JP2019520446A - 透明耐衝撃性組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、(A)脂環式単位を含むポリアミドブロックを含有し、且つポリエーテルブロックを含有する非晶質又は準非晶質コポリマー;(B)アミド単位を含む半結晶性ポリマー又はコポリマー;(C)アミド単位を含む別のポリマー又はコポリマー;及び(D)少なくとも層(D1)及び層(D2)を含む多層ポリマーを含む組成物に関する。この組成物は、特にスポーツ物品の製造について、透明性及び衝撃強度の有利な特性を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、特にスポーツ用物品の製造のための透明性及び衝撃強度の有利な特性を有するポリマー組成物に関する。
衝撃強度添加剤を統合するポリアミドに基づく透明な組成物が先行技術で知られている。そのような組成物は、例えば、米国特許公開第2007/0249789号、同第2009/0247699号及び同第2014/0275392号に記載されている。
有益な光学及び機械的特性を得るために、アミドブロックを含有し、且つエーテルブロックを含有するコポリマーを含む混合物を生成することもさらに知られている。
例えば、国際公開第2007/144531号は、透明性、衝撃強度、耐熱性及び耐化学性の特に有益な特性を有するブロックコポリマーとポリアミドの三元混合物を記載している。
それにもかかわらず、これらの製品の特性、特に衝撃強度及びノッチ感度は低温で低下することが観察されてきた。
したがって、国際公開第2007/144531号の製品で得られた有利な光学特性(透明性)及び機械的特性(曲げ弾性率)を保持しながら、低温で改善した特性、特に衝撃強度及びノッチ感度を有する組成物を提供する必要がある。
本発明は、第1に、
(A)脂環式単位を含むポリアミドブロックを含有し、且つポリエーテルアミドを含有する非晶質又は準非晶質コポリマー;
(B)アミド単位を含む半結晶性ポリマー又はコポリマー;
(C)アミド単位を含む別のポリマー又はコポリマー;及び
(D)少なくとも層(D1)及び層(D2)を含む多層ポリマー
を含む組成物に関する。
一実施態様によれば、該組成物は、重量で、
− 15から50%、好ましくは20から40%、より優先的には25から35%、さらにより優先的には27から32%のコポリマー(A);
− 20から60%、好ましくは30から50%、より優先的には35から45%、さらにより優先的には38から42%のコポリマー(B);
− 5から40%、好ましくは10から30%、より優先的には15から25%、さらにより優先的には18から23%のポリマー(C);及び
− 1から25%、好ましくは2から20%、より優先的には3から15%、さらにより優先的には5から12%のポリマー(D);
を含む。
一実施態様によれば、ポリマー(D)はコアシェル粒子の形態であり、層(D1)はコア層であり、且つ層(D2)は粒子のシェル層、好ましくは最外シェル層である。
一実施態様によれば:
− ポリマー(D)の層(D1)は、イソプレン又はブタジエン由来の少なくとも50重量%の単位を含むポリマーの層であり;且つ/又は、
− ポリマー(D)の層(D2)は、好ましくはC1からC12アルキル(メタ)アクリレート由来の少なくとも70重量%の単位、さらにより好ましくはC1からC4アルキルメタクリレート及び/又はC1からC8アルキルアクリレート由来の少なくとも80重量%の単位を含む(メタ)アクリルポリマーの層である。
一実施態様によれば、ポリマー(D)の層(D1)は0℃以下のガラス転移温度を有し、ポリマー(D)の層(D2)は60℃以上のガラス転移温度を有する。
一実施態様によれば、コポリマー(A)のポリアミドブロックは、主として、重量で、少なくとも一の脂環式ジアミンと少なくとも一のジカルボン酸、好ましくは直鎖状脂肪族ジカルボン酸との等モルの組み合わせで形成される。
一実施態様によれば、脂環式ジアミンは、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACM)、パラ−アミノジシクロヘキシルメタン(PACM)、イソホロンジアミン(IPD)、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(BACM)、2,2−ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン(BMACP)、2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン(BAMN)及びそれらの組み合わせから選択され、好ましくはビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンである。
一実施態様によれば、脂肪族ジカルボン酸は、6から36の炭素原子、好ましくは9から18の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、特に1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸及び1,18−オクタデカンジカルボン酸から選択される。
一実施態様によれば、コポリマー(A)のポリアミドブロックは、B.6、B.9、B.10、B.12、B.14、B.16、B.18ブロック及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される。
一実施態様によれば、コポリマー(A)のポリアミドブロックは、500から12000g/mol、好ましくは2000から6000g/molの数平均分子量を含む。
数平均分子量(又は数平均モル質量)は、鎖制限剤の含有量によって決められる。それは以下の等式によって計算されうる:
Mn=(nモノマー/n制限剤)*M繰り返し単位+M制限剤
モノマー=モノマーのモル数
制限剤=余剰の二酸のモル数
繰り返し単位=繰り返し単位のモル質量
制限剤=余剰の二酸のモル質量
一実施態様によれば、コポリマー(A)のポリエーテルブロックは、好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリトリメチレングリコール(PO3G)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される少なくとも一のポリアルキレンエーテルポリオール、特にポリアルキレンエーテルジオール由来の単位を含む。
一実施態様によれば、コポリマー(A)のポリエーテルブロックは、200から4000g/mol、好ましくは300から1100g/molの数平均分子量を含む。
一実施態様によれば、コポリマー(B)のポリマーは、アミド単位を含むコポリマー、好ましくはポリアミドブロックを含有し、且つポリエーテルブロックを含有するコポリマーである。
一実施態様によれば、コポリマー(B)のポリアミドブロックは、PA12、PA11、PA10.10、PA10.12、PA10.14、PA6.10、PA6.12、PA6.14及びPA6.18ブロックから選択され、PA12ブロックが好ましい。
一実施態様によれば、コポリマー(B)のポリエーテルブロックは、好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリトリメチレングリコール(PO3G)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される少なくとも一のポリアルキレンエーテルポリオール、特にポリアルキレンエーテルジオール由来の単位を含む。
一実施態様によれば、構成成分(C)は非晶質コポリアミド又はホモポリアミドであり、好ましくはB.14ホモポリアミドである。
一実施態様によれば、組成物は、構成成分(A)から(D)に加えて、好ましくは静電気防止剤、染料、安定剤、例えば熱安定剤及びUV安定剤、核形成剤、可塑剤、耐衝撃性を改善するための薬剤、及び強化剤から選択される、一又は複数の添加剤を含む。
一実施態様によれば、構成成分(A)から(D)の合計は、組成物の少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも95重量%、より優先的には少なくとも98重量%、さらにより優先的には99重量%を占める。
本発明はまた、構成成分(A)、(B)、(C)及び(D)を好ましくは溶融状態で混合する工程と、押出又は射出の工程とを含む、上記のような組成物を製造するための方法にも関する。
本発明はまた、上記の組成物からなる、又は上記の組成物からなる部品を含む物品にも関する。
一実施態様によれば、物品は、繊維、織物、フィルム、シート、ロッド、チューブ、及び射出成形された部品から選択される。
一実施態様によれば、物品は、スポーツ用物品、例えば、スポーツシューズの構成要素、スポーツ用品、例えばアイススケート、スキーのバインディング、ラケット、スポーツバット、ボード、馬蹄、フィン、ゴルフボール、又はレクリエーション若しくはDIY物品、又は道路のツール若しくは設備の部品;又は保護用物品、例えばヘルメット用バイザー、眼鏡のレンズ若しくはサイドアーム;又は車両部品、例えばヘッドライトプロテクター、バックミラー、タンク、特に車、モペッド、モーターバイク若しくはスクーターである。
本発明は、最先端の技術の不利益を克服することを可能にする。より具体的には、本発明は、低温でより良好な衝撃強度及びノッチ感度を有し、有利な光学特性(透明性)及び機械的特性(曲げ弾性率)を有するポリマー組成物を提供する。
これは、ポリマー又はコポリマー(A)、(B)及び(C)の混合物に多層ポリマー(D)を添加することによって達成される。ポリマー(D)は特に、低温で衝撃強度の特性を改善し、一方で、他の有利な特性、特に、(A)、(B)及び(C)の混合物により得られる、透明性又は曲げ弾性率の特性を保持する。
実施例1に記載の試料X0、X3、X6及びX10のシャルピー衝撃強度を示す。温度℃はx軸にあり、弾性kJ/mはy軸にある。 組成物中のポリマー(D)(%で記載、x軸)の含有量に応じた560nmでの透過率(%で記載、左側y軸)及びヘイズH(%で記載、右側y軸)を示す。
ここから、本発明について詳細に且つ非限定的に記載する。
本発明の組成物は、ポリマー又はコポリマー(A)、(B)、(C)及び(D)を含む。
構成成分(A)
構成成分(A)は、脂環式単位を含むポリアミドブロックを含有し、且つポリエーテルブロックを含有する非晶質又は準非晶質コポリマーである。
構成成分(A)は好ましくは非晶質である。
「非晶質」とは、ガラス転移温度(Tg)のみを有し、融点(Mp)を有しないポリマーを意味することが意図される。
「準非晶質」とは、ISO規格11357−32013:に従って測定した、示差走査熱量測定分析における20K/分の速度での冷却工程中の結晶化のエンタルピーが、30J/g未満、好ましくは20J/g未満、より好ましくは15J/g未満であるようなガラス転移温度(Tg)及び融点(Mp)を有する比較的非結晶性のポリマーを意味することが意図される。
ISO規格11357−1:2009及びISO規格11357−2:2013に従って、20K/分の加熱速度でDSCにより測定されたガラス転移温度(Tg)は、好ましくは75℃超である。さらにより好ましくは、構成成分(A)は少なくとも90℃に等しいガラス転移温度を有する。
構成成分(A)は好ましくは透明であり、すなわち、2mmの厚さのプレート上560nmで75%超の透過率を有する。
ポリアミド(PA)ブロックは、主に、少なくとも一のジアミンと少なくとも一のジカルボン酸との(好ましくは等モルの)組み合わせからなることがあり、ジアミンは主に脂環式であり、ジカルボン酸は主に直鎖状で脂肪族であり、アミド単位は任意選択的に、少なくとも一の他のポリアミドコモノマーを少量で含むことができる。
「主に」とは、50重量%超の量を意味することが意図される。「少量で」とは、50重量%未満の量を意味することが意図される。
好ましい実施態様によれば、PAブロックは、脂環式ジアミン及びジカルボン酸、好ましくは直鎖状ジカルボン酸(少量のコモノマーを含まない)から完全になる。
脂環式ジアミンは、有利には、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACM)、パラ−アミノジシクロヘキシルメタン(PACM)、イソホロンジアミン(IPD)、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(BACM)、2,2−ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン(BMACP)及び2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン(BAMN)から選択されうる。
有利には、唯一の脂環式ジアミン、特にBMACMがジアミンとして使用される。
少なくとも一の非脂環式ジアミンは、ジアミンの合計に対して、好ましくは最大30mol%の量で、アミド単位のモノマーの組成物に含有されうる。非脂環式ジアミンとしては、直鎖状脂肪族ジアミン、例えば1,4−テトラメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン及び1,10−デカメチレンジアミンが挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸は、好ましくは、6から36の炭素原子、好ましくは9から18の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、特に1,10−デカンジカルボン酸(セバシン酸)、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸及び1,18−オクタデカンジカルボン酸から選択されうる。
少なくとも一の脂肪族ジカルボン酸は、ジカルボン酸の合計に対して、好ましくは最大15mol%の量で、アミド単位のモノマーの組成物に含有されうる。非脂肪族ジカルボン酸は、芳香族二酸、特にイソフタル酸(I)、テレフタル酸(T)及びこれらの混合物から好ましくは選択される。
一又は複数のモノマーがアミド単位の調製において少量で含まれうる。それらは、特に、ラクタム及びα,ω−アミノカルボン酸から選択されうる。
ラクタムは、例えば、カプロラクタム、オエナントラクタム及びラウリルラクタムから選択される。
α,ω−アミノカルボン酸は、例えば、アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、11−アミノウンデカン酸又は12アミノドデカン酸から選択される。
有利には、構成成分(A)は、アミド当たりの炭素の数が平均で少なくとも9に等しいアミド単位を含む。
PAブロックは、好ましくは、PAB.6、PAB.9、PAB.10、PAB.12、PAB.14、PAB.16又はPAB.18ブロック及びそれらの混合物から選択される。
PAX.Y、Xという表記は、これらが数である場合、ジアミン残基由来の炭素原子の数を表し、Yは、(従来)二酸残基由来の炭素原子の数を表す。後者Bは、ジアミンBMACM由来の残基を表す。
PAブロックの数平均分子量は、有利には、500から12000g/molの間、好ましくは2000から6000g/molの間である。
ポリエーテル(PE)ブロックは、例えば、好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリトリメチレングリコール(PO3G)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される少なくとも一のポリアルキレンエーテルポリオール、特にポリアルキレンエーテルジオール由来の単位を含む。
PEブロックは、NH鎖末端を有するポリオキシアルキレンブロックを含むことができ、そのような配列は、ポリエーテルジオールと称されるα,ω−ジヒドロキシル化脂肪族ポリオキシアルキレンブロックのシアノアセチル化により得ることができる。さらに具体的には、Huntsmanからの市販品であるJeffamine(登録商標)と称される製品(例えば、Jeffamine(登録商標)D400、D2000、ED 2003又はXTJ 542)が使用されうる。この点に関しては、特許公開第2004346274号、同第2004352794号及びEP1482011が参照される。
PEブロックの数平均分子量は、有利には、200から4000g/molの間、好ましくは300から1100g/molの間である。
コポリマー(A)は、例えば、以下に従った方法により調製されうる:
− 第1の工程において、PAブロックは、
−ジカルボン酸から選択される鎖制限剤の存在下、
− ジアミン;
− ジカルボン酸;
− 適切な場合には、ラクタム及びα−ωアミノカルボン酸から選択されるコモノマー;
の重縮合により調製される、
− 第2の工程において、得られたPAブロックが、触媒の存在下でPEブロックと反応する。
本発明のコポリマーのためのこの一般的な二工程調製方法は既知であり、例えばFR2846332及びEP1482011に記載されている。
PAブロック形成するための反応は、特に、180から300℃、好ましくは200から290℃の温度で行われうる。反応器中の圧力は、好ましくは、5から30barの間で決められ、好ましくはおよそ2から3時間維持される。その後、反応器の圧力を大気圧へゆっくりと減少させ、その後、余分な水を、例えば1又は2時間にわたって、蒸留することが可能である。
カルボン酸末端を有するPAブロックが調製されると、次にPEブロック及び触媒が添加される。触媒と同様に、PEブロックを一又は複数のポーションに分けて添加してもよい。有利な形態によれば、PEブロックが最初に添加され、PEブロックのOH末端基とPAブロックのCOOH末端基との反応と、エステル結合の形成及び水の除去が一緒に始まる。蒸留により最大量の水が反応媒体から除去され、次いで触媒がPAブロック及びPEブロックの結合を完了するために導入される。この第2の工程は、試薬及び得られるコポリマーが溶融状態にあるような温度で、好ましくは少なくとも15mmHg(2000Pa)の減圧下で撹拌しながら行われうる。一例として、この温度は、100と400℃の間であってもよく、通常は200と300℃の間でよい。反応は、溶融ポリマーによって撹拌機上にかかるトルクを測定することにより、又は撹拌機によって消費される電力を測定することによりモニターされる。反応の終了は、目標トルク値又は電力値により決定される。
合成中、最も適切であると考えられる瞬間に、例えば市販品Irganox(登録商標)1010又はIrganox(登録商標)245などの抗酸化剤として使用される一又は複数の分子を添加することも可能である。
最初から全てのモノマーが一緒にされる、すなわち単一工程で、コポリマー(A)を調製するための方法を行い、
− ジカルボン酸から選択される鎖制限剤の存在下;
− PEブロックの存在下;及び
− PEブロックとPAブロックとの間の反応を触媒化するための触媒の存在下で、
− ジアミン;
− ジカルボン酸(複数可);及び
− 適切な場合、他のポリアミドコモノマー
の重縮合を行うことも可能である。
有利には、前記ジカルボン酸は、連鎖制限剤として使用され、ジアミン(複数可)の化学量論に対して過剰に導入される。
有利には、チタン、ジルコニウム、及びハフニウムから、又はリン酸、次亜リン酸若しくはホウ酸などの強酸から形成される群から選択される金属の誘導体が触媒として使用される。
重縮合は、特に240から280℃の温度で行われうる。
コポリマー(A)は、親水性PEブロック、好ましくはPEG、PPG又はPO3GタイプのPEブロックを含んでもよく、これは、組成物に対する静電気防止及び防水性/通気性(つまり、水蒸気の通過を可能にするが液体水の通過は可能にしない)の特性に関して追加の利点を提供する。
別の特に好ましい実施態様によれば、コポリマー(A)は、B.12ブロックを含有し、且つPTMGブロックを含有するコポリマーである。
構成成分(B)
構成成分(B)は、アミド単位を含む半結晶性ポリマー又はコポリマーである。
「半結晶性」とは、2013年のISO規格11357−3に従ったDSCにおける融点(Mp)、及び30J/g超、好ましくは40J/g超の2013年のISO規格11357−3に従ったDSCにおける20K/分の速度での冷却工程中の結晶化のエンタルピーを有するポリマーを意味することが意図される。
構成成分(B)は、特にポリアミド又はコポリアミドでありうる。
構成成分(B)は、有利には、ISO規格11357−3:2013に従ってDSCにより測定された100℃超、好ましくは150℃の融点を有する。
構成成分(B)は、有利には、ISO規格11357−1:2009及びISO規格11357−2:2013に従って、20K/分の加熱速度でDSCにより測定された65℃未満のガラス転移温度(Tg)を有する。
構成成分(B)は、好ましくは、アミド単位及びエーテル単位を含む。アミド単位は、好ましくは脂肪族であるか、又は主に(重量による)脂肪族である。
さらにより好ましくは、構成成分(B)は、PAブロック含有し、且つPEブロックを含有するコポリマーである。
アミド単位は、主に(重量で)ラクタムから又はα,ω−アミノカルボン酸から、及び/又は少なくとも一のジアミンと少なくとも一のジカルボン酸との等モル組み合わせから形成されてもよく、ジアミンは好ましくは、主に(重量で)脂肪族且つ直鎖状であり、アミド単位は、任意選択的に、少量で(重量で)、少なくとも一の他のポリアミドコモノマーを含むことができる。
構成成分(B)は、有利には、アミド当たりの炭素の数が平均で少なくとも9に等しい直鎖状脂肪族の性質のアミド単位を含みうる。
よって、構成成分(B)は、特にPA12、PA11、PA10.10、PA10.12、PA10.14、PA6.10、PA6.12、PA6.14及びPA6.18ブロックから選択される直鎖状脂肪族PAブロックを含みうる。
PAX.Yという標記は、すでに上に記載されている。PAX、Xという表記は、アミノ酸残基由来の炭素原子の数を表す。
PE単位は、特に、構成成分(A)に関して上に示されるものから選択されてもよく、有利には、同じ性質であり且つ/又は同様の数平均分子量(50%内、好ましくは20%内又は10%内)を有する。
有利には、構成成分(B)のアミド単位は、前記構成成分の少なくとも50重量%を占める。
有利には、構成成分(B)のエーテル単位は、前記構成成分の少なくとも15重量%を占める。
構成成分(B)がポリアミドであるとき、それは特に、PA12及びPA11から、又は任意選択的にPA10.10、PA10.12、PA10.14、PA6.10、PA6.12、PA6.14及びPA6.18から選択されうる。
構成成分(B)がコポリアミド、好ましくはブロックコポリアミドであるとき、アミド単位(好ましくはアミドブロック)は好ましくは、PA12及びPA11から、又は任意選択的にPA10.10、PA10.12、PA10.14、PA6.10、PA6.12、PA6.14及びPA6.18から選択される。
好ましい実施態様によれば、構成成分(B)は、PA12ブロックを含有し、且つPTMGブロックを含有するコポリマーである。
構成成分(C)
構成成分(C)は、アミド単位を含むポリマー又はコポリマーであり、構成成分(A)及び構成成分(B)とは異なる。
構成成分(C)は、特に、非晶質コポリアミド又はホモポリアミドであってもよく、好ましくは非晶質ホモポリアミドである。
それは、特に脂肪族ポリアミド及び脂環式ポリアミドから選択されうる。
複数のポリアミド又はコポリアミドの混合物が、構成成分(C)に使用されうる。
好ましい実施態様によれば、構成成分(C)(又は、構成成分(C)がポリマーの混合物であるときは前記ポリマーの少なくとも一つ)は、式Ca ジアミン.Cb 二酸に対応する少なくとも一の単位を含む。
繰り返し単位Ca ジアミン.Cb 二酸は、少なくとも一の直鎖状若しくは分岐状脂肪族ジアミン、又は少なくとも一の脂環式ジアミン、又はそれら二値以上の混合物の重縮合、及び少なくとも一の脂肪族ジカルボン酸又は少なくとも一の脂環式ジカルボン酸の重縮合から得られる単位である。
ジアミン及びジカルボン酸のモル比は、優先的には化学両論的である。
ジアミン及びジカルボン酸はそれぞれ、4から36個の炭素原子、有利には6から18個の炭素原子を含む。
この繰り返し単位Ca ジアミン.Cb 二酸を得るために使用される脂肪族ジアミンは、ジアミンXに関して上で規定されるものである。
脂環式ジアミンは、例えば、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)エタン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3,5−ジアルキ−4−アミノシクロヘキシル)ブタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン又は3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン(通常「BMACM」又は「MACM」と称される(且つ以下ではBと表される))、p−ビス(アミノシクロヘキシル)メタン(通常「PACM」と称される(且つ以下ではPと表される))、イソプロピリデンジ(シクロヘキシルアミン)(通常「PACP」と称される)、イソホロンジアミン(以下ではIPDと表される)及び2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン(通常「BAMN」と称される)から選択されうる。
完全に網羅しているわけではないが、これらの脂環式ジアミンのリストは、刊行物である「Cycloaliphatic Amines」(Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4th Edition(1992), pp. 386-405)に示されている。
ジカルボン酸は、直鎖状若しくは分岐状脂肪族ジカルボン酸又は脂環式ジカルボン酸から選択されうる。
ジカルボン酸が、脂肪族且つ直鎖状であるとき、二酸Yに関して上で規定されたものである。
二酸が脂環式である場合、次の炭素骨格を含みうる:ノルボルニルメタン、シクロヘキサン、シクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルメタン、ジシクロヘキシルプロパン、ジ(メチルシクロヘキシル)又はジ(メチルシクロヘキシル)プロパン。
好ましいホモポリアミドの例としては、PAB.10、PAP.10、PAB.12、PAP.12、PAB.14、PAP.14、PAB.18及びPAP.18が挙げられる。
好ましいコポリアミドの例としては、PA11/B.10、PA11/P.10、PA11/B.12、PA11/P.12、PA11/B.14、PA11/P.14、PA11/B.18、PA11/P.18、PA12/B.10、PA12/P.10、PA12/B.12、PA12/P.12、PA12/B.14、PA12/P.14、PA12/B.18、PA12/P.18、PA10.10/B.10、PA10.10/P.10、PA10.10/B.12、PA10.10/P.12、PA10.10/B.14、PA10.10/P.14、PA10.10/B.18、PA10.10/P.18、PA10.12/B.10、PA10.12/P.10、PA10.12/B.12、PA10.12/P.12、PA10.12/B.14、PA10.12/P.14、PA10.12/B.18、PA10.12/P.18、PA、12.10/B.10、PA12.10/P.10、PA12.10/B.12、PA12.10/P.12、PA12.10/B.14、PA12.10/P.14、PA12.10/B.18、PA12.10/P.18、PA12.12/B.10、PA12.12/P.10、PA12.12/B.12、PA12.12/P.12、PA12.12/B.14、PA12.12/P.14、PA12.12/B.18、PA12.12/P.18、PA10.14/P.10、PA10.14/B.12、PA10.14/P.12、PA10.14/B.14、PA10.14/P.14、PA10.14/B.18、PA10.14/P.18、PA12.14/B.10、PA12.14/P.10、PA12.14/B.12、PA12.14/P.12、PA12.14/B.14、PA12.14/P.14、PA12.14/B.18、PA12.14/5 P.18、PAP.10/B.10、PAP.12/B.12、PAP.14/B.14、PA11/P.10/B.10、PA11/P.12/B.12、PA11/P.14/B.14、PA12/P.10/B.10、PA12/P.12/B.12及びPA12/P.14/B.14が挙げられる。
好ましい実施態様によれば、構成成分(C)はPAB.14ポリアミドである。
構成成分(D)
構成成分(D)は、少なくとも層(D1)及び層(D2)を含む多層ポリマーである。層(D1)及び(D2)は異なる組成である。
任意選択的に、他の層(D3等)も存在しうる。
そのようなポリマーは、多工程重合法により、好ましくは、結果的に、第1のポリマーを含む層(D1)と第2のポリマーを含む層(D2)の少なくとも一を形成する多工程エマルション重合法によって形成されうる。
よって、第2のポリマーは、エマルション中第1のポリマーの存在下のエマルション重合により形成される。
本発明による多層ポリマーは、好ましくは、芳香族基を含む0から50重量%の間の単位を含む。
多層ポリマーは、好ましくは本質的に球状のポリマー粒子の形態である。これらの粒子は、「コアシェル」粒子とも称される。第1の層(D1)はコアを形成し、第2の層(D2)又は全ての後続の層はそれぞれのシェルを形成する。
粒子は、好ましくは、20nmから500nm、好ましくは30nmから400nm、さらにより好ましくは50nmから350nm、さらにより有利には75nmから300nm、理想的には100から200nmの重量平均サイズを有する。
好ましくは、層(D1)は、0℃以下のガラス転移温度を有するポリマーを含み、層(D2)は、60℃以上のガラス転移温度を有するポリマーを含み、層(D2)は層(D1)に対して外部に配置される。層(D1)のポリマーは、好ましくは−5℃以下、さらにより好ましくは−15℃以下、有利には−25℃以下のガラス転移温度を有する。層(D2)のポリマーは、好ましくは60から150℃のガラス転移温度を有する。
層(D1)において、0℃以下のガラス転移温度を有するポリマーは、特に、多層ポリマー粒子のコアを形成する多工程方法の第1の工程中に生成されてもよく;60℃以上のガラス転移温度を有するポリマーは、特に、多層ポリマー粒子の外部(最外)層を形成する多工程方法の最終工程中に生成されてもよい。
一又は複数の中間工程により得られる一又は追加の中間層が存在しうる。
構成成分(D)の層(D1)は、好ましくは0重量%から50重量%未満の芳香族を含有する単位を有する。構成成分(D)の層(D2)は、好ましくは0重量%から50重量%未満の芳香族を含有する単位を有する。
一実施態様によれば、層(D2)は、芳香族を含有する単位を含まない。
0℃未満のガラス転移温度を有する層(D1)のポリマーに関して、このポリマーは、好ましくは、イソプレン又はブタジエン由来の少なくとも50重量%の単位を含む。この層(D1)は、多層ポリマー粒子の最内層(コア)であることが好ましい。
特に、これは、イソプレンホモポリマー又はブタジエンホモポリマー、イソプレン/ブタジエンコポリマー、最大98重量%のビニルモノマーを含むイソプレンコポリマー、及び最大98重量%のビニルモノマーを含むブタジエンコポリマーでありうる。ビニルモノマーは、スチレン、アルキルスチレン、アクリロニトリル、アルキル(メタ)アクリレート又はブタジエン若しくはイソプレン又はその混合物であってもよく、層(D1)のポリマーは、好ましくは50重量%未満の芳香族を含有するモノマーを含む。
層(D1)のポリマーは架橋されていてよい。本発明において使用される架橋モノマーは、限定されないが、多官能ビニル芳香族化合物、例えばジビニルベンゼン及びジビニルトルエン、多価アルコール、例えばエチレングリコールジメタクリレート及び1,3−ブタンジオールジアクリレート、トリメタクリレート、トリアクリレート、アリルカルボキシレート、例えばアリルアクリレート及びアリルメタクリレート、及びジアリル化合物及びトリアリル化合物、例えばジアリルフタレート、ジアリルセバケート、及びトリアリルトリアジンを含む。
一実施態様によれば、コアはブタジエンホモポリマーである。
別の実施態様によれば、コアはブタジエン/スチレンコポリマーである。
さらにより好ましくは、イソプレン又はブタジエン由来の少なくとも50重量%のポリマー単位を含む層(D1)のポリマー(D1)のガラス転移温度Tgは、−100℃から10℃の間、さらにより好ましくは−80℃から0℃の間、有利には−70℃から−20℃の間である。
層(D2)のポリマーに関しては、二重結合及び/又はビニルモノマーを含有するモノマーから形成されるホモポリマー並びにコポリマーが挙げられる。好ましくは、層(D2)のポリマーは(メタ)アクリルポリマーである。
好ましくは、層(D2)のポリマーは、C1からC12アルキル(メタ)アクリレートから選択される、少なくとも70重量%のモノマーを含む。さらにより好ましくは、それは、少なくとも80重量%のC1からC4アルキルメタクリレートモノマー及び/又はC1からC8アルキルアクリレートモノマーを含む。
最も好ましくは、層(D2)のポリマーのアクリルモノマー又はメタクリルモノマーは、層(D2)のポリマーが少なくとも60℃のガラス転移温度を有する限り、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、及びこれらの混合物から選択される。
層(D2)のポリマーは、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリル酸又はメタクリル酸、これらの酸に由来するアミド、例えばジメチルアクリルアミド、2−メトキシエチルアクリレート又はメタクリレート、2−アミノエチルアクリレート又はメタクリレート及びその混合物から選択される官能基モノマー由来の単位を含みうる。
有利には、それはメチルメタクリレート由来の少なくとも70重量%の単位を含む。
好ましくは、このポリマーのガラス転移温度は、60℃から150℃の間である。該ポリマーのガラス転移温度は、さらに好ましくは80℃から150℃の間、有利には90℃から150℃の間、さらに有利には100℃から150℃の間である。
好ましくは、層(D2)のポリマーは、層(D1)のポリマーにグラフトされる。
ある実施態様によれば、層(D2)のポリマーは架橋されている。
多層ポリマーは、少なくとも二の工程を含む多工程方法によって得られる。そのような方法は、例えば、米国特許公開第2009/0149600号又はEP0722961に記載されている。
好ましくは、0℃未満のガラス転移温度を有する層(D1)のポリマーは、多工程方法の第1の工程で生成される。
好ましくは、60℃超のガラス転移温度を有する層(D2)のポリマーは、層(D1)のポリマーを生成する工程の後に生成される。
さらにより好ましくは、工程(B)中で生成される60℃超のガラス転移温度を有する層(D2)のポリマーは、多層構造を有するポリマー粒子の外層を形成する。追加の中間工程が存在してもよく、それは中間層の形成をもたらす。
それぞれの層のそれぞれのポリマーの個々のガラス転移温度をより容易に推定及び測定するために、多工程方法によってではなく、それぞれのポリマー単独の試料を生成することが可能である。
完全多層ポリマーに対する層(D1)のポリマーの重量比は、好ましくは少なくとも60重量%、好ましくは少なくとも70重量%、さらにより好ましくは少なくとも75重量%である。
完全多層ポリマーに対する層(D2)のポリマーの重量比は、好ましくは少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも6重量%、さらにより好ましくは少なくとも7重量%である。この比は、好ましくは最大30重量%である。
好ましくは、層(D1)のポリマーと完全多層ポリマーとの間の比は、5重量%から30重量%の間である。
上で使用されている用語「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルモノマーのすべての種類を表す。
上で使用されている用語「(メタ)アクリルポリマー」は、(メタ)アクリルポリマーの50重量%以上を構成する(メタ)アクリルモノマーを含むポリマーを本質的に含む(メタ)アクリルポリマーを指す。
一実施態様では、多層ポリマーは、メタクリレート、ブタジエン及びスチレン(MBSコポリマー)に基づく、コアシェルタイプのものである。
本発明による組成物
本発明による組成物は、一又は複数の添加剤を含みうる。
例えば、それは、静電気防止剤及び/又は他のポリマーとの混合の適合性を増加させることを可能にする添加剤で補完されうる。
他の従来の添加剤は、染料、安定剤、例えば熱安定剤及びUV安定剤、核形成剤、可塑剤、衝撃強度を改善するための薬剤並びに強化剤から選択されてもよく、前記添加剤は、好ましくは、構成成分(A)、(B)、(C)及び(D)に近い屈折率を有する。
組成物は、好ましくは、75℃超のガラス転移温度を有する。
組成物の融点は、好ましくは100℃超、より優先的には150℃超である。
組成物は、好ましくは透明であり、すなわち、2mmの厚さのプレートにわたる560nmでの透過率は75%超である。
本発明による組成物を調製するために、構成成分(A)、(B)、(C)及び(D)を顆粒形態で混合することが可能であり、この混合物はその後、230から330℃の間の温度で射出成形機上に射出され、所望の物体及び試験片が得られる。
構成成分(A)、(B)、(C)及び(D)を、顆粒の形態で回収するために、溶融状態、特に押出機中で、230から330℃の間の温度で混合することも可能であり、これは、その後、230から330℃の間の温度で射出成形機上に射出され、所望の物体及び試験片が得られる。
いくつかの構成成分は、互いと又は添加剤と混合することができ、その後他の構成成分及び/添加剤と混合される。
各構成成分(A)、(B)、(C)及び(D)は、好ましくは単一の構成成分である。それにもかかわらず、いくつかの場合では、カテゴリーごとに二又は二を超える構成成分を使用することも可能である。
組成物中の添加剤の総含有量は、好ましくは、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%又は1重量%以下である。
(総)組成物における構成成分(D)の重量による含有量は特に、1から2%、又は2から3%、又は3から4%、又は4から5%、又は5から6%、又は6から7%、又は7から8%、又は8から9%、又は9から10%、又は10から12%、又は12から14%、又は14から16%、又は16から18%、又は18から20%、又は20から25%でありうる。
(A)+(B)+(C)の合計に対する構成成分(A)の重量による含有量は特に、5から60%、好ましくは10から50%、より好ましくは20から40%、より好ましくは25から38%、より好ましくは30から35%、より好ましくはおよそ32%でありうる。
(A)+(B)+(C)の合計に対する構成成分(B)の重量による含有量は特に、10から70%、好ましくは20から65%、より好ましくは30から60%、より好ましくは35から55%、より好ましくは40から50%、より好ましくはおよそ45%でありうる。
(A)+(B)+(C)の合計に対する構成成分(C)の重量による含有量は特に、2から50%、好ましくは5から40%、より好ましくは10から35%、より好ましくは15から30%、より好ましくは20から25%、より好ましくはおよそ23%でありうる。
用途
本発明の別の主題は、上に規定された組成物を含む特に透明又は半透明の形成物品、例えば繊維、織物、フィルム、シート、ロッド、チューブ又は射出成形された部品であり、それらは、乾燥混合物の形態で、又は押出機で調合された後に、生成されうる。
よって、本発明による組成物は、物品、特に良好な透明性、良好な衝撃強度及び機械的、化学的、UV又は熱攻撃に対する良好な耐性を特に有するスポーツ用物品又はスポーツ用物品の要素を容易に製造するのに有利である。これらのスポーツ物品の中でも、スポーツシューズの要素(これらは特に、滑り止め付シューズ、例えばサッカーブーツ、ラグビーブーツ、フットボールブーツ、ランニングシューズ、スキーブーツ又はホッケーシューズでありうる);スポーツ用備品、例えばアイススケート又はウィンタースポーツ及び登山のための他の物品、スキーバインディング、ラケット、スポーツバット、ボード、馬蹄、フィン、ゴルフボール、レクリエーション用車両、特に寒冷気候のアクティビティ用のものが挙げられる。
一般的に、レクリエーション用物品又はDIY物品、又は気候及び機械的攻撃を受ける備品の高速ツール若しくはピース;保護用物品、例えばヘルメット用バイザー、眼鏡のレンズ及びサイドアーム;肩用プロテクター、ひじ用プロテクター、背中用プロテクター、ハンドプロテクター、膝用プロテクター、すね用プロテクター、特にヘルメット、グローブ、肩パッド、ひじパッド又はすねパッドが挙げられる。非制限的な例としては、車両部品、例えばヘッドライトプロテクター、バックミラー、全地形対応車用の小部品、機械的及び化学的攻撃を受ける特にモペッド、モーターバイク又はスクーター用のタンク、PMMAスクリュー及びボルト、機械的及び化学的攻撃を受ける化粧用物品、リップスティック容器、圧力計又はガス容器のような魅力的な保護要素も挙げられる。
以下の実施例は本発明を限定することなく説明する。
実施例で試験した組成物X0、X3、X6及びX10中:
A:B.12ブロック(Mn:2000g/mol)を含有し、且つPTMGブロック(Mn:650g/mol)を含有するコポリマー
B:PA12ブロック(Mn:4000g/mol)を含有し、且つPTMGブロック(Mn:1000g/mol)を含有するコポリマー
C:ポリアミド B.14
D:メタクリレート、ブタジエン及びスチレンに基づく多層コアシェルタイプのポリマー:米国特許第2009/149600号又はEP0722961に従って合成されたMBS コポリマー。多層MBSポリマーを得るために、多層ポリマーDを、第1の層として米国特許第2009/149600号の実施例1に従って、及び第2の層として実施例6に従って、合成する。
Figure 2019520446
実施例1
重量で3%、6%及び10重量%の構成成分(D)をそれぞれ含有する本発明による組成物の試料(X3、X6、X10)と、構成成分(D)を欠く比較組成物の試料(X0)を、
− Leistritz型 二軸スクリュー押出機で;
− 15kg/時の流量で;
− 300rpmのスクリュースピードで;
− 255℃の一定温度プロファイルに従って、
調合工程によって処理した。
その後、試料を射出成形により変形させた。射出温度を270℃に、成形温度を40℃に固定した。
実施例2
実施例1で生成された試料の以下の特性を試験する:
− ISO規格1791eAに従った、23℃で15日間調整後、50%の相対湿度を有する、シャルピー衝撃強度(ノッチバー);
− ノッチバー上(23℃で15日間調製後、50%の相対湿度を有する)上、三点曲げ試験による、異なる速度で−10℃、−20℃、−30℃及び−40℃で評価したノッチ感度;この試験は、所与の温度で延性脆性遷移速度を測定することを可能にする;
− 23℃で15日間調整後、50%の相対湿度を有する、ISO規格178に従った曲げ弾性率;
− 2mmプレート上560nmでの透過率(ISO規格13468−2:2006に従って測定)及びヘイズ(規格D1003−97に従って測定)。
衝撃強度の結果を図1に示す。それらは、ポリマー(D)が低温への延性脆性遷移を著しく相殺することを可能にすることを実証する。
ノッチ感度の結果を以下の表にまとめる。
Figure 2019520446
ポリマーDの添加は製品が細かいノッチに対してあまり敏感でないようにすることを可能にすることが観察される。
曲げ弾性率の結果を以下の表にまとめる。
Figure 2019520446
ポリマーDの添加は、曲げ弾性率に対してわずかな影響を有することが観察された。
透過率及びヘイズの結果を図2に示す。
ポリマーDの添加は、光学特性に対してわずかな影響を有することが観察された。

Claims (22)

  1. (A)脂環式単位を含むポリアミドブロックを含有し、且つポリエーテルブロックを含有する非晶質又は準非晶質コポリマー;
    (B)アミド単位を含む半結晶性ポリマー又はコポリマー;
    (C)アミド単位を含む別のポリマー又はコポリマー;及び
    (D)少なくとも層(D1)及び層(D2)を含む多層ポリマー
    を含む組成物。
  2. 重量で、
    − 15から50%、好ましくは20から40%、より優先的には25から35%、さらにより優先的には27から32%のコポリマー(A);
    − 20から60%、好ましくは30から50%、より優先的には35から45%、さらにより優先的には38から42%のコポリマー(B);
    − 5から40%、好ましくは10から30%、より優先的には15から25%、さらにより優先的には18から23%のポリマー(C);及び
    − 1から25%、好ましくは2から20%、より優先的には3から15%、さらにより優先的には5から12%のポリマー(D);
    を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. ポリマー(D)がコアシェル粒子の形態であり、層(D1)がコア層であり、且つ層(D2)が粒子のシェル層、好ましくは最外シェル層である、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. − ポリマー(D)の層(D1)が、イソプレン又はブタジエン由来の少なくとも50重量%の単位を含むポリマーの層であり;且つ/又は、
    − ポリマー(D)の層(D2)が、好ましくはC1からC12アルキル(メタ)アクリレート由来の少なくとも70重量%の単位、さらにより好ましくはC1からC4アルキルメタクリレート及び/又はC1からC8アルキルアクリレート由来の少なくとも80重量%の単位を含む(メタ)アクリルポリマーの層である、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. ポリマー(D)の層(D1)が0℃以下のガラス転移温度を有し、ポリマー(D)の層(D2)が60℃以上のガラス転移温度を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. コポリマー(A)のポリアミドブロックが、主として、重量で、少なくとも一の脂環式ジアミンと少なくとも一のジカルボン酸、好ましくは直鎖状脂肪族ジカルボン酸との等モルの組み合わせで形成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 脂環式ジアミンが、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACM)、パラ−アミノジシクロヘキシルメタン(PACM)、イソホロンジアミン(IPD)、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(BACM)、2,2−ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン(BMACP)、2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン(BAMN)及びそれらの組み合わせから選択され、好ましくはビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンである、請求項6に記載の組成物。
  8. 脂肪族ジカルボン酸が、6から36個の炭素原子、好ましくは9から18個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、特に1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸及び1,18−オクタデカンジカルボン酸から選択される、請求項6又は7に記載の組成物。
  9. コポリマー(A)のポリアミドブロックが、B.6、B.9、B.10、B.12、B.14、B.16、B.18ブロック及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. コポリマー(A)のポリアミドブロックが、500から12000g/mol、好ましくは2000から6000g/molの数平均分子量を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. コポリマー(A)のポリエーテルブロックが、好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリトリメチレングリコール(PO3G)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される、少なくとも一のポリアルキレンエーテルポリオール、特にポリアルキレンエーテルジオール由来の単位を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
  12. コポリマー(A)のポリアミドブロックが、200から4000g/mol、好ましくは300から1100g/molの数平均分子量を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。
  13. コポリマー(B)のポリマーが、アミド単位を含むコポリマー、好ましくはポリアミドブロックを含有し、且つポリエーテルブロックを含有するコポリマーである、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. コポリマー(B)のポリアミドブロックが、PA12、PA11、PA10.10、PA10.12、PA10.14、PA6.10、PA6.12、PA6.14及びPA6.18ブロックから選択され、PA12ブロックが好ましい、請求項13に記載の組成物。
  15. コポリマー(B)のポリエーテルブロックが、好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリトリメチレングリコール(PO3G)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、及びそれらの混合物又はコポリマーから選択される、少なくとも一のポリアルキレンエーテルポリオール、特にポリアルキレンエーテルジオール由来の単位を含む、請求項13又は14に記載の組成物。
  16. 構成成分(C)が非晶質コポリアミド又はホモポリアミドであり、好ましくはB.14ホモポリアミドである、請求項1から15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 構成成分(A)から(D)に加えて、好ましくは静電気防止剤、染料、安定剤、例えば熱安定剤及びUV安定剤、核形成剤、可塑剤、衝撃強度を改善するための薬剤、及び強化剤から選択される、一又は複数の添加剤を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の組成物。
  18. 構成成分(A)から(D)の合計が、組成物の少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも95重量%、より優先的には少なくとも98重量%、さらにより優先的には99重量%を占める、請求項1から17のいずれか一項に記載の組成物。
  19. 構成成分(A)、(B)、(C)及び(D)を好ましくは溶融状態で混合する工程と、押出又は射出の工程とを含む、請求項1から18のいずれか一項に記載の組成物を製造するための方法。
  20. 請求項1から18のいずれか一項に記載の組成物からなる、又は請求項1から18のいずれか一項に記載の組成物からなる部品を含む、物品。
  21. 繊維、織物、フィルム、シート、ロッド、チューブ、及び射出成形された部品から選択される、請求項20に記載の物品。
  22. スポーツ用物品、例えば、スポーツシューズの構成要素、スポーツ用品、例えばアイススケート、スキーのバインディング、ラケット、スポーツバット、ボード、馬蹄、フィン、ゴルフボール、又はレクリエーション若しくはDIY物品、又は道路のツール若しくは設備の部品;又は保護用物品、例えばヘルメット用バイザー、眼鏡のレンズ若しくはサイドアーム;又は車両部品、例えばヘッドライトプロテクター、バックミラー、タンク、特に車、モペッド、モーターバイク若しくはスクーターである、請求項20に記載の物品。
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