JP2021088720A - 疎水性化合物が混合されている固体ポリマー物品 - Google Patents
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Abstract
Description
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1、又はそれらの混合物により置換されている。そのような置換は、モノマー及びポリマー分子に疎水特性をもたらす。一実施形態では、疎水性化合物は、
少なくとも3つの−R1、−C(O)R1、−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2、
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1、又はそれらの混合物により置換されている。
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2、又は−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1であり、nはそれぞれ独立して、0〜20であり、mはそれぞれ、独立して0〜20であり、m+nは、0より大きく、rは1〜3であり、aは0又は1であり、pは、独立して、0〜2であるが、但し、rが3の場合、aは0である条件とし、R1はそれぞれ独立して、5〜29個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基であり、R2はそれぞれ独立して、−H、又は6〜30個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基であるが、但し、少なくとも1つのRは、−Hであり、少なくとも2つのR基は、−R1、−C(O)R1、
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2、又は
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1である)
から選択される。
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1である)
から選択される。少なくとも2つのR基が、−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2又は
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1であり、mがそれぞれ独立して、0〜20であり、nがそれぞれ独立して、0〜20であり、n+mが、0よりも大きい、式(Ia)の化合物は、ポリソルベートとして知られており、TWEENという商標名で市販されている。これらのポリソルベートは、アルキル基R1又はR2により、二置換又は三置換され得る。市販のポリソルベートは、R2がそれぞれHである(無置換)ポリソルベートから、R1がそれぞれ、5〜29個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基である(完全に置換されている)ポリソルベートに及ぶ様々なポリソルベートの混合物、及びそれらの様々な置換体の混合物を含有することが知られている。式(Ia)の化合物の例には、三ステアリン酸ポリソルベート及び一ステアリン酸ポリソルベートなどのポリソルベートが含まれる。試薬は、R、R1及びR2が様々な値を有する化合物の混合物を含んでもよく、R1が少なくとも1つの不飽和結合を含む化合物と、R1が完全に飽和されている化合物との混合物もやはり含んでもよい。
Rf−Ax−Z−H (II)
(式中、Rfは、1個、2個又は3個のエーテル酸素原子によって場合により分断されている、C1〜C20線状又は分岐状パーフルオロアルキルであり、xは、0又は1であり、Aは、(CH2)k、(CH2CF2)m(CH2)n、(CH2)oSO2N(CH3)(CH2)p、O(CF2)2(CH2)r、又はOCHFCF2OEであり、Zは、O、S又はNHであり、mは、1〜4であり、k、n、o、p及びrは、それぞれ独立して、1〜20であり、Eは、酸素、硫黄又は窒素原子によって場合により分断されているC2〜C20線状又は分岐状アルキル基、環式アルキル基又はC6〜C10アリール基である)を有する。一実施形態では、フッ素化アルコールは、式(II)を有しており、ZはOであり、Rfは、CH2、CH2CH2、SO2N、CFH、S又はOにより場合により分断されているC1〜C20パーフルオロアルキル基であり、Aは、直接結合又はC1〜C6アルキレン基である。Rf及びAは、線状又は分岐状とすることができる。一態様では、フッ素化アルコールは、テロマーをベースとするアルコールであり、Rfは、線状パーフルオロアルキル基であり、Aは、CH2CH2である。一態様では、Rfは、C2〜C6線状又は分岐状パーフルオロアルキル基である。フッ素化アルコールの具体例としては、以下に限定されないが、RfOH、RfCH2CH2OH、RfSO2NHCH2CH2OH、RfCH2CH2SCH2CH2OH、RfCH2CH2CF2CF2CH2CH2OH、RfCH2CH2(CF2CF2CH2CH2)2OH、RfCH2CF2CH2CH2OH、RfCH2CF2CH2CF2CH2CH2OH、RfOCF2CF2CH2CH2OH、RfCH2OCH2CH2OH、RfCHFCH2CH2OH、RfCH2O(CH2)6OH、(CF3)2CFCH2CH2OH、(CF3)2CFCH2CH2CH2OH、RfCH2CH2SO2NHCH2CH2OH、RfCH2CH2SO2N(CH3)CH2CH2OH、RfCH2CH2SO2N(CH2CH3)CH2CH2OH、R−(CF(CF3)CF2O)yCH2OH、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CH2OH又はRfCH2OC2F4CH2OCH2CH2OHが挙げられる。これらのアルコールから作製されるアルコイル化(alkoylated)されている化合物も、疎水性表面効果剤として有用である。
すべての溶媒及び試薬は、特に示さない限り、Sigma−Aldrich(St.Louis、MO)から購入し、供給された状態のまま使用した。
圧縮成形シート試料の表面への添加物の移動に関する試験を行うために、水接触角度測定を使用する。試験は、DROPimageの標準ソフトウェアを使用し、かつ自動分注システム、250μLのシリンジを装備した、Rame−Hart Standard Automated Goniometer Model 200によって行い、照明付き試験片ステージアセンブリを使用する。インターフェイスを介して、ゴニオメーターのカメラをコンピュータに接続し、コンピュータスクリーン上で液滴を可視化させる。上記のソフトウェアを使用して、コンピュータスクリーン上で、横軸線及び交差線の両方を独立して調節することができる。
摩擦係数は、ASTM D1894「Standard Test Method for Static and Kinetic Coefficients of Friction of Plastic Film and Sheeting」に準拠して測定した。
未処理及び処理済みシム(shim)に対する容易な清浄性能を評価するために、グレープジュース、ケチャップ、トウモロコシ油、マスタード、コーラ、コーヒー及びインクを含めた7種の染みを使用する。これらの染みは、使い捨てピペットを使用して、各基材を同じ配置で施用した。染みの量及び液滴サイズを一定に維持するため、ピペットを用いて適用した染みの体積は約50μLとした。約15時間、これらの染みを定着させた。別の染みの汚染を回避するため、アスピレーターを使用して、1回ずつ吸引し、管の先端を拭いた。
タイルが乾燥した後、染みを0〜4のスコアで等級付けする。
0−目視可能な染みはない。
1−かすかな染みが認識可能である。
2−輪郭がはっきりと画定していない目視可能な染みがある。
3−輪郭がはっきりと画定しているが、色にそれほど深みのない染みがある。
4−輪郭がはっきりと画定しており、色に深みがある染み、又はタイルを貫通している染みがある。
HYTREL 3078のペレットを54℃(130°F)で乾燥し、乾燥粉末形態の三ステアリン酸ソルビタンとブレンドすると、2.5重量%の三ステアリン酸ソルビタン(実施例1)及び5重量%の三ステアリン酸ソルビタン(実施例2)のブレンドが得られた。粉末/ペレットのブレンドを25rpmで作動するDavis Standard 38mmの(1.5”)押出成形器に供給した。この押出成形器は24:1の長さ/直径比を有しており、溶融物内の添加物の温度及び分散に均質性をもたらすため、計量区域の終わりに置かれているSaxtonミキサに取り付けた軸を装備していた。軸の圧縮比(供給区域の深さ対計量区域の深さ)は、約3.2〜1とした。押出成形器に関する温度プロファイルを、210℃(410°F)以下に維持し、いかなる潜在的な熱分解も最小限にした。
実施例1は、三ステアリン酸ソルビタンを添加しないで繰り返した。
Claims (12)
- 表面作用を有する三次元固体ポリマー物品であって、前記固体ポリマー物品の総重量に対して、60〜99.9重量%のポリマー組成物、及び前記固体ポリマー物品の総重量に対して、0.1〜5重量%の疎水性化合物を含んでおり、
前記疎水性化合物が、前記ポリマー組成物の全体及び前記三次元固体ポリマー物品の全体に混合されており、
前記疎水性化合物が、式(Ia):
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2、又は
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1であり、
nはそれぞれ独立して、0〜20であり、
mはそれぞれ独立して、0〜20であり、
m+nは、0より大きく、
rは1〜3であり、
aは0又は1であり、
pは独立して、0〜2であるが、
但し、rが3の場合、aは0である条件とし、
R1はそれぞれ独立して、5〜29個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基であり、
R2はそれぞれ独立して、−H、6〜30個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基であるが、
但し、少なくとも2つのR基は、−R1、−C(O)R1、又は−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1である)から選択され、
前記ポリマー組成物が、単一のポリマーであり、熱可塑性ウレタン;熱可塑性エラストマーポリエステル;又は線状ポリアミド、ポリスチレン及びポリスチレンコポリマー、ポリエチレン及びポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマー、ポリ(アクリル酸)及びポリ(アクリル酸)コポリマー、ポリ(メタクリル酸メチル)及びポリ(メタクリル酸メチル)コポリマー、ポリ(アクリル酸メチル)及びポリ(アクリル酸メチル)コポリマー、ポリメタクリレート及びポリメタクリレートコポリマー、ポリアクリレート及びポリアクリレートコポリマー、ポリ塩化ビニル及びポリ塩化ビニルコポリマー、ポリカーボネート及びポリカーボネートコポリマー、ポリカプロラクトン及びポリカプロラクトンコポリマー、シリコーン、フルオロオレフィン、若しくはフルオロエラストマーから選択される熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー樹脂又はアモルファスポリマーから選択される、
固体ポリマー物品。 - 前記疎水性化合物が、少なくとも3つの−R1、−C(O)R1、−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2、−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1又はそれらの混合物により置換されている、請求項1に記載の固体ポリマー物品。
- 表面効果を実現する少なくとも1つの疎水性表面効果剤を更に含み、前記疎水性表面効果剤が、前記ポリマー組成物及び前記疎水性化合物と混合されている、請求項1に記載の固体ポリマー物品。
- 前記ポリマー物品の総重量に対して、前記疎水性化合物を1〜5重量%含む、請求項1に記載の固体ポリマー物品。
- 前記ポリマー物品の総重量に対して、前記疎水性化合物を1〜5重量%、及び前記疎水性表面効果剤を1〜5重量%含む、請求項5に記載の固体ポリマー物品。
- 前記疎水性表面効果剤が、非フッ素化又はフッ素化陽イオン性アクリルポリマー、非フッ素化又はフッ素化陰イオン性アクリルポリマー、非フッ素化又はフッ素化非イオン性アクリルポリマー、部分的にフッ素化されているウレタン、フッ素化エトキシレート、フッ素化アルコール、フッ素化リン酸、非フッ素化ウレタン、シリコーン、ワックス及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項5に記載の固体ポリマー物品。
- 前記ポリマー組成物が、熱可塑性エラストマーポリエステル、線状ポリアミド、ポリスチレン及びポリスチレンコポリマー、ポリエチレン及びポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマー、熱可塑性ウレタン、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸メチル)、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、又は、ポリカプロラクトン、及びそれらのコポリマーから選択される、請求項1に記載の固体ポリマー物品。
- ポリマー物品に表面効果を付与する方法であって、
前記ポリマー物品の60重量%〜99.9重量%の流動性又は液体ポリマー組成物に、前記ポリマー組成物の総重量に対して、0.1重量%〜5重量%の疎水性化合物を接触させて、処理済みポリマー組成物を形成する工程と、
前記ポリマー組成物を固化させるか又は固化を引き起こして処理済みポリマー物品を形成する工程と、を含み、
前記処理用組成物が、式(Ia):
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2、又は
−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1であり、
nはそれぞれ独立して、0〜20であり、
mはそれぞれ独立して、0〜20であり、
m+nは、0より大きく、
rは1〜3であり、
aは0又は1であり、
pは独立して、0〜2であるが、
但し、rが3の場合、aは0である条件とし、
R1はそれぞれ独立して、5〜29個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基であり、
R2はそれぞれ独立して、−H、6〜30個の炭素を有する線状又は分岐状アルキル基であるが、
但し、少なくとも2つのR基は、−R1、−C(O)R1、又は−(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1である)から選択される疎水性化合物を含み、
前記流動性又は液体ポリマー組成物が、単一のポリマーであり、熱可塑性ウレタン;熱可塑性エラストマーポリエステル;又は線状ポリアミド、ポリスチレン及びポリスチレンコポリマー、ポリエチレン及びポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマー、ポリ(アクリル酸)及びポリ(アクリル酸)コポリマー、ポリ(メタクリル酸メチル)及びポリ(メタクリル酸メチル)コポリマー、ポリ(アクリル酸メチル)及びポリ(アクリル酸メチル)コポリマー、ポリメタクリレート及びポリメタクリレートコポリマー、ポリアクリレート及びポリアクリレートコポリマー、ポリ塩化ビニル及びポリ塩化ビニルコポリマー、ポリカーボネート及びポリカーボネートコポリマー、ポリカプロラクトン及びポリカプロラクトンコポリマー、シリコーン、フルオロオレフィン、若しくはフルオロエラストマーから選択される熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー樹脂又はアモルファスポリマーから選択される、
方法。 - 固化前に、前記処理済みポリマー組成物を鋳型成形する、押出成形する又は紡糸する工程を更に含む、請求項10に記載の方法。
- 前記処理済みポリマー物品を熱形成させて、処理済み三次元ポリマー物品を形成する工程を更に含む、請求項10に記載の方法。
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