DE602005006414T2

DE602005006414T2 - Mittels fettsäureamid-polyole hergestellte polyurethanteppichunterlagen

Info

Publication number: DE602005006414T2
Application number: DE200560006414
Authority: DE
Inventors: Randall C. Dalton JENKINES
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2025-06-04
Also published as: CN101027333A; TW200609260A; EP1761580A1; MY139161A; AU2005254944B2; US20080241458A1; CA2566626C; CN100551946C; DE602005006414D1; CA2566626A1; US8097325B2; WO2005123798A1; ATE393791T1; AU2005254944A1; EP1761580B1; DK1761580T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen getufteten oder gewobenen Teppich mit einer Polyurethanrückseite und auf Verfahren zur Herstellung eines solchen Teppichs.
Getuftete Teppiche werden hergestellt, indem Faserbündel durch einen ersten Rücken getuftet werden und sie an den ersten Rücken mit einer Grundbeschichtung befestigt werden. Die getufteten Teppiche können auch zusätzliche Schichten, wie z. B. eine Laminatschicht, eine zweite Rückenschicht und eine Schaumschicht aufweisen. Gewobene Teppiche werden oft auf ähnliche Weise hergestellt, außer dass die Faserbündel durch den ersten Rücken gewebt werden.
Die Grundbeschichtung verankert die Faserbündel an dem ersten Rücken, wodurch gute Faserfestigkeit, wie z. B. gute Knötchenbildungsbeständigkeit und Fusselbeständigkeit, gute Faserbüschelbindung und gute Ausfransbeständigkeit der Kanten bereitgestellt wird. Zusätzlich wird der Grundbeschichtung auch nachgesagt, dass sie zu anderen wünschenswerten Teppicheigenschaften, wie z. B. Dimensionsstabilität, Flammschutz, antimikrobieller/antifungizider Aktivität und Barrierefunktionalität gegenüber Flüssigkeit beiträgt.
Eine Art von Grundbeschichtungssystem ist ein Polyurethan. Polyurethangrundbeschichtungssysteme werden zum Beispiel in US-Patent Nr. 4,296,159 von Jenkines et al. und in US-Patent Nr. 4,696,849 von Mobley et al. beschrieben. Die Polyurethane, die in diesen Patenten beschrieben sind, werden aus einer Polyisocyanat- und einer Polyolverbindung gebildet. Die Polyolverbindungen, die am weitestverbreiteten in Polyurethananwendungen, umfassend Teppichgrundbeschichtungen, verwendet werden, sind Polyether- oder Polyesterpolyole, die hauptsächlich aus Öl-basierten Ausgangsmaterialien stammen. Es ist wünschenswert, alle oder einen Teil der konventionellen Öl-basierten Polyole gegen ein alternatives Polyol zu ersetzen, das auf jährlich erneuerbarem Ausgangsmaterial basiert. Preise für konventionelle Polyole neigen dazu, mit dem Rohölpreis zu schwanken, der zunehmend volatil wird wegen des Schwindens von bestätigten Reserven, erhöhten globalen Bedarfs und eines unsicheren geopolitischen Klimas. Darüber hinaus haben viele Länder keine eigenen Ölreserven, haben aber große landwirtschaftliche Industrie, die Pflanzenöl-Ausgangsmaterialien zur Herstellung alternativer Polyole herstellen könnten im Falle, dass diese Polyole aus der Sicht technologischer und ökonomischer Standpunkte ein gutes Leistungsprofil zeigen.
Die meisten Pflanzenöle sind Mischungen aus Fettsäuretriglyceriden, die keine isocyanatreaktive Funktionalität besitzen. Daher ist es notwendig, die Triglyceride zu modifzieren, um die benötigten funktionellen Gruppen einzuführen. Dies wird im Allgemeinen erreicht, indem eine Umesterungsreaktion zwischen einer Polyolverbindung und entweder dem Triglycerid selbst, oder einer Fettsäure oder einem Fettsäureester, der aus den Triglyceriden erhalten wird, durchgeführt wird. Diese Reaktion bringt Verbindungen mit einem oder zwei Fettsäureestergruppen und einer oder mehreren freien Hydroxylgruppen hervor. Um die Hydroxylfunktionalität zu erhöhen, können die Triglyceride oder korrespondierenden Fettsäuren „geblasen" werden oder mit feuchter Luft zur Reaktion gebracht werden, um sie zu kuppeln.
Diese ölbasierten Polyole stellen selten einen Ersatz für die konventionellen Öl-basierten Produkte in den meisten Polyurethananwendungen dar, die man einfach gegeneinander austauschen kann. Hierfür gibt es eine Anzahl von Gründen. Ein Problem ist, dass es schwierig war die Funktionalität (Anzahl von Hydroxylgruppen pro Molekül) in diesen Öl-basierten Polyolen zu steuern. Viele Pflanzenöl-basierte Polyole enthalten einen beträchtlichen Anteil an Molekülen mit 0 oder einer isocyanatreaktiven Gruppe. Diese Moleküle reagieren entweder überhaupt nicht mit dem Polyisocyanat oder agieren sonst als Kettenabbrecher, die das Molekulargewicht und die Vernetzungsdichte des Polymers verringern. Ein anderes Problem liegt darin, dass die Hydroxylgruppen in Pflanzenölbasierten Polyolen dazu neigen, unterschiedlich angeordnet zu sein, verglichen mit Hydroxylgruppen in konventionellen Polyether- und Polyesterpolyolen. In konventionellen Polyolen sind die Hydroxylgruppen meistens an den Kettenenden lokalisiert. Pflanzenölbasierte Polyole, wie oben beschrieben, haben für gewöhnlich Hydroxylgruppen, die nah beieinander sind und einen freien Kohlenwasserstoffschwanz, der an einem Ende nicht isocyanatreaktiv ist. Dies führt zu großen Unterschieden in der Kettenstruktur des Polyurethans.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass Pflanzenöl-basierte Polyole Mischungen aus Molekülen sind, die wesentliche Variationen in ihren Strukturen aufweisen. Das führt zu noch weiteren Unterschieden in der Struktur des sich ergebenden Polyurethans, verglichen mit Polyurethanen, die mittels konventionellen Polyolen hergestellt werden. Die Variationen können zu Unvorhersehbarkeit der Eigenschaften des Polyurethans führen. Darüber hinaus variieren Fettsäuren, die in Pflanzenölen enthalten sind, hinsichtlich ihrer Kettenlänge, Anzahl und Position von ungesättigten Stellen und/oder funktionellen Gruppen (wie z. B. Hydroxylgruppen) unter den verschiedenen Pflanzenölsorten und auch noch innerhalb von Chargen einer Ölsorte. Diese Variabilität führt zu noch größerer Unvorhersehbarkeit der Eigenschaften dieser Polyole.
Es wurde vorgeschlagen, bestimmte Pflanzenöl-basierte Polyole zu verwenden, um Teppichgrundbeschichtungen herzustellen. Zum Beispiel schlagen die veröffentlichten US-Patentanmeldungen 2002/0121328 , 2002/0119321 und 2002/0090488 vor, dass bestimmte umgeesterte „geblasene" Pflanzenöle als die Polyolkomponente eines getufteten Teppichgrundbeschichtungssystems verwendet werden sollen. Allerdings hat sich die Eignung dieser Polyole nicht etabliert, um kommerziell akzeptablen Teppich herzustellen, es sei denn, wenn sie in relativ kleinen Mengen verwendet wurden. Die Anforderungen an eine Teppichgrundbeschichtung sind besonders hoch, verglichen mit vielen anderen Polyurethansystemtypen, da die Grundbeschichtungsformulierung geeignete Topfzeit haben und schnell aushärten (um kommerziell brauchbare Bandgeschwindigkeiten zu erhalten), eine bearbeitbare Viskosität aufweisen, eine gute Tuftbindungsstärke bereitstellen und ein dimensionsstabiles Teppichprodukt herstellen, gleichzeitig aber so günstig wie möglich sein muss.
Entsprechend ist es wünschenswert, eine Polyurethangrundbeschichtungsformulierung für einen getufteten oder gewebten Teppich herzustellen, die eine akzeptable Breite an Leistungseigenschaften bereitstellt und gleichzeitig mindestens einige konventionelle Polyolmaterialien gegen ein Pflanzenöl- oder Tierfett-basiertes Polyol zu ersetzen.
In einem Aspekt der Erfindung bezieht sich die Erfindung auf einen Teppich mit einem im Wesentlichen nicht-zellulären Teppichrücken aus Polyurethan, wobei das Polyurethan das Reaktionsprodukt aus einer Polyisocyanatkomponente und einer Polyolkomponente, die eine Mischung von Isocyanat-reaktiven Materialien umfasst, wobei ein oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen, ist.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung bezieht sich die Erfindung auf einen Teppich umfassend (I) einen ersten Rücken, (II) ein Garn, das durch den ersten Rücken getuftet oder gewebt ist, wobei sich ein Gambündel auf der Unterseite des resultierenden Teppichs bildet, und (III) ein Polyurethan, das auf die Unterseite des Teppichs aufgebracht wird und dabei das Garnbündel an den ersten Rücken befestigt, wobei das Polyurethan das Reaktionsprodukt aus einer Polyisocyanatkomponente und einer Polyolkomponente, die eine Mischung aus Isocyanat-reaktiven Materialien umfasst, wobei ein oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% von den Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen, ist.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren umfassend (I) Aufbringen einer Polyurethan-bildenden Zusammensetzung auf die Unterseite eines Teppichs mit einem ersten Rücken und mit einem Garn, das durch den ersten Rücken getuftet oder gewebt ist, um ein Gambündel auf der Unterseite des Teppichs zu bilden und (II) Aushärten der Polyurethan-bildenden Zusammensetzung, um eine Polyurethanbeschichtung, die das Gambündel an den ersten Rücken befestigt, zu bilden, wobei die Polyurethan-bildende Zusammensetzung eine Polyisocyanatkomponente und eine Polyolkomponente, die eine Mischung aus Isocyanat-reaktiven Materialien enthält, umfasst, wobei eine oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass ein Teppich, der die notwendigen Eigenschaftsstandards für kommerzielle Anwendungen erfüllt, gemäß der Erfindung hergestellt werden kann, indem ein signifikanter Anteil eines Polyols, das aus jährlich erneuerbarem Pflanzenöl oder Tierfett stammt, verwendet wird.
Der Teppich umfasst einen ersten Rücken, der viele Öffnungen definiert, durch die eine Belagfaser getuftet oder gewebt wird, um einen Teppichbelag herzustellen. Der erste Rücken ist im Allgemeinen in der Form eines gewebten oder nicht gewebten lockeren Gewebes und kann aus beliebigen kostengünstigen Material, wie z. B. Jute, Polypropylen, Nylon, einem Polyester, einem Polyacrylat, Baumwolle, Wolle oder anderem Material hergestellt werden. Die Belagsfaser kann auch aus einem beliebigen kostengünstigen Material wie z. B. Wolle, Baumwolle, Nylon, einem Polyester, einer Acrylfaser, Polypropylen, Poylethylen, einer Mischung aus zwei oder mehreren von irgendwelchen dieser Fasern, oder dergleichen sein. Der primäre Rücken und die Belagsfaser sollten unter den Bedingungen, unter denen die Polyurethangrundbeschichtung aufgetragen und gehärtet wird, stabil sein, so dass der Teppich nicht abbaut oder deformiert wird. Die Belagsfaser ist typischerweise in Form von Faserbündeln, die durch den primären Rücken getuftet oder gewebt sind, um einen Teppichbelag und eine entgegengesetzte Unterseite herzustellen.
Eine Polyurethan-bildende Zusammensetzung wird auf die Unterseite des Teppichs aufgetragen, um die Faserbündel zu benetzen und sie an dem ersten Rücken zu befestigen. Dies wird günstigerweise gemacht, indem auf einen Schlag eine Polyurethanbildende Zusammensetzung auf die Unterseite des Teppichs aufgebracht wird und die Zusammensetzung mechanisch über die hintere Oberfläche verteilt wird. Es ist oft günstig, die Zusammensetzung vor dem Auftragen aufzuschäumen, da Schaumbildung die Kontrolle des Beschichtungsgewichts erleichtert. Vorzugsweise wird ein Rakel oder ähnlicher Apparat verwendet, um die Polyurethan-bildende Zusammensetzung zu verteilen, da dieses Verfahren die Polyurethan-bildende Zusammensetzung mechanisch in und zwischen die Faserbündel drückt und in Kontakt mit dem ersten Rücken bringt, wodurch die Bindung zwischen den Fasern und dem ersten Rücken verbessert wird. Ist die Polyurethan-bildende Zusammensetzung einmal aufgebracht und verteilt, kann sie aushärten, um ein Polyurethanpolymer zu bilden. Dieses Aushärten kann bei Raumtemperatur (~22°C) auftreten, allerdings ist es im Allgemeinen wünschenswert zu heizen, um das Aushärten zu beschleunigen. Eine geeignete Aushärttemperatur ist von 100–200°C, wie z. B. von 110–150°C. Es ist wünschenswert, dass die Aushärtetemperatur so ist, dass die Formulierung in 4 Minuten oder weniger, bevorzugt in 2,5 Minuten oder weniger, und stärker bevorzugt in 2 Minuten oder weniger zu einem klebfreien Zustand aushärtet.
Das Verteil- und Aushärteverfahren entfernt im Allgemeinen die in der Polyurethanbildenden Zusammensetzung eingefangenen Gase, falls die Zusammensetzung vor der Auftragung aufgeschäumt wird, außer wenn die Zusammensetzung ein Tensid oder einen anderen Schaumstabilisator enthält. Es ist für gewöhnlich bevorzugt, dass die Grundbeschichtung nicht zellular ist.
Es sollte beachtet werden, dass mechanische Spannungen auf den Teppich während des Aufbringens und des Aushärtens der Polyurethan-Grundbeschichtung minimiert werden, da diese Spannungen häufig zu anschließender Dimensionsinstabilität führen. Der Teppich wird bevorzugt nicht mehr als 2%, und stärker bevorzugt nicht mehr als 0,75%, entweder in Richtung des Schusses (Kreuzmaschine) oder in Richtung der Kette (Maschine) während des Grundbeschichtungsverfahrens gedehnt. Der Teppich kann leicht erwärmt werden bevor die Polyurethan-bildende Zusammensetzung aufgetragen wird. Der Teppich ist bevorzugt trocken, da Restfeuchte mit der Poyisocyanatkomponente der Polyurethan-bildenden Zusammensetzung reagieren kann, was zur Gasbildung führt. Gasbildung führt zur Bildung einer zellulären Struktur in der Grundbeschichtung oder an der Grenzfläche zwischen der Grundbeschichtung und dem Teppich, was im Allgemeinen nicht erwünscht ist.
Die Polyurethan-bildende Zusammensetzung umfasst eine Polyisocyanatkomponente und eine Polyolkomponente. Die Polyisocyanat-Komponente umfasst mindestens ein organisches Polyisocyanat, das ein polymeres Polyisocyanat, ein aromatisches Isocyanat, cycloaliphatisches Isocyanat oder aliphatisches Isocyanat sein kann. Beispiele geeigneter Polyisocyanate umfassen m-Phenylendiisocyanat, Toluylen-2-4-diisocyanat, Toluylen-2-6-diisocyanat, Hexamethylen-1,6-diisocyanat, Tetramethylen-1,4-diisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, Hexahydrotoluylendiisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Methoxyphenyl-2,4-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 4,4'-biphenylendiisocyanat, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 4,4',4''-Triphenylmethantriisocyanat, ein Polymethylenpolyphenylisocyanat (PMDI), Toluylen-2,4,6-triisocyanat und 4,4'-Dimethyldiphenylmethan-2,2',5,5'-tetraisocyanat. Bevorzugt ist das Polyisocyanat Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat, PMDI, Toluylen-2,4-diisocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat oder Mischungen daraus. Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat und Mischungen davon werden allgemein als MDI bezeichnet, und alle können verwendet werden. Toluylen-2,4-diisocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat und Mischungen davon werden allgemein als TDI bezeichnet, und können alle verwendet werden. Polyisocyanat-Verbindungen oder Mischungen davon mit im Durchschnitt von etwa 1,8 bis etwa 2,5 Isocyanatgruppen pro Molekül sind bevorzugt, insbesondere solche mit einem Durchschnitt von etwa 1,9 bis etwa 2,3 Isocyanatgruppen pro Molekül. Präpolymere, die durch Reaktion eines stöchiometrischen Überschusses eines beliebigen vorher genannten Polyisocyanats mit einer isocyanatreaktiven Verbindung, wie solche, die weiter unten beschrieben werden, hergestellt werden, können auch verwendet werden.
Die Polyolkomponente umfasst eine Mischung aus isocyanatreaktiven Verbindungen. Etwa 5–70%, zum Beispiel 25–60%, 30–55% oder 40–50% des Gesamtgewichts an isocyanatreaktiven Verbindungen ist ein oder mehrere Fettsäureamidpolyol(e). Die Fettsäureamidpolyole sind dadurch gekennzeichnet, dass sie durchschnittlich zwei oder mehr Hydroxylgruppen pro Molekül aufweisen und mindestens eine Amidgruppe (>N-C(O)-). Sie besitzen eine gesättigte oder ungesättigte C₉- oder höhere Kohlenwasserstoffgruppe, die an das Carbonyl-C-Atom der Amidgruppe gebunden ist. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann zum Beispiel von 11–21 oder von 13–19 Kohlenstoffatome enthalten. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann unsubstituiert oder mit inerten Substituenten wie z. B. Ether oder Halogengruppen substituiert sein. Eine einzelne Kohlenwasserstoffgruppe kann an zwei oder mehr Amidgruppen oder an eine andere Kohlenwasserstoffgruppe über eine Bindung wie zum Beispiel eine Ether-, Ester- oder eine Urethan-Gruppe gebunden sein.
Das Fettsäureamidpolyol kann hergestellt werden durch Reaktion einer Fettsäure oder eines Fettsäureesters mit einer Verbindung mit einer primären oder sekundären Aminogruppe und zwei oder mehreren Hydroxylgruppen. Eine solche bevorzugte Verbindung ist aufgrund seines günstigen Preises und seiner leichten Verfügbarkeit ein Alkanolamin. Bevorzugt hat das Alkanolamin zwei oder mehr Hydroxylgruppen. Geeignete Alkanolaminverbindungen umfassen Diethanolamin, Diisopropanolamin, Diisobutanolamin, Mischungen davon und dergleichen. Die Aminogruppe reagiert mit der Säure- oder Estergruppe der Fettsäure (oder des Fettsäureesters), um das entsprechende Amid zu bilden. Die Hydroxylgruppen, die gegenüber der Fettsäure oder dem Fettsäureester weniger reaktiv sind, neigen dazu, nicht zu einem wesentlichen Ausmaß zu reagieren, so dass die resultierende Amidverbindung freie Hydroxylgruppen, die denen an der Alkanolaminverbindung entsprechen, enthält.
Die Fettsäure stammt günstigerweise aus einem Pflanzenöl oder tierischem Fett. Pflanzenöle und Tierfette sind zu großen Anteilen Triglyceride einer Mischung von Fettsäuren. Die Fettsäuretypen variieren je nach Pflanzen- oder Tierart und können zu einem gewissen Ausmaß auch innerhalb einer speziellen Tier- oder Pflanzenart variieren. Fettsäuren können durch Hydrolyse der Triglyceride erhalten werden, wodurch die Esterbindungen gespalten werden und die Fettsäure plus Glycerin erhalten werden. Fettsäureester können durch eine Umesterungsreaktion zwischen dem Öl oder Fett und einem niedrigen Alkohol, wie z. B. Methanol oder Ethanol, erhalten werden. Normalerweise wird eine Mischung aus Fettsäuren erhalten, deren Zusammensetzung über das Ausgangsöl oder Fett bestimmt wird. Die Fettsäuren variieren typischerweise in ihrer Kettenlänge und in der Anzahl an ungesättigten Stellen. Fettsäuren, die aus Maisöl, Sojabohnenöl, Canolaöl, Erdnussöl, Rapsöl, Olivenöl und dergleichen stammen, sind verwendbar. Es liegt auch innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung (obwohl weniger bevorzugt), ein sogenanntes „geblasenes" Pflanzenöl zu verwenden, das mit heißer Luft behandelt worden ist, um Fettsäuregruppen miteinander zu verbinden und auf diese Weise ein größeres Molekül mit potenziell höherer Funktionalität zu bilden.
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des Amids wird zum Beispiel in GB 1,248,919 beschrieben, welches hierin als Referenz eingefügt ist. In dem Verfahren reagieren von etwa 0,8 bis 2,5 Mol Aminverbindung pro Mol Fettsäure oder Fettsäureester. Das Reaktionsgemisch wird vorteilhafterweise auf eine erhöhte Temperatur gebracht und bevorzugt wird ein reduzierter Druck für eine Dauer von etwa 15 Minuten bis 5 Stunden angelegt. Kondensationsprodukte (Wasser oder niederer Alkohol) werden bevorzugt während der Reaktion entfernt, um die Reaktion am Laufen zu halten. Falls erwünscht, kann die Reaktion angehalten werden bevor die gesamte Fettsäure oder der gesamte Fettsäureester verbraucht ist, wobei in diesem Fall das Reaktionsprodukt eine Menge unreagierter Fettsäure oder Fettsäureester enthalten wird. Es ist bevorzugt, dass mindestens 50% der Fettsäure oder des Fettsäureesters verbraucht wird, zum Beispiel mindestens 60%, mindestens 75%, mindestens 85% oder mindestens 90%. Überschüssige Aminverbindung kann, falls erwünscht, in dem Amid zurückgelassen oder entfernt werden. Falls es in dem Produkt zurückgelassen wird, neigt es dazu, das Äquivalenzgewicht zu verringern, die Funktionalität zu erhöhen und die Reaktivität zu erhöhen.
Die resultierende Amidverbindung enthält typischerweise einen Kohlenwasserstoffschwanz entsprechend dem des Fettsäureausgangsmaterials und Hydroxylgruppen, deren Abstand voneinander in Beziehung steht mit der Struktur der Ausgangsalkanolaminverbindung. Das Hydroxyläquivalentgewicht liegt im Allgemeinen im Bereich von 125–225, bevorzugt bei etwa 150–200. Wenn man die bevorzugten Dialkanolaminverbindungen verwendet, sind die Hydroxylgruppen von dem Amid durch 5–9 Atome getrennt. Diese Trennung kann, falls erwünscht, durch Alkoxylierung des Amids erhöht werden. Alkoxylierung wird günstigerweise durch Reaktion des Amids mit einem Alkylenoxid, wie zum Beispiel Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid in Gegenwart von einem Polymerisationskatalysator, wie zum Beispiel einer starken Base oder einem so genannten Doppelmetallcyanidkatalysator, durchgeführt. Alkoxylierung bewirkt einen Anstieg des Hydroxyläquivalentgewichts und einen Anstieg des Abstands zwischen den Hydroxylgruppen. Es wird bevorzugt, die Amidverbindung zu einem Hydroxyläquivalentgewicht im Bereich von etwa 250–1000, insbesondere von etwa 250–500 und insbesondere von etwa 250–375 zu alkoxylieren. Alkoxylierung wird bevorzugt durchgeführt mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, insbesondere Ethylenoxid, wenn das resultierende Produkt ein Äquivalentgewicht von etwa 500 oder weniger hat.
Ein kommerziell erhältliches Amidmatertal, das nicht alkoxyliert ist, wird von Ele Corporation unter dem Handelsnamen PEL-SOY^TM verkauft. Ein Typ von besonderem Interesse ist PEL-SOY 744, das zusätzlich etwa 9–10 Gew.-% Glyzerin enthält. Ein geeignetes ethoxyliertes Amidmaterial ist unter dem Handelsnamen PEL-AMID auch bei Ele Corporation kommerziell erhältlich. Insbesondere geeignete Typen sind PEL-AMID 676-A und PEL-AMID 676. Mischungen von alkoxylierten und nicht-alkoxylierten Amiden können verwendet werden. Ein Beispiel für so eine Mischung wird als PEL-SOY 748 verkauft und ist eine Mischung aus den PEL-AMID 676 und PEL-SOY 744-Materialien.
Die Polyolkomponente umfasst zusätzlich zu der Amidverbindung andere isocyanatreaktive Materialien. Diese anderen Materialien machen bis zu 95% des Gesamtgewichts aller isocyanatreaktiven Materialien aus (umfassend die oben beschriebenen Amidmaterialien). Diese anderen isocyanatreaktiven Materialien umfassen solche mit durchschnittlich von 2–6, insbesondere von 2–3 isocyanatreaktiven Gruppen pro Molekül. Die isocyanatreaktiven Gruppen sind bevorzugt primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen, können allerdings Aminogruppen oder andere isocyanatreaktive Gruppen sein.
Die zusätzlichen isocyanatreaktiven Materialien umfassen bevorzugt mindestens ein Polyol mit einem Hydroxyläquivalentgewicht von mindestens 500, insbesondere von etwa 500 bis etwa 1500, und am stärksten bevorzugt von etwa 800–1200. Dieses Polyol hat bevorzugt eine nominale Funktionalität von 2 bis 3 und eine eigentliche Funktionalität im Bereich von 1,8 bis 3,0. Die „nominale" Funktionalität ist die Anzahl an funktionellen Gruppen, die man in dem Polyol erwartet, wenn man von der Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien ausgeht. Die eigentliche Funktionalität ist manchmal etwas niedriger, insbesondere bei Polyetherpolyolen, die dazu neigen, einige terminale ungesättigte Bindungen zu enthalten, die die durchschnittliche Funktionalität etwas verringern.
Das zusätzliche Polyol mit hohem Äquivalentgewicht kann ein Polyetherpolyol, wie zum Beispiel ein Polymer aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Tetrahydrofuran oder Butylenoxid, oder eine Mischung aus zwei oder mehreren von diesen, sein. Insbesondere geeignete Polyetherpolyole umfassen Propylenoxid-Polymere, statistische Copolymere aus Propylenoxid und Ethylenoxid, insbesondere solche, die bis zu etwa 15 Gew.-% Ethylenoxid statistisch enthalten und Oxyethylen-gekappte Polymere von Propylenoxid-Polymer oder statistischen Propylenoxid-Ethylenoxid-Copolymeren. Diese Polyole werden günstigerweise durch Zugabe des entsprechenden Alkylenoxids zu einem Initiatormaterial, wie zum Beispiel einer niedermolekularen Verbindung, die zwei oder mehrere Hydroxyl- und/oder primäre oder sekundäre Amingruppen enthält, hergestellt.
Polyesterpolyole können auch als ein zusätzliches Polyol mit hohem Äquivalentgewicht verwendet werden.
Das zusätzliche Polyol mit hohem Äquivalentgewicht wird im Allgemeinen von etwa 10 bis etwa 80% des Gesamtgewichts der isocyanatreaktiven Materialien ausmachen. Bevorzugt wird es etwa 30–65 Gew.-% und insbesondere von etwa 40–60 Gew.-% der isocyanatreaktiven Materialien ausmachen.
Es liegt auch innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, dass eine Menge eines Polyols aus einem gegebenenfalls umgeesterten „geblasenen" Pflanzenöls in der Polyolkomponente umfasst wird. Diese Materialien werden zum Beispiel im US Patent Nr. 6,180,686 und in der veröffentlichten Patentanmeldung US 2002-0119321 beschrieben. Diese Polyole werden hergestellt, indem Luft durch ein Pflanzenöl geleitet wird, um Verunreinigungen zu entfernen und um es zu verdicken, wodurch ein Produkt mit mindestens 0,7 OH-Gruppen/Molekül hergestellt wird. Dieses Produkt wird gegebenenfalls mit einem kurzkettigen Polyol umgeestert, insbesondere einem Addukt aus Glyzerin und einem Monosaccharid, um die Hydroxylfunktionalität zu erhöhen. Diese „geblasenen" Pflanzenölpolyole können Mischungen aus dem umgeesterten Produkts und nichtreagiertem kurzkettigen Polyol sein. Wenn diese verwendet werden, können diese „geblasenen" Pflanzenölpolyole bis zu 1 bis etwa 75% des kombinierten Gewichts aus „geblasenem" Pflanzenölpolyol und dem oben beschriebenen Fettsäureamidpolyol ausmachen. Es macht bevorzugt nicht mehr als etwa 30 Gew.-% aller isocyanatreaktiven Materialien aus. Obwohl diese Erfindung nicht durch irgendeine Theorie beschränkt wird, wird angenommen, dass diese „geblasenen" Pflanzenölprodukte dazu neigen, leicht sauer zu sein. Andererseits neigen die Fettsäureamidpolyole dazu leicht basisch zu sein und die Anwesenheit der letzteren neigt dazu, den pH-Wert der Polyolmischung zu erhöhen. Es wird ferner angenommen, dass durch Erhöhung des pH-Werts des Polyols insbesondere auf etwa 7,5–9,5 auf diese Weise, eine gute Kombination aus geeigneter Reaktivität und guten physikalischen Eigenschaften erhalten werden kann.
Bevorzugt ist auch ein Kettenverlängerer in der Polyolzusammensetzung anwesend. Zu Zwecken der Erfindung ist ein Kettenverlängerer ein Material, das anders ist als das oben beschriebene Amid und zwei isocyanatreaktive Gruppen pro Molekül und ein Aquivalentgewicht pro isocyanatreaktiver Gruppe von etwa 30 bis 150 aufweist. Kettenverlängerer mit zwei Hydroxylgruppen sind bevorzugt. Beispiele geeigneter Kettenverlängerer umfassen Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, 1,4-Dimethylolcyclohexan, Diethyltoluoldiamin, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,3-Propandiol, Amin-terminierte Polyether, wie zum Beispiel Jeffamine D-400 von Huntsman Chemical Company, Aminoethylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1,5-Diamino-3-methylpentan, Isophorondiamin, Ethylendiamin, Hexandiamin, Hydrazin, Piperazin, Mischungen davon und dergleichen. Aminkettenverlängerer können geblockt, eingekapselt oder auf andere Weise weniger reaktiv gemacht, sein. Kettenverlängerer machen vorteilhafterweise bis zu etwa 20%, insbesondere bis zu etwa 10%, des kombinierten Gewichts aller isocyanatreaktiven Materialien aus.
Es liegt auch innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, dass in der Polyolzusammensetzung ein Vernetzer umfasst ist. Ein Vernetzer zum Zwecke dieser Erfindung ist eine Verbindung mit drei oder mehr isocyanatreaktiven Gruppen und einem Äquivalentgewicht pro isocyanatreaktiver Gruppe von 150 oder weniger. Allerdings wird vom Gebrauch von Vernetzern im Allgemeinen abgeraten, da der Gebrauch dazu führt, dass sich die Ecken vermehrt aufrollen. Deshalb werden Vernetzer am stärksten bevorzugt eliminiert oder in geringen Mengen verwendet. Die isocyanatreaktiven Gruppen können Hydroxyl, primäre Amin- oder sekundäre Amingruppen sein.
Bevorzugt sind die reaktiven Inhaltsstoffe (d. h. die Polyisocyanate und isocyanatreaktiven Verbindungen) so ausgewählt, dass sie zusammengenommen einen Durchschnitt von etwa 1,8 bis etwa 2,5, insbesondere von etwa 1,8 bis etwa 2,3 reaktive Gruppen pro Molekül aufweisen. Die leicht geringe durchschnittliche Funktionalität führt zu einem Polyurethan, das höchstens nur leicht vernetzt ist, was die Dimensionsstabilität des Teppichs fördert, wie sich an den geringen Werten für das Aufrollen der Kanten zeigt.
Am stärksten ist es bevorzugt, die reaktiven Komponenten und den Polyisocyanatindex so auszuwählen, dass eine ausgeglichene Gesamtfunktionalität bereitgestellt wird, wie zum Beispiel in US-Patent Nr. 4,696,849 beschrieben. Eine besonders bevorzugte durchschnittliche eigentliche Funktionalität für die isocyanatreaktiven Komponenten ist von 1,97 bis 2,03. Ein besonders bevorzugter Isocyanatindex ist von 85 bis etwa 125. Es ist auch bevorzugt, dass mindestens ein Polyol mit hohem Äquivalentgewicht, das mindestens 30% primäre Hydroxylgruppen enthält, in der Zusammensetzung enthalten ist.
Die Polyurethan-bildende Zusammensetzung enthält bevorzugt einen Füllstoff, der die Gesamtkosten reduziert und die Flammbständigkeit und andere physikalische Eigenschaften verbessern kann. Der Füllstoff macht vorteilhafterweise von etwa 20 bis etwa 80%, zum Beispiel von etwa 30 bis etwa 70, 50–65 oder 55–60 Prozent des Gesamtgewichts der Polyurethan-bildenden Zusammensetzung aus. Geeignete Füllmittel enthalten Talk, Mica, Montmorillonit, Marmor, gemahlenen Glasgranit, gemahlenes Glas, Kalziumcarbonat, Aluminiumtrihydrat, Kohlenstoff, Aramid, Siliziumdioxid, Siliziumdioxidaluminium, Oxidzirkonium, Oxidtalk, Bentonit, Antimontrioxid, Kaolin, Kohlebasierte Flugasche und Bornitrid.
Die Polyurethan-bildende Zusammensetzung enthält bevorzugt auch eine oder mehrere Katalysatoren, die die Reaktion des Polyisocyanats mit den isocyanatreaktiven Materialien beschleunigt. Geeignete Katalysatoren umfassen tertiäre Amine, organometallische Verbindungen oder Mischungen davon. Spezifische Beispiele für diese umfassen Di-n-Butyl-Zinn-Bis(mercaptoessigsäureisooctylester), Dimethylzinndilaurat, Dibutylzinn-Dilaurat, Dibutylzinn-Diacetat, Dibutylzinn-Sulfid, Zinnoctoat, Bleioctoat, Eisenacetylacetonat, Bismuthcarboxylate, Triethylendiamin, N-Methylmorpholin, ähnliche Verbindungen und Mischungen davon. Ein amingeblockter Zinn(IV)-Katalysator, wie zum Beispiel solche, die in US Patent Nr. 5,491,174 beschrieben sind, können verwendet werden. Vorteilhafterweise wird so eine Menge Katalysator eingesetzt, dass eine relativ schnelle Aushärtung zu einem klebfreien Zustand erhalten werden kann, und wobei gleichzeitig genügend Zeit bleibt, die Polyurethanzusammensetzung zu dispensieren und über den Teppichrücken vor dem Aushärten zu verteilen. Falls ein organometallischer Katalysator eingesetzt wird, kann ein solches Aushärtungsverhalten erhalten werden unter Verwendung von etwa 0,01 bis etwa 0,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Polyurethan-bildenden Zusammensetzung. Falls ein tertiärer Aminkatalysator eingesetzt wird, stellt der Katalysator bevorzugt ein geeignetes Aushärtungsprofil unter Verwendung von etwa 0,01 bis etwa 3 Gewichtsteilen von tertiärem Aminkatalysator pro 100 Gewichtsteile der Polyurethan-bildenden Zusammensetzung bereit. Ein aminartiger Katalysator und ein organometallischer Katalysator können zusammen eingesetzt werden.
Andere Additive können verwendet werden, umfassend Flammschutzmittel, Pigmente, Antistatika, verstärkende Fasern, Antioxidantien, Konservierungsstoffe, Säurefänger und dergleichen. Es ist für gewöhnlich bevorzugt, dass kein Treibmittel umfasst ist. Die Komponenten werden bevorzugt getrocknet, um Restwasser zu entfernen. Die Polyurethan-bildende Zusammensetzung enthält bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-% Wasser, so dass eine gaserzeugende Reaktion mit dem Polyisocyanat vermieden wird. Um eine nicht-zelluläre Beschichtung bereitzustellen ist es bevorzugt, die Anwesenheit von Tensiden und Schaumstabilisatoren zu eliminieren oder zu minimieren. Die Eliminierung dieser Materialien erlaubt der Formulierung aufgeschäumt zu werden, um das Beschichtungsgewicht besser zu steuern, während anschließend die eingefangenen Gase entweichen können bevor die Formulierung ausgehärtet wird.
Die Polyurethanzusammensetzung wird günstigerweise in einer gemischten Polyolkomponente, die alle isocyanatreaktiven Materialien und eine Polyisocyanatkomponente umfasst, gemischt. Der Füller wird typischerweise in die Polyolkomponente gemischt. Katalysatoren können entweder zur Polyol- oder zur Polyisocyanatkomponente (bevorzugt zu der Polyolkomponente) zugegeben werden oder in einen oder mehreren separaten Strömen zugegeben werden. Die eingesetzte Polyisocyanatmenge ist günstigerweise ausreichend, um einen Isocyanatindex, d. h. 100 Mal das Verhältnis von NCO-Gruppen zu isocyanatreaktiven Gruppen im Reaktionsgemisch von etwa 95 bis etwa 140, bevorzugt etwa 85 bis 125, und insbesondere von etwa 100 bis 115, bereitzustellen.
Ein günstiges Beschichtungsgewicht ist von etwa 20 bis etwa 45 Unzen/Quadratyard (0,68–1,53 kg/m²) und insbesondere von etwa 25 bis 35 Unzen/Quadratyard (0,85–1,19 kg/m²). Bei solchen Beschichtungsgewichten weist der grundbeschichtete Teppich vorteilhafterweise eine Tuftbindung, gemessen gemäß als ASTM D1335, von mindestens 10 lb (4,5 kg), stärker bevorzugt von mindestens 13 lb (5,9 kg), und noch stärker bevorzugt von mindestens 15 lb (6,8 kg) auf. Auf das Beschichtungsgewicht normiert, beträgt die Tuftbindung vorteilhafterweise mindestens 0,40 lb/Unze/Quadratyard (5,38 m^–2), bevorzugt mindestens 0,48 (6,46 m^–2) und stärker bevorzugt mindestens etwa 0,52 kg/Unze/Quadratyard (7m^–2) mit Beschichtungsgewichten im Bereich von 25–35 Unzen/Quadratyard (0,85–1,19 kg/m²). Nasse Tuftbindungswerte sind vorzugsweise mindestens 5,5 lb (2,5 kg), stärker bevorzugt mindestens 8,8 lb (4 kg) und noch stärker bevorzugt mindestens 11 lb (5 kg). Auf das Beschichtungsgewicht normiert (für Beschichtungsgewichte im Bereich von 25–35 Unzen/Quadratyard (0,85–1,19 kg/m²), sind Nasstuftbindungen von mindestens 0,26 lb/Unze/Quadratyard (3,5 m^–2), wie zum Beispiel mindestens 0,35 (4,71 m^–2) oder mindestens 0,4 kg/Unze/Quadratyard (5,38 m^–2) erwünscht. Nasse Tuftbindung wird gemäß ASTM D1335 nach Einweichen der Teppichprobe in Leitungswasser bei Raumtemperatur für 20 Minuten gemessen.
Der grundbeschichtete Teppich weist wünschenswerterweise einen Wert für das Aufrollen der Kanten sowohl in der Maschinenrichtung, als auch in der Kreuz-Maschinenrichtung von nicht mehr als 2,54 cm, bevorzugt nicht mehr als 1,8 cm, stärker bevorzugt nicht mehr als 1,3 cm und noch stärker bevorzugt von nicht mehr als 0,8 cm auf.
Der grundbeschichtete Teppich weist auch vorteilhafterweise ausgezeichnete Beständigkeit gegen Knötchenbildung und Fusseln und hohes Ausfransen der Kanten auf (zum Beispiel mehr als >0,8 kg, insbesondere mehr als 1,0 kg oder mehr als 1,1 kg nach dem unten beschriebenen Test). Der beschichtete Teppich weist bevorzugt einen „Handdruck" (ein Maß für Flexibilität wie unten beschrieben) von 13,6 kg oder weniger auf. Der grundbeschichtete Teppich weist vorteilhafterweise auch gute Brandbeständigkeit, antimikrobielle/antifungizide Aktivität, eine geringe Gesamtmenge an flüchtigen organischen Komponenten innerhalb von 24 Stunden (TVOC), gute Barrierefunktionalität gegenüber Flüssigkeit, die mit dem British spill passage test (United Kingdom Health Care Specifications Method E) gemessen wird, und ausgezeichnete Beständigkeit gegen Stühlerücken bezüglich Rückenablösung und Ausfransen (gemessen gemäß der Feingeräte Baumberg Rollstuhl-Testvorrichtung, ASTM D6962), auf.
Der erfindungsgemäße Teppich kann zusätzliche Komponenten zu den oben beschriebenen enthalten. Beispiele für diese umfassen einen zweiten Rücken, ein daran gebundenes Schaumkissen, ein nicht gewebtes zweites Gewebe, eine Freisetzungsschicht, eine oder mehrere Feuchtigkeitsbarriereschichten und dergleichen. Die Grundbeschichtungsformulierung, wie sie hierin beschrieben ist, kann verwendet werden, um eine dieser zusätzlichen Komponenten an die Teppichstruktur zu binden. Zum Beispiel kann ein zweiter Rücken vor dem Aushärtungsschritt in die Grundbeschichtungsschicht gelegt werden. Anschließendes Aushärten der Grundbeschichtungsschicht wird dann den zweiten Rücken an den Teppich binden. Es ist möglich, zuerst die Grundbeschichtung auf den zweiten Rücken aufzutragen und anschließend den getufteten oder gewebten Teppich mit dem grundbeschichteten sekundären Rücken in Kontakt zu bringen, bevor der Aushärtungsschritt erfolgt. Allerdings erlaubt das letztere Verfahren oft keine gute Penetrierung der Grundbeschichtung in und um die Faserbündel, so dass im Ergebnis die Tuftbindungseigenschaften und andere Eigenschaften manchmal darunter leiden.
Daher ist es bevorzugt, die Grundbeschichtungs- und Aushärteschritte von Schritten, bei denen zweite Rücken und/oder andere Komponenten an der Struktur befestigt werden, zu trennen. Entsprechend wird in einem bevorzugten Verfahren die erfindungsgemäße Formulierung für die Grundbeschichtung auf den Rücken des Teppichs aufgetragen und so verteilt, dass sie durch und zwischen die getufteten oder gewobenen Faserbündel penetriert, und ausgehärtet. Falls es dann erwünscht ist, diese Polyurethanformulierung (oder eine andere Polyurethanformulierung) als eine Laminierungsschicht zum Anbringen eines zweiten Rückens oder einer anderen Komponente zu verwenden, wird eine zusätzliche Polyurethanschicht dann aufgetragen (auf die Grundbeschichtungsschicht oder auf die andere Komponente), der Teppich und die andere Komponente zusammengebracht und das Polyurethan ausgehärtet. Die erfindungsgemäßen Teppichrücken finden insbesondere ihre Anwendung in der Teppichindustrie für den privaten und kommerziellen Gebrauch sowie in Teppichware für Freizeit-Bereich, wie zum Beispiel in Booten, Autos, Patios, synthetischem Gewebe, etc. Eine bevorzugte Anwendung ist es, die Grundbeschichtungsformulierungen dieser Erfindung als einheitliche „scrape-down" Beschichtungen für künstlichen oder synthetischen Belag für Football-Felder, Fussball-Felder und dergleichen zu verwenden.
Die folgenden Beispiele werden die Praxis der vorliegenden Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen veranschaulichen. Alle Teile und Prozente sind, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Molekulargewichte hierin als gewichtsmittlere Molekulargewichte angegeben.
BEISPIELE
Die folgenden Materialien werden in den Beispielen eingesetzt:
Fettsäureamidpolyol A ist ein Reaktionsprodukt aus Sojafettsäuren mit Diethanolamin, das zu einer Hydroxylzahl von 168 (annähernd 3 Mol Ethylenoxid/OH-Gruppe) ethoxyliert ist. Dieses Material ist als PEL-AMID 676-A kommerziell erhältlich bei ELE Corporation.
Fettsäureamidpolyol B ist ein Reaktionsprodukt aus Sojafettsäuren mit Diethanolamin, gemischt mit annähernd 10% Glycerin bis zu einer Hydroxylzahl von 440. Dieses Material ist als PEL-SOY 744 kommerziell erhältlich bei ELE Corporation.
Fettsäureamidpolyol C ist ein Reaktionsprodukt aus Sojafettsäuren mit Diethanolamin, das zu einer Hydroxylzahl von 110 ethoxyliert ist. Dieses Material ist als PEL-AMID 676 kommerziell erhältlich bei ELE Corporation.
Fettsäureamidpolyol D ist eine Mischung aus Fettsäureamidpolyolen A und B. Die Mischung hat eine Hydroxylzahl von 191,5.
Polyetherpolyol A hat ein Molekulargewicht von 3000 und ist ein nominell trifunktionelles statistisches Copolymer aus 92% Propylenoxid und 8% Ethylenoxid. Es ist als Vorano^® 9137CD Polyol kommerziell erhältlich bei Dow Chemical.
Polyetherpolyol B hat ein Molekulargewicht von 2000 und ist ein nominell difunktionelles Polypropylenoxid. Es ist kommerziell erhältlich als Voranol^® 9120A Polyol bei Dow Chemical.
Polyetherpolyol C hat ein Molekulargewicht von 2000 und ist ein nominell difunktionelles Poly(propylenoxid), das mit 12% Ethylenoxid gekappt ist; es ist kommerziell erhältlich als Voranol^® 9287A Polyol bei Dow Chemical.
Kalziumcarbonat A ist ein gebrochenes Kalziumcarbonat, das so gemahlen ist, dass 70 Gew.-% durch ein 325 Maschenfilter passen. Es ist kommerziell erhältlich als Georgia Marble D70 bei Georgia Marble Company.
Kohlenflugasche A wird als zurückgewonnener Füllstoff aus Kohlekraftwerken gewonnen. Es ist als Celceram^TM PV14A kommerziell erhältlich bei Boral Material Technologies, Inc.
Polyisocyanat A ist eine 50/50 Mischung polymeren MDIs mit einem NCO-Gehalt von 32% und einer Funktionalität von 2,3 und einem MDI Präpolymer (181 I. E.). 2,4'-MDI macht 14% des Gesamtgewichts an reinem MDI in dem polymeren MDI aus. Das MDI-Präpolymer wird aus Dipropylenglykol, Tripropylenglykol und einem reinem MDI, das 2,6 Gew.-% des 2,4'-Isomers enthält, hergestellt. Polyisocyanat A ist kommerziell erhältlich bei Dow Chemical als Isonate^® 7594A.
Katalysator A ist eine Mischung aus 10% eines Dibutylzinndiisooctylmercaptoacetat-Katalysators mit verzögerter Wirkung, kommerziell erhältlich als Fomrez^TM UL6 bei General Electric Company, in Polyetherpolyol C.
Katalysator B ist eine Mischung aus 20% eines Ethylendiamin-geblockten Dibutylzinndimaleat-Katalysators in Polyetherpolyol C, erhältlich als XUS14048.00 bei The Dow Chemical Company.
Katalysator C ist eine Mischung aus 20% Dibutylzinndilaurat (Dabco^TM T12, von Air Products and Chemicals, Inc.) in Polyetherpolyol C. Beispiel 1 Eine Polyolmischung wird hergestellt durch Mischen der folgenden Komponenten:

Inhaltsstoff Gewichtsteile

Fettsäureamidpolyol A 38

Fettsäureamidpolyol B 3

Polyetherpolyol A 49,5

Dipropylenglykol 9,5

Kalziumcarbonat A 205
Die kompoundierte Polyolmischung wird in einem Bereitschafts-/Betrebsbehälter eines großtechnischen Teppich beschichtungsapparates gefüllt. Polyisocyanat A, Katalysatormischung A und Katalysatormischung B werden in separate Betriebsbehälter gefüllt.
Ein getufteter Teppich, der als Certificate Style 2680 (J&J Industries) bezeichnet wird, wird mit der Oberfläche nach unten auf einen Spannrahmen montiert. Die Kreuzmaschinenspannung wird so eingestellt, dass der Teppich weniger als 0,75% in der Kreuzmaschinenrichtung gedehnt wird.
Zu einem 14-Inch-Oakes-Mischer werden 17,03 kg/min kompoundierte Polyolmischung, 3,40 kg/min Polyisocyanat A, 54,5 g/min Katalysatormischung A, 81,6 g/min Katalysatormischung B und Druckluft zugeführt.
Die mechanisch aufgeschäumte Grundbeschichtung wird auf einen Schlag auf die entgegengesetzte Seite des Teppichs aufgetragen und in die herausstehenden Faserbündel mit einem Rakel verteilt. Der Teppich wird dann durch einen 135°C heißen Ofen mit einer Rate, die eine Aufenthaltsdauer von 2 Minuten gewährleistet, gefahren; in dieser Zeit entgast die Grundmischungsformulierung vor der Aushärtung.
Der grundbeschichtete Teppich wird einen Tag bei ASTM D1335-Bedingungen konditioniert und Beschichtungsgewicht, Handdruck, Tuftbindung, Nasstuftbindung, Ausfransen der Kanten und Aufrollen der Kanten werden gemessen. Tuftbindung wird gemäß ASTM D1335 gemessen. Nasse Tuftbindung wird gemäß ASTM D1335 gemessen, nachdem die Probe zuerst in Leitungswasser mit Raumtemperatur 20 Minuten eingelegt worden ist.
Aufrollen der Kanten wird gemessen, indem zunächst drei 2'' × 6'' (5 cm × 15 cm) Teppichproben 30 Sekunden in Wasser mit Raumtemperatur untergetaucht werden. Überschüssiges Wasser wird von den Proben abgeschüttelt und die Proben werden mit der Oberfläche nach oben auf eine flache Oberfläche gelegt. Eine Platte wird über die Probe gelegt, die ein Stück von 2'' × 2'' (5 cm × 5 cm) freilässt. Nach 30 Minuten wird der Abstand von der flachen Oberfläche zu der Unterseite der äußeren freistehenden Kante der Teppichprobe gemessen. Der Durchschnitt der drei Messungen wird als das Aufrollen der Kanten angegeben.
Handdruck wird durch einen Test gemessen, der das Drücken des Teppichs in eine Ecke während des Verlegens simuliert. Eine 9'' × 12'' (21,6 cm × 30,5 cm) Teppichprobe wird bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit und 25°C für zwei Stunden konditioniert. Der Teppich wird mit Oberfläche nach oben über einen hohlen Zylinder mit einem inneren Durchmesser von 5,5'' (14 cm) gelegt. Eine Instron 4465-Zugmaschine wird mit einer 1 kN Druck-/Dehnungsdose und einem Druckfuß mit einem äußeren Durchmesser von 2,25'' (5,7 cm) ausgerüstet. Der Druckfuß wird dann 0,65 inch (1,65 cm) in den Teppich mit einer Rate von 12 inch pro Minute (30 cm/Minute) gebohrt. Die Kraft bei 0,5 inch (1,27 cm) Auslenkung wird angegeben. Der Test wird drei oder mehrere Male wiederholt, wobei der Teppich jedes Mal umgedreht wird. „Handdruck" ist der Durchschnitt aus vier Messungen.
Ausfransen der Ecken wird an Proben gemessen, die bei etwa 21°C und etwa 50% Luftfeuchtigkeit für 24 Stunden konditioniert wurden. Tuftreihen werden aus dem Teppich gezogen, bis zwei komplette Reihen heruntergezogen sind. Etwa 1-1/2-2 inch (4–5 cm) einer dritten Reihe wird heruntergezogen, wobei die erhaltene teilweise heruntergezogene Reihe auf der anderen Seite am Teppich bestehen bleibt. Die Probe wird in die untere Backe einer Instron 4465-Zugmaschine, ausgerüstet mit einer 100 lb (45 kg) Spannungsdose, eingespannt und das freie Ende der teilweise heruntergezogenen Tuftreihe wird in die obere Backe gespannt. Die Backen werden dann mit einer Rate von 10 inch (25,4 cm)/Minute auseinander gezogen. Die Kraft wird an drei zweiten Proben gemessen und der Durchschnitt als Ausfransen der Kanten bezeichnet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Eigenschaft	Ergebnis
Beschichtungsgewicht, Unzen/Quadratyard (kg/m²)	34,1 (1,16)
Handdruck, lb (kg)	10,1 (4,59)
Tuftbindung, lb (kg)	18,9 (8,59)
Tuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb/Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,55 (7,4)
Nasstuftbindung, lb (kg)	15,3 (6,95)
Nasstuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb./Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,45 (6,0)
Nasstuftbindungsretention	81%
Ausfransen der Kanten, lb. (kg)	2,8 (1,27)
Ausfransen der Kanten, nass, lb. (kg)	2,5 (1,13)
Aufrollen der Kanten, inch (MD/CMD) (cm)	0,1/0 (0,25/0)

MD-Maschinenrichtung; CMD-Kreuzmaschinenrichtung

Die pflanzenölbasierten Polyole machen 39% der isocyanatreaktiven Komponenten aus, 25,5% aller reaktiven Materialien und 15,4% des Gesamtgewichts dieser Polyurethanformulierung. Trotz des relativ hohen Anteils an pflanzenölbasierten Polyolen stellt die Grundbeschichtung hervorragende Trocken- und Nasstuftbindungseigenschaften, hervorragende Eigenschaften beim Ausfransen der Kanten und beim Aufrollen der Kanten, bereit. Die Formulierung härtet innerhalb 2 Minuten bei 135°C gut aus.
Beispiel 2

Fünf Polyolmischungen werden gemäß Tabelle 2 (unten) hergestellt. Die Mischungen werden in einer Tasse mit Katalysatoren und Polyisocyanaten, wie in Tabelle 2 angezeigt, gemischt, sofort auf die untere Seite eines Certificate Style 2680 (J&J Industries) getufteten Teppichs gegossen und in die herausstehenden Faserbündel mittels eines Rakels verteilt. Der Teppich wird dann zwei Minuten in einen 135°C heißen Ofen gelegt, Klebrigkeit wird überprüft, und anschließend wird weitere vier Minuten bei der gleichen Temperatur ausgehärtet. Der Verlust der Klebrigkeit wird durch Draufdrücken eines behandschuhten Fingers in die Grundbeschichtung, die oben auf dem Rücken der Teppichprobe liegt, bestimmt. Die Probe wird als klebfrei bezeichnet, wenn kein Grundbeschichtungspolymer an dem behandschuhten Finger kleben bleibt. Man lässt den grundbeschichteten Teppich einen Tag bei ASTM-Bedingungen konditionieren; Beschichtungsgewicht, Handdruck, Tuftbindung, Nasstuftbindung, Ausfransen der Kanten und Aufrollen der Kanten wird untersucht. Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 2

	Beispiel Nr.
Komponente	2A	2B	2C	2D	2E
Fettsäureamidpolyol A	46	36,8	29,4	23,5	18,8
Fettsäureamidpolyol B	0	9,2	16,6	22,5	27,2
Polyetherpolyol A	45,5	47,8	49,6	51,1	52,3
Dipropylenglykol	8,5	6,2	4,4	2,9	1,7
Kalziumcarbonat A	205	205	205	205	205
Katalysator A	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45
Wassergehalt (geschätzt)	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Polyisocyanat A	58,27	58,27	58,36	58,30	58,26
Amidpolyol in % bezogen auf isocyanatreaktive Materialien	43,8	43,8	43,8	43,8	43,8
Amidpolyol in % bezogen auf Reaktanden	28,2	28,2	28,2	28,2	28,2
Amidpolyol in % bezogen auf die Formulierung	12,65	12,64	12,64	12,64	12,65

In den Beispielen 2A–2E wird das Gesamtgewicht an Amidpolyol konstant gehalten, obwohl der relative Anteil des Fettsäureamidpolyols B von Beispiel 2A–2E ansteigt. Da Fettsäureamidpolyol B einen geringen Anteil an Glycerin enthält, ist dessen Äquivalentgewicht niedriger als das des Fettsäureamidpolyols A. Um das Äquivalentgewicht der Polyolkomponente annähernd konstant zu halten, wird der Dipropylenglykol-Anteil von Beispiel 2A–2E reduziert und die Menge an Polyoletherpolyol A wird leicht erhöht. Tabelle 3

	Beispiel Nr.
Eigenschaft	2A	2B	2C	2D	2E
Gefüllte Polyolviskosität¹	8.250	14.250	16.650	18.800	21.600
Klebfrei-Zeit, min.²	< 2	< 2	< 2	< 2	< 2
Beschichtungsgewicht, Unzen/Quadratyard (kg/m²)	36,9 (1,26)	27,3 (0,93)	26,5 (0,90)	28,8 (0,98)	26,6 (0,90)
Handdruck, lb. (kg)	6,3 (2,86)	7,3 (3,32)	8,9 (4,05)	13,7 (6,23)	13,6 (6,18)
Tuftbindung, lb. (kg)	15,1 (6,86)	14,4 (6,55)	14,8 (6,73)	15,8 (7,18)	13,0 (5,91)
Tuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb./ Unzen/Quadratyrad (m^–2)	0,41 (5,52)	0,53 (7,13)	0,56 (7,53)	0,55 (7,40)	0,49 (6,59)
Nasstuftbindung, lb. (kg)	9,6 (4,36)	10,1 (4,55)	10,2 (4,64)	11,1 (5,05)	11,6 (5,27)
Nasstuftbindung/Beschichtungsgewicht, (lb.(Unzen/Quadratyard m^–2)	0,26 (3,50)	0,37 (4,98)	0,38 (5,11)	0,39 (5,25)	0,44 (5,92)
Nasstuftbindungsretention	63,6	70,1	68,9	70,3	89,2
Aufrollen der Kanten, in (mm)	0 (0)	0,3 (0,76)	0,5 (1,25)	0,7 (1,78)	0,7 (1,78)

¹ Brookfield Model RVDVE115 #6 Spindel bei 20 Umdrehungen/min., 20°C. ² Bei 130°C.

Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass verschiedene Mischungen der Fettsäureamidpolyole verwendet werden können, um Grundbeschichtungen mit akzeptablen Eigenschaften herzustellen, die in einer hochgefüllten Formulierung annähernd 28 Gew.-% an Amidpolyolen (ausgenommen Füllstoffe) enthalten. Insbesondere stellt jede dieser Proben eine erwünschte Kombination aus kurzer Klebfrei-Zeit, annehmbarer Viskosität, hohem Anteil an sojabasierten Polyolen, Tuftbindung und Aufrollen der Kanten bereit. Tuftbindung steigt im Allgemeinen (normiert auf das Beschichtungsgewicht), je mehr das Fettsäureamidpolyol B mit geringerem Äquivalentgewicht verwendet wird. Allerdings" führt die höhere Funktionalität des Materials zu vermehrtem Aufrollen der Kanten.
Beispiele 3–4 und Vergleichsproben A–C

Gemäß dem Verfahren, beschrieben in Beispiel 2, werden verschiedene Sojabohnenbasierte Polyolmaterialien bei einem Gehalt von –18,9% in einer Grundbeschichtungsformulierung evaluiert. Die Mengen an Polyetherpolyol und Dipropylenglykol werden variiert, um Polyolkomponenten mit annähernd identischen Äquivalentgewichten bereitzustellen. Die Grundbeschichtungsformulierungen und Ergebnisse sind in Tabellen 4 und 5 gezeigt. Tabelle 4

	Beispiel/Vergleichsprobe Nr.
Komponente	3	4	A*	B*	C*
Fettsäureamidpolyol A	30	0	0	0	0
Fettsäureamidpolyol B	0	30	0	0	0
Geblasenes Sojabohnenöl¹	0	0	30	0	0
Hochfunktionalisiertes Rizinusöl²	0	0	0	30	0
Niederfunktionalisiertes Rizinusöl³	0	0	0	0	30
Polyetherpolyol B	57,0	65,0	57,8	59,0	57,8
Dipropylenglykol	13,0	5,0	12,2	11,0	12,2
Kalziumcarbonat A	205	205	205	205	205
Katalysator A	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45
Wassergehalt (geschätzt)	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Polyisocyanat A	58,25	58,43	58,18	58,14	58,30
Pflanzenöl-basiertes Polyol in % bezogen auf isocyanatreaktive Komponenten	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
Pflanzenöl-basiertes Polyol in % bezogen auf Reaktant	18,9	18,9	18,9	18,9	18,9
Pflanzenöl-basiertes Polyol in % bezogen auf die Formulierung	8,25	8,25	8,25	8,25	8,25

¹Ein geblasenes Sojaöl-Polyol mit einer OH-Zahl von 130, umgeestert mit einer Mischung aus Saccharose und Glycerin, verkauft als SoyOyl^TM GC5N durch Urethane Soy Systems Corporation. Die Menge an unreagiertem Pflanzenöl in diesem Polyolreaktionsprodukt liegt bei etwa 30 Gew.-%. ² Ein Rizinusölprodukt mit einer Funktionalität von 3,0. ³ Ein Rizinusöl, das chemisch modifiziert ist, um die Hydroxylfunktionalität auf etwa 1,7 zu verringern.

	Beispiel Nr.
Eigenschaft	3	4	A*	B*	C*
Viskosität des gefüllten Polyols, cps¹	11.050	11.500	42.650	10.750	6.950
Klebfrei-Zeit, min.	< 2	< 2	4	2	> 6
Beschichtungsgewicht, Unzen/Quadratyard (kg/m²)	30,6 (1,04)	33,1 (1,13)	37,5 (1,28)	35,0 (1,19)	34,4 (1,17)
Handdruck, lb. (kg)	11,8 (5,36)	14,6 (6,63)	21,0 (9,54)	17,5 (7,95)	12,9 (5,86)
Tuftbindung, lb. (kg)	12,4 (5,45)	17,3 (7,86)	15,5 (7,05)	22,7 (10,32)	19,4 (8,64)
Tuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb/Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,41 (5,52)	0,52 (7,00)	0,41 (5,52)	0,65 (8,74)	0,56 (7,53)
Nasstuftbindung, lb. (kg)	8,0 (3,64)	13,4 (5,91)	12,6 (5,73)	20,3 (9,23)	19,0 (8,63)
Nasstuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb./Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,26 (3,50)	0,40 (5,38)	0,34 (4,57)	0,58 (7,80)	0,55 (7,40)
Nasstuftbindungsretention	64,5	77,5	81,3	89,4	97,9
Aufrollen der Kanten, MD/CMD, in. (cm)	0/0 (0/0)	0,5/0 (1,25/0)	0,5/0 (1,25/0)	1,0/0 (2,5/0)	0,3/0 (0,75/0)

¹ Brookfield Model RVDVE115 Spindel #6 bei 20 Umdrehungen pro Minute und 20°C.

Wie in Tabelle 5 gezeigt, weisen die Formulierungen die Fettsäureamidpolyol enthalten, moderate Viskositäten auf und haben kurze Klebfrei-Zeiten, gute Tuftbindung (sowohl nass als auch trocken, normiert auf das Beschichtungsgewicht) und geringes Aufrollen der Kanten. Im Vergleichsbeispiel A werden gute Tuftbindung und Aufrollen der Kanten erhalten, allerdings ist die Viskosität der Polyolmischung sehr hoch, auch wenn nur ein moderater Anteil an ölbasiertem Polyol vorhanden ist. Vergleichsbeispiel A härtet sehr langsam aus, was bedeutet, dass sich die Ofenzeiten erhöhen und entsprechend die Bandgeschwindigkeiten verringern. Dies führt dazu, dass sich die Formulierung sehr schwer kommerziell verarbeiten lässt. Vergleichsbeispiel B weist höhere Werte beim Aufrollen der Kanten auf. Dies deutet an, dass der Teppich während und nach kommerziellen Verlegeverfahren in seiner Dimension eher instabil ist. Im Vergleichsbeispiel C werden gute Ergebnisse für Viskosität, Tuftbindung und Aufrollen der Kanten erhalten, allerdings sind die Aushärtungsraten sehr langsam. Vergleichsbeispiel C muss mittels höherer Temperaturen, mehr Katalysator und/oder langsameren Bandgeschwindigkeiten hergestellt werden, um auf einer großtechnischen Anlage verwendet zu werden. Sämtliche dieser Variationen erhöhen die Verarbeitungskosten.
Beispiel 5 und Vergleichsprobe D

Gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wird eine geblasene Sojabohnenölbasierte Formulierung (Vergleichsprobe D) mit einer erfindungsgemäßen Formulierung (Beispiel 5) verglichen. Vergleichsprobe D stellt ein optimiertes System dar, das versucht, sowohl den Gehalt an geblasenem Sojabohnenöl als auch den Füllstoffgehalt zu maximieren, während minimal akzeptable Tuftbindung gewährleistet wird. Die Grundbeschichtungsformulierungen und Ergebnisse sind in Tabellen 6 und 7 dargestellt. Tabelle 6

	Beispiel/Vergleichsbeispiel Nr.
Inhaltsstoff	5	D
Fettsäureamidpoiyol D	40	0
geblasenes Sojabohnenöl¹	0	25
Polyetherpolyol A	49,5	0
Polyetherpolyol C	0	64,0
Dipropylenglykol	9,5	5,5
Tripropylenglykol	0	5,5
Kalziumcarbonat A	205	160
Katalysator A	0,005	0,6
Katalysator B	0,3	0
Katalysator C	0	0,6
Polyisocyanat A	60,94	48,75
Pflanzenöl-basiertes Polyol in % bezogen auf isocyanatreaktive Komponenten	40,4	25
Pflanzenöl-basiertes Polyol in % bezogen auf die Formulierung	25,5	16,8
% Füllstoff	56,0	51,8

¹ Siehe Bemerkung 1, Tabelle 4.

	Beispiel Nr.
Eigenschaft	5	D*
Viskosität des gefüllten Polyols¹	12,400	9,900
Klebfrei-Zeit, min.	2,5	4
Beschichtungsgewicht, Unzen/Quadratyard (kg/m²)	33,2 (1,13)	26,5 (0,90)
Handdruck, lb. (kg)	16,0 (7,27)	5,5 (2,5)
Tuftbindung, lb. (kg)	16,8 (7,63)	9,5 (4,32)
Tuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb./Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,51 (6,86)	0,36 (4,84)
Nasstuftbindung, lb. (kg)	13,4 (6,09)	7,2 (3,27)
Nasstuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb./Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,40 (5,38)	0,27 (3,63)
Nasstuftbindungsretention	79,8	75,8
Ausfransen der Kanten, lb. (kg)	2,1 (0,95)	1,5 (0,68)
Ausfransen der Kanten, nass, lb. (kg)	1,5 (0,68)	1,1 (0,50)
Aufrollen der Kanten, MD, in. (cm)	0,3	0,2

Beispiel 5 zeigt bessere Trocken- und Nasstuftbindung sowohl absolut als auch bei den gewichtsnormierten Werten und weist auch eine deutlich schnellere Aushärtezeit auf verglichen mit Vergleichsprobe D. Diese Verbesserungen werden erhalten bei gleichzeitig höherem Gehalt an Pflanzenöl-basiertem Polyol und an Füllstoff.
Beispiele 6–9 und Vergleichsprobe E

Gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wird eine auf geblasenem Sojabohnenöl-basierte Formulierung (Vergleichsprobe E) verglichen mit den erfindungsgemäßen Formulierungen (Beispiele 6–8), bei denen das geblasene Sojabohnenöl-Polyol und Fettsäureamidpolyol in verschiedenen Anteilen verwendet werden. Die Grundbeschichtungsformulierungen und Ergebnisse sind in Tabellen 8 und 9 gezeigt. Tabelle 8

	Beispiel/Vergleichs beispiel Nr.
Inhaltsstoff	E*	6	7	8	9
Fettsäureamidpolyol D	0	10,0	20,0	30,0	41,0
Geblasenes Sojabohnenöl¹	40,0	30,0	20,0	10,0	0
Polyetherpolyol A	25,0	25,0	25,0	25,0	25,0
Polyetherpolyol B	20,0	22,0	23,0	24,0	24,5
Dipropylenglykol	15,0	13,0	12,0	11,0	9,5
Kohleflugasche A	200	200	200	200	200
Katalysator A	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45
Polyisocyanat A	57,3	56,5	58,5	60,3	61,4

¹ Ein geblasenes Sojaölpolyol mit einer OH-Zahl von 50, das umgeestert ist mit einer Mischung aus Saccharose und Glycerin, verkauft als SoyOyl^TM R2-052 durch Urethane Soy Systems Corporation. Die Menge an unreagiertem Pflanzenöl in diesen Polyolreaktionsprodukt liegt bei etwa 20 Gew.-%

	Beispiel Nr.
Eigenschaft	D*	6	7	8	9
Polyolmischung pH	5,2	7,3	7,9	8,5	9,1
Viskosität des gefüllten Polyols¹	8759	7500	6500	5100	3000
Klebfrei-Zeit, min.	3	2/75	2,5	2,25	1,5
Gelzeit, min.²	9,5	6,75	5,75	4,75	2
Beschichtungsgewicht, Unzen/Quadratyard (kg/m²)	28,7 (0,98)	27,4 (0,99)	29,5 (1,00)	29,6 (1,01)	30,0 (1,02)
Handdruck, lb. (kg)	15,2 (6,9)	14,6 (6,6)	15,7 (7,1)	15,5 (7,0)	8,2 (3,7)
Tuftbindung, lb. (kg)	14,4 (6,5)	13,8 (6,3)	15,6 (7,1)	19,2 (8,7)	14,3 (6,5)
Tuftbindung/Beschichtungsgewicht, lb./Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,5 (6,7)	0,5 (6,7)	0,5 (6,7)	0,5 (6,7)	0,3 (4,2)
Nasstuftbindung, lb. (kg)	12,2 (5,5)	11,1 (5,0)	11,4 (5,2)	12,7 (5,8)	10,5 (4,8)
Nasstuftbindung/Beschichtungsgewicht, Unzen/Quadratyard (m^–2)	0,4 (5,4)	0,4 (5,4)	0,4 (5,4)	0,4 (5,4)	0,35 (4,7)
Nasstuftbindungsretention	84,7	80,4	73,1	66,1	73,4

¹ Brookfield Modell RVDVE115 Spindel #6 bei 20 Umdrehungen pro Minute und 20°C. ² Zeit nach Mischen der Polyolseite mit dem Poyisocyanat, bis die Reaktionsmischung eine Viskosität von 20.000 cps, gemessen mittels eines Brookfield Modells RVDVE115 Spindel #6 bei 20 Umdrehungen pro Minute und 20°C, erreicht.

Beispiele 6–9 zeigen, dass, wenn das Fettsäureamidpolyol mit dem geblasenen Sojapolyol gemischt wird, substantielle Verbesserungen in der Gelzeit und Klebfrei-Zeit beobachtet werden und die Eigenschaften des erhaltenen Teppichs vergleichbar sind.
Aus dem Vorhergehenden geht hervor, dass zahlreiche Variationen und Modifikationen gemacht werden können, ohne den wahren Geist und den Schutzbereich der neuen Erfindungskonzepte zu verlassen.

Claims

Teppich mit einem im Wesentlichen nicht-zellulären Teppichrücken aus Polyurethan, wobei das Polyurethan das Reaktionsprodukt aus einer Polyisocyanatkomponente und einer Polyolkomponente, die eine Mischung von Isocyanat-reaktiven Materialien umfasst, wobei ein oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen, ist.
Teppich umfassend (I) einen ersten Rücken, (II) ein Garn, das durch den ersten Rücken getuftet oder gewebt ist, wobei sich ein Garnbündel auf der Unterseite des resultierenden Teppichs bildet, und (III) ein Polyurethan, das auf die Unterseite des Teppichs aufgebracht wird und dabei das Garnbündel an den ersten Rücken befestigt, wobei das Polyurethan das Reaktionsprodukt aus einer Polyisocyanatkomponente und einer Polyolkomponente, die eine Mischung aus Isocyanat-reaktiven Materialien umfasst, wobei ein oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% von den Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen, ist.
Teppich nach Anspruch 2, wobei das Fettamidpolyol ein ggf. alkoxyliertes Reaktionsprodukt von einer Fettsäure oder einem Fettsäureester und einer Verbindung mit einer primären oder sekundären Aminogruppe und zwei oder mehr Hydroxylgruppen ist.
Teppich nach Anspruch 3, wobei das Fettamidpolyol ein ggf. alkoxyliertes Reaktionsprodukt einer Fettsäure und eines Dialkanolamins ist.
Teppich nach Anspruch 4, wobei das Fettamidpolyol eine C_11-21-Hydrocarbylgruppe aufweist, die an das Kohlenstoffatom der Amidgruppe gebunden ist.
Teppich nach Anspruch 2, wobei das Fettsäureamidpolyol ein Hydroxyläquivalentgewicht von etwa 125–1000 aufweist.
Teppich nach Anspruch 2, wobei das Fettsäureamidpolyol alkoxyliert ist und ein Hydroxyläquivalentgewicht von 250–500 aufweist.
Teppich nach Anspruch 2, wobei das/die Fettsäureamid-Polyol(e) etwa 25–60 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen.
Teppich nach Anspruch 8, wobei das/die Fettsäureamid-Polyol(e) etwa 30–55 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen.
Teppich nach Anspruch 2, wobei die Isocyanat-reaktiven Materialien ein Polyol mit hohem Äquivalentgewicht umfassen.
Teppich nach Anspruch 10, wobei das Polyol mit hohem Äquivalentgewicht ein Polyetherpolyol ist.
Teppich nach Anspruch 2, wobei die Isocyanat-reaktiven Materialien einen Kettenverlängerer umfassen.
Teppich nach Anspruch 2, wobei die Polyisocyanatkomponente und die Isocyanatreaktive Komponente jeweils frei von einem Tensid oder Schaumstabilisator sind.
Teppich nach Anspruch 2, ferner umfassend einen zweiten Rücken.
Teppich nach Anspruch 14, wobei der zweite Rücken an den Teppich mit einem Polyurethan befestigt ist.
Teppich nach Anspruch 15, wobei das Polyurethan, das den zweiten Rücken an den Teppich befestigt, das Reaktionsprodukt aus einer Polyisocyanatkomponente und einer Polyolkomponente, die eine Mischung aus Isocyanat-reaktiven Materialien umfasst, wobei ein oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen, ist.
Verfahren umfassend (I) Aufbringen einer Polyurethan-bildenden Zusammensetzung auf die Unterseite eines Teppichs mit einem ersten Rücken und mit einem Garn, das durch den ersten Rücken getuftet oder gewebt ist, um ein Garnbündel auf der Unterseite des Teppichs zu bilden und (II) Aushärten der Polyurethan-bildenden Zusammensetzung, um eine Polyurethanbeschichtung, die das Garnbündel an den ersten Rücken befestigt, zu bilden, wobei die Polyurethan-bildende Zusammensetzung eine Polyisocyanatkomponente und eine Polyolkomponente, die eine Mischung aus Isocyanat-reaktiven Materialien enthält, umfasst, wobei eine oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% der Isocyanatreaktiven Materialien ausmachen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Fettamidpolyol ein ggf. alkoxyliertes Reaktionsprodukt von einer Fettsäure oder einem Fettsäureester und einer Verbindung mit einer primären oder sekundären Aminogruppe und zwei oder mehr Hydroxylgruppen ist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Fettamidpolyol ein ggf. alkoxyliertes Reaktionsprodukt einer Fettsäure und eines Dialkanolamins ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Fettamidpolyol eine C_11-21-Hydrocarbylgruppe aufweist, die an das Kohlenstoffatom der Amidgruppe gebunden ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Fettsäureamidpolyol alkoxyliert ist und ein Hydroxyläquivalentgewicht von 250–500 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Isocyanat-reaktiven Materialien ein Polyol mit hohem Äquivalentgewicht umfassen.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Polyol mit hohem Äquivalentgewicht ein Polyetherpolyol ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Polyisocyanatkomponente und die Isocyanatreaktive Komponente jeweils frei von einem Tensid oder Schaumstabilisator sind.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend den Schritt der Befestigung eines zweiten Rückens an den Teppich.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der zweite Rücken an den Teppich befestigt wird, indem eine Schicht aus einer Polyurethan bildenden Zusammensetzung zwischen dem Teppich und dem zweiten Rücken aufgetragen und das Polyurethan ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Polyurethan Zusammensetzung, die zwischen dem Teppich und dem zweiten Rücken aufgebracht ist, eine Polyisocyanatkomponente und eine Polyolkomponente, die eine Mischung von Isocyanat-reaktiven Materialien enthält, wobei ein oder mehrere ggf. alkoxylierte Fettsäureamidpolyole etwa 5–70 Gew.-% der Isocyanat-reaktiven Materialien ausmachen, umfasst.