが可能である。
本発明は、ポリウレタンカーペット裏張り組成物であって、(A)(1)2〜8
、好ましくは2〜3の平均ヒドロキシル官能価及び500〜2200、好ましく
は600〜2000の平均ヒドロキシル当量を有する最低1種類の比較的に高分
子量のポリエーテルポリオール;
(2)2〜8、好ましくは2〜3の平均ヒドロキシル官能価及び31〜230、
好ましくは31〜200の平均ヒドロキシル当量を有する最低1種類の比較的に
低分子量のポリオール;を含むポリオール組成物;
(B)最低1種類のポリイソシアネート、ポリイソチオシアネート又はその混合
物;
(C)1種類もしくはそれ以上の触媒;(D)1種類もしくはそれ以上のエチレ
ン系不飽和単量体を重合させることによって調製した最低1種類の熱可塑性重合
、 体;及び、任意に、
(E)1種類もしくはそれ以上の無機充填剤物質;を含有し、また、その際、
(1)成分(’A −1)及び(A−2−)が、o、s’:t〜5.5:1、好
ましくはO,S:t〜4:1のヒドロキシル当量比(A−2): (A−1)を
与える量で用いられ;(2)成分(A)が、成分(A)、 (D)及び(E)の
合計重量を基準にして25〜45、好ましくは28〜36重量%の量で存在し;
(3)成分(E)が、成分(A)、 (D)及び(E)の合計重量を基準にして
0〜75、好ましくは60〜70重量%の量で用いられ;そして
(4)成分(A)及び(B)が、0.95:1〜t、S:1.好ましくは11:
1〜1.25’: 1のNCX : 011当量比を与える量で存在しかつ前記
Xが酸素又は硫黄であり、前記熱可塑性重合体が、0.75〜1.60 g /
cc、好ましくは0.90〜1.3 g / ccの密度、50 g/ 10
m1nまで、好ましくは1.0〜20 g/ 10m1nのメルトインデックス
、5.000〜300.000psi (34〜2068MPa)の曲げ弾性率
及び5〜1501Mの平均粒径を有する非塩素化熱可塑性重合体であり、この非
塩素化熱可塑性重合体が、成分(A)、 (D)及び(E)の合計重量を基単に
して0.05〜25重景%の量で存在していることを特徴とするポリウレタンカ
ーペット裏張り組成物に関する。
本発明はまた、合成繊維−次裏°張り付きのカーベント基材に二次裏張りを適用
するためのものであって、前記基材にポリウレタン力−ペソ1〜裏張り組成物を
塗布し、そして該組成物を硬化させることを含む方法において、前記ポリウレタ
ン組成物が前記した組成物であることを特徴とする二次裏張り適用方法に関する
。
本発明は、合成繊維の一次裏張りを有していて、かつ二次裏張りとしての硬化ポ
リウレタン組成物が裏張りされているカーヘット基材に関してエツジカールある
いはタフトロックの改良をもたらすものである。
本発明において使用することのできる適当な比較的に高分子量のポリエーテルポ
リオールには、1分子について2〜8個のヒドロキシル基を含有する1種類もし
くはそれ以上の化合物と1種類もしくはそれ以上のハイドロカルビレンあるいは
ハロゲン置換ハイドロカルビレンオキシドとの付加物が含まれる。
適当なヒドロキシル含有化合物には、2〜20個、好ましくは2〜6の炭素原子
を有するもの、例えば、水、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、1.2−ブタンジオール、1.3−ブタンジオール、1.4
−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、p、p’−イソプロ
ピリジンジフェノール、そしてその混合ポリエーテルポリオールを調製するため
に使用することのできる適当なハイドロカルビレンあるいはハロゲン置換ハイド
ロカルビレンオキシドには、2〜12個、好ましくは2〜4個の炭素原子を有す
るもの、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1.2−ブチレンオ
キシド、2,3−ブチレンオキシド、スチレンオキシド、エピクロロヒドリン、
エビブロモヒドリン、3−メチル−1,2−プチレンオキシド、3.3−ジメチ
ル−1,2−ブチレンオキシド、そしてその混合物が含まれる。
本発明において使用することのできるその他の比較的に高分子量のポリオールに
は、重合体含をポリオール、例えば、米国再発行特許第29,118号(Sta
mberger)、米国再発行特許第28,715号(S tamberger
)、米国再発行特許第29,014号(Pizzini ら)、米国特許第3,
869,413号(Blankenshipら)、米国特許第4.390,64
9号(Iloffman ら)及び米国特許第4,394,491号(Hoff
man)に開示されているものが含まれる。
適当な低分子量のポリオールには、例えば、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、1.4−ブタンジオール、1.6−へギ
ザンジオール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプ
ロピレングリコール、ヘプタプロピレングリコール、そしてその混合物が含まれ
る。
さらに、低分子量のポリオールとしては、1分子について2〜8個の活性水素原
子を有する開始剤化合物と前記したようなハイドロカルビレンオキシドとの付加
物もまた、得られる付加物が低当量ポリオールに関しての所望の当量を有する限
りにおいて適当である。
特に適当な開始剤化合物には、例えば、水、エチレングリコール、プロピレング
リコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、アニリン、アンモニア、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、アミノエチルエタノールアミン、ペンタ
エリトリト−ル、グルコース15フルクトース、スクロース、ソルビトール、そ
してその混合物が含まれる。
1分子について8個を上廻る数の活性水素原子を有する開始剤化合物の付加物を
使用する場合には、これらの付加物を1分子について8個未満のヒドロキシル基
を有するポリオールと混合して使用しなければならず、その際、1分子当りのヒ
ドロキシル基が平均して2〜8個となるような量でポリオールを使用する。
適当な有機ポリイソシアネ−1・には、例えば、2.4−)ルエンジイソシアネ
ート、2.6−1−ルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、p、
p’−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、
ナフタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、そしてその混合物が含まれる。
さらに、1種類もしくはそれ以上の上述のポリイソシアネートと1種類もしくは
それ以上の上述のポリオールとから調製されたイソシアネート末端基含有のプレ
ポリマーもまた適当である。
さらに、三量化ジイソシアネート及び粗製ジイソシアネートもま′た適当である
。
同じく、イソチオシアネート末端基含有のプレポリマーを含めた対応のポリイソ
チオシアネートもまた適当である。
使用することのできる適当な触媒には、例えば、第3アミン、有機金属化合物、
特に金属カルボキシレート、そしてその混合物が含まれる。
特に適当な触媒には、例えば、ジ−n−ブチル錫−ビス(メルカプト酢酸イソオ
クチルエステル)、ジメチル錫ジラウレート、ジプチル錫ジラウレート、オクタ
ン酸第15Pij、オクタン酸鉛、■・リエチレンジアミン、N−メチルモルホ
リン、そしてその混合物が含まれる。
本発明において使用することのできる適当な非塩素化熱可塑性重合体には、1種
類もしくはそれ以上の重合可能なエチレン系不飽和単量体から調製されたもので
あって、密度が0.75〜1.60、好ましくは0.90〜1.3g、/cc、
メルトインデックスが50 g/ 10m1nまで、好ましくは1.0〜20g
/l Qmin 、曲げ弾性率が5,000〜300,000psi (34〜
2068MPa)、そして平均粒径が5〜150umである重合体が含まれる。
特に適当な非塩素化熱可塑性重合体には、例えば、エチレン−アクリル酸共重合
体、エチレンーー酸化炭素共重合体、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチ
レン、低密度ポリエチレン、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−2−メチル
ヘンテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体
、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチ
ル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル
共重合体、エチレンーア”クリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸−一
酸化炭素共重合体、エチレン−アクリル酸−酢酸ビニル共重合体、そしてその混
合物が含まれる。
本発明において使用することのできる適当な無機充填剤には、例えば、アルミナ
三水和物、炭酸カルシウム、タルク、硫酸カルシウム、珪酸アルミニウム、カオ
リン、二酸化珪素、ベントナイト、そしてその混合物が含まれる。
ウレタン・裏張り組成物はまた、必要に応じて、染料、顔料、難燃剤、発泡剤、
シリコーン表面活性剤又はその組合せを含有することができる。
以下に記載する例は本発明を説明するためのものである。
但し、これらの例は本発明の範囲を何らかの形で制限するものではないと理解さ
れたい。
朋■至止■
ドクタ塗布=掻き落しバーを使用して、起泡あるいは混合した成分の混練物をカ
ーペットの幅員にそって均一に塗布すること。
塗布重量 =カーペットに適用される発泡体の重量。
生繊維重量=繊維及び−次裏張りの重量。
タフトロック−カーペット繊維のタフトを発泡裏張りから引っ張るのに必要な力
の大きさ。
一次裏張り=この材料を介して、カーペット繊維のタフトが植え付けられている
。
二股迫王皿
400m1のカップに100gの所望のポリオール混合物を添加した。次いで、
このポリオール混合物に適当量の充填剤及び熱可塑性重合体を添加し、そして高
速度攪拌機を使用して2分間(120秒間)にわたって混合した。所望とするイ
ンデックスを基準にして、有効量のイソシアネートを添加し、そして非接触反応
の組成物が〜93”F(34°C)になるまで混合を行った。次いで、触媒(1
種類もしくは複数種類)を添加し、混合した。次いで、接触反応後の混合物をカ
ーベントの裏面上に、触媒を添加した時間から45秒以内でドクタ塗布し、そし
て100〜120℃の温度で約8分間(420秒間)にわたって硬化させた。
ウレタン裏張り付きのカーペットあるいは反応混合物の性質を測定するために次
のような手法を使用した。
塗奄重1傅珊足
カーペットのサンプルから6.75” X6.75” (171,45龍×17
1.45mm)平方を切り取り、そして最も精確に0.1gまで秤量した。この
重量からカーベント試験片の生繊維重量を差し引いたものを実際の塗布重量、o
z/yd2(kg/ m)とした。
ノ \工・ノジカールのおI)は
6 ” X 2 ” (152,4龍X50.8龍)のウレタン裏張り付きのサ
ンプルに水を十分に飽和させ、そしてそのサンプルを裏張りを下側にして平滑な
表面上に載置することによって水分エツジカールを測定した。試験片の最初の2
インチ(50,81m)を平滑表面に強固に押し付けて保持するため、重い分銅
を使用した。サンプルを90分間(5400秒間)にわたって静かに放置した。
この時間の後、カールの程度、すなわち、平滑表面からカーペットの外側の端部
の裏面までの距離、鶴、を測定した。エツジカールは時間の山数であるので、す
べての測定を特定の時間について行うのが適切である。
な−1工1.ジカールの′1−
たて糸方向に切断した2” X 6″(50,8龍X 152.4鶴)のカーベ
ントサンプルの裏張り側止に同じ寸法のポリエチレンフィルムを被覆した。次い
で、このカーペットを2″×8″X7116” (50,8■IX 203.2
關X’11.1塵■)の石綿スレート用土に対向させて配置し、また、その際、
石綿スレートの端部から2インチ(50,8+n)をはみ出させた。マスキング
テープを使用してカーペットを石綿スレートに固定した。裏張りを露出させるた
めにポリエチレンフィルムを引き離した。接着剤をウレタン裏張りに適用し、そ
の後、ポリエチレンフィルムで裏張りを直かに被覆した。4時間(14400秒
間)後、石綿スレートの平面から離れたカーペットの端部の距離、11、を測定
した。
トルエンエ・ジカールの浬1
トルエンエツジカール試験を開発した。この試験は、多くの接着剤中の溶剤であ
るトルエンで飽和させた場合に経験することのできるウレタン裏張りの実際のカ
ール量を測定するためのものである。この試験では、2” X 6” (−50
,8mmX152.4mm)のカーペットサンプルをその裏張り側を下側にして
平滑表面上に載置した。次いで、サンプルにトルエンを飽和させ、30分間(1
800秒間)静かに放置した。この時間の後、カールの程度、すなわち、平滑表
面からカーペットサンプルの外縁までの実際の距離、印、を測定した。
粘1」しく社)触定
ウレタン裏張り系の相対的な粘着性及びエンボス加工性をポリプロピレン手袋の
使用による“指触”によって測定した。
サンプルをそれらを硬化させるために加熱炉内に収容した後、1〜2分間(60
〜120秒間)の間隔で指触して粘着性を試験した。材料が手袋に付着した時に
はかなりの粘着性の表示であると考察した。もしも材料の付着が起こらず、しか
もエンボス加工可能であるならば、この系は“エンボス加工可能”と考察し、こ
の品質が保持された時間を記録した。
本例では次のような材料を使用した。
六・に9ノ のポリオールAは、ジプロピレングリコールとプロピレンオキシド
の付加物であった。得られたジオールの平均ヒドロキシル当量は1000であっ
た。
“・に氏当 のポリオールAは、平均ヒドロキシル当量67を有するジプロピレ
ングリコールであった。
イソシアネートAは、平均NCO当量87を有する2、4−/2.6−トルエン
ジイソシアネートの80/20ti合物であった。
イソシアネートBは、イソシアネートAとジプロピレングリコールをNCO:
011当量比1.25:1で反応させることによって調製したプレポリマーであ
った。得られたプレポリマーは28重量%のNCOを含有し、また、その平均N
GO当量は150であった。
U人は、ジメチル錫ジラウレートであった。
充填組人は、アルミナ三水和物であった。
充1剋旦は、炭酸カルシウムであった。
左二ニュ上11人は、重量的22 oz/ yd” (0,75kg/ rrr
)のAntron (商標名)ナイロン繊維製であり、ポリプロピレン織布の
一次裏張りを通して7.5ステッチ/インチ(0,295ステツチ/龍)の割合
でタフテッド加工されてあった。この生繊維材料は、パイル高が0.156イン
チ(3,96龍)、WDF(重量密度ファクター)が111,000、そして生
繊維重量が25oz/yd”((0,85kg / rrf)であった。
左二すエ上U旦は、重量的26 oz/yd2(0,88kg/ % )のAn
tron (商標名)ナイロン繊維製であって、ポリプロピレン織布の一次裏張
りを通して9.0ステッチ/インチ(0,354ステッチ/1m)の割合でタフ
テッド加工されていた。この生繊維材料は、パイル高が0.125インチ(3,
17mm) 、WD Fが194.000、そして生繊維重量が29 oz/
ydt(0,98kg/ = )であった。
IJ!−性n体Jヨは、6.5重量%のアクリル酸を含有しかつメルトインデッ
クス(I z) 2.5及び密度0 、9325 g / ccを有するエチレ
ン−アクリル酸共重合体であった。曲げ弾性率2.6X 10’psi(179
MPa)、平均粒径≦75卿。
X四■匹性xh体」−は、12重重量の一酸化炭素を含有しかつメルトインデッ
クス(Iz) 10 g/ 10m1n 、密度0.9040g/ CC%曲げ
弾性率2.8 X 10’psi(19’3MPa)及び平均粒径≦75庫を有
するエチレンーー酸化炭素共重合体であった。
然可盟立旦金生旦は、メルトインデックス(1,)5g/10mIn %密度0
.935 g / cc、曲げ弾性率1.9 X 10’psi (137MP
a)及び平均粒径く75陶を有する高密度ポリエチレン単独重合体であった。
然」j江口1乱化旦は、メルトインデックス (12)0.7g/l 0m1n
、密度0.965 g / cc、曲げ弾性率1.85 x 10’psi
(123MPa)及び平均粒径≦75μmを有する高密度ポリエチレン単独重合
体であった。
’Ih n、し芒社JLY体」3は、6.5重量%のブテン−1を含有しかつメ
ルトインデックス(12) 1.5 g / 10m1n 、密度0.920
g/ cc、曲げ弾性率3. OX 10’psi(207MPa)及び平均粒
径≦75pnnを有するエチレン−ブテン−1の線状低密度共重合体であった。
茄」IはU[釦代旦は、メルトインデックス (Iz)0.46g/l 0m1
n 、密度0.935 g / cc、曲げ弾性率1.8 X10’psi(1
24MPa)及び平均粒径く75声を有する高密度ポリエチレン単独重合体であ
った。
fAO盟 M金止旦は、メルトインデックス (12)5g/101Tlin、
密度0.945g/cc、曲げ弾性率2. I X10’ps+(145MPa
)及び平均粒径≦75#lを有する高密度ポリエチレン単独重合体であった。
11〜110 び 六11 びB
一連のウレタン裏張りカーペット基材を前記一般的手順によって製造した。例1
〜例10、そして比較実験A及びBでは、85重量部の比較的に高分子量(RI
IMW)のポリオールA(0,085当ft0H) 、15重量部の比較的に低
分子量(RL肚)のポリオールA (0,224当量O1+) 、0.1重量部
の触媒A1そして53.4重量部のイソシアネートB (0,356当量NGO
)を使用した。
RLM、WポリオールA : RIMWポリオールAのヒドロキシル当1゜は2
.6 : 、1テあり、また、NCO: 011当星比は1..15:l−cあ
った。
例1〜例)10において、90重量部の充填剤A及び95重量部の充填;−剤B
を使用した。それぞれの熱可塑性重合体を5重量部で使・用した。ポリオール、
熱可塑性重合体及び無機充填剤の合計重量を基準にして、ポリオールは34.5
重量%、熱可塑性重合体は1.7重里%、そして無機充填剤は63.8重量%で
あった。
比較実験六及びBにおいて、100重量部の充填剤A及び105重量部の充填剤
Bを使用した。ポリオールと無機充填剤の合計重量を基準にして、ポリオールは
32.8重量%、そして無機充填剤は67.2重量%であった。
例1〜例′6及び比較実験Aではカーベント基材Aを使用した。例7〜例10及
び比較実験Bではカーペット基材Bを使用した。
それぞれの例の熱可塑性重合体、そして例工〜例10及び比較実験A及びBの被
覆付きカーペット基材の性質は第1表に記載する通りである。
ト+6(J)−の
へ代り−
℃“ε
り−
Claims (3)
- 1.(A)(1)2〜8の平均ヒドロキシル官能価及び500〜2200の平均 ヒドロキシル当量を有する最低1種類の比較的に高分子量のポリエーテルポリオ ール;(2)2〜8の平均ヒドロキシル官能価及び31〜230の平均ヒドロキ シル当量を有する最低1種類の比較的に低分子量のポリオール; を含むポリオール組成物; (B)最低1種数のポリイソシアネート、ポリイソチオシアネート又はその混合 物; (C)1種類もしくはそれ以上の触媒;(D)1種類もしくはそれ以上のエチレ ン系不飽和単量体を重合させることによって調製した最低1種類の熱可塑性重合 体;及び、任意に、 (E)1種数もしくはそれ以上の無機充填剤物質;を含有し、また、その際、 (1)成分(A−1)及び(A−2)が0.8:1〜5.5:1のヒドロキシル 当量比(A−2):(A−1)を与える量で用いられ;
- (2)成分(A)が、成分(A),(D)及び(E)の合計重量を基準にして2 5〜45重量%の量で存在し;(3)成分(E)が、成分(A),(D)及び( E)の合計重量を基準にして0〜75重量%の量で用いられ;そして(4)成分 (A)及び(B)が、0.95:1〜1.5:1のNCX:OH当量比を与える 量で存在しかつ前記Xが酸素又は硫黄であるような ポリウレタンカーペット裏張り組成物であって、前記熱可塑性重合体が、0.7 5〜1.60g/ccの密度、50g/10minまでのメルトインデックス、 5,000〜300,000psi(34〜2068MPa)の曲げ弾性率及び 5〜150μmの平均粒径を有する非塩素化熱可塑性重合体であり、この非塩素 化熱可塑性重合体カ、成分(A),(D)及び(E)の合計重量を基準にして0 .05〜25重量%の量で存在していることを特徴とするポリウレタンカーペッ ト裏張り組成物。 2.前記熱可塑性重合体が、0.90〜1.3g/ccの密度及び1.0〜20 g/10minのメルトインデックスを有することを特徴とする、請求の範囲第 1項に記載の組成物。
- 3.合成繊維一次裏張り付きのカーペット基材に二次裏張りを適用するためのも のであって、前記基材にポリウレタンカーペット裏張り組成物を塗布し、そして 該組成物を硬化させることを含む方法において、前記ポリウレタン組成物が前記 請求の範囲第1項又は第2項に記載の組成物であることを特徴とする二次裏張り 適用方法。
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