JP2019510127A5 - - Google Patents

Description

したがって、以下に提示する本発明の概念は、バリア添加剤の見掛けのアスペクト比が、元の無機層状粒子のそれを超えて増加する限り、スタック中の層の数をカウントすることによって無視されるべきではない。ポリマー物品中のスタック状無機粒子の分布および分散に対する剥離効果は、本開示が実証するように、予想外に改善された性能を実現する。
特定の実施形態では、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
予め選択したポリマー用のバリア添加剤のために構成成分を選択する方法であって、
（ａ）小分子をインターカレートすることができる少なくとも１種の層状無機バリア添加剤前駆体を選択するステップと、
（ｂ）前記選択した無機バリア添加剤前駆体中にインターカレートし、それとイオン的にまたは共有結合的に結合することができる、少なくとも１種の有機相溶化剤を選択するステップであって、前記少なくとも１種の相溶化剤が、前記予め選択したポリマーと同様の溶解度パラメーターを有し、約２ナノメートルを超えて伸長されたときの鎖長を有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと、
（ｃ）少なくとも１種のビヒクルを選択するステップであって、前記少なくとも１種のビヒクルが、前記予め選択したポリマーおよび前記相溶化剤の両方と同様の溶解度パラメーターを有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと
を含む、方法。
（項目２）
予め選択したポリマー用のバリア添加剤を調製する方法であって、
（ａ）小分子をインターカレートすることができる少なくとも１種の層状無機バリア添加剤前駆体を選択するステップと、
（ｂ）前記選択した無機バリア添加剤前駆体中にインターカレートし、それとイオン的にまたは共有結合的に結合することができる、少なくとも１種の有機相溶化剤を選択するステップであって、前記少なくとも相溶化剤が、前記予め選択したポリマーと同様の溶解度パラメーターを有し、約２ナノメートルを超えて伸長されたときの鎖長を有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと、
（ｃ）少なくとも１種のビヒクルを選択するステップであって、前記少なくとも１種のビヒクルが、前記予め選択したポリマーおよび前記相溶化剤の両方と同様の溶解度パラメーターを有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと、
（ｄ）前記選択した相溶化剤と前記選択した無機バリア添加剤前駆体を反応させ、有効量のビヒクルを取り入れるステップと
を含む、方法。
（項目３）
前記無機バリア添加剤前駆体が、層状複水酸化物である、項目２に従って調製された組成物。
（項目４）
前記層状複水酸化物が、一般式Ｍ ^＋２ _８−ｘ Ｍ ^＋３ _ｘ （ＯＨ） _１６ ・４Ｈ _２ Ｏ・（ＣＯ _３ ） _ｘ／２ を有する、項目３に記載の組成物。
（項目５）
Ｍ ^＋２ が、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、および亜鉛の二価カチオンから選択される、項目４に記載の組成物。
（項目６）
Ｍ ^＋３ が、クロム、鉄、アルミニウム、ガリウム、インジウム、イットリウム、およびランタニドの三価カチオンから選択される、項目４に記載の組成物。
（項目７）
Ｍ ^＋２ がマグネシウムであり、Ｍ ^＋３ がアルミニウムである、項目４〜６のいずれか一項に記載の組成物。
（項目８）
前記少なくとも１種の相溶化剤が、有機ホスフェートまたはホスホネートである、項目２に従って調製された組成物。
（項目９）
前記有機ホスフェートまたはホスホネートが、前記無機バリア添加剤前駆体の表面に共有結合的に結合している、項目８に従って調製された組成物。
（項目１０）
前記無機バリア添加剤前駆体上の反応部位に対する相溶化剤のモル比が、少なくとも０．３である、項目２に従って調製された組成物。
（項目１１）
前記無機バリア添加剤前駆体上の反応部位に対する相溶化剤のモル比が、約０．５よりも大きい、項目２に従って調製された組成物。
（項目１２）
前記組成物が室温付近で流体である、項目２に従って調製された組成物。
（項目１３）
予め選択したポリマーと、項目２に記載の方法に従って調製されたバリア添加剤とを含む、組成物。
（項目１４）
前記予め選択したポリマーが、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエーテル、ポリスルフィド、ポリイミド、およびポリアミドからなる群から選択される、項目１３に記載の組成物。
（項目１５）
前記予め選択したポリマーが、熱可塑性ポリマーである、項目１３に記載の組成物。
（項目１６）
前記予め選択したポリマーが、熱硬化性ポリマーである、項目１３に記載の組成物。
（項目１７）
前記バリア添加剤組成物を、溶融ブレンディングによって前記予め選択したポリマー中に取り入れる、項目１３に記載の組成物。
（項目１８）
前記バリア添加剤組成物を、溶解プロセスによって前記予め選択したポリマー中に取り入れる、項目１３に記載の組成物。
（項目１９）
前記バリア添加剤組成物を、ポリマー前駆体に取り入れた後、前記ポリマー前駆体を重合する、項目１３に記載の組成物。
（項目２０）
項目１３に記載の組成物を含む、物品。
（項目２１）
前記相溶化バリア添加剤が、前記予め選択したポリマーの表面エネルギーと少なくとも等しい表面エネルギーを有する、項目２に記載の組成物。
（項目２２）
前記予め選択したポリマーが、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエーテル、ポリスルフィド、ポリイミド、およびポリアミドからなる群から選択される、項目２１に記載の組成物。
（項目２３）
前記組成物が、前記バリア添加剤を取り入れた後で、機械的曲げまたは延伸に供される、項目２２に記載の組成物。
（項目２４）
前記選択するステップ（ｂ）が、キーフィーチャーを有する前記相溶化剤に基づいて選択するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目２５）
前記選択するステップ（ｂ）が、追加の優先事項を有する前記相溶化剤に基づいて選択するステップをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記バリア添加剤が二重化層状水酸化物である場合、前記相溶化剤が、有機ホスフェートまたは有機ホスホネートを含む、項目２４または項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記予め選択したポリマーがポリエステルまたはナイロンである場合、前記ビヒクルが、ジオレエート、シトレート、アジペート、ジベンゾエート、水素化およびアセチル化油モノグリセリドおよびそれらの組合せからなる群から選択される、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記予め選択したポリマーがポリオレフィンである場合、前記ビヒクルが、鉱油、少なくとも１種の不飽和植物油、およびそれらの組合せからなる群から選択される、項目２６に記載の方法。
（項目２９）
受動的バリア特性を予め選択したポリマーに加えるための組成物であって、
（ａ）（ｉ）小分子をインターカレートすることができる少なくとも１種の層状無機バリア添加剤と、
（ｉｉ）前記選択した無機バリア添加剤前駆体中にインターカレートし、それとイオン的にまたは共有結合的に結合することができる、少なくとも１種の有機相溶化剤であって、前記少なくとも相溶化剤が、前記予め選択したポリマーと同様の溶解度パラメーターを有し、約２ナノメートルを超えて伸長されたときの鎖長を有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、少なくとも１種の有機相溶化剤と
の反応生成物、および
（ｂ）前記反応生成物が有効量で分散させられた少なくとも１種のビヒクルであって、前記少なくとも１種のビヒクルが、前記予め選択したポリマーおよび前記相溶化剤の両方と同様の溶解度パラメーターを有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、少なくとも１種のビヒクル
を含む、組成物。
（項目３０）
前記無機バリア添加剤前駆体が、層状複水酸化物である、項目２９に従って調製された組成物。
（項目３１）
前記層状複水酸化物が、一般式Ｍ ^＋２ _８−ｘ Ｍ ^＋３ _ｘ （ＯＨ） _１６ ・４Ｈ _２ Ｏ・（ＣＯ _３ ） _ｘ／２ を有する、項目３０に記載の組成物。
（項目３２）
Ｍ ^＋２ が、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、および亜鉛の二価カチオンから選択される、項目３１に記載の組成物。
（項目３３）
Ｍ ^＋３ が、クロム、鉄、アルミニウム、ガリウム、インジウム、イットリウム、およびランタニドの三価カチオンから選択される、項目３１に記載の組成物。
（項目３４）
Ｍ ^＋２ がマグネシウムであり、Ｍ ^＋３ がアルミニウムである、項目３１〜３３のいずれか一項に記載の組成物。
（項目３５）
前記少なくとも１種の相溶化剤が、有機ホスフェートまたはホスホネートである、項目２９〜３３のいずれか一項に従って調製された組成物。
（項目３６）
前記有機ホスフェートまたはホスホネートが、前記無機バリア添加剤の表面に共有結合的に結合している、項目３５に従って調製された組成物。
（項目３７）
前記無機バリア添加剤前駆体上の反応部位に対する相溶化剤のモル比が、少なくとも０．３である、項目３６に従って調製された組成物。
（項目３８）
前記無機バリア添加剤前駆体上の反応部位に対する相溶化剤のモル比が、約０．５よりも大きい、項目３７に従って調製された組成物。
（項目３９）
前記組成物が室温付近で流体である、項目２９〜３８のいずれか一項に従って調製された組成物。
（項目４０）
前記予め選択したポリマーが、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエーテル、ポリスルフィド、ポリイミド、およびポリアミドからなる群から選択される、項目２９〜３９のいずれか一項に記載の組成物。
（項目４１）
前記予め選択したポリマーが、熱可塑性ポリマーである、項目４０に記載の組成物。
（項目４２）
前記予め選択したポリマーが、熱硬化性ポリマーである、項目４０に記載の組成物。
（項目４３）
見掛けのアスペクト比が、約５００〜約５０，０００の範囲である、項目３６に記載の組成物。
（項目４４）
見掛けのアスペクト比が、約２５００〜約４０，０００の範囲である、項目４３に記載の組成物。
（項目４５）
金属原子に対する相溶剤のモル比が、約０．２５〜約１．０である、項目４３に記載の組成物。
（項目４６）
金属原子に対する相溶剤のモル比が、約０．３〜約１．０である、項目４５に記載の組成物。
（項目４７）
前記相溶化剤が、リン酸ポリエチレングリコールトリデシルエーテル、リン酸ポリエチレングリコールフェニルエーテル、リン酸ポリエチレングリコールトリスチリルフェニルエーテル、およびそれらの組合せからなる群から選択される、項目２９〜３３のいずれか一項に記載の組成物。
（項目４８）
前記予め選択したポリマーがポリエステルまたはナイロンである場合、前記ビヒクルが、ジオレエート、シトレート、アジペート、ジベンゾエート、水素化およびアセチル化油モノグリセリド、およびそれらの組合せからなる群から選択される、項目２９〜４７のいずれか一項に記載の組成物。
（項目４９）
前記予め選択したポリマーがポリオレフィンである場合、前記ビヒクルが、鉱油、少なくとも１種の不飽和植物油、およびそれらの組合せからなる群から選択される、項目２９〜４７のいずれか一項に記載の組成物。
（項目５０）
前記予め選択したポリマーと、項目２９〜４９のいずれか一項に記載の組成物とを含む、ポリマー物品。
（項目５１）
前記組成物が、前記物品の約０．０１〜約１０重量パーセントを構成する、項目５０に記載のポリマー物品。
（項目５２）
前記組成物が構成し、前記組成物が、前記物品の約０．１〜約５重量パーセントを構成する、項目５１に記載のポリマー物品。
（項目５３）
前記物品が食品、飲料、または医薬用の容器である、項目５０〜５２のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目５４）
前記物品が、約１．１０〜約１０００の範囲の酸素に対するＢＩＦを有する、項目５０〜５３のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目５５）
前記物品が、約２〜約１００の範囲の酸素に対するＢＩＦを有する、項目５０〜５３のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目５６）
前記物品が、約１．１０〜約１０００の範囲の二酸化炭素に対するＢＩＦを有する、項目５０〜５５のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目５７）
前記物品が、約２．０〜約１００の範囲の二酸化炭素に対するＢＩＦを有する、項目５０〜５５のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目５８）
前記物品が、見掛けのアスペクト比が約５００〜約５０，０００のバリア添加剤を有する、項目５０〜５７のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目５９）
前記物品が、見掛けのアスペクト比が約２５００〜約４０，０００のバリア添加剤を有する、項目５０〜５７のいずれか一項に記載のポリマー物品。
（項目６０）
前記物品が非晶質フィルムである場合、酸素に対するＢＩＦが約１．３０〜約２．７８の範囲である、項目５０〜５９のいずれかに記載のポリマー物品。
（項目６１）
前記物品が配向フィルムである場合、酸素に対するＢＩＦが約１．０３〜約１．１４の範囲である、項目５０〜５９のいずれかに記載のポリマー物品。
（項目６２）
前記物品が、配向されたボトル側壁である場合、二酸化炭素に対するＢＩＦが約１．０８〜約１．２２の範囲であり、前記バリア添加剤の量が、前記ボトル側壁の０．０３５〜０．０５重量パーセントの範囲である、項目５０〜５９のいずれか一項に記載のポリマー物品。

Claims (16)

1. 予め選択したポリマー用のバリア添加剤のために構成成分を選択する方法であって、
   （ａ）小分子をインターカレートすることができる少なくとも１種の層状無機バリア添加剤前駆体を選択するステップと、
   （ｂ）前記選択した無機バリア添加剤前駆体中にインターカレートし、それとイオン的にまたは共有結合的に結合することができる、少なくとも１種の有機相溶化剤を選択するステップであって、前記少なくとも１種の相溶化剤が、前記予め選択したポリマーと同様の溶解度パラメーターを有し、約２ナノメートルを超えて伸長されたときの鎖長を有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと、
   （ｃ）少なくとも１種のビヒクルを選択するステップであって、前記少なくとも１種のビヒクルが、前記予め選択したポリマーおよび前記相溶化剤の両方と同様の溶解度パラメーターを有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと
   を含む、方法。
2. 予め選択したポリマー用のバリア添加剤を調製する方法であって、
   （ａ）小分子をインターカレートすることができる少なくとも１種の層状無機バリア添加剤前駆体を選択するステップと、
   （ｂ）前記選択した無機バリア添加剤前駆体中にインターカレートし、それとイオン的にまたは共有結合的に結合することができる、少なくとも１種の有機相溶化剤を選択するステップであって、前記少なくとも相溶化剤が、前記予め選択したポリマーと同様の溶解度パラメーターを有し、約２ナノメートルを超えて伸長されたときの鎖長を有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと、
   （ｃ）少なくとも１種のビヒクルを選択するステップであって、前記少なくとも１種のビヒクルが、前記予め選択したポリマーおよび前記相溶化剤の両方と同様の溶解度パラメーターを有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、ステップと、
   （ｄ）前記選択した相溶化剤と前記選択した無機バリア添加剤前駆体を反応させ、有効量のビヒクルを取り入れるステップと
   を含む、方法。
3. 前記無機バリア添加剤前駆体が、層状複水酸化物である、請求項２に従って調製された組成物。
4. 前記少なくとも１種の相溶化剤が、有機ホスフェートまたはホスホネートである、請求項２に従って調製された組成物。
5. 前記無機バリア添加剤前駆体上の反応部位に対する相溶化剤のモル比が、少なくとも０．３である、請求項２に従って調製された組成物。
6. 予め選択したポリマーと、請求項２に記載の方法に従って調製されたバリア添加剤とを含む、組成物。
7. 前記予め選択したポリマーが、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエーテル、ポリスルフィド、ポリイミド、およびポリアミドからなる群から選択される、請求項６に記載の組成物。
8. 前記バリア添加剤組成物を、溶融ブレンディングによって前記予め選択したポリマー中に取り入れる、請求項６に記載の組成物。
9. 請求項６に記載の組成物を含む、物品。
10. 前記組成物が、前記バリア添加剤を取り入れた後で、機械的曲げまたは延伸に供される、請求項２に記載の組成物。
11. 前記予め選択したポリマーがポリオレフィンである場合、前記ビヒクルが、鉱油、少なくとも１種の不飽和植物油、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
12. 受動的バリア特性を予め選択したポリマーに加えるための組成物であって、
    （ａ）（ｉ）小分子をインターカレートすることができる少なくとも１種の層状無機バリア添加剤と、
    （ｉｉ）前記選択した無機バリア添加剤前駆体中にインターカレートし、それとイオン的にまたは共有結合的に結合することができる、少なくとも１種の有機相溶化剤であって、前記少なくとも相溶化剤が、前記予め選択したポリマーと同様の溶解度パラメーターを有し、約２ナノメートルを超えて伸長されたときの鎖長を有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、少なくとも１種の有機相溶化剤と
    の反応生成物、および
    （ｂ）前記反応生成物が有効量で分散させられた少なくとも１種のビヒクルであって、前記少なくとも１種のビヒクルが、前記予め選択したポリマーおよび前記相溶化剤の両方と同様の溶解度パラメーターを有し、前記予め選択したポリマーを加工するために用いる溶融加工条件下で熱的に安定である、少なくとも１種のビヒクル
    を含む、組成物。
13. 前記無機バリア添加剤前駆体が、層状複水酸化物である、請求項１２に従って調製された組成物。
14. 前記少なくとも１種の相溶化剤が、有機ホスフェートまたはホスホネートである、請求項１２に従って調製された組成物。
15. 前記予め選択したポリマーが、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエーテル、ポリスルフィド、ポリイミド、およびポリアミドからなる群から選択される、請求項１２に記載の組成物。
16. 前記予め選択したポリマーと、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の組成物とを含む、ポリマー物品。