JP2006515896A - 予備剥離されたナノクレーに基づく組成物およびその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は膨潤性無機層状材料に基づく少なくとも１種のナノクレーを含有する組成物、特に粉末状マスターバッチに関するものであり、ナノクレーは少なくとも１種のシロキサン成分と少なくとも１種の非アニオン型有機成分（６〜３２個の炭素原子を有する少なくとも１個の脂肪族もしくは環式ラジカルを有する）とで改変されている。粉末状マスターバッチはポリマー粉末と共に均質混合物を与えて使用される。更にポリマーマスターバッチは、粉末状マスターバッチとキャリヤポリマーとの配合により作成することができる。粉末マスターバッチまたはポリマー−マスターバッチは、種々異なるポリマー組成物における充填材として或いは充填材システムにて使用することができる。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、有機介在ナノクレーに基づく組成物（特にマスターバッチ）、この組成物／マスターバッチの本発明による使用、およびその製造方法に関するものである。

充填材としてのナノクレーによるプラスチックもしくは一般にポリマー材料の性質改善の可能性は既に古くから知られている。このナノクレーの重要な源泉としては、水膨潤性天然もしくは合成層状シリケートが挙げられる。水での膨張に際し層状小板がナノ範囲にて放出され、これにより規則的なネットワークが生ずる。ポリマーまたは一般に長鎖イオンまたは他の帯電粒子は中間層に浸入することがあり、これを介在（挿入）と称する。

介在ナノクレーを工業的に使用しうるためには、これらを更なる膨張剤の使用下で剥離せねばならない。この剥離に際し、層状シリケートにおける初期近接順序が喪失される。完全に剥離したスメクタイト（この種の層状シリケートの例としてはモンモリロナイト）は１０００までの極めて高いアスペクト比を有する粒子寸法を形成し、直径約１ｎｍ、幅約１００ｎｍおよび長さ５００〜１０００ｎｍを有する層により得られる。

本出願の目的でナノクレーという概念は常に有機介在層状シリケートと理解される。これはこの分野における一般的な理解に相当する。この種のナノクレーは市販入手しうる。「ナノフィル」という名称の下でモンモリロナイトに基づくナノクレーがズードヘミーＡＧにより市販されている。たとえばジステアロイルジメチル−アンモニウムクロライドで有機介在された「ナノフィル１５」および「ナノフィル５」が挙げられる。「ＥＡ１０８」と称する米国、エレメンティス・コーポレーション社の製品はヘクトライトに基づいている。

プラスチック処理工業におけるこれらナノクレーの使用については、天然もしくは合成層状シリケートを先ず最初に親有機性にせねばならず、これらを疎水性プラスチックと共に処理せねばならないという化学的問題が生ずる。層状シリケートのこの親有機性改変のための重要な方法としてカチオン交換が挙げられる。カチオン交換は水相にてアンモニウム−、ホスホニウム−もしくはスルホニウム−表面活性剤に基づくカチオン型表面活性剤で行われる。更なる方法としては酸活性化も知られている。この場合、たとえば塩酸が使用される。

ナノクレーはハロゲンフリーの難燃剤における添加剤として意義を有する。ドイツ国特許出願公開第１９９２１４７２号明細書には、難燃性ポリマー組成物が開示されており、これは熱可塑性もしくは架橋性ポリマー、マグネシウム−、カルシウム−亜鉛−および／またはアルミニウム−水酸化物および／またはその二重水酸化物をハロゲンフリーの充填材として含有し、更に膨潤性スメクタイトに基づく有機介在層状シリケートをも含有する。

米国特許第６，３８０，２９５号明細書は、スメクタイト型粘土、第四級アンモニウム化合物、および１種もしくはそれ以上の非アニオン型ポリマー（ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエポキシドおよびポリオレフィンの群から選択される）の挿入および反応により作成されるイオン交換反応生成物を記載している。

ナノクレーは好ましくはハロゲンフリーの難燃剤における添加剤として使用される。何故なら、これらはポリマーの燃焼に際し安定なクラスト相を形成するからである。この種のクラスト相の形成は、火災の拡大を強化しうるような更なるポリマーの着火、燃焼ポリマーの崩落または崩壊を阻止する。

ナノクレー充填材においては、その効果を高めるためこれらを導入すべきポリマーにて剥離させる必要がある。しかしながら従来技術においては、有機溶剤が使用される場合、充分な剥離が問題になると示されている。配合の際の膨潤剤の存在は特に、プロセス技術上問題となる。たとえば官能化されたシランのような従来のカップリング剤も従来使用することができない。

仕上ポリマーにおいて、これまで好ましくないと示されたことは、ナノクレー充填材の使用に際しポリマー組成物の機械的性質および押出性が相当に阻害される点である。ナノクレー充填材は、各ポリマー組成物中へ混入する際の困難性を拡大する。剥離が困難であるため、これらを全ポリマー組成物中に緊密に分配させることも従来困難であった。このこと、およびその従来高いコストにより、その使用分野も限定された。電気分野では更なる問題が生ずる。特に塩水においては数日間にわたり３００Ｖを用いる浸漬試験は、アーク形成によりポリマーの崩落をもたらした。

このことから引張りして、本発明は、特に予備剥離に関しその性質を改善しながら種々のポリマー材料に均一に分配することができ、所望ポリマーへの混入により完全な予備剥離／剥離を改善し、更に新規な使用分野へのナノクレー充填材の使用を可能にすると共に、その使用に係るコストを減少させてその経済効果を高めるようなナノクレー充填材を提供することを課題とする。

この課題は請求項１に記載の組成物により解決される。本発明はナノクレーが少なくとも１種のシロキサン成分（Ａ）と少なくとも１種の非アニオン型有機成分（Ｂ）（６〜３２個の炭素原子を有する少なくとも１種の脂肪族もしくは環式ラジカルを有する）とで改変された膨潤性無機層状材料に基づく少なくとも１種のナノクレーを含有する組成物、特に粉末状マスターバッチに関するものである。

マスターバッチと言う概念は化学おいてそれ自体公知であり、先ず最初に作成され、次いで生産プロセスもしくは工程手順で使用される予備混合物を意味する。本発明の範囲内で、先ず最初に粉末状マスターバッチを作成すると共にポリマーもしくはポリマー組成物（これはプラスチックとすることもできる）における事前の単位として性質を改質するための充填材として使用すれば、従来技術で公知の欠点を回避しうることが示された。

マスターバッチに含有されるナノクレーは０．１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍ、特に好ましくは１〜１５μｍ、全く好ましくは２〜１０μｍの平均粒子寸法を有する。

ナノクレーは磨砕されたナノクレーを含有することもでき、或いは充分に磨砕することもできる。磨砕自身は、高い処理量を可能にすると共に磨砕ナノクレーに高い収率を与える公知の処理プロセスである。磨砕自身には特に要件を必要としない。ジェットミル、ボールミル、特に振動ミル、ロールミル、インパクトミル、磨砕ミルもしくはピンディスクミルにより行うことができる。

市販入手しうるナノクレーの粒子寸法より低く平均粒子寸法が減少される磨砕ナノクレーは特に、ハロゲンフリーの充填材と共にポリマー組成物中に難燃剤として使用すべく役立てるマスターバッチを作成すれば大きな利点を有する。ナノクレーはこれらがその所望の作用を達成し得なくなると想定せねばならない平均粒子寸法まで減寸されるが、この種のマスターバッチの使用に際しポリマー組成物の機械的性質および処理特性が顕著に改善されることが驚くことに確認された。
機械的性質および処理特性のこの改善はポリマー組成物への難燃性かつ好ましくはハロゲンフリーの充填材の一層高い充填を、同一の機械的性質および同一の処理特性につき可能にする。

しかしながら他方、難燃性充填材の一層低い充填は、これにより機械的性質および処理特性を改善すると同時にポリマー組成物の難燃性の悪化には作用しない言う利点も得られる。ポリマーまたはポリマー組成物の難燃性につき粉末状マスターバッチの本発明による使用を更に説明する。

好ましくは天然もしくは合成層状シリケートから無機層状材料が選択される。この種の層状シリケートとしては特にスメクタイトがあり、これにはモンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイトおよびバイドライトを挙げることができる。ベントナイトも使用することができる。

有機物挿入に適する化合物は当業者に周知されている。特に第四オニウム化合物、好ましくは第四級アンモニウム化合物を使用することができる。適する化合物は更にプロトン化アミン、有機ホスホニウムイオンおよび／またはアミノカルボン酸を包含する。

シロキサン成分としてはそれぞれオリゴマー（ＩＵＰＡＣ名称による）またはポリマーシロキサンもしくはシロキサン有導体を使用することができる。その際、シロキサン誘導体は好ましくは、Ｓｉ原子にてＣＨ_３側鎖基の少なくとも１個が他の反応基により置換されるようなものである。たとえば一般的に適するシロキサン誘導体グループからの化合物が例として挙げられる。特に好適なものは限定はしないがオリゴアルキルシロキサン、ポリジアルキルシロキサン、ポリアルキルアリールシロキサン、ポリジアリールシロキサンまたはその任意の混合物であり、上記シロキサン誘導体は特に好ましくは少なくとも１個の反応基で官能化されたものであって、水素化しうるシランを例外とする。少なくとも１種の非アニオン型有機成分（これは６〜３２個の炭素原子、好ましくは８〜２２個の炭素原子、特に１０〜１８個の炭素原子を持った少なくとも１個の脂肪族もしくは環式ラジカルを有する）が以下の物質群からの好適な脂肪酸誘導体である。

１．脂肪アルコール、飽和もしくは不飽和、特にＣ_６〜Ｃ_２２ラジカルを持った一級および二級アルコールを包含；

２．脂肪アルデヒド、脂肪ケトン

［式中、ＲおよびＲ_１および／またはＲ_２は６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示す］；

３．脂肪アルコールポリグリコールエーテル
Ｒ−（Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２）−ＯＨ
［式中、Ｒは６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示す］；

４．脂肪アミン
Ｒ−ＮＨ_２、Ｒ_１−ＮＨ−Ｒ_２、Ｒ−Ｎ（ＣＨ_３）_２
［式中、ＲまたはＲ_１および／またはＲ_２は６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示す］；

５．モノ−、ジ−およびトリ−グリセリドエステル

［式中、好ましくはＲ_１、Ｒ_２およびＲ_３のラジカルも６個より少ないＣ原子を有することができる］；

６．脂肪酸アルカノールアミド

［式中、好ましくはＲ_１およびＲ_２は６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示し、ｎ＝１〜６である］；

７．脂肪酸アミド

［式中、Ｒは６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示す］；

８．脂肪酸アルキルエステル

［式中、Ｒ_１は６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示し、Ｒ_２は６個より少ないＣ原子を有することもできる］；

９．脂肪酸グルカミド

［式中、好ましくはＲ_１およびＲ_２は６〜３２個のＣ原子を持ったラジカルを示す］；

１０．ワックス

１１．ジカルボン酸エステル

［式中、好ましくはＲ_１およびＲ_２は６〜３２個のＣ原子を持った脂肪族ラジカルを示し、ｎ＝１〜６である］；

１２．水不溶性脂肪酸石鹸
（以下、二価金属を持った長鎖カルボン酸からの塩と理解される）

［式中、Ｒの少なくとも１個は６〜３２個のＣ原子を有し、Ｍｅ^ＩＩは二価金属を示す］；

１３．モンタンワックス
（以下、Ｃ_２６〜Ｃ_３２の鎖長を有するワックスと理解される）；

１４．パラフィンおよびＰＥワックス

脂肪アルコール、脂肪アミン、トリグリセリドエステル、脂肪酸アルキルエステルおよびワックスが特に好適である。一般的に適する物質群からの個々の化合物の例は実施例にて示す。

本発明のマスターバッチまたは本発明による組成物において、本発明の添加剤混合物の作用が無視されない限り更なる成分、たとえば安定化剤、流動助剤、抗ケーキング剤、たとえば珪酸、例としてサイペルナット２２ＳもしくはエアロシルＲ９７２（デグッサ社、ドイツ国）などを含有することもできる。

本発明の範囲内で驚くことに、ここに記載した少なくとも１種のオリゴマーもしくはポリマーシロキサン成分と少なくとも１種の非アニオン型有機成分（これは６〜３２個の炭素原子を持った少なくとも１個の脂肪族もしくは環式ラジカルを有する）、特に個々に記載した非アニオン型脂肪酸誘導体との組合せがナノクレーの予備剥離に際し相乗的にかつ特に好適に合体作用しうることが突き止められた。従ってナノクレーの改変によりシロキサン成分（Ａ）だけでは決して顕著な層拡大および予備剥離は生じない。所望のプラスチックマトリックス（たとえばポリプロピレン）への混入に際し決して剥離が生じない。Ｘ線回折測定にて、親有機ナノクレーの００１ピークがまだ明瞭に認められ、層間隔を決定することができる。同じことが非アニオン型成分（Ｂ）単独によるナノクレーの改変に際しても見られる。Ｘ線回折測定にて或る程度の層拡張も認められるが、プラスチックマトリックスへのその後の混入の後に親有機ナノクレーの００１ピークがＸ線回折測定にて更に明らかに認められると共に層間隔も決定しうる。従ってプラスチックにおける個々の層の層剥離は全く生じない。これに対し、前記した少なくとも１種のシロキサン成分（Ａ）と前記した非アニオン型有機成分（Ｂ）との本発明による組合せ物でのナノクレーの改変に際し特に好適な予備剥離が達成され、プラスチックマトリックスへのその後の混入により実質上完全な脱ラミネート化もしくは剥離が達成される。親有機ナノクレーの００１ピークは実質的にもはや認められない。本発明によれば６〜３２個の炭素原子を持った少なくとも１種の脂肪族もしくは環式ラジカルを有するアニオン型有機成分も使用しうるが、非アニオン型成分の使用が本発明による組成物の特に好適な生産性に基づき特に好適である。

全体的にここに挙げた成分（Ａ）および（Ｂ）はナノクレー剥離の驚くべき良好な改善に役立ち、前記成分は更にこれらが一般に使用される介入剤に対し最も良好な化学適合性を有し、しかもコスト上有利であるという格別の利点をも有する。

これら成分（Ａ）および（Ｂ）の格別の利点は、磨砕ナノクレーとの組合せにある。何故なら、これは微細粉末として微細な粉塵を形成しうると共に爆発に対する潜在的な危険源となるからである。上記添加剤もしくは上記添加剤の任意の混合物の使用により、この問題は明らかに減少し或いは阻止される。

１０〜１３個の炭素原子を有する脂肪酸から誘導される脂肪酸誘導体が好適である。ここでは特にラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、カプロン酸およびリチノール酸を挙げることができる。脂肪酸誘導体（特にこれら群の上記代表）は、これらが大量に容易に得られると共にコスト上有利であり、更に他面において工業尺度にて確実な環境範囲を可能にすると言う利点を有する。脂肪酸誘導体は水素化誘導体、アルコール誘導体、アミン誘導体またはその混合物を包含する。これらは更にポリマー脂肪酸、ケト脂肪酸、脂肪酸アルキルオキサゾリンおよび脂肪酸アルキルビスオキサゾリンもしくはその混合物の群から誘導することもできる。不飽和脂肪酸の場合、特にモノ−もしくはポリ−不飽和ヒドロキシ脂肪酸が挙げられる。

更に本発明による組成物はエチレン−プロピレン−コポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ターポリマー（ＥＰＤＭ）、熱可塑性エラストマー、カップリング剤、架橋剤またはその混合物の群から選択される成分を含有することもできる。使用すべきカップリング剤としては、官能化されたシランを挙げることができる。ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭは好ましくは２０，０００より小さい平均分子量を有する。ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭにおけるエチレンとプロピレンとの比は４０：６０〜６０：４０とすることができる。

驚くことに、本発明による組成物／マスターバッチの作成に際し、乾燥粉末状ナノクレーから引張りし、次いで乾燥法にて予備剥離添加剤もしくは添加剤混合物で改変すれば、最良の生産性が達成されることが示された。その際、ナノクレーは乾燥添加剤もしくは添加剤混合物で被覆され、従来の乾燥ミキサ（特に高回転速度を有するもの）を使用することができる。ここで乾燥は非粉末状もしくはペースト状（押出しうる）材料、スラリーもしくは懸濁物とは異なると見なされる。好ましくは、ナノクレーの本発明による改変は表面改質もしくは表面コーチングである。

本発明の実施形態における予備剥離ナノクレーの実質上均質な混合物の形態の粉末状マスターバッチはポリマー粉末と実質上均質に混合することができる。ポリマー粉末は特に、たとえばより高温度で貯蔵されれば、粉末マスターバッチのケーキ化を阻止する。これは仕上粉末マスターバッチの流動性の改善に寄与する。それぞれ使用すべきポリマー粉末の適する選択基準は、実質的に粉末マスターバッチの更なる使用目的に対する適合性である。例として挙げれば適するポリマーの粉末は、ポリエチレン−エチレンビニルアセテート−コポリマー（ＥＶＡ）、エチレンエチルアクリレート−コポリマー（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート−コポリマー（ＥＭＡ）、エチレンブチルアクリレート−コポリマー（ＥＢＡ）、その無水マレイン酸（ＭＡＨ）により改変された誘導体、イオノマー、スチレン−エラストマー系、エーテル−エステル−ブロックコポリマー、ポリエーテル−ポリアミド−ブロック−コポリー（ＰＥＢＡ）、熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性シリコーンゴムの混合物、または前記ポリマーの混合物を包含する。この種の混合物としては、たとえばＥＶＡ／ＳＡＮ、ＥＶＡ／ＰＡ１１，ＥＶＡ／ＰＳ、更にＰＶＤＦ／ＥＶＡを挙げることができる。後者はデュポン社によりＡＬＣＲＹＮとして市販入手しうる。

本発明による課題は、本発明の実施形態において粉末状マスターバッチと所定のキャリヤポリマーとの配合により得られたマスターバッチにより解決される。

このため適するキャリヤポリマーはポリエチレン−エチレンビニルアセテート−コポリマー（ＥＶＡ）、エチレンエチルアクリレート−コポリマー（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート−コポリマー（ＥＭＡ）、エチレンブチルアクリレート−コポリマー（ＥＢＡ）、その無水マレイン酸（ＭＡＨ）により改変された誘導体、イオノマー、スチレン−エラストマー系、エーテル−エステル−ブロックコポリマー、ポリエーテル−ポリアミド−ブロック−コポリマー（ＰＥＢＡ）、熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性シリコーンゴムの混合物、または前記ポリマーの混合物を包含する。この種の混合物としては、たとえばＥＶＡ／ＳＡＮ、ＥＶＡ／ＰＡ１１，ＥＶＡ／ＰＳ、更にＰＶＤＦ／ＥＶＡを挙げることができる。後者はデュポン社によりＡＬＣＲＹＮとして市販入手しうる。

有利であると共に工業的使用に関して簡単に言えば、粉末マスターバッチとの実質上均質な混合物を形成するためのポリマー粉末として、およびポリマーマスターバッチを形成するためのキャリヤポリマーとして、実質的に同一の引張り物質が適するという事実である。簡単な技術的取り扱いの他に適合性問題も回避される。

ポリマー−マスターバッチにおけるキャリヤポリマーの割合は１０〜９０重量％、好ましくは４０〜７０重量％である。ポリマー−マスターバッチの使用に関し、これが顆粒形態で存在すれば有利であると判明した。

必要に応じ上記具体例の１つにおける本発明の粉末マスターバッチまたはポリマーマスターバッチはポリマー、ポリマー組成物または一般にプラスチックにおけるナノ−充填材として広範な種類の用途にて導入することができる。これには更に、既知の充填材系に使用して従来一般的な充填材の含有量を減少させると共に、一般的に作成されたポリマーもしくはポリマー組成物の性質プロフィルを改善することも挙げられる。

重要な分野は、この場合、ハロゲンフリーの難燃剤における使用である。ハロゲンフリーの充填材としては、難燃剤中に実質的に水酸化アルミニウム、アルミニウムオキシハイドレート（ベーマイト）、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、ブルサイト、炭酸マグネシウム、ヒドロマグネサイト、ハンチット、ボーキサイト、炭酸カルシウム、タルク、ガラス粉末、メラミンイソシアヌレート、その誘導体およびその製剤、ボレート、スタネートおよびヒドロキシスタネート、ホスフェートまたはその任意の混合物を使用することができる。使用されるハロゲンフリーの充填材とポリマーもしくはポリマー組成物との間の適合性を実現するには、これら充填材を混入してハロゲンフリーの難燃剤を得るようにし、これには従来技術においてこれまでハロゲンフリーの充填材（ここでは特に水酸化アルミニウムおよびマグネシウムが挙げられる）を表面改質することが必要であった。機械的および／または電気的性質に対する所望の尺度のみがこれを可能にした。上記ハロゲンフリーの充填材を本発明のマスターバッチと一緒に使用すれば、驚くことに好適には従来一般的なハロゲンフリー充填材の表面改質の必要性が不可欠でないと判明した。

上記ハロゲンフリーの充填材には更に、特に水酸化アルミニウム（一般式Ａｌ_２Ｏ_３ｘ３Ｈ_２ＯのＡＴＨと称するアルミニウム三水塩）および種々の形態における水酸化マグネシウムも挙げられ、ここで両グループにつき難燃剤におけるその効果だけでなく発煙の回避の分野およびハロゲン化（特に臭素化および塩素化）されたポリマーにおけるその使用（特にＰＶＣにおける使用）の際のその格別の効果も挙げられる。本発明の粉末−もしくはポリマー−マスターバッチと組み合わせて使用することにより、ハロゲンフリーの充填材の割合を性質プロフィルにマイナスに影響することなく減少させることができる。

水酸化マグネシウムにおいては、合成形態も天然産のブルサイトも同様に使用することができる。これら充填材は１〜１２μｍ、好ましくは２〜８μｍの平均粒子寸法まで磨砕するのが好ましい。本発明のマスターバッチと組み合わせる充填材の使用に際し、処理温度が１８０℃より高い場合または仕上ポリマーもしくはプラスチックの長時間にわたる使用温度が１５０℃より高い場合は、充填材の平均粒子寸法が２〜８μｍであれば特に良好な結果が得られる。

特に驚くべき用途には、たとえば粉末マスターバッチとしての形態においても或いはポリマーマスターバッチの形態においても、ポリオレフィンにおける充填材としての使用、或いはたとえばポリアミドおよびポリエステルのような工業プラスチックにおけるその混合物（合金、すなわち「アロイ」とも称される）における、更にその混合物、ポリスチレンおよび熱硬化性プラスチック、たとえば不飽和ポリエステル（ＵＰ）システムおよびエポキシ樹脂システムにおける充填材としての使用も存在する。

これらポリオレフィン系に充填材として使用される粉末マスターバッチもしくはポリマーマスターバッチは理想的な、すなわちポリマーマトリックスにおける剥離された分配および分散（従来、非極性ポリマーでは不可能であった）を達成することが示された。従来、この種のポリマーマトリックスにおける従来得られるナノクレーの０．１〜１５重量％のような極めて小割合の均一な分配を得るには相当な問題が存在し、その結果機械的性質の相当な悪化および更に燃焼試験における予想外の変動的な性能が生ずる。

本発明の粉末マスターバッチおよび本発明のポリマーマスターバッチで見出された格別の利点は、これらを適合化剤としてもクラスト形成剤としても使用することができ、従って更に難燃剤の有効成分としても使用しうる点である。ポリマー組成物は更に当業者には周知の安定化剤をも含有することができる。

粉末マスターバッチまたはポリマーマスターバッチの更なる広範な使用分野は、エラストマーおよび熱硬化性プラスチックにおける充填材としての使用である。

粉末マスターバッチまたはポリマーマスターバッチの上記広範な種類のポリマー系における使用の利点は、極めて一般的に次のように要約することができる：粉末マスターバッチもしくはポリマーマスターバッチの使用はポリマー組成物の表面特性の改善、たとえば表面平滑性もしくは均一性、グリース性表面外観の不存在、並びに印刷および複写プロセスにおける優秀な性能を達成する。これらの他に、耐摩耗性における改善、浸透特性における好適効果、更に摩擦特性に対する好適作用も存在する。工業用途につき挙げうる特に有利な特徴は、種々のガス状物質に対する透過性の不存在である。たとえば射出成形プロセスにおける処理特性が、可塑性および成形性の増大を介し顕著に改善されうる。挙げるべき他の有利な特性は収縮の減少、押出器における改善された処理特性および減少した曇りである。吹込成形においては、容易な処理性および吹込の安定化作用を全体的に観察された。たとえばＢ１およびＵＬ９４のような燃焼試験は、粉末マスターバッチもしくはポリマーマスターバッチの形態におけるナノクレー充填材の極めて低い充填でさえ、低い材料消費を示した。

本発明の粉末マスターバッチを１具体例にて含むポリマー組成物を作成すべき場合、難燃性ポリマー組成物の１例として示されるように、これは簡単に行うことができる。先ず最初にナノクレーを選択し、予備剥離すると共に、所望の粒子寸法まで微粉砕する。これによりポリマー粉末と共に実質的に均質な混合物まで処理しうるような粉末状マスターバッチが得られる。このマスターバッチを難燃性（好ましくは更にハロゲンフリー）の充填材と共にポリマー中に導入して難燃性ポリマー組成物を形成させるには、２つの異なる方法が可能である。第１に、粉末状マスターバッチを充填材と混合し、次いでポリマーと配合して難燃性ポリマー組成物を得ることができる。第２の具体例においては、粉末状マスターバッチと充填材とを互いに別途に溶融ポリマーの流れに投入し、ここに包封して難燃性ポリマー組成物を形成させる。

更に、この種の難燃性ポリマー組成物の作成は、ポリマーマスターバッチを基礎とすることもできる。次いでポリマー組成物につき所望されるポリマーをポリマーマスターバッチと本発明によるその具体例により配合し、これには再びナノクレーを選択すると共に予備剥離させ、更に必要に応じ所望粒子寸法まで磨砕する。これにより、必要に応じ粉末状マスターバッチがポリマー粉末との均質混合物として得られる。得られた粉末マスターバッチを、ポリマー粉末に対し適合した或いは使用ポリマー粉末と同一であるキャリヤポリマーと配合してポリマーマスターバッチを形成させ、次いで仕上難燃性ポリマー組成物まで更に処理する。ここでも２つの代案プロセスが可能である。第１代案においては、ポリマーマスターバッチを混入すべきポリマーと機械的に混合し、次いで難燃性の好ましくはハロゲンフリーの充填材と配合して仕上難燃性ポリマー組成物を与える。第２の代案においては、ポリマーマスターバッチを難燃性にすべきポリマーと一緒に配合装置の第１入口に供給し、次いで難燃性充填材をその後の時点（「下流」）にて溶融ポリマー組成物に添加し、或いは「スプリット・フィード」プロセスとして知られるように投入して仕上難燃性ポリマー組成物を形成させる。

粉末マスターバッチおよびポリマーマスターバッチにつき記載したプロセスは難燃性ポリマー組成物を作成するに使用しうるだけでなく、原理的には粉末マスターバッチおよびポリマーマスターバッチの他の広範な種類の用途についても、たとえばポリオレフィンの配合にも使用することができる。配合の際の優秀な結果は、ポリマーマスターバッチのための引張り点でもある粉末マスターバッチを介し使用ナノクレーがこの段階により使用ナノクレーの各層を作成すると共にその剥離を促進するよう処理した後、実際の配合工程を行うという技術に起因する。その結果、配合プロセスは一層効果的となり、所望ポリマーにてナノクレーを剥離するためのエネルギー消費コストおよび時間消費が低くなる。その結果、作成されたマスターバッチを使用すれば配合が極めて有利となる。何故なら、ポリマーの滞留時間が減少し、更に熱劣化が最小になると共に拮抗されるからである。ポリマーの熱経歴が最小に維持され、他方、仕上ポリマー組成物または配合物の色強度および機械的特性も顕著に改善され、処理量が増大すると共に配合プロセスのコストも顕著に減少する。本発明によるマスターバッチの使用につき挙げうる他の利点は、ポリマーまたはポリマー組成物のナノクレーによる全体的負荷を減少させ、好ましくは２重量％の比率まで、特に好ましくは１重量％以下の比率まで、たとえば難燃剤の作成につき使用する場合は難燃特性を阻害することなく減少させうる点である。これと比較して、ポリマー組成物のナノクレーによる従来の負荷の場合、必要とされる全体的負荷は５〜１０重量％である。

配合プロセス自身の際および配合ポリマーもしくはポリマー組成物の性質プロセスに関するこれら顕著な改良は、マスターバッチの形態でナノクレーを作成して配合プロセスを開始する前でさえ剥離を促進するよう作用するプロセスが、ナノクレーをポリマーおよび他のハロゲンフリーの充填材および／または必要に応じ使用されるポリマーと混合するのに役立ち、実際の配合工程の際の混合よりも効果的であるという事実により説明しうる。

例として６５重量％の全充填材負荷をと有するプロピレンに基づくポリマーまたはポリマー組成物の場合、本発明によるマスターバッチを使用しない１０％（０．１ｍ／ｍに相当）と比較して配合プロセス後に２００％より大（２ｍ／ｍに相当する）、好ましくは５００％（５ｍ／ｍに相当する）またはそれ以上の破断点伸び率を示すことができる。

難燃性ポリマー組成物を作成するための上記プロセスは、たとえば得られたポリマー組成物を押出してケーブルもしくは配線を製造する場合のような下流プロセス工程を介し完結される。その後の更なるプロセスはポリマー組成物の射出成形、フィルムの吹込成形および回転成形であって、得られるポリマー組成物を処理して仕上製品を与える幾つかの可能性を挙げることができる。

ポリマーもしくは粉末マスターバッチを用いて得られるポリマーもしくはポリマー組成物は、有利にはクラスト形成用の相乗剤としておよび適合化剤として、更に一般的には広範な種類のポリマー組成物における性質を改善する手段として、更にバリヤ層形成性組成物として難燃性部門に使用することができる。エラストマーおよび熱硬化性プラスチックも、この種のポリマー組成物につきその性質を顕著に改善することができる。

以下、本発明を実施例により一層詳細に説明する。

実施例
本発明の実施例および比較例にて得られるポリマー組成物を以下の標準的試験および標準的測定にかけた：
メルトインデックス（ＭＦＩ）：ＤＩＮ５３ ７３５に従う、
引張強さ：ＤＩＮ５３ ４５５に従う、
破断点伸び率：ＤＩＮ５３ ４５５に従う、
衝撃耐性試験（ａ_ｎ）：ＤＩＮ５３ ４５３に従う、
燃焼性能：ＵＬ−９４試験、アンダーライター・ラボラトリース・スタンダードに従う
ＵＴＢＤ（アンタンプト嵩密度）は非圧縮嵩密度（ｋｇ／ｌ）につき使用される用語である。
高速ミキサとしては常にＭ．Ｔ．Ｉ社からの６０／２５００型を使用した。

Ｉ．粉末マスターバッチの作成
比較例１：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用した。
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル１５」を約４５℃の温度まで１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて加熱し、この温度にて、
３４ｋｇの脂肪酸エステル（ＫｅＢｏ社、ドイツ国、のグリセリルステアレート）を添加剤として約３０秒の時間にわたり投入する。所定の回転数にて反応物を１００℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
４０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合してたとえば貯蔵に際し、より高い温度にてケーキ化を阻止すると共に遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を持った自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であって、０．６５ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。本発明による組成物を、この実施例および以下の実施例と同様に、ＥＶＡ成分の省略によっても相応に作成することができる。ＥＶＡは、たとえばポリオレフィン粉末のような他のポリマーにより置換することもできる。

実施例２：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル１５」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４ｋｇの脂肪酸アミン（ゲナミンＳＨ１００、クラリアント社、ドイツ国）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を９０℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
２０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合して、たとえば貯蔵に際し、より高い温度にてケーキ化を阻止すると共に遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．８２ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例２ａ：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル５」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４ｋｇのラプス油メチルエステル（ケボナール２０、ＫｅＢｏ社）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を９０℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．６９ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例３：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル５」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
４．４ｋｇのポリフェニルメチルシロキサン（ＡＢＣＲリサーチ・ケミカル社、カールスルーエ、ドイツ国）および
２４ｋｇのステアリン酸エステル（ＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のグリセリルステアレート）を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を１３０℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．６５ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例４：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル９４８」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４．４ｋｇのラプス油メチルエステル（ケボナール２０、ＫｅＢｏ社）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルポリシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を１１０℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
８０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合して、たとえば貯蔵に際しより高い温度にてケーキ化を阻止すると共に遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．７３ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づきこの粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例５：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル５」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４．４ｋｇのリシヌル油エチルエステル（ケボナール６０Ａ、ＫｅＢｏ社）および
４．４ｋｇのＡＢＣＲリサーチ・ケミカル社、ドイツ国、のポリフェニルメチルシロキサンを所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を８５℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
４０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合して、たとえば貯蔵に際しより高い温度にてケーキ化を阻止すると共に遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．６７ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づきこの粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例６：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのエレメンティス社、米国、のナノクレー「エレメンティスＥＡ１０８」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４．４ｋｇのラプス油メチルエステル（ケボナール２０、ＫｅＢｏ社）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルポリシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を１００℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
８０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合して、たとえば貯蔵に際しより高い温度にてケーキ化を阻止すると共に遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．８１ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例７：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのサザン・クレイ・プロダクツ社、ゴンザレス、テキサス、米国、のナノクレー「ＳＣＰ３０Ｂ」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４．４ｋｇのラブス油メチルエステル（ケボナール２０、ＫｅＢｏ社）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルポリシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を１００℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
８０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合して、たとえば貯蔵に際しより高い温度にてケーキ化を阻止すると共に、遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．６１ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づきこの粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例８：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル５」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約６０℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４．４ｋｇのチタン酸イソステアリール（リトソルベントＯＦ）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルポリシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を６５℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．５６ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

実施例１４：
爆発保護せねばならない市販の急速ミキサにて次のものを使用する：
１００ｋｇのズードヘミーＡＧ社、ドイツ国、のナノクレー「ナノフィル３２」を１３６０ＵＰＭ（１分間当たりの回転数）にて約４５℃の温度まで加熱すると共に、この温度にて、
２４．４ｋｇのテトラチタン酸イソステアリール（リトソルベントＯＦ）および
４．４ｋｇのＫｅＢｏ社、デュッセルドルフ、ドイツ国、のポリジエチルシロキサン「リトソルベントＰＬ」を所定の順序で添加剤として約３０秒かけて投入する。所定の回転数にて反応混合物を１００℃の放出温度まで加熱し、次いで冷却ミキサにて約３０℃の最終温度まで冷却する。
４０ｋｇのＥＶＡ粉末を上記で得られた反応混合物と均質混合して、たとえば貯蔵に際しより高い温度にてケーキ化を阻止すると共に、遮断層袋に包装する。

このように得られた粉末マスターバッチは極めて良好な計量特性を有する自由流動性のほぼ粉塵のない粉末であり、０．８６ｋｇ／リットルのＵＴＢＤを有する。極めて良好な計量特性に基づき、この粉末マスターバッチは連続配合装置に極めて適している。

ＩＩ．ポリマー−マスターバッチの作成
ポリマー−マスターバッチを作成するため、原理的には配合工場にて高充填系の作成に使用される処理装置、たとえばダブルロールミル、内部ミキサ、ＦＣＭ、単一スクリュー押出器、二重スクリュー押出器、バス・コニーダまたは匹敵しうる処理装置を使用することができる。バス・コニーダの使用に際し、これは少なくとも１１Ｌ／Ｄ工程長さを持たねばならない。

実施例１５：
実施例２から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例２により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でＥＶＡを使用し、これは「エスコレン・ウルトラＵＬ ００１１９」の名称でエクソン・モビル社から市販入手することができる。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びに顆粒化スクリュー（ＧＳ）にて約１３５℃まで加熱しかつノズルにて約１４５℃まで加熱すると共に、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主たる入口にて連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量型計量器によりバス・コニーダの主入口に供給する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリマー−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒の形態で得られる。

実施例１６：
実施例１６によるポリマー−マスターバッチを実施例１５に示したように得、実施例２による粉末マスターバッチの代わりにここでは実施例２ａに従って得られた粉末マスターバッチを使用する。

実施例１７：
実施例１７によるポリマー−マスターバッチを実施例１５に示したように得、ここでは実施例２による粉末マスターバッチの代わりに実施例３により得られた粉末マスターバッチを使用する。

実施例１８：
実施例１８によるポリマー−マスターバッチを実施例１５に示したように得、ここでは実施例２による粉末マスターバッチの代わりに実施例８により得られた粉末マスターバッチを使用する。

実施例１９：
実施例２から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダもしくは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例２により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でＥＰ−ｇ−ＭＡＨを使用し、これは「ＦＵＳＡＢＯＮＤ」の名称でデュポン社、米国により市販入手することができる。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約１６５℃まで加熱すると共に、ノズルにて約１７０℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に供給する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却し、次いで放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

実施例２０：
実施例２から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例２により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でＰＰ−ｇ−ＭＡＨを使用し、これは「ＥＸＸＥＬＯＲ ＰＯ １０５０」の名称でエクソン・モビル社から市販されている。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約１６５℃まで加熱すると共にノズルにて約１７５℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に投入する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

実施例２１：
実施例８から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例２により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でＥＥＡを使用し、これは「エスコール５０００」の名称でエクソン・モビル社から市販されている。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約１２５℃まで加熱すると共にノズルにて約１３５℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に投入する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

実施例２２：
実施例３から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例３により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でカルシウム−イオノマーを使用し、これは「ＡＣＬＹＮ ＡＣ２０１Ａ」の名称でアライド・シグナル社、米国から市販されている。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約１２５℃まで加熱すると共にノズルにて約１３５℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に投入する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

実施例２３：
実施例８から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて実施例３により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でＥＡＡＺポリマーを使用し、これは「イオテク７０１０」の名称でエクソン・モビル社、米国から市販されている。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約１１０℃まで加熱すると共にノズルにて約１２５℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に投入する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

実施例２４：
実施例３から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例３により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的で、無水マレイン酸改変ポリプロピレンを使用し、これは「ＥＸＸＥＬＯＲ ＰＯ １０１５」の名称でエクソン・モビル社、米国から市販されている。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約１８５℃まで加熱すると共にノズルにて約２００℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に投入する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

実施例２５：
実施例５から得られた粉末マスターバッチおよび所望の仕上ポリマーもしくはポリマー組成物に関し選択されたキャリヤポリマーをバス・コニーダまたは匹敵しうる適する処理装置に導入する。

本発明の実施例にて、実施例３により得られた６０重量％の粉末マスターバッチおよび４０重量％のキャリヤポリマーを使用する。キャリヤポリマーとしてはこの実施例の目的でポリカプロラクタムを使用し、これは「グリラミド２０ＬＭ」の名称でＥＭＳ−ケミー社、スイス国から市販されている。

バス・コニーダをその帯域１および２にて並びにＧＳにて約２００℃まで加熱すると共にノズルにて約２２０℃まで加熱し、キャリヤポリマーをバス・コニーダの主入口に連続的に投入する。相応量の選択粉末マスターバッチを上記重量比にて、たとえば重量式計量器によりバス・コニーダの主入口に投入する。工程部分にて粉末マスターバッチをキャリヤポリマーと混合し、得られたポリ−マスターバッチを次いで顆粒まで処理し、冷却すると共に放出させる。ポリマー−マスターバッチは円筒状もしくはレンズ状の顆粒として得られる。

ＩＩＩ．選択ポリマー組成物における粉末マスターバッチおよびポリマー−マスターバッチ
以下の表における全てのパーセント表示は特記しない限り重量％に関するものである。

各表にて以下の記号を使用する：
ＡＴＨ＝一般式Ａｌ_２Ｏ_３ｘ３Ｈ_２Ｏのアルミニウム三水塩
ＰＵ−ＭＢ＝粉末マスターバッチ
ＰＯ−ＭＢ＝ポリマー−マスターバッチ

表１により得られた結果は、表３による比較例にて得られた数値と比較して、本発明による粉末マスターバッチの使用に際し同一および部分的には一層良好な引張強さにて、実質的に改善された破断点伸び率が少なくとも同一の良好な燃難性に際し得られたことを示す。

表２には本発明によるポリマー−マスターバッチの使用下で得られた結果を示す。その際、表１に粉末マスターバッチの使用に際し得られた破断点伸び率と比較して１つを例外として各数値はさらに改善される。表３により得られる数値と比較し、表１に関し前記した説明が原理的にここでも用いうる。

ここで使用した水酸化マグネシウムの場合、ＦＲ２０は製造業者、デッド・シー・ブロミン社、イスラエル国の製造業者の商品名である。比較例で得られたメルトインデックスおよび破断点伸び率に関する数値は、限界範囲にて既に処理性に関し変動する。破断点伸び率につきＶ１、Ｖ２およびＶ４により得られた数値は、１．５である基準値よりも低い。

衝撃耐性に関し括弧内に示した数値は、マスターバッチが決して破断（ｏ．Ｂｒ．）を示さなかった場合、それぞれ決定することができた衝撃エネルギーを示す。実施例Ｐ９についてのみ材料破断が確認された。しかしながら勿論、衝撃耐性に関する良好な数値が達成され、これは表５による比較例の数値をずっと超え、更に良好な処理性がケーシングの製作に対しても見られる。

この比較例にて達成された衝撃耐性は、たとえばケーシング作成に際し必要な数値よりずっと低い。たとえば比較例Ｖ５につき測定されたような８の衝撃耐性は極めて脆い硬質の材料を意味し、ケーシング作成には適していない。ここで少なくとも３０の衝撃耐性が必要である。比較例Ｖ５〜Ｖ８による全ての材料は材料破断を示したので、ここでも決して衝撃エネルギーにつき述べる必要がなかった。

ここではＰＡ６−ウルトラミドＢ３Ｌで使用したような工業級ポリアミドの場合、問題の性質としては破断点伸び率が挙げられる。これは工業級ポリアミドの場合は一般に比較例Ｖ９〜Ｖ１２の表７と同様に０．０２を超えないことが明らかに示された。Ｖ１０のみが程度において一層良好な数値を示す。何故なら、ここでは更にＡＭＥＯを使用したからである。破断点伸び率に関する一般に悪い数値は、従来の工業級ポリアミドの場合は脆性亀裂にて見られる。

表６の注釈から既に示唆されるように、ここでポリマー組成物につき使用したようなこの工業級ポリアミドの性質プロフィルにつき、破断点伸び率は優れた意味を有する。その際、Ｐ１３を除き本発明により作成されたポリマー組成物のそれぞれは、従来技術にて従来主として達成された破断点伸び率の数値を少なくとも３倍程度超える数値の破断点伸び率を有する。

生産物を肉眼判定するため、作成されたポリマー組成物（顆粒）を熱プレート間にて薄いフィルム（プレス板）まで押圧し、黒色背景に対し明るい（斑点）、すなわち不均質分配されたナノクレーの存在につき判定した：
註１：１０倍の倍率にて決して斑点は見えない
註６：肉眼にて極めて多数の斑点が認められる。

本発明により極性（出発）ポリマーで作成されたポリマー組成物（これはこれまで従来技術では実現し得ないと見なされた）は優れた性質プロフィルを示す。特に有利には押出しに際し決してバリが生ぜず、更に材料を極めて良好に押出しうることを示した。成形に際し収縮は僅かであり、表面は明らかに良好である。

更にポリマー組成物またはポリマー配合物の性質プロフィルを充填材の高比率と共に直線的に改善しうると言う。当業界の幅広い偏見を打ち破るための試験を行った。

表８が示すように、試験対Ｐ２１〜Ｐ２２は最もバランスの良い性質プロフィルを有すると共に、検討した性質につき高い測定値またはバランスのとれた平均値を有する。

ポリマー組成物もしくはポリマー配合物のこの例は、引込フィルム作成のためのフィルム種類に関するものである。表８にて既に述べたマスターバッチの比率に関するポリマー−充填材マスターバッチ組成物（これは基本的に充填材をも示す）につき前記した非直線がここでも明らかに見られる。試験Ｐ２５は、調和した試験結果を有する諸性質の極めて良好な全体的プロフィルを達成し、このプロフィルは比較すればたとえばマスターバッチ２０％を有する試験Ｐ２３およびＰ２４におけるよりも一層良好である。

しかしながら、Ｐ２３およびＰ２４は比較試験Ｖ１６と比較して顕著に良好な数値を示す。フィルム安定性は上記比較実験の材料では確保されず、破断点伸び率は僅か０．２である。

表１０においてエルテックスＫＬ１０４により、射出成形および押出につき使用されるようなポリプロピレンが示される。最もバランスのとれた性質プロフィルは本発明によるポリマー組成物もしくはポリマー配合物で達成され、これらは試験Ｐ２８〜Ｐ３０による組成を有する。従って、ここでも非直線性が観察される。

これに対し、Ｐ３０によりメルトインデックスにつき優秀な数値が達成される一方、破断点伸び率はここでは不充分である。これは勿論、上記処理が決定的でない。破断点伸び率はポリプロピレンの場合は基本的に押出し自身によって設定される。

基本的に、粉末−もしくはポリマー−マスターバッチの使用下で作成されたポリマー、ポリマー組成物もしくは配合物は、従来技術から公知である充填材としてナノクレーのみで作成されたポリマー、ポリマー組成物もしくは配合物と比較して、実質的な利点を有することが確認される。これらは一層良好に処理することができ、実質的に粉塵フリーであり、更に比較的高い嵩密度（非圧縮）を示す。

Claims (27)

1. 少なくとも１種のシロキサン成分と少なくとも１種の非アニオン型有機成分（６〜３２個の炭素原子を有する脂肪族もしくは環式ラジカルを有する）とで改変されている膨潤性無機層状材料からの少なくとも１種のナノクレーを含有する組成物、特に粉末状マスターバッチ。
2. 含有ナノクレーが０．１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍ、特に好ましくは１〜１５μｍ、殊に好ましくは２〜１０μｍの平均粒子寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 含有ナノクレーが磨砕ナノクレーを包含することを特徴とする請求項１または２に記載の組成物。
4. 無機層状材料が天然もしくは合成層状シリケートから選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
5. 非アニオン型有機成分が少なくとも１種の非アニオン型脂肪酸誘導体を包含し、特に飽和もしくは不飽和脂肪酸の誘導体、およびポリマー脂肪酸の群から、特に好ましくは脂肪アルコール、脂肪アミン、トリグリセリドエステル、脂肪酸アルキルエステルおよびワックスの群から選択されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
6. 非アニオン型有機成分が、８〜２２個の炭素原子、特に１０〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種の脂肪族もしくは環式ラジカルを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
7. 脂肪酸誘導体が、１０〜３０個の炭素原子を有する脂肪酸から誘導されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
8. 脂肪酸誘導体が水素化誘導体、アルコール誘導体、アミン誘導体またはその混合物から選択されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
9. 脂肪酸誘導体がポリマー脂肪酸、ケト脂肪酸、脂肪酸アルキルオキサゾリンおよび脂肪酸アルキルビスオキサゾリンまたはその混合物から誘導されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
10. シロキサン成分がオリゴマーもしくはポリマーシロキサンまたはシロキサン誘導体の群から、特にオリゴアルキルシロキサン、ポリジアルキルシロキサン、ポリアルキルアリールシロキサン、ポリジアリールシロキサンまたはその混合物よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
11. シロキサン成分が、少なくとも反応基で官能化されたシロキサン誘導体から選択されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
12. 添加剤もしくは添加剤混合物が更に特にポリマーの処理の際の流動性を改善するため少なくとも１種の更なる成分を含有し、好ましくはエチレン−プロピレン−コポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ターポリマー（ＥＰＤＭ）、熱可塑性エラストマー、カップリング剤、架橋剤またはその混合物の群からなる成分を含有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
13. ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭの平均分子量が２０，０００より小であることを特徴とする請求項１２に記載の組成物。
14. ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭにおけるエチレンとプロピレンとの比が４０：６０〜６０：４０であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の組成物。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の予備剥離されたナノクレーとポリマー粉末との実質的に均質な混合物の形態である組成物。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物を所定のキャリヤポリマーと配合して得られたポリマー含有組成物、特にポリマーマスターバッチ。
17. 所定のキャリヤポリマーがポリエチレン−エチレンビニルアセテート−コポリマー（ＥＶＡ）、エチレンエチルアクリレート−コポリマー（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート−コポリマー（ＥＭＡ）、エチレンブチルアクリレート−コポリマー（ＥＢＡ）、その無水マレイン酸（ＭＡＨ）で改変された誘導体、イオノマー、スチレン−エラストマー系、エーテル−エステル−ブロックコポリマー、ポリエーテル−ポリアミド−ブロック−コポリマー（ＰＥＢＡ）、熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性シリコンゴムの混合物、またはその混合物から選択されることを特徴とする請求項１６に記載のポリマー含有組成物。
18. キャリヤポリマーの割合が１０〜９０重量％、好ましくは４０〜７０重量％であることを特徴とする請求項１６または１７に記載のポリマー含有組成物。
19. 顆粒型における請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のポリマー含有組成物。
20. ポリマーもしくはポリマー組成物における充填材としての請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物または請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のポリマー含有組成物の使用。
21. ポリマーもしくはポリマー組成物のための充填材系における請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物または請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のポリマー含有組成物の使用。
22. 難燃性ハロゲン含有もしくはハロゲンフリーの充填材と組み合わせる請求項２１に記載の使用。
23. ハロゲンフリーの充填材を特徴とする請求項２２に記載の使用。
24. ハロゲンフリーの難燃性充填材が水酸化アルミニウム、アルミニウムオキシハイドレート（ベーマイト）、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、ブルサイト、炭酸マグネシウム、ヒドロマグネサイト、ハンチット、ボーキサイト、炭酸カルシウム、タルク、ガラス粉末、メラミンイソシアヌレート、その誘導体、および製剤、硼酸塩、錫塩およびヒドロキシ錫塩、燐酸塩またはその混合物から選択されることを特徴とする請求項２３に記載の使用。
25. ポリオレフィンおよびその混合物、工業プラスチックおよびその混合物、並びに合金における充填材としての請求項２０に記載の使用。
26. エラストマーおよび熱硬化性プラスチックのための請求項２０または２１に記載の使用。
27. 予備剥離ナノクレーの割合が仕上ポリマーもしくはポリマー組成物にて０．１〜５０重量％、好ましくは０．１〜１５重量％であることを特徴とする請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の使用。