JP2021518459A - 回転成形品を形成するためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
元素周期表へのいかなる参照も、CRC Press,Inc.によって1990−1991に発行されたときのものである。この表における元素の族への参照は、族の番号付けの新しい表記法による。
酸価(acid value)(または酸価(acid number))は、ASTM D1386/7に従って測定する。酸価は、最終的な組成物中に存在する未反応脂肪酸の量の尺度である。酸価は、物質(例えば、エチレン系ポリマー)1グラム中に存在する遊離脂肪酸の中和に必要な水酸化カリウムのミリグラム数である。酸価の単位は、mg KOH/gである。
エマルション安定性をスクリーニングするために、LUMiSizer多試料分析遠心分離機を使用する。各試料は、IRレーザーと、透過率の値を2次元のプロファイルに変換する検出器のアレイを通してスピンさせる。透過率プロファイルの進行は、ストークスの法則、等式Cによって定義される分散した液滴の最終速度Vに関連し、
本プロセスは、(A)第1の粉末と、(B)第2の粉末とを含有するブレンドを提供するステップを含む。
ブレンドは、(i)0.860g/cc〜0.910g/ccの密度と、1.5g/10分〜1,000g/10分のメルトインデックスとを有するポリオレフィンと、(i)アクリル系分散剤、ポロキサマー、およびそれらの組み合わせから選択される1重量%〜15重量%の分散剤と、(iii)任意に、ポリオレフィンワックスと、(iv)任意に、添加剤と、を含有する第1の粉末(または小さい粉末)を含む。小さい粉末は、1μm〜300μmの平均体積平均粒子サイズを有する。
小さい粉末は、ポリオレフィンを含む。好適なポリオレフィンの非限定的な例としては、エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマー、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
一実施形態では、ポリオレフィンは、エチレン系コポリマーである。好適なエチレン系ポリマーの非限定的な例としては、LDPE、LLDPE、ULDPE、VLDPE、EPE、エチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマー、実質的に直鎖のまたは直鎖のプラストマー/エラストマー、HDPE、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
式中、密度(d)は、0.860g/cc、または0.860g/cc、または0.870g/cc〜0.875g/cc、または0.877g/cc、または0.880g/cc、または0.890g/ccであり、融点(Tm)は、110℃、または115℃、または120℃〜122℃、または125℃、または130℃、または135℃である。
一実施形態では、第1の粉末のポリオレフィンは、プロピレン系ポリマーである。好適なプロピレン系ポリマーの非限定的な例としては、プロピレンコポリマー、プロピレンホモポリマー、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
小さい粉末は、分散剤を含む。分散剤は、アクリル系分散剤、ポロキサマー系分散剤、およびそれらの組み合わせから選択される。
一実施形態では、分散剤は、アクリル系分散剤である。「アクリル系分散剤」は、分散液の形成および安定化を容易にするアクリル系モノマー含有材料である。好適なアクリルモノマーの非限定的な例としては、アルキル(メタ)アクリレート、エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)、およびそれらの組み合わせが挙げられる。好適な(メタ)アクリレートモノマーの非限定的な例としては、メチル(メタ)アクリレート(MMA)、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ウレイド官能性(メタ)アクリレートおよびアセトアセテート、(メタ)アクリル酸のアセトアミドまたはシアノアセテートを含む(メタ)アクリル酸エステルモノマー;スチレンまたは置換スチレン;ビニルトルエン;モノエチレン性不飽和アセトフェノンまたはベンゾフェノン誘導体;酢酸ビニルまたは他のビニルエステル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、N−ビニルピロリドンなどのビニルモノマー;ならびに(メタ)アクリロニトリルなどの非イオン性共重合モノエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。(メタ)アクリレートなどの、別の用語が続く「(メタ)」という用語は、アクリレートおよびメタクリレートの両方を指す。
一実施形態では、分散剤は、ポロキサマー分散剤である。「ポロキサマー分散剤」は、分散液の形成および安定化を容易にするエチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロックコポリマーである。
一実施形態では、小さい粉末は、任意のポリオレフィンワックスを含む。ポリオレフィンワックスは、エチレン系ワックスでもプロピレン系ワックスでもよい。
一実施形態では、ポリオレフィンワックスは、エチレン系ワックスである。「エチレン系ワックス」は、140℃で、1,000mPa・s以下(≦)または500mPa・s≦ である溶融粘度を有するエチレン系ポリマーである。エチレン系ワックスは、大部分の量(すなわち50重量%超)が重合エチレンモノマーおよび任意のα−オレフィンコモノマーで構成される。
一実施形態では、ポリオレフィンワックスは、プロピレン系ワックスである。「プロピレン系ワックス」は、170℃で、1,500mPa・s以下(≦)、または1,400mPa・s≦、また1,000mPa・s≦である溶融粘度を有するプロピレン系ポリマーである。プロピレン系ワックスは、大部分の量(すなわち、50重量%超)が重合プロピレンモノマーおよび任意のα−オレフィンコモノマーで構成される。一実施形態では、プロピレン系ワックスは、プロピレンホモポリマーである。プロピレン系ワックスは、チーグラーナッタ触媒重合またはメタロセン触媒重合によって製造することができ、それぞれ、チーグラーナッタ触媒プロピレン系ワックスまたはメタロセン触媒プロピレン系ワックスが得られる。好適なプロピレン系ワックスの非限定的な例としては、Clariantから入手可能な商品名LICOCENEで販売されているものが挙げられる。
一実施形態では、小さい粉末は、任意の添加剤を含む。
ブレンドは、(B)(i)0.920g/cc〜0.955g/ccの密度と、(ii)1.0g/10分〜15g/10分のメルトインデックスと、(iii)325μm〜4,000μmの平均体積平均粒子サイズと、を有するエチレン/α−オレフィンコポリマーを含有する第2の粉末(または「大きい粉末」)を含む。
ブレンドを回転成形して、物品を形成する
(A)(i)0.860g/cc、または0.870g/cc〜0.877g/cc、または0.880g/cc、または0.890g/ccの密度と、2g/10分、または3g/10分、または4g/10分、または5g/10分〜6g/10分、または7g/10分、または10g/10分のメルトインデックスとを有するエチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーと、(ii)アクリル系分散剤、ポロキサマー、およびそれらの組み合わせから選択される1重量%〜15重量%の分散剤と、(iii)任意に、エチレン系ワックスとを含む、本質的にそれからなる、またはそれからなり、(a)10μm、または20μm、または40μm〜50μm、または60μm、または70μm、または100μm、または200μmの平均体積平均粒子サイズと、(b)0.92〜1.0の球形度と、(c)1〜2未満の粒子サイズ分布と、(d)98%〜100%の粒子密度とを有する、5重量%〜20重量%、または30重量%の第1の粉末(または小さい粉末)と、
(B)(i)0.920g/cc、または0.930g/cc、または0.940g/cc〜0.950g/cc、または0.955g/ccの密度と、(ii)2g/10分、または3g/10分、または4g/10分、または5g/10分〜6g/10分、または7g/10分、または10g/10分のメルトインデックスとを有し、第2の粉末は、400μm、または500μm、または600μm〜700μm、または800μm、または900μm、または1,000μmの平均体積平均粒子サイズを有する、エチレン/α−オレフィンコポリマー(HDPEおよび/またはMDPEなど)を含む第2の粉末(または大きい粉末)とを含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるブレンドを提供することと、
ブレンドを回転成形して、回転成形品を形成することと、を含み、
回転成形品は、以下の特性:(i)回転成形品の内表面よりも高い静的COFを有する外表面、および/または(ii)回転成形品の内表面よりも高い動的COFを有する外表面、および/または(iii)0.8mm、または1.0mm、または3.0mm〜5.0mm、または10mm、または15mm、または20mm、または25mmの厚さを有する壁、のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する。
回転成形品
エチレン/1−オクテンマルチブロックコポリマーを含む小さい粉末A
エチレン/1−オクテンマルチブロックコポリマー(INFUSE(商標)9500)を含む小さい粉末Aは、水性分散液から粉末を分離することによって調製される。49.4μm(小さい粉末A50)、20μm(小さい粉末A20)、および90μm(小さい粉末A90)の平均体積平均粒子サイズを有する小さい粉末は、同じ方法で調製される。小さい粉末A50の調製は、以下のとおりである。
エチレンエラストマーを含む小さい粉末BおよびC(それぞれ、ENGAGE(商標)8452およびENGAGE(商標)8137)は、小さい粉末BがINFUSE(商標)9500の代わりにENGAGE(商標)8452を含み、小さい粉末CがINFUSE(商標)9500の代わりにENGAGE(商標)8137を含むことを除いて、小さい粉末Aと同じ方法で調製される。
大きい粉末A
大きい粉末Aは、エチレン/ヘキセンコポリマー(RESILITY(商標)XDPDB−3162)と、0.5重量%の緑色顔料(大きい粉末Aの総重量に基づく)と、を含有する。大きい粉末Aは、700μmの平均体積平均粒子サイズを有する。
大きい粉末Bは、エチレン/ヘキセンコポリマー(RESILITY(商標)XDPDB−3162)と、0.5重量%の緑色顔料(大きい粉末Bの総重量に基づく)と、を含有する。大きい粉末Bは、550μmの平均体積平均粒子サイズを有する。
Rotoline Lab(商標)0.50回転成形機(rotomolder)は、本体および蓋を持つ金型を備えている。金型は、試料1〜2の場合は305mm×305mm×305mm、試料3〜10およびCS 11の場合は177.8mm×177.8×177.8mmの寸法を有する立方体の形状である。金型は、外表面にグリップおよび滑り抵抗、ならびに滑らかな内表面(すなわち、金型表面)がある。布をシリコーン系離型剤に浸し、シリコーンベースの離型剤の薄い均一なコーティングを、金型本体および金型蓋を含む金型の内表面に塗布するために使用する。シリコーン系離型剤の目に見える滴または汚れはない。シリコーン系離型剤を、288℃のオーブン温度で金型を6分間予熱する間に金型に調理する。
ブレンドを含む金型を閉じ、調理サイクルを開始する。ブレンドは、288℃のオーブン温度および4:1の回転比で処理され、長軸は4rpmの速度で回転し、短軸は1rpmの速度で回転する。調理時間は22分、続いて6分の空冷、次いで4分の空冷を伴う水ミスト、次いで4分の空冷である。Paladin Sales EX Loggerで測定された回転成形プロセス中に、207℃のピーク内部気温(PIAT)が達成される。
いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、大きい粉末A(700μm)に比べて小さい粉末A50(49.4μm)の小さい平均体積平均粒子サイズは、小さい粉末粒子を、回転成形中に、金型の内表面に向かって大きい粉末粒子間に移動させる(またはその間に適合させる)と考えられる。したがって、小さい粉末A50は、回転成形中に、金型の内表面近くに集中している。これにより、外表面のCOFが内表面のCOFより大きく、好適な衝撃強度を維持しながら触覚を改善する回転成形品が得られる。
Claims (18)
- プロセスであって、
(A)
(i)0.860g/cc〜0.910g/ccの密度と、1.5g/10分〜1,000g/10分のメルトインデックスとを有するポリオレフィンと、
(ii)アクリル系分散剤、ポロキサマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される1重量%〜15重量%の分散剤と、
(iii)任意に、ポリオレフィンワックスと、を含み、
1μm〜300μmの平均体積平均粒子サイズを有する、第1の粉末と、
(B)
(i)0.920g/cc〜0.955g/ccの密度と、
(ii)1.0g/10分〜15g/10分のメルトインデックスと、を有するエチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーを含み、
325μm〜4,000μmの平均体積平均粒子サイズを有する、第2の粉末と、を含むブレンドを提供することと、
前記ブレンドを回転成形して、回転成形品を形成することと、を含む、プロセス。 - 第1に、前記第1の粉末を回転成形機の予熱された金型表面と接触させることと、
続いて、前記第2の粉末を前記第1の粉末と接触させて、前記回転成形機で前記ブレンドを形成することと、を含む、請求項1に記載のプロセス。 - 第1に、前記第1の粉末を回転成形機の予熱された金型表面と接触させることと、
続いて、前記第2の粉末を前記第1の粉末と接触させて、前記回転成形機で前記ブレンドを形成することと、を含み、前記回転成形機は、前記第2の粉末が前記第1の粉末と接触する前に回転しない、請求項1または2に記載のプロセス。 - 回転成形中に、回転成形機の金型表面に向かって前記第1の粉末を層状化することを含む、請求項1〜3のいずれかに記載のプロセス。
- 前記第1の粉末が実質的に固体の形態である間に、前記第2の粉末を前記第1の粉末と接触させることを含む、請求項1〜4のいずれかに記載のプロセス。
- 外表面および内表面を有する回転成形品を形成することを含み、前記外表面が前記内表面よりも高い静的摩擦係数を有する、請求項1〜5のいずれかに記載のプロセス。
- (i)前記ポリオレフィンがエチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーである第1の粉末を提供することを含む、請求項1〜6のいずれかに記載のプロセス。
- (a)10μm〜300μmの平均体積平均粒子サイズと、
(b)0.92〜1.0の球形度と、
(c)1〜10の粒子サイズ分布と、
(d)98%〜100%の粒子密度と、を有する、第1の粉末を提供することを含む、請求項1〜6のいずれかに記載のプロセス。 - 5重量%〜30重量%の前記第1の粉末を含むブレンドを提供することを含む、請求項1〜8のいずれかに記載のプロセス。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のプロセスによって製造される、回転成形品。
- 0.920g/cc〜0.955g/ccの密度と、1.0g/10分〜15g/10分のメルトインデックスとを有するエチレン/α−オレフィンコポリマーと、
0.860g/cc〜0.910g/ccの密度と、1.5g/10分〜1,000g/10分のメルトインデックスとを有するポリオレフィンと、
アクリル系分散剤、ポロキサマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される分散剤と、
任意に、ポリオレフィンワックスと、を含む、回転成形品。 - 空隙容量を包囲する壁を含む中空品である、請求項11に記載の回転成形品。
- 前記壁が、0.8mm〜25mmの厚さを有する、請求項12に記載の回転成形品。
- 前記壁が、前記空隙容量に面する内表面と、外表面とを含む2つの対向する面を有し、前記外表面が、前記内表面よりも高い静的摩擦係数を有する、請求項11〜13のいずれかに記載の回転成形品。
- 前記壁が、前記空隙容量に面する内表面と、外表面とを含む2つの対向する面を有し、前記外表面が、前記内表面よりも高い動的摩擦係数を有する、請求項11〜14のいずれかに記載の回転成形品。
- 前記ポリオレフィンが、エチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーである、請求項11〜15のいずれかに記載の回転成形品。
- 前記分散剤が、前記ポロキサマーである、請求項11〜16のいずれかに記載の回転成形品。
- 前記分散剤が、前記アクリル系分散剤である、請求項11〜16のいずれかに記載の回転成形品。
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