JP2010526898A - ポリオレフィン組成物を製造する方法 - Google Patents

Abstract

ポリオレフィン母材から形成される熱可塑性組成物を得る方法が開示され、前記熱可塑性組成物は、２３０℃において２．１６ｋｇの下で測定した場合に２ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動インデックスを有するポリプロピレンと、セディグラフで測定した場合に少なくとも１μｍのメジアン径Ｄ５０、並びに少なくとも１つのコンパウンディング押出機を用いて粘弾性状態のポリオレフィン母材中に層状タルクを分散させることによる、母材への導入前で少なくとも４及び熱可塑性組成物中で測定した場合で少なくとも３のラメラリティインデックスを有するタルクである層状無機充填剤とを含み、前記方法は、（ａ）ポリプロピレンの作業温度に少なくとも等しい温度で前記組成物を加熱及び混練することにより、ポリプロピレン母材と層状無機タルク粒子との粘弾性混合物を形成すること、（ｂ）粘弾性混合物を熱機械的作業へゆだねること、（ｃ）粘弾性混合物から揮発成分を除去すること、（ｄ）工程（ｃ）から得られる粘弾性混合物を産業上有用な粒状材料に変換させることを含み、層状無機タルク粒子の初期のモルフォロジ特性を実質的に保持しながら、ポリプロピレン母材における層状無機タルクの制御された均質な分散及び分配を得るために、粘弾性混合物を、工程（ａ）及び工程（ｂ）中に２００ｓ^-1以下の弱い制御された速度の剪断にかけ、且つ粘弾性混合物を、工程（ｂ）中に、コンパウンディング押出機の少なくとも１つのスクリューの全長の少なくとも２５％である特定帯域において少なくとも１つの伸張及び緩和のサイクルにかけることを特徴とする。また、自動車産業、屋内電気器具産業、電子産業、建築産業、建設産業、内部設計産業、スポーツ及びレジャー産業（包装又は玩具）に関する製品の製造における、上記方法によって得られる熱可塑性組成物の使用も開示される。

Description

本発明は、コンパウンディング押出機（compounding extruder）によって、ポリオレフィン母材と、層状無機充填剤とを含む熱可塑性組成物を製造する方法に関する。該充填剤は、充填剤と母材との合計重量の０．５重量％〜７０重量％の比率で存在し得る。比率が高いほどマスターバッチとして有用であり、比率が低いほど直ぐ使用できる組成物（ready-to-use compositions）として有用であり、中間の比率ではいずれも有用である。

より詳細には、本発明は、ホモポリマー若しくはコポリマー又は両方の混合物であり得るポリプロピレン母材と、タルク層状無機充填剤とを含む熱可塑性組成物を得る方法に関する。

また、本発明は、マスターバッチの形状の上記熱可塑性組成物の使用に関し、該熱可塑性組成物をその後、好ましくは、ポリプロピレンポリマー（ホモポリマー、コポリマー又はそれらの混合物）をより大きな重量部でベースとした最終用途用（end-use）熱可塑性組成物へと希釈して、かかる最終用途用熱可塑性組成物を改質又は強化する。代替的に、熱可塑性組成物は、最終用途用熱可塑性組成物として提供することができる。すなわち、希釈は必要ない。最終用途用熱可塑性組成物は、１つ以上のMERGEFORMATを介して変換されるように定められる。構成成分は、剛性と耐衝撃性との複合の兼合い（ompromise）で混合されるため、良好な耐衝撃性及び良好な剛性が要求されている。本発明は、既存の技術に比べて最終用途用熱可塑性組成物の密度を制限又は低減するために使用され得る適切な量の充填剤を用いて、これを達成すると共に、高いレベルの剛性及び高い耐衝撃性を維持することを求めている。また、場合によっては、例えば、マスターバッチとして使用され得るものと同様に多くの充填剤充填量を有する最終用途用熱可塑性組成物を提供することを必要としており、主な利得は、密度の低減ではなく、ガラス繊維などの代替的な充填剤を用いた場合に提供されるものに類似するか又は実質的に等しい特性の提供を対象としている。ガラス繊維は、特に、熱可塑性組成物の製造中の組込みの際に使用される器具による磨耗に関係し、ガラス繊維に関連する多くの欠点を有する。

マスターバッチ、すなわち、濃縮材料、又は充填剤若しくは改質剤を含む熱可塑性母材の形状の強化材などの特定の性質を提供することができる材料、及び最終用途用熱可塑性組成物は、当該技術分野で既知である。自動車産業、屋内電気器具産業、電子産業、建築産業、建設産業、内部設計産業、スポーツ及びレジャー産業（包装又は玩具）に用いられるような技術部材の設計者らは多くの場合、技術部材の厚みを薄くすることが後で可能な良好な剛性を示す、すなわち、高い曲げ弾性率を有する材料を選択するであろう。しかしながら同時に、設計者らは、切欠きを入れて又は入れずに耐衝撃性を測定したとしても低温（凍結温度未満でさえ）又は周囲温度における耐衝撃性の低下を望まない。

一般に、剛性と耐衝撃性との逆相関が存在するために、プロピレン、とりわけそれらのコポリマーの分野において、剛性をあまり低下させることのない良好な耐衝撃性を求めて開発がずっと続いている。これにより、多くの耐衝撃性改質剤、特にＥＰＤＭなどの熱可塑性エラストマー及び結晶性改質剤を組み込む様々なポリプロピレン組成物がもたらされた。他の開発、特に炭酸カルシウム、タルク及びガラス繊維などの無機充填剤の添加に関する開発が行われており、ガラス繊維充填剤を有するポリプロピレンが最良の剛性をもたらし、タルク充填剤を有するポリプロピレン組成物に繋がる。

粒状又は繊維状の無機充填剤の添加による剛性の増大は、それらの分散の性質を考慮してポリプロピレン母材に添加される充填剤の量に比例することが見出されている。しかしながら、熱可塑性母材の機械特性、例えば、ホモポリマー対コポリマーの選択、母材ポリマーを構成するポリマー鎖のモルフォロジも重要な役割を担う。また、充填剤のモルフォロジ、及び充填剤と母材との相互作用も影響を及ぼす。

仏国特許第２７６１６９２号明細書は、例えば、無機粉末で充填された、ポリプロピレンをベースとした熱可塑性材料から作製される部材を製造する方法を提供しており、該方法は、この特許の主要発明を成す方法に従って処理され且つ５を超えるラメラリティインデックス（lamellarity index）を有するタルク粉末を使用することを含んでいる。例示されたタルク粉末は、９又は１０のラメラリティインデックスを有する。この特許は、タルクの重量比が熱可塑性材料に基づき５％〜３５％である混合物を得るように、上記タルク粉末を溶融状態の熱可塑性材料と混合すること、及び所望の形状を有する部材を得るように且つタルク粒子を好ましい方向に配向させるように、この混合物を用いて開始される形成作業を行うことをさらに記載している。特異的に処理されたタルクを使用するこの方法は、与えられる耐衝撃性に対するこれらの材料の曲げ弾性率の増大を鑑みて有益であると述べている。

このため、米国特許第６３４８５３６号明細書に記載されている方法に従って作製されるタルクの割合が２５重量％である、エチレンとポリプロピレンとのコポリマーをベースとした熱可塑性材料から作製される部材は、ＩＳＯ１７８規格及びＩＳＯ１７９規格に記載されるような、−２０℃における切欠きの入っていないサンプルにおけるシャルピー衝撃試験法により測定した場合に、２６００ＭＰａの曲げ弾性率及び４０ｋＪ／ｍ²の耐衝撃性を有する。

特に環境面に関するニーズを鑑みて、より軽量な可塑性部材を提供することが要求されている。例えば、自動車用可塑性部材は、重量を減少させ、エネルギーの使用を制限することにより温室ガスを削減するため、１未満の密度を有するものが好ましい。また、包装産業は、リサイクルコスト、並びに全体的な使用コスト及び輸送コストを削減するため、部材を軽量化することを所望している。それゆえ、より低い密度を維持するために、特に、比較的小さい質量パーセンテージの無機充填剤で改質される、ポリプロピレンをベースとした熱可塑性材料を提供することが要求されている。しかしながら、同時に、入手可能な材料に比べ、剛性及び耐衝撃性を維持又は改善するものとする。また、プラスチック加工（plasturgic）産業では、マスターバッチ又は直ぐ使用できる組成物のいずれも選択することができるといった適応性を有することが所望されており、これにより、概念の自由度、使い易さ及び生産プロセスの管理が改善される。場合によっては、プラスチック加工産業では、上記のようなガラス繊維で充填される熱可塑性材料などの問題を引き起こす他の材料の特性、特に物理特性を凌ぐことが単に所望されている。

粉末状、又はポリオレフィンワックス中に封入されるような濃縮形態のいずれかで無機充填剤を導入して組成物を強化する方法は、コンパウンディング押出機を使用することが一般に知られている。押出しは、主に供給点から押出ヘッドへの輸送により熱可塑性ポリマーを変換させ、剪断及び／又は加熱、並びに型を介した経路を確保するために徐々に増大させた圧力により材料を可塑性にするという目的を有する。一軸スクリュー押出機及び二軸スクリュー押出機などの種々のタイプの押出機が存在する。一般的に、二軸スクリュー押出しは、一軸スクリュー押出しに比べてより良好に剪断できるため、無機充填剤の量に応じてより良好な均質化が可能となる。

押出機は大抵、スクリューの長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）に加え、二軸スクリュー押出機で共回転又は逆回転することができるスクリューの回転方向、噛合又は非噛合を特徴とし、またこの先に輸送要素又は逆輸送要素を用いていてもよい。熱可塑性組成物の生成に好ましいものは噛合型の二軸スクリュー押出機である。特定の要件及び所望の特性に適合させるために、スクリュー外形の幾何学的形状を変えることが可能である。それゆえ、スクリューを構成する種々の要素の様々な数、順序及び幾何学的形状を導入することができ、各要素が、その長さ、その搬送、ねじ筋（threads）の数、螺旋の方向などを特徴とする。混合ディスク及び連結部品などの他のより複合的な要素も導入することができる。これらの変換形態は当業者の能力の範囲内であろう。

押出機は、押出機の入口にある供給帯域、機械作業が行われる圧縮帯域、及び加圧により型を介した溶融材料の成形が可能となる終りに向けたポンプ輸送帯域に分割することができ、本発明に関与する場合には、粒状マスターバッチ又は「コンパウンド」の提供に分割することができる。加熱要素も導入することができ、これは、母材の加熱、並びに成分の有効な混合及び剪断に特に重要である。当業者は、多種類のコンパウンディング押出機が存在し且つ以下に示される本発明による方法における使用に検討され得ることを理解するであろう。

当業者にとって、多量の強化用無機充填剤の導入が、熱可塑性母材における充填剤の良好な分散及び均質化を要求することは明らかである。理想的な場合には、母材の全ての体積単位がその中に同じ数の充填剤粒子を有する。母材の粘弾性は、充填剤を良好に分配させる能力に影響を与える。温度上昇などを介して流動性を増大させることによる改質では、ポリマー母材の温度劣化の危険との均衡をとらなければならない。これは、充填剤を含む溶融母材混合物に適用される剪断速度によって補うことができる。このため、強化用無機充填剤のモルフォロジを変えるという重大なリスクが存在する。これは熱可塑性母材中の繊維による強化で特によく知られている。

仏国特許出願公開第２８４２７５８号明細書では、熱可塑性ポリマー母材と、母材に分散される無機ナノフィラーとから作製されるナノコンポジット材料を得る方法が提供されており、ナノフィラーは層状無機粒子の形成された凝集物の剥離から得られ、該方法は、（ａ）ポリマー母材を形成するための熱可塑性ポリマー化合物と、有機親和性粒子を作製するためのイオン性有機剤を用いて予め処理した層状積層体の形状の無機粒子とを少なくとも含む剥離する組成物を使用すること、（ｂ）組成物を混練及び加熱することにより、存在する最も粘性のポリマー化合物の作業温度に少なくとも等しい温度でポリマー化合物を粘性とすると共に、剥離される処理された層状無機粒子とこのポリマー化合物を混練することによって、粘弾性混合物を形成すること、（ｃ）粘弾性混合物の圧縮及び有意な剪断を含む、粘性状態で熱機械的作業を行うこと、（ｅ）熱機械的作業中に発生する揮発成分を除去すること、（ｆ）脱気した粘弾性混合物を産業上有用な材料に変換させることを含み、処理された層状無機粒子の完全な剥離、及び粘弾性混合物において剥離から得られるナノメートルの層状無機粒子の制御分散を得るために、（ｄ）圧縮及び混練の熱機械的作業から得られる粘弾性混合物を、産業上有用な材料に変換する前に低速剪断で、穏やかな機械混練に基づく緩和を行うことを特徴としている。

この特許出願は、８００ナノメートル以下であり、潜在的に現行の他のカチオン性充填剤を有する、マグネシウム及びアルミニウムのケイ酸塩をベースとするクレイから選択される層状無機粒子に関するに過ぎない。他の充填剤は検討されておらず、ナノフィラー（すなわち、１μｍ未満）に対する要求は、調査した事後特性を提供するのに不可欠であると示されている。

このため、オレフィン系ポリマー材料から作製される部材の重量又は密度を低減することは、経済的理由、環境上の理由から依然として要求されているが、これは、同時に良好なレベルの剛性及び耐衝撃性を維持するように実現されなければならない。また、ガラス繊維などの取扱いが困難な充填剤を使用しなくても、ガラス繊維を使用する熱可塑性材料に実質的に等価な特性を維持する熱可塑性材料を提供することが要求されている。したがって、直ぐ使用できるコンパウンドとして、直接的に又はマスターバッチの希釈後に、比較的少量の充填剤を供給することにより、有意な耐衝撃性を減損することなく良好な剛性を導くために、強化用無機充填剤、好ましくは層状充填剤で充填される、熱可塑性母材、好ましくはポリオレフィン、より好ましくはポリプロピレンからのマスターバッチ及び直ぐ使用できるコンパウンドの製造を可能にする、コンパウンディング押出機を使用する方法に対する要求が存在している。

本出願人は、ここで驚くべきことに、或る特定の層状無機タルク材料を、特にプロセス工程において或る特定のポリプロピレン母材とあわせて使用することによって、従来のプロセスにおいて特定の層状無機材料又は特定のプロセスにおいて一般的なタルク材料を提供するものよりも実質的に優れた利得を得ることを見出した。

したがって、本発明は、第１の態様において、ポリオレフィン母材から形成される熱可塑性組成物を得る方法であって、前記熱可塑性組成物が、２３０℃において２．１６ｋｇの下で測定した場合に２ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動インデックスを有するポリプロピレンと、セディグラフ（Sedigraph（商標））で測定した場合に少なくとも１μｍのメジアン径Ｄ５０、並びに少なくとも１つのコンパウンディング押出機を用いて粘弾性状態のポリオレフィン母材中に層状タルクを分散させることによる、母材への導入前で少なくとも４及び熱可塑性組成物中で測定した場合で少なくとも３のラメラリティインデックスを有するタルクである層状無機充填剤とを含み、方法が、（ａ）ポリプロピレンの作業温度に少なくとも等しい温度で前記組成物を加熱及び混練することにより、ポリプロピレン母材と層状無機タルク粒子との粘弾性混合物を形成すること、（ｂ）粘弾性混合物を熱機械的作業へゆだねること、（ｃ）粘弾性混合物から揮発成分を除去すること、（ｄ）工程（ｃ）から得られる粘弾性混合物を産業上有用な粒状材料に変換させることを含み、層状無機タルク粒子の初期のモルフォロジ特性を実質的に保持しながら、ポリプロピレン母材における層状無機タルクの制御された均質な分散及び分配を得るために、粘弾性混合物を、工程（ａ）及び工程（ｂ）中に２００ｓ^-1以下の弱い制御された速度の剪断にかけ、且つ粘弾性混合物を、工程（ｂ）中に、コンパウンディング押出機の少なくとも１つのスクリューの全長の少なくとも２５％である特定帯域において少なくとも１つの伸張及び緩和のサイクルにかけることを特徴とする、ポリオレフィン母材から形成される熱可塑性組成物を得る方法を提供する。

本発明による方法は、特定の層状無機充填剤で充填される、母材として特定の種類のポリオレフィンから選択される組成物を提供し、これは、現行の技術水準に基づき得ることができるものに比して密度の低減、並びに良好な剛性及び耐衝撃性を同時にもたらす最終組成物を得るために、コンパウンディング押出機を使用する特定の方法を介してもたらされる。使用される層状無機充填剤の量に応じて、組成物は、マスターバッチへと形成され、最終製品へと形成される前に希釈され得るか、又は直ぐ使用できる組成物となり得る。

本発明による方法に使用される熱可塑性ポリオレフィン母材はポリプロピレンである。これは、マスターバッチを作製するときの主成分として用いられ、また直ぐ使用できる組成物を作製するときの唯一の又は主な材料としても使用することができる。母材として使用されるポリプロピレンという表現に関して、触媒を用いる任意の重合プロセスによって得られる場合には、修飾されているか又は修飾されない、単独又は混合物形態、配合されるか又は配合されないにかかわらず、ホモポリマー及びコポリマーを意味する。

これらのポリプロピレンは、プロピレンとそれ自体との重合の結果であるか、又はコポリマーを検討すると、２個〜１２個の炭素原子の好ましい鎖長を有する、それ自体及び他のオレフィンコモノマー（それゆえ、例えば、エチレン、ブチレン、イソプロピレン、イソブチレン、ペンチレン、へキシレン、デシレン及びドデシレンを含む）との重合の結果であるが、但し、コポリマーのプロピレンセグメントは、他のコモノマーに比べて多い量、コポリマーの総重量に基づき、好ましくは５０重量％超、より好ましくは少なくとも６５重量％、最も好ましくは少なくとも７５重量％で存在するものとする。母材として使用される特に有用なポリプロピレン材料としては、高結晶性のポリプロピレンを含む、プロピレンのホモポリマー、エチレン−α−オレフィンなどのプロピレンとエチレンとのコポリマーが挙げられる。

好ましいポリプロピレンの密度は、ＡＳＴＭ １５０５に従って測定した場合、０．８５ｇ／ｃｍ³〜０．９０５ｇ／ｃｍ³の範囲である。ポリプロピレンは、２．１６ｋｇ及び２３０℃においてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定した場合に２ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分、好ましくは直ぐ使用できる組成物若しくは４０重量％以下のタルクを有するマスターバッチに用いられる場合には５ｇ／１０分〜５５ｇ／１０分、又は３０重量％〜７０重量％のタルクが存在するマスターバッチに用いられる場合には２５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動インデックスを有していなければならない。

種々のホモポリマー、種々のコポリマー、又はポリプロピレンのホモポリマーとコポリマーとの混合物などのポリプロピレンの混合物を使用することができる。しかしながら、ポリプロピレンと、ポリプロピレンに適合性であるか、又は例えばグラフト化を介して若しくは適合剤として作用する作用物質の使用によりポリプロピレンに適合性とした他のポリオレフィンホモポリマー又は他のポリオレフィンコポリマーとの混合物を使用することも可能である。かかる混合物において、ポリプロピレンは、母材の主成分でなければならず、好ましくは母材組成の７０％超、最も好ましくは８０％超で存在する。かかる混合物の部分架橋結合が行われてもよい。また、これらの他のポリオレフィンを、マスターバッチから直ぐ使用できる組成物を作製するための希釈剤として使用してもよい。

母材のポリオレフィン、すなわち直ぐ使用できる組成物に使用されるポリオレフィンは、未使用材料であってもよく、又は炭酸カルシウムのような充填剤を含む特定の充填剤を既に有するポリプロピレン材料などのリサイクル能力のない使用済材料であってもよい。リサイクル材料は、生産中の不良品、生産中止品、又は自動車、包装材などのリサイクル品若しくは廃棄品から回収される材料からもたらされ得る。

層状無機充填剤は、強化用無機充填剤であり、種々のパラメータによって規定される。特に平均粒径が重要とされ、場合によっては、この径の分布及びモルフォロジ、並びにより詳細には粉末状充填剤を構成する粒子の形状が重要とされる。平均粒径は、存在する粒子のメジアン径（Ｄ５０）として測定される。Ｄ５０の値は、粒子の５０重量％が、示される値と等しいか又はそれよりも小さい直径を有することを意味する。Ｄ９５の値も提示され得る。これは粒子の９５重量％がＤ９５として提示される値以下の直径を有することを意味する。同様のＤ９８値も多くの場合、提示される。非球状粒子に関して、径とは、粒子の対応する球径を指す。要求される層状無機充填剤の粒径を求めるために、セディグラフ装置を用いて、ＡＦＮＯＲ Ｘ１１−６８３規格に従い沈降プロセスにより粒径を求める。Ｄ５０、Ｄ９５及びＤ９８の値もレーザー計測によって、粒子による入射光の回折に基づき求めることができる。通常、各々の測定法によるＤ５０値の間には若干の差異が生じる。

形状の係数又は形状因子と称されることもあるラメラリティインデックスは、粒子の形状、より詳細には、粒子の最大寸法と最小寸法との比を特徴付ける。層状充填剤に関して、最小寸法とは、単層若しくは薄層、又は積層体として知られるものを形成するのに結び付いた一連の層の厚みに相当する。このラメラリティインデックスは、湿潤法（ＡＦＮＯＲ ＮＦＸ１１−６６６規格）を用いたレーザー（回折法）によって測定される粒子のＤ５０値と、セディグラフにより測定されるＤ５０値のうちのセディグラフ（沈降法）（ＡＦＮＯＲ Ｘ１１−６８３規格）によって測定されるＤ５０値との差の割合によって測定される。ラメラリティインデックスの決定に関するより詳細な記載は、論文「レーザー回折測定による層状粒子の平均アスペクト比の評価（Estimation of the average aspect ratio of lamellae shaped particles by laser diffractometry）」、ＢＲＧＭの鉱物部門のG Baudet、M. Bizi及びJ. P. Rona、23^rd annual meeting of the Fine Particle Society掲載（１９９２年７月）に見ることができる。ラメラリティインデックスは、最小寸法のうち、粒子のより大きい寸法の割合を指す。高いラメラリティインデックスは、約４以上の値を有すると理解される。

粒子の比表面積は、本発明の方法に用いられる層状充填剤を決定するための別の有用な指標である。表面積は、単分子膜における粒子の表面上へのアルゴンの吸収といった既知の方法によって求められる（ＢＥＴ法、ＡＦＮＯＲ Ｘ１１ ６２１及び６２２規格）。

本発明の方法のために、本方法に用いられる層状強化用無機充填剤はタルクである。それらは、小さい粒径の材料と、高いラメラリティインデックスとを兼ね備えていることが好ましい。セディグラフによって測定される本発明の方法に用いられる層状充填剤のＤ５０値は、少なくとも１μｍ、好ましくは１μｍ〜２．５μｍの値を有する。特に好ましくは、セディグラフによって測定されるＤ９８の値は、２０μｍ未満、より好ましくは１５μｍ未満であることである。同時に、レーザー法によって測定される本発明の方法に用いられるタルク充填剤のＤ５０測定値は、５μｍ〜１５μｍ、より好ましくは８μｍ〜１２μｍである。本発明に用いられるタルク充填剤のラメラリティインデックスは、熱可塑性母材に組み込まれる前で少なくとも４であるとされる。

かかるタルク充填剤は、顕著な層状特性を有する巨視的結晶性鉱物から得られる。かかる鉱物は本質的に、より小さいサイズの天然結晶を有する微結晶性タルクに比べて、薄層のような天然結晶をいくらか含有する。水和されるケイ酸マグネシウム、若しくは、例えば、白雲母（chlinochlore）などのケイ酸アルミニウム水和物及びケイ酸マグネシウム水和物をベースとする別のフィロケイ酸鉱物である緑泥石、又は類似の性質を有する他の鉱物と任意に混合される両者の混合物を含むタルクを使用することが好ましい。層状充填剤は、それらの物理挙動に影響を与えるために、例えば、凝集する傾向を低減させるために、表面処理されてもよい。例えばマイカ、カオリン、特に焼成カオリンなどのさらなる充填剤を添加してもよいが、但し、それらは、タルク粒子について記述される適切な形状及びサイズ特性を有するものとする。しかしながら、タルクは、無機充填剤含量の少なくとも５０％、及び好ましくは少なくとも７５％を構成し、最も好ましくはタルクが、使用される唯一の層状充填剤である。

使用される層状無機充填剤の特性は、ラメラリティインデックスが、本発明による方法によって熱可塑性組成物に組み込まれた後で少なくとも３のレベルに維持されるものでなければならない。セディグラフにより測定されるＤ５０値及びＢＥＴによって測定される表面積などの他の特性の多くが、この方法の間実質的に変化しないことが見出された。本発明による方法によって作製される熱可塑性組成物中のタルクのラメラリティインデックスを測定するために、４２５℃の温度、すなわちタルクの再結晶温度の直下の温度で最大約２時間、組成物をか焼する。タルクを粉砕すると、そのＢＥＴ表面積が増大すると共に平均粒径が減少することが知られている。しかしながら、本発明者らにより、上記の方法においてラメラリティインデックスの減少を制限することが、本発明による熱可塑性組成物を作製することによって得られる利得の提供、すなわち、許容可能な耐衝撃性を得ると共に、良好なレベルの剛性を維持し、且つ多くの場合、現行の技術水準に比して密度を低減させること、又は代替的には、ガラス繊維を含有するものなどのあまり望ましくない組成物の特性を適合させることに極めて重要であることが見出された。

このように製造される熱可塑性組成物の部材を形成するために、本発明による方法では他の添加物を導入してもよい。かかる添加物としては、熱可塑性組成物における既知の添加物、例えば、熱可塑性エラストマー、酸化防止剤、着色剤、流動性向上剤、粘度調整剤、耐衝撃性改良剤などが挙げられる。好ましくは、このような他の添加物、特に熱可塑性エラストマー以外のものは、全熱可塑性組成物の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下を成す。

本発明による方法は、最も好ましくはいくつかの工程を含む連続工程である。この方法は、少なくとも１つのスクリューを備え、好ましくは二軸スクリューが配置されるコンパウンディング押出機において行われる。加熱能力を与える供給帯域、全体的な機械作業帯域、脱気帯域、濾過帯域及び粒状化処理帯域が存在する。

本発明による方法の第１の工程は、ポリプロピレンの作業温度に少なくとも等しい温度で組成物を加熱及び混練することにより、ポリプロピレン母材と層状無機タルク粒子との粘弾性混合物を形成することである。熱可塑性組成物の構成成分は、多くの場合、例えばそれぞれがホッパーの下方又はその端にある１つ以上の開口部を介して該当帯域に導入される。それらは、予め調製された粉末状成分の乾燥混合物として適切な割合で導入され得る。代替的に、各構成成分は、例えば投与装置を介して適切な量で分割して導入してもよい。導入の順序は重要ではないが、但し、該当する割合はコンパウンディング押出機において保証されるものとする。その導入後、ポリマー母材は、少なくとも、層状無機粒子を受けるか又は層状無機粒子と完全に混合することができるような実質的に熱粘性液体状態となるように加熱される。他の成分は、押出機の始点又は任意の他の適切な部分で、例えば、コンパウンディング押出機に導入される出発乾燥混合物の一部として、１つ以上の別々の混合物として、又は個々の投与装置を介して別々に導入される成分として導入されてもよい。液体材料は、液体材料を吸着することができるか、吸収することができるか、又は液体材料と機械混合することができる粉末状材料を含む混合物として導入することが好ましいが、適切な開口及び／又は投与装置を介して別々に導入してもよい。種々の構成成分の導入をどのように手配することができるのかは、当業者にとって自明であろう。

好ましくは、母材を形成するポリプロピレンは、任意にさらなるポリオレフィンと共に、投与装置を介して粉末として又は顆粒としてコンパウンディング押出機の開始点で導入される。層状強化用無機充填剤は、好ましくはコンパウンディング押出機の開始点で第２の投与装置を介して粉末状で導入されるが、ポリプロピレンとの乾燥予備混合物形態の層状強化用無機充填剤を添加することも等しく許容される。また、投与装置としてスクリューフィーダを備える側方入口を介して無機充填剤を導入することが可能なコンパウンディング押出機を用意することも可能である。構成成分を導入する開口部は、好ましくは層状強化用好物充填剤と既に混合されているか又は混合されていない熱可塑性母材ポリマーが初めに溶融状態となり、他の構成成分がそれと容易に混合することができるような押出機の最適位置に位置する。

主にコンパウンディング押出機の供給帯域において起こる本方法のこの第１の工程では、温度を上昇させる。これは、少なくとも母材の一部を形成するポリマーの最も粘性の構成成分の作業温度に達するまで、母材中のポリマーが粘弾性状態へと適切な速さで変化するように選択される速度で行われる。この温度は通常、最高融点を有する母材のポリマー構成成分の融解温度及び／又は最も非晶質なポリマー構成成分のガラス転移温度と、母材のポリマー成分が分解する温度との間の範囲に設定される。熱エネルギーの一部は、コンパウンディング押出機の該当帯域を加熱及び制御することによって、及び固体から液体への転移における組成物の混練によりもたらされる剪断の機械的な影響によって与えられる。したがって、母材のポリマー構成成分の分解を回避するために、加熱速度を制御することが重要である。

本発明による方法の第２の工程は、工程（ａ）において得られる粘弾性混合物を熱機械的作業へゆだねることである。熱機械的作業としては、工程（ａ）において生成される混合物の伸張／延伸及び緩和及び弱い剪断が挙げられる。この粘弾性混合物は、先行工程の最後に達したものに近い温度で好ましくは維持される。熱機械的作業は、初期の形状及び形態を実質的に変化させることなく、粘弾性母材中に層状無機充填剤粒子を完全且つ均質に分散させることを意図するものである。工程が行われる帯域は、コンパウンディング押出機の少なくとも１つのスクリューの全長の少なくとも２５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは４０％である。粘弾性混合物に工程（ｂ）が施される時間は、或る程度、ポリマー構成成分、粘弾性混合物の温度、それゆえその粘性、また要求される剪断の温度に依存する。

剪断は特に、最も長い高分子鎖の緩和の時間に比べて比較的長く、現行の技術水準において通常適用される時間よりも確実に長い時間、粘弾性混合物を一方向の力の延伸／伸張にかけることによってもたらされる。一方向の力の適用及び緩和は、比較的小さい適度な伸張剪断速度をもたらし、好ましくは周期的に繰り返し用いられる。延伸力／伸張力及び緩和を適用する周期的な使用を含む本方法のこの段階は、スクリュー（単数又は複数）の幾何学的形状が、コンパウンディング押出機のスクリュー（単数又は複数）の該当ねじ筋が、容量の少なくとも８０体積％まで、好ましくは少なくとも９０体積％まで、最も好ましくは１００体積％で充填されるような帯域において与えられる。このような充填パーセンテージが本発明による方法全体を通じて達成されることが、当然ながら可能であり、さらに望ましい。

工程（ｂ）の帯域において粘弾性混合物に適用される剪断速度は、２００ｓ^-1以下、、好ましくは１５０ｓ^-1以下、最も好ましくは１００ｓ^-1以下である。本発明の方法の目的のために、この剪断速度を確定する方法は、School of Mines of Paris at Sophia Antipolis（France）のＣＥＭＥＦによって開発され、それらのスクリュー形状に応じて流動学的用語で二軸スクリュー押出システムを記載しており、且つ商業的な押出システム及び条件により実証された「Ｌｕｄｏｖｉｃ」と呼ばれるシミュレーションソフトを用いることによる。この工程（ｂ）中にかけられる剪断速度の値は、粘弾性状態の母材中に存在する層状無機充填剤が、粘弾性混合物の過剰な剪断によって生じる過剰な機械応力又は力を受けずに済むようなものでなければならず、これにより、ポリマー母材中に溶融状態で埋包／分配される層状無機充填剤のブレイクダウン（breakdown：破壊）が防止される。かかるブレイクダウンは、それらの強化能力の少なくとも一部の低減又は低下をもたらすため、固体で作製される場合の熱可塑性組成物の剛性も低減させる。

上記のように剪断速度を制御する結果として、存在する層状無機充填剤は、本発明による方法を介して熱可塑性組成物中に組み込まれた場合にラメラリティインデックスを維持することができ、これは、先に記載したように測定した場合、本発明による方法によって作製される熱可塑性組成物に組み込まれる前に少なくとも４のラメラリティインデックスを有する充填剤が選択されるときには３未満には下がらない。本方法において見られるラメラリティインデックスの低減は、ひとつには、最小限に維持することが必要な無機充填剤の幾何学的形状の崩壊に起因すると考えられる。本発明による方法は特にこのように損失を最小限に抑えることができる。本明細書中に記載の利得を確認したければ、本方法によって作製される組成物中でこのようなラメラリティインデックスを維持することが重要である。

この工程（ｂ）において、粘弾性混合物は、一方で代替的な伸張／延伸、及び他方で熱可塑性組成物を作製する従来方法で一般的に用いられる時間よりもかなり長時間の緩和に施される。典型的に、用いられる時間は、二軸スクリューコンパウンディング押出の一般的な一軸スクリューにおいて用いられるよりも２倍〜４倍長い。スクリュー形状の種々の構成は、スクリュー（複数可）の連続的な可換セクション要素を変更することによって検討され得る。選択された外形が、層状充填剤を任意の有意な程度まで破壊することなく層状強化用無機充填剤を熱可塑性母材中に分散及び分配させる能力は、タルクの界面相互作用の維持及び核形成効果の制御と組み合わせて、用いられる外形、及びスクリューの回転速度及び溶融塊の温度を含む付随する押出条件によって規定される。

好ましくは伸張混練すると共に、剪断速度を考慮し、層状無機充填剤粒子のブレイクダウンを最小限に抑え、且つ所望の機械特性が満たされないことのない良好な分散及び分配を保証することによって、比較的長い滞留時間が得られるような、スクリュー形状の要素と、それらの輸送特性との組合せを選択することが好ましい。

本発明による方法の工程（ｃ）では、本方法の前の工程中に形成又は蓄積された全ての揮発材料（混合物の加熱及び空気の混入からもたらされるものなど）を、粘弾性混合物から実質的に除去する必要がある。これは、粘弾性混合物の緩和が可能であり、この間に、真空作業などによって圧力を低減して混合物を脱気させることができる１つ以上の帯域において達成される。

工程（ｄ）において、揮発構成成分を完全に又は実質的に除去した粘弾性混合物は、既知のプラスチック加工法による部材の製造に用いる顆粒を提供するために、型、特に粒状化処理型又は粒状化処理ヘッドを介した押出しを可能にする熱的条件に置かれるように、流体力学的条件に施される。本発明による方法によって得られるかかる熱可塑性組成物は、いわゆるマスターバッチの形状であってもよく、この場合、該マスターバッチは好ましくはホモポリマー、コポリマー若しくはそれらの混合物であってもよいポリプロピレン、又は他の適合性ポリオレフィン材料を主に又は完全にベースとする熱可塑性ポリマーで希釈されることが意図され、そのため、かかる希釈の際に、熱可塑性部材へと直ぐに作製することができる最終用途用熱可塑性組成物へと形成される。代替的に、本発明の方法によって提供される熱可塑性組成物は、既に、既知のプラスチック加工法及びプロセスによって熱可塑性部材へと作製する前に任意のさらなる希釈を必要としない直ぐ使用できる組成物の形態であってもよい。マスターバッチは、高い重量比、例えば充填剤と熱可塑性母材とを組み合わせた総重量に基づき、好ましくは熱可塑性組成物の総重量に基づき３０重量％〜７０重量、より好ましくは３０重量％〜６０重量％、最も好ましくは４０重量％〜６０重量％の層状無機充填剤を含むことが好ましい。直ぐ使用できる熱可塑性組成物は好ましくは、少量、例えばポリマー母材と層状無機充填剤との組合せ重量に基づき、好ましくは全熱可塑性組成物に基づき０．５重量％〜４０重量％、より好ましくは２重量％〜３５重量％、最も好ましくは５重量％〜２５重量％の層状無機充填剤を有する。しかしながら、層状無機充填剤の好ましい比率は主に、熱可塑性組成物から作製される最終部材の所望特性に応じて確定される。

本発明による方法によって得られる熱可塑性組成物は、射出成形、押出し及びカレンダー処理などのプラスチック加工法及びプロセスによって変換することができ、類似の剛性及び耐衝撃性を有すると共に、今日要求される部材よりも低い密度に主に起因して、本発明による方法が、従来技術で可能であったものよりも少量の層状強化用無機充填剤でかかる特性を提供することができるため、軽い重量を有し得る部材をもたらす。かかる部材は、自動車産業、屋内電気器具産業、電子産業、建築産業、建設産業、内部設計産業、スポーツ及びレジャー産業（包装及び玩具）において特に有用である。自動車産業における例としては、ほんの数例だがダッシュボード、ドアパネル及びバンパーが挙げられる。

別の有用な用途は、あまり望ましくない充填剤、特にガラス繊維を使用している組成物から作製される熱可塑性部材に取って代わることである。ここで、密度は同様の充填量で極めて類似しているため、密度又は重量の低減を一般に主な目的又は利得としているわけでないが、有用な特性の低下、特に衝撃強度及び剛性の低下をもたらすことなく他の利得が達成される。このような利得は、例えば、ガラス繊維が器具に好ましくない影響を及ぼす傾向にあるような、熱可塑性組成物又は熱可塑性部材を作製するのに使用される器具に対する磨耗があまりなく、熱可塑性組成物の製造中にあまり環境影響がなく、寸法安定性がより良好であり、完成品における可撓性がより優れていることから生じ、かかる利得には、色の選択の自由、すなわち、表面を塗工又は仕上げ加工する必要性の回避、及びリサイクルし易さの向上が含まれる。

ここで、いくつかの実施例及び比較例を以下に挙げるが、これらは、発明の範囲を限定するものでなく、発明を例示するように意図されるものである。全ての部及びパーセンテージは特に指示がなければ重量比として示す。

（実施例１）
自動車部材の製造に用いられるポリエチレンポリプロピレンコポリマーで希釈することを意図してマスターバッチ熱可塑性組成物を調製した。これは、供給業者Talc de Luzenac S.A.からＴａｌｃ ＨＡＲ Ｗ９２（商標）として販売されている、２μｍのセディグラフ Ｄ５０値及び１１μｍのレーザーにより測定されたＤ５０値を有する無機タルク充填剤から調製した。ＢＥＴ比表面積は２０ｍ²／ｇであり、ラメラリティインデックスは４．６であった。ポリマー母材は、２３０℃及び２．１６ｋｇで１２ｇ／１０分の流動インデックスを有する、Total PetrochemicalsによりＰＰＨ７０６０として販売されているホモポリマーポリプロピレンから作製した。ＨＡＲ Ｗ９２を３０重量％の組成として添加し、ＰＰＨ７０６０によって組成の残りを構成させた。

１００ｓ^-1の剪断速度及び２４０℃未満の温度を有する共回転二軸スクリューを搭載したコンパウンディング押出機において、構成成分を混合した。コンパウンディング押出機は、４０ｍｍスクリュー径及び４８のＬ／Ｄ比を有するＭＡＲＩＳ（登録商標）タイプ共回転二軸スクリューとした。これに、混合物の混練及び運搬を可能とする要素を入れた。方法の工程（ａ）はスクリュー形状の帯域１及び帯域２において行い、工程（ｂ）は帯域３〜帯域１０で行い、工程（ｃ）は帯域３から先で行い、且つ工程（ｄ）は帯域１１及び帯域１２で行った。帯域１〜帯域１２の温度設定はそれぞれ、８０℃、１７０℃、１９０℃、２１０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃、及び２００℃とした。溶融塊を水中切断機に導入して顆粒を形成させる標準的な装置を用いて顆粒を形成するような型の温度は、２８０℃に設定した。

本発明による方法を完了させた後、ＨＡＲ Ｗ９２充填剤の特性を測定した。表１は、熱可塑性組成物中の組込み前の充填剤の値の傍らに、ラメラリティインデックスがわずかに減少した以外は、タルクのモルフォロジ特性が実質的に変化していないことを示す値を示している。

このようにして得た熱可塑性組成物は、１．１２ｇ／ｃｍ³の密度及び１１ｇ／１０分の流動インデックス（２３０℃、２．１６ｋｇ）を有していた。このマスターバッチを、多量のエチレン、１５ｇ／１０分の流動インデックス（２３０℃、２．１６ｋｇ）、９５０ｍＰａの２３℃で曲げ弾性率（flexural modulus）（３点）、−２０℃で８ｋＪ／ｍ²の切欠きアイゾット耐衝撃値（ＡＳＴＭ Ｄ ２５６及びＩＳＯ１８０）、及び２４ＭＰａの流れ抵抗（すなわち、ＩＳＯ５２７に従う降伏点強度)を有する異相ポリプロピレンコポリマーでさらに希釈した。このポリプロピレンはTotal PetrochemicalsによってＰＰＣ７８１０として供給されたものである。試験サンプルは、標準的な射出成形機ＤＥＭＡＧ ８０Ｔを用いてＩＳＯ規準に従って調製した。表２は、施される希釈の詳細を示すものである。

次に、サンプルを試験し、結果を表３に示す。ここで、密度は２３℃でＩＳＯ１１８３に従って測定し、ｇ／ｃｍ³で示し、曲げ弾性率（ＦＭ）は２３℃でＩＳＯ１７８に従って測定し、ＭＰａで示し、切欠きアイゾット衝撃（Ｉｚｏｄ）は−３０℃でＩＳＯ１７９に従って測定し、ｋＪ／ｍ²で示し、切欠きシャルピー衝撃（Ｃｈａｒｐｙ）は−３０℃でＩＳＯ１７９に従って測定し、ｋＪ／ｍ²で示し、引張降伏点強度（ＴＳｙ）は２３℃でＩＳＯ５２７に従って測定し、ＭＰａで示し、１．８ＭＰａ下でのひずみ温度（ＤＴ）は℃で示し、流れ方向収縮（Ｓｈｒｉｎｋ）は％で示し、２３℃で測定するものとする。比較のために、種々の自動車部材に関する自動車産業の要件も表４に挙げる。自動車産業では、低温における耐衝撃性などの熱機械特性、剛性などの動的性質、加圧下でのひずみとして測定されることが多い、高温における機械抵抗などの引張特性の間の兼ね合いが要求されている。寸法安定性及び使い易さの要件も当然ながら重要である。

代替的なプロピレン材料は、２３０℃及び２．１６ｋｇで１０ｇ／１０分〜１５ｇ／１０分の流動インデックスを有する同様の組成で試験され、実施例１の組成物のものと非常に類似した結果を示した。これらは、Ineos Polyolefinsからの１００ Ｇ Ａ１２、SABICからの５２０ Ｐ及びExxon Mobil Chemicalsからの１３６４ Ｅ１を含むものとした。

剛性と耐衝撃性とのバランスは一般に、自動車産業に関する熱可塑性組成物の選択に用いられる第１の規準である。このバランスは、種々の熱可塑性組成物の−３０℃における切欠きアイゾット耐衝撃性に対して曲げ弾性率（３点）をプロットすることによってグラフの形に表すことができる。表３及び表４の値から、例えば、ダッシュボードに関して、希釈ポリマー中の３０％マスターバッチ（３０重量％のタルク充填剤）から得られる組成物により要件が満たされ、９％タルク含有熱可塑性組成物がもたらされることが分かる。バンパーに関しては、６％のタルクのみが最終組成物に求められ、ドアパネルに関しては、３％以下のタルク含量を用いることができ、これらは該当する図表から読み取ることができた。切欠きアイゾット耐衝撃性の良好な結果は驚くべきことに、エラストマー化合物の導入がなくとも本発明による組成物によって得ることができ、これは、部材のリサイクル能力を改善するという需要を鑑みても有益である。組成物における少量のタルクから得られる低い密度の利得は、特に自動車産業におけるエネルギー消費を鑑みて自明である。高い機械特性は、より薄い部材の形成を可能にし、それ自体で軽量化を向上させることができる。収縮結果は、ポリプロピレンなどの半結晶性ポリマーに関してかかる価値が通常それほど有益でないことを鑑みると特に顕著である。

（実施例２）
実施例１に記載したようにマスターバッチ熱可塑性組成物を調製し、次に、実施例１に記載したようにTotal Petrochemicalsのポリプロピレンポリマー７８１０で、無機タルクＨＡＲ Ｗ９２の量が４重量％となるように希釈した。実施例Ｃ２を比較として用いた。これは、供給業者Sabicからのマスターバッチ３３ＭＢＴＵであり、１０ｇ／１０分の流動インデックス（２３０℃、２．１６ｋｇ）を有する同様のポリプロピレンをベースとしていると考えられるが、３よりもかなり小さいと考えられるラメラリティインデックスを有する標準的なタルクを、ポリプロピレン母材とタルクとのみを含む全組成に基づき３３重量％として適用した。この比較用マスターバッチを、Total Petrochemicalsからのポリマー７８１０と本質的に極めて類似していると考えられる、Sabicからのポリプロピレンコポリマー１０８ＭＦ１０で希釈し、１０重量％の充填剤比を有する直ぐ使用できる組成物をもたらした。実施例２の組成物及び実施例Ｃ２の組成物を両方とも、試験片として作製し、続いて試験した。いくつかの試験は、実施例１に示したとおりであり、同様の用語及び単位を使用している。また、２３℃でＩＳＯ５２７に従って引張破断強度（ＴＳｂ）を測定し、ＭＰａで示した。２３℃でＩＳＯ５２７を用いて破断伸び（Ｅｌｂ）を測定し、元の寸法に基づくパーセンテージで示してある。結果を表５に示し、これは、かなり少量でタルクが存在するときに、剛性及び曲げ弾性率に関して同等の結果を得ることができ、またさらなるいくらかの改良も伴うことを示している。

（実施例３）
実施例１に従って熱可塑性マスターバッチ組成物を調製し、次に、１２ｇ／１０分の流動インデックス（２３０℃／２．１６ｋｇ）を有し且つIneos Polyolefinsによって商品化された１００ＧＡ１２として販売されるポリプロピレンホモポリマーで希釈し、実施組成物３ａ〜実施組成物３ｅを得た。実施例３ｆは、実施例１で作製した希釈していない状態のものとした。実施例３ｇ及び実施例３ｈは実施例１のプロセスを用いているが、より高い割合のタルク充填剤（それぞれタルク充填剤が４０重量％及び５０重量％に達する）を用い且つ１２ではなく４０の流動インデックスを有するポリプロピレンを用いて調製した。比較例（Ｃ３ａ〜Ｃ３ｌ）は、３よりもかなり小さいと考えられるラメラリティインデックスを有する標準的なタルク（Ｔａｌｃ）である炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、及び仏国特許第２７６１６９２号明細書に記載されるものなどの現行の技術水準のコンパウンディング／押出し技法によるガラス繊維（ＧＦ）を含む現行の技術水準の充填剤の範囲を用いて、直ぐ使用できる熱可塑性組成物として調製した。全組成物の重量パーセンテージで表される組込み量を表６に記載する。シャルピー試験は切欠きを入れず、また２３℃でＩＳＯ５２７に従って降伏点伸び（Ｅｌｙ）の測定を実施して、元の寸法に基づくパーセンテージで表し、並びに９０℃における曲げ弾性率（ＦＭ９０）を実施した以外は、試験結果は、これまでの実施例から選択してこれまでの実施例に記載されるように実施する。結果を表７に示す。

（実施例４）
実施例１に記載の本発明のプロセスに従って熱可塑性組成物をマスターバッチとして作製した。それらを、マスターバッチに使用されるものと同様のポリプロピレンポリマーを用いて、実施例４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ及び４ｆそれぞれに関して、それぞれ３％、５％、７％、１０％、２０％及び３０％のタルクＨＡＲ Ｗ９２充填剤を有する直ぐ使用できる組成物に希釈した。実施例４ｆは当然ながら希釈されていないマスターバッチである。実施例２に記載の本発明のプロセスに従ってさらなる熱可塑性組成物をマスターバッチとして作製した。これらを、マスターバッチに使用されるものと同様のポリプロピレンを用いて、実施例４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊ及び４ｋに関して、それぞれ３％、６％、９％、１２％及び１８％のタルクＨＡＲ Ｗ９２充填剤を有する直ぐ使用できる組成物を提供するように希釈した。比較例（Ｃ４）として、仏国特許第２７６１６９２号明細書の実施例２に記載されるような熱可塑性組成物である、少量のエチレンを有する類似のポリプロピレンコポリマーにおいて高いラメラリティインデックスを有する２５重量％の特異的なタルクを有し且つ例示的な実施例４組成物に使用されるポリマーよりも高い剛性をもたらすことが知られている製剤Ａを使用した。これらの生成物のいくつかの試験結果を、これまでに記載したか又は表８で以下に詳述するような種々の試験について示す。ここで、シャルピー試験は切欠きを入れずに、−２３℃で行った。

結果から、本発明のプロセスによる組成物が、充填剤が７％ほど低い驚くべき充填量で、従来技術（Ｃ４）の利用可能な最良の結果により提供されるものと同等の曲げ弾性率をもたらすものの、ラメラリティインデックスが（Ｃ４よりも）低いタルクを有する（Ｃ４では１０である）ことが示される。これにより、本発明の環境保全上の利得を改善するために、密度を低減させること（４ｋでは１．０１及びＣ４では１．０９）が可能となる。切欠きのないシャルピー耐衝撃性も、同様の曲げ弾性率をもたらす充填量のタルク充填剤では、従来技術と比べて、本発明に従って作製した組成物では５０％ほど高くなる（４ｋ対Ｃ４を参照）。

（実施例５）
表９に記載される以下の組成（重量部で示される量）を用いて熱可塑性組成物を調製した。実施例５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ及び５ｅに関する組成物は本発明によるプロセスを用いたのに対し、比較例Ｃ５ａ、Ｃ５ｂ、Ｃ５ｃ、Ｃ５ｄ及びＣ５ｅは、例えば仏国特許第２７６１６９２号明細書に用いられているような標準的な従来技術のプロセスを用いて調製された。その後、試験片を調製し、これまでに示したように試験した。結果を以下の表１０に示す。

これらの結果は、曲げ弾性率が、本発明によるプロセスを用いることによって、シャルピー耐衝撃性の如何なる低下も伴うことなく平均して１２％の改善を示すことを表す。存在するタルクの量に伴って増大する引張降伏強度（他の充填剤の場合には通常低減する）のこの異常な発展は、充填剤の量が約７重量％までは２つのプロセスに関して類似している。７％を超えると、従来技術に関するものよりも本発明によるプロセスに関して改善がより著しくなる。要するに、耐衝撃性が、本発明によるプロセスに関して得られる剛性のために高くなること、又は別の記載の仕方をすると、熱可塑性組成物が本発明のプロセスに従って作製される場合に得られる耐衝撃性のために、剛性が改善されることが、明らかである。

（実施例６）
重量部で示される表１１に示される組成で、ＨＡＲ Ｗ９２タルク又は標準的なタルクである、実質的に３未満であると考えられるラメラリティインデックスを有するLuzenac Talcにより供給されるＰＲ８２１８を用いて熱可塑性組成物を作製した。使用されるポリプロピレンポリマーは、実施例１に用いたTotal PetrochemicalsからのＰＰＨ７０６０、及び４０ｇ／１０分の２３０℃及び２．１６ｋｇにおける流動インデックスを有するポリプロピレンのホモポリマーである同社からのＰＰＨ１００１２とした。

また、６ａをさらなるＰＰＨ７０６０で希釈して、本発明による直ぐ使用できる熱可塑性組成物中にタルクを１５重量％含むように、実施例６ｂを調製した。２３℃、４０℃及び９０℃で曲げ弾性率を試験するための試料を調製した。切欠きのないシャルピー耐衝撃性も２３℃、０℃及び−２３℃で試験し、結果を表１２に示す。

結果から、いずれの場合でも、標準的なタルク充填剤についても本発明によるプロセスを用いることによって剛性が増大し得るが、本発明のプロセスによって要求されるようなタルクにより得られる値は、標準的なタルクを用いたものよりも有意な改善結果をもたらすことが示される。また、同様のプロセスであるが異なるタルクを使用するものに比べ、組成物が本発明に従って作製される場合には、類似の曲げ弾性率値がタルク含量の半分で得られることが示される。本発明によるプロセスによって得られる組成物が、剛性の約１２％の改善をもたらすのに対し、耐衝撃性はわずか（多くとも３％）しか低減しないことが明らかとなる。標準的なタルクを本発明によるプロセスによって要求されるタルクに変えることによって、同等の耐衝撃性と共に剛性の４０％の驚くべき改善がもたらされる。驚くべきことに、本発明のプロセスによって作製される組成物中に存在するタルクの量を二等分しても、耐衝撃性の実質的な改善が得られる。

Claims (13)

1. ポリオレフィン母材から形成される熱可塑性組成物を得る方法であって、前記熱可塑性組成物が、２３０℃において２．１６ｋｇの下で測定した場合に２ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動インデックスを有するポリプロピレンと、セディグラフで測定した場合に少なくとも１μｍのメジアン径Ｄ５０、並びに少なくとも１つのコンパウンディング押出機を用いて粘弾性状態の前記ポリオレフィン母材中に層状タルクを分散させることによる、前記母材への導入前で少なくとも４及び前記熱可塑性組成物中で測定した場合で少なくとも３のラメラリティインデックスを有するタルクである層状無機充填剤とを含み、前記方法が、（ａ）前記ポリプロピレンの作業温度に少なくとも等しい温度で前記組成物を加熱及び混練することにより、前記ポリプロピレン母材と前記層状無機タルク粒子との粘弾性混合物を形成すること、（ｂ）前記粘弾性混合物を熱機械的作業へゆだねること、（ｃ）前記粘弾性混合物から揮発成分を除去すること、（ｄ）工程（ｃ）から得られる前記粘弾性混合物を産業上有用な粒状材料に変換させることを含み、前記層状無機タルク粒子の初期のモルフォロジ特性を実質的に保持しながら、前記ポリプロピレン母材における前記層状無機タルクの制御された均質な分散及び分配を得るために、前記粘弾性混合物を、工程（ａ）及び工程（ｂ）中に２００ｓ^-1以下の弱い制御された速度の剪断にかけ、且つ前記粘弾性混合物を、工程（ｂ）中に、前記コンパウンディング押出機の少なくとも１つのスクリューの全長の少なくとも２５％である特定帯域において少なくとも１つの伸張及び緩和のサイクルにかけることを特徴とする、ポリオレフィン母材から形成される熱可塑性組成物を得る方法。
2. 前記タルクの前記メジアン径Ｄ５０が、セディグラフで測定した場合に１μｍ〜２．５μｍである請求項１に記載の方法。
3. 前記ポリプロピレン母材が、前記ポリプロピレンと相溶性であるか又は相溶性にされた、より少量の他の種類のポリオレフィンと任意に混合される、ホモポリマー、コポリマー、又はそれらの混合物から選択される請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ポリプロピレン母材が、２３０℃において２．１６ｋｇの下で測定した場合に５ｇ／１０分〜５５ｇ／１０分の流動インデックスを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ポリプロピレン母材が、２３０℃において２．１６ｋｇの下で測定した場合に５５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動インデックスを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記層状無機タルクが、マイカ及び焼成カオリンから選択される他の無機充填剤と任意に混合される、ケイ酸マグネシウム水和物、又はケイ酸アルミニウム水和物及びケイ酸マグネシウム水和物である請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記層状無機タルクが、前記ポリオレフィン母材と前記充填剤との合計重量に基づき０．５％〜７０％の重量パーセンテージで前記母材中に存在する請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ポリオレフィン母材及び前記層状無機充填剤を、前記コンパウンディング押出機に供給する前に乾燥形態の所望割合で共に混合させる請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 最低溶融温度を有するポリオレフィン成分の溶融温度、及び／又は最も非晶質なポリオレフィン成分のガラス転移温度と、前記ポリオレフィン成分の分解温度との間にある、前記母材中の最も粘性のポリオレフィン成分の作業温度となるように選択される作業温度で工程（ａ）を行う請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 工程（ｂ）中、前記コンパウンディング押出機の前記少なくとも１つのスクリューの関連するねじ筋を、前記方法の工程（ｂ）中に体積容量が１００％となるように充填する請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. ポリプロピレンホモポリマー又はコポリマーを主にベースとした他の熱可塑性成分とさらに配合することができる前記熱可塑性組成物をマスターバッチの形状で供給する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記熱可塑性組成物を、プラスチック加工プロセスによって熱可塑性最終製品を製造するような直ぐ使用できるコンパウンドとして供給する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
13. 自動車産業、屋内電気器具産業、電子産業、建築産業、建設産業、内部設計産業、スポーツ及びレジャー産業（包装又は玩具）に用いられるようなプラスチック加工法を用いた製品の製造において、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法によって得られる、熱可塑性組成物の使用。