JP2022022125A

JP2022022125A - 熱硬化可能なバイオベースの注型コンパウンド、これから製造される成形体、及びこのような成形体を製造する方法

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Publication number: JP2022022125A
Application number: JP2021116245A
Authority: JP
Inventors: ビタリー・ダツュク; Datsyuk Vitaliy; アダム・オレンドール; Orendorz Adam; オスカー・アシャツ; Achatz Oskar
Original assignee: Schock GmbH
Current assignee: Schock GmbH
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2041-07-14
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Abstract

【課題】持続性（環境保護及び資源保全）に適した、改良された注型コンパウンドの提供。【解決手段】熱硬化可能なバイオベースの注型コンパウンドにおいて、（ａ）複数の単官能性のアクリルモノマー及び／又はメタクリルモノマーからなる混合物であって、１つ又は複数のモノマーはリサイクルされた材料からなり、１つ又は複数のモノマーは植物または動物に由来するものと、（ｂ）植物又は動物に由来する１つ又は複数の多官能性のアクリルバイオモノマー及び／又はメタクリルバイオモノマーと、（ｃ）リサイクルされた材料からなる、又は植物若しくは動物に由来する、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオール、ポリエステルから選択される１つ又は複数のポリマー又はコポリマーと、（ｄ）天然由来の無機充填物質粒子とを含み、（ａ）及び（ｂ）の割合は１０～４０重量％、（ｃ）の割合は１～１６重量％、（ｄ）の割合は４４～８９重量％である。【選択図】なし

Description

本発明は、重合注型コンパウンドから形成されるポリマーマトリクス及びその中に埋設された充填物質粒子からなる、成形体の製造に適している熱硬化可能なバイオベースの注型コンパウンドに関する。さらに本発明は、たとえば台所流し台、洗面台、作業プレート、浴槽又はシャワー槽又は作業プレートなどの形態の、このような注型コンパウンドから製造される成形体に関し、このとき重合注型コンパウンドは充填物質粒子が埋設されたポリマーマトリクスからなるバイオコンポジット材料を形成する。

本発明によるバイオコンポジット材料、又は本発明による成形体は、本発明による注型コンパウンドを製造するために、まず、少なくとも１つのバイオ（コ）ポリマー及び／又はリサイクル（コ）ポリマーの溶液中の無機充填物質粒子が、リサイクルされた、及びバイオベースの単官能性及び多官能性のモノマーからなる混合物中に分散され、次いで、注型コンパウンドが鋳型に射出され、成形キャビティが充填され、単官能性バイオモノマーと多官能性バイオモノマーとの熱誘導重合を通じて、材料が注型キャビティ形状に即して熱で固化されることによって製造される。

たとえば重合注型コンパウンドから台所流し台を製造することが知られている。それに応じて、このような台所流し台はポリマーマトリクスを有しており、その中に、所望の特性を調整するために充填物質粒子が埋設される。注型コンパウンドは、適当な架橋可能なポリマーを使用して製造され、石油化学由来のポリマー、すなわち石油ベースのポリマーが使用される。確かに、このようにして製造される台所流し台は非常に良好な機械的特性を示し、熱的にも広い温度範囲にわたって安定的である。それにもかかわらず、この種のポリマーの使用はとりわけ持続性（環境保護及び資源保全）の理由から不都合である。

したがって本発明の課題は、改良された注型コンパウンドを提供することにある。

この課題を解決するために、熱硬化可能なバイオベースの注型コンパウンドが意図され、この注型コンパウンドは次のものを含む。

（ａ）複数の単官能性のアクリルモノマー及び／又はメタクリルモノマーからなる混合物であって、１つまたは複数のモノマーはリサイクルされた材料からなり、１つ又は複数のモノマーは植物または動物に由来するものと、
（ｂ）植物又は動物に由来する１つ又は複数の多官能性のアクリルバイオモノマー及び／又はメタクリルバイオモノマーと、
（ｃ）リサイクルされた材料からなる、又は植物若しくは動物に由来する、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオール、ポリエステルから選択される１つ又は複数のポリマー又はコポリマーと、
（ｄ）天然由来の無機充填物質粒子、
単官能性のアクリルモノマー及び／又はメタクリルモノマー及び多官能性のアクリルバイオモノマー及びメタクリルバイオモノマーの割合は１０～４０重量％であり、１つ又は複数のポリマー又はコポリマーの割合は１～１６重量％であり、無機充填物質粒子の割合は４４～８９重量％である。

本発明による注型コンパウンドは、特に使用される架橋物質に関して、大部分が生物学的又は天然の材料からなることを特徴とする。本発明では、さまざまな単官能性のモノマーからなる混合物が使用される。本発明によると、単官能性のアクリルモノマー及びメタクリルモノマーの使用される混合物は、部分的にはリサイクルされた材料からなり、部分的には植物又は動物に由来するモノマーからなり、少なくとも１つのモノマーはリサイクルされたモノマーであり、少なくとも１つのモノマーはバイオベースであり、すなわち植物又は動物に由来する。すなわち、ここではリサイクルされた割合を除けば、石油化学的に得られたポリマーはほとんど使用されず、その割合も、場合によってはリサイクルされたバイオベース材料からなる。いずれの場合にも、石油化学をベースとする新しい材料が、リサイクルされた単官能性のモノマー割合の規模で使用されることはない。多官能性のモノマーとしては、植物又は動物に由来するモノマーのみが使用される。単官能性のモノマーであれ多官能性のモノマーであれ、植物または動物に由来するモノマーが使用される限りにおいて、これを「バイオモノマー」と呼ぶことができ、バイオモノマーとはバイオポリマーのモノマーである。「多官能性の」という概念は、２官能性、３官能性、及びそれ以上の官能性のバイオモノマーを含む。

使用されるポリマー又はコポリマーも、同じく純粋に植物又は動物に由来するのが好ましく、すなわち、これらの物質も石油化学由来ではない。ただし、ここでは植物／動物由来の物質の使用の代替として、リサイクル材料からなるポリマー又はコポリマーを使用するという選択肢もある。確かに、このような材料は多くの場合に石油化学に由来するが、新しい材料は使用されず、すでに存在しているがリサイクルされた材料が再利用され、このことは環境の観点からして同じく好ましい。バイオモノマーとリサイクル材料が使用されることで、本発明による注型コンパウンドの内部では結合剤においてさえ、従来使われている石油化学ベースの物質が持続可能な材料によって全面的に置き換えられる。純粋に植物又は動物に由来するポリマー又はコポリマーが使用されるのも当然ながら好ましく、それにより、上述したように充填物質も純粋に天然由来であるので、このケースでは、単官能性のリサイクルされたモノマー材料を除き、全面的に天然材料からなる注型コンパウンドがもたらされる。したがって、これに伴って本発明による注型コンパウンドから製造される成形体は、主として生物学的な、すなわち天然の材料からなるバイオ成形体である。充填物質粒子と、再生可能な源から製造される架橋材料とからバイオ複合素材又はバイオコンポジット材料を製造することは、石油化学で製造される材料の消費量及びこれに伴って石油消費量を削減し、環境に対してプラスに作用する。

植物又は動物に由来する単官能性のアクリルバイオポリマー及び／又はメタクリルバイオポリマー、植物または動物に由来する多官能性のアクリルバイオポリマー及び／又はメタクリルバイオポリマー、及び、植物又は動物に由来するポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオール、ポリエステルから選択されるバイオベースのポリマー又はコポリマーとして本件で理解されるのは、ＩＵＰＡＣＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ２０１２，ピュア・アンド・アプライド・ケミストリー（ＰｕｒｅＡｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．）２０１２年、Ｖｏｌ．８４，Ｎｏ．２，ｐｐ．３７７～４１０，「Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙｆｏｒｂｉｏｒｅｌａｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（ＩＵＰＡＣＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ２０１２）」（ｈｔｔｐ：／／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ｉｕｐａｃ．ｏｒｇ／ｐａｃ／ｐｄｆ／２０１２／ｐｄｆ／８４０２ｘ０３７７．ｐｄｆ）に記載のものであり、それによると「ｂｉｏｂａｓｅｄ」（すなわち「バイオベースの」）という概念は３８１頁の定義に基づき、「バイオマスに由来するバイオ製品から全面的又は部分的に構成され、又は誘導されたもの（植物、動物、及び海洋性又は森林性の材料を含む）」として定義され、すなわち、バイオベースの（植物性または動物性の）半製品又は出発物質を使用することも、相応のバイオベースの、すなわち植物性又は動物性の由来を有する、モノマー又はポリマー又はコポリマーの製造につながる。

注型コンパウンド又は成形体を、すなわちたとえば台所流し台を製造するために、主として天然の材料が使用されるにもかかわらず、驚くべきことにこの成形体は、石油化学で得られた周知の架橋材料から製造される注型コンパウンド又はそのような種類の成形体と比較したとき、非常に良好な、さらに部分的にはいっそう改善された機械的特性を、特に衝撃強さや引っかき強度に関して示すことが判明している。

台所流し台、シャワー槽、浴槽、洗面台、作業プレートなどのバイオコンポジット成形体を、高価値な単官能性及び多官能性のバイオアクリレートモノマー及びバイオメタクリレートモノマーから製造することは、高い技術的な性能要求と、いっそう高いＢｉｏＲｅｎｅｗａｂｌｅＣａｒｂｏｎＣｏｎｔｅｎｔ（ＢＲＣ）（再生可能な炭素の占める割合、又はバイオベース炭素含有率）とを製品中で組み合わせることを可能にする。単官能性及び多官能性のバイオアクリレートモノマー及びバイオメタクリレートモノマーを製造するには数多くのさまざまなバイオ利用可能な源が存在し、それは、たとえば植物油、動物油脂、木材などである。バイオモノマー中のＢＲＣは、最大で９０％を実現することができる。

バイオコンポジット材料からなる成形体は無機充填物質の混合物で成り立っており、この充填物質は、単官能性及び多官能性のモノマーの架橋重合プロセスを通じてポリマーマトリクスに埋設され、再生可能原料の使用によって高い持続性作用を実現する。

単官能性のモノマーと多官能性のバイオモノマーとの重量比率は、本発明によると２：１～８０：１、好ましくは４：１～７０：１、特に５：１～６０：１であるのがよい。

単官能性のモノマーは、リサイクルされたアクリレートの形態で、又は植物若しくは動物に由来するバイオベースのアクリレートの形態で使用することができる。

これは、ｎ－ブチルアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｔｅｒｔ．－ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、イソデシルアクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレート、エチルジグリコールアクリレート、ヘプタデシルアクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルカプロラクトンアクリレート、ポリカプロラクトンアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、テルチオブチルアクリレート、２（２－エトキシ）エチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２－フェノキシエチルアクリレート、エトキシル化４－フェニルアクリレート、トリメチルシクロヘキシルアクリレート、オクチルデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、エトキシル化４－ノニルフェノールアクリレート、イソボルニルアクリレート、環式トリメチルオルプロパン－ホルマールアクリレート、エトキシル化４－ラウリルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ステアリルアクリレート、多分岐ポリエステルアクリレート、メラミンアクリレート、シリコンアクリレート、エポキシアクリレートから選択することができる。

さらに単官能性のモノマーは、リサイクルされたメタクリレートの形態で、又は植物若しくは動物に由来するバイオベースのメタクリレートの形態で使用することができる。これは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、エヘニル（Ｅｈｅｎｙｌ）ポリエチレングリコールメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ステアリルポリエチレングリコールメタクリレート、イソトリデシルメタクリレート、ウレイドメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、３，３，５－トリメチルジクロヘキサノールメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ヘキシルエチルメタクリレート、グリセロールホルマールメタクリレート、ラウリルテトラデシルメタクリレート、Ｃ１７，４－メタクリレートから選択することができる。

多官能性のバイオモノマーは、バイオベースのアクリレートの形態で、すなわち植物又は動物に由来するアクリレートの形態で使用することができる。これは、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリブタジエンジアクリレート、３メチル－１，５－ペンタンジオールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化ヘキサンジオールジアクリレート、１，１０デカンジオールジアクリレート、エステルジオールジアクリレート、アルコキシル化ジアクリレート、トリジクロデカンジメタノールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジ－トリメチロールプロパンテトラアクリレート、Ｔｒｉｓ（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、ジ－ペンタエリトリトペンタアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトトリアクリレート、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化ペンタエリトリトテトラアクリレート、プロポキシル化グリセリルトリアクリレート、脂肪族ウレタンジアクリレート、脂肪族ウレタンヘキサアクリレート、脂肪族ウレタントリアクリレート、芳香族ウレタンジアクリレート、芳香族ウレタントリアクリレート、芳香族ウレタンヘキサアクリレート、ポリエステルヘキサアクリレート、エポキシ化ソヤオイルアクリレートから選択することができる。

さらに多官能性のバイオモノマーは、バイオベースのメタクリレートの形態で、すなわち植物又は動物に由来するメタクリレートの形態で使用することができる。これは、トリエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，４－ブタンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，６－ヘキサンジオールジメタクリレート、１，１０－デカンジオールジメタクリレート、１，３－ブチレングリコールジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジメタクリレート、トリジクロデカンジメタノールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートから選択することができる。

本発明によると、単官能性又は多官能性のアクリレート及び／又はメタクリレートと、特にポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオール、又はポリエステルから選択される、１つ又は複数のポリマー又はコポリマーとの重量比率は９０：１０～６０：４０であるのがよく、好ましくは８５：１５～７０：３０である。

無機充填物質粒子も天然の、すなわち生物学的な由来のものであり、人工的に製造されるのではない。これはＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＺｒＯ_２，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，Ｃｒ_２Ｏ_５、炭素、金属、又は合金から選択することができ、２つ又はそれ以上の異なる充填物質粒子の混合物を使用することもできる。混合比率は任意であってよい。

このとき、無機充填物質粒子は０．０１０～８０００μｍ、好ましくは０．０５～３０００μｍ、特に０．１～１３００μｍの粒度を有するのがよい。さらに無機充填物質粒子は、１．０～１０００のアスペクト比（長さ：個別粒子の幅）を有するのがよい。

簡易な加工可能性のために、得られる注型コンパウンドの粘性は、適当な射出装置により注型コンパウンドを圧力のもとで鋳型の中へ、その成形キャビティを完全に充填するように射出することができるように調整されるのがよい。

注型コンパウンドに加えて本発明は、本発明による注型コンパウンドから製造される成形体も対象とする。したがってこの成形体は、注型コンパウンドがバイオモノマー、バイオポリマー、及びバイオコポリマーを含んでいるので、バイオコンポジット体すなわちたとえばバイオコンポジット台所流し台等である。

このとき、さまざまに異なる成形体型式を製造することができる。たとえば成形体は、台所流し台、シャワー槽、洗面台、浴槽、作業プレート、又は床面パネル、壁面パネル、若しくは天井パネルであってよいが、これらの列挙は完結したものではない。

すでに説明したとおり、得られる成形体は、注型コンパウンドが構成されるバイオベースの出発材料の使用にもかかわらず、非常に良好な特性、特に機械的特性を有することが示されている。成形体の重合バイオコンポジット材料は、２～５ｍＪ／ｍｍ^２の衝撃強さを有するのがよく、－３０～３００℃の熱的な安定性も有するのがよい。

上に説明した本発明の利点は、１つ、２つ、又はそれ以上の単官能性バイオモノマーの使用が、最終製品すなわち完成した成形体の熱的、機械的、及び表面特性を、製品要求に応じて変更するのを可能にするということである。衝撃強さは、たとえば良好な柔軟性を有するバイオ・ラウリルメタクリレートモノマーの添加によって改善することができる。

バイオコンポジット材料中のバイオ・ラウリルメタクリレートの濃度は、約０．５～約１０重量％であるのが好ましく、特に０．７～５．０重量％である。わずかな量の柔軟なバイオ・ラウリルメタクリレートが、衝撃強さの改善につながることが確認されている。

上に説明した本発明のさらに別の利点は、完成した成形体の熱的な耐久性を、たとえばいっそう高い熱的な安定性を有するバイオ・イソボルニルメタクリレートモノマーの添加によって改善できることである。

バイオコンポジット材料中のバイオ・イソボルニルメタクリレートの濃度は約１．０～約２０重量％であるのが好ましく、特に２．０～１７．０重量％である。わずかな量のバイオ・イソボルニルメタクリレートが、引っかき強度の改善につながることが確認されている。

本発明のさらに別の利点は、たとえば改善された耐候性を有するバイオ・イソボルニルアクリレートモノマーの添加によって耐老化性を改善できることにある。バイオコンポジット材料中のバイオ・イソボルニルアクリレートの濃度は約１．０～約１０重量％であるのが好ましく、特に２．０～７．０重量％である。わずかな量のバイオ・イソボルニルアクリレートが、耐老化性の改善につながることが確認されている。

本発明のさらに別の利点は、たとえばバイオ－（１，１０－デカンジオールジアクリレート）２官能性モノマーの添加によって、化学的な耐久性が改善されることにある。バイオコンポジット材料中のバイオ－（１，１０－デカンジオールジアクリレート）の濃度は約０．１５～約１０重量％であるのが好ましく、特に０．３～５．０重量％である。わずかな量のバイオ－（１，１０－デカンジオールジアクリレート）が、化学的な耐久性の改善につながることが確認されている。

本発明のさらに別の利点は、たとえばバイオ－（プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート）３官能性モノマーの添加により、非常に良好な充填物質湿潤に基づいて充填物質分散が高められることにある。バイオコンポジット材料中のバイオ－（プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート）の濃度は約０．１～約５重量％であるのが好ましく、特に０．３～２．０重量％である。わずかな量のバイオ－（プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート）が、マトリクス中の充填物質分布の改善につながるとともに、改良された熱的及び機械的な特性につながることが確認されている。

本発明のさらに別の利点は、たとえばいっそう高い耐摩耗性を有するバイオ・ポリエチレングリコールジメタクリレート２官能性モノマーの添加によって、成形対象物のバイオコンポジット配合物の耐摩耗性を改善できることにある。バイオコンポジット材料中のバイオ・ポリエチレングリコールジメタクリレートの濃度は約０．１～約１０重量％であるのが好ましく、特に０．３～５．０重量％である。わずかな量のバイオ・ポリエチレングリコールジメタクリレートが、耐摩耗性の改善につながることが確認されている。

本発明のさらに別の利点は、たとえばいっそう高い引っかき強度を有するバイオ・ジペンタエリトリトールペンタアクリレート多官能性モノマーの添加によって、成形体の引っかき強度を改善できることにある。バイオコンポジット材料中のバイオ・ジペンタエリトリトールペンタアクリレートの濃度は約０．１～約７重量％であるのが好ましく、特に０．３～５．０重量％である。わずかな量のバイオ・ジペンタエリトリトールペンタアクリレートが、引っかき強度の改善につながることが確認されている。

無機充填物質は、ＳｉＯ_２の形態で、石英粒子、クリストバライト粒子、発熱性珪酸粒子、曝気された珪酸粒子、珪酸繊維、珪酸フィブリル、珪酸塩粒子、たとえば層状珪酸塩；Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ＴｉＯ_２粒子、Ｆｅ_２Ｏ_３粒子、ＺｎＯ粒子、Ｃｒ_２Ｏ_５粒子、すす粒子、炭素ナノチューブ粒子、グラファイト粒子又はグラフェン粒子の形態で使用することができる。

ポリマーマトリクス中での無機充填物質の卓越した安定的な分散を得るために、モノマー混合物は、リサイクルされた、又はバイオベースの資源からなるポリマー及び／又はコポリマーのバイオベースの組成を適切な粘性の調整のために含むことができる。

さらに本発明は、上に説明した種類の成形体を製造する方法に関し、この方法では、同じく上に説明した種類の注型コンパウンドが使用され、この注型コンパウンドが鋳型に入れられ、その中で室温に比べて高い温度で重合され、次いで、重合した成形体が鋳型から取り出されて冷却される。

このとき重合中の温度は６０～１４０℃であるのがよく、好ましくは７５～１３０℃、特に８０～１１０℃である。

さらに、注型コンパウンドが重合のために鋳型の中にとどまる保持時間は１５～５０分であるのがよく、好ましくは２０～４５分、特に２５～３５分である。

熱硬化可能なバイオベースの注型コンパウンドからの成形体の製造は、次の事項を含む多段階のプロセスである。
－ポリマーマトリクス成分が製造され、
－ポリマーマトリクス中に無機充填物質が分散され、
－台所流し台、洗面台、浴槽、作業プレートが架橋重合される。

次に、本発明による注型コンパウンド、本発明による成形体、及び本発明による方法を詳しく説明するために複数の実験例を掲げる。

実施例１
さまざまな単官能性モノマーからなるポリマーマトリクス成分の製造
使用する成分
（ａ）単官能性モノマー
単官能性のバイオベースのモノマー
イソボルニルメタクリレート（ＩＢＯＭＡ，ＥｖｏｎｉｋＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＭａｔｅｒｉａｌｓＧｍｂＨ）、ラウリルメタクリレート（ＬＭＡ，ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）、イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ；ＭｉｗｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ）、エチルメタクリレート（ＢＣＨＢｒｕｈｌＣｈｅｍｉｋａｌｉｅｎＨａｎｄｅｌＧｍｂＨ）
これらの成分はいずれも植物又は動物に由来するものであり、たとえばＶＩＳＩＯＭＥＲ（登録商標）ＴｅｒｒａＩＢＯＭＡは松脂から製造される。

単官能性のリサイクルされたモノマー
単官能性のリサイクルされたモノマーメタクリレート（ｒｅｃ．－ＭＭＡ、ＭｏｎｏｍｅｒｏｓｄｅｌＶａｌｌｅｓ，Ｓ．Ｌ．）
（ｂ）多官能性モノマー
１，１０－（デカンジオールジアクリレート）（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）
（ｃ）ポリマー
アクリルガラス微粉砕品ＸＰ８５（リサイクルされたＰＭＭＡ，Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ－ｕｎｄＦａｒｂｅｎ－ＧｍｂＨ）及びＡｑｕａｌｏｎＥＣ－Ｎ１０００１００（バイオベースのエチルセルロース，ＡｓｈｌａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉｅＤｅｕｔｓｃｈｌａｎｄＧｍｂＨ）
（ｄ）充填物質
ＳｉＯ_２［８０％石英粒度０．０６～０．３ｍｍ（ＤｏｒｆｎｅｒＧｍｂＨ）；２０％石英粉末、粒度０．１～０．７０μｍ（ＱｕａｒｚｗｅｒｋｅＧｍｂＨ）及びＴｉＯ_２粒子（ＣｒｙｓｔａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢ．Ｖ．）
（ｅ）添加剤
バイオベースの分散添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅＧｍｂＨ）及びチキソトロピー添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅＧｍｂＨ）
ポリマーマトリクスの製造のための組成を、表１の単官能性モノマー：イソボルニルメタクリレート（ＥｖｏｎｉｋＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＭａｔｅｒｉａｌｓＧｍｂＨ）、ラウリルメタクリレートＬＭＡ，ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）、イソボルニルアクリレート（ＭｉｗｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ）、エチルメタクリレート（ＢＣＨＢｒｕｈｌＣｈｅｍｉｋａｌｉｅｎＨａｎｄｅｌＧｍｂＨ）の混合物へのアクリルガラス微粉砕品ＸＰ８５（リサイクルされたＰＭＭＡ，Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ－ｕｎｄＦａｒｂｅｎ－ＧｍｂＨ）及びＡｑｕａｌｏｎＥＣ－Ｎ１０００１００（バイオポリマーとしてのバイオベースのエチルセルロース，ＡｓｈｌａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉｅＤｅｕｔｓｃｈｌａｎｄＧｍｂＨ）の溶解によって製作する。反応混合物を４０℃に加熱して、澄んだ溶液が得られるまで１００分のあいだ溶解性を促進させた。マトリクス成分の比較のために組成を準備し、表１にまとめた。

表１のすべての試料を、アクリルガラス微粉砕品ＸＰ８５及びＡｑｕａｌｏｎＥＣ－Ｎ１０００１１（９５：５）のための溶剤として、反応産物の粘性の向上のために８０：２０の比率で使用し（１２０～１５５ｃＰｓ、ブルックフィールド粘度計ＤＶＩＰｒｉｍｅ）、続いて２０重量％のバイオ－（１，１０デカンジオールジアクリレート）（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）を添加した。

バイオ－（１，１０－ＤＤＤＡ）を添加した試料１～３のアクリルガラス微粉砕品ＸＰ８５及びＡｑｕａｌｏｎＥＣ－Ｎ１０００１１からなる澄んだ溶液を、無機充填物質（７０重量％）からなる混合物の分散のために使用し、この混合物は、９５重量％のＳｉＯ_２［８０％石英粒度０．０６～０．３ｍｍ（ＤｏｒｆｎｅｒＧｍｂＨ）、２０％石英粉末、粒度０．１～０．７０μｍ（ＱｕａｒｚｗｅｒｋｅＧｍｂＨ）］、及び５％のＴｉＯ_２粒子（ＣｒｙｓｔａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢ．Ｖ．）を含んでいる。さらに、バイオベースの分散添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ）とチキソトロピー添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ）を添加した。こうして製造した注型コンパウンドを２０分のあいだ撹拌した（ＤｉｓｐｅｒｍａｔＡＥ－３Ｍ，ＶＭＡ－ＧｅｔｚｍａｎｎＧｍｂＨ）。この注型コンパウンドから、鋳型の中に注型コンパウンドを注いで３５分のあいだ１１０℃で重合させることによって、台所流し台の形態の成形体を製造した。

試料１～３に基づく台所流し台の機械的及び熱的な特性

衝撃強さ測定のために、８０×６ｍｍのサイズの１２個の試料を流し台から切断する。測定はＺｗｉｃｋＲｏｅｌｌＨＩＴＰ器具で実施する。

引っかき強度測定のために、１つの試料（１００×１００ｍｍ）を切断し、引っかきの前後のトポグラフィを測定した（ＭｉｔｕｔｏｙｏＳｕｒｆｔｅｓｔＳＪ５００Ｐ）。

テーバー摩耗テストのために、１つの試料（１００×１００ｍｍ）を切断し、Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ１７２０で摩耗テストを実施する。

^＊この方法は試験規則ＤＩＮＥＮ１３３１０に依拠しており、この試験規則では試験体が１８０℃の温度で２０分のあいだ、流し台の表面に目に見える変化を残すことなく、台所流し台の中央に配置される。

^＊＊この試験は試験規則ＤＩＮＥＮ１３３１０に依拠しており、この試験規則では、流し台が１０００回のサイクルで冷水と温水により処理される。Ｔ＝９０℃の温水が９０秒のあいだ流し台に流れ込み、続いて３０秒のあいだ緩和がなされ、これに続く９０秒のあいだ引き続き冷水（Ｔ＝１５℃）を流す。このサイクルが３０秒の緩和によって終了する。

対照用流し台の複合材料は、独国特許出願明細書ＤＥ３８３２３５１Ａ１に基づき、石油化学に由来する有機化合物を使用して製造した。

表が示すとおり、すべての実験例が、モノマーとポリマーに関してバイオベースでない成分からなる周知の対照用流し台の特性に少なくとも相当する、又は多くのケースで対照用流し台よりもさらに改善された、測定された特性を示している。特に衝撃強さは、サンプル１～３において部分的に有意に改善されている。

実施例２
さまざまな多官能性モノマーを有するポリマーマトリクス成分の製造
使用する成分
（ａ）単官能性モノマー
６２：３８の比率におけるリサイクルされたＭＭＡとバイオベースのＬＭＡ（リサイクルされたモノマーメタクリレート（ｒｅｃ．－ＭＭＡ、ＭｏｎｏｍｅｒｏｓｄｅｌＶａｌｌｅｓ，Ｓ．Ｌ）、及びバイオモノマーとしてラウリルメタクリレート（ＬＭＡ，ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ））
（ｂ）多官能性モノマー
１，１０－（デカンジオールジアクリレート）、プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）、及びエポキシ化ソヤオイルジアクリレート（ＭｉｗｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ）
（ｃ）ポリマー
アクリルガラス微粉砕品ＸＰ８５（リサイクルされたＰＭＭＡ（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ－ｕｎｄＦａｒｂｅｎ－ＧｍｂＨ）及びＡｑｕａｌｏｎＥＣ－Ｎ１０００１００（エチルセルロース，ＡｓｈｌａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉｅＤｅｕｔｓｃｈｌａｎｄＧｍｂＨ）
（ｄ）充填物質
ＳｉＯ_２［８０％石英粒度０．０６～０．３ｍｍ（ＤｏｒｆｎｅｒＧｍｂＨ）；２０％石英粉末、粒度０．１～０．７０μｍ（ＱｕａｒｚｗｅｒｋｅＧｍｂＨ）］及びＴｉＯ_２粒子（ＣｒｙｓｔａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢ．Ｖ．）
（ｅ）添加剤
バイオベースの分散添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅＧｍｂＨ）及びチキソトロピー添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅＧｍｂＨ）
ポリマーマトリクスの製造のための組成を、アクリルガラス微粉砕品ＸＰ８５（リサイクルされたＰＭＭＡ（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ－ｕｎｄＦａｒｂｅｎ－ＧｍｂＨ）及びＡｑｕａｌｏｎＥＣ－Ｎ１０００１００（エチルセルロース，ＡｓｈｌａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉｅＤｅｕｔｓｃｈｌａｎｄＧｍｂＨ）の、６２：３８の比率における単官能性モノマーｒｅｃ．ＭＭＡ及びＬＭＡからなる混合物への溶解によって製作する。反応混合物を４０℃に加熱して、１５０分のあいだ溶解性を促進させ、続けて、多官能性モノマー：１，１０ＤＤＤＡ、プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧ－ＤＭＡ，ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）、エポキシ化ソヤオイルアクリレート（ＭｉｗｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ）を添加して、ポリマーマトリクスの形成のための組成を完成させた。マトリクス成分を比較するために、それぞれ異なる多官能性モノマーからなる組成を製作しており、表３にまとめてある。多官能性モノマーの濃度は、単官能性モノマーの量に対する重量％で記載している。

試料４～６に基づく台所流し台の機械的及び熱的な特性

表４の測定値が示すとおり、この実験例の枠内においても成形体は部分的に、特に衝撃強さと引っかき強度に関して、著しく改善された機械的特性を示している。すなわち、バイオベースの出発材料を使用することで、環境の観点から好都合な改善が実現されるばかりでなく、特に成形体の機械的特性の改善も実現される。

実施例３
さまざまなリサイクルポリマー又はバイオポリマーを有するポリマーマトリクス成分の製造
使用する成分
（ａ）単官能性モノマー
６２：３８の比率におけるリサイクルされたＭＭＡとバイオベースのＬＭＡ（リサイクルされたモノマーメタクリレート（ｒｅｃ．ＭＭＡ、ＭｏｎｏｍｅｒｏｓｄｅｌＶａｌｌｅｓ、Ｓ，Ｌ）及びラウリルメタクリレート（ＬＭＡ，ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ））
多官能性バイオモノマー
１４：１４の比率におけるバイオ－（１，１０－デカンジオールジアクリレート）（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）とプロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）
（ｂ）ポリマー
リサイクルされたポリマー及びバイオポリマー及びバイオコポリマー：リサイクルされたＰＭＭＡ（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ－ｕｎｄＦａｒｂｅｎ－ＧｍｂＨ）、キャスターオイルポリマー（Ｄ．Ｏ．ＧＤｅｕｔｓｃｈｅＯｅｌｆａｂｒｉｋＧｅｓ．ｆ．ｃｈｅｍ．Ｅｒｚ．ｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ）
（ｄ）充填物質
ＳｉＯ_２［８０％石英粒度０．０６～０．３ｍｍ（ＤｏｒｆｎｅｒＧｍｂＨ）；２０％石英粉末、粒度０．１～０．７０μｍ（ＱｕａｒｚｗｅｒｋｅＧｍｂＨ）］及びＴｉＯ_２粒子（ＣｒｙｓｔａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢ．Ｖ．）
（ｅ）添加剤
バイオベースの分散添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ）及びチキソトロピー添加剤（０．１％）（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ）
ポリマーマトリクスの製造のための組成を、単官能性モノマーｒｅｃ．ＭＭＡとＬＭＡとの６８：３２の比率の混合物への、リサイクルされたポリマー及び／又はバイオポリマー及び／又はバイオコポリマー（リサイクルされたＰＭＭＡ（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ－ｕｎｄＦａｒｂｅｎ－ＧｍｂＨ）、キャスターオイルポリマー（Ｄ．Ｏ．ＧＤｅｕｔｓｃｈｅＯｅｌｆａｂｒｉｋＧｅｓ．ｆ．ｃｈｅｍ．Ｅｒｚ．ｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ）の溶解によって製作する。反応混合物を４０℃に加熱して、１００分のあいだ溶解性を促進させ、続けて、バイオ（１，１０－デカンジオールジアクリレート）（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）及びプロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート（ＡｒｋｅｍａＦｒａｎｃｅ）を１４：１４の比率で添加して、ポリマーマトリクスの形成のための組成を完成させた。マトリクス成分を比較するために、それぞれ異なるリサイクルされたポリマー及びバイオポリマーからなる組成を製作しており、表５にまとめてある。バイオモノマーの濃度は、単官能性モノマーの量に対する重量％で記載している。

実施例１で説明した方法に従って台所流し台を製造した。

試料７に基づく台所流し台の機械的及び熱的な特性

Claims

熱硬化可能なバイオベースの注型コンパウンドにおいて、
（ａ）複数の単官能性のアクリルモノマー及び／又はメタクリルモノマーからなる混合物であって、１つまたは複数のモノマーはリサイクルされた材料からなり、１つ又は複数のモノマーは植物または動物に由来するものと、
（ｂ）植物又は動物に由来する１つ又は複数の多官能性のアクリルバイオモノマー及び／又はメタクリルバイオモノマーと、
（ｃ）リサイクルされた材料からなる、又は植物若しくは動物に由来する、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオール、ポリエステルから選択される１つ又は複数のポリマー又はコポリマーと、
（ｄ）天然由来の無機充填物質粒子とを含み、単官能性のアクリルモノマー及び／又はメタクリルモノマー及び多官能性のアクリルバイオモノマー及びメタクリルバイオモノマーの割合は１０～４０重量％であり、１つ又は複数のポリマー又はコポリマーの割合は１～１６重量％であり、無機充填物質粒子の割合は４４～８９重量％である注型コンパウンド。
単官能性モノマーと多官能性バイオモノマーの重量比率は２：１～８０：１、好ましくは４：１～７０：１、特に５：１～６０：１である、請求項１に記載の注型コンパウンド。
単官能性モノマーは、リサイクルされたアクリレート及び植物若しくは動物に由来するアクリレート、すなわちｎ－ブチルアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、イソデシルアクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレート、エチルジグリコールアクリレート、ヘプタデシルアクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルカプロラクトンアクリレート、ポリカプロラクトンアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、テルチオブチルアクリレート、２（２－エトキシ）エチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２－フェノキシエチルアクリレート、エトキシル化４－フェニルアクリレート、トリメチルシクロヘキシルアクリレート、オクチルデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、エトキシル化４－ノニルフェノールアクリレート、イソボルニルアクリレート、環式トリメチルオルプロパンホルマールアクリレート、エトキシル化４－ラウリルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ステアリルアクリレート、多分岐ポリエステルアクリレート、メラミンアクリレート、シリコンアクリレート、エポキシアクリレートから選択され、及びリサイクルされたメタクリレート及び植物若しくは動物に由来するメタクリレート、すなわちメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、エヘニル（Ｅｈｅｎｙｌ）ポリエチレングリコールメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ステアリルポリエチレングリコールメタクリレート、イソトリデシルメタクリレート、ウレイドメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、３，３，５－トリメチルジクロヘキサノールメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ヘキシルエチルメタクリレート、グリセロールホルマールメタクリレート、ラウリルテトラデシルメタクリレート、Ｃ１７，４－メタクリレートから選択される、請求項１又は２に記載の注型コンパウンド。
１つ又は複数の多官能性バイオモノマーは、植物又は動物に由来するアクリレート、すなわち１，６ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリブタジエンジアクリレート、３メチル－１，５－ペンタンジオールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化ヘキサンジオールジアクリレート、１，１０デカンジオールジアクリレート、エステルジオールジアクリレート、アルコキシル化ジアクリレート、トリジクロデカンジメタノールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジ－トリメチロールプロパンテトラアクリレート、Ｔｒｉｓ（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、ジ－ペンタエリトリトペンタアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトトリアクリレート、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化ペンタエリトリトテトラアクリレート、プロポキシル化グリセリルトリアクリレート、脂肪族ウレタンジアクリレート、脂肪族ウレタンヘキサアクリレート、脂肪族ウレタントリアクリレート、芳香族ウレタンジアクリレート、芳香族ウレタントリアクリレート、芳香族ウレタンヘキサアクリレート、ポリエステルヘキサアクリレート、エポキシ化ソヤオイルアクリレートから選択され、及び植物又は動物に由来する多官能性メタクリレート、すなわちトリエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，４－ブタンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，６－ヘキサンジオールジメタクリレート、１，１０－デカンジオールジメタクリレート、１，３－ブチレングリコールジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジメタクリレート、トリジクロデカンジメタノールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートから選択される、請求項１から３のいずれか１項に記載の注型コンパウンド。
単官能性及び多官能性のアクリレート及び／又はメタクリレートと１つ又は複数のポリマー又はコポリマーとの重量比率は９０：１０～６０：４０であり、好ましくは８５：１５～７０：３０である、請求項１から４のいずれか１項に記載の注型コンパウンド。
無機充填物質粒子はＳｉＯ_２，Ａｌ２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＺｒＯ_２，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，Ｃｒ_２Ｏ_５、炭素、金属、又は合金から選択される、請求項１から５のいずれか１項に記載の注型コンパウンド。
無機充填物質粒子は０．０１０～８０００μｍ、好ましくは０．０５～３０００μｍ、特に０．１～１３００μｍの粒度を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の注型コンパウンド。
無機充填物質粒子は１．０～１０００の長さと幅のアスペクト比（長さ：個別粒子の幅）を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の注型コンパウンド。
前記注型コンパウンドは鋳型への射出を可能にする粘性を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の注型コンパウンド。
請求項１から９のいずれか１項に記載の注型コンパウンドを使用して製造された成形体。
前記成形体は台所流し台、シャワー槽、洗面台、浴槽、作業プレート、又は床面パネル、壁面パネル、若しくは天井パネルである、請求項１０に記載の成形体。
請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の成形体を製造する方法において、請求項１から９のいずれか１項に記載の注型コンパウンドが使用され、該注型コンパウンドが鋳型に入れられ、その中で室温に比べて高い温度で重合させられ、次いで、重合した成形体が鋳型から取り出されて冷却される方法。
重合中の温度は６０～１４０℃、好ましくは７５～１３０℃、特に８０～１１０℃である、請求項１２に記載の方法。
前記注型コンパウンドが重合のために鋳型の中にとどまる保持時間は１５～５０分、好ましくは２０～４５分、特に２５～３５分である、請求項１２又は１３に記載の方法。