JP2013543917A - 可塑剤としてdintを含有するポリマー組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明の対象は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチレート、ポリアルキル(メタ)アクリレート及びそのコポリマーから成るグループから選択される少なくとも1つのポリマー、可塑剤としてのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)(その際、エステルのイソノニル基の平均分枝度は、1.15〜2.5の範囲内である)及び加工温度を下げる少なくとも1つの更なる可塑剤を含有している組成物である。また本発明のもう1つの対象は、前記組成物から製造される成形体ならびに該組成物の床敷材、壁張り材(例えば、壁紙)、防水シート又は被覆織物のための使用である。

Description

本発明の対象は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチレート、ポリアルキル(メタ)アクリレート及びそのコポリマーから成るグループから選択される少なくとも1つのポリマー、可塑剤としてのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)及び加工温度を下げる少なくとも1つの更なる可塑剤を含有する組成物に関する。
ポリ塩化ビニル(PVC)は、経済的に重要なポリマーのうちの1つであり、かつ硬質PVCとしても、軟質PVCとしても多くの用途で使用されている。重要な使用分野は、例えば、ケーブルシース、床敷材、壁紙ならびに樹脂窓の分野である。弾性を高めるために、PVCに可塑剤が添加される。この通常の可塑剤には、例えば、(オルト)−フタル酸エステル、例えば、ジ−2−エチルヘキシルフタレート(DEHP)、ジイソノニルフタレート(DINP)及びジイソデシルフタレート(DIDP)が属する。しかし、オルト−フタル酸エステルは、その毒物学的特性により、益々強い圧力のもとにある。二者択一的な可塑剤として、最近ではシクロヘキサンジカルボン酸エステル、例えば、ジイソノニルシクロヘキサンカルボン酸エステル(DINCH)が記載されている。
エステルの鎖長が増すほど、可塑剤とPVCの非相溶性が高まることが公知である。これは、例えば、PVC−プラスチゾルのようなPVC組成物は変則的であり(例えば、異常に高い)かつ予測可能な粘度プロセス(例えば、剪断速度に応じる)を示さず、これがPVC−プラスチゾルの加工を難しくするという結果を生じ得る。フィルムの製造の際に、例えば高い黄色度に反映される不透明性の増大が表れ及び/又はフィルムの変色が生じてしまい、これは大抵の使用において望ましくない。
更に、可塑剤とPVCの僅かな相溶性によって可塑剤の耐久性も減少することになる。すなわち、これはPVC−半製品、PVC−既製品又はPVC−製品から比較的に速く漏出し、それにより相応する部材の著しい機能の低下及び減損が生じる。この幾つかの場合には、可塑剤の挙動は"ブリーディング"又は"浸出"と称される。
従って、PVC−プラスチゾルの製造では、加工の際に出来るだけ僅かな粘度を順守する必要がある。更に、PVC−プラスチゾルの高い貯蔵安定性も望ましい。PVC−プラスチゾルから製造されるフィルムは透明で、かつ出来るだけ僅かな黄色度を有するのがよい。更に可塑剤は高い耐久性を有するのがよい。
上記の要求を満たし、かつ有利には同時にオルト−フタレートを含有しない組成物は、これまでに殆ど知られていない。
更なる可塑剤として、従来技術ではPVCで使用するためのテレフタル酸アルキルエステルも公知である。従って、EP1808457A1には、アルキル基が少なくとも4個の炭素原子の最長の炭素鎖を有し、かつアルキル基1つ当たり、全部で5個の炭素原子数を有することを特徴とするテレフタル酸ジアルキルエステルの使用が記載されている。アルコールの最長の炭素鎖中に4〜5個のC−原子を有するテレフタル酸エステルが、PVC用の可塑剤として優れて適切であることが示されている。また、これは特に卓越していたことが示された。それというのも、これまで従来技術ではこのようなテレフタル酸エステルはPVCと相溶しないとみなされていたからである。更に文献には、テレフタル酸ジアルキルエステルは、化学的又は機械的に発泡された層又は緻密な層又は下張りにおいても使用できることが挙げられている。
WO2009/095126A1には、テレフタル酸のジイソノニルエステルの混合物ならびにその製法が記載されている。テレフタル酸ジイソノニルエステル混合物は、1.0〜2.2の範囲内であるイソノニル基の特定の平均分枝度により傑出している。該化合物は、PVC用の可塑剤として使用される。しかし、このような長鎖テレフタレートの欠点として、オルトフタレートと比べて、ポリマーマトリックスとの低い相溶性が公知であり、特にこれはより高い分子の対称性ゆえに、可塑剤分子の僅かな極性により生じる。
従って、本発明の実用上の課題は、より低い温度でより速い加工を可能にするために、毒性的に懸念が無い可塑剤を有し、プラスチゾルとして低粘性である貯蔵安定性のPVC−組成物を提供することであり、かつ優れた使用特性を有する成形体を提供することである。
前記の実用上の課題は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチレート、ポリアルキル(メタ)アクリレート及びそのコポリマーから成るグループから選択される少なくとも1つのポリマー、可塑剤としてのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)(その際、エステルのイソノニル基の平均分枝度は、1.15〜2.5の範囲内、有利には1.15〜2.3の範囲内、特に有利には1.25〜2.2の範囲内、とりわけ有利には1.25〜2の範囲内、殊に有利には1.25〜1.45の範囲内である)及び加工温度を低下させる更なる可塑剤を含有する組成物により解決された。
意外にも、前記の望ましくない効果を生じるポリマーと可塑剤の間の非相溶性は、これが加工温度に依存する限り、特にゲル化及びそれにより殆ど均一な相の形成は高温で初めて行われることが確認された。これは本発明によるテレフタル酸エステルの場合にもそうである。
更に意外なことに、可塑剤として相応する平均分枝度を有するテレフタル酸ジイソノニルエステルと、加工温度を下げる更なる可塑剤を含有する組成物を用いると、従来技術の可塑剤と比べて、テレフタル酸ジイソノニルエステルの明らかに遅いゲル化ならびに僅かな可塑剤効果にもかかわらず、従来技術に対して透明性ではなく黄色度でも相違したフィルムが得られたことが示された。その際に、一方では、加工温度を下げる多くの種々の更なる可塑剤を使用でき、他方では、所望の作用を達成するために、前記の更なる可塑剤を少量しか必要としないことは意外であった。
この場合に使用されるテレフタル酸エステルの分枝度は、可塑剤粘度、プラスチゾル粘度、加工性(特に、ハケ塗り法の場合)ならびに可塑剤相溶性の制御又は調節にとって特に重要である。
更に、可塑剤として相応の平均分枝度を有するテレフタル酸ジイソノニルエステルと、加工温度を下げる更なる可塑剤を含有する組成物は、従来技術の組成物よりも、より高温で貯蔵する際に、著しく改善された熱安定性、すなわち著しく遅い変色を示すことが確認された。
以下には、テレフタル酸ジイソノニルエステルのイソノニル基の平均分枝度の計算を記載する。
テレフタル酸ジエステル混合物中のイソノニル基の平均分枝度の計算は、1H−NMR−法又は13C−NMR−法により行われる。本発明によれば、有利には1H−NMR−分光法を用いて、デューテルクロロホルム(CDCl3)においてジイソノニルエステルの溶液中で、平均分枝度の計算を行った。スペクトルの吸収に関して、CDCl3(1質量%TMS含有)0.6ml中に物質20mgを溶かし、かつ5mmの直径を有するNMR−管に充填した。種々の物質及び使用されたCDCl3も、まず分子篩上で乾燥させ、測定値の歪曲を実際に存在する水から除外した。
平均分枝度の測定法は、アルコール基を特徴付ける他の方法、例えば、WO03/029339に記載されている方法に対して有利である。それというのも、水を有する不純物は、実質的に測定結果及びその評価に影響を与えないからである。NMR−分光法による試験は、どの市販のNMR−測定器を用いても原則的に実施できる。このNMR−分光法による試験には、ブルッカー社のAvance500タイプの装置が使用される。スペクトルは、300Kの温度で、d1=5秒の遅れ(ラグ)、32スキャン(行程)、9.7μsのパルス長さ及び1000Hzの掃引幅(スペクトル幅)、5mmBBO−検出ヘッド(ブロードバンド・オブザーバー)で記録した。共鳴シグナルは、内部標準物としてのテトラメチルシリル(TMS=0ppm)の化学シフトに対してプロットした。他の市販のNMR−装置を用いても、同じ運転パラメーターに匹敵する結果が得られた。得られたテレフタル酸のジイソニニルエステルの混合物の1H−NMR−スペクトルは、0.5ppmから0.9〜1.1ppmの範囲内の最も低い谷の最小の範囲内の共鳴シグナルを示し、これは実質的にイソノニル基のメチル基の水素原子のシグナルにより形成されたものである。3.6〜4.4ppmの化学シフトの範囲内のシグナルは、アルコール又はアルコール基の酸素に隣り合うメチレン基の水素原子に起因することができる。定量化は、それぞれの共鳴シグナルの下の面積、すなわち、基準線からのシグナルにより囲まれた面積の測定により行われる。
市販のNMR−機器は、シグナル面積を積分する装置を駆使する。このNMR−スペクトル分析による試験では、ソフトウェア"xwinnmr"、バージョン3.5を用いて積分が実施される。引き続き、0.5から0.9〜1.1ppmの範囲内の最も低い谷の最小の範囲内のシグナルの積分値を、3.6〜4.4の範囲内のシグナルの積分値で割り、かつこのように、メチル基中に存在する水素原子の数:酸素に隣接するメチレン基中に存在する水素原子の数の比を示す積分比が得られる。1個のメチル基当たり、3個の水素原子が存在し、及び酸素に隣接するメチレン基それぞれに2個の水素原子が存在するので、イソノニル基中のメチル基の数:酸素原子に隣接するメチル基の数を得るために、強度をそれぞれ3又は2で割らなくてはならない。メチル基及び酸素に隣接するメチレン基だけを有する直鎖の第一級ノナノールは分枝を有さず、よって0の平均分枝度を有さなくてはならないので、この比から1の値を差し引かなくてはならない。すなわち、平均分枝度Vは、式
V=2/3*I(CH3)/I(OCH2)−1
により、測定した強度の比から算出される。ここで、V=分枝度、I(CH3)=主に、メチル水素原子に分配される面積分、及びI(OCH2)=酸素に隣接するメチレン水素原子の面積分を意味する。
本発明による組成物は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチレートポリアルキル(メタ)アクリレート及びそのコポリマーのグループから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する。1つの有利な実施態様では、組成物中に含有される少なくとも1つのポリマーは、ポリ塩化ビニルである。もう1つの有利な実施態様では、ポリマーは、塩化ビニルと、1つ又は複数の塩化ビニリデン、ビニルブチレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート又はブチル(メタ)アクリレートから成るグループから選択されるモノマーとのコポリマーである。
有利な方法では、組成物中のテレフタル酸ジイソニニルエステルの量は、ポリマー100質量部当たり5〜120質量部、有利には10〜100質量部、特に有利には15〜90質量部及びとりわけ有利には20〜80質量部である。
組成物中には、場合によりテレフタル酸ジイソノニルエステルを除いた更なる可塑剤が含有されていてもよい。
本発明による組成物は、加工温度を下げる少なくとも1つの更なる可塑剤を含有することが重要である。この場合に、ポリマープラスチゾルの用途技術の分野での加工温度は、それを上回る温度では、ゲル化の際にプラスチゾル粘度の著しい増大が生じる温度、ならびにそれを上回る温度では、(それぞれの系に関して)達成可能な最大のプラスチゾル粘度が達成される温度を特徴とする。本発明によれば、その添加の際に本発明によるテレフタル酸エステルだけを可塑剤として含有する類似の試料と比べて、両方の温度のうち少なくとも1つがより低い温度にシフトする全ての可塑剤が当てはまる。この場合に、本発明によるテレフタル酸よりも低い固有粘度を有し、及び/又は本発明によるテレフタル酸エステルだけを可塑剤として含有する類似の試料と比べて、より低いプラスチゾル粘度を生じる更なる可塑剤が特に有利である。このような更なる可塑剤は、例えば、次のリストから選択される:フタル酸ジアルキルエステル、有利にはアルキル鎖中に4〜8個の炭素原子を有するもの;トリメリット酸トリアルキルエステル、有利には側鎖中に4〜8個の炭素原子を有するもの;アジピン酸ジアルキルエステル、有利には4〜9個の炭素原子を有するもの;テレフタル酸ジアルキルエステル、それぞれ有利には側鎖中に4〜8個の炭素原子、特に4〜7個の炭素原子を有するもの;1,2−シクロヘキサン二酸アルキルエステル、1,3−シクロヘキサン二酸アルキルエステル及び1,4−シクロヘキサン二酸アルキルエステル、ここで有利には、1,2−シクロヘキサン二酸アルキルエステル、それぞれ有利には側鎖中に3〜8個の炭素原子を有するもの;グリコールの二安息香酸エステル;8〜22個の炭素原子を有するアルキル基を有するフェノールのアルキルスルホン酸エステル;遊離又はカルボキシル化OH−基及び例えば4〜8個の炭素原子のアルキル基を有するグリセリンエステル、イソソルビドエステル、クエン酸トリエステル、エポキシ化油、特にエポキシジエステル化大豆油及び/又はエポキシ化亜麻仁油、4〜18個の炭素原子のアルキル基を有するアルキルピロリドン誘導体ならびに安息香酸エステル(有利にはアルキル鎖中に7〜13個の炭素原子を有するもの)。全ての場合に、アルキル基は線状又は分枝状であり、かつ同種又は異種であってもよい。
本発明による混合物中では、加工温度を下げるオルト−フタレートを更なる可塑剤として使用しないのが特に有利である。
特別な実施態様では、加工温度を下げる本発明による組成物で使用される更なる可塑剤のうちの少なくとも1つは、トリメリット酸トリアルキルエステルである。このトリメリット酸トリアルキルエステルは、4〜8個の炭素原子を有するエステル側鎖を有するのが有利であり、その際、エステル基は、同じ又は互いに異なる炭素原子数を有していてもよい。該エステル基のうち少なくとも1つは、1つのエステル基当たり、最大7個の炭素原子を有する基、特に有利には最大6個の炭素原子を有する基、及びとりわけ有利には最大5個の炭素原子を有する基であるのが特に有利である。
もう1つの特別な実施態様では、加工温度を下げる本発明による組成物で使用される更なる可塑剤のうちの少なくとも1つは、アジピン酸ジアルキルエステルである。このアジピン酸ジアルキルエステルは、4〜9個の炭素原子を有するエステル側鎖を有するのが有利であり、その際、ここでもエステル基は、同じ又は互いに異なる炭素原子数を有していてもよい。該エステル基のうち少なくとも1つは、1つのエステル基当たり、最大8個の炭素原子を有する基、特に有利には最大7個の炭素原子を有する基及びとりわけ有利には最大6個の炭素原子を有する基であるのが特に有利である。使用されるアジピン酸ジアルキルエステルの少なくとも1つは、ジオクチルアジペートである。
もう1つの特別な実施態様では、加工温度を下げる本発明による組成物で使用される更なる可塑剤のうちの少なくとも1つは、テレフタル酸ジアルキルエステルである。このテレフタル酸ジアルキルエステルは、4〜9個の炭素原子を有するエステル側鎖を有するのが有利であり、その際、前記エステル基は、また同じ又は互いに異なる炭素原子数を有していてもよい。該エステル基のうち少なくとも1つは、1つのエステル基当たり、最大9個の炭素原子を有する基、特に有利には最大8個の炭素原子を有する基、及びとりわけ有利には最大7個の炭素原子を有する基であるのが特に有利である。特に、使用されるテレフタル酸ジアルキルエステルの少なくとも1つは、ジ−n−ヘプチルテレフタレート、ジ−イソヘプチルテレフタレート、ジ−n−ブチルテレフタレート、ジ−(3−メチルブチル)テレフタレート、ジ−(2−メチルブチル)テレフタレート又はジ−n−ペンチルテレフタレートである。
もう1つの特別な実施態様では、加工温度を下げる本発明による組成物で使用される更なる可塑剤のうちの少なくとも1つは、シクロヘキサンジカルボン酸のジアルキルエステル、特に有利には1,2−シクロヘキサンジカルボン酸のジアルキルエステルである。有利には、このシクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステルは、3〜8個の炭素原子を有するエステル側鎖を有し、その際、前記エステル基は、また同じ又は互いに異なる炭素原子数を有していてもよい。該エステル基のうち少なくとも1つは、1つのエステル基当たり、最大8個の炭素原子を有する基、特に有利には最大7個の炭素原子を有する基、及びとりわけ有利には最大6個の炭素原子を有する基であるのが特に有利である。特に、使用されるシクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステルのうち少なくとも1つは、1,2−シクロヘキサンジ−n−ペンチルエステル、1,2−シクロヘキサンジ−n−ヘプチルエステル、1,2−シクロヘキサンジ−イソ−ヘプチルエステル、1,2−シクロヘキサンジ−n−ブチルエステル、1,4−シクロヘキサンジ−n−ブチルエステル、1,3−シクロヘキサンジ−n−ブチルエステル又は1,2−シクロヘキサンジ(−3−メチルブチル)エステルである。
もう1つの特別な実施態様では、加工温度を下げる本発明による組成物で使用される更なる可塑剤のうちの少なくとも1つは、グリセリンエステル、特に有利にはグリセリントリエステルである。この場合に、前記エステル基は、脂肪族及び芳香族の構造、線状及び/又は分枝状であってもよく、かつ更にそのエステル官能基は、更なる官能基、例えば、エポキシ基及び/又はヒドロキシル基を含有することもできる。後者の場合には、これは有利にはカルボキシル化、特にアセチル化されていてもよい。このグリセリンエステルは、1〜20個の炭素原子を有するエステル側鎖を有するのが有利であり、その際、前記エステル基は、また同じ又は互いに異なる炭素原子数を有していてもよい。該エステル基のうち少なくとも1つは、1つのエステル基当たり、最大15個の炭素原子を有する基、特に有利には最大12個の炭素原子を有する基、及びとりわけ有利には最大9個の炭素原子を有する基であるのが特に有利である。特に、該エステル基のうち少なくとも1つは、最大20個の炭素原子を有する線状の脂肪族エステル基、有利には最大12個の炭素原子を有する線状の脂肪族エステル基、特に有利には最大9個の炭素原子を有する線状の脂肪族エステル基、及びとりわけ有利には7個の炭素原子を有する線状の脂肪族エステル基であるのが有利である。特に有利な実施態様では、該エステル基のうち少なくとも1つは、アセチル基(すなわち、酢酸エステル)である。更なる特に有利な実施態様では、使用されるグリセリンエステルのうち少なくとも1つは、グリセリントリアセテートである。
もう1つの特に有利な実施態様では、加工温度を下げる本発明による組成物で使用される更なる可塑剤のうちの少なくとも1つは、遊離又はカルボキシル化されたOH基を有するクエン酸トリエステルである。この場合に、前記エステル基は、脂肪族及び芳香族の構造であってもよい。カルボキシル化されたOH基を有するクエン酸トリアルキルエステルが特に有利である。有利には、前記クエン酸トリアルキルエステルは、1〜9個の炭素原子を有するエステル側鎖を有し、これはまた同じ又は互いに異なる炭素原子数を有していてもよい。該エステル基のうち少なくとも1つは、1つのエステル基当たり、最大9個の炭素原子を有する基、特に有利には最大8個の炭素原子を有する基、及びとりわけ有利には最大7個の炭素原子を有する基であるのが特に有利である。特に、使用されるクエン酸エステルのうち少なくとも1つは、アセチル−トリ−イソ−ブチルシトレート、アセチル−トリ−n−ブチルシトレート、アセチル−トリ−n−ペンチルシトレート又はアセチル−トリ−シソ−ヘプチルシトレートである。
加工温度を下げる使用される更なる可塑剤と、テレフタル酸ジイソノニルエステルとの質量比(可塑剤:テレフタル酸ジイソノニルエステルの質量比)は、1:20〜2:1の範囲内であるのが有利であり、その際、1:20〜1:15の範囲内、1:17〜1:14の範囲内、1:15〜1:9の範囲内、1:12〜1:8の範囲内、1:10〜1:5の範囲内及び1:6〜1:1の範囲内であるのが特に有利である。
原則的に、本発明による組成物は、例えば、プラスチゾルであることができる。更に、前記組成物は、懸濁液−、固体−、懸濁液−、マイクロサスペンション−又はエマルション−PVCを含有するのが有利である。本発明による組成物中に含有されるPVC−ポリマーのうち少なくとも1つは、マイクロサスペンション−PVC又はエマルション−PVCであるのが特に有利である。とりわけ有利には、本発明による組成物は、K−値(フィッケンシャー定数)として表示される60〜90、及び特に有利には65〜85の分子量を有するPVCを有するのがとりわけ有利である。
更に、該組成物は有利には特に、充填剤/強化剤、顔料、マット化剤、熱安定剤、酸化防止剤、UV−安定剤、共安定剤、溶剤、粘度調整剤、脱泡剤、難燃剤、定着剤及び加工助剤もしくはプロセス助剤(例えば、滑剤のようなもの)から成るグループから選択される添加剤を含有していてもよい。
熱安定剤は、PVCの加工の間及び/又は後に分離される塩酸を中和し、かつポリマーの熱分解を回避もしくは遅らせる。熱安定剤として、全ての通常のPVC安定剤を固体及び液体の形で用いることができる(例えば、Ca/Zn、Ba/Zn、Pb、Sn又は有機化合物(OBS)、ならびにハイドロタルサイトのような酸結合性の層状ケイ酸塩をベースとする)。本発明による混合物は、ポリマー100質量部当たり、熱安定剤を特に0.5〜10、有利には1〜5、特に有利には1.5〜4質量部の含有量を有することができる。
同様に、可塑剤の作用を有するいわゆる共安定剤、特にエポキシル化された植物油を使用できる。エポキシル化された亜麻仁油又はエポキシル化された大豆油を使用するのがとりわけ有利である。
酸化防止剤は、通常は例えば、エネルギー照射により生じるラジカルポリマー分解を目的を定めて妨げる物質であり、これは例えば生じるラジカルと安定な錯体を形成することにより行われる。特に、立体障害型のアミン安定剤、(いわゆるHALS−安定剤)、立体障害型のフェノール、ホスファイト、UV−吸収剤、例えば、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール及び/又は芳香族アミンが含まれる。本発明による組成物で使用するために適切な酸化防止剤は、例えば、"Handbook of Vinyl Formulating"(Herausgeber:R.F.Grossman;J.Wiley&Sons;New Jersey(US)2008)にも記載されている。本発明による混合物中の酸化防止剤の含有量は、有利な方法では、ポリマー100質量部当たり、最大で10質量部、有利には最大で8質量部、特に有利には最大で6質量部、及びとりわけ有利には0.01〜5質量部である。
顔料として、本発明の範囲内では無機顔料も有機顔料も使用できる。無機顔料の例は、TiO2、CdS、CoO/Al23、Cr23である。公知の有機顔料は、例えば、アゾ染料、フタロシアニン顔料、ジオキサ錫顔料、工業用カーボンブラック("カーボンブラック")ならびにアニリン顔料である。例えば、マイカ又は合成担体をベースとする効果顔料を使用することもできる。顔料の含有量は、ポリマー100質量部当たり有利には最大で10質量部、有利には0.01〜8質量部の間、特に有利には0.1〜5質量部の間であることができる。
粘度調整剤は、一般的にペースト/プラスチゾル粘度を下げるように作用する(粘度を下げる試薬又は添加剤)、また剪断速度に応じて粘度の(曲線)形を変化させる。粘度を下げる試薬として、脂肪族又は芳香族炭化水素、またカルボン酸誘導体、例えば、TXIB(Eastman社)として公知である2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール−ジイソブチレート又はカルボン酸エステル、架橋剤と分散剤の混合物、例えば、製品/商品名ByK、Viskobyk and Disperplast(Byk Chemie社)で公知であるものを使用できる。粘度を下げる試薬は、有利な方法で、ポリマー100質量部当たり、0.5〜50質量部、有利には1〜30質量部、特に有利には2〜10質量部の割合で添加される。
充填剤として、鉱物及び/又は合成及び/又は天然の有機及び/又は無機材料、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ケイ素、層状ケイ酸塩、工業用カーボンブラック、ビチューメン、木材(例えば、粉末化されたもの、顆粒、微細顆粒、繊維などとして)、紙、天然繊維及び/又は合成繊維を使用できる。本発明による組成物には、炭酸カルシウム、シリケート、タルク、カオリン、マイカ、長石族、ウラストナイト、スルフェート、工業用カーボンブラック(いわゆる"カーボンブラック")及びミクロスフェア(特に、ガラスミクロスフェア)を使用できる。使用される充填剤のうち少なくとも1つは、炭酸カルシウムであるのが特に有利である。PVC調製物に適切な充填剤及び強化剤は、例えば"Handbook of Vinyl Formulating"(Herausgeber:R.F.Grossman;J.Wiley&Sons;New Jersey(US)2008)に記載されている。充填剤は、本発明による組成物中では、有利にはポリマー100質量部当たり、最大で150質量部、有利には最大で120質量部、特に有利には最大で100質量部及びとりわけ有利には最大で80質量部で使用される。有利な実施態様では、本発明による調製物中で使用される充填剤の全体の割合は、ポリマー100質量部当たり、最大で90質量部、有利には最大で80質量部、特に有利には最大で70質量部、及びとりわけ有利には1〜60質量部の間である。
本発明のもう1つの対象は、床敷材、壁張り材(例えば、壁紙)、防水シート又は被覆織物を製造するための本発明による組成物の使用である。
更に本発明のもう1つの対象は、本発明による組成物を含有している床敷材、本発明による組成物を含有している壁張り材、本発明による組成物を含有している防水シート、又は本発明による組成物を含有している被覆織物である。
1.15〜2.5の平均分枝度を有するテレフタル酸ジイソノニルエステルは、WO2009/095126A1に記載されているように製造される。
これは、有利には8個よりも少ない炭素原子数を有するアルキル基を有するテレフタル酸エステルと、異性体の第一級ノナノールの混合物とのエステル交換反応により行われる。二者択一的に、テレフタル酸ジイソニニルエステルは、テレフタル酸と、相応する上記分枝度を有する異性体の第一級ノナノールの混合物とのエステル交換反応により製造することもできる。該製造は、テレフタル酸ジメチルエステルと、異性体の第一級ノナノールの混合物とのエステル交換反応により行うのが特に有利である。市場では、例えばテレフタル酸ジイソノニルエステルを製造するために特に適切なノナノール混合物は、Evonik Oxeno社(通常は1.1〜1.4、特に1.2〜1.35の平均分枝度を有する)ならびにExxon Mobil社(Exxal9)(2.4までの平均分枝度を有する)のノナノール混合物により得られる。更に、より低い分枝ノナノールの混合物、特に最大1.5の分枝度を有するノナノール混合物及び/又は市場で慣用の高分枝のノナノールとのノナノール混合物、例えば、3,5,5−トリメチルヘキサノールの使用も可能である。後者の方法により、所定の範囲内の平均分枝度を目的を定めて調節することができる。
本発明により使用されるテレフタル酸ノニルエステルは、以下のようなその熱的特性(示差走査熱量計/DSCにより算出)に関して傑出している:
1.これらは、DSC−サーモグラムの第一の加熱曲線(開始温度:−100℃、終了温度:+200℃;加熱速度:10K/分)において、少なくとも1つのガラス転移点を有する。
2.上記DSC−測定で検出されたガラス転移点のうち少なくとも1つは、−70℃、有利には−72℃、特に有利には−75℃、及びとりわけ有利には−77℃の温度を下回る。有利な実施態様では、特にプラスチゾルから、特に優れた低温柔軟性を有する成形体、半完成品又は完成品を製造すべき場合には、上記DSC−測定のうち少なくとも1つで検出されるガラス転移点は、−75℃の温度を下回る、有利には−77℃の温度を下回る、特に有利には−80℃の温度を下回る、及び特に−82℃の温度を下回る。
3.これらは、DSC−サーモグラムの第一の加熱曲線(開始温度:−100℃、終了温度:+200℃;加熱速度:10K/分)で、検出可能な溶融シグナル(ひいては、0J/gの溶融エンタルピー)を有さない。
ガラス転移温度ならびに溶融エンタルピーは、エステル化に使用すべきアルコール成分又はエステル化に使用すべきアルコール混合物の選択により調節できる。
本発明によるテレフタル酸エステルの記載された熱的挙動は、特にその使用下に製造されたポリマープラスチゾルの特性、特にその貯蔵性及び加工性に望ましく影響する。本発明により使用されるテレフタル酸エステルの剪断粘度は、20℃で最大142mPa*s、有利には最大で140mPa*s、特に有利には最大で138mPa*s及びとりわけ有利には最大で136mPa*sである。
よって、有利な1実施態様で例えば、極めて迅速な加工に適切である特に低粘性のプラスチゾルを製造すべき場合には、本発明により使用されるテレフタル酸エステルの剪断粘度は、20℃で最大で120mPa*s、有利には最大で110mPa*s、特に有利には最大で105mPa*s、及びとりわけ有利には最大で100mPa*sである。本発明によるテレフタル酸エステルの剪断粘度は、異性体のノニルアルコールの使用により決定される(平均)分枝度により、その製造に目的を定めて調節できる。
本発明により使用されるテレフタル酸エステルの質量損失は、200℃で10分後に、最大で4質量%、有利には最大で3.5質量%、特に有利には最大で3質量%、及びとりわけ有利には最大で2.9質量%である。有利な実施態様では、特に、僅かな放出を有するポリマーフォームを製造すべき場合には、本発明により使用されるテレフタル酸エステルの質量損失は、200℃で10分後に、最大で3質量%、有利には最大で2.8質量%、特に有利には最大で2.6質量%、及びとりわけ有利には最大で2.5質量%である。質量損失は、成形成分の選択により、特に、特定の分枝度を有するテレフタル酸ジイソノニルエステルの選択により目的を定めて影響及び/又は調節することができる。
振動式密度計により本発明により使用されるテレフタル酸エステルの算出された(液体)密度は、少なくとも0.9685g/cm3、有利には少なくとも0.9690g/cm3、特に有利には少なくとも0.9695g/cm3、及びとりわけ有利には少なくとも0.9700g/cm3である(少なくとも99.7Fl%、及び20℃の温度でのGC−分析による純度で)。有利な1実施態様では、本発明により使用されるテレフタル酸エステルの振動式密度計により算出された(液体)密度は、少なくとも0.9700g/cm3、有利には少なくとも0.9710g/cm3、特に有利には少なくとも0.9720g/cm3、及びとりわけ有利には少なくとも0.9730g/cm3である(少なくとも99.7Fl%、及び20℃の温度でのGC−分析による純度で)。本発明によるテレフタル酸エステルの密度は、一定の(平均)分枝度の異性体ノニルアルコールの使用により、その製造に目的を定めて調節することができる。
本発明による組成物の製造は、種々の方法で行うことができる。しかし、通常は該組成物は適切な混合容器中で、全ての成分を強力に混合することにより製造される。この場合に、該成分を有利には連続的に添加するのが有利である("Handbook of Vinyl Formulating"(Herausgeber:R.F.Grossman;J.Wiley&Sons;New Jersey(US)2008)参照)。
本発明による組成物は、半完成品、完成品、成形体及び/又は他の製品の製造に使用することができる。特に有利には、本発明による組成物は、ポリ塩化ビニル又はポリ塩化ビニリデン又はそのコポリマーのグループから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する。
(最終)生成物として、例えば、床、フィルム、防水シート及び被覆織物が挙げられる。有利な実施態様では、本発明による組成物は、床敷材の透明なトップコート(透明なトップ層)を製造するために使用される。
本発明による組成物から成る製品は、特にまず、組成物を担体又はもう1つの更なるポリマー層の上に設け、かつ該組成物を引き続き熱により(例えば、熱エネルギーの作用下に、例えば、加熱/温めにより)加工するように製造される。
担体として、製造された成形体で永続的に結合したままであるような材料、例えば、織物又は不織布を使用できる。同様に、担体は、一時的な担体であることもでき、そこから製造された成形体を再び除去することができる。このような担体は、例えば、金属テープ又は剥離紙(複式紙)であることもできる。同様に、場合により既に全部又は部分的にゲル化(=予備ゲル化)されたポリマー層は担体として機能することができる。これは、特に複数の層から構成されるクッション−ビニル床(CV−床)で実践される。
場合により、続いていわゆる機械的粉砕、例えば、粉砕ディスクにより、形状の付与を達成することができる。
最終的な熱的加工は、いわゆるゲル化通路、通常はオーブン中で行われ、担体の上に設けられた層から本発明による組成物を通り抜けるか、又はその中に層が取り付けられた担体が短時間に挿入される。最終的な熱的加工は、設けられた組成物の固形化(ゲル化)を利用する。通常の加工温度(ゲル化温度)は、130〜280℃の範囲内、有利には150〜250℃の範囲内、及び特に有利には155〜230℃の範囲内であり、その際、更なる有利な範囲は、150〜175℃の間、160〜180℃の間、及び180〜220℃の間である。ゲル化は、有利には前記ゲル化温度で該組成物が最大5分の間、有利には0.5〜3分の間で処理されるように行われる。その際に、温度処理の期間は、連続的に運転する方法で、ゲル化通路の長さ及び速度により調節でき、その際、組成物を有する担体は、この速度で通過する。
最終的な熱加工に必要な温度と時間は、特に更なる可塑剤、特に加工温度を下げるような更なる可塑剤の割合によっても、ならびに本発明によるテレフタル酸エステル対、この更なる可塑剤の割合により、目的を定めて調節することができる。
多層系では、通常はまず、設けられたプラスチゾルのいわゆる予備ゲル化により、ある温度でその形で固定され、その後に更なる層が設けられる。全ての層が設けられた場合には、高温でゲル化が実施される。この方法により、所望の特性付けがカバー層にも移される。本発明による組成物を含有する最後の層(例えば、透明なトップコート)に続いて、表面密閉するための最終的な被覆を、例えば、イソシアナト含有結合剤(例えば、ポリウレタン)を有する組成物の使用下に行うことができる。
従来技術に対して、本発明による組成物は、使用混合物の耐久性が、テレフタル酸ジイソノニルエステルだけの場合と比べて、著しく改善されるという利点を有する。本発明による組成物を含有するゲル化ポリマーフィルムを水浸した場合には(30℃で)、7日間以内の水の吸収は10質量%未満、有利には8質量%未満、特に有利には6質量%未満、及びとりわけ有利には4質量%未満であり、30℃での7日後の質量損失は、10質量%未満、有利には8質量%未満、特に有利には6質量%未満であり、かつとりわけ有利には4質量%未満である。もう1つの有利な実施態様では、本発明による組成物を含有するゲル化したポリマーフィルムを30℃で7日の水浸した後に、水の吸収は最大で2質量%、有利には最大で1.5質量%であるのに対して、同時に乾燥した後の質量損失は最大で1質量%、有利には最大で0.5質量%である。実質的なブリーディングもしくは浸出に関して、本発明による組成物を含有するゲル化ポリマーフィルムからの目視可能な移動現象は、30℃で4週間貯蔵した後にも観察されなかった。
組成物中で可塑剤してのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)は、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリレート、特にポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリアルキルメタクリレート(PAMA)、フルオロポリマー、特にポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニルアセテート(PVAc)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルアセタール、特にポリビニルブチラール(PVB)、ポリスチレンポリマー、特にポリスチレン(PS)、発泡性ポリスチレン(EPS)、アクリロニトリル−スチレン−アクリレートコポリマー(A/S/A)、スチレンアクリロニトリル−コポリマー(S/AN)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−コポリマー又は−ブロックコポリマー(ABS)、スチレン−無水マレイン酸−コポリマー(S/MSA)、スチレン−メタクリル酸−コポリマー、ポリオレフィン、特にポリエチレン(PE)又はポリプロピレン(PP)、熱可塑性ポリオレフィン(TPO)、ポリエチレン−ビニルアセテート−コポリマー(EVA)、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリアミド(PA)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリウレタン(PU)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリスルフィド(PSu)、バイオポリマー、特にポリ乳酸(PLA)、ポリヒドロキシ酪酸(PHB)、ポリヒドロキシバレリアン酸(PHV)、ポリエステル、デンプン、セルロース及びセルロース誘導体、特にニトロセルロース(NC)、エチルセルロース(EC)、セルロースアセテート(CA)、セルロースアセテート/ブチレート(CAB)、ゴム又はシリコーンならびに前記ポリマー又はそれらのモノマー単位の混合物又はコポリマーから成るグループから選択される更なるポリマーを使用できる。有利には、前記組成物は、PVC、又はエチレン、プロピレン、ブタジエン、ビニルアセテート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、メタクリレート、アクリレート、1〜10個の炭素原子数を有する分枝又は非分枝アルコールのエステル基の酸素原子に結合したアルキル基を有するアクリレート又はメタクリレート、スチレン、アクリロニトリル又は環状オレフィンをベースとするホモポリマー又はコポリマーを有する。
簡単な実施も、当業者が上記の記載内容を最も広い範囲で使用できることから出発する。有利な実施態様と実施例は、いずれにせよ限定された開示として理解されるものではない。以下に、本発明を実施例を用いて詳説する。本発明の二者択一的な実施態様は同様に得られる。
分析:
1. 純度の測定
製造されたエステルのGCによる純度の測定は、Agilent Technologies社のGCAutomaten"6890N"を用いて、J&W Scientific社のDB−5−カラム(長さ:20m、内径:0.25mm、フィルム厚:0.25μm)及び水素炎イオン化検出器の使用下に以下の範囲の条件で行った:
開始温度オーブン:150℃ 終了温度オーブン:350℃
(1)加熱速度 150〜300℃:10K/分 (2)等温式:10分、300℃
(3)加熱速度 300〜350℃:25K/分
全体の運転時間:27分。
開始温度 注入ブロック:300℃ 分流比:200:1
分流:121.1ml/分 全体の流れ:124.6ml/分
キャリアガス:ヘリウム 注入体積:3マイクロリットル
検出温度:350℃ 燃焼ガス:水素
流れ速度 水素:40ml/分 流れ速度 空気:440ml/分
メイクアップガス:ヘリウム メイクアックガス(フルオライト):45ml/分。
得られたガスクロマトグラムの評価は、存在する比較物質(ジ(イソノニル)オルトフタレート/DINP、ジ(イソノニル)テレフタレート/DINT)に対して手動操作で行い、純度の表示は、面積パーセントで行った。目的物質の高い最終含有量(>99.7%)により、それぞれの試料物質におけるキャリブレーションの欠如により推定誤差は低減した。
2. 分枝度の測定
NMR分光分析による製造されたエステルの分枝度の測定は、予め記載した方法により行った。
3. APHA−色価の測定
製造されたエステルの色価の測定は、DIN ISO 6271−2により行った。
4. 密度の測定
製造されたエステルの密度の測定は、20℃でDIN 51757−方法4による振動式密度計により行った。
5. 酸価の測定
製造されたエステルの酸価の測定はDIN EN ISO2114により行った。
6. 含水量の測定
製造されたエステルの含水量の測定は、DIN 51777表1(ダイレクト法)により行った。
7. 固有粘度の測定
製造されたエステルの固有粘度(剪断粘度)の測定は、以下の方法で回転モードにおいて、Z3−測定系(DIN25mm)を用いてPhysia MCR101(アントンパール社)の使用下に行った。
エステルと測定系を、まず20℃の温度まで温度処理し、引き続き以下の点をソフトウェア"Rheplus"により制御した:
1.60秒の間、100秒-1の予備剪断、その際に、測定値はプロットされなかった(実際に生じるチキソトロピー効果を平均化し及び温度分布を改善するため)。
2.剪断速度−下方ランプ、500秒-1で開始及び10秒-1で終了、それぞれ5秒の測定点の期間で、20段階のログ関数による級数に分けた(ニュートン挙動の評価)。
全てのエステルは、ニュートン流動挙動を示した。粘度の値の表示は、模範的に42秒-1の剪断速度で行った。
8. 高温での質量損失の測定
製造されたエステルの質量損失の測定は、200℃で行い、メトラーハロゲン乾燥機(HB43S)を用いて行った。以下の測定温度に調節した。
ランプ温度:一定に200℃
測定値の記録:30秒
測定期間:10分
試料の量:5g
測定には、アルミニウム製の使い捨てシャーレ(メトラー社)及びHS1繊維フィルター(ガラス繊維、メトラー社)を使用した。計量器の修正と評価の後に、使い捨てピペットを用いて試料(5g)を繊維フィルター上に均一に広げ、かつ測定を開始した。各々の試料に二重測定を実施し、測定値を計算した。最後の測定値を10分後に"200℃での10分後の質量損失"として表示した。
9. DSC−分析の実施、溶融エンタルピーの測定
溶融エンタルピー及びガラス転移温度の測定は、DIN 51007(−100℃〜+200℃の温度範囲)により、10K/分の加熱速度で第一の加熱曲線から示差走査熱量測定(DSC)により行った。測定前に、使用した測定装置中の試料を−100℃に冷却し、かつ引き続き、所定の加熱速度で加熱した。測定は、保護ガスとしての窒素の使用下に実施した。熱流曲線の分岐点は、ガラス転移温度として評価した。溶融エンタルピーの測定は、装置のソフトウェアを用いてピーク面の積分により行った。
10. プラスチゾル粘度の測定
PVC−プラスチゾルの粘度の測定は、Physica MCR 101(アントンパール社)を用いて実施し、その際、回転モードと測定系"Z3"(DIN25mm)を使用した。プラスチゾルを、まずスパチュラを用いて混合容器中で互いにホモジナイズし、引き続き測定系に満たし、かつ25℃で等温的に測定した。測定の間に以下の点に調整した:
1. 60秒の間、1000秒-1の予備剪断、その際、測定値を記録しなかった(実際に生じるチキロトロピー効果を標準化するため)。
2. 剪断速度−下方ランプ、200秒-1で開始及び0.1秒-1で終了、それぞれ5秒の測定点の期間で、30段階のログ関数による級数に分けた(ニュートン挙動の評価)。
通常、(特記されない限り)プラスチゾルを24時間貯蔵/熟成した後に測定を実施した。測定前に、プラスチゾルを25℃で貯蔵した。
11. ゲル化速度の測定
プラスチゾルのゲル化挙動の試験は、剪断応力調節を運転するプレート−プレート測定系(PP25)を用いるPhysica MCR101において振動モードで記録した。更なる温度調節カバーを装置に連結させ、可能な最良の熱分布を達成した。
測定パラメーター:
モード:
温度勾配(温度ランプ)
開始温度:25℃
終了温度:180℃
加熱/冷却速度:5K/分
振動数:4〜0.1Hzランプ(ログ関数)
角周波数オメガ:10 1/秒
測定点の数:63
測定点の期間:0.5分
自動間隙トラッキングなし
一定の測定点の期間
間隙幅 0.5mm
測定の実施
以下の測定系プレート上に、スパチュラを用いて測定すべき空気不含のプラスチゾル調製物の液滴を塗布した。その際に、測定系を互いに近づけた後に幾分かプラスチゾルが測定器から均一に溢れ出ることが出来るように注意した(約6mmを上回らない円周)。引き続き、温度処理カバーを試料の上に置き、かつ測定を開始した。
プラスチゾルのいわゆる複合粘度は、温度により測定される。ゲル化プロセスの開始は、複合粘度の急激に著しい増大で認識された。この粘度増大が速く開始するほど、ますます低い加工温度が系に選択される。得られる測定曲線からは、各プラスチゾルの内挿により、1000Pa*s又は10000Pa*sの複合粘度を達成した温度が測定される。更に、タンジェント法により、この試験構造物中で最大が達成されたプラスチゾル粘度が測定され、ならびに垂線を下すことにより、それより上では最大プラスチゾル粘度が生じる温度が測定される。
12. フィルムにおける黄色度の測定
黄色度(Index YD1925)は、試料体の黄変の指標である。色の測定は、ByK−ガードナー社の"spectro Guide"を用いて行った。色の測定用のバックグランドとして、白色タイルを使用した。以下のパラメーターに設定した:
光の種類:C/2°
測定の数:3
表示:CIE L*a*b*
測定指数:YD1925。
測定自体は、試料の異なる3箇所で実施した(200μmのプラスチゾルのドクターナイフ厚さで、効果的及び平滑なフォームに関して)。3つの測定からの値を平均化した。
13. ショアー硬度(可塑剤効果)の測定
硬度の測定は、DIN 53505により、Zwick−Roell社のショアーA測定装置及びショアーD測定装置を用いて実施し、それぞれ3秒後に測定値を読み取った。各々の試験体(例えば、成型物)において、異なる3箇所で測定を実施し、かつ平均値を出した。
14. トップコートフィルムの不透明度の測定
不透明度の測定は、ByKガードナー社の装置"Spectro Guide"を用いて行った、不透明度の測定用のバックグランドとして、白色タイルと黒色タイルを使用した。色測定装置のメニューにより、不透明度の測定を選択した。測定自体は、試料の異なる3箇所で実施し、かつ自動的に評価した。
15. 水の吸収及び水浸による質量損失の測定(30℃)
水の吸収と浸出挙動(=水浸による質量損失)は、プラスチックの床敷材の品質、また例えば防水シートのような被覆織物を評価する際の2つの実質的な判断基準である。プラスチックの床が広い範囲で水を吸収する場合には、一方では材料の特性を変え、他方では視覚的外観(例えば、不透明度)も変える。従って、高い水の吸収は通常は望ましくない。浸出挙動は、使用条件下での調製物成分の耐久性にとって更なる判断基準である。これは、特に安定剤、可塑剤及び/又はその成分にも当てはまる。それというのも、この調製物成分の場合にはプラスチックの床における濃度の減少は、材料の特性を劣悪に、また床敷材の寿命も著しく短くし得るからである。
試験体として、ゲル化したポリマーフィルム(200℃、2分)が使用され、そこから適切な大きさ(直径、例えば3cm)の円形が切り取られる。水浸の前に、この円形を乾燥剤(KC−Trockenperlen、BASF SE社)を備えたデシケーター中で25℃にて24時間貯蔵した。分析用計量器を用いて、出発質量(重さ)を0.1mgに正確に測定した。円形を、今度は脱イオン水を充填したボート浴(ペルチェ冷却装置"CDP"を備えた"WNB22"タイプ、Memmert GmbH社)中で、30℃の温度で7日間、水面下に適切な試料ホルダー内で貯蔵し、かつ連続的に評価した。貯蔵後に、円形を水浴から取り出し、乾燥させ、かつ秤量した(=7日後の質量)。重さの違いから水の吸収を計算した。秤量の後に、再び乾燥剤(KC−Trockenperlen)を備えたデシケーター中に25℃にて24時間円形を貯蔵し、かつ引き続き再び秤量した(最終秤量=乾燥後の質量)。重さの違いから、水浸による質量損失を計算した。
例1:テレフタル酸エステルの製造
1.1 テレフタル酸とEvonik Oxeno GmbH社のイソノナノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(本発明による
水分離機、集中冷却器、撹拌機、浸漬管、滴下漏斗及びサーモメーターが備わった4リットルの丸底フラスコ中に、テレフタル酸644g(Sigma Aldrich Co.社)、テトラブチル−オルトチタネート(Vertec TNBT、Johnson Matthey Catalysts社)1.59g及びOCTOL−法により製造されたイソノナノール(Evonik OXENO GmbH社)1440gを予め装入し、かつ240°で混合した。8.5時間後に、反応が終了した。この後に、190℃及び<1mbarで、過剰のアルコールを留去した。引き続き、80℃まで冷却し、かつ10質量%濃度のNaOH水溶液8mlで中和した。引き続き、180℃の温度及び20〜5mbarの圧力で、水蒸気蒸留を実施した。この後に、混合物を130℃まで冷却し、かつこの温度で5mbarで乾燥させた。<100℃まで冷却した後に、混合物をフィルター助剤(パーライト)を介して濾過した。GCにより、99.9%のエステル含有量(純度)が得られた。
1.2 ジメチルテレフタレート(DMT)とEvonik Oxeno GmbH社のイソノナノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(本発明による
還流分離機、20cmのMultifill Kolonne、撹拌機、浸漬管、液滴漏斗及びサーモメーターを備えた4リットル−撹拌フラスコ中に、ジメチルテレフタレート/DMT(Oxxynova社)776g、テトラブチル−オルトチタネート(Vertec TNBT、Johnson Matthey Catalysts社)1.16g及びイソノナノール(Evonik OXENO GmbH)全部で1440gのうち、まず576gを予め装入した。撹拌下に、固体が目視できなくなるまでゆっくり加熱した。還流分離機においてメタノールが蒸発するまで更に加熱した。還流分離機は、塔頂温度が約65℃で一定のままであるように設定した。約240℃の塔低温度より上では、フラスコ中の温度が一定のままであり、かつ十分な還流が得られたままであるように残りのアルコールを添加した。時折、GCにより試料を試験し、かつテレフタル酸ジイソノニルエステルの含有量及びメチル−イソノニル−テレフタレートの含有量を測定した。<0.2面積%(GC)の含有量のメチル−イソノニル−テレフタレートでエステル化が中断された。加工は、例1.1に記載されている加工と同様に行った。
1.3 テレフタル酸とExxo Mobile社のイソノナノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(本発明による
水分離機、取り付けられた集中冷却器、撹拌機、浸漬管、滴下漏斗及びサーモメーターが備わった4リットルの丸底フラスコ中に、テレフタル酸830g(Sigma Aldrich Co.社)、テトラブチル−オルトチタネート(Vertec TNBT、Johnson Matthey Catalysts社)2.08g及びポリガス法によるイソノナノール(Exxal9、ExxonMobil Chemicals社)1728gを予め装入し、かつ245°で混合した。10.5時間後に反応が終了した。この後に、180℃及び3mbarで、過剰のアルコールを留去した。引き続き、80℃まで冷却し、かつ10質量%濃度のNaOH水溶液12mlで中和した。最終的に、180℃の温度、20〜5mbarの圧力で、水蒸気蒸留を実施した。その後に、混合物をこの温度で5mbarで乾燥させ、かつ<100℃まで冷却した後に、混合物を濾過した。GCにより、99.9%のエステル含有量(純度)が得られた。
1.4 テレフタル酸とn−ノナノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(比較例
例1.1と同様に、イソノナノールの代わりにn−ノナノール(Sigma Aldrich Co.社)をテレフタル酸と混合し、かつ上記のように加工した。室温まで冷却した際に、GCにより>99.8%のエステル含有量(純度)を有する生成物が確認された。
1.5 テレフタル酸と3,5,5−トリメチルヘキサノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(比較例
例1.1と同様に、イソノナノールの代わりに3,5,5−トリメチルヘキサノール(OXEA GmbH社)をテレフタル酸と混合し、かつ上記のように加工した。室温まで冷却した際に、GCにより>99.5%のエステル含有量(純度)を有する生成物が確認された。
1.6 テレフタル酸、イソノナノール及び3,5,5−トリメチルヘキサノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(比較例)
水分離機、集中冷却器、撹拌機、浸漬管、滴下漏斗及びサーモメーターが備わった2リットルの丸底フラスコ中に、テレフタル酸(Sigma Aldrich Co.社)166g、テトラブチル−オルトチタネート(Vertec TNBT、Johnson Matthey Catalysts社)0.10gならびにポリガス法によるイソノナノール(Exxal9、Exxon Mobil Chemicals社)207gと3,5,5−トリメチルヘキサノール(OXEA GmbH社)277gから成るアルコール混合物を予め装入し、かつ240℃まででエステル化した。10.5時間後に、反応が終了した。この後に、丸底フラスコに、真空ディバイダーが備わったクライゼンブリッジを繋ぎ、かつ190℃及び<1mbarで過剰のアルコールを留去した。引き続き、80℃まで冷却し、かつ10質量%濃度のNaOH水溶液1mlで中和した。最終的に、混合物を190℃の温度及び<1mbarの圧力で、窒素の通導(いわゆる"ストリップ")により精製した。この後に、混合物を130℃まで冷却し、かつこの温度で<1mbarで乾燥させ、かつ100℃まで冷却した後に濾過した。GCにより、99.98%のエステル含有量(純度)が得られた。
1.7 テレフタル酸、イソノナノール及び3,5,5−トリメチルヘキサノールからのテレフタル酸ジイソノニルエステル(DINT)の製造(本発明による
水分離機、集中冷却器、撹拌機、浸漬管、液滴漏斗及びサーモメーターが備わった2リットル−撹拌フラスコ中に、テレフタル酸(Sigma Aldrich社)166g、テトラブチル−オルトチタネート(Vertec TNBT、Johnson Matthey Catalysts社)0.10gならびにポリガス法によるイソノナノール(Exxal9、ExxonMobil Chemicals社)83gと3,5,5−トリメチルヘキサノール(OXEA GmbH社)153gから成るアルコール混合物を予め装入し、かつ240℃まで混合した。10.5時間後に、反応が終了した。この後に、丸底フラスコに、真空ディバイダーが備わったクライゼンブリッジを連結し、かつ190℃及び<1mbarで過剰のアルコールを留去した。引き続き、80℃まで冷却し、かつ10質量%濃度のNaOH水溶液1mlで中和した。最終的に、混合物を190℃の温度及び<1mbarの圧力で、窒素の通導(いわゆる"ストリップ")により精製した。この後に、混合物を130℃まで冷却し、かつこの温度で<1mbarで乾燥させ、かつ100℃まで冷却した後に濾過した。GCにより、99.98%のエステル含有量(純度)が得られた。例で得られたエステルの特徴的な材料パラメーターは表1にまとめてある。
Figure 2013543917
現在の標準的な可塑剤であるジイソノニル(オルト)フタレートとは異なり、本発明によるテレフタル酸エステルは、同じ炭素原子数の場合に著しく低い揮発性(200℃で10分後に質量損失が認識される)を有した。テレフタル酸エステルの製造に非分枝アルコール(n−ノナノール;分枝度=0)が使用される場合には、予期されるように、非分枝テレフタレートが得られた。これは室温で固体であり、慣用の方法で加工性又は貯蔵性のプラスチゾルを製造できない。また約3の高い分枝度では、これは専ら3,5,5−トリメチルヘキサノールをアルコール成分として使用した場合のように、テレフタル酸とのエステル化が得られ、テレフタル酸は室温で固体として存在し、かつ通常の意味では、もはや加工できない。イソノナノールと3,5,5−トリメチルヘキサノールから成る混合物をテレフタル酸エステルの製造に使用する場合には(例1.6及び1.7参照)、室温で固体又は液体である平均分枝度に応じた生成物が得られる。この場合に、通常は固体化は時間的に遅れて生じる。すなわち冷却プロセスの直後又は間にではなく、数時間又は数日後に漸く始まる。DSCにおける測定の際に、溶融シグナルを有さず、かつ室温を大幅に下回るガラス転移を示すエステルはその加工性に関して最も評価される。それというのも、これらは例えば、世界中で各季節に加熱されていない外部のタンクに貯蔵でき、かつ問題なくポンプにより運ぶことができるからである。ガラス転移ならびにDSC−サーモグラムでの1つ又は複数の溶融シグナルも示されるエステル、すなわち部分的な結晶挙動を示すものは、通常は欧州の冬の条件下(すなわち−20℃までの温度)では加工性をもはや付与できない。それというのも、固化の開始が速すぎるからである。融点が存在する場合には、この結果は主にエステル基の分枝度による。この分枝度が2.5未満で1を上回る場合には、DSC−サーモグラムにおいて溶融シグナルを有さず、かつ理想的な方法でプラスチゾルの加工に適切であるエステルが得られる。
例2:本発明による組成物で使用するためのテレフタル酸ノニルエステルの原則的な適性:トップコートプラスチゾルの製造
以下には、本発明による組成物で使用するための、種々の分枝度のテレフタル酸ノニルエステルの原則的な適性を、添加していないトップココート調製物の実施例を用いて記載することにする。その際に、一方では分子の分枝度の効果を示し、かつ他方では標準の可塑剤であるジイソノニル(オルト)フタレート(DINP)と比べて本発明によるテレフタル酸エステルを単独で使用した場合の性能を示すために、本発明による使用において更なる(加工温度を下げる)可塑剤が無くて済むことが分かる。
Figure 2013543917
使用材料と物質を以下に詳細に説明する。
Vestolit B 7021−Ultra:70のK値を有する(DIN EN ISO 1628−2により測定)マイクロサスペンション−PVC(ホモポリマー);Vestolit GmbH & Co.KG.社。
VESTINOL(登録商標)9:ジイソノニル(オルト)フタレート(DINP)、可塑剤;Evonik Oxeno GmbH社。
Drapex39:エポキシ化大豆油;可塑作用を有する共安定剤;Chemtura/Galata Chemicals社。
Mark CZ 149:カルシウム/亜鉛−安定剤、Chemtura/Galata Chemicals社
プラスチゾルの製造は、Kreis Dissolver VDKV30−3(Niemann社)を用いて行った。固体成分の前に、調製物の液体成分を測定ビーカー中に計量供給した。湿っていない粉末がもはや存在しなくなるまで、軟膏用スパチュラを用いて手で混合物を撹拌した。次に、混合ビーカーを、ディソルバー管のクリップ装置中に挟んだ。適切な混合ディスク(D:50mm)を用いて、試料をホモジナイズした。ホモジナイジングの間に、真空ポンプを用いて、混合容器中で真空を生成した。混合容器中の圧力は、真空計(DVR2、Vakuubrand社)を用いて制御した。10mbar未満の圧力(絶対)が達成された。
更に、330rpmから2000rpmの回転数に上げ、かつ感熱機のデジタル表示で30℃の温度が達成されるまで撹拌した。従って、定義付けられたエネルギーの蓄えで、プラスチゾルのホモジナイジングが達成されるように注意した。この後に、更に10分、330rpmの回転数でプラスチゾルを撹拌し、かつ脱気した。プラスチゾルを準備した後に、すぐに25℃で温度処理した。
例3:24時間(25℃で)貯蔵した後の、トップコートプラスチゾルのプラスチゾル粘度の測定
例2で製造されたプラスチゾルの粘度の測定は、Rheometer Physica MCR 101(Paar−Physica社)を用いて分析項目10で記載した方法により行った。結果は、以下の表3に模範的に100/秒、10/秒、1/秒及び0.1/秒の剪断速度に関して記載されている。
Figure 2013543917
調製物4(分枝度2.78)によるプラスチゾルは、貯蔵の間に結晶化し、かつ7日後に固まり、かつもはや加工不可能であった。通常の試料では、プラスチゾル粘度における剪断速度の影響も、分枝度の影響も著しく確認された。より高い分枝度を有する試料は、通常は高いプラスチゾル粘度を生じ、その際、低い剪断速度と高い剪断速度の間の粘度の違いは、原則的に増大する分枝度を呈する。最も低い分枝度を有する試料は、DINP−プラスチゾル(=標準)と匹敵する粘度挙動を示した。従って、プラスチゾルの加工性に関して、DINP−プラスチゾルの加工条件を達成するために、使用されるノニルテレフタレートの分枝度が増大すると、より大量の更なる可塑剤が必要になることが明らかである。本発明の意味する範囲内で、十分な範囲は>2.5の分枝度の場合である。
例4:ショアー硬度(ショアーA、ショアーD)の測定による成型物における可塑作用又は可塑剤効果の測定
ショアー硬度は、試験体の可塑性の指標である。特定の測定期間で、試験体中の規格化された指針が広いほど、測定値がより低く下がる。最も高い効果を有する可塑剤は、同じ可塑剤の量で、最も低い値のショアー硬度を生じる。実際に、配合物/調製物は、頻繁に、特定のショアー硬度に調節又は最適化されるので、極めて効果的な可塑剤は、特定の割合が調製物中で削減され、このことが加工者にとってコスト低減の点から重要である。
ショアー硬度を測定するために、例2により製造されたプラスチゾルを、直径42mmを有する真ちゅう製の丸型の鋳型に注いだ(重さ:20.0g)。次に、型の中のプラスチゾルを循環乾燥棚中200℃で30分間ゲル化させ、冷却後に取り出し、かつ測定前に少なくとも24時間乾燥棚(25℃)中に貯蔵した。ディスクの厚さは約12mmであった。測定自体は分析項目13により実施した。硬度の測定結果は表4にまとめられている。
Figure 2013543917
DINP(=標準)と比べて、該調製物では本発明によるテレフタル酸エステルの場合に著しく僅かな可塑剤効果が認識された。その際に、この効果は分枝度に極めて依存し、かつ本発明による例(2)の最も望ましい場合には、DINP−プラスチゾルと比べて10%未満の差異を示した。既に例3の場合のように、プラスチゾル粘度に関しては、より低い分枝度を有する本発明によるテレフタル酸エステルの可塑剤効果が示されている。従って、硬度は使用される本発明によるテレフタル酸エステルの分枝度により簡単に調整することができ、更に簡単な可能性として、可塑剤の量の増大により硬度を達成できる(いわゆる"効果の調整")ことが当業者に示される。
例5:例2で製造されたプラスチゾルからの(トップコート)フィルムの製造ならびに該トップコートフィルムの不透明度、黄色度及び浸出挙動の測定
フィルムの製造は、24時間(25℃)の参照時間の後に行った。フィルムの製造には、マチス実験室用コーティング機(製造者:W.Mathis AG社)のロールナイフで、1.40mmのナイフ間隙に調節した。これを、フィーラーによりコントロールし、かつ場合により後から調整し直した。製造されたプラスチゾルを、枠内に平らに挟んだ光沢紙(Ultracast Patent;Sappi Ltd.社)上に、マチス実験室用コーターを用いてナイフコーティングした。ナイフコーティングしたプラスチゾルを、今度はマチスオーブン内で200℃で2分間ゲル化させた。冷却後に、厚型高速ナイフ(KXL047;Mitutoyo社)を用いてフィルム厚を0.01mmの精度に決定した。このフィルムのフィルム厚は、全ての場合に、所定のナイフ間隙で、0.95〜1.05mmの間であった。厚さの測定は、フィルムの異なる3箇所で実施した。
透明度は、床の分野でのPVCトップコートの品質評価の重要な判断基準である。それというのも、高い透明度(=僅かな不透明度)の場合のみ、視覚的な全体の外観を達成できるからである。PVC−トップコートの透明度は、フィルムの製造に使用される調製物成分の相溶性にとって尺度として、特にPVC−マトリックスと可塑剤の相溶性を評価するための尺度としても当てはまる。高い透明度(=僅かな不透明度)は、通常は良好な相溶性を意味する。不透明度の測定は、分析項目14に記載されているように行った。
黄色度は、もう1つの重要な品質の判断基準である。トップコートにおける黄色は、床敷材の著しい外見上の損ないを生じる。なぜならば、PVC−トップコートの際に、通常は極めて僅かな黄色度しか許容できないからである。一方で、黄変が調製物の成分により(また、その副生成物及び分解生成物によっても)引き起こされ、他方で製造プロセスの間及び/又はトップコート又は床敷材の使用の間に(例えば、熱酸化による)分解により生じる。黄色度の測定は、分析項目12に記載したように行った。
トップコートフィルムの浸出挙動の評価は、ゲル化系において使用される可塑剤及び他の調製物成分の耐久性に関する逆推論を可能にする。調製物成分の著しい移動(例えば、フィルム表面上での潤滑フィルム及び/又は液滴の形成において示すことができる)は、外観及び美しさの他に、多くの実際の欠点を有する。従って、これは再び除去することができないか、又は少なくとも完全に除去できない粉塵及び/又は汚れに対しても高い接着を生じてしまい、ひいては極めて短時間にマイナスの外観を生じる。更に、表面の触覚は著しく損なわれ、更に高い滑りの危険性がある。更に、固定接着剤との相互作用により、制御不可能な床敷材の剥がれを生じ得る。浸出挙動の評価には、表5に記載されている採点系を使用した。浸出は通常は、いわゆる"K.O"−判断基準であるので、評価の際には僅かな等級分けだけに意味がある。評価の間にフィルムを25℃で貯蔵した。
Figure 2013543917
結果を表6にまとめた。
Figure 2013543917
分枝度2.78を有するテレフタル酸エステルを含有する(比較)試料(4)の評価では、全ての他の(本発明による)テレフタル酸エステルは、DINP−標準と匹敵し、僅かに悪い透明度の傾向、又は匹敵する僅かに悪い黄色度の傾向を有した。試料4の場合には、既に24時間の貯蔵期間後に、測定を妨げる僅かな潤滑油膜が形成された。浸出挙動に関しては、DINPと比べて可塑剤とPVCの僅かな相溶性により、本発明によるテレフタル酸エステルを唯一の可塑剤として使用する際に、DINP標準に対して欠点を有する。
一方では、テレフタル酸エステルの分枝度は、その使用下に製造されるプラスチゾル及び成形体又はフィルムの特性において重要な影響を与え、他方では工業的使用性に関して明らかな制限が含まれることが明確に分かる。従って、比較例として挙げられる分枝度2.78を有するテレフタル酸エステルは、その劣った特性に基づき、もはや簡単に使用できない。更に、本発明によるテレフタル酸エステルの可塑剤としての単一の使用は、類似したDINP−試料比べて、劣悪な特性を生じる。
例6:加工温度を下げる更なる可塑剤と一緒の、非充填の、着色されていないPVC−プラスチゾルにおけるテレフタル酸ノニルエステルの使用
以下に、非充填の着色されていないPVC−プラスチゾルを用いて、本発明によるプラスチゾルの利点を明らかにする。その際に、以下に挙げる本発明によるプラスチゾルは、特に床敷材の製造の際に使用されるプラスチゾルの模範例である。特に、以下の本発明によるプラスチゾルは、多層に構成されたPVC−床において上層として使用される透明なトップコート(いわゆる、クリアトップコート)の模範例である。その場合に、このような調製物は一般に保持され、かつ当業者により、それぞれの使用分野を構成する特殊な加工要件及び使用要件に合わせることができ、かつ合わせなくてはならない。
特に、加工温度を下げる更なる可塑剤(本発明によるテレフタル酸エステルの他)の使用により、テレフタル酸エステル(例2〜5参照)の欠点が打ち消されることが示された。
Figure 2013543917
先行する実施例から挙げられていない使用材料と物質を以下に詳説する。
Eastman DBT:ジ−n−ブチルテレフタレート、可塑剤;Eastman Chemical Co.社。
VESTINOL(登録商標)INB:イソノニルベンゾエート;可塑剤;Evonik Oxeno GmbH社。
Citrofol B II:アセチルトリブチルシトレート;可塑剤;Jungbunzlauer AG社。
Santicizer 9201:変性ジベンゾエート、可塑剤;Ferro Corp社
プラスチゾルの製造は、例2に記載されている方法により行ったが、しかし表7に挙げられている調製物の使用下に行った。
例7:24時間及び7日間(25℃で)の貯蔵期間後のトップコートプラスチゾルのプラスチゾル粘度の測定
例6で製造されたプラスチゾルの粘度の測定は、Rheometer Physica MCR 101(Paar−Physica社)を用いて、分析項目10に記載されている方法により行った。結果は、以下の表(8)に模範的に記載されている。結果は、以下の表(8)に、100/秒、10/秒、1/秒及び0.1/秒の剪断速度に関して模範的に記載されている。プラスチゾルの貯蔵安定性を評価できるようにするために、測定をそれぞれ2回(25℃で、24時間及び7日間の貯蔵期間後)実施した。
Figure 2013543917
高い剪断速度では、DINTの他にINB又はDBTを含有する混合物のプラスチゾル粘度は、DINP(=標準)のレベル(3)であるか、又は著しく下回る(6)。DINTの他に、Citrofol B II又はSanticizer 9201を含有するプラスチゾルは、DINP−レベルを僅かに上回る。僅かな剪断速度では、違いが標準化される。本発明による全ての組成物は、優れた貯蔵安定性を有し、貯蔵期間が増すと、プラスチゾル粘度において最も僅かな変化だけを示した。
従って、現在のところ標準であるDINPと比べて、被覆速度に関して改善された又は類似した加工性ならびに優れた貯蔵安定性を有する組成物が提供される。
例8:例6からのトップコートプラスチゾルのゲル化挙動の測定
例6で製造されたトップコートプラスチゾルのゲル化挙動の試験は、分析項目1.1
(上記参照)に記載されているように、25℃で24時間貯蔵した後にPhysica MCR 101を用いて振動モードで行った。結果は、以下の表(9)に記載されている。
Figure 2013543917
単なるDINTと比べて、使用された全ての更なる可塑剤は、それを上回ると使用されるゲル化プロセスゆえにプラスチゾル粘度の著しい増大を生じる温度("1000Pa*sのプラスチゾル粘度の達成")にも、最大プラスチゾル粘度が達成される温度にも著しい減少を生じ、及びそれにより著しく僅かな加工温度を生じる。最大のプラシゾル粘度が達成される温度に関して、本発明によるプラスチゾルは、DINP−プラスチゾル(=標準)のレベルにあるか、又はそれを下回る。同時に、ゲル化により達成されるべき最大プラスチゾル粘度は、単なるDINTの場合よりも部分的に著しく高い。すなわち、同じ温度では、更なる可塑剤の使用の際にゲル化が完全に進行し、かつ改善された材料特性を有する最終生成物が生じる。
従って、可塑剤としてDINTを専ら使用する場合と比べて、加工温度の著しい低下を生じ、かつDINP−標準プラスチゾルのように類似した加工特性を有する組成物が提供される。
例9:ショアー硬度(ショアーA硬度とショアーD硬度)の測定による成型物における可塑性作用又は可塑剤効果の測定
成形体の製造は、例4に記載されている方法により行ったが、例6で製造されたプラスチゾルの使用下に行った。測定の実施は、分析項目13に記載されている方法のように行った。硬度の測定の結果は表10にまとめてある。
Figure 2013543917
単なるDINTと比べて、更に使用される可塑剤は、ショアー硬度の減少、すなわち可塑剤効果の増大にはたらく。その際に、特にショアーDの場合には、DINT(=標準)に類似したレベルが達成された。
従って、DINTを専ら可塑剤として使用する場合と比べて、著しく増大した可塑剤効果を有する組成物が提供された。
例10:トップコートフィルムの不透明度、黄色度、熱安定性、水浸挙動及び浸出挙動の測定
トップコートフィルムの製造は、例5に記載されているように行ったが、しかし例6からのプラスチゾルの使用下に行った。不透明度の測定は、分析項目14に記載されているように行った。黄色度の測定は、分析項目12に記載されているように行った。トップコートフィルムの製造の直後の黄色度の他に、フィルムを200℃で10分間(マチスオーブン中で)貯蔵した後に、黄色度を2回測定し、熱安定性に関する情報が得られた。
浸出挙動を評価するために、表5に記載されている採点系を使用した。評価の間にフィルムを25℃で貯蔵した。
水浸漬の実施及び水の吸収の評価ならびに水浸による質量損失は、分析項目15に記載されている方法により実施した。試験の結果は、表11にまとめてある。
Figure 2013543917
不透明度に関しては、全てのフィルムはDINP−試料(1)の極めて良好に匹敵するレベルであり、トップコートフィルムの製造直後の黄色度に等しく該当した。200℃で10分間の滞留時間の後に、本発明による可塑剤混合物を含有する試料は、部分的に著しく改善された(すなわち、低い)黄色度を有し、すなわちDINPよりも著しく熱安定性であり、かつDINT単独(2)よりも部分的に熱安定性である。浸出挙動は、全ての場合に極めて良好から良好であり、更なる可塑剤の使用は、部分的に著しく改善された相溶性に作用し、これは他方で浸出の最小化を生じた。水浸は、加工温度の低下に使用される可塑剤とは異なる親水性を著しく示した。ジブチルテレフタレート(3)及びイソノニルベンゾエート(4)は、DINP標準(1)から公知の値に著しい差異を示さないのに対して、クエン酸エステル(5)とジベンゾエート(6)の場合には、著しい質量損失が認識された。最後の2つの場合には、例えば、表面のシーリング(例えば、ポリウレタンベースのもの)の使用のような簡単な措置により、方向のずれの修正は当業者に判断がゆだねられる。
従って、トップコートフィルムに加工でき、(同時にオルト−フタレートの不在で)その不透明度/透明度に関してDINP−標準にある組成物が提供される。熱安定性に関しては、DINP−標準と比べて、本発明による組成物の使用により著しく優れた結果が示され、このことは調製物のコストの著しい低減につながる(安定剤の割合の低減により)。水性媒体中での貯蔵安定性に関しては、達成可能な結果は、使用される更なる可塑剤による。
例11:織物被覆(防水シートの製造)のための充填された及び着色されたプラスチゾルの製造
以下に、充填され着色されたPVC−プラスチゾルを用いて、本発明によるプラスチゾルの利点を明らかにする。その際に、以下に記載する本発明によるプラスチゾルは、特に、防水シート(例えば、LKW−防水シート)の製造の際に使用されることになるプラスチゾルの模範となる。このような調製物は、この場合に一般に保持され、かつ当業者により各々の使用分野において存在する特殊な加工要求及び使用要求に合わせることができるか、又は合わせるべきである。
Figure 2013543917
先行する実施例から挙げられていない使用材料と物質を以下に詳説する。
P1430K70:K値70(DIN EN ISO 1628−2により測定)を有するマイクロサスペンションPVC(ホモポリマー);Vestolit GmbH&Co.KG社。
Calcilit 6G:炭酸カルシウム;充填剤;Alpha Calcit社。
KRONOS 2220:Al及びSiで安定化したルチル顔料(TiO2);白色顔料;Kronos Worldwide Inc.社。
Mark BZ 561:バリウム/亜鉛−安定剤;Chemtura/Gakata Chemicals社。
例12:24時間及び7日間(25℃で)の貯蔵期間後の充填及び着色されたプラスチゾルのプラスチゾル粘度の測定
例11で製造されたプラスチゾルの粘度の測定は、Rheometer Physica MCR 101(Paar−Physica社)を用いて、分析項目10に記載されている方法により行った。結果は以下の表(13)に、模範的に100/秒、10/秒、1/秒及び0.1/秒の剪断速度で記載されている。プラスチゾルの貯蔵安定性を評価できるようにするために、測定をそれぞれ2回(24時間と7日の貯蔵期間後)実施した。
Figure 2013543917
本発明による全ての組成物は、24時間の貯蔵期間後に、関連した全体の剪断速度の範囲にわたり、DINT−プラスチゾル(=標準)よりも、及び単なるDINTを有する匹敵するプラスチゾルよりも低いプラスチゾル粘度を有した。従って、これらは著しく高い加工速度にとって、特にコーティング加工の際に適切である。このために、これらはより低い粘度により、防水シートの製造において使用される繊維織物又はマットに極めて良好に浸透することができ、かつそれにより硬い複合体を生じる。部分的に著しく低いプラスチゾル粘度に関しては、著しく低い可塑剤の量も可能であるり、これは両方の利点を全く犠牲にせずに可能である。本発明による全ての組成物は、優れた貯蔵安定性を有する。すなわち、プラスチゾル粘度において極めて僅かな変化しか示さない。従って、その僅かなプラスチゾル粘度により、より速い加工を可能にすると同時に著しく改善された生成物(防水シート)を生じる組成物が提供され、かつその際に、全体の可塑剤の著しく僅かな要求ならびに優れた貯蔵安定性も有する。
例13:例11からの充填及び着色されたプラスチゾルのゲル化挙動の測定
例11で製造されたプラスチゾルのゲル化挙動の試験は、分析項目10(上記参照)に記載されているように、25℃で24時間プラスチゾルを貯蔵した後にPhysica MCR101を用いて振動モードで行った。結果は以下の表(14)に記載されている。
Figure 2013543917
本発明による組成物は、単なるDINTに対しても、また少なくとも部分的に単なるDINPに対しても、加工温度に関して利点を有した。使用される更なる可塑剤及びDINTに対する量の比により、ゲル化挙動を目的を定めて調節することができる。ゲル化プロセスにより達成可能な最大のプラスチゾル粘度にも同様のことは当てはまる。
従って、著しく速い加工を可能にし、及び/又はより低い加工温度での加工を可能にする組成物が提供され、かつその際に、公知の標準プラスチゾルのように類似した又は優れた材料特性が生じる。
例14:
ショアー硬度(ショアーAとショアーD)の測定により、成型物における可塑剤作用又は可塑剤効果の測定
試験体の製造は、例4に記載した方法により行ったが、例11で製造したプラスチゾルの使用下に行った。測定の実施は、分析項目13に記載した方法により行った。硬度測定の結果は表15にまとめられている。
Figure 2013543917
本発明による組成物は、可塑剤としてのDINP(1)又はDINT(2)を単独で使用する場合と比べて、部分的に高く改善された可塑剤効果を有した。これは、全体の可塑剤の量の減少を可能にし、かつそれにより調製物の著しいコスト低減を可能にする。

Claims (15)

  1. ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチレート、ポリアルキル(メタ)アクリレート及びそのコポリマーから成る群から選択される少なくとも1つのポリマーと、可塑剤としてのテレフタル酸ジイソノニルエステルと、加工温度を下げる少なくとも1つの更なる可塑剤とを含有し、前記エステルのイソノニル基の平均分枝度は、1.15〜2.5の範囲内である組成物。
  2. ポリマーは、ポリ塩化ビニルである、請求項1に記載の組成物。
  3. ポリマーは、塩化ビニルと、塩化ビニリデン、ビニルブチレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート又はブチル(メタ)アクリレートから成る群から選択される1つ又は複数のモノマーとのコポリマーである、請求項1に記載の組成物。
  4. テレフタル酸ジイソノニルエステルの量は、ポリマー100質量部当たり、5〜90質量%である、請求項1から3までのいずれか1項に記載の組成物。
  5. テレフタル酸ジイソノニルエステルを除く更なる他の可塑剤が組成物中に含有される、請求項1から4までのいずれか1項に記載の組成物。
  6. 組成物は、加工温度を下げる更なる可塑剤として、フタル酸ジアルキルエステル、トリメリット酸トリアルキルエステル、アジピン酸ジアルキルエステル、テレフタル酸ジアルキルエステル、シクロヘキサン二酸ジアルキルエステル、安息香酸エステル、グリコールエステル、アルキルスルホン酸エステル、グリセリンエステル、イソソルビドエステル、クエン酸エステル、アルキルピロリドン及びエポキシ化油から成る群から選択される少なくとも1つの可塑剤を含有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の組成物。
  7. 使用される加工温度を下げる更なる可塑剤と、テレフタル酸ジイソノニルエステルとの質量比は、1:20〜2:1の間である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の組成物。
  8. 組成物は、懸濁液−PVC、マイクロサスペンション−PVC及び/又はエマルション−PVCを含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の組成物。
  9. 組成物は、充填剤、顔料、マット化剤、熱安定剤、酸化防止剤、UV−安定剤、難燃剤、粘度調整剤、溶剤、脱泡剤、定着剤、プロセス助剤及び滑剤から成る群から選択される少なくとも1つの添加剤を含有する、請求項1から8までのいずれか1項に記載の組成物。
  10. 床敷材、壁張り材、壁紙、防水シート又は被覆織物のための、請求項1から9までのいずれか1項に記載の組成物の使用。
  11. 請求項1から9までのいずれか1項に記載の組成物を含有している成形体。
  12. 請求項1から9までのいずれか1項に記載の組成物を含有している床敷材。
  13. 請求項1から9までのいずれか1項に記載の組成物を含有している壁紙。
  14. 請求項1から9までのいずれか1項に記載の組成物を含有している防水シート。
  15. 請求項1から9までのいずれか1項に記載の組成物を含有している被覆織物。
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