JP2011528749A - デンプン質構成要素と合成ポリマーとをベースとする組成物を調製する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
−米国特許第5462981号明細書は、この場合はポリビニルアルコール(「PVA」として知られている)であり、非常に特異的な条件下での押出しによって予備可塑化されている、水溶性ポリマーをベースとする生分解性ポリマー配合物の調製について記載しており、前記配合物は場合により20%〜70重量%のデンプンを含有する。顆粒デンプンは、PVAと接して配置される場合は予備可塑化されず、それは固形形態であり、すなわち押し出し顆粒の形態(「可塑化PVA顆粒」)である。
−独国特許第19533800号明細書は、なおもより多くのデンプンを含有してもよい、生分解性ポリマー配合物の調製について記載する。デンプンはその押し出し機内への投入前に予備可塑化されていてもよいが、実際には実施例によれば、デンプンおよびこの場合はポリ酢酸ビニル(「PVAc」)である固形形態のポリマーと同時混合することで、デンプン可塑剤が使用される。
−米国特許第6365079号明細書は、40%〜98重量%のデンプンと、2%〜60重量%の「熱可塑性ヒドロキシ官能化ポリエーテルアミン」タイプの特定ポリマーとを含有してもよい組成物について記載する。前の場合と同様、デンプンは押し出し機内へのその投入前に予備可塑化されていてもよいが、実際には実施例によれば、デンプンおよび固形形態のポリマーと同時混合することで、この場合は水であるデンプン可塑剤が使用される。
−米国特許出願公開第2001/0039303号明細書は、非常に特異的な可塑剤、すなわち同時にポリマー性、生分解性、および疎水性である可塑剤を用いた、デンプンの押出しによる予備可塑化について記載する。このような可塑剤を使用することで、最終材料の物理的および/または機械的特性を低下させないように、その存在が本例では所望されない、低分子量の標準デンプン可塑剤を使用しないで済ませられようになる。実際にはこの材料は、デンプン可塑化ポリマー(「追加的ポリマー」)以外の1つ以上のポリマーを含有し、それらはポリマー性可塑剤によるデンプン可塑化の後に押し出し機内で使用され、またその含水量が必然的に非常に低レベル、すなわち1%未満に低下されている媒体中で使用されて、デンプンの良好な可塑化、およびデンプンとそのポリマー性可塑剤の間の良好な相溶化を可能にする。
−欧州特許第1229075号明細書は、フィロケイ酸塩または積層シリケート、そして任意に合成ポリマーを含有する、デンプンベースの熱可塑性組成物について記載する。前記特許の実施例4のように、この場合は「Bionolle」または「Ecoflex」商標の生分解性ポリエステルである合成ポリマーが使用される場合、とりわけデンプンが、固形形態(顆粒)にあるこの合成ポリマーと共に、そしてデンプン可塑剤(グリセロール/水混合物)と共に、同時使用されるようである。
したがって本発明は、軟化または溶融合成ポリマーに予備可塑化デンプン質構成要素が組み込まれるのでなく、非可塑化デンプン質構成要素とその可塑剤が別々に組み込まれるという事実に基づく。
「別々に」という用語は、本明細書での用法では、反応装置内へのデンプン質構成要素および可塑剤の同時投入を、たとえ混合物の形態であってさえも除外しない。しかしこの用語は、本出願人からの仏国特許出願第0850659号明細書および仏国特許出願第0850660号明細書に、または米国特許第6844380号明細書に記載される方法のような、デンプン質構成要素の加工熱処理によって得られる可塑化デンプン質組成物と、その可塑剤とをポリマーを含有する反応装置内に投入するステップを含んでなる、あらゆる方法を除外する。
軟化または溶融合成ポリマー(構成要素1)を含有する、例えば押し出し機である反応装置内に、非可塑化デンプン質構成要素(構成要素2)とその可塑剤(構成要素3)とを投入するステップと、
得られた混合物を可塑剤(構成要素3)によるデンプン質構成要素(構成要素2)の可塑化を得るのに十分な条件下で混練して、合成ポリマーと可塑化デンプン質構成要素とを均質に混合するステップ
を含んでなる。
−合成ポリマーがポリオレフィン、特に官能化されていてもいなくてもよいポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)から選択される場合は、120℃〜200℃、特に130℃〜190℃、
−合成ポリマーが、好ましくは特に無水マレイン酸単位によって官能化されている、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、スチレン−ブチレン−スチレン(SBS)、およびスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体から選択される場合は、100℃〜230℃、
−合成ポリマーが非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)から選択される場合は、100℃〜180℃。
−剪断力をかけられて60℃〜260℃の温度に加熱される、軟化または溶融熱可塑性合成ポリマー(構成要素1)を含有する、例えば押し出し機である反応装置内に、非可塑化デンプン質構成要素(構成要素2)とその可塑剤(構成要素3)とを投入するステップと、
−得られた混合物を剪断力をかけて60℃〜260℃の温度で、可塑剤(構成要素3)によるデンプン質構成要素(構成要素2)の可塑化を得るのに十分な時間にわたり混練して、ポリマーと可塑化デンプン質構成要素とを均質に混合するステップ
を含んでなる。
−可塑化デンプン質組成物の押出し、造粒、および任意の乾燥(仏国特許出願第0850659号明細書および仏国特許出願第0850660号明細書)の別々のステップと、それに続くこの可塑化デンプン質組成物と溶融合成ポリマーとを混合するステップを含んでなり、
−または予備可塑化デンプン質組成物と溶融合成ポリマーとを混合できるように、1台が側方でもう1台に連絡する、2台の押し出し機を含んでなる複雑な装置を必要とする(米国特許第6844380号明細書)。
(a)熱可塑性合成ポリマーを押し出し機内に投入するステップと、
(b)熱可塑性合成ポリマーを60℃〜260℃の温度に加熱して混練するステップと、
(c)以下のステップで添加されるデンプン質構成要素のための可塑剤を押し出し機内に投入して、加熱された熱可塑性合成ポリマーに組み込むステップと、
(d)非可塑化デンプン質構成要素を押し出し機内に投入して、先行するステップで得られた混合物に組み込むステップと、
(e)剪断力をかけて可塑剤によるデンプン質構成要素の可塑化を得るのに十分な時間にわたり得られた混合物を60℃〜260℃の温度で混練して、ポリマーと可塑化デンプン質構成要素を均質に混合するステップと、
(f)得られた均質塊を成形するステップ。
ポリマー/可塑剤混合物、
ポリマー/可塑剤/デンプン質構成要素混合物、
ポリマー/可塑剤/デンプン質構成要素/リンカー混合物(後述)
を含むあらゆる多成分混合物を混練する全てのステップは、60℃〜260℃、好ましくは80℃〜240℃の温度で実施される。
−15%〜85%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素(構成要素2)、
−4%〜35重量%の少なくとも1つの前記デンプン質構成要素のための可塑剤(構成要素3)、および
−5%〜80%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つの特に熱可塑性である合成ポリマー(構成要素1)
を含んでなることで特徴付けられ、これらの百分率は乾前記組成物の総乾燥重量に対する乾燥重量として表わされる。
−前記組成物が、15%〜70%、好ましくは15%〜60重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、4%〜25重量%の前記デンプン質構成要素のための少なくとも1つの可塑剤、および15%〜80%、好ましくは35%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマーを含んでなり、
−合成ポリマーが生分解性でなく、
−合成ポリマーが水溶性でなく、
−合成ポリマーが、任意に官能化されていてもよいポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP);ポリアミド(PA);熱可塑性ポリウレタン(TPU);好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体;非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)およびそれらの混合物を含んでなる群から選択され、
−合成ポリマーがEN 13432、ASTM D 6400、およびASTM D 6868規格の意味において生分解性またはコンポスト可能でなく、および/または
−合成ポリマーが、前記ポリマー中に存在する総炭素に対して、ASTM D 6852規格および/またはASTM D 6866規格の意味において、少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、特に80%を超える再生可能起源の炭素を含有するポリマーである。
−ジイソシアネート、好ましくはメチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、およびリジンジイソシアネート(LDI)、
−ジカルバモイルカプロラクタム、好ましくは1,1’−カルボニルビスカプロラクタム、
−ジエポキシド、
−エポキシド官能基とハロゲン官能基を含んでなる化合物、好ましくはエピクロロヒドリン、
−有機二酸、好ましくはコハク酸、アジピン酸、グルタル酸、シュウ酸、マロン酸またはマレイン酸、および対応する無水物、
−ポリ酸、好ましくはメリット酸、およびトリメリット酸またはピロメリット酸などのその誘導体、
−酸塩化物、好ましくはオキシ塩化リン、
−トリメタリン酸、好ましくはトリメタリン酸ナトリウム、
−アルコキシシラン、好ましくはテトラエトキシシラン、
−複素環化合物、好ましくはビスオキサゾリン、ビスオキサゾリン−5−オン、およびビスアズラクトン、
−メチレンまたはエチレンジエステル誘導体、好ましくは炭酸メチルまたは炭酸エチル誘導体
が挙げられる。
−ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンがある酸無水物基、ポリエチレンがある酸無水物基、およびそれらの混合物からなる群から選択される、5%〜50重量%のポリオレフィン、および
−50%〜95重量%の可塑化デンプン質構成要素
を含んでなることで特徴付けられる。
−臭気特性(芳香剤または臭気マスキング剤)、
−光学的特性(光沢剤、二酸化チタンなどの白化剤、染料、顔料、体質顔料、乳白剤、炭酸カルシウムなどの艶消し剤、熱変色剤、リン光体および蛍光体、金属化またはマーブリング剤、および曇り止め剤)、
−音響特性(硫酸バリウムおよびバライト)、および
−触覚特性(脂肪)
などの官能特性を改善する薬剤であってもよい。
押し出し機を出る組成物を長さ2〜4mmおよび直径2〜3mmの円柱状顆粒の形態で試験する。それらをプラスチック広口瓶(直径5cm、高さ10cm)内に約7cmの深さに入れる。次に顆粒の着色を判定するために、比色計の読取ヘッドを顆粒に接触させて、広口瓶の表面に垂直にあてがう。このようにして顆粒表面の各分析点毎に3回の連続測定を行う。これらの測定値を平均し、観察点でL*a*b*値を得る。
−明度指数L*、
−a*要素、および
−b*要素。
−100に向かう傾向がある明度指数L*の実質的な増大、
−0に非常に近いa*要素の低下、および
−0に近づくb*要素の顕著な低下
を有するようである。
−それらの明度指数L*が60を超え、特に65を超える、および
−それらのb*要素が0〜+15、特に0〜+10である。
−第一に、それは15%〜85%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、4%〜35重量%の前記デンプン質構成要素のための少なくとも1つの可塑剤、および5%〜80%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマーを含有し、
−第二に、65を超える明度指数L*、および0〜+10のb*要素を有する。
−それは15%〜70%、好ましくは15%〜60重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、4%〜25重量%の前記デンプン質構成要素の少なくとも1つの可塑剤、および15%〜80%、好ましくは35%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマーを含有し、および/または
−前記合成ポリマーが、任意に官能化されているポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体、非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)、およびそれらの混合物を含んでなる群から選択され、および/または
−それは少なくとも70に等しい明度指数L*、および0〜+6のb*要素を有し、および/または
−それは−0.5〜+1.5、特に−0.5〜+0.5のa*要素を有する。
−20℃で72%を超え、好ましくは80%を超え、特に90%を超える水不溶性物質含量、
−20%未満、好ましくは12%未満、なおもより好ましく6%未満の20℃で24時間の水浸漬後の膨潤度、
−40%を超え、好ましくは80%を超え、特に90%を超える破断点伸び、
−4MPaを超え、好ましくは6MPaを超え、特に8MPaを超える最大極限応力。
−20℃で95%を超え、または97%さえも、または98%さえも超える水不溶性物質含量、および/または
−100%を超え、または200%さえも、または300%さえも超える破断点伸び、および/または
−10MPaを超え、または12MPaさえも、または13MPaさえも超える最大極限応力。
−100%を超え、または200%さえも、または300%さえも超える破断点伸び、および
−15MPaを超え、または20MPaさえも、または25MPaさえも超える最大極限応力
を有してもよい。
−前記組成物が、15%〜70%、好ましくは15%〜60重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、4%〜25重量%の前記デンプン質構成要素の少なくとも1つの可塑剤、および15%〜80%、好ましくは35%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマーを含んでなり、および
−前記合成ポリマーが、任意に官能化されているポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体、非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)、およびそれらの混合物を含んでなる群から選択される。
水不溶性物質含量は、以下プロトコルに従って測定される。
(i)特性決定する組成物サンプルを乾燥する(真空下80℃で12時間)。
(ii)サンプル(=Ms1)質量を精密てんびんを用いて測定する。
(iii)サンプルを20℃で水に浸漬する(mlでの水の体積は、gでのサンプル質量の100倍に等しい)。
(iv)数時間の規定時間後にサンプルを収集する。
(v)できるだけ迅速に吸い取り紙を用いて過剰な表面水を除去する。
(vi)サンプルを精密てんびんに載せて、2分間にわたり損失をモニターする(質量を20秒毎に測定する)。
(vii)時間の関数としての、先行する測定値のグラフ表現とt=0の質量への外挿によって、膨潤サンプルの質量(=Mg)を判定する。
(viii)サンプル(真空下で80℃で24時間)を乾燥する。乾燥サンプルの質量(=Ms2)を測定する。
(ix)式Ms2/Ms1に従って、百分率で表現される不溶性物質含量を計算する。
(x)式(Mg−Ms1)/Ms1に従って、膨潤度を百分率として計算する。
組成物の張力機械的特性は、Lloyd Instrument LR5K試験ベンチ、牽引速度:50mm/分およびH2タイプ標準試料を使用して、規格NF T51−034(決引張特性測定)に従って判定される。
−直接射出成形、押し出し、またはフィルム形成物品の調製が意図される樹脂として、
−充填材、顔料および/または繊維との(それ自体が例えば自動車または航空産業を意図する物品の直接調製を意図する)混合物(「化合物」タイプ混合物)の形態で調合されることが意図される樹脂として、
−染料、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、安定剤、成核剤、架橋剤および/またはその他の薬剤との(それ自体が多種多様な物品の最終調製を意図する)混合物(「マスターバッチ」タイプ混合物)の形態で調合されることが意図される樹脂として、
−物理化学的および機械的特性、例えば耐衝撃性および衝撃強度特性を改善するための合成ポリマー、特にポリオレフィンの添加剤として、
−合成ポリマー、特にポリオレフィンに容易に組み込まれてもよい再生可能起源の炭素原料として
使用されてもよい。
本実施例では以下を使用する。
−デンプン質構成要素(構成要素2)として、出願人により「Amidon de ble SP」の名称の下に販売される含水量12%範囲の天然小麦デンプン、
−可塑剤(構成要素3)として、出願人によってPolysorb(登録商標)G 84/41/00の名称の下に販売される含水量約16%のグリセロールおよびソルビトールをベースとするポリオールの濃縮水性組成物。
−温度プロフィール(Z1〜Z10の10の加熱帯):90/90/110/140/140/110/90/90/90/90
−スクリュー速度:200rpm。
水取り込み試験
水取り込みは、1ヶ月の保存後、真空下80℃での24時間の乾燥前(Mh)および乾燥後(Ms)にサンプル質量を測定することで判定される。水取り込みは、百分率で表わされる差(1−Ms/Mh)に相当する。
−水取り込み:5.8%
−不溶性物質含量(1時間/3時間/24時間の浸漬後):86.3%/74.1%/63.7%
−ポリプロピレン(合計50重量%)および熱可塑性デンプン(50重量%)のメインホッパー内での乾式混合
−スクリュー速度:400rpm
−温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯):200/120/140/140/160/170/160/150/160/160℃
このようにして得られる混合体1は褐色に着色している。
−非常に顕著に60未満の明度指数L*、
−非常に顕著に+15を超える要素b*、および
−3.5を超えるa*要素。
−24時間浸漬後の不溶性物質含量:94.5%
−水分含量:2.1%
−24時間浸漬後の膨潤度:10%
−破断点伸び:220%
−最大極限応力:15MPa
−半分が市販のポリプロピレン、別の半分が無水マレイン酸グラフトポリプロピレンからなる合計49重量%の合成ポリマー配合物(構成要素1)、および
−この場合はイソホロンジイソシアネート(IPDI)である合計2%のリンカー。
−ポリプロピレン(合計49重量%)、熱可塑性デンプン(49重量%)、およびIPDI(2%)のメインホッパー内での乾式混合
−スクリュー速度:400rpm
−温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯):200/120/140/140/160/170/160/150/160/160℃
−24時間浸漬後の不溶性物質含量:98.2%
−水分含量:2.1%
−24時間浸漬後の膨潤度:14%
−破断点伸び:190%
−最大極限応力:15MPa
−混合体2についても60未満、または60を大幅に下回ることさえある明度指数L*、および
−混合体2についても+15を超え、または+15を大幅に上回ることさえあるb*要素。
本実施例の文脈で、本発明に従って、実施例1に記載されたのと同一の押出し装置、および実施例1で混合体の調製で使用されたのと同一の押出し条件、特に次の温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯)を使用する:200/120/140/140/160/170/160/150/160/160℃。
−押し出し機のメインホッパー内にポリマー配合物を投入し、その後、前記混合物を押し出し機の10の加熱帯Z1〜Z10全てに通過させ、
−デンプン質構成要素のための可塑剤(Polysorb(登録商標))を加熱帯Z2に投入し、
−デンプン質構成要素(非可塑化小麦デンプン)を加熱帯Z3に投入し、
−任意のリンカーを加熱帯Z7に投入する。
−着色:淡黄色
−24時間浸漬後の不溶性物質含量:97.4%
−24時間浸漬後の膨潤度:9%
−破断点伸び:950%
−最大極限応力:18MPa
−着色:半透明な白色
−24時間浸漬後の不溶性物質含量:98.4%
−24時間浸漬後の膨潤度:2.9%
−破断点伸び:630%
−最大極限応力:15MPa
−混合体2’について60を超え、または60を大幅に上回ることさえあり、または70でさえある明度指数L*、および
−混合体2’について+15未満の、または+15を大幅に下回ることさえあり、または+10でさえあるb*要素。
実施例1で先に述べた熱可塑性デンプンから出発して、市販のポリアミドからなる合計50重量%の合成ポリマー(構成要素1)を含有して、以下の機械的特性を有する混合体3を調製した。
−破断点伸び:>300%
−最大極限応力:>60MPa
−メインホッパー内でのポリアミド(合計50重量%)と熱可塑性デンプン(50重量%)の乾式混合
−スクリュー速度:400rpm
−温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯):230/100/100/140/140/140/160/190/190/200℃
−破断点伸び:60%
−最大極限応力:17MPa
本実施例の文脈で、本発明に従って、実施例に1記載されるのと同一の押出し装置および実施例3の混合体3の調製で使用されるのと同一の押出し条件、特に以下の温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯)を使用する:230/100/100/140/140/140/160/190/190/200℃。
−押し出し機のメインホッパー内にポリマーを投入し、その後、上記混合体を押し出し機の10の加熱帯Z1〜Z10の全てに通過させ、
−デンプン質構成要素のための可塑剤(Polysorb(登録商標))を加熱帯Z2に投入し、
−デンプン質構成要素(非可塑化小麦デンプン)を加熱帯Z3に投入する。
水の除去(わずかな減圧)が加熱帯Z6で実施されることに留意すべきである。
−着色:淡黄色
−65を超える明度指数L*、0〜+10のb*要素、および−0.5〜+1.5のa*要素
−破断点伸び:350%
−最大極限応力:28MPa
実施例1で先に述べた熱可塑性デンプンから出発して、商標名Estane 58277の下に販売される熱可塑性ポリウレタン(TPU)からなる合計50重量%の合成ポリマー(構成要素1)を含有する混合体4を調製した。
−メインホッパー内でのTPU(合計50重量%)と熱可塑性デンプン(50重量%)の乾式混合
−スクリュー速度:300rpm
−温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯):180/180/160/140/140/130/130/160/160/160℃.
−破断点伸び:500%
−最大極限応力:20MPa.
本実施例の文脈で、本発明に従って、実施例1に記載されるのと同一の押出し装置および実施例5の混合体4の調製で使用されるのと同一の押出し条件、特に以下の温度プロフィール(Z1〜Z10の10の各加熱帯)を使用する:180/180/160/140/140/130/130/160/160/160℃。
使用される製品は、実施例5の混合体4を得るために使用したのと同一の性質と比率である。
−押し出し機のメインホッパー内にポリマーを投入し、その後、上記混合体を押し出し機の10の加熱帯Z1〜Z10の全てに通過させ、
−デンプン質構成要素のための可塑剤(Polysorb(登録商標))を加熱帯Z2に投入し、
−デンプン質構成要素(非可塑化小麦デンプン)を加熱帯Z3に投入する。
水の除去(わずかな減圧)が加熱帯Z6で実施されることに留意すべきである。
−着色:淡黄色
−65を超える明度指数L*、0〜+10のb*要素、および−0.5〜+1.5のa*要素
−破断点伸び:500%
−最大極限応力:20MPa
−着色:透明
−70を超える明度指数L*、0〜+6のb*要素、および−0.5〜+0.5のa*要素
−破断点伸び:750%
−最大極限応力:35MPa。
したがってこの混合体4’’の着色および機械的特性は、合成ポリマー(TPU)それ自体の特性に近づく。
本実施例の文脈で、本発明に従って、実施例に1記載されるのと同一の押出し装置を使用する。
−押し出し機のメインホッパー内にポリマーを投入し、その後、上記混合体を押し出し機の10の加熱帯Z1〜Z10の全てに通過させ、
−デンプン質構成要素のための可塑剤(Polysorb(登録商標))を加熱帯Z2に投入し、
−デンプン質構成要素(非可塑化小麦デンプン)を加熱帯Z3に投入する。
−着色:淡黄色
−65を超える明度指数L*、0〜+10のb*要素、および−0.5〜+1.5のa*要素。
−破断点伸び:100%
−最大極限応力:20MPa
−破断点伸び:380%
−最大極限応力:30MPa。
この改善は上記組成物の着色特性を損なうことなく得られ、それは淡黄色のままである。
本実施例の文脈で、本発明に従って、実施例に1記載されるのと同一の押出し装置を使用する。
使用される温度プロフィールは次のとおりである(Z1〜Z10の10の各加熱帯):230/100/100/150/210/210/210/180/190/190℃。
−押し出し機のメインホッパー内にポリマーを投入し、その後、上記混合体を押し出し機の10の加熱帯Z1〜Z10の全てに通過させ、
−デンプン質構成要素のための可塑剤(Polysorb(登録商標))を加熱帯Z2に投入し、
−デンプン質構成要素(非可塑化小麦デンプン)を加熱帯Z3に投入する。
水の除去(わずかな減圧)が加熱帯Z6で実施されることに留意すべきである。
−着色:淡黄色
−65を超える明度指数L*、0〜+10のb*要素、および−0.5〜+1.5のa*要素
−破断点伸び:>1300%
−最大極限応力:22MPa
Claims (30)
- ・軟化または溶融合成ポリマー(構成要素1)を含有する反応装置内に、非可塑化デンプン質構成要素(構成要素2)とその可塑剤(構成要素3)とを投入するステップと、
・得られた混合物を、可塑剤(構成要素3)によるデンプン質構成要素(構成要素2)の可塑化を得るのに十分な条件下で混練して、合成ポリマーと可塑化デンプン質構成要素とを均質に混合するステップと
を含んでなる、合成ポリマーとデンプン質構成要素とをベースとする組成物を調製する方法。 - ・剪断力をかけられて60℃〜260℃の温度に加熱される、熱可塑性合成ポリマー(構成要素1)を含有する反応装置内に、非可塑化デンプン質構成要素(構成要素2)とその可塑剤(構成要素3)とを投入するステップと、
・得られた混合物を、剪断力をかけて60℃〜260℃の温度で、可塑剤(構成要素3)によるデンプン質構成要素(構成要素2)の可塑化を得るのに十分な時間にわたり混練して、ポリマーと可塑化デンプン質構成要素とを均質に混合するステップと
を含んでなる、請求項1に記載の合成ポリマーベースの組成物を調製する方法。 - 非可塑化デンプン質構成要素または可塑剤の一部または全部が、予備軟化または溶融合成ポリマーとして反応装置内に同時に投入されることで特徴付けられる、請求項1または2に記載の方法。
- デンプン質構成要素および可塑剤が、2つの別個の入口を通じて反応装置内に投入され、これらの2つの入口が有利には軟化または溶融合成ポリマーのための入口とは異なることで特徴付けられる、請求項1および2のいずれか一項に記載の方法。
- 非可塑化デンプン質構成要素を投入する前に、可塑剤を反応装置内に投入して合成ポリマーに組み込むことで特徴付けられる、請求項1および2のいずれか一項に記載の方法。
- (a)熱可塑性合成ポリマーを押し出し機内に投入するステップと、
(b)熱可塑性合成ポリマーを60℃〜260℃の温度に加熱して混練するステップと、
(c)以下のステップで添加されるデンプン質構成要素のための可塑剤を押し出し機内に投入して、加熱された熱可塑性合成ポリマーに組み込むステップと、
(d)非可塑化デンプン質構成要素を押し出し機内に投入して、先行するステップで得られた混合物に組み込むステップと、
(e)剪断力をかけて可塑剤によるデンプン質構成要素の可塑化を得るのに十分な時間にわたり、得られた混合物を60℃〜260℃の温度で混練して、ポリマーと可塑化デンプン質構成要素を均質に混合するステップと、
(f)得られる均質塊を成形するステップと
の連続的段階を含んでなることで特徴付けられる、請求項5に記載の方法。 - 非可塑化デンプン質構成要素に接する際の軟化または溶融合成ポリマーの温度、および
次に実施される可塑剤によるデンプン質構成要素の可塑化の温度
がそれぞれ80℃〜240℃であることで特徴付けられる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 合成ポリマーが非生分解性ポリマーであることで特徴付けられる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 合成ポリマーがEN 13432、ASTM D 6400、およびASTM D 6868規格の意味において生分解性でもコンポスト可能でもなく、および/または
合成ポリマーが、上記ポリマー中に存在する総炭素に対して、ASTM D 6852規格および/またはASTM D 6866規格の意味において、少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、特に80%を超える再生可能起源の炭素を含有するポリマーであり、および/または
合成ポリマーが水不溶性である
ことで特徴付けられる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 合成ポリマーが、任意に官能化されていてもよいポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体、非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)、およびそれらの混合物を含んでなる群から選択されることで特徴付けられる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記温度が120℃〜200℃、特に130℃〜190℃であり、
合成ポリマーがポリオレフィンから、特に任意に官能化されているポリエチレン(PE)および任意に官能化されているポリプロピレン(PP)から選択されることで特徴付けられる、請求項7に記載の方法。 - 前記温度が100℃〜230℃であり、
合成ポリマーが、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、特に無水マレイン酸単位によって好ましくは官能化されているスチレン−ブチレン−スチレン(SBS)およびスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体から選択されることで特徴付けられる、請求項7に記載の方法。 - 前記温度が100℃〜180℃であり、
合成ポリマーが非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)から選択される
ことで特徴付けられる、請求項7に記載の方法。 - デンプン質構成要素が、組成物中に存在する合成ポリマー乾燥重量に対して、20乾燥重量%〜3000乾燥重量%の比率で、好ましくは20乾燥重量%〜1000乾燥重量%の比率で、なおもより優先的には20乾燥重量%〜500乾燥重量%の比率で合成ポリマーに組み込まれることで特徴付けられる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- デンプン質構成要素が、組成物中に存在する合成ポリマー乾燥重量に対して、20乾燥重量%〜400乾燥重量%の比率で、好ましくは20乾燥重量%〜200乾燥重量%の比率で、なおもより優先的には25乾燥重量%〜150乾燥重量%の比率で合成ポリマーに組み込まれることで特徴付けられる、請求項14に記載の方法。
- 可塑剤が100重量部のデンプン質構成要素あたり10〜150重量部の比率、好ましくは25〜120重量部の比率、特に40〜120重量部の比率で使用されることで特徴付けられる、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- イソシアネート、カルバモイルカプロラクタム、エポキシド、ハロゲン、プロトン酸、酸無水物、アシルハロゲン化物、酸塩化物、トリメタホスフェート、およびアルコキシシラン官能基から選択される、少なくとも2つの遊離またはマスクされた、同一であるかまたは異なる官能基を有する化合物から選択される少なくとも1つのリンカー(構成要素4)を組み込むステップもまた含んでなり、このリンカーを組み込むステップが、非可塑化デンプン質構成要素(構成要素2)と可塑剤(構成要素3)とを熱可塑性ポリマーに組み込むステップに続くことで特徴付けられる、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- リンカーがジイソシアネート、好ましくはイソホロンジイソシアネート(IPDI)またはジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)であることで特徴付けられる、請求項17に記載の方法。
- リンカーの量が、合成ポリマー、デンプン質構成要素、および可塑剤を含有する混合物の総重量に対して0.01%〜15%、好ましくは0.1%〜12%、なおもより優先的には0.1%〜9%であることで特徴付けられる、請求項17および18のいずれか一項に記載の方法。
- 15%〜85%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素(構成要素2)、
4%〜35重量%の前記デンプン質構成要素のための少なくとも1つの可塑剤(構成要素3)、および
5%〜80%、好ましくは15%〜80重量%の特に熱可塑性である少なくとも1つの合成ポリマー(構成要素1)を含んでなり、
これらの百分率が前記組成物の総乾燥重量に対する乾燥重量として表わされる、請求項1〜18のいずれか一項に記載されるようにして得られることで特徴付けられる、ポリマー性組成物、特に熱可塑性組成物。 - 15%〜70%、好ましくは15%〜60重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、
4%〜25重量%の前記デンプン質構成要素のための少なくとも1つの可塑剤、および
15%〜80%、好ましくは35%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマー
を含んでなることで特徴付けられる、請求項20に記載の組成物。 - その明度指数L*が60を超え、特に65を超え、
そのb*要素が0〜+15、特に0〜+10である
ような着色(CIELab法)を有することで特徴付けられる、請求項20および21のいずれか一項に記載の組成物。 - その明度指数L*が少なくとも70に等しく、
そのb*要素が0〜+6である
ことで特徴付けられる、請求項22に記載の組成物。 - そのa*要素が−1〜+3.5、特に−0.5〜+1.5、特に−0.5〜+0.5であることで特徴付けられる、請求項22および23のいずれか一項に記載の組成物。
- 合成ポリマーが、任意に官能化されているポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体、非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)、およびそれらの混合物を含んでなる群から選択されることで特徴付けられる、請求項20〜24のいずれか一項に記載の組成物。
- 100%を超える破断点伸び、および
15MPaを超える最大極限応力
を有することで特徴付けられる、請求項20〜25のいずれか一項に記載の組成物。 - a)15%〜85%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、
4%〜35重量%の前記デンプン質構成要素のための少なくとも1つの可塑剤、および
任意に官能化されているポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体、非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)、およびそれらの混合物を含んでなる群から選択される、5%〜80%、好ましくは15%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマーを含んでなり、
b)その明度指数L*が65を超え、
そのb*要素が0〜+10であり、
そのa*要素が−1〜+3.5、特に−0.5〜+1.5、特に−0.5〜+0.5であるような着色(CIELab法)を有する
ことで特徴付けられるポリマー性組成物、特に熱可塑性組成物。 - a)15%〜70%、好ましくは15%〜60重量%の少なくとも1つのデンプン質構成要素、
4%〜25重量%の前記デンプン質構成要素のための少なくとも1つの可塑剤、および
任意に官能化されているポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、好ましくは官能化されているスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)共重合体、非晶質ポリ(エチレンテレフタレート)(PETG)、およびそれらの混合物を含んでなる群から選択される、15%〜80%、好ましくは35%〜80重量%の少なくとも1つの合成ポリマーを含んでなり、
b)その明度指数L*が少なくとも70に等しく、
そのb*要素が0〜+6であり、
そのa*要素が−1〜+3.5、特に−0.5〜+1.5、特に−0.5〜+0.5、であるような着色(CIELab)を有し、
c)100%を超える破断点伸び、および
15MPaを超える最大極限応力を有する
ことで特徴付けられる、請求項27に記載の組成物。 - −0.5〜+1.5、特に−0.5〜+0.5であるa*要素、および
少なくとも350%に等しい破断点伸び
を有することで特徴付けられる請求項28に記載の組成物。 - 20℃で90%を超え、好ましくは95%を超え、特に97%を超える水不溶性物質含量を有することで特徴付けられる、請求項27〜29のいずれか一項に記載の組成物。
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