JP2020533456A - ポリα−1,3−グルカン化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
特許請求の範囲及び本明細書の記述は、以下に示される略語及び定義を用いて解釈されるべきである。
「%」は、用語パーセントを意味する。
「wt%」は、重量パーセントを意味する。
「MPa」は、メガパスカルを意味する。
「KJ/m2」はキロジュール/平方メートルを意味する。
本明細書において使用される冠詞「1つの(a)」は、1つ及び2つ以上を意味し、その指示対象の名詞を単数の文法上のカテゴリーに必ずしも限定しない。
本明細書に記載の任意の範囲は、特に明記されない限り、その端点を明確に包含する。範囲としての量、濃度、又は他の値若しくはパラメーターの記載は、このような範囲の上限及び下限の対が本明細書に明示的に開示されるか否かに関わらず、任意の可能な範囲の上限及び任意の可能な範囲の下限から形成される全ての可能な範囲を具体的に開示する。本明細書に記載の化合物、プロセス及び物品は、本明細書での範囲の定義で開示される具体的な値に限定されない。
本明細書では、フィルムやエラストマーなどの物品を作製するために使用され得るポリα−1,3−グルカン化合物が開示される。本明細書に開示のポリα−1,3−グルカン化合物は、官能化ポリオレフィンがポリα−1,3−グルカン上にグラフトされる、官能化ポリオレフィンとポリα−1,3−グルカンとの反応により調製することができる。ポリα−1,3−グルカン化合物は、反応押出プロセスによって調製されることが好ましい。
a)ポリα−1,3−グルカン、及び
b)官能化ポリオレフィン;
を含むポリα−1,3−グルカン化合物が本明細書において開示され、前記ポリα−1,3−グルカン化合物は、ポリα−1,3−グルカン化合物中のポリα−1,3−グルカン(a)と官能化ポリオレフィン(b)との総重量を基準として1〜70重量パーセントの、ポリα−1,3−グルカン上にグラフトされた官能化ポリオレフィンを含む。
ポリα−1,3−グルカンは、グリコシド結合により互いに結合しているグルコースモノマー単位を含むポリマーであり、この中のグリコシド結合の少なくとも約50%は、α−1,3−グリコシド結合である。ポリα−1,3−グルカンは多糖の1種である。ポリα−1,3−グルカンの1,3−結合は、以下:
(式中、nは、少なくとも3の整数である)
の通りに示すことができる。
本明細書に記載のポリα−1,3−グルカン化合物を調製するために使用される官能化ポリオレフィンは、無水物基、酸基、カルボン酸の金属塩、エポキシ基、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。
Eは、エチレンから形成されるラジカルであり;
Xは、
CH2=C(R1)−C(O)−OR2
(式中、R1は、H、CH3又はC2H5であり、R2は、1〜8個の炭素原子を有するアルキル基である);酢酸ビニル;及びそれらの混合物から形成されるラジカルからなる群から選択され;ここでXは、E/X/Yコポリマーの0〜50重量%を占め;
Yは、一酸化炭素、二酸化硫黄、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸ジエステル、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステル並びに前記先行酸のカリウム、ナトリウム及び亜鉛塩、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及びグリシジルビニルエーテルからなる群から選択されるモノマーから形成される1種若しくは複数種のラジカルであり;ここで、Yは、E/X/Yコポリマーの0.5〜35重量%、好ましくはE/X/Yコポリマーの0.5〜20重量パーセントであり、Eは、残り重量パーセントであり、好ましくはE/X/Yコポリマーの40〜90重量パーセントを占める。
本明細書に開示のポリα−1,3−グルカン化合物は、官能化ポリオレフィンをポリα−1,3−グルカン分子と反応又はこれにグラフトさせることにより調製される。官能化ポリオレフィンは、無水物基、酸基、カルボン酸基の金属塩、及びエポキシ基などの少なくとも1種の官能基を含む。この反応により、官能化ポリオレフィンの官能基とポリα−1,3−グルカンのヒドロキシル基との間に共有結合が形成される。
本明細書に開示のポリα−1,3−グルカン化合物は、ポリマー組成物の物理的特性を改善するために様々なポリマー組成物と混合することができる。
本明細書に開示のポリマー組成物は、1種以上の添加剤を更に含むことができ、ここで、添加剤は、顔料、界面活性剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、分散剤、難燃剤、抗菌剤、可塑剤、又はそれらの組み合わせである。
本明細書に開示のポリアミド組成物は、少なくとも1種のポリアミド樹脂と少なくとも1種のポリα−1,3−グルカン化合物とを含有する。本明細書に記載のポリアミド組成物中のポリα−1,3−グルカン化合物の濃度は、ポリアミド組成物中のポリアミド樹脂とポリα−1,3−グルカン化合物の総重量を基準として、0.1〜60重量パーセント、好ましくは1〜50重量パーセント、より好ましくは5〜40重量パーセント、最も好ましくは5〜35重量パーセントの範囲であってもよい。
本明細書に開示のポリエステル組成物は、少なくとも1種のポリエステル樹脂と少なくとも1種のポリα−1,3−グルカン化合物とを含有する。本明細書に記載のポリエステル組成物中のポリα−1,3−グルカン化合物の濃度は、ポリオレフィン組成物中のポリエステル樹脂とポリα−1,3−グルカン化合物の総重量を基準として、0.1〜60重量パーセント、好ましくは1〜50重量パーセント、より好ましくは5〜40重量パーセント、最も好ましくは5〜35重量パーセントの範囲であってもよい。
本明細書に開示のポリオレフィン組成物は、少なくとも1種のポリオレフィン樹脂と少なくとも1種のポリα−1,3−グルカン化合物とを含有する。本明細書に記載のポリオレフィン組成物中のポリα−1,3−グルカン化合物の濃度は、ポリオレフィン組成物中のポリオレフィン樹脂とポリα−1,3−グルカン化合物の総重量を基準として、0.1〜60重量パーセント、好ましくは1〜50重量パーセント、より好ましくは5〜40重量パーセント、最も好ましくは5〜35重量パーセントの範囲であってもよい。
本明細書に記載のポリα−1,3−グルカン化合物は、適切な溶媒中でポリα−1,3−グルカンと官能化ポリオレフィンとの反応により、又は反応押出により調製することができる。反応押出技術は溶媒の使用を必要としないため、そのようなプロセスを使用してポリα−1,3−グルカン化合物を調製することが好ましい。
下の表で例示される化合物、プロセス、及び物品において、次の原材料を使用した。全てのパーセント値は、特に明記しない限り重量による。
ポリα−1,3−グルカンは、gtfJ酵素を使用する米国特許第9,080,195号明細書の実施例6の手順に従って、1種以上のグルコシルトランスフェラーゼ(gtf)酵素を使用してスクロースから酵素により製造した。
官能化ポリオレフィン:E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DE,USAからTRX301Eとして入手可能な1.8重量%の無水マレイン酸でグラフトされたエチレンα−オレフィンコポリマー。
ポリアミド:E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,DEからZytel(登録商標)151として入手可能なポリアミド612。
以下の実施例で使用されるポリα−1,3−グルカン化合物は、二軸押出機を使用した反応押出により調製した。押出機の温度は、各加熱ゾーンで190℃に設定し、ポリα−1,3−グルカンと官能化ポリオレフィンは、押出機内に約1〜2分の滞留時間で望みの重量比で押出機に供給し、全ての発生したガスは真空ポートから排出した。得られたポリα−1,3−グルカン化合物を出口ダイから押し出し、水浴で冷却し、ペレット化することで、望みのポリα−1,3−グルカン化合物を得た。
実施例では、ポリアミド樹脂とポリα−1,3−グルカン化合物を、二軸押出機を使用して一緒に混錬する。次いで、混合物をASTM D638 Type I引張試験片へと射出成形する。成形した引張試験片を機械的特性について試験した。結果を表1及び2に示す。
熱可塑性ポリマー組成物の引張強さ(TS)、破断点伸び(EB)、及び引張弾性率(TM)を含む引張特性を、ASTM法に従って測定した。表1のC1及びE1〜E4を、ASTM D1708(Micro Tensile)に従って試験し、Instron万能試験機モデル4202を使用してクロスヘッド速度50.8mm/分(2インチ/分)で23℃で試験した。
Claims (9)
- a)ポリα−1,3−グルカン、及び
b)官能化ポリオレフィン、
を含むポリα−1,3−グルカン化合物であって、前記ポリα−1,3−グルカン化合物中のポリα−1,3−グルカン(a)と官能化ポリオレフィン(b)との総重量を基準として0.5〜70重量パーセントのポリα−1,3−グルカンを含み、前記官能化ポリオレフィンが前記ポリα−1,3−グルカン上にグラフトされている、ポリα−1,3−グルカン化合物。 - 前記官能化ポリオレフィンが、無水マレイン酸でグラフトされたエチレン/α−オレフィンコポリマー、無水マレイン酸でグラフトされたエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ポリマー、グリシジルでグラフトされたエチレン/α−オレフィンコポリマー、エチレン(メタ)アクリレートコポリマー、アイオノマー、アルキルアクリレートコポリマー、式E/X/Yのエチレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のポリα−1,3−グルカン化合物。
- 5〜60重量パーセントのポリα−1,3−グルカンを含む、請求項1に記載のポリα−1,3−グルカン化合物。
- フィルム、ペレット、又はストランドの形態である、請求項1に記載のポリα−1,3−グルカン化合物。
- 官能化ポリオレフィンをポリα−1,3−グルカン上にグラフト化するプロセスにより調製されるポリα−1,3−グルカン化合物であって、グラフト化の前に、
a)ポリα−1,3−グルカン、及び
b)官能化ポリオレフィン、
を含み、前記ポリα−1,3−グルカン化合物中のポリα−1,3−グルカン(a)と官能化ポリオレフィン(b)との総重量を基準として1〜70重量パーセントのポリα−1,3−グルカンを含む、ポリα−1,3−グルカン化合物。 - 1〜70重量パーセントの、請求項1に記載のポリα−1,3−グルカン化合物を含有するポリマー組成物。
- 5〜60重量パーセントの、請求項1に記載のポリα−1,3−グルカン化合物を含有する請求項6に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が、ポリアミド、ポリエステル、及びポリオレフィンからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項6に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマーがポリアミドである、請求項8に記載のポリマー組成物。
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